KR20130008468A - 이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법이 개시된다. 단말의 동작 방법은 CoMP(Coordinated Multi-Point Transmission) 동작을 위한 파라미터를 수신하는 단말의 동작 방법으로서, 기지국으로부터, CoMP 동작 모드, CoMP 동작 시작을 위한 시간 정보, CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보 및 CoMP 동작 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 계층 3 메시지를 이용하여 수신하는 것을 특징으로 한다. 이를 통하여, 단말의 불필요한 핑퐁 핸드오버를 회피하고, 서비스의 연속성을 효율적으로 제공할 수 있다.

Description

이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법{METHOD OF MOBILITY MANAGEMENT FOR MOBILE TERMINAL IN A HETEROGENEOUS NETWORK ENVIRONMENT}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지정학적으로 다른 지점에 위치한 복수 개의 송수신 포인트들이 서비스를 제공하는 CoMP(Coordinated Multi-Point Transmission) 기능을 지원하여야 하는 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경에서의 단말의 이동성을 관리하는 방법에 관한 것이다.
패킷 기반 셀룰라 시스템에서 기존의 이동성 관리 방법을 적용하는 경우에는 복수개의 서빙 캐리어를 통하여 서비스를 제공하는 캐리어 애그리게이션(CA; Carrier Aggregation) 기능을 지원하는 경우에도 CoMP와 같이 지정학적으로 다른 지점에 위치한 복수개의 기지국들이 협조하여 서비스 성능 개선과 연속성을 유지하는 방법을 지원하는 것은 매우 어렵다.
현재의 패킷 기반 셀룰라 이동통신 시스템에서의 이동성 관리는 소스 기지국과 단말기간에 설정된 무선 베어러(RB: Radio Bearer) 연결(connection)의 연속성을 유지하기 위하여 단말기가 원래 서비스를 받고 있는 소스 기지국과 단말기 이동에 따라 새로운 연결을 통해 서비스를 제공하려는 타겟 기지국과의 사전 정보 교환을 통하여 제어 채널에 대한 연결를 설정하고 타겟 기지국에 단말기가 접속(access)하여 데이터 채널에 대한 연결을 설정하고나서 소스 기지국과의 연결을 해제하는 일반적인 핸드오버 절차가 적용되고 있다. 특히 heterogeneous network 환경과 같이 광역 기지국과 협역 기지국이 공존하는 환경에서는 단말기 기지국간의 핑퐁(ping-pong) 핸드오버가 자주 발생하여 시스템에 부하가 증가하고, 셀 경계에서의 간섭에 따른 무선 채널 품질의 성능 저하에 따른 문제로 RLF(Radio Link Failuer) 현상이 발생하여 시스템의 성능을 저하시키는 문제점이 발생하고 있다.
또한, 기존에 제안된 이동성 관리 방법은 CoMP를 고려하지 않은 단순한 기지국 변경을 통한 핸드오버 알고리즘이 적용되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 1 목적은, 이종 네트워크 환경에서 CoMP 동작을 위하여 필요한, 기지국과 단말간에 공유되어야 할 CoMP 동작 관련 파라미터들을 구체적으로 정의하고, 관련된 파라미터들을 기지국으로부터 단말이 수신하는 방법을 포함한, 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 2 목적은, 이종 네트워크 환경에서 CoMP 동작을 위하여 필요한 측정 동작을 단말이 수행하는 과정에서 측정 동작의 변경 및 중지를 처리할 수 있는 기지국과 단말간의 동작 방법을 제공하고, 특히 단말의 동작 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 3 목적은, 이종 네트워크 환경 CoMP 동작 진입 또는 해제를 수행하는 단말과 기지국의 동작 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 4 목적은, 이종 네트워크 환경에서 셀간 간섭의 영향을 고려한 단말의 이동성을 관리하는 방법으로서, 셀간 간섭의 영향에 기초한 핸드오버를 수행할 수 있는 단말과 기지국의 동작 방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단말의 동작 방법은, CoMP(Coordinated Multi-Point Transmission) 동작을 위한 파라미터를 수신하는 방법으로서, 기지국으로부터, CoMP 동작 모드, CoMP 동작 시작을 위한 시간 정보, CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보 및 CoMP 동작 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 계층 3 메시지를 이용하여 수신하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 CoMP 동작 모드 파라미터는 JP(Joint Processing), DCS(Dynamic Cell Selection)/DPS(Dynamic Point Selection) 및 CS(Coordinated Scheduling)/CB(Coordinated Beamforming) 중 적어도 하나의 동작 모드를 지시하거나, 상기 JP, DCS/DPS 및 CS/CB 중 적어도 둘 이상의 조합 동작 모드를 지시하는 파라미터를 포함할 수 있다. 이때, 상기 CoMP 동작 모드 파라미터는 CoMP 동작 링크 설정 정보를 포함하여, 상기 CoMP 동작 링크 설정 정보는 CoMP 동작이 하향링크(DL: Down Link) 또는 상향링크(UL: Uplink Link)에 한정하여 동작하는지, 하향링크와 상향링크에 모두 적용되는지, 하향링크와 상향링크가 디커플링(decoupling)되어 동작하는지 여부를 지시할 수 있다.
여기에서, 상기 CoMP 동작 시작을 위한 시간 정보 파라미터는 CoMP 동작이 시작되는 기준 무선 프레임, 기준 무선 서브프레임 및 기준 무선 슬롯 중 적어도 하나를 지정하는 값과, 상기 기준 무선 프레임, 기준 무선 서브프레임 및 기준 무선 슬롯의 시작시점으로부터의 옵셋(offset) 값을 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보 파라미터는 CoMP 동작에 참여하는 각각의 포인트를 식별하는 식별자 파라미터, CoMP 동작을 주도하는 포인트의 식별자 파라미터, 해당 CoMP 동작을 식별하는 식별자 파라미터 및 CoMP 동작에 참여하는 각각의 포인트의 RS(Reference Symbol)에 대한 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 JP, CS/CB CoMP 지원 관련 정보 파라미터는, 복수의 노드들에 의한 CoMP를 지원하기 위한 무선자원 할당 정보, 피드백 파라미터(PMI, CSI, RI(Rank Indication)) 설정 정보, 간섭을 회피하기 위한 주파수 대역 운영 정보 및 관련 PMI(Precoding Matrix Indicator) 정보, 빔(beam) 관련 정보 및 CoMP 전송 또는 수신을 주도하는 셀/노드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 CoMP 동작을 위한 파라미터는 CoMP 동작 진입/개시/해제를 위한 수신신호 품질의 임계값 또는 기준값을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단말의 동작 방법은, CoMP 동작을 위한 측정 동작을 수행하는 방법으로서, 기지국으로부터 주기적 측정 보고 또는 비주기적 측정 보고를 지시받는 단계, 기지국으로부터 상기 주기적 측정 보고 또는 비주기적 측정 보고의 변경 또는 중지를 지시하는 메시지를 수신하는 단계 및 상기 메시지에 대응하여 상기 주기적 측정 보고 또는 부주기적 측정 보고의 변경 또는 중지를 수행하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 단말이 상기 기지국에게 상기 주기적 측정 보고 또는 비주기적 측정 보고의 변경 또는 중지를 요청하는 메지지를 전송하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 제 3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단말의 동작 방법은, CoMP 동작 진입 또는 해제를 수행하는 단말의 동작 방법으로서, 기지국으로부터 CoMP 동작 결정을 위한 수신신호, 타이머 및 이벤트 중 적어도 하나에 대한 임계값 또는 기준값 관련 파라미터 정보를 수신하는 단계, 상기 파라미터 정보에 기초한 수신신호의 측정 결과를 기지국에 보고하는 단계 및 기지국으로부터 상기 측정 결과에 기초하여 결정된 CoMP 동작 여부와 CoMP 동작 모드를 포함한 CoMP 동작 수행 명령을 수신하거나, 상기 측정 결과에 기초하여 결정된 CoMP 동작 해제 명령을 수신하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 CoMP 동작 여부와 상기 CoMP 동작 모드는 상기 측정 결과와 상기 기지국이 측정한 무선 채널 정보, 상기 기지국의 부하 상태, 상기 기지국의 가용 송신 전력 및 상기 기지국의 간섭 영향 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 이때, 상기 단말은 상기 간섭 영향을 상기 기지국과 상기 기지국에 인접한 광역 기지국, 협역 기지국 및 원격무선노드들에 적용하고 있는 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴을 이용하여 측정하고 상기 기지국으로 보고하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기지국의 동작 방법은, CoMP 동작 진입 또는 해제를 결정하는 기지국의 동작 방법으로서, 말에게 CoMP 동작 결정을 위한 수신신호, 타이머 및 이벤트 중 적어도 하나에 대한 임계값 또는 기준값 관련 파라미터 정보를 전달하는 단계, 파라미터 정보에 기초한 수신신호의 측정 결과를 단말기로부터 보고받는 단계 및 상기 측정 결과와 상기 기지국이 측정한 무선 채널 정보, 상기 기지국의 부하 상태, 상기 기지국의 가용 송신 전력 및 상기 기지국의 간섭 영향 중 적어도 하나에 기초하여 CoMP 동작 여부와 CoMP 동작 모드를 결정하고, CoMP 동작 여부와 CoMP 동작 모드를 포함한 CoMP 동작 수행 명령을 단말기로 전송하거나, CoMP 동작 해제 명령을 전송하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 기지국은 상기 간섭 영향을 추정하기 위하여 상기 기지국과 상기 기지국에 인접한 광역 기지국, 협역 기지국 및 원격무선노드들에 적용하고 있는 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴을 이용하여 측정 및 보고를 수행하도록 상기 단말기를 제어할 수 있다.
상술한 본 발명의 제 4 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단말의 동작 방법은, 이종 네트워크 환경에서의 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 방법으로서, 기지국으로부터 인접 기지국에 대한 측정을 위한 측정 구간 정보를 수신하는 단계, 상기 측정 구간에서 상기 인접 기지국의 ABS 프레임과 non-ABS 프레임을 구분하여 측정하고, 측정 결과를 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 기지국으로부터 상기 측정 결과에 기초한 핸드오버 수행 명령을 수신하고, 상기 핸드오버 수행 명령에 기초한 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 단말의 동작 방법은 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 인접 기지국의 식별자 정보 및 ABS 패턴 정보를 수신하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 제 4 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기지국의 동작 방법은, 이종 네트워크 환경에서의 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 기지국의 동작 방법으로서, 단말기에게 인접 기지국에 대한 측정을 위한 측정 구간 정보를 전송하는 단계, 단말기로부터 상기 측정 구간에서 상기 인접 기지국의 ABS 프레임과 non-ABS 프레임을 구분하여 측정한 결과를 수신하는 단계 및 상기 측정 결과에 기초하여 상기 단말기의 타겟 핸드오버 기지국을 결정하고, 결정된 타겟 핸드오버 기지국에 대한 핸드오버 수행 명령을 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 기지국의 동작 방법은 상기 기지국이 상기 단말기에게 상기 인접 기지국의 식별자 정보 및 ABS 패턴 정보를 전송하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 기지국은 상기 측정 결과에 기초하여 상기 인접 기지국의 ABS 프레임에 대한 측정값, non-ABS 프레임에 대한 측정값, 양 측정값의 차이값을 상기 각 측정값에 대한 임계값과 상기 차이값에 대한 기준값과 비교하여 상기 타겟 핸드오버 기지국을 결정하도록 구성될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 패킷 기반의 이동통신 시스템의 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경에서 지정학적으로 다른 지점에 위치한 복수의 기지국 또는 노드들이 서비스를 제공하는 CoMP를 지원하는 경우에 기지국 또는 노드들간의 간섭을 극복하고 시스템의 성능을 향상시키는 방법을 제공한다.
이를 위하여, 본 발명에서는 복수의 기지국 또는 원격무선노드(들)로부터 서비스를 제공받는 CoMP 동작을 고려하여 단말기의 이동성을 관리하는 방법을 제안함으로써 불필요한 핑퐁 핸드오버를 회피하고, 서비스의 연속성을 효율적으로 제공할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기초가 되는 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 중 인트라 광역 기지국(intra-eNB) 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 기초가 되는 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 중 인터 광역 기지국(inter-eNB) 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 이동성 관리를 위한 측정 동작 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 복수의 기지국 또는 전송 노드들에 의한 CoMP 기능의 지원 및 이동성 관리 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 CoMP 동작 개시를 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 CoMP 동작 해제를 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서의 셀간 간섭을 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서의 셀간 간섭을 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 ABS의 적용 및 측정 구간을 설정하는 예를 설명하기 위한 개념도이다.
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 고정되거나 이동하는 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point), 릴레이(relay) 및 펨토셀(femto-cell) 등을 통칭하는 용어일 수 있다.
본 출원의 CoMP 동작 설명에서 '노드(node)' 또는 '포인트(point)'는 이동통신 시스템에서의 기지국(광역 또는 협역), (e)NB, 셀(cell), 펨토(femto) 셀 또는 펨토 기지국, 가정용 셀 또는 기지국(Home (e)NB), 원격무선노드(RRH: Remote Radio Head), 중계기(relay) 등의 하나를 의미한다. 또한 각 노드 또는 포인트는 CoMP 동작 상황에서 하향링크(단말기 수신) 관점에서는 전송노드, 전송포인트를 의미하며, 상향링크(단말기 송신) 관점에서는 수신노드 또는 수신포인트를 의미한다.
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.
본 발명은 캐리어 집성(Carrier Aggregation)을 지원하는 셀룰라 이동통신 시스템에서 기지국간 핸드오버 시에 서비스 연속성을 유지하고 단말기의 성능을 최대화할 수 있는 소스 기지국, 타겟 기지국, 그리고 단말기의 동작 및 제어 절차를 제안한다.
패킷 기반 셀룰라 시스템에서는 셀 경계(cell edge)에 위치한 단말기들의 성능 개선을 위하여 지정학적으로 다른 지점에 위치한 복수개의 기지국 또는 전송노드들로부터 서비스를 제공하는 CoMP(Coordinated Multi Point Transmission and reception) 기능을 고려하고 있다. 기본적으로 CoMP는 임의의 상대적으로 큰 서비스 영역을 갖는 광역기지국내에 하나 이상의 협역기지국들이 제공하는 CoMP 기능, 두개 이상의 광역기지국간에 제공하는 CoMP 기능, 그리고 두개 이상의 광역기지국과 그에 속한 협역기지국들이 제공하는 CoMP 기능으로 구분할 수 있다.
또한, CoMP 기능은 복수개의 전송노드들이 동일한 패킷 정보를 함께 전송하는 JP(Joint Processing) 방법과 복수개의 전송노드들이 협력(coordination)하여 하나의 전송노드에서 간섭을 최소화할 수 있도록 하는 CS/CS(Coordinated Scheduling/Beamforming)방법으로 구분할 수 있다.
일반적으로 JP 방법은 동일한 정보를 복수개의 전송노드들이 동일한 무선자원(동일한 주파수 대역과 전송시간으로 구성된 무선자원이 CoMP 대상 단말기에게 할당됨을 의미)으로 동일한 변조 및 부호화 방법을 이용하여 전송하는 방법이다.
CS/CB 방법은 복수개의 전송노드들이 무선자원 및 변조 및 부호화를 위한 정보를 공유하여 임의의 단말기에게 최적의 무선자원 및 변조 및 부호화 그리고 간섭 제어를 통한 서비스가 가능하도록 무선자원 할당이 가능하도록 복수개의 전송노들간에 관련 정보(예를 들어 간섭신호의 크기, 서빙셀 및 인접셀(들)의 신호크기, 인접셀(들)을 고려한 PMI(Precoding Matrix Indicator) 등의 최적의 전송 및 부호화 정보 등을 나타내는 정보) 교환을 통하여 제어하는 방법이다.
JP 방법은 기지국에서 단말기로의 하향링크 관점에서 JT(Joint Transmission)와 단말기에서 기지국으로의 상향링크 관점에서 JR(Joint Reception)으로 구분하여 적용할 수도 있다.
또한, JP 방법에서 CoMP에 참여한 전송노드들을 동적 선택이 가능하도록 하는 DCS(Dynamic Cell Selection) 또는 DPS(Dynamic Point Selection) 방법을 고려할 수 있다. DCS/DPS 방법에서는 CoMP에 참여하도록 설정된 복수개의 셀 또는 포인트들 중에서 무선채널품질, 기지국의 부하상태(load status), 기지국과 단말기의 송신 또는 수신 전력, 간섭 상태 등을 고려하여 임의의 전송시간에 최적의 포인트(또는 셀)을 선택하도록 하여 성능 향상을 도모하는 방법이다.
지정학적으로 다른 지점에 위치한 복수개의 기지국들이 서비스를 제공하는 CoMP 기능을 지원해야 하는 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경에서는 기존의 셀변경 절차에 불과한 핸드오버 방법보다는 복수개의 기지국들과 단말기에 대한 동작 및 제어 절차가 개선을 통하여 복수개의 노드들과 제어 정보 또는 데이터 패킷 교환을 통하여 간섭 제어 성능과 전송속도를 향상시킬 수 있는 이동성 관리 방법이 요구된다.
본 발명에 따른 이종 네트워크 환경
이하, 도 1 및 도 2를 통하여 본 발명에 따른 이동성 관리 방법이 적용되는 이종 네트워크 환경 및 이종 네트워크 환경을 구성하는 구성요소를 설명한다.
도 1은 이종 네트워크 환경 중에서 인트라 광역 기지국(intra-eNB) 환경을 설명하기 위한 개념도이며, 도 2는 이종 네트워크 환경 중에서 인터 광역 기지국(inter-eNB) 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 통하여 설명하는 이종 네트워크 환경에서, 3GPP 기반의 이동통신 시스템의 예를 들면, 광역기지국은 (e)NB((Evolved) Node B) 또는 매크로(macro) (e)NB를 의미하며, 원격무선노드는 광역 또는 협역기지국과 같은 무선프로토콜 계층3(예를 들어 LTE 시스템의 RRC 계층), 무선프로토콜 계층2(예를 들어 LTE 시스템의 RLC/MAC 계층)의 기능을 모두 갖추지 못하고 일부 기능만을 갖거나, 또는 RRH(Remote Radio Head)와 같이 안테나를 포함한 무선(RF(Radio Frequency)) 모듈 기능 또는 일부 베이스밴드(baseband) 영역의 기능까지를 포함하여 수행하는 무선전송노드를 의미한다. 또한 협역 기지국은 (e)NB 또는 광역 기지국과 동일한 무선자원 할당 및 기지국과 단말기간 설정된 무선 베어러의 연결 제어를 관리하는 RRC(Radio Resource control) 계층의 기능과 RLC(Radio Link Control)/MAC(Medium Access Control) 계층의 기능을 포함하는 무선프로토콜 기능을 갖고 있으나, 송신전력이 상대적으로 낮아서 서비스 영역이 작거나 또는 무선 프레임(radio frame)의 일부 자원(서브프레임(subframe))에서만 서비스를 제공할 수 있는 마이크로(micro) 셀(또는 피코(pico) 셀)을 의미하거나, 또는 펨토(Femto) 셀, 홈 셀(Home (e)NB)을 의미한다.
도 1은 본 발명의 기초가 되는 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 중 인트라 광역기지국(intra-eNB) 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 광역 기지국(101)의 셀(100) 내에는 하나 이상의 협역 기지국(102) 또는 원격무선전송노드(103)가 존재할 수 있다.
이때, 시스템의 구성에 따라 협역 기지국(들) 또는 원격무선전송노드(들)은 광역기지국과 동일한 셀 식별자(cell identifier)로 동작하도록 구성하거나, 또는 광역기지국과 다른 각각의 셀 식별자로 동작하도록 구성할 수 있다.
그러나, 동일한 셀 식별자로 동작하도록 구성한 경우에도 DCS/DPS, 원격무선전송노드간의 간섭제어 또는 단말기로부터의 피드백 정보 구성 및 구별을 위하여 협역 기지국(들) 또는 원격무선전송노드(들)을 식별하기 위하여 별도의 식별자, 전송노드(들)을 구별하기 위한 RS(Reference Symbol) 또는 파일럿 심볼을 위한 패턴, 또는 스크램블 신호의 패턴 등을 적용할 수 있다. 이러한 패턴은 해당 심볼 또는 신호의 전송 위치, 전송 주파수 대역, 전송 간격 또는 주기, 전송 반복 주기, 그리고 마스킹 신호열 등을 이용하여 달리 적용할 수 있다.
단말기들은 이와 같이 광역기지국, 협역 기지국, 원격무선전송노드들이 함께 공존하는 이종 네트워크 환경에서 하나의 포인트(point)와 패킷정보를 송수신할 수도 있고, 둘 이상의 복수 포인트들과 데이터를 전송 또는 수신할 수도 있다. 여기서, 포인트는 광역 기지국, 협역 기지국 또는 원격무선전송노드 중의 하나를 의미하며, 패킷 정보 전달을 위한 연결(connection) 관리 및 파라미터 설정에 따라 전송포인트, 수신포인트, 또는 송수신포인트 등으로 동작할 수 있다.
따라서, 광역 기지국과 논리적(logical)인 연결(예를 들어 LTE 시스템의 RRC(Radio Resource Control) connection)을 설정하고 패킷 정보를 교환하는 사용자 단말기(104)와 광역기지국과의 연결을 설정하고 원격무선노드를 통하여 패킷 정보를 교환하는 사용자 단말기(106)가 존재할 수 있다. 그리고, CoMP 기능을 통하여 광역기지국(101)과 협역기지국(102) 두개의 포인트를 통하여 패킷 정보를 전송 또는 수신하는 사용자 단말기(105)와 두개의 협역기지국 또는 두개의 원격무선전송노드를 통하여 패킷 정보를 전송 또는 수신하는 사용자 단말기(107)가 함께 존재할 수 있다. 인트라 광역기지국(Intra-eNB) 환경에서는 사용자 단말기는 패킷 정보를 전송 또는 수신하는 포인트의 위치 또는 갯수와 상관없이 기본적으로 무선베어러의 연결에 대한 제어를 담당하는 계층3(layer 3; 예컨대 LTE 시스템의 RRC 계층) 기능을 가진 광역기지국 또는 주도(primary) 전송노드와 연결 설정 및 연결의 유지 및 변경 등을 위한 제어/관리를 수행한다. 주도 전송노드는 기지국의 형태(예를 들어 광역기지국, 협역기지국, 원격무선노드 등)와 무관하게 RRC 연결 설정/관리 및 물리계층 제어채널을 통하여 전송하는 무선자원할당 정보(예를 들어 스케줄링 정보)의 생성 및 전송을 주관하는 기지국 또는 노드를 의미한다. 위의 사용자 단말기 107의 경우에 두개의 협역기지국(102) 중에서 하나가 주도 전송노드 기능을 담당한다. 이때 주도 전송노드 설정 방법은 단말기가 임의의 전송노드를 선택하도록 제어할 수 있다. 이와는 달리 단말기로부터의 보고정보(예를 들어, 신호크기/간섭크기 등의 측정정보, 단말기의 선호도 정보, 또는 이동상태(mobility state) 정보), 이동망이 설정한 우선순위 정보, 또는 각 노드들의 부하(load) 상태 정보, 기지국에서 추정한 단말기의 이동상태 정보 등을 이용하여 이동망에서 적합한 특정 전송노드를 설정할 수 있다.
따라서, 광역기지국 또는 주도 전송노드는 서비스 영역내의 전송노드(들) 또는 전송포인트(들)의 데이터 전송용 무선베어러 또는 시그날링 정보 전송을 위한 시그널링 무선 베어러 연결의 설정, 유지, 변경 등의 연결 제어 절차를 관리할 수 있다. 또한, 각 노드(들) 또는 포인트(들)은 전송무선자원에 대한 주파수영역(예를 들어, 서브캐리어) 및 시간영역(예를들어, 전송 서브프레임)에 대한 할당 정보, 물리계층 제어 파라미터 설정, 피드백 정보 구성 등의 제어 시그날링 정보 전송을 위한 무선제어채널 설정 및 할당 절차를 관리할 수 있다.
사용자 단말기들은 해당 광역기지국(또는 주도전송노드)과 CoMP 동작을 위한 포인트(들)에 대한 측정 및 보고, 자원할당 및 스케줄링(PDCCH 정보 생성 및 전송, 피드백 정보 구성 등을 포함), 무선 베어러 연결 제어 시그널링을 통하여 어떤 포인트(들) 또는 전송노드(들)을 통하여 패킷 정보 및 제어 정보를 전송 또는 수신할 수 있는지에 대한 제어 절차를 수행한다.
도 2는 본 발명의 기초가 되는 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 중 인터 광역기지국(inter-eNB) 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 도 2와 같이 인터 광역기지국(inter-eNB) 환경에서 사용자 단말기들에 대한 연결 제어는 각 광역기지국(201, 202)이 각각 서비스 영역에 속한 사용자 단말기들에 대하여 수행할 수 있다.
단, 두개의 광역기지국 서비스 영역의 경계지점(사용자 단말기 207참조), 또는 각각의 광역기지국의 관리를 받는 협역기지국 또는 원격무선전송노드와 같은 포인트(들)간의 경계지점(사용자 단말기 212 참조), 각각의 광역기지국의 관리를 받는 포인트(들)과 다른 광역기지국과의 경계지점에 있는 사용자 단말기(사용자 단말기 208, 209, 210 참조)들에 대한 CoMP 기능 지원 시에는 두개의 광역기지국간의 제어 정보 교환을 통하여 CoMP 동작에 참여할 포인트(들)과 주도적으로 연결 제어를 수행할 광역기지국을 결정한다. 연결 제어를 수행하는 주도 광역기지국은 상기 도1의 예에서 설명한 주도 전송노드 설정 방법을 준용하여 단말기가 임의의 광역 기지국을 선택하거나 또는 이동망에서 적합한 특정 광역기지국을 설정하도록 제어할 수 있다.
결정된 주도 광역기지국(Primary eNB)은 제어 파라미터 설정, 제어 정보 및 피드백 정보 등의 제어 시그널링 정보 전송을 위한 무선제어채널 설정 또는 할당을 포함한 데이터 전송용 무선베어러 또는 시그날 정보 전송을 위한 시그널링 무선 베어러 등의 연결의 설정, 유지, 변경 등의 연결 제어뿐 만 아니라 CoMP 동작을 위한 포인트(들)에 대한 측정 및 보고, 자원할당 및 스케줄링(PDCCH 정보 생성 및 전송, 피드백 정보 구성 등을 포함), 무선 베어러 연결 제어 등의 절차를 주도적으로 결정하고 수행한다.
본 발명에 따른 CoMP 관련 파라미터 및 파라미터의 운용 방법
도 1 및 도 2에서 설명된 이종 네트워크 환경에서 광역기지국(도 2의 경우는 주도 광역기지국(primary eNB)) 또는 주도 전송노드는, 단말기(들)가 측정하여 보고한 측정결과와 기지국이 측정한 단말기(들)의 상향링크 무선채널품질, 기지국 부하상태(load status), 간섭 정도 등에 기초하여, 임의의 단말기에게 적용할 JP, DCS/DPS, CS/CB 등의 CoMP 동작 모드를 결정하며, 실제 CoMP 동작에 참여할 포인트(들)의 결정을 제어할 수 있다.
이러한 CoMP 동작 모드 및 동작에 참여할 포인트, CoMP 동작 중 측정/보고 파라미터 등의 CoMP 동작을 위한 제어 메시지는 계층 3 제어 메시지(예컨대, 3GPP 기반 이동통신시스템의 RRC 메시지)를 통하여 설정할 수 있다. 예컨대, 이러한 RRC 제어 메시지는 3GPP 기반의 LTE 시스템에서 기존의 "RRRConnectionReconfiguration" 또는 "RadioResourceConfigDedicated" 메시지 등에 CoMP 관련 파라미터들을 추가하여 구성되거나, CoMP 동작을 위한 별도로 정의된 RRC 제어 메시지를 이용하여 구성될 수 있다. 이러한 CoMP 동작을 위한 RRC 제어 메시지는 다음의 파라미터를 포함하여 구성할 수 있다.
● CoMP 동작 모드
- JP, DCS/DPS, CS/CB, 또는 각 동작 모드의 조합
- CoMP 동작 링크 설정 정보((DL 또는 UL, DL 과 UL, DL과 UL 디커플링)
● CoMP 동작 시작을 위한 기준 시간
-무선 프레임, 무선 서브프레임, 무선 슬롯 정보 및 관련 옵셋(offset) 정보
● CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보
- 포인트 ID(PCI(Physical cell ID), Cell ID, RRH ID)
- 주도 eNB 또는 셀 정보(primary eNB/Cell ID) 및 스케줄링 식별자(C-RNTI)
- 각 포인트의 RS(Reference Symbol)에 대한 정보(CRS, DM-RS, CSI-RS의 위치, 패턴, 또는 스크램블 정보)
● JP, CS/CB 관련 정보
- JP, CS/CB CoMP 지원을 위한 물리계층 파라미터를 포함한 파라미터 설정 정보
● CoMP 동작을 위한 파라미터 설정
- CoMP 동작 진입/개시/해제를 위한 임계값 또는 기준값 정보
상기 파라미터들을 단말기가 CoMP 동작을 인지하고 동작하는 경우(non-transparent한 경우)와 그렇지 않은 경우(transparent한 경우)에 따라 제어 메시지를 달리 구성할 수 있다. 즉, 일부 CoMP 동작 모드는 단말기가 CoMP 동작 여부를 알지 않고도 CoMP 동작을 수행하도록 제어될 수 있다.
예를 들어, JT방식의 CoMP와 같이 동일한 패킷 정보를 복수개의 전송노드들이 동일한 주파수 대역과 동일한 전송시간에서 같은 변조 및 부호화 방법을 이용하여 전송하는 경우에, 주도 기지국 또는 전송노드가 스케줄링 정보를 생성하고 CoMP에 참여하는 다른 노드들이 패킷 정보를 전송한다면, 단말기가 CoMP 동작을 위해 복수개의 전송노드들이 참여했음을 인지하지 못해도 CoMP 동작이 가능하다. 이때, 스케줄링 정보 생성은 주도 기지국 또는 전송노드가 생성하지만 스케줄링 정보의 전송은 주도 기지국 또는 전송노드만이 수행하거나 또는 CoMP 참여한 모든 전송노드들을 통하여 수행할 수도 있다.
이와 같이 JT 방식의 CoMP에서 스케줄링 정보 전송을 주도 기지국 또는 전송노드만이 수행하는 경우는 동적인 무선자원할당이 용이하지만, CoMP에 참여한 모든 기지국이 스케줄링 정보를 전송하는 경우에는 CoMP 구성에 따라, 특히 inter-eNB의 경우, 스케줄링 정보를 모든 전송노드들에게 전달되어야 하므로 약간의 지연이 발생하거나 또는 SPS(Semi-Persistent Scheduling)와 같이 미리 설정된 범위내에서의 한정적인 스케줄링만이 가능할 수 있다. 그러나 도 1과 같은 CoMP 환경에서는 이와 같은 스케줄링 정보 공유를 위한 지연이 무시될 수 있어 동적인 스케줄링 정보 생성 및 전송이 가능하므로 CoMP 전송에 있어서 무선자원의 활용도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 앞서 간략히 언급된 CoMP 동작 관련 파라미터들을 상술한다.
1) CoMP 동작 모드 파라미터의 상세
CoMP 동작 모드 파라미터는 JP(JT 또는 JR을 구분하여 설정 가능), DCS 및 CS/CB 동작 모드들 중에서 어떤 동작 모드로 CoMP가 수행되는지 또는 2개 이상 동작 모드의 조합으로 CoMP가 수행되는지를 알려주는 정보를 포함할 수 있다.
CoMP 동작 링크 설정 파라미터는 CoMP 동작이 하향링크(DL: Down Link) 또는 상향링크(UL: Uplink Link)에 한정하여 동작하는지, 하향링크와 상향링크에 모두 적용되는지, 또는 하향링크와 상향링크가 디커플링(decoupling)되어 동작하는 지의 여부를 알려주는 정보이다.
여기에서, 하향링크와 상향링크의 디커플링은 CoMP에 참여하는 하향링크와 상향링크 상의 포인트가 다른 경우를 의미한다. 예를 들어 임의의 단말기가 하향링크는 광역기지국으로부터 수신하고, 상향링크는 협역기지국(들), 또는 원격무선노드(들)로 전송하거나 또는 반대의 경우로 전송하는 방식을 의미한다.
즉, 하향링크의 제어 정보 전송 및 데이터 전송은 광역기지국이 전송하고 이에 대한 상향링크로의 피드백 제어정보 또는 데이터 전송은 협역기지국 또는 원격무선노드로 전송하는 방식이다. 따라서 주도 기지국이 광역기지국인 경우에는 상향링크로의 피드백 제어 정보는 협역기지국 또는 원격무선노드에서 광역기지국으로 전달되어야 한다. 따라서, 주도 기지국은 단말기가 전송한 상향링크의 피드백 제어 정보를 협역기지국 또는 원격무선노드를 통하여 전달받고 하향링크뿐만 아니라 상향링크에 대한 스케줄링 정보를 생성하여 하향링크로 전송한다. 단말기는 광역기지국으로부터 하향링크 및 상향링크에 대한 스케줄링 정보와 하향링크 데이터를 수신하고, HARQ 정보를 포함한 상향링크 피드백 정보와 상향링크 데이터를 협역 기지국 또는 원격무선노드로 전송을 한다.
또한, 하향링크와 상향링크의 디커플링 방식으로 CoMP 동작을 수행하는 경우에는 하향링크와 상향링크의 주도 기지국 또는 전송 노드가 다르게 구성될 수도 있다. 이 경우에는 각 링크의 주도 기지국 또는 전송 노드가 하향링크 또는 상향링크에 대한 스케줄링 정보의 생성을 포함한 제어정보 전송 및 데이터 전송에 대하여 각각 주도 기지국의 역할을 수행하며, 각각의 주도 기지국은 관련 제어 정보 교환을 통하여 단말기에 대한 정보를 공유할 수 있다.
2) CoMP 동작 시간 정보 파라미터의 상세
CoMP 동작 시작을 위한 기준 시간 정보 파라미터는 단말기가 CoMP 동작을 시작해야 하는 특정한 무선 프레임(radio frame), 무선 서브프레임(radio subframe) 및 무선 슬롯(slot) 중 적어도 하나를 알려주는 역할을 수행한다.
기준 시간 정보 파라미터 구성의 일 예로서, 기준이 되는 무선 프레임, 무선 서브프레임, 무선 슬롯 등에 대한 정보를 포함하여 구성되거나, 추가적으로 해당 기준 프레임, 서브프레임, 슬롯으로부터의 옵셋(offset) 값을 포함하여 구성될 수 있다.
3) CoMP 동작 포인트 정보 파라미터의 상세
CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보는, 실제 CoMP 동작에 참여하는 포인트들의 정보로서, 포인트들을 구분하기 위한 식별자(ID: IDentifier) 정보, 주도적으로 CoMP 동작을 제어하기 위한 eNB 또는 셀의 식별자 정보, 그리고 각 포인트들의 하향링크 상의 기준 심볼(RS)인 CRS(Common RS), DM-RS(또는 UE-specific reference signals), CSI-RS(Channel State Information-RS)의 위치(주파수 영역 및 시간 영역에서의 정보), 패턴, 또는 스크램블 정보, CoMP 동작시에 적용할 공통의 스케줄링 식별자(예를 들어, C-RNTI) 정보 등을 의미한다. 이때, 스케줄링 식별자는 CoMP 동작 상황에 따라 변경되거나 CoMP 동작 전에 사용중인 C-RNTI를 그대로 적용할 수도 있다.
만약 CoMP에 참여하는 노드들이 동일한 셀 ID를 갖는 경우라면 사용중인 C-RNTI를 그대로 적용할 수 있다. 그러나, CoMP에 참여하는 노드들이 서로 다른 셀 ID를 가지는 경우에는 CoMP 주도 기지국과 참여 CoMP 동작 노드들이 협의하여 새로운 공통된 C-RNTI를 할당할 수 있다.
이 경우, 시스템 또는 셀(들)은 C-RNTI의 일부 영역을 CoMP 동작 전용으로 미리 예약 할당하여 운용하는 방법이 이용될 수 있다. 이와 같이 스케줄링 식별자인 C-RNTI의 일부를 CoMP 동작 전용으로 할당하면, 임의의 셀이 CoMP 지원 단말기와 CoMP 지원하지 않는 단말기간의 스케줄링 식별자 혼동을 회피할 수 있으며, 스케줄링 식별자만으로 CoMP 기능 지원 단말기 여부 또는 CoMP 지원용 스케줄링 무선자원 여부를 판별할 수 있다.
상기의 포인트를 구분하기 위한 식별자 정보는 CoMP에 참여한 광역기지국. 협역 기지국(들), 또는 원격무선전송노드(들)을 식별하기 위한 정보로 기존의 셀 식별자를 적용하거나 또는 기존의 셀 식별자와 다른 별도의 식별자, 전송노드(들)을 구별하기 위한 RS(Reference Symbol) 또는 파일럿 심볼을 위한 패턴, 또는 스크램블 신호의 패턴 등을 적용할 수 있다. 이러한 패턴은 해당 심볼 또는 신호의 전송 위치, 전송 주파수 대역, 전송 간격 또는 주기, 전송 반복 주기, 그리고 심볼 패턴 또는 스크램블 신호를 위한 마스킹 신호열 등을 이용하여 달리 적용할 수 있다. 또한 CoMP 동작하는 임의의 서브프레임(subframe) 정보를 이용하여 서브프레임단위로 해당 정보들의 유효성을 설정할 수 있다. 예를 들어, SPS(Semi-Persistance Scheduling) 방식으로 CoMP 자원을 할당하도록 제어할 수 있다.
4) JP, CS/CB CoMP 지원 관련 정보 파라미터의 상세
JP, CS/CB CoMP 지원을 위한 물리계층 파라미터를 포함한 파라미터 설정 정보는 semi-static한 방법으로 전달될 수 있다.
JP, CS/CB CoMP 지원 관련 정보 파라미터는 복수의 노드들에 의한 CoMP를 지원하기 위한 무선자원 할당 정보, 피드백 파라미터(PMI, CSI, RI(Rank Indication)) 설정 정보, 간섭을 회피하기 위한 주파수 대역 운영 정보 및 관련 PMI(Precoding Matrix Indicator) 정보, 빔(beam) 패턴 및 빔 스위핑(sweeping) 정보, 최적의 빔형성(beamforming) 정보, 또는 CoMP 전송 또는 수신을 주도하는 셀/노드 정보 등을 포함할 수 있다.
5) CoMP 동작 파라미터의 상세
CoMP 동작을 위한 파라미터는 CoMP 동작 모드로 진입하거나, CoMP 동작을 개시하거나, 또는 해제하기 위한 파라미터(들)에 대한 임계값 또는 기준값 정보이다.
이러한 임계값 또는 기준값은 일반적으로 측정 대상 파라미터인 RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality)의 CoMP 동작 제어를 위한 임계값 또는 관련 조절(offset)값, 무선채널 또는 무선베어러 연결 관리를 위한 타이머(들)에 대한 임계값, 이동성 관리를 위한 이벤트 트리거링 임계값 또는 관련 조절(offset)값, 핑퐁(ping-pong) 핸드오버 또는 전송포인트(또는 전송노드) 변경을 위한 모니터링 관련 파라미터 등을 의미한다.
여기서, 타이머(들)은 핸드오버 동작 제어를 위한 타이머, 무선링크실패(RLF; Radio Link Failure) 제어를 위한 타이머, 무선링크복구 제어를 위한 타이머, CoMP 동작 제어를 위한 타이머, DRX 동작 제어를 위한 타이머 등을 의미한다.
이동성 관리를 위한 이벤트 트리거링을 위한 파라미터는 이동성 관리를 위하여 서빙셀 및 인접셀들에 대한 측정값(RSRP, RSRQ)을 기반으로 각 이벤트에 진입 또는 해제를 위한 임계값 또는 관련 조절(offset)값(예를 들어, 도 4에서 후술되는 임계값 또는 offset 값) 등을 의미한다.
핑퐁 핸드오버 또는 포인트 변경 모니터링 관련 파라미터는 시스템 또는 기지국이 설정한 임의의 시간 구간 동안 포인트(또는 전송노드) 변경 또는 핸드오버 빈도, 임의의 셀 또는 포인트에 일정한 잔류 시간 이내로 머물면서 핸드오버를 수행하는 핑퐁 핸드오버 또는 핑퐁 포인트 변경 빈도를 모니터링하기 위한 관련 타이머, 카운터에 대한 설정값 등을 의미한다.
또한, 기지국과 RRC 연결(connection)을 유지한 단말기들(예를 들어, RRC_Connected state 또는 Active state을 유지하고 있는 단말기)에 대해 소모전력을 최소화하기 위한 DRX(Discontinuous Reception) 동작 설정을 위하여 관련 파라미터들을 정의하고 해당 값들을 설정한다.
이와 같이 RRC 연결을 유지한 상태의 단말기의 DRX 동작을 위한 파라미터로는 DRX 주기(cycle), DRX-비활성타이머(DRX inactivity timer), 재전송타이머(retransmission timer) 등이 있다. DRX 주기는 짧은 DRX 주기(short DRX cycle)과 긴 DRX 주기(long DRX cycle) 파라미터가 설정될 수 있다. 단말기는 DRX 동작 수행을 지시하는 제어 메시지를 수신하거나 또는 DRX-비활성타이머가 종료하면 DRX 동작 수행을 시작한다. 짧은 DRX 주기를 적용하는 구간을 정의하는 별도의 타이머(예를 들어, DRX short cycle timer)를 이용하여 단말기가 짧은 DRX 주기를 적용하여 DRX 동작을 수행하는 시간을 설정한다. 짧은 DRX 주기를 적용하는 'DRX short cycle timer'가 종료하였거나, 또는 긴 DRX 주기만 설정된 경우에는 긴 DRX 주기를 적용하여 DRX 동작을 수행한다.
본 발명에 따른 이동성 관리를 위한 측정 동작 관리 방법
기지국과 RRC 연결(connection)을 유지한 단말기들(예를 들어, RRC_Connected state 또는 Active state을 유지하고 있는 단말기)는 핸드오버 수행 등의 이동성 관리 목적의 측정 또는 측정 보고 동작 설정을 위하여 관련 파라미터들을 정의하고 해당 값들을 설정한다.
상기 파라미터 중에서 CoMP 동작을 위한 파라미터인 CoMP 동작 진입/개시/해제를 위한 수신신호, 타이머, 이벤트 등에 대한 임계값 또는 기준값 정보는 단말기가 적절한 측정을 수행하도록 제어한다. 상술된 파라미터들은 CoMP 동작 및 방법을 결정하기 위하여 CoMP 동작 전에 "RRRConnectionReconfiguration" 또는 "RadioResourceConfigDedicated" 등의 RRC 메시지가 아닌 별도의 제어 메시지 또는 측정 또는 측정 보고 설정 관련 RRC 제어 메시지(예를 들어 "measObjectToAddModList", "reportConfigToAddModList")를 통하여 단말기에게 전달될 수 있다.
또한, RRC 연결을 유지한 상태의 단말기는 이동성 기능 지원을 위하여 서빙 기지국과 인접 기지국(동일 주파수 또는 인접 주파수)에 대한 측정을 수행하며, 기지국이 별도의 제어 메시지를 통하여 설정한 측정 및 측정 보고 파라미터에 따라 그 측정 결과를 기지국에 보고한다.
기지국은 측정 대상 기지국, 측정 대상 파라미터, 측정 주기, 측정 보고 주기, 측정 이벤트 진입 및 해제 조건에 대한 파라미터 들을 제어 메시지를 통하여 단말기에게 시그널링하고, 단말기는 설정된 해당 파라미터에 따라 측정을 수행하고 보고한다.
측정 대상 기지국은 기지국 식별자를 이용하여 표시할 수 있으며, RSRP, RSRQ, RSSI 등으로 표할 수 있다. 측정 이벤트 진입 및 해제 조건을 위한 파라미터로는 CoMP 동작 제어를 위한 임계값 또는 관련 조절(offset)값, 무선채널 또는 무선베어러 연결 관리를 위한 타이머(들)에 대한 임계값, 이동성 관리를 위한 이벤트 트리거링 임계값 또는 관련 조절(offset)값, 핑퐁 핸드오버 또는 전송포인트(또는 전송노드) 변경을 위한 모니터링 관련 파라미터 등을 이용하여 설정할 수 있다.
상기에서 이동성 관리를 위한 이벤트로는 다음과 같은 경우들이 있다.
● 해당 단말기와 RRC 연결을 설정한 상태에서 서비스를 제공받고 있던 서빙 기지국의 수신신호 값(또는 채널품질값)이 임계값보다 좋거나 나쁜 경우
● 인접 기지국(동일 주파수 또는 다른 주파수)의 신호가 서빙 기지국보다 일정 수준(예를 들어 offset값) 이상으로 좋거나 나쁜 경우
● 서빙 기지국 및 인접 기지국의 신호가 상기에서 설명한 CoMP 동작 조건에 부합하는 경우
● CA(Carrier Aggregation) 기능을 지원하는 경우에 CA를 위한 PCell(Primary Cell) 또는 SCell(Secondary Cell) 변경 조건에 부합하는 경우
● 상기와 별도로 기지국이 측정 및 측정 보고를 중지하거나 또는 재설정하기 위하여 설정한 조건을 만족하는 경우
측정 주기와 측정 보고 주기는 주기적인 경우에는 서브-프레임(sub-frame) 또는 프레임(frame) 단위로 설정할 수 있으며, 이러한 측정 보고 주기는 DRX 동작 주기와 연계하여 DRX 동작 주기의 배수와 측정 보고 주기가 부합(alignment)하도록 설정하여야 DRX 동작 성능을 최대화할 수 있다.
측정 주기와 측정 보고 주기는 상기 이동성 관련 이벤트 진입 및 해제 조건을 만족하는 경우에 설정된 측정 주기 또는 측정 보고 주기와 무관하게 이벤트 발생 시에 보고하는 비주기적인(aperiodic) 방법으로도 설정이 가능하다.
이와 같은 DRX 동작과 측정 및 측정보고를 위한 측정동작이 필요한 RRC 연결상태의 단말기는 동작의 효율성을 위하여 일정 시간 동안 기지국과 단말기간의 데이터 교환이 없거나 또는 기지국이 RRC 연결이 필요하지 않다고 판단한 경우에 RRC 연결을 해제하고 휴지상태로 천이하도록 제어할 수 있다.
그러나, 단말기의 상태천이(휴지상태 <-> RRC 연결 상태)에 요구되는 시그날링 절차의 과부하(overhead) 회피, DRX 동작 및 측정/측정 보고 동작을 요구되는 소모전력 최소화, 측정 보고를 위해 점유되는 제어 채널 등의 무선자원 활용의 효율성 향상을 위하여 단말기의 상태천이보다는 다음과 같은 경우에 측정 또는 측정 보고를 중지하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 임의의 시간 동안에 기지국과 단말기간의 데이터 교환이 없거나, 측정 관련 이벤트가 발생하지 않거나, 측정 보고 값의 변동폭(편차)이 일정 수준 이내인 경우이거나, 단말기의 이동상태측정(mobility status estimation) 결과 이동성이 낮거나, 또는 단말기가 임의의 영역(제한된 서비스 영역)내에만 위치하는 경우, 또는 단말기가 특정한 노드에 접속하여 단말기의 이동성이 제한적임을 인지할 수 있는 경우, 또는 측정 보고 값이 미리 정의한 수준(임계값)을 만족하는 경우에 측정 동작이나 또는 측정 보고를 선택적으로 중지하도록 제어할 수 있다.
이에 더하여 기지국과 단말기는 미리 설정한 방법에 따라 측정 또는 측정 보고 주기를 확장하여 운용할 수도 있다. 즉, 위에 설명한 측정/측정보고를 중지하는 조건을 만족하거나 별도로 설정한 조건에 부합하는 경우에는 측정/측정 보고 주기를 기존에 설정된 값보다 긴 주기를 적용할 수 있으며, 이를 위하여 기지국은 단말기에게 별도의 제어 메시지를 전송하여 측정보고를 중지하도록 하거나 또는 측정 주기를 확장하도록 설정할 수 있다.
이러한, 측정 보고 중지 또는 측정 보고 주기 확장을 포함하여 단말기의 측정 및 측정보고 파라미터를 결정하기 위하여 기지국과 단말기는 기지국과 단말기간의 데이터 교환이 없이 RRC 연결을 유지하고 있는 시간, 또는 측정 관련 이벤트의 발생이 없는 일정한 시간 구간을 정의하는 타이머를 정의하고 그 값을 가변적으로 설정할 수 있다. 또한, 측정 보고 중지 또는 측정 보고 주기 확장을 결정하기 위한 단말기의 측정 보고 값 변동폭(편차), 측정 보고 수준, 측정 보고 임계값 등을 정의하고 그 값을 가변적으로 설정할 수 있다. 이러한 측정 보고 중지 또는 측정 보고 주기 확장을 결정하기 위한 파라미터인 타이머 값, 편차, 임계값 들은 제어 메시지를 통하여 설정할 수 있을 뿐 만 아니라 측정 보고 중지 또는 확장 동작에 대한 트리거링을 수행할 수 있다. 측정 보고 중지 또는 측정 보고 주기 확장에 대한 정보를 알리거나 중지 동작 또는 주기 확장을 지시하는 시그널링을 위한 제어 메시지는 예를 들어, RRC 제어 메시지, MAC 제어 메시지(control PDU), 또는 물리계층 제어채널(Physical control channel) 등을 이용할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 측정 보고 중지 또는 측정 보고 주기 확장 동작을 지시받은 단말기는 RRC 연결을 유지하고 있는 상태라 하더라도 측정 동작 또는 측정 보고 동작을 중지하거나 또는 확장된 측정 보고 주기에 따라 측정 보고를 수행할 수 있다. 그러나 기지국으로부터 데이터 수신을 알리는 제어 메지시를 수신하거나, 또는 단말기에서 기지국으로 전송해야 할 정보가 발생하는 경우에는 이전에 설정된 측정 및 측정 보고 주기의 제어 메시지(예를 들어, "measObjectToAddModList", "reportConfigToAddModList")를 준용하여 측정 및 측정 보고 동작을 수행할 수 있다. 다른 경우에는 기지국과 단말기간에 데이터를 다시 교환하는 시점에 측정 및 측정 보고 주기를 위한 제어 메시지를 통한 재설정 절차를 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 이동성 관리를 위한 측정 동작 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 3은 특히, 측정 동작의 변경, 중지 및 재설정에 대한 절차를 나타내는 메시지 흐름도이다.
단말기(301)는 기지국(302)이 설정한 측정 관련 파라미터에 따라 측정 및 측정보고 동작을 수행한다(S301).
단말기는 상기에 설명한 바와 같은 조건이 충족되었거나, 관련된 타이머가 종료하는 경우에 측정 보고 중지 또는 측정 보고 주기의 확장을 결정하고(S302), 기지국으로 측정 보고의 중지 또는 측정 보고 주기의 확장을 요청할 수 있다(S303), 기지국은 단말기의 요청을 승인하거나, 또는 단말기의 요청 여부와 무관하게 기지국이 상기에 설명한 바와 같은 조건이 충족되었거나, 관련된 타이머가 종료하는 경우에 측정 동작 변경을 결정할 수 있다(S304).
기지국은 단말기에게 기지국 제어 메시지를 통하여 측정 동작 변경을 지시할 수 있다(S305). 이때 필요한 측정 동작 관련 파라미터 설정을 위한 파라미터 정보를 전송할 수 있다.
측정 동작 변경에 대한 제어 메시지를 수신한 단말기는 지시에 따라 측정 보고를 중지하거나 또는 확장된 측정 보고 주기에 따라 측정 보고를 수행한다(S306).
단말기에서 데이터가 발생한 경우에는 데이터 발생에 따라 데이터 전송 요청 절차에 따라 정보를 전송하면서 측정 결과를 함께 선택적으로 전송할 수도 있다(S307). 또는 기지국에 데이터가 발생한 경우에는 단말기에게 하향링크 데이터 수신을 지시하고 데이터를 전송하면서 측정 동작 수행을 위한 관련 파라미터를 제어 메시지를 통하여 전송할 수 있다(S308).
단말기는 재설정된 측정 동작 파라미터에 따라 측정 동작을 수행한다(S309). 상기의 S305, S307, S308 단계에서 측정 관련 제어 메시지는 하나의 메시지를 이용하여 한번에 전송하거나, 무선채널 환경 또는 가용한 무선자원 상황에 따라 실제로는 두개 이상의 메시지로 분할되어 전송할 수 있다.
또한, 기지국은 S303단계 단말기의 측정 동작 변경 요청이 없는 경우에도 필요하다고 판단한 경우에 측정 동작 변경을 결정하고 측정 보고를 중지하거나 또는 확장된 측정 보고 주기를 확장하도록 단말기를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서의 이동성 관리 방법
도 4는 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 복수의 기지국 또는 전송노드들에 의한 CoMP 기능의 지원 및 이동성 관리 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4에 따른 CoMP 기능 지원 및 이동성 관리 환경하에서, CoMP 동작 진입을 고려한 이동성 관리 방법과 CoMP 동작 해제를 고려한 이동성 관리 방법은 이하에서 각각 도 5 및 도 6을 통하여 상술된다.
도 4를 참조하면, 광역기지국(401)과 소형노드(402, 원격무선노드, 협역기지국, 펨토(femto) 셀, 가정용 기지국(Home (e)NB), 또는 CSG(Closed Subscriber Group) 셀) 사이에 위치한 단말기(403)가 광역기지국으로부터의 수신신호(404)와 소형노드로부터의 수신신호(405)에 따라 CoMP 동작 진입 및 해제를 수행하는 일련의 상황들이 예시된다.
광역기지국으로부터의 단말기 수신신호가 광역 기지국 CoMP 동작 임계값(406)보다 크거나, 또는 광역기지국으로부터의 수신신호와 소형노드로부터의 수신신호의 차이가 임계값 offset(411)보다 큰 경우에는 CoMP 동작없이 광역기지국 영역(408)에 속하여 광역 기지국으로부터만 서비스를 제공받는다.
한편, 소형노드로부터의 단말기 수신신호가 소형 노드 CoMP 동작 임계값(407)보다 크거나, 또는 소형노드로부터의 수신신호와 광역기지국으로부터의 수신신호의 차이가 임계값 offset(411)보다 큰 경우에는 CoMP 동작없이 소형노드 영역(410)에 속하여 소형노드로부터만 서비스를 제공받는다.
단, 광역기지국 CoMP 임계값(406)과 소형노드 CoMP 임계값(407)은 각각 광역기지국 영역 또는 소형노드 영역에 속한 단말기가 CoMP 기능을 수행하기 위한 수신신호에 대한 임계값 조건을 나타내며, 임계값 offset(411)은 단순히 광역기지국 CoMP 임계값(406)과 소형 CoMP 임계값(407)의 차이를 나타낼 수도 있으나, 이와는 달리 광역기지국으로부터의 수신신호에 대한 소형노드로부터의 수신신호의 상대적인 차이로 표현할 수도 있다. 즉 두개의 노드로부터의 수신신호의 차이가 임계값 offset(411)이내로 줄어든 경우에 CoMP 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 광역기지국으로부터의 단말기 수신신호가 광역기지국 CoMP 임계값보다 작고, 소형노드로부터의 단말기 수신신호가 소형노드 CoMP 임계값(407)보다 작은 경우, 또는 두개의 노드로부터의 수신신호의 차이가 임계값 offset(411)이내로 줄어든 경우에는 광역기지국과 소형노드의 협조하에 CoMP 동작을 수행할 수 있다.
CoMP 동작 해제를 위하여, CoMP 동작 구간에서 서비스 중인 단말기가 소형노드 방향으로 이동하여 광역 기지국으로부터의 수신신호와 소형노드로부터의 수신신호 차이가 일정값(Offset2(413))보다 커져서 광역기지국으로부터의 수신신호가 너무 약하여 CoMP 기능을 수행할 수 없는 경우, 소형노드로부터의 단말기 수신신호가 소형 노드 CoMP 동작 임계값(407)보다 크거나, 또는 소형노드로부터의 수신신호와 광역기지국으로부터의 수신신호의 차이가 임계값 offset(411)보다 큰 경우에는 CoMP 동작을 해제하고 소형노드만으로부터 서비스를 제공받도록 제어할 수 있다.
또한, CoMP 동작 구간에서 서비스 중인 단말기가 광역 기지국 방향으로 이동하여 광역 기지국으로부터의 수신신호와 소형노드로부터의 수신신호 차이가 일정값(Offset1(412))보다 커져서 소형노드로부터의 수신신호가 너무 약하여 CoMP 기능을 수행할 수 없는 경우, 또는 광역기지국으로부터의 단말기 수신신호가 광역 기지국 CoMP 동작 임계값(406)보다 크거나, 또는 광역기지국으로부터의 수신신호와 소형노드로부터의 수신신호의 차이가 임계값 offset(411)보다 큰 경우에는 CoMP 동작을 해제하고 광역 기지국만으로부터 서비스를 제공받도록 제어할 수 있다. 이때의 offset1, offset2는 복수개의 전송노드(들)로부터 수신신호의 차이가 아니라 각각 신호들에 대한 임계값 또는 CoMP 동작을 개시하는 조건의 임계값(406, 407)에 대한 상대적인 차이값으로 설정할 수도 있다.
즉, 임의의 단말기와 광역기지국(들), 그리고 소형노드(들)이 CoMP 기능을 지원하는 경우에 단말기는 단말기 이동성 및 무선채널 환경 변화에 따라 광역기지국(401)에서 소형노드(402) 방향으로 이동하는 경우에는 광역기지국 영역(408), CoMP 동작 구간(409), 소형노드 영역(410)에 속하여 광역기지국만의 서비스를 제공받다가, CoMP 동작에 의하여 광역기지국 및 소형노드 모두로부터 서비스를 제공받고, 최종적으로 소형노드에 근접한 경우에는 소형노드 영역(410)에 속하여 소형노드로부터만 서비스를 제공받게 된다. 반대 방향(소형노드에서 광역기지국)으로 움직이는 경우에는 소형노드 영역(410), CoMP 동작 구간(409), 광역기지국 영역(408)의 서비스 영역 변경 시나리오가 전개된다.
즉, 이종 네트워크 환경에서는 기존의 기지국 변경 또는 셀 전환에 의한 핸드오버가 아니라, 하나의 기지국, 셀, 또는 전송노드만으로 부터 서비스를 제공받다가 두개 이상의 기지국, 셀, 또는 전송노드로부터 서비스를 제공받는 CoMP 동작 구간을 거쳐서 다시 하나의 기지국, 셀, 또는 전송노드만으로 부터 서비스를 제공받는 서비스 시나리오가 발생한다.
만일, 임의의 단말기, 광역기지국(들), 또는 소형노드(들)중의 어느 하나가 CoMP 기능을 지원하지 않는다면, 기존의 이동성 관리에 따라 CoMP 동작구간(409)없이 광역기지국 영역에서 소형노드 영역으로 또는 소형노드 영역에서 광역기지국 영역으로의 핸드오버 절차만이 수행될 것이다.
이상에서의 CoMP 동작 준비, 개시, 그리고 해제(또는 중지)를 위한 기본 파라미터로 각 노드(들)로부터의 수신신호, 각 임계값 파라미터 뿐 만 아니라 단말기의 이동상태측정 정보도 CoMP 동작 설정을 위한 정보로 활용할 수 있다. 예를 들어, 단말기의 이동속도가 빠른 경우에는 신호중단(call drop) 또는 핸드오버 실패를 방지하기 위하여 CoMP 동작 개시를 좀 더 일찍 시작하여 늦게 해제(또는 중지)하도록 제어할 수 있다. 즉, 위에서 설명한 CoMP 동작을 위한 각각의 임계값 파라미터를 복수개를 설정하고 단말기의 이동상태측정 값에 따라 다른 임계값을 적용하여 CoMP 동작의 효율성을 향상시킬 수 있다. 또는 동일한 임계값만으로 제어하는 경우에는 CoMP 동작 준비, 개시, 그리고 해제(또는 중지)의 각각 단계별로 트리거링 절차에 필요한 타이머 값을 단말기의 이동상태측정 값에 따라 달리 적용하는 방법도 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 CoMP 동작 개시를 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
기지국(502)으로부터 서비스를 제공받는 단말기(501)와 단말기의 능력(UE capability)에 대한 정보를 교환하여(S501) CoMP 기능 지원 여부를 확인하고, 필요한 경우 CoMP 기능 지원을 고려하여 측정 또는 보고 관련 메시지를 이용하여 측정 대상, 보고 주기 관련 파라미터를 설정한다(S502).
이때, S502 단계에서 기지국은 측정 또는 측정 보고 설정 관련 RRC 제어 메시지(예를 들어 "measObjectToAddModList", "reportConfigToAddModList")를 통하여 CoMP 관련 설정 정보인 CoMP 동작 진입/해제/개시/중지를 위한 수신신호, 타이머, 그리고 이벤트 등에 대한 임계값 또는 기준값 관련 파라미터 정보를 단말기에게 통보할 수 있다. 이때 필요한 경우에는 CoMP 설정을 위한 별도의 제어 메시지를 정의하여 CoMP 동작 진입/해제/개시/중지를 위한 수신신호, 타이머, 이벤트 등에 대한 임계값 또는 기준값 관련 정보를 단말기에게 통보할 수 있다. 기지국은 단말기에게 CoMP 동작 대상 기지국의 기준신호(Reference Signal(또는 Symbol))들의 전송주기, 전송위치, 그리고 부호화형태 등을 포함하는 기준신호 패턴에 대한 설정정보를 전송할 수 있다. 이러한 기준신호는 셀에 특화된 기준신호(Cell specific RS), 또는 데이터 복조에 사용되는 임의의 단말기에 특화된 기준신호(UE specific RS), 또는 채널상태보고를 위해 사용되는 CSI(Channel State Indication)-RS 등이 해당할 수 있다.
단말기는 기지국 설정에 따라 측정을 수행하고 그 결과를 보고한다(S503). 기지국은 단말기가 보고한 무선채널 정보, 기지국이 측정한 무선채널 정보, 기지국의 부하상태, 가용 전력, 간섭 영향 등을 고려하여 CoMP 동작 여부를 결정하고 CoMP 동작 모드를 결정한다(S504).
이때, 간섭 영향을 추정하기 위하여 기지국은 S502 단계의 측정 및 보고 파라미터 설정에 있어서 광역 기지국, 협역 기지국, 원격무선노드들에 적용하고 있는 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴을 이용하여 측정 및 보고하도록 단말기를 제어할 수 있다.
이종 네트워크 환경에서 ABS는 인접 전송노드 또는 셀에게 간섭을 주는 전송노드 또는 셀이 임의의 서브프레임(subframe)에서 전송하지 않거나 전송노드 또는 셀의 중심지역에서만 수신이 가능하도록 최소한 송신전력으로 전송함으로써 인접 전송노드 또는 셀에게 간섭을 주지 않는 간섭제어 방법이다. 따라서 간섭을 주는 셀 또는 전송노드에서 ABS 패턴을 적용하면, 간섭을 받는 인접한 전송노드 또는 셀에서는 해당 ABS 패턴이 적용된 서브프레임을 이용하여 간섭없이 단말기와 통신을 수행할 수 있다.
즉, 각 기지국(들) 또는 노드(들)이 상호간의 간섭을 최소화하기 위하여 적용하고 있는 ABS 패턴에 따라 ABS가 적용된 서브프레임과 적용되지 않는 일반프레임에 대한 수신신호 정보(RSRP, 또는 RSRQ)를 단말기가 측정하여 보고하도록 하여 그 결과를 비교하여 간섭 정도를 고려하여 CoMP 동작 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, ABS를 적용한 서브프레임과 ABS를 적용하지 않은 서브프레임에서의 수신신호 차이가 크지 않은 경우는 간섭의 영향이 적은 것으로 판단할 수 있으므로 CoMP 동작이 필요하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 그러나, ABS 적용 서브프레임과 ABS를 적용하지 않은 서브프레임에서의 수신신호 차이가 크고 ABS 적용에 따라 시스템 자원 활용도가 낮은 경우에는 CoMP를 적용하여 CoMP 대상 단말기에게 간섭을 극복하고 성능을 향상시키도록 하는 것에 의하여 시스템 관점에서의 시스템의 자원 활용도를 향상시킬 수 있다.
이를 위하여 기지국은 단말기에게 ABS를 적용한 서브프레임과 ABS를 적용하지 않은 서브프레임에서의 수신신호 차이에 대한 비교기준값 또는 offset 값을 설정하고 설정값보다 수신신호 차이가 큰 경우에만 측정 보고를 수행하도록 하거나, 또는 그러한 설정값보다 큰 경우에 기지국에 보고하도록 하는 이벤트를 설정하여 CoMP 모드 설정 및 동작을 제어할 수 있다.
또한, 기지국과 단말기의 위치에 따라 측정 대상을 ABS를 적용한 서브프레임 또는 ABS를 적용하지 않은 서브프레임으로 구분하여 측정하여 보고하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 광역기지국과 소형노드(협역기지국 또는 원격무선전송노드)가 함께 존재하는 이종 네트워크 환경에서 광역기지국이 ABS 패턴을 적용할 때, 단말기가 광역기지국에 가까이 위치하는 경우에는 ABS를 적용하지 않은 서브프레임을 측정 및 보고하도록 설정하고, 단말기가 소형노드에 가까이 위치하는 경우에는 ABS를 적용한 서브프레임을 측정 및 보고하도록 설정할 수 있다. 그리고 CoMP가 가능한 광역기지국과 소형노드 사이에 위치한 단말기들은 ABS 패턴을 적용한 서브프레임과 ABS 패턴을 적용하지 않은 서브프레임을 모두 측정 및 보고하도록 설정할 수 있다. 이러한 측정 및 설정을 위한 기준 또는 이벤트 조건으로 ABS 적용 서브프레임과 ABS를 적용하지 않은 서브프레임에서의 수신신호 차이에 대한 비교기준값 또는 offset 값을 설정하여 적용할 수 있다. 즉, 수신신호의 차이가 임의의 offset 값보다 작고 광역기지국의 수신신호가 별도의 임계값보다 큰 경우에는 단말기가 ABS 패턴을 적용하는 광역기지국에 가깝게 위치한 것으로 판단하여 ABS 패턴을 적용하지 않은 서브프레임 또는 ABS 패턴과 무관하게 제한없이 측정 및 보고를 수행하도록 설정하고, 수신신호의 차이가 임의의 offset 값보다 작고 소형노드의 수신신호가 별도의 임계값보다 큰 경우에는 단말기가 소형노드에 가깝게 위치한 것으로 판단하여 ABS 패턴을 적용한 서브프레임만을 측정 및 보고를 수행하도록 설정할 수 있다. 그리고, 수신신호의 차이가 임의의 offset 값보다 큰 경우에는 단말기가 광역기지국과 소형노드 사이의 간섭이 큰 환경에 위치한 것으로 판단하여 단말기들은 ABS 패턴을 적용한 서브프레임과 ABS 패턴을 적용하지 않은 서브프레임을 모두 측정 및 보고하도록 설정할 수 있다.
상기에서 설명한 이종 네트워크 환경에서 두개의 노드(광역기지국, 소형노드(협역기지국, CSG(Closed Subscriber Group) 셀, 가정용 기지국, 원격무선노드 등))로부터의 수신신호 차이와 수신신호차에 대한 임계값 또는 offset 값과 각 노드로부터 수신신호 값(예를 들어, RSRP, RSRQ, RSSI, Pathloss value, received power 등과 같은 무선채널의 품질 및 수신신호 정도를 표현하는 값)을 이용하여 노드(들)과 단말기의 위치에 따라 ABS 패턴 적용 서브프레임, ABS 패턴을 적용하지 않은 서브프레임, 또는 ABS 패턴 적용 및 미적용 서브프레임에 대한 제한 없이 측정하는 방법은 RRC 연결(connection)을 유지한 단말기들(예를 들어, RRC_Connected state 또는 Active state)에 대한 이동성 관리 기능인 핸드오버 또는 CoMP 동작 지원뿐 만 아니라 셀 또는 기지국(상기 설명의 노드)과 단말기간의 연결이 없는 휴지 상태(예를 들어, IDLE state) 단말기들의 이동성 관리 기능(예를 들어 셀 캠핑 또는 셀 선택/재선택 절차)에 적용할 수도 있다. 즉, 휴지 상태의 단말기는 자신이 최적의 서비스를 제공받을 수 있는 셀 또는 기지국을 선택하여 해당 셀 또는 기지국에 캠핑(camping)하는 셀 선택(cell selection) 또는 재선택(reselection) 절차를 수행한다.
또한, CSG 셀(Closed Subscriber Group)은 임의의 가입자 그룹에게는 서비스 제공을 위하여 접속(access)을 허용하지만, 허용 가능한 그룹외의 가입자들에게는 캠핑을 포함한 접속이 허용되지 않는 셀을 의미한다. 일부 CSG 셀들은 자원의 일부는 CSG 셀 가입자들에게만 접속을 허용하고, 나머지 자원은 그룹외의 가입자들에게도 접속을 허용(open)하는 하이브리드(hybrid) 형태로 동작할 수 있다. 따라서, 이종 네트워크 환경에서 CSG 셀은 간섭을 주게되어 휴지상태의 단말기들이 셀 선택/재선택 절차를 수행하는데 많은 영향을 준다.
따라서, 상기에서 설명한 바와 같이 강한 셀간 또는 노드간 간섭이 존재하는 이종 네트워크 환경에서는 최적의 셀에 캠핑하기 위해서는 ABS 패턴 적용 여부, 복수개의 노드로부터의 수신신호, 복수개 노드로부터의 수신신호 차이, 또는 CSG 셀에 대한 접속 가능 여부 등에 따라 다른 측정 매커니즘이 필요할 수 있다. 이러한 셀 선택 및 재선택 절차를 위해서 단말기가 측정을 통해 최적의 셀을 선택하는 과정에서 ABS 패턴 적용 서브프레임을 측정하여 셀 선택/재선택 절차를 수행할지, ABS 패턴을 적용하지 않은 서브프레임을 측정하여 셀 선택/재선택 절차를 수행할지, 또는 ABS 패턴 적용 및 미적용 서브프레임에 대한 제한없이 측정하여 셀 선택/재선택 절차를 수행할 지에 기준으로 상기에서 설명한 방법에 따라 복수개의 노드들로부터의 수신신호 차이값, 수신신호차에 대한 임계값 또는 offset 값, 각 노드로부터 수신신호 값 등을 선택적으로 이용하여 결정하도록 제어할 수 있다.
S504 단계에서 임의의 단말기(501)에 대한 CoMP 모드 동작을 결정한 서빙 기지국(502)은 필요한 경우에 CoMP 동작 참여 기지국(들) 또는 원격무선노드(들)(503)에게 CoMP 동작 요청 메시지를 전송한다(S505). S505 단계에서 필요한 경우에 단말기의 측정 결과 및 단말기 정보(예를 들어 서비스 종류, 단말기 등급(capability) 등)를 포함하여 전달할 수 있다. CoMP 동작 요청을 수신한 CoMP 동작 기지국 및 원격무선노드(들)(503)은 기지국 및 원격무선노드의 부하상태, 가용 전력, 간섭 영향을 고려하여 CoMP 동작에 대한 수용 여부를 결정하고(S506), CoMP 동작 요청에 대한 응답 메시지를 관련 제어 정보와 함께 전송한다(S507). 기지국(502)은 CoMP 참여 기지국/원격무선노드(들)이 전송한 CoMP 동작 요청 응답 메시지와 측정결과 및 관련 제어 정보를 통하여 CoMP 동작 모드, 주도 기지국을 결정한다(S508).
단, 도 1에서 예시된 intra-eNB 환경에서는 기지국(502)이 CoMP 동작 여부, 동작 모드, CoMP 참여 노드(협역 기지국(들), 원격무선노드(들))들을 주도적으로 결정하여 S505 단계 내지 S507 단계를 생략할 수 있으므로 S504와 S508단계가 동시에 수행될 수 있으며, S508 단계의 주도 기지국 결정은 CoMP 동작을 위한 주도 포인트 결정 절차로 대체하거나 또는 CoMP 동작 요청을 주도 노드에서 결정하는 것을 기본 가정으로 할 수 있다. 그러나 도 2에서 예시된 inter-eNB 환경에서는 두개의 기지국(502, 503)간의 CoMP 관련 협의 및 관련 제어 정보 교환을 위하여 S505 단계 내지 S507 단계가 필요할 수 있으며, S508 단계의 CoMP 동작 제어 및 관리를 위한 주도 기지국 결정이 필요하다. 이때 주도 기지국만이 CoMP 동작을 요청하는 것을 기본 가정으로 하여 S508단계를 수행하지 않도록 제어할 수도 있다.
주도 기지국(502)은 CoMP 동작 수행을 명령하고, 이때 관련 무선자원 할당 정보와 주도 기지국 정보를 전달한다(S509). S509 단계에서 기지국은 RRC 제어 메시지를 통하여 상기에서 설명한 "CoMP 동작모드 파라미터", "CoMP 동작 시작을 위한 기준 시간", "CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보" 등을 단말기에게 전달하며, 필요한 경우 CoMP 참여 기지국/원격무선노드들에게 관련 정보를 전달할 수도 있다. 단, 단말기에게 통보하는 CoMP 정보들은 JT, JR, CS/CB, DCS 또는 DPS, 그리고 DL/UL decoupling 등의 CoMP 방식에 따라 선택적으로 구성하여 통보할 수 있다. 즉, S502단계 또는 S509 단계에서 상기 'CoMP 관련 파라미터 및 파라미터의 운용 방법'에서 설명한 CoMP 동작 모드, CoMP 동작 시작을 위한 기준시간, CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보, CoMP 동작 방식 정보(예를 들어, JP, CS/CB 관련 정보), CoMP 동작을 위한 파라미터 설정 정보 등을 선택적으로 구성하여 통보할 수 할 수 있다.
단말기는 CoMP 설정 완료 메시지를 기지국(502)와 CoMP 동작 기지국/원격무선노드(503)에게 전송하고(S510), CoMP 동작을 수행한다(S511). S510 단계의 CoMP 설정 완료 메시지 전송은 생략될 수도 있다.
S509 단계에서 "CoMP 동작 시작을 위한 기준 시간" 정보는 RRC 제어 메시지를 통하여 전송하지 않고, RRC 제어 메시지를 통하여 CoMP 동작에 참여하는 전송노드들(광역 기지국/협역 기지국/원격무선노드)에 대한 설정 정보들만을 전송하고 CoMP 동작 개시(또는 중지)는 별도의 CoMP 활성화(또는 비활성화) 절차를 위한 계층2 제어 메시지(예를 들어 LTE 시스템의 MAC 제어 메시지)를 이용하여 수행하거나 또는 물리계층제어채널(예를 들어 LTE 시스템의 PDCCH: Physical Downlink Control Channel)를 이용한 스케줄링 정보를 이용하여 직접적으로 제어할 수도 있다. 예를 들어, CoMP 전용 C-RNTI를 적용하거나 CoMP적용을 알리는 비트 정보, 또는 CoMP를 위한 전송노드(들) 식별자 정보를 스케줄링 정보내에 반영하여 제어할 수 있다.
즉, CoMP에 참여하는 복수개의 노드들에 대한 설정은 RRC 제어 메시지를 통하여 수행하고, MAC 제어 메시지를 통하여 CoMP를 위해 설정된 복수개 노드들에 대한 활성화/비활성화 절차를 수행하여 해당 노드(들)의 CoMP 동작을 위한 패킷 정보 전송 및 수신 동작 수행 여부를 제어할 수 있다. 따라서, 비활성된 노드(들)은 CoMP 동작 참여 노드(들)로 설정되어 있으나 순시적인 순간에 CoMP 동작을 위한 패킷 정보 전송 및 수신 동작에 참여하지 않을 수 있으며, 이를 위한 활성화 또는 비활성화 절차를 MAC 제어 메시지로 수행할 수 있다. 이러한 MAC 제어 메시지는 물리계층공유채널(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel) 또는 물리계층제어채널(PDCCH)로 전송될 수 있다.
MAC 제어 메시지가 아닌 물리계층제어채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)를 이용한 스케줄링 정보를 이용하여 직접적으로 제어하는 방법은 물리계층공유채널(PDSCH)에 대한 무선자원 할당(변조 및 부호화 정보를 포함) 정보를 전송하는 물리계층제어채널(PDCCH)의 스케줄링 정보내의 필드 파라미터를 통하여 CoMP 동작을 포함하는 무선자원 할당 정보를 전송하는 방법이다.
이러한 MAC 제어 메시지 또는 물리계층제어채널을 이용하는 경우는 CoMP 동작 중의 DCS(Dynamic Cell Selection) 방식을 더욱 효율적으로 운용할 수 있다. 즉, MAC 제어 메시지 또는 물리계층제어채널(PDCCH)내의 필드 파라미터를 통하여 무선 프레임 또는 서브 프레임 단위로 제어할 수 있다. 이때의 MAC 제어 메시지 또는 물리계층제어채널(PDCCH)내의 필드 파라미터는 전송되는 셀/포인트 또는 주파수를 구분할 수 있는 셀/포인트/주파수 인덱스 또는 식별자 정보, 또는 해당 셀/포인트를 구분할 수 있는 기준 심볼(RS: Reference Symbol)의 위치(주파수 영역 및 시간 영역 정보), 패턴, 전송 또는 반복 주기, 또는 스크램블 정보를 통하여 CoMP 동작을 위해 패킷 정보를 전송 또는 수신하기 위한 포인트에 대한 정보를 알려줄 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 CoMP 동작 해제를 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 기지국(602)과 CoMP 참여 기지국/원격무선노드(603)을 통하여 CoMP 동작을 수행하는 단말기(601)는 주도 기지국이 설정한 측정 또는 측정 보고 관련 파라미터에 따라 측정을 수행하고 결과를 보고한다(S601).
CoMP 동작의 주도 기지국(602)은 측정 결과 보고 및 CoMP 동작 중의 통화품질(패킷 에러율, HARQ 빈도 등)을 고려하여 CoMP 동작 해제 여부 및 서빙 셀을 결정한다(S602). CoMP 주도 기지국은 S602 단계의 CoMP 동작 모드 해제 결정에 앞서 CoMP 동작 중지를 결정하고 CoMP 모드로 동작 중이던 단말기에 대하여 CoMP가 아닌 단일 노드(기지국 또는 원격무선노드)로 서비스를 받도록 제어할 수 있으며, CoMP 동작 중지(CoMP 비활성화)를 위하여 별도의 MAC 제어 메시지를 이용하여 수행하거나 또는 물리계층제어채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)를 이용한 스케줄링 정보를 이용하여 직접적으로 제어할 수도 있다. 주도 기지국은 이러한 CoMP 비활성화와 CoMP 모드 동작 해제를 동시에 결정하거나, 순차적으로 적용하도록 제어할 수 있다.
CoMP 동작 해제를 결정한 경우에 CoMP 동작 참여 기지국(들)/원격무선노드(들)에게 CoMP 동작 해제 요청과 함께 단말기 및 무선자원 점유 정보를 전달한다(S603). CoMP 동작 참여 기지국(들)/원격무선노드(들)(603)은 CoMP 동작 중지에 대한 수용 여부를 결정하고(S604), 응답 메시지를 CoMP 주도 기지국에게 전달한다(S605).
CoMP 동작 참여 기지국(들)/원격무선노드(들)(603)과의 정보 교환을 통하여 CoMP 주도 기지국(602)는 서빙셀에 대한 결정을 재확인하고(S606), 단말기에게 서빙셀과 관련 무선자원할당 정보와 함께 CoMP 동작 해제 명령을 전송한다(S607). 이때의 CoMP 동작 중지 또는 해제를 위한 제어 명령은 RRC 제어 메시지를 통하여 전달할 수 있다. 이때의 RRC 메시지는 "RRRConnectionReconfiguration" 또는 "RadioResourceConfigDedicated"를 통하여 수행할 수 있으며, "MobilityControlInfo"을 포함하여 구성할 수 있다.
단말기는 CoMP 동작 해제 완료 보고 메시지를 전송하고(S608), 복수개의 노드에 의한 CoMP 동작 수행없이 하나의 서빙 기지국을 통하여 서비스를 제공받는다(S609).
상기 도 6의 절차에서 S603 단계 내지 S605 단계는 생략하고, 주도 기지국(602)의 결정에 따라 S602 단계와 S606 단계가 함께 수행될 수 있으며, S603 단계는 CoMP 동작 해제 요청이 아닌 CoMP 동작 해제 통보 단계로 대체할 수 있다.
도 4 내지 도 6에서 설명한 CoMP 동작 모드 진입/해제 그리고 CoMP 동작 개시/중지제어 방법 및 절차에 있어서, 단말기의 CoMP 기능 지원은 CoMP 모드 설정 단계와 CoMP 동작 활성화 단계로 제어절차를 구분하여 수행할 수도 있다. 즉, CoMP 동작 모드로의 설정 변경은 CoMP 동작 구간으로 진입하기 전에 별도의 파라미터를 설정하여 CoMP 동작 모드로 설정하도록 제어할 수 있다. 예를 들어 CoMP 동작 모드로의 진입 또는 해제를 위한 별도의 임계값 또는 CoMP 동작 모드로의 진입 또는 해제 이벤트 조건을 설정하여 RRC 메시지를 통하여 CoMP 모드로 설정하고, 보다 동적이고 순시적인 제어가 가능한 MAC 제어 메시지를 통하여 CoMP 동작 개시 및 중지를 제어할 수 있다. 이 경우에는 MAC 제어 메시지를 통하여 CoMP 동작이 중지된 경우에도 CoMP 동작 모드가 해제된 것이 아니라 단지, CoMP 동작이 비활성화 된 것을 의미하며, CoMP 모드가 설정되어 있는 경우에는 MAC 제어 메시지를 통하여 다시 CoMP 동작을 활성화할 수 있음을 의미한다. 이러한 CoMP 모드 설정/해제와 CoMP 동작 개시/중지(또는 활성화/비활성화)는 별도의 타이머, 이벤트 설정, 또는 제어 메시지를 통하여 제어할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 패킷 기반의 이동통신 시스템의 이종 네트워크 환경에서는 단말기의 이동에 따라 서빙셀이 바뀌는 기존 핸드오버와는 달리 광역 기지국(들), 협역 기지국(들), 원격무선노드(들)을 이용한 복수개의 포인트들과 하나의 단말기가 패킷 정보를 전송 또는 수신하는 CoMP 동작에 대한 별도의 제어 절차가 요구된다.
따라서, 기지국은 단말기의 용량(UE capability)와 주변 노드들의 CoMP 환경을 고려하여 측정 및 보고 파라미터를 설정해야 한다. 기지국과 연결(connection)을 설정한 단말기에 대하여는 단말기가 측정하여 보고한 무선채널 정보, 기지국이 측정한 무선채널 정보, 통화품질(패킷 에러율, HARQ 빈도 등), 단말기의 핑퐁(ping-pong) 핸드오버(HO: Handover) 상황 등을 고려하여 CoMP 동작 여부를 기지국이 결정한다. 핑퐁 핸드오버는 임의의 단말기가 소수의 기지국 또는 셀(특히 두개의 셀)을 짧은 시간에 반복적으로 왔다갔다하며 핸드오버를 수행하는 경우를 의미하며, 잦은 시그널링과 임의접속절차 수행으로 시스템의 성능을 감소시킨다.
특히, 잦은 핑퐁 핸드오버를 회피하고 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 임의의 단말기가 수행한 바로 이전에 수행한 수차례의 핸드오버에서의 서빙셀 ID(CA(Carrier Aggregation) 경우 source Pcell), 잔류 시간(stay time) 정보를 고려하여 핸드오버 수행 여부 또는 CoMP 동작 수행 여부를 결정할 수 있다. 제어 시그널링에 대한 오버헤드를 줄이기 위하여 마지막 핸드오버에서의 서빙셀 ID(CA 경우 source Pcell), 잔류시간(stay time)만을 고려하여 CoMP 동작 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 마지막 핸드오버에서의 서빙셀 ID가 이번에 수행하고자 하는 핸드오버의 타겟 셀ID와 동일하며, 잔류 시간이 CoMP 동작을 위한 임계값보다 작은 경우에는 핸드오버보다는 CoMP 동작 수행을 결정할 수 있다. 또한 기지국이 설정한 임의의 시간내에 일정한 횟수 이상의 핸드오버 또는 heterogeneous network 환경에서 포인트를 변경하는 경우에 기지국은 CoMP 동작 수행을 결정할 수 있으며, 이를 위한 핸드오버 또는 포인트 변경을 카운트하는 카운터 파라미터, 또는 관찰 구간을 설정하는 타이머 값을 설정하고 시스템 정보 또는 RRC 제어 메시지를 통하여 단말기(들)에게 통보할 수 있다.
또한, 도 1의 intra-eNB 내 협역 기지국(들) 또는 원격무선노드(들)이 동일한 셀 ID를 적용하는 경우에는 단말기가 동일한 셀 ID를 갖는 협역기지국 또는 원격무선노드로 이동할 때 일반적인 핸드오버가 절차가 아니라 별도의 포인트 선택(point selection/association) 과정을 적용할 수 있다. 따라서 마지막에 수행한 포인트 선택 과정에서의 소스 포인트 구분자와 잔류 시간을 이용하여 포인트 선택 절차를 수행할 지 또는 CoMP 동작을 수행할 지를 광역 기지국이 결정한다.
또한, 시스템은 CoMP 지원이 가능한 단말기라 하더라도 시스템내의 광역 기지국, 소형노드(협역기지국 또는 원격무선노드)의 부하상태, 간섭 환경, 그리고 단말기의 이동속도 등을 고려하여 CoMP 모드로 동작하지 않고 일반적인 셀변경에 따른 핸드오버 절차를 적용할 수 있다. 이를 위하여 별도의 이벤트 또는 측정 기준값을 설정하여 CoMP 모드 동작과 셀변경의 핸드오버 수행 여부를 비교하여 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 셀간 간섭을 고려한 이동성 관리 방법
도 7은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서의 셀간 간섭을 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 서빙 광역기지국(703)은 주파수1로 서비스 중이며, 광역기지국내에 소형노드를 운용하는 광역기지국이거나 또는 소형노드가 없는 광역기지국일 수 있다.
서빙 광역기지국내의 단말기들인 UE A, UE B, UE C, 그리고 UE D는 동일주파수내에서 핸드오버를 수행할 적절한 기지국을 발견하지 못하여 서빙 기지국은 주파수2로 운용중인 인접광역기지국(701)을 측정할 수 있도록 측정구간(measurement gap)을 허용할 수 있다.
측정구간은 서빙기지국이 서비스를 제공받기 위한 연결을 유지하고 있는 단말기들에게 다른주파수로 운용중인 인접기지국을 탐색하고 측정할 수 있도록 단말기에게 일정시간동안 스케줄링을 하지않는 구간을 의미한다. 따라서, UE A, UE B, UE C, 그리고 UE D와 단말기들은 서빙 기지국이 부여한 측정구간동안 인접기지국에 대한 탐색 및 측정을 수행한다. 그러나, 도 7에 보인바와 같이 주파수가 다른 인접광역기지국(701)이 소형노드(702)와 함께 운용중인 HetNet 환경에서는 인접 광역기지국 또는 소형노드가 상기에서 설명한 ABS를 이용하여 광역기지국과 소형노드간의 간섭제어를 수행하고 있을 수 있다.
이러한 경우에 UE A, UE B, UE C, 또는 UE D와 같은 단말기들은 해당 단말기의 위치에 따라 측정해야 할 인접광역기지국 또는 소형노드 수신신호의 무선자원 대상이 달라질 수 있다.
도 7과 같이 인접광역기지국이 ABS을 적용하고 있는 경우, UE A(704)는 인접광역기지국이 전송하는 ABS가 적용되지 않는 서브프레임 또는 무선자원영역을 측정하도록 제어해야 한다. ABS가 적용된 서브프레임 또는 ABS 적용여부와 상관없이 인접광역기지국에 대한 측정을 수행한다면, ABS의 영향으로 인접광역기지국의 수신신호가 실제보다 나쁘게 측정될 수 있다.
UE B(705)는 인접광역기지국의 중심에 근접하여 ABS 적용유무와 무관하게 인접광역기지국의 수신신호에 대한 측정을 수행할 수 있다.
UE C(706)는 인접광역기지국과 인접소형노드의 경계지점에 위치한 경우이다. 이러한 경계지점은 CRE(Cell Range Extension)이 적용된 영역으로 영역내의 단말기들에게 수신신호에 offset값을 적용하여 광역기지국보다는 소형노드에 접속하도록 시스템에 제어한 영역이다. CRE를 적용하지 않더라도 인접광역기지국과 소형노드의 경계지역에서는 간섭신호가 강하여 인접광역기지국이 적용한 ABS 패턴이 적용된 서브프레임 또는 무선자원영역에서 인접 소형노드(702)가 전송하는 신호에 대하여 측정을 수행하도록 제어하여야 한다.
UE D(707)는 인접 소형노드(702)의 중심에 근접하여 인접광역기지국의 ABS 적용유무와 무관하게 인접 소형노드의 수신신호에 대한 측정을 수행할 수 있다.
일반적으로 서빙광역기지국(703)은 자신의 서비스 영역내에서 단말기들의 위치를 추정할 수 있다. 예를 들어, 단말기가 전송한 기준신호(reference signal) 또는 파일럿 심볼 신호를 측정하거나, 또는 단말기가 보고한 채널품질정보(예를 들어, CQI(Channel Quality Indication), CSI(Channel Status Indication) 등)를 이용하여 단말기의 위치를 추정할 수 있다. 그러나 서빙 광역기지국(703)이 자신의 서비스 영역내에 있는 단말기들의 인접광역기지국(701) 또는 인접 소형노드(702)에 대한 상대적인 위치 정보를 사전에 알기는 어렵다.
즉, 서빙기지국은 단말기들이 측정하여 보고한 인접광역기지국 또는 인접소형노드에 대한 측정결과를 이용하여 상대적인 위치를 추정하는 것은 가능하다. 따라서, 서빙 광역기지국은 다른주파수로 운용중인 인접기지국(광역기지국 또는 소형노드)들에 대한 측정을 위하여 단말기들에게 측정구간을 허용하며서, 인접기지국들의 기지국 식별자 정보, ABS 패턴 정보 등을 통보한다. 기지국 식별자 정보는 물리계층에서 기지국을 식별하기 위한 식별자, 시스템에서 임의의 기지국을 고유하게 구별하기 위한 식별자, 임의의 기지국 또는 노드들의 그룹 식별 정보이다. 예를 들어, LTE 시스템의 PCI(Physical Cell Identifier), GCI(Cell Global Identifier), CSG(Closed Subscriber Group) ID 등을 의미한다. ABS 패턴 정보와 기지국 식별자 정보를 수신한 단말기들은 해당 측정구간에서 인접기지국(광역기지국 또는 소형노드)을 측정하면서 ABS 패턴과 기지국 식별자 정보를 이용하여 ABS가 적용된 무선자원에 대한 측정과 ABS가 적용되지 않은 non-ABS 무선자원에 대한 측정을 수행하고 각각에 대한 측정결과를 생성하여 기지국으로 보고할 수 있다. 이를 근거로 서빙기지국은 서빙기지국내에 있는 단말기들의 인접기지국들에 대한 상대적인 위치를 추정할 수 있으며, 핸드오버를 수행할 타겟 기지국을 적절하게 선정하여 해당 단말기에 대한 핸드오버 수행을 제어할 수 있다.
서빙기지국이 단말기가 보고한 ABS가 적용된 무선자원에서 인접기지국(광역기지국 또는 소형노드)을 측정한 결과와 ABS가 적용되지 않은 non-ABS 무선자원에서 인접기지국(광역기지국 또는 소형노드)을 측정한 결과를 도 5와 도 6에서 설명한 방법을 준용하여 ABS 측정결과와 non-ABS 측정결과의 차이기준값, 또는 각 측정결과들에 대한 임계값(또는 offset값)을 이용하여 핸드오버를 수행할 타겟 기지국을 결정하거나 서빙기지국 잔류를 결정할 수 있다. 여기서 임계값은 ABS 적용 여부와 인접기지국의 형태(광역기지국, 소형노드, 또는 CSG 셀 여부 및 CSG셀의 경우 접속 허용 여부, 가정용 기지국형태인가의 여부)에 따라 다른 임계값을 적용할 수 있으며, 또한 단말기마다 다른 임계값을 적용할 수도 있다. 따라서, 서빙기지국은 단말기로 측정하여 보고한 결과를 서빙기지국이 임계값과 비교 및 판단하여 이동성 관리를 제어하거나 또는 임계값, 기준값 등을 단말기에게 통보하고 단말기들이 선택적으로 측정결과를 보고하도록 제어할 수 있다. 단말기가 선택적으로 보고하는 경우 시그널링의 과부하(overload)를 줄일 수 있다.
또한, 서빙기지국이 허용한 측정구간이 인접기지국의 ABS패턴과 정렬(alignment)되어 있지 않아서 non-ABS 무선자원에 대한 측정결과만을 보고한다고 하더라도 기지국은 다른 단말기들에 보고한 측정결과들과 비교하여 해당 단말기가 보고한 non-ABS 무선자원에 대한 측정결과가 상대적으로 좋게 측정(over estimation)되었는지 또는 상대적으로 나쁘게 측정(under estimation)되었는지에 대하여 추정할 수도 있다. 따라서 서빙기지국은 필요한 경우에 측정구간과 인접기지국의 ABS패턴을 정렬(alignment)하여 단말기의 측정동작을 설정할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서의 셀간 간섭을 고려한 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 8을 참조하면, HetNet 환경에서 주파수간 이동성 관리 및 핸드오버 수행을 위하여 서빙기지국(802)과 단말기(801)는 단말기의 능력(UE capability)에 대한 정보를 교환하여(S801) CoMP 기능 지원 여부를 확인하고, 서빙 기지국(802)은 ABS패턴 정보, 기지국 식별자 정보, 측정구간 설정을 단말기(801)에게 제공한다(S802). 단말기는 다른 주파수의 인접기지국(광역기지국 또는 소형노드)들에 대한 측정을 ABS가 적용된 무선자원(또는 서브프레임)에 대한 측정과 ABS가 적용되지 않은 non-ABS 무선자원(또는 서브프레임)에 대한 측정을 각각 수행하고 그 결과를 구별하여 보고(S803)하도록 제어될 수 있다.
서빙 기지국은 단말기의 보고 내용을 토대로, 핸드오버 여부 및 타겟 기지국을 결정하고(S804), 타겟 기지국인 인접 기지국에게 핸드오버 요청을 전송한다(S805). 이후에 인접 기지국이 핸드오버 요청에 대한 ACK(응답) 메시지를 전송하고(S806), 서빙 기지국이 단말기에게 핸드오버 수행 명령을 전송(S807)하는 동작이 이루어진다. S804 내지 S810 단계의 동작은 일반적은 핸드오버 절차에 해당하므로 자세한 설명은 생략된다.
단계(S802)를 위하여 서빙기지국은 ABS 패턴과 기지국 식별자 정보를 측정구간 설정과 함께 측정동작 설정을 위한 제어메시지를 구성하여 단말기에게 시그널링하는 방법, ABS 패턴과 기지국 식별자 정보를 별도의 제어메시지로 구성하여 단말기에게 시그널링하는 방법, 기지국의 서비스 영역내의 모든 단말기들에게 알리기 위하여 시스템 정보를 통하여 시그널링하는 방법 등이 가능하다. 이러한 제어 메시지를 상기에서 설명한 계층3의 RRC 제어 메시지 또는 계층2의 MAC 제어 메시지를 이용하여 설정할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서 ABS의 적용 및 측정 구간을 설정하는 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9를 참조하면, 무선프레임(801)들은 전송주기 또는 스케줄링 주기인 서브프레임(802)들로 구성된다. 이종 네트워크 환경에서는 간섭을 회피하기 위하여 상기에서 설명한 ABS 서브프레임(903)을 설정할 수 있다. 이러한 ABS 서브프레임은 일정주기로 반복될 수 있으며, 무선프레임마다 동일한 위치(무선프레임내의 서브프레임 인덱스에 해당)와 구간(ABS 적용 서브프레임의 수)을 갖거나 또는 다른 위치에 다른 구간을 갖도록 설정할 수 있다. 이러한 ABS 서브프레임은 간섭 상황, 또는 상기에서 설명한 기지국의 형태에 따라 광역기지국 또는 소형노드 별로 적용할 수 있다. 따라서, 임의의 광역기지국과 소형노드가 동일한 주파수로 구성된 HetNet 환경에서는 도 4와 도 5의 설명과 같이 ABS 패턴 적용 및 간섭 제어 방법 및 절차를 적용할 수 있다. 또한 임의의 서빙기지국에 위치한 UE(909)와 UE(915)는 주파수가 다른 인접기지국(904)이 위치하고, 인접기지국(904)은 ABS 서브프레임(906)과 (908)의 패턴이 적용되는 경우에 서빙기지국은 상기 도 6의 설명에서 언급한 바와 같이 UE(909)에 대하여는 서빙기지국의 무선프레임(910)에서 측정구간(912)를 설정할 수 있다. 따라서 UE(909)는 서빙기지국이 해당 단말기에게 스케줄링하는 구간(911)에서는 서빙기지국으로부터 서비스를 제공받고 측정구간(912)에서 주파수가 다른 인접기지국(904)에 대한 측정을 수행한다. 이 경우는 인접기지국(904)의 ABS 서브프레임과 UE(909)를 위한 측정구간(912)이 정렬(alignment)된 경우로 측정구간(912)내에는 ABS가 적용된 구간(914)와 ABS가 적용되지 않은 구간(913)이 존재한다. 따라서, 상기 도 7, 도 8에서 설명한 측정동작 설정 방법 및 절차에 따라 단말기는 인접기지국(904)의 신호를 ABS가 적용된 서브프레임(914)에 대한 측정과 ABS가 적용되지 않은 non-ABS 서브프레임(913)에 대한 측정을 각각 수행하고 그 결과를 구별하고 보고할 수 있다. 이와는 달리 UE(915)는 서빙기지국이 설정한 서빙기지국의 무선프레임(916)내의 측정구간(917)과 인접기지국의 무선프레임(907)의 ABS 서브프레임(908)이 어긋난다. 따라서, 이경우에 UE(915)는 측정구간모두가 ABS가 적용되지 않은 non-ABS 서브프레임에 해당하며, UE(915)는 non-ABS 서브프레임에 대한 측정결과만을 서빙기지국에 보고한다. 서빙 기지국은 UE(909)와 같이 항상 측정구간과 주파수가 다른 인접기지국의 ABS 서브프레임이 정렬하도록 측정구간을 설정할 수 있다. 이와는 달리 기지국이 필요하다고 판단한 경우 또는 단말기의 요청에 따라 주파수가 다른 인접기지국의 ABS 서브프레임과 측정구간이 정렬하도록 설정할 수도 있다. 서빙기지국이 설정하는 측정구간과 인접기지국의 ABS 서브프레임의 정렬에 대한 제한이 없는 경우에는 기지국이 측정구간을 인접기지국의 ABS 서브프레임과의 정렬을 고려하지 않고 단말기별로 측정구간을 설정할 수 있다.
만일 인접기지국이 서빙기지국과 동일한 주파수를 사용하는 경우에는 도 4와 도 5에서 설명한 측정 방법을 준용할 수 있다.
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.
401: 광역기지국 402: 소형노드
403: 단말기
404: 광역기지국으로부터의 수신 신호
405: 소형노드로부터의 수신 신호
406: 광역기지국 CoMP 동작 임계값
407: 소형노드 CoMP 동작 임계값
408: 광역기지국 영역 409: CoMP 동작 구간
410: 소형노드 영역
411, 412, 413: 임계값 offset

Claims (19)

  1. CoMP(Coordinated Multi-Point Transmission) 동작을 위한 파라미터를 수신하는 단말의 동작 방법으로서,
    기지국으로부터, CoMP 동작 모드, CoMP 동작 시작을 위한 시간 정보, CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보 및 CoMP 동작 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 계층 3 메시지를 이용하여 수신하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 CoMP 동작 모드 파라미터는 JP(Joint Processing), DCS(Dynamic Cell Selection)/DPS(Dynamic Point Selection) 및 CS(Coordinated Scheduling)/CB(Coordinated Beamforming) 중 적어도 하나의 동작 모드를 지시하거나, 상기 JP, DCS/DPS 및 CS/CB 중 적어도 둘 이상의 조합 동작 모드를 지시하는 파라미터를 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 CoMP 동작 모드 파라미터는 CoMP 동작 링크 설정 정보를 포함하여, 상기 CoMP 동작 링크 설정 정보는 CoMP 동작이 하향링크(DL: Down Link) 또는 상향링크(UL: Uplink Link)에 한정하여 동작하는지, 하향링크와 상향링크에 모두 적용되는지, 하향링크와 상향링크가 디커플링(decoupling)되어 동작하는지 여부를 지시하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 CoMP 동작 시작을 위한 시간 정보 파라미터는 CoMP 동작이 시작되는 기준 무선 프레임, 기준 무선 서브프레임 및 기준 무선 슬롯 중 적어도 하나를 지정하는 값과, 상기 기준 무선 프레임, 기준 무선 서브프레임 및 기준 무선 슬롯의 시작시점으로부터의 옵셋(offset) 값을 포함하여 구성되는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 CoMP 동작에 참여하는 포인트 정보 파라미터는 CoMP 동작에 참여하는 각각의 포인트를 식별하는 식별자 파라미터, CoMP 동작을 주도하는 포인트의 식별자 파라미터, 해당 CoMP 동작을 식별하는 식별자 파라미터 및 CoMP 동작에 참여하는 각각의 포인트의 RS(Reference Symbol)에 대한 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 JP, CS/CB CoMP 지원 관련 정보 파라미터는, 복수의 노드들에 의한 CoMP를 지원하기 위한 무선자원 할당 정보, 피드백 파라미터(PMI, CSI, RI(Rank Indication)) 설정 정보, 간섭을 회피하기 위한 주파수 대역 운영 정보 및 관련 PMI(Precoding Matrix Indicator) 정보, 빔(beam) 관련 정보 및 CoMP 전송 또는 수신을 주도하는 셀/노드 정보 중 적어도 하나를 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 CoMP 동작을 위한 파라미터는 CoMP 동작 진입/개시/해제를 위한 수신신호 품질의 임계값 또는 기준값을 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  8. CoMP 동작을 위한 측정 동작을 수행하는 단말의 동작 방법으로서,
    기지국으로부터 주기적 측정 보고 또는 비주기적 측정 보고를 지시받는 단계;
    기지국으로부터 상기 주기적 측정 보고 또는 비주기적 측정 보고의 변경 또는 중지를 지시하는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 메시지에 대응하여 상기 주기적 측정 보고 또는 부주기적 측정 보고의 변경 또는 중지를 수행하는 단계를 포함한 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 단말이 상기 기지국에게 상기 주기적 측정 보고 또는 비주기적 측정 보고의 변경 또는 중지를 요청하는 메지지를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 동작 방법.
  10. CoMP 동작 진입 또는 해제를 수행하는 단말의 동작 방법으로서,
    기지국으로부터 CoMP 동작 결정을 위한 수신신호, 타이머 및 이벤트 중 적어도 하나에 대한 임계값 또는 기준값 관련 파라미터 정보를 수신하는 단계;
    상기 파라미터 정보에 기초한 수신신호의 측정 결과를 기지국에 보고하는 단계; 및
    기지국으로부터 상기 측정 결과에 기초하여 결정된 CoMP 동작 여부와 CoMP 동작 모드를 포함한 CoMP 동작 수행 명령을 수신하거나, 상기 측정 결과에 기초하여 결정된 CoMP 동작 해제 명령을 수신하는 단계를 포함하는 이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 CoMP 동작 여부와 상기 CoMP 동작 모드는 상기 측정 결과와 상기 기지국이 측정한 무선 채널 정보, 상기 기지국의 부하 상태, 상기 기지국의 가용 송신 전력 및 상기 기지국의 간섭 영향 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 단말은 상기 간섭 영향을 상기 기지국과 상기 기지국에 인접한 광역 기지국, 협역 기지국 및 원격무선노드들에 적용하고 있는 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴을 이용하여 측정하고 상기 기지국으로 보고하는 이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법.
  13. CoMP 동작 진입 또는 해제를 결정하는 기지국의 동작 방법으로서,
    단말에게 CoMP 동작 결정을 위한 수신신호, 타이머 및 이벤트 중 적어도 하나에 대한 임계값 또는 기준값 관련 파라미터 정보를 전달하는 단계;
    상기 파라미터 정보에 기초한 수신신호의 측정 결과를 단말기로부터 보고받는 단계; 및
    상기 측정 결과와 상기 기지국이 측정한 무선 채널 정보, 상기 기지국의 부하 상태, 상기 기지국의 가용 송신 전력 및 상기 기지국의 간섭 영향 중 적어도 하나에 기초하여 CoMP 동작 여부와 CoMP 동작 모드를 결정하고, CoMP 동작 여부와 CoMP 동작 모드를 포함한 CoMP 동작 수행 명령을 단말기로 전송하거나, CoMP 동작 해제 명령을 전송하는 단계를 포함하는 이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 기지국은 상기 간섭 영향을 추정하기 위하여 상기 기지국과 상기 기지국에 인접한 광역 기지국, 협역 기지국 및 원격무선노드들에 적용하고 있는 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴을 이용하여 측정 및 보고를 수행하도록 상기 단말기를 제어하는 이종 네트워크 환경에서 단말의 이동성 관리 방법.
  15. 이종 네트워크 환경에서의 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 단말의 동작 방법으로서,
    기지국으로부터 인접 기지국에 대한 측정을 위한 측정 구간 정보를 수신하는 단계;
    상기 측정 구간에서 상기 인접 기지국의 ABS 프레임과 non-ABS 프레임을 구분하여 측정하고, 측정 결과를 기지국으로 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 상기 측정 결과에 기초한 핸드오버 수행 명령을 수신하고, 상기 핸드오버 수행 명령에 기초한 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한 이종 네트워크 환경에서의 단말의 이동성 관리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 인접 기지국의 식별자 정보 및 ABS 패턴 정보를 수신하는 단계를 추가로 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 이동성 관리 방법.
  17. 이종 네트워크 환경에서의 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 기지국의 동작 방법으로서,
    단말기에게 인접 기지국에 대한 측정을 위한 측정 구간 정보를 전송하는 단계;
    단말기로부터 상기 측정 구간에서 상기 인접 기지국의 ABS 프레임과 non-ABS 프레임을 구분하여 측정한 결과를 수신하는 단계; 및
    상기 측정 결과에 기초하여 상기 단말기의 타겟 핸드오버 기지국을 결정하고, 결정된 타겟 핸드오버 기지국에 대한 핸드오버 수행 명령을 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 이동성 관리 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 기지국이 상기 단말기에게 상기 인접 기지국의 식별자 정보 및 ABS 패턴 정보를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 이동성 관리 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 기지국은 상기 측정 결과에 기초하여 상기 인접 기지국의 ABS 프레임에 대한 측정값, non-ABS 프레임에 대한 측정값, 양 측정값의 차이값을 상기 각 측정값에 대한 임계값과 상기 차이값에 대한 기준값과 비교하여 상기 타겟 핸드오버 기지국을 결정하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 단말의 이동성 관리 방법.
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