KR20140004769A - 무선 통신 시스템에서 이동 수행 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 단말에 의한 이동 수행 방법이 제공된다. 상기 방법은 서빙 셀로부터 보고 설정을 수신하되, 상기 보고 설정은 감지 기반 정보를 포함하고, 상기 감지 기반 정보를 기반으로 셀이 존재하는지 여부를 결정하고, 감지된 셀이 존재함을 보고하는 감지 보고를 상기 서빙 셀로 전송하고, 상기 감지된 셀을 측정하는데 사용되는 측정 설정을 상기 서빙 셀로부터 수신하고, 상기 측정 설정을 깁반으로 상기 셀을 측정하고, 및 상기 셀로 이동을 수행하는 것을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 이동 수행 방법 및 이를 지원하는 장치{METHOD FOR PERFORMING MOBILITY IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 이동 수행 방법 및 장치에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.

넓은 커버리지를 가지는 macro cell의 특정 위치에 서비스 영역이 작은 마이크로 셀(micro cell), 펨토 셀(femto cell), 피코 셀(pico cell)등이 설치될 수 있다. 이와 같은 네트워크 환경을 헤테로 네트워크(heterogeneous network)라고 부른다.

모바일 장치로 대표되는 단말은 이동하기 때문에, 현재 제공되는 서비스의 품질이 저하되거나, 보다 좋은 서비스를 제공할 수 있는 셀이 발견될 수 있다. 이로 인해 단말은 새로운 셀로 이동할 수 있는데 이를 단말의 이동 수행이라 한다.

이동을 수행하기 위해서, 단말은 지속적으로 서빙 셀 및 인접한 셀에 대한 측정을 수행한다. 측정 결과가 이동을 수행하기 위한 조건을 만족시키는 경우, 단말은 서빙 셀로부터 지시를 받거나 또는 직접적으로 이동을 수행할 수 있다.

한편, 단말은 특정 타입에 해당하는 셀에 대한 측정을 수행하기 위해서는 서빙 셀로부터 받는 서비스가 중단된 상태에서 측정을 수행하게 된다. 특히 인터-주파수 셀에 대해서 측정을 하는 경우 기존에 서빙 셀로부터 서비스를 제공받던 주파수에서 벗어나 다른 주파수에 대한 측정을 수행하게 된다.

위와 같이 단말에 의해 수행되는 측정 절차는 실제로 주위에 특정 타입의 셀이 존재하지 않는 경우에도 단말은 측정을 지속적으로 수행하므로 단말에 제공되는 서비스 품질이 낮아질 수 있다. 측정을 위해 서빙 셀로부터 서비스를 받을 수 있는 기회가 적어지기 때문이다. 따라서, 단말에 제공되는 서비스 품질을 보장하고 단말이 적절하게 이동을 수행할 수 있도록 하는 방법이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 이동 수행 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 이동 수행 방법이 제공된다. 상기 방법은 서빙 셀로부터 보고 설정을 수신하되, 상기 보고 설정은 감지 기반 정보를 포함하고, 상기 감지 기반 정보를 기반으로 셀이 존재하는지 여부를 결정하고, 감지된 셀이 존재함을 보고하는 감지 보고를 상기 서빙 셀로 전송하고, 상기 감지된 셀을 측정하는데 사용되는 측정 설정을 상기 서빙 셀로부터 수신하고, 상기 측정 설정을 깁반으로 상기 셀을 측정하고, 및 상기 셀로 이동을 수행하는 것을 포함한다.

상기 감지 기반 정보는 셀 리스트를 포함할 수 있다.

상기 감지하는 것은 적어도 하나의 셀의 적어도 하나의 식별자를 수신하고 및 상기 적어도 하나의 식별자가 상기 셀 리스트에 포함되어 있는지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 감지된 셀의 식별자는 상기 셀 리스트에 포함될 수 있다.

상기 셀 리스트는 특정 주파수 상에서 운영중인 셀들에 관한 것일 수 있다.

상기 특정 주파수는 상기 서빙 셀의 서빙 주파수와 다를 수 있다.

상기 측정하는 것은 인터-주파수 측정(inter-frequency measurement)을 기반으로할 수 있다.

상기 보고 설정은 CSG(Closed Subscriber Group) 셀을 감지할 것을 지시하는데 사용되는 프록시 지시 설정 메시지(proximity indication configuration message) 내에 포함되어 전송될 수 있다.

상기 감지 보고는 상기 감지된 셀이 상기 CSG 셀이 아님을 지시하는 비-CSG 셀 지시자를 포함할 수 있다.

상기 감지 보고는 상기 감지된 셀에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 감지된 셀에 대한 정보는 상기 감지된 셀의 측정된 신호 품질을 포함할 수 있다.

상기 감지된 셀에 대한 정보는 상기 감지된 셀의 물리 셀 식별자를 포함할 수 있다.

상기 핸드오버를 수행하는 것은 상기 서빙셀로부터 핸드오버 지시 메시지를 수신하고 및 상기 감지된 셀로 핸드오버를 수행하는 것을 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 장치가 제공된다. 상기 무선 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부 및 상기 RF부와 기능적으로 연결되어 동작하는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 서빙 셀로부터 보고 설정을 수신하되, 상기 보고 설정은 감지 기반 정보를 포함하고, 상기 감지 기반 정보를 기반으로 셀이 존재하는지 여부를 결정하고, 감지된 셀이 존재함을 보고하는 감지 보고를 상기 서빙 셀로 전송하고, 상기 감지된 셀을 측정하는데 사용되는 측정 설정을 상기 서빙 셀로부터 수신하고, 상기 측정 설정을 깁반으로 상기 셀을 측정하고, 및 상기 셀로 이동을 수행하도록 설정된다.

상기 감지 기반 정보는 셀 리스트를 포함할 수 있다.

상기 감지하는 것은 적어도 하나의 셀의 적어도 하나의 식별자를 수신하고 및 상기 셀 리스트에 상기 적어도 하나의 식별자가 포함되는지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 감지된 셀의 식별자는 상기 셀 리스트에 포함될 수 있다

상기 셀 리스트는 특정 주파수 상에서 운영중인 셀들에 대한 것일 수 있다.

상기 특정 주파수는 상기 서빙 셀의 서빙 주파수와 다를 수 있다.

상기 측정하는 것은 인터-주파수 측정(inter-frequency measurement)를 기반으로할 수 있다.

단말은 네트워크로부터 특정 타입에 대한 셀 측정을 지시하는 정보를 수신하고 이에 따라 특정 타입에 대한 셀 측정을 활성화 할 수 있다. 단말은 특정 타입의 셀에 대하여 지속적으로 측정을 수행하는 대신, 네트워크로부터 지시된 이후에 측정을 개시한다. 특히 인터-주파수 측정을 수행하기 위해 서빙 셀의 주파수를 벗어나있는 시간 구간이 감소하므로, 서빙 셀로부터 보다 지속적인 서비스를 제공받을 수 있다. 이를 통해 단말에 제공되는 품질이 보다 향상될 수 있다.

단말은 특정 타입의 셀을 감지하고 이를 네트워크에 보고하고 측정 설정을 수신한 후 측정을 수행한다. 따라서, 측정이 필요한 경우에 측정을 수행하게 되므로 불필요한 측정으로 인한 배터리 소모가 방지될 수 있다. 이는 단말의 전력 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 무선 링크 실패(radio link failure)를 나타낸 예시도이다.
도 7은 연결 재확립 과정의 성공을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 연결 재확립 과정의 실패를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 기존의 측정 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 단말에게 설정된 측정 설정의 일 예를 나타낸다.
도 11은 측정 식별자를 삭제하는 예를 나타낸다.
도 12는 측정 대상을 삭제하는 예를 나타낸다.
도 13은 기존 측정 절차를 나타내는 도면이다.
도 14는 HeNB 운용을 나타내는 무선 통신 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 CSG 셀에 대한 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 수행 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 수행 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.

EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.

서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.

MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.

RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.

사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.

RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다.

RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 확립되면, 단말은 RRC 연결(RRC connected) 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들(RRC idle) 상태에 있게 된다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.

이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.

RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태, 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 CN(core network)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.

단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트랙킹 구역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.

다음은, 시스템 정보(System Information)에 관한 설명이다.

시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.

3GPP TS 36.331 V8.7.0 (2009-09) "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.2.2절에 의하면, 상기 시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Scheduling Block), SIB System Information Block)로 나뉜다. MIB는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역폭(Bandwidth) 같은 것을 알 수 있도록 한다. SB은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향링크 무선 채널의 정보만을 포함한다.

일반적으로, 네트워크가 단말에게 제공하는 서비스는 아래와 같이 세가지 타입으로 구분할 수 있다. 또한, 어떤 서비스를 제공받을 수 있는지에 따라 단말은 셀의 타입 역시 다르게 인식한다. 아래에서 먼저 서비스 타입을 서술하고, 이어 셀의 타입을 서술한다.

1) 제한적 서비스(Limited service): 이 서비스는 응급 호출(Emergency call) 및 재해 경보 시스템(Earthquake and Tsunami Warning System; ETWS)를 제공하며, 수용가능 셀(acceptable cell)에서 제공할 수 있다.

2) 정규 서비스(Normal service) : 이 서비스는 일반적 용도의 범용 서비스(public use)를 의미하여, 정규 셀(suitable or normal cell)에서 제공할 수 있다.

3) 사업자 서비스(Operator service) : 이 서비스는 통신망 사업자를 위한 서비스를 의미하며, 이 셀은 통신망 사업자만 사용할 수 있고 일반 사용자는 사용할 수 없다.

셀이 제공하는 서비스 타입과 관련하여, 셀의 타입은 아래와 같이 구분될 수 있다.

1) 수용가능 셀(Acceptable cell) : 단말이 제한된(Limited) 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 해당 단말 입장에서, 금지(barred)되어 있지 않고, 단말의 셀 선택 기준을 만족시키는 셀이다.

2) 정규 셀(Suitable cell) : 단말이 정규 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 수용가능 셀의 조건을 만족시키며, 동시에 추가 조건들을 만족시킨다. 추가적인 조건으로는, 이 셀이 해당 단말이 접속할 수 있는 PLMN(Public Land Mobile Network) 소속이어야 하고, 단말의 트랙킹 구역(Tracking Area) 갱신 절차의 수행이 금지되지 않은 셀이어야 한다. 해당 셀이 CSG 셀이라고 하면, 단말이 이 셀에 CSG 멤버로서 접속이 가능한 셀이어야 한다.

3) 금지된 (Barred cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 금지된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.

4) 예약된 셀(Reserved cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 예약된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.

도 4는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S410). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S420). RRC 연결 설정 메시지를 수신한 후, 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다.

단말은 RRC 연결 확립의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 설정 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S430).

도 5는 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다. RRC 연결 재설정(reconfiguration)은 RRC 연결을 수정하는데 사용된다. 이는 RB 확립/수정(modify)/해제(release), 핸드오버 수행, 측정 셋업/수정/해제하기 위해 사용된다.

네트워크는 단말로 RRC 연결을 수정하기 위한 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 보낸다(S510). 단말은 RRC 연결 재설정에 대한 응답으로, RRC 연결 재설정의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S520).

이제 무선 링크 실패에 대하여 설명한다.

단말은 서비스를 수신하는 서빙셀과의 무선 링크의 품질 유지를 위해 지속적으로 측정을 수행한다. 단말은 서빙셀과의 무선 링크의 품질 악화(deterioration)로 인하여 현재 상황에서 통신이 불가능한지 여부를 결정한다. 만약, 서빙셀의 품질이 너무 낮아서 통신이 거의 불가능한 경우, 단말은 현재 상황을 무선 연결 실패로 결정한다.

만약 무선 링크 실패가 결정되면, 단말은 현재의 서빙셀과의 통신 유지를 포기하고, 셀 선택(또는 셀 재선택) 절차를 통해 새로운 셀을 선택하고, 새로운 셀로의 RRC 연결 재확립(RRC connection re-establishment)을 시도한다.

도 6은 무선 링크 실패(radio link failure)를 나타낸 예시도이다. 무선 링크 실패와 관련된 동작은 2가지 국면(phase)으로 기술될 수 있다.

첫 번째 국면(first phase)에서, 단말은 정상 동작(normal operation) 중이고, 현재 통신 링크에 문제가 있는지 여부를 검사한다. 만약 문제가 검출되는 경우 단말은 무선 링크 문제(radio link problem)를 선언하고, 제1 대기 시간(T1) 동안, 무선 링크가 회복(recover)되기를 대기한다. 제1 대기시간이 경과하기 전에 무선 링크가 회복되면, 단말은 다시 정상 동작을 수행한다. 제1 대기시간이 만료될(expire) 때까지, 무선 링크가 회복되지 않으면, 단말은 무선 링크 실패를 선언하고, 두 번째 국면으로 진입한다.

두 번째 국면에서, 다시 제2 대기 시간(T2) 동안 무선 링크가 회복되기를 대기한다. 제2 대기시간이 만료될 때까지, 무선 링크가 회복되지 않으면, 단말은 RRC 아이들 상태로 진입한다. 또는, 단말은 RRC 재확립 절차를 수행할 수 있다.

RRC 연결 재확립 절차는 RRC_CONNECTED 상태에서 다시 RRC 연결을 재설정하는 절차이다. 단말이 RRC_CONNECTED 상태에 머무른 채로 남기 때문에, 즉 RRC_IDLE 상태로 진입하지 않기 때문에, 단말은 자신의 무선 설정(예를 들어 무선 베어러 설정)들을 모두 초기화하지는 않는다. 대신, 단말은 RRC 연결 재설정 절차를 시작할 때 SRB0를 제외한 모든 무선 베어러들의 사용을 일시적으로 중단(suspend)한다. 만약 RRC 연결 재설정이 성공하게 되면, 단말은 일시적으로 사용을 중단한 무선 베어러들의 사용을 재개(resume)한다.

도 7은 연결 재확립 과정의 성공을 나타낸 흐름도이다.

단말은 셀 선택(Cell selection)을 수행하여 셀을 선택한다. 단말은 선택된셀에서 셀 접속을 위한 기본 파라미터들을 수신하기 위해 시스템 정보를 수신한다. 그리고, 단말은 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 기지국으로 보낸다(S710).

기지국은 선택된 셀이 단말의 컨텍스트(context)를 가지고 있는 셀, 즉 준비된 셀(prepared cell)인 경우에는 단말의 RRC 연결 재확립 요청을 수락하고, RRC 연결 재확립 메시지를 단말에게 보낸다(S720). 단말은 RRC 연결 재확립 완료(connection re-establishment complete) 메시지를 기지국으로 보내, RRC 연결 재확립 절차가 성공할 수 있다(S730).

도 8은 연결 재확립 과정의 실패를 나타낸 흐름도이다. 단말은 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 기지국으로 보낸다(S710). 만약 선택된 셀이 준비된 셀이 아니면, 기지국은 단말에게 RRC 연결 재확립 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 재확립 거절(reject) 메시지를 보낸다(S715).

다음은 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다.

전원이 켜지거나 셀에 머물러 있을 때, 단말은 적절한 품질의 셀을 선택/재선택하여 서비스를 받기 위한 절차들을 수행한다.

RRC 아이들 상태의 단말은 항상 적절한 품질의 셀을 선택하여 이 셀을 통해 서비스를 제공받기 위한 준비를 하고 있어야 한다. 예를 들어, 전원이 막 켜진 단말은 네트워크에 등록을 하기 위해 적절한 품질의 셀을 선택해야 한다. RRC 연결 상태에 있던 상기 단말이 RRC 아이들 상태에 진입하면, 상기 단말은 RRC 아이들 상태에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC 아이들 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택(Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 상기 셀 선택은 상기 단말이 상기 RRC 아이들 상태로 머물러 있을 셀을 현재 결정하지 못한 상태에서 수행하는 것이므로, 가능한 신속하게 셀을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 일정 기준 이상의 무선 신호 품질을 제공하는 셀이라면, 비록 이 셀이 단말에게 가장 좋은 무선 신호 품질을 제공하는 셀이 아니라고 하더라도, 단말의 셀 선택 과정에서 선택될 수 있다.

이제 3GPP TS 36.304 V8.5.0 (2009-03) "User Equipment (UE) procedures in idle mode (Release 8)"을 참조하여, 3GPP LTE에서 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다.

단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN(public land mobile network)을 검색하고 서비스를 받을 수 있는 적절한 PLMN을 선택한다. 이어, 선택한 PLMN이 제공하는 셀들 중에서 상기 단말이 적절한 서비스를 제공받을 수 있는 신호 품질과 특성을 가진 셀을 선택한다.

셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다.

먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다.

상기 단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다.

무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.

위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 RAT와 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.

- 인트라-주파수(Intra-frequency) 셀 재선택 : 단말이 캠핑(camp) 중인 셀과 같은 RAT과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택

- 인터-주파수(Inter-frequency) 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 셀과 같은 RAT과 다른 중심 주파수를 가지는 셀을 재선택

- 인터-RAT(Inter-RAT) 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 RAT와 다른 RAT을 사용하는 셀을 재선택

셀 재선택 과정의 원칙은 다음과 같다

첫째, 단말은 셀 재선택을 위하여 서빙 셀(serving cell) 및 주변 셀(neighboring cell)의 품질을 측정한다.

둘째, 셀 재선택은 셀 재선택 기준에 기반하여 수행된다. 셀 재선택 기준은 서빙 셀 및 주변 셀 측정에 관련하여 아래와 같은 특성을 가지고 있다.

인트라-주파수 셀 재선택은 기본적으로 랭킹(ranking)에 기반한다. 랭킹이라는 것은, 셀 재선택 평가를 위한 지표값을 정의하고, 이 지표값을 이용하여 셀들을 지표값의 크기 순으로 순서를 매기는 작업이다. 가장 좋은 지표를 가지는 셀을 흔히 best ranked cell이라고 부른다. 셀 지표값은 단말이 해당 셀에 대해 측정한 값을 기본으로, 필요에 따라 주파수 오프셋 또는 셀 오프셋을 적용한 값이다.

인터-주파수 셀 재선택은 네트워크에 의해 제공된 주파수 우선순위에 기반한다. 단말은 가장 높은 주파수 우선순위를 가진 주파수에 머무를(camp on) 수 있도록 시도한다. 네트워크는 브로드캐스트 시그널링(broadcast signling)를 통해서 셀 내 단말들이 공통적으로 적용할 또는 주파수 우선순위를 제공하거나, 단말별 시그널링(dedicated signaling)을 통해 단말 별로 각각 주파수 별 우선순위를 제공할 수 있다.

인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 파라미터(예를 들어 주파수별 오프셋(frequency-specific offset))를 주파수별로 제공할 수 있다.

인트라-주파수 셀 재선택 또는 인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 주변 셀 리스트(Neighbouring Cell List, NCL)를 단말에게 제공할 수 있다. 이 NCL은 셀 재선택에 사용되는 셀 별 파라미터(예를 들어 셀 별 오프셋(cell-specific offset))를 포함한다

인트라-주파수 또는 인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 셀 재선택 금지 리스트(black list)를 단말에게 제공할 수 있다. 금지 리스트에 포함된 셀에 대해 단말은 셀 재선택을 수행하지 않는다.

이어서, 셀 재선택 평가 과정에서 수행하는 랭킹에 관해 설명한다.

셀의 우선순위를 주는데 사용되는 랭킹 지표(ranking criterion)은 수학식 1와 같이 정의된다.

여기서, Rs는 서빙 셀의 랭킹 지표, Rn은 주변 셀의 랭킹 지표, Qmeas,s는 단말이 서빙 셀에 대해 측정한 품질값, Qmeas,n는 단말이 주변 셀에 대해 측정한 품질값, Qhyst는 랭킹을 위한 히스테리시스(hysteresis) 값, Qoffset은 두 셀간의 오프셋이다.

인트라-주파수에서, 단말이 서빙 셀과 주변 셀 간의 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qffoset=Qoffsets,n 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우에는 Qoffset = 0 이다.

인터-주파수에서, 단말이 해당 셀에 대한 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qoffset = Qoffsets,n + Qfrequency 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우 Qoffset = Qfrequency 이다.

서빙 셀의 랭킹 지표(Rs)과 주변 셀의 랭킹 지표(Rn)이 서로 비슷한 상태에서 변동하면, 변동 결과 랭킹 순위가 자꾸 뒤바뀌어 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택을 할 수 있다. Qhyst는 셀 재선택에서 히스테리시스를 주어, 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택하는 것을 막기 위한 파라미터이다.

단말은 위 식에 따라 서빙 셀의 Rs 및 주변 셀의 Rn을 측정하고, 랭킹 지표 값이 가장 큰 값을 가진 셀을 best ranked 셀로 간주하고, 이 셀을 재선택한다.

상기 기준에 의하면, 셀의 품질이 셀 재선택에서 가장 주요한 기준으로 작용하는 것을 확인할 수 있다. 만약 재선택한 셀이 정규 셀(suitable cell)이 아니면 단말은 해당 주파수 또는 해당 셀을 셀 재선택 대상에서 제외한다.

이하에서 측정 및 측정 보고에 대하여 설명한다.

이동 통신 시스템에서 단말의 이동성(mobility) 지원은 필수적이다. 따라서, 단말은 현재 서비스를 제공하는 서빙 셀(serving cell)에 대한 품질 및 이웃셀에 대한 품질을 지속적으로 측정한다. 단말은 측정 결과를 적절한 시간에 네트워크에게 보고하고, 네트워크는 핸드오버 등을 통해 단말에게 최적의 이동성을 제공한다.

단말은 이동성 지원의 목적 이외에 사업자가 네트워크를 운영하는데 도움이 될 수 있는 정보를 제공하기 위해, 네트워크가 설정하는 특정한 목적의 측정을 수행하고, 그 측정 결과를 네트워크에게 보고할 수 있다. 예를 들어, 단말이 네트워크가 정한 특정 셀의 브로드캐스트 정보를 수신한다. 단말은 상기 특정 셀의 셀 식별자(Cell Identity)(이를 광역(Global) 셀 식별자라고도 함), 상기 특정 셀이 속한 위치 식별 정보(예를 들어, Tracking Area Code) 및/또는 기타 셀 정보(예를 들어, CSG(Closed Subscriber Group) 셀의 멤버 여부)를 서빙 셀에게 보고할 수 있다.

이동 중의 단말은 특정 지역의 품질이 매우 나쁘다는 것을 측정을 통해 확인한 경우, 품질이 나쁜 셀들에 대한 위치 정보 및 측정 결과를 네트워크에 보고할 수 있다. 네트워크는 네크워크의 운영을 돕는 단말들의 측정 결과의 보고를 바탕으로 네트워크의 최적화를 꾀할 수 있다.

주파수 재사용(Frequency reuse factor)이 1인 이동 통신 시스템에서는, 이동성이 대부분 동일한 주파수 밴드에 있는 서로 다른 셀 간에 이루어진다. 따라서, 단말의 이동성을 잘 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 주변 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 동일 주파수 측정(intra-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 동일 주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고하여, 해당되는 측정 결과의 목적이 달성되도록 한다.

이동 통신 사업자는 복수의 주파수 밴드를 사용하여 네트워크를 운용할 수도 있다. 복수의 주파수 밴드를 통해 통신 시스템의 서비스가 제공되는 경우, 단말에게 최적의 이동성을 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 주변 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이, 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 다른 주파수 측정(inter-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 다른 주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고할 수 있어야 한다.

단말이 이종(heterogeneous) 네트워크에 대한 측정을 지원할 경우, 기지국 설정에 의해 이종 네크워크의 셀에 대한 측정을 할 수도 있다. 이러한, 이종 네트워크에 대한 측정을 inter-RAT(Radio Access Technology) 측정이라고 한다. 예를 들어, RAT는 3GPP 표준 규격을 따르는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 및 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)을 포함할 수 있으며, 3GPP2 표준 규격을 따르는 CDMA 2000 시스템 역시 포함할 수 있다.

도 9는 기존의 측정 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.

단말은 기지국으로부터 측정 설정(measurement configuration) 정보를 수신한다(S910). 측정 설정 정보를 포함하는 메시지를 측정 설정 메시지라 한다. 단말은 측정 설정 정보를 기반으로 측정을 수행한다(S920). 단말은 측정 결과가 측정 설정 정보 내의 보고 조건을 만족하면, 측정 결과를 기지국에게 보고한다(S930). 측정 결과를 포함하는 메시지를 측정 보고 메시지라 한다.

측정 설정 정보는 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다.

(1) 측정 대상(Measurement object) 정보: 단말이 측정을 수행할 대상에 관한 정보이다. 측정 대상은 셀내 측정의 대상인 인트라-주파수 측정 대상, 셀간 측정의 대상인 인터-주파수 측정 대상, 및 인터-RAT 측정의 대상인 인터-RAT 측정 대상 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, 인트라-주파수 측정 대상은 서빙 셀과 동일한 주파수 밴드를 갖는 주변 셀을 지시하고, 인터-주파수 측정 대상은 서빙 셀과 다른 주파수 밴드를 갖는 주변 셀을 지시하고, 인터-RAT 측정 대상은 서빙 셀의 RAT와 다른 RAT의 주변 셀을 지시할 수 있다.

(2) 보고 설정(Reporting configuration) 정보: 단말이 측정 결과를 언제 보고하는지에 관한 보고 조건 및 보고 타입(type)에 관한 정보이다. 보고 조건은 측정 결과의 보고가 유발(trigger)되는 이벤트나 주기에 관한 정보를 포함할 수 있다. 보고 타입은 측정 결과를 어떤 타입으로 구성할 것인지에 관한 정보이다.

(3) 측정 식별자(Measurement identity) 정보: 측정 대상과 보고 설정을 연관시켜, 단말이 어떤 측정 대상에 대해 언제 어떤 타입으로 보고할 것인지를 결정하도록 하는 측정 식별자에 관한 정보이다. 측정 식별자 정보는 측정 보고 메시지에 포함되어, 측정 결과가 어떤 측정 대상에 대한 것이며, 측정 보고가 어떤 보고 조건으로 발생하였는지를 나타낼 수 있다.

(4) 양적 설정(Quantity configuration) 정보: 측정 단위, 보고 단위 및/또는 측정 결과값의 필터링을 설정하기 위한 파라미터에 관한 정보이다.

(5) 측정 갭(Measurement gap) 정보: 하향링크 전송 또는 상향링크 전송이 스케쥴링되지 않아, 단말이 서빙 셀과의 데이터 전송에 대한 고려 없이 오직 측정을 하는데 사용될 수 있는 구간인 측정 갭에 관한 정보이다.

단말은 측정 절차를 수행하기 위해, 측정 대상 리스트, 측정 보고 설정 리스트 및 측정 식별자 리스트를 가지고 있다.

3GPP LTE에서 기지국은 단말에게 하나의 주파수 밴드에 대해 하나의 측정 대상만을 설정할 수 있다. 3GPP TS 36.331 V8.5.0 (2009-03) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.5.4절에 의하면, 다음 표와 같은 측정 보고가 유발되는 이벤트들이 정의되어 있다.

이벤트	보고 조건
Event A1	Serving becomes better than threshold
Event A2	Serving becomes worse than threshold
Event A3	Neighbour becomes offset better than serving
Event A4	Neighbour becomes better than threshold
Event A5	Serving becomes worse than threshold1 and neighbour becomes better than threshold2
Event B1	Inter RAT neighbour becomes better than threshold
Event B2	Serving becomes worse than threshold1 and inter RAT neighbour becomes better than threshold2

단말의 측정 결과가 설정된 이벤트를 만족하면, 단말은 측정 보고 메시지를 기지국으로 전송한다.

도 10은 단말에게 설정된 측정 설정의 일 예를 나타낸다.

먼저, 측정 식별자 1(1001)은 인트라-주파수 측정 대상과 보고 설정 1을 연결하고 있다. 단말은 셀내 측정(intra frequency measurement)을 수행하며, 보고 설정 1이 측정 결과 보고의 기준 및 보고 타입를 결정하는데 사용된다.

측정 식별자 2(1002)는 측정 식별자 1(1001)과 마찬가지로 인트라-주파수 측정 대상과 연결되어 있지만, 인트라-주파수 측정 대상을 보고 설정 2에 연결하고 있다. 단말은 셀내 측정을 수행하며, 보고 설정 2이 측정 결과 보고의 기준 및 보고 타입를 결정하는데 사용된다.

측정 식별자 1(1001)과 측정 식별자 2(1002)에 의해, 단말은 인트라-주파수 측정 대상에 대한 측정 결과가 보고 설정 1 및 보고 설정 2 중 어느 하나를 만족하더라도 측정 결과를 전송한다.

측정 식별자 3(1003)은 인터-주파수 측정 대상 1과 보고 설정 3을 연결하고 있다. 단말은 인터-주파수 측정 대상 1에 대한 측정 결과가 보고 설정 1에 포함된 보고 조건을 만족하면 측정 결과를 보고한다.

측정 식별자 4(1004)은 인터-주파수 측정 대상 2과 보고 설정 2을 연결하고 있다. 단말은 인터-주파수 측정 대상 2에 대한 측정 결과가 보고 설정 2에 포함된 보고 조건을 만족하면 측정 결과를 보고한다.

한편, 측정 대상, 보고 설정 및/또는 측정 식별자는 추가, 변경 및/또는 삭제가 가능하다. 이는 기지국이 단말에게 새로운 측정 설정 메시지를 보내거나, 측정 설정 변경 메시지를 보냄으로써 지시할 수 있다.

도 11은 측정 식별자를 삭제하는 예를 나타낸다. 측정 식별자 2(1002)가 삭제되면, 측정 식별자 2(1002)와 연관된 측정 대상에 대한 측정이 중단되고, 측정 보고도 전송되지 않는다. 삭제된 측정 식별자와 연관된 측정 대상이나 보고 설정은 변경되지 않을 수 있다.

도 12는 측정 대상을 삭제하는 예를 나타낸다. 인터-주파수 측정 대상 1이 삭제되면, 단말은 연관된 측정 식별자 3(1003)도 또한 삭제한다. 인터-주파수 측정 대상 1에 대한 측정이 중단되고, 측정 보고도 전송되지 않는다. 그러나, 삭제된 인터-주파수 측정 대상 1에 연관된 보고 설정은 변경 또는 삭제되지 않을 수 있다.

보고 설정이 제거되면, 단말은 연관된 측정 식별자 역시 제거한다. 단말은 연관된 측정 식별자에 의해 연관된 측정 대상에 대한 측정을 중단한다. 그러나, 삭제된 보고 설정에 연관된 측정 대상은 변경 또는 삭제되지 않을 수 있다.

도 13은 기존 측정 절차를 나타내는 도면이다.

단말은 기지국으로부터 측정 설정을 수신한다(S1310). 단말은 측정 식별자에 의해 식별되는 측정 대상에 대하여 측정을 수행한다(S1320). 단말은 보고 조건이 만족되었는지 여부를 결정하기 위해 측정 결과를 평가한다(S1330). 보고 조건이 만족되면(S1340), 측정 보고가 트리거된다.

측정 보고는 측정 식별자, 서빙 셀의 측정치, 및 이웃 셀의 측정 결과를 포함할 수 있다. 측정 식별자는 측정 보고가 트리거된 측정 대상을 식별시킨다. 이웃 셀의 측정 결과는 이웃 셀의 셀 식별자 및 이웃 셀의 측정치를 포함할 수 있다. 측정치는 RSRP 및 RSRQ 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이어서 H(e)NB에 대하여 설명한다.

이동통신망 사업자 외에 개인이나 또는 특정 사업자 또는 집단 소유의 기지국을 통해 이동 통신 서비스를 제공할 수도 있다. 이러한 기지국을 HNB (Home NB) 또는 HeNB (Home eNB)라고 부른다. 앞으로 HNB와 HeNB 둘을 총칭하여 HeNB라고 일컫는다. HeNB는 기본적으로 특정 사용자 그룹(Closed Subscriber Group, CSG) 에게만 특화된 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 단 HeNB의 동작 모드 설정에 따라 CSG 외에 다른 사용자들에게도 서비스를 제공할 수도 있다.

도 14는 HeNB 운용을 나타내는 무선 통신 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.

도 14를 참조하면, 위와 같이 HeNB를 서비스하기 위해서 Home eNB 게이트웨이(HeNB GW)를 운용할 수도 있다. HeNB들은 HeNB GW를 통해 EPC에 연결되거나 직접 EPC에 연결된다. HeNB GW는 MME에게는 일반적인 eNB처럼 보인다. HeNB GW는 HeNB에게는 MME처럼 보인다. 따라서, HeNB와 HeNB GW 사이에는 S1 인터페이스로 연결되며, HeNB GW와 EPC 역시 S1 인터페이스로 연결된다. 또한, HeNB와 EPC가 직접 연결될 경우에도 S1 인터페이스로 연결된다. HeNB의 기능은 일반적인 eNB의 기능과 대부분 같다.

일반적으로 HeNB는 이동통신망 사업자가 소유한 eNB와 비교하여 무선 전송 출력이 낮다. 따라서 HeNB가 제공하는 서비스 영역(coverage)는 eNB가 제공하는 서비스 영역에 비하여 작은 것이 일반적이다. 이 같은 특성 때문에 서비스 영역 관점에서 종종 HeNB가 제공하는 셀은 eNB가 제공하는 macro 셀과 대비하여 femto 셀로 분류된다. 한편 제공하는 서비스 관점에서, HeNB가 CSG 그룹에게만 서비스를 제공할 때에, 이 HeNB가 제공하는 셀은 CSG 셀이라고 일컫는다.

각 CSG는 각기 고유의 식별 번호를 가지고 있으며, 이 식별 번호를 CSG ID(CSG identity)라고 부른다. 단말은 자신이 멤버로 속한 CSG의 목록을 가질 수 있고, 이 CSG 목록은 단말의 요청 또는 네트워크의 명령에 의해 변경될 수 있다. 일반적으로 하나의 HeNB는 한 개의 CSG를 지원할 수 있다.

HeNB는 자신이 지원하는 CSG의 CSG ID를 시스템 정보를 통해 전달하여, 해당 CSG의 멤버 단말만이 접속하도록 한다. 단말은 CSG 셀을 발견하였을 때, 이 CSG 셀이 어떤 CSG를 지원하는지를 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 읽어서 확인할 수 있다. CSG ID를 읽은 단말은 자신이 해당 CSG 셀의 멤버일 경우에만 해당 셀을 접속할 수 있는 셀로 간주한다.

HeNB라고 해서 항상 CSG 단말에게만 접속을 허용할 필요는 없다. HeNB의 구성 설정에 따라 CSG 멤버가 아닌 단말의 접속도 허용할 수가 있다. 어떤 단말에게 접속을 허용할지는 HeNB의 구성 설정에 따라 바뀌는데, 여기서 구성 설정은 HeNB의 동작 모드의 설정을 의미한다. HeNB의 동작 모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하는지에 따라 아래의 3가지로 구분된다.

- Closed access mode: 특정 CSG 멤버에게만 서비스를 제공하는 모드. HeNB는 CSG 셀을 제공한다.

- Open access mode: 일반 eNB처럼 특정 CSG 멤버라는 제약이 없이 서비스를 제공하는 모드. HeNB은 CSG 셀이 아닌 일반적 셀을 제공한다.

- Hybrid access mode: 특정 CSG 멤버에게는 CSG 서비스를 제공할 수 있고, 비 CSG 멤버에게도 일반 셀처럼 서비스를 제공하는 모드. CSG 멤버 UE에게는 CSG 셀로 인식이 되고, 비 CSG 멤버 UE에게는 일반 셀처럼 인식이 된다. 이러한 셀을 hybrid cell이라고 부른다.

HeNB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인 일반적인 셀인지를 단말에게 알려서, 단말이 해당 셀에 접속할 수 있는지 없는지를 알게 한다. Closed access mode로 운영되는 HeNB는 자신이 CSG 셀이라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. Open access mode로 운영되는 HeNB는 자신이 CSG 셀이 아니라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. 이와 같이 HeNB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인지 아닌지를 알려주는 1비트의 CSG 지시자(CSG indicator)를 시스템 정보 속에 포함시킨다. 예를 들어 CSG셀은 CSG 지시자를 TRUE로 설정해서 방송한다. 만약 서비스하는 셀이 CSG 셀이 아닌 경우에 CSG 지시자를 FALSE로 설정하거나 또는 CSG 지시자 전송을 생략하는 방법을 사용할 수도 있다. 단말은 eNB가 제공하는 일반적 셀을 CSG 셀과 구분할 수 있어야 하기 때문에, 일반적 eNB 역시 CSG 지시자를 전송하여 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수 있다. 일반적 eNB는 CSG 지시자를 전송하지 않음으로 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수도 있다. 표 2는 셀 타입별로 해당 셀에서 전송하는 CSG 관련 파라미터를 나타낸다. 이어 표 3은 셀 타입별 접속을 허용하는 단말의 종류를 나타낸다.

	CSG 셀	일반적 셀
CSG 지시자	‘CSG 셀’이라고 가리킴	‘Non-CSG 셀’이라고 가리킴 또는 전송하지 않음
CSG 식별자	지원하는 CSG 식별자 전송	전송하지 않음

	CSG 셀	일반적 셀
CSG를 지원하지 않는 단말	접속 불가	접속 가능
비CSG 멤버 단말	접속 불가	접속 가능
멤버 CSG 단말	접속 가능	접속 가능

어떤 주파수에서 CSG셀과 (normal) macro셀이 동시에 운용될 수 있다. 앞으로 이러한 주파수를 혼합 캐리어 주파수(mixed carrier frequency)라고 부른다. 네트워크는 혼합 캐리어 주파수에서 특정 물리계층 셀 식별자들을 CSG 셀 용으로 따로 예약해둘 수 있다. 물리계층 셀 식별자는 E-UTRAN 시스템에서는 PCI (Physical Cell Identity)라고 불리고, UTRAN에서는 PSC (Physical scrambling code)라고 불린다. 서술의 편의를 위해 물리계층 식별자를 PCI로 표현한다. 혼합 캐리어 주파수에서 CSG 셀은 현재 주파수에서 CSG용으로 예약된 PCI들에 대한 정보를 시스템 정보를 통해 알려준다. 이 정보를 수신한 단말은, 해당 주파수에서 어떤 셀을 발견하였을 때 이 셀의 PCI로부터 이 셀이 CSG 셀인지 또는 CSG 셀이 아닐 수 있는지 판단할 수 있다.

CSG 관련 기능을 지원하지 않거나 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가지고 있이 않은 단말은 셀 선택/재선택 과정에서 CSG 셀을 선택 가능한 셀로 간주할 필요가 없다. 이 경우 단말은 셀의 PCI만 확인하고, 만약 PCI가 CSG로 예약된 PCI라면 해당 셀을 셀선택/재선택 과정에서 바로 제외할 수 있다. 일반적으로 어떤 셀의 PCI는 단말이 물리계층이 해당 셀의 존재를 확인하는 단계에서 바로 알 수 있다.

자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가진 단말의 경우, 혼합 캐리어 주파수에서 주변의 CSG 셀들에 대한 목록을 알고 싶을 때에는, 전체 PCI 범위에서 발견되는 모든 셀의 시스템 정보의 CSG 식별자를 일일이 확인하는 대신, CSG 용으로 예약된 PCI를 가진 셀만 발견하면 해당 셀이CSG 셀이라는 것을 알 수 있다.

이하에서, CSG셀과 관련된 셀 재선택 방법을 살펴본다.

CSG 셀은 해당 CSG 멤버 단말에게 보다 나은 서비스를 지원하기 위한 셀이다. 따라서, 단말이 CSG 셀에 캠프 온 하고 있을 때에는, 단말이 서빙 주파수의 주파수 우선순위보다 더 높은 주파수 우선순위를 갖는 인터-주파수를 발견한다고 해서 인터-주파수의 셀을 재선택하는 것은 서비스 품질 면에서 바람직하지 않을 수 있다.

단말이 CSG에 캠프 온 하고 있을 때, 서빙 주파수보다 더 높은 주파수 우선순위를 가지는 인터-주파수로 무조건적으로 셀 재선택을 하는 것을 막기 위해, 단말은 어떤 주파수의 CSG셀이 그 주파수에서 셀 재선택 평가 기준에 따라 최선의 랭크(best ranked)로 판명이 되면, 해당 주파수의 주파수 우선순위를 다른 주파수보다 더 높다고 가정한다. 이와 같이 특정 주파수에 대해 네트워크가 지정할 수 있는 주파수 우선순위보다 더 높은 주파수 우선순위를 단말이 스스로 지정할 때, 이러한 주파수 우선순위를 묵시적 최우선 순위(implicit highest priority)라고 부른다. 이렇게 하면, 단말이 셀 재선택을 할 때 가장 먼저 주파수 우선순위를 고려한다는 기존의 셀 선택에서의 규칙을 지키면서, 단말이 CSG 셀에 머무르는 것을 도울 수 있다. 만약 CSG 셀에 있던 단말이 해당 주파수의 비-CSG 셀을 재선택을 하면, 단말은 해당 주파수에 대해 묵시적 최우선 순위 가정을 철회하고, 네트워크가 전달한 주파수 우선순위값을 셀 재선택 평가 때 사용한다. 만약 단말이 CSG 셀에 캠프 온 하고 있을 때, 동일한 주파수 우선순위를 가지는 주파수에서 best ranked 인 다른 CSG 셀을 발견한 경우, 단말이 그 CSG셀을 재선택할지 또는 현재 캠프 온 하고 있는 CSG 셀에 남아있을지는 단말의 구현에 따른다

이어서 CSG셀과 관련된 핸드오버 방법에 관하여 설명한다.

RRC 연결 상태인 단말은 네트워크로부터 제공된 설정을 기반으로 일반적인 측정 및 이동성 절차를 수행한다. 단말은 RRC 연결 상태에 있는 동안 CSG ID의 수동 선택(manual selection of CSG IDs)을 지원할 것을 요구받지 않는다. HNB/HeNB로의 핸드오버는 UE에 의해 지원되고 네트워크네 의해 제어되는 핸드오버의 프레임워크에 따른다. HNB/HeNB로의 핸드오버는 일반적인 핸드오버 절차와 세가지 측면에서 차이가 있다.

1. 프록시 추정(Proximity Estimation): 단말이 자동 탐색 절차(autonomous search procedure)를 사용하여 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가지는 CSG 또는 하이브리드 셀이 가까이 있음을 결정할 수 있는 경우, 단말은 소스 eNB에 프록시 지시(proximity indication)을 제공할 수 있다. 프록시 지시는 아래와 같이 사용될 수 있다:

- 고려되는 주파수/RAT에 대한 측정 설정이 없는 경우, 소스 eNB는 단말에게 상기 고려되는 주파수/RAT에 대한 측정 및 보고를 수행하도록 설정할 수 있다.

- 소스 eNB는 수신한 프록시 지시를 기반으로 HNB/HeNB로의 핸드오버와 관련된 다른 액션을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. (예를 들어, 소스 eNB는 프록시 지시를 수신하지 않으면 단말로 하여금 HNB/HeNB의 시스템 정보를 획득하도록 설정하지 않을 수 있다.)

2. PSC/PCI 혼동(PSC/PCI confusion): 전형적인 HNB/HeNB의 셀 크기는 매크로 셀의 사이즈보다 훨씬 작기 때문에, 소스 eNB의 커버리지 내에 동일한 PSC/PCI를 가지는 복수의 HNB/HeNB가 있을 수 있다. 이는 PSC/PCI 혼동이라고 언급되는 조건을 가져올 수 있는데, 이는 소스 eNB가 단말로부터의 측정 보고에 포함된 PSC/PCI로부터 핸드오버를 위한 올바른 타겟 셀을 결정하지 못하는 것이다. PSC/PCI\ 혼동은 단말이 타겟 HNB/HeNB의 글로벌 셀 ID(Global Cell ID; GCI)를 보고함으로써 해결된다.

3. 접근 제어(Access Control): 타겟 셀이 하이브리드 셀이면, 할당된 자원에 대한 우선순위를 매기는 것은 단말의 멤버쉽 상태(membership status)를 기반으로 수행될 수 있다. 접근 제어는 두 단계 절차로 이루어지는데, 먼저 단말은 타겟 셀로부터 수신된 CSG ID 및 단말의 CSG 화이트 리스트를 기반으로 멤버십 상태를 보고하고, 그 다음 네트워크가 보고된 상태를 판별하는 것이다.

eNB/HeNB에서 HeNB의 CSG/하이브리드 셀로의 이동성은 S1 핸드오버 절차와 함께 일어난다. 이하에서 소스 셀은 eNB 또는 HeNB일 수 있다. 상기 절차는 단말에 의해 또는 소스 eNB에 CSG ID가 제공되는 모든 시나리오에 적용될 수 있다.

도 15는 CSG 셀에 대한 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도이다.

도 15를 참조하면, CSG 셀에 대한 핸드오버 절차는 이하와 같다.

Step.1 소스 eNB는 단말에게 프록시 지시 제어를 설정한다. 이를 위해, 소스 eNB는 재설정 메시지(reconfiguration message)를 단말에게 전송할 수 있다. 상기 재설정 메시지는 프록시 지시의 설정을 위한 정보를 포함한다.

Step.2 단말이 (자동 탐지 절차를 기반으로) 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가지는 셀에 가까이 있음을 결정하였을 때, 단말은 “진입(Entering)” 프록시 지시를 전송한다. 상기 프록시 지시는 상기 셀의 RAT 및 주파수를 포함한다.

Step.3 고려되는 주파수/RAT을 위한 측정 설정이 없으면, 소스 eNB는 필요에 따라 측정 갭을 포함하는 적절한 측정 설정을 단말에게 설정하여, 단말은 보고된 RAT 및 주파수에 대한 측정을 수행할 수 있다. 이를 위해 소스 eNB는 단말에게 재설정 메시지를 전송한다. 상기 제설정 메시지는 상기 측정의 설정에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한 네트워크는 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가지는 셀들이 위치한 지리적 영역에 단말이 존재하지 않는 경우, 위와 같은 정보를 요청하는 것을 회피함으로써, CSG/하이브리드 셀의 핸드오버 준비 정보를 요청하는 것을 최소화하기 위해 상기 프록시 지시를 사용할 수 있다.

Step.4 단말은 PCI(예를 들어, 트리거된 이벤트 A3로 인한)를 포함하는 측정 보고를 전송한다.

Step.5 소스 eNB는 시스템 정보 획득 및 특정 PCI의 보고를 수행하기 위하여 단말을 설정한다.

Step.6 단말은 자동 갭(autonomous gap)을 사용하여 시스템 정보 획득을 수행하는데, 예를 들어, 단말은 타겟 HeNB로부터 적절한 시스템 정보를 획득하기 위하여 [TS 36.133]에서 정의된 제한범위 내에서 수신 및 전송을 중단할 수 있다.

Step.7 단말은 (E-)CGI, TAI, CSG ID 및 “멤버/비-멤버” 지시를 포함하는 측정 보고를 전송한다.

Step.8 소스 eNB는 타겟 E-CGI 및 CSG ID를 MME로 전송된 요청된 핸드오버 메시지(Handover Required message)에 포함시킨다. 타겟이 하이브리드 셀이면, 타겟의 셀 접근 모드(Cell Access Mode)가 포함된다.

Step.9 MME는 상기 요청된 핸드오버 메시지 내에 있는 수신된 CSG ID 및 단말을 위한 저장된 CSG 가입 데이터(stored CSG subscription data)를 기반으로 CSG 셀로의 단말 접근 제어를 수행한다. 접근 제어 절차가 실패하면, MME는 핸드오버 준비 실패 메시지(Handover Preparation Failure message)로 응답함으로써 핸드오버 절차를 종료한다. 셀 접근 모드가 있으면, MME는 하이브리드 셀로 핸드오버하는 단말의 CSG 멤버쉽 상태(CSG Membership Status)를 결정하고 이를 핸드오버 요청 메시지(Handover Request Message)에 포함시킨다.

Step.10-11 MME는 상기 요청된 핸드오버 메시지를 통해 수신된 타겟 CSG ID를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 타겟 HeNB로 전송한다. 타겟이 하이브리드 셀이면, CSG 멤버쉽 상태가 핸드오버 요청 메시지에 포함될 것이다.

Step.12 타겟 HeNB는 핸드오버 요청 메시지를 통해 수신된 CSG ID가 타겟 셀의 방송된 CSG ID와 매칭되는지 확인하고, 위와 같은 확인이 성공하면 적절한 자원을 할당한다. 단말 우선순위 매김은 CSG 멤버쉽 상태가 상기 단말이 멤버임을 지시하는 경우에 역시 적용될 수 있다.

Step.13-14 타겟 HeNB는 핸드오버 요청 수신확인 메시지(Handover Request Acknowledgement (ACK) message)를 HeNB GW가 존재하면 이를 통해 MME로 전송한다.

Step.15 MME는 핸드오버 지시 메시지(Handover Command message)를 상기 소스 eNB로 전송한다

Step.16 소스 eNB는 핸드오버 지시(Handover Command) (이동성 제어 정보를 포함하는 RRC 연결 재설정 메시지)를 단말에게 전송한다.

상기 1 내지 9, 15, 및 16 step은 LTE에서 HNB로의 인터-RAT 이동성에도 적용될 수 있다.

“진입” 프록시 지시를 전송한 후(step. 2), 단말이 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가진 셀이 더 이상 가까이 있지 않다고 결정하면, 단말은 “벗어남(leaving)” 프록시 지시를 상기 소스 eNB에게 전송한다. 이 지시를 수신하고, 소스 eNB는 단말이 보고된 RAT 및 주파수에 대한 측정을 중지하도록 단말을 재설정할 수 있다.

상기의 절차에 있어서, step2 및 step3은 단말이 이전에 상기 HeNB에 방문한적이 없는 경우, 예를들어 단말이 하이브리드 셀에 처음 방문한 경우, 에는 수행되지 않을 수 있다.

PCI 혼동은 step 5 내지 7에 의해 해결될 수 있다. 소스 eNB는 시스템 정보 확득 및 CSG 또는 하이브리드 셀의 PSC/PCI에 한정되지 않고 어떠한 PCI라도 보고할 것을 요청할 수 있다.

네트워크는, 특정 주파수의 셀들의 트래픽에 과부하가 발생하면 다른 주파수의 셀들로 단말을 이동시켜 과부하를 줄이는 오프로딩을 지원할 수 있다. 매크로 셀보다 셀 커버리지가 작은 셀, 일례로 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell)등은 특정 셀 커버리지의 과부하 트래픽을 효과적으로 오프로딩하는데 사용될 수 있다. 또한, 피코 셀 및 펨토 셀과 같은 커버리지가 작은 셀은 네트워크 구성 및 운용 비용에서 장점이 있어, 최근 사업자들의 망 운용 관리 전략 측면에서 큰 관심을 받고 있다.

매크로 셀로부터 서비스를 제공받는 단말은 이동하여 작은 셀의 커버리지 내에 위치하였을 때 해당 셀로부터 서비스를 제공 받는 것이 가능하다. 한편, 피코 셀 및 펨토 셀과 같은 작은 셀들이, 단말이 현재 서비스를 받고 있는 서빙 셀의 주파수와 다른 주파수 특성을 가지는, 즉 인터-주파수 셀일 수 있다.

인터-주파수 셀로의 오프로딩이 정상적으로 수행되기 위해서, 단말은 작은 셀 커버리지 내에서 해당 셀이 존재함을 감지하였을 때, 이를 단말의 서빙셀로 알릴 수 있어야 한다. 이를 위해 매크로 셀은 단말에게 인터-주파수 셀 측정 설정(measurement configuration)을 구성한다. 단말은 매크로 셀로부터 수신한 측정 설정에 따라 인터-주파수 셀에 대한 측정을 상시적으로 수행할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템 구성의 일례를 나타내는 도면이다.

도 16을 참조하면, 현재 단말의 서빙 주파수는 f1이며, 단말은 주파수 f1로 운영중인 매크로 셀로부터 서비스를 제공받고 있다. 주파수 f1의 매크로 셀, 즉 서빙 셀은 오프로딩 목적으로 단말에게 주파수 f2에 대한 인터-주파수 측정 설정을 구성(configure)할 수 있다. 이 측정 설정은 단말이 주파수 f2의 피코 셀의 커버리지 내 있음을 측정을 통해 알게 되면, 이를 서빙 셀로 보고하도록 하기 위한 것이다. 단말은 인터-주파수 측정 설정을 기반으로 주파수 f2의 측정, 즉 인터-주파수 측정을 수행한다.

상기 도면에서 단말이 인터-주파수 측정을 수행하는 구간을 A(1610), B(1620), C(1630), D(1640), E(1650)로 구분하여 표현하였다. 구간 A(1610), B(1620), C(1630), D(1640), E(1650) 중 단말의 인터-주파수 측정을 통해 f2로 운영중인 pico cell을 발견하는 구간은 B, D이다. 나머지 A, C, E 구간에서 단말은 pico cell은 존재하지 않지만, 구성된 측정 설정에 따라 지속적으로 인터-주파수 측정을 수행한다.

단말은 인터-주파수 측정을 수행하는 경우, 서빙 셀의 주파수가 아닌 다른 주파수에 대한 신호를 기반으로 측정을 수행하므로, 서빙 셀로부터 서비스를 받지 못하게 된다. 인터-주파수 셀 커버리지 내에 위치하였을 때 단말이 수행하는 인터-주파수 측정은 비록 지속적인 서빙 셀로부터의 서비스가 중단된다는 단점을 가지나, 트래픽 오프로딩을 위한 절차로서의 효과를 예상할 수 있다. 한편, 실제 단말이 인터-주파수 셀의 커버리지 내에 위치하지 않음에도 불구하고, 인터-주파수 측정을 수행하는 것은 트래픽 오프로딩 측면에서의 효과를 기대할 수 없으며, 단말의 서비스 품질이 저하되는 문제점을 발생시킬 수 있다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 단말은 네트워크로부터 인터-주파수와 같은 일정한 특성을 가지는 셀이 감지되었음을 보고하고, 이에 대응된 측정 설정 값을 획득한 후에 이에 따라 해당 셀에 대한 측정을 수행하는 방법이 제안될 수 있다. 이하에서는 단말에 의한 셀 감지/보고를 기반으로 한 단말의 이동성 수행 방법에 대하여 상술하도록 한다.

네트워크는 단말이 특정 특성을 가지는 셀을 감지하고, 이를 보고할 수 있도록 지시하기 위해, 보고 설정(report configuration)을 단말에게 전송한다. 특정 특성을 가지는 셀은 인터-주파수 셀이거나 피코 셀이나 펨토 셀과 같은 특정 셀 타입을 가지는 셀일 수도 있다. 이하에서는 위와 같은 셀들을 특정 타입의 셀이라고 한다.

보고 설정은 단말이 특정 타입의 셀을 감지하면 이를 네트워크에게 보고할 것을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 보고 설정은 단말이 존재를 감지하고 보고하는 대상 셀에 대한 정보를 포함할 수 있다. 대상 셀에 대한 정보는 특정 타입의 셀을 직접 지시하는 지시자(들)일 수 있다. 대상 셀에 대한 정보는 단말로 하여금 셀이 특정 타입의 셀에 해당하는지 판단할 수 있도록 하는 정보일 수 있다. 보고 설정에 포함되는 셀에 대한 정보는 측정 대상이 될 수 있는 주파수 별로 독립적으로 구성될 수 있다.

단말의 감지 및/또는 보고 대상이 되는 셀의 특정 타입은 다양한 방법으로 제시될 수 있다. 특정 타입의 셀은 네트워크가 단말에게 제공한 셀 리스트에 포함된 셀일 수 있다. 셀 리스트는 대상 셀(들)의 식별자의 리스트로 구현될 수 있다. 이 경우 셀의 식별자는 물리계층 식별자인 PCI일 수 있다. 이 정보는 주파수 별로 다를 수 있으며, 네트워크는 주파수 별로 셀 리스트를 단말에게 제공할 수 있다. 리스트에 포함되는 셀은 피코 셀 및/또는 펨토 셀일 수 있으며, 또한 CSG 셀일 수도 있다.

특정 타입의 셀은 매크로 셀보다 작은 커버리지를 가지는 셀일 수 있다. 일례로, 셀 타입으로 피코 셀이나 펨토 셀일 수 있다. 특정 타입의 셀은 CSG 셀일 수 있다.

특정 타입의 셀은 특정 위치에 존재하는 셀에 해당될 수 있다. 네트워크는 특정 타입에 해당하는 셀들이 존재하는 위치에 대한 정보를 미리 제공하여줄 수 있다.

단말은 특정 타입의 셀이 존재함을 감지하고 이를 네트워크로 보고할 수 있다. 단말이 특정 타입의 셀의 존재를 식별할 수 있는 신호를 수신하였을 경우, 단말은 전술한 특정 타입의 셀을 감지하였다고 판단할 수 있다. 일례로, 셀의 물리 게층 셀 식별자(PCI)를 기반으로 특정 타입의 셀을 감지하였다고 판단할 수 있다. 단말이 특정 타입의 셀(들)에 대한 리스트를 미리 알고 있는 경우, 단말은 PCI와 셀 리스트를 비교하여 해당 셀이 리스트에 포함된 셀인지 여부를 판단할 수 있다.

특정 타입의 셀은 매크로 셀보다 작은 커버리지를 가지는 셀로 피코 셀이나 펨토 셀인 것으로 주어질 수 있다. 이 경우 단말은 PCI를 수신하고 해당 셀이 피코 셀 및/또는 펨토 셀에 해당하는지 판단을 통해 셀 감지를 수행할 수 있다. 특정 타입의 셀이 CSG 셀인 경우, 단말은 자신이 미리 알고 있는 CSG 리스트나 또는 네트워크로부터 주어진 CSG 리스트를 기반으로 해당 셀이 CSG 셀인지 여부를 판단할 수 있다.

단말이 특성 타입의 셀(들)이 존재하는 위치에 대한 정보를 가지고 있는 경우, 단말은 해당 위치에 진입하게 되면 특정 타입의 셀을 감지하였다고 판단할 수 있다. 단말은 GNSS(Global Navigation Satellite System), GPS(Global Positioning System)등을 통한 단말의 위치 정보를 획득할 수 있다.

특정 타입의 셀을 감지한 단말은 이를 네트워크로 보고한다. 특정 타입의 셀이 감지되었음을 보고하는 것은, 기존 RRC 메시지에 추가 정보를 포함시켜 전송하는 것으로 구현될 수 있다. RRC 메시지인 프록시 지시자(Proximity Indication)에 추가 정보를 포함시켜 전송하거나 측정 보고에 추가 정보를 포함시켜 전송하는 것일 수 있다.

추가 정보는 단말이 전송하는 RRC 메시지가 특정 타입의 셀의 감지를 알리기 위해 전송된 것임을 지시하는 지시자 또는 그에 상응하는 정보를 포함할 수 있다. 네트워크는 프록시 지시자 및/또는 측정 보고와 같은 RRC 메시지를 수신하고, 이에 포함된 추가정보를 통해 해당 메시지가 특정 타입 셀 감지 보고 및 감지된 셀의 타입을 결정하기 위해 전송된 것임을 알 수 있고 감지된 셀의 타입을 판단할 수 있다.

상기 추가 정보는 단말이 감지한 셀의 타입 관련 정보를 포함할 수 있다. 셀 타입 관련 정보는 감지된 셀의 PCI를 지시할 수 있다. 셀 타입 관련 정보는 단말이 감지한 셀의 커버리지 사이즈를 지시할 수 있다. 셀 타입 관련 정보는 감지한 셀이 피코 셀임을 지시할 수 있다. 셀 타입 관련 정보는 감지한 셀이 펨토 셀임을 지시할 수 있다.

상기 추가 정보는 단말이 감지한 셀에 대한 정보일 수 있다. 셀에 대한 정보는 감지된 셀의 품질을 나타내는 측정값을 포함할 수 있다. 측정 값은 RSRP(Reference Signal Received Power) 및/또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)일수 있다. 단말이 특정 타입에 해당하는 셀을 복수개 감지한 경우, 추가 정보는 복수 개의 셀에 대하여 생성되고 전송될 수 있다.

단말이 감지한 셀이 CSG 셀이면, 단말은 추가 정보에 CSG 관련 정보를 더 포함시켜 전송할 수 있다. CSG 관련 정보로는 CSG 멤버십 정보 및/또는 CSG ID 정보가 있을 수 있다. 상기 CSG 멤버십 정보는 상기 단말이 상기 CSG 셀로부터 서비스를 제공받을 수 있는 CSG 멤버인지를 지시하는 정보일 수 있다.

CSG 멤버십 정보는 단말이 이전에 상기 CSG 셀을 방문하였을 때 저장했던 셀의 정보로부터 판단한 멤버십 정보일 수 있다. CSG 멤버십 정보는 단말이 상기 CSG 셀을 감지하고 이로부터 수신한 시스템 정보로부터 판단한 멤버십 정보일 수 있다. 상기 CSG 멤버십 정보가 단말이 상기 CSG셀을 감지한 후 직접 획득한 시스템 정보정부터 판단한 것이 아니고, 저장된 정보를 기반으로 판단한 것이라면 이에 대한 지시 정보를 CSG 멤버십 정보에 더 포함시켜 네트워크에게 전송할 수 있다.

CSG ID 정보는 단말이 이전에 상기 CSG 셀을 방문하였을 때 저장했던 CSG 셀의 정보에 포함된 CSG ID를 지시할 수 있다. CSG ID 정보는 단말이 상기 CSG 셀을 감지하고 상기 CSG 셀로부터 직접 수신한 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 지시할 수 있다. 상기 CSG ID가 단말이 셀 감지 후 수신한 시스템 정보로부터 직접 수신한 CSG ID가 아니고 기존에 저장된 정보로부터 획득한 것이라면, 이에 대한 지시 정보를 CSG ID 정보에 더 포함시켜 네트워크에게 전송할 수 있다.

서빙 셀은 추가 정보가 포함된 셀 감지 보고 메시지를 수신하면 단말에게 특정 타입의 셀 측정을 위한 측정 설정을 전송한다.

단말은 서빙 셀로부터 측정 설정을 수신하면, 이를 기반으로 감지된 특정 타입 셀에 대한 측정을 수행하고, 측정 결과를 서빙 셀로 보고할 수 있다.

서빙 셀을 포함하는 네트워크는 측정 결과를 기반으로 핸드 오버 여부를 결정하고 핸드 오버가 필요한 경우, 단말에게 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 지시 메시지(handover command message)를 전송할 수 있다. 단말은 핸드오버 지시 메시지에 따라 특정 타입의 감지된 셀로 핸드오버를 수행할 수 있다.

이상에서 단말에 의한 셀 감지/보고 방법에 대하여 상술하였다. 이하에서 도면을 참조하여 상술한 셀 감지/보고를 기반으로 한 단말의 이동성 수행 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 수행 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 17을 참조하면, 단말은 프록시 지시 설정(proximity indication configuration)을 서빙 셀로부터 수신한다(S1710). 프록시 지시 설정에는 특정 타입의 셀에 대한 정보로서 주파수 f2로 운영하는 셀 리스트가 포함될 수 있다.

단말은 주파수 셀 리스트에 포함된 셀이 있는지 여부를 감지한다(S1720). 이 측정은 최선(best effort) 방식, 즉 단말이 주파수 f2의 측정 기회가 있을 때에 측정하는 형태로 수행될 수 있다.

단말은 주파수 f2에서 상기 셀 리스트에 포함된 셀을 감지하고 이에 대한 내용을 프록시 지시자를 통해 서빙 셀로 보고한다(S1730). 단말은 감지한 셀이 CSG 셀이 아니라는 것을 알리기 위해 프록시 지시자 내에 비-CSG 셀을 가리키는 지시자인 비-CSG 셀 지시자를 포함시켜 전송할 수 있다. 비-CSG 셀 지시자는 RRC 메시지중 하나인 프록시 지시자가 CSG 셀이 아닌 셀을 감지하였음을 알리기 위해 전송된 것임을 지시하기 위한 것일 수 있다.

단말은 감지한 셀을 알릴 때, 감지한 셀의 물리계층 식별자(PCI)를 포함시켜 전송할 수 있다. 이 경우, 네트워크는 단말이 전송한 PCI를 통해 단말이 감지한 셀의 타입을 판단할 수 있다고 가정한다.

서빙 셀은 단말이 상기 셀에 대한 측정을 수행할 수 있도록 측정 설정을 단말에게 전송한다(S1740). 측정 설정은 단말이 주파수 f2에 대하여 인터-주파수 측정을 수행할 수 있도록 하는 정보를 포함할 수 있다. 서빙 셀은 프록시 지시자에 비-CSG 셀 지시자의 포함 여부를 참조하여, 단말에게 적합한 측정 설정 정보를 구성하여 전송할 수 있다.

단말은 측정 설정 정보를 기반으로 타겟 셀에 대한 측정을 수행한다(S1750). 단말은 서빙 셀로부터 주파수 f2에 대한 인터-주파수 측정에 필요한 측정 설정 정보를 수신하였으므로, 주파수 f2에 대한 인터-주파수 측정을 수행할 수 있다.

단말은 주파수 f2의 타겟 셀이 측정 설정의 보고 조건을 만족하면, 타겟 셀에 대한 측정 결과를 서빙 셀에게 보고한다(S1760). 측정 결과는 측정 보고 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

단말로부터 측정 결과를 수신한 서빙 셀은 단말의 타겟 셀에 대한 핸드오버 여부를 결정한 후, 단말에게 핸드오버 지시 메시지를 전송한다(S1770).

단말은 주파수 f2로 운영중인 타겟 셀로 이동성을 수행한다(S1780). 이 경우 단말은 타겟 셀로 핸드오버 한다.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 수행 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 18을 참조하면, 단말은 측정 설정을 서빙 셀로부터 수신한다(S1810). 측정 설정에는 특정 타입의 셀에 대한 정보로서 주파수 f2로 운영하는 셀 리스트가 포함될 수 있다.

단말은 주파수 셀 리스트에 포함된 셀이 있는지 여부를 감지한다(S1820). 이 측정은 최선(best effort) 방식, 즉 단말이 주파수 f2의 측정 기회가 있을 때에 측정하는 형태로 수행될 수 있다.

단말은 주파수 f2에서 상기 셀 리스트에 포함된 셀을 감지하고 이에 대한 내용을 측정 보고 전송을 통해 서빙 셀로 보고한다(S1830). 단말은 셀 리스트에 포함된 셀이 감지되었음을 지시하는 리스트내 셀 감지 지시자(listed cell detection indicator)를 측정 보고 내에 포함시켜 전송할 수 있다. 따라서, 서빙 셀은 측정 보고를 수신하더라고 리스트내 셀 감지 지시자의 존재를 확인하고 특정 셀 타입에 대한 측정 설정을 단말에게 전송해줄 필요성을 판단할 수 있다.

서빙 셀은 단말이 상기 셀에 대한 측정을 수행할 수 있도록 측정 설정을 단말에게 전송한다(S1840). 측정 설정은 단말이 주파수 f2에 대하여 인터-주파수 측정을 수행할 수 있도록 하는 정보를 포함할 수 있다. 서빙 셀은 리스트내 셀 감지 지시자 의 포함되었는지 여부를 참조하여, 단말에게 적합한 측정 설정 정보를 구성하여 전송할 수 있다.

단말은 측정 설정 정보를 기반으로 타겟 셀에 대한 측정을 수행한다(S1850). 단말은 서빙 셀로부터 주파수 f2에 대한 인터-주파수 측정에 필요한 측정 설정 정보를 수신하였으므로, 주파수 f2에 대한 인터-주파수 측정을 수행할 수 있다.

단말은 주파수 f2의 타겟 셀이 측정 설정의 보고 조건을 만족하면, 타겟 셀에 대한 측정 결과를 서빙 셀에게 보고한다(S1860). 측정 결과는 측정 보고 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

단말로부터 측정 결과를 수신한 서빙 셀은 단말의 타겟 셀에 대한 핸드오버 여부를 결정한 후, 단말에게 핸드오버 지시 메시지를 전송한다(S1870).

단말은 주파수 f2로 운영중인 타겟 셀로 이동성을 수행한다(S1880). 이 경우 단말은 타겟 셀로 핸드오버 한다.

도 19는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타낸 블록도이다. 이 장치는 도 16 내지 18의 실시예에 따른 단말의 동작을 구현한다.

무선 장치(1900)는 프로세서(1910), 메모리(1920) 및 RF부(radio frequency unit, 1930)을 포함한다. 프로세서(1910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로세서(1910)은 네트워크로부터 감지해야 할 특정 타입의 셀에 대한 정보를 수신하고, 해당 셀의 존재 여부를 감지한다. 프로세서(1910)는 특정 타입의 셀이 감지되면 이를 네트워크로 보고한다. 프로세서(1910)는 네트워크로부터 추가적인 측정 설정을 수신하면, 이를 기반으로 특정 타입의 타겟 셀을 측정한다. 프로세서(1910)는 타겟 셀에 대한 측정 결과가 측정 보고를 위한 조건을 만족하면 측정 보고를 네트워크로 전송하고, 네트워크의 명령에 따라 이동성을 수행한다.

전술한 도 16 내지 18의 실시예는 프로세서(1910) 및 메모리(1920)에 의해 구현될 수 있다.

RF부(1930)은 프로세서(1910)와 연결되어 무선 신호를 송신 및 수신한다.

프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

1. 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 이동 수행 방법에 있어서, 상기 방법은,
   서빙 셀로부터 보고 설정을 수신하되, 상기 보고 설정은 감지 기반 정보를 포함하고;
   상기 감지 기반 정보를 기반으로 셀이 존재하는지 여부를 결정하고;
   감지된 셀이 존재함을 보고하는 감지 보고를 상기 서빙 셀로 전송하고;
   상기 감지된 셀을 측정하는데 사용되는 측정 설정을 상기 서빙 셀로부터 수신하고;
   상기 측정 설정을 깁반으로 상기 셀을 측정하고; 및
   상기 셀로 이동을 수행하는 것;을 포함함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감지 기반 정보는 셀 리스트를 포함함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 감지하는 것은,
   적어도 하나의 셀의 적어도 하나의 식별자를 수신하고; 및
   상기 적어도 하나의 식별자가 상기 셀 리스트에 포함되어 있는지 여부를 결정하는 것을 포함하고,
   상기 감지된 셀의 식별자는 상기 셀 리스트에 포함됨을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 셀 리스트는 특정 주파수 상에서 운영중인 셀들에 관한 것임을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 특정 주파수는 상기 서빙 셀의 서빙 주파수와 다른 것을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 측정하는 것은 인터-주파수 측정(inter-frequency measurement)을 기반으로 함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 보고 설정은 CSG(Closed Subscriber Group) 셀을 감지할 것을 지시하는데 사용되는 프록시 지시 설정 메시지(proximity indication configuration message) 내에 포함되어 전송됨을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 감지 보고는 상기 감지된 셀이 상기 CSG 셀이 아님을 지시하는 비-CSG 셀 지시자를 포함함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 감지 보고는 상기 감지된 셀에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 감지된 셀에 대한 정보는 상기 감지된 셀의 측정된 신호 품질을 포함함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
11. 제 9항에 있어서, 상기 감지된 셀에 대한 정보는 상기 감지된 셀의 물리 셀 식별자를 포함함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
12. 제 1항에 있어서, 상기 핸드오버를 수행하는 것은,
    상기 서빙셀로부터 핸드오버 지시 메시지를 수신하고; 및
    상기 감지된 셀로 핸드오버를 수행하는 것;을 포함함을 특징으로 하는 이동 수행 방법.
13. 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부; 및
    상기 RF부와 기능적으로 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    서빙 셀로부터 보고 설정을 수신하되, 상기 보고 설정은 감지 기반 정보를 포함하고,
    상기 감지 기반 정보를 기반으로 셀이 존재하는지 여부를 결정하고,
    감지된 셀이 존재함을 보고하는 감지 보고를 상기 서빙 셀로 전송하고,
    상기 감지된 셀을 측정하는데 사용되는 측정 설정을 상기 서빙 셀로부터 수신하고,
    상기 측정 설정을 깁반으로 상기 셀을 측정하고, 및
    상기 셀로 이동을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
14. 제 13항에 있어서, 상기 감지 기반 정보는 셀 리스트를 포함함을 특징으로 하는 무선 장치.
15. 제 14항에 있어서, 상기 감지하는 것은,
    적어도 하나의 셀의 적어도 하나의 식별자를 수신하고; 및
    상기 셀 리스트에 상기 적어도 하나의 식별자가 포함되는지 여부를 결정하는 것을 포함하되,
    상기 감지된 셀의 식별자는 상기 셀 리스트에 포함됨을 특징으로 하는 무선 장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 셀 리스트는 특정 주파수 상에서 운영중인 셀들에 대한 것임을 특징으로 하는 무선 장치.
17. 제 16항에 있어서, 상기 특정 주파수는 상기 서빙 셀의 서빙 주파수와 다른 것을 특징으로 하는 무선 장치.
18. 제 17항에 있어서, 상기 측정하는 것은 인터-주파수 측정(inter-frequency measurement)를 기반으로 함을 특지응로 하는 무선 장치.

Images