KR20120085635A - 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서의 듀얼 모드 단말기가 개시된다. 구체적으로, LTE (Long Term Evolution) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 1 통신 모듈, CDMA (Code Divisional Multiple Access) eHRPD (enhanced High-Rate Packet Data) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 2 통신 모듈, 및 상기 제 1 통신 모듈에 대응하는 신호와 상기 제 2 통신 모듈에 대응하는 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 1 통신 모듈이 활성화된 경우, 상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 상기 LTE 네트워크와의 RRC(Radio Resource Control) 연결이 끊어진 경우에만 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법{DUAL MODE MOBILE TERMINAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법에 관한 것이다.
무선 이동 통신 분야에서는 음성 통화뿐만 아니라 데이터 고속 송수신 측면에서 꾸준한 진화를 거듭하고 있으며 현재 4세대 이동 통신 기술 예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 무선 통신 시스템이 주목 받고 있다. 그러나, 4세대 통신 망과 기존에 상용화된 3세대 통신 망이 혼재한 상황에서, 이동 통신 단말기 또는 이동 통신 데이터 카드는 4세대 이동 통신 기술뿐만 아니라, 기존에 상용화되어 현재 널리 사용되고 있는 3G 이동 통신 기술을 동시에 포함해야 한다. 따라서 다음 세대의 이동통신 기술과 기존 세대의 이동통신 기술을 동시에 지원하기 위하여, 듀얼 모뎀 프로세서를 지닌 이동 단말기나 데이터 카드 타입의 디바이스(이하, 듀얼 모드 단말)가 필요하게 된다.
듀얼 모드 단말은 통신 방식이 다른 2개의 모뎀을 탑재하여 각각을 이용한 무선통신을 지원하며, 이종의 통신망이 혼재된 지역에서 주로 사용된다. 듀얼 모드 단말의 대표적인 예로서, LTE(Long Term Evolution) 방식의 무선 통신과 eHRPD(enhanced High-Rate Packet Data) 방식의 무선 통신이 모두 이용 가능한 디바이스가 주목 받고 있다. 여기서, eHRPD 방식은 CDMA에서 LTE와의 무선 통신 네트워크 상호 운용성을 대비해 3GPP2 표준 위원회에서 개발한 1xEV-DO 상위 계층 프로토콜 스택의 새로운 버전이다.본 발명에서는 LTE 망, CDMA 망 모두와 통신할 수 있는 멀티 모드 디바이스를 가정하여 설명하지만, 다른 방식의 무선 통신 역시 적용할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 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 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 듀얼 모드 단말기는, LTE (Long Term Evolution) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 1 통신 모듈; CDMA (Code Divisional Multiple Access) eHRPD (enhanced High-Rate Packet Data) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 2 통신 모듈; 및 상기 제 1 통신 모듈에 대응하는 신호와 상기 제 2 통신 모듈에 대응하는 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 1 통신 모듈이 활성화된 경우, 상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 상기 LTE 네트워크와의 RRC(Radio Resource Control) 연결이 끊어진 경우에만 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 시, 상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 유지된 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 여부를 저장하기 위한 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 이 경우, 상기 프로세서는 상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 끊어진 경우, 상기 버퍼에 저장된 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생이 감지되고 상기 LTE 네트워크로의 송신 전력과 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신 전력의 합이 기 설정된 값을 이하인 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 단말의 제어 방법은, LTE (Long Term Evolution) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 1 통신 모듈을 활성화하는 단계; CDMA (Code Divisional Multiple Access) eHRPD (enhanced High-Rate Packet Data) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 2 통신 모듈에서, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생을 감지하는 단계; 상기 LTE 네트워크와의 RRC(Radio Resource Control) 연결 여부를 판단하는 단계; 및 상기 RRC 연결이 끊어진 경우, 상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람작하게는, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 시, 상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 유지된 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 여부를 저장하기 위한 단계를 더 포함하며, 이 경우, 상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 끊어진 경우, 상기 버퍼에 저장된 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생이 감지되고 상기 LTE 네트워크로의 송신 전력과 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신 전력의 합이 기 설정된 값을 이하인 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 여기서, 상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트는, 상기 듀얼 모드 단말을 위한 서브넷 변경 이벤트 또는 CDMA eHRPD 세션 재설정 (session reconfiguration) 이벤트인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 단말이 SAR 규정을 만족하면서 불필요한 전력 백 오프(Back off)를 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 단말이 이종망간 핸드오버 시, 전체 핸드오버 수행 시간을 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 얻은 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 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(U-Plane, User-Plane) 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말의 동작을 설명하는 순서도이다.
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. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 본 발명의 설명에 있어서 단말은 사용자 기기(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 개선된 이동국(Advanced Mobile Station, AMS), 모바일 핸드 셋(mobile hand set) 등 이동 또는 고정형의 사용자가 사용하는 모든 통신 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 이하에서는 본 발명이 적용되는 기술 분야인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 및 이와 관련된 기술적 특징들을 살펴본다.
도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다. 특히 E-UMTS 시스템은 기존 WCDMA UMTS 시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 크게 단말(User Equipment, UE)과 셀(eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway, 이하 AG)로 구성된다. 통상적으로 eNB는 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시 송신할 수 있다. eNB 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다.
AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때, 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. 또한 AG는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리하며, 상기 TA는 복수의 셀들로 구성된다. 단말은 특정 TA에서 다른 TA로 이동할 경우, AG에게 자신이 위치한 TA가 변경되었음을 알려준다.
CN(Core Network)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있으며. E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수 있다.
도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, E-UTRAN시스템은 기존 UTRAN시스템에서 진화한 시스템이다. E-UTRAN은 셀(eNB)들로 구성되며, 셀들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. 셀은 무선 인터페이스를 통해 단말과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다.
EPC에는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving-Gateway) 및 PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, PDN-GW는 PDN(Packet Data Network)을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
도 3 및 도 4는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(U-Plane, User-Plane) 구조를 도시하는 도면이다. 특히 무선 인터페이스 프로토콜은 수직적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수평적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어 신호(Signaling)의 전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다.
또한 도 3 및 4의 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호 접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델에 기반한 것으로, 하위 3개 계층을 L1(제 1 계층), L2(제 2 계층), L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다.
제어 평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하에서는 무선 프로토콜의 제어 평면과 사용자 평면의 각 계층을 설명한다.
제 1 계층인 물리 계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체 접속 제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신 측과 수신 측의 물리 계층 사이는 물리 채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리 채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
제 2 계층의 MAC 계층은 논리 채널(Logical Channel)을 통해 상위 계층인 무선 링크 제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에 RLC 계층은 존재하지 않을 수 있다. 제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송 시에 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어 정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원 제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 구성(Configuration), 재구성 (Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.
도 3에서 RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다. NAS 계층은 단말 및 네트워크의 이동성 관리 엔터티(Mobility Management Entity; MME)에 존재한다.
MME는 LTE 접속 네트워크에서 핵심적인 제어-노드이다. MME는 휴지 상태에 있는 단말에 대해 트랙킹 및 페이징 과정 등을 담당한다. 또한, MME는 무선 베어러 활성화/비활성화 프로세스에 관여하고, 'Initial Attach' 시에 또는 핵심망 리로케이션(relocation)을 포함한 인트라-LTE 핸드오버시에 단말에 대한 서빙 게이트웨이(Serving Gateway; SGW) 선택을 담당함다. MME는 홈 가입자 서버(Home Subscriber Server; HSS)와의 상호작용을 통해 단말 인증을 담당한다. NAS 시그널링은 MME에서 종결되고, MME는 임시 식별자를 생성하여 단말에게 할당하는 것을 담당한다. MME는 단말이 서비스 제공자의 PLMN (Public Land Mobile Network)에 캠프-온(camp-on)할 수 있는 권한이 있는지 확인한다. MME는 네트워크에서 NAS 시그널링을 위한 암호화/무결성 보호를 위한 종결점이고 보안키 관리를 담당한다. MME는 LTE와 2G/3G 접속 네트워크 간의 이동성을 위한 제어 평면 기능을 제공한다.
NAS 계층에서는 단말의 이동성 관리를 위하여 EMM(EPS Mobility Management) 등록 상태(EMM-REGISTERED) 및 EMM 미등록 상태(EMM-UNREGISTERED) 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에 적용된다. 초기 단말은 EMM 미등록 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접촉(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접촉 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM 등록 상태가 된다.
또한 NAS 계층에서는 단말과 EPC 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management) 휴지 상태(ECM_IDLE) 및 ECM 연결 상태(ECM_CONNECTED) 두 가지가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM 휴지 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM 연결 상태가 된다. ECM 휴지 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결을 맺으면 ECM 연결 상태가 된다. 단말이 ECM 휴지 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 컨텍스트(context)를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM 휴지 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택 또는 셀 재선택 절차와 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM 연결 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM 휴지 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 TA 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
도 5는 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 듀얼 모드 단말기는 애플리케이션 프로세서와 LTE 네트워크로부터 수신한 신호를 처리하기 위한 LTE 프로세서 및 CDMA 네트워크로부터 수신한 신호를 처리하기 위한 CDMA 프로세서를 포함할 수 있다.
애플리케이션 프로세서는 듀얼 모드 단말 내부에서 하드웨어적으로 하나의 모듈로 구성될 수도 있고, 혹은 PC 에 포함되어 듀얼 모드 단말과는 독립적으로 구성될 수 있다. 또한, 애플리케이션 프로세서에서는 네트워크 환경에 따라 CDMA 네트워크 또는 LTE 네트워크로 접속 상태를 관리하고 제어하기 위한 CM(connection manager)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, CM은 네트워크 접속 상태에 따라 애플리케이션과 두 프로세서 중 하나 (CDMA 프로세서 혹은 LTE 프로세서)간의 데이터를 송수신하기 위한 스위칭 역할을 수행한다. 즉, 듀얼 모드 단말이 CDMA 네트워크와 연결이 되어 있는 경우에는 애플리케이션 데이터를 CDMA 프로세서와 애플리케이션이 연결되도록 A 인터페이스로 송수신하며, 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크와 연결이 되어 있는 경우에는 애플리케이션 데이터를 LTE 프로세서와 애플리케이션이 연결되도록 B 인터페이스로 송수신한다.
호스트 인터페이스는 CDMA 프로세서와 LTE 프로세서 사이에 위치하며, 각 프로세서 간의 제어 신호 및 데이터 신호 전송을 위해 사용될 수 있다.
한편, 무선 통신 기술의 눈부신 발전으로 전파의 이용은 그 수요가 높아지고, 통신, 방송 분야뿐만 아니라 의료, 교통 및 주변의 일상생활에서 폭넓게 사용되고 있다. 이와 같이 전자, 전기기기의 사용이 급증하면서 이들 전파 이용 시설 및 기기에서 복사되는 전자파가 인체에 많은 영향을 미치게 되었다. 특히, 이동 통신기기의 경우 미국 연방 통신위원회(Federal Communication Commission, FCC)는 FCC 96-326의 무선 주파수 복사의 환경영향 평가에 관한 지침을 채택하여 임의의 휴대용 송신기기에 적용할 국부적인 전력 흡수에 대한 제한치를 규정하고 있다. 여기에 규정된 최대허용노출의 제한치는 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 에너지 흡수율의 척도인 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate, SAR) 항으로 정량화된 노출 평가기준에 근거를 둔다. 인체에 전자파가 조사되었을 경우 전자파에 대한 양적 평가는 전력측정, 전자계 해석, 그리고 동물 실험 등을 통한 SAR 측정으로 행해지는데 SAR은 일반적으로 인체가 전자계에 노출됨에 따라 인체에 흡수되는 단위질량당의 흡수전력으로 표현된다.
미국의 FCC 뿐만 아니라 유럽 전기기술표준화 위원회(CENELEC) 등에서도 이동통신 단말에 대한 적합성 평가의 요구 조건으로서 SAR 조건을 규정하고 있다. 이와 같이, 미국의 FCC나 유럽의 CENELEC 등은 SAR 조건의 기준값에 있어서 차이는 있지만 이동통신 단말의 적합성 평가의 중요한 항목으로 지정하고 있다. 따라서, 이동통신 단말은 SAR 조건(혹은 규정)을 만족하여야 한다.
도 6은 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 단말(600)은 제 1 RF 및 기저대역 칩(baseband chip)(610), 제 2 RF 및 기저대역 칩(620), 전력 증폭기(630), RF 프런트-엔드(Front-end) 모듈(640) 및 안테나(650)를 포함할 수 있다.
무선 통신에서 특정 주파수 대역의 전파가 사용되는데, 각 RF 및 기저대역 칩(610, 620)은 신호 송신 과정에서 원래 신호(기저대역 신호)를 높은 주파수 대역의 신호로 변조하고, 신호 수신 과정에서는 수신한 고주파 신호를 기저대역 신호로 복조하는 기능을 수행한다. 보다 구체적으로 설명하면, 기저 대역 칩은 기저대역 신호를 처리하고, RF 칩은 기저대역에서 처리된 신호를 변조/복조하는 처리를 수행할 수 있다. 이러한 RF 칩과 기저 대역 칩은 도 6에서 도시한 바와 같이 하나의 칩에서 구현될 수도 있으나, 서로 별개의 칩으로 분리되어 구현될 수도 있다.
제 1 RF 및 기저대역 칩(610)과 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)은 상술한 바와 같이 신호 송신 과정에서 원래 신호를 높은 주파수 대역의 신호로 처리하고 반대로 신호 수신 과정에서는 높은 주파수 대역의 신호를 기저대역의 신호로 처리하며 변조/복조하는 기능을 각각 수행한다.
단말(600)이 복수의 주파수 대역을 통해 동시에 신호를 전송할 필요가 있는 경우, 제 1 RF 및 기저대역 칩(610)은 원래 신호를 제 1 통신망을 위한 제 1 주파수 대역의 신호로 처리하는 기능을 수행하고, 동시에 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)은 원래 신호를 제 2 통신망을 위한 제 2 주파수 대역의 신호로 처리하는 기능을 수행한다. 이와 같이, 단말(600)의 복수의 주파수 대역을 통한 송신 과정에서, 제 1 RF 및 기저대역 칩(610)과 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)을 통해 고주파 대역으로 처리된 신호가 서로 다른 주파수 대역을 통해 전송된다. 일반적으로, 단말(600)이 복수의 주파수 대역을 통해 동시에 신호를 전송하는 경우에 서로 다른 주파수 대역 간에는 서로 다른 무선 통신 방식 또는 무선 접속 기술 (Radio Access Technology, RAT) 방식이 적용될 수 있다.
도 6에 도시된 단말의 구성에서, 제 1 RF 및 기저대역 칩(610)과 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)은 별개의 칩으로 분리하여 도시하였으나 하나의 칩으로 통합되어 구현될 수도 있다.
전력 증폭기(Power Amplifier, PA)(630)는 제 1 RF 및 기저대역 칩(610)과 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)에서 각각 제 1 및 제 2 주파수 대역의 신호로 처리되어 수신된 신호를 증폭하는 역할을 수행한다.
제 2 RF 및 기저대역 칩(620)은 제 1 RF 및 기저대역 칩(610)에서 제 1 주파수 대역의 신호로 처리되고 전력 증폭기(630)에 의해 증폭된 신호를 수신하여 전력값을 측정하는 기능을 수행할 수 있다. 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)을 통해 전송되는 신호의 송신 전력값은 SAR 규정에 따라 제 1 RF 및 기저대역 칩(610)에서 전송되는 신호의 전력값에 따라 달라지게 된다. 이와 같이, 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)에서 전송할 신호의 송신 전력값을 제어하는 구성은 제 2 RF 및 기저대역 칩(620) 내의 전력 제어 장치 혹은 모듈에 따라 구현될 수도 있고, 별개로 분리된 전력 제어 장치에 의해 제어될 수도 있다.
RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)은 단말(600)의 송수신을 자유롭게 하고 다양한 환경에서 통화를 가능하게 하는 역할을 수행할 수 있다. RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)은 단말(600) 내의 안테나(650)와, 제 1 RF 및 기저대역 칩(610)과 제 2 RF 및 기저대역 칩(620)을 연결해 송수신 신호를 분리할 수 있다. 그리고, RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)에는 필터링 및 증폭 역할을 하는 모듈로서 수신신호 필터링 필터를 내장한 수신단 프런트-엔드 모듈과, 송신 신호를 증폭하는 전력증폭기(630) 내장한 송신단 프런트-엔드 모듈 등이 있다. 이러한 RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)은 특히 통화 시 송신 신호와 수신 신호를 전환(switching) 사용해야 하는 시분할(TDMA) 방식의 GSM(Global System for Mobile communications) 단말기에 주로 사용된다.
또한, RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)은 본 발명에서 설명하는 단말(600)과 같이 다중 주파수 대역을 통해 신호를 전송하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)은 단말(600)이 LTE 방식과 CDMA 방식을 동시에 사용이 가능하도록 한다. 이러한 RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)을 사용함으로써 단말(600)의 부품 수를 감소시킬 수 있으며, 단말(600)의 신뢰성을 높일 뿐만 아니라 부품 간의 상호연계(Interconnection)에 따른 손실을 감소시킬 수 있다.
RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)은 전력소모를 줄여 배터리 소모를 획기적으로 개선시키고, 다중 주파수 대역, 다기능 단말의 부품 소형화를 가능하게 한다. 도 6에 도시한 바와 같이, RF 프런트-엔드(RF Front-end) 모듈(640)은 전력 증폭기(630)로부터 수신한 복수의 주파수 대역으로 처리된 신호를 안테나(650)를 통해 각각 전송할 수 있다.
그리고, 안테나(650)는 도 6에서 하나로 도시하고 있지만, 단말(600)에는 복수 개의 안테나가 존재할 수 있다.
일반적으로 무선 통신 시스템에서 단말은 2 이상의 주파수 대역을 통해 동시에 신호를 전송하는 경우에도 전자파 흡수율 규정을 준수할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 듀얼 모드 단말은 제 1 RAT(Radio Access Technology)를 위한 제 1 주파수 대역과 제 2 RAT를 위한 제 2 주파수 대역의 각 전력을 측정하여 그 값을 저장할 수 있다. 그리고, 두 개의 주파수 대역의 각 전력에 따라 얼마의 전력을 백-오프(Back off) 할 것인지를 미리 결정할 수 있다. 이때, 각 주파수 대역의 전력에 따라 백-오프할 전력의 값은 미리 테이블과 같은 형식으로 사전에 정의되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 단말이 제 1 주파수 대역에서 최대 전력으로 신호를 전송할 때는 다른 주파수 대역인 제 2 주파수 대역의 전력은 가능한 최대량의 전력 백 오프(Back off)가 적용될 것이다. 마찬가지로, 단말이 제 2 주파수 대역에서의 최대 전력으로 신호를 전송할 때는 제 1 주파수 대역의 전력은 가능한 최대량의 전력 백 오프가 적용될 것이다.
또한, 단말이 하나의 주파수 대역에서 최대 전력이 아닌 특정 전력 값으로 신호를 전송하는 경우에도, 다른 주파수 대역에 적용될 전력 백 오프(Back off) 양을 미리 정의할 수 잇다.
다만, 상술한 전력 백 오프에 따라, 각각의 RAT으로 전송되는 신호는 감소된 전력으로 인하여 자원 불충분 조건이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 대역폭의 손실이 발생할 가능성이 존재한다는 문제점이 존재한다.
또한, CDMA eHRPD의 세션을 유지하게 되면 LTE 네트워크와 eHRPD 네트워크 사이의 이종망 간 핸드오버(iRAT HO)시 eHRPD 세션 설정 시간(session configuration time)을 줄일 수 있어 전체 이종망 간 핸드오버 시간을 줄일 수 있다는 장점이 있으나, 이를 위해서는 eHRPD 세션 재설정 필요 시마다 기지국과 세션 재설정 과정을 수행하여야 한다. 그러나, 세션 재설정 과정을 항상 수행하게 되면 LTE 네트워크로의 송신과 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신이 동시에 발생할 수 있어, 상술한 SAR 초과 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 LTE 네트워크와 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신이 동시에 발생하는 경우를 방지하는 것을 제안한다.
구체적으로, 활성화된 RAT이 LTE 망인 경우, 우선 순위가 CDMA eHRPD 보다 LTE에 있기 때문에, LTE 망으로의 RRC 연결 상태에서는 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트가 발생하더라도 이를 수행하지 않는다. eHRPD 송신 이벤트는 서브넷의 변경 또는 세션 재설정 등을 예시할 수 있다. 한편, LTE 망으로의 RRC 연결이 끊어진 경우, 즉, LTE 망으로의 송신이 이루어지지 않는 경우 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트를 수행한다. 즉, CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트에는 LTE 망으로의 RRC 연결이 끊어진 경우라는 조건이 부가되는 것이다. 한편, CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트 발생에 관한 정보는 LTE 모뎀과 CDMA 모뎀간에 공유하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 단계 701과 같이 본 발명의 듀얼 모드 단말이 LTE 망과 통신 중, 즉 활성화된 RAT이 LTE 망인 경우를 가정한다. 계속하여, 단계 702와 같이 상기 듀얼 모드 단말은 주기적으로 또는 비주기적으로 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트가 발생할 수 있다. 마찬가지로, eHRPD 송신 이벤트는 서브넷의 변경 또는 세션 재설정 등을 예시할 수 있다.
이와 같은 경우, 본 발명의 듀얼 모드 단말은 단계 703에서 현재 LTE 망과의 RRC 연결이 유지되고 있는지를 판단한다. 즉, CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트에는 LTE 망으로의 RRC 연결 여부에 의존하게 된다.
만약, 현재 LTE 망과의 RRC 연결이 유지되고 있다면, SAR 기준을 만족하기 위하여, CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트는 수행하지 않고, 단계 704와 같이 버퍼에 상기 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트의 발생을 저장한다. 추후, 현재 LTE 망과의 RRC 연결이 끊어진 경우, 상기 듀얼 모드 단말은 상기 버퍼에 저장된 상기 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트를 수행할 수 있다.
한편, 단계 703에서 현재 LTE 망과의 RRC 연결이 끊어진 것으로 판단된 경우, 단계 705에서 듀얼 모드 단말은 발생한 이벤트를 수행하기 위한 CDMA eHRPD으로의 송신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 듀얼 모드 단말은 LTE 네트워크로의 송신과 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신이 동시에 발생하는 경우, SAR 초과 문제가 발생하는지 여부를 판단하여, 상기 도 7의 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, LTE 망과 통신 중 주기적으로 또는 비주기적으로 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트가 발생하는 경우, 본 발명의 듀얼 모드 단말은 LTE 네트워크로의 송신 전력과 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신 전력의 합이 기 설정된 값 이상인지 여부를 판단하고, 기 설정된 값 미만인 경우라면 LTE 망과 CDMA eHRPD 망으로의 동시 송신을 수행할 수 있다. 그러나, LTE 네트워크로의 송신 전력과 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신 전력의 합이 기 설정된 값 이상이라면, 도 7에 따라 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트는 수행하지 않고, 버퍼에 상기 CDMA eHRPD으로의 송신 이벤트의 발생을 저장할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 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.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 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. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서의 듀얼 모드 단말기에 있어서,
    LTE (Long Term Evolution) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 1 통신 모듈;
    CDMA (Code Divisional Multiple Access) eHRPD (enhanced High-Rate Packet Data) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 2 통신 모듈; 및
    상기 제 1 통신 모듈에 대응하는 신호와 상기 제 2 통신 모듈에 대응하는 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 통신 모듈이 활성화된 경우, 상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 상기 LTE 네트워크와의 RRC(Radio Resource Control) 연결이 끊어진 경우에만 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트는,
    상기 듀얼 모드 단말을 위한 서브넷 변경 이벤트인 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트는,
    CDMA eHRPD 세션 재설정 (session reconfiguration) 이벤트인 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 시, 상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 유지된 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 여부를 저장하기 위한 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 끊어진 경우, 상기 버퍼에 저장된 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생이 감지되고 상기 LTE 네트워크로의 송신 전력과 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신 전력의 합이 기 설정된 값을 이하인 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말기.
  7. 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 단말의 제어 방법에 있어서,
    LTE (Long Term Evolution) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 1 통신 모듈을 활성화하는 단계;
    CDMA (Code Divisional Multiple Access) eHRPD (enhanced High-Rate Packet Data) 네트워크와 신호를 송수신하기 위한 제 2 통신 모듈에서, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생을 감지하는 단계;
    상기 LTE 네트워크와의 RRC(Radio Resource Control) 연결 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 RRC 연결이 끊어진 경우, 상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트는,
    상기 듀얼 모드 단말을 위한 서브넷 변경 이벤트인 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 모듈에서의 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트는,
    CDMA eHRPD 세션 재설정 (session reconfiguration) 이벤트인 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말 제어 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 시, 상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 유지된 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생 여부를 저장하기 위한 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 LTE 네트워크와의 RRC 연결이 끊어진 경우, 상기 버퍼에 저장된 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말 제어 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트 발생이 감지되고 상기 LTE 네트워크로의 송신 전력과 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 송신 전력의 합이 기 설정된 값을 이하인 경우, 상기 CDMA eHRPD 네트워크로의 신호 송신 이벤트를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 모드 단말 제어 방법.
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