KR20120112753A - 매크로 셀로부터 펨토 셀로의 이동국의 핸드오버를 관리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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매크로 셀로부터 펨토 셀로의 이동국의 핸드오버를 관리하기 위한 방법은 복수의 다른 필터들을 인가함으로써 복수의 펨토 셀들로부터 타겟 펨토 셀들의 후보 세트를 선택하는 단계로서, 각각의 필터는 적어도 하나의 펨토 셀 속성에 의해 필터링하는, 상기 후보 세트 선택 단계를 포함한다. 필터들은 연속적으로 인가되고, 추가 고려 대상에서 가장 가능성이 큰 후보 타겟 펨토 셀들을 제외한 모두를 제거하도록 구성될 수 있다.

Description

매크로 셀로부터 펨토 셀로의 이동국의 핸드오버를 관리하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING HANDOVER OF A MOBILE STATION FROM A MACRO CELL TO A FEMTO CELL}
본 발명은 매크로 셀로부터 펨토 셀로의, 특히 그러나 배타적이지 않은, UMTS 기지국으로부터 펨토 디바이스로의, 이동국의 핸드오버를 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
셀룰러 통신 네트워크에서, 기지국들은 지리적 지역에 걸쳐 분포하고, 일반적으로 매크로 셀들이라 불리는 커버리지의 영역들을 제공한다. 네트워크에 대한 액세스를 얻기 위해, 이용자 장비(user equipment; UE)라고도 불릴 수 있는 이동국은 UE가 위치한 매크로 셀을 지원하는 기지국에 귀속한다. 예를 들면, UE가 신호 세기가 보다 낮은 매크로 셀의 가장자리로 이동하기 때문에, 신호 조건들이 악화된다면, UE가 보다 만족스러운 접속을 제공하는 다른 기지국을 통해 네트워크에 액세스하는 것이 필요할 수 있다.
범용 모바일 원격통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System; UMTS) 네트워크에서, UE는 핸드오버가 필요할 수 있을 때를 결정하는 것을 보조하기 위해 다른 잠재적 타겟 매크로 셀들로부터 수신된 신호들의 품질을 측정한다. 기지국들을 제어하는 매크로 셀 계층 무선 네트워크 제어기(Radio Network Controller; RNC)는 UE에 의한 측정들에 기초하여 핸드오버 결정을 한다. 그러나, 이동국은 단지, 소위 "일차 확산 코드(primary spreading code)"의 파워인, 잠재적 타겟 매크로 셀들로부터의 파일럿 파워 측정들을 리포트할 수 있다; 그것은 측정된 신호의 셀 식별을 명확하게 결정할 수 없다. 이후 실제 타겟 셀은 이들 "일차 확산 코드들"의 직교 할당의 지식을 이용하여 RNC에 의해 결정된다. 가장 가능성이 큰 핸드오버 타겟 셀의 결정에 따라, RELOCATION(재배치) 메시지는 핸드오버 절차들을 시작하기 위해 RNC를 통해 타겟 셀에 전송된다. 이 메커니즘은 3GPP 표준 TS 23.009 "Handover Procedures(핸드오버 절차들)"에 따른다.
펨토 셀들을 지원하는, 보다 작은, 낮은 파워 트랜시버 펨토 디바이스들, 또는 펨토 기지국들의 배치는 셀룰러 통신 네트워크로의 액세스를 위한 대체 경로들을 제공한다. 일반적으로 가정 또는 비즈니스 이용을 위한 그리고 작은 커버리지 영역을 갖는 펨토 기지국은 보통, 백홀(backhaul) 인터넷 접속을 통해 셀룰러 통신 시스템의 코어 네트워크에 펨토 게이트웨이를 통해 접속된다. 셀룰러 통신 시스템의 매크로 셀은 다수의 펨토 셀들을 갖는 중첩 커버리지를 가질 수 있다. 도 1은 파선들로 도시된, 자신들의 연관된 매크로 셀들을 갖는 두 개의 셀룰러 네트워크 기지국들(1 및 2)을 갖고, 연관된 펨토 셀들을 갖는 복수의 펨토 디바이스들(3 내지 9)을 그들의 커버리지 영역들 내에 갖는 UMTS 시스템을 간략하게 도시한다. 기지국들(1 및 2)은 모바일 스위칭 센터(MSC; Mobile Switching Center)(11)에 접속되는 RNC(10)에 접속된다. MSC(11)는 또한 펨토 게이트웨이(12)를 통해 펨토 디바이스들(3 내지 9)에 접속된다(이들 접속들 모두가 도 1에 명확하게 도시된 것은 아니다).
UE, 예를 들면, 매크로 셀 기지국(2)에 소속된 도 1의 UE(13)가 핸드오버 타겟을 탐색하기 위한 측정들을 할 때, 그것은 펨토 셀(4)을 잠재적인 타겟으로서 검출할 수 있다. 그러나, 상기 UE에 의한 측정들은 종종 핸드오버를 위한 가장 적합한 타겟 펨토 셀의 아이덴티티(identity)를 결정하기에 불충분하다. 제한된 수의 일차 확산 코드들만이 있고(512 코드들만이 표준의 릴리스(release) 8 버전 내의 3GPP에 의해 규정된다), 이들 코드들 중 단지 10 내지 20만이 이웃 매크로 및 마이크로 셀들을 식별하도록 이용된 잔여 코드들과 함께, 특정 매크로 셀 내에 위치한 모든 펨토 셀들을 위해 이용 가능하게 될 가능성이 있다. 10 내지 20 이상의 펨토 디바이스들이 각각의 매크로 셀 내에 설치될 가능성이 크기 때문에, 유일한 식별이 일차 확산 코드들을 이용하여 행해질 수 있는 가망이 없다. 그러므로, 매크로 셀 RNC(10)로부터 수신 RELOCATION(재배치) 메시지를 전송할 수 있도록 하기 위해 무엇이 가장 가능성이 큰 타겟 펨토 셀인지를 결정하기 위한 메커니즘이 요구된다.
하나의 잠재적인 해법은 매크로 셀 커버리지 존(zone) 내에 위치한 모든 펨토 셀들에게 수신 RELOCATION 메시지를 멀티캐스팅하는 것을 포함한다. 그러나, 이것은 적합한 핸드오버 타겟들이 아닌 펨토 셀들에게 시그널링 메시지들을 전송하는 것으로 끝나고, 따라서 혜택없이 트래픽을 증가시킨다. 그것은 또한, 매크로 셀 내의 각각의 하나가 들어오는 이동국을 위해 자신을 준비시킬 필요가 없기 때문에, 불필요하게 펨토 디바이스들을 오버로딩(overloading)할 수 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 매크로 셀로부터 펨토 셀로의 이동국의 핸드오버를 관리하기 위한 방법은 복수의 상이한 필터들을 적용함으로써 복수의 펨토 셀들로부터 타겟 펨토 셀들의 후보 세트를 선택하는 단계로서, 각각의 필터는 적어도 하나의 펨토 셀 속성에 의해 필터링하는, 상기 후보 세트 선택 단계를 포함한다. 이는 단지 타겟 펨토 셀일 가능성이 가장 큰 그(들)만을 포함하기 위해 후보 펨토 셀들의 풀(pool)이 좁아지는 것을 가능하게 한다. 상기 필터링은 반드시 타겟으로서 식별되는 단일 펨토 셀로 끝나는 것은 아니지만, 적합하지 않은 그들 펨토 셀들을 제거하고 따라서 리소스들이 보다 효과적으로 관리되는 것을 가능하게 한다.
하나의 실시예에서, 상기 필터들은 일련의 필터링된 세트들을 생성하기 위해 연속적으로 교대로 적용된다. 또 다른 실시예에서, 둘 이상의 필터들은 펨토 셀들의 세트와 병렬로 적용될 수 있고, 이후 무슨 펨토 셀들이 모든 적용된 필터 조건들을 만족시키는지를 결정하기 위해 비교할 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 필터들은 펨토 게이트웨이에서 적어도 부분적으로 적용된다. 예를 들면, 복수의 데이터베이스들 또는 어느 다른 형태의 데이터 저장소는 필터 또는 필터들이 인가되는 펨토 셀들에 관한 정보를 보유하는 각각의 데이터베이스와 함께, 펨토 게이트웨이에서 포함될 수 있다.
하나의 실시예에서, 속성들은: 펨토 셀 위치; 할당된 캐리어; 할당된 확산 코드; IMSI 식별자; TMSI 식별자; 및 펨토 셀이 이전에 각각의 펨토 셀에 의해 핸들링되었는지 중 적어도 몇 가지를 포함한다. 다른 적합한 속성들이 또한 이용될 수 있다. 하나의 통신 표준에 따른 네트워크 동작을 위해 적합한 속성들은 예를 들면, 다른 표준에 따른 네트워크에 대해 적합하지 않을 것이다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 펨토 게이트웨이는 복수의 펨토 셀들로부터 타겟 펨토 셀들의 후보 세트를 선택하기 위해 복수의 필터들에 액세스하고, 각각의 필터는 적어도 하나의 펨토 셀 속성에 의해 필터링한다.
본 발명의 제 3 양태에 따라, 통신 구성은 본 발명에 따른 펨토 게이트웨이를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예들은 첨부 도면들에 관하여 예시적으로만 설명될 것이다.
도 1은 셀룰러 통신 네트워크를 간략하게 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 단계들을 간략하게 도시한 도면.
도 1에 도시된 시스템에서, UE(13)는 기지국(2)과 연관된 매크로 셀에 소속된다. UE(13)는 측정 정보를 기지국(2)에게 제공하고, 상기 측정 정보는 예를 들면, 타겟 셀-아이디(id) 및 그의 스크램블링 코드를 포함한다. 기지국(2)은 측정들에 기초하여 핸드오버 결정을 하는 RNC(10)로 정보를 전송한다.
핸드오버가 합당하다고 간주될 때, RNC(10)는 3GPP 표준 TS 23.009에 따른 MSC(11)를 통해 RELOCATION(재배치) 메시지를 펨토 게이트웨이(12)로 포워딩함으로써 핸드오버 절차를 시작한다. RELOCATION 메시지는 UE(13)의 임시 모바일 가입자 식별자(Temporary Mobile Subscriber Identifier; TMSI) 및/또는 국제 모바일 가입자 식별자(International Mobile Subscriber Identifier; IMSI), 및 타겟 셀을 결정하기 위해, 이 경우에서 펨토 게이트웨이(12)인 타겟 RNC를 보조하기 위한 정보를 포함한다.
펨토 게이트웨이(12) 내에서, RELOCATION 메시지에 포함된 정보는 타겟 후보들일 가능성이 가장 큰 그들 펨토 셀들을 결정하기 위해 데이터베이스들의 세트에 따라 연속적으로 필터링된다.
펨토 게이트웨이(12)는 영역에서 모든 펨토 셀들의 리스트를 포함하는 제 1 데이터베이스(14), 또는 다른 형태의 데이터 저장소를 포함한다. 제 1 단계에서, 제 1 데이터베이스(14)는 펨토 셀들의 제 1 필터링된 세트를 제공하기 위해 기지국(2)에 의해 지원된 매크로 셀 내에 위치하지 않은 모든 펨토 셀들을 제거하도록 필터링된다. 펨토 게이트웨이(12)에서 수신된 정보는 현재 소스 기지국 아이덴티티를 포함하고, 따라서 그의 지리적 커버리지가 알려진다. 이 제 1 필터링 단계에서, 다른 매크로 셀들 아래에 위치한 모든 펨토 셀들은 추가 고려 대상에서 제외된다. 따라서, 예를 들면, 펨토 셀(9)은 기지국(2)에 의해 여유있는 커버리지와 중첩하지 않을 때 배제된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 주어진 매크로 셀에 관한 펨토 셀들의 위치는 또한 그 매크로 셀의 경계들에 가까운 외부의 펨토 셀들을 포함하도록 구성되어, 펨토 디바이스(9)는 그 경우에 필터링된 세트 내에 보유될 것이다.
제 2 단계에서, 펨토 셀들의 제 1 필터링된 세트는 제 2 데이터베이스(15) 또는 데이터 저장소를 차지한다. 이후 제 1 필터링된 세트는 또한, RELOCATION 메시지와 함께 포함되는 동일한 캐리어 및 확산 코드들이 할당되는 그들 펨토 셀들만을 보유함으로써 제 2 필터링된 세트를 생성하기 위해 필터링된다. 이 필터링 단계는 10 내지 20 코드들이 매크로 셀 내의 펨토 셀들에 할당되는 구성에서 제 1 필터링된 세트를 형성하는 펨토 셀들의 대략 90% 내지 95%를 제거할 수 있다. 제 2 필터링 단계는 예를 들면, 캐리어 정보를 이용하여 처음에 필터링하고 그 처음의 필터링의 결과들이 또한 확산 코드를 이용하여 필터링됨으로써, 또는 그 반대에 의해, 두 단계 프로세스로서 실행될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 필터링 프로세스는 제 2 필터링 단계 이후 종결된다. 이후 제 2 필터링된 세트에 남아있는 펨토 셀들은 아래에 명시된 바와 같이, 타겟 펨토 셀을 결정하기 위해 폴링(polling) 및/또는 멀티캐스트를 이용하여 각각 RELOCATION 메시지의 카피를 전송했다.
또 다른 실시예에서, 제 3 필터링 단계는 또한, 제 2 필터링된 세트가 생성된 이후 적용되도록 포함된다. 제 2 필터링된 세트는 또한, "이전에 핸들링(handling)된 IMSI/TMSI" 데이터베이스(16) 상에 나열된, 동일한 IMSI/TMSI를 이전에 처리한, 및/또는 데이터베이스(17)에 저장된, 펨토 셀의 "화이트 리스트(White List)" 또는 액세스 제어 리스트 상에 등록된 동일한 IMSI/TMSI를 이전에 구비한 그들 펨토 셀들만을 보유하도록 필터링된다. 하나의 실시예에서의 이 단계는 펨토 디바이스가 데이터베이스(16) 및 데이터베이스(17) 모두에 포함되어야 함을 요구하고, 또 다른 실시예에서는 펨토 디바이스가 데이터베이스(16) 및 데이터베이스(17) 중 하나에만 포함되면 충분하다. 따라서, 이 제 3 필터링 단계는 이전에 특정 이동국 UE(13)에 서비스를 제공하지 않은 모든 펨토 셀들을 제거할 수 있다. "이전에 핸들링된 IMSI/TMSI" 데이터베이스(16)는 예를 들면, 유휴 모드 셀 재선택(Cell Reselection) 메시지들을 이용하여, 각각의 펨토 디바이스로부터의 최근 시그널링 트래픽의 모니터링을 통해 차지될 수 있다.
제 3 필터링 단계에 따른 남은 잠재적 타겟 펨토 셀들은 이후 각각, 폴링 및/또는 멀티캐스트를 이용하여 RELOCATION 메시지의 카피를 수신한다. 이후 최종 타겟 펨토 디바이스는, 올바른 펨토 디바이스로부터 "UE DETECTION(UE 검출)" 메시지를 위해 대기하고, 따라서 UE(13)가 식별되었고 따라서 핸드오버, 또는 보다 공식적으로 재배치(Relocation) 프로세스가 3GPP 표준들에 따라 계속될 수 있음을 시그널링하는 펨토 게이트웨이(12)를 갖는 RELOCATION 메시지의 간단한 폴링 또는 멀티캐스트 다음에 결정될 수 있다.
도 2는 세 개의 필터링 단계들이, 잠재적 핸드오버 타겟들로서 고려될 펨토 셀들의 수를 연속적으로 감소시키기 위해 타겟 셀 캐리어, 파일럿 및 아이덴티티 정보를 이용하여 연속적으로 적용되는, 본 발명에 따른 방법을 도시한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 필터링 단계들은 위에 설명된 실시예들 내에 포함된 것들에 대해 다른 시퀀스로 실행되거나, 생략될 수 있거나 부가적인 필터링 단계들 및 파라미터들 또는 속성들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 일부 또는 모든 필터링 단계들은 펨토 셀들의 세트와 병행하여 적용되고 이후 무슨 디바이스(들)가(이) 필터 요건들을 만족시키는지를 결정하기 위해 비교한다. 위에 설명한 것들 이외의 파라미터들이 펨토 셀들을 필터링하기 위해 이용될 수 있다.
위에 개시된 실시예에서, 데이터베이스들은 펨토 게이트웨이(12)에 포함된다. 다른 구성들에서, 그들은 펨토 게이트웨이로부터 원격으로 위치할 수 있는 별도의 유닛(들) 내에 유지될 수 있다.
본 발명은 UMTS 또는 3GPP 규정된 표준들 이외의 표준들에 따라 동작하고 펨토 디바이스들이 배치되는 셀룰러 통신 구성들에 적용될 수 있다.
본 발명은 그의 사상 또는 본질적인 특성들을 벗어나지 않고 다른 특정 형태들로 구현될 수 있다. 개시된 실시예들은 제한적이지 않고 단지 예시적인 모든 측면들에서 고려될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 전술한 설명보다는 오히려 이후의 청구항들에 의해 지시된다. 청구항들의 등가 범위 및 의미 내에서 오는 모든 변경들은 그들의 범위 내에 포함될 수 있다.
1, 2: 기지국
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9: 펨토 디바이스 10: 무선 네트워크 제어기
11: 모바일 스위칭 센터 12: 펨토 게이트웨이
13: 이용자 장비

Claims (13)

  1. 매크로 셀로부터 펨토 셀로의 이동국의 핸드오버를 관리하기 위한 방법에 있어서,
    복수의 다른 필터들을 인가함으로써 복수의 펨토 셀들로부터 타겟 펨토 셀들의 후보 세트를 선택하는 단계로서, 각각의 필터는 적어도 하나의 펨토 셀 속성에 의해 필터링하는, 상기 후보 세트 선택 단계를 포함하는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터들은 일련의 필터링된 세트들을 생성하기 위해 교대로 연속적으로 인가되는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필터들은 펨토 게이트웨이에서 적어도 부분적으로 인가되는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 속성들은 펨토 셀 위치, 할당된 캐리어, 할당된 확산 코드, IMSI 식별자, TMSI 식별자, 및 상기 펨토 셀이 각각의 펨토 셀에 의해 이전에 핸들링(handling)되었는지 중 적어도 몇몇을 포함하는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    핸드오버를 요청하고, 타겟 펨토 셀의 특성을 나타내기 위해 메시지와 함께 전송된 정보를 이용하여 상기 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    타겟 펨토 셀들의 상기 후보 세트에게만 재배치 메시지를 포워딩하는 단계를 포함하는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 재배치 메시지의 전송 다음에 타겟 펨토 셀로부터 이동국 검출 메시지를 대기하는 단계를 포함하는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매크로 셀은 UMTS 통신 네트워크에 포함되는, 이동국의 핸드오버 관리 방법.
  9. 복수의 펨토 셀들로부터 타겟 펨토 셀들의 후보 세트를 선택하기 위한 복수의 필터들에 액세스하는 펨토 게이트웨이에 있어서,
    각각의 필터는 적어도 하나의 펨토 셀 속성에 의해 필터링하는, 펨토 게이트웨이.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 필터들 중 적어도 하나는 상기 게이트웨이에 위치하는, 펨토 게이트웨이.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    펨토 셀들의 각각의 필터링된 세트들을 저장하기 위한 복수의 데이터 저장소들을 포함하는, 펨토 게이트웨이.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후보 세트에 포함된 상기 펨토 셀들에게만 재배치 메시지를 포워딩하도록 구성되는, 펨토 게이트웨이.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 청구된 펨토 게이트웨이를 포함하는, 통신 장치.
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