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KR102201599B1 - 핸드오버 방법 및 그 장치 - Google Patents

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KR102201599B1
KR102201599B1 KR1020140082113A KR20140082113A KR102201599B1 KR 102201599 B1 KR102201599 B1 KR 102201599B1 KR 1020140082113 A KR1020140082113 A KR 1020140082113A KR 20140082113 A KR20140082113 A KR 20140082113A KR 102201599 B1 KR102201599 B1 KR 102201599B1
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handover
beams
base station
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오성민
강숙양
박현서
박애순
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한국전자통신연구원
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Abstract

기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서, 단말이 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기를 측정하여 제1 조건 및 제 2 조건이 만족되는 경우, 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송한다. 기지국은 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기가 제 1 조건에 만족되는 경우에는 빔 간 협력 스케줄링을 결정하고, 제 2 조건에 만족되는 경우에는 빔 간 핸드오버를 결정한다. 기지국은 빔 간 핸드오버가 결정되면, 해당 단말에게 핸드오버를 수행할 것을 알리는 메시지를 전송한다. 이를 수신한 단말은 바로 서빙 빔과의 연결을 끊고 타겟 빔으로 핸드오버한다.

Description

핸드오버 방법 및 그 장치{method and apparatus for handover}
본 발명은 핸드오버에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 이동 통신 시스템에서 빔(beam)간 핸드오버를 수행하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
스마트 폰 등의 도래로 인해, 사용자 트래픽 증가, 즉, 데이터 사용량이 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 사용자마다 높은 데이터 스루풋을 제공하기 위한 요구가 더욱더 높아지고 있으며, 그 결과 고 주파수를 사용하는 높은 대역폭이 요구되고 있다.
최근 밀리미터파 대역이라 불리는 30-300 GHz 대역(mmWave)에서 높은 전송률을 제공하는 근거리 무선 전송 기술이 연구되고 있다. 밀리미터파 대역의 높은 주파수와 같은 고유한 특성은 수 기가급의 높은 전송률을 요구하는 무선 어플리케이션을 지원할 수 있다는 장점과 함께 다른 주파수 대역에 비해 심각하게 짧은 전파도달거리를 가지는 단점이 있다.
mmWave 대역에서는 기존 셀룰러 대역과 달리 더욱 정밀한 빔 포밍이 가능하다. 이로 인해, 하나의 기지국으로 넓은 범위의 커버리지를 지원하기 위해, 기지국 내에 다수의 정밀한 빔들이 연속적으로 형성될 수 있다. 그리고 네트워크 용량 증대를 위하여, 하나의 셀 내에 존재하는 빔들에게 고유의 물리적 빔 식별자를 할당하여 빔들을 하나의 셀처럼 운영할 수 있다. 이로 인해, 단말이 빔 간 이동할 경우, 기존 셀룰러 시스템의 기지국간 핸드오버 방법이 적용될 수 있다.
그러나, 기존 셀룰러 시스템의 기지국 간 핸드오버 방법이 다중 빔 환경의 이동통신 시스템에 적용될 경우, 단말과 기지국간에 전송되는 메시지들의 송수신에 의하여 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 증가한다.
또한 다수의 빔들이 연속적으로 형성된 환경에서는 빔 간 중첩 영역에서 급격하게 SINR(Signal to Interference Noise Ratio)이 저하되어, 핸드오버 성능 저하 현상이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다수의 빔들이 연속적으로 형성된 네트워크 환경에서, 단말의 빔간 이동시 핸드오버를 효율적으로 수행하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따른 핸드오버 방법은, 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서, 단말이 빔간 핸드오버를 수행하는 핸드오버 방법에서, 상기 단말이 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기를 측정하는 단계; 상기 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기가 제1 조건을 만족하는 경우, 상기 단말이 상기 기지국으로 제1 측정 보고 메시지를 전송하는 단계; 상기 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기가 제2 조건을 만족하는 경우, 상기 단말이 상기 기지국으로 제2 측정 보고 메시지를 전송하는 단계; 상기 제2 조건 만족에 따라 상기 기지국으로부터 전송되는 핸드오버 수행을 명령하는 메시지가 수신되면, 상기 단말이 상기 서빙 빔에서 상기 타겟 빔으로의 빔 스위칭을 수행하는 단계; 및 상기 단말이 빔 스위칭을 수행한 다음에 상기 기지국으로 핸드오버 완료를 통보하는 단계를 포함한다.
상기 제1 조건은 상기 서빙 빔의 신호 세기가 상기 타겟 빔의 신호 세기보다 제1 옵셋보다 큰 것을 나타낼 수 있다. 상기 제2 조건은 상기 타겟 빔의 신호 세기가 상기 서빙 빔의 신호 세기보다 제2 옵셋보다 큰 상태가 설정 시간 동안 유지되는 것을 나타낼 수 있다.
상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지는 타겟 빔의 식별자와 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 핸드오버 완료를 통보하는 단계는, 상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지에 포함된 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보에 대응하는 상향링크 자원을 이용하여 핸드오버 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
상기 핸드오버 방법은, 상기 제1 조건 만족에 따라, 상기 타겟 빔과 상기 서빙 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 측정 보고 메시지를 전송하는 단계는 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상태에서 상기 제2 조건이 만족되면 제2 측정 보고 메시지를 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 핸드오버 방법은, 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서의 핸드오버 방법에서, 기지국이, 단말로부터 제1 조건을 만족하는 타겟 빔들에 대한 정보를 포함하는 제1 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 상기 제1 조건의 만족에 따라 상기 기지국이, 상기 단말의 서빙 빔과 타겟 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링을 승인하는 단계; 상기 기지국이, 상기 단말로부터 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔이 제2 조건을 만족함을 나타내는 제2 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제2 조건의 만족에 따라 상기 단말로 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 수행을 명령하는 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.
상기 제1 조건은 상기 서빙 빔의 신호 세기가 타겟 빔의 신호 세기보다 제1 옵셋보다 큰 것을 나타낼 수 있으며, 상기 제2 조건은 상기 타겟 빔의 신호 세기가 상기 서빙 빔의 신호 세기보다 제2 옵셋보다 큰 상태가 설정 시간 동안 유지되는 것을 나타낼 수 있다.
상기 빔 간 협력 스케줄링을 승인하는 단계는, 타겟 빔의 RSRP(reference signal received power)와 서빙 빔의 RSRP의 차가 제1 옵셋 미만인 타겟빔들을 빔 간 협력 스케줄링을 위한 후보 빔으로 지정하는 단계; 상기 후보 빔들에 대하여, 각 빔들에 대해 전체 자원 량에서 평균 자원 사용률을 뺀 나머지 자원 량으로 해당 단말의 필요 자원 량을 수용 가능한지의 여부를 판단하는 단계; 수용 가능한 경우, 해당 후보 빔을 빔 간 협력 스케줄링을 위한 타겟 빔으로 승인하는 단계를 포함할 수 있다.
이외에도, 상기 핸드오버 방법은, 상기 승인된 타겟 빔과 상기 서빙 빔에 대하여, PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)에 대한 자원을 빔 간 동일 위치에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지는 타겟 빔의 식별자와 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 핸드오버 방법은, 상기 상향 링크 자원 할당 정보에 대응하는 상향 링크 자원을 통하여 상기 단말로부터 핸드오버 수행을 완료하였음을 나타내는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 특징에 따른 핸드오버 장치는, 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서, 빔간 핸드오버를 수행하는 단말의 핸드오버 장치에서, 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기를 측정하는 신호 세기 측정부; 상기 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기가 제1 조건 또는 제2 조건을 만족하는 경우, 측정 보고 메시지를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 측정 보고 메시지 전송 결정부; 상기 제2 조건 만족에 따라 상기 기지국으로부터 전송되는 핸드오버 수행을 명령하는 메시지를 수신하는 핸드오버 명령 수신부; 및 상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지에 포함된 타겟 빔 식별자에 대응하는 타겟 빔으로 빔 스위칭을 수행하는 핸드오버 수행부를 포함한다.
상기 측정 보고 메시지 전송 결정부는 상기 제1 조건이 만족되어 제1 측정 보고 메시지를 생성하여 전송한 다음에, 상기 타겟 빔과 상기 서빙 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상태에서, 상기 제2 조건이 만족되면 제2 측정 보고 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
상기 핸드오버 장치는, 상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지에 포함된 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보에 대응하는 상향링크 자원을 이용하여 핸드오버 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 핸드오버 통보부를 더 포함할 수 있다. 상기 핸드오버 통보부는 상기 핸드오버 수행부로부터 타겟 빔의 식별자가 전달되면, 상기 핸드오버 완료 메시지를 전송할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 다수의 빔들이 연속적으로 형성된 네트워크 환경에서, 단말이 빔 간 이동 시, 시그널링 오버헤드를 감소시키고 서비스 끊김 구간을 최소화하며 핸드오버 성능을 향상시킬 수 있다.
특히 MAC(medium access control) CE(control element)를 통해 빔 간 핸드오버를 수행함으로써, 기존의 RRC(radio resource control) 메시지 기반 핸드오버 방안보다 시그널링 오버헤드를 크게 줄일 수 있다.
이와 더불어, 빔 중첩 영역에서 IBCS(Inter-Beam Coordinated Scheduling)를 수행함으로서, SINR이 현저히 향상되어 핸드오버 실패율과 핑퐁레이트(Ping-pong rate)를 감소시킬 수 있다. 추가적으로 IBCS는 빔 중첩 영역에서 데이터 전송에 대한 PDCCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDSCH(Physical Downlink Control Channel)에서의 SINR을 향상시키기 때문에 빔 중첩 영역에서의 처리율도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버가 수행되는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
도 2는 일반적인 핸드오버 방법을 토대로 한 빔간 핸드오버 절차를 나타낸 도이다.
도 3은 일반적인 핸드오버 이벤트 트리거링 조건을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 이벤트 트리거링 조건을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 빔간 협력 스케줄링에 따른 자원 할당을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 빔간 핸드오버 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 빔간 핸드오버 장치의 구조도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버가 수행되는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에서와 같이, 기지국(1)은 넓은 범위의 커버리지를 지원하기 위하여, 기지국내에 복수의 정밀한 빔들을 연속적으로 형성한다. 기지국(1)은 연속적으로 형성되는 각 빔에 대하여 물리적 빔 식별자(physical beam ID)를 할당하여, 빔들을 하나의 셀처럼 운영한다. 단말(2)은 기지국(1)으로부터 복수의 빔들을 통하여 전송되는 데이터를 수신할 수 있으며, 기지국(1)의 하향 링크 송신 빔들을 바꿔가며 데이터를 송신할 수 있다.
단말(2)이 빔간을 이동하여 데이터를 수신하고자 하는 경우, 핸드오버가 수행될 수 있다.
일반적인 핸드오버 방법을 빔간 핸드오버 시 적용할 경우, 도 2와 같은 핸드오버 절차가 수행된다.
도 2는 일반적인 핸드오버 방법을 토대로 한 빔간 핸드오버 절차를 나타낸 도이다.
단말(2)은 다수의 빔들이 연속적으로 형성된 네트워크 환경에서, 각 빔들 중에서 현 서빙 빔(serving beam)과 주변 빔들의 채널 상태 정보를 측정 보고 (Measurement Report) 메시지를 통해 기지국(1)으로 전송한다(S100). 기지국(1)은 측정 보고 메시지의 채널 상태 정보를 토대로 핸드오버 여부를 결정하고, 핸드오버할 타겟 빔을 결정하며, 타겟 빔에 대한 식별자를 포함하는 RRC(radio resource control) 연결 재구성 (Connection Reconfiguration) 메시지를 단말(2)로 전송한다(S110). 단말(2)은 타겟 빔으로의 접속을 시도하고(S120, S130), 기지국(1)으로부터 상향링크 자원 할당 및 타이밍 재정렬 정보를 수신한 다음에, 할당 받은 상향링크 자원을 통해 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 기지국(1)으로 전송한다(S140).
이와 같이, 기존 핸드오버 방법을 토대로 단말(2)은 빔간 핸드오버를 수행할 경우에도 RRC 메시지들을 송수신한다. 그런데 단말이 기지국 근처에서 고속으로 빔 간 이동할 경우, 빔 간 핸드오버 발생 빈도수가 급격하게 증가할 수 있기 때문에 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 증가할 수 있다. 특히, 핸드오버 시 송수신되는 RRC 메시지들은 하위 계층에서 송수신되는 제어 메시지들보다 크기 때문에, 시그널링 오버헤드의 증가율이 높아질 수 있다. 또한 RRC 메시지들은 무선 채널에서 전송 성공률을 향상시키기 위해 RLC(Radio Link Control) 계층에서 AM (Acknowledgement Mode)으로 동작된다. 이는 RRC 메시지들이 RLC 계층에서 분할(segmentation)될 수 있음을 의미하고, 각각의 분할된 RLC SDU(service data unit)들에는 RLC 헤더가 추가된다. 이로 인해, 무선 채널에서 전송되는 MAC PDU (Protocol Data Unit) 크기가 증가할 수 있다.
일반적인 핸드오버 이벤트 트리거링(event triggering) 조건을 살펴보면, 도 3과 같다.
도 3은 일반적인 핸드오버 이벤트 트리거링 조건을 나타낸 도이다.
단말은 도 3과 같은 핸드오버 이벤트 트리거링 조건에 따라, 서빙 빔과 타겟 빔의 수신 신호 세기(RSRP: Reference Signal Received Power)를 측정할 수 있다. 이 때, 타겟 빔의 신호 세기가 서빙 빔의 신호 세기보다 일정 옵셋(이를 HOM(Handover Margin))이라고 명명할 수 있음) 보다 높게 일정 시간(예를 들어, TTT(Time to Trigger) 시간) 동안 유지될 경우, 단말은 핸드오버 이벤트가 발생한 것으로 판단하고 채널 상태 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 기지국에 전송하여 핸드오버 동작을 수행한다.
그런데, 다수의 빔들이 연속적으로 형성된 네트워크 환경에서는 빔 간 중첩 영역에서 급격하게 SINR(Signal to Interference Noise Ratio)이 저하될 수 있다. 이에 따라 RRC 연결 재구성 메시지의 전송 시점에서의 SINR이 급격하게 저하되어 핸드오버 실패율이 증가할 수 있다.
이를 고려하여, 핸드오버 실패율을 감소시키기 위하여, HOM 값을 작게 설정하고 TTT 값을 짧게 설정하는 경우, 기지국 근처에 존재하는 단말들이 좁은 빔 폭 안에서 조금씩만 이동하더라도 핑퐁(Ping-pong) 현상이 발생할 수 있다.
그러므로 빔 중첩 영역에서 SINR을 향상시킬 수 있는 방안이 고려되어야 한다. 빔 중첩 영역에서 SINR이 향상되면, 빔 중첩 영역에서의 핸드오버 메시지의 전송 성공률이 향상되고, 이로 인해 HOM을 큰 값으로 설정 가능하고 TTT를 길게 설정할 수 있으므로 핑퐁 현상도 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 다음과 같은 사항들을 토대로 빔간 핸드오버를 수행한다.
(1) 시그널링 오버헤드를 감소시키기 위하여, 빔 간 핸드오버를 MAC CE(Control Element)를 이용하여 수행한다.
(2) 핸드오버 성능을 향상시키기 위하여, 빔 중첩 영역에서 SINR을 향상시키는 방안으로, 빔 간 협력 스케줄링(IBCS: Inter-Beam Coordinated Scheduling)을 통해 하나의 단말에게 타겟 빔들의 동일 위치의 자원을 동시에 할당한다. 이 때, 데이터 전송을 위한 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) 뿐만 아니라 자원할당 정보를 위한 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)에 대한 자원을 빔 간 동일 위치에 할당한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 이벤트 트리거링 조건을 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에서, 단말이 지속적으로 서빙 빔과 타겟 빔들의 신호 세기를 측정하고 비교하여, 서빙 빔의 신호 세기가 타겟 빔의 신호 세기보다 제1 옵셋(HOM1이라고 명명함)만큼 높은 경우, 단말이 기지국으로 측정보고 메시지를 전송한다. 기지국은 수신한 측정 보고 메시지의 내용을 기반으로 서빙 빔의 신호 세기가 타겟 빔의 신호 세기보다 HOM1만큼 높은 상태를 만족하는 경우, 해당 단말에게 IBCS(inter-beam coordinated scheduling)를 통해 자원 할당 및 데이터를 전송한다.
이후, 단말이 지속적으로 타겟 빔으로 이동하여, 타겟 빔의 신호 세기가 서빙 빔의 신호 세기보다 제2 옵셋(HOM2이라고 명명함)만큼 높은 경우가 설정 시간(예를 들어, TTT)동안 유지되는 경우, 단말은 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송한다. 기지국은 측정 보고 메시지에 따라 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하고 빔 스위칭 명령 메시지를 해당 단말에게 전송한다. 빔 스위칭 명령 메시지를 수신한 단말은 서빙 빔 연결을 끊고 타겟 빔으로 통신 연결을 수행하고, 빔 스위칭 완료 메시지를 기지국으로 전송한다.
한편, 기지국(1)은 단말로부터 수신한 측정 보고 메시지의 내용에 따라, 타겟 빔들의 자원 할당 상황을 기반으로 해당 단말의 빔 간 협력 스케줄링 승인 여부를 판단한다. 타겟 빔들에 대한 빔 간 협력 스케줄링이 승인되면, 해당 단말에게 자원을 할당하며, 특히 타겟 빔들에 대해서 동일 위치의 자원들을 할당한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 빔간 협력 스케줄링에 따른 자원 할당을 나타낸 도이다.
기지국은 타겟 빔에 관해 빔 간 협력 스케줄링이 승인되면, 도 5와 같이 타겟 빔들의 PDCCH와 PDSCH에 동일 위치의 자원들을 할당한다. 즉, 단말 1의 서빙 빔의 PDCCH와 PDSCH에 할당한 자원과 동일한 위치의 자원들을 타겟 빔의 PDCCH와 PDSCH에 할당한다.
한편, 빔 간 협력 스케줄링을 위해, 단말에 할당된 자원들에서는 신호 생성 시 서빙 빔의 식별자(ID)를 이용하여, 단말이 신호를 디코딩할 수 있도록 한다. 이로 인하여, 간섭으로 작용했던 타겟 빔의 신호 세기가 서빙 빔 신호 세기에 추가되기 때문에 빔 중첩 영역에서 SINR이 향상될 수 있다.
다음에는 위에 기술된 바를 토대로, 본 발명의 실시 예에 따른 빔간 핸드오버 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 빔간 핸드오버 방법의 흐름도이다.
기지국(1) 내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서, 단말(2)은 서빙 빔과 타겟빔들의 신호 세기를 측정한다. 예를 들어, 서빙 빔을 통하여 기지국으로부터 데이터를 송수신하는 경우, 서빙 빔과 타겟 빔들의 신호 세기를 측정한다. 타겟 빔들은 기지국이 제공하는 빔들 중에서 서빙 빔을 제외한 빔으로, 일정 값 이상의 신호 세기를 가지는 빔들일 수 있다.
단말(2)은 측정된 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔들의 신호 세기를 비교하여 핸드오버 이벤트 트리거링 조건의 만족 여부를 판단한다. 서빙 빔의 신호 세기가 타겟 빔의 신호 세기보다 제1 옵셋(HOM1)만큼 큰 경우, 단말(2)은 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송한다(S200). 기지국(1)은 수신한 측정 보고 메시지 내에 포함된 타겟 빔들의 신호세기를 IBCS 기반으로 타켓 빔들에 대하여 빔 간 협력 스케줄링 승인 여부를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 빔 간 협력 스케줄링을 수행한다(S210). 여기서, 기지국(1)에서의 빔 간 협력 스케줄링 승인 여부 판단 방식은 아래와 같이 수행될 수 있다. 기지국(1)은 타겟 빔의 RSRP(reference signal received power) 와 서빙 빔의 RSRP의 차가 HOM1 미만인 (즉, RSRP 서빙빔 - RSRP 주변빔 < HOM1) 주변빔들 즉, 타겟빔들을 빔 간 협력 스케줄링을 위한 후보 빔으로 지정한다. 기지국(1)은 후보 빔들에 대해 각 빔들에 대해 전체 자원 량에서 평균 자원 사용률을 뺀 나머지 자원 량으로 해당 단말의 필요 자원 량을 수용 가능한지 여부(즉, 전체 데이터 자원 량 - 평균 자원 사용 량 > 해당 단말 필요 자원 량)를 판단한다. 그리고 수용 가능하면 해당 후보 빔을 빔 간 협력 스케줄링 빔으로 승인한다.
이 후, 기지국(1)은 해당 단말에 대해 서빙 빔과 승인된 후보 빔인 타겟 빔을 이용해 IBCS를 수행한다. 즉, 서빙 빔과 타겟 빔에 대하여, 도 5 과 같이, PDCCH와 PDSCH에 동일한 위치의 자원을 할당한다(S220). 이에 따라, IBCS가 승인된 타켓 빔과 서빙 빔을 통하여 데이터 송수신이 이루어지게 된다(S230) 단말(2)은 타겟 빔의 신호 세기가 서빙 빔의 신호 세기보다 제2 옵셋(HOM2)이상 크고, 그 상태가 설정 시간(TTT) 이상 지속되는 경우 측정보고 메시지를 기지국으로 전송한다(S240). 즉, 타겟 빔과 서빙 빔의 신호 세기 차이가 HOM2 이상이 되면 TTT(Time to Trigger) 타이머를 구동하고, TTT 시간 동안 타겟 빔의 신호 세기가 서빙 빔의 신호 세기보다 HOM1 이상 유지가 되면, 단말(2)는 측정보고 메시지를 기지국으로 전송한다.
기지국(1)은 수신한 측정 보고 메시지를 기반으로 해당 단말이 타겟 빔으로 핸드오버 할 것을 결정한다(S250). 그리고 기지국(1)은 단말(2)에게 타겟 빔으로 핸드오버할 것을 알리기 위해 BS(beam switching) 명령d 메시지를 전송한다(S260). 여기서, BS 명령 메시지는 타겟 빔의 ID와 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보를 포함한다.
단말(2)는 BS 명령 메시지를 수신하면, 서빙 빔과의 통신을 중단하고 바로 타겟 빔으로 핸드오버 한다(S270). 그리고 BS 명령 메시지에 포함된 상향링크 자원 할당 정보에 있는 타겟 빔의 상향링크 자원을 이용하여 BS 완료e 메시지를 기지국(1)으로 전송한다(S280). 여기서, BS 완료 메시지는 접속할 타겟 빔 ID를 포함한다. 기지국(1)은 단말(2)로부터 BS 완료 메시지를 수신하면, 해당 단말에 대한 빔 매핑 정보를 수정하고 해당 단말의 서빙 빔의 ID를 타겟 빔의 ID로 수정한다(S290). 이후, 타겟 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어진다(S300).
이러한 핸드오버 수행을 위한 핸드오버 장치는 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 장치의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 장치(10)는 도 7에서와 같이, 신호 세기 측정부(11), 측정보고 메시지 전송 결정부(12), 핸드오버 명령 수신부(13), 핸드오버 수행부(14), 그리고 핸드오버 통보부(15)를 포함한다. 신호 세기 측정부(11)는 서빙 빔의 신호 세기 및 주변 빔들 즉, 타겟 빔들의 신호 세기를 측정한다.
측정 보고 메시지 전송 결정부(12)는 서빙 빔의 신호세기와 타겟 빔의 신호세기가 설정 조건을 만족하는 경우에 측정 보고 메시지를 생성하여 기지국(1)으로 전송한다. 구체적으로, 측정 보고 메시지 전송 결정부(12)는 서빙 빔의 신호세기와 타겟 빔의 신호세기의 차이가 제 1 옵셋 이상 큰 제1 조건과, 서빙 빔의 신호세기와 타겟 빔의 신호세기의 차이가 제 2 옵셋 이상 큰 상태가 설정 시간 이상 지속되는 제2 조건을 만족하는 경우에, 측정 보고 메시지에 서빙 빔의 신호세기와 타겟 빔들의 신호세기를 포함하여 기지국(1)으로 전송한다.
핸드오버 명령 수신부(13)는 기지국(1)으로부터 BS 명령 메시지를 수신하면, BS 명령 메시지에 포함된 타겟 빔 ID를 핸드오버 수행부(14)로 전달하고, BS 명령 메시지에 포함된 상향링크 자원할당 정보는 핸드오버 통보부(15)로 전달한다.
핸드오버 수행부(14)는 핸드오버 명령 수신부(13)로부터 BS 핸드오버 명령 관련 내용(타겟 빔 ID 등)을 수신하면, 바로 서빙 빔과의 통신을 중단하고 타겟 빔으로 스위칭한다. 타겟 빔과의 접속이 준비되면, 타겟 빔 ID를 핸드오버 통보부(15)로 전달한다.
핸드오버 통보부(15)는 핸드오버 수행부(14)로부터 타겟 빔 ID를 수신하면, BS 완료 메시지를 생성한다. 그리고 핸드오버 명령 수신부(13)에서 전달받은 상향링크 자원 할당 정보를 이용하여 BS 완료 메시지를 기지국(1)으로 전송한다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 사업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서, 단말이 빔간 핸드오버를 수행하는 핸드오버 방법에서,
    상기 단말이 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기가 제1 조건을 만족하는 경우, 상기 단말이 상기 기지국으로 제1 측정 보고 메시지를 전송하는 단계;
    상기 제1 조건 만족에 따라, 상기 타겟 빔과 상기 서빙 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 단계 - 상기 빔 간 협력 스케줄링에 의해 상기 타겟 빔과 상기 서빙 빔에 대하여 상기 데이터 송수신을 위한 자원이 빔간 동일 위치에 할당됨 -
    빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상태에서, 상기 서빙 빔의 신호 세기와 상기 타겟 빔의 신호 세기가 제2 조건을 만족하는 경우, 상기 단말이 상기 기지국으로 제2 측정 보고 메시지를 전송하는 단계;
    상기 제2 조건 만족에 따라 상기 기지국으로부터 전송되는 핸드오버 수행을 명령하는 메시지가 수신되면, 상기 단말이 상기 서빙 빔에서 상기 타겟 빔으로의 빔 스위칭을 수행하는 단계; 및
    상기 단말이 빔 스위칭을 수행한 다음에 상기 기지국으로 핸드오버 완료를 통보하는 단계
    를 포함하는 핸드오버 방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 제1 조건은 상기 서빙 빔의 신호 세기가 상기 타겟 빔의 신호 세기보다 제1 옵셋보다 큰 것을 나타내는, 핸드오버 방법.
  3. 제1항에 있어서
    상기 제2 조건은 상기 타겟 빔의 신호 세기가 상기 서빙 빔의 신호 세기보다 제2 옵셋보다 큰 상태가 설정 시간 동안 유지되는 것을 나타내는, 핸드오버 방법.
  4. 제1항에 있어서
    상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지는 타겟 빔의 식별자와 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보를 포함하는, 핸드오버 방법.
  5. 제4항에 있어서
    상기 핸드오버 완료를 통보하는 단계는, 상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지에 포함된 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보에 대응하는 상향링크 자원을 이용하여 핸드오버 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는, 핸드오버 방법.
  6. 삭제
  7. 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서의 핸드오버 방법에서,
    기지국이, 단말로부터 제1 조건을 만족하는 타겟 빔들에 대한 정보를 포함하는 제1 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제1 조건의 만족에 따라 상기 기지국이, 상기 단말의 서빙 빔과 타겟 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링을 승인하는 단계 - 상기 빔 간 협력 스케줄링에 의해 상기 타겟 빔과 상기 서빙 빔에 대하여 상기 데이터 송수신을 위한 자원이 빔간 동일 위치에 할당됨 -;
    상기 기지국이, 상기 단말로부터 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔이 제2 조건을 만족함을 나타내는 제2 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제2 조건의 만족에 따라 상기 단말로 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 수행을 명령하는 메시지를 송신하는 단계
    를 포함하는, 핸드오버 방법.
  8. 제7항에 있어서
    상기 제1 조건은 상기 서빙 빔의 신호 세기가 타겟 빔의 신호 세기보다 제1 옵셋보다 큰 것을 나타내는, 핸드오버 방법.
  9. 제7항에 있어서
    상기 제2 조건은 상기 타겟 빔의 신호 세기가 상기 서빙 빔의 신호 세기보다 제2 옵셋보다 큰 상태가 설정 시간 동안 유지되는 것을 나타내는, 핸드오버 방법.
  10. 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서의 핸드오버 방법에서,
    기지국이, 단말로부터 제1 조건을 만족하는 타겟 빔들에 대한 정보를 포함하는 제1 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제1 조건의 만족에 따라 상기 기지국이, 상기 단말의 서빙 빔과 타겟 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링을 승인하는 단계;
    상기 기지국이, 상기 단말로부터 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔이 제2 조건을 만족함을 나타내는 제2 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제2 조건의 만족에 따라 상기 단말로 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 수행을 명령하는 메시지를 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 빔 간 협력 스케줄링을 승인하는 단계는,
    타겟 빔의 RSRP(reference signal received power)와 서빙 빔의 RSRP의 차가 제1 옵셋 미만인 타겟빔들을 빔 간 협력 스케줄링을 위한 후보 빔으로 지정하는 단계;
    상기 후보 빔들에 대하여, 각 빔들에 대해 전체 자원 량에서 평균 자원 사용률을 뺀 나머지 자원 량으로 해당 단말의 필요 자원 량을 수용 가능한지의 여부를 판단하는 단계;
    수용 가능한 경우, 해당 후보 빔을 빔 간 협력 스케줄링을 위한 타겟 빔으로 승인하는 단계
    를 포함하는, 핸드오버 방법.
  11. 제10항에 있어서
    상기 승인된 타겟 빔과 상기 서빙 빔에 대하여, PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)에 대한 자원을 빔 간 동일 위치에 할당하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법
  12. 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서의 핸드오버 방법에서,
    기지국이, 단말로부터 제1 조건을 만족하는 타겟 빔들에 대한 정보를 포함하는 제1 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제1 조건의 만족에 따라 상기 기지국이, 상기 단말의 서빙 빔과 타겟 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링을 승인하는 단계;
    상기 기지국이, 상기 단말로부터 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔이 제2 조건을 만족함을 나타내는 제2 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제2 조건의 만족에 따라 상기 단말로 상기 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 수행을 명령하는 메시지를 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지는 타겟 빔의 식별자와 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보를 포함하며,
    상기 상향 링크 자원 할당 정보에 대응하는 상향 링크 자원을 통하여 상기 단말로부터 핸드오버 수행을 완료하였음을 나타내는 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  13. 기지국내에서 다수의 빔들이 제공되는 네트워크 환경에서, 빔간 핸드오버를 수행하는 단말의 핸드오버 장치에서,
    서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기를 측정하는 신호 세기 측정부;
    상기 서빙 빔의 신호 세기와 타겟 빔의 신호 세기가 제1 조건 또는 제2 조건을 만족하는 경우, 측정 보고 메시지를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 측정 보고 메시지 전송 결정부;
    상기 제2 조건 만족에 따라 상기 기지국으로부터 전송되는 핸드오버 수행을 명령하는 메시지를 수신하는 핸드오버 명령 수신부; 및
    상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지에 포함된 타겟 빔 식별자에 대응하는 타겟 빔으로 빔 스위칭을 수행하는 핸드오버 수행부
    를 포함하며,
    상기 측정 보고 메시지 전송 결정부는 상기 제1 조건이 만족되어 제1 측정 보고 메시지를 생성하여 전송한 다음에, 상기 타겟 빔과 상기 서빙 빔을 통한 데이터 송수신이 이루어지는 빔 간 협력 스케줄링이 이루어지는 상태에서, 상기 제2 조건이 만족되면 제2 측정 보고 메시지를 생성하여 전송하며, 상기 빔 간 협력 스케줄링에 의해 상기 타겟 빔과 상기 서빙 빔에 대하여 상기 데이터 송수신을 위한 자원이 빔간 동일 위치에 할당되는, 핸드오버 장치.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서
    상기 제1 조건은 상기 서빙 빔의 신호 세기가 상기 타겟 빔의 신호 세기보다 제1 옵셋보다 큰 것을 나타내고, 상기 제2 조건은 상기 타겟 빔의 신호 세기가 상기 서빙 빔의 신호 세기보다 제2 옵셋보다 큰 상태가 설정 시간 동안 유지되는 것을 나타내는, 핸드오버 장치.
  16. 제13항에 있어서
    상기 핸드오버 수행을 명령하는 메시지에 포함된 타겟 빔의 상향링크 자원 할당 정보에 대응하는 상향링크 자원을 이용하여 핸드오버 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 핸드오버 통보부
    를 더 포함하는, 핸드오버 장치.
  17. 제16항에 있어서
    상기 핸드오버 통보부는 상기 핸드오버 수행부로부터 타겟 빔의 식별자가 전달되면, 상기 핸드오버 완료 메시지를 전송하는, 핸드오버 장치.

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