KR20150032153A

KR20150032153A - 무선 통신 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20150032153A
Application number: KR20140038271A
Authority: KR
Inventors: 곽진삼; 손주형; 오현오; 김용호
Original assignee: 인텔렉추얼디스커버리 주식회사
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-03-25

Abstract

본 발명은 무선 통신 기기에 있어서, 주 통신 모듈로 동작하는 제 1 통신 모듈; 및 부 통신 모듈로 동작하는 제 2 통신 모듈을 포함하되, 상기 제 1 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로 핸드오버(handover)할 때, 상기 제 2 통신 모듈이 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 무선 통신 기기를 제공한다.

Description

무선 통신 시스템 및 방법{TELECOMMUNICATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 무선 통신 시스템 및 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템(이동 통신 시스템, telecommunication system)은 계속해서 진보하고 있으며, 3GPP, IEEE 등의 표준화 기구에서 표준을 발전시키고 있다.

무선 통신 시스템의 발전 동향을 살펴보면, 3GPP는 LTE-A 표준을 개발하면서 셀룰러 시스템의 폭증하는 데이터 트래픽 문제를 해결하기 위해 셀룰러-WLAN 상호 운용(Interworking) 및 스몰 셀(SC) 접속을 표준화하고 있다. 해결해야 하는 가장 중요한 문제는 접속할 대상인 WLAN이나 스몰 셀(Small cell)을 검출하고 신속한 연결을 설정하는 것이다. IEEE 802.11에서도 WLAN에 보다 신속하게 접속을 하기 위한 표준을 정의하고 있다. 좀 더 구체적으로는 연동하는 환경적 특성을 이용하여 WLAN의 탐색 및 접속시에 필요한 시스템 정보를 전달하는 방법에 대해 정의하기 위한 연구가 이루어지고 있다.

셀룰러 네트워크의 기지국은 넓은 서비스 영역에 포함된 단말들과 데이터를 송수신한다. 그러나, 셀의 경계 영역에서의 데이터 전송 속도가 셀의 중심 지역에 비해 상대적으로 낮아지게 된다. 이를 보완하기 위해 스몰 셀이 사용되고 있으나, 셀 간 동일한 주파수를 사용하는 경우 간섭(interference)의 문제가 발생하며, 무선 통신 기기가 스몰 셀의 서비스 영역으로 이동하는 데 따른 빈번한 핸드오버(handover)가 발생하고 이에 따란 빈번한 서비스 단절이 발생한다.

따라서 서비스 단절을 최소화 하면서 핸드오버 절차를 수행할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명과 관련하여 미국 등록 특허 US8279830("Method of performing handover for a dual transfer mode in a wireless mobile communication system")에는 듀얼 모드 단말이 주변 기지국(200) 정보를 수신하고 핸드오버를 수행하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 유럽 등록 특허 EP1744580("Dual-mode mobile terminal and method for handover of packet service call between different communication networks")에는 CDMA와 WCDMA 듀얼 모드 단말기에서 이동에 의한 핸드오버를 포함하여 통신을 제공하기 위한 방법이 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 듀얼 모드로 동작할 수 있는 무선 단말을 이용하여 핸드오버 지연을 감소시킨 무선 통신 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면에 따른 무선 통신 기기는 주 통신 모듈로 동작하는 제 1 통신 모듈; 및 부 통신 모듈로 동작하는 제 2 통신 모듈을 포함하되, 상기 제 1 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로 핸드오버(handover)할 때, 상기 제 2 통신 모듈이 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 측면에 따른 무선 통신 기기에 무선 통신 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템은 매크로 기지국 또는 스몰 셀 기지국을 포함하는 무선 액세스 네트워크(radio access network); 및 이동성 관리 개체 및 코어 네트워크 게이트웨이를 포함하는 코어 네트워크(core network)를 포함하되, 상기 이동성 관리 개체는 상기 무선 통신 기기가 주 통신 모듈 및 부 통신 모듈을 포함하고 있음을 등록받으며, 상기 무선 통신 기기는 상기 주 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로 핸드오버(handover)할 때, 상기 부 통신 모듈이 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 측면에 따른 무선 통신 시스템을 사용하여 무선 통신 기기에 무선 통신 서비스를 제공하는 방법은 상기 무선 통신 기기가 상기 무선 통신 시스템의 이동성 관리 개체는 주 통신 모듈 및 부 통신 모듈을 포함하고 있음을 등록하는 단계; 상기 무선 통신 기기가 상기 이동성 관리 개체에 패킷 우회(packet redirection)를 요청하는 단계; 상기 이동성 관리 개체가 상기 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 게이트웨이에 패킷 우회를 지시하는 단계; 상기 코어 네트워크 게이트웨이가 상기 요청에 따라 상기 부 통신 모듈로 패킷을 전달할 베어러(bearer) 및 기지국을 설정하고, 상기 설정된 기지국으로 패킷을 전달하는 단계; 상기 무선 통신 기기의 상기 부 통신 모듈이 상기 패킷을 전달받는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 통신 기기가 핸드오버하는 방법은 상기 무선 통신 기기의 주 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로 핸드오버(handover)하는 단계; 및 상기 핸드오버와 동시에 상기 부 통신 모듈이 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 무선 통신 시스템 및 방법에 있어, 핸드오버 지연을 감소시킬 수 있다는 효과를 얻는다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 기기이 핸드오버 절차를 대상 기지국과 수행하면서 소스 기지국과 데이터통신을 계속 유지하여 핸드오버 수행시 발생 하는 서비스 단절을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 두 개의 통신 모듈을 사용하고 데이터 평면과 제어 평면을 각각 다른 통신 모듈을 사용하기 때문에 간단히 구성할 수 있는 효과가 있으며 독립적으로 동작할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서 사용하는 두 개의 통신 모듈은 독립적으로 동작해서 독립적으로 데이터를 송 수신할 수 있으므로 사용자의 트래픽을 분산시켜 주어 부하를 분산 처리하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매크로 셀과 스몰 셀을 도시하고 있다.
도 3은 매크로 셀과 스몰 셀에서의 수신 신호 세기를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 실시예를 더 자세히 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 기능 등록을 위한 통신 프로토콜 구조를 도시하고 있다.
도 7은 무선 통신 시스템에서 핸드오버시 지연이 발생함을 도시하고 있다.
도 8은 핸드오버 수행시 패킷을 무선 통신 기기에 계속 전달하는 예를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 서비스 단절이 없는 핸드오버 방법의 흐름을 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 기능 등록 방법의 흐름을 도시하고 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 통신 방법의 흐름을 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 통신 시작 실시예의 흐름을 도시하고 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 통신 해지 실시예의 흐름을 도시하고 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 핸드오버 및 이기종 스몰 셀 검출하는 실시예의 흐름을 도시하고 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 도시하고 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 무선 통신 기기(UE: User Equipment, 100)에게 무선 통신 기능을 제공하기 위하여, 통신 네트워크의 중심부인 코어 네트워크(Core Network, CN) 및 코어 네트워크(CN)와 무선 통신 기기(100)를 무선 신호(RF signal)로 연결해주는 액세스 네트워크인 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network, RAN)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 다양한 무선 통신 표준을 준수하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템(10)은 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 표준을 따를 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.

코어 네트워크(CN)는 MME(Mobile Management Entity, 300) 및 SGW(Serving Gateway, 400)을 포함한다. MME(300)는 무선 통신 기기(10)에 무선 통신 기능을 제공하기 위해 여러 가지 제어 기능을 담당하는 코어 네트워크(CN)의 핵심 구성 요소이다. SGW(400)는 사용자 데이터 패킷을 포워딩하는 라우터의 기능을 담당한다. 이하 기술에서 MME(300)는 MME 또는 이동성 관리 개체로, SGW(400)는 SGW 또는 코어 네트워크 게이트웨이로 지칭한다.

또한 코어 네트워크(CN)는 PGW(PDN Gateway: Packet Data Network Gateway, 미도시) 등의 요소를 통해 외부 네트워크나 인터넷과 연결될 수 있으며, 이를 통해 무선 통신 기기(100)는 무선 통신 시스템(10)이 제공하는 셀룰러 통신 다양한 인터넷 서비스를 제공받을 수 있다.

무선 통신 기기(100)는 이동 단말, 휴대용 단말, 사용자 기기, UE(User Equipment) 등의 다양한 이름으로 불리우며, 무선 통신 시스템(10)이 제공하는 무선 통신 기능을 사용할 수 있는 기기이다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 기기(100)는 제 1 통신 모듈(110M) 및 제 2 통신 모듈(120M)을 포함하며, 이를 이용한 듀얼 모드(Dual Mode) 통신 기능을 제공한다. 또한 각 통신 모듈과 각각 연결된 제 1 안테나(110A) 및 제 2 안테나(120A)를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 무선 통신 기기(100)는 하나 또는 다수의 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 기기(100)의 제 1 통신 모듈(110M)과 제 2 통신 모듈(120M)은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있다(상이한 FA(frequency allocation)).

무선 액세스 네트워크(RAN)는 하나 이상의 기지국(eNB, 200)을 포함하며, 소형 기지국(HeNB, 210)을 더 포함할 수 있다.

기지국(200)은 기지국(BS: Base Station), 중계국(Relay Station) 등을 모두 포함하는 송수신 시스템이며, 셀룰러 네트워크 기지국, 무선 기지국 등의 다양한 이름으로 불린다. 본 명세서에서는 eNB(eNodeB: Evolved Node B)로 지칭하기도 하지만, 해당 용어가 나타내는 범위에 한정되는 것은 아니다. 기지국(200)은 매크로 셀(macro cell, MC)을 서비스(service) 또는 커버(cover)한다. 따라서 본 명세서에서는 기지국(200)을 매크로 기지국(200)으로 지칭하기도 할 것이다.

소형 기지국(210)은 기지국보다 낮은 출력과 작은 커버리지(coverage, 서비스 영역)를 갖는 작은 기지국으로, 본 명에서에서는 HeNB(Home eNodeB: Evolved Node B)로 지칭하기도 하지만, 해당 용어가 나타내는 범위에 한정되는 것은 아니다. 소형 기지국(210)은 스몰 셀(small cell, SC)을 서비스 또는 커버하며, 스몰 셀은 예를 들어 펨토 셀(femtocell)일 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 소형 기지국(210)을 스몰 셀 기지국(210)으로 지칭하기도 할 것이다. 단, 본 명세서에서 소형 기지국(210)을 명시하지 않고 기지국(200)이라고 지칭할 때는 암시적으로 소형 기지국(210)을 포함하는 기지국(200, 210)을 의미할 수 있다.

스몰 셀은 적은 비용으로 무선 셀룰러 네트워크의 커버리지를 늘리고, 무선 셀룰러 네트워크의 트래픽 부하를 줄일 수 있다는 등의 장점이 있어 점점 더 많이 채용되고 있는 추세이다. 그러나 이를 위해서는 간섭 문제나 핸드오버 지연 문제 등을 해결해야 한다는 과제가 있다.

무선 통신 기기(100)는 이동함에 따라 무선 액세스 네트워크(RAN)과의 연결을 유지하기 위해 신호 세기가 더 강한 다른 기지국(200, 210)으로 연결을 재설정하는데, 이를 핸드오버(hand-over)라 한다. 도 4에서 설명할 핸드오버 지연에 의해 서비스 단절이 발생할 수 있는데, 스몰 셀과의 핸드오버시 발생하는 지연은 매크로 셀간 핸드오버시보다 더 길기 때문에, 서비스 단절 가능성도 더 높아진다.

매크로 셀과 스몰 셀에 대해 도 2 및 도 3 더 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매크로 셀과 스몰 셀을 도시하고 있으며, 도 3은 매크로 셀과 스몰 셀에서의 수신 신호 세기를 도시하고 있다.

도시되어 있는 바와 같이, 무선 통신 기기(100)는 기지국(200) 및 소형 기지국(210)과 무선 신호를 송수신할 수 있다. 스몰 셀(SC)은 매크로 셀(MC)보다 작은 커버리지를 가지며, 도면과 같이 매크로 셀(MC) 내에 스몰 셀(SC)이 존재할 경우(중첩: overlay), 무선 통신 시스템(10)은 매크로 셀(MC) 대신 스몰 셀(SC)이 무선 통신 기기(100)에 무선 통신 서비스를 제공하게 하여(오프로드: off-load), 매크로 셀(MC)의 트래픽 부하를 줄일 수 있다.

도시되어 있는 것처럼 매크로 셀(MC)과 스몰 셀(SC)을 중첩하여 구성하면, 무선 통신 기기(100)는 데이터를 양쪽에서 동시에 받을 수도 있고 어느 한쪽만 선택해서 수신할 수도 있다는 장점이 있다. 또한 매크로 셀(MC)과 스몰 셀(SC)은 X2인터페이스와 같은 매크로 셀(MC)간에 연동이 되는 인터페이스 등으로 연동될 수도 있다.

매크로 셀(MC)과 스몰 셀(SC)은 서로 다른 캐리어 주파수를 사용하도록 구성될 수도 있고, 같은 캐리어 주파수를 사용하도록 구성될 수도 있다. 두 방법은 장단점이 존재한다.

예를 들어, 전자와 같이 하나의 주파수는 매크로 셀(MC)이 사용하고 다른 하나의 주파수는 스몰 셀(SC)이 사용하는 경우, 두 개의 캐리어 주파수가 서로 영향을 주는 간섭 문제가 덜 심각하다는 장점이 있으나, 다른 주파수를 사용하는 스몰 셀(SC)을 검출하기 위해서 매크로 셀(MC)과의 서비스 단절이 발생할 수도 있고, 핸드오버 과정에서도 서비스 단절이 발생하며, 주파수 효율도 떨어지는 단점이 있다.

반면, 후자와 같이 CA(Carrier Aggregation) 기술 매크로 셀(MC)과 스몰 셀(SC)이 2개의 주파수를 함께 사용하는 경우, 운용이 복잡하다는 단점이 있으나, 셀의 검출이 용이하고 자원을 효율적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

도 3은 매크로 셀(MC)과 스몰 셀(SC)의 전파 송수신 거리를 보여주는 도면으로, 무선 통신 기기(100)의 위치에 따라 수신 신호의 세기가 줄어듦을 보여주고 있다.

그래프에서 P1 구간은 매크로 기지국(200)으로부터 수신하는 다운링크 신호의 세기를, P2 구간은 소형 기지국(210)으로부터 수신하는 다운링크 신호의 세기를, P3 구간은 매크로 기지국(200)이 수신하는 업링크 신호의 세기를, P4 구간은 소형 기지국(210)이 수신하는 업링크 신호의 세기를 나타낸다.

도시되어 있는 바와 같은 무선 신호의 거리에 따른 감쇄 때문에 데이터 전송 속도가 셀의 경계 영역으로 갈수록 셀의 중심 지역에 비해 상대적으로 낮아지게 된다. 따라서 전술한 바와 같이 무선 통신 기기(100)는 이동에 따라 현재 서비스를 받고 있는 기지국(200S)으로부터 멀어지면 자신이 수신하는 신호 세기가 더 양호한 다른 기지국(200T)으로 핸드오버하게 된다.

또한 전술한 바와 같이, 비용이 많이 드는 매크로 기지국(200) 대신 저비용으로 구축할 수 있는 소형 기지국(210)을 구축하여 전체 커버리지를 늘리기 위한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 일반적으로 각 셀의 서비스 커버리지를 중첩하여 구성한다.

이때, 도면에서 보여주는 바와 같이, 스몰 셀(SC)은 그 전송 거리가 매크로 셀(MC)에 비해 짧으므로, 스몰 셀(SC)을 검출하는 방식이 매크로 셀(MC) 검색 방식과 달라야 하며, 매크로 셀(MC)간의 핸드오버와 동일한 방식으로 스몰 셀(SC)을 검색하고 핸드오버할 경우 서비스 단절이 발생할 수 있다.

이러한 핸드오버에 따른 서비스 단절은 특히 자동차나 고속 열차 등의 이동체를 이용하는 경우 더욱 빈번하게 발생할 수 있으며, 이에 따라 무선 통신 기기(100)의 사용자는 도 4에 도시되어 있는 실시 환경의 예에서와 같이 빠른 속도로 이동하는 이동체에 탑승하여 무선 통신 서비스를 제공받고자 하는 경우 무선 통신 서비스를 원할하게 제공받기 어려워진다는 문제가 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 실시예를 도시하고 있다.

도면은 LTE와 같은 셀룰러 이동 통신을 이동체인 철도 환경에서 차상 이동 통신 단말(On Board Terminal, 100)을 구축하여 통신하는 방법을 예시한 것이다. 차상 단말(100)은 승객에 WiFi와 같은 무선랜 서비스를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 차상 단말(100)은 셀룰러 네트워크(RAN)와 접속하는 무선 통신 기기(100)로서, 이종 무선 네트워크인 WiFi를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이를 위해 차상 단말(100)은 하나 이상의 WiFi AP(접속점: Acess Point, 500)와 유선으로 연결될 수 있으며, WiFi AP(500)는 WiFi 단말(510)과 WiFi 신호를 주고 받을 수 있다.

차상 단말(100)이 접속하는 무선 액세스 네트워크(RAN)와 코어 네트워크(CN)는 도 1에서 설명한 바와 같으며, 따라서 사용자의 WiFi 단말(510)은 인터넷과 연결될 수 있다.

즉, WiFi 단말(510)이 자신의 위치에서 접속 가능한 WiFi AP(500)에 연결하여 패킷을 송신하고, WiFi AP(500)로부터 전달되어 온 패킷들을 차상 단말(100)이 셀룰러 기지국(200S)으로 셀룰러 통신 방법 전송함으로써, WiFi 단말(510)은 인터넷 망으로 패킷을 송신할 수 있다. 그 반대 방향의 패킷도 마찬가지이다. 즉, 망으로부터의 패킷은 셀룰러 통신 방법으로 셀룰러 기지국(200) 차상 단말(100)로 전송되고, 차상 단말(100)이 이를 자신과 유선으로 연결된 WiFi AP(500)에 전달하면, WiFi AP(500)이 이 패킷을 무선랜 방식으로 WiFi 단말(510)에 전달함으로써, WiFi 단말(510)은 인터넷 망으로부터 패킷을 수신할 수 있다.

문제는 전술한 바와 같이, 이동체가 빠른 속도로 이동함에 따라, 차상 단말(100)과 차상 단말(100)을 서비스하는 셀룰러 기지국(200S)의 거리가 빠른 속도로 멀어진다는 것이다. 따라서 차상 단말, 즉, 무선 통신 기기(100)은 하나의 셀룰러 기지국(200S)에서 멀어져 무선 신호 품질이 안 좋아지고 인접 셀룰러 기지국(200T)쪽으로 이동하면서 이 인접 셀룰러 기지국(200T)의 무선 신호 품질이 좋아질 때 핸드오버 절차를 수행하여 인접 셀룰러 기지국(200T)으로 연결을 설정한다.

이후 기술에서 무선 통신 기기(100)가 현재 서비스를 제공받고 있는 기지국(200, 210)을 Source eNB 또는 소스 기지국(200S), 핸드오버하여 새롭게 서비스를 제공받고자 하는 인접 기지국(200, 210)을 Target eNB 또는 대상 기지국(200T)으로 지칭한다.

전술한 바와 같이, 핸드오버 절차를 완료하기까지는 시간이 걸리므로, 이동체가 너무 빠른 속도로 이동하면 서비스 단절이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 기기(100)는 2개의 통신 모듈(110M, 120M) 및 차량의 앞, 뒤에 각각 설치되어 있는 안테나(110A, 120A)를 가지고 있다.

따라서 무선 통신 기기(100)는 차량의 앞에 설치되어 있는 제 2 안테나(120A)를 통해 대상 기지국(200T)으로의 핸드오버를 수행하는 동시에, 차량의 뒤에 설치되어 있는 제 1 안테나(110A)를 통해 소스 기지국(200S)과 데이터를 주고 받을 수 있다.

이러한 구성은 핸드오버를 수행하면서도 데이터를 송수신할 수 있게 하여, 사용자의 WiFi 단말(510)에게 서비스 단절 없는 무선랜 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.

도 5에 이를 위한 제 1 통신 모듈(110M) 및 제 2 통신 모듈(120M)의 프로토콜 계층 실시예가 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 두 개 이상의 통신 모듈 소스 기지국(200S)과 대상 기지국(200T)과 동시에 통신하면서 핸드오버를 수행하는 무선 통신 기기(100)는 소스 기지국(200S)과 제 1 통신 모듈(110M)의 데이터 평면(Data Plane)을 사용하여 통신을 수행하며, 대상 기지국(200T)과 제 2 통신 모듈(120M)의 제어 평면(Control Plane)을 사용하여 통신을 수행한다.

무선 통신 기기(100)의 제 2 통신 모듈(120M)은 열차의 맨 앞에 장착된 안테나(120A)를 통해 대상 기지국(200T)과 제어 평면 핸드오버 절차를 수행하는 메시지를 송수신하며, 동시에 제 1 통신 모듈(110M)은 열차의 맨 뒤에 장착된 안테나(110A)를 통해 소스 기지국(200S)과 데이터 평면 데이터를 송수신한다.

데이터 평면과 제어 평면은 공통적으로 각각 OSI 프로토콜 스택의 제 1 및 제 2 레이어(L1, L2)에 해당하는 Physical (PHY) 계층 및 Medium Access Control (MAC) 계층(layer)을 포함한다. 데이터 평면의 제 2 내지 제 3 레이어(L2, L3)는 IP (Internet Protocol), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), 및 Radio Link Control (RLC)계층을 포함하며, 제어 평면의 경우에는 Radio Resource Control (RRC), PDCP, 및 RLC 계층을 포함한다. 데이터 평면은 데이터 통신을 위한 상위 레이어들을 포함하며, 제어 평면인 경우에는 Non-Access Stratum (NAS) 계층을 포함한다(도 6 참조).

이상 설명한 실시예에서와 같이 제 1 통신 모듈(110M) 및 제 2 통신 모듈(120M)을 동시에 사용하기 위해서는 코어 네트워크(CN)의 MME(300)에 무선 통신 기기(100)의 듀얼 모드(dual mode) 기능을 등록해야 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 기능 등록을 위한 통신 프로토콜 구조를 도시하고 있다.

본 발명은 두 개 이상의 통신 모듈(110M, 120M)을 가진 무선 통신 기기(100)가 통신하는 방법에 대한 것으로 무선 통신 기기(100)의 통신 상황에 따라서 망에서 IP 패킷의 경로를 변경해 주어야 한다.

이를 위해서 먼저 망(CN)은 무선 통신 기기(100)가 두 개 이상의 통신 모듈(110M, 120M)을 가진 단말이라는 것을 인지해야 한다. 이러한 무선 통신 기기(100)의 능력(Capability) 협상(Negotiation)은 Non-Access Stratum (NAS) 계층간의 통신 이루어진다.

도면은 NAS 계층과 통신하기 위한 프로토콜 구조도를 보여준다. 무선 통신 기기(100)는 무선 인터페이스의 제어 평면(C2)서 기지국(200)과 통신하고, 기지국(200)은 망(CN)내에 존재하는 MME(300)와 보통 유선으로 구성된 인터페이스(C3)를 통해 통신한다.

NAS는 UMTS나 LTE와 같은 무선 통신 시스템(10)의 프로토콜 스택에서 코어 네트워크(CN)와 무선 통신 기기(100) 사이에 존재하는 기능 계층이다. NAS는 통신 세션 설정을 관리하고 무선 통신 기기(100)가 이동하더라도 통신이 계속 유지시키는 기능을 담당한다. NAS는 데이터 송수신을 담당하는 AS(Access Stratum) 계층에 대응하는 기능 계층으로, AS는 무선 통신 기기(100)와 무선 액세스 네트워크(RAN) 사이에 명시적인 통신이 이루어지는 것과 대조적으로, 도시되어 있는 바와 같이 무선 통신 기기(100)와 MME(300) 사이의 무선 액세스 네트워크(RAN)를 투명하게 통과한다(C1).

NAS와 초기 등록을 수행할 때 무선 통신 기기(100)가 두 개 이상의 통신 모듈(110M, 120M)을 이용한 통신 능력이 있는 단말일 경우 우선, 두 통신모듈(110M, 120M)이 각각 등록절차를 수행하고 어떤 통신 모듈들이 바인딩(binding)되어 동작할 것인지를 NAS와 협상한다. 그리고, 두 개 통신모듈 중 어느 것이 주(Primary)이고 어느 것이 부(Secondary)인지를 협상한다.

도 7은 무선 통신 시스템에서 핸드오버시 지연이 발생함을 도시하고 있다.

무선 통신 기기(100)는 소스 기지국(200S)의 신호 품질이 어떤 기준점 이하보다 안 좋아지면, 소스 기지국(200S)과 주변 기지국(200)의 신호 품질을 측정하여 보고한다(S201).

소스 기지국(200S)은 보고된 내용을 보고 핸드오버 수행을 결정한다(S202).

소스 기지국(200S)은 대상 기지국(200T)과 무선 통신 기기(100)에 대한 핸드오버 절차를 수행하고(S203, S204), 무선 통신 기기(100)에게 대상 기지국(200T)으로 핸드오버를 수행할 것을 명령한다(S205).

무선 통신 기기(100)는 소스 기지국(200S)의 셀로부터 대상 기지국(200T)의 셀로 무선 링크를 전환한다(S206). 이 단계부터는 무선 통신 기기(100)를 소스 기지국(200S)으로부터 전달되어 오는 패킷을 수신할 수 없다.

소스 기지국(200S)은 자신이 가지고 있는 무선 통신 기기(100)의 상태를 대상 기지국(200T)에 전달한다(S207).

소스 기지국(200S)은 무선 통신 기기(100)에 전달하려고 저장하고 있는 패킷 중 전달하지 못한 데이터도 대상 기지국(200T)에 전달하며(S208), 대상 기지국(200T)은 소스 기지국(200S)이 전달한 패킷들을 버퍼에 저장해 둔다(S209).

무선 통신 기기(100)는 대상 기지국(200T)에 접속이 완료됨을 보고한다(S210).

무선 통신 기기(100)가 소스 기지국(200S)에서 올바르게 수신한 패킷들의 번호를 대상 기지국(200T)에 보고한다(S211).

대상 기지국(200T)은 버퍼에 저장되어 있는 패킷들 중 무선 통신 기기(100)가 수신하지 못한 패킷들을 무선 통신 기기(100)에 전달한다(S212).

이상 설명한 바와 같이, 무선 통신 기기(100)가 이동하면서 기지국(200)을 변경해야 하는 핸드오버를 수행할 때 서비스 단절이 발생할 수 있다(S205 이후 S212까지).

전술한 실시예에서와 같이 고속으로 이동하는 고속 열차와 같은 이동체에서는 핸드오버가 좀더 자주 일어나므로, 서비스 단절이 더욱 빈번하게 발생할 수 있다.

도 8은 핸드오버 수행시 패킷을 무선 통신 기기에 계속 전달하는 예를 도시하고 있다. 도면은 소스 기지국(200S)에서 무선 통신 기기(100)로 패킷 1, 2, 3, 4, 5를 전달하려고 하는데 핸드오버가 수행될 때 패킷을 계속 전달하는 예를 보여준다.

소스 기지국(200S)이 무선 통신 기기(100)에 패킷번호 1의 패킷을 초기전송에서 오류 없이 전달한다(S401).

소스 기지국(200S)은 패킷번호 2의 패킷을 초기전송에서 전달 실패하면(S402), 재전송 오류 없이 전달한다(S403).

패킷번호 3의 패킷은 초기전송(S404)과 재전송(S405)에서 모두 오류가 발생하여 무선 통신 기기(100)에 성공적으로 전송하지 못한다.

패킷번호 4의 패킷은 초기전송에서 성공적으로 오류 없이 전달한다(S406).

패킷번호 5의 패킷은 아직 전송을 개시하지 못한 상태이다. 이상과 같이 일부 패킷이 아직 소스 기지국(200S)에서 무선 통신 기기(100)로 전달되지 못한 상태에서 핸드오버가 시작된다.

핸드오버 수행 중 소스 기지국(200S)은 무선 통신 기기(100)가 성공적으로 패킷을 수신하였는지 여부를 모르는 패킷번호 2, 3, 5의 패킷들을 대상 기지국(200T)으로 전달한다(S407).

핸드오버를 성공적으로 수행한 후, 무선 통신 기기(100)는 오류없이 수신한 패킷 1, 2, 4와 수신 실패한 패킷 3을 대상 기지국(200T)에 보고한다(S408).

대상 기지국(200T)은 NACK을 수신한 패킷 3과 핸드오버 시점에서 무선 통신 기기(100)로의 전송을 개시하지 않았던 패킷 5를 무선 통신 기기(100)에 전달한다(S409, S410).

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 서비스 단절이 없는 핸드오버 방법의 흐름을 도시하고 있다.

무선 통신 기기(100)는 소스 기지국(200S)의 신호품질이 어떤 기준점 이하보다 안 좋아지면 소스 기지국(200S)과 주변 기지국(200)의 신호품질을 측정하여 보고한다(S301).

소스 기지국(200S)은 보고된 내용을 보고 핸드오버 수행을 결정한다(S302).

대상 기지국(200T)과 무선 통신 기기(100)에 대한 핸드오버 절차를 수행하고(S303, S304), 무선 통신 기기(100)에게 대상 기지국(200T)으로 핸드오버를 수행할 것을 명령한다(S305).

소스 기지국(200S)은 자신이 가지고 있는 무선 통신 기기(100)의 상태를 대상 기지국(200T)에 전달한다(S306).

소스 기지국(200S)은 무선 통신 기기(100)에 전달하려고 저장하고 있는 패킷 중 전달하지 못한 데이터도 대상 기지국(200T)에 전달하며(S308), 대상 기지국(200T)은 소스 기지국(200S)이 전달한 패킷들을 버퍼에 저장해 둔다(S309).

이상의 단계는 도 7의 종래 기술과 같으나, 종래 기술에서는 핸드오버시 무선 통신 기기(100)가 소스 기지국(200S)으로부터 전달되어 오는 패킷을 수신할 수 없었으나, 본 발명에서는 상기 단계들 S306 내지 S308이 수행되는 동안, 소스 기지국(200S)의 버퍼에 있는 패킷들이 무선 통신 기기(100)에 계속 전달된다(S307). 따라서 도시되어 있는 바와 같이, 무선 통신 기기(100)는 서비스 단절을 겪지 않는다.

무선 통신 기기(100)는 대상 기지국(200T)에 접속이 완료됨을 보고한다(S310).

무선 통신 기기(100)가 소스 기지국(200S)에서 올바르게 수신한 패킷들의 번호를 대상 기지국(200T)에 보고한다(S311). 이때 단계 S307 올바로 수신한 패킷들의 번호도 포함되어 보고된다.

무선 통신 기기(100)는 자신의 데이터 평면 설정을 소스 기지국(200S)과의 통신에서 대상 기지국(200T)과 통신으로 변경한다(S312).

대상 기지국(200T)은 자신의 버퍼에 저장되어 있는 패킷들 중 무선 통신 기기(100)가 수신하지 못한 패킷들을 무선 통신 기기(100)에 전달한다(S313).

이상과 같이 무선 통신 기기(100)의 제어 평면이 핸드오버를 수행하는 동안 데이터 평면이 소스 기지국(200S)로부터 데이터 패킷을 계속 전달받으려면, 무선 통신 기기(100)는 두 개 이상의 통신 모듈을 포함하고 있어야 할 것이다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 기기(100)는 듀얼 모드 기능(dual mode capability)을 가지고 있다. 예를 들어, 전술한 실시예에서와 같이, 무선 통신 기기(100)의 제 2 통신 모듈(120M)은 대상 기지국(200T)과 제어 평면 핸드오버 절차를 수행하는 메시지를 송수신하며, 동시에 제 1 통신 모듈(110M)은 소스 기지국(200S)과 데이터 평면 데이터를 송수신할 수 있다.

이렇게 2개 이상의 통신 모듈을 동시에 사용하기 위해서는 MME(300)에 듀얼 모드 기능이 있는 무선 통신 기기(100)임을 알려야 한다. 이에 대해 도 10 설명한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 기능 등록 방법의 흐름을 도시하고 있다.

도면은 MME(300)의 NAS 계층과의 등록(Attach) 절차시 듀얼 모드 기능을 포함하여 협상하는 것을 보여주는 일실시예이다. 첫번째 도면은 등록이 성공하는 경우를, 두번째 도면은 등록이 실패하는 경우를 도시하고 있다.

무선 통신 기기(100)는 MME(300)에 자신이 듀얼 모드 기능이 있는 단말임을 알리면서 등록을 요청한다(S501). 이때 어느 통신 모듈과 바인딩(binding)할 지 알려준다. 즉, 현재 통신 모듈이 주(primary) 통신 모듈임과 함께, 부(second) 통신 모듈의 ID를 알려준다.

예를 들어, 무선 통신 기기(100)의 현재 주 통신 모듈이 제 1 통신 모듈(110M)일 때, 등록 절차는 제 1 통신 모듈(110M)에 의해 수행되며, 제 2 통신 모듈(120M)의 ID를 알려준다.

MME(300)는 등록을 허용하거나(S502) 거절한다(S504). 허용된 경우에는 무선 통신 기기(100)가 등록 완료 메시지를 MME(300)에 보낸다(S503).

이하 도면들인 도 11 내지 도 14를 통해 주 통신 모듈(예: 제 1 통신 모듈(110M))이 수신할 데이터 패킷을 부 통신 모듈(예: 제 2 통신 모듈(120M))이 대신 수신하는 방법 및 이러한 데이터 패킷 우회(redirection)을 해지하는 방법을 설명한다. 설명은 동종 스몰 셀(SC) 및 이종 스몰 셀(예: WiFi 망)으로의 핸드오버를 포함한다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 통신 방법의 흐름을 도시하고 있다.

무선 통신 기기(100)의 주 통신 모듈(예: 110M)이 도 10에서 설명한 방법 MME(300)에 듀얼 모드 기능을 등록한다(S1000).

무선 통신 기기(100)의 주 통신 모듈(예: 110M)이 MME(300)에 패킷 우회를 요청한다(S1200). 이는 예를 들어 전술한 바와 같은 핸드오버와 같은 상황에서 사용될 수 있다.

MME(300)는 SGW(400)에 패킷 우회를 지시한다(S1300).

SGW(400)는 부 통신 모듈(예: 120M)을 위한 기지국(200)과 베어러(bearer)를 설정한다(S1400).

SGW(400)는 부 통신 모듈(예: 120M)을 위한 기지국(200)으로 무선 통신 기기(100)의 부 통신 모듈(예: 120M)로 전달할 패킷을 전달한다(S1500).

기지국(200)은 무선 통신 기기(100)의 부 통신 모듈(예: 120M)로 패킷을 전달한다(S1600).

다시 한번 설명하면, 전술한 바와 같이 무선 통신 기기(100)는 MME(300)에 위치한 NAS와 듀얼 모드 기능을 협상하고 이를 등록하게 된다(S1000). 이러한 등록 통신 제 1 통신 모듈(110M)과 통신 제 2 통신 모듈(120M)가 바인딩된다.

이러한 환경에서 전술한 핸드오버 실시예와 같이 제 2 통신 모듈(120M)로 패킷을 수신하여야 하는 상황이 발생하면, 패킷 우회(Packet redirection) 요청한다(S1200).

MME(300)는 이동성 관리와 같은 제어를 담당하는 개체이므로 패킷의 우회을 위해 SGW(400)에게 패킷 우회를 지시한다(S1300).

SGW(400)는 통신 제 2 통신 모듈(120M)로 패킷을 전달하기 위해 기지국(200)과 베어러(bearer)를 설정한다(S1400). 이 때 베어러가 설정되는 기지국(200)은 제 1 통신 모듈(110M)이 연결되어 통신하고 있는 기지국(200)과 다른 기지국(200)일 수 있다.

설정된 베어러로 통신 제 1 통신 모듈(110M)으로 전달하던 패킷을 통신 제 2 통신 모듈(120M)로 전달한다(S1500).

기지국(200)은 수신한 패킷을 무선인터페이스를 통신 제 2 통신 모듈(120M)로 전달한다(S1600).

무선 통신 기기(100)는 IP 계층이 동일하므로, 즉 동일한 IP를 가지는 구조이므로, 이동 통신 모듈의 하위단에서 서로 다른 통신 모듈로 도착한 패킷일지라도 IP 패킷은 동일한 패킷으로 구성된다. 따라서 무선 통신 기기(100)는 보통 통신 동작을 수행하면서도 우회된 패킷을 수신하여 처리가 가능하다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 통신 시작 실시예의 흐름을 도시하고 있다. 도면은 스몰 셀(SC)로 핸드오버할 때의 실시예이다.

무선 통신 기기(100)에서 사용 가능한 소형 기지국(210)이 검색된다(S1100).

무선 통신 기기(100)의 주 통신 모듈(예: 110M)이 MME(300)에 패킷 우회를 요청한다(S1200).

MME(300)는 SGW(400)에 패킷 우회를 지시한다(S1300).

SGW(400)는 소형 기지국(210)과 베어러(bearer)를 설정한다(S1400).

SGW(400)는 소형 기지국(210)으로 무선 통신 기기(100)의 부 통신 모듈(예: 120M)로 전달할 패킷을 전달한다(S1500).

소형 기지국(210)은 무선 통신 기기(100)의 부 통신 모듈(예: 120M)로 패킷을 전달한다(S1600).

다시 한번 설명하면, 도면은 본 발명을 이용하여 무선 통신 기기(100)가 스몰 셀(SC) 망으로 이동하는 경우 두 개 통신 모듈을 사용하여 통신하는 방법을 보여 주는 실시예이다.

스몰 셀(SC)을 발견한다(S1100). 이 때 발견한 스몰 셀(SC)은 동종망인 펨토 셀일 수도 있고 이종망일 무선랜 망일 수도 있다.

패킷 경로 변경(패킷 우회) 요청을 수행한다(S1200). 패킷 경로 변경 요청은 기지국(200)이 수신하여 MME(300)로 전달 된다. 이 패킷 경로 변경 요청은 핸드오버 신호 교환에 포함하여 수행할 수 있다.

MME(300)가 SGW(400)에게 무선 통신 기기(100)로 전달되는 패킷을 새로 발견된 스몰 셀(SC)로 전달한 것을 지시한다(S1300).

SGW(400)는 패킷을 전달하기 위한 베어러를 발견된 스몰 셀(SC)과 함께 설정한다(S1400).

설정된 베어러로 패킷이 새로 발견된 스몰 셀(SC)로 전달된다(S1500).

스몰 셀(SC)이 수신한 패킷을 무선 통신 기기(100)의 통신 제 2 통신 모듈(120M)로 전달된다(S1600).

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 듀얼 모드 통신 해지 실시예의 흐름을 도시하고 있다.

무선 통신 기기(100)는 스몰 셀 기지국(210)에서 매크로 셀 기지국(220)로 이동하려고 한다(S2100).

무선 통신 기기(100)의 주 통신 모듈(예: 110M)이 MME(300)에 패킷 우회 해제를 요청한다(S2200).

MME(300)는 SGW(400)에 패킷 우회 해제를 지시한다(S2300).

SGW(400)는 소형 기지국(210)을 거쳐 무선 통신 기기(100)의 부 통신 모듈(예: 120M)로 연결되었던 베어러를 해제한다(S2400).

SGW(400)는 매크로 기지국(220)으로 무선 통신 기기(100)의 주 통신 모듈(예: 110M)로 전달할 패킷을 전달한다(S2500).

매크로 기지국(220)은 무선 통신 기기(100)의 주 통신 모듈(예: 110M)로 패킷을 전달한다(S2600).

다시 한번 설명하면, 도면은 본 발명을 이용하여 무선 통신 기기(100)가 스몰 셀(SC) 망으로부터 매크로 기지국(200)으로 이동하는 경우 두 개 통신 모듈을 사용하여 통신하는 방법을 보여 주는 실시예이다.

스몰 셀(SC)망의 서비스 영역을 벗어난 것을 발견한다(S2100).

패킷 전달 해제 요청을 수행한다(S2200). 이 해제 요청은 핸드오버 단계의 일부분으로 수행할 수도 있다.

MME(300)는 패킷 전달 해제를 SGW(400)에게 지시한다(S2300).

SGW(400)는 스몰 셀(SC)로 패킷을 전달하기 위해 설정한 베어러를 해제하고(S2400), 기지국(200)으로 패킷을 전달한다(S2500). 단계 S2500는 이전에 이미 수립한 베어러를 그대로 이용할 수 있으므로 단계 S2400과 동시에 이루어질 수 있다.

기지국(200)이 수신한 패킷을 무선 통신 기기(100)의 통신 제 1 통신 모듈(110M)에 전달한다(S2600).

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템의 핸드오버 및 이기종 스몰 셀인 무선 랜(WiFi)을 검출하는 실시예의 흐름을 도시하고 있다.

무선 통신 기기(100)는 소스 기지국(200S)의 신호 품질이 어떤 기준점 이하보다 안 좋아지면 소스 기지국(200S)과 주변기지국(200)의 신호품질을 측정하여 보고한다(S3100).

소스 기지국(200S)은 보고된 내용을 보고 핸드오버 수행을 결정한 후(S3200), 대상 기지국(200T)과 무선 통신 기기(100)에 대한 핸드오버 절차를 수행하고(S3300, S3400), 무선 통신 기기(100)에게 대상 기지국(200T)으로 핸드오버를 수행할 것을 RRC Connection Reconfiguration 명령으로 명령한다(S3500).

소스 기지국(200S)이 가지고 있는 무선 통신 기기(100)의 상태를 Status Transfer 메시지로 전달한다(S3600).

대상 기지국(200T)과 새로운 연결이 설정이 된 후 (RRC Connection Configuration Complete) 검출할 이기종 스몰 셀(SC)의 정보를 수신한다(S3700).

수신한 이기종 스몰 셀(SC) 정보를 바탕으로 Passive Scanning이나 Active Scanning을 수행하여 이기종 스몰 셀(SC)을 검출하고 연결을 설정할 수 있다(S3800).

이상, 상술한 내용을 한번 더 정리하면 다음과 같다.

본 발명의 목적 중 하나는 무선 통신 기기(100)가 이동에 의해 핸드오버를 수행할 때 서비스 단절을 최소화 하면서 핸드오버 절차를 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 위해서 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 방법은 이동 통신 단말(100)이 이중 통신 모듈(110M, 120M)로 구성되어 동작할 때 두 개 중 한 개의 통신 모듈(예: 110M)로 핸드오버를 수행하고 다른 통신 모듈(예: 120M)로 데이터를 수신한다. 핸드오버 수행 후의 데이터 수신은 두 개(110M, 120M) 혹은 한 개(예: 110M)로 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 기기(100)의 이중 통신 모듈(110M, 120M)은 공간적으로 떨어진 곳에 위치한 각각의 안테나(110A, 120A)를 이용하여 소스 기지국(200S) 및 대상 기지국(200T)과 각각 통신하여, 제 1 통신 모듈(110M)은 대상 기지국(200T)과 핸드오버 절차를 수행하고 제 2 통신 모듈(120M)은 소스 기지국(200S)과 데이터 통신을 하여 서비스 단절이 없도록 한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 무선 통신 시스템
100: 무선 통신 기기
110M: 제 1 통신 모듈
120M: 제 2 통신 모듈
110A: 제 1 안테나
120A: 제 2 안테나
200: 기지국
210: 소형 기지국
300: MME
400: SGW
RAN: 무선 액세스 네트워크
CN: 코어 네트워크

Claims

무선 통신 기기에 있어서,
주 통신 모듈로 동작하는 제 1 통신 모듈; 및
부 통신 모듈로 동작하는 제 2 통신 모듈을 포함하되,
상기 제 1 통신 모듈이 제어용 통신을 수행할 때 상기 제 2 통신 모듈이 데이터용 통신을 수행하는 무선 통신 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로의 핸드오버(handover)를 수행할 때, 상기 제 2 통신 모듈이 상기 제 1 통신 모듈 대신 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 무선 통신 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 통신 모듈이 패킷 우회(redirection) 요청 및 해지를 수행하고, 상기 제 1 통신 모듈이 패킷 우회 요청을 수행하면 상기 제 2 통신 모듈이 상기 제 1 통신 모듈 대신 데이터 패킷을 수신하는 무선 통신 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 무선 통신 기기는
상기 제 1 통신 모듈과 상기 소스 기지국 및 상기 대상 기지국의 통신에 사용되는 제 1 안테나; 및
상기 제 2 통신 모듈과 상기 소스 기지국의 통신에 사용되는 제 2 안테나;를 포함하는 무선 통신 기기.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 서로 이격되어 설치되는 무선 통신 기기.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 상기 무선 통신 기기의 외부에 설치되는 무선 통신 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 통신 모듈과 상기 제 2 통신 모듈은 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 무선 통신 기기는
코어 네트워크와의 NAS(Non-Access Stratum) 통신을 통해, 상기 주 통신 모듈 및 부 통신 모듈을 등록하는 무선 통신 기기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 통신 모듈은 코어 네트워크에 상기 제 2 통신 모듈로의 패킷 우회(packet redirection)를 요청하며,
상기 코어 네트워크는 상기 요청에 따라 상기 제 2 통신 모듈로 패킷을 전달할 베어러(bearer) 및 기지국을 설정하는 무선 통신 기기.
무선 통신 기기에 무선 통신 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템에 있어서,
매크로 기지국 또는 스몰 셀 기지국을 포함하는 무선 액세스 네트워크(radio access network); 및
이동성 관리 개체 및 코어 네트워크 게이트웨이를 포함하는 코어 네트워크(core network)를 포함하되,
상기 이동성 관리 개체는 상기 무선 통신 기기가 주 통신 모듈 및 부 통신 모듈을 포함하고 있음을 등록받으며,
상기 무선 통신 기기는 상기 주 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로 핸드오버(handover)할 때, 상기 부 통신 모듈이 상기 주 통신 모듈 대신 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 무선 통신 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 이동성 관리 개체는
상기 무선 통신 기기가 패킷 우회(packet redirection)를 요청하면 상기 코어 네트워크 게이트웨이에 패킷 우회를 지시하며,
상기 코어 네트워크 게이트웨이는
상기 요청에 따라 상기 무선 통신 기기의 부 통신 모듈로 패킷을 전달할 베어러(bearer) 및 기지국을 설정하고, 상기 설정된 기지국으로 패킷을 전달하는 무선 통신 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 이동성 관리 개체는
상기 무선 통신 기기가 패킷 우회 해제를 요청하면 상기 코어 네트워크 게이트웨이에 패킷 우회 해제를 지시하며,
상기 코어 네트워크 게이트웨이는
상기 요청에 따라 상기 무선 통신 기기의 부 통신 모듈로 패킷을 전달하던 베어러(bearer) 및 기지국을 해제하고, 상기 무선 통신 기기의 주 통신 모듈과 통신하는 기지국으로 패킷을 전달하는 무선 통신 시스템.
무선 통신 시스템을 사용하여 주 통신 모듈 및 부 통신 모듈을 포함하는 무선 통신 기기에 무선 통신 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
상기 무선 통신 기기가 상기 이동성 관리 개체에 패킷 우회(packet redirection)를 요청하는 단계;
상기 이동성 관리 개체가 상기 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 게이트웨이에 패킷 우회를 지시하는 단계;
상기 코어 네트워크 게이트웨이가 상기 요청에 따라 상기 부 통신 모듈로 패킷을 전달할 베어러(bearer) 및 기지국을 설정하고, 상기 설정된 기지국으로 패킷을 전달하는 단계;
상기 무선 통신 기기의 상기 부 통신 모듈이 상기 패킷을 전달받는 단계;를 포함하는 무선 통신 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 무선 통신 기기가 상기 무선 통신 시스템의 이동성 관리 개체는 상기 주 통신 모듈 및 부 통신 모듈을 포함하고 있음을 등록하는 단계;를 더 포함하는 무선 통신 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 무선 통신 기기가 상기 이동성 관리 개체에 패킷 우회 해제를 요청하는 단계;
상기 이동성 관리 개체가 상기 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 게이트웨이에 패킷 우회 해제를 지시하는 단계;
상기 코어 네트워크 상기 요청에 따라 상기 무선 통신 기기의 부 통신 모듈로 패킷을 전달하던 베어러(bearer) 및 기지국을 해제하고, 상기 무선 통신 기기의 주 통신 모듈과 통신하는 기지국으로 패킷을 전달하는 단계;
상기 무선 통신 기기의 상기 주 통신 모듈이 상기 패킷을 전달받는 단계;를 더 포함하는 무선 통신 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 무선 통신 기기의 주 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로 핸드오버(handover)하는 단계; 및
상기 핸드오버와 동시에 상기 무선 통신 기기의 부 통신 모듈이 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 단계;를 더 포함하는 무선 통신 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 무선 통신 기기의 주 통신 모듈이 상기 핸드오버를 수행하는 단계는 상기 이동성 관리 개체에 패킷 우회(packet redirection)를 요청하는 단계;를 포함하는무선 통신 방법.
무선 통신 시스템에서 무선 통신 기기가 핸드오버하는 방법에 있어서,
상기 무선 통신 기기의 주 통신 모듈이 소스 기지국에서 대상 기지국으로 핸드오버(handover)하는 단계; 및
상기 핸드오버와 동시에 상기 무선 통신 기기의 부 통신 모듈이 상기 소스 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 단계;를 더 포함하는 핸드오버 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 무선 통신 기기의 주 통신 모듈이 상기 핸드오버를 수행하는 단계는 상기 이동성 관리 개체에 패킷 우회(packet redirection)를 요청하는 단계;를 포함하는핸드오버 방법.