KR20160075549A - 복수의 통신시스템이 연동되는 통신 환경에서 신호를 전송 및 수신하는 방법과 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 상향링크 신호를 전송하는 단말은, 임계치 이상의 신호 세기를 갖는 제 1 통신 시스템의 기지국을 검색하는 프로세서; 및 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 수신기를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로 소정 횟수만큼 RACH(Random Access CHannel)를 전송에 실패한 경우에 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)하고, 상기 수신기는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 포함된 기지국으로부터 상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신하며, 상기 프로세서는 상기 비콘 신호에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 상향링크 전송이 불가 또는 하향링크 전송만이 가능함을 인식하되, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL) 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

Description

복수의 통신시스템이 연동되는 통신 환경에서 신호를 전송 및 수신하는 방법과 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNAL IN COMMUNICATION ENVIRONMENT IN WHICH MULTIPLE COMMUNICATION SYSTEMS INTERWORK, AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 통신시스템이 연동되는 통신 환경에서 신호를 전송 및 수신하는 방법과 이를 위한 장치에 관한 것이다.

무선통신 시스템에서 두 개 이상의 무선접속기술(radio access technology, RAT) 혹은 통신 시스템에 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 인터워킹을 필요로 하지 않기 때문에, 전반적으로 시스템 효율이 낮은 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 단말이 Multiple RAT에 동시 접속이 가능하더라도 무선 레벨에서의 제어없이 네트워크 레벨에서의 flow mobility/IP-flow mapping만을 지원함으로써 Multiple RAT에 동시 접속을 가능하도록 하였다. 이러한 이유로 종래 기술은 AP와 셀룰러 망 사이에 어떤 제어 커넥션을 요구하지 않았고, 단말의 요청을 기반으로 진행되어 왔다.

그러나, 이러한 종래 기술은 네트워크의 정확한 상황을 파악하지 못하고, 단말 위주의 RAT 선택을 함으로써 네트워크 전체 효율성을 높이기에는 한계가 있었다. 특히, 단말이 복수의 통신 시스템에 액세스가 가능해 짐에 따라, 단말이 특정 통신 시스템에서 다른 통신 시스템으로 효율적으로 데이터 전환을 수행하기 위한 방법들이 필요하게 되었지만, 아직까지 이러한 연구가 진행된 바가 없었다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 단말이 하향링크 신호를 수신하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 하향링크 신호를 수신하는 단말을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 상향링크 신호를 전송하는 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, 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 단말이 하향링크 신호를 수신하는 방법은, 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 수신된 하향링크 신호의 품질이 소정 횟수 연속적으로 임계치를 충족하지 못하는 경우에, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 기초하여 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)한 후 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트에 포함된 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 제 2 통신 시스템 링크를 통해 비콘 신호 또는 프로브 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크 전송이 불가하거나 또는 상향링크 전송만이 가능함을 인식하는 단계를 포함하되, 상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지는 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하며, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크의 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL)의 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 하향링크 신호는 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 수신할 것임을 알리는 지시자를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국과 Association 프로시저를 수행하는 단계; 및 상기 제 1 통신 시스템의 기지국의 하향링크 데이터 또는 시스템 정보를 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 상기 제 2 통신 시스템 링크를 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템일 수 있고, 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국은 상기 제 1 통신 시스템의 링크를 통해 수신된 하향링크 신호를 상기 단말로 전달해 줄 수 있는 제 2 통신 시스템에 속하는 기지국이다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법은, 임계치 이상의 신호 세기를 갖는 제 1 통신 시스템의 기지국을 검색하는 단계; 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 단계; 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로 소정 횟수만큼 RACH(Random Access CHannel)를 전송에 실패한 경우에 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)하는 단계; 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 포함된 기지국으로부터 상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신하는 단계; 및 상기 비콘 신호에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 상향링크 전송이 불가 또는 하향링크 전송만이 가능함을 인식하는 단계를 포함하되, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL) 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 기지국과 Association 프로시저를 수행하는 단계; 및 상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 기지국으로 RACH 신호 또는 연결 설정 요청 메시지를 전송할 수 있다.

상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 기지국은 상기 단말이 상기 제 1 통신 시스템으로 전송할 상향링크 신호를 수신하여 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 상기 제 2 통신 시스템에 속하는 기지국일 수 있으며, 상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템일 수 있다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 하향링크 신호를 수신하는 단말은, 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 수신기; 및 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 수신된 하향링크 신호의 품질이 소정 횟수 연속적으로 임계치를 충족하지 못하는 경우에, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 기초하여 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)하는 프로세서를 포함하되, 상기 수신기는 상기 제 2 통신 시스템 모드 턴온 후 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트에 포함된 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 제 2 통신 시스템 링크를 통해 비콘 신호 또는 프로브 응답 메시지를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크 전송이 불가하거나 또는 상향링크 전송만이 가능함을 인식하되, 상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지는 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하며, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크의 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL)의 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 상향링크 신호를 전송하는 단말은, 임계치 이상의 신호 세기를 갖는 제 1 통신 시스템의 기지국을 검색하는 프로세서; 및 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 수신기를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로 소정 횟수만큼 RACH(Random Access CHannel)를 전송에 실패한 경우에 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)하고, 상기 수신기는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 포함된 기지국으로부터 상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신하며, 상기 프로세서는 상기 비콘 신호에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 상향링크 전송이 불가 또는 하향링크 전송만이 가능함을 인식하되, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL) 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 다양한 실시예에 따라, WLAN(WiFi)과 셀룰러 망에 동시 접속이 가능한 단말이 셀룰러 망의 DL 수신 또는 UL 전송이 어려운 상황에서 주변 Wi-Fi 시스템을 통해 셀룰러 망 데이터를 송수신 할 수 있게 함으로써, 통신 성능을 상당히 향상시킬 수 있게 되었다.

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 2는 IP 플로우 기반 WiFi mobility를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3은 제 1 통신 시스템(즉, 셀룰러 통신 시스템)와 제 2 통신 시스템(무선랜 통신 시스템)의 연동 구조를 설명하기 위한 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 WiFi-Cellular 인터워킹의 네트워크 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 WiFi-Cellular 융합 망의 시나리오를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 6은 셀룰러 UL 전송만이 가능한 경우에 단말이 이를 인지하는 방법을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 7은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 경우에 단말이 이를 인지하는 방법을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 8은 셀룰러 UL 전송만이 가능한 경우에 단말이 초기 접속(initial attach)를 위한 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 9는 셀룰러 UL 전송만이 가능한 상황에서 단말의 이동에 따른 셀 서치 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 10은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에의 단말의 초기 접속(initial attach) 프로시저의 일 예를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 11은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에의 단말의 초기 접속(initial attach) 프로시저의 다른 일 예를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 12는 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에서의 단말의 이동에 따른 WiFi로의 UL 링크를 설정하기 위한 프로시저를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 기존의 LTE 시스템 방식의 문제점을 개선한 무선링크실패 진입하는 방안을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 14는 셀룰러 UL 전송만이 가능한 상황에서 단말의 이동에 따른 셀 서치 프로시저를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.
도 15는 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에서의 단말의 이동에 따른 WiFi로의 UL 링크를 설정하기 위한 프로시저를 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 적용 가능하다.

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)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(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(145), 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.

Multi-RAT 단말 기반의 WLAN-Cellular 인터워킹(interworking)에 대해 간략히 설명한다. 두 개 이상의 radio access technology (RAT)에 액세스(access)할 수 있는 능력(capability)를 가진 단말은 본 발명에서는 Multi-RAT 단말이라고 칭하되, 단말이라고 약칭하여 서술한다. 특정 RAT에 액세스하기 위해서는 단말 요청 기반으로 특정 RAT으로의 connection을 설정하고 데이터 송수신을 수행할 수 있게 된다. ANDSF 서버를 이용하여 이종 망 간 정보가 교환될 수 있다.

도 2는 IP 플로우 기반 WiFi mobility를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.

IFOM (IP Flow Mobility): 3GPP (Rel-10) 표준에서는 3G/WiFi Seamless Offload를 기술하고 있는데, DSMIPv6 기반 IP Flow 단위의 WLAN offloading 기술, DSMIPv6 (Dual Stack Mobile IPv6) 단말과 네트워크에서 IPv4와 IPv6를 동시 지원하는 솔루션을 제공하고 있다. 이동통신망의 다양화로 IPv6 채택이 확대되고 이동성 지원이 핵심기술로 부각되면서 기존의 IPv4망까지도 이동성 지원이 필요하여 DSMIPv6을 채택하고 있다. 또한, 단말이 자신의 이동을 탐지하여 agent에게 알리는 client-based MIP 기술을 제공한다. HA는 mobile node의 이동성을 관리하는 agent로서 Flow Binding Table과 Binding Cache table이 존재한다. PMIPv6를 사용할 경우, IP flow 단위의 관리가 어렵다는 기술적 문제의 이유로 IFOM은 DSMIPv6만을 사용한다.

MAPCON (Multi Access PDN Connectivity): 서로 다른 APN들에게 동시의 multiple PDN connectivity를 가지며, Protocol independent 기술로서 PMIPv6, GTP, DSMIPv6 모두 사용 가능하다. 하나의 PDN을 통해 전송 중이던 데이터 플로우들들 전체가 이동된다.

복수의 통신 시스템이 연동 혹은 인터워킹하는 네트워크 구조를 설명한다.

도 3은 제 1 통신 시스템(즉, 셀룰러 통신 시스템)와 제 2 통신 시스템(무선랜 통신 시스템)의 연동 구조를 설명하기 위한 네트워크 구조를 예시한 도면이다. 본 발명에서는 제 1 통신 시스템에 해당하는 셀룰러 통신 시스템의 하나인 LTE 시스템, 제 2 통신 시스템에 해당하는 무선랜 통신 시스템의 하나인 WiFi 시스템을 예로 들어 설명한다.

도 3에 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 단말(UE)를 본 명세서에서 멀티 시스템 지원 UE(Multi-system capability UE) 등으로 칭할 수 있다.

도 3에 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 가정한다

본 발명에서는 다음의 사항을 가정하여 설명한다.

인터워킹을 관장하는 entity는 셀룰러 망 내에 있는 entity로 가정하고, 아래 세가지 entity 안에 인터워킹 기능이 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 4는 본 발명에 따른 WiFi-Cellular 인터워킹의 네트워크 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 기술은 WiFi와 Cellular망을 동시 송수신할 수 있는 단말이 존재하는 환경에서, 듀얼모드(dual mode) 혹은 multi-RAT 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 air interface 사용

eNB는 AP와의 무선 제어 연결(wireless control connection)을 이용하여 AP를 일반 UE와 비슷하게 control 함을 의미한다.

방법 2. eNB와 AP 사이의 backhaul interface 사용

eNB는 AP와의 무선 제어 연결을 이용하여 AP를 control 함을 의미한다.

방법 3. MME와 AP 사이의 제어 인터페이스(control interface) 사용

MME와 AP(즉, secondary system) 사이의 제어 연결을 이용하여 AP를 control 함을 의미한다.

방법 4. IWME와 AP 사이의 control interface 사용

IWME와 AP(즉, secondary system) 사이의 제어 연결을 이용하여 AP를 제어함을 의미한다.

도 5는 WiFi-Cellular 융합 망의 시나리오를 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 5의 ① 시나리오는 단말의 셀룰러 only 접속 시나리오인데, 단말이 셀룰러 망에만 접속한 상태에서 WiFi 자동전환/동시전송을 위해, 사전기술의 정의가 필요하다. 인터워킹을 위한 AP 정보 관리는 network level (cellular-WiFi)에서 이루어지고, WiFi discovery 및 WiFi 망 접속은 device level (cellular - device - WiFi)에서 이루어 진다. ②-1 내지 ②-3은, 각각 셀룰러-WiFi 간의 사용자 평면(U-Plane)의 WiFi 자동 전환, flow의 WiFi 자동전환, bearer의 WiFi 자동전환, data의 WiFi 자동전환을 나타낸다. ②-1에 따라서, 셀룰러-WiFi U-plane 자동전환 되면 모든 data는 WiFi로만 전송된다. ②-2, ②-3 시나리오에 따라서, 셀룰러-WiFi U-plane이 동시전송 되도록 전환되면, bandwidth segregation or aggregation 기법을 사용하여 WiFi와 셀룰러 네트웍으로 데이터의 동시전송이 가능하다. 여기서, Bandwidth segregation은 ②-2 와 같이 flow (service/IP flow)별 자동 전환으로, 서로 다른 flow는 서로 다른 RAT을 통해 전송된다. ②-2에서, flow별 자동전환은 하나 또는 하나 이상의 service/IP flow(s) 일 수 있다. 즉, flow 단위로 전환 (②-2-1) 또는 Data radio(or EPS) bearer 별 전환(②-2-2)일 수 있다. Bandwidth aggregation은 ②-3과 같이 동일한 flow라 하더라도 data 단위로 서로 다른 RAT을 통해 전송될 수 있게 한다.

② 시나리오에서와 같이 WiFi 자동전환이 수행된 이후에는 ③ 시나리오와 같이 WiFi 기반으로 셀룰러 링크 제어가 가능하다. 셀룰러 링크 관련한 페이징 또는 무선 링크 실패(radio link failure, RLF)에 대한 제어를 WiFi link 통해 수신 가능하다.

종래의 inter RAT 기술은 단말의 요청 기반으로 설계되어, 무선랜과 셀룰러 망 사이의 인터워킹을 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 무선 레벨(Radio level)에서의 제어없이 네트워크 레벨에서의 flow mobility/IP-flow mapping만을 지원함으로써 Multiple RAT에 동시 접속을 가능하도록 하였다. 이러한 이유로 종래 기술은 AP와 셀룰러 망 사이에 어떤 control connection은 요구하지 않았고, 단말의 요청을 기반으로 Multiple RAT으로의 접속을 가능하도록 했다. 이와 같은 종래 기술은 네트워크의 상황을 정확하게 파악하지 못하고, 단말 위주의 RAT 선택을 함으로써 네트워크 전체 효율성을 높이기에는 한계가 있었다.

Multi-RAT 사용을 통해 단말의 QoS 향상 뿐만 아니라, 전반적인 네트워크의 효율을 높이기 위해서는 단말 요청기반 보다는 네트워크 기반의 tightly-coupled MultiRAT management 기술을 제공할 필요가 있다. 이는 네트워크 레벨에서는 서로 다른 RAT 사이의 direct control connection을 설정해 줌으로써 좀 더 효율적이고, 빠른 inter-RAT interworking이 수행됨이 요구되며, 해당 인터워킹 주체에 의해 단말의 data를 가장 최적의 RAT으로 전송할 수 있도록 해야 한다.

기지국의 성능 향상(e.g., 3D beamforming) 또는 위치적인 제약(e.g., cell edge, indoor)으로 인해 특정 지역에 있는 단말이 셀룰러 망으로부터 충분한 세기의 하향링크(DL) 신호를 수신하더라도 단말의 capability 제약으로 인해 상향링크(UL) 전송이 어려울 수 있다. 이런 경우, 단말은 DL 수신만이 가능한 지역임을 인지할 수 있어야 하며, 이를 통해 불필요한 RACH(Random Access Channel) 프로시저나 초기 액세스 프로시저 수행을 최소화할 필요가 있다. 즉, 이 경우 단말은 셀룰러 시스템에서는 하향링크(DL)만을 이용할 필요가 있다.

또는, 스몰 셀이 많아지고, 단말의 성능이 향상되면서 단말은 기지국으로 UL 신호를 충분히 전송할 수 있지만, 기지국의 전송 파워나 성능 부족으로 DL 수신이 어려울 수 있다. 이 경우, 단말은 해당 지역이 UL 전송만이 가능한 지역임을 인지할 수 있어야 하며, 이를 통해 셀룰러 DL 정보를 Wi-Fi를 통해 수신할 수 있어야 한다. 즉, 이 경우 단말은 셀룰러 시스템에서는 상향링크(UL)만을 이용할 필요가 있다. 이와 같이, 셀룰러 망이 하향링크만 또는 상향링크만을 지원하는 경우에 통신을 위한 방법 및 프로시저에 대해 구체적으로 제시된 바가 없었다.

본 발명에서는 셀 내에서 기지국이 셀룰러 망을 통한 DL 또는 단말의 UL 전송이 불가능한 지역에 대한 정보를 과거 셀 내에서의 단말로부터 수집된 채널정보 또는 operator의 설정에 의해 미리 알고 있음을 가정한다.

본 발명에서는 WLAN과 cellular에 동시 접속이 가능한 단말이 셀룰러 망의 DL 수신 또는 UL 전송이 어려운 상황에서 주변 Wi-Fi 시스템을 통해 셀룰러 망 데이터를 송수신 할 수 있는 환경을 제공하는 방법을 설명한다. 특히, 본 발명의 기술은 지리적인, 물리적인 특성 또는 네트워크 상황으로 인해 단말이 셀룰러 망의 DL 또는 UL 중 하나의 링크만으로 수신 또는 송신이 가능한 경우 특정 지역(e.g., 도심지역, 셀 경계, indoor)에 설치된 AP는 셀룰러 링크의 UL 또는 DL 링크를 지원하는 시스템으로 동작하도록 할 것을 제안하고, 이를 이용하기 위한 단말의 프로시저를 정의한다.

이하에서, 무선 링크 실패 (Radio Link Failure; RLF) 에 대해서 설명한다.

단말은 무선 링크에 다음과 같은 문제가 발생하면 무선 링크 실패가 발생했다고 판단할 수 있다.

(1) 먼저, 물리 채널 문제 (Physical channel problem) 로 인해서 RLF 가 발생했다고 판단될 수 있다.

단말은 물리 채널에서 eNB로부터 주기적으로 수신하는 RS(Reference Signal)의 품질이 임계값 (threshold) 이하로 검출되면 물리 채널에서 out-of-sync가 발생했다고 판단할 수 있다. 이러한 out-of-sync가 연속적으로 특정 횟수만큼 발생하면 이를 RRC로 알린다. 물리 계층으로부터 out-of-sync 메시지를 수신한 RRC는 타이머 T310을 구동하고, T310이 구동하는 동안 물리 채널의 문제가 해결되기를 기다린다. 만약 RRC가 T310이 구동하는 동안 물리 계층으로부터 특정 개수(예를 들어, N310)만큼의 연속적인 in-sync가 발생했다는 메시지를 수신하면, RRC는 물리 채널 문제가 해결되었다고 판단하고 구동 중인 T310을 중지시킨다. 그러나, T310이 만료될 때까지 in-sync 메시지를 수신하지 못하는 경우, RRC는 무선 링크 실패가 발생했다고 판단한다.

(2) MAC Random Access 문제로 인해서 RLF 가 발생했다고 판단할 수도 있다.

단말은 MAC 계층에서 랜덤 액세스 과정을 수행할 때 랜덤 액세스 리소스 선택 (Random Access Resource selection) -＞ 랜덤 액세스 프리앰블 송신 (Random Access Preamble transmission) -＞ 랜덤 액세스 응답 수신 (Random Access Response reception)-＞ 경합 해소 (Contention Resolution) 의 과정을 거친다. 상기의 전체 과정을 한 번의 랜덤 액세스 과정이라고 하는데, 이 과정을 성공적으로 마치지 못하면, 백 오프 시간만큼 기다렸다가 다음 랜덤 액세스 과정을 수행한다. 하지만, 이러한 랜덤 액세스 과정을 일정 횟수 (예를 들어, preambleTransMax) 만큼 시도했으나 성공하지 못하면, 이를 RRC로 알리고, RRC는 무선 링크 실패가 발생했다고 판단한다.

(3) RLC 최대 재전송 (maximum retransmission) 문제로 인해서 무선 링크 실패가 발생했다고 판단할 수도 있다.

단말은 RLC 계층에서 AM(Acknowledged Mode) RLC를 사용할 경우 전송에 성공하지 못한 RLC PDU를 재전송한다. 그런데, AM RLC가 특정 AMD PDU에 대해 일정 횟수 (예를 들어, maxRetxThreshold) 만큼 재전송을 했으나 전송에 성공하지 못하면, 이를 RRC로 알리고, RRC는 RLF가 발생했다고 판단한다.

RRC는 상기와 같은 세 가지 원인으로 무선 링크 실패 발생을 판단한다. 이렇게 RLF가 발생하게 되면 eNB와의 RRC 연결을 재수립하기 위한 절차인 RRC 연결 재설정 (RRC Connection Re-establishment)를 수행한다.

도 6은 셀룰러 UL 전송만이 가능한 경우에 단말이 이를 인지하는 방법을 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 6을 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)이 상기 eNB가 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S610). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 DL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S620). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부(즉, eNB로부터 받은 DL 신호를 단말로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S620). 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 있는 단말에 대해서는 셀룰러 망의 시스템 정보(System Information, SI)의 전송이 불가하다.

단말(Multi-RAT UE) 입장에서는 파워를 on 했을 때, 검출되는 셀이 없으면 WiFi를 turn on 하거나, 무선 링크 실패(RLF)에 빠지기 전에 셀룰러 UL 전송만이 가능한 지역인지를 체크하기 위하여 WiFi를 turn on 한다(S630). 이후, 주변 AP 중 적어도 하나의 AP로부터 셀룰러 DL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신할 수 있다(S640). 상기 지시자를 수신한 단말은 이 지역이 셀룰러 UL 전송만이 가능한 혹은 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역임을 인지할 수 있다(S650). 이러한 사실을 인지한 단말은 셀룰러 DL 전송 불가 지역에 있는 eNB로부터 다이렉트로 DL 신호를 수신할 수는 없다. 도 6에 도시한 바와 같이, AP가 eNB로부터 셀룰러 DL 신호(예를 들어, 셀룰러 망의 시스템 정보)를 수신하면, 이를 단말에게 전달해 주어, 단말은 AP로부터 셀룰러 DL 신호(예를 들어, 셀룰러 망의 시스템 정보)를 수신하게 된다.

이러한 프로시저 수행에 의하여, 단말이 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 위치하고 있더라도. 이러한 사실을 인지하여 WiFi turn on하여 AP로부터 수신함에 따라, 통신 성능이 향상되게 된다.

도 7은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 경우에 단말이 이를 인지하는 방법을 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 7을 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 단말의 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S710). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 UL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S720). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부(즉, 단말로부터 받은 UL 신호를 eNB로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S720). 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 있는 단말은 셀룰러 망을 통해 RACH (Random Access CHannel)혹은 RACH preamble 의 전송이 불가하다. 단말은 eNB로부터 주변 AP에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신할 수 있다(S730).

단말(Multi-RAT UE) 입장에서, 파워를 on 했을 경우, 네트워크 진입을 위해 RACH를 전송하는데, RACH 전송이 성공할 때까지 최대 재시도 횟수만큼 시도한다. 최대 재시도 횟수만큼 RACH 전송을 시도하였으나 실패한 경우에 WiFi를 turn on 하거나, 무선 링크 실패(RLF)에 빠지기 전에 셀룰러 DL 전송만이 가능한 지역인지 혹은 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역인지를 체크하기 위하여 WiFi를 turn on 한다(S740). 이후, 주변 AP 중 적어도 하나의 AP로부터 셀룰러 UL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신할 수 있다(S750). 상기 지시자를 수신한 단말은 이 지역이 셀룰러 UL 전송이 불가한 혹은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 지역임을 인지할 수 있다(S760). 이러한 사실을 인지한 단말은 주변 AP 중 어느 하나의 AP와 Association 프로시저를 수행하고(S770), 상기 AP로 초기 액세스(initial access) 과정을 수행하기 위한 신호를 전송한다(S780). AP는 단말로부터 초기 액세스 신호를 수신하여 이를 eNB로 전달해 준다(S780).

이러한 프로시저 수행에 의하여, 단말이 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 위치하고 있더라도. 이러한 사실을 인지하여 WiFi turn on하여 AP를 통해 eNB로 UL 신호를 전송할 수 있게 됨에 따라, 통신 성능이 향상되게 된다.

도 8은 셀룰러 UL 전송만이 가능한 경우에 단말이 초기 접속(initial attach)를 위한 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 8을 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)이 상기 eNB가 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S810). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 DL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S820). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부(즉, eNB로부터 받은 DL 신호를 단말로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S820). 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 있는 단말에 대해서는 셀룰러 망의 시스템 정보(System Information, SI)의 전송이 불가하다.

단말(Multi-RAT UE) 입장에서는 파워를 on 했을 때, 셀 서치를 시작하는데 DL 신호의 세기가 특정 세기 이상인 셀이 검출되지 않으면 WiFi를 turn on 하고 WiFi 스캐닝을 수행한다(S830). WiFi 스캐닝 결과, 셀룰러 DL 전송을 지원하는 AP를 검색한 경우, 단말은 해당 지역이 셀룰러 UL 전송만이 가능하고 셀룰러 DL 전송은 불가한 지역임을 인지할 수 있다(S840). 특히, 단말이 주변 AP 중 적어도 하나의 AP로부터 셀룰러 DL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신한다면(S840), 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 있음을 확인할 수 있다(S860). 이러한 사실을 인지한 단말은 셀룰러 DL 전송 불가 지역에 있는 eNB로부터 다이렉트로 DL 신호를 수신할 수는 없다.

AP가 eNB의 시스템 정보를 주기적으로 전송해 주는 경우에는(S850), 단말이 AP와 Association 프로시저를 수행하지 않더라도, 상기 AP를 통해서 eNB의 시스템 정보를 수신할 수 있다 (방법 1).

이와 달리, 단말의 요청에 의하여 AP가 eNB의 시스템 정보를 단말로 전송해 줄 수도 있다(S880). 이를 위해, 먼저 단말은 셀룰러 DL 전송을 지원받기 위하여 AP와 Association 프로시저를 수행할 필요가 있다(S870). 이후, 단말은 셀룰러 UL 링크를 이용하여 eNB로 RACH preamble을 전송할 수 있다(S890).

도 9는 셀룰러 UL 전송만이 가능한 상황에서 단말의 이동에 따른 셀 서치 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 9를 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)이 상기 eNB가 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S910). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 DL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S920). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부(즉, eNB로부터 받은 DL 신호를 단말로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S920). 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 미리 RRC_Connected 상태의 단말에게 셀룰러 시스템 정보, AP에 대한 셀룰러 DL 전송 지원 또는 셀룰러 UL 전송 지원 여부에 대한 정보를 포함한 주변 AP 리스트 정보를 전송해 줄 수 있다(S930).

RRC_Connected 상태에 있는 단말은 연속적으로 셀룰러 망의 기지국(eNB)의 DL 신호의 품질이 소정의 임계치 이하인 것으로 판단하고(예를 들어, 소정 횟수의 연속된 DL out-of-sync가 발생하면), 해당 셀에서 셀룰러 DL 전송을 지원하는 AP가 있음을 안 경우, WiFi를 turn on 하고 AP를 검색한다(S950). 단말은 검색된 AP로 프로브 요청 메시지를 전송하고(S960), 프로브 요청 메시지에 대한 응답으로서 셀룰러 DL 전송을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 상기 AP로부터 수신할 수 있다(S970). 단말이 상기 AP로부터 셀룰러 DL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 수신함에 따라 기지국(eNB)으로부터의 셀룰러 DL 수신이 불가한 지역에 있음을 확인할 수 있다(S980).

단말은 셀룰러 DL 전송을 지원받기 위하여 상기 AP와 Association 프로시저를 수행할 필요가 있다(S985). 이후, 단말은 셀룰러 DL 데이터 또는 셀룰러 시스템 정보 등을 상기 AP로부터 수신하게 된다(S990). 단말은 셀룰러 UL 링크를 이용하여 eNB로 UL 데이터를 다이렉트로 전송할 수 있다(S995).

도 10은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에의 단말의 초기 접속(initial attach) 프로시저의 일 예를 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 10을 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 단말의 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S1010). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 UL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S1020). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부(즉, 단말로부터 받은 UL 신호를 eNB로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S1020).

단말(Multi-RAT UE) 입장에서, 파워를 on 했을 경우, 셀 서치(cell search)를 시작하고 특정 세기 이상의 셀을 찾고 eNB로부터 주변 AP 리스트 정보를 포함하는 셀룰러 시스템 정보를 수신할 수 있다(S1030). 단말은 수신한 셀룰러 시스템 정보에 기초하여 해당 셀에 셀룰러 UL 전송을 지원하는 AP가 있음을 인식할 수 있다(S1030). 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 있는 단말은 셀룰러 망을 통해 RACH (Random Access CHannel) 혹은 RACH preamble 의 전송이 불가하다. 네트워크 진입을 위해 RACH를 전송하는데, RACH 전송이 성공할 때까지 최대 재시도 횟수만큼 시도한다(S1040). 최대 재시도 횟수만큼 RACH 전송을 시도하였으나 실패한 경우에 WiFi를 turn on 한다(S1050).

이후, 단말은 WiFi 스캐닝을 수행하고, 수행 결과로서 셀룰러 UL 전송을 지원하는 AP를 검색하고 검색된 AP로부터 셀룰러 UL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신할 수 있다(S1060). 상기 지시자를 수신한 단말은 이 지역이 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역 혹은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 지역임을 인지할 수 있다(S1070). 이러한 사실을 인지한 단말은 검색된 상기 AP 와 Association 프로시저를 수행하고(S1080), 상기 AP로 RACH, RACH preamble, 또는 connection establishment request 메시지를 전송한다(S1085). AP는 단말로부터 수신한 RACH, RACH preamble, 또는 connection establishment request 메시지를 eNB로 전달해 준다(S1085).

이러한 프로시저 수행에 의하여, 단말이 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 위치하고 있으면, AP와 Association 후에 initial attach procedure 수행을 위한 UL 메시지를 WiFi를 통해 전송하고(S1085), 이에 대한 응답 메시지는 셀룰러 망의 기지국(eNB)로부터 수신할 수 있다(S1090).

도 11은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에의 단말의 초기 접속(initial attach) 프로시저의 다른 일 예를 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 11을 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 단말의 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S1110). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 UL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S1120). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부(즉, 단말로부터 받은 UL 신호를 eNB로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S1120).

단말(Multi-RAT UE) 입장에서, 파워를 on 했을 경우, 셀 서치(cell search)를 시작하고 특정 세기 이상의 셀을 찾고 eNB로부터 주변 AP 리스트 정보를 포함하는 셀룰러 시스템 정보를 수신할 수 있다(S1130). 단말은 수신한 셀룰러 시스템 정보에 기초하여 해당 셀에 셀룰러 UL 전송을 지원하는 AP가 있음을 인지한 후에 WiFi를 turn on 한다(S1140).

이후, 단말은 WiFi 스캐닝을 수행하고, 수행 결과로서 셀룰러 UL 전송을 지원하는 AP를 검색하고 검색된 AP로부터 셀룰러 UL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신할 수 있다(S1150). 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 있는 단말은 셀룰러 망을 통해 RACH (Random Access CHannel) 혹은 RACH preamble 의 전송이 불가하다. 단말은 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역임을 인지한 경우에 셀룰러 UL 링크 컨디션을 확인하기 위하여 RACH 전송을 시도할 수 있다(S1160).

RACH 전송을 시도하였으나 실패한 경우에 단말은 이 지역이 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역 혹은 셀룰러 DL 전송만이 가능한 지역임을 확인한다 (S1170). 이러한 사실을 확인한 단말은 검색된 상기 AP 와 Association 프로시저를 수행하고(S1180), 상기 AP로 RACH, RACH preamble, 또는 connection establishment request 메시지를 전송한다(S1185). AP는 단말로부터 수신한 RACH, RACH preamble, 또는 connection establishment request 메시지를 eNB로 전달해 준다(S1185).

이러한 프로시저 수행에 의하여, 단말이 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 위치하고 있으면, AP와 Association 후에 initial attach procedure 수행을 위한 UL 메시지를 WiFi를 통해 전송하고(S1185), 이에 대한 응답 메시지는 셀룰러 망의 기지국(eNB)로부터 수신할 수 있다(S1190).

도 12는 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에서의 단말의 이동에 따른 WiFi로의 UL 링크를 설정하기 위한 프로시저를 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 단말의 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S1210). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 UL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S1220). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부(즉, 단말로부터 받은 UL 신호를 eNB로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S1220).

셀룰러 망의 기지국(eNB)은 미리 RRC_Connected 상태의 단말에게 셀룰러 시스템 정보, AP에 대한 셀룰러 DL 전송 지원 또는 셀룰러 UL 전송 지원 여부에 대한 정보를 포함한 주변 AP 리스트 정보를 전송해 줄 수 있다(S1230).

RRC_Connected 상태에 있는 단말은 셀룰러 망의 기지국(eNB)으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있다(S1240). 그리고, 단말은 UL 데이터 전송을 시도하고(S1250), UL 데이터 전송이 실패한 경우에 해당 셀에서 셀룰러 UL 전송 지원 AP가 있음을 인지한 경우에, WiFi를 turn on 하고 AP를 검색한다(S1260). 단말은 검색된 AP로 프로브 요청 메시지를 전송하고(S1270), 프로브 요청 메시지에 대한 응답으로서 셀룰러 UL 전송을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 상기 AP로부터 수신할 수 있다(S1275). 단말이 상기 AP로부터 셀룰러 UL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 수신함에 따라 기지국(eNB)으로부터의 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 있음을 확인할 수 있다(S1280).

이러한 사실을 확인한 단말은 검색된 상기 AP 와 Association 프로시저를 수행하고(S1285), 상기 eNB로부터는 하향링크 데이터를 다이렉트로 수신할 수 있지만(S1290), UL 데이터 전송은 상기 AP를 거쳐서, AP가 eNB로 전달해 준다(S1295).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 셀룰러와 Wi-Fi에 동시 접속이 가능한 단말이 셀룰러 DL 전송 또는 셀룰러 UL 전송만이 가능한 지역에 진입한 경우, 셀룰러 시스템 정보를 통해 해당 셀 내에 UL or DL 전송이 불가한 지역이 있음을 인지하기 위해 셀 내에서 셀룰러 UL or DL 링크를 지원하는 Wi-Fi에 대한 정보를 전송하도록 할 것을 제안하였다.

도 6 내지 도 12에서 설명한 사항 중에서, eNB는 셀에 속한 AP 리스트 정보를 전송할 때, 각 AP에 대해 셀룰러 링크 지원 여부(예를 들어, 셀룰러 DL 전송 지원 혹은 셀룰러 UL 전송 지원)를 알리는 지시자를 함께 전송할 수 있다. 이때, 이 지시자는 1 비트 크기로 설정될 수 있다. 상기 셀룰러 링크 지원 여부를 나타내는 지시가 설정된 셀에 진입한 단말은 셀룰러 DL or UL 링크 문제를 검출한 경우, 무선 링크를 회복하기 위해 Wi-Fi를 먼저 검색할 수 있다. 한편, 상기 AP 리스트 정보는 방송 메시지로서 neighbor AP information 정보를 전송하는 메시지 타입 또는 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB) 타입일 수 있다.

또한, AP는 자신의 비콘 메시지에 Cellular capability를 전송하는 element를 정의하여 포함시켜 단말로 전송할 수 있다. Cellular capability element 안에는 셀룰러 DL 전송 지원 혹은 셀룰러 UL 전송 지원 여부를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 셀룰러 DL 또는 UL 링크에 문제가 있음을 검출한 단말은 상기 지시자에 의해 지시가 설정된 AP를 검색한 경우, 자신이 셀룰러 DL 전송 또는 셀룰러 UL 전송 지역에 있음을 인식하고, 해당 AP를 통해 셀룰러 UL 또는 DL 링크를 설정하려고 시도한다.

앞서, 3GPP LTE 시스템에서 무선링크 문제를 검출하는 방법에 대해 간략히 설명한다.

UL의 경우, RACH가 한번 실패할 때마다 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER를 1씩 증가시키고, PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER = PREAMBLE_TRANS_MAX + 1 을 만족할 때, 또는 RLC에서 최대 재전송을 넘어설 때 MAC layer에서는 무선 문제(radio problem)을 지시(indicate)한다. DL의 경우, DL 무선 링크 품질을 지속적으로 측정하며, 물리 레이어(physical layer)로부터 소정의 임계치(threshold Qout)를 넘지 못한 연속된 out-of-sync를 검출한 경우, 무선 링크 문제를 지시하게 된다. Problems

이와 같이, 종래에는 단말이 DL 또는 UL의 링크 상태가 좋지 않음을 검출한 경우, 무선링크 실패(RLF)로 진입하도록 한다. 그러나, 셀룰러 DL 전송이 불가한 환경에 있는 단말의 경우에는 종래와 같은 DL 무선 링크 품질만으로 무선링크실패로 진입하는 것을 막아야 할 필요가 있다. 또한, 셀룰러 UL 전송이 불가한 환경에 있는 단말의 경우에는 종래의 RACH 실패를 통한 무선 링크 실패 진입을 막아야 할 필요가 있다.

도 13은 기존의 LTE 시스템 방식의 문제점을 개선한 무선링크실패 진입하는 방안을 설명하기 위한 예시적 도면이다.

RRC_Connected 상태의 단말인 경우 무선 문제를 검출한 후에 DL 또는 UL 링크가 회복 되지 않더라도 Wi-Fi를 통한 연결 설정을 회복(recovery) 성공으로 간주하도록 한다. 도 13에 도시한 first phase 동안에 WiFi 를 통한 DL 또는 UL 링크를 회복하는 방법을 정의할 수 있다. 즉, 앞서 도 6 내지 도 12에서 설명한 바와 같이, 셀룰러 DL 또는 UL 링크에 문제가 있는 경우나 상황에서는 first phase 동안에 WiFi 를 통한 DL 또는 UL 링크를 회복하는 프로시저를 수행할 수 있다.

셀로부터 미리 수신한 주변 AP 정보를 참조하여 주변 AP 중에 셀룰러 DL/UL 전송을 지원할 수 있는 AP가 존재하는 경우, 단말은 셀룰러 DL 또는 UL 전송에 대한 무선 문제 검출 단계로 가더라도 셀룰러 UL 또는 DL에 대한 전송을 계속하도록 할 것을 지시할 수 있다. RRC_Connected 상태의 단말인 경우 normal operation으로 동작하다가, 무선 링크에 문제가 있음을 검출할 수 있다. 단말이 DL 링크 문제를 검출한 경우, UL 링크를 통해 이를 알리고, 단말은 미리 수신한 셀룰러 DL 전송 지원 AP를 검색하고, 연결을 설정한다. 그리고, 단말이 UL 링크 문제를 검출한 경우, DL 링크를 통해 수신하는 데이터를 계속해서 모니터링 한다. 수신하는 데이터에 대한 신호 세기가 임계치(threshold Qin) 을 넘는 경우, 단말은 미리 수신한 셀룰러 UL 전송 supported AP를 검색, 연결을 설정한다.

도 14는 셀룰러 UL 전송만이 가능한 상황에서 단말의 이동에 따른 셀 서치 프로시저를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.

도 14를 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)이 상기 eNB가 셀룰러 DL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S1410). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 DL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S1420). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 DL 전송을 지원하는지 여부(즉, eNB로부터 받은 DL 신호를 단말로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S1420). 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 미리 RRC_Connected 상태의 단말에게 셀룰러 시스템 정보, AP에 대한 셀룰러 DL 전송 지원 또는 셀룰러 UL 전송 지원 여부에 대한 정보를 포함한 주변 AP 리스트 정보를 전송해 줄 수 있다(S1430). 단말은 셀룰러 DL 전송 불가 지역에 위치하고 있기 때문에 eNB로부터 다이렉트로 하향링크 데이터를 수신할 수가 없다(S1440).

RRC_Connected 상태에 있는 단말은 소정 회수만큼 연속적으로 셀룰러 망의 기지국(eNB)의 DL 신호의 품질이 소정의 임계치 이하인 것으로 판단하고(예를 들어, 소정 횟수의 연속된 DL out-of-sync로 판단), 해당 셀에서 셀룰러 DL 전송을 지원하는 AP가 있음을 안 경우, WiFi를 turn on 하고 AP를 검색한다(S1450). 단말은 검색된 AP로 프로브 요청 메시지를 전송하고(S1460), 프로브 요청 메시지에 대한 응답으로서 셀룰러 DL 전송을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 상기 AP로부터 수신할 수 있다(S1470). 단말이 상기 AP로부터 셀룰러 DL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 수신함에 따라 기지국(eNB)으로부터의 셀룰러 DL 수신이 불가한 지역에 있음을 확인할 수 있다(S1475).

단말은 AP를 통해 DL 신호를 수신할 것을 알리는 내용을 셀룰러 UL 링크를 통해 기지국(eNB)으로 전송할 수 있다(S1480). 즉, 단말은 기지국(eNB)으로부터의 DL 수신이 어렵지만 무선링크실패(RLF)로 들어가지 않고, WiFi를 통해 데이터를 수신할 것을 알리는 것이다(S1480). 이후, 단말은 셀룰러 DL 전송을 지원받기 위하여 상기 AP와 Association 프로시저를 수행할 수 있다(S1485). 이후, 단말은 셀룰러 DL 데이터 또는 셀룰러 시스템 정보 등을 상기 AP로부터 수신하게 된다(S1490). 그리고, 단말은 셀룰러 UL 링크를 이용하여 eNB로 UL 데이터를 다이렉트로 전송할 수 있다(S1495).

도 15는 셀룰러 DL 전송만이 가능한 상황에서의 단말의 이동에 따른 WiFi로의 UL 링크를 설정하기 위한 프로시저를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.

도 15를 참조하면, 셀룰러 망의 기지국(eNB)은 단말의 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 대한 정보를 상기 셀룰러 망과 WiFi 망 간의 인터워킹을 관리 혹은 운영하는 주체인 IWE로 전송한다(S1510). IWE는 각 셀 내 기지국(eNB)으로부터 셀룰러 UL 전송 불가 지역에 대한 정보를 획득하게 된다. IWE는 WiFi 망의 AP(Access Point)와 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부에 대한 정보를 교환하여, 어떤 AP가 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부를 파악할 수 있다(S1520). 각 AP가 IWE로 자신이 셀룰러 UL 전송을 지원하는지 여부(즉, 단말로부터 받은 UL 신호를 eNB로 전달해 줄 수 있는지 여부)를 알려주어, IWE는 이러한 정보를 획득하게 된다(S1520).

셀룰러 망의 기지국(eNB)은 미리 RRC_Connected 상태의 단말에게 셀룰러 시스템 정보, AP에 대한 셀룰러 DL 전송 지원 또는 셀룰러 UL 전송 지원 여부에 대한 정보를 포함한 주변 AP 리스트 정보를 전송해 줄 수 있다(S1530).

RRC_Connected 상태에 있는 단말은 셀룰러 망의 기지국(eNB)으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있다(S1540). 그리고, 단말은 UL 데이터 전송을 시도하고(S1550), UL 데이터 전송이 실패한 경우에 해당 셀에서 셀룰러 UL 전송 지원 AP가 있음을 인지한 경우에, WiFi를 turn on 하고 AP를 검색한다(S1560). 단말은 검색된 AP로 프로브 요청 메시지를 전송하고(S1565), 프로브 요청 메시지에 대한 응답으로서 셀룰러 UL 전송을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 상기 AP로부터 수신할 수 있다(S1570). 단말이 상기 AP로부터 셀룰러 UL 전송 지원을 지시하는 지시자를 포함하는 프로브 응답 메시지 또는 비콘 신호를 수신함에 따라 기지국(eNB)으로부터의 셀룰러 UL 전송이 불가한 지역에 있음을 확인할 수 있다(S1580). 단말은 셀룰러 UL 링크를 통한 UL 전송이 어렵지만 무선링크실패(RLF)로 들어가지 않고, WiFi를 통해 UL 데이터를 전송하도록 결정한다(S1580).

이러한 사실을 확인한 단말은 검색된 상기 AP 와 Association 프로시저를 수행하고(S1585), 상기 eNB로부터는 하향링크 데이터를 다이렉트로 수신할 수 있지만(S1590), UL 데이터 전송은 상기 AP를 거쳐서, AP가 eNB로 전달해 준다(S1595).

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 다양한 실시예에 따라, WLAN(WiFi)과 셀룰러 망에 동시 접속이 가능한 단말이 셀룰러 망의 DL 수신 또는 UL 전송이 어려운 상황에서 주변 Wi-Fi 시스템을 통해 셀룰러 망 데이터를 송수신 할 수 있게 함으로써, 통신 성능을 상당히 향상시킬 수 있게 되었다.

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.

본 발명에 따른 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 상향링크 신호를 전송하는 방법은 3GPP LTE-A 등과 같은 무선통신 시스템에서 산업상으로 이용이 가능하다.

Claims (12)

1. 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 단말이 하향링크 신호를 수신하는 방법에 있어서,
   제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 단계;
   상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 수신된 하향링크 신호의 품질이 소정 횟수 연속적으로 임계치를 충족하지 못하는 경우에, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 기초하여 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)한 후 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트에 포함된 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 제 2 통신 시스템 링크를 통해 비콘 신호 또는 프로브 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크 전송이 불가하거나 또는 상향링크 전송만이 가능함을 인식하는 단계를 포함하되,
   상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지는 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하며,
   상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크의 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL)의 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함하는, 하향링크 신호 수신 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 하향링크 신호는 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 수신할 것임을 알리는 지시자를 전송하는 단계를 더 포함하는, 하향링크 신호 수신 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국과 Association 프로시저를 수행하는 단계; 및
   상기 제 1 통신 시스템의 기지국의 하향링크 데이터 또는 시스템 정보를 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 상기 제 2 통신 시스템 링크를 통해 수신하는 단계를 더 포함하는, 하향링크 신호 수신 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는, 하향링크 신호 수신 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템인, 하향링크 신호 수신 방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국은 상기 제 1 통신 시스템의 링크를 통해 수신된 하향링크 신호를 상기 단말로 전달해 줄 수 있는 제 2 통신 시스템에 속하는 기지국인, 하향링크 신호 수신 방법.
7. 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법에 있어서,
   임계치 이상의 신호 세기를 갖는 제 1 통신 시스템의 기지국을 검색하는 단계;
   상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 단계;
   상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로 소정 횟수만큼 RACH(Random Access CHannel)를 전송에 실패한 경우에 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)하는 단계;
   상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 포함된 기지국으로부터 상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 비콘 신호에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 상향링크 전송이 불가 또는 하향링크 전송만이 가능함을 인식하는 단계를 포함하되,
   상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL) 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 기지국과 Association 프로시저를 수행하는 단계; 및
   상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 기지국으로 RACH 신호 또는 연결 설정 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 상향링크 신호 전송 방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 기지국은 상기 단말이 상기 제 1 통신 시스템으로 전송할 상향링크 신호를 수신하여 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 상기 제 2 통신 시스템에 속하는 기지국인, 상향링크 신호 전송 방법.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 통신 시스템인, 상향링크 신호 전송 방법.
11. 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 하향링크 신호를 수신하는 단말에 있어서,
    제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 수신기; 및
    상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 수신된 하향링크 신호의 품질이 소정 횟수 연속적으로 임계치를 충족하지 못하는 경우에, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 기초하여 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)하는 프로세서를 포함하되,
    상기 수신기는 상기 제 2 통신 시스템 모드 턴온 후 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트에 포함된 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 기지국으로부터 제 2 통신 시스템 링크를 통해 비콘 신호 또는 프로브 응답 메시지를 수신하고,
    상기 프로세서는 상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크 전송이 불가하거나 또는 상향링크 전송만이 가능함을 인식하되,
    상기 비콘 신호 또는 상기 프로브 응답 메시지는 상기 제 1 통신 시스템의 하향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하며,
    상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크의 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL)의 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함하는, 단말.
12. 복수의 통신 시스템이 연동되는 통신 환경에서 상향링크 신호를 전송하는 단말에 있어서,
    임계치 이상의 신호 세기를 갖는 제 1 통신 시스템의 기지국을 검색하는 프로세서; 및
    상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 제 1 통신 시스템 링크를 통해 상기 단말에 인접한 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보를 수신하는 수신기를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 검색된 제 1 통신 시스템의 기지국으로 소정 횟수만큼 RACH(Random Access CHannel)를 전송에 실패한 경우에 제 2 통신 시스템 모드를 턴온(turn on)하고,
    상기 수신기는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보에 포함된 기지국으로부터 상기 제 1 통신 시스템의 상향링크 전송을 지원하는 것을 지시하는 지시자를 포함하는 비콘 신호를 수신하며,
    상기 프로세서는 상기 비콘 신호에 기초하여 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 상향링크 전송이 불가 또는 하향링크 전송만이 가능함을 인식하되,
    상기 제 2 통신 시스템의 기지국 리스트 정보는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국이 상기 제 1 통신 시스템 링크를 통한 하향링크(DL) 또는 상향링크(UL) 전송을 지원하는지 여부를 지시하는 지시자를 포함하는, 단말.

Images