KR102245654B1

KR102245654B1 - 데이터 통신에서의 경량 ota 시그널링 메카니즘을 위한 시스템, 장치, 및 방법

Info

Publication number: KR102245654B1
Application number: KR1020207032638A
Authority: KR
Inventors: 상지사 엘 뱅골레이; 타라델 마르타 마르티네즈; 우메쉬 푸얄; 윤 형 허
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2021-04-28
Also published as: EP3172935A4; JP2017521028A; KR20170007469A; KR102180492B1; KR20200130519A; WO2016014179A1; CN106717105A; US9801228B2; EP3172935A1; BR112016029900B1; JP6353983B2; BR112016029900A2; US20160029426A1; CN106717105B

Abstract

상이한 네트워크 구성요소들 간에서 경량 통신 프로토콜을 이용하는 방법, 장치, 및 시스템에 대해 여기서 개시된다. 사용자 장치(UE)와 eNodeB를 위한 랜덤 액세스 절차, 및 접속을 수립하기 위해 네트워크의 상이한 노드들 간에서 교환되는 (레거시 무선 리소스 제어(RRC) 접속 메시징 시퀀스에 비해서) 감소된 수의 메시지들을 포함하는 메시징 시퀀스를 포함하는 메시징 프로세스가 이용된다. 이들 메시는 UE 또는 경량 통신 프로토콜에 특정된 사전 구성 또는 사전 결정 데이터의 임의의 조합을 이용해서 생성될 수 있다.

Description

데이터 통신에서의 경량 OTA 시그널링 메카니즘을 위한 시스템, 장치, 및 방법{SYSTEMS, APPARATUSES, AND METHODS FOR LIGHTWEIGHT OVER-THE-AIR SIGNALING MECHANISMS IN DATA COMMUNICATIONS}

우선권

본 출원은 2015년 3월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제14/669,908호, 및 "3GPP 시스템에서의 데이터 통신을 위한 경량 OTA 시그널링 메카니즘{LIGHTWEIGHT OVER-THE-AIR SIGNALING MECHANISMS FOR DATA COMMUNICATION IN 3GPP SYSTEMS}"을 제목으로 2014년 7월 22일에 출원된 미국 가출원 제62/027,765호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 양쪽은 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.

기술분야

실시예들은 무선 통신에 관한 것이다. 일부 실시예는 사용자 장치(UE)-eNodeB 시그널링 정보에 관한 것이다.

무선 모바일 디바이스 또는 사용자 장치(UE)는 3GPP LTE 어드밴스드 릴리즈 12(2014년 3월)("LTE-A 표준"), IEEE 802.16 표준, 2009년 5월 29일에 공개된 IEEE Std. 802.16-2009("와이맥스")와 같은 무선 액세스 기술뿐만 아니라, 3G, 4G, 5G 이상으로서 지정된 임의의 다른 무선 프로토콜을 이용해서 서로 통신할 수 있다.

단기(Short-lived) UE 접속은 증가하는 네트워크 트래픽의 잠재적 요인이다. D2D(device-to-device), 센서 네트워크 또는 IoT(Internet of Things)(인터넷 인프라스트럭처 내에서의 고유하게 식별가능한 내장 컴퓨팅 디바이스들의 상호접속을 기술함)와 같은 기술은 단기 접속을 이용할 수 있다. UE에 의해 실행되는 백그라운드 애플리케이션(예를 들어, 킵 얼라이브(keep-alive) 메시지, 상태 업데이트, 등) 역시 단기 접속을 이용할 수 있다. 모든 단기 UE 접속에 종래의 접속 절차를 이용하는 것은 시그널링 오버헤드를 현저하게 증가시킬 것이다.

도 1은 일부 실시예에 따라 네트워크의 다수의 구성요소를 갖는 무선 네트워크의 아키텍처를 도시한다.
도 2는 일부 실시예에 따라 LTE 네트워크의 구성요소의 아키텍처를 도시한다.
도 3은 일부 실시예에 따라 단기 접속에 레거시 호환가능 접속 절차를 이용하는 프로세스의 예시이다.
도 4는 일부 실시예에 따라 단기 접속을 수립하는 경량 통신 프로토콜 프로세스의 예시이다.
도 5는 일부 실시예에 따라 사용자 장치-고유 정보를 이용하여 단기 접속을 수립하는 경량 통신 프로토콜 프로세스의 예시이다.
도 6(a)는 일부 실시예에 따라 경량 접속 요청을 표시하는 RRC(Radio Resource Control) 접속 요청(RRCConnectionRequest) 메시지에 대한 잠재적 변경의 예시이다.
도 6(b)는 일부 실시예에 따라 경량 접속 요청을 이용하고자 의도하는 디바이스를 위한 메시지 데이터 구조의 구체적인 예시이다.
도 7은 일부 실시예에 따라 사용자 장치 및 eNodeB의 블록도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 측면들에 따라 여기서 논의된 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행할 수 있으며, 머신 판독가능 매체로부터 인스트럭션을 판독할 수 있는 머신의 구성요소를 일부 실시예에 따라 나타내는 블록도이다.

이하의 설명 및 도면은 당업자가 이들을 실시할 수 있을 정도로 특정 실시예에 대해 충분하게 설명한다. 다른 실시예는 구조적 변경, 논리적 변경, 전기적 변경, 프로세스 변경, 및 다른 변경을 포함할 수 있다. 일부 실시예의 부분 및 특징부는 다른 실시예의 부분 및 특징부에 포함되거나 이를 위해 대체될 수 있다. 청구항에 제시된 실시예는 그 청구항의 모든 이용가능한 등가물을 포함한다.

일부 실시예에서, 여기서 설명되는 모바일 디바이스 또는 다른 디바이스는, PDA, 무선 통신 능력을 갖는 휴대용 컴퓨터 또는 랩탑 컴퓨터, 웹 태블릿, 무선 전화, 스마트폰, 무선 헤드셋, 페이저, 인스턴트 메시징 디바이스, 디지털 카메라, 액세스 포인트, 텔레비전, 의료 기기(예를 들어, 심박수 측정기, 혈압 측정기, 등), 또는 정보를 무선으로 수신 및/또는 송신할 수 있는 다른 디바이스와 같은, 휴대용 무선 통신 디바이스의 부분일 수 있다. 일부 실시예에서, 모바일 디바이스 또는 다른 디바이스는 3GPP 표준(예를 들어, 3GPP LTE 어드밴스드 릴리즈 12(2014년 3월)("LTE-A"))에 따라 동작하도록 구성된 eNodeB 또는 사용자 장치(UE)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 모바일 디바이스 또는 다른 디바이스는 IEEE 802.11 또는 다른 IEEE 및 3GPP 표준을 포함해서 다른 프로토콜 또는 표준에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 모바일 디바이스 또는 다른 디바이스는 키보드, 디스플레이, 비휘발성 메모리 포트, 다수의 안테나, 그래픽 프로세서, 애플리케이션 프로세서, 스피커, 및 다른 모바일 디바이스 요소를 포함할 수 있다. 디스플레이는 터치 스크린을 포함한 LCD 스크린일 수 있다.

도 1은 일부 실시예에 따라 네트워크의 다수의 구성요소를 갖는 무선 네트워크의 아키텍처를 도시한다. 시스템(100)은 UE(102) 및 UE(104)를 포함하도록 도시되어 있다. UE(102, 104)는 스마트폰(즉, 하나 이상의 셀룰러 네트워크에 접속 가능한 핸드헬드 터치스크린 모바일 컴퓨팅 디바이스)으로서 도시되어 있지만, PDA, 페이저, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 등을 포함할 수도 있다.

UE(102, 104)는 각각 접속(120, 122)을 거쳐서 무선 액세스 네트워크(RAN)(106)에 액세스하도록 구성되고, 각 접속은 물리적 통신 인터페이스 또는 계층을 포함하되, 이 예에서 접속(120, 122)은 통신가능한 결합을 가능하게 하는 무선 인터페이스로서 도시되어 있으며, GSM(Global System for Mobile Communications) 프로토콜, CDMA 네트워크 프로토콜, PTT(Push-to-Talk) 프로토콜, POC(PTT over Cellular) 프로토콜, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 프로토콜, 3GPP LTE 프로토콜, 등과 같은 셀룰러 통신 프로토콜을 따를 수 있다.

RAN(106)은 접속(120, 122)을 가능하게 하는 하나 이상의 액세스 포인트를 포함할 수 있다. 이들 액세스 포인트(이하에서 더욱 상세히 설명됨)는 액세스 노드, 기지국(BS), NodeB, eNodeB, 등으로 지칭될 수 있고, 또한 지리적 영역 내에서 커버리지를 제공하는 위성 액세스 포인트 또는 지상국(즉, 지상 액세스 포인트)을 포함할 수 있다. RAN(106)은 코어 네트워크(110)에 통신가능하게 결합되도록 도시되어 있다. 코어 네트워크(110)는 UE(102, 104) 사이에서의 회로 교환 호(circuit switched calls)를 브리지하는 것에 추가로 인터넷(112)과 패킷 교환형 데이터 교환을 가능하게 하는 것에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, RAN(106)은 E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)을 포함할 수 있고, 코어 네트워크(110)는 EPC(Evolved Packet Core) 네트워크를 포함할 수 있다.

UE(104)는 접속(124)을 통해서 액세스 포인트(AP)(108)에 액세스하도록 구성되게 도시되어 있다. 접속(124)은 IEEE 802.11에 따른 접속과 같은 로컬 무선 접속을 포함할 수 있고, 여기서 AP(108)는 와이파이 라우터를 포함할 것이다. 이 예에서, AP(108)는 코어 네트워크(110)로 접속하지 않고 인터넷(112)에 접속하도록 도시되어 있다.

인터넷(112)은 애플리케이션 서버(116)에 통신가능하게 결합되도록 도시되어 있다. 애플리케이션 서버(116)는 구조적으로 분리된 복수의 서버들로서 구현될 수 있거나, 혹은 단일 서버에 포함될 수 있다. 애플리케이션 서버(116)는 인터넷(112)과 코어 네트워크(110)의 양쪽에 접속되는 것으로 도시되고, 다른 실시예에서는 코어 네트워크(110)가 인터넷(112)을 통해 애플리케이션 서버(116)에 접속한다. 애플리케이션 서버(116)는 코어 네트워크(110) 및/또는 인터넷(112)을 통해 애플리케이션 서버(116)에 접속할 수 있는 UE를 위해 하나 이상의 통신 서비스(예를 들어, VoIP 세션, PTT 세션, 그룹 통신 세션, 소셜 네트워킹 서비스, 등)를 지원하도록 구성될 수도 있다.

코어 네트워크(110)는 IMS(IP Multimedia Subsystem)(114)에 통신가능하게 결합되도록 추가로 도시되어 있다. IMS(114)는 종래의 전화 기술(telephony), 팩스, 이메일, 인터넷 액세스, VoIP, 인스턴트 메시징(IM), 화상 회의 세션 및 VoD(video on demand), 등과 같은 패킷 통신을 위해 IP의 사용을 가능하게 할 수 있는 통신 캐리어들의 통합 네트워크(integrated network)를 포함한다.

도 2는 일부 실시예들에 따라 LTE 네트워크의 구성요소의 아키텍처를 도시한다. 이 예에서, (서브)시스템(200)은 LTE 네트워크 상에 EPS(Evolved Packet System)를 포함하고, 그에 따라 S1 인터페이스(215)를 통해 통신 가능하게 결합된 EPC 네트워크(220) 및 E-UTRAN(210)을 포함한다. 본 도시에서는, E-UTRAN(210) 및 EPC 네트워크(220)의 구성요소들 중 일부만이 도시되어 있다. 이하에 설명되는 요소들의 일부는 "모듈" 또는 "로직"으로 지칭될 수 있다. 여기서 지칭되는 바와 같이, "모듈" 또는 "로직"은 하드웨어(예를 들어, 회로), 소프트웨어(예를 들어, 프로그램 드라이버) 또는 이들의 조합(예를 들어, 프로그래밍된 마이크로-프로세싱 유닛)을 설명할 수 있다.

E-UTRAN(210)은 하나 이상의 UE(예를 들어, UE(102))와 통신하기 위한 eNodeB(212)(기지국으로서 동작할 수 있음)를 포함한다. eNodeB(212)는 본 예에서 매크로 eNodeB 및 저전력(LP) eNodeB를 포함하도록 도시되어 있다. eNodeB(212) 중 임의의 것은 무선 인터페이스 프로토콜을 종결시킬 수 있고, UE(102)에 대한 접속의 제 1 지점일 수 있다. 일부 실시예에서, eNodeB(212) 중 임의의 것은, 무선 베어러 관리, 업링크 및 다운링크 다이내믹 무선 리소스 관리 및 데이터 패킷 스케쥴링, 및 이동성 관리와 같은 무선 네트워크 제어기(RNC) 기능들을 포함하지만 이로 제한되지 않는, E-UTRAN(210)을 위한 다양한 논리적 기능들을 충족시킬 수 있다. EPS/LTE 네트워크들에서의 eNodeB, 예를 들어 eNodeB(212)는 EPC 네트워크(220)와 통신하기 위해 별도의 제어기(즉, RNC)를 이용하지 않으며, 다른 사양의 프로토콜을 이용하는 다른 실시예에서 RAN은 BS와 코어 네트워크 사이의 통신을 가능하게 하기 위해 RNC를 포함할 수 있다.

실시예에 의하면, UE(102)는 다운링크 통신을 위한 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 통신 기술, 및 업링크 통신을 위한 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 통신 기술에 따라 멀티캐리어 통신 채널 상에서 eNodeB(212) 중 임의의 것과 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 통신 신호를 통신하도록 구성될 수 있다. OFDM 신호는 복수의 직교 서브캐리어를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 의하면, UE(102)는 eNodeB(212) 중 임의의 것으로부터 하나 이상의 신호를 수신하는 것에 기초하여 동기화 기준 시간(a synchronization reference time)을 결정하도록 구성될 수 있다. UE(102)는 OFDMA, SC-FDMA, 또는 다른 다수의 액세스 방식을 이용하여 다른 UE와의 D2D 통신을 지원하도록 구성될 수도 있다.

S1 인터페이스(215)는 E-UTRAN(210) 및 EPC 네트워크(220)를 분리시키는 인터페이스이다. 이는 2개의 부분, 즉 eNodeB(212)와 서빙 게이트웨이(S-GW)(224) 사이에서 트래픽 데이터를 운반하는 S1-U, 및 eNodeB(212)와 이동성 관리 개체(MME)(222) 사이의 시그널링 인터페이스인 S1-MME로 분할된다. X2 인터페이스는 eNodeB들(212) 사이의 인터페이스이다. X2 인터페이스는 2개의 부분(미도시), 즉 X2-C 및 X2-U를 포함할 수 있다. X2-C는 eNodeB들(212) 사이의 제어 플레인 인터페이스인 반면에, X2-U는 eNodeB들(212) 사이의 사용자 플레인 인터페이스이다.

셀룰러 네트워크의 경우, 저전력 셀은 실외 신호가 잘 도달하지 못하는 실내 영역으로 커버리지를 확장하기 위해, 또는 매우 밀집된 전화 사용량을 갖는 영역들, 예를 들어 기차역에서 네트워크 용량을 추가하기 위해 사용될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, "LP eNodeB"의 용어는 네트워크의 에지에서의 펨토셀, 피코셀, 또는 마이크로 셀과 같은 보다 폭이 좁은 셀(즉, 매크로 셀보다 폭이 좁음)을 구현하기 위한 임의의 적절한 비교적 저전력의 eNodeB를 지칭한다. 펨토셀 eNodeB는 통상적으로 모바일 네트워크 오퍼레이터에 의해 주거용 또는 기업용 고객들에게 제공된다. 펨토셀은 통상적으로 주거용 게이트웨이의 사이즈이거나 그보다 작고, 일반적으로 사용자의 광대역 라인에 접속한다. 한번 플러그인되면, 펨토셀은 모바일 오퍼레이터의 모바일 네트워크에 접속하고, 주거용 펨토셀들을 위해 통상 30~50 미터의 범위에서 추가적인 커버리지를 제공한다. 따라서, LP eNodeB는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(PGW)(226)를 통해 결합되어 있기 때문에 펨토셀 eNodeB일 수 있다. 마찬가지로, 피코셀은 건물 내부(사무실, 쇼핑몰, 기차역, 등), 또는 보다 최근에는 기내와 같은 작은 영역을 통상적으로 커버하는 무신 통신 시스템이다. 피코셀 eNodeB는 그 기지국 제어기(BSC) 기능을 통해서 매크로 eNodeB와 같은 다른 eNodeB로의 X2 링크를 거쳐서 일반적으로 접속할 수 있다. 따라서, 피코셀 eNodeB가 X2 인터페이스를 통해 매크로 eNodeB와 결합되어 있기 때문에 LP eNodeB는 피코셀 eNodeB를 갖고서 구현될 수 있다. 피코셀 eNodeB 또는 다른 LP eNodeB는 매크로 eNodeB의 일부 또는 모든 기능을 통합할 수 있다. 일부 경우에, 이는 AP BS 또는 기업 펨토셀로 지칭될 수 있다.

일부 실시예들에서, 다운링크 리소스 그리드는 eNodeB(212) 중 임의의 것으로부터 UE(102)로의 다운링크 송신에 사용될 수 있는 반면에, UE(102)로부터 eNodeB(212) 중 임의의 것으로의 업링크 송신은 유사한 기술들을 이용할 수 있다. 그리드는 리소스 그리드 또는 시간-주파수 리소스 그리드로 불리는 시간-주파수 그리드일 수 있고, 이는 각 슬롯의 다운링크에서의 물리적 리소스이다. 이러한 시간-주파수 플레인 표현(a time-frequency plane representation)은 무선 리소스 할당에 대해 이해하기 쉽게 하는 OFDM 시스템에 대한 일반적인 관행이다. 리소스 그리드의 각각의 열 및 행은 하나의 OFDM 심볼 및 하나의 OFDM 서브캐리어에 각각 대응한다. 시간 도메인에서의 리소스 그리드의 지속기간은 무선 프레임에서의 하나의 슬롯에 대응한다. 리소스 그리드에서의 최소 시간-주파수 유닛은 리소스 요소로서 표시된다. 각 리소스 그리드는 다수의 리소스 블록을 포함하고, 이들은 리소스 요소에 대한 소정의 물리적 채널의 맵핑을 설명한다. 각 리소스 블록은 리소스 요소들의 집합을 포함하고, 주파수 도메인에서 이것은 현재 할당될 수 있는 최소량의 리소스를 나타낸다. 이러한 리소스 블록을 이용하여 운반되는 다수의 상이한 물리적 다운링크 채널이 존재한다.

물리적 다운링크 공유 채널(PDSCH; physical downlink shared channel)은 사용자 데이터 및 상위 계층 시그널링을 UE(102)에게 전달한다. 물리적 다운링크 제어 채널(PDCCH; physical downlink control channel)은 다른 무엇보다도, PDSCH 채널에 관련된 전송 포맷 및 리소스 할당에 관한 정보를 전달한다. 또한, UE(102)에게 업링크 공유 채널에 관련된 H-ARQ(Hybrid Automatic Repeat Request), 리소스 할당, 전송 포맷을 통지한다. 통상, 다운링크 스케쥴링(셀 내의 UE(102)에 대해 제어 공유 채널 리소스 블록들을 할당함)은, UE(102)로부터 eNodeB(212) 중 임의의 것으로 피드백된 채널 품질 정보에 기초하여, eNodeB(212) 중 임의의 것에서 수행되고, 그 후에 다운링크 리소스 할당 정보는 UE를 위해 사용되는(UE에 할당되는) 제어 채널(PDCCH) 상에서 UE(102)로 전송된다.

PDCCH는 제어 정보를 운반하기 위해 제어 채널 요소(CCE; control channel element)를 사용한다. 리소스 요소에 맵핑되기 전에, PDCCH 복소값 심볼(complex-valued symbols)은 우선 쿼드러플릿(quadruplets)으로 구성되고, 이들 쿼드러플릿은 그 후에 레이트 매칭을 위해 서브블록 인터리버(sub-block inter-leaver)를 사용하여 순서가 변경된다. 각각의 PDCCH는 이들 제어 채널 요소(CCE)들 중 하나 이상을 사용하여 송신되고, 여기서 각각의 CCE는 리소스 요소 그룹(REG; resource element group)으로 알려진 4개의 물리적 리소스 요소의 9개 세트에 대응한다. 4개의 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심볼은 각각의 REG에 매핑된다. 다운링크 제어 정보(DCI; downlink control information)의 사이즈 및 채널 상태에 따라, PDCCH는 하나 이상의 CCE를 사용하여 송신될 수 있다. 상이한 개수의 CCE를 갖는, LTE에서 정의된 4 이상의 상이한 PDCCH 포맷들이 있을 수 있다(예를 들어, 집약 레벨(aggregation level) L=1, 2, 4 또는 8).

EPC 네트워크(220)는 MME(222), S-GW(224), 및 PGW(226)를 포함한다. MME(222)는 레거시 SGSN(GPRS Support Nodes)의 제어 플레인의 기능면에서 유사하다. MME(222)는 게이트웨이 선택 및 트랙킹 영역 리스트 관리와 같은 액세스에서의 이동성 측면을 관리한다. S-GW(224)는 E-UTRAN(210)을 향한 인터페이스를 종결시키고, E-UTRAN(210)과 EPC 네트워크(220) 사이의 데이터 패킷을 라우팅한다. 또한, 이는 eNodeB 간 핸드오버를 위한 로컬 이동성 앵커 포인트일 수 있고, 3GPP 간 이동성을 위한 앵커를 제공할 수도 있다. 다른 책임으로는 합법적인 차단, 과금, 및 일부 정책 시행을 포함할 수 있다.

S-GW(224) 및 MME(222)는 하나의 물리적 노드에서 또는 별도의 물리적 노드들에서 구현될 수 있다. PGW(226)는 패킷 데이터 네트워크(PDN)를 향한 SGi 인터페이스를 종결시킨다. PGW(226)는 EPC 네트워크(220)와 외부 네트워크(예를 들어, 인터넷) 사이에서 데이터 패킷을 라우팅하고, 또는 정책 시행 및 과금 데이터 수집을 위한 중요한 노드일 수 있다. PGW(226) 및 S-GW(224)는 하나의 물리적 노드에서 또는 별도의 물리적 노드들에서 구현될 수 있다.

UE(102)는 파워-업시의 셀 선택과 그 동작 전체에 걸쳐 셀 재선택을 수행한다. UE(102)는 E-UTRAN(210)에 의해 제공된 셀(예를 들어, 매크로 셀 또는 피코셀)을 검색한다. 셀 재선택 프로세스 동안에, UE(102)는 각 이웃 셀에 대한 기준 신호 강도(예를 들어, RSRP/RSRQ(Reference Signal Received Power/Reference Signal Received Quality))를 측정하고 이 측정에 기초하여 셀을 선택(예를 들어, 최고 RSRP 값을 갖는 셀을 선택)할 수 있다. UE(102)는 셀을 선택한 후에, 마스터 정보 블록(MIB; master information block)을 판독함으로써 셀의 액세스 가능성을 검증할 수 있다. UE(102)가 선택된 셀의 MIB를 판독할 수 없으면, 선택된 셀을 폐기하고 적절한 셀이 발견될 때까지 상기 프로세스를 반복할 수 있다.

무선 리소스 제어(RRC) 상태는 UE(102)의 RRC 계층이 E-UTRAN(210)에 논리적으로 접속되어 있는지를 표시한다. UE(102)가 셀에 통신가능하게 결합된 후에, 그 RRC 상태는 RRC_IDLE이다. UE(102)가 송신 또는 수신할 데이터 패킷을 갖으면, 그 RRC 상태는 RRC_CONNECTED로 된다.

단기 UE 접속은 (서브)시스템(200)을 이용하는 LTE 네트워크와 같은 셀룰러 시스템에 대한 네트워크 트래픽을 증가시키는 잠재적 요인이다. PLMN(public land mobile network), D2D(device-to-device), 센서 네트워크 또는 IoT(Internet of Things)(인터넷 인프라스트럭처 내에서의 고유하게 식별가능한 내장 컴퓨팅 디바이스들의 상호접속을 기술함)을 경유한 MTC 서버 및/또는 디바이스와의 (머신 개시형(machine initiated)) 데이터 교환을 위한 M2M(machine-to-machine) 또는 MTC(machine-type communications)와 같은 기술은, UE(102)에 의해 실행되는 백그라운드 애플리케이션(예를 들어, 킵 얼라이브 메시지, 상태 업데이트, 등)에 부가하여, 단기 접속을 갖는다. 단기 UE 접속을 위해 기존의(즉, 레거시) 접속 절차들을 이용하는 것은 LTE 네트워크에 존재하는 시그널링 오버헤드를 현저하게 증가시킬 것이다. 또한, 기존의 접속 절차들을 이용하는 것은 오퍼레이터/서비스 공급자가 정상 트래픽과 경량 트래픽을 구별하지 못하게 할 수 있다. 또한, 기존의 접속 절차들은 확장할 수 없다.

도 3은 일부 실시예에 따라 단기 접속에 레거시 호환가능 접속 절차를 이용하는 프로세스를 도시한다. 여기서 도시되는 바와 같은 프로세스 및 논리적 흐름도는 다양한 프로세스 동작의 시퀀스에 대한 예를 제공한다. 특정한 시퀀스 또는 순서로 도시되어 있지만, 달리 명시되지 않는 한, 동작의 순서는 변경될 수 있다. 따라서, 설명 및 도시되는 구현예는 단지 예로서 이해되어야 하고, 도시되는 프로세스들은 상이한 순서로 수행될 수 있으며, 일부 동작들은 동시에 수행될 수 있다. 또한, 하나 이상의 동작은 다수의 실시예에서 생략될 수 있으므로, 전체 동작이 모든 구현예에서 실행되는 것은 아니다. 다른 프로세스 흐름들이 가능하다.

이 예에서, 레거시 메시징 프로세스(300)는 도 2의 (서브)시스템(200)의 구성요소들에 대한 접속을 수립하기 위해 도시되어 있다. 메시징 시퀀스(310)는 UE(102) 및 eNodeB(212)에 대한 랜덤 액세스 절차를 포함한다. 메시지(311)에 있어서, UE(102)는 이용가능한 물리적 랜덤 액세스 채널(PRACH; physical random access channel) 프리앰블을 선택한다. 또한, UE(102)는 자신의 아이덴티티를 네트워크(즉, E-URTAN(210) 및 EPC 네트워크(220))에게 제공하고, 네트워크가 후속 메시지에서 그것을 어드레싱할 수 있되, 이 아이덴티티는 UE(102)의 RA-RNTI(random access radio network temporary identity)로 지칭될 수 있다. UE(102)가 초기에 네트워크로부터 어떠한 응답도 수신하지 못하면, 그 파워를 증가시키고, 이어서 응답이 수신될 때까지 PRACH 프리앰블 메시지(311)를 재전송한다.

eNodeB(212)는 RA-RNTI로 어드레싱된 UE(102)에 대해 RAR(Random Access Response) 메시지(312)를 전송한다(또한, RAR 메시지(312)에 대한 PDCCH 리소스 할당을 전송함). RAR 메시지(312)는 BI(backoff indicator) 서브헤더를 포함하는 MAC 헤더, RAPID(Random Access Preamble Identifier) 필드, 및 TA(timing advance) 필드, UL(uplink) 그랜드 필드, 및 랜덤 액세스시에 사용하기 위해 UE(102)에 대한 임시 아이덴티티를 나타내는 C-RNTI(temporary cell radio network temporary identity) 필드를 포함하는 MAC 페이로드를 포함할 수 있다.

메시징 시퀀스(320)는 RRC 접속을 수립하기 위해 네트워크 구성요소들 사이에서 교환되는 여러 메시지들을 포함하도록 도시되어 있다. UE(102)는 RRC 접속 요청 메시지(321)를 eNodeB(212)로 전송한다. eNodeB(212)는 RRC 접속 셋업 메시지(322)를 UE(102)로 전송하고, 이 메시지(322)는 SRB(signal radio bearer)에 대한 구성 정보를 포함한다. UE(102)는 NAS(non-access stratum) 서비스 요청을 포함하는 RRC 접속 셋업 완료 메시지(323)를 eNodeB(212)로 접송한다. eNodeB(212)는 서비스 요청 메시지(메시지(324)로 도시됨)를 네트워크 제어 엔티티 - 이 예에서는 MME(222) - 로 전달한다. 일부 실시예에서, 접속 요청의 거절이 다른 메시지에 의해 처리되면, UL 허가(grant)가 PDCCH에서 단순히 전송될 수 있어 메시지(324)는 전송되지 않는다.

인증 보안 루틴(325)은 S1 터널 식별을 포함해서 보안 콘텍스트 정보를 수립하기 위해 실행되도록 도시되어 있다. 루틴(325)은 HSS(Home Subscriber Server)(399)에 액세스하는 MME(222)를 포함하도록 도시되어 있고, 상기 HSS는 가입 관련 정보(예를 들어, 가입자 프로파일)를 포함하고, 사용자의 인증 및 승인을 수행하고, UE(102)의 위치에 대한 정보 및 IP 정보를 제공할 수 있다.

MME(222)는 초기 콘텍스트 셋업 요청 메시지(326)를 eNodeB(212)로 전송한다. 메시지(326)는 인증 보안 루틴(325)으로부터 정보를 포함한다. eNodeB(212)는 하나 이상의 DRB(data radio bearers)에 대한 구성 정보를 포함하는 RRC 접속 재구성 메시지(327)를 UE(102)로 전송한다. UE(102)는 하나 이상의 DRB를 수립하기 위해 eNodeB(212)로 RRC 접속 재구성 완료 메시지(328)를 전송한다. eNodeB(212)는 eNodeB(212)의 어드레스 및 S1 터널의 다운링크를 위한 S1 터널 식별과 같은 정보를 포함하는 초기 콘텍스트 셋업 응답 메시지(329)를 MME(222)로 전송한다.

따라서, 도 3은 DRB가 소규모 데이터 전송에만 사용되더라도 DRB를 수립하기 위해 LTE 네트워크의 상이한 노드들 사이에서 메시지(311-330)가 교환되는 것을 도시한다. 표 1 및 표 2는 이하에서 메시징 프로세스(300) 동안에 S1-MME 인터페이스를 통해 교환되는 다수의 메시지 및 시그널링 오버헤드(바이트 단위)를 추가로 도시한다.

도 4는 일부 실시예에 따라 단기 접속을 수립하기 위한 경량 통신 프로토콜 프로세스를 도시한다. 이 예에서, 메시징 프로세스(400)는 도 2의 (서브)시스템(200)의 구성요소들을 위한 경량 통신 프로토콜 프로세스로서 도시되어 있다. 경량 통신 프로토콜은 여기서 "사전 구성된 통신 프로토콜" 또는 "감소된 시그널링 통신 프로토콜"로 달리 지칭될 수 있다.

UE(102) 및 eNodeB(212)에 대한 랜덤 액세스 절차를 포함하는 도 3의 메시징 시퀀스(310)가 사용되지만, 이 예에서는 경량 접속 요청/응답을 위한 DRB를 수립하기 위해 LTE 네트워크의 상이한 노드들 사이에서 교환되는 감소된 수의 메시지를 포함하는 메시지 시퀀스(420)로 도 3의 RRC 접속 메시징 시퀀스(320)가 대체된다.

이 예에서, 메시징 시퀀스(420)는 UE(102)로부터 eNodeB(212)로 전송된 경량 셋업 요청 메시지(421), 및 eNodeB(212)로부터 UE(102)로 전송된 경량 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지(422)(단기 접속이 성공적으로 수립될 수 있는 경우)를 포함하고, 후속해서, UE(102) 및 eNodeB(212)는 단기 접속을 위해 수립된 DRB를 이용해서 업링크 데이터(423) 및 다운링크 데이터(424)를 교환할 수 있다.

일부 실시예에서, 경량 셋업 요청 메시지(421)에 대한 확인 응답은 변경될 수 있는 임의의 베어러 구성 파라미터를 표시하는 다운링크 메시지를 이용해서 운반될 수 있고, 또한 선택적으로 경합 해결(contention resolution) ID MAC 제어 요소(CE)를 포함할 수 있다. 리소스 할당 응답 메시지(422)(상기 바이트 계산 예를 이용함)의 사이즈는 14바이트이고, 이들 바이트는 MAC 헤더의 2바이트, RRC 메시지(MAC-mainConfig 내에 EPS 베어러 ID를 포함할 수 있음)의 6바이트, 및 UE 경합 해결 ID MAC CE의 6바이트를 차지한다.

다른 실시예에서, 추가적인 정보 요소(IE)는 경량 셋업 요청 메시지(421)를 통해 요청된 접속이 수립될 수 있는지 여부를 표시하기 위해 플래그를 이용함으로써 고려될 수 있다. 이 플래그는, 예컨대, 경량 접속 요청/응답 메시지를 위한 새로운 메시지 타입 또는 RRC-타입 메시지에서 사용될 수 있다. 메시지 플래그의 임의의 타입은 UE가 종래의 레거시(즉, 비-경량) 절차를 이용하여 요청 접속을 해야 한다는 것을 표시하기 위해 eNodeB에 사용될 수 있다. 이들 실시예의 일부에서, 이러한 타입의 IE는 경량 통신 프로토콜이 이용될 수 없을 때에만 사용될 수 있다.

예컨대, 유휴 상태에 있는 동안에 UE가 eNodeB/셀을 스위칭했을 때에 경량 통신 프로토콜은 사용될 수 없다. UE가 경량 셋업 요청 메시지를 전송하면(UE가 eNodeB/셀을 스위칭했음을 인지하지 못함에 따라), 경량 셋업 요청 메시지를 수신하는 eNodeB는 레거시 접속 절차가 사용되어야 함을 메시지 플래그를 통해 표시할 수 있다. 즉, 어떠한 이유 때문에 요청된 접속이 메시징 시퀀스(420)를 이용해서 수립될 수 없고, 도 3의 레거시 메시징 시퀀스(320)가 대신에 사용되어야 하면, 이는 메시지 플래그와 같은 임의의 타입의 IE를 이용해서 eNodeB에 의해 운반될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 네트워크는 UE(102)가 경량 프로토콜을 언제 사용하지 못하게 되는지를 메시지(422)를 통해(또는, 다른 실시예에서, 기존 RRCConnectionReject 메시지를 통해) 표시할 수 있다. 경량 통신 프로토콜을 사용할 수 없는 이유는 IE에 의해 시그널링될 수 있다. 이와 달리, 상이한 응답 메시지는 이유; 예를 들어 혼잡으로 인해 네트워크가 액세스를 거절함(또한, 메시지는 재시도되는 접속을 위한 대기 시간 파라미터를 포함함), UE(102)가 이 경량 메카니즘을 사용하도록 승인받지 못했기 때문에 네트워크가 액세스를 거절함, 네트워크가 경량 통신 프로토콜 관련 파라미터의 재구성 또는 재허용을 요청함, 등을 표시하는 데 사용될 수 있다. 또한, 이들 상이한 응답 메시지는 재구성되어야 하는 저레벨 파라미터들 사이에서 구별할 수 있고, 또는 보안이 확인되어야 하는지를 구별할 수 있다.

따라서, 이 메시징 시퀀스(420)에서의 메시지의 양은 도 3의 메시징 시퀀스(320)와 비교해서 크게 감소된다. 단기 접속은 통상 공지된 범위 내에서 데이터 사용과 동일하거나 유사한 통신 타입을 포함할 수 있으므로, UE-특정 정보는 후속 단기 접속을 위해 저장 및 재사용될 수 있다. 또한, 디바이스는 동일한 타입 및/또는 양의 데이터를 상이한 단기 접속 통신 세션에서 전송/수신할 수 있다. 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 경량 통신 프로토콜을 통해 접속을 수립하는 메시지의 양 및 데이터 사이즈는 이들 예상되는 속성에 따라 감소될 수 있다.

일부 실시예에서, 경량 접속 요청에 특정된 무선 베어러는 네트워크 구성요소에 의해 이용될 수 있다. 예컨대, IoT/MTC 타입의 데이터에 사용되는 단기 접속을 위한 DRB는 특정 논리 채널 아이덴티티, PDU(poll data unit), RLC AM(Radio Link Control Acknowledge Mode)을 위한) pollByte 파라미터, 우선순위화된 비트 레이트, 및 논리 채널 그룹 셋팅을 이용하도록 사전 구성될 수 있다. 이들 DRB 파라미터의 예는 이하에 열거된다.

일부 실시예에서, 하나의 특정 구성 대신에, 무선 베어러 구성 정보의 상이한 세트들이 정의될 수 있고, 또한 UE 카테고리와 같은 소정의 규칙에 기초하여 네트워크 및 UE에 의해 동적으로 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크는 초기 액세스 동안의 전용 시그널링에 기초하여 또는 브로드캐스트 정보를 통해 어떤 무선 구성의 세트를 사용할 것인지를 UE에게 시그널링할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 기존(예를 들어, 디폴트 DRB) 무선 베어러는 초기 액세스 절차 동안에 UE(102)에서 셋업될 수 있다. UE(102)에 특정된 일부 정보는 LTE 네트워크로의 재접속시에 UE(102)에게 지정된 DRB를 위해 사용될 수 있다. 이 UE-특정 정보는 단기 접속의 수립시에 메시징 오버헤드를 감소시키는 데 사용될 수도 있다.

도 5는 일부 실시예에 따라 UE-특정 정보를 이용하는 경량 통신 프로토콜을 통해 단기 접속을 수립하는 프로세스를 도시한다. 이 예에서, 프로세스(500)는 UE-특정 콘텍스트 정보를 저장하는 다수의 네트워크 노드에 의해 수행되는 동작을 도시한다. UE(102)는 활성 상태로부터 유휴 상태로 천이하는 동작(502)을 실행한다. UE(102)가 유휴이면, 동작(504)은 UE 콘텍스트 정보를 저장하는 다수의 네트워크 노드들에 걸쳐서 실행된다.

예컨대, eNodeB(212)는 UE ID, 트랜잭션 ID, UE 상태 정보, UE가 다수의 베어러를 지정받는 경우 E-UTRAN 무선 액세스 베어러 ID(E-RAB ID - 즉, EPS 베어러 ID), UE-관련 논리적 S1 접속 정보(예를 들어, S-GW 터널 엔드포인트 식별자(TEID), S-GW IP 어드레스), 보안 정보, 등과 같은 UE 콘텍스트 정보를 저장할 수 있다. S-GW(224)는 UE ID, E-RAB ID, UE-연관된 논리적 S1 접속 정보(예를 들어, S-GW TEID, S-GW IP 어드레스), S1-U 베어러(508)에 대한 eNodeB TEID, S1-U 베어러(508)에 대한 eNodeB IP 어드레스, 보안 정보, S5/S8 베어러(510)에 대한 정보(S5/S8 인터페이스가 S-GW(224)와 P-GW(226) 사이의 인터페이스(즉, 사용자 플레인)임), MME ID 정보, 등과 같은 UE 콘텍스트 정보를 저장할 수도 있다. P-GW(226)는 관련 UE 콘텍스트 정보를 저장할 수도 있고, 또는 대신에 S-GW(224)에 저장된 콘텍스트 정보에 의존할 수 있다.

UE(102)는 자신의 보안 콘텍스트, 무선 파라미터 정보, 베어러 정보, 베어러 ID, 접속 ID, 등과 같은 그 자신의 콘텍스트 정보를 저장할 수도 있다. 따라서, 다수의 네트워크 노드들에 걸쳐서 저장된 UE 콘텍스트 정보는, UE(102)가 휴유 모드로부터 천이될 때에 무선 베어러(506) 및 S1-U 베어러(508)가 사용되도록 허용(S5/S8 베어러(510)가 이미 보유되어 있음)하고 있으므로, UE(102)와 eNodeB(212) 사이에서 감소된 수의 무선 접속(즉, 메시지(421, 422))이 교환되게 하여, 단기 접속 데이터 업링크/다운링크 데이터(423, 424)가 교환될 수 있게 한다.

일부 실시예에서, 상기한 UE-특정 콘텍스트 정보는 사전 정의된 시간 기간 동안에 다수의 네트워크 노드에서 저장될 수 있다. UE-특정 콘텍스트가 경량식으로 유지되는 실시예에서, 이는 낮은 이동성 시나리오를 원활하게 지원하기 위해 영역 내의 여러 셀에서 공유될 수 있다.

도 4를 참조하여 상기한 바와 같이, UE(102)로부터 eNodeB(212)로 전송된 요청 메시지(421)는 경량 메카니즘을 통해 데이터를 전송/수신하기 위한 요청을 표시할 수 있다. 일부 실시예에서, 이 요청 메시지는 변경된 RRCConnectionRequest 메시지를 포함할 수 있다. 도 6(a)는 일부 실시예에 따라 경량 접속 요청을 표시하는 RRCConnectionRequest 메시지에 대한 잠재적인 변경예를 도시한다. 이 예에서, RRCConnectionRequest 메시지에 대한 메시지 데이터 구조(600)의 가능한 변경예는, UE(102)가 단기 접속을 요청하고 있음(또한 eNodeB가 그에 따라 UE에 대한 리소스 할당을 준비할 수 있음)을 나타내는 변경예(610-630)로서 도시되어 있다.

변경예(610)는 경량 접속 요청을 통한 단기 접속(즉, 사전 구성된 접속 또는 감소된 시그널렁 접속)을 수립하려는 의도를 표시하기 위해 spare2 또는 spare1 수립 이유를 이용하도록 도시되어 있다. 이 예에서, UE(102)가 단기 데이터 전송을 수립하기 위해 경량 접속 요청의 사용을 요청하는 것을 eNodeB에게 표시하도록 "lightweightAccess"를 명시하는 데 스페어 비트들 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, UE(102)는 eNodeB가 이러한 통신 방법을 지원하는 것을 미리 알고 있을 수 있다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, RRCConnectionRequest 메시지는 몇몇의 파마리터를 갖는 짧은 메시지이다. 변경예(620)에 있어서, 스페어 IE 비트(즉, 길이 1의 비트 스트링)는 UE(102)가 경량 접속 요청을 사용하려고 하고 있음을 나타내기 위해 이용된다. 예컨대, 비트는 경량 접속 요청 또는 일반(즉, 레거시) 접속 요청을 표시하는 0 또는 1을 갖는 "connectionType" 또는 "lightweightConnection"로서 표시될 수 있다(다른 유사한 표기법이 사용될 수 있음).

도시되는 변경예(630)는 criticalExtensionsFuture 필드를 이용한 RRCConnectionRequest 메시지의 확장을 포함하고, 경량 통신 프로토콜을 지원하는 eNodeB는 이 정보를 검사 또는 예측할 수 있다. criticalExtensionsFuture 필드의 예는 이하일 수 있고,

여기서, connectionType-r13은 사이즈 1의 BIT STRING 타입으로 표시된다(다른 실시예에서, 이는 ENUMERATED와 같은 상이한 타입 또는 상이한 사이즈일 수도 있음). selectedPLMN-Identity 및/또는 RegisteredMME는, UE에 의한 BSR 경량 통신 + NAS 서비스 요청의 전송을 잠재적으로 제거하는 데 criticalExtensions을 이용함으로써, RRCConnectionRequest 메시지에 포함될 수도 있다.

다른 실시예에서, 새로운 메시지 클래스는 원래의 RRCConnectionRequest 메시지로부터 경량 접속 요청 메시지를 분리시키는 데 사용될 수 있다. 이는 경량 메카니즘을 사용하려고 하는 디바이스에 대한 새로운 메시지일 것이므로, 시그널링 오버헤드를 감소시킨다. 도 6(b)는 일부 실시예에 따라 경량 접속 요청을 이용하려고 하는 디바이스에 대한 데이터 데이터 구조(650)를 도시한다. 이 예에서, 메시지 데이터 구조(650)는 경량 접속 요청에 사용하기 위한 다양한 데이터 요소를 포함하는 UL-CCCH(uplink common control channel) 메시지를 포함하도록 도시되어 있다. 경량 메카니즘을 지원하기 위한 eNodeB의 능력은 기존의 또는 새로운 시스템 정보 브로드캐스트(SIB) 메시지의 부분으로서 브로드캐스트될 수 있다. UE 아이덴티티 및 수립 이유는 RRCConnectionRequest 메시지로부터 재이용될 수 있다. UL-CCCH-Message 클래스는 업링크 CCCH 논리 채널에서 UE로부터 E-UTRAN으로 전송될 수 있는 RRC 메시지의 세트이다.

도 7은 일부 실시예에 따라 UE(700) 및 eNodeB(750)의 블록도를 도시한다. 일부 실시예에서, eNodeB(750)가 고정형 비모바일 디바이스일 수 있음을 유의해야 한다. UE(700)는 하나 이상의 안테나(701)를 이용해서 eNodeB(750), 다른 eNodeB, 다른 UE, 또는 다른 디바이스로 또는 이들로부터 신호를 전송 및 수신하는 물리적 계층 회로(702)를 포함할 수 있는 반면에, eNodeB(750)는 하나 이상의 안테나(751)를 이용해서 UE(700), 다른 eNodeB, 다른 UE, 또는 다른 디바이스로 또한 이들로부터 신호를 신호를 전송 및 수신하는 물리적 계층 회로(752)를 포함할 수 있다. UE(700)는 또한 무선 매체로의 액세스를 제어하는 매체 액세스 제어 계층(MAC) 회로(704)를 포함할 수 있는 반면에, eNodeB(750)는 또한 무선 매체로의 액세스를 제어하는 MAC 회로(754)를 포함할 수 있다. UE(700)는 또한 여기서 설명된 동작들을 수행하도록 구성된 프로세싱 회로(706) 및 메모리(708)를 포함할 수 있고, eNodeB(750)는 또한 여기서 설명된 동작들을 수행하도록 구성된 프로세싱 회로(756) 및 메모리(758)를 포함할 수 있다.

안테나(701, 751)는 예를 들어 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 패치 안테나, 루프 안테나, 마이크로스트립 안테나 또는 RF 신호의 전송에 적합한 다른 타입의 안테나를 포함해서, 하나 이상의 지향성 또는 전방향성 안테나를 포함할 수 있다. 일부 MIMO(multiple-input multiple-output) 실시예에서, 안테나(701, 751)는 결과적으로 일어날 수 있는 상이한 채널 특성 및 공간 다이버시티로부터 혜택을 받도록 효과적으로 분리될 수 있다.

UE(700) 및 eNodeB(750)가 다수의 분리된 기능 요소를 갖는 것으로 각각 도시되어 있지만, 기능 요소들 중 하나 이상은 결합될 수 있으며, 또한 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함한 프로세싱 요소와 같은 소프트웨어-구성된 요소, 및/또는 다른 하드웨어 요소의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 일부 요소는 하나 이상의 마이크로프로세서, DSP, FPGA(field-programmable gate arrays), ASIC(application specific integrated circuits), RFIC(radio-frequency integrated circuits), 및 여기서 설명된 기능들을 적어도 수행하는 다수의 하드웨어 및 회로의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 기능 요소는 하나 이상의 프로세싱 요소 상에서 동작하는 하나 이상의 프로세스를 지칭할 수 있다.

실시예는 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어 중 하나 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 실시예는 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스에 저장된 인스트럭션으로서 구현될 수 있으며, 상기 인스트럭션은 여기서 설명된 동작들을 수행하기 위해 적어도 하나의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스는 머신(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하는 임의의 비일시적 메카니즘을 포함할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스는 ROM, RAM, 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, 플래시-메모리 디바이스, 및 다른 저장 디바이스 및 매체를 포함할 수 있다. 일부 실시예는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있으며, 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스에 저장된 인스트럭션으로 구성될 수 있다.

실시예에 의하면, UE(700)는 D2D 통신 모드에 따라 동작할 수 있다. UE(700)는 eNodeB(750)로부터의 하나 이상의 신호의 수신에 기초하여 동기화 기준 시간을 결정하도록 구성된 하드웨어 프로세싱 회로(706)를 포함할 수 있다. D2D 통신 세션시에, 하드웨어 프로세싱 회로(706)는 데이터 전송 간격(DTI)의 제 1 그룹 동안에는 데이터 심볼의 MTBG(Multi-Time Transmission Interval Bundle Groups)를 전송하고, DTI의 제 1 그룹에 배타적인 DTI의 제 2 그룹 동안에는 데이터 심볼의 전송을 억제한다. DTI의 시작 시간은 동기화 기준 시간에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 하드웨어 프로세싱 회로(706)는, D2D 통신 세션에 배타적인 네트워크 내 통신 세션(in-network communication session) 동안에, 동기화 기준 시간에 대해 동기화되는 시간 전송 간격(TTI) 기준 시간에 따라 데이터 심볼을 전송하도록 추가로 구성될 수 있다. 이들 실시예는 이하에서 보다 상세히 설명된다.

일부 시나리오에서, 셀룰러 통신 네트워크에서 동작하고 있는 UE(700)는 다양한 이유 때문에 성능 열화를 경험하기 시작할 수 있다. 예로서, 사용자 로딩 또는 네투워크의 스루풋 요구가 높아질 수 있다. 다른 예로서, UE(700)는 커버리지 셀의 가장자리를 향해서 또는 그를 넘어서 이동할 수 있다. 네트워크에서 동작하고 있는 동안에, 비록 통신은 네트워크를 통해 일어날 수 있지만, UE(700)는 물리적으로 UE(700)에 근접하게 위치된 다른 UE들과 실제로 통신할 수 있다. 네트워크를 통한 통신에 부가하여 또는 이를 대신하여, UE(700)의 범위 내에 있을 수 있는 하나 이상의 다른 UE들과의 직접적인 또는 D2D 통신에 UE(700) 및 UE(700)를 위한 시스템이 참여하는 것이 유리할 수 있다. 예로서, 상기한 성능 열화 시나리오에서, UE(700)와 다른 UE들 사이의 D2D 통신은 네트워크 트래픽의 일부를 네트워크가 오프로드하도록 하게 할 수 있어, 전체적인 시스템 성능을 개선할 수 있다.

도 8은 본 발명의 측면에 따라 여기서 설명한 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행할 수 있으며, 머신 판독가능 매체로부터 인스트럭션을 판독할 수 있는 머신의 구성요소를 일부 실시예에 따라 도시하는 블록도이다. 특히, 도 8은 머신으로 하여금 여기서 설명한 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행하도록 하게 하는 소프트웨어(824)가 실행될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템(800)(상기한 네트워크 요소들 중 임의의 것을 포함할 수 있음)을 도시한다. 다른 실시예에서, 머신은 독립형 디바이스로서 동작하거나 다른 머신들에 접속될(예를 들어, 네트워크화될) 수 있다. 네트워크화된 배치에서, 머신은 서버-클라이언트 네트워크 환경에서 서버 또는 클라이언트 머신으로서, 혹은 피어-투-피어(또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 머신으로서 동작할 수 있다. 컴퓨터 시스템(800)은 상기한 UE 또는 eNodeB 중 임의의 것으로서 기능할 수 있으며, 또한 PC, 태블릿 PC, 셋탑 박스(STB), PDA, 휴대 전화, 웹 어플라이언스, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브리지, 또는 머신에 의해 취해지는 동작을 명시하는 (순차적 또는 다른 식의) 인스트럭션을 실행할 수 있는 임의의 머신일 수 있다. 또한, 단일 머신이 단지 도시되어 있지만, "머신"의 용어는 또한 여기서 설명한 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행하기 위해 인스트럭션 세트(또는 다수의 세트)를 개별적으로 또는 함께 실행하는 머신들의 임의의 집합을 포함하도록 취해져야 한다.

예시적인 컴퓨터 시스템(800)은 프로세서(802)(예를 들어, CPU, GPU, 또는 이들 양쪽), 메인 메모리(804) 및 정적 메모리(806)를 포함하고, 이들은 버스(808)를 통해 서로 통신한다. 컴퓨터 시스템(800)은 비디오 디스플레이 유닛(810)(예를 들어, LCD 또는 CRT)를 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(800)은 또한 영숫자 입력 디바이스(812)(예를 들어, 키보드), 사용자 입력 탐색(또는 커서 제어) 디바이스(814)(예를 들어, 마우스), 저장 디바이스(816), 신호 생성 디바이스(818)(예를 들어, 스피커), 및 네트워크 인터페이스 디바이스(820)를 포함한다.

저장 디바이스(816)는 여기서 설명되는 방법들 또는 기능들 중 임의의 하나 이상에 의해 이용되거나 구현하는 데이터 구조의 하나 이상의 세트 및 소프트웨어(824)가 저장되어 있는 비일시적 머신 판독가능 매체(822)를 포함한다. 소프트웨어(824)는, 비일시적 머신 판독가능 매체(822)를 또한 구성하는 메인 메모리(804) 및 프로세서(802)와 함께 컴퓨터 시스템(800)에 의한 그 실행시에, 메인 메모리(804) 내에 및/또는 프로세서(802) 내에 완전하게 또는 적어도 부분적으로 존재할 수도 있다. 소프트웨어(824)는 정적 메모리(806) 내에 완적하게 또는 적어도 부분적으로 존재할 수도 있다.

비일시적 머신 판독가능 매체(822)가 실시예에서 단일 매체로 도시되어 있지만, "머신 판독가능 매체"의 용어는 하나 이상의 소프트웨어(824) 또는 데이터 구조를 저장하는 단일의 매체 또는 다수의 매체(예를 들어, 중앙형 또는 분산형 데이터베이스, 및/또는 관련 캐시 및 서버)를 포함할 수 있다. 또한, "머신 판독가능 매체"의 용어는 머신에 의한 실행을 위해 인스트럭션을 저장, 인코딩, 또는 운반할 수 있으며, 머신으로 하여금 본 실시예의 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하고, 혹은 이러한 인스트럭션과 연관되거나 이에 의해 이용되는 데이터 구조를 저장, 인코딩 또는 운반할 수 있는 임의의 유형 매체를 포함하도록 취해져야 한다. 따라서, "머신 판독가능 매체"의 용어는 고체 상태 메모리, 및 광학 및 자기 매체를 포함하도록 취해져야 하지만 이로 제한되지는 않는다. 머신 판독가능 매체(822)의 특정 예로는, 예로서 반도체 메모리 디바이스(예를 들어, EPROM(erasable programmable read-only Memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), 및 플래시 메모리 디바이스); 내부 하드 디스크 및 분리가능 디스크와 같은 자기 디스크; 광자기 디스크; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함한 비휘발성 메모리를 포함한다.

소프트웨어(824)는 전송 매체를 이용해서 통신 네트워크(826)를 통해 추가로 전송 또는 수신될 수 있다. 소프트웨어(824)는 네트워크 인터페이스 디바이스(820) 및 다수의 공지된 전송 프로토콜들(예를 들어, HTTP) 중 임의의 하나를 이용해서 전송될 수 있다. 통신 네트워크의 예로는 LAN, WAN, 인터넷, 이동 전화 네트워크, POTS(plain old telephone service) 네트워크, 및 무선 데이터 네트워크(예를 들어, 와이파이 및 와이맥스 네트워크)를 포함한다. "전송 매체"의 용어는 머신에 의한 실행을 위해 인스트럭션을 저장, 인코딩, 또는 운반할 수 있는 임의의 무형 매체를 포함하도록 취해져야 하고, 이러한 소프트웨어(824)의 통신을 가능하게 하기 위해 디지털 또는 아날로그 통신 신호 혹은 다른 무형 매체를 포함한다.

도면 및 앞서의 설명은 본 발명의 예들을 제시하였다. 다수의 상이한 기능 항목으로서 묘사했지만, 당업자는 이러한 요소들 중 하나 이상이 단일 기능 요소로 잘 결합될 수 있음을 이해할 것이다. 이와 달리, 소정의 요소는 다수의 기능 요소로 분할될 수 있다. 하나의 실시예로부터의 요소들은 다른 실시예에 추가될 수 있다. 예컨대, 여기서 설명되는 프로세스들의 순서는 변경될 수 있으며, 여기서 설명되는 방식으로 제한되지 않는다. 게다가, 임의의 흐름도의 동작들은 도시된 순서로 구현될 필요가 없거나, 모든 동작이 반드시 수행될 필요도 없다. 또한, 다른 동작에 종속되어 있지 않는 그 동작들은 다른 동작들과 동시에 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위는 이 특정 예들로 결코 제한되지 않는다. 명세서에 명시적으로 제시되어 있든 그렇지 않든 간에, 구조, 크기, 및 물질의 사용에서의 차이와 같은 다수의 변형이 가능하다. 본 발명의 범위는 적어도 이하의 청구항들에 의해 제공된다.

초록은 기술적인 개시내용의 본질 및 요지를 독자가 확인할 수 있게 하는 요약을 요구하는 C.F.R Section 1.72(b)에 따라 제공된다. 그것이 청구항들의 범위 또는 의미를 제한하거나 해석하는 데 사용되지 않을 것임을 이해한다. 이하의 청구항들은 상세한 설명에 포함되어 있으며, 각 청구항은 별도의 실시예로서 독자적으로 기재된다.

실시예는 접속을 요청하기 위해 경량 접속 요청 메시지를 eNodeB에게 전송하고, 경량 접속 요청 메시지의 거절을 표시하는 eNodeB로부터의 응답 메시지, 또는 경량 접속 데이터 무선 베어러(DRB)에 대한 구성 정보를 포함한 eNodeB로부터의 경량 접속 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지 중 적어도 하나를 수신하고, eNodeB로부터의 경량 접속 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지의 수신에 응답하여 DRB를 통해 eNodeB와 업링크/다운링크 데이터를 교환하도록 구성된 회로를 포함하는 사용자 장치(UE)를 설명한다.

일부 실시예에서, 접속은 D2D 또는 M2M 통신 접속 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시예에서, M2M 통신 접속은 PLMN을 통해 MTC 서버 및/또는 디바이스와 데이터를 교환하는 MTC(machine type communication) 접속을 포함한다. 일부 실시예에서, 접속은 IOT(Internet of Things) 접속을 포함한다.

일부 실시예에서, 경량 접속 요청 메시지는 변경된 RRC 접속 요청(RRCConnectionRequest) 메시지를 포함한다. 일부 실시예에서, RRCConnectionRequest 메시지는 메시지가 경량 접속 요청을 포함한다는 것을 표시하기 위해 수립 조항 필드를 통해 변경된다. 일부 실시예에서, RRCConnectionRequest 메시지는 메시지가 경량 접속 요청을 포함한다는 것을 표시하기 위해 스페어 정보 요소(IE) 필드를 통해 변경된다. 일부 실시예에서, RRCConnectionRequest 메시지는 메시지가 경량 접속 요청을 포함한다는 것을 표시하기 위해 criticalExtensionsFuture 필드를 통해 변경된다.

일부 실시예에서, 경량 접속 요청 메시지는 경량 접속 요청에 특정된 메시지 클래스를 포함한다. 일부 실시예에서, 회로는 접속 모드로부터 유휴 모드로 천이하고, 접속 모드로부터 유휴 모드로 천이하기 전에 eNodeB로부터 수신된 경량 접속 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지와 연관된 베어러 정보, 보안 콘텍스트 정보, 및/또는 무선 파라미터 정보 중 하나 이상을 저장하도록 추가로 구성된다.

실시예는 사용자 장치(UE)로부터 경량 접속 요청을 수신하고, 경량 접속 요청을 EPC(Evolved Packet Core)의 네트워크 제어 엔티티로 전달하고, 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지, 또는 경량 접속에서 사용되는 경량 접속 DRB에 대한 구성 정보, S1 터널 식별, 및 보안 콘텍스트 정보를 포함한 리소스 할당 메시지 중 적어도 하나를 포함하는 네트워크 제어 엔티티로부터 메시지를 수신하고, 네트워크 제어 엔티티로부터 수신된 메시지에 기초하여 경량 접속 요청에 대한 경량 접속 응답 메시지를 생성하고, 응답 메시지를 UE에게 전송하도록 구성된 회로를 포함하는 eNodeB를 설명한다.

일부 실시예에서, 경량 접속 DRB에 대한 구성 정보는, 논리 채널 아이덴티티, PDU(poll data unit), pollByte 파라미터, 우선순위화된 비트 레이트, 및/또는 논리 채널 그룹 셋팅 중 하나 이상을 포함해서, eNodeB에 의해 수신된 임의의 경량 접속 요청에 사용되는 구성 정보를 포함한다.

일부 실시예에서, 수신된 경량 접속 요청은 유휴로부터 활성으로 UE 상태의 천이와 연관되어 있으며, 회로는 UE 아이덴티티(ID), 트랜잭션 ID, UE 상태 정보, E-RAB ID(E-UTRAN Radio Access Bearer ID), 및/또는 UE-관련 논리적 S1 보안 정보 중 하나 이상을 포함해서, 활성으로부터 유휴로 UE 상태의 천이에 응답하여 UE-특정 정보를 저장하도록 추가로 구성된다. 일부 실시예에서, 경량 접속 DRB에 대한 구성 정보는, 저장된 UE-특정 정보에 적어도 부분적으로 기초한다. 일부 실시예에서, 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지는 레거시 접속 프로세스를 이용하는 저장된 UE-특정 정보의 재구성/리프레시에 대한 요청을 포함한다. 일부 실시예에서, 회로는 타겟 셀로의 UE 핸드오버에 응답하여 저장된 UE-특정 정보를 타겟 셀로 전송하도록 추가로 구성된다.

일부 실시예에서, 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지는 네트워크 혼잡의 레벨에 대응하는 표시를 포함한다. 일부 실시예에서, 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지는 경량 접속에 대한 UE의 비승인에 대한 표시를 포함한다. 일부 실시예에서, 수신된 경량 접속 요청은 RRC 접속 요청(RRCConnectionRequest) 메시지를 포함하고, 경량 접속 요청에 대한 응답 메시지는 RRC 접속 거절(RRCConnectionReject) 메시지를 포함한다.

실시예는, EPC 노드에서, 접속 상태로부터 유휴 상태로의 사용자 장치(UE)의 상태의 천이의 통지를 eNodeB로부터 수신하는 단계와, eNodeB로부터 통지를 수신하는 것에 응답하여, UE 아이덴티티(ID), E-RAB ID, 서빙 게이트웨이(S-GW) 터널 엔드포인트 식별자(TEID), S-GW 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, S1-U 베어러에 대한 eNodeB TEID, S1-U 베어러에 대한 eNodeB IP 어드레스, 패킷 게이트웨이(P-GW)와 연관된 S5/S8 베어러에 대한 정보, 및 이동성 관리 엔티티(MME) ID를 포함한, UE에 대해 특정한 콘텍스트 정보를 저장하는 단계를 포함하는 UE 정보 저장 방법을 설명한다.

일부 실시예에서, EPC 노드는 S-GW를 포함하고, 방법은 UE로부터 발행된 경량 접속 요청의 통지를 수신하는 단계와, UE에 대해 특정한 저장된 콘텍스트 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 S1 터널 식별 및 보안 콘텍스트 정보를 생성하는 단계와, S1 터널 식별 및 보안 콘텍스트 정보를 접속을 위해 eNodeB로 전송하는 단계를 더 포함한다.

실시예는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 설명하되, 상기 저장 매체의 콘텐츠는, 컴퓨팅 시스템에 의한 실행시에, 컴퓨팅 시스템으로 하여금, 접속 모드로부터 유휴 모드로 사용자 장치(UE)를 천이시키는 동작과, 접속 모드로부터 유휴 모드로의 천이 전에 eNodeB로부터 수신된 경량 접속 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지와 연관된 베어러 정보, 보안 콘텍스트 정보, 및/또는 무선 파라미터 정보 중 하나 이상을 UE에서 저장하는 동작을 수행하도록 하게 한다. 일부 실시예에서, 경량 접속 요청 메시지를 eNodeB로 전송하는 동작 - 상기 경량 접속 요청은 D2D 또는 M2M 통신 접속 중 적어도 하나를 포함함 - 과, 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 eNodeB로부터의 응답 메시지, 또는 경량 접속 데이터 무선 베어러(DRB)에 대한 구성 정보를 포함한 eNodeB로부터의 경량 접속 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지 중 적어도 하나를 수신하는 동작과, eNodeB로부터 경량 접속 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지의 수신에 응답하여 DRB를 통해 eNodeB와 업링크/다운링크 데이터를 교환하는 동작을 더 포함한다.

Claims

회로를 포함하는 사용자 장치(UE)로서,
상기 회로는,
접속을 요청하기 위해 경량 접속 요청 메시지(lightweight connection request message)를 기지국에 전송하고;
메시지를 수신하고 - 상기 메시지는,
제1 경우에, 상기 경량 접속 요청 메시지의 거절을 표시하는 상기 기지국으로부터의 거절 응답 메시지,
제2 경우에, 데이터 무선 베어러(data radio bearer, DRB)에 대한 구성 정보를 포함한 상기 기지국으로부터의 경량 접속 셋업 메시지, 또는
제3 경우에, 비-경량 접속 수립이 상기 UE에 대해 요구되고 있음을 나타내는 상기 기지국으로부터의 응답 메시지임 -;
상기 기지국으로부터의 상기 경량 접속 셋업 메시지의 수신에 응답하여 상기 DRB를 거쳐서 상기 기지국과 업링크/다운링크 데이터를 교환하도록 구성되는, 사용자 장치.
제1항에 있어서, 상기 접속은 D2D(device-to-device) 통신 접속 또는 M2M(machine-to-machine) 통신 접속 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 장치.
제2항에 있어서, 상기 M2M 통신 접속은 PLMN(public land mobile network)을 통해 MTC(machine type communication) 서버 및/또는 디바이스와 데이터를 교환하는 MTC 접속을 포함하는, 사용자 장치.
제1항에 있어서, 상기 접속은 IOT(Internet of Things) 접속을 포함하는, 사용자 장치.
제1항에 있어서, 상기 경량 접속 요청 메시지는 변경된 RRC(Radio Resource Control) 접속 요청(RRCConnectionRequest) 메시지를 포함하는, 사용자 장치.
제5항에 있어서, 상기 RRCConnectionRequest 메시지는 상기 메시지가 경량 접속 요청을 포함한다는 것을 표시하기 위해 수립 조항(Establishment Clause) 필드를 통해 변경되는, 사용자 장치.
제5항에 있어서, 상기 RRCConnectionRequest 메시지는 상기 메시지가 경량 접속 요청을 포함한다는 것을 표시하기 위해 스페어 정보 요소(IE) 필드를 통해 변경되는, 사용자 장치.
제5항에 있어서, 상기 RRCConnectionRequest 메시지는 상기 메시지가 경량 접속 요청을 포함한다는 것을 표시하기 위해 criticalExtensionsFuture 필드를 통해 변경되는, 사용자 장치.
제1항에 있어서, 상기 경량 접속 요청 메시지는 경량 접속 요청들에 특정된 메시지 클래스를 포함하는, 사용자 장치.
제1항에 있어서, 상기 회로는 또한,
접속 모드로부터 유휴 모드로 천이하고;
활성 모드로부터 상기 유휴 모드로의 천이 전에 상기 기지국으로부터 수신된 상기 경량 접속 셋업 및 리소스 할당 응답 메시지와 연관된 베어러 정보, 보안 콘텍스트 정보, 및/또는 무선 파라미터 정보 중 하나 이상을 저장하도록 구성되는, 사용자 장치.
회로를 포함하는 기지국으로서,
상기 회로는,
사용자 장치(UE)로부터 경량 접속 요청을 수신하고;
상기 경량 접속 요청을 코어 네트워크의 네트워크 제어 엔티티(entity)로 전달하고;
메시지를 상기 네트워크 제어 엔티티로부터 수신하고 - 상기 메시지는,
제1 경우에, 상기 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지,
제2 경우에, 데이터 무선 베어러(DRB)에 대한 구성 정보를 포함한 경량 접속 셋업 메시지, 또는
제3 경우에, 비-경량 접속 수립이 상기 UE에 대해 요구되고 있음을 나타내는 응답 메시지를 포함함 -;
상기 네트워크 제어 엔티티로부터 수신된 메시지에 기초하여 상기 경량 접속 요청에 대한 경량 접속 응답 메시지를 생성하고;
상기 경량 접속 응답 메시지를 상기 UE에게 전송하도록 구성되는, 기지국.
제11항에 있어서, 상기 DRB에 대한 상기 구성 정보는, 논리 채널 아이덴티티, PDU(poll data unit), pollByte 파라미터, 우선순위화된 비트 레이트, 및/또는 논리 채널 그룹 셋팅 중 하나 이상을 포함하여, 상기 기지국에 의해 수신된 임의의 경량 접속 요청에 사용되는 구성 정보를 포함하는, 기지국.
제11항에 있어서, 상기 수신된 경량 접속 요청은 유휴 상태로부터 활성 상태로의 상기 UE의 상태 천이와 연관되어 있으며, 상기 회로는 또한,
활성 상태로부터 유휴 상태로의 상기 UE의 상태 천이에 응답하여, UE 아이덴티티(ID), 트랜잭션 ID, UE 상태 정보, E-RAB ID(E-UTRAN Radio Access Bearer ID), 및/또는 UE-관련 논리적 S1 보안 정보 중 하나 이상을 포함하는, UE-특정 정보를 저장하도록 구성되는, 기지국.
제13항에 있어서, 상기 DRB에 대한 상기 구성 정보는, 상기 저장된 UE-특정 정보에 적어도 부분적으로 기초하는, 기지국.
제13항에 있어서, 상기 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지는 레거시 접속 프로세스를 이용하는 상기 저장된 UE-특정 정보의 재구성/리프레시에 대한 요청을 포함하는, 기지국.
제13항에 있어서, 상기 회로는 또한,
타겟 셀로의 UE 핸드오버(handover)에 응답하여 상기 저장된 UE-특정 정보를 상기 타겟 셀로 전송하도록 구성되는, 기지국.
제11항에 있어서, 상기 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지는 네트워크 혼잡의 레벨에 대응하는 표시를 포함하는, 기지국.
제11항에 있어서, 상기 경량 접속 요청의 거절을 표시하는 메시지는 경량 접속에 대한 상기 UE의 비승인(non-authorization)의 표시를 포함하는, 기지국.
제11항에 있어서, 상기 수신된 경량 접속 요청은 RRC 접속 요청(RRCConnectionRequest) 메시지를 포함하고, 상기 경량 접속 요청에 대한 상기 경량 접속 응답 메시지는 RRC 접속 거절(RRCConnectionReject) 메시지를 포함하는, 기지국.