KR20180082678A

KR20180082678A - 이동통신시스템에서 물리적 셀 식별자 혼동 검출 방법

Info

Publication number: KR20180082678A
Application number: KR1020170003123A
Authority: KR
Inventors: 조은선; 나지현
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-07-19

Abstract

기지국은 물리적 셀 식별자(Physical Cell Identity, PCI)의 혼동을 검출하기 위해, 핸드오버 통계 정보를 수집하여 SON(Self Organizing Networks) 서버로 전송하고, 상기 SON 서버로부터 PCI 혼동 가능 상황이 발생된 PCI를 포함한 PCI 혼동 가능 메시지를 수신하면, 상기 PCI 혼동 가능 메시지에 포함된 PCI에 대한 ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier)를 셀 내 단말들에게 요청하여 상기 단말들로부터 각각 상기 PCI에 대한 ECGI를 수신한 후, 동일한 PCI에 대해 서로 다른 ECGI가 존재하는 경우, PCI 혼동을 검출한다.

Description

이동통신시스템에서 물리적 셀 식별자 혼동 검출 방법{METHOD FOR DETECTING CONFUSION OF PHYSICAL CELL IDENTITY IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신시스템에서 물리적 셀 식별자 혼동 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 이동통신시스템에서 단말이 접속한 기지국에서 타겟 기지국의 PCI 혼동으로 인한 핸드오버 실패를 방지할 수 있도록 하는 물리적 셀 식별자 혼동 검출 방법에 관한 것이다.

기지국의 물리적 셀 식별자(Physical Cell Identity, PCI)는 물리 계층의 식별자로, 무선 셀에 대한 필수 구성 파라미터이다. PCI는 사용자 단말(User Equipment, UE)이 셀을 식별하는 파라미터로, 기지국의 초기 설치 시에 설정되는 구성 파라미터 중의 하나이다. PCI는 하나의 직교 시퀀스(orthogonal sequence)와 하나의 PN(pseudo random) 시퀀스의 유일한 결합으로, 504개의 한정된 개수 밖에 지원되지 않는다. 따라서, 다른 셀에서도 동일한 PCI를 사용하는 PCI의 재사용은 피할 수 없는 상황이다. 새로 설치된 기지국은 자신의 셀에 대한 PCI를 선택해야 한다. 이때, PCI 할당은 충돌 회피(Collision-free)와 혼동 회피(Confusion-free)의 두 조건을 만족해야 한다.

그러나 새로 설치된 기지국이 상기 두 조건을 만족하도록 PCI를 할당 받았더라도, 이동이 자유로운 기지국의 경우, 이동으로 인해 동일한 PCI가 할당된 다른 기지국과 근접할 가능성이 있다.

이와 같이, 동일한 PCI를 가진 기지국들이 근접하게 되면, 타겟셀의 PCI 혼동으로 인한 단말의 핸드오버가 실패하게 될 수 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 PCI 혼동으로 인한 단말의 핸드오버 실패를 줄일 수 있는 이동통신시스템에서 물리적 셀 식별자 혼동 검출 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 기지국에서 물리적 셀 식별자(Physical Cell Identity, PCI)의 혼동을 검출하는 방법이 제공된다. 물리적 셀 식별자 혼동 검출 방법은 핸드오버 통계 정보를 수집하는 단계, 상기 핸드오버 통계 정보를 SON(Self Organizing Networks) 서버로 전송하는 단계, 상기 SON 서버로부터 PCI 혼동 가능 상황이 발생된 PCI를 포함한 PCI 혼동 가능 메시지를 수신하는 단계, 상기 PCI 혼동 가능 메시지에 포함된 PCI에 대한 ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier)를 셀 내 단말들에게 요청하는 단계, 상기 단말들로부터 각각 상기 PCI에 대한 ECGI를 수신하는 단계, 그리고 동일한 PCI에 대해 서로 다른 ECGI가 존재하는 경우, PCI 혼동을 검출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 의하면, PCI 혼동 검출 절차를 수행함으로써, PCI 혼동에 의한 핸드오버 실패를 방지할 수 있어 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 PCI 충돌을 나타낸 도면이다.
도 2는 PCI 혼동을 나타낸 도면이다.
도 3은 PCI 혼동으로 인한 핸드오버 실패를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PCI 혼동 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 PCI 혼동 검출 장치를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 물리적 셀 식별자(Physical Cell Identity, PCI) 혼동 검출 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 PCI 충돌을 나타낸 도면이다.

도 1을 참고하면, 동일한 PCI를 할당 받은 기지국 A와 기지국 B의 커버리지가 중첩되는 경우, PCI 충돌이 관찰될 수 있다.

기지국 A와 기지국 B의 커버리지 중첩 영역에 위치한 단말은 기지국 A와 기지국 B로부터 신호를 수신하며, 접속된 기지국에 PCI 충돌을 보고한다. 즉, 기지국 A와 기지국 B의 커버리지 중첩 영역이 PCI 충돌 영역이 된다.

도 2는 PCI 혼동을 나타낸 도면이다.

도 2를 참고하면, 기지국 A에 인접한 기지국 B와 기지국 C의 PCI가 동일할 수 있다. 이러한 경우, 기지국 A에 속한 단말이 기지국 B나 기지국 C로 핸드오버 시, 기지국 B와 기지국 C의 PCI가 동일하기 때문에 PCI 혼동이 발생하게 된다.

도 3은 PCI 혼동으로 인한 핸드오버 실패를 설명하는 도면이다.

도 3을 참고하면, 기지국 A가 기지국 B에 대한 주변 셀 정보만 가지고 있다고 가정한다. 기지국 A에 속한 단말이 기지국 C로 이동하여, 기지국 C의 PCI 값인 PCI=500을 가진 셀의 신호 세기를 기지국 A로 보고한다.

기지국 A는 PCI=500인 셀이 기지국 B인 것으로 판단하여 기지국 B로 핸드오버 준비(Handover Preparation) 절차를 수행하게 된다. 그 후에, 기지국 A는 단말로 핸드오버 명령(Handover Command)를 전송하고, 단말은 기지국 C로 RRC 연결 재설정 완료(RRCConnectionReconfigurationComplete) 메시지를 전송하여 기지국 C로 경쟁 회피 랜덤 접속을 시도하지만, 기지국 C는 해당 단말에 대한 정보가 없으므로 랜덤 접속 시도를 거부(Reject)하게 되어, 접속 실패가 발생하고, 이에 따라 핸드오버 실패 상황이 발생하게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참고하면, 이동통신 시스템은 하나 이상의 셀로 구성될 수도 있고, 서로 다른 종류의 셀이 혼재되어 있을 수 있다.

이동통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(110, 120, 130), 단말(200), MME(Mobility Management Entity)(300), GW(Gateway)(400), OAM(Operation And Maintenance) 서버(500) 및 SON(Self Organizing Networks) 서버(600)를 포함할 수 있다.

이동통신 시스템의 기지국(110, 120, 130)은 피코셀, 펨토셀 등의 소형셀을 관리하는 소형 기지국 또는 매크로셀을 관리하는 매크로 기지국일 수 있다.

MME(300)는 단말(200)의 인증 및 이동성을 관리한다.

GW(400)는 기지국들(110, 120, 130)에 트래픽을 분배한다.

OAM 서버(500)는 기지국(110, 120, 130)을 운용, 관리 및 유지 보수를 담당한다.

SON 서버(600)는 SON 기능을 수행한다. SON 기능에는 자가 설정(Self-Configuration), 자가 최적화(Self-Optimization) 그리고 자가치유(Self-Healing) 기능이 있을 수 있다.

각 기지국(110, 120, 130)은 주변셀을 관리하는 SON 기능을 가지고 있으며 핸드오버를 트리거(trigger)시키는 RRM(Radio Resource Management) 엔티티와 상호 연동하여 적절한 타겟 기지국으로 핸드오버 절차가 수행되도록 한다.

각 기지국(110, 120, 130)은 핸드오버 통계 정보를 포함한 각종 통계 정보를 OAM 서버(500)로 주기적으로 전송하고, OAM 서버(500)는 전송된 통계 정보 중 SON 기능 수행에 관련된 핸드오버 통계 정보들은 SON 서버(600)로 전달된다. 핸드오버 통계 정보에는 예를 들면, 자신의 셀에 속한 단말이 특정 PCI를 가진 주변 셀로의 핸드오버를 실패/성공한 핸드오버 실패율/핸드오버 성공율을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PCI 혼동 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참고하면, 기지국(110, 120, 130)은 핸드오버 통계 정보를 수집하여 주기적으로 OAM 서버(500)를 통해 SON 서버(600)로 전송한다(S510).

SON 서버(600)는 수신한 각 기지국(110, 120, 130)의 핸드오버 통계 정보 중 특정 타겟 셀에 대한 핸드오버 실패율이 정해진 임계치보다 높으면, 특정 타겟 셀의 PCI가 혼동 가능 상황임을 판단한다.

SON 서버(600)는 PCI 혼동 가능 상황이 발생하면, PCI 혼동 가능 상황이 발생된 PCI를 가지는 기지국(예를 들면, 110)으로 PCI 혼동 가능 메시지를 전송한다.

기지국(110)은 PCI 혼동 가능 메시지를 수신하면(S520), 현재 셀 내에 있는 단말들에게 해당 PCI에 대한 ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier) 읽기(Reading)를 위한 측정 설정(measurement configuration) 명령을 전송한다(S530).

기지국(110)은 단말들로부터 해당 PCI에 대한 ECGI를 포함한 측정 보고(measurement report) 메시지를 수신하면(S540), 각 단말로부터 수신된 측정 보고 메시지로부터 PCI에 대한 ECGI들을 저장한다(S550). 단말들은 해당 PCI를 할당 받은 기지국의 방송 정보를 수신하여 해당 PCI에 대한 ECGI를 획득할 수 있다.

기지국(110)은 저장된 PCI에 대한 ECGI들로부터 PCI 값은 동일하고 ECGI 값이 다른 경우가 존재하는지 확인한다.

기지국(110)은 동일한 PCI 값에 대한 서로 다른 ECGI 값이 존재하면(S560), PCI 혼동을 검출한 것으로 판단하고(S570), PCI 혼동 검출을 SON 서버(600)로 보고한다(S580).

SON 서버(600)는 PCI 혼동 검출을 수신하면, 동일한 PCI를 가진 적어도 두 기지국 중 어느 하나의 기지국의 PCI를 변경하도록 한다. 이렇게 하면, 이후 핸드오버 시에 핸드오버의 성공률을 높일 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 PCI 혼동 검출 장치를 나타낸 도면이다.

도 6을 참고하면, PCI 혼동 검출 장치(700)는 프로세서(710), 송수신기(720) 및 메모리(730)를 포함한다. PCI 혼동 검출 장치(700)는 기지국 예를 들면, 매크로 기지국 또는 소형 기지국 내에 구현될 수 있다. 프로세서(710)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시 예들에 따른 방법이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.

프로세서(710)는 도 5를 토대로 설명한 바와 같이 기 정의된 통계 항목에 따라 통계 정보를 수집하고, 수집된 통계 정보를 OAM 서버(500)을 통해 SON 서버(600)로 전송한다. 프로세서(710)는 수신된 PCI 혼동 가능 메시지 내 해당 PCI에 대한 ECGI를 셀 내 단말들로부터 수집하고, 수집된 해당 PCI에 대한 ECGI들로부터 PCI 값은 동일하고 ECGI 값이 다른 경우가 존재하면, CI 혼동이 검출된 것으로 판단하고, PCI 혼동 검출을 SON 서버(600)로 보고한다.

송수신기(720)는 프로세서(710)와 연결되어 단말(200) 또는 외부 장치와 무선신호를 송신 및 수신한다.

메모리(730)는 프로세서(710)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)을 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(710)는 메모리(730)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행한다.

프로세서(710)와 메모리(730)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(720)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims

기지국에서 물리적 셀 식별자(Physical Cell Identity, PCI)의 혼동을 검출하는 방법으로서,
핸드오버 통계 정보를 수집하는 단계,
상기 핸드오버 통계 정보를 SON(Self Organizing Networks) 서버로 전송하는 단계,
상기 SON 서버로부터 PCI 혼동 가능 상황이 발생된 PCI를 포함한 PCI 혼동 가능 메시지를 수신하는 단계,
상기 PCI 혼동 가능 메시지에 포함된 PCI에 대한 ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier)를 셀 내 단말들에게 요청하는 단계,
상기 단말들로부터 각각 상기 PCI에 대한 ECGI를 수신하는 단계, 그리고
동일한 PCI에 대해 서로 다른 ECGI가 존재하는 경우, PCI 혼동을 검출하는 단계
를 포함하는 물리적 셀 식별자 혼동 검출 방법.