KR20130121027A - 서킷 스위치 폴백 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따라 CSFB 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템의 단말은, 서로 다른 주파수를 이용하는 제1 통신 시스템 또는 제2 통신 시스템과 신호를 송수신하기 위한 송수신부와, 상기 제2 통신 시스템의 신호를 수신하는 수신부와, 상기 제1 통신 시스템으로부터 상기 CSFB 서비스를 위한 시그널링 정보를 상기 송수신부를 통해 수신하고 동시에 상기 수신부로부터 수신되는 신호를 이용하여 상기 제2 통신 시스템의 채널 상태를 측정하는 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

서킷 스위치 폴백 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법 및 장치{COMMUNICATION APPARATUS AND METHOD OF USER EQUIPMENT IN A WIRELESS COMMUNICAION SYSTEEM SUPPORTING A CIRCUIT SWITCHED FALLBACK}
본 발명은 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 음성 통화를 설정하는 기술에 관한 것으로서, 특히 CSFB(Circuit Switched FallBack) 사용시 음성 통화 설정에 걸리는 시간을 단축시키기 위한 통신 방법 및 장치에 대한 것이다.
현재, 2세대 시스템과 3세대 시스템이 주로 사용되고 있으며, 최근에는 4세대 시스템인 LTE(Long Term Evolution)의 표준화가 진행 중에 있다.
상기 LTE 시스템은 기본적으로 패킷 서비스(Packet Service) 만을 지원하므로, LTE 표준에서는 LTE 시스템의 사용자에게 음성 서비스를 제공하기 위해서 이른바 CS(Circuit Switched) 폴백(fallback) 서비스를 제안하고 있다.
도 1은 CSFB 기능을 지원하는 무선 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서 LTE 시스템(110)은 EPC(Evolved Packet Core)(111)와 기지국(eNode B)(113)를 포함한다. 상기 EPC(111)는 도시되지 않았으나, 제어 평면을 담당하는 MME(Mobility Management Entity)와 사용자 평면을 담당하는 S-GW(Serving GateWay) 및 P-GW(PDN GateWay)를 포함한다. 2G/3G 레거시(legacy) 시스템(130)은 호 교환 처리를 담당하는 교환기(MSC)(131)과 기지국(133)을 포함한다.
상기 CSFB 서비스는 LTE 시스템(110)에 캠핑(camping)하고 있는 단말(User Equipment : UE)(150)에 대해 음성 호가 발생된 경우, 상기 단말(150)을 기존의 2G/3G 레거시(legacy) 시스템(130)으로 핸드오버시켜 상기 음성 호를 연결하도록 하는 서비스를 의미한다.
상기 CSFB 과정 중에 단말(150)은 LTE 시스템(110)으로부터 2G/3G 레거시 시스템(130)으로 핸드오버되는데, 이 때 단말(150)의 주변에 있는 도시되지 않은 2G/3G 셀들 중에 적합한 셀(예를 들어, 채널 상태가 양호한 셀)을 선택하여 스위칭 시키기 위해서 LTE 시스템(110)은 단말(150)로부터 2G/3G 셀들에 대한 측정 정보(Measurement Report)를 수신하여 사용할 수 있다.
그러나 기존 2G/3G 레거시 시스템에서 바로 음성 호를 설정하는 것과 비교하였을 때, CSFB을 이용하게 되면, LTE 시스템에서 2G/3G 레거시 시스템으로 스위칭하고, 셀 상태를 측정하기 위한 시간이 추가로 필요하며, 이는 CSFB 서비스에서 서비스 품질을 저하시키는 지연을 발생시킨다.
본 발명은 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 지연을 감소시키기 위한 단말의 통신 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지를 안정적으로 수신하기 위한 단말의 통신 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따라 CSFB 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템의 단말은, 서로 다른 주파수를 이용하는 제1 통신 시스템 또는 제2 통신 시스템과 신호를 송수신하기 위한 송수신부와, 상기 제2 통신 시스템의 신호를 수신하는 수신부와, 상기 제1 통신 시스템으로부터 상기 CSFB 서비스를 위한 시그널링 정보를 상기 송수신부를 통해 수신하고 동시에 상기 수신부로부터 수신되는 신호를 이용하여 상기 제2 통신 시스템의 채널 상태를 측정하는 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 실시 예에 따라 데이터 서비스를 제공하는 제1 통신 시스템에서 제2 통신 시스템의 음성 호가 발생된 경우 CSFB 서비스를 이용하는 단말의 통신 방법은, 상기 음성 호가 발생된 경우 상기 제2 통신 시스템의 신호를 수신하기 위한 별도의 수신부를 이용하여 상기 제2 통신 시스템의 채널 상태 측정을 시작하는 과정과, 상기 채널 상태 측정을 수행하면서 상기 제1 통신 시스템과 통신을 위한 송수신부를 이용하여 상기 제1 통신 시스템의 기지국과 상기 CSFB 서비스를 위한 메시지들을 송수신하는 과정을 포함한다.
도 1은 CSFB 기능을 사용하는 시스템의 구성을 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 CSFB 서비스를 이용하는 단말의 통신 방법을 나타낸 순서도,
도 4은 본 발명의 실시 예에 따라 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법을 나타낸 흐름도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 CSFB 서비스를 이용하는 단말의 통신 방법을 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 레거시 망에 대한 측정을 수행하는 단말의 동작을 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법을 나타낸 흐름도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법을 나타낸 흐름도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 Dual RX 구성 정보를 포함하는 NAS 메시지의 전송 절차를 나타낸 흐름도,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국이 CSFB 서비스를 위한 셀들의 정보를 시스템 정보로 제공하는 절차를 나타낸 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 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.
또한 앞으로 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 기본적인 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 실시 예들은 유사한 기술적 배경 및 시스템 형태를 가지는 여타의 통신/컴퓨터 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명은 LTE 시스템에서 단말에게 음성 서비스를 제공하기 위해 CSFB을 사용하는 통신 환경에서 음성 호를 설정하기 위해 필요한 시간을 단축시키기 위한 기술이다.
보다 구체적으로, LTE 시스템을 이용하는 사용자가 단말의 통화 버튼을 누르거나, 아니면 LTE 시스템을 이용하는 사용자에게 MT(Mobile Terminating) 음성 호가 발생하면 단말은 CSFB 과정을 통해 2G/3G 레거시 시스템으로 스위칭한 후, 음성 호를 설정한다. 이때 단말은 단말 주변에 있는 2G/3G 셀들 중에 적합한 셀(예컨대, 채널 상태가 양호한 셀, 즉 신호 세기가 정해진 기준 값 이상이거나 채널 상태가 정해진 조건을 만족하는 셀 등)을 선택하고, 단말이 선택한 2G/3G 셀로 스위칭되어야 음성 호 설정의 실패가 발생하지 않게 된다.
이를 위해 LTE 시스템은 단말에게 2G/3G 셀에 대한 측정 보고를 수행할 것을 지시할 수 있다. 일반적으로 단말은 한번에 하나의 시스템으로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있으므로, 단말이 2G/3G 셀의 상태를 측정하기 위해서는 정해진 측정 구간 동안 LTE 시스템에서 2G/3G 레거시 시스템의 2G/3G 셀로 스위칭해야 한다. 그러나 LTE 시스템에서 CSFB을 위한 시그널링을 수행하는 것과 2G/3G 셀의 채널 상태를 측정하는 것은 동시에 진행될 수 없기 때문에 상기 CSFB를 위한 시그널링과 2G/3G 셀에 대한 채널 상태 측정을 각각 수행하는데 지연이 발생되며, 이는 CSFB 서비스의 서비스 품질을 저하시키며, 단말의 전력 소모를 증가시킨다.
이에 본 발명의 실시 예에서는 CSFB 과정을 위해 필요한 시그널링을 LTE 시스템에서 진행하면서 동시에 2G/3G 셀을 선택하기 위한 측정을 진행하는 방안을 제안한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 단말은 LTE 시스템 또는 2G/3G 레거시 시스템과 안테나(201)를 통해 각각 정해진 통신 방식에 따라 신호를 송수신하는 LTE/레거시 송수신부(이하, "송수신부")(203)와, 2G/3G 레거시 시스템의 2G/3G 셀로부터 측정을 위한 신호를 안테나(205)를 통해 수신하는 측정 수신부(207)를 포함한다. 또한 도 2의 단말은 자신이 캠핑한 셀이나 측정을 수행한 셀들의 정보를 저장하기 위한 저장부(209)를 포함할 수 있다.
그리고 도 2에서 제어부(211)는 단말의 전반적인 동작(예: 음성 호, 데이터 호, 어플리케이션 동작)을 위한 제어 및 처리를 수행하며, CSFB 서비스에서 시스템으로 관련 요청을 송신하거나 시스템으로부터 수신한 명령 메시지를 처리하여 CSFB 서비스의 이용을 위한 단말의 동작을 제어한다.
단말은 기본적인 제어 동작 중 하나로 자신이 캠핑한 셀이나 측정을 수행한 셀들의 정보를 상기 송수신부(203)를 통해 수신하여 상기 저장부(209)에 저장할 수 있다. 또한 상기 제어부(211)는 CSFB 과정이 필요한 경우 상기 송수신부(203)를 통해 CSFB을 위한 시그널링을 LTE 시스템과 수행하면서 병렬적으로(또는 동시에) 측정 수신부(207)를 통해 2G/3G 레거시 시스템의 2G/3G 셀에 대해 측정을 수행하는 동작을 제어한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 CSFB 서비스를 이용하는 단말의 통신 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 301 단계에서 단말은 발신 호(MO(Mobile Originating) call)의 경우 사용자의 송신 전화 개시에 의해, 착신 호(MT(Mobile Terminating) call)의 경우 LTE 시스템으로부터 페이징 또는 CS 페이징 통지(Paging Notification) 메시지를 수신함에 의해 CSFB 서비스 이용을 위한 동작을 개시하게 된다. CSFB 서비스의 공지된 개시 과정은 3GPP TS 23.272을 참조할 수 있다.
상기 301 단계에서 CSFB가 개시되면, 303 단계에서 단말은 도 2의 측정 수신부(207)를 이용하여 주변의 2G/3G 셀의 채널 상태를 측정하기 시작한다. 또는 단말은 LTE 시스템의 기지국(eNode B)와 RRC 연결을 생성한 후, 상기 기지국으로부터 측정 명령을 받은 후에 주변의 2G/3G 셀에 대한 측정을 시작할 수도 있다. 그리고 상기 측정 수신부(207)는 제어부(211)의 제어에 의해 도 2의 송수신부(203)와 독립적으로 동작할 수 있으므로, 단말은 2G/3G 셀의 상태를 측정하면서 CSFB 과정을 위한 LTE 시스템과의 시그널링(예컨대, RRC 연결 생성, 확장 서비스 요구(Extended Service Request) 전송, PS HO(Hand Over)/Cell Change Oder/RRC connection release 등)을 동시에 진행할 수 있다. 305 단계에서 단말은 주변 2G/3G 셀에 대한 측정이 완료되면, 단말은 상기 측정 수신부(207)를 이용하여 측정된 주변 2G/3G 셀에 대한 측정 결과를 상기 송수신부(203)를 이용하여 LTE 시스템의 기지국에게 보고한다. 이때 도 3에는 도시되지 않았으나, 단말이 상기 기지국에게 보고하는 동작은 CSFB 과정 중의 일부와 함께 진행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4을 참조하면, 401 단계에서 발신 호(MO call)인 경우 사용자의 송신 전화 개시에 의해 음성 호가 발생되며, 음성 호가 착신 호(MT call)인 경우 LTE 시스템으로부터 페이징 또는 CS 페이징 통지 메시지를 수신함에 의해 음성 호가 발생된다. 음성 호의 발생에 따라 CSFB 과정이 개시되며, 자세한 CSFB의 개시 과정은 공지된 3GPP TS 23.272을 참조할 수 있다.
상기와 같이 CSFB 과정이 개시됨에 따라 단말(410)은 CSFB가 필요함을 인지하면, 403 단계에서 단말(410)은 측정 수신부(207)를 이용하여 2G/3G RAN(Radio Access Network)(430)에서 2G/3G 셀 상태를 측정한다. 한편 상기 2G/3G 셀 상태 측정은 상기와 같이 CSFB가 필요함을 인지한 경우 수행되거나 또는 일정 주기마다 수행될 수 있다. 단말(410)은 도 4의 예와 같이 2G/3G 셀 상태 측정을 CSFB 과정이 시작되자 마자 수행할 수도 있으며, 도시되지는 않았으나 RRC 연결을 통해 기지국(eNode B : eNB)(420)가 단말(410)에게 측정 명령을 전송하면, 이를 수신하여 2G/3G 셀 상태 측정을 시작할 수도 있다.
단말(410)은 2G/3G 셀 상태 측정이 완료되면, RRC 연결을 이용해 기지국(420)에게 그 측정 결과를 보고한다. 만약 단말(410)이 아이들(Idle) 상태라면 단말(410)은 먼저 기지국(420)과 405 단계와 같이 RRC 연결을 설정하고, 상기 측정 결과 보고를 수행한다. 따라서 상기 405 단계는 생략될 수 있다.
이후 407 단계에서 단말(410)은 CSFB 과정을 요청하기 위해 LTE 시스템에서 단말의 이동성을 제어하며 단말의 제어 평면을 담당하는 MME(440)에게 확장 서비스 요구(Extended Service Request)를 보내게 된다. 상기 확장 서비스 요구는 기지국(420)을 경유하여 MME(440)에게 전달된다.
이때 단말(410)의 RRC 및 NAS(Non Access Stratum) 시그널링은 도 2의 송수신부(203)를 이용하여 2G/3G 셀 상태 측정과 동시에 진행될 수 있다. MME(440)는 상기 확장 서비스 요구(Extended Service Request)를 수신하면, 409 단계에서 예컨대, S1 인터페이스를 이용하여 기지국(420)에게 단말(410)을 2G/3G 레거시 시스템으로 폴백(fallback) 시키라는 명령을 시그널링한다. 411 단계에서 상기 명령을 수신한 기지국(420)은 단말(410)이 실제로 사용할 2G/3G 셀(또는 셀들의 리스트)를 선택하여 단말(410)에게 스위칭하라는 2G/3G 스위칭 명령(PS HO 명령, Cell Change Order, 또는 RRC connection release 등)을 내리게 되는데, 기지국(420)은 2G/3G 셀을 선택할 때 상기 403 단계에서 단말(410)이 측정하여 보고한 정보를 사용하게 된다. 이후 413 단계에서는 단말(410)에게 CSFB 서비스를 제공하기 위한 공지된 나머지 절차가 수행된다.
이하 CSFB 이용에 따라 LTE 시스템으로부터 전송되는 페이징 메시지의 수신 실패를 방지하도록 제안된 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기로 한다.
구체적으로 두 개 이상의 통신 서비스(예를 들어, LTE 시스템의 통신 서비스와 2G/3G 레거시 시스템의 통신 서비스 등)가 각각 다른 주파수로 제공될 때, 단말이 셀 경계(cell boundary)에 위치하거나 또는 셀 정책 등의 이유로 단말이 셀 선택/재선택을 빈번하게 반복하는 상황(이른바, 핑퐁 현상)이 발생됨을 가정하면, 상기 두 개 이상의 통신 서비스를 이용할 수 있는 단말은 어느 하나의 주파수를 이용하여 해당 시스템으로부터 전송되는 페이징 메시지를 안정적으로 수신할 수 없는 상황이 발생될 수 있다.
예를 들면, CSFB 서비스를 지원하는 LTE 시스템과 2G/3G 레거시 시스템으로부터 각각 서로 다른 주파수를 이용하여 제공되는 통신 서비스를 이용할 수 있는 단말을 가정하였을 때, LTE 시스템에서 CSFB 서비스 제공을 위해 2G/3G 레거시 시스템으로부터 음성 호가 발생됨을 알리는 페이징 메시지(예컨대, CSFB의 시작을 단말에게 알리는 페이징 메시지)는 LTE 시스템을 통해서 단말에게 전송되고, 2G/3G 레거시 시스템을 통해서는 전송되지 않는다. 이 경우 단말이 만약 2G/3G 레거시 시스템의 셀에 캠핑되어 있다면, 단말은 LTE 시스템을 통해서 단말에게 전송되는 페이징 메시지를 안정적으로 수신할 수 없게 된다. 이는 무선 통신 시스템에서 호(call) 실패 율을 증가시키게 된다.
따라서 본 발명의 다른 실시 예에서는 상기한 경우에도 안정적으로 페이징 메시지를 수신할 수 있도록 LTE 시스템 또는 2G/3G 레거시 시스템의 신호를 수신할 수 있는 송수신부와, 2G/3G 레거시 시스템의 신호를 수신할 수 있는 별도의 레거시 수신부를 구비하는 단말의 통신 장치와 방법을 제안한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도로서, 도 5의 단말은 안테나들(501, 505), LTE/레거시 송수신부(503), 레거시 수신부(507), 저장부(509), 및 제어부(511)를 포함하며, 도 5의 단말 구성에서 도 2의 단말 구성과 대응되는 구성 요소들은 동일한 동작을 수행할 수 있다. 따라서 도 2의 단말 구성과 동일한 동작을 수행할 경우, 도 5의 단말 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5의 단말 구성에 의하면, 단말이 만약 2G/3G 레거시 시스템의 셀에 캠핑되어 있다 하더라도, 2G/3G 레거시 시스템의 신호는 레거시 수신부(507)를 통해 수신되므로 상기 CSFB 서비스를 위해 LTE 시스템을 통해서 단말에게 전송되는 페이징 메시지는 LTE/레거시 송수신부(503)를 통해 안정적으로 수신될 수 있으며, 따라서 핑퐁 현상 발생 시 단말의 호 성공 율을 증가시킬 수 있다.
상기 레거시 수신부(507)는 도 2의 측정 수신부(207)의 기능을 포함하도록 구현될 수 있으며, 다른 실시 예로 상기 측정 수신부(207)의 기능은 제외하도록 구현될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 CSFB 서비스를 이용하는 단말의 통신 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 601 단계에서 단말은 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 셀 선택/재선택이 빈번하게 반복되는 핑퐁 현상이 발생되고 있는 지 확인한다. 상기 핑퐁 현상이 발생되는 지 여부는 공지된 기술을 이용하여 확인할 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 핑퐁 현상이 발생된 상황에서 단말은 603 단계에서 제1 송수신기(예컨대, LTE/레거시 송수신부(503))를 통해 LTE 시스템의 신호를 수신하고, 제2 수신기(레거시 수신부(507))를 통해 레거시 시스템의 신호를 수신하도록 단말의 수신 동작을 제어한다. 이후 605 단계에서 단말은 LTE 시스템으로부터 CSFB 관련 페이징 메시지가 전송된 경우, 607 단계에서 단말은 상기 제1 송수신기를 통해 상기 페이징 메시지를 수신하여 CSFB 서비스를 위한 이후 동작을 수행하게 된다.
도 6의 실시 예는 도 5의 구성을 갖는 단말의 동작 중 일 예를 나타낸 것으으로서, 도 5의 단말의 동작이 도 6의 통신 방법에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 할 것이다.
다음으로는 본 발명의 다른 실시 예에서 제안하는 측정 방법에서 즉 도 5의 단말 구성에서 LTE 송수신부(503)와 레거시 수신부(507)를 사용해 CSFB 서비스에서 발생되는 지연 시간을 단축시키는 방법을 사용 할 때, 레거시 수신부(507)를 이용한 2G/3G 셀에 대한 측정을 언제 시작할 것인가를 설명하기로 한다.
일반적으로 단말의 사용자는 전화를 걸기 위해 다이얼 또는 주소록 기능을 실행시킨다. 예를 들어 단말이 스마트 폰인 경우 다이얼/주소록 어플리케이션이 실행된 것, 단말이 일반 휴대 전화인 경우 다이얼 버튼/주소록 버튼을 누른 것으로 2G/3G 셀에 대한 측정 시작 시점이 감지될 수 있다. 이런 동작이 수행되면, 사용자는 전화 번호를 입력하거나 전화를 수신할 대상을 검색하기 위해 시간을 소모하게 되는데, 이 시간 동안 단말은 레거시 망에 대한 측정을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 레거시 망에 대한 측정을 수행하는 단말의 동작을 나타낸 순서도로서, 도 5를 참조하여 도 7의 동작을 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 701 단계에서 제어부(511)는 사용자가 다이얼 또는 주소록 기능을 실행하여 발신 전화를 수행하게 될 것이라는 것을 감지하면, 703 단계에서 제어부(511)는 레거시 수신부(507)를 이용하여 즉시 레거시 망에 대한 측정을 시작한다. 한편 705 단계에서 수신자의 전화 번호가 입력/선택되고, 통화 버튼이 눌리게 되면, 707 단계에서 제어부(511)는 LTE 송수신부(503)를 이용하여 CSFB 서비스를 위한 도입 과정으로 LTE 망에 대한 랜덤 억세스를 수행한다. 상기한 본 발명의 실시 예에서 단말은 레거시 수신부(507)와 LTE 송수신부(503)가 분리되어 있으므로 레거시 망에 대한 측정 및 CSFB 도입 과정은 동시에 진행될 수 있다.
이후 709 단계에서 단말은 이미 레거시 망에 대한 측정을 수행 중임을 알리는 정보(예컨대, preMeasured flag)를 포함하는 RRC 연결 요청 메시지(예컨대, RRC connection request 메시지)를 LTE 시스템의 기지국으로 전송한다. 기지국은 CSFB 기능을 지원하는 경우, 711 단계에서 단말은 기지국에게 측정 결과를 보고하라는 정보(예컨대, reportedMearured flag)를 포함하는 RRC 연결 설정 메시지(예컨대, RRC Connection Setup 메시지)를 기지국으로부터 수신한다. 713 단계에서 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신한 단말은 상기 703 단계에서 측정 결과(예컨대, preMeasuredResult IE)를 포함하는 RRC 연결 설정 완료 메시지(예컨대, RRC Connection Setup Complete 메시지) 기지국에게 전송한다. 상기 측정 결과를 수신한 LTE 시스템의 기지국은 그 수신한 측정 결과를 이용하여 별도의 측정 설정 및 리포팅 과정 없이 CSFB 대상 셀을 결정할 수 있다.
상기한 도 7의 실시 예에 의하면, 음성 호가 발생되면, 단말이 레거시 망에 대한 측정을 별도의 레거시 수신부를 통해 미리 시작할 수 있으며, RRC 연결 절차를 통해 기지국과 MME에게 레거시 망에 대한 측정 결과를 보고할 수 있으므로 CSFB 서비스에서 RRC 연결 절차를 수행한 기지국으로부터 레거시 망에 대한 측정 명령을 수신한 후, 상기 레거시 망에 대한 측정을 실행하는 방식에 비해 시간 지연을 대폭 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 801 단계에서 발신 호(MO call)인 경우 사용자의 송신 전화 개시에 의해 음성 호가 발생되며, 음성 호가 착신 호(MT call)인 경우 LTE 시스템으로부터 페이징 또는 CS 페이징 통지 메시지를 수신함에 의해 음성 호가 발생된다. 음성 호의 발생에 따라 CSFB 과정이 개시된다. 상기 사용자의 송신 전화 개시는 발신 호를 위한 다이얼 또는 주소록 기능의 실행에 의해 개시된다. 상기와 같이 음성 호가 발생되면, 803 단계에서 단말(810)은 레거시 수신부(507)를 이용하여 레거시 망인 2G/3G RAN(830)에서 2G/3G 셀 상태 측정을 시작한다.
한편 805 단계에서 단말(810)은 LTE 송수신부(503)를 이용하여 LTE 망에 대한 랜덤 액세스를 수행한다. 따라서 상기 레거시 망에 대한 측정 및 CSFB 도입 과정은 동시에 진행될 수 있다.
807 단계에서 단말(810)은 상기 803 단계에 따라 이미 레거시 망에 대한 측정을 수행 중임을 알리는 정보(예컨대, preMeasured = yes)를 포함하는 RRC 연결 요청 메시지(예컨대, RRC connection request 메시지)를 LTE 시스템의 기지국(820)으로 전송한다. 기지국은 CSFB 기능을 지원하는 경우, 809 단계에서 단말(810)은 측정 결과를 보고하라는 정보(예컨대, reportedMearured = yes)를 포함하는 RRC 연결 설정 메시지(예컨대, RRC Connection Setup 메시지)를 기지국(820)으로부터 수신한다. 여기서 상기 preMeasured 와 상기 reportedMearured는 각각 플래그 정보로 예컨대, "1"이면 yes, "0"이면 no를 의미한다. 811 단계에서 단말(810)은 상기 803 단계에서 측정 결과(예컨대, preMeasuredResult)를 포함하는 RRC 연결 설정 완료 메시지(예컨대, RRC Connection Setup Complete 메시지) 기지국(820)에게 전송한다. 그러면 813 단계에서 기지국(820)은 CSFB 과정을 요청하기 위해 MME(840)에게 상기 레거시 망에 대한 측정 결과(예컨대, preMeasuredResult)를 포함하는 확장 서비스 요구(Extended Service Request)를 전송한다.
815 단계에서 MME(840)는 상기 확장 서비스 요구를 수신하면, 예컨대, S1 인터페이스를 이용하여 기지국(820)에게 단말(810)을 2G/3G 레거시 시스템으로 폴백(fallback) 시키라는 명령을 시그널링한다. 그러면 817 단계에서 기지국(820)은 상기 레거시 망에 대한 측정 결과(예컨대, preMeasuredResult)를 근거로 단말(810)이 사용할 2G/3G 셀(또는 셀들의 리스트)를 선택하여 단말(810)에게 그 선택된 2G/3G 셀로 스위칭하라는 2G/3G 스위칭 명령(PS HO 명령, Cell Change Order, 또는 RRC connection release 등)을 전송한다. 이후 821 단계에서 단말(810)에게 CSFB 서비스를 제공하기 위한 공지된 나머지 절차가 수행된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 CSFB를 지원하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 9의 실시 예는 레거시 망에 대한 측정을 미리 시작하는 것은 도 8의 실시 예와 동일하지만, 레거시 망에 대한 측정 결과보고는 확장 서비스 요구(Extended Service Request)를 이용하여 별도로 수행하는 예를 나타낸 것이다. 그리고 도 9의 실시 예는 도 8의 실시 예와 비교하였을 때 연결 모드(connected mode)의 단말에서도 수행될 수 있다.
도 9를 참조하면, 음성 호 발생과 2G/3G 셀 상태 측정을 미리 시작하는 901 단계, 903 단계의 동작은 도 8의 801 단계, 803 단계의 동작과 동일하다. 905 단계에서 단말(910)은 랜덤 억세스(RA)/RRC 연결 설정을 위한 기존 동작을 수행한다. 907 단계에서 단말(910)은 이미 레거시 망에 대한 측정을 수행 중임을 알리는 정보(예컨대, preMeasured = yes)를 포함하는 확장 서비스 요구를 LTE 시스템의 기지국(920)으로 전송하고, 기지국(920)은 그 확장 서비스 요구를 MME(940)에게 전달한다.
909 단계에서 MME(940)는 상기 확장 서비스 요구로부터 단말(910)이 레거시 망에 대한 측정을 수행 중임을 알리는 정보(예컨대, preMeasured = yes)를 확인하거나 또는 단말(910)이 예컨대, 도 5의 구성과 같이 두 개의 수신부를 가져 미리 측정을 사용할 수 있음을 알리는 정보(예컨대, Dual RX Configuration = yes)를 포함하는 NAS(Non-Access Stratum) 메시지를 도 10과 같이 단말로부터 수신하여 단말(910)이 레거시 망에 대한 측정을 미리 시작함을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 Dual RX 구성 정보를 포함하는 NAS 메시지의 전송 절차를 나타낸 흐름도로서, 도 10의 절차는 도 5의 단말 구성과 같이 LTE 송수신부와 레거시 수신부의 두 수신부를 구비하는 단말에서 수행될 수 있다.
도 10을 참조하면, 1001 단계에서 단말(1010)은 상기한 Dual RX 구성 정보(예컨대, Dual RX Configuration = yes)를 포함하는 NAS 메시지를 MME(1040)에게 전송한다. 여기서 상기 NAS 메시지는 LTE 시스템에서 사용되는 Attach 메시지 또는 TAU(Tracking Area Update) 요구 메시지를 이용할 수 있다. 1003 단계에서 상기 NAS 메시지를 수신한 MME(1040)는 Dual RX 구성 정보를 저장하고, 해당 단말(1010)이 두 개의 수신부를 가지고 있으며, CSFB 서비스에서 레거시 망에 대한 측정을 미리 시작함을 인지할 수 있다. 그리고 1005 단계에서 MME(1040)는 Attach 메시지 또는 TAU 요구 메시지에 대한 응답으로 Attach 허락/거절 메시지 또는 TAU 허락/거절 메시지를 단말(1010)에게 전송한다.
다시 도 9의 설명으로 돌아가서, 단말(910)이 레거시 망에 대한 측정을 미리 시작함을 인지한 MME(940)는 911 단계에서 레거시 망에 대한 측정이 수행 중임을 알리는 정보(예컨대, premeasured = yes)를 포함하는 단말 컨텍스트 수정 요구(UE Context Modification Request) 메시지를 CSFB 서비스를 시작하기 위해 기지국(920)에게 전송한다.
913 단계에서 상기 단말 컨텍스트 수정 요구(UE Context Modification Request) 메시지를 수신한 기지국(920)은 측정 과정을 위한 설정 대신 CSFB 서비스를 위해 레거시 망에 대한 측정 결과를 보고하라는 명령(예컨대, csfb-ReportReq = yes)을 포함하는 단말 정보 요구(UEInformationRequest) 메시지를 단말(910)에게 전송한다.
그러면 915 단계에서 단말(910)은 레거시 망에 대한 측정 결과(measResult)를 포함하는 RRC 메시지(예컨대, UEInformationResponse 또는 MeasurementReport)를 기지국(920)으로 전송하여 그 측정 결과를 보고한다. 이후 917 단계에서 기지국(920)은 레거시 망에 대한 측정 결과를 근거로 CSFB 서비스를 위한 2G/3G 셀 후보를 선택한다. 그리고 2G/3G 스위칭 명령을 전송하고, CSFB 서비스를 제공하기 위한 공지된 나머지 절차가 수행되는 919 단계, 921 단계의 동작은 도 8의 819 단계, 821 단계의 동작과 동일하다.
다음으로는 본 발명의 실시 예에서 사용자가 CSFB 서비스를 위한 레거시 망에 대한 측정을 개시할 때 주변에 존재하는 레거시 셀(2G GERAN 셀 또는 3G UTRAN 셀) 중 어떤 셀을 우선적으로 측정할지 여부를 알리는 방법을 설명한다. CSFB 과정 중 레거시 망에 대한 측정 시간이 길어지면 사용자 체감 서비스 품질이 매우 낮아지므로 주변에 여러 개의 레거시 셀이 존재할 때, CSFB에 사용될 수 있는 셀들만 우선적으로 측정할 수 있다. 기존 CSFB 서비스의 경우 기지국이 CSFB 요청을 수신하고 MME에 의해 CSFB가 시작된 후에 측정할 셀을 CSFB에 적합하도록 선택하여 단말에게 알릴 수 있기 때문에 문제가 없지만, 본 발명의 실시 예와 같이 단말이 미리 레거시 셀 대한 측정 과정을 수행하는 경우는 단말이 기지국으로부터 별도의 측정 설정을 수신하지 않으므로 하기 도 11과 같이 CSFB 서비스에 사용될 수 있는 셀들의 정보를 시스템 정보로 미리 제공할 수 있다.
즉 도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국이 CSFB 서비스를 위한 셀들의 정보를 시스템 정보로 제공하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 1101, 1103 단계에서 기지국(1140)은 CSFB 서비스에서 셀 선택을 위한 측정 정보를 포함하는 SIB(System Information Block)를 주기적으로 방송한다. 상기 1101 단계에서 SIB6은 3G(UTRAN) 셀에 대한 정보를 포함하며, SIB7은 2G(GERAN) 셀에 대한 정보를 포함하며, 상기 SIB6, SIB7에는 CSFB 서비스에서 셀 선택을 위해 단말(1010)이 측정할 수 있는 다수의 셀들에 대한 측정 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 측정 정보는 각 셀마다 CSFB 동작 시 선호되는 셀인지 여부를 나타내는 정보(Csfb-preferred)와 우선순위를 나타내는 정보(csfbPriority) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 1101 단계에서 전송되는 SIB 6는 3GPP 표준에서 공지된 CarrierFreqUTRA-FDD/TDD IE에 상기 Csfb-preferred와 csfbpriority 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 1103 단계에서 전송되는 SIB 7는 3GPP 표준에서 CarrierFreqsInfoGERAN IE의 commonInfo IE에 상기 Csfb-preferred와 csfbpriority 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
1105 단계에서 단말(1110)은 상기 1101 단계 또는 상기 1103 단계에서 전송되는 SIB6 또는 SIB7을 수신하면 CSFB을 위한 측정을 개시할 때 예컨대, 상기 csfb-preferred의 flag가 yes로 되어있는 셀(또는 주파수)를 우선적으로 측정하거나, 상기 csfbpriority에 따라 상대적으로 높은 우선순위를 갖는 셀(또는 주파수)를 우선적으로 측정할 수 있다.
한편 도시되지는 않았으나, 도 2 내지 도 11에서 설명한 본 발명의 실시 예들에 따른 CSFB 서비스를 제공하는 기지국과 MME는 도 2 내지 도 11의 동작을 제어하기 위한 제어부와 도 2 내지 도 11에서 설명한 각종 정보를 포함하는 메시지들을 송수신하기 위한 통신 인터페이스를 포함하여 구현될 수 있다.
상기한 본 발명의 실시 예에 의하면, CSFB을 지원하는LTE 시스템에 접속 중인 사용자 단말에 음성 호가 발생했을 때 CSFB 과정을 위해 필요한 시그널링을 LTE 시스템에서 진행하면서 동시에 2G/3G 셀을 선택하기 위한 측정을 진행하도록 하여 음성 호를 시작하는 데까지 걸리는 지연 시간을 줄일 수 있으며, 이에 따라 단말의 전력 소모를 절감할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따르면, CSFB를 지원하는 LTE 시스템에서 단말이 LTE 시스템과 레거시 시스템 간에 셀 선택/재선택을 반복하게 되는 핑퐁(Ping Pong) 현상의 발생 시 CSFB 이용에 따라 LTE 시스템으로부터 전송되는 페이징 메시지의 수신 실패를 방지할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (22)

  1. CSFB 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    서로 다른 주파수를 이용하는 제1 통신 시스템 또는 제2 통신 시스템과 신호를 송수신하기 위한 송수신부;
    상기 제2 통신 시스템의 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 제1 통신 시스템으로부터 상기 CSFB 서비스를 위한 시그널링 정보를 상기 송수신부를 통해 수신하고 동시에 상기 수신부로부터 수신되는 신호를 이용하여 상기 제2 통신 시스템의 채널 상태를 측정하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 단말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 통신 시스템과의 RRC 연결 설정 절차를 수행하기 전에 상기 제2 통신 시스템의 상기 채널 상태를 측정하도록 상기 수신부의 동작을 더 제어하는 단말.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 통신 시스템과의 RRC 연결 설정 절차를 수행하고, 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로 상기 제2 통신 시스템에 대한 상기 채널 상태의 측정 결과를 보고하는 동작을 더 제어하는 단말.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 측정 결과는 상기 기지국으로 전송되는 RRC 메시지를 이용하여 보고되는 단말.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 통시 시스템에 대한 상기 채널 상태의 측정을 수행 중임을 알리는 정보를 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로 전송하도록 더 제어하며, 상기 정보는 상기 기지국을 통해 MME로 전달되는 단말.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 통신 시스템의 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 채널 상태의 측정 결과를 근거로 선택된 상기 CSFB 서비스를 위한 셀 리스트를 수신하는 동작을 제어하는 단말.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 연결 모드에서 동작하는 경우, 상기 제어부는 상기 CSFB 서비스를 위해 상기 채널 상태의 측정 결과를 보고하라는 명령을 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로부터 수신하면, 상기 기지국으로 상기 측정 결과를 보고하는 동작을 더 제어하는 단말.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 통신 시스템의 셀에 캠핑된 경우, 상기 제어부는 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 CSFB 서비스를 위해 전송되는 페이징 메시지를 상기 송수신부를 통해 수신하는 동작을 제어하는 단말.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 단말의 발신 통화를 위한 다이얼 프로그램 또는 주소록 프로그램이 실행됨을 감지한 경우, 상기 수신부를 제어하여 상기 제2 통신 시스템의 상기 채널 상태의 측정을 시작하는 단말.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 CSFB 서비스를 위해 두 개의 수신부를 가지고 있음을 알리는 Dual RX 구성 정보를 포함하는 NAS 메시지를 MME에게 전송하는 동작을 더 제어하는 단말.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 CSFB 서비스에 사용될 수 있는 셀들의 정보를 상기 제1 통신 시스템이 방송하는 시스템 정보를 통해 수신하며, 상기 셀들의 정보는 상기 CSFB 서비스를 위해 우선적으로 측정되는 셀을 나타내는 플래그 정보와 우선 순위 정보 중 적어도 하나를 포함하는 단말.
  12. 데이터 서비스를 제공하는 제1 통신 시스템에서 제2 통신 시스템의 음성 호가 발생된 경우 CSFB 서비스를 이용하는 단말의 통신 방법에 있어서,
    상기 음성 호가 발생된 경우 상기 제2 통신 시스템의 신호를 수신하기 위한 별도의 수신부를 이용하여 상기 제2 통신 시스템의 채널 상태 측정을 시작하는 과정; 및
    상기 채널 상태 측정을 수행하면서 상기 제1 통신 시스템과 통신을 위한 송수신부를 이용하여 상기 제1 통신 시스템의 기지국과 상기 CSFB 서비스를 위한 메시지들을 송수신하는 과정을 포함하는 통신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 통신 시스템에 대한 상기 채널 상태 측정은 상기 제1 통신 시스템과의 RRC 연결 설정 절차를 수행하기 전에 시작되는 통신 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 메시지들을 송수신하는 과정은, 상기 제1 통신 시스템과의 RRC 연결 설정 절차를 수행하고, 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로 상기 제2 통신 시스템에 대한 상기 채널 상태 측정 결과를 보고하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 측정 결과는 상기 기지국으로 전송되는 RRC 메시지를 이용하여 보고되는 통신 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 메시지들을 송수신하는 과정은, 상기 제2 통시 시스템에 대한 상기 채널 상태 측정을 수행 중임을 알리는 정보를 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하며, 상기 정보는 상기 기지국을 통해 MME로 전달되는 통신 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 메시지들을 송수신하는 과정은, 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 채널 상태 측정의 결과를 근거로 선택된 상기 CSFB 서비스를 위한 셀 리스트를 수신하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 메시지들을 송수신하는 과정은, 상기 단말이 연결 모드에서 동작하는 경우, 상기 CSFB 서비스를 위해 상기 채널 상태의 측정 결과를 보고하라는 명령을 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로부터 수신하면, 상기 기지국으로 상기 측정 결과를 보고하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 통신 시스템의 셀에 캠핑된 경우, 상기 제1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 CSFB 서비스를 위해 전송되는 페이징 메시지를 상기 송수신부를 통해 수신하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 상태 측정을 시작하는 과정은, 발신 통화를 위한 다이얼 프로그램 또는 주소록 프로그램이 실행됨을 감지한 경우, 상기 채널 상태 측정을 시작하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 메시지들을 송수신하는 과정은, 상기 CSFB 서비스를 위해 두 개의 수신부를 가지고 있음을 알리는 Dual RX 구성 정보를 포함하는 NAS 메시지를 MME에게 전송하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 CSFB 서비스에 사용될 수 있는 셀들의 정보를 상기 제1 통신 시스템이 방송하는 시스템 정보를 통해 수신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 셀들의 정보는 상기 CSFB 서비스를 위해 우선적으로 측정되는 셀을 나타내는 플래그 정보와 우선 순위 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 방법.
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