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KR100909550B1 - 이동통신 시스템에서의 무선연결설정 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 무선연결설정 방법 및 장치 Download PDF

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KR100909550B1
KR100909550B1 KR1020070039526A KR20070039526A KR100909550B1 KR 100909550 B1 KR100909550 B1 KR 100909550B1 KR 1020070039526 A KR1020070039526 A KR 1020070039526A KR 20070039526 A KR20070039526 A KR 20070039526A KR 100909550 B1 KR100909550 B1 KR 100909550B1
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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 무선 연결 설정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 단말이 이동성 정보를 네트워크에 통지하고, 네트워크가 상기 단말의 이동성 정보에 따라서 최적화된 프로시져들만을 수행하도록 한다. 이와 같이 하면 단말기의 복잡성과 전력낭비를 줄일 수 있으며 네트워크의 시그널링 오버헤드를 줄임으로써 효율적으로 자원을 사용할 수 있다.
Figure R1020070039526
Stationary UE indication, state transition from RRC idle to RRC connected, periodic CQI report, Measurement Control, periodic UL timing synchronization

Description

이동통신 시스템에서의 무선연결설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RADIO CONNECTION SETUP IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1a 및 도 1b는 일반적인 3GPP LTE 시스템 구조의 일 예를 도시한 도면.
도 2는 종래의 RRC 연결설정절차와 그 이후에 수행할 수 있는 프로시져들의 일 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RRC 연결설정절차에서 단말기의 움직이지 않거나 고정된 상태/종류에 대한 통지를 통한 무선자원 운영 절차를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 동작 절차를 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 접속 네트워크의 동작 절차를 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 접속 네트워크의 구조를 도시한 도면.
본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로서, 특히 효율적으로 무선자원운 영(Radio Resource Management)을 수행하도록 하는 무선연결설정 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선통신은 다중화방법에 따라 시분할다중화방식, 코드분할다중화방식, 직교주파수다중화방식 등으로 구분할 수 있다. 이중 현재 무선통신에서 가장 널리 사용되는 방식은 코드분할다중화방식이며, 이는 동기방식 및 비동기방식 등으로 구분된다. 그런데 상기 코드분할다중화방식은 기본적으로 코드를 이용하기 때문에 직교코드의 자원으로 인한 자원부족 현상을 보이고 있으며, 이에 따라 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)이 크게 대두되고 있다.
상기 OFDM 방식은 멀티-캐리어(Multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 전환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브캐리어(Sub-carrier)들, 즉 다수의 서브캐리어채널(Sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어변조(MCM: Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다. 상기 OFDM 방식은 종래의 주파수분할다중(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 서브캐리어들간의 직교성(Orthogonality)을 유지하여 전송하며 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용함으로써 주파수 사용이 효율적이고 주파수선택적페이딩(Frequency selective fading)과 다중경로 페이딩에 강하고, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 영향을 줄일 수 있다. 또한 하드웨어적으로 등화기 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(Impulse) 잡음에 강하다 는 장점을 가지고 있어서 고속데이터 전송시 최적의 전송효율을 얻을 수 있다.
상기 무선통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 채널환경에 기인한다. 상기 무선통신에서의 채널환경은 백색가우시안잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise) 외에도 페이딩 현상으로 인해 발생되는 수신신호의 전력변화, 쉐도우잉(Shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(doppler) 효과, 타 사용자 및 다중 경로(multipath) 신호에 의한 간섭 등으로 인해 자주 변하게 된다. 따라서 상기 무선통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 지원하기 위해서는 상기 저해요인을 효과적으로 극복하는 것이 필요하다.
통상의 OFDM 시스템에서 페이딩 현상을 극복하기 위해서 사용되는 주요 방법 중 하나가 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 AMC라 한다) 방식이다. AMC 방식은 하향링크(DL: Downlink, 이하 다운링크와 혼용하여 사용함)의 채널변화에 따라 변조방식과 코딩방식을 적응적으로 조정하는 방식이다. 상기 하향링크의 채널품질정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 CQI와 혼용하여 사용함)는 일반적으로 단말기에서 수신신호의 신호대잡음비(SNR: Signal to noise ratio)를 측정하여 검출할 수 있다. 단말기는 상기 하향링크의 채널품질정보를 상향링크(UL: Uplink, 이하 업링크와 혼용하여 사용함)를 통해 네트워크로 피드백(Feedback)한다.
상기 네트워크는 상기 단말기로부터 피드백되는 상기 하향링크의 채널품질정보를 가지고 상기 하향링크의 채널상태를 추정하고 상기 추정된 채널상태에 상응하는 변조방식 및 코드방식을 조정하게 된다. 상기 AMC 기술을 사용하는 경우, 일반 적으로 채널의 상태가 비교적 양호할 경우에는 고차 변조방식과 고부호율을 적용하고, 반대로 채널의 상태가 비교적 열악한 경우에는 저차 변조방식과 저부호율을 적용한다. 상기 AMC 방식은 고속전력제어에 의존하던 기존방식에 비해, 채널의 시간적인 가변특성에 대한 적응능력을 높임으로써 시스템의 평균성능을 향상시켜준다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 3GPP LTE 시스템 구조의 일 예를 도시한 것으로, 현재 3GPP 표준단체에서 논의하고 있는 제 3세대 이동통신의 표준인 UMTS(Universal telecommunication system)를 대신할 차세대 이동통신시스템인 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, UE(11)는 3GPP LTE 시스템을 위한 단말기를 나타내며, 차세대 무선 접속 네트워크(Evolved Radio Access Network, 이하 E-RAN이라 한다)(14)는 기존 3GPP 시스템에서의 노드비(node B)와 무선망 제어기(Radio Network Controller, 이하 RNC라 한다)의 역할을 수행한다. 3GPP 시스템에서의 노드비는 단말기와의 통신에 직접적으로 관여하는 무선 네트워크 장치로서 셀들을 관리하며, RNC는 다수의 노드비를 제어하고 무선자원을 제어하는 역할을 한다. 이때 E-RAN(14)은 기존 3GPP 시스템에서와 같이 차세대 네트워크(Evolved Node B, 이하 E-NB라고 한다)(12)과 차세대 무선망 제어기(Evolved RNC, 이하 E-RNC라 한다)(13)의 역할이 물리적으로 서로 다른 노드에 분리되어 있거나 하나의 노드로 합쳐(Merge)질 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의상 E-NB(12)와 E-RNC(13)가 물리적으로 E-NB(12)의 한 노드에 합쳐져 있는 것을 일 예로 들어 설명하지만, 상기 E-RNC(13)가 물리적으로 서로 다른 노드로 분리되어 있는 케이스도 배제하지 않는다.
E-CN(15)은 기존 3GPP 시스템의 SGSN(Serving GPRS Support Node)과 GGSN(Gateway GPRS Support Node)의 기능을 하나로 합친 노드가 될 수 있으며, 패킷 데이터 네트워크(PDN: Packet Data Network)(16)와 E-RAN(14) 사이에 위치하여 UE(110)에게 IP 주소를 할당하고 상기 UE(11)를 상기 패킷 데이터 네트워크(16)로 연결하는 게이트웨이(Gateway) 역할을 담당한다. 상기 SGSN과 GGSN의 정의와 기능은 3GPP의 표준을 따르며 상세한 설명은 본 발명에서 생략한다.
또한 도 1b를 참조하면, 차세대 무선 액세스 네트워크(Evolved UMTS Radio Access Network: 이하 'E-RAN'라 한다)(110)는 차세대 기지국(evolved Node B, 이하 'ENB'라 한다)(120, 122, 124, 126, 128)과 상위 노드(anchor node)(130, 132)의 2 노드 구조로 단순화된다. 사용자 단말기(User Equipment: 이하 'UE' 또는 '단말기'라 한다)(101)은 E-RAN(110)에 의해 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 'IP'라 한다) 네트워크로 접속한다. ENB(120 내지 128)는 UMTS 시스템의 기존 노드비(Node B)에 대응되며, UE(101)와 무선 채널로 연결된다. 기존 노드 B와 달리 상기 ENB(120 내지 128)는 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(120 내지 128)가 담당한다.
하나의 ENB는 통상적으로 다수의 셀들을 제어한다. 또한, ENB에서는 단말기의 채널상태에 맞추어 변조방식(Modulation scheme)과 채널코딩율(Channel coding rate)을 결정하는 적응변조코딩(Adaptive Modulation&Coding, 이하 'AMC'라 한다) 을 수행하며, UMTS의 HSDPA(High Speed Downlnk Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access, E-DCH: Enhanced Dedicated Channel라고도 부름)처럼 LTE에서도 ENB(120내지 128)와 UE(101) 사이에 HARQ(Hybrid ARQ)가 수행된다. 그런데 HARQ 만으로는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)의 요구(Requirement)를 충족할 수 없으므로, 상위계층에서의 별도의 ARQ(Outer-ARQ)가 단말기(101)와 ENB(120 내지 128) 사이에서 수행될 수 있다. 상기 HARQ란, 이전에 수신한 데이터를 폐기하지 않고, 재전송된 데이터와 소프트 컴바이닝함으로써 수신 성공률을 높이는 기법이다. HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), EDCH(Enhanced Dedicated Channel) 등 고속 패킷 통신에서 전송 효율을 높이기 위하여 사용된다. 최대 100Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서 LTE는 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 무선 접속 기술로 사용할 것으로 예상된다.
현재 3GPP 표준단체에서는 3GPP LTE 시스템에서 RRC 아이들모드(Idle mode)와 RRC 연결모드(Connected mode)로 크게 분류되는 단말기의 상태에 대해 논의하고 있다. 상기 RRC는 단말기와 E-RAN의 제어 평면(Control Plane)에 위치하고 있는 레이어(Layer)로서, 상기 단말기와 E-RAN은 상기 RRC 레이어를 통해 무선접속(Radio Access)과 관련된 제어정보를 송/수신한다. 상기 RRC 아이들모드는 E-RAN에서 단말기에 대한 RRC 컨텍스트(Context) 정보를 가지고 있지 않은 것으로서, 상기 단말기와 E-RAN 사이에 제어채널(RRC Connection)이 존재하지 않는 단말기의 모드를 나타내며, RRC 연결모드는 단말기와 E-RAN 사이에 제어채널이 존재하며, E-RAN에서 상 기 단말기에 대한 RRC 컨텍스트 정보를 가지고 있는 단말기의 모드를 나타낸다.
도 2는 종래의 RRC 연결설정절차와 그 이후에 단말기가 수행할 수 있는 프로시져(Procedure)들의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 211단계에서 단말기(201)는 초기에 RRC 아이들모드에 있으며, 만약 상기 RRC 아이들모드에서 상위 레이어로부터 E-RAN(202)이나 E-CN(도시하지 않음)으로의 시그널링연결(Signaling connection)이 요청되면, 221 내지 223단계의 RRC 연결설정절차를 통해 단말기(201)와 E-RAN(202) 사이에 RRC 연결을 설정한다. 이에 따라 상기 단말기(201)와 E-RAN(202) 사이에는 RRC 제어정보 등을 전송할 수 있는 제어채널이 설정되며, 상기 E-RAN(200)은 상기 단말기(201)에 대한 컨텍스트(Context)를 유지/관리할 수 있게 된다.
221단계에서는 단말기(201)가 상기 RRC 연결을 신청하는 RRC 연결요청 메시지를 전송하며, 222단계에서는 상기 221단계의 RRC 연결요청 메시지를 수신받은 E-RAN(202)이 응답메시지로서 단말기(201)를 위한 제어채널정보 등을 포함하는 RRC 연결설정 메시지를 전송한다. 상기 RRC 연결설정 메시지에는 상기 단말기가 수행할 CQI보고를 위한 자원할당 정보, 메저먼트컨트롤(Measurement Control) 정보, 업링크 타이밍싱크 프로시져(UL Timing sync procedure) 정보 등이 포함될 수 있다.
상기 CQI보고를 위한 자원할당정보는 타임과 주파수 도메인에서의 무선자원 정보, 시작포인트, 주기 등을 포함할 수 있고, 메저먼트컨트롤 정보는 주파수내/주파수간/시스템간 메저먼트를 수행해야 할 인접셀들의 리스트와 패러미터들, 주파수간/시스템간 메저먼트를 위한 갭(Gap) 생성 정보 등을 포함할 수 있으며, 업링크 타이밍싱크 프로시져 정보는 수행할 업링크 타이밍싱크 프로시져의 주기 등을 포함할 수 있다. 상기 정보들은 222단계에서 RRC 연결설정메시지에 포함되어 전송되거나, 231 내지 233단계와 같이 별도의 시그널링을 통해 전송될 수도 있다. 즉, 232단계에서는 CQI보고를 위한 자원할당정보를 전송하고, 232단계에서는 메저먼트컨트롤 정보를 전송하며, 233단계에서는 업링크 타이밍싱크 프로시져정보를 단말기(201)로 전송할 수 있으며, 상기 정보들이 전송되는 순서는 구현방식에 따라 달라질 수 있다.
한편, 223단계에서 전송되는 RRC 연결설정완료 메시지는 상기 222단계의 RRC 연결설정메시지에 대해 성공적으로 RRC 연결을 설정했음을 단말기(201)가 E-RAN(202)에게 알리는 메시지이다.
241 내지 246단계에서 상기 단말기(201)가 전송하는 CQI보고는 상기 222 단계의 RRC 연결설정 메시지나 상기 CQI보고를 위한 자원할당 정보(231)를 포함하는 것으로서, 별도의 시그널링을 통해 수신받는 CQI보고를 위한 자원/구간에 따라 CQI보고를 수행하는 것을 나타낸다. E-RAN(202)은 241 내지 246단계의 CQI보고를 통해 단말기(201)의 현재채널상태를 인지하고 상기 CQI보고를 기반으로 데이터 전송의 AMC 레벨을 설정한다.
251 및 252단계의 업링크 타이밍싱크 프로시져는 상기 222 단계의 RRC 연결설정 메시지나 업링크 타이밍싱크 프로시져(233)에 대한 패러미터 정보를 포함하며, 별도의 시그널링을 통해 수신받는 업링크 타이밍싱크 프로시져의 주기에 따라 주기적인 업링크 타이밍싱크 프로시져를 수행한다. 상기 업링크 타이밍싱크 프로시 져(251, 252)는 단말기(201)가 업링크로 전송하는 타이밍과 E-RAN(202)이 상기 단말기(201)로부터의 업링크를 수신하는 시점을 맞추기 위해 수행된다.
261단계에서는, 상기 222단계에서 수신한 RRC 연결설정메시지나 232단계에서 메저먼트컨트롤 정보를 포함하는 별도의 시그널링을 통해 수신받은 주파수간/시스템간 인접셀들을 메저먼트 하기 위한 갭(Gap) 정보에 의해 갭이 생성된다.
상기 261단계의 갭 구간에서 단말기(201)는 현재 주파수대역의 현재셀로부터의 채널수신을 중단하고 메저먼트컨트롤 정보에 의해 지시받는 다른 주파수대역이나 다른 시스템의 인접셀들의 메저먼트를 수행하며, E-RAN(202)은 상기 단말기(201)에 대한 전송을 수행하지 않는다. 한편, 단말기(201)는 상기 메저먼트컨트롤 정보를 통해 수신받는 주파수내 인접셀들에 대한 리스트를 기반으로 261단계와 같은 갭 구간을 제외하고는 계속적으로 상기 주파수내 인접셀들에 대한 메저먼트를 수행한다.
상기 도 2에서 살펴보았듯이, 종래 기술에 따르면 단말기(201)는 RRC 연결모드로 전이한 후 주파수내/주파수간/시스템간 인접셀들에 대한 메저먼트와, 상기 주파수간/시스템간 인접셀들에 대한 메저먼트를 설정된 갭을 통해 수행하여, 주기적인 무선자원을 이용한 CQI보고와, 주기적인 무선자원을 이용한 업링크 타이밍싱크프로시져 수행 등의 많은 복잡한 프로시져를 수행함으로써 전력소모와 복잡성 등의 문제를 가지게 된다. 또한 E-RAN(202)은 단말기들에게 상기 메저먼트, CQI보고, 업링크 타이밍싱크 프로시져 등을 수행시키기 위한 많은 무선자원을 할당함으로써 비효율적으로 무선자원을 이용하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 이동통신 시스템에서 ARQ 송신측이 상태 보고가 발생한 시간을 유추하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 무선자원 제어 아이들모드에서 연결모드로의 상태전이시 단말기가 움직이지 않거나 고정된 상태 및 종류에 대한 통지를 통하여 효율적인 무선자원을 운영하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 무선자원 제어 아이들모드에서 연결모드로의 상태전이시 프로시져들이 필요 없는 단말기들에게는 메저먼트를 수행시키지 않도록 하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신 시스템에서의 무선 연결 설정 방법에 있어서, 단말기가 상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 결정하고, 상기 이동성 지시자 정보를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 네트워크로 전송하는 과정과, 상기 네트워크가 상기 단말기로부터 상기 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결설정 요청 메시지에 포함된 이동성 지시자를 검출하는 과정과, 상기 네트워크가 상기 검출한 이동성 지시자를 이용하여 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하는 과정과, 상기 네트워크가 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 연결설정 메시지를 생성하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 단말기와 네트워크간의 무선연결을 설정하는 이동통신 시스템에 있어서, 이동성에 따른 이동성 계수를 설정하고, 상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 결정하고, 상기 이동성 지시자를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 전송하는 단말기와, 상기 단말기로부터 상기 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결설정 요청 메시지로부터 이동성 지시자를 검출하고, 상기 검출된 이동성 지시자를 이용하여 무선 연력 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하고, 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 연결설정 메시지를 생성하여 전송하는 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말기가 네트워크와 무선연결을 설정하는 방법에 있어서, 단말기의 이동성에 따른 이동성 계수를 설정하는 과정과, 상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 결정하는 과정과, 상기 이동성 지시자 정보를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 네트워크로 전송하는 과정과, 상기 연결설정 요청 메시지를 전송한 이후에, 상기 네트워크로부터 연결설정 메시지를 수신하는 과정과, 상기 연결설정 메시지에 따른 절차들을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신 시스템에서 네트워크가 단말기와 무선연결을 설정하는 방법에 있어서, 상기 단말기로부터 상기 단말기의 이동성에 따라 설정된 이동성 지시자를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결설정 메시지에 포함된 상기 이동성 지시자를 검출하는 과정과, 상기 검출된 이동성 지시자를 이용하여 무선 연결설정 이후에 상기 단말기기가 수행해야 할 절차들을 선택하는 과정과, 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 연결설정 메시지를 생성하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신 시스템에서 네트워크와 무선연결을 설정하는 단말 장치에 있어서, 이동성에 따른 이동성 계수를 설정하는 메저먼트부와, 상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 결정하는 판단부와, 상기 이동성 지시자 정보를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 설정하는 메시지 설정부와, 상기 연결설정 요청 메시지를 전송하고, 상기 연결설정 메시지를 수신하는 메시지 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말기와 무선연결을 설정하는 네트워크 장치에 있어서, 상기 단말기로부터 상기 단말기의 이동성에 따라 설정된 이동성 지시자를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 연결설정 메시지를 상기 단말기로 전송하는 메시지 송수신부와, 상기 수신한 연결설정 요청 메시지로부터 상기 이동성 지시자를 검출하는 검출부와, 상기 검출된 이동성 지시자를 이용하여 무선연결 설저어 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하고, 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 상기 연결설정 메시지를 구성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명 에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 단말기가 움직이지 않거나 고정된(stationary) 상태/종류(이하 스테이셔너리 단말기라고 한다)라면, 상기 단말기가 RRC 연결설정을 요청하는 초기 업링크 메시지를 통하여 자신의 상태를 E-RAN에게 알려 상기 E-RAN이 자신의 상태를 인지하도록 한다. 만약 단말기가 스테이셔너리 단말기라면, E-RAN은 주파수간/시스템간 인접셀들을 메저먼트할 필요가 없을 수 있으며, 더욱이 현재셀의 채널상태가 좋다면 주파수내 인접셀들에 대한 메저먼트를 할 필요도 없을 수 있다. 또한 상기 단말기의 위치가 셀 내에 고정되므로 셀이 변경되지 않는 한 업링크 타이밍싱크를 주기적으로 맞출 필요도 없으며, 채널상태가 비교적 안정되어 있는 것으로 간주하여 짧은 주기를 가지고 수행하는 CQI보고를 수행하지 않을 수도 있다.
상기 E-RAN은 상기 단말기가 스테이셔너리 단말기임을 인지하면, 상기 단말기의 현재셀의 채널상태와 현재셀의 무선자원 등을 고려하여 상기 단말기가 필수적이지 않은 프로시져들은 수행하지 않도록 설정할 수 있다.
단말기가 스테이셔너리 단말기인지를 판단하는 방법으로는 단말기의 움직임에 따른 이동성 계수를 이용할 수 있으며 이동성 계수가 임계값보다 작으면 스테이셔너리 단말기라고 판단한다. 예를 들어, GPS(Global Positioning System) 시스템을 이용하는 경우에는, 일정 시간동안의 단말기의 평균 속도에 따라 이동성 계수를 설정할 수 있다. 또는 일정시간 동안 다운링크 파일럿 채널을 측정한 값의 평균값에 대한 표준편차에 따라 이동성 계수를 설정할 수 있다. 또는 일정 시간동안 단말기가 셀을 변경한 회수에 따라 이동성 계수를 설정할 수 있다. 또는 특정 어플리케이션 레이어를 통한 탐지, 사용자와의 인터페이스를 통한 탐지, 단말기의 클래스나 기기 분류에 의한 탐지를 이용하여 이동성 계수를 설정할 수도 있다. 본 발명에서는 스테이셔너리 단말기를 판단하는 방법에 대해서는 제한하지 않으며 상기 언급한 방법 이외의 방법도 적용 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RRC 연결설정 절차에서의 무선자원 운영 절차를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 311단계에서 단말기(301)는 초기에 RRC 아이들모드에 있으며, 상기 RRC 아이들모드에서 상위 레이어로부터 E-RAN(302)이나 E-CN(도시하지 않음)으로의 시그널링 연결이 요청되면, 321 내지 323단계의 RRC연결설정 절차를 통해 단말기(301)와 E-RAN(302)사이에 RRC 연결을 설정한다. 이에 따라 상기 단말기(301)와 E-RAN(302)은 RRC 제어정보 등을 전송할 수 있는 제어채널이 설정되며, 상기 E-RAN(302)은 상기 단말기(301)에 대한 컨텍스트를 유지/관리할 수 있게 된다.
구체적으로 단말기(301)가 스테이셔너리 단말기라면 321단계에서 상기 단말기(301)는 RRC 연결을 신청하는 RRC 연결요청 메시지에 상기 단말기(301)가 스테이셔너리 단말기임을 알리는 정보(stationary UE indication)를 설정하여 전송한다. 상기 RRC 연결요청메시지에는 추가로 현재셀에 대한 메저먼트 결과값이 포함될 수도 있다. 322단계에서는 상기 RRC 연결요청 메시지를 수신받은 E-RAN(302)가 이에 대한 응답메시지로서 단말기(301)를 위한 제어채널정보 등을 포함한 RRC 연결설정 메시지를 전송한다.
상기 RRC 연결설정 메시지의 정보는 상기 단말기(301)를 위한 CQI보고를 위한 자원할당 정보, 메저먼트컨트롤 정보, 업링크타이밍싱크프로시져 정보 등을 나타내는 정보를 포함하지 않는다. 이는 E-RAN(302)이 상기 스테이셔너리 단말기에게는 상기 프로시져들이 모두 필요없다고 판단하였기 때문이다. E-RAN(302)은 상기 단말기가 스테이셔너리 단말기임을 인지하고, 상기 단말기(301)의 현재셀의 채널상태와 현재셀의 무선자원 등을 고려하여 일부 프로시져들은 수행하도록 하기 위해 상기 정보들 중 일부는 포함될 수도 있다.
또한 현재셀에 대한 메저먼트 결과가 높은 값을 가지고 있을 때, 즉, 현재셀의 채널상태가 아주 좋은 경우에, 상기 RRC 연결요청메시지를 수신받은 E-RAN(302)은 상기 단말기의 위치가 셀내에 고정되어 있으므로 업링크 타이밍싱크프로시져를 주기적으로 수행할 필요가 없다고 판단하거나, 상기 단말기(301)가 위치하고 있는 셀의 채널상태가 아주 양호하고 상기 단말기(301)의 위치가 셀내에 고정되어 있으므로 주파수내/주파수간/시스템간 인접셀들을 메저먼트 할 필요가 없다고 판단하거나, 채널환경이 일반적으로 유지될 것으로 가정하고 상기 단말기를 위한 (짧은) 주기적 CQI보고가 필요없다고 판단한다.
그러므로 이 경우에도 E-RAN(302)은 322단계의 RRC 연결설정메시지나 별도의 시그널링을 통해 업링크 타이밍싱크프로시져 주기정보, CQI보고를 위한 자원할당정보, 메저먼트컨트롤 정보들을 단말기(301)로 전송할 필요가 없다.
상기 단말기(301)는 주기적인 업링크 타이밍싱크 프로시져, (짧은) 주기적 CQI보고, 주파수내/주파수간/시스템간 인접셀들에 대한 메저먼트를 수행할 필요가 없으므로 동작이 간단할 뿐만 아니라 전력소모도 줄일 수 있다. 또한 상기 E-RAN(302)은 상기 프로시져들을 위해서 상기 단말기에게 할당했어야 하는 무선자원을 다른 시그널링/데이터 전송이나 타 사용자들을 위해서 할당함으로써 효율적으로 무선자원을 사용할 수 있으며, 상기 단말기의 주파수간/시스템간 인접셀들에 대한 메저먼트를 수행하기 위한 갭(Gap)을 설정할 필요가 없으므로 스케쥴링의 유연성과 데이터/시그널링 전송의 지연을 줄일 수 있다.
만약 상기 단말기(301)가 더 이상 스테이셔너리 단말기가 아니라면, 단말기(301)는 331단계에서 더 이상 자신이 스테이셔너리 단말기가 아님을 나타내는 정보를 E-RAN(302)에게 전송한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 동작 절차를 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 401단계에서 단말기는 RRC 아이들모드일 때 상위레이어로부터 시그널링연결을 요청받는다면, 411단계에서 자신의 상태를 확인한다. 만약 단말기가 스테이셔너리 단말기라면 단말기는 421단계로 진행하여 자신이 스테이셔너리 단말기임을 알리는 정보를 설정하며, 스테이셔너리 단말기가 아니라면 422단계로 진행하여 상기 단말기가 스테이셔너리 단말기가 아님을 알리는 정보를 설정한다. 이후 431단계에서는 상기 421단계 또는 422단계에서 설정된 정보를 포함하는 RRC 연결설정을 위한 초기 업링크 메시지를 E-RAN으로 전송한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 접속 네트워크의 동작 절차를 도시한 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 501단계에서 E-RAN은 RRC 연결설정을 위한 초기 업링크 메시지를 단말기로부터 수신하고, 511단계에서는 상기 수신한 RRC 연결설정을 위한 초기 업링크 메시지에 포함된 단말기 상태 정보를 해독한다. 521단계에서는 상기 해독 결과에 따라 단말기의 이동성을 판단하며, 판단 결과 상기 단말기가 스테이셔너리 단말기라면 E-RAN은 531단계로 진행하여 상기 스테이셔너리 단말기를 위한 적절한 프로시져들을 설정한다. 상기 적절할 프로시져는 상기 단말기가 스테이셔너리 단말기라는 정보뿐만 아니라 상기 단말기의 현재셀의 채널상태, 셀내 무선자원상태 등에 의해서도 선택될 수 있다.
상기 도 5에서는 상기 단말기의 현재셀의 채널상태가 좋고, 유효한 셀 내에 무선자원이 충분하지 않을 때를 가정하였으며, 따라서 E-RAN에서는 상기 단말기를 위해서 주파수내/주파수간/시스템간 인접셀들에 대한 메저먼트, (짧은) 주기적 CQI보고, 주기적 업링크 타이밍싱크프로시져들을 모두 배제하는 것으로 설명하였으나, 상기 단말기들에게 전송할 정보를 모두 배제하지 않고 특정 정보만을 선택적으로 전송하는 것도 가능하다.
만약 상기 521단계에서의 판단 결과 상기 단말기가 스테이셔너리 단말기가 아니라면, E-RAN은 532단계로 진행하여 스테이셔너리 단말기가 아닌 상기 단말기를 위한 적절한 프로시져들을 설정할 수 있다. 일 예로 상기 도 2와 같이 주파수내/주파수간/시스템간 인접셀들에 대한 메저먼트, (짧은) 주기적 CQI보고, 주기적 업링크 타이밍싱크프로시져 등을 모두 포함하여 단말기에게 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 메저먼트수행부(601)는 GPS(Global Positioning System) 시스템을 이용하여, 일정 시간동안의 단말기의 평균 속도에 따라 이동성 계수를 설정하거나, 일정시간 동안 다운링크 파일럿 채널을 측정한 값의 평균값에 대한 표준편차에 따라 이동성 계수를 설정하거나, 일정 시간동안 단말기가 셀을 변경한 회수에 따라 이동성 계수를 설정하여 stationary UE 판단부(604)로 전달한다.
특정 어플리케이션(602)은 상기 단말기가 스테이셔너리 단말기임을 탐지하기 위한 것으로서, 특정 어플리케이션을 통하여 상기 단말기의 이동성에 따른 이동성 계수를 설정하여 상기 stationary UE 판단부(604)로 전달한다.
단말기 기기자체정보부(603)는 단말기 기기자체정보 컨텍스트를 관리하는 블록으로서, 단말기 기기자체정보에 따른 이동성 계수를 상기 stationary UE 판단부(604)로 전달한다.
상기 메저먼트수행부(601)와, 특정 어플리케이션(602)와, 단말기 기기자체정보부(603)는 단말기가 스테이셔너리 단말기임을 판단하는 방법의 일 예일 뿐 본 발명에서는 단말기의 상태를 판단하는 방법을 제한하지 않는다.
상기 Stationary UE 판단부(604)는 상기 메저먼트수행부(601)와, 특정 어플리케이션(602)와, 단말기 기기자체정보부(603)로부터 전달받은 이동성 계수가 임계값보다 작으면 해당 단말기가 스테이셔너리 단말기라고 판정하고 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 메시지 설정부로 전송하며, 메시지 설정부(611)는 이동성 지시자를 포함하는 RRC 연결설정 요청을 위한 초기 업링크 메시지를 생성한다.
메시지 송수신부(621)는 상기 메시지설정부(611)에서 생성된 메시지를 E-RAN에게 전송하고, 상기 E-RAN으로부터 다운링크로 응답메시지를 수신한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 접속 네트워크의 구조를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 메시지 송수신부(701)는 단말기로부터 메시지를 수신하고 단말기로 메시지를 송신하며, 상기 메시지송수신부(701)를 통해 수신한 RRC 연결설정 절차를 위한 초기 업링크 메시지는 검출부부(711)로 전달된다. 상기 검출부(711)에서는 상기 초기 업링크 메시지로부터 이동성 지시자를 검출하여 Stationary UE 제어부(721)로 전달한다. 만약 상기 초기 업링크 메시지에 이동성 지시자가 포함되어 있으면, Stationary UE 제어부(721)는 스테이셔너리 단말기를 위한 프로시져들을 설정 또는 제어한다. 상기 프로시져의 일 예로는 단말기의 메저먼트컨트롤 정보를 설정하는 메저먼트 설정/제어부(731), 단말기의 CQI보고를 위한 자원정보 등을 할당하는 CQI 설정/제어부(732), 단말기의 업링크 타이밍싱크프로시져 정보를 설정하는 업링크 타이밍싱크 설정/제어부(733) 등이 있다. 상기 프로시져들은 본 발명의 일 예일 뿐이며, 본 발명은 다른 프로시져들에 대한 것들도 배제하지 않는다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 이동통신시스템에서 RRC 아이들 모드의 단말기에서 RRC 연결 모드로의 전이시에 단말기의 이동성 정보를 무선액세스네트워크에 통지한다. 이와 같이 하면 상기 무선액세스네트워크가 상기 단말기의 상태에 따라 최적화된 프로시져들만을 수행하도록 함으로써 단말기의 복잡성과 전력낭비를 줄일 수 있으며 네트워크의 시그널링 오버헤드를 줄임으로써 효율적으로 자원을 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 이동통신 시스템에서의 무선 연결 설정 방법에 있어서,
    단말기가 이동성에 따른 이동성 계수를 설정하는 과정과,
    상기 단말기가, 상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 결정하고, 상기 이동성 지시자 정보를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 네트워크로 전송하는 과정과,
    상기 네트워크가 상기 단말기로부터 상기 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결설정 요청 메시지에 포함된 이동성 지시자를 검출하는 과정과,
    상기 네트워크가 상기 검출한 이동성 지시자를 이용하여 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하는 과정과,
    상기 네트워크가 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 연결설정 메시지를 생성하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동성 계수가 0인 경우에, 상기 이동성 지시자는 상기 단말기의 위치가 고정되어 있음을 나타내도록 결정되는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결설정 요청 메시지는, 상기 단말기가 위치한 현재 셀의 채널 상태 정보 또는 상기 현재 셀의 무선자원 정보를 더 포함하며,
    상기 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하는 과정은,
    상기 무선자원 정보를 추가로 이용하여 상기 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    소정 시간동안의 셀 변경 회수에 따라 상기 이동성 계수를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    소정 시간동안 다운링크 파일럿 채널을 측정하며, 상기 측정한 결과의 평균값에 대한 표준편차에 따라 상기 이동성 계수를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    지피에스(GPS) 시스템을 통하여 소정 시간동안 상기 단말기의 평균 속도를 측정하며, 상기 평균속도의 표준편차에 따라 상기 이동성 계수를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    사용자나 소정 어플리케이션을 통하여 입력된 정보에 따라 상기 이동성 계수를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결설정 메시지에 포함된 정보는,
    채널 품질 정보 보고를 위한 자원할당 정보와, 메저먼트 컨트롤 정보와, 업링크 타이밍싱크 프로시저 정보 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 무선 연결설정 방법.
  9. 단말기와 네트워크 장치간의 무선연결을 설정하는 이동통신 시스템에 있어서,
    이동성에 따른 이동성 계수를 설정하고, 상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 결정하고, 상기 이동성 지시자 정보를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 전송하는 단말기와,
    상기 단말기로부터 상기 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결설정 요청 메시지에 포함된 이동성 지시자를 검출하고, 상기 검출한 이동성 지시자를 이용하여 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하고, 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 연결설정 메시지를 생성하여 전송하는 네트워크 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단말기는, 상기 이동성 계수가 0인 경우에 상기 단말의 위치가 고정되어 있음을 나타내도록 상기 이동성 지시자를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 연결 설정 메시지에 포함된 정보는, 채널 품질 정보 보고를 위한 자원할당 정보와, 메저먼트 컨트롤 정보와, 업링크 타이밍싱크 프로시저 정보 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 단말기는,
    상기 이동성 계수를 설정하는 메저먼트부와,
    상기 이동성 계수에 따라 상기 이동성 지시자를 결정하는 판단부와,
    상기 연결설정 요청 메시지를 생성하는 메시지 설정부와,
    상기 연결설정 요청 메시지를 전송하고, 상기 연결설정 메시지를 수신하는 메시지 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 메시지 설정부는,
    상기 단말기가 위치한 현재 셀의 채널 상태 정보 또는 상기 현재 셀의 무선자원 정보를 더 포함하도록 상기 연결설정 요청 메시지를 생성하며,
    상기 네트워크 장치는, 상기 연결설정 요청 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 메저먼트부는,
    소정 시간동안의 셀 변경 회수에 따라 상기 이동성 계수를 설정하거나, 소정 시간동안 측정한 다운링크 파일럿 채널의 신호 세기에 따라 상기 이동성 계수를 설정하거나, 지피에스(GPS) 시스템을 통하여 소정 시간동안 측정한 상기 단말기의 평균 속도에 따라 상기 이동성 계수를 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 네트워크 장치는,
    상기 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결설정 메시지를 상기 단말기로 전송하는 메시지 송수신부와,
    상기 수신한 연결설정 요청 메시지로부터 상기 이동성 지시자를 검출하는 검출부와,
    상기 검출한 이동성 지시자를 이용하여 상기 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하고, 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 상기 연결설정 메시지를 구성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템.
  16. 이동통신 시스템에서 단말기가 네트워크 장치와 무선연결을 설정하는 방법에 있어서,
    이동성에 따른 이동성 계수를 설정하는 과정과,
    상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수에 따른 이동성 지시자를 결정하는 과정과,
    상기 이동성 지시자 정보를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 연결설정 요청 메시지를 전송한 이후에, 상기 네트워크 장치로부터 연결설정 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 연결설정 메시지에 따른 절차들을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  17. 이동통신 시스템에서 네트워크 장치가 단말기와 무선연결을 설정하는 방법에 있어서,
    상기 단말기로부터 상기 단말기의 이동성에 따라 설정된 이동성 지시자를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결설정 요청 메시지에 포함된 상기 이동성 지시자를 검출하는 과정과,
    상기 검출한 이동성 지시자를 이용하여 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 연결설정 메시지를 생성하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선연결 설정 방법.
  18. 이동통신 시스템에서 네트워크 장치와 무선연결을 설정하는 단말 장치에 있어서,
    이동성에 따른 이동성 계수를 설정하는 메저먼트부와,
    상기 이동성 계수가 임계값보다 작으면 상기 이동성 계수를 이용하여 이동성 지시자를 결정하는 판단부와,
    상기 이동성 지시자 정보를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 설정하는 메시지 설정부와,
    상기 연결설정 요청 메시지를 전송하고, 상기 네트워크 장치로부터 연결설정 메시지를 수신하는 메시지 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  19. 이동통신 시스템에서 단말기와 무선연결을 설정하는 네트워크 장치에 있어서,
    상기 단말기로부터 상기 단말기의 이동성에 따라 설정된 이동성 지시자를 포함하는 연결설정 요청 메시지를 수신하고, 연결설정 메시지를 전송하는 메시지 송수신부와,
    상기 수신한 연결설정 요청 메시지를 해독하여 상기 이동성 지시자를 검출하는 검출부와,
    상기 검출한 이동성 지시자를 이용하여 무선 연결 설정 이후에 상기 단말기가 수행해야 할 절차들을 선택하고, 상기 선택된 절차들을 나타내는 정보를 포함하는 상기 연결설정 메시지를 구성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
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