KR101835472B1

KR101835472B1 - 이종망 네트워크에서 이중 연결과 관련된 동작을 수행하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101835472B1
Application number: KR1020167010424A
Authority: KR
Inventors: 박경민; Xu Jian; 정성훈; 변대욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2018-04-19
Also published as: JP2016535499A; WO2015065129A1; KR20160058919A; EP3518595B1; JP6190058B2; CN105659688B; US20150124748A1; EP3064028A4; EP3064028B1; EP3518595A1; ES2825548T3; EP3064028A1; CN105659688A

Abstract

본 명세서는 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 dual connectivity 동작(operation) 방법에 있어서, 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지를 SeNB로 전송하는 단계; 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 ACK를 상기 SeNB로부터 수신하는 단계; 상기 단말에 새로운 radio resource configuration을 적용하기 위한 RRC reconfiguration 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; RRC reconfiguration complete 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 단말의 무선 자원 reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리기 위한 RRC configuration complete 메시지를 상기 SeNB로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이종망 네트워크에서 이중 연결과 관련된 동작을 수행하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING OPERATION RELATED TO DUAL CONNECTIVITY(DC) IN A HETEROGENEOUS NETWORK}

본 발명은 이종 네트워크(Heterogeneous Network:HN)에서 이중 연결(Dual Connectivity:DC)과 관련된 동작들을 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 스몰 셀 성능 향상(Small Cell Enhancement), 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

본 명세서는 이종 네트워크에서 단말의 dual connectivity 를 보다 원활히 지원하기 위하여 향상된 네트워크 동작을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 이종 네트워크에서 단말의 dual connectivity를 지원하기 위해 기지국 추가와 관련된 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 명세서에서 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.

본 명세서는 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 dual connectivity 동작(operation) 방법에 있어서, 제 2기지국이 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위해 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지를 상기 제 2기지국으로 전송하는 단계; 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 ACK를 상기 제 2기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 단말에 새로운 radio resource configuration을 적용하기 위한 RRC reconfiguration 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 상기 단말의 무선 자원 reconfiguration이 완료되었음을 알리는 RRC reconfiguration complete 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 단말의 무선 자원 reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리기 위한 RRC configuration complete 메시지를 상기 제 2기지국으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 제 2기지국에 의해 결정되는 radio resource configuration과 관련된 제어 정보를 상기 제 2기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 수신된 제어 정보에 기초하여, 상기 단말에 새로운 radio resource configuration을 적용할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 결정은 상기 단말의 능력(capability) 또는 상기 제 1기지국의 무선 자원을 고려하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 제 1기지국의 radio resource configuration 정보를 상기 제 2기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제어 정보는 상기 ACK에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제 1기지국은 macro cell coverage를 가지는 Master eNB(MeNB)이며, 상기 제 2기지국은 small cell coverage를 가지는 Secondary eNB(SeNB)인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 dual connectivity 동작(operation) 방법에 있어서, 제 2기지국이 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위해 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지를 제 1기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 수신된 스몰 셀 추가 요청 메시지에 기초하여, 상기 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위한 무선 자원을 할당하는 단계; 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 ACK를 상기 제 1기지국으로 전송하는 단계; 및 단말의 무선 자원 reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리는 RRC configuration complete 메시지를 상기 제 1기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 할당된 radio resource configuration과 관련된 제어 정보를 상기 제 1기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 무선 자원을 할당하는 단계는, 상기 제 1기지국의 radio resource configuration 정보를 상기 제 1기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 수신된 제 1기지국의 radio resource configuration 정보에 기초하여, 전체 radio resource configuration이 단말 능력을 초과하지 않도록 상기 무선 자원을 할당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 동작하는 무선 장치에 있어서, 외부와 무선 신호를 송신 및 수신하는 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 결합되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 제 2기지국이 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위해 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지를 상기 제 2기지국으로 전송하고, 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 ACK를 상기 제 2기지국으로부터 수신하고, 상기 단말에 새로운 radio resource configuration을 적용하기 위한 RRC reconfiguration 메시지를 상기 단말로 전송하고, 상기 단말의 무선 자원 reconfiguration이 완료되었음을 알리는 RRC reconfiguration complete 메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 단말의 무선 자원 reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리기 위한 RRC configuration complete 메시지를 상기 제 2기지국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 동작하는 무선 장치에 있어서, 외부와 무선 신호를 송신 및 수신하는 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 결합되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 제 2기지국이 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위해 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지를 제 1기지국으로부터 수신하고, 상기 수신된 스몰 셀 추가 요청 메시지에 기초하여, 상기 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위한 무선 자원을 할당하고, 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 ACK를 상기 제 1기지국으로 전송하고, 단말의 무선 자원 reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리는 RRC configuration complete 메시지를 상기 제 1기지국으로부터 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서는 이종 네트워크에서 기지국을 추가하는 절차와 관련된 내용들을 정의함으로써 단말의 dual connectivity 동작을 지원할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 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 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에 관련된 EPS(Evolved Packet System)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4A는 본 명세서의 기술적 특징이 적용될 수 있는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4B는 본 명세서의 기술적 특징이 적용될 수 있는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결 재확립 절차의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 측정 수행 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 매크로 기지국과 스몰 기지국을 포함하여 구성되는 이종 네트워크의 일 예를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 스몰 기지국 운용을 나타내는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 이종 네트워크 시스템에서 단말 및 기지국들 배치의 일 예를 나타낸 개념도이다.
도 12는 E-UTRAN에서 이중 연결(Dual Connectivity)을 위한 제어 평면을 예시한 도이다.
도 13은 E-UTRAN에서 이중 연결(Dual Connectivity)을 위한 사용자 평면 구조를 예시한 도이다.
도 14는 E-UTRAN과 UE 사이에 이중 연결을 위한 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 예시한 도이다.
도 15는 E-UTRAN에서 이중 연결을 위한 사용자 평면 구조를 예시한 도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 스몰 셀 추가와 관련된 절차를 나타낸 순서도이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 스몰 셀 추가 실패의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 스몰 셀 추가 성공의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 구현될 수 있는 기지국 및 단말의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.

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.

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.

본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), MeNB(Macro eNB or Master eNB), SeNB(Secondary eNB) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에 관련된 EPS(Evolved Packet System)의 일 예를 나타낸 도이다.

LTE 시스템은 사용자 단말(UE)과PDN(pack data network) 간에, 사용자가 이동 중 최종 사용자의 응용프로그램 사용에 방해를 주지 않으면서, 끊김 없는 IP 연결성(Internet Protocol connectivity)을 제공하는 것을 목표로 한다. LTE 시스템은, 사용자 단말과 기지국 간의 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 정의하는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)를 통한 무선 접속의 진화를 완수하며, 이는 EPC(Evolved Packet Core) 네

트워크를 포함하는 SAE(System Architecture Evolution)에 의해 비-무선적 측면에서의 진화를 통해서도 달성된다. LTE와 SAE는 EPS(Evolved Packet System)를 포함한다.

EPS는 PDN 내에서 게이트웨이(gateway)로부터 사용자 단말로 IP 트래픽을 라우팅하기 위해 EPS 베어러(EPS bearers)라는 개념을 사용한다. 베어러(bearer)는 상기 게이트웨이와 사용자 단말 간에 특정한 QoS(Quality of Service)를 갖는 IP 패킷 플로우(IP packet flow)이다. E-UTRAN과 EPC는 응용 프로그램에 의해 요구되는 베어러를 함께 설정하거나 해제(release)한다.

EPC는 CN(core network)이라고도 불리며, UE를 제어하고, 베어러의 설정을 관리한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 SAE의 EPC의 노드(논리적 혹은 물리적 노드)는 MME(Mobility Management Entity) (10), PDN-GW 또는 P-GW(PDN gateway) (30), S-GW(Serving Gateway) (20), PCRF(Policy and Charging Rules Function) (40), HSS (Home subscriber Server) (50) 등을 포함한다.

MME(10)는 UE와 CN 간의 시그널링을 처리하는 제어 노드이다. UE와 CN 간에 교환되는 프로토콜은 NAS(Non-Access Stratum) 프로토콜로 알려져 있다. MME(10)에 의해 지원되는 기능들의 일례는, 베어러의 설정, 관리, 해제를 포함하여 NAS 프로토콜 내의 세션 관리 계층(session management layer)에 의해 조작되는 베어러 관리(bearer management)에 관련된 기능, 네트워크와 UE 간의 연결(connection) 및 보안(Security)의 설립에 포함하여 NAS 프로토콜 계층에서 연결계층 또는 이동제어계층(mobility management layer)에 의해 조작된다.

S-GW(20)는 UE가 기지국(eNodeB) 간에 이동할 때 데이터 베어러를 위한 로컬 이동성 앵커(local mobility anchor)의 역할을 한다. 모든 사용자 IP 패킷은 S-GW(20)을 통해 송신된다. 또한 S-GW(20)는 UE가 ECM-IDLE 상태로 알려진 유휴 상태(idle state)에 있고, MME가 베어러를 재설정(re-establish)하기 위해 UE의 페이징을 개시하는 동안 하향링크 데이터를 임시로 버퍼링할 때 베어러에 관련된 정보를 유지한다. 또한, GRPS(General Packet Radio Service), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)와 같은 다른 3GPP 기술과의 인터워킹(inter-working)을 위한 이동성 앵커(mobility anchor)의 역할을 수행한다.

P-GW(30)은 UE를 위한 IP 주소 할당을 수행하고, QoS 집행(Qos enforcement) 및 PCRF(40)로부터의 규칙에 따라 플로우-기반의 과금(flow-based charging)을 수행한다. P-GW(30)는 GBR 베어러(Guaranteed Bit Rate (GBR) bearers)를 위한 QoS 집행을 수행한다. 또한, CDMA2000이나 WiMAX 네트워크와 같은 비3GPP(non-3GPP) 기술과의 인터워킹을 위한 이동성 엥커(mobility anchor) 역할도 수행한다.

PCRF(40)는 정책 제어 의사결정(policy control decision-making)을 수행하고, 플로우-기반의 과금(flow-based charging)을 수행한다.

HSS(50)는 HLR(Home Location Register)이라고도 불리며, EPS-subscribed QoS 프로파일(profile) 및 로밍을 위한 접속제어에 정보 등을 포함하는 SAE 가입 데이터(SAE subscription data)를 포함한다. 또한, 사용자가 접속하는 PDN에 대한 정보 역시 포함한다. 이러한 정보는 APN(Access Point Name) 형태로 유지될 수 있는데, APN는 DNS(Domain Name system) 기반의 레이블(label)로, PDN에 대한 엑세스 포인트 또는 가입된 IP 주소를 나타내는 PDN 주소를 설명하는 식별기법이다.

도 1에 도시된 바와 같이, EPS 네트워크 요소(EPS network elements)들 간에는 S1-U, S1-MME, S5/S8, S11, S6a, Gx, Rx 및 SG와 같은 다양한 인터페이스가 정의될 수 있다.

이하, 이동성 관리(mobility management; MM)의 개념과 이동선 관리(MM) 백오프 타이머(back-off timer)를 상세하게 설명한다. 이동성 관리(MM)는 E-UTRAN 상의 오버헤드와 UE에서의 프로세싱을 감소시키기 위한 절차이다.

이동성 관리(MM)가 적용되는 경우, 엑세스 네트워크에서 UE에 관련된 모든 정보는 데이터가 비활성화되는 기간 동안 해제될 수 있다. MME는 상기 Idle 구간 동안 UE 콘텍스트(context) 및 설정된 베어러에 관련된 정보를 유지할 수 있다.

네트워크가 ECM-IDLE 상태에 있는 UE에 접촉할 수 있도록, UE는 현재의 TA(Tracking Area)를 벗어날 때마다 네트워크에 새로운 위치에 관하여 알릴 수 있다. 이러한 절차는 “Tracking Area Update”라 불릴 수 있으며, 이 절차는 UTRAN(universal terrestrial radio access network)이나 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network) 시스템에서 “Routing Area Update”라 불릴 수 있다. MME는 UE가 ECM-IDLE 상태에 있는 동안 사용자 위치를 추적하는 기능을 수행한다.

ECM-IDLE 상태에 있는 UE에게 전달해야 할 다운링크 데이터가 있는 경우, MME는 UE가 등록된 TA(tracking area) 상의 모든 기지국(eNodeB)에 페이징 메시지를 송신한다.

그 다음, 기지국은 무선 인터페이스(radio interface) 상으로 UE에 대해 페이징을 시작한다. 페이징 메시지가 수신됨에 따라, UE의 상태가 ECM-CONNECTED 상태로 천이하게 하는 절차를 수행한다. 이러한 절차는 “Service Request Procedure”라 부릴 수 있다. 이에 따라 UE에 관련된 정보는 E-UTRAN에서 생성되고, 모든 베어러는 재설정(re-establish)된다. MME는 라디오 베어러(radio bearer)의 재설정과, 기지국 상에서 UE 콘텍스트를 갱신하는 역할을 수행한다.

상술한 이동성 관리(MM) 절차가 수행되는 경우, MM(mobility management) 백오프 타이머가 추가로 사용될 수 있다. 구체적으로 UE는 TA를 갱신하기 위해 TAU(Tracking Area Update)를 송신할 수 있고, MME는 핵심 망의 혼잡(core network congestion)으로 인해 TAU 요청을 거절할 수 있는데, 이 경우 MM 백오프 타이머에 관련된 시간 값을 제공할 수 있다. 해당 시간 값을 수신함에 따라, UE는 MM 백오프 타이머를 활성화시킬 수 있다.

도 2는 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.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.

EPC는 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 네트워크 사이의 무선인터페이스 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, 제 3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)의 일 예를 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, 빗금친 블록은 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 빈 블록은 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)와 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 기지국들로 페이징 메시지의 분산, (2) 보안 제어(Security Control), (3) 아이들 상태 이동성 제어(Idle State Mobility Control), (4) SAE 베어러 제어, (5) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링의 암호화(Ciphering) 및 무결 보호(Integrity Protection).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 페이징에 대한 사용자 평면 패킷의 종점(termination), (2) 단말 이동성의 지원을 위한 사용자 평면 스위칭.

도 4A는 본 명세서의 기술적 특징이 적용될 수 있는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)의 일 예를 나타내며, 도 4B는 본 명세서의 기술적 특징이 적용될 수 있는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.

사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 4A및 4B를 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 있고, 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/역다중화('/'의 의미는 'or'과 'and'의 개념을 모두 포함한다)를 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.

RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 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.

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.

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.

단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 확립되면, 단말은 RRC 연결(RRC connected) 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들(RRC idle) 상태에 있게 된다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.

이하, 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.

RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태, 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다.

반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 CN(core network)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S510). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S520). RRC 연결 설정 메시지를 수신한 후, 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다.

단말은 RRC 연결 확립의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 설정 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S530).

도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.

RRC 연결 재설정(reconfiguration)은 RRC 연결을 수정하는데 사용된다. 이는 RB 확립/수정(modify)/해제(release), 핸드오버 수행, 측정 셋업/수정/해제하기 위해 사용된다.

네트워크는 단말로 RRC 연결을 수정하기 위한 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 보낸다(S610). 단말은 RRC 연결 재설정에 대한 응답으로, RRC 연결 재설정의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S620).

다음은 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다.

전원이 켜지거나 셀에 머물러 있을 때, 단말은 적절한 품질의 셀을 선택/재선택하여 서비스를 받기 위한 절차들을 수행한다.

RRC 아이들 상태의 단말은 항상 적절한 품질의 셀을 선택하여 이 셀을 통해 서비스를 제공받기 위한 준비를 하고 있어야 한다. 예를 들어, 전원이 막 켜진 단말은 네트워크에 등록을 하기 위해 적절한 품질의 셀을 선택해야 한다. RRC 연결 상태에 있던 상기 단말이 RRC 아이들 상태에 진입하면, 상기 단말은 RRC 아이들 상태에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC 아이들 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택(Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 상기 셀 선택은 상기 단말이 상기 RRC 아이들 상태로 머물러 있을 셀을 현재 결정하지 못한 상태에서 수행하는 것이므로, 가능한 신속하게 셀을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다.

따라서 일정 기준 이상의 무선 신호 품질을 제공하는 셀이라면, 비록 이 셀이 단말에게 가장 좋은 무선 신호 품질을 제공하는 셀이 아니라고 하더라도, 단말의 셀 선택 과정에서 선택될 수 있다.

이제 3GPP TS 36.304 V8.5.0 (2009-03) "User Equipment (UE) procedures in idle mode (Release 8)"을 참조하여, 3GPP LTE에서 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다.

셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다.

먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다.

다음으로 단말은 저장된 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀을 선택할 수 있다. 따라서, 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한 셀을 찾지 못하면, 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.

상기 단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다.

이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다.

무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.

위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 RAT와 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.

- 인트라-주파수(Intra-frequency) 셀 재선택 : 단말이 캠핑(camp) 중인 셀과 같은 RAT과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택

- 인터-주파수(Inter-frequency) 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 셀과 같은 RAT과 다른 중심 주파수를 가지는 셀을 재선택

- 인터-RAT(Inter-RAT) 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 RAT와 다른 RAT을 사용하는 셀을 재선택

이하에서는 RRC 연결 재확립(RRC connection re-establishment) 절차에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결 재확립 절차의 일 예를 나타낸 도이다.

도 7을 참조하면, 단말은 SRB 0(Signaling Radio Bearer #0)을 제외한 설정되어 있던 모든 무선 베어러(radio bearer) 사용을 중단하고, AS(Access Stratum)의 각종 부계층(sub-layer)을 초기화 시킨다(S710). 또한, 각 부계층 및 물리 계층을 기본 구성(default configuration)으로 설정한다. 이와 같은 과정중에 단말은 RRC 연결 상태를 유지한다.

단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 수행한다(S720). RRC 연결 재확립 절차 중 셀 선택 절차는 단말이 RRC 연결 상태를 유지하고 있음에도 불구하고, 단말이 RRC 아이들 상태에서 수행하는 셀 선택 절차와 동일하게 수행될 수 있다.

단말은 셀 선택 절차를 수행한 후 해당 셀의 시스템 정보를 확인하여 해당 셀이 적합한 셀인지 여부를 판단한다(S730). 만약 선택된 셀이 적절한 E-UTRAN 셀이라고 판단된 경우, 단말은 해당 셀로 RRC 연결 재확립 요청 메시지(RRC connection reestablishment request message)를 전송한다(S740).

한편, RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 통하여 선택된 셀이 E-UTRAN 이외의 다른 RAT을 사용하는 셀이라고 판단된 경우, RRC 연결 재확립 절차를 중단되고, 단말은 RRC 아이들 상태로 진입한다(enter)(S750).

단말은 셀 선택 절차 및 선택한 셀의 시스템 정보 수신을 통하여 셀의 적절성 확인은 제한된 시간 내에 마치도록 구현될 수 있다. 이를 위해 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 개시함에 따라 타이머를 구동(run)시킬 수 있다. 타이머는 단말이 적합한 셀을 선택하였다고 판단된 경우 중단될 수 있다. 타이머가 만료된 경우 단말은 RRC 연결 재확립 절차가 실패하였음을 간주하고 RRC 아이들 상태로 진입할 수 있다. 이 타이머를 이하에서 무선 링크 실패(radio link failure) 타이머라고 언급하도록 한다. LTE 스펙 TS 36.331에서는 T311이라는 이름의 타이머가 무선 링크 실패 타이머로 활용될 수 있다. 단말은 이 타이머의 설정 값을 서빙 셀의 시스템 정보로부터 획득할 수 있다.

단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락한 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 메시지(RRC connection reestablishment message)를 전송한다.

셀로부터 RRC 연결 재확립 메시지를 수신한 단말은 SRB1에 대한 PDCP 부계층과 RLC 부계층을 재구성한다. 또한 보안 설정과 관련된 각종 키 값들을 다시 계산하고, 보안을 담당하는 PDCP 부계층을 새로 계산한 보안키 값들로 재구성한다.

이를 통해 단말과 셀간 SRB 1이 개방되고 RRC 제어 메시지를 주고 받을 수 있게 된다. 단말은 SRB1의 재개를 완료하고, 셀로 RRC 연결 재확립 절차가 완료되었다는 RRC 연결 재확립 완료 메시지(RRC connection reestablishment complete message)를 전송한다(S760).

반면, 단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락하지 않은 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 거절 메시지(RRC connection reestablishment reject message)를 전송한다.

RRC 연결 재확립 절차가 성공적으로 수행되면, 셀과 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행한다. 이를 통하여 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 전의 상태를 회복하고, 서비스의 연속성을 최대한 보장한다.

이하에서 측정 및 측정 보고에 대하여 설명한다.

이동 통신 시스템에서 단말의 이동성(mobility) 지원은 필수적이다. 따라서, 단말은 현재 서비스를 제공하는 서빙 셀(serving cell)에 대한 품질 및 이웃셀에 대한 품질을 지속적으로 측정한다. 단말은 측정 결과를 적절한 시간에 네트워크에게 보고하고, 네트워크는 핸드오버 등을 통해 단말에게 최적의 이동성을 제공한다. 흔히 이러한 목적의 측정을 무선 자원 관리 측정 (RRM(radio resource management) measurement)라고 일컫는다.

단말은 이동성 지원의 목적 이외에 사업자가 네트워크를 운영하는데 도움이 될 수 있는 정보를 제공하기 위해, 네트워크가 설정하는 특정한 목적의 측정을 수행하고, 그 측정 결과를 네트워크에게 보고할 수 있다. 예를 들어, 단말이 네트워크가 정한 특정 셀의 브로드캐스트 정보를 수신한다. 단말은 상기 특정 셀의 셀 식별자(Cell Identity)(이를 광역(Global) 셀 식별자라고도 함), 상기 특정 셀이 속한 위치 식별 정보(예를 들어, Tracking Area Code) 및/또는 기타 셀 정보(예를 들어, CSG(Closed Subscriber Group) 셀의 멤버 여부)를 서빙 셀에게 보고할 수 있다.

이동 중의 단말은 특정 지역의 품질이 매우 나쁘다는 것을 측정을 통해 확인한 경우, 품질이 나쁜 셀들에 대한 위치 정보 및 측정 결과를 네트워크에 보고할 수 있다. 네트워크는 네크워크의 운영을 돕는 단말들의 측정 결과의 보고를 바탕으로 네트워크의 최적화를 꾀할 수 있다.

주파수 재사용(Frequency reuse factor)이 1인 이동 통신 시스템에서는, 이동성이 대부분 동일한 주파수 밴드에 있는 서로 다른 셀 간에 이루어진다.

따라서, 단말의 이동성을 잘 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 주변 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 인트라-주파수 측정(intra-frequency measurement)라고 부른다.

단말은 인트라-주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고하여, 해당되는 측정 결과의 목적이 달성되도록 한다.

이동 통신 사업자는 복수의 주파수 밴드를 사용하여 네트워크를 운용할 수도 있다. 복수의 주파수 밴드를 통해 통신 시스템의 서비스가 제공되는 경우, 단말에게 최적의 이동성을 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 주변 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이, 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 인터-주파수 측정(inter-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 인터-주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고할 수 있어야 한다.

단말이 다른 RAT을 기반으로 한 네트워크에 대한 측정을 지원할 경우, 기지국 설정에 의해 해당 네크워크의 셀에 대한 측정을 할 수도 있다. 이러한, 측정을 인터-라디오 접근 방식(inter-RAT(Radio Access Technology)) 측정이라고 한다. 예를 들어, RAT는 3GPP 표준 규격을 따르는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 및 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)을 포함할 수 있으며, 3GPP2 표준 규격을 따르는 CDMA 2000 시스템 역시 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 측정 수행 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

단말은 기지국으로부터 측정 설정(measurement configuration) 정보를 수신한다(S810). 측정 설정 정보를 포함하는 메시지를 측정 설정 메시지라 한다. 단말은 측정 설정 정보를 기반으로 측정을 수행한다(S820). 단말은 측정 결과가 측정 설정 정보 내의 보고 조건을 만족하면, 측정 결과를 기지국에게 보고한다(S830). 측정 결과를 포함하는 메시지를 측정 보고 메시지라 한다.

측정 설정 정보는 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다.

(1) 측정 대상(Measurement object) 정보: 단말이 측정을 수행할 대상에 관한 정보이다. 측정 대상은 셀내 측정의 대상인 인트라-주파수 측정 대상, 셀간 측정의 대상인 인터-주파수 측정 대상, 및 인터-RAT 측정의 대상인 인터-RAT 측정 대상 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, 인트라-주파수 측정 대상은 서빙 셀과 동일한 주파수 밴드를 갖는 주변 셀을 지시하고, 인터-주파수 측정 대상은 서빙 셀과 다른 주파수 밴드를 갖는 주변 셀을 지시하고, 인터-RAT 측정 대상은 서빙 셀의 RAT와 다른 RAT의 주변 셀을 지시할 수 있다.

(2) 보고 설정(Reporting configuration) 정보: 단말이 측정 결과를 전송하는 것을 언제 보고하는지에 관한 보고 조건 및 보고 타입(type)에 관한 정보이다. 보고 설정 정보는 보고 설정의 리스트로 구성될 수 있다. 각 보고 설정은 보고 기준(reporting criterion) 및 보고 포맷(reporting format)을 포함할 수 있다. 보고 기준은 단말이 측정 결과를 전송하는 것을 트리거하는 기준이다. 보고 기준은 측정 보고의 주기 또는 측정 보고를 위한 단일 이벤트일 수 있다. 보고 포맷은 단말이 측정 결과를 어떤 타입으로 구성할 것인지에 관한 정보이다.

(3) 측정 식별자(Measurement identity) 정보: 측정 대상과 보고 설정을 연관시켜, 단말이 어떤 측정 대상에 대해 언제 어떤 타입으로 보고할 것인지를 결정하도록 하는 측정 식별자에 관한 정보이다. 측정 식별자 정보는 측정 보고 메시지에 포함되어, 측정 결과가 어떤 측정 대상에 대한 것이며, 측정 보고가 어떤 보고 조건으로 발생하였는지를 나타낼 수 있다.

(4) 양적 설정(Quantity configuration) 정보: 측정 단위, 보고 단위 및/또는 측정 결과값의 필터링을 설정하기 위한 파라미터에 관한 정보이다.

(5) 측정 갭(Measurement gap) 정보: 하향링크 전송 또는 상향링크 전송이 스케쥴링되지 않아, 단말이 서빙 셀과의 데이터 전송에 대한 고려 없이 오직 측정을 하는데 사용될 수 있는 구간인 측정 갭에 관한 정보이다.

단말은 측정 절차를 수행하기 위해, 측정 대상 리스트, 측정 보고 설정 리스트 및 측정 식별자 리스트를 가지고 있다.

3GPP LTE에서 기지국은 단말에게 하나의 주파수 밴드에 대해 하나의 측정 대상만을 설정할 수 있다. 3GPP TS 36.331 V8.5.0 (2009-03) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.5.4절에 의하면, 다음 표와 같은 측정 보고가 유발되는 이벤트들이 정의되어 있다.

Event	Reporting Condition
Event A1	Serving becomes better than threshold
Event A2	Serving becomes worse than threshold
Event A3	Neighbour becomes offset better than Serving
Event A4	Neighbour becomes better than threshold
Event A5	Serving becomes worse than threshold1 and neighbor becomes better than threshold2
Event B1	Inter RAT neighbour becomes better than threshold
Event B2	Serving becomes worse than threshold1 and inter RAT neighbor becomes better than threshold2

단말의 측정 결과가 설정된 이벤트를 만족하면, 단말은 측정 보고 메시지를 기지국으로 전송한다.

이하, 이종 네트워크(Heterogeneous Network:HeNet)에 대해서 설명한다.

매크로 셀(macro cell) 만으로는 증가하는 데이터 서비스에 대한 요구를 충족하기 어렵다. 따라서, 마이크로 셀(micro cell), 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell), 무선 릴레이 등과 같은 스몰 셀(small cell)을 이용하여 실내외 소규모 영역에 대한 데이터 서비스를 운용할 수 있다.

스몰 셀(small cell)의 용도가 특별히 한정되어 있지는 않지만, 일반적으로 피코 셀은 매크로 셀만으로는 커버되지 않는 통신 음영 지역이나, 데이터 서비스 요구가 많은 영역, 소위 핫스팟(hot spot) 또는 핫존(hotzone)에 이용될 수 있다.

펨토 셀은 일반적으로 실내 사무실이나 가정에서 이용될 수 있다. 또한, 무선 릴레이는 매크로 셀의 커버리지(coverage)를 보완할 수 있다. 이종 네트워크를 구성함에 따라 데이터 서비스의 음영 지역을 없앨 수 있을 뿐 아니라, 데이터 전송 속도의 증가를 도모할 수 있다.

또한, 최근에는 폭발적으로 증가하는 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 기존의 매크로 셀에 비하여 적은 전력을 사용하여 상대적으로 매우 작은 지역을 커버하기 위한 스몰 셀(small cell)에 대한 성능 향상(Small Cell Enhancement:SCE) 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

SCE는 macro cell 커버리지 내에 (또는 건물 내부 등의 경우에는 매크로 셀 커버리지 없이) small cell을 밀집 배치하고, macro cell을 운용하는 MeNB 및 small cell을 운영하는 SeNB 간 또는 SeNB 상호 간의 밀접한 협력을 통해 단위 면적당 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)를 극적으로 증대시켜 폭증하는 트래픽을 수용하면서 효율적인 이동성 관리를 가능하게 하기 위한 기술을 의미한다.

특히, 셀 내부의 소위 핫스팟(hot spot)과 같은 특정 지역에서는 특별히 많은 통신 수요가 발생하고, 셀 경계(cell edge) 또는 커버리지 홀(coverage hole)과 같은 특정 지역에서는 전파의 수신 감도가 떨어질 수 있어, small cell 은 매크로 셀만으로는 커버되지 않는 통신 음영 지역이나, 핫스팟(hot spot)과 같은 데이터 서비스 요구가 많은 영역에 이용될 수 있다.

도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 매크로 기지국과 스몰 기지국을 포함하여 구성되는 이종 네트워크의 일 예를 나타낸 도이다.

이종 네트워크(Heterogeneous Network:HeNet)에는 매크로 기지국과 스몰 기지국이 함께 운영된다.

여기서, 상기 매크로 기지국은 매크로 셀 내에서 단말에게 무선 통신 환경을 제공하고, 상기 스몰 기지국은 마이크로 기지국, 펨토 기지국, 피코 기지국, 릴레이 등과 같이 매크로 기지국보다 사이즈가 작은 기지국으로서, 스몰 셀 내에서 단말에게 무선 통신 환경을 제공한다.

상기 매크로 기지국은 macro eNB(MeNB), 프라이머리 eNB(Primary eNB) 등으로 표현될 수 있으며, 상기 스몰 기지국은 small eNB, 세컨더리 eNB(SeNB: secondary eNB), 피코 기지국 (Pico eNB), 펨토 기지국 (Femto eNB), 마이크로 기지국 (Micro eNB), 원격 무선 헤드 (RRH: remote radio head:), 릴레이 (relay), 중계기 (repeater) 등으로 표현될 수 있다.

또한, 스몰 셀은 매크로 셀에 비해 작은 지역에 대하여 서비스하기 때문에 단일 단말에 대하여 제공할 수 있는 쓰루풋(Throughput) 측면에서 매크로 셀에 비하여 유리하다.

본 명세서에서 기지국이라 함은 상기 매크로 기지국, 상기 스몰 기지국 및 다른 유형의 기지국들을 포함하는 개념이다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 매크로 기지국을 '제1기지국' 또는 'MeNB'로, 스몰 기지국을 '제2기지국' 또는 'SeNB'로 표현하기로 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, macro cell 영역과 small cell 영역의 커버리지는 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있다. 또한, MeNB이 지원하는 캐리어 주파수(F1)와 SeNB이 지원하는 캐리어 주파수는 서로 동일하거나(SeNB이 F1을 지원하는 경우) 동일하지 않을 수도 있다(SeNB이 F2를 지원하는 경우).

또한, MeNB와 SeNB 간 또는 복수의 SeNB 간의 백홀은 이상적인(ideal) 백홀과 비이상적인(non-ideal) 백홀을 모두 지원할 수 있다.

또한, 밀집되거나(dense) 밀집되지 않은(sparse) small cell deployment 가 모두 고려될 수 있으며, 실내의(indoor) 또는 실외의(outdoor) small cell deployment가 모두 고려될 수 있다.

도 9에 도시된 macro cell 영역과 small cell 영역은 예시에 불과하며, 그 수나 영역의 크기는 이와 상이하게 배치될 수 있음은 물론이다.

도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 스몰 기지국 운용을 나타내는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도이다.

도 10을 참조하면, 스몰 기지국을 서비스하기 위해서 SeNB 게이트웨이(SeNB GW)를 운용할 수 있다.

SeNB 들은 SeNB GW를 통해 EPC에 연결되거나 직접 EPC에 연결된다. SeNB GW는 MME에게는 일반적인 MeNB처럼 보일 수 있다. SeNB GW는 SeNB 에게는 MME처럼 보일 수 있다.

따라서, SeNB 와 SeNB GW 사이에는 S1 인터페이스로 연결되며, SeNB GW와 EPC 역시 S1 인터페이스로 연결된다. 또한, SeNB 와 EPC가 직접 연결될 경우에도 S1 인터페이스로 연결된다. SeNB 의 기능은 일반적인 MeNB의 기능과 대부분 같다.

일반적으로 SeNB 는 이동통신망 사업자가 소유한 MeNB와 비교하여 무선 전송 출력이 낮다. 따라서 SeNB 가 제공하는 서비스 영역(coverage)는 MeNB가 제공하는 서비스 영역에 비하여 작은 것이 일반적이다. 이 같은 특성 때문에 서비스 영역 관점에서 종종 SeNB 가 제공하는 셀은 MeNB가 제공하는 매크로 셀과 대비하여 스몰 셀로 분류된다.

도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 이종 네트워크 시스템에서 단말 및 기지국들 배치의 일 예를 나타낸 개념도이다.

도 11을 참조하면, 이종 네트워크 시스템은 주파수 대역1을 사용하여 서비스를 제공하는 매크로 기지국과, 주파수 대역 1또는 2를 사용하여 서비스를 제공하는 스몰 기지국을 포함한다.

매크로 기지국은 주파수 대역1을 사용하여 매크로 셀의 커버리지에 서비스를 제공할 수 있고, 스몰 기지국은 주파수 대역 1또는 주파수 대역 2를 사용하여 스몰 셀(small cell)의 커버리지에 서비스를 제공할 수 있다.

단말(10)은 매크로 기지국 또는 스몰 기지국과 RRC 연결을 설정하고, 서비스를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 단말(10)이 매크로 기지국과 RRC 연결 설정된 상태에서, 단말(10)이 스몰 기지국의 서비스 커버리지 영역으로 접근하는 경우, 단말(10)이 수신하는 무선 신호 품질이 매크로 기지국의 주파수 대역 1보다 스몰 기지국의 주파수 대역 2에서 더 우수할 수 있다.

이 경우, 단말(10)이 스몰 기지국로부터 서비스를 제공받기 위해서는 단말과 RRC 연결이 설정된 매크로 기지국에서 스몰 기지국으로의 인터-주파수(inter-frequency) 핸드오버 절차를 수행할 수 있다.

또한, 이후 단말(10)이 스몰 기지국의 서비스 커버리지 영역을 벗어나거나 단말(10)이 수신하는 무선 신호 품질이 스몰 기지국의 주파수 대역 2보다 매크로 기지국의 주파수 대역 1에서 더 우수한 경우, 스몰 기지국에서 매크로 기지국으로 인터-주파수 핸드오버 절차가 수행될 수도 있다.

이하에서, small cell deployment에 대하여 도 12 내지 도15를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

With and without macro coverage

스몰 셀 진화(Small cell enhancement)는 매크로 커버리지를 가지는 것과(with macro coverage)와 가지지 않는 것(without macro coverage) 보두를 고려한다.

좀 더 구체적으로, 스몰 셀 진화는 스몰 셀 노드들이 이미 배치된 셀룰러 네트워크의 용량을 증가시키기 위해, E-UTRAN 매크로-셀 레이어(layer)에 하나 또는 그 이상 중첩되는 커버리지 내에서 배치되는 배치(deployment) 시나리오가 고려된다.

두 개의 시나리오들이 매크로 커버리지를 가지는 배치 시나리오에서 고려될 수 있다.

하나는 UE가 동시에 매크로 셀과 스몰 셀 모두의 커버리지 내에 있는 것이며, 다른 하나는 UE가 동시에 매크로 셀과 스몰 셀 모두의 커버리지 내에 있지 않은 것이다.

또한, 상기 스몰 셀 진화는 스몰 셀 노드들이 하나 또는 그 이상의 중첩된 E-UTRAN 매크로-셀 레이어의 커버리지 내에 배치되지 않는 배치 시나리오가 고려된다.

실외(또는 옥외) 및 실내(Outdoor and indoor)

스몰 셀 진화는 실외 및 실내 모두에서 스몰 셀 배치를 고려한다.

스몰 셀 노드들은 실내 또는 실외에 배치될 수 있으며, 어느 하나의 상황에서 실외 또는 실내에 있는 UE들에게 서비스를 제공할 수 있다.

실내의 UE에 대해서, 낮은 UE 속도(예, 0 내지 3 km/h)만이 고려될 수 있다.

이와 반대로, 실외 UE 에 대해서, 단지 낮은 UE 속도뿐만 아니라 중간 UE 속도(예, 30km/h까지 그리고, 잠재적으로 더 높은 속도까지)가 고려되어야 한다.

이상적인 백홀과 이상적이지 않은 백홀(Ideal and non-ideal backhaul)

스몰 셀 진화는 ideal 백홀(예, 광 섬유를 사용하는 전용 점-대-점 연결과 같은 매우 높은 처리량(throughput)과 매우 낮은 지연 백홀)과 non-ideal 백홀(예, xDSL, microwave와 같이 마켓에서 널리 사용되는 전형적인 백홀과, 릴레잉(relaying)과 같은 다른 백홀들) 모두를 고려한다.

Sparse and dense

스몰 셀 진화는 듬성등성하고(sparse) 밀집한(dense) 스몰 셀 배치를 모두 고려한다. 특정 시나리오에서(예, 핫 스팟(hotspot) 실내/실외 장소 등), 하나 또는 일부의 스몰 셀 노드(들)은 일 예로, 핫 스팟(hotspot)을 커버하기 위해 듬성듬성하게 배치된다.

한편, 특정 시나리오에서(예, 밀집한 도시, 큰 쇼핑 몰 등), 많은 스몰 셀 노드들은 상기 스몰 셀 노드들에 의해 커버되는 상대적으로 넓은 지역에서 엄청난 트래픽을 지원하기 위해 밀집하게 배치된다.

스몰 셀 레이어의 커버리지는 일반적으로 다른 핫 스팟 지역들 사이에서 불연속적이다. 각 핫 스팟 지역은 스몰 셀 클러스터와 같은 스몰 셀 그룹에 의해 커버된다.

동기(Synchronization)

동기 및 비동기 시나리오들 모두가 스몰 셀들과 매크로 셀(들) 사이뿐만 아니라 스몰 셀들 사이에서도 고려된다.

간섭 조정, 캐리어 병합(CA) 및 인터-eNB CoMP(inter-eNB COMP)와 같은 특정 동작을 위해, 스몰 셀 진화는 스몰 셀 서치/측정(search/measurement) 및 간섭/자원 관리에 있어 동기화된 배치들에서 이득이 될 수 있다.

스펙트럼(Spectrum)

스몰 셀 진화는 다른 주파수 밴드들이 각각 매크로 레이어 및 스몰 셀 레이어에 별개로 할당되는 배치 시나리오를 다룬다.

스몰 셀 진화는 더 이용 가능한 스펙트럼 및 더 넓은 대역폭을 즐기기 위해 3.5 GHz와 같은 더 높은 주파수 밴드들에 특별한 초점 또는 관심(focus)를 가지는 미래 셀룰러 밴드들뿐만 아니라 현재 존재하는 셀룰러 밴드들에 모두에 적용될 수 있다.

또한, 스몰 셀 진화는 적어도 지역적으로 스몰 셀 배치를 위해서만 사용되는 주파수 밴드들을 위한 가능성을 고려할 수 있다.

매크로 레이어 및 스몰 셀 레이어 사이에 동시-채널(Co-channel) 배치 시나리오들 역시 고려되어야 한다. 몇 가지 일 예들의 스펙트럼 구성이 아래와 같이 고려될 수 있다.

- 밴드 X 및 밴드 Y를 가지는 매크로 레이어에서의 캐리어 병합과 스몰 셀 레이어에서 밴드 X만을 가지는 캐리어 병합

- 매크로 레이어를 가지는 동시-채널(co-channel)이 있는 캐리어 병합 밴드들을 지원하는 스몰 셀들

- 매크로 레이어를 가지는 동시-채널이 없는 캐리어 병합 밴드를 지원하는 스몰 셀들

스몰 셀 진화는 매크로 레이어와 스몰 셀 레이어에 대한 주파수 밴드를 위한 듀플렉스(duplex) 방법(FDD/TDD)과 관계없이 지원되어야 한다.

스몰 셀 진화에 대한 무선 인터페이스 및 해결책은 밴드-독립적이어야 한다.

트래픽(Traffic)

스몰 셀 배치에서, 트래픽은 스몰 셀 노드 당 사용자의 수가 전형적으로 작은 커버리지로 인해 너무 많지 않기 때문에 상당히 유동적(fluctuating)일 수 있다.

스몰 셀 배치에서, 사용자 분배는 스몰 셀 노드들 사이에서 매우 유동적일 수 있다.

또한, 트래픽은 다운링크 중심 또는 업링크 중심에서 높은 비대칭을 가질 수 있다.

따라서, 시간 영역 및 공간 영역에서 uniform 및 non-uniform 트래픽 부하(load) 분배가 고려된다.

이중 연결(Dual Connectivity)

스몰 셀 진화를 지원하는 이종 네트워크에서, 이동성 강건함(mobility robustness), 잦은 핸드오버로 인해 증가되는 시그널링 부하(signaling load), 사용자 당 처리량 개선, 시스템 용량(capacity) 등과 관련된 다양한 요구사항들이 있다.

이러한 요구 사항들을 실현하기 위한 해결책으로서, E-UTRAN은 RRC_연결 (RRC_CONNECTED)에서 다양한 RX/TX UE가 두 개의 구분되는 스케쥴러에 의해 제공되며, X2 인터페이스를 통해 비-이상적인(non-ideal) 백홀을 통해 연결된 2개의 eNB들에 위치되는 무선 자원을 이용하기 위해 구성되는 이중 연결성(DC) 동작을 지원한다.

이중 연결성은 제어 및 데이터 분리를 함축할 수 있다. 예를 들어, 이동성을 위한 제어 시그널링은 높은-속도 데이터 연결이 스몰 셀을 통해 제공되는 시간과 동일한 시간에 매크로 셀을 통해 제공된다.

또한, 하향링크와 상향링크 사이의 분리, 상기 하향링크와 상향링크 간의 연결은 다른 셀들을 통해 제공된다.

특정 UE를 위한 이중 연결성과 관련된 eNBs은 2개의 다른 역할을 가정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 eNB는 MeNB 또는 SeNB로서 행동할 수 있다.

이중 연결성에서, UE는 하나의 MeNB 및 하나의 SeNB와 연결될 수 있다.

MeNB는 이중 연결성(Dual Connectivity:DC)에서 적어도 하나의 S1-MME를 종료하는 eNB이며, SeNB는 UE를 위해 추가적인 무선 자원을 제공하는 eNB이나, 이중 연결성에서 마스터(Master) eNB는 아니다.

추가적으로, CA가 구성된 DC는 RRC 연결 상태에서 UE의 동작 모드를 의미하며, 마스터 셀 그룹(Master Cell Group) 및 세컨더리 셀 그룹(Secondary Cell Group)으로 구성된다.

여기서, "셀 그룹(cell group)"은 이중 연결성에서 Master eNB (MeNB) 또는 Secondary eNB (SeNB)와 관련된 서빙 셀의 그룹을 나타낸다.

"마스터 셀 그룹(Master Cell Group:MCG)"는 MeNB와 관련된 서빙 셀의 그룹이며, 이중 연결성에서 primary cell (PCell) 및 선택적으로 하나 또는 그 이상의(one or more) secondary cells (SCells)을 포함한다.

"세컨더리 셀 그룹(Secondary Cell Group:SCG)"는 primary SCell (pSCell) 및 선택적으로 하나 또는 그 이상의 SCells를 포함하는 SeNB와 관련된 서빙 셀의 그룹을 나타낸다.

여기서, 이하에서 설명되는 "셀"은 eNB 에 의해 커버되는 일반적인 영역으로서의 '셀'과 구별되어야 한다. 즉, 셀(cell)은 하향링크와 선택적으로 상향링크 자원의 결합을 나타낸다.

하향링크 자원의 캐리어 주파수(예: 셀의 중심 주파수)와 상향링크 자원의 캐리어 주파수 사이의 관계(linking)는 하향링크 자원들에서 전송되는 시스템 정보에서 지시된다.

MCG 베어러는 이중 연결성에서 MeNB 자원만을 사용하기 위해 MeNB에서만 위치되는 무선 프로토콜이며, SCG 베어러는 이중 연결성에서 SeNB 자원을 사용하기 위해 SeNB에서만 위치되는 무선 프로토콜이다.

그리고, 스플릿 베어러(Split bearer)는 이중 연결성에서 MeNB 및 SeNB 자원 모두를 사용하기 위해 MeNB 및 SeNB 모두에서 위치되는 무선 프로토콜이다.

도 12는 E-UTRAN에서 이중 연결성을 위한 제어 평면(control plane)을 예시한다.

이중 연결성을 위한 인터-eNB(Inter-eNB) 제어 평면 시그널링은 X2 인터페이스 시그널링을 위하여 수행된다.

MME를 향하는 제어 평면 시그널링은 S1 인터페이스 시그널링에 의해 수행된다. MeNB와 MME 사이에 UE 당 하나의 S1-MME 연결만이 존재한다.

각 eNB는 UE들을 독립적으로 다룰 수 있어야 한다. 예를 들어, 각 eNB는 다른 UE들로 SCG를 위한 SCell(s)를 제공하는 동안 일부 UE들에게 PCell을 제공한다.

특정 UE를 위한 이중 연결성과 관계되는 각 eNB는 자신의 무선 자원을 소유하고, 주로 자신의 셀들의 무선 자원을 할당할 책임이 있으며, MeNB와 SeNB 간에 각 조정이 X2 인터페이스 시그널링에 의해 수행된다.

도 12에 도시된 바와 같이, MeNB는 S1-MME를 통해 MME와 연결되는 C-평면이며, 상기 MeNB 및 SeNB는 X2-C를 통해 서로 연결된다.

도 13은 E-UTRAN에서 이중 연결성을 위한 사용자 평면 구조를 예시한다.

도 13은 특정 UE를 위한 이중 연결성에 관계되는 eNBs의 사용자 평면(U-plane) 연결성을 나타낸다. 상기 사용자 평면 연결성은 아래와 같이 구성된 베어러 선택에 의존한다.

MCG 베어러들에 대해, MeNB는 S1-U를 통해 S-GW로 연결되는 U-plane이며, 상기 SeNB는 사용자 평면 데이터의 전송에 관계되지 않는다.

스플릿 베어러들(split bearers)을 위해, MeNB는 S1-U를 통해 S-GW로 연결되는 사용자 평면이고, 또한, 상기 MeNB 및 SeNB SMS X2-U를 통해 서로 연결된다.

여기서, 스플릿 베어러는 MeNB와 SeNB 자원들 모두를 사용하기 위해 MeNB와 SeNB 모두에 위치하는 무선 프로토콜이다.

SCG 베어러들을 위해, SeNB는 S1-U를 통해 S-GW와 직접 연결된다.

따라서, 만약 MCG와 스플릿 베어러가 구성되기만 하면, SeNB에서 S1-U의 종료는 없다.

도 14는 E-UTRAN과 UE 사이에 이중 연결성을 위한 무선 인터페이스 프로토콜 구조를 예시한다.

이중 연결성에서, 특정한 베어러를 사용하는 무선 프로토콜 구조는 베어러가 어떻게 셋업되는지에 따라 의존한다.

3가지 대안들 즉, MCG 베어러, SCG 베어러 및 split 베어러가 존재한다.

즉, UE의 특정 베어러들(예, SCG 베어러들)은 다른 베어러들(예, MCG 베어러들)이 MeNB에 의해서만 제공되는 반면에 SeNB에 의해서도 제공될 수 있다.

또한, UE의 특정 베어러들(예, split 베어러들)은 다른 베어러들(예, MCG 베어러들)이 MeNB에 의해서만 제공되는 반면에 split될 수도 있다. 이러한 3가지 대안들은 도 14에 도시된다.

MCG 베어러 및 SCG 베어러가 셋업(setup)되는 경우, S1-U는 주어진 eNB에서 베어러마다 현재 정의된 무선-인터페이스 U-plane 프로토콜 스택(protocol stack)을 완전히 종료하고, 하나의 노드에 의해 하나의 EPS 베어러의 전송을 실현할 수 있도록 한다.

여전히, 다른 베어러들의 전송은 MeNB 및 SeNB로부터 동시에 발생할 수 있다.

스플릿 베어러가 셋업되는 경우, S1-U는 항상 MeNB에 존재하는 PDCP 레이어를 가지는 MeNB에서 종료한다.

별개로, 그리고 독립적인 RLC 베어러(RLC 위의 SAP)가 있으며 또한, UE 측에서, PDCP 베어러(PDCP 위의 SAP)의 PDCP PDUs을 전송하기 위해 구성되는 eNB 마다, MeNB에서 종료된다.

상기 PDCP 계층은 전송을 위한 PDCP PDU 라우팅을 제공하고, 이중 연결성에서 split 베어러들을 위한 수신을 위해 재정리하는(reordering) PDCP PDU를 제공한다.

SRBs는 항상 MCG 베어러이며, 따라서, 단지 MeNB에 의해 제공되는 무선 자원을 사용한다.

여기서, DC는 SeNB에 의해 제공되는 무선 자원들을 사용하기 위해 구성되는 적어도 하나의 베어러를 가지는 것으로서 설명될 수 있다.

도 15는 E-UTRAN 에서 이중 연결성을 위한 제어 평면 구조를 예시한다.

이중 연결 동작에서, SeNB는 자신의 무선 자원을 소유하고, 주로 자신의 셀들의 무선 자원을 할당하기 위한 책임이 있다.

따라서, 일부 조정은 이를 가능하게 하기 위해 MeNB와 SeNB 사이에 여전히 요구된다.

아래의 적어도 하나의 RRC 기능은 이중 연결성 동작을 위해 UE로 스몰 셀 레이어를 추가하는 것을 고려할 때 적절하다.

- 스몰 셀 레이어의 공통 무선 자원 구성

- 스몰 셀 레이어의 전용 무선 자원 구성

- 스몰 셀 레이어에 대한 측정 및 이동성 제어

이중 연결 동작에서, UE는 항상 하나의 RRC 상태(예, RRC 연결 상태 또는 RRC 아이들 상태)에서 머무른다.

도 15를 참조하면, 단지 MeNB는 MeNB와 SeNB 사이에서 RRM 기능의 조정 후에 UE를 향해 전송되는 마지막 RRC 메시지를 생성한다.

UE RRC 엔터티는 하나의 엔터티(MeNB에서)로부터만 오는 모든 메시지를 보고, UE는 상기 엔터티로만 다시 응답한다. 이러한 메시지들의 L2 전송은 선택되는 사용자 평면 구조 및 의도되는 해결책에 의존한다.

아래 일반적인 원리들은 이중 연결성의 동작에 대해 적용된다.

1. MeNB는 UE의 RRM 측정 구성을 유지하고, 일 예로, 수신되는 측정 보고 또는 트래픽 조건들 또는 베어러 타입들에 기초하여, SeNB로 UE를 위해 추가적인 자원들(서빙 셀들)을 제공할 것을 요청하기로 결정한다.

2. MeNB로부터 요청을 수신할 때, SeNB는 UE를 위해 추가적인 서빙 셀들의 구성을 초래하는 container를 생성할 수 있다.

3. MeNB 및 SeNB는 Xn 메시지들에서 전송되는 RRC containers(인터-노드 메시지들)에 의해 UE 구성에 관한 정보를 교환한다. 여기서, Xn 인터페이스는 LTE/LTE-A 시스템에서 X2 인터페이스일 수 있다.

4. SeNB는 자신의 존재하는 서빙 셀들의 재구성을 개시할 수 있다(예, SeNB로 향하는 PUCCH).

5. MeNB는 SeNB에 의해 제공되는 RRC 구성의 콘텐츠(content)를 변경하지 않는다.

상기 언급한 바와 같이, 스몰 셀 구조 및 동작들이 설명되며, 특히 매크로 셀(또는 MeNB) 및 스몰 셀(또는 SeNB)로 UE들의 이중 연결성에 포커싱된다.

이중 연결성에서, UE를 위한 서빙 셀의 구성되는 셋은 2개의 서브셋 즉, MeNB의 서빙 셀을 포함하는 Master Cell Group (MCG)과 SeNB의 서빙 셀을 포함하는 Secondary Cell Group (SCG)을 포함한다.

MeNB와 SeNB 사이에서 상호 작용에 관해, 아래 원리들이 적용된다.

MeNB는 UE의 RRM 측정 구성을 유지한다. 그리고, MeNB는 일 예로, 수신된 측정 보고 또는 트랙픽 조건들 또는 베어러 타입들에 기초하여 UE를 위한 추가적인 자원들(서빙 셀들)을 제공할 것을 SeNB 로 요청하는 것을 결정한다.

MeNB로부터 요청을 수신하자마자, SeNB는 UE를 위한 추가적인 서빙 셀들의 구성을 초래할 container를 생성할 수 있다(또는 그렇게 하기 위해 이용 가능한 자원이 없다고 결정).

UE 능력 조정을 위해, MeNB는 AS-구성의 부분과 SeNB로 UE 능력들을 제공한다.

MeNB 및 SeNB는 Xn 메시지들에서(예, X2 메시지) 전송되는 RRC container들(인터-노드 메시지들)에 의해서 UE 구성에 관한 정보를 교환한다.

SeNB는 자신의 존재하는 서빙 셀들의 재구성을 개시할 수 있다.(SeNB로 향하는 PUCCH) SeNB는 SCG 내에 PSCell을 결정한다. MeNB는 SeNB에 의해 제공되는 RRC 재구성의 content를 변경하지 않는다.

본 명세서에서, SeNB는 MeNB로 이중 연결성 UE를 위해 스몰 셀에서 RRC 구성 값들을 제공한다고 가정하고, MeNB는 SeNB로부터 스몰 셀 측 연결을 위해 제공되는 RRC 구성 값들에 기초하여 UE를 위한 RRC 구성 또는 RRC 재구성을 수행한다고 가정한다.

이하에서는, 본 명세서에서 제안하는 이종 네트워크에서 스몰 셀 추가 절차(small cell addition procedure)와 관련된 사항들에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 오프로딩(Off-loading) 관련 내용 및 이하에서 기술될 용어들에 대해 간략히 정리하기로 한다.

셀(Cell): 하향링크 및 선택적으로 상향링크 자원의 결합. 하향링크 자원들의 캐리어 주파수와 상향링크 자원들의 캐리어 주파수 사이의 관계(linking)는 하향링크 자원들에서 전송되는 시스템 정보에서 지시된다.

셀 그룹(Cell Group:CG): 이중 연결성에서, MeNB 또는 SeNB와 관련 있는 서빙 셀들의 그룹

이중 연결성(Dual Connectivity:DC): RRC 연결에서 UE의 동작 모드, Master Cell Group(MCG)과 Secondary Cell Group(SCG)으로 구성된다.

E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer): E-RAB는 S1 베어러 및 해당 데이터 무선 베어러(Data Radio bearer)의 결합을 독특하게(uniquely) 식별한다. E-RAB가 존재할 때, 3GPP TS 23.401("Technical Specification Group Services and System Aspects; GPRS enhancements for E-UTRAN access")에서 정의되는 것처럼 상기 E-RAB와 NAS의 EPS 베어러 사이에 일-대-일로 매핑된다.

마스터 셀 그룹(Master Cell Group:MCG): 이중 연결성에서, MeNB와 연관된 서빙 셀들의 그룹, PCell(Primary SCell) 및 선택적으로 하나 또는 그 이상의 SCells을 포함한다.

마스터 eNB(Master eNB:MeNB): 이중 연결성에서, 적어도 하나의 S1-MME 를 종료하는 eNB

MCG 베어러(MCG bearer): 이중 연결성에서, MeNB 자원만을 사용하기 위하여 MeNB에만 위치하는 무선 프로토콜

SCG 베어러(SCG bearer): 이중 연결성에서, SeNB 자원들을 사용하기 위해 SeNB에만 위치하는 무선 프로토콜

세컨더리 셀 그룹(Secondary Cell Group:SCG): 이중 연결성에서, SeNB와 관련된 서빙 셀들의 그룹. PSCell 및 선택적으로 하나 또는 그 이상의 SCells들을 포함

세컨더리 eNB(Secondary eNB:SeNB): 이중 연결성에서, UE를 위해 추가적인 무선 자원들을 제공하는 eNB. 그러나 SeNB는 마스터 eNB는 아니다.

스플릿 베어러(split bearer): 이중 연결성에서, MeNB와 SeNB 자원들 모두 사용하기 위해 MeNB 및 SeNB 둘 다에 위치되는 무선 프로토콜.

오프-로딩 절차(Off-loading procedure)

오프-로딩 절차는 eNB에 의해 제공되는 UE가 다른 eNB에 의해 동작되는 스몰 셀을 가진 이중 연결을 만드는 연속적인 동작으로서 정의된다.

이중 연결 시작은 스몰 셀을 통해 eNB에서 UE로 추가적인 경로를 만들기 위한 작업이다.

동시에, 이중 연결의 트래픽을 스몰 셀로 통과하기 위한 eNB의 절차이다.

따라서, 이중 연결은 핸드오버 절차 및 E-RAB 관리 절차 모두의 특성을 가진다.

Off-loading 절차는 SeNB로부터 단말에 무선 자원을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.

즉, Off-loading 절차는 새로운 SeNB을 추가하여 SCG bearer/split bearer 또는 small cell group (SCG) 또는 하나 이상의 small cell을 추가하는 절차를 의미할 수 있다.

또한, macro cell과 small cell에서 dual connection이 이미 확립(establish)된 경우에도, Off-loading 절차는 SeNB에 Off-loading 될 E-RAB(s)(e.g., SCG bearer or split bearer)를 추가하거나 새로운 SCG 또는 하나 이상의 small cell을 새롭게 추가하는 절차를 의미할 수 있다.

도 16은 본 명세서에서 제안하는 스몰 셀 추가와 관련된 절차를 나타낸 순서도이다.

스몰 셀 추가 절차는 SeNB 추가 절차로 표현될 수 있다. 또한, radio resource configuration은 RRC(Radio Resource Control) configuration으로 표현될 수도 있다.

상기 스몰 셀 추가 절차는 MeNB에 의해 수행되며, 상기 SeNB에서 단말로 무선 자원(radio resource)을 제공하기 위하여 상기 SeNB에서 단말 context를 확립하기 위해 사용된다.

먼저, 단말은 MeNB로 측정 보고를 전송한다(S1610).

즉, 단말은 서빙 셀과 이웃 셀들의 수신 신호 세기를 측정하여 주기적으로 보고하거나, 측정 값들이 measurement configuration에 의해 주어진 조건을 만족하면 measurement event가 triggering되어 MeNB로 MEASUREMENT REPORT를 전송한다.

핸드오버 절차와 마찬가지로, MeNB는 measurement configuration을 단말에게 전달하여 단말이 어떠한 측정 정보를 MeNB로 보고해야 하는지 알려줄 수 있다. 상기 measurement configuration는 단말이 기지국과 RRC 연결을 설정할 때 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 통해 단말에 제공될 수 있다.

또한, 상기 measurement configuration은 measurement object, reporting configuration, measurement ID, quantity configuration, measurement gap을 포함할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 설명은 상술한 측정 및 측정 보고, 도 11을 참조하기로 한다.

여기서, 측정할 small cell이 macro cell과 같은 carrier 주파수를 사용하면(intra-frequency neighbor measurement), 단말은 measurement gap 없이 small cell을 측정할 수 있다. 하지만, small cell이 macro cell과 다른 carrier 주파수를 사용하는 경우(inter-frequency neighbor measurement), measurement gap을 이용하여 UL/DL idle period 동안 이웃 셀의 주파수로 동기를 맞추어 이웃 셀을 측정할 수 있다.

이후, 상기 MeNB는 SeNB로 스몰 셀 추가 요청(Small Cell Addition Request) 메시지를 전송한다(S1620). 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지는 SeNB 추가 요청 메시지로 표현될 수 있다.

S1620 단계를 수행하기 전에, 상기 MeNB는 단말로부터 수신된 MEASUREMENT REPORT 메시지에 포함된 정보(예를 들어, neighbor cell의 신호 세기 정보와 단말의 radio resource management (RRM) 정보 등)를 기반으로 SeNB가 단말에 무선 자원을 할당하도록 요청할지 여부, 즉 SeNB에 단말의 트래픽을 off-loading할지 여부를 결정할 수 있다.

또한, 상기 MeNB 는 자신이 관리하고 있는 이웃 셀 리스트 정보를 기반으로 어느 SeNB로 off-loading 할지 타겟 eNB (즉, SeNB)를 결정할 수 있다.

상기 스몰 셀 추가 요청 메시지는 오프로딩 요청(offloading Request) 메시지, SeNB 추가 요청(SeNB ADDITION REQUEST) 메시지 또는 SCG 추가 요청(SCG ADDITION REQUEST) 메시지로 표현될 수 있다.

또한, 스몰 셀 추가 요청 메시지는 UE Context 정보, RRC context 정보 등을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 MeNB는 SeNB 가 특정 E-RAB (즉, SCG 베어러)를 추가하기 위한 무선 자원을 단말에 할당하도록 요청할 수 있다. 이 경우, 상기 MeNB는 SCG 베어러 추가를 요청하기 위하여 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지를 통해 E-RAB 특징들(characteristics)를 지시할 수 있다.

여기서, 상기 E-RAB 특징들(characteristics)은 E-RAB 파라미터들, transport network layer (TNL) address information, MeNB 무선 자원과 관련된 정보, 단말의 (무선) 능력들을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 MeNB는 SeNB가 단말 능력들(UE capabilities)을 포함하도록 할 수 있다.

즉, 상기 MeNB는 스몰 셀을 추가하거나 스몰 셀을 위해 할당되는 단말의 bearer들을 수정하는 경우, 상기 MeNB는 상기 MeNB가 macro cell을 위해 RRC Configuration을 결정한 이후에 남아있는 별개의(separated) 단말 능력을 상기 SeNB에게 제공한다.

또 다른 일 예로, 상기 MeNB는 스몰 셀을 추가하거나 스몰 셀을 위해 할당되는 단말의 bearer들을 수정하는 경우, 상기 MeNB는 macro cell을 위한 RRC Configuration을 제공한다. 상기 SeNB는 상기 MeNB로부터 제공된 정보를 고려하여, macro cell과 small cell에 대한 전체적인 RRC Configuration이 단말 능력을 초과하지 않도록 small cell에 대한 RRC Configuration을 결정할 수 있다.

상기 SeNB는 단말에 무선 자원 할당이 가능한 경우, 상기 수신된 스몰 셀 추가 요청 메시지에 기초하여 admission control 을 수행할 수 있다.

또한, 상기 SeNB는 E-RAB QoS parameter information, Bearer Split/Bearer Split Portion information 을 참조하여 무선 자원을 설정할 수 있다. 구체적으로, MeNB로부터 SCG bearer의 추가가 요청된 경우, SeNB는 수신된 E-RAB QoS parameter information 를 고려하여 단말에 무선 자원을 할당할 수 있다. 반면, MeNB 로부터 split bearer의 추가가 요청된 경우, 수신된 E-RAB QoS parameter information 뿐만 아니라 Bearer Split Portion 정보를 함께 고려하여 small cell에 allowed (or imposed) 트래픽 비율을 따라 단말에 무선 자원을 할당할 수 있다.

그리고, 상기 SeNB는 단말의 상향/하향링크 트래픽을 전송하기 위한 전송 베어러(transport bearer)를 설정할 수 있다. 그리고, SeNB는 C-RNTI를 예약할 수 있으며, 단말이 small cell과 동기화가 필요하면 RACH preamble을 예약할 수도 있다.

이후, 상기 SeNB는 상기 MeNB로 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 긍정 응답으로서 스몰셀 추가 ACK(Acknowledge)을 전송한다(S1630). 상기 스몰 셀 추가 ACK은 SeNB 추가 요청 ACK(Acknowledge)으로 표현될 수 있다.

여기서, 상기 스몰셀 추가 ACK은 상기 SeNB에 의해 결정된 새로운 무선 자원 설정(configuration) 정보 또는 단말에 전송될 transparent container를 포함할 수 있다. 즉, 상기 SeNB는 상기 스몰셀 추가 ACK을 통해 스몰셀 RRC Configuration을 위한 assistance 정보를 상기 MeNB로 전송할 수 있다.

이후, 상기 MeNB는 상기 수신된 스몰셀 추가 ACK에 기초하여 offloading 또는 dual connectivity를 위한 RRC Configuration이 적절한지 아니면 적절하지 아닌지를 확인한다(S1640).

즉, 상기 MeNB는 dual connection을 위해 macro cell에서 RRC Configuration을 고려할 때 스몰 셀 영역에서(또는 SeNB에서) RRC Configuration 값이 단말 능력 또는 상기 MeNB의 RRC Configuration 정책에 위반되는지 아닌지를 확인한다.

이후, 상기 MeNB는 상기 확인 결과에 따라, 상기 SeNB로 스몰 셀 추가 취소(Cancelation) 메시지를 전송하거나 RRC Configuration Complete 메시지를 전송한다. 상기 스몰 셀 추가 취소 메시지는 SeNB 추가 취소 메시지로, 상기 RRC Configuration Complete 메시지는 SeNB Reconfiguration Complete 메시지로 표현될 수 있다.

즉, 상기 확인 결과 상기SeNB에 의해 보조되는(assisted) 스몰 셀 RRC 구성 또는 설정(Configuration)이 적절하지 않다고 판단되는 경우, 상기 MeNB는 상기 SeNB로 스몰 셀 추가 취소(Cancelation) 메시지를 전송한다(S1650).

상기 스몰 셀 추가 취소 메시지는 스몰 셀 추가 취소를 나타내는 원인 정보(cause information)을 포함한다.

그리고, 상기 확인 결과 상기 RRC Configuration이 적절하다고 판단되는 경우, 하기 S1660 내지 S1680 단계가 수행된다.

즉, 상기 MeNB는 단말에 새로운 RRC configuration을 적용하기 위하여 상기 단말로 RRC Reconfiguration 메시지를 전송한다(S1660).

상기 RRC Reconfiguration 메시지는 상기 SeNB에 의해 할당된 small cell configuration 정보를 포함할 수 있다. 상기 small cell configuration 정보는 특정 E-RAB를 위한 새로운 radio resource configuration 정보를 의미한다.

이후, 상기 단말은 MeNB로부터 수신된 RRC Reconfiguration 메시지에 따라 새로운 RRC reconfiguration을 적용하기 시작하고, 상기 MeNB로 RRC Reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리는 RRC (Connection) Reconfiguration Complete 메시지를 전송한다(S1670).

이후, 상기 MeNB는 상기 SeNB로 상기 단말의 RRC Reconfiguration이 완료되었음을 알리는 RRC Configuration Complete 메시지를 전송한다(S1680).

상기 RRC Configuration Complete 메시지는 RRC configuration이 성공적으로 완료되었음을 나타내는 지시 정보, 스몰 셀에 대한 마지막 RRC configuration 값들 또는 단말의 상향링크 버퍼 상태 보고(UL Buffer Status Report) 중 적어도 하나를 포함한다.

S1680단계 이후, 상기 MeNB는 SeNB로 data forwarding을 수행하고, 상기 단말에 대한 packet data를 SeNB로 전달할 수 있다.

여기서, 상기 MeNB는 상기 data forwarding을 상기 RRC (Connection) Reconfiguration 메시지를 상기 단말로 전송하거나 스몰 셀 추가 ACK를 상기 SeNB로부터 수신한 경우에 수행할 수 있다.

또한, 상기 단말이 SeNB 의 cell에 동기를 맞춰야 할 필요가 있는 경우, 상기 data forwarding은 단말과 SeNB 간 동기화 절차(e.g. random access procedure)를 완료한 이후에 수행될 수도 있다.

도 17은 본 명세서에서 제안하는 스몰 셀 추가 실패의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 17을 참조하면, 단말은 MeNB로 측정 보고를 전송한다(S1710).

이후, 상기 MeNB는 SeNB로 스몰 셀 추가 요청(Small Cell Addition Request) 메시지를 전송한다(S1720).

S1720 단계 수행 이전에, 상기 MeNB는 단말로부터 수신된 MEASUREMENT REPORT 메시지에 포함된 정보(예를 들어, neighbor cell의 신호 세기 정보와 단말의 radio resource management (RRM) 정보 등)를 기반으로 상기 SeNB가 단말에 무선 자원을 할당하도록 요청할지 여부, 즉 SeNB에 단말의 트래픽을 off-loading할지 여부를 결정할 수 있다.

상기 MeNB는 스몰 셀을 추가하거나 스몰 셀을 위해 할당되는 단말의 bearer들을 수정하는 경우, 상기 MeNB는 상기 MeNB가 macro cell을 위해 RRC Configuration을 결정한 이후에 남아있는 별개의(separated) 단말 능력을 상기 SeNB에게 제공한다.

또한, 상기 SeNB는 E-RAB QoS parameter information, Bearer Split/Bearer Split Portion information 을 참조하여 무선 자원을 설정할 수 있다.

이후, 상기 SeNB는 상기 MeNB로 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 긍정 응답으로서 스몰셀 추가 ACK(Acknowledge)을 전송한다(S1730).

이후, 상기 MeNB는 상기 수신된 스몰셀 추가 ACK에 기초하여 offloading 또는 dual connectivity를 위한 RRC Configuration이 적절하지 않다고 판단되는 경우, 상기 MeNB는 상기 SeNB로 스몰 셀 추가 취소(Cancelation) 메시지를 전송한다(S1740).

상기 스몰 셀 추가 취소 메시지는 상기 스몰 셀 추가 취소를 나타내는 원인 정보를 포함한다.

여기서, 상기 MeNB는 단말 능력 또는 상기 MeNB의 RRC Configuration 정책 위반 여부 등을 고려하여 RRC Configuration의 적절 여부를 판단할 수 있다.

도 17의 구체적인 동작과 관련된 설명은 상술한 도 16을 참고하기로 한다.

도 18은 본 명세서에서 제안하는 스몰 셀 추가 성공의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

S1810 내지 S1830 단계는 도 16 의 S1610 내지 S1630 단계 및 도 17의 S1710 내지 S1730 단계와 동일하므로 이하에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

MeNB는 SeNB로부터 스몰 셀 추가 ACK를 수신한 후, 스몰 셀 지원을 위한 RRC Configuration이 적절하다고 판단되는 경우, 상기 MeNB는 단말에 새로운 RRC configuration을 적용하기 위하여 상기 단말로 RRC Reconfiguration 메시지를 전송한다(S1840).

이후, 상기 단말은 MeNB로부터 수신된 RRC Reconfiguration 메시지에 따라 새로운 RRC reconfiguration을 수행하고, 상기 MeNB에 RRC (Connection) Reconfiguration Complete 메시지를 전송한다(S1850).

이후, 상기 MeNB는 상기 SeNB로 RRC Configuration이 완료되었음을 알리는 RRC Configuration Complete 메시지를 전송한다(S1860).

S1860 단계 이후, 상기 MeNB는 SeNB로 data forwarding을 수행하고, 상기 단말에 대한 packet data를 SeNB로 전달할 수 있다.

도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 구현될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

여기서, 상기 무선 장치는 기지국 및 단말일 수 있으며, 기지국은 매크로 기지국 및 스몰 기지국을 모두 포함한다.

도 19에 도시된 바와 같이, 기지국(1910) 및 단말(1920)은 통신부(송수신부, RF 유닛,1913,1923), 프로세서(1911,1921) 및 메모리(1912,1922)를 포함한다.

이외에도 상기 기지국 및 단말은 입력부 및 출력부를 더 포함할 수 있다.

상기 통신부(1913,1923), 프로세서(1911,1921), 입력부, 출력부 및 메모리(1912,1922)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.

통신부(송수신부 또는 RF유닛,1913,1923)는 PHY 프로토콜(Physical Layer Protocol)로부터 만들어진 정보를 수신하면, 수신한 정보를 RF 스펙트럼(Radio-Frequency Spectrum)으로 옮기고, 필터링(Filtering), 증폭(Amplification) 등을 수행하여 안테나로 송신한다. 또한, 통신부는 안테나에서 수신되는 RF 신호(Radio Frequency Signal)을 PHY 프로토콜에서 처리 가능한 대역으로 옮기고, 필터링을 수행하는 기능을 한다.

그리고, 통신부는 이러한 송신과 수신 기능을 전환하기 위한 스위치(Switch) 기능도 포함할 수 있다.

프로세서(1911,1921)는 본 명세서에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다.

상기 프로세서는 제어부, controller, 제어 유닛, 컴퓨터 등으로 표현될 수도 있다.

즉, 상기 프로세서는 제 2기지국이 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위해 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지를 상기 제 2기지국으로 전송하고, 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 ACK를 상기 제 2기지국으로부터 수신하고, 상기 단말에 새로운 radio resource configuration을 적용하기 위한 RRC reconfiguration 메시지를 상기 단말로 전송하고, 상기 단말의 무선 자원 reconfiguration이 완료되었음을 알리는 RRC reconfiguration complete 메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 단말의 무선 자원 reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리기 위한 RRC configuration complete 메시지를 상기 제 2기지국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로세서는 상기 제 2기지국이 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위해 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지를 제 1기지국으로부터 수신하고, 상기 수신된 스몰 셀 추가 요청 메시지에 기초하여, 상기 특정 E-RAB(specific E-UTRAN Radio Access Bearer)를 위한 무선 자원을 할당하고, 상기 스몰 셀 추가 요청 메시지에 대한 ACK를 상기 제 1기지국으로 전송하고, 단말의 무선 자원 reconfiguration이 성공적으로 완료되었음을 알리는 RRC configuration complete 메시지를 상기 제 1기지국으로부터 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

메모리(1912,1922)는 프로세서와 연결되어, 스몰 셀 추가 절차를 수행하기 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다.

프로세서(1911,1921)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 통신부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다.

모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

출력부(디스플레이부 또는 표시부)는 프로세서에 의해 제어되며, 키입력부에서 발생되는 키입력 신호 및 프로세서로부터의 각종 정보 신호와 함께, 상기 프로세서에서 출력되는 정보들을 출력한다.

나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 그리고, 당업자의 필요에 따라, 이전에 설명된 실시 예들을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 설계하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

본 명세서에 따른 스몰 셀 추가 절차는 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

한편, 본 명세서의 스몰 셀 추가 절차는 네트워크 디바이스에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

10: 단말
20,20': 기지국

Claims

이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 dual connectivity 동작(operation) 방법에 있어서, 제1 기지국에 의해 수행되는 상기 방법은,
단말에 대한 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 제1 메시지를 제2 기지국으로 전송하는 단계, 상기 제1 메시지는 상기 단말의 능력(capability)을 나타내는 정보를 포함하고,
상기 제1 메시지에 응답하여, 상기 제2 기지국에 의해 결정된 무선 자원 설정(radio resource configuration)을 포함하는 응답 메시지(response message)를 상기 제2 기지국으로부터 수신하는 단계,
상기 단말에 대해 상기 무선 자원 설정을 적용할지 여부를 결정하는 단계, 및
상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 대해 성공적으로 적용되었는지 여부를 알리는 제2 메시지를 상기 제2 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 제2 메시지는, 상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 대해 성공적으로 적용되었음을 나타내는 정보 또는 상기 단말에 대한 상기 무선 자원 설정의 적용의 실패(failure)와 관련된 원인 정보(cause information)를 포함하고,
상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 대해 적용되는 경우, 상기 방법은,
상기 무선 자원 설정을 포함하는 RRC 연결 재설정 메시지(Radio Resource Control connection reconfiguration message)를 상기 단말로 전송하는 단계, 및
RRC 연결 재설정 완료 메시지(RRC connection reconfiguration complete message)를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 적용되는 경우, 상기 제2 메시지는, 상기 제2 기지국에 대한 마지막 RRC 설정 값들(final RRC configuration values)을 더 포함하는 방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 결정은, 상기 단말의 능력(capability) 또는 상기 제1 기지국의 무선 자원 설정 중 적어도 하나에 기반하여 수행되는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1 기지국의 무선 자원 설정을 상기 제2 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제1 기지국은, 매크로 셀 커버리지(macro cell coverage)를 가지는 마스터 기지국(Master eNB, MeNB)이며,
상기 제2 기지국은, 스몰 셀 커버리지(small cell coverage)를 가지는 세컨더리 기지국(Secondary eNB, SeNB)인 방법.
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이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 동작하는 제1 기지국에 있어서, 상기 제1 기지국은,
외부와 무선 신호를 송수신하는 통신부; 및
상기 통신부와 기능적으로 결합되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
단말에 대한 무선 자원(radio resource)을 할당하도록 요청하기 위한 제1 메시지를 제2 기지국으로 전송하고, 상기 제1 메시지는 상기 단말의 능력(capability)을 나타내는 정보를 포함하고,
상기 제1 메시지에 응답하여, 상기 제2 기지국에 의해 결정된 무선 자원 설정(radio resource configuration)을 포함하는 응답 메시지(response message)를 상기 제2 기지국으로부터 수신하고,
상기 단말에 대해 상기 무선 자원 설정을 적용할지 여부를 결정하고, 및
상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 대해 성공적으로 적용되었는지 여부를 알리는 제2 메시지를 상기 제2 기지국으로 전송하도록 제어하며,
상기 제2 메시지는, 상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 대해 성공적으로 적용되었음을 나타내는 정보 또는 상기 단말에 대한 상기 무선 자원 설정의 적용의 실패(failure)와 관련된 원인 정보(cause information)를 포함하고,
상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 대해 적용되는 경우, 상기 프로세서는,
상기 무선 자원 설정을 포함하는 RRC 연결 재설정 메시지(Radio Resource Control connection reconfiguration message)를 상기 단말로 전송하고, 및
RRC 연결 재설정 완료 메시지(RRC connection reconfiguration complete message)를 상기 단말로부터 수신하도록 제어하는 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제1 메시지는, 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지이며,
상기 제2 메시지는, RRC 설정 완료(RRC configuration complete) 메시지인 방법.
제 12항에 있어서,
상기 제1 메시지는 스몰 셀 추가 요청(small cell addition request) 메시지이며, 상기 제2 메시지는 RRC 설정 완료(RRC configuration complete) 메시지인 장치.
제 12항에 있어서,
상기 무선 자원 설정이 상기 단말에 적용되는 경우, 상기 제2 메시지는, 상기 제2 기지국에 대한 마지막 RRC 설정 값들(final RRC configuration values)을 더 포함하는 장치.