KR20170126925A - 무선 통신 시스템에서, 단말의 호출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 단말 호출 방법은 단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보를 확인하는 단계, 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)로 전송하는 단계 및 MME로부터 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징(paging) 메시지가 수신되면, 단말의 CE level에 기반하여 단말로 페이징 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서, 단말의 호출 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수신 성능이 좋지 못한 단말도 효과적으로 호출하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 수신 성능이 좋지 못한 단말 또는 수신 신호가 약한 지역에 위치한 단말도 성공적으로 호출하기 위한 방법의 필요성이 대두하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)을 확인하고, 상기 단말의 CE level에 따라 호출 신호를 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 단말 호출 방법은, 단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보를 확인하는 단계, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)로 전송하는 단계 및 상기 MME로부터 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징(paging) 메시지가 수신되면, 상기 단말의 CE level에 기반하여 상기 단말로 페이징 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 무선 통신 시스템에서 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)의 페이징 메시지(paging message) 전송 방법은 단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보가 기지국에 의해 확인되는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계, 상기 수신된 단말의 CE level에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 단말에 대한 다운링크 데이터에 기반한 통지(notification)이 수신되면, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지 를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 무선 통신 시스템에서 단말의 방법은, 단말의 CE level에 따른 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 단말의 CE level에 대응하는 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 수신 성능이 좋지 못한 단말 또는 수신 신호가 약한 지역에 위치한 단말도 성공적으로 호출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 단말의 호출 방법을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 기지국이 단말의 CE level을 확인하는 방법을 설명하는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, MME가 단말의 CE level을 포함하는 페이징 메시지를 전달하는 방법을 나타내는 시퀀스도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MME의 구성을 도시한 블록도, 그리고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3세대 동업자 프로젝트(3rd Generation Partnership Project: 3GPP) 단체에서 규격을 정한 무선 접속망(radio access network, RAN) 및 코어망(core network, CN)인 장기간 진화(Long-term evolution, LTE)와 진화된 패킷 코어(evolved packet core, EPC)를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
실시 예들에서, 모든 단계 및 메시지는 선택적인 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한 각 실시 예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 메시지 전달도 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 각 단계 및 메시지는 독립적으로 수행될 수 있다.
실시 예들에서 예시로 보인 내용의 일부 혹은 전체는 본 발명의 실시 예를 구체적으로 보여주어 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서 세부 내용은 본 발명에서 제안하는 방법 및 장치의 일부를 표현하는 것이라 볼 수 있다. 즉, 실시 예에서 보인 예시의 내용은 통사론적으로 접근되는 것보다 의미론적으로 접근되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 본 명세서와 도면에 개시되는 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
기지국(evolved Node B, eNB)이 수신 성능이 좋지 못한 단말(user equipment, UE), 혹은 수신 신호가 약한 지역 에 위치한 단말을 성공적으로 호출 하기 위해서는 특별한 조치가 필요할 수 있다. 이러한 조치 중 하나는 기지국이 단말을 여러 번 호출하는 것이다. 단말을 여러 번 호출하기 위해, 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)는 기지국에게 호출 메시지(S1: paging message)를 전달할 때 추가적인 정보를 담을 수 있다. 본 발명에 걸쳐 이 추가적인 정보를 커버리지 향상(coverage enhancement, CE) 도움 정보라고 일컫겠다.
예를 들면, MME가 전송하는 CE 도움 정보는, 기지국이 단말에 페이징 신호를 전송할 때 반복의 정도를 결정하기 위한 단말의 커버리지 향상 레벨(CE level) 정보를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국 및 MME가 단말의 CE level을 확인하고, 상기 확인된 CE level에 따라 페이징 신호를 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.
구체적으로, MME(120)는 CE 도움 정보 생성을 위해 기지국(110)으로부터 정보를 얻을 수 있고, 단말(100)을 호출하는 경우,MME(120)는 S1: PAGING 메시지에 CE 도움 정보를 포함할 수 있다.
먼저, 단계 S100에서, 랜덤 액세스 과정을 통해 기지국(110)은 단말(100)의 CE level을 확인할 수 있다.
구체적으로, 랜덤 액세스(random access) 과정에서 단말(100)은 랜덤 액세스를 위한 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)을 보낼 수 있다. 그리고 기지국(110)은 단말(100)이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 PRACH 자원에 따라 UE의 CE level을 파악할 수 있다.
이를 위해, 특정 PRACH 자원은 특정 CE level과 연관되어 있을 수 있다. PRACH 자원에 대한 정보는 기지국(100)이 방송하는 시스템 정보 블락(system information block, SIB)에 포함될 수 있다. 예를 들면, SIB는 단말의 CE level에 따라 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 PRACH 자원의 시간 및 주파수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, SIB에는 CE level에 따른 PRACH 반복 횟수, 최대 preamble 전송 시도 횟수가 더 포함될 수 있다. 상기 PRACH 반복 횟수는 PRACH를 위한 임의의 자원이 반복되는 횟수이고, 최대 프리앰블 전송 시도 횟수는 단말이 프리앰블을 전송하기 위해 시도하는 최대 횟수를 의미할 수 있다.
다시 말해, 랜덤 액세스 과정에서 단말(100)은 기지국(110)이 방송하는 SIB에 포함된 CE level에 따른 PRACH 자원 정보로부터 알아낸, 자신의 CE level에 해당하는 PRACH 자원 정보를 이용하여 preamble을 보냄으로써, 기지국(110) 에게 자신의 CE level을 알릴 수 있다.
구체적으로, 기지국(110)이 단말(100)의 CE level을 확인하는 방법은 도 2에 도시된 바와 같다.
먼저, 단계 S200에서, 기지국(110)은 단말(100)의 CE level에 따른 PRACH에 대한 정보를 포함하는 SIB 메시지를 단말(100)로 전송할 수 있다. SIB에는 CE level에 따른 PRACH 자원 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면, SIB는 CE level이 하이(high)인 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 PRACH의 자원에 대한 정보 및 CE level이 로우(low)인 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 PRACH의 자원에 대한 정보 각각을 포함할 수 있다.
CE level이 하이 또는 로우로 구분되는 것은 일 실시 예에 불과할 뿐, 다양한 방법에 의해 표현될 수 있다. 예를 들면, CE level은 레벨이 낮은 순서로 카테고리 1부터 카테고리 5까지 구분될 수 있다. 이 경우, SIB는 카테고리 1 내지 카테고리 5인 단말 각각이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 PRACH의 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.
단계 S210에서, 기지국(110)은 단말(100)의 CE level에 따른 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 수신할 수 있다. 구체적으로, 단말(100)은 SIB에 포함된 정보를 기반하여, 자신의 CE level에 따른 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다. 예를 들면, 단말(100)은 자신의 CE level에 따라 지정된 PRACH 자원 영역을 통해 램덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다.
그리고 단계 S220에서, 기지국(110)은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 PRACH 자원 정보를 통해 단말(100)의 CE level을 확인할 수 있다. 예를 들면, 기지국(110)은 단말(100)이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 자원 영역을 기반하여 상기 단말의 CE level이 하이인지 로우인지 판단할 수 있다.
기지국(110)은 파악한 단말(100)의 CE level에 따라 random access response 메시지 전송 시 고려되는 시간/주파수 자원 및 반복 인자를 결정할 수 있다.
다시 도 1로 돌아와 설명한다. 단계 S100과 같은 랜덤 액세스 절차를 통해 기지국(110) 및 단말(100)이 연결되면, 기지국(110) 및 단말(100)은 무선 자원을 이용한 통신을 수행할 수 있다.
한편, 특정한 조건에 의해, 단말(100)이 아이들 모드(idle mode)에 진입하게 되면, 단계 S110에서, 기지국(110)은 단말(100)과의 연결을 해제할 수 있다. 이때, 기지국(110)은 MME(120)가 보유한 상기 단말(100)에 대한 정보를 해제 시킬 수 있다. 따라서, 기지국(110)은 MME(120)로 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지(UE context release complete message) 를 전송할 수 있다. 기지국(110)은 S1 인터페이스 해제 시 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지에 CE level 정보를 포함시킬 수 있다. 예를 들어 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지는 표 1에 나타난 바와 같은 정보를 포함할 수 있다. CE level 정보를 단순하게 High, Low로 표현했으나 더 다양한 입도(granularity)로 표현되거나 다른 형태로 표현될 수 있음은 자명하다. 예를 들면, CE level은 카테고리 1 내지 카테고리 5와 같은 형태로 표현될 수도 있다.
Figure pct00001
한편, 기지국(110)은 CE level 정보와 함께 셀 식별자에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 CE level은 단말(100)이, 단계 S100에서와 같이, 랜덤 액세스 과정을 수행한 셀에 해당하는 정보일 수 있다. 따라서, 기지국(110)은 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지에 CE level 정보 및 셀 식별자 정보를 포함하여, MME(120)로 전송할 수 있다.
그리고 단계 S120 에서, 기지국(110)은 MME(120)로부터 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 구체적으로, MME(120)는 단말(100)에 대한 다운링크 데이터에 기반한 통지(notification)가 수신되면, CE 도움 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들면, CE 도움 정보는 상술한 바와 같은 단말(100)의 CE level 정보를 포함할 수 있다. 또한, CE 도움 정보는 셀 식별자 정보를 더 포함할 수도 있다.
또한, 단계 S130에서, 기지국(110)은 단말(100)로 CE level 정보에 따라 페이징 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 기지국(110)은 단말(100)의 CE level 정보에 따라, 페이징 신호를 전송하는 횟수를 달리할 수 있다. 구체적으로, 기지국(110)은 CE level이 낮은 단말에 대해서는 CE level이 높은 단말보다 페이징 신호 전송 횟수를 증가시킬 수 있다.
한편, MME(120)는 단말(100)의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송한 기지국(110) 뿐만 아니라, 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하지 않은 기지국에 대해서도 페이징 메시지를 전송할 수 있다.
구체적으로 도 3을 참고하여 MME(120)가 복수개의 기지국으로 페이징 메시지를 전송하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 단계 S300에서, 단말(100)은 제1 기지국(110)으로부터 시스템 정보 블락(system information block, SIB)을 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이, 랜덤 액세스 과정에서 단말(100)은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하기 위한 PRACH에 대한 정보를 포함하는 SIB를 수신할 수 있다. 예를 들면, 제1 기지국(110)은 단말의 CE level에 따른 PRACH에 대한 정보를 포함하는 SIB 메시지를 단말(100)로 전송할 수 있다.
그리고 단계 S310에서, 단말(100)은 SIB에 포함된 CE level에 따른 PRACH에 대한 정보를 확인할 수 있다. 단계 S320에서, 단말(100)은 확인된 자신의 CE level에 따른 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 제1 기지국(110)으로 전송할 수 있다.
예를 들면, 단말(100)의 CE level이 로우(low)이고, 단말(100)이 수신한 SIB에 CE level이 로우인 단말이 프리앰블을 전송할 PRACH 자원 정보가 포함된 경우, 단말(100)은 제1 기지국(110)으로 상기 PRACH 자원 정보에 따른 자원 영역을 통해 프리앰블을 전송할 수 있다.
단계 S330에서, 제1 기지국(110)은 단말(100)의 CE level을 확인할 수 있다. 예를 들면, 제1 기지국(110)은 단말(100)이 프리앰블을 전송한 PRACH 자원 영역에 기반하여, 상기 단말(100)의 CE level을 확인할 수 있다.
상기 단말(100)의 CE level을 확인한 제1 기지국(110)은 단계 S340에서, 단말의 S1 해제(release) 이벤트를 감지할 수 있다. 그리고 단말의 S1 해제 이벤트가 감지되면, 단계 S350에서 제1 기지국(110)은 MME(120)로 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송할 수 있다.
구체적으로, 랜덤 액세스 과정을 통해 단말(100) 및 제1 기지국(110) 사이의 RRC 연결이 완료되면, 단말(100) 및 제1 기지국(110)은 무선 자원을 이용한 통신을 수행할 수 있다. 단말(100)의 이동 또는 단말(100)이 기설정된 시간 이상 제1 기지국(110)과 데이터를 송수신하지 않는 경우, 단말(100)의 모드는 아이들 모드(idle mode)가 될 수 있다.
이후, 상기 아이들 모드가 일정 시간 이상 지속되는 경우, 제1 기지국(110)은 단말(100)과 연결을 해제(release)할 수 있다.
기지국은 MME가 보유한 상기 단말에 대한 정보를 해제 시킬 수 있다. 이를 위해, 제1 기지국(110)은 단말(100)과의 연결을 해제하는 경우, MME(120)로 S1 UE context release request 메시지와 같은 해제 요청 메시지를 전송할 수 있다. 그리고 MME(120)로부터 S1 UE context release command가 수신되면, 제1 기지국(110)은 RRC 연결 해제 메시지를 단말(100)로 전송 할 수 있다. RRC 연결 해제 메시지를 단말(100)로 전송한 제1 기지국(110)이 MME(120)로 S1 UE context release complete 메시지를 전송함으로써, 단말(100)과의 연결을 해제하게 된다.
이 경우, 제1 기지국(110)은 S1 UE context release complete 메시지에 CE level에 대한 정보를 포함하여 MME(120)로 전송할 수 있다. 또는, 제1 기지국(110)은 S1 UE context release complete 메시지와 함께 CE level에 대한 정보를 전송할 수 있다.
또한, 제1 기지국(110)은 CE level에 대한 정보 뿐만 아니라, 상기 단말(100)이 랜덤 액세스 과정을 수행한 셀에 대한 셀 식별자 정보도 함께 MME(120)로 전송할 수 있다.
한편, 단계 S360에서, MME(120)는 상기 단말(100)의 CE level에 대한 정보를 저장할 수 있다. 그리고 단계 S370에서 단말에 대한 다운링크 데이터에 기반한 통지가 수신되면, 단계 S380-1 및 단계 S380-2에서, MME(120)는 제1 기지국(110) 뿐만 아니라 제2 기지국(120)으로 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송할 수 있다.
구체적으로, 도 3에서는 생략하고 있으나, PDN 게이트웨이(P-GW)로부터 서빙 게이트웨이(S-GW)로 단말(100)로 전송하기 위한 다운링크 데이터가 수신된 경우, MME(120)는 S-GW로부터 다운링크 데이터 통지(downlink data notification, DDN)를 수신할 수 있다. 다운링크 데이터 통지에 따라, 상기 다운링크 데이터가 단말(100)로 전송되도록 하기 위해, MME(120)는 적어도 하나의 기지국으로 페이징 메시지를 전송할 수 있다. MME(120)는 상기 단말(100)의 CE level에 대한 정보를 전송하지 않은 기지국으로 페이징 메시지를 전송하는 경우에도, 페이징 메시지에 CE level을 포함하여 전송할 수 있다.
한편, 상기 페이징 메시지를 수신한 기지국들 중, 단말(100)과 연결되지 않은 기지국은 상기 페이징 메시지를 무시할 수 있다.
그리고 단말(100)과 연결된 기지국은 수신된 CE level에 따라 단말(100)로 페이징 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 기지국은 CE level이 하이인 단말에는 페이징 신호를 x번 전송할 수 있다. 그리고 기지국은 CE level이 로우인 단말에는 페이징 신호를 y번 전송할 수 있다. y는 x보다 크기가 큰 상수일 수 있다.
또는, CE level이 카테고리 1 내지 5로 정의되는 경우, 기지국은 CE level의 카테고리가 높거나 낮은 순서대로 페이징 신호를 여러 번 전송할 수도 있다.
도 3의 실시 예에서, MME(120)가 페이징 메시지를 전송할 때, 단말(100)이 제2 기지국(130)과 연결된 경우, 제2 기지국(130)은 페이징 신호를 단말(100)의 CE level에 따라 단말(100)로 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 기지국은 MME로 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하지 않을 수 있다.
기 설명한 바와 같이, 기지국은 랜덤 액세스 과정을 통해 단말의 CE level을 파악할 수 있다. 반면, 기지국이 MME로 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지를 보낼 당시, 상기 기지국이 단말을 서빙하는 셀에 대해 랜덤 액세스 과정을 수행하지 않았다면(예를 들어, eNB 내에서 핸드오버가 일어났을 수 있다), 기지국은 상기 CE level은 더 이상 유효하지 않다고 판단할 수 있다.
마찬가지로, 기지국이 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지를 보낼 당시, 상기 기지국이 단말을 서빙하는 셀에 대해 랜덤 액세스 과정을 수행했다 하더라도, 기지국은 랜덤 액세스 과정 이후 단말의 CE level이 변했다고 판단한다면(예를 들어 UE로부터 수신한 측정 보고(measurement report)로부터 알아낼 수 있다), CE level은 더 이상 유효하지 않다고 판단할 수 있다.
따라서, 기지국이 CE level이 더 이상 유효하지 않다고 판단하면, CE level 정보를 보유하고 있더라도 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지에 CE level 정보를 포함시키지 않을 수 있다.
반면, 기지국은 단말이 처한 상황이 변하더라도 확인된 상기 단말의 CE level이 유용한 정보라고 판단할 수도 있다. 예를 들어, 15dB만큼의 CE가 필요한 UE는 상황이 변하더라도 적어도 10dB만큼의 CE가 필요하다고 할 수 있다. 이 입장에 따르면, CE level은 핸드오버 시에 전달될 수 있다. 예를 들면, X2 핸드오버 시에는 X2 메시지를 통해, S1 핸드오버 시에는 투명 컨테이너(transparent container)를 통해 CE level은 소스 eNB에서 타깃 eNB로 전달될 수 있다.
CE level은 단말이 랜덤 액세스 과정을 수행한 셀에 해당하는 정보이므로, 해당 셀 식별자와 함께 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지에 포함되어 전달될 수 있다. 핸드오버 시 셀 식별자와 함께 CE level이 전달되지 않을 수 있다면, UE 컨텍스트 해제 완료 메시지를 통해 CE level을 보낼 때, 셀 식별자 포함 여부는 선택적으로 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이 기지국은 S1: PAGING 메시지를 통해 MME로부터 CE 도움 정보를 수신할 수 있다. 상술한 CE 도움 정보는 MME가 CE level 정보와 함께 수신한 셀 식별자를 포함할 수 있다.
MME로 CE level 정보를 전송하는 기지국 및 CE level 정보를 포함하는 페이징 메시지를 수신하는 기지국은 서로 다른 기지국일 수 있다. MME로 전달되는 CE level은 단말의 상황이 변했다 하더라도, 단말을 성공적으로 호출하기에 CE level에 대한 전반적으로 유용한 정보이므로 MEE는 다른 기지국으로 전달하는 S1: PAGING 메시지에도 CE 도움 정보를 포함시킬 수 있다. CE 도움 정보는 S1 호출 시도 정보와 함께 전달될 수 있다.
그리고 기지국은 CE 도움 정보 및/혹은 S1 호출 시도 정보를 이용하여 단말을 호출할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기지국(400)은 송수신부(410) 및 제어부(420)를 포함할 수 있다.
송수신부(410)는 단말 및 MME와 통신을 수행하기 위한 구성요소이다. 예를 들면, 기지국(400)은 송수신부(410)를 통해 단말과 무선 통신을 수행할 수 있다.
제어부(420)는 기지국(400)을 전반적으로 제어하기 위한 구성요소이다. 예를 들면, 제어부(420)는 단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보를 확인할 수 있다. 그리고 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)로 전송하도록 상기 송수신부(410)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(420)는 상기 MME로부터 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징(paging) 메시지가 수신되면, 상기 단말의 CE level에 기반하여 상기 단말로 페이징 신호를 전송하도록 상기 송수신부(410)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(420)는 단말의 CE level에 따라 페이징 신호를 전송하는 횟수를 달리할 수 있다. 예를 들면, 단말의 CE level이 하이(high)인 경우, 제어부(420)는 상기 단말로 페이징 신호를 기 설정된 시간 동안 m번 전송하도록 상기 송수신부(410)를 제어할 수 있다. 또한, 단말의 CE level이 로우(low)인 경우, 제어부(420)는 상기 단말로 페이징 신호를 기 설정된 시간 동안 n번 전송하도록 상기 송수신부(410)를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부(420)는 SIB 생성부(421), CE level 확인부(422), S1 연결 해제 결정부(423) 및 메시지 생성부(424)와 같은 구성요소를 더 포함할 수 있다.
SIB 생성부(421)는 단말의 CE level에 따른 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)자원 정보를 포함하는 시스템 정보 블록(system information block, SIB)을 생성할 수 있다.
또한, SIB 생성부(421)는 상기 CE level에 따른 상기 PRACH 반복 횟수 및 상기 CE level에 따른 최대 프리앰블 전송 시도 횟수에 대한 정보를 더 포함하는 SIB를 생성할 수 있다.
그리고 CE level 확인부(422)는 상기 단말로부터 상기 단말의 CE level에 따른 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)가 수신되면, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 수신된 상기 PRACH 자원 정보를 통해 상기 단말의 CE level을 확인할 수 있다.
한편, S1 연결 해제 결정부(423)는 기설정된 S1 연결 해제 이벤트가 발생하는 경우, 상기 MME와의 S1 연결을 해제(released)를 결정할 수 있다. 예를 들면, 단말의 이동이 발생한 경우 또는 단말이 기설정된 시간 이상 기지국(400)과 데이터를 송수신하지 않는 경우, 단말의 모드는 아이들 모드(idle mode)가 될 수 있다. 이후, 상기 아이들 모드가 일정 시간 이상 지속되는 경우, 기지국(500)은 단말과 연결을 해제(release)할 수 있다.
그리고 S1 연결 해제 결정부(423)는 S1 연결 해제를 결정할 수 있다. S1 연결 해제를 위해, 메시지 생성부(424)는 단말 또는 MME로 전송할 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 메시지 생성부(424)는 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 S1 UE 컨텍스트 해제 완료(UE context release complete) 메시지를 생성할 수 있다. 생성된 S1 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지는, 상기 송수신부(410)를 통해 MME로 전송될 수 있다.
한편, 메시지 생성부(424)가 S1 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지를 생성하는 것은 일 실시 예에 불과할 뿐, 단말 또는 MME와 같은 외부 장치로 전송하는 다른 메시지들을 생성할 수도 있다.
SIB 생성부(421), CE level 확인부(422), S1 연결 해제 결정부(423) 및 메시지 생성부(424)는 제어부(420) 내의 하드웨어로 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 프로그램, 소프트웨어 또는 어플리케이션과 같은 형태로 구현될 수도 있다.
또한, 제어부(420)가 SIB 생성부(421), CE level 확인부(422), S1 연결 해제 결정부(423) 및 메시지 생성부(424)를 더 포함하는 것은 일 실시 예에 불과할 뿐, 상술한 동작들은 제어부(420)에 의해 실행될 수도 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, MME(500)의 구성요소를 도시한 블록도이다. MME(500)는 송수신부(510), 저장부(520) 및 제어부(530)를 포함할 수 있다.
송수신부(510)는 기지국과 같은 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 구성요소이다. 예를 들면, 송수신부(510)는 S1 인터페이스를 통해 상기 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
저장부(520)는 각종 정보를 저장할 수 있다. 예를 들면, 기지국으로부터 단말에 대한 정보를 포함하는 메시지가 수신된 경우, 저장부(520)는 상기 정보를 저장할 수 있다.
제어부(530)는 MME(500)를 전반적으로 제어하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 제어부(530)는 단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보가 기지국에 의해 확인되는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 수신할 수 있다. 예를 들면, 기지국에 의해, S1 연결 해제되는 경우, 제어부(530)는 송수신부(510)를 통해 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 S1 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지를 수신할 수 있다.
또한, 제어부(530)는 상기 수신된 단말의 CE level에 대한 정보를 상기 저장부(520)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 제어부(530)는 저장부(520)의 CE level 저장 영역(521)에 수신된 단말에 대한 CE level에 대한 정보를 저장할 수 있다.
한편, 제어부(530)는 상기 단말에 대한 다운링크 데이터에 기반한 통지(notification)가 상기 송수신부(510)를 통해 수신되면, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송하도록 상기 송수신부(510)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(530)는 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송한 기지국 및 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하지 않은 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부(510)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 아이들 모드인 단말로 전송할 다운링크 데이터가 발생하고, 상기 다운링크 데이터의 발생에 대한 통지가 수신되면, 제어부(530)는 상기 단말이 존재하는 트래킹 영역(tracking area, TA)에 위치하는 모든 기지국에 대해 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송하도록 송수신부(510)를 제어할 수 있다.
따라서, 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 S1 UE 컨텍스트 해제 완료 메시지를 전송하지 않은 기지국이라도, 제어부(530)는 상기 단말의 위치에 따라 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송할 수 있다.
한편, 제어부(530)는 CE level 확인부(531) 및 페이징 메시지 생성부(532)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, CE level 확인부(531)는 기지국으로부터 수신된 메시지에 포함된 CE level을 확인할 수 있다. 그리고 페이징 메시지 생성부(532)는 기지국으로 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어부(530)를 비롯하여 CE level 확인부(531) 및 페이징 메시지 생성부(532)는 하드웨어로 구현될 수 있다. 그러나 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 제어부(530), CE level 확인부(531) 및 페이징 메시지 생성부(532)는 프로그램, 어플리케이션 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 단말의 구성요소를 도시한 블록도이다. 단말(600)은 송수신부(610), 저장부(620) 및 제어부(630)를 포함할 수 있다.
송수신부(610)는 다른 단말 또는 기지국과 통신을 수행하기 위한 구성요소이다. 예를 들면, 단말(600)은 송수신부(610)를 통해 단말과 무선 통신을 수행할 수 있다.
저장부(620)는 각종 정보를 저장하기 위한 구성요소이다. 예를 들어, 기지국으로부터 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지가 수신되면, 저장부(620)는 상기 CE level에 대한 정보를 저장할 수 있다.
제어부(630)는 단말(600)을 전반적으로 제어하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 제어부(630)는 단말의 CE level에 따른 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 메시지를 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부(610)를 제어할 수 있다.
그리고 제어부(630)는 상기 SIB로부터 상기 단말(600)의 CE level을 확인할 수 있다. 또한, 제어부(630)는 상기 확인된 단말의 CE level에 대응하는 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부(610)를 제어할 수 있다.
상기 SIB는 상기 PRACH 반복 횟수 및 최대 프리앰블 전송 시도 횟수에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(630)는 상기 PRACH 반복 횟수 및 상기 최대 프리앰블 전송 시도 횟수에 기반하여, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하도록 상기 송수신부(610)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 기지국 및 MME와의 S1 연결 해제(released)가 결정되면, 상기 단말의 CE level에 대한 정보는, 상기 기지국에 의해 상기 MME로 전송될 수 있다.
상기 제어부(630)는 CE level 확인부(631) 및 랜덤 액세스 프리앰블 생성부(632)를 포함할 수 있다. 이 경우, CE level 확인부(631)는 기지국으로부터 수신된 SIB에 포함된 CE level에 대한 정보를 확인할 수 있다. 그리고 랜덤 액세스 프리앰블 생성부(632)는 기지국으로 CE level에 대응하는 PRACH를 통해 전송하기 위한 랜덤 액세스 프리앰블을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부(630)를 비롯하여 CE level 확인부(631) 및 랜덤 액세스 프리앰블 생성부(632)는 하드웨어로 구현될 수 있다. 그러나 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 제어부(630), CE level 확인부(631) 및 랜덤 액세스 프리앰블 생성부(632)는 프로그램, 어플리케이션 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다.
상술한 바와 같은 단말, 기지국 및 MME에 의해, 상기 단말이 수신 성능이 좋지 못하거나 수신 신호가 약한 지역에 있는 경우에도, 상기 단말의 CE level을 확인하여 상기 단말을 성공적으로 호출할 수 있게 된다.
또한, 상기 기지국, MME 및 단말의 제어부는 CPU 및 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 상기 비휘발성 메모리에 저장된 상기 프로그램들을 RAM으로 복사한 후, 복사한 프로그램들을 실행시켜 상술한 바와 같은 동작들을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 중앙처리장치, 마이크로 프로세서, 제어부, 프로세서, 운용체제(operating system) 등과 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 기지국, MME 및 단말의 제어부는 기지국, MME 및 단말에 포함된 송수신부 등의 다른 기능부와 함께 단일칩 시스템 (System-on-a-chip 또는 System on chip, SOC, SoC)로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 방법들은소프트웨어로 코딩되어 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

Claims (15)

  1. 기지국의 단말 호출 방법에 있어서,
    단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보를 확인하는 단계;
    상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)로 전송하는 단계; 및
    상기 MME로부터 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징(paging) 메시지가 수신되면, 상기 단말의 CE level에 기반하여 상기 단말로 페이징 신호를 전송하는 단계; 를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CE level에 대한 정보를 확인하는 단계는,
    단말의 CE level에 따른 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)자원 정보를 포함하는 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계;
    상기 단말로부터 상기 단말의 CE level에 따른 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 수신하는 단계; 및
    상기 랜덤 액세스 프리앰블이 수신된 상기 PRACH 자원 정보를 통해 상기 단말의 CE level을 확인하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 CE level에 따른 상기 PRACH 반복 횟수 및 상기 CE level에 따른 최대 프리앰블 전송 시도 횟수에 대한 정보를 포함하는 SIB 메시지를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MME로 전송하는 단계는,
    상기 MME와의 S1 연결을 해제(released)를 결정하는 단계; 및
    상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 S1 UE context release complete 메시지를 상기 MME로 전송하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)의 페이징 메시지(paging message) 전송 방법에 있어서,
    단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보가 기지국에 의해 확인되는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 단말의 CE level에 대한 정보를 저장하는 단계; 및
    상기 단말에 대한 다운링크 데이터에 기반한 통지(notification)이 수신되면, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송하는 단계; 를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는,
    S1 연결 해제(released)가 결정되는 경우, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 S1 UE context release complete 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송한 기지국 및 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하지 않은 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 단말의 방법에 있어서,
    단말의 CE level에 따른 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 단말의 CE level에 대응하는 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 상기 기지국으로 전송하는 단계; 를 포함하는 방법.
  9. 단말을 호출하는 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보를 확인하고, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME)로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하며, 상기 MME로부터 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징(paging) 메시지가 수신되면, 상기 단말의 CE level에 기반하여 상기 단말로 페이징 신호를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부; 를 포함하는 기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 단말의 CE level에 따른 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)자원 정보를 포함하는 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 메시지를 상기 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 상기 단말의 CE level에 따른 PRACH 자원 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 수신된 상기 PRACH 자원 정보를 통해 상기 단말의 CE level을 확인하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 CE level에 따른 상기 PRACH 반복 횟수 및 상기 CE level에 따른 최대 프리앰블 전송 시도 횟수에 대한 정보를 포함하는 SIB 메시지를 상기 단말로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 MME와의 S1 연결을 해제(released)를 결정하고, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 S1 UE context release complete 메시지를 상기 MME로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 페이징 메시지(paging message) 를 전송하는 이동성 관리 개체(mobility management entity, MME) 에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    단말의 커버리지 향상 레벨(coverage enhancement level, CE level)에 대한 정보가 기지국에 의해 확인되는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 수신된 단말의 CE level에 대한 정보를 저장하며, 상기 단말에 대한 다운링크 데이터에 기반한 통지(notification)이 수신되면, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 페이징 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부; 를 포함하는 MME.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    S1 연결 해제(released)가 결정되는 경우, 상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 S1 UE context release complete 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 MME.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 단말의 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송한 기지국 및 상기 CE level에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하지 않은 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 MME.
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