KR20160129837A

KR20160129837A - 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160129837A
Application number: KR1020167019732A
Authority: KR
Inventors: 한진백; 정재훈; 이은종; 김진민; 최국헌; 노광석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2016-11-09
Also published as: JP6580585B2; JP2017507613A; US10159024B2; EP3114882A1; KR20160129836A; JP2017512005A; US20170013519A1; CN106063329B; JP6464179B2; EP3114882B1; US20170078935A1; EP3114881A1; WO2015133749A1; EP3114882A4; WO2015133753A1; EP3114881B1; EP3114881A4; US10009809B2; CN106063329A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 서빙 기지국이 이동 개체(moving entity)의 핸드오버를 지원하는 방법은, 이웃 기지국들에 대한 측정 설정(measurement configuration)을 포함하는 측정 설정 메시지를 상기 이동 개체에 전송하는 단계; 상기 이웃 기지국들 중 상기 이동 개체가 핸드오버할 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지(handover accept)를 수신하는 단계; 및 상기 이동 개체에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 이동 개체(moving entity)가 이동 단말(mobile terminal)인지 아니면 이동 셀(moving cell)인지 여부에 따라서, 상기 핸드오버의 개시(initiation) 및 상기 타겟 기지국을 선택하는 방식이 결정된다.

Description

무선 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOVER IN WRIELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 이동 셀(moving cell)이 핸드오버(handover)를 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

최근, 다양한 형태의 스몰 셀(Small Cell)들, 예컨대 피코 셀이나 펨토 셀들이 매크로 셀과 연동하는 형태로 무선 접속망 구조가 변화하고 있다. Cell 구조를 다계층화 함으로써 데이터 전송률과 QoE를 향상시킬 수 있다. 3GPP에서는 스몰 셀 개선을 위해 낮은 전력 노드들을 사용하는 Indoor/Outdoor 시나리오들이 논의되고 있으며, 이는 3GPP TR 36.932에 기술되어 있다. 또한, 매크로 셀과 스몰 셀에 대한 동시 연결성(Dual Connectivity)이 논의되고 있다. 이와 같이 장래의 무선통신 환경에서는 많은 스몰 셀들이 사용됨에 따라 단말과 셀의 물리적으로 더 가까이 위치하게 될 것으로 예견된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동 셀이 타겟 셀로 핸드오버를 수행하는데 필요한 타겟 셀의 정보를 효율적으로 획득함으로써 이동 셀이 핸드오버를 신속하게 수행하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 본 발명의 실시예들로부터 유추될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 서빙 기지국이 이동 개체(moving entity)의 핸드오버를 지원하는 방법은, 이웃 기지국들에 대한 측정 설정(measurement configuration)을 포함하는 측정 설정 메시지를 상기 이동 개체에 전송하는 단계; 상기 이웃 기지국들 중 상기 이동 개체가 핸드오버할 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지(handover accept)를 수신하는 단계; 및 상기 이동 개체에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 이동 개체(moving entity)가 이동단말(mobile terminal)인지 아니면 이동 셀(moving cell)인지 여부에 따라서, 상기 핸드오버의 개시(initiation) 및 상기 타겟 기지국을 선택하는 방식이 결정된다.

본 발명의 다른 일 측면에 따라서 이동 셀(moving cell)이 핸드오버를 수행하는 방법은, 서빙 기지국으로부터 수신된 측정 설정 메시지에 기초하여 이웃 기지국들을 측정하는 단계; 상기 이웃 기지국들을 측정한 결과에 따라서 핸드오버의 개시 및 타겟 기지국을 결정하는 단계; 및 상기 서빙 기지국에 대한 RRC(Radio Resource Control) 연결 상태에서, 상기 타겟 기지국으로 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 이동 셀에서 서브되는 이동 단말이 핸드오버를 수행하는 경우, 상기 이동 셀은 상기 이동 단말이 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송하기 이전에 상기 이동 단말의 RRC 연결을 해제한다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따라서 이동 개체(moving entity)의 핸드오버를 지원하는 서빙 기지국은, 이웃 기지국들에 대한 측정 설정(measurement configuration)을 포함하는 측정 설정 메시지를 상기 이동 개체에 전송하고, 상기 이동 개체에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송하는 무선 인터페이스; 상기 이웃 기지국들 중 상기 이동 개체가 핸드오버할 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지(handover accept)를 수신하는 백홀 인터페이스; 및 상기 무선 인터페이스 및 상기 백홀 인터페이스를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 이동 개체(moving entity)가 이동 단말(mobile terminal)인지 아니면 이동 셀(moving cell)인지 여부에 따라서, 상기 헨드오버의 개시(initiation) 및 상기 타겟 기지국을 선택하는 방식이 결정된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 이동 셀이 스스로 핸드오버를 결정하고, 타겟 셀의 정보를 효율적으로 획득함으로써 핸드오버 수행에 필요한 시간을 줄일 수 있고, 핸드오버로 인한 이동 셀의 데이터 단절을 최소화 할 수 있다.

본 발명에 따른 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 효과들이 본 발명의 실시예들로부터 유추될 수 있다.

도 1은 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 FDD 시스템에서 PSS/SSS를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 PBCH를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 단말의 핸드오버 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 셀의 이동 궤적를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 전 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 셀의 이동 궤적를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 전 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 15은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 전 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀(Cell)을 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDM는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDM를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1를 참조하여 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDM 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normaI CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우,한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.

도 1(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwFTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12x7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI) 라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리엠블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.

PSS(Primary synchronous signal) / SSS(Secondary Synchronous Signal)

도 5는 LTE/LTE-A 시스템에서 셀 탐색(cell search)에 사용되는 동기신호인 PSS 및 SSS을 설명하기 위한 도면이다. PSS 및 SSS를 설명하기 앞서, 셀 탐색에 대해 살펴보면, 셀 탐색은 단말이 최초로 셀에 접속하는 경우, 현재 접속되어 있는 셀에서 다른 셀로 핸드오버를 수행하는 경우 또는 셀 재 선택(Cell reselection)의 경우 등을 위해 수행하는 것으로써, 셀에 대한 주파수 및 심볼 동기 획득, 셀의 하향링크 프레임 동기 획득 및 셀 식별자(ID) 결정으로 이루어질 수 있다. 셀 식별자는 3개가 하나의 셀 그룹을 이루고, 셀 그룹은 168개가 존재할 수 있다.

셀 탐색을 위해 기지국에서는 PSS 및 SSS를 전송한다. 단말은 PSS를 검출하여 셀의 5ms 타이밍을 획득하고, 셀 그룹 내의 셀 식별자에 대해 알수 있다. 또한, 단말은 SSS를 검출하여 라디오 프레임 타이밍 및 셀 그룹을 알 수 있다.

도 5를 참조하면, PSS 는 0번 및 5번 서브프레임에서 전송되며, 보다 상세하게는 0번 및 5번 서브프레임에서 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에 전송된다. 또한, SSS는 0번 및 5번 서브프레임의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 전송된다. 즉, SSS는 PSS가 전송되기 직전의 OFDM 심볼에서 전송된다. 이러한 전송 타이밍은 FDD의 경우이며, TDD의 경우 PSS는 1번 및 6번 서브프레임의 세 번째 심볼, 즉, DwPTS에서 전송되며, SSS는 0번 및 5번 서브프레임의 마지막 심볼에서 전송된다. 즉, TDD에서 SSS는 PSS보다 3심볼 앞에서 전송된다.

PSS는 길이 63의 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스이며, 실제 전송에 있어서는 시퀀스의 양쪽 끝에 0이 패딩되어 시퀀스가 시스템 주파수 대역폭의 가운데 73개의 부반송파(DC 부반송파를 제외하면 72개의 부반송파, 즉 6RB) 상으로 전송된다. SSS는 두 개의 길이 31인 시퀀스가 주파수 인터리빙된 길이 62의 시퀀스로 이루어지며, PSS와 마찬가지로 전체 시스템 대역폭의 가운데 72개의 부반송파 상에서 전송된다.

PBCH(Physical Broadcast Channel)

도 6은 PBCH를 설명하기 위한 도면이다. PBCH는 주 정보 블록(Master Information Block, MIB)에 해당하는 시스템 정보가 전송되는 채널로써, 단말이 앞서 설명된 PSS/SSS를 통해 하향링크 동기를 획득하고 셀 식별자를 획득한 이후 시스템 정보를 획득하는데 사용된다. 여기서 MIB에는 하향링크 셀 대역폭 정보, PHICH 설정 정보, 서브프레임 번호(System Frame Number, SFN) 등이 포함될 수 있다.

MIB는 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 MIB 전송 블록이 4개의 연속된 라디오 프레임에서 각각 첫 번째 서브프레임을 통하여 전송된다. 보다 상세히 설명하면, PBCH는 4개의 연속된 라디오 프레임에서 0번 서브프레임의 두 번째 슬롯의 처음 4개의 OFDM 심볼에서 전송된다. 따라서, 하나의 MIB를 전송하는 PBCH는 40ms의 주기로 전송된다. PBCH는 주파수 축에서 전체 대역폭의 가운데 72개의 부반송파상에서 전송되는데, 이는 가장 작은 하향링크 대역폭인 6RB에 해당하는 것으로 단말이 전체 시스템 대역폭의 크기를 모르는 경우여도 문제없이 BCH를 복호할 수 있도록 하기 위함이다.

단말(UE)의 핸드오버

도 7은 단말의 핸드오버 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에서, 네트워크 시스템은 단말, 소스 기지국(Source eNB) 및 타겟 기지국(Target eNB)을 포함할 수 있다. 이때, 소스 기지국은 단말에 스케줄링 서비스를 제공하는 서빙 기지국(또는 서빙 셀)이고, 타겟 기지국(또는 타겟 셀)은 핸드오버가 완료된 이후에 단말에 스케줄링 서비스를 제공할 기지국이다. 또한, 소스 기지국 및 타겟 기지국은 고정 셀이거나, 이동 셀일 수 있다. 예컨대, 단말은 고정 셀에서 이동 셀로 핸드오버하거나 또는 이동 셀에서 고정 셀로 이동 할 수 있다. 단말은 동종의 셀로 핸드오버 할 수도 있다. 고정 셀은 레거시 셀로 이해될 수 있으며, 이동 셀은 본 발명의 실시예들에 의해 새롭게 정의되는 셀로서 이동 셀에 대해서는 상세히 후술하기로 한다.

도 7을 참조하면, 단말은 소스 기지국으로 이웃 셀에 대한 측정결과를 포함하는 측정보고 메시지를 전송한다 (S601). 여기서 측정 보고에는 참조신호 수신전력(Reference signal receive power, RSRP), 수신신호강도(Received signal strength indicator, RSSI), 참조신호수신품질(Reference signal received quality, RSRQ)등이 포함될 수 있다. RSRP는 하향링크 RS의 크기를 측정함으로써 얻을 수 있는 측정값이다. RSSI는 단말에서의 총 수신 전력 값으로, 인접한 셀들로부터의 간섭 및 노이즈 전력 등을 포함하는 측정값이다. RSRQ는 N*RSRP/RSSI에 기반하여 획득되는 값이며, 이때 N은 RSSI 측정 시 대역폭의 RB 개수이다.

측정보고는 다음과 같은 이벤트 기반 측정보고 판정에 의해 그 전송이 결정될 수 있다. 측정보고 판정을 위한 이벤트에는 i) 서빙 셀(serving cell)에 대한 측정값이 절대 임계값보다 큰 경우(Serving cell becomes better than absolute threshold), ii) 서빙 셀에 대한 측정값이 절대 임계값보다 작아지는 경우(Serving cell becomes worse than absolute threshold), iii) 이웃 셀(neighboring)에 대한 측정값이 서빙 셀의 측정값보다 오프셋 값만큼 커지는 경우(Neighboring cell becomes better than an offset relative to the serving cell), iv) 이웃 셀에 대한 측정값이 절대 임계값보다 커지는 경우(Neighboring cell becomes better than absolute threshold), 및 v) 서빙 셀에 대한 측정값이 절대 임계값보다 작아지며, 이웃 셀에 대한 측정값이 또 다른 절대 임계값보다 커지는 경우(Serving cell becomes worse than one absolute threshold and Neighboring cell becomes better than another absolute threshold) 중 적어도 하나의 이벤트가 포함될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 여기서 측정값은 앞서 언급된 RSRP 등일 수 있다. 캐리어 어그리게이션 환경에서 서빙 셀은 이벤트에 따라서 PCell 또는 SCell을 의미할 수 있다.

소스 기지국은 단말이 핸드오버를 수행할지 여부 및 단말이 핸드오버할 타겟 기지국을 결정할 수 있다(S603).

소스 기지국은 핸드오버를 수행하기 위해 타겟 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송할 수 있다 (S605). 예컨대, 소스 기지국은 타겟 기지국으로 단말의 무선자원제어(Radio Resource Control, RRC) 컨텍스트 정보를 제공한다.

타겟 기지국은 RRC 컨텍스트 정보를 바탕으로 단말의 핸드오버 승인 여부를 결정한다(S607).

단말의 핸드오버가 승인된 경우 타겟 기지국은 HO 요청확인(HO request Acknowledge) 메시지를 소스 기지국으로 전송한다 (S609).

HO 요청확인 메시지를 수신한 소스 기지국은 HO 과정의 수행을 지시하기 위해 RRC 연결 재설정 메시지를 단말에 전송한다 (S611). RRC 연결 재설정 메시지는 타겟 기지국에서 서브되는 단말들에게 공통으로 적용되는 무선자원 설정 정보, 보안 설정, 셀 식별자(C-RNTI) 등을 포함할 수 있다. 예컨대, RRC 연결 재설정 메세지는, Measurement Configuration IE(information element), Mobility Control IE, Radio Resource Configuration IE(e.g. 타겟 기지국의 RBs, MAC Configuration, 그리고 Physical Channel Configuration, 타겟 기지국의 system information을 포함하는 SIB) 및 Security Configuration IE 중 적어도 하나의 IE를 포함할 수 있다. 표 1은 Mobility Control IE에서 발췌된 일부를 예시한다.

표 2는 Mobility Control IE 내의 radioResourceConfigCommon IE에서 발췌된 일부 예시한다.

표 3은 Mobility Control IE 내의 RACH-ConfigDedicated IE를 예시한다.

RRC 연결 재설정 메시지를 수신한 단말은 기존 셀(즉, 소스 기지국)로부터 분리(detach)되고, 새로운 셀(즉, 타겟 기지국)과 동기를 맞주는 과정을 수행할 수 있다(S613).

소스 기지국은 단말이 어느 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행할 것을 알고 있으므로, 타겟 기지국으로 단말에게 전송할 저장된 패킷을 전달한다 (S615).

소스 기지국은 버퍼된 데이터 또는 패킷을 타겟 기지국으로 전달하기 위해, 먼저 시퀀스 번호(SN: Sequence Number) 상태 전달 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다 (S617).

한편, RRC 연결 재설정 메시지를 수신한 단말은 타겟 기지국으로 비 경쟁기반의 임의접속 절차를 개시한다. 예컨대, 단말은 타겟 기지국에 임의접속 프리엠블을 전송한다 (S619). 단말은 핸드오버 명령(Handover Command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH(Physical RACH) 자원을 선택하여 전송한다. 타겟 기지국은 임의접속 프리엠블에 대한 응답으로 MC(Medium Access Control) 메시지 또는 RRC 메시지를 통해 상향링크 자원할당 정보 및 상향링크 동기를 위해 타이밍 어드밴스(TA: Timing Advance) 정보를 단말에 전송한다 (S621).

단말은 상향링크 자원할당 정보 및 TA 정보를 기반으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 타겟 기지국에 전송한다 (S623).

만약, 타겟 기지국이 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 단말로부터 수신하면, 타겟 기지국은 단말과 관련된 정보의 제거를 요청하는 UE 컨텍스트 해제 메시지를 전송한다 (S625).

UE 컨텍스트 해제 메시지를 수신한 서빙 기지국은 단말에 대한 자원을 해제하고 핸드오버 과정을 완료한다 (S627).

상술된 단말의 핸드오버 절차는 크게 핸드오버 준비(Preparation), 핸드오버 실행(Execution) 및 핸드오버 완료(Completion) 절차로 구분되고, 핸드오버 실행 절차에서 가장 많은 시간이 소요된다. 핸드오버 실행 시간(Execution Time)은, 소스 기지국으부터 단말이 RRC 연결 재설정 메시지를 수신(S611) 한 이후부터 타겟 기지국이 단말로부터 핸드오버 연결 재설정 완료 메세지를 수신(S623)할 때까지의 시간을 의미한다. 핸드오버 실행 절차에서 단말이 RRC 연결 재설정 메시지를 처리하는 동안, 단말은 소스 기지국과의 연결을 끊고, 소스 기지국으로부터의 데이터 수신을 중단한다. 단말이 타겟 기지국으로 동기화를 수행하고, 연결을 설정하기 전에 소스 기지국은 타겟 기지국으로 단말의 하향링크 데이터를 포워딩한다. 이와 같은 데이터 포워딩은 무선 자원을 재설정하는 절차보다 신속하게 수행된다. 따라서, 타겟 기지국으로 포워딩된 데이터는 UE가 타겟 기지국에서 데이터를 수신할 준비가 되기까지는, 타겟 기지국의 버퍼에 저장되어 단말로 전송되기를 대기한다.

이처럼, RRC 연결 재설정 메시지를 수신한 단말이 소스 기지국과 분리 절차를 수행한 이후부터 타겟 기지국과의 동기화를 통해 RRC 연결 재설정을 완료하기까지 소요되는 시간을 데이터 단절 시간(Data Interruption Time)이라 정의하기로 한다. 현재의 이동통신시스템에서 데이터 단절 시간(Data Interruption Time)은 약 10.5ms이고, 각 프로세스의 구체적인 시간은 표 4와 같다.

이동 셀(Moving Cell)

매크로 셀(Macro Cell)과 스몰 셀(Small Cell)의 계층적 셀 구조에서 스몰 셀의 한 형태로서 이동 셀이 고려될 수 있다. 예컨대, 이동 셀은 물리적으로 이동하는 장치(예컨대, Bus나 Train, 혹은 Smart Car 등의 교통 수단)에 장착된 소형 기지국일 수 있다. 반면, 매크로 셀은 기존과 같이 고정된 셀일 수 있다.

고정 셀(또는 매크로 셀)과 이동 셀은 계층적 셀 구조를 형성하기 때문에, 매크로 셀의 입장에서 이동 셀과 단말은 유사하게 보여질 수 있다. 그러나, 이동 셀은 일반적인 단말과 달리 다수의 단말들에 의한 대용량의 병합 트래픽(Aggregated Traffic)을 송수신 할 수 있어야 한다. 따라서, 이동셀과 고정 셀간에 대용량의 병합 트래픽(Aggregated Traffic)을 지원하는 무선의 백홀 링크가 형성된다.

한편, 이동 셀은 단말들을 서빙하고 있으므로, 단말들의 입장에서 이동 셀은 또 다른 단말이 아닌 서빙 셀로 여겨진다. 이동 셀은 물리적인 이동과 핸드오버를 통해서 자신이 서빙하는 단말들에게 그룹 이동성(Group Mobility)를 제공한다. 이동 셀 내부에서의 대역 내(In-band) 통신은 전 이중(Full Duplex) 방식을 지원할 수 있다.

표 5와 같이 다양한 타입의 이동 셀이 고려될 수 있는데, 이동 셀의 타입에 따른 각각의 특성들이 고려되어야 한다.

예컨대, 이동 셀의 이동 패턴을 보면 대중 교통의 경우 일정한 궤적에 따라서 규칙적으로 움직이지만, 스마트카나 개인화 셀의 경우 불규칙한 움직임이 나타날 수 있다. 이와 같이 이동 거리와 이동 속도 또는 트래픽의 크기도 이동 셀이 타입에 따라서 달리 나타날 수 있다.

단말의 핸드오버는 소스 기지국이 단말로부터 이웃 기지국들의 측정 보고를 수신하고, 소스 기지국이 타겟 기지국과의 협상을 통해 핸드오버 수행 여부를 단말에게 명령하였다. 따라서, 단말의 핸드오버는 네트워크 주도적(initiated)이다.

그러나, 이와 같은 단말의 핸드오버 절차는 이동 셀의 핸드오버에 그대로 사용되기 어렵다. 이동 셀은 다수의 단말들을 서빙하고 있으므로 개별 단말의 핸드오버 보다는 높은 통신 서비스의 신뢰성과 작은 데이터 단절 시간이 요구되기 때문이다. 이동 셀에 접속한 단말은 이동 셀을 자신의 서빙 셀이라 인식하므로, 이동 셀은 단말들에게 서비스를 제공함에 있어서, 자신의 이동에 따른 무선 채널 환경의 변화에 투명하고 강건해야 한다. 표 4에서 살펴본 바와 같이 단말의 핸드오버에는 10.5ms 정도의 지연이 발생되는데, 이동 셀의 핸드오버 절차는 10.5ms보다 더 신속하게 완료되는 것이 바람직하다. 이동 셀은 신속하게 고정 셀을 감지하여 핸드오버를 완료함으로써, 이동셀은 자신이 서빙하는 단말에게 데이터 단절을 비롯한 핸드오버로 인한 영향을 최소화해야 한다. 이하, 이동 셀의 핸드오버를 위한 실시예들을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

이동 셀(Moving Cell)의 핸드오버

본 발명의 일 실시예에 따르면 이동 셀의 핸드오버 지연을 최소화하기 위해 이동 셀이 핸드오버를 결정 및 트리거한다. 예컨대, 이동 셀은 소스 기지국으로의 측정 보고 없이 타켓 기지국으로 직접 접속한다. 이동 셀은 측정 결과를 기초로, 타겟 기지국을 직접 결정하고 및 핸드오버를 개시함에 따라서 데이터 단절 시간을 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 절차를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 소스 기지국은 이동 셀에 측정 제어 메시지를 전송한다(S800). 측정 제어 메시지는, RRC 시그널링을 통해서 이동셀에 전송될 수 있다. 측정 제어 메시지는 이동 셀이 서빙 셀과 인접 셀들의 측정을 수행하는데 필요한 정보를 포함한다. 예컨대, 이동 셀이 측정을 수행하는 시간/빈도/주기, 측정대상이 되는 서빙 셀 또는 이웃 셀들에 대한 정보(e.g. cell ID), 측정이 금지되는 셀들을 열거한 블랙 리스트, 측정 대상이 되는 주파수 대역(intra-frequency, inter-frequency), inter-frequency 측정을 위한 측정 갭(measurement gap) 등에 관한 정보가 측정 제어 메세지를 통해서 전송될 수 있다.

한편, 측정 제어 메세지에는 핸드오버를 트리거하는 이벤트에 관한 정보가 포함될 수 있다. 이동 셀에 다중 반송파들이 설정되는 경우, 핸드오버를 트리거하는 이벤트는 반송파 별로 설정될 수 있다. 한편, 앞서 기술한 단말의 측정 보고를 위한 이벤트들이, 이동 셀의 핸드오버를 트리거하는 이벤트로서 재사용될 수도 있다. 이와 달리 이동 셀의 핸드오버를 트리거하는 이벤트가 새롭게 정의될 수도 있다.

한편, 이동 셀이 타겟 기지국에 접속하기 위해서는, 타겟 기지국과 임의접속절차를 수행할 필요가 있다. 만약, 이동 셀이 핸드오버가 아니라 초기접속과 같이 임의접속절차를 경쟁기반으로 수행하는 경우, 이동 셀은 임의접속절차에서 다른 단말 또는 다른 이동 셀과 랜덤 엑세스 프리엠블 및/또는 RA-RNTI가 서로 충돌할 여지가 있다. 예컨대, RA-RNTI는 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한 시간/주파수 함수로서 결정되는 식별자이므로, 이동 셀이 전송한 랜덤엑세스 프리엠블과 다른 이동 셀 또는 단말이 전송한 랜덤 엑세스 프리엠블이 우연히 동일한 경우, RA-RNTI가 충돌하고 경쟁 해소 절차가 수행된다. 이와 같은 경쟁 해소 절차는 핸드오버 수행에서 시간 지연을 초래하므로, 비 경쟁 기반의 랜덤 엑세스가 수행되는 것이 바람직하다.

이동 셀이 비 경쟁 기반의 랜덤 엑세스를 수행할 수 있도록, 측정 제어 메시지는 이동 셀이 전송할 랜덤 엑세스 프리엠블을 포함할 수 있다. 예컨대, 측정 제어 메시지는 타겟 기지국이 이동 셀에 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블을 포함할 수 있다. 한편, 타겟 기지국은 이동 셀이 결정하게 되므로, 소스 기지국이 측정 제어 메시지를 전송할 당시에 소스 기지국은 어떠한 이웃셀이 타겟 기지국이 될 것인지를 알 수 없다. 따라서 소스 기지국은 측정 제어 메시지에 다수의 이웃셀들의 랜덤 엑세스 프리엠블들을 포함시킬 수 있다. 이 경우, 랜덤 엑세스 프리엠블들과 이웃 셀의 식별자들이 서로 맵핑되어 측정 보고 메시지에 포함될 수 있다.

한편, 소스 기지국에는 이웃 셀들이 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블들이 미리 저장되어 있을 수 있다. 예컨대, 소스 기지국에는 이웃 기지국 A로부터 미리 할당받은 랜덤 엑세스 프리엠블 B가 저장되어 있을 수 있다. 소스 기지국이 측정 제어 메시지를 통해서 이동 셀 C에 랜덤 엑세스 프리엠블 B를 전달한 경우, 소스 기지국은 이웃 기지국 A에 랜덤 엑세스 프리엠블 B를 전송하는 것이 이동 셀 C라는 것을 미리 알려줄 수 있다. 이 때, 이동 셀의 식별자를 포함하는 이동 셀의 컨텍스트 정보가 이웃 셀에 전달 될 수 있다.

다른 일 실시예에 따르면, 이동 셀이 경쟁 기반의 랜덤 엑세스를 수행하되, 단말과 경쟁하는 것을 방지하기 위하여 랜덤 엑세스 프리엠블을 이동 셀을 위한 랜덤 엑세스 프리엠블 타입과 단말을 위한 랜덤 엑세스 프리엠블 타입으로 구분할 수 있다. 이 때, 이동 셀의 랜덤 엑세스 절차는 다른 이동 셀의 랜덤 엑세스 절차와 충돌할 가능성이 있지만, 이동 셀의 개체 수가 매우 낮은 경우 충돌 가능성 또한 매우 낮아 진다. 이동 셀이 경쟁 기반의 랜덤 엑세스를 수행하는 경우, 측정 제어 메시지에는 랜덤엑세스 프리엠블은 포함되지 않는다.

측정 제어 메시지를 수신한 이동 셀은 측정을 수행하고, 핸드오버를 수행할지 여부를 결정한다(S805). 예컨대, 이동 셀은 측정 제어 메시지를 기반으로 서빙 셀과 이웃 셀을 측정하고, 측정 결과에 기반하여 핸드오버를 수행할지 여부를 결정한다. 일 실시예에 따르면 이동 셀이 단순히 핸드오버를 수행할지를 결정하고 소스 기지국에 핸드오버를 요청할 수도 있지만, 다른 일 실시예에 따르면 이동 셀은 핸드오버를 수행하기로 결정한 경우 타겟 기지국도 스스로 결정할 수 있다. 즉, 이동 셀은 측정 결과에 기반하여 이웃 셀들 중에서 타겟 기지국을 결정할 수 있다. 이웃 셀들의 측정 결과는 이웃 셀이 전송한 RS를 통해서 획득된 RSRP 및/또는 RSRQ 일 수 있다.

한편, 이동 셀이 물리적인 이동에 따라서, RSRP 및 RSRQ의 측정값은 시간에 따라서 동적으로 변경될 수 있다. 따라서, 어느 하나의 시점에서만 측정된 RSRP/RSRQ를 이용하여 타겟 기지국을 결정하기 보다는 이동 셀의 이동 방향에 따라서 최적의 RSRP/RSRQ를 제공하는 이웃 셀을 타겟 기지국으로 결정할 수 있다. 예컨대, 제1 시점에서 제1 이웃셀의 RSRP/RSRQ가 제2 이웃셀의 RSRP/RSRQ 보다 크더라도, 제1 시점 이후 제2 시점에서의 제1 이웃셀의 RSRP/RSRQ가 제2 이웃셀의 RSRP/RSRQ 보다 작아진다면, 이동 셀은 제1 이웃 셀로부터 멀어지고 제2 이웃 셀과 근접하는 방향으로 이동하는 것으로 볼 수 있다. 이와 같이, 이동 셀은 서로 다른 시점에서 획득된 이웃 셀들의 측정 결과를 누적하여 타겟 셀을 결정하는 것이 바람직하다.

예컨대, 제2 이웃 셀의 RSRP/RSRQ의 증가 기울기가 소정의 임계치를 초과하는 경우, 제2 이웃 셀이 타겟 기지국으로 결정되고, 제2 기지국으로의 핸드오버가 트리거 될 수 이다. 이때, 소정의 임계치는 이동 셀에 미리 설정되거나, 측정값들로부터 획득되거나 또는 소스 기지국이 측정 제어 메시지를 통해서 이동 셀에 전당한 값일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 핸드오버를 트리거하는 이벤트는 i) 서빙 셀(serving cell)에 대한 측정 값이 감소하는 기울기가 절대 임계값보다 큰 경우, ii) 서빙 셀에 대한 측정값이 절대 임계값보다 작아지는 경우, iii) 이웃 셀(neighboring)에 대한 측정값이 증가하는 기울기가 서빙 셀의 측정값이 감소하는 기울기보다 오프셋 값만큼 커지는 경우, iv) 이웃 셀에 대한 측정값이 증가하는 기울기가 절대 임계값보다 커지는 경우 및 v) 서빙 셀에 대한 측정값이 절대 임계값보다 작아지며, 이웃 셀에 대한 측정값이 증가하는 기울기가 또 다른 절대 임계값보다 커지는 경우 중 적어도 하나의 이벤트가 포함될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 이와 같이, 타겟 기지국을 선택하고 핸드오버를 수행할지 여부를 결정하는데 있어서, RSRP/RSRQ의 시간 당 변화량이 고려될 수 있다.

이동 셀은 타겟 기지국으로의 핸드오버를 위하여 하향링크 동기를 획득하고, 랜덤 엑세스 프리엠블을 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S810). 이 때, 이동 셀은 소스 기지국과의 연결을 해제하지 않고 타겟 기지국으로 하향링크 동기를 획득하고 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다. 따라서, 이동 셀은 이동 셀에 접속한 단말들을 위하여 소스 기지국과 상하향링크 데이터를 송수신할 수 있다. 핸드오버 요청 메시지에는 이동 셀의 컨텍스트에 관한 정보가 포함되어 있을 수 있다. 또 다른 실시예에서는 소스 기지국이 이동 셀의 컨텍스트에 관한 정보를 이웃 기지국들에 전송함으로써, 타겟 기지국이 이동 셀의 컨텍스트에 관한 정보를 획득할 수도 있다.

타겟 기지국은 이동 셀의 컨텍스트에 관한 정보에 기초하여 이동 셀의 핸드오버에 대한 승인 제어를 수행한다(S815).

이동 셀의 핸드오버가 승인되는 경우, 타겟 기지국은 UL 전송을 위한 자원과 TA 정보를 이동 셀에게 전송한다(S820). 아울러, 타겟 기지국은 이동 셀의 핸드오버승인을 알리는 핸드오버 수락(Handover Accept) 메시지를 소스 기지국으로 전송한다(S825). 핸드오버 수락 메시지에는 타겟 기지국에 의해 수락되는 또는 수락되지 못하는 E-RAB 정보 등이 포함될 수 있다.

핸드오버 수락 메시지를 수신한 소스 기지국은 이동 셀에 RRC 연결 재설정(Connection Reconfiguration) 메시지를 전송한다(S830). 이동 셀은 RRC 연결 재설정 메시지가 수신되면 소스 기지국과 분리(Detach) 절차를 수행한다. 따라서, RRC 연결 재설정 메시지의 수신에 따라서 데이터 단절이 시작된다.

한편, 이동 셀에는 타겟 기지국 이외에도 이웃 기지국들이 할당한 C-RNTI 또는 랜덤 엑세스 프리엠블 등이 사용되지 않은 상태로 저장되어 있을 수 있다. 소스 기지국은 RRC 연결 재설정 메시지를 통해서 이웃 기지국들이 할당한 C-RNTI 또는 랜덤 엑세스 프리엠블의 삭제를 이동 셀에 지시할 수 있다. 이동 셀은 RRC 연결 재설정 메시지의 지시에 따라서 이웃 기지국들이 할당한 C-RNTI 또는 랜덤 엑세스 프리엠블을 삭제한다.

한편, 일 실시예에 따르면 타겟 기지국이 외의 이웃 기지국들도 이동 셀의 컨텍스트 정보나 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보를 소스 기지국으로부터 미리 획득하여 저장하고 있을 수 있다. 소스 기지국은 핸드오버 수락 메시지의 수신에 따라서, 타겟 기지국이 외의 이웃 기지국들에 이동 셀의 컨텍스트 정보나 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보 등을 삭제할 것을 지시할 수 있다.

소스 기지국은 핸드오버 수락 메시지의 수신에 따라서, SN 상태 전달(Status Transfer) 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S840). 이동 셀은 RRC 연결 재설정 메시지에 기초하여 타겟 기지국과의 RRC를 설정을 완료하고, 타겟 기지국으로 RRC 연결 재설정 완료(Connection Reconfiguration Complete)메시지를 전송한다(S845).

한편, 핸드오버 수락 메시지는 타겟 기지국에 의해 승인 제어가 수행된 후 즉시 소스 기지국으로 전달될 수도 있다.

상술된 이동 셀의 핸드오버 방법에서는 이동 셀이 소스 기지국과의 연결을 유지한 채로, 타겟 기지국과의 연결을 시도하기 때문에, 데이터 단절 시간이 감소한다. 예컨대, 이동 셀은 소스 기지국으로부터 데이터를 수신하면서, 타겟 기지국과의 접속을 시도한다. 타겟 기지국과의 접속 시도 이후에 소스 기지국과 분리하므로, 이동 셀이 소스 기지국과의 접속을 끊고 타겟 기지국으로 넘어가기까지 소요되는 시간이 감소된다. 단말의 핸드오버 방법이 "Break before Make" 형태의 절차였다면, 이동 셀의 핸드오버 방법은 "Make before Break" 라고 볼 수 있다. 표 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 이동 셀의 핸드오버에 소요되는 시간을 나타낸다.

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 셀의 핸드오버 절차를 도시한 도면이다. 도 8과 중복되는 내용은 설명을 생략하고, 도 8의 실시예와 차이점을 중심으로 살펴본다.

도 9를 참조하면, 소스 기지국은 이동 셀에 측정 제어 메시지를 전송한다(S900). 측정 제어 메시지를 수신한 이동 셀은 측정을 수행하고, 핸드오버를 수행할지 여부를 결정한다(S905). 이동 셀은 타겟 기지국으로의 핸드오버를 위하여 하향링크 동기화를 수행하고, 랜덤 엑세스 프리엠블을 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S910). 타겟 기지국은 이동 셀의 핸드오버에 대한 승인 제어를 수행한다(S915). 이동 셀의 핸드오버가 승인되는 경우, 타겟 기지국은 UL 전송을 위한 자원과 상향링크 동기를 위한 TA 정보를 이동 셀에게 전송한다(S920). 도 8과 유사하게, 이동 셀은 소스 기지국과의 연결을 끊지 않은 상태에서 타겟 기지국과 하향링크 동기화를 수행하고 및 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다.

이동 셀은 타겟 기지국으로 RRC 연결 재설정 요청(RRC Connection Reconfiguration Request) 메시지를 전송한다(S925). RRC 연결 재설정 요청 메시지는 이동 셀의 TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity), 소스 기지국 또는 타겟 기지국으로부터 사전에 획득한 이동 셀의 C-RNTI 정보 및 RRC 연결 재설정 요청의 Cause 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 셀의 핸드오버를 위하여 RRC 연결 재설정 요청의 Cause 값은 핸드오버에 대응하는 값으로 설정된다.

타겟 기지국은 RRC 연결 재설정 요청에 대한 응답으로서 RRC 연결 재설정 메시지를 이동 셀로 전송한다(S930). 즉, 타겟 기지국과의 RRC 재설정에 필요한 정보를 타겟 기지국이 직접 이동 셀에 전송한다. 도 8의 실시예에서는 타겟 지기국과의 RRC 재설정에 필요한 정보가 소스 기지국을 통해서 이동 셀에 전달되었지만, 도 9의 실시예에서는 타겟 기지국이 RRC 재설정 메시지를 직접 전송하고 있다. RRC 연결 재설정 메시지는 타겟 기지국들 이외의 이웃 기지국들로부터 할당되어 이동 셀에 저장된 식별자(e.g., C-RNTI), 랜덤 엑세스 프리엠블의 삭제를 지시하는 Indication을 포함할 수 있다. 이동 셀은 타겟 기지국을 제외한 이웃 기지국들로부터 할당된 식별자와 랜덤 엑세스 프리엠블을 삭제한다.

이동 셀은 RRC 재설정이 완료되면, 타겟 셀에 RRC 재설정 완료 메시지를 전송한다(S935).

타겟 기지국은 이동 셀의 핸드오버가 수락 및 완료되었음을 소스 기지국에 통지하기 위해, 핸드오버 수락 메시지를 소스 기지국으로 전송한다(S940). 핸드오버 수락 메시지에는 타겟 기지국에 의해 수락되는 또는 수락되지 못하는 E-RAB 정보가 포함될 수 있다. 핸드오버 수락 메시지를 수신한 소스 기지국은 이동 셀과 분리(detach) 한다. 소스 기지국이 이동 셀을 분리하기 위하여, 이동 셀과 여전히 유지하고 있는 RRC 시그널링이 이용될 수 있다. 예컨대, 소스 기지국이 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지를 수신한 후, 이동 셀에게 자신과 Detach하도록 RRC 시그널링을 전송할 수 있다. 또는 소스 기지국은 이동 셀로부터 RRC Connection Setup 메시지를 수신한 다음 바로 이동 셀과 분리한다.

본 실시예에서는 이동 셀이 타겟 기지국과 RRC Connection을 설정하고, 소스 기지국과 분리되므로, 데이터 단절 시간이 발생하지 않는다. 한편, 도 9의 실시예는 이동 셀의 이동 궤적은 일정한 패턴을 갖거나 예측 가능한 경우에 적용되기 유리하다.

이하, 이동 셀의 이동 궤적을 고려한 핸드오버 방법에 관한 실시예들을 상세히 살펴본다.

고정된 이동 궤적을 갖는 이동 셀의 핸드오버 전처리(pre-processing)

이동 셀이 버스 노선, 기차 철로 등을 따라서 이동하는 경우, 이동 셀의 다음 위치가 예측될 수 있다. 이와 같이 이동 셀의 움직임이 패턴을 갖거나, 사전에 알려지거나 또는 규칙적이거나(regular) 또는 일정한(consistent) 경우를 고정된 이동 궤적(fixed-moving path)라고 표현하기로 한다.

고정된 이동 궤적 상에 위치한 기지국들은 이동 셀의 이동 궤적에 관한 정보를 공유할 수 있다. 예컨대, 이동 셀이 핸드오버 하는 기지국의 리스트와 순서에 관한 정보가 각 기지국에 공유될 수 있다.

도 7에 도시된 단말의 핸드오버 방법에서는 단말이 Measurement를 수행할 때, 단말은 타겟 기지국의 시스템 정보(e.g., MIB/SIB) 또는 RRC 설정을 획득하지 않은 상태이다. 단말은 핸드오버 명령 메시지, 즉 RRC 연결 재설정 메시지를 통해서 타겟 기지국의 시스템 정보와 RRC 설정에 대한 정보를 획득한다. 한편, RRC 연결 재설정 메시지를 통해서 획득되는 타겟 기지국의 시스템 정보는 SIB 2에 포함된 RadioResourceConfigCommonSIB IE이다. 따라서, 단말이 타겟 기지국의 다른 시스템 정보들을 획득하기 위해서는, 타겟 기지국에 동기화된 이후에 타겟 기지국이 하향링크 공유 채널을 통해서 전송되는 SIB들(SIB 1~14 등)을 수신하여야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 이동 셀은 핸드오버를 개시하기 전에 타겟 기지국의 시스템 정보 또는 RRC 설정에 대한 정보를 미리 획득할 수 있다. 예컨대, 이동 셀은 이웃 셀의 측정을 수행하기 이전에 타겟 기지국의 시스템 정보 및 RRC 설정에 대한 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 이동 셀은 타겟 기지국으로 핸드오버를 한 이후에 별도로 타겟 기지국의 시스템 정보를 획득할 필요가 없으며 따라서 이동 셀에 접속한 단말들의 데이터 단절 시간을 최소화 할 수 있다.

전술한 바와 같이 단말이 비 경쟁 기반의 랜덤 엑세스를 수행하기 위해서는 타겟 기지국에서 사용된 단말의 전용 랜덤 엑세스 프리엠블(Dedicated Random Access Preamble)과 C-RNTI가 이동 셀에 할당되어야 한다. 한편, 소스 기지국은 이동 셀의 Context 정보, 핸드오버의 이력(History)에 대한 정보 등을 이동 셀의 핸드오버 이전에 타겟 기지국 또는 타겟 기지국의 후보가 되는 이웃 기지국들로 미리 전달할 수 있다. 이와 같이 정보의 사전 교환을 포함하는 핸드오버 전 처리 과정이 수행될 수 있다.

이동 셀의 이동 궤적이 고정된 경우, 이동 궤적 상에 위치하는 기지국들 중 적어도 둘 이상의 기지국들이 하나의 이동 셀의 식별자(e.g., C-RNTI)를 공유할 수 있다. 예컨대, 핸드오버 이전에 사용되던 이동 셀의 식별자가 핸드오버 이후에 타겟 지국에서도 재사용될 수 있다. 도 10을 참조하면, 이동 궤적 상에 위치하는 기지국들은 무빙 셀을 위하여 하나의 영구적인 식별자를 할당한다. 일반적으로, C-RNTI는 서빙 셀 내에서만 유니크한 아이디이므로, 단말이 핸드오버를 수행하게 되면 단말은 타겟 기지국내에서 사용할 새로운 C-RNTI를 할당받아야 한다. 본원 발명의 실시예에 따른 이동 셀의 아이디는 이동 궤적 상의 기지국들 내에서 유니크한 아이디이다.

도 10 및 도 11을 참조할 때, 이동 셀이 현재 제1 기지국에 위치하였고, 고정된 이동 궤적에 따라서 제2 기지국으로 핸드오버할 것이 예정되었다고 가정한다. 즉, 제1 기지국이 서빙 기지국이고, 제2 기지국이 타켓 기지국이라고 가정 한다.

제1 기지국은 제2 기지국으로 이동 셀의 식별자, 이동 셀의 컨텍스트 정보 및 이동 셀의 핸드오버 이력 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 전처리 요청 메시지를 제2 기지국으로 전송할 수 있다(S1100). 예컨대, 이동 셀이 핸드오버 또는 초기접속을 통해서 제1 기지국으로 RRC 연결을 설정하게 되면, 제1 기지국은 이동 셀의 핸드오버 절차가 시작되기 이전에 핸드오버 전처리 요청 메시지를 제2 기지국으로 전송 할 수 있다. 핸드오버 이력에 관한 정보는 이동 셀이 어떠한 기지국으로 핸드오버를 할 것인지를 파악하기 위하여 사용될 수 있다.

제2 기지국은 핸드오버 전처리 요청 메시지에 대한 응답으로써 이동 셀 전용의 랜덤 엑세스 프리엠블, 타겟 기지국의 시스템 정보 및 타겟 기지국의 RRC 설정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 전처리 응답 메시지를 제1 기지국으로 전송한다(S1105). 타겟 기지국의 RRC 설정 정보는 MobilityControlInfo IE, MeasConfig IE, SecurityConfigHO IE 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제1 기지국은 제2 기지국으로부터 수신된 핸드오버 전처리 응답 메시지에 포함된 랜덤 엑세스 프리엠블, 타겟 기지국의 시스템 정보 및 타겟 기지국의 RRC 설정 정보 중 적어도 하나를 이동 셀에 전송한다(S1110).

한편, 이동 셀의 영구적인 식별자 할당은 이동 궤적에 존재하는 모든 기지국에 대해 유니크하게 할당될 수도 있고, TA(Tracking Area) 단위로 유니크하게 할당될 수도 있다.

한편, 이동 궤적 상에 따라 다수의 Cell들이 존재한다면, 이동 셀의 측정 오버헤드가 커질 수 있다. 이러한 측정 오버 헤드를 감소시키기 위해, 소스 또는 타겟 기지국이 이동 셀이 측정해야 할 측정 오브젝트 (White Cell), 또는 측정하지 말아야 할 (Black Cell) 에 대한 정보를 포함하는 Measurement Configuration(Measurement Control) 메시지를 이동 셀에 RRC 시그널링 할 수 있다. 이 때, 화이트 셀은 이동 궤적 상에 위치하는 셀이고, 블랙 셀은 이동 궤적으로부터 원거리에 위치한 셀일 수 있으며 이에 한정되지 않는다.

비-고정 이동 궤적을 갖는 이동 셀의 핸드오버 전처리(pre-processing)

한편, 이동 궤적이 일정하지 않은 경우, 핸드오버 전처리 과정을 수행하는 예시적인 실시예를 살펴본다. 전술한 설명과 중복하는 설명은 생략된다.

이동 셀이 핸드오버를 할 수 있는 잠재적인 타겟 기지국들의 후보들을 후보 기지국 또는 후보 셀이라고 명칭하기로 한다.

이동 궤적이 고정되지 않았으므로, 이동 궤적 상의 기지국들에서 유니크한 영구적인 식별자를 할당하기는 어렵다. 즉, 어느 기지국이 이동 궤적 상에 위치할 것인지를 알 수 없기 때문이다. 만약, 모든 기지국들에서 이동 셀에 대해서 유니크한 아이디를 할당한다면, 이동 셀이 핸드오버를 하지 않는 기지국들까지도 이동 셀을 위해 식별자를 할당해야 한다. 그러나, 식별자의 개수는 제한적이므로 모든 기지국들에서 이동 셀에 대해서 유니크한 아이디를 할당 방법은 식별자 이용 측면에서 비효율적이다.

따라서, 이동 궤적이 고정되지 않은 실시예에서는, 각 서빙 기지국(또는 셀)내에서 만 유니크한 식별자(e.g. C-RNTI)가 할당된다고 가정한다. 핸드오버 전처리 과정에서는 서빙 기지국은 이동 셀이 핸드오버 이후 사용할 식별자를 후보 기지국들로부터 요청하여 이동 셀의 핸드오버 개시 이전에 미리 알려줄 수 있다.

소스 기지국에서 후보 기지국들을 어떻게 결정할 수 있는지가 문제되는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 이동 통신 시스템에서의 E-SMLC(Evolved Serving Mobile Location Center)가 이용될 수 있다. E-SMLC는 단말 또는 이동 셀의 이동성과 위치측정을 관리하는 네트워크 노드이다. E-SMLC는 이동 셀의 위치에 기반하여, 어떠한 이웃 기지국들이 존재하는지를 알 수 있다. E-SMLC는 소스 기지국으로부터 수신한 정보, 예컨대, 이동 셀의 식별자 또는 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보를 바탕으로, 이동 셀이 잠재적으로 핸드오버를 수행할 수 있는 후보 기지국들을 결정한다. 소스 기지국은 E-SMLC로부터 수신한 정보를 통해서, 이동 셀의 잠재적인 핸드오버 타겟 기지국들을 파악하고, 타겟 기지국들로 핸드오버 전처리 요청 메시지를 전송한다.

또 다른 실시예에서는 이동 셀이 후보 기지국을 결정할 수도 있다. 예컨대, 이동 셀이 측정을 통해 잠재적인 핸드오버 기지국들, 즉 후보 기지국들을 인지하면, 이동 셀은 후보 기지국들에 대한 정보를 소스 기지국에 전송한다. 소스 기지국은 핸드오버 전처리 요청 메시지를 후보 기지국들로 전송 한다.

도 12와 도13을 참조하면, 현재 이동 셀은 현재 eNB 4에 위치하고, eNB 1, 5, 7이 후보 기지국들이라고 가정한다. 이동 셀이 초기 접속 또는 핸드오버를 통해서 소스 기지국에 접속한다.

이동 셀이 소스 기지국으로 접속하면, 소스 기지국은 후보 기지국들에 대한 정보를 요청하는 이웃 기지국 정보 요청(Neighbor eNB/Cell Info Request) 메시지를 E-SMLC에 전송한다(S1300). 이웃 기지국 정보 요청 메시지는 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보를 포함할 수 있다. 소스 기지국이 E-SMLC와의 송수신하는 메시지는 LTE Positioning Protocol A (LPPa)에 기초하는 포맷 일 수 있다. LPPa는 3GPP TS 36.455에 의해 정의된다.

E-SMLC는 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보에 기초하여 이동 셀이 잠재적으로 핸드오버 가능하다고 판단되는 후보 기지국들을 결정한다. E-SMLC는 후보 기지국 결정시 타겟 기지국의 적중률(Hit Ratio)을 높이기 위해 후보 기지국들의 개수를 제한할 수 있다. E-SMLC는 결정된 후보 기지국들에 대한 정보를 포함하는 이웃 기지국 정보 응답 메시지를 소스 기지국에 전송한다(S1305).

소스 기지국은 이동 셀의 컨텍스트 및 핸드오버 이력에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 전처리 요청 메시지를 타겟 기지국을 포함하는 후보 기지국들로 전송한다(S1310).

후보 기지국들은 이동 셀을 위한 C-RNTI, 랜덤 엑세스 프리엠블, 후보기지국들의 시스템 정보, 및 후보 기지국들의 RRC 설정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 전처리 응답 메시지를 소스 기지국으로 전송한다(S1315).

소스 기지국은 후보 기지국들로부터 수신된 정보를 이동 셀에 전송한다(S1320). 이 경우에도, 소스 또는 후보 기지국들은 측정 대상이 되는 셀들에 대한 정보 및 측정 하지 말아야 할 셀들에 대한 정보를 이동 셀에 전송 할 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 핸드오버 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 14를 참조하면, 이동 셀, 이동 단말, 소스 기지국 및 타겟 기지국이 도시된다. 이동 셀과 이동 단말은 각각 소스 기지국에 의해서 서브된다고 가정한다. 상술된 실시예들과 중복되는 부분은 설명을 생략한다. 따라서 앞서 기술된 내용들이 참조될 수 있다.

소스 기지국에 이동 개체(moving entity)가 접속 한다. 이동 개체란, 이동성을 갖는 네트워크 개체로서 이동 셀과 이동 단말을 포괄한다. 이동 개체는 소스 기지국으로 초기 접속하거나 또는 다른 기지국으로부터 핸드오버하여 소스 기지국에 접속할 수 있다.

소스 기지국은 이동 개체가 접속하면, 접속한 이동 개체가 이동 단말인지 아니면 이동 셀인지 여부를 판단한다(S1400).

이동 개체가 이동 셀인 경우, 소스 기지국은 핸드오버 전 처리 요청 메시지를 타겟 기지국을 포함하는 이웃 기지국들로 전송한다(S1430). 핸드오버 전 처리 요청 메시지는 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이웃 기지국들은 핸드오버 전 처리 응답 메시지를 소스 기지국으로 전송한다(S1435). 핸드오버 전 처리 응답 메시지는 이동 셀이 핸드오버 한 이후에 사용할 식별자, 이웃 기지국들이 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함 할 수 있다.

소스 기지국은 이웃 기지국들에 대한 측정 설정과 이동 셀이 핸드오버를 개시할지 여부를 결정하는데 필요한 정보를 포함하는 측정 설정 메시지를 이동 셀에 전송한다(S1440). 소스 기지국은 핸드오버 전 처리 응답 메시지를 통해서 획득한 정보를 이동 셀에 전송할 수 있다.

이동 셀은 이웃 기지국들을 측정한 결과에 기초하여 핸드오버의 개시여부 및 타겟 기지국을 결정한다. 핸드오버의 개시 및 타겟 기지국이 결정된 경우, 이동 셀은 타겟 기지국과 비 경쟁 기반의 랜덤 엑세스 절차를 수행한다(S1445). 즉, 이동 셀은 타겟 기지국으로부터 핸드오버의 개시 전에 할당받은 래덤 엑세스 프리엠블을 타겟 기지국으로 전송한다.

타겟 기지국이 핸드오버를 수락하는 경우, 핸드오버를 수락 메시지를 소스 기지국에 전송한다(S1450).

소스 기지국은 이동 개체에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송한다(S1455).

한편 소스 기지국은 핸드오버 수락 메시지의 수신에 따라서, 타겟 기지국을 제외한 나머지 이웃 기지국들이 할당한 이동 셀을 위한 식별자 및/또는 랜덤 엑세스 프리엠블을 나머지 이웃 기지국들로 반환한다. 또한, 이동 셀은 타겟 기지국을 제외한 나머지 이웃 기지국들이 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블들을 삭제한다.

이와 같은 이동 셀의 핸드오버는 이동 셀에 의해 서브되는 이동 단말들에게 투명(transparent)하게 수행될 수 있다.

이동 개체가 이동 단말인 경우, 소스 기지국은 이웃 기지국들에 대한 측정 설정(measurement configuration)을 포함하는 측정 설정 메시지를 이동 개체에 전송한다(S1405). 즉, 소스 기지국은 이동 단말에는 핸드 오버 개시를 결정하기 위한 정보를 전송하지 않는다. 이동 개체가 이동 단말인 경우 서빙 기지국이 핸드오버의 개시와 상기 타겟 기지국을 결정하기 때문이다. 반면, 이동 개체가 이동 셀인 경우 이동 셀이 핸드오버의 개시와 타겟 기지국을 결정한다.

소스 기지국은 이동 단말로부터 측정 보고를 수신한다(S1410). 소스 기지국은 측정 보고에 기초하여 단말의 핸드오버 개시 여부 및 타겟 기지국을 결정한다. 이와 같이 이동 개체(moving entity)가 이동 단말(mobile terminal)인지 아니면 이동 셀(moving cell)인지 여부에 따라서, 핸드오버의 개시(initiation) 및 타겟 기지국을 선택하는 방식이 결정된다.

소스 기지국은 타겟 기지국으로 핸드오버 요청을 전송하고(S1415), 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지(handover accept)를 수신한다(S1420).

소스 기지국은 이동 단말에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송한다(S1425). 이동 단말에 전송하는 RRC 연결 설정 메시지는 타겟 기지국이 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블을 포함할 수 있다. 즉, 이동 개체가 이동 단말인 경우, 랜덤 엑세스 프리엠블은 RRC 연결 재설정 메시지를 통해서 핸드오버의 개시 이후에 이동 단말에 제공된다. 반면, 이동 개체가 이동 셀인 경우 상기 타겟 기지국으로부터 할당된 랜덤 엑세스 프리엠블은 핸드오버의 개시 이전에 이동 셀에 제공된다.

한편, 이동 셀에서 이동 단말들의 핸드오버는 상술된 이동 단말의 핸드오버 절차에 따라서 수행될 수 있다. 예컨대, 이동 셀에서 서브되는 이동 단말이 핸드오버를 수행하는 경우, 이동 셀은 이동 단말이 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송하기 이전에 이동 단말의 RRC 연결을 해제한다.

도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 핸드오버 전처리 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 전술한 설명과 중복되는 사항은 설명을 생략한다.

먼저, 소스 기지국은 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보에 기초하여 이동 셀이 고정된 이동 궤적을 갖는지, 아니면 고정되지 않은 이동 궤적을 갖는지를 판단한다(S1500).

만약, 고정되지 않은 이동 궤적을 갖는다고 판단되면, E-SMLC에 이웃 기지국 정보를 요청한다(S1505). 예컨대, 소스 기지국은 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보를 포함하는 메시지를 E-SMLC에 전송한다.

소스 기지국은 이웃 기지국들의 리스트를 포함하는 이웃 기지국 정보 응답 메시지를 전송한다(S1510). 이웃 기지국의 리스트에는 예컨대, 타겟 기지국과 제1 이웃 기지국이 포함된다고 가정한다.

소스 기지국은 타겟 기지국 및 제1 이웃 기지국에 핸드오버 전 처리 요청 메시지를 전송한다(S1515). 핸드오버 전처리 요청 메시지에는 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보 및 이동 셀의 컨텍스트 정보가 포함될 수 있다.

소스 기지국은 타겟 기지국 및 제1 이웃 기지국으로부터 각각 핸드오버 전 처리 응답 메시지를 수신한다(S1520). 핸드오버 전 처리 응답 메시지에는 랜덤 엑세스 프리엠블, 이동 셀의 식별자, RRC 설정에 대한 정보가 포함될 수 있다.

소스 기지국은 핸드오버의 개시 이전에 이동 셀로 핸드오버 전 처리 응답 메시지를 전달한다(S1525).

이동 셀은 랜덤 엑세스 프리엠블을 타겟 기지국으로 전송한다(S1530). 랜덤 엑세스 프리엠블의 전송에 따라서 핸드오버가 개시된다.

타겟 기지국은 핸드오버의 수락을 알리는 핸드오버 응답을 소스 기지국으로 전송한다(S1535).

소스 기지국은 이동 셀에 의해서 사용되지 않은 랜덤 엑세스 프리엠블을 제1 이웃 기지국으로 반환한다(S1540). 한편, 소스 기지국은 이동 셀에 제1 이웃 기지국이 할당한 식별자를 함께 반환 할 수 있다. 제1 이웃 기지국은 이동 셀에 할당되었던 랜덤 엑세스 프리엠블 및 식별자를 회수하고, 다른 이동 셀 또는 단말에게 할당할 수 있다. 또한, 소스 기지국은 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보 및 컨텍스트 정보의 삭제를 제1 이웃 기지국에 지시할 수 있다.

소스 기지국은 이동 셀에 제1 이웃 기지국의 랜덤 엑세스 프리엠블, 제1 이웃 기지국의 RRC 설정, 제1 이웃 기지국의 시스템 정보 및 제1 이웃 기지국이 할당한 식별자를 삭제할 것을 이동 셀에 지시할 수 있다(S1545).

한편, 이동 셀이 고정된 이종 궤적을 갖는 경우 소스 기지국은 이동 셀이 다음에 어느 기지국으로 핸드오버할 것인지를 알 수 있다. 즉, 소스 기지국은 타겟 기지국을 파악할 수 있다.

소스 기지국은 핸드오버 전 처리 요청을 타겟 기지국으로 전송하고(S1550), 타겟 기지국으로부터 핸드오버 전 처리 응답을 수신하여(S1560), 이동 셀에 전달한다(S1560). 이동 셀의 핸드오버가 개시되면(S1565), 소스 기지국은 타겟 기지국으로부터 핸드오버 응답을 수신한다(S1570). 한편, 소스 기지국에서 이동 셀에 할당한 식별자는 고정된 이동 궤적 상에 위치한 기지국들에서 재사용될 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀(Cell)을 도시한 도면이다. 도 16에 도시된 셀(1600)은 이동 셀이거나 고정 셀일 수 있다. 셀(1600)이 고정 셀인 경우, 이동 셀을 서빙하는 서빙 기지국이거나 서빙 기지국 주변에 위치한 이웃 기지국일 수 있다. 셀(1600)은 전술한 실시예들에서의 이동 셀 또는 고정 셀의 동작을 수행할 수 있다.

셀(1600)은 MU-MIMO를 위한 다수의 안테나들, 무선 인터페이스(1601), 백홀 인터페이스(1602), 메모리(1603) 및 프로세서(1204) 를 포함한다. 백홀 인터페이스(1602)는 다른 셀 또는 기지국과 백홀 링크를 통해 데이터를 송수신한다. 백홀 인터페이스(1602)가 무선의 백홀 링크를 형성하는 경우, 백홀 인터페이스(1602)와 무선 인터페이스(1601)은 하나의 모듈로서 구현될 수 있다. 무선 인터페이스(1601)는 다수의 안테나들을 통해 단말들과 신호들을 송수신한다. 프로세서(1604)는 백홀 인터페이스(1602), 무선 인터페이스(1601) 및 메모리(1603)을 제어한다.

먼저, 셀(1600)이 이동 셀의 서빙 기지국으로서, 서빙 기지국이 이동 셀의 핸드오버를 위한 전 처리(pre-processing)를 수행한다고 가정한다. 이 때, 백홀 인터페이스는 서빙 기지국 주변에 위치한 적어도 하나의 이웃 기지국에 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 전 처리 요청 메시지를 전송한다. 백홀 인터페이스는 이웃 기지국으로부터 이웃 기지국이 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블, 이웃 기지국의 RRC (radio resource control) 설정 및 이웃 기지국의 시스템 정보 중 적어도 하나를 포함하는 전 처리 응답 메시지를 수신한다. 무선 인터페이스는 이동 셀의 핸드오버 개시 이전에 전 처리 응답 메시지를 이동 셀에 전송한다.

이와 달리 셀(1600)이 이동 셀의 핸드오버를 위한 전 처리(pre-processing)를 수행하는 이웃 기지국이라고 가정한다. 이 때 백홀 인터페이스는, 서빙 기지국으로부터 이동 셀의 핸드오버 이력에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 전 처리 요청 메시지를 수신한다. 백홀 인터페이스는, 서빙 기지국으로 이웃 기지국이 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블, 이웃 기지국의 RRC (radio resource control) 설정 및 이웃 기지국의 시스템 정보 중 적어도 하나를 포함하는 전 처리 응답 메시지를 전송한다. 이웃 기지국이 전송한 전 처리 응답 메시지는, 이동 셀의 핸드오버 개시 이전에 이동 셀에 전달된다.

다른 일 실시예에 따라서 셀(1600)이 이동 개체(moving entity)의 핸드오버를 지원하는 서빙 기지국일 때, 무선 인터페이스는 이웃 기지국들에 대한 측정 설정(measurement configuration)을 포함하는 측정 설정 메시지를 이동 개체에 전송한다. 무선 인터페이스는 이동 개체에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송한다. 백홀 인터페이스는 이웃 기지국들 중 이동 개체가 핸드오버할 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지(handover accept)를 수신한다. 이 때, 이동 개체(moving entity)가 이동 단말(mobile terminal)인지 아니면 이동 셀(moving cell)인지 여부에 따라서, 핸드오버의 개시(initiation) 및 타겟 기지국을 선택하는 방식이 결정될 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말과 기지국의 구조를 도시한 도면이다.

기지국(10)은, 수신기(11), 송신기(12), 프로세서(13), 메모리(14) 및 복수개의 안테나(15)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(15)는 MIMO 송수신을 지원하는 기지국을 의미한다. 수신기(11)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 송신기(12)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(13)는 기지국(10) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

기지국(10)의 프로세서(13)는 그 외에도 기지국(10)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(14)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

단말(20)은, 수신기(21), 송신기(22), 프로세서(23), 메모리(24) 및 복수개의 안테나(25)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(25)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말을 의미한다. 수신기(21)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 송신기(22)는 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(23)는 단말(20) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

단말(20)의 프로세서(23)는 그 외에도 단말(20)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(24)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명와 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

상술된 바와 같이 본 발명의 실시예들은 다양한 이동 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims

서빙 기지국이 이동 개체(moving entity)의 핸드오버를 지원하는 방법에 있어서,
이웃 기지국들에 대한 측정 설정(measurement configuration)을 포함하는 측정 설정 메시지를 상기 이동 개체에 전송하는 단계;
상기 이웃 기지국들 중 상기 이동 개체가 핸드오버할 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지(handover accept)를 수신하는 단계; 및
상기 이동 개체에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 이동 개체(moving entity)가 이동 단말(mobile terminal)인지 아니면 이동 셀(moving cell)인지 여부에 따라서, 상기 핸드오버의 개시(initiation) 및 상기 타겟 기지국을 선택 하는 방식이 결정되는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 개체가 상기 이동 단말인 경우 상기 서빙 기지국이 상기 핸드오버의 개시와 상기 타겟 기지국을 결정하고,
상기 이동 개체가 상기 이동 셀인 경우 상기 이동 셀이 상기 핸드오버의 개시와 상기 타겟 기지국을 결정하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 측정 설정 메시지는,
상기 이동 개체가 이동 셀인 경우, 상기 이동 셀이 상기 핸드오버를 개시할지 여부를 결정하는데 필요한 정보를 더 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 개체가 상기 이동 셀인 경우 상기 타겟 기지국으로부터 할당된 랜덤 엑세스 프리엠블은 상기 핸드오버의 개시 이전에 상기 이동 셀에 제공되고,
상기 이동 개체가 상기 이동 단말인 경우, 상기 랜덤 엑세스 프리엠블은 상기 RRC 연결 재설정 메시지를 통해서 상기 핸드오버의 개시 이후에 상기 이동 단말에 제공되는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이웃 기지국들이 할당한 상기 이동 셀을 위한 식별자 및 랜덤 엑세스 프리엠블을 수신하는 단계; 및
상기 핸드오버 수락 메시지의 수신에 따라서, 상기 타겟 기지국을 제외한 나머지 이웃 기지국들이 할당한 상기 이동 셀을 위한 식별자 및 상기 랜덤 엑세스 프리엠블을 상기 나머지 이웃 기지국들로 반환하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 개체가 상기 이동 단말인지 아니면 상기 이동 셀인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 셀의 핸드오버는 상기 이동 셀에 의해 서브되는 이동 단말들에게 투명(transparent)하게 수행되는, 방법.
이동 셀(moving cell)이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
서빙 기지국으로부터 수신된 측정 설정 메시지에 기초하여 이웃 기지국들을 측정하는 단계;
상기 이웃 기지국들을 측정한 결과에 따라서 핸드오버의 개시 및 타겟 기지국을 결정하는 단계; 및
상기 서빙 기지국에 대한 RRC(Radio Resoinxe Control) 연결 상태에서, 상기 타겟 기지국으로 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송하는 단계를 포함하고,
상기 이동 셀에서 서브되는 이동 단말이 핸드오버를 수행하는 경우, 상기 이동 셀은 상기 이동 단말이 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송하기 이전에 상기 이동 단말의 RRC 연결을 해제하는, 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 측정 설정 메시지는 상기 핸드오버의 개시 여부를 결정하는데 필요한 정보를 더 포함하는, 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 이웃 기지국들이 할당한 랜덤 엑세스 프리엠블들을 상기 핸드오버의 개시 이전에 상기 서빙 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 타겟 기지국이 상기 이동 셀의 핸드오버를 수락함에 따라서, 상기 타겟 기지국을 제외한 나머지 이웃 기지국들이 할당한 상기 랜덤 엑세스 프리엠블들을 삭제하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 이동 셀의 핸드오버는 상기 이동 셀에 의해 서브되는 상기 이동 단말들에게 투명(transparent)하게 수행되는, 방법.
이동 개체(moving entity)의 핸드오버를 지원하는 서빙 기지국에 있어서,
이웃 기지국들에 대한 측정 설정(measurement configuration)을 포함하는 측정 설정 메시지를 상기 이동 개체에 전송하고, 상기 이동 개체에 RRC(Radio Resource Control) 연결을 재설정 할 것을 지시하는 RRC 연결 재설정 메시지를 전송하는 무선 인터페이스;
상기 이웃 기지국들 중 상기 이동 개체가 핸드오버할 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수락 메시지(handover accept)를 수신하는 백홀 인터페이스; 및
상기 무선 인터페이스 및 상기 백홀 인터페이스를 제어하는 프로세서를 포함하고,
상기 이동 개체(moving entity)가 이동 단말(mobile terminal)인지 아니면 이동 셀(moving cell)인지 여부에 따라서, 상기 핸드오버의 개시(initiation) 및 상기 타겟 기지국을 선택하는 방식이 결정되는, 서빙 기지국.
제 13 항에 있어서,
상기 이동 개체가 상기 이동 단말인 경우 상기 서빙 기지국이 상기 핸드오버의 개시와 상기 타겟 기지국을 결정하고,
상기 이동 개체가 상기 이동 셀인 경우 상기 이동 셀이 상기 핸드오버의 개시와 상기 타겟 기지국을 결정하는, 서빙 기지국.