KR20100083088A

KR20100083088A - 페이징 메시지 송수신 방법

Info

Publication number: KR20100083088A
Application number: KR1020090035431A
Authority: KR
Inventors: 박기원; 김용호; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-01-12
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-07-21

Abstract

본 발명은 펨토 셀을 적용한 무선접속 시스템에서 유휴모드 단말의 통신 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예로서, 펨토셀 환경에서 단말이 페이징 메시지를 수신하는 방법은 제 1 기지국으로부터 제 1 셀 영역의 제 1 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령 메시지를 수신하는 단계와 상기 제 1 기지국과 위치갱신을 수행하기 위한 제 1 타이머를 설정하는 단계와 상기 제 1 셀 영역에서 제 2 셀 영역으로 이동하는 단계와 상기 위치갱신을 소정의 기간 동안 지연하기 위한 제 2 타이머를 설정하는 단계 및 상기 제 2 셀 영역에서 페이징 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

페이징, 펨토셀, 매크로셀, 위치 갱신 지연 타이머

Description

페이징 메시지 송수신 방법{Method of transmitting and receiving a Paging Message}

본 발명은 펨토 셀을 적용한 무선접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 펨토 셀 환경에서 유휴 모드 단말의 통신 방법에 관한 것이다.

이하에서는 펨토셀(Femto Cell)에 대하여 간략히 설명한다.

펨토(Femto)란 10^-15의 매우 작은 단위를 나타낸다. 이러한 의미에서 펨토셀이란 초소형/저전력 가정/사무실용 옥내 기지국을 의미한다. 펨토셀은 피코셀(picocell)과도 유사한 의미로 사용되지만, 조금 더 진화된 기능을 갖는 의미로 사용되고 있다. 펨토셀은 광대역 라우터에 연결하는 소형 셀룰러 기지국으로 기존의 2G 시스템은 물론 3G 시스템의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 줄 수 있다.

이와 같은 펨토셀의 장점에 대해 설명하면 다음과 같다.

최근 펨토셀이 3G 보급을 촉진시키고, 옥내 커버리지를 넓히는 기폭제가 될 수 있다는 조사 보고서가 발표되어 주목을 끌고 있다. 2011년까지 전세계 펨토셀 단말 사용자가 1억 200만 명으로 증가할 것이며 기지국인 AP(Access Point)의 설치도 3,200만 개에 달하는 것으로 전망된다.

또한, 펨토셀은 셀 커버리지를 강화할 수 있고, 음성서비스의 품질(Quality)을 높일 수 있다. 또한, 이동 통신사들은 펨토셀을 통한 데이터 서비스를 제공함으로써 가입자들을 완전히 3G에 적응시킬 수 있을 것으로 예상된다.

즉, 펨토셀을 이용한 통신 시스템은 (1) 셀 커버리지 증가(Cell Coverage Improvement), (2) 인프라 구축 비용 감소(Infrastructure cost decrease), (3) 새로운 서비스 제공(New service Offering), (4) FMC (Fixed Mobile Convergence) 가속화와 같은 장점들을 향유할 수 있다.

하나 이상의 펨토셀은 특정 서비스별 또는 지역별로 그룹핑되어 펨토셀 그룹(Femtocell Group)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 특정 단말에만 접속(Access)이 허락된 펨토셀 그룹을 폐 가입자 그룹(CSG: Closed Subscriber Group)이라 부를 수 있다. 펨토 기지국(FBS)은 단말의 CSG 식별자(CSG ID)를 확인하여 CSG에 가입한 단말에만 접속을 허락할 수 있다.

도 1은 중첩(overlay) 네트워크에서 펨토셀 배치구조의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 펨토셀(Femto cell) 기지국의 백본(Backbone) 망은 유선으로 연결된 ISP 망에 직접 연결되어 있으며, ISP 망과의 연결 점에 펨토셀 게이트웨이(FGW: Femtocell GateWay)가 존재할 수 있다. FGW는 매크로 기지국(MBS: Macro Base Station)과의 통신을 연결해주는 접점역할을 할 수 있다.

FGW는 펨토셀 기지국(FBS: Femtocell Base Station)들과 직접 연결되어 있을 수도 있고, ISP마다 통합된 서버개념으로 코어망(Core Network)과 ISP 망 사이에 위치할 수도 있다. 또한, 시스템은 FGW의 위치에 관계없이 CNS GW, ASN GW를 통해 매크로 BS와의 통신을 보장해줄 수도 있다. 중첩 네트워크에서는 MBS가 FBS들에 대한 일부 또는 모든 정보들을 송수신하거나 저장할 수 있다.

또한, 펨토셀 기지국 구성(Femtocell BS Configuration)이 끝나고 나면, MBS는 FBS의 위치정보를 포함한 정보들을 인지할 수 있다. 따라서, MBS는 FBS와 직접 무선 인터페이스(i.e. Air-Interface) 통신을 수행할 수 있다.

이때, 단말의 홈 펨토 기지국(Home Femto BS) 및 폐가입자그룹(CSG: Closed Subscriber Group) 펨토 기지국을 포함하는 매크로 기지국을 중첩 매크로 기지국(Overlay Macro BS) 또는 오버레이 매크로 기지국으로 부를 수 있다.

도 2는 비중첩(Non-overlay) 네트워크에서 펨토셀 배치구조의 일례를 나타내는 도면이다.

비중첩(Non-overlay) 구조에서 MBS들의 인접한 경계부분에 사용자들이 일시적으로 많은 경우, 매크로 셀의 경계부분에 FBS들이 설치될 수 있다. 이러한 경우에는 MBS는 FBS들에 대한 모든 정보를 저장하지 못할 수 있다. 이러한 경우, FGW는 중첩 구조에서와 마찬가지로 MBS와의 통신을 연결해주는 접점역할을 수행할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예들과 관련된 단말의 유휴 모드 및 페이징 그룹에 대하여 간략하게 설명한다.

유휴 모드(Idle Mode)는 일반적으로 단말이 다중 기지국으로 구성된 무선링크 환경을 이동시, 특정 기지국에 등록하지 않더라도 하향링크(DL: Down Link) 브로드캐스트 트래픽 전송을 주기적으로 수행할 수 있도록 지원해주는 동작을 말한다.

단말은 일정 시간 동안 기지국으로부터 트래픽(traffic)을 수신하지 않는 경우, 전력을 절약(Power saving)하기 위해 유휴 모드로 천이할 수 있다. 유휴 모드로 천이한 단말은 평균적 기간(Available interval) 동안 기지국이 전송하는 방송 메시지(예를 들어, 페이징 메시지)를 수신하여 일반모드(normal mode)로 천이할지 또는 유휴 모드로 남아 있을지를 판단할 수 있다. 또한, 유휴 모드에 있는 단말은 위치갱신을 수행함으로써, 페이징 컨트롤러(Paging controller)에 자신의 위치를 알릴 수 있다.

유휴 모드는 핸드오버와 관련된 활성 요구 및 일반적인 운영 요구들을 제거함으로써 단말에 혜택을 줄 수 있다. 유휴 모드는 단말 활동을 이산 주기에서 스캐닝하도록 제한함으로써, 단말이 사용하는 전력 및 운용 자원을 절약할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 유휴 모드는 단말에 보류(pending) 중인 하향링크 트래픽에 대해 알릴 수 있는 간단하고 적절한 방식을 제공하고, 비활동적인 단말로부터 무선 인터페이스 및 네트워크 핸드오버(HO: Hand Over) 트래픽을 제거함으로써 네트워크 및 기지국에 혜택을 줄 수 있다.

페이징이란 이동통신에서 착신호 발생시 해당하는 이동단말(MS: Mobile Station)의 위치(예를 들어, 어느 기지국 또는 어느 교환국 등)를 파악하는 기능을 말한다. 유휴 모드(Idle Mode)를 지원하는 다수의 기지국(BS: Base Station)들은 특정 페이징 그룹(Paging Group)에 소속되어 페이징 영역을 구성할 수 있다.

이때, 페이징 그룹은 논리적인 그룹을 나타낸다. 페이징 그룹의 목적은 이동단말(MS)을 타겟(target)으로 하는 트래픽이 있다면, 하향링크(DL: Down Link)로 페이지(page)될 수 있는 인접범위 영역을 제공하기 위한 것이다. 페이징 그룹은 특정 단말이 동일 페이징 그룹 내에서 대부분의 시간 동안 존재할 수 있을 정도로 충분히 크고, 페이징 부하가 적정한 수준을 유지하기 위해 충분히 작아야 한다는 조건을 충족시키는 것이 바람직하다.

페이징 그룹은 하나 이상의 기지국을 포함할 수 있으며, 하나의 기지국은 하나 또는 그 이상의 페이징 그룹에 포함될 수 있다. 페이징 그룹은 관리 시스템에서 정의한다. 페이징 그룹에서는 페이징 그룹-실행(action) 백본망 메시지를 사용할 수 있다. 또한, 페이징 컨트롤러는 백본망 메시지 중 하나인 페이징 공지(paging-announce) 메시지를 이용하여 유휴 모드인 단말의 리스트를 관리하고, 페이징 그룹에 속하는 모든 기지국의 초기 페이징을 관리할 수 있다.

페이징의 성공률을 높이기 위해서 단말은 위치갱신(Location Update) 절차를 수행할 수 있다. 위치갱신이란 유휴 모드에 진입한 단말에 대한 페이징시의 성공률(hit ratio)을 높이기 위한 단말의 동작으로, 단말이 새로운 지역으로 이동할 때 자신이 들어간 새로운 위치 또는 영역을 망(network)에 보고하는 과정을 말한다. 이러한 위치갱신 절차는, 단말과 기지국이 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지 및 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 교환하는 방법으로 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 펨토셀 환경을 고려하는 경우에 적용될 있다. 단말이 매크로 셀에서 펨토 셀로 이동하거나, 자신의 홈 펨토셀 영역을 벗어나는 경우 단말은 위치갱신을 수행할 수 있다. 이때, 단말이 펨토셀 영역을 벗어나는 시간이 적은 경우에도 계속하여 위치갱신을 수행한다면, 단말은 과도한 위치갱신 오버헤드를 발생시킬 수 있다.

또한, 단말은 펨토셀 환경에서 페이징 메시지를 매크로 기지국(MBS: Macro Base Station) 및/또는 펨토 기지국(FBS: Femto Base Station)으로부터 수신할 수 있다. 다만, 단말이 펨토 기지국의 셀 영역(e.g. 펨토 셀 영역)에서 매크로 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신하는 경우에는 펨토 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신하는 경우보다 페이징 오버헤드가 증가할 수 있다.

반대로, 단말이 펨토 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신하기 위해서는 펨토 기지국의 셀 영역으로 진입할 때마다 위치갱신을 수행해야한다. 따라서, 위치갱신 오버헤드가 증가할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 펨토셀 환경에서 효율적인 통신방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 과도한 위치 갱신 오버헤드 또는 페이징 오버헤드 없이 유휴모드 단말이 페이징 메시지를 수신하는 다양한 방법들을 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 팸토 셀을 적용한 무선접속 시스템에 관해 개시한다. 또한, 본 발명은 펨토 셀 환경에서 유휴모드 단말의 다양한 통신 방법에 관해 개시한다.

본 발명의 일 양태로서 펨토셀 환경에서 단말이 페이징 메시지를 수신하는 방법은, 제 1 기지국으로부터 제 1 셀 영역의 제 1 페이징 정보 및 제 2 셀 영역의 제 2 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령 메시지를 수신하는 단계와 상기 제 1 기지국과 위치갱신을 수행하기 위한 제 1 타이머를 설정하는 단계와 상기 제 1 셀 영역에서 제 2 셀 영역으로 이동하는 단계와 상기 위치갱신을 소정의 기간 동안 지연하기 위한 제 2 타이머를 설정하는 단계 및 상기 제 1 페이징 정보 및 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 수신방법은, 상기 제 1 타이머 및 제 2 타이머 중 어느 하나가 만료되면 상기 제 2 셀 영역에서 상기 위치갱신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 모니터링하는 단계는 상기 제 2 타이머가 만료되기 전까지 수행되는 것일 수 있다.

아울러, 상기 제 2 타이머가 만료되어 상기 위치갱신을 수행한 경우 상기 단말은 상기 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 제 2 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서 펨토셀 환경에서 단말이 페이징 메시지를 수신하는 방법은, 제 1 기지국으로부터 제 1 셀 영역의 제 1 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령 메시지를 수신하는 단계와 상기 제 1 기지국과 위치갱신을 수행하기 위한 제 1 타이머를 설정하는 단계와 상기 제 1 셀 영역에서 제 2 셀 영역으로 이동하는 단계와 상기 위치갱신을 소정의 기간 동안 지연하기 위한 제 2 타이머를 설정하는 단계 및 상기 제 2 타이머가 만료하면 상기 위치갱신을 수행하기 위한 레인징 응답 메시지를 제 2 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 레인징 응답 메시지는 제 2 셀 영역의 제 2 페이징 정보를 포함하고, 상기 제 1 페이징 정보는 상기 위치갱신이 수행된 후에도 상기 단말에 보관(retain)되는 것일 수 있다.

이때, 상기 방법은 상기 제 2 셀에서 상기 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 방법은 상기 제 2 영역에서 상기 제 1 영역으로 이동하는 단계와 상기 제 2 타이머를 재설정하는 단계 및 상기 제 2 타이머가 만료되기 전까지 상기 제 1 페이징 정보 및 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 제 1 페이징 정보 및 상기 제 2 페이징 정보는, 해당 셀 영역 에 대한 페이징 주기(paging cycle), 페이징 오프셋(paging offset), 페이징 청취 구간(paging listening interval), 페이징 그룹 식별자(paging group ID) 및 페이징 컨트롤러 식별자(paging controller ID) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서 펨토셀 환경에서 단말에 페이징 메시지를 전송하는 방법은, 제 1 기지국이 단말로부터 등록해제요청 메시지를 수신하는 단계와 상기 단말에 제 1 셀 영역의 제 1 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령 메시지를 전송하는 단계 및 상기 단말에 페이징 메시지를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 단말이 상기 제 1 셀 영역에서 상기 제 2 셀 영역으로 이동하면, 상기 단말은 위치갱신을 소정의 기간 동안 지연하기 위한 소정의 타이머를 설정하는 것일 수 있다.

이때, 상기 단말로부터 상기 페이징 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하지 못하면, 상기 제 2 셀 영역을 담당하는 제 2 기지국으로 상기 페이징 메시지를 상기 단말에 전송할 것을 요청하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 기지국으로 상기 페이징 메시지를 상기 단말에 전송할 것을 요청하는 메시지를 전송하는 단계는, 상기 페이징 메시지를 전송하는 단계를 소정의 횟수만큼 반복한 후에도 상기 페이징 메시지에 대한 응답 메시지가 수신되지 않는 경우 수행되는 것일 수 있다.

또한, 상기 단말은 상기 제 2 기지국으로부터 상기 제 2 셀 영역의 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 수신할 수 있다.

또한, 상기 제 2 페이징 정보는 상기 등록해제명령 메시지 또는 상기 위치갱신을 수행하는 과정에서 상기 제 2 기지국으로부터 전송되는 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 통하여 단말에 획득되는 것일 수 있다.

상기 실시예들에서, 상기 제 1 기지국은 매크로 기지국이고, 상기 제 1 셀 영역은 매크로셀 영역이고, 상기 제 2 기지국은 펨토 기지국이며, 상기 제 2 셀 영역은 펨토셀 영역일 수 있다.

또한, 상기 실시예들에서 상기 제 1 기지국은 펨토 기지국이고, 상기 제 1 셀 영역은 펨토셀 영역이고, 상기 제 2 기지국은 매크로 기지국이며, 상기 제 2 셀 영역은 매크로셀 영역일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 이용함으로써, 단말 및 기지국은 펨토셀 환경에서 효율적으로 통신을 수행할 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시예들을 통해 위치갱신 오버헤드 및 페이징 오버헤드를 최소화할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 무선접속 시스템에 관한 것이다. 이하, 본 발명의 실시예들은 펨토 셀을 적용한 다양한 무선접속 시스템에 관해 개시한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 펨토 셀 환경에서 유휴모드 단말의 다양한 통신 방법들을 개시한다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(MS: Mobile Station)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명서 단말으로 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰 등이 이용될 수 있다. 또한, 단말은 개인 휴대 단말기(PDA : Personal Digital Assistant), 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰, 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 될 수 있다.

여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기와 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005 및 P802.16Rev2 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침 될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하에서, 도 3을 참조하여 일반적인 IEEE 802.16 시스템에서 단말이 유휴 모드로 진입하여 동작하는 절차의 일례를 설명한다.

도 3을 참조하면, 먼저 단말은 정상 모드(Normal mode)에서 유휴 모드(Idle mode)로 진입하기 위해 서빙 기지국으로 등록해제요청(de-registration request, 이하 "DREG-REQ"라 호칭함) 메시지를 전송할 수 있다(S301).

DREG-REQ 메시지를 수신한 서빙 기지국은 페이징 컨트롤러(Paging Conrtoller)와 단말 및 서빙 기지국의 정보를 주고 받을 수 있다. 즉, 서빙 기지국은 유휴모드에 진입하는 단말 식별자 및 서빙 기지국 식별자를 페이징 컨트롤러에 알려줄 수 있다. 또한, 페이징 컨트롤러는 페이징 그룹 식별자(PGID: Paging Group ID) 또는 페이징 컨트롤러 식별자(PCID: Paging Controller ID) 정보를 서빙 기지국에 알려줄 수 있다. 페이징 그룹 식별자 또는 페이징 컨트롤러 식별자는 페이징 메시지를 송수신하는데 사용될 수 있다(S302).

그 다음으로, 서빙 기지국은 단말에 등록해제명령(De-REGistration CoMmanD, 이하 "DREG-CMD"라 호칭함)을 전송할 수 있다. 서빙 기지국은 등록해제요청 메시지에 대한 응답으로 등록해제명령(MOB_DREG-CMD) 메시지를 단말에 전송할 수 있다. 등록해제명령 메시지는 페이징 정보(Paging Information)를 포함할 수 있다. 이때, 페이징 정보에는 페이징 주기(Paging Cycle), 페이징 오프셋(Paging Offset) 및 페이징 청취 구간(Paging Listen Interval) 등의 파라미터들이 포함될 수 있다. 또한, 등록해제명령 메시지는 페이징 컨트롤러 식별자 및 페이징 그룹 식별자를 더 포함할 수 있다(S303).

서빙 기지국으로부터 DREG-CMD 메시지를 수신한 단말은 유휴 모드(Idle mode) 진입 요청이 성공적으로 수락 되었음을 확인하고, 유휴 모드로 진입할 수 있다. 단말은 MOB_DREG-CMD 메시지를 통해 수신한 페이징 정보를 바탕으로 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 즉, 단말은 페이징 청취구간 동안 자신에 전달되는 페이징 메시지가 있는지 확인하기 위해 무선 채널(Channel)을 모니터할 수 있다. 그 이외의 나머지 시간 동안 단말은 수면모드(Sleep mode or Radio Turn off)로 동작하여 전력(Power) 소모를 줄일 수 있다(S304).

페이징 컨트롤러(Paging Controller)에는 단말에 대한 콜(Call) 또는 외부 패킷이 들어올 수 있다(S305).

그에 따라 페이징 컨트롤러는 단말을 찾는 페이징(Paging) 절차를 수행할 수 있다. 이때, 페이징 컨트롤러는 페이징 그룹 내의 모든 기지국으로 페이징 알림 메시지(Paging Announcement message)를 전달할 수 있다(S306).

페이징 알림 메시지를 수신한 페이징 그룹 내의 모든 기지국은 자신이 관리하는 모든 단말으로 페이징 공시(MOB_PAG-ADV) 메시지를 브로드캐스트할 수 있다(S307).

서빙 기지국으로부터 페이징 공시 메시지를 수신한 단말은 메시지를 확인하고 자신을 페이징하였을 경우 노멀 모드로 진입할 수 있고, 서빙 기지국과 통신을 수행할 수 있다(S308,S309).

도 4는 본 발명의 일 실시예로서 단말이 유휴모드 상태로 천이하는 과정의 일례를 나타내는 도면이다.

도 4(a)를 참조하면, 단말(MS)은 펨토셀에서 유휴모드로 진입하는 경우에는, 펨토 기지국(FBS)으로 등록해제요청(DREQ-REQ) 메시지를 전송할 수 있다(S410).

FBS는 단말, FBS 및 매크로 기지국(MBS: Macro BS) 중 하나 이상의 정보를 페이징 컨트롤러(PC: Paging Controller)와 교환할 수 있다(S430).

단말이 중첩 팸토셀 환경에서 유휴모드로 진입하는 경우에는, FBS는 펨토 기지국이 속한 CSG 기반의 페이징 식별자(F_PGID)를 단말에 할당할 수 있다. 이때, 동일한 CSG 그룹에 포함된 팸토 기지국들은 동일한 F_PGID를 이용할 수 있다. 또한, FBS는 FBS가 속한 매크로 셀의 페이징 그룹 식별자(M_PGID)를 함께 단말에 전송함으로써, F_PGID와 M_PGID 간의 상관관계를 갖도록 할 수 있다. 이러한 M_PGID 및 F_PGID는 페이징 정보의 형태로 등록 해제 명령 메시지에 포함될 수 있다.

여기서 페이징 정보에는, 매크로 기지국이 속해 있는 페이징 그룹의 식별자(M_PGID: Macro BS Paging Group ID), 펨토 기지국이 속해 있는 CSG 기반의 페이 징 그룹 식별자(F_PGID: Femto BS Paging Group ID) 및 단말이 가입한 CSG 식별자(CGS ID) 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

또한, 페이징 정보에는 페이징 주기(Paging Cycle), 페이징 오프셋(Paging Offset), 페이징 청취 구간(Paging Listening Interval), 페이징 그룹 식별자(Paging Group ID) 및 페이징 컨트롤러 식별자(Paging Controller ID) 등이 포함될 수 있다. 이러한 정보들은 기지국별로 각각 설정되어 서로 다른 값을 가질 수 있다.

FBS는 등록해제요청 메시지에 대한 응답으로 매크로 기지국 및 펨토 기지국 중 적어도 하나의 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령(DREG-CMD) 메시지를 단말에 전송할 수 있다(S450).

팸토 기지국(FBS)으로부터 DREG-CMD 메시지를 수신한 단말은 유휴모드로 진입할 수 있다(S470).

도 4(b)는 도 4(a)와 유사하다. 다만, 단말이 매크로 기지국(MBS)에 있을때 유휴모드에 진입하는 점에서 도 4(a)와 차이가 있다.

따라서, 단말은 MBS로 DREG-REQ 메시지를 전송하고(S420), MBS는 페이징 컨트롤러(PC)와 단말 및 MBS 및/또는 FBS 정보를 교환하며(S440), MBS는 단말에 페이징 정보, M_PGID 및 F_PGID 중 하나 이상을 포함하는 DREG-CMD 메시지를 전송할 수 있다(S460).

만일, F_PGID를 포함하는 FBS의 페이징 정보가 DREG-CMD 메시지를 통하여 전송되지 않는다면, 단말은 위치 갱신을 수행할 때 FBS로부터 전송되는 레인징 응 답(RNG-RSP) 메시지를 통하여 FBS의 페이징 정보를 획득할 수 있다. 이에 대해서는 보다 자세히 후술한다.

다음 표 1은 본 발명의 실시예들에서 매크로 기지국이 자신 및 FBS의 페이징 정보를 함께 단말에 전달하는 경우 사용될 수 있는 등록해제명령 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntax	Size (bit)	Notes
MOB_DREG-CMD_Message_format() {	-	-
~
Macro BS Paging information
{
Macro BS PG ID		M_PGID
Paging cycle
Paging offset
Paging listening interval
}//End of Macro BS Paging information
The number of MS's CSG in overlay macro BS
For(i=0; i< The number of MS's CSG; i++)
{
Paging information
{
MS's CSG femto BS PG ID		F_PGID
Paging cycle
Paging offset
Paging listening interval
}
}//End of for(the number of MS's CSG)
~
} //End of MOB_DREG-CMD

표 1을 참조하면, 매크로 기지국의 페이징 정보 및 팸토 기지국의 페이징 정보가 서로 구분되어 DREG-CMD 메시지에 각각 포함될 수 있음을 보여준다.

MBS 및 FBS의 페이징 정보는 상술한 바와 같이 DREG-CMD 메시지를 통하여 단말에 획득될 수도 있고, 위치 갱신시 레인징 응답 메시지를 통하여 단말에 획득될 수도 있다.

다음 표 2는 단말이 MBS 영역에서 위치 갱신시 MBS로부터 수신하는 레인징 응답 메시지에 MBS 및 FBS 각각의 페이징 정보가 포함되는 일례를 나타낸다.

Syntax	Size (bit)	Notes
MOB_RNG-RSP_Message_format() {	-	-
~
Macro BS Paging information
{
Macro BS PG ID
Paging cycle
Paging offset
Paging listening interval
}//End of Macro BS Paging information
The number of MS's CSG in overlay macro BS
For(i=0; i< The number of MS's CSG; i++)
{
Paging information
{
MS's CSG femto BS PG ID
Paging cycle
Paging offset
Paging listening interval
}
}//End of for(the number of MS's CSG)
~
} //End of MOB_RNG-RSP

표 2를 참조하면, MBS에 대한 페이징 정보(Macro BS Paging information) 및 MBS와 오버레이 상태이며 단말이 가입한 CSG(MS's CSG in overlay macro BS)에 속하는 FBS의 페이징 정보가 각각 포함될 수 있다.

본원 발명의 실시예들에서, M_PGID 및 F_PGID는 서로간에 상관관계를 가질 수 있는데, 이는 단말이 서로 다른 페이징 그룹 식별자를 갖는 영역을 이동하는 경우에도 소정의 조건이 만족되는 한 위치갱신을 수행하지 않을 수 있다는 것을 의미할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 위치 갱신절차에 대하여 상세히 설명한다.

유휴모드 상태에 있는 단말은 다양한 시발 조건에 의하여 위치갱신을 수행할 수 있다. 단말은 시간에 기반한 위치갱신(Timer based location update), 페이징 그룹 위치갱신(Paging group location update), 전력다운 위치갱신(Power down location update) 및 MAC 해쉬 스킵 임계치 갱신(MAC hash skip threshold update) 등의 위치갱신을 수행할 수 있다.

예를 들어, 단말(MS), 매크로 기지국(MBS) 및 펨토 기지국(FBS)들 중 하나가 가지고 있는 위치갱신 타이머가 만료되면, 단말은 시간에 기반한 위치갱신을 수행할 수 있다. 또한, 단말은 자신의 페이징 그룹이 변경되었을 경우 페이징 그룹 위치갱신을 수행할 수 있다. 또한, 단말은 전원을 오프(off)하기 전에 전력다운갱신(Power Down Update)을 수행할 수 있다.

또한, 단말은 본 발명의 실시예들에서 정의되는 펨토 기지국을 변경하는 경우에 위치갱신을 수행할 수 있고, 하나 이상의 펨토 기지국을 포함하는 펨토 페이징 그룹(FPG: Femto Paging Group)을 변경하는 경우에 위치갱신을 수행할 수 있다.

또한, 유휴모드 상태의 단말은 매크로 기지국에서 펨토 기지국으로 이동하거나, 펨토 기지국에서 매크로 기지국으로 이동하는 경우, 또는 펨토셀 영역을 벗어난 경우 위치갱신을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예로서 단말이 위치갱신을 수행하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.

도 5는 단말이 매크로 기지국(MBS)의 매크로 셀 영역(Macro Cell region)에서 유휴모드에 진입한 경우를 나타낸다. 이때, 도 5(a)는 유휴모드 단말(MS)이 매크로 셀 영역에서 홈 팸토 셀 영역으로 이동하는 경우를 나타낸다. 본 발명의 실시예들에서, 팸토 기지국의 CSG 기반의 F_PGID는 PGID 1이고, 매크로 기지국의 M_PGID는 PGID 0으로 설정될 수 있다. 이때, PGID 1 및 PGID 0은 상관관계가 있는 것으로 가정한다.

단말은 매크로 셀 내의 B 위치(Position B)에서 팸토 셀 내의 A 위치(Position A)로 이동할 수 있다. 이때, 단말은 페이징 그룹 식별자가 다른 영역으로 이동하였으므로 위치갱신을 수행해야한다. 그러나, 단말이 도 4에서 설명한 상관관계가 있는 페이징 그룹으로 이동한 경우에는, 단말은 위치갱신을 수행하지 않고 위치갱신 지연타이머(이하 "P 타이머"라 칭한다)를 설정함으로써 과도한 위치갱신절차의 수행을 방지할 수 있다. 여기서 타이머를 설정한다고 함은, 타이머의 카운터를 초기화시킨 상태에서 경과 시간의 측정을 개시한다는 의미이다.

도 5(b)를 참조하면, 단말은 유휴모드에 진입할 때 위치갱신 타이머(이하 "T 타이머"라 칭한다)를 설정할 수 있다. 이후, 단말이 B 위치에서 상관관계가 있는 A 위치로 이동한 경우 단말은 P 타이머를 설정할 수 있다. 만약, A 위치에서 단말의 P 타이머가 만료된 경우에는, 단말은 팸토 기지국(FBS)과 위치갱신을 수행할 수 있다.

도 5에서 단말이 위치갱신을 수행하는 경우에는 상기 타이머들(T 타이머 및 P 타이머)이 모두 갱신될 수 있다. 또한, 단말이 P 타이머가 만료되기 전에 PGID 0이 아닌 다른 페이징 영역(예를 들어, PGID 2 또는 PGID 3 등)으로 이동한 경우에는 페이징 그룹 변경에 따른 위치갱신을 수행할 수 있다.

다만, 도 5에서 P 타이머가 설정되어 동작되는 시점부터 P 타이머가 만료되기까지의 구간 동안 단말에 페이징 메시지가 전송되는 경우, 단말이 페이징 메시지를 신뢰성 있게 수신할 수 있는 방법이 필요하다.

이하에서는, 단말이 페이징 메시지를 신뢰성 있게 수신할 수 있는 방법을, 유휴 모드 진입 시에 서빙 기지국으로부터 1)서빙 기지국의 페이징 정보 및 서빙 기지국에 오버레이된 다른 기지국의 페이징 정보를 함께 수신한 경우와 2)서빙 기지국의 페이징 정보만을 수신한 경우로 나누어 설명한다.

(1) 단말이 등록해제명령 메시지를 통하여 서빙 기지국의 페이징 정보 및 서빙 기지국에 오버레이된 다른 기지국의 페이징 정보를 함께 수신하는 경우.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 단말이 페이징 메시지를 신뢰성 있게 수신하는 방법의 일례를 나타낸다.

도 6에서 단말은 매크로 기지국(MBS) 영역에서 유휴모드로 진입하는 경우를 가정한다. 따라서, 단말은 MBS로부터 MBS의 페이징 정보 및 FBS의 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령(DREG-CMD) 메시지를 수신할 수 있다(S601).

DREG-CMD 메시지를 수신한 단말은 유휴모드로 진입할 수 있다. 이때, 단말은 유휴모드로 진입한 후에 위치갱신타이머(예를 들어, T 타이머)를 설정할 수 있다(S602).

또한, 단말은 유휴모드 상태에서 셀 영역을 이동할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 단말은 MBS 셀 영역에서 FBS 셀 영역으로 이동할 수 있다. 이때, 단말은 위치갱신을 수행하지 않고, P 타이머를 설정하여 과도한 위치갱신 오버헤드를 줄일 수 있다(S603).

유휴모드 단말로 향하는 트래픽이나 콜이 발생한 경우, 페이징 컨트롤러(PC: Paging Controller)는 페이징 메시지를 매크로 기지국 또는 팸토 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, PC는 우선 단말이 유휴모드로 진입한 MBS로 페이징 알림(Paging Announcement) 메시지를 전송할 수 있다(S604).

MBS는 PC로부터 페이징 알림 메시지를 수신하면, 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지를 방송할 수 있다. 이때, 단말은 FBS 셀 영역에서 MBS가 방송한 페이징 공시 메시지를 수신할 수 있다(S605).

단말이 펨토셀 영역에 머무르는 시간이 길어짐에 따라, P 타이머가 만료될 수 있다. 이러한 경우, 단말은 FBS와 위치갱신을 수행할 수 있다(S606).

그에 따라, FBS는 단말 정보 및 FBS 정보를 PC와 공유할 수 있다(S607).

또한, PC는 단말에 향하는 트래픽 또는 콜(call)이 발생한 경우, MBS가 아닌 FBS로 페이징 알림 메시지를 전송할 수 있다(S608).

FBS는 PC로부터 페이징 메시지를 수신하면, 자신의 FBS 셀 영역으로 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지를 방송하거나, 특정 단말에 유니캐스트 형식으로 페이징 공시 메시지를 전송할 수 있다(S609).

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 펨토셀 환경에서 단말에 페이징 메시지를 신뢰성 있게 전송하는 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 7의 S701 단계 내지 S704 단계는 도 6의 S601 단계 내지 S604 단계와 유사하다. 따라서, S701 단계 내지 S704 단계의 설명은 도 6을 참조하기로 한다.

도 7을 참조하면, MBS는 자신의 셀 영역으로 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지를 방송할 수 있다. 이때, 단말로부터 응답이 없는 경우, MBS는 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지를 소정 횟수(예를 들어, N회)만큼 반복하여 방송할 수 있다(S705).

MBS가 페이징 공시 메시지를 N회 방송한 후에도 단말로부터 응답이 없는 경우에는, MBS는 페이징 컨트롤러(PC)로 이러한 사실을 보고하기 위한 보고 메시지(report message) 를 전송할 수 있다. 이때, 보고 메시지에는 MBS와 관련된 정보, 단말과 관련된 정보, MBS에 속한 FBS에 관한 정보 및 페이징 횟수에 관련된 정보들 중 하나 이상이 포함될 수 있다(S706).

매크로 기지국으로부터 보고 메시지를 수신한 페이징 컨트롤러는 MBS 및 FBS 중 하나 이상으로 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 다만, 도 7에서는 MBS의 셀 영역에서 페이징에 실패하였으므로, PC는 FBS에 페이징 알림 메시지를 전송하는 것이 바람직하다(S709).

FBS는 PC로부터 페이징 알림 메시지를 수신하였으므로, 자신의 셀 영역으로 페이징 공시 메시지(PAG-ADV)를 방송 또는 유니캐스트 형식으로 특정 단말에 전송할 수 있다(S710).

다만, 선택적으로 PC는 FBS에 페이징 메시지를 전송하면서 MBS에도 페이징 알림 메시지를 다시 전송할 수 있다(S707).

이러한 경우, MBS는 PC로부터 페이징 알림 메시지를 수신하였으므로, 단말에 페이징 공시 메시지를 방송할 수 있다(S708).

도 7에서 설명한 방법과 달리, S705 단계에서 MBS는 N회 페이징 공시 메시지를 전송한 후에도 단말로부터 응답이 없는 경우에 해당 단말과의 연결을 해제할 수 있다.

또한, S705 단계에서 MBS가 자신의 셀 영역으로 방송하는 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지에 대한 단말로부터 응답이 없는 경우, MBS는 FBS에 직접 단말에 페이징 공시 메시지를 전달할 것을 요청할 수도 있다. 이를 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예로서, 펨토셀 환경에서 단말에 페이징 메시지를 신뢰성 있게 전송하는 방법의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 8의 S801 단계 내지 S805 단계는 도 7의 S701 단계 내지 S705 단계와 유사하다. 따라서, S801 단계 내지 S805 단계의 설명은 도 6 및 도 7을 참조하기로 한다.

도 8을 참조하면, MBS가 자신의 셀 영역으로 방송하는 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지에 대한 단말로부터 응답이 없는 경우, MBS는 FBS에 직접 단말에 페이징 공시 메시지를 전달할 것을 요청하는 메시지를 FBS에 전송할 수 있다(S806).

이때, MBS로부터 FBS에 전송되는 요청 메시지에는 MBS와 관련된 정보, 단말과 관련된 정보, MBS에 속한 FBS에 관한 정보, 페이징 횟수에 관련된 정보 및 페이징 정보들 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

FBS는 이러한 요청 메시지를 수신하면, 요청 메시지에 포함된 정보들을 이용하여 자신의 셀 영역으로 페이징 공시 메시지(PAG-ADV)를 방송 또는 유니캐스트 형식으로 특정 단말에 전송할 수 있다(S807).

그런데, 상술한 바와 같이 P 타이머가 만료되어 위치갱신이 이루어지기 전에는, 단말은 MBS 뿐만 아니라 FBS로부터도 페이징 메시지를 수신할 수 있는 것이 바람직하다. 이를 위해서 단말은 P 타이머 구간 동안은, MBS로부터 등록해제명령 메시지를 통하여 획득한 MBS 페이징 정보 및 FBS 페이징 정보를 이용하여 두 기지국의 페이징 메시지가 전달되는 각각의 구간 동안 페이징 메시지(PAG-ADV)를 감시(모니터링)하는 것이 바람직하다. 이를 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 펨토셀 환경에서 단말에 페이징 메시지를 신뢰성있게 전송하는 방법의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 9에서는 단말이 MBS 영역(Position B)에서 유휴모드로 진입한 후 FBS 영역(Position A, 펨토셀)으로 이동한다고 가정한다. 또한, MBS의 페이징 주기와 FBS의 페이징 주기는 동일하되 페이징 오프셋은 서로 다르다고 가정한다.

단말이 MBS 영역에서 FBS 영역으로 이동하면 P 타이머가 설정될 수 있다(S901).

단말이 FBS 영역으로 이동한 후, 첫 페이징 주기의 MBS의 페이징 오프셋에서 단말은 MBS가 방송하는 페이징 메시지(PAG-ADV)를 수신할 수 있다. 이 경우 단말은 FBS로부터 방송되는 페이징 메시지를 수신할 필요가 없다(S902).

그런데, 단말이 펨토셀에서 계속 이동하던 중 펨토셀의 특정 지역에서 MBS로부터 방송되는 페이징 메시지를 수신하지 못할 수 있다. 따라서 단말은 MBS에 페이징 메시지에 대한 응답을 전송할 수 없게 된다(S903).

MBS는 단말로부터 페이징 메시지에 대한 응답 메시지를 받지 못하였다. 따라서, 페이징 컨트롤러(PC)에 단말에 대한 페이징 메시지의 전송 실패를 알리는 보고 메시지를 전송할 수 있다. 그에 따라 PC는 FBS로 하여금 단말에 페이징 메시지를 전송하도록 할 수 있다. MBS는 또한, 페이징 컨트롤러를 거치지 않고 바로 FBS에 단말로 페이징 메시지를 전송할 것을 요청하는 메시지를 보낼 수도 있다.

그에 따라 FBS는 자신의 페이징 오프셋에서 단말에 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 이때 단말은 유휴모드 진입시 획득한 펨토셀의 페이징 정보를 이용하여, 펨토셀의 페이징 오프셋에서 FBS로부터 방송되는 페이징 메시지의 존재 여부를 모니터링하여 수신할 수 있다(S904).

P 타이머가 만료된 이후에도 계속해서 단말이 펨토셀에 머물러있을 경우, 단말은 FBS로 위치갱신을 수행할 수 있다(S905).

단말은 이후 시점부터 FBS로부터 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 따라서, FBS만이 단말에 페이징 메시지를 전송하므로 페이징 오버헤드가 최소화될 수 있다.

(2) 단말이 등록해제명령 메시지를 통하여 서빙 기지국의 페이징 정보만을 수신하는 경우.

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 단말이 페이징 메시지를 신뢰성 있게 수신하는 방법의 일례를 나타낸다.

도 10에서 단말은 매크로 기지국(MBS)에서 유휴모드로 진입하는 경우를 가정한다. 따라서, 단말은 MBS로부터 MBS의 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령(DREG-CMD) 메시지를 수신할 수 있다(S1001).

DREG-CMD 메시지를 수신한 단말은 유휴모드로 진입할 수 있다. 이때, 단말은 유휴모드로 진입한 후에 위치갱신타이머(예를 들어, T 타이머)를 설정할 수 있다(S1002).

또한, 단말은 유휴모드 상태에서 셀 영역을 이동할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 단말은 MBS 셀 영역에서 FBS 셀 영역으로 이동할 수 있다. 이때, 단말은 위치갱신을 수행하지 않고, P 타이머를 설정하여 과도한 위치갱신 오버헤드를 줄일 수 있다(S1003).

유휴모드 단말로 향하는 트래픽이나 콜이 발생한 경우, 페이징 컨트롤러(PC: Paging Controller)는 페이징 메시지를 매크로 기지국 또는 팸토 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, PC는 우선 단말이 유휴모드로 진입한 MBS로 페이징 알림(Paging Announcement) 메시지를 전송할 수 있다(S1004).

MBS는 PC로부터 페이징 알림 메시지를 수신하면, 단말로 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지를 방송할 수 있다. 이때, 단말은 FBS 셀 영역에서 MBS가 방송한 페이징 공시 메시지를 수신할 수 있다(S1005).

단말이 펨토셀 영역에 머무르는 시간이 길어짐에 따라, P 타이머가 만료될 수 있다. 이러한 경우, 단말은 FBS와 위치갱신을 수행할 수 있다. 이때, 위치갱신 과정은 FBS에 단말이 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지를 전송하고, FBS가 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 단말에 전송하는 과정을 통하여 수행될 수 있다. 여기서 레인징 응답 메시지에는 FBS의 페이징 정보가 포함될 수 있고, 경우에 따라 FBS 자신에 오버레이된 MBS의 페이징 정보가 추가로 포함될 수도 있다(S1006).

단말은 위치갱신을 수행하여 FBS의 페이징 정보를 획득하더라도 S1001 단계에서 획득한 MBS의 페이징 정보를 계속하여 보관(retain)하는 것이 바람직하다. 다만, S1006 과정에서 MBS의 페이징 정보를 다시 얻는 경우에는 MBS의 페이징 정보를 갱신한 후 보관할 수 있다(S1007).

이때, MBS의 페이징 정보는 위치갱신(S1006)으로부터 적어도 한 페이징 주기 또는 소정의 타이머가 경과한 후 단말로부터 삭제될 수도 있다.

단말의 위치갱신 수행에 따라, FBS는 단말 정보 및 FBS 정보를 PC와 공유할 수 있다(S1008).

또한, PC는 단말에 향하는 트래픽 또는 콜(call)이 발생한 경우, MBS가 아닌 FBS로 페이징 알림 메시지를 전송할 수 있다(S1009).

FBS는 PC로부터 페이징 메시지를 수신하면, 자신의 FBS 셀 영역으로 페이징 공시(PAG-ADV) 메시지를 방송하거나, 특정 단말에 유니캐스트 형식으로 페이징 공시 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 단말은 S1006 단계에서 획득한 FBS의 페이징 정보를 이용하여 페이징 공시 메시지를 FBS로부터 수신할 수 있다(S1010).

한편, 단말이 S1009 과정 이후에 펨토셀을 벗어나 다시 MBS 영역으로 이동하면 P 타이머는 재설정되고, P 타이머가 만료되기 전이라면 펨토 기지국은 MBS 영역에서 위치갱신을 수행하지 않을 것이다. 이때, 단말이 계속하여 이동한 결과 FBS에서 멀어지게되고 더이상 FBS로부터 페이징 메시지를 수신할 수 없는 경우 단말과 기지국들의 동작을 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 단말이 페이징 메시지를 신뢰성 있게 수신하는 방법의 다른 일례를 나타낸다.

도 11에서는 단말이 도 10의 S1009 과정까지 수행한 이후, FBS 영역(Position A, 펨토셀)에서 MBS 영역(Position B)으로 이동한다고 가정한다. 또한, MBS의 페이징 주기와 FBS의 페이징 주기는 동일하되 페이징 오프셋은 서로 다르다고 가정한다.

단말이 FBS 영역에서 MBS 영역으로 이동함에따라 P 타이머가 설정될 수 있다(S1101).

단말이 MBS 영역으로 이동한 후, 첫 페이징 주기의 FBS의 페이징 오프셋에서 단말은 FBS가 방송 또는 유니캐스트하는 페이징 메시지(PAG-ADV)를 수신할 수 있다. 이 경우 단말은 MBS로부터 방송되는 페이징 메시지를 수신할 필요가 없다(S1102).

그런데, 단말이 MBS 영역에서 계속 이동함에 따라 펨토셀로부터 멀어져 FBS의 페이징 오프셋에서 FBS로부터 방송되는 페이징 메시지를 더이상 수신하지 못할 수 있다. 따라서 단말은 FBS로 페이징 메시지에 대한 응답을 전송할 수 없게 된다(S1103).

FBS는 단말로부터 페이징 메시지에 대한 응답 메시지를 받지 못하였으므로, 페이징 컨트롤러에 단말에 대한 페이징 메시지의 전송 실패를 알리는 보고 메시지를 전송하여 MBS로 하여금 단말에 페이징 메시지를 전송하도록 할 수 있다. FBS는 또한, 페이징 컨트롤러를 거치지 않고 바로 MBS에 단말로 페이징 메시지를 전송할 것을 요청하는 메시지를 보낼 수도 있다.

그에 따라 MBS는 자신의 페이징 오프셋에서 단말에 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 이때 단말은 유휴모드 진입시 획득한 MBS의 페이징 정보를 이용하여, MBS의 페이징 오프셋에서 MBS로부터 방송되는 페이징 메시지의 존재 여부를 모니터링하여 수신할 수 있다(S1104).

P 타이머가 만료된 이후에도 계속해서 단말이 MBS 영역에 머물러있을 경우, 단말은 MBS로 위치갱신을 수행할 수 있다(S1105).

단말은 이후 시점부터 MBS로부터 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 따라서, MBS만이 단말에 페이징 메시지를 전송하므로 페이징 오버헤드가 최소화될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 MBS 영역에서 단말이 유휴모드로 진입한 후 펨토셀로 이동하는 경우에 초점을 맞추어 설명되었으나, 단말이 펨토셀에서 유휴모드로 진입한 후 MBS 영역으로 이동하는 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 12는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 펨토 기지국 및 매크로 기지국의 페이징 주기의 일례를 나타내는 도면이다.

하나의 수퍼프레임은 20ms의 주기를 가질 수 있다. 하나의 수퍼프레임은 4 개의 프레임을 가질 수 있으며, 도 12에서는 3개의 프레임이 페이징 가능 구간(Available Interval) 또는 페이징 청취구간(Paging Listening Interval)으로 설정될 수 있다. 이때, 6개의 수퍼프레임이 하나의 펨토 기지국 페이징 주기(Femto BS Paging Cycle) 및 매크로 기지국 페이징 주기(Macro BS Paging Cycle)로 설정될 수 있다. 펨토 기지국의 셀영역 또는 매크로 기지국의 셀 영역에 있는 단말들은 각각의 셀 영역의 페이징 가능 구간에서 페이징 메시지를 수신할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 3 내지 도 12에서 설명한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명한다.

단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 단말은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 단말은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모듈 또는 부분 등을 포함할 수 있다.

기지국은 상위 계층으로부터 수신한 데이터를 무선 또는 유선으로 단말에 전송할 수 있다. 기지국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드 오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모듈 또는 부분 등을 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

도 3은 무선접속 시스템 중 하나인 IEEE 802.16 시스템에서의 페이징 절차를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예로서 단말이 위치갱신을 수행하는 과정의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 펨토셀 환경에서 단말에 페이징 메시지를 신뢰성 있게 전송하는 방법의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 단말이 페이징 메시지를 신뢰 성 있게 수신하는 방법의 일례를 나타낸다.

Claims

펨토셀 환경에서 단말이 페이징 메시지를 수신하는 방법에 있어서,

제 1 기지국으로부터 제 1 셀 영역의 제 1 페이징 정보 및 제 2 셀 영역의 제 2 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령 메시지를 수신하는 단계;

상기 제 1 기지국과 위치갱신을 수행하기 위한 제 1 타이머를 설정하는 단계;

상기 제 1 셀 영역에서 제 2 셀 영역으로 이동하는 단계;

상기 위치갱신을 소정의 기간 동안 지연하기 위한 제 2 타이머를 설정하는 단계; 및

상기 제 1 페이징 정보 및 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 모니터링하는 단계를 포함하는, 페이징 메시지 수신방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 타이머 및 제 2 타이머 중 어느 하나가 만료되면 상기 제 2 셀 영역에서 상기 위치갱신을 수행하는 단계를 더 포함하는, 페이징 메시지 수신방법.
제 2항에 있어서,

상기 모니터링하는 단계는,

상기 제 2 타이머가 만료되기 전까지 수행되는 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 수신방법.
제 3항에 있어서,

상기 제 2 타이머가 만료되어 상기 위치갱신을 수행한 경우,

상기 단말은 상기 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 제 2 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 수신방법.
펨토셀 환경에서 단말이 페이징 메시지를 수신하는 방법에 있어서,

제 1 기지국으로부터 제 1 셀 영역의 제 1 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령 메시지를 수신하는 단계;

상기 제 1 기지국과 위치갱신을 수행하기 위한 제 1 타이머를 설정하는 단계;

상기 제 1 셀 영역에서 제 2 셀 영역으로 이동하는 단계;

상기 위치갱신을 소정의 기간 동안 지연하기 위한 제 2 타이머를 설정하는 단계; 및

상기 제 2 타이머가 만료하면 상기 위치갱신을 수행하기 위한 레인징 응답 메시지를 제 2 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하되,

상기 레인징 응답 메시지는 제 2 셀 영역의 제 2 페이징 정보를 포함하고, 상기 제 1 페이징 정보는 상기 위치갱신이 수행된 후에도 상기 단말에 보관(retain)되는 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 수신 방법.
제 5항에 있어서,

상기 제 2 셀에서 상기 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 페이징 메시지 수신방법.
제 5항에 있어서,

상기 제 2 영역에서 상기 제 1 영역으로 이동하는 단계;

상기 제 2 타이머를 재설정하는 단계; 및

상기 제 2 타이머가 만료되기 전까지 상기 제 1 페이징 정보 및 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 모니터링하는 단계를 더 포함하는, 페이징 메시지 수신방법.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,

상기 제 1 페이징 정보 및 상기 제 2 페이징 정보는,

해당 셀 영역에 대한 페이징 주기(paging cycle), 페이징 오프셋(paging offset), 페이징 청취 구간(paging listening interval), 페이징 그룹 식별자(paging group ID) 및 페이징 컨트롤러 식별자(paging controller ID) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 수신방법.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,

상기 제 1 기지국은 매크로 기지국이고,

상기 제 1 셀 영역은 매크로셀 영역이고,

상기 제 2 기지국은 펨토 기지국이며,

상기 제 2 셀 영역은 펨토셀 영역인 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 수신방법.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,

상기 제 1 기지국은 펨토 기지국이고,

상기 제 1 셀 영역은 펨토셀 영역이고,

상기 제 2 기지국은 매크로 기지국이며,

상기 제 2 셀 영역은 매크로셀 영역인 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 수신방법.
펨토셀 환경에서 단말에 페이징 메시지를 전송하는 방법에 있어서,

제 1 기지국이 단말로부터 등록해제요청 메시지를 수신하는 단계;

상기 단말에 제 1 셀 영역의 제 1 페이징 정보 및 제 2 셀 영역의 제 2 페이징 정보를 포함하는 등록해제명령 메시지를 전송하는 단계; 및

상기 단말에 페이징 메시지를 전송하는 단계를 포함하되,

상기 단말이 상기 제 1 셀 영역에서 상기 제 2 셀 영역으로 이동하면, 상기 단말은 위치갱신을 소정의 기간 동안 지연하기 위한 소정의 타이머를 설정하고, 상 기 제 1 페이징 정보 및 상기 제 2 페이징 정보를 이용하여 상기 페이징 메시지를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 전송방법.
제 11항에 있어서,

상기 단말로부터 상기 페이징 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하지 못하면,

상기 제 2 셀 영역을 담당하는 제 2 기지국으로 상기 페이징 메시지를 상기 단말에 전송할 것을 요청하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 페이징 메시지 전송방법.
제 12항에 있어서,

상기 제 2 기지국으로 상기 페이징 메시지를 상기 단말에 전송할 것을 요청하는 메시지를 전송하는 단계는,

상기 페이징 메시지를 전송하는 단계를 소정의 횟수만큼 반복한 후에도 상기 페이징 메시지에 대한 응답 메시지가 수신되지 않는 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 전송방법.
제 11항에 있어서,

상기 제 1 기지국은 매크로 기지국이고,

상기 제 1 셀 영역은 매크로셀 영역이고,

상기 제 2 기지국은 펨토 기지국이며,

상기 제 2 셀 영역은 펨토셀 영역인 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 전송방법.
제 11항에 있어서,

상기 제 1 기지국은 펨토 기지국이고,

상기 제 1 셀 영역은 펨토셀 영역이고,

상기 제 2 기지국은 매크로 기지국이며,

상기 제 2 셀 영역은 매크로셀 영역인 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 전송방법.