WO2012111907A1 - 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법 및 장치 - Google Patents

펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법 및 장치 Download PDF

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WO2012111907A1
WO2012111907A1 PCT/KR2011/008770 KR2011008770W WO2012111907A1 WO 2012111907 A1 WO2012111907 A1 WO 2012111907A1 KR 2011008770 W KR2011008770 W KR 2011008770W WO 2012111907 A1 WO2012111907 A1 WO 2012111907A1
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WO
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base station
handover
femtocell
mobile communication
frequency
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/008770
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English (en)
French (fr)
Inventor
최병진
반태원
안창용
유성상
이경수
이희준
Original Assignee
주식회사 케이티
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Publication date
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    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B

Definitions

  • the present invention relates to a handover technology in a mobile communication system, and more particularly, to a handover technology of a mobile communication terminal in an environment in which a macro cell and a femto (micro) cell overlap.
  • Femto Cell is a technology that provides a mobile communication service to a region much smaller than the existing mobile communication radius through a femto base station (Femto AP).
  • a femtocell has a similar concept, such as a micro cell and a micro cell.
  • Femtocells are also used to guarantee the quality of mobile communication services in areas where shadows of macro cells are degraded, such as homes or buildings, or in shadowed areas, and they offer low rates through femtozone services. Can also be used as a means.
  • the femtocell may be installed and used as a means for increasing the capacity for distributing the load of the macrocell when the macrocell base station capacity is insufficient.
  • femtocells use a universal Internet line, such as an IP network, to connect to the core network, installation and maintenance costs are low, and the Internet line can be installed anywhere. There is an advantage of excellent mobility.
  • One of the main uses of the femtocell described above is to use it as a means of increasing capacity to distribute the load of the macrocell. That is, in order to support the insufficient capacity of the macro cell, femtocells are superimposed within the macro cell range to reduce the capacity shortage of the macro cell to some extent.
  • femtocells have a very narrow coverage range, multiple femtocells are installed and operated within the macrocell coverage range.
  • identification codes for distinguishing macrocells and femtocell base stations are used in system operation. Most of them are assigned as identification codes for macrocell base stations, and only a small number of identification codes are assigned to femtocell base stations. For this reason, a plurality of femtocell base stations installed in the macro cell range causes a problem that the identification code is duplicated by reusing the same identification code.
  • This phenomenon causes a problem in the handover of the traffic state of the mobile communication terminal moved from the macro cell to the femtocell. That is, when performing the handover from the macro cell to the femtocell in the traffic state, since there are a large number of femtocell base stations that are identical to the identification code of the target femtocell base station, the target femtocell base station cannot be distinguished and handover is not normally performed. have.
  • the present invention has been made to solve the above problems, an improved handover control method and apparatus for solving the frequency interference problem caused by the handover failure from the macro cell to the femtocell in the environment where the macro cell and femtocell overlap
  • the purpose is to provide.
  • a handover control method considering femtocell interference is a handover processing method for a mobile communication terminal in a mobile communication system operating by superimposing a macrocell and a femtocell, (a) Receiving a handover request event from a mobile communication terminal to a femtocell base station; And (b) performing an inter-frequency handover process at a frequency not used by the femtocell base station.
  • a handover processing method for a mobile communication terminal in a traffic state in a base station controller of a mobile communication system in which a macro cell and a femtocell are superimposed comprising: (a) serving a mobile communication terminal in a traffic state; Transmitting a measurement control message through a macro cell base station; (b) receiving a measurement report message including handover request event information from a mobile communication terminal moving to a femtocell region to a femtocell base station in response to the measurement control message; (c) selecting a non-common frequency used in the macrocell base station and not in the femtocell base station; And (d) performing inter-frequency handover processing at the selected non-common frequency in the serving macrocell base station.
  • a handover processing apparatus for a mobile communication terminal in a mobile communication system operating by superimposing a macro cell and a femtocell, the apparatus comprising: an event receiving module for receiving a handover request event from a mobile communication terminal; A handover determination module for analyzing the received handover request event and determining whether the event is a handover request to a femtocell base station; And a handover processing module configured to perform inter-frequency handover processing at a frequency not used by the femtocell base station if it is determined that the handover request event to the femtocell is performed.
  • the macro cell and the femtocell use a common frequency, so that the mobile communication terminal performs the inter-frequency handover at a non-common frequency not used by the femtocell when attempting a handover from the macrocell to the femtocell. It provides an effect that can prevent the interference phenomenon between femtocell and macrocell by controlling. In addition, there is an effect that can solve problems such as deterioration of service quality, power increase, and cell capacity that occurred due to interference problems.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a mobile communication system in which a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention is implemented.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency status allocated to a macrocell and a femtocell in a mobile communication system in which a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention is implemented.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a situation where handover processing between frequencies is performed in a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a signal flow between nodes according to a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a handover control apparatus considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a mobile communication system in which a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention is implemented.
  • a mobile communication system is a system environment in which a macro cell and a femto cell are overlapped, and includes a core network 300, a base station controller 100, Macro cell base station 150, and femtocell gateway 310, femtocell base station 350 and the like is configured.
  • the macro cell is a conventional radio access cell of a mobile communication system and includes a macro cell base station 150 for managing radio resources and a base station controller 100 for controlling the base station 150. Provides a mobile communication service by performing wireless communication.
  • a femtocell is a wireless connection that is installed in a macrocell for the purpose of guaranteeing the quality of mobile communication service in the radio degradation area and shadow area of a macrocell or overlapping in a macrocell for load balancing due to insufficient capacity of the macrocell. It is a cell.
  • a femtocell base station 350 connected to a universal Internet line (IP network) is used.
  • IP network universal Internet line
  • the mobile communication terminal 200 ′ located in the femtocell is connected to the femtocell base station 350 and is connected to the core network 300 through the femtocell base station 350 and the femtocell gateway 310 via a general-purpose Internet circuit.
  • the core network 300 is a network of a mobile communication system for providing data service and voice service.
  • the core network 300 is connected to the macrocell through an exchanger (MSC) or a packet switched node (SGSN), and the femtocell is connected to an IP network and It is connected through a gateway (G / W), provides a communication service to the mobile communication terminals (200, 200 ') in the macro cell or the femtocell.
  • MSC exchanger
  • SGSN packet switched node
  • G / W gateway
  • the macro cell base station 150 is a BTS (Base Station Transceiver Subsystem) or Node B, which manages radio resources and is controlled by the control of the base station controller 100.
  • the base station controller 100 is a base station controller (BSC) or a radio network controller (RNC), and assigns and releases radio channels to the mobile communication terminal 200, and transmits and outputs the mobile communication terminal and the macro cell base station 150. It performs control, inter-cell sort handover and hard handover decision, radio resource management, and operation and maintenance function for the macro cell base station 150.
  • the femtocell gateway 310 connects the IP network and the core network 300 to perform communication between the mobile communication terminal 200 ′ connected to the femtocell base station 350 and the mobile communication terminal 200 connected to the mobile communication core network. Make it possible.
  • the femtocell gateway 310 transmits data (for example, mobile content) received through the mobile communication core network 300 to the mobile communication terminal 200 ′ connected to the femtocell base station 350.
  • the femtocell gateway 310 performs a protocol conversion function between the mobile communication core network 300 and the IP network.
  • the femtocell base stations 350, 351 and 352 are mainly installed in the radio degradation region or the shadow area of the macro cell, and are also overlapped with each other within the macro cell coverage to increase the capacity for dispersing the shortage of the macro cell.
  • a femtocell base station 350 that is overlapped and installed for increasing capacity will be described as an example.
  • a plurality of femtocell base stations 350, 351, 352 are superimposed in a macro cell, and each base station identification code is assigned.
  • the femtocell base station identification codes are limited in the number of distinguishable codes, and as shown in the drawing, when a plurality of femtocells are installed, codes that are duplicated or reused are inevitably generated.
  • the mobile communication terminal 200 located in the macro cell moves 200 'to the femtocell 01 region, it attempts a handover to the femtocell 01 base station 350.
  • the identification code of the femtocell 01 base station 350 is 'PSC # 0', and femtocell base stations 351 and 352 to which the same identification code 'PSC # 0' is assigned exist to the femtocell 01 region.
  • the mobile communication terminal 200 ′ does not have a normal handover.
  • the mobile communication terminal 200 fails to perform a handover from the macro cell to the femtocell, thereby causing a frequency interference problem between the macrocell and the femtocell using the same common frequency.
  • This problem causes a drop in the overall system and quality of service, and causes a problem in that the capacity of both the macrocell and the femtocell is reduced.
  • the present invention can provide a method for solving various problems due to the handover failure to the femtocell.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency status allocated to a macrocell and a femtocell in a mobile communication system in which a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention is implemented.
  • C frequencies commonly used by femtocells and macrocells are allocated C to f 1 to f C
  • non-common frequencies using only macrocells without using femtocells are from f C + 1 to f N. (NC) numbers are allocated.
  • the frequency usage state inevitably requires only a limited frequency to be used in the mobile communication system, so that a large number of frequencies are allocated to the macrocell which is the main communication service of the mobile communication system.
  • the handover control method does not perform handover processing to a femtocell, and performs inter-frequency handover processing on a non-common frequency not used by a femtocell. Try to avoid the same problem.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a situation where handover processing between frequencies is performed in a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • a common frequency commonly used by a macrocell and a femtocell is allocated to a frequency f 1
  • a non-common frequency that is not used by a femtocell but uses only a macrocell is allocated to frequencies f 2 to f 4 .
  • the mobile communication terminal using the frequency f 1 which is a common frequency in the macro cell region, is at a position.
  • the mobile communication terminal establishes a call through a macro cell, enters a traffic state, and then moves to a position b, which is a femtocell region boundary.
  • the mobile communication terminal enters the femtocell region and moves to the b 'position, a procedure of attempting handover to the femtocell base station is performed in the related art.
  • a procedure of attempting handover to the femtocell base station is performed in the related art.
  • many problems occur.
  • the position of the mobile communication terminal moves from b to the femtocell area b ',
  • the inter-frequency handover procedure is performed at a non-common frequency not used by the femtocell without performing the handover process to the femtocell base station.
  • the base station controller selects a frequency having the best load and quality among non-common frequencies (f 3 in the drawing), The inter-frequency handover procedure is performed to the c position of the macro cell using the selected frequency f 3 .
  • the macro cell base station performing the handover between frequencies is a multi-frequency base station using a plurality of frequencies, and may be the same base station or another base station as before the handover.
  • the mobile terminal does not perform a handover to the femtocell and inter-frequency to the macro cell of the frequency f 3 which is a non-common frequency Handover. Accordingly, since the frequency with the femtocell is different from each other, there is no interference problem between frequencies, and no problem due to a handover failure to the femtocell base station occurs.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile communication system assumes an environment in which a femtocell is overlapped in a macrocell.
  • a mobile communication terminal located in a macro cell attempts to establish a call and enters a traffic state with a macro cell base station (S101).
  • S101 macro cell base station
  • the mobile communication terminal of the traffic state is moved from the macro cell to enter the femtocell area (S102).
  • the base station controller of the macrocell proceeds with the procedure of transmitting a measurement control message to the mobile communication terminal as the mobile communication terminal enters the femtocell region.
  • the mobile communication terminal measures the surrounding wireless environment according to the measurement control message, and as a result, a measurement report message is prepared and transmitted, and the base station controller receives a measurement report message transmitted from the mobile communication terminal (S104).
  • the base station controller analyzes the received measurement report message and checks whether the handover request event is included (S105).
  • a non-common frequency that is not used by the femtocell is selected without performing handover processing to the femtocell. Perform the procedure (S106).
  • a load with the least quality is selected and the quality of the wireless state can be maintained even after the handover.
  • the inter-frequency handover includes a process of performing a handover to the macro cell base station using the selected frequency and converting the frequency of the mobile communication terminal to the selected frequency as well (S107).
  • step S105 if it is not a handover request event to the femtocell, that is, a handover request event to the macrocell, the handover is performed according to a general inter-cell handover procedure. Processing proceeds. (S108)
  • the mobile communication terminal uses a non-common frequency different from the femtocell frequency, or a case where the signal strength of another macrocell is stronger than the femtocell. That is, when the mobile communication terminal uses a frequency different from that used by the femtocell, there may be a case where the femtocell base station is not recognized and the signal strength of the macrocell base station that is different from that of the femtocell base station may be stronger. .
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a signal flow between nodes according to a handover control method considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • the signal processing performed in the WCDMA system will be described as an example.
  • the present invention is not limited to the WCDMA system as shown in the figure, of course, it can be applied to all general mobile communication systems such as CDMA, GSM, OFDM.
  • a base station controller performs a procedure of transmitting an information broadcast to a mobile communication terminal in an idle (standby) state through a serving base station.
  • the broadcasted information includes neighbor list information of the macro cell base station and neighbor list information of the femtocell base station.
  • the neighbor list information may be included in the system information block (SIB) 11 in the broadcast information.
  • the mobile communication terminal in the idle state proceeds with the call, the RRC connection procedure and the call setup procedure with the base station controller are performed through the serving base station, and the mobile communication terminal switches to the traffic state.
  • the mobile communication terminal forms a channel and performs communication through the frequency f 1 , which is a common frequency with the serving base station, that is, the macro cell base station.
  • the frequency f 1 which is a common frequency, is a frequency commonly used with a femtocell base station.
  • a mobile communication terminal in a traffic state moves during a call and enters a femtocell coverage area where a femtocell base station is installed.
  • the base station controller transmits a measurement control message through the serving base station to control the mobile communication terminal to measure the surrounding wireless environment.
  • the measurement control message to be transmitted may include, for example, a Measurement Control message, which includes neighbor list information, and code group information of the femtocell base station may be added to the neighbor list.
  • the mobile communication terminal measures the radio signal strength of neighboring base stations according to the received measurement control message, generates a measurement report message, and then proceeds with transmitting a message to the base station controller through the serving base station.
  • the measurement report message may be, for example, a Measurement Report message, which may include handover request event information to another base station. That is, by measuring the wireless signal strength of the base station (in the neighbor list), and compares the wireless signal strength with the currently serving base station, a handover request event occurs, or if a handover request event is generated when the threshold value or more Can be.
  • the rule for generating a handover event may have various modifications.
  • the base station controller When the base station controller receives the measurement report message from the mobile communication terminal, it performs a procedure for checking a handover event in the message. Here, if the handover request event exists, it is checked whether the handover request to the femtocell. In addition, when the handover event is a handover to the macro cell, the handover process is performed according to a general procedure.
  • the base station controller proceeds to select a non-common frequency.
  • the selected non-common frequency is a frequency used only by the macro cell base station, not used by the femtocell base station, and selects one frequency having the least load and excellent frequency quality among the plurality of non-common frequencies. It is assumed that the selected non-common frequency is frequency f k (17).
  • the base station controller performs inter-frequency handover processing to the selected frequency f k cell.
  • a radio link is set to the target base station using the frequency f k .
  • the procedure is as follows.
  • the target base station using the frequency f k can not be a femtocell base station selected (since the femtocell base station that does not use frequency), in general only the frequency is different between the f k are selected the same base station and the serving base station.
  • another macrocell base station that is not the same as the serving base station may be selected.
  • the base station controller proceeds to perform an up / down link synchronization process with a target base station of frequency f k .
  • the base station controller performs a procedure for instructing physical channel reset processing to the mobile communication terminal through the serving base station.
  • the mobile communication terminal stops the existing frequency f 1 according to the channel reset instruction and proceeds with the frequency switching procedure of newly starting the frequency f k .
  • the mobile communication terminal transmits a physical channel reset completion message to the base station controller through the new target base station.
  • the physical channel is formed at the non-common frequency f k with the new target base station, thereby completing the inter-frequency handover process. Therefore, when the mobile communication terminal enters the femtocell region and attempts to handover to the femtocell, instead of the handover process to the femtocell base station, the inter-frequency handover process is performed to the non-common frequency, thereby causing inter-frequency interference and Problems such as a handover failure to a femtocell base station can be solved.
  • the handover procedure described above with reference to FIG. 5 is a blind handover procedure of WCDMA.
  • the present invention can be applied to various handover procedures in addition to the blind handover procedure described above, and the compressed mode handover procedure will be briefly described.
  • the CM scheme is similar to the blind scheme of FIG. 5 and includes an additional procedure after step (17).
  • the base station controller in accordance with the handover request does not proceed with the handover process to the femtocell, after selection of the non-common frequency of a frequency f k as an additional process, checking the quality of a predetermined frequency f k base station cell as com pressed Mode If it is above a certain quality, it includes a procedure for granting handover.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a handover control apparatus considering femtocell interference according to an embodiment of the present invention.
  • the handover control apparatus 100 includes an event receiving module 110, a handover determination module 120, a handover processing module 130, and the like.
  • the handover control device 100 may be a base station controller of a mobile communication system, or may be mounted on a base station controller. That is, in a mobile communication system in which a macro cell and a femtocell are superimposed, the mobile station is a base station controller or a base station controller for performing a handover process for a mobile communication terminal.
  • the event receiving module 110 performs a role of receiving an event message in a mobile communication terminal through a serving base station.
  • the event receiving module 110 includes an MC message transmitter 112 and an MR message receiver 114.
  • the MC message transmitter 112 transmits a measurement control message to a mobile communication terminal through a serving base station. Through this, the mobile communication terminal controls to measure the surrounding wireless environment.
  • the MR message receiver 114 receives a report message including a wireless environment and event content measured by a mobile communication terminal according to a measurement control message.
  • the handover determination module 120 determines whether to handover the mobile communication terminal.
  • the handover determination module 120 analyzes the event message received through the event receiving module 110 to determine whether the handover request event to the femtocell base station. In this case, it is determined whether the handover is performed for the mobile communication terminal in the traffic state.
  • the handover processing module 130 performs handover processing according to the determination result of the handover determination module 120.
  • the handover processing module 130 includes an event checking unit 131, a frequency selecting unit 133, a handover progressing unit 135, and an inter-base station H / O processing unit 137.
  • the event checking unit 131 checks whether the handover request event to the femtocell is a result of the determination by the handover determination module 120. In this case, when it is confirmed as a handover request event to the femtocell, the frequency selection unit 133 and the handover progress unit 135 to be described later to perform inter-frequency handover processing, the handover request event to the femtocell If it is confirmed that the non-base station H / O processing unit 137 to be described later to perform the general macro cell inter-base station handover process.
  • the frequency selecting unit 133 serves to select a non-common frequency used only in the macro cell base station instead of the femtocell base station as one of the inter-frequency handover processing procedures according to the handover request to the femtocell. In this case, when there are a plurality of non-common frequencies, the frequency with the least load and excellent quality is selected.
  • the handover progressing unit 135 performs a handover process between frequencies at a frequency selected by the frequency selecting unit 133. At this time, the inter-frequency handover process is performed at the corresponding frequency to the macro cell base station having the selected non-common frequency.
  • the macro cell base station performing the handover may be the same macro cell base station of different frequencies. That is, when the macro cell base station is a device using multiple frequencies, handover processing may be performed to the same base station although the frequencies are different.
  • the H / O processing unit 137 between the base stations performs a general handover process between the macrocells when it is determined that the event checking unit 131 is a general handover request instead of a handover to the femtocell base station. do.
  • the handover control device 100 when the mobile communication terminal in the traffic state attempts to handover from the macro cell to the femtocell, does not perform the handover process to the femtocell, the femtocell is used Control to perform the inter-frequency handover process to a non-common frequency that does not. Therefore, the present invention is to prevent various problems that occur during the handover to the femtocell in the traffic state.
  • the access point described in the present invention may be called a micro base station, a pico base station, a ubiquitous base station, or the like according to the policy of a manufacturer or a carrier. Therefore, the access point in the present invention should be understood as a gateway point that can directly communicate with the mobile terminal through short-range communication to provide the Internet service to the mobile terminal through a general-purpose Internet circuit.
  • the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form.
  • a recording medium CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 매크로셀과 펨토셀이 중첩된 환경에서 이동통신 단말의 핸드오버 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템에서 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리 방법으로서, (a) 이동통신 단말로부터 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트를 수신하는 단계; 및 (b) 상기 펨토셀 기지국에서 사용되지 않는 주파수로 주파수간(Inter-Frequency) 핸드오버 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법이 개시된다.

Description

펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법 및 장치
본 발명은 이동통신 시스템에서 핸드오버 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매크로셀과 펨토(마이크로)셀이 중첩된 환경에서 이동통신 단말의 핸드오버 기술에 관한 것이다.
본 출원은 2011년 02월 17일에 출원된 한국특허출원 제10-2011-0014199호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
펨토셀(Femto Cell)은 펨토 기지국(Femto AP)을 통해 기존의 이동통신 서비스 반경보다 훨씬 작은 지역을 대상으로 이동통신 서비스를 제공하는 기술이다. 펨토셀은 유사한 개념으로 초소형셀, 마이크로셀(Micro Cell) 등이 있다. 펨토셀은 주로 가정이나 빌딩 내부와 같이 매크로셀(Macro Cell)의 전파가 열화되는 지역이나 음영 지역에서 이동통신 서비스의 품질을 보장하기 위한 목적으로도 사용되며, 펨토존 서비스 등을 통하여 저렴한 요금을 제공하는 수단으로도 사용할 수 있다. 또한, 펨토셀은 매크로셀 기지국 용량이 부족한 경우 매크로셀의 부하를 분산하기 위한 용량 증대의 수단으로 설치하여 이용할 수 있다.
이러한, 펨토셀은 코어망(Core Network)과의 연결을 위해 IP 망(IP Network)과 같은 범용 인터넷 회선을 이용하기 때문에 설치 비용 및 유지 보수 비용이 저렴하고, 인터넷 회선이 설치된 지역은 어디에서나 설치할 수 있기 때문에 이동성이 뛰어난 장점이 있다.
위에서 설명한 펨토셀의 주요 용도 중 하나는 매크로셀의 부하를 분산하기 위해 용량 증대의 수단으로 이용하는 것이다. 즉, 매크로셀의 부족한 용량을 지원하기 위하여 매크로셀 범위 내에 펨토셀을 중첩하여 설치하여, 매크로셀의 용량 부족을 어느 정도 감소시키도록 하고 있다.
그러나, 매크로셀과 펨토셀이 중첩되어 설치되는 경우에 중첩되는 범위에서는 이동통신 단말에 대한 주파수 간섭 문제가 발생하고 있다. 펨토셀은 커버리지 범위가 매우 좁기 때문에 매크로셀 커버리지 범위 내에 다수개의 펨토셀이 설치되어 운영된다. 아울러, 매크로셀 및 펨토셀 기지국을 구분하기 위한 식별코드는 시스템 운영상 한정된 개수만을 사용하게 되는데, 대부분 매크로셀 기지국에 대한 식별코드로 할당되고 펨토셀 기지국에는 적은 수의 식별코드만이 할당된다. 이러한 이유로, 매크로셀 범위 내에 설치된 다수의 펨토셀 기지국들은 동일한 식별코드를 재사용하여 식별코드가 중복되는 문제가 발생한다. 이러한 현상은 매크로셀에서 펨토셀로 이동한 이동통신 단말의 트래픽 상태의 핸드오버에 문제를 발생시키는 원인이 되고 있다. 즉, 트래픽 상태에서 매크로셀에서 펨토셀로의 핸드오버를 수행하게 되면 타겟 펨토셀 기지국의 식별코드와 동일한 펨토셀 기지국이 다수 존재하기 때문에, 타겟 펨토셀 기지국 구분이 불가능하게 되어 핸드오버가 정상적으로 이루어지지 않는 문제점이 있다.
결국, 매크로셀과 펨토셀이 중첩된 환경에서 이동통신 단말이 매크로셀에서 펨토셀 영역으로 진입한 경우, 위와 같이 펨토셀로의 정상적인 핸드오버가 이루어지지 않는 문제로 인해, 동일 주파수 간섭 문제가 초래된다. 이와 같은 주파수 간섭 문제는 서비스 품질 저하를 초래하며, 펨토셀의 부하 분산 효과를 반감시키는 문제를 야기하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 매크로셀과 펨토셀이 중첩된 환경에서 매크로셀에서 펨토셀로의 핸드오버 실패에 따른 주파수 간섭 문제를 해결하기 위한 개선된 핸드오버 제어 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법은, 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템에서 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리 방법으로서, (a) 이동통신 단말로부터 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트를 수신하는 단계; 및 (b) 상기 펨토셀 기지국에서 사용되지 않는 주파수로 주파수간(Inter-Frequency) 핸드오버 처리를 수행하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템의 기지국 제어기에서 트래픽 상태인 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리 방법으로서, (a) 트래픽 상태인 이동통신 단말로 서비스중인 매크로셀 기지국을 통해 측정 제어 메시지(Measurement Control)를 전송하는 단계; (b) 상기 측정 제어(Measurement Control) 메시지에 따른 응답으로, 펨토셀 영역으로 이동한 이동통신 단말로부터 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트 정보를 포함한 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 수신하는 단계; (c) 매크로셀 기지국에서 사용되고, 펨토셀 기지국에서는 사용되지 않는 비공통 주파수를 선정하는 단계; 및 (d) 상기 서비스중인 매크로셀 기지국에서 상기 선정된 비공통 주파수로 주파수간(Inter-Frequency) 핸드오버 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템에서 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리 장치로서, 이동통신 단말로부터 핸드오버 요청 이벤트를 수신하는 이벤트 수신모듈; 상기 수신한 핸드오버 요청 이벤트를 분석하여 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트인지를 판별하는 핸드오버 판단모듈; 및 펨토셀로의 핸드오버 요청 이벤트로 판별되면, 상기 펨토셀 기지국에서 사용되지 않는 주파수로 주파수간(Inter-Frequency) 핸드오버 처리를 수행하는 핸드오버 처리모듈;을 포함하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 매크로셀과 펨토셀이 공통 주파수를 사용하며 중첩된 환경에서, 이동통신 단말이 매크로셀에서 펨토셀로의 핸드오버 시도 시 펨토셀에서 사용하지 않는 비공통 주파수로 주파수간 핸드오버를 진행하도록 제어하여 펨토셀과 매크로셀 간의 간섭 현상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다. 아울러, 간섭 문제로 인해 발생하던 서비스 품질 저하, 전력 증가 및 셀 용량 감소 등의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술할 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법이 구현되는 이동통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법이 구현되는 이동통신 시스템에서 매크로셀과 펨토셀에 할당되는 주파수 현황을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법에서 주파수간 핸드오버 처리가 이루어지는 상황을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법의 절차를 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법에 따라 각 노드간 이루어지는 신호의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법이 구현되는 이동통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이동통신 시스템은, 매크로셀(Macro Cell)과 펨토셀(Femto Cell)이 중첩된 시스템 환경으로, 코어망(Core Network)(300), 기지국 제어기(100), 매크로셀 기지국(150), 그리고 펨토셀 게이트웨이(310), 펨토셀 기지국(350) 등을 포함하여 구성된다.
매크로셀은 이동통신 시스템의 통상적인 무선 접속 셀로서 무선 자원을 관리하는 매크로셀 기지국(150) 및 상기 기지국(150)을 제어하는 기지국 제어기(100)를 포함하여 구성되어 이동통신 단말(200)과 무선 통신을 수행하여 이동통신 서비스를 제공한다.
펨토셀은 매크로셀의 전파 열화 지역 및 음영 지역에서 이동통신 서비스의 품질을 보장하기 위한 목적 또는 매크로셀의 용량 부족에 따른 부하 분산을 위해 매크로셀 내에 중첩하여 설치되어 용량 증대를 목적으로 활용되는 무선 접속 셀이다. 이러한 펨토셀에는 범용 인터넷 회선(IP 네트워크)과 연결된 펨토셀 기지국(350)이 사용된다. 펨토셀 내에 위치한 이동통신 단말(200')은 상기 펨토셀 기지국(350)과 연결되어 펨토셀 기지국(350) 및 펨토셀 게이트웨이(310)를 통해 범용 인터넷 회선을 매개로 코어망(300)과 연결된다.
코어망(300)은 데이터 서비스 및 음성 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템의 네트워크로서, 상기 매크로셀과는 교환기(MSC) 또는 패킷 교환 노드(SGSN)를 통해 연결되고, 상기 펨토셀과는 IP 네트워크 및 게이트웨이(G/W)를 통해 연결되어, 상기 매크로셀 또는 상기 펨토셀 내의 이동통신 단말들(200,200')에게 통신 서비스를 제공한다.
매크로셀 기지국(150)은 BTS(Base Station Transceiver Subsystem) 또는 Node B 로서, 무선 자원을 관리하며 기지국 제어기(100)의 제어에 의해 통제받는다. 또한, 기지국 제어기(100)는 BSC(Base Station Controller) 또는 RNC(Radio Network Controller)로써, 이동통신 단말(200)에 대한 무선 채널 할당 및 해제, 이동통신 단말 및 매크로셀 기지국(150)의 송신 출력 제어, 셀간 소트프 핸드오버 및 하드 핸드오버 결정, 무선 리소스 관리 및 매크로셀 기지국(150)에 대한 운영 및 유지 보수 기능 등을 수행한다.
펨토셀 게이트웨이(310)는 IP 네트워크와 코어망(300)을 연결하여, 펨토셀 기지국(350)에 접속한 이동통신 단말(200')과 이동통신 코어망에 접속한 이동통신 단말(200) 간에 통신을 가능하게 한다. 또한, 펨토셀 게이트웨이(310)는 이동통신 코어망(300)을 통해 수신된 데이터(예를 들어, 모바일 콘텐츠)를 펨토셀 기지국(350)에 접속한 이동통신 단말(200')로 전송한다. 아울러, 펨토셀 게이트웨이(310)는 이동통신 코어망(300)과 IP 네트워크 간 프로토콜 변환 기능을 수행한다.
펨토셀 기지국(350,351,352)은 주로 매크로셀의 전파 열화 지역이나 음영 지역에 설치되고, 또한 매크로셀의 용량 부족을 분산하기 위한 용량 증가용으로 매크로셀 커버리지 범위내에 중첩되어 설치된다. 본 발명의 실시예에서는 용량 증가용으로 중첩되어 설치되는 펨토셀 기지국(350)을 예로 설명한다. 이번 실시예에서, 복수의 펨토셀 기지국(350,351,352)은 매크로셀 내에 중첩되어 설치되며, 각각의 기지국 식별 코드가 할당된다. 그러나, 펨토셀 기지국 식별 코드는 구별할 수 있는 코드의 개수가 한정되어 있어, 도면에서 처럼 다수의 펨토셀이 설치될 경우에는 중복되거나 재사용되는 코드가 발생할 수밖에 없다.
이러한 상태에서, 매크로셀에 위치한 이동통신 단말(200)이 펨토셀 01 지역으로 이동(200') 하게 되면, 펨토셀 01 기지국(350)으로 핸드오버를 시도하게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이 펨토셀 01 기지국(350)의 식별 코드는 'PSC #0'이고, 이와 동일한 식별 코드 'PSC #0'이 할당된 펨토셀 기지국들(351,352)이 존재하여, 상기 펨토셀 01 지역으로 이동한 이동통신 단말(200')은 정상적인 핸드오버가 이루어지지 않는 현상이 발생한다. 이로 인해, 상기 이동통신 단말(200)은 매크로셀에서 펨토셀로의 핸드오버가 실패하게 되고, 이에 따라 동일한 공통 주파수를 사용하는 매크로셀과 펨토셀 사이에 주파수 간섭 문제가 발생한다. 이러한 문제는 전체 시스템 및 서비스 품질을 하락시키는 원인이 되며, 매크로셀 및 펨토셀 모두의 용량이 하락되는 문제를 야기한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법은, 매크로셀과 펨토셀이 중첩된 환경에서 상기 기지국 제어기(100)에서 이동통신 단말이 매크로셀(200)에서 펨토셀(200')로 핸드오버를 시도할 경우, 펨토셀로 핸드오버를 수행하지 않고, 펨토셀이 사용하지 않는 주파수를 대상으로 한 주파수간(Inter Frequency) 핸드오버 처리를 수행하도록 한다. 이를 통해, 본 발명은 펨토셀로의 핸드오버 실패에 따른 여러 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법이 구현되는 이동통신 시스템에서 매크로셀과 펨토셀에 할당되는 주파수 현황을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 펨토셀과 매크로셀이 공통으로 사용하는 주파수가 f1 부터 fC 까지 C개 할당되며, 펨토셀은 사용하지 않고 매크로셀만 사용하는 비공통 주파수가 fC+1 부터 fN 까지 (N-C)개 할당된다. 이와 같은 주파수 사용 현황은 유한한 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위해, 이동통신 시스템에서 어쩔 수 없이 한정된 주파수만을 운용해야 하기 때문에, 이동통신 시스템의 주요 통신 서비스인 매크로셀에 상대적으로 많은 주파수가 할당되며, 펨토셀에는 매크로셀에 할당된 주파수들 중 일부를 공통으로 사용하는 것이 효율적이다.
따라서, 매크로셀과 펨토셀에서 공통으로 사용하는 공통 주파수로 통신하는 이동통신 단말(200)이 펨토셀 영역으로 진입하게 되면, 상술한 바와 같은 문제 현상이 발생하게 된다. 이에 본 발명에 따른 기지국 제어기(100)에서 핸드오버 제어 방법을 통하면 펨토셀로의 핸드오버 처리를 수행하지 않고, 펨토셀이 사용하지 않는 비공통 주파수를 대상으로 주파수간 핸드오버 처리를 수행하여 상기와 같은 문제를 방지하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법에서 주파수간 핸드오버 처리가 이루어지는 상황을 나타낸 도면이다.
먼저, 매크로셀과 펨토셀이 공통으로 사용하는 공통 주파수는 주파수 f1으로 할당하고, 펨토셀이 사용하지 않고 매크로셀만 사용하는 비공통 주파수는 주파수 f2 ~ f4로 할당된 상태를 가정한다.
도 3에서와 같이, 매크로셀 영역에서 공통 주파수인 주파수 f1을 사용하는 이동통신 단말이 a 위치에 있다. 상기 이동통신 단말이 매크로셀을 통해 호를 설정하여 트래픽 상태로 돌입한 다음, 이동하여 펨토셀 영역 경계인 b 위치로 이동한다.
그 후, 이동통신 단말이 펨토셀 영역으로 진입하여 b' 위치로 이동하게 되면, 종래에는 펨토셀 영역에 진입함에 따라 펨토셀 기지국으로 핸드오버를 시도하는 절차가 이루어졌다. 그러나, 상술한 바와 같이 트래픽 상태에서 펨토셀 기지국으로 핸드오버를 시도할 경우 많은 문제점이 발생되어, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 이동통신 단말의 위치가 b 에서 펨토셀 영역인 b' 으로 이동하여, 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청이 수신되면, 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 처리를 수행하지 않고 펨토셀이 사용하지 않는 비공통 주파수로 주파수간 핸드오버 절차를 진행한다. 즉, 이동통신 단말이 b 위치에서 b' 위치로 이동시, 펨토셀로의 핸드오버 요청이 수신되면, 기지국 제어기에서는 비공통 주파수들 중 부하 및 품질이 가장 우수한 주파수를 선정하여(도면에서는 f3), 선정된 주파수 f3을 사용하는 매크로셀의 c 위치로 주파수간 핸드오버 절차를 수행한다. 이때, 주파수간 핸드오버하는 매크로셀 기지국은 복수의 주파수를 사용하는 다중 주파수 기지국이며, 핸드오버 전과 동일 기지국일 수도 있고 다른 기지국일 수도 있다.
이를 통해, 이동통신 단말이 트래픽 상태에서 매크로셀의 a 위치에서 펨토셀 영역의 b' 위치로 이동하여도, 펨토셀로의 핸드오버를 이루어지지 않고, 비공통 주파수인 주파수 f3의 매크로셀로 주파수간 핸드오버하게 된다. 따라서, 펨토셀과의 주파수가 서로 다르게 되어 주파수간 간섭 문제도 발생하기 않고, 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 실패에 따른 문제도 발생하기 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법의 절차를 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법을 설명하기로 한다.
여기서 이동통신 시스템은 도 1을 통해 설명한 바와 같이, 매크로셀 내에 펨토셀이 중첩된 환경으로 가정한다.
도면에서와 같이, 먼저 매크로셀에 위치한 이동통신 단말이 통화를 시도하여 호를 설정하고 매크로셀 기지국과의 트래픽 상태로 진입한다.(S101)
다음, 트래픽 상태의 이동통신 단말이 매크로셀에서 이동하여 펨토셀 영역으로 진입하게 된다.(S102)
매크로셀의 기지국 제어기에서는 이동통신 단말이 펨토셀 영역으로 진입함에 따라 상기 이동통신 단말로 측정 제어 메시지를 전송하는 절차를 진행한다.(S103)
이동통신 단말은 측정 제어 메시지에 따라 주변 무선 환경을 측정하고, 그 결과로 측정 보고 메시지를 작성하여 전송하고, 기지국 제어기에서는 이동통신 단말로부터 전송된 측정 보고 메시지를 수신하는 절차가 이루어진다.(S104)
기지국 제어기에서는 수신한 측정 보고 메시지를 분석하여 핸드오버 요청 이벤트가 포함되었는지를 확인하는 절차를 수행한다.(S105)
핸드오버 요청 이벤트를 확인하여 상기 이동통신 단말이 위치한 펨토셀 영역의 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트일 경우에는, 펨토셀로의 핸드오버 처리를 수행하지 않고, 펨토셀이 사용하지 않는 비공통 주파수를 선정하는 절차를 수행한다.(S106)
이때에는, 펨토셀이 사용하지 않는 비공통 주파수들 중 부하가 가장 적고 품질이 우수한 주파수를 선정하여, 핸드오버 후에도 무선 상태의 품질을 유지할 수 있도록 한다.
위에서와 같이 비공통 주파수가 선정되면, 선정된 주파수로 주파수간 핸드오버 처리를 수행하는 절차가 이루어진다. 여기서, 주파수간 핸드오버는 상기 선정된 주파수를 사용하는 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 수행하고, 이동통신 단말의 주파수도 상기 선정된 주파수로 전환시키는 처리를 포함한다.(S107)
반면에, 상기 단계 S105에서 핸드오버 이벤트를 확인한 결과, 펨토셀로의 핸드오버 요청 이벤트가 아닌 경우에 즉, 매크로셀로의 핸드오버 요청 이벤트일 경우에는 일반적인 매크로셀 간 핸드오버 처리 절차에 따라 핸드오버 처리를 진행한다.(S108)
이와 같은 경우는 이동통신 단말이 펨토셀 주파수와 다른 비공통 주파수를 사용하고 있는 경우나, 펨토셀 보다 다른 매크로셀의 신호세기가 더 강한 경우를 예로 들 수 있다. 즉, 이동통신 단말에서 펨토셀에서 사용하는 주파수와 다른 주파수를 사용함으로써, 펨토셀 기지국을 인지하지 못하는 경우와, 펨토셀 기지국의 신호세기 보다 다른 매크로셀 기지국의 신호세기가 더 강한 경우가 존재할 수 있기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법에 따라 각 노드간 이루어지는 신호의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
이번 실시예에서는 WCDMA 시스템에서 이루어지는 신호 처리를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 도면에서와 같은 WCDMA 시스템에 한정하지 않고, CDMA, GSM, OFDM 등 일반적인 이동통신 시스템에 모두 적용될 수 있음은 물론이다.
도면을 참조하면, 먼저 기지국 제어기에서는 아이들(대기) 상태의 이동통신 단말에 서빙 기지국을 통해 정보 방송을 송신하는 절차가 이루어진다. 이때에 방송되는 정보에는 매크로셀 기지국의 네이버리스트 정보와 펨토셀 기지국의 네이버리스트 정보가 포함된다. 여기서, 네이버리스트 정보는 방송 정보 내의 SIB(System Information Block) 11 에 포함될 수 있다.(11)
아이들 상태의 이동통신 단말이 통화를 진행하게 되면, 서빙 기지국을 통해 기지국 제어기와 RRC 커넥션 절차와 호 설정 절차가 수행되고, 이동통신 단말은 트래픽 상태로 전환하게 된다. 이때, 이동통신 단말은 서빙 기지국 즉, 매크로셀 기지국과 공통 주파수인 주파수 f1을 통해 채널을 형성하고 통신을 수행하는 것으로 가정한다. 여기서, 공통 주파수인 주파수 f1은 펨토셀 기지국과 공통으로 사용하는 주파수이다.(12)
다음, 트래픽 상태의 이동통신 단말이 통화중 이동하여 펨토셀 기지국이 설치된 펨토셀 커버리지 영역 내로 진입하는 상황이 이루어진다.(13)
이동통신 단말이 펨토셀 영역 경계지역으로 진입하게 되면, 기지국 제어기에서는 서빙 기지국을 통해 측정 제어 메시지를 전송하여, 이동통신 단말로 하여금 주변 무선 환경을 측정하도록 제어한다. 이때, 전송하는 측정 제어 메시지는 Measurement Control 메시지를 예로 들 수 있으며, 이 메시지 내에는 네이버리스트 정보가 포함되고, 펨토셀 기지국의 코드 그룹 정보가 이 네이버리스트에 추가될 수 있다.(14)
이동통신 단말은 수신한 측정 제어 메시지에 따라 주변 기지국들에 대한 무선 신호세기를 측정하여, 측정 보고 메시지를 생성한 다음 서빙 기지국을 통해 기지국 제어기로 메시지를 전송하는 절차를 진행한다. 이때에, 측정 보고 메시지는 Measurement Report 메시지를 예로 들 수 있으며, 이 메시지에는 다른 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트 정보가 포함될 수 있다. 즉, 주변(네이버리스트에 포함된) 기지국들의 무선 신호세기를 측정하고, 현재 서빙중인 기지국과의 무선 신호세기를 비교하여, 핸드오버 요청 이벤트가 발생하거나, 설정된 임계치 이상일 경우 핸드오버 요청 이벤트를 발생할 수 있다. 이와 같은, 핸드오버 이벤트 발생의 규칙은 다양한 변형예가 있을 수 있다.(15)
기지국 제어기에서는 이동통신 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신하면, 메시지 내에 핸드오버 이벤트를 확인하는 절차를 수행한다. 여기서, 핸드오버 요청 이벤트가 존재할 경우에는 펨토셀로의 핸드오버 요청인지 여부를 확인한다. 또한, 핸드오버 이벤트가 매크로셀로의 핸드오버인 경우에는 일반적인 절차대로 핸드오버 처리를 수행하도록 한다.(16)
반면, 확인 결과 펨토셀로의 핸드오버 요청 이벤트일 경우에는 해당 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 처리 절차 대신, 기지국 제어기에서는 비공통 주파수를 선정하는 절차를 진행한다. 이때, 선정하는 비공통 주파수는 펨토셀 기지국에서 사용하지 않고 매크로셀 기지국에서만 사용하는 주파수이며, 복수의 비공통 주파수들 중 가장 부하가 적고 주파수 품질이 우수한 하나의 주파수를 선정한다. 이렇게 선정한 비공통 주파수를 주파수 fk라고 가정한다.(17)
이상에서와 같이 비공통 주파수 fk가 선정되면, 기지국 제어기에서는 선정된 주파수 fk 셀로 주파수간 핸드오버 처리를 진행하게 되는데, 먼저 주파수 fk를 사용하는 타겟 기지국으로 무선 자원(Radio Link)을 설정하는 절차가 진행된다. 이때, 주파수 fk를 사용하는 타겟 기지국은 펨토셀 기지국이 선정될 수 없고(펨토셀 기지국이 사용하지 않는 주파수이므로), 일반적으로 주파수만 fk로 다르고 서빙 기지국과 동일한 기지국이 선정된다. 물론, 서빙 기지국과 동일하지 않은 다른 매크로셀 기지국이 선정될 수도 있다.(18)
다음, 기지국 제어기는 fk 주파수의 타겟 기지국과 상/하향(Up/Down Link) 동기화 처리를 수행하는 절차를 진행한다.(19)
이후, 기지국 제어기에서는 서빙 기지국을 통해 이동통신 단말로 물리 채널 재설정 처리를 지시하는 절차를 수행한다.(20)
이동통신 단말에서는 채널 재설정 지시에 따라 기존 사용하는 주파수 f1을 중단하고, 주파수 fk를 새롭게 시작하는 주파수 전환 절차를 진행한다.(21)
이와 함께, 이동통신 단말에서는 새로운 타겟 기지국을 통해 물리 채널 재설정 완료 메시지를 기지국 제어기로 전송한다.(22)
이렇게 새로운 타겟 기지국과 비공통 주파수 fk로 물리 채널이 형성되는 것으로 주파수간 핸드오버 처리를 완료하게 된다. 따라서, 이동통신 단말이 펨토셀 영역으로 진입하여 펨토셀로의 핸드오버를 시도할 경우에, 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 처리 대신, 비공통 주파수로의 주파수간 핸드오버 처리를 진행하여, 주파수간 간섭 현상 및 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 실패 현상 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다.
아울러, 도 5를 통해 상술한 핸드오버 절차는 WCDMA의 블라인드(Blind) 방식 핸드오버 절차이다. 본 발명은 상술한 블라인드 방식 핸드오버 절차 이외에 다양한 방식의 핸드오버 절차에 적용될 수 있는데, 그 중 컴프레스드 모드(Compressed Mode) 방식의 핸드오버 절차를 간략히 설명하기로 한다.
CM 방식은, 도 5의 블라인드 방식과 유사하며 단계 (17) 이후에 추가적인 절차가 포함된다.
즉, 기지국 제어기에서 핸드오버 요청에 따라 펨토셀로의 핸드오버 처리를 진행하지 않고, 비공통 주파수인 주파수 fk를 선정한 후에 추가적인 절차로서, 선정된 주파수 fk 기지국 셀의 품질을 컴프레스드 모드로 점검한 후 일정 품질 이상이면 핸드오버를 허가하는 절차를 포함한다.(30)
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 핸드오버 제어 장치(100)는 이벤트 수신 모듈(110), 핸드오버 판단 모듈(120), 핸드오버 처리 모듈(130) 등을 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 핸드오버 제어 장치(100)는 이동통신 시스템의 기지국 제어기가 될 수 있고, 또는 기지국 제어기에 탑재될 수 있다. 즉, 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템에서 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리를 수행하는 기지국 제어기 장치 또는 기지국 제어기에 탑재되는 장치이다.
상기 이벤트 수신모듈(110)은, 서빙 기지국을 통해 이동통신 단말에서의 이벤트 메시지를 수신하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 상기 이벤트 수신모듈(110)은 MC 메시지 송신부(112)와 MR 메시지 수신부(114)를 구비한다. 상기 MC 메시지 송신부(112)는 서빙 기지국을 통해 이동통신 단말로 측정 제어 메시지를 송신하는 역할을 수행한다. 이를 통해, 이동통신 단말이 주변 무선 환경을 측정하도록 제어한다. 상기 MR 메시지 수신부(114)는 측정 제어 메시지에 따라 이동통신 단말이 측정한 무선 환경 및 이벤트 내용을 포함한 보고 메시지를 수신하는 역할을 수행한다.
상기 핸드오버 판단모듈(120)은 이동통신 단말의 핸드오버 여부를 판단하는 역할을 수행한다. 상기 핸드오버 판단모듈(120)은 상기 이벤트 수신모듈(110)을 통해 수신한 이벤트 메시지를 분석하여, 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트인지를 확인하는 역할을 수행한다. 이때에는 트래픽 상태의 이동통신 단말을 대상으로 핸드오버 여부를 판단한다.
상기 핸드오버 처리모듈(130)은 상기 핸드오버 판단모듈(120)의 판단 결과에 따라 핸드오버 처리를 수행한다. 상기 핸드오버 처리모듈(130)은 이벤트 확인부(131), 주파수 선정부(133), 핸드오버 진행부(135), 기지국간 H/O 처리부(137) 등으로 이루어진다.
상기 이벤트 확인부(131)는 상기 핸드오버 판단모듈(120)에서의 판단 결과 펨토셀로의 핸드오버 요청 이벤트인지를 확인하는 역할을 수행한다. 여기서, 펨토셀로의 핸드오버 요청 이벤트로 확인되는 경우에는 후술할 주파수 선정부(133) 및 핸드오버 진행부(135)를 통해 주파수간 핸드오버 처리를 수행하도록 하고, 펨토셀로의 핸드오버 요청 이벤트가 아닌 것으로 확인될 경우에는 후술할 기지국간 H/O 처리부(137)를 통해 일반적인 매크로셀 기지국간 핸드오버 처리를 수행하도록 한다.
상기 주파수 선정부(133)는 펨토셀로의 핸드오버 요청에 따른 주파수간 핸드오버 처리 절차의 하나로 펨토셀 기지국에서 사용하지 않고 매크로셀 기지국에서만 사용하는 비공통 주파수를 선정하는 역할을 수행한다. 이때에는, 비공통 주파수가 복수개 존재할 경우, 가장 부하가 적고 품질이 우수한 주파수를 선정하도록 한다.
상기 핸드오버 진행부(135)는 상기 주파수 선정부(133)에서 선정된 주파수로 주파수간 핸드오버 처리를 진행하는 역할을 수행한다. 이때에는, 선정된 비공통 주파수를 갖는 매크로셀 기지국에 해당 주파수로 주파수간 핸드오버 처리를 수행한다. 여기서, 핸드오버하는 매크로셀 기지국은 다른 주파수의 동일한 매크로셀 기지국이 될 수 있다. 즉, 매크로셀 기지국이 다중 주파수를 사용하는 장치일 경우 주파수는 다르지만 동일한 기지국으로 핸드오버 처리가 이루어질 수 있다.
상기 기지국간 H/O 처리부(137)는 상기 이벤트 확인부(131)에서 펨토셀 기지국으로의 핸드오버가 아닌 일반 핸드오버 요청인 것으로 확인될 경우, 매크로셀 간 일반적인 핸드오버 처리를 진행하는 역할을 수행한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 핸드오버 제어 장치(100)는 트래픽 상태의 이동통신 단말이 매크로셀에서 펨토셀로 핸드오버를 시도할 경우, 펨토셀로의 핸드오버 처리를 수행하지 않고, 펨토셀이 사용하지 않는 비공통 주파수로 주파수간 핸드오버 처리를 수행하도록 제어한다. 따라서, 본 발명은 트래픽 상태에서 펨토셀로 핸드오버시 발생하는 여러 가지 문제점을 방지하도록 하고 있다.
본 발명에 있어서 설명된 액세스 포인트는 제조업체 또는 통신 사업자의 정책에 따라 초소형 기지국, 피코 기지국, 유비셀 기지국 등으로 불려지기도 한다. 따라서 본 발명에 있어서의 액세스 포인트는 이동 단말과 근거리 통신으로 직접 통신하여 범용 인터넷 회선을 통해 상기 이동 단말로 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 관문 포인트로서 이해되어야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (16)

  1. 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템에서 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리 방법으로서,
    (a) 이동통신 단말로부터 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트를 수신하는 단계; 및
    (b) 상기 펨토셀 기지국에서 사용되지 않는 주파수로 주파수간(Inter-Frequency) 핸드오버 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서, 상기 이동통신 단말은,
    매크로셀 기지국을 통해 트래픽 상태인 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a) 내지 상기 단계 (b)는,
    이동통신 시스템의 기지국 제어기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)는,
    (1) 매크로셀 기지국에서 사용되고, 펨토셀 기지국에서는 사용되지 않는 비공통 주파수를 선정하는 단계; 및
    (2) 기존 서빙 매크로셀 기지국에서 상기 선정된 비공통 주파수의 매크로셀 기지국으로 주파수간 핸드오버 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계 (1)은,
    복수의 비공통 주파수 중 주파수 부하가 가장 적은 주파수를 선정하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)는,
    펨토셀 영역으로 이동한 이동통신 단말로부터 서빙중인 매크로셀 기지국을 통해 측정 제어(Measurement Control) 메시지에 따른 응답으로 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트 정보를 포함한 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 매크로셀 기지국은, 복수의 주파수를 운용하는 다중 주파수 기지국 장치인 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  8. 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템의 기지국 제어기에서 트래픽 상태인 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리 방법으로서,
    (a) 트래픽 상태인 이동통신 단말로 서비스중인 매크로셀 기지국을 통해 측정 제어 메시지(Measurement Control)를 전송하는 단계;
    (b) 상기 측정 제어(Measurement Control) 메시지에 따른 응답으로, 펨토셀 영역으로 이동한 이동통신 단말로부터 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트 정보를 포함한 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 수신하는 단계;
    (c) 매크로셀 기지국에서 사용되고, 펨토셀 기지국에서는 사용되지 않는 비공통 주파수를 선정하는 단계; 및
    (d) 상기 서비스중인 매크로셀 기지국에서 상기 선정된 비공통 주파수로 주파수간(Inter-Frequency) 핸드오버 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 방법.
  9. 매크로셀과 펨토셀을 중첩하여 운용하는 이동통신 시스템에서 이동통신 단말에 대한 핸드오버 처리 장치로서,
    이동통신 단말로부터 핸드오버 요청 이벤트를 수신하는 이벤트 수신모듈;
    상기 수신한 핸드오버 요청 이벤트를 분석하여 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트인지를 판별하는 핸드오버 판단모듈; 및
    펨토셀로의 핸드오버 요청 이벤트로 판별되면, 상기 펨토셀 기지국에서 사용되지 않는 주파수로 주파수간(Inter-Frequency) 핸드오버 처리를 수행하는 핸드오버 처리모듈;을 포함하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이동통신 단말은,
    매크로셀 기지국을 통해 트래픽 상태인 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 이벤트 수신모듈, 상기 핸드오버 판단모듈 및 상기 핸드오버 처리모듈은,
    이동통신 시스템의 기지국 제어기에 구현되는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 핸드오버 처리모듈은,
    펨토셀로의 핸드오버 이벤트인지를 확인하여 주파수간 핸드오버 처리를 진행하는 이벤트 확인부;
    매크로셀 기지국에서 사용되고, 펨토셀 기지국에서는 사용되지 않는 비공통 주파수를 선정하는 주파수 선정부; 및
    기존 서빙 매크로셀 기지국에서 상기 선정된 비공통 주파수의 매크로셀 기지국으로 주파수간 핸드오버 처리를 수행하는 핸드오버 진행부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 주파수 선정부는,
    복수의 비공통 주파수 중 부하가 가장 적고 품질이 우수한 주파수를 선정하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 이벤트 수신모듈은,
    펨토셀 영역으로 이동한 이동통신 단말로부터 서빙중인 매크로셀 기지국을 통해 측정 제어(Measurement Control) 메시지에 따른 응답으로 펨토셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트 정보를 포함한 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 매크로셀 기지국은, 복수의 주파수를 운용하는 다중 주파수 기지국 장치인 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 핸드오버 판단모듈에서 매크로셀 기지국으로의 핸드오버 요청 이벤트로 판별된 경우,
    상기 핸드오버 처리모듈은, 매크로셀 기지국으로의 기지국간 핸드오버 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 간섭을 고려한 핸드오버 제어 장치.
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