KR101758272B1

KR101758272B1 - 무선 통신 시스템에서 시스템 정보 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101758272B1
Application number: KR1020110002582A
Authority: KR
Inventors: 이영대; 정성훈; 이승준; 천성덕; 박성준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2017-07-17
Also published as: WO2011099744A3; US8767723B2; WO2011099744A2; KR20110093612A; US20120287836A1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 시스템 정보 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 및 단말과 무선으로 연결되어 통신을 수행하는 무선기기의 시스템 정보 수신 방법에 있어서, 상기 무선기기는 상기 기지국으로부터 상기 기지국과 상기 무선기기 사이의 통신에 사용되는 전용 시간 단위를 통해 시스템 정보 변경 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 전용 시간 단위 이외의 시간 단위를 통해 시스템 정보를 수신한다.

Description

무선 통신 시스템에서 시스템 정보 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING AND RECEIVING SYSTEM INFORMATION IN A WIRELESS SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 시스템 정보 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

먼저, E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) 시스템에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 E-UTRAN의 망구조를 나타낸 도면이다. E-UTRAN 시스템은 기존의 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UTRAN 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고도 불린다.

E-UTRAN은 기지국들로 구성되며, 기지국들간에는 X2 인터페이스를 통해 연결된다. 기지국은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 진화된 패킷 코어(Evolved Packet Core, EPC)에 연결된다.

EPC에는 이동성 관리 엔터티(Mobility Management Entity, MME), 서빙게이트웨이(Serving-Gateway, S-GW) 및 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network-Gateway, PDN-GW)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW 는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

단말과 망사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection, OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있는데, 제1 계층에 속하는 물리 계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control, RRC) 계층은 단말과 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 망간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선인터페이스 프로토콜 제어 평면의 구조를 나타내고, 도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜 사용자 평면의 구조를 나타낸다.

무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 도 2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 OSI 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있다. 이러한 무선 프로토콜 계층들은 단말과 E-UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다.

물리계층은 물리채널을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.

제2 계층의 매체접속제어 (Medium Access Control, MAC)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 무선링크제어(Radio Link Control, RLC) 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다.

RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에는 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다. 제2 계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control, RRC)계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러(Radio Bearer, RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 무선망의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결상태(RRC_CONNECTED)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.

망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템 정보를 전송하는 방송 채널(Broadcast Channel, BCH), 페이징 메시지를 전송하는 페이징 채널(Paging Channel, PCH) 및 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 공용 채널 (Shared Channel, SCH)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스(MBMS, Multimedia Broadcast/Multicast Service)의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우, 하향 멀티 캐스트 채널(Multicast Channel, MCH)을 통해 전송된다. 한편, 단말에서 망으로 데이터를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 임의 접속 채널 (Random Access Channel, RACH)과 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 공용 채널(Shared Channel, SCH)이 있다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 방송 채널 (Broadcast Channel, BCCH), 페이징 제어 채널 (Paging Control Channel, PCCH), 공통 제어 채널(Common Control Channel, CCCH), 멀티캐스트 제어 채널(Multicast Control Channel, MCCH), 멀티캐스트 트래픽 채널(Multicast Traffic Channel, MTCH) 등이 있다.

물리채널(Physical Channel)은 시간축상의 복수의 서브프레임과 주파수축상의 복수의 서브캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 이때, 하나의 서브프레임은 시간 축상에 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(가령, 첫번째 심볼)의 특정 서브캐리어들을 이용할 수 있다. 하나의 서브프레임은 0.5 ms이며, 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 2개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.

이하, 단말의 RRC 상태(RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE state)라고 부른다. RRC_CONNECTED state의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE state의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE state 단말은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC_CONNECTED state로 이동해야 한다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE state 에 머무른다. RRC_IDLE state에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED state로 천이한다. RRC_IDLE state에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

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

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

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

다음으로, 시스템 정보(System Information)에 대해 설명한다. 시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 포함한다. 따라서, 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신해야 하고, 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고, 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.

상기 시스템 정보는 마스터 정보 블록(Master Information Block, MIB), 스케줄링 블록(Scheduling Block, SB), 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB) 등으로 나뉜다. MIB는 대역폭과 같이 해당 셀의 물리적 구성에 관한 정보를 포함한다. SB는 SIB들의 전송 주기와 같은 전송정보 등을 포함한다. SIB는 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향 무선 채널의 정보만을 포함한다.

기지국은 단말에게 시스템 정보의 변경 여부를 알려주기 위해서, 호출메시지를 전송한다. 이때, 호출메시지는 시스템정보변경 지시자를 포함한다. 단말은 호출메시지를 수신하여, 호출메시지가 시스템정보변경 지시사를 포함하면, 논리채널 BCCH를 통해 시스템 정보를 수신한다.

다음으로, 릴레이(Relay)에 대해 설명한다. 릴레이란 단말과 기지국 사이의 데이터를 중개하는 기술로서, LTE 시스템에서 단말과 기지국의 거리가 먼 경우 원활하게 통신이 이루어지지 않기 때문에 이를 보완하는 방법으로 LTE-A 시스템에서 새롭게 도입되었다. 이러한 릴레이 역할을 수행하기 위해 릴레이 노드(Relay Node, RN)라는 새로운 네트워크 노드가 단말과 기지국 사이에 도입되었으며, 릴레이 노드를 관리하는 기지국을 도너 기지국(Donor eNodeB, DeNB)이라고 부른다. 또한, RN로 인해 새롭게 생성된 RN와 도너 기지국 사이의 인터페이스를 Un 인터페이스라고 정의하여 단말과와 네트워크 노드 사이의 인터페이스인 Uu 인터페이스와 구분하기로 하였다.

릴레이 노드가 단말에게 Uu 인터페이스를 통한 서비스를 제공하는 경우, 간섭을 피하기 위해 릴레이 노드는 MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network) 서브프레임을 통해서만 도너 기지국으로부터 하향 전송되는 데이터를 수신할 수가 있다. 이 경우, 종래기술에 따르면, 도너 기지국은 다음과 같은 방식으로 릴레이 노드에게 도너 기지국의 시스템 정보를 전송할 수 있다. 첫 번째 방식은 도너 기지국이 하나의 릴레이 노드에게 전용 RRC 시그널링(dedicated RRC signaling)으로 릴레이 노드용 시스템정보를 전송하는 것이고, 두 번째 방식은 도너 기지국이 복수의 릴레이 노드들을 위해 MBSFN 서브프레임으로 릴레이 노드용 시스템 정보를 전송하는 것이다. 첫번째 방식은 도너 기지국에게 복수의 릴레이 노드가 연결되어 있을 경우 도너 기지국이 릴레이 노드 각각마다 시스템 정보를 전송해야 하는 문제가 있고, 두 번째 방식은 도너 기지국이 단말들을 위한 시스템 정보와 릴레이 노드용 시스템 정보를 나누어 방송해야 하므로, 시스템 정보를 중복해서 방송하는 문제가 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 종래 기술에 따르면 도너 기지국이 시스템 정보를 중복해서 방송하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 릴레이 노드를 포함하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 시스템 정보를 효율적으로 전송할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 및 단말과 무선으로 연결되어 통신을 수행하는 무선기기의 시스템 정보 수신 방법에 있어서, 상기 무선기기는 상기 기지국으로부터 상기 기지국과 상기 무선기기 사이의 통신에 사용되는 전용 시간 단위를 통해 시스템 정보 변경 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 전용 시간 단위 이외의 시간 단위를 통해 시스템 정보를 수신한다.

이때, 상기 전용 시간 단위는 상기 기지국과 상기 단말 사이의 통신 또는 상기 무선기기와 상기 단말 사이의 통신에는 사용되지 않을 수 있다.

또한, 상기 무선 기기는 상기 시스템 정보를 수신하는 동안에는 상기 단말에게 데이터를 전송하지 않을 수 있다.

또한, 상기 시스템 정보 변경 정보는 주기적으로 전송될 수 있다.

또한, 상기 시스템 정보 변경 정보는 R-PDCCH (Relay-Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되는 SI-RNTI (System Information-Radio Network Temporary Identifier) 또는 PI-RNTI (Paging Information-Radio Network Temporary Identifier) 중 하나를 이용하여 전송될 수 있다.

또한, 상기 시스템 정보 변경 정보는 상기 전용 시간 단위를 통해 전송되는 호출메시지 또는 전용 시그널링 (signalling) 중 하나를 이용하여 전송될 수 있다.

또한, 상기 전용 시간 단위는 MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network) 서브프레임일 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템의 기지국에서 시스템 정보 전송 방법에 있어서, 상기 기지국은 상기 기지국 및 단말과 무선으로 연결되어 통신을 수행하는 무선기기에게 상기 기지국과 상기 무선기기 사이의 통신에 사용되는 전용 시간 단위를 통해 시스템 정보 변경 정보를 전송하고, 상기 전용 시간 단위 이외의 시간 단위를 통해 시스템 정보를 전송한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 기지국이 릴레이 노드에게 기지국과 릴레이 노드 사이의 통신에 사용되는 전용 시간 단위를 통해 시스템 정보 변경 정보를 전송하고, 상기 전용 시간 단위 이외의 시간 단위를 통해 릴레이 노드 및 단말에게 시스템 정보를 전송함으로써 시스템 정보를 효율적으로 전송할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 E-UTRAN의 망구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선인터페이스 프로토콜 제어 평면의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜 사용자 평면의 구조를 나타낸다.
도 4는 릴레이노드(Relay Node)의 개념을 나타낸 도면이다.
도 5는 MBSFN 서브프레임을 이용한 백홀 분할(partitioning)을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 정보 송수신 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 기지국 및 릴레이 노드의 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 UMTS 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, UMTS 시스템의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

먼저, 릴레이(relay)에 대해 도 4 및 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 릴레이노드(Relay Node)의 개념을 나타낸 도면이다.

릴레이란 단말(User Equipment, UE)과 기지국(Evolved Node B, eNB) 사이의 데이터를 중개하는 기술로서, 단말과 기지국의 거리가 먼 경우 원활하게 통신이 이루어지지 않는 문제점을 보완하기 위해 새롭게 도입되었다. 릴레이 노드(Relay Node, RN)는 릴레이 역할을 수행하기 위해 단말과 기지국 사이에 도입된 네트워크 노드(network node)로서 기지국 및 단말 각각과 무선으로 연결되어 통신을 수행하는 무선기기이다. 릴레이 노드를 관리하는 기지국을 도너 기지국(Donor eNB, DeNB)이라고 부른다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드로 인해 새롭게 생성된 릴레이 노드와 도너 기지국 사이의 인터페이스를 Un 인터페이스라고 하고, 단말과 네트워크 노드 사이의 인터페이스를 Uu 인터페이스라고 한다.

릴레이 노드는 도너 기지국을 대신하여 단말을 관리하는 역할을 한다. 즉, 단말의 입장에서는 릴레이 노드가 기지국으로 보이게 된다. 따라서, 단말과 릴레이 노드 사이의 Uu 인터페이스에서는 종래 LTE 시스템에서 사용하던 Uu 인터페이스 프로토콜이 그대로 사용된다.

도너 기지국의 입장에서는 릴레이 노드는 상황에 따라 단말로도 보이고 기지국으로도 보인다. 즉, 릴레이 노드가 처음으로 도너 기지국에 접속할 때는 도너 기지국이 릴레이 노드의 존재를 모르기 때문에 단말처럼 임의 접속(random access)을 통해 도너 기지국에 접속을 하며, 도너 기지국에 접속한 이후에는 자신과 연결된 단말을 관리하는 기지국처럼 동작한다. 따라서, Un 인터페이스 프로토콜은 Uu 인터페이스 프로토콜의 기능과 함께 네트워크 프로토콜의 기능도 추가된 형태로 정의된다.

Un 인터페이스는 인밴드(inband)와 아웃밴드(outband)로 구분될 수 있다. 인밴드는 Un 인터페이스와 Uu 인터페이스가 서로 같은 주파수 밴드를 공유하는 경우이고, 아웃밴드는 Un 인터페이스와 Uu 인터페이스가 서로 다른 주파수 밴드를 사용하는 경우이다. 인밴드인 경우에는 Un 인터페이스와 Uu 인터페이스가 서로 같은 주파수 밴드를 사용하기 때문에 릴레이 노드의 송신기와 수신기간에 간섭이 발생하는 문제가 있다. 즉, 릴레이 노드가 도너 기지국에게 데이터를 송신을 하면서, 동시에 같은 시간 단위 동안 단말로부터 데이터를 수신하는 경우, 릴레이 노드에서 간섭이 발생할 수 있다.

이러한 간섭문제를 제거하기 위해서, MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network) 서브프레임을 릴레이 노드와 도너 기지국 간의 백홀 링크(backhaul link)를 위해 사용할 수 있다. 도 5는 MBSFN 서브프레임을 이용한 백홀 분할(partitioning)을 나타낸 도면이다. 도 5에서 왼쪽 서브프레임은 릴레이 노드에서 단말 방향으로 하향 전송을 위해 사용되고, 오른쪽 서브프레임은 도너 기지국에서 릴레이 노드 방향으로 하향 전송을 위해 사용된다. 도너 기지국에서 릴레이 노드 방향의 하향 전송을 위해 사용되는 서브프레임은 MBSFN 서브프레임일 수 있다. 따라서, 도너 기지국은 릴레이 노드와의 통신을 위해 주기적으로 복수의 MBSFN 서브프레임들을 할당하고, MBSFN 서브프레임 할당 정보를 릴레이 노드에게 알려준다.

그리고, MBSFN 서브프레임에서 릴레이를 위한 물리제어정보를 전송하기 위해서 릴레이 물리 하향링크 제어 채널(Relay Physical Downlink Control Channel, R-PDCCH)이 구성된다. 릴레이 노드는 도너 기지국으로부터 R-PDCCH 채널을 통해 하향 MBSFN 서브프레임을 통한 Un 하향 데이터 전송을 위한 L1 제어정보 또는 Un 상향 데이터 전송을 위한 할당 정보를 수신할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 시스템 정보 송수신 방법에 대해 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 정보 송수신 방법을 나타낸 도면이다.

기지국은 자신과 자신에게 연결된 하나 이상의 릴레이 노드들 사이의 통신에 사용할 전용 시간 단위를 할당하고, 할당 정보를 릴레이 노드들에게 전송한다. 즉, 기지국과 릴레이 노드들 사이의 통신이 MBSFN 서브프레임을 통해 이루어지는 경우, 기지국은 자신에게 연결된 하나 이상의 릴레이 노드들이 사용할 릴레이 노드용 MBSFN 서브프레임들을 할당한다. 릴레이 노드용 MBSFN 서브프레임들은 일정한 패턴으로 주기적으로 할당될 수 있다.

릴레이 노드는 기지국과 Un 인터페이스를 통해 무선자원제어(Radio Resource Control, RRC) 연결을 하고, 기지국으로부터 릴레이 노드용 MBSFN 서브프레임 할당 정보를 수신한다. 그리고, 릴레이 노드는 기지국의 지시에 따라 R-PDCCH를 설정한다.

이후, 릴레이 노드는 하나 이상의 단말들과 RRC 연결을 맺고, 데이터를 교환한다. 릴레이 노드는 단말들의 데이터를 기지국으로 중계하거나, 기지국으로부터 받은 데이터를 단말로 중계할 수 있다.

릴레이 노드는 정기적으로 기지국의 시스템 정보의 변경 사항을 획득한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드는 할당된 MBSFN 서브프레임을 통해 시스템 정보 변경 정보를 수신한다. 이때, 기지국은 릴레이 노드가 주기적으로 시스템 정보 변경 정보를 수신할 수 있도록, 릴레이 노드에게 시스템 정보 변경 정보가 전송되는 시간 주기를 알려줄 수 있다. 그리고, 기지국은 자신에게 연결된 하나이상의 릴레이 노드에게 시스템 정보 변경 정보를 할당된 MBSFN 서브프레임을 통해 방송한다.

기지국은 할당된 MBSFN 서브프레임을 통해 시스템 정보 전용 식별자(System Information Radio Network Temporary Identifier, SI-RNTI)를 지시하는 R-PDCCH를 전송함으로써, 시스템 정보가 변경되었음을 릴레이 노드들에게 알려줄 수 있다. 또는, 기지국은 할당된 MBSFN 서브프레임을 통해 호출메시지 전용의 식별자(Paging Indicator-Radio Network Temporary Identifier, PI-RNTI)를 지시하는 R-PDCCH를 전송함으로써, 시스템 정보가 변경되었음을 릴레이 노드들에게 알려줄 수 있다. 또는, 기지국은 할당된 MBSFN 서브프레임을 통해 시스템 정보 변경을 지시하는 호출메시지를 전송함으로써, 시스템 정보가 변경되었음을 릴레이 노드들에게 알려줄 수 있다. 또는, 기지국은 할당된 MBSFN 서브프레임을 통해 시스템 정보 변경을 지시하는 전용 메시지(dedicated message)를 전송함으로써, 시스템 정보가 변경되었음을 릴레이 노드들에게 알려줄 수 있다.

따라서, 릴레이 노드는 MBSFN 서브프레임을 통해 수신된 R-PDCCH가 시스템 정보 전용 식별자(SI-RNTI)를 지시하는 경우, MBSFN 서브프레임을 통해 수신된 R-PDCCH가 호출메시지 전용의 식별자(PI-RNTI)를 지시하는 경우, MBSFN 서브프레임을 통해 수신된 호출메시지가 시스템정보 변경을 지시하는 경우 또는 MBSFN 서브프레임을 통해 수신된 전용 메시지(dedicated message)가 시스템 정보 변경을 지시하는 경우에 기지국의 시스템 정보가 변경된 것으로 판단할 수 있다.

기지국은 자신에게 연결된 하나 이상의 단말 및 하나 이상의 릴레이 노드에게 할당된 MBSFN 서브프레임 이외의 서브프레임을 통해서 시스템 정보를 방송한다.

릴레이 노드는 할당된 MBSFN 서브프레임을 통해 시스템 정보 변경 정보를 수신하면, 할당된 MBSFN 서브프레임 이외의 서브프레임을 통해 기지국의 시스템 정보를 수신한다. 이때, 릴레이 노드는 시스템 정보를 수신하는 서브프레임 동안에는 자신과 연결된 단말들에게 데이터를 전송하지 않는다.

릴레이 노드는 할당된 MBSFN 서브프레임 동안 기지국으로부터 하향 데이터를 수신할 수 있고, 할당된 MBSFN 서브프레임 동안에는 자신에게 연결된 단말들에게 데이터를 전송하지 않는다.

릴레이 노드는 할당된 MBSFN 서브프레임 이외의 서브프레임을 통해 자신에게연결된 단말들에게 데이터를 전송할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 위에서 설명한 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 기지국 및 릴레이 노드의 구성을 나타내는 도면이다.

기지국 및 릴레이 노드는 정보, 데이터, 신호 및/또는 메시지 등을 송수신할 수 있는 안테나(700, 710), 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 송신 모듈(Tx module, 740, 750), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신 모듈(Rx module, 760, 770), 기지국과의 통신과 관련된 정보 들을 저장하는 메모리(780, 790) 및 송신모듈, 수신모듈 및 메모리를 제어하는 프로세서(720, 730)를 각각 포함한다.

안테나(700, 710)는 전송모듈(740, 750)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(760, 770)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상의 안테나가 구비될 수 있다.

프로세서(720, 730)는 통상적으로 기지국 또는 릴레이 노드의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서는 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(720, 730)는 다양한 메시지들의 암호화를 제어할 수 있는 암호화 모듈 및 다양한 메시지들의 송수신을 제어하는 타이머 모듈을 각각 더 포함할 수 있다.

전송모듈(740, 750)은 프로세서로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(700, 710)에 전달할 수 있다.

기지국의 전송모듈(740)은 릴레이 노드에게 기지국과 릴레이 노드 사이의 통신에 사용되는 전용 시간 단위의 할당 정보 및 상기 전용 시간 단위를 통해 시스템 정보 변경 정보를 전송한다. 그리고, 상기 전용 시간 단위 이외의 시간 단위를 통해 시스템 정보를 방송한다.

수신모듈(760, 770)은 외부에서 안테나(700, 710)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(720, 730)로 전달할 수 있다.

릴레이 노드의 수신모듈(770)은 기지국으로부터 기지국과 릴레이 노드 사이의 통신에 사용되는 전용 시간 단위의 할당 정보를 수신하고, 상기 전용 시간 단위를 통해 시스템 정보 변경 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 전용 시간 단위 이외의 시간 단위를 통해 시스템 정보를 수신한다.

메모리(780, 790)는 프로세서의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(이동국의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, 스테이션 식별자(STID), 플로우 식별자(FID), 동작 시간(Action Time), 영역할당정보 및 프레임 오프셋 정보 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.

또한, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국 및 단말과 무선으로 연결되어 통신을 수행하는 무선 릴레이 노드의 시스템 정보 수신 방법에 있어서,
상기 기지국으로부터 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 사이의 통신에 사용되는 MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network) 서브프레임을 통해 시스템 정보 변경 정보를 수신하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 비 MBSFN(non-MBSFN) 서브프레임을 통해 변경된 시스템 정보를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 릴레이 노드는 상기 비 MBSFN 서브프레임을 통해 상기 변경된 시스템 정보를 수신하는 동안에는 상기 단말에게 데이터를 전송하지 않고,
상기 MBSFN 서브프레임은 상기 기지국과 상기 단말 사이의 통신 또는 상기 릴레이 노드와 상기 단말 사이의 통신에는 사용되지 않는 것을 특징으로 하는,
시스템 정보 수신 방법.
삭제
삭제
[청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제1항에 있어서,
상기 시스템 정보 변경 정보는 주기적으로 수신되는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 시스템 정보 변경 정보는 R-PDCCH(Relay-Physical Downlink Control Channel)를 통해 수신되는 SI-RNTI (System Information-Radio Network Temporary Identifier) 또는 PI-RNTI (Paging Information-Radio Network Temporary Identifier) 중 하나를 이용하여 수신되는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 수신 방법.
[청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제1항에 있어서,
상기 시스템 정보 변경 정보는 상기 MBSFN 서브프레임을 통해 수신되는 호출메시지 또는 전용 시그널링(signaling) 중 하나를 이용하여 수신되는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 수신 방법.
삭제
무선 통신 시스템의 기지국에서 시스템 정보 전송 방법에 있어서,
상기 기지국 및 단말과 무선으로 연결되어 통신을 수행하는 릴레이 노드에게 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 사이의 통신에 사용되는 MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network) 서브프레임을 통해 상기 시스템 정보 변경 정보를 전송하는 단계; 및
상기 릴레이 노드로 비 MBSFN(non-MBSFN) 서브프레임을 통해 변경된 시스템 정보를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 릴레이 노드는 상기 비 MBSFN 서브프레임을 통해 상기 변경된 시스템 정보를 수신하는 동안에는 상기 단말에게 데이터를 전송하지 않고,
상기 MBSFN 서브프레임은 상기 기지국과 상기 단말 사이의 통신 또는 상기 릴레이 노드와 상기 단말 사이의 통신에는 사용되지 않는 것을 특징으로 하는,
시스템 정보 전송 방법.
삭제
삭제
[청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제8항에 있어서,
상기 시스템 정보 변경 정보는 주기적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송 방법.
제8항에 있어서,
상기 시스템 정보 변경 정보는 R-PDCCH(Relay-Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되는 SI-RNTI (System Information-Radio Network Temporary Identifier) 또는 PI-RNTI (Paging Information-Radio Network Temporary Identifier) 중 하나를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송 방법.
[청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제8항에 있어서,
상기 시스템 정보 변경 정보는 상기 MBSFN 서브프레임을 통해 전송되는 호출메시지 또는 전용 시그널링(signaling) 중 하나를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송 방법.
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