KR101712785B1

KR101712785B1 - 상이한 무선 액세스 기술들에 대해 다운링크 업링크를 분리하기 위한 멀티 무선 액세스 기술 계층에 대한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101712785B1
Application number: KR1020167017453A
Authority: KR
Inventors: 사미안 코르; 알렉산더 레즈닉; 더글라스 알 캐스터
Original assignee: 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2017-03-06
Also published as: TW201114293A; JP5491629B2; TWI495377B; JP2014143696A; WO2011022570A1; JP2013502850A; US9807782B2; KR20160083138A; TW201422035A; EP2468063A1; US9295092B2; JP5789015B2; US20160165621A1; KR101638668B1; CN102484885A; IN2012DN01520A; AR077899A1; US20110044218A1; KR20130043686A; KR20120062788A

Abstract

멀티 무선 액세스 기술 계층(multi radio access technology layer; MRL)은 수렴 계층 해결책으로서, 프로토콜 계층과 기술 의존 MAC 계층 사이에 위치한다. MRL 계층은 기술 독립 계층이고, 각각의 서비스 요건에 부합하도록 최적의 업링크 및 다운링크 기술을 선택하기 위해 기반 기술들로부터 수신된 정보를 이용한다.

Description

상이한 무선 액세스 기술들에 대해 다운링크 업링크를 분리하기 위한 멀티 무선 액세스 기술 계층에 대한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR A MULTI-RADIO ACCESS TECHNOLOGY LAYER FOR SPLITTING DOWNLINK-UPLINK OVER DIFFERENT RADIO ACCESS TECHNOLOGIES}

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 2009년 8월 21일자 출원한 미국 가출원 제61/235,791호를 우선권 주장하며, 상기 가출원의 내용은 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.

무선 통신은 통상적으로 데이터 및 제어 정보 모두를 위해 단일 무선 액세스 기술(radio access technology; RAT)을 이용한다. 이것은 단지 단일 RAT를 감시 및 제어만 하면 되므로 무선 통신을 위한 기술을 관리하는 것이 쉽고 편하다. 그러나, 현대의 무선 장치는 대개 하나 보다 많은 RAT를 지원할 수 있으므로, 특정 RAT들 또는 채널에 적어도 일부의 데이터 및 제어 전송을 분리하거나 전념함으로써 효율성을 얻을 수 있다.

본 발명의 목적은 상이한 무선 액세스 기술들에 대해 다운링크 업링크를 분리하기 위한 멀티 무선 액세스 기술 계층에 대한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

멀티 무선 액세스 기술 계층(multi radio access technology layer; MRL)이 설명된다. MRL은 수렴 계층 해결책으로서, 프로토콜 계층과 기술 의존 MAC 계층 사이에 위치한다. MRL 계층은 기술 독립 계층이고, 각각의 서비스 요건에 부합하도록 최적의 업링크 및 다운링크 기술을 선택하기 위해 기반 기술들로부터 수신된 정보를 이용한다.

본 발명에 따르면, 상이한 무선 액세스 기술들에 대해 다운링크 업링크를 분리하기 위한 멀티 무선 액세스 기술 계층을 제공하는 것이 가능하다.

보다 자세한 이해는 첨부된 도면들을 참조하면서 예시를 통해 주어진 아래의 상세한 설명으로부터 얻어질 수 있다.
도 1a는 하나 이상의 개시된 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 통신 시스템의 도면이다.
도 1b는 도 1a에 예시된 통신 시스템 내에서 이용될 수 있는 예시적인 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU)의 도면이다.
도 2는 MRL 아키텍처가 OSI 참조 모델에 적응하는(fit into) 방법을 도시한다.
도 3은 멀티 RAT 아키텍처와 이것의 개별 컴포넌트의 도면을 도시한다.
도 4는 예시적인 MRL 아키텍처를 도시한다.
도 5는 802.11 업링크 및 롱 텀 에볼루션(long term evolution; LTE) 다운링크 파라미터를 이용하는 멀티 RAT 아키텍처의 다이어그램을 도시한다.
도 6은 멀티 RAT 통신 순서를 도시하는 메시지 순서도를 나타낸다.
도 7은 멀티 RAT 통신을 위한 가시 광선 및 적외선 듀플렉스 해결책의 예를 나타낸다.
도 8은 MRL 데이터 엔티티에서 데이터 분리(data splitting)을 통한 다운링크에서의 예시적인 스펙트럼 집적을 나타낸다.
도 9는 LTE RLC 계층에서 데이터 분할을 통한 다운링크에서의 예시적인 스펙트럼 집적을 나타낸다.

도 1a는 하나 이상의 개시된 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 통신 시스템(100)의 도면이다. 통신 시스템(100)은 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 방송 등과 같은 콘텐츠를 다수의 무선 사용자들에게 제공하는 다중 액세스 시스템일 수 있다. 통신 시스템(100)은 다수의 무선 사용자들이 무선 대역폭을 비롯한 시스템 자원의 공유를 통해 이와 같은 콘텐츠에 액세스하는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템(100)은 코드 분할 다중 접속(code division multiple access; CDMA), 시분할 다중 접속(time division multiple access; TDMA), 주파수 분할 다중 접속(frequency division multiple access; FDMA), 직교 FDMA(orthogonal FDMA; OFDMA), 단일 반송파 FDMA(single-carrier FDMA; SC-FDMA) 등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방법들을 이용할 수 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 무선 송수신 유닛(WTRU)들(102a, 102b, 102c, 102d), 무선 액세스 네트워크(radio access network; RAN)(104), 코어 네트워크(106), 공중 회선 교환 전화망(public switched telephone network; PSTN)(108), 인터넷(110), 및 다른 네트워크(112)를 포함할 수 있지만, 개시된 실시예들은 임의의 수의 WTRU, 기지국, 네트워크 및/또는 네트워크 요소를 고려한다는 것을 이해할 것이다. WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)의 각각은 무선 환경에서 동작 및/또는 통신하도록 구성된 임의의 유형의 장치일 수 있다. 예로서, WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)은 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있고, 사용자 장비(user equipment; UE), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 셀룰러 전화, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 스마트폰, 랩톱, 네트북, 퍼스널 컴퓨터, 무선 센서, 가전 제품 등을 포함할 수 있다.

통신 시스템(100)은 또한 기지국(114a) 및 기지국(114b)을 포함할 수 있다. 기지국들(114a, 114b)의 각각은 코어 네트워크(106), 인터넷(110) 및/또는 다른 네트워크(112)와 같은 하나 이상의 통신 네트워크들에 대한 액세스를 용이하게 하기 위해서, WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d) 중 적어도 하나와 무선으로 인터페이스하도록 구성된 임의의 유형의 장치일 수 있다. 예로서, 기지국들(114a, 114b)은 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station; BTS), 노드 B, e노드 B, 홈 노드 B, 홈 e노드 B, 사이트 제어기, 액세스 포인트(access point; AP), 무선 라우터 등일 수 있다. 기지국들(114a, 114b)이 단일 요소로서 각각 도시되었지만, 기지국들(114a, 114b)은 임의의 수의 상호접속된 기지국들 및/또는 네트워크 요소들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.

기지국(114a)은 RAN(104)의 일부일 수 있고, RAN(104)는 또한 기지국 제어기(base station controller; BSC), 무선 네트워크 제어기(radio network controller; RNC), 중계 노드 등과 같은 네트워크 요소들(도시되지 않음) 및/또는 다른 기지국을 포함할 수 있다. 기지국(114a) 및/또는 기지국(114b)은 셀(도시되지 않음)이라고 불릴 수 있는 특정한 지리적 영역 내에서 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 셀은 셀 섹터로 더욱 분할될 수 있다. 예를 들어, 기지국(114a)과 연관된 셀은 3개의 셀 섹터로 분할될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 기지국(114a)은 3개의 트랜시버(즉, 셀의 각 섹터에 대해 한 개씩)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국(114a)은 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output; MIMO) 기술을 이용할 수 있으므로, 셀의 각 섹터에 대해 다중 트랜시버를 이용할 수 있다.

기지국들(114a, 114b)은 무선 인터페이스(116)를 통해 하나 이상의 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)과 통신할 수 있고, 여기서 무선 인터페이스(116)는 임의의 적합한 무선 통신 링크(예컨대, 무선 주파수(radio frequency; RF), 마이크로웨이브, 적외선(infrared; IR), 자외선(ultraviolet; UV), 가시 광선 등)일 수 있다. 무선 인터페이스(116)는 임의의 적합한 무선 액세스 기술(RAT)을 이용하여 구축될 수 있다.

보다 구체적으로, 앞서 언급한 바와 같이, 통신 시스템(100)은 다중 액세스 시스템일 수 있고, CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, RAN(104)에서 기지국(114a) 및 WTRU들(102a, 102b, 102c)은 광대역 CDMA(wideband CDMA; WCDMA)를 이용하는 무선 인터페이스(116)를 구축할 수 있는 범용 이동 통신 시스템(universal mobile telecommunications system; UMTS) 지상 무선 액세스(terrestrial radio access; UTRA)와 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. WCDMA는 고속 패킷 액세스(high-speed packet access; HSPA) 및/또는 진화된 HSPA(evolved HSPA; HSPA+)와 같은 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. HSPA는 고속 다운링크 패킷 액세스(high-speed downlink packet access; HSDPA) 및/또는 고속 업링크 패킷 액세스(high-speed uplink packet access; HSUPA)를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU들(102a, 102b, 102c)은 롱 텀 에볼루션(LTE) 및/또는 LTE-Advanced(LTE-A)를 이용하여 무선 인터페이스(116)를 구축할 수 있는 진화된 UMTS 지상 무선 액세스(evolved UMTS terrestrial radio access; E-UTRA)와 같은 무선 기술을 구현할 수 있다.

다른 실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU들(102a, 102b, 102c)은 IEEE 802.16(즉, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)), CDMA2000, CDMA2000 IX, CDMA2000 EV-DO, IS(interim standard)-2000, IS-95, IS-856, 글로벌 이동 통신 시스템(global system for mobile communications; GSM), EDGE(enhanced data rates for GSM evolution), GERAN(GSM EDGE) 등과 같은 무선 기술들을 구현할 수 있다.

도 1a에서 기지국(114a)은 무선 라우터, 홈 노드 B, 홈 e노드 B, 또는 액세스 포인트일 수 있고, 예를 들어 사업장, 집, 차량, 캠퍼스 등과 같은 로컬 영역에서 무선 접속을 용이하게 하기 위한 임의의 적합한 RAT를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU들(102c, 102d)은 IEEE 802.11과 같은 무선 기술을 구현하여, 무선 근거리 네트워크(wireless local area network; WLAN)를 구축할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU들(102c, 102d)은 IEEE 802.15와 같은 무선 기술을 구현하여, 무선 사설 네트워크(wireless personal area network; WPAN)를 구축할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU들(102c, 102d)은 셀 기반 RAT(예컨대, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A 등)을 이용하여 피코셀 또는 펨토셀을 구축할 수 있다. 도 1a에서 도시된 바와 같이, 기지국(114b)은 인터넷(110)에 직접 접속될 수 있다. 이 경우, 기지국(114b)은 코어 네트워크(106)를 통해 인터넷(110)에 액세스 할 필요가 없다.

RAN(104)은 코어 네트워크(106)와 통신할 수 있고, 코어 네트워크(106)는 하나 이상의 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)에 음성, 데이터, 애플리케이션, 및/또는 VoIP(voice over internet protocol) 서비스를 제공하도록 구성된 임의의 유형의 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(106)는 호 제어, 요금 서비스, 모바일 위치 기반 서비스, 선불 전화(pre-paid calling), 인터넷 접속, 비디오 분배 등을 제공 및/또는 사용자 인증과 같은 높은 레벨 보안 기능을 수행할 수 있다. 도 1a에 도시되지 않았지만, RAN(104) 및/또는 코어 네트워크(106)는 RAN(104)과 같은 RAT를 이용하거나 상이한 RAT를 이용하는 다른 RAN들과 직접 또는 간접 통신할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, E-UTRA 무선 기술을 이용할 수 있는 RAN(104)에 접속되는 것 이외에, 코어 네트워크(106)는 또한 GSM 무선 기술을 이용하는 다른 RAN(도시되지 않음)과 통신할 수 있다.

코어 네트워크(106)는 또한 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)이 PSTN(108), 인터넷(110) 및/또는 다른 네트워크들(112)에 액세스하게 하는 게이트웨이의 역할을 할 수도 있다. PSTN(108)은 기존 전화 서비스(plain old telephone service; POTS)를 제공하는 회선 교환 전화 네트워크를 포함할 수 있다. 인터넷(110)은 TCP/IP 인터넷 프로토콜 스위트에서 전송 제어 프로토콜(transmission control protocol; TCP), 사용자 데이터그램 프로토콜(user datagram protocol; UDP) 및 인터넷 프로토콜(internet protocol; IP)과 같은 공통 통신 프로토콜들을 이용하는 상호접속 컴퓨터 네트워크 및 장치의 글로벌 시스템을 포함할 수 있다. 다른 네트워크(112)는 다른 서비스 제공자들에 의해 운용 및/또는 소유되는 유선 또는 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 네트워크(112)는 RAN(104)과 같은 RAT를 이용하거나 상이한 RAT를 이용할 수 있는 하나 이상의 RAT들에 접속되는 다른 코어 네트워크를 포함할 수 있다.

통신 시스템(100)에서 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d) 중 일부 또는 전부는 멀티 모드 능력을 포함할 수 있고, 즉, WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)은 상이한 무선 링크를 통해 상이한 무선 네트워크들과 통신하는 다중 트랜시버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 WTRU(102c)는 셀 기반 무선 기술을 이용할 수 있는 기지국(114a)과 그리고 IEEE 802 무선 기술을 이용할 수 있는 기지국(114b)과 통신하도록 구성될 수도 있다.

도 1b는 예시적인 WTRU(102)의 도면이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, WTRU(102)는 프로세서(118), 트랜시버(120), 송수신 요소(122), 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126), 디스플레이/터치패드(128), 비분리형 메모리(130), 분리형 메모리(132), 전원(134), 글로벌 위치 시스템(global positioning system; GPS) 칩셋(136), 및 다른 주변 장치(138)를 포함할 수 있다. WTRU(102)는 본 실시예와 일치를 유지하면서 앞서 말한 요소들의 임의의 하위 조합을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.

프로세서(118)는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 통상의 프로세서, 디지털 신호 처리기(digital signal processor; DSP), 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit; ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array; FPGA) 회로, 기타 임의 유형의 집적 회로(IC), 상태 머신(state machine) 등일 수 있다. 프로세서(118)는 신호 코딩, 데이터 처리, 전력 제어, 입출력 처리, 및/또는 WTRU(102)가 무선 환경에서 동작하는 것을 가능하게 하는 임의의 다른 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(118)는 송수신 요소(122)에 결합될 수 있는 트랜시버(120)에 결합될 수 있다. 도 1b는 프로세서(118)와 트랜시버(120)가 별도의 컴포넌트로서 도시되었지만, 프로세서(118)와 트랜시버(120)는 전자 패키지 또는 칩에 함께 통합될 수 있음을 이해할 것이다.

송수신 요소(122)는 무선 인터페이스(116)를 통해 기지국(예컨대, 기지국(114a))에 신호를 송신하거나 기지국으로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 송수신 요소(122)는 RF 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수 있다. 다른 실시예에서, 송수신 요소(122)는 예를 들어 IR, UV, 또는 가시 광선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 에미터/검출기일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 송수신 요소(122)는 RF와 광 신호 모두를 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 송수신 요소(122)는 무선 신호들의 임의의 조합을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다.

게다가, 송수신 요소(122)가 도 1b에서 단일 요소로 도시되었지만, WTRU(102)는 임의의 수의 송수신 요소(122)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, WTRU(102)는 MIMO 기술을 이용할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, WTRU(102)는 무선 인터페이스(116)를 통해 무선 신호를 송신 및 수신하기 위한 2개 이상의 송수신 요소(122)(예컨대, 다중 안테나)를 포함할 수 있다.

트랜시버(120)는 송수신 요소(122)에 의해 송신될 신호를 변조하고 송수신 요소(122)에 의해 수신되는 신호를 복조하도록 구성될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, WTRU(102)는 멀티 모드 능력을 가질 수 있다. 따라서, 트랜시버(120)는 WTRU(102)가 예를 들어 UTRA 및 IEEE 802.11와 같은 다중 RAT들을 통해 통신하는 것을 가능하게 하는 다중 트랜시버를 포함할 수 있다.

WTRU(102)의 프로세서(118)는 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126) 및/또는 디스플레이/터치패드(128)(예컨대, 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 유닛 또는 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; OLED) 디스플레이 유닛)에 결합될 수 있고, 이들로부터 사용자 입력 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(118)는 또한 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126) 및/또는 디스플레이/터치패드(128)에 사용자 데이터를 출력할 수도 있다. 게다가, 프로세서(118)는 비분리형 메모리(130) 및/또는 분리형 메모리(132)와 같은 임의의 유형의 적합한 메모리로부터 정보를 액세스하고, 이들 메모리에 데이터를 저장할 수 있다. 비분리형 메모리(130)는 랜덤 액세스 메모리(random-access memory; RAM), 판독 전용 메모리(read-only memory; ROM), 하드 디스크, 또는 임의의 다른 유형의 메모리 저장 장치를 포함할 수 있다. 분리형 메모리(132)는 가입자 식별 모듈(subscriber identity module; SIM) 카드, 메모리 스틱, 보안 디지털(Secure Digital; SD) 메모리 카드 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서(118)는 WTRU(102) 상에 물리적으로 위치되지 않은 메모리(예컨대, 서버 또는 홈 컴퓨터(도시되지 않음))로부터 정보를 액세스하고 이 메모리에 데이터를 저장할 수 있다.

프로세서(118)는 추가의 특징, 기능 및/또는 유선 또는 무선 접속을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈을 포함할 수 있는 다른 주변 장치(138)에 더욱 결합될 수 있다. 예를 들어, 주변 장치(138)는 가속도계, 전자나침판, 위성 트랜시버, 디지털 카메라(사진 또는 비디오용), 유니버설 시리얼 버스(Universal Serial Bus; USB) 포트, 진동 장치, 텔레비전 트랜시버, 핸즈프리 헤드셋, 블루투스 모듈, 주파수 변조(FM) 무선 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저 등을 포함할 수 있다.

RAN(104)은 e노드B들(140a, 140b, 140c)을 포함할 수 있지만, RAN(104)은 본 실시예와 일치를 유지하면서 임의의 수의 e노드B들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. e노드B들(140a, 140b, 140c)은 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하기 위한 하나 이상의 트랜시버를 각각 포함할 수 있다. 일 실시예에서, e노드B들(140a, 140b, 140c)은 MIMO 기술을 구현할 수 있다. 따라서, 예를 들어, e노드B(140a)는 WTRU(102a)에 무선 신호를 송신하고 WTRU(102a)로부터 무선 신호를 수신하기 위해 다중 안테나를 이용할 수 있다.

e노드B들(140a 또는 140b)의 각각은 특정한 셀(도시되지 않음)과 연관될 수 있고, 업링크 및/또는 다운링크에서 사용자들의 무선 자원 관리 결정, 핸드오버 결정, 스케줄링 등을 다루도록 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, e노드B들(140a, 140b, 140c)은 X2 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다.

코어 네트워크(106)는 다른 네트워크들과의 통신을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(106)는 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 종래의 지상 라인 통신 장치들 사이에서의 통신을 용이하게 하기 위해서, PSTN(108)과 같은 회선 교환 네트워크에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(106)는 코어 네트워크(106)와 PSTN(108) 사이에서 인터페이스의 역할을 하는 IP 게이트웨이(예컨대, IP 멀티미디어 서브시스템(IP multimedia subsystem; IMS) 서버)를 포함하거나, IP 게이트웨이와 통신할 수 있다. 게다가, 코어 네트워크(106)는 다른 서비스 제공자들에 의해 운용 및/또는 소유된 다른 유선 또는 무선 네트워크를 포함할 수 있는 네트워크(112)에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다.

멀티 무선 액세스 기술 계층(multi radio access technology layer; MRL)이 본 명세서에서 설명된다. MRL은 수렴 계층 해결책으로, 프로토콜 계층과 기술 의존 MAC 계층 사이에 위치한다. MRL 계층은 기술 독립 계층이고, 각각의 서비스 요건에 부합하도록 최적의 업링크 및 다운링크 기술을 선택하기 위해 기반 기술들로부터 수신된 정보를 이용한다.

하나의 무선 액세스 기술(RAT)를 이용하여 다운링크 상으로 송신하고 완전히 상이한 RAT를 이용하여 업링크 상으로 송신하는 능력은 이점을 제공할 수 있다(예를 들어, 업링크에서 한 RAT를 이용하고 다운링크에서 상이한 RAT를 이용하여 계층 2 프레임을 송신함). 이와 같은 전송은 또한 상이한 스펙트럼에서 발생할 수도 있다. 한 시나리오에서, 802.11 전송 방법은 업링크(UL)에 대해 유리할 수 있지만, 다운링크에서 802.11 통신을 위한 롱 텀 에볼루션(LTE) 스펙트럼의 이용이 다운링크(DL)에 대한 실행 가능한 대안일 수 있다. 대안적으로, LTE는 LTE 스펙트럼의 DL에서 이용될 수 있고, 802.11은 종래에 802.11이 동작한 비허가 스펙트럼에서 또는 LTE 스펙트럼의 UL에서 이용될 수 있다.

1차 RAT 전송 채널 및 2차 RAT(예를 들어, 802.11 또는 VLC) 사이에서 데이터를 제어 및 다중화하기 위해 1차 RAT를 이용하는 것은, 또한 a) 네트워크 자원을 없애고, b) 한 방향의 간섭을 완화시키는데 유용할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex; FDD) 시스템에서, 비셀룰러 RAT가 업링크에 대해 이용되면, 네트워크는 더욱 많은 사용자 또는 더 높은 대역폭을 지원하기 위해 비사용된 업링크 주파수 대역을 이용할 수 있다.

부가적으로, 펨토셀은 매크로셀과의 간섭 문제 또는 물리적 셀 식별(physical cell identity; CPI) 혼동을 완화시키기 위한 노력으로 다운링크에 대해 특정한 상황에서 비셀룰러 RAT를 이용할 수 있다. 다양한 하이브리드 토폴로지 구성에서 추가적인 2차 링크를 이용하여 1차 RAT를 보완하기 위한 실시예들이 또한 본 명세서에 기술된다.

이러한 기능을 가능하게 하기 위해서, 멀티 RAT 계층(multi-RAT layer; MRL)이 종래의 프로토콜 아키텍처에서 새로운 컴포넌트(예를 들어, 무선 통신 시스템에서 MAC 계층)로 정의될 수 있다. 더욱이, MRL은 앞서 기술된 것들 중 적어도 하나를 포함하는 기반 기술 의존 매체 접근 제어(medium access control; MAC)로부터 서비스 액세스 포인트(service access point; SAP)를 가질 수 있다. SAP는 한 통신 계층이 다른 통신 계층의 서비스를 요청할 수 있는 개념적 위치이다(예를 들어, OSI 참조 모델에서의 계층들).

상이한 RAT들 상의 데이터를 스케줄링하는 (그리고 각각의 RAT의 능력에 응답함) 멀티 RAT 스케줄러는 단일 RAT 비인지 서비스의 각각의 서비스 품질(QoS) 요구(예컨대, 인터넷 프로토콜(IP) 접속, 논리적 링크 제어(logical link control; LLC) 접속 등)를 제공한다.

데이터 계층이 제공되어 상위 계층에 단일의 "효과적인" 듀플렉스 RAT를 나타낸다.

제어 경로가 제공되어 다운링크로부터 업링크로의 MAC 제어 프레임을 캡슐화여 송신한다.

시간 동기 기능이 제공되어 업링크 및 다운링크 전송과 제어 프레임 간의 시간 보장을 유지하고, 상태 표시가 제공되어 링크 가용성, 품질, 및 동기 상태를 식별한다.

더욱이, 다운링크 MAC으로부터 제어 및 피드백 패킷을 수신하고, 업링크 MAC에서 SAP가 제어 및 피드백 패킷을 캡슐화하고, 업링크 MAC 스케줄러로 이들을 입력하는 것이 필요할 수 있다. 이를 달성하기 위해서, 피드백 패킷을 모두 캡슐화하는 새로운 캡슐화 프로토콜 식별자(ID)(MRL 프로토콜 ID)가 정의될 수 있다. LTE 시스템과 같은 종래의 셀룰러 시스템은 확인응답(ACK) 또는 비확인응답(NACK)일 수 있는 논리 채널을 지원할 수 있다. 논리 채널은 전송 채널로 매핑되고, 전송 채널은 데이터의 전송을 위해 물리 채널(통상적으로, 공유 물리 채널)을 이용할 수 있다. 전송 채널 및 물리 채널은 ANC/NACK를 생성시킬 수 있는 하이브리드 자동 재전송 요청(hybrid automatic repeat request; HARQ) 처리를 이용할 수 있다. HARQ ACK/NACK는 캡슐화되어 RAT 간 ACK/NACK 전송을 구현하는 실시예에서 다른 RAT로 보내질 수 있다.

종래의 셀룰러 시스템에서, 이것은 채널이 비확인응답 모드를 이용하는 것과 같은 ACK/NACK의 전송을 위한 논리 채널을 정의함으로써 (또는 기존의 공통 채널을 이용함으로써), 또는 물리 채널 상으로의 전송을 위해 ACK/NACK 피드백을 생성시키지 않는 전송 채널에 논리 채널을 매핑함으로써 달성될 수 있다. 논리 채널을 전송 채널에 매핑하는 것은, 재전송 카운트 0 으로 전송 채널을 구성함으로써, 재전송을 생성하지 않는 유형의 전송 채널(즉, 멀티 미디어 브로드캐스트를 위해 이용되는 바와 같은 멀티 캐스트 채널)을 이용함으로써, 또는 ACK/NACK 정보의 전송을 위해 새로운 유형의 전송 채널을 정의함으로써 달성될 수 있다.

ACK/NACK가 공유 물리 채널을 이용하여 송신될 때, ACK/NACK 피드백이 링크를 통해 송신될 수 있는 다른 데이터에 의해 지연되지 않도록 ACK/NACK는 높은 우선순위로 스케줄링될 필요가 있다.

한 예에서, 802.11 기반 WLAN 시스템(IEEE 802.11e 수정안에 대한 표준에 정의된 서비스 품질(QoS) 향상을 포함함)은 다수의 매체 접근 제어(MAC) 큐들을 지원한다. 이 예에서, ACK/NACK 재전송을 위한 특정한 큐는 ACK/NACK의 적절한 정송을 지원하기 위해서 높은 우선순위로 정의 및 할당될 수 있다. 이 큐로부터 송신된 MAC 버스트는 이것의 수신에 응답하여 어떠한 ACK/NACK 전송도 요구되지 않음을 나타내도록 구성될 수 있다. 이와 같은 큐는 송신 요구(ready to send; RTS)/송신 준비 완료(clear to send; CTS) 매커니즘을 이용하여 ACK/NACK 전송과의 충돌 간섭을 최소화하는 것을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 블록 ACK/NACK(IEEE 802.11n 수정안에 정의됨)이 이용되어 네트워크 상에 부여된 ACK/NACK 전송 부하를 최소화할 수 있다.

도 2는 다중 RAT 가능 MRL 장치(200)(예를 들어, WTRU 또는 기지국)의 프로토콜 아키텍처를 나타낸다. 프로토콜 아키텍처는 UL 전송 및 DL 전송 모두에 이용될 수 있는 다음 계층들을 포함한다: 애플리케이션 계층(210), 전송 계층(220), 네트워크 계층(230), MRL(240), 제1 기술 의존 MAC 계층(예를 들어, LTE)에 결합된 제1 MRL 어댑터(250), 제2 기술 의존 MAC 계층(예를 들어, WLAN)에 결합된 제2 MRL 어댑터(260). 두 개의 MRL 어댑터들이 이 예에서 설명되었지만, MRL 어댑터의 수는 MRL 장치(200)에 의해 지원되는 RAT들의 수에 의해서만 제한된다.

애플리케이션 계층(210)은 사용자가 MRL 장치와 상호작용하기 위한 주요 인터페이스이다. 애플리케이션 계층 구현에 관한 일부 예들은 하이퍼텍스트 마크업 언어(hypertext markup language; HTML), 텔넷, 파일 전송 프로토콜(file transfer protocol; FTP), 및 간이 전자 우편 전송 프로토콜(simple mail transfer protocol; SMTP)을 포함한다.

전송 계층(220)은 최종 사용자들 간에 명백한 데이터의 전달을 제공하고, 이는 상위 계층에 신뢰성 있는 데이터 전달 서비스를 제공한다. 전송 계층 프로토콜의 가장 공통적인 예로는 전송 제어 프로토콜(TCP) 및 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)을 들 수 있다.

네트워크 계층(230)은 네트워크를 통한 데이터 패킷의 라우팅을 담당하고, 데이터의 어드레싱 및 전달을 다룬다. 네트워크 계층(230)은 혼잡 제어, 네트워크에 대한 과금 정보, 라우팅, 어드레싱, 및 몇 개의 다른 기능들을 제공한다. 인터넷 프로토콜(IP)은 네트워크 계층 프로토콜의 하나의 공통 예이다.

MRL(240) 컴포넌트는, 복수의 다운링크 및 업링크 채널에 대한 흐름의 추상화, RAT로의 서비스 요건 감시 및 매핑에 대한 결정, 및 개별 RAT의 피드백과 타이밍 요건이 충족됨을 보장하기 위한 타이밍 관리와 같은 다양한 기능들을 수행한다.

MRL 어댑터(250, 260)는 RAT 특유 추상화를 이용하여 기반 RAT들에 전달될 MRL과의 제어(명령 및 피드백) 및 데이터(사용자 평면 트래픽)를 허용하는 SAP들(251, 254, 및 261)을 포함한다. MRL 엔티티로부터 보내진 명령은 자원 할당(allocation), 접속 확립, 구성 요청 피드백 정보, 채널 품질 등을 위한 질의를 위한 명령을 비롯한, MRL 결정 및 동작을 용이하게 할 수 있는 명령을 포함할 수 있다. 사용자 평면 데이터(즉, 애플리케이션 계층(210)으로부터의 데이터)는 상위 계층으로부터 수신되고, MRL 엔티티(240)에서 요구되면 가능하게 재순서화, 다중화 및 분할을 비롯한, MRL 엔티티(240)를 통한 최소의 처리로 기술 의존 RAT 계층에 보내진다.

이하의 설명은 SAP 및 데이터 흐름 인터페이스를 기술한다.

MRL PHY 제어 SAP(MRL에서 PHY로)(252, 262): PHY의 구성 및 제어. 한 PHY로부터 다른 PHY로의 전력 제어 신호의 재설정. MRL에 의해 수행되는 동기화에 대한 PHY 타이밍 정보.

MRL MAC 제어 SAP(MRL에서 PHY로)(292, 294): MAC의 구성 및 제어. 이러한 프리미티브(primitive)는 어떤 논리 채널 및/또는 전송 채널들이 다른 RAT에 대해 재설정되었는지에 관한 정보를 포함한다. 또한, 프리미티브는 HARQ(ACK/NACK), 채널 품질 정보, 그랜트, 버퍼 상태 보고, 및 측정 시그널링, 또는 적절한 표준(예컨대, 3GPP LTE 36.321, IEEE 802.11 등)에서 정의된 임의의 다른 RAT 특유의 MAC 레벨 신호를 비롯한, 재설정된 MAC 레벨 피드백을 위해 존재할 수 있다. 이러한 신호들은 상이한 RAT들에 대해서 다운링크 및 업링크의 분리를 지원하기 위해 MRL 하에서 재설정될 수 있다.

MRL MAC 데이터 SAP(MRL 어댑터에서 MAC으로)(272, 282): 이것은 MRL 관리 및 제어에 의해 유지되는 구성 하에서 개별 RAT에 매핑된 전송 채널 데이터를 포함한다. 이것은 캡슐화된 데이터는 물론 디캡슐화된(de-encapsulated) 데이터도 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 멀티 RAT 계층(MRL) 데이터 계층(330, 332)은 각각의 RAT에 매핑하는 상위 계층에 "단일 효과적 접속"을 나타내는 MRL 데이터 엔티티(도시되지 않음)를 포함한다. 이 엔티티는 RAT 능력들의 고유의 불균형을 다룬다. 도시된 장치 A 및 장치 B(310 및 320)는 기지국, 액세스 포인트(AP) 또는 무선 송수신 유닛(WTRU)를 나타낼 수 있다.

MAC 또는 물리(PHY) 계층 캡슐화 패킷이 존재하는 경우 MRL 데이터 계층(330, 332)은 패킷의 직접 변환을 수행할 수 있다. 이 계층(330, 332)의 다른 목적은 스펙트럼 집적 및 추상화를 제공하는 것으로, 이것은 멀티 RAT 다중화(335, 340, 332, 334)로 불리며, 이것은 사용자 평면 데이터가 RAT로부터의 상태 정보 및 상기 계층들로부터 구성된 제어 정보에 기초하여 이용 가능한 RAT들 중 하나 이상의 RAT로 채널화되도록 할 수 있다. RAT 우선 순위는 채널 정보의 일부이다. UL 및 DL은 상이하게 구성될 수 있지만, 본 명세서에 기술된 능력면에서, 이들은 동일하다. 기존의 802.11 서비스를 보완하는 가시 광선 통신(visible light communication; VLC) 링크를 예로 들 수 있다. 이 경우, 다운링크 데이터는 사용자에게 높은 처리량을 제공하고 이웃 사용자들에게 802.11 시스템의 간섭을 줄이기 위해 VLC 링크에 비해 우선적으로 처리될 수 있다.

MRL 제어 계층(325, 327)은 MRL 제어 프레임을 위한 처리 및 캡슐화 계층이다. MRL 제어 계층은 다운링크 MAC으로부터 하나 이상의 MRL 제어 프레임을 수신하고, 이들을 처리하여, 업링크 MAC에 적절하게 보낸다.

도 4는 예시적인 MRL 아키텍처(MRL 엔티티를 포함함)를 도시한다. 도 4에 도시된 아키텍처는 WTRU 또는 기지국과 같은 임의의 MRL 장치에서 발견될 수 있다. 도 4를 참조하면, MRL 프로토콜 ID(455)는 ACK/NACK 메시지(424), 시간, 대역폭, 전력 제어에 대한 그랜트를 비롯한 업링크 전송을 위해 보내진 그랜트(422), 측정 보고 표시(426), 업링크 버퍼 상태 보고(buffer status report; BSR), 채널 품질 표시자(channel quality indicator; CQI) 보고 등을 포함하는 제어 및 피드백 메시지를 캡슐화하는데 이용되는 프로토콜 식별자이다. UL MAC(RAT2 MAC(485))은 적어도 하나의 MRL 프로토콜 ID(455)를 식별하고, MRL 제어 계층(440)에 MRL 프로토콜 ID(455)를 입력하기 위해 적어도 하나의 SAP를 생성한다. 이러한 SAP는 앞서 기술된 바와 같은 제어 및 피드백 정보를 제공하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 여전히 도 4를 참조하면, MRL 티이밍(457)은 다른 RAT의 요건 및 가정이 유지되는 방식으로, 데이터, 제어, 및 피드백이 스케줄링되는 것을 보장한다.

예를 들어, 프레임 타이밍의 지식은 자원 할당을 준수하는데 필수적이다. 또한, 동기화된 HARQ를 요구하는 RAT는 각각의 HARQ 큐에 대한 피드백을 구별하기 위해 타이밍에 대한 지식을 필요로 한다. 일부의 경우에, MRL 타이밍(457)은 제어 및 피드백 정보가 RAT 특유 타이밍 제약 내에서 송신되는 것을 보장(조정)하기 위해서 타이머를 유지할 수 있다.

예를 들어, RAT1(405, 410)은 특정한 시간 기간 내에서 전송된 패캣에 대한 ACK/NACK를 수신하기를 기대한다. RAT2(485, 495)는 이러한 ACK/NACK를 "레귤러(regular)" MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU)으로 캡슐화하여, 이 PDU들이 정확한 시간에 전송을 위해 스케줄링되었음을 보장할 것이다. 더욱이, RAT2(485, 495)는 "비확인응답 모드"(즉, 자체가 ACK/NACK를 생성시키지 않는 통신 모드를 이용함)를 이용하여 전송을 스케줄링할 필요가 있다. 유사하게, RAT1(405, 410)은 특정 시간에 재전송을 기대할 것이고, 이것은 데이터 전송측 상의 MRL 엔티티(ACK/NACK를 수신함)가 RAT1(405, 410)의 ACK/NACK 레이턴시(latency) 제약이 충족되는 방식으로 (RAT2(485,495)를 이용하여) 전송을 수신 및 처리하도록 구성되어야만 함을 의미한다.

다중화기 및 역다중화기 MRL Shim 계층(415, 465)은 스펙트럼 집적을 지원하기 위한 필수 기능 및 추상화를 제공하여, 데이터가 하나 이상의 기반 RAT들 상으로 채널화되도록 한다. MRL Shim 계층은 또한 MRL 엔티티가 상이한 우선 순위를 갖는 다수의 트래픽 클래스(예를 들어, 낮은 우선 순위, 높은 우선 순위(475) 및 보통 추선 순위(480) 트래픽 클래스)를 지원하기 위해 기반 RAT들로부터 QoS 우선 순위를 획득하도록 하는 추상화 계층을 생성한다. LTE는 보장된 비트 레이트, 최선 노력, 대화 음성 등을 비롯한 몇 개의 트래픽 클래스를 지원한다. 높은 우선 순위 트래픽 클래스는 최소 레이턴시를 제공하는 트래픽 클래스에 매핑되어야 하고, 사용자 평면 트래픽은 보통 우선 순위 트래픽 클래스로 분류될 수 있다. 대안적으로, MRL 엔티티는 상위 계층으로부터 요청된 QoS에 기초하여 사용자 평면 트래픽에 이용될 트래픽 클래스의 RAT 특유 구성을 요청할 수 있다. 선택적으로, MRL 엔티티(400)는 높은 우선 순위 트래픽 큐(460)를 통해 MRL 프로토콜 ID(455)를 이용하여 캡슐화된 제어 및 피드백 정보(MAC 피드백(420)으로도 불림), 및 보통 우선 순위 트래픽 큐(462)를 통해 사용자 평면 트래픽을 송신할 수 있다.

다운링크(DL)(530, 535)에서 셀룰러 RAT(예컨대, LTE) 및 업링크(UL)(520, 525)에서 802.11 RAT를 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU)이 도 5에 나타난다. WTRU는 MRL 데이터 계층(510), MRL 타이밍(512), MRL 관리 계층(514) 및 WTRU에서 802.11 RAT와 LTE RAT를 듀플렉싱하는 MLR 제어(516)를 포함한 MRL 엔티티를 더 포함한다.

이 시나리오에서 요구되는 바 처럼, LTE 기반 다운링크(530, 535)를 지원하기 위해서, LTE 관련 제어 및 피드백 정보는 업링크에서 기지국에 송신된다. 활성 업링크 접속은 이 정보를 송신하는데 이용될 수 있는 WTRU에서 개시될 수 있다. 이것은 업링크에 "보통" 전송 채널을 할당하고, 이러한 채널을 통해 어떠한 사용자 데이터도 전송하지 않음으로써 달성될 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 피해야할 특정 구현 문제를 가질 수 있다. 예를 들어, 전송 채널의 할당은 송신기와 수신기 모두에서 다른 자원들은 물론 메모리(하이브리드 자동 재전송 요청(HARQ) 및 MAC/무선 링크 제어(RLC)와 연관된 저장 장치)의 예약과 연관된다. 이러한 고도로 한정된 자원은 낭비될 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, 자원의 낭비를 완화시킬 수 있는 몇 가지 수단들이 있다.

한 시나리오에서, 대응하는 MAC 컴포넌트가 없는 LTE-PHY(540)로 도시된 바와 같은, 널(null) 전송 채널(545)이 정의된다. 널 전송 채널은 의미상 어떠한 데이터도 전달할 수 없는 채널이다. 널 전송 채널이 어떠한 데이터도 전송할 수 없기 때문에, 데이터 전송과 연관된 어떠한 자원(예를 들어, 메모리, 데이터 구조 등으로 한정되는 것은 아님)도 이 채널과 연관될 수 없다. 그러나, 이와 같은 채널의 설정은 반드시 물리 계층 시그널링이 인에이블 되도록 야기할 것이다.

다른 시나리오에서, 기존 자원(예를 들어, 메모리, 데이터 구조 등으로 한정되는 것은 아님)이 최소 효과로 이용된다. 기존 표준 정의에서, 최소 전송 능력을 갖는 전송 채널이 정의되어 이용 가능한 자원에 대한 부하를 최소화할 수 있다.

도 6은 두 개의 장치(장치 A(610)와 장치 B(620)) 간의 통신을 위한 메시지 순서도의 예를 나타내고, 이 실시예와 관련되어 멀티 RAT 통신 순서를 도시하며, 상위 계층(625), MRL 관리 엔티티(612), MRL 데이터 엔티티(614), MRL 제어 엔티티(616), LTE RRC/MAC(617), LTE PHY(619), 및 802.11 MAC(626)을 구비한 장치 A(610)와 802.11 MAC(624), LTE PHY(621), LTE RRC/MAC(623), MRL 제어 엔티티(618), MRL 데이터 엔티티(670), MRL 관리 엔티티(622), 및 상위 계층(699)를 구비한 장치 B(620) 간의 예시적인 시그널링을 포함한다.

장치 A(610)는 클라이언트 노드(예를 들어, WTRU)를 나타내고, 장치 B(620)는 인프라스트럭처 노드(예를 들어, 기지국 또는 액세스 포인트)를 나타낸다. WTRU 개시 접속의 예로서, 장치 A(610)에서 상위 계층(예를 들어, 애플리케이션 계층/전송 계층/네트워크 계층)은 MRL 관리 엔티티(612)에 구성 요청(627)을 보냄으로써 MRL 엔티티를 이용하여 통신을 개시한다. 구성 요청은 데이터 레이트, 최대 레이턴시 및 원하는 레이턴시, 비트 오류 레이트 등을 비롯한 원하는 QoS 파라미터들을 포함할 수 있다. 시스템 초기화를 시작할 때, MRL 관리 엔티티(612)는 각각의 RAT 상에서 채널 상태, 부하, 활용 등에 대한 관련 정보를 유지하고, 구성 요청에서 지정된 요건을 지원할 수 있는 적절한 RAT를 선택(RAT 선택(680)으로 도시됨)하기 위해 이 정보를 이용한다. MRL 관리 엔티티(612)는 선택 결정을 이용하여 MRL 데이터 엔티티(614)에 대한 메시지(629) 및 MRL 제어 엔티티(616)에 대한 메시지(613)를 구성하도록 진행하고, RAT 특유 SAP를 이용하여 선택된 다운링크 및 업링크 RAT(들)를 구성(LTE RRC/MAC(617)에 대한 구성 메시지(632) 및 802.11 MAC(626)에 대한 메시지(633)로 도시됨)하도록 진행한다. 업링크 RAT로서 구성된 RAT는, 802.11 MAC(626)인 경우, 피어(802.11 MAC(624))와의 관계를 개시하는데, 이것은 MRL 관리 계층(612)이 장치 B(620) 상의 피어(MRL 관리 계층(622))에 업링크를 통해 구성 메시지(635)를 보내는 것을 가능하게 한다. 장치 B(620)에서 MRL 관리 엔티티(622)는 LTE RRC/MAC(623)에 대한 다운링크 RAT 경유 메시지(636) 및 802.11 MAC(624)에 대한 경유 메시지(637)를 구성하고, 접속 확립(관계(638)로 도시됨)을 트리거함으로써 초기 구성을 완료한다.

다른 시나리오에서, 업링크 및 다운링크 접속 확립 모두는, 사용자 장치에 의해 개시될 수 있고, MRL 구성은 초기 구성이 확립된 이후에 중계된다. 양쪽 모든 경우에, 접속 확립 메시지는 각각의 RAT로부터 요청되는 접속의 요구되는 방향을 나타내기 위해서 추가 정보를 전달할 필요가 있다.

도 6을 참조하면, 장치 A(610)에서 개시하는 사용자 평면 업링크 프레임(새로운 패킷(640))은 MRL 데이터 계층(614)으로 보내지고, MRL 데이터 계층(614)은 메시지(641)를 통해 선택된 업링크 RAT(802.11 MAC(626))에 사용자 평면 업링크 프레임을 보낸다. 프레임(새로운 패킷(640))은 802.11 물리 계층 프로토콜을 이용하여 무선(642)으로 장치 B(620)의 802.11 MAC(624)에 보내진다. 프레임은 802.11 MAC(624)에 의해 처리되고, 보통 동작 절차를 이용하여 상위 계층(699)에 전달되며, 사용자 데이터(644)로서 수신된다. 확인응답 프레임(645)이 MRL 제어 엔티티(618)에 보내지고, MRL 제어 엔티티(618)는 MRL 프로토콜 ID(630)를 이용하여 확인응답을 캡슐화하여 이것을 흐름 관련 다운링크 RAT(이 예에서, LTE)에 보내고 메시지(646)를 통해 LTE PHY(621)에 보낸다. 캡슐화된 프레임은 LTE 전송 메커니즘을 이용하여 OTA(over-the-air)(647)로 보내지고 LTE PHY(619)에서 업링크에 의해 수신되며, LTE PHY(619)는 메시지(648)를 통해 LTE RRC/MAC(617)에 이를 보낸다. LTE RRC/MAC(617)는 MRL 프로토콜 ID(630)를 인식하고, MRL 프로토콜 ID(630)를 메시지(649)를 통해 MRL 제어 엔티티(616)에 전달한다. MRL 제어 엔티티(616)은 캡슐화 해제를 포함하는 처리(650)를 하고, 이 프레임 전송을 완료하기 위해서 장치 A(610)의 802.11 MAC(626)에 확인응답 메지시(651)를 전달한다. LTE는 또한 LTE 물리 계층의 적절한 기능을 보장하기 위해 하이브리드 ARQ 피드백 및/또는 CQI 정보를 비롯한 물리 계층 피드백 시그널링(652)을 LTE PHY(619)로부터 장치 B(620)의 대응하는 LTE PHY(621)에 보낼 수 있다.

가시 광선 및 적외선 듀플렉스를 이용하는 다른 실시예가 도 7에 나타난다. 도 7을 참조하면, 적외선 스택은 다음의 관심 컴포넌트를 구비한다: 적외선 무선 계층 사양(IrPHY)(710, 720), 적외선 링크 액세스 프로토콜(IrLAP)(715, 725), 및 적외선 링크 관리 프로토콜(IrLMP)(730, 735). IrLAP(715, 725)는 확인응답 및 흐름 제어를 담당하므로, I-프레임 및 S-프레임(711)과 같은 피드백 프레임을 송수신하기 위한 MRL 제어(740, 745)에 대한 고리가 필요하다.

IrLAP(715, 725)는 개방형 시스템 상호접속(open systems interconnection; OSI) 참조 모델의 데이터 링크 계층(data link layer; DLL)을 나타내고, 액세스 제어, 디스커버리, 접속 확립, 및 QoS 파라미터들의 협상을 제공한다. 데이터 및 제어 프레임을 구별하고 MRL 프로토콜 식별자(750, 755)를 이용하여 제어 프레임을 캡슐화하도록 적절히 구성될 필요가 있다. VLC 피드백 패킷 타이밍 제한이 충족되는지를 보장(도 7에 도시되지 않은, MRL 타이밍 컴포넌와 협의함)하는 것이 더욱 필요하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 적외선 및 VLC 해결책은 적외선 타임 슬롯이 적외선에 의해 충분히 이용될 수 있도록 한다. IrLMP(730, 735)은, MRL 관리 계층(760, 765)과 함께, 다수의 논리 채널들의 스케줄링 및 다중화를 관리한다.

스펙트럼 집적을 갖는 LTE 및 VLC를 이용하는 다른 실시예가 도 8에 나타난다. MRL은 추가 대역폭을 요구할 때 대체 대역을 이용함으로써 증가된 스펙트럼 사용 및 간섭 완화를 허용한다.

도 8을 참조하면, 장치(예컨대, 무선 송수신 유닛(WTRU))가 제어 및 데이터 통신을 위한 듀플렉스 채널로서 LTE를 이용한다. 더욱이, 추가 대역폭은 VLC 채널을 이용함으로써 다운링크에 제공된다. UL-LTE는 계속해서 도 8에서 링크로 도시된 바와 같이, VLC 채널에 피드백 전송을 제공한다. 이 실시예는 주파수 집적 및 트래픽 오프로딩이 멀티 RAT 데이터 엔티티의 다중화/역다중화 기능을 이용하여 가능하게 되는 방법을 증명한다. 상위 계층 프로토콜(805)로부터의 트래픽은, 부하 균형, 자원 가용성, 채널 상태 등을 비롯한 고려사항을 참작하는 MRL 관리 엔티티(825)로부터의 입력에 기초하여, MRL 데이터 엔티티(810)에 의해 두 개의 RAT들(LTE PDCP/RLC(815) 및 VLC MAC(820))로 다중화된다. 또한, 이 예에서, 1차 RAT MAC(이 경우 LTE)은 업링크 및 다운링크 방향에서 모두 나타나기 때문에, 1차 RAT로부터의 피드백 메시지는 다른 방향(830)에서 LTE MAC(835)으로 직접 보내진다.

도 9는 핫 스팟의 다른 사용 경우를 도시하고, 상이한 RAT들에 대한 데이터는 LTE RLC/PDCP(920)에서 분리된다. 이 실시예는 아키텍처에 2차 RAT를 통합하여서, 2차 RAT 자원 블록이 스케줄링 정보(채널 액세스 기회 및 듀레이션), 무선 자원 제어(RRC) 메시징(예컨대, 채널 대역폭, 레이트, 및 품질과 같은 물리적 채널 제어 정보 및 전송) 등을 비롯한 1차(LTE) 제어 메시지에 의해 제공되게 하는 LTE RAT를 도시한다. 또한, 1차 LTE RAT로서 널 전송 채널(545)를 이용하는 것, 즉, 제어 시그널링만을 위해 LTE RAT를 이용하는 것과, 사용자 데이터를 보내고/받기 위해 2차 RAT를 이용하는 것이 가능하다. 상위 계층 프로토콜(905)은 LTE PDCP/RLC 엔티티(920)에 트래픽을 보내고, LTE PDCP/RLC 엔티티(920)는 LTE MAC 엔티티(925)와 VLC MAC 엔티티(930)로 트래픽을 분리한다. 나타난 장치가 기지국이면, 조합된 LTE 및 VLC RAT는 다운링크 방향에서 이용되고, LTE(935)는 업링크 방향에서 이용된다. VLC RAT에 대한 피드백 메시지는 MRL 프로토콜 식별자(850)를 이용하여 캡슐화되고, LTE 채널 상의 업링크를 통해 보내진다. 기지국에서, 캡슐화된 피드백 메시지는 MRL 제어 계층(950)에 의해 처리되고, VLC MAC(925)에 보내진다. 보통 동작은 HARQ 피드백으로 가정하고, 프로토콜 피드백 메시지는 다운링크 LTE-MAC(930)에서부터 업링크 LTE-MAC(940)으로 직접 보내진다.

실시예들

1. 멀티 무선 액세스 기술(멀티-RAT) 통신의 방법에 있어서,

제1 무선 액세스 기술(radio access technology; RAT) 상으로 계층 2 다운링크 프레임을 송신하는 단계를 포함한다.

2. 실시예 1에 있어서,

제2 RAT 상으로 계층 2 업링크 프레임을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 RAT와 제2 RAT는 상이한 RAT이다.

3. 실시예 1 또는 2 중 어느 하나에 있어서,

제1 RAT를 통한 전송을 위한 제어 및 피드백 정보를 데이터 패킷으로 캡슐화하는 단계를 더 포함한다.

4. 실시예 1 내지 3 중 어느 하나의 방법에 있어서,

제2 RAT를 통해 데이터 패킷을 송신하는 단계를 더 포함한다.

5. 실시예 1 내지 4 중 어느 하나의 방법에 있어서,

적어도 하나의 MRL 프로토콜 식별자(ID)에 기초하여 적어도 하나의 MRL 프로토콜 프레임으로 제어 메시지를 캡슐화하는 단계를 더 포함한다.

6. 실시예 1 내지 5 중 어느 하나의 방법에 있어서,

하나 이상의 MRL 프로토콜 프레임을 처리하는 단계를 더 포함한다.

7. 실시예 1 내지 6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 캡슐화 및 캡슐화 해제는:

적어도 하나의 MRL ID를 식별하고,

적어도 하나의 MRL ID에 기초하여 적어도 하나의 MRL 프로토콜 프레임으로부터 MRL 제어 프레임을 추출하고,

적어도 하나의 서비스 액세스 포인트(service access point; SAP)를 통해 연관된 다운링크/업링크 RAT에 MRL 제어 프레임을 보내는 것을 포함한다.

8. 실시예 1 내지 7 중 어느 하나의 방법에 있어서,

매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 또는 물리(PHY) 계층 캡슐화 패킷이 존재하는 조건하에, MRL에 의해 패킷의 직접 전송을 수행하는 단계를 더 포함한다.

9. 실시예 1 내지 8 중 어느 하나의 방법에 있어서,

멀티 RAT 다중화를 제공하는 단계를 더 포함한다.

10. 실시예 1 내지 9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 적어도 하나의 SAP는 확인응답(ACK)/비확인응답(NACK), 측정 보고 표시, 그랜트 중 적어도 하나를 송신 또는 수신하기 위한 인터페이스를 포함하고, 상기 그랜트는 시간, 대역폭, 전력 제어, 업링크 버퍼 상태 보고(buffer status reports; BSR), 채널 품질 표시자(channel quality indicator; CQI) 보고, 또는 사용자 데이터 메시지 중 적어도 하나를 포함한다.

11. 실시예 1 내지 10 중 어느 하나의 방법에 있어서,

하나 이상의 RAT들의 가정 및 요건에 기초하여 사용자 평면 데이터 및 피드백을 스케줄링하는 단계를 더 포함한다.

12. 실시예 1 내지 11 중 어느 하나의 방법에 있어서,

RAT 시간 제약을 조정하기 위한 타이머를 유지하는 단계를 더 포함한다.

13. 실시예 1 내지 12 중 어느 하나의 방법에 있어서,

상기 타이머에 기초하여 UL RAT와 DL RAT 간의 동기화 및 타이밍 요건을 유지하는 단계를 더 포함한다.

14. 실시예 1 내지 13 중 어느 하나의 방법에 있어서,

서비스 품질(QoS) 요건, 채널 상태, 또는 부하(load) 이용 중 적어도 하나를 포함하는 요소에 기초하여 선택 결정을 제공하는 단계를 더 포함한다.

15. 실시예 1 내지 14 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 멀티 RAT 통신은,

802.11 RAT와 롱 텀 에볼루션(long term evolution; LTE) RAT를 듀플렉싱하는 것을 포함하는 것이다.

16. 실시예 1 또는 15 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 듀플렉싱은,

활성 UL 접속을 통해 업링크에서 LTE 물리 계층 정보를 송신하는 것을 포함한다.

17. 실시예 1 내지 16 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 멀티 RAT 통신은,

가시 광선 통신(visible light communication;VLC) RAT와 적외선 RAT를 듀플렉싱하는 것을 포함하는 것이다.

18. 실시예 1 내지 17 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 멀티 RAT 통신은,

스펙트럼 집적을 포함하는 가시 광선 통신(VLC) RAT와 롱 텀 에볼루션(LTE) RAT를 듀플렉싱하는 것을 포함하는 것이다.

19. 실시예 1 내지 18 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 멀티 RAT 통신은,

2차 RAT를 포함하는 롱 텀 에볼루션(LTE) RAT를 포함하는 것이다.

20. 실시예 1 내지 19 중 어느 하나의 방법에 있어서,

널 전송 채널을 설정하는 단계를 더 포함하고, 어떠한 데이터도 널 전송 채널 상으로 운반되지 않고, 어떠한 자원도 널 전송 채널과 연관되지 않는다.

21. 실시예 1 또는 20 중 어느 하나의 방법에 있어서, 널 전송 채널은 오직 물리 계층 제어 및 피드백 정보만을 운반한다.

22. 실시예 1 내지 21 중 어느 하나의 방법에 있어서,

무선 액세스 기술(RAT)를 통해 전력 제어 시그널링, 확인응답(ACK)/비확인응답(NACK) 시그널링, 채널 품질 표시자(CQI), 또는 채널 상태 정보(CSI) 시그널링 중 적어도 하나를 포함하는 시그널링을 송신하는 단계를 포함하고, 어떠한 사용자 데이터도 RAT를 통해 송신될 수 없고, RAT 링크는 업링크 또는 다운링크 중 하나인 것이다.

23. 실시예 1 내지 22 중 어느 하나의 방법에 있어서, 1차 RAT는 제어 시그널링을 위해서만 이용된다.

24. 무선 송수신 유닛(WTRU)에 있어서,

업링크(UL) 및 다운링크(DL) 애플리케이션 계층을 포함한다.

25. 실시예 24의 WTRU에 있어서,

UL 및 DL 전송 계층을 더 포함한다.

26. 실시예 24 또는 25 중 어느 하나의 WTRU에 있어서,

UL 및 DL 네트워크 계층을 더 포함한다.

27. 실시예 24 내지 26 중 어느 하나에 WTRU에 있어서,

MRL 엔티티를 더 포함한다.

28. 실시예 24 내지 27 중 어느 하나에 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

복수의 UL 및 DL 채널에 대한 흐름의 추상화, RAT에 대한 서비스의 매핑 또는 감시에 대한 결정, 또는 타이밍 관리 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 UL 및 DL 멀티 무선 액세스 기술(RAT) 계층(MRL)을 포함한다.

29. 실시예 24 내지 28 중 어느 하나에 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

명령 및 데이터가 제1 기술 의존 매체 접근 제어(MAC) 계층에 결합된 적어도 하나의 RAT에 전달되도록 구성된 제1 MRL 어댑터를 더 포함한다.

30. 실시예 24 내지 29 중 어느 하나에 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

명령 및 데이터가 제2 기술 의존 MAC 계층에 결합된 적어도 하나의 RAT에 전달되도록 구성된 제2 MRL 어댑터를 더 포함한다.

31. 실시예 24 내지 30 중 어느 하나의 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

멀티 RAT 다중화를 제공하도록 구성된 MRL 데이터 계층을 더 포함하고, MRL 데이터 계층은 RAT 능력을 비대칭적으로 다루도록 구성된 MRL 데이터 엔티티를 포함한다.

32. 실시예 24 내지 31 중 어느 하나의 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

적어도 하나의 MRL 프로토콜 식별자(ID)에 기초하여 MRL 프로토콜 프레임을 처리하도록 구성된 MRL 제어 계층을 더 포함한다.

33. 실시예 24 내지 32 중 어느 하나의 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

UL RAT와 DL RAT 간의 동기화 및 타이밍 요건을 유지하도록 구성된 타이밍 계층을 더 포함한다.

34. 실시예 24 내지 33 중 어느 하나의 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

서비스 품질(QoS) 요건, 채널 상태, 또는 부하 이용 중 적어도 하나를 포함하는 요소에 기초하여 선택 결정을 제공하도록 구성된 관리 계층을 더 포함한다.

35. 실시예 24 내지 34 중 어느 하나의 WTRU에 있어서, MRL 엔티티는,

데이터가 하나 이상의 RAT들로 채널화되도록 하는 상기 MRL 엔티티에 대한 추상화 계층을 생성하도록 구성된 다중화 및 역다중화 MLR Shim 계층을 더 포함한다.

36. 실시예 24 내지 35 중 어느 하나의 WTRU에 있어서, MRL 제어 계층은, 적어도 하나의 멀티 MRL 제어 프레임을 수신하고, 적어도 하나의 멀티 MRL 제어 프레임의 처리 및 캡슐화를 수행하도록 구성된다.

본 발명의 특징부 및 구성요소들이 특정한 조합형태로 상술되었지만, 각 특징부 또는 구성요소들은 다른 특징부 및 구성요소들없이 단독으로 사용될 수 있거나, 또는 다른 특징부 및 구성요소들과 함께하거나 또는 일부를 배제하는 다양한 조합의 형태로 사용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 게다가, 본 명세서에서 제공된 방법은, 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행하기 위한 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되는 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체의 예로는 전자 신호(유무선 접속에 의해 송신됨) 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 포함될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장매체의 예로는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 장치, 내부 하드 디스크와 탈착가능 디스크와 같은 자기 매체, 광자기 매체, 및 CD-ROM 디스크, DVD와 같은 광학 매체가 포함될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 무선 송수신 유닛(WTRU), 사용자 장비(UE), 단말기, 기지국, 무선 네트워크 제어기(RNC), 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서 이용하기 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하기 위해 소프트웨어와 연계한 프로세서가 이용될 수 있다.

102a, 102b, 102c, 102d: WTRU 104:RAN
106: 코어 네트워크 108: PSTN
110: 인터넷 112: 다른 네트워크

Claims

멀티 무선 액세스 기술(multi radio access technology; multi-RAT) 통신의 방법에 있어서,
멀티 무선 액세스 기술 계층(multi radio access technology layer; MRL) 엔티티에서 제1 물리(PHY) 계층 유형을 통해, 제1 프로토콜 유형의 제1 데이터 패킷을 수신하는 단계;
적어도 하나의 MRL 프로토콜 식별자(ID)에 기초하여 제2 프로토콜 유형을 선택하는 단계;
상기 MRL 엔티티에서, 상기 제1 프로토콜 유형의 제1 데이터 패킷을 상기 제2 프로토콜 유형의 MAC 데이터 패킷에 캡슐화하는 단계로서, 상기 제1 프로토콜 유형과 상기 제2 프로토콜 유형은 동일한 프로토콜 유형이 아닌 것인, 상기 캡슐화 단계; 및
상기 MRL 엔티티로부터 제2 PHY 계층 유형을 통해, 상기 제2 프로토콜 유형의 MAC 데이터 패킷을 송신하는 단계를 포함하고,
상기 제1 PHY 계층 유형과 상기 제2 PHY 계층 유형은 동일한 PHY 계층 유형이 아닌 것인, 멀티 무선 액세스 기술(RAT) 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 프로토콜 유형의 제1 데이터 패킷은 상기 제1 프로토콜 유형에 연관된 제어 정보 또는 피드백 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 멀티 무선 액세스 기술(RAT) 통신 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 MRL ID를 상기 제2 프로토콜 유형의 MAC 데이터 패킷에 추가하는 단계를 더 포함하는, 멀티 무선 액세스 기술(RAT) 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 PHY 계층 유형은 제1 무선 액세스 기술(radio access technology: RAT)에 연관되고, 상기 제2 PHY 계층 유형은 제2 RAT에 연관되며, 상기 제1 RAT 및 상기 제2 RAT는 동일한 RAT가 아닌 것인, 멀티 무선 액세스 기술(RAT) 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 MRL 엔티티에서 상기 제1 PHY 계층 유형을 통해, 상기 제1 프로토콜 유형에 연관된 제1 확인응답 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하는, 멀티 무선 액세스 기술(RAT) 통신 방법.
무선 송수신 유닛(wireless transmit receive unit; WTRU)에 있어서,
제1 물리(PHY) 계층 유형을 통해, 제1 프로토콜 유형의 제1 데이터 패킷을 수신하도록 구성된 멀티 무선 액세스 기술 계층(multi radio access technology layer; MRL) 엔티티를 포함하고,
상기 MRL 엔티티는 또한, 적어도 하나의 MRL 프로토콜 식별자(ID)에 기초하여 제2 프로토콜 유형을 선택하도록 구성되고,
상기 MRL 엔티티는 또한, 상기 제1 프로토콜 유형의 제1 데이터 패킷을 상기 제2 프로토콜 유형의 MAC 데이터 패킷에 캡슐화하도록 구성되며 - 상기 제1 프로토콜 유형과 상기 제2 프로토콜 유형은 동일한 프로토콜 유형이 아님 -;
상기 MRL 엔티티는 또한, 제2 PHY 계층 유형을 통해, 상기 제2 프로토콜 유형의 MAC 데이터 패킷을 송신하도록 구성되고,
상기 제1 PHY 계층 유형과 상기 제2 PHY 계층 유형은 동일한 PHY 계층 유형이 아닌 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
제6항에 있어서, 상기 제1 프로토콜 유형의 제1 데이터 패킷은 상기 제1 프로토콜 유형에 연관된 제어 정보 또는 피드백 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
제6항에 있어서, 상기 MRL 엔티티는 또한, 적어도 하나의 MRL ID를 상기 제2 프로토콜 유형의 MAC 데이터 패킷에 추가하도록 구성된 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
제6항에 있어서, 상기 제1 PHY 계층 유형은 제1 무선 액세스 기술(radio access technology: RAT)에 연관되고, 상기 제2 PHY 계층 유형은 제2 RAT에 연관되며, 상기 제1 RAT 및 상기 제2 RAT는 동일한 RAT가 아닌 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
제6항에 있어서, 상기 MRL 엔티티는 또한, 상기 제1 PHY 계층 유형을 통해, 상기 제1 프로토콜 유형에 연관된 제1 확인응답 프레임을 수신하도록 구성된 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).