KR102155526B1 - 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러 관리 방법 및 장치 - Google Patents

빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러 관리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법으로, 특정 전자장치로 서비스 플로우를 제공하기 위한 서비스 플로우 설정 요청 메시지 수신 시 스케줄링 테이블에 저장된 상기 전자장치와 통신이 가능한 셀들의 무선 품질 및 셀 로드를 검사하는 단계; 상기 서비스 플로우를 둘 이상의 셀에 분할하여 베어러를 설정해야 하는 경우 각 셀에서 지원해야 할 전송속도를 포함한 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 각각의 셀로 전송하는 단계; 및 상기 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 전송한 모든 셀들로부터 무선 접속 베어러 설정 완료 메시지를 수신할 시 설정된 베어러를 통해 상기 서비스 플로우를 분할하여 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING BEARER IN A WIRELESS COMMUNICATION BASED BEAM-FORMING}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
스마트 폰을 비롯한 무선 인터넷 통신 기기의 급속한 보급에 따라 이동통신 데이터 수효가 연평균 약 50% ~ 200% 씩 급증하고 있다. 이와 같이 급증하는 이동통신 데이터 수효에 대응하기 위해 다양한 데이터 전송속도 향상 기술이 개발되고 있다. 데이터 전송속도를 높이는 여러 방법 중에서도 가장 확실한 한 방법은 더 넓은 주파수 대역을 사용하는 것인데, 현재 이동통신 시스템용으로 사용되고 있는 주파수에서 더 넓은 주파수 대역을 확보하기가 매우 어렵다는 문제가 있다. 이에 비해 28GHz, 38GHz 혹은 그 이상의 주파수 대역에서는 주파수 사용 빈도가 낮아서 수 백 MHz ~ 수 GHz 정도의 매우 넓은 주파수 대역을 쉽게 확보할 수 있다.
그런데, 무선통신 신호는 주파수가 높아질수록 신호 감쇠가 증가하는 문제가 있으며, 28GHz 혹은 그 이상의 초고주파는 신호 감쇠가 매우 커서 셀 크기 및 서비스 영역을 크게 제한하는 문제가 있다. 그 대신 주파수가 높아질수록 안테나의 크기가 작아지므로, 초고주파에서는 여러 개의 안테나 소자를 하나의 어레이(Array)로 통합하여 빔 포밍(Beamforming) 기술을 적용하기가 용이하며 빔 포밍을 통한 이득을 매우 크게 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러므로, 초고주파에서 넓은 주파수 대역을 사용하여 데이터 전송속도를 높이되, 초고주파 신호의 감쇠 문제를 빔 포밍 안테나를 사용하여 해결하는 기술을 미래 초고속 이동통신 시스템의 기술로 사용할 것으로 예상한다.
따라서 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 이용하는 전자장치로 둘 이상의 베어러를 할당할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 이용하는 전자장치로 할당된 서로 다른 베어러를 통해 데이터를 분리하여 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 이용하는 전자장치로 채널 상황에 적응적으로 베어러를 할당할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 이용하는 전자장치에 할당된 채널로 데이터를 적응적으로 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법으로, 특정 전자장치로 서비스 플로우를 제공하기 위한 서비스 플로우 설정 요청 메시지 수신 시 스케줄링 테이블에 저장된 상기 전자장치와 통신이 가능한 셀들의 무선 품질 및 셀 로드를 검사하는 단계; 상기 서비스 플로우를 둘 이상의 셀에 분할하여 베어러를 설정해야 하는 경우 각 셀에서 지원해야 할 전송속도를 포함한 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 각각의 셀로 전송하는 단계; 및 상기 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 전송한 모든 셀들로부터 무선 접속 베어러 설정 완료 메시지를 수신할 시 설정된 베어러를 통해 상기 서비스 플로우를 분할하여 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치로, 전자장치로 제공할 서비스 플로우를 제공하는 대응노드 및 상기 서비스 플로우로 제공 시 보장되어야 할 정보를 포함하는 제공하는 네트워크 통신부; 상기 서비스 플로우 데이터 및 상기 서비스 플로우의 설정 및 변경 요청 신호를 하위에 연결된 기지국들과 송수신하기 위한 기지국 통신부; 상기 기지국들로부터 수신된 스케줄링 정보 메시지를 저장하는 메모리; 및 상기 서비스 플로우로 제공 시 보장되어야 할 정보를 포함하는 서비스 플로우 설정 요청 메시지 수신 시 상기 메모리에 저장된 스케줄링 테이블을 검사하여 해당 전자장치와 통신이 가능한 셀들의 무선 품질 및 셀 로드를 검사하고, 상기 서비스 플로우를 둘 이상의 셀에 분할하여 베어러를 설정해야 하는 경우 각 셀에서 지원해야 할 전송속도를 포함한 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 각각의 셀로 전송하도록 제어하여 상기 해당 전자장치로 서비스 플로우를 제공하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치를 이용하면, 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 이용하는 전자장치로 둘 이상의 베어러를 할당할 수 있으며, 전자장치로 할당된 서로 다른 베어러를 통해 데이터를 분리하여 전송할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 이용하는 전자장치로 채널 상황에 적응적으로 베어러를 할당할 수 있으며, 할당된 채널로 데이터를 적응적으로 전송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다수의 어레이 안테나를 서로 다른 방향의 신호를 수신할 수 있도록 배치한 전자장치의 예시도,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따라 서로 다른 둘 이상의 빔 포밍 안테나를 갖는 전자장치가 최적의 기지국 선택 과정을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 본 발명에 따라 전자장치로 서로 다른 둘 이상의 베어러를 설정할 수 있는 셀룰러 이동통신 네트워크의 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단일 서비스 플로우를 서로 다른 베어러로 분할하여 설정하는 경우의 신호 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 데이터 전송속도에 기반하여 동적으로 베어러의 설정을 변경할 시 신호 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 데이터 전송속도에 기반하여 동적으로 베어러 설정의 변경 및 해제 시 신호 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 셀 부하수준에 기반하여 동적으로 베어러의 설정을 변경하는 경우의 신호 흐름도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 서비스 플로우의 설정이 요청될 시 최적 셀을 이용하여 복수의 베어러를 설정하기 위한 신호 흐름도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 데이터 서비스에 대해 복수의 베어러를 할당한 상태에서 베어러의 재배치가 필요할 시의 제어 흐름도,
도 10은 본 발명에 따라 서로 다른 셀 또는 기지국과 동시에 통신이 가능한 전자장치의 기능적 내부 블록 구성도,
도 11은 본 발명에 따라 서로 다른 둘 이상의 기지국과 베어러를 설정할 수 있는 전자장치에서 무선 베어러의 관리를 위한 제어 흐름도,
도 12는 본 발명에 따라 둘 이상의 기지국 또는 셀과 베어러를 설정할 수 있는 전자장치와 베어러를 할당할 수 있는 기지국의 내부 기능 블록 구성도,
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 전자장치와의 베어러 설정 및 관리 시의 제어 흐름도,
도 14는 본 발명에 따라 하나의 서비스 플로우를 서로 다른 셀을 통해 하나의 전자장치로 제공할 수 있는 게이트웨이의 내부 기능 블록 구성도,
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 게이트웨이에서 전자장치로 서비스 플로우를 제공하기 위한 베어러 관리 시의 제어 흐름도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 이하에 첨부된 본 발명의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명을 설명하기에 앞서 무선 통신 시스템에서 사용되는 빔 포밍(Beam forming) 안테나에 대하여 간략히 살펴보기로 하자.
빔 포밍 안테나는 한 순간에는 한 방향의 빔 신호를 송신 혹은 수신하고, 그 다음 순간에는 빔의 방향을 변경하거나 또는 동일한 방향의 빔을 송/수신한다. 그런데 빔 포밍 안테나의 물리적 특성으로 인해 하나의 빔 포밍 안테나가 형성할 수 있는 빔의 방향은 360도 전 방향이 아닌 일부 방향으로 제한되는 특성이 있다.
빔 포밍 안테나의 물리적 특성과 달리 무선 통신 시스템에 사용되는 전자장치는 모든 방향으로 신호를 송수신할 수 있어야 한다. 따라서 본 발명에 따른 전자장치에서는 복수의 빔 포밍 안테나를 서로 다른 방향을 향하도록 배치하여 360도 전 방향으로 신호를 송수신할 수 있도록 한다.
하나의 빔 포밍 어레이 안테나는 매우 많은 수의 안테나가 어레이를 형성한다. 따라서 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 하나의 빔 포밍 어레이 안테나에서 일부 어레이 안테나와 나머지 어레이 안테나를 각각 서로 다른 빔 포밍 어레이 안테나처럼 사용할 수도 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 하나의 빔 포밍 어레이 안테나를 셋 이상의 영역으로 구분하고, 각각 구분된 영역에 포함된 안테나들을 이용하여 서로 다른 빔 포밍 어레이 안테나로 사용할 수도 있다.
이처럼 하나의 빔 포밍 어레이 안테나에서 구분된 안테나들이 각각 빔 포밍 어레이 안테나로 동작할 수 있으므로, 각각 서로 다른 베어러에 할당하는 것 또한 가능하다. 뿐만 아니라 본 발명에서는 동일한 하나의 빔 포밍 어레이 안테나에 서로 다른 서비스 플로우를 제공하기 위해 서로 다른 베어러를 할당할 수도 있다. 이하의 설명에서는 본 발명에 따른 전자장치를 이해의 편의를 돕기 위해 복수의 빔 포밍 안테나를 서로 다른 방향을 향하도록 배치한 경우를 예로써 설명할 것이다. 하지만, 하나의 빔 포밍 어레이 안테나를 둘 이상으로 구분하고, 하나의 빔 포밍 어레이 안테나에서 구분된 안테나들을 각각 서로 다른 베어러에 할당하는 것이 가능하다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다수의 어레이 안테나를 서로 다른 방향의 신호를 수신할 수 있도록 배치한 전자장치의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 전자장치(100)는 서로 다른 위치에 4개의 빔 포밍 안테나들(110, 120, 130, 140)을 갖는 구성을 일 예로 도시하였다. 도 1에 도시한 전자장치(100)는 이동통신 단말의 형상을 갖고 있으나, 휴대정보단말(PDA)일 수도 있고, 태블릿 컴퓨터 또는 노트북, 개인용 컴퓨터(PC) 등 다양한 형태로 구성할 수 있다. 다만, 이하에서 설명하는 동작을 수행할 수 있는 전자장치라면 어떠한 이름으로 불리더라도 무방하며, 본 발명에 따른 전자장치는 이하의 동작을 수행할 수 있는 모든 전자장치 또는 단말을 포함할 수 있다.
전자장치(100)는 대체로 직사각형 구조를 갖는다. 따라서 도 1에서는 서로 다른 네 곳의 모서리에 서로 다른 빔 포밍이 가능한 어레이 안테나들(110, 120, 130, 140)을 배치한 형상으로 도시하였다. 빔 포밍 어레이 안테나는 형상적으로 다수의 안테나가 어레이를 구성하기 때문에 어레이 안테나로 불리기도 하며, 빔을 특정한 방향으로 형성하기 때문에 빔 포밍 안테나로 불리기도 하고, 두 가지 의미를 합쳐 빔 포밍 어레이 안테나라고 불리기도 한다. 따라서 이하의 설명에서 빔 포밍 안테나 또는 어레이 안테나 또는 빔 포밍 어레이 안테나는 모두 동일한 형태로 이해되어야 하며, 설명의 편의에 따라 이하의 설명에서는 빔 포밍 안테나로 총칭하여 사용하기로 한다.
도 1의 우측 상단에 위치한 제1빔 포밍 안테나(110)는 제1빔 포밍 안테나(110)의 위치에서 형성(froming)할 수 있는 서로 다른 다수의 방향으로 빔 포밍(111, 112, …, 11N)이 가능하다. 제1빔 포밍 안테나(110)와 동일하게 제2빔 포밍 안테나(120) 또한 제2빔 포밍 안테나(120)의 위치에서 형성(froming)할 수 있는 서로 다른 다수의 방향으로 빔 포밍(121, 122, …, 12N)이 가능하다. 이는 제3빔 포밍 안테나(130)와 제4빔 포밍 안테나(140) 또한 제1빔 포밍 안테나(110)와 동일하게 각각 서로 다른 다수의 방향으로 빔 포밍(131, 132, …, 13N, 141, 142, …, 14N)이 가능하다.
도 1에 도시한 바와 같이 서로 다른 2곳(위치) 이상에 서로 다른 빔 포밍 안테나를 갖도록 구성하는 경우 앞서 설명한 빔 포밍 안테나의 물리적 특성으로 인해 하나의 빔 포밍 안테나가 형성할 수 있는 빔의 방향은 360도 전 방향이 아닌 일부 방향으로 제한되는 특성을 보상할 수 있다.
이처럼 서로 다른 위치에 존재하는 둘 이상의 빔 포밍 안테나를 갖는 전자장치(100)는 통신이 이루어질 시 하나의 빔 포밍 안테나를 이용하여 빔을 송수신할 수도 있고, 서로 다른 둘 이상의 빔 포밍 안테나를 통해 동시에 각각 서로 다른 방향으로 빔을 송수신할 수 있다. 이때, 하나의 빔 포밍 안테나는 한 순간에 하나의 빔 방향으로만 신호를 송수신할 수 있다. 만일 특정한 시점에서 빔 포밍 안테나를 통해 특정 방향으로 신호를 송수신하는 경우 다음 시점 예컨대, 송수신에 필요한 주기 단위로 다른 방향으로 빔을 송수신하고자 하는 경우 빔 포밍 안테나는 이전까지 신호를 송수신하던 방향이 아닌 다른 방향으로 빔 포밍하여 신호를 송수신하게 된다.
도 1에 예시한 바와 같이 전자장치(100)의 특정 위치에 배치된 빔 포밍 안테나들은 송수신 가능한 빔의 방향이 제한됨을 알 수 있다. 예컨대, 전자장치(100)의 좌측 상단에 위치한 제1빔 포밍 안테나(110)가 형성할 수 있는 빔의 방향은 좌측 상단 방향으로 제한되며, 우측 상단에 위치한 제2빔 포밍 안테나(120)가 형성할 수 있는 빔의 방향은 우측 상단 방향으로 제한되고, 우측 하단에 위치한 제3빔 포밍 안테나(130)가 형성할 수 있는 빔의 방향은 우측 하단 방향으로 제한되며, 좌측 하단에 위치한 제4빔 포밍 안테나(140)가 형성할 수 있는 빔의 방향은 좌측 하단 방향으로 제한된다.
이처럼 빔이 형성되는 방향의 제한은 빔 포밍 안테나의 특성에 의한 것이기 때문에 전 방향으로 더 조밀한 형태의 빔을 송/수신하고자 하는 경우 보다 많은 수의 빔 포밍 안테나를 갖도록 전자장치(100)를 구성할 수 있으며, 보다 적은 방향의 빔 포밍만을 필요로 하는 경우 도 1에 예시한 빔 포밍 안테나보다 적은 수의 빔 포밍 안테나를 갖도록 전자장치(100)를 구성할 수도 있다.
이처럼 서로 다른 둘 이상의 빔 포밍 안테나를 갖는 전자장치(100)가 이동통신 네트워크의 기지국과 통신하는 경우 전자장치(100)는 최적의 빔을 사용할 수 있는 기지국을 찾아 해당하는 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따라 서로 다른 둘 이상의 빔 포밍 안테나를 갖는 전자장치가 최적의 기지국 선택 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
먼저 도 2a를 참조하면, 전자장치는 앞서 설명한 도 1의 전자장치(100)를 그대로 예시하였으며, 인접한 서로 다른 2개의 기지국들(210, 220)이 존재하는 형태로 도시하였다. 이하의 설명에서는 전자장치를 설명함에 있어 도 1에 예시한 전자장치(100)를 이용하여 설명하기로 한다.
전자장치(100)는 서로 다른 4개의 빔 포밍 안테나들(110, 120, 130, 140)을 갖는다. 따라서 전자장치(100)가 서로 다른 2개의 기지국들(210, 220)로부터 신호가 중첩되는 일반적인 핸드오버 영역 또는 핸드오버 영역에 근접한 지역에 위치하는 경우 전자장치(100)에 포함된 각각의 안테나들에서 측정한 신호의 세기 또는 신호의 품질은 각각 서로 다를 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에서는 설명의 편의를 위해 핸드오버 영역 또는 핸드오버 영역에 근접한 지역을 예로서 설명한다. 하지만, 미래형 초고속 통신이 가능한 형태에서 기지국의 범위가 현재의 셀룰라 시스템보다 좁아질 수 있다. 따라서 본 발명에서 설명하는 전자장치의 위치는 핸드오버 영역이 아닌 서로 다른 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있는 지역이면, 어떠한 위치라도 무방함에 유의해야 한다.
도 2a를 참조하면, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)에서 형성되는 제1빔(Beam1-1)(111)의 관점에서 제1기지국(210)과 제2기지국(220)간의 신호 레벨을 측정한 경우가 될 수 있다. 예컨대, 제1빔 포밍 안테나(110)에서 형성되는 제1빔(111)의 관점에서 살펴보면, 제1기지국(210)은 제1빔 포밍 안테나(110)의 방향에 위치하고 있으므로, 제1기지국(210)의 신호 도달 거리 영역은 참조부호 210A와 같이 넓은 형태를 가질 수 있다. 반면에 제1빔 포밍 안테나(110)에서 형성되는 제1빔(111)의 관점에서 제2기지국(220)을 살펴보면, 제2기지국(220)은 제2빔 포밍 안테나(110)의 반대 방향에 위치하고 있으므로, 제2기지국(220)의 신호 도달 거리 영역은 참조부호 220A와 같이 좁은 형태로 이해될 수 있다.
따라서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110) 입장에서 제1기지국(210)으로부터 수신되는 빔 또는 신호를 수신하기에 양호한 상태이므로, 제1기지국(210)은 서비스 가능한 기지국이 될 수 있다. 반면에 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110) 입장에서 제2기지국(220)으로부터 수신되는 빔 또는 신호의 경우 수신하기에 적합하지 않은 상태이므로, 제2기지국(220)은 서비스가 불가능한 기지국이 될 수 있다.
그러면 도 2b를 참조하여 전자장치(100)에 장착된 제2빔 포밍 안테나(120)의 제1빔(Beam2-1)(121)의 관점에서 동작을 살펴보자. 도 2b를 참조하면, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)에서 형성되는 제2빔(Beam2-1)(121)의 관점에서 제1기지국(210)과 제2기지국(220)간의 신호 레벨을 측정하면, 도 2b와 같이 도시할 수 있다. 즉, 제2빔 포밍 안테나(120)에서 형성되는 제1빔(121)의 관점에서 살펴보면, 제1기지국(210)은 제2빔 포밍 안테나(110)의 반대 방향에 위치하고 있으므로, 제1기지국(210)의 신호 도달 거리 영역은 참조부호 210B와 같이 좁은 형태를 가질 수 있다. 반면에 제2빔 포밍 안테나(120)에서 형성되는 제1빔(121)의 관점에서 제2기지국(220)을 살펴보면, 제2기지국(220)은 제2빔 포밍 안테나(120)의 방향에 위치하고 있으므로, 제2기지국(220)의 신호 도달 거리 영역은 참조부호 220B와 넓은 형태로 이해될 수 있다.
따라서 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120) 입장에서 제1기지국(210)의 신호는 수신할 수 없는 기지국이 될 수 있다. 반면에 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120) 입장에서 제2기지국(220)의 신호는 수신할 수 있는 양호한 기지국이 될 수 있으므로, 서비스를 제공받을 수 있는 기지국이 될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서 살펴본 바와 같이 전자장치(100)의 각 안테나마다 서로 다른 방향의 빔을 사용하기 때문에 각 안테나에서 기지국과 통신을 수행할 수 있는 최적의 기지국은 서로 다를 수 있다. 이처럼 전자장치(100)의 각 안테나에서 기지국과 통신을 수행할 수 있는 최적의 기지국이 서로 다른 도 2a 및 도 2b를 모두 함께 도시한 형태가 도 2c의 형태가 될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 전자장치(100)에 구비된 제1빔 포밍 안테나(110)에서 형성된 빔(111)과 제2빔 포밍 안테나(120)에서 형성된 빔(121)에 의해 제1기지국(210)과 제2기지국(220)의 서비스 영역(cell)이 서로 다르게 표현됨을 알 수 있다.
이는 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)는 제1빔 포밍 안테나(110)의 방향에 위치한 제1기지국(210)과 송수신하는 빔 간은 빔 이득만큼 증폭하여 수신할 수 있다. 하지만 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)의 반대 방향에 위치한 제2기지국(220)으로부터 수신되는 신호는 감쇠하여 수신하기 때문에 제1빔 포밍 안테나(110)에서 볼 때, 제2기지국(220)의 영역은 참조부호 220B와 같이 이해될 수 있다. 동일하게 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)는 제2빔 포밍 안테나(110)의 방향에 위치한 제2기지국(220)과 송수신하는 빔은 빔 이득만큼 증폭하여 수신한다. 하지만 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)의 반대 방향에 위치한 제1기지국(210)으로부터 수신되는 신호는 감쇠하여 수신한다.
이러한 이유로, 전자장치(100)에 구비된 제1빔 포밍 안테나(110)의 관점에서 제1기지국(210)의 서비스 영역(service area) 또는 셀(cell)은 참조부호 210A와 같이 도시할 수 있으며, 제2기지국의 서비스 영역(service area) 또는 셀(cell)은 참조부호 220A와 같이 도시할 수 있다. 반대로 전자장치(100)에 구비된 제2빔 포 밍 안테나(120)의 관점에서 제1기지국(210)의 서비스 영역(service area) 또는 셀(cell)은 참조부호 210B와 같이 도시할 수 있으며, 제2기지국의 서비스 영역(service area) 또는 셀(cell)은 참조부호 220B와 같이 도시할 수 있다.
이와 같이 복수의 빔 포밍 안테나를 갖는 전자장치(100)는 안테나별로 셀의 영역을 다르게 판단할 수 있다. 그러므로 각각의 안테나별로 최적의 기지국 또는 셀이 달라질 수 있다. 이처럼 동작하는 경우 전자장치는 안테나마다 서로 다른 최적 셀에 접속하여 동시에 통신할 수 있다.
이는 종래의 셀룰러 이동통신 기술과 다른 형태가 될 수 있다. 예컨대, 종래의 셀룰러 이동통신 기술에서는 하나의 전자장치 또는 단말이 안테나 별로 셀 영역이 평균적으로 동일하다는 특성에 근거하여 전자장치가 하나의 서빙 셀과 통신하는 기술에 대한 것이다. 그 결과 안테나 별로 최적 셀이 다른 본 발명의 통신 환경에는 종래 기술의 베어러 관리 방법이 적합하지 않으며 새로운 베어러 관리 방법이 필요하다.
도 3은 본 발명에 따라 전자장치로 서로 다른 둘 이상의 베어러를 설정할 수 있는 셀룰러 이동통신 네트워크의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 도 3은 앞서 설명한 도 1과 도 2a 내지 도 2c의 구성을 그대로 채용하고 있다. 다만 기지국들(210, 220)로 제어신호 및 데이터를 전송할 수 있는 게이트웨이(300)와 전자장치(100)로 서비스를 제공할 시 제공할 서비스 서비스에 대한 요구 정보를 제공하기 위한 정책 관리 시스템(Policy and Charging Rules Function, PCRF)(350)을 더 포함할 수 있다. 이때, 포함된 구성 요소들을 계층적으로 이해할 수도 있다. 가령, 네트워크의 최하위에 위치한 기지국들(210, 220)과 그 상위에 게이트웨이(330)가 존재하며, 그 상위에 정책 관리 시스템(350)이 존재할 수 있다. 또한 도 3에 도시하지 않았으나, 실제로 서비스되는 데이터를 제공하기 위한 대응노드(Correspondent Node)를 포함할 수 있다. 대응노드는 게이트웨이(300)와 동일한 계층에 속한 다른 게이트웨이가 될 수도 있고, 특정한 다른 전자장치가 될 수도 있으며, 응용프로그램을 제공하는 서버로 게이트웨이(300)의 상위 계층에 존재하는 노드가 될 수도 있다. 따라서 게이트웨이(300)는 네트워크(330)를 통해 전자장치(100)로 제공하거나 또는 전자장치(100)로부터 제공받은 데이터를 특정한 다른 전자장치로 전달할 수 있다.
게이트웨이(300)와 기지국들(210, 220)간은 일반적인 S1 인터페이스를 이용할 수 있으며, 기지국들(210, 220) 상호간은 X2 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. 이러한 인터페이스의 형식은 본 발명의 이해를 돕기 위해 예로서 설명하는 것일 뿐 본 발명을 한정하는 요소는 아님에 유의해야 한다.
또한 도 3에는 전자장치(100)가 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)과 동시에 베어러가 설정된 경우를 예시하고 있으며, 게이트웨이(300)로부터 제1기지국(210)을 통해 전자장치(100)로 설정된 제1베어러(310)를 이해의 편의를 돕기 위해 별도의 라인으로 도시하였다. 또한 게이트웨이(300)로부터 제2기지국(220)을 통해 전자장치로 설정된 제2베어러(320)도 이해의 편의를 돕기 위해 별도의 라인으로 도시하였다.
이처럼 본 발명에 따라 하나의 전자장치(100)로 둘 이상의 베어러를 할당할 수 있는 게이트웨이(300)는 각각의 서빙 셀마다 무선 품질을 관리할 수 있으며, 각 셀들의 부하(load)에 대한 정보를 관리하고, 전자장치(100)에 할당된 베어러 별로 서비스 품질(QoS, Quality of Service) 요구 정보를 테이블로 관리할 수 있다. 또한 게이트웨이(300)에서 관리하는 무선 품질과 셀 별 부하 정보는 하위에 연결된 기지국들(210, 220)로부터 수신한 스케줄링 정보 메시지를 통해 갱신할 수 있다. 무선 품질과 셀 별 부하 정보에 대하여는 후술하는 게이트웨이의 블록 구성에서 보다 상세히 살펴보기로 한다.
또한 게이트웨이(300)에서 관리하는 베어러들의 서비스 품질 요구 정보는 베어러 설정 절차가 이루어질 시 해당 베어러에 대한 서비스 품질 정보를 제공하는 정책 관리 시스템(Policy and Charging Rules Function, PCRF)(350)으로부터 획득할 수 있다. 이러한 게이트웨이(300)의 내부 블록 구성 및 구체적인 동작에 대하여는 후술되는 도면을 참조하여 더 상세히 설명하기로 한다.
각 기지국들(210, 220)은 자신의 서비스 영역 또는 셀에서 통신할 수 있는(통신하고 있는 중을 포함하는) 전자장치마다 무선 품질 정보와 셀의 부하 수준에 대한 정보를 소정 주기로 갱신할 수 있다. 각 기지국들(210, 220)은 이처럼 갱신된 무선 품질 정보와 셀의 부하 수준에 대한 정보를 스케줄링 정보 메시지에 포함하여 게이트웨이(300)로 제공할 수 있다. 또한 각 기지국들(210, 220)은 셀 별 부하의 수준 측정 시 물리적 자원 블록(Physical Resource Block, PRB)의 사용도(utilization)와 베어러 별 처리율(Throughput)을 동시에 고려하여 측정할 수도 있고, 물리적 자원 블록(Physical Resource Block, PRB)의 사용도(utilization)만을 고려할 수도 있고, 베어러 별 처리율(Throughput)만을 고려할 수도 있다.
이하의 설명에서 기지국은 하나의 셀을 갖는 기지국이 될 수도 있으며, 셋 이상의 셀을 갖는 기지국이 될 수도 있다. 이하에서 기지국은 셀로 이해될 수도 있고, 다수의 셀을 갖는 기지국으로 이해될 수도 있음에 유의하자. 따라서 기지국의 부하(Load)라 함은 다수의 셀들의 부하(Load)의 총 합이 될 수도 있고, 특정 셀에서의 부하(Load)가 될 수도 있음에 유의해야 한다. 또한 기지국과 전자장치간 무선 채널의 품질은 하나의 기지국과 전자장치간 무선 채널 품질이 될 수도 있고, 기지국의 다수의 셀 중 통신 중인 셀과의 무선 채널 품질이 될 수도 있음에 유의해야 한다.
전자장치(100)는 앞서 설명한 바와 같이 다수의 빔 포밍 안테나들을 가지며, 각각의 빔 포밍 안테나별로 최적의 셀 또는 기지국을 선택할 수 있다. 전자장치(100)는 각 안테나마다 최적의 셀 또는 기지국이 선택되면 무선 채널 정보 예컨대, 채널 품질 정보(Channel Quality Indicator, CQI)를 생성하고, 이를 해당 빔 포밍 안테나를 이용하여 최적의 품질을 갖는 셀 또는 기지국으로 전송할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 전자장치(100)는 서로 다른 빔 포밍 안테나를 이용하여 서로 다른 둘 이상의 기지국 또는 둘 이상의 셀과 서로 다른 각각의 베어러를 설정하여 통신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단일 서비스 플로우를 서로 다른 베어러로 분할하여 설정하는 경우의 신호 흐름도이다.
도 4에서는 다수의 빔 포밍 안테나를 갖는 전자장치(100)가 복수 셀 또는 기지국에 동시 접속하는 경우 복수 셀 또는 기지국과 통신하기 위한 베어러 관리 절차를 설명할 것이다. 또한 이때 전자장치(100)는 서로 다른 2개의 빔 포밍 안테나를 통해 각각 서로 다른 기지국들과 베어러가 설정되어 통신하는 경우를 설명할 것이다. 하지만, 셋 이상의 빔 포밍 안테나를 이용하여 서로 다른 셋 이상의 기지국들과 베어러가 설정되는 경우에도 도 4의 신호 흐름을 통해 동일한 방법으로 베어러가 관리될 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명함에 유의해야 한다.
400단계는 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)에 대한 최적의 기지국으로 제1기지국(210)이 선택되어 제1기지국(210)으로부터 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 무선 자원이 할당되어 연결된 상태(RRC(Radio Resource Control) Connected)이다. 또한 402단계는 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)에 대한 최적의 기지국으로 제2기지국(220)이 선택되어 제2기지국(220)으로부터 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 무선 자원이 할당되어 연결된 상태이다.
전자장치(100)는 404단계에서 이처럼 제1빔 포밍 안테나(110)를 통해 제1기지국(210)과 연결된 상태에 따라 채널 품질을 측정하고, 측정된 채널 품질 정보(CQI)를 생성하여 제1기지국(210)으로 전송할 수 있다. 또한 전자장치(100)는 406단계에서 제2빔 포밍 안테나를 통해 제2기지국(220)과 연결된 상태에 따라 채널 품질을 측정하고, 측정된 채널 품질 정보(CQI)를 생성하여 제2기지국(220)으로 전송할 수 있다. 여기서 제1기지국(210)과 제2기지국(220)은 하나의 기지국에 포함된 서로 다른 셀이 될 수도 있다.
제1기지국(210)은 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 설정된 무선 자원에 대한 채널 품질 정보를 수신하면, 408단계에서 스케줄링 정보 메시지에 채널 품질 정보를 포함하여 게이트웨이(300)로 보고할 수 있다. 또한 제2기지국(220)은 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 설정된 무선 자원에 대한 채널 품질 정보를 수신하면, 410단계에서 스케줄링 정보 메시지에 채널 품질 정보를 포함하여 게이트웨이(300)로 보고할 수 있다.
이상에서 설명한 400단계와 402단계는 도 4에 도시한 바와 같이 순차적으로 이루어질 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있으며, 402단계가 먼저 이루어지고 400단계가 이루어질 수도 있다. 또한 404단계와 406단계 또한 도 4에 도시한 바와 같이 순차적으로 이루어질 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있으며, 순서가 바뀔 수도 있다. 마찬가지로 408단계와 410단계는 또한 도 4에 도시한 바와 같이 순차적으로 이루어질 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있으며, 순서가 바뀔 수도 있다.
즉, 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 무선 자원 할당과 채널 보고가 먼저 이루어질 수도 있고, 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 무선 자원 할당과 보고가 먼저 이루어질 수도 있다. 이러한 순서는 본 발명에서 중요한 요소가 아님에 유의해야 한다.
게이트웨이(300)는 408단계 내지 410단계와 같이 각각의 기지국들(210, 220)로부터 스케줄링 정보 메시지를 수신하면, 420단계에서 수신된 스케줄링 정보 메시지에 근거하여 스케줄링 테이블 정보를 갱신한다. 스케줄링 테이블은 후술되는 게이트웨이의 블록 구성도 설명 시에 보다 상세히 살펴보기로 한다. 이처럼 게이트웨이(300)에서 스케줄링 테이블 정보 갱신이 이루어지는 경우는 미리 설정된 시간 단위로 또는 기지국과 전자장치간 무선 자원의 할당이 필요할 시 이루어질 수 있다.
게이트웨이(300)는 422단계와 같이 정책 관리 시스템(Policy and Charging Rules Function, PCRF)(350)으로부터 특정 전자장치로 단일 서비스 플로우 설정 요청 메시지가 수신될 수 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 단일 서비스 플로우 설정 요청 메시지에는 서비스를 제공받을 전자장치의 식별자, 제공할 서비스의 응용프로그램 유형 및 서비스 품질에 대한 정보를 포함할 수 있다. 전자장치의 식별자는 전자장치의 IP 주소가 될 수도 있고, 전화번호 또는 이메일 주소 등 다양한 형태가 될 수 있다. 제공할 서비스의 응용프로그램 유형은 예컨대, FTP 서비스, VoIP 서비스, 동영상 서비스 등의 형식이 될 수 있다. 마지막으로 서비스 품질에 대한 정보는 최저 보장 속도 또는 최고 속도와 지연 허용 시간 등이 될 수 있다.
422단계에서 요구된 단일 서비스 플로우 설정 요청은 도면에 예시한 바와 같이 FTP 서비스이며, 1Mbps가 요구된다고 가정하자.
그러면 게이트웨이(300)는 422단계와 같이 전자장치(100)로 요청된 단일 서비스 플로우를 제공하기 위해 해당하는 전자장치(100)가 연결된 각 기지국들의 스케줄링 테이블을 검사하여 전자장치가 연결된 기지국들의 무선 품질 상태와 부하 정도를 확인할 수 있다. 이처럼 스케줄링 테이블을 검사하는 것은 1Mbps가 요구된 FTP 서비스를 제공하기 위해 최적의 셀 또는 기지국을 선택하기 위함이다.
게이트웨이(300)는 전자장치(100)가 연결된 각각의 기지국들의 스케줄링 테이블을 검사하고, 무선 품질 및 셀 로드 정보를 확인한 후 430단계에서 최적의 셀들로 베어러를 할당한다. 이때, 게이트웨이(300)는 하나의 서비스 플로우에 대하여 베어러를 분할하여 할당할 수도 있고, 하나의 베어러만을 할당할 수도 있다. 도 4에서는 하나의 서비스 플로우에 대하여 서로 다른 베어러를 할당하는 경우를 예시하였다.
430단계에서 게이트웨이(300)는 단일 서비스 플로우를 전자장치(100)로 제공하기 위해 서로 다른 베어러로 분할하여 설정하는 것으로 결정할 수 있다. 이처럼 결정되면, 게이트웨이(300)는 432단계 및 434단계와 같이 전자장치(100)와 통신이 가능한 각각의 기지국들(210, 220)로 무선접속 베어러 설정 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지에는 전자장치의 식별자 정보와 요구되는 전송률 정보 및 서비스 유형 정보를 포함할 수 있다.
도 4의 예시에서는 게이트웨이(300)가 분할된 각각의 베어러들로는 동일한 양의 데이터인 500Kbps를 전송하도록 베어러를 할당한 경우를 예시하고 있다. 하지만, 도 4의 예시처럼 각 베어러마다 동일한 데이터 양을 전송하도록 베어러를 할당할 수도 있고, 특정한 베어러로 더 많은 데이터를 전송하고, 다른 베어러로는 더 적은 데이터를 전송하도록 할 수도 있다.
그러면 도 4에 예시한 바와 같이 동일한 데이터의 양을 전송할 수 있도록 베어러를 할당한 경우에 대하여 살펴보기로 하자. 앞서 예시한 바와 같이 전자장치(100)로 제공이 요청된 서비스 플로우는 FTP 서비스이며, 1Mbps의 속도를 요구한 경우이다. 이러한 경우 게이트웨이(300)는 432단계 및 434단계에서 게이트웨이(300)와 제1기지국(210)간 설정되는 베어러와 게이트웨이(300)와 제2기지국(220)간 설정되는 베어러는 모두 500Kbps로 동일한 속도를 갖는 베어러의 설정 요청을 각각의 기지국들(210, 220)로 전송할 수 있다.
그러면 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)은 440단계 및 442단계에서 각각 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제2빔 포밍 안테나(120)로 무선 자원 연결을 재설정한다. 즉, 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)은 440단계 및 442단계에서 각각 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제2빔 포밍 안테나(120)로 각각 500Kbps의 서비스 플로우를 제공하기 위한 무선 자원을 할당하는 것이다.
이상에서와 같이 각각의 기지국들(210, 220)은 500Kbps 서비스를 제공하기 위해 440단계 및 442단계에서 각각 전자장치와 무선 베어러를 설정한 후 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)은 각각 444단계 및 446단계에서 게이트웨이(300)로 무선접속 베어러 설정 완료 메시지를 전송할 수 있다.
무선접속 베어러의 설정이 완료되면, 게이트웨이(300)는 448단계에서 단일 서비스 플로우 설정 완료 메시지를 정책 관리 시스템(350)으로 제공할 수 있다. 여기서 단일 서비스 플로우 설정 완료 메시지에는 서비스 플로우의 설정이 완료되었음을 알리는 정보를 포함할 수 있다.
이후 게이트웨이(300)는 각각의 기지국들(210, 220)과 전자장치(100)의 각 안테나들간 설정된 베어러를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이때 송수신되는 데이터는 앞서 설명한 바와 같이 단일 서비스 플로우가 되며, 단일 서비스 플로우를 서로 다른 베어러를 통해 하나의 전자장치로 전송하되, 서로 다른 빔 포밍 안테나를 통해 전송할 수 있다.
결국 전자장치(100)는 서로 다른 각각의 빔 포밍 안테나를 통해 하나의 서비스 플로우에 대한 데이터를 서로 다른 기지국과 설정된 각각의 베어러를 통해 데이터를 수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 데이터 전송속도에 기반하여 동적으로 베어러의 설정을 변경할 시 신호 흐름도이다.
전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)는 500단계에서 제1기지국(210) 및 게이트웨이(300)와 베어러가 설정되어 데이터를 송수신하고 있으며, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120) 및 게이트웨이(300)간 502단계에서 베어러가 설정되어 데이터를 송수신하고 있는 상태이다. 또한 게이트웨이(300)는 대응노드(Correspondent Node, CN)(10)와 501단계와 같이 특정한 하나의 서비스 플로우를 제공하고 있는 경우를 가정한다.
따라서 500단계, 501단계 및 502단계는 결과적으로 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)를 통해 제1기지국(210) 및 게이트웨이(300)를 통해 서비스 또는 데이터를 제공하는 대응노드(10)로부터 하나의 서비스 플로우에 대한 데이터를 제공받고 있으며, 동일한 서비스 플로우에 대하여 제2빔 포밍 안테나(120)를 통해 제2기지국(220) 및 게이트웨이(300)를 통해 데이터를 제공받고 있는 상태가 될 수 있다.
이때, 도 4에서 설명한 바와 같이 제1빔 포밍 안테나(110)와 제2빔 포밍 안테나(120)를 통해 설정된 각각의 베어러를 통해 각각 500Kbps의 전송 속도로 데이터를 제공받고 있는 경우를 가정하자.
또한 전자장치(100)는 미리 설정된 주기 단위로 510단계 및 512단계와 같이 각각의 안테나들(110, 120)에서 측정된 채널 품질 정보를 각각의 기지국들(210, 220)로 제공해야 한다. 그러면 각각의 기지국들(210, 220)은 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제2빔 포밍 안테나(120)간 설정된 베어러의 채널 품질 정보(CQI)를 수신하면, 514단계 및 516단계와 같이 각각 스케줄링 정보 메시지에 전자장치(100)의 각 안테나들(110, 120)로부터 제공된 채널 품질 정보(CQI)를 스케줄링 정보 메시지에 포함하여 게이트웨이(300)로 전송한다.
이에 따라 게이트웨이(300)는 518단계에서 각각의 기지국들(210, 220)로부터 수신된 스케줄링 정보 메시지에 포함된 전자장치(100)의 각 안테나들(110, 120)과 설정된 베어러의 채널 품질에 따라 스케줄링 데이터 정보를 갱신할 수 있다. 이처럼 게이트웨이(300)는 스케줄링 테이블 정보를 갱신하고, 520단계에서 무선 품질 및 셀 로드 정보를 확인한다. 이는 게이트웨이(300)가 대응노드(10)로부터 제공되어 전자장치(100)와 송수신하는 데이터가 현재 설정된 베어러를 통해 제공이 가능한가를 확인하기 위한 절차가 될 수 있다. 예컨대, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간의 채널 상태가 양호하여 현재 제공하고 있는 500kbps를 충분히 수용할 수 있고, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간의 채널 상태가 현재 제공하고 있는 500kbps를 수용할 수 없는 경우를 가정해 보자.
이러한 경우 게이트웨이(300)는 제1기지국(210)과 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 설정된 무선 베어러의 용량을 증대시켜 제1기지국(210)을 통해 보다 많은 데이터를 전송하도록 제어해야만 한다. 또한 게이트웨이(300)는 제2기지국(220)과 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)간 설정된 무선 베어러의 용량은 줄여 제2기지국(220)을 통해 전송되는 데이터의 양을 줄이도록 제어해야만 한다. 520단계는 게이트웨이(300)에서 이러한 동작이 필요한가를 검사하는 단계가 될 수 있다.
게이트웨이(300)는 520단계의 검사결과 베어러 별로 전송 속도의 변경이 필요한 경우 530단계에서 각 베어러 별 설정된 전송 속도를 변경한다. 예컨대, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정됨 무선 베어러를 통해 800kbps 전송속도를 갖도록 하며, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러를 통해 200kbps의 전송속도를 갖도록 결정할 수 있다.
게이트웨이(300)는 각각의 무선 베어러 별로 전송속도 변경을 결정하면, 532단계 및 534단계를 통해 각각의 기지국들(210, 220)로 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지에는 전자장치의 식별자, 서비스 플로우의 식별자, 서비스 플로우의 종류, 변경이 요구된 전송속도 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 520단계, 503단계, 532단계 및 534단계를 통해 수행하는 게이트웨이(300)의 동작은 종래에는 게이트웨이 자체적으로 수행할 수 없는 동작이다. 만일 종래에 베어러를 통해 전송되는 데이터의 속도를 증가 또는 감소시키기 위해서는 베어러가 설정된 이후 정책 관리 시스템(도 5에 도시하지 않음)로부터 베어러 정보 변경 요청을 받아야만 가능한 동작이었다. 하지만, 본 발명에서는 게이트웨이(300)에서 각각의 베어러들을 관리하도록 하며, 서로 다른 베어러를 통해 하나의 서비스 플로우 데이터를 전송할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 게이트웨이(300)는 정책 관리 시스템으로부터 베어러 정보 변경 요청 없이 자체적으로 무선 베어러의 상태를 검사하고, 그 결과에 따라 무선 베어러를 변경하도록 제어할 수 있다.
각각의 기지국들(210, 220)은 게이트웨이(300)로부터 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 수신하면, 전자장치(100)와 설정되어 있는 자원의 연결을 재설정해야 한다. 앞에 예를 들어 설명한 바와 같이 제1기지국(210)은 532단계에서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정된 무선 베어러를 통해 800kbps 전송속도를 갖도록 게이트웨이(300)로부터 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 수신한 것으로 가정하자. 또한 제2기지국(220)은 534단계에서 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러를 통해 200kbps의 전송속도를 갖도록 게이트웨이(300)로부터 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 수신한 것으로 가정한다.
이러한 경우 제1기지국(210)은 536단계에서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 설정된 무선자원 연결을 재설정한다. 즉, 제1기지국(210)은 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 설정된 무선자원을 통해 800kbps의 전송속도로 데이터를 전송할 수 있도록 설정하는 것이다. 또한 제2기지국(220)은 538단계에서 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 설정된 무선 자원 연결을 재설정한다. 즉, 제2기지국(220)은 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 설정된 무선자원을 통해 200kbps의 전송속도로 데이터를 전송할 수 있도록 설정하는 것이다.
제1기지국(210)은 536단계에서 무선자원 연결 재설정을 완료하면, 540단계에서 무선접속 베어러 설정 변경 완료 메시지를 게이트웨이(300)로 전송한다. 제2기지국(220) 또한 538단계에서 무선자원 연결 재설정을 완료하면, 542단계에서 무선접속 베어러 설정 변경 완료 메시지를 게이트웨이(300)로 전송한다.
게이트웨이(300)는 536단계 및 538단계를 통해 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)으로부터 각각 무선접속 베어러 설정 변경 완료 메시지를 수신하면, 각각의 기지국들에 대하여 요구된 전송속도로 데이터를 전송할 수 있는 무선 베어러 채널이 설정된 것을 인지할 수 있다. 따라서 게이트웨이(300)는 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 500단계와 같이 설정된 베어러를 통해 551단계와 같이 대응노드(10)간 데이터의 송수신이 이루어질 수 있도록 제어한다. 또한 게이트웨이(300)는 552단계와 같이 설정된 베어러를 통해 551단계와 같이 대응노드(10)간 데이터의 송수신이 이루어질 수 있도록 제어한다.
이상에서 설명한 대응노드(10)와 게이트웨이(300)간 데이터 송수신은 설명의 편의를 위해 501단계와 551단계로 구분하여 도시하였으나, 전자장치(100)와 대응노드(10)간 송수신할 데이터가 존재하는 한 지속적으로 유지되는 것이다. 따라서 501단계 및 551단계와 같이 2회의 데이터 송/수신이 이루어지는 것이 아니라 지속적으로 데이터 송수신이 이루어지고 있는 상태임에 유의해야 한다.
또한 도 4에서 설명한 바와 같이 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(110)간 데이터 송수신과 채널 품질 정보(CQI) 보고 메시지 전송 및 무선자원 연결 재설정 등은 각각 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국간 데이터 송수신과 채널 품질 정보(CQI) 보고 메시지 전송 및 무선자원 연결 재설정과 선후가 바뀔 수 있다. 예를 들어 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국간 데이터 송수신을 먼저 표시하고, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(110)간 데이터 송수신이 나중에 표시될 수도 있다. 또한 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국간 채널 품질 정보(CQI) 보고 메시지 전송이 먼저 이루어지고, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(110)간 채널 품질 정보(CQI) 보고 메시지 전송이 나중에 이루어질 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 게이트웨이(300)에서 전자장치(100)의 각각의 빔 포밍 안테나들(110, 120)과 베어러가 설정된 각각의 기지국들(210, 220)로부터 채널 품질 보고 메시지에 근거하여 적응적으로 트래픽 송신을 결정할 수 있다. 이처럼 게이트웨이(300)가 무선 채널의 상황에 맞게 적응적으로 트래픽을 송신하도록 제어함으로써 전자장치(100)로 최적의 처리율(Throughput)을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 데이터 전송속도에 기반하여 동적으로 베어러 설정의 변경 및 해제 시 신호 흐름도이다.
도 6을 설명함에 있어, 앞서 설명한 도 5의 연장선상에서 설명하기로 한다. 즉, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정된 무선 베어러를 통해 FTP 트래픽이 800Kbps의 속도로 송/수신되고, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러를 통해 FTP 트래픽이 200Kbps의 속도로 송/수신되는 경우를 가정하자.
따라서 전자장치(100)는 600단계에서 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정된 무선 베어러 및 제1기지국(210)과 게이트웨이(300)간 설정된 베어러를 통해 FTP 트래픽이 800Kbps의 속도로 송/수신되고 있는 상태이다. 또한 전자장치(100)는 602단계에서 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러 및 제2기지국(220)과 게이트웨이(300)간 설정된 베어러를 통해 FTP 트래픽이 200Kbps의 속도로 송/수신되고 있는 상태이다.
여기서 600단계와 602단계는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 순서적인 형태가 아님은 앞서 설명하였으므로 더 설명하지 않기로 한다. 또한 도 6에서 게이트웨이(300)와 대응노드(10)간 데이터가 송수신되는 601단계는 앞서 설명한 바와 같이 지속적으로 데이터의 송수신이 이루어지는 상황이나, 설명의 편의를 위해 별도로 도시하였음에 유의해야 한다.
전자장치(100)는 604단계에서 제1빔 포밍 안테나(110)를 통해 제1기지국(210)과 연결된 상태에 따라 채널 품질을 측정하고, 측정된 채널 품질 정보(CQI)를 생성하여 제1기지국(210)으로 전송할 수 있다. 또한 전자장치(100)는 606단계에서 제2빔 포밍 안테나(120)를 통해 제2기지국(220)과 연결된 상태에 따라 채널 품질을 측정하고, 측정된 채널 품질 정보(CQI)를 생성하여 제2기지국(220)으로 전송할 수 있다.
여기서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간에 설정된 무선 베어러의 상태는 매우 양호한 상태를 지시하는 채널 품질 정보(CQI)를 전송할 수 있으며, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간에 설정된 무선 베어러의 상태는 극히 열악한 상태를 지시하는 채널 품질 정보를 전송할 수 있다. 예컨대, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간에 설정된 무선 베어러를 통해 800Kbps의 전송속도를 지원해야 하며, 설정된 전송속도를 지원하기에 충분 또는 그 이상의 전송속도를 지원할 수 있는 채널 품질 정보를 전송할 수 있다. 또한 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간에 설정된 무선 베어러를 통해 200Kbps의 전송속도를 지원해야 하지만, 실제로는 10kbps 또는 20kbps와 같이 채널 상황이 극히 열악한 경우가 될 수 있다. 이러한 경우는 실제로 데이터를 전송하기 불가능한 상태로 판정할 수 있는 상태가 될 수 있다.
제1기지국(210)은 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 설정된 무선 자원에 대한 채널 품질 정보를 수신하면, 608단계에서 스케줄링 정보 메시지에 채널 품질 정보를 포함하여 게이트웨이(300)로 보고할 수 있다. 또한 제2기지국(220)은 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 설정된 무선 자원에 대한 채널 품질 정보를 수신하면, 610단계에서 스케줄링 정보 메시지에 채널 품질 정보를 포함하여 게이트웨이(300)로 보고할 수 있다.
이상에서 설명한 604단계와 606단계는 순차적으로 이루어질 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있으며, 순차적으로 이루어지는 경우 도 6에 도시한 순서 또는 그 반대의 순서로 이루어질 수 있다. 또한 608단계와 610단계도 순차적으로 이루어질 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있으며, 순차적으로 이루어지는 경우 도 6에 도시한 순서 또는 그 반대의 순서로 이루어질 수 있음에 유의해야 한다.
게이트웨이(300)는 608단계 내지 610단계와 같이 각각의 기지국들(210, 220)로부터 스케줄링 정보 메시지를 수신하면, 620단계에서 수신된 스케줄링 정보 메시지에 근거하여 스케줄링 테이블 정보를 갱신한다. 이처럼 게이트웨이(300)에서 스케줄링 테이블 정보 갱신이 이루어지는 경우는 미리 설정된 시간 단위로 또는 기지국과 전자장치간 무선 자원의 할당이 필요할 시 이루어질 수 있다.
게이트웨이(300)는 620단계에서 스케줄링 테이블 정보를 갱신한 후 622단계에서 각 기지국들(210, 220)과 전자장치(100)간 설정된 무선 베어러의 무선품질 및 셀 로드의 정보를 확인할 수 있다. 게이트웨이(300)가 622단계에서 각 기지국들(210, 220)과 전자장치(100)간 설정된 무선 베어러의 무선품질 및 셀 로드의 정보의 확인을 통해 전자장치(100)의 베어러 설정 변경이 필요한가를 검사할 수 있다. 도 6에서는 게이트웨이(300)가 각 기지국들(210, 220)로부터 제공된 셀 로드 정보에 근거하여 베어러 설정 변경이 필요한가를 검사하는 경우가 될 수 있다.
또한 도 6에서는 특정한 하나의 무선 베어러를 해제해야 하는 상태인 경우를 예시하였다. 가령, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정된 무선 베어러의 상태는 양호하지만, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러의 상태가 극히 불량해 지는 상황의 경우 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러를 해제해야만 한다. 다른 예로, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 무선 베어러를 설정하고 있는 제1기지국(210)의 셀 부하는 낮은 상태이고, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 무선 베어러를 설정하고 있는 제2기지국(220)의 셀 부하가 매우 높은 상태라면, 앞선 예에서와 동일하게 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러를 해제해야만 한다.
반대의 경우 가령, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간의 무선 베어러 상태가 극히 나빠지거나 제1기지국(210)의 부하가 매우 높은 상태이고, 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간의 무선 베어러 상태가 양호하거나 제2기지국(220)의 부하가 낮은 상태인 경우라면, 반대로 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간의 무선 베어러를 해제해야 하는 상황이 될 수 있다.
게이트웨이(300)는 이상에서 설명한 바와 같이 특정한 베어러를 해제해야 하는 경우 630단계에서 베어러 설정 변경을 위한 메시지를 생성한다. 이때, 하나의 서비스 플로우에 대하여 둘 이상의 기지국을 통해 무선 베어러가 설정된 경우 각각의 기지국들로 전송하기 위한 베어러 설정 변경 메시지를 생성한다. 도 6의 실시예에서는 제2기지국(220)과 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러를 해제하는 경우를 예시하였다.
따라서 게이트웨이(300)는 632단계에서 제1기지국(210)으로 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 전송하고, 634단계에서 제2기지국(220)으로 무선접속 베어러 삭제 요청 메시지를 전송할 수 있다. 632단계에서 게이트웨이(300)가 제1기지국(210)으로 전송하는 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지는 제2기지국(220)으로 무선접속 베어러 삭제 요청 메시지를 전송하기 때문에 무선 베어러의 전송속도를 증가시키기 위한 메시지가 될 수 있다.
앞서 예시한 바와 같이 1Mbps가 요구되는 하나의 서비스 플로우가 서로 다른 기지국들(210, 220)을 통해 제공되고 있던 경우이며, 제1기지국(210)과 전자장치의 제1빔 포밍 안테나(110)간 800kbps의 전송속도를 지원할 수 있는 무선 베어러가 설정되고, 제2기지국(220)과 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)간 200Kbps의 전송속도를 지원할 수 있는 무선 베어러가 설정된 경우를 가정하자. 이러한 경우 632단계에서 게이트웨이(300)가 제1기지국(210)으로 전송하는 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지는 1Mbps의 전송속도를 지원할 수 있는 무선 베어러를 설정하도록 요청하는 메시지가 될 수 있다.
여기서 게이트웨이(300)가 632단계의 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하는 시점과 634단계의 무선접속 베어러 삭제 요청 메시지를 송신하는 시점이 서로 다른 경우 도 6에 예시한 바와 같이 순차적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제1기지국(210)으로 먼저 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 전송하여 제1기지국(210)에서 무선 베어러를 추가 할당하기 위한 여유를 가질 수 있기 때문이다. 하지만, 다른 예로, 게이트웨이(300)는 632단계와 634단계가 동시에 이루어질 수도 있다.
제1기지국(210)은 632단계에서 전송된 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 수신하면, 636단계로 진행하여 전자장치(100)의 제1안테나(110)와 무선자원 연결을 재설정한다. 예컨대, 632단계는 앞서 설명한 바와 같이 1Mbps를 요구하는 하나의 FTP 서비스 플로우를 지원할 수 있도록 무선 베어러를 설정하는 동작이 될 수 있다.
또한 제2기지국(220)은 634단계에서 전송된 무선접속 베어러 삭제 요청 메시지를 수신하면, 638단계로 진행하여 전자장치(100)의 제2안테나(120)와 무선자원 연결을 재설정한다. 예컨대, 634단계는 앞서 설명한 바와 같이 200kbps의 전송속도를 지원하는 무선 베어러가 설정되어 있는 상태였다. 하지만, 제2기지국(220)의 부하가 급속히 증가하거나 또는 전자장치(100)의 제2안테나(120)와 제2기지국(220)간 채널 상태가 불량하여 200kbps를 지원할 수 없는 경우이다. 따라서 제2기지국(220)은 638단계에서 할당된 무선 베어러를 제거하기 위한 무선자원 연결 재설정 동작이 이루어질 수 있다.
636단계에서와 같이 제1기지국(210)과 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 전송속도를 증가시키기 위한 무선 베어러의 할당이 완료되면, 제1기지국(210)은 640단계로 진행하여 무선접속 베어러 설정 변경 완료 메시지를 게이트웨이(300)로 전송한다.
또한 638단계에서와 같이 제2기지국(220)과 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)간 전송을 중지하기 위해 무선 베어러 제거가 완료되면, 제2기지국(220)은 642단계로 진행하여 무선접속 베어러 삭제 완료 메시지를 게이트웨이(300)로 전송한다.
게이트웨이(300)는 640단계 및 642단계에서 각각 무선접속 베어러 설정 변경 완료 메시지와 무선접속 베어러 삭제 완료 메시지를 수신하면, 게이트웨이(300)는 650단계와 같이 대응노드(10)간 송수신되는 데이터를 652단계로 표시된 바와 같이 제1기지국(210) 및 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 설정된 베어러를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 셀 부하수준에 기반하여 동적으로 베어러의 설정을 변경하는 경우의 신호 흐름도이다.
도 7을 설명함에 있어, 앞서 설명한 도 4의 연속선 상에서 설명하기로 한다. 즉, 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정된 무선 베어러를 통해 FTP 트래픽이 500Kbps의 속도로 송/수신되고, 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러를 통해 FTP 트래픽이 500Kbps의 속도로 송/수신되는 경우를 가정하자.
따라서 전자장치(100)는 700단계에서 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정된 무선 베어러 및 제1기지국(210)과 게이트웨이(300)간 설정된 베어러를 통해 FTP 트래픽이 500Kbps의 속도로 송/수신되고 있는 상태이다. 또한 전자장치(100)는 702단계에서 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 설정된 무선 베어러 및 제2기지국(220)과 게이트웨이(300)간 설정된 베어러를 통해 FTP 트래픽이 500Kbps의 속도로 송/수신되고 있는 상태이다.
여기서 700단계와 702단계는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 순서적인 형태가 아님은 앞서 설명하였으므로 더 설명하지 않기로 한다. 또한 도 7에서 게이트웨이(300)와 대응노드(10)간 데이터가 송수신되는 701단계는 앞서 설명한 바와 같이 지속적으로 데이터의 송수신이 이루어지는 상황이나, 설명의 편의를 위해 별도로 도시하였음에 유의해야 한다.
제1기지국(210)은 지속적으로 셀의 부하 수준을 검사하면서 미리 설정된 주기 단위 또는 셀 부하 수준이 미리 설정된 부하의 수준보다 크게 높아지는 경우 704단계와 같이 게이트웨이(300)로 셀 부하 수준에 대한 정보를 스케줄링 정보 메시지에 포함하여 전송할 수 있다.
또한 제2기지국(220)도 지속적으로 셀의 부하 수준을 검사하면서 미리 설정된 주기 단위 또는 셀 부하 수준이 미리 설정된 부하의 수준보다 크게 높아지는 경우 706단계와 같이 게이트웨이(300)로 셀 부하 수준에 대한 정보를 스케줄링 정보 메시지에 포함하여 전송할 수 있다. 여기서 704단계와 706단계는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 순서적인 형태가 아님에 유의해야 한다. 도 7에서는 704단계에서 제1기지국(210)이 게이트웨이(300)로 전송하는 셀 부하 수준이 10%임을 알리고, 706단계에서 제2기지국(220)이 게이트웨이로 전송하는 셀 부하 수준이 90%인 경우를 가정하였다.
이러한 경우 게이트웨이(300)는 704단계 내지 706단계와 같이 각각의 기지국들(210, 220)로부터 스케줄링 정보 메시지를 수신하면, 710단계에서 수신된 스케줄링 정보 메시지에 근거하여 스케줄링 테이블 정보를 갱신한다. 게이트웨이(300)는 710단계에서 스케줄링 테이블 정보를 갱신한 후 712단계에서 각 기지국들(210, 220)과 전자장치(100)간 설정된 무선 베어러의 무선품질 및 셀 로드의 정보를 확인할 수 있다. 도 7의 실시 예에서는 기지국의 부하 수준을 검사하는 경우가 될 수 있으며, 이를 통해 게이트웨이(300)는 기지국과 전자장치간 할당된 무선 자원의 재할당이 필요한가를 검사할 수 있다.
이후 게이트웨이(300)는 714단계에서 갱신된 스케줄링 테이블에 근거하여 기지국들(210, 220)과 통신하고 있는 전자장치(100)의 베어러 설정 변경을 결정할 수 있다. 이때, 베어러 설정 변경은 앞서 가정한 바와 같이 제1기지국(210)의 셀 부하 수준은 10%이고, 제2기지국(220)의 셀 부하 수준은 90%이므로, 제2기지국(220)에 할당된 무선 베어러를 삭제해야 하며, 제2기지국(220)에서 제공하던 데이터 송수신을 제1기지국(210)을 통해 송수신하도록 해야 한다. 제1기지국(210)과 제2기지국(220)의 부하 수준이 반대의 경우라면 제1기지국(210)에 할당된 무선 베어러가 삭제되어야 하고, 제2기지국(220)에 할당된 무선 베어러에서 제1기지국(210)을 통해 송수신하던 데이터를 송수신해야만 한다.
따라서 게이트웨이(300)는 714단계에서 제1기지국(210)으로는 1Mbps의 전송속도를 지원할 수 있도록 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 생성하여 전송할 수 있다. 또한 게이트웨이(300)는 716단계에서 제2기지국(220)으로는 무선접속 베어러 삭제 요청 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
여기서도 게이트웨이(300)가 716단계의 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하는 시점과 718단계의 무선접속 베어러 삭제 요청 메시지를 송신하는 시점이 차이를 갖는다면, 도 7에 예시한 바와 같이 순차적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제1기지국(210)으로 먼저 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 전송하여 제1기지국(210)에서 무선 베어러를 추가 할당하기 위한 여유를 가질 수 있기 때문이다. 다른 예로, 게이트웨이(300)는 716단계와 718단계가 동시에 이루어질 수도 있다.
이에 따라 제1기지국(210)은 716단계에서 전송된 무선접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 수신하면, 720단계로 진행하여 전자장치(100)의 제1안테나(110)와 무선자원 연결을 재설정한다. 예컨대, 720단계는 앞서 설명한 바와 같이 1Mbps를 요구하는 하나의 FTP 서비스 플로우를 지원할 수 있도록 무선 베어러를 설정하는 동작이 될 수 있다.
또한 제2기지국(220)은 718단계에서 전송된 무선접속 베어러 삭제 요청 메시지를 수신하면, 722단계로 진행하여 전자장치(100)의 제2안테나(120)와 무선자원 연결을 재설정한다. 예컨대, 722단계는 앞서 설명한 바와 같이 500kbps의 전송속도를 지원하는 무선 베어러가 설정되어 있는 상태였다. 하지만, 제2기지국(220)의 부하가 급속히 증가하여 200kbps를 지원할 수 없는 경우일 수 있다. 따라서 제2기지국(220)은 722단계에서 할당된 무선 베어러를 제거하기 위한 무선자원 연결 재설정 동작이 이루어질 수 있다.
720단계에서와 같이 제1기지국(210)과 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 전송속도를 증가시키기 위한 무선 베어러의 할당이 완료되면, 제1기지국(210)은 724단계로 진행하여 무선접속 베어러 설정 변경 완료 메시지를 게이트웨이(300)로 전송한다.
또한 726단계에서와 같이 제2기지국(220)과 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)간 전송을 중지하기 위해 무선 베어러 제거가 완료되면, 제2기지국(220)은 726단계로 진행하여 무선접속 베어러 삭제 완료 메시지를 게이트웨이(300)로 전송한다.
게이트웨이(300)는 724단계 및 726단계에서 각각 무선접속 베어러 설정 변경 완료 메시지와 무선접속 베어러 삭제 완료 메시지를 수신하면, 게이트웨이(300)는 729단계와 같이 대응노드(10)간 송수신되는 데이터를 728단계로 표시한 바와 같이 제1기지국(210) 및 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 설정된 베어러를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 서비스 플로우의 설정이 요청될 시 최적 셀을 이용하여 복수의 베어러를 설정하기 위한 신호 흐름도이다.
복수의 빔 포밍 안테나를 갖는 전자장치(100)는 각각의 빔 포밍 안테나를 통해 인접한 기지국들과의 신호 세기를 검사하고, 각각의 빔 포밍 안테나들마다 최적의 기지국을 선택하여 무선 자원이 할당되어 연결될 수 있다.
도 8에 예시한 800단계는 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)에 대한 최적의 기지국으로 제1기지국(210)이 선택되어 제1기지국(210)으로부터 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 무선 자원이 할당되어 연결된 상태(RRC(Radio Resource Control) Connected)이다. 또한 802단계는 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)에 대한 최적의 기지국으로 제2기지국(220)이 선택되어 제2기지국(220)으로부터 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(220)간 무선 자원이 할당되어 연결된 상태이다.
전자장치(100)는 804단계에서 이처럼 제1빔 포밍 안테나(110)를 통해 제1기지국(210)과 연결된 상태에 따라 채널 품질을 측정하고, 측정된 채널 품질 정보(CQI)를 생성하여 제1기지국(210)으로 전송할 수 있다. 또한 전자장치(100)는 806단계에서 제2빔 포밍 안테나를 통해 제2기지국(220)과 연결된 상태에 따라 채널 품질을 측정하고, 측정된 채널 품질 정보(CQI)를 생성하여 제2기지국(220)으로 전송할 수 있다.
제1기지국(210)은 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 설정된 무선 자원에 대한 채널 품질 정보를 수신하면, 808단계에서 스케줄링 정보 메시지에 채널 품질 정보를 포함하여 게이트웨이(300)로 보고할 수 있다. 또한 제2기지국(220)은 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 설정된 무선 자원에 대한 채널 품질 정보를 수신하면, 810단계에서 스케줄링 정보 메시지에 채널 품질 정보를 포함하여 게이트웨이(300)로 보고할 수 있다.
이상에서 설명한 800단계와 802단계, 804단계와 806단계 및 808단계와 810단계는 도 8에 도시한 바와 같이 순차적으로 이루어질 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있으며, 순서가 바뀌어 이루어질 수도 있다.
게이트웨이(300)는 808단계 내지 810단계와 같이 각각의 기지국들(210, 220)로부터 스케줄링 정보 메시지를 수신하면, 820단계에서 수신된 스케줄링 정보 메시지에 근거하여 스케줄링 테이블 정보를 갱신한다. 스케줄링 테이블은 후술되는 게이트웨이의 블록 구성도 설명 시에 보다 상세히 살펴보기로 한다. 이처럼 게이트웨이(300)에서 스케줄링 테이블 정보 갱신이 이루어지는 경우는 미리 설정된 시간 단위로 또는 기지국과 전자장치간 무선 자원의 할당이 필요할 시 이루어질 수 있다.
게이트웨이(300)는 822단계와 같이 정책 관리 시스템(Policy and Charging Rules Function, PCRF)(350)으로부터 특정 전자장치로 복수의 서비스 플로우 설정 요청 메시지가 수신될 수 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 정책 관리 시스템(350)은 게이트웨이(300)로 단일 서비스 플로우에 대한 서비스 품질을 요구할 수 있다. 가령, 전자장치(100)로 제1서비스 플로우로 VoIP 서비스가 요청되고, 제2서비스 플로우로 FTP 형식의 서비스 플로우가 요구되는 경우를 가정하여 살펴보기로 하자. 도 8을 설명함에 있어 제1서비스 플로우와 제2서비스 플로우가 서로 다른 형식의 서비를 가정하여 설명하지만, 동일한 형식 예컨대, 제1서비스 플로우와 제2서비스 플로우 모두 FTP 서비스일 수도 있다.
게이트웨이(300)는 822단계와 같이 전자장치(100)로 복수의 서비스 플로우의 설정이 요청되면 830단계로 진행하여 해당하는 전자장치(100)가 연결된 각 기지국들 예컨대, 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)의 스케줄링 테이블을 검사한다. 이를 통해 게이트웨이(300)는 전자장치(100)가 연결된 각 기지국들(210, 220)의 무선 품질 및 셀 로드 정보를 확인할 수 있다.
게이트웨이(300)는 전자장치(100)가 연결된 각 기지국들(210, 220)의 스케줄링 테이블을 검사하고, 832단계에서 무선 품질 및 셀 로드 정보를 확인한 후 베어러 별 최적 셀을 선정하고, 선정된 최적 셀들에 각각 베어러를 할당할 수 있다. 이때, 게이트웨이(300)는 복수의 서비스 플로우에 대하여 각각의 서비스 플로우 별로 베어러를 분할하여 선정할 수도 있고, 특정한 베어러에 둘 이상의 서비스를 할당하고, 다른 베어러에 나머지 서비스를 할당할 수도 있다. 또한 게이트웨이(300)가 서비스 플로우에 대한 베어러를 할당할 시 각 서비스의 우선순위와 서비스 품질 등을 고려하여 베어러를 할당할 수 있다. 가령 지연 시간에 민감한 실시간 서비스인 VoIP의 경우 어떠한 기지국을 통해 전자장치로 서비스하느냐에 따라 서비스 품질이 달라질 수 있다. 따라서 지연시간에 민감한 서비스의 경우 서비스 품질을 만족할 수 있는 최적의 기지국을 선정해야 한다.
도 8에서는 앞서 가정한 바와 같이 제1서비스 플로우로 VoIP 서비스 플로우가 요청된 상태이고, 제2서비스 플로우로 FTP 서비스 플로우가 요청된 상태이다. 따라서 게이트웨이(300)는 832단계에서 하나의 베어러에는 제1서비스 플로우인 VoIP 서비스 플로우만을 할당하고, 나머지 하나의 베어러에 제2서비스 플로우인 FTP 서비스 플로우에를 할당할 수 있다. 또한 도 8에 예시한 바와 같이 하나의 베어러에 제1서비스 플로우인 VoIP 서비스 플로우와 제2서비스 플로우인 FTP 서비스 플로우의 일부를 할당하고, 나머지 하나의 베어러에 제2서비스 플로우인 FTP 서비스 플로우 중 앞서 할당된 베어러에서 할당하지 못한 데이터의 양을 전송할 수 있도록 할당할 수도 있다.
이하의 설명에서는 제1기지국을 통해 설정되는 베어러를 '제1베어러'라 칭하며, 제2기지국을 통해 설정되는 베어러를 '제2베어러'라 칭하기로 한다. 또한 도 8의 설명에서는 제1베어러에 제1서비스 플로우인 VoIP 서비스 플로우와 제2서비스 플로우인 FTP 서비스 플로우의 일부를 할당하고, 제2베어러에 제2서비스 플로우인 FTP 서비스 플로우 중 제1베어러에 할당하지 못한 데이터의 양을 전송할 수 있도록 베어러를 할당하는 경우를 예로써 설명하기로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 서로 다른 서비스 플로우에 대하여 서로 다른 베어러들이 할당되면, 게이트웨이(300)는 832단계에서 각각 할당된 베어러를 통해 서비스 플로우에 따른 데이터의 송수신을 위해 해당하는 기지국들(210, 220)로 무선접속 베어러 설정 요청 메시지를 생성하고, 834단계 및 836단계와 같이 해당 기지국들(210, 220)로 무선접속 베어러 설정 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 제2서비스 플로우를 서로 다른 베어러에 분할할 경우 각각의 베어러들로는 동일한 양의 데이터를 전송하도록 베어러를 할당할 수도 있고, 특정한 베어러로 더 많은 데이터를 전송하고, 다른 베어러로는 더 적은 데이터를 전송하도록 할 수도 있다. 따라서 게이트웨이(300)는 제1기지국(210)과 제2기지국(220)으로 제2서비스 플로우에 대하여 할당하기 위한 베어러의 전송속도를 결정해 각 기지국들(210, 220)로 알려야 한다. 또한 게이트웨이(300)는 제1기지국(210)으로 VoIP 서비스와 FTP 서비스를 제공하도록 하기 위해 각각의 베어러 설정을 요청하는 정보를 포함하여 송신해야 한다.
이에 따라 제1기지국(210)과 제2기지국(220)은 각각 840단계 및 842단계에서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제2빔 포밍 안테나(120)로 무선 자원 연결을 재설정한다. 이때, 제1기지국(210)은 840단계에서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1서비스 플로우를 제공하기 위한 베어러를 설정함과 동시에 제2서비스 플로우 중 일부를 제공하기 위한 베어러를 각각 설정해야 한다. 또한 제2기지국(220)은 842단계에서 제2빔 포밍 안테나(120)로 제2서비스 플로우 중 일부를 제공하기 위한 베어러를 설정한다.
베어러 설정이 완료되면, 각각의 기지국들(210, 220)은 844단계 및 846단계와 같이 무선접속 베어러 설정 완료 메시지를 생성하여 게이트웨이(300)로 제공한다. 예컨대, 제1기지국(210)은 VoIP 서비스를 위한 베어러와 FTP 서비스를 위한 베어러를 설정한 후 이를 게이트웨이(300)로 알리며, 제2기지국(220)은 FTP 서비스를 위한 베어러를 설정한 후 게이트웨이(300)로 알릴 수 있다. 이에 따라 게이트웨이(300)는 모든 서비스에 대한 무선접속 베어러 설정 완료 메시지를 수신하면, 복수의 서비스 플로우에 대하여 베어러 설정이 완료된 상태이므로, 848단계에서 플로우 설정 완료 메시지를 정책 관리 시스템(350)으로 제공한다.
이에 따라 게이트웨이(300)는 850단계와 같이 제1기지국(210)을 통해 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 설정된 베어러를 통해 VoIP 서비스를 제공할 수 있다. 또한 게이트웨이(300)는 852단계와 같이 제1기지국(210)을 통해 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 설정된 베어러를 통해 FTP 서비스의 일부를 제공할 수 있으며, 854단계와 같이 제2기지국(220)을 통해 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)간 설정된 베어러를 통해 FTP 서비스의 나머지 데이터를 제공할 수 있다.
이를 통해 전자장치(100)는 VoIP 서비스는 제1기지국(210)과 설정된 베어러를 통해 제공받을 수 있으며, FTP 서비스는 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)과 각각 설정된 베어러들을 통해 제공받을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 데이터 서비스에 대해 복수의 베어러를 할당한 상태에서 베어러의 재배치가 필요할 시의 제어 흐름도이다.
도 9의 흐름도를 설명함에 있어 앞서 설명한 도 8의 상황을 가정하여 설명하기로 한다. 즉, 전자장치(100)는 VoIP 서비스를 제1기지국(210)과 설정된 베어러를 통해 제공받으며, FTP 서비스는 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)과 각각 설정된 베어러들을 통해 제공받는 경우를 가정한다. 따라서 900단계는 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)를 통해 제1기지국(210) 및 게이트웨이(300)간 VoIP 서비스를 위한 베어러가 설정된 상태이며, 902단계는 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)를 통해 제1기지국(210) 및 게이트웨이(300)간 FTP 서비스 중 일부 데이터를 전송하기 위한 베어러가 설정된 상태이고, 904단계는 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)를 통해 제2기지국(220) 및 게이트웨이(300)간 FTP 서비스 중 나머지 데이터를 전송하기 위한 베어러가 설정된 상태이다.
앞서 설명한 바와 같이 전자장치(100)는 미리 설정된 주기마다 또는 채널 품질의 급격한 변화가 발생할 시 통신하고 있는 또는 통신을 할 수 있는 기지국으로 채널 품질 정보(CQI)를 생성하여 전송할 수 있다. 906단계는 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 제1기지국(210)간 설정된 채널의 품질을 측정한 결과를 보고하기 위한 채널 품질 정보(CQI)를 제1기지국(210)으로 전송하는 동작이 될 수 있으며, 908단계는 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)와 제2기지국(210)간 설정된 채널의 품질을 측정한 결과를 보고하기 위한 채널 품질 정보를 제2기지국(220)으로 전송하는 동작이 될 수 있다.
제1기지국(210)과 제2기지국(220)은 전자장치(100)로부터 채널 품질 정보를 수신하면, 앞서 설명한 바와 같이 기지국의 부하 수준과 채널 품질 정보를 포함하는 스케줄링 정보 메시지를 생성하고, 이를 게이트웨이(300)로 보고한다. 이때 제1기지국(210)과 제2기지국(220)은 미리 설정된 주기 단위로 스케줄링 정보 메시지를 게이트웨이(300)로 전송할 수도 있고, 셀의 부하 수준이 급격히 변화하는 경우 스케줄링 정보 메시지를 전송할 수도 있으며, 특정 전자장치와 설정된 채널 품질이 급격히 변화하는 경우 스케줄링 정보 메시지를 전송할 수도 있다. 또한 이들의 결합 또는 적어도 한 가지 이상의 방법을 이용할 수 있다. 910단계는 제1기지국(210)이 게이트웨이(300)로 스케줄링 정보 메시지를 전송하는 단계이며, 912단계는 제2기지국(220)이 게이트웨이(300)로 스케줄링 정보 메시지를 전송하는 단계이다.
910단계 및 912단계와 같이 적어도 하나의 기지국으로부터 스케줄링 정보 메시지를 수신하면, 914단계에서 게이트웨이(300)는 각 기지국들 셀 로드 정보 및 특정 전자장치의 채널 품질 상태를 저장하고 있는 스케줄링 테이블의 정보를 갱신한다. 이처럼 스케줄링 테이블의 정보를 갱신한 후 게이트웨이(300)는 916단계에서 각 전자장치들의 무선 채널 품질 상태와 각 기지국들의 셀 로드 정보를 확인한다. 이처럼 무선 품질 상태와 각 기지국들의 셀 로드 정보를 확인하는 이유는 앞서 설명한 바와 같이 특정 전자장치의 무선 품질 상태가 열악한 경우 또는 셀 로드가 급격히 증가하는 경우 베어러의 재배치 또는 베어러의 삭제 등이 필요한가를 검사하기 위함이다.
916단계의 검사결과 무선 품질 및 셀 로드 정보를 확인한 결과 베어러의 재배치가 필요한 경우 게이트웨이(300)는 918단계에서 같이 베어러 재배치를 결정하고, 이를 알리기 위한 메시지를 생성할 수 있다. 이처럼 VoIP 서비스에 대한 베어러 재배치에 대한 결정은 제1기지국(210)을 통해 VoIP 서비스를 제공받는 전자장치(100)와 제1기지국(210)간 무선 품질이 저하되는 경우 또는 제1기지국(210)의 셀 부하 수준이 증가하여 VoIP 서비스의 최소 지연시간을 충족하지 못하는 경우 등이 될 수 있다. 도 9의 실시 예에서는 위의 2가지 경우 중 어느 한 가지에 해당하여 제1기지국(210)과 연결되어 있던 VoIP 서비스를 제2기지국(220)으로 재배치하는 경우를 예시하고 있다. 따라서 918단계에서 게이트웨이(300)는 제1기지국(210)으로 송신하기 위한 무선접속 베어러 재배치 요청 메시지를 생성하고, 920단계에서 생성된 무선 접속 베어러 재배치 요청 메시지를 제1기지국(210)으로 전송한다. 이때 무선접속 베어러 재배치 요청 메시지에는 VoIP 서비스를 어떠한 기지국으로 재배치할 것인지에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이에 따라 제1기지국(210)은 920단계에서 전송되어 온 무선 접속 베어러 재배치 요청 메시지를 수신하면, 무선 접속 베어러 재배치 요청 메시지에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 예컨대, 제1기지국(210)은 현재 전자장치(100)와 설정되어 있는 VoIP 서비스를 제2기지국(220)으로 재배치할 것을 요청하는 정보를 확인할 수 있다. 따라서 제1기지국(210)은 제2기지국(220)으로 송신할 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 생성하고, 922단계로 진행하여 제2기지국(220)으로 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 제1기지국(210)과 제2기지국(220)간은 메시지의 송수신은 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이 X2 인터페이스를 통해 송수신할 수 있다. 또한 제1기지국(210)은 제2기지국(220)으로부터 해당하는 전자장치(100)와 무선 접속 베어러의 설정이 완료되었음을 알리는 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지를 수신할 때까지는 전자장치(100)와 설정된 무선 베어러를 계속 유지한다.
922단계에서 제1기지국(210)으로부터 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 수신하면, 제2기지국(220)은 924단계에서 수락 제어 동작을 실시한다. 여기서 수락 제어 동작은 제1기지국(210)에서 제공하고 있던 VoIP 서비스를 제2기지국(220)에서 제공하기 위해 해당 전자장치(100)와 추가 베어러 설정을 위한 준비 동작이 될 수 있다. 이후 제2기지국(220)은 926단계에서 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)를 통해 무선 자원 연결 재설정을 수행한다. 이는 제2기지국(220)과 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)간 VoIP 서비스를 위한 무선 자원을 새롭게 할당하기 위한 절차가 될 수 있다.
제2기지국(220)은 926단계의 제2기지국(220)과 전자장치(100)의 제2빔 포밍 안테나(120)간 VoIP 서비스를 위한 무선 자원을 새롭게 할당하기 위한 절차가 완료되면, 928단계에서 VoIP 서비스에 대한 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지를 제1기지국(210)으로 전송한다. 이때, 제2기지국(220)에서 제1기지국(210)으로 전송되는 VoIP 서비스에 대한 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지 또한 X2 인터페이스를 통해 전송될 수 있다.
제1기지국(210)은 928단계에서 VoIP 서비스에 대한 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지를 수신하면, 930단계에서 게이트웨이(300)로부터 수신된 VoIP 서비스에 대한 데이터를 제2기지국(220)으로 전달할 수 있다. 이를 통해 게이트웨이(300)에서 제공된 데이터가 제2기지국(220)과 전자장치(100)간 설정된 무선 베어러를 통해 전송될 수 있다. 또한 제1기지국(210)은 932단계에서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 설정된 무선 자원의 연결을 재설정한다. 932단계에서 이루어지는 무선 자원의 연결 재설정은 VoIP 서비스를 위해 설정된 무선 베어러를 해제하는 절차가 될 수 있다.
제1기지국(210)은 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 설정된 무선 베어러의 해제를 위한 절차가 완료되면, 934단계에서 무선 접속 베어러 재배치 완료 메시지를 생성하여 게이트웨이(300)로 전송할 수 있다. 또한 제1기지국(210)은 934단계를 수행한 후 936단계에서 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)와 VoIP 서비스를 위해 설정된 무선 베어러 자원을 해제할 수 있다. 또한 934단계에서 게이트웨이(300)로 전송되는 무선 접속 베어러 재배치 완료 메시지는 제1기지국(210)과 전자장치(100)의 제1빔 포밍 안테나(110)간 VoIP 서비스를 위해 설정된 무선 베어러의 삭제 완료 및 제2기지국(220)에서 전자장치(100)로 VoIP 서비스를 제공하고 있음을 알리는 정보를 포함할 수 있다. 따라서 제1기지국(210)은 936단계를 먼저 수행하고, 934단계를 수행할 수도 있고, 도 9에 도시한 바와 같은 순서로 무선 접속 베어러 재배치 완료 메시지를 게이트웨이(300)로 전송한 후 전자장치(100)와 VoIP 서비스를 위한 베어러 자원을 해제할 수도 있으며, 934단계와 936단계가 동시에 이루어질 수도 있다.
이상에서 설명한 과정에 따라 게이트웨이(300)가 무선 접속 베어러 재배치 완료 메시지를 수신하면, 게이트웨이(300)는 938단계에서 제1기지국(210)으로부터 수신된 무선 접속 베어러 재배치 완료 메시지를 시용하여 스케줄링 테이블의 정보를 갱신할 수 있다.
따라서 게이트웨이(300)는 대응노드(10)와 941단계와 같이 지속적으로 데이터의 송수신을 수행할 수 있다. 또한 게이트웨이(300)는 942단계 및 944단계와 같이 제1기지국(210) 및 제2기지국(220)을 통해 앞서 제공하던 FTP 서비스에 대해서는 기존에 설정된 베어러들을 이용하여 전자장치(100)와 데이터를 송수신할 수 있으며, VoIP 서비스에 대해서는 940단계로 도시한 바와 같이 제2기지국(220)과 새롭게 설정된 베어러를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따라 서로 다른 셀 또는 기지국과 동시에 통신이 가능한 전자장치의 기능적 내부 블록 구성도이다. 도 10을 설명함에 있어, 앞서 설명한 도면과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 있음에 유의하자.
제1빔 포밍 안테나(110)와 제2빔 포밍 안테나(120)는 각각 제1무선 처리부(1001)와 제2무선 처리부(1002)와 연결된다. 제1빔 포밍 안테나(110)를 통해 데이터를 송수신하는 제1무선 처리부(1001)는 제1빔 포밍 안테나(110)의 빔 방향을 설정하기 위한 빔 포밍 처리 모듈(도면에 도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 제1무선 처리부(1001)는 아날로그 형태의 무선 신호를 주고받기 위해 아날로그 형태의 기저대역 신호를 송신 대역으로 상승 변환하고, 빔 포밍 처리 모듈에서 곱해진 값을 통해 각각의 안테나로 방사된다. 또한 제1무선 처리부(1001)는 빔 포밍 처리 모듈에서 특정 방향의 고주파 빔을 수신하여 아날로그 형태의 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. 제2무선 처리부(1002)는 제1무선 처리부(1001)와 동일한 동작과 동일한 기능을 수행할 수 있다.
전자장치 기저대역 처리부(1010)는 아날로그 형태의 기저대역 신호를 디지털 형태로 변환하여 전자장치 제어부(1011)로 출력하거나 전자장치 제어부(1011)로부터 수신된 송신할 디지털 형식의 데이터를 아날로그 형식의 기저대역 신호로 변환하여 해당하는 무선 처리부로 출력한다. 도 10에서는 하나의 전자장치 기저대역 처리부(1010)만을 도면에 도시하였으나, 필요한 경우 전자장치 기저대역 처리부(1010)를 각각의 무선 처리부의 숫자만큼의 모듈들로 구성할 수도 있다.
전자장치 제어부(1011)는 전자장치의 전반적인 동작에 대한 제어를 수행하며, 본 발명에 따라 둘 이상의 기지국들과 설정된 베어러를 통해 데이터를 주고받기 위한 제어를 수행할 수 있다. 또한 전자장치 제어부(1011)는 경우에 따라 데이터 처리를 위한 데이터 처리부를 별도로 구비할 수도 있고, 모뎀을 별도로 구비할 수도 있다. 도 10에서는 이들을 모두 하나의 블록으로 도시하였다. 하지만, 도 10에 도시한 바와 같이 본 발명이 적용되는 전자장치 제어부(1011)가 데이터 처리부, 모뎀 등을 하나의 블록으로 구성되어야 함을 의미하는 것은 아님에 유의해야 한다.
전자장치 메모리(1021)는 전자장치의 구동에 필요한 각종 데이터를 저장하기 위한 영역을 포함할 수 있으며, 사용자의 요구에 따른 데이터를 저장하기 위한 영역을 포함할 수 있다. 또한 전자장치 메모리(1021)는 본 발명에 따라 서로 다른 기지국들과 베어러를 설정하여 통신을 수행하기 위한 제어 프로그램을 저장할 수 있다. 이러한 전자장치 메모리(1021)는 ROM, RAM, 메모리 스틱 등 다양한 형태로 구성할 수 있다.
표시부(1031)는 전자장치의 현재 상태 또는 전자장치의 동작 상태를 표시하기 위한 표시 모듈로, 액정표시판넬(LCD) 또는 발광다이오드(LED) 또는 OLED 등 다양한 형태로 구성할 수 있다.
사용자 입력부(1032)는 사용자가 입력하는 신호를 검출하여 전자장치 제어부(1011)로 제공하기 위한 모듈로써 사용자가 누르는 키 신호를 검출하기 위한 키, 사용자의 터치 입력을 검출하기 위한 터치 패드, 사용자가 일정한 거리만큼 이격된 상태를 검출하기 위한 호버링 검출기 또는/및 전자펜 등의 다양한 입력 장치로부터의 입력을 검출하기 위한 입력 모듈들로 구성될 수 있다.
이상의 구성 외에도 전자장치(100)는 내부에 추가적인 구성을 가질 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 11은 본 발명에 따라 서로 다른 둘 이상의 기지국과 베어러를 설정할 수 있는 전자장치에서 무선 베어러의 관리를 위한 제어 흐름도이다.
도 11에서 통신 모드란, RRC 연결 상태 또는/및 무선 베어러가 할당된 상태를 포함하는 상태를 의미할 수 있다. 전자장치 제어부(1011)는 이러한 통신 모드에서 1102단계로 진행하면, 채널 품질 정보(CQI)의 보고가 필요한가를 검사한다. 채널 품질 정보의 보고가 필요한 경우는 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 기지국과 전자장치간 약속된 방식에 의해 이루어질 수 있다. 채널 품질 정보(CQI)의 보고 방법은 후술되는 기지국의 블록 구성도 설명 시에 살펴보기로 한다.
전자장치 제어부(1011)는 채널 품질 정보(CQI)의 보고가 필요한 경우 1104단계로 진행하여 채널 품질 정보(CQI)를 생성하고, 생성된 채널 품질 정보(CQI)를 해당하는 빔 포밍 안테나를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. 따라서 채널 품질 정보의 보고는 각 빔 포밍 안테나별로 이루어질 수 있다. 또한 채널 품질 정보의 보고 대상은 각 빔 포밍 안테나와 RRC 연결되거나 데이터 서비스가 제공되는 중인 기지국 또는 셀이 될 수 있다. 이를 앞서 설명한 도면을 참조하면, 도 4의 406단계와 408단계가 될 수 있다. 그 밖의 다른 도면들에서도 채널 품질 정보를 보고하는 단계가 될 수 있다.
전자장치 제어부(1011)는 채널 품질 정보의 보고가 필요하지 않은 경우 1106단계에서 소정의 빔 포밍 안테나를 통해 데이터 송수신이 필요한가를 검사한다. 이는 하나 또는 둘 이상의 기지국과 무선 베어러가 설정되어 해당하는 하나 이상의 기지국과 데이터를 주고받을 필요가 존재하는가를 검사하는 단계가 될 수 있다. 1106단계의 검사결과 데이터의 송수신이 필요한 경우 전자장치 제어부(1011)는 1108단계에서 해당하는 빔 포밍 안테나, 무선 처리부 및 전자장치 기저대역 처리부(1010)를 제어하여 데이터의 송수신을 수행한다. 이는 예컨대, 도 4의 450단계 또는/및 452단계가 될 수 있다.
또한 전자장치 제어부(1011)는 1110단계와 같이 특정한 기지국으로부터 무선 자원 연결 재설정이 요구되었는가를 검사할 수 있다. 무선 자원 연결 재설정은 RRC 연결 상태에서 특정 서비스 플로우를 위한 무선 베어러가 설정이 요구되는 경우, 설정된 무선 베어러의 확장/축소 또는 추가 또는 삭제 등이 될 수 있다. 특정한 서비스 풀로우를 위한 무선 베어러 설정이 요구되는 경우는 베어러 추가와 유사하거나 동일할 수 있으므로, 이하에서는 베어러 추가에서 설명하기로 한다.
전자장치 제어부(1011)는 1110단계의 검사결과 무선 자원 연결의 재설정이 요구된 경우 1112단계로 진행하여 기지국으로부터 수신된 무선 자원 연결 재설정 요구가 무선 베어러의 추가인가를 검사한다. 1112단계의 검사결과 무선 베어러의 추가 연결(신규 연결을 포함)이 요구된 경우 전자장치 제어부(1011)는 1114단계로 진행하여 베어러 추가를 위한 절차를 수행한다. 무선 베어러 추가를 위한 절차는 예컨대, 도 4의 440단계, 442단계가 될 수도 있고, 도 9의 926단계가 될 수도 있다.
1112단계의 검사결과 무선자원 연결 재설정 요구가 무선 베어러 추가 요청이 아닌 경우 전자장치 제어부(1011)는 1116단계로 진행하여 무선 베어러의 삭제가 요구되었는가를 검사한다. 1116단계의 검사결과 무선 베어러의 삭제가 요구된 경우 1120단계로 진행하고, 무선 베어러의 삭제가 요구되지 않은 경우 1118단계로 진행한다. 앞서 설명한 바와 같이 무선 자원 연결 재설정은 무선 베어러의 추가, 확장/축소 및 삭제의 경우이므로, 1112단계의 검사결과 추가가 아니며, 1116단계의 검사결과 삭제가 아닌 경우는 무선 베어러의 확장/축소가 된다. 따라서 전자장치 제어부(1011)는 1118단계로 진행하면, 무선 베어러의 확장 절차를 수행한다. 이는 앞서 설명한 도 5의 536단계, 538단계가 될 수 있다.
또한 1112단계의 검사결과 무선 자원 연결 재설정 요구가 베어러 삭제인 경우 전자장치 제어부(1011)는 1120단계로 진행하여 베어러 삭제 절차를 수행한다. 베어러 삭제 절차는 앞서 설명한 도 6의 638단계, 도 7의 722단계 도 9의 932단계가 될 수 있다. 따라서 전자장치 제어부(1011)는 1120단계를 수행한 후 1122단계로 진행하여 RRC 연결이 해제되었는가를 검사한다. 이는 어떠한 기지국과도 통신하지 않는 경우가 될 수 있다. 1122단계의 검사결과 적어도 하나 이상의 기지국과 RRC 연결되어 있거나 무선 베어러가 연결되어 있는 경우 제어부는 도 11의 루틴을 계속 수행할 수 있다. 반면에 모든 기지국과 RRC 연결이 해제된 경우 도 11의 루틴을 종료할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따라 둘 이상의 기지국 또는 셀과 베어러를 설정할 수 있는 전자장치와 베어러를 할당할 수 있는 기지국의 내부 기능 블록 구성도이다.
빔 포밍 안테나(1201)는 소정의 전자장치로 빔을 형성할 수 있는 빔 어레이 형태를 가지며, 전자장치에 구비된 하나의 빔 포밍 안테나에 포함된 어레이 안테나의 수와 같거나 많은 수의 어레이 안테나를 가질 수 있다. 기지국 무선 처리부(1202)는 전자장치로부터 빔 포밍 안테나(1201)를 통해 미리 설정된 대역의 아날로그 형태의 데이터를 수신하고, 이를 기저대역의 신호로 변환하여 출력한다. 또한 기지국 무선 처리부(1202)는 송신할 기저대역의 신호를 미리 설정된 통신 대역의 신호로 상승 변환하여 빔 포밍 안테나(1201)를 통해 전자장치로 전송할 수 있다.
기지국 기저대역 처리부(1203)는 기지국 무선 처리부(1202)에서 수신된 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 기지국 제어부(1204)로 제공할 수 있다. 또한 기지국 기저대역 처리부(1203)는 기지국 제어부(1204)로부터 특정 전자장치로 송신할 디지털 신호를 수신하여 기저대역의 아날로그 신호로 변환하여 기지국 무선 처리부(1202)로 제공할 수 있다.
기지국 제어부(1204)는 기지국의 전반적인 동작의 제어를 수행할 뿐 아니라 전자장치와 기지국간 무선 채널을 감시하고, 기지국과 전자장치들간 설정된 베어러를 관리하기 위한 제어를 수행할 수 있다. 또한 기지국 제어부(1204)는 기지국간 통신이 필요한 경우 기지국간 통신부(1206)를 통해 다른 기지국과 제어 신호의 송수신 시의 제어를 수행할 수 있다. 뿐만 아니라 기지국 제어부(1204)는 게이트웨이(300)와 베어러 설정, 변경, 삭제 등의 제어 또는/및 스케줄링 메시지의 보고 또는/및 전자장치와 설정된 베어러를 통한 데이터의 송수신 등이 필요한 경우 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 해당하는 데이터 또는 신호의 송수신을 수행할 수 있다.
또한 기지국 제어부(1204)는 기지국 내에 위치한 전자장치와 설정된 무선 채널 품질(CQI)의 보고 주기를 결정할 수 있다. 이처럼 무선 채널 품질(CQI)의 보고 주기는 아래의 4가지 경우 중 하나의 방법 또는 이들의 복합적인 방법을 이용하여 미리 설정할 수 있다. 그러면 먼저 채널 품질 정보(CQI)의 보고를 위한 주기를 살펴보기로 하자.
첫 번째 방법으로, 무선 품질의 변화 속도를 기반으로 채널 품질 정보(CQI)의 전송 주기를 설정하는 방법이다.
기지국은 전자장치와 설정된 무선 베어러 또는 RRC의 무선 품질의 변화 속도를 기반으로 스케줄링 정보 전송 주기를 설정할 수 있다. 무선 품질 변화 속도가 빠른 경우 스케줄링 정보 전송주기를 짧게 설정하여 채널 품질 정보(CQI)를 자주 전송하도록 하고, 무선 품질 변화 속도가 느린 경우 스케줄링 정보 전송주기를 길게 설정하여 채널 품질 정보(CQI)를 상대적으로 느리게 전송하도록 결정할 수 있다. 이때, 스케줄링 정보의 전송주기는 전자장치와 기지국간 데이터를 송수신하기 위해 설정된 송신 시간 인터벌(Transmission Time Interval, TTI)을 기준으로 삼아 몇 주기의 송신 시간 인터벌(TTI) 단위로 채널 품질 정보(CQI)를 송신하도록 할 수도 있고, 초 단위로 설정할 수도 있으며, 고정된 전자장치 또는 거의 무선 품질 변화가 없는 전자장치의 경우 분 단위로 설정할 수도 있다.
또한 무선 품질 변화 속도는 전자장치의 이동성을 이용하거나 전자장치가 자체적으로 직접 채널 품질 정보(CQI)의 전송 주기를 제어하도록 구성할 수도 있다. 전자장치의 이동성을 이용하는 경우 예를 들어 전자장치가 3Km/h ~ 10Km/h의 저속으로 이동하는 경우 스케줄링 정보를 4초 주기로 전송하고, 전자장치가 100Km/h ~ 120Km/h의 고속으로 이동하는 경우 스케줄링 정보를 100ms 주기로 전송하여 무선채널 품질 변화에 적응적으로 대응하도록 구성할 수도 있다.
전자장치가 직접 채널 품질 정보(CQI)의 전송 주기를 제어하는 경우 전자장치의 관점에서 무선 품질의 변화 속도가 빠른 경우 채널 품질 정보(CQI)의 전송을 빠르게 예컨대, 100ms 주기로 전송할 수 있다. 따라서 기지국은 이를 기반으로 스케줄링 정보를 생성하여 게이트웨이로 전송할 수 있다. 반대의 경우로 전자장치의 관점에서 무선 품질의 변화 속도가 느린 경우 채널 품질 정보(CQI)의 전송을 느리게 예컨대 4초 주기로 전송할 수 있다. 이때에도 기지국은 전자장치로부터 제공된 채널 품질 정보(CQI)를 기반으로 스케줄링 정보를 생성하여 게이트웨이로 전송할 수 있다.
두 번째 방법으로, 전자장치로 제공되는 데이터 전송속도에 근거하여 스케줄링 정보를 게이트웨이로 전송하는 주기를 제어할 수도 있다.
예컨대, 기지국과 전자장치간 송수신되는 데이터의 전송속도가 빠른 경우 무선 채널의 변화를 빠르게 반영하기 위해 채널 품질 정보(CQI)를 자주 확인하고, 이를 토대로 스케줄링 정보를 게이트웨이로 빠르게 전송하도록 구성할 수 있다. 반대로 기지국과 전자장치간 전송속도라 느린 경우 무선 채널의 변화를 상대적으로 천천히 반영하여도 무방할 수 있으므로 채널 품질 정보(CQI)를 상대적으로 간헐적으로 확인하거나 이전과 동일하게 확인하더라도 채널 품질 정보(CQI)를 토대로 스케줄링 정보를 전송하는 주기를 길게하여 게이트웨이로 전송하도록 할 수 있다.
가령, 전송속도마다 100Kbps 미만인 경우 10초 주기로, 100kbps 이상 500Kbps 미만인 경우 4초 주기로, 500Kbps 이상 1Mbps 미만인 경우 1초 주기로, 1Mbps 이상 3Mbps 미만인 경우 100ms 단위 등과 같이 미리 설정된 전송속도의 단계별로 미리 스케줄링 정보를 전송하기 위한 시간을 설정할 수도 있다.
세 번째 방법으로 기지국 또는 셀의 부하 수준에 근거하여 스케줄링 정보를 전송하는 주기를 결정할 수 있다.
예컨대, 기지국은 기지국 또는 셀의 부하 수준을 측정하고, 미리 설정된 부하 수준별로 스케줄링 정보를 보고하는 주기를 가변하도록 하는 것이다. 가령, 셀 또는 기지국의 부하 수준이 10% 미만인 경우 10초 주기로, 10% 이상 30% 미만인 경우 4초 주기로, 30% 이상 60% 이상인 경우 1초 주기로 60% 이상인 경우 100ms 단위 등과 같이 셀 또는 기지국의 부하 수준을 근거로 스케줄링 정보 메시지를 게이트웨이로 전송하도록 할 수 있다.
마지막으로 다른 사항들을 고려하지 않고 운영자에 의해 미리 설정된 주기 단위로 보고하도록 하는 방법이다. 예컨대, 전자장치의 이동속도, 기지국과 전자장치간 송수신되는 데이터의 전송속도 또는 기지국이나 셀의 부하 수준과 무관하게 미리 설정된 시간 단위로 주기적으로 전송하도록 하는 방법이다. 이러한 방법은 구현의 복잡도가 가장 낮은 방식이 될 수 있다. 다만, 이러한 경우 앞서 설명한 전자장치의 이동속도, 기지국과 전자장치간 송수신되는 데이터의 전송속도 또는 기지국이나 셀의 부하 수준이 변화하더라도 이를 수용할 수 있는 정도의 주기로 설정하는 것이 바람직하다.
기지국 메모리(1205)는 무선 채널의 상태 정보와 특정 전자장치와의 베어러 설정 정보를 저장할 수 있는 영역을 포함할 수 있으며, 그 밖에 기지국의 제어에 필요한 데이터를 저장하기 위한 영역을 포함할 수 있다.
기지국간 통신부(1206)는 기지국간 통신을 위해 설정된 인터페이스 예컨대, X2 인터페이스와 같은 형식으로 기지국간 데이터 또는/및 신호의 송수신을 수행할 수 있다. 또한 게이트웨이 통신부(1207)는 기지국과 게이트웨이간 송수신되는 데이터 또는/및 신호의 송수신을 수행하기 위한 인터페이스 예컨대, S1 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 전자장치와의 베어러 설정 및 관리 시의 제어 흐름도이다.
기지국 제어부(1204)는 1300단계에서 전자장치로 서비스를 제공한다. 여기서 전자장치로 서비스를 제공한다는 의미는 기지국 내에 위치한 전자장치들과 RRC 연결의 유지, 특정 전자장치와 데이터 송수신을 수행하는 동작 등을 포함할 수 있다. 기지국 제어부(1204)는 이처럼 전자장치로 서비스를 제공하면서 1302단계로 진행하여 특정 전자장치로부터 채널 품질 정보(CQI)가 수신되는가를 검사한다. 1302단계의 검사결과 특정 전자장치로부터 채널 품질 정보(CQI)가 수신되는 경우 기지국 제어부(1204)는 1304단계에서 수신된 채널 품질 정보를 기지국 메모리(1205)에 저장하고, 해당 전자장치의 채널 품질 정보를 포함하는 스케줄링 정보 메시지를 생성하여 게이트웨이(300)로 전송한다. 이때, 스케줄링 정보 메시지에는 앞서 설명한 바와 같이 기지국의 부하(Load) 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 도 13a에서는 특정 전자장치로부터 채널 품질 정보를 수신하는 경우 바로 스케줄링 메시지를 생성하여 게이트웨이(300)로 전송하는 경우를 예로 설명하였다. 하지만, 기지국에서 미리 설정된 주기 단위로 스케줄링 메시지를 생성하여 게이트웨이(300)로 전송하도록 구성할 수도 있다.
또한 기지국이 게이트웨이로 전송하는 스케줄링 정보 메시지에는 전자장치 별 데이터 전송속도와 셀 또는 기지국 별 부하수준 정보를 포함할 수 있다. 전자장치 별 데이터 전송속도는 일정시간 동안 전자장치에 서비스 된 데이터의 전송량을 의미하고, 셀 또는 기지국 별 부하수준은 크게 절대적인 값과 상대적인 값으로 나눌 수 있다. 절대적인 값은 셀 또는 기지국의 과부하 여부를 나타내는 언더로드(underload), 오버로드(overload)와 같은 값이 될 수 있고, 상대적인 값은 단위 시간당 물리적 자원 블록(Physical Resource Block, PRB)의 이용도(utilization) 값이 될 수 있다.
기지국은 기지국의 부하 수준 또는 셀의 부하 수준을 계산할 수 있다. 그러면 기지국이 셀 단위로 구성된 경우를 가정하여 셀 별 부하 수준을 계산하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저 물리적 자원 블록(PRB)의 이용도의 계산은 하기 <수학식 1>과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112013109316693-pat00001
<수학식 1>에서 c는 셀의 인덱스를 의미하며, △T는 시간 간격(time interval)을 의미하고, PRBc used(△T)는 셀 c에서 △T의 이전 시간 동안 사용자 데이터를 위해 스케줄링 된 자원 블록의 양을 의미하며, TTI는 송신 시간 간격(Transmission Time Interval)을 의미하고, PRBc available는 셀 c에서 사용 가능한 자원 블록의 양을 의미한다.
또한 셀 과부하 판단은 하기 <수학식 2>와 같은 방법으로 판단할 수 있다.
Figure 112013109316693-pat00002
<수학식 2>에서 ρc는 앞서 설명한 물리적 자원 블록의 이용도 값이고, THoverload는 물리적 자원 블록 이용도의 임계값이며, THPu는 전자장치 u의 베어러에서 측정된 처리율(measured throughput of the bearers of MS u)이고, GRBu는 전자장치 u에 보장된 비트 전송율(Guaranteed Bit Rate, GBR)의 측정된 처리율(measured throughput of GRB bearers of MS u)이다.
따라서 <수학식 2>와 같이 셀 과부하를 판단한다는 것은 2가지 요소를 고려하는 것이다. 첫 번째 고려 요소로 물리적 자원 블록 이용도이다. 두 번째 고려 요소는 특정 전자장치의 베어러에서 측정된 처리율과 해당 전자장치에 보장된 비트 전송율간의 비(rate)를 고려하는 것이다. 이러한 2가지 요소는 어떠한 요소를 먼저 고려하더라도 무방하다. 다만, 2가지 요소를 고려하여 2가지 요건을 모두 만족하지 못하는 경우 또는 둘 중 어느 하나를 만족하지 못하는 경우 셀이 과부하 상태로 판정할 수 있다.
또한 기지국 제어부(1204)는 1300단계에서 서비스를 제공하는 중 1310단계에서 게이트웨이(300)로부터 베어러 설정 요청 메시지가 수신되는가를 검사할 수 있다. 게이트웨이(300)로부터 베어러 설정 요청 메시지가 수신되는 경우는 예컨대, 앞서 설명한 도 4의 432단계와 434단계 및 도 8의 834단계와 836단계에 해당할 수 있다. 따라서 1310단계는 새로운 서비스 플로우에 대한 요청이 존재하는가를 검사하는 단계가 될 수 있다.
1310단계의 검사결과 베어러 설정 요청 메시지가 수신된 경우 기지국 제어부(1204)는 1312단계로 진행하여 해당하는 전자장치 예컨대, 전자장치(100)와 서비스 플로우 제공을 위한 무선 자원 연결 재설정 동작을 수행할 수 있다. 이는 새로운 서비스 플로우를 제공하기 위해 무선 베어러를 설정하는 동작이 될 수 있으며, 하나 또는 둘 이상의 서비스 플로우에 대하여 무선 자원 연결 재설정 동작을 수행할 수 있다. 앞서 설명한 도 4의 예시에서 432단계 또는 434단계 또는 도 8의 836단계는 하나의 서비스 플로우에 대한 무선 자원 연결 재설정 동작이 될 수 있으며, 도 8의 834단계는 둘 이상의 서비스 플로우에 대한 무선 자원 연결 재설정 동작이 될 수 있다. 가령 하나의 서비스 플로우에 대한 무선 자원 연결 재설정 동작이 필요한 경우 기지국 제어부(1204)는 전자장치(100)의 특정 빔 포밍 안테나와 하나의 무선 베어러를 설정할 수 있다. 반면에 서로 다른 서비스 플로우에 대한 무선 자원 연결 재설정 동작이 필요한 경우 기지국 제어부(1204)는 전자장치(100)와 각각의 서비스 플로우에 대한 무선 베어러를 설정할 수 있다.
기지국 제어부(1204)는 이상에서 설명한 바와 같이 전자장치(100)와 무선 접속 베어러 설정이 완료되면, 무선 접속 베어러 설정 완료 메시지를 생성하여 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로 전송할 수 있다.
또한 기지국 제어부(1204)는 서비스를 제공하는 중 1320단계에서 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로부터 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지가 수신되는가를 검사할 수 있다. 1320단계는 예컨대, 앞서 설명한 도 6의 634단계 또는 도 7의 718단계가 될 수 있다. 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지는 앞서 설명한 바와 같이 전자장치(100)와 설정된 무선 베어러의 상태가 열악해져 서비스가 불가능해지거나 또는 기지국의 부하(Load) 수준이 매우 높아져 특정한 전자장치로 제공하고 있는 서비스가 불가능해지는 경우가 될 수 있다.
1320단계의 검사결과 게이트웨이(300)로부터 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지가 수신된 경우 기지국 제어부(1204)는 1322단계로 진행하여 무선 접속 베어러 삭제가 요청된 전자장치와의 무선 자원 연결 재설정 동작을 수행한다. 기지국 제어부(1204)는 1322단계에서 수행하는 무선 자원 연결 재설정 동작은 특정 전자장치와 또는 둘 이상의 전자장치와 설정된 무선 베어러를 삭제하기 위한 절차가 될 수 있다.
기지국 제어부(1204)는 1322단계에서 무선 베어러 삭제 절차를 수행한 후 무선 접속 베어러 삭제 완료 메시지를 생성하여 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로 전송할 수 있다. 이때 무선 접속 베어러 삭제 완료 메시지에는 무선 베어러가 삭제된 특정한 전자장치의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
또한 기지국 제어부(1204)는 서비스를 제공하는 중 1330단계에서 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로부터 무선 접속 설정 변경 메시지가 수신되는가를 검사할 수 있다. 1330단계는 예컨대, 앞서 설명한 도 5의 532단계 또는 534단계 또는 도 6의 632단계 또는 도 7의 716단계가 될 수 있다. 가령 도 5의 532단계, 도 6의 632단계, 도 7의 716단계는 무선 베어러가 설정된 전자장치와 기지국간 전송속도를 증가시키기 위한 무선 접속 설정 변경 메시지가 될 수 있다. 반면에 도 5의 534단계는 무선 베어러가 설정된 전자장치와 기지국간 전송속도를 감소시키기 위한 무선 접속 설정 변경 메시지가 될 수 있다.
이에 따라 기지국 제어부(1204)는 1332단계에서 게이트웨이(300)로부터 전송된 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지에 포함된 정보에 근거하여 전자장치로 제공중인 서비스 플로우의 전송속도 변경을 위한 무선 자원 연결 재설정 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 기지국 제어부(1204)는 도 5의 532단계, 도 6의 632단계, 도 7의 716단계의 경우 전송속도를 증가시키기 위한 무선 자원 연결 재설정 동작을 수행하며, 도 5의 534단계의 경우 전송속도를 감소시키기 위한 무선 자원 연결 재설정 동작을 수행할 수 있다.
무선 자원 연결 재설정 동작이 완료되면, 기지국 제어부(1204)는 1334단계에서 무선 접속 베어러 설정 변경 완료 메시지를 생성하여 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로 전송할 수 있다.
또한 기지국 제어부(1204)는 서비스를 수행하는 중 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로부터 무선 접속 베어러 재배치 요청 메시지가 수신되는가를 검사할 수 있다. 무선 접속 베어러 재배치 요청은 특정한 전자장치로 제공되던 서비스 플로우를 다른 기지국으로 이양하여 제공하기 위한 정보가 될 수 있으며, 이는 앞서 설명한 도면을 참조하면 예컨대 도 9의 920단계가 될 수 있다.
기지국 제어부(1204)는 1340단계의 검사결과 무선 접속 베어러 재배치 요청 메시지를 수신한 경우 1342단계에서 특정 전자장치로 제공되고 있던 서비스 플로우를 게이트웨이(300)가 지정한 기지국으로 이양하기 위해 해당 기지국으로 전송하기 위한 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 생성할 수 있다. 또한 기지국 제어부(1204)는 생성된 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 기지국간 통신부(1206)를 통해 해당하는 기지국으로 전송할 수 있다.
이처럼 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 인접한 특정 기지국으로 전송한 후 기지국 제어부(1204)는 1344단계에서 해당 기지국으로부터 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지가 수신되는가를 검사할 수 있다. 이는 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 송신하는 경우 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지가 수신될 때까지 또는 미리 설정된 시간 동안 대기할 수 있다. 1344단계의 검사결과 기지국간 통신부(1206)를 통해 인접한 해당 기지국으로부터 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지를 수신하는 경우 기지국 제어부(1204)는 1346단계로 진행한다.
기지국 제어부(1204)는 1346단계에서 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로부터 제공된 데이터를 기지국간 통신부(1206)를 통해 해당 기지국으로 전달할 수 있다. 이때 전달되는 데이터는 서비스 플로우를 이양할 전자장치로 수신된 데이터이며, 이는 기지국 메모리(1205)에 저장된 데이터가 될 수 있다. 이처럼 해당하는 기지국으로 데이터 전달이 완료되면 기지국 제어부(1204)는 1348단계에서 무선 접속 베어러 재배치 완료 메시지를 생성하고, 이를 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)로 전송할 수 있다.
또한 기지국 제어부(1204)는 서비스를 수행하는 중 1350단계에서 기지국간 통신부(1206)를 통해 인접한 특정 기지국으로부터 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지가 수신되는가를 검사할 수 있다. 인접한 기지국으로부터 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 수신하는 경우는 예컨대, 앞서 설명한 도 9의 924단계가 될 수 있다.
1350단계의 검사결과 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지를 수신한 경우 기지국 제어부(1204)는 1352단계로 진행하여 수락 제어를 수행한다. 이후 기지국 제어부(1204)는 1354단계로 진행하여 인접한 기지국으로부터 요청된 전자장치와 무선 베어러를 추가하기 위한 무선 자원 연결 재설정을 수행할 수 있다. 무선 자원 연결 재설정 시 기지국 제어부(1204)는 인접한 기지국으로부터 제공된 무선 접속 베어러 추가 요청 메시지에 포함된 전송속도를 제공할 수 있는 무선 베어러의 연결을 수행할 수 있다.
이처럼 무선 접속 베어러 추가가 완료되면, 기지국 제어부(1204)는 1356단계로 진행하여 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지를 생성하고, 이를 기지국간 통신부(1206)를 통해 해당하는 기지국으로 전송할 수 있다. 무선 접속 베어러 추가 완료 메시지를 송신한 후 기지국 제어부(1204)는 1358단계에서 기지국간 통신부(1206)를 통해 해당하는 기지국으로부터 새롭게 무선 베어러를 추가한 전자장치로 제공할 데이터를 전달받을 수 있다. 만일 해당 기지국에 저장된 데이터가 존재하지 않는 경우 1358단계는 생략될 수도 있다.
따라서 1356단계 이후 또는 1358단계 이후 기지국 제어부(1204)는 1360단계로 진행하여 게이트웨이 통신부(1207)를 통해 게이트웨이(300)와 해당 전자장치로 제공할 서비스 플로우에 대한 베어러를 설정할 수 있다.
도 14는 본 발명에 따라 하나의 서비스 플로우를 서로 다른 셀을 통해 하나의 전자장치로 제공할 수 있는 게이트웨이의 내부 기능 블록 구성도이다.
기지국 통신부(1401)는 기지국과 미리 설정된 인터페이스 예컨대, S1 인터페이스를 통해 데이터 또는/및 메시지 등을 송수신한다. 따라서 기지국 통신부(1401)는 게이트웨이 제어부(1402)로부터 특정 기지국(들)로 전송할 데이터 또는/및 메시지를 송신하며, 특정 기지국(들)로부터 수신된 데이터 또는/및 메시지를 게이트웨이 제어부(1402)로 제공한다.
게이트웨이 제어부(1402)는 특정한 전자장치로 제공할 데이터 송수신을 위한 전반적인 제어를 수행하며, 특히 본 발명에 따라 기지국들의 스케줄링 정보를 파악하고, 스케줄링 정보에 맞춰 데이터 통신을 위한 최적의 셀 또는 기지국을 선정할 수 있다. 또한 특정 전자장치로 제공할 서비스 플로우에 대하여 하나의 기지국 또는 셀로 전송할 것인지 또는 둘 이상의 기지국 또는 셀로 전송할 것인지를 결정할 수 있다. 뿐만 아니라 게이트웨이 제어부(1402)는 특정 베어러의 할당, 삭제 재배치 등의 제어를 수행할 수 있다. 게이트웨이 제어부(1402)는 스케줄링 및 베어러의 관리를 위한 데이터를 게이트웨이 메모리(1403)에 테이블 형태 또는 데이터베이스 형태로 관리할 수 있다.
게이트웨이 제어부(1402)는 특정 전자장치로 제공할 서비스 플로우에 대하여 하나의 기지국 또는 셀로 전송할 것인지 또는 둘 이상의 기지국 또는 셀로 전송할 것인지를 결정할 시 상기 데이터베이스를 이용할 수 있다. 특정한 서비스 플로우를 전자장치로 제공할 것이 요구되면, 게이트웨이 제어부(1402)는 전자장치가 접속한 셀의 목록을 확인하여 단일 셀인 경우 단일 셀 베어러를 설정하고, 복수 셀인 경우 서비스 플로우의 종류를 확인할 수 있다. 이에 따라 게이트웨이 제어부(1402)는 서비스 플로우의 종류가 지연시간에 민감한 실시간 서비스인 경우 다중 셀 분산 전송에 따른 패킷순서 재조합의 부하를 고려하여 단일 셀 베어러를 설정한다. 만약, 서비스 플로우가 비실시간 서비스라면 게이트웨이 제어부(1402)는 셀 별 무선품질 및 부하수준을 고려하여 복수 셀 베어러 설정을 통해 서비스 품질(QoS)을 만족하는 경우 셀 별 베어러 설정을 결정한다.
게이트웨이 메모리(1403)는 게이트웨이 제어부(1402)의 동작을 위한 각종 제어 데이터를 저장하기 위한 영역을 포함할 수 있고, 스케줄링 정보를 저장하기 위한 영역을 포함할 수 있으며, 베어러의 관리를 위한 영역을 포함할 수 있다. 이처럼 게이트웨이 메모리(1403)에 저장되는 형태의 실시 예를 하기의 표들을 참조하여 살펴보기로 하자.
Figure 112013109316693-pat00003
<표 1>은 서비스 품질 정보 테이블의 실시 예를 도시하였다. <표 1>을 참조하면, 각 전자장치 별로 할당된 베어러들의 식별자와 서비스 등급(Service Class), 우선순위(Priority), 최대 비트 전송율(Maximum Bit Rate, MBR), 보장된 비트 전송률(GBR), 목표 지연 시간(Target Delay), 패킷 에러율(Packet Error Rate) 및 응용프로그램 유형(Appliataion Type)을 포함할 수 있다. <표 1>에서 베어러 식별자들은 동일한 빔 포밍 안테나에 할당된 서로 다른 베어러일 수도 있고, 다른 빔 포밍 안테나에 할당된 베어러일 수도 있다. 서비스 등급은 실시간(Real Time, RT) 서비스와 비실시간 서비스(Non-Real Time, NRT)로 구분할 수 있다. 우선순위는 미리 설정된 우선순위에 따라 부여된 번호이며, 최대 비트 전송률은 해당하는 베어러를 통해 전송할 수 있는 비트 전송률의 최대값이 될 수 있다. 보장된 비트 전송율(GBR)은 각 서비스 플로우마다 할당된 베어러를 통해 최소 비트 전송률이 될 수 있고, 목표 지연 시간은 해당하는 서비스 플로우마다 허용된 최대 지연시간이 될 수 있다. 패킷 에러율은 제공되는 서비스 플로우에서 허용할 수 있는 에러율이 될 수 있으며, 응용프로그램 유형은 서비스 플로우의 형태가 될 수 있다.
이상에서 설명한 <표 1>의 서비스 품질 정보 테이블은 서비스 플로우 설정 절차가 이루어질 때, 정책 관리 시스템으로부터 획득할 수 있는 정보이며, 이를 게이트웨이 메모리(1403)에 저장하여 베어러의 재배치 또는 변경 등이 필요한 경우에 활용할 수 있다. 또한 특정 서비스 플로우가 종료되면, 게이트웨이 메모리(1403)의 서비스 품질 정보 테이블에서 이를 삭제할 수도 있다.
다음으로 하기 <표 2>는 스케줄링 정보 테이블의 실시 예를 도시하였다.
Figure 112013109316693-pat00004
<표 2>에 도시한 바와 같이 스케줄링 정보 테이블은 각 전자장치들의 식별자(MS), 각 전자장치마다 베어러를 설정하기 위한 안테나 식별자(Ant. ID), 전자장치의 안테나와 베어러가 설정된 기지국 식별자(BS ID), 전자장치의 안테나와 베어러가 설정된 기지국의 셀 식별자(Serving Cell), 해당 셀의 무선 링크 품질(Radio Link Quality) 및 셀의 부하 수준(Cell Load) 정보를 포함할 수 있다.
게이트웨이 메모리(1403)에 저장된 스케줄링 정보 테이블은 각 기지국으로부터 스케줄링 정보 메시지가 수신될 때마다 해당하는 정보를 갱신할 수 있다. 따라서 게이트웨이 제어부(1402)는 <표 2>에 도시한 바와 같은 정보를 이용하여 특정 전자장치로 하나 또는 둘 이상의 서비스 플로우 제공이 필요한 경우 어떠한 기지국의 셀을 통해 전자장치의 어떠한 안테나와 어느 정도 전송속도를 갖는 베어러를 설정해야 하는지를 판단할 수 있다.
네트워크 통신부(1404)는 네트워크 상에 있는 정책 관리 시스템(Policy and Charging Rules Function, PCRF) 또는 대응노드(Correspondent Node, CN)와 데이터 또는 메시지 등의 송수신을 위한 인터페이스를 제공한다. 이러한 인터페이스 방식은 네트워크의 구성 형태에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명에서는 인터페이스 방식에 특별한 제약을 두지는 않기로 한다. 네트워크 통신부(1404)는 게이트웨이 제어부(1402)의 제어에 의해 정책관리 시스템(350)으로 송신할 데이터 또는 메시지를 송신하기 위한 형태로 변환하여 전송할 수 있으며, 특정 전자장치와 대응노드간 메시지 또는/및 데이터의 송수신하기 위한 형태로 변환하여 전송할 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 게이트웨이에서 전자장치로 서비스 플로우를 제공하기 위한 베어러 관리 시의 제어 흐름도이다.
게이트웨이 제어부(1402)는 1500단계에서 전자장치(들)로 서비스를 제공한다. 여기서 전자장치(들)로 서비스를 제공한다는 의미는 게이트웨이(300)가 기지국을 통해 전자장치들로 데이터 송수신을 수행하는 동작을 포함할 수 있다. 게이트웨이 제어부(1402)는 이처럼 전자장치로 서비스를 제공하면서 1502단계로 진행하여 특정한 기지국 또는 다수의 기지국들로부터 스케줄링 정보 메시지가 수신되는가를 검사할 수 있다. 1502단계의 스케줄링 정보 메시지 수신은 예컨대, 앞서 설명한 도 4의 408단계, 410단계 또는 도 5의 512단계, 514단계 또는 도 6의 608단계, 610단계 또는 도 7의 702단계, 704단계 또는 도 8의 808단계, 810단계 또는 도 9의 910단계, 912단계 등이 될 수 있다.
이처럼 스케줄링 정보 메시지가 수신된 경우 게이트웨이 제어부(1402)는 1504단계로 진행하고, 스케줄링 정보 메시지가 수신되지 않은 경우 1530단계로 진행한다. 그러면 먼저 스케줄링 정보 메시지가 수신되어 1504단계로 진행하는 경우에 대하여 살펴보기로 한다.
게이트웨이 제어부(1402)는 1504단계에서 스케줄링 테이블 정보를 갱신하고, 1506단계로 진행하여 각 기지국들의 베어러 설정 변경이 필요한가를 검사할 수 있다. 베어러 설정 변경이 필요한가에 대한 검사는 앞서 설명한 바와 같이 기지국(들)로부터 수신된 스케줄링 정보 메시지에는 전자장치와의 채널 품질 정보(CQI)와 기지국의 부하 정보를 포함하고 있기 때문에 이들을 검사함으로써 확인할 수 있다. 예컨대, 특정한 전자장치와 기지국간 설정된 무선 베어러의 상태가 극히 열악하게 변화한 경우 베어러 설정 변경이 필요할 수 있다. 다른 예로, 특정한 기지국의 부하 상태가 급격히 증가하여 서비스 플로우를 제공하기 위한 여유가 거의 없는 경우 가령, 기지국의 부하 수준이 70% 또는 80% 또는 90%와 같이 미리 설정된 임계 부하 수준을 넘어서는 경우 베어러 설정의 변경이 필요한 경우가 될 수 있다.
게이트웨이 제어부(1402)는 1506단계의 검사결과 베어러 설정 변경이 필요한 경우 1508단계로 진행하고, 베어러 설정 변경이 필요하지 않은 경우 1520단계로 진행한다.
베어러 설정 변경이 필요하여 1508단계로 진행하면, 게이트웨이 제어부(1402)는 둘 이상의 기지국으로 전자장치와 설정된 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신할 수도 있으며, 특정한 기지국으로는 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하고 다른 기지국으로는 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지를 송신할 수도 있다. 이를 앞서 설명한 도면들을 참조하여 다시 살펴보기로 한다.
앞서 설명한 둘 이상의 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 제공하는 경우는 앞서 설명한 도 5의 532단계와 534단계 또는 도 6의 632단계와 634단계가 될 수 있다. 즉, 도 5의 532단계와 534단계는 특정한 기지국과 전자장치간 설정된 무선 베어러의 상황이 열악해짐에 의한 경우이고, 도 6의 632단계와 634단계는 기지국의 부하가 미리 설정된 임계 부하 수준을 넘어서는 경우가 될 수 있다. 이처럼 부하의 수준이 급격히 증가하거나 또는 특정 기지국과 전자장치간 설정된 무선 베어러의 채널 상황이 열악해져 전송속도를 변경하고자 하는 경우 게이트웨이 제어부(1402)는 각각의 기지국으로 해당 전자장치의 식별 정보와 서비스 플로우의 정보 및 변경할 전송속도 정보를 포함한 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 생성하고, 이를 기지국 통신부(1401)를 통해 각각의 기지국으로 전송할 수 있다.
또한 게이트웨이 제어부(1402)가 특정한 기지국으로는 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하고 다른 기지국으로는 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지를 송신하는 경우는 예컨대, 도 6의 632단계와 634단계 또는 도 7의 716단계와 718단계가 될 수 있다. 이러한 경우는 특정 기지국과 전자장치간 더 이상 통신을 수행할 수 없을 정도로 무선 베어러의 상황이 열화된 상태이거나 특정 기지국에서 더 이상 특정 전자장치로 제공하는 서비스 플로우의 데이터 전송속도를 지원할 수 없는 정도로 부하 수준이 높은 경우가 될 수 있다. 이러한 경우 게이트웨이 제어부(1402)는 전자장치와 무선 베어러를 해제해야할 기지국으로는 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지를 생성하여 기지국 통신부(1401)로 전송할 수 있다. 또한 게이트웨이 제어부(1402)는 특정 기지국의 무선 베어러가 삭제됨에 따라 이를 수용해야 하는 다른 기지국으로는 전송속도 증가를 요구하는 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 생성하고, 기지국 통신부(1401)를 통해 해당 기지국으로 전송할 수 있다.
이처럼 서로 다른 기지국들로 모두 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하거나 또는 특정한 기지국으로는 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하고 다른 기지국으로는 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지를 전송한 후 게이트웨이 제어부(1402)는 1510단계에서 각각의 기지국들로부터 완료 메시지를 모두 수신하였는가를 검사한다. 이때 완료 메시지는 위의 형태에 따라 서로 다를 수 있다. 가령, 특정한 기지국으로는 전송속도 감소를 위한 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하고, 다른 기지국으로는 전송속도 증가를 위한 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신한 경우 수신되는 완료 메시지는 모두 무선 접속 베어러 설정 변경 완료 메시지가 될 수 있다.
반면에 특정한 기지국으로는 무선 베어러 삭제를 위한 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지를 송신하고, 다른 기지국으로는 전송속도 증가를 위한 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신한 경우 수신되는 완료 메시지는 각각 무선 접속 베어러 삭제 완료 메시지와 무선 접속 베어러 설정 변경 완료 메시지가 될 수 있다.
게이트웨이 제어부(1402)는 1510단계에서 모든 완료 메시지를 수신한 경우 1512단계로 진행하고, 모든 완료 메시지를 수신하지 못한 경우 모든 완료 메시지의 수신을 대기한다. 이때 필요에 따라서는 완료 메시지 수신 대기를 위한 임계 시간을 둘 수도 있다.
게이트웨이 제어부(1402)는 1512단계로 진행하면, 변경된 베어러(들)을 서비스 플로우 제공 베어러로 설정한 후 1500단계로 진행한다. 가령, 특정한 기지국으로는 전송속도 감소를 위한 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신하고, 다른 기지국으로는 전송속도 증가를 위한 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신한 경우 변경된 베어러들은 전송속도의 변경만을 가진다. 반면에 특정한 기지국으로는 무선 베어러 삭제를 위한 무선 접속 베어러 삭제 요청 메시지를 송신하고, 다른 기지국으로는 전송속도 증가를 위한 무선 접속 베어러 설정 변경 요청 메시지를 송신한 경우 하나의 베어러가 삭제되었으므로 나머지 하나의 베어러로만 또는 그 밖에 다른 서비스 플로우를 제공하는 베어러가 존재할 시 삭제된 베어러를 제외한 나머지 베어러들만을 서비스 플로우 제공 베어러로 재설정한 후 1500단계로 진행할 수 있다.
한편, 1504단계에서 스케줄링 테이블 정보를 갱신한 후 1506단계의 검사결과 베어러 설정 변경이 필요하지 않은 경우 게이트웨이 제어부(1402)는 1520단계로 진행하여 베어러 재배치가 필요한가를 검사할 수 있다. 1520단계의 검사결과 베어러 재배치가 필요한 경우 게이트웨이 제어부(1402)는 1522단계로 진행하며, 베어러 재배치가 필요하지 않은 경우 1500단계로 진행한다.
게이트웨이 제어부(1402)는 1522단계로 진행하면, 해당 기지국으로 무선 접속 베어러 재배치 요청 메시지를 생성하고, 이를 기지국 통신부(1401)를 통해 전송할 수 있다. 무선 접속 베어러 재배치 요청 메시지는 예컨대, 도 9에서 예시한 920단계가 될 수 있다. 이때, 재배치 요청 메시지에는 현재 특정 전자장치와 제공되고 있는 서비스 플로우의 식별자 또는/및 해당 전자장치의 식별자 및 무선 베어러를 재배치할 기지국의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
이처럼 해당 기지국으로 전송한 후 게이트웨이 제어부(1402)는 1524단계에서 해당 기지국으로부터 재배치 완료 메시지의 수신을 대기한다. 1524단계의 검사결과 해당 기지국으로부터 기지국 통신부(1401)를 통해 재배치 완료 메시지를 수신하면, 게이트웨이 1526단계에서 제어부(1402)는 재배치 결과에 따라 스케줄링 테이블 정보를 갱신한다. 이후 게이트웨이 제어부(1402)는 1528단계로 진행하여 재배치 된 베어러(들)을 서비스 플로우 제공 베어러(들)로 설정한 후 1500단계로 진행할 수 있다. 이때, 서비스 플로우를 다른 기지국으로 이양한 전자장치로 제공하는 또 다른 서비스 플로우가 존재할 경우 이들의 베어러를 포함할 수 있다.
다른 한편, 1502단계의 검사결과 스케줄링 정보 메시지가 수신되지 않는 경우 게이트웨이 제어부(1402)는 1530단계로 진행하여 신규 서비스 플로우가 요청되는가를 검사할 수 있다. 신규 서비스 플로우가 요청되는 경우는 네트워크 통신부(1404)를 통해 정책 관리 시스템(350)으로부터 서비스 플로우 설정 요청 메시지를 수신하는 경우로, 가령 앞서 설명한 도 4의 422단계 또는 도 8의 822단계가 될 수 있다.
1502단계의 검사결과 신규 서비스 플로우 요청 메시지를 수신하는 경우 게이트웨이 제어부(1402)는 1532단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 1500단계로 진행한다. 게이트웨이 제어부(1402)는 신규 서비스 플로우 요청 메시지를 수신하여 1532단계로 진행하면, 스케줄링 정보 테이블 등을 이용하여 무선 품질 및 셀 부하 수준을 검사할 수 있다.
게이트웨이 제어부(1402)는 1532단계에서 무선 품질 및 셀 부하 수준을 검사한 후 1534단계에서 요청된 서비스 플로우를 제공하기 위한 최적의 셀(들)을 선정할 수 있다. 이때, 하나의 전자장치로 제공할 하나의 서비스 플로우에 대해서도 앞서 설명한 바와 같이 서로 다른 기지국들에서 분할하여 하나의 서비스 플로우를 제공하도록 결정할 수 있다. 또한 하나의 전자장치로 제공할 둘 이상의 서비스 플로우인 경우에도 서비스 플로우별로 다른 기지국에서 제공되도록 결정하거나 또는 둘 이상의 서비스 플로우 중 어느 하나의 서비스 플로어에 대하여 둘 이상의 기지국을 통해 전자장치로 제공하도록 결정할 수도 있다.
1534단계에서 최적의 셀(들)이 선정되면, 게이트웨이 제어부(1402)는 1536단계로 진행하여 선정된 셀(들)로 송신할 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 생성하고, 이를 기지국 통신부(1401)를 통해 전송하도록 제어할 수 있다. 이때, 둘 이상의 셀들에서 하나의 서비스 플로우 또는 둘 이상의 서비스 플로우를 제공하도록 결정된 경우 각각의 기지국들로 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 전송할 수 있다. 또한 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지에는 해당하는 전자장치의 식별자와 서비스 플로우의 식별자 및 필요한 전송속도 정보를 포함할 수 있다.
이처럼 각 셀들로 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 송신한 후 게이트웨이 제어부(1402)는 1538단계에서 신규 요청된 서비스 플로우(들)을 제공하기 위한 모든 기지국들로부터 완료 메시지를 수신하였는가를 검사할 수 있다. 예컨대, 둘 이상의 기지국으로 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 송신한 경우 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지를 전송한 모든 기지국으로부터 완료 메시지를 수신해야 한다. 여기서 완료 메시지는 기지국에서 해당하는 전자장치와 요청된 서비스 플로우를 제공하기 위해 무선 베어러 설정이 완료되었음을 알리는 무선 접속 베어러 설정 완료 메시지가 될 수 있다.
1538단계에서 무선 접속 베어러 설정 완료 메시지를 수신하면 게이트웨이 제어부(1402)는 1540단계로 진행하여 정책 관리 시스템(350)으로 무선 접속 베어러의 설정 완료를 알리기 위해 서비스 플로우 설정 완료 메시지를 생성한다. 이후 게이트웨이 제어부(1402)는 생성된 서비스 플로우 설정 완료 메시지를 네트워크 통신부(1404)를 제어하여 정채 관리 시스템(350)으로 전송할 수 있다.
그런 후 게이트웨이 제어부(1402)는 1542단계에서 결정된 베어러(들)을 서비스 플로우 제공 베어러로 설정한 후 1500단계로 진행하여 각각의 전자장치들로 서비스를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 대응노드 100 : 전자장치
110, 120, 130, 140 : 빔 포밍 어레이 안테나
111, 112, 11N, 121, 122, 12N, 131, 132, 13N, 141, 142, 14N : 전자장치에서 형성할 수 있는 송수신 빔
210, 220 : 기지국
210A, 210B, 220A, 220B : 기지국 서비스 영역
211, 221 : 기지국으로부터 송수신되는 빔
300 : 게이트웨이
310, 320 : 전자장치와 설정된 베어러
330 : 네트워크
350 : 정책 관리 시스템(PCRF)
1001, 1002 : 무선 처리부
1010 : 전자장치 기저대역 처리부
1011 : 전자장치 제어부
1021 : 전자장치 메모리
1031 : 표시부
1032 : 사용자 입력부
1201 : 기지국 빔 포밍 안테나
1202 : 기지국 무선 처리부
1203 : 기지국 기저대역 처리부
1204 : 기지국 제어부
1205 : 기지국 메모리
1206 : 기지국간 통신부
1207 : 게이트웨이 통신부
1401 : 기지국 통신부
1402 : 게이트웨이 제어부
1403 : 게이트웨이 메모리
1404 : 네트워크 통신부

Claims (20)

  1. 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법에 있어서,
    서비스 플로우를 통해 데이터를 수신하는 단계;
    스케줄링 정보에 기반하여 적어도 두 셀들의 무선 품질 및 셀 로드를 식별하는 단계;
    상기 적어도 두 셀들의 무선 품질 및 셀 로드에 기반하여 상기 서비스 플로우와 관련하여 복수의 베어러들이 구성되어야 하는지를 결정하는 단계;
    상기 서비스 플로우와 관련된 복수의 베어러가 구성되어야 하는 경우 복수의 베어러를 구성하기 위한 베어러 설정 요청 메시지를 각각의 셀로 전송하는 단계;
    상기 스케줄링 정보가 갱신되는 경우 베어러 재구성이 요구되는지를 결정하는 단계;
    상기 베어러 재구성이 요구되는 경우 상기 적어도 두 셀들 중 제1셀로 서비스가 핸드오버되는 제2셀의 식별자를 포함하는 제어 메시지를 송신하는 단계; 및
    상기 제어 메시지에 대한 응답 메시지가 상기 제1셀로부터 수신되면, 적어도 하나의 재구성된 베어러를 통해 데이터를 단말로 전송하는 단계;를 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 두 셀들로부터 응답 메시지가 수신되는 경우 제2제어 메시지를 정책 제어 엔티티로 전송하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 두 셀들 중 적어도 하나의 셀로부터 스케줄링 메시지가 수신되는 경우 상기 스케줄링 메시지에 기반하여 상기 스케줄링 정보를 갱신하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스케줄링 정보가 갱신되면, 상기 스케줄링 정보에 기반하여 상기 베어러 재구성이 필요한가를 결정하는 단계;
    상기 베어러 재구성이 필요할 시 상기 베어러 재구성을 위한 제3제어 메시지를 상기 적어도 두 셀들 중 적어도 하나의 셀로 전송하는 단계; 및
    상기 적어도 두 셀들 중 적어도 상기 적어도 하나의 셀로부터 제3제어 메시지에 응답하는 제4제어 메시지가 수신되는 경우 상기 데이터를 상기 적어도 하나의 재구성된 베어러를 통해 전송하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 응답 메시지가 상기 제1셀로부터 수신되는 경우 상기 스케줄링 정보를 갱신하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 스케줄링 정보는,
    상기 단말의 안테나 식별자를 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스케줄링 정보는,
    셀의 부하 정보 및 상기 셀의 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 스케줄링 정보,
    베어러의 식별자, 서비스 등급(Service Class), 우선순위(Priority), 최대 비트 전송율(Maximum Bit Rate, MBR), 보장된 비트 전송률(GBR), 목표 지연 시간(Target Delay), 패킷 에러율(Packet Error Rate), 응용프로그램 유형(Appliataion Type), 기지국의 식별자, 셀의 채널 품질 및 상기 셀의 부하 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템의 게이트웨이에서 베어러를 관리하기 위한 방법.
  10. 삭제
  11. 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치에 있어서,
    전자장치로 서비스 플로우 및 상기 서비스 플로우를 제공하기 위해 필요한 정보를 제공하는 대응노드와 통신하기 위한 네트워크 통신부;
    상기 서비스 플로우 및 상기 서비스 플로우의 설정 및 변경 요청 신호를 계층적으로 연결된 기지국과 송수신하기 위한 기지국 통신부;
    상기 기지국들로부터 수신된 스케줄링 정보 메시지를 저장하는 메모리; 및
    제어부를 포함하며, 상기 제어부는:
    서비스 플로우를 통해 데이터를 수신을 제어하고.
    스케줄링 정보에 기반하여 적어도 두 셀들의 무선 품질 및 셀 로드를 식별하고,
    상기 적어도 두 셀들의 무선 품질 및 셀 로드에 기반하여 상기 서비스 플로우와 관련하여 복수의 베어러들이 구성되어야 하는지를 결정하고,
    상기 서비스 플로우와 관련된 복수의 베어러가 구성되어야 하는 경우 복수의 베어러를 구성하기 위한 베어러 설정 요청 메시지를 각각의 셀로 전송을 제어하고,
    상기 스케줄링 정보가 갱신되는 경우 베어러 재구성이 요구되는지를 결정하고,
    상기 베어러 재구성이 요구되는 경우 상기 적어도 두 셀들 중 제1셀로 서비스가 핸드오버되는 제2셀의 식별자를 포함하는 제어 메시지를 송신을 제어하고, 및
    상기 제어 메시지에 대한 응답 메시지가 상기 제1셀로부터 수신되면, 적어도 하나의 재구성된 베어러를 통해 데이터를 단말로 전송을 제어하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 두 셀들로부터 응답 메시지가 수신되는 경우 제2제어 메시지를 정책 제어 엔티티로 전송을 제어하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 두 셀들 중 적어도 하나의 셀로부터 스케줄링 메시지가 수신되는 경우 상기 스케줄링 메시지에 기반하여 상기 스케줄링 정보를 갱신하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스케줄링 정보가 갱신되면, 상기 스케줄링 정보에 기반하여 상기 베어러 재구성이 필요한가를 결정하고,
    상기 베어러 재구성이 필요할 시 상기 베어러 재구성을 위한 제3제어 메시지를 상기 적어도 두 셀들 중 적어도 하나의 셀로 전송을 제어하고, 및
    상기 적어도 두 셀들 중 적어도 상기 적어도 하나의 셀로부터 제3제어 메시지에 응답하는 제4제어 메시지가 수신되는 경우 상기 데이터를 상기 적어도 하나의 재구성된 베어러를 통해 전송을 제어하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 응답 메시지가 상기 제1셀로부터 수신되는 경우 상기 스케줄링 정보를 갱신하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 스케줄링 정보는,
    상기 단말의 안테나 식별자를 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 스케줄링 정보는,
    셀의 부하 정보 및 상기 셀의 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서, 상기 스케줄링 정보는,
    베어러 식별자, 서비스 등급(Service Class), 우선순위(Priority), 최대 비트 전송율(Maximum Bit Rate, MBR), 보장된 비트 전송률(GBR), 목표 지연 시간(Target Delay), 패킷 에러율(Packet Error Rate), 응용프로그램 유형(Appliataion Type), 기지국의 식별자, 셀의 채널 품질 및 상기 셀의 부하 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 빔 포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 베어러를 관리하기 위한 게이트웨이 장치.
  20. 삭제
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