KR20140000054A - 이동통신시스템의 핸드오버 방법 및 이를 위한 기지국 - Google Patents

이동통신시스템의 핸드오버 방법 및 이를 위한 기지국 Download PDF

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Abstract

한정된 수의 물리적 셀 식별자와 통신망 내에서 고유한 셀 글로벌 식별자(CGI : Cell Global Indentity)를 모두 이용하여 매크로 셀 또는 펨토 셀의 소스 셀로부터 타겟 펨토 셀로의 통신 단말의 핸드오버를 지원하기 위한 핸드오버 방법 및 이를 위한 기지국이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 이동통신시스템의 소스 기지국에 의한 통신 단말의 핸드오버 방법은, 상기 통신 단말로부터 타겟 기지국의 제 1 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 네이버 리스트에서 상기 제 1 식별자에 대한 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자의 존재 여부를 검색하는 단계; 존재하는 경우, 상기 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 있는지 확인하는 단계; 펨토 표시 비트가 있는 경우, 상기 통신 단말로 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 요청하여 수신하는 단계; 및 수신된 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 포함한다.

Description

이동통신시스템의 핸드오버 방법 및 이를 위한 기지국{HANDOVER METHOD OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND BASE STATION THEREFOR}
본 발명은 LTE 시스템의 핸드오버에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 펨토 기지국이 포함된 LTE 이동통신시스템에서의 핸드오버 방법 및 이를 위한 기지국에 관한 것이다.
펨토 셀(Femto Cell)은 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 브로드밴드망을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 초소형 이동통신 기지국이다. 펨토 셀(또는 옥내 초소형 기지국)의 명칭은 10의 마이너스 15승(100조 분의 1)을 의미하는 '펨토'와 이동전화의 통신 가능 범위를 일컫는 '셀'의 합성어이며, 좁은 셀 반경을 제공할 수 있는 기지국을 의미한다.
펨토 셀은 실내 커버리지를 확대하고 통화 품질을 향상시키며 다양한 유무선 융합 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 다양한 장점을 가진다. 이러한 펨토 셀은 높은 수준의 데이터 서비스를 더 많은 사용자에게 제공하려는 목적을 가지기 때문에 기존의 3세대 이동통신 시스템 뿐 아니라 3GPP LTE(The 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 등의 차세대 이동통신 시스템에서도 큰 주목을 받고 있다.
또한, 상기 펨토 셀은 물리적 셀 식별자(PCI:Physical Cell Identifier)로 구분된다. 그러나 물리적 셀 식별자는 한정되어 있다. 예컨대, LTE(Long Term Evolution)의 경우 물리적 셀 식별자인 PCI(Physical Cell Identifier)는 504 개로 한정되어 있다. 이와 같이 물리적 셀 식별자의 개수는 한정되어 있는 반면, 전술한 바와 같이 셀의 개수는 증가하고 있어 이를 해소하기 위해 물리적 셀 식별자를 재사용한다.
따라서 같은 물리적 셀 식별자를 가지는 셀이 존재하게 되고 이러한 셀 간의 간섭 문제가 발생한다. 또한 같은 물리적 셀 식별자를 가지는 셀이 존재함으로써 통신 단말이 특정 셀에서 다른 셀로 핸드오버하는 경우 어느 셀로 핸드오버하려는 것인지 확인이 어렵게 되는 혼돈이 발생한다.
국내공개특허 제10-2011-0018043호(명칭 : 홈 기지국의 물리계층 식별정보를 할당하는 장치 및 방법)은 홈 기지국 게이트웨이를 단위로 각 홈 기지국 게이트웨이에 이웃 홈 기지국 게이트웨이와 다른 셀 식별자 그룹을 할당하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 국내공개특허 제10-2011-0018043호와 같은 방식으로 셀 식별자를 할당하더라도 하나의 홈 기지국 게이트웨이 내에 많은 펨토 셀이 수용될 경우 그 펨토 셀들 중 일부는 동일한 셀 식별자를 재사용할 수밖에 없고, 이 경우 셀 간 간섭 및 셀 혼돈은 여전히 해결되지 않는다.
따라서, 대규모 펨토 셀 도입시 물리적 셀 식별자의 충돌에도 불구하고 통신 단말이 어느 타겟 펨토 셀에 위치하고 있는지 확인하여 소스 셀로부터 타겟 펨토 셀로 핸드오버할 수 있는 방안이 필요하다.
국내공개특허 제10-2011-0018043호(2011.02.23 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 한정된 수의 물리적 셀 식별자와 통신망 내에서 고유한 셀 글로벌 식별자(CGI : Cell Global Indentity)를 모두 이용하여 매크로 셀 또는 펨토 셀의 소스 셀로부터 타겟 펨토 셀로의 통신 단말의 핸드오버를 지원하기 위한 핸드오버 방법 및 이를 위한 기지국을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이동통신시스템의 소스 기지국에 의한 통신 단말의 핸드오버 방법은, (a) 상기 통신 단말로부터 타겟 기지국의 제 1 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; (b) 네이버 리스트에서 상기 제 1 식별자에 대한 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자의 존재 여부를 검색하는 단계; (c) 존재하는 경우, 상기 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 있는지 확인하는 단계; (d) 펨토 표시 비트가 있는 경우, 상기 통신 단말로 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 요청하여 수신하는 단계; 및 (e) 수신된 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 포함한다.
상기 핸드오버 방법은, 상기 (c) 단계의 확인 결과, 펨토 표시 비트가 없는 경우, (f) 상기 네이버 리스트에 존재하는 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 방법은, (g) 상기 (b) 단계의 검색 결과, 제 2 식별자가 존재하지 않는 경우, 상기 통신 단말로부터 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 요청하여 수신하는 단계; (h) 그 수신된 제 2 식별자를 상기 네이버 리스트의 상기 제 1 식별자에 매핑하여 저장하는 단계; 및 (i) 상기 (g) 단계에서 수신된 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이동통신시스템의 소스 기지국에 의한 통신 단말의 핸드오버 방법은, (a) 상기 통신 단말로부터 타겟 기지국의 제 1 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; (b) 네이버 리스트에서 상기 제 1 식별자에 대한 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자의 존재 여부를 검색하는 단계; (c) 존재하지 않는 경우, 상기 통신 단말로 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 요청하여 수신하고, 수신된 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 있는지 확인하는 단계; 및 (d) 펨토 표시 비트가 없는 경우, 상기 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자와 상기 제 2 식별자의 매핑 정보를 생성하고, 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 포함한다.
상기 다른 측면에 따른 핸드오버 방법은, 상기 (c) 단계의 확인 결과, 펨토 표시 비트가 있는 경우, 상기 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자와 상기 제 2 식별자의 매핑 정보를 생성하지 않고, 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계의 검색 결과, 제 2 식별자가 존재하는 경우, 그 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버하는 기지국은, 이웃 기지국들의 제 1 식별자에 대응하는 제 2 식별자를 상기 통신 단말로부터 획득하여 네이버 리스트의 상기 제 1 식별자에 상기 제 2 식별자를 매핑하여 저장하는 네이버 리스트 관리기; 및 상기 네이버 리스트에 저장된 상기 타겟 기지국에 대응하는 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 존재하는 경우에 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 상기 통신 단말로부터 신규 획득하고 그 신규 획득한 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 핸드오버 제어기;를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버하는 기지국은, 이웃 기지국들의 제 1 식별자에 대응하는 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 있는 경우 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자만을 저장하고, 펨토 표시 비트가 없는 경우 상기 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자와 상기 제 2 식별자를 매핑하여 저장하는 네이버 리스트 관리기; 및 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자가 상기 네이버 리스트에 저장되어 있는 경우 해당 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 핸드오버하고, 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자가 상기 네이버 리스트에 저장되어 있지 않은 경우 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 상기 통신 단말로부터 신규로 획득하여 상기 통신 단말을 핸드오버하는 핸드오버 제어기;를 포함한다.
본 발명은 물리적 셀 식별자가 아닌 셀 글로벌 식별자를 이용하여 핸드오버를 수행함으로써 물리적 셀 식별자의 재사용에 의한 혼돈(Confusion)을 방지할 수 있다.
본 발명은 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트를 부가하고 네이버 리스트에 기록된 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 있는 경우에 새롭게 통신 단말로부터 셀 글로벌 식별자를 획득하여 핸드오버에 이용함으로써 펨토 기지국의 잦은 이동 및 물리적 셀 식별자의 재사용에 따른 혼돈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 네이버 리스트에 매크로 기지국의 경우에만 물리적 셀 식별자에 셀 글로벌 식별자를 매핑하여 기록함으로써 손쉽게 타겟 기지국이 펨토 기지국인지 아니면 매크로 기지국인지 확인이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통신 단말의 핸드오버 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 통신 단말의 핸드오버 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 매크로 기지국으로부터 펨토 기지국으로의 핸드오버 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, LTE 시스템의 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)은 매크로 기지국인 eNB(evolved NodeB)(101) 및 펨토 기지국인 HeNB(Home evolved NodeB)(102)와 같은 무선 자원 관리 엔티티들을 포함하고 펨토 게이트웨이인 HeNB GW(Home evolved NodeB GateWay)(103)를 더 포함할 수 있다.
E-UTRAN이 HeNB GW(103)를 포함하지 않을 경우, HeNB(102)는 코어망(CN: Core Network)의 이동성 관리 엔티티들(MME: Mobility Management Entity)(104)에 직접 연결될 수 있다. 반면, E-UTRAN이 HeNB GW(103)를 포함할 경우, HeNB(102)는 HeNB GW(103)를 통해 MME(104)에 연결된다. 상기 MME(104)는 코어 망의 중요한 네트워크 엔티티 중 하나이며, 무선 접속 베어러 설정 및 이동성 관리와 같은 기능들을 맡는다.
각각의 eNB(101)는 X2 인터페이스를 통해 서로 연결될 수 있다. 각각의 eNB(101)는 S1 인터페이스를 통해 코어 망에서 MME(104)와 직접 연결된다. HeNB(102)는 S1 인터페이스를 통해 HeNB GW(103)와 연결될 수 있고, 상기 HeNB GW(103)는 S1 인터페이스를 통해 MME(104)와 연결될 수 있다.
각 HeNB(102)는 또한 S1 인터페이스를 통해 MME(104)와 직접 연결될 수 있다. 또는, 시스템에서 사용되는 HeNB GW(103)가 존재하지 않을 때, 상기 HeNB(102)는 S1 인터페이스를 통해 MME(104)와 직접 연결된다. 각각의 eNB(101)와 HeNB(102) 모두 코어망에서 다수의 MME(104)와 연결될 수 있다.
매크로 기지국인 eNB(101)는 하나의 매크로 셀을 관장하고, 매크로 셀 내에는 적어도 하나의 펨토 기지국인 HeNB(102)가 관장하는 적어도 하나의 펨토 셀이 위치할 수 있다. 통신 단말은 S1 인터페이스를 통해 핸드오버를 하거나 X2 인터페이스를 통해 핸드오버할 수 있다.
이하의 실시예에서는 eNB(101)를 매크로 기지국으로 기재하고, HeNB(102)를 펨토 기지국으로 기재한다.
하나의 매크로 셀 내에 포함되어 있는 복수의 펨토 기지국(102) 그리고 매크로 기지국(101)은 효율적으로 무선 통신을 수행하기 위해서는 기존의 시스템과 연동하기 위한 기지국 구성 자동 설정(Self-Configuration) 작업이 수행될 수 있다. 이는 네트워크 인터페이스 셋업, 생성되는 셀에 대한 물리적인 ID를 자동적으로 부여하는 작업 및 이웃 셀들과 관계를 맺기 위한 정보 교환 작업 등을 포함한다.
매크로 기지국(101) 및 펨토 기지국(102)은 이웃 셀들과 관계를 맺기 위한 정보 교환 작업인 자동 이웃 관계(ANR:Automatic Neighbor Relation) 동작을 수행할 수 있다. 기지국이 동작하는 도중 주변에 새로운 셀이 추가되거나 혹은 기존 셀이 제거되는 상황이 발생할 수 있고, 환경 변화로 인해 기존 이웃 셀의 커버리지(coverage)가 변하여 이웃 관계(Neighbor Relation)가 변경될 수 있다. 이에 따라 네이버 리스트가 변경되지 않을 경우, 부적합한 셀(unsuitable cell)로의 핸드오버가 수행될 수 있으며, 또한 핸드오버 지연으로 인해 호 차단률(call drop rate)의 증가를 발생시키고 시스템 성능(performance)을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 환경 변화에 따라 자동으로 최적의 네이버 리스트를 유지할 필요가 있다.
이하 도면을 참조하여 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 통신 단말을 핸드오버하는 방법을 설명한다.
제 1 실시예
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통신 단말의 핸드오버 방법을 설명하는 흐름도로서, 도 2의 동작이 매크로 기지국에서 수행되는 것으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 매크로 기지국(101)은 해당 매크로 기지국(101)에 접속 중인 통신 단말이 셀 간 경계 지역으로 이동하여 측정 보고 메시지를 전송하면 그 전송된 측정 보고 메시지를 수신한다(S201). 이때, 통신 단말은 핸드오버하려는 타겟 기지국의 물리적 셀 식별자(PCI) 그리고 해당 타겟 기지국의 신호 세기를 포함하여 측정 보고 메시지를 전송한다.
측정 보고 메시지를 수신한 상기 매크로 기지국(101)은 상기 측정 보고 메시지에서 물리적 셀 식별자(PCI)를 추출하고 그 물리적 셀 식별자를 이용하여 네이버 리스트를 검색하여 상기 물리적 셀 식별자에 매핑된 셀 글로벌 식별자(CGI)가 존재하는지 확인한다(S203, S205).
셀 글로벌 식별자(CGI)가 존재하지 않는 경우, 상기 매크로 기지국(101)은 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 획득하기 위해 통신 단말로 셀 글로벌 식별자를 요청하는 메시지를 전송하고 통신 단말로부터 상기 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 수신한다(S207). 매크로 기지국 또는 펨토 기지국은 셀 글로벌 식별자를 방송 채널을 통해 시스템 정보 블록1(SIB1)에 실어 전송하고, 통신 단말은 상기 시스템 정보 블록1을 수신하여 셀 글로벌 식별자를 획득할 수 있다.
이와 같이 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 수신한 매크로 기지국(101)은 네이버 리스트에 저장되어 있는 타겟 기지국의 물리적 셀 식별자에 그 수신한 셀 글로벌 식별자를 매핑하여 저장한다(S209). 즉 매크로 기지국(101)은 자동 이웃 관계(ANR) 동작에 의해 타겟 기지국의 물리적 셀 식별자와 셀 글로벌 식별자를 네이버 리스트에 등록하는 동작을 수행하는 것이다. 그리고 매크로 기지국(101)은 S1 또는 X1 인터페이스를 통해 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버시킨다(S211).
한편, 상기 단계 S205에서 확인한 결과, 물리적 셀 식별자에 셀 글로벌 식별자가 매핑되어 존재하는 경우, 매크로 기지국(101)은 그 네이버 리스트에 존재하는 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자의 특정 비트를 확인하여 펨토 표시 비트가 존재하는지 확인한다(S213).
펨토 표시 비트가 존재하지 않는 경우, 매크로 기지국(101)은 타겟 기지국이 다른 매크로 기지국인 것으로 판단하고 해당 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버한다(S215). 매크로 기지국의 경우 네이버 리스트에 존재하는 물리적 셀 식별자와 셀 글로벌 식별자의 매핑 정보를 신뢰할 수 있는 정보로 보기 때문이다.
반면, 펨토 표시 비트가 존재하는 경우, 매크로 기지국(101)은 타겟 기지국이 펨토 기지국인 것으로 판단하고, 해당 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자를 통신 단말로부터 새롭게 다시 수신한다(S217). 펨토 기지국의 경우 물리적 셀 식별자의 충돌 가능성이 있고, 따라서 네이버 리스트에 존재하는 물리적 셀 식별자와 글로벌셀 식별자의 매핑 정보를 신뢰할 수 없다고 보고, 타겟 기지국인 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자를 확인하는 과정을 추가적으로 수행하는 것이다. 셀 글로벌 식별자의 획득은, 매크로 기지국(101)이 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 획득하기 위해 통신 단말로 셀 글로벌 식별자를 요청하는 메시지를 전송하고 통신 단말로부터 상기 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 수신하는 과정으로 이루어진다.
타겟 기지국인 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자를 수신한 매크로 기지국(101)은 네이버 리스트에 존재하는 물리적 셀 식별자와 셀 글로벌 식별자의 매핑 정보를 업데이트하지 않고 또는 상기 새롭게 수신한 셀 글로벌 식별자를 네이버 리스트에 업데이트한 후(S219), 상기 새롭게 수신한 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 타겟 기지국인 펨토 기지국으로 핸드오버한다(S221).
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 기지국은 송신기(310), 수신기(320), 통신 제어기(330), 네이버 리스트 관리기(340) 및 핸드오버 제어기(350)를 포함한다.
송신기(410)는 신호들(예를 들어, 파일럿 신호들 및 다른 신호들)을 전송하고, 수신기(320)는 신호들(예를 들어, 측정 보고들 및 다른 신호들)을 수신한다.
통신 제어기(330)는 통신 단말 또는 네트워크 노드와의 통신(예를 들어, 메시지들, 보고들, 응답들, 및 다른 정보를 전송하고 수신함)을 관리한다.
네이버 리스트 관리기(340)는 이웃 기지국들의 정보를 테이블로 관리한다. 구체적으로, 네이버 리스트 관리기(340)는 이웃 기지국들의 물리적 셀 식별자와 셀 글로벌 식별자의 매핑 정보를 테이블로 관리한다. 네이버 리스트 관리기(340)는 상기 테이블에 특정 이웃 기지국의 물리적 셀 식별자만 기록되어 있는 경우 해당 특정 이웃 기지국의 셀 글로벌 식별자를 통신 단말로부터 획득하여 상기 테이블의 물리적 셀 식별자에 매핑하여 기록한다.
네이버 리스트 관리기(340)는 상기 수신기(320)를 통해 통신 단말로부터 물리적 셀 식별자를 포함하는 측정 보고(MR) 메시지를 수신할 때 그 수신된 측정 보고 메시지에 포함된 물리적 셀 식별자에 매핑된 셀 글로벌 식별자가 상기 테이블에 존재하지 않을 때, 해당 물리적 셀 식별자에 대응하는 이웃 기지국의 셀 글로벌 식별자를 통신 단말로부터 획득하여 상기 테이블에 기록한다.
핸드오버 제어기(350)는 통신 단말이 보고하는 타겟 기지국의 신호 세기가 임계치 이상의 값을 유지할 경우 해당 통신 단말을 해당 타겟 기지국으로 핸드오버시킨다.
핸드오버 제어기(350)는 기본적으로 상기 네이버 리스트 관리기(340)에서 관리되는 상기 테이블에 기록된 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 핸드오버하지만, 상기 테이블에 기록된 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 존재할 경우, 통신 단말로부터 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 새롭게 획득하고 그 새롭게 획득한 셀 글로벌 식별자를 이용하여 핸드오버한다.
다시 말하면, 핸드오버 제어기(350)는 통신 단말이 핸드오버하려는 타겟 기지국이 매크로 기지국인 경우에는 상기 네이버 리스트 관리기(340)에 의해 관리되는 상기 테이블에 기록된 해당 매크로 기지국의 셀 글로벌 식별자를 그대로 이용하여 핸드오버 처리를 수행하지만, 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우 상기 테이블에 기록된 해당 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자를 이용하지 않고 새롭게 통신 단말로부터 획득한 해당 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 펨토 기지국으로 핸드오버한다.
이때, 네이버 리스트 관리기(340)는 상기 테이블에 이미 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자가 매핑되어 저장되어 있고 그리고 그 타겟 기지국이 펨토 기지국이기 때문에 핸드오버 제어기(350)에 의해 해당 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자가 새롭게 획득되더라도, 그 새롭게 획득된 셀 글로벌 식별자를 상기 테이블에 업데이트하지 않는다. 즉 기존에 테이블에 매핑되어 저장되어 있는 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 유지한다.
제 2 실시예
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 통신 단말의 핸드오버 방법을 설명하는 흐름도로서, 도 4의 동작이 매크로 기지국에서 수행되는 것으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 매크로 기지국(101)은 해당 매크로 기지국(101)에 접속 중인 통신 단말이 셀 간 경계 지역으로 이동하여 측정 보고 메시지를 전송하면 그 전송된 측정 보고 메시지를 수신한다(S401). 이때, 통신 단말은 핸드오버하려는 타겟 기지국의 물리적 셀 식별자(PCI) 그리고 해당 타겟 기지국의 신호 세기를 포함하여 측정 보고 메시지를 전송한다.
측정 보고 메시지를 수신한 상기 매크로 기지국(101)은 상기 측정 보고 메시지에서 물리적 셀 식별자(PCI)를 추출하고 그 물리적 셀 식별자를 이용하여 네이버 리스트를 검색하여 상기 물리적 셀 식별자에 매핑된 셀 글로벌 식별자(CGI)가 존재하는지 확인한다(S403, S405).
셀 글로벌 식별자가 존재하는 경우, 상기 매크로 기지국(101)은 타겟 기지국이 매크로 기지국인 것으로 판단하고 상기 네이버 리스트에 존재하는 해당 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버시킨다(S407).
반면, 셀 글로벌 식별자(GCI)가 존재하지 않는 경우, 상기 매크로 기지국(101)은 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 획득하기 위해 통신 단말로 셀 글로벌 식별자를 요청하는 메시지를 전송하고 통신 단말로부터 상기 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 수신한다(S409). 매크로 기지국 또는 펨토 기지국은 셀 글로벌 식별자를 방송 채널을 통해 시스템 정보 블록1(SIB1)에 실어 전송하고, 통신 단말은 상기 시스템 정보 블록1을 수신하여 셀 글로벌 식별자를 획득할 수 있다.
이와 같이 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 수신한 매크로 기지국(101)은 그 수신된 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 포함되어 있는지 확인한다(S411).
셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 포함되어 있는 경우, 상기 매크로 기지국(101)은 그 수신된 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 네이버 리스트에 기록하지 않고 해당 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버시킨다(S413, S417).
반면, 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 매크로 기지국(101)은 그 수신된 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 네이버 리스트에 기록하고, 즉 타겟 기지국의 물리적 셀 식별자와 셀 글로벌 식별자의 매핑 정보를 생성하고(S415), 그 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버시킨다(S417).
도 4를 참조한 실시예에 따르면, 매크로 기지국 또는 펨토 기지국은 네이버 리스트에 셀 글로벌 식별자가 물리적 셀 식별자와 함께 매핑되어 있는 경우 해당하는 이웃 기지국은 무조건 매크로 기지국으로 판단하여 네이버 리스트에 기록되어 있는 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말의 핸드오버를 처리한다. 반면 매크로 기지국 또는 펨토 기지국은 네이버 리스트에 셀 글로벌 식별자가 기록되어 있지 않은 이웃 기지국에 대해서는 처음 핸드오버하는 매크로 기지국이거나 펨토 기지국으로 판단하여 셀 글로벌 식별자를 획득하는 과정을 수행하여 핸드오버를 처리한다. 이때, 그 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 포함되어 있지 않은 경우 해당 셀 글로벌 식별자를 네이버 리스트에 물리적 셀 식별자에 매핑하여 저장함으로써, 매크로 기지국임을 알 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 기지국은 송신기(310), 수신기(320), 통신 제어기(330), 네이버 리스트 관리기(510) 및 핸드오버 제어기(530)를 포함한다.
송신기(410)는 신호들(예를 들어, 파일럿 신호들 및 다른 신호들)을 전송하고, 수신기(320)는 신호들(예를 들어, 측정 보고들 및 다른 신호들)을 수신한다.
통신 제어기(330)는 통신 단말 또는 네트워크 노드와의 통신(예를 들어, 메시지들, 보고들, 응답들, 및 다른 정보를 전송하고 수신함)을 관리한다.
네이버 리스트 관리기(510)는 이웃 기지국들의 정보를 테이블로 관리한다. 구체적으로, 네이버 리스트 관리기(510)는 이웃 기지국들의 물리적 셀 식별자와 셀 글로벌 식별자의 매핑 정보를 테이블로 관리하되, 이웃 매크로 기지국에 대해서만 물리적 셀 식별자와 셀 글로벌 식별자의 매핑 정보를 테이블에 기록하여 관리하고, 이웃 펨토 기지국에 대해서는 물리적 셀 식별자만을 테이블에 기록하여 관리한다.
네이버 리스트 관리기(510)는 상기 수신기(320)를 통해 통신 단말로부터 이웃 기지국의 물리적 셀 식별자를 포함하는 측정 보고(MR) 메시지를 수신할 때 그 측정 보고 메시지에 포함된 물리적 셀 식별자에 대응하는 해당 이웃 기지국의 셀 글로벌 식별자를 통신 단말로 요청하여 획득하고, 그 획득된 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 포함되어 있지 않은 경우에 그 획득된 셀 글로벌 식별자를 네이버 리스트에 물리적 셀 식별자에 매핑하여 저장한다.
핸드오버 제어기(530)는 통신 단말이 보고하는 타겟 기지국의 신호 세기가 임계치 이상의 값을 유지할 경우 해당 통신 단말을 해당 타겟 기지국으로 핸드오버시킨다.
핸드오버 제어기(530)는 타겟 기지국이 최초의 핸드오버 대상 기지국인 경우 해당 타겟 기지국이 매크로 기지국이든 펨토 기지국이든 핸드오버 중인 통신 단말로부터 획득한 셀 글로벌 식별자를 이용하여 해당 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버한다.
핸드오버 제어기(530)는 타겟 기지국이 최초의 핸드오버 대상 기지국이 아닌 경우에는 타겟 기지국이 매크로 기지국인 경우 상기 네이버 리스트 관리기(510)에서 관리되는 상기 테이블에 기록된 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자가 존재하므로 그 테이블에 매핑되어 존재하는 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 핸드오버하고, 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우 네이버 리스트의 테이블에는 해당 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자가 기록되지 않으므로 상기 네이버 리스트 관리기(510)에 의해 핸드오버시마다 획득되는 해당 펨토 기지국의 셀 글로벌 식별자를 이용하여 통신 단말을 핸드오버한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 매크로 기지국으로부터 펨토 기지국으로의 핸드오버 절차를 나타낸 신호 흐름도이다. S1 인터페이스에 의한 핸드오버 과정의 예이다.
도 6을 참조하면, 소스 기지국인 매크로 기지국(Source eNB)에 접속 중인 통신 단말(UE)은 타겟 기지국인 펨토 기지국의 신호 세기 그리고 펨토 기지국의 물리적 셀 식별자(PCI)를 포함하는 측정 보고(MR) 메시지를 상기 소스 기지국인 매크로 기지국으로 전송한다(S601).
측정 보고 메시지를 수신한 매크로 기지국은 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자의 획득 여부를 결정하는데, 본 실시예에서 타겟 기지국은 펨토 기지국이므로 매크로 기지국은 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 획득하는 것을 결정한다(S603). 구체적으로, 매크로 기지국은 네이버 리스트에 타겟 기지국의 물리적 셀 식별자에 대한 셀 글로벌 식별자가 매핑되어 있지 않은 경우, 또는 셀 글로벌 식별자가 매핑되어 있더라도 해당 셀 글로벌 식별자에 펨토 표시 비트가 포함되어 있는 경우, 셀 글로벌 식별자를 획득하는 것으로 결정한다.
이에 따라 매크로 기지국은 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 획득하기 위해 통신 단말로 셀 글로벌 식별자 요청 파라미터를 포함하는 RRC 연결 재구성(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 상기 통신 단말로 전송한다(S605).
통신 단말은 상기 RRC 연결 재구성 메시지에 포함된 셀 글로벌 식별자 요청 파라미터에 기초하여 타겟 기지국으로부터의 특정 채널(예컨대, BCCH(Broadcast Control Channel))을 통해 시스템 정보를 수신하고 그 획득한 시스템 정보로부터 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 추출한다(S607). 그리고 추출한 셀 글로벌 식별자를 포함하는 측정 보고(MR) 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S609). 이때 측정 보고 메시지에는 셀 글로벌 식별자 이외 트래킹 영역 식별자(Tracking Area Identification) 등을 더 포함할 수 있다.
셀 글로벌 식별자를 수신한 매크로 기지국은 핸드오버 준비 절차를 개시한다. 즉, 매크로 기지국은 이동성 관리 엔티티(MME)(104)로 핸드오버 필요 메시지(Handover Required)를 전송한다(S611). 상기 핸드오버 필요 메시지에는 타겟 기지국의 셀 글로벌 식별자를 포함한다.
그리고 이동성 관리 엔티티(104)는 핸드오버 요청 메시지(Handover Request)를 펨토 게이트웨이(HeNB GW)로 전송하고(S613), 펨토 게이트웨이는 타겟 기지국인 펨토 기지국으로 핸드오버 요청 메시지(Handover Request)를 전송한다(S615).
타겟 기지국인 펨토 기지국은 상기 핸드오버 요청 메시지에 대응하여 핸드오버 응답 메시지(Handover Request Acknowledge)를 상기 펨토 게이트웨이로 전송하고(S617), 펨토 게이트웨이는 이동성 관리 엔티티(MME)로 핸드오버 응답 메시지(Handover Request Acknowledge)를 전송한다(S619).
핸드오버 응답 메시지를 수신한 이동성 관리 엔티티는 핸드오버 명령 메시지(Handover Command)를 소스 기지국인 매크로 기지국으로 전송하고 매크로 기지국은 상기 핸드오버 명령 메시지를 수신한 후 일반적인 핸드오버 절차를 수행한다(S621, S623).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
310 : 송신기 320 : 수신기
330 : 통신 제어기 340 : 네이버 리스트 관리기
350 : 핸드오버 제어기

Claims (13)

  1. 이동통신시스템의 소스 기지국에 의한 통신 단말의 핸드오버 방법에 있어서,
    (a) 상기 통신 단말로부터 타겟 기지국의 제 1 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    (b) 네이버 리스트에서 상기 제 1 식별자에 대한 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자의 존재 여부를 검색하는 단계;
    (c) 존재하는 경우, 상기 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 있는지 확인하는 단계;
    (d) 펨토 표시 비트가 있는 경우, 상기 통신 단말로 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 요청하여 수신하는 단계; 및
    (e) 수신된 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 포함하는 핸드오버 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 확인 결과, 펨토 표시 비트가 없는 경우,
    (f) 상기 네이버 리스트에 존재하는 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    (g) 상기 (b) 단계의 검색 결과, 제 2 식별자가 존재하지 않는 경우, 상기 통신 단말로부터 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 요청하여 수신하는 단계;
    (h) 그 수신된 제 2 식별자를 상기 네이버 리스트의 상기 제 1 식별자에 매핑하여 저장하는 단계; 및
    (i) 상기 (g) 단계에서 수신된 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 식별자는,
    물리적 셀 식별자(PCI : Physical Cell Identifier)이고,
    상기 제 2 식별자는,
    셀 글로벌 식별자(CGI : Cell Global Identifier)인 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  5. 이동통신시스템의 소스 기지국에 의한 통신 단말의 핸드오버 방법에 있어서,
    (a) 상기 통신 단말로부터 타겟 기지국의 제 1 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    (b) 네이버 리스트에서 상기 제 1 식별자에 대한 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자의 존재 여부를 검색하는 단계;
    (c) 존재하지 않는 경우, 상기 통신 단말로 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 요청하여 수신하고, 수신된 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 있는지 확인하는 단계; 및
    (d) 펨토 표시 비트가 없는 경우, 상기 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자와 상기 제 2 식별자의 매핑 정보를 생성하고, 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 포함하는 핸드오버 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 확인 결과, 펨토 표시 비트가 있는 경우, 상기 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자와 상기 제 2 식별자의 매핑 정보를 생성하지 않고, 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 검색 결과, 제 2 식별자가 존재하는 경우, 그 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 식별자는,
    물리적 셀 식별자(PCI : Physical Cell Identifier)이고,
    상기 제 2 식별자는,
    셀 글로벌 식별자(CGI : Cell Global Identifier)인 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  9. 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버하는 기지국에 있어서,
    이웃 기지국들의 제 1 식별자에 대응하는 제 2 식별자를 상기 통신 단말로부터 획득하여 네이버 리스트의 상기 제 1 식별자에 상기 제 2 식별자를 매핑하여 저장하는 네이버 리스트 관리기; 및
    상기 네이버 리스트에 저장된 상기 타겟 기지국에 대응하는 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 존재하는 경우에 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 상기 통신 단말로부터 신규 획득하고 그 신규 획득한 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 핸드오버 제어기;를 포함하는 기지국.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 핸드오버 제어기는,
    상기 타겟 기지국에 대응하는 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 존재하지 않는 경우 상기 네이버 리스트에 저장된 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 네이버 리스트는,
    상기 타겟 기지국의 상기 신규 획득한 제 2 식별자를 상기 네이버 리스트에 업데이트하지 않는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 통신 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버하는 기지국에 있어서,
    이웃 기지국들의 제 1 식별자에 대응하는 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 있는 경우 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자만을 저장하고, 펨토 표시 비트가 없는 경우 상기 네이버 리스트에 상기 제 1 식별자와 상기 제 2 식별자를 매핑하여 저장하는 네이버 리스트 관리기; 및
    상기 타겟 기지국의 제 2 식별자가 상기 네이버 리스트에 저장되어 있는 경우 해당 제 2 식별자를 이용하여 상기 통신 단말을 핸드오버하고, 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자가 상기 네이버 리스트에 저장되어 있지 않은 경우 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자를 상기 통신 단말로부터 신규로 획득하여 상기 통신 단말을 핸드오버하는 핸드오버 제어기;를 포함하는 기지국.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 네이버 리스트 관리기는,
    상기 신규로 획득된 상기 타겟 기지국의 제 2 식별자에 펨토 표시 비트가 없는 경우에만 그 타겟 기지국의 제 2 식별자를 상기 네이버 리스트에 업데이트하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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