KR20100102561A

KR20100102561A - 다중 반송파 시스템에서 핸드 오버를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100102561A
Application number: KR1020100021570A
Authority: KR
Inventors: 김소연; 정재훈; 권영현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2010-09-24

Abstract

다중 반송파 시스템에서 핸드오버 방법 및 장치가 제공된다. 단말이 다중 반송파 측정 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 다중 반송파 측정 정보를 기반으로 측정을 수행한다. 단말은 측정 결과가 보고된 요소 반송파 중 하나인 접속 기준 반송파를 통해 타깃 기지국과 핸드오버를 수행한다. 핸드오버로 인한 지연을 최소화하고, 단말의 배터리 소모를 줄일 수 있다.

Description

다중 반송파 시스템에서 핸드 오버를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HANDOVER IN MULTIPLE CARRIER SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 반송파를 지원하는 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적인 무선통신 시스템에서는 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파(carrier)만을 고려하고 있다. 반송파는 중심 주파수(center frequency)와 대역폭으로 정의된다. 다중 반송파 시스템은 전체 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 복수의 반송파를 사용하는 것이다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification) 릴리이즈(Release) 8을 기반으로 하는 LTE(long term evolution)는 유력한 차세대 이동통신 표준이다.

3GPP LTE 시스템은 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 중 하나의 대역폭(즉, 하나의 반송파)만을 지원한다. 다중 반송파 시스템은 40MHz의 전체 대역폭을 지원하기 위해, 20MHz 대역폭을 갖는 2개의 반송파를 사용하거나, 각각 20MHz 대역폭, 15MHz 대역폭, 5MHz 대역폭을 갖는 3개의 반송파를 사용하는 것이다.

다중 반송파 시스템은 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 지원할 수 있고, 또한 다중 반송파를 통해 데이터 레이트를 크게 높일 수 있는 이점이 있다.

한편, 무선 통신 시스템은 서비스 지역의 제한과 사용자의 수용 용량의 한계를 극복하기 위하여 서비스 지역을 다수의 셀(Cell)로 나누어 통신 서비스를 제공한다. 이를 다중 셀 환경이라 한다. 셀은 기지국이 통신 서비스를 제공하는 영역으로, 하나의 기지국은 적어도 하나의 셀에 대해 서비스를 제공할 수 있다. 단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(Serving Cell)이라 한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(Neighbour Cell)이라 한다.

무선 통신 시스템이 유선 통신 시스템과 다른 점은 이동성을 가진 단말들에게 끊임없는 서비스를 제공하여야 하는 데에 있다. 즉, 단말이 서빙 셀에서 인접 셀로 위치를 이동하는 경우, 이동한 인접 셀을 서빙 셀로 변경해야 단말에게 끊임없는 서비스를 제공할 수 있다. 이와 같이, 단말의 이동으로 인해 단말의 서빙 셀을 변경하는 절차를 핸드오버(Handover)라고 한다. 이때, 단말이 원래 속해 있던 셀을 소스 셀(Source Cell)이라 하고, 단말이 이동한 새로운 셀을 타깃 셀(Target Cell)이라 한다. 소스 셀에 통신 서비스를 제공하는 기지국을 소스 기지국(Source Base Station)이라 하고, 타깃 셀에 통신 서비스를 제공하는 기지국을 타깃 기지국(Target Base Station)이라 한다.

핸드오버가 지연되면, 단말이 신뢰성있는 통신을 할 수 없고, 서비스 품질에 좋지 않은 영향을 미친다.

다중 반송파 시스템에서 핸드오버를 수행할 수 있는 기법이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 반송파 시스템에서 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 다중 반송파 시스템에서 셀 탐색을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

일 양태에 있어서, 다중 반송파 시스템에서 핸드오버 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말이 다중 반송파 측정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 단말이 상기 다중 반송파 측정 정보를 기반으로 측정을 수행하는 단계, 상기 단말이 측정 결과를 상기 기지국으로 보고하는 단계, 및 상기 측정 결과가 보고된 요소 반송파 중 하나인 접속 기준 반송파를 통해 타깃 기지국과 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 다중 반송파 측정 정보는 각 주변 셀 내의 적어도 하나의 요소 반송파를 나타내고, 상기 측정 결과는 각 주변 셀 내의 상기 적어도 하나의 요소 반송파에 대한 측정 결과를 나타낸다.

상기 다중 반송파 측정 정보는 각 주변 셀 내의 적어도 하나의 요소 반송파에 대한 중심 주파수에 관한 정보일 수 있다.

상기 핸드오버를 수행하는 단계는 상기 기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신하는 단계, 상기 타깃 기지국과 동기화하는 단계, 상기 타깃 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계, 및 상기 타깃 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 타깃 기지국과의 동기화는 상기 접속 기준 반송파를 통해 수행될 수 있다.

다른 양태에 있어서, 다중 반송파를 지원하는 단말은 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 다중 반송파 측정 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 다중 반송파 측정 정보를 기반으로 측정을 수행하고, 측정 결과를 상기 기지국으로 보고하고, 및 상기 측정 결과가 보고된 요소 반송파 중 하나인 접속 기준 반송파를 통해 타깃 기지국과 핸드오버를 수행하되, 상기 다중 반송파 측정 정보는 각 주변 셀 내의 적어도 하나의 요소 반송파를 나타내고, 상기 측정 결과는 각 주변 셀 내의 상기 적어도 하나의 요소 반송파에 대한 측정 결과를 나타낸다.

핸드오버로 인한 지연을 최소화하여 통신 품질을 높일 수 있다. 또한, 다중 반송파를 위한 신호 측정에 사용되는 단말의 배터리 소모를 줄일 수 있다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3은 성공적인 핸드오버 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 다중 반송파를 운영하는 일 예를 나타낸다.
도 5는 다중 반송파를 운영하는 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 핸드오버 과정의 다른 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다. 무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.

단말(12; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.

도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.211 V8.5.0 (2008-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 6절을 참조할 수 있다. 무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.

하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.

하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cylcic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.5.0 (2008-12)에 의하면, 노멀 CP에서 1 서브프레임은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 서브프레임은 6 OFDM 심벌을 포함한다.

자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.

PSS(Primary Synchronization Signal)은 첫번째 슬롯(첫번째 서브프레임(인덱스 0인 서브프레임)의 첫번째 슬롯)과 11번째 슬롯(여섯번째 서브프레임(인덱스 5인 서브프레임)의 첫번째 슬롯)의 마지막 OFDM 심벌에 전송된다. PSS는 OFDM 심벌 동기 또는 슬롯 동기를 얻기 위해 사용되고, 물리적 셀 ID(identity)와 연관되어 있다. PSC(Primary Synchronization code)는 PSS에 사용되는 시퀀스이며, 3GPP LTE는 3개의 PSC가 있다. 셀 ID에 따라 3개의 PSC 중 하나를 PSS로 전송한다. 첫번째 슬롯과 11번째 슬롯의 마지막 OFDM 심벌 각각에는 동일한 PSC를 사용한다.

SSS(Secondary Synchronization Signal)은 제1 SSS와 제2 SSS를 포함한다. 제1 SSS와 제2 SSS는 PSS가 전송되는 OFDM 심벌에 인접한 OFDM 심벌에서 전송된다. SSS는 프레임 동기를 얻기 위해 사용된다. SSS는 PSS와 더불어 셀 ID를 획득하는데 사용된다. 제1 SSS와 제2 SSS는 서로 다른 SSC(Secondary Synchronization Code)를 사용한다. 제1 SSS와 제2 SSS가 각각 31개의 부반송파를 포함한다고 할 때, 길이 31인 2개의 SSC 시퀀스 각각이 제1 SSS와 제2 SSS에 사용된다.

PBCH(Physical Broadcast Channel)은 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 단말이 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH(physical downlink control channel)를 통해 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.

3GPP TS 36.211 V8.5.0 (2008-12)에 개시된 바와 같이, LTE는 물리채널을 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)과 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눈다. 또한, 하향링크 제어채널로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)와 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)이 있다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 하향링크 그랜트라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 상향링크 그랜트라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.

도 3은 성공적인 핸드오버 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

단말(UE)은 소스 기지국(Source BS)으로 측정 보고(Measurement Report)를 전송한다(S10). 소스 기지국은 수신한 측정 보고를 이용하여 핸드오버 여부를 결정한다. 소스 기지국이 인접 셀로의 핸드오버를 결정한 경우, 상기 인접 셀이 타깃 셀(Target Cell)이 되고, 타깃 셀에 속한 기지국이 타깃 기지국(Target BS)이 된다.

소스 기지국은 타깃 기지국으로 핸드오버 준비(Handover Preparation) 메시지를 전송한다(S11). 타깃 기지국은 핸드오버의 성공 가능성을 증가시키기 위해 승인 제어(Admission Control)를 수행한다.

타깃 기지국은 소스 기지국으로 핸드오버 준비 ACK(Acknowledgement) 메시지를 전송한다(S12). 핸드오버 준비 ACK 메시지는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier) 및/또는 전용(dedicated) 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)을 포함할 수 있다. C-RNTI는 셀 내에서 단말을 구별하기 위한 식별자이다. 전용 랜덤 액세스 프리앰블은 단말이 일정 기간동안 독점 사용할 수 있는 프리앰블로, 비-경쟁(non-contention) 기반 랜덤 액세스 과정을 수행할 때 사용된다. 랜덤 액세스 과정은 단말이 임의의 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하는 경쟁 기반의 랜덤 액세스 과정과 단말이 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하는 비-경쟁 기반의 랜덤 액세스 과정으로 나눌 수 있다. 비-경쟁 기반의 랜덤 액세스 과정은 경쟁 기반의 랜덤 액세스 과정에 비해 타 단말과의 경쟁으로 인한 핸드오버의 지연을 방지할 수 있다.

소스 기지국은 단말로 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 전송한다(S13). 핸드오버 명령 메시지는 RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지의 형태로 전송될 수 있다. 핸드오버 명령 메시지는 타깃 기지국으로부터 받은 C-RNTI 및 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 포함할 수 있다.

단말은 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신한 후, 타깃 기지국과 동기화(synchronization)한다(S14). 단말은 타깃 기지국의 PSS와 SSS를 수신하여 동기화하고, PBCH를 수신하여 시스템 정보를 획득한다.

단말은 타깃 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하여, 랜덤 액세스 과정을 개시한다(S15). 단말은 핸드오버 명령 메시지에 포함된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 사용할 수 있다. 또는, 전용 랜덤 액세스 프리앰블이 할당되지 않았다면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 집합에서 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 사용할 수 있다.

타깃 기지국은 단말로 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송한다(S16). 랜덤 액세스 응답 메시지는 상향링크 자원 할당 및/또는 시간 옵셋(timing advance)을 포함할 수 있다.

랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 단말은 시간 옵셋을 기반으로 상향링크 동기를 조정하고, 상기 상향링크 자원 할당을 이용하여 타깃 기지국으로 핸드오버 확인(Handover Confirm) 메시지를 전송한다(S17). 핸드오버 확인 메시지는 핸드오버 과정이 완료됨을 지시하고, 상향링크 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report)와 함께 전송될 수 있다.

타깃 기지국은 MME(Mobility Management Entity)로 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지를 전송하여, MME에게 단말의 셀이 변경되었음을 알린다(S18).

MME는 S-GW(Serving-Gateway)로 사용자 평면 업데이트 요청(User Plane Update Request) 메시지를 전송한다(S19).

S-GW는 타깃 기지국으로 하향링크 데이터 경로를 변경(Switch)한다(S20).

S-GW는 MME로 사용자 평면 업데이트 응답(User Plane Update Response) 메시지를 전송한다(S21).

MME는 타깃 기지국으로 경로 변경 요청 ACK(Path Switch Request ACK) 메시지를 전송한다(S22).

타깃 기지국은 소스 기지국으로 자원 해제(Resource Release) 메시지를 전송하여 핸드오버의 성공을 알린다(S23).

소스 기지국은 상기 단말에 관련한 자원을 해제한다(S24).

이제 다중 반송파 시스템에 대해 기술한다.

3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하나, 이는 하나의 요소 반송파(component carrier, CC)를 전제한다. 이는 3GPP LTE는 각각 하향링크와 상향링크에 대하여 각각 하나의 요소 반송파가 정의되어 있는 상황에서, 하향링크의 대역폭과 상향링크의 대역폭이 같거나 다른 경우에 대해서만 지원되는 것을 의미한다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크에 하나의 요소 반송파 만을 지원한다.

스펙트럼 집성(또는, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 반송파 집성이라고도 함)은 복수의 요소 반송파를 지원하는 것이다. 스펙트럼 집성은 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF(radio frequency) 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하고, 기존 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 도입되는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 요소 반송파가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.

스펙트럼 집성은 집성이 주파수 영역에서 연속적인 반송파들 사이에서 이루어지는 인접(contiguous) 스펙트럼 집성과 집성이 불연속적인 반송파들 사이에 이루어지는 비인접(non-contiguous) 스펙트럼 집성으로 나눌 수 있다. 하향링크과 상향링크 간에 집성되는 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 반송파 수와 상향링크 반송파 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.

요소 반송파들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 요소 반송파들이 사용된다고 할 때, 5MHz carrier (carrier #0) + 20MHz carrier (carrier #1) + 20MHz carrier (carrier #2) + 20MHz carrier (carrier #3) + 5MHz carrier (carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.

이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템이라 함은 스펙트럼 집성을 기반으로 하여 다중 반송파를 지원하는 시스템을 말한다. 다중 반송파 시스템에서 인접 스펙트럼 집성 및/또는 비인접 스펙트럼 집성이 사용될 수 있으며, 또한 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성 어느 것이나 사용될 수 있다.

도 4는 다중 반송파를 운영하는 일 예를 나타낸다. 4개의 DL CC (DL CC #1, DL CC #2, DL CC #3, DL CC #4)와 3개의 UL CC (UL CC #1, UL CC #2, UL CC #3)가 있으나, CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다.

4개의 DL CC 중 DL CC #1, DL CC #2는 활성화되어, 이들을 활성(activated) 반송파라 하고, DL CC #3, DL CC #4는 비활성화되어, 이들을 비활성(deactivated) 반송파라한다. 또한, 3개의 UL CC 중 UL CC #1, UL CC #2는 활성 반송파이고, UL CC #3은 비활성 반송파이다.

활성 반송파는 제어 정보나 데이터 패킷의 송신 또는 수신이 가능한 반송파이다. 비활성 반송파는 데이터 패킷의 송신 또는 수신이 가능하지 않고, 다만 신호 측정 등 최소한의 동작은 가능한다.

활성 반송파와 비활성 반송파는 고정된 것이 아니라, 각 CC는 기지국과 단말과의 협상에 의해 비활성화 또는 활성화될 수 있다. 비활성 반송파는 활성화될 수 있는 점에서, 후보(candidate) 반송파라고도 한다.

활성 반송파 중 적어도 하나는 기준 반송파(reference carrier)로 설정될 수 있다. 기준 반송파는 앵커 반송파(anchor carrier) 또는 1차 반송파(primary carrier)라고 한다. 기준 반송파가 아닌 활성 반송파를 2차 반송파(secondary carrier)라고 한다. 기준 반송파는 하향링크 제어채널(예, PDCCH) 상으로 제어정보가 전송되거나, 다중 반송파를 위한 공용 제어정보가 전송되는 반송파이다.

기준 반송파를 통해 이동성 관리(mobility management)나 반송파 활성화/비활성화 메시지가 전달될 수 있다.

기준 반송파는 하향링크 뿐만 아니라 상향링크에 대해서도 정의될 수 있다. 상향링크 기준 반송파는 상향링크 제어정보(uplink control information, UCI), HARQ ACK/NACK 신호, CQI(channel quality indicator) 중 적어도 어느 하나를 전송하는 데 사용될 수 있다. 또한, 상향링크 기준 반송파는 핸드오버를 수행하거나, 랜덤 액세스 프리앰블의 전송과 같이 초기 접속을 수행하는 데 사용될 수 있다.

도 5는 다중 반송파를 운영하는 일 예를 나타낸다.

기지국은 먼저 RRC 메시지와 같은 상위 계층 메시지를 통해 상위 반송파 할당 정보를 단말에게 알려준다(S110). 상위 반송파 할당 정보는 단말과 기지국간에 사용가능한 활성 하향링크/상향링크 반송파에 관한 정보를 나타낸다. 또한, 상위 반송파 할당 정보는 기준 반송파의 설정에 관한 정보를 포함한다.

기지국은 PDCCH와 같은 동적 시그널링을 통해 하위 반송파 할당 정보를 단말에게 알려준다(S120). 하위 반송파 할당 정보는 상위 반송파 할당 정보를 통해 수신된 가능한 활성 반송파 중 사용되는 반송파를 지시할 수 있다. 또는, 하위 반송파 할당 정보는 상위 반송파 할당 정보를 오버라이딩(overriding)할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도이다.

소스 기지국(Source BS)은 단말에게 다중 반송파 측정 정보를 보낸다(S210). 단말은 다중 반송파 측정 정보를 기반으로 측정을 수행한다(S220).

다중 반송파 측정 정보는 주변 셀(neighbor cell)의 CC 중 측정을 수행한 CC에 관한 정보를 포함한다. 다중 반송파 측정 정보는 각 셀내에서 사용되는(또는 활성화되는) 복수의 CC 중 측정되는 적어도 하나의 CC에 관한 정보를 나타낸다.

예를 들어, 주변 셀로 C1과 C2가 있을 때 다중 반송파 측정 정보의 일 예는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

C1=
{ cf1, cf2 }

C2=
{ cf1 }

cf1, cf2는 각각 측정되는 CC의 중심 주파수(center frequency)이다. C1은 2개의 CC를 측정하고, C2는 하나의 CC를 측정하나 측정되는 CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다.

주변 셀을 측정할 때 전체 CC 또는 활성 CC 모두를 측정한 후 측정된 CC 모두에 대해 측정 보고를 한다면, 측정 보고에 사용되는 메시지의 크기가 커져 오버헤드가 발생할 수 있다. 따라서, 다중 반송파 측정 정보를 이용하여, 일부 CC에 대해서만 측정을 수행하도록 제한하여, 측정 및 측정 보고로 인한 부담을 줄인다. 측정에 사용되는 단말의 배터리 소모를 줄이고, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.

측정되는 CC 중 적어도 하나는 후술하는 핸드오버를 위한 접속(access) 기준 반송파로 사용될 수 있다.

한 셀에 복수의 CC가 측정 대상이 될 때, 복수의 CC 마다 우선순위가 부여될 수 있다. 우선 순위가 높은 CC를 먼저 측정하여 그 신호 세기가 기준값보다 낮을 때, 보다 우선 순위가 낮은 CC를 측정하는 것이다.

단말은 소스 기지국으로 측정 보고(Measurement Report)를 전송한다(S230). 측정 보고는 다중 반송파 측정 정보가 전송되는 하향링크 CC와 링크된 상향링크 CC를 통해 전송될 수 있다. 또는, 측정 보고는 상향링크 기준 반송파를 통해 전송될 수 있다.

소스 기지국은 수신한 측정 보고를 이용하여 핸드오버 여부를 결정한 후, 타깃 기지국으로 핸드오버 준비(Handover Preparation) 메시지를 전송한다(S240).

타깃 기지국은 소스 기지국으로 핸드오버 준비 ACK 메시지를 전송한다(S250). 핸드오버 준비 ACK 메시지는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier) 및/또는 전용(dedicated) 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)을 포함할 수 있다.

소스 기지국은 단말로 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 전송한다(S260). 핸드오버 명령 메시지는 타깃 기지국으로부터 받은 C-RNTI 및 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 포함할 수 있다. 핸드오버 명령 메시지는 하향링크 기준 반송파를 통해 전송될 수 있다.

셀 측정 또는 셀 재탐색 단계에서, 단말이 이미 제한된 CC에 대해 측정을 수행하였으므로, 핸드오버 명령 메시지에 별도로 다중 반송파에 관한 정보가 불필요하다. 따라서, 기존 단일 반송파와 호환성을 유지할 수 있다.

또는(alternatively), 핸드오버 명령 메시지는 타깃 기지국의 다중 반송파 설정에 관한 정보를 포함할 수 있다. 다중 반송파 설정 정보는 타깃 기지국의 다중 반송파 역량(capability) 및/또는 접속 상향링크/하향링크 기준 반송파로 사용되는 CC에 관한 정보를 나타낸다.

접속 기준 반송파는 단말이 타깃 기지국에 접속하기 위해 초기에 사용하는 반송파를 말하며, 하나 또는 그 이상의 CC를 사용할 수 있다.

단말은 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신한 후, 타깃 기지국과 동기화(synchronization)한다(S270). 단말은 타깃 기지국의 PSS와 SSS를 수신하여 동기화하고, MIB 및/또는 SIB를 수신하여 시스템 정보를 획득한다. 동기화에 사용되는 하향링크 CC는 셀 측정에 사용된 하향링크 CC일 수 있다. 이를 접속 하향링크 기준 반송파라 한다. 셀 측정에 사용된 하향링크 CC를 동기화에 바로 사용함으로써, 별도의 정보가 필요없고 동기화의 지연을 방지할 수 있다.

단말은 타깃 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하여, 랜덤 액세스 과정을 개시한다(S280). 단말은 핸드오버 명령 메시지에 포함된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 사용할 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블은 접속 상향링크 기준 반송파를 통해 전송될 수 있으며, 접속 상향링크 기준 반송파에 관한 정보는 핸드오버 명령 메시지를 통해 획득할 수 있다.

타깃 기지국은 단말로 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송한다(S290). 랜덤 액세스 응답 메시지는 접속 하향링크 기준 반송파를 통해 전송될 수 있다.

단말은 핸드오버 과정의 완료를 지시하기 위해 타깃 기지국으로 핸드오버 확인(Handover Confirm) 메시지를 전송한다(S295).

도 7은 핸드오버 과정의 다른 예를 나타낸다. 왼쪽 도면은 핸드오버 개시전을 나타내고, 오른쪽 도면은 핸드오버 중을 나타낸다.

단말(200)의 다중 반송파 역량이 2개의 CC를 사용할 수 있다고 하자. 핸드오버 개시전 단말(200)은 제1 CC(281)과 제2 CC(282)를 통해 서빙 기지국(210)과 통신한다.

서빙 기지국(210)의 핸드오버 명령으로 핸드오버가 개시되면, 단말(200)은 제1 CC(281)을 통해 서빙 기지국(210)과 통신을 계속하되, 제2 CC(282)를 통해 타깃 기지국(220)과 핸드오버를 수행한다.

만약, 타깃 기지국(220)과 핸드오버를 성공적으로 종료하면, 단말은 제1 CC를 통한 서빙 기지국(210)과의 연결을 끊을 수 있다. 남은 CC와의 연결을 끊기 위해, 타깃 기지국(220)이 서빙 기지국(210)으로 연결을 해제하라는 해제 정보를 알려줄 수 있다. 해제 정보를 수신한 서빙 기지국(210)은 단말에게 해제를 통지할 수 있다.

기존 서빙 기지국(210)에서 할당된 활성 CC 모두에 대한 연결이 끊어지면, 단말은 새로운 서빙 기지국(220)으로부터 새로운 반송파 할당을 얻을 수 있다.

한편, 기지국이 항상 단말의 역량에 해당하는 만큼의 CC들을 할당하는 것은 아니다. 또는 단말에게 할당은 했지만 사용하지 않는 CC들이 있을 수 있다. 예를 들어, 단말이 3개의 다중 반송파 역량이 되지만, 현재 2개의 반송파만이 할당되고 있다고, 나머지 1개의 반송파를 통해 핸드오버를 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

기지국(10)은 프로세서(11), 메모리(12) 및 RF부(radio frequency unit)(13)을 포함한다.

프로세서(11)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 기지국(10)의 동작은 프로세서(11)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(11)는 다중 반송파를 위한 동작을 지원하고, 핸드오버를 수행한다.

메모리(12)는 프로세서(11)와 연결되어, 다중 반송파 동작을 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다. RF부(13)는 프로세서(11)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말(20)은 프로세서(21), 메모리(22) 및 RF부(23)을 포함한다.

프로세서(21)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 단말(20)의 동작은 프로세서(21)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(21)는 다중 반송파 동작을 지원하고, 핸드오버를 수행한다.

메모리(22)는 프로세서(21)와 연결되어, 다중 반송파 동작을 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다. RF부(23)는 프로세서(21)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

프로세서(11, 21)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(12, 22)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(13, 23)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(12, 22)에 저장되고, 프로세서(11, 21)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(11, 21)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims

다중 반송파 시스템에서 핸드오버 방법에 있어서,
단말이 다중 반송파 측정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 단말이 상기 다중 반송파 측정 정보를 기반으로 측정을 수행하는 단계;
상기 단말이 측정 결과를 상기 기지국으로 보고하는 단계; 및
상기 측정 결과가 보고된 요소 반송파 중 하나인 접속 기준 반송파를 통해 타깃 기지국과 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하되,
상기 다중 반송파 측정 정보는 각 주변 셀 내의 적어도 하나의 요소 반송파를 나타내고,
상기 측정 결과는 각 주변 셀 내의 상기 적어도 하나의 요소 반송파에 대한 측정 결과를 나타내는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다중 반송파 측정 정보는 각 주변 셀 내의 적어도 하나의 요소 반송파에 대한 중심 주파수에 관한 정보인 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 핸드오버를 수행하는 단계는
상기 기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신하는 단계;
상기 타깃 기지국과 동기화하는 단계;
상기 타깃 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계; 및
상기 타깃 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함하는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 타깃 기지국과의 동기화는 상기 접속 기준 반송파를 통해 수행되는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되는 상향링크 반송파에 관한 정보는 상기 핸드오버 명령에 포함되는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 관한 정보는 상기 핸드오버 명령에 포함되는 방법.
다중 반송파를 지원하는 단말에 있어서,
무선 신호를 송신 및 수신하는 RF부; 및
상기 RF 부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
다중 반송파 측정 정보를 기지국으로부터 수신하고,
상기 다중 반송파 측정 정보를 기반으로 측정을 수행하고,
측정 결과를 상기 기지국으로 보고하고, 및
상기 측정 결과가 보고된 요소 반송파 중 하나인 접속 기준 반송파를 통해 타깃 기지국과 핸드오버를 수행하되,
상기 다중 반송파 측정 정보는 각 주변 셀 내의 적어도 하나의 요소 반송파를 나타내고,
상기 측정 결과는 각 주변 셀 내의 상기 적어도 하나의 요소 반송파에 대한 측정 결과를 나타내는 단말.
제 7 항에 있어서, 상기 다중 반송파 측정 정보는 각 주변 셀 내의 적어도 하나의 요소 반송파에 대한 중심 주파수에 관한 정보인 단말.
제 7 항에 있어서, 상기 프로세서는
상기 기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신하고,
상기 타깃 기지국과 동기화하고,
상기 타깃 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 및
상기 타깃 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답을 수신하여, 상기 핸드오버를 수행하는 단말.
제 9 항에 있어서, 상기 타깃 기지국과의 동기화는 상기 접속 기준 반송파를 통해 수행되는 단말.
제 9 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되는 상향링크 반송파에 관한 정보는 상기 핸드오버 명령에 포함되는 단말.
제 9 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 관한 정보는 상기 핸드오버 명령에 포함되는 단말.