JP2013526239A - セルが重畳される無線通信システムにおける移動性を支援するための装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

セルが重畳された（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）無線通信システムにおいて、第１セルのカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）に第２セルのカバレッジの一部が含まれる際、現在のセルでＲＬＦ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ）が発生すると以前接続されたセルに端末（ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ）を再接続するための装置及び方法が提供される。端末は、第１セルから第２セルへとハンドオーバを行う場合、前記第１セルを担当する第１基地局のシステム情報を貯蔵する。前記第２セルを担当する第２基地局から前記第１基地局の変更されたシステム情報が受信されると、前記端末は前記変更されたシステム情報を利用して前記システム情報を更新する。前記第２セルでＲＬＦが発生すると、前記端末は前記システム情報を利用して前記第１基地局への再接続を行う。

Description

本発明は無線通信システムに関するものであり、特にセルが重畳される無線通信システムにおける移動性を支援するための装置及びその方法に関するものである。

最近、無線通信システムを使用するに当たって、トラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）の側面で高速のデータサービスに対する需要が持続的に増加し、カバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）側面でデータサービスが主に特定の小さい地域（ｓｍａｌｌ ａｒｅａ）で主に発生する傾向がある。よって、無線通信システムの開発者及び事業者は、ピコセル（Ｐｉｃｏｃｅｌｌ）、ホットゾーン（Ｈｏｔｚｏｎｅ）のような大きさが小さいセルについて大きな関心を持っている。

一般に、ピコセルは以下のような特性を有する。ピコセルはマクロ（Ｍａｃｒｏ）セルより小さいカバレッジを有し、マクロセルと重畳される場合が発生し得る。また、ピコセルはマクロセルと同じであるか互いに異なる周波数で動作し、マクロ基地局に比べ低い伝送電力を使用する。場合によっては、ピコセルは一部の許可された使用者のみが接続し得ることもあり、全ての使用者が接続し得ることもある。

一方、標準団体３ＧＰＰ ＲＡＮ ＷＧＩ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ１）は最近、ヘテロジニアスネットワーク（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｅｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を考慮している。前記ヘテロジニアスネットワークとは、マクロ基地局のカバレッジ内に低い送信出力を使用する基地局が重畳された形のセルラー配置（Ｃｅｌｌｕａｒ ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ）をいう。即ち、互いに異なる大きさのセルが混ぜているか重畳されている。しかし、各重畳されたセルを管理する基地局は同じ無線技術を使用する。前記ヘテロジニアスネットワークにおいて、低い送信出力を使用する基地局としては小型基地局、ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）、ピコｅＮＢ（ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）、ホームｅＮＢ、フェムト（Ｆｅｍｔｏ）基地局、中継ノード（Ｒｅｌａｙ Ｎｏｄｅ）などがなり得る。例えば、前記ヘテロジニアスネットワークは図１のように構成されてもよい。

図１は、セルが重畳される無線通信システムの例を示している。前記図１を参照すると、マクロセル１００内に多数のピコセル１１０−１，１１０−２、多数のフェムトセル１２０−１乃至１２０−３、多数の中継ノード１３１−１，１３０−２が重畳されており、各セルは自らのカバレッジ内に位置した端末にサービスを提供する。この際、多数のピコセル１１０−１，１１０−２、多数のフェムトセル１２０−１乃至１２０−３、多数の中継ノード１３１−１，１３０−２のカバレッジに位置した端末は、前記マクロセル１００のカバレッジに位置するものでもあるが、前記マクロセル１００よりはチャネル状態が優秀な小型セルに接続することを優先する。即ち、前記マクロセル１００に接続した端末が小型セルのカバレッジに進入すると、該当小型セルにハンドオーバを行うようになる。

端末がマクロセル内を移動する場合、図２のような状況が発生し得る。図２は、セルが重畳される無線通信システムにおける端末の移動経路の例を示している。前記図２を参照すると、端末２３０はマクロ基地局２００のセル内で前記マクロ基地局２００と連結された状態で移動する。前記端末２３０の移動によって、前記端末２３０はピコ基地局２１０のセル外郭部分を通り過ぎる。それによって、時間ｔ１ ２５１の間前記マクロ基地局２００に接続していた前記端末２３０は、時間ｔ２ ２５２の間前記ピコ基地局２１０のセル内に位置し、前記ピコ基地局２１０にハンドオーバを行うようになる。次に、前記端末２３０は前記ピコ基地局２１０のセルを離脱する。

前記ピコ基地局２１０のセルを離脱することで、前記端末２３０は途切れのない（ｓｅａｍｌｅｓｓ）サービスのために更に前記マクロ基地局２００にハンドオーバを行わなければならない。この際、前記端末２３０が速い速度で移動していれば、前記ピコ基地局２１０のセルに留まる時間ｔ２ ２５２は非常に短い時間になる。この場合、ハンドオーバを行う十分な時間を確保することができず、前記マクロ基地局２００にハンドオーバする前にＲＬＦ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ）が発生してデータの損失及びサービスの断絶などが発生し得る。特に、ＶｏｌＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のようなリアルタイムサービスを提供している場合、使用者が体感するサービスの断絶は深刻な水準になり得る。なお、前記マクロ基地局２００から前記ピコ基地局２１０へのハンドオーバの際、前記マクロ基地局２００は前記端末２３０に対するコンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）情報を廃棄するため、前記端末２３０が前記マクロ基地局２００へと再接続を試みても多くの時間が所要される。

上述したように、マクロセル及び小型セルが重畳されている環境において、前記マクロセルへのハンドオーバが再び必要となる状況が発生し得る。しかし、端末の素早い移動のためハンドオーバに必要な十分な時間を確保することができず、更に前記マクロ基地局への再接続も容易ではない。従って、上述したような状況で素早く前記マクロ基地局に再接続することで、サービスの断絶を最小化し得る代案が提示されなければならない。

上述した問題点を解決するための本発明の目的は、無線通信システムにおけるピコセルからマクロセルへの移動の際、サービスの断絶を最小化するための装置及びその方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、無線通信システムにおけるマクロセルへの再（ｒｅ）ハンドオーバに所用される時間を減少させるための装置及びその方法を提供することにある。

本発明のまた他の目的は、無線通信システムにおけるピコセルでＲＬＦを経験した端末がマクロセルへの連結を設定するための装置及びその方法を提供することにある。

本発明の目的は、セルが重畳される無線通信システムにおける移動性を支援するための装置及びその方法を提供することで達成される。

本発明の第１見地によると、無線通信システムにおける端末の動作方法が提供される。前記方法は、第１セルから第２セルへとハンドオーバを行う場合、前記第１セルを担当する第１基地局のシステム情報を貯蔵する過程を含む。また、前記方法はハンドオーバなしに前記第２セルとの連結が途切れることを検出する過程を含む。前記貯蔵されたシステム情報を利用し、前記第１基地局への再接続を行う過程が行われる。このような方法の動作において、前記第２セルのカバレッジは前記第１セルのカバレッジに含まれる。

本発明の第２見地によると、無線通信システムにおける第１セルを担当する基地局の動作方法が提供される。前記方法は、端末が第２セルから第１セルへとハンドオーバを行うと、上位ノードに前記端末に対する経路スイッチングを要請する過程を含む。前記端末のコンテキスト情報が変更されると、変更されたコンテキスト情報が前記第２セルを担当する第２基地局に送信される。前記第１セルのカバレッジは前記第２セルのカバレッジに含まれる。

本発明の第３見地によると、無線通信システムにおける第１セルを担当する基地局の動作方法が提供される。前記方法は、端末が第１セルから第２セルへとハンドオーバを行った後、前記第２セルを担当する第２基地局から前記端末の変更されたコンテキスト情報を受信する過程を含む。前記変更されたコンテキスト情報を利用し、前記端末のコンテキスト情報が更新される。前記第２セルのカバレッジは前記第１セルのカバレッジに含まれる。

本発明の第４見地によると、無線通信システムにおける端末装置が提供される。前記装置は、貯蔵部及び制御部を含む。前記貯蔵部は、第１セルから第２セルへとハンドオーバを行う場合、前記第１セルを担当する第１基地局のシステム情報を貯蔵する。前記制御部は、ハンドオーバなしに前記第２セルとの連結が途切れたことを検出し、前記貯蔵されたシステム情報を利用して前記第１基地局への再接続を行う。前記第２セルのカバレッジは前記第１セルのカバレッジに含まれる。

本発明の第５見地によると、無線通信システムにおける第１セルを担当する基地局装置が提供される。前記装置は、制御部及びバックホール通信部を含む。前記制御部は、端末が第２セルから第１セルへとハンドオーバを行うと、上位ノードに前記端末に対する経路スイッチングに対する要請を送信する。前記バックホール通信部は、前記端末のコンテキスト情報が変更されると、変更されたコンテキスト情報が前記第２セルを担当する第２基地局に送信する。前記第１セルのカバレッジは前記第２セルのカバレッジに含まれる。

本発明の第６見地によると、無線通信システムにおける第１セルを担当する基地局装置が提供される。前記装置は、バックホール通信部及び制御部を含む。前記バックホール通信部は、端末が第１セルから第２セルへとハンドオーバを行った後、前記第２セルを担当する第２基地局から前記端末の変更されたコンテキスト情報を受信する。前記制御部は、前記変更されたコンテキスト情報を利用して前記端末のコンテキスト情報を更新する。前記第２セルのカバレッジは前記第１セルのカバレッジに含まれる。

下記の発明を実施するための詳しい内容を始める前に、本特許文献全般に使用される特定単語及び句の定義を説明することが有利であり得る。即ち、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ，ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語及びそれの派生語は制限なく含むことを意味し、「また（ｏｒ）」という用語は包括的な意味であり、及び／又は「〜に関する（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ，ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｔｈｅｒｅｗｉｔｈ）」という句及びそれの派生語は〜を含む、〜内に含まれる、〜と相互接続する、〜を含有する、〜に含有される、〜と接続する又は〜に接続させる、〜と連結する又は〜に連結させる、〜と通信可能である、〜と協力する、〜を差し込む、〜と併置する、〜に近い、〜に結ばれる又は〜で結ばれる、〜を有する、〜の特性を有するなどを意味してもよく、「制御機」という用語は少なくとも一つの動作を制御するが、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらのうち少なくとも２つの一部組み合わせで具現され得る任意の装置、システム及びそれらの一部分を意味する。任意の特定制御機に関する機能が近距離であれ遠距離であれ中央集中されるか分配され得るということを留意しなければならない。特定の単語及び句に対する定義はこの特許文書の全般にかけて提供され、当業者であれば、殆どの場合とまではいかないが、多くの場合そのような定義がそのように定義された単語及び句の以前及び今後の使用に適用されることを理解できるはずである。

本発明及びその利点に対するより完全な理解のために添付した図面に結び付けて以下に説明されるが、図面における類似した参照符号は同じ部分を示す。

セルが重畳される無線通信システムの例を示す図である。 セルが重畳される無線通信システムにおける端末の移動経路の例を示す図である。 セルが重畳される無線通信システムにおける端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。 本発明の第１実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。 本発明の第１実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。 本発明の第２実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。 本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。 本発明の実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、正常的なハンドオーバの際のセキュリティキーの生成方式を示す図である。 本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続する際のセキュリティキーの生成を考慮した信号交換を示す図である。 本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続する際のコンテキスト情報の変更を考慮した信号交換を示す図である。 本発明の第１実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるピコ基地局の動作手順を示す図である。 本発明の第１実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるマクロ基地局の動作手順を示す図である。 本発明の第２実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるマクロ基地局の動作手順を示す図である。 本発明の第２実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける端末の動作手順を示す図である。 本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるマクロ基地局の動作手順を示す図である。 本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける端末の動作手順を示す図である。 本発明の実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける端末のブロック構成を示す図である。 本発明の実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける基地局のブロック構成を示す図である。

前記図面において、参照番号は同じであるか類似した要素、特徴、構造を説明するために使用される。
以下で説明される図３乃至図１８及びこの特許文献における本発明の原理を説明するのに利用される多様な実施例は、単なる例示であり、本発明の範疇を限定するいかなる方法としても理解されてはならない。当業者であれば、本発明の原理が任意の適切に構成された無線通信システムで具現し得るということを理解できるはずである。

以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。そして、本発明を説明するに当たって、関連する公知機能或いは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合その詳細な説明を省略する。

以下、本発明は無線通信システムにおけるピコセルでＲＬＦ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ）を経験した端末がマクロセルへと再接続するための技術について説明する。以下、本発明の便宜上、本発明は３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格で定義している用語及び名称を使用する。しかし、本発明が前記用語及び名称によって限られることはなく、他の規格によるシステムにも本発明が同じく適用され得る。また、以下の説明において、「ピコ基地局」は「ＨｅＮＢ（Ｈｏｍｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）」として、「マクロ基地局」は「ｅＮＢ（ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）」として称され得る。

まず、本発明の説明の理解を助けるために、図２のような状況でマクロセルへの再接続のために行われる手順を以下に説明する。図３は、セルが重畳される無線通信システムにおける端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。

前記図３を参照すると、ピコ基地局３２０のセルに進入した端末３１０は、マクロ基地局３３０からハンドオーバ命令（ｈａｎｄｏｖｅｒ ｃｏｍｍａｎｄ）を受信する（ステップ３０１）。例えば、前記ハンドオーバ命令はＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）連結再構成（ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）メッセージを介して送信される。前記図３には示されていないが、前記ハンドオーバ命令の送信する前に前記マクロ基地局３３０は前記端末３１０が報告した信号測定情報に基づいてハンドオーバを決定し、前記ピコ基地局３２０にハンドオーバを受けられるか否かを確認する手順を行う。この際、前記ピコ基地局３２０は前記マクロ基地局３３０の要請に応じて承認制御（ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。

前記ハンドオーバ命令を送信した前記マクロ基地局３３０は、ハンドオーバのターゲット基地局である前記ピコ基地局３２０にＳＮ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）状態情報を伝送する（ステップ３０３）。前記ＳＮ状態とはＰＣＤＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）階層でデータに対する一連番号の進行状態を示す情報であり、データの暗号化（ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）及び完全性保護（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）などのために使用される。

また、前記ハンドオーバ命令を受信した前記端末３１０は、前記ピコ基地局３２０にハンドオーバ確認（ｈａｎｄｏｖｅｒ ｃｏｎｆｉｒｍ）を送信する（ステップ３０５）。例えば、前記ハンドオーバ命令はＲＲＣ連結再構成完了（ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージを介して送信される。この際、前記図３には示されていないが、前記端末３１０は前記マクロ基地局３３０との同期を取得するためにランダムアクセス（ＲＡ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ）プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）を送信し、前記マクロ基地局３３０は前記端末３１０及び前記マクロ基地局３３０間の同期差を示すＴＡ（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ）を応答として送信する。この際、前記ＴＡと共に前記ハンドオーバ確認を送信するために必要なアップリンク支援に対する情報も送信される。それによって、前記端末３１０は前記ＴＡを利用してアップリンク同期を調節した後、割り当てられたアップリンク資源を介して前記ハンドオーバ確認を送信する。

次に、前記ピコ基地局３２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）３４０に前記端末３１０のサービングセル（ｓｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌ）が変更されたことを知らせる経路スイッチ要請（ｐａｔｈ ｓｗｉｔｃｈ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを送信する（ステップ３０７）。それによって、前記ＭＭＥ３４０はＳ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）３５０に使用者プレーン更新要請（ｕｓｅｒ ｐｌａｎｅ ｕｐｄａｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを送信し（ステップ３０９）、前記使用者プレーン更新要請メッセージを受信したＳ−ＧＷ３５０は前記端末３１０に対するダウンリンクトラフィック経路を再設定する。そして、前記Ｓ−ＧＷ３５０は、使用者プレーン応答（ｕｓｅｒ ｐｌａｎｅ ｕｐｄａｔｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージを送信する（ステップ３１１）。次に、前記ＭＭＥ３４０は前記ピコ基地局３２０に経路スイッチ応答（ｐａｔｈ ｓｗｉｔｃｈ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージを送信する（ステップ３１３）。前記経路の再設定が行われたことを確認した前記ピコ基地局３２０は、前記マクロ基地局３３０に前記端末３１０に対する使用者コンテキスト解放（ｃｏｎｔｅｘｔ ｒｅｌｅａｓｅ）を要請する（ステップ３１５）。

次に、前記端末３１０は前記ピコ基地局３２０との連結を維持し、前記ピコ基地局３２０及び前記Ｓ−ＧＷ３５０を介してアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ３１７）。この際、前記端末３１０はＲＬＦを認知し（ステップ３１９）、前記マクロ基地局３３０を発見する（ステップ３２１）。言い換えると、前記端末３１０は前記ピコ基地局３２０との連結が維持されないことを認知し、前記マクロ基地局３３０の信号を認知する。それによって、前記端末３１０は前記マクロ基地局３３０に対するＲＲＣ連結再設定（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）を試みる。この際、前記ＲＲＣ連結再設定を試みるため、前記端末３１０は前記マクロ基地局３３０のシステム情報（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を取得せねばならず、前記システム情報は前記マクロ基地局３３０によってブロードキャストされる少なくとも一つのＳＩＢ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）を受信することで取得される。しかし、前記ＲＲＣ連結再設定は失敗する（ステップ３２３）。前記マクロ基地局３３０は前記ステップ３１５によって前記端末３１０に対するコンテキスト情報を廃棄したためである。従って、前記端末３１０はアイドルモード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）に進入し（ステップ３２５）、前記アイドルモードで前記マクロ基地局３３０とのＲＲＣ連結（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ）を新しく設定する（ステップ３２７）。

本発明は、１）端末がマクロセルへのＲＲＣ連結再設定手順を素早く行うように支援する方案、及び２）特定の指示子を利用してマクロセルへの連結を再設定する方案を提案する。ここで、前記方案１）は使用者コンテキスト更新（ｕｓｅｒ ｃｏｎｔｅｘｔ ｕｐｄａｔｅ）手順を介してマクロ基地局が端末のコンテキスト情報を維持する方案、及びシステム情報更新（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｕｐｄａｔｅ）手順を介して、端末がピコ基地局に接続中の間、マクロ基地局のシステム情報を維持する方案に分けられる。但し、前記コンテキスト更新手順の方案及びシステム情報更新手順の方案は選択的に一つのみ適用されるか、二つ共に同時に適用され得る。

まず、前記方案１）のうち使用者コンテキスト更新手順を利用する方式について以下に説明する。

ピコセルがマクロセル内に重畳された環境において、端末がピコセルでＲＬＦを経験した場合、前記端末が以前連結されたマクロセルを発見する可能性が高い。従って、前記端末は前記マクロ基地局に再接続しようとする。この際、前記端末はＲＲＣ連結再設定手順を介して前記マクロセルへの連結を試みる。しかし、前記ＲＲＣ連結再設定手順は該当端末のコンテキスト情報を有する基地局と行い得る手順であるため、前記端末のコンテキスト情報を既に削除した前記マクロ基地局とのＲＲＣ連結再設定手順は失敗する。従って、本発明は前記マクロ基地局が前記コンテキスト情報を維持するようにする方案を提案する。

図４及び図５は、本発明の第１実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。

前記図４を参照すると、ピコ基地局４２０のセルに進入した端末４１０は、マクロ基地局４３０からハンドオーバ命令（ｃｏｍｍａｎｄ）を受信し（ステップ４０１）、前記マクロ基地局４３０はハンドオーバのターゲット基地局である前記ピコ基地局４２０にＳＮ状態情報を伝送する（ステップ４０３）。また、前記ハンドオーバ命令を受信した前記端末４１０は、前記ピコ基地局４２０にハンドオーバ確認（ｃｏｎｆｉｒｍ）を送信する（ステップ４０５）。次に、前記ピコ基地局４２０はＭＭＥ４４０に前記端末４１０のサービングセルが変更されたことを知らせる経路スイッチ要請メッセージを送信し（ステップ４０７）、それによって前記ＭＭＥ４４０はＳ−ＧＷ４５０に使用者プレーン更新要請メッセージを送信する（ステップ４０９）。それによって、前記Ｓ−ＧＷ４５０は前記端末４１０に対するダウンリンクトラフィック経路を再設定し、使用者プレーン更新応答メッセージを送信する（ステップ４１１）。次に、前記ＭＭＥ４４０は前記ピコ基地局４２０に経路スイッチ応答メッセージを送信する（ステップ４１３）。前記経路の再設定が行われたことを確認した前記ピコ基地局４２０は、前記マクロ基地局４３０に前記端末４１０に対する使用者コンテキスト解放（ｒｅｌｅａｓｅ）を要請した後（ステップ４１５）、前記端末４１０は前記ピコ基地局４２０との連結を維持し、前記ピコ基地局４２０及び前記Ｓ−ＧＷ４５０を介してアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ４１７）。

前記ステップ４０１乃至前記ステップ４１７を介してハンドオーバが完了された後、前記ピコ基地局４２０は前記マクロ基地局４３０に前記端末４１０に対する全体コンテキスト（ｆｕｌｌ ｃｏｎｔｅｘｔ）情報を送信する（ステップ４１９）。但し、本発明の他の実施例によって、前記使用者コンテキスト解放を要請する前記ステップ４１５が行われなくてもよく、この場合、前記全体コンテキスト情報を送信する前記ステップ４１９は省略され得る。ここで、前記コンテキスト情報とは前記端末４１０が使用中の伝送資源、ベアラ設定などに関する情報であり、ハンドオーバ準備手順などでソース基地局からターゲット基地局に伝達される。例えば、前記コンテキスト情報は端末がソースセル（ｓｏｕｒｃｅ ｃｅｌｌ）で使用する測定（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）構成、端末がソースセルで使用する無線資源関連情報、詳しくは、無線ベアラ（ＲＢ：Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）構成情報、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）階層構成情報、物理階層関連情報など、端末がソースセルで使用するＣ−ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、セキュリティ関連情報などを含む。本発明で考慮する前記図２のような状況の場合、前記ピコ基地局４２０に接続中の前記端末４１０が正常的なハンドオーバ手順を経る前にセルを離脱するため、前記端末４１０のコンテキスト情報が前記マクロ基地局４３０に伝達され得ない。従って、本発明の実施例によって、ハンドオーバがトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）される前に前記ピコ基地局４２０は前記コンテキスト情報を前記マクロ基地局４３０に予め伝達する。

次に、前記端末４１０のコンテキスト情報が変更されるか、前記端末４１０の信号強度がしきい値以下に低くなると、前記ピコ基地局４２０は前記マクロ基地局４３０にコンテキスト更新情報を送信する（ステップ４２１）。即ち、データの送受信を行う途中前記端末４１０のコンテキスト情報が変更されるか、前記端末４１０の信号強度がしきい値以下に低くなると、前記ピコ基地局４２０は前記端末４１０のコンテキスト情報をコンテキスト更新メッセージを介して前記マクロ基地局４３０に伝達する。例えば、前記コンテキスト情報の変更は前記端末が４１０が前記ピコ基地局４２０で使用する測定構成が変更されるか、新たな無線ベアラ連結が設定されるか、使用中の無線ベアラ連結が消滅されるか、Ｃ−ＲＮＴＩが変更される場合などを意味する。従って、前記コンテキスト情報の変更がなければ前記コンテキスト情報の送信は省略されてもよく、前記コンテキスト情報の変更が２回以上発生すると、前記コンテキスト更新情報の送信も２回以上行われ得る。それによって、前記マクロ基地局４３０は前記端末４１０のコンテキスト情報を最新状態に維持し得る。

次に、前記端末４１０はＲＬＦを認知する（ステップ４２３）。言い換えると、前記端末４１０は前記ピコ基地局４２０との連結が維持されないことを認知する。それによって、前記端末４１０は最も最近接続したマクロセルである前記マクロ基地局４３０を優先的に検索する。即ち、前記端末４１０は現在のサービングセルにハンドオーバされる前のサービングセルに対する検索過程を優先的に行う。その結果、前記端末４１０は前記ピコ基地局４３０を発見する（ステップ４２５）。言い換えると、前記端末４１０は前記ピコ基地局４３０の信号を認知する。それによって、前記端末４１０は前記マクロ基地局４３０に対するＲＲＣ連結再設定を行う（ステップ４２７）。この際、前記マクロ基地局４３０は前記端末４１０のコンテキスト情報を有しているため、前記ＲＲＣ連結再設定を成功的に行い得る。

前記ＲＲＣ連結再設定の詳しい過程を前記図５に示す。前記図５を参照すると、前記端末４１０は前記マクロ基地局４３０にＲＲＣ連結再設定要請（ＲＲＣ ｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを送信する（ステップ４５１）。前記ＲＲＣ連結再設定要請メッセージは端末の識別情報、ＲＲＣ再設定の原因を示す情報及び再接続しようとするセルの物理的セル識別情報を含み、前記マクロ基地局４３０との連結を再設定しようとすることを知らせる。

前記ＲＲＣ連結再設定要請メッセージを受信した前記マクロ基地局４３０は、前記ＲＲＣ連結再設定要請メッセージの送信者が前記端末４１０であることを識別し、前記端末４１０のコンテキスト情報が貯蔵されていることを確認した後、ＭＡＣ−Ｉ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ−Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）認証（ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）手順を行う（ステップ４５３）。コンテキスト更新手順を介して前記端末４１０のコンテキスト情報が維持されているため、前記コンテキスト情報が貯蔵されていることを判断した前記マクロ基地局４３０は前記端末４１０にＲＲＣ再設定（ＲＲＣ Ｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）メッセージを送信する（ステップ４５５）。次に、前記マクロ基地局４３０は前記端末４１０が以前接続された基地局、即ち、前記コンテキスト更新メッセージを提供した前記ピコ基地局４２０にデータフォワードを要請する（ステップ４５９）。前記データフォワード要請の際、データフォワードが行われる有線ベアラに対する情報が一緒に送信され得る。

前記データフォワードを要請された前記ピコ基地局４２０は、前記端末４１０に対するＳＮ状態情報を送信し（ステップ４６１）、バッファが貯蔵されている前記端末４１０へのデータを前記マクロ基地局４３０に伝達する（ステップ４６３）。前記ＳＮ状態情報はＰＣＤＰ階層でデータに対する一連番号の進行状態を示す情報であり、データの暗号化及び完全性保護などのために使用される。次に、前記端末４１０及び前記マクロ基地局４３０はＲＲＣ連結再構成（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）手順を介して連結を復元し（ステップ４６５）、トラフィックを送受信する（ステップ４６７）。

前記方案１）のうちシステム情報更新手順を利用する方式について以下に説明する。
ピコセルがマクロセル内に重畳された環境で端末がピコセルでＲＬＦを経験した場合、前記端末が以前に連結されたマクロセルを発見する可能性が高い。従って、前記端末は前記マクロ基地局との連結を再設定しようとする。この際、前記端末はＲＲＣ連結再設定手順を介して前記マクロセルへの連結を試みる。前記ＲＲＣ連結再設定手順を行う前に、前記端末はランダムアクセス（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ）過程を介して前記マクロ基地局と送受信し得る状態に進入せねばならない。このため、前記端末は前記マクロ基地局のシステム情報、特に前記ランダムアクセスに関する情報を取得せねばならない。従って、前記端末は前記マクロ基地局のシステム情報を取得するまで前記ＲＲＣ連結再設定手順を試みることができない。従って、本発明は前記端末が前記マクロ基地局のシステム情報を維持するようにする方案を提案する。

図６は、本発明の第２実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。

前記図６を参照すると、ピコ基地局５２０のセルに進入した端末５１０は、マクロ基地局５３０からハンドオーバ命令を受信する（ステップ５０１）。ここで、前記ハンドオーバ命令は前記マクロ基地局５３０のシステム情報を貯蔵することを指示する命令を含む。例えば、前記ハンドオーバ命令は、システム情報再使用（ｒｅｕｓｅ）に関する指示子（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を含む。前記再使用の指示子が肯定を示す値と設定されている場合、前記端末５１０は前記マクロ基地局５３０のシステム情報を貯蔵する。この際、前記端末５１０は貯蔵されるシステム情報がいかなるセルに対するものであるのかを表示する。例えば、前記マクロ基地局５３０の物理セル識別子（ＰＣＩ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｅｌｌ ＩＤ）及び中心周波数情報がセルの識別情報として使用され得る。それによって、前記ピコ基地局５２０にハンドオーバしても、前記マクロ基地局５３０のシステム情報は廃棄されない。

次に、前記マクロ基地局５３０はハンドオーバのターゲット基地局である前記ピコ基地局５２０にＳＮ状態情報を伝送する（ステップ５０３）。また、前記ハンドオーバ命令を受信した前記端末５１０は、前記ピコ基地局５２０にハンドオーバ確認を送信する（ステップ５０５）。次に、前記ピコ基地局５２０はＭＭＥ５４０に前記端末５１０のサービングセルが変更されたことを知らせる経路スイッチ要請メッセージを送信し（ステップ５０７）、それによって前記ＭＭＥ５４０はＳ−ＧＷ５５０に使用者プレーン更新要請メッセージを送信し（ステップ５０９）、前記Ｓ−ＧＷ５５０は前記端末５１０に対するダウンリンクトラフィック経路を再設定し、使用者プレーン更新応答メッセージを送信する（ステップ５１１）。次に、前記ＭＭＥ５４０は前記ピコ基地局５２０に経路スイッチ応答メッセージを送信する（ステップ５１３）。前記経路の再設定が行われたことを確認した前記ピコ基地局５２０は、前記マクロ基地局５３０に前記端末５１０に対する使用者コンテキスト解放を要請した後（ステップ５１５）、前記端末５１０は前記ピコ基地局５２０との連結を維持し、前記ピコ基地局５２０及び前記Ｓ−ＧＷ５５０を介してアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ５１７）。

前記ステップ５０１乃至前記ステップ５１７を介してハンドオーバが完了された後、前記端末５１０がピコセルでＲＬＦを経験すると、前記端末５１０は前記マクロ基地局５３０を優先的に検索する。前記マクロ基地局５３０が検索されると、できるだけ速く前記マクロ基地局５３０にＲＲＣ連結再設定要請を送信することが好ましい。そのため、前記端末５１０は前記マクロ基地局５３０にキャンピングオン（ｃａｍｐｉｎｇ ｏｎ）した後、前記マクロ基地局５３０のシステム情報を取得せねばならない。前記端末５１０が前記マクロ基地局５３０のシステム情報を取得するまで消耗される時間を減らすために、前記マクロ基地局５３０は自らのシステム情報が変更されると変更された情報を前記ピコ基地局５２０を介して前記端末５１０に伝達する。

即ち、前記マクロ基地局５３０は通信環境又はシステム運営者によってシステム情報を変更し（ステップ５１９）、それによって前記ピコ基地局５２０を介して変更されたシステム情報を含むシステム情報更新メッセージを前記端末５１０に伝達する（ステップ５２１、ステップ５２３）。但し、前記マクロ基地局５３０のシステム情報が変更されないと前記ステップ５２１及び前記ステップ５２３は省略されてもよく、２回以上の変更が発生すると、前記ステップ５２１及び前記ステップ５２３も２回以上行われ得る。この際、前記ピコ基地局５２０は前記システム情報更新メッセージをブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）、マルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）又はユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）形式で前記端末５１０に送信する。前記システム情報行進メッセージは前記マクロ基地局５３０のシステム情報を含み、例えば、ＭＩＢ（Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）、ＳＩＢ１（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ１）、ＳＩＢ２などの情報を全て含んでもよい。例えば、前記システム情報更新メッセージの構成は、下記＜表１−１＞＜表１−２＞に示される。

前記＜表１−１＞＜表１−２＞に示した各フィールドの定義は、下記＜表２−１＞＜表２−２＞＜表２−３＞に示される。

次に、前記端末５１０はＲＬＦを認知する（ステップ５２５）。言い換えると、前記端末５１０は前記ピコ基地局５２０との連結が維持されないことを認知する。それによって、前記端末５１０は最も最近接続したマクロセルである前記マクロ基地局５３０を優先的に検索する。例えば、前記端末５１０は現在のサービングセルにハンドオーバされる前のサービングセルに対する検索過程を優先的に行う。その結果、前記端末５１０は前記ピコ基地局５３０を発見する（ステップ５２７）。即ち、前記端末５１０は前記ピコ基地局５３０の信号を認知する。

前記マクロ基地局５３０を発見した前記端末５１０は、前記端末５１０に貯蔵されたシステム情報が前記マクロ基地局５３０システム情報であるのかを判断する（ステップ５２９）。即ち、前記端末５１０は、前記システム情報を貯蔵する際表示した識別情報が前記マクロ基地局５３０の該当情報と一致するのかを判断する。例えば、前記システム情報が物理セル識別子及び中心周波数情報にインデキシング（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）された場合、端末５１０は前記マクロ基地局５３０の物理セル識別子及び中心周波数が貯蔵されたシステム情報とマッピングされた物理セル識別子及び中心周波数と一致すると、貯蔵されたシステム情報を前記マクロ基地局５３０に対して使用し得ると判断する。

そして、前記図６には示されていないが、前記端末５１０はＲＲＣ連結再設定手順に先行するランダムアクセス過程で前記システム情報に含まれたランダムアクセス関連パラメータを利用する。そして、前記端末５１０は前記マクロ基地局５３０と前記ＲＲＣ連結再設定手順を行う（ステップ５３１）。もし、前記貯蔵されたシステム情報が前記マクロ基地局５３０のシステム情報ではない場合、前記端末５１０は前記マクロ基地局５３０からブロードキャストされるシステム情報を受信した後、前記ＲＲＣ連結再設定手順を行う。この際、貯蔵されたシステム情報が間違って使用されることを防止するために、ＲＲＣ連結再設定手順が完了されると前記端末５１０は貯蔵されたシステム情報を廃棄する。言い換えると、最初のＲＲＣ連結再設定手順が完了されると、前記貯蔵されたシステム情報が使用されずに廃棄される。

次に、前記方案２）について以下に説明する。
ピコセルがマクロセル内に重畳された環境で端末がピコセルでＲＬＦを経験した場合、マクロセルへのＲＲＣ連結再設定手順を行う代わり、前記端末は前記ピコセルにハンドオーバする前にマクロ基地局で使用されていた使用者コンテキスト情報を再活用してマクロセルとの連結を復元してもよい。この場合、前記マクロ基地局は前記端末をピコセルにハンドオーバさせた後、前記端末が使用されていたコンテキスト情報を廃棄せずに貯蔵する。前記端末も前記ピコセルにハンドオーバしても前記マクロ基地局で使用されていたコンテキスト情報を貯蔵し、次に正常的なハンドオーバ手順を減らずに前記マクロ基地局との連結を復元する。このために、前記端末は前記連結復元のために予め定義された制御メッセージを送信し、前記マクロ基地局で使用されていたコンテキスト情報を再使用して連結を復元する。従って、本発明は前記端末が特定制御メッセージを介して前記マクロセルへと再接続し得る方案を提案する。

図７は、本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続するための信号交換を示す図である。

前記図７を参照すると、ピコ基地局６２０のセルに進入した端末６１０は、マクロ基地局６３０からハンドオーバ命令を受信する（ステップ６０１）。ここで、前記ハンドオーバ命令は前記マクロ基地局６３０との連結復元のためのバックアップ構成（ｂａｃｋ−ｕｐ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）情報を含む。例えば、前記バックアップ構成情報は前記マクロ基地局６３０とのコンテキスト情報を維持すべき時間の長さを示す特定のタイマー値を含んでもよい。以下、前記特定のタイマーを「タイマーＸ」と称する。即ち、前記マクロ基地局６３０は前記タイマーＸの値を設定し、前記タイマーＸを含む前記バックアップ構成情報を含むハンドオーバ命令を送信する。

前記バックアップ構成情報を含んだ前記ハンドオーバ命令を受信した前記端末６１０は、前記マクロ基地局６３０と使用していたコンテキスト情報を貯蔵し、前記マクロ基地局６３０も前記端末６１０に対するコンテキスト情報を貯蔵する（ステップ６０３）。前記コンテキスト情報は、前記タイマーＸが満了する前まで前記端末６１０及びは前記マクロ基地局６３０に貯蔵される。言い換えると、前記端末６１０及び前記マクロ基地局６３０は前記タイマーＸが満了すると前記コンテキスト情報を削除する。次に、前記端末６１０は前記ピコ基地局６２０にハンドオーバ確認を送信する（ステップ６０５）。それによって、前記ピコ基地局６２０、前記マクロ基地局６３０、前記端末６１０間のハンドオーバ手順は完了され、前記端末６１０は前記ピコ基地局６２０とアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ６０７）。前記図７には示されていないが、前記ハンドオーバ過程はＭＭＥ及びＳ−ＧＷの経路スイッチング及び使用者プレーン更新手順を含んでもよい。

次に、前記端末６１０はＲＬＦを認知する（ステップ６０９）。言い換えると、前記端末６１０は前記ピコ基地局６２０との連結が維持されないことを認知する。それによって、前記端末６１０は最も最近接続したマクロセルである前記マクロ基地局6６３０を優先的に検索する。例えば、前記端末６１０は現在のサービングセルにハンドオーバされる前のサービングセルに対する検索過程を優先的に行う。その結果、前記端末６１０は前記ピコ基地局６３０を発見する（ステップ６１１）。即ち、前記端末６１０は前記ピコ基地局６３０の信号を認知する。

それによって、前記端末６１０は前記タイマーＸが満了する前であるのかを判断する。この際、前記タイマーＸが満了する前であるため、前記端末６１０は前記マクロ基地局６０３に連結の復元を要請するために回復指示子（ｒｅｔｕｒｎ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を送受信する（ステップ６１３）。この際、ハンドオーバの後前記端末６１０のコンテキスト情報が変更されて前記ステップ６０３で貯蔵されたコンテキスト情報と現在のコンテキスト情報が一致しない場合、前記端末６１０は前記回復指示子に変更された部分を指示する情報を含ませる。それによって、前記端末６１０及び前記マクロ基地局６３０間の連結を再設定するための手順が行われた後、記端末６１０は前記マクロ基地局６３０とアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ６１５）。

前記図７に示した実施例のように正常的なハンドオーバ手順を経ずにマクロセルとの連結を復元する場合、前記マクロセルでいかなるセキュリティキー（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｋｅｙ）を使用してセキュリティ手順、即ち、データのスクランブル／スクランブル解除及び完全性保護を行うべきかが曖昧になる。正常的にハンドオーバ手順が行われた場合、ソース基地局がセキュリティキーを生成してターゲット基地局に伝達し、前記ターゲット基地局は前記ソース基地局から伝達したキーを使用してデータのスクランブル／スクランブル解除及び完全性保護を行う。前記正常的なハンドオーバ手順が行われる場合にセキュリティキーを生成する方式は、図８に示す。

図８は、本発明の実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、正常的なハンドオーバの際のセキュリティキーの生成方式を示す図である。前記図８を参照すると、ソース基地局７２０は前記端末７１０のハンドオーバを決定しステップ７１０、ターゲット基地局７３０に提供するセキュリティキー（以下、「ＫｅＮＢ＊」）を生成（ｄｅｌｉｖｅｒａｔｉｏｎ）する（ステップ７０３）。この際、前記ＫｅＮＢ＊の生成方式は、ＮＨ（Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ）及びＮＣＣ（Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ Ｃｈａｉｎｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｅｒ）の貯蔵可否によって異なる。前記ＮＨは、ＭＭＥ７４０によって提供される類似キーであって実際には使用されないが、新たなキーを生成するための用途として使用されるキーと同じ大きさのビット列（ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）、前記ＮＣＣは前記ＮＨの変更を示すカウンタ変数である。前記ＮＨ及び前記ＮＣＣが前記ソース基地局７２０に貯蔵されている場合、前記ソース基地局７２０は方式Ａ７９１によってＫＤＦ（Ｋｅｙ Ｄｅｌｉｖｅｒｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に前記ＮＨ、前記ＮＣＣ、前記ターゲット基地局７３０の物理セル識別子（ＰＣＩ）、周波数情報、例えば、ＥＡＲＦＣＮ−ＤＬ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｎｕｍｂｅｒ−Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）を入力変数として使用し、前記ＫｅＮＢ＊を生成する。一方、前記ＮＨ及び前記ＮＣＣが前記ソース基地局７２０に貯蔵されていない場合、前記ソース基地局７２０は方式Ｂ７９２によって前記ソース基地局７２０が使用するセキュリティキー（以下、「ＫｅＮＢ」）、前記ターゲット基地局７３０の物理セル識別子（ＰＣＩ）、周波数情報を入力変数として使用し、前記ＫｅＮＢ＊を生成する。一般に、前記ＮＨ及び前記ＮＣＣが貯蔵されていない場合は例外的であり、前記方式Ｂ７９２は例外的な状況に備えて設けられた方式である。

次に、前記ソース基地局７２０は前記ターゲット基地局７３０に前記ＫｅＮＢ＊及びＮＣＣを含むハンドオーバ要請メッセージを送信する（ステップ７０５）。次に、前記ソース基地局７２０は前記ターゲット基地局７３０に前記ＫｅＮＢ＊及びＮＣＣを含むハンドオーバ要請メッセージを送信する（ステップ７０５）。この際、前記端末７１０は前記ＮＣＣの値を介して前記ソース基地局７２０でＫｅＮＢ＊をいかなる方式で生成したのかを判断し、同じ方式でＫｅＮＢ＊を生成する（ステップ７１１）。即ち、前記ハンドオーバ命令メッセージを介して受信されたＮＣＣの値が前記端末７１０が貯蔵している値と同じであれば前記方式Ａ７９１によって、同じでなければ前記方式Ｂ７９２によって前記端末はＫｅＮＢ＊を生成する。次に、前記端末７１０は前記ターゲット基地局７３０にハンドオーバ確認メッセージを送信し７１３、前記ターゲット基地局７３０はＭＭＥ７４０に経路スイッチングを要請し（ステップ７１５）、前記ＭＭＥ７４０は、ターゲット基地局７３０にＮＣＣ及びＮＨを含む経路スイッチング応答を送信する（ステップ７１７）。前記経路スイッチング応答を介してＮＣＣ及びＮＨを取得した前記ターゲット基地局７３０は、前記ＮＣＣ及び前記ＮＨを貯蔵する（ステップ７１９）。

前記図８に示したように、端末が第１セルから第２セルにハンドオーバする場合、前記第２セルで使用する新たなセキュリティキーは前記第１セルの基地局によって生成されて前記第２基地局に伝達される。そして、前記端末は前記第２セルの基地局で受信したハンドオーバ命令メッセージに含まれたＮＣＣの増加可否による方式で新たなセキュリティキーを生成する。しかし、前記図７に示したように正常的なハンドオーバ手順が行われない場合、前記第１セル、前記第２セル及び前記端末間セキュリティキーに対する情報が交換されないため、前記図８のような手順によってセキュリティキーが生成され得ない。言い換えると、前記図７において、前記端末６１０及び前記マクロ基地局６３０は前記図８のような手順によってセキュリティキーを生成し得る。

従って、本発明は端末が回復指示子を利用してピコセルからマクロセルへと移動した際、前記マクロセルで使用する新たなセキュリティキーを生成する方法を提案する。

端末がピコセルからマクロセルに正常的なハンドオーバ手順を経ずに移動しても、マクロ基地局は自らがターゲットセルであるため新たなキーを生成するための入力値のうちターゲット基地局のＰＣＩ及び周波数情報を知っている。この際、いかなる方式によってセキュリティキーを生成するかによって、ＮＨが必要なのか又はピコセルで使用していたセキュリティキーが必要なのかが問題となる。前記ＮＨはＭＭＥによって提供されるため、前記マクロ基地局がこれを取得するためには基地局及びＭＭＥ間の新たな信号手順が定義されなければならない。一方、前記ピコセルで使用していたセキュリティキーは端末がピコ基地局にハンドオーバする過程で前記マクロ基地局によって生成されたため、新たな手順を行わなくても前記マクロ基地局が知り得る。

従って、前記端末が前記ピコ基地局にハンドオーバする際、前記マクロ基地局は前記ピコ基地局でのセキュリティキーを前記端末のコンテキスト情報と共に貯蔵する。次に、前記端末から回復指示子が受信されると、前記マクロ基地局は貯蔵していたセキュリティキー、自らの物理セル識別子及び周波数情報を使用して新たなセキュリティキーを生成し、前記新たなセキュリティキーを使用する。それによって、前記ピコ基地局が方式２によってセキュリティキーを生成して伝達したことと同じ結果が得られる。

図９は、本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続する際のセキュリティキーの生成を考慮した信号交換を示す図である。

前記図９を参照すると、ピコ基地局８２０のセルに進入した端末８１０は、マクロ基地局８３０からハンドオーバ命令を受信する（ステップ８０１）。ここで、前記ハンドオーバ命令は前記マクロ基地局８３０との連結復元のためのバックアップ構成（ｂａｃｋ−ｕｐ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）情報を含む。例えば、前記バックアップ構成情報は前記マクロ基地局８３０とのコンテキスト情報を維持すべき時間の長さを示す特定のタイマー値を含んでもよい。以下、前記特定のタイマーを「タイマーＸ」と称する。即ち、前記マクロ基地局８３０は前記タイマーＸの値を設定し、前記タイマーＸを含む前記バックアップ構成情報を含むハンドオーバ命令を送信する。

前記バックアップ構成情報を含んだ前記ハンドオーバ命令を受信した前記端末8８１０は、前記マクロ基地局８３０と使用していたコンテキスト情報を貯蔵する（ステップ８０３）。この際、前記端末８１０は前記貯蔵したコンテキスト情報がどのセルに対するものであるのかを表示する。例えば、前記端末８１０は前記貯蔵したコンテキスト情報を前記マクロ基地局８３０のセル物理階層識別子及び周波数情報にインデキシングする。または、前記端末８１０は前記コンテキスト情報をマクロセルのＣＧＩ（Ｃｅｌｌ Ｇｌｏｂａｌ ＩＤ）にインデキシングする。ここで、前記ＣＧＩは同一事業者のシステム内で各セルに与えられたユニーク（Ｕｎｉｑｕｅ）な識別情報であり、例えば、２８ビットの大きさで、セルのシステム情報としてブロードキャストされる。前記マクロ基地局８３０は前記端末８１０に対するコンテキスト情報及び前記ピコ基地局８２０のＫｅＮＢを貯蔵する（ステップ８０３）。ここで、前記マクロ基地局８３０の前記ハンドオーバ命令が、送信される前に前記マクロ基地局８３０によって生成される。また、前記コンテキスト情報は、前記タイマーＸが満了する前まで前記端末８１０及びは前記マクロ基地局８３０に貯蔵される。言い換えると、前記端末８１０及び前記マクロ基地局８３０は前記タイマーＸが満了すると前記コンテキスト情報を削除する。

次に、前記端末８１０は前記ピコ基地局８２０にハンドオーバ確認を送信する（ステップ８０７）。それによって、前記ピコ基地局８２０、前記マクロ基地局８３０、前記端末８１０間のハンドオーバ手順は完了され、前記端末８１０は前記ピコ基地局８２０とアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ８０９）。前記図９には示されていないが、前記ハンドオーバ過程はＭＭＥ及びＳ−ＧＷの経路スイッチング及び使用者プレーン更新手順を含んでもよい。次に、前記端末８１０はＲＬＦを認知する（ステップ８１１）。言い換えると、前記端末８１０は前記ピコ基地局８２０との連結が維持されないことを認知する。それによって、前記端末８１０は最も最近接続したマクロセルである前記マクロ基地局８３０を優先的に検索する。例えば、前記端末８１０は現在のサービングセルにハンドオーバされる前のサービングセルに対する検索過程を優先的に行う。その結果、前記端末８１０は前記マクロ基地局８３０を発見する（ステップ８１３）。即ち、前記端末８１０は前記マクロ基地局８３０の信号を認知し、チャネル品質が特定のしきい値以上であることを判断する。

それによって、前記端末８１０は発見したセルに対して貯蔵されたコンテキスト情報を再使用し得るのかを判断する（ステップ８１５）。詳しく説明すると、前記端末８１０は前記発見されたセル、即ち、前記マクロ基地局８３０が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する基地局であるのかを判断する。前記コンテキスト情報及び前記マクロ基地局８３０の対応可否は、貯蔵されたコンテキスト情報をインデキシングした情報、即ち、周波数情報及び物理セル識別子又はＣＧＩの一致可否で判断される。また、前記端末８１０は前記タイマーＸが満了する前であるのかを判断する。前記図９には示されていないが、前記コンテキスト情報及び前記マクロ基地局８３０が対応しないか前記タイマーＸが満了したならば、前記端末８１０はＲＲＣ連結再設定過程を行う。

前記コンテキスト情報及び前記マクロ基地局８３０が対応して前記タイマーＸが満了する前であるため、前記端末８１０は貯蔵された情報を再使用し得ることを判断に、前記コンテキスト情報を利用して前記マクロ基地局８３０との無線ベアラを再生成する（ステップ８１７）。即ち、前記端末８１０及びまるで前記貯蔵されたコンテキスト情報を含むＲＲＣ連結再構成（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）メッセージを受信したように動作する。次に、前記端末８１０は前記ピコ基地局８２０で使用していたセキュリティキー及び前記マクロ基地局８３０の物理セル識別子及び周波数情報を利用して、前記マクロ基地局８３０で使用する新たなセキュリティキーを生成する（ステップ８１９）。即ち、前記端末８１０は正常的なハンドオーバ手順を行う場合、ＮＮＣが増加されなかった場合と同じ方式で前記新たなセキュリティキーを生成する。

前記セキュリティキーを生成した後、前記端末８１０は前記マクロ基地局８０３に連結の復元を要請するために回復指示子（ｒｅｔｕｒｎ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を送信する（ステップ８２１）。この際、前記端末８１０は新たなセキュリティキーを利用して前記回復指示子を完全性保護する。即ち、前記端末８１０は前記回復指示子に対して所定の完全性保護アルゴリズムと新たなセキュリティキー及びその他の入力値を適用してＭＡＣ−Ｉ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ−Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を生成し、前記ＭＡＣ−Ｉを前記回復指示子と共に送信する。

前記回復指示子及び前記ＭＡＣ−Ｉを受信した前記マクロ基地局８３０は前記端末８１０のＣ−ＲＮＴＩを確認し、前記端末８１０が正常的なハンドオーバ手順を経なくても復帰した端末であることを認知する。そして、前記マクロ基地局８３０は前記端末８１０が貯蔵したコンテキスト情報及び前記端末８１０が前記ピコ基地局８２０で使用したセキュリティキーを識別した後、新たなセキュリティキーを生成する（ステップ８２３）。即ち、前記マクロ基地局８３０は前記端末８１０が前記ピコ基地局８２０で使用したセキュリティキー、自らの物理セル識別子及び周波数情報を使用して新たなセキュリティキーを生成する。そして、前記マクロ基地局８３０は前記新たなセキュリティキーを使用してＭＡＣ−Ｉを認証する（ステップ８２５）。次に、前記端末８１０は前記マクロ基地局８３０とアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ８２７）。

前記図９に示した実施例において、連結復元の際無線ベアラの状況が変更される場合があり得る。詳しく説明すると、端末は前記コンテキスト情報に含まれた無線ベアラ設定情報によって少なくとも一つの無線ベアラを再生成する。従って、前記端末８１０がピコ基地局にハンドオーバした後従来のサービスを中止するか新たなサービスを始めた場合、前記コンテキスト情報に含まれた無線ベアラ設定情報が現在の無線ベアラの状況と一致しなくてもよい。例えば、前記端末が前記ピコ基地局にハンドオーバする前にサービスａ、サービスｂを使用して無線ベアラａ、無線ベアラｂを設定したが、前記ピコ基地局にハンドオーバした後前記サービスａを中止してサービスｃを始めたならば、前記端末がマクロ基地局に対する連結を再設定する時点に前記サービスａに対応する無線ベアラａはそれ以上必要ではなく、前記サービスｃのための新たな無線ベアラが設定されるべきである。

図１０は、本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおいて、端末がピコセルからマクロセルに再接続する際のコンテキスト情報の変更を考慮した信号交換を示す図である。

前記図１０を参照すると、ピコ基地局９２０のセルに進入した端末９１０は、マクロ基地局９３０からハンドオーバ命令を受信する（ステップ９０１）。ここで、前記ハンドオーバ命令は前記マクロ基地局９３０との連結復元のためのバックアップ構成（ｂａｃｋ−ｕｐ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）情報を含む。例えば、前記バックアップ構成情報は前記マクロ基地局９３０とのコンテキスト情報を維持すべき時間の長さを示す特定のタイマー値を含んでもよい。以下、前記特定のタイマーを「タイマーＸ」と称する。即ち、前記マクロ基地局９３０は前記タイマーＸの値を設定し、前記タイマーＸを含む前記バックアップ構成情報を含むハンドオーバ命令を送信する。

前記バックアップ構成情報を含んだ前記ハンドオーバ命令を受信した前記端末９１０は、前記マクロ基地局９３０と使用していたコンテキスト情報を貯蔵し、前記マクロ基地局９３０も前記端末９１０に対するコンテキスト情報を貯蔵する（ステップ９０３）。この際、前記端末９１０は前記貯蔵したコンテキスト情報がどのセルに対するものであるのかを表示する。例えば、前記端末９１０は前記貯蔵したコンテキスト情報を前記マクロ基地局９３０のセルの物理階層識別子及び周波数情報にインデキシングする。または、前記端末９１０は前記コンテキスト情報をマクロセルのＣＧＩ（Ｃｅｌｌ Ｇｌｏｂａｌ ＩＤ）にインデキシングする。ここで、前記ＣＧＩは同一事業者のシステム内で各セルに与えられたユニーク（Ｕｎｉｑｕｅ）な識別情報であり、例えば、２８ビットの大きさで、セルのシステム情報としてブロードキャストされる。また、前記コンテキスト情報は、前記タイマーＸが満了する前まで前記端末９１０及びは前記マクロ基地局９３０に貯蔵される。言い換えると、前記端末９１０及び前記マクロ基地局９３０は前記タイマーＸが満了すると前記コンテキスト情報を削除する。

次に、前記端末９１０は前記マクロ基地局９３０にハンドオーバ確認を送信する（ステップ９０５）。それによって、前記ピコ基地局９２０、前記マクロ基地局９３０、前記端末９１０間のハンドオーバ手順は完了され、前記端末９１０は前記ピコ基地局９２０とアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ９０７）。前記図１０には示されていないが、前記ハンドオーバ過程はＭＭＥ及びＳ−ＧＷの経路スイッチング及び使用者プレーン更新手順を含んでもよい。次に、前記端末９１０はＲＬＦを認知する（ステップ９０９）。言い換えると、前記端末９１０は前記ピコ基地局９２０との連結が維持されないことを認知する。それによって、前記端末９１０は最も最近接続したマクロセルである前記マクロ基地局９３０を優先的に検索する。例えば、前記端末９１０は現在のサービングセルにハンドオーバされる前のサービングセルに対する検索過程を優先的に行う。その結果、前記端末９１０は前記マクロ基地局９３０を発見する（ステップ９１１）。即ち、前記端末９１０は前記マクロ基地局９３０の信号を認知し、チャネル品質が特定のしきい値以上であることを判断する。

それによって、前記端末９１０は発見したセルに対して貯蔵されたコンテキスト情報を再使用し得るのかを判断する（ステップ９１３）。詳しく説明すると、前記端末９１０は前記発見されたセル、即ち、前記マクロ基地局９３０が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する基地局であるのかを判断する。前記コンテキスト情報及び前記マクロ基地局９３０の対応可否は、貯蔵されたコンテキスト情報をインデキシングした情報、即ち、周波数情報及び物理セル識別子又はＣＧＩの一致可否で判断される。 また、前記端末９１０は前記タイマーＸが満了する前であるのかを判断する。前記図１０には示されていないが、前記コンテキスト情報及び前記マクロ基地局９３０が対応しないか前記タイマーＸが満了されたならば、前記端末９１０はＲＲＣ連結再設定過程を行う。

前記コンテキスト情報及び前記マクロ基地局９３０が対応して前記タイマーＸが満了する前であるため、前記端末９１０は貯蔵された情報を再使用し得ることを判断に、前記コンテキスト情報を利用して前記マクロ基地局９３０との無線ベアラを再生成する（ステップ９１５）。即ち、前記端末９１０及びまるで前記貯蔵されたコンテキスト情報を含むＲＲＣ連結再構成（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）メッセージを受信したように動作する。詳しく説明すると、前記端末９１０は前記コンテキスト情報に含まれたＣ−ＲＮＴＩを使用し、無線ベアラ設定情報によって少なくとも一つの無線ベアラを再生成する。前記無線ベアラは、前記端末９１０が保有したサービス別に設定される。従って、前記端末９１０が前記ピコ基地局９２０にハンドオーバした後従来のサービスを中止するか新たなサービスを始めた場合、前記コンテキスト情報に含まれた無線ベアラ設定情報が現在の無線ベアラの状況と一致しなくてもよい。例えば、前記端末９１０が前記ピコ基地局９２０にハンドオーバする前にサービスａ、サービスｂを使用して無線ベアラａ、無線ベアラｂを設定したが、前記ピコ基地局９２０にハンドオーバした後前記サービスａを中止してサービスｃを始めたならば、前記端末９１０が前記マクロ基地局９３０に対する連結を再設定する時点に前記サービスａに対応する無線ベアラａはそれ以上必要ではなく、前記サービスｃのための新たな無線ベアラが設定されるべきである。

従って、新しく始めたサービスのための無線ベアラの情報が前記貯蔵されたコンテキスト情報に反映されない場合、即ち、前記ピコ基地局９２０にハンドオーバした後新しく設定された無線ベアラが存在する場合、前記端末９１０は前記新しく設定された無線ベアラを前記マクロ基地局９３０と更に生成する前まで該当サービスを中断する（ステップ９１７）。次に、前記端末９１０は前記マクロ基地局９０３への連結復元を要請するために回復指示子（ｒｅｔｕｒｎ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を送信する（ステップ９１９）。この際、前記端末９１０は貯蔵されたコンテキスト情報に反映された無線ベアラのうち現時点でそれ以上使用されない無線ベアラに対する情報を前記回復指示子と共に送信する。

前記回復指示子を受信した前記マクロ基地局９３０は前記貯蔵されたコンテキスト情報及び開始された無線ベアラ情報を参考して少なくとも一つの無線ベアラを復元し、前記端末９１０に回復完了メッセージを送信する（ステップ９２１）。次に、前記マクロ基地局９３０は前記ピコ基地局９２０に前記端末８１０に対するデータのフォワード及び前記端末８１０が前記ピコ基地局９２０で使用していたコンテキスト情報を要請する（ステップ９２３）。それによって、前記ピコ基地局９２０は前記端末８１０のコンテキスト情報を伝達し（ステップ９２５）、前記マクロ基地局９３０は前記ピコ基地局９２０から受信したコンテキスト情報に新たなサービスに対する無線ベアラ、即ち、前記復元を介して設定されていない無線ベアラが存在するのかを判断する。設定されていない無線ベアラが存在する場合、前記マクロ基地局９３０は前記端末９１０とＲＲＣ連結再設定手順を介して新たなサービスに対する無線ベアラを生成する（ステップ９２７）。それによって、前記端末９１０はステップ９１７で中断されたサービスを再開し得る。次に、前記端末９１０及び前記マクロ基地局９３０はアップリンク／ダウンリンクトラフィックを送受信する（ステップ９２９）。

以下、本発明は上述したように、連結を再設定する端末及び基地局の動作及び構成を図面を参照して説明する。

図１１は、本発明の第１実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるピコ基地局の動作手順を示す図である。

前記図１１を参照すると、前記ピコ基地局はステップ１００１でマクロセルから前記ピコ基地局にハンドオーバする端末があるのか確認する。言い換えると、前記ピコ基地局はマクロ基地局から前記端末のハンドオーバを要請され、承認制御（ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）を介して前記端末のハンドオーバを許容し得ることを判断し、前記マクロ基地局にハンドオーバ要請に対するＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｄｅｇｅ）を送信した後、前記端末が前記ピコ基地局に接続するのか確認する。

前記端末が前記マクロセルからハンドオーバして前記ピコ基地局に接続すると、前記ピコ基地局はステップ１００３に進行して前記マクロ基地局に前記端末のコンテキスト情報と解放することを要請する。従って、前記ピコ基地局は前記端末が成功的に前記ピコ基地局に接続したため、前記端末に対するコンテキスト情報を維持する必要がないことを知らせる。

次に、前記ピコ基地局はステップ１００５に進行し、前記マクロ基地局に前記端末の全体のコンテキスト情報を送信する。即ち、本発明の実施例によって、前記端末が正常的なハンドオーバを経ずに前記マクロ基地局に再接続する状況に備え、言い換えると、前記端末が正常的なハンドオーバ手順を経ずに前記マクロ基地局に再接続しなければならない状況でＲＲＣ連結再設定手順が成功し得るように、前記ピコ基地局は前記端末のコンテキスト情報を前記マクロ基地局に提供する。前記ステップ１００５は前記ステップ１００３でコンテキスト情報の解放を要請することで要求される段階であって、前記ステップ１００３が省略されると前記ステップ１００５も省略され得る。

次に、前記ピコ基地局はステップ１００７に進行し、前記端末のコンテキスト情報が変更されるのかを確認する。前記コンテキスト情報は、前記端末が使用する測定（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）構成、無線資源関連情報、詳しくは、ベアラ構成情報、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）階層構成情報、物理階層関連情報など、Ｃ−ＲＮＴＩ、セキュリティ関連情報などを含む。従って、サービスの開始及び終了によって無線ベアラが生成又は消滅すると、前記コンテキスト情報が変更され得る。

前記コンテキスト情報が変更されると、前記ピコ基地局はステップ１００９に進行し、前記マクロ基地局に変更されたコンテキスト情報を送信する。即ち、前記ピコ基地局は前記マクロ基地局が最新のコンテキスト情報を維持し得るように、前記変更されたコンテキスト情報を提供する。次に、前記ピコ基地局は前記ステップ１００７に戻る。

ここで、前記図１１には示されていないが、前記ピコ基地局は、前記端末に対する信号強度がしきい値以下に低くなる場合前記端末のコンテキスト情報を前記マクロ基地局に送信し得る。また、前記端末との連結がハンドオーバを経ずに途切れた後、前記マクロ基地局からデータフォワードが要請されると、前記ピコ基地局は前記マクロ基地局にＳＮ状態及び前記端末に送信されるデータを伝達する。

図１２は、本発明の第１実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるピコ基地局の動作手順を示す図である。

前記図１２を参照すると、前記マクロ基地局はステップ１１０１でピコ基地局から前記ピコ基地局のピコセルにハンドオーバした端末のコンテキスト情報が受信されるのか確認する。即ち、前記マクロ基地局は前記端末の測定報告に従って前記ピコ基地局へのハンドオーバを命令し、それによって前記端末が前記ピコ基地局にハンドオーバを完了した後、前記端末のコンテキスト情報が受信されるのかを確認する。

前記端末のコンテキスト情報が受信されると、前記マクロ基地局はステップ１１０３に進行し、前記コンテキスト情報を貯蔵する。即ち、前記マクロ基地局は前記端末が正常的なハンドオーバ手順を経ずに前記マクロ基地局に再接続しなければならない状況でＲＲＣ連結再設定手順が成功し得るように、前記端末のコンテキスト情報を貯蔵する。前記ステップ１１０１及び前記ステップ１００３は、前記端末のハンドオーバの後前記端末のコンテキスト情報を廃棄したことを前提に行われる。従って、以前のコンテキスト情報が廃棄されないと、前記ステップ１１０１及びステップ１１０３は省略されてもよい。

次に、前記マクロ基地局はステップ１１０５に進行し、ピコ基地局から変更されたコンテキスト情報が受信されるのかを確認する。前記コンテキスト情報は前記前記端末がピコセルにハンドオーバした後、前記ピコ基地局と通信を行う過程で変更されてもよく、前記ピコ基地局は前記マクロ基地局が最新のコンテキスト情報を維持し得るように、前記変更されたコンテキスト情報を提供する。即ち、前記マクロ基地局はステップ１１０１で受信されたコンテキスト情報又は廃棄されていない以前のコンテキスト情報に対して変更されたコンテキスト情報が受信されるのかを確認する。

前記変更されたコンテキスト情報が受信されると、前記マクロ基地局はステップ１１０７に進行し、前記変更されたコンテキスト情報を利用して貯蔵されたコンテキスト情報を更新する。次に、前記マクロ基地局は前記ステップ１１０５に戻る。

前記ステップ１１０５において、前記変更されたコンテキスト情報が受信されないと、前記マクロ基地局はステップ１１０９に進行して前記端末からＲＲＣ連結再設定が要請されるのか確認する。即ち、前記端末からＲＲＣ連結再設定要請が受信されるのかを確認する。前記図１２には示されていないが、前記ＲＲＣ連結再設定要請メッセージを受信する前にランダムアクセス手順が先に行われてもよい。

前記ＲＲＣ連結再設定要請が要請されると、前記マクロ基地局はステップ１１１１に進行し、前記ＲＲＣ連結再設定要請メッセージに含まれた送信者の識別情報を利用して前記ＲＲＣ連結再設定を要請した端末が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する端末であるのかを判断する。言い換えると、前記マクロ基地局は前記貯蔵されたコンテキスト情報に対応する端末からＲＲＣ連結再設定が要請されたのかを判断する。

前記ＲＲＣ連結再設定を要請した端末が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する端末であれば、前記マクロ基地局はステップ１１１３に進行して前記端末の要請に応じてＲＲＣ連結再設定手順を行う。即ち、前記マクロ基地局は前記端末のコンテキスト情報を有するため、前記ＲＲＣ連結再設定手順を行い得る。詳しくは、前記マクロ基地局は前記端末からＲＲＣ再設定要請メッセージを受信し、前記端末のコンテキストが貯蔵されていないことを判断して、前記端末に対するＭＡＣ−Ｉ認証手順を行った後、前記端末にＲＲＣ再設定メッセージを送信し、前記ピコ基地局に前記端末へのデータをフォワードすることを要請する。

図１３は、本発明の第2実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるピコ基地局の動作手順を示す図である。

前記図１３を参照すると、前記マクロ基地局はステップ１２０１でピコセルからハンドオーバする端末にシステム情報を貯蔵することを指示する。即ち、前記マクロ基地局は前記端末の測定報告に従って前記ピコ基地局へのハンドオーバを決定し、ハンドオーバのための手順を行った後、前記端末のハンドオーバ命令を送信し、前記ハンドオーバ命令と共に前記システム情報の貯蔵を指示する。

次に、前記マクロ基地局はステップ１２０３に進行し、前記マクロ基地局のシステム情報が変更されるのかを確認する。前記システム情報は前記マクロ基地局に接続するために必要な設定情報であり、前記マクロ基地局の動作状態又は設定状態によって変更され得る。

もし、前記システム情報が変更されると、前記マクロ基地局はステップ１２０５に進行し、前記ピコ基地局を介して変更されたシステム情報を端末に送信する。即ち、前記マクロ基地局は前記ピコ基地局に前記変更されたシステム情報を含むシステム情報更新メッセージを送信し、前記ピコ基地局は前記システム情報メッセージをブロードキャスト、マルチキャスト又はユニキャスト方式で前記端末に伝達する。例えば、前記システム情報更新メッセージは前記＜表１−１＞＜表１−２＞のように構成されてもよい。

一方、前記システム情報が変更されないと、前記マクロ基地局はステップ１２０７に進行して前記端末からＲＲＣ連結再設定が要請されるのかを確認する。即ち、前記マクロ基地局は前記端末からＲＲＣ連結再設定要請メッセージが受信されるのかを確認する。前記図１３には示されていないが、前記ＲＲＣ連結再設定要請メッセージを受信する前にランダムアクセス手順が先に行われてもよい。

前記ＲＲＣ連結再設定が要請されると、前記マクロ基地局はステップ１２０９に進行してＲＲＣ連結再設定手順を行う。この際、前記マクロ基地局は前記端末のコンテキスト情報を有しないと、前記ＲＲＣ連結再設定手順は失敗する可能性がある。

図１４は、本発明の第２実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける端末の動作手順を示す図である。

前記図１４を参照すると、前記端末はステップ１３０１でマクロセルからピコセルにハンドオーバする際、マクロ基地局からシステム情報を貯蔵することが指示されるのか確認する。即ち、前記端末は前記マクロ基地局から受信されるハンドオーバ命令と共に前記システム情報を貯蔵することが指示されるのか確認する。

前記システム情報の貯蔵が指示されると、前記端末ステップ１０３０に進行してマクロ基地局のシステム情報を貯蔵する。前記システム情報は前記マクロ基地局に接続するために必要な設定情報であり、ＭＩＢ，ＳＩＢなどを介して受信された情報を意味する。例えば、前記システム情報は前記＜表２−１＞＜表２−２＞＜表２−３＞に示したフィールドのうち少なくとも一つを含む。この際、前記端末は貯蔵されるシステム情報がいかなるセルに対するものであるのかを表示する。例えば、前記端末は前記マクロ基地局の物理セル識別子及び中心周波数情報をセルの識別情報として使用し得る。

次に、前記端末はステップ１３０５に進行して変更されたシステム情報が受信されるのかを確認する。即ち、前記マクロ基地局はシステム情報が変更されると前記ピコ基地局を介して前記変更されたシステム情報を含むシステム情報更新メッセージを送信する。この際、システム情報更新メッセージはブロードキャスト、マルチキャスト又はユニキャスト形式で前記ピコセルから受信される。例えば、前記システム情報更新メッセージは前記＜表１−１＞＜表１−２＞のように構成されてもよい。

もし、前記変更されたシステム情報が受信されると、前記端末はステップ１３０７に進行し、変更されたシステム情報を利用して貯蔵されたシステム情報を更新する。それによって、前記端末は前記マクロ基地局のシステム情報を最新状態に維持する。

一方、前記変更されたシステム情報が受信されないと、前記端末はステップ１０３９に進行して前記ピコセルからＲＲＣが発生するのかを判断する。言い換えると、前記端末は前記ピコ基地局との連結が維持されないことを認知する。例えば、前記ピコ基地局とのチャネル品質が基準以下に劣るか前記ピコ基地局の同期信号を検出しないと、前記端末は前記ＲＬＦを認知する。

前記ＲＬＦが発生すると、前記端末はステップ１３１１に進行して前記マクロ基地局に対するセル検索過程を優先的に行う。言い換えると、前記端末は前記ピコ基地局の以前に接続した基地局である前記マクロ基地局の信号が受信されるかを判断する。例えば、前記端末は前記マクロ基地局の同期信号などの検出を試みる。

次に、前記端末はステップ１３１３に進行して前記マクロ基地局を発見したのか確認する。即ち、前記端末は前記マクロ基地局の信号を検出し、前記マクロ基地局と通信を行い得る状態であるのか確認する。例えば、前記マクロ基地局と通信を行い得るか否かは、チャネル品質、同期信号を検出可否、システム情報のディコーディング可能可否などを介して判断される。
前記マクロ基地局を発見すると、前記端末はステップ１３１５に進行して貯蔵された前記マクロ基地局のシステム情報を利用して前記マクロ基地局との連結再設定を試みる。詳しく説明すると、前記端末は前記システム情報に含まれたランダムアクセス関連パラメータを利用してランダムアクセス過程を行った後、前記マクロ基地局にＲＲＣ連結再設定を要請する。

図１５は、本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおけるピコ基地局の動作手順を示す図である。

前記図１５を参照すると、前記マクロ基地局はステップ１４０１でピコセルにハンドオーバする端末にコンテキスト情報を貯蔵することを指示し、タイマー値を伝達する。ここで、タイマー値は前記コンテキスト情報の貯蔵を維持し得る時間を支持する。即ち、前記マクロ基地局は前記端末の測定報告に従って前記ピコ基地局へのハンドオーバを決定し、ハンドオーバのための手順を行った後、前記端末にハンドオーバ命令を送信し、前記ハンドオーバ命令と共に前記マクロ基地局に接続の際使用しコンテキスト情報の貯蔵を指示する。

次に、前記マクロ基地局はステップ１４０３に進行し、前記端末のコンテキスト情報を貯蔵する。即ち、前記マクロ基地局は前記端末にコンテキスト情報の貯蔵を指示し、同時に自らも前記端末のコンテキスト情報を貯蔵する。それによって、前記コンテキスト情報は前記タイマーが満了する前まで前記端末及びは前記マクロ基地局に貯蔵される。

前記コンテキスト情報を貯蔵した後、前記マクロ基地局はステップ１４０５に進行してピコ基地局に提供するセキュリティキーを貯蔵する。正常的にハンドオーバ手順が行われるとサービング基地局はターゲット基地局が使用するセキュリティキーを生成し、前記セキュリティキーを前記ターゲット基地局に提供する。従って、前記マクロ基地局は前記ピコ基地局が前記端末に対して使用するセキュリティキーを生成する。この際、前記セキュリティキーが前記ピコ基地局に伝達されると、前記セキュリティキーは前記マクロ基地局に必要ではない情報である。しかし、本発明の実施例によって、前記端末が正常的なハンドオーバ手順を経ずに前記マクロ基地局に再接続する状況に備え、前記マクロ基地局は前記ピコ基地局に提供されるセキュリティキーを貯蔵する。

前記セキュリティキーを貯蔵した後、前記基地局はステップ１４０８に進行して前記タイマーが満了する前に前記端末から復旧要請メッセージが受信されるのか確認する。ここで、前記復旧要請メッセージは、正常的なハンドオーバやＲＲＣ連結再設定手順を経ずに前記端末が前記マクロ基地局との連結を再開することを要請するための制御メッセージである。例えば、前記復旧要請メッセージは連結再開を要請する回復指示子、セキュリティ認証のためのＭＡＣ−Ｉ、ピコ基地局にハンドオーバした後消滅された無線ベアラ情報のうち少なくとも一つを含む。もし、前記復旧要請メッセージを受信せずに前記タイマーが満了した場合、前記マクロ基地局は本手順を終了する。

一方、前記タイマーが満了する前に前記復旧要請メッセージが受信されると、前記マクロ基地局はステップ１４０９に進行し、前記ステップ１４０３で貯蔵したコンテキスト情報を再使用し得るかを判断する。即ち、前記マクロ基地局は前記復旧要請メッセージを送信した端末が前記貯蔵されたコンテキスト情報に対応する端末であるのかを判断する。例えば、前記マクロ基地局は前記復旧要請メッセージに含まれた送信者の識別情報及び前記貯蔵されたコンテキスト情報に含まれた端末の識別情報を比較する。

前記貯蔵されたコンテキストの再使用が可能であれば、前記マクロ基地局はステップ１４１１に進行して前記端末のための新たなセキュリティキーを生成する。即ち、前記マクロ基地局は前記端末が前記ピコ基地局で使用したセキュリティキー、自らの物理セル識別子及び周波数情報を使用して新たなセキュリティキーを生成する。次に、前記図１５に示されていないが、前記マクロ基地局は前記新たなセキュリティキーを利用して前記復旧要請メッセージに含まれたＭＡＣ−Ｉを認証し得る。

次に、前記マクロ基地局はステップ１４１３に進行し、前記貯蔵されたコンテキスト情報に従って前記端末との少なくとも一つの無線ベアラを復旧する。もし、前記ステップ１４０７で受信された復旧要請メッセージに消滅された無線ベアラ情報が含まれている場合、前記マクロ基地局は前記消滅された無線ベアラを除く残りの無線ベアラのみを復元する。そして、前記マクロ基地局は前記端末に連結回復が完了されたことを通知する。

前記少なくとも一つの無線ベアラを復旧した後、前記マクロ基地局はステップ１４１５に進行して前記ピコ基地局に端末のコンテキスト情報を要請し、前記ピコ基地局から前記コンテキスト情報を取得する。即ち、前記ステップ１４０３で貯蔵されてから前記端末のコンテキスト情報が変更された可能性があるため、前記マクロ基地局は最新のコンテキストを取得するために前記ピコ基地局にコンテキスト情報を要請する。

前記コンテキスト情報を取得した後、前記マクロ基地局はステップ１４１７に進行して前記最新のコンテキストに追加されたサービスに対する情報が存在するのかを判断する。言い換えると、前記マクロ基地局は前記最新のコンテキスト情報に含まれたサービスに対する情報のうち前記ステップ１４０３で貯蔵されたコンテキスト情報に含まれていない情報があるのか確認する。即ち、前記マクロ基地局は前記最新のコンテキスト情報を利用して前記ピコセルにハンドオーバした後、生成された無線ベアラが存在するのか、それによって追加的に生成する無線ベアラが存在するのかを判断する。

前記追加されたサービスに対する情報が存在すると、前記マクロ基地局はステップ１４１９に進行して前記追加されたサービスのための無線ベアラを生成する。そして、前記マクロ基地局は前記端末とトラフィックを送受信する。

図１６は、本発明の第３実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける端末の動作手順を示す図である。

前記図１６を参照すると、前記端末はステップ１５０１でマクロセルからピコセルにハンドオーバする際、マクロ基地局からコンテキスト情報の貯蔵指示及びタイマー値が受信されるのか確認する。ここで、タイマー値は前記コンテキスト情報の貯蔵を維持し得る時間を支持する。即ち、前記端末は前記マクロ基地局から受信されるハンドオーバ命令と共に前記マクロ基地局に接続する再使用したコンテキスト情報の貯蔵が指示されるのか確認する。

前記コンテキスト情報の貯蔵指示及びタイマー値が受信されると、前記端末はステップ１５０３に進行して前記マクロ基地局に接続中の際使用したコンテキスト情報を貯蔵する。この際、前記端末は貯蔵したコンテキスト情報がどのセルに対するものであるのかを表示する。例えば、前記端末は前記貯蔵した使用者コンテキストを前記マクロ基地局のセルの物理階層識別子及び周波数情報にインデキシングする。または、前記端末は前記コンテキスト情報をマクロセルのＣＧＩにインデキシングする。

次に、前記端末はステップ１５０５に進行して前記ピコセルからＲＲＣが発生するのかを判断する。言い換えると、前記端末は前記ピコ基地局との連結が維持されないことを認知する。例えば、前記ピコ基地局とのチャネル品質が基準以下に劣るか前記ピコ基地局の同期信号を検出しないと、前記端末は前記ＲＬＦを認知する。

前記ＲＬＦが発生すると、前記端末はステップ１５０７に進行して前記マクロ基地局に対するセル検索過程を優先的に行う。言い換えると、前記端末は前記ピコ基地局の以前に接続した基地局である前記マクロ基地局の信号が受信されるかを判断する。例えば、前記端末は前記マクロ基地局の同期信号などの検出を試みる。

次に、前記端末はステップ１５０９に進行して前記マクロ基地局を発見したのか確認する。即ち、前記端末は前記マクロ基地局の信号を検出し、前記マクロ基地局と通信を行い得る状態であるのか確認する。例えば、前記マクロ基地局と通信を行い得るか否かは、チャネル品質、同期信号を検出可否、システム情報のディコーディング可能可否などを介して判断される。もし、前記マクロ基地局を発見しなかったなら、前記端末は本手順を終了する。

前記マクロ基地局を発見したなら、前記端末はステップ１５１１に進行して貯蔵されたコンテキスト情報を再使用し得るのかを判断する。詳しく説明すると、前記端末は前記マクロ基地局が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する基地局であるのかを判断する。前記コンテキスト情報及び前記マクロ基地局の対応可否は、貯蔵されたコンテキスト情報をインデキシングした情報、即ち、周波数情報及び物理セル識別子又はＣＧＩの一致可否で判断される。また、前記端末は前記タイマーＸが満了する前なのかを判断する。もし、前記貯蔵されたコンテキスト情報を再使用することができなければ、前記端末は本手順を終了する。

前記貯蔵されたコンテキストの再使用が可能であれば、前記端末はステップ１５１３に進行して前記マクロ基地局のための新たなセキュリティキーを生成する。言い換えると、前記端末は前記ピコ基地局で使用していたセキュリティキー及び前記マクロ基地局の物理セル識別子及び周波数情報を利用し、前記マクロ基地局で使用する新たなセキュリティキーを生成する。即ち、前記端末は正常的なハンドオーバ手順を行う場合、ＮＮＣが増加されない場合と同じ方式で前記新たなセキュリティキーを生成する。

次に、前記端末はステップ１５１５に進行して前記ピコセルにハンドオーバした後、追加された無線ベアラが存在するのかを判断する。即ち、前記端末は前記ピコセルにハンドオーバした後、サービスを新しく生成することで追加された無線ベアラが存在するのかを判断する。ここで、前記追加された無線ベアラの存在有無は最新のコンテキスト情報に含まれたサービスに対する情報のうち前記ステップ１５０３で貯蔵されたコンテキスト情報に含まれていない情報があるのかによって判断される。

前記追加された無線ベアラが存在しないと、前記端末はステップ１５１７に進行し、前記ステップ１５０３で貯蔵したコンテキスト情報に従って前記マクロ基地局と使用済みの少なくとも一つの無線ベアラを再生成する。この際、前記ピコセルにハンドオーバした後消滅された無線ベアラが存在すると、前記端末は前記消滅された無線ベアラを除いた残りのみを再生成する。

前記少なくとも一つの無線ベアラを再生成した後、前記端末はステップ１５１９に進行して前記マクロ基地局に復旧要請メッセージを送信する。ここで、前記復旧要請メッセージは、正常的なハンドオーバやＲＲＣ連結再設定手順を経ずに前記端末が前記マクロ基地局との連結を再開することを要請するための制御メッセージである。例えば、前記復旧要請メッセージは連結再開を要請する回復指示子、セキュリティ認証のためのＭＡＣ−Ｉ、ピコ基地局にハンドオーバした後消滅された無線ベアラ情報のうち少なくとも一つを含む。それによって、前記マクロ基地局で少なくとも一つの無線ベアラが復元され、前記端末は前記マクロ基地局と通信を行う。

前記ステップ１５１５において、前記追加された無線ベアラが存在すると、前記端末はステップ１５２１に進行して追加された無線ベアラを介して提供されるサービスを一時中断する。前記マクロ基地局は前記ピコセルで追加された無線ベアラに対する情報を知ることができないため、前記マクロ基地局で前記追加された無線ベアラト同じ無線ベアラが新しく生成されるまで前記端末は前記追加された無線ベアラを介したサービスを提供されることができないためである。

次に、前記端末はステップ１５２３に進行し、前記ステップ１５０３で貯蔵したコンテキスト情報に従って前記マクロ基地局と使用済みの少なくとも一つの無線ベアラを再生成する。この際、前記ピコセルにハンドオーバした後消滅された無線ベアラが存在すると、前記端末は前記消滅された無線ベアラを除いた残りのみを再生成する。

前記少なくとも一つの無線ベアラを再生成した後、前記端末はステップ1525に進行して前記マクロ基地局に復旧要請メッセージを送信する。ここで、前記復旧要請メッセージは、正常的なハンドオーバやＲＲＣ連結再設定手順を経ずに前記端末が前記マクロ基地局との連結を再開することを要請するための制御メッセージである。例えば、前記復旧要請メッセージは連結再開を要請する回復指示子、セキュリティ認証のためのＭＡＣ−Ｉ、ピコ基地局にハンドオーバした後消滅された無線ベアラ情報のうち少なくとも一つを含む。

次に、前記端末はステップ１５２７に進行し、前記ステップ１５２１で中断されたサービスのための無線ベアラを生成する。それによって、前記マクロ基地局及び前記端末間前記ピコセルで使用していた全ての無線ベアラが復元され、前記端末は前記マクロ基地局と通信を行う。

図１７は、本発明の実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける端末のブロック構成を示す図である。

前記図１７に示したように、前記端末はＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部１６０２、モデム１６０４、貯蔵部１６０６、制御部１６０８を含んで構成される。

前記ＲＦ受信部１６０２は、信号の帯域変換、増幅など無線チャネルを介して信号を送受信するための機能を行う。即ち、前記ＲＦ送信部１６０２は、前記モデム１６０４から提供される基底帯域信号をＲＦ帯域信号にアップ変換した後アンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信されるＦＲ帯域信号を基底帯域信号ダウン変換する。

前記モデム１６０４は、システムの物理階層規格によって基底帯域信号及びビット列間の変換機能を行う。例えば、データを送信する際、前記モデム１６０４は送信ビット列を符号化及び変調することで複素シンボルを生成し、前記複素シンボルを副搬送波にマッピングした後、ＩＦＦＴ演算及びＣＰ挿入を介してＯＦＤＭシンボルを構成する。また、データを受信する際、前記モデム１６０４は前記ＲＦ処理部１６０２から提供される基底帯域信号をＯＦＤＭシンボル単位で分割し、ＦＦＴ演算を解して副搬送波にマッピングされた信号を復元した後、復調及び復号化を介して受信ビット列を復元する。また、前記端末１６０４は受信信号を利用してチャネル品質を測定し、同期信号などの物理的信号を検出する。

前記貯蔵部１６０６は前記端末の動作に必要なプログラム、設定情報、臨時データなどを貯蔵する。例えば、前記設定情報は基地局のシステム情報、前記端末のコンテキスト情報、認証キーなどを含む。

前記制御部１６０８は、前記端末の全般的な機能を制御する。例えば、前記制御部１６０８はデータパケットを生成して前記モデム１６０４に提供し、前記モデム１６０４から提供されるデータパケットを分析及び処理する。また、前記制御部１６０８は、前記モデム１６０４を介して受信された制御メッセージを解釈し、前記制御メッセージに対応する演算、処理などを行い、基地局に送信される制御メッセージを生成する。また、前記制御部１６０８は、前記モデム１６０４から提供されるチャネル品質情報、ディコーディング成功率、物理的信号の検出結果などを介してチャネル状況を判断する。

特に、前記制御部１６０８はピコセルでＲＬＦが発生する際、マクロ基地局に再接続するための機能を制御する。前記マクロ基地局に再接続するための前記制御部１６０８の機能を調べると以下のようである。

本発明の第２実施例による場合、前記制御部１６０８は前記ピコセルでＲＬＦが発生する際にマクロ基地局に再接続するために以下のように動作する。前記制御部１６０８はマクロセルからピコセルにハンドオーバする際マクロ基地局からシステム情報を貯蔵することが指示されることを確認し、ハンドオーバの後も前記マクロ基地局のシステム情報が廃棄されないよう、前記システム情報を前記貯蔵部１６０６に貯蔵する。この際、前記制御部１６０８は貯蔵されるシステム情報がいかなるセルに対するものであるのかを表示する。例えば、前記マクロ基地局の物理セル識別子及び中心周波数情報がセルの識別情報として使用され得る。次に、サービング基地局であるピコ基地局から変更されたシステム情報が受信されると、前記制御部１６０８は変更されたシステム情報を利用して前記貯蔵部１６０６に貯蔵されたシステム情報を更新する。次に、前記ピコセルでＲＬＦが発生すると、前記制御部１６０８は前記モデム１６０４を介して前記マクロ基地局に対するセルの検索過程を優先的に行い、その結果前記マクロ基地局を発見すると、前記制御部１６０６に貯蔵された前記マクロ基地局のシステム情報を利用して前記マクロ基地局との連結再設定を試みる。詳しく説明すると、前記制御部１６０８は前記システム情報に含まれたランダムアクセス関連パラメータを利用してランダムアクセス過程を行った後、前記マクロ基地局にＲＲＣ連結再設定を要請する。

本発明の第３実施例による場合、前記制御部１６０８は前記ピコセルでＲＬＦが発生する際にマクロ基地局に再接続するために以下のように動作する。前記制御部１６０８はマクロセルからピコセルにハンドオーバする際マクロ基地局からコンテキスト情報の貯蔵指示及びタイマー値が受信されることを確認し、前記マクロ基地局に接続中に使用したコンテキスト情報を前記貯蔵部１６０６に貯蔵する。この際、前記制御部１６０８は前記貯蔵したコンテキスト情報がどのセルに対するものであるのかを表示する。例えば、前記コンテキスト情報は前記マクロ基地局のセルの物理階層識別子及び周波数情報にインデキシングされるか、又はマクロセルのＣＧＩにインデキシングされる。次に、前記ピコセルでＲＬＦが発生すると、前記制御部１６０８は前記モデム１６０４を介して前記マクロ基地局に対するセルの検索過程を優先的に行い、その結果前記マクロ基地局を発見すると、前記制御部１６０６に貯蔵されたコンテキスト情報のインデキシング情報を利用して発見された前記マクロ基地局が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する基地局であるのかを判断する。前記貯蔵されたコンテキスト情報を再使用することができれば、前記制御部１６０８は前記ピコ基地局で使用していたセキュリティキー及び前記マクロ基地局の物理セル識別子及び周波数情報を利用して前記マクロ基地局で使用する新たなセキュリティキーを生成し、前記貯蔵部１６０６に貯蔵されたコンテキスト情報に従って前記マクロ基地局と使用済みの少なくとも一つの無線ベアラを再生成する。この際、前記ピコセルにハンドオーバした後消滅された無線ベアラが存在すると、前記制御部１６０８は前記消滅された無線ベアラを除いた残りのみを再生成する。そして、前記制御部１６０８は前記マクロ基地局に復元要請メッセージを生成した後、前記復元要請メッセージを前記モデム１６０４及び前記ＲＦ処理部１６０２を介して送信する。但し、前記ピコセルにハンドオーバした後新たに追加された無線ベアラが存在する場合、前記制御部１６０８は前記追加された無線ベアラを介して提供されるサービスを一時中断し、前記復旧要請メッセージを送信した後前記マクロ基地局と中断されたサービスのための無線ベアラを生成する。

図１８は、本発明の実施例によるセルが重畳される無線通信システムにおける端末のブロック構成を示す図である。前記図１８に示された構成は、ピコ基地局及びマクロ基地局両方に適用可能である。

前記図１８に示したように、前記基地局はＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部１７０２、モデム１７０４、貯蔵部１７０６、バックホール通信部１７０８、制御部１７１０を含んで構成される。

前記ＲＦ受信部１７０２は、信号の帯域変換、増幅など無線チャネルを介して信号を送受信するための機能を行う。即ち、前記ＲＦ送信部１７０２は、前記モデム１７０４から提供される基底帯域信号をＲＦ帯域信号にアップ変換した後アンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信されるＦＲ帯域信号を基底帯域信号ダウン変換する。

前記モデム１７０４は、システムの物理階層規格によって基底帯域信号及びビット列間の変換機能を行う。例えば、データを送信する際、前記モデム１７０４は送信ビット列を符号化及び変調することで複素シンボルを生成し、前記複素シンボルを副搬送波にマッピングした後、ＩＦＦＴ演算及びＣＰ挿入を介してＯＦＤＭシンボルを構成する。また、データを受信する際、前記モデム１７０４は前記ＲＦ処理部１７０２から提供される基底帯域信号をＯＦＤＭシンボル単位で分割し、ＦＦＴ演算を解して副搬送波にマッピングされた信号を復元した後、復調及び復号化を介して受信ビット列を復元する。また、前記モデム１７０４は受信信号を利用してチャネル品質を測定し、参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）などの物理的信号を検出する。

前記貯蔵部１７０６は前記基地局の動作に必要なプログラム、設定情報、臨時データなどを貯蔵する。例えば、前記設定情報は基地局のシステム情報、前記端末のコンテキスト情報、認証キーなどを含む。前記バックホール通信部１７０８は、バックホール（ｂａｃｋｈａｕｌ）網を介して他の基地局と通信を行うためのインターフェースを提供する。

前記制御部１７１０は、前記基地局の全般的な機能を制御する。例えば、前記制御部１７１０はデータパケットを生成して前記モデム１７０４に提供し、前記モデム１７０４から提供されるデータパケットを分析及び処理する。また、前記制御部１７１０は、前記モデム１７０４を介して受信される制御メッセージを解釈し、前記制御メッセージに対応する演算、処理などを行い、端末に送信される制御メッセージを生成する。また、前記制御部１７１０は、前記モデム１７０４から提供されるチャネル品質情報、ディコーディング成功率、物理的信号の検出結果などを介してチャネル状況を判断する。

特に、前記制御部１７１０はピコセルで端末がＲＬＦを経験する際、前記端末がマクロ基地局に再接続するように支援するための機能を制御する。前記端末が前記マクロ基地局に再接続するために支援するための前記制御部１７１０の機能を調べると以下のようである。

前記基地局が本発明の第１実施例によるピコ基地局である場合、前記制御部１７１０は以下のように動作する。マクロセルから前記ピコ基地局へと端末がハンドオーバを行うと、前記制御部１７１０は前記マクロ基地局に前記端末のコンテキスト情報を解放することを要請した後、前記マクロ基地局に前記端末のコンテキスト情報を送信する。但し、前記全体のコンテキスト情報の要請は前記コンテキスト情報の解放を要請することで要求される段階であって、解放要請が行われないと前記全体のコンテキスト情報の送信動作も省略され得る。次に、前記端末のコンテキスト情報が変更されると、前記制御部１７１０は前記マクロ基地局に変更されたコンテキスト情報を送信する。

前記基地局が本発明の第１実施例によるマクロ基地局である場合、前記制御部１７１０は以下のように動作する。端末がピコ基地局にハンドオーバした後前記ピコ基地局から前記端末のコンテキスト情報が受信されると、前記制御部１７１０は前記コンテキスト情報を前記貯蔵部１７０６に貯蔵する。前記コンテキスト情報の受信及び貯蔵動作は、前記端末のハンドオーバの後前記端末に対するコンテキスト情報を廃棄したことを前提に行われる。従って、以前のコンテキスト情報が廃棄されないと、前記コンテキスト情報の受信情報の貯蔵動作は省略されてもよい。次に、前記端末の変更されたコンテキスト情報が受信されると、前記制御部１７１０は前記変更されたコンテキスト情報を利用して前記貯蔵部１７０６に貯蔵されたコンテキスト情報を更新する。また、前記端末からＲＲＣ連結再設定が要請されると、前記制御部１７１０は前記ＲＲＣ連結再設定要請メッセージに含まれた送信者の識別情報を利用して前記ＲＲＣ連結再設定を要請した端末が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する端末であるのかを判断し、前記ＲＲＣ連結再設定を養成した端末が貯蔵されたコンテキスト情報に対応する端末であれば前記端末の要請に従ってＲＲＣ連結再設定手順を行う。この際、前記貯蔵部１７０６に前記端末のコンテキスト情報が貯蔵されているため、前記ＲＲＣ連結再設定手順を成功的に行われ得る。

前記基地局が本発明の第２実施例によるマクロ基地局である場合、前記制御部１７１０は以下のように動作する。前記制御部１７１０はピコセルにハンドオーバする端末にシステム情報を貯蔵することを指示し、その後前記マクロ基地局のシステム情報が変更されると、前記バックホール通信部１７０８を介して前記ピコ基地局に前記変更されたシステム情報を含むシステム情報更新メッセージを送信する。それによって、前記変更されたシステム情報は前記ピコ基地局を経て前記端末に伝達される。また、前記端末からＲＲＣ連結再設定が要請されると、前記制御部１７１０はＲＲＣ連結再設定手順を行う。この際、前記貯蔵部１７０６に前記端末のコンテキスト情報が貯蔵されていないと、前記ＲＲＣ連結再設定手順が失敗する可能性がある。

前記基地局が本発明の第３実施例によるマクロ基地局である場合、前記制御部１７１０は以下のように動作する。前記制御部１７１０はピコセルにハンドオーバする端末にコンテキスト情報を貯蔵することを指示し、タイマー値を伝達する。そして、前記制御部１７１０は前記端末のコンテキスト情報が貯蔵し、前記ピコ基地局に提供するセキュリティキーを生成して前記セキュリティキーを前記貯蔵部１７０６に貯蔵する。次に、前記タイマーが満了する前に前記端末から復旧要請メッセージが受信されると、前記制御部１７１０は前記貯蔵部１７０６に貯蔵されたコンテキスト情報を再使用し得るかを判断し、前記貯蔵されたコンテキストを再使用し得るのであれば、前記端末のための新しいセキュリティキーを生成する。即ち、前記制御部１７１０は前記端末が前記ピコ基地局で使用したセキュリティキー、自らの物理セル識別子及び周波数情報を使用して新たなセキュリティキーを生成する。次に、前記制御部１７１０は前記貯蔵部１７０６に貯蔵されたコンテキスト情報に従って前記端末との少なくとも一つの無線ベアラを復旧し、前記端末に連結回復の完了を通知する。この際、前記復旧要請メッセージに消滅された無線ベアラ情報が含まれている場合、前記制御部１７１０は前記消滅された無線ベアラを除く残りの無線ベアラのみを復元する。前記少なくとも一つの無線ベアラを復旧した後、前記制御部１７１０は前記バックホール通信部１７０８を介して前記ピコ基地局に端末のコンテキスト情報を要請し、前記ピコ基地局から前記コンテキスト情報を取得する。次に、前記ピコ基地局から取得した最新のコンテキスト情報に追加されたサービスに対する情報が存在すると、前記制御部１７１０は前記追加されたサービスのための無線ベアラを生成する。

上述したように、セルが重畳される無線通信システムで端末がピコセルにハンドオーバした後ＲＬＦ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ）を経験した場合素早くマクロセルに再接続することで、サービス断絶時間を最小化することができる。

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能であることはもちろんである。従って、本発明の範囲は説明された実施例に限定して決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等物によって決められるべきである。

４１０ 端末
４２０ ピコ基地局
４３０ マクロ基地局
４４０ 移動性管理エンティティ
４５０ サービングゲートウェイ

Claims (15)

1. 無線通信システムにおける端末の動作方法において、
   第１セルから第２セルへとハンドオーバを行う場合、前記第１セルを担当する第１基地局のシステム情報を貯蔵する過程と、
   ハンドオーバなしに第２セルとの連結が途切れたことを検出する過程と、
   前記貯蔵されたシステム情報を利用し、前記第１基地局への再接続を行う過程と、を含み、
   前記第２セルのカバレッジは前記第１セルのカバレッジに含まれることを特徴とする方法。
2. 前記第２セルを担当する第２基地局から前記第１基地局の変更されたシステム情報が受信されると、前記変更されたシステム情報を利用して前記貯蔵されたシステム情報を更新する過程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１基地局への再接続を行う過程は、
   前記貯蔵されたシステム情報に含まれたランダムアクセス関連パラメータを利用して前記第１基地局へのランダムアクセス手順を行う過程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 請求項１乃至請求項３のうちいずれか一つの方法を実現するように具現された端末装置。
5. 無線通信システムにおける第１セルを担当する基地局の動作方法において、
   端末が第２セルから第１セルへとハンドオーバを行うと、上位ノードに前記端末に対する経路スイッチングを要請する過程と、
   前記端末のコンテキスト情報が変更されると、変更されたコンテキスト情報を前記第２セルを担当する第２基地局に送信する過程と、を含み、
   前記第１セルのカバレッジは前記第２セルのカバレッジに含まれることを特徴とする方法。
6. 前記経路スイッチングを要求した後、前記第２基地局に前記端末のコンテキスト情報を解放することを要請する過程と、
   前記第２基地局に前記端末の全体のコンテキスト情報を送信する過程と、を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記コンテキスト情報は、前記端末がソースセル（ｓｏｕｒｃｅ ｃｅｌｌ）で使用する測定（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）構成、無線ベアラ（ＲＢ：Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）構成情報、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）階層構成情報、物理階層関連情報、Ｃ−ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、セキュリティ関連情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. ハンドオーバなしに前記端末との連結が途切れた後、前記第２基地局から前記端末に対するデータフォワードが要請されると、前記端末のＳＮ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）状態情報及び前記端末へのデータを前記第２基地局に提供する過程を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 請求項５乃至請求項８のうちいずれか一つの方法を実現するように具現された基地局装置。
10. 無線通信システムにおける第１セルを担当する基地局の動作方法において、
    端末が第１セルから第２セルへとハンドオーバを行った後、前記第２セルを担当する第２基地局から前記端末の変更されたコンテキスト情報を受信する過程と、
    前記変更されたコンテキスト情報を利用し、前記端末のコンテキスト情報が更新する過程と、を含み、
    前記第２セルのカバレッジは前記第１セルのカバレッジに含まれることを特徴とする方法。
11. 前記端末が第１セルから第２セルへとハンドオーバを行った後、前記第２基地局から前記端末のコンテキスト情報の解放を要請される過程と、
    前記端末のコンテキスト情報を廃棄する過程と、
    前記第２基地局から前記端末の全体のコンテキスト情報を受信する過程と、
    前記端末の全体のコンテキスト情報を貯蔵する過程と、を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記コンテキスト情報は、前記端末がソースセル（ｓｏｕｒｃｅ ｃｅｌｌ）で使用する測定（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）構成、無線ベアラ（ＲＢ：Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）構成情報、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）階層構成情報、物理階層関連情報、Ｃ−ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、セキュリティ関連情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記端末からＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）再設定要請メッセージが受信されると前記端末のコンテキスト情報が貯蔵されていることを判断する過程と、
    前記端末に対するＭＡＣ−Ｉ認証手順を行う過程と、
    前記端末にＲＲＣ再設定答メッセージを送信する過程と、
    前記第２基地局に前記端末へのデータをフォワードすることを要請する過程と、を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. 前記端末が第１セルから第２セルへとハンドオーバを行った後、システム情報が変更されると変更されたシステム情報を知らせるシステム情報更新メッセージを生成する過程と、
    前記第２セルを担当する前記第２基地局を介して前記システム情報更新メッセージを前記端末に送信する過程と、を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
15. 請求項１０乃至請求項１４のうちいずれか一つの方法を実現するように具現された基地局装置。

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