KR20210003050A - 이동 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른, 통신 시스템에서의 단말의 동작 방법은, 소스 기지국 및 주변 기지국들에 대한 측정을 수행하고, 상기 단말과 상기 소스 기지국 사이에 설정된 무선 링크의 상태를 확인하는 단계, 상기 무선 링크의 상태 및 상기 측정에 따른 측정 결과에 기초하여 상기 핸드오버의 실패 가능성을 예측하는 단계, 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측된 경우, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하는 단계 및 상기 핸드오버 명령 메시지가 수신되지 않은 경우, 무선 연결 재설정을 위한 셀(cell) 선택을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

이동 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOVER IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신 시스템에서 핸드오버를 수행하는 과정에서 발생될 수 있는 아웃티지(outage)로 인한 데이터 단절시간을 감소시킬 수 있는 핸드오버 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신 시스템에서 단말이 이동하여 소스 기지국의 커버리지(coverage)를 지나 타겟 기지국의 커버리지로 이동하는 경우, 핸드오버(handover)가 발생할 수 있다. 단말은 주변 기지국들의 신호 세기를 측정하여 측정 결과를 전송할 수 있다. 소스 기지국은 측정 결과에 기초하여 핸드오버를 수행할 타겟 기지국을 준비시킬 수 있다. 이후, 소스 기지국은 단말에 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행할 것을 명령할 수 있다. 단말은 핸드오버 명령 메시지를 수신하고, 핸드오버를 수행할 수 있다. 구체적으로 단말은 소스 기지국과의 연결을 해제(release)하고, 타겟 기지국으로 연결을 시도할 수 있다.
한편, 소스 기지국과 단말 사이에 설정된 무선 링크의 상태가 양호하지 못한 경우, 핸드오버 과정이 원활하게 수행되지 않을 수 있다. 예를 들어, 단말과 소스 기지국 사이의 무선 링크 상태가 양호하지 못한 경우, 단말이 데이터를 수신하지 못하는 아웃티지(outage) 시간이 길어질 수 있다. 데이터를 수신하지 못하는 아웃티지 시간이 길어지게 되는 경우, 통신 품질이 저하될 수 있다. 이후 단말은 무선 링크의 오류가 발생한 것을 확인하고 복구 절차를 수행할 수 있다. 단말은 복구 절차를 통해 타겟 기지국을 선택할 수 있다. 이 과정에서 데이터가 전송되지 못하는 단절시간이 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 핸드오버를 수행하는 과정에서 발생될 수 있는 아웃티지로 인한 데이터 단절시간을 단축시킬 수 있는 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 단말의 동작 방법은, 소스 기지국 및 주변 기지국들에 대한 측정을 수행하고, 상기 단말과 상기 소스 기지국 사이에 설정된 무선 링크의 상태를 확인하는 단계, 상기 무선 링크의 상태 및 상기 측정에 따른 측정 결과에 기초하여 상기 핸드오버의 실패 가능성을 예측하는 단계, 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측된 경우, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하는 단계 및 상기 핸드오버 명령 메시지가 수신되지 않은 경우, 무선 연결 재설정을 위한 셀(cell) 선택을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 무선 링크의 상태는 상기 단말이 무선 링크 모니터링(Radio Link Monitoring, RLM)을 통하여 확인되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 동기화 실패(out-of-sync) 메시지가 상기 단말의 물리 계층(physical layer)으로부터 연속하여 수신된 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 동기화 실패 메시지는 상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 SINR(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio)의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말의 상기 물리 계층으로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 RSRP(Reference Signals Received Power) 및 RSRQ(Reference Signals Received Quality) 중 어느 하나의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 단계는, 상기 단말이 상기 측정 결과의 유효성을 판단하는 단계 및 상기 측정 결과가 유효한 것으로 판단된 경우, 상기 측정 결과에 기초하여 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 측정은 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점 전에 수행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 측정을 수행하는 시점과 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점의 차이 값이 상기 소스 기지국으로부터 수신된 유효 시간 정보에 의해 지시되는 시간 값 보다 작은 경우, 상기 측정 결과는 유효한 것으로 판단되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 측정 결과가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 저장된 정보를 활용한 셀 선택(stored information cell selection) 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 저장된 정보를 활용한 셀 선택에 기초하여 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀이 선택되지 않은 경우, 초기 셀 선택(initial cell selection) 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 셀 선택을 통해 선택된 타겟 기지국으로 RRC 연결 재설정(RRC connection re-establishment)을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 단말로서, 프로세서(processor), 상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory) 및 상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며, 상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 단말이, 소스 기지국 및 주변 기지국들에 대한 측정을 수행하고, 상기 단말과 상기 소스 기지국 사이에 설정된 무선 링크의 상태를 확인하고, 상기 무선 링크의 상태 및 상기 측정에 따른 측정 결과에 기초하여 상기 핸드오버의 실패 가능성을 예측하고, 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측된 경우, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하고 그리고 상기 핸드오버 명령 메시지가 수신되지 않은 경우, 무선 연결 재설정을 위한 셀(cell) 선택을 수행하는 것을 야기하도록 동작하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 무선 링크의 상태는 상기 단말이 무선 링크 모니터링(Radio Link Monitoring, RLM)을 통하여 확인되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 동기화 실패(out-of-sync) 메시지가 상기 단말의 물리 계층(physical layer)으로부터 연속하여 수신된 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는, 단말.
여기서, 상기 동기화 실패 메시지는 상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 SINR(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio)의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말의 상기 물리 계층으로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 RSRP(Reference Signals Received Power) 및 RSRQ(Reference Signals Received Quality) 중 어느 하나의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는, 단말.
여기서, 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 과정은, 상기 단말이 상기 측정 결과의 유효성을 판단하고, 그리고 상기 측정 결과가 유효한 것으로 판단된 경우, 상기 측정 결과에 기초하여 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 과정을 더 야기하도록 동작하고, 상기 측정은 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점 전에 수행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 측정을 수행하는 시점과 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점의 차이 값이 상기 소스 기지국으로부터 수신된 유효 시간 정보에 의해 지시되는 시간 값 보다 작은 경우, 상기 측정 결과는 유효한 것으로 판단되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 측정 결과가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 저장된 정보를 활용한 셀 선택(stored information cell selection) 절차를 수행하는 것을 더 야기하도록 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 단말은 소스 기지국과 단말간 무선 링크의 오류가 발생하기 전에, 미리 복구 절차를 수행함으로써, 핸드오버를 수행하는 과정에서 발생될 수 있는 아웃티지로 인한 데이터 단절시간을 최소화할 수 있다. 따라서 단말은 지연 시간(Latency)이 감소되고 성능이 향상된 핸드오버를 수행할 수 있다.
또한 단말은 높은 데이터의 전송 효율을 가지며, 서비스 단절시간이 최소화된 핸드오버를 수행할 수 있다. 또한 단말은 핸드오버를 수행하는 과정에서 발생될 수 있는 아웃티지로 인한 데이터 단절시간을 최소화함으로써, 통신 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 통신 네트워크를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 노드를 도시한 블록도이다.
도 3은 핸드오버 절차에서 단말의 상태 천이도이다.
도 4는 핸드오버 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5a는 핸드오버 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5b는 핸드오버 절차에서 핸드오버 실패에 따른 복구 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 6은 핸드오버 절차에서 RRC 연결 재설정 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 핸드오버 절차에서 RRC 연결 재설정 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 8은 셀 선택 과정의 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 9는 도 7의 RRC 연결 재설정 절차의 제2 실시예를 통해 얻을 수 있는 데이터 전송 이득을 도시한 그래프이다.
도 10은 핸드오버 절차의 제3 실시예를 도시한 순서도이다.
도 11은 셀 선택 과정의 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 및 5G 이동통신망 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.
명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크를 도시한 개념도이다. 도 1을 참조하면, 통신 네트워크(100)는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로 구성될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 노드를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
도 3은 핸드오버 절차에서 단말의 상태 천이도이다.
도 3을 참조하면, 단말은 RRC 휴지 상태(RRC_IDLE state, 310)에서 RRC 연결 설정(RRC connection establishment) 절차(S310)를 통해 기지국과의 RRC 연결(RRC connection) 설정이 정상적으로 완료되면 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED state)(320)로 천이할 수 있다.
RRC 연결 상태(320)에 있는 단말은 RRC 연결 해제(RRC connection release) 절차(S320)를 통해 기지국과의 RRC 연결 설정이 해제되면 RRC 휴지 상태(310)로 다시 천이할 수 있다. 또한, RRC 연결 상태(320)에 있는 단말이 핸드오버를 수행하여 서빙 기지국(또는, 셀)을 변경하여 변경된 서빙 기지국(즉, 타겟 기지국)과 RRC 연결을 재설정하면 변경된 서빙 기지국과의 RRC 연결 상태를 유지할 수 있다.
도 4는 핸드오버 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 4에서 예시된 핸드오버 방법은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위해서 필
요한 절차들을 위주로 간략하게 재구성된 것으로, 세부적인 절차나 후속적 절차들은 생략되어 있을 수 있다.
도 4를 참조하면, 소스 기지국(420)(또는 소스 셀)은 단말(410)이 타겟 기지국(430)(또는 타겟 셀)을 포함한 주변 기지국들에 대한 측정을 수행할 수 있도록 측정 설정(measurement configuration)을 수행할 수 있다(S401). 단말(410)은 주변 기지국의 신호 세기에 대한 측정을 수행하고(S402), 소스 기지국(420)에게 측정 결과(measurement report)를 보고할 수 있다(S403). 이때 보고되는 측정 결과는 주변 기지국의 셀(cell) 레벨 측정 결과를 포함할 수 있다.
수신된 측정 결과를 바탕으로 소스 기지국(420)은 타겟 기지국(430)으로의 핸드오버를 결정할 수 있고(S404), 타겟 기지국(430)으로 핸드오버 준비(handover preparation) 요청 메시지를 전송하여 타겟 기지국에게 핸드오버 준비를 지시할 수 있다(S405). 타겟 기지국(430)은 수락 제어(admission control)를 통해 단말(410)의 핸드오버를 수용할 지 여부를 결정할 수 있다(S406). 타겟 기지국(430)이 단말(410)의 핸드오버를 수용하는 것으로 결정한 경우, 소스 기지국(420)에 핸드오버 준비 요청 승인(Handover Preparation Request Acknowledgement)메시지를 전송할 수 있다(S407).
소스 기지국(420)은 단말(410)에게 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 전송할 수 있다(S408). 이때, 핸드오버 명령 메시지는 RRC 시그널링 메시지인 "RRCConnectionReconfiguration" 메시지로서 전송될 수 있다. 핸드오버 명령 메시지는 단말(410)이 타겟 지지국(430)에 대한 랜덤 액세스(Random Access, RA) 절차에서 사용할 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.
핸드오버 명령 메시지를 수신한 단말(410)은 핸드오버를 수행할 수 있다. 단말(410)은 소스 기지국(420)과의 연결을 해제할 수 있고. 타겟 기지국(430)으로 접속을 시도할 수 있다. 단말(410)은 핸드오버 명령 메시지에 포함된 타겟 기지국(430)이 제공한 랜덤 액세스 절차에서 사용할 자원에 대한 정보에 기초하여 랜덤 액세스(Random Access, RA)를 시도할 수 있다(S409)(즉, 단말(410)은 RACH를 전송할 수 있다). 타겟 기지국(430)은 RACH에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답(RA Response, RAR)을 단말(410)로 전송할 수 있다(S410).
도 5a는 핸드오버 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5a를 참조하면, 소스 기지국(520)은 단말(510)이 타겟 기지국(530)을 포함한 주변 기지국들에 대한 측정을 수행할 수 있도록 측정 설정을 수행할 수 있다(S501). 단말(510)은 주변 기지국의 신호 세기에 대한 측정을 수행하고(S502), 소스 기지국(520)에게 측정 결과를 보고할 수 있다(S503). 이때 보고되는 측정 결과는 주변 기지국의 셀(cell) 레벨 측정 결과를 포함할 수 있다.
수신된 측정 결과를 바탕으로 소스 기지국(520)은 타겟 기지국(530)으로의 핸드오버를 결정할 수 있다(S504). 소스 기지국(520)은 타겟 기지국(530)으로 핸드오버 준비 요청 메시지를 전송하여 타겟 기지국에게 핸드오버 준비를 지시할 수 있다(S505). 한편, 타겟 기지국(530)은 수락 제어를 통해 단말(510)의 핸드오버를 수용할 지 여부를 결정할 수 있다(S506). 타겟 기지국(530)이 단말(510)의 핸드오버를 수용하는 것으로 결정한 경우, 소스 기지국(520)에 핸드오버 준비 요청 승인 메시지를 전송할 수 있다(S507).
소스 기지국(520)은 단말(510)로 핸드오버 명령 메시지를 전송할 수 있다(S508). 한편, 소스 기지국(520)과 단말(510) 사이에 설정된 무선 링크의 상태가 양호하지 못한 경우, 소스 기지국(520)이 단말(510)로 전송하는 핸드오버 명령 메시지가 실시간으로 단말(510)에게 전송되지 못할 수 있다. 즉, 단말(510)은 소스 기지국(520)으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하지 못할 수 있다.
이 때, 단말(510)은 무선 링크 오류(Radio Link Failure, RLF)가 검출되기 전까지 계속하여 소스 기지국(520)과의 연결을 유지할 수 있다. 단말(510)과 소스 기지국(520) 사이의 무선 링크 상태가 양호하지 않음에도, 단말(510)이 소스 기지국(520)과의 연결을 계속하여 유지하는 경우, 데이터가 수신되지 못하는 아웃티지(outage) 시간이 길어질 수 있다. 데이터를 수신하지 못하는 아웃티지 시간이 길어지는 경우, 통신 품질이 저하될 수 있다.
도 5b는 핸드오버 절차에서 핸드오버 실패에 따른 복구 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 5b를 참조하면, 단말은 기지국과 무선 링크가 정상적으로 연결되어 있을 수 있다(S501-1)(즉, 정상 동작 상태). 이 때, 단말의 물리 계층은 접속되어 있는 서빙셀의 광대역(wideband) SINR을 계속하여 측정할 수 있다. 측정된 평균 광대역(wideband) SINR 값은 두 가지의 임계값과 비교될 수 있다. 여기서, 두 가지의 임계값은 동기화 실패(out-of-sync)를 판단하는 Qout, 동기화 성공(in-sync)을 판단하는 Qin 일 수 있다. 이는 각각 PDCCH(physical downlink control channel) BLER(block error rate) 10 % 및 2 % 에 해당할 수 있다.
페이딩 효과를 제거하기 위해, 보통 Qout과 Qin은 특정 시간 윈도우 동안 평균하여 모니터링 될 수 있다. 해당 광 대역(wideband) SINR이 Qout 임계값 보다 낮아지는 경우, 무선 링크에 문제가 발생한 것일 수 있다. 이 때, 물리 계층은 RRC 계층에 동기화 실패 지시(out-of-sync indication)를 보고할 수 있다(S502-2).
RRC 계층이 미리 정의된 N310번 연속하여 동기화 실패 지시(out-of-sync indication)를 수신한 경우, 타이머 T310이 구동될 수 있다(S503-1). 타이머 T310이 만료되기 전 동기화 성공 지시(in-sync indication)를 미리 정의된 N311번 연속하여 보고 받은 경우, 타이머 T310은 중단될 수 있고, 정상 동작 상태(S501-1)가 계속될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 타이머 T310이 만료되면, 단말은 RLF를 선언할 수 있고, RLF 복구 절차로 RRC 연결 재설정 절차가 수행될 수 있다(S504-1). 보통의 경우, 기본값으로 N310과 N311은 1, T310은 1000 ms가 사용될 수 있다.
T310 값의 설정은 RLF의 결정에 영향을 미칠 수 있다. T310이 매우 짧게 설정되는 경우, 짧은 시간 동안의 페이딩이나 측정 오류 등에도 RLF가 자주 선언될 수 있고, 따라서 자동으로 RLF 복구가 수행되지 못할 수 있다. 또한 불필요하게 RRC 연결 재설정 절차를 통한 RLF 복구 절차가 수행되어 데이터 단절시간이 길어지는 문제가 발생할 수 있다.
이와 반대로 T310 값이 매우 길게 설정되는 경우, 단말이 핸드오버 실패가 발생되는 경우 등 자동으로 RLF 복구가 되지 않는 상황에서 계속하여 서빙셀과 연결이 유지되어 필요한 RLF 복구 절차가 수행되지 못할 수 있다. 즉, 단말이 계속하여 서빙셀과 무선 링크 연결을 유지하여 아웃티지가 오랫동안 지속될 수 있고, 데이터 단절시간이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
이런 문제를 해결하기 위하여, 단말의 핸드오버 동안 발생될 수 있는 RLF에 대해 빠르게 RLF 복구 절차가 수행될 수 있다. 즉, 서빙셀과 무선 링크 연결을 끊어 빠르게 RLF 복구 절차가 수행되도록 할 수 있다. 이 경우, 아웃티지로 인해 발생될 수 있는 데이터 단절시간이 감소될 수 있다.
단말은 기지국과 무선 링크가 정상적으로 연결되어 있을 때(즉, 정상 동작 (S501)상태에서), 기지국의 설정에 따라 핸드오버 프로세스가 동작할 수 있고, 핸드오버 프로세스는 상기 무선 링크 모니터링 프로세스와 서로 독립적으로 수행될 수 있다.
따라서, 무선 링크 모니터링 프로세스는 핸드오버 프로세스의 상태를 알지 못할 수 있다. 핸드오버 프로세스는 기지국의 설정에 따라 소스셀과 주변셀의 신호세기 등을 측정할 수 있다(S505-1). 보통의 경우, 미리 설정된 이벤트(entering condition)가 충족되고, 이러한 상태가 미리 설정된 TTT(time-to-trigger)(S506-1) 시간 동안 유지되는 경우, 단말은 소스 기지국으로 측정 정보를 보고할 수 있다.
핸드오버 준비 시간 동안 소스 기지국은 핸드오버를 결정할 수 있고, 타겟 기지국으로 단말의 핸드오버를 요청할 수 있다. 타겟 기지국은 핸드오버를 수락하는 경우, 단말로 전송될 핸드오버 명령 메시지를 포함한 응답 메시지를 소스 기지국에 전송할 수 있다(S507-1).
핸드오버 준비 시간 동안 단말은 타겟셀로 가까이 이동할 수 있고, 소스셀과의 무선 링크 상태가 더 나빠질 수 있다. 결과적으로 타겟셀로부터의 심각한 간섭 영향으로 소스셀로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하지 못할 수 있다. 이 경우, RLF가 선언될 수 있고, RLF 복구 절차가 실행되기 전까지 소스셀에 연결되어 있는 동안 아웃티지가 발생되는 시간이 더욱 길어지는 문제가 있을 수 있다.
보통의 경우, 핸드오버 동안 T310 타이머는 하나 또는 그 이상의 주변셀이 소스셀보다 월등히 좋은 경우에 만료될 수 있다. 따라서, 단말이 무선 링크 상태가 좋지 않은 소스셀에 계속 연결을 유지하지 않고, 보다 빠르게 무선 링크 상태가 좋은 주변셀로 셀 변경을 수행한다면 아웃티지로 인한 데이터 단절 시간이 상당히 감소될 수 있다.
이를 위해 짧은 RLF 타이머 T312를 도입하여 핸드오버 동안 발생할 수 있는 RLF가 빠르게 복구되도록 할 수 있다. 타이머 T312는 핸드오버 상황에서 발생하는 RLF와 커버리지 홀로 발생되는 RLF가 구별되도록 할 수 있다. T312 값은 전자가 최적화되도록 할 수 있고, T310 값은 후자가 최적화되도록 할 수 있다.
단말은 T310이 구동되고 있는 동안 핸드오버 준비를 위해 측정 보고를 트리거 한 경우, 타이머 T312를 시작할 수 있다(S508-1). 단말은 T310이나 T312 중 어느 타이머라도 만료가 되는 경우, RLF를 선언할 수 있고, RLF 복구 절차를 실행할 수 있다(S509-1). 이 경우, 핸드오버를 수행하는 과정에서 발생될 수 있는 아웃티지로 인한 데이터 단절시간이 감소될 수 있고, 사용자 전송률이 높아질 수 있다.
그러나, 타이머 T312는 두 가지 단점이 있을 수 있다. 첫 번째로, T312는 RLF 복구 절차의 성공을 보장하지 못할 수 있다. T312를 시작하는 시점에 주변셀이 소스셀보다 더 좋은 상태이기 때문에 RLF 복구 절차의 성공 확률이 높아질 수 있지만, T312가 만료되는 시점에 이 상태가 유지되지 않는 경우나 다른 주변셀이 더 좋은 경우에는 RLF 복구 절차가 실패할 수 있다.
두 번째로, T312는 아웃티지를 완전히 제거하지 못할 수 있다. 단말은 T310이 구동되는 동안에만 T312를 구동하기 때문에, T312가 구동되기 전에 이미 발생되는 아웃티지는 제거하지 못할 수 있다. 그리고, 페이딩 영향을 없애기 위해 일정 시간 동안 평균 광대역(wideband) SINR이 Qout보다 낮은 경우에 동기화 실패 지시(out-of-sync indication)가 보고될 수 있고, T310이 구동되기 때문에 아웃티지가 완전히 제거되지 못할 수 있다. 따라서, RLF가 발생될 확률이 높은 경우, T310과 무관하게 더 빠르게 RLF를 선언하고, 더 빠르게 RLF 복구 절차가 수행될 수 있도록 하는 방법이 요구될 수 있다.
도 6은 핸드오버 절차에서 RRC 연결 재설정 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 소스 기지국(620)과 단말(610) 사이에 설정된 무선 링크의 상태가 양호하지 못한 경우, 단말(610)은 소스 기지국(520)으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하지 못할 수 있고, 단말(610)은 무선 링크 오류(RLF)가 검출되기 전까지 계속하여 소스 기지국(620)과의 연결을 유지할 수 있다(S601). 단말(610)은 이를 극복하기 위해 RRC 연결 재설정(RRC connection re-establishment) 절차를 수행할 수 있다.
예를 들어, PDCCH(physical downlink control channel) BLER(block error rate)이 특정 기준 이상이 되면, 단말(610)은 동기화 실패(out-of-sync)가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 단말(610)은 무선 링크 오류(RLF) 타이머인 T310을 구동할 수 있다. 한편, 소스 기지국(620)과 타겟 기지국(630)은 소스 기지국(620)으로부터 타겟 기지국(630)으로의 핸드오버 준비를 할 수 있다(S602). 핸드 오버 준비 과정을 통해, 추후 단말(610)에서 타겟 기지국(630)으로 핸드오버를 수행하는 도중 무선 링크 오류(RLF)가 발생된 경우, RLF 복구 절차가 원활하게 수행되도록 할 수 있다.
한편, T310 타이머가 만료될 때까지 PDCCH BLER 값이 일정 기준치를 충족하지 못한 경우, 단말(610)은 무선 링크 오류(RLF)가 발생한 것으로 판단할 수 있다(S603). 무선 링크 오류(RLF)가 검출되면, 단말(610)은 SRB0(signaling radio bearer 0)를 제외한 모든 RB(radio bearer)를 정지(suspend)할 수 있다(S604). SRB는 RRC 시그널링 메시지와 NAS(non-access stratum) 메시지 전달(transfer)에 사용될 수 있다. RRC 메시지는 단말(610)과 기지국 사이의 시그널링(signaling)에 사용될 수 있고, NAS 메시지는 단말(610)과 MME(mobility management entity)간 시그널링에 사용될 수 있다.
SRB0를 제외한 모든 RB(radio bearer)를 정지한 단말(610)은 최적의 셀을 찾기 위한 셀 탐색 절차를 수행할 수 있고, 셀 탐색 절차를 통해 셀을 선택할 수 있다(S605). 셀 선택이 성공적으로 완료되면, 단말(610)은 선택한 셀(타겟 기지국)로부터 MIB(master information block) 및 SIB(system information block)를 수신할 수 있다. 이 후, 단말(610)은 수신한 MIB 및 SIB를 이용하여 새로운 셀과 임의 접속(random access) 절차를 수행할 수 있다(S606).
단말(610)은 "RRCConncectionReestablishmentRequest"를 타겟 기지국(630)으로 전송할 수 있다(S607). 이후 타겟 기지국(630)이 단말(610)의 컨텍스트(context) 정보를 가지고 있으면, 단말(610)은 타겟 기지국(630)으로부터 "RRCConncectionReestablishment"(또는 RRC 연결 재설정요청이 기지국으로부터 거절된 경우는 "RRCConncectionReestablishmentReject")를 수신할 수 있다(S608).
"RRCConncectionReestablishment"를 수신한 단말(610)은 SRB1을 위한 PDCP 계층 및 RLC 계층을 재설정(re-establishment)을 수행하면서 무선 자원 설정 절차를 수행할 수 있고, SRB1를 재개(resume)할 수 있다(S609).
이후, 단말(610)은 무결성 보장(integrity protection) 및 암호화(ciphering)를 수행하기 위해 하위 계층을 구성하고 AS(access stratum) 보안(security)을 재활성화할 수 있다(S610). 그리고 단말(610)은 "RRCConncectionReestablishmentComplete"를 타겟 기지국(630)으로 전송할 수 있다(S611). 단말(610)은 타겟 기지국(630)으로부터 "RRCConncectionReconfiguration"을 수신할 수 있다(S612). 단말은 SRB2 및 DRB(data radio bearer)를 재설정하고 재개(resume)할 수 있다(S613).
한편, 3GPP LTE 및 LTE-A에서의 RRC 연결 재설정 절차 시 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 단절시간은 일반적으로 T310 타이머가 구동된 시점(Qout이 발생된 시점)으로부터 RRC 연결 재설정 절차 성공 후 DRB가 재개(resume)된 시점까지일 수 있다. 여기서 데이터 송수신 단절시간은 단말(610)이 새로운 타겟 기지국을 검색하는 시간을 포함할 수 있다. 이러한 데이터 송수신 단절시간은 통신 품질에 영향을 미칠 수 있다.
도 7은 핸드오버 절차에서 RRC 연결 재설정 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 소스 기지국(720)과 단말(710) 사이에 설정된 무선 링크의 상태가 양호하지 못한 경우, 단말(710)은 소스 기지국(520)으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하지 못할 수 있고, 단말(710)은 무선 링크 오류(RLF)가 검출되기 전까지 계속하여 소스 기지국(720)과의 연결을 유지할 수 있다. 이 경우, 단말(710)은 이를 극복하기 위해 RRC 연결 재설정(RRC connection re-establishment) 절차를 수행할 수 있다. RRC 연결 재설정 절차는 RRC 연결(RRC_CONNECTED) 상태에서 수행될 수 있다(S701).
한편, 소스 기지국(720)과 타겟 기지국(730)은 소스 기지국(720)으로부터 타겟 기지국(730)으로의 핸드오버 준비를 할 수 있다(S702). 이를 통해, 추후 단말(710)에서 타겟 기지국(730)으로 핸드오버를 수행하는 도중 무선 링크 오류(RLF)가 발생하였을 때, 단말(710)이 RLF 복구 절차를 성공적으로 수행하도록 할 수 있다.
단말(710)은 제1 측정에 따른 제1 측정 결과를 소스 기지국(720)에 전송할 수 있다. 경우에 따라, 단말(710)이 제1 측정을 수행하는 과정 및 제1 측정 결과를 소스 기지국(720)에 전송하는 과정은 생략될 수 있다. 단말(710)은 소스 기지국(720) 및 주변 기지국들에 대한 측정(여기서의 측정은 제1 측정 이후에 수행되는 측정임)을 수행할 수 있고, 단말(710)과 소스 기지국(720) 사이에 설정된 무선 링크 상태를 확인할 수 있다(S703). 단말(710)은 단말(710)과 소스 기지국(720) 사이에 설정된 무선 링크 상태가 더 악화(열화)된 것인지 여부를 확인할 수 있다. 단말(710)은 무선 링크 모니터링(RLM)을 통하여 단말(710)과 소스 기지국(720) 사이에 형성된 무선 링크의 상태를 확인할 수 있다.
일 실시예로서, 단말(710)은 동기화 실패(out-of-sync) 메시지가 단말(710)의 물리 계층(physical layer)으로부터 연속적으로(consecutive) 수신된 경우, 무선 링크의 상태가 더 악화되었다고 판단할 수 있다. 여기서, 동기화 실패 메시지는 소스 기지국(720)으로부터 수신한 SINR(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio) 값이 특정 임계 값(ThSINR)보다 낮은 경우, 단말(710)의 물리 계층으로부터 단말(710) 수신될 수 있다.
단말(710)은 S703 단계를 통해 판단한 무선 링크 상태 및 측정 결과에 기초하여 핸드오버의 실패 가능성을 예측할 수 있다(S704). 단말(710)은 무선 링크 상태가 더 악화될 것이라고 판단된 경우, 핸드오버가 실패할 것으로 예측할 수 있다. 또한, 단말(710)은 소스 기지국(720)으로부터 수신된 신호의 RSRP(Reference Signals Received Power) 값이 특정 임계값(ThRSRP)보다 낮은 경우, 핸드오버가 실패할 것으로 예측할 수 있다. 또한 단말(710)은 소스 기지국(720)으로부터 수신된 신호의 RSRQ(Reference Signals Received Quality) 값이 특정 임계 값(ThRSRQ)보다 낮은 경우, 핸드오버가 실패할 것으로 예측할 수 있다.
단말(710)은 핸드오버 명령 메시지가 수신되었는지 여부를 확인할 수 있다(S705). 단말(710)과 소스 기지국(720) 사이에 설정된 무선 링크의 상태가 양호하지 못한 경우, 핸드오버 명령 메시지가 실시간으로 단말(710)에 수신되지 않을 수 있다.
상기 핸드오버 명령 메시지가 수신되지 않은 경우, 단말(710)은 무선 링크 오류(RLF)가 발생하기 전에 곧바로 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행할 수 있다(S706). 단말(710)은 셀 선택을 수행하여 타겟 셀로 RRC 연결 재설정(RRC connection re-establichment) 절차를 수행할 수 있다.
한편, 단말(710)은 무선 링크 오류(RLF) 발생 전에 특정 이벤트를 만족하는 경우, 셀 선택을 수행할 수 있고, 선택된 셀을 타겟 셀로 하여 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다. 여기서, 특정 이벤트는 RRC 규격에 정의된 다양한 이벤트(예를 들어, A1/A2/A3/A4/A5/A6, B1/B2, C1/C2, W1/W2/W3, V1/V2, H1/H2 이벤트 등)일 수 있다. 예를 들어, 특정 이벤트는 신호의 세기가 가장 좋은 타겟 셀의 A3 이벤트의 특정 오프셋인 오프셋 1(offset1)이 소스 셀의 A3 이벤트의 특정 오프셋인 오프셋 1 보다 더 양호한 경우일 수 있다.
또한 단말(710)은 단말(710)과 소스 기지국(720) 간의 무선 링크 상태를 고려하지 않고, 특정 이벤트가 만족되는 경우, 곧바로 셀 선택을 수행할 수 도 있다. 그리고 단말(710)은 선택된 셀을 타겟 셀로 하여 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다. 여기서, 특정 이벤트는 RRC 규격에 정의된 다양한 이벤트(예를 들어, A1/A2/A3/A4/A5/A6, B1/B2, C1/C2, W1/W2/W3, V1/V2, H1/H2 이벤트 등)일 수 있다. 예를 들어, 특정 이벤트는 신호의 세기가 가장 좋은 타겟 셀의 A3 이벤트의 특정 오프셋인 오프셋 2(offset2)가 소스 셀의 A3 이벤트의 특정 오프셋인 오프셋 2 보다 더 양호한 경우일 수 있다.
도 8은 셀 선택 과정의 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단말은 주변 기지국들에 대한 측정 결과의 유효성을 판단할 수 있다(S810). 여기서, 측정 결과는 상기 셀 선택을 수행하는 시점을 기준으로 가장 최근에 측정된 측정 결과일 수 있다. 일 실시예로서, 단말은 측정 결과가 측정된 시점과 셀 선택을 수행하는 시점의 차이 값이 소스 기지국으로부터 수신된 제1 유효 시간 정보에 의해 지시되는 시간 값 보다 작은 경우, 측정 결과가 유효한 것으로 판단할 수 있다.
여기서 제1 유효 시간 정보는 단말이 기지국으로부터 수신한 "connectedMeasResultValidityTime" 일 수 있다. "connectedMeasResultValidityTime"는 셀 전체에 전송되는 시스템 정보에 포함되거나 기지국이 단말에게 전송하는 RRC 메시지에 포함될 수 있다. "connectedMeasResultValidityTime"가 시스템 정보와 RRC 메시지에 모두 포함되어 있는 경우, RRC 메시지에 포함된 "connectedMeasResultValidityTime"가 우선적으로 적용될 수 있다. 즉, 단말은 RRC 연결 재설정 절차를 위한 셀 선택 시점과 측정 결과와 측정된 시점의 차이가 "connectedMeasResultValidityTime"시간 이내이면 측정 결과가 유효한 것으로 판단할 수 있다.
다른 실시예로서, 단말은, 상기 측정 결과가 측정된 시점이 소스 기지국으로부터 수신된 제2 유효 시간 정보에 의해 지시되는 시간 이내인 경우, 측정 결과가 유효한 것으로 판단할 수 있다.
여기서 제2 유효 시간 정보는 기지국이 단말에게 전송하는 타이머 값일 수 있다. 타이머 값은 셀 전체에 전송되는 시스템 정보에 포함되거나 기지국이 단말에게 전송하는 RRC 메시지에 포함될 수 있다. 시스템 정보와 RRC 메시지에 정보로 모두 포함되어 있는 경우, RRC 메시지에 포함된 정보가 우선적으로 적용될 수 있다. 단말은 측정 결과가 측정된 시점에 타이머를 구동할 수 있고, 타이머가 만료되지 않은 경우 측정 결과가 유효한 것으로 판단할 수 있다. 한편, 단말은 자체적으로 측정 결과가 유효한 것인지 여부를 판단할 수도 있다.
S810 단계를 통해, 측정 결과가 유효한 것으로 판단된 경우, 단말은 측정 결과에 기초하여 새로운 셀을 선택할 수 있다(S820). 일 실시예로서, 단말은 RRC 연결 재설정 절차에서 셀 선택을 위한 추가적인 측정을 수행하지 않고, 측정 결과에 기초하여 새로운 셀을 선택할 수 있다. 예를 들어, 단말은 측정 결과인 RSRP 또는 RSRQ에 기초하여 새로운 셀을 선택할 수 있다. 구체적으로 단말은 RSRP 또는 RSRQ의 값이 높은 셀을 새로운 셀로 선택할 수 있다. 이 경우, 단말은 셀 선택을 위한 측정을 별도로 수행하지 않기 때문에 RRC 연결 재설정 절차가 신속하게 수행될 수 있고, 결과적으로 데이터 단절시간이 단축될 수 있다.
다른 실시예로서, 단말은 측정 결과인 RSRP 또는 RSRQ와 같은 신호 세기가 가장 높은 값을 가지는 셀 순서대로 셀 선택을 위한 측정을 수행할 수 있다. 이 때, 셀 선택 기준 "S"를 충족하는 셀을 새로운 셀로 선택할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 단말은 측정 결과에 기초하여 선택된 셀의 셀 선택 기준 값과 셀 선택 시점에서 결정된 셀의 셀 선택 기준(criteria) 값의 차이가 "rangeToBestCellForReestablishment" 범위 이내인 경우, 측정 결과에 기초하여 선택된 셀을 RRC 연결 재설정 절차를 위한 타겟 셀로 선택할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 단말은 측정 결과에 기초하여 선택된 하나 이상의 셀들 중에서 선택된 셀과 셀 선택 기준이 "rangeToBestCellForReestablishment" 범위 이내인 셀 중에서, 셀 선택 기준 값이 가장 높은 셀을 RRC 연결 재설정을 위한 타겟 셀로 선택할 수 있다. 이와 같이, 해당 셀에 대한 시스템 정보가 유효한 경우, 단말이 시스템 정보 획득 절차를 생략함으로써, 데이터 단절시간이 단축될 수 있다. 이후, 단말은 측정 결과에 기초하여 선택된 셀을 통해 RRC 연결 재설정 절차가 수행되었는지 여부를 판단할 수 있다.
이와 다르게, S810 단계를 통해, 측정 결과가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 단말은 다른 측정 결과에 기초하여 셀 선택을 수행할 수 있다(S830). 일 실시예로서, 단말은 저장된 정보를 활용한 셀 선택(stored information cell selection) 절차를 통해 셀 선택을 수행할 수 있다. 예를 들어, 반송 주파수(carrier frequency)와 같은 셀 선택 파라미터(parameter)가 유효한 값인 경우, 단말은 이에 기초하여 셀 선택을 수행할 수 있다. 이후, 단말은 저장된 정보를 활용한 셀 선택 절차에 기초하여 선택된 셀을 통해 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다. 이후, 단말은 저장된 정보를 활용한 셀 선택 절차에 기초하여 선택된 셀을 통해 RRC 연결 재설정 절차가 수행되었는지 판단할 수 있다.
저장된 정보를 활용한 셀 선택 절차를 통해 셀 선택이 수행되지 않은 경우, 단말은 초기 셀 선택(initial cell selection) 절차를 수행할 수 있다. 셀 선택이 완료되어 새로운 셀이 결정된 경우, 단말은 RRC 연결 재설정 절차를 시도할 수 있다. 한편, 선택된 셀이 핸드오버 준비가 되어 있지 않거나 컨텍스트 획득(context fetch)이 수행되지 않는 등 RRC 연결 재설정 절차가 실패할 가능성이 높은 것으로 판단된 경우, 단말은 RRC 연결 재설정 절차를 다시 시도하지 않고, 곧바로 RRC 연결 설정 절차를 시도할 수 있다. 다시 도 7을 참조하면, S707 단계 내지 S714 단계에서 수행되는 과정은, 도 6의 S606 단계 내지 S613 단계에서 수행되는 과정과 동일할 수 있다.
도 9는 도 7의 RRC 연결 재설정 절차의 제2 실시예를 통해 얻을 수 있는 데이터 전송 이득을 도시한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 단말이 도 7의 제2 실시예에 따른 RRC 연결 재설정 절차를 수행하는 경우, 향상된 데이터 전송 이득이 나타날 수 있다. 예를 들어, 단말이 연속적으로 수신되는 동기화 실패(consecutive out-of-syncs) 메시지를 기초로 셀 변경을 수행함으로써 얻을 수 있는 데이터 전송 이득은 (S1 + S2) 영역으로 표현될 수 있다. 한편, 동기화 실패 메시지는 SINR이 특정 임계값 Qout보다 낮은 경우에 발생할 수 있다. 여기서, SINR이 특정 임계값 ThSINR보다 낮은 경우를 Qreest라 정의하고, Qreest을 기준으로 단말이 셀 변경을 수행한다면, 기존의 핸드오버 실패 복구 방법과 비교하여 S3 영역만큼의 데이터 전송 이득을 추가로 얻을 수 있다.
도 10은 핸드오버 절차의 제3 실시예를 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 단말(1010)이 조건부 핸드오버(Conditional Handover)를 지원하는 단말(1010)인 경우, 단말(1010)은 제1 타겟 기지국(1030)로의 핸드오버를 지시하는 핸드오버 명령 메시지를 이미 수신한 상태일 수 있다(S1008).
예를 들어, 단말(1010)은 제1 타겟 기지국(1030)에 대한 핸드오버 명령 메시지를 이미 수신한 상태일 수 있다. 이후, 제2 타겟 기지국(1040)에 대해 핸드오버 준비 이벤트가 발생할 수 있고, 단말(1010)은 측정 보고 결과를 소스 기지국(1020)에 전송할 수 있다. 이때, 단말(1010)과 소스 기지국(1020) 사이에 설정된 무선 링크의 상태가 양호하지 않아, 단말(1010)은 제2 타겟 기지국(1040)에 대한 핸드오버 명령 메시지를 수신하지 못할 수 있다(S1009). 이후, 단말(1010)은 단말(1010)과 소스 기지국(1020) 사이에 설정된 무선 링크의 상태에 기초하여 핸드오버의 실패 가능성을 예측할 수 있다. 상기 과정은 도 7을 참조하여 설명한 S703 단계 내지 S705 단계와 동일할 수 있다.
도 11은 셀 선택 과정의 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 단말(1010)은 제2 타겟 기지국(1040)로의 핸드오버가 실패할 것으로 예측된 경우, 셀 선택을 수행할 수 있다. 이 때, 단말(1010)은 제1 타겟 기지국(1030)에 대한 핸드오버 명령 메시지를 이미 수신한 상태일 수 있다. 단말(1010)은 주변 기지국들에 대한 측정 결과의 유효성을 판단할 수 있다. 여기서, 측정 결과는 셀 선택을 수행하는 시점 전에 주변 기지국들에 대한 측정을 통해 측정된 결과일 수 있다. 측정 결과가 유효한 것으로 판단된 경우, 단말(1010)은 상기 측정 결과에 기초하여 선택된 제2 타겟 기지국(1040)을 우선적으로 선택할 수 있다(S1110). 제2 타겟 기지국(1040)은 가장 높은 신호 세기(예를 들어, SINR, RSRQ 또는 RSRP)를 가지는 기지국일 수 있다.
이후, 단말(1010)은 제1 타겟 기지국(1030)의 신호의 세기와 제2 타겟 기지국(1040)의 신호의 세기의 차이가 기 정해진 임계 값 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S1120). 제1 타겟 기지국(1030)의 신호의 세기와 제2 타겟 기지국(1040)의 신호의 세기의 차이가 기 정해진 임계 값 미만인 경우, 단말(1010)은 제1 타겟 기지국(1030)을 새로운 타겟 기지국으로 선택할 수 있다(S1130). 여기서, 기 정해진 임계 값은 "rangeToBestCellForCHOCommand"일 수 있다.
일반적으로 핸드오버 성공 시 데이터 단절시간은 무선 링크 오류 복구 성공 시 데이터 단절시간보다 아주 짧을 수 있다. 따라서 핸드오버 성공 확률이 높은 기지국을 선택하는 경우, 데이터 단절시간이 단축될 가능성이 높아질 수 있다. 따라서 단말(1010)은 소스 기지국(1020)으로부터 수신된 핸드오버 명령 메시지에 의해 지시되는 제1 타겟 기지국(1030)의 신호 세기와 측정 결과에 기초하여 선택된 제2 타겟 기지국(1040)의 신호 세기를 비교하여, 신호 세기의 차이가 "rangeToBestCellForCHOCommand" 범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 신호 세기의 차이가 "rangeToBestCellForCHOCommand" 범위 이내인 경우, 단말(1010)은 측정 결과에 기초하여 선택된 제2 타겟 기지국(1040) 대신 이미 수신된 핸드오버 명령 메시지에 의해 지시되는 제1 타겟 기지국(1030)을 새로운 기지국으로 선택할 수 있다. 그리고 단말(1010)은 제1 타겟 기지국(1030)으로 핸드오버를 수행할 수 있다. 신호 세기의 차이가 "rangeToBestCellForCHOCommand" 범위 이내가 아닌 경우, 도 8을 참조하여 설명한 방법으로 셀 선택을 수행할 수 있다(S1140).
한편, 도 6을 참조하여 설명한 S606 단계 내지 S613 단계에서 수행되는 과정 및 도 7을 참조하여 설명한 S707 단계 내지 S714 단계에서 수행되는 과정은 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한 내용에 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 통신 시스템에서의 단말의 동작 방법으로서,
    소스 기지국 및 주변 기지국들에 대한 측정을 수행하고, 상기 단말과 상기 소스 기지국 사이에 설정된 무선 링크의 상태를 확인하는 단계;
    상기 무선 링크의 상태 및 상기 측정에 따른 측정 결과에 기초하여 상기 핸드오버의 실패 가능성을 예측하는 단계;
    상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측된 경우, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 핸드오버 명령 메시지가 수신되지 않은 경우, 무선 연결 재설정을 위한 셀(cell) 선택을 수행하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 링크의 상태는 상기 단말이 무선 링크 모니터링(Radio Link Monitoring, RLM)을 통하여 확인되는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    동기화 실패(out-of-sync) 메시지가 상기 단말의 물리 계층(physical layer)으로부터 연속하여 수신된 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 동기화 실패 메시지는 상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 SINR(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio)의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말의 상기 물리 계층으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 RSRP(Reference Signals Received Power) 및 RSRQ(Reference Signals Received Quality) 중 어느 하나의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 단계는,
    상기 단말이 상기 측정 결과의 유효성을 판단하는 단계; 및
    상기 측정 결과가 유효한 것으로 판단된 경우, 상기 측정 결과에 기초하여 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 측정은 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점 전에 수행되는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 측정을 수행하는 시점과 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점의 차이 값이 상기 소스 기지국으로부터 수신된 유효 시간 정보에 의해 지시되는 시간 값 보다 작은 경우, 상기 측정 결과는 유효한 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 측정 결과가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 저장된 정보를 활용한 셀 선택(stored information cell selection) 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 저장된 정보를 활용한 셀 선택에 기초하여 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀이 선택되지 않은 경우, 초기 셀 선택(initial cell selection) 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 선택을 통해 선택된 타겟 기지국으로 RRC 연결 재설정(RRC connection re-establishment)을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
  11. 통신 시스템에서의 단말로서,
    프로세서(processor);
    상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 및
    상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며,
    상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 단말이,
    소스 기지국 및 주변 기지국들에 대한 측정을 수행하고, 상기 단말과 상기 소스 기지국 사이에 설정된 무선 링크의 상태를 확인하고;
    상기 무선 링크의 상태 및 상기 측정에 따른 측정 결과에 기초하여 상기 핸드오버의 실패 가능성을 예측하고;
    상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측된 경우, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하고; 그리고
    상기 핸드오버 명령 메시지가 수신되지 않은 경우, 무선 연결 재설정을 위한 셀(cell) 선택을 수행하는 것을 야기하도록 동작하는, 단말.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 무선 링크의 상태는 상기 단말이 무선 링크 모니터링(Radio Link Monitoring, RLM)을 통하여 확인되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  13. 청구항 11에 있어서,
    동기화 실패(out-of-sync) 메시지가 상기 단말의 물리 계층(physical layer)으로부터 연속하여 수신된 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 동기화 실패 메시지는 상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 SINR(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio)의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말의 상기 물리 계층으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 소스 기지국으로부터 수신된 신호의 RSRP(Reference Signals Received Power) 및 RSRQ(Reference Signals Received Quality) 중 어느 하나의 값이 기 정해진 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말은 상기 핸드오버가 실패할 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 과정은,
    상기 단말이 상기 측정 결과의 유효성을 판단하고; 그리고
    상기 측정 결과가 유효한 것으로 판단된 경우, 상기 측정 결과에 기초하여 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 과정을 더 야기하도록 동작하고, 상기 측정은 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점 전에 수행되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 측정을 수행하는 시점과 상기 무선 연결 재설정을 위한 셀 선택을 수행하는 시점의 차이 값이 상기 소스 기지국으로부터 수신된 유효 시간 정보에 의해 지시되는 시간 값 보다 작은 경우, 상기 측정 결과는 유효한 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 측정 결과가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 저장된 정보를 활용한 셀 선택(stored information cell selection) 절차를 수행하는 것을 더 야기하도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 단말.
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