WO2013018970A1 - Ｃｓ 폴백 서비스를 위한 셀을 선택하는 방법 - Google Patents

Ｃｓ 폴백 서비스를 위한 셀을 선택하는 방법 Download PDF

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지영하
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    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to a method for selecting a cell for a CS fallback service.
  • UTRAN UMTS Radio Access Network
  • CS circuit switched
  • PS packet switched
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • the LTE standard proposes a CS fallback (Circuit Switched Fallback) service.
  • CS fallback service is a mobile terminal when a mobile originate (MO) call (MO) call (MT) or Mobile Terminate (MT) call is generated when the camping (Camping) to the LTE network, the mobile terminal is a non-LTE Handover to UTRAN to handle voice calls.
  • MO mobile originate
  • MT Mobile Terminate
  • the CS fallback call is transmitted to the UTRAN cell mapped to the LTE cell camped with the current mobile terminal when the CS falls back.
  • the target cell that is, LTE cell 2
  • the target cell that is, LTE cell 1
  • the serving cell of the mobile station that is, LTE cell 1. If it has a handover. Accordingly, a handover is made to the target cell somewhat later, resulting in an increase in the radius of the serving cell.
  • CS fallback paging for CS fallback is received through UTRAN cell 1 mapped to LTE cell 1, The terminal 100 transmits a paging response to the UTRAN cell 2 mapped to the currently located LTE cell 2.
  • the mobile terminal 100 must attempt to register the location again to the unwanted cell, that is, the UTRAN cell 2, so that the call connection delay occurs.
  • the present invention is to provide a method for selecting a target cell for CS fallback.
  • a method of selecting a cell for a CS fallback service when a mobile terminal connected to a first network capable of providing packet service requests a circuit service, the mobile terminal is handed over to a cell of a second network capable of providing the circuit service, thereby providing the circuit service.
  • CLAIMS 1.
  • a method for selecting a cell of the second network to provide the method comprising: setting a hysteresis parameter in the first network; Collecting cell measurement information of each cell of at least one second network measured by the mobile terminal; And selecting a cell for handover of the mobile terminal by using the hysteresis parameter and the cell measurement information.
  • the mobile terminal transitions to a cell of the accessing first network or to a cell of the handable second network in comparison with measurement information of the cell of the second network mapped to the cell of the first network to which the mobile terminal has moved. Decide if you want to.
  • the method may further include transmitting cell information selected in the selecting step to the mobile terminal before receiving the paging for the circuit service from a cell of the second network and transmitting the paging for the circuit service to the mobile terminal.
  • the call setup delay can be reduced by preventing the CS fallback to the unwanted cell area LA in the cell boundary section.
  • FIG. 1 shows a configuration of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a CS fallback procedure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 shows an example of mapping between an LTE cell and a UTRAN cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a CS fallback according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining hysteresis of a cell according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of an eNodeB according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a cell selection operation of an eNodeB according to an embodiment of the present invention.
  • ... unit described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 shows a configuration of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal 100 accesses a Long Term Evolution (LTE) network 200 when using a data service, and uses a UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) CS when using a voice service. Connect to the network.
  • LTE Long Term Evolution
  • UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • the LTE network 200 which cannot cope with circuit switched communication and the UTRAN network 300 such as WCDMA / GSM which can cope with circuit switched communication are mixed.
  • the user equipment (UE) 100 is a terminal that supports a CS switched back function.
  • the CS fallback function is performed by a mobile terminal 100 serving in an LTE cell region using a CS resource (ie, a resource of a UTRAN network) of a CS service (eg, a voice service as well as a video service and an SMS (Short Message Service). ), LCS (LoCation Services), and USSD (Unstructured Supplementary Service Data).
  • a CS resource ie, a resource of a UTRAN network
  • a CS service eg, a voice service as well as a video service and an SMS (Short Message Service).
  • LCS Long Message Service
  • USSD Unstructured Supplementary Service Data
  • the LTE network 200 is a network that supports only a packet switch (PS) scheme, and includes an eNodeB 210, a mobility management entity (MME) 230, and a serving gateway (S-GW). Gateway) 250, P-GW (Packet Data Network Gateway, PDN Gateway) 270, and the Internet network 290.
  • PS packet switch
  • MME mobility management entity
  • S-GW serving gateway
  • the eNodeB 210 is a base station apparatus of a wireless access network of LTE, and provides a paging request for CS fallback, a function of delivering an SMS message to the mobile terminal 100, and a target cell capable of CS service. It supports direct connection.
  • the MME 230 supports CS fallback as well as Combined EPS / IMSI Attach, Combined TA / LA Update, Detach, SMS message processing from the mobile terminal 100, and SGs interface connection management to the MSC 350.
  • the S-GW 250 serves as a mobility anchor when the mobile terminal 100 moves between handovers between the eNodeBs 210 or between 3GPP wireless networks.
  • the P-GW 270 assigns an IP (Internet Protocol) address of the mobile terminal 100, performs packet data related functions of the core network, and performs a mobility anchor role when moving between the 3GPP wireless network and the non-3GPP wireless network. do.
  • IP Internet Protocol
  • the UTRAN CS network 300 is a network supporting both a circuit switch (CS) scheme and a packet switched scheme, and includes a NodeB 310, a Radio Network Controller (RNC) 330, and an MSC ( A Mobile Switching Center (350), a Short Message Service Center (SMS) 370, and a Public Switched Telephone Network (PSTN) 390.
  • CS circuit switch
  • RNC Radio Network Controller
  • MSC MSC
  • SMS Short Message Service Center
  • PSTN Public Switched Telephone Network
  • the NodeB 310 and the RNC 330 are wireless access networks in the UTRAN CS network 300 and are based on Asynchronous Transfer Mode (ATM), and are located between the mobile terminal 100 and a wireless communication core network. Pass data and control information.
  • ATM Asynchronous Transfer Mode
  • the MSC 350 supports the CS fallback function, as well as the Combined EPS / IMSI Attach, Combined TA / LA Update, Detach, SMS message processing and management of the SGs interface connection to the MME.
  • the mobility management process such as Combined EPS / IMSI Attach process, Combined TA / LA Update process, and Detach process is first performed for the CS fallback function.
  • a location registration process such a process is collectively referred to as a location registration process.
  • the CS fallback function may be implemented in three ways as shown in Table 1.
  • the 'redirection' method of the CS fallback function is a method of releasing the LTE connection and transitioning to UTRAN when attempting a CS call.
  • the 'Redirection with SI' method is a method of reducing the call setup delay by pre-transmitting the SI (System Information) of the UTRAN to the passive or LTE network.
  • the 'PS Handover' method is a method of handover from the LTE network to the UTRAN network when attempting a CS call.
  • the 'Redirection with SI' method and the 'PS Handover' method are provided to provide information on the UTRAN (WCDMA) cell to be transitioned in advance.
  • the embodiment of the present invention corresponds to the case of using the 'Redirection with SI' method and the 'PS Handover' method.
  • FIG. 2 illustrates a CS fallback procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the MSC (350 of FIG. 1) transmits a paging request 2 to the MME (230 of FIG. 1) using the SgsAP protocol.
  • the MME (230 of FIG. 1) transmits a paging request (3) to the mobile terminal (100 of FIG. 1) connected to the LTE cell to receive a paging response (4) from the mobile terminal (100 of FIG. 1), Send a handover command 5 to the LTE cell.
  • the LTE cell performs a handover and switch 6 process with the UTRAN cell, and upon completion, the MSC (350 of FIG. 1) receives a paging response through the UTRAN cell and performs a call setup 7 process. Since then, the mobile terminal 100 uses a voice call service through the UTRAN cell.
  • the location is managed between the MME (230 of FIG. 1) of the LTE cell and the MSC (350 of FIG. 1) of the UTRAN cell through a 1: 1 mapping relationship, which will be described with reference to FIG. 3.
  • FIG 3 shows an example of mapping between an LTE cell and a UTRAN cell according to an embodiment of the present invention.
  • the area of the LTE cell is called a tracking area (TA), and the area of the UTRAN cell is called a location area (LA).
  • TA tracking area
  • LA location area
  • the MME (230 of FIG. 1) manages cells of TA1, TA2, and TA3, the MSC1 351 manages LA1, and the MSC2 353 manages LA2.
  • the MME 230 manages a mapping table. According to the mapping table, TA1 and TA2 are mapped to LA1 managed by the MSC1 351, and TA3 is mapped to LA2 managed by the MSC2 353.
  • the MME (230 in FIG. 1) allows the CS fallback call of the mobile terminal (100 in FIG. 1) located in TA1 or TA2 to be processed through the MSC1 351, and the mobile terminal (100 in FIG. 1) located in TA3.
  • CS fallback call is handled through MSC2 353.
  • the MME (230 in FIG. 1) provides LA1 information to the mobile terminal (100 in FIG. 1) located in TA1 or TA2 before CS fallback, and LA2 to the mobile terminal (100 in FIG. 1) located in TA3. Provide information.
  • Figure 4 is a view for explaining the CS fallback according to an embodiment of the present invention.
  • the service area is largely composed of MSC area 1 managed by MSC1 351 and MSC area 2 managed by MSC2 353.
  • the MSC region 1 includes LA1 and LA2, the TA1 and TA2 are included, and the MSC region 2 includes LA3 and TA3.
  • LA is set differently in TA2, which is an area where the MSC region 1 and the MSC region 2 overlap. That is, both LA2 and LA3 can be connected. Therefore, when performing CS fallback, when a paging request is received from the MSC1 351 through the MME 230, a paging response should be transmitted to LA2, but is transmitted to the MSC2 353 through LA3. This occurs due to cell hysteresis, which will be described below with reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining hysteresis of a cell according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • an edge region in which an LTE cell, that is, TA1, is mapped to LA1 and an LTE cell, that is, TA2, is mapped to LA2 will be described.
  • handover is made to TA2 somewhat late due to cell hysteresis, resulting in an increase in the cell radius (dotted line) of TA1. This occurs because the handover occurs when the target cell, that is, TA2, has a better hysteresis than the current serving cell, TA1, at the time of cell reselection for selecting a cell to be camped. .
  • the mobile terminal 100 transmits a paging response to LA2 mapped to TA2. Therefore, the mobile terminal 100 must attempt to register the location again to an unwanted cell, that is, LA2, so that the call is connected, thereby causing a call setup delay.
  • the eNodeB 210 first provides the cell information of LA1 mapped to the serving cell TA1 when providing the target cell, ie UTRAN cell information, for the CS fallback call to the mobile terminal 100.
  • the cell to be transitioned is determined by using the hysteresis parameter (CSFB_Hysteresis) related to the newly defined cell transition.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an internal configuration of an eNodeB according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 schematically illustrates only a configuration related to an embodiment of the present invention.
  • the eNodeB 210 includes a receiver 211, a parameter setting unit 213, and a cell transition unit 215.
  • the receiver 211 receives measurement information of the UTRAN cell LA measured by the mobile terminal 100 from the mobile terminal 100.
  • the mobile terminal 100 may measure the quality of the UTRAN cell and transmit it to the eNodeB 210 periodically or at a specific time.
  • the measurement information of the cell may include the received signal strength of the cell.
  • the parameter setting unit 213 manages the information of the hysteresis parameter (CSFB_Hysteresis) described above.
  • the hysteresis parameter is a parameter used when setting a target cell LA for CS fallback.
  • the cell transition unit 215 provides target cell LA information for CS fallback to the mobile terminal 100 of FIG. 1.
  • the eNodeB 210 transmits information of the NodeB 310 to the MSC 350. Received through) and provided to the mobile terminal (100 in FIG. 1) before the CS fallback.
  • the cell transition unit 235 uses the measurement information of the cell LA to be CS fallback received through the receiver 231 and the hysteresis parameter provided through the parameter setting unit 233.
  • the cell to be CS fallback is determined and provided to the mobile terminal 100.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a cell selection operation of an eNodeB according to an embodiment of the present invention, which will be described in connection with the configuration of FIG. 6.
  • the parameter setting unit 213 sets hysteresis parameters for CS fallback (S101).
  • the receiver 211 receives the UTRAN cell measurement information measured by the mobile terminal 100 (S103).
  • the cell transition unit 215 determines the cell for the mobile terminal 100 to fall back CS using the hysteresis parameter and the UTRAN cell measurement information set in step S101 (S105, 107).
  • the method for the mobile terminal 100 to determine a cell to be CS fallback may be represented as follows.
  • Q1 is measurement information of UTRAN cell 1 (LA1)
  • Q2 is measurement information of UTRAN cell 2 (LA2).
  • the UTRAN cell 1 (LA1) is a cell mapped to the cell of TA1 to which the mobile terminal 100 is already connected
  • the UTRAN cell 2 (LA2) is a cell mapped to the cell of TA2 to which the mobile terminal 100 has moved. to be.
  • the cell transition unit 215 receives SI information of LA1 and LA2, that is, information of NodeB 310 from each NodeB 310 through the MSC 350.
  • the cell transition unit 215 adds the measurement information Q1 of the UTRAN cell 1 LA1 measured by the mobile terminal 100 and the hysteresis parameter to measure the measurement information Q2 of the UTRAN cell 2 measured by the mobile terminal 100. Compare with (S105).
  • the cell to be transitioned to the UTRAN cell 1 (LA1) or the UTRAN cell 2 (LA2) satisfying Equation 1 is determined and transmitted to the mobile terminal 100 (S109).
  • step S109 is a process of providing information about a UTRAN (WCDMA) cell to be transitioned according to a 'Redirection with SI' scheme and a 'PS Handover' scheme in advance.
  • WCDMA UTRAN
  • the mobile terminal 100 has a high probability of transitioning to a cell mapped to the cell of TA1 to which the mobile terminal 100 is connected.
  • the signal quality of the cell mapped to the cell of TA2 is relatively better, which may result in poor voice quality.
  • the parameter setting unit 213 properly sets the hysteresis parameter in the cell boundary region shown in FIG. 5 in view of the above problems.

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Abstract

패킷 서비스만을 제공할 수 있는 제1 네트워크에 접속된 이동 단말이 서킷 서비스를 요청할 경우, 상기 서킷 서비스를 제공할 수 있는 제2 네트워크의 셀로 상기 이동 단말을 핸드오버시켜 상기 서킷 서비스를 제공하게 할 상기 제2 네트워크의 셀을 선택하는 방법이 개시된다. 이때, 제1 네트워크의 기지국 장치(eNodeB)는 히스테리시스 파라미터를 설정하고, 이동 단말이 측정한 하나 이상의 제2 네트워크의 셀 각각의 셀 측정 정보를 수집하여 히스테리시스 파라미터와 셀 측정 정보를 이용하여 이동 단말을 핸드오버 시킬 셀을 선택한다.

Description

ＣＳ 폴백 서비스를 위한 셀을 선택하는 방법
본 발명은 CS 폴백 서비스를 위한 셀을 선택하는 방법에 관한 것이다.
현재, UTRAN(UMTS Radio Access Network)은 회선 교환(CS: Circuit Switch) 방식과 패킷 교환(PS: Packet Switch) 방식을 모두 지원하고 있다. 그러나 LTE(Long Term Evolution)에서는 IMS(IP Multimedia Subsystem) 기반으로 음성 호를 지원하고는 있지만, 현재 대부분의 사업자들이 IMS를 도입하지 않고 있는 실정이다.
이에 따라, LTE 표준에서는 음성 호를 지원하기 위해서 CS 폴백(Circuit Switched Fallback) 서비스를 제안하고 있다.
CS 폴백(fallback) 서비스는 이동 단말이 LTE 네트워크에 캠핑(Camping)하고 있는 상태에서 MO(Mobile Originate) 콜(call)이 발생되거나 MT(Mobile Terminate) 콜이 발생된 경우, 이동 단말을 non LTE 즉 UTRAN으로 핸드오버시켜 음성 호를 처리하도록 하는 서비스이다.
이때, LTE 셀과 UTRAN 셀은 상호 1:1 매핑이 되어 있어 CS 폴백시 현재 이동 단말이 캠핑된 LTE 셀과 매핑된 UTRAN 셀로 CS 폴백 호가 전달된다.
그런데 LTE 셀들이 중첩된 셀 경계 지역에서 LTE 셀 1에서 LTE 셀 2로 이동 단말이 이동하는 경우, 타겟 셀 즉 LTE 셀 2가 이동 단말의 서빙 셀 즉 LTE 셀 1보다 히스테리시스(Hysteresis) 만큼 더 좋은 환경을 가지게 될 경우에 핸드오버된다. 따라서, 타겟 셀로 다소 늦게 핸드오버가 이루어져 결국 서빙 셀의 반경이 커지는 효과가 나타나는데, 이때, CS 폴백이 이루어지면, LTE 셀 1에 매핑된 UTRAN 셀 1을 통하여 CS 폴백을 위한 페이징이 수신되지만, 이동 단말(100)은 현재 위치한 LTE 셀 2와 매핑된 UTRAN 셀 2로 페이징 응답을 전송한다.
따라서, 이동 단말(100)은 원하지 않는 셀 즉 UTRAN 셀 2로 다시 위치 등록을 시도해서 호를 연결해야 하므로 이로 인한 호 설정 지연이 발생한다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 CS 폴백을 위한 타겟 셀을 선택하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면 CS 폴백 서비스를 위한 셀을 선택하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 패킷 서비스만을 제공할 수 있는 제1 네트워크에 접속된 이동 단말이 서킷 서비스를 요청할 경우, 상기 서킷 서비스를 제공할 수 있는 제2 네트워크의 셀로 상기 이동 단말을 핸드오버시켜 상기 서킷 서비스를 제공하게 할 상기 제2 네트워크의 셀을 선택하는 방법에 있어서, 상기 제1 네트워크에서 히스테리시스 파라미터를 설정하는 단계; 상기 이동 단말이 측정한 하나 이상의 상기 제2 네트워크의 셀 각각의 셀 측정 정보를 수집하는 단계; 및 상기 히스테리시스 파라미터와 상기 셀 측정 정보를 이용하여 상기 이동 단말을 핸드오버 시킬 셀을 선택하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 선택하는 단계는,
상기 이동 단말이 접속 중인 제1 네트워크의 셀과 매핑된 제2 네트워크의 셀의 측정 정보와 상기 히스테리시스 파라미터의 합을 상기 이동 단말이 핸드오버 가능한 상기 제2 네트워크의 셀-상기 제2 네트워크의 셀은 상기 이동 단말이 이동한 제1 네트워크의 셀과 매핑된 제2 네트워크의 셀임-의 측정 정보와 비교하여 상기 접속 중인 상기 제1 네트워크의 셀로 천이시킬 지 또는 상기 핸드오버 가능한 상기 제2 네트워크의 셀로 천이시킬 지 결정한다.
또한, 상기 선택하는 단계 이후,
상기 서킷 서비스를 위한 페이징을 상기 제2 네트워크의 셀로부터 수신하여 상기 이동 단말로 전달하기 전에 상기 선택하는 단계에서 선택한 셀 정보를 상기 이동 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 셀 경계 구간에서 원하지 않는 셀 영역(LA)으로 CS 폴백되는 되는 것을 막음으로써 호 설정 지연을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CS 폴백 절차를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LTE 셀과 UTRAN 셀 간의 매핑 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CS 폴백을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀의 히스테리시스를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 eNodeB의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 eNodeB의 셀 선택 동작을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 CS 폴백 서비스를 위한 셀을 선택하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 이동 단말(100)은 데이터 서비스를 이용할 경우, LTE(Long Term Evolution) 네트워크(200)에 접속하고, 음성 서비스를 이용할 경우, UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) CS(Circuit Switched) 네트워크에 접속한다.
이처럼, 이동통신시스템은 회선교환통신에 대응불능한 LTE 네트워크(200) 및 회선교환통신에 대응가능한 WCDMA/GSM과 같은 UTRAN 네트워크(300)가 혼재하고 있다.
여기서, 이동 단말(UE: User Equipment)(100)은 CS 폴백(Circuit Switched Fallback) 기능을 지원하는 단말이다.
CS 폴백 기능은 LTE 셀 영역 내에서 서비스 중인 이동 단말(100)이 CS 영역의 네트워크 자원, 즉 UTRAN 네트워크의 자원을 이용하여 CS 서비스(예를 들면, 음성 서비스는 물론 영상 서비스, SMS(Short Message Service), LCS(LoCation Services), USSD(Unstructured Supplementary Service Data))를 이용할 수 있는 기능이다.
또한, LTE 네트워크(200)는 패킷 교환(PS: Packet Switch) 방식만을 지원하는 네트워크로서, eNodeB(210), MME(Mobility Management Entity, 이동성 관리 노드)(230), S-GW(Serving Gateway, 서빙 게이트웨이)(250), P-GW(Packet Data Network Gateway, PDN 게이트웨이)(270) 및 인터넷망(290)을 포함한다.
여기서, eNodeB(210)는 LTE의 무선접속망의 기지국 장치로서, CS 폴백을 위한 페이징(Paging) 요청, SMS 메시지를 이동 단말(100)로 전달하는 기능, CS 서비스가 가능한 대상 셀(Target Cell)로의 직접 연결 기능을 지원한다.
MME(230)는 CS 폴백은 물론, 이동 단말(100)로부터의 Combined EPS/IMSI Attach, Combined TA/LA Update, Detach, SMS 메시지 처리와 MSC(350)로의 SGs 인터페이스 연결 관리 기능을 지원한다.
S-GW(250)는 이동 단말(100)이 eNodeB(210) 사이의 핸드오버시, 또는 3GPP 무선망 사이를 이동시 이동성 앵커 역할을 수행한다.
P-GW(270)는 이동 단말(100)의 IP(Internet Protocol) 주소를 할당하고, 코어 망의 패킷 데이터 관련 기능을 수행하며, 3GPP 무선망과 non-3GPP 무선망 사이 이동시 이동성 앵커 역할을 수행한다.
또한, UTRAN CS 네트워크(300)는 회선 교환(CS: Circuit Switch) 방식과 패킷 교환 방식을 모두 지원하는 네트워크로서, NodeB(310), RNC(Radio Network Controller, 무선망 제어기)(330), MSC(Mobile Switching Center, 교환기)(350), SMSC(Short Message Service Center)(370) 및 PSTN(Public Switched Telephone Network)(390)을 포함한다.
여기서, NodeB(310)와 RNC(330)는 UTRAN CS 네트워크(300)에서의 무선접속망으로서, ATM(Asynchronous Transfer Mode) 기반이며, 이동 단말(100)과 무선통신 핵심망(Core Network) 사이에 위치하여 데이터 및 제어 정보를 전달한다.
MSC(350)는 CS 폴백 기능은 물론, MME(230)로부터의 Combined EPS/IMSI Attach, Combined TA/LA Update, Detach, SMS 메시지 처리와 MME로의 SGs 인터페이스 연결 관리 기능을 지원한다.
이때, CS 폴백 기능을 위해서는 Combined EPS/IMSI Attach 과정, Combined TA/LA Update 과정, Detach 과정 등의 이동성 관리 과정이 먼저 이루어지는데, 이하, 이러한 과정을 통칭하여 위치 등록 과정이라 한다.
여기서, CS 폴백 기능은 표 1과 같은 세가지 방식으로 구현될 수 있다.
표 1
CS 폴백 방식 설명
Redirection(Basic) - LTE 망에서 UTRAN으로 단순히 넘기는 방식으로, 음성호 연결 지연이 발생함- MSC와 MME 간에 SGs 인터페이스를 추가하여 LTE망과 UTRAN CS 망 간의 연동 수행함- 발신 기준 CS 호 설정 시간: 3.8초(1.5초 추가 소요)
Redirection with SI - UTRAN에서 LTE 망으로 UTRAN 타겟 셀 정보 사전 전송함- 타겟 셀의 WCDMA SI 정보를 eNodeB에서 설정 필요(자동 또는 수동 방식)- 발신 기준 CS 호 설정 시간: 2.6초(0.3초 추가 소요)
PS Handover - LTE 망에서 UTRAN으로 핸드오버 절차를 통해 접속 후 음성 발신 또는 착신- 핸드오버 호 처리를 위한 망간 시그널링 부하 추가 유발- 발신 기준 CS 호 설정 시간: 2.8초(0.5초 추가 소요)
위 표 1에 따르면, CS 폴백 기능의 'Redirection' 방식은 CS 호 시도시 LTE 접속을 해제하고, UTRAN으로 천이하는 방식이다. 또한, 'Redirection with SI' 방식은 UTRAN의 SI(System Information)를 수동 또는 LTE 망으로 사전 전송하여 호 설정 지연을 단축하는 방식이다. 또한, 'PS Handover' 방식은 CS 호 시도시 LTE 망에서 UTRAN 망으로 핸드오버 하는 방식이다.
이 중에서 'Redirection with SI' 방식과 'PS Handover' 방식은 천이할 UTRAN(WCDMA) 셀에 대한 정보를 사전에 제공하도록 되어 있다.
이때, 본 발명의 실시예는 이러한 'Redirection with SI' 방식과 'PS Handover' 방식을 사용하는 경우에 해당한다.
여기서, 호 착신에 따른 CS 폴백 절차는 도 2와 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CS 폴백 절차를 나타낸다.
도 2를 참조하면, O-MSC로부터 발신 호(1)가 수신되면, MSC(도 1의 350)는 SgsAP 프로토콜을 이용하여 MME(도 1의 230)에게 페이징 요청(2)을 전송한다.
그러면, MME(도 1의 230)는 LTE 셀에 접속된 이동 단말(도 1의 100)에게 페이징 요청(3)을 전송하여 이동 단말(도 1의 100)로부터 페이징 응답(4)을 수신하고, LTE 셀로 핸드오버 커맨드(5)를 전송한다.
여기서, 도 2에 명시하지는 않았으나 페이징 요청(2) 이전에 UTRAN 셀의 정보(SI, System Information)를 LTE 셀에 접속한 이동 단말(100)로 제공하는 과정이 선행된다.
LTE 셀은 UTRAN 셀과 핸드오버와 스위치(6) 과정을 수행하고, 완료되면, MSC(도 1의 350)는 UTRAN 셀을 통해 페이징 응답을 수신하고, 호 셋업(7) 과정을 수행한다. 이후부터 이동 단말(100)은 UTRAN 셀을 통해 음성 호 서비스를 이용한다.
이때, LTE 셀의 MME(도 1의 230)과 UTRAN 셀의 MSC(도 1의 350)간에는 1:1 매핑(Mapping) 관계를 통해서 위치를 관리하는데, 도 3을 통해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LTE 셀과 UTRAN 셀 간의 매핑 예를 나타낸다.
여기서, LTE 셀의 영역은 TA(Tracking Area)라 하고, UTRAN 셀의 영역은 LA(Location Area)라 한다.
도 3을 참조하면, MME(도 1의 230)는 TA1, TA2, TA3 각각의 셀을 관리하고, MSC1(351)는 LA1을 관리하며, MSC2(353)는 LA2를 관리한다.
MME(230)는 매핑 테이블을 관리하고, 이러한 매핑 테이블에 따르면, TA1, TA2는 MSC1(351)이 관리하는 LA1에 매핑되어 있고, TA3는 MSC2(353)가 관리하는 LA2에 매핑되어 있다.
따라서, MME(도 1의 230)는 TA1 또는 TA2에 위치하는 이동 단말(도 1의 100)의 CS 폴백 호는 MSC1(351)를 통해 처리되도록 하고, TA3에 위치하는 이동 단말(도 1의 100)의 CS 폴백 호는 MSC2(353)를 통해 처리되도록 한다.
따라서, MME(도 1의 230)는 CS 폴백 이전에 TA1 또는 TA2에 위치하는 이동 단말(도 1의 100)에게는 LA1의 정보를 제공하고, TA3에 위치하는 이동 단말(도 1의 100)에게는 LA2의 정보를 제공한다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CS 폴백을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 서비스 영역은 크게 MSC1(351)이 관리하는 MSC 영역1과 MSC2(353)이 관리하는 MSC 영역2로 이루어진다. 그리고 MSC 영역1에는 LA1, LA2가 포함되고, TA1, TA2가 포함되며, MSC 영역2에는 LA3와 TA3가 포함된다.
이때, MSC 경계 구간 즉 MSC 영역1과 MSC 영역2가 중첩된 지역인 TA2에서는 LA가 다르게 설정되어 있다. 즉 LA2와 LA3에 모두 접속할 수 있도록 되어 있다. 따라서, CS 폴백을 할 경우, MSC1(351)으로부터 MME(230)을 통해 페이징 요청을 수신하면, 페이징 응답을 LA2로 송신해야 하나 LA3을 통해 MSC2(353)으로 송신된다. 이는 셀 히스테리시스로 인하여 발생하는데, 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀의 히스테리시스를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, LTE 셀(cell 1) 즉 TA1은 LA1과, LTE 셀(cell 2) 즉 TA2는 LA2와 매핑되어 있는 경계 지역의 예를 설명한다.
TA1에서 TA2로 이동하는 경우, 셀의 히스테리시스(Hysteresis)로 인하여 TA2로 다소 늦게 핸드오버가 이루어져 결국 TA1의 셀 반경(점선)이 커지는 효과가 나타난다. 이는 접속(Camping)하는 셀을 선택하기 위한 셀 재선택(Cell Reselection) 시에 타겟 셀 즉 TA2가 현재 서빙 셀 즉 TA1 보다 히스테리시스 만큼 더 좋은 환경을 가지게 될 경우에 핸드오버 되므로 이와 같은 현상이 발생된다.
이때, CS 폴백을 시도하게 되면, LA1을 통하여 페이징이 수신되지만, 이동 단말(100)은 TA2와 매핑된 LA2로 페이징 응답을 전송한다. 따라서, 이동 단말(100)은 원하지 않는 셀 즉 LA2로 다시 위치 등록을 시도해서 호를 연결해야 하므로 이로 인한 호 설정 지연이 발생한다.
그러므로, 본 발명의 실시예에서 eNodeB(210)는 CS 폴백 호를 위한 타겟 셀 즉 UTRAN 셀 정보를 이동 단말(100)에게 제공할 때, 우선적으로 서빙 셀인 TA1과 매핑된 LA1의 셀 정보를 제공하는데, 이때, 새로이 정의된 셀 천이 관련한 히스테리시스 파라미터(CSFB_Hysteresis)를 이용하여 천이할 셀을 결정한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 eNodeB의 내부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시예와 관련된 구성만을 개략적으로 도시한다.
도 6을 참조하면, eNodeB(210)는 수신부(211), 파라미터 설정부(213) 및 셀 천이부(215)를 포함한다.
여기서, 수신부(211)는 이동 단말(100)로부터 이동 단말(100)이 측정한 UTRAN 셀(LA)의 측정 정보를 수신한다. 이때, 이동 단말(100)은 UTRAN 셀의 품질을 측정하여 주기적으로 또는 특정 시점에 eNodeB(210)로 전송하도록 할 수 있다. 또한, 셀의 측정 정보는 셀의 수신 신호 세기를 포함할 수 있다.
파라미터 설정부(213)는 앞서 설명한 히스테리시스 파라미터(CSFB_Hysteresis)의 정보를 관리한다. 히스테리시스 파라미터는 CS 폴백할 타겟 셀(LA)을 설정할 때 사용하는 파라미터이다.
셀 천이부(215)는 이동 단말(도 1의 100)에게 CS 폴백할 타겟 셀(LA) 정보를 제공하는데, 도 1을 참조하면, eNodeB(210)는 NodeB(310)의 정보를 MSC(350)를 통하여 수신하여 CS 폴백 이전에 이동 단말(도 1의 100)로 제공한다.
이때, 셀 천이부(235)는 수신부(231)를 통하여 수신한 CS 폴백할 셀(LA)의 측정 정보와, 파라미터 설정부(233)를 통하여 제공받은 히스테리시스 파라미터를 이용하여 이동 단말(100)이 CS 폴백할 셀을 결정하여 이동 단말(100)로 제공한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 eNodeB의 셀 선택 동작을 나타낸 순서도로서, 도 6의 구성과 연계하여 설명한다.
도 7을 참조하면, 파라미터 설정부(213)는 CS 폴백을 위한 히스테리시스 파라미터를 설정한다(S101).
수신부(211)는 이동 단말(100)이 측정한 UTRAN 셀 측정 정보를 수신(S103)한다.
그러면, 셀 천이부(215)는 S101 단계에서 설정한 히스테리시스 파라미터와 UTRAN 셀 측정 정보를 이용하여 이동 단말(100)이 CS 폴백할 셀을 결정한다(S105, 107).
여기서, 도 5와 연계하여 설명하면, 이동 단말(100)이 CS 폴백할 셀을 결정하는 방법은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
표 2
조건 결정
Q1 + CSFB_Hysteresis ≥ Q2 : UTRAN 셀 1으로 천이
Q1 + CSFB_Hysteresis < Q2 : UTRAN 셀 2로 천이
여기서, Q1은 UTRAN 셀 1(LA1)의 측정 정보이고, Q2는 UTRAN 셀 2(LA2)의 측정 정보이다. 이때, UTRAN 셀 1(LA1)은 이미 이동 단말(100)이 접속되어 있는 TA1의 셀과 매핑된 셀이고, UTRAN 셀 2(LA2)는 이동 단말(100)이 이동한 TA2의 셀과 매핑된 셀이다.
예컨대 셀 천이부(215)는 LA1, LA2의 SI 정보 즉 NodeB(310)의 정보를 각각의 NodeB(310)로부터 MSC(350)를 통하여 수신한다. 그리고 셀 천이부(215)는 이동 단말(100)이 측정한 UTRAN 셀 1(LA1)의 측정 정보(Q1)와 히스테리시스 파라미터를 더하여 이동 단말(100)이 측정한 UTRAN 셀 2의 측정 정보(Q2)와 비교(S105)한다. 그리고 수학식 1을 만족하는 UTRAN 셀 1(LA1) 또는 UTRAN 셀 2(LA2)로 천이할 셀을 결정(S107)하여 결정한 셀의 정보를 이동 단말(100)로 전송한다(S109). 여기서, S109 단계는 'Redirection with SI' 방식과 'PS Handover' 방식에 따라 천이할 UTRAN(WCDMA) 셀에 대한 정보를 사전에 제공하는 과정이다.
이때, 히스테리시스 파라미터를 크게 설정하면, 이동 단말(100)이 접속되어 있는 TA1의 셀과 매핑된 셀로 천이시킬 확률이 높아 새로운 위치 등록을 유발할 가능성이 적다. 하지만, 도 5에서 설명한 것처럼, 이미 이동 단말(100)은 TA2의 셀로 이동하였으므로, TA2의 셀과 매핑된 셀의 신호가 상대적으로 더 좋아 음성 품질은 안 좋을 수가 있다.
반면, 히스테리시스 파라미터를 크게 설정하면, 새로운 TA2의 셀로 빠르게 천이하므로 결국 TA2의 셀과 매핑된 셀로 CS 폴백 대상 셀이 바뀌므로 새로운 위치 등록을 필요로 하게 된다. 따라서, 호 설정 시 추가 지연이 발생하게 된다.
그러므로, 파라미터 설정부(213)는 도 5와 같은 셀 경계 지역에서는 위와 같은 문제점을 감안하여 히스테리시스 파라미터를 적절히 설정한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (4)

  1. 패킷 서비스만을 제공할 수 있는 제1 네트워크에 접속된 이동 단말이 서킷 서비스를 요청할 경우, 상기 서킷 서비스를 제공할 수 있는 제2 네트워크의 셀로 상기 이동 단말을 핸드오버시켜 상기 서킷 서비스를 제공하게 할 상기 제2 네트워크의 셀을 선택하는 방법에 있어서,
    상기 제1 네트워크에서 히스테리시스 파라미터를 설정하는 단계;
    상기 이동 단말이 측정한 하나 이상의 상기 제2 네트워크의 셀 각각의 셀 측정 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 히스테리시스 파라미터와 상기 셀 측정 정보를 이용하여 상기 이동 단말을 핸드오버 시킬 셀을 선택하는 단계
    를 포함하는 셀 선택 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 이동 단말이 접속 중인 제1 네트워크의 셀과 매핑된 제2 네트워크의 셀의 측정 정보와 상기 히스테리시스 파라미터의 합을 상기 이동 단말이 핸드오버 가능한 상기 제2 네트워크의 셀-상기 제2 네트워크의 셀은 상기 이동 단말이 이동한 제1 네트워크의 셀과 매핑된 제2 네트워크의 셀임-의 측정 정보와 비교하여 상기 접속 중인 상기 제1 네트워크의 셀로 천이시킬 지 또는 상기 핸드오버 가능한 상기 제2 네트워크의 셀로 천이시킬 지 결정하는 셀 선택 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 선택하는 단계 이후,
    상기 서킷 서비스를 위한 페이징을 상기 제2 네트워크의 셀로부터 수신하여 상기 이동 단말로 전달하기 전에 상기 선택하는 단계에서 선택한 셀 정보를 상기 이동 단말로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 셀 선택 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수집하는 단계는,
    상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 셀 품질 측정 절차를 통해 측정한 셀 측정 정보를 주기적으로 수신하는 셀 선택 방법.
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