KR101554553B1 - 멀티 캐리어 환경에서, 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

멀티 캐리어 환경에서, 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른, 단말기 접속 조정 장치는, QCI(QoS Class Identifier) 값에 따라, 단말기가 접속하는 주파수 대역을 지정한 QCI 정책을 확인하는 QCI 정책 확인부와, 단말기로부터 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리를 식별하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값을 확인하는 QCI 확인부, 및 상기 QCI 정책에 기초하여, 상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속하도록 제어하는 접속 제어부를 포함한다.

Description

멀티 캐리어 환경에서, 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLING FREQUENCY BAND WHICH MOBILE TERMINAL CONNECTS AT MULTI CARRIER CIRCUMSTANCE}
본 발명은 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 캐리어(multi carrier) 방식을 통해 복수의 주파수 대역에서 기지국에 접속할 수 있는 단말기의 접속 주파수 대역을, QCI값을 참고하여 조정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
LTE(Long Term Evolution) 시스템은 UMTS 시스템에서 진화한 이동통신 시스템으로서 국제 표준화기구인 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 표준이 제정되어 있다.
최근의 LTE 시스템은 기존에 사용하던 주파수 대역(예를 들어, 800MHz 대역) 이외에 다른 주파수 대역(예를 들어, 1.8GHz 대역)을 활용하여 멀티 캐리어 서비스를 제공하고 있는데, 멀티 캐리어(multi carrier, MC) 방식은 다수의 주파수 대역의 반송파를 이용하여 단말기에 무선신호를 전송하는 방식이다.
멀티 캐리어 서비스를 지원하기 위한 이동통신 기지국은 각각의 주파수 대역의 무선신호를 출력하는 RRU(Remote Radio Unit)를 인접하여 위치시키고, 이에 따라 각 주파수 대역이 관할하는 셀이 유사한 영역을 관할하게 되므로, 해당 영역 내의 단말기는 각각의 주파수 대역 중 어느 하나에 접속할 수 있다. 멀티 캐리어의 수신을 지원하는 단말기는 복수의 주파수 대역 중 어느 하나에 접속하여 하향링크 데이터를 수신할 수 있으므로, 다운로드 전송 속도 향상을 이룰 수 있다.
LTE 시스템을 활용한 LTE-A(LTE Advanced) 시스템의 경우, 멀티 캐리어를 활용한 반송파 집합 기술(Carrier Aggregation, CA)을 채택하고 있는데, 반송파 집합 기술은, 여러 주파수 대역의 요소 반송파(component carrier, CC)를 하나로 집적하여 보다 넓은 주파수 대역에서 데이터의 전송이 이루어 질 수 있도록 함을 핵심으로 한다.
보다 구체적으로, 단말기는 휴지(idle) 상태에서 기 설정된 하나의 주파수 대역을 통해 기지국과 접속하고, 이 후 다른 주파수 대역의 무선신호를 감지하여 부가함으로써, 기지국에서 송출되는 복수의 주파수 대역의 무선신호를 동시에 수신할 수 있다. 여기서, 단말기가 휴지 상태에서 최초 접속하는 주파수 대역의 셀을 Pcell(Primary cell)로, Pcell에 접속 후 부가 접속할 수 있는 주파수 대역의 셀을 Scell(Secondary cell)로 칭하며, 단말기는 하나의 Pcell 및 하나 이상의 Scell에 동시에 접속하여 이론적으로 접속한 cell의 수만큼의 다운로드 전송속도 향상을 이룰 수 있게 된다.
한편, 이동통신 정책에 따라 특정한 이동통신 사업자에게 보다 넓은 대역폭을 포함하는 주파수 대역이 할당될 수 있다. 예컨대, 800MHz 대역에서 10MHz 대역폭 및 1.8GHz 대역에서 20MHz 대역폭이 할당되는 것과 같이, 상이한 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역이 할당될 수 있다. 이 경우, 단말기가 10MHz 대역폭을 갖는 800MHz 대역에 접속하면 하향링크의 최대 전송속도(throughput)가 75Mbps, 20MHz 대역폭을 갖는 1.8GHz 대역에 접속하면 최대 전송속도가 150Mbps로 구현될 수 있는 바, 보다 높은 전송속도가 요구되는 서비스의 패킷을 수신하고자 하는 단말기가 광대역 서비스가 가능한 1.8GHz 대역에 접속하도록 조정하는 것이 시스템 전체적으로 바람직할 것이다.
또한, VoLTE(Voice over LTE)를 통한 음성통화 또는 단말기와 기지국간의 시그널링과 같이 실시간 처리가 반드시 요구되는 패킷의 경우, 높은 QoS(Quality of Service)가 요구되므로, 다른 데이터 서비스와는 다른 주파수 대역에 접속하도록 함이 QoS 보장 측면에서 바람직할 것이다.
하지만, 현재 멀티 캐리어 시스템 상에서, 단말기는 휴지 상태에서 단말기 내부에 설정된 시스템 파라미터에 따라 특정한 주파수 대역을 점유하고, 이 후 기지국과 통신을 위해 RRC 연결을 시도하는 경우 점유하고 있던 주파수 대역을 통해 접속을 요청하게 된다.
따라서, 종래의 시스템 상에서 서로 상이한 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역에서 멀티 캐리어 서비스를 제공하더라도, 서비스의 종류에 따라 단말기가 접속하는 주파수 대역을 선택할 수 없으므로, 시스템 전체적인 전송속도 측면 및 QoS 보장 측면에서 비효율적이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상호 비대칭적인 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역을 이용하는 멀티 캐리어 환경에서, QCI(QoS Class Identifier) 값에 따라 단말기가 접속하는 주파수 대역을 조정함으로써, 높은 전송속도를 얻음과 동시에 각 서비스마다 적절한 QoS를 보장할 수 있도록 하는, 단말기 접속 조정 장치 및 단말기 접속 조정 방법을 제공함에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 멀티 캐리어 환경에서, 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 장치에 있어서, QCI(QoS Class Identifier) 값에 따라, 단말기가 접속하는 주파수 대역을 지정한 QCI 정책을 확인하는 QCI 정책 확인부; 단말기로부터 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리를 식별하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값을 확인하는 QCI 확인부; 및 상기 QCI 정책에 기초하여, 상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속하도록 제어하는 접속 제어부를 포함하는 단말기 접속 조정 장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 QCI 정책 확인부는, 상기 서비스 카테고리, 상기 QCI 값 및 상기 접속 주파수 대역을 맵핑한 테이블 정보를 저장하고, 상기 테이블 정보를 참고하여, 상기 단말기가 접속하는 주파수 대역을 결정할 수 있다.
여기서, 상기 단말기는 서로 상이한 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역 중 어느 하나를 통해 접속할 수 있으며, 상기 QCI 정책은 상기 서비스 카테고리 중 높은 전송속도가 요구되는 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값에 대해, 상기 복수의 주파수 대역 중 넓은 대역폭을 갖는 주파수 대역에 접속하도록 설정될 수 있다.
여기서, 상기 접속 제어부는, 상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 접속하고 있는 경우, 접속 거절 메시지와 함께 다른 주파수 대역으로 천이하도록 하는 주파수 천이 메시지를 상기 단말기에 전송할 수 있다.
여기서, 상기 접속 거절 메시지 및 상기 주파수 천이 메시지를 수신한 단말기는, 상기 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속을 요청할 수 있다.
또한, 상기 목적은 본 발명에 따라, 멀티 캐리어 환경에서, 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 방법에 있어서, 단말기로부터 전송되는 패킷을 수신하는 단계; 상기 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리를 식별하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값을 확인하는 단계; 미리 설정된 QCI 정책에 기초하여, 상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속하였는지 확인하는 단계; 및 상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 접속하고 있는 경우, 접속 거절 메시지와 함께 다른 주파수 대역으로 천이하도록 하는 주파수 천이 메시지를 상기 단말기에 전송하는 단계를 포함하는 단말기 접속 조정 방법에 의해서 달성될 수도 있다.
여기서, 상기 단말기가, 상기 주파수 천이 메시지를 수신한 후, 상기 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속을 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말기는 서로 상이한 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역 중 어느 하나를 통해 접속할 수 있으며, 상기 QCI 정책은 상기 서비스 카테고리 중 높은 전송속도가 요구되는 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값에 대해, 상기 복수의 주파수 대역 중 넓은 대역폭을 갖는 주파수 대역에 접속하도록 설정될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 상호 비대칭적인 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역을 이용하는 멀티 캐리어 환경에서, QCI(QoS Class Identifier) 값에 따라 단말기가 접속하는 주파수 대역을 조정함으로써, 높은 전송속도를 얻음과 동시에 각 서비스마다 적절한 QoS를 보장할 수 있도록 하는, 단말기 접속 조정 장치 및 단말기 접속 조정 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 캐리어를 지원하는 이동통신 시스템에 대해 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 접속 조정 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 접속 조정 방법의 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 캐리어를 지원하는 이동통신 시스템에 대해 간략히 도시한 것이다.
본 발명에 따른 이동통신 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템을 포함할 수 있고, 멀티 캐리어(Multi Carrier, MC) 기술을 이용할 수 있다. 멀티 캐리어 기술은 다수의 주파수 대역의 반송파를 이용하여 단말기에 무선신호를 전송하는 방식으로, 단말기가 기지국(10)에 접속하여 더 높은 전송속도로 하향링크 데이터를 수신할 수 있는 주파수 대역의 반송파를 선택하여 접속하는 것이다. 예를 들어, 기지국(10) 측에서는 제1주파수 대역(예를 들어, 1.8GHz 대역) 대역과 제2주파수 대역(예를 들어, 800MHz 대역)의 반송파를 송출할 수 있는 각각의 RRU(Remote Radio Unit)를 인접한 위치에 마련하고, 단말기 역시 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역의 무선신호를 수신할 수 있는 무선통신 모듈을 구비하여, 양 대역 중 어느 하나를 통해 무선통신을 수행할 수 있다.
본 명세서에서는 기지국(10)이 송출하는 무선신호의 주파수 대역을 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 주파수 대역(12, 14)으로 설명하나, 이는 본 발명의 특징을 설명하기 위한 것이며, 3개 이상의 주파수 대역에서 무선신호를 송출하여 멀티 캐리어 서비스를 구현하는 경우에도 본 발명의 기술적 특징을 구현함에는 아무런 지장이 없을 것이다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 1.8GHz 대역을 제1주파수 대역으로, 800MHz 대역을 제2주파수 대역으로 칭하기로 하고, 1.8GHz 대역에서 800MHz 대역에 비해 광대역 서비스를 제공할 수 있음을 가정하여 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(10) 주변에서 제1주파수 대역의 셀(12)과 제2주파수 대역의 셀(14)이 모두 형성되며, 단말기는 각 주파수 대역의 셀(12, 14) 중 어느 하나에 접속할 수 있다.
이 경우, 단말기는 휴지(idle) 상태에서 기 설정된 주파수 대역을 점유하는데, 예를 들어, 제1주파수 대역(12)과 제2주파수 대역(14) 중 미리 정해진 어느 하나로부터 주기적으로 SIB(System Information Block) 메시지 및 페이징(paging) 메시지를 수신하면서 대기할 수 있다. 이 때 단말기가 휴지 상태에서 점유하는 주파수 대역은 단말기 상에서 정의된 시스템 파라미터(system parameter)에 따라 결정될 수 있다.
이 후 단말기가 휴지 상태에서 깨어나 기지국(10)과 통신 연결 하고자 하는 경우, 기지국(10)과 RRC 접속을 맺는 절차가 요구된다. 여기서 RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서 정의되며, 무선 베어러(RB; Radio Bearer)들의 설정, 재설정 및 해제와 관련된 전송채널 및 물리 채널들의 제어 등과 같이, 단말과 액세스 네트워크 사이에서 무선 자원을 사용하기 위해 필요한 파라미터를 전달 및 제어하는 역할을 수행한다. 이 때, 단말기와 기지국(10) 사이의 RRC의 설정은 이동성 관리 엔터티(Mobile Mobility Entity, 이하 'MME' 라고 함)의 제어에 의해 수행될 수 있다.
단말기는 기지국(10)과 RRC 접속을 맺기 위해, 휴지 상태에서 점유하고 있던 주파수 대역을 통해 RRC 요청 메시지(RRC request)를 전송하여 호 접속을 요청한다. 이 후 기지국(10)이 단말기에 RRC 설정 메시지(RRC setup)를 전송하고, 단말기에서 다시 기지국(10)으로 RRC 완료 메시지(RRC setup complete)를 전송하는 단계를 거침으로써, RRC 접속이 완료되고 기지국(10)과 단말기 간의 데이터 통신이 가능하게 된다. 이 후, 후술하는 바와 같이 주파수 천이 메시지를 수신하는 경우, 다른 주파수 대역으로 핸드오프 할 수 있다.
본 발명에 따른 이동통신 시스템은 반송파 집합 기술(Carrier Aggregation, CA)을 사용하는 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템으로 구성될 수도 있다. 반송파 집합 기술은 LTE 시스템에서 가질 수 있는 반송파를 요소 반송파(Component Carrier, CC)로 정의하고, 각각의 요소 반송파를 묶어서 이론적으로 요소 반송파의 수만큼 데이터 전송속도를 증가시킬 수 있도록 시스템을 구성하고 있는데, 본 발명에서 단말기의 접속 주파수 대역을 조정하는 특징은, LTE-A 시스템 상에서 Pcell의 주파수 대역을 조정하는데 그대로 적용 가능할 것이다.
LTE-A 시스템 상의 단말기는 다수의 주파수 대역 중 어느 하나에 RRC를 맺어 접속하고, 이 후 다른 주파수 대역을 감지(detect) 및 부가(add) 함으로써 복수의 주파수 대역에서 기지국(10)으로부터 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 단말기가 휴지 상태에서 먼저 접속하는 주파수 대역의 셀을 Pcell(Primary cell)이라 칭하고, 이 후 부가하여 접속하는 주파수 대역의 셀을 Scell(Secondary cell)이라 칭한다.
예를 들어, 단말기가 휴지 상태에서 제1주파수 대역을 점유하고 있는 경우, 제1주파수 대역의 셀(12)을 Pcell로 설정하여 기지국(10)에 RRC 접속을 요청하고, 이 후 제2주파수 대역의 무선신호를 검출하는 경우 제2주파수 대역의 셀(14)을 Scell로 설정하여 기지국(10)에 접속을 요청할 수 있다.
한편, 단말기는 기지국과 접속 후 다양한 통신 서비스를 제공 받을 수 있는데, 서비스의 카테고리를 크게 분류하는 경우, 음성통화(VoLTE), 스트리밍(streaming) 서비스, 웹사이트 접속 및 e-mail 전송과 같은 데이터 통신 등으로 분류 할 수 있다. 여기서, 음성통화의 경우 실시간 전송이 요구되므로 높은 QoS를 보장해야 할 것이며, 데이터 통신의 경우 보다 낮은 QoS를 제공하더라도 사용자 입장에서 수용 가능할 것이다.
이와 같이, 수행되는 통신 서비스의 카테고리에 따라 제공할 QoS에 관한 값을 정의하기 위해 QCI(QoS Class Identifier)가 규정되어 있다. QCI는 QoS의 우선순위를 정수값인 1 내지 9로 표현한 것으로, 각 값마다 리소스 타입(GBR or non-GBR), 우선순위(priority), 패킷 지연 허용치(Packet Delay Budget), 패킷 손실 허용치(Packet Error Loss Rate)의 특성을 내포하고 있다. QCI는 3GPP TS23.203의 Table 6.1.7에 정의되어 있으며, 그 내용은 아래의 표 1과 같다.
[표 1]
Figure 112013096297719-pat00001

실제 이동통신 시스템에서 구현 시, 모든 서비스의 카테고리 별로 QCI 1 내지 9로써 매칭하지 않고, 일부만을 선택하여 QoS를 제공할 수 있다. 예컨대, VoLTE를 통한 음성통화 서비스에 대해서는 QCI값을 1로 설정하고, 영상통화 서비스에 대해서는 QCI값을 2로 설정하고, 나머지의 데이터 통신 서비스에 대해서는 QCI값을 6으로 설정하여 운영할 수 있다.
이하에서는, 단말기가 기지국과 통신 시에 제공되는 서비스의 카테고리에 따라, 미리 정의된 QCI값을 적용하고, QCI값에 따라 단말기가 접속하는 주파수 대역을 조정하는 본 발명의 특징에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 접속 조정 장치(100)의 블록도이다.
도시된 바와 같이, 단말기 접속 조정 장치(100)는 QCI 정책 확인부(110), QCI 확인부(120), 접속 제어부(130)를 포함한다. 단말기 접속 조정 장치(100)는 기지국의 DU(Digital Unit) 상에서 셀 내의 단말기(200) 접속과 무선 자원 할당의 스케줄링을 담당하는 채널 카드에 의해 구현될 수 있으며, 구체적인 구현 예에 있어서는 한정이 없다.
QCI 정책 확인부(110)는 QCI값에 따라, 단말기(200)가 접속하는 주파수 대역을 지정한 QCI 정책을 확인한다. QCI 정책은 앞서 표 1을 통해 설명한 바와 같이, 서비스 카테고리, QCI 값 및 접속 주파수 대역을 맵핑한 테이블 정보를 포함할 수 있으며, QCI값 중 일부만을 사용하여 각 서비스 카테고리 별로 대응하는 QCI값을 맵핑할 수 있다.
QCI 정책의 일 예로써, 이동통신 시스템 상에서 제1주파수 대역이 제2주파수 대역보다 넓은 대역폭을 가져 상대적으로 높은 전송속도를 구현할 수 있는 경우를 가정하면, 높은 전송속도가 요구되는 데이터 통신의 경우에는 제1주파수 대역을 통해 접속하도록 할 수 있다. 또한, 기지국에서 특정 주파수 대역을 통해 할당할 수 있는 리소스 블록(Resource Block)이 한정되어 있는 바, 높은 QoS가 요구되는 음성통화의 경우에는 많은 패킷을 발생시키는 데이터 통신과는 다른 대역인 제2주파수 대역을 통해 접속하도록 함이 바람직할 것이다.
이에, QCI 정책은 서비스 카테고리 중 높은 전송속도가 요구되는 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값에 대해, 상기 복수의 주파수 대역 중 넓은 대역폭을 갖는 주파수 대역에 접속하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, QCI 정책은 단말기(200)가 음성통화 서비스를 위해 기지국과 통신하는 경우 QCI값을 1로 설정하고, 데이터 통신 서비스를 사용하는 경우 QCI값을 6으로 설정할 수 있으며, QCI값이 6인 경우 접속 주파수 대역을 제1주파수 대역(예를 들어, 1.8GHz 대역), QCI값이 1인 경우 접속 주파수 대역을 제2주파수 대역(예를 들어, 800MHz 대역)으로 설정할 수 있다.
이는 본 발명의 특징을 설명하기 위한 일 실시예로써, QCI 정책 및 단말기 접속 조정 장치의 설정에 의해 변경될 수 있을 것이다.
이와 같은 QCI 정책은 코어 네트워크 상의 PCRF(Policy and Charging Rule Function)에 의해 정의될 수 있으며, PCRF에서 생성한 QCI 정책을 단말기 접속 조정 장치(100)의 QCI 정책 확인부(110)에서 내려 받아 활용할 수 있다.
QCI 확인부(120)는 단말기(200)로부터 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리를 식별하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 QCI값을 확인한다.
보다 상세하게 설명하면, 단말기(200)는 휴지 상태에서 복수의 주파수 대역 중 어느 하나를 점유하는데, 이하에서는, 제1주파수 대역(예를 들어, 1.8GHz 대역)을 점유하고 있는 것으로 가정한다.
단말기(200)가 이후 기지국과 통신을 수행하고자 하는 경우 RRC 접속 절차를 거쳐 제1주파수 대역을 통해 접속한다. 이 때, 디폴트 베어러(default bearer)를 기지국과 사이에 형성함으로써 RRC 접속이 연결된다. 이 후, 단말기(200)가 음성통화 서비스를 요청하는 경우, QCI 확인부(120)는 단말기(200)로부터 전송되는 패킷을 통해 서비스의 카테고리가 음성통화인 것을 식별하고, QCI 정책 상에서 음성통화 서비스에 대응하는 QCI값이 1인 것을 확인한다.
다른 실시예로써, 단말기(200)가 음성통화 서비스를 요청하는 경우, 코어 네트워크 상에 마련된 DPI(Deep Packet Inspection) 등으로부터 QCI값 1을 내려 받을 수 있고, 단말기(200)는 QCI값 1을 활용하여 접속 중인 제1주파수 대역에서 다시 접속을 요청하며, QCI 확인부(120)는 단말기(200)에서 전송하는 QCI값을 확인할 수 있다.
접속 제어부(130)는 QCI 정책에 기초하여, 단말기(200)가 확인된 QCI값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속하도록 제어한다.
예를 들어, 단말기(200)가 QCI값 1에 대응하는 음성통화 서비스를 요청하는 경우, QCI 정책 상에서 QCI값 1의 경우에는 제2주파수 대역으로 접속하도록 정의되어 있는 바, 제2주파수 대역으로 접속하도록 제어할 수 있다. 또한, 단말기(200)가 QCI값 6에 대응하는 데이터 통신 서비스를 요청하는 경우, QCI 정책 상에서 QCI값 6의 경우에는 제1주파수 대역으로 접속하도록 정의되어 있는 바, 제1주파수 대역으로 접속하도록 제어할 수 있다.
단말기(200)가 제1주파수 대역을 통해 접속 중에, 음성통화 서비스의 패킷을 전송하는 경우, QCI 정책 상 음성통화 서비스의 QCI값은 1이고, QCI값 1의 경우 제2주파수 대역으로 접속하도록 설정되어 있는 바, 접속 제어부(130)는 단말기(200)에 접속 거절 메시지와 함께 다른 주파수 대역, 즉 제2주파수 대역으로 천이하도록 하는 주파수 천이 메시지를 전송한다.
접속 거절 메시지 및 주파수 천이 메시지를 수신한 단말기(200)는, QCI값에 대응하는 주파수 대역, 즉 제2주파수 대역을 통해 접속을 요청하고, 접속 완료 후 음성통화 서비스가 수행될 수 있다.
이 후, 단말기(200)가 음성통화를 종료하고 데이터 통신에 관한 패킷을 전송하는 경우, QCI 확인부(120)는 서비스의 카테고리가 데이터 통신인 것으로 식별하고, 이에 대응하는 QCI값 6을 확인한다.
접속 제어부(130)는 QCI 정책을 참고 하여, QCI값 6에 대응하는 주파수 대역이 제1주파수 대역인 것을 확인하고, 단말기(200)에 접속 거절 메시지 및 제1주파수 대역으로 천이하도록 하는 주파수 천이 메시지를 전송한다.
접속 거절 메시지 및 주파수 천이 메시지를 수신한 단말기(200)는, 제1주파수 대역을 통해 다시 접속을 요청하고, 접속 완료 후 데이터 통신 서비스가 수행될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 복수의 주파수 대역을 이용하는 멀티 캐리어 환경에서, QCI(QoS Class Identifier) 값에 따라 단말기가 접속하는 주파수 대역을 조정함으로써, 데이터 통신과 같이 높은 전송속도가 요구되는 서비스를 수행하는 단말기의 경우 광대역을 포함하는 주파수 대역을 통해 접속하도록 하고, 음성통화와 같이 QoS 보장이 요구되는 서비스를 수행하는 단말기의 경우 다른 주파수 대역을 통해 접속하도록 하여, 시스템 전체적으로 높은 전송속도를 얻음과 동시에 각 서비스마다 요구되는 QoS를 보장할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 단말기 접속 조정 방법의 흐름도이다.
본 발명에 따른 단말기 접속 조정 방법은 기지국 상에 마련될 수 있는 단말기 접속 조정 장치에 의해 수행될 수 있으며, 단말기(200)는 멀티 캐리어 환경에서, 복수의 주파수 대역 중 어느 하나를 통해 접속할 수 있다.
단말기(200)는 휴지(idle) 상태에서 복수의 주파수 대역 중 어느 하나를 점유하며, 이하에서는 제1주파수 대역을 점유하는 것으로 가정하기로 한다(S110). 여기서, 제1주파수 대역은 1.8GHz 대역을, 제2주파수 대역은 800MHz 대역을 의미하며, 제1주파수 대역에서 제2주파수 대역보다 넓은 대역폭을 가져, 보다 높은 전송속도(throughput)을 나타낼 수 있다. 단말기(200)는 휴지 상태에서 제1주파수 대역을 통해 주기적으로 SIB(System Information Block) 메시지 및 페이징(paging) 메시지를 수신하면서 대기할 수 있다.
사용자의 요청에 따라 단말기(200)가 데이터 통신을 수행하고자 하는 경우(S120), 점유하고 있던 제1주파수 대역을 통해 접속을 요청한다(S130).
이 때, 단말기 접속 조정 장치(100)는 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리를 식별하고, 서비스 카테고리에 대응하는 QCI값을 확인한다. 즉, 서비스 카테고리가 데이터 통신인 것을 확인하고, QCI값 6을 확인한다(S140).
단말기 접속 조정 장치(100)는, QCI 정책에 기초하여 QCI값이 6인 경우 접속 주파수 대역이 제1주파수 대역임을 확인한다(S150).
이 때, 단말기(200)가 제1주파수 대역을 통해 접속을 요청한 바, 접속을 수락하고 데이터 통신 서비스를 수행하게 된다(S160).
이 후, 사용자의 요청에 따라 단말기(200)가 VoLTE에 기반한 음성통화를 수행하고자 하는 경우(S170), 제1주파수 대역을 통해 접속을 요청한다(S180).
이 때, 단말기 접속 조정 장치(100)는 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리가 음성통화 임을 식별하고, 음성통화 서비스에 대응하는 QCI값 1을 확인한다(S190).
또한, 단말기 접속 조정 장치(100)는, QCI 정책에 기초하여 QCI값이 1인 경우 접속 주파수 대역이 제2주파수 대역임을 확인한다(S200).
단말기(200)가 제2주파수 대역이 아닌 제1주파수 대역을 통해 접속을 요청한 바, 단말기 접속 조정 장치(100)는 접속 거절 메시지와 함께, 제2주파수 대역으로 천이하도록 하는 주파수 천이 메시지를 전송한다(S210).
접속 거절 메시지 및 주파수 천이 메시지를 수신한 단말기(200)는, 주파수 천이 메시지에 기초하여 QCI값 1에 대응하는 제2주파수 대역을 통해 접속을 요청하고(S220), 접속 완료 후 음성통화 서비스가 수행될 수 있다(S230).
상술한 본 발명에 따르면, 복수의 주파수 대역을 이용하는 멀티 캐리어 환경에서, QCI(QoS Class Identifier) 값에 따라 단말기가 접속하는 주파수 대역을 조정함으로써, 데이터 통신과 같이 높은 전송속도가 요구되는 서비스를 수행하는 단말기의 경우 광대역을 포함하는 주파수 대역을 통해 접속하도록 하고, 음성통화와 같이 QoS 보장이 요구되는 서비스를 수행하는 단말기의 경우 다른 주파수 대역을 통해 접속하도록 하여, 시스템 전체적으로 높은 전송속도를 얻음과 동시에 각 서비스마다 요구되는 QoS를 보장할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기 접속 조정 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 단말기 접속 조정 장치 110: QCI 정책 확인부
120: QCI 확인부 130: 접속 제어부
200: 단말기

Claims (8)

  1. 멀티 캐리어 환경에서, 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 장치에 있어서,
    QCI(QoS Class Identifier) 값에 따라, 단말기가 접속하는 주파수 대역을 지정한 QCI 정책을 확인하는 QCI 정책 확인부;
    단말기로부터 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리를 식별하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값을 확인하는 QCI 확인부; 및
    상기 QCI 정책에 기초하여, 상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속하도록 제어하는 접속 제어부를 포함하는 단말기 접속 조정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 QCI 정책 확인부는,
    상기 서비스 카테고리, 상기 QCI 값 및 상기 접속 주파수 대역을 맵핑한 테이블 정보를 저장하고,
    상기 테이블 정보를 참고하여, 상기 단말기가 접속하는 주파수 대역을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말기 접속 조정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 단말기는 서로 상이한 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역 중 어느 하나를 통해 접속할 수 있으며,
    상기 QCI 정책은 상기 서비스 카테고리 중 기 설정치 이상의 전송속도가 요구되는 특정 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값에 대해, 상기 복수의 주파수 대역 중 넓은 대역폭을 갖는 주파수 대역에 접속하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 단말기 접속 조정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접속 제어부는,
    상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 접속하고 있는 경우, 접속 거절 메시지와 함께 다른 주파수 대역으로 천이하도록 하는 주파수 천이 메시지를 상기 단말기에 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기 접속 조정 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 접속 거절 메시지 및 상기 주파수 천이 메시지를 수신한 단말기는,
    상기 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속을 요청하는 것을 특징으로 하는 단말기 접속 조정 장치.
  6. 멀티 캐리어 환경에서, 단말기가 기지국에 접속하는 주파수 대역을 조정하기 위한 방법에 있어서,
    단말기로부터 전송되는 패킷을 수신하는 단계;
    상기 전송되는 패킷을 통해 서비스 카테고리를 식별하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값을 확인하는 단계;
    미리 설정된 QCI 정책에 기초하여, 상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속하였는지 확인하는 단계; 및
    상기 단말기가 상기 확인된 QCI 값에 대응하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 접속하고 있는 경우, 접속 거절 메시지와 함께 다른 주파수 대역으로 천이하도록 하는 주파수 천이 메시지를 상기 단말기에 전송하는 단계를 포함하는 단말기 접속 조정 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 단말기가, 상기 주파수 천이 메시지를 수신한 후, 상기 QCI 값에 대응하는 주파수 대역을 통해 접속을 요청하는 단계를 더 포함하는 단말기 접속 조정 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 단말기는 서로 상이한 대역폭을 갖는 복수의 주파수 대역 중 어느 하나를 통해 접속할 수 있으며,
    상기 QCI 정책은 상기 서비스 카테고리 중 기 설정치 이상의 전송속도가 요구되는 특정 서비스 카테고리에 대응하는 QCI 값에 대해, 상기 복수의 주파수 대역 중 넓은 대역폭을 갖는 주파수 대역에 접속하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 단말기 접속 조정 방법.
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