KR101831689B1

KR101831689B1 - 이동통신 시스템에서 핸드오버 지원 정보 제공을 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101831689B1
Application number: KR1020170038647A
Authority: KR
Inventors: 정정수; 민찬호; 김동욱; 권종형; 임채권; 전영현; 정경인
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-02-23
Also published as: KR20170038771A

Abstract

이동 통신 시스템에서 이동 통신 시스템에서 기지국이 단말에게 상기 단말이 이웃 기지국들을 메저먼트 한 후 메저먼트 리포트 트리거 수행을 위해 필요한 정보를 제공하는 방법에 있어서 액티브 모드의 단말일 경우 특정한 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT(Time-to-Trigger)를 액티브 모드의 단말로 제공하는 과정과 아이들 모드의 단말일 경우, 특정한 이웃 기지국 별로 독립적인 Treselection 을 아이들 모드의 단말로 제공하는 과정을 포함하는 것으로 마크로/마이크로 셀 간 핸드오버 수행 성공률을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

이동통신 시스템에서 핸드오버 지원 정보 제공을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING HANDOVER SUPPORT INFORAMTION IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 단말의 핸드오버를 위한 TTT(Time-to-Trigger) 및 단말의 셀 리셀렉션(reselection)을 위한 티리셀렉션(Treselection)을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근, 이동 통신 시스템에서 고속의 데이터 서비스에 대한 수요가 지속적으로 증가하였다. 커버리지(coverage)를 고려하면, 데이터 서비스는 주로 특정 작은 영역에서 주로 발생하기 때문에 마이크로 셀( 또는, Picocell, Hotzone, Femtocell 등)에 대한 관심이 고조되고 있다.

마이크로 셀(Micro Cell)에 대한 특성은 다음과 같다. 상기 마이크로 셀은 마크로 셀(Macro Cell)보다 작은 커버리지를 가지고, 마크로 셀에 중첩되는 경우가 발생할 수 있다. 그리고, 상기 마이크로 셀은 마크로 셀과 동일하거나 서로 다른 주파수로 동작할 수 있고, 마크로 기지국에 비해 적은 전송 전력을 사용한다.

하지만, 단말이 마크로 셀에서 마이크로 셀로 핸드오버 할 경우, 기존에 마크로 셀 간 사용하던 핸드오버를 위한 설정 값을 사용하는 경우, 핸드오버 실패 확률이 높은 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 핸드오버 지원 정보 제공을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 단말의 핸드오버를 위한 TTT를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 단말의 셀 리셀렉션(Cell Reselection)을 위한 Treselection을 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 또 다른 목적은 마크로/마이크로 셀 간 핸드오버 수행 시, 안정적인 핸드오버 성공을 지원하기 위해서 3GPP LTE 계열 시스템에서 기지국 간 TTT 관련 정보를 협상할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 3GPP LTE 시스템에서 마크로/마이크로 셀 간 안정적인 핸드오버 수행하기 하기 위하여 서빙 기지국이 액티브 모드 단말에게 특정 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT 값을 전달할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 3GPP LTE 시스템에서 마크로/마이크로 셀 간 안정적인 셀 재선택(Cell Reselection)을 수행하기 하기 위하여 기지국이 아이들 모드 단말에게 특정 이웃 기지국 별로 독립적인 Treselection 값을 전달할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 1 견지에 따르면, 이동 통신 시스템에서 기지국이 단말에게 상기 단말이 이웃 기지국들을 메저먼트 한 후 메저먼트 리포트 트리거 수행을 위해 필요한 정보를 제공하는 방법에 있어서 액티브 모드의 단말일 경우, 특정한 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT(Time-to-Trigger)를 액티브 모드의 단말로 제공하는 과정과 아이들 모드의 단말일 경우, 특정한 이웃 기지국 별로 독립적인 Treselection 을 아이들 모드의 단말로 제공하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 2 견지에 따르면, 이동 통신 시스템에서 기지국이 단말의 핸드오버 정보를 다른 기지국으로 전송하는 방법에 있어서 이동성 변경 정보를 포함하는 이동성 변경 메시지를 이웃 기지국으로 전송하여 협상하는 과정과 상기 이동성 변경 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 3 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말의 주변 기지국의 이동성 정보 획득 방법에 있어서 단말이 액티브 모드인 경우, 제어 메시지를 통해 기지국의 이동성 정보를 수신하는 과정과 상기 단말이 아이들 모드인 경우, 시스템 정보 블록을 통해 기지국의 이동성 정보를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 4 견지에 따르면, 이동 통신 시스템에서 이웃 기지국의 정보를 단말로 제공하는 기지국의 장치에 있어서 액티브 모드의 단말일 경우 특정한 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT를 생성하고, 아이들 모드의 단말일 경우, 특정한 이웃 기지국 별로 독립적인 Treselection 을 생성하는 제어부와 생성한 TTT 를 액티브 모드의 단말로 전송하고 생성한 Treselection 을 아이들 모드의 단말로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 5 견지에 따르면, 이동 통신 시스템에서 단말의 핸드오버 정보를 다른 기지국으로 전송하는 기지국의 장치에 있어서 이동성 변경 정보를 포함하는 이동성 변경 메시지 생성하는 제어부와 상기 이동성 변경 메시지를 이웃 기지국으로 전송하는 송신부와 상기 이동성 변경 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 6 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 주변 기지국의 이동성 정보 획득하는 단말의 장치에 있어서 단말이 액티브 모드인 경우, 제어 메시지를 통해 기지국의 이동성 정보를 회득하고, 상기 단말이 아이들 모드인 경우, 시스템 정보 블록을 통해 기지국의 이동성 정보를 획득하는 제어부와 상기 제어메시지 및 상기 시스템 정보 블록을 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 단말이 마크로/마이크로 셀 간 핸드오버 수행 시, 안정적인 핸드오버 성공을 지원할 수 있도록 기지국 간 TTT 관련 정보를 협상하기 때문에 마크로/마이크로 셀 간 핸드오버 수행 성공률을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 LTE 시스템에서 마크로/마이크로 셀 간 안정적인 핸드오버 수행하기 하기 위하여 서빙 기지국이 액티브 모드 단말에게 특정 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT값을 전달할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 LTE 시스템에서 마크로/마이크로 셀 간 안정적인 셀 재선택(Cell Reselection) 수행하기 하기 위하여 기지국이 이이들 모드 단말에게 특정 셀 타입에 속하는 이웃 셀 별로 독립적인 Treselection 값을 전달할 수 있는 방안을 제안하여 마크로/마이크로 셀 간 핸드오버 수행 성공률을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 Heterogeneous Network의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 measurement report 메시지를 전송하는 메시지 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마크로 셀에서 마이크로 셀로의 핸드오버 시, 하향링크 수신 신호 세기 변화를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 마크로 셀에서 마크로 셀로 핸드오버 시, 단말 위치에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 마크로 셀에서 마이크로 셀로 핸드오버 시, 단말 위치에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말이 마크로 셀에서 마이크로 셀로 핸드오버 시, 단말 위치에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 Mobiltiy chgange 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 Mobiltiy chgange 를 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 기지국이 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT(Time-to-Trigger) 및 Treselection 값을 전달하는 메시지 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 기지국이 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT(Time-to-Trigger) 및 Treselection 값을 전달하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT 값을 설정하는 경우를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하지만 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 경우을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하지만 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 'MeasObjectEUTRA' IE에 설정하는 방안을 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 'ReportConfigEUTRA' IE에 설정하는 방안을 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'MeasObjectEUTRA' IE 에 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'MeasObjectEUTRA' IE 에 별도의 TTT-SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'ReportConfigEUTRA' IE 에 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정할 경우를 도시한 것이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'ReportConfigEUTRA' IE 에 별도의 TTT-SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection 값을 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection-SF 값에 기존 단말 속력을 고려해서 설정된 SF 값을 적용하여 설정하는 경우을 도시한 것이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection-SF 값에 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 Treselection 값을 설정하는 경우를 도시한 것이다,.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 Treselection-SF 값을 기존 단말 속력을 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 Treselection-SF 값을 기존 단말 속력을 고려해서 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 및 단말의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 성능 분석을 위한 환경을 도시한 도면이다.
도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 Load Factor 50%, UL IoT 5dB)인 경우, HO Fail Ratio 결과를 도시한 그래프이다.
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 Load Factor 100%, UL IoT 7dB인 경우, HO Fail Ratio 결과를 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명은 이동통신 시스템에서 핸드오버 지원 정보 제공을 위한 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.

3GPP RAN WG1에서는 2009년 10월 회의부터 LTE-Advanced study item으로써 Heterogenoues Network를 고려하고 있다. Heteterogeneous Network(이하, HetNet이라고 칭하기로 한다)란 마크로 기지국 영역 내에 적은 송신 출력을 사용하는 기지국들이 오버레이 된 형태의 셀룰러 deployment를 의미한다.

즉, 상기 HetNet에서는 서로 다른 크기의 셀들이 섞여 있거나 오버레이되어 있다. 여기서, 모든 기지국들은 동일한 무선 전송 기술을 사용한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 Heterogeneous Network의 예를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, Heterogeneous Network의 마크로 기지국(100)이 관장하는 영역 내에는 피코셀(130, 140) 및 펨토셀(150, 160, 170)이 존재하고 작은 규모의 라디오 네트워크(110, 120)를 가진 마이크로 셀이 존재한다.

본 발명은 3GPP LTE 계열 시스템을 실시 예로 고려하여 설명하기로 한다.

본 발명은 Heterogeneous Network deployment 시, 단말이 마크로/마이크로 셀 간 핸드오버할 경우, 효율적으로 핸드오버를 지원해 줄 수 있는 방안에 관한 것이다.

특히, 본 발명에서는 3GPP LTE 계열 시스템에서 기지국 간 TTT(Time-to-Trigger) 관련 정보를 협상할 수 있는 방안에 대해 설명하기로 한다.

또한, 본 발명은 아이들 모드로 동작하는 단말이 마크로/마이크로 셀 간 cell reselection을 수행할 경우, 효율적으로 단말이 cell reselection triggering을 지원해 줄 수 있는 방안에 관한 것이다.

본 발명은 3GPP LTE 계열 시스템에서 서빙 기지국이 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인TTT 및 Treselection 값을 전달할 수 있는 방안을 설명하기로 한다.

*액티브 모드 단말은 서빙 기지국과 타겟 기지국의 RSRP(Reference Signal Received Power)를 측정한 후, 두 수신 신호 세기를 비교한다. 이후, 상기 단말은 measurement trigger 조건이 만족되면, Measurement Report 메시지를 서빙 기지국에 전송한다.

LTE 시스템에서는 여러 종류의 measurement trigger 조건들이 존재하지만, 가장 일반적으로 사용되는 measurement trigger 조건인 Event A3은 하기 수식과 같다.

단말은 Entering condition을 만족 한 뒤, TTT(Time-to-Trigger) 시간 동안 Leaving condition이 발생하지 않으면 이벤트가 발생한다. 여기서 TTT 값은 measurement event가 트리거 되기 위하여 measurement trigger 조건을 만족해야 하는 시간을 의미한다. LTE 시스템에서는 단말 속도에 따라 16가지 값 중 하나를 선택하여 적용할 수 있다.

Ocn 값은 핸드오버 수행 시 이웃 셀 신호 레벨에 더하거나 빼는 offset 값으로써 특정 두 셀마다 다르게 설정이 가능하다. Ocs 값은 핸드오버 수행 시 서빙 셀 신호 레벨에 더하거나 빼주는 offset 값으로써 특정 셀마다 존재하는 파라미터이다.

서빙 기지국은 단말로부터 Measurement Report를 수신하면, RRM(Radio Resource Management) 정보를 참고하여 상기 단말의 핸드오버 여부를 결정한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 measurement report 메시지를 전송하는 메시지 흐름도이다.

상기 도 2를 참조하면, LTE 시스템에서는 여러 종류의 measurement report triggering 조건들이 존재하지만, 가장 일반적으로 사용되는 measurement report triggering 조건은 전술한 Event A3이다.

MME(230) 또는 서빙 게이트웨이(240)는 영역 제한 정보를 가지고 있다(a 단계).

서빙 기지국(220)은 단말(210)로 'Measurement Control' 메시지를 전송하여 measurement report triggering 수행에 필요한 여러 가지 값들을 제공한다(b 단계). 제공하는 값 중 하나가 TTT 값이다. 상기 Measurement Control 메시지는 LTE 시스템에서는 'measConfig'IE가 포함된 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 의미한다.

Event A3에서의 Entering Condition가 만족된 뒤, TTT 시간 동안 Leaving condition이 발생하지 않으면 이벤트가 발생한다. 여기서 TTT 값은 measurement report event가 trigger 되기 위하여 measurement report triggering 조건을 만족해야 하는 시간을 의미한다. TTT 값에 대해서 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

우선 Entering Condition을 최초로 만족하면, 단말(210)은 TTT 관련 타이머를 가동시킨다. 그 후, 상기 단)(210)은 TTT 시간 동안 Entering Condition을 계속해서 지속적으로 만족하면 'Mesurement Report'메시지를 서빙 또는 소스 기지국(22)에게 전송한다(c 단계).

만약 Entering Condition이 TTT 시간 이내에서 만족되지 못하면 TTT 관련 타이머는 최초 TTT 값으로 리셋된다 .만약 Leaving Condition이 발생되면, TTT 관련 타이머는 릴리즈된다.

상기 소스 기지국(220)은 상기 단말(210)로부터 'Measurement Report' 메시지를 수신하면, RRM(Radio Resource Management) 정보를 참고하여 상기 단말(210)을 타겟 기지국(230)으로 핸드오버 시킬지 말지를 결정한다(d 단계).

이제, 아이들 모드 단말이 cell reselection triggering을 수행하는 과정에 대해 설명하면 하기와 같다.

단말이 아이들 모드로 동작시에, cell reselection 목적으로 measurement를 수행한다. 일반적으로 단말은 cell reselection 수행 여부를 결정한다. LTE 시스템에서 cell reselection triggering 수행을 위한 measurement rules는 다음과 같다.

SServingCell이 Sintrasearch보다 작거나 Sintrasearch이 서빙 셀로 전달되지 않으면, 이이들 모드인 단말은 intra-frequency measurements를 수행한다. 만약 Sintrasearch이 서빙 셀로 전달되고, SServingCell이 Sintrasearch보다 클 경우, 단말은 더 이상 intra-frequency measurements를 수행하지 않아도 된다.

여기서 SServingCell는 서빙 셀의 수신 레벨 신호 값(단위 dB), Sintrasearch는 intra-frequency measurements를 위한 임계치 값(단위 dB)을 나타낸다. 아이들 모드 단말을 위한 Treselection 값은 액티브 모드 단말을 위한 TTT 값과 유사한 역할을 한다.

상기 Treselection 값에 대해서 더 자세히 설명하면 다음과 같다. 우선 cell reselection triggering 조건을 최초로 만족하면, 단말은 Treselection 관련 타이머를 가동시킨다.

그후, 상기 단말은 Treselection 시간 동안 cell reselection triggering 조건이 계속해서 지속적으로 만족되면, 실제로 cell reselection 과정을 수행한다. 만약 cell reselection triggering 조건이 Treselection 시간 이내에서 만족되지 못하면 Treselection 관련 타이머는 최초 Treselection 값으로 리셋된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마크로 셀에서 마이크로 셀로의 핸드오버 시, 하향링크 수신 신호 세기 변화를 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참고하면, 마이크로 셀(320)이 마크로 셀(310) 내에 중첩된 환경 하에서 마크로 셀(310)과 마이크로 셀(320)이 동일한 주파수로 동작하는 경우, 단말(300)이 마크로 셀(310)에서 마이크로 셀(320)로 핸드오버를 수행할 때에는, 마이크로 셀(320) 경계 부근에서 마이크로 셀(320)의 기지국으로부터의 간섭이 빠르게 증가되어 채널 환경이 급격하게 저하된다.

또한, 단말(300)도 마이크로 셀(320)의 기지국에게 심각한 상향링크 간섭을 미치게 된다. 그 이유는 마이크로 셀(320)의 기지국과 단말(300) 간 경로 손실이 마크로 셀(310)의 기지국과 단말(300) 간 경로 손실에 비해 빠르게 변하기 때문이다. 따라서, 상기 단말(300)은 마이크로 셀(320)로의 핸드오버 수행 전에 Radio Link Failure(RLF)를 겪게 된다.

특히, 빠른 속도로 이동하는 단말(300)이 마크로 셀(310)에서 마이크로 셀(320)로 핸드오버를 수행하는 경우, 마크로 셀(310) 간 핸드오버 수행에 적용되는 비교적 긴 TTT 파리미터 값을 그대로 적용하게 되면, 마이크로 셀(320)로의 핸드오버는 지연되어 RLF가 발생할 확률이 급격히 증가하게 된다.

이러한 문제을 해결하기 위해서는 마크로 셀(310)/마이크로 셀(320) 간 수행되는 핸드오버에 적합한 별도의 파라미터(handover trigger threshold, Time-To-Tigger)적용이 필요하다.

안정적인 마크로 셀(310)/마이크로 셀(320) 간 핸드오버를 지원하기 위해서는 다음과 같은 두 가지 사항을 모두 만족시켜야 한다.

첫째, 서빙 기지국은 이웃 타겟 기지국 별로 독립적인 handover trigger threshold 값과 TTT 값을 적용하여 이러한 파라미터 값들을 단말에게 전달해줄 수 있어야 한다(핸드오버 타겟 기지국의 PCI별로 별도의 Handover trigger threshold 값과 TTT 값을 적용하여 단말에게 전달해줄 수 있어야 함).

따라서, 이는 타겟 기지국이 마크로 셀(310)의 기지국인지 마이크로 셀(320)의 기지국인지에 따라 HO trigger threshold 값과 TTT 값을 다르게 적용하여 단말(300)에게 전달해줄 수 있음을 의미한다.

둘째, 서빙 기지국이 이웃 타겟 기지국 별로 어떠한 Handover trigger threshold 값과 TTT 값을 적용해야 되는지 알고 있어야 한다. 그래야 첫번째 요구 사항을 만족할 수 있다. 현재 규격으로 기지국 간 TTT 값을 협상할 수 있는 방안은 아직 없다.

하기에서 설명될 도 4, 도 5, 도 6은 이러한 문제점을 도시한 것으로, 여기서 handover trigger threshold 값은 Event A3에서의 오프셋(offset) 값을 의미한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 마크로 셀에서 마크로 셀로 핸드오버 시, 단말 위치에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 단말이 마크로 셀 1에서 마크로 셀 2로 핸드오버하는 경우, 마크로 셀 2와 마크로 셀 1 사이의 Handover Threshold 값이 HO_Threshold 보다 큰 경우(1 단계), A3 이벤트가 발생하고, 상기 A3 이벤트가 TTT값 보다 크게 유지될 경우(2 단계), 단말은 Measurement Report 메시지를 마크로 셀 1로 전송하고(3 단계), 상기 마크로 셀 1은 상기 단말의 핸드오버 여부를 결정하여, HO_Command 메시지를 상기 단말로 전송한다(4 단계).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 마크로 셀에서 마이크로 셀로 핸드오버 시, 단말 위치에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 핸드오버 과정(1~4 단계)에서 상기 마크로 샐에서 마크로 셀로 핸드오버시 적용되는 파라미터를 그대로 사용하는 경우, 급격한 간섭으로 인해 핸드오버가 실패하게 된다(4 단계).

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말이 마크로 셀에서 마이크로 셀로 핸드오버 시, 단말 위치에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 핸드오버 과정(1~4 단계)에서 마크로 셀에서 마이크로 셀로의 핸드오버에 최적화된 파라미터를 적용한다. 상기 도 6에서 보는 바와 같이, 급격한 간섭을 수신하기 전에 단말의 마이크로 셀로의 핸드오버 수행을 빠르게 하여(1, 2 단계) 핸드오버를 성공시킨다.

전술한 바와 같이, 안정적인 마크로 셀/마이크로 셀 사이의 핸드오버를 지원하기 위해서 서빙 기지국은 이웃 기지국 별로 독립적인 handover trigger threshold 값과 TTT 값을 적용하여 이러한 파라미터 값들을 단말에게 전달해줄 수 있어야 한다.

즉, 핸드오버 타겟 기지국의 PCI 별로 별도의 Handover trigger threshold 값과 TTT 값을 적용하여 단말에게 전달해줄 수 있어야 한다. 따라서, 핸드오버 타겟 기지국이 마크로 기지국인지 마이크로 기지국인지에 따라 단말이 HO trigger threshold 값과 TTT 값을 다르게 적용하여 'Measurement Report' 메시지를 전송하면, 핸드오버를 성공시밀 수 있다.

상기 Handover trigger threshold 값은 'MeasObjectEUTRA' Information element(이하 IE)에 cellIndividauloffset 값으로 나와 표현된다. 상기 'MeasObjectEUTRA'IE는 액티브 모드 단말이 이웃 셀들을 측정할 때 필요한 정보들이 포함된다.

하지만, 현재 LTE 규격으로 서빙 기지국이 단말에게 이웃 기지국 별로 TTT 값을 전달해 줄 수 없다. 한편, Treselection 값도 TTT 값과 마찬가지로 현재 LTE 규격에서는 이웃 기지국 별로 독립적인 Treselection 값을 단말에게 전달해줄 수 없다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 3GPP LTE 계열 시스템에서 X2 인터페이스를 통해 기지국 간 TTT 관련 정보를 협상할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

LTE 규격에 의하면, "Mobility Settings Procedure"가 Elementary Procedures 중 하나로 정의되어 있다. 이러한 절차는 기지국이 mobility 관련 파라미터 변경을 원할 경우, 이웃 기지국과 X2 인터페이스를 통해 변경할 mobility 관련 파라미터를 협상하는 절차이다.

현 규격에서는 상기 절차를 통하여 기지국 간 load balancing 또는 핸드오버 최적화 등의 목적으로 Handover tigger threshold 의 변경 값을 협상하는 기능을 수행할 수 있다.

본 발명에서는 X2 인터페이스를 통한 기지국 간 TTT 관련 정보 협상은 "Mobility Settings Procedure"를 사용한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 Mobiltiy chgange 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 7을 참조하면, 기지국1(710)은 X2 인터페이스로 연결된 기지국2(720)에게, 상기 기지국2(720)에서 상기 기지국(710)으로 핸드오버하고자 하는 단말에게, 최적화된 TTT 값 관련 정보를 제공하기 위해서 "MOBILITY CHANGE REQUEST" 메시지를 전송한다(a 단계).

즉, 상기 메시지 내에는 자신의 셀에 최적화 된 TTT 관련 정보가 포함되어 있다. 상기 기지국2(720)은 상기 메시지를 수신하고 나서 상기 TTT 값 관련 정보가 수용가능한 값인지 아닌지 판별한다.

만약, 상기 기지국2(720)는 수용 가능한 값이라고 판단하게 되면, 상기 기지국1(710)에게 응답 메시지인 "MOBILITY CHANGE ACKNOWLEDGE" 메시지를 전달한다(b 단계). 만약, 상기 기지국2(720)가 요청된 TTT 값 관련 정보를 수용하지 않는다면, "MOBILITY CHANGE FAILURE" 메시지를 상기 기지국1(710)에 전송한다(b 단계).

"MOBILITY CHANGE REQUEST" 메시지 내에 TTT 관련 정보를 다음과 같이 두 가지 방법으로 추가시킬 수 있다. 현재 LTE 규격의 상기 메시지 내에는 "eNB2 Proposed Mobility Parameters"라는 IE가 있는데, 이는 기지국1(710)이 기지국2(720)에게 제안하는 핸드오버에 사용될 Mobility 관련 파라미터 정보인 "Mobility Parameters Information"라는 IE가 포함되고 하기 표와 같다.

IE/Group Name	Presence	Range	IE type and Reference	Semantics description
Handover Tigger Change	M	INTEGER (-20..20)		The actual value is IE value * 0.5 dB

여기서, Handover Trigger threshold는 특정 이웃 셀에 대한 handover preparation procedure를 초기화하는 threshold 값을 의미하고, Handover Trigger Change는 이 threshold에 대한 변경 값을 의미한다.

본 발명에서, TTT 관련 정보를 전달하는 방안은 2가지가 있다.

(1) TTT 관련 정보를 dB 값으로 표현해서 협상하는 방안에 대해 설명하면 하기와 같다.

상기 방안은 기존에 존재하는 Handover Trigger Change가 Threshold 뿐만 아니라 TTT 도 표현할 수 있도록 하는 방안이다. 이를 위해 본 발명에서는 Mobility Parameters Information IE에 "Handover Trigger Type" IE를 추가하는 것을 제안한다. 따라서, 이를 반영한 Mobility Parameters Information IE는 하기 표와 같다.

IE/Group Name	Presence	Range	IE type and Reference	Semantics description
Handover Tigger Change	M		INTEGER (-20..20)	The actual value is IE value * 0.5 dB
Handover Trigger Type	M		ENUMERATED {Threshold, TimeToTrigger..}

예를 들어, 기지국1(710)이 기지국2(720)로 MOBILITY CHANGE REQUEST 메시지의 Proposed Mobility Parameters에 해당하는 Mobility Information IE에 Handover Trigger change를 '-3dB'로 설정하고 Handover Trigger Type으로 'TimeToTrigger'로 설정하여 전송한다. 기지국2(720)가 이를 수용하게 되면,기지국2(720)는 기지국1(710)에 대한 TTT 값을 현재보다 0.5배 줄이게 된다.

TTT값에 대한 LTE 규격에서의 범위는 ms0, ms40, ms64, ms80, ms100, ms128, ms160, ms256, ms320, ms480, ms512, ms640, ms1024, ms1280, ms2560, ms5120이고, dB 값에 따라 TTT값을 어떻게 변경시킬 것인가에 대해선 구현 방식에 따라 달라진다.

(2) TTT 관련 정보를 절대치 값으로 표현해서 협상 방안에 대해 설명하면 하기와 같다.

상기 방안은 Handover Trigger Change에 대해선 Threshold에 대한 변경 값이라 가정하고, TTT 에 대해선 절대 값을 협상할 수 있도록 새로운 IE를 추가하는 방안이다. 상기 IE는 TTT1 ms, TTT2 ms, … , TTTn ms 중에서 한가지 값으로 지정된다. 이를 반영한 Mobility Parameters Information IE는 하기 표와 같다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 Mobiltiy chgange 를 도시한 흐름도이다.

상기 도 8을 참조하면, 기지국은 TTT 또는 Threshold(Handover Trigger Threshold) 값을 전송하는 이벤트가 발생하는 경우(810 단계), 이웃 기지국(해당 기지국)에 상기 TTT 또는 Threshold(Hand over Trigger Threshold) 값을 전송한다(820 단계).

여기서, 전송하는 이벤트는 해당 기지국에 대한 상기 TTT 또는 Threshold(Hand over Trigger Threshold) 값이 변경된 경우가 될 수 있고, 새로운 기지국이 추가되어, 새로운 기지국이 전송하는 경우 등이 될 수 있다.

본 발명에서는 LTE 시스템에서 서빙 기지국이 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT(Time-to-Trigger) 및 Treselection 값을 전달할 수 있는 방안을 제안한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 기지국이 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT 및 Treselection 값을 전달하는 메시지 흐름도이다.

상기 도 9를 참조하면, 기지국(910)은 액티브 모드 또는 아이들 모드 단말(920)로 TTT 또는 TTT_SF/Treslection 또는 Treseleciton-SF를 전송한다(a 단계). 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명될 것이다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 기지국이 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT 및 Treselection 값을 전달하는 흐름도이다.

상기 도 10을 참조하면, 서빙 기지국은 대상이 액티브 모드 단말이고(1010 단계) 및 셀타입에 따라 구분하는 경우(1015 단계), 특정 cell type에 속한 neighbouring cell 별로 독립적인 TTT 값 또는 TTT-SF 값을 설정하여 전송한다(1025 단계).

서빙 기지국은 대상이 액티브 모드 단말이고(1010 단계) 셀 타입에 따라 구분하지 않는 경우(1015 단계), 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 TTT 값 또는 TTT-SF 값을 설정하여 전송한다(1020 단계).

서빙 기지국은 대상이 액티브 모드 단말이 아닌 아이들 모드 단말이고(1010 단계) 및 셀타입에 따라 구분하는 경우(1030 단계), 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 Treselection 값 또는 Treselection-SF 값을 설정하여 전송한다(1040 단계).

서빙 기지국은 대상이 아이들 모드 단말이고(1010 단계) 셀 타입에 따라 구분하지 않는 경우(1030 단계), 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection 값 또는 Treselection-SF 값을 설정하여 전송한다(1035 단계).

(1) 기지국이 액티브 모드 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT 값을 전달하는 방안애 대해 설명하면 하기와 같다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT 값을 설정하는 경우를 도시한 도면이다.

상기 도 11을 참조하면, 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT 값을 설정하는 방안(1-1)에 대한 것으로, LTE 시스템에서 'MeasObjectEUTRA' IE는 액티브 모드 단말이 이웃 셀들을 measurement할 때 필요한 정보들을 포함한다.

상기 도 11에서, 'MeasObjectEUTRA'IE 에 빨간색으로 표현된 'cellIndividualTimeToTrigger'필드를 추가한다. 상기 추가한 'cellIndividualTimeToTrigger' 필드는 특정 이웃 셀에 적용되는 cell individual TTT 값을 의미한다.

상기 'cellIndividualTimeToTrigger' 필드는 종래 'cellIndividualOffset'필드와 비슷하게 이웃 셀별로 독립적으로 적용되는 measurement report triggering 관련 파리마터가 된다. 따라서, 단말은 이웃 기지국 별로 독립적인 TTT 값을 적용시킬 수 있고 cellIndividualTimeToTrigger 는 하기 표와 같다.

cellIndividualTimeToTrigger
Cell individual time to trigger parameter applicable to a specific neighbouring cell.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하지만 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 경우을 도시한 것이다.

상기 도 12를 참조하면, 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하는 방안(1-2)에 대한 것으로, 현재 LTE 규격에서는 단말의 속도에 따라서 'speed-dependent'한 Scaling Factor (이하 SF)를 적용하고 있다. 액티브 모드 단말이 high 및 medium mobility일 경우, 각각 sf-High 값 및 sf-Medium 값을 TTT에 곱하여 적용시킨다.

따라서, 단말이 속도가 빠를 경우 원래 주어진 TTT 값보다 더 적은 TTT 값을 적용시킬 수 있다. 그 이유는 단말이 속도가 빠르면 TTT를 적게 설정해야 핸드오버 성공 확률이 높아지기 때문이다.

이러한 방안에서는 현 LTE 규격에 나와있는 단말 속도 상태을 고려해서 설정된 SF 값들을 그대로 재사용하여 적용할수도 있고, 별도로 SF 값들을 새롭게 설정할 수도 있다.

특히, 상기 도 12는 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 방안(1-2-1)에 대한 것으로, 상기 도 11에서와 같이, 'MeasObjectEUTRA'IE 에 빨간색으로 표현된 'cellIndividualTimeToTrigger-SF'필드를 추가한다.

상기 추가한 'cellIndividualTimeToTrigger-SF' 필드는 특정 이웃 셀에 적용되는 cell individual TTT-SF 값을 의미한다. 특정 이웃 셀인 경우, 상기 SF 값을 원래 주어진 TTT 값에 곱하여 TTT를 짧게 설정할 수 있다.

여기에서는 현 LTE 규격에서 나와있는 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들인 'SpeedStateScaleFactors' IE를 그대로 적용시킨다. 그리고 CellIndividualTimeToTrigger-SF는 하기 표와 같다.

CellIndividualTimeToTrigger-SF
Cell individual scaling factor applicable to a specific neighbouring cell. The timeToTrigger in ReportConfigEUTRA is multiplied with this scaling factor.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighouring cell 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하지만 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 13을 참조하면, 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우(1-2-2)를 도시한 것으로, 'MeasObjectEUTRA'IE 에 빨간색으로 표현된 'cellIndividualTimeToTrigger-SF'필드를 추가한다.

여기에서는 본 발명에서 새롭게 정의된 Scaling Factor 관련 IE인 'CellIndividualScaleFactors'IE를 사용하고, CellIndividualTimeToTrigger-SF는 하기 표와 같다..

여기서 x_1, x_2,..., x_n 값들은 0 ~ 1 사이의 값들로 매핑된다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 'MeasObjectEUTRA' IE에 설정하는 방안을 도시한 것이다.

상기 도 14를 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 설정하는 방안(1-3)에 대한 것으로, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 'MeasObjectEUTRA' IE에 설정(1-3-1)할 수 있다.

먼저, 'MeasObjectEUTRA' IE에 설정하는 경우를 고려하면, 'MeasObjectEUTRA' IE에 빨간색으로 표현된 'cellTypesList'필드를 새롭게 제안한다. 상기 필드는 cell type이 다른 PCI ranage마다 서로 다른 TTT 값을 갖도록 설계되어 있고 여기서 Cell type list는 하기 표와 같다.

CellTypesList
List of cell types having individual different time which specific criteria for the event needs to be met in order to trigger a measurement report.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 'ReportConfigEUTRA' IE에 설정하는 방안을 도시한 것이다.

상기 도 15를 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 설정하는 방안(1-3)에 대한 것으로, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT 값을 ReportConfigEUTRA' IE에 설정(1-3-2)할 수 있다. 'ReportConfigEUTRA' IE에 빨간색으로 표현된 'cellTypesList'필드를 새롭게 제안한다. 상기 필드는 cell type이 다른 PCI ranage마다 서로 다른 TTT 값을 갖도록 설계되어 있고 여기서 Cell type list는 하기 표와 같다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'MeasObjectEUTRA' IE 에 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 16을 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하는 방안(1-4)에 대한 것으로, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값은 'MeasObjectEUTRA' IE(1-4-1) 또는 'ReportConfigEUTRA' IE(1-4-2)에 설정할 수 있다.

도면에서 보는 바와 같이, 'MeasObjectEUTRA' IE에 빨간색으로 표현된 'cellTypesList'필드를 새롭게 제안한다. 상기 필드는 cell type이 다른 PCI ranage마다 서로 다른 TTT-SF 값을 갖도록 설계되어 있다.

이러한 방안(1-4-1)에서도 상기의 (1-2)방안과 비슷하게 현 LTE 규격에 나와있는 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 그대로 재사용하여 적용할 수도 있다(1-4-1-1), 여기서 Cell type list는 하기 표와 같다.

CellTypesList
List of cell types having individual scaling factor applicable to a neighbouring cell(s) belonging to a specific cell type. The timeToTrigger in ReportConfigEUTRA is multiplied with this scaling factor.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'MeasObjectEUTRA' IE 에 별도의 TTT-SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 17을 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하는 방안(1-4)에 대한 것으로, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값은 'MeasObjectEUTRA' IE(1-4-1) 또는 'ReportConfigEUTRA' IE(1-4-2)에 설정할 수 있다.

이러한 방안(1-4-1)에서도 상기의 (1-2)방안과 비슷하게 현 LTE 규격에 나와있는 단말 속도 상태를 고려해서 별도로 SF 값들을 새롭게 설정할 수도 있다(1-4-1-2). 여기서 Cell type list는 하기 표와 같다.

여기서 x_1, x_2, …, x_n 값들은 0 ~ 1 사이의 값들로 매핑된다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'ReportConfigEUTRA' IE 에 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정할 경우를 도시한 것이다.

상기 도 18을 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하는 방안(1-4)에 대한 것으로, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값은 'MeasObjectEUTRA' IE(1-4-1) 또는 'ReportConfigEUTRA' IE(1-4-2)에 설정할 수 있다.

도면에서 보는 바와 같이, 'ReportConfigEUTRA' IE에 빨간색으로 표현된 'cellTypesList'필드를 새롭게 제안한다. 상기 필드는 Cell Type이 다른 PCI ranage마다 서로 다른 TTT-SF 값을 갖도록 설계되어 있다.

이러한 방안(1-4-2)에서도 상기의 (1-2)방안과 비슷하게 현 LTE 규격에 나와있는 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 그대로 재사용하여 적용할 수도 있다(1-4-2-1). 여기서 Cell type list는 하기 표와 같다.

도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 'ReportConfigEUTRA' IE 에 별도의 TTT-SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 19를 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값을 설정하는 방안(1-4)에 대한 것으로, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 TTT-SF 값은 'MeasObjectEUTRA' IE(1-4-1) 또는 'ReportConfigEUTRA' IE(1-4-2)에 설정할 수 있다.

이러한 방안(1-4-2)에서도 상기의 (1-2)방안과 비슷하게 현 LTE 규격에 나와있는 단말 속도 상태를 고려해서 별도로 SF 값들을 새롭게 설정할 수도 있다(1-4-2-2). 여기서 Cell type list는 하기 표와 같다.

여기서 x_1, x_2, …, x_n 값들은 0 ~ 1 사이의 값들로 매핑된다.

(2) 기지국이 아이들 모드 단말에게 이웃 기지국 별로 독립적인 Treselection 값을 전달하는 방안에 대해 설명하면 하기와 같다.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection 값을 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 20을 참조하면, 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection 값을 설정하는 경우(2-1)에 대한 것으로, LTE 규격에서 기지국은 아이들 모드 단말에게 SystemInformationBlock3(이하 SIB3)를 통해 Treselection 값을 전달해줄 수 있다.

일반적으로 SIB3에는 intra-frequency/inter-frequency/inter-RAT cell reselection이든 상관 없이 cell reselection 수행하기 위한 공통 정보들이 포함되어 있다.

본 방안(2-1)에서는, 아이들 모드 단말이 수신할 수 있는 어떠한 SIB에도 제한을 받지 않지만, 실시 예로써 현재 Treselection 값이 포함된 SIB3에 설정하도록 한다.

도면에서와 같이, SIB3에 빨간색으로 표현된 부인 'cellIndividualInfoList' 필드를 새롭게 제안한다. 상기 'cellIndividualInfoList' 필드 내에는 N개의 'cellIndividualInfo' 필드가 설정되어 있다.

상기 'cellIndividualInfo' 필드 내에는 각 이웃 셀마다 독립적인 Treselection 값인 'cellIndividual-t-Reselection' 필드가 설정되어 있고, phyCellId와 cellIndividual-t-ReselectionEUTRA 는 하기 표와 같다.

phyCellId
Physical cell identity of a cell in neighbouring cell list.

cellIndividual-t-ReselectionEUTRA
Cell individual parameter "TreselectionEUTRAN" applicable to a specific neighbouring cell.

도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection-SF 값에 기존 단말 속력을 고려해서 설정된 SF 값을 적용하여 설정하는 경우을 도시한 것이다.

상기 도 21을 참조하면, 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection-SF 값을 설정하는 방안(2-2)에 대한 것으로, TTT-SF와 마찬가지로, 현재 LTE 규격에서는 단말의 속도에 따라서 'speed-dependent'한 Scaling Factor (이하 SF)를 적용하고 있다.

아이들 모드 단말이 high 및 medium mobility일 경우, 각각 sf-High 값 및 sf-Medium 값을 Treslection 값에 곱하여 적용시킨다. 따라서, 단말이 속도가 빠를 경우 원래 주어진 Treslection 값보다 더 적은 Treslection 값을 적용시킬 수 있다.

상기 방안(2-2)에서는 LTE 규격에 나와있는 아이들 모드 단말 속도 상태을 고려해서 설정된 SF 값들을 적용(2-2-1)할수도 있고, 별도로 SF 값들을 새롭게 설정(2-2-2)할 수도 있다.

그리고, 아이들 모드 단말이 수신할 수 있는 어떠한 SIB에도 상관없지만, 실시 예로써 현재 Treselection-SF 값이 포함된 SIB3에 설정하도록 한다.

상기 'cellIndividualInfo' 필드 내에는 각 이웃 셀마다 독립적인 Treselection-SF 값인 'cellIndividual-t-Reselection-SF' 필드가 설정되어 있다.

상기 추가한 'cellIndividual-t-Reselection-SF' 필드는 특정 이웃 셀에 적용되는 cell individual Treselection-SF 값을 의미한다. 특정 이웃 셀인 경우, 상기 SF 값을 원래 주어진 Treselection 값에 곱하여 TTT를 짧게 설정할 수 있다.

여기에서는 LTE 규격에서 나와있는 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들인 'SpeedStateScaleFactors' IE를 그대로 적용시킨다(2-2-1). 여기서, phyCellId와 cellIndividual-t-ReselectionEUTRA-SF는 하기 표와 같다.

phyCellId
Physical cell identity of a cell in neighbouring cell list.

cellIndividual-t-ReselectionEUTRA-SF
Cell individual parameter "Speed dependent Scaling Factor for TreselectionEUTRAN"

도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 독립적인 Treselection-SF 값에 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 22를 참조하면, 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우(2-2-2), SIB3에 빨간색으로 표현된 부인 'cellIndividualInfoList' 필드를 새롭게 제안한다.

상기 'cellIndividualInfoList' 필드 내에는 N개의 'cellIndividualInfo' 필드가 설정되어 있다. 상기 'cellIndividualInfo' 필드 내에는 각 이웃 셀마다 독립적인 Treselection-SF 값인 'cellIndividual-t-Reselection-SF' 필드가 설정되어 있다.

여기에서는 새롭게 정의된 Scale Factor 관련 IE인 'CellIndividualScaleFactors'를 사용한다(2-2-2). 여기서, phyCellId와 cellIndividual-t-ReselectionEUTRA-SF는 하기 표와 같다.

phyCellId
Physical cell identity of a cell in neighbouring cell list.

여기서 x_1, x_2, …, x_n 값들은 0 ~ 1 사이의 값들로 매핑된다.

도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 Treselection 값을 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 23을 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 Treselection 값을 설정하는 방안(2-3)에 대한 것으로, 아이들 모드 단말이 수신할 수 있는 어떠한 SIB에도 제한받지 않지만, 실시 예로써 현재 Treselection 값이 포함된 SIB3에 설정하기로 한다

상기 'cellIndividualInfo' 필드 내에는 특정 cell type인 PCI range마다 독립적인 Treselection 값인 'cellIndividual-t-ReselectionEUTRA' 필드가 설정되어 있다. phyCellIdRange와 cellIndividual-t-ReselectionEUTRA는 하기 표와 같다..

phyCellIdRange
A ranage of physical cell identities in neighbouring cell list.

cellIndividual-t-ReselectionEUTRA
Cell individual parameter "TreselectionEUTRAN" applicable to a specific neighbouring cell

도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 Treselection-SF 값을 기존 단말 속력을 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 24를 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 Treselection-SF 값을 설정하는 방안(2-4)으로 아이들 모드 단말이 수신할 수 있는 어떠한 SIB에도 상관없지만, 실시 예로써 현재 Treselection-SF 값이 포함된 SIB3에 설정한다. 상기 방안(2-4)에는 기존 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들을 적용하여 설정하는 방안(2-4-1)을 고려할 수 있다.

상기 'cellIndividualInfo' 필드 내에는 특정 cell type인 PCI range마다 독립적인 Treselection 값인 'cellIndividual-t-ReselectionEUTRA' 필드가 설정되어 있다.

여기에서 LTE 규격에서 나와있는 단말 속도 상태를 고려해서 설정된 SF 값들인 'SpeedStateScaleFactors' IE를 그대로 적용시킨다. PhyCellIdRange와 cellIndividual-t-ReselectionEUTRA-SF는 하기 표와 같다.

PhyCellIdRange
A ranage of physical cell identities in neighbouring cell list.

도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 neighbouring cell 별로 Treselection-SF 값을 기존 단말 속력을 고려해서 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우를 도시한 것이다.

상기 도 25를 참조하면, 특정 cell type에 속한 neighbouring cells 별로 독립적인 Treselection-SF 값을 설정하는 방안(2-4)으로 아이들 모드 단말이 수신할 수 있는 어떠한 SIB에도 상관없지만, 실시 예로써 현재 Treselection-SF 값이 포함된 SIB3에 설정한다. 상기 방안(2-4)에는 기존 단말 속도 상태를 고려해서 별도의 SF 값들을 새롭게 설정하는 경우(2-4-2)을 고려할 수 있다.

도면에서 보는 바와 같이, SIB3에 빨간색으로 표현된 부인 'cellIndividualInfoList' 필드를 새롭게 제안한다.

상기 'cellIndividualInfoList' 필드 내에는 N개의 'cellIndividualInfo' 필드가 설정되어 있다. 상기 'cellIndividualInfo' 필드 내에는 특정 cell type인 PCI range마다 독립적인 Treselection 값인 'cellIndividual-t-ReselectionEUTRA' 필드가 설정되어 있다.

여기에서는 새롭게 정의된 Scale Factor 관련 IE인 'CellIndividualScaleFactors'를 사용한다. 여기서, phyCellId 와 cellIndividual-t-ReselectionEUTRA-SF는 하기 표와 같다.

phyCellId
Physical cell identity of a cell in neighbouring cell list.

여기서 x_1, x_2, …, x_n 값들은 0 ~ 1 사이의 값들로 매핑된다.

도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 및 단말의 블록 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 26을 참조하면, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국(또는 단말)은, 듀플렉서(2600), RF수신기(2602), ADC(2604), OFDM복조기(2606), 복호화기(2608), 메시지 처리부(2610), 제어부(2612), 메시지 생성부(2614), 부호화기(2616), OFDM변조기(2618), DAC(2620), RF송신기(2622)를 포함하여 구성된다.

도 26을 참조하면, 먼저 듀플렉서(2600)는 듀플렉싱 방식에 의해 안테나로부터의 수신 신호를 RF수신기(2602)로 전달하고, RF송신기(2622)로부터의 송신신호를 상기 안테나를 통해 송신한다.

상기 RF수신기(2602)는 상기 듀플렉서(2600)로부터의 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. ADC(2604)은 상기 RF수신기(2602)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(2606)는 상기 ADC(2604)에서 출력되는 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.

복호화기(2608)는 상기 OFDM복조기(2606)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터(버스트 데이터)를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.

메시지 처리부(2610)는 상기 복호화기(2608)로부터의 데이터에서 소정 단위의 패킷(예 : MAC PDU)을 검출하고, 상기 검출된 패킷에 대해 헤더 및 에러검사를 수행한다. 이때, 헤더 검사를 통해 제어메시지라고 판단되면, 상기 메시지 처리부(2610)는 규정된 규격에 따라 제어메시지를 해석하고, 그 결과를 제어부(2612)로 제공한다. 즉, 상기 메시지 처리부(2610)는 수신되는 제어메시지에서 각종 제어정보를 추출하여 상기 제어부(2612)로 전달한다.

상기 제어부(2612)는 상기 메시지 처리부(2610)로부터의 정보들에 근거해서 해당 처리를 수행한다. 또한, 상기 제어부(2612)는 제어메시지의 송신이 필요한 경우 해당 정보를 생성하여 메시지 생성부(2614)로 제공한다. 상기 메시지 생성부(2614)는 상기 제어부(2612)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 부호화기(2616)로 출력한다.

상기 부호화기(2616)는 상기 메시지 생성부(2614)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. OFDM변조기(2618)는 상기 부호화기(2616)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(2620)는 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF처리기(2622)는 상기 DAC(2620)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

상술한 구성에서, 상기 제어부(2612)는 프로토콜 제어부로서, 상기 메시지 처리부(2610), 상기 메시지 생성부(2614)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(2612)는 상기 메시지 처리부(2610), 상기 메시지 생성부(2614)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서, 실제로 구현하는 경우 이들 모두를 제어부(2612)에서 처리하도록 구성할 수 있으며, 이들 중 일부만 상기 제어부(2612)에서 처리하도록 구성할 수 있다.

그러면, 상기 도 26의 구성에 근거하여 기지국 및 단말의 동작을 각각 살펴보기로 한다.

먼저 기지국을 살펴보면, 상기 제어부(2612)는 전술한 바와 같이 이웃 기지국에 자신의 TTT 및 Handover Trigger Threshold 값을 생성 또는 저장부(미도시)에서 독출하여 상기 메시지 생성부(2614)로 제공한다. 상기 메시지 생성부(2614)는 상기 해당 메시지를 생성하여 상기 부호화기(2616)로 출력한다. 상기 제어부(2612)는 상기 메시지 처리부(2610)으로부터 본 발명의 제어 메시지(IE)를 수신한 경우, 해당 처리를 수행한다.

또는 상기 제어부(2612)는 단말에 전송하기 위한 본 발명의 정보인, TTT, TTT-SF, Treselection, Treselection-SF 등의 정보를 생성 또는 저장부(미도시)에서 독출하여 상기 메시지 생성부(2614)로 제공한다. 상기 메시지 생성부(2614)는 해당 메시지를 생성하여 상기 부호화기(2616)로 출력한다.

이제, 단말에 대한 살펴보면, 상기 제어부(2612)는 상기 메시지 처리부(2610)로부터 TTT, TTT-SF, Treselection, Treselection-SF 등을 수신하는 경우, 상기 정보를 상기 단말이 핸드오버 또는 cell reselection 시 적용하여 동작하게 한다.

이제, 본 발명의 성능 분석은 하기에서 설명될 것이다. 여기서 언급되는 Hotzone 셀은 마이크로 셀과 동일하다.

도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 성능 분석을 위한 환경을 도시한 도면이다.

사익 도 27을 참조하면, 본 발명의 이득을 알기 위하여 도면과 같이 셀룰러환경의 중심 Serving Sector에 임의의 Hotzone cell을 디플로이하고 단말을 이동시켜 가는 환경의 LTE Handover SLS (System Level Simulator)를 이용하여 핸드오버 성능 측정을 수행한 것이다.

주요 핸드오버 성능 metric으로는 TTT(Time-to-trigger), CIO(Cell Individual Offset을 HO Parameter변수로 조정해 가며 HO Fail Ratio 측정을 수행하였다. 실험에서 가정한 파라미터는 하기 표와 같다.

Feature/Parameter		Value/Description
Bandwidth		10 MHz
Duplexing		FDD
3GPP Macro Cell Scenario	Cell layout	57 sectors/19 BSs
	Hotzone layout
	Minimum distance between UE and cell site	30 m
	Antenna pattern	75-degree sectored beam
Shadowing correlation between cells/sectors		0.5 / 1.0
Multipath delay profile		Typical Urban
Cell Radius		500 m
Number of UEs per cell		20
Load Factor	UL IoT depending on Load Facotr	DL Load 50% ->UL IoT 5.0dB DL Load 100% ->UL IoT 7.0dB
Traffic model		Full Buffer
UE Speed		30km/h, 120 km/h
RSRP Measurement	Measurement period	40 ms
	Sliding window size	5 samples
L3 Filter Coefficient		K = 4
Receiver diversity		2RX MRC
X2 Latency & eNB processing		50 ms
RRC Processing Delay		20 ms
UE processors switching time		20 ms
HO message sizes		Measurement report: 184 bits; HO command: 288 bits; HO confirm message: 112 bits
Simulation Time		100 sec

여기서, 핸드오버 성능의 최악의 경우에 대한 수렴을 보기 위하여 단말의 이동 속도는 120km/h 를 가정하였다.

도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 Load Factor 50%, UL IoT 5dB)인 경우, HO Fail Ratio 결과를 도시한 그래프이고, 도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 Load Factor 100%, UL IoT 7dB인 경우, HO Fail Ratio 결과를 도시한 도면이다.

상기 도 28을 참조하면, 시스템 운용 정의상 억셉트 가능한 HO Fail Ratio는 2%이므로, 상기의 성능 그래프에서 확인할 수 있는 점은 하향링크 50% Load 환경에서는 마크로에서 마크로로의 TTT와 CIO를 제각기 80ms ~ 160ms, CIO= 1 ~ 3dB로 설정하는 것이 최적 파라미터인 반면 마크로에서 마이크로로의 환경에서는 TTT와 CIO를 제각기 0ms ~ 80ms와 CIO= 1 ~ 3dB로 설정하는 것이 최적 파라미터인 것을 알 수 있다.

또한, 100% Load 환경에서는 마크로에서 마크로의 TTT와 CIO를 제각기 40ms, CIO= 1dB로 설정하는 것이 최적 파랍미터인 반면 마크로에서 마이크로로의 환경에서는 TTT와 CIO를 제각기 0ms와 CIO= 1~3dB로 설정하는 것이 최적 파라미터인 것을 알 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 제1 TTT(time-to-trigger) 값 및 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 제2 TTT 값을 포함하는 메시지를 생성하는 과정과,
상기 메시지를 송신하는 과정을 포함하며,
상기 메시지는, 상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보를 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, 셀 식별자(cell identity)들의 범위를 나타내고,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 상기 셀 식별자는 상기 적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 셀 식별자와 다른 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, MeasObjectEUTRA IE(information element)에 포함되는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 TTT 값은, ReportConfigEUTRA IE(information element)에 포함되는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국으로부터, 상기 제2 TTT 값에 대한 정보를 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 제1 TTT(time-to-trigger) 값 및 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 제2 TTT 값을 포함하는 메시지를 수신하는 과정과,
상기 메시지에 기반하여 다수의 인접 기지국들에 적용되는 TTT 값을 확인하는 과정을 포함하며,
상기 메시지는, 상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보를 포함하는 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, 셀 식별자(cell identity)들의 범위를 나타내고,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 상기 셀 식별자는 상기 적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 셀 식별자와 다른 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, MeasObjectEUTRA IE(information element)에 포함되는 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 TTT 값은, ReportConfigEUTRA IE(information element)에 포함되는 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 TTT 값을 기반으로 상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 제1 TTT(time-to-trigger) 값 및 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 제2 TTT 값을 포함하는 메시지를 생성하는 적어도 하나의 프로세서와,
상기 메시지를 송신하는 송수신부를 포함하며,
상기 메시지는, 상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보를 포함하는 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, 셀 식별자(cell identity)들의 범위를 나타내고,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 상기 셀 식별자는 상기 적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 셀 식별자와 다른 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, MeasObjectEUTRA IE(information element)에 포함되는 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 TTT 값은, ReportConfigEUTRA IE(information element)에 포함되는 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국으로부터, 상기 제2 TTT 값에 대한 정보를 수신하도록 제어하는 장치.
무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 제1 TTT(time-to-trigger) 값 및 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 제2 TTT 값을 포함하는 메시지를 수신하는 송수신부와,
상기 메시지에 기반하여 다수의 인접 기지국들에 적용되는 TTT 값을 확인하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
상기 메시지는, 상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보를 포함하는 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, 셀 식별자(cell identity)들의 범위를 나타내고,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 상기 셀 식별자는 상기 적어도 하나의 제1 인접 기지국에 대한 셀 식별자와 다른 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국을 지시하는 정보는, MeasObjectEUTRA IE(information element)에 포함되는 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 제2 TTT 값은, ReportConfigEUTRA IE(information element)에 포함되는 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2 TTT 값을 기반으로 상기 적어도 하나의 제2 인접 기지국에 대한 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 송신하도록 제어하는 장치.