WO2010107272A2 - 무선 통신 시스템에서 csg 가입의 변경을 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 csg 가입의 변경을 처리하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2010107272A2
WO2010107272A2 PCT/KR2010/001705 KR2010001705W WO2010107272A2 WO 2010107272 A2 WO2010107272 A2 WO 2010107272A2 KR 2010001705 W KR2010001705 W KR 2010001705W WO 2010107272 A2 WO2010107272 A2 WO 2010107272A2
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천성덕
이승준
이영대
박성준
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엘지전자주식회사
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    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
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    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports

Definitions

  • the present invention relates to wireless communications, and more particularly, to a method and apparatus for processing a change in a closed subscriber group (CSG) subscription in a wireless communication system.
  • CSG closed subscriber group
  • 3GPP LTE long term evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink and single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) in uplink.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • MIMO multiple input multiple output
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • CSGs Closed Subscriber Groups
  • HNB home eNodeB
  • CSG cell a cell providing an authorized service to subscribers of the CSG.
  • the basic requirements of CSG in 3GPP are described in 3GPP TS 22.220 V1.0.1 (2008-12) "Service requirements for Home NodeBs and Home eNodeBs (Release 9)".
  • CSG services are provided at a higher price than other general wireless communication services, it is essential to provide high quality services.
  • CSG subscription There may be a change of CSG subscription while CSG service is being provided. For example, the CSG service of the terminal expires.
  • the present invention provides a method and apparatus for handling a change in CSG subscription in a wireless communication system.
  • the present invention also provides a method and apparatus for handling the expiration of a CSG subscription in a wireless communication system.
  • a method for handling a change in a Closed Subscriber Group (CSG) subscription in a wireless communication system.
  • the method includes a non-access stratum (NAS) layer receiving an expiration of a CSG subscription for a CSG cell through a NAS message from a network, the NAS layer notifying the expiration of the CSG subscription to an access stratum (AS) layer, and An AS layer sending an expiration of a CSG subscription to the CSG cell.
  • NAS non-access stratum
  • AS access stratum
  • the NAS message may be received while receiving CSG service from the CSG cell.
  • the method may further include reporting, by the AS layer, a measurement result for a neighbor cell to the CSG cell. After reporting the measurement result, the method may further include receiving a handover command from the CSG cell.
  • the method may further include receiving a disconnection from the CSG cell after sending the expiration of the CSG subscription, and performing cell reselection after receiving the disconnection.
  • the method may include starting a temporary timer when the NAS layer informs the AS layer of the expiration of a CSG subscription, and when the NAS timer expires, the NAS layer notifies the AS layer of the disconnection. .
  • a terminal for handling a change in a Closed Subscriber Group (CSG) subscription in a wireless communication system.
  • the terminal includes a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving a radio signal, and a processor connected to the RF unit to implement a radio interface protocol, wherein the processor includes a non-access stratum (NAS) layer from a network.
  • RF radio frequency
  • NAS non-access stratum
  • AS access Stratum
  • the UE If the CSG subscription is changed while receiving the CSG service, the UE notifies the HNB of the change of the CSG subscription.
  • the HNB can take appropriate action in accordance with the change in CSG subscription.
  • FIG. 1 shows a wireless communication system to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a user plane.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a control plane.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a network structure for operating an HNB using an HNB gateway.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method in which a terminal checks a connection mode of a base station.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example in which a CSG service is set up.
  • FIG. 7 is a flow chart illustrating a problem due to CSG expiration.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • E-UTRAN Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • LTE Long Term Evolution
  • the E-UTRAN includes a base station (BS) 20 that provides a control plane and a user plane to a user equipment (UE).
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a mobile terminal (MT), a wireless device (Wireless Device), and the like.
  • the base station 20 refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to by other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like.
  • the base stations 20 may be connected to each other through an X2 interface.
  • the base station 20 is connected to a Serving Gateway (S-GW) through an MME (Mobility Management Entity) and an S1-U through an Evolved Packet Core (EPC) 30, more specifically, an S1-MME through an S1 interface.
  • S-GW Serving Gateway
  • MME Mobility Management Entity
  • EPC Evolved Packet Core
  • EPC 30 is composed of MME, S-GW and P-GW (Packet Data Network-Gateway).
  • the MME has information about the access information of the terminal or the capability of the terminal, and this information is mainly used for mobility management of the terminal.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint
  • P-GW is a gateway having a PDN as an endpoint.
  • Layers of the radio interface protocol between the terminal and the network are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is widely known in communication systems.
  • L2 second layer
  • L3 third layer
  • the RRC Radio Resource Control
  • the RRC layer located in the third layer plays a role of controlling radio resources between the terminal and the network. To this end, the RRC layer exchanges an RRC message between the terminal and the base station.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a user plane.
  • 3 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a control plane.
  • the data plane is a protocol stack for user data transmission
  • the control plane is a protocol stack for control signal transmission.
  • a physical layer (PHY) layer provides an information transfer service to a higher layer using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer, which is an upper layer, through a transport channel. Data is moved between the MAC layer and the physical layer through the transport channel. Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface.
  • MAC medium access control
  • the physical channel is modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the functions of the MAC layer include mapping between logical channels and transport channels and multiplexing / demultiplexing into transport blocks provided as physical channels on transport channels of MAC service data units (SDUs) belonging to the logical channels.
  • the MAC layer provides a service to a Radio Link Control (RLC) layer through a logical channel.
  • RLC Radio Link Control
  • RLC layer Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • QoS Quality of Service
  • the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM), and an acknowledged mode (Acknowledged Mode).
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • Acknowledged Mode acknowledged mode
  • AM Three modes of operation (AM).
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ).
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • Functions of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the user plane include delivery of user data, header compression, and ciphering.
  • the functionality of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the user plane includes the transfer of control plane data and encryption / integrity protection.
  • the RRC (Radio Resource Control) layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configuration, and release of radio bearers.
  • RB means a logical path provided by the first layer (PHY layer) and the second layer (MAC layer, RLC layer, PDCP layer) for data transmission between the terminal and the network.
  • the establishment of the RB means a process of defining characteristics of a radio protocol layer and a channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • RB can be divided into SRB (Signaling RB) and DRB (Data RB).
  • the SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • the DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • the terminal If there is an RRC connection between the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the E-UTRAN, the terminal is in the RRC connected state (RRC_CONNECTED), otherwise it is in the RRC idle state (RRC_IDLE).
  • the downlink transmission channel for transmitting data from the network to the UE includes a BCH (Broadcast Channel) for transmitting system information and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transport channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • RACH random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast traffic
  • the physical channel is composed of several symbols in the time domain and several sub-carriers in the frequency domain.
  • One sub-frame consists of a plurality of symbols in the time domain.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks, and one resource block consists of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers.
  • each subframe may use specific subcarriers of specific symbols (eg, the first symbol) of the corresponding subframe for the physical downlink control channel (PDCCH), that is, the L1 / L2 control channel.
  • the transmission time interval (TTI) which is a unit time for transmitting data, is 1 ms corresponding to one subframe.
  • the RRC state refers to whether or not the RRC layer of the UE is in a logical connection with the RRC layer of the E-UTRAN. If connected, the RRC layer is connected to the RRC_CONNECTED state. It is called (RRC_IDLE state). Since the UE in the RRC_CONNECTED state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the UE in units of cells, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE in the RRC_IDLE state cannot be grasped by the E-UTRAN, and the core network manages the tracking area unit, which is a larger area unit than the cell. That is, the UE in the RRC_IDLE state is only detected in a large area unit and must move to the RRC_CONNECTED state in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data.
  • the terminal When the user first powers on the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell and then stays in the RRC_IDLE state in the cell. When it is necessary to establish an RRC connection, the UE staying in the RRC_IDLE state makes an RRC connection with the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC_CONNECTED state. There are several cases in which a UE in RRC_IDLE state needs to establish an RRC connection. For example, an uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt, or a paging message is received from E-UTRAN. In one case, the response message may be transmitted.
  • the non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • EMM-REGISTERED EPS Mobility Management-REGISTERED
  • EMM-DEREGISTERED EMM-DEREGISTERED
  • the initial terminal is in the EMM-DEREGISTERED state, and the terminal performs a process of registering with the corresponding network through an initial attach procedure to access the network. If the attach procedure is successfully performed, the UE and the MME are in the EMM-REGISTERED state.
  • an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state In order to manage a signaling connection between the UE and the EPC, two states are defined, an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state and an ECM-CONNECTED state, and these two states are applied to the UE and the MME.
  • ECM EPS Connection Management
  • ECM-IDLE state When the UE in the ECM-IDLE state establishes an RRC connection with the E-UTRAN, the UE is in the ECM-CONNECTED state.
  • the MME in the ECM-IDLE state becomes the ECM-CONNECTED state when it establishes an S1 connection with the E-UTRAN.
  • the E-UTRAN does not have context information of the terminal.
  • the UE in the ECM-IDLE state performs a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal when the terminal is in the ECM-CONNECTED state, the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the terminal In the ECM-IDLE state, if the position of the terminal is different from the position known by the network, the terminal informs the network of the corresponding position of the terminal through a tracking area update procedure.
  • System information includes essential information that the terminal needs to know in order to access the base station. Therefore, the terminal must receive all system information before accessing the base station, and must always have the latest system information. In addition, since the system information is information that all terminals in a cell should know, the base station periodically transmits the system information.
  • the system information includes a master information block (MIB) and a scheduling block (SB). , SIB System Information Block).
  • MIB master information block
  • SB scheduling block
  • the MIB enables the UE to know the physical configuration of the cell, for example, bandwidth.
  • SB informs transmission information of SIBs, for example, a transmission period.
  • SIB is a collection of related system information. For example, some SIBs contain only information of neighboring cells, and some SIBs contain only information of an uplink radio channel used by the terminal.
  • services provided by a network to a terminal can be classified into three types as follows.
  • the terminal also recognizes the cell type differently according to which service can be provided. The following describes the service type first, followed by the cell type.
  • Normal service This service means a public use for general use, and can be provided in a suitable or normal cell.
  • This service means service for network operator. This cell can be used only by network operator and not by general users.
  • the cell types may be classified as follows.
  • Acceptable cell A cell in which the terminal can receive limited service. This cell is a cell that is not barred from the viewpoint of the terminal and satisfies the cell selection criteria of the terminal.
  • Normal cell The cell that the terminal can receive a regular service. This cell satisfies the conditions of an acceptable cell and at the same time satisfies additional conditions. As an additional condition, this cell must belong to a PLMN to which the terminal can access and must be a cell which is not prohibited from performing a tracking area update procedure of the terminal. If the cell is a CSG cell, the terminal should be a cell that can be connected to the cell as a CSG member.
  • Barred cell A cell that broadcasts information that a cell is a prohibited cell through system information.
  • Reserved cell A cell that broadcasts information that a cell is a reserved cell through system information.
  • CSG Closed Subscriber Group
  • a base station providing a CSG service is called a home node b (HNB) or a home enode b (henb) in 3GPP.
  • HNB home node b
  • henb home enode b
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a network structure for operating an HNB using an HNB gateway (GW).
  • GW HNB gateway
  • the HNBs are connected to the EPC or directly to the EPC via the HNB GW.
  • the HNB GW looks like a typical BS to the MME.
  • the HNB GW also looks like the MME to the HNB. Therefore, the HNB and the HNB GW are connected to the S1 interface, and the HNB GW and the EPC are also connected to the S1 interface.
  • the HNB and the EPC are directly connected, they are connected to the S1 interface.
  • the function of the HNB is mostly the same as that of the general BS.
  • the HNB has a lower wireless transmission power than the BS owned by the mobile network operator. Therefore, the coverage provided by the HNB is generally smaller than the coverage provided by the BS. Due to this characteristic, a cell provided by an HNB is often classified as a femto cell in comparison with a macro cell provided by a BS in view of a service area.
  • the cell provided by this HNB is called a CSG cell.
  • Each CSG has its own unique identifier, which is called a CSG identity (CSG identity).
  • the terminal may have a list of CSGs belonging to the member, and the CSG list may be changed by a request of the terminal or a command of the network.
  • one HNB can support one CSG.
  • the terminal has a list of CSGs registered as members, which is called a CSG white list.
  • the HNB delivers the CSG ID of the CSG supported by the HNB through the system information so that only the member terminals of the corresponding CSG are connected.
  • the UE finds a CSG cell, it can check which CSG the CSG cell supports by reading the CSG ID included in the system information.
  • the terminal reading the CSG ID is regarded as a cell that can access the cell only when the UE is a member of the CSG cell, that is, when the CSG corresponding to the CSG ID is included in its CSG whitelist.
  • HNB does not always need to allow access to the CSG terminal. Depending on the configuration setting of the HNB, it is also possible to allow the connection of the terminal other than the CSG member. Which UE is allowed to access is changed according to the configuration setting of the HNB, where the configuration setting refers to the setting of the connection mode (or operation mode) of the HNB.
  • the access mode of the HNB is classified into three types according to which UE provides a service.
  • Closed access mode A mode that provides services only to specific CSG members.
  • the HNB provides a CSG cell.
  • Open access mode A mode that provides a service without the restriction of a specific CSG member like a general BS.
  • the HNB provides a generic cell that is not a CSG cell.
  • a macro cell is generally defined as a cell operated in an open access mode.
  • Hybrid mode A mode in which a CSG service can be provided to a specific CSG member and a service is provided to a non-CSG member like a normal cell.
  • CSG member UEs are recognized as CSG cells, and non-CSG member UEs are recognized as normal cells. Such a cell is called a hybrid cell.
  • the HNB informs the UE whether the cell it serves is a general cell, which is a CSG cell, so as to know whether the UE can access the cell.
  • the HNB operating in the closed access mode broadcasts through the system information that it is a CSG cell.
  • the HNB operating in open access mode broadcasts via system information that it is not a CSG cell.
  • the HNB includes a CSG indicator in the system information indicating whether the cell it serves is a CSG cell or not.
  • the CSG cell broadcasts by setting the CSG indicator to 'TRUE'.
  • the CSG indicator may be set to 'FALSE' or a method of omitting CSG indicator transmission may be used.
  • the general BS may also transmit a CSG indicator (eg, the CSG indicator set to 'FALSE') to let the UE know that the cell type provided by the UE is the general cell.
  • the general BS may not let the UE know that the cell type provided by the UE is a general cell by not transmitting the CSG indicator.
  • Table 1 shows CSG related parameters transmitted by a corresponding cell for each cell type.
  • the CSG related parameters may be transmitted through system information.
  • Table 2 shows the types of terminals that allow connection by cell type.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method in which a terminal checks a connection mode of a base station.
  • the terminal first checks the CSG indicator in the system information of the target cell in order to identify what type of cell the target cell is (S510).
  • the terminal After checking the CSG indicator, if the CSG indicator indicates that the target cell is a CSG cell, the terminal recognizes the corresponding cell as a CSG cell (S520, S530). Thereafter, the terminal checks the CSG ID in the system information to check whether the UE is a CSG member of the target cell (S540).
  • the terminal determines that the UE is a CSG member of the target cell from the CSG ID, the terminal recognizes the corresponding cell as an accessible CSG cell (S550 and S560). If the terminal confirms that the UE is not a CSG member of the target cell from the CSG identifier, the terminal regards the cell as an inaccessible cell (S550 and S570).
  • the terminal recognizes the target cell as a general cell (S520 and S580). In addition, if the CSG indicator is not transmitted in step S510, the terminal recognizes the target cell as a general cell.
  • a CSG cell and a macro cell may be operated simultaneously at a specific frequency.
  • a frequency in which only a CSG cell exists is called a CSG dedicated frequency.
  • the frequency at which the CSG cell and the macro cell exist simultaneously is called a mixed carrier frequency.
  • the network may reserve a particular physical layer cell identifier for the CSG cell separately at the mixed carrier frequency.
  • the physical layer cell identifier is called PCI (Physical Cell Identity) in the E-UTRAN system and PSC (Physical Scrambling Code) in the UTRAN.
  • PCI Physical Cell Identity
  • PSC Physical Scrambling Code
  • the CSG cell informs the system about the PCI reserved for the CSG cell at the current frequency.
  • the UE can determine whether a cell is a CSG cell or not a CSG cell from PCI of this cell when it discovers a cell at a corresponding frequency. The following describes how two terminals use this information.
  • the UE does not need to consider the CSG cell as a selectable cell in a cell selection / reselection process or handover.
  • the terminal checks only the PCI of the cell, and if the PCI is a PCI reserved for the CSG, the terminal may immediately exclude the cell from the cell selection / reselection process or handover.
  • the PCI of a cell can be known immediately at the terminal when the physical layer confirms the existence of the cell.
  • the CSG identifier of the system information of all cells found in the entire PCI range instead of verifying, we only know that the cell with the PCI reserved for CSG can know that the cell is a CSG cell.
  • the terminal implements a NAS layer and an AS (Access Straum) layer.
  • the AS layer refers to a layer below the third layer of the radio interface protocol.
  • the terminal receives the CSG indicator and the CSG ID from the HNB (S610).
  • the NAS of the terminal receives the service request, and checks whether it is a member subscribed to the CSG cell of the HNB (S615). In this case, the terminal is called a CSG member terminal of the HNB.
  • the RRC of the UE sends an RRC connection request to the HNB (S620).
  • the HNB sends a connection request to the MME (S625) and receives a connection permission from the MME (S630). Accordingly, the HNB sends an RRC connection setup message to the terminal (S635).
  • the RRC of the terminal sends a connection setup to the NAS (S640). Thereafter, the CSG service negotiation and authentication are performed (S645).
  • the CSG service is started (S650). As the CSG service is started, the CSG timer may be started. While the CSG timer is running, the CSG service may be provided from the CSG cell. When the CSG timer expires, the CSG service expires.
  • the CSG timer can run on the NAS and / or AS.
  • the MME communicates with the terminal through the NAS protocol.
  • the base station only forwards the NAS message received from the MME to the terminal and does not decode the message. Thus the NAS message is transparent to the base station.
  • the CSG whitelist of the terminal is managed by the MME.
  • the MME may instruct to delete, change, or add a CSG in the CSG whitelist stored by the UE.
  • the MME may instruct the UE to add the CSG or delete the CSG.
  • FIG. 7 is a flow chart illustrating a problem due to CSG expiration.
  • the terminal is a CSG member, and the CSG supported by the HNB is included in the white list of the terminal (S710). Therefore, the terminal receives the CSG member service from the HNB (S720).
  • the MME notifies the CSG expiration of the CSG service corresponding to the NAS of the terminal through the NAS message (S730). Therefore, the terminal becomes a CSG non-member of the HNB (S740).
  • the UE may continue to maintain the CSG member service (S750).
  • the MME instructs the terminal to change the CSG whitelist
  • the MME communicates with the terminal through the NAS protocol. Therefore, the HNB cannot know whether the CSG whitelist has changed until the MME directly informs the HNB.
  • the MME is notified of the end of the current CSG subscription of the CSG cell, the terminal is no longer a CSG member.
  • the MME does not directly notify the end of the CSG subscription to the CSG cell, the CSG cell can not take any action to the terminal. That is, there is a problem that the CSG non-member terminal continues to receive CSG member services in the CSG cell.
  • the UE may optionally inform the HNB of the expiration of the corresponding CSG subscription. If the UE is no longer a CSG member of the currently connected CSG cell, the UE may perform cell reselection to another cell.
  • the change of the CSG subscription of the terminal may mean the expiration of the CSG subscription, the expiration of the CSG subscription, and / or the addition of the CSG subscription of the terminal.
  • the base station may instruct the corresponding terminal to move to another cell or adjust the quality of service (QoS) of the terminal.
  • QoS quality of service
  • the UE When the UE informs the base station of the change of the CSG subscription, it may report including the measurement result (measurement result) for the neighbor cell. If the subscription of the CSG is about to expire, the terminal may actively perform measurement on neighboring cells to report a measurement result. When the base station receives the measurement result, the base station may transmit a command to move to the other cell to the terminal based on the measurement result.
  • the terminal may perform a cell selection or cell reselection procedure.
  • the UE may perform a cell selection or cell reselection procedure either actively or passively.
  • the UE may regard the previously connected CSG cell as an inaccessible cell.
  • the movement to another cell may be initiated by a command for the terminal to move to another cell or another frequency from the base station (eg, an RRC connection release or a handover command).
  • a command for the terminal to move to another cell or another frequency from the base station eg, an RRC connection release or a handover command.
  • the base station transmits a command to the mobile station to move to another cell or another frequency may include an instruction to exclude the previously connected CSG cell from the cell selection / reselection procedure.
  • the release cause field in the RRC connection release message indicates that the CSG expires.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to an embodiment of the present invention.
  • the UE and the HNB are in the CSG service (S810).
  • the MME notifies the NAS of the terminal of the CSG expiration (S820).
  • the MME sends a NAS message indicating the expiration of the CSG to the HNB to notify the UE that the CSG service of the CSG cell connected to the CSG member has expired, and the HNB forwards the NAS message received from the MME to the UE as it is. . Since the base station does not decode the received NAS message, it does not know that the NAS message indicates CSG expiration. Therefore, the HNB does not know that the UE is no longer a CSG member.
  • the NAS of the terminal When the NAS of the terminal receives the NAS message sent by the MME, the NAS confirms that the CSG subscription for the CSG cell of the currently connected HNB expires. The NAS of the terminal releases the subscription expiration of the CSG, and instructs the RRC of the terminal to release the RRC connection with the current cell (S830).
  • the UE with the RRC connection state is switched to the RRC idle state (S840).
  • the UE performs a cell reselection procedure (S850).
  • the previously connected CSG cell may be excluded from the candidate cell to be reselected.
  • the HNB can provide CSG services to other CSG member terminals more stably.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • the UE and the HNB are in the CSG service (S910).
  • the MME notifies the NAS of the CSG expiration (S920).
  • the NAS of the terminal When the NAS of the terminal receives the NAS message transmitted by the MME, the NAS confirms that the CSG subscription to the CSG cell of the currently connected HNB expires. The NAS of the terminal instructs the RRC of the subscription expiration of the CSG (S930).
  • the AS of the UE informs the HNB of the expiration of the CSG (S940).
  • the UE may inform the HNB of the CSG expiration as an RRC message, a MAC message or a physical layer message.
  • the HNB Upon receiving the CSG subscription expiration from the UE, the HNB informs the UE of the RRC connection release due to the release of the CSG expiration (S950).
  • the UE performs a cell reselection procedure (S960).
  • the previously connected CSG cell may be excluded from the candidate cell to be reselected. That is, the terminal reselects another cell except the existing CSG cell.
  • the HNB may provide a service to the CSG non-member terminal. Therefore, even if the HNB entering the hybrid mode receives the CSG expiration notification from the terminal, the HNB may provide a service as a CSG non-member terminal without sending a disconnection.
  • the UE informs the HNB of the CSG subscription state, so that the HNB can provide more stable CSG service to the CSG member UE.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • the UE and the HNB are in the CSG service (S1010).
  • the MME notifies the NAS of the terminal of the CSG expiration (S1020).
  • the NAS of the terminal When the NAS of the terminal receives the NAS message transmitted by the MME, the NAS confirms that the CSG subscription to the CSG cell of the currently connected HNB expires. The NAS of the terminal instructs the RRC of the subscription expiration of the CSG (S1030).
  • the AS of the UE informs the HNB of the expiration of the CSG (S1040).
  • the UE may inform the HNB of the CSG expiration as an RRC message, a MAC message or a physical layer message.
  • the RRC of the UE reports the measurement result of the neighbor cell to the HNB (S1050).
  • the AS of the terminal may start measuring the signal of the neighbor cell.
  • the measurement report message including the measurement result may include a field indicating the CSG expiration. That is, the measurement report and the CSG expiration may be delivered to the HNB as one message.
  • the HNB Upon receiving the CSG expiration and the measurement result, the HNB prepares for handover (S1060).
  • the HNB sends a handover command to the terminal to allow the terminal to perform handover to another cell (S1070).
  • the HNB may provide a service to the CSG non-member terminal. Therefore, even if the HNB entering the hybrid mode receives the CSG expiration notification from the terminal, the HNB may provide a service as a CSG non-member terminal without sending a handover command.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • the UE and the HNB are in the CSG service (S1110).
  • the MME notifies the NAS of the terminal of the CSG expiration (S1120).
  • the NAS of the terminal When the NAS of the terminal receives the NAS message transmitted by the MME, the NAS confirms that the CSG subscription to the CSG cell of the currently connected HNB expires. The NAS of the terminal instructs the RRC of the subscription expiration of the CSG (S1130).
  • the AS of the UE informs the HNB of the expiration of the CSG (S1140). Simultaneously or separately with CSG expiration, the UE may send a measurement report to the HNB (S1150).
  • the NAS of the terminal instructs the RRC to expire the subscription of the CSG, and starts a temporary timer (S1160). If an RRC disconnection or handover command is received from the HNB while the temporary timer is running, the temporary timer may be stopped and cell reselection or handover may be performed.
  • the NAS of the terminal instructs the RRC of the terminal to release the RRC connection with the current cell on the ground of releasing the subscription of the CSG (S1170).
  • the UE performs a cell reselection procedure (S1180).
  • the previously connected CSG cell may be excluded from the candidate cell to be reselected.
  • the UE When the UE is notified of the CSG subscription expiration, it starts a temporary timer. While the temporary timer is in operation, it waits for an indication from the HNB. If no instruction is received until the temporary timer expires, the cell reselects itself.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention.
  • the UE and the HNB are in the CSG service (S1210).
  • the MME notifies the NAS of the terminal of the CSG expiration (S1220).
  • the NAS of the terminal When the NAS of the terminal receives the NAS message transmitted by the MME, the NAS confirms that the CSG subscription to the CSG cell of the currently connected HNB expires. The NAS of the terminal instructs the RRC of the subscription expiration of the CSG (S1230).
  • the AS of the UE notifies the HNB of the expiration of the CSG (S1240). Simultaneously or separately with CSG expiration, the UE may send a measurement report to the HNB (S1250).
  • the AS of the UE notifies the HNB of the subscription expiration of the CSG, and starts a temporary timer (S1260). If an RRC disconnection or handover command is received from the HNB while the temporary timer is running, the temporary timer may be stopped and cell reselection or handover may be performed.
  • the UE When the temporary timer expires, the UE performs a cell reselection procedure in the RRC idle state (S1270). In this case, the previously connected CSG cell may be excluded from the candidate cell to be reselected.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a CSG service supporting method according to another embodiment of the present invention. This is the case when the HNB provides a plurality of CSG cells.
  • the HNB supports CSG-A and CSG-B
  • the CSG whitelist of the UE also includes CSG-A and CSG-B.
  • the UE and the HNB are in the CSG service as the CSG-A member (S1310).
  • the MME notifies the NAS of the terminal of the service expiration of the CSG-A (S1320). That is, the MME requests the terminal to delete the CSG-A from the CSG whitelist.
  • the NAS of the terminal When the NAS of the terminal receives the NAS message transmitted by the MME, the NAS confirms that the CSG subscription with respect to the CSG-A of the currently connected HNB expires. The NAS of the terminal instructs the RRC of the subscription expiration of the CSG-A (S1330).
  • the AS of the UE notifies the HNB of the expiration of the CSG-A (S1340).
  • the UE may inform the HNB that it is a member of the CSG-B. That is, the UE notifies the CSG-A subscription expiration, and then informs the HNB that the CSG service is provided as a member of the CSG-B.
  • the HNB Since the UE is still a member of the CSG-B where the HNB can receive the CSG service, the HNB does not instruct a procedure for moving the UE to another cell, and negotiates QoS for the CSG-B service with the MME (S1350).
  • the HNB as a member of CSG_B, provides the CSG service service to the UE (S1360).
  • the UE If the CSG subscription is changed while receiving the CSG service, the UE notifies the HNB of the change of the CSG subscription.
  • the HNB can take appropriate action in accordance with the change in CSG subscription.
  • the CSG expiration illustrates that the MME notifies through a NAS message, but the CSG expiration may be initiated by the expiration of the CSG timer.
  • the base station 50 includes a processor 51, a memory 52, and an RF unit 53.
  • the memory 52 is connected to the processor 51 and stores various information for driving the processor 51.
  • the RF unit 53 is connected to the processor 51 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 51 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 51.
  • the processor 51 may send CSG related information, and instruct the terminal 60 to take an action according to the change of the CSG subscription.
  • the terminal 60 includes a processor 61, a memory 62, and an RF unit 63.
  • the memory 62 is connected to the processor 61 and stores various information and a CSG white list for driving the processor 61.
  • the RF unit 63 is connected to the processor 61 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 61 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 61.
  • the processor 61 implements the NAS layer and the AS layer, and handles the change of the CSG subscription.
  • Processors 51 and 61 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory 52, 62 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • the RF unit 53 and 63 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function. Modules are stored in memories 52 and 62 and can be executed by processors 51 and 61.
  • the memories 52 and 62 may be inside or outside the processors 51 and 61, and may be connected to the processors 51 and 61 by various well-known means.

Landscapes

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Abstract

무선 통신 시스템에서 CSG(Closed Subscriber Group) 가입의 변경을 처리하는 방법 및 장치가 제공된다. 단말의 NAS(Non-Access Stratum) 계층이 네트워크로부터 NAS 메시지를 통해 CSG 셀에 대한 CSG 가입의 만료를 수신한다. 상기 NAS 계층이 AS(Access Stratum) 계층으로 CSG 가입의 만료를 알리고, 및 상기 AS 계층이 상기 CSG 셀로 CSG 가입의 만료를 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 CSG 가입의 변경을 처리하는 방법 및 장치
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 CSG(Closed Subscriber Group) 가입의 변경을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.
CSG(Closed Subscriber Group)은 특정 가입자에게만 제한된 접속을 허용함으로써, 보다 품질이 좋은 서비스를 제공하기 위해 도입된 것이다. CSG 서비스를 제공할 수 있는 기지국을 HNB(Home eNodeB)라 하고, CSG의 가입자들에게 공인된 서비스를 제공하는 셀(cell)을 CSG 셀이라 한다. 3GPP에서 CSG의 기본 요구 사항은 3GPP TS 22.220 V1.0.1 (2008-12) "Service requirements for Home NodeBs and Home eNodeBs (Release 9)"에서 개시되고 있다.
CSG 서비스는 다른 일반적인 무선통신 서비스에 비해 고가로 제공되므로, 높은 품질의 서비스 제공이 필수적이라 할 수 있다.
CSG 서비스가 제공중인 동안 CSG 가입(CSG subscription)의 변경이 있을 수 있다. 예를 들어, 단말의 CSG 서비스가 만료되는 것이다.
단말과 네트워크간에 CSG 가입의 변경을 처리할 수 있는 기법이 필요하다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 CSG 가입의 변경을 처리하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 또한 무선 통신 시스템에서 CSG 가입의 만료를 처리하는 방법 및 장치를 제공한다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 CSG(Closed Subscriber Group) 가입의 변경을 처리하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 NAS(Non-Access Stratum) 계층이 네트워크로부터 NAS 메시지를 통해 CSG 셀에 대한 CSG 가입의 만료를 수신하고, 상기 NAS 계층이 AS(Access Stratum) 계층으로 CSG 가입의 만료를 알리고, 및 상기 AS 계층이 상기 CSG 셀로 CSG 가입의 만료를 전송하는 것을 포함한다.
상기 NAS 메시지는 상기 CSG 셀로부터 CSG 서비스를 제공받는 동안 수신될 수 있다.
상기 방법은 상기 AS 계층이 상기 CSG 셀로 이웃 셀에 대한 측정 결과를 보고하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 측정 결과를 보고한 후, 상기 CSG 셀로부터 핸드오버 명령을 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 CSG 가입의 만료를 전송한 후 상기 CSG 셀로부터 연결 해제를 수신하고, 및 상기 연결 해제를 수신한 후 셀 재선택을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 NAS 계층이 상기 AS 계층으로 CSG 가입의 만료를 알릴 때, 임시 타이머를 개시하고, 및 상기 임시 타이머가 만료되면 상기 NAS 계층이 상기 AS 계층으로 연결 해제를 통지하는 것을 포함할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 CSG(Closed Subscriber Group) 가입의 변경을 처리하는 단말이 제공된다. 상기 단말은 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부, 및 상기 RF부와 연결되어, 무선 인터페이스 프로토콜을 구현하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 NAS(Non-Access Stratum) 계층이 네트워크로부터 NAS 메시지를 통해 CSG 셀에 대한 CSG 가입의 만료를 수신하고, 상기 NAS 계층이 AS(Access Stratum) 계층으로 CSG 가입의 만료를 알리고, 및 상기 AS 계층이 상기 CSG 셀로 CSG 가입의 만료를 전송한다.
단말은 CSG 서비스를 제공받는 도중에 CSG 가입이 변경되면, CSG 가입의 변경을 HNB에게 알린다. 따라서, HNB는 CSG 가입 변경에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 HNB 게이트웨이를 이용하여 HNB를 운용하는 망 구조를 나타내는 예시도 이다.
도 5는 단말이 기지국의 접속 모드를 확인하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 CSG 서비스가 셋업되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 CSG 만료로 인한 문제점을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.
도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.
서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.
RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB (Signaling RB)와 DRB (Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(가령, 첫 번째 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.
이하 단말의 RRC 상태(RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.
RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 휴지 상태(RRC_IDLE state)라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 핵심 망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC_CONNECTED 상태로 이동해야 한다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED (EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트랙킹 구역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
다음은, 시스템 정보(System Information)에 대해 기술한다.
시스템 정보(System Information)는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.
3GPP TS 36.331 V8.4.0 (2008-12) "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.2.2절에 의하면, 상기 시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Scheduling Block), SIB System Information Block)로 나뉜다. MIB는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역(Bandwidth)같은 것을 알 수 있도록 한다. SB은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향링크 무선 채널의 정보만을 포함한다.
일반적으로, 네트워크가 단말에게 제공하는 서비스는 아래와 같이 세가지 타입으로 구분할 수 있다. 또한, 어떤 서비스를 제공받을 수 있는지에 따라 단말은 셀의 타입 역시 다르게 인식한다. 아래에서 먼저 서비스 타입을 서술하고, 이어 셀의 타입을 서술한다.
1) 제한적 서비스(Limited service): 이 서비스는 응급 호(Emergency call) 및 재해경보시스템(Earthquake and Tsunami Warning System; ETWS)를 제공하며, 수용가능 셀(acceptable cell)에서 제공할 수 있다.
2) 정규 서비스(Normal service) : 이 서비스는 일반적 용도의 범용 서비스(public use)를 의미하여, 정규 셀(suitable or normal cell)에서 제공할 수 있다.
3) 사업자 서비스(Operator service) : 이 서비스는 통신망 사업자를 위한 서비스를 의미하며, 이 셀은 통신망 사업자만 사용할 수 있고 일반 사용자는 사용할 수 없다.
셀이 제공하는 서비스 타입과 관련하여, 셀의 타입은 아래와 같이 구분될 수 있다.
1) 수용가능 셀(Acceptable cell) : 단말이 제한된(Limited) 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 해당 단말 입장에서, 금지(barred)되어 있지 않고, 단말의 셀 선택 기준을 만족시키는 셀이다.
2) 정규 셀(Suitable cell) : 단말이 정규 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 수용가능 셀의 조건을 만족시키며, 동시에 추가 조건들을 만족시킨다. 추가적인 조건으로는, 이 셀이 해당 단말이 접속할 수 있는 PLMN 소속이어야 하고, 단말의 트랙킹 구역(Tracking Area) 갱신 절차의 수행이 금지되지 않은 셀이어야 한다. 해당 셀이 CSG 셀이라고 하면, 단말이 이 셀에 CSG 멤버로서 접속이 가능한 셀이어야 한다.
3) 금지된 (Barred cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 금지된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.
4) 예약된 셀(Reserved cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 예약된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.
이제 CSG(Closed Subscriber Group)에 대해 기술한다.
CSG 서비스를 제공하는 기지국을 3GPP에서는 HNB(Home NodeB) 또는 HeNB(Home eNodeB)라고 부른다. 이후, HNB와 HeNB 둘을 총칭하여 HNB라고 일컫는다. 상기 HNB는 기본적으로 CSG에 속하는 멤버에게만 특화된 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 단 HNB의 동작 모드 설정에 따라 CSG 외에 다른 사용자들에게도 서비스를 제공할 수도 있다.
도 4는 HNB 게이트웨이(gateway; GW)를 이용하여 HNB를 운용하는 망 구조를 나타내는 예시도 이다.
HNB들은 HNB GW를 통해 EPC에 연결되거나 직접 EPC에 연결된다. 여기서, 상기 HNB GW는 MME에게는 일반적인 BS처럼 보인다. 또한, 상기 HNB GW는 상기 HNB에게는 상기 MME처럼 보인다. 따라서, HNB와 HNB GW 사이에는 S1 인터페이스로 연결되며, 상기 HNB GW와 상기 EPC 역시 S1 인터페이스로 연결된다. 또한, HNB와 EPC가 직접 연결될 경우에도 S1 인터페이스로 연결된다. HNB의 기능은 일반적인 BS의 기능과 대부분 같다.
일반적으로 HNB는 이동통신망 사업자가 소유한 BS와 비교하여 무선 전송 출력이 낮다. 따라서 HNB가 제공하는 서비스 영역(coverage)는 BS가 제공하는 서비스 영역에 비하여 작은 것이 일반적이다. 이 같은 특성 때문에 서비스 영역 관점에서 종종 HNB가 제공하는 셀은 BS가 제공하는 매크로(macro) 셀과 대비하여 펨토(femto) 셀로 분류된다.
제공하는 서비스 관점에서, HNB가 CSG 그룹에게만 서비스를 제공할 때에, 이 HNB가 제공하는 셀은 CSG 셀이라고 일컫는다.
각 CSG는 각기 고유의 식별자를 가지고 있으며, 이 식별자를 CSG ID(CSG identity)라고 부른다. 단말은 자신이 멤버로 속한 CSG의 목록을 가질 수 있고, 이 CSG 목록은 단말의 요청 또는 네트워크의 명령에 의해 변경될 수 있다. 3GPP의 현재 사양에 의하면, 하나의 HNB는 한 개의 CSG를 지원할 수 있다.
단말은 자신이 멤버로 등록되어 있는 CSG의 목록을 가지고 있으며, 이를 CSG 화이트리스트(white list)라 한다.
HNB는 자신이 지원하는 CSG의 CSG ID를 시스템 정보를 통해 전달하여, 해당 CSG의 멤버 단말만이 접속하도록 한다. 단말은 CSG 셀을 발견하였을 때, 이 CSG 셀이 어떤 CSG를 지원하는지를 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 읽어서 확인할 수 있다. CSG ID를 읽은 단말은 자신이 해당 CSG 셀의 멤버일 경우에만, 즉 CSG ID에 해당되는 CSG가 자신의 CSG 화이트리스트에 포함되어 있을 경우에 해당 셀을 접속할 수 있는 셀로 간주한다.
HNB라고 해서 항상 CSG 단말에게 접속을 허용할 필요는 없다. HNB의 구성 설정에 따라 CSG 멤버가 아닌 단말의 접속도 허용할 수가 있다. 어떤 단말에게 접속을 허용할지는 HNB의 구성 설정에 따라 바뀌는데, 여기서 구성 설정은 HNB의 접속 모드(또는 동작 모드라고도 함)의 설정을 의미한다. HNB의 접속 모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하는지에 따라 아래의 3가지로 구분된다.
1) 닫힌 접속 모드(Closed access mode) : 특정 CSG 멤버에게만 서비스를 제공하는 모드. HNB는 CSG 셀을 제공한다.
2) 오픈 접속 모드(Open access mode) : 일반 BS처럼 특정 CSG 멤버라는 제약이 없이 서비스를 제공하는 모드. HNB은 CSG 셀이 아닌 일반적 셀을 제공한다. 서술의 편의를 위해 매크로 셀은 일반적으로 오픈 접속 모드로 운용되는 셀을 의미하는 것으로 정한다.
3) 하이브리드 모드(Hybrid mode) : 특정 CSG 멤버에게는 CSG 서비스를 제공할 수 있고, 비 CSG 멤버에게도 일반 셀처럼 서비스를 제공하는 모드. CSG 멤버 UE에게는 CSG 셀로 인식이 되고, 비 CSG 멤버 UE에게는 일반 셀처럼 인식이 된다. 이러한 셀을 하이브리드 셀(Hybrid cell)이라고 부른다.
HNB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인 일반적인 셀인지를 단말에게 알려서, 단말이 해당 셀에 접속할 수 있는지 없는지를 알게 한다. 닫힌 접속 모드로 운영되는 HNB는 자신이 CSG 셀이라는 것을 시스템 정보를 통해 브로드캐스트한다. 오픈 접속 모드로 운영되는 HNB는 자신이 CSG 셀이 아니라는 것을 시스템 정보를 통해 브로드캐스트한다. 이와 같이 HNB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인지 아닌지를 알려주는 CSG 지시자(CSG indicator)를 시스템 정보 속에 포함시킨다.
예를 들어, CSG셀은 CSG 지시자를 'TRUE'로 설정해서 브로드캐스트한다. 만약 서비스하는 셀이 CSG 셀이 아닌 경우에 CSG 지시자를 'FALSE'로 설정하거나 또는 CSG 지시자 전송을 생략하는 방법을 사용할 수도 있다. 단말은 일반 셀을 CSG 셀과 구분할 수 있어야 하기 때문에, 일반적 BS 역시 CSG 지시자 (예, 'FALSE'로 설정된 CSG 지시자)를 전송하여 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수 있다. 또한, 일반적 BS는 CSG 지시자를 전송하지 않음으로 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수도 있다.
표 1은 셀 타입 별로 해당 셀에서 전송하는 CSG 관련 파라미터를 나타낸다. CSG 관련 파라미터는 시스템 정보를 통해 전송될 수 있다.
표 1
CSG 셀 일반 셀
CSG 지시자 'CSG 셀'이라고 가리킴 'non-CSG 셀'이라고 가리킴 또는 전송하지 않음
CSG ID 지원하는 CSG ID 전송 전송하지 않음
표 2는 셀 타입별 접속을 허용하는 단말의 종류를 나타낸다.
표 2
CSG 셀 일반 셀
CSG를 지원하지 않는 단말 접속 불가 접속 가능
비CSG 멤버 단말 접속 불가 접속 가능
멤버 CSG 단말 접속 가능 접속 가능
도 5는 단말이 기지국의 접속 모드를 확인하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
단말은 대상 셀이 어떤 타입의 셀인지 확인하기 위해 먼저 대상 셀의 시스템 정보에 있는 CSG 지시자를 확인한다(S510).
상기 CSG 지시자를 확인한 후에, 만약 상기 CSG 지시자가 대상 셀이 CSG 셀이라고 지시하고 있으면 상기 단말은 상기 해당 셀을 CSG 셀로 인식한다(S520, S530). 이후, 상기 단말은 자신이 대상 셀의 CSG 멤버인지 확인하기 위해 시스템 정보에 있는 CSG ID를 확인한다(S540).
상기 단말이 상기 CSG ID로부터 자신이 대상 셀의 CSG 멤버임을 확인하면, 해당 셀을 접속 가능한 CSG 셀로 인식한다(S550, S560). 상기 단말이 상기 CSG 식별자로부터 자신이 대상 셀의 CSG 멤버가 아니라는 것을 확인하면, 해당 셀을 접속 가능하지 않는 셀로 간주한다(S550, S570).
만약 상기 CSG 지시자가 대상 셀이 CSG 셀이 아니라고 지시하고 있으면, 상기 단말은 상기 대상 셀을 일반적 셀로 인식한다(S520, S580). 또한, 상기 단계 S510에서 CSG 지시자가 전송되고 있지 않으면, 상기 단말은 상기 대상 셀을 일반적 셀로 인식한다.
일반적으로, 특정 주파수에서 CSG 셀과 매크로 셀이 동시에 운용될 수 있다. CSG 셀만 존재하는 주파수를 CSG 전용 주파수(CSG dedicated frequency)라고 한다. CSG 셀과 매크로 셀이 동시에 존재하는 주파수를 혼합 캐리어 주파수(mixed carrier frequency)라고 한다. 네트워크는 혼합 캐리어 주파수에서 특정 물리계층 셀 식별자를 CSG 셀 용으로 따로 예약해둘 수 있다. 물리계층 셀 식별자는 E-UTRAN 시스템에서는 PCI(Physical Cell Identity)라고 불리고, UTRAN에서는 PSC(Physical scrambling code)라고 불린다. 서술의 편의를 위해 물리계층 셀 식별자를 PCI로 표현한다.
CSG 셀은 현재 주파수에서 CSG 셀 용으로 예약된 PCI에 대한 정보를 시스템 정보를 통해 알려준다. 이 정보를 수신한 단말은, 해당 주파수에서 어떤 셀을 발견하였을 때 이 셀의 PCI로부터 이 셀이 CSG 셀인지 또는 CSG 셀이 아닐 수 있는지 판단할 수 있다. 이 정보를 단말이 어떻게 활용하는지 아래에서 두 가지 단말의 경우에 대해 살펴본다.
첫 번째로, CSG 관련 기능을 지원하지 않거나 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가지고 있지 않은 단말의 경우, 이 단말은 셀 선택/재선택 과정 또는 핸드오버에서 CSG 셀을 선택 가능한 셀로 간주할 필요가 없다. 이 경우 단말은 셀의 PCI만 확인하고, 만약 PCI가 CSG로 예약된 PCI라면 해당 셀을 셀선택/재선택 과정 또는 핸드오버에서 바로 제외할 수 있다. 일반적으로 어떤 셀의 PCI는 단말이 물리계층이 해당 셀의 존재를 확인하는 단계에서 바로 알 수 있다.
두 번째로, 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가진 단말의 경우, 상기 단말이 혼합 캐리어 주파수에서 주변의 CSG 셀들에 대한 목록을 알고 싶을 때에는, 전체 PCI 범위에서 발견되는 모든 셀의 시스템 정보의 CSG 식별자를 일일이 확인하는 대신, CSG 용으로 예약된 PCI를 가진 셀만 발견하면 해당 셀이 CSG 셀이라는 것을 알 수 있다.
도 6은 CSG 서비스가 셋업되는 일 예를 나타낸 흐름도이다. 단말은 NAS 계층과 AS(Access Straum) 계층을 구현한다. AS 계층은 무선인터페이스 프로토콜의 제3계층 이하의 계층을 말한다.
단말은 HNB로부터 CSG 지시자 및 CSG ID를 수신한다(S610). 단말의 NAS는 서비스 요청을 받아, 자신이 HNB의 CSG 셀에 가입된 멤버인지 여부를 확인한다(S615). 여기서는, 단말이 HNB의 CSG 멤버 단말이라고 한다.
단말의 RRC는 HNB로 RRC 연결 요청을 보낸다(S620). HNB는 MME로 연결 요청을 보내고(S625), MME로부터 연결 허용을 수신한다(S630). 이에 따라, HNB는 RRC 연결 셋업(setup) 메시지를 단말에게 보낸다(S635). 단말의 RRC는 연결 셋업을 NAS로 보낸다(S640). 이후에, CSG 서비스 협상 및 인증을 수행한다(S645).
CSG 서비스가 개시된다(S650). CSG 서비스가 개시됨에 따라 CSG 타이머가 개시될 수 있다. CSG 타이머가 동작 중인 동안 CSG 셀로부터 CSG 서비스를 제공받을 수 있으며, CSG 타이머가 만료되면 CSG 서비스가 만료됨을 의미한다. CSG 타이머는 NAS 및/또는 AS 에서 동작할 수 있다.
이제, CSG 관리의 문제점에 대해 기술한다.
도 3 및 6에 나타난 바와 같이, MME는 단말과 NAS 프로토콜을 통해 통신을 한다. 기지국은 MME로부터 받은 NAS 메시지를 단말에게 포워딩(forwarding)만 할 뿐 메시지를 해석(decoding)하지 않는다. 따라서 NAS 메시지는 기지국에게 투명(transparent)하다.
단말의 CSG 화이트리스트는 MME에 의해서 관리된다. 단말이 보관하고 있는 CSG 화이트리스트내의 CSG의 삭제, 변경, 추가는 MME가 지시할 수 있다. 예를 들어, MME는 단말에게 CSG를 추가하거나 또는 CSG를 삭제하도록 지시할 수 있다.
도 7은 CSG 만료로 인한 문제점을 나타낸 흐름도이다.
단말은 CSG 멤버로써, HNB가 지원하는 CSG는 단말의 화이트리스트에 포함된다(S710). 따라서, 단말은 HNB로부터 CSG 멤버 서비스를 제공받는다(S720).
MME는 NAS 메시지를 통해 단말의 NAS에게 해당되는 CSG 서비스의 CSG 만료(expiry)를 통지한다(S730). 따라서, 단말은 HNB의 CSG 비멤버가 된다(S740).
하지만, 단말이나 MME가 알려주지 않는 한 HNB는 단말의 CSG 비멤버 여부를 알지 못하므로, 단말은 계속해서 CSG 멤버 서비스를 유지할 수도 있다(S750).
MME가 단말의 CSG 화이트리스트의 변경을 지시할 때, MME는 단말과 NAS 프로토콜을 통해 통신을 한다. 따라서, CSG 화이트리스트가 변경되었는지 여부는 MME가 HNB에게 직접 알려주기 전까지 HNB는 알 수가 없다.
만약 단말이 CSG 셀로부터 CSG 멤버로써 서비스를 받고 있는 도중에, MME로부터 현재 CSG 셀의 CSG 가입 만료를 통지받으면, 단말은 더이상 CSG 멤버가 아니다. 그런데, 단말이 CSG 멤버가 아님에도 불구하고 MME가 직접 CSG 셀로 CSG 가입 만료 사실을 통지하지 않으면, CSG 셀은 해당 단말에게 아무런 조치를 취할 수 없다. 즉 CSG 비멤버 단말이 계속 CSG 셀에서 CSG 멤버 서비스를 제공받고 있게 되는 문제가 있다.
제안된 기법에 의하면, CSG 서비스를 제공받고 있는 중 CSG 가입(CSG subscription)의 변경이 있으면, 단말은 선택적으로(optionally) 해당 CSG 가입 만료를 HNB에게 알릴 수 있다. 단말은 더 이상 현재 접속하고 있는 CSG 셀의 CSG 멤버가 아닐 경우, 다른 셀로 셀 재선택(cell reselection)을 수행할 수 있다.
단말의 CSG 가입의 변경은 CSG 가입의 만료, CSG 가입의 만료 예정 및/또는 단말의 CSG 가입의 추가를 의미할 수 있다.
CSG 가입의 변경을 수신하면, 기지국은 해당 단말이 다른 셀로 이동하도록 지시하거나, 단말의 QoS(Quality of Service)을 조정할 수 있다.
단말이 CSG 가입의 변경을 기지국에게 알릴 때, 이웃셀에 대한 측정 결과(measurement result)를 포함하여 보고할 수 있다. CSG의 가입 만료가 임박하면, 단말은 측정 결과의 보고를 위해 능동적으로 이웃셀들에 대한 측정을 수행할 수 있다. 기지국은 측정 결과를 수신하면, 측정 결과를 기반으로 단말에게 다른 셀로 이동하라는 명령을 전달할 수 있다.
CSG 가입의 변경에 따라 다른 셀로 이동할 때, 단말은 셀 선택 또는 셀 재선택 절차를 수행할 수 있다. 단말은 능동적 또는 수동적으로 셀 선택 또는 셀 재선택 절차를 수행할 수 있다. 셀 선택/재선택 절차에서 단말은 이전에 접속되어 있던 CSG 셀을 접속 불가능한 셀로 간주할 수 있다.
상기 다른 셀로의 이동은 단말이 기지국으로부터 다른 셀 또는 다른 주파수로 이동하라는 명령(예를 들어, RRC 연결 해제(RRC Connection Release) 또는 핸드오버 명령(handover command))에 의해 개시될 수 있다.
기지국은 단말에게 다른 셀 또는 다른 주파수로 이동하라는 명령을 전달하는 메시지는 기존에 접속되어 있던 CSG 셀을 셀 선택/재선택 절차에서 배제하도록 하는 지시를 포함할 수 있다. 예를 들어, RRC 연결 해제 메시지내의 해제 사유(Release cause) 필드가 CSG 만료를 지시하도록 하는 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
단말과 HNB는 CSG 서비스 중에 있다(S810). MME는 단말의 NAS에게 CSG 만료를 통지한다(S820). MME는 단말이 CSG 멤버로 접속해 있는 CSG 셀의 CSG 서비스의 가입이 만료되었음을 단말에게 통지하기 위해, CSG 만료를 나타내는 NAS 메시지를 HNB에게 보내고, HNB는 MME로부터 받은 NAS 메시지를 단말에게 그대로 포워딩한다. 기지국은 수신한 NAS 메시지를 디코딩하지 않으므로, NAS 메시지가 CSG 만료를 나타내는 것을 알지 못한다. 따라서, HNB는 해당 단말이 더 이상 CSG 멤버가 아니라는 사실을 알지 못한다.
단말의 NAS는 MME가 전송한 NAS 메시지를 수신하면, 현재 접속하고 있는 HNB의 CSG 셀에 대해 CSG 가입이 만료됨을 확인한다. 단말의 NAS는 CSG의 가입 만료를 해제 사유(release cause)하여, 단말의 RRC에게 현재 셀과의 RRC 연결을 해제하라고 지시한다(S830).
RRC 연결 해제를 지시받으면, RRC 연결 상태이 있는 단말은 RRC 휴지 상태로 전환한다(S840).
RRC 휴지 상태에서 단말은 셀 재선택 절차를 수행한다(S850). 이때, 기존에 접속되어 있던 CSG 셀은 재선택되는 후보 셀에서 배제될 수 있다.
CSG 가입 만료가 통지되면 단말이 능동적으로 셀을 재선택하도록 함으로써, HNB와의 별도의 시그널링이 필요하지 않다. HNB는 다른 CSG 멤버 단말에게 보다 안정적으로 CSG 서비스를 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
단말과 HNB는 CSG 서비스 중에 있다(S910). MME는 단말의 NAS에게 CSG 만료를 통지한다(S920).
단말의 NAS는 MME가 전송한 NAS 메시지를 수신하면, 현재 접속하고 있는 HNB의 CSG 셀에 대한 CSG 가입이 만료됨을 확인한다. 단말의 NAS는 CSG의 가입 만료를 RRC에게 지시한다(S930).
단말의 AS는 CSG 만료를 HNB에게 알린다(S940). 단말은 RRC 메시지, MAC 메시지 또는 물리계층 메시지로써 CSG 만료를 HNB에게 알릴 수 있다.
단말로부터 CSG 가입 만료를 수신하면, HNB는 단말에게 CSG 만료를 해제 사유로 하여 RRC 연결 해제를 알린다(S950).
RRC 휴지 상태에서 단말은 셀 재선택 절차를 수행한다(S960). 이때, 기존에 접속되어 있던 CSG 셀은 재선택되는 후보 셀(candidate cell)에서 배제될 수 있다. 즉, 단말은 기존의 CSG 셀을 제외한 다른 셀을 재선택한다.
HNB가 하이브리드 모드가 동작하면, HNB는 CSG 비멤버 단말에게 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 하이브리드 모드로 동장하는 HNB는 단말로부터 CSG 만료 통지를 받더라도, 연결 해제를 보내지 않고, CSG 비멤버 단말로써 서비스를 제공할 수도 있다.
단말이 CSG 가입 상태의 HNB에게 알려줌으로써, HNB가 CSG 멤버 단말에게 보다 안정적인 CSG 서비스를 제공할 수 있도록 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
단말과 HNB는 CSG 서비스 중에 있다(S1010). MME는 단말의 NAS에게 CSG 만료를 통지한다(S1020).
단말의 NAS는 MME가 전송한 NAS 메시지를 수신하면, 현재 접속하고 있는 HNB의 CSG 셀에 대한 CSG 가입이 만료됨을 확인한다. 단말의 NAS는 CSG의 가입 만료를 RRC에게 지시한다(S1030).
단말의 AS는 CSG 만료를 HNB에게 알린다(S1040). 단말은 RRC 메시지, MAC 메시지 또는 물리계층 메시지로써 CSG 만료를 HNB에게 알릴 수 있다.
단말의 RRC는 HNB에게 이웃 셀의 측정 결과를 보고한다(S1050). 단말의 AS는 NAS로부터 CSG 만료를 지시받으면, 이웃 셀의 신호의 측정을 개시할 수 있다.
여기서는, CSG 만료와 측정 보고가 별개로 이루어짐을 나타내고 있으나, 측정 결과를 포함하는 측정 보고 메시지에는 CSG 만료를 나타내는 필드가 포함될 수 있다. 즉, 측정 보고와 CSG 만료는 하나의 메시지로써 HNB에게 전달될 수 있다.
CSG 만료와 측정 결과를 수신한 HNB는 핸드오버를 준비한다(S1060).
HNB는 핸드오버 명령을 단말에게 보내, 단말이 다른 셀로 핸드오버를 수행하도록 한다(S1070).
HNB가 하이브리드 모드가 동작하면, HNB는 CSG 비멤버 단말에게 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 하이브리드 모드로 동장하는 HNB는 단말로부터 CSG 만료 통지를 받더라도, 핸드오버 명령을 보내지 않고, CSG 비멤버 단말로써 서비스를 제공할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
단말과 HNB는 CSG 서비스 중에 있다(S1110). MME는 단말의 NAS에게 CSG 만료를 통지한다(S1120).
단말의 NAS는 MME가 전송한 NAS 메시지를 수신하면, 현재 접속하고 있는 HNB의 CSG 셀에 대한 CSG 가입이 만료됨을 확인한다. 단말의 NAS는 CSG의 가입 만료를 RRC에게 지시한다(S1130).
단말의 AS는 CSG 만료를 HNB에게 알린다(S1140). CSG 만료와 동시에 또는 별개로, 단말은 측정 보고를 HNB에게 보낼 수 있다(S1150).
단말의 NAS는 CSG의 가입 만료를 RRC에게 지시하면서, 임시 타이머를 개시한다(S1160). 임시 타이머가 동작(run) 중인 동안 HNB로부터 RRC 연결 해제 또는 핸드오버 명령이 수신되면, 임시 타이머를 중지하고, 셀 재선택 또는 핸드오버를 수행할 수 있다.
임시 타이머가 만료되면, 단말의 NAS는 CSG의 가입 만료를 해제 사유로 하여, 단말의 RRC에게 현재 셀과의 RRC 연결을 해제하라고 지시한다(S1170).
RRC 휴지 상태에서 단말은 셀 재선택 절차를 수행한다(S1180). 이때, 기존에 접속되어 있던 CSG 셀은 재선택되는 후보 셀에서 배제될 수 있다.
단말은 CSG 가입 만료가 통지되면, 임시 타이머를 개시한다. 임시 타이머가 동작 중 동안에는 HNB로부터의 지시를 대기한다. 만약, 임시 타이머가 만료될 때까지 아무런 지시가 수신되지 않으면, 스스로 셀 재선택을 수행한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
단말과 HNB는 CSG 서비스 중에 있다(S1210). MME는 단말의 NAS에게 CSG 만료를 통지한다(S1220).
단말의 NAS는 MME가 전송한 NAS 메시지를 수신하면, 현재 접속하고 있는 HNB의 CSG 셀에 대한 CSG 가입이 만료됨을 확인한다. 단말의 NAS는 CSG의 가입 만료를 RRC에게 지시한다(S1230).
단말의 AS는 CSG 만료를 HNB에게 알린다(S1240). CSG 만료와 동시에 또는 별개로, 단말은 측정 보고를 HNB에게 보낼 수 있다(S1250).
단말의 AS는 CSG의 가입 만료를 HNB에게 알리면서, 임시 타이머를 개시한다(S1260). 임시 타이머가 동작(run) 중인 동안 HNB로부터 RRC 연결 해제 또는 핸드오버 명령이 수신되면, 임시 타이머를 중지하고, 셀 재선택 또는 핸드오버를 수행할 수 있다.
임시 타이머가 만료되면, RRC 휴지 상태에서 단말은 셀 재선택 절차를 수행한다(S1270). 이때, 기존에 접속되어 있던 CSG 셀은 재선택되는 후보 셀에서 배제될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CSG 서비스 지원 방법을 나타낸 흐름도이다. 이는 HNB이 복수의 CSG 셀을 제공하는 경우이다. 여기서는, HNB가 CSG-A와 CSG-B를 지원하고, 단말의 CSG 화이트리스트도 CSG-A와 CSG-B를 포함한다고 한다.
단말과 HNB는 CSG-A 멤버로써 CSG 서비스 중에 있다(S1310). MME는 단말의 NAS에게 CSG-A의 서비스 만료를 통지한다(S1320). 즉, MME에는 단말에서 CSG 화이트리스트에서 CSG-A의 삭제를 요청한다.
단말의 NAS는 MME가 전송한 NAS 메시지를 수신하면, 현재 접속하고 있는 HNB의 CSG-A에 대해 CSG 가입이 만료됨을 확인한다. 단말의 NAS는 CSG-A의 가입 만료를 RRC에게 지시한다(S1330).
단말의 AS는 CSG-A 만료를 HNB에게 알린다(S1340). 이때, 단말이 HNB에게 자신이 CSG-B의 멤버임을 알려줄 수 있다. 즉, 단말은 CSG-A의 가입 만료를 알리고, 이후에는 CSG-B의 멤버로써 CSG 서비스를 제공받음을 HNB에게 알린다.
단말이 여전히 HNB가 CSG 서비스를 제공받을 수 있는 CSG-B의 멤버이므로, HNB는 단말을 다른 셀로 이동시키기 위한 절차를 지시하지 않고, CSG-B 서비스에 대한 QoS를 MME와 협상한다(S1350).
HNB는 단말에게 CSG_B의 멤버로써, CSG 서비스 서비스를 제공한다(S1360).
단말은 CSG 서비스를 제공받는 도중에 CSG 가입이 변경되면, CSG 가입의 변경을 HNB에게 알린다. 따라서, HNB는 CSG 가입 변경에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.
상기의 실시예들에서, CSG 만료는 NAS 메시지를 통해 MME가 통지하는 것을 예시하고 있으나, CSG 타이머의 만료로 CSG 만료가 개시될 수도 있다.
도 14는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 기지국(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 CSG 관련 정보를 보내고, CSG 가입의 변경을 수신하면 이에 따른 조치를 단말(60)에게 지시할 수 있다.
단말(60)은 프로세서(61), 메모리(62) 및 RF부(63)을 포함한다. 메모리(62)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)를 구동하기 위한 다양한 정보 및 CSG 화이트 리스트를 저장한다. RF부(63)는 프로세서(61)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
프로세서(61)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(61)는 NAS 계층과 AS 계층을 구현하며, CSG 가입의 변경을 처리한다.
프로세서(51, 61)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(52,62)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(53,63)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(52,62)에 저장되고, 프로세서(51,61)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(52,62)는 프로세서(51,61) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(51,61)와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 CSG(Closed Subscriber Group) 가입의 변경을 처리하는 방법에 있어서,
    NAS(Non-Access Stratum) 계층이 네트워크로부터 NAS 메시지를 통해 CSG 셀에 대한 CSG 가입의 만료를 수신하고,
    상기 NAS 계층이 AS(Access Stratum) 계층으로 CSG 가입의 만료를 알리고, 및
    상기 AS 계층이 상기 CSG 셀로 CSG 가입의 만료를 전송하는 것을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 NAS 메시지는 상기 CSG 셀로부터 CSG 서비스를 제공받는 동안 수신되는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 AS 계층이 상기 CSG 셀로 이웃 셀에 대한 측정 결과를 보고하는 것을 더 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 측정 결과를 보고한 후, 상기 CSG 셀로부터 핸드오버 명령을 수신하는 것을 더 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 측정 결과와 상기 CSG 가입의 만료는 하나의 메시지에 포함되어 상기 CSG 셀로 전송되는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 CSG 가입의 만료를 전송한 후 상기 CSG 셀로부터 연결 해제를 수신하고, 및 상기 연결 해제를 수신한 후 셀 재선택을 수행하는 것을 더 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 셀 재선택을 수행할 때 상기 CSG 셀을 선택 가능한 셀에서 배제하는 방법.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 NAS 계층이 상기 AS 계층으로 CSG 가입의 만료를 알릴 때, 임시 타이머를 개시하고, 및
    상기 임시 타이머가 만료되면 상기 NAS 계층이 상기 AS 계층으로 연결 해제를 통지하는 것을 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 임시 타이머가 동작 중인 동안 상기 CSG 셀로부터 연결 해제가 수신되면, 상기 임시 타이머를 중지하고 셀 재선택을 수행하는 것을 더 포함하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 임시 타이머가 동작 중인 동안 상기 CSG 셀로부터 핸드오버 명령이 수신되면, 상기 임시 타이머를 중지하고 핸드오버를 수행하는 것을 더 포함하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 CSG(Closed Subscriber Group) 가입의 변경을 처리하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부; 및
    상기 RF부와 연결되어, 무선 인터페이스 프로토콜을 구현하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    NAS(Non-Access Stratum) 계층이 네트워크로부터 NAS 메시지를 통해 CSG 셀에 대한 CSG 가입의 만료를 수신하고,
    상기 NAS 계층이 AS(Access Stratum) 계층으로 CSG 가입의 만료를 알리고, 및
    상기 AS 계층이 상기 CSG 셀로 CSG 가입의 만료를 전송하는 단말.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 NAS 메시지는 상기 CSG 셀로부터 CSG 서비스를 제공받는 동안 수신되는 단말.
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