KR102055921B1 - 기지국 장치 및 통신 시스템 - Google Patents

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KR102055921B1
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Abstract

기지국 장치 및 통신 시스템이 제공된다. 이 장치는 듀얼 커넥티비티(Dual Connectivity)에서 베어러 분할(Bearer Split)을 지원하는 기지국 장치로서, 사용자 평면(user-plane) 데이터 및 상기 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 제어 평면(control-plane) 데이터를 단말과 송수신하는 제1 인터페이스부, 코어 시스템에 연결되어 상기 단말에 대한 제어 및 서비스를 수행하는 마스터 기지국과 연결되고, 상기 마스터 기지국과 기지국간 인터페이스를 처리하는 제2 인터페이스부, 그리고 상기 단말 및 상기 마스터 기지국이 상기 제어 평면 데이터를 송수신하도록 상기 제1 인터페이스부 및 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 제어 평면 데이터를 상기 단말 및 상기 마스터 기지국으로 각각 라우팅하는 제어부를 포함한다.

Description

기지국 장치 및 통신 시스템{BASE STATION APPARATUS AND COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 기지국 장치 및 통신 시스템에 관한 것이다.
스몰셀간 핸드오버시 호 처리 부하를 줄이고, 사용자에게 제공 가능한 속도를 높이기 위해서 듀얼 커넥티비티(Dual Connectivity)가 제안되었다.
듀얼 커넥티비티에서 단말은 매크로 셀(Macro Cell)에 캠핑(Camping)하며, 제어 역할 및 트래픽 분배 기능은 매크로 셀에서 수행한다.
이때, 스몰 셀(Small Cell)의 일부 기능은 불필요할 수 있으며, 이러할 경우 새로운 기지국 정의 및 이에 따른 매크로 셀과 스몰 셀 간에 통신 기능이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 데이터 베어러를 매크로 셀과 스몰 셀 간에 분리하여 전송하는 베어러 분할(Bearer Split)을 제공하는 듀얼 커넥티비티에 최적화된 기지국 장치 및 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 기지국 장치는 듀얼 커넥티비티(Dual Connectivity)에서 베어러 분할(Bearer Split)을 지원하는 기지국 장치로서, 사용자 평면(user-plane) 데이터 및 상기 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 제어 평면(control-plane) 데이터를 단말과 송수신하는 제1 인터페이스부, 코어 시스템에 연결되어 상기 단말에 대한 제어 및 서비스를 수행하는 마스터 기지국과 연결되고, 상기 마스터 기지국과 기지국간 인터페이스를 처리하는 제2 인터페이스부, 그리고 상기 단말 및 상기 마스터 기지국이 상기 제어 평면 데이터를 송수신하도록 상기 제1 인터페이스부 및 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 제어 평면 데이터를 상기 단말 및 상기 마스터 기지국으로 각각 라우팅하는 제어부를 포함한다.
상기 제1 인터페이스부는,
제어 평면 프로토콜인 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 계층을 포함하지 않고,
사용자 평면 프로토콜 중에서 패킷데이터컨버전스프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP) 계층을 제외한 무선링크제어(Radio Link Control, RLC) 계층, 매체접속제어(medium Access Control, MAC) 계층 및 물리(Physical, PHY) 계층을 포함하며,
상기 제2 인터페이스부는,
기지국간 X2 사용자 평면 인터페이스 프로토콜 스택 및 기지국간 제어 평면 시그널링을 수행하는 X2 제어 평면 인터페이스 프로토콜 스택을 포함할 수 있다.
상기 X2 제어 평면 인터페이스 프로토콜 스택은,
최상위 계층에 위치하는 X2 어플리케이션 프로토콜(X2-AP) 계층을 포함하고
상기 제어부는,
상기 무선링크제어 계층을 통해 상기 단말로부터 수신되는 무선 자원 제어(RRC) 메시지를 상기 X2 어플리케이션 프로토콜 게층을 통해 상기 마스터 기지국으로 전달할 수 있다.
상기 제어부는,
상기 마스터 기지국으로부터 기지국 성능 조회를 수신하여 기지국 성능 정보를 전송할 수 있다.
상기 기지국 성능 정보는 상기 제1 인터페이스부의 사용자 평면 프로토콜에서 지원 가능한 데이터 전송 방식을 포함하고,
상기 데이터 전송 방식은,
매체접속제어 프로토콜 계층에서 반고정 스케쥴링(Semi Persistent Scheduling, SPS) 지원 여부 또는 물리 계층에서 지원 가능한 송신 모드 및 안테나 구성을 포함하는 옵션 사항을 포함할 수 있다.
상기 제어 평면 데이터는 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지 및 컨텍스트를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 마스터 기지국으로부터 수신한 상기 컨텍스트를 이용하여 해석한 상기 무선 자원 제어 메시지에 따라 상기 제1 인터페이스부의 사용자 평면 프로토콜을 구동할 수 있다.
상기 제어 평면 데이터는 상기 단말과의 통화 호 설정(Call Setup) 절차를 개시하기 위한 초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE) 및 기지국 추가 요청 메시지를 포함하고,
상기 제어부는,
비접속 계층(Non Access Stratum, NAS) 메시지가 포함된 상기 초기 단말 메시지를 상기 마스터 기지국으로 전송하여 기지국 추가 요청 메시지를 수신하고, 상기 기지국 추가 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 마스터 기지국으로 전송하며,
상기 비접속 계층 메시지는 상기 마스터 기지국에 의해 코어 시스템으로 전달될 수 있다.
상기 마스터 기지국보다 상대적으로 협소한 커버리지를 제공하며, 상기 듀얼 커넥티비티에서 상기 단말에게 보조적인 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 기지국 장치는 코어 시스템과 연결되고, 듀얼 커넥티비티(Dual Connectivity)에서 동작하는 단말에 대한 제어 및 서비스를 수행하는 기지국 장치로서, 상기 단말에 대한 보조적인 서비스를 제공하는 보조 기지국과 기지국간 X2 인터페이스를 처리하는 제1 인터페이스부, 상기 코어 시스템과 S1 인터페이스를 처리하는 제2 인터페이스부, 그리고 상기 제1 인터페이스부를 통해 상기 보조 기지국과 기지국 성능 정보, 컨텍스트 및 호 처리 메시지를 송수신하고, 상기 호 처리 메시지를 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 코어 시스템과 송수신하여, 상기 보조 기지국에만 접속된 상기 단말에 대한 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는,
상기 X2 인터페이스에 설정된 상기 단말의 식별자와, 상기 S1 인터페이스에 설정된 상기 단말의 식별자가 맵핑된 테이블을 관리하고, 상기 테이블을 토대로 상기 제1 인터페이스부를 통해 수신된 호 처리 메시지를 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 코어 시스템으로 전달하며, 상기 코어 시스템으로부터 수신되는 호 처리 메시지를 상기 제1 인터페이스부를 통해 해당 단말로 전송할 수 있다.
상기 호 처리 메시지는 상기 단말과의 통화 호 설정(Call Setup) 절차를 개시하기 위한 초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE)를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 인터페이스부를 통해 상기 초기 단말 메시지가 수신되면, 상기 초기 단말 메시지에 포함된 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS) 메시지를 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 코어 시스템으로 전달할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 통신 시스템은 코어 시스템과 연결되어 단말에 대한 제어 및 서비스를 제공하는 중앙 장치(Central Unit), 그리고 상기 중앙 장치와 기지국간 인터페이스를 통해 연결되고, 상기 단말과 사용자 평면 인터페이스를 통해 연결되는 적어도 하나의 접속 장치(Access Unit)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 접속 장치는,
제어 평면 프로토콜인 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 계층을 포함하지 않고, 사용자 평면 프로토콜 중에서 패킷데이터컨버전스프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP) 계층을 제외한 무선링크제어(Radio Link Control, RLC) 계층, 매체접속제어(medium Access Control, MAC) 계층 및 물리(Physical, PHY) 계층을 포함하며, 기지국간 X2 사용자 평면 인터페이스 프로토콜 스택 및 기지국간 제어 평면 시그널링을 수행하는 X2 제어 평면 인터페이스 프로토콜 스택을 포함한다.
상기 중앙 장치는, 제1 커버리지를 제공하고,
상기 적어도 하나의 접속 장치는, 상기 제1 커버리지보다 상대적으로 협소한 제2 커버리지를 제공할 수 있다.
상기 적어도 하나의 접속 장치는,
상기 중앙 장치와 상기 단말 사이에서 무선 자원 제어(RRC) 메시지를 라우팅할 수 있다.
상기 적어도 하나의 접속 장치는 상기 중앙 장치의 요청에 따라 성능 정보를 제공하고,
상기 중앙 장치는 상기 성능 정보를 통해 상기 접속 장치의 무선링크제어 계층, 매체접속제어 계층 및 물리 계층의 기능을 확인하여 상기 단말과 무선 자원 제어 시그널링 설정시 이용할 수 있다.
상기 적어도 하나의 접속 장치는,
상기 중앙 장치로부터 수신한 컨텍스트를 통해 무선 자원 제어(RRC) 메시지를 해석하고, 상기 해석에 따라 상기 사용자 평면 프로토콜을 구동할 수 있다.
상기 적어도 하나의 접속 장치는,
초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE)를 통해 상기 단말의 호 접속 시도에 따른 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS) 메시지를 상기 중앙 장치로 전달하고,
상기 중앙 장치는,
상기 비접속 계층 메시지를 상기 코어 시스템으로 전달할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 듀얼 커넥티비티에서 베어러 분할을 사용하는 경우 사용되지 않는 프로토콜을 제외하고 필수 프로토콜만 포함되도록 스몰 셀 기지국을 구현함으로써, 기지국 장치를 간소화시킬 수 있다.
또한, 코어 시스템에 연결된 마스터 기지국과 단말 간에 라우팅 기능을 수행함으로써, 단말이 마스터 기지국의 셀 커버리지를 벗어나는 경우에도 단말이 마스터 기지국으로부터 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.
또한, 중앙 장치(CU, Central Unit) 및 복수의 접속 장치(AU, Access Unit)를 포함하는 망 접속 구조에서 접속 장치의 구성을 간소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 커넥티비티에서 베어러 분할을 지원하는 경우의 기지국 별 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 기지국(LeNB)의 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간, 제1 기지국과 단말 간 동작을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간 통신 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간 통신 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간 통신 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은, 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 소형 기지국, 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, BS, ABS, HR-BS, 소형 기지국, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 커넥티비티(Dual Connectivity)에서 베어러 분할을 지원하는 경우의 기지국 별 프로토콜 스택을 나타내며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 기지국(LeNB)의 프로토콜 스택을 나타내고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간, 제1 기지국과 단말 간 동작을 나타내며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 다수의 밀집된 소형 셀(Small Cell)들(1)과 매크로 셀(Macro Cell)(2)이 중첩되어 배치된 네트워크 구조를 갖는다. 이때, 단말(300)의 성능을 향상시키기 위해서 소형 셀(1)과 매크로 셀(2)은 밀접한 협력을 통해서 동작한다. 이와 같이 중첩된 네트워크 환경에서 제1 기지국(100)은 소형 셀(1)을 운용하고 단말(300)에 대한 보조적인 서비스를 제공하는 보조 기지국이라 할 수 있다. 그리고 제2 기지국(200)은 매크로 셀(2)을 운용하고 단말(300)에 대한 제어 및 서비스를 주로 수행하는 마스터 기지국이라 할 수 있다.
듀얼 커넥티비티에서는 단말(300)이 제1 기지국(100) 및 제2 기지국(200)에 이중으로 연결될 수 있어 소형 셀(1)간 핸드오버시 호 처리 부하를 줄이고, 사용자에게 제공 가능한 속도를 높일 수 있다. 이때, 단말(300)은 매크로 셀(2)에 캠핑(Camping)하며, 제어 역할 및 트래픽 분배 기능은 매크로 셀(2)에서 수행한다.
이러한 듀얼 커넥티비티에서 베어러 분할(bearer split) 기능을 지원할 경우, 소형 셀(1)의 일부 기능은 불필요할 수 있으며, 이러할 경우 새로운 기지국 정의 및 이에 따른 소형 셀(1)과 매크로 셀(2) 간의 통신 기능이 필요하다.
도 2를 참조하면, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200)의 프로토콜 스택은 동일하게 정의된다. 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200) 간의 밀접한 협력을 위해 사용되는 인터페이스를 X2-C/X2-U 인터페이스라 한다. 제1 기지국(100)과 코어 시스템, 또는 제2 기지국(200)과 코어 시스템간의 연동은 S1-MME 인터페이스 및 S1-U 인터페이스를 통해 이루어진다. 그리고 제1 기지국(100)과 단말(300), 제2 기지국(200)과 단말(300) 간의 연동은 Uu 인터페이스를 통해 이루어진다.
여기서, Uu 인터페이스는 Uu 인터페이스는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 계열의 무선 통신 시스템(UMTS, LTE, LTE-Advanced 등)에서 정의한 계층들을 포함하는데, 제어 평면 프로토콜로 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 계층을 포함하고, 사용자 평면 프로토콜로 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP) 계층, 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC) 계층, 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC) 계층 및 물리(PHY) 계층을 포함한다.
S1-MME는 제어 평면 프로토콜로서, L1 계층, L2 계층, IP 계층, 스트림제어전송프로토콜(Stream Control Transmission Protocol, SCTP) 계층 및 S1-어플리케이션 프로토콜(Application Protocol, AP) 계층을 포함한다.
S1-U는 사용자 평면 프로토콜로서, L1 계층, L2 계층, IP 계층, 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol, UDP) 계층 및 범용 패킷 무선 서비스 터널링 프로토콜-사용자 플레인(GPRS Tunneling Protocol-User plane, GTP-U) 계층을 포함한다.
X2-C(Control plane)는 제어 평면 프로토콜로서, L1 계층, L2 계층, IP 계층, SCTP 계층 및 X2-AP 계층을 포함한다.
X2-U(User plane)는 사용자 평면 프로토콜로서, L1 계층, L2 계층, IP 계층, UDP 계층 및 GTP-U 계층을 포함한다.
이때, 베어러 분할을 지원하는 경우, 소형 셀(1)을 운용하는 제1 기지국(100)에서는 S1 인터페이스는 사용되지 않는다. 그리고 Uu 인터페이스 중에서도 RRC 계층 및 PDCP 계층은 사용되지 않는다.
따라서, 도 3과 같이, 제1 기지국(100)은 Uu 인터페이스 중에서 RRC 계층 및 PDCP 계층을 제외한 나머지 계층, 즉, PHY 계층, MAC 계층 및 RLC 계층만 포함하고, X2-C/X2-U 인터페이스만 포함하도록 구현될 수 있다. 이렇게 구현된 기지국은 듀얼 커넥티비티에서 베어러 분할 기능에 최적화된 기지국으로서, 간소화된 기지국(Light eNB, LeNB)이라 할 수 있다.
간소화된 기지국(LeNB), 즉 제1 기지국(100)은 도 4와 같이, 단말(300)과 Uu 인터페이스를 통해 연동하고, X2-U 인터페이스를 통해 제2 기지국(200)과 연동한다. 이때, 제1 기지국(100)은 RRC 계층 및 PDCP 계층의 기능을 제공하지 않고, S1 인터페이스가 없으므로, 이러한 기능은 제2 기지국(200)을 통해 제공받는다.
또한, 단말(300)은 제2 기지국(200)의 커버리지 밖에 위치할 수 있고, 이런 경우, 제1 기지국(100)에만 단독으로 접속하는 상황이 발생할 수도 있다. 이때에도 제1 기지국(100)은 제2 기지국(200)을 통해 단말(300)에게 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 경우, 제1 기지국(100)은 제2 기지국(200)과 단말(300) 사이에서 호 처리 메시지, 예를 들면, RRC 메시지를 라우팅하는 기능을 수행한다.
제1 기지국(100)의 세부 구성에 대해 살펴보면, 도 5와 같다.
도 5를 참조하면, 제1 기지국(100)은 제1 인터페이스부(101), 제2 인터페이스부(103) 및 제어부(105)를 포함한다.
제1 인터페이스부(101)는 Uu 인터페이스를 통해 단말(300)과 연결되고, Uu 인터페이스는 도 3에서 설명한 바와 같이, PHY 계층, MAC 계층 및 RLC 계층만 포함한다.
제1 인터페이스부(101)는 Uu 인터페이스를 통해 사용자 평면(user-plane) 데이터 및 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 제어 평면(control-plane) 데이터를 단말(300)과 송수신한다.
제2 인터페이스부(103)는 기지국간 인터페이스를 처리하는데, X2 인터페이스를 통해 제2 기지국(200)과 연결된다. 이때, X2 인터페이스는 도 3에서 설명한 바와 같이, X2-C 인터페이스 및 X2-U 인터페이스를 포함한다. X2-C 인터페이스는 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200) 간에 제어 메시지들을 송수신하는 경로를 제공한다. X2-U 인터페이스는 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
이때, 제2 기지국(200)은 S1 인터페이스를 통하여 코어 시스템(400)과 연결된다. S1 인터페이스는 도 2에서 설명한 바와 같이, S1-MME 인터페이스 및 S1-U 인터페이스를 통해 연결된다.
여기서, 코어 시스템은 EPC(Evolved Packet Core)로서, MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway) 및 P-GW(Packet data network-Gateway)를 포함한다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이며, P-GW는 PDN(Packet Data Network)을 종단점으로 갖는 게이트웨이다.
제2 기지국(200)은 S1-MME를 통해 MME와 연결되고, S1-U를 통해 S-GW와 연결된다. 제2 기지국(200)은 MME와 S1-MME 인터페이스를 통해 단말(300)의 콘텍스트(context) 정보 및 단말(300)의 이동성을 지원하기 위한 정보를 주고받는다. 또한, S1-U 인터페이스를 통해 S-GW와 각 단말(300)에 서비스할 데이터를 주고 받는다.
제어부(105)는 제어 평면 데이터가 단말(300) 및 제2 기지국(200) 간에 송수신되도록 제1 인터페이스부(101) 및 제2 인터페이스부(103)를 통해 제어 평면 데이터를 라우팅한다.
여기서, 제어 평면 데이터는 RRC 메시지, 초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE), 기지국 추가 요청 메시지, 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS) 메시지 등 호 처리 관련 메시지 등과 제어에 관련된 데이터 또는 제어 메시지들을 포함한다. 사용자 평면 데이터는 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등을 포함한다.
제어부(105)는 RLC 계층을 통해 단말(300)로부터 수신되는 무선 자원 제어(RRC) 메시지를 X2-AP 계층을 통해 제2 기지국(200)으로 전달한다.
제어부(105)는 제2 기지국(200)과 기지국 성능(Capability) 교환, 컨텍스트(Context) 교환 및 초기 호 처리 과정을 수행한다. 이러한 과정에 대해 도 6, 7, 8을 참고하여 각각 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간 통신 방법을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200) 간에 기지국 성능 기능을 교환하는 과정을 나타낸다. 이러한 과정이 필요한 이유는 제2 기지국(200)에서 제1 기지국(100)이 제공할 수 있는 RLC 계층, MAC 계층 및 PHY 게층에서 지원 가능한 데이터 전송 방식 등을 알아야 하고, 각 계층의 해당 기능에 따라서 RRC 메시지를 단말(300)과 시그널링(Signaling) 할 수 있기 때문이다.
이때, 기지국 성능 기능 또는 기지국 성능 정보는 MAC 계층에서 SPS(Semi Persistent Scheduling) 지원 여부, PHY 계층에서 지원 가능한 전송 모드(Transmission Mode) 및 안테나 구성 등의 옵션(Option) 사항 들을 포함하고, 이러한 성능 정보를 제2 기지국(200)에게 보고해야 한다.
제2 기지국(200)이 제1 기지국(100)에게 기지국 성능 조회(LeNB Capability Enquiry)를 전송한다(S101).
제1 기지국(100)의 제어부(105)는 Uu 인터페이스의 각 계층의 기능을 확인하여 기지국 성능 정보(LeNB Capability Information)를 제2 기지국(200)에게 전송한다(S103).
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간 통신 방법을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200) 간에 컨텍스트 교환 과정을 나타낸다.
제2 기지국(200)이 제1 기지국(100)에게 컨텍스트를 전송한다(S201). 그러면, 제1 기지국(100)의 제어부(105)가 컨텍스트 전송 응답(S203)을 전송한다.
제1 기지국(100)의 제어부(105)는 수신한 컨텍스트를 통해 RRC 메시지를 해석(Decoding)하고(S205), 해석에 따라 RRC 메시지에 정의된 사항에 따른 Uu 인터페이스, 즉, RLC 계층, MAC 계층 및 PHY 계층의 기능을 실행한다(S207).
이처럼, 제2 기지국(200)에서 설정된 정보, 예를들면, 암호화 키 값등이 제1 기지국(100)에게 전송되어야 제1 기지국(100)은 해당 값들을 이용하여 암호화 해제가 가능하므로, 제2 기지국(200)은 제1 기지국(100)에게 컨텍스트를 제공한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 기지국과 제2 기지국간 통신 방법을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제1 기지국(100)에만 접속되어 있는 단말(300)이 호 접속을 시도하면, 제1 기지국(100)의 제어부(105)는 단말(300)과의 통화 호 설정(Call Setup) 절차를 개시하기 위한 초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE)를 제2 기지국(200)으로 전송한다(S301). 이때, 초기 단말 메시지는 비접속 계층(NAS) 메시지를 포함한다.
제2 기지국(200)은 기지국 추가 요청(ADDITION REQUEST) 메시지를 제1 기지국(100)으로 전송(S303)하여 기지국 추가 응답(ADDITION REQUEST ACKNOWLEDGE)을 수신한다(S305).
제2 기지국(200)은 S301 단계에서 수신한 NAS 메시지를 S1-MME를 통해 코어 시스템(400)으로 전달한다(S307).
이때, 제2 기지국(200)은 X2 인터페이스를 통해 설정된 단말 ID와 S1 인터페이스에 설정된 단말 ID를 서로 맵핑한 맵핑 테이블(Mapping Table)을 관리한다. 그리고 맵핑 테이블을 통해 호가 발생된 셀의 위치를 알고, 각 호 처리 메시지의 라우팅을 수행한다. 즉, 맵핑 테이블을 토대로 제1 인터페이스부(101)를 통해 수신된 호 처리 메시지를 제2 인터페이스부(103)를 통해 코어 시스템(400)으로 전달하고, 코어 시스템(400)으로부터 수신되는 호 처리 메시지를 제1 인터페이스부(101)를 통해 해당 단말(300)로 전달할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도로서, 도 1~ 도 8을 통해 설명한 구성 및 동작이 구현되는 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국이 중앙 장치(Central Unit, CU)(500) 및 접속 장치(Access Unit, AU)(600)로 구성된다. 이때, 하나의 CU(500)에는 복수개의 AU(600)가 연결되어 있다. 그리고 각 AU(600)에서 전송되는 무선 신호들이 특정 영역(Area 1 ~ N)에 대한 이동통신 서비스를 제공한다.
여기서, CU(500)는 도 1 ~ 도 8에서 설명한 마스터 기지국으로 동작하는 제2 기지국(200)의 구성을 포함한다. 그리고 AU(600)는 보조 기지국으로 동작하는 제1 기지국(100)의 구성을 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 듀얼 커넥티비티(Dual Connectivity)에서 베어러 분할(Bearer Split)을 지원하고, 단말에 대한 보조적인 서비스를 제공하는 기지국 장치로서,
    사용자 평면(user-plane) 데이터 및 상기 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 제어 평면(control-plane) 데이터를 단말과 송수신하는 제1 인터페이스부,
    코어 시스템에 연결되어 상기 단말에 대한 제어 및 서비스를 수행하는 마스터 기지국과 연결되고, 상기 마스터 기지국과 기지국간 X2 인터페이스를 처리하는 제2 인터페이스부, 그리고
    상기 단말 및 상기 마스터 기지국이 상기 제어 평면 데이터를 송수신하도록 상기 제1 인터페이스부 및 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 제어 평면 데이터를 상기 단말 및 상기 마스터 기지국으로 각각 라우팅하고, 상기 제2 인터페이스부를 통하여 상기 마스터 기지국과 기지국 성능 정보, 컨텍스트 및 호 처리 메시지를 송수신하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 인터페이스부가 단말로부터 수신한 호 처리 메시지는,
    상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 마스터 기지국으로 전달되고 상기 마스터 기지국을 통해 상기 코어 시스템으로 전달되는, 기지국 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 인터페이스부는,
    제어 평면 프로토콜인 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 계층을 포함하지 않고,
    사용자 평면 프로토콜 중에서 패킷데이터컨버전스프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP) 계층을 제외한 무선링크제어(Radio Link Control, RLC) 계층, 매체접속제어(medium Access Control, MAC) 계층 및 물리(Physical, PHY) 계층을 포함하며,
    상기 제2 인터페이스부는,
    기지국간 X2 사용자 평면 인터페이스 프로토콜 스택 및 기지국간 제어 평면 시그널링을 수행하는 X2 제어 평면 인터페이스 프로토콜 스택을 포함하는 기지국 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 X2 제어 평면 인터페이스 프로토콜 스택은,
    최상위 계층에 위치하는 X2 어플리케이션 프로토콜(X2-AP) 계층을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 무선링크제어 계층을 통해 상기 단말로부터 수신되는 무선 자원 제어(RRC) 메시지를 상기 X2 어플리케이션 프로토콜 게층을 통해 상기 마스터 기지국으로 전달하는 기지국 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 기지국 성능 정보는 상기 제1 인터페이스부의 사용자 평면 프로토콜에서 지원 가능한 데이터 전송 방식을 포함하고,
    상기 데이터 전송 방식은,
    매체접속제어 프로토콜 계층에서 반고정 스케쥴링(Semi Persistent Scheduling, SPS) 지원 여부 또는 물리 계층에서 지원 가능한 송신 모드 및 안테나 구성을 포함하는 옵션 사항을 포함하는 기지국 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제어 평면 데이터는 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지 및 컨텍스트를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 마스터 기지국으로부터 수신한 상기 컨텍스트를 이용하여 해석한 상기 무선 자원 제어 메시지에 따라 상기 제1 인터페이스부의 사용자 평면 프로토콜을 구동하는 기지국 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제어 평면 데이터는 상기 단말과의 통화 호 설정(Call Setup) 절차를 개시하기 위한 초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE) 및 기지국 추가 요청 메시지를 포함하고,
    상기 제어부는,
    비접속 계층(Non Access Stratum, NAS) 메시지가 포함된 상기 초기 단말 메시지를 상기 마스터 기지국으로 전송하여 기지국 추가 요청 메시지를 수신하고, 상기 기지국 추가 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 마스터 기지국으로 전송하며,
    상기 비접속 계층 메시지는 상기 마스터 기지국에 의해 코어 시스템으로 전달되는 기지국 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 마스터 기지국보다 상대적으로 협소한 커버리지를 제공하며, 상기 듀얼 커넥티비티에서 상기 단말에게 보조적인 서비스를 제공하는 기지국 장치.
  9. 코어 시스템과 연결되고, 듀얼 커넥티비티(Dual Connectivity)에서 동작하는 단말에 대한 제어 및 서비스를 수행하는 기지국 장치로서,
    상기 단말에 대한 보조적인 서비스를 제공하는 보조 기지국과 기지국간 X2 인터페이스를 처리하는 제1 인터페이스부,
    상기 코어 시스템과 S1 인터페이스를 처리하는 제2 인터페이스부, 그리고
    상기 제1 인터페이스부를 통해 상기 보조 기지국과 기지국 성능 정보, 컨텍스트 및 호 처리 메시지를 송수신하고, 상기 호 처리 메시지를 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 코어 시스템과 송수신하여, 상기 보조 기지국에만 접속된 상기 단말에 대한 제어를 수행하는 제어부
    를 포함하는 기지국 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제어부는,
    상기 X2 인터페이스에 설정된 상기 단말의 식별자와, 상기 S1 인터페이스에 설정된 상기 단말의 식별자가 맵핑된 테이블을 관리하고, 상기 테이블을 토대로 상기 제1 인터페이스부를 통해 수신된 호 처리 메시지를 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 코어 시스템으로 전달하며, 상기 코어 시스템으로부터 수신되는 호 처리 메시지를 상기 제1 인터페이스부를 통해 해당 단말로 전송하는 기지국 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 호 처리 메시지는 상기 단말과의 통화 호 설정(Call Setup) 절차를 개시하기 위한 초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE)를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 인터페이스부를 통해 상기 초기 단말 메시지가 수신되면, 상기 초기 단말 메시지에 포함된 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS) 메시지를 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 코어 시스템으로 전달하는 기지국 장치.
  12. 코어 시스템과 연결되어 단말에 대한 제어 및 서비스를 제공하는 중앙 장치(Central Unit), 그리고
    상기 중앙 장치와 기지국간 X2 인터페이스를 통해 연결되고, 상기 단말과 사용자 평면 인터페이스를 통해 연결되며, 상기 단말에 대한 보조적인 서비스를 제공하는 적어도 하나의 접속 장치(Access Unit)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 접속 장치는,
    제어 평면 프로토콜인 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 계층을 포함하지 않고, 사용자 평면 프로토콜 중에서 패킷데이터컨버전스프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP) 계층을 제외한 무선링크제어(Radio Link Control, RLC) 계층, 매체접속제어(medium Access Control, MAC) 계층 및 물리(Physical, PHY) 계층을 포함하며,
    기지국간 X2 사용자 평면 인터페이스 프로토콜 스택 및 기지국간 제어 평면 시그널링을 수행하는 X2 제어 평면 인터페이스 프로토콜 스택을 포함하고,
    상기 중앙 장치와 상기 적어도 하나의 접속 장치는,
    상기 기지국간 X2 인터페이스를 통하여 기지국 성능 정보, 컨텍스트 및 호 처리 메시지를 교환하며,
    상기 적어도 하나의 접속 장치는,
    접속된 단말로부터 호 처리 메시지를 수신하여 상기 중앙 장치로 전달하고,
    상기 중앙 장치는,
    상기 적어도 하나의 접속 장치로부터 수신한 호 처리 메시지를 상기 코어 시스템으로 전달하고, 상기 단말에 대한 제어를 수행하는, 통신 시스템.
  13. 제12항에서,
    상기 중앙 장치는, 제1 커버리지를 제공하고,
    상기 적어도 하나의 접속 장치는, 상기 제1 커버리지보다 상대적으로 협소한 제2 커버리지를 제공하는 통신 시스템.
  14. 제12항에서,
    상기 적어도 하나의 접속 장치는,
    상기 중앙 장치와 상기 단말 사이에서 무선 자원 제어(RRC) 메시지를 라우팅하는 통신 시스템.
  15. 제12항에서,
    상기 적어도 하나의 접속 장치는 상기 중앙 장치의 요청에 따라 성능 정보를 제공하고,
    상기 중앙 장치는 상기 성능 정보를 통해 상기 접속 장치의 무선링크제어 계층, 매체접속제어 계층 및 물리 계층의 기능을 확인하여 상기 단말과 무선 자원 제어 시그널링 설정시 이용하는 통신 시스템.
  16. 제12항에서,
    상기 적어도 하나의 접속 장치는,
    상기 중앙 장치로부터 수신한 컨텍스트를 통해 무선 자원 제어(RRC) 메시지를 해석하고, 상기 해석에 따라 상기 사용자 평면 프로토콜을 구동하는 통신 시스템.
  17. 제12항에서,
    상기 적어도 하나의 접속 장치는,
    초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE)를 통해 상기 단말의 호 접속 시도에 따른 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS) 메시지를 상기 중앙 장치로 전달하고,
    상기 중앙 장치는,
    상기 비접속 계층 메시지를 상기 코어 시스템으로 전달하는 통신 시스템.
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