KR102037389B1 - 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 무선링크(Radio Link) 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 매크로 기지국에서 제공하는 매크로 셀에 대한 RLF 검출과 별도로, 스몰 기지국에서 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF를 검출하는 단계, 상기 스몰 셀에 대한 RLF가 검출된 경우, 상기 스몰 셀에 대한 RLF가 발생였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자을 생성하는 단계, 및 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 RRC 연결된 매크로 기지국으로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 네트워크에서 매크로 셀 및 소형 셀과 단말간의 이중 연결성을 구성한 상황에서 단말과 매크로 셀 간 무선링크와 단말과 스몰 셀간 무선링크를 개별적으로 관리할 수 있다.

Description

이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크 제어 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS OF CONTROLLING RADIO LINK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING DUAL CONNECTIVITY}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 무선링크(Radio Link) 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
셀룰러(cellular)는 서비스 지역의 제한, 주파수 및 가입자 수용용량의 한계를 극복하기 위하여 제안된 개념이다. 이는 고출력 단일 기지국을 저출력의 다수 기지국으로 바꿔서 통화권을 제공하는 방식이다. 즉, 이동통신 서비스 지역을 여러 개의 작은 셀(cell)단위로 나눠서 인접한 셀들에는 각각 다른 주파수들을 할당하고, 서로 충분히 멀리 떨어져 간섭 발생이 없는 두 셀에서는 동일한 주파수 대역을 사용하여 공간적으로 주파수를 재사용할 수 있도록 하였다. 또는 이동통신 서비스 지역을 여러 개의 작은 셀(cell)단위로 나누었지만 인접한 셀들에게 동일한 주파수를 할당하되, 상호간에 간섭을 제거할 수 있도록 제어하는 방식도 사용할 수 있다.
한편, 셀 내부의 핫 스팟(hotspot)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 있다. 무선 통신 기술이 발달함에 따라, 핫 스팟이나, 셀 경계, 커버리지 홀과 같은 지역에서 통신을 가능하게 하기 위한 목적으로 매크로 셀(Macro Cell)내에 스몰 셀(small cell)들, 예를 들어, 피코 셀(Pico Cell), 펨토 셀(Femto Cell), 마이크로 셀(Micro Cell), 원격 무선 헤드(remote radio head: RRH), 릴레이(relay), 중계기(repeater)등이 함께 설치된다. 스몰 셀들은 매크로 셀 내부에 외부에 위치할 수도 있다. 이때, 스몰 셀은 매크로 셀이 도달하지 않는 위치 혹은 옥내 혹은 사무실 등에 위치한다. 이러한 네트워크를 이종 네트워크(Heterogeneous Network: HetNet)라 부른다. 이때, 이종 네트워크가 서로 다른 무선 엑세스 방식을 사용할 필요는 없다. 이종 네트워크 환경에서는 상대적으로 매크로 셀은 커버리지(coverage)가 큰 셀(large cell)이고, 펨토 셀과 피코 셀과 같은 스몰 셀은 커버리지가 작은 셀이다. 매크로 셀과 스몰 셀은 동일한 트래픽(traffic)을 분산하거나 각각 다른 QoS의 트래픽의 전송을 담당할 수 있다. 이종 네트워크 환경에서 다수의 매크로 셀들 및 스몰 셀들 간에 커버리지 중첩이 발생한다.
이종 네트워크 환경에서 과도한 부하 또는 특정 QoS가 요구되는 부하(load)를 핸드오버 절차 없이 스몰 셀에 분산시키고 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 셀 플래닝(planning) 기법의 하나로써 이중 연결성(dual connectivity) 기법이 도입되었다. 단말 측면에서 이중 연결성(dual connectivity)는 송수신 전송률 측면에서 보다 효율적인 방식을 제공하기 위한 기법일 수 있다. 예를 들면, 단말은 두개 이상의 서빙셀로부터 서비스를 송수신할 수 있다. 이때, 서빙셀 각각은 서로 다른 기지국에 속할 수 있다. 상기와 같이 매크로 셀과 스몰 셀의 커버리지가 중첩되는 지역에서 단말은 매크로 셀과 스몰 셀에 동시에 접속(connect 또는 signaling connection)하거나 매크로 셀과 스몰 셀을 동시에 사용(use, 또는 user traffic transmission)을 할 수 있다. 이는 이중 연결성(dual connectivity)라고 불릴 수 있다. 즉, 이중 연결성 기법을 기반으로 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국(예를 들어 매크로 셀을 포함하는 매크로 기지국과 스몰 셀을 포함하는 스몰 기지국)과 서로 다른 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다. 혹은 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국과 서로 동일한 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다.
이중 연결성을 지원하는 단말의 경우 매크로 셀과 스몰 셀을 동시에 사용할 수 있으므로 두 개의 무선 링크(Radio link)를 유지할 수 있다. 기존에 하나의 연결성(single connectivity) 상황에서 단말은 하나의 무선 링크를 모니터링하고 해당 링크에 문제가 발생하면 무선링크실패(Radio Link Failure: RLF)를 선언할 수 있었다. 하지만 두 개의 무선 링크를 유지하는 이중 연결성의 경우, 단말은 하나의 무선 링크에 문제가 생겨도 다른 무선 링크는 여전히 가용(available)할 수 있다. 하나의 무선 링크에 문제가 발생하는 경우에 다른 무선 링크가 가용함에도 무조건 무선링크실패를 선언하고 무선 자원 제어(Radio Resource Control: RRC) 재설정(Reestablishment) 절차을 수행함은 네트워크 성능 면에서 바람직하지 않다. 따라서 이중 연결성을 고려한 무선 링크 제어 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크 제어방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크에 문제가 발생한 경우 무선링크 제어방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국에 따라 무선링크를 제어하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 스몰 셀의 무선링크에 문제가 발생한 경우의 취급을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 연결성 별로 무선링크 제어를 수행함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크(radio link) 제어를 수행하는 단말을 제공한다. 상기 단말은 매크로 기지국에서 제공하는 매크로 셀에 대한 무선링크실패(Radio Resource Failure: RLF) 검출과 별도로, 스몰 기지국에서 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF를 검출하고, 상기 스몰 셀에 대한 RLF가 발생하였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자(indication)을 생성하는 프로세서, 및 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 무선 자원 제어(Radio Resource Control: RRC) 연결된 매크로 기지국으로 전송하는 전송부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크 제어를 수행하는 매크로 기지국을 제공한다. 상기 매크로 기지국은 스몰 기지국에서 단말로 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF가 발생하였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자를 상기 단말로부터 수신하는 수신부, 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 기반으로, 상기 스몰 셀에 대한 상기 단말의 부서빙셀을 제거구성하고, 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 생성하는 프로세서, 및 상기 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 단말로 전송하는 전송부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 무선링크 제어 방법을 제공한다. 상기 방법은, 매크로 기지국에서 제공하는 매크로 셀에 대한 RLF 검출과 별도로, 스몰 기지국에서 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF를 검출하는 단계, 상기 스몰 셀에 대한 RLF가 검출된 경우, 상기 스몰 셀에 대한 RLF가 발생였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자을 생성하는 단계, 및 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 RRC 연결된 매크로 기지국으로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 매크로 기지국에 의한 무선링크 제어 방법을 제공한다. 상기 방법은 스몰 기지국에서 단말로 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF가 발생하였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자를 상기 단말로부터 수신하는 단계, 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 기반으로, 상기 스몰 셀에 대한 상기 단말의 부서빙셀을 제거구성하는 단계, 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 생성하는 단계, 및 상기 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 네트워크에서 매크로 셀 및 소형 셀과 단말간의 이중 연결성(dual connectivity)을 구성한 상황에서 단말과 매크로 셀 간 무선링크와 단말과 스몰 셀간 무선링크를 개별적으로 관리할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 무선링크에 문제가 발생한 경우에도 단말이 바로 RLF 선언하거나, RRC 재설정 절차를 수행하지 않고, 다른 가용한 무선링크를 통한 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 무선 링크 모니터링, RLF, 및 RRC 연결 재설정 절차를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용되는 단말의 이중 연결성 상황의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 스몰 셀 무선 링크 실패가 발생한 경우에 해당 스몰 셀을 제거 구성하는 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 스몰 셀 무선 모니터링을 기반하여, RLF가 발생한 경우에 해당 스몰 셀을 제거 구성하는 예를 나타낸다.
도 6은 단말의 이중 연결성 상황에서 매크로 기지국과 스몰 시지국에 대한 논리적 경로설정의 일 예를 나타낸다.
도 7은 단말의 이중 연결성 상황에서 매크로 기지국과 스몰 시지국에 대한 논리적 경로설정의 다른 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 무선링크 제어 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 매크로 기지국에 의해 수행되는 무선링크 제어 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 이중 연결성이 지원되는 무선 통신 시스템에서 무선 링크 제어를 수행하는 단말, 매크로 기지국 및 스몰 기지국의 블록도이다.
이하, 본 명세서에서는 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한 본 명세서는 무선 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 무선 통신 네트워크에서 이루어지는 작업은 해당 무선 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 데이터를 송신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 무선 네트워크에 결합한 단말에서 작업이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 또는 LTE-A(advanced)시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
한편, 무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
여기서, 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 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. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), AMS(Advanced MS), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 지점(station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 펨토 기지국(femto-eNB), 피코 기지국(pico-eNB), 홈기지국(Home eNB), 릴레이(relay) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 적어도 하나의 셀을 단말에 제공할 수 있다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 지리적 영역을 의미할 수도 있고, 특정 주파수 대역을 의미할 수도 있다. 셀은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다. S1 인터페이스는 MME와 신호를 교환함으로써 단말(10)의 이동을 지원하기 위한 OAM(Operation and Management) 정보를 주고받는다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)를 포함한다. MME는 단말(10)의 접속 정보나 단말(10)의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말(10)의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN(Packet Data Network)을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
E-UTRAN과 EPC(30)를 통합하여 EPS(Evoled Packet System)라 불릴 수 있으며, 단말(10)이 기지국(20)에 접속하는 무선링크로부터 서비스 엔터티로 연결해주는 PDN까지의 트래픽 흐름은 모두 IP(Internet Protocol) 기반으로 동작한다.
단말과 기지국간의 무선 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다. 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 매체접근제어(Medium Access Control: MAC) 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. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있으며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다. 몇몇 물리 제어채널들이 있다. PDCCH(physical downlink control channel)는 단말에게 PCH(paging channel)와 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 스케줄링 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다. PUCCH(Physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NAK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. PUSCH(Physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)을 나른다.
MAC 계층의 기능은 논리채널(logical channel)과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다. 논리채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다.
RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선 베어러(RB: Radio Bearer)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 구성된다는 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), DRB(Data RB)로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지 및 NAS 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC connected mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 모드(RRC idle mode)에 있게 된다.
매크로 셀들과 스몰 셀들이 함께 배치되는 이종 네트워크 환경에서 스몰 셀은 매크로 셀에 비해 작은 지역에 대하여 서비스하기 때문에 단일 단말에 대하여 제공할 수 있는 수율(Throughput) 측면에서 매크로 셀에 비하여 유리하다. 그러나, 기존에는 일단 매크로 셀에 접속된 단말은 스몰 셀의 서비스 지역에 위치하고 있더라도 핸드오버를 수행하지 않고서는 스몰 셀로부터 서비스를 받을 수 없었다. 또한 단말이 이동중인 경우 비록 핸드오버 등을 통하여 스몰 셀에 접속하더라도, 스몰 셀의 커버리지가 작으므로 핸드오버가 빈번하게 발생할 수 있고, 이는 네트워크 효율면에서 바람직하지 않은 문제점이 있었다.
따라서, 이종 네트워크 환경에서 과도한 부하 또는 특정 QoS가 요구되는 부하(load)를 핸드오버 절차 없이 스몰 셀에 분산시키고 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 셀 플래닝(planning) 기법의 하나로써 이중 연결성(dual connectivity) 기법이 도입되었다. 단말 측면에서 이중 연결성(dual connectivity)은 송수신 전송률 측면에서 보다 효율적인 방식을 제공하기 위한 기법일 수 있다. 예를 들면, 단말은 두 개 이상의 서빙셀로부터 서비스를 송수신할 수 있다. 이때, 서빙셀 각각은 서로 다른 기지국에 속할 수 있다. 이중 연결성 기법을 기반으로 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국(예를 들어 매크로 셀을 구성하는 매크로 기지국과 스몰 셀을 구성하는 스몰 기지국)과 서로 다른 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다. 혹은 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국과 서로 동일한 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다.
이중 연결성을 지원하는 단말의 경우, 매크로 셀과 스몰 셀을 동시에 사용할 수 있으므로 두 개의 무선 링크(Radio link)를 유지할 수 있다. 기존에 하나의 연결성(single connectivity) 상황에서 단말은 하나의 무선 링크를 모니터링하고 해당 링크에 문제가 발생하면 무선링크실패(Radio Link Failure: RLF)를 선언할 수 있었다. 하지만 두 개의 무선 링크를 유지하는 이중 연결성의 경우, 단말은 하나의 무선 링크에 문제가 생겨도 다른 무선 링크는 여전히 가용(available)할 수 있다. 하나의 무선 링크에 문제가 발생하는 경우에 다른 무선 링크가 가용함에도 무조건 무선링크실패를 선언하고 무선 자원 제어(Radio Resource Control: RRC) 재설정(Reestablishment) 절차를 수행함은 네트워크 성능 면에서 바람직하지 않다. 따라서 이중 연결성을 고려한 무선 링크 제어 방법이 요구된다.
이하, 무선링크실패(RLF)가 발생하는 경우에 대하여 설명한다. RLF가 발생한다는 것은 무선링크의 상태가 나빠져서 메시지 수신의 어려움이 발생한 상태를 의미한다. RLF는 해당 기지국의 커버리지 홀(coverage hole)인 경우나 핸드오버 중에 나빠진 채널 상태에 의해서 발생될 수 있을 것이다. 예를 들면, RLF는 PDCCH(Physical Donwlink Control Channel)의 수신률을 기준으로 정할 수 있다. 메시지를 수신하기 어렵기 때문에, 단말은 RLF가 발생하는 경우 RRC 연결 재설정(RRC connection reestablishment)이나 셀 재선택(cell reselection) 등의 방법으로 이를 해결하려고 시도한다. 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
1. 하향링크 물리 계층 실패(아웃-오브-싱크)의 경우
단말은 무선링크 모니터링(Radio Link Monitoring: RLM)을 수행한다. RLM의 은 RRC 연결 모드에 있는 단말이 서빙셀에서 하향링크 링크 품질(quality)을 모니터링함을 의미한다. 단말은 측정된 햐향링크 링크 품질을 아웃-오브-싱크 임계치 (Qout)와 인-싱크 (Qin)과 비교하여 무선링크 품질 (Radio link quality) 를 추정한다. Qout과 Qin 값은 하향제어체널(PDCCH)에 대한 블록에러율(Block Error Rate:BLER)에 대응된다. 블록에러율은 PDCCH가 복호되지 못하는 비율이라고 할 수 있다. 예를 들면, Qout은 10% BLER, Qin은 2% BLER 등으로 정해질 수 있다.
단말은, RLM을 통해 링크 퀄리티(link quality)를 측정한 결과, 미리 정해진 임계치(Qout)보다 작은 값이 측정되면 아웃-오브-싱크가 발생되고, 미리 정해진 횟수 이상 연속적으로 아웃-오브-싱크가 발생하게 되면 , RLF 타이머를 동작시킨다. 이 RLF 타이머가 만료하는 경우, RLF가 발생한다.
도 2는 무선 링크 모니터링, RLF, 및 RRC 연결 재설정 절차를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 단말은 무선 링크를 모니터링하고, 첫번째 아웃-오브-싱크(out-of-sync)를 검출(detect)한다. 단말은 N310의 수만큼 연속적인 아웃-오브-싱크가 발생하는 경우 T310을 시작(start)시킨다. 여기서 N310은 단말이 하위 계층을 통하여 수신한 연속적인 '아웃-오브-싱크' 지시(indication)의 최대 수(maximum number)를 나타낸다. T310은 물리 문제 검출 타이머(physical problem detection timer)이다. T310은 RLF 타이머라고 불릴 수도 있다. T310은 단말이 하위 계층으로부터 연속적인 인-싱크(in-sync) 지시를 수신하는 경우, 핸드오버 절차를 트리거링하는 경우, 또는 RRC 연결 재설정 절차를 개시(initiate)하는 경우 중단(stop)될 수 있다.
T310이 만료(expire)되면 RLF가 발생한다. 즉, 단말은 RLF를 선언한다. RLF가 발생하면 단말은 40ms 내에 전송부(transmitter)를 끄고(turn off), RRC 재설정(re-establishment) 절차를 시작한다. 이 경우 단말은 타이머 T311을 시작하고, 셀 재선택을 수행하기 위하여 최적의(best) 셀을 탐색(search)한다. 여기서 T311은 셀 재선택 타이머(Cell reselection timer)이다.
단말은 타겟(최적의) 셀을 선택하고, 선택된 타겟 셀에서 시스템 정보(System Information: SI)를 획득한다. 그리고, 단말은 상향링크 동기를 획득하기 위하여 RACH(Random Access Channel)를 상기 타겟 셀로 보낸다(send).
이후, 단말이 상향링크 그랜트(UL grant)를 획득하면, RRC 연결 재설정 요청 메시지를 상기 타겟 셀로 보낸다.
2. RLC PDU(Protocol Data Unit) 최대 재전송(retransmission) 횟수 도달(reach)하는 경우
RLC 상에서 최대 재전송 횟수에 도달하는 경우에도 RLF가 발생한다. RLC는 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 동작(operation)을 통하여 RLC AMD(Acknowledged Mode Data) PDU가 전송되었는지 여부를 파악할 수 있다. 기본적으로 단말은 RLC 엔티티(entity)를 가지고 기지국의 RLC 엔티티와 RLC PDU 송수신을 수행한다. AM(Acknowledged Mode) RLC 엔티티는 송신측(transmission side)와 수신측(receiving side)로 이루어져 있다. RLC 엔티티의 송신측은 피어(peer) AM RLC 엔티로부터 상태 PDU를 통하여 상기 피어 AM RLC 엔티티에서의 AMD PDU(또는 AMD PDU의 일부(portion))의 수신 실패 통지(notification of reception failure)를 나타내는 NACK(negative acknowledgement)을 수신할 수 있다. 상기 RLC 엔티티의 송신측은 해당 AMD PDU의 SN(sequence number)가 미리 정의된 범위(VT(A)) 내에 속하는 경우 상기 AMD PDU는 재전송 대상으로 간주한다(consider). 이 경우 AM RLC 엔티티의 송신측은 재전송 카운트(RETX_COUNT)를 0부터 증가시킨다(increment). AMC RCL 엔티티의 송신측은 상기 재전송 카운트가 미리 정의된 최대재전송임계값(maxRetxThreshold)과 같게 되는 최대 재전송에 도달하였음을 상위 계층으로 지시(indicate)한다.
단말은 상기 최대 재전송에 도달함을 나타내는 지시를 받게 되면 RLF를 선언하고, 이후 RRC 연결 재설정 과정을 진행한다.
한편, 상술한 RLF의 설명은 예시로서, 본 발명이 상기 원인에 의한 RLF에만 적용되는 것은 아니고, 이 외에도 다른 절차에 의하여 RLF가 발생하는 상황에도 본 발명을 적용할 수 있다.
기존에는 단말은 하나의 연결 모드에서 서빙셀을 통하여 트래픽을 송수신하였다. 따라서, 하나의 무선 링크가 존재하였고, 단말은 상기 하나의 무선 링크에 대하여 모니터링하고 링크 품질을 평가하여 정해진 기준을 벗어나는 경우 RLF를 선언할 수 있었다. 하지만, 단말이 매크로 셀과 스몰 셀을 통하여 이중 연결성을 구성할 경우에는 단말은 상술한 하나의 무선 링크 이외에 다른 무선 링크를 더 사용하게 된다.
이하, 이중 연결성(dual connectivity) 상황에 대하여 설명한다.
단말이 적어도 하나의 스몰 셀만을 포함하는 스몰 기지국과 적어도 하나의 매크로 셀만을 포함하는 매크로 기지국으로부터 각각 서로 다른 주파수 대역을 통해 서비스를 수신할 수 있다. 스몰 기지국과 같이 송신 전력이 낮은 기지국을 저전력 노드(low power node : LPN)라고도 한다. 단말과의 연결 모드 유지를 위한 RRC는 매크로 기지국 또는 스몰 기지국에 존재할 수 있다. 후술하는 내용은 단말과의 연결 모드 유지를 위한 RRC가 매크로 기지국에 존재함을 가정한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 단말의 이중 연결성 상황의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, F2 주파수 대역이 매크로 기지국에 할당되고, F1 주파수 대역이 스몰 기지국에 할당된다. 단말은 매크로 기지국으로부터 F2 주파수 대역을 사용하는 매크로 셀을 통해 서비스를 송수신하는 동시에, 스몰 기지국으로부터 F1 주파수 대역을 사용하는 스몰 셀을 통해 서비스를 송수신할 수 있는 상황이다. 이와 같이 이중 연결성을 지원하는 단말의 경우 매크로 기지국의 매크로 셀과 스몰 기지국의 스몰 셀을 동시에 사용할 수 있으며, 단말과 매크로 기지국(또는 매크로 셀) 간, 단말과 스몰 기지국(또는 스몰 셀) 간 각각 무선 링크가 구성되므로, 개별적인 무선 링크 제어가 필요하다.
따라서, 이하 본 발명에서는 이중 연결성을 고려한 무선링크 제어 방법을 제안한다. 단말은 매크로 셀 또는 스몰 셀에 대해 무선 링크를 통하여 RRC 연결이 구성될 수 있다. 이하는 매크로 셀의 무선 링크를 통해 RRC 연결이 구성된 상태 (RRC가 매크로 기지국에 존재)를 설명한 단말은 매크로 셀 및 스몰 셀과 이중 연결성이 구성되어 있고, 매크로 셀의 무선링크와 스몰 셀의 무선링크를 모두 모니터링할 수 있다. 단말은 매크로 셀에 대한 RLC PDU 재전송과 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송을 개별적으로 수행 및 관리할 수 있다.
단말은 매크로 셀 무선 링크에 문제가 발생하였음을 판단할 수 있다. 예를 들어, 단말은 매크로 셀 무선 링크 모니터링을 통하여 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있고, 매크로 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 통하여 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다. 이 경우 단말은 RLF를 선언하고, 상술한 RRC 재설정 절차를 수행할 수 있다.
단말은 스몰 셀 무선 링크에 문제가 발생하였음을 판단할 수 있다. 예를 들어, 단말은 스몰 셀 무선 링크 모니터링을 통하여 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있고, 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 통하여 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다. 이와 같이 스몰 셀 무선 링크에 RLF 상황이 발생하였음에도 매크로 셀 무선 링크는 여전히 좋은 품질(good quality)를 유지하고 있을 수 있다. 이 경우 단말은 일반적인 RLF를 선언하지 않고 스몰 셀에 대한 무선 링크 실패(즉, 스몰 셀 무선 링크 실패)를 선언한다. 여기서 상기 스몰 셀에 대한 무선 링크 실패는 해당 스몰 셀이 더 이상 데이터 송수신을 위하여 가용하지 않음을 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 단말은 상기와 같이 스몰 셀 무선 링크 실패 상황이 발생하는 경우, 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 스몰 셀 무선 링크 실패를 기반으로 단말은 상기 스몰 셀에 대한 상향링크 전송을 중단할 수 있다. 이는 스몰 셀 무선 링크 실패의 경우에 단말이 상기 스몰 셀 무선 링크를 통하여 상향링크 전송을 수행하는 경우 다른 셀에 대하여 간섭(interference)으로 작용할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 매크로 셀에서 스몰 셀에 대한 크로스 스케줄링을 통하여 상향링크 그랜트를 단말로 전송하는 경우, 단말은 상기 스몰 셀의 무선 링크에 문제가 있음에도 상기 스몰 셀에 대한 상향링크 그랜트를 수신할 수 있으며, 이를 기반으로 상향링크 전송을 수행할 수도 있다. 스몰 셀에 대한 상향링크 전송 중단의 경우 단말은 PUSCH, PUCCH, SRS 등의 상향링크 전송을 중단할 수 있다.
다른 예로, 상기 스몰 셀 무선 링크 실패를 기반으로 단말은 상기 스몰 셀을 비활성화(deactivate)할 수 있다. 이 경우 단말은 기지국으로부터 별도의 비활성화 지시자 없이도 상기 스몰 셀을 비활성화 할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 스몰 셀 무선 링크 실패를 기반으로, 단말 및 매크로 기지국은 상기 스몰 셀에 대한 제거 구성(de-configuration)을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 스몰 셀 무선 링크 실패가 발생한 경우에 해당 스몰 셀을 제거 구성하는 예를 나타낸다. 매크로 기지국에 구성된 매크로 셀은 주서빙셀이고, 스몰 기지국에 구성된 스몰 셀은 부서빙셀이라고 가정한다. 단말은 상기 매크로 셀 및 스몰 셀을 통하여 이중 연결성이 구성되어 있다.
도 4를 참조하면, 단말은 스몰 셀에 대한 RLF(즉, 스몰 셀 RLF)를 검출한다(S410). 일 예로, 단말은 스몰 셀 무선 링크 모니터링을 통하여 스몰 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다. 다른 예로, 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 통하여 스몰 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다.
단말은 스몰 셀 RLF 지시자(indication)을 매크로 기지국으로 전송한다(S420). 상기 스몰 셀 RLF 지시자는 스몰 셀 무선링크에서 RLF가 발생하였음을 나타내는 정보이다. 상기 스몰 셀 RLF 지시자는 단순하게 스몰 셀에서 RLF가 발생하였음을 알려주는 플래그(flag)가 될 수 있다. 또는 상기 스몰 셀 RLF 지시자는 스몰 셀 RLF 관련 여러 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 스몰 셀 RLF 지시자 (indication)는 RRC 전용 (dedicated) 메시지를 통하여 전송될 수 있다. 예를 들어, 스몰 셀 RLF 지시자(indication)는 UE 어시스턴트 정보 메시지(UEAssistanceInformation message)내에 포함되어 전송될 수 있다. 이 경우 일 예로, UE 어시스턴트 정보 메시지는 다음과 같은 구문을 포함할 수 있다.
UEAssistanceInformation {
RLFInfo SmallCellStatus
SmallCellInfo SmallCellId;
}

SmallCellStatus; {RLF, non-RLF} (or {RLF})
SmallCellId; CellId;
표 1을 참조하면, 단말 어시스턴트 정보 메시지는 RLFinfo 필드 및 SamllCellInfo 필드를 포함할 수 있다. 상기 RLFinfo 필드는 스몰 셀에 대한 RLF 상태 정보를 나타내는 SmallCellStatus 정보를 포함할 수 있다. 일 예로 상기 SmallCellStatus 정보는 RLF 또는 non-RLF를 나타낼 수 있다. 다른 예로 상기 SmallCellStatus 정보는 해당 정보가 존재하는 경우 RLF이고, 해당 정보가 존재하지 않는 경우 RLF가 아님을 나타낼 수도 있다. 상기 SmallCellInfo 스몰 셀을 구분하기 위한 셀 ID값을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 셀 IDCellId 값은 PCI(Physical Cell Id) 값 등이 될 수 있다.
매크로 기지국은 상기 스몰 셀에 대한 (단말의) 부서빙셀 제거 구성(de-configuration)을 수행한다(S430). 이 경우 매크로 기지국은 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거 구성하기 위하여 매크로 기지국 단에서 RRC 관련 파라미터 재구성을 수행한다.
매크로 기지국은 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 메시지를 단말로 전송한다(S440).
단말은 상기 RRC 연결 재구성 메시지에 포함된 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 기반으로, 단말 단에서의 스몰 셀에 대한 부서빙셀 구성을 제거한다(S450). 이 경우 단말은 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 기반으로 RRC 관련 파라미터를 재구성한다.
매크로 기지국은 스몰 기지국에 상기 단말에 대한 구성(또는 링크)을 제거하도록 지시한다(S460). 이 경우 단말에 대한 구성 제거 지시자가 단말 구성제거 메시지 내에 포함되어 전송될 수 있다.
단말구성 제거 메시지는 단말에 대한 구성제거 지시자와 단말에 대한 ID 등에 대한 정보를 포함하여 특정한 단말이 해당 스몰 셀을 더 이상 사용하지 않음을 지시하여 해당 단말에 대한 컨텍스트(context)를 삭제하도록 하는 동작을 수행하도록 한다. 단말구성제거 메시지는 매크로 기지국과 스몰 셀 기지국에서 정해지는 Xa 인터페이스 상에서 정의되는 메시지일 수 있다. 기존의 LTE 기지국 사이에서는 X2 인터페이스 상에서 소스 기지국과 타켓 기지국이 서로 메시지를 주고 받는 구조를 제공하였다. 매크로 기지국과 스몰 셀 기지국 사이에서도 X2와 유사한 방식으로 메시지가 전송될 수도 있다.
단말구성제거 메시지는 일 예로 다음과 같이 구성될 수 있다.
UEDeconfiguration
{
UEIdInfo;
}
표 2를 참조하면, 단말구성제거 메시지는 단말ID정보(UEIdInfo)를 포함한다. 상기에서 단말ID정보는 스몰 셀에 대한 RLF를 검출한 단말의 ID를 나타낸다. 상기 단말구성제거 메시지는 매크로 기지국에서 스몰 기지국으로 전송된다.
스몰 기지국은 해당 단말에 대한 컨텍스트(context) 정보를 삭제한다(S470). 단말구성제거 메시지를 수신한 스몰 기지국은 스몰 기지국에서 단말에 대한 정보가 더 이상 유효하지 않는 것으로 판단하여 해당 단말 컨택스트를 제거할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 스몰 셀 무선 모니터링을 기반하여, RLF가 발생한 경우에 해당 스몰 셀을 제거 구성하는 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 매크로 기지국은 단말로 무선 링크 모니터링 셋(set)을 전송한다(S500). 상기 무선 링크 모니터링 셋은 매크로 셀 무선 링크 정보 및 적어도 하나의 스몰 셀 무선 링크 정보를 포함할 수 있다. 상기 무선 링크 모니터링 셋은 RRC 전용(dedicated) 메시지로 단말에 전송될 수 있다. 단말은 상기 무선 링크 모니터링 셋을 수신하지 않은 경우에도 RRC 연결을 유지하기 위한 무선 링크를 기본적으로 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 매크로 셀에 대하여만 무선 링크를 모니터링 할 수 있다. 혹은 측정을 위한 설정에 포함된 주파수에 해당하는 셀들을 모니터링 할 수도 있다.
만약, 무선 링크 모니터링 셋(set) 에 단말이 측정 혹은 모니터링 해야 할 링크에 대한 정보가 포함되어 단말에 전송된다면 단말은 해당 링크 모니터링 셋에 포함된 링크를 측정하고 모니터링해야 한다.
단말은 매크로 셀 무선 링크 및 스몰 셀 무선 링크를 각각 모니터링한다(S505). 단말은 상기 무선 링크 모니터링 셋에 정의된 매크로 셋 무선 링크 및 스몰 셀 무선 링크를 모니터링 할 수 있다.
단말은 스몰 셀 무선 링크 RLF가 발생하였음을 검출한다(S510). 이 경우 단말은 상기 스몰 셀 무선 링크에서 RLF가 발생하였음을 선언한다.
나머지 단계 S520, S530, S540, S550, S560 및 S570은 도 4에서의 S420, S430, S440, S450, S460 및 S470에서의 절차와 동일하게 수행될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 따른 단말의 이중 연결성 상황에 적용되는 논리적 경로설정은 다음 도 6 또는 도 7와 같을 수 있다.
도 6은 단말의 이중 연결성 상황에서 매크로 기지국과 스몰 기지국에 대한 논리적 경로설정의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 스몰 기지국은 RLC 엔티티(610-1), MAC 엔티티(620-1), PHY 계층(630-1)을 포함하고, 매크로 기지국은 PDCP 엔티티들(600-1, 600-2), RLC 엔티티(610-2), MAC 엔티티(620-2), PHY 계층(630-2)을 포함한다. 여기서 PDCP 엔티티(600-1) 및 RLC 엔티티(610-1)은 EPS 베어러 #1 또는 RB #1에 대응하고, PDCP 엔티티(600-2) 및 RLC 엔티티(610-2)는 EPS 베어러 #2 또는 RB #2에 대응한다.
매크로 기지국의 PDCP 엔티티(600-1)는 백홀(backhaul)을 통한 Xa 인터페이스 프로토콜(Xa interface protocol)을 이용하여 스몰 기지국의 RLC 엔티티(610-1)와 연결된다. 이 경우 베어러가 RAN(Radio Access Network) 계층에서 분리되기 때문에 RAN 스플릿(RAN split)이라고 불릴 수 있다. 여기서 상기 Xa 인터페이스 프로토콜은 LTE 시스템 내 기지국간에 정의된 X2 인터페이스 프로토콜이 될 수도 있다.
단말은 PDCP 엔티티들(600-3, 600-4), RLC 엔티티들(610-3, 610-4), MAC 엔티티(620-3), PHY 계층(630-3)을 포함한다. 단말의 PDCP 엔티티(600-3) 및 RLC 엔티티(610-3)는 상기 EPS 베어러 #1 또는 상기 RB #1에 대응하고, PDCP 엔티티(600-4) 및 RLC 엔티티(610-4)는 상기 EPS 베어러 #2 또는 상기 RB#2에 대응한다.
단말은 F1 주파수 대역을 사용하는 부서빙셀 상에서 상기 EPS 베어러 #1 또는 RB #1을 통하여 스몰 기지국과 데이터 서비스를 송/수신할 수 있고, F2 주파수 대역을 사용하는 주서빙셀 상에서 상기 EPS 베어러 #2 또는 RB #2를 통하여 매크로 기지국과 테이터 서비스를 송/수신할 수 있다.
도 7은 단말의 이중 연결성 상황에서 매크로 기지국과 스몰 기지국에 대한 논리적 경로설정의 다른 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 스몰 기지국은 PDCP 엔티티(700-1), RLC 엔티티(710-1), MAC 엔티티(720-1), 및 PHY 계층(730-1)을 포함하고, 매크로 기지국은 PDCP 엔티티(700-2), RLC 엔티티(710-2), MAC 엔티티(720-2), 및 PHY 계층(730-2)를 포함한다. 여기서 PDCP 엔티티(700-1) 및 RLC 엔티티(510-1)은 EPS 베어러 #1 또는 RB #1에 대응하고, PDCP 엔티티(700-2) 및 RLC 엔티티(710-2)는 EPS 베어러 #2 또는 RB #2에 대응한다.
이 경우 각 EPS 베어러가 코어 네트워크(Core Network)에서 이미 분리되어 서로 다른 기지국으로 할당되기 때문에 CN 스플릿이라고 불릴 수 있다.
단말은 PDCP 엔티티들(700-3, 500-4), RLC 엔티티들(710-3, 710-4), MAC 엔티티(720-3), PHY 계층(730-3)을 포함한다. 단말의 PDCP 엔티티(700-3) 및 RLC 엔티티(710-3)는 상기 EPS 베어러 #1 또는 상기 RB #1에 대응하고, PDCP 엔티티(700-4) 및 RLC 엔티티(710-4)는 상기 EPS 베어러 #2 또는 상기 RB#2에 대응한다.
도 6 또는 도 7과 같이 이종 연결성이 구성된 경우, 단말 단에서의 RLC 엔티티는 기지국 별로 구분되어 복수 개로 구성될 수 있다. 다만, 현재 단말의 RLC 계층에서는 재전송 에러가 매크로 셀과 스몰 셀 어느 곳으로의 전송을 통하여 발생되는 것인지를 알 수 없다. 따라서 RLC PDU 재전송 카운터를 기반으로 RLF를 판단하는 경우 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, RLC PDU의 최대 재전송 임계값이 5회 인 경우에, 매크로 셀에 대한 전송 실패 횟수와 스몰 셀에 대한 전송 실패 횟수가 통합되어 관리될 수 있고, 이 경우, 매크로 셀 무선링크 및 스몰 셀 무선링크 개별적으로 판단하였을 때 RLC PDU의 최대 재전송 임계값에 도달하기 전에 단말이 RLF를 선언하고 RRC 재설정 절차를 수행하게 된다. 따라서 이 경우 실제 무선 링크 상태에 따르면, RLF가 아닌 상황에서 RLF가 발생하게 되어 실제 무선 링크 상태를 반영하지 못하는 단점이 있다.
따라서, 단말은 매크로 셀 무선 링크 및 스몰 셀 무선 링크를 개별적으로 관리할 수 있기 위하여, 매크로 셀에 대한 RLC 엔티티, 스몰 셀에 대한 RLC 엔티티가 구분되어 관리되어야 한다. 이에 따라 매크로 셀에 대한 RLC PDU 최대 재전송 임계값, 매크로 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트, 스몰 셀에 대한 RLC PDU 최대 재전송 임계값, 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트가 구분되어 관리되어야 한다. 혹은 상기 RLC PDU 최대 재전송 임계값, 매크로 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트 값이 매크로 셀과 스몰 셀에서 동일한 값으로 설정되어 있다 하더라도, RLC PDU 재전송 카운트는 매크로 셀 혹은 스몰 셀 각각에서 따로 진행하여야 한다. 이는 매크로 셀과 스몰 셀 중 어느 무선 링크에서의 재전송이 이루어졌는지에 대한 판단을 하기 위해서이다.
이 경우, 표 3과 같이 단말은 매크로 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트가 매크로 셀에 대한 RLC PDU 최대 재전송 임계값에 도달한 경우에만 상위 계층으로 지시자를 전송하여 RLF를 선언하고, 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트가 스몰 셀에 대한 RLC PDU 최대 재전송 임계값에 도달한 경우에는 RLF를 선언하지 않고, 무시한다.
-if (macro cell radio link with RRC) {
RLC PDU RETX COUNT=maxRetxThresholdMacro;
-그러면, 최대 재전송이 도달하였음을 상위 계층으로 지시.
}
if (small cell radio link without RRC) {
RLC PDU RETX COUNT=maxRetxThresholdSmall
-그러면, 최대 재전송이 도달하였음을 상위 계층으로 지시하지 않음.
}
단 상기 표 3에서 상술한 예는 단말이 매크로 셀을 통하여 RRC 연결을 유지하는 경우를 가정한 것으로, 만약 단말이 스몰 셀을 통하여 RRC 연결을 유지하는 경우 스몰 셀에 대한 RLF 상황이 발생한 경우에만 RLF를 선언하고, 다른 셀에 대한 RLF 상황이 발생한 경우에는 이를 무시할 수 있다. RRC 연결이 없는 셀에서 발생하는 RLF 상황에 대하여는 단말은 RLF를 선언하지 않을 수 있다.
상기는 이중 연결성 (dual connectivity)를 고려하면 스몰 셀에 문제가 있지만 여전히 매크로 셀이 유효한 (available) 한 상황에서 단말 RLF 선언으로 인하여 새로이 접속을 재설정하는 등의 동작을 하는 것은 효율적이지 못하기 때문이다.
도 8은 본 발명에 따른 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 무선링크 제어 방법을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 단말은 스몰 셀 RLF를 검출한다(S800). 일 예로, 단말은 스몰 셀 무선 링크 모니터링을 통하여 스몰 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다. 다른 예로, 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 통하여 스몰 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다.
단말은 스몰 셀 RLF가 검출된 경우, 스몰 셀 RLF 지시자를 매크로 기지국으로 전송한다(S810). 상기 스몰 셀 RLF 지시자는 스몰 셀 무선링크에서 RLF 상황이 발생하였음을 나타내는 정보이다. 한편, 단말은 스몰 셀 RLF가 검출된 경우, 상기 S810 절차와 더불어 또는 상기 S810 내지 S820 절차를 수행하지 않고 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 일 예로, 단말은 상기 스몰 셀 RLF를 기반으로 상기 스몰 셀에 대한 상향링크 전송을 중단할 수 있다. 스몰 셀에 대한 상향링크 전송 중단의 경우 단말은 PUSCH, PUCCH, SRS 등의 상향링크 전송을 중단할 수 있다. 다른 예로, 단말은 상기 스몰 셀 RLF를 기반으로 상기 스몰 셀을 비활성화할 수 있다. 이 경우 단말은 기지국으로부터 별도의 비화설화 지시자 없이도 상기 스몰 셀을 비활성화 할 수 있다. 또 다른 예로, 단말은 상기 스몰 셀 RLF의 경우 RLF를 선언하지 않고 무시할 수 있다.
단말은 매크로 기지국으로부터 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한다(S820). 단말은 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 기반으로 단말 단에서 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거구성하는 RRC 관련 파라미터를 재구성을 수행한다(S830). 이 경우 단말은 매크로 기지국으로 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 매크로 기지국에 의해 수행되는 무선링크 제어 방법을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 매크로 기지국은 단말로부터 스몰 셀 RLF 지시자를 수신한다(S900). 상기 스몰 셀 RLF 지시자는 스몰 셀 무선링크에서 RLF 상황이 발생하였음을 나타내는 정보이다.
매크로 기지국은 단말에 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거구성하기 위하여 매크로 기지국 단에서 RRC 관련 파라미터 재구성을 수행한다(S910). 매크로 기지국은 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 기반으로 단말에 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거구성하기 위하여 RRC 관련 파라미터 재구성을 수행할 수 있다.
매크로 기지국은 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한다(S920). 이 경우 매크로 기지국은 단말로부터 상기 RRC 연결 재구성 메시지에 대응하는 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 수시할 수 있다.
매크로 기지국은 스몰 기지국에 상기 단말에 대한 구성을 제거하도록 지시하는 지시자를 전송한다(S930). 매크로 기지국은 단말로부터 상기 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 수신한 후에 상기 지시자를 스몰 기지국으로 전송할 수도 있고, 상기 RRC 연결 재구성 메시지의 수신과 관계없이 바로 상기 지시자를 스몰 기지국으로 전송할 수도 있다.
도 10은 본 발명에 따른 이중 연결성이 지원되는 무선 통신 시스템에서 무선 링크 제어를 수행하는 단말, 매크로 기지국 및 스몰 기지국의 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 단말(1000)은 매크로 기지국(1030) 및 스몰 기지국(1060)과 이중 연결성이 구성될 수 있다. 단말(1000)은 단말 수신부(1005), 단말 전송부(1010) 및 단말 프로세서(1020)를 포함한다. 단말 프로세서(1020)는 상술한 바와 같은 본 발명의 특징이 구현되도록 필요한 기능과 제어를 수행한다.
단말 프로세서(1020)는 RLF 검출을 수행한다. 일 예로, 단말 프로세서(1020)는 무선 링크 모니터링을 통하여 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다. 다른 예로, RLC PDU 재전송 카운트를 통하여 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있다.이 경우 단말 프로세서(1020)는 매크로 셀에 대한 무선 링크와 스몰 셀에 대한 무선 링크를 구분하여 RLF 검출을 수행할 수 있다. 즉, 단말 프로세서(1020)는 매크로 셀 무선 링크 모니터링을 통하여 매크로 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있고, 매크로 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 통하여 매크로 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수도 있다. 또한, 단말 프로세서(1020)는 스몰 셀 무선 링크 모니터링을 통하여 스몰 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수 있고, 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 통하여 스몰 셀 RLF 상황이 발생하였는지 판단할 수도 있다.
단말 프로세서(1020)는 상기 매크로 셀 RLF가 검출된 경우, RLF를 선언하고, RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다.
단말 프로세서(1020)는 상기 스몰 셀 RLF가 검출된 경우, 상기 스몰 셀에 대한 상향링크 전송을 중단할 수 있다. 이 경우 단말 프로세서(1020)는 단말 전송부(1010)에서 수행되는 PUSCH, PUCCH, SRS 등의 상향링크 전송을 중단할 수 있다. 또한, 단말 프로세서(1020)는 상기 스몰 셀 RLF가 검출된 경우 상기 스몰 셀을 비활성화할 수 있다. 이 경우 단말 프로세서(1020)는 단말 수신부(1005)가 매크로 기지국(1030) 또는 스몰 기지국(1060)으로부터 비활성화 지시자를 수신하지 않은 경우에도 자체적으로 단말 단에서 상기 스몰 셀(즉, 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀)을 비활성화 할 수 있다. 또한, 단말 프로세서(1020)는 상기 스몰 셀 RLF가 검출된 경우 RLF를 선언하지 않고 무시할 수 있다. 또한, 단말 프로세서(1020)는 상기 스몰 셀 RLF가 검출된 경우 스몰 셀 RLF 지시자를 생성한다. 상기 스몰 셀 RLF 지시자는 스몰 셀 무선링크에서 RLF 상황이 발생하였음을 나타내는 정보이다.
단말 전송부(1010)는 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 매크로 기지국(1030)으로 전송한다.
단말 수신부(1005)는 매크로 기지국(1030)으로부터 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한다. 단말 프로세서(1020)는 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 기반으로 단말 단에서 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거구성하는 RRC 관련 파라미터를 재구성할 수 있다. 이 경우, 단말 프로세서(1020)는 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 생성하여 단말 전송부(1010)를 통하여 매크로 기지국(1030)으로 전송할 수 있다.
한편, 단말 수신부(1005)는 매크로 기지국(1030)으로부터 무선 링크 모니터링 셋(set)을 수신할 수 있다. 단말 수신부(1005)는 상기 무선 링크 모니터링 셋을 RRC 전용(dedicated) 메시지를 통하여 수신할 수 있다. 상기 무선 링크 모니터링 셋은 매크로 셀 무선 링크 정보 및 적어도 하나의 스몰 셀 무선 링크 정보를 포함할 수 있다. 단말 프로세서(1020)는 상기 무선 링크 모니터링 셋을 기반으로 매크로 셀 무선 링크 모니터링 및 스몰 셀 무선 링크 모니터링을 수행할 수 있다. 단말 프로세서(1020)는 상기 무선 링크 모니터링 셋과 관계 없이 매크로 셀 무선 링크 모니터링 및 스몰 셀 무선 링크 모니터링을 수행할 수도 있다.
매크로 기지국(1030)은 매크로 전송부(1035), 매크로 수신부(1040), 및 매크로 프로세서(1050)을 포함한다.
매크로 수신부(1040)는 단말로부터 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 수신한다.
매크로 프로세서(1050)는 상기 스몰 셀 RLF 지시자를 기반으로 상기 스몰 셀에 대한 단말(1000)의 부서빙셀을 제거구성할 수 있다. 이 경우 매크로 프로세서(1050)는 단말(1000) 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거구성하기 위하여 매크로 기지국 단에서 RRC 관련 파라미터 재구성을 수행하고, 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 생성한다.
매크로 전송부(1035)는 상기 RRC 연결 재구성 메시지를 단말(1000)로 전송한다. 매크로 수신부(1040)는 상기 RRC 연결 재구성 메시지에 대응하는 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 단말(1000)로부터 수신할 수 있다.
또한, 매크로 프로세서(1050)는 단말(1000)에 대한 셀 구성을 제거하도록 지시하는 지시자를 생성하고, 매크로 전송부(1035)를 통하여 스몰 기지국(1060)으로 전송한다.
또한, 매크로 프로세서(1050)는 상기 무선 링크 모니터링 셋을 생성하고, 매크로 전송부(1035)를 통하여 단말(1000)로 전송할 수 있다.
스몰 기지국(1360)은 스몰 수신부(1365) 및 스몰 프로세서(1370)을 포함한다.
스몰 수신부(1365)는 단말(1000)에 대한 셀 구성을 제거하도록 지시하는 상기 지시자를 매크로 기지국(1030)으로부터 수신한다.
스몰 프로세서(1365)는 상기 지시자를 기반으로 스몰 기지국(1360) 단에서 단말(1000)에 대한 구성을 제거한다. 즉, 스몰 프로세서(1365)는 단말(1000)에 대한 컨텍스트 정보를 삭제한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크(radio link) 제어를 수행하는 단말로서,
    매크로 기지국에서 제공하는 매크로 셀에 대한 무선링크실패(Radio Resource Failure: RLF) 검출과 별도로, 스몰 기지국에서 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF를 검출하고, 상기 스몰 셀에 대한 RLF가 발생하였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자(indication)을 생성하는 프로세서; 및
    상기 스몰 셀 RLF 지시자를 무선 자원 제어(Radio Resource Control: RRC) 연결된 매크로 기지국으로 전송하는 전송부를 포함하되,
    상기 스몰 셀 RLF 지시자는 셀 ID(identifier)를 포함하고, 상기 단말은 상기 스몰 셀에 대한 RLF에 기반하여 PUSCH(Physical uplink shared channel), PUCCH(Physical uplink control channel), 및 SRS(Sounding reference signal)를 상기 스몰 셀에 상향링크 전송하는 것을 중단하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 매크로 기지국으로부터 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성(de-configuration) 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하는 수신부를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 기반으로 상기 단말 단에서 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거구성함을 특징으로 하는, 단말.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 스몰 셀에 대한 무선 링크 모니터링(monitoring)을 통하여 상기 스몰 셀에 대한 RLF를 검출함을 특징으로 하는, 단말.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 매크로 기지국으로부터 상기 매크로 셀에 대한 무선 링크 정보와 상기 스몰 셀에 대한 무선 링크 정보를 포함하는 무선 링크 모니터링 셋(set)을 수신하는 수신부를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 무선 링크 모니터링 셋을 기반으로 상기 스몰 셀에 대한 RLF를 검출함을 특징으로 하는, 단말.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 기반으로 스몰 셀에 대한 RLF를 검출함을 특징으로 하는, 단말.
  6. 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선링크 제어를 수행하는 매크로 기지국으로,
    스몰 기지국에서 단말로 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF가 발생하였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자를 상기 단말로부터 수신하는 수신부;
    상기 스몰 셀 RLF 지시자를 기반으로, 상기 스몰 셀에 대한 상기 단말의 부서빙셀을 제거구성하고, 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 생성하는 프로세서; 및
    상기 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 단말로 전송하는 전송부를 포함하되, 상기 스몰 셀 RLF 지시자는 셀 ID(identifier)를 포함하고, 상기 단말은 상기 스몰 셀에 대한 RLF에 기반하여 PUSCH(Physical uplink shared channel), PUCCH(Physical uplink control channel), 및 SRS(Sounding reference signal)를 상기 스몰 셀에 상향링크 전송하는 것을 중단하는 것을 특징으로 하는, 매크로 기지국.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 스몰 기지국이 상기 단말에 대한 상기 스몰 셀의 상기 부서빙셀 구성을 제거하도록 지시하는 지시자를 생성하고,
    상기 전송부는 상기 지시자를 상기 스몰 기지국으로 전송함을 특징으로 하는, 매크로 기지국.
  8. 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 무선링크 제어 방법으로,
    매크로 기지국에서 제공하는 매크로 셀에 대한 RLF 검출과 별도로, 스몰 기지국에서 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF를 검출하는 단계;
    상기 스몰 셀에 대한 RLF가 검출된 경우, 상기 스몰 셀에 대한 RLF가 발생였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자을 생성하는 단계; 및
    상기 스몰 셀 RLF 지시자를 RRC 연결된 매크로 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 스몰 셀 RLF 지시자는 셀 ID(identifier)를 포함하고, 상기 단말은 상기 스몰 셀에 대한 RLF에 기반하여 PUSCH(Physical uplink share channel), PUCCH(Physical uplink control channel), 및 SRS(Sounding reference signal)를 상기 스몰 셀에 상향링크 전송하는 것을 중단하는 것을 특징으로 하는, 무선링크 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 매크로 기지국으로부터 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 기반으로 상기 단말 단에서 상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀을 제거구성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 무선링크 제어 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 스몰 셀에 대한 RLF 검출은 상기 스몰 셀에 대한 무선 링크 모니터링을 기반으로 수행됨을 특징으로 하는, 무선링크 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 매크로 기지국으로부터 상기 매크로 셀에 대한 무선 링크 정보와 상기 스몰 셀에 대한 무선 링크 정보를 포함하는 무선 링크 모니터링 셋을 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 스몰 셀에 대한 무선 링크 모니터링은 상기 무선 링크 모니터링 셋을 기반으로 수행됨을 특징으로 하는, 무선링크 제어 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 스몰 셀에 대한 RLF 검출은 상기 스몰 셀에 대한 RLC PDU 재전송 카운트를 기반으로 수행됨을 특징으로 하는, 무선링크 제어 방법.
  13. 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 매크로 기지국에 의한 무선링크 제어 방법으로,
    스몰 기지국에서 단말로 제공하는 스몰 셀에 대한 RLF가 발생하였음을 지시하는 스몰 셀 RLF 지시자를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 스몰 셀 RLF 지시자를 기반으로, 상기 스몰 셀에 대한 상기 단말의 부서빙셀을 제거구성하는 단계;
    상기 스몰 셀에 대한 부서빙셀 제거구성 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 스몰 셀 RLF 지시자는 셀 ID(identifier)를 포함하고, 상기 단말은 상기 스몰 셀에 대한 RLF에 기반하여 PUSCH(Physical uplink shared channel), PUCCH(Physical uplink control channel), 및 SRS(Sounding reference signal)를 상기 스몰 셀에 상향링크 전송하는 것을 중단하는 것을 특징으로 하는, 무선링크 제어 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 스몰 기지국이 상기 단말에 대한 상기 스몰 셀의 상기 부서빙셀 구성을 제거하도록 지시하는 지시자를 생성하는 단계; 및
    상기 지시자를 상기 스몰 기지국으로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 무선링크 제어 방법.
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