KR20140064889A - 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성 지원 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 단말의 이동성 수행 지원 방법이 제공된다. 상기 방법은 MSE(Mobility State Estimation)을 위한 정보를 포함하는 MSE 제어 정보를 네트워크로부터 수신하고; 이동성 조건이 만족되면, 이동성을 수행하고; 상기 MSE 제어 정보를 기반으로 이동성 카운터(mobility counter)를 업데이트 하고; 상기 업데이트된 이동성 카운터를 기반으로 상기 단말의 이동성 상태를 추정하고; 및 상기 추정된 이동성 상태를 기반으로 이동성 파라미터(mobility parameter)를 스케일링 하는 것을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말의 이동성 지원 방법 및 이를 지원하는 장치{METHOD FOR SUPPORTING MOBILITY OF USER EQUIPMENT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, AND DEVICE SUPPORTING THE SAME}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 단말(user equipment)의 이동성을 지원하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.

넓은 커버리지를 가지는 macro cell의 특정 위치에 서비스 영역이 작은 마이크로 셀(micro cell), 펨토 셀(femto cell), 피코 셀(pico cell)등이 설치될 수 있다.

모바일 장치로 대표되는 단말은 이동하기 때문에, 현재 제공되는 서비스의 품질이 저하되거나, 보다 좋은 서비스를 제공할 수 있는 셀이 발견될 수 있다. 이로 인해 단말은 새로운 셀로 이동할 수 있는데 이를 단말의 이동성 수행이라 한다.

각 셀은 고정되어 있는 커버리지를 가지고, 단말은 가변적인 속도로 무선 통신 시스템상에서 이동하므로 단말이 이동성을 수행하는 빈도는 경우에 따라 달라질 수 있다. 단말의 이동 상태를 고려하여 단말의 이동성을 지원하기 위하여 MSE(mobility state estimation) 및 이동성 파라미터를 스케일링하는 방법이 지원되어 왔다.

한편, 무선 통신 시스템의 구현상 특징으로 인하여 단말에 의한 MSE가 실제적인 단말의 이동성 상태를 반영하지 못한 채 수행될 수 있다. 이는 이동성 파라미터 스케일링에 있어서 적절하지 못한 스케일링 인자가 적용되어 단말의 이동성 수행이 적절하지 못하게 되는 현상을 야기할 수 있다. 이를 보완하기 위하여, 단말이 수행하는 MSE를 제어하여 단말의 이동성을 보다 적절하게 지원할 수 있도록 하는 방법이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성을 지원하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성 수행 지원 방법이 제공된다. 상기 방법은 MSE(Mobility State Estimation)을 위한 정보를 포함하는 MSE 제어 정보를 네트워크로부터 수신하고; 이동성 조건이 만족되면, 이동성을 수행하고; 상기 MSE 제어 정보를 기반으로 이동성 카운터(mobility counter)를 업데이트 하고; 상기 업데이트된 이동성 카운터를 기반으로 상기 단말의 이동성 상태를 추정하고; 및 상기 추정된 이동성 상태를 기반으로 이동성 파라미터(mobility parameter)를 스케일링 하는 것을 포함한다.

상기 MSE 제어 정보는 상기 이동성 카운터의 값을 제한하기 위한 카운팅 임계값 및 상기 카운팅 임계값이 유효한 지속시간을 지시하는 제제 타이머(prohibit timer) 값을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 제제 타이머 값으로 설정된 제제 타이머를 시작시키는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 이동성 카운터를 업데이트 하는 것은 상기 제제 타이머의 만료 여부를 확인하고, 상기 제제 타이머가 구동중이면 상기 이동성 카운터와 상기 카운팅 임계값을 비교하여 상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하고 및 상기 이동성 카운트를 업데이트 하기로 결정하면, 상기 이동성 카운트를 1 증가시키는 것을 포함할 수 있다.

상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하는 것은 상기 이동성 카운터의 값이 상기 카운팅 임계값보다 작으면, 상기 이동성 카운터를 업데이트 하기로 결정하는 것을 포함할 수 있다.

상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하는 것은 상기 이동성 카운터의 값이 상기 카운팅 임계값과 같거나 크면, 상기 이동성 카운터 값을 업데이트 하지 않기로 결정하는 것을 포함할 수 있다.

상기 제제 타이머를 시작시키는 것은 기존 제제 타이머 값으로 설정된 제제 타이머가 이미 구동중이면, 상기 구동중인 타이머가 만료된 후 상기 제제 타이머 값으로 설정된 상기 제제 타이머를 시작시키는 것을 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 동작하는 무선 장치가 제공된다. 상기 무선장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및 상기 RF 부와 기능적으로 결합하된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 MSE(Mobility State Estimation)을 위한 정보를 포함하는 MSE 제어 정보를 네트워크로부터 수신하고, 이동성 조건이 만족되면, 이동성을 수행하고, 상기 MSE 제어 정보를 기반으로 이동성 카운터(mobility counter)를 업데이트 하고, 상기 업데이트된 이동성 카운터를 기반으로 상기 단말의 이동성 상태를 추정하고 및 상기 추정된 이동성 상태를 기반으로 이동성 파라미터(mobility parameter)를 스케일링 하도록 설정된다.

본 발명의 실시예에 따르면, MSE 제어 정보가 단말에게 제공되어 보다 강화된 MSE가 지원될 수 있다. 매크로 셀 및 작은 셀들이 공존하는 헤테로 네트워크(heterogeneous network)에서 실제 단말의 이동과 관련없는 이동성 수행으로 인한 부적절한 이동성 카운팅이 제제(prohibit)될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, inter-frequency 이동성이 빈번이 야기되는 무선 통신 환경에서 단말은 실제 단말의 이동과 관련없는 이동성 수행으로 인한 부적절한 이동성 카운팅이 제제될 수 있다. 이를 통해, 단말이 수행하는 MSE에 의해 추정된 단말의 이동성 상태는 실제 단말의 이동 상태를 보다 적절히 반영할 수 있다. 이를 기반으로 단말은 실제 네트워크 환경 및 자신의 이동성 상태에 따른 적절한 이동성을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 RRC 아이들 상태의 단말의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 RRC 연결 재확립 절차를 나타내는 도면이다.
도 8은 기존의 측정 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 단말에게 설정된 측정 설정의 일 예를 나타낸다.
도 10은 측정 식별자를 삭제하는 예를 나타낸다.
도 11은 측정 대상을 삭제하는 예를 나타낸다.
도 12는 HeNB 운용을 나타내는 무선 통신 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 CSG 셀에 대한 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 무선 통신 시스템에서 단말에 의하여 수행된 이동성의 예시를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 MSE 수행 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.

EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.

서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.

MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.

RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.

사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.

RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다.

RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 확립되면, 단말은 RRC 연결(RRC connected) 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들(RRC idle) 상태에 있게 된다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.

이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.

RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태, 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 CN(core network)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.

단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트랙킹 구역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.

다음은, 시스템 정보(System Information)에 관한 설명이다.

시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.

3GPP TS 36.331 V8.7.0 (2009-09) "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.2.2절에 의하면, 상기 시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Scheduling Block), SIB System Information Block)로 나뉜다. MIB는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역폭(Bandwidth) 같은 것을 알 수 있도록 한다. SB은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향링크 무선 채널의 정보만을 포함한다.

일반적으로, 네트워크가 단말에게 제공하는 서비스는 아래와 같이 세가지 타입으로 구분할 수 있다. 또한, 어떤 서비스를 제공받을 수 있는지에 따라 단말은 셀의 타입 역시 다르게 인식한다. 아래에서 먼저 서비스 타입을 서술하고, 이어 셀의 타입을 서술한다.

1) 제한적 서비스(Limited service): 이 서비스는 응급 호출(Emergency call) 및 재해 경보 시스템(Earthquake and Tsunami Warning System; ETWS)를 제공하며, 수용가능 셀(acceptable cell)에서 제공할 수 있다.

2) 정규 서비스(Normal service) : 이 서비스는 일반적 용도의 범용 서비스(public use)를 의미하여, 정규 셀(suitable or normal cell)에서 제공할 수 있다.

3) 사업자 서비스(Operator service) : 이 서비스는 통신망 사업자를 위한 서비스를 의미하며, 이 셀은 통신망 사업자만 사용할 수 있고 일반 사용자는 사용할 수 없다.

셀이 제공하는 서비스 타입과 관련하여, 셀의 타입은 아래와 같이 구분될 수 있다.

1) 수용가능 셀(Acceptable cell) : 단말이 제한된(Limited) 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 해당 단말 입장에서, 금지(barred)되어 있지 않고, 단말의 셀 선택 기준을 만족시키는 셀이다.

2) 정규 셀(Suitable cell) : 단말이 정규 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 수용가능 셀의 조건을 만족시키며, 동시에 추가 조건들을 만족시킨다. 추가적인 조건으로는, 이 셀이 해당 단말이 접속할 수 있는 PLMN(Public Land Mobile Network) 소속이어야 하고, 단말의 트랙킹 구역(Tracking Area) 갱신 절차의 수행이 금지되지 않은 셀이어야 한다. 해당 셀이 CSG 셀이라고 하면, 단말이 이 셀에 CSG 멤버로서 접속이 가능한 셀이어야 한다.

3) 금지된 (Barred cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 금지된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.

4) 예약된 셀(Reserved cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 예약된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.

도 4는 RRC 아이들 상태의 단말의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 초기 전원이 켜진 단말이 셀 선택 과정을 거쳐 네트워크 망에 등록하고 이어 필요할 경우 셀 재선택을 하는 절차를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 단말은 자신이 서비스 받고자 하는 망인 PLMN(public land mobile network)과 통신하기 위한 라디오 접속 기술(radio access technology; RAT)를 선택한다(S410). PLMN 및 RAT에 대한 정보는 단말의 사용자가 선택할 수도 있으며, USIM(universal subscriber identity module)에 저장되어 있는 것을 사용할 수도 있다.

단말은 측정한 기지국과 신호세기나 품질이 특정한 값보다 큰 셀 중에서, 가장 큰 값을 가지는 셀을 선택한다(Cell Selection)(S420). 이는 전원이 켜진 단말이 셀 선택을 수행하는 것으로서 초기 셀 선택(initial cell selection)이라 할 수 있다. 셀 선택 절차에 대해서 이후에 상술하기로 한다. 셀 선택 이후 단말은, 기지국이 주기적으로 보내는 시스템 정보를 수신한다. 상기 말하는 특정한 값은 데이터 송/수신에서의 물리적 신호에 대한 품질을 보장받기 위하여 시스템에서 정의된 값을 말한다. 따라서, 적용되는 RAT에 따라 그 값은 다를 수 있다.

단말은 망 등록 필요가 있는 경우 망 등록 절차를 수행한다(S430). 단말은 망으로부터 서비스(예:Paging)를 받기 위하여 자신의 정보(예:IMSI)를 등록한다. 단말은 셀을 선택 할 때 마다 접속하는 망에 등록을 하는 것은 아니며, 시스템 정보로부터 받은 망의 정보(예:Tracking Area Identity; TAI)와 자신이 알고 있는 망의 정보가 다른 경우에 망에 등록을 한다.

단말은 셀에서 제공되는 서비스 환경 또는 단말의 환경 등을 기반으로 셀 재선택을 수행한다(S440). 단말은 서비스 받고 있는 기지국으로부터 측정한 신호의 세기나 품질의 값이 인접한 셀의 기지국으로부터 측정한 값보다 낮다면, 단말이 접속한 기지국의 셀 보다 더 좋은 신호 특성을 제공하는 다른 셀 중 하나를 선택한다. 이 과정을 2번 과정의 초기 셀 선택(Initial Cell Selection)과 구분하여 셀 재선택(Cell Re-Selection)이라 한다. 이때, 신호특성의 변화에 따라 빈번히 셀이 재선택되는 것을 방지하기 위하여 시간적인 제약조건을 둔다. 셀 재선택 절차에 대해서 이후에 상술하기로 한다.

도 5는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S510). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S520). RRC 연결 설정 메시지를 수신한 후, 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다.

단말은 RRC 연결 확립의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 설정 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S530).

도 6은 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다. RRC 연결 재설정(reconfiguration)은 RRC 연결을 수정하는데 사용된다. 이는 RB 확립/수정(modify)/해제(release), 핸드오버 수행, 측정 셋업/수정/해제하기 위해 사용된다.

네트워크는 단말로 RRC 연결을 수정하기 위한 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 보낸다(S610). 단말은 RRC 연결 재설정에 대한 응답으로, RRC 연결 재설정의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S620).

다음은 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다.

전원이 켜지거나 셀에 머물러 있을 때, 단말은 적절한 품질의 셀을 선택/재선택하여 서비스를 받기 위한 절차들을 수행한다.

RRC 아이들 상태의 단말은 항상 적절한 품질의 셀을 선택하여 이 셀을 통해 서비스를 제공받기 위한 준비를 하고 있어야 한다. 예를 들어, 전원이 막 켜진 단말은 네트워크에 등록을 하기 위해 적절한 품질의 셀을 선택해야 한다. RRC 연결 상태에 있던 상기 단말이 RRC 아이들 상태에 진입하면, 상기 단말은 RRC 아이들 상태에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC 아이들 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택(Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 상기 셀 선택은 상기 단말이 상기 RRC 아이들 상태로 머물러 있을 셀을 현재 결정하지 못한 상태에서 수행하는 것이므로, 가능한 신속하게 셀을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 일정 기준 이상의 무선 신호 품질을 제공하는 셀이라면, 비록 이 셀이 단말에게 가장 좋은 무선 신호 품질을 제공하는 셀이 아니라고 하더라도, 단말의 셀 선택 과정에서 선택될 수 있다.

이제 3GPP TS 36.304 V8.5.0 (2009-03) "User Equipment (UE) procedures in idle mode (Release 8)"을 참조하여, 3GPP LTE에서 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다.

단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN(public land mobile network)을 검색하고 서비스를 받을 수 있는 적절한 PLMN을 선택한다. PLMN은 모바일 네트워크 운영자(mobile network operator)에 의해 배치되거나(deploy) 운영되는 네트워크이다. 각 모바일 네트워크 운영자는 하나 또는 그 이상의 PLMN을 운영한다. 각각의 PLMN은 MCC(mobile country code) 및 MNC(mobile network code)에 의하여 식별될 수 있다. 셀의 PLMN 정보는 시스템 정보에 포함되어 브로드캐스트된다. 단말은 선택한 PLMN을 등록하려고 시도한다. 등록이 성공한 경우, 선택된 PLMN은 RPLMN(registered PLMN)이 된다. 네트워크는 단말에게 PLMN 리스트를 시그널링할 수 있는데, 이는 PLMN 리스트에 포함된 PLMN들을 RPLMN과 같은 PLMN이라 고려할 수 있다. 네트워크에 등록된 UE는 상시 네트워크에 의하여 접근될 수(reachable) 있어야 한다. 만약 UE가 ECM-CONNECTED 상태(동일하게는 RRC 연결 상태)에 있는 경우, 네트워크는 단말이 서비스를 받고 있음을 인지한다. 그러나, 단말이 ECM-IDLE 상태(동일하게는 RRC 아이들 상태)에 있는 경우, 단말의 상황이 eNB에서는 유효하지 않지만 MME에는 저장되어 있다. 이 경우, ECM-IDLE 상태의 단말의 위치는 TA(tracking Area)들의 리스트의 입도(granularity)로 오직 MME에게만 알려진다. 단일 TA는 TA가 소속된 PLMN 식별자로 구성된 TAI(tracking area identity)및 PLMN 내의 TA를 유일하게 표현하는 TAC(tracking area code)에 의해 식별된다.

이어, 선택한 PLMN이 제공하는 셀들 중에서 상기 단말이 적절한 서비스를 제공받을 수 있는 신호 품질과 특성을 가진 셀을 선택한다.

셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다.

먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다.

다음으로 단말은 저장된 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀을 선택할 수 있다. 따라서, 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한 셀을 찾지 못하면, 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.

상기 단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다.

무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.

위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 RAT와 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.

- Intra-frequency 셀 재선택 : 단말이 캠핑(camp) 중인 셀과 같은 RAT과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택

- Inter-frequency 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 셀과 같은 RAT과 다른 중심 주파수를 가지는 셀을 재선택

- Inter-RAT 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 RAT와 다른 RAT을 사용하는 셀을 재선택

셀 재선택 과정의 원칙은 다음과 같다

첫째, 단말은 셀 재선택을 위하여 서빙 셀(serving cell) 및 이웃 셀(neighboring cell)의 품질을 측정한다.

둘째, 셀 재선택은 셀 재선택 기준에 기반하여 수행된다. 셀 재선택 기준은 서빙 셀 및 이웃 셀 측정에 관련하여 아래와 같은 특성을 가지고 있다.

Intra-frequency 셀 재선택은 기본적으로 랭킹(ranking)에 기반한다. 랭킹이라는 것은, 셀 재선택 평가를 위한 지표값을 정의하고, 이 지표값을 이용하여 셀들을 지표값의 크기 순으로 순서를 매기는 작업이다. 가장 좋은 지표를 가지는 셀을 흔히 best ranked cell이라고 부른다. 셀 지표값은 단말이 해당 셀에 대해 측정한 값을 기본으로, 필요에 따라 주파수 오프셋 또는 셀 오프셋을 적용한 값이다.

Inter-frequency 셀 재선택은 네트워크에 의해 제공된 주파수 우선순위에 기반한다. 단말은 가장 높은 주파수 우선순위를 가진 주파수에 머무를(camp on) 수 있도록 시도한다. 네트워크는 브로드캐스트 시그널링(broadcast signaling)를 통해서 셀 내 단말들이 공통적으로 적용할 또는 주파수 우선순위를 제공하거나, 단말별 시그널링(dedicated signaling)을 통해 단말 별로 각각 주파수 별 우선순위를 제공할 수 있다.

Inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 파라미터(예를 들어 주파수별 오프셋(frequency-specific offset))를 주파수별로 제공할 수 있다.

Intra-frequency 셀 재선택 또는 inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 이웃 셀 리스트(Neighboring Cell List, NCL)를 단말에게 제공할 수 있다. 이 NCL은 셀 재선택에 사용되는 셀 별 파라미터(예를 들어 셀 별 오프셋(cell-specific offset))를 포함한다

Intra-frequency 또는 inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 셀 재선택 금지 리스트(black list)를 단말에게 제공할 수 있다. 금지 리스트에 포함된 셀에 대해 단말은 셀 재선택을 수행하지 않는다.

이어서, 셀 재선택 평가 과정에서 수행하는 랭킹에 관해 설명한다.

셀의 우선순위를 주는데 사용되는 랭킹 지표(ranking criterion)은 수학식 1와 같이 정의된다.

여기서, Rs는 서빙 셀의 랭킹 지표, Rn은 이웃 셀의 랭킹 지표, Qmeas,s는 단말이 서빙 셀에 대해 측정한 품질값, Qmeas,n는 단말이 이웃 셀에 대해 측정한 품질값, Qhyst는 랭킹을 위한 히스테리시스(hysteresis) 값, Qoffset은 두 셀간의 오프셋이다.

Intra-frequency에서, 단말이 서빙 셀과 이웃 셀 간의 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qoffset=Qoffsets,n 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우에는 Qoffset = 0 이다.

Inter-frequency에서, 단말이 해당 셀에 대한 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qoffset = Qoffsets,n + Qfrequency 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우 Qoffset = Qfrequency 이다.

서빙 셀의 랭킹 지표(Rs)과 이웃 셀의 랭킹 지표(Rn)이 서로 비슷한 상태에서 변동하면, 변동 결과 랭킹 순위가 자꾸 뒤바뀌어 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택을 할 수 있다. Qhyst는 셀 재선택에서 히스테리시스를 주어, 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택하는 것을 막기 위한 파라미터이다.

단말은 위 식에 따라 서빙 셀의 Rs 및 이웃 셀의 Rn을 측정하고, 랭킹 지표 값이 가장 큰 값을 가진 셀을 best ranked 셀로 간주하고, 이 셀을 재선택한다.

상기 기준에 의하면, 셀의 품질이 셀 재선택에서 가장 주요한 기준으로 작용하는 것을 확인할 수 있다. 만약 재선택한 셀이 정규 셀(suitable cell)이 아니면 단말은 해당 주파수 또는 해당 셀을 셀 재선택 대상에서 제외한다.

이하에서, RLM(Radio Link Monitoring)에 대하여 설명하도록 한다.

단말은 PCell의 하향링크 무선 링크 품질을 감지하기 위해 셀 특정 참조 신호(cell-specific reference signal)을 기반으로 하향링크 품질을 모니터링한다. 단말은 PCell의 하향링크 무선 링크 품질 모니터링 목적으로 하향링크 무선 링크 품질을 추정하고 그것을 임계값 Qout 및 Qin과 비교한다. 임계값 Qout은 하향링크 무선 링크가 안정적으로 수신될 수 없는 수준으로서 정의되며, 이는 PDFICH 에러를 고려하여 가상의 PDCCH 전송(hypothetical PDCCH transmission)의 10% 블록 에러율에 상응한다. 임계값 Qin은 Qout의 레벨보다 더 안정적으로 수신될 수 있는 하향링크 무선 링크 품질 레벨로 정의되며, 이는 PCFICH 에러를 고려하여 가상의 PDCCH 전송의 2% 블록 에러율에 상응한다.

이제 무선 링크 실패에 대하여 설명한다.

단말은 서비스를 수신하는 서빙셀과의 무선 링크의 품질 유지를 위해 지속적으로 측정을 수행한다. 단말은 서빙셀과의 무선 링크의 품질 악화(deterioration)로 인하여 현재 상황에서 통신이 불가능한지 여부를 결정한다. 만약, 서빙셀의 품질이 너무 낮아서 통신이 거의 불가능한 경우, 단말은 현재 상황을 무선 연결 실패로 결정한다.

만약 무선 링크 실패가 결정되면, 단말은 현재의 서빙셀과의 통신 유지를 포기하고, 셀 선택(또는 셀 재선택) 절차를 통해 새로운 셀을 선택하고, 새로운 셀로의 RRC 연결 재확립(RRC connection re-establishment)을 시도한다.

3GPP LTE의 스펙에서는 정상적인 통신을 할 수 없는 경우로 아래와 같은 예시를 들고 있다.

- 단말의 물리 계층의 무선 품질 측정 결과를 기반으로 단말이 하향 통신 링크 품질에 심각한 문제가 있다고 판단한 경우(RLM 수행 중 PCell의 품질이 낮다고 판단한 경우)

- MAC 부계층에서 랜덤 액세스(random access) 절차가 계속적으로 실패하여 상향링크 전송에 문제가 있다고 판단한 경우.

- RLC 부계층에서 상향 데이터 전송이 계속적으로 실패하여 상향 링크 전송에 문제가 있다고 판단한 경우.

- 핸드오버를 실패한 것으로 판단한 경우.

- 단말이 수신한 메시지가 무결성 검사(integrity check)를 통과하지 못한 경우.

이하에서는 RRC 연결 재확립(RRC connection re-establishment) 절차에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 7은 RRC 연결 재확립 절차를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 단말은 SRB 0(Signaling Radio Bearer #0)을 제외한 설정되어 있던 모든 무선 베어러(radio bearer) 사용을 중단하고, AS(Access Stratum)의 각종 부계층을 초기화 시킨다(S710). 또한, 각 부계층 및 물리 계층을 기본 구성(default configuration)으로 설정한다. 이와 같은 과정중에 단말은 RRC 연결 상태를 유지한다.

단말은 RRC 연결 재설정 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 수행한다(S720). RRC 연결 재확립 절차 중 셀 선택 절차는 단말이 RRC 연결 상태를 유지하고 있음에도 불구하고, 단말이 RRC 아이들 상태에서 수행하는 셀 선택 절차와 동일하게 수행될 수 있다.

단말은 셀 선택 절차를 수행한 후 해당 셀의 시스템 정보를 확인하여 해당 셀이 적합한 셀인지 여부를 판단한다(S730). 만약 선택된 셀이 적절한 E-UTRAN 셀이라고 판단된 경우, 단말은 해당 셀로 RRC 연결 재확립 요청 메시지(RRC connection reestablishment request message)를 전송한다(S740).

한편, RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 통하여 선택된 셀이 E-UTRAN 이외의 다른 RAT을 사용하는 셀이라고 판단된 경우, RRC 연결 재확립 절차를 중단되고, 단말은 RRC 아이들 상태로 진입한다(S750).

단말은 셀 선택 절차 및 선택한 셀의 시스템 정보 수신을 통하여 셀의 적절성 확인은 제한된 시간 내에 마치도록 구현될 수 있다. 이를 위해 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 개시함에 따라 타이머를 구동시킬 수 있다. 타이머는 단말이 적합한 셀을 선택하였다고 판단된 경우 중단될 수 있다. 타이머가 만료된 경우 단말은 RRC 연결 재확립 절차가 실패하였음을 간주하고 RRC 아이들 상태로 진입할 수 있다. 이 타이머를 이하에서 무선 링크 실패 타이머라고 언급하도록 한다. LTE 스펙 TS 36.331에서는 T311이라는 이름의 타이머가 무선 링크 실패 타이머로 활용될 수 있다. 단말은 이 타이머의 설정 값을 서빙 셀의 시스템 정보로부터 획득할 수 있다.

단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락한 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 메시지(RRC connection reestablishment message)를 전송한다.

셀로부터 RRC 연결 재확립 메시지를 수신한 단말은 SRB1에 대한 PDCP 부계층과 RLC 부계층을 재구성한다. 또한 보안 설정과 관련된 각종 키 값들을 다시 계산하고, 보안을 담당하는 PDCP 부계층을 새로 계산한 보안키 값들로 재구성한다. 이를 통해 단말과 셀간 SRB 1이 개방되고 RRC 제어 메시지를 주고 받을 수 있게 된다. 단말은 SRB1의 재개를 완료하고, 셀로 RRC 연결 재확립 절차가 완료되었다는 RRC 연결 재확립 완료 메시지(RRC connection reestablishment complete message)를 전송한다(S760).

반면, 단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락하지 않은 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 거절 메시지(RRC connection reestablishment reject message)를 전송한다.

RRC 연결 재확립 절차가 성공적으로 수행되면, 셀과 단말은 RRC 연결 재설정 절차를 수행한다. 이를 통하여 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 전의 상태를 회복하고, 서비스의 연속성을 최대한 보장한다.

단말은 네트워크의 MRO(Mobility Robustness Optimization)를 지원하기 위하여 RLF가 발생하거나 핸드오버 실패(handover failure)가 발생하면 이러한 실패 이벤트를 네트워크에 보고한다.

RRC 연결 재확립 후, 단말은 RLF 보고를 eNB로 제공할 수 있다. RLF 보고에 포함된 무선 측정은 커버리지 문제들을 식별하기 위해 실패의 잠재적 이유로서 사용될 수 있다. 이 정보는 intra-LTE 이동성 연결 실패에 대한 MRO 평가에서 이와 같은 이벤트들을 배제시키고, 그 이벤트들을 다른 알고리듬들에 대한 입력으로 돌려 쓰기 위하여 사용될 수 있다.

RRC 연결 재확립이 실패하거나 또는 단말이 RRC 연결 재확립을 수행하지 못하는 경우, 단말은 아이들 모드에서 재연결한 후 eNB에대한 유효한 RLF 보고를 생성할 수 있다. 이와 같은 목적을 위하여, 단말은 가장 최근 RLF 또는 핸드오버 실패관련 정보를 저장하고, 네트워크에 의하여 RLF 보고가 불러들여지기까지 또는 상기 RLF 또는 핸드오버 실패가 감지된 후 48시간 동안, 이후 RRC 연결 (재)확립 및 핸드오버 마다 RLF 보고가 유효함을 LTE 셀에게 지시할 수 있다.

단말은 상태 천이 및 RAT 변경 동안 상기 정보를 유지하고, 상기 LTE RAT로 되돌아 온 후 다시 RLF 보고가 유효함을 지시한다.

RRC 연결 설정 절차에서 RLF 보고의 유효함은, 단말이 연결 실패와 같은 방해를 받았고, 이 실패로 인한 RLF 보고가 아직 네트워크로 전달되지 않았음을 지시하는 지시하는 것이다. 단말로부터의 RLF 보고는 이하의 정보를 포함한다.

- 단말에 서비스를 제공했던 마지막 셀 (RLF의 경우) 또는 핸드오버의 타겟의 E-CGI. E-CGI가 알려지지 않았다면, PCI 및 주파수 정보가 대신 사용된다.

- 재확립 시도가 있었던 셀의 E-CGI.

- 마지막 핸드오버 초기화시, 일례로 메시지 7 (RRC 연결 재설정)이 단말에 의해 수신되었을 시, 단말에 서비스를 제공했던 셀의 E-CGI.

- 마지막 핸드오버 초기화부터 연결 실패까지 경과한 시간.

- 연결 실패가 RLF에 의한 것인지 또는 핸드오버 실패로 인한 것인지를 지시하는 정보.

- 무선 측정들.

- 실패의 위치.

단말로부터 RLF 실패를 수신한 eNB는 보고된 연결 실패 이전에 단말에 서비스를 제공하였던 eNB로 상기 보고를 포워딩할 수 있다.

이동 통신 시스템에서 단말의 이동성(mobility) 지원은 필수적이다. 따라서, 단말은 현재 서비스를 제공하는 서빙 셀(serving cell)에 대한 품질 및 이웃셀에 대한 품질을 지속적으로 측정한다. 단말은 측정 결과를 적절한 시간에 네트워크에게 보고하고, 네트워크는 핸드오버 등을 통해 단말에게 최적의 이동성을 제공한다. 흔히 이러한 목적의 측정을 무선 자원 관리 측정 (RRM(radio resource management) measurement)라고 일컫는다.

단말은 이동성 지원의 목적 이외에 사업자가 네트워크를 운영하는데 도움이 될 수 있는 정보를 제공하기 위해, 네트워크가 설정하는 특정한 목적의 측정을 수행하고, 그 측정 결과를 네트워크에게 보고할 수 있다. 예를 들어, 단말이 네트워크가 정한 특정 셀의 브로드캐스트 정보를 수신한다. 단말은 상기 특정 셀의 셀 식별자(Cell Identity)(이를 광역(Global) 셀 식별자라고도 함), 상기 특정 셀이 속한 위치 식별 정보(예를 들어, Tracking Area Code) 및/또는 기타 셀 정보(예를 들어, CSG(Closed Subscriber Group) 셀의 멤버 여부)를 서빙 셀에게 보고할 수 있다.

이동 중의 단말은 특정 지역의 품질이 매우 나쁘다는 것을 측정을 통해 확인한 경우, 품질이 나쁜 셀들에 대한 위치 정보 및 측정 결과를 네트워크에 보고할 수 있다. 네트워크는 네크워크의 운영을 돕는 단말들의 측정 결과의 보고를 바탕으로 네트워크의 최적화를 꾀할 수 있다.

주파수 재사용(Frequency reuse factor)이 1인 이동 통신 시스템에서는, 이동성이 대부분 동일한 주파수 밴드에 있는 서로 다른 셀 간에 이루어진다. 따라서, 단말의 이동성을 잘 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 이웃 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 동일 주파수 측정(intra-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 동일 주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고하여, 해당되는 측정 결과의 목적이 달성되도록 한다.

이동 통신 사업자는 복수의 주파수 밴드를 사용하여 네트워크를 운용할 수도 있다. 복수의 주파수 밴드를 통해 통신 시스템의 서비스가 제공되는 경우, 단말에게 최적의 이동성을 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 이웃 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이, 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 다른 주파수 측정(inter-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 다른 주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고할 수 있어야 한다.

단말이 이종(heterogeneous) 네트워크에 대한 측정을 지원할 경우, 기지국 설정에 의해 이종 네크워크의 셀에 대한 측정을 할 수도 있다. 이러한, 이종 네트워크에 대한 측정을 inter-RAT(Radio Access Technology) 측정이라고 한다. 예를 들어, RAT는 3GPP 표준 규격을 따르는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 및 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)을 포함할 수 있으며, 3GPP2 표준 규격을 따르는 CDMA 2000 시스템 역시 포함할 수 있다.

도 8은 기존의 측정 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.

단말은 기지국으로부터 측정 설정(measurement configuration) 정보를 수신한다(S810). 측정 설정 정보를 포함하는 메시지를 측정 설정 메시지라 한다. 단말은 측정 설정 정보를 기반으로 측정을 수행한다(S820). 단말은 측정 결과가 측정 설정 정보 내의 보고 조건을 만족하면, 측정 결과를 기지국에게 보고한다(S830). 측정 결과를 포함하는 메시지를 측정 보고 메시지라 한다.

측정 설정 정보는 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다.

(1) 측정 대상(Measurement object) 정보: 단말이 측정을 수행할 대상에 관한 정보이다. 측정 대상은 셀내 측정의 대상인 intra-frequency 측정 대상, 셀간 측정의 대상인 inter-frequency 측정 대상, 및 inter-RAT 측정의 대상인 inter-RAT 측정 대상 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, intra-frequency 측정 대상은 서빙 셀과 동일한 주파수 밴드를 갖는 이웃 셀을 지시하고, inter-frequency 측정 대상은 서빙 셀과 다른 주파수 밴드를 갖는 이웃 셀을 지시하고, inter-RAT 측정 대상은 서빙 셀의 RAT와 다른 RAT의 이웃 셀을 지시할 수 있다.

(2) 보고 설정(Reporting configuration) 정보: 단말이 측정 결과를 언제 보고하는지에 관한 보고 조건 및 보고 타입(type)에 관한 정보이다. 보고 조건은 측정 결과의 보고가 유발(trigger)되는 이벤트나 주기에 관한 정보를 포함할 수 있다. 보고 타입은 측정 결과를 어떤 타입으로 구성할 것인지에 관한 정보이다.

(3) 측정 식별자(Measurement identity) 정보: 측정 대상과 보고 설정을 연관시켜, 단말이 어떤 측정 대상에 대해 언제 어떤 타입으로 보고할 것인지를 결정하도록 하는 측정 식별자에 관한 정보이다. 각 측정 식별자는 하나의 측정 대상과 하나의 보고 설정을 연관시킨다. 복수의 측정 식별자를 설정함으로써, 하나 이상의 보고 설정이 동일한 측정 대상과 연관 되는 것 뿐만 아니라, 하나 이상의 측정 대상이 동일한 보고 설정과 연관 되는것도 가능하다. 측정 식별자는 측정 보고 내에서 참조 번호로서 사용될 수 있다. 측정 식별자 정보는 측정 보고 메시지에 포함되어, 측정 결과가 어떤 측정 대상에 대한 것이며, 측정 보고가 어떤 보고 조건으로 발생하였는지를 나타낼 수 있다.

(4) 양적 설정(Quantity configuration) 정보: 양적 설정 정보는 측정의 양을 정의하고, 모든 이벤트 평가 및 그 측정 타입의 관련 보고를 위해 사용되는 연관된 필터링을 정의한다. 하나의 필터는 측정 양(measurement quantity) 마다 설정될 수 있다.

(5) 측정 갭(Measurement gap) 정보: 하향링크 전송 또는 상향링크 전송이 스케쥴링되지 않아, 단말이 서빙 셀과의 데이터 전송에 대한 고려 없이 오직 측정을 하는데 사용될 수 있는 구간인 측정 갭에 관한 정보이다.

단말은 측정 절차를 수행하기 위해, 측정 대상 리스트, 보고 설정 리스트 및 측정 식별자 리스트를 가지고 있다.

3GPP LTE에서 기지국은 단말에게 하나의 주파수 밴드에 대해 하나의 측정 대상만을 설정할 수 있다. 3GPP TS 36.331 V8.5.0 (2009-03) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.5.4절에 의하면, 다음 표와 같은 측정 보고가 유발되는 이벤트들이 정의되어 있다.

단말의 측정 결과가 설정된 이벤트를 만족하면, 단말은 측정 보고 메시지를 기지국으로 전송한다.

도 9는 단말에게 설정된 측정 설정의 일 예를 나타낸다.

먼저, 측정 식별자 1(901)은 intra-frequency 측정 대상과 보고 설정 1을 연결하고 있다. 단말은 셀내 측정(intra frequency measurement)을 수행하며, 보고 설정 1이 측정 결과 보고의 기준 및 보고 타입을 결정하는데 사용된다.

측정 식별자 2(902)는 측정 식별자 1(901)과 마찬가지로 intra-frequency 측정 대상과 연결되어 있지만, intra-frequency 측정 대상을 보고 설정 2에 연결하고 있다. 단말은 측정을 수행하며, 보고 설정 2이 측정 결과 보고의 기준 및 보고 타입를 결정하는데 사용된다.

측정 식별자 1(901)과 측정 식별자 2(902)에 의해, 단말은 intra-frequency 측정 대상에 대한 측정 결과가 보고 설정 1 및 보고 설정 2 중 어느 하나를 만족하더라도 측정 결과를 전송한다.

측정 식별자 3(903)은 inter-frequency 측정 대상 1과 보고 설정 3을 연결하고 있다. 단말은 inter-frequency 측정 대상 1에 대한 측정 결과가 보고 설정 1에 포함된 보고 조건을 만족하면 측정 결과를 보고한다.

측정 식별자 4(904)은 inter-frequency 측정 대상 2과 보고 설정 2을 연결하고 있다. 단말은 inter-frequency 측정 대상 2에 대한 측정 결과가 보고 설정 2에 포함된 보고 조건을 만족하면 측정 결과를 보고한다.

한편, 측정 대상, 보고 설정 및/또는 측정 식별자는 추가, 변경 및/또는 삭제가 가능하다. 이는 기지국이 단말에게 새로운 측정 설정 메시지를 보내거나, 측정 설정 변경 메시지를 보냄으로써 지시할 수 있다.

도 10은 측정 식별자를 삭제하는 예를 나타낸다. 측정 식별자 2(902)가 삭제되면, 측정 식별자 2(902)와 연관된 측정 대상에 대한 측정이 중단되고, 측정 보고도 전송되지 않는다. 삭제된 측정 식별자와 연관된 측정 대상이나 보고 설정은 변경되지 않을 수 있다.

도 11은 측정 대상을 삭제하는 예를 나타낸다. inter-frequency 측정 대상 1이 삭제되면, 단말은 연관된 측정 식별자 3(903)도 또한 삭제한다. inter-frequency 측정 대상 1에 대한 측정이 중단되고, 측정 보고도 전송되지 않는다. 그러나, 삭제된 inter-frequency 측정 대상 1에 연관된 보고 설정은 변경 또는 삭제되지 않을 수 있다.

보고 설정이 제거되면, 단말은 연관된 측정 식별자 역시 제거한다. 단말은 연관된 측정 식별자에 의해 연관된 측정 대상에 대한 측정을 중단한다. 그러나, 삭제된 보고 설정에 연관된 측정 대상은 변경 또는 삭제되지 않을 수 있다.

측정 보고는 측정 식별자, 서빙셀의 측정된 품질 및 이웃 셀(neighboring cell)의 측정 결과를 포함할 수 있다. 측정 식별자는 측정 보고가 트리거된 측정 대상을 식별한다. 이웃 셀의 측정 결과는 이웃 셀의 셀 식별자 및 측정된 품질을 포함할 수 있다. 측정된 품질은 RSRP(Reference Signal Received Power) 및 RSRQ(Reference Signal Received Quality) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이어서 접근성 측정(accessibility measurement)에 대하여 설명한다.

단말을 위한 연결의 비유효성(non-availability) 측정을 다루는 것은 많은 양상이 있는데, 이는 공용 채널들(common channels) 및 연결 절차들 모두에 대해 다룬다. 네트워크로 연결의 비유효성을 알리고, 이에 따라 연결의 유효성을 증가시키기 위한 파라미터 최적화를 돕기 위하여, 단말은 연결 확립 실패시 접근성 측정을 수행한다. 접근성 측정을 위하여, 단말은 이하와 같은 로깅을 수행한다.

- 실패 및 보고 사이의 시간을 카운팅하는 상태적 타이머(relative timer)를 사용함으로써 유도된 타임 스탬프가 포함된다. 접근성 측정을 위한 저장 시간은 48 시간이다.

- 전송된 랜덤 액세스 프리앰블의 개수를 보고하는 것이 지원된다.

- 최대 파워 레벨에 도달했는지 여부를 지시하는 것이 포함된다.

- 연결 확립을 위한 랜덤 액세스 절차 중에 경쟁(contention)이 감지되었는지 여부를 지시하는 것이 포함된다.

이어서 H(e)NB에 대하여 설명한다.

이동통신망 사업자 외에 개인이나 또는 특정 사업자 또는 집단 소유의 기지국을 통해 이동 통신 서비스를 제공할 수도 있다. 이러한 기지국을 HNB (Home NB) 또는 HeNB (Home eNB)라고 부른다. 앞으로 HNB와 HeNB 둘을 총칭하여 HeNB라고 일컫는다. HeNB는 기본적으로 특정 사용자 그룹(Closed Subscriber Group, CSG) 에게만 특화된 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 단 HeNB의 동작 모드 설정에 따라 CSG 외에 다른 사용자들에게도 서비스를 제공할 수도 있다.

도 12는 HeNB 운용을 나타내는 무선 통신 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.

도 12를 참조하면, 위와 같이 HeNB를 서비스하기 위해서 Home eNB 게이트웨이(HeNB GW)를 운용할 수도 있다. HeNB들은 HeNB GW를 통해 EPC에 연결되거나 직접 EPC에 연결된다. HeNB GW는 MME에게는 일반적인 eNB처럼 보인다. HeNB GW는 HeNB에게는 MME처럼 보인다. 따라서, HeNB와 HeNB GW 사이에는 S1 인터페이스로 연결되며, HeNB GW와 EPC 역시 S1 인터페이스로 연결된다. 또한, HeNB와 EPC가 직접 연결될 경우에도 S1 인터페이스로 연결된다. HeNB의 기능은 일반적인 eNB의 기능과 대부분 같다.

일반적으로 HeNB는 이동통신망 사업자가 소유한 eNB와 비교하여 무선 전송 출력이 낮다. 따라서 HeNB가 제공하는 서비스 영역(coverage)는 eNB가 제공하는 서비스 영역에 비하여 작은 것이 일반적이다. 이 같은 특성 때문에 서비스 영역 관점에서 종종 HeNB가 제공하는 셀은 eNB가 제공하는 매크로셀과 대비하여 펨토셀로 분류된다. 한편 제공하는 서비스 관점에서, HeNB가 CSG 그룹에게만 서비스를 제공할 때에, 이 HeNB가 제공하는 셀은 CSG 셀이라고 일컫는다.

각 CSG는 각기 고유의 식별 번호를 가지고 있으며, 이 식별 번호를 CSG ID(CSG identity)라고 부른다. 단말은 자신이 멤버로 속한 CSG의 목록을 가질 수 있고, 이 CSG 목록은 단말의 요청 또는 네트워크의 명령에 의해 변경될 수 있다. 일반적으로 하나의 HeNB는 한 개의 CSG를 지원할 수 있다.

HeNB는 자신이 지원하는 CSG의 CSG ID를 시스템 정보를 통해 전달하여, 해당 CSG의 멤버 단말만이 접속하도록 한다. 단말은 CSG 셀을 발견하였을 때, 이 CSG 셀이 어떤 CSG를 지원하는지를 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 읽어서 확인할 수 있다. CSG ID를 읽은 단말은 자신이 해당 CSG 셀의 멤버일 경우에만 해당 셀을 접속할 수 있는 셀로 간주한다.

HeNB라고 해서 항상 CSG 단말에게만 접속을 허용할 필요는 없다. HeNB의 구성 설정에 따라 CSG 멤버가 아닌 단말의 접속도 허용할 수가 있다. 어떤 단말에게 접속을 허용할지는 HeNB의 구성 설정에 따라 바뀌는데, 여기서 구성 설정은 HeNB의 동작 모드의 설정을 의미한다. HeNB의 동작 모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하는지에 따라 아래의 3가지로 구분된다.

Closed access mode: 특정 CSG 멤버에게만 서비스를 제공하는 모드. HeNB는 CSG 셀을 제공한다.

Open access mode: 일반 eNB처럼 특정 CSG 멤버라는 제약이 없이 서비스를 제공하는 모드. HeNB은 CSG 셀이 아닌 일반적 셀을 제공한다.

Hybrid access mode: 특정 CSG 멤버에게는 CSG 서비스를 제공할 수 있고, 비 CSG 멤버에게도 일반 셀처럼 서비스를 제공하는 모드. CSG 멤버 UE에게는 CSG 셀로 인식이 되고, 비 CSG 멤버 UE에게는 일반 셀처럼 인식이 된다. 이러한 셀을 하이브리드셀 이라고 부른다.

HeNB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인 일반적인 셀인지를 단말에게 알려서, 단말이 해당 셀에 접속할 수 있는지 없는지를 알게 한다. Closed access mode로 운영되는 HeNB는 자신이 CSG 셀이라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. Open access mode로 운영되는 HeNB는 자신이 CSG 셀이 아니라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. 이와 같이 HeNB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인지 아닌지를 알려주는 1비트의 CSG 지시자(CSG indicator)를 시스템 정보 속에 포함시킨다. 예를 들어 CSG셀은 CSG 지시자를 TRUE로 설정해서 방송한다. 만약 서비스하는 셀이 CSG 셀이 아닌 경우에 CSG 지시자를 FALSE로 설정하거나 또는 CSG 지시자 전송을 생략하는 방법을 사용할 수도 있다. 단말은 eNB가 제공하는 일반적 셀을 CSG 셀과 구분할 수 있어야 하기 때문에, 일반적 eNB 역시 CSG 지시자를 전송하여 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수 있다. 일반적 eNB는 CSG 지시자를 전송하지 않음으로 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수도 있다. 표 2는 셀 타입별로 해당 셀에서 전송하는 CSG 관련 파라미터를 나타낸다. 이어 표 3은 셀 타입별 접속을 허용하는 단말의 종류를 나타낸다.

어떤 주파수에서 CSG셀과 (normal) 매크로 셀이 동시에 운용될 수 있다. 앞으로 이러한 주파수를 혼합 캐리어 주파수(mixed carrier frequency)라고 부른다. 네트워크는 혼합 캐리어 주파수에서 특정 물리계층 셀 식별자들을 CSG 셀 용으로 따로 예약해둘 수 있다. 물리계층 셀 식별자는 E-UTRAN 시스템에서는 PCI (Physical Cell Identity)라고 불리고, UTRAN에서는 PSC (Physical scrambling code)라고 불린다. 서술의 편의를 위해 물리계층 식별자를 PCI로 표현한다. 혼합 캐리어 주파수에서 CSG 셀은 현재 주파수에서 CSG용으로 예약된 PCI들에 대한 정보를 시스템 정보를 통해 알려준다. 이 정보를 수신한 단말은, 해당 주파수에서 어떤 셀을 발견하였을 때 이 셀의 PCI로부터 이 셀이 CSG 셀인지 또는 CSG 셀이 아닐 수 있는지 판단할 수 있다.

CSG 관련 기능을 지원하지 않거나 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가지고 있이 않은 단말은 셀 선택/재선택 과정에서 CSG 셀을 선택 가능한 셀로 간주할 필요가 없다. 이 경우 단말은 셀의 PCI만 확인하고, 만약 PCI가 CSG로 예약된 PCI라면 해당 셀을 셀선택/재선택 과정에서 바로 제외할 수 있다. 일반적으로 어떤 셀의 PCI는 단말이 물리계층이 해당 셀의 존재를 확인하는 단계에서 바로 알 수 있다.

자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가진 단말의 경우, 혼합 캐리어 주파수에서 주변의 CSG 셀들에 대한 목록을 알고 싶을 때에는, 전체 PCI 범위에서 발견되는 모든 셀의 시스템 정보의 CSG 식별자를 일일이 확인하는 대신, CSG 용으로 예약된 PCI를 가진 셀만 발견하면 해당 셀이CSG 셀이라는 것을 알 수 있다.

이하에서, CSG셀과 관련된 셀 재선택 방법을 살펴본다.

CSG 셀은 해당 CSG 멤버 단말에게 보다 나은 서비스를 지원하기 위한 셀이다. 따라서, 단말이 CSG 셀에 캠프 온 하고 있을 때에는, 단말이 서빙 주파수의 주파수 우선순위보다 더 높은 주파수 우선순위를 갖는 inter-frequency를 발견한다고 해서 inter-frequency의 셀을 재선택하는 것은 서비스 품질 면에서 바람직하지 않을 수 있다.

단말이 CSG에 캠프 온 하고 있을 때, 서빙 주파수보다 더 높은 주파수 우선순위를 가지는 inter-frequency로 무조건적으로 셀 재선택을 하는 것을 막기 위해, 단말은 어떤 주파수의 CSG셀이 그 주파수에서 셀 재선택 평가 기준에 따라 best ranked로 판명이 되면, 해당 주파수의 주파수 우선순위를 다른 주파수보다 더 높다고 가정한다. 이와 같이 특정 주파수에 대해 네트워크가 지정할 수 있는 주파수 우선순위보다 더 높은 주파수 우선순위를 단말이 스스로 지정할 때, 이러한 주파수 우선순위를 묵시적 최우선 순위(implicit highest priority)라고 부른다. 이렇게 하면, 단말이 셀 재선택을 할 때 가장 먼저 주파수 우선순위를 고려한다는 기존의 셀 선택에서의 규칙을 지키면서, 단말이 CSG 셀에 머무르는 것을 도울 수 있다. 만약 CSG 셀에 있던 단말이 해당 주파수의 비-CSG 셀을 재선택을 하면, 단말은 해당 주파수에 대해 묵시적 최우선 순위 가정을 철회하고, 네트워크가 전달한 주파수 우선순위값을 셀 재선택 평가 때 사용한다. 만약 단말이 CSG 셀에 캠프 온 하고 있을 때, 동일한 주파수 우선순위를 가지는 주파수에서 best ranked 인 다른 CSG 셀을 발견한 경우, 단말이 그 CSG셀을 재선택할지 또는 현재 캠프 온 하고 있는 CSG 셀에 남아있을지는 단말의 구현에 따른다

이어서 CSG셀과 관련된 handover 방법에 관하여 설명한다.

RRC 연결 상태인 단말은 네트워크로부터 제공된 설정을 기반으로 일반적인 측정 및 이동성 절차를 수행한다. 단말은 RRC 연결 상태에 있는 동안 CSG ID의 수동 선택(manual selection of CSG IDs)을 지원할 것을 요구받지 않는다. HNB/HeNB로의 핸드오버는 UE에 의해 지원되고 네트워크네 의해 제어되는 핸드오버의 프레임워크에 따른다. HNB/HeNB로의 핸드오버는 일반적인 핸드오버 절차와 세가지 측면에서 차이가 있다.

1. 프록시 추정(Proximity Estimation): 단말이 자동 탐색 절차(autonomous search procedure)를 사용하여 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가지는 CSG 또는 하이브리드 셀이 가까이 있음을 결정할 수 있는 경우, 단말은 소스 eNB에 프록시 지시(proximity indication)을 제공할 수 있다. 프록시 지시는 아래와 같이 사용될 수 있다:

- 고려되는 주파수/RAT에 대한 측정 설정이 없는 경우, 소스 eNB는 단말에게 상기 고려되는 주파수/RAT에 대한 측정 및 보고를 수행하도록 설정할 수 있다.

- 소스 eNB는 수신한 프록시 지시를 기반으로 HNB/HeNB로의 핸드오버와 관련된 다른 액션을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. (예를 들어, 소스 eNB는 프록시 지시를 수신하지 않으면 단말로 하여금 HNB/HeNB의 시스템 정보를 획득하도록 설정하지 않을 수 있다.)

2. PSC/PCI 혼동(PSC/PCI confusion): 전형적인 HNB/HeNB의 셀 크기는 매크로 셀의 사이즈보다 훨씬 작기 때문에, 소스 eNB의 커버리지 내에 동일한 PSC/PCI를 가지는 복수의 HNB/HeNB가 있을 수 있다. 이는 PSC/PCI 혼동이라고 언급되는 조건을 가져올 수 있는데, 이는 소스 eNB가 단말로부터의 측정 보고에 포함된 PSC/PCI로부터 핸드오버를 위한 올바른 타겟 셀을 결정하지 못하는 것이다. PSC/PCI＼ 혼동은 단말이 타겟 HNB/HeNB의 글로벌 셀 ID(Global Cell ID; GCI)를 보고함으로써 해결된다.

3. 접근 제어(Access Control): 타겟 셀이 하이브리드 셀이면, 할당된 자원에 대한 우선순위를 매기는 것은 단말의 멤버쉽 상태(membership status)를 기반으로 수행될 수 있다. 접근 제어는 두 단계 절차로 이루어지는데, 먼저 단말은 타겟 셀로부터 수신된 CSG ID 및 단말의 CSG 화이트 리스트를 기반으로 멤버십 상태를 보고하고, 그 다음 네트워크가 보고된 상태를 판별하는 것이다.

eNB/HeNB에서 HeNB의 CSG/하이브리드 셀로의 이동성은 S1 핸드오버 절차와 함께 일어난다. 이하에서 소스 셀은 eNB 또는 HeNB일 수 있다. 상기 절차는 단말에 의해 또는 소스 eNB에 CSG ID가 제공되는 모든 시나리오에 적용될 수 있다.

도 13은 CSG 셀에 대한 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도이다.

도 13을 참조하면, CSG 셀에 대한 핸드오버 절차는 이하와 같다.

Step.1 소스 eNB는 단말에게 프록시 지시 제어를 설정한다. 이를 위해, 소스 eNB는 재설정 메시지(reconfiguration message)를 단말에게 전송할 수 있다. 상기 재설정 메시지는 프록시 지시의 설정을 위한 정보를 포함한다.

Step.2 단말이 (자동 탐지 절차를 기반으로) 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가지는 셀에 가까이 있음을 결정하였을 때, 단말은 “진입(Entering)” 프록시 지시를 전송한다. 상기 프록시 지시는 상기 셀의 RAT 및 주파수를 포함한다.

Step.3 고려되는 주파수/RAT을 위한 측정 설정이 없으면, 소스 eNB는 필요에 따라 측정 갭을 포함하는 적절한 측정 설정을 단말에게 설정하여, 단말은 보고된 RAT 및 주파수에 대한 측정을 수행할 수 있다. 이를 위해 소스 eNB는 단말에게 재설정 메시지를 전송한다. 상기 제설정 메시지는 상기 측정의 설정에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한 네트워크는 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가지는 셀들이 위치한 지리적 영역에 단말이 존재하지 않는 경우, 위와 같은 정보를 요청하는 것을 회피함으로써, CSG/하이브리드 셀의 핸드오버 준비 정보를 요청하는 것을 최소화하기 위해 상기 프록시 지시를 사용할 수 있다.

Step.4 단말은 PCI(예를 들어, 트리거된 이벤트 A3로 인한)를 포함하는 측정 보고를 전송한다.

Step.5 소스 eNB는 시스템 정보 획득 및 특정 PCI의 보고를 수행하기 위하여 단말을 설정한다.

Step.6 단말은 자동 갭(autonomous gap)을 사용하여 시스템 정보 획득을 수행하는데, 예를 들어, 단말은 타겟 HeNB로부터 적절한 시스템 정보를 획득하기 위하여 [TS 36.133]에서 정의된 제한범위 내에서 수신 및 전송을 중단할 수 있다.

Step.7 단말은 (E-)CGI, TAI, CSG ID 및 “멤버/비-멤버” 지시를 포함하는 측정 보고를 전송한다.

Step.8 소스 eNB는 타겟 E-CGI 및 CSG ID를 MME로 전송된 요청된 핸드오버 메시지(Handover Required message)에 포함시킨다. 타겟이 하이브리드 셀이면, 타겟의 셀 접근 모드(Cell Access Mode)가 포함된다.

Step.9 MME는 상기 요청된 핸드오버 메시지 내에 있는 수신된 CSG ID 및 단말을 위한 저장된 CSG 가입 데이터(stored CSG subscription data)를 기반으로 CSG 셀로의 단말 접근 제어를 수행한다. 접근 제어 절차가 실패하면, MME는 핸드오버 준비 실패 메시지(Handover Preparation Failure message)로 응답함으로써 핸드오버 절차를 종료한다. 셀 접근 모드가 있으면, MME는 하이브리드 셀로 핸드오버하는 단말의 CSG 멤버쉽 상태(CSG Membership Status)를 결정하고 이를 핸드오버 요청 메시지(Handover Request Message)에 포함시킨다.

Step.10-11 MME는 상기 요청된 핸드오버 메시지를 통해 수신된 타겟 CSG ID를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 타겟 HeNB로 전송한다. 타겟이 하이브리드 셀이면, CSG 멤버쉽 상태가 핸드오버 요청 메시지에 포함될 것이다.

Step.12 타겟 HeNB는 핸드오버 요청 메시지를 통해 수신된 CSG ID가 타겟 셀의 방송된 CSG ID와 매칭되는지 확인하고, 위와 같은 확인이 성공하면 적절한 자원을 할당한다. 단말 우선순위 매김은 CSG 멤버쉽 상태가 상기 단말이 멤버임을 지시하는 경우에 역시 적용될 수 있다.

Step.13-14 타겟 HeNB는 핸드오버 요청 수신확인 메시지(Handover Request Acknowlegement (ACK) message)를 HeNB GW가 존재하면 이를 통해 MME로 전송한다.

Step.15 MME는 핸드오버 지시 메시지(Handover Command message)를 상기 소스 eNB로 전송한다

Step.16 소스 eNB는 핸드오버 지시(Handover Command) (이동성 제어 정보를 포함하는 RRC 연결 재설정 메시지)를 단말에게 전송한다.

상기 1 내지 9, 15, 및 16 step은 LTE에서 HNB로의 inter-RAT 이동성에도 적용될 수 있다.

“진입” 프록시 지시를 전송한 후(step. 2), 단말이 단말의 CSG 화이트 리스트에 포함된 CSG ID를 가진 셀이 더 이상 가까이 있지 않다고 결정하면, 단말은 “벗어남(leaving)” 프록시 지시를 상기 소스 eNB에게 전송한다. 이 지시를 수신하고, 소스 eNB는 단말이 보고된 RAT 및 주파수에 대한 측정을 중지하도록 단말을 재설정할 수 있다.

상기의 절차에 있어서, step2 및 step3은 단말이 이전에 상기 HeNB에 방문한적이 없는 경우, 예를들어 단말이 하이브리드 셀에 처음 방문한 경우, 에는 수행되지 않을 수 있다.

PCI 혼동은 step 5 내지 7에 의해 해결될 수 있다. 소스 eNB는 시스템 정보 확득 및 CSG 또는 하이브리드 셀의 PSC/PCI에 한정되지 않고 어떠한 PCI라도 보고할 것을 요청할 수 있다.

이어서 단말 이동성 상태에 따라서 단말의 이동성 결정에 영향을 주는 이동성 관련 파라미터의 스케일링(scaling)에 대하여 설명한다. 단말이 빠른 속도로 셀들을 지나가게 되는 경우 이웃 셀들로 이동성이 제때 이루어지지 않아 서비스 불능 상태에 빠질 수 있다. 따라서, 단말의 속도에 따라 이동성 관련된 파라미터의 값을 단말의 속도에 맞게 최적화하면 이동성이 잘 이루어지게 하면 이동성 성능이 좋아진다. 이와 같이 단말이 이동성 상태를 판단하고(MSE를 수행하고), 판단된 단말의 이동성 상태에 따라 이동성 결정과 관련된 파라미터를 스케일링 하면 단말의 이동성이 보다 효율적으로 지원될 수 있다.

단말의 이동성 상태는 높은 이동성 상태(High Mobility State), 중간 이동성 상태(Medium Mobility State) 및 일반 이동성 상태(Normal Mobility State)로 나뉘어질 수 있다. 각각의 이동성 상태는 단말에 의한 핸드오버가 수행된 횟수 및/또는 셀 재선택이 수행된 횟수를 기반으로 결정될 수 있다.

RRC_IDLE 상태에 있는 단말은 셀 재선택 조건(Cell Reselection Criteria)이 만족되면 셀 재선택을 수행한다. 단말이 특정 시간 구간(T_CRmax) 동안 셀 재선택을 수행한 횟수가 제1 임계값(N_{CR _H})을 초과하면 단말의 이동성 상태는 높은 이동성 상태의 조건을 만족시킨다. 한편, 단말의 특정 시간 구간 (T_CRmax) 동안 셀 재선택을 수행한 횟수가 제2 임계값(N_{CR _M})를 초과하고 제1 임계값(N_{CR _H})을 초과하지 않으면, 단말의 이동성 상태는 중간 이동성 상태의 조건을 만족시킨다. 단말이 특정 시간 구간(T_CRmax)동안 셀 재선택을 수행한 횟수가 제2 임계값(N_{CR _M})을 초과하지 않으면, 단말의 이동성 상태는 일반 이동성 상태의 조건을 만족시킨다. 단, 단말이 두 개의 동일한 셀 사이에서 연속적으로 셀 재선택을 수행한 경우, 셀 재선택을 수행한 횟수로 카운트되지 않을 수 있다.

RRC_CONNECTED 상태에 있는 단말은 이웃 셀 측정시 특정 조건이 만족되면, 측정 결과를 보고하고 핸드오버를 수행한다. 단말이 특정 시간 구간 동안 핸드오버를 수행한 횟수가 제1 임계값을 초과하면 단말의 이동성 상태는 높은 이동성 상태의 조건을 만족시킨다. 한편, 단말이 특정 시간 구간 동안 핸드오버를 수행한 횟수가 제2 임계값를 초과하고 제1 임계값을 초과하지 않으면, 단말의 이동성 상태는 중간 이동성 상태의 조건을 만족시킨다. 단말이 특정 시간 구간 동안 핸드오버를 수행한 횟수가 제2 임계값을 초과하지 않으면, 단말의 이동성 상태는 일반 이동성 상태의 조건을 만족시킨다.

RRC_IDLE 또는 RRC_CONNECTED 상태에 있는 단말은 전술한 이동성 상태의 조건이 만족되었음을 감지하면, 해당 이동성 상태로 진입할 수 있다. 해당 이동성 상태로 진입하는 것은 단말이 자신의 이동성 상태가 해당 이동성 상태임을 판단하는 것일 수 있다. 다만, 특정 시간 구간 동안 높은 이동성 상태 조건 및 중간 이동성 상태 조건 모두 만족하지 않음으로 판단된 경우, 단말은 일반 이동성 상태로 진입할 수 있다.

이동성 상태를 판단한 단말은 이동성 상태를 기반으로 이동성 파라미터를 스케일링할 수 있다. RRC_IDLE 상태의 단말은 Tselection 파라미터를 스케일링하고, RRC_CONNECTED 상태의 단말은 TimeToTrigger 파라미터를 스케일링할 수 있다. 스케일링은 Tselection 파라미터 또는 TimeToTrigger 파라미터에 특정 스케일링 인자(scaling factor)를 곱하여주는 것으로 구현될 수 있다. 단말의 이동성 상태에 따라 스케일링 인자는 상이해질 수 있다. 예를 들어, 높은 이동성 상태에서의 스케일링 인자가 중간 이동성 상태의 스케일링 인자보다 작을 수 있다. 일반 이동성 상태에서는 스케일링이 수행되지 않을 수 있다. 스케일링은 단말뿐 아니라 네트워크 또는 셀에 의하여 수행될 수 있으며, 이에 대한 정보가 단말에게 주어질 수도 있다.

먼저 RRC_IDLE 상태의 단말이 셀 재선택을 위해 사용하는 Tselection 파라미터에 적용되는 스케일링에 대하여 구체적으로 설명한다.

일반 이동성 상태인 경우(neither medium nor high mobility state)

Tselection를 스케일링하지 않는다.

높은 이동성 상태인 경우

E-UTRAN에서, 스케일링 인자 sf-high를 Tselection_EUTRA에 곱하여 스케일링 해준다.

UTRAN에서, 스케일링 인자 sf-high를 Tselection_UTRA에 곱하여 스케일링 해준다.

GERAN에서, 스케일링 인자 sf-high를 Tselection_GERA에 곱하여 스케일링 해준다.

CDMA2000 HRPD에서, 스케일링 인자 sf-high를 Tselection_{CDMA _ HRPD}에 곱하여 스케일링 해준다.

CDMA2000 1xRTT에서, 스케일링 인자 sf-high를 Tselection_{CDMA _1 xRTT}에 곱하여 스케일링 해준다.

중간 이동성 상태인 경우

E-UTRAN에서, 스케일링 인자 sf-medium을 Tselection_EUTRA에 곱하여 스케일링 해준다.

UTRAN에서, 스케일링 인자 sf-medium을 Tselection_UTRA에 곱하여 스케일링 해준다.

GERAN에서, 스케일링 인자 sf-medium을 Tselection_GERA에 곱하여 스케일링 해준다.

CDMA2000 HRPD에서, 스케일링 인자 sf-medium을 Tselection_{CDMA _ HRPD}에 곱하여 스케일링 해준다.

CDMA2000 1xRTT에서, 스케일링 인자 sf-medium을 Tselection_{CDMA _1 xRTT}에 곱하여 스케일링 해준다.

RRC_IDLE 상태의 단말에 의한 Tselection 파라미터 스케일링에 필요한 정보 파라미터(e.g. scaling factor)는 브로드캐스트되는 시스템 정보에 포함되어 단말에게 제공될 수 있다. 단말은 시스템 정보에 스케일링을 위한 정보 파라미터가 포함되어 있으면 스케일링을 수행할 수 있다.

다음으로 RRC_CONNECTED 상태의 단말이 측정 보고 및/또는 핸드오버를 위해 사용하는 TimeToTrigger 파라미터에 적용되는 스케일링에 대하여 구체적으로 설명한다.

일반 이동성 상태인 경우(neither medium nor high mobility state)

TimeToTrigger를 스케일링하지 않는다.

높은 이동성 상태인 경우

스케일링 인자 sf-high를 TimeToTrigger에 곱하여 스케일링 해준다.

중간 이동성 상태인 경우

스케일링 인자 sf-medium을 TimeToTrigger에 곱하여 스케일링 해준다.

위와 같이 단말의 이동성 상태에 따라서 다른 이동성 파라미터를 적용하면 보다 적절한 이동성 수행이 가능하여질 수 있다. 예를 들어, 단말이 빠른 속도로 이동하는 경우, MSE를 통한 이동성 평가를 통해 높은 이동성 상태에 맞는 스케일링을 수행해줄 경우, 작아진 이동성 파라미터를 기반으로 단말은 보다 신속하게 이동성을 수행할 수 있다.

위와 같은 이동성 상태 평가 및 이동성 파라미터 스케일링은 단말의 실제 이동으로 인한 이동성 수행 측면 및 단말의 실제 이동과 관련 없는 inter-frequency 이동성 수행 측면에서 문제점이 야기될 수있다. 이하에서 설명하도록 한다.

(1) 단말의 실제 이동성 측면에서 문제점

한편 이동 통신 기술이 발전함에 따라 통신 서비스 가입자의 수가 증가하여, 하나의 매크로 셀 커버리지 내에 매우 많은 단말이 존재할 수 있다. 이 경우, 단말은 매크로 셀로부터 서비스를 제공받거나 또는 받는 것이 의도되므로, 매크로 셀의 트래픽이 과부화될 수 있다. 통신 사업자는 보다 효율적이고 좋은 서비스를 가입자에게 제공하기 위하여 매크로 셀의 트래픽을 오프로딩(offloading)하기를 원할 수 있다. 이를 위하여 넓은 커버리지를 가지는 매크로 셀 내의 특정 위치에 상대적으로 커버리지가 좁은 셀들을 설치하여, 좁은 셀 커버리지 내의 단말들은 매크로 셀 대신 좁은 셀로부터 서비스를 제공 받을 수 있도록 하는 통신 시스템이 구현될 수 있다. 이와 같은 통신 시스템은 헤테로 네트워크(heterogeneous network)라고 불리울 수 있다.

헤테로 네트워크에서는 매크로 셀의 커버리지 내에 커버리지가 훨씬 작은 펨토 셀(femto cell) 및/또는 피코 셀(pico cell)이 공존할 수 있다. 단말은 이동 중에 셀 재선택 또는 핸드오버를 통해 피코 셀 및/또는 펨토 셀로 이동할 때 마다 이동한 횟수를 카운팅 한다. 이하에서 단말에 의하여 카운팅 된 이동 횟수를 이동성 카운터(mobility counter)라고 하자. 이동성 카운터는 RRC_IDLE 상태 단말의 셀 재선택을 수행한 횟수 및/또는 RRC_CONNECTED 상태 단말의 핸드오버를 수행한 횟수로써 이동성 상태 추정을 통한 이동성 상태 결정의 기반이 된다.

한편, 헤테로 네트워크에서 펨토 셀 및/또는 피코 셀의 커버리지가 매크로 셀의 그것보다 상대적으로 매우 작기 때문에, 단말이 실제로 빠른 속도로 이동하지 않는 경우에도, 보다 자주 이동성을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말은 MSE를 통해 자신이 높은 이동성 상태 또는 중간 이동성 상태에 있다고 판단할 수 있다. 단말이 커버리지가 작은 펨토 셀 및/또는 피코 셀로 이동하는 경우에도 이동성 카운트를 일정하게 증가시키기 때문이다. 위와 같이 평가된 이동성 상태는 실제 단말의 이동성 상태가 적절히 반영되지 않은 결과에 해당된다.

(2) Inter-frequency 이동성 측면 문제점

단말이 현재 서빙 셀의 주파수와는 다른 주파수의 셀로 이동하는 이유는, 현재 서빙 셀 주파수의 커버리지가 부족해서, 즉 단말이 현재 주파수에 따라 서비스 되는 커버리지를 벗어나기 때문일 수 있다. 또는, 단말은 해당 주파수의 커버리지 내에 존재하지만, 네트워크 운용 정책이나 로드 밸런싱을 위해 다른 주파수로 단말이 이동하도록 네트워크에 의해 설정되었기 때문일 수 있다.

단말이 현재 주파수의 커버리지를 벗어나 다른 주파수의 셀로 이동하는 것은 실제 단말의 물리적 이동에 의해 이동성이 수행된 것으로 가정할 수 있다. 이 경우, MSE에 의해 평가된 이동성 상태는 실제 단말의 이동성이 적절히 반영되었다고 판단될 수 있다.

그러나, 현재 주파수의 커버리지가 부족한 상황이 아님에도 불구하고, 단말이 다른 주파수의 셀로 이동하는 경우, 실제로 단말이 물리적으로 이동하여 이동성을 수행하지 않았을 가능성이 높다. inter-frequency 이동성은 단말의 위치/단말에 제공되는 서비스 품질보다 셀 주파수에 부여된 우선순위에 따라 이동성이 수행될 수 있기 때문이다. 이 경우, 단말은 실제로 이동하지 않고도 이동성 수행에 따라 이동성을 수행한 횟수인 이동성 카운터를 증가시켜, MSE에 따른 평가된 이동성 상태는 실제 이동성 상태보다 더 높은 것으로 판단될 수 있다.

inter-frequency 이동성의 예시로, 단말의 멤버 CSG 셀 또는 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 주파수에 대한 자동 최우선순위 설정 역시 MSE와 관련 있을 수 있다. 단말은 자신이 멤버인 CSG 셀을 발견하면, 단말은 해당 CSG 셀의 주파수에 대하여, 셀 재선택 우선순위를 최우선순위로 설정한다. 즉, 네트워크로부터 수신한 셀 재선택 우선 순위 리스트에서 해당 CSG 셀의 주파수를 다른 주파수 보다 높게 설정한다. 따라서 CSG 셀이 있는 주파수의 우선순위는 네트워크로부터 수신했던 셀 재선택 우선순위와 다르게 최고 높은 값으로 설정되고, 다른 주파수들의 우선순위는 기존의 우선순위로 유지된다.

또한, 단말이 MBMS 서비스를 수신하는 것을 선호하는 경우, 그리고 단말이 해당 MBMS 서비스가 제공되는 지역에 위치하게 된 경우, 단말은 자율적으로 선호되는 MBMS 서비스가 제공되는 주파수의 셀 재선택 우선 순위를 가장 높은 우선 순위로 설정한다. 즉, 무선망으로부터 수신한 셀 재선택 우선 순위 리스트에서 MBMS 서비스가 제공되는 주파수를 다른 주파수의 우선순위보다 높게 설정한다. 따라서, MBMS 서비스와 관련된 주파수의 우선순위는 네트워크로부터 수신했던 셀 재선택 우선 순위와 다르게 가장 높은 값으로 설정되고, 다른 주파수들의 우선순위는 기존의 우선순위로 유지된다.

위와 같이 단말에 의하여 최우선순위가 부여된 주파수로의 inter-frequency 이동성도, 실제 이동 없이 이동성 카운터를 증가시켜, MSE에 따른 평가된 이동성 상태는 실제 이동성 상태보다 더 높은 것으로 판단될 수 있다.

이하 도 14를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 14는 무선 통신 시스템에서 단말에 의하여 수행된 이동성의 예시를 나타내는 도면이다.

도 14를 참조하면, A, C, E의 경로는 단말이 실제로 이동한 것에 해당한다. 이 중 셀 재선택이 수행되거나 또는 핸드오버가 수행된 A, E는 단말에 의한 이동성이 수행된 것으로 이동성 카운팅의 대상이 된다.

B, D의 경로는 단말이 실제로 이동한 것은 아니지만, inter-frequency 셀 재선택 또는 핸드오버가 수행된 것에 해당한다. B, D는 단말에 의한 이동성이 수행된 것으로 이동성 카운팅의 대상이 된다.

기존의 MSE에 의하면, A 내지 E의 스텝 중 A, B, D 및 E 이후에 이동성 카운터가 업데이트 된다. 다만, B 및 D 스텝은 단말의 실제 이동한 경우가 아님에도 불구하고 이동성 카운팅의 대상이 되므로, 단말이 실제 이동성 상태를 판단함에 있어 에러를 유발하는 인자가 될 수 있다.

위와 같은 경우에, 단말의 이동성 카운터는 불필요하게 높은 상태로 판단될 수 있으며, 이는 Tselection 또는 TimeToTrigger와 같은 이동성 파라미터가 적절하지 못하게 스케일링되는 문제점을 발생시킬 수 있다.

전술한 MSE상 발생할 수 있는 문제점을 보완하기 위하여 네트워크는 단말이 MSE 제어하는데 사용될 수 있는 MSE 제어 정보를 제공하여줄 수 있다. 상기 MSE| 제어 정보는 네트워크로부터 브로드캐스트 되거나 또는 특정 단말로 직접 시그널링될 수 있다.

MSE 제어 정보는 카운팅 임계값(counting threshold) 및/또는 제제 타이머(prohibit timer)를 포함할 수 있다.

카운팅 임계값(counting threshold)은 단말이 이동성 수행을 통해 이동성 카운터 값을 업데이트 함에 있어서, 상기 제제 타이머 값이 구동되는 동안 증가될 수 있는 이동성 카운터 값의 최대치를 의미한다. 카운팅 임계값이 유효할 경우, 단말은 이동성을 수행하더라도 상기 카운팅 임계값을 초과하는 값으로 이동성 카운터를 업데이트 할 수 없다. 카운팅 임계값은 특정 값으로 설정되어 상기 MSE 제어 정보에 포함될 수 있다. 다만 상기 MSE 제어 정보에 카운팅 임계값이 포함되어 있지 않은 경우, 단말은 카운팅 임계값이 1로 설정되어 있음을 가정할 수 있다.

제제 타이머 값은 상기 카운팅 임계값이 유효한 지속시간을 지시하는 제제 타이머에 설정할 값이다. 단말은 MSE 제어 정보를 수신하면 상기 제제 타이머 값으로 제제 타이머를 설정하고, 제제 타이머를 시작시킨다. 단말은 다른 셀로 이동성을 수행하여도 제제 타이머를 중지시키지 않는다. 단말은 다른 제제 타이머 값을 시그널링하고 있는 다른 셀로 이동성을 수행하여도, 단말은 기존 동작중인 제제 타이머를 중단/폐기시키지 않으며, 기존 타이머가 만료된 후에 새로이 시그널링된 제제 타이머 값으로 제제 타이머를 설정하고 이를 시작시킬 수 있다.

상기 제제 타이머가 구동중인 경우, 즉 카운팅 임계값이 유효한 경우 단말은 이동성을 수행하여도 카운팅 임계값을 초과하는 값으로 이동성 카운터를 업데이트 시키지 않는다. 단말이 카운팅 임계값을 초과하는 횟수만큼 이동성을 수행하여도, 최종적인 이동성 카운터 값은 카운팅 임계값으로 설정된다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 MSE 수행 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 15를 참조하면, 단말은 네트워크로부터 MSE 제어 정보를 수신한다(S1510). MSE 제어 정보는 제제 타이머 값 및/또는 카운팅 임계값을 포함할 수 있다. 카운팅 임계값이 MSE 제어 정보에 포함되어 있지 않으면, 단말은 임의로 카운팅 임계값을 1로 가정할 수 있다.

단말은 제제 타이머가 동작중인지 여부를 결정한다(S1520).

제제 타이머가 동작중이지 않으면, 단말은 제제 타이머를 수신된 MSE 제어 정보에 포함된 제제 타이머 값으로 설정하고 이를 시작시킨다(S1530a)

제제 타이머가 동작중이면, 제제 타이머가 만료된 후 단말은 제제 타이머를 상기 수신된 MSE 제어 정보에 포함된 제제 타이머 값으로 설정하고 이를 시작시킨다(S1530b).

단말은 이동성 조건이 만족되면 이동성을 수행한다(S1540). RRC 아이들 상태의 단말은 셀 재선택 조건이 만족되면 셀 재선택을 수행한다. RRC 연결 상태의 단말은 핸드오버 조건이 만족되면 핸드오버를 수행한다.

단말은 이동성 수행 후 이동성 카운터를 업데이트 할지 여부를 결정한다(S1550). 업데이트 여부 결정은 현재 이동성 카운터의 값과 수신된 카운팅 임계값(N)을 비교하는 것을 포함한다.

단말은 이동성 카운터의 값이 카운팅 임계값보다 작으면, 이동성 카운터를 업데이트 한다(S1560a). 이동성 카운터를 업데이트 하는 것은 현재 이동성 카운터의 값에 1을 증가시킨 값을 새로운 이동성 카운터 값으로 설정하는 것이다.

단말은 이동성 카운터의 값이 카운팅 임계값보다 작지 않으면, 이동성 카운터를 업데이트 하지 않는다(S1560b). 즉, 단말은 이동성이 수행되었음에도 불구하고 이동성 카운터 값을 업데이트 하지 않을 수 있다.

단말은 이동성 카운터의 값을 기반으로 MSE를 수행하고 이동성 파라미터를 스케일링 한다(S1570).

한편, MSE 정보에는 복수의 제제 타이머 값이 포함될 수 있다. 각각의 제제 타이머 값은 단말의 이동성 상태에 관련될 수 있다. 예를 들어, 단말의 세가지 이동성 상태(높은 이동성, 중간 이동성 및 일반 이동성)에 대하여 세가지 제제 타미어 값이 제공될 수 있다. 이와 같은 경우, 단말은 자신의 현재 이동성 상태에 따라 적합한 제제 타이머 값을 선택하여 제제 타이머를 설정할 수 있다. 따라서 한 순간에 오직 하나의 제제 타이머가 하나의 단말을 위해 구동될 수 있다.

위와 같이 단말의 이동성 상태별로 제제 타이머 값이 단말에게 제공되는 상황에서, 제제 타이머가 동작중에 단말의 이동성 상태가 변경될 경우 단말은 제제 타이머 값을 변경된 이동성 상태에 해당하는 제제 타이머 값으로 설정하고, 설정된 제제 타이머를 시작시킬 수 있다.

한편, 단말의 이동성 상태 변경에 따른 제제 타이머 값의 스케일링을 위한 스케일링 인자 값들이 MSE 정보에 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 단말이 일반 이동성 상태에서 적용하는 제제 타이머 값을 기본 제제 타이머라 할 때, 중간 이동성 상태인 경우 기본 제제 타이머를 스케일링하는 중간 이동성용 제제 타이머 스케일링 팩터, 높은 이동성 상태인 경우 기본 제제 타이머 스케일링하는 높은 이동성용 제제 타이머 스케일링 팩터가 존재할 수 있다. 상기 스케일링 인자들은 단말의 이동성 상태가 높아지면 제제 타이머 값이 작아지도록, 그리고 이동성 상태가 낮아지면 제제 타이머 값이 커지도록 구현될 수 있다.

위와 같이 단말의 이동성 상태 변화에 따라 제제 타이머를 스케일링 할 수 있는 스케일링 인자가 단말에게 제공되는 상황에서, 제제 타이머가 동작중에 단말의 이동성 상태가 변경될 경우, 단말은 제제 타이머 값을 이동성 변경에 알맞은 스케일링 인자를 선택하고 스케일링 한 후 스케일링된 제제 타이머 값으로 제제 타이머를 설정할 수 있다. 이후 설정된 제제 타이머를 시작시킬 수 있다.

위에서 도면을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, MSE 제어 정보가 단말에게 제공되어 보다 강화된 MSE가 지원될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 매크로 셀 및 작은 셀들이 공존하는 헤테로 네트워크에서 실제 단말의 이동과 관련없는 이동성 수행으로 인한 부적절한 이동성 카운팅이 제제될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, inter-frequency 이동성이 빈번이 야기되는 무선 통신 환경에서 단말은 실제 단말의 이동과 관련없는 이동성 수행으로 인한 부적절한 이동성 카운팅이 제제될 수 있다. 이를 통해, 단말이 수행하는 MSE에 의해 추정된 단말의 이동성 상태는 실제 단말의 이동 상태를 보다 적절히 반영할 수 있다. 이를 기반으로 단말은 실제 네트워크 환경 및 자신의 이동성 상태에 따른 적절한 이동성을 수행할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다. 이 장치는 도 15의 실시예에서 단말의 동작을 구현할 수 있다.

무선 장치(1600)는 프로세서1610), 메모리(1620), 및 RF부(radio frequency unit, 1630)를 포함한다.

프로세서(1610)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로세서(1610)는 MSE 제어 정보를 수신하고 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하도록 설정될 수 있다. 프로세서(1610)는 MSE 제어 정보를 기반으로 제제 타이머의 구동 여부를 결정하도록 설정될 수 있다. 프로세서(1610)는 MSE를 수행하고, 추정된 이동성 상태에 따라, 이동성 파라미터를 스케일링 하도록 설정될 수 있다. 전술한 도 15의 실시예는 프로세서(1610) 및 메모리(1620)에 의해 구현될 수 있다.

RF부(1630)는 프로세서(1610)와 연결되어 무선 신호를 송신 및 수신한다.

프로세서(1610)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1620)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1630)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1620)에 저장되고, 프로세서(1610)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1620)는 프로세서(1610) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1610)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성 수행 지원 방법에 있어서,
   MSE(Mobility State Estimation)을 위한 정보를 포함하는 MSE 제어 정보를 네트워크로부터 수신하고;
   이동성 조건이 만족되면, 이동성을 수행하고;
   상기 MSE 제어 정보를 기반으로 이동성 카운터(mobility counter)를 업데이트 하고;
   상기 업데이트된 이동성 카운터를 기반으로 상기 단말의 이동성 상태를 추정하고; 및
   상기 추정된 이동성 상태를 기반으로 이동성 파라미터(mobility parameter)를 스케일링 하는 것;을 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 MSE 제어 정보는 상기 이동성 카운터의 값을 제한하기 위한 카운팅 임계값 및 상기 카운팅 임계값이 유효한 지속시간을 지시하는 제제 타이머(prohibit timer) 값을 포함하고,
   상기 방법은 상기 제제 타이머 값으로 설정된 제제 타이머를 시작시키는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 이동성 카운터를 업데이트 하는 것은
   상기 제제 타이머의 만료 여부를 확인하고;
   상기 제제 타이머가 구동중이면 상기 이동성 카운터와 상기 카운팅 임계값을 비교하여 상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하고; 및
   상기 이동성 카운트를 업데이트 하기로 결정하면, 상기 이동성 카운트를 1 증가시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하는 것은
   상기 이동성 카운터의 값이 상기 카운팅 임계값보다 작으면, 상기 이동성 카운터를 업데이트 하기로 결정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하는 것은,
   상기 이동성 카운터의 값이 상기 카운팅 임계값과 같거나 크면, 상기 이동성 카운터 값을 업데이트 하지 않기로 결정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 제제 타이머를 시작시키는 것은,
   기존 제제 타이머 값으로 설정된 제제 타이머가 이미 구동중이면, 상기 구동중인 타이머가 만료된 후 상기 제제 타이머 값으로 설정된 상기 제제 타이머를 시작시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
7. 무선 통신 시스템에서 동작하는 무선 장치에 있어서, 상기 무선장치는
   무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
   상기 RF 부와 기능적으로 결합하된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
   MSE(Mobility State Estimation)을 위한 정보를 포함하는 MSE 제어 정보를 네트워크로부터 수신하고,
   이동성 조건이 만족되면, 이동성을 수행하고,
   상기 MSE 제어 정보를 기반으로 이동성 카운터(mobility counter)를 업데이트 하고,
   상기 업데이트된 이동성 카운터를 기반으로 상기 단말의 이동성 상태를 추정하고; 및
   상기 추정된 이동성 상태를 기반으로 이동성 파라미터(mobility parameter)를 스케일링 하도록 설정된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 MSE 제어 정보는 상기 이동성 카운터의 값을 제한하기 위한 카운팅 임계값 및 상기 카운팅 임계값이 유효한 지속시간을 지시하는 제제 타이머(prohibit timer) 값을 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 제제 타이머 값으로 설정된 제제 타이머를 시키도록 설정된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 이동성 카운터를 업데이트 하는 것은
   상기 제제 타이머의 만료 여부를 확인하고;
   상기 제제 타이머가 구동중이면 상기 이동성 카운터와 상기 카운팅 임계값을 비교하여 상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하고; 및
   상기 이동성 카운트를 업데이트 하기로 결정하면, 상기 이동성 카운트를 1 증가시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 무선 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하는 것은
    상기 이동성 카운터의 값이 상기 카운팅 임계값보다 작으면, 상기 이동성 카운터를 업데이트 하기로 결정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 무선 장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 이동성 카운터의 업데이트 여부를 결정하는 것은,
    상기 이동성 카운터의 값이 상기 카운팅 임계값과 같거나 크면, 상기 이동성 카운터 값을 업데이트 하지 않기로 결정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 무선 장치.
12. 제 8항에 있어서,
    상기 제제 타이머를 시작시키는 것은,
    기존 제제 타이머 값으로 설정된 제제 타이머가 이미 구동중이면, 상기 구동중인 타이머가 만료된 후 상기 제제 타이머 값으로 설정된 상기 제제 타이머를 시작시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 무선 장치.

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