KR20130046198A - 이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이 방법 - Google Patents

이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이 방법 Download PDF

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Abstract

이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이를 제1 망의 기지국이 지원하는 방법은 단말로부터 주기적으로 신호 품질 보고를 수신하는 단계, 신호 품질 보고에 포함된 값이 소정 시간 동안 임계값 이하로 지속되는 경우, 제2 망으로의 망 천이를 결정하는 단계, 그리고 상기 단말과의 연결을 해제하는 단계를 포함한다.

Description

이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이 방법{NETWORK REDIRECTION METHOD FOR TERMINAL LOCATED NEAR BOUNDARY OF HETEROGENEOUS NETWORKS}
본 발명은 이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이(Redirection) 방법에 관한 것이다.
이동 통신 기술의 발달에 따라 이종 네트워크, 예를 들면UTRAN(UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network)와 E-UTRAN(Evolved UTRAN)이 오버레이(overlay)될 수 있다.
단말이 이종 네트워크의 경계 주변에 위치해 있는 경우, 단말이 현재 연결되어 있는 네트워크의 서비스 지역을 벗어날 수 있고, 이에 따라 단말의 신호 품질이 나빠질 수 있다.
따라서, 이종 네트워크의 경계 주변에 위치해 있는 단말이 현재 연결되어 있는 망에서 다른 망으로 천이(Redirection)할 필요가 있다. 특히, 단말이 이종 네트워크 간의 핸드오버(Handover)를 지원하지 않는 경우에도 적용할 수 있는 망 천이 방법이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이(Redirection) 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따른 이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이를 제1 망의 기지국이 지원하는 방법은 단말로부터 주기적으로 신호 품질 보고를 수신하는 단계, 신호 품질 보고에 포함된 값이 소정 시간 동안 임계값 이하로 지속되는 경우, 제2 망으로의 망 천이를 결정하는 단계, 그리고 상기 단말과의 연결을 해제하는 단계를 포함한다.
신호 품질 보고는 신호대간섭및잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR) 및 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power, RSRP) 중 적어도 하나의 값을 포함할 수 있다.
소정 시간은 셀 단위로 설정될 수 있다.
임계값은 셀 단위로 설정될 수 있다.
제1 망은 E-UTRAN(Evolved UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network)이고, 제2 망은 UTRAN일 수 있다.
해제하는 단계는, 상기 단말에게 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 연결 해제(Connection Release) 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
RRC 연결 해제 메시지는 상기 제2 망에서의 주파수 정보를 포함할 수 있다.
제2 망에서의 주파수 정보는 주파수 부하 분산 방식에 따라 할당된 주파수 대역일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이 방법은 현재 연결되어 있는 제1 망의 기지국에게 주기적으로 신호 품질 보고를 전송하는 단계, 상기 기지국으로부터 연결 해제 메시지를 수신하는 단계, 그리고 제2 망과의 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update) 절차를 수행하는 단계를 포함한다.
신호 품질 보고는 신호대간섭및잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR) 및 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power, RSRP) 중 적어도 하나의 값을 포함할 수 있다.
연결 해제 메시지는 상기 제2 망에서의 주파수 정보를 포함할 수 있다.
이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말을 망 천이(redirection) 시킴으로써, 이종 망 간의 핸드오버를 지원하지 않는 단말에 대해서도 양호한 신호 품질을 제공할 수 있다.
또한, WCDMA 망으로 천이될 경우, 주파수 부하를 골고루 분산시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 망 천이 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 망 천이 시 기지국과의 연결 해제 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 WCDMA 망의 주파수 분산을 나타내고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 주파수 부하 분산 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 라우팅 영역 갱신 방법을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, E-UTRAN 셀(100)과 UTRAN 셀(200)은 오버레이(Overlay)되어 있다. 예를 들면, E-UTRAN은 LTE(Long Term Evolution) 망이고, UTRAN은 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 망이다.
단말(120)은 E-UTRAN 셀(100)의 기지국(110)와 연결되어 있는 것을 가정한다. 단말(120)이 E-UTRAN과 UTRAN의 경계 주변(300)에 위치하는 경우, 기지국(110)과의 거리가 멀어져 단말(120)의 수신 신호 품질이 나빠질 수 있다.
이에 따라, 단말(120)은 UTRAN 셀(200)로 천이될 필요가 있다.
본 명세서에서, 단말(120)은 E-UTRAN 셀(100)의 기지국(110)과 연결되어 있고, UTRAN 셀(200)로 망 천이하는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니다. 단말(120)이 UTRAN 셀(200)에 연결되어 있으면서 E-UTRAN 셀(100)로 망 천이하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 망 천이 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 단말(120)은 기지국(110)에게 신호 품질을 주기적으로 보고한다(S200, S201, S202). 신호 품질은, 예를 들면 신호대간섭및잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR), 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 및 참조신호수신파워(Reference Signal Received Power, RSRP) 중 적어도 하나의 값일 수 있다.
기지국(110)은 소정 시간(T) 동안 임계값 이하의 신호 품질이 유지되면, 망 천이를 결정한다(S210). 즉, 임계값 이하의 신호 품질이 소정 시간(T) 동안 유지되면, 기지국(110)은 단말(120)이 E-UTRAN과 UTRAN의 경계 주변에 위치하는 것으로 판단하고, UTRAN으로의 천이(Redirection)를 결정한다. 일 예로, 신호 품질 보고가 SINR, SNR 및 RSRP 중 적어도 2이상의 값을 가지는 경우, 기지국(110)은 하나의 값만이 소정 시간(T) 동안 임계값 이하로 유지되면 망 천이를 결정할 수 있다. 다른 예로, 신호 품질 보고가 SINR, SNR 및 RSRP 중 적어도 2 이상의 값을 가지는 경우, 기지국(110)은 신호 품질 보고에 포함된 모든 값이 소정 시간(T) 동안 임계값 이하로 유지되면 망 천이를 결정할 수도 있다.
여기서, 소정 시간(T)는 기지국(110)이 셀 단위로 설정할 수 있다. 그리고, 임계값은 기지국(110)이 셀 단위로 설정할 수 있다.
이후, 기지국(110)은 단말(120)과 연결 해제한다(S220). 이에 따라, 단말(120)은 E-UTRAN에서 아이들(IDLE) 상태가 된다.
그리고, 단말(120)은 UTRAN과 연결되기 위한 위치 등록, 예를 들면 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update) 절차를 수행한다(S230).
이하, 기지국(110)이 단말(120)의 망 천이를 결정한 경우, 기지국(110)과 단말(120) 간의 연결 해제 방법을 구체적으로 설명한다.
기지국(110)과 단말(120)은 무선 자원 제어(Radio Resource Control) 연결 해제(Connection Release) 절차에 의하여 연결 해제 될 수 있다. 이때, 기지국(110)은 WDCMA 망에서의 주파수 부하 분산을 위하여 단말(120)에게 WCDMA 망에서 접속할 주파수 정보를 알려줄 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 망 천이 시 기지국과의 연결 해제 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 기지국(110)이 단말(120)의 망 천이를 결정한 경우, 기지국(110)은 MME(Mobility Management Entity)에게 단말(120)에 대하여 설정된 콘텍스트(UE context)를 해제하기 위한 콘텍스트 해제 요청(S1 UE Context Release Request) 메시지를 전송한다(S300). 표 1은 콘텍스트 해제 요청 메시지의 일 예이다.
Figure pat00001
이와 같이, 콘텍스트 해제 요청 메시지는 메시지 타입(Message Type) 정보 요소(Information Element, IE), MME와 단말 간의 식별 정보인 MME UE S1AP ID IE, 기지국과 단말 간의 식별 정보인 eNB UE S1AP ID IE 및 원인(Cause) IE를 포함할 수 있다.
원인 IE는 아래 표 2와 같이 이종 망 간 천이(Inter-RAT redirection)임을 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
기지국으로부터 콘텍스트 해제 요청 메시지를 수신한 MME는 서빙 GW(Serving GateWay)에게 접속 베어러를 해제할 것을 요청하는 해제 접속 베어러 요청(Release Access Bearers Request) 메시지를 전송하고(S310), 서빙 GW는 MME에게 해제 접속 베어러 응답(Release Access Bearers Response) 메시지를 전송한다(S320).
이후, MME가 기지국(110)에게 단말(120)에 대한 콘텍스트 해제 명령(S1 UE Context Release Command) 메시지를 전송하면(S330), 기지국(110)은 단말(120)에게 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 연결 해제(Connection Release) 메시지를 전송한 후(S340), MME에게 단말(120)에 대한 콘텍스트 해제 완료(S1 UE Context Release Complete) 메시지를 전송한다(S350).
여기서, 기지국(110)이 단말(120)에게 전송하는 RRC 연결 해제 메시지는 천이될 망에서의 주파수 정보를 포함할 수 있다. 즉, 단말(110)이 LTE 망에서 WCDMA 망으로 천이되는 경우, 표 3과 같이 RRC 연결 해제 메시지는 WCDMA 망에서의 주파수 정보(RedirectedCarrierInfo)를 포함할 수 있다.

RRCConnectionRelease-r8-IEs ::= SEQUENCE {
releaseCause ReleaseCause,
redirectedCarrierInfo RedirectedCarrierInfo
}
이때, UTRA-FDD는 2.1GHz 밴드 또는 900MHz 다운링크 950~960MHz 밴드 설정이 가능하다. 밴드 설정이 완료되면, 표 4와 같이 2.1GHz 또는 900MHz에 해당하는 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number)-ValueUTRA를 설정하여 전송한다.
RedirectedCarrierInfo ::= CHOICE {
utra-FDD ARFCN-ValueUTRA,
}
여기서, 주파수 정보(ARFCN-ValueUTRA)는 주파수 부하 분산 방식에 따라 설정될 수 있다.
도 4는 WCDMA 망의 주파수 분산을 나타내고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 주파수 부하 분산 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참고하면, WCDMA 망에서는 여러 대역의 주파수 채널을 사용한다. 예를 들면, WCDMA 망은 FA(Frequency Allocation) #1, FA #2, FA #3 및 FA #4를 사용할 수 있다.
LTE 망에서 WCDMA 망으로 천이할 경우, 특정 FA로 주파수 할당이 집중되면 주파수 부하가 골고루 분산되지 못하는 문제가 발생한다. 이를 위하여, 도 5에 따라 주파수 정보를 설정하면 주파수 부하가 분산될 수 있다. 즉, 기지국(110)이 단말(120)을 LTE 망에서 WCDMA 망으로 천이할 것으로 결정하면(S500), X=X+1로 설정하고(S510), 수학식 1에 따라 주파수 채널을 할당한다(S520).
Figure pat00003
여기서 X는 망 천이 시행 차수이고, N은 분산 가능한 FA의 개수이다.
이후, 새로운 망 천이 이벤트가 발생하여 WCDMA 망으로 천이할 것을 결정한 경우, S500 이하의 단계를 반복한다.
이에 따라, LTE 망으로부터 WCDMA 망으로 천이할 때 FA #1, FA #2, FA #3 및 FA #4의 순서대로 주파수 부하가 골고루 분산될 수 있다.
이제, LTE 망의 기지국(110)과 연결 해제된 단말(120)이 WCDMA 망과 연결되기 위하여 위치 등록, 예를 들면 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update, RAU)을 수행하는 절차를 구체적으로 설명한다. 이때, 단말(120)은 기지국(110)으로부터 RRC 연결 해제 메시지를 통하여 수신한 주파수 정보를 이용하여 WCDMA 망에 접속할 수 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 라우팅 영역 갱신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 단말(120)이 UTRAN으로 망 천이될 것으로 결정된 경우, 단말(120)은 천이할 망의 신(new) SGSN으로 라우팅 영역 갱신 요청(Routing Area Update Request) 메시지를 전송한다(S600).
신 SGSN은 단말(120)이 이전에 연결되어 있던 망의 구(old) MME에게 단말(120)에 대한 콘텍스트를 얻기 위하여 콘텍스트 요청(Context Request) 메시지를 전송하고(S602), 구 MME는 신 SGSN에게 콘텍스트 응답(Context Response) 메시지를 전송한다(S604).
이후, 신 SGSN과 단말(120) 및 신 SGSN과 HSS(Home Subscriber Server) 간에는 보안 기능(Security Function, SF)이 실행된다(S606). 보안 기능이 단말(120)을 성공적으로 인증하면, 신 SGSN은 구 MME에게 콘텍스트 ACK(Context Acknowledge) 메시지를 전송한다(S608).
이후, 신 SGSN은 P-GW(Packet data network GateWay)에게 업데이트 PDP 콘텍스트 요청(Update PDP Context Request)을 전송하고(S610), P-GW는 신 SGSN에게 업데이트 PDP 콘텍스트 응답(Update PDP Context Response) 메시지를 전송하며(S612), 신 SGSN은 HSS에게 업데이트 위치(Update Location) 메시지를 전송한다(S614).
이후, HSS는 단말(120)이 이전에 연결되어 있던 망의 구(old) SGSN에게 취소 위치(Cancel Location) 메시지를 전송하고(S616), 구 SGSN는 단말(120)에 대한 콘텍스트를 삭제한 후 HSS에게 취소 위치 ACK(Cancel Location ACK) 메시지를 전송한다(S618).
그리고, HSS는 신 SGSN에게 삽입 단말 데이터(Insert Subscriber Data) 메시지를 전송하고(S620), 신 SGSN은 HSS에게 삽입 단말 데이터 ACK(Insert Subscriber Data ACK) 메시지를 전송하며(S622), HSS는 신 SGSN에게 업데이트 위치 ACK(Update Location ACK) 메시지를 전송한다(S624).
이에, 신 SGSN은 단말(120)에게 라우팅 영역 갱신 수락(Routing Area Update Accept) 메시지를 전송하고(S626), 단말(120)은 신 SGSN에게 라우팅 영역 갱신 완료(Routing Area Update Complete) 메시지를 전송한다(S628).
이후, 구 MME는 S-GW에게 세션 삭제 요청(Delete Session Request) 메시지를 전송하고(S630), S-GW는 구 MME에게 세션 삭제 응답(Delete Session Response) 메시지를 전송하며(S632), 기지국(110)과 구 MME는 S1 해제(S1 Release)한다(S634).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이를 제1 망의 기지국이 지원하는 방법에 있어서,
    단말로부터 주기적으로 신호 품질 보고를 수신하는 단계,
    신호 품질 보고에 포함된 값이 소정 시간 동안 임계값 이하로 지속되는 경우, 제2 망으로의 망 천이를 결정하는 단계, 그리고
    상기 단말과의 연결을 해제하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 품질 보고는 신호대간섭및잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR) 및 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power, RSRP) 중 적어도 하나의 값을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소정 시간은 셀 단위로 설정되는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임계값은 셀 단위로 설정되는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 망은 E-UTRAN(Evolved UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network)이고, 제2 망은 UTRAN인 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 해제하는 단계는,
    상기 단말에게 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 연결 해제(Connection Release) 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 RRC 연결 해제 메시지는 상기 제2 망에서의 주파수 정보를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 망에서의 주파수 정보는 주파수 부하 분산 방식에 따라 할당된 주파수 대역인 방법.
  9. 이종 망의 경계 주변에 위치하는 단말의 망 천이 방법에 있어서,
    현재 연결되어 있는 제1 망의 기지국에게 주기적으로 신호 품질 보고를 전송하는 단계,
    상기 기지국으로부터 연결 해제 메시지를 수신하는 단계, 그리고
    제2 망과의 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update) 절차를 수행하는 단계
    를 포함하는 망 천이 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 품질 보고는 신호대간섭및잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR) 및 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power, RSRP) 중 적어도 하나의 값을 포함하는 망 천이 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 연결 해제 메시지는 상기 제2 망에서의 주파수 정보를 포함하는 망 천이 방법.
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