KR20110005786A

KR20110005786A - 무선통신시스템에서의 전력소모를 줄이는 측정 방법 및 핸드오버 시 서비스를 제공 방법

Info

Publication number: KR20110005786A
Application number: KR1020107020594A
Authority: KR
Inventors: 이선돈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2011-01-19
Also published as: WO2009131427A3; WO2009131427A2; KR101153641B1

Abstract

본 발명은 무선 통신에서 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에서, 특히 시스템 서비스 품질을 높이기 위한 단말의 이동성 방법 및 단말의 이동을 위한 전력 소모를 줄이는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제1 실시 예는 E-UMTS에서 macro 셀 또는 CSG셀을 위한 제 1 기지국에서 서비스를 받고 있는 단말이 CSG셀을 운영하는 제 2기지국으로 접속하게 될 경우, 제 2기지국의 CSG에 대한 접근 가능 여부에 따라, 측정을 수행하는 방법을 제공하며, 특히, 접근 가능한 CSG셀에 대하여 서빙셀의 측정값과 상관없이 측정을 수행하여, CSG셀로 핸드오버를 가능하게 하여, 사용자가 CSG셀에서 서비스를 받을 수 있도록 하는 것이다. 또한, 본 발명의 제2 실시예는 일반서비스(예: file download) 또는 긴급서비스(예: emergency call)에 따라 사용자에게 지속적으로 제공 가능한 방법을 제공함과 동시에 전력을 감소하여, 사용자에 대한 서비스 품질을 높이는 방법이다.

Description

무선통신시스템에서의 전력소모를 줄이는 측정 방법 및 핸드오버 시 서비스 제공 방법{MEASUREMENT MECHANISM TO REDUCE POWER CONSUMPTION AND METHOD FOR PROVIDING SERVICE CONTIUNITY IN HANDOVER IN MOBILE COMMUNICATIONS SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에서 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에 관한 것으로서, 특히 시스템 서비스 품질을 높이기 위한 단말의 이동성 방법 및 단말의 이동을 위한 전력 소모를 줄이는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조를 나타낸 그림이다. E-UMTS시스템은 기존 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다.

E-UMTS망은 크게 E-UTRAN과 CN(Core Network)으로 구분 할 수 있다. E-UTRAN은 단말(User Equipment; 이하 UE로 약칭)과 기지국(이하 eNode B또는 eNB로 약칭), 망의 종단에 위치하여 외부망과 연결되는 접속게이트웨이(Access Gateway; 이하 AG로 약칭)로 구성된다. AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때는 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신 할 수도 있다. 하나의 eNode B에는 하나이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다. eNode B간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. CN은 AG와 기타 UE의 사용자 등록 등을 위한 노드 등으로 구성될 수도 있다. E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다.

단말과 망사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이중에서 제 1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 단말과 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC계층은 단말과 망간에 RRC메시지를 서로 교환한다. RRC계층은 eNode B와 AG 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수도 있고, eNode B 또는 AG에만 위치할 수도 있다.

도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 구조중에서 제어평면(control plane)의 구조를 나타낸다. 도2의 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 도 2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속(Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC계층의 기능이 MAC내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에는 RLC계층은 존재하지 않을 수도 있다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, RRC신호와 같은 제어 신호 또는/그리고 사용자 데이타에 대하여 무결성보호(integrity protection) 및 암호화(ciphering)을 수행 할 수 있다.

제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(Idle Mode)에 있게된다.

RRC계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.

망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 호출 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.

eNB는 하나 이상의 셀의 무선자원을 관리하며, 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 그리고 여러 개의 주파수를 사용하여 지리적으로 여러 개의 셀이 중첩되도록 셀을 구성 할 수도 있다. eNB는 시스템 정보(System Information; 이하 SI로 약칭 함)를 이용하여 망에 접속하기 위한 기본적인 정보들을 단말에게 알려준다. SI은 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 SI을 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 SI를 가지고 있어야 한다. 그리고 SI은 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 상기 SI을 전송한다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), 등이 있다.

물리채널(Physical Channel)은 시간축상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축상에 복수의 심볼 (Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼(Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel, L1/L2 제어채널)와 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel, 하향 SCH 및 PCH, 등을 전달)로 구성되며, 이들의 전송을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(가령, 첫번째 심볼)의 특정 서브캐리어들을 이용할 수 있다. 그리고, 하나의 자원블록을 슬롯(Slot)이라고 하며 시간상으로 0.5ms의 길이를 가진다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.

다음은 호출메시지의 송수신 방법에 대하여 설명한다. 호출 이유(Paging Cause)와 단말 식별자(UE Identity)등으로 구성된 호출기록(Paging record)를 담고 있는 호출메시지를 수신할 때 단말은 전력소비 감소를 목적으로 불연속수신주기(Discontinuous Reception; DRX)를 수행할 수 있다. 이를 위해 망은 호출주기(Paging DRX Cycle)라 불리는 시간주기마다 여러 개의 호출기회시간(Paging Occasion)을 구성하고, 특정 단말은 특정 호출기회시간만을 수신하여 호출메시지를 획득할 수 있도록 한다. 상기 단말은 상기 특정 호출기회시간 이외의 시간에는 호출채널을 수신하지 않으며 전력소비를 줄이기 위해 수면상태에 있을 수 있다. 하나의 호출기회시간은 하나의 TTI에 해당된다.

기지국과 단말은 호출메시지의 전송을 알리는 특정 값으로 호출지시자(Paging Indicator; 이하 PI라고 약칭)를 사용하여 호출메시지의 출현여부를 지시하며 PI의 용도로 특정식별자(예: Paging Indicator-Radio Network Temporary Identity; PI-RNTI)을 정의하여 기지국은 단말에게 호출 정보전송을 알릴 수 있다. 일 예로, 단말은 DRX 주기마다 깨어나서 호출메시지의 출현여부를 알기 위해 하나의 서브 프레임을 수신한다. 단말은 수신한 서브 프레임의L1/L2 제어채널(PDCCH)에 PI-RNTI가 있다면, 해당 서브 프레임의 PDSCH에는 호출메시지를 담고 있다는 것을 알 수 있으며, 호출메시지에 자신의 단말식별자(예:IMSI)가 있다면 단말은 기지국에 응답(예:RRC 연결)하여 서비스를 받게 된다.

다음은 연결 모드(Connected mode)의 단말의 이동성으로 인하여 서비스를 받고 있는 제1셀의 기지국 (또는 중심 기지국, source eNB) 에서 제 2셀의 기지국(또는 대상 기지국, target eNB) 으로 옮겨가는 과정에 대하여 간략하게 설명한다. 이때, 단말이 옮겨 가게 되는 제 2의 셀은 아래의 경우의 하나에 해당하는 셀 일 수 있다.

Intra-frequency 셀: 단말이 사용중인 셀과 같은 라디오접속기술(Radio Access Technology; RAT)과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀Inter-frequency 셀: 단말이 사용중인 셀과 같은 라디오접속기술(RAT)과 다른 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀Inter-RAT 셀: 단말이 사용중인 라디오 기술과 다른 라이오 기술(RAT)을 사용하는 셀 (예: GSM, WCDMA)단말은 이동성을 가지므로, 서비스를 받고 있는 기지국과 멀어져 신호 특정 값이 낮아진다면, 신호특성 값이 높은 다른 기지국에서 서비스 받도록 함으로써, 단말에게 제공하는 서비스의 품질을 높게 할뿐만 아니리, 무선자원의 사용률을 높일 수 있다. 따라서, 단말은 서비스를 받고 있는 서빙셀(Serving cell)뿐만 아니라, 서빙셀의 주위에 있는 셀(Neighbour Cell)을 측정(Measurement)할 필요가 있다. 주위에 있는 셀을 이웃셀이라 약칭한다. LTE시스템에서는 신호측정값(또는 신호특성값)으로서, Reference Symbol Received Power(RSRP), Reference Symbol Received Quality(RSRQ), Received Signal Strength Indicator(RSSI)가 논의되고 있다.

도 4는 단말의 핸드오버 과정과 함께 측정에 대한 설명을 간략하게 설명한다.

1) 기지국은 단말에게 단말이 측정 해야 하는 대상이 되는 셀이 속하는 주파수의 리스트를 단말에게 설정한다. 다음과 같은 정보가 설정 될 수 있다. (1번과정)

- 측정 주파수 (frequency)와 라디오 기술(RAT): 단말이 측정해야하는 주파수와 라디오 기술을 설정.

- 측정 보고 이벤트 (measurement reporting event)와 옵셋(offset): 측정 보고를 보내는 특정 조건을 의미한다. 예로, 서빙셀이 특정 값보다 높거나 또는 낮을 경우의 이벤트, 이웃셀이 특정값보다 낮을 경우의 이벤트, 이웃셀이 서빙셀보다 offset만큼 더 커지는 이벤트, 등에 측정 보고를 보내게 된다.

- 이웃 셀 식별자(Cell ID) 그리고/또는 옵셋(offset): 크게 두 가지 목적으로 식별자를 설정한다. 셀 식별자(Cell ID)로서 reference symbol에 의해 구분되는 physical ID를 사용한다. (또는 PLMN, Tracking Area에서 유일한 cell ID를 사용하거나 세계에서 유일한 cell ID를 사용 할 수도 있다)

i. 측정 해야 할 이웃 셀(white listed cell): 기지국은 단말이 측정대상이 되는 이웃셀의 식별자를 알려 줄 수 있다. 단말은 측정 해야 할 이웃셀이 명시되지 않더라도, 측정 대상이 되는 주파수상의 셀들을 측정 가능하다.

ii. 측정 하지 말아야 할 셀 또는 측정을 하더라도 측정 보고를 하지 말아야 할 셀 (black listed cell): 네트워크는 단말에게 특정 셀은 이벤트평가(event evaluation)을 하지 않거나 측정 보고를 보내지 못하게 함으로써, 특정 셀로 핸드오버하게 되는 것을 방지 할 수 있다. 일 예로, 특정 셀의 부하가 너무 심하여 다른 셀에서 서비스를 받고 있던 단말이 특정 셀로 핸드오버 하는 것을 방지하기위한 목적 일 수 도 있다.

- 측정을 수행하도록 하는 임계값 (예: s-Measure in TS 36.331v850): 단말이 측정을 한다는 것은 그 만큼 전력을 소모한다는 것을 의미한다. 서빙셀의 측정 값이 임계값(s-Measure)보다 낮지 않다면, 이웃셀에 대한 측정을 수행 하지 않도록 하여, 전력 소모를 최소화 한다.

- 보고 간격 (reporting interval): 주기적으로 측정 보고를 보내는 간격을 설정.

측정 보고 평가 시간 (timeToTrigger): 측정 보고 이벤트가 평가 시간 동안 만족할 경우 측정 보고 메시지를 보내도록 설정한다.

- 측정 간격 (measurement gap): 단말이 특정 시간 간격으로 측정을 할 수 있는 시간간격을 설정한다. 하나의 주파수 마다 측정간격이 설정 될 수 있으며, 또는 하나의 측정간격을 사용하여 설정된 주파수/RAT 의 셀들을 측정 할 수도 있다. 현재 LTE에서는 서빙셀과 같은 주파수 (intra-frequency)의 셀은 측정간격 없이 측정이 가능하며, inter-frequency/RAT상의 이웃셀 경우에는 측정간격을 사용하여 측정을 수행한다.

- 상기에서의 특정한 값 또는 측정 값, 등은 데이터 송/수신에서의 물리적 신호에 대한 품질을 보장받기 위하여 시스템에서 정의된 값을 말한다. 따라서, 적용되는 RAT에 따라 그 값은 다를 수 있다.

2) 기지국이 지정한 기준에 만족하는 상황이 발생하면, 단말은 측정 보고 메시지(measurement report)를 기지국에 전송한다. 이때 보내는 측정 보고 메시지에는 하나 또는 복수개의 셀에 대한 측정 결과값과 셀의 식별자 값, 등 의 내용이 포함될 수 있다. (2번과정)

3) 중심 기지국(source eNB) 는 단말로부터의 측정보고메시지를 참고하여 핸드오버 결정을 내린다. 중심기지국은 대상 기지국(target eNB)에 핸드오버준비메시지를 전송한다. (3, 4번과정)

4) 대상 기지국은 자원(Resources)를 확보한 후, 해당 단말에 대한 새로운 임시 식별자 (C-RNTI)와 함께, 해당 단말에 대한 자원 설정 정보를 중심 기지국에 전달한다. (5,6번과정)

5) 단말은 중심기지국으로부터 핸드오버 명령을 받는다. 중심 기지국은 대상 기지국에게 사용자 데이터의 전송을 시작한다. (7,8번과정)

6) 단말은 대상 기지국으로 무선환경을 재설정한다. 여기에는 타이밍을 동기화하는 것도 포함한다. (9,10번과정)

7) 대상 기지국은 타이밍 정보로 응답한다. 그 이후에 단말은 대상 기지국으로 핸드오버 확인(handover confirm) 메시지를 보낸다. (11번과정)

8) 코어 네트워크에 (예: MME) 단말의 위치가 갱신되며, 대상 기지국은 중심 기지국에게 핸드오버 성공을 알리게 되면, 중심 기지국은 단말의 자원을 해제한다. (12∼18번과정)

이하, CSG 셀에 대하여 설명한다.

도 5는 CSG셀이 운영되는 경우의 E-UTRAN구조를 나타낸다.

도 5에서 HeNB (또는 Home eNode B) 는 CSG(Closed Subscriber Group)셀을 운영하는 기지국을 말한다. CSG Cell은 하나 이상의 특정 사용자들 혹은 단말만이 사용 가능한 셀을 말하며, 사용자에 대한 서비스 영역(service coverage)을 넓히거나 또는 무선 용량(radio capacity)을 늘릴 목적으로 사용된다. CSG셀이 사용되는 일 예로, 사용자가 가정과 같은 장소에 설치하여 사용가능 한 Home Node B의 경우가 CSG셀의 일 예라고 볼 수 있다. CSG셀은 eNode B가 서비스하는 셀보다는 좁은 coverage를 가지면서도 사업자의 정책에 따라, CSG셀에서 받게되는 서비스에 대하여 저렴한 요금 정책이 적용될 수 있다. 따라서, 무선 통신에서 일반적인 용어인 femto cell또는 pico cell로 사용될 수 있다. 다시 말하면, 무선 통신에서의 femto cell이 LTE에서는 CSG셀이라는 용어로 적용 될 수 있다. 이하, eNode B가 운영하는 셀을 일반 셀(normal cell) 또는 대단위 셀 (macro cell)이라고 약칭하여 CSG셀과 구분한다.

CSG셀은 특정 사용자 또는 그룹만이 셀에서 서비스 사용가능 하도록 할 필요가 있다. 예로 들어, 가정집에서의 무선 통신을 위하여 운용되는 CSG셀이라고 하면 그 가정에 속하는 사람들만이 그 셀에서 서비스를 받도록 하는 것이 일 예일 수 있다.

기본적으로 단말은 접근 가능한 CSG 셀에서는 일반 서비스 (예, Streaming service, normal voice call)을 받을 수 있으며, 접근 불가능 한 CSG셀에서는 응급 전화 (emergency call)과 같이 제한적인 서비스가 사용 가능하다. 특정 단말의 사용자가 일반 서비스를 받을 수 있는 CSG셀을 '접근 가능 CSG셀' (Allowed CSG cell or accessible CSG cell)이라고 하며, 일반 서비스를 받을 수 없는 CSG셀을 '접금 불가능 CSG 셀' (not allowed CSG cell or inaccessible CSG cell) 이라고 명명하도록 한다

아래는 CSG 셀에 관한 구체적인 사항들을 설명한다:

- 특정 CSG셀은 특정 그룹에 해당하는 CSG ID를 가지며, 바람직하게, 특정 CSG ID에 해당하는 복수의 CSG 셀이 존재 할 수 있다. 하지만, CSG ID자체는 특정 PLMN (Public Land Mobile Network)또는 특정 지역 (예: Tracking Area)에서 유일한 값일 수 있거나, 또는 세계에서 유일한 값일 수도 있다.

- 특정 단말이 접근 가능 한 CSG 그룹을 알 수 있는 방법, 즉 접근 가능한 CSG ID를 알 수 있는 방법으로 다음과 같은 방법이 있을 수 있다.

i. USIM에 접근 가능한 하나 이상의 CSG ID들의 리스트를 통하여 알게 된다.

ii. Attach 또는 Tracking Area Update와 같이 망에 등록하거나 또는 위치등록하는 과정에서 네트워크로부터 접근 가능한 CSG ID들의 리스트를 네트워크로부터 할당 받는다.

iii. 사용자로부터 특정 CSG ID를 가지는 셀로의 접근 또는 특정 CSG셀의 접근 시도 (예, 특정 CSG셀을 가리키는 이름 또는 특정 CSG 그룹을 지칭하는 이름을 사용자가 입력 또는 Home eNB의 이름을 사용자가 입력)로 인하여 특정 CSG ID가 접근 가능 CSG로 알게 됨.

- 상기에서 언급한, 접근 가능한 CSG셀을 단말이 알 수 있는 방법은 서로 혼용되어 사용될 수 있으며, 특정 밥법에 의하여 접근 가능한 CSG 그룹의 식별자(CSG ID)가 추가 또는 삭제와 같은 갱신이 될 수도 있다. 여기에서, 특정 단말이 접근 가능한 CSG ID들을 CSG White List 또는 allowed CSG list 라고 명한다.

- 단말에게 특정 셀이 일반 셀(macro cell)인지 또는 CSG 셀인지 구분 가능하게 하는 방법으로 시스템 정보를 통하여 CSG셀인지를 방송 (broadcasting) 하거나 또는 사용 가능한 physical ID들을 CSG셀과 일반셀로 나누어 운용함으로써, 단말로 하여금, 특정 이웃셀의 CSG 셀 여부를 구분 가능하게 한다.

- 시스템 정보를 통하여 CSG ID를 방송(broadcasting)하며, 단말은 특정 이웃 CSG셀의 시스템 정보를 읽은 후, 자신이 가지고 있는 접근 가능한 CSG ID들 (즉, CSG white list)와 비교 함으로서, 이웃셀이 CSG셀인 경우, 접근 가능한 CSG셀인지 아닌지를 알 수 있다.

- 단말이 가지고 있는 allowed CSG list를 기반하여, 특정 셀의 접근 가능 여부를 판단한다.

- 상기에서 알 수 있듯이, 단말은 측정과 이웃셀의 시스템 정보를 획득함으로서, 이웃셀의 physical ID 및 CSG 인지의 여부와 단말이 가지고 있는 접근 가능한 CSG ID list (즉, allowed CSG list 또는 CSG white list)를 비교하여 이웃셀의 접근 가능 여부를 판단 할 수 있다.

- 단말이 allowed CSG list 를 가지고 있는 경우, 단말은 3GPP의 표준 (예, TS 36.331)과 상관 없이 구현에 따라 특정 주기 또는 시점 마다 allowed CSG list의 셀을 탐색하여, 자신이 접근 가능한 CSG 셀에서 서비스 받을 수 있도록 한다. 이를 자동 탐색 기능(autonomous search function)이라고 부른다.

- 휴지 모드(Idle mode)의 단말은 CSG셀로 셀-재선택(cell reselection, 서빙셀에서 이웃셀로 camping on하여 서비스 받는 셀을 바꾸는 과정) 할 경우, 이웃 CSG셀이 단말이 가지고 있는 CSG white list에 속한다면, 셀-재선택시에 적합셀(suitable cell)의 요건을 만족하게 되어, 신호 측정값이 가장 큰 셀을 재-선택하기 위한 ranking-process의 후보가 되도록 하여 CSG 셀이 셀 재-선택되도록 할 수 있다. 반면, 이웃 CSG셀이 단말이 가지고 있는 CSG white list에 속하지 않는다면, 그 셀은 ranking-process의 후보가 되지 않도록 함으로써, 일반 서비스를 받을 수 있는 CSG 셀로의 셀 재-선택을 우선적으로 하도록 하고 있다.

- 연결 모드(Connected mode)의 단말이 CSG셀로 핸드오버 되는 과정은 일반적인 셀로 핸드오버 하는 과정을 동일하게 따른다.

다음은 단말이 특정 CSG 셀로 handover하게 되는 과정을 예로 들어 간략히 설명한다. 단말은 allowed CSG list를 가지고 있다고 가정한다.

1. 단말의 자동탐색기능에 의하여 allowed CSG list에 속하는 CSG셀이 있는지를 탐색한다.

2. 단말은 검출된 이웃셀 중에서 CSG 셀인지를 판단하며, 또한 이웃셀의 시스템 정보를 통하여 특정 이웃셀의 CSG ID를 획득 함으로써, allowed CSG list와의 비교를 통하여 접근 가능한 CSG셀인지를 판단한다. 이때, 단말은 이웃셀의 시스템 정보의 CSG ID를 획득하기 위하여, 이웃셀이 서빙셀과 주파수(또는 RAT)이 다른 경우, 기지국으로부터 할당 받은 측정간격을 사용하거나 (도 4의 1번과정), 측정을 위한 시간(Measurement Gap 요청)을 요구하고 할당 받은 시간에 이웃셀을 측정 및 시스템 정보수신을 할 수도 있다.

3. 단말은 검출된 일반셀과 CSG셀들에 대하여 특정 시간동안 (예: timeToTrigger) 측정을 수행하며, 그 동안 측정 보고 메시지를 보내는 조건 (예: 서빙셀보다 이웃셀의 신호 특성값이 특정값(threshold 또는 offset) 이상으로 높음)을 만족한다면, 측정 보고 메시지를 보낸다. 이때, 측정 보고 메시지를 통하여 CSG셀의 측정값/식별자 뿐만 아니라, 일반셀의 측정값/식별자의 정보도 함께 전송된다.

4. 이후 과정은, 상기에서 설명한 과정을 따른다(즉, 기지국은 셀의 측정값에 기반하여 단말이 어떤 셀로 핸드오버하게 될지를 결정하고 핸드오버 시킨다).

상기 1 ∼ 4 과정에서 알 수 있듯이, 단말의 서빙셀의 측정값이 임계값 보다(즉, s-Measure) 낮다면, 단말은 CSG 셀과 일반셀을 포함하는 이웃셀들에 대한 측정을 수행한다. 그리고, 측정될 결과 값이 측정 보고를 보내는 조건을 만족한다면 (예: 이웃셀이 특정 임계값보다 큰 조건이 특정 시간 동안 만족; event A4(Neighbour becomes better than threshold during timeToTrigger described in 3GPP TS36.331), 단말은 측정 중인 셀들의 측정 값과 함께 각 셀들의 식별자를 포함하는 측정보고메시지(measurement report)를 서빙셀의 기지국으로 전송하게 된다. 이때 기지국은, 임의의 판단 (예, 가장 측정값이 좋은 셀, 가장 부하가 적은 셀)에 따라 핸드오버 명령 (handover command or mobility control information in RRC connection reconfiguration)에 target(대상 기지국, 대상 셀)이 되는 특정 셀의 식별자(예: physical ID) 정보를 포함하여 단말에게 전송(또는 지시)하여, (이때, 핸드오버 명령은 target 셀에서 서비스 받기 위한 재-설정 (RRC connection re-configuration) 정보에 포함되어 전송 될 수도 있다.) 단말이 특정 이웃셀로 핸드오버를 하여 서빙셀에서 받고 있는 서비스(예: ftp download)를 유지 하도록 한다.

상기에서, 네트워크가 단말에게 받은 측정보고메시지에는 일반셀과 CSG셀의 physical ID와 함께 측정값이 포함되어 있으며, 네트워크는 수신한 측정보고메시지에 있는 특정 CSG 셀이 특정단말이 접근가능한 CSG셀인지 또는 접근 불가능한 CSG셀인지를 구분 할 수 없으므로 (즉, 단말이 allowed CSG list를 가지고 있기 때문에), 단말이 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버 명령을 할 수도 있다. 단말은 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버 하게 되면, 일반 서비스를 더 이상 받을 수 없게 된다. 따라서, 서빙셀(즉, source Cell)에서 받고 있던 일반 서비스(예: ftp download)는 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버하고 나면 서비스가 중단이 되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 접근 가능한 CSG셀과 일반셀에 대한 측정 결과만을 담은 측정보고 메시지를 서빙셀의 기지국(source eNB)로 보내어, 상기에서와 같이 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버하는 현상을 방지 할 수 있다.

하지만, 다른 한편으로, 긴급전화(emergency call, 예: 119 in korea, 911 in U.S.A) 서비스와 같은 긴급한 서비스(또는 제한된 서비스)를 받고 있던 사용자는 접근 불가한 CSG셀에 핸드오버하게 되더라도 긴급전화를 계속 유지 할 수 있다. 따라서, 측정보고 메시지의 목적셀 후보가 되는 셀중에서 핸드오버가 가능한 셀이 없는 경우(예: 신호 측정값이 특정값 이하라서 서비스를 제공하기 힘든 경우, 또는 부하가 너무 심하여 서비스가 힘든 경우)가 발생할 수 있으므로, 접근 불가능한 셀이라도 측정보고메시지에 전송하도록 하여, 긴급전화를 계속 유지하도록 하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 하지만, 접근 불가능한 CSG셀에서의 긴급전화를 마친 사용자는 일반 서비스를 받기 위해서는 접근 가능한 CSG셀 또는 일반 셀로 셀을 바꾸어야 일반 서비스를 받을 수 있으므로, 접근 불가능한 CSG셀에서 받던 긴급전화를 마친 단말은 일반 서비스를 받기 위해서는, 셀을 바꾸기 위한 측정 및 시스템 정보 수신을 해야 하므로, 이로 인하여 전력이 낭비되는 문제가 발생될 수 있다(이상, 설명의 편의상, 본 발명이 해결하려는 '종래기술의 제1 문제점이라 한다).

한편, 상기 1 ∼ 4 과정에서 알 수 있듯이, CSG 셀은 작은 서비스 영역 (small service coverage)를 가지므로, 하나의 일반셀의 영역안에 복수개의 CSG cell이 존재 할 수도 있다. 이런 상황에서, 자동탐색기능에 의하여 특정 주기로 지속하여 CSG 셀을 찾게 된다면, CSG셀의 존재여부를 판단하는 측정과정에 의하여 심각한 전력 소모를 초래하게 된다. 현재 3GPP TS36.331에서는 서빙셀의 측정값(Sserving으로 임의로 명한다)이 특정값(예:s-Measure) 이하인 경우만 이웃셀을 측정하도록 하여 전력 소비를 줄이고 있으나, 자동탐색기능은 임계값(예:s-Measure)과 상관없이 CSG 셀을 검출 하기 위한 탐색 과정을 거치므로 CSG 탐색에 의한 전력 낭비가 있음을 알 수 있다.

또한, 현재 표준에서는 서빙셀의 측정값이 특정 임계값(즉, s-Measure)을 넘지 않으면, 이웃셀을 측정 하지 않는다. 즉, 이웃셀이 일반셀 또는 CSG셀이든 상관없이 측정을 않게 된다. 결과적으로, 단말은 기지국에서 측정보고를 보내지 않게 되는 것이다. 결과적으로 일반 셀에서 서비스를 받고 있는 단말이 신호 특성값이 좋은 접근 가능한 CSG셀의 영역으로 진입하게 되더라도, 현재 서비스를 받고 있는 일반셀의 신호 특성값이 좋다면, CSG셀로의 핸드오버를 할 수 없는 결과를 초래하게 된다. 즉, 좀더 높은 대역폭 또는 낮은 비용(cost)이 적용되는 CSG셀에서 서비스를 못 받게 되는 결과를 초래하게 된다.

도 6은 단말이 CSG_B 셀의 영역으로 진입하는 경우를 도시한 블록도이다.

도 6에서, 단말은 CSG_B셀의 영역에 진입하더라도 일반셀 (도6에서 non-CSG cell)의 신호 특성값이 s-Measure보다 좋다면, 단말은 CSG-B에 대한 측정을 수행하지 않게 되며, 현재 서비스를 받고 있지 않는 일반셀의 기지국으로 CSG_B에 대한 측정보고 메시지를 보내지 않게 된다. 결과적으로 단말은, CSG_B에 대한 핸드오버 명령을 일반셀의 기지국으로부터 받지 못하므로, CSG_B에서 서비스를 받지 못하게 된다.

일 예로, 사용자가 집 밖에서 전화통화를 하면서 집으로 들어와도, 집에 설치된 값싼 통신 요금이 적용되는 셀에서의 서비스를 받지 못하게 되는 결과가 초래 할 수 있으므로, 이는 사용자의 서비스 불만을 일으키는 직접적인 요인이 될 수 있다(이상, 설명의 편의상, 본 발명이 해결하려는 '종래기술의 제2 문제점'이라 한다).

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 상기 종래기술의 제1 문제점을 해결하기 위해, 단말이 CSG셀에서 서비스를 받도록 하는 과정에서 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버 하게 되어 서비스 중인 서비스가 중단되는 현상을 방지하는 방법을 제공하여 사용자에게 높은 서비스 품질을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 제1 목적은, 상기 종래기술의 제1 문제점을 해결하기 위해, 단말이 서빙셀에서 (즉, source cell) 이웃 CSG셀(즉, target cell)로 핸드오버 하게 되는 경우, 접근 가능한 CSG셀로 핸드오버하게 하여 사용자의 일반 서비스를 지속적으로 받는 것을 가능하게 하는 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 제1 목적을 실현하기 위해, 본 발명은, 접근 가능한 CSG셀과 일반셀에 대한 측정 결과만을 담은 측정보고 메시지를 서빙셀의 기지국(source eNB)로 보내어, 상기에서와 같이 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버하는 것을 방지 할 것을 제안한다.

서빙셀(souce cell)에서 긴급전화(emergency call, 예: 119 in Korea, 911 in U.S.A) 서비스와 같은 긴급한 서비스(또는 제한된 서비스)를 받고 있던 사용자는 접근 불가한 CSG셀에 핸드오버 하게 되더라도 긴급전화를 계속 유지 할 수 있다. 따라서, 기존의 접근 불가능한 셀도 측정보고메시지에 전송하는 것이 필요하다고 할 수 있다.

또한, 상기와 같은 제1 목적을 실현하기 위해, 본 발명은, 서빙셀에서 받고 있는 서비스가 긴급전화와 같이 제한된 서비스인 경우, 측정 보고 메시지를 보낼 때, 일반셀 과 CSG셀의 정보(예: physical ID, 측정값, 등)를 모두 보낼 것을 제안한다.

이를 위해 본 발명은, 서빙셀에서 받고 있는 서비스가 긴급전화와 같이 제한된 서비스인 경우, 측정 보고 메시지를 보낼 때, 일반셀 과 CSG셀의 정보(예: physical ID, 측정값, 등)를 모두 보낼 경우 CSG셀의 접근가능의 여부 정보를 함께 전송할 것을 제안한다.

이를 위해 본 발명은, 서빙셀에서 받고 있는 서비스의 종류에 상관없이, 측정보고 메시지를 보낼 때, 일반셀 그리고/또는 CSG셀의 정보(예: physical ID, 측정값, 등)를 보낼 경우 CSG셀의 접근가능의 여부정보를 함께 전송할 것을 제안한다.

한편, 본 발명의 제2 목적은 상기 종래기술의 제2 문제점을 해결하기 위해, 단말이 CSG셀에서 서비스 받도록 하는 과정에서 발생하는 전력 낭비를 최소화하는 방법을 제공하며, 또한, 단말이 접근 가능한CSG셀에서 서비스를 받는 시점을 빠르게 하여 사용자에게 높은 서비스 품질을 제공하는 방법을 제공하고자 한다.

이를 위해 본 발명은, 단말이 연결 모드 (Connected mode)에서 CSG셀로의 이동을 위하여 측정하는 동작에서의 전력 낭비를 줄이는 방법을 제공하고자 한다.

이를 위해 본 발명은, 서빙셀의 측정값이 특정 임계값(threshold)를 넘지 않으면, CSG셀을 측정하는 동작을 수행하지 않도록 할 것을 제안한다.

이를 위해 본 발명은, CSG셀의 측정을 위한 특정 임계값은 현재 3GPP TS36.331에서 사용하고 있는 s-Measure와 구분되는 다른 특정 값일 것을 제안한다.

본 발명의 제1 실시 예는, 특정 사용자 또는 그룹이 사용 가능한 셀(예: CSG셀)이 네트워크상에 사용되는 경우, CSG셀로의 이동에 있어서의 전력 소모를 줄일 수 있는 방법과 서비스를 받는 중간에 (예: 통화하고 있는 도중에, 또는 ftp 서버로부터 파일을 다운받고 있는 중간에) CSG셀의 서비스영역으로 진입하는 경우, 단말이 접근 가능한 CSG셀로의 핸드오버가 가능하게 하여, 서비스를 유지 할 뿐만 아니라 저렴한 비용으로 서비스를 받을 수 있게 한다. 또한, 긴급전화와 같은 서비스를 효과적으로 유지 할 수 있는 방법을 제시한다. 본 발명에서, 단말은 단말이 이웃 CSG셀들의 접근 가능여부를 네트워크로 알려주어, 네트워크로 하여금 단말이 서비스를 계속 유지할 수 있는 셀의 구분을 가능하게 하여, 단말이 서비스를 유지할 수 있는 목적셀로 핸드오버 가능하게 함으로서, 사용자에게 높은 품질의 서비스를 제공 할 뿐만 아니라 전력 소모를 줄이는 방법을 제공한다.

본 발명의 제2 실시 예는, 특정 사용자 또는 그룹이 사용가능한 셀(예: CSG셀)이 네트워크상에 사용되는 경우, CSG셀로의 이동에 있어서의 전력 소모를 줄일 수 있는 방법과 서비스를 받는 중간에 (예: 통화하고 있는 도중에, 또는 ftp 서버로부터 파일을 다운받고 있는 중간에) CSG셀의 서비스영역으로 진입하는 경우, CSG셀로의 핸드오버가 가능하게 한다. 본 발명에서, 네트워크는 CSG 셀의 측정을 제한하는 임계값을 전송할 수 있으며, 단말은 서빙셀의 측정값이 수신한 임계값 이하인 경우에만 이웃 CSG셀의 측정을 수행한다. 또 다른 발명으로, 단말은 시스템에 정의된 측정을 제한하는 임계값 (예: s-Measure, sg-Measure)과 상관없이, 접근 가능한 이웃 CSG셀을 발견한 경우에는 측정을 수행하도록 하여 핸드오버가 가능하도록 한다. 본 발명을 통하여, 단말은 CSG셀이 분포된 네트워크 상에서 효과적으로 전력 소모를 줄일 수 있도록 하여 사용자에게 단말기 사용시간을 연장할 수 있는 방법을 제공 할 뿐만 아니라, 일반셀에서 서비스를 받는 도중 CSG셀에서 서비스 받을 수 있도록 하여 높은 서비스 품질을 사용자에게 제공할 수 있는 방법을 제공한다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조를 나타낸 그림이다.
도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조중에서 제어평면(control plane)의 구조이다.
도 3은 LTE 시스템에서의 제어채널 전송을 도시한 도면이다.
도 4는 LTE 시스템에서 단말의 핸드오버 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
도 5는 CSG셀이 운영되는 경우의 E-UTRAN구조이다.
도 6은 단말이 CSG_B 셀의 영역으로 진입하는 경우를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예의 한 형태로서, CSG_C가 접근불가능한 CSG셀인경우, 단말이 핸드오버 후 긴급전화를 수신을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예의 일 예시로서, 접근 가능한 셀을 발견한 경우 서빙셀의 측정값과 상관없이 측정하는 과정의 예시도이다.
발명의 실시를 위한 형태
본 발명은 이동통신시스템에서, 특히 E-UMTS 시스템에 적용된다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 통신 방법에 적용될 수도 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 설명의 편의상 제1 실시 예와 제2 실시 예로 구분된다. 본 발명의 제1 실시 예와 제2 실시 예는 모두는, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에서 macro 셀 또는 CSG셀을 위한 제 1 기지국에서 서비스를 받고 있는 단말이 CSG셀을 운영하는 제 2기지국으로 접속하게 될 경우, 제 2기지국의 CSG에 대한 접근 가능 여부에 따라, 측정을 수행하는 방법을 제공한다. 그리고, 본 발명의 제1 실시 예는, 일반서비스(예: file download) 또는 긴급서비스(예: emergency call)에 따라 사용자에게 지속적으로 제공 가능한 방법을 제공함과 동시에 전력을 감소하여, 사용자에 대한 서비스 품질을 높이는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 제2 실시 예는, 접근 가능한 CSG셀에 대하여 서빙셀의 측정값과 상관없이 측정을 수행하여, CSG셀로 핸드오버를 가능하게 하여, 사용자가 CSG셀에서 서비스를 받을 수 있도록 함으로서, 사용자가 서비스에 대한 만족도는 높이는 방법을 제안한다.
이하, 본 발명의 제1 실시 예를 설명한다.
본 발명의 제1 실시 예는, 단말이 CSG셀에서 서비스를 받도록 하는 과정에서 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버 하게 되어 서비스 중인 서비스가 중단되는 현상을 방지하는 방법을 제공하여 사용자에게 높은 서비스 품질을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 제1 실시 예는, 단말이 서빙셀에서 (즉, source cell) 이웃 CSG셀(즉, target cell)로 핸드오버 하게 되는 경우, 접근 가능한 CSG셀로 핸드오버하게 하여 사용자의 일반 서비스를 지속적으로 받는 것을 가능하게 하는 방법을 제공한다.
이를 위해, 본 발명의 제1 실시 예는, 접근 가능한 CSG셀과 일반셀에 대한 측정 결과만을 담은 측정보고 메시지를 서빙셀의 기지국(source eNB)로 보내어, 상기에서와 같이 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버하는 것을 방지 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에서, 서빙셀(souce cell)에서 긴급전화(emergency call, 예: 119 in Korea, 911 in U.S.A) 서비스와 같은 긴급한 서비스(또는 제한된 서비스)를 받고 있던 사용자는, 접근 불가한 CSG셀에 핸드오버 하게 되더라도 긴급전화를 계속 유지 할 수 있다. 따라서, 기존의 접근 불가능한 셀도 측정보고메시지에 전송하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 제1 실시 예는, 서빙셀에서 받고 있는 서비스가 긴급전화와 같이 제한된 서비스인 경우, 측정 보고 메시지를 보낼 때, 일반셀 과 CSG셀의 정보(예: physical ID, 측정값, 등)를 모두 보낸다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예는, 서빙셀에서 받고 있는 서비스가 긴급전화와 같이 제한된 서비스인 경우, 측정보고 메시지를 보낼 때, 일반셀 과 CSG셀의 정보(예: physical ID, 측정값, 등)를 모두 보낼 경우 CSG셀의 접근가능의 여부 정보를 함께 전송한다. 이를 위해, 본 발명의 제1 실시 예는, 서빙셀에서 받고 있는 서비스의 종류에 상관없이, 측정보고 메시지를 보낼 때, 일반셀 그리고/또는 CSG셀의 정보(예: physical ID, 측정값, 등)를 보낼 경우 CSG셀의 접근가능의 여부정보를 함께 전송한다.
이하, 본 발명의 제1 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 제1 실시 예에서, 제안하는 접근 가능 여부 정보는 아래와 같은 방법으로 나타낼 수 있다:
- 접근 가능 여부를 나타내는 특정값(예: 1bit indication): 접근 가능한 CSG셀과 일반셀은 1(또는0)로 setting하고 접근 불가능한 CSG셀은 0(또는 1)으로 설정한다.
- 접근 가능 여부를 나타낼 수 있도록, 측정 보고 메시지의 보내는 형식을 정의:
예: 접근 가능 불가능 셀을 서로 다른 집합 또는 리스트 형태의 형식으로 전송하고, 기지국은 정해진 형식에 따라, 접근 가능 여부를 알 수 있게 된다.
* 접근 가능한 셀 리스트(또는 집합) {(physical_ID_A,-100dbm), (physical_ID_B,-101dbm)}
* 접근 불가능한 셀 리스트(또는 집합) {(physical_ID_C,-100dbm), (physical_ID_D,-101dbm)}
* 상기 접근 가능한 셀 리스트는 일반셀과 접근가능한 CSG셀을 모두 포함하거나 또는 일반셀과 접근 가능 CSG셀에 대하여 리스트(또는 집합)이 따로 정의 될 수도 있다.
바람직하게 상기에서, 이웃셀들의 접근 가능여부의 정보는 측정보고 메시지(Measurement reporting) 이외에도, 아래의 방법을 통하여 기지국으로 송신 가능하다.
- L1/L2 control channel: PDCCH와 같이 제어정보를 전달하는 채널에 접근 가능여부을 나타내는 특정 값을 단말에 전달 할 수 있다. 호출 메시지의 존재를 알리는 PI-RNTI와 같이 접근 가능여부를 나타내는 식별값(Identity value)을 나타내는 RNTI가 정의되어 사용될 수도 있다.
- RRC 신호(RRC signaling): 무선 베어러 설정(Radio Bearer Setup), 무선 베어러 재설정(Radio Bearer Reconfiguration), RRC 연결요청(RRC Connection Request), RRC 연결재설정(RRC Connection Reconfiguration), RRC 연결 재설정(Connection Re-establishment) 과 관련된 신호, 등을 통하여 접근 가능여부가 전달 될 수 있다.
- NAS 신호(NAS signaling): Tracking Area Update 과정의 메시지와 같은 NAS 신호를 통하여 임계값이 전달 될 수 있다.
- RLC, MAC, PDCP등의 PDU를 통해서도 접근 가능여부가 전달 될 수 있으며, 기지국과 단말의 모든 신호 절차에 의하여 전달 가능하다.
이하, 본 발명의 제1 실시 예의 또 다른 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
긴급전화와 같은 경우에는 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버 되더라도 서비스를 받을 수 있다. 또한, 일반셀 또는 CSG셀과 상관없이 시스템 정보에 긴급전화 조차도 셀을 사용할 수 없는 경우(예: cellBared가 barred in 3GPP TS36.331상태인 경우 또는 셀의 부하가 심한 경우)에도 기지국은 이웃셀 (또는 이웃 기지국)들의 셀의 사용가능 여부를 알 수 있으므로 (즉, 기지국은 단말/사용자가 특정 CSG셀의 사용가능 여부는 알기 어려우나, 사용자/단말에 상관없이 셀 자체의 사용 가능여부는 알 수 있다.), 핸드오버 명령을 단말에게 보낼 때, 긴급전화사용이 가능한 이웃셀로 핸드오버 명령을 지시 할 수 있다.
따라서, 또 다른 발명으로, 긴급전화와 같은 서비스를 받고 있을 경우에는, 이웃셀로 핸드오버가 필요한 경우(예: 서빙셀의 측정값이 특정값 이하로 내려가는 경우), 이웃셀이 CSG셀 이더라도 CSG ID를 획득하기 위한 동작을 수행하지 않을 것을 제안한다. CSG ID를 획득 하기 위한 동작에는 다음과 같은 것들이 있을 수 있다.
- Measurement Gap 요청: 이웃 CSG셀의 CSG ID를 획득하기 위해 시스템 정보를 수신하기 위해서는 특정 시간만큼 측정을 요구하게 되며, 이를 위해 측정을 위한 시간 구간 (measurement gap)을 요청 할 수 있다.
- 시스템 정보 획득: CSG ID를 읽기 위한 시스템 정보 수신
본 발명에 따라, 단말은 CSG ID를 획득하기 위한 측정의 전력 낭비를 막을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예의 한 형태로서, CSG_C가 접근불가능한 CSG셀인경우, 단말이 핸드오버 후 긴급전화를 수신을 나타내는 블록도이다. 이하, 도 7을 참조하여 설명한다.
단말이 현재 받고 있는 서비스가 일반 서비스(예: ftp download)일 경우에는 측정된 셀 중에서 일반셀과 접근 가능한 CSG 셀만을 측정보고메시지에 넣어 기지국으로 보내어 접근 가능한 셀에 핸드오버를 하여 일반서비스를 받을 수 있으며, 단말이 현재 받고 있는 서비스가 긴급전화(emergency call)과 같은 응급서비스(또는, 제한된 서비스 또는 특별한 서비스) 경우에는 측정된 모든셀을 측정보고 메시지에 넣어 기지국으로 보낼 수 있으므로, 일반서비스가 가능한 일반셀 또는 접근가능한 CSG셀 중에서 서비스가 가능한 셀이 없더라도, (예를 들어, 도 6에서 CSG_C가 접근불가능한 CSG셀인경우, 즉, 신호 특성값이 서비스를 받을 수 있는 특정 임계값 이상을 만족하는 일반셀 또는 접근 가능한 CSG셀이 없는 경우), 접근 불가능한 CSG셀에서 긴급전화 서비스를 계속 받을 수 있게 된다.
본 발명의 제1 실시 예에서, 단말은 서비스를 받고 있던 기지국(source eNB)으로 측정 보고를 보낼 때, 이웃셀의 측정 결과와 함께 접근 가능여부를 알려줄 수 있으므로, 기지국은 단말이 보낸 측정보고 메시지를 바탕으로 특정 CSG셀의 단말의 접근 여부를 알 수 있다. 따라서, 기지국은 단말이 접근 가능한 셀로 핸드오버 명령을 지시할 수 있다. 따라서, 단말은 상기에서 설명한 예시와 같이 접근 불가능한 CSG셀로 핸드오버를 하게 되어 일반 서비스를 받을 수 없는 경우를 방지 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에서, 단말은 긴급전화(emergency call)의 경우와 같은 제한된 서비스 (또는 특정 목적을 가지는 서비스)를 받는 도중에 핸드오버를 하게 될 경우에도, 접근 불가능 한 CSG 셀과 접근 가능한 CSG셀 또는/그리고 일반셀에 대한 접근가능 여부의 정보를 알려 줄 수 있으므로, 기지국으로 하여금 일반 서비스가 가능한 셀로의 핸드오버 명령을 내릴 수 있게 한다. 따라서, 긴급 전화 서비스를 받는 사용자가 핸드오버를 하는 경우, 접근 가능한 CSG셀 또는 일반셀로 핸드오버를 할 수 있게 하여 긴급 전화가 끝난 후에 일반 셀로 가기 위한 측정 또는 시스템 정보를 수신하는 전력낭비를 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예를 설명한다.
본 발명의 제2 실시 예는, 단말이 CSG셀에서 서비스 받도록 하는 과정에서 발생하는 전력 낭비를 최소화 하는 방법을 제공하며, 또한, 단말이 접근 가능한CSG셀에서 서비스를 받는 시점을 빠르게 하여 사용자에게 높은 서비스 품질을 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명의 제2 실시 예는 다음과 같은 사항을 제안한다: 첫째, 단말이 연결 모드 (Connected mode)에서 CSG셀로의 이동을 위하여 측정하는 동작에서의 전력 낭비를 줄이는 방법을 제공한다; 둘째, 서빙셀의 측정값이 특정 임계값(threshold)를 넘지 않으면, CSG셀을 측정하는 동작을 수행하지 않도록 할 것을 제안한다; 셋째, CSG셀의 측정을 위한 특정 임계값은 현재 3GPP TS36.33l에서 사용하고 있는 s-Measure와 구분되는 다른 특정 값일 것을 제안한다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예에서 정의하는 용어 및 전제 사항을 설명한다:
본 발명의 제2 실시 예가 제안하는 CSG셀의 측정을 위한 임계값을 sg-Measure로 임의로 명명하여 설명한다. 여기서, s-Measure는 일반셀의 측정을 위한 임계값으로 하며, sg-Measure는 접근 가능한 CSG셀의 측정을 위한 임계값으로 사용한다.
본 발명의 제2 실시 예에서 제안하는 임계값(즉, sg-Measure)은, 서빙셀의 측정값이 제안하는 특정 임계값(즉, sg-Measure)를 넘는다면, CSG셀을 탐색 (예: 자동탐색기능중지) 그리고/또는 측정하는 동작을 수행하지 않도록 할 것을 제안한다.
또한, 본 발명의 제2 실시 예에서 제안하는 임계값(즉, sg-Measure)은, 서빙셀의 측정값이 제안하는 특정 임계값(즉, sg-Measure)를 넘지 않는다면, CSG셀을 탐색 (예: 자동탐색기능시작) 그리고/또는 측정하는 동작을 수행 할 수 있도록 할 것을 제안한다.
또한, 상기 sg-Measure의 사용으로 인하여 서로 다른 임계값 (즉, s-Measure와 sg-Measure)으로 서빙셀의 측정값 (즉, Sserving)과 비교를 통하여, 서로 다른 이웃셀의 측정을 위한 시점을 결정 할 수 있으므로, 아래의 성능 향상을 가져 올 수 있다:
- s-Measure ＞ sg-Measure로 설정된 경우: sg-Measure값이 s-Measure보다 낮은 값을 가진다. 이 경우, 서빙셀의 측정값(Sserving)이 단말의 이동성으로 점점 낮아지는 경우 sg-Measure ＞ Sserving 의 조건이 s-Measure ＞ Sserving의 조건 보다 먼저 만족 하게 되므로, CSG 를 측정하는 시점이 일반셀을 측정 하는 시점보다 먼저 수행되게 되므로, CSG셀의 측정 보고 값을 측정 보고 메시지를 통하여 먼저 보낼 수 있게 됨으로서, 사용자가 CSG셀로 핸드오버 할 수 있는 가능성을 높여 주게 된다;
- s-Measure ＜ sg-Measure로 설정된 경우: s-Measure의 값이 sg-Measure보다 낮은 값을 가진다. 이 경우, 서빙셀의 측정값(Sserving)이 단말의 이동성으로 점점 낮아지는 경우 s-Measure ＞ Sserving의 조건이 sg-Measure ＞ Sserving의 조건보다 먼저 만족하게 된다. 이는 일반셀을 측정하는 시점이 CSG셀을 측정하는 시점보다 먼저 수행되게 되므로, 일반셀의 측정 보고 값을 측정 보고 메시지를 통하여 먼저 보내게 된다. 이는 (사용자가 접근 가능한 CSG셀 또는 접근 불가능한 CSG셀과 상관 없이) CSG셀이 밀집하게 분포된 지역에서 다수의 CSG셀을 발견하게 되더라도, 서빙셀의 측정값이 sg-Measure이하로 낮아지지 않는다면 CSG셀의 측정을 수행 하지 않게 되므로, CSG셀을 위한 측정에서의 전력 소모를 방지 할 수 있게 된다.
상기에서 s-Measure값과 sg-Measure의 값의 설정은 일반셀의 크기 (service coverage), CSG셀의 개수 또는 밀집정도와 같은 지형적인 특성을 고려하여 정해질 수 있으며, 또는 사업자 정책(operator policy)에 따라 설정되어 사용될 수 있다.
네트워크가 단말에게 본 발명에서 제안하는 CSG셀을 측정하는데 사용되는 임계값을 전달하는 방법은 다음과 같은 것들이 있을 수 있다:
- 시스템 정보(System Information): 시스템정보를 통하여 임계값을 전송한다. 이는 크게 두 가지 방법이 있다. 서빙셀의 시스템 정보를 통하여 이웃 CSG셀에 공통으로 적용되는 임계값을 전달하는 방법이 있을 수 있다. 또 다른 방법으로, 각 CSG셀은 자신의 셀을 측정하도록 하기 위한 임계값을 시스템 정보로 전달하고, 특정 단말은, 이웃 CSG셀의 시스템 정보를 통하여 임계값을 획득하고, 획득된 CSG셀에 대한 측정을 수행할 경우, 획득된 임계값을 적용한다;
- 호출(Paging): 호출 신호를 통하여 단말에게 임계값을 전송 할 수 있다. 즉, 호출이유와 단말식별자, 등으로 구성되는 호출기록(paging record)처럼, 임계값를 호출메시지 안에 넣어 단말에게 전송한다. 이 경우, 단말은 호출메시지 안에 호출기록이 있다면 호출기록 정보에 따라 상기에서 상술한 일반적인(normal) 호출절차를 수행하며, 임계값이 존재하면 그에 따른 동작을 수행한다. 호출메시지에 호출기록정보와 임계값이 동시에 존재 할 경우에 각 정보에 따라 동작을 모두 수행할지 또는 어느 한 동작만을 수행 할 지의 여부는 시스템의 정의에 따를 수 있다. 또 다른 경우로, 임계값이 호출기록의 내용으로 있을 수도 있다. 또한, 호출기록과 임계값이 함께 쓰여, 호출절차처럼 단말의 식별자에 따라 특정 단말만이 임계값에 따른 동작을 수행하도록 할 수도 있다;
- L1/L2 control channel: PDCCH와 같이 제어정보를 전달하는 채널에 임계값을 나타내는 특정 값을 단말에 전달 할 수 있다. 호출 메시지의 존재를 알리는 PI-RNTI와 같이 임계값을 나타내는 식별값(Identity value)을 나타내는 RNTI가 정의되어 사용될 수도 있다;
- RRC 신호(RRC signaling): 측정설정(Measurement Configuration), 무선 베어러 설정(Radio Bearer Setup), 무선 베어러 재설정(Radio Bearer Reconfiguration), RRC 연결요청(Connection Request)/연결설정(Connection Setup)/연결해제(Connection Release), RRC 연결재설정(RRC Connection Reconfiguration), RRC 연결 재설정(Connection Re-establishment)과 관련된 신호, 등을 통하여 임계값이 전달될 수 있다;
- NAS 신호(NAS signaling): Tracking Area Update 과정의 메시지와 같은 NAS 신호를 통하여 임계값이 전달 될 수 있다;
- RLC, MAC, PDCP등의 PDU를 통해서도 임계값이 전달 될 수 있으며, 기지국과 단말의 모든 신호 절차에 의하여 전달 가능하다;
본 발명의 제2 실시 예에서 제안하는 임계값과 측정 방법에 따라 단말은 sg-Measure가 설정된 경우, 단말은 CSG셀이 발견된 경우라도 (예:자동탐색기능에 의하여 발견된 경우), 서빙셀의 측정값이 sg-Measure이상(또는 초과)라면 측정을 수행하지 않음으로서 측정으로 인한 전력 소모를 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예의 또 다른 실시 예(발명)을 설명한다.
단말이 접근 가능한 CSG셀의 영역에 진입한 경우 서비스를 받는 시점을 빠르게 하도록 함으로써, 사용자에게 높은 대역폭 또는 낮은 비용의 서비스를 받도록 하고자 한다. 이를 위해 본 발명제2 실시 예는, 단말이 접근 가능한 CSG셀의 영역에 진입한 경우 서비스를 받는 시점을 빠르게 하도록 함으로써, 사용자에게 높은 대역폭 또는 낮은 비용의 서비스를 받도록 하고자 한다.
또한, 이를 위해 본 발명의 제2 실시 예는, 서빙셀의 측정값이 특정 임계값보다 높더라도 접근 가능한 CSG인 경우에는 해당하는 CSG셀에 대한 측정을 수행하도록 하여, 측정 보고 메시지 (measurement report)를 보낼 수 있도록 함으로서 핸드오버가 가능하게 할 것을 제안한다.
또한, 이를 위해 본 발명의 제2 실시 예는, 단말이 (예:자동탐색기능에 의하여) 이웃 CSG셀을 발견하면, 이웃 CSG이 접근 가능한 CSG셀인 경우에 대하여, 서빙셀의 값 (s-Measure 또는 본 발명이 제안하는 sg-Measure)에 상관없이 접근 가능한 CSG셀들을 측정할 것을 제안한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예의 일 예시로서, 접근 가능한 셀을 발견한 경우 서빙셀의 측정값과 상관없이 측정하는 과정의 예시도이다. 다만, 도 8에서, 단말은 서빙셀의 측정과 CSG셀을 찾기 위한 자동탐색 기능은 특정 주기적으로 항상 수행 중이라 가정한다.
도 8에서, 단말은 이웃셀들 중에서 CSG셀이 발견된 경우 (예: 자동탐색 기능에 의해), 발견된 셀의 시스템 정보를 수신하여 CSG ID를 획득한다. 그리고, 단말이 가지고 있는 allowed CSG list를 검색하여 접근 가능한 CSG셀인지 아닌지를 판단한다(도 8에서 ① 과정).
그리고, 접근 가능한 CSG셀 경우에는 서빙셀의 측정값과 상관없이 접근 가능한 셀에 대한 측정을 수행할수 있으며, 측정 보고 메시지를 기지국으로 보낼 수 있으므로, 단말은 자신이 접근 가능한 CSG셀에 핸드오버가 가능하게 된다.
본 발명에 따라 단말은 서빙셀의 측정값 또는 신호 특성값과 상관 없이 접근 가능한 이웃 CSG셀이 발견된 경우, 접근 가능한 CSG셀에 대한 측정을 수행하도록 함으로서, 단말의 이동성으로 접근 가능한 CSG셀의 서비스 영역으로 진입한 경우, 측정 수행 및 측정 보고 메시지를 보낼 수 있도록 함으로서, 접근 가능한 CSG셀로 핸드오버가 가능하게 한다. 결과적으로, 사용자는 접근 가능한 CSG셀에서 서비스를 받도록 할 수 있게 함으로써, 사용자에게 높은 대역폭을 제공하거나 낮은 과금이 적용되게 함으로서, 높은 품질의 서비스를 받을 수 있게 된다.

Claims

단말이 서빙셀(source cell)에서 이웃 CSG 셀(target cell)로 핸드오버하는 경우,
단말이 접근 가능한 CSG 셀과 일반셀에 대한 측정 결과를 포함하는 측정보고 메시지를 상기 서빙셀의 기지국으로 보내는 단계와;
상기 단말이 상기 측정보고 메시지에 접근 가능한 셀 리스트를 함께 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템에서의 핸드오버 시의 서비스 제공 방법.
제1항에 있어서, 상기 접근 가능한 셀 리스트는 일반셀과 접근가능한 CSG 셀을 모두 포함하거나 또는 일반셀과 접근 가능 CSG 셀에 대한 각각의 리스트인 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템에서의 핸드오버 시의 서비스 제공 방법.
제1항에 있어서, 상기 접근 가능한 셀 리스트는 접근 가능한 셀의 physical ID와 접근 불가능한 셀의 physical ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템에서의 핸드오버 시의 서비스 제공 방법.
제1항에 있어서, 상기 단말이
상기 서비셀의 기지국으로부터 받고 있는 서비스가 응급 서비스인 경우에는,
일반서비스가 가능한 일반셀 또는 접근 가능한 CSG 셀 중에서 서비스가 가능한 셀이 없더라도, 접근 불가능한 CSG 셀에서 상기 응급 서비스를 계속 받는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템에서의 핸드오버 시의 서비스 제공 방법.