KR101128231B1 - 방송 및 멀티캐스트(ｍｂｍｓ) 서비스를 위한 단말 분포 제어방법 - Google Patents

방송 및 멀티캐스트(ｍｂｍｓ) 서비스를 위한 단말 분포 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MBMS서비스가 선호 주파수에서만 제공될 경우 MBMS서비스의 종료시점에서 선호 주파수에 집중되어 있는 단말의 분포를 제어할 수 있는 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 방송 및 멀티캐스트(MBMS) 서비스를 제공하는 무선 시스템에서, 기지국은 FLC(Frequency Layer Convergence) 관련 정보를 단말로 전송하고, FLC에 의해 특정 선호 주파수로 이동한 단말은 MBMS서비스가 종료되면 상기 FLC 관련 정보를 이용하여 셀 재선택을 수행한다.
선호 주파수, MBMS, FLC(Frequency Layer Convergence), 셀재선택

Description

방송 및 멀티캐스트(ＭＢＭＳ) 서비스를 위한 단말 분포 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING TERMINAL DISTRIBUTION FOR MBMS SERVICE}
도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 UMTS시스템의 망 구조를 나타낸 도면.
도 2는 UMTS망 내부에서 UTRAN과 단말과의 접속 구조를 나타낸 도면.
도 3은 UMTS망이 멀티캐스트 모드를 사용하여 UE에게 특정 MBMS 서비스를 제공하는 일 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방송 및 멀티캐스트(MBMS) 서비스를 위한 단말 분포 제어방법을 나타낸 도면.
본 발명은 방송 및 멀티캐스트(MBMS) 서비스에 관한 것으로서, 특히 상기 MBMS서비스가 선호 주파수에서만 제공될 경우 MBMS서비스의 종료시점에서 선호 주파수에 집중되어 있는 단말의 분포를 제어할 수 있는 방법에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)는 유럽식 표준인 GSM (Global System for Mobile Communications)시스템으로부터 진화한 제3세대 이동통신 시스템으로서, GSM 핵심망(Core Network)과 WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 접속기술을 기반으로 하여 보다 향상된 이동통신 서비스의 제공을 목표로 한다.
도 1은 일반적인 UMTS시스템의 망 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와같이, UMTS시스템은 크게 단말(User Equipment : UE)과 UTMS무선접속망(UMTS Terrestrial Radio Access Network : UTRAN) 및 핵심망(Core Network : CN)으로 구성된다. UTRAN은 한 개 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems : RNS)으로 구성되며, 각 RNS는 하나의 무선망제어기(Radio Network Controller : RNC)와 그 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(이하 Node B로 칭함)으로 구성된다. 상기 각 Node B는 RNC에 의해 관리되며, 상향링크로는 단말의 물리계층에서 보내는 정보를 수신하고, 하향링크로는 단말로 데이터를 송신하여 단말에 대한 UTRAN의 접속점(Access Point)역할을 담당한다. RNC는 무선자원의 할당 및 관리를 담당하고, CN과의 접속점 역할을 담당한다.
도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)간의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와같이, 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지고, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면 (Control Plane)으로 구분된다. 또한, 도 2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간 상호접속(Open System Interconnection : OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층) 및 L3 (제3계층) 로 구분될 수 있다.
상기 제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층으로 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층사이에서는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.
제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control : MA)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control : RLC)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원하며, 상위계층으로부터 내려온 RLC 서비스데이터단위 (Service Data Unit : SDU)의 분할 및 연결 (Segmentation and Concatenation) 기능을 수행할 수 있다.
제3계층의 가장 하부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control : RRC) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선운반자(Radio Bearer : RB)들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위하여 필요한 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정 하는 과정을 의미한다.
특정 단말의 RRC계층과 UTRAN의 RRC계층이 서로 RRC 메시지를 주고 받을 수 있도록 연결되어 있을 때 해당 단말은 RRC연결상태(Connected state)에 있게 되며, 연결되어 있지 않을 때 해당 단말은 휴지상태(Idle state) 상태에 있게 된다. RRC연결상태의 단말은 다시 URA_PCH상태와 CELL_PCH상태, CELL_FACH상태, CELL_DCH상태로 나누어진다. 휴지상태 또는 URA_PCH상태 및 CELL_PCH상태에 있는 단말들은 전력소모(Power Consumption)를 줄이기 위해 불연속수신(DRX)방식을 이용하여 물리채널인 PICH(Paging Indicator)채널과 전송채널인 PCH(Paging Channel)채널이 매핑되는 물리채널인 SCCPCH(Secondary Common Control Physical Channel)를 불연속적으로(discontinuously) 수신한다. 이때, 단말은 PICH또는 SCCPCH를 수신할 경우를 제외한 나머지 시간구간 동안에는 수면모드(Sleeping Mode)상태에 있게 된다. 상기 불연속수신(DRX)방식을 수행하는 단말은 불연속수신 주기길이(DRX Cycle Length)마다 한번씩 깨어(wake-up) PICH채널의 PI(Paging Indicator)를 수신한다.
RRC연결상태에 있는 단말은 추가적으로 핵심망과 시그널링 연결(Signaling Connection)을 맺기도 한는데 이 경우 상기 시그널링 연결은 단말과 핵심망이 서로 제어메시지를 주고 받을 수 있는 통로를 의미한다. RRC연결상태는 단말과 UTRAN사이의 연결을 의미하고 시그널링 연결은 단말과 핵심망사이의 연결을 의미한다. 단말은 시그널링 연결을 이용하여 핵심망에게 자신의 위치를 알리거나 혹은 서비스를 요청하며, 단말이 시그널링 연결을 갖기 위해서는 RRC 연결상태에 있어야 한다.
이하 멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스(Multimedia Broadcast/Multicast Service : 이하 MBMS로 약칭)에 대해 상술한다.
MBMS는 하향 전용의 MBMS 베어러 서비스를 이용하여 복수의 단말에게 스트리밍(Streaming) 또는 후선(Background) 서비스를 제공하는 것을 말한다. UTRAN에서 MBMS 베어러는 점대다(Point to Multipoint) 무선베어러와 점대점(Point to Point) 무선베어러를 이용한다. 이때 점대다 무선베어러는 해당 서비스에 가입한 복수의 단말들이 수신해야 하기 때문에 공용채널을 이용하며, 특히 물리채널로는 SCCPCH를 이용한다.
상기 MBMS는 방송 모드와 멀티캐스트 모드로 나뉜다. MBMS 방송 모드는 방송지역(Broadcast Area)에 있는 모든 사용자들에게 멀티미디어 데이터를 전송하는 서비스이다. 반면에, MBMS 멀티캐스트 모드는 멀티캐스트지역(Multicast Area)에 있는 어떤 특정 사용자 그룹에게만 멀티미디어 데이터를 전송하는 서비스이다. 이때, 상기 방송지역이란 방송서비스가 가능한 영역을 말하며, 멀티캐스트지역이란 멀티캐스트 서비스가 가능한 영역을 말한다.
도 3은 UMTS망이 멀티캐스트 모드를 사용하여 특정 MBMS서비스(서비스1)를 단말에게 제공하는 과정을 나타낸다.
도 3을 참조하면, MBMS서비스를 제공받고자 하는 UE1은 먼저 가입 절차를 수행해야 하며, MBMS서비스를 수신하고자 하는 단말들은 네트웍에서 제공하는 서비스안내를 수신해야 한다. 여기서 이때, 가입이란 서비스 제공자와 사용자간에 관계를 설정하는 행위를 말하며, 상기 서비스안내란 앞으로 제공될 서비스들의 목록과 관련 정보를 단말에게 알려주는 기능을 말한다. 특히 멀티캐스트 모드의 MBMS 서비스 를 수신하고자 하는 단말은 특별히 멀티캐스트그룹(Multicast Group)에 참가해야 한다. 이때, 멀티캐스트그룹이란 특정 멀티캐스트서비스를 수신하는 단말들의 집단을 말하며, 상기 참가란 단말이 특정 멀티캐스트서비스를 수신하고자 모인 멀티캐스트그룹에 합류하는 과정을 말한다. 상기 참가 과정을 통해 단말은 특정 멀티캐스트 데이터를 수신하고자 하는 의사를 UMTS망에 알릴 수 있다. 이와 반대로, 특정 멀티캐스트 그룹에 참가한 단말이 그 멀티캐스트 그룹에 대한 참가를 해지하는 과정을 탈퇴(Leave)라 한다. 상기 가입, 참가 및 탈퇴 과정은 각 단말마다 수행되는 과정이다. 단말은 데이터 전송 이전, 또는 전송 도중, 또는 전송 이후, 어느 때든지 가입, 참가 및 탈퇴 과정을 수행할 수 있다.
특정 MBMS서비스가 진행되고 있는 동안 그 MBMS 서비스에 대한 하나 이상의 세션(session)이 순차적으로 발생할 수 있다. 만약 MBMS데이터 소스에 특정 MBMS서비스에 대해 전송해야 할 데이터가 발생할 경우, 핵심망(CN)은 RNC에게 세션개시를 알리고, MBMS데이터 소스에 특정 MBMS서비스를 위해 전송해야 할 데이터가 더 이상 없는 경우 핵심망(CN)은 RNC에게 세션중단을 알린다. 상기 세션개시와 세션중단사이 동안에 특정 MBMS 서비스에 대한 데이터 전송과정이 수행될 수 있다. 이때, 특정 MBMS 서비스를 위한 멀티캐스트 그룹에 참가한 단말들만이 상기 데이터 전송 과정을 통해 전송되는 데이터를 수신할 수 있다.
상기 세션개시 과정에서, 핵심망(CN)으로부터 세션개시를 수신한 UTRAN은 단말들에게 MBMS통지(MBMS Notification)를 전달한다. 여기서 MBMS통지란 어떤 셀 내에 특정 MBMS 서비스의 데이터 전송이 임박했음을 UTRAN이 단말에게 알리는 기능을 말한다. 상기 MBMS통지는 서비스의 실제 데이터가 전송되기 전까지 한번 이상 전송된다. UTRAN은 MBMS통지 과정을 수행할 때, 한 셀 내에서 특정 MBMS서비스를 수신하고자 하는 단말의 수를 파악하는 집계 기능을 수행할 수도 있다. 상기 집계 기능은 특정 MBMS서비스 데이터를 전송하기 위한 무선베어러를 점대다 무선베어러로 설정할 것인지 점대점 무선베어러로 설정할 것인지를 혹은 무선베어러를 설정하지 않을지를 결정하는데 사용된다.
UTRAN은 적절한 MBMS무선베어러를 선택하기 위하여 내부적으로 문턱값을 설정한다. UTRAN은 집계 기능을 수행한 다음 해당 셀에서 해당 MBMS서비스를 수신하고자 하는 단말 수가 문턱값보다 적을 경우 점대점 무선베어러를 설정하고, 해당 셀에서 해당 MBMS서비스를 수신하고자 하는 단말 수가 문턱값보다 많을 경우에는 점대다 무선베어러를 설정한다. 이와 같이 MBMS무선베어러를 결정하고 난 후 UTRAN은 해당 무선베어러의 설정정보를 단말들에게 알려준다.
특정 서비스에 대해 점대점 무선베어러가 설정될 경우 그 서비스를 수신하고자 하는 단말은 모두 RRC연결모드 상태에 있게 된다. 그런데, 특정 서비스에 대해 점대다 무선베어러가 설정될 경우 그 서비스를 수신하고자 하는 단말 모두가 RRC연결모드 상태에 있을 필요는 없다. 즉, 휴지모드 상태의 단말도 점대다 무선베어러를 이용하여 MBMS서비스 데이터를 수신할 수 있다. 그런데 집계과정 결과 특정 MBMS서비스를 원하는 단말이 없을 경우 상기 UTRAN은 무선베어러를 설정하지 않고 MBMS서비스 데이터를 전송하지 않는다. 그 이유는 서비스를 원하는 사용자가 없는데도 UTRAN이 무선베어러를 설정하는 것은 무선자원의 낭비이기 때문이다. 그리고 UTRAN은 MBMS서비스의 한 세션 동안 핵심망(CN)으로부터 전송 받은 MBMS서비스 데이터를 상기 결정된 무선베어러를 이용하여 데이터를 전송하기 시작한다.
상기 집계과정에서 UTRAN은 RRC휴지모드에 있는 단말에 대해서는 아무런 정보도 가지고 있지 않기 때문에, RRC휴지모드에 있는 단말들은 자신이 가입한 MBMS서비스에 대해서 UTRAN이 집계를 요청할 경우, UTRAN과 RRC연결을 맺어서 UTRAN에 자신이 상기 특정 MBMS서비스를 수신하고 싶어함을 알려야 한다.
그런데, 단말이 SGSN과 시그널링 연결을 맺고 있는 경우, SGSN은 UTRAN으로 단말의 MBMS에 관한 정보를 알려준다. 상기 정보는 단말이 가입한 MBMS서비스의 목록을 포함한다. 따라서, UTRAN이 이들 단말에 대해서는 특정 MBMS서비스에 대한 가입 여부를 알 수 있기 때문에 상기 단말들은 UTRAN의 집계 요구에 응답하지 않는다. 그리고, SGSN과 시그널링 연결을 맺고 있지는 않지만 RRC연결상태에 있는 단말들은, UTRAN과 RRC연결을 맺을 때 자신이 가입한 MBMS서비스의 목록을 UTRAN에 알려줄 수 있다. 따라서 UTRAN은 RRC연결상태에 있는 단말들로부터는 응답을 받지 않고도 특정 MBMS서비스를 받고 싶어하는 단말의 수를 파악할 수 있다.
UTRAN은 집계 과정을 MBMS서비스의 초기단계에서만 수행하는 것이 아니라, MBMS서비스의 한 세션의 중간에도 수행할 수 있다. 이것은 MBMS세션의 진행도중에 단말이 셀을 이동하거나 또는 전원을 끄거나 또는 MBMS서비스의 이용을 중지함으로 인해 한 셀에서 MBMS서비스를 제공받고자 하는 단말의 수가 변할 수 있기 때문이다. 따라서 UTRAN은 MBMS세션 도중에도 보다 효율적으로 무선베어러를 설정하기 위해서 집계 과정을 수행할 수 있다.
이하 FLC(Frequency Layer Convergence)를 설명한다.
실제로 UMTS시스템에서 하나의 기지국은 하나 이상의 주파수 대역을 사용할 수 있다. 특히 사용자가 많은 밀집지역(Hot-spot)에서는 하나의 주파수대역으로 모든 사용자에게 적절한 품질의 서비스를 제공할 수 없기 때문에 서비스 사업자 들은 기지국이 설치될 지역에서의 서비스 수요를 고려하여, 하나 이상의 주파수 대역을 사용하여 서비스를 제공하게 된다.
하나의 기지국이 여러개의 주파수를 사용하는 경우 즉, 하나의 기지국이 인접한 여러 개의 주파수를 사용하는 경우, 각 주파수에서 전파의 도달 특성 (Propagation Characteristic)은 많은 경우에 있어서 유사하다. 특히 이 경우 하나의 MBMS서비스를 제공하는데 있어서 특정 셀의 특정 주파수에서 사용할 수 있는 전체 전력의 약 10%정도가 필요하다면, 하나의 기지국이 자신이 사용할 수 있는 각각의 주파수에서 동일한 MBMS 서비스를 제공한다는 것은 심각한 무선 자원의 낭비를 의미한다.
따라서, 하나의 기지국이 여러개의 주파수를 사용할 수 있는 경우, 기지국은 가능한 주파수중에서 특정한 하나의 주파수를 선택한 다음 해당 주파수에서만 MBMS서비스를 제공하고, 이에 따라 단말이 특정 주파수로 옮겨가는 모든 동작들을 통틀어 FLC(Frequency Layer Convergence)라고 한다. 여기서, 기지국이 MBMS서비스를 제공하기로 선택한 특정 주파수를 선호주파수(Preferred Frequency)라고 부른다.
상기 FLC를 사용하는 경우, 기지국은 MBMS 시작을 단말들에게 통지할 때, 단말들에게 특정 주파수에서만 MBMS서비스를 제공함을 알려주어 단말들이 상기 특 정 주파수로 이동하도록 유도한다. 이를 위해 기지국은 선택된 주파수이외의 주파수에 위치한 단말들에게 상기 선택된 주파수에서만 MBMS서비스가 제공됨을 알린다. 이후 단말은 셀 재선택(Cell Re-selection)을 수행하며, 셀을 변경할 수 있는 조건을 충족하는 경우 상기 특정 주파수로 셀을 재 선택하여 이동한다.
이하 단말의 셀 재선택에 대해서 설명한다.
셀 재선택 과정은 단말이 항상 자신에게 좋은 품질의 서비스를 제공할 수 있는 셀에 머무르기 위한 과정으로, 단말은 자신이 현재 머무르고 있는 중심 셀 (Serving Cell)의 품질과 주변에 위치한 셀(Neighboring cell)의 품질을 비교하여, 주변에 위치한 셀의 품질이 중심 셀의 품질보다 우수한 경우 주변 셀을 자신의 중심 셀로 재 설정하는 과정을 말한다.
그런데, 셀의 품질은 전파환경의 영향을 많이 받게 되고, 그 전파 환경 또한 불규칙하게 자주 바뀌기 때문에, 두개 이상의 셀의 경계에 위치한 단말은 셀들을 번갈아 가며 자주 상기 셀 재선택 과정을 수행하게 된다. 그런데, 셀 재선택이 발생할 때마다, 단말은 새로운 셀에 자신의 위치를 재등록 하거나 데이터 전송을 잠시 멈추어야 하기 때문에 셀 재선택은 필요한 경우에만 한해서 최소한으로 이루어져야 한다. 이를 위해, 단말은 중심 셀의 품질이 특정 기준 값 이상일 경우에는 셀 재선택 과정을 수행하지 않으며, 특정 기준 값은 단말이 만족할 수준으로 서비스를 제공받을 수 있는 것을 보장할 수 있는 값으로 설정된다. 즉, 단말은 중심 셀이 주변의 셀과 비교하여 가장 좋은 품질을 제공하지 않더라도 자신이 특정 서비스를 제공받음에 있어서 문제가 없을 경우에는 셀 재선택을 수행하지 않는다.
여기서, 하나의 기지국이 여러개의 주파수를 이용하는 경우 각각의 주파수가 하나의 셀이 될 수 있으며, 상기 셀 재선택은 UTRAN이 단말에게 머물러야 할 셀을 지정하지 않는 Cell_PCH, Cell_FACH, URA_PCH 및 유휴모드에서 사용된다.
이후 상기 FLC를 셀 재선택과 연관지어 생각해 보자. 만약, 단말이 위치한 주파수, 다르게 말해 단말이 위치한 셀이 선호주파수에 있지 않은 경우, 단말은 MBMS서비스의 시작단계에서, 기지국으로부터 선호주파수에 대한 정보를 수신한다. 그런데, 앞에서 설명한 바와같이 단말이 위치한 셀의 품질이 어떤 특정 기준을 넘게 되면 단말은 셀 재선택 과정을 수행하지 않는다. 그런데, 단말이 가입한 MBMS 서비스는 선호주파수에서만 제공되기 때문에 단말이 선호주파수로 이동하지 않는 경우 단말은 자신이 가입한 서비스를 제공받을 수 없는 문제가 발생한다. 따라서, 단말이 자신이 가입한 서비스를 수신할 수 있도록 하기 위해, 단말은 특정 MBMS서비스가 특정 주파수에서만 제공되고 있고, 자신이 상기 선호주파수에 위치하고 있지 않은 경우에는, 자신이 현재 위치한 중심 셀의 품질이 특정 기준 값을 상회하더라도 셀 재선택 과정을 수행한다.
그리고 상기 셀 재선택 과정에서, 기지국은 단말이 특정 주파수의 선택을 보다 쉽도록 하기 위해 추가적인 옵셋을 단말에게 알려주는데, 상기 옵셋 값은 선호 주파수에 위치한 셀의 품질 측정값에 더해지거나 선호주파수에 위치하지 않은 셀의 품질 측정값에서 감소되어진다. 이러한 옵셋 값은 특정 주파수 또는 특정 셀이 다른 셀보다 더욱 좋은 품질로 보이도록 한다. 이런 방법들을 통해서 기지국은 단말이 특정 주파수 및 특정 셀로 이동하는 확률을 높일 수 있다.
상술한 바와같이 FLC는 한 지역에서 다수의 단말들을 특정 주파수대역으로 불러 모으는 방법이다. 즉, 상기 FLC방법은 기지국이 MBMS서비스를 단말들에게 제공함에 있어서 한정된 무선자원을 보다 효율적으로 사용하기 위한 방법이라고 할 수 있다.
그런데, 상기 FLC는 특정 주파수에 수많은 단말들이 위치하도록 의도적으로 단말의 분포를 변화시키기 때문에 선호 주파수에는 아주 많은 단말이 위치하게 되지만 선호주파수가 아닌 주파수에는 상대적으로 적은 수의 단말만 위치하게 되는 상황을 초래한다. 따라서, 특정 셀에만 부하가 집중되어 주파수간 및 셀간의 불균형을 가져오고, 또한 단말이 여러 셀에 걸쳐 고르게 분산된 경우에 비하여 나쁜 품질로 단말에게 서비스를 제공하게 되어, 결국 비효율적으로 자원이 할당되는 결과를 초래하게 된다.
특히 상기에서 언급한 바와같이, MBMS서비스의 시작초기에 단말은 자신이 머무르고 있는 중심 셀의 품질이 일정 기준을 넘어도 기지국에서 전송된 정보를 바탕으로, 대부분 셀 재선택 과정을 수행하여 선호 주파수의 셀로 이동한다.
그러나, MBMS서비스가 끝난 후 단말은 자신이 머무르고 있는 셀의 품질이 일정 기준 값을 넘을 경우 새로운 셀로 이동하지 않고 계속 선호주파수에 머물게 된다. 즉, MBMS서비스를 시작하면서 발생한 상태, 다시 말해 선호주파수가 다른 주파수로부터 많은 단말을 수용하게 되는 상태가, MBMS서비스가 끝난 상황에서도 지속되는 것이다. 이는 셀이 적절한 품질로 서비스를 제공할 수 있는 단말의 수를 초과하는 상황이 MBMS서비스가 끝난 후에도 지속되는 문제점을 의미한다.
일반적으로 단말이 항상 가장 품질이 좋은 셀에 위치하게 된다면 보다 적은 전력으로도 기지국과 많은 데이터를 주고 받을 수 있을 것이다. 그런데, 현재의 MBMS서비스의 FLC방식을 따르면 단말은 MBMS서비스가 끝난 후에도, 다른 주파수 또는 다른 셀이 단말에게 보다 나은 품질로 서비스를 제공할 수 있음에도 불구하고, 현재 선택한 셀의 품질이 일정 기준이상이면 주파수를 변경하지 않고 계속 머무르게 된다. 이러한 MBMS서비스 종료후의 단말 분포는 단말의 전력을 낭비하게 되는 문제점을 야기한다.
따라서, 본 발명의 목적은 FLC에 의해 특정 선호 주파수로 집중된 단말들을 MBMS서비스 종료시에 여러 주파수로 고르게 분산시키는 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 특정 선호 주파수에서만 방송 및 멀티캐스트(MBMS) 서비스를 제공하는 무선 시스템에 있어서, 기지국은 FLC 관련 정보를 단말로 전송하고, FLC에 의해 특정 선호 주파수로 이동한 단말은 MBMS 서비스가 종료되면 셀재선택과정을 수행하여 품질이 좋은 주파수로 이동한다.
바람직하게, 상기 단말은 자신이 수신하던 MBMS서비스가 종료하면, MBMS관련 정보 또는 중심셀의 품질에 관계없이, 측정 가능한 주파수에 대하여 품질을 측정하여, 가장 품질이 좋은 주파수의 셀을 재선택한 후 자신의 중심셀로 재설정한다. 여기서, 상기 FLC 관련 정보는 어떤 MBMS가 어떤 선호 주파수에서 제공되는지에 대한 내용, 또는 단말이 셀 재선택을 수행할 할 때 각 주파수의 셀들에 대해서 적용해야 할 측정 파라미터, 측정 보정값 또는 옵셋등의 내용을 포함한다. 또한, 상기 FLC 관련 정보는 셀 변경을 판단할 수 있는 기준 또는 셀 재선택의 수행여부를 지시하는 내용 또는 단말이 셀 재선택을 하도록 허용된 주파수에 대한 내용을 포함한다.
바람직하게, 상기 단말은 MBMS서비스를 수신하는 도중에 상기 FLC 관련 정보의 변경이 통보되면, 선택 가능한 주파수들에 대하여 셀 재선택과정을 수행한다. 이 경우, 선택 가능한 주파수는 FLC가 더 이상 사용되지 않음을 통보하거나 FLC가 더 이상 전송되지 않을 경우에는 단말이 머무르고 있는 중심셀 주변에 있는 모든 주파수를 의미하며, 상기 FLC의 정보가 바뀐 경우 또는 기지국이 FLC를 사용함을 통지할 경우에는 상기 FLC에 나열된 주파수를 나타낸다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 특정 선호 주파수에서만 방송 및 멀티캐스트(MBMS) 서비스를 제공하는 무선 시스템에 있어서, 기지국은 FLC 관련 정보에 하나 이상의 주파수를 선호주파수로 지정하여 단말로 알려주고, 단말은 MBMS서비스 종료 후 해당 주파수들에 대하여 기지국이 알려준 옵셋 값을 추가하여 셀 재선택을 수행한다.
바람직하게, 상기 지정된 선호주파수는 MCCH(MBMS Control Channel)를 통해 단말로 전달된다.
바람직하게, 상기 단말은 특정 MBMS서비스에 대한 선호주파수가 복수 개일 경우 임의의 하나의 주파수를 선택하거나, 또는 상기 선호주파수 대역의 셀의 품질을 측정하여 최적의 품질의 주파수 대역을 선택한 다음 해당 주파수 대역의 셀을 중심셀로 선택한다.
바람직하게, 상기 단말은 특정 MBMS서비스에 대한 선호 주파수의 개수가 변 경되면 각 주파수대역을 측정하여 임의의 하나의 대역을 선택한 후 해당 주파수 대역으로 이동한다.
바람직하게, 상기 단말은 특정 MBMS서비스에 대한 선호 주파수의 개수가 변경되면 가장 좋은 품질을 제공하는 주파수 대역으로 이동한다.
바람직하게, 상기 단말은 상기 FLC 관련 정보에 선호주파수에 대한 내용이 없을 경우, 사용 가능한 모든 주파수를 후보로 하여 셀 재선택 과정을 수행한다.
바람직하게, 상기 단말은 모든 주파수의 품질을 측정하지 않고, 사용가능 한 주파수 중에서 임의로 하나를 선택하여 해당 주파수의 셀로 이동할 수도 있다.
본 발명은 3GPP에 의해 개발된 UMTS(universal mobile telecommunications system)와 같은 이동통신 시스템에서 구현된다. 그러나, 본 발명은 다른 표준에 따라 동작하는 통신 시스템에도 적용되어 질 수 있다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 자세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 UTRAN이 보다 효율적으로 자원을 배분하여 사용하고, 단말이 품질 좋은 셀에서 보다 효과적으로 서비스를 제공 받도록 하기 위한 방안을 제안한다. 이를 위해 FLC에 의해 특정 선호주파수로 이동한 단말은 해당 MBMS서비스가 종료되면, 셀 재선택 과정을 수행하여 품질이 좋은 주파수로 이동한다.
즉, 본 발명은 MBMS서비스가 끝났을 때, 단말은 MBMS서비스의 종료를 통지받으면, 모든 사용 가능한 주파수를 후보로 하여 셀 재선택 과정을 수행할 것을 제안한다.
상기 과정에서, 단말은 기지국으로부터 이동가능한 주파수들을 통보 받았을 경우, 상기 주파수들을 후보로 하여 셀 재선택 과정을 수행할 것을 제안한다.
또한, 본 발명은 MBMS서비스가 끝났을 때, 기지국이 특정 주파수로 모인 많은 단말들을 여러 주파수에 걸쳐 다시 고르게 배분하는 방법을 제안한다. 기지국은 각 주파수에서 각 셀의 부하가 얼마나 발생하고 있는지를 가장 잘 알고 있기 때문에, 기지국은 FLC에 관련된 정보에 포함된 내용을 조정하여, 단말을 특정 주파수로 모으거나 또는 단말이 여러 주파수 대역으로 다시 분산되도록 지시할 수 있다.
여기서, FLC에 관련된 정보는 어떤 MBMS가 어떤 주파수에서 사용되는지에 대한 내용, 또는 특정 MBMS서비스에 가입한 단말이 셀 재선택을 수행할 할 때 각 주파수의 셀들에 대해서 적용해야 할 측정 파라미터, 측정 보정값 또는 옵셋 같은 내용등을 말한다. 또한, 상기 FLC에 관련된 정보는 셀의 변경을 판단할 수 있는 기준, 또는 단말이 사용할 수 있는 여러 주파수에 대해서 셀 재선택의 수행여부를 지시하는 내용, 또는 여러 사용가능 한 주파수 중에서 실제 단말이 셀 재선택을 하도록 허용된 주파수에 대한 내용 등을 말한다.
다시 말해, 기지국은 MBMS서비스 제공할 때 선호주파수로 모여진 단말의 수가 많지 않아 다른 서비스 제공에 문제가 없는 경우, 또는 다른 주파수가 이미 단말을 수용할 수 있는 한계 상황에 도달하여 새로운 단말을 더 이상 수용할 수 없는 경우에는, MBMS서비스가 종료되었더라도 단말이 임의로 셀 재 선택과정을 수행하도록 지시하지 않는다. 그리고, 그 이외의 경우 즉, 선호주파수에 집중된 단말을 여러 주파수로 분배할 필요가 있을 경우에, 기지국은 단말이 현재 위치한 선호주파수 의 셀의 품질이 셀 재선택과정 기준값보다 높더라도 셀 재 선택과정을 수행하도록 지시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방송 및 멀티캐스트(MBMS) 서비스를 위한 단말 분포 제어방법을 나타낸다.
도 4에 도시된 바와같이, 본 발명에서 기지국은 FLC(Frequency Layer Convergence) 관련 정보를 단말로 전송하고, FLC에 의해 특정 선호 주파수로 이동한 단말은 MBMS서비스가 끝나면, 중심 셀의 품질이 셀 재선택과정 기준값을 상회하는 가의 여부에 상관없이, 항상 측정 가능한 주파수의 품질을 측정여, 가장 품질이 좋은 주파수의 셀을 재선택하여 자신의 중심 셀로 재설정한다.
바람직하게, 상기 셀 재선택과정 기준값은 주파수간셀재선택기준값 (Sintersearch)이거나 또는 주파수내셀재선택기준값(Sintrasearch)이다.
그런데, 상기 과정에서, 단말이 MBMS세션이 끝난 후, 셀 재선택과정 기준값에 상관없이 셀 재선택과정을 수행하는 것은, 단말이 여러 주파수에 대해서 새로이 품질 측정을 하여 자신이 머무를 주파수를 선택한 후 해당 주파수로의 이동이 완료된 시점까지만 적용되며, 이처럼 하나의 주파수로의 재선택이 끝난 후의 셀 재선택은 기존의 방법, 즉 중심셀의 품질값이 특정 기준값보다 낮을 경우에만 다른 주파수에 대해서 셀 재선택과정을 수행하는 방법에 따른다.
또한, 본 발명은 단말이 MBMS서비스를 수신하는 도중에, FLC정보, 즉 선호 주파수에 대한 정보가 바뀌거나, 또는 FLC정보가 더 이상 기지국으로부터 전송되지 않거나, 또는 FLC를 더 이상 사용하지 않음을 기지국으로부터 통보 받은 경우, 단 말은 즉시 선택 가능한 주파수들에 대해서 셀 재선택과정 기준값에 상관없이 셀 재선택과정을 수행한다. 여기서, 선택 가능한 주파수는, 기지국이 FLC가 더 이상 사용되지 않음을 통보하거나, 또는 FLC가 더 이상 전송되지 않을 경우에는 단말이 머무르고 있는 중심셀 주변에 있는 모든 주파수를 의미하며, 상기 FLC의 정보가 바뀐 경우 또는 기지국이 FLC를 사용함을 통지할 경우에는 FLC에 나열된 주파수들을 의미한다.
그리고, 본 발명은 하나 이상의 주파수를 선호주파수로 설정할 수 있도록 함으로써 하나의 주파수만 선호주파수로 지정되었을 경우에 하나의 선호주파수에 수많은 단말들이 집중됨으로 인하여 해당 주파수에서의 서비스 제공 품질이 급격이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 방법을 제안한다.
이를 위하여 기지국은 하나 이상의 주파수를 선호주파수로 지정하여 이를 MCCH(MBMS Control Channel)를 통해 단말에게 알려주고, 단말은 기지국으로부터 하나 이상의 주파수에 대하여 선호주파수임을 지시 받은 경우 상기 주파수에 기지국이 알려준 옵셋 값을 추가하여 셀 재선택 과정을 수행한다.
상기 셀 재선택 과정에서 만약 기지국으로부터 수신한 특정 MBMS서비스에 대한 선호주파수가 복수 개일 경우, 단말은 임의의 하나의 주파수를 선택한 후 해당 주파수 대역의 셀을 중심셀로 선택한다. 또한, 상기 과정에서 기지국으로부터 수신한 특정 MBMS서비스에 대한 선호주파수가 복수 개일 경우, 단말은 상기 선호주파수 대역의 셀의 품질을 측정하여 최적의 품질의 주파수 대역을 선택한 다음 해당 주파수 대역의 셀을 중심셀로 선택한다.
그리고, 상기 셀 재선택 과정에서 기지국으로부터 수신한 특정 MBMS서비스에 대한 선호 주파수의 수가 변경되었을 경우, 단말은 각 주파수대역을 측정하여 임의의 하나의 대역을 선택한 후 해당 주파수 대역으로 이동한다. 또한, 상기 과정에서, 단말은 기지국으로부터 수신한 특정 MBMS서비스에 대한 선호 주파수의 개수가 변경되었을 경우, 각 주파수대역을 측정하여 가장 좋은 품질을 제공하는 주파수 대역을 선택한 후 해당 주파수 대역으로 이동한다.
또한, 상기 셀 재선택 과정에서, 기지국이 단말에게 알려주는 FLC관련 정보에 선호주파수에 대한 내용이 없을 경우 단말은 사용 가능한 모든 주파수를 후보로 하여 셀 재선택 과정을 수행한다.
한편, MBMS서비스의 종료 후 여러 주파수를 후보로 하여 셀 재선택 과정을 수행할 필요가 있을 경우, 모든 가능한 주파수에 대해서 품질을 측정한 후에 단말이 머무를 셀을 결정하게 되면, 품질 측정과정에서 많은 시간이 소요되어, 단말이 서비스를 다시 제공받는데 있어서, 서비스 단절 시간이 길어지게 된다.
따라서, 단말은 MBMS서비스의 종료 후 여러 주파수를 후보로 하여 셀 재선택 과정을 수행할 필요가 있을 경우에 모든 주파수에 대해서 측정을 하는 것이 아니라, 사용가능 한 주파수 중에서 임의로 하나를 선택하여 해당 주파수의 셀로 이동할 수도 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 MBMS서비스가 끝난 후에 단말로 하여금 셀 재선택을 수행하도록 함으로써 단말이 최상의 품질로 서비스를 제공할 수 있는 셀로 이 동하도록 함과 아울러 특정 셀로 부하가 집중되는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 무선 통신 시스템에서, 점대다(Point to Multipoint) 서비스를 수신하는 단말 제어 방법에 있어서,
    점대다 서비스를 수신하고;
    상기 점대다 서비스 수신 완료 후, 다중 주파수가 포함된 제어 정보에 근거하여 상기 제어 정보에 표시된 다중 주파수에서 임의의 주파수를 선택하고, 상기 선택된 주파수 중 적합한 셀을 선택하는 셀 재선택 과정을 수행하되,
    점대다 무선 베어러의 릴리징(releasing)에 의하여 상기 점대다 서비스 수신 완료를 수행하고,
    상기 점대다 서비스 수신 완료에 의하여, 셀 재선택을 수행하고,
    상기 제어 정보는 주파수 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 단말 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 점대다 서비스는 방송 및 멀티캐스트 서비스인 것을 특징으로 하는 단말 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보는 측정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보는 시스템 정보 블록(System Information Block)인 것을 특징으로 하는 단말 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 셀 재선택 과정에서 FLC 정보를 더 고려하는 것을 특징으로 하는 단말 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 셀 재선택 과정에서 주파수 대역 분산 정보를 더 고려하는 것을 특징으로 하는 단말 제어 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서, 점대다(Point to Multipoint) 서비스를 수신하는 단말에 있어서,
    상기 점대다 서비스 수신 수단;
    상기 점대다 서비스 수신 완료 후, 다중 주파수가 포함된 제어 정보에 근거하여 상기 다중 주파수 중 임의의 주파수 선택 후, 상기 선택된 주파수 중 적합한 셀을 선택하는 셀 재선택 과정 수행 수단을 포함하되,
    점대다 무선 베어러의 릴리징(releasing)에 의하여 상기 점대다 서비스 수신 완료가 수행되고,
    상기 점대다 서비스 수신 완료에 의하여, 셀 재선택이 수행되고,
    상기 제어 정보는 주파수 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 단말.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 점대다 서비스는 방송 및 멀티캐스트 서비스인 것을 특징으로 하는 단말.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제어 정보는 측정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제어 정보는 시스템 정보 블록(System Information Block)인 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 셀 재선택 과정에서 FLC 정보를 더 고려하는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 셀 재선택 과정에서 주파수 대역 분산 정보를 더 고려하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 삭제
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