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WO2012002766A2 - 무선 통신 시스템에서 모바일 펨토 셀로의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 모바일 펨토 셀로의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2012002766A2
WO2012002766A2 PCT/KR2011/004840 KR2011004840W WO2012002766A2 WO 2012002766 A2 WO2012002766 A2 WO 2012002766A2 KR 2011004840 W KR2011004840 W KR 2011004840W WO 2012002766 A2 WO2012002766 A2 WO 2012002766A2
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
communication link
terminal
cell
mobile
terminal device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2011/004840
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English (en)
French (fr)
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WO2012002766A3 (ko
Inventor
임재원
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Priority to US13/805,447 priority Critical patent/US9294976B2/en
Publication of WO2012002766A2 publication Critical patent/WO2012002766A2/ko
Publication of WO2012002766A3 publication Critical patent/WO2012002766A3/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/04—Reselecting a cell layer in multi-layered cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08—Reselecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • 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 wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving a signal to a mobile femtocell in a wireless communication system.
  • a 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE)) communication system will be described.
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS is located at an end of a user equipment (UE) 120, a base station (eNode B; eNB) 110a and 110b, and a network (E-UTRAN) to be connected to an external network.
  • UE user equipment
  • eNode B base station
  • E-UTRAN network
  • A Access Gateway
  • the base station may transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20Mhz to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • the base station transmits downlink scheduling information for downlink (DL) data and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, and HARQ (Hybrid Automatic Repeat and reQuest) related information.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat and reQuest
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink UL data for uplink (UL) data and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, and the like.
  • the core network may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, the use of flexible frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • a method of processing a signal with a mobile femtocell in a wireless communication system in which the terminal and the mobile femtocell are in coverage of an adjacent cell is provided.
  • a method of processing a signal with a mobile femtocell in a wireless communication system in which the terminal and the mobile femtocell are in coverage of an adjacent cell is provided.
  • the mobile femto cell may be configured as an anchor cell when the second communication link is established with the neighbor cell.
  • the step of resetting the first communication link is characterized in that the mobile femto cell comprises the step of transmitting a first communication link reset request message to the terminal.
  • the resetting of the first communication link may include: transmitting, by the mobile femto cell, a first communication link reset request message to the terminal, or transmitting a first communication link reset request message to the mobile femto cell. Or transmitting, by the neighboring cell, a first communication link reset request message to the mobile femto cell.
  • transferring the first communication link related information comprises: establishing a third communication link with the mobile femto cell; And transmitting the first communication link related information through the third communication link.
  • the third communication link may be a communication link of a wireless personal access network (WPAN) method.
  • WPAN wireless personal access network
  • the mobile femto cell is preferably transitioned to the idle (Idle) state.
  • the first communication link related information may include security information of the terminal, registration information of the terminal, capability information of the terminal, resource information allocated to the terminal, and the terminal operating. It is preferable to include at least one of the operational state (operational state), quality of service (QoS) information, and network address information of the terminal for the service in progress.
  • operational state operational state
  • QoS quality of service
  • the terminal device in a wireless communication system in which the terminal device and the mobile femtocell is in communication over a first communication link
  • the wireless communication module for transmitting and receiving a signal with the cell is established a communication link
  • a processor for controlling the wireless communication module and processing the signal, wherein the processor releases the first communication link when the terminal device and the mobile femtocell enter the coverage of an adjacent cell.
  • the mobile femto cell is configured as an anchor cell when the second communication link is established with the neighbor cell.
  • the resetting of the first communication link is triggered by the mobile femto cell transmitting a first communication link reset request message to the terminal device, or the terminal device transmitting a first communication link reset request message to the mobile femto cell. Can be triggered.
  • the neighbor cell may be triggered by transmitting a first communication link reset request message to the mobile femto cell.
  • the processor establishes a third communication link with the mobile femto cell and transmits the first communication link related information through the third communication link, wherein the third communication link is WPAN (Wireless Personal). Access Network) is characterized in that the communication link.
  • WPAN Wireless Personal
  • the mobile femtocell may transition to an idle state when the terminal device generates the second communication link with the neighbor cell.
  • the first communication link related information may include security information of the terminal device, registration information of the terminal device, capability information of the terminal device, resource information allocated to the terminal device, And at least one of an operational state, a Quality of Service (QoS) information, and a network address information of the terminal device.
  • QoS Quality of Service
  • a terminal device in a wireless communication system can effectively perform fast reconnection to a mobile femtocell.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 conceptually illustrates a network structure of an Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN).
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a physical channel used in the 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 6 is a view for explaining a general transmission and reception method using a call message.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation process of a terminal and a base station in a contention based random access procedure provided by an LTE system.
  • FIG. 8 is a signal flow diagram illustrating a handover procedure of a 3GPP LTE system.
  • FIG. 9 is a view for explaining a connection method of a typical mobile femto cell.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a fast rollback process of a terminal to a mobile femtocell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a signal flow diagram for a fast rollback process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this as an example may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD scheme, but this is an exemplary embodiment of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD scheme or the TDD scheme.
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • the E-UTRAN consists of cells (eNBs), which cells are connected via an X2 interface.
  • the cell is connected to the terminal through the air interface, and is connected to the Evolved Packet Core (EPC) through the S1 interface.
  • EPC Evolved Packet Core
  • the EPC includes a mobility management entity (MME), a serving-gateway (S-GW), and a packet data network-gateway (PDN-GW).
  • MME mobility management entity
  • S-GW serving-gateway
  • PDN-GW packet data network-gateway
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources. Specifically, the physical channel is modulated in the Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme in the downlink, and modulated in the Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) scheme in the uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow bandwidth wireless interface.
  • IPv4 Packet Data Convergence Protocol
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, reconfiguration, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other.
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the downlink transport channel for transmitting data from the network to the UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH downlink shared channel
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • MCH downlink multicast channel
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message. It is located above the transport channel, and the logical channel mapped to the transport channel is a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a multicast control channel (MCCH), and an MTCH (multicast). Traffic Channel).
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • Traffic Channel multicast
  • FIG. 4 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S401). To this end, the terminal may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a cell ID. have. Thereafter, the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step to check the downlink channel state.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After completing the initial cell search, the UE acquires more specific system information by receiving a physical downlink control channel (PDSCH) according to a physical downlink control channel (PDCCH) and information on the PDCCH. It may be (S402).
  • PDSCH physical downlink control channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S403 to S406).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S403) and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH (S404).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the procedure as described above, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S407) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Control Channel (PUCCH) transmission (S408) may be performed.
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI), and a rank indicator (RI). ), And the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 ⁇ T s ) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 x T s ).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers x 7 (6) OFDM symbols.
  • Transmission time interval which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • the RRC state refers to whether or not the RRC of the UE is in a logical connection with the RRC of the E-UTRAN. If connected, the RRC connected state (RRC_CONNECTED), if not connected, the RRC idle state (RRC_IDLE). It is called.
  • the E-UTRAN can grasp the presence of the UE in the RRC connection state on a cell basis, the E-UTRAN can effectively control the UE.
  • the E-UTRAN cannot grasp the UE of the RRC idle state in the cell unit, and the CN manages the TA unit, which is a larger area unit than the cell. That is, in order to receive a service such as voice or data from the cell, the UE in the RRC idle state needs to transition to the RRC connected state.
  • the terminal when the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell and then stays in an RRC idle state in the cell. Only when it is necessary to establish an RRC connection, the UE remaining in the RRC idle state transitions to the RRC connection state by performing an RRC connection establishment process with the RRC of the E-UTRAN. In this case, when the RRC connection needs to be established, an uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt, or when a paging message is received from the E-UTRAN, a response message should be transmitted.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a general transmission and reception method using a call message.
  • the call message includes a paging record composed of a paging cause, a terminal identifier, and the like.
  • the terminal may perform a discontinuous reception period (DRX) for the purpose of reducing power consumption.
  • DRX discontinuous reception period
  • the network configures a plurality of paging occasions (POs) for each time period called a paging DRX cycle, and a specific terminal can receive only a specific paging opportunity time to obtain a paging message.
  • the terminal may not receive a call channel during a time other than the specific call opportunity time and may be in a sleep state to reduce power consumption.
  • One call opportunity time corresponds to one TTI.
  • the base station and the terminal use a paging indicator (PI) as a specific value indicating the transmission of the call message.
  • the base station may define a specific identifier (for example, Paging-Radio Network Temporary Identity (P-RNTI)) for the purpose of the PI to inform the terminal of the call information transmission. For example, the terminal wakes up every DRX cycle and receives one subframe to know whether a call message appears. If the P-RNTI is present in the L1 / L2 control channel (PDCCH) of the received subframe, the UE may know that there is a call message in the PDSCH of the corresponding subframe. In addition, if the call message has its own terminal identifier (eg, IMSI), the terminal receives the service by responding to the base station (eg, receiving RRC connection or system information).
  • P-RNTI Paging-Radio Network Temporary Identity
  • the system information includes essential information that the terminal needs to know in order to access the base station. Therefore, the terminal must receive all system information before accessing the base station, and must always have the latest system information. In addition, since the system information is information that should be known to all terminals in one cell, the base station periodically transmits system information.
  • System information may be classified into a master information block (MIB), a scheduling block (SB), and a system information block (SIB).
  • MIB allows the terminal to know the physical configuration of the cell, for example, bandwidth.
  • SB informs transmission information of SIBs, for example, a transmission period.
  • SIB is a collection of related system information. For example, a specific SIB includes only information of neighboring cells, and another SIB includes only information of an uplink radio channel used by the terminal.
  • the terminal When the terminal is powered on, the terminal should perform a preparation procedure for receiving a service by selecting a cell of a suitable quality.
  • the UE in the RRC dormant state should always select a cell of appropriate quality and prepare to receive service through this cell. For example, a terminal that has just been powered on must select a cell of appropriate quality to register with the network.
  • the terminal in the RRC connected state enters the RRC idle state, the terminal should select a cell to stay in the RRC idle state.
  • a process of selecting a cell that satisfies a specific condition in order for the terminal to stay in a service standby state such as an RRC idle state is called cell selection.
  • cell selection is performed in a state in which the UE does not currently determine a cell to stay in the RRC idle state, it is most important to select the cell as soon as possible. Therefore, if the cell provides a radio signal quality of a predetermined criterion or more, even if this cell is not the cell providing the best radio signal quality to the terminal, it may be selected during the cell selection process of the terminal.
  • the terminal When the terminal selects a cell that satisfies the cell selection criterion, the terminal receives information necessary for operation of the terminal in the RRC idle state of the terminal from the system information of the cell. After the UE receives all the information necessary for the operation in the RRC idle state, it waits in the RRC idle state to request a service from the network or to receive services from the network.
  • the terminal After the terminal selects a cell through a cell selection process, the strength or quality of a signal between the terminal and the base station may change due to a change in mobility or a wireless environment of the terminal. Therefore, if the quality of the selected cell is degraded, the terminal may select another cell that provides better quality. When reselecting a cell in this way, a cell that generally provides better signal quality than the currently selected cell is selected. This process is called cell reselection.
  • the cell reselection process has a basic purpose in selecting a cell that generally provides the best quality to a terminal in view of the quality of a radio signal.
  • the network may determine the priority for each frequency and notify the terminal. Upon receiving this priority, the UE considers this priority prior to the radio signal quality criteria in the cell reselection process.
  • the following is a description of a random access process (RA) provided by an LTE system.
  • the random access process provided by the LTE system is classified into a contention based random access procedure and a non-contention based random access procedure.
  • the division between the contention-based random access process and the contention-free random access process is determined according to whether the UE directly selects a random access preamble used in the random access process or the base station.
  • the terminal uses a random access preamble allocated by the base station directly to the base station. Therefore, when the base station allocates the specific random access preamble only to the terminal, the random access preamble uses only the terminal, and other terminals do not use the random access preamble. Therefore, since a 1: 1 relationship is established between the random access preamble and the terminal using the random access preamble, there can be no collision. In this case, as soon as the base station receives the random access preamble, the base station may know the terminal that has transmitted the random access preamble.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation process of a terminal and a base station in a contention based random access procedure provided by an LTE system.
  • a UE randomly selects one random access preamble from a set of random access preambles indicated by system information or a handover command, and transmits the random access preamble. Select a PRACH resource that can be transmitted.
  • the preamble at this time is called RACH MSG 1.
  • step 702 after the UE transmits the random access preamble as described above, the base station attempts to receive its random access response within the random access response reception window indicated by the system information or the handover command.
  • RACH MSG 2 that is, random access response information is transmitted in the form of a MAC PDU
  • the MAC PDU is transmitted in a PDSCH.
  • the PDCCH is also delivered to the terminal to properly receive the information delivered to the PDSCH. That is, the PDCCH includes information of a terminal that should receive the PDSCH, frequency and time information of radio resources of the PDSCH, a transmission format of the PDSCH, and the like.
  • the UE receives the random access response transmitted to the PDSCH according to the information of the PDCCH as appropriate.
  • the random access response includes a random access preamble identifier, an UL grant, a temporary C-RNTI (C-RNTI), a time alignment command, and the like.
  • C-RNTI temporary C-RNTI
  • the reason why the random access preamble identifier is required is that one terminal may include random access response information for one or more terminals in one random access response. This is to tell if it is valid.
  • the random access preamble identifier corresponds to the random access preamble selected by the terminal in step 701.
  • the terminal processes the information included in the random access response. That is, the terminal applies the time synchronization correction value and stores the temporary C-RNTI.
  • the terminal applies the time synchronization correction value and stores the temporary C-RNTI.
  • the data stored in the buffer of the terminal or newly generated data is transmitted to the base station.
  • the data transmitted through the uplink grant that is, the MAC PDU is called RACH MSG 3.
  • the data included in the uplink grant should essentially include an identifier of the terminal. This is because, in the contention-based random access process, the base station cannot determine which terminals perform the random access process. Therefore, the terminal needs to be identified for future collision resolution.
  • there are two methods for including the identifier of the terminal there are two methods for including the identifier of the terminal.
  • the UE transmits its cell identifier through the uplink grant.
  • the terminal transmits its own unique identifier. In general, the unique identifier is longer than the cell identifier. If the terminal transmits data through the uplink grant, it initiates a timer for contention resolution (contention resolution timer).
  • the terminal waits for an instruction of the base station to resolve the collision. That is, it attempts to receive a PDCCH to receive a specific message.
  • the UE determines that the random access procedure has been normally performed, and random access End the process.
  • the PDCCH ie, RACH MSG 4
  • the UE determines that the random access procedure has been normally performed, and random access End the process.
  • the PDCCH is received through the temporary C-RNTI before the conflict resolution timer expires, the data transmitted by the PDSCH indicated by the PDCCH is checked. If the unique identifier is included in the content of the data, the terminal determines that the random access procedure has been normally performed, and ends the random access procedure.
  • FIG. 8 is a signal flow diagram illustrating a handover procedure of a 3GPP LTE system.
  • the terminal periodically measures the signals of neighboring cells as in step 802 and transmits the signal strength measured in step 803 to the serving cell that is currently connected.
  • the serving cell transmits a handover request message to the cell to be handed over, i.e., the target cell, in step 804, if a cell having a signal strength capable of handover by the UE among neighboring cells exists.
  • the handover request message includes a cell ID related to the handover (ie, a serving cell and a target cell), context information of the terminal, a reason for handover, and UE history information.
  • the context information of the terminal may include security, service QoS, user priority level, and the like.
  • the movement path information of the terminal may include a cell ID list that the terminal has moved.
  • the target cell receiving the handover request message transmits a handover request confirmation message to the serving cell in step 805 to inform whether the UE permits handover to the target cell. If the target cell allows handover, the serving cell forwards the data traffic of the terminal to the target cell in step 806.
  • the serving cell transmits a handover command message to the terminal in step 807 to command the handover to the target cell.
  • the UE After receiving the handover command message, the UE performs a handover execution process (HO Execution) in step 808 and accesses the target cell.
  • the UE transmits a handover complete message to the target cell.
  • the target cell transmits a response signal, for example, an ACK signal, to the terminal in step 810, and finally, the terminal and the target cell continue to communicate in step 811.
  • a femtocell is a small mobile communication base station installed indoors such as a home or office.
  • the femtocell is connected to a femtocell network controller (FNC) by wire through a broadband network, and the femtocell control station is mobile. It will be connected to the Cellular Core Network.
  • FNC femtocell network controller
  • Femtocells have various advantages in increasing indoor coverage, improving call quality, and efficiently providing a variety of wired and wireless convergence services.
  • a femto cell type may be classified into a closed subscriber group (CSG) femto cell and an open access femto cell according to an access permission policy for the femto cell.
  • the CSG femto cell allows access to the femto cell only for user terminals allowed in the femto cell.
  • An open access femto cell refers to a femto cell in which the femto cell services without restriction on the terminals that can be serviced.
  • the CSG ID is assigned to the femto cell and the terminal can access the universal subscriber identity module (USIM) of the femto cell support terminal. That is, it is defined as storing a femto-cell white list.
  • USIM universal subscriber identity module
  • the femto cell periodically transmits a CSG ID using a control channel to check the femto cell type of the mobile station.
  • the FMC method uses a unlicensed radio frequency when the dual-mode terminal comes near an unlicensed mobile access (UMA) wireless base station using Bluetooth or Wi-Fi. It is a communication method that can be used. Currently, operators in each country are providing services to users through the FMC method.
  • UMA unlicensed mobile access
  • the conventional dual-mode terminal when entering the coverage of a small wireless base station that can be connected using a Wi-Fi or Bluetooth while communicating with a cellular base station (Macro Base Station) having a wide communication range, handover to a small wireless base station Continue high-bandwidth communication without interruption.
  • the 3GPP standard defines the UMA that enables this dual mode communication. In other words, as there is a seamless handover between existing cellular base stations, the UMA terminal enables seamless handover between the cellular base station and the UMA wireless base station.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a connection method of a general mobile femto cell.
  • the mobile femto cell means that the existing femto cell has mobility. Unlike a typical femto cell, the mobile femto cell 900 connects to the cellular communication method 903, which is a wireless connection method with the macro cell 902, rather than a wired broadband connection method to connect to a mobile communication core network (CN). It communicates with the core network through the macro cell 902.
  • the cellular communication method 903 is a wireless connection method with the macro cell 902
  • CN mobile communication core network
  • the mobile femto cell 900 transitions to an idle state when the mobile femto cell 900 no longer needs to communicate with the terminal 901 in order to minimize power consumption. Operation in the dormant state of the mobile femto cell is the same as the typical dormant state of the IEEE 802.16 system or the 3GPP LTE system.
  • the mobile terminal when a mobile communication terminal communicates with an adjacent macro cell or an AP (Access Point) while communicating with a mobile femto cell serving as a serving cell, the mobile terminal can quickly reconnect to a previously connected mobile femto cell to resume communication. Suggest ways to do it.
  • the neighboring cell that the terminal can access may be an AP of a macro cell, a femto cell, or a WLAN or the like and is not bound to a specific communication technology.
  • the radio access method should be named.
  • the main use of the method proposed in the present invention is when the terminal is handed over to a neighbor neighbor cell in order to prevent power consumption of the mobile femto cell. That is, when a mobile femto cell and a terminal connected to the mobile femto cell move to coverage of a specific neighbor cell, the terminal hands over to the neighbor cell, and the mobile femto cell operates in a dormant state, that is, a sleep mode. To minimize power consumption.
  • the mobile femto cell designates itself as an anchor cell and provides relevant information for performing a fast rollback to the UE or the target cell to the UE or the target cell after the UE performs the handover or after performing the handover. Request to send.
  • the UE or the target cell to which the UE accesses may periodically transmit fast rollback related information to the mobile femtocell, which is an anchor cell, or when the information is changed.
  • the mobile femto cell preemptively requests the terminal to hand over to the existing hand or uses an existing hand by using the fast rollback information previously received. Procedures necessary for overs can be minimized or omitted. This is because the fast rollback related information includes information required by the UE in the handover process.
  • Another example is a case where a terminal connected to a specific mobile femto cell is no longer able to communicate with the mobile femto cell due to a backhaul link error or malfunction of the mobile femto cell.
  • the mobile femto cell cannot transmit the terminal data received from the terminal to the core network due to an abnormal backhaul link, but wireless communication with the terminal is possible.
  • the mobile femto cell sets itself as an anchor cell to inform the terminal and handovers the terminal to the target cell.
  • the UE accesses the target cell and performs communication, the UE transmits the fast rollback related information to the mobile femto cell which is the anchor cell. After that, if the mobile femto cell operates normally, the UE may perform the fast rollback procedure at the request of the mobile femtocell. have.
  • the terminal designates a mobile femto cell that has previously connected as an anchor cell before performing a handover or initial access procedure to the target cell. Therefore, even though the terminal is no longer connected to the mobile femto cell, the terminal does not initialize information necessary for reconnection with the mobile femto cell and maintains the highest priority when the terminal attempts to move to another cell while communicating with the target cell.
  • the mobile femto cell is set as a cell to be connected. In this case, the mobile femto cell does not need to maintain the active state, which maintains continuous communication with the terminal, and transitions to the idle state to minimize power consumption.
  • the UE must transmit information for fast reconnection, that is, performing a fast rollback, to the mobile femtocell, which is the anchor cell, even while communicating with a neighboring base station.
  • this patent defines two methods.
  • the first is to transmit high-speed rollback information to a mobile femtocell using a low-power connection such as WPAN to minimize power consumption. That is, the terminal newly communicates with the mobile femtocell by creating a WPAN wireless connection.
  • This method has an advantage in that when the UE needs to reconnect with the mobile femto cell, it can immediately perform a reconnection request to the mobile femto cell. However, the UE must simultaneously maintain the connection with the target cell and the mobile femto cell. Therefore, there is a disadvantage that the power consumption can be severe.
  • the WPAN access method consumes less power than the conventional communication method or the WLAN method, the WPAN access method does not impose a heavy burden on the energy consumption of the terminal unless the remaining battery level is very low.
  • the second method is a method of delivering fast rollback related information to a mobile femto cell through a newly connected target cell and an IP network connected to the target cell.
  • This method has the advantage that it is only necessary to maintain one radio connection with the target cell to which the terminal is connected, but the time for transferring information may be long.
  • a time delay may occur until the mobile femto cell receives the fast rollback related information.
  • the UE may periodically transmit the fast rollback related information to the mobile femtocell, or only when the fast rollback related information is changed.
  • the mobile femto cell can quickly process reconnection of the terminal by using the fast rollback related information.
  • the fast rollback related information includes security information about the terminal, terminal registration information, UE capability, frequency channel and resource information that the terminal uses for communication, and services that the terminal operates. Operational state and QoS information for the terminal, and the network address (network address) information of the terminal that the terminal is currently used on the network may be included.
  • the performance information and the terminal registration information of the terminal are static information, there is a high possibility that the mobile femto cell, which is the anchor cell, is maintained even after the connection of the terminal is released. Therefore, it is preferable to include the capability information and the terminal registration information of the terminal in the fast rollback related information only when the mobile femto cell which is the anchor cell does not have the corresponding information.
  • the reconnection request to the mobile femto cell which is the anchor cell of the terminal may be made by the terminal or by the mobile femto cell.
  • the terminal can inform the target cell to which the anchor cell is currently connected in advance, it can transmit the reconnection request of the terminal to the mobile femto cell which is the anchor cell by the target cell.
  • the mobile femto cell which has received the reconnection request, transitions from the idle state to the active state, and attempts to access the terminal. At this time, the terminal and the mobile femto cell can quickly access by using the existing information about the fast rollback exchanged.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a fast rollback process of a terminal to a mobile femtocell according to an embodiment of the present invention.
  • the UE may perform handover to an AP or perform cell reselection.
  • the terminal sets the mobile femto cell as an anchor cell for fast rollback, and temporarily terminates the connection with the mobile femto cell.
  • the connection state between the mobile femto cell and the macro cell is transitioned from the active state to the idle state.
  • step 1002 while the terminal is connected to the new target cell, the AP, the fast rollback related information is transmitted to the mobile femto cell, which is the anchor cell, through the AP to which the terminal is currently connected.
  • the UE transmits a fast rollback command message to the mobile femto cell, which is the anchor cell, or the mobile femto cell, which is the anchor cell, as shown in step 1004.
  • a fast handover or a quick reconnection procedure may be performed using the fast rollback related information previously received.
  • FIG. 11 is a signal flow diagram for a fast rollback process according to an embodiment of the present invention.
  • step 1101 the mobile femto cell transmits a handover command message to the terminal, and in step 1102, the terminal performs a handover procedure to the target cell. At this time, the terminal sets the mobile femto cell as an anchor cell. After the handover procedure is completed, the terminal and the target cell can continue communication as shown in step 1103.
  • the mobile femto cell which is the anchor cell
  • the UE have created the WPAN connection as described above. That is, the terminal transmits an association request message for WPAN access to the anchor cell as in step 1104, and the anchor cell receiving the response transmits an association response message to the terminal in step 1105.
  • the UE and the anchor cell may exchange the above-described fast rollback related information through the WPAN connection.
  • the mobile femto cell which is the anchor cell transmits the fast rollback request message to the mobile station, or triggers by transmitting the fast rollback request message to the mobile femto cell which is the anchor cell as shown in step 1108. can do.
  • the target cell may send a fast rollback request message to the mobile femto cell to perform triggering.
  • the triggered fast rollback is performed by the terminal and the mobile femtocell as in step 1110, thereby completing handover or reconnection.
  • FIG. 12 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the communication device 1200 includes a processor 1210, a memory 1220, an RF module 1230, a display module 1240, and a user interface module 1250.
  • the communication device 1200 is shown for convenience of description and some modules may be omitted. In addition, the communication device 1200 may further include necessary modules. In addition, some modules in the communication device 1200 may be classified into more granular modules.
  • the processor 1210 is configured to perform an operation according to the embodiment of the present invention illustrated with reference to the drawings. In detail, the detailed operation of the processor 1210 may refer to the contents described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • the memory 1220 is connected to the processor 1210 and stores an operating system, an application, program code, data, and the like.
  • the RF module 1230 is connected to the processor 1210 and performs a function of converting a baseband signal into a radio signal or converting a radio signal into a baseband signal. To this end, the RF module 1230 performs analog conversion, amplification, filtering and frequency up-conversion, or a reverse process thereof.
  • the display module 1240 is connected to the processor 1210 and displays various information.
  • the display module 1240 may use well-known elements such as, but not limited to, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), and an organic light emitting diode (OLED).
  • the user interface module 1250 is connected to the processor 1210 and may be configured with a combination of well-known user interfaces such as a keypad and a touch screen.
  • embodiments of the present invention have been mainly described based on data transmission / reception relations between a relay node and a base station.
  • Certain operations described in this document as being performed by a base station may in some cases be performed by an upper node thereof. That is, it is obvious that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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Abstract

본 출원에서는 단말과 모바일 펨토 셀이 제 1 통신 링크를 통하여 통신 중인 무선 통신 시스템에서, 상기 단말이 신호를 처리하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 단말과 상기 모바일 펨토 셀이 인접 셀의 커버리지로 진입하는 경우, 상기 제 1 통신링크를 해제하고 상기 인접 셀과의 제 2 통신 링크를 설정하는 단계, 상기 제 2 통신 링크를 통하여 상기 인접 셀과 통신하는 중, 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신 링크 관련 정보를 전달하는 단계, 및 상기 모바일 펨토 셀과 상기 단말이 상기 인접 셀의 커버리지에서 벗어나는 경우, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보에 기반하여 상기 모바일 펨토 셀과의 제 1 통신링크를 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 모바일 펨토 셀로의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 모바일 펨토 셀로의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)(120)과 기지국(eNode B; eNB)(110a 및 110b), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 모바일 펨토 셀로의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 양상인 단말과 모바일 펨토 셀이 제 1 통신 링크를 통하여 통신 중인 무선 통신 시스템에서 단말이 모바일 펨토 셀과 신호를 처리하는 방법은, 상기 단말과 상기 모바일 펨토 셀이 인접 셀의 커버리지로 진입하는 경우, 상기 제 1 통신링크를 해제하고 상기 인접 셀과의 제 2 통신 링크를 설정하는 단계; 상기 제 2 통신 링크를 통하여 상기 인접 셀과 통신하는 중, 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신 링크 관련 정보를 전달하는 단계; 및 상기 모바일 펨토 셀과 상기 단말이 상기 인접 셀의 커버리지에서 벗어나는 경우, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보에 기반하여 상기 모바일 펨토 셀과의 제 1 통신링크를 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 설정 시, 상기 모바일 펨토 셀을 앵커(Anchor) 셀로 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 통신링크를 재설정하는 단계가 상기 모바일 펨토 셀이 상기 단말로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 통신링크를 재설정하는 단계는, 상기 모바일 펨토 셀이 상기 단말로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하는 단계 또는 상기 단말이 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하는 단계, 또는 상기 인접 셀이 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보를 전달하는 단계는, 상기 모바일 펨토 셀과 제 3 통신링크를 설정하는 단계; 및 상기 제 1 통신 링크 관련 정보를 상기 제 3 통신링크를 통하여 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 제 3 통신링크는, WPAN(Wireless Personal Access Network) 방식의 통신링크일 수 있다.
또한, 상기 단말이 상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 생성 시, 상기 모바일 펨토 셀은 휴지(Idle) 상태로 천이하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보는, 상기 단말의 보안(security) 정보, 상기 단말의 등록(subscription) 정보, 상기 단말의 성능(capability) 정보, 상기 단말에 할당된 자원 정보, 상기 단말이 운영 중인 서비스에 대한 운영상태(operational state)와 QoS(Quality of Service) 정보, 상기 단말의 네트워크 주소(network address) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 양상인 단말 장치와 모바일 펨토 셀이 제 1 통신 링크를 통하여 통신 중인 무선 통신 시스템에서의 상기 단말 장치는, 통신 링크가 설정된 셀과 신호를 송수신하기 위한 무선 통신 모듈; 및 상기 무선 통신 모듈을 제어하고, 상기 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 단말 장치와 상기 모바일 펨토 셀이 인접 셀의 커버리지로 진입하는 경우, 상기 제 1 통신링크를 해제하고 상기 인접 셀과의 제 2 통신 링크를 설정하고, 상기 제 2 통신 링크를 통하여 상기 인접 셀과 통신하는 중 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신 링크 관련 정보를 전달하며, 상기 모바일 펨토 셀과 상기 단말 장치가 상기 인접 셀의 커버리지에서 벗어나는 경우, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보에 기반하여 상기 모바일 펨토 셀과의 제 1 통신링크를 재설정하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 설정 시, 상기 모바일 펨토 셀을 앵커(Anchor) 셀로 설정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 통신링크의 재설정은, 상기 모바일 펨토 셀이 상기 단말 장치로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하여 트리거링되거나, 상기 단말 장치가 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하여 트리거링될 수 있다. 또한, 상기 인접 셀이 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하여 트리거링될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 모바일 펨토 셀과 제 3 통신링크를 설정하고, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보를 상기 제 3 통신링크를 통하여 전달할 수 있으며, 여기서 상기 제 3 통신링크는 WPAN(Wireless Personal Access Network) 방식의 통신링크인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단말 장치가 상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 생성 시, 상기 모바일 펨토 셀은 휴지(Idle) 상태로 천이하는 것을 특징으로 할 수 있다. 나아가, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보는 상기 단말 장치의 보안(security) 정보, 상기 단말 장치의 등록(subscription) 정보, 상기 단말 장치의 성능(capability) 정보, 상기 단말 장치에 할당된 자원 정보, 상기 단말 장치가 운영 중인 서비스에 대한 운영상태(operational state)와 QoS(Quality of Service) 정보, 상기 단말 장치의 네트워크 주소(network address) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 단말 장치가, 모바일 펨토 셀로의 빠른 재접속을 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 호출 메시지를 이용한 일반적인 송수신 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 LTE 시스템에서 제공하는 경쟁 기반 랜덤 접속 과정(Contention based random access procedure)에서 단말과 기지국의 동작 과정을 나타내는 도면.
도 8은 3GPP LTE 시스템의 핸드오버 절차를 도시하는 신호 흐름도.
도 9는 일반적인 모바일 펨토 셀의 연결 방식을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 모바일 펨토 셀로의 고속 롤백 과정을 예시하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 고속 롤백 과정을 위한 신호 흐름도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다. 특히 E-UTRAN시스템은 기존 UTRAN시스템에서 진화한 시스템이다. E-UTRAN은 셀(eNB)들로 구성되며, 셀들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. 셀은 무선 인터페이스를 통해 단말과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다.
EPC에는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving-Gateway) 및 PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, PDN-GW는 PDN(Packet Data Network)을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다.
한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S401). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S402).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S403 내지 단계 S406). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S403), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S404). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S407) 및 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S408)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크/상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
이하 단말의 RRC 상태와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는지 여부를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 휴지 상태(RRC_IDLE)라고 부른다.
E-UTRAN은 RRC 연결 상태의 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있기 때문에 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 E-UTRAN은 RRC 휴지 상태의 단말을 셀 단위에서 파악할 수 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA 단위로 CN이 관리한다. 즉, RRC 휴지 상태의 단말이 셀로부터 음성이나 데이터와 같은 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 상태 천이하여야 한다.
특히 사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 휴지 상태에 머무른다. RRC 휴지 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우에야 비로소 E-UTRAN의 RRC과 RRC 연결 설정 (RRC connection establishment) 과정을 수행하여 RRC 연결 상태로 천이한다. 여기서 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우란 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지를 전송해야 하는 경우 등을 들 수 있다.
도 6은 호출 메시지를 이용한 일반적인 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 호출 메시지는 호출 이유(Paging Cause)와 단말 식별자(UE Identity) 등으로 구성된 호출 기록(Paging record)을 포함한다. 상기 호출 메시지를 수신할 때, 단말은 전력소비 감소를 목적으로 불연속 수신 주기(Discontinuous Reception; DRX)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 망은 호출 주기(Paging DRX Cycle)라 불리는 시간 주기마다 여러 개의 호출 기회 시간(Paging Occasion; PO)을 구성하고, 특정 단말은 특정 호출 기회 시간만을 수신하여 호출 메시지를 획득할 수 있도록 한다. 상기 단말은 상기 특정 호출 기회 시간 이외의 시간에는 호출 채널을 수신하지 않으며 전력 소비를 줄이기 위해 수면 상태에 있을 수 있다. 하나의 호출 기회 시간은 하나의 TTI에 해당된다.
기지국과 단말은 호출 메시지의 전송을 알리는 특정 값으로 호출 지시자(Paging Indicator; PI)를 사용한다. 기지국은 PI의 용도로 특정 식별자(예, Paging - Radio Network Temporary Identity; P-RNTI)를 정의하여 단말에게 호출 정보 전송을 알릴 수 있다. 일 예로, 단말은 DRX 주기마다 깨어나서 호출 메시지의 출현 여부를 알기 위해 하나의 서브 프레임을 수신한다. 단말은 수신한 서브 프레임의 L1/L2 제어채널(PDCCH)에 P-RNTI가 있다면, 해당 서브 프레임의 PDSCH에 호출 메시지가 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 호출 메시지에 자신의 단말식별자(예, IMSI)가 있다면 단말은 기지국에 응답(예를 들어, RRC 연결 또는 시스템 정보 수신)하여 서비스를 받게 된다.
다음은, 시스템 정보(System Information)에 관한 설명이다. 시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 시스템 정보를 전송한다.
시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Scheduling Block) 및 SIB(System Information Block)로 구분될 수 있다. MIB는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 Bandwidth같은 것을 알 수 있도록 한다. SB는 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB는 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 특정 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 다른 SIB는 단말이 사용하는 상향 무선 채널의 정보만을 포함한다.
이하 셀 선택 및 셀 재선택 과정에 대해 설명한다.
단말의 전원이 켜지면 단말은 적절한 품질의 셀을 선택하여 서비스를 받기 위한 준비 절차들을 수행해야 한다. RRC 휴지 상태에 있는 단말은 항상 적절한 품질의 셀을 선택하여 이 셀을 통해 서비스를 제공받기 위한 준비를 하고 있어야 한다. 예를 들어, 전원이 막 켜진 단말은 네트워크에 등록을 하기 위해 적절한 품질의 셀을 선택해야 한다. RRC 연결 상태에 있던 단말이 RRC 휴지 상태에 진입하면, 이 단말은 RRC 휴지 상태에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 단말이 RRC 휴지 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 특정 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택 (Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 셀 선택은 단말이 RRC 휴지 상태로 머물러 있을 셀을 현재 결정하지 못한 상태에서 수행하는 것이므로, 가능한 신속하게 셀을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 일정 기준 이상의 무선 신호 품질을 제공하는 셀이라면, 비록 이 셀이 단말에게 가장 좋은 무선 신호 품질을 제공하는 셀이 아니라고 하더라도, 단말의 셀 선택 과정에서 선택될 수 있다.
셀 선택 기준을 만족하는 셀을 단말이 고르면, 단말은 해당 셀의 시스템 정보로부터 해당 셀에서 단말의 RRC 휴지 상태에서의 동작에 필요한 정보를 수신한다. 단말이 RRC 휴지 상태에서의 동작에 필요한 모든 정보를 수신한 후, 망으로 서비스를 요청하거나 망으로부터 서비스를 받기 위하여 RRC 휴지 상태에서 대기한다.
단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다. 무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.
다음은 LTE 시스템에서 제공하는 랜덤 접속 과정 (Random Access, RA)에 대한 설명이다. LTE 시스템에서 제공하는 랜덤 액세스 과정은 경쟁기반 랜덤 접속 과정(Contention based random access procedure)과 비경쟁기반 랜덤 접속 과정 (Non-contention based random access procedure)으로 구분되어 있다. 경쟁기반 랜덤 접속 과정과 비경쟁기반 랜덤 접속 과정의 구분은, 랜덤 접속 과정에서 사용되는 랜덤 접속 프리앰블 (Random access preamble)을 단말이 직접 선택했는지 혹은 기지국이 선택했는지의 여부에 따라 정해진다.
비경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서는, 단말은 기지국이 자신에게 직접적으로 할당한 랜덤 접속 프리앰블을 사용한다. 따라서, 상기 기지국이 상기 특정 랜덤 접속 프리앰블을 상기 단말에게만 할당하였을 경우, 상기 랜덤 접속 프리앰블은 상기 단말만 사용하게 되고, 다른 단말들은 상기 랜덤 접속 프리앰블을 사용하지 않는다. 따라서, 상기 랜덤 접속 프리앰블과 상기 랜덤 접속 프리앰블을 사용한 단말간에 1:1의 관계가 성립하므로, 충돌이 없다고 할 수 있다. 이 경우, 기지국은 상기 랜덤 접속 프리앰블을 수신하자 마자, 상기 랜덤 접속 프리앰블을 전송한 단말을 알 수 있으므로, 효율적이라 할 수 있다.
이와 반대로, 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서는, 단말이 사용할 수 있는 랜덤 접속 프리앰블 중에서, 임의로 선택하여 전송하므로, 항상 복수개의 단말들이 동일한 랜덤 접속 프리앰블을 사용할 가능성이 존재한다. 따라서, 기지국이 어떤 특정 랜덤 접속 프리앰블을 수신한다고 하더라도, 상기 랜점 접속 프리앰블을 어떤 단말이 전송하였는지 알 수가 없다.
단말은 랜덤 접속 과정을 수행하는 경우는, 1) 단말이 기지국과의 연결 (RRC Connection)이 없어 초기 접속 (initial access)을 하는 경우, 2) 단말이 핸드오버과정에서, 타겟 셀로 처음 접속하는 경우, 3) 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우, 4) 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서 상향링크로의 데이터가 발생하는 경우, 5) 무선 연결 실패 (radio link failure) 또는 핸드오버 실패 (handover failure) 시 복구 과정의 경우 등이다.
도 7은 LTE 시스템에서 제공하는 경쟁 기반 랜덤 접속 과정(Contention based random access procedure)에서 단말과 기지국의 동작 과정을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 단계 701에서 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령 (Handover Command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원을 선택하여, 전송한다. 이 때의 프리앰블을 RACH MSG 1이라고 부른다.
또한, 단계 702에서 단말은 상기와 같이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 수신 윈도우 내에서 자신의 랜덤 액세스 응답의 수신을 시도한다. 좀더 자세하게, RACH MSG 2, 즉 랜덤 액세스 응답 정보는 MAC PDU의 형식으로 전송되며, 상기 MAC PDU는 PDSCH로 전달된다. 또한 상기 PDSCH로 전달되는 정보를 단말이 적절하게 수신하기 위해 PDCCH도 함께 전달된다. 즉, PDCCH는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있다. 일단 단말이 자신에게 오는 PDCCH의 수신에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신한다. 그리고 상기 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 식별자, 상향링크 그랜트(UL Grant), 임시 C-RNTI(Temporary C-RNTI) 및 시간 동기 보정 값(Time Alignment Command) 등이 포함된다. 상기에서 랜덤 액세스 프리앰블 식별자가 필요한 이유는, 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 상향링크 그랜트, 임시 C-RNTI 그리고 시간 동기 보정 값 정보가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위한 것이다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 단계 701에서 단말이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블과 일치한다.
계속하여 단계 703에서 단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 시간 동기 보정 값을 적용시키고, 임시 C-RNTI 를 저장한다. 또한, 상향링크 그랜트 를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 이 때 상향링크 그랜트를 통해서 전송되는 데이터, 즉 MAC PDU를 RACH MSG 3라고 부른다. 상기 상향링크 그랜트에 포함되는 데이터에는 필수적으로 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 이는 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 상기 랜덤액세스 과정을 수행하는지 판단할 수 없기에, 차후 충돌해결을 하기 위해서는 단말을 식별해야 하기 때문이다. 또한 단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법은 단말이 상기 랜덤 액세스 과정 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자를 가지고 있었다면, 단말은 상기 상향링크 그랜트를 통해 자신의 셀 식별자 전송한다. 반면에, 만약 랜덤 액세스 과정 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 단말은 자신의 고유 식별자를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 셀 식별자보다 길다. 단말은 상기 상향링크 그랜트를 통해 데이터를 전송하였다면, 충돌 해결을 위한 타이머(contention resolution timer)를 개시한다.
마지막으로, 단말이 랜덤 액세스 응답에 포함된 상향링크 그랜트를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송 한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다. 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 존재한다. 앞에서 언급한 바와 같이 상기 상향링크 그랜트를 통해 전송된 자신의 식별자가 셀 식별자인 경우, 자신의 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고, 상기 식별자가 고유 식별자인 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 임시 C-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 그 후, 전자의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 셀 식별자를 통해 PDCCH (즉, RACH MSG 4)를 수신한 경우에, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 과정이 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 종료한다. 후자의 경우에는 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 임시 C-RNTI를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH가 지시하는 PDSCH이 전달하는 데이터 를 확인한다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 과정이 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 종료한다.
이하, 3GPP LTE 시스템에서 기술되는 일반적인 핸드오버(Handover, HO) 절차에 관하여 설명한다.
도 8은 3GPP LTE 시스템의 핸드오버 절차를 도시하는 신호 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단말(UE)와 서빙 셀과 단계 801과 같이 통신 중인 것으로 가정한다. 이 경우, 단말은 단계 802와 같이 주기적으로 이웃 셀들의 신호를 측정하고, 단계 803에서 측정한 신호 세기를 현재 접속중인 서빙 셀로 전달한다.
서빙 셀은 이웃 셀들 중 단말이 핸드오버 가능한 신호세기를 가지는 셀이 존재할 경우, 핸드오버할 셀, 즉 타겟 셀에게 단계 804에서 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송한다. 핸드오버 요청 메시지에는 핸드오버에 관련된 셀 ID(즉, 서빙 셀과 타겟 셀)와 단말의 컨텍스트 정보(Context Information), 핸드오버를 하려는 이유, 단말의 이동경로 정보(UE History Information)가 포함된다. 단말의 컨텍스트 정보에는 보안, 서비스 QoS, 사용자 우선 순위 레벨(Prioriy Level) 등이 포함될 수 있다. 또한, 단말의 이동경로 정보는 단말이 이동해온 셀 ID 리스트를 포함할 수 있다.
계속하여, 핸드오버 요청 메시지를 수신한 타겟 셀은 단계 805에서 서빙 셀로 핸드오버 요청 확인 메시지를 전달하여, 상기 단말의 타겟 셀로의 핸드오버 허용 여부를 알린다. 타겟 셀이 핸드오버를 허용한다면, 서빙 셀은 단계 806에서 단말의 데이터 트래픽을 타겟 셀로 포워딩한다.
서빙 셀은 단계 807에서 단말로 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 전송하여, 타겟 셀로의 핸드오버를 명령한다. 핸드오버 명령 메시지를 수신한 단말은 단계 808에서 핸드오버 실행(HO Execution)과정을 수행하여 타겟 셀로 접속한 후, 단계 809에서 타겟 셀로 핸드오버 완료(Handover Complete) 메시지를 전송한다. 타겟 셀은 단계 810에서 단말로 응답 신호, 예를 들어, ACK 신호를 전송하고, 마지막으로 단계 811에서 단말과 타겟 셀은 통신을 계속한다.
이하, 펨토 셀에 관하여 설명한다. 펨토 셀은 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 초소형 이동 통신 기지국으로서, 상기 펨토 셀은 광대역(Broadband) 망을 통해 유선으로 펨토 셀 제어국(Femtocell Network Controller, FNC)와 연결되며, 펨토 셀 제어국은 이동통신 핵심망(Cellular Core Network)에 연결되게 된다. 현재 3GPP LTE 및 IEEE 802.16m 등의 국제 표준화 기관에서 펨토 셀 관련 표준안을 제정 중에 있다.
펨토 셀은 실내 커버리지(Coverage)를 확대하고 통화 품질을 향상시키며 다양한 유무선융합 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 다양한 장점을 가지고 있다. 또한, 펨토 셀에 대한 접근허용정책에 따라 CSG(Closed Subscriber Group) 펨토 셀과 개방 접속(Open Access) 펨토 셀로 펨토 셀 타입을 구분할 수 있다. 특히, CSG 펨토 셀의 경우 해당 펨토 셀에 허용된 사용자 단말에 한해서 펨토 셀에 대한 접근을 허용한다. 개방 접속 펨토 셀은 펨토 셀이 서비스 가능한 단말들에 대해 제한 없이 서비스를 하는 펨토 셀을 말한다.
현재 3GPP 표준에서는 단말이 펨토 셀 타입을 확인하도록 하기 위하여, 펨토 셀에 CSG ID를 배정하고 펨토 셀 지원 단말의 USIM(universal subscriber identity module)에 해당 단말이 접근할 수 있는 펨토 셀의 CSG ID 리스트, 즉 펨토 셀 화이트 리스트(Femto-cell White List)를 저장하는 것으로 정의하고 있다. 해당 펨토 셀은 이동 단말의 펨토 셀 타입 확인을 위해 CSG ID를 제어 채널을 사용하여 주기적으로 전송한다.
이하, FMC(Fixed Mobile Convergence) 방식에 관하여 설명한다. FMC 방식은 듀얼 모드(Dual-mode) 단말이 블루투스(Bluetooth)나 Wi-Fi를 사용하는 UMA(Unlicensed Mobile Access) 무선 기지국 근처에 오게 되면 GSM/GPRS와 동일한 서비스를 비면허(Unlicensed) 무선 주파수를 통해 이용할 수 있게 하는 통신 방식이다. 현재 각국의 사업자가 FMC 방식으로 사용자에게 서비스를 진행 중에 있다.
종래의 듀얼모드 단말의 경우 넓은 통신 범위를 가지는 셀룰러 이동통신 기지국(Macro Base Station)과 통신 중에 Wi-Fi 또는 블루투스를 사용하는 접속 가능한 소형 무선 기지국의 커버리지에 들어서면, 소형 무선 기지국으로 핸드오버하여 끊김 없이 고대역의 통신을 계속한다. 3GPP 표준에서는 이 듀얼 모드 통신을 가능하게 하는 UMA에 대해 정의하고 있다. 즉, 기존의 셀룰러 기지국 간의 끊김 없는 핸드오버가 되는 것처럼, UMA 단말기는 셀룰러 기지국과 UMA 무선 기지국 상호간 끊김 없는 핸드오버를 가능하게 한다.
또한 하나의 펨토 셀에 이러한 FMC 기법과 펨토 셀 셀룰러 이동통신 방식을 결합하여, 가정이나 사무실 등의 개인 공간에서 셀룰러 통신의 라이센스 대역(licensed band)를 사용하여 끊김 없이 통신을 수행하면서, 필요에 따라 비-라이센스 대역(unlicensed band)를 사용하여 Wi-Fi이나 블루투스 등의 WPAN(Wireless Personal Area Networks) 기술을 통해 통신을 하는 기술이 연구 중에 있다.
이하, 본 발명에서 설명하는, 모바일 펨토 셀 (Mobile Femto cell)에 관하여 설명한다.
도 9는 일반적인 모바일 펨토 셀의 연결 방식을 설명하기 위한 도면이다.
모바일 펨토 셀이란 기존 펨토 셀이 이동성을 가지는 것을 의미한다. 일반적인 펨토 셀과 달리 모바일 펨토 셀(900)은 이동통신 핵심망(Core Network, CN)에 연결하기 위해 유선 광대역 접속 방식이 아닌, 매크로 셀(902)과 무선 접속 방식인 셀룰라 통신 방식(903)으로 연결되며, 매크로 셀(902)을 통하여 핵심망과 통신한다.
일반적으로, 모바일 펨토 셀(900)은 전력 소모를 최소화하기 위하여, 모바일 펨토 셀(900)이 더 이상 단말(901)과 통신할 필요가 없을 때는 연결 상태가 휴지(idle) 상태로 천이한다. 모바일 펨토 셀의 휴지 상태에서의 동작은 IEEE 802.16 시스템 또는 3GPP LTE 시스템의 일반적인 휴지 상태와 동일하다.
본 발명에서는 이동통신 단말이 서빙 셀인 모바일 펨토 셀과 통신하는 중에 인접한 마크로 셀 또는 AP(Access Point)로 접속하여 통신할 때, 이전에 접속해 있었던 모바일 펨토 셀에 빠르게 재접속을 수행하여 통신을 재개할 수 있는 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 단말의 빠른 재접속을 고속 롤백(fast rollback)이라고 정의한다. 또한 단말이 접속할 수 있는 이웃 셀은 매크로 셀, 펨토 셀, 또는, WLAN 등의 방식의 AP가 될 수 있으며 특정 통신 기술에 얽매이지 않음을 밝혀둔다. 특정 무선 접속 방식을 사용하여 단말이 동작할 때는 해당 무선 접속 방식을 명칭을 명기하도록 한다.
본 발명에서 제안하는 방법의 주된 사용 용도는 우선 모바일 펨토 셀의 전력소모를 방지하기 위해, 단말이 주변 이웃 셀로 핸드오버하는 경우이다. 즉 모바일 펨토 셀과 상기 모바일 펨토 셀에 접속되어 있는 단말이 특정 이웃 셀의 커버리지로 이동할 때, 상기 단말은 상기 이웃 셀로 핸드오버하고, 상기 모바일 펨토 셀는 휴지 상태, 즉 수면 모드(sleep mode)로 동작하여 전력 소모를 최소화 시킬 수 있다.
이 경우, 상기 모바일 펨토 셀은 자신을 앵커(anchor) 셀로 지정하고, 단말이 핸드오버하기 전 또는 핸드오버를 수행한 후 단말 또는 타겟 셀로 자신에게 고속 롤백(fast rollback)을 수행하기 위한 관련 정보를 전송할 것을 요청한다. 단말이 이웃 셀로 핸드오버한 후, 해당 단말 또는 단말이 접속한 타겟 셀은 앵커(anchor) 셀인 상기 모바일 펨토 셀에게 주기적으로 고속 롤백 관련 정보를 전송하거나, 해당 정보가 변경되었을 경우에 전송할 수 있다.
이 후 단말과 모바일 펨토 셀이, 상기 타겟 셀의 커버리지를 벗어나 이동할 때, 모바일 펨토 셀은 앞서 수신한 고속 롤백 관련 정보를 사용하여 선제적으로 단말로 하여금 자신에게 핸드오버할 것을 요청하거나, 기존 핸드오버에 필요한 절차들을 최소화하거나 생략할 수 있다. 이는 고속 롤백 관련 정보가 단말이 핸드오버 과정에서 필요한 정보들을 포함하고 있기 때문이다.
다른 예로는 특정 모바일 펨토 셀에 접속되어 있던 단말이 상기 모바일 펨토 셀의 백홀(backhaul) 링크 이상 또는 오작동 등의 이유로 더 이상 상기 모바일 펨토 셀과 통신이 불가능한 상황일 경우이다. 이 경우에 상기 모바일 펨토 셀은 백홀 링크의 이상으로 단말에게서 수신한 단말 데이터를 핵심망에 전달할 수 없지만, 단말과의 무선 통신은 가능하다.
이 때 모바일 펨토 셀은 자신을 앵커 셀로 설정하여 단말에게 알리고, 단말을 타겟 셀로 핸드오버시킨다. 단말은 타겟 셀로 접속을 하여 통신을 진행하는 중에 고속 롤백 관련 정보를 앵커 셀인 모바일 펨토 셀로 전달하며, 이 후 모바일 펨토 셀이 정상적으로 동작하게 되면, 모바일 펨토 셀의 요청에 의해 고속 롤백 절차를 수행할 수 있다.
이하, 보다 구체적으로 본 발명을 설명한다. 단말은 타겟 셀로 핸드오버 또는 초기 접속 과정을 수행하기 전, 기존 접속하였던 모바일 펨토 셀을 앵커 셀로 지정한다. 따라서, 단말은 모바일 펨토 셀과 더 이상 접속하여 있지 않더라도, 모바일 펨토 셀과의 재접속에 필요한 정보를 초기화하지 않고 유지하며, 단말이 타겟 셀과 통신하는 중에 다른 셀으로 이동하고자 할 때, 최우선순위로 접속할 셀로서 상기 모바일 펨토 셀을 설정한다. 이 경우, 모바일 펨토 셀은 단말과 계속적인 통신을 유지하는 방식인 활성 상태를 유지할 필요가 없으며, 전력소모를 최소화하기 위하여 휴지 상태로 천이한다.
하지만 단말은 이웃 기지국으로 이동하여 통신하는 중에도 빠른 재접속, 즉 고속 롤백 수행을 위한 정보를 상기 앵커 셀인 모바일 펨토 셀로 전달해야 한다. 이를 위해 본 특허에서는 두 가지 방식을 정의한다.
첫 번째는 전력소모를 최소화 할 수 있는 WPAN 방식 등의 저전력 접속방식을 사용하여 모바일 펨토 셀로 고속 롤백 관련 정보를 전송하는 것이다. 즉, 단말은 모바일 펨토 셀와 WPAN 무선 연결을 새롭게 생성하여 통신하게 된다. 이 방식은 단말이 모바일 펨토 셀과와 재접속이 필요할 때, 즉각적으로 모바일 펨토 셀에 재접속 요청을 수행할 수 있다는 장점이 있지만, 단말이 타겟 셀과의 접속과 모바일 펨토 셀과의 접속을 동시에 유지하여야 하므로 전력소모가 심해질 수 있다는 단점이 있다. 그러나, WPAN 접속 방식은 기존 통신 방식이나 WLAN 방식에 비해 전력소모가 적은 방식이므로, 단말이 남아있는 배터리 잔량이 매우 낮은 경우가 아니라면 단말에게 에너지 소모에 대해 큰 부담을 주지는 않는다.
두 번째 방식은 단말이 새롭게 접속한 타겟 셀과 상기 타겟 셀과 연결된 IP망을 통해, 모바일 펨토 셀로 고속 롤백 관련 정보를 전달하는 방식이다. 이 방식은 단말이 접속한 타겟 셀과의 하나의 무선 접속을 유지하기만 하면 된다는 장점이 있지만, 정보를 전달하는 시간이 길어질 수 있다. 또한 모바일 펨토 셀은 휴지 상태이기 때문에 상태이기, 상기 모바일 펨토 셀이 상기 고속 롤백 관련 정보를 받기까지 시간 지연이 발생할 수 있다.
이후 상기 단말은 타겟 셀에 접속하여 통신하는 중에, 모바일 펨토 셀에게 고속 롤백 관련 정보를 주기적으로 전송하거나, 고속 롤백 관련 정보가 변경되었을 경우에만 전송할 수도 있다. 이를 통해 단말이 이전에 접속하였던 모바일 펨토 셀로 다시 이동할 필요가 있을 경우, 상기 모바일 펨토 셀은 고속 롤백 관련 정보를 사용하여 단말의 재접속을 빠르게 처리할 수 있다.
이러한 고속 롤백 관련 정보는 단말에 대한 보안(security) 정보, 단말 등록 정보(subscription info), 단말의 성능 정보(UE capability), 단말이 통신에 사용하고 있는 주파수 채널 및 자원 정보, 단말이 운영 중인 서비스에 대한 운영상태(operational state)와 QoS 정보, 단말이 현재 네트워크 상에서 사용하고 있는 단말의 네트워크 주소(network address) 정보 등이 포함될 수 있다. 그러나, 단말의 성능 정보와 단말 등록 정보는 정적 정보이기 때문에, 앵커 셀인 모바일 펨토 셀이 단말의 접속이 해제된 후에도 유지하고 있을 가능성이 높다. 따라서 단말의 성능 정보와 단말 등록 정보는 앵커 셀인 모바일 펨토 셀이 해당 정보들을 가지고 있지 않을 경우에 한하여, 고속 롤백 관련 정보에 포함시키는 것이 바람직하다.
단말의 앵커 셀인 모바일 펨토 셀로의 재접속 요청은, 단말에 의해서 또는 모바일 펨토 셀에 의해서 이루어질 수 있다. 추가로 단말이 현재 접속한 타겟 셀에게 자신의 앵커 셀이 무엇인지 사전에 알릴 수 있다면, 타겟 셀에 의해서 앵커 셀인 모바일 펨토 셀에게 단말의 재접속 요청을 전달할 수도 있다.
재접속 요청을 전달받은 모바일 펨토 셀은 휴지 상태에서 활성 상태로 천이하여, 단말과 접속을 시도한다. 이 때 단말과 모바일 펨토 셀은 기존 교환하였던 고속 롤백 관련 정보를 사용하여 빠르게 접속을 시행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 모바일 펨토 셀로의 고속 롤백 과정을 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 단계 1001에서 단말은 AP로 핸드오버를 수행하거나, 셀 재선택을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말은 고속 롤백을 위하여 모바일 펨토 셀을 앵커 셀로 설정하고, 모바일 펨토 셀과의 접속을 임시적으로 종료한다. 한편, 모바일 펨토 셀과 마크로 셀과의 연결 상태는 활성 상태에서 휴지 상태로 천이된다.
또한, 단계 1002에서 단말이 새로운 타겟 셀인 AP와 접속이 되어 통신하는 중에 고속 롤백 관련 정보를 상기 단말이 직접 또는 현재 접속되어 있는 AP를 통해 앵커 셀인 모바일 펨토 셀로 전송한다.
이 후 모바일 펨토 셀이 이동하여 단말이 타겟 셀에 접속할 수 없는 경우 단계 1003과 같이 단말이 앵커 셀인 모바일 펨토 셀에게 고속 롤백 명령 메시지를 전송하거나, 단계 1004과 같이 앵커 셀인 모바일 펨토 셀이 단말에게 고속 롤백 명령 메시지를 전송하여, 앞서 수신하였던 고속 롤백 관련 정보를 사용하여 빠른 핸드오버 또는 빠른 재접속 절차가 수행될 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 고속 롤백 과정을 위한 신호 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 단계 1101에서 모바일 펨토 셀은 단말로 핸드오버 명령 메시지를 전송하고, 단계 1102에서 단말은 타겟 셀로의 핸드오버 절차를 수행한다. 이 때, 단말은 상기 모바일 펨토 셀을 앵커 셀로 설정한다. 핸드오버 절차 완료 후, 상기 단말과 타겟 셀은 단계 1103과 같이 통신을 계속할 수 있다.
또한, 앵커 셀인 모바일 펨토 셀과 단말은 상술한 바와 같이 WPAN 접속을 생성한 것으로 가정한다. 즉, 단말은 단계 1104와 같이 앵커 셀로 WPAN 접속을 위한 연관 요청(Association Request) 메시지를 전달하고, 이를 수신한 앵커 셀은 연관 응답(Association Response) 메시지를 전송함으로써, 단계 1105에서 단말로 응답한다. 단계 1106에서 단말과 앵커 셀은 WPAN 접속을 통하여, 상술한 고속 롤백 관련 정보를 교환할 수 있다.
이후, 모바일 펨토 셀이 이동하여 단말이 타겟 셀에 접속할 수 없는 경우 고속 롤백 요청 메시지의 트리거링이 발생할 수 있다. 이 경우, 단계 1107과 같이 앵커 셀인 모바일 펨토 셀이 단말로 상기 고속 롤백 요청 메시지를 전송하여 트리거링을 수행하거나, 단계 1108과 같이 단말이 앵커 셀인 모바일 펨토 셀로 상기 고속 롤백 요청 메시지를 전송하여 트리거링을 수행할 수 있다. 또한, 단계 1109과 같이 타겟 셀이 모바일 펨토 셀로 고속 롤백 요청 메시지를 전송하여 트리거링을 수행하는 것도 고려할 수 있다.
마지막으로, 단계 1110과 같이 상기 트리거링 된 고속 롤백을 상기 단말과 상기 모바일 펨토 셀이 수행하여, 핸드오버 또는 재접속을 수행함으로써 완료된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 12을 참조하면, 통신 장치(1200)는 프로세서(1210), 메모리(1220), RF 모듈(1230), 디스플레이 모듈(1240) 및 사용자 인터페이스 모듈(1250)을 포함한다.
통신 장치(1200)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(1200)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(1200)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1210)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(1210)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 11에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(1220)는 프로세서(1210)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1230)은 프로세서(1210)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1230)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1240)은 프로세서(1210)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1240)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1250)은 프로세서(1210)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 릴레이 노드와 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 모바일 펨토 셀로의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (18)

  1. 단말과 모바일 펨토 셀이 제 1 통신 링크를 통하여 통신 중인 무선 통신 시스템에서, 상기 단말이 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    상기 단말과 상기 모바일 펨토 셀이 인접 셀의 커버리지로 진입하는 경우, 상기 제 1 통신링크를 해제하고 상기 인접 셀과의 제 2 통신 링크를 설정하는 단계;
    상기 제 2 통신 링크를 통하여 상기 인접 셀과 통신하는 중, 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신 링크 관련 정보를 전달하는 단계; 및
    상기 단말과 상기 모바일 펨토 셀이 상기 인접 셀의 커버리지에서 벗어나는 경우, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보에 기반하여 상기 모바일 펨토 셀과의 제 1 통신링크를 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통신링크를 재설정하는 단계는,
    상기 모바일 펨토 셀이 상기 단말로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통신링크를 재설정하는 단계는,
    상기 단말이 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통신링크를 재설정하는 단계는,
    상기 인접 셀이 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 링크 관련 정보를 전달하는 단계는,
    상기 모바일 펨토 셀과 제 3 통신링크를 설정하는 단계; 및
    상기 제 1 통신 링크 관련 정보를 상기 제 3 통신링크를 통하여 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 통신링크는,
    WPAN(Wireless Personal Access Network) 방식의 통신링크인 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 생성 시, 상기 모바일 펨토 셀은 휴지(Idle) 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 링크 관련 정보는,
    상기 단말의 보안(security) 정보, 상기 단말의 등록(subscription) 정보, 상기 단말의 성능(capability) 정보, 상기 단말에 할당된 자원 정보, 상기 단말이 운영 중인 서비스에 대한 운영상태(operational state)와 QoS(Quality of Service) 정보, 상기 단말의 네트워크 주소(network address) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 설정 시, 상기 모바일 펨토 셀을 앵커(Anchor) 셀로 설정하는 것을 특징으로 하는,
    신호 처리 방법.
  10. 단말 장치와 모바일 펨토 셀이 제 1 통신 링크를 통하여 통신 중인 무선 통신 시스템에서, 상기 단말 장치는,
    통신 링크가 설정된 셀과 신호를 송수신하기 위한 무선 통신 모듈; 및
    상기 무선 통신 모듈을 제어하고, 상기 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 단말 장치와 상기 모바일 펨토 셀이 인접 셀의 커버리지로 진입하는 경우, 상기 제 1 통신링크를 해제하고 상기 인접 셀과의 제 2 통신 링크를 설정하고, 상기 제 2 통신 링크를 통하여 상기 인접 셀과 통신하는 중 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신 링크 관련 정보를 전달하며, 상기 모바일 펨토 셀과 상기 단말 장치가 상기 인접 셀의 커버리지에서 벗어나는 경우, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보에 기반하여 상기 모바일 펨토 셀과의 제 1 통신링크를 재설정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 통신링크의 재설정은,
    상기 모바일 펨토 셀이 상기 단말 장치로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하여 트리거링되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 통신링크의 재설정은,
    상기 단말 장치가 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하여 트리거링되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 통신링크의 재설정은,
    상기 인접 셀이 상기 모바일 펨토 셀로 제 1 통신링크 재설정 요청 메시지를 전송하여 트리거링되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 모바일 펨토 셀과 제 3 통신링크를 설정하고, 상기 제 1 통신 링크 관련 정보를 상기 제 3 통신링크를 통하여 전달하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 통신링크는,
    WPAN(Wireless Personal Access Network) 방식의 통신링크인 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 단말 장치가 상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 생성 시, 상기 모바일 펨토 셀은 휴지(Idle) 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 링크 관련 정보는,
    상기 단말 장치의 보안(security) 정보, 상기 단말 장치의 등록(subscription) 정보, 상기 단말 장치의 성능(capability) 정보, 상기 단말 장치에 할당된 자원 정보, 상기 단말 장치가 운영 중인 서비스에 대한 운영상태(operational state)와 QoS(Quality of Service) 정보, 상기 단말 장치의 네트워크 주소(network address) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 인접 셀과 상기 제 2 통신링크 설정 시, 상기 모바일 펨토 셀을 앵커(Anchor) 셀로 설정하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
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