WO2012060655A2 - 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법 Download PDF

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WO2012060655A2
WO2012060655A2 PCT/KR2011/008365 KR2011008365W WO2012060655A2 WO 2012060655 A2 WO2012060655 A2 WO 2012060655A2 KR 2011008365 W KR2011008365 W KR 2011008365W WO 2012060655 A2 WO2012060655 A2 WO 2012060655A2
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WO
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cell
handover
radio resource
terminal
low interference
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정성훈
이승준
이영대
천성덕
박성준
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엘지전자 주식회사
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    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
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    • H04W36/20—Performing reselection for specific purposes for optimising the interference level
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0055—Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H04W36/0072—Transmission or use of information for re-establishing the radio link of resource information of target access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08—Reselecting an access point

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a handover method based on limited measurement using low interference radio resources in a wireless communication system and an apparatus supporting the same.
  • 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
  • a UE may be affected by interference due to a radio signal transmitted from another cell while receiving a service in a specific cell.
  • the terminal periodically measures the cell and reports the measurement result.
  • the UE may measure the neighboring cell as well as the serving cell and report the result.
  • the terminal may measure the neighboring cell as well as the serving cell and report the result.
  • the service coverage, the frequency band of the channel used, and the radio access technology (RAT) serviced by the cell are different, such as when a macro cell, a pico cell, and a femto cell coexist.
  • RAT radio access technology
  • Inter-cell Interference Coordination is a task of operating a radio resource to maintain control of inter-cell interference.
  • the ICIC mechanism can be divided into frequency domain ICIC and time domain ICIC.
  • ICIC includes a multi-cell RRM (Radio Resource Management) function that needs to consider information from multiple cells.
  • Frequency domain ICIC coordinates the use of frequency domain resources (eg, resource blocks) between multiple cells
  • Time domain ICIC coordinates time domain resources (eg, subframes) between multiple cells.
  • an object causing interference i.e., an interference cell
  • an object suffering from interference i.e., an interference cell
  • the terminal When the terminal approaches the coverage of the neighbor cell that is not accessible, the terminal may be subjected to high interference.
  • the neighbor cell may transmit and receive a radio signal by setting a low interference radio resource.
  • the measurement of the neighbor cell of the terminal may be interrupted.
  • the serving cell may transmit and receive a radio signal by setting a low interference radio resource.
  • the UE uses a low interference radio resource set by a cell causing interference in measuring a serving cell and a neighbor cell. This can be called a limited measurement.
  • the limited measurement is to use a time interval or frequency band where interference is avoided or mitigated.
  • the limited measurement can ensure the normal service from the serving cell to which the terminal is currently subscribed, and can ensure smooth mobility when necessary.
  • the UE When the UE can receive better quality of service through measurement, it can handover to the neighbor cell. Whether to perform a handover of a UE subscribed to a source cell in operation by setting a low interference radio resource may be determined through a limited measurement result. Meanwhile, the operation of the terminal through the low interference radio resource provided by the source cell may not be applied to the service from the target cell during handover or after handover. This may cause a failure of the handover or a deterioration of the terminal service quality after the handover. Therefore, a handover method with limited measurement using low interference radio resources is required.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a method and apparatus for supporting the handover based on limited measurement using low interference radio resources in a wireless communication system.
  • a handover method performed by a terminal in a wireless communication system includes receiving a handover command message from a source cell indicating a handover to a target cell and performing a handover with the target cell, wherein the handover command message is
  • the terminal includes information on a low interference radio resource to be used in the target cell.
  • the low interference radio resource may be a radio resource operated by the source cell to mitigate inter-cell interference when the source cell is an interference cell and the target cell is an interfering cell.
  • the low interference radio resource may include one or more Almost Blank Subframe (ABS).
  • ABS Almost Blank Subframe
  • the performing of the handover may include transmitting a random access preamble, receiving a random access response message in response to the random access preamble, and sending a handover confirmation message to the target cell. Can be.
  • the performing of the handover may further include adjusting a transmission timing of the random access preamble to receive the random access response message through the low interference radio resource.
  • Receiving the random access response message may be received through the low interference radio resource.
  • Transmitting the random access preamble may be transmitting using the low interference radio resource.
  • the method may further comprise initiating measurement of the target cell using the low interference radio resource after completing the handover.
  • the source cell may be a macro cell
  • the target cell may be a pico cell that operates coverage overlapping with the coverage of the macro cell.
  • an apparatus for performing measurements in a wireless communication system includes a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving a radio signal and a processor connected to the RF unit, wherein the processor provides a handover command message indicating a handover to a target cell. receive from a source cell and perform a handover with the target cell.
  • the handover command message includes information on a low interference radio resource for use by the terminal in the target cell.
  • the low interference radio resource may be a radio resource operated by the source cell to mitigate inter-cell interference when the source cell is an interference cell and the target cell is an interfering cell.
  • the low interference radio resource may include one or more Almost Blank Subframe (ABS).
  • ABS Almost Blank Subframe
  • Performing the handover may include transmitting a random access preamble, receiving a random access response message in response to the random access preamble, and sending a handover confirm message to the target cell. have.
  • the performing of the handover may further include adjusting a transmission timing of the random access preamble to receive the random access response message through the low interference radio resource.
  • Receiving the random access response message may be received through the low interference radio resource.
  • Transmitting the random access preamble may be transmitting using the low interference radio resource.
  • a handover method performed by a source cell in a wireless communication system receives a limited measurement result from the terminal, the measurement result is a measurement result based on the low interference radio resources set by the source cell, and determines a handover target target cell based on the limited measurement result, A hand that sends a handover request message to the target cell, receives a handover request acknowledgment message in response to the handover request message, and indicates a handover to the target cell And transmitting a handover command message to the terminal.
  • the handover indication message includes information on a low interference radio resource to be used by the terminal in the target cell.
  • the low interference radio resource may be a radio resource operated by the source cell to mitigate inter-cell interference when the source cell is an interfering cell and the target cell is an interfering cell.
  • the low interference radio resource may include one or more Almost Blank Subframe (ABS).
  • ABS Almost Blank Subframe
  • the handover request message may include information indicating that the handover has been triggered due to the limited measurement.
  • the handover request message may further include information on the low interference radio resource.
  • the handover request reception acknowledgment message may include at least one of information indicating that the terminal uses the low interference radio resource in the target cell and information on the low interference radio resource.
  • the terminal may obtain information on the low-interference radio resources that the target cell operates or is to operate.
  • the terminal may exchange the handover message with the target cell using low interference radio resources while performing the handover. Through this, the UE may avoid interference that may be caused by the source cell and normally complete the handover with the target cell.
  • the UE may use the low interference radio resources set by the source cell, which is the base of the target cell measurement before the handover starts, for message exchange and cell measurement with the target cell during handover operation or after the handover is completed. Accordingly, the terminal may receive normal service from the serving cell using low interference radio resources even after handover, and may accurately measure the serving cell and the neighboring cell.
  • FIG. 1 shows a wireless communication system to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a user plane.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a control plane.
  • 4 is an exemplary diagram illustrating radio link failure.
  • 5 is a flowchart illustrating the success of the connection reestablishment process.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a failure of a connection reestablishment process.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a RRC connection resetting process.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a handover method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 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 X 2 interface.
  • the base station 20 is connected to the Serving Gateway (S-GW) through the Mobility Management Entity (MME) and the S1-U through the Evolved Packet Core (EPC) 30, more specifically, through the 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 may be 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 controlling logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configuration, and release of radio bearers (RBs).
  • 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 further divided into SRB (Signaling RB) and DRB (Data RB).
  • SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • the UE If an RRC connection is established between the RRC layer of the UE and the RRC layer of the E-UTRAN, the UE is in an RRC connected state, otherwise it is in an RRC idle state.
  • 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 OFDM symbols in the time domain and several sub-carriers in the frequency domain.
  • One sub-frame consists of a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • the RB is a resource allocation unit and includes a plurality of OFDM symbols and a plurality of subcarriers.
  • each subframe may use specific subcarriers of specific OFDM symbols (eg, the first OFDM symbol) of the corresponding subframe for the physical downlink control channel (PDCCH), that is, the L1 / L2 control channel.
  • Transmission Time Interval is a unit time of subframe transmission.
  • 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 connection state is called. Since the UE in the RRC connected state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the corresponding UE in a cell unit, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE in the RRC idle state cannot be recognized by the E-UTRAN, and is managed by a core netwrok (CN) in units of a tracking area, which is a larger area unit than a cell. That is, the UE in the RRC idle state is identified only 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.
  • CN core netwrok
  • the terminal When the user first powers on the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell and then stays in an RRC idle state in the cell.
  • the UE in the RRC idle state needs to establish an RRC connection, it establishes an RRC connection with the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC connected state.
  • RRC connection procedure There are several cases in which the 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 sent from E-UTRAN. If received, a response message may be sent.
  • 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.
  • the 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.
  • Limited service This service provides Emergency Call and Tsunami Warning System (ETWS) and can be provided in an acceptable cell.
  • ETWS Emergency Call and Tsunami Warning System
  • 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.
  • Suitable 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 Public Land Mobile Network (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.
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • 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.
  • mobility support of a terminal is essential. Accordingly, the UE continuously measures the quality of the serving cell and the neighboring cell that provide the current service. The terminal reports the measurement result to the network at an appropriate time, and the network provides the terminal with optimal mobility through handover.
  • the terminal may perform measurement for a specific purpose set by the network and report the measurement result to the network in order to provide information that may help the operator operate the network in addition to the purpose of mobility support. For example, the terminal receives broadcast information of a specific cell determined by the network.
  • the terminal may include a cell identity (also referred to as a global cell identifier) of the specific cell, location identification information (eg, tracking area code) to which the specific cell belongs, and / or other cell information (eg, For example, whether a member of a closed subscriber group (CSG) cell is a member) may be reported to the serving cell.
  • a cell identity also referred to as a global cell identifier
  • location identification information eg, tracking area code
  • other cell information eg, For example, whether a member of a closed subscriber group (CSG) cell is a member
  • the mobile station may report location information and measurement results of poor quality cells to the network.
  • the network can optimize the network based on the report of the measurement results of the terminals helping the network operation.
  • the terminal In a mobile communication system with a frequency reuse factor of 1, mobility is mostly between different cells in the same frequency band. Therefore, in order to ensure the mobility of the terminal well, the terminal should be able to measure the quality and cell information of neighboring cells having the same center frequency as the center frequency of the serving cell. As such, the measurement of the cell having the same center frequency as that of the serving cell is called intra-frequency measurement. The terminal performs the intra-cell measurement and reports the measurement result to the network at an appropriate time, so that the purpose of the corresponding measurement result is achieved.
  • the mobile operator may operate the network using a plurality of frequency bands.
  • the terminal may measure quality and cell information of neighboring cells having a center frequency different from that of the serving cell. Should be As such, a measurement for a cell having a center frequency different from that of the serving cell is called inter-frequency measurement.
  • the terminal should be able to report the measurement results to the network at an appropriate time by performing inter-cell measurements.
  • the base station may be configured to measure the cell of the heterogeneous network.
  • This measurement for heterogeneous networks is called inter-RAT (Radio Access Technology) measurement.
  • the RAT may include a UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) and a GSM EDGE Radio Access Network (GERAN) conforming to the 3GPP standard, and may also include a CDMA 2000 system conforming to the 3GPP2 standard.
  • UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • GERAN GSM EDGE Radio Access Network
  • the terminal After the terminal selects a cell through a cell selection process, the strength or quality of a signal between the terminal and the base station may change due to a change in mobility or a wireless environment of the terminal. Therefore, if the quality of the selected cell is degraded, the terminal may select another cell that provides better quality. When reselecting a cell in this way, a cell that generally provides better signal quality than the currently selected cell is selected. This process is called cell reselection.
  • the cell reselection process has a basic purpose in selecting a cell that generally provides the best quality to a terminal in view of the quality of a radio signal.
  • the network may determine the priority for each frequency and notify the terminal. Upon receiving this priority, the UE considers this priority prior to the radio signal quality criteria in the cell reselection process.
  • a method of selecting or reselecting a cell according to a signal characteristic of a wireless environment In selecting a cell for reselection when reselecting a cell, the following cell reselection is performed according to a cell's RAT and frequency characteristics There may be a method of selection.
  • Intra-frequency cell reselection Reselection of a cell having a center-frequency equal to the RAT, such as a cell where the UE is camping
  • Inter-frequency cell reselection Reselects a cell having a center frequency different from that of the same RAT as the cell camping
  • Inter-RAT cell reselection UE reselects a cell using a RAT different from the camping RAT
  • the cell reselection process is as follows:
  • the terminal receives a parameter for cell reselection from the base station.
  • the terminal measures the quality of a serving cell and a neighboring cell for cell reselection.
  • cell reselection is performed based on cell reselection criteria.
  • the cell reselection criteria have the following characteristics with respect to serving cell and neighbor cell measurements.
  • Intra-frequency cell reselection is basically based on ranking.
  • Ranking is an operation of defining index values for cell reselection evaluation and using the index values to order the cells in the order of the index values.
  • the cell with the best indicator is often called the best ranked cell.
  • the cell index value is a value obtained by applying a frequency offset or a cell offset as necessary based on the value measured by the terminal for the corresponding cell.
  • Inter-frequency cell reselection is based on the frequency priority provided by the network.
  • the terminal attempts to camp on the frequency with the highest frequency priority.
  • the network may provide the priorities to be commonly applied to the terminals in the cell or provide the frequency priority through broadcast signing, or may provide the priority for each frequency for each terminal through dedicated signaling.
  • the network may provide the UE with parameters (for example, frequency-specific offset) used for cell reselection for each frequency.
  • the network may provide the UE with a neighboring cell list (NCL) used for cell reselection.
  • NCL neighboring cell list
  • This NCL contains cell-specific parameters (eg cell-specific offsets) used for cell reselection.
  • the network may provide the UE with a cell reselection prohibition list (black list) used for cell reselection to the UE.
  • the UE does not perform cell reselection for a cell included in the prohibition list.
  • the ranking criterion used to prioritize the cells is defined as in Equation 1.
  • Rs is a ranking indicator of the serving cell
  • Rn is a ranking indicator of the neighboring cell
  • s is a quality value measured by the UE for the serving cell
  • n is a quality value measured by the UE for the neighboring cell
  • Qhyst is The hysteresis value, Qoffset, for the ranking is the offset between two cells.
  • the ranking index Rs of the serving cell and the ranking index Rn of the neighboring cell change in a state similar to each other, the ranking ranking is constantly changed as a result of the change, so that the terminal may alternately select two cells.
  • Qhyst is a parameter for giving hysteresis in cell reselection to prevent the UE from reselecting two cells alternately.
  • the UE measures the Rs of the serving cell and the Rn of the neighboring cell according to the above equation, regards the cell having the highest ranking indicator value as the best ranked cell, and reselects the cell.
  • the quality of the cell serves as the most important criterion in cell reselection. If the reselected cell is not a normal cell, the terminal excludes the frequency or the corresponding cell from the cell reselection target.
  • the serving cell may be divided into a primary cell and a secondary cell.
  • the primary cell is a cell that operates at the primary frequency and performs an initial connection establishment process, which is a terminal, initiates a connection reestablishment process, or is designated as a primary cell in a handover process.
  • the primary cell is also called a reference cell.
  • the secondary cell operates at the secondary frequency, can be established after the RRC connection is established, and can be used to provide additional radio resources. At least one primary cell is always configured, and the secondary cell may be added / modified / released by higher layer signaling (eg, RRC message).
  • the terminal continuously performs a measurement to maintain the quality of a radio link with a serving cell receiving a service.
  • the terminal determines whether the quality of the radio link with the serving cell is deteriorated and communication is impossible. If it is determined that the quality of the current serving cell is bad enough that communication is impossible, the terminal determines that the radio link has failed.
  • the UE gives up maintaining communication with the current serving cell, selects a new cell through a cell selection (or cell reselection) procedure, and establishes an RRC connection re-connection to the new cell. attempt establishment.
  • radio link failure 4 is an exemplary diagram illustrating radio link failure. The operation associated with radio link failure can be described in two phases.
  • the terminal In the first phase, the terminal is in normal operation and checks whether there is a problem in the current communication link. If a problem is detected, the terminal declares a radio link problem and waits for the radio link to recover during the first waiting time T1. If the radio link recovers before the first waiting time elapses, the terminal performs normal operation again. If the radio link does not recover until the first wait time expires, the terminal declares a radio link failure and enters the second phase.
  • the terminal In a second phase, again waiting for the radio link to recover for a second waiting time T2. If the radio link does not recover until the second waiting time expires, the terminal enters the RRC idle state. Alternatively, the terminal may perform an RRC reestablishment procedure.
  • the RRC connection reestablishment procedure is a procedure for reestablishing an RRC connection again in an RRC_CONNECTED state. Since the terminal remains in the RRC_CONNECTED state, that is, does not enter the RRC_IDLE state, the terminal does not initialize all of its radio settings (for example, radio bearer settings). Instead, the UE temporarily suspends use of all radio bearers except SRB0 when starting the RRC connection reconfiguration procedure. If the RRC connection reestablishment is successful, the terminal resumes the use of radio bearers that have temporarily suspended use.
  • 5 is a flowchart illustrating the success of the connection reestablishment process.
  • the terminal selects a cell by performing cell selection.
  • the terminal receives system information to receive basic parameters for cell access in the selected cell.
  • the terminal sends an RRC connection reestablishment request message to the base station (S510).
  • the base station accepts the RRC connection reestablishment request of the terminal and sends an RRC connection reestablishment message to the terminal (S520).
  • the terminal sends an RRC connection reestablishment complete message to the base station, so that the RRC connection reestablishment procedure may succeed (S530).
  • the terminal sends an RRC connection reestablishment request message to the base station (S510). If the selected cell is not a prepared cell, the base station sends an RRC connection reestablishment reject message in response to the RRC connection reestablishment request to the UE (S515).
  • RRC connection reconfiguration is used to modify an RRC connection. It is used to establish / modify / release RBs, perform handovers, and set up / modify / release measurements.
  • the base station sends an RRC connection reconfiguration message for modifying the RRC connection to the terminal (S710).
  • the terminal sends an RRC connection reconfiguration complete message used to confirm successful completion of the RRC connection reconfiguration to the network (S720).
  • ICIC is a task of operating radio resources to maintain control of inter-cell interference.
  • the ICIC mechanism can be divided into frequency domain ICIC and time domain ICIC.
  • ICIC includes a multi-cell RRM (Radio Resource Management) function that needs to consider information from multiple cells.
  • An interfering cell is a cell that provides interference.
  • An interfering cell is also called an attacker cell.
  • Interfered cells are cells affected by interference from interfering cells.
  • the interfering cell is also called the victim cell.
  • Frequency domain ICIC coordinates the use of frequency domain resources (eg, resource blocks) between multiple cells.
  • the time domain ICIC coordinates time domain resources (eg, subframes) between multiple cells.
  • time domain ICIC an Almost Blank Subframe (ABS) pattern may be set.
  • ABS is one of the low-interference radio resources set to limit the interference of adjacent cells due to the radio signal transmitted by the cell that set the ABS.
  • the ABS pattern refers to information indicating which subframe is ABS in one or more radio frames.
  • ABS in an interfering cell is used to protect sub-frame radio resources in an interfering cell that receives strong intercell interference.
  • the ABS operates in the interfering cell, and the interfering cell adjusts the interference from the interfering cell by utilizing the ABS for scheduling.
  • ABS is a subframe with reduced transmit power (or zero transmit power) on the physical channel or with reduced activity.
  • Low interference radio resources such as patterns in the ABS is known to the terminal, thereby limiting the measurement of the terminal. This is called measurement resource restriction.
  • the interfering cell maintains the minimum radio transmission / reception for service maintenance in the subframe period set to ABS.
  • the interfered terminal may transmit and receive radio signals, including performing measurements on the serving cell and the neighboring cell during the corresponding period.
  • the interfering cell performs general radio signal transmission and reception, and the terminal limits measurement.
  • Radio Resource Management RRM
  • Radio Link Monitoring RLM
  • Channel State Information CSI
  • ABS pattern 1' is used to limit the RRM / RLM measurement resource of the serving cell.
  • the information about the ABS pattern 1 may be notified by the base station to the terminal when the setting / modification / release of the RB or the MAC / card may be changed.
  • ABS pattern 2' is used to limit RRM measurement support of neighboring cells operating at the same frequency as the serving cell. Accordingly, in the ABS pattern 2, a list of neighbor cells to be measured may be provided to the terminal along with the pattern information. The ABS pattern 2 may be included in the measurement setting for the measurement object.
  • ABS pattern 3' is used for resource limitation for CSI measurement of the serving cell.
  • ABS pattern 3 may be included in the message for configuring the CSI report.
  • the CSG cell refers to a cell that only a specific subscriber can access.
  • the CSG cell may be a home eNB (HeNB).
  • HeNB home eNB
  • the non-member terminal is a terminal that is not a member of the CSG cell and is not connected to the CSG cell.
  • the CSG cell to which the UE cannot connect is called a non-member CSG cell.
  • the macro cell refers to the serving cell of the non-member terminal. Coverage of the CSG cell and the macro cell is said to overlap some or all.
  • the main interference condition occurs when the non-member terminal is located in close proximity of the CSG cell. From the standpoint of the non-member terminal, the interfering cell becomes a CSG cell and the macro cell becomes an interfering cell. Time domain ICIC is used to allow non-member terminals to continue to be serviced in the macro cell.
  • the network may allow to set up and operate a low interference radio resource.
  • the network may set RRM measurement limits for neighboring cells. If the UE no longer severely interferes with the CSG cell, the network may release the RRM / RLM / CSI measurement resource restriction.
  • the network may not allow radio signal transmission and reception in a specific section according to the low interference radio resource in which the CSG cell is configured. That is, the CSG cell may not perform radio signal transmission / reception for data processing to the terminal within the ABS period.
  • the macro cell may not know the low interference radio resource information applied to the CSG cell. Therefore, it is assumed that the low interference radio resource information in the CSG cell is given from operations, administration and maintenance (OAM). Therefore, it is assumed that the macro cell also knows the low interference radio resource information.
  • OAM operations, administration and maintenance
  • the UE may be subject to measurement resource limitation based on low interference radio resources for RRM, RLM and CSI measurement. That is, limited measurement may be performed to perform RRM, RLM, and CSI measurement in the ABS section.
  • the macro cell may provide a service to a member terminal using low interference radio resources according to the low interference radio resource configuration of the CSG cell.
  • the terminal may exchange a message with the macro cell using a low interference radio resource.
  • a pico cell is a serving cell of a pico terminal.
  • a pico cell is a cell where some or all of the coverage overlaps with the macro cell.
  • Pico cells generally have a smaller coverage than macro cells, but are not necessarily limited thereto.
  • the main interference condition occurs when the pico terminal is located at the edge of the pico serving cell. From the point of view of the peak terminal, the interference cell becomes a macro cell and the pico cell becomes an interference cell.
  • the time domain ICIC is used to allow the pico terminal to continue to be serviced in the pico cell.
  • the time domain ICIC may be initiated with a low interference radio resource configuration of the macro cell.
  • the macro cell may set a low interference radio resource. The necessity of setting a low interference radio resource can be confirmed through a measurement result of the terminal.
  • the macro cell may provide reference information for determining whether the UE requires low interference radio resource configuration.
  • the terminal determines whether it is necessary based on the reference information.
  • the reference information may include threshold information on the measurement of the terminal and position restriction information of the terminal.
  • the terminal may perform limited measurement based on the terminal.
  • the UE may measure the neighbor cell including the macro cell and the pico cell only within a specific section and may not perform the radio signal in other sections.
  • the specific section may be a section specified by the ABS pattern.
  • the macro cell may limit the general service according to the low interference radio resource and perform a minimum radio signal transmission / reception to maintain the service.
  • the pico cell may operate by setting a low interference radio resource.
  • the measurement resource limit set by the picocell is based on the low interference radio resource set by the macro cell. Since the macro cell and the pico cell can exchange information through a backhaul such as an X2 interface, the pico cell can acquire the low interference radio resource information set by the macro cell, and thus can set the low interference radio resource in the pico cell. have.
  • the pico terminal may perform limited measurement based on low interference radio resources for RRM, RLM and CSI measurement. That is, when the pico cell is subjected to strong interference from the macro cell, more accurate measurement is possible by performing the RRM / RLM / CSI measurement within the ABS period.
  • RRM radio resource for RRM
  • RLM Radio Link Management Function
  • the pico cell may provide a service to a terminal by using a low interference radio resource.
  • a normal service is provided to the terminal, and the non-ABS section may perform a minimum radio signal transmission and reception for service maintenance.
  • the above-described ICIC technique may be applied to handover, which is a protocol related to mobility of a terminal.
  • the terminal may perform the measurement through the low interference radio resource during the measurement for handover.
  • the target cell may be interfered with, such as interference with the target cell. Even if the handover fails or the handover succeeds due to the deterioration of the channel quality, the quality of service of the terminal may be lowered later.
  • the UE When the UE measures the target cell, if the interference of the source cell reports only the measurement result for a specific low interference radio resource and handover is performed accordingly, the UE uses the low interference radio resource during or after the handover. If not, even if the handover fails or succeeds, the quality of service of the terminal may be lowered later. In order to solve this problem, a handover method involving signaling on low interference radio resource information is proposed.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a handover method according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal transmits a measurement report to a source cell to which it belongs (S1010).
  • the measurement result in the measurement report is performed based on the low interference radio resource set by the source cell. This measurement result is called restrictive measurement.
  • the measurement report may include information about the low interference radio resource on which the limited measurement is based.
  • the source cell receives the limited measurement from the terminal and determines whether to hand over based on this (S1020). When determining whether to handover, a target cell which is a handover target of the UE may be determined.
  • the source cell transmits a handover request message to the target cell (S1030).
  • the handover request message includes information about limited measurements and information about low interference radio resources.
  • the information on the limited measurement may include limited measurement performed by the terminal and information indicating that the quality may be better than otherwise when the service is received using only low interference radio resources in the target cell.
  • the information about the restricted measurement may further include information indicating that the handover is triggered based on the limited measurement.
  • the low interference radio resource information may include information related to the configuration of the low interference radio resource and information on a cell for setting the low interference radio resource.
  • the low interference radio resource may be specified in an ABS pattern.
  • the information on the configuration cell may be information indicating that the configuration is made by the source cell.
  • the target cell receiving the handover request message transmits a handover request acknowledgment (Ack) message to the source base station (S1040).
  • Ack handover request acknowledgment
  • the handover request acknowledgment message may include information indicating that the terminal to perform the handover operates using a low interference radio resource in the target cell.
  • the handover request acknowledgment message may include information about a low interference radio resource to be used by the terminal in the target cell.
  • the low interference radio resource may be low interference radio resource information transmitted from a source cell to a target cell in a handover request message.
  • the low interference radio resource may be specified by the ABS pattern.
  • the source cell transmits a handover command message to the terminal (S1050).
  • the handover command message may include the information included in the handover request Ack message.
  • the handover command message may include information instructing the terminal to perform an operation using a low interference radio resource.
  • the terminal may immediately perform cell measurement using the low interference radio resource.
  • the UE may perform cell measurement using the low interference radio resource immediately after receiving the handover command message or immediately after the successful handover.
  • the terminal may use a low interference radio resource in transmitting an uplink message to the target cell.
  • the UE may adjust the timing of the random access preamble transmission so that the response message of the random access preamble is received by the low interference radio resource.
  • the terminal After receiving the handover command message from the source cell, the terminal acquires downlink synchronization with the target base station and transmits a random access preamble (S1060). In this case, if a dedicated random access preamble is allocated in the handover command message, the terminal may perform a contention free random access procedure.
  • the target cell transmits a random access response message including uplink radio resource allocation information and timing offset information to the terminal (S1070).
  • the random access response message may be transmitted through a downlink-shared channel (DL-SCH).
  • the random access response message may further include a temporary C-RNTI (Cell-Radio Network Temporary Identifier). If the target cell sets and operates a low interference radio resource, the target cell may include the low interference radio resource information of the target cell in a random access response message and transmit the same.
  • C-RNTI Cell-Radio Network Temporary Identifier
  • the terminal transmits a handover confirm message including an uplink buffer status report message to the target cell (S1080).
  • the UE having completed the handover with the target cell may operate using the low interference radio resource information included in the handover command message or the random access response message.
  • the terminal may perform the low interference radio resource when performing downlink reception and downlink quality measurement / monitoring.
  • the UE may receive a signal of a target cell transmitted in an ABS section, and may perform measurement on its own serving cell and neighbor cells within the ABS section.
  • the handover method transmits to the terminal the information on the low-interference radio resources that the target cell operates or is scheduled to operate in the handover message.
  • the terminal may exchange the handover message with the target cell by using the same. Accordingly, the UE may complete the handover normally by avoiding interference that may be caused by the source cell when exchanging the handover message.
  • the UE may use the low-interference radio resources set by the source cell, which is the base of the target cell measurement before the handover, during the handover operation or after the handover, to exchange messages with the target cell and measure the cells. Accordingly, the terminal may receive normal service from the serving cell using low interference radio resources even after handover, and may accurately measure the serving cell and the neighboring cell.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • 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. In the embodiment of FIG. 10, the operation of the base station 50 constituting the cell may be implemented by the processor 51.
  • 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 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. In the embodiment of FIG. 10, the operation of the terminal 60 may be implemented by the processor 61.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit 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.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Abstract

무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 핸드 오버 방법이 제공된다. 상기 방법은 타겟 셀로의 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 소스 셀(source cell)로부터 수신하고 및 상기 타겟 셀과 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 핸드 오버 명령 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 사용할 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함한다. 상기 저간섭 무선 자원은, 상기 소스 셀이 간섭셀이고, 상기 타겟 셀이 간섭받는 셀일 때, 셀간 간섭을 완화하기 위해 상기 소스 셀에 의해 운용되는 무선 자원일 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 저간섭 무선 자원을 사용하는 제한된 측정을 기반으로 한 핸드 오버 방법과 이를 지원하는 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.
단말(User Equipment; UE)은 특정 셀 내에서 서비스를 받는 중에 다른 셀로부터 전송되는 무선 신호로 인해 간섭 영향을 받을 수 있다. 단말은 주기적으로 셀을 측정하고 측정 결과를 보고한다. 단말이 다른 셀로 핸드 오버를 하게 될 경우 서빙셀 뿐 아닌 인접 셀도 측정하고 결과를 보고할 수 있다. 만약, 특정 셀을 측정함에 있어서, 다른 셀의 무선 신호가 간섭을 발생시킬 경우 단말은 특정 셀을 정상적으로 측정하기가 어려워 진다. 이는 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성을 악화시키는 결과를 야기한다.
특히 매크로(macro cell), 피코 셀(pico cell) 및 펨토 셀(femto cell)이 공존하는 경우와 같이 서비스 커버리지, 사용하는 채널의 주파수 대역, 셀이 서비스하는 RAT(Radio Access Technology)가 상이한 경우에 상기 셀들이 야기하는 간섭을 회피할 수 있는 방법의 중요성은 보다 더 높아질 수 있다.
ICIC(Inter-cell Interference Coordination)는 셀간 간섭(Inter-cell Interference)의 제어가 유지될 수 있도록 무선 자원을 운영하는 작업이다. ICIC 메커니즘은 주파수 영역 ICIC와 시간 영역 ICIC로 나눌 수 있다. ICIC는 다중 셀로부터 정보를 고려하는 것이 필요한 다중 셀 RRM(Radio Resource Management) 기능을 포함한다.
주파수 영역 ICIC는 다중 셀간에 주파수 영역 자원(예, RB(resource block)의 사용을 조정한다(coordinate). 시간 영역 ICIC는 다중 셀간에 시간 영역 자원(예, 서브프레임)을 조정한다.
ICIC에 있어서, 단말이 측정을 수행하는 대상에 따라 간섭을 유발하는 대상(즉, 간섭셀)과 간섭으로 인해 피해를 받는 대상(즉, 간섭받는 셀)이 결정된다.
단말이 접속 불가능한 이웃 셀의 커버리지로 접근하면 단말은 고도 간섭을 받을 수 있다. 이웃 셀에 접속할 수 없는 단말들이 이웃 셀에 의한 간섭으로 통신이 불가능한 상황을 방지하기 위해서 상기 이웃 셀은 저간섭 무선 자원을 설정하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 또한 서빙 셀의 무선 신호로 인해 단말의 이웃 셀에 대한 측정은 간섭을 받을 수 있다. 단말의 이웃 셀에 대한 정상적인 측정을 보장하기 위해서 서빙 셀은 저간섭 무선 자원을 설정하여 무선 신호를 송수신할 수 있다.
단말은 서빙 셀 및 이웃 셀을 측정함에 있어서 간섭을 야기하는 셀이 설정한 저간섭 무선 자원을 사용한다. 이를 제한된 측정이라고 할 수 있다. 제한된 측정은 간섭이 회피되거나 또는 완화되는 시간적 구간이나 주파수 대역을 사용하는 것이다. 제한된 측정은 단말은 현재 가입된 서빙 셀로부터의 정상적인 서비스를 보장할 수 있고, 필요시 원활한 이동성을 보장할 수 있다.
단말은 측정을 통해 보다 나은 품질의 서비스를 제공받을 수 있는 경우 이웃 셀로 핸드 오버(handover)를 할 수 있다. 저간섭 무선 자원을 설정하여 운용중인 소스 셀에 가입된 단말의 핸드 오버 수행 여부는 제한된 측정 결과를 통하여 결정될 수 있다. 한편 소스 셀이 제공하는 저간섭 무선 자원을 통한 단말의 동작은 핸드 오버 수행 중 또는 핸드 오버 후 타겟 셀로부터의 서비스에는 적용되지 않을 수 있다. 이는 핸드 오버의 실패나 핸드 오버 이후 단말 서비스 품질의 저하를 야기할 수 있다. 따라서, 저간섭 무선 자원을 사용하는 제한된 측정을 통한 핸드 오버 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 무선 통신 시스템에서 저간섭 무선 자원을 사용한 제한된 측정을 기반으로 핸드 오버를 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 핸드 오버 방법이 제공된다. 상기 방법은 타겟 셀로의 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 소스 셀(source cell)로부터 수신하고 및 상기 타겟 셀과 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 핸드 오버 명령 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 사용할 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함한다.
상기 저간섭 무선 자원은, 상기 소스 셀이 간섭셀이고, 상기 타겟 셀이 간섭받는 셀일 때, 셀간 간섭을 완화하기 위해 상기 소스 셀에 의해 운용되는 무선 자원일 수 있다.
상기 저간섭 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 ABS(Almost Blank Subframe)를 포함할 수 있다.
상기 핸드오버를 수행하는 단계는 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 전송하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하고 및 핸드 오버 확인 메시지를 상기 타겟 셀에게 전송하는 것을 포함할 수 있다.
상기 핸드 오버를 수행하는 단계는 상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신할 수 있도록 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 타이밍을 조절하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신하는 것일 수 있다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 사용하여 전송하는 것일 수 있다.
상기 방법은 상기 핸드오버를 완료한 후에 상기 저간섭 무선 자원을 사용하여 상기 타겟 셀의 측정을 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소스 셀은 매크로 셀(macro cell)이고, 상기 타겟 셀은 상기 매크로 셀의 커버리지와 오버랩되는 커버리지를 운영하는 피코 셀(pico cell)일 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 측정을 수행하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부 및 상기 RF 부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 타겟 셀로의 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 소스 셀(source cell)로부터 수신하고 및 상기 타겟 셀과 핸드오버를 수행하도록 설정된다. 상기 핸드 오버 명령 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 사용할 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함한다.
상기 저간섭 무선 자원은, 상기 소스 셀이 간섭셀이고, 상기 타겟 셀이 간섭 받는 셀일 때, 셀간 간섭을 완화하기 위해 상기 소스 셀에 의해 운용되는 무선 자원일 수 있다.
상기 저간섭 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 ABS(Almost Blank Subframe)를 포함할 수 있다.
상기 핸드오버를 수행하는 것은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 전송하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하고 및 핸드 오버 확인 메시지를 상기 타겟 셀에게 전송하는 것을 포함할 수 있다.
상기 핸드 오버를 수행하는 것은 상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신할 수 있도록 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 타이밍을 조절하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신하는 것일 수 있다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 사용하여 전송하는 것일 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 소스 셀에 의해 수행되는 핸드 오버 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말로부터 제한된 측정 결과를 수신하되, 상기 측정 결과는 상기 소스 셀에 의해 설정된 저간섭 무선 자원을 기반으로 한 측정 결과이고, 상기 제한된 측정 결과를 기반으로 핸드 오버 대상 타겟 셀을 결정하고, 상기 타겟 셀에게 핸드 오버 요청(handover request) 메시지를 전송하고, 상기 핸드 오버 요청 메시지에 대한 응답으로 핸드 오버 요청 수신 확인(handover request acknowledgement) 메시지를 수신하고 및 상기 타겟 셀로의 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 상기 단말에게 전송하는 것을 포함한다. 상기 핸드 오버 지시 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 사용할저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함한다.
상기 저간섭 무선 자원은, 상기 소스 셀이 간섭셀이고, 상기 타겟 셀이 간섭받는 셀일 때, 셀간 간섭을 완화하기 위해 상기 소스 셀에 의해 운용되는 무선 자원일 수 있다.
상기 저간섭 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 ABS(Almost Blank Subframe)를 포함할 수 있다.
상기 핸드 오버 요청 메시지는 상기 핸드 오버는 상기 제한된 측정으로 인해 트리거(trigger) 되었음을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
상기 핸드 오버 요청 메시지는 상기 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 핸드 오버 요청 수신 확인 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 상기 저간섭 무선 자원 사용을 지시하는 정보 및 상기 저간섭 무선 자원에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단말은 타겟 셀이 운용하거나 또는 운용 할 예정인 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 획득할 수 있다. 단말은 핸드 오버를 수행 중에 저간섭 무선 자원을 사용하여 핸드 오버 메시지를 타겟 셀과 교환할 수 있다. 이를 통해 단말은 소스 셀에 의해 발생할 수 있는 간섭을 회피하고 타겟 셀과의 핸드 오버를 정상적으로 완료할 수 있다.
단말은 핸드 오버 시작 이전 타겟 셀 측정의 기반이 된 소스 셀이 설정한 저간섭 무선 자원을 핸드 오버 동작 중 또는 핸드 오버 완료 후 타겟 셀과의 메시지 교환 및 셀 측정에도 사용할 수 있다. 따라서, 단말은 핸드 오버 이후에도 저간섭 무선 자원을 사용하여 서빙 셀로부터 정상적인 서비스를 제공받을 수 있으며 서빙 셀 및 이웃 셀에 대한 정확한 측정이 가능할 수 있다.
명세서 작성 완료 후 기재하겠습니다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
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.
도 4는 무선 링크 실패(radio link failure)를 나타낸 예시도이다.
도 5는 연결 재확립 과정의 성공을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 연결 재확립 과정의 실패를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 CSG 시나리오를 예시한다.
도 9는 피코 시나리오를 예시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 핸드 오버 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 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) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 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 변조될 수 있고, 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 베어러(Radio Bearer; RB)들의 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 확립되면, 단말은 RRC 연결(RRC connected) 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들(RRC idle) 상태에 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 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.
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, 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 CN(core netwrok)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 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 EPC간 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 관한 설명이다.
시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 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 V8.7.0 (2009-09) "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 대역폭(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 재해 경보 시스템(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(Public Land Mobile Network) 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 측정(measurement) 및 측정 보고(measurement report)에 대해 기술한다.
이동 통신 시스템에서 단말의 이동성(mobility) 지원은 필수적이다. 따라서, 단말은 현재 서비스를 제공하는 서빙 셀(serving cell)에 대한 품질 및 주변셀에 대한 품질을 지속적으로 측정한다. 단말은 측정 결과를 적절한 시간에 네트워크에게 보고하고, 네트워크는 핸드오버 등을 통해 단말에게 최적의 이동성을 제공한다.
단말은 이동성 지원의 목적 이외에 사업자가 네트워크를 운영하는데 도움이 될 수 있는 정보를 제공하기 위해, 네트워크가 설정하는 특정한 목적의 측정을 수행하고, 그 측정 결과를 네트워크에게 보고할 수 있다. 예를 들어, 단말이 네트워크가 정한 특정 셀의 브로드캐스트 정보를 수신한다. 단말은 상기 특정 셀의 셀 식별자(Cell Identity)(이를 광역(Global) 셀 식별자라고도 함), 상기 특정 셀이 속한 위치 식별 정보(예를 들어, Tracking Area Code) 및/또는 기타 셀 정보(예를 들어, CSG(Closed Subscriber Group) 셀의 멤버 여부)를 서빙 셀에게 보고할 수 있다.
이동 중의 단말은 특정 지역의 품질이 매우 나쁘다는 것을 측정을 통해 확인한 경우, 품질이 나쁜 셀들에 대한 위치 정보 및 측정 결과를 네트워크에 보고할 수 있다. 네트워크는 네크워크의 운영을 돕는 단말들의 측정 결과의 보고를 바탕으로 네트워크의 최적화를 꾀할 수 있다.
주파수 재사용(Frequency reuse factor)이 1인 이동 통신 시스템에서는, 이동성이 대부분 동일한 주파수 밴드에 있는 서로 다른 셀 간에 이루어진다. 따라서, 단말의 이동성을 잘 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 주변 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 셀내 측정(intra-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 셀내 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고하여, 해당되는 측정 결과의 목적이 달성되도록 한다.
이동 통신 사업자는 복수의 주파수 밴드를 사용하여 네트워크를 운용할 수도 있다. 복수의 주파수 밴드를 통해 통신 시스템의 서비스가 제공되는 경우, 단말에게 최적의 이동성을 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 주변 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이, 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 셀간 측정(inter-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 셀간 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고할 수 있어야 한다.
단말이 이종(heterogeneous) 네트워크에 대한 측정을 지원할 경우,기지국 설정에 의해 이종 네크워크의 셀에 대한 측정을 할 수도 있다. 이러한, 이종(heterogeneous) 네트워크에 대한 측정을 inter-RAT(Radio Access Technology) 측정이라고 한다. 예를 들어, RAT는 3GPP 표준 규격을 따르는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 및 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)을 포함할 수 있으며, 3GPP2 표준 규격을 따르는 CDMA 2000 시스템 역시 포함할 수 있다.
이하에서는 3GPP TS 36.304 V8.8.0 (2009-12) "User Equipment (UE) procedures in idle mode (Release 8)"을 참조하여, 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다.
단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다.
무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.
위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 RAT와 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.
- Intra-frequency 셀 재선택 : 단말이 캠핑(camp) 중인 셀과 같은 RAT과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택
- Inter-frequency 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 셀과 같은 RAT과 다른 중심 주파수를 가지는 셀을 재선택
- Inter-RAT 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 RAT와 다른 RAT을 사용하는 셀을 재선택
셀 재선택 과정은 다음과 같다
첫째, 단말은 셀 재선택을 위한 파라미터를 기지국으로부터 수신한다.
둘째, 단말은 셀 재선택을 위하여 서빙 셀(serving cell) 및 주변 셀(neighboring cell)의 품질을 측정한다.
셋째, 셀 재선택은 셀 재선택 기준에 기반하여 수행된다. 셀 재선택 기준은 서빙 셀 및 주변 셀 측정에 관련하여 아래와 같은 특성을 가지고 있다.
Intra-frequency 셀 재선택은 기본적으로 랭킹(ranking)에 기반한다. 랭킹이라는 것은, 셀 재선택 평가를 위한 지표값을 정의하고, 이 지표값을 이용하여 셀들을 지표값의 크기 순으로 순서를 매기는 작업이다. 가장 좋은 지표를 가지는 셀을 흔히 best ranked cell이라고 부른다. 셀 지표값은 단말이 해당 셀에 대해 측정한 값을 기본으로, 필요에 따라 주파수 오프셋 또는 셀 오프셋을 적용한 값이다.
Inter-frequency 셀 재선택은 네트워크에 의해 제공된 주파수 우선순위에 기반한다. 단말은 가장 높은 주파수 우선순위를 가진 주파수에 머무를(camp on) 수 있도록 시도한다. 네트워크는 브로드캐스트 시그널링(broadcast signling)를 통해서 셀 내 단말들이 공통적으로 적용할 또는 주파수 우선순위를 제공하거나, 단말별 시그널링(dedicated signaling)을 통해 단말 별로 각각 주파수 별 우선순위를 제공할 수 있다.
Inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 파라미터(예를 들어 주파수별 오프셋(frequency-specific offset))를 주파수별로 제공할 수 있다.
Intra-frequency 셀 재선택 또는 inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 주변 셀 리스트(Neighbouring Cell List, NCL)를 단말에게 제공할 수 있다. 이 NCL은 셀 재선택에 사용되는 셀 별 파라미터(예를 들어 셀 별 오프셋(cell-specific offset))를 포함한다
Intra-frequency 또는 inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 셀 재선택 금지 리스트(black list)를 단말에게 제공할 수 있다. 금지 리스트에 포함된 셀에 대해 단말은 셀 재선택을 수행하지 않는다.
이어서, 셀 재선택 평가 과정에서 수행하는 랭킹에 관해 설명한다.
셀의 우선순위를 주는데 사용되는 랭킹 지표(ranking criterion)은 수학식 1와 같이 정의된다.
[수 1]
Figure PCTKR2011008365-appb-I000001
여기서, Rs는 서빙 셀의 랭킹 지표, Rn은 주변 셀의 랭킹 지표, Qmeas,s는 단말이 서빙 셀에 대해 측정한 품질값, Qmeas,n는 단말이 주변 셀에 대해 측정한 품질값, Qhyst는 랭킹을 위한 히스테리시스(hysteresis) 값, Qoffset은 두 셀간의 오프셋이다.
Intra-frequency에서, 단말이 서빙 셀과 주변 셀 간의 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qffoset=Qoffsets,n 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우에는 Qoffset = 0 이다.
Inter-frequency에서, 단말이 해당 셀에 대한 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qoffset = Qoffsets,n + Qfrequency 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우 Qoffset = Qfrequency 이다.
서빙 셀의 랭킹 지표(Rs)과 주변 셀의 랭킹 지표(Rn)이 서로 비슷한 상태에서 변동하면, 변동 결과 랭킹 순위가 자꾸 뒤바뀌어 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택을 할 수 있다. Qhyst는 셀 재선택에서 히스테리시스를 주어, 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택하는 것을 막기 위한 파라미터이다.
단말은 위 식에 따라 서빙 셀의 Rs 및 주변 셀의 Rn을 측정하고, 랭킹 지표 값이 가장 큰 값을 가진 셀을 best ranked 셀로 간주하고, 이 셀을 재선택한다.
상기 기준에 의하면, 셀의 품질이 셀 재선택에서 가장 주요한 기준으로 작용하는 것을 확인할 수 있다. 만약 재선택한 셀이 정규 셀(suitable cell)이 아니면 단말은 해당 주파수 또는 해당 셀을 셀 재선택 대상에서 제외한다.
서빙 셀은 1차 셀(primary cell)과 2차 셀(secondary cell)로 구분될 수 있다. 1차 셀은 1차 주파수에서 동작하고, 단말인 초기 연결 확립 과정을 수행하거나, 연결 재확립 과정을 개시하거나, 핸드오버 과정에서 1차셀로 지정된 셀이다. 1차 셀은 기준 셀(reference cell)이라고도 한다. 2차 셀은 2차 주파수에서 동작하고, RRC 연결이 확립된 후에 설정될 수 있으며, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 항상 적어도 하나의 1차 셀이 설정되고, 2차 셀은 상위 계층 시그널링(예, RRC 메시지)에 의해 추가/수정/해제될 수 있다.
이제 무선 링크 실패(radio link failure)에 대해 기술한다.
단말은 서비스를 제공받고 있는 서빙 셀(serving cell)과의 무선 링크의 품질을 유지하기 위해 지속적으로 측정(measurement)을 수행한다. 단말은 서빙 셀과의 무선 링크의 품질이 악화되어, 통신이 불가능한 상황인지 아닌지를 판단한다. 만약 현재 서빙 셀의 품질이 통신이 불가능할 만큼 나쁜 경우라고 판단하면, 단말은 무선 링크 실패로 판단한다.
무선 링크 실패로 판단되면, 단말은 현재 서빙 셀과의 통신을 유지하는 것을 포기하고, 셀 선택(또는 셀 재선택) 절차를 통해 새로운 셀을 선택하고, 새로운 셀로의 RRC 연결 재확립(connection re-establishment)을 시도한다.
도 4는 무선 링크 실패(radio link failure)를 나타낸 예시도이다. 무선 링크 실패와 관련된 동작은 2가지 국면(phase)으로 기술될 수 있다.
첫번째 국면(first phase)에서, 단말은 정상 동작(normal operation) 중이고, 현재 통신 링크에 문제가 있는지 여부를 검사한다. 만약 문제가 검출되는 경우 단말은 무선 링크 문제(radio link problem)를 선언하고, 제1 대기 시간(T1) 동안, 무선 링크가 회복(recover)되기를 대기한다. 제1 대기시간이 경과하기 전에 무선 링크가 회복되면, 단말은 다시 정상 동작을 수행한다. 제1 대기시간이 만료될(expire) 때까지, 무선 링크가 회복되지 않으면, 단말은 무선 링크 실패를 선언하고, 두번째 국면으로 진입한다.
두번째 국면에서, 다시 제2 대기 시간(T2) 동안 무선 링크가 회복되기를 대기한다. 제2 대기시간이 만료될 때까지, 무선 링크가 회복되지 않으면, 단말은 RRC 아이들 상태로 진입한다. 또는, 단말은 RRC 재확립 절차를 수행할 수 있다.
RRC 연결 재확립 절차는 RRC_CONNECTED 상태에서 다시 RRC 연결을 재설정하는 절차이다. 단말이 RRC_CONNECTED 상태에 머무른 채로 남기 때문에, 즉 RRC_IDLE 상태로 진입하지 않기 때문에, 단말은 자신의 무선 설정(예를 들어 무선 베어러 설정)들을 모두 초기화하지는 않는다. 대신, 단말은 RRC 연결 재설정 절차를 시작할 때 SRB0를 제외한 모든 무선 베어러들의 사용을 일시적으로 중단(suspend)한다. 만약 RRC 연결 재설정이 성공하게 되면, 단말은 일시적으로 사용을 중단한 무선 베어러들의 사용을 재개(resume)한다.
도 5는 연결 재확립 과정의 성공을 나타낸 흐름도이다.
단말은 셀 선택(Cell selection)을 수행하여 셀을 선택한다. 단말은 선택된셀에서 셀 접속을 위한 기본 파라미터들을 수신하기 위해 시스템 정보를 수신한다. 그리고, 단말은 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 기지국으로 보낸다(S510).
기지국은 선택된 셀이 단말의 컨텍스트(context)를 가지고 있는 셀, 즉 준비된 셀(preared cell)인 경우에는 단말의 RRC 연결 재확립 요청을 수락하고, RRC 연결 재확립 메시지를 단말에게 보낸다(S520). 단말은 RRC 연결 재확립 완료(connection re-establishment complete) 메시지를 기지국으로 보내, RRC 연결 재확립 절차가 성공할 수 있다(S530).
도 6은 연결 재확립 과정의 실패를 나타낸 흐름도이다. 단말은 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 기지국으로 보낸다(S510). 만약 선택된 셀이 준비된 셀이 아니면, 기지국은 단말에게 RRC 연결 재확립 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 재확립 거절(reject) 메시지를 보낸다(S515).
도 7은 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다. RRC 연결 재설정(reconfiguration)은 RRC 연결을 수정하는데 사용된다. 이는 RB 확립/수정(modify)/해제(release), 핸드오버 수행, 측정 셋업/수정/해제하기 위해 사용된다.
기지국은 단말로 RRC 연결을 수정하기 위한 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 보낸다(S710). 단말은 RRC 연결 재설정에 대한 응답으로, RRC 연결 재설정의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S720).
이제 ICIC(Inter-cell Interference Coordination)에 대해 기술한다.
ICIC는 셀간 간섭(Inter-cell Interference)의 제어가 유지될 수 있도록 무선 자원을 운영하는 작업이다. ICIC 메커니즘은 주파수 영역 ICIC와 시간 영역 ICIC로 나눌 수 있다. ICIC는 다중 셀로부터 정보를 고려하는 것이 필요한 다중 셀 RRM(Radio Resource Management) 기능을 포함한다.
간섭셀(interfering cell)은 간섭을 제공하는 셀이다. 간섭셀은 공격자셀(aggressor cell)이라고도 한다.
간섭받는 셀(interfered cell)은 간섭셀로부터 간섭의 영향을 받는 셀이다. 간섭받는 셀은 희생자 셀(victim cell)이라고도 한다.
주파수 영역 ICIC는 다중 셀간에 주파수 영역 자원(예, RB(resource block)의 사용을 조정한다(coordinate).
시간 영역 ICIC는 다중 셀간에 시간 영역 자원(예, 서브프레임)을 조정한다. 시간 영역 ICIC를 위해, ABS(Almost Blank Subframe) 패턴이 설정될 수 있다. ABS는 ABS를 설정한 셀이 전송하는 무선 신호로 인해 인접한 셀에 간섭을 발생시키는 것을 제한하기 위해 설정한 저간섭 무선 자원 중 하나이다. ABS 패턴은 하나 또는 그 이상의 무선 프레임(radio frame) 내에서 어느 서브프레임이 ABS 인지를 가리키는 정보를 말한다.
간섭 셀에서의 ABS는 강한 셀간 간섭을 수신하는 간섭 받는 셀에서의 서브프레임 단위 무선 자원을 보호하는 데 사용된다. ABS는 간섭 셀에서 운용되고, 간섭 받는 셀은 ABS를 스케쥴링에 활용하여 간섭 셀로부터의 간섭을 조정한다. ABS는 물리채널 상의 감소된 전송파워(또는 제로 전송 파워)를 갖거나 감소된 활동성을 갖는 서브프레임이다.
ABS에 패턴과 같은 저간섭 무선 자원이 단말에게 알려지고, 이에 따라 단말의 측정이 제한된다. 이를 측정 자원 제한(measurement resource restriction)이라고 한다. ABS로 설정된 서브 프레임 구간에서 간섭 셀은 서비스 유지를 위한 최소한의 무선 송수신을 유지한다. 반면, 간섭 받는 단말은 해당 구간 동안 서빙 셀 및 이웃 셀에 대한 측정을 수행하는 것을 포함하여, 무선 신호를 송수신할 수 있다. ABS가 아닌 서브 프레임 구간에서 간섭 셀은 일반적인 무선 신호 송수신을 수행하고, 단말은 측정을 제한한다.
측정되는 셀(예, 서빙 셀 또는 주변 셀(neighbour cell)) 및 측정 타입(예, RRM(Radio Resource Management), RLM(Radio Link Monitoring), CSI(Channel State Information))에 따라 3가지 측정 자원 제한 패턴이 있다.
'ABS 패턴 1'은 서빙 셀의 RRM/RLM 측정 자원 제한에 사용된다. ABS 패턴 1에 관한 정보는 RB의 설정/수정/해제, 또는 MAC/카드깡 PHY 설정이 수정될 때, 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
'ABS 패턴 2'는 서빙 셀과 동일한 주파수에 동작하는 주변 셀의 RRM 측정 지원 제한에 사용된다. 따라서, ABS 패턴 2는 패턴 정보와 더불어 측정될 주변 셀의 리스트가 단말에게 제공될 수 있다. ABS 패턴 2은 측정 대상(measurement object)에 대한 측정 설정에 포함될 수 있다.
'ABS 패턴 3'는 서빙 셀의 CSI 측정에 대한 자원 제한에 사용된다. ABS 패턴 3는 CSI 보고를 설정하는 메시지에 포함될 수 있다.
ICIC를 위해 CSG 시나리오와 피코(pico) 시나리오라는 2가지 시나리오가 고려되고 있다.
도 8은 CSG 시나리오를 예시한다.
CSG 셀은 특정 가입자만 접속 가능한 셀을 말한다. CSG 셀은 HeNB(home eNB)일 수 있다. 비-멤버 단말은 CSG 셀의 멤버가 아닌 단말로, CSG 셀로 접속이 되지 않는 단말이다. 단말이 접속을 할 수 없는 CSG 셀을 비 멤버 CSG 셀이라고 한다. 매크로 셀은 비-멤버 단말의 서빙 셀으로 말한다. CSG 셀과 매크로 셀의 커버리지는 일부 또는 전부가 중복된다고 한다.
주된 간섭 조건은 비-멤버 단말이 CSG 셀의 가까운 근처(close proximity)에 위치할 때 발생한다. 비-멤버 단말의 입장에서 간섭셀은 CSG 셀이 되고, 매크로 셀이 간섭받는 셀이 된다. 시간 영역 ICIC는 비-멤버 단말이 매크로 셀에서 계속 서비스를 제공받을 수 있도록 하기 위해 사용된다.
RRC 연결 상태에서, 네트워크는 비-멤버 단말이 CSG 셀로부터 강한 간섭에 속해있는 것을 발견하면, 저간섭 무선 자원을 설정하고 운용하도록 할 수 있다. 또한, 매크로 셀로부터의 이동성을 용이하게 하기 위해, 네트워크는 주변 셀에 대한 RRM 측정 제한을 설정할 수 있다. 단말이 CSG 셀로부터 더이상 간섭을 심하게 받지 않으면 네트워크는 RRM/RLM/CSI 측정 자원 제한을 해제할 수 있다.
네트워크는 CSG 셀이 설정된 저간섭 무선 자원에 따라 특정 구간에서는 무선 신호 송수신을 허용하지 않을 수 있다. 즉, CSG 셀은 ABS 구간 내에서 단말에게 데이터 처리를 위한 무선 신호 송수신을 수행하지 않을 수 있다.
CSG 셀과 매크로 셀간 X2 인터페이스와 같은 백홀(backhaul) 연결이 유지되지 않는 상황에서 매크로 셀은 CSG 셀에 적용된 저간섭 무선 자원 정보를 알지 못할 수 있다. 따라서, CSG 셀에 저간섭 무선 자원 정보는 OAM(Operations, Administration and Maintenance)으로부터 주어진 것이라 가정한다. 따라서 매크로 셀 역시 상기 저간섭 무선 자원 정보를 알 수 있다고 가정한다.
단말은 RRM, RLM 및 CSI 측정을 위해 저간섭 무선 자원을 기반으로 한 측정 자원 제한의 적용을 받을 수 있다. 즉, ABS 구간 내에서 RRM, RLM 및 CSI 측정을 수행하는 제한된 측정을 수행할 수 있다.
매크로 셀은 CSG 셀의 저간섭 무선 자원 설정에 따라 저간섭 무선 자원을 사용하여 멤버 단말에게 서비스를 제공할 수 있다. 단말은 저간섭 무선 자원을 사용하여 매크로 셀과 메시지를 교환할 수 있다.
도 9는 피코 시나리오를 예시한다.
피코 셀은 피코 단말의 서빙 셀이다. 피코 셀은 매크로 셀과 커버리지가 일부 또는 전부가 중복되는 셀이다. 피코 셀은 일반적으로 매크로 셀보다 커버리지가 작을 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
주된 간섭 조건은 피코 단말이 피코 서빙 셀의 경계(edge)에 위치할 때 발생한다. 피크 단말의 입장에서 간섭셀은 매크로 셀이 되고, 피코 셀이 간섭받는 셀이 된다. 시간 영역 ICIC는 피코 단말이 피코 셀에서 계속 서비스를 제공받을 수 있도록 하기 위해 사용된다.
피코 시나리오에서 시간 영역 ICIC는 매크로 셀의 저간섭 무선 자원 설정으로 개시될 수 있다. 매크로 셀은 자신의 커버리지 내 및/또는 인접한 곳에 피코 셀과 같은 이웃 셀이 존재함을 판단하고, 간섭이 발생할 수 있음을 판단하면 저간섭 무선 자원을 설정할 수 있다. 저간섭 무선 자원 설정의 필요성은 단말의 측정 결과를 통해 확인할 수 있다. 매크로 셀은 단말이 저간섭 무선 자원 설정이 필요한지 여부를 결정하기 위한 기준 정보를 제공할 수 있다. 단말은 기준 정보를 기반으로 필요 여부를 결정한다. 기준 정보는 단말의 측정에 대한 임계값 정보와 단말의 위치 제한 정보를 포함할 수 있다.
매크로 셀이 저간섭 무선 자원 정보를 단말이 획득하면, 단말은 이를 기반으로 제한된 측정을 수행할 수 있다. 단말은 특정 구간 내에서만 매크로 셀 및 피코 셀을 포함하는 이웃 셀에 대한 측정을 수행하고 그 이외의 구간에서는 무선 신호를 수행하지 않을 수 있다. 특정 구간은 ABS 패턴에 의해 특정되는 구간일 수 있다.
매크로 셀은 저간섭 무선 자원에 따라 일반적인 서비스를 제한하고 서비스 유지를 위한 최소한의 무선 신호 송수신을 수행할 수 있다.
피코 셀은 피코 단말이 매크로 셀로부터 강한 간섭에 속해있는 것을 발견하면, 저간섭 무선 자원을 설정하여 운용할 수 있다. 피코셀이 설정하는 측정 자원 제한은 매크로 셀이 설정한 저간섭 무선 자원을 기반으로 한다. 매크로 셀 및 피코 셀은 X2 인터페이스와 같은 백홀을 통해 정보 교환이 가능하므로, 피코 셀은 매크로 셀이 설정한 저간섭 무선 자원 정보를 획득할 수 있으며, 이에 따라 피코 셀에 저간섭 무선 자원을 설정할 수 있다.
피코 단말은 RRM, RLM 및 CSI 측정을 위해 저간섭 무선 자원을 기반으로제한된 측정을 수행할 수 있다. 즉, 피코 셀이 매크로 셀로부터 강한 간섭을 받고 있을 때, RRM/RLM/CSI 측정을 ABS 구간 내에서 수행하면 보다 정확한 측정이 가능하다. 매크로 셀을 서빙 셀로 하는 단말이 주변 셀 측정을 ABS에서 수행하면, 매크로 셀에서 피코 셀로의 단말 이동성을 용이하게 할 수 있다.
피코 셀은 저간섭 무선 자원을 사용하여 단말에게 서비스를 제공할 수 있다. ABS 구간 내에서는 단말에게 정상적인 서비스를 제공하고, ABS 구간이 아닌 곳은 서비스 유지를 위한 최소한의 무선 신호 송수신을 수행할 수 있다.
저간섭 무선 자원을 설정함에 있어서, ABS 구간이 많을수록 많은 단말 들이 피코 셀로부터 서비스를 받을 수 있다. 반면, 매크로 셀의 용량(capacity)은 적어지기 때문에 최적화된 ABS 패턴 설정이 이슈가 될 수 있다.
전술한 ICIC 기법은 단말의 이동성과 관련된 프로토콜인 핸드 오버에도 적용될 수 있다. 단말은 핸드 오버를 위한 측정 시 저간섭 무선 자원을 통해 측정을 수행할 수 있다.
한편, ICIC가 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 소스 셀(source cell)의 간섭을 받고 있는 타겟 셀(target cell)로 핸드 오버(handover; HO)를 시도하였을 때 타겟 셀에 대한 간섭과 같이 타겟 셀의 채널 품질 저하로 인해 핸드오버가 실패하거나 핸드오버가 성공하더라도 이후 단말의 서비스 품질이 저하될 수 있다.
만약 단말이 타겟 셀을 측정할 때 소스 셀의 간섭이 특정 저간섭 무선 자원에 대해서만 측정한 결과를 보고하고 이에 따라 핸드오버가 수행된 경우, 단말이 핸드오버 중 또는 그 후에 저간섭 무선 자원을 사용하지 않거나 못할 경우 핸드오버가 실패하거나 성공하더라도 이후 단말의 서비스 품질이 저하될 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 저간섭 무선 자원 정보에 관한 시그널링을 수반하는 핸드 오버 방법을 제안한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 핸드 오버 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 단말은 자신이 속한 소스 셀로 측정 보고를 전송한다(S1010). 측정 보고 내의 측정 결과는 소스 셀에 의해 설정된 저간섭 무선 자원을 기반으로 수행된 것이다. 이와 같은 측정 결과를 제한된 측정(restrictive measurement)이라 한다. 측정 보고는 제한된 측정의 기반이 되는 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.
소스 셀은 단말로부터 제한된 측정을 수신하고 이를 기반으로 핸드 오버 여부를 결정한다(S1020). 핸드 오버 여부 결정시 단말의 핸드 오버 대상인 타겟 셀을 결정할 수 있다.
소스 셀은 타겟 셀로 핸드 오버 요청(handover request) 메시지를 전송한다(S1030). 핸드 오버 요청 메시지는 제한된 측정에 관한 정보와 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함한다.
제한된 측정에 관한 정보는 단말이 수행한 제한된 측정 및 타겟 셀에서 저간섭 무선 자원만을 사용하여 서비스 받을 경우 그렇지 않은 경우보다 품질이 더 좋을 수 있음을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 제한된 측정에 관한 정보는 핸드 오버가 제한된 측정을 기반으로 트리거(trigger) 되었음을 지시하는 정보를 더 포함할 수 있다.
저간섭 무선 자원 정보는 저간섭 무선 자원의 구성과 관련된 정보 및 저간섭 무선 자원을 설정한 셀에 대한 정보를 포함할 수 있다. 저간섭 무선 자원은 ABS 패턴으로 특정될 수 있다. 설정 셀에 대한 정보는 소스 셀에 의한 설정임을 지시하는 정보일 수 있다.
핸드 오버 요청 메시지를 수신한 타겟 셀은 핸드 오버 요청 수신 확인(acknowledgement; Ack) 메시지를 소스기지국으로 전송한다(S1040).
핸드 오버 요청 수신 확인 메시지는 핸드 오버를 수행할 단말이 타겟 셀 내에서 저간섭 무선 자원을 사용하여 운용할 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 핸드 오버 요청 수신 확인 메시지는 단말이 타겟 셀에서 사용할 저간섭 무선 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 저간섭 무선 자원은 핸드 오버 요청 메시지에 포함되어 소스 셀로부터 타겟 셀로 전송된 저간섭 무선 자원 정보일 수 있다. 저간섭 무선 자원은 ABS 패턴에 의해 특정될 수 있다.
소스 셀은 핸드 오버 명령(handover command) 메시지를 단말에게 전송한다(S1050). 핸드 오버 명령 메시지는 상기 핸드 오버 요청 Ack 메시지에 포함된 상기 정보가 포함할 수 있다. 핸드 오버 명령 메시지는 단말이 저간섭 무선 자원을 사용하여 동작을 수행 할 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
단말은 핸드 오버 명령 메시지에 포함된 저간섭 무선 자원 동작 수행 지시 정보를 수신하면, 바로 저간섭 무선 자원을 사용하여 셀 측정을 수행할 수 있다. 단말은 핸드오버 명령 메시지를 받은 직후 또는 핸드오버 성공 직후부터 저간섭 무선 자원을 사용하여 셀 측정을 수행할 수 있다. 단말은 타겟 셀로 상향 링크(uplink) 메시지를 전송 함에 있어 저간섭 무선 자원을 사용할 수 있다. 단말은 랜덤 엑세스 프리앰블을 전송함에 있어, 랜덤 엑세스 프리앰블의 응답 메시지가 저간섭 무선 자원에 수신되도록 랜덤 엑세스 프리앰블 전송 타이밍을 조절할 수 있다
단말은 소스 셀로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신한 후, 타겟 기지국과 하향링크 동기를 획득하고, 랜덤 엑세스 프리앰블을 전송한다(S1060). 여기서, 핸드오버 명령 메시지에서 전용(dedicated) 랜덤 액세스 프리앰블이 할당되었다면, 단말은 비경합(contection free) 랜덤 액세스 과정을 수행할 수 있다.
타겟 셀은 상향링크 무선 자원 할당 정보 및 시간 오프셋(timing offset) 정보를 포함한 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송한다(S1070). 랜덤 액세스 응답 메시지는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel)을 통하여 전송될 수 있다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 임시 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 더 포함할 수 있다. 타겟 셀이 저간섭 무선 자원을 설정하여 운용 중이라면 랜덤 액세스 응답 메시지에 타겟 셀의 저간섭 무선 자원 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.
단말의 타겟 셀에 대한 랜덤 액세스가 성공하면, 단말은 타겟 셀로 상향링크 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report) 메시지를 포함한 핸드오버 확인(Handover Confirm) 메시지를 전송한다(S1080).
타겟 셀과 핸드 오버가 완료된 단말은 핸드 오버 명령 메시지 또는 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 저간섭 무선 자원 정보를 사용하여 운용할 수 있다. 단말은 하향링크 수신 및 하향링크 품질 측정/모니터링을 수행할 때 저간섭 무선 자원을 사용하여 수행할 수 있다. 단말은 ABS 구간 내에서 전송되는 타겟 셀의 신호를 수신할 수 있고, ABS 구간 내에서 자신의 서빙 셀 및 이웃 셀에 대한 측정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 핸드 오버 방법은 단말에게 타겟 셀이 운용하거나 또는 운용 할 예정인 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 핸드 오버 메시지에 포함시켜 단말에게 전송하여 준다. 단말은 핸드 오버를 수행 중에 저간섭 무선 자원 정보를 수신하면 이를 사용하여 핸드 오버 메시지를 타겟 셀과 교환할 수 있다. 따라서 단말은 핸드 오버 메시지 교환시 소스 셀에 의해 발생할 수 있는 간섭을 회피하여 핸드 오버를 정상적으로 완료할 수 있다.
또한, 단말은 핸드 오버 시작 이전 타겟 셀 측정의 기반이 된 소스 셀이 설정한 저간섭 무선 자원을 핸드 오버 동작 중 또는 핸드 오버 완료 후 타겟 셀과의 메시지 교환 및 셀 측정에도 사용할 수 있다. 따라서, 단말은 핸드 오버 이후에도 저간섭 무선 자원을 사용하여 서빙 셀로부터 정상적인 서비스를 제공받을 수 있으며 서빙 셀 및 이웃 셀에 대한 정확한 측정이 가능할 수 있다.
도 11은 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. 도 10의 실시예에서 셀을 구성하는 기지국(50)의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 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 정보를 저장한다. RF부(63)는 프로세서(61)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(61)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 도 10의 실시예에서 단말(60)의 동작은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 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 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 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.

Claims (22)

  1. 무선 통신 시스템에서, 단말에 의해 수행되는 핸드 오버 방법에 있어서,
    타겟 셀로의 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 소스 셀(source cell)로부터 수신하고, 및,
    상기 타겟 셀과 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 핸드 오버 명령 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 사용할저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 저간섭 무선 자원은, 상기 소스 셀이 간섭셀이고, 상기 타겟 셀이 간섭받는 셀일 때, 셀간 간섭을 완화하기 위해 상기 소스 셀에 의해 운용되는 무선 자원인 것임을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 저간섭 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 ABS(Almost Blank Subframe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 핸드오버를 수행하는 단계는
    랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 전송하고,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하고, 및,
    핸드 오버 확인 메시지를 상기 타겟 셀에게 전송하는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 핸드 오버를 수행하는 단계는,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신할 수 있도록 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 타이밍을 조절하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 사용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 핸드오버를 완료한 후에 상기 저간섭 무선 자원을 사용하여 상기 타겟 셀의 측정을 개시하는 단계를 더 포함하는 핸드 오버 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 소스 셀은 매크로 셀(macro cell)이고,
    상기 타겟 셀은 상기 매크로 셀의 커버리지와 오버랩되는 커버리지를 운영하는 피코 셀(pico cell)인 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 측정을 수행하는 장치에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF 부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    타겟 셀로의 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 소스 셀(source cell)로부터 수신하고, 및,
    상기 타겟 셀과 핸드오버를 수행하도록 설정되되,
    상기 핸드 오버 명령 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 사용할 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 저간섭 무선 자원은, 상기 소스 셀이 간섭셀이고, 상기 타겟 셀이 간섭 받는 셀일 때, 셀간 간섭을 완화하기 위해 상기 소스 셀에 의해 운용되는 무선 자원인 것임을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 저간섭 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 ABS(Almost Blank Subframe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 핸드오버를 수행하는 것은
    랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 전송하고,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하고, 및,
    핸드 오버 확인 메시지를 상기 타겟 셀에게 전송하는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 핸드 오버를 수행하는 것은,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신할 수 있도록 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 타이밍을 조절하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것은 상기 저간섭 무선 자원을 사용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 무선 통신 시스템에서 소스 셀에 의해 수행되는 핸드 오버 방법에 있어서,
    단말로부터 제한된 측정 결과를 수신하되, 상기 측정 결과는 상기 소스 셀에 의해 설정된 저간섭 무선 자원을 기반으로 한 측정 결과이고,
    상기 제한된 측정 결과를 기반으로 핸드 오버 대상 타겟 셀을 결정하고,
    상기 타겟 셀에게 핸드 오버 요청(handover request) 메시지를 전송하고,
    상기 핸드 오버 요청 메시지에 대한 응답으로 핸드 오버 요청 수신 확인(handover request acknowledgement) 메시지를 수신하고, 및,
    상기 타겟 셀로의 핸드 오버를 지시하는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 상기 단말에게 전송하는 것을 포함하되,
    상기 핸드 오버 지시 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 사용할저간섭 무선 자원에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 저간섭 무선 자원은, 상기 소스 셀이 간섭셀이고, 상기 타겟 셀이 간섭받는 셀일 때, 셀간 간섭을 완화하기 위해 상기 소스 셀에 의해 운용되는 무선 자원인 것임을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 저간섭 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 ABS(Almost Blank Subframe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 핸드 오버 요청 메시지는 상기 핸드 오버는 상기 제한된 측정으로 인해 트리거(trigger) 되었음을 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 핸드 오버 요청 메시지는 상기 저간섭 무선 자원에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 핸드 오버 요청 수신 확인 메시지는 상기 단말이 상기 타겟 셀 내에서 상기 저간섭 무선 자원 사용을 지시하는 정보 및 상기 저간섭 무선 자원에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드 오버 방법.
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