KR20120106278A - 사물통신 디바이스 및 무선망에서의 사물통신 디바이스의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사물통신 서비스를 제공하는 무선망과 고정된 위치에서 통신하는 사물통신 디바이스에 관한 것으로, 셀 재선택이 발생하는 경우 해당 서빙 셀의 식별자 및 셀 선택 횟수에 관한 정보를 저장하고, 서빙 셀의 셀 선택 횟수가 많을수록 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치가 증가하도록, 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하며, 상기 설정된 셀 재선택 제한 관련 가중치를 적용해 셀 재선택 절차를 수행함으로써, 잦은 셀 재선택 및 지역 정보 업데이트 절차를 감소시켜 고정형 사물통신 디바이스의 배터리 대기 시간을 연장하는 이점을 지닌다.

Description

사물통신 디바이스 및 무선망에서의 사물통신 디바이스의 동작 방법{Device and Method for Machine to Machine Communication in Wireless Networks}

본 발명은 사물통신 디바이스 및 무선망에서의 사물통신 디바이스의 동작 방법에 관한 것으로, 특히 고정된 장소에 위치하는 사물통신 디바이스 및 무선망에서의 사물통신 디바이스의 동작 방법에 관한 것이다.

사물 통신(Machine Type Communication 또는 Machine to Machine Communication)은 인간의 개입이 필수적으로 필요치 않은 하나 이상의 요소들(entities)과 연관된 데이터 통신의 형태를 의미한다.

3GPP 이동통신 시스템에서는 사람과 사물, 사물과 사물간 지능 통신을 위한 사물통신 표준화 작업을 진행하고 있으며, 스마트 미터링 및 원격제어 등을 주요 기능으로 하는 다양한 사물통신 응용을 위해 대량의 사물통신 디바이스들이 배치되어 운용된다.

대량의 사물통신 어플리케이션에 모바일 네트워크가 경쟁력을 갖추려면 사물통신을 위한 모바일 네트워크의 지원을 최적화하는 것이 바람직하다. 현재의 모바일 네트워크는 인간-대-인간 통신에 최적화되어 디자인되어 있고, 머신-대-머신(machine-to-machine), 머신-대-인간(machine-to-human), 혹은 인간-대-머신(human-to-machine) 어플리케이션에는 최적화되어 있지 못한 것이 현실이다. 또한, 대량-마켓 머신-타입 서비스 및 어플리케이션의 기대에 부응하기 위해서는 네트워크 관리자가 매우 낮은 비용으로 사물통신을 제공할 수 있을 것이 요구된다.

사물 통신에 최적화된 서비스는 인간 대 인간 통신에 최적화된 서비스와는 다른데, a) 여러 시장 시나리오들, b) 데이터 통신들, c) 더 낮은 비용 및 노력, d) 통신하는 매우 많은 숫자의 잠재적인 단말들, e) 큰 범위까지, 단말당 매우 적은 트래픽과 같은 특성들과 관련된다는 점에서 현재의 모바일 네트워크 통신과 그 특징을 달리한다.

사물 통신은 다양한 서비스 형태로 나타날 수 있는데, 예를 들면, 스마트 측정계량기(Smart Metering), 위치추적(Tracking & Tracing), 원격 보수 및 제어(Remote Maintenance & Control), eHealth 등이 있다. 위치추적 서비스는 사물의 위치 정보를 모아서 위치 추적 정보를 사용자들에게 알려주는 서비스이다. 이 경우 사물의 위치가 시간에 따라 변화하기 때문에 이동성에 따라 변하는 사물의 위치 정보는 작은 크기의 데이터라는 특징을 갖는다. 스마트 미터링(Smart Metering)은 사물통신 노드가 전력량을 보고하거나 다른 노드들과 전력 상태 감시나 전력 요청(demand)과 같은 정보를 주고받는 서비스가 된다.

스마트 측정계량기와 같은 서비스에서는 사물통신 노드가 고정된 위치에서 움직이지 않은 상태에서 짧은 패킷 위주의 데이터 송수신을 수행하게 되어 높은 수율(throughput)을 요구하지 않는다. 이점은 기존의 이동통신 시스템이 높은 수율을 지향하는 서비스수행 단말들과 다른 점이다.

그런데, 배터리를 사용하고 위치가 고정되어 있는 사물통신 디바이스의 경우 셀 경계 지역에서 잦은 셀 재선택 발생하기 때문에 사물통신 디바이스의 배터리 대기 시간을 감소시키며 또한 로케이션 에어리어/라우팅 에어리어(LA/RA) 경계 지역인 경우에 잦은 지역 정보 업데이트 절차 수행에 의해서 송신 파워 출력이 발생하게 되고, 그에 따라 배터리 대기 시간을 매우 빨리 감소시키는 문제가 발생하였다.

본 발명은 사물통신 디바이스가 셀 경계 지역에서 최적의 셀 조건을 만족하는 셀에서 계속 서비스를 받을 수 있도록 제어함으로써 잦은 셀 재선택 및 지역 정보 업데이트 절차를 감소시키도록 하는, 사물통신 디바이스 및 무선망에서의 사물통신 디바이스의 동작 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 사물통신 디바이스의 동작 방법은 사물통신 서비스를 제공하는 무선망과 고정된 위치에서 통신하는 사물통신 디바이스의 동작 방법에 관한 것으로, 셀 재선택이 발생하는 경우 해당 서빙 셀의 식별자 및 셀 선택 횟수에 관한 정보를 저장하는 단계, 서빙 셀의 셀 선택 횟수가 많을수록 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치가 증가하도록, 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하는 단계, 및 상기 설정된 셀 재선택 제한 관련 가중치를 적용해 셀 재선택 절차를 수행하는 단계를 포함한다.

상기 사물통신 디바이스의 동작 방법은, 상기 서빙 셀에 대해 지역정보 업데이트가 필요한지 판단하는 단계 및 상기 서빙 셀에 대해 과거 1회 이상의 지역정보 업데이트 이력이 있는 경우, 상기 서빙 셀에 대해 지역정보 업데이트가 필요하다고 판단되는 경우에도 지역정보 업데이트 절차를 강제로 금지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치는 서빙 셀의 셀 적정 기준 관련 파라미터에 대해 적용될 수 있다.

상기 셀 적정 기준 관련 파라미터는, 사물통신 디바이스의 신호 대 간섭비를 기준으로 해당 서빙 셀이 적당한 셀인지 판단하는 파라미터일 수 있다.

상기 셀 적정 기준 관련 파라미터는 사물통신 디바이스의 수신신호 코드파워를 기준으로 해당 서빙 셀이 적당한 셀인지 판단하는 파라미터일 수도 있다.

상기 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치는 DRX 주기 관련 파라미터일 수 있다.

한편, 상기 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하는 단계는, 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 단계는, 이웃 셀의 적합 셀 조건 판단에 사용되는 파라미터 또는 이웃 셀의 랭킹 기준에 사용되는 파라미터의 값을 감소시킴으로써 상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 한다.

이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 단계는, 이웃 셀의 랭킹 기준 관련 파라미터로서 최상위 랭킹 셀이 된 이후 유지되어야 하는 시간을 증가시킴으로써 상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정할 수 있다.

상기 셀 적정 기준 관련 파라미터는 시스템 정보 블록 3 또는 시스템 정보 블록 11을 통해 기지국으로부터 전송되는 파라미터일 수 있다.

상기 이웃셀의 셀 재선택 관련 파라미터는 시스템 정보 블록 3 또는 시스템 정보 블록 11을 통해 기지국으로부터 전송되는 파라미터일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 사물통신 디바이스는, 사물통신 서비스를 제공하는 무선망과 고정된 위치에서 통신하는 사물통신 디바이스에 관한 것으로, 셀 재선택이 발생하는 경우 해당 서빙 셀의 식별자 및 셀 선택 횟수에 관한 정보를 저장하고, 서빙 셀의 셀 선택 횟수가 많을수록 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치가 증가하도록 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하며, 상기 설정된 셀 재선택 제한 관련 가중치를 적용해 셀 재선택 절차를 수행한다.

본 발명은 배터리를 사용하고 위치가 고정되어 있는 사물통신 디바이스의 경우 셀 경계 지역에서 최적의 셀 조건을 만족하는 셀에서 계속 서비스를 받을 수 있도록 하여, 잦은 셀 재선택 및 지역 정보 업데이트 절차를 감소시킴으로써 고정형 사물통신 디바이스의 배터리 대기 시간을 연장하는 이점을 지닌다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 구성도를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 전체적인 동작 흐름을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 노-서비스 상태에서의 RF 스캔 동작 흐름을 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 셀 재선택 및 가중치 적용과 지역 정보 업데이트 동작의 순차적인 흐름을 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 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 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 출원에서 사용하는 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 출원에서 사용하는 '기지국'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 구성도를 나타낸다.

도 1에 나타낸 바와 같이 사물통신 서비스를 제공하는 무선 통신망은 기존의 무선 통신망에 더하여 사물통신 서비스를 제공하기 위한 사물통신 서버(300), 사물통신 디바이스(110), 그리고 사물통신 사용자(400) 등을 추가로 포함한다.

사물통신 디바이스(110)는 PLMN(Public Land Mobile Network)을 통해 사물통신 서버(300) 및 다른 사물통신 디바이스들과 통신하는 사물통신 통신 기능을 가지는 단말(UE)이다.

사물통신 서버(300)는 PLMN과 통신하며, PLMN을 통해 사물통신 디바이스(110)와 통신한다. 사물통신 서버(300)는 또한 사물통신 사용자에 의해 액세스 가능한 인터페이스를 가지며, 사물통신 사용자(400)를 위한 서비스를 제공한다. 사물통신 사용자(400)는 사물통신 서버(300)에 의해 제공되는 서비스를 이용한다.

도 1의 구성에서 사물통신 서버(300)는 네트워크 오퍼레이터에 의해 제어되며, 네트워크 오퍼레이터는 사물통신 서버 상에 API(Application Programming Interface)를 제공하며, 사물통신 사용자(400)는 API를 통해 네트워크 오퍼레이터의 사물통신 서버에 액세스한다.

한편, 도 1에서는 네트워크 오퍼레이터 도메인 내에 사물통신 서버가 포함된 구성을 취하고 있으나, 사물통신 서버는 네트워크 오퍼레이터 도메인 내에 위치하지 않고 네트워크 오퍼레이터 도메인 외부에 위치할 수도 있으며, 이 경우 사물통신 서버는 네트워크 오퍼레이터에 의해 제어받지 않는 형태를 띤다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 전체적인 동작 흐름을 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 사물통신 디바이스의 동작은 사물통신 디바이스가 파워-온(power-on) 상태일 때 또는 자동차 내에 위치한 사물통신 디바이스, 예를 들어 텔레매틱스 단말의 경우 자동차의 시동이 꺼진 상태, 즉 텔레매틱스 단말의 위치가 고정된 경우를 전제(S100의 예)로 한다. 여기서, 텔레매틱스 단말은 통상적으로, 차량의 시동이 꺼진 경우라도 일정 시간 동안 텔레매틱스 단말 내의 3G 모뎀이 동작하는 조건을 가정한다. 즉, 예외적으로 텔레매틱스 단말의 경우에 자동차 시동이 꺼진 상태에서 일정 시간 동안 3G 모뎀이 동작하므로 대기 전원 감소 알고리즘이 동작하고, 자동차 시동이 켜진 상태에서는 동작하지 않는다

이는 곧, 본 발명의 바람직한 실시예들이 사물통신 디바이스가 파워-온 상태이고 위치가 고정된 경우를 전제로 함을 의미한다.

이후, 사물통신 디바이스는 노-서비스(no-service) 상태인지 체크하고(S200), 노-서비스 상태인 경우에는 RF(Radio Frequency) 스캔 동작을 수행한다(S300). 노-서비스 상태가 아닌 경우(S200의 아니오)에는, 셀 재선택 및 가중치 적용과 지역 정보 업데이트 절차를 수행한다(S400/S500).

이하에서는, 도 3 내지 도 5를 통해 노-서비스 상태 사물통신 단말의 RF 스캔 동작(S300), 그리고 셀 재선택/가중치 적용과 지역 정보 업데이트 절차(S400/S500)에서의 상세 동작에 대해 살펴보기로 한다.

No Service 상태

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 노-서비스 상태에서의 RF 스캔 동작 흐름을 나타낸다.

도 3의 동작은 도 2의 흐름도 중 단계 200에서 사물통신 디바이스가 노-서비스 상태인 것으로 판단된 경우를 전제로 하여 개시된다. 즉, 도 3은 도 2의 RF 스캔 동작(S300)의 상세 동작 흐름을 나타내고 있다.

노-서비스 상태인 것으로 판단된 사물통신 디바이스는 우선, 데이터베이스 및 가중치를 초기화하고, T1 타이머의 동작을 개시한다(S301). 사물통신 디바이스는 T1 타이머의 동작 개시 이후 RF 스캔 동작을 수행(S302)하기 시작하는데, 이와 함께 사물통신 디바이스가 인-서비스 상태인지 지속적으로 체크한다(S303). 여기서, RF 스캔 동작은 사물통신 디바이스의 각 모뎀 칩 제조사의 노 서비스(no service) 동작 알고리즘에 따라 다양한 형태로 나타날 수 있다.

사물통신 디바이스가 인-서비스 상태로 전환된 경우(S303의 예) 도 2의 S400 단계로 진입하게 되고, 계속 노-서비스 상태를 유지하는 경우(S303의 아니오)에는 계속해서 T1 타이머가 만료되었는지 체크하면서(S304), T1 타이머가 만료되기까지 RF 스캔 동작을 수행한다(S304 및 S302).

한편, T1 타이머가 만료한 경우에는(S304의 예), T1 타이머의 동작을 중단하고, 또 다른 타이머인 T2 타이머의 동작을 개시한다(S304). 그리고, T2 타이머가 만료하기 전까지 RF 스캔 동작을 중단한다(S306, S307의 아니오).

T2 타이머가 만료되는 경우에는(S307의 예), T2 타이머의 동작을 중단하고 T1 타이머의 동작을 재개시하며(S308), 다시 단계 302로 돌아가 RF 스캔 동작을 수행한다. 즉, T2 타이머가 만료한 후 사물통신 단말은 T1 시간 동안 각 모뎀 칩 제조사의 노 서비스 동작 알고리즘에 따라 RF 스캔 동작을 수행한다.

도 3에 도시된 사물통신 디바이스의 노-서비스 상태에서의 RF 스캔 동작 흐름을 요약하면, 사물통신 디바이스는 T1 시간 동안 RF 스캔 동작을 수행하고, T1 시간 동안 노 서비스를 빠져나오지 못하는 경우에 일정 시간 동안 RF 스캔 동작을 수행하지 못하도록 하기 위해 T2 타이머를 구동한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 셀 재선택 및 가중치 적용과 지역 정보 업데이트 동작의 순차적인 흐름을 나타낸다.

셀 재선택(Cell Reselection) 이란, 단말이 서빙 셀의 신호와 이웃 셀의 신호를 주기적으로 (DRX Cycle로) 측정하여 서빙 셀의 신호가 약해지면 가장 최적의 이웃 셀로 이동하는 것을 말한다.

도 4에 도시된 동작은 도 2의 단계 100 및 단계 200에서, 사물통신 디바이스가 파워 온(power on)이고 노-서비스 상태가 아니라고 판단된 경우(S200의 아니오)를 전제로 한다. 이 경우 사물통신 디바이스는 셀 재선택 절차에서 사용될 T3 타이머를 구동한다(S401). 또한, 최초의 셀 재선택이 발생한 경우(S402의 예), 현재 선택된 셀 식별자(identifier, ID) 및 선택된 셀의 카운터(counter) 값을 저장한다(S403). 이후, 선택된 셀의 지역 정보(RA/LA 정보)를 업데이트할 필요가 있는지 판단하고(S404), 업데이트가 필요하다고 판단된 경우 지역 정보를 DB에 저장한다(S405). 즉, T3 시간 동안 3GPP 규격에 따라 LA/RA 업데이트를 수행하고 LA/RA ID 정보가 데이터베이스에 저장된다.

앞서 설명된 단계 402 내지 단계 405는 T3 타이머가 만료되기 전까지 반복 수행된다.

한편, 단계 402에서 셀 재선택이 아닌 경우에는(S402의 아니오), 셀 선택인지 체크하고 셀 선택도 아닌 경우에는 도 2의 단계 200으로 되돌아간다. 또한, 셀 선택인 경우(S410의 예)에는 데이터베이스 및 가중치를 초기화한다(S412).

도 4의 동작 흐름에 이어 도 5를 살펴보자.

도 4의 단계 406에서 T3 타이머가 만료된 경우 본 발명에 따른 지역정보 업데이트 절차(S500) 및 구체적인 가중치 적용 절차가 개시된다.

이 경우 사물통신 디바이스는 T3 타이머가 만료되었으므로 T3 타이머의 동작을 중지한다(S501). 사물통신 디바이스는 재선택된 셀이 과거 T3 타이머 동안 가장 빈번하게 선택된 셀인지 판단한다(S502). 선택된 셀이 과거에 가장 많이 선택된 이력이 있는 셀인 경우(S502의 예) 해당 셀에 대해, 셀 재선택 제한 관련 최대 가중치를 적용한다(S503). 이와 같이 셀 재선택 제한 관련 최대 가중치가 적용되는 경우에는 사물통신 디바이스가 현재 셀에 최대한 오래 머물게 되기 때문에 셀 재선택 절차가 거의 발생하지 않게 된다. 한편, 재선택된 셀이 과거에 가장 많이 선택되지는 않았으나(S502의 아니오), T3 타이머 동안 1회 이상 선택된 셀인 것으로 판단된 경우(S510의 예)에는, 서빙 셀에 셀 재선택 제한 관련 최소 가중치를 적용한다(S511). 이와 같이 서빙 셀에 셀 재선택 관련 최소 가중치를 적용하는 경우에는 신호 품질이 매우 좋은 셀이 있는 경우에만 셀 재선택 절차가 수행된다고 볼 수 있다.

또 다른 경우로, 선택된 셀이 과거에 선택된 이력이 없는 경우(S510의 아니오)에는 402 단계로 되돌아가 이후 절차를 재수행한다. 즉, 현재의 셀 식별자 및 선택된 셀의 횟수를 나타내는 카운터 값을 저장한다. 또한, 셀 재선택에 의해서 선택된 셀이 과거에 선택된 이력이 없고 LA/RA ID가 저장된 LA/RA ID가 다른 경우에 현재 셀의 LA/RA ID를 DB에 저장하고 LA/RA 업데이트 절차를 수행한다.

한편, 셀 재선택이 발생하고 T3 타이머가 만료되었으며, 최대 가중치 및 최소 가중치가 적용된 셀이 서빙 셀(serving cell)인 양 경우에 있어서 모두 지역정보를 업데이트할 필요가 있는지 체크한다(S504). 체크 결과 현재 셀의 지역 정보(LA/RA ID)와 데이터베이스에 저장된 지역 정보(LA/RA ID)가 일치할 때는 지역 정보 업데이트 절차를 진행할 필요가 없다(S504의 아니오). 그런데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 현재 셀의 지역 정보(LA/RA ID)와 데이터베이스에 저장된 지역 정보(LA/RA ID)가 일치하지 않아 지역 정보 업데이트 절차가 필요한 경우에도, 최대 가중치 및 최소 가중치가 적용된 셀이 서빙 셀(serving cell)인 경우 지역 정보(LA/RA) 업데이트 절차를 강제로 금지시킨다(S505).

가중치 적용 방법

본 발명의 셀 재선택 제한 관련 가중치 산정과 관련한 바람직한 실시예들을 설명하기 전에, 관련하여 미리 설명되어야 하는 기본적인 사항들에 대해 설명하기로 한다.

본 발명이 적용될 수 있는 3GPP 이동통신 시스템에서는 공통 채널 관련 정보 및 시스템에 대한 전반적인 정보를 기지국에서 시스템 정보(System Information)에 포함시켜 단말들에게 전송한다. 시스템 정보는 시스템 정보 블록(SIB)의 형태로 구성되며, 각 시스템 정보 블록은 기능적으로 관련된 일련의 파라미터들을 포함한다. 여기서, 시스템 정보 블록은 그 성격에 따라, 단말의 네트워크로의 초기 접속에 필수적인 파라미터들로 가장 자주 전송되는 한정된 개수의 파라미터들을 포함하는 MIB(Master Information Block), 해당 셀이 셀 선택에 적절한 셀인지 결정하는 데 필요한 파라미터들, 그리고 다른 SIB들의 시간 영역 스케줄링과 관련된 정보를 포함하는 SIB1(System Information Block Type 1), 공통적이고 공유되는 채널 정보를 포함하는 SIB2(System Information Block Type 2) 등으로 구분될 수 있다. 또한, SIB3는 셀 선택 및 재선택과 관련한 파라미터들을, SIB11은 측정 제어(measurement control) 관련 정보를 포함한다.

한편, 앞서 셀 재선택(Cell Reselection) 이란, 단말이 서빙 셀의 신호와 이웃 셀의 신호를 주기적으로 (DRX Cycle로) 측정하여 서빙 셀의 신호가 약해지면 가장 최적의 이웃 셀로 이동하는 것을 의미함을 설명한 바 있다. 이러한 셀 재선택과 관련한 셀 재선택 기준에 대해 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.

셀 재선택의 기준으로는, 셀 적정 기준(suitable criteria) 및 랭킹 기준(ranking criteria)이 사용될 수 있다.

여기서, 셀 적정 기준은 해당 셀에 캠프(camp)할 수 있을만큼 적당한 셀인지 판단하는 조건이다. 적정 기준으로는 Squal 및 Srxlev 값이 사용될 수 있으며, Squal 및 Srxlev 두 값이 모두 양수일 때 "해당 셀이 적정하다(suitable)"고 표현한다.

여기서, Squal은 단말이 측정한 신호 대 간섭비인 Ec/Io가 네트워크에서 지정한 최소한의 Ec/Io를 만족하는지 알아보기 위한 값으로 아래에서 더 자세히 설명될 것이다. Srxlev의 값은 단말이 측정한 수신 신호 코드 파워인 RSCP(Received Signal Code Power)가 네트워크에서 지정한 최소한의 RSCP를 만족하는지 알아보기 위한 값으로, 역시 아래에서 더욱 자세히 설명될 것이다.

한편, 랭킹 기준은 단말과 관련된 셀들의 랭킹 값을 구하고 이를 기반으로 하여 셀 재선택을 수행할 때 사용되는 기준이다. 단말이 셀 재선택을 해야 하는 조건이 되면 서빙 셀과 이웃 셀의 신호를 측정하고 측정된 값을 이용하여 셀마다 랭킹 값을 산출한다. 산출된 랭킹 값을 소팅(sorting)하여 최상위로 랭킹된 셀이 서빙 셀이 아니면 단말은 셀 재선택을 시작하며, 셀의 랭킹 값은 수신신호 코드파워, 즉, RSCP 값 혹은 신호대간섭비, 즉 Ec/Io 값을 이용해 계산된다. 만약, 최상위 랭킹의 셀이 이웃 셀이라면, 해당 이웃 셀이 일정 시간(예를 들어, T-Selection Time)만큼 최상위로 랭크되어 있는지 확인하고 해당 일정 시간이 경과되지 않았다면 기존 셀에 머물러 있는다.

이하에서는, 본 발명의 셀 재선택 제한 관련 가중치 산정과 관련한 바람직한 실시예들을 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 서빙 셀에 대해 가중치를 적용하는 방안의 바람직한 실시예들에 대해 살펴본다.

서빙 셀에 대해 가중치를 적용하는 제1 바람직한 실시예로, 서빙 셀의 Squal 및 Srxlev 값을 0보다 큰 값으로 유지하기 위해서 아래 식 1, 2에 대해 플러스 가중치를 적용하는 방법을 들 수 있다.

Squal = Qqualmeas - Qqualmin (1)

Srxlev = Qrxlevmeas - Qrxlevmin - Pcompensation (2)

즉, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, SIB3를 통해서 수신하는 Qqualmin 및 Qrxlevmin, Pcompensation 각각의 값에서 n을 차감하여 서빙 셀에 가중치를 준다. 여기서, n 값은 사물통신 디바이스의 설치 초기에 제조사에 의해 설정되거나, 또는 설치 후에 사물통신 디바이스 운용자에 의해 변경 설정될 수 있는 값으로, 양의 실수이다. 또한, n 값은 도 4 내지 도 5를 통해 설명된 사물통신 디바이스의 동작 흐름에서의 가중치 적용 방법에 따라 변경 설정될 수 있다.

식 1에서, Squal의 값은 단말이 측정한 Ec/Io가 네트워크에서 지정한 최소한의 Ec/Io를 만족하는지 알아보기 위한 값이다. 또한, Qqualmeas은 단말이 측정한 Ec/Io 값, Qqualmin은 단말의 신호품질(Ec/Io)의 최소값이며, SIB3(System Information 3)에 의해 정의된다.

Srxlev의 값은 단말이 측정한 RSCP가 네트워크에서 지정한 최소한의 RSCP를 만족하는지 알아보는 값이다. 또한, Qrxlevmeas 값은 단말이 측정한 RSCP(Received Signal Code Power)를 의미하고, Qrxlevmin은 단말이 수신한 신호세기(RSCP)의 최소값을 나타내며, SIB3에 의해 정의된다.

Pcompensation은 "max(UE_TXPWR_MAX_RACH - P_MAX, 0)"에 의해 정의되는 값으로, 여기서, UE_TXPWR_MAX_RACH는 단말이 RACH를 전송할 때의 최대값(SIB3에 정의)을, P_MAX는 단말의 송신 파워(Tx Power) 최대값을 나타낸다.

다음으로, 서빙 셀에 대해 가중치를 적용하는 제2 바람직한 실시예에 대해 살펴본다.

서빙 셀(serving cell)의 셀 환경이 적정 기준치(S-criteria)를 연속적으로 일정 횟수(Nserv)만큼 만족하지 못하거나, Sintrasrch, Sintersrch, SsearchRAT 조건을 만족하지 않으면, SIB 11을 통해서 수신한 모든 이웃(Neighbor) 셀에 대해 측정(measurement)을 수행한다.

DRX 주기는 SIB1를 통해서 수신하고 Sintrasrch, Sintersrch 값은 SIB3을 통해서 수신한다. DRX 주기는, 3GPP 규격에 따르면, 예를 들어, 0.08s, 0.16s, 0.32s, 0.64s, 1.28s, 2.56s, 5.12s 등의 값으로 설정될 수 있다.

Sintrasrch는 SIB3에 포함된 파라미터로, 이 값이 Squal 값보다 크거나 같은 경우 단말은 동일 주파수를 사용하는 이웃 셀들에 대한 측정을 수행하며, 이 값이 특정되지 않은 경우에는 동일 주파수를 사용하는 이웃 셀들에 대해 항상 측정을 수행한다. Sintersrch 또한 SIB3에 포함된 파라미터로, 이 값이 Squal 값보다 크거나 같은 경우 단말은 해당 셀과 다른 주파수를 사용하는 이웃 셀들에 대해서 측정을 수행하며, 이 값이 특정되지 않은 경우에는 해당 셀과는 다른 주파수를 사용하는 이웃 셀들에 대해 항상 측정을 수행한다. SsearchRAT 또한 SIB3에 포함된 파라미터로, 이 값이 Squal 값보다 크거나 같은 경우 단말은 해당 셀과 다른 RAT(Radio Access Technology)에 속한 이웃 셀들에 대해서 측정을 수행하며, 이 값이 특정되지 않은 경우에는 해당 셀과는 다른 주파수를 사용하는 이웃 셀들에 대해 항상 측정을 수행한다.

따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, SIB 1번을 통해서 수신되는 DRX 주기가 예를 들어, 5.12s가 아닌 경우 사물통신 디바이스는 DRX 주기를 강제로 5.12s, 즉 설정 가능한 최대 주기로 설정한다.

또한, 서빙 셀에 가중치를 적용하는 본 발명의 제3 바람직한 일 실시예에 따르면, 현재 서빙 셀에 가중치를 주기 위해서 Sintrasrch, Sintersrch 값에서 t 값을 차감하여, 서빙 셀에 가중치를 준다. 여기서, t 값은 사물통신 디바이스의 설치 초기에 제조사에 의해 설정되거나, 또는 설치 후에 사물통신 디바이스 운용자에 의해 변경 설정될 수 있는 값으로, 양의 실수이다. 또한 t 값은 도 4 내지 도 5를 통해 설명된 사물통신 디바이스의 동작 흐름에서의 가중치 적용 방법에 따라 변경 설정될 수 있다.

앞서 살펴본 서빙 셀에 대해 가중치를 적용하는 방안에 이어 이웃 셀에 가중치를 적용하는 바람직한 실시예들에 대해 살펴본다.

이웃 셀에 가중치를 적용하는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 서빙 셀이 변경되는 것을 막기 위해, 즉, 이웃 셀이 적합한 셀이 되는 것을 막기 위해서 앞서 식 1로 나타낸 Squal 및 식 2로 나타낸 Srxlev 관련 수식에 마이너스 가중치를 적용한다.

이웃 셀에 대해 마이너스 가중치를 적용하는 방법의 다른 바람직한 실시예들로는 아래와 같은 방법들이 있다.

방법 1 : 이웃 셀의 적합 셀 조건 판단에 사용되는 Qqualmi 및 Qrxlevmin 값에 m 값을 가산하여 이웃 셀이 적합한 셀이 될 수 있는 조건을 강화한다.

여기서, m 값은 사물통신 디바이스의 설치 초기에 제조사에 의해 설정되거나, 또는 설치 후에 사물통신 디바이스 운용자에 의해 변경 설정될 수 있는 값으로, 양의 실수이다. 또한, m 값은 도 4 내지 도 5를 통해 설명된 사물통신 디바이스의 동작 흐름에서의 가중치 적용 방법에 따라 변경 설정될 수 있다.

방법 2 : 이웃 셀의 랭킹 기준(ranking criteria)의 산출에 사용되는 오프셋 값에서 m 값을 차감하여 서빙 셀에 가중치를 준다.

여기서, 셀의 랭킹 값은 RSCP 값 혹은 EcIo 값을 이용해 계산되며, 이웃 셀의 랭킹 값은 각 셀의 RSCP(GSM 셀인 경우에는 RSSI) 또는 EcIo에서 일정 오프셋(Qoffset1 또는 Qoffset1)을 차감하여 산출된다. 여기서, m 값은 사물통신 디바이스의 설치 초기에 제조사에 의해 설정되거나, 또는 설치 후에 사물통신 디바이스 운용자에 의해 변경 설정될 수 있는 값으로, 양의 실수이다. 또한, m 값은 도 4 내지 도 5를 통해 설명된 사물통신 디바이스의 동작 흐름에서의 가중치 적용 방법에 따라 변경 설정될 수 있다.

방법 3 : 최상유지 시간인 T-선택 시간(T-Selection Time) 값에 s 값을 가산해서 이웃 셀이 적정 셀이 되는 조건을 강화한다. 여기서, T-선택 시간은 최상위 랭킹 셀이 되고 난 후 이 상태를 유지해야 하는 시간을 의미한다. 여기서, s 값은 사물통신 디바이스의 설치 초기에 제조사에 의해 설정되거나, 또는 설치 후에 사물통신 디바이스 운용자에 의해 변경 설정될 수 있는 값으로, 양의 실수이다. 또한, s 값은 도 4 내지 도 5를 통해 설명된 사물통신 디바이스의 동작 흐름에서의 가중치 적용 방법에 따라 변경 설정될 수 있다.

가중치 적용과 관련한 본 발명의 실시예에서 사용된 파라미터를 정리해 보자면, Qqualmi 및 Qrxlevmin, Qoffset1, Qoffset2은 SIB11을 통해서 전송되고, 최상유지 시간(T-Selection Time) 값은 SIB3을 통해서 전송된다.

이상 바람직한 실시예들을 통해 설명한 본 발명에 따르면 배터리 대기 시간이 연장되지만 네트워크 관점에서 사물통신 디바이스가 조건을 만족하는 경우에 LA/RA(Locatio Area/Routing Area) 업데이트 절차를 수행하지 않는다는 사실로 인해, LA/RA 단위의 페이징시 응답 확률이 낮을 수 있으며 RNC 단위의 페이징에 응답할 확률이 높다는 우려가 있을 수 있다. 하지만, 사물통신 디바이스는 페이징에 의한 동작 사항보다는 각 디바이스의 상태 보고를 이벤트 또는 주기적으로 수행하기 때문에 발신에 의한 동작 사항이 많고, 따라서 페이징 부하에 대해서는 크게 우려할 수준이 되지 않을 것으로 예상된다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

1. 사물통신 서비스를 제공하는 무선망과 고정된 위치에서 통신하는 사물통신 디바이스의 동작 방법으로서,
   셀 재선택이 발생하는 경우 해당 서빙 셀의 식별자 및 셀 선택 횟수에 관한 정보를 저장하는 단계;
   서빙 셀의 셀 선택 횟수가 많을수록 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치가 증가하도록, 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하는 단계; 및
   상기 설정된 셀 재선택 제한 관련 가중치를 적용해 셀 재선택 절차를 수행하는 단계를 포함하는 사물통신 디바이스의 동작 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 서빙 셀에 대해 지역정보 업데이트가 필요한지 판단하는 단계; 및
   상기 서빙 셀에 대해 과거 1회 이상의 지역정보 업데이트 이력이 있는 경우, 상기 서빙 셀에 대해 지역정보 업데이트가 필요하다고 판단되는 경우에도 지역정보 업데이트 절차를 강제로 금지하는 단계를 더 포함하는 사물통신 디바이스의 동작 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치는 서빙 셀의 셀 적정 기준 관련 파라미터에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스의 동작 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 셀 적정 기준 관련 파라미터는,
   사물통신 디바이스의 신호 대 간섭비를 기준으로 해당 서빙 셀이 적당한 셀인지 판단하는 파라미터인 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스의 동작 방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 셀 적정 기준 관련 파라미터는,
   사물통신 디바이스의 수신신호 코드파워를 기준으로 해당 서빙 셀이 적당한 셀인지 판단하는 파라미터인 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스의 동작 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치는 DRX 주기 관련 파라미터에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스의 동작 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하는 단계는,
   이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는 사물통신 디바이스의 동작 방법.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 단계는,
   이웃 셀의 적합 셀 조건 판단에 사용되는 파라미터 또는 이웃 셀의 랭킹 기준에 사용되는 파라미터의 값을 감소시킴으로써 상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스의 동작 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 단계는,
   이웃 셀의 랭킹 기준 관련 파라미터로서 최상위 랭킹 셀이 된 이후 유지되어야 하는 시간인 최상유지 시간을 증가시킴으로써 상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스의 동작 방법.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 적정 기준 관련 파라미터는 시스템 정보 블록 3 또는 시스템 정보 블록 11을 통해 기지국으로부터 전송되는 파라미터인 것을 특징으로 하는 사물통신 디바이스의 동작 방법.
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터는 시스템 정보 블록 3 또는 시스템 정보 블록 11을 통해 기지국으로부터 전송되는 파라미터인 것을 특징으로 하는 사물통신 디바이스의 동작 방법.
12. 사물통신 서비스를 제공하는 무선망과 고정된 위치에서 통신하는 사물통신 디바이스로서,
    셀 재선택이 발생하는 경우 해당 서빙 셀의 식별자 및 셀 선택 횟수에 관한 정보를 저장하고, 서빙 셀의 셀 선택 횟수가 많을수록 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치가 증가하도록 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하며, 상기 설정된 셀 재선택 제한 관련 가중치를 적용해 셀 재선택 절차를 수행하는, 사물통신 디바이스.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 서빙 셀에 대해 지역정보 업데이트가 필요한지 판단하고, 상기 서빙 셀에 대해 과거 1회 이상의 지역정보 업데이트 이력이 있는 경우, 상기 서빙 셀에 대해 지역정보 업데이트가 필요하다고 판단되는 경우에도 지역정보 업데이트 절차를 강제로 금지하는 것을 특징으로 하는 사물통신 디바이스.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치는 서빙 셀의 셀 적정 기준 관련 파라미터에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는 사물통신 디바이스.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 셀 적정 기준 관련 파라미터는, 사물통신 디바이스의 신호 대 간섭비를 기준으로 해당 서빙 셀이 적당한 셀인지 판단하는 파라미터, 및 사물통신 디바이스의 수신신호 코드파워를 기준으로 해당 서빙 셀이 적당한 셀인지 판단하는 파라미터 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 사물통신 디바이스.
16. 청구항 12에 있어서,
    상기 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치는 DRX 주기 관련 파라미터에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스.
17. 청구항 12에 있어서,
    이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터를 조정함으로써 상기 해당 서빙 셀에 대한 셀 재선택 제한 관련 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터는,
    이웃 셀의 적합 셀 조건 판단에 사용되는 파라미터 또는 상기 이웃 셀의 랭킹 기준에 사용되는 파라미터인 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스.
19. 청구항 18에 있어서,
    상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터의 조정은,
    이웃 셀의 랭킹 기준 관련 파라미터로서 최상위 랭킹 셀이 된 이후 유지되어야 하는 시간인 최상유지 시간을 증가시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스.
20. 청구항 17에 있어서,
    상기 셀 적정 기준 관련 파라미터 및 상기 이웃 셀의 셀 재선택 관련 파라미터는 시스템 정보 블록 3 또는 시스템 정보 블록 11을 통해 기지국으로부터 전송되는 파라미터인 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스.

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