KR101607331B1 - 무선 자원 관리를 위한 무선 자원 그룹 선택 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 단말이 사용하거나 또는 구분할 수 있는 무선 자원이 다수 존재하고 이 무선 자원의 전체 집합을 서로 다른 용도의 몇 개의 무선 자원 그룹으로 구분하고자 할 때, 기존의 파라미터값들의 전달을 통한 무선 자원 그룹 구분 시그널링 기법에 더하여, 그룹 선택 지시자를 두어 구분된 각 무선 자원 그룹의 용도를 네트워크가 선택 또는 변경할 수 있도록 하는 방식을 제공함을 목적으로 한다.
무선통신, 시그널링 기법, 그룹 선택 지시자, LTE,

Description

무선 자원 관리를 위한 무선 자원 그룹 선택 방법{A RADIO RESOURCE GROUP SELECTION METHOD FOR A RADIO RESOURCE MANAGEMENT}
본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 단말이 사용하거나 또는 구분할 수 있는 무선 자원이 다수 존재하고 이 무선 자원의 전체 집합을 서로 다른 용도의 몇 개의 무선 자원 그룹으로 구분하고자 할 때, 기존의 파라미터값들의 전달을 통한 무선 자원 그룹 구분 시그널링 기법에 더하여, 그룹 선택 지시자를 두어 구분된 각 무선 자원 그룹의 용도를 네트워크가 선택 또는 변경할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 망구조를 나타낸 그림이다. E-UTRAN시스템은 기존 UTRAN시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UTRAN 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고도 불린다.
E-UTRAN은 eNB(e-NodeB; 이하 기지국으로 약칭)들로 구성되며, eNB들간에는 X2 인터페이스를 통해 연결된다. eNB는 무선인터페이스를 통해 단말(User Equipment; 이하 단말로 약칭)과 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-GW 는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 gateway이며, PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 gateway이다.
단말과 망사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이중에서 제 1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 단말과 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 2와 도3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층 (Physical Layer), 데이터링크계층 (Data Link Layer) 및 네트워크계층 (Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면 (User Plane, U-plane)과 제어신호 (Signaling) 전달을 위한 제어평면 (Control Plane, C-plane)으로 구분된다. 도 2와 도3의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3 (제3계층)로 구분될 수 있다. 이러한 무선 프로토콜 계층들은 단말과 E-UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다.
이하에서 상기 도 2의 무선프로토콜 제어평면과 도3의 무선프로토콜 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층 에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에는 RLC계층은 존재하지 않을 수도 있다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(RRC_CONNECTED)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.
망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터 를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널 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.
물리채널(Physical Channel)은 시간축상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축상에 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 서브캐리어(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(가령, 첫 번째 심볼)의 특정 서브캐리어들을 이용할 수 있다. 하나의 서브프레임은 0.5 ms이며, 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 2개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 휴지 상태(RRC_IDLE state)라고 부른다. RRC_CONNECTED state의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE state의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE state 단말은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC_CONNECTED state로 이동해야 한다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC Idle state 에 머무른다. RRC_IDLE state에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED state로 천이한다. Idle state에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
RRC계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED (EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접착(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 접착(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM- REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM-IDLE (EPS Connection Management) 및 ECM_CONNECTED두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결(RRC connection)을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED상태가 된다. ECM-IDLE의 상태에 있는 MME 는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 재 선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트랙킹 구역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
다음은, 시스템 정보(System Information)에 관한 설명이다. 상기 시스템 정보(System Information)는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주 기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.
상기 시스템 정보는 MIB, SB, SIB등으로 나뉜다. MIB(Master Information Block)는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역(Bandwidth)같은 것을 알 수 있도록 한다. SB(Scheduling Block)은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB(System Information Block)은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향 무선 채널의 정보만을 포함한다.
종래기술에서는 복수 개의 무선 자원이 존재하여 이를 몇 개의 그룹으로 용도별로 구분하고, 단말은 특정 용도를 위해서는 해당 그룹의 무선 자원을 사용하게 할 수 있다. 이를 위해서 상기 단말과 네트워크는 복수 개의 무선 자원을 어떻게 구분할 것인지에 대한 규칙을 서로 약속하고, 이 규칙에 적용할 파라미터를 상기 네트워크가 상기 단말에게 전송하여 단말이 무선 자원을 복수 개의 그룹으로 구분할 수 있도록 하였다.
하지만, 종래기술에서 그룹을 구분하는 규칙은 고정되어 있고 각 그룹의 용도는 사전에 정해져 있으므로, 추후 네트워크가 무선 자원의 용도를 결정하는데 있어 제약사항으로 작용하여 최적화된 무선 자원 계획(예를 들어 셀 계획)을 어렵게 만들어 네트워크 운용의 효율성이 감소하는 큰 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 종래기술보다 효과적으로 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리 하고자 한다.
상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서, 네트워크로부터 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 무선 자원 그룹들을 만들기 위해 사용되며; 상기 그룹 선택 지시자를 바탕으로 상기 무선 자원 그룹들 중에 적어도 하나의 무선 자 원 그룹을 선택하는 단계와; 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원 그룹으로부터 적어도 하나의 무선 자원을 선택하는 단계와; 그리고 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원을 사용하여 상기 네트워크를 접속하는 단계 또는 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원을 구비하는 셀 측정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 그룹핑 파라미터 및 상기 그룹 선택 지시자는 상기 네트워크로부터 전송된 시스템 정보 블록 (system information block; SIB) 안에 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 무선 자원은 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI) 또는 물리 스크램블링 코드 (physical scrambling code; PSC)와 관련된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 그룹핑 파라미터는 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹을 만드는데 사용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 무선 자원 그룹 및 상기 제 2 무선 자원 그룹에 할당된 각각의 무선 자원들은 서로 다른 용도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서, 네트워크로부터 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 무선 자원의 그룹핑을 위해 사용되며; 그리고 상기 그룹핑 파라미터를 바탕으로 무선 자원들을 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹으로 그룹핑하는 단계에 있어서, 상기 제 1 무선 자원 그룹은 제 1 목적을 위한 무선 자원들을 할당하기 위해 사용되고 상기 제 2 무선 자원 그룹은 상기 제 1 목적과는 다른 제 2 목적을 위한 무선 자원 자원들을 할당하기 위해 사용되며, 그리고 상기 그룹 선택 지시자는 상기 제 1 무선 자원 그룹이 상기 제 2 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 허용하고 또한 상기 제 2 무선 자원 그룹이 상기 제 1 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 허용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 목적은 CSG (closed subscriber group) 셀을 위한 것이고 상기 제 2 목적은 비 CSG 셀을 위한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 무선 자원들은 제 3 무선 자원 그룹으로 더 그룹화 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 3 무선 그룹은 상기 제 1 및 제 2 목적과 다른 제 3 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 3 목적은 hybrid 셀을 위한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서, 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 생성하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 무선 자원 그룹들을 만들기 위해 사용되며; 상기 그룹핑 파라미터 및 상기 그룹 선택 지시자를 단말로 전송하는 단계에 있어서, 상기 그룹 선택 지시자는 상기 무선 자원 그룹들 중에서 무선 자원 그룹을 선택하기 위해 사용되고, 상기 무선 자원 그룹으로부터 적어도 하나의 무선 자원이 선택되고, 그리고 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원은 상기 단말과 통신을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
본 발명은 각 그룹을 구분하기 위한 기존의 그룹 시그널링 기법에 더하여, 어느 그룹이 어떤 특성을 가진 그룹으로 단말에 의해 해석되어 하는지를 알려주는 그룹 선택 지시자를 포함한다. 따라서, 네트워크는 그룹 선택 지시자의 설정을 통해 특정 PCI들이 속해 있는 각 그룹들이 실제로 단말에게 어떻게 해석되어야 하는지를 선택할 수 있다.
종래기술에서는 각각의 그룹이 단말에 의해 어떻게 해석되어야 할지 미리 단말과 네트워크가 서로 약속하고 있고 이를 바꿀 수 없었기 때문에, 특정 그룹에 속한 PCI들을 사전 약속에 의해 정의된 해당 그룹의 용도 외에 다른 용도로 바꾸어 사용하는 것이 불가능했다. 반면 본 발명은 그룹 선택 지시자를 이용하여 이러한 제약을 없앴다. 예를 들어, 그룹 A, 그룹 B가 존재하는 경우, 기존에는 그룹 A에 속하는 조건을 만족하는 PCI들은 항상 CSG용으로만 사용할 수 있었는데 반해, 본 발명의 그룹 선택 지시자를 도입하면, 이 지시자의 설정에 따라 그룹 A가 CSG셀 용으로 예약된 PCI로 인식되도록 하거나, 그룹 B가 CSG셀 용으로 예약된 PCI로 인식되게 할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해 상기 네트워크는 PCI 설정과 관련된 셀 계획(cell planning)의 자유도를 향상시킬 수 있다 향상된 자유도는 네트워크에게 보다 최적 화된 셀 계획을 허락하고, 이를 통해 보다 효과적인 망운용이 가능해진다.
본 발명은 3GPP 통신기술, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템 또는 LTE (Long Term Evolution) 시스템, 통신 장치 및 통신 방법에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 유무선 통신에도 적용될 수도 있다.
본 발명의 기본 개념은 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서, 네트워크로부터 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 무선 자원 그룹들을 만들기 위해 사용되며; 상기 그룹 선택 지시자를 바탕으로 상기 무선 자원 그룹들 중에 적어도 하나의 무선 자원 그룹을 선택하는 단계와; 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원 그룹으로부터 적어도 하나의 무선 자원을 선택하는 단계와; 그리고 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원을 사용하여 상기 네트워크를 접속하는 단계 또는 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원을 구비하는 셀 측정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 무선 이동통신 단말기를 제안한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서, 네트워크로부터 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 무선 자원의 그룹핑을 위해 사용되며; 그리고 상기 그룹핑 파라미터를 바탕으로 무선 자원들을 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹으로 그룹핑하는 단계에 있어서, 상기 제 1 무선 자원 그룹은 제 1 목적을 위한 무선 자원들을 할당하기 위해 사용되고 상기 제 2 무선 자원 그룹은 상기 제 1 목적과는 다른 제 2 목적을 위한 무선 자원 자원들을 할당하기 위해 사용되며, 그리고 상기 그룹 선택 지시자는 상기 제 1 무선 자원 그룹이 상기 제 2 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 허용하고 또한 상기 제 2 무선 자원 그룹이 상기 제 1 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 허용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 무선 이동통신 단말기를 제안한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서, 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 생성하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 무선 자원 그룹들을 만들기 위해 사용되며; 상기 그룹핑 파라미터 및 상기 그룹 선택 지시자를 단말로 전송하는 단계에 있어서, 상기 그룹 선택 지시자는 상기 무선 자원 그룹들 중에서 무선 자원 그룹을 선택하기 위해 사용되고, 상기 무선 자원 그룹으로부터 적어도 하나의 무선 자원이 선택되고, 그리고 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원은 상기 단말과 통신을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 네트워크를 제안한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
일반적으로, 네트워크가 단말에게 제공하는 서비스는 아래와 같이 세가지 타입으로 구분할 수 있다. 또한, 어떤 서비스를 제공받을 수 있는지에 따라 단말은 셀의 타입 역시 다르게 인식한다. 아래에서 먼저 서비스 타입을 서술하고, 이어 셀의 타입을 서술한다.
1) Limited service 이 서비스는 응급 호(Emergency call) 및 재해경보시스템(Earthquake and Tsunami Warning System; ETWS)를 제공하며, 수용가능 셀(acceptable cell)에서 제공할 수 있다.
2) Normal service 이 서비스는 일반적 용도의 범용 서비스(public use)를 의미하여, 일반적 셀(suitable or normal cell)에서 제공할 수 있다.
3) Operator service 이 서비스는 통신망 사업자를 위한 서비스를 의미하며, 이 셀은 통신망 사업자만 사용할 수 있고 일반 사용자는 사용할 수 없다.
셀이 제공하는 서비스 타입과 관련하여, 셀의 타입은 아래와 같이 구분될 수 있다.
1) Acceptable cell 단말이 제한된(Limited) 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 해당 단말 입장에서, 금지(barred)되어 있지 않고, 단말의 셀 선택 기준을 만족시키는 셀이다.
2) Suitable cell 단말이 일반(Normal) 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 acceptable 셀의 조건을 만족시키며, 동시에 추가 조건들을 만족시킨다. 추가 적인 조건으로는, 이 셀이 해당 단말이 접속할 수 있는 PLMN 소속이어야 하고, 단말의 트랙킹 구역(Tracking Area) 갱신 절차의 수행이 금지되지 않은 셀이어야 한다. 해당 셀이 CSG 셀이라고 하면, 단말이 이 셀에 CSG 멤버로서 접속이 가능한 셀이어야 한다.
3) Barred cell 셀이 시스템 정보를 통해 금지된 셀(Barred cell)이라는 정보를 방송을 하는 셀이다.
4) Reserved cell 셀이 시스템 정보를 통해 지정된 셀(Reserved cell)이라는 정보를 방송을 하는 셀이다.
도 4는 휴지 모드에서 셀을 선택하는 단말 동작에 대한 절차를 나타내는 예시도 이다.
첫 번째 단계로, 단말은 자신이 서비스 받고자 하는 망(Public Land Mobile Network; 이하 PLMN으로 약칭 함)과 통신하기 위한 라디오접속기술(Radio Access Technology; 이하 RAT으로 약칭 함)을 선택한다. PLMN과 RAT 정보는 단말의 사용자가 선택을 할 수도 있으며, USIM에 저장되어 있는 것을 사용할 수도 있다.
두 번째 단계로, 상기 단말은 측정한 기지국과 신호세기나 품질이 특정한 값보다 큰 셀 중에서, 가장 큰 값을 가지는 셀을 선택한다(Cell Selection). 그리고, 상기 기지국이 주기적으로 보내는 SI를 수신한다. 상기 말하는 특정한 값은 데이터 송/수신에서의 물리적 신호에 대한 품질을 보장받기 위하여 시스템에서 정의된 값을 말한다. 따라서, 적용되는 RAT에 따라 그 값은 다를 수 있다.
세 번째 단계로, 상기 단말은 망으로부터 서비스(예: 호출(Paging))를 받기 위하여 자신의 정보(예:IMSI)를 등록한다. 여기서, 상기 단말은 셀을 선택 할 때 마다 접속하는 망에 등록을 하는 것은 아니며, SI로부터 받은 망의 정보(예: 트랙킹 구역 식별자 (Tracking Area Identity; TAI))와 자신이 알고 있는 망의 정보가 다른 경우에 망에 등록을 한다.
네 번째 단계로, 상기 단말은 서비스 받고 있는 상기 기지국으로부터 측정한 신호의 세기나 품질의 값이 인접한 셀의 기지국으로부터 측정한 값보다 낮다면, 상기 단말이 접속한 상기 기지국의 셀 보다 더 좋은 신호 특성을 제공하는 다른 셀 중 하나를 선택한다. 이 과정을 상기 두 번째 단계의 초기 셀 선택(Initial Cell Selection)과 구분하여 셀 재 선택(Cell Re-Selection)이라 한다. 이때, 신호특성의 변화에 따라 빈번히 셀이 재 선택되는 것을 방지하기 위하여 시간적인 제약조건을 둘 수도 있다.
다음은 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다. 단말의 전원이 켜지면 단말은 적절한 품질의 셀을 선택하여 서비스를 받기 위한 준비 절차들을 수행해야 한다.
RRC 휴지(RRC_IDLE) 상태인 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(RRC_CONNECTED) 상태에 있던 상기 단말이 RRC_IDLE에 진입하면, 상기 단말은 RRC_IDLE에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC_IDLE 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르 는 과정을 셀 선택 (Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 상기 셀 선택은 상기 단말이 상기 RRC_IDLE 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.
이하는 LTE 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다. 상기 단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN을 검색하고 서비스를 받을 수 있는 적절한 PLMN을 선택한다. 이어, 선택한 PLMN이 제공하는 셀들 중에서 상기 단말이 적절한 서비스를 제공받을 수 있는 신호 품질과 특성을 가진 셀을 선택한다. 여기서, 셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다. 먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 다음은 저장된 정보를 활용하는 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 무선 채널에 대해 상기 단말에 저장되어 있는 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀 선택을 한다. 따라서 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾지 못하면, 상기 단말은 초기 셀 선택 과정을 수 행한다.
상기 셀 선택 과정에서 상기 단말이 사용하는 셀 선택 기준은 다음 표 1의 공식과 같을 수 있다.
Figure 112009065560993-pat00001
위 셀 선택 기준에서 사용되는 인자들은 아래와 같다.
- Qrxlevmeas 측정된 셀의 수신 레벨 (RSRP).
- Qrxlevmin 셀에서의 최소 필요 수신 레벨 (dBm)
- Qrxlevminoffset Qrxlevmin 에 대한 오프셋(offset)
- Pcompensation max(PEMAX - PUMAX, 0) (dB)
- PEMAX 단말이 해당 셀에서 전송해도 좋은 최대 전송 전력 (dBm)
- PUMAX 단말의 성능에 따른 단말 무선 전송부(RF)의 최대 전송 전 력(dBm)
상기 표 1에서, 단말은 측정한 신호의 세기와 품질이 서비스를 제공하는 셀이 정한 특정 값보다 큰 셀을 선택한다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 표 1에서 사용되는 파라미터들은 시스템 정보를 통해 방송되고, 상기 단말은 이 파라미터 값 들을 수신하여 셀 선택 기준에 사용한다.
셀 선택 기준을 만족하는 셀을 상기 단말이 선택하면, 상기 단말은 해당 셀의 시스템 정보로부터 해당 셀에서 상기 단말의 RRC_IDLE 모드 동작에 필요한 정보를 수신한다. 상기 단말이 RRC_IDLE 모드 동작에 필요한 모든 정보를 수신한 후, 망으로 서비스를 요청(예:Originating Call)하거나 망으로부터 서비스(예: Terminating Call)를 받기 위하여 휴지 모드에서 대기한다.
상기 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 재 선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재 선택 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 재 선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.
위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재 선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 라디오접속기술(Radio Access Technology; 이하 RAT으로 약칭 함)과 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재 선택 방법이 있을 수 있다.
- Intra-frequency 셀 재 선택 단말이 사용중인 셀과 같은 라디오 기술(RAT)과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재 선택
- Inter-frequency 셀 재 선택 단말이 사용중인 셀과 같은 라디오 기술(RAT)과 다른 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재 선택
- Inter-RAT 셀 재 선택 단말이 사용중인 라디오 기술과 다른 라이오 기술(RAT)을 사용하는 셀을 재 선택
한편, 이동통신망 사업자 외에 개인이나 또는 특정 사업자 또는 집단 소유의 기지국을 통해 3G 또는 EPS (Evolved Packet System) 서비스를 제공할 수도 있다. 이러한 기지국을 홈 노드 B(Home Node B; HNB) 또는 (Home eNB; HeNB)라고 부른다. 이후, 상기 HNB와 HeNB 둘을 총칭하여 H(e)NB라고 일컫는다. 상기 H(e)NB는 기본적으로 특정 사용자 그룹(Closed Subscriber Group, CSG) 에게만 특화된 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 단 H(e)NB의 동작 모드 설정에 따라 CSG 외에 다른 사용자들에게도 서비스를 제공할 수도 있다.
도 5는 H(e)NB 게이트웨이 (gateway; GW)를 이용하여 H(e)NB를 운용하는 E-UTRAN 의 망구조를 나타내는 예시도 이다.
도 5에 도시되어 있듯이, HeNB들은 HeNB GW를 통해 EPC에 연결되거나 직접 EPC에 연결된다. 여기서, 상기 HeNB GW는 MME에게는 일반적인 eNB처럼 보인다. 또한, 상기 HeNB GW는 상기 HeNB에게는 상기 MME처럼 보인다. 따라서, HeNB와 HeNB GW 사이에는 S1 인터페이스로 연결되며, 상기 HeNB GW와 상기 EPC 역시 S1 인터페 이스로 연결된다. 또한, HeNB와 EPC가 직접 연결될 경우에도 S1 인터페이스로 연결된다. HeNB의 기능은 일반적인 eNB의 기능과 대부분 같다.
일반적으로 H(e)NB는 이동통신망 사업자가 소유한 (e)NB와 비교하여 무선 전송 출력이 낮다. 따라서 H(e)NB가 제공하는 서비스 영역(coverage)는 (e)NB가 제공하는 서비스 영역에 비하여 작은 것이 일반적이다. 이 같은 특성 때문에 서비스 영역 관점에서 종종 H(e)NB가 제공하는 셀은 (e)NB가 제공하는 macro 셀과 대비하여 femto 셀로 분류된다. 한편 제공하는 서비스 관점에서, H(e)NB가 CSG 그룹에게만 서비스를 제공할 때에, 이 H(e)NB가 제공하는 셀은 CSG 셀이라고 일컫는다.
각 CSG는 각기 고유의 식별 번호를 가지고 있으며, 이 식별 번호를 CSG ID(CSG identity)라고 부른다. 단말은 자신이 멤버로 속한 CSG의 목록을 가질 수 있고, 이 CSG 목록은 단말의 요청 또는 네트워크의 명령에 의해 변경될 수 있다. 일반적으로 하나의 H(e)NB는 한 개의 CSG를 지원할 수 있다.
H(e)NB는 자신이 지원하는 CSG의 CSG ID를 시스템 정보를 통해 전달하여, 해당 CSG의 멤버 단말만이 접속하도록 한다. 단말은 CSG 셀을 발견하였을 때, 이 CSG 셀이 어떤 CSG를 지원하는지를 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 읽어서 확인할 수 있다. CSG ID를 읽은 단말은 자신이 해당 CSG 셀의 멤버일 경우에만 해당 셀을 접속할 수 있는 셀로 간주한다.
H(e)NB라고 해서 항상 CSG 단말에게만 접속을 허용할 필요는 없다. H(e)NB의 구성 설정에 따라 CSG 멤버가 아닌 단말의 접속도 허용할 수가 있다. 어떤 단말에게 접속을 허용할지는 H(e)NB의 구성 설정에 따라 바뀌는데, 여기서 구성 설정은 H(e)NB의 동작 모드의 설정을 의미한다. H(e)NB의 동작 모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하는지에 따라 아래의 3가지로 구분된다.
1) Closed access mode 특정 CSG 멤버에게만 서비스를 제공하는 모드. H(e)NB는 CSG 셀을 제공한다.
2) Open access mode 일반 (e)NB처럼 특정 CSG 멤버라는 제약이 없이 서비스를 제공하는 모드. H(e)NB은 CSG 셀이 아닌 일반적 셀을 제공한다.
3) Hybrid access mode 특정 CSG 멤버에게는 CSG 서비스를 제공할 수 있고, 비 CSG 멤버에게도 일반 셀처럼 서비스를 제공하는 모드. CSG 멤버 UE에게는 CSG 셀로 인식이 되고, 비 CSG 멤버 UE에게는 일반 셀처럼 인식이 된다. 이러한 셀을 Hybrid cell이라고 부른다.
H(e)NB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인 일반적인 셀인지를 단말에게 알려서, 단말이 해당 셀에 접속할 수 있는지 없는지를 알게 한다. Closed access mode로 운영되는 H(e)NB는 자신이 CSG 셀이라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. Open access mode로 운영되는 H(e)NB는 자신이 CSG 셀이 아니라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. 이와 같이 H(e)NB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인지 아닌지를 알려주는 1비트의 CSG 지시자(CSG indicator)를 시스템 정보 속에 포함시킨다. 예를 들어 CSG셀은 CSG 지시자를 TRUE로 설정해서 방송한다. 만약 서비스하는 셀이 CSG 셀이 아닌 경우에 CSG 지시자를 FALSE로 설정하거나 또는 CSG 지시자 전송을 생략하는 방법을 사용할 수도 있다.
일반적으로, 특정 주파수에서 CSG셀과 macro셀이 동시에 운용될 수 있다. 이 러한 주파수를 혼합 캐리어 주파수(mixed carrier frequency)라고 부른다. 네트워크는 상기 혼합 캐리어 주파수에서 특정 물리계층 셀 식별자들을 CSG 셀 용으로 따로 예약해둘 수 있다. 상기 물리계층 셀 식별자는 E-UTRAN 시스템에서는 PCI (Physical Cell Identity)라고 불리고, UTRAN에서는 PSC (Physical scrambling code)라고 불린다. 이후, 서술의 편의를 위해 물리계층 식별자를 PCI로 표현한다. 상기 혼합 캐리어 주파수에서 CSG 셀은 현재 주파수에서 CSG용으로 예약된 PCI들에 대한 정보를 시스템 정보를 통해 알려준다. 이 정보를 수신한 단말은, 해당 주파수에서 어떤 셀을 발견하였을 때 이 셀의 PCI로부터 이 셀이 CSG 셀인지 또는 CSG 셀이 아닐 수 있는지 판단할 수 있다. 이 정보를 단말이 어떻게 활용하는지 아래에서 두 가지 단말의 경우에 대해 살펴본다.
먼저, CSG 관련 기능을 지원하지 않거나 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가지고 있지 않은 단말은 셀 선택/재 선택 과정에서 CSG 셀을 선택 가능한 셀로 간주할 필요가 없다. 이 경우 상기 단말은 셀의 PCI만 확인하고, 만약 상기 PCI가 CSG로 예약된 PCI라면 해당 셀을 셀 선택/재 선택 과정에서 바로 제외할 수 있다. 일반적으로 어떤 셀의 PCI는 단말이 물리계층이 해당 셀의 존재를 확인하는 단계에서 바로 알 수 있다. 만약 CSG를 지원하고 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가진 단말의 경우, 상기 단말이 혼합 캐리어 주파수에서 주변의 CSG 셀들에 대한 목록을 알고 싶을 때에는, 전체 PCI 범위에서 발견되는 모든 셀의 시스템 정보의 CSG 식별자를 일일이 확인하는 대신, CSG 용으로 예약된 PCI를 가진 셀만 발견하면 해당 셀이 CSG 셀이라는 것을 알 수 있다.
이와 같이 단말에게 어떤 PCI들이 CSG 셀 용으로 예약되었는지를 알려주기 위해, 네트워크는 PCI 용도에 대한 정보를 단말에게 전달한다. 전체 PCI를 보다 작은 그룹으로 구분한다는 의미에서, 이를 PCI 그룹 시그널링이라고 부르기로 한다.
도 6은 상기 그룹 시그널링을 이용 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)를 서로 다른 용도 사용 위해 두 개의 그룹으로 나눈 과정을 나타낸 예시도 이다.
상기 도 6에 도시되어 있듯이, 기지국이 두 그룹의 경계 PCI를 알려주면, 단말은 전체 PCI를 해당 경계 PCI를 기준으로 두 개의 그룹으로 구분하는 기법을 고려할 수 있다. 즉, 시스템에서 지원하는 전체 PCI 집합을 U라고 정의하면, 상기 U는 시스템에서 지원하는 모든 물리계층 식별자를 포함하는 집합이다. 상기 기지국은 N보다 같거나 작은 값 X를 상기 단말에게 전달한다. 이 값을 수신한 상기 단말은, 상기 X보다 크거나 같은 PCI는 그룹 B에 속하는 것으로 간주한다. CSG 셀 그룹은 자연스럽게 다음과 같이 전체 PCI 집합에서 그룹 B 집합의 여집합으로 정의된다. 즉, 그룹 A = U -그룹 B로 정의된다.
상기 그룹 시그널링을 위해서, 상기 단말과 상기 네트워크는 그룹을 구분하는 규칙을 사전에 약속하여 알고 있고, 상기 네트워크는 상기 단말이 이 규칙에 적용할 파라미터 값을 단말에게 전송한다. 이 때 단말과 네트워크는 정해진 규칙에 나누어지는 각 그룹이 어떤 용도로 사용되어야 하는지에 대해서 상호간 미리 약속하고 있어야 한다. 예를 들어, 도 6에서 볼 수 있듯이, 단말과 네트워크는 그룹 A에 포함되는 PCI는 항상 CSG 셀용 PCI이며, 그룹 B에 포함되는 PCI는 CSG 가 아닐 수 있는 셀의 PCI 집합이라는 사실을 사전에 정해놓아야 한다.
이와 같이, PCI와 같은 복수 개의 무선 자원이 존재하여 이를 몇 개의 그룹으로 어떻게 구분하는지에 대한 정보만을 전달하는 기법에서는, 각 그룹의 용도가 무엇인지 사전에 정의되어야 하고 이는 변경될 수 없다. 이와 같은 방법은 시그널링 효율성을 증대시키는 반면, 네트워크가 PCI를 각 그룹에 할당하는 자유에도 제약을 가한다. 예를 들어 단말이 그룹 A에 속한 PCI는 CSG 셀 용으로 예약되어 있는 것이며, 그룹 B에 속한 PCI는 CSG 용으로 예약되어 있지 않는 PCI라는 사실은 변할 수 없다. 각 그룹이 어떠한 조건을 만족하는 PCI 집합인지를 결정하는 규칙은 사전에 정해져 있으므로, 그룹 B의 속하는 조건을 만족하는 PCI들을 CSG 셀 용으로 사용할 수 있는 방법이 없다. 이 경우, 네트워크가 효과적인 망 운영을 위한 셀 계획(cell planning)을 할 때, 그룹 B 영역의 PCI들을 CSG 셀 용 PCI 집합으로 사용하고 싶더라도 불가능하다. 주목할 점은, 어떤 셀이 어떤 PCI를 사용할지를 결정할 셀 계획 (cell planning)은 시스템 성능 전반에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 특정 그룹에 속하는 조건을 가진 PCI들이 항상 동일한 용도, 예를 들어 CSG 셀 용으로만 사용되어야 한다는 제약조건은 네트워크의 운영에 있어 큰 제약사항으로 작용하여 최적화된 무선 자원 계획(예를 들어 셀 계획)을 어렵게 만들어 네트워크 운용의 효율성을 떨어뜨린다.
따라서, 본 발명에서는 단말이 사용하거나 또는 구분할 수 있는 무선 자원이 다수 존재하고 이 무선 자원의 전체 집합을 서로 다른 용도의 몇 개의 무선 자원 그룹으로 구분하고자 할 때, 기존의 파라미터값들의 전달을 통한 그룹 시그널링 기 법에 더하여, 그룹 선택 지시자를 두어 구분된 각 무선 자원 그룹의 용도를 네트워크가 선택 또는 변경할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 무선 자원은 물리 계층 식별자(예를 들어 LTE의 PCI 또는 UMTS의 PSC)가 될 수 있다. 또한, 상기 무선 자원은 MAC 계층의 무선 자원 (예를 들어 Random Access Preamble) 또는 RRC 계층의 무선 자원 (예를 들어 셀 식별자 등)이 될 수 있다. 상기 그룹 선택 지시자는 각 그룹의 용도에 대한 정보를 포함하며, 각 그룹별로 전송될 수 있고 일부 그룹에서만 전송될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 그룹 선택 지시자를 포함하지 않는 그룹의 용도는 기본 설정된 용도로 인식될 수 있다.
앞서 전술하였듯이, 상기 그룹 시그널링 방법은 구분할 그룹의 경계 값을 알려주어 단말이 그룹을 구분하게 하는 기법을 포함할 수 있다. 즉, 특정 그룹의 시작 값과 그룹 멤버의 개수를 알려주어 그룹을 구분하게 하는 기법을 포함할 수 있다. 이 때 특정 그룹은 한 개 이상일 수 있다. 또한, 상기 그룹 시그널링 방법은 각 그룹이 특별한 조건을 만족하는 무선 자원을 그룹 멤버로 가지는 시그널링을 포함할 수 있다. 예를 들어 두 그룹의 경우 그룹 1은 [무선 자원 인덱스 modular 2 = 0]을 만족하는 무선 자원을 멤버로 가지고, 그룹 2는 [무선 자원 인덱스 modular 2 = 1]을 만족하는 무선 자원을 멤버로 가질 수 있다. 본 발명은 상기 전체 무선 자원을 두 그룹의 경계를 알려주는 기법을 통해 두 그룹으로 구분할 때, 경계에 대해 선행하는 그룹과 후행 하는 그룹이 각각 어떤 용도로 사용되어야 하는지 알려줄 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 전체 무선 자원을 세 개 이상의 그룹으로 구분할 때, 각 그룹이 어떤 용도로 사용되어야 하는지 알려줄 수 있다.
도 7은 본 발명에 따라 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)를 두 개의 그룹으로 나눈 후 그룹 선택 지시자를 활용하는 과정을 나타내는 예시도 이다.
도 7에 도시되어 있듯이, 두 그룹이 존재하는 경우, 단말이 그룹 A가 CSG 용도로 예약된 PCI 그룹인지 또는 그룹 A가 CSG 용도로 예약된 PCI 그룹이 아닌지를 그룹 선택 지시자를 통해 알려준다. 상기 단말은 PCI 그룹 시그널링 정보와 본 발명에서 제안하는 그룹 지정 선택 지시자를 함께 이용하여 특정 PCI를 CSG 셀로 인식할지 그렇지 않을지를 결정할 수 있다. 여기서, 그룹 선택 지시자는 {CSG only, non-CSG only}의 두 가지 값 중 한 가지를 가질 수 있다. 각 그룹은 그룹 선택 지시자를 포함할 수 있으며, 만약 포함하지 않으면 기본 설정된 용도로 단말은 인식한다. 예를 들어, 기본 설정 용도가 CSG가 아닐 수 있는 셀의 PCI 집합이라고 하고, 그룹 B가 그러한 용도로 사용된다고 하면, 상기 그룹 B는 CSG only라고 설정된 그룹 선택 지시자를 포함한다. 이 때 상기 그룹 A는 그룹 non-CSG only라고 설정된 그룹 선택 지시자를 포함하거나, 그룹 선택 지시자를 포함하지 않을 수 있다.
상기 실시 예와 관련하여 단말과 네트워크의 동작은 다음과 같다.
먼저, 첫 번째 단계로 네트워크는 단말에게 각 PCI 그룹에 대한 정보를 전달한다. 이후, 두 번째 단계로, 상기 네트워크는 상기 단말에게 상기 첫 번째 단계와 함께, 또는 별개의 절차로 임의의 PCI의 그룹의 기본 용도를 전달할 수 있다. 임의의 그룹에 대한 기본 용도는 사전적으로 상기 단말과 상기 네트워크 사이에서 약속으로 정의될 수 있으며, 이 경우 상기 네트워크는 상기 단말에게 기본 용도를 전송 하지 않는다. 세 번째 단계로, 상기 네트워크는 상기 단말에게 상기 첫 번째 단계와 함께, 또는 별개의 절차로 그룹 선택 지시자를 전달할 수 있다. 또는 상기 네트워크는 상기 단말에게 상기 두 번째 단계와 함께, 또는 별개의 절차로 그룹 선택 지시자를 전달할 수 있다. 상기 그룹 선택 지시자는 상기 첫 번째 절차에서 정하는 각 그룹마다 전달될 수 있다. 또한, 어떤 그룹에 대해 그룹 선택 지시자가 포함되지 않을 수도 있다. 상기 단말은 상기 네트워크로부터 상기 첫 번째 단계를 통해 전송된 PCI 그룹에 대한 정보를 수신하면, 상기 단말은 각 PCI 그룹에 어떤 PCI 가 속해있는지를 안다. 또한, 상기 단말은 상기 세 번째 단계를 통해 상기 네트워크로부터 전송된 그룹 선택 지시자를 수신하면, 상기 단말은 그룹 선택 지시자가 포함된 그룹에 대해 그 지시자가 가리키는 용도로 사용되는 것으로 인식한다. 여기서, 상기 그룹 선택 지시자를 포함되어 있지 않은 그룹에 대해서는 기본 설정된 용도로 사용되는 것으로 인식될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예로서, 무선 자원이 PCI이고 전체 PCI 집합을 세 그룹으로 나누는 경우를 상술한다. 도 8은 본 발명에 따라 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)를 세 개의 그룹으로 나눈 후 그룹 선택 지시자를 활용하는 과정을 나타내는 예시도 이다.
도 8에 도시되어 있듯이, 세 개의 그룹이 존재하는 경우, PCI 그룹 시그널링을 통해 논리적으로 구분된 각 그룹을 단말이 각각 어떤 그룹으로 인식할지를 그룹 선택 지시자가 알려줄 수 있다. 그룹 선택 지시자는 {CSG, macro, Hybrid}의 세 가지 값 중 한 가지를 가질 수 있다. 각 그룹은 그룹 선택 지시자를 포함할 수 있으 며, 만약 포함하지 않으면 기본 설정된 용도로 단말은 인식한다. 상기 실시 예에 대한 구체적인 절차는 도 7에 대한 구체적인 절차와 크게 다르지 않으므로 서술을 생략한다.
도 9는 무선 자원이 임의 접속에 사용되는 무선자원인 경우에 단말과 기지국간의 접속과정을 나타내는 예시도 이다.
먼저, 단말은 기지국으로부터 그룹핑 파라미터 및 그룹별 그룹 선택 지시자를 포함하는 시스템 정보를 수신한다. 여기서 상기 시스템 정보는 방송제어채널 (broadcast control channel; BCCH)와 같은 다양한 제어 채널을 통해서 수신될 수 있다. 또한, 상기 그룹핑 파라미터 및 그룹별 그룹 선택 지시자는 시스템 정보 블록 4(system information block (SIB4))를 통해서 수신될 수 있다. 이후, 상기 단말은 상기 수신된 그룹핑 파라미터를 사용하여 무선 자원을 몇 개의 그룹으로 구분할 수 있다. 또한, 상기 수신된 그룹별 그룹 선택 지시자를 사용하여 각 무선 자원 그룹의 용도를 결정 할 수 있다. 여기서, 만약 무선 자원이 임의접속 (random access)에 사용되는 무선자원인 경우라면, 상기 도 9에 도시되었듯이 제 1 그룹은 경쟁 기반 무선 임의 접속 (contention based random access)에 사용되는 무선 자원 용도로 사용될 수 있고, 제 2 그룹은 비 경쟁 기반 무선 임의 접속(non-contention based random access)에 사용되는 무선 자원 용도로 사용될 수 있다. 이후, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 접속 명령 (예: 핸드오버)를 수신할 수 있고, 상기 접속 명령 수신 후, 또는 접속 명령 수신과는 상관없이, 상기 기지국 접속에 필요한 적절한 무선 자원 그룹을 선택하고, 선택한 무선 자원 그룹 의 무선 자원을 사용하여 상기 네트워크와의 접속 과정을 수행한다.
도 10은 무선 자원이 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)인 경우에 단말과 기지국간의 접속과정을 나타내는 예시도 이다.
먼저, 단말은 기지국으로부터 그룹핑 파라미터 및 그룹별 그룹 선택 지시자를 포함하는 시스템 정보를 수신한다. 여기서 상기 시스템 정보는 방송제어채널 (broadcast control channel; BCCH)와 같은 다양한 제어 채널을 통해서 수신될 수 있다. 또한, 상기 그룹핑 파라미터 및 그룹별 그룹 선택 지시자는 시스템 정보 블록 4(system information block (SIB4))를 통해서 수신될 수 있다. 이후, 상기 단말은 상기 수신된 그룹핑 파라미터를 사용하여 무선 자원을 몇 개의 그룹으로 구분할 수 있다. 또한, 상기 수신된 그룹별 그룹 선택 지시자를 사용하여 각 무선 자원 그룹의 용도를 결정 할 수 있다. 여기서, 만약 무선 자원이 PCI (physical cell identity)에 관련된 무선자원인 경우라면, 상기 도 10에 도시되었듯이 제 1 그룹은 CSG (closed subscriber group) 셀 용도의 PCI 집합일 수 있고, 제 2 그룹은 비 CSG (closed subscriber group) 셀 용도의 PCI 집합일 수 있다. 이후, 상기 단말은 단말의 측정 목적에 따라 적절한 무선 자원 그룹을 선택하고, 선택한 무선 자원 그룹의 무선 자원을 사용하는 셀을 측정 할 수 있다. 즉, 만약 상기 단말이 CSG 셀을 지원하지 않는 단말이라면, 상기 측정 과정에서 상기 단말은 비 CSG 셀 용도의 PCI만을 고려하고, 만약 상기 단말이 CSG 셀만을 찾는 단말이라면, 상기 측정 과정에서 상기 단말은 CSG 셀 용도의 PCI만을 고려하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 단말을 설명한다.
본 발명에 따른 단말은 무선상에서 데이터를 서로 주고 받을 수 있는 서비스를 이용할 수 있는 모든 형태의 단말을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단말은 무선 통신 서비스를 이용할 수 있는 이동통신 단말기(예를 들면, 사용자 장치(UE), 휴대폰, 셀룰라폰, DMB폰, DVB-H폰, PDA 폰, 그리고 PTT폰 등등)와, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 디지털 TV와, GPS 네비게이션와, 휴대용 게임기와, MP3와 그 외 가전 제품 등등을 포함하는 포괄적인 의미이다.
본 발명에 따른 단말은, 본 발명이 예시하고 있는 효율적인 시스템 정보 수신을 위한 기능 및 동작을 수행하는데 필요한 기본적인 하드웨어 구성(송수신부, 처리부 또는 제어부, 저장부등)을 포함할 수도 있다.
여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국의 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.
이상, 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.
도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UTRAN의 망 구조이다.
도 2는 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 제어평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 3은 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 사용자평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 4는 휴지 모드에서 셀을 선택하는 단말 동작에 대한 절차를 나타내는 예시도 이다.
도 5는 H(e)NB 게이트웨이 (gateway; GW)를 이용하여 H(e)NB를 운용하는 E-UTRAN 의 망구조를 나타내는 예시도 이다.
도 6은 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)를 서로 다른 용도 사용 위해 두 개의 그룹으로 나눈 과정을 나타낸 예시도 이다.
도 7은 본 발명에 따라 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)를 두 개의 그룹으로 나눈 후 그룹 선택 지시자를 활용하는 과정을 나타내는 예시도 이다.
도 8은 본 발명에 따라 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)를 세 개의 그룹으로 나눈 후 그룹 선택 지시자를 활용하는 과정을 나타내는 예시도 이다.
도 9는 무선 자원이 임의 접속에 사용되는 무선자원인 경우에 단말과 기지국 간의 접속과정을 나타내는 예시도 이다.
도 10은 무선 자원이 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI)인 경우에 단말과 기지국간의 접속과정을 나타내는 예시도 이다.

Claims (11)

  1. 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서,
    네트워크로부터 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 수신하는 단계에 있어서,
    상기 그룹핑 파라미터는 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹을 만드는데 사용되며,
    상기 그룹핑 파라미터 및 상기 그룹 선택 지시자는 상기 네트워크로부터 전송된 시스템 정보 블록 (system information block; SIB) 안에 포함되며;
    상기 그룹 선택 지시자를 바탕으로 상기 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹들 중에 적어도 하나의 무선 자원 그룹을 선택하는 단계에 있어서,
    상기 제 1 무선 자원 그룹 및 상기 제 2 무선 자원 그룹에 할당된 각각의 무선 자원들은 서로 다른 용도를 갖으며;
    상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원 그룹으로부터 적어도 하나의 무선 자원을 선택하는 단계와; 그리고
    상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원을 사용하여 상기 네트워크를 접속하는 단계 또는 상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원을 구비하는 셀 측정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 무선 자원은 물리 셀 식별자 (physical cell identity; PCI) 또는 물리 스크램블링 코드 (physical scrambling code; PSC)와 관련된 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서,
    네트워크로부터 그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 무선 자원의 그룹핑을 위해 사용되며; 그리고
    상기 그룹핑 파라미터를 바탕으로 무선 자원들을 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹으로 그룹핑하는 단계에 있어서,
    상기 제 1 무선 자원 그룹은 제 1 목적을 위한 무선 자원들을 할당하기 위해 사용되고 상기 제 2 무선 자원 그룹은 상기 제 1 목적과는 다른 제 2 목적을 위한 무선 자원 자원들을 할당하기 위해 사용되며,
    상기 제 1 목적은 CSG (closed subscriber group) 셀을 위한 것이고 상기 제 2 목적은 비 CSG 셀을 위한 것이며, 그리고
    상기 그룹 선택 지시자는 상기 제 1 무선 자원 그룹이 상기 제 2 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 허용하고 또한 상기 제 2 무선 자원 그룹이 상기 제 1 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 허용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서, 상기 무선 자원들은 제 3 무선 자원 그룹으로 더 그룹화 되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 3 무선 그룹은 상기 제 1 및 제 2 목적과 다른 제 3 목적을 위한 무선 자원들을 할당하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제 3 목적은 hybrid 셀을 위한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법으로서,
    그룹핑 파라미터 (grouping parameter) 및 그룹 선택 지시자 (group selection indicator)를 생성하는 단계에 있어서, 상기 그룹핑 파라미터는 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹을 만드는데 사용되며;
    상기 그룹핑 파라미터 및 상기 그룹 선택 지시자를 단말로 전송하는 단계에 있어서,
    상기 그룹 선택 지시자는 상기 적어도 하나의 제 1 무선 자원 그룹 및 제 2 무선 자원 그룹들 중에서 무선 자원 그룹을 선택하기 위해 사용되고,
    상기 제 1 무선 자원 그룹 및 상기 제 2 무선 자원 그룹에 할당된 각각의 무선 자원들은 서로 다른 용도를 갖으며,
    상기 무선 자원 그룹으로부터 적어도 하나의 무선 자원이 선택되고, 그리고
    상기 선택된 적어도 하나의 무선 자원은 상기 단말과 통신을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선 자원을 관리하는 방법.
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