KR101622406B1

KR101622406B1 - 무선 통신 시스템에서 네트워크 접속 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101622406B1
Application number: KR1020100036468A
Authority: KR
Inventors: 이승준; 천성덕; 박성준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2016-05-19
Also published as: US8787826B2; CN102396167B; CN102396167A; WO2010123322A2; KR20100117517A; US20100273416A1; WO2010123322A3

Abstract

무선 통신 시스템에서 네트워크 접속 방법 및 장치가 제공된다. 중계기 노드는 네트워크 노드로부터 상기 중계기 노드의 접속 가능 여부를 지시하는 RNAI(Relay Node Allow Indicator)를 수신한다. 중계기 노드는 상기 RNAI를 기반으로 상기 네트워크 노드로의 접속 가능 여부를 결정하고, 상기 네트워크로 접속이 가능하면 상기 네트워크 노드로 접속을 시도한다. 네트워크로의 접속 실패로 인한 시간 지연을 방지할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 네트워크 접속 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD OF ACCESSING NETWORK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 중계기 노드의 네트워크 접속 방법 및 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.

LTE-A 시스템에서 새롭게 추가되는 대표적인 기술로는 반송파 집성(Carrier Aggregation)과 중계기(relay)가 있다. 반송파 집성은 사용 가능한 대역폭을 유연하게 확장하기 위해 사용된다. 중계기는 셀의 커버리지(coverage)를 높이고 그룹 이동성(group mobility)을 지원하며 사용자 중심의 네트워크 배치를 가능하게 한다.

중계기는 일종의 네트워크 노드로써, 단말을 관리하기 위해서는 먼저 다른 네트워크 노드(기지국이나 다른 중계기)에 접속하여 네트워크 기능을 활성화하는 것이 필요하다.

그런데, 중계기부터 접속 요청을 받으면, 기지국은 무조건 접속을 허용하는 것이 아니라 자신의 상황에 따라 중계기의 접속을 허용할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 기지국이 중계기와 관련되는 네트워크 설정(configuration)을 지원하지 않거나, 중계기를 지원할 충분한 무선자원이 없는 경우 중계기의 접속을 허용하지 않는다. 접속 시도가 실패한 후, 중계기는 다른 기지국으로의 접속을 재시도해야 한다.

중계기의 접속이 허용되지 않는 네트워크 노드로의 접속 시도는 중계기의 서비스를 불필요하게 지연시킬 수 있다. 중계기가 그룹 이동성(group mobility)을 지원하는 경우, 불필요한 접속 시도로 인한 시간 지연은 중계기가 관리하는 단말들에게 서비스 품질을 크게 떨어뜨릴 수 있다.

중계기의 접속 지연을 방지할 수 있는 기법이 필요하다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 네트워크 노드로의 접속 방법 및 장치를 제공한다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 중계기 노드의 네트워크 노드로의 접속 방법은 네트워크 노드로부터 상기 중계기 노드의 접속 가능 여부를 지시하는 RNAI(Relay Node Allow Indicator)를 수신하고, 상기 RNAI를 기반으로 상기 네트워크 노드로의 접속 가능 여부를 결정하고, 및 상기 네트워크로 접속이 가능하면 상기 네트워크 노드로 접속을 시도하는 것을 포함한다.

상기 RNAI는 시스템 정보를 통해 수신될 수 있다.

상기 네트워크 노드로부터 상기 네트워크 노드가 중계기 노드인지 기지국인지를 알려주는 NNI(Network Node Indicator)를 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 네트워크 노드로의 접속 가능 여부를 결정하는 단계는 상기 RNAI와 상기 NNI를 기반으로 결정할 수 있다.

따른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 중계기 노드는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부, 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 네트워크 노드로부터 상기 중계기 노드의 접속 가능 여부를 지시하는 RNAI(Relay Node Allow Indicator)를 수신하고, 상기 RNAI를 기반으로 상기 네트워크 노드로의 접속 가능 여부를 결정하고, 및 상기 네트워크로 접속이 가능하면 상기 네트워크 노드로 접속을 시도한다.

RN(Relay Node)의 네트워크로의 접속 실패로 인한 시간 지연을 방지할 수 있다. 따라서, RN가 단말과 기지국 사이에서 안정적으로 동작할 수 있고, 서비스 지연을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 3GPP LTE에서 베어러 서비스의 구조를 나타낸다.
도 5는 중계기를 지원하는 네트워크 시스템을 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 접속 지연의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다.
도 11은 NNI와 RNAI를 이용한 접속 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타낸 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 기지국간의 무선 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다. 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 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, 제3계층에 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 있으며, 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. 제어 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 RB들의 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.

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

단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC connected state)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(RRC idle state)에 있게 된다.

도 4는 3GPP LTE에서 베어러 서비스의 구조를 나타낸다. RB는 사용자의 서비스를 지원하기 위해 Uu 인터페이스에서 제공되는 베어러(bearer)이다. 3GPP LTE에서는 각 인터페이스마다 각각의 베어러를 정의하여, 인터페이스들간의 독립성을 보장하고 있다.

3GPP LTE 시스템이 제공하는 베어러를 총칭하여 EPS(Evolved Packet System) 베어러라고 한다. EPS 베어러는 각 인테페이스별로 RB(Radio Bearer), S1 베어러 등으로 나누어진다.

P-GW(Packet Gateway)는 LTE 네크워크와 다른 네트워크 사이를 연결하는 네트워크 노드이다. EPS 베어러는 단말과 P-GW사이에 정의된다. EPS 베어러는 각 노드(node) 사이에 더욱 세분화되어, 단말과 기지국 사이는 RB, 기지국과 S-GW 사이는 S1 베어러, 그리고 EPC 내부의 S-GW와 P-GW 사이는 S5/S8 베어러로 정의된다. 각각의 베어러는 QoS(Quality of Service)를 통해 정의된다. QoS는 데이터율(data rate), 에러율(error rate), 지연(delay) 등을 통해 정의된다.

따라서, LTE 시스템이 전체적으로 제공해야 하는 QoS가 EPS 베어러로 정의되고 나면, 각 인터페이스 마다 각각의 QoS가 정해진다. 각 인터페이스는 자신이 제공해야 하는 QoS에 맞춰 베어러를 설정하는 것이다.

각 인터페이스의 베어러는 전체 EPS 베어러의 QoS를 인터페이스별로 나누어 제공하므로, EPS 베어러와 RB, S1 Bearer 등은 모두 일대일의 관계에 있다.

LTE-A(Long-Term Evolution-Advanced) 시스템은 LTE 시스템을 ITU-R (International Telecommunication Union-Radiocommunication sector)에서 권고하는 4세대 이동통신 조건인 IMT-Advanced 조건에 맞도록 발전시킨 시스템으로서, 현재 LTE 시스템 표준을 개발한 3GPP에서는 LTE-A 시스템 표준 개발이 한창 진행 중이다.

LTE-A 시스템에서 새롭게 추가되는 대표적인 기술로는 반송파 집성(Carrier Aggregation)과 중계기(relay)가 있다. 반송파 집성은 사용 가능한 대역폭을 유연한 확장하기 위해 사용된다. 중계기는 셀의 커버리지(coverage)를 높이고 그룹 이동성(group mobility)을 지원하며 사용자 중심의 네트워크 배치를 가능하게 한다.

도 5는 중계기를 지원하는 네트워크 시스템을 나타낸다. 중계기는 UE와 BS 사이의 데이터를 중계하는 기술이다. 중계기 기능을 수행하는 네트워크 노드를 중중계기 노드(Relay Node, RN)이라고 한다. 하나 또는 그 이상의 RN을 관리하는 BS를 도우너 BS(Donor BS, DBS)라고 부른다.

UE과 RN간의 무선 인터페이스는 Uu 인터페이스라 하고, RN과 DBS간의 무선 인터페이스를 Un 인터페이스라고 한다. UE과 RN간의 링크를 액세스 링크(access link)라 하고, RN과 DBS간의 링크를 백홀 링크(backhaul link)라 한다.

RN은 DBS를 대신하여 UE를 관리한다. UE는 RN을 통해 DBS로부터 투명하게 서비스를 제공받을 수 있다. 이는 UE가 RN을 통해 DBS로부터 서비스를 제공받는지 또는 UE가 DBS로부터 직접 서비스를 제공받는지 여부를 반드시 알 필요가 없음을 의미한다. 따라서, UE-RN 사이의 Uu 인터페이스는 3GPP LTE에 의해 사용되는 Uu 인터페이스 프로토콜을 거의 그대로 사용할 수 있다.

DBS의 관점에서, RN는 UE로써 서비스를 제공받을 수 있고, UE의 BS로써 서비스를 제공받을 수 있다. 예를 들어, RN이 초기에 DBS에 접속할 때 DBS가 RN가 접속을 시도하는지 여부를 모른다. 따라서, RN은 다른 UE와 같이 통상적인 랜덤 액세스(random access) 과정를 통해 DBS로 접속을 시도할 수 있다. 일단 RN이 DBS에 접속한 이후에는 자신과 연결된 UE를 관리하는 BS처럼 동작하는 것이다.

따라서, Un 인터페이스 프로토콜은 Uu 인터페이스 프로토콜의 기능과 함께 네트워크 프로토콜의 기능도 추가된 형태로 정의되는 것이 필요하다. 현재 3GPP에서는 Un 인터페이스 프로토콜에 대해 MAC/RLC/PDCP/RRC 계층과 같은 Uu 인터페이스 프로토콜을 근간으로 각 프로토콜 계층에 어떤 기능이 추가 또는 변경되어야 하는지에 대해 논의 중에 있다.

RN은 일종의 네트워크 노드(network node)이다. RN이 UE를 관리하기 위해서는 먼저 다른 네트워크 노드(예를 들어, BS나 다른 RN)에 접속해서 네트워크 기능을 활성화하는 것이 필요하다.

그런데, RN는 초기 상태에서 다른 네트워크 노드와 연결이 성립되어 있지 않다면, 기존의 초기 접속 과정을 통해 네트워크 노드와 접속을 시도한다. 초기 접속 과정을 3GPP LTE에서는 랜덤 액세스 과정(random access procedure)라 한다.

랜덤 액세스 과정은 경쟁 기반(contention based) 랜덤 액세스 과정과 비-경쟁 기반 랜덤 액세스 과정으로 나누어진다. 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정은 네트워크로 접속을 시도하는 UE나 RN이 복수의 랜덤 액세스 프리앰블 중 임의로(randomly) 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 임의로 선택된 무선자원을 이용하여 BS로 전송함으로써 개시된다(initiate). 동일한 무선자원으로 동일한 랜덤 액세스 프리앰블로 다른 UE가 랜덤 액세스를 수행할 수 있는데, 이를 충돌이라 한다. 이에 비해, 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정은 UE나 RN이 자신에게 할당된 전용(dedicated) 랜덤 액세스 프리앰블을 BS로 전송함으로써 개시된다.

도 6은 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다. 이는 3GPP TS 36.300 V8.8.0 (2009-03)의 10.1.5절을 참조할 수 있다.

UE은 랜덤 액세스 프리앰블의 집합내에서 임의로 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 PRACH 자원(PRACH resource)을 통해 BS로 전송한다(S110). 랜덤 액세스 프리앰블의 집합은 시스템 정보로써 획득한 정보를 이용하여 생성된다.

BS은 UE로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하면, PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 상으로 랜덤 액세스 응답을 전송한다(S120). 랜덤 액세스 응답은 상향링크로의 상향링크 시간 보정(uplin time alignement), 상향링크 자원 할당, 랜덤 액세스 프리앰블 인덱스, 임시 C-RNTI(Temporary Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 포함한다. 랜덤 액세스 응답의 PDSCH는 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로 마스킹된 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)에 의해 지시된다.

랜덤 액세스 응답의 랜덤 액세스 프리앰블 인덱스가 자신의 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되면, UE는 상기 상향링크 무선자원 할당을 이용하여 RRC 연결 요청을 UL-SCH 상으로 전송한다(S130).

상기 RRC 연결 요청에 대한 응답으로, BS는 RRC 연결 거절(connection reject) 또는 RRC 연결 셋업(connection setup)을 UE에게 보낸다(S140).

이는 UE의 랜덤 액세스 과정을 보여주고 있지만, RN도 동일한 방식으로 랜덤 액세스 과정을 수행할 수 있다.

RN로부터 접속 요청을 받으면, BS는 무조건 접속을 허용하는 것이 아니라 자신의 상황에 따라 RN의 접속을 허용할지 여부를 결정한다. 예를 들어, BS가 RN와 관련되는 네트워크 설정(configuration)을 지원하지 않거나, RN를 지원할 충분한 무선자원이 없는 경우 RN의 접속을 허용하지 않는다. BS로의 접속 시도가 실패한 후, RN은 다른 BS로의 접속을 재시도해야 한다.

RN의 접속이 허용되지 않는 네트워크 노드로의 접속 시도는 RN의 서비스를 불필요하게 지연시킬 수 있다. RN이 그룹 이동성(group mobility)을 지원하는 경우, 불필요한 접속 시도로 인한 시간 지연은 RN가 관리하는 단말들에게 서비스 품질을 크게 떨어뜨릴 수 있다.

도 7은 접속 지연의 일 예를 나타낸다. 네트워크 노드로의 접속을 원하는 RN(710)은 다른 RN(720)으로 접속 요청을 보낸다(S750). RN(710)은 자신이 접속을 시도하는 네트워크 노드가 RN인 것을 모른다. 중계기를 지원하지 않는 RN(720)은 RN(710)의 접속 요청을 거절한다(S760).

이 후에, RN(710)은 BS(730)로 접속 요청을 보낸다(S770). BS(730)는 RN(710)의 접속 요청을 허용하고, 접속 셋업을 보낸다(S780).

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 제안된 기법에 의하면 RB가 다른 네트워크 노드로 접속을 시도할 때, RN의 접속을 허용할 수 있는 네트워크 노드로만 접속을 시도하도록 한다.

이하에서, 네트워크 노드는 무선 인터페이스를 통해 UE 및/또는 RN가 접속할 수 있는 개체를 말한다. 네트워크 노드는 BS 또는 다른 RN의 접속이 가능한 RN이 될 수 있다. RN이 접속되어 있는 BS를 DBS라 한다.

RN 또는 BS와 같은 네트워크 노드는 RN의 접속 허용 여부를 알려주는 중계기 허용 지시자(Relay Node Allow Indicator, 이하 RNAI)를 상기 RN에게 알려준다.

RNAI는 시스템 정보의 일부로써 전송될 수 있다. 또는, RNAI는 초기 접속 과정 전 또는 초기 접속 과정 중의 메시지를 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, RNAI는 동기신호(synchronization signal)을 통해 전송되거나, 랜덤 액세스 응답을 통해 전송될 수 있다.

RNAI는 네트워크 노드로의 RN이 접속 가능한지 여부를 나타내는 정보이다. 예를 들어, RNAI가 'FALSE'이면 RN의 접속을 허용하지 않고, RNAI가 'TRUE'라면 RN의 접속을 허용한다고 하자.

RN은 어떤 네트워크 노드로 접속을 시도할 때, 먼저 RNAI를 수신하여 접속 허용 여부를 판단한다. RN은 수신한 제1 네트워크 노드의 RNAI의 값이 'FALSE'라면, 상기 제1 네트워크 노드가 RN의 접속을 허용하지 않는다고 판단하고, 다른 셀을 검색한다. RN은 수시한 제2 네트워크 노드의 RNAI의 값이 'TRUE'라면, 상기 제2 네트워크 노드가 RN의 접속을 허용하는 것으로 판단하고, 접속을 시도한다.

RNAI는 셀-특정적(cell-specific) 메시지를 통해 전송될 수 있다. 하나의 네트워크 노드에는 복수개의 셀이 존재할 수 있다. 동일한 네트워크 노드내에 있는 셀들간에 서로 다른 RNAI가 설정될 수 있다.

특정 셀에 있어서, RNAI는 항상 일정한 것이 아니라, 네트워크 노드의 환경 변화에 따라 값이 바뀔 수 있다.

RNAI는 주기적으로 전송될 수 있다. 변경된 RNAI는 해당되는 주기부터 적용될 수 있다.

RNAI는 TRUE/FALSE의 2가지 값을 갖는 1비트의 플래그일 수 있다. 또는, RN은 RNAI의 존재 여부에 따라 TRUE 또는 FALSE를 나타낼 수 있다. 예를 들어, RNAI 전송의 존재가 검출되면 TRUE로 판단하고, 전송의 존재가 검출되지 않으면 FALSE로 판단하는 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다. 제1 네트워크 노드를 RN(820)이라 하고, 제2 네트워크 노드를 BS(830)이라 한다. RN(820)의 RNAI는 'FALSE'이고, BS(830)의 RNAI는 'TRUE'라 하자.

RN(810)은 RN(820)의 RNAI를 수신한 후, RN(820)이 RN(810)의 접속을 허용하지 않는다는 것을 알고, 접속을 시도하지 않는다.

RN(810)은 BS(830)의 RNAI를 수신하 후, RN(810)의 접속을 허용한다는 것을 알고, 접속 요청을 보낸다(S820). 이때, 접속 요청은 랜덤 액세스 프리앰블을 보냄으로써 개시될 수 있고, 또는 RRC 연결 요청을 보낼 수도 있다.

BS(830)은 RRC 접속이 가능하면, RRC 연결 셋업 메시지를 통해 접속 셋업을 보낸다(S830).

랜덤 액세스 과정과 같은 초기 접속을 시도하기 전 미리 RN의 접속 허용 여부를 알 수 있고, 불필요한 초기 접속 시도를 방지할 수 있다. 따라서, 서비스 지연을 줄일 수 있다.

여기서는, RN(810)이 초기 접속을 위해 RNAI를 이용하는 예를 보이고 있는데, 이미 접속된 상태에서 그룹 이동성(group mobility)을 수행하는 경우에도 RNAI를 이용할 수 있다. BS(830)와 이미 연결된 상태에서, RN(810)의 이동으로 인해 다른 셀을 찾을 때, 각 셀에 대한 RNAI를 수신하여 RNAI가 TRUE인 셀에 대해서 대상 셀(traget cell)로 결정하여 BS(830)에 보고하는 것이다. 따라서, RN(810)은 셀 재탐색시 접속 가능한 셀에 대해서만 보고할 수 있다.

RNAI는 TRUE/FALSE의 두가지 값이 아니라, 네트워크 노드가 접속하는 RN에 허용하는 자원의 양 및/또는 접속을 허용하는 RN의 우선순위 레벨(priority level)을 나타낼 수 있다. RN는 자신에게 필요한 자원의 양 또는 자신의 우선순위 레벨을 RNAI의 값과 비교하여 접속이 가능한 경우에만 상기 네트워크 노드로 접속을 시도한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다. RNAI가 우선순위 레벨을 나타내고, 네트워크 노드는 자신의 우선순위 레벨보다 큰 RN의 접속만 허용한다고 하자.

접속의 시도하는 RN(810)의 우선순위 레벨은 5이다. RN(820)의 RNAI는 3이고, BS(830)의 RNAI는 7이다. 따라서, RN(820)의 RNAI 및/또는 BS(830)의 RNAI를 수신한 RN(810)은 자신의 우선순위 레벨보다 큰 우선순위 레벨을 큰 BS(830)로 접속을 시도한다.

상기에서는 RN이 네트워크 노드가 될 수 있는 멀티 홉(multi-hop) 시스템을 가정하고 있다. 하지만, RN이 다른 RN에는 접속할 수 없고 BS에만 접속할 수 있는 싱글 홉 시스템에서 다음과 같은 방법도 고려할 수 있다.

일 예로, BS는 BS를 나타내는 BS 지시자를 전송하고, RN는 RN를 나타내는 RN 지시자를 전송한다. BS 지시자와 RN 지시자는 시스템 정보를 통해 전송될 수 있다. RN는 BS 지시자를 수신하고 접속을 하고, RN 지시자를 수신하면 접속을 시도하지 않는다.

다른 예로, 네트워크 노드는 NNI(Network Node Indicator)를 전송할 수 있다. NNI는 네트워크 노드가 BS인지 RN인지 여부를 나타내는 정보이다. 예를 들어, NNI의 값이 '0'이면 BS를 나타내고, '1'이면 RN을 나타낼 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다. RN(820)의 NNI는 1이고, BS(830)의 NNI는 0이다. 따라서, RN(820)의 NNI 및/또는 BS(830)의 NNI를 수신한 RN(810)은 접속 가능한 BS(830)로 접속을 시도한다.

NNI는 UE가 접속을 시도할 네트워크 노드를 선택하는데 활용될 수 있다. 따라서, RN 또는 UE는 NNI를 통해 네트워크 노드가 RN 또는 BS 인지 여부를 알 수 있고, 선호하는 네트워크 노드를 우선적으로 선택할 수 있다.

한편, NNI는 네트워크 노드의 타입(type)을 나타내는 정보이므로, RN가 다른 RN에 접속할 수 없다는 가정이 없으면 RN의 접속을 제어하는 용도로는 사용할 수 없다. 따라서, RN가 다른 RN에 접속할 수 있는 경우는 RNAI가 필요하다.

도 11은 NNI와 RNAI를 이용한 접속 방법을 나타낸다.

먼저, RN(910)는 접속 대상으로 RN1(920), RN2(940), BS1(930), BS2(950)을 찾는다. BS1(930)과 RN2(940)의 RNAI는 'FALSE'이므로 RN의 접속이 허용되지 않아, RN(910)은 접속 시도를 하지 않는다.

RN(910)은 RN1(920)과 BS2(950)를 접속 대상으로 판단한다. 그리고, NNI를 통해, RN(910)은 RN1(920)는 RN이고, BS2(950)는 BS임을 안다. RN(910)은 BS에 접속하는 것을 더 선호한다고 할 때, RN(910)은 BS2(950)에 접속을 시도한다.

만약 RN(910)이 BS2(950)의 접속이 실패하면, RN1(920)에 접속을 시도할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접속 방법을 나타낸다.

RN과 BS는 연결을 확립한다(S1210). RN과 BS는 랜덤 액세스 과정을 수행하여, RRC 연결을 확립할 수 있다.

RN은 BS에게 노드 리스트를 요청한다(S1220). BS는 노드 리스트의 요청을 CN(Core Network)의 S-GW에게 알린다(S1230). S-GW는 OAM(Operation and Management)를 참조하여, 노드 리스트를 구성하고, 이를 BS에게 보낸다(S1240). BS는 노드 리스트를 RN에게 보낸다(S1250).

RN는 노드 리스트를 기반으로 이동할(또는 접속할) 네트워크 노드를 결정할 수 있다(S1260).

노드 리스트는 RN 주변의 셀에 대한 RNAI 및/또는 NNI를 포함한다. 노드 리스트의 일 예는 다음 표와 같다.

NodeList = {
cell ID1 = { RNAI, NNI }
cell ID2 = { RNAI, NNI }
...
}

RN은 UE로써 네트워크 노드에 접속한다. 그리고, 주변 셀에 대한 노드 리스트를 획득한다. 노드 리스트는 셀 식별자(cell ID)와 각 셀에 대한 RNAI 및 NNI 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 따라서, RN는 자신이 RN으로써 접속할 셀을 선택할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타낸 블록도이다. 무선장치(1300)는 UE, RN 및 BS 중 어느 하나일 수 있다.

무선장치(1300)는 프로세서(processor, 1310), 메모리(memory, 1320) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 1330)을 포함한다. 메모리(1720)는 무선 인터페이스 프로토콜을 저장하며, 무선 인터페이스 프로토콜은 프로세서(1710)에 의해 구현될 수 있다. RF부(1730)는 프로세서(1710)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

무선 장치(1300)가 RN이면, 프로세서(1710)는 전술한 도 8 내지 12의 실시예에서 RN의 동작을 구현한다. 무선 장치(1300)가 UE이면, 프로세서(1710)는 전술한 도 8 내지 12의 실시예에서 UE의 동작을 구현한다. 무선 장치(1300)가 BS이면, 프로세서(1710)는 전술한 도 8 내지 12의 실시예에서 BS의 동작을 구현한다.

프로세서(1710)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1720)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1730)은 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(1720)에 저장되고, 프로세서(1710)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1720)는 프로세서(1710) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1710)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.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 중계기 노드의 네트워크 노드로의 접속 방법에 있어서,
상기 중계기 노드가 서빙 기지국으로부터 네트워크 노드 리스트를 수신하되, 상기 네트워크 노드 리스트는 상기 중계기 노드가 접속 가능한 적어도 하나의 네트워크 노드에 관한 정보를 포함하는 단계,
상기 중계기 노드가 상기 네트워크 노드 리스트를 기반으로 네트워크 노드를 선택하는 단계, 및
상기 중계기 노드가 상기 선택된 네트워크 노드로 접속하는 단계를 포함하되,
상기 네트워크 노드 리스트는 적어도 하나의 네트워크 노드에 대한 RNAI(Relay Node Allow Indicator)와 NNI(Network Node Indicator)를 포함하되, 상기 RNAI는 해당 네트워크 노드가 접속이 허용되는지 여부를 가리키고, 상기 NNI는 해당 네트워크 노드가 중계기 노드인지 또는 기지국인지를 가리키는 네트워크 타입을 지시하는 접속 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 노드를 선택하는 단계는,
상기 RNAI를 기반으로 해당 네트워크 노드가 접속이 허용되는지 여부를 결정하는 단계와
상기 해당 네트워크 노드가 접속이 허용되면, 상기 NNI를 기반으로 상기 해당 네트워크 노드가 선호하는 네트워크 타입인지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 중계기 노드가 상기 네트워크 노드 리스트의 전송을 요청하는 단계를 더 포함하는 접속 방법.
무선 통신 시스템에서 중계기 노드에 있어서,
무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부; 및
상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
서빙 기지국으로부터 네트워크 노드 리스트를 상기 RF부를 통해 수신하되, 상기 네트워크 노드 리스트는 상기 중계기 노드가 접속 가능한 적어도 하나의 네트워크 노드에 관한 정보를 포함하고,
상기 네트워크 노드 리스트를 기반으로 네트워크 노드를 선택하고, 및
상기 선택된 네트워크 노드로 상기 RF부를 통해 접속하되,
상기 네트워크 노드 리스트는 적어도 하나의 네트워크 노드에 대한 RNAI(Relay Node Allow Indicator)와 NNI(Network Node Indicator)를 포함하되, 상기 RNAI는 해당 네트워크 노드가 접속이 허용되는지 여부를 가리키고, 상기 NNI는 해당 네트워크 노드가 중계기 노드인지 또는 기지국인지를 가리키는 네트워크 타입을 지시하는 중계기 노드.
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