KR20160009530A

KR20160009530A - 복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20160009530A
Application number: KR1020157026163A
Authority: KR
Inventors: 이은종; 최혜영; 조희정; 한진백
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-03-10
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2016-01-26
Also published as: JP6450691B2; US20160007247A1; CN105284155A; EP2975883B1; JP2016513902A; CN105284155B; EP2975883A4; WO2014142459A1; EP2975883A1; US9913178B2

Abstract

복수의 통신 시스템 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 단말이 채널 스위치를 수행하는 방법은, 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 스위치 시간 및 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하는 단계; 상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 단계; 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 채널 스위치를 알리는 채널 스위치 알림 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 채널 스위치 알림 메시지에 따라 상기 스위치 시간 및 상기 새로운 채널 번호에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR PERFORMING CHANNEL SWITCH IN NETWORK CONVERGING PLURALITY OF COMMUNICATION SYSTEMS AND APPARATUS FOR SAME}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 통신 시스템 융합망에서 채널 스위치를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

무선통신 시스템에서 두 개 이상의 radio access technology (RAT)에 액세스할 수 있는 능력(capability)를 가진 Multi-RAT 단말이 존재할 수 있다. 특정 RAT에 access하기 위해서는 단말 요청 기반으로 특정 RAT으로의 connection을 설정하고 data 송수신을 수행한다.

그러나, Multi-RAT 단말이 두 개 이상의 RAT에 액세스 할 수 있는 capability는 있더라도 동시에 multiple RAT에 access할 수는 없었다. 즉, 현재 단말은 Multi-RAT capability가 있다 하더라도, 서로 다른 RAT을 통해 동시에 데이터 송수신이 가능하지 않다.

이러한 종래의 multi-RAT 기술은 무선랜과 셀룰러 망 간의 interworking을 필요로 하지 않기 때문에, 전반적으로 시스템 효율이 낮은 문제점이 있다. 그리고, 이러한 문제점에 대해서 아직까지 연구된 바가 없다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 통신 시스템 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 단말이 채널 스위치를 수행하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 제 1 통신 시스템의 단말을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복수의 통신 시스템 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 단말이 채널 스위치를 수행하는 방법은, 복수의 통신 시스템 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 단말이 채널 스위치를 수행하는 방법은, 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 스위치 시간 및 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하는 단계; 상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 단계; 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 채널 스위치를 알리는 채널 스위치 알림 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 채널 스위치 알림 메시지에 따라 상기 스위치 시간 및 상기 새로운 채널 번호에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 단말은 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과한 이후에 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송할 수 있다. 그리고, 상기 단말은 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과하기 전까지는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송할 수 있다. 상기 채널 스위치의 결정은 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 의해 결정된 것이며, 상기 제 1 통신 시스템 및 상기 제 2 통신 시스템은 서로 이종 통신 시스템에 해당하고, 상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이며 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템일 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 복수의 통신 시스템 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 단말이 채널 스위치를 수행하는 방법은, 제 2 통신 시스템의 기지국과 특정 채널을 통해 데이터 통신을 수행하는 상기 단말이 상기 복수의 통신 시스템 간의 인터워킹을 관리하는 상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하는 단계; 상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 노드로 전송하는 단계; 상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지의 시간 간격에 해당하는 스위치 시간 동안에는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 데이터 통신을 수행하도록 지시하는 지시자를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지 카운트되는 스위치 카운트 값을 포함하는 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 스위치 카운트값에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 단말은 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 카운트하여 상기 스위치 카운트 값이 0이 되는 시점부터 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송할 수 있다. 상기 제 1 통신 시스템의 노드는 기지국, MME (Mobility Management Entity) 또는 인터워킹 관리 개체(Interworking Management Entity, IWME)일 수 있고, 상기 제 1 통신 시스템과 상기 제 2 통신 시스템은 이종 통신 시스템에 해당할 수 있다. 상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이며 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템일 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 제 1 통신 시스템의 단말은, 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 스위치 시간 및 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하도록 구성된 수신기; 및 상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하도록 송신기를 포함하되, 상기 수신기는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 채널 스위치를 알리는 채널 스위치 알림 메시지를 더 수신하도록 구성되고, 상기 채널 스위치 알림 메시지에 따라 상기 스위치 시간 및 상기 새로운 채널 번호에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.

상기 송신기는, 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과한 이후에 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 송신기는 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과하기 전까지는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 제 1 통신 시스템의 단말은, 복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 제 1 통신 시스템의 단말은, 제 2 통신 시스템의 기지국과 특정 채널을 통해 데이터 통신을 수행하는 상기 단말이 상기 복수의 통신 시스템 간의 인터워킹을 관리하는 상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하도록 구성된 수신기; 및 상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 노드로 전송하도록 구성된 송신기를 포함하되, 상기 수신기는 상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지의 시간 간격에 해당하는 스위치 시간 동안에는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 데이터 통신을 수행하도록 지시하는 지시자를 포함하는 메시지를 수신하도록 구성되고, 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지 카운트되는 스위치 카운트 값을 포함하는 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신하도록 구성되며, 상기 스위치 카운트값에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따라 광대역 무선 통신 시스템에서 cellular 망의 control을 통해 단말이 WLAN을 효율적으로 사용하도록 하기 위해서, AP 사이에 발생할 수 있는 AP간 interference 문제를 최소화할 수 있고, temp seamless mobility 정보에 의해 IME가 P-GW와 같은 IP anchor(즉, 단말의 RAT 간 이동 경로를 flow/ip mapping 주체 (예를 들어, P-GW, end-UE, ASN-GW, AP controller)에게 스위치 시간까지는 임시로 셀룰러 망을 통해 데이터가 전송되도록 지시함으로써 데이터 중단이 발생하지 않아, 통신 성능이 향상될 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a는 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 2b는 일반적인 E-UTRAN 및 일반적인 EPC의 일반적 구조를 도시한 블록도이다.
도 2c 및 도 2d는 E-UMTS 네트워크를 위한 사용자-평면 프로토콜 및 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸 블록도이다.
도 3은 IEEE 802.11 시스템에서의 MAC architecture의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 IEEE 802.11 시스템에서의 일부 IFS들 간의 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 RTS/CTS/data/ACK 및 NAC 설정을 도시한 도면이다.
도 6a는 IEEE 802.11 시스템에서의 MAC frame formats을 나타낸 도면을, 도 6b는 도 3은 IEEE 802.11 시스템에서의 Frame Control Field 포맷을 예시한 도면이다.
도 7은 IEEE 802.11 시스템에서의 Element 포맷을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 IEEE 802.11 시스템에서의 Supported Channels element를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9a는 channel load request를 위한 Measurement Request field format을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 9b는 channel load reporting information data field format을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 10a는 channel load request를 위한 Measurement Report field format을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 10b는 AP channel report element format을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 Country element format의 예시적 도면이다.
도 12는 Channel Switch Announcement element의 예시적 도면이다.
도 13a는 Extended Channel Switch Announcement element의 예시적 도면이고, 도 13b는 Supported Operating Classes element의 예시적 도면이다.
도 14는 Channel Switch Timing element의 예시적 도면이다.
도 15a는 및 도 15b는 각각 Channel Switch Announcement frame action field format의 예시적 도면이다.
도 16은 제 1 통신 시스템(예를 들어, LTE 시스템)와 제 2 통신 시스템(예를 들어, WiFi 시스템)의 연동 구조를 설명하기 위한 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 WiFi-Cellular 인터워킹의 네트워크 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 18은 AP의 주파수 채널이 스위칭되는 경우 단말의 데이터 전송 효율을 최대화 하기 위해 셀룰러 네트워크 기반의 AP 주파수 채널 스위칭을 위한 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 19a는 주파수 채널 정보 요청 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 19b는 주파수 채널 정보 응답 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 WiFi data disconnection과 함께 혹은 WiFi data disconnection없이 STA의 동적 주파수 스위치를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 21은 WiFi data disconnection과 함께 혹은 WiFi data disconnection없이 STA의 동적 주파수 스위치를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 IEEE 802.16 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.

이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced 데이터 Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.

무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.

하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.

심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.

송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.

단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.

또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서(150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.

단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.

기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.

단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.

본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.

도 2a는 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 네트워크 구조를 예시한 도면이다.

E-UMTS는 LTE 시스템과 같이 호칭될 수도 있다. 시스템은 음성 ALV 패킷 데이터와 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위하여 광범위하게 배치될 수 있고, 일반적으로 이하의 도면들과 관련하여 상세하게 설명하고 개시할 다양한 기술들에 기반하여 기능하도록 구성된다.

도 2a를 참조하면, E-UMTS 네트워크는 E-UTRAN(Evolved UMTS terrestrial radio access network), EPC(Evolved Packet Core) 및 하나 이상의 단말(10)을 포함한다. E-UTRAN는 하나 이상의 기지국들(20)을 포함한다. EPC와 관련하여, MME/SAE 게이트웨이(30)는 단말(10)에 대해 세션의 종단점 및 이동성 관리 기능을 제공한다. 기지국(20) 및 MME/SAE 게이트웨이는 S1 인터페이스를 통해 접속될 수 있다.

단말(10)은 사용자가 지니고 다니는 장치이고 mobile station(MS), user terminal(UT), 가입자국(Subscriber Station, SS) 또는 무선 장치로서 또한 호칭될수 있다.

기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 함께 통신하는 고정국(fixed station)이다. base station으로 호칭되는 것 외에, 기지국은 액세스 포인트(Access Point, AP)로 호칭될 수도 있다. 기지국은 단말로 사용자 평면(user plane) 및 제어 평면(control plane)의 종단점들(end points)을 제공한다. 일반적으로, 기지국은 다른 구성요소들 중에서 송신기 및 프로세서를 포함하고 본 명세서에서 기술하고 있는 다양한 기술들에 따라 동작하도록 구성된다.

복수의 단말(10)이 한 셀 내에 위치할 수 있다. 한 기지국(20)은 일반적으로 셀 별로 배치된다. 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽을 전송하기 위한 인터페이스가 기지국들(20) 간에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 "하향링크(downlink)"는 기지국(20)으로부터 단말(10)로의 통신을 가리키고, "상향링크(uplink)"는 단말로부터 기지국으로의 통신을 가리킨다.

MME/SAE 게이트웨이(30)는 기지국들(20)로 페이징 메시지들의 분포(distribution), 보안 제어, 유휴 상태 이동성 제어, SAR 베어러 제어 및 NAS(Non-Access Stratum) 시그널링의 암호(ciphering) 및 보전(integrity protection)을 포함하는 다양한 기능들을 제공한다. SAE 게이트웨이(30)은 페이징 이유들을 위한 U-플랜 패킷들의 종료(termination), 단말 이동성을 지원하기 위한 U-플랜의 스위칭을 포함하는 여러가지의 기능들을 제공한다. 설명의 편의를 위해, MME/SAE 게이트웨이(30)은 본 명세서에서 간단히 "게이트웨이"라고 칭해질 수 있다. 그러나, 이러한 구조는 MME 게이트웨이 및 SAE 게이트웨이 모두를 포함할 수 있다고 이해될 수 있다.

복수의 노드들이 S1 인터페이스를 통해 기지국(20) 및 게이트웨이(30) 간에 연결될 수 있다. 기지국(20)은 X2 인터페이스를 통해 서로 연결될 수 있고, 이웃 기지국들은 X2 인터페이스를 가진 메쉬된(meshed) 네트워크 구조를 가질 수 있다.

도 2b는 일반적인 E-UTRAN 및 일반적인 EPC의 일반적 구조를 도시한 블록도이다.

도 2b를 참조하면, 기지국은 게이트웨이(30)를 위한 선택, 무선자원제어(RRC) 활성시의 게이트웨이를 향한 라우팅, 페이징 메시지들의 스케줄링 및 전송, 방송채널(BCCH)정보의 스케줄링 및 전송, 하향링크 및 상향링크에서 단말들(10)에 자원을 동적 할당, 기지국 측정(measurements)의 구성 및 준비(provisioning), 무선 베이러 제어, 무선허가제어(RAC), LTE_ACTIVE 상태에서 연결 이동성 관리의 기능들을 수행할 수 있다.

EPC에서, 상술한 바와 같이, 게이트웨이(30)는 페이징 시작(origination), LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면의 계산, SAE 베어러 관리, 및 비-접속층(non-access stratum, NAS) 시그널링의 보전 보호(integrity protection)의 기능들을 수행할 수 있다.

도 2c 및 도 2d는 E-UMTS 네트워크를 위한 사용자-평면 프로토콜 및 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸 블록도이다.

도 2c 및 도 2d를 참조하면, 프로토콜 레이어들은 오픈 시스템 상호접속(OSI) 표준 모델의 3개 하위 계층에 기초하여 제 1 계층(L1), 제 2 계층(L2) 및 제 3 계층(L3)으로 나누어질 수 있다.

제 1 계층(L1)(또는 물리 계층(PHY))은 물리 채널을 이용하여 상위 계층으로 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 전송 채널을 통해 상위 레벨에 위치한 MAC 계층과 연결되고, MAC 계층 및 물리 계층 간의 데이터는 전송 채널을 통해 전송된다. 서로 다른 물리 계층들 간에 즉 송신 측 및 수신 측(예를 들어, 단말(10) 및 기지국(20)의 물리 계층들 간에)의 물리 계층들 간에 데이터는 물리 채널(21)을 통해 전송된다.

계층 2(L2)의 MAC 계층은 논리채널을 통해 더 높은 계층인 RLC 계층에 서비스를 제공한다. 계층 2(L2)의 MAC 계층은 신뢰성있는 데이터 전송을 지원한다. 도 2c 및 2d에 도시된 RLC 계층은 MAC RLC 기능들이 구현되고 MAC 계층에서 수행되면, RLC 계층 그 자체는 필요하지 않는 것으로 도시되었다. 도 2c를 참조하면, 계층 2의 PDCP 계층은 상대적으로 작은 대역폭을 갖는 무선 인터페이스 상에 효율적으로 전송될 수 있는 IPv4 또는 IPv6와 같은 인터넷 프로토콜(IP) 패킷을 채용함으로써 전송되는 데이터에 불필요한 제어 정보를 줄이기 위하여 헤더 압축을 수행한다.

도 2d를 참조하면, 제 3 계층(L3)의 가장 낮은 부분에 위치한 RRC 계층은 제어 평면에서만 정의되고 논리 채널들, 전송 채널들, 물리 채널들을 구성, 재구성, 무선베어러들(RBs)의 해제 관계에서 제어한다. 여기서, 무선베어러들은 단말(terminal) 및 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위한 제 2 계층(L2)에 제공된 서비스를 의미한다.

도 2c를 참조하면, RLC 및 MAC 계층들(네트워크 측 상에서 기지국(20)에서 종료된)은 스케줄링, ARQ(Automatic Repeat reQuest), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)와 같은 기능들을 수행한다. PDCP 계층(네트워크 측 상에서 기지국(102)에서 종료된)은 헤더압축, 인티그레티 보호(intergrity protection), 및 계산(ciphering)과 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.

도 2d를 참조하면, RLC 및 MAC 계층들(네트워크 측 상에서 기지국(20)에서 종료된)은 제어 평면과 같은 동일한 기능들을 수행한다. 예시한 바와 같이, RRC 계층(네트워크 측 상에서 기지국(20)에서 종료된)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, 무선 베이러(RB) 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고와 제어와 같은 기능들을 수행할 수 있다. 네트워크 측 상에서 MME 게이트웨이(30)에서 종료되는 NAS 제어 프로토콜은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 시작 및 게이트웨이들 및 단말(10) 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.

NAS 제어 프로토콜은 3개의 서로 다른 상태(state)를 사용할 수 있다: 첫 번째로 RRC 엔티티(entity)가 없다면, LTE_DETACHED 상태, 두 번째로 RRC 연결이 없지만 최소의 단말 정보를 저장하고 있다면 LTE_IDLE 상태, 세 번째로 RRC 연결이 설정되면 LTE_ACTIVE 상태이다.

또한, RRC 상태는 RRC_IDLE 및 RRC_CONNECTED와 같은 두 개의 서로 다른 상태로 구분될 수 있다. RRC_IDLE 상태에서, 단말(10)은 페이징 정보 및 시스템의 정보의 방송을 수신할 수 있는 한편 단말(10)은 NAS에 의해 구성된 불연속 수신(Discontinuous Reception, DRX)를 명기하고, 단말(10)은 트래킹(tracking) 지역에서 단말을 고유하게 식별하기 위한 식별자(identification, ID)를 할당받는다. 또한, RRC_IDLE 상태에서, 기지국(20)에 저장된 RRC 콘텍스트(context)는 없다.

RRC_IDLE 상태에서, 단말(10)은 페이징 DRX 주기(cycle)를 명기한다. 특히, 단말(10)은 매 단말 특정 페이징 DRX 주기의 특정 페이징 경우에서 페이징 신호를 모니터링한다.

RRC_CONNECTED 상태에서, 단말(10)은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 콘텍스트를 구비하여, 가능하게 되는 네트워크(기지국)으로/으로부터 데이터를 전송 및/또는 수신한다. 또한, 단말(10)은 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 기지국(20)으로 보고할 수 있다.

RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말(10)이 속한 셀을 안다. 따라서, 네트워크는 데이터를 단말(10)로/으로부터 전송 및/또는 수신할 수 있으며, 네트워크는 단말(10)의 이동성(핸드오버)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있다.

이하 도 3 내지 도 15에서는 본 발명과 관련된 IEEE 802.11 시스템의 내용을 기술하도록 한다.

도 3은 IEEE 802.11 시스템에서의 MAC architecture의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3에서는 IEEE 802.11 표준에서 기술하고 있는 MAC architecture에 대해 설명하고 있다. 도 3에 도시한 IEEE 802.11 표준에서 기술하고 있는 MAC architecture에 대한 설명은 이하 표 1에서 설명하도록 한다.

[표 1]

도 4는 IEEE 802.11 시스템에서의 일부 IFS들 간의 관계를 나타낸 도면이다.

도 4에서는 일부 IFS들 간의 관계를 나타내고 있는데, 자세한 설명한 이후 표 2에서 설명한다.

[표 2]

도 5는 RTS/CTS/data/ACK 및 NAC 설정을 도시한 도면이다.

도 5에서의 RTS/CTS/data/ACK 및 NAC 설정에 대해서는 다음 표 3을 참조한다.

[표 3]

도 6a는 IEEE 802.11 시스템에서의 MAC frame formats을 나타낸 도면을, 도 6b는 도 3은 IEEE 802.11 시스템에서의 Frame Control Field 포맷을 예시한 도면이다.

도 6a의 MAC frame format과 및 도 6b의 Frame Control Field 포맷에 대해서는 다음 표 4를 참조한다.

[표 4]

도 7은 IEEE 802.11 시스템에서의 Element 포맷을 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 7의 IEEE 802.11 시스템에서의 Element 포맷에 대한 구체적인 내용은 다음 표 5를 참조하여 설명한다

[표 5]

다음 표 6은 Element ID을 나타낸 표이다.

[표 6]

도 8은 IEEE 802.11 시스템에서의 Supported Channels element를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 8의 IEEE 802.11 시스템에서의 Supported Channels element에 대한 구체적인 사항은 다음 표 7을 참조하여 설명한다.

[표 7]

도 9a는 channel load request를 위한 Measurement Request field format을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 9b는 channel load reporting information data field format을 예시적으로 나타낸 도면이다.

이하 도 9의 Channel Load Request에 대해서는 다음 표 8에서 설명한다.

[표 8]

다음 표 9는 channel load request를 위한 선택적인 subelement ID들을 나타내고, 표 10은 channel load request를 위한 리포팅 조건에 대해 설명하고 있다.

[표 9]

[표 10]

도 10a는 channel load request를 위한 Measurement Report field format을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 10b는 AP channel report element format을 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 10a과 관련한 Channel Load Report는 Channel Load = Integer((channel busy time/(MeasurementDuration × 1024)) × 255)로 표현될 수 있다. 도 10b의 AP channel report element format에 대해서는 다음 표 11을 참조하여 설명한다.

[표 11]

도 11은 Country element format의 예시적 도면이다.

도 11에 도시한 Country element format에 대한 자세한 사항은 다음 표 12를 참조한다.

[표 12]

도 12는 Channel Switch Announcement element의 예시적 도면이다.

도 12에 도시한 Channel Switch Announcement element에 대한 자세한 사항은 다음 표 13을 참조한다.

[표 13]

도 13a는 Extended Channel Switch Announcement element의 예시적 도면이고, 도 13b는 Supported Operating Classes element의 예시적 도면이다.

도 13a의 Extended Channel Switch Announcement element에 대한 자세한 사항은 다음 표 14에서, 도 13b의 Supported Operating Classes element에 대해서는 다음 표 15에서 자세히 설명하도록 한다.

[표 14]

[표 15]

도 14는 Channel Switch Timing element의 예시적 도면이다.

도 14의 Channel Switch Timing element에 대한 자세한 사항은 다음 표 16에서 자세히 설명하도록 한다.

[표 16]

Spectrum Management Frame format

도 15a는 Channel Switch Announcement frame action field format의 예시적 도면이다.

도 15a의 Channel Switch Announcement frame action field format의 자세한 사항에 대해서는 다음 표 17에서 자세히 설명한다.

[표 17]

Public Action details

도 15b는 Extended Channel Switch Announcement frame action field format의 예시적 도면이다.

도 15b는 Extended Channel Switch Announcement frame action field format을 도시하고 있다. Extended Channel Switch Announcement frame action field format에 대한 자세한 사항은 다음 표 18을 참조하여 설명한다.

[표 18]

Spectrum management Action frames

Five Action frame formats are defined for spectrum management. A Spectrum Management Action field, in the octet field immediately after the Category field, differentiates the five formats.

표 19는 Spectrum management Action field value 값을 나타낸 표이다.

[표 19]

Public Action frames

The Public Action frame is defined to allow the following:

Inter-BSS and AP to unassociated-STA communications

Intra-BSS communication

GAS

A Public Action field, in the octet immediately after the Category field, differentiates the Public Action frame formats. The defined Public Action frames are listed in Table 19.

[표 20]

다음 표 21에서 Dynamic frequency selection (DFS)에 대해 설명한다.

[표 21]

Extended channel switching (ECS)에 대해서는 다음 표 22에서 자세히 설명하도록 한다/

[표 22]

지금까지 IEEE 802.11 시스템에 대한 내용을 설명하였다. 상기 설명한 IEEE 802.11 시스템에 대한 내용은 본 발명에서 제안할 다양한 실시예들에 적용될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하도록 한다. 종래의 inter RAT 기술은 단말의 요청 기반으로 설계되어, 무선랜과 셀룰러 망 사이의 인터워킹(interworking)을 필요로 하지 않고, 특정 네트워크 서버가 무선랜 정보를 관리하며, 단말의 요청에 의해 inter RAT handover를 가능하도록 한다. 뿐만 아니라, 단말이 Multiple RAT에 동시 접속이 가능하더라도 Radio level에서의 control 없이 network level에서의 flow mobility/IP-flow mapping만을 지원(e.g., MAPCON or IFOM)함으로써 단말 요청의 multiple RAT에 동시 통신을 가능하도록 하였다. 이러한 이유로 종래 기술은 AP와 셀룰러 망 사이에 어떤 control connection은 요구하지 않았고, 단말의 요청을 기반으로 진행되어 왔다. 그러나, Multi-RAT 사용을 통해 전반적인 네트워크의 효율을 높이기 위해서는 단말 요청기반 보다는 네트워크 기반의 tightly-coupled management를 제공할 필요가 있다. 이는 서로 다른 RAT 사이의 직접 제어 연결(direct control connection)을 설정해 줌으로써 좀 더 효율적이고, 빠른 inter-RAT interworking이 요구한다. 또한 전반적인 시스템의 에너지 효율을 높이기 위해서 또는 AP 간의 간섭 완화(interference mitigation)와 같은 여러 목적을 위해 AP의 주파수 채널이 multiple RAT management entity에 의해 제어될 필요가 있다.

이하에서 IEEE 802.11 시스템에서 사용하는 AP의 주파수 채널에 대해 간략히 설명한다. IEEE 802.11 시스템에서 사용하는 AP의 주파수 채널은 AP 아래 연결되는 STA들의 지원되는 채널 리스트(supported channel list)를 기반으로 결정된다.

1. STA은 (Re)Association동안, 자신의 지원가능한 채널 리스트(supported channel list)를 AP에게 전송한다. 2. AP는 수신한 STAs의 지원가능한 채널 리스트에 기반하여 새로운 채널을 선택할 수도 있고, 또는 STA의 채널을 수락(accept)할 수 없다고 판단한 경우, STA에게 (re)association reject 메시지를 전송한다. 3. AP는 다음 파라미터를 이용하여 새로운 채널을 선택할 수 있다. STA들로부터 전송된 지원되는 채널 엘리먼트들의 지원되는 채널 리스트에서 가능한 모든 associated STA을 지원할 수 있는 채널을 선택할 수 있다. 또는, STA 또는 AP로부터 측정된 measurements 결과 값에 기초하여 채널을 선택할 수 있다. 또는, Quieting channel들을 이용한 radar testing 후 detected radar의 존재 유무에 따라 채널을 선택할 수 있다. 4. AP가 새로운 채널을 선택한 경우, 비콘/프로브 응답 메시지(Beacon/Probe Response message)에 채널 스위치 알림 엘리먼트(Channel Switch Announcement element) 포함하여 전송하여 새로운 채널에 대한 선택을 알려줄 수 있다. 일 예로서, Channel Switch Announcement element는 Channel Switch Mode, New channel number, Channel Switch Count를 포함할 수 있다. 5. Channel Switch Announcement element를 수신한 STA들은 채널이 스위칭될 때까지 전송을 멈춘다. Channel Switch Announcement element의 Channel Switch Count가 0이 될 때, New Channel로 스위칭한다. 새로운 채널로 스위치하기를 원하지 않는 STA은 새로운 BSS로 이동한다.

이와 같은 동적 주파수 선택(dynamic frequency selection)은 AP의 제어에 의해 결정하도록 한다. 뿐만 아니라 채널이 스위칭되는 동안 단말은 데이터 전송을 할 수 없는 상태가 되게 된다. 그러나, AP와 셀룰러망 사이의 tightly-coupled interworking이 제공된다면, 인터워킹을 관장하는 엔터티(entity)는 AP jamming 상황에서 발생할 수 있는 AP 간의 간섭 완화 및 AP의 설정을 더욱 효율적인 방법으로 제어함으로써 전반적인 시스템의 효율을 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

본 발명에서는 셀룰러 망과 무선랜 망 간의 인터워킹을 통해 동시에 단말이 두 망에 액세스할 수 있는 환경에서, 셀룰러-협력 AP 주파수 채널 선택 기법(cellular-coordinated AP frequency channel selection)을 제공하고자 한다.

먼저, 복수의 통신 시스템이 연동 혹은 인터워킹하는 네트워크 구조를 설명한다.

도 16은 제 1 통신 시스템(예를 들어, LTE 시스템)와 제 2 통신 시스템(예를 들어, WiFi 시스템)의 연동 구조를 설명하기 위한 네트워크 구조를 예시한 도면이다.

도 16에 도시한 네트워크 구조에서, 백본(Backbone) 망(예를 들어, P-GW 또는 EPC(Evolved Packet Core))를 통해 AP와 eNB사이에 백홀 제어 커넥션(backhaul control connection)이 있거나, AP와 eNB 사이에 무선 제어 커넥션(wireless control connection) 이 있을 수 있다. 피크 쓰루풋(peak throughput) 및 데이터 트래픽 오프-로딩(data traffic off-loading)을 위해, UE는 복수의 통신 네트워크 간의 연동을 통하여 제 1 무선통신 방식을 사용하는 제 1 통신 시스템(혹은 제 1 통신 네트워크)과 제 2 무선통신 방식을 사용하는 제 2 통신 시스템(혹은 제 2 통신 네트워크)을 모두 동시에 지원할 수 있다. 여기서 제 1 통신 네트워크 또는 제 1 통신 시스템을 각각 프라이머리 네트워크(Primary network) 또는 프라이머리 시스템(Primary system)이라고 칭하고, 제 2 통신 네트워크 또는 제 2 통신 시스템을 각각 세컨더리 네트워크(Secondary network) 또는 세컨더리 시스템(Secondary system)이라고 칭할 수 있다. 예를 들어, UE는 LTE(혹은 LTE-A)와 WiFi (WLAN/802.11과 같은 근거리 통신 시스템)을 동시에 지원하도록 구성될 수 있다. 이러한 UE를 본 명세서에서 멀티 시스템 지원 UE(Multi-system capability UE) 등으로 칭할 수 있다.

도 16에 도시한 네트워크 구조에서, 프라이머리 시스템은 넓은 커버리지(wider coverage)를 가지며, 제어 정보 전송을 위한 망일 수 있다. 프라이머리 시스템의 예로서 WiMAX 또는 LTE (LTE-A)시스템이 있을 수 있다. 한편, 세컨더리 시스템은 작은 커버리지는 가지는 망이며, 데이터 전송을 위한 시스템일 수 있다. 세컨더리 네트워크는 예를 들어, WLAN 또는 WiFi 같은 무선랜 시스템일 수 있다.

본 발명에서는 다음의 사항을 가정하여 설명한다.

인터워킹을 관장하는 entity는 셀룰러 망 내에 있는 entity로 가정하고, 아래 세가지 entity 안에 interworking function이 구현됨을 가정한다.

e-NB -reuse existing entity

MME (Mobility Management Entity) -기존 entity의 재사용(reuse existing entity)

IWME (InterWorking Management Entity) - 새로운 entity를 정의(define new entity)

인터워킹 기능은 eNB-UE 또는 eNB-AP 사이에 발생할 수 있는 인터워킹 관련 프로시저에 관련되어 있으며, 인터워킹을 관장하는 entity는 AP 정보를 저장/관리한다. eNB/MME/IWME는 자신의 coverage 아래 있는 AP 들의 정보를 저장/관리한다.

세컨더리 시스템 (예를 들어, WiFi)의 액세스 포인트인 AP와 프라이머리 시스템 (예를 들어, LTE 시스템 또는 WiMAX 시스템과 같은 셀룰러 통신 시스템)의 액세스 포인트인 기지국(eNB)는 서로 무선 링크 상으로 커넥션(connection)이 설정되어 있음을 가정한다. 본 발명에서는 eNB와의 무선 인터페이스가 있는 AP를 eAP라고도 칭하도록 한다. 즉, eAP는 802.11 MAC/PHY뿐만 아니라, eNB와의 통신을 위한 LTE 프로토콜 스택 혹은 WiMAX 프로토콜 스택도 지원하여야 하고, eNB와는 단말과같은 역할을 하며 eNB와 통신을 할 수 있음을 의미한다.

도 17은 본 발명에 따른 WiFi-Cellular 인터워킹의 네트워크 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 기술은 WiFi와 Cellular망을 동시 송수신할 수 있는 단말이 존재하는 환경에서, dual mode 단말이 좀 더 효율적으로 WiFi-cellular 융합 망을 사용하도록 하기 위해 셀룰러 망은 다음 4가지 방법에 따라 AP의 정보를 관리할 수 있다.

방법 1. eNB와 AP 사이의 무선 인터페이스(air interface) 사용: eNB는 AP와의 무선 제어 커넥션(wireless control connection)을 이용하여 AP를 일반 UE와 비슷하게 control 함을 의미한다.

방법 2. eNB와 AP 사이의 백홀 인터페이스(backhaul interface) 사용: eNB는 AP와의 wired control connection을 이용하여 AP를 control 함을 의미한다.

방법 3. MME와 AP 사이의 제어 인터페이스(coutrol interface) 사용: MME와 AP(즉, secondary system) 사이의 control connection을 이용하여 AP를 control 함을 의미한다.

방법 4. IWME와 AP 사이의 제어 인터페이스(control interface) 사용: IWME와 AP(즉, secondary system) 사이의 control connection을 이용하여 AP를 control 함을 의미한다.

이하에서는 AP의 주파수 채널이 스위칭되는 경우 단말의 데이터 전송 효율을 최대화 하기 위해 셀룰러 네트워크 기반의 AP 주파수 채널 스위칭을 위한 프로시저를 제안한다.

도 18은 AP의 주파수 채널이 스위칭되는 경우 단말의 데이터 전송 효율을 최대화 하기 위해 셀룰러 네트워크 기반의 AP 주파수 채널 스위칭을 위한 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.

셀룰러 망의 인터워킹 엔터티인 IME(혹은, eNB, MME, IWME)는 무선랜 망의 AP에게 주파수 채널 정보를 요청하는 메시지를 전송할 수 있다(S1810). 주파수 채널 정보 요청 메시지는 주파수 채널 정보만을 요청하는 메시지일 수도 있고, 또는 AP 관련 정보를 요청하는 메시지 안에 주파수 채널 정보 엘리먼트(frequency channel information element)를 전송함으로써 요청될 수도 있다. 주파수 채널 정보 요청 메시지는 인터워킹 엔터티의 필요에 의해 전송될 수도 있다.

도 19a는 주파수 채널 정보 요청 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 19a를 참조하면, 주파수 채널 정보 요청 메시지에 포함된 파라미터에는 AP의 BSSID(Basic Service Set IDentifier)/SSID(Service Set IDentifier), AP의 지원하는 주파수 채널 리스트를 요청하는 파라미터, AP가 현재 사용중인 주파수 채널 번호를 요청하는 파라미터, 현재 사용 중인 채널의 부하 상태(load status)를 요청하는 파라미터, 주변 AP로부터 받는 간섭 신호 값(ANPI (Average Noise Power Indicator) or RSNI(Received Signal to Noise Indicator))을 요청하는 파라미터, Reporting configuration 파라미터 등을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 각 요청하는 정보는 비트 맵(bitmap) 형식으로 구성될 수 있고, 1로 설정된 파라미터에 대한 값을 요청함을 의미할 수 있다. 각 필드에 대한 길이(length)는 예시일 뿐, 다른 값을 가질 수 있다

주파수 채널 정보 요청 메시지가 AP에게 전송된다면, AP는 요청하는 자신의 주파수 정보를 IME에게 주파수 채널 정보 응답 메시지 (또는 주파수 채널 정보 엘리먼트) 등을 통해 전송해 준다(S1820). 그리고 AP는 단말에게 지원되는 채널 리스트, measurement, detected radar를 전송해 줄 수 있다(S1823). 주파수 채널 정보 응답 메시지에 대해서는 도 19b를 참조하여 설명한다.

도 19b는 주파수 채널 정보 응답 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.

주파수 채널 응답 메시지는 주파수 채널 요청 메시지를 수신한 경우, AP에 의해 전송될 수도 있고, 또는 도 18에 도시한 것과 다르게 AP의 주파수 채널 관련 정보가 변경된 경우 이를 알리기 위해 AP가 unsolicited 방식으로 IME에게 전송할 수도 있다. 만약, 요청 메시지/엘리먼트에 의한 응답이라면, 요청한 파라미터에 대한 값만을 전송할 수도 있다. 개별적인 주파수 채널 정보 응답 메시지 또는 AP 정보 전송 메시지의 주파수 채널 정보 엘리먼트 형식으로 전송될 수 있다.

도 19b를 참조하면, 주파수 채널 정보 응답 메시지에는 AP의 BSSID/SSID 파라미터, AP의 지원하는 주파수 채널 리스트 파라미터, AP가 현재 사용중인 주파수 채널 번호 파라미터, 현재 사용 중인 채널의 부하 상태(load status) 파라미터, 주변 AP로부터 받는 간섭 신호 값 (ANPI (Average Noise Power Indicator) 또는 RSNI (Received Signal to Noise Indicator)) 파라미터 등을 적어도 하나 이상 포함될 수 있다. 요청에 의한 응답이라면, 요청 메시지에서 1로 설정된 파라미터에 대한 값만을 전송할 수 있다. 각 필드에 대한 길이(length)는 예시일 뿐, 다른 값을 가질 수 있다. IME는 AP로부터 수신한 주파수 채널 정보 응답 메시지에 기초하여 AP 정보들을 업데이트할 수 있다(S1825).

AP의 주파수 채널 스위칭 결정

본 발명의 기술에서 AP의 주파수 채널은 AP 또는 IME가 다른 주파수 채널로 스위칭할 것을 결정할 수 있다.

1. AP가 결정하는 경우

자신의 BSS에 있는 단말의 지원되는 채널들 및 측정(measurement) 결과 값 또는 다른 신호가 감지(interference가 심한 경우)된 경우, 채널 성능을 위해 주파수 채널을 바꾸기로 결정할 수 있다.

2. IME가 결정하는 경우

자신이 관리하는 AP들로부터 수신한 AP들의 주파수 채널 및 관련 정보를 바탕으로 AP들의 성능을 최대화(AP간 간섭 최소화, 전송성능 최대화) 하기 위해 특정 AP의 주파수 채널을 바꾸기로 결정할 수 있다.

본 발명에서는 이와 같이 주파수를 다른 채널로 바꾸기로 결정한 경우, 가장 최적의 새로운 주파수 채널을 선택하기 위한 IME와의 인터워킹(interworking)을 제안한다.

AP가 주파수 채널 스위칭을 결정한 경우(S1830)

AP가 주파수 채널 스위칭을 결정한 경우(S1830), 다음과 같은 필드(혹은 파라미터)를 포함한 주파수 채널 스위치 요청 메시지/엘리먼트를 IME에게 전송할 수 있다(S1840). 주파수 채널 스위치 요청 메시지/엘리먼트에는 AP의 SSID/BSSID 필드, 스위치 원인을 지시하는 필드(Switch cause) (예를 들어, 높은 데이터 부하(for offloading), 높은 간섭(high interference), 낮은 신호 세기(low signal strength) 등), 현재 채널 번호를 나타내는 필드(예를 들어, 현재 주파수 채널 번호 혹은 인덱스), 후보 주파수 채널 번호 리스트를 알려주는 필드, 스위치 원인에 대한 값을 나타내는 필드(The value for switch cause) (예를 들어, 스위치 원인으로 데이터 부하, 간섭, 신호 세기 등) 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.

AP로부터 주파수 채널 스위치 요청 메시지/엘리먼트를 수신한 IME는 자신의 서버에 저장된 요청한 AP의 주변 AP 정보를 비교하고 최적의 주파수 채널을 선택하여(S1850), 이에 대한 정보를 주파수 채널 스위치 명령 메시지/엘리먼트 등을 통해 AP에게 전송해 줄 수 있다(S1860). 주파수 채널 스위치 명령 메시지/엘리먼트에는 AP의 SSID/BSSID, 현재 주파수 채널의 번호, 선택된 주파수 채널의 번호(혹은 인덱스), 채널 스위치 시간(Switch time) 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 여기서, 채널 스위치 시간(Switch time)은 채널을 바꾸겠다고 알리는 시점(channel switch announcement를 포함한 beacon/probe response 메시지 전송시점)부터 채널 전환을 완료하는 시점(채널 스위치 알림(CSA) 메시지의 switch count가 0이 되는 시점)까지의 시간 간격이거나, 또는 채널 전환을 완료하는 시점을 나타내는 값 등으로 표현될 수 있다.

IME로부터 주파수 채널 스위치 명령 메시지/엘리먼트를 수신한 AP는 기존의 802.11 시스템에서 정의되어 있는 DFS 프로시저를 수행할 수 있다. AP는 주파수 채널 스위치 명령 메시지/엘리먼트에 기초하여 주파수 채널 스위치를 수행하고(S1865), 채널 스위치 알림 엘리먼트를 포함하는 비콘/프로브 응답 메시지를 단말에게 전송해 줄 수 있다(S1870). 상기 비콘/프로브 응답 메시지에서 전송되는 Switch count 값은 IME가 전송한 채널 스위치 시간을 참조하여 설정된다. 예를 들어, switch count는 비콘/프로브 응답 메시지를 수신한 시점부터 상기 채널 스위치 시간에 해당하는 시간이 지난 후에 0이 되도록 설정될 수 있다. 비콘/프로브 응답 메시지를 수신한 단말은 해당 element에 정의된 switch count가 0이 되는 시점에 새로운 채널로 스위칭하며, 스위치 시간까지(스위치 시간 동안 또는 switch count가 0이 되는 시점까지) 메시지 전송을 멈춘다.

AP는 채널 스위치 알림 엘리먼트를 포함한 비콘/프로브 응답 메시지를 전송하고, 주파수 채널 스위치가 잘 수행된 경우 IME에게 주파수 채널 스위치 보고 메시지(Frequency CH switch report 메시지)를 전송함으로써 수정된 주파수 채널 정보를 전송해 줄 수 있다(S1880). 수정된 주파수 채널 정보를 포함하는 해당 메시지를 수신한 IME는 수신한 정보를 바탕으로 AP의 정보를 업데이트 한다(S1890).

한편, 해당 AP와 통신 중인 multi-RAT 단말이 S1850 단계에서 새롭게 선택된 주파수 채널을 지원하지 않는다면, 스위치 시간 이전에 미리 단말에게 알림으로써 단말이 새로운 AP를 선택하도록 하거나 셀룰러로 seamless mobility를 수행하도록 지시할 수 있다.

IME가 switching을 결정한 경우

S1830에서 AP가 주파수 채널 스위치를 결정하는 경우와 달리, IME가 스위칭을 결정한 경우에는 S1840 및 S1850 단계는 생략될 수 있다. IME는 자신의 서버에 저장된 요청한 AP의 주변 AP 정보를 비교하여 최적의 주파수 채널을 선택하고, 이에 대한 정보를 주파수 채널 스위치 명령 메시지/엘리먼트 등을 통해 AP에게 전송할 수 있다(S1860). 주파수 채널 스위치 명령 메시지/엘리먼트에는 AP의 SSID/BSSID, 현재 주파수 채널의 번호, 선택된 주파수 채널의 번호(혹은 인덱스), 스위치 시간(Switch time) 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 만약, 해당 AP와 통신 중인 multi RAT 단말이 새롭게 선택된 주파수 채널을 지원하지 않는다면, 스위치 시간 이전에 미리 단말에게 알림으로써 단말이 새로운 AP를 선택하도록 하거나 셀룰러로 seamless mobility를 수행하도록 지시할 수 있다. 마찬가지로 이 경우에서도 스위치 시간은 채널을 바꾸겠다고 알리는 시점(channel switch announcement를 포함한 beacon/probe response 메시지 전송시점)부터 채널 전환을 완료하는 시점(CSA의 switch count가 0이 되는 시점)까지의 시간 간격이거나, 또는 채널 전환을 완료하는 시점(CSA의 switch count가 0이 되는 시점)을 나타내는 값으로 표현될 수 있다.

도 20은 WiFi data disconnection과 함께 혹은 WiFi data disconnection없이 STA의 동적 주파수 스위치를 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 20을 참조하면, S2010 내지 S2060은 도 18의 S1810 내지 S1860의 내용과 유사하여 자세한 설명은 생략하고, 도 18의 S1810 내지 S1860의 내용이 도 20에서도 적용될 수 있다.

IEEE 802.11 시스템의 동적 주파수 채널 선택은 AP (혹은 e(AP))가 채널의 스위치를 결정한 경우, AP는 채널 스위치를 완료하는 시점을 단말(UE)들에게 알림으로써 그 시점까지 AP와의 데이터 전송을 중지하도록 한다. 상기 도 18에서는 AP가 채널 스위치(channel switch)를 수행하기 전에 IME에게 가장 적절한 채널을 요청할 수 있고, IME는 자신에게 저장된 주변 AP 정보를 바탕으로 채널 스위치를 요청한 AP에게 가장 적절한 채널을 선택하여 알려줄 수 있도록 제안하였다. 뿐만 아니라 도 20에서는 AP의 채널 스위치를 알고 있는 IME는 가장 최적의 채널을 AP에게 알려줌과 동시에 셀룰러 망을 통해 현재 dual mode 단말의 serving AP 채널이 변경될 것임을 단말에게도 알려주고, 단말이 새로운 채널을 지원하지 않는 경우, AP로부터 채널 끊김을 수신하기 전에 미리 AP로 송수신 중이던 데이터를 셀룰러 망으로 전환하도록 지시할 것을 제안한다.

AP 주파수 채널 스위치 명령(AP Frequency CH switch Command) 메시지 전송 방법

IME는 해당 AP와 통신 중이던 multi-RAT 단말(들)에게 새로운 주파수 채널 번호를 포함하는 AP 주파수 채널 스위치 명령 메시지를 전송할 수 있다 (S2065). 이 경우, 해당 AP 주파수 채널 스위치 명령 메시지를 수신한 단말은 자신의 지원되는 채널 리스트를 확인하고(S2070), 이에 대한 수락 혹인 거절을 지시하기 위한 AP 주파수 채널 스위치 응답 메시지(예를 들어, AP Frequency CH switch 응답 메시지)를 IME로 전송한다(S2075). 즉, AP 주파수 채널 스위치 명령 메시지에 포함된 새로운 주파수 채널 번호가 단말이 지원하는 채널 리스트에 있으면, 채널 스위치에 대해 수락을 표시하기 위한 AP 주파수 채널 스위치 응답 메시지를 전송할 수 있으며, 이와 달리 AP 주파수 채널 스위치 명령 메시지에 포함된 새로운 주파수 채널 번호가 단말이 지원하는 채널 리스트에 없으면, 채널 스위치에 대해 거절을 표시하기 위한 AP 주파수 채널 스위치 응답 메시지를 전송할 수 있다.

상기 AP 주파수 채널 스위치 응답 메시지가 채널 스위치에 대해 단말이 수락(accept)을 나타내는 경우(S2075), 단말은 데이터를 이 시간부터 switch time까지 (또는 switch time 동안) 임시적으로 셀룰러 망을 통해 전송하도록 한다. 또한 임시 셀룰러 망 전환 프로시저의 수행 유무는 AP 주파수 채널 스위치 명령 메시지 혹은 AP 주파수 채널 스위치 응답 메시지에 지시(indication) 필드를 정의함으로써 결정될 수 있고, 이는 IME 또는 단말이 전송함으로써 수행될 수 있다(S2080). 그러나, 일반적으로 도 20에서 도시한 바와 같이 IME가 단말에게 주파수 채널 스위치 명령 메시지로 알리고, P-GW로의 ip/flow mapping을 업데이트함이 바람직할 수 있다.

본 발명에서 제안하는 temp seamless mobility 정보는 IME가 P-GW와 같은 IP anchor(즉, 단말의 RAT 간 이동 경로를 flow/ip mapping 주체, 예를 들어, P-GW, end-UE, ASN-GW, AP controller 등)에게 switch time 동안은 임시로 셀룰러 망을 통해 데이터가 전송되도록 지시함으로써 데이터 중단이 발생하지 않도록 한다. 여기서 switch time은 AP가 채널 스위치를 알리는 beacon을 전송하는 특정 시점부터 스위치가 완료되는 시점(i.e., 802.11에서의 switch count)까지의 시간 구간(duration)을 의미할 수 있고, AP와의 데이터 연결 Disconnection time과 재연결되는 action time으로 정의된 시간 간격일 수도 있다.

AP 주파수 채널 스위치 응답 메시지가 채널 스위치에 대해 거절(reject)을 나타내는 경우, 단말의 데이터 전송은 셀룰러 망(i.e., AP Disassociation)으로 또는 다른 AP로 전환(i.e., AP Re-association) 되도록 해야 한다.

한편, IME는 해당 AP와 통신 중이던 multi-RAT 단말이 아닌 IME가 저장하고 있는 단말 정보를 바탕으로 해당 새로운 채널을 지원하지 않는 단말에게만 새로운 채널로의 전환을 알릴 수 있다(S2065). 단말이 새로운 채널을 지원하지 않는 단말인 경우, 셀룰러 망으로의 데이터 전환(i.e., AP Disassociation)을 알리거나 새로운 AP로의 연결(i.e., AP Re-association)을 지시할 수 있다. 이때, 데이터 전환 지시 또는 AP 이동 지시 메시지를 전송하면서, "cause" 필드를 추가할 수 있고, unsupportable channel을 명시해 줄 수 있다(S2080). 이때, 새로운 채널을 지원하고, 새로운 채널로의 전환을 기다리는 단말의 경우, switch time까지(또는 switch time 동안) AP로 송수신 중이던 데이터는 셀룰러 망으로 임시 전환됨을 implicit하게 사용할 수 있다. 또한, 임시 셀룰러 망 전환 프로시저의 수행 유무는 multi RAT capability negotiation 메시지에 지시(indication) 필드를 정의함으로써 결정될 수 있고, 이는 IME 또는 단말이 전송함으로써 수행될 수 있다. 그러나, 일반적으로 IME가 단말에게 알리고, P-GW로의 ip/flow mapping을 업데이트하는 것이 바람직할 수 있다.

이후, AP는 주파수 채널을 스위치하고(S2085), 단말에게 채널 스위치 되었음을 알려주기 위해 비콘 응답 메시지 또는 프로브 응답 메시지를 전송할 수 있다(S2090). 이때, 비콘 응답 메시지 또는 프로브 응답 메시지에는 주파수 스위치와 관련된 switch count 필드를 포함될 수 있다. 단말은 Switch count가 0이 되는 시점이 채널 스위치를 완료하는 시점으로 판단할 수 있다. AP는 단말에게 스위치된 새로운 주파수 채널을 통해 비콘 응답 메시지 또는 프로브 응답 메시지를 단말에게 전송하고(S2095), IME에게는 주파수 채널 스위치 리포트를 전송할 수 있다(S2100). 이후, IME는 AP로부터 수신한 주파수 채널 스위치 리포트에 기초하여 AP 정보를 업데이트할 수 있다.

도 21은 WiFi data disconnection과 함께 혹은 WiFi data disconnection없이 STA의 동적 주파수 스위치를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.

도 21에서는 언급하고 있지 않으나 도 18에서의 S1810 내지 S1830의 과정이 추가적으로 적용될 수 있다.

단말(multi-RAT UE)은 WiFi 망의 AP와 특정 주파수 채널(CH 1)을 통해 데이터 통신을 수행하고 있는 도중에, 셀룰러 망의 인터워킹 엔터티인 IME(혹은, eNB, MME, IWME)는 상기 AP에게 주파수 채널 스위치를 요청하는 메시지를 있다(S2110). 주파수 채널 스위치 요청에 대한 응답으로서, IME는 AP에게 스위치 시간(switch time)을 포함하는 채널 스위치 응답 메시지를 전송할 수 있다(S2120). 그리고, IME는 기지국(eNB)에게 스위치 시간을 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 전송할 수 있다(S2130). 이후, AP는 단말에게 채널 스위치 명령 메시지를 전달하고, 이때 채널 스위치 명령 메시지에는 스위치 시간 및 새로운 채널 번호(CH 2)에 대한 정보를 포함한다(S2140).

단말은 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서, 채널 스위치 응답 메시지를 기지국으로 전송할 수 있는데(S2150), 이 채널 스위치 응답 메시지에는 채널 스위치 명령 메시지에 포함된 새로운 채널 번호(CH 2)에 해당하는 주파수 채널을 상기 단말이 지원가능한 경우 채널 스위치 명령에 대해 수락(accept)한다는 의미를 지시가 포함될 수 있다. 그러면, 기지국은 단말로부터 수신한 채널 스위치 명령의 수락을 포함하는 채널 스위치 응답 메시지를 IME로 전달할 수 있다(S2155). IME는 상기 스위치 시간 정보를 포함하는 Flow/IP address bind update 메시지를 P-GW에 전송하고(S2160), binding 응답 메시지를 P-GW로부터 수신한다(S2170).

AP는 단말에게 채널 스위치를 알리는 지시를 포함하는 비콘/프로브 응답메시지를 전송한다 (S2180). 단말은 비콘/프로브 응답메시지를 수신한 시점부터 S2140에서 수신한 스위치 시간이 경과하기 전까지는 임시로 기지국과 데이터 통신을 수행하며(S2190), 상기 스위치 시간이 만료한 이후부터는 스위치된 새로운 주파수 채널(CH 2)을 통해 AP와 데이터 통신을 수행할 수 있다(S2193). 그리고, AP는 IME로 채널 스위치에 대한 보고 메시지를 전송한다(S2195). 여기서 스위치 시간은 AP가 채널 스위치를 알리는 beacon을 전송하는 특정 시점부터 스위치가 완료되는 시점(i.e., 802.11에서의 switch count)까지의 시간 구간(duration)을 의미할 수 있고, AP와의 데이터 연결 Disconnection time과 재연결되는 action time으로 정의된 시간 간격일 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 기술에서 제안하는 temp seamless mobility 정보에 의해 IME가 P-GW와 같은 IP anchor(즉, 단말의 RAT 간 이동 경로를 flow/ip mapping 주체 (예를 들어, P-GW, end-UE, ASN-GW, AP controller)에게 스위치 시간까지는 임시로 셀룰러 망을 통해 데이터가 전송되도록 지시함으로써 데이터 중단이 발생하지 않아, 통신 성능이 향상될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

복수의 통신 시스템 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 단말이 채널 스위치를 수행하는 방법에 있어서,
제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 스위치 시간 및 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하는 단계;
상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 단계;
상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 채널 스위치를 알리는 채널 스위치 알림 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 채널 스위치 알림 메시지에 따라 상기 스위치 시간 및 상기 새로운 채널 번호에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 채널 스위치 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 단말은 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과한 이후에 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송하는, 채널 스위치 수행 방법.
제 2항에 있어서,
상기 단말은 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과하기 전까지는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송하는, 채널 스위치 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 채널 스위치의 결정은 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 의해 결정된 것인, 채널 스위치 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 통신 시스템 및 상기 제 2 통신 시스템은 서로 이종 통신 시스템에 해당하는, 채널 스위치 수행 방법.
제 5항에 있어서,
상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이며 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템인, 채널 스위치 수행 방법.
복수의 통신 시스템 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 단말이 채널 스위치를 수행하는 방법에 있어서,
제 2 통신 시스템의 기지국과 특정 채널을 통해 데이터 통신을 수행하는 상기 단말이 상기 복수의 통신 시스템 간의 인터워킹을 관리하는 상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하는 단계;
상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 노드로 전송하는 단계;
상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지의 시간 간격에 해당하는 스위치 시간 동안에는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 데이터 통신을 수행하도록 지시하는 지시자를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지 카운트되는 스위치 카운트 값을 포함하는 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 스위치 카운트값에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 채널 스위치 수행 방법.
제 7항에 있어서,
상기 단말은, 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 카운트하여 상기 스위치 카운트 값이 0이 되는 시점부터 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송하는, 채널 스위치 수행 방법.
제 7항에 있어서,
상기 제 1 통신 시스템의 노드는 기지국, MME (Mobility Management Entity) 또는 인터워킹 관리 개체(Interworking Management Entity, IWME)인, 채널 스위치 수행 방법.
제 7항에 있어서,
상기 제 1 통신 시스템과 상기 제 2 통신 시스템은 이종 통신 시스템에 해당하는, 채널 스위치 수행 방법.
제 10항에 있어서,
상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이며 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템인, 채널 스위치 수행 방법.
복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 제 1 통신 시스템의 단말에 있어서,
제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 스위치 시간 및 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하도록 구성된 수신기; 및
상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하도록 송신기를 포함하되,
상기 수신기는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 채널 스위치를 알리는 채널 스위치 알림 메시지를 더 수신하도록 구성되고, 상기 채널 스위치 알림 메시지에 따라 상기 스위치 시간 및 상기 새로운 채널 번호에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 수신하도록 구성되는, 제 1 통신 시스템의 단말.
제 12항에 있어서,
상기 송신기는, 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과한 이후에 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송하도록 구성되는, 제 1 통신 시스템의 단말.
제 13항에 있어서,
상기 송신기는 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신한 시점부터 상기 스위치 시간이 경과하기 전까지는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 데이터를 전송하도록 구성된, 제 1 통신 시스템의 단말.
복수의 통신 시스템 융합 망에서 채널 스위치를 수행하는 제 1 통신 시스템의 단말에 있어서,
제 2 통신 시스템의 기지국과 특정 채널을 통해 데이터 통신을 수행하는 상기 단말이 상기 복수의 통신 시스템 간의 인터워킹을 관리하는 상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 새로운 채널 번호를 포함하는 채널 스위치 명령 메시지를 수신하도록 구성된 수신기; 및
상기 채널 스위치 명령 메시지에 대한 응답으로서 상기 새로운 채널 번호가 상기 단말에 의해 지원된다면 채널 스위치에 대한 수락을 지시하는 채널 스위치 응답 메시지를 상기 제 1 통신 시스템의 노드로 전송하도록 구성된 송신기를 포함하되,
상기 수신기는 상기 제 1 통신 시스템의 노드로부터 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지의 시간 간격에 해당하는 스위치 시간 동안에는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 데이터 통신을 수행하도록 지시하는 지시자를 포함하는 메시지를 수신하도록 구성되고, 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 채널 스위치 알림 메시지 수신 시점부터 채널 스위치를 완료하는 시점까지 카운트되는 스위치 카운트 값을 포함하는 상기 채널 스위치 알림 메시지를 수신하도록 구성되며, 상기 스위치 카운트값에 기초하여 상기 새로운 채널 번호에 해당하는 채널을 통해 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 제 1 통신 시스템의 단말.