KR102278392B1 - 긴밀 통합형 wifi/lte에서의 업링크 트래픽 제어 방법 - Google Patents

긴밀 통합형 wifi/lte에서의 업링크 트래픽 제어 방법 Download PDF

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Abstract

업 링크(UL) 트래픽 제어 방법이 개시된다. UL 트래픽 제어 방법은 운영자 제어형 WiFi 무선 근거리 통신망을 이용한다. LTE 모뎀 내에서 동작하는 UL 트래픽 제어 방법은, 통합형 다중 무선 액세스 제어(RAT) 아키텍처 내에서 사용자 장비 (UE) UL 트래픽을 제어하기 위한 3 가지 가능한 기술 중 하나를 사용한다. 이러한 동작은 다중 RAT UE의 사용자에게 매끄럽고 투명하다.

Description

긴밀 통합형 WIFI/LTE에서의 업링크 트래픽 제어 방법{UPLINK TRAFFIC CONTROL METHOD IN TIGHTLY INTEGRATED WIFI/LTE}
관련출원의 상호참조
본 출원은, 그 전체가 본원에 참조에 의해 통합되는 2014년 10월 15일자로 출원된 미국 가출원 제 62/064,284 호에 대한 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 출원은 3GPP, RAN2 및 통합형 WiFi 및 LTE에 관한 것이다.
EPC(evolved packet core)는 고급 이동 통신 시스템의 핵심 네트워크이다. EPC는 상이한 무선 액세스 기술(RAT)로 하여금 통합된 방식으로 작동될 수 있게 한다. 이러한 무선 액세스 기술은, 1 세대 WLAN(wireless local area network), GSM(Global System for Mobile communication)과 같은 2 세대(2G) 시스템, UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)와 같은 3 세대 시스템(3G), LTE(Long Term Evolution)와 같은 4 세대 시스템(4G)을 포함한다.
휴대폰과 같은 이동 디바이스는 다중 RAT를 지원할 수 있다. 휴대폰에서는 한 번에 하나의 RAT 만 작동될 수 있다. 한 RAT에서 "캠핑되는(camped)" 것으로 언급되는 이동 사용자는 해당 RAT의 기술만 사용한다. 이동 사용자는 하나의 RAT에서 다른 RAT로 스위칭됨으로써 이동 사용자가 캠핑되는 위치를 스위칭할 수 있다. 따라서, 이동 사용자는 LTE에 캠핑될 수 있으며, 4G RAT에서 3G RAT로 스위칭된 다음 UMTS에서 캠핑될 수 있다. 이러한 스위칭 동작은 일반적으로 이동 디바이스의 사용자에게 투명하다.
무선 충실도(Wireless Fidelity), 즉, WiFi 기능을 가진 이동 사용자(이동국은 IEEE 용어로 스테이션 또는 STA로서 알려짐)는 공기를 통해 무선으로 통신할 수 있다(무선 근거리 통신망 또는 WLAN으로 알려짐). WLAN을 구성하는 이동 사용자 및 다른 엔티티는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준에 따라 동작한다.
LTE 기능을 가진 이동 사용자는 또한 공기를 통해 무선으로 고속 데이터를 송신 및 수신할 수 있는데(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network 또는 EUTRAN으로 알려짐), 여기서 공기는 "매체"또는 "무선 매체"라고도 불린다. LTE 하에서, 이동 사용자는 사용자 장비(UE)로 알려져 있다. EUTRAN을 구성하는 UE 및 다른 엔티티들은 3GPP(Third Generation Partnership Project) 무선 통신 표준에 따라 동작한다. LTE 가능 이동 디바이스는 업계 용어로 4G로 알려져 있다(3GPP는 3G 기술도 개발했음). LTE는 셀룰러 네트워크라고도 하는 반면, WiFi WLAN은 셀룰러 네트워크라고 하지 않는다.
오늘날 제조되고 있는 대부분의 이동 디바이스는 WiFi 및 LTE 기능을 모두 포함한다. WiFi 및 LTE 모뎀은 휴대폰과 같은 이동 디바이스의 아키텍처의 개별 부분이다. 그러나, 이동 디바이스에 내장된 WiFi 및 LTE 기술은 위에서 설명한 것처럼 별개의 표준인 IEEE 및 3GPP에 따라 개발되므로 상호 작용하지 않는다. 인간 사용자에게는 이동 디바이스 내에서의 WiFi 동작과 LTE 동작 간의 스위칭이 일반적으로 원활하고 투명하다.
3GPP 측면에서, WLAN을 3GPP와 함께 통합형 무선 액세스 네트워크(RAN) 아키텍처에 통합하려는 노력이 이루어지고 있다. 3GPP 워킹 그룹 중 하나인 RAN2는 이동성 관리와 관련이 있다. 예를 들어 이동 사용자가 3G에서 4G로 또는 4G에서 WiFi로 스위칭할 때, 이동성 관리가 수반된다. 이동성 관리는 또한 통합형 무선 액세스 네트워크 내에서 WiFi와 LTE의 상호 연동(interworking)에 전념한다.
용량 및 사용자 처리량(throughput) 향상과 같이 AP 및 LTE 액세스의 긴밀한 결합을 완전히 탐구(explore)하려면 WiFi 처리량을 정확하게 추정해야 한다. WiFi는 랜덤 액세스 프로토콜을 구현하기 때문에, UL 트래픽은 예정된 LTE UL 트래픽만큼 예측할 수 없어 WiFi 속도를 평가하는 데 어려움을 초래한다.
따라서, 전체 시스템의 개선된 최적화를 위해 UL 트래픽을 제어하기 위한 요구가 계속되고 있다.
본 문서의 전술한 양상들 및 다수의 수반되는 이점들은, 첨부된 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있을 때 더 쉽게 인식될 수 있을 것이며, 달리 언급되지 않는 한, 다양한 도면 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 몇몇 실시형태에 따른 통합형 다중 RAT 아키텍처의 개략적 블록도이다.
도 2는 몇몇 실시형태에 따른, 도 1의 통합형 다중 RAT 아키텍처를 이용하는 업링크 트래픽 제어 방법의 개략적 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 몇몇 실시형태에 따른, 도 2의 업링크 트래픽 제어 방법에 의해 수행되는 동작을 도시한다.
도 4는 몇몇 실시형태들에 따른, 도 2의 업링크 트래픽 제어 방법 동안 생성 된 디폴트 무선 베어러 및 WiFi 무선 베어러를 도시하는 개략적 도면이다.
도 5는 몇몇 실시형태에 따른, 도 2의 업링크 트래픽 제어 방법에 의해 사용자 우선순위를 차별화하기 위한 EDCA 파라미터를 나타내는 개략적 블록도이다.
도 6은 몇몇 실시형태에 따른, 제 1 방식을 사용하는 업링크 트래픽 제어 방법에 의해 수행되는 동작을 도시한다.
도 7은 몇몇 실시형태에 따른, 제 2 방식을 사용하는 업링크 트래픽 제어 방법에 의해 수행되는 동작을 도시한다.
도 8은 몇몇 실시형태에 따른, 제 3 방식을 사용하는 업링크 트래픽 제어 방법에 의해 수행되는 동작을 도시한다.
도 9a 및 9b는 몇몇 실시형태들에 따른, 모두 도 2의 업링크 트래픽 제어 방법을 구현하는, 개선된 노드 B 및 사용자 장비를 특징으로 하는 무선 이웃의 개략적 시스템 도면이다.
도 10은 몇몇 실시형태에 따른, 도 2의 업링크 트래픽 제어 방법을 구현할 수 있는 UE의 개략적 블록도이다.
본원에 설명된 실시형태들에 따라, 업링크(UL) 트래픽 제어 방법이 개시된다. UL 트래픽 제어 방법은 이용 가능한 운영자에 의해 제어되는 WiFi 무선 근거리 통신망을 이용한다. LTE 모뎀 내에서 동작하는 UL 트래픽 제어 방법은 통합형 다중 무선 액세스 제어(RAT) 아키텍처 내에서 UE UL 트래픽을 제어하기 위해 3 가지 가능한 기술 중 하나를 사용한다. 동작은 다중 RAT UE의 사용자에게 원활하고 투명하다.
이하의 상세한 설명에서는, 본 명세서에 설명된 주제가 실시될 수 있는 특정 실시형태를 예시에 의해 도시하는 첨부된 도면을 참조한다. 그러나, 본 개시 내용을 읽으면 다른 실시형태들이 당업자에게 명백해질 것이라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 주제의 범위는 청구 범위에 의해 한정된다.
통합형 WLAN/3GPP 아키텍처는 물리적으로 또는 논리적으로 함께 배치된 LTE 및 WLAN 소형 셀의 가용성을 기반으로 한다. LTE의 경우, 셀은 해당 무선 기지국의 커버리지 영역이다. WiFi의 경우, 기지국은 액세스 포인트(AP)로 알려져 있다. 3G에서 기지국은 셀룰러 액세스 포인트 또는 노드 B(NB)로 알려져 있고, 4G에서 기지국은 개선된 노드 B(eNB)이다. 물리적으로 또는 논리적으로 함께 배치된 LTE 및 WLAN 소형 셀은 WLAN AP와 3GPP eNB 사이의 긴밀하게 조정된 사용자 및 데이터 평면 인터페이스를 가능하게 한다.
도 1은 몇몇 실시형태에 따른, WLAN 및 3GPP 엔티티 모두를 특징으로 하는 통합형 다중 RAT 구조(100)를 도시한다. 도 1의 아키텍처는 다중 무선 액세스 기술을 지원하기 때문에 "다중 RAT"이라고 하며, 이들 중 적어도 2 개는 WiFi 및 LTE 이다(2G 및 3G 기능도 있을 수 있음). 다중 RAT 아키텍처(100)는 후술되는 바와 같이 UL 트래픽 제어 방법(200)을 지원할 수 있다.
통합형 다중 RAT 아키텍처(100)는, 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이, P-GW(22), 서빙 게이트웨이, S-GW(24), 및 인터넷(20)을 특징으로 한다. 통합형 액세스 포인트(26)는 eNB(4G 용) 및 WiFi AP(32)(WiFi 용)를 둘 다 포함하는 기지국이다. 이 긴밀 통합형 WiFi/LTE 액세스 포인트(26)는 UL 트래픽 제어 방법(200)을 지원한다.
사용자 장비(UE)(40)는 (WLAN 모듈(36)을 통한) WiFi 및 (LTE 모듈(34)을 통한) LTE 무선 통신 둘 다를 위한 능력을 포함하는 다중 무선 UE이다. WLAN 모듈 (36)은 여기에서 WiFi 링크로 알려진다. 통합형 AP(26) 내에서, eNB(30)는 LTE 인터페이스(34)를 통해 UE(40)와 통신하는 반면, WiFi AP(32)는 WLAN 인터페이스 (36)를 통해 UE와 통신한다.
통합형 AP(26)는 S1로 알려진 인터페이스(44)를 통해 서빙 게이트웨이(S-GW)(24)에 액세스하고, 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(P-GW)(22) 및 서빙 게이트웨이(S-GW)(24)는 S5 및 S8 인터페이스(42)에 의해 통신한다. P-GW(22) 및 S-GW(24)는, S5/S8 인터페이스(42)와 함께, 진화된 패킷 코어(EPC)(60)의 일부이다. 이들 인터페이스에 관한 특정 정보는 본 개시의 범위를 벗어난다.
WiFi AP(32)와 인터넷(20) 사이에는 전용 채널인 NSWO(non-seamless WLAN offload)(38)가있다. NSWO(30)는 WiFi 오프로딩(offloading)을 위한 3GPP 기술 용어이다. 몇몇 실시형태에서, 일단 WiFi 접속이 이용 가능하면, UE(40)는 LTE 네트워크로부터 WLAN으로 오프로딩된다. 예를 들어, 이동 디바이스는 4G 셀에서 동작 중이며 해당 셀에서 동작하는 eNB와 통신한다. 이후, 이동 디바이스가 (커피 숍에서 고객에게 제공되는 WLAN와 같은) WiFi AP에 액세스할 수 있을 경우, 이동 디바이스는 4G 셀에서 WiFi WLAN으로 오프로드되고 4G 동작은 중단된다.
본 명세서에서 사용될 때, WiFi AP(32)는 공공 장소, 예를 들어 커피 숍, 도서관 및 공항에서 발견되는 것과 같은, 운영자 배치형 AP를 지칭한다. 운영자 배치형 AP는 가정용 WiFi 네트워크를 포함하지 않는다. 가정용 WiFi 네트워크는 공개적으로 액세스할 수 없기 때문에 본 개시의 대상이 아니며 LTE eNB에 의해 액세스되지 않는다.
도 1의 통합형 다중 RAT 아키텍처(100)는 WLAN을 운영자의 셀룰러 네트워크 내의 "2차 캐리어" 또는 "2차 셀"(Scell)로서 활성화한다. LTE 캐리어는 "기본 캐리어" 또는 "기본 셀"(Pcell) 역할을 하며, WLAN 용 제어 및 데이터 평면 앵커를 모두 제공한다. WLAN의 사용은 3GPP EPC(Evolved Packet Core) 네트워크와 S1 및 3GPP 인터페이스에 투명하다. 아키텍처(100)에서, WiFi 링크(36) 상의 송신은, 관리 및 제어 기능을 제공하는, (다중 RAT 조정 기능과 함께) 셀룰러 무선 광역 네트워크(wireless wide area network: WWAN) 측의 무선 자원 제어기(Radio Resource Controller: RRC)에 의해 관리된다. 몇몇 실시형태에서, WiFi 링크(36)는 기회가 될 때 셀룰러(예를 들어, LTE) 세션을 위한 데이터를 송신하는데 사용된다.
용량 및 사용자 처리량(throughput)을 개선하는 것과 같이 AP 및 LTE 액세스의 긴밀 결합을 완전히 탐구하기 위해, 몇몇 실시형태에서는 WiFi 처리량의 정확한 추정이 요구된다. WiFi는 랜덤 액세스 프로토콜을 구현하기 때문에, UL 트래픽은 예정된 LTE UL 트래픽만큼 예측할 수 없어 WiFi 속도를 평가하는 데 어려움이 있다. 따라서, 전체 시스템을 더 잘 최적화하기 위해 어느 정도 UL 트래픽을 제어하는 것이 바람직하다. UL 트래픽 제어 방법(200)은 운영자 배치형 WLAN을 이용하기 위한 LTE 구현이기 때문에, 여기서 이동 디바이스는 도 1에 도시된 바와 같이 다중 무선 UE(40)이다.
전통적으로, eNB는 WiFi 업링크 트래픽을 매우 제한적으로 제어했다. 도 1과 같은 통합형 다중 RAT 아키텍처(100)에서 구현되는 UL 트래픽 제어 방법(200)은이를 변경하도록 설계된다. 몇몇 실시형태에서, 도 1의 통합형 다중 RAT 아키텍처(100)가 통합형 셀, 예를 들어 LTE eNB(30) 및 WiFi AP(32) 모두를 특징으로 하는 통합형 AP(26)을 위한 WiFi UL 송신을 제어하는 3 가지 방법이 있는데, 여기서는 이동성 및 트래픽 조정이 무선 액세스 네트워크(RAN)에서의 앵커와 함께 LTE 네트워크에 의해 제어된다.
도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 몇몇 실시형태들에서는, UL 트래픽 제어 방법(200) 하에서, UE UL 트래픽의 제어를 위해 열거되는 3 개의 가능한 방식이 있다.
ㆍ 방식 300: WLAN UL에 대해 낮은 우선순위를 설정함으로써 WLAN UL 송신을 제어한다.
ㆍ 방식 400 : eNB는 WiFi 무선 베어러를 DL 전용 베어러로 설정한다.
ㆍ 방식 500 : eNB는 WiFi 무선 베어러를 DL 및 UL 베어러로 설정하지만, UL 감지는 eNB에 의해 트리거된다.
UL 트래픽 제어 방법(200)의 좌측에 있는 화살표로 도시된 바와 같이, 각각의 후속 방식은, UE UL 트래픽의 가장 적은 제어를 가하는 방식 300 및 가장 많은 제어를 갖는 방식 500으로 UE UL 트래픽의 증가하는 제어를 나타낸다. 이들 각각의 방식에 대해서는 이하에서보다 상세하게 설명될 것이다.
모티베이션 (motivation)
셀룰러 세계와 달리, WiFi는 본질적으로 자유롭게 이용할 수 있는 비인가(unlicensed) 대역을 사용한다. 동시에, 셀룰러 운영자는 트래픽의 일부를 오프로드하려고 한다. 현재, eNB는 WiFi 업링크 트래픽을 매우 제한적으로 제어한다.
도 1의 통합형 다중 RAT 아키텍처(100)와 같은 통합형 WLAN/3GPP 아키텍처에서, UE는 셀 선택/재선택을 수행하고, 3GPP 링크 품질에 기초하여 기존의 EUTRAN 연관 및 셀 선택 절차에 따라 통합형 셀의 eNB를 선택한다. 운영자 제어형 WiFi AP(32)의 경우, WLAN 운영자가 자신이 관리하지 않는 다른 WiFi 스테이션으로부터 이 AP를 숨길 것을 선택하면, 비콘 송신이 필요하지 않다. 예를 들어 AT&T 네트워크에서 제어하는 WiFi AP는 AT&T 고객(이동 사용자)에게만 표시될 것이다. 이 경우, Pcell에 대한 전용 시그널링을 사용하여 WLAN AP의 가용성을 표시하고 어떤 종류의 WiFi 베어러를 설정해야 한다. 도 3a 및 도 3b는 비-조작자 제어형 UE로부터 SSID(Service Set Identifier)가 숨겨지는 사용자 제어형 WiFi에 대한 WiFi 연관(association)을 설정하기 위한 일반적인 프로세스를 도시한다.
도 3a 및 도 3b에서, 몇몇 실시형태에 따라, UL 트래픽 제어 방법(200)은 통합형 WiFi 연관 및 베어러 설정을 수행한다. UL 트래픽 제어 방법(200)에는 도 1에 도시된 LTE(34) 및 WIFI/WLAN(36) 능력을 둘 다 갖는 다중 무선 UE(40), LTE eNB(30), 및 2 개의 WiFi AP(32 및 90)(이들 중 하나는 도 1에 도시된 AP(32)가 될것이다)가 관여한다. 도 3a 및 도 3b의 동작은 프로세스 단계로서 취급되며, 각 단계는 고유 번호(202-234)와 관련된다. 하나 이상의 동작은 도시된 것 이외의 순서로 발생될 수 있다.
UL 트래픽 제어 방법(200)은 주로 UE에 가장 근접한 셀인 영역 내의 Pcell에 부착된 다중 무선 UE(40)로 시작한다. 이 예에서, LTE eNB(30)는 Pcell의 역할을한다. 디폴트 무선 베어러 설정은 eNB(30)와 UE(40) 사이에서 발생한다(단계 202). 디폴트 무선 베어러는 3GPP 사양에 따라 설정된다.
WiFi (WLAN) 시스템이 아닌 셀룰러 (LTE) 시스템에서 사용되는 용어인 베어러는 eNB(30)에서 UE(40)로의 송신 흐름을 식별한다. 베어러는 특정 QoS(Quality of Service)와 관련된다. WiFi 송신에서와 같이, LTE 하에서의 UE(40)는 음성, 비디오 및 데이터 다운로드와 같은 상이한 유형의 트래픽을 송신할 수 있다. 이러한 서로 다른 유형의 트래픽 각각에 상이한 베어러가 할당될 수 있다. eNB(30)가 자원 제한적일 때, 음성과 같은 더 높은 우선순위의 베어러는 다른 베어러가 스케줄링되기 전에 스케줄링 될 것이다. 이는 사용자가 음성 송신의 지연을 인지하지만 웹 페이지 로딩의 지연을 덜 인지할 것으로 예상되는 사용자 경험에 부합한다.
LTE 및 WiFi 능력 교환은 eNB(30)와 UE(40) 사이에서 발생한다(단계 204). 이 단계에서, eNB(30)는 UE(40)가 통합형 WiFi 연관 및 베어러 셋업 능력을 갖는지 여부를 결정한다. 대부분의 이동 전화는 이제 WiFi 및 LTE 모두에 대한 전용 모뎀을 갖지만 모뎀은 서로 통신하지 않는다. 대조적으로, 다중 무선 UE(40)는 자신의 LTE 모뎀(34)과 자신의 WiFi 모뎀(36) 간의 동작을 통합한다.
UE(40)가 통합형 WiFi 연관 및 베어러 설정에 참여할 수 있는 것이 만족되면, eNB(30)는 파라미터로서 WiFi 서비스 세트 식별자(SSID) 리스트인 WiFi SSID 리스트를 갖는 무선 자원 제어(RRC) 접속 재구성 메시지인 measConfig를 UE에 발행한다(단계 206).
RRC 구성 메시지는 여러 상이한 무선 자원 제어 기능에 사용되는 런타임 메시지이다. 여기서, eNB(30)는 UE(40)에게 파라미터인 WiFi SSID 리스트에서 주어진 이용 가능한 WiFi AP의 측정, 즉 measConfig를 취하도록 지시한다. eNB(30)는 어느 WiFi AP가 eNB의 네트워크 내에 있는지를 결정하고, 그 결정에 기초하여 파라미터인 WiFi SSID 리스트를 생성한다. 이 예에서, WiFi SSID 리스트는 SSID1(WiFi AP(32) 용)과 SSID2(WiFi AP(90) 용)의 두 항목을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, UE(40)에 의해 취해질 측정은 UE와 각각의 WiFi AP 사이의 매체(공기)의 기준 신호 수신 전력(RSRP)이다. 그러나, UE(40)가 RSRP 측정을 취할 수 있기 전에, LTE 모뎀(34)은 WiFi 모뎀(36)을 턴온한다(단계 208). 일단 활성화되면, WiFi 모뎀(36)은 SSID1을 사용하여 프로브 요청을 WiFi AP(32)에 전송하고(단계 210), SSID2를 사용하여 프로브 요청을 WiFi AP(90)에 전송한다(단계 212).
LTE eNB(30)가 2 개의 WiFi AP(32 및 90)가 존재한다고 결정했으므로, UE(40)는 양쪽으로부터의 응답을 예상해야 한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, WiFi AP(32)는 SSID1을 이용하여 프로브 응답을 UE(40)의 WiFi 모뎀(36)에 전송하고(단계 214), WiFi AP(90)는 SSID2를 사용하여 프로브 응답을 UE에 전송한다(단계 216). 이들 단계는 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 다른 순서로 발생할 수 있다.
두 개의 프로브 응답이 수신되면, 각각의 WiFi AP에 대응하는 RSRP 측정이 WiFi 모뎀(36)에 의해 취해지고(단계 218 및 220), 또한 LTE 모뎀(34)에 이용 가능하게 된다(단계 222 및 224). 도 3b의 UL 트래픽 제어 방법(200)의 동작을 계속하면, LTE 모뎀(34)은 각 SSID에 대한 RSRP를 포함하는 UE(40)의 WiFi 측정 보고를 생성하고, 그 보고를 eNB(30)로 전송한다(단계 226).
일 예로서, WiFi AP(32)에 대한 RSRP 측정이 20 dB이고, WiFi AP (90)에 대한 RSRP 측정이 10 dB라고 가정하자. 이것은, WiFi AP(32)의 RSRP가 WiFi AP(90)보다 10 dB 높기 때문에 WiFi AP(32)가 UE(40)에 더 가깝다는 것을 의미하며, 따라서 UE에 의한 접속에는 WiFi AP(32)가 더 선호된다. WiFi 측정 보고로부터, eNB (30)는 2 개의 WiFi AP들 중 하나를 선택한다(228 단계). UE(40)는 이제 LTE eNB (30) 및 이 경우에 WiFi AP(32) 모두를 사용할 수 있다. LTE eNB(30) 및 WiFi AP(32)는 이제 도 1에서와 같이 통합형 AP(26)로 간주될 수 있다.
다음으로, eNB(30)는 또 다른 RRC 접속 재구성 메시지인 Scell to AddModList를 전송한다(단계 230). LTE 세계에서 eNB(30)은 일차 셀(Pcell)이다. RRC 접속 재구성 메시지는 단지 선택된 WiFi AP(32)를 이차 셀(Scell로도 알려짐)로서 추가하고 그 WiFi AP에 특정된 파라미터를 포함한다. 이 경우, WLAN SSID, WLAN 보안 키, WLAN 베어러의 v-MAC ID, DL 전용 베어러, 제어형 DL/UL 베어러, 등등은 RRC 접속 재구성 메시지의 일부이다. RRC 재구성 메시지가 성공하면, 선택된 WiFi AP와 UE(40) 내의 WiFi 모뎀(36) 간의 연관이 이루어진다(232 단계). 이와 같이 RRC 접속 재구성이 완료되고, UE(40)는 eNB(30)에 그렇게 통지한다(단계 234).
베어러는 WLAN/WiFi (IEEE) 용어의 일부가 아니다. RRC 재구성 메시지인 Scell to AddModList는 eNB(30)를 대신하여 WiFi 베어러를 설정한다. 도 4는 LTE 모뎀(34)과 eNB(30) 사이에 배치된 디폴트 무선 베어러(110)를 도시한다. 설명의 편의상, 단일 무선 베어러가 단일 트래픽 유형을 수용하는 것으로 도시된다. 그러나, 당업계의 시스템 설계자는 LTE 모뎀(34)과 eNB(30) 사이에 트래픽 유형별로 하나씩 다수의 베어러가 배치될 수 있음을 인식한다. WiFi 무선 베어러(120)는 WiFi AP(80)와 WiFi 모뎀(36) 사이에 배치된다. WiFi 무선 베어러(120)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 UL 트래픽 제어 방법(200)에 의해 생성된다.
WiFi 무선 베어러(120)가 셀룰러 (LTE) 네트워크에 이용 가능하면, WiFi 오프로딩 동작은 통합형 AP(26) 및 다중 무선 UE(40)에 의해 수행될 수 있다. UE는 이제 디폴트 무선 베어러(110)(또는 각 송신 유형별로 하나씩 다수의 무선 베어러) 및 WiFi 무선 베어러(120)를 둘 다 사용하여 송신을 수행할 수 있다. IEEE에 의해 정의되는 WiFi 접속은 UL 및 DL 송신이 모두 포함된다. UL 송신은 DL 송신과 유사한 CSMA 절차를 따른다. Carrier Sense Multiple Access의 약자인, CSMA는 두 개 이상의 이동 디바이스가 데이터 채널에 동시 액세스를 시도할 때 네트워크 디바이스가 응답하는 방식을 결정하는 규칙 집합이다. CSMA 하에서, 다수의 UE는 소수의 UE보다 더 높은 경합 오버 헤드를 초래할 것이다. 비인가 (WiFi) 대역의 스펙트럼 효율을 향상시키기 위해, 운영자는 UL에서 경합을 제어할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 이하에서보다 상세히 설명되는 바와 같이, WiFi 무선 베어러(120)는 UL 접속을 제어하는 능력을 갖는다.
몇몇 실시형태에서, WiFi 베어러(120)의 설정 동안, RRC 시그널링(도 3b의 단계 230)은 3 개의 베어러 유형들 중 하나, 즉, 정상적 WiFi DL/UL 베어러(방식 300), DL 전용 WiFi 베어러(방식 400) 또는 제어형 DL/UL 베어러(방식 500)를 나타낸다. 이들 각각의 방식에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
방식 300: WLAN UL에 대해 낮은 우선순위를 설정하여 WLAN UL 송신을 제어한다
도 2로부터, 방식 300은 WLAN 업링크 송신에 대한 낮은 우선순위를 설정함으로써 WLAN UL 송신을 제어하는 것을 포함한다는 것을 상기한다. 몇몇 실시형태에서, 방식 300은 UL 송신에 사용되는 강화된 분산 채널 액세스(Enhanced Distrubuted Channel Access: EDCA) 파라미터의 수정을 통해 달성된다. EDCA 파라미터는 3GPP 사양(3G 및 4G)이 아닌 IEEE 802.11e 사양(WiFi)의 일부이다.
WiFi 사양에 따라 EDCA는 음성, 비디오, 최선 노력(best effort) 및 배경의 4 가지 카테고리로 UL 송신을 우선순위 지정하는데, 음성은 최우선순위 카테고리이다. 이렇게 하면 우선순위가 높은 트래픽을 우선순위가 낮은 트래픽보다 빨리 WiFi 액세스 포인트(AP)에 연결할 수 있다.
LTE 무선 매체 액세스와 달리, WiFi 액세스는 경합 기반이다. WiFi AP에 액세스하고자 하는 하나 이상의 이동국 또는 이동 디바이스(예를 들어, 이동 전화)는 AP에 액세스를 시도하기 전에 매체를 감지한다. 경합하는 이동국에는 사용 카테고리에 따라 우선순위가 할당된다.
WiFi는 또한 랜덤 액세스 프로토콜을 구현하여, UL 트래픽이 예정된 LTE UL 트래픽만큼 예측 가능하지 않게 한다. 랜덤 액세스 프로토콜은 각 송신 전에 사용되는 WiFi 백오프 기능에서 분명해 진다. 각각의 송신에는 무작위 백 오프 타이머가 할당되는데, 우선순위가 높은 송신은 우선순위가 낮은 송신보다 낮은 숫자 범위의 백 오프 타이머를 갖는다.
두 개의 이동국이 동시에 WiFi AP에 대한 액세스를 위해 경쟁한다고 가정한다. 이동국 A는 음성 호출(EDCA 최고 우선순위)을 시도하고 있고, 이동국 B는 웹 페이지(EDCA 최저 우선순위)를 보려고 시도하고 있다. 둘 다 동일한 WiFi AP에 동시에 액세스하려고 한다. 이동국 A에 대해 6 시구간(tp)의 제 1 백 오프 타이머가 설정되고, 이동국 B에 대해 10 tp의 제 2 백 오프 타이머가 설정될 것이다. 6 tp 후에, 이동국 A의 백 오프 타이머는 만료될 것이고, 이동국 A는 WiFi AP에 액세스한다. 동시에, 이동국 B는 매체가 다시 사용중임을 감지하고, 이동국 A의 백 오프 타이머가 6 tp에서 0 tp까지 카운트 다운되었기 때문에 4 tp에서 자신의 백 오프 타이머를 정지시킨다. 일단 이동국 A가 송신을 완료되면, 이동국 B는 매체가 유휴 상태임을 감지하고 4 tp에서 시작하여 다시 백 오프 타이머를 시작한다. 이동국 B의 백 오프 타이머가 다른 이동국 백 오프 타이머 전에 0에 도달하면, 이동국 B는 다음으로 WiFi AP에 액세스 할 것이다.
비콘 프레임은 (IEEE 802.11 하의) WiFi WLAN에서 사용되는 관리 프레임이다. 비콘 프레임은 네트워크 정보를 포함하며 AP에 의해 주기적으로 송신되어 무선 LAN의 존재를 알린다.
UL 트래픽 제어 방법(200)의 방식 300 하에서, WLAN UL 송신은 UL 송신을 위한 EDCA 파라미터의 수정을 통해 WLAN UL에 대해 더 낮은 우선순위를 설정함으로써 제어된다. 몇몇 실시형태에서, eNB(30)는 RRC 시그널링을 사용하여 WiFi 사양에 정의된 EDCA 파라미터를 표시한다. 따라서, eNB(30)는 RRC 시그널링을 사용하여 WiFi EDCA 파라미터를 낮춘다.
몇몇 실시형태에서, 정상적 WiFi DL/UL 베어러에 대해, UL 트래픽은 WiFi 비콘에서 정상적으로 송신된 EDCA 파라미터 설정을 사용하여 개략적으로(coarsely) 제어된다. 몇몇 실시형태에서, WiFi 무선 베어러(120)(도 4)에 대해, eNB(30)는 네트워크가 WiFi 처리량의 보다 정확한 예측을 갖도록 EDCA 파라미터를 제어한다.
몇몇 실시형태에서, 사용자 우선순위(UP)를 차별화하기 위한 WiFi EDCA 파라미터는, 1) WiFi 이동 디바이스(스테이션 또는 STA)가 감지하는, 백 오프 또는 송신 전에 채널(WiFi 무선 베어러(120))이 유휴 상태인 시간량, 2) 백 오프를 위해 사용될 경합 윈도우의 길이, 또는 3) STA가 채널을 획득한 후 송신할 수 있는 기간 중 하나 이상을 정의한다. 몇몇 실시형태에 따라, 이들 파라미터(130, 140 및 150)는 도 5에 도시된다. 이 경우, STA는 다중 RAT UE(40)이다.
몇몇 실시형태에 따라, 도 2의 UL 트래픽 제어 방법(200)의 방식 300에 의해 수행되는 동작은 도 6에 도시된다. 동작은 도시된 순서 이외의 순서로 발생될 수 있다. 도 3a로부터 서비스 세트 식별자 SSID1은 이용되도록 선택된 WiFi AP(32)와 연관된다는 것을 상기하자. 따라서, 다중 무선 UE(40)는 파라미터 SSID1을 사용하여 통합형 AP(26)의 WiFi AP(32)로 프로브 요청을 전송한다(단계 302).
프로브 요청을 수신하면, WiFi AP(32)는 LTE eNB(30)로부터 선호 WiFi 베어러 파라미터를 요청한다(단계 304). LTE eNB(30)는 WiFi 무선 베어러(120)(도 4)를 나타내는 선호 WiFi 베어러 파라미터로 응답한다(단계 306). 파라미터 SSID1을 갖는 프로브 응답 프레임은 WiFi AP(32)에 의해 다중 무선 UE(40)의 WiFi 모뎀(36)으로 전송된다(단계 308). 몇몇 실시형태에서, EDCA 파라미터는 프로브 응답 프레임 다음에 설정된다.
몇몇 실시형태에서, RRC 시그널링은 트래픽 상태에 기초하여 파라미터들의 변화를 시그널링하는데 사용된다. eNB(30)는 RRC 시그널링을 사용하여 도 6에 modifyEDCA 파라미터로서 도시된 WiFi 사양에 정의된 EDCA 파라미터를 표시한다(단계 310). LTE 모뎀(34)은 UL 모뎀(36)에 UL EDCA 파라미터에 대해 통지한다(단계 312). EDCA 파라미터들(120, 130 및 140)은 도 5에 도시된다.
몇몇 실시형태에서, WiFi AP(32)의 관점에서, WiFi 무선 베어러(120)를 사용하는 송신은 정상적 WiFi 이동 디바이스 송신과 동일하게 작용한다.
방식 400: eNB는 WiFi 무선 베어러를 DL 전용 베어러로 설정한다
몇몇 실시형태에서, UL 트래픽 제어 방법(200)에 의해 채용된 방식 400은 eNB(30)에 의해 WiFi 무선 베어러(120)를 DL 전용 베어러로 설정하는 것을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 이는 RRC 시그널링을 사용하여 달성된다. WiFi 무선 베어러(120)가 DL 전용 WiFi 베어러일 때, DL 데이터 트래픽, ACK 송신 및 다른 관리 프레임 송신 만이 WiFi 링크 상에서 허용된다. TCP ACK 등을 포함한 업링크 데이터 트래픽은 인가된 대역을 통해 LTE UL 상에서 송신될 것이다.
몇몇 실시형태에 따라, 도 2의 UL 트래픽 제어 방법(200)의 방식 400에 의해 수행되는 동작은 도 7에 도시된다. 동작은 도시된 순서 이외의 순서로 발생될 수 있다. LTE eNB(30)는 다운 링크에서만 WiFi 무선 베어러(120)를 사용할 수 있도록 하기 위해 LTE 모뎀(34)에 파라미터 modifyDLonlyBearer를 갖는 RRC 접속 재구성 메시지를 전송한다(단계 402). LTE eNB(30)는 그것을 WiFi AP(32)에 통지하고(단계 404), LTE 모뎀(34)은 또한 WiFi 모뎀(36)에 통지한다(단계 406).
그 후, WiFi 무선 베어러(120)를 사용하여 WiFi AP(32)로부터 WiFi 모뎀 (36)으로의 배타적인 다운링크 송신이 발생한다(단계 408). 일단 송신이 완료되면, WiFi 모뎀(36)은 WiFi AP(32)에 DL WiFi 송신 확인 또는 MAC ACK를 전송한다(단계 410). LTE 모뎀(34)으로부터 LTE eNB(30)로의 UL 송신은 DL IP 흐름에 대한 TCP ACK를 포함한다(단계 412).
방식 500: eNB는 WiFi 무선 베어러를 DL 및 UL 베어러로 설정하지만 UL 감지는 eNB에 의해 트리거된다
몇몇 실시형태에서, DL 트래픽 제어 방법(200)에 의해 사용되는 방식 500은, WiFi 무선 베어러(120)가 DL/UL WiFi 베어러가 되도록 구성하여, DL 및 UL 트래픽 모두가 WiFi 링크 상에서 허용되도록 하는 것이다. 그러나, UL 트래픽은 eNB(30)에 의해 제어된다. 몇가지 UL 트래픽 제어 메커니즘이 있다.
몇몇 실시형태에 따라, 도 2의 UL 트래픽 제어 방법(200)의 방식 500에 의해 수행되는 동작은 도 8에 도시된다. 동작은 도시된 순서 이외의 순서로 발생될 수 있다. 방식 300 및 400에서와 같이, 방식 500은 LTE eNB(30)로부터 LTE 모뎀(34)으로의 RRC 접속 재구성 메시지를 사용한다. 이 때, 사용된 파라미터는, WiFi 무선 베어러(120)를 제어형 DL/UL WiFi 베어러가 되도록 구성하는 modifyDLULBearer이다(단계 502). 다중 무선 UE(40) 내에서, LTE 모뎀(34)은 WiFi 모뎀(36)에 DL/UL 송신 유형을 통지하고(단계 504), 통합형 AP(26) 내에서 LTE eNB(30)는 WiFi AP(32)에 통지한다(단계 506).
그 후, WiFi 무선 베어러(120)를 사용하여 WiFi AP(32)로부터 WiFi 모뎀(36)으로의 다운 링크 송신이 발생한다(단계 508). WiFi 모뎀(36)으로부터의 업링크 송신은 LTE eNB(30)에 의해 제어된다(단계 510). 500A, 500B 및 500C로 주어지는 방식 500 하에서의 UL 트래픽 제어의 메커니즘은 이하에서보다 상세하게 설명된다.
세 가지 방식 모두에 설명된 것처럼, 일단 WiFi 무선 베어러(120)가 설정되면, 이 베어러가 정상적 WiFi DL/UL 베어러(방식 300)인지, DL 전용 WiFi 베어러(방식 400)인지, 또는 제어형 DL/UL 베어러(방식 500)인지를 나타내기 위해 RRC 시그널링이 사용된다. 방식 500은 이하에서 더 설명되는 바와 같이 3 가지 가능한 구현을 부가적으로 갖는다.
WiFi 사양에서는, 경합 기간(CP)과 무 경합 기간(CFP)의 두 가지 기간이 정의된다. AP는 정기적인 간격으로 비콘 프레임을 전송하고, 비콘 프레임 사이에는 CP와 CFP라는 두 개의 기간이 있다. CP는 사용되지만, CFP 기간은 많은 AP 또는 WiFi 어댑터에 의해 사용되지 않는다.
방식 500A: CFP 시구간의 사용
몇몇 실시형태에서, 통합형 AP(26)(eNB(30) 및 AP(32)로 구성됨)는 WiFi 비콘에 정의된 CP 또는 CFP를 재사용한다. UE(40)는 오로지 CP 기간에서 랜덤 액세스를 수행하도록 허용되기 때문에, CP는 본질적으로 UL 시구간이 된다. 따라서, AP(32)는 DL 송신을 위해 CFP를 사용할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 방식 500A는 매우 낮은 오버 헤드를 가지나, UL 트래픽 제어 세분성(granularity)은 방식 500B 또는 500C보다 더 높다. 몇몇 실시형태에서는, CP 및 CFP 기간 사이에 보호 기간이 사용되어 CP에서 개시된 송신이 CFP의 시작 이전에 종료되지 않을 수 있는 상황을 처리함에 유의한다.
방식 500B: UL 트래픽의 동적 제어
몇몇 실시형태에서, UL 트래픽의 동적 제어가 이용된다. UE(40)는 정상적 LTE 동작으로서 LTE 대역에 대한 UL 스케줄링 요청 및 버퍼 상태 보고를 전송한다. LTE UL이 혼잡하고 WiFi 비인가 대역 DL 트래픽이 가벼운 경우, eNB(30)는 UL 송신을 위해 비인가 대역을 사용하기로 결정할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, eNB(30)는 UE(40)에게 비인가 대역이 송신에 사용되어야 함을 표시하며, 그 후 UE는 UL 트래픽을 WiFi 링크로 라우팅한다. UE WiFi 모뎀(36)은 정상적 WiFi UL 송신을 위한 매체를 감지하기 시작할 것이다.
방식 500C : eNB는 UL에서 WLAN 액세스를 시작하기 전에 사전 백 오프 확률을 특정한다
몇몇 실시형태에서, eNB(30)는 UL에서 WLAN 액세스를 개시하기 전에 사용하기 위한 사전 백 오프 확률(액세스 클래스 차단 확률과 유사함)을 특정한다. 이 방법은 eNB(30)가 UL 송신을 위해 WLAN에 라우팅될 확률(또는 데이터의 비율)을 LTE 모뎀(34)에 표시하기 위해 사용될 수도 있다.
도 9a 및 9b는, 모두 송수신기인 eNB(30) 및 UE(40)를 포함하는 무선 이웃(600)의 개략적 블록도이다. 몇몇 실시형태에 따라, eNB(30) 및 UE(40)는 전술된 업링크 트래픽 제어 방법(200)을 사용한다. 이 예에서, eNB(30)는 송신기로서 동작하고 UE(40)는 수신기로서 동작한다. 도 9a는 eNB(30) 및 UE(40)의 소프트웨어 기반 버전을 도시하고, 도 9b는 ASIC 기반 버전을 도시한다.
도 9a를 먼저 참조하면, eNB(30)는 안테나(654), 프론트 엔드(632), 무선 장치(636), 기저 대역 디지털 신호 프로세서(DSP)(638) 및 매체 액세스 제어기(MAC)(630)를 포함한다. 마찬가지로, UE(40)는 안테나(754), 프론트 엔드 (732), 무선 장치(736), 기저 대역 디지털 신호 처리기(DSP)(738) 및 매체 액세스 제어기(MAC)(730)를 포함한다. 양쪽 디바이스 모두 각각의 디바이스 내에 도시된 하드웨어를 갖지만, eNB(30)는 프론트 엔드(632) 내에 전력 증폭기(646)를 갖는 것으로 도시되어 있고, UE(40)는 프론트 엔드(632) 내에 저잡음 증폭기(748)를 포함한다. eNB(203)는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(634)를 포함하고, UE(40)는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(742)를 포함한다. UE(40)는 사실상 랩톱 컴퓨터, 셀룰러 폰, 또는 다른 무선 시스템과 같은 임의의 무선 디바이스일 수 있으며, 송신기(송신 모드) 또는 수신기(수신 모드)로서 동작할 수 있다.
eNB(30)의 MAC(630)은 내장된 중앙 처리 장치(CPU)(624) 및 데이터 메모리(620)를 포함하여, 몇몇 실시형태에서 그 일부가 소프트웨어 기반인 업링크 트래픽 제어 방법(200)이 메모리에 로딩되고 CPU에 의해 실행될 수 있게 한다. 유사하게, UE(40)의 MAC(730)은 내장된 중앙 처리 장치(CPU)(724) 및 데이터 메모리(720)를 포함하여, 소프트웨어 기반의 업링크 트래픽 제어 방법(200)이 메모리에 로딩되고 CPU에 의해 실행될 수 있게 한다. 도 9a의 도시는 MAC(630 및 730)의 개략적 표현이며, MAC의 일부일 수 있는 다른 디바이스, 회로, 및 논리 소자는 생략된다.
MAC(630)은 프론트 엔드(front-end)(632), ADC(도시 안됨), DAC(634), 무선 장치(636) 및 DSP(638)와 같이 일반적으로 송신기 및 수신기에서 발견되는 논리 디바이스와 인터페이스한다. MAC(730)은 자신의 프론트 엔드(732), ADC(742), DAC(도시 안됨), 무선 장치(736) 및 DSP (738)와 인터페이스한다. 디바이스들(632, 636, 634, 638, 732, 736, 742 및 738)은 또한 본 명세서에서 타겟 모듈로 알려진다. MAC(630 및 730) 내의 논리 디바이스 뿐만 아니라 타겟 모듈은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구성될 수 있다.
타겟 모듈은 일반적으로 대부분의 송신기 및 수신기에서 발견된다. FE(632)는 안테나(654)에 접속되고, 송신기 모드와 수신기 모드 사이를 스위칭하기 위해 전력 증폭기(PA)(송신기 용), 저잡음 증폭기(LNA)(수신기 용), 및 안테나 스위치 (도시 안됨)를 포함한다. DAC(634)는 무선 장치(송신기)를 통한 송신 이전에 DSP(638)로부터 나오는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는데 사용되고, 반대로, ADC(742)는 무선 장치로부터 나오는 아날로그 신호를 DSP(738)(수신기)에 의한 처리 전에 디지털 신호로 변환하는데 사용된다. eNB(30)에서, 무선 장치(636)는 기저 대역으로부터 캐리어 주파수로 신호를 이전하고, UE(40)에서, 무선 장치(736)는 캐리어 주파수로부터 기저 대역으로 신호를 이전한다. UE(40)에서, DSP(738)는 MAC(730)에 의한 처리를 위해 ADC(742)로부터의 신호를 복조한다. eNB(30)에서, DSP(638)는 MAC 데이터를 기저 대역 주파수의 OFDM 신호로 변조하고, 변조된 신호를 DAC(634)로 전송한다.
통상적인 송신 동작은 다음과 같이 발생한다. eNB(30)에서 MAC(630)은 DSP(638)로 패킷을 전송한다. DSP(638)는 패킷을 디지털 OFDM 신호로 변환하여 DAC(634)로 전송한다. DAC(634)는 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 신호를 무선 장치(636)에 전송한다. 무선 장치(636)는 기저 대역 신호를 반송파 주파수로 변조하고 그 신호를 프론트 엔드(632)의 전력 증폭기(646)로 전송하는데, 전력 증폭기(646)는 이 신호를 안테나(654)를 통한 공중(over-air) 전송에 적합하도록 증폭한다.
UE(40)에서, 신호는 안테나(754)에 의해 수신된다. 약한 아날로그 신호는 프론트 엔드(732)의 저잡음 증폭기(748)로 수신되고, 저잡음 증폭기(748)는 증폭된 아날로그 신호를 무선 장치(736)로 전송하며, 무선 장치(736)는 선택된 주파수 대역에 따라 신호를 필터링하고 캐리어 주파수 신호를 기저 대역 신호로 복조한다. 무선 장치(736)는 아날로그 신호를 ADC(742)로 전송하며, ADC(742)는 아날로그 신호를 DSP(738)에 의한 처리에 적합한 디지털 신호로 변환한다. DSP(738)는 신호를 복조하고 MAC(730)의 패킷 바이트로 신호를 변환한다. 패킷의 암호화 및 해독과 같은 다른 동작은 도시되지 않는다. 송신이 성공한 경우, UE(40)에서 MAC(730)에 의해 수신된 패킷은 eNB(30)에서 MAC(630)에 의해 송신된 패킷과 동일하다.
다른 실시형태에서, 도 9b에 도시된 바와 같이, eNB(30) 및 UE(40)는 MAC에 CPU를 포함하지 않는다. 대신에, ASIC(application-specific integrated circuit)(690)은 논리 레지스터(692)를 사용하여 구현된 상태 머신으로서 업링크 트래픽 제어 방법(200)을 구동할 수 있다. 도 9b의 ASIC 솔루션은 예를 들어 저전력 소모가 중요한 시스템에서 도 9a의 MAC 기반 구현보다 선호될 수 있다.
여기에서 사용될 때 "회로"라는 용어는, 하나 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어 프로그램, 결합 논리 회로, 및/또는 설명된 기능을 제공하는 다른 적절한 하드웨어 구성요소를 실행하는, ASIC, 전자 회로, 프로세서(공유, 전용 또는 그룹) 및/또는 메모리(공유, 전용 또는 그룹)를 지칭하거나, 그 일부이거나 그들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 회로는 하나 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어 모듈로 구현될 수 있거나, 회로와 관련된 기능은 하나 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어 모듈에 의해 구현될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 회로는 적어도 부분적으로 하드웨어로 동작 가능한 로직을 포함할 수 있다.
여기에 설명된 실시형태는 임의의 적절히 구성된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하여 시스템으로 구현될 수 있다. 도 10은 일 실시형태에 대해, 사용자 장비(UE) 디바이스(800)의 예시적 구성요소를 도시한다. 몇몇 실시형태에서, UE 디바이스(800)는, 적어도 도시된 것처럼 함께 결합된, 애플리케이션 회로(802), 기저 대역 회로(804), RF(Radio Frequency) 회로(806), 프론트 엔드 모듈(FEM) 회로(808) 및 적어도 하나의 안테나 (810)를 포함한다.
애플리케이션 회로(802)는 하나 이상의 애플리케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 회로(802)는 하나 이상의 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서와 같은 회로를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 프로세서(들)는 범용 프로세서와 전용 프로세서(예를 들어, 그래픽 프로세서, 애플리케이션 프로세서, 등등)의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서는 메모리/저장 장치와 결합되고/되거나 메모리/저장 장치를 포함할 수 있고, 다양한 애플리케이션 및/또는 운영 시스템이 시스템 상에서 실행될 수 있도록 메모리/저장 장치에 저장된 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
기저 대역 회로(804)는 하나 이상의 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서와 같은 회로를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 기저 대역 회로(804)는, RF 회로(806)의 수신 신호 경로로부터 수신된 기저 대역 신호를 처리하고 RF 회로(806)의 송신 신호 경로에 대한 기저 대역 신호를 생성하기 위한 하나 이상의 기저 대역 프로세서 및/또는 제어 로직을 포함할 수 있다. 기저 대역 처리 회로(804)는, 기저 대역 신호의 생성 및 처리를 위해, 그리고 RF 회로(806)을 제어하기 위해, 애플리케이션 회로(802)와 인터페이스할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로(804)는, 2 세대(2G) 기저 대역 프로세서(804A), 3 세대(3G) 기저 대역 프로세서(804B), 4 세대(4G) 기저 대역 프로세서(804C) 및/또는 다른 기존의 세대, 개발 중인 세대, 또는 미래에 개발될 세대(예를 들어, 5 세대(5G), 6G, 등등)에 대한 다른 기저 대역 프로세서(들)(804D)을 포함할 수 있다. 기저 대역 회로(804)(예를 들어, 기저 대역 프로세서들(804A-D) 중 하나 이상)는 RF 회로(806)를 통해 하나 이상의 무선 네트워크와의 통신을 가능하게 하는 다양한 무선 제어 기능을 처리할 수 있다. 무선 제어 기능은 신호 변조/복조, 인코딩/디코딩, 무선 주파수 시프팅, 등등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로(804)의 변조/복조 회로(804)는 고속 푸리에 변환(FFT), 프리코딩(precoding) 및/ 또는 컨스텔레이션 매핑/디매핑 기능을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로(804)의 인코딩/디코딩 회로는 컨볼루션, 테일 바이팅 컨볼루션(tail-biting convolution), 터보, 비터비 및/또는 저밀도 패리티 체크(LDPC) 인코더/디코더 기능을 포함할 수 있다. 변조/복조 및 인코더/디코더 기능의 실시형태는 이들 예로 제한되지 않으며, 다른 실시형태에서 다른 적절한 기능을 포함할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로(804)는, 예를 들어, 물리(PHY), 매체 액세스 제어(MAC), 무선 링크 제어(RLC), 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP), 및/또는 무선 자원 제어(RRC) 요소를 포함하는 EUTRAN 프로토콜의 요소와 같은 프로토콜 스택의 요소를 포함할 수 있다. 기저 대역 회로(804)의 중앙 처리 장치(CPU) (804E)는 PHY, MAC, RLC, PDCP, 및/또는 RRC 계층의 시그널링을 위해 프로토콜 스택의 요소를 실행하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로는 하나 이상의 오디오 디지털 신호 프로세서(들)(DSP)(804F)를 포함할 수 있다. 오디오 DSP(들)(804F)는 압축/압축 해제 및 에코 제거를 위한 요소들을 포함할 수 있고, 다른 실시형태에서 다른 적절한 처리 요소를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로의 구성요소들은 단일 칩, 단일 칩셋 내에 적절하게 결합되거나, 동일한 회로 기판 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로(804) 및 애플리케이션 회로(802)의 구성요소의 일부 또는 전부는 예를 들어 시스템 온 칩(SOC)에서와 같이 함께 구현될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로(804)는 하나 이상의 무선 기술과 호환 가능한 통신을 제공할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 기저 대역 회로(804)는 EUTRAN 및/또는 다른 WMAN(wireless metropolitan area network), WLAN(wireless local area network), 또는 WPAN(wireless personal area network)와의 통신을 지원할 수 있다. 기저 대역 회로(804)가 둘 이상의 무선 프로토콜의 무선 통신을 지원하도록 구성되는 실시형태는, 다중 모드 기저 대역 회로로 지칭 될 수 있다.
RF 회로(806)는 비-고체 매체를 통해 변조된 전자기 방사를 사용하여 무선 네트워크와의 통신을 가능하게 할 수 있다. 다양한 실시형태에서, RF 회로(806)는 무선 네트워크와의 통신을 가능하게 하기 위해, 스위치, 필터, 증폭기, 등등을 포함할 수 있다. RF 회로(806)는, FEM 회로(808)로부터 수신된 RF 신호를 하향 변환하고 기저 대역 회로(804)에 기저 대역 신호를 제공하는 회로를 포함할 수 있는 수신 신호 경로를 포함할 수 있다. RF 회로(806)는 또한, 기저 대역 회로(804)에 의해 제공된 기저 대역 신호를 상향 변환하고 RF 출력 신호를 송신을 위해 FEM 회로(808)에 제공하는 회로를 포함할 수 있는 송신 신호 경로를 포함할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, RF 회로(806)는 수신 신호 경로 및 송신 신호 경로를 포함할 수 있다. RF 회로(806)의 수신 신호 경로는 믹서 회로(806A), 증폭기 회로 (806B) 및 필터 회로(806C)를 포함할 수 있다. RF 회로(806)의 송신 신호 경로는 필터 회로(806C) 및 믹서 회로(806A)를 포함 할 수 있다. RF 회로(806)는 또한, 수신 신호 경로 및 송신 신호 경로의 믹서 회로(806A)에 의한 사용을 위해 주파수를 합성하는 합성기 회로(806D)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 수신 신호 경로의 믹서 회로(806A)는, 합성기 회로(806D)에 의해 제공된 합성된 주파수에 기초하여 FEM 회로(808)로부터 수신된 RF 신호를 하향 변환하도록 구성될 수 있다. 증폭기 회로(806B)는 하향 변환된 신호를 증폭하도록 구성될 수 있으며, 필터 회로(806C)는 하향 변환된 신호로부터 원하지 않는 신호를 제거하여 출력 기저 대역 신호를 생성하도록 구성된 저역 통과 필터(LPF) 또는 대역 통과 필터(BPF)가 될 수 있다. 출력 기저 대역 신호는 추가적인 처리를 위해 기저 대역 회로(804)에 제공 될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 출력 기저 대역 신호는 제로-주파수 기저 대역 신호일 수 있지만, 이것이 필요조건은 아니다. 몇몇 실시형태에서, 수신 신호 경로의 믹서 회로(806A)는 수동 믹서를 포함할 수 있는데, 실시형태의 범위는 이 측면에 제한되지 않는다.
몇몇 실시형태에서, 송신 신호 경로의 믹서 회로(806A)는 합성기 회로(806D)에 의해 제공된 합성된 주파수에 기초하여 입력 기저 대역 신호를 상향 변환하여 FEM 회로(808)에 대한 RF 출력 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 기저 대역 신호는 기저 대역 회로(804)에 의해 제공되고 필터 회로(806C)에 의해 필터링될 수 있다. 필터 회로 (806C)는 저역 통과 필터(LPF)를 포함할 수 있는데, 실시형태의 범위는 이 측면에 제한되지 않는다.
몇몇 실시형태에서, 수신 신호 경로의 믹서 회로(806A) 및 송신 신호 경로의 믹서 회로(806A)는 2 개 이상의 믹서를 포함할 수 있고, 각각 직교 하향 변환 및/또는 상향 변환을 위해 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 수신 신호 경로의 믹서 회로(806A) 및 송신 신호 경로의 믹서 회로(806A)는 2 개 이상의 믹서를 포함할 수 있고, 이미지 제거(image rejection)(예를 들어, 하틀리(Hartley) 이미지 제거)를 위해 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 수신 신호 경로의 믹서 회로(806A) 및 송신 신호 경로의 믹서 회로는 각각 직접 하향 변환 및/또는 직접 상향 변환을 위해 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 수신 신호 경로의 믹서 회로(806A) 및 송신 신호 경로의 믹서 회로는 수퍼헤테로다인(superheterodyne) 동작을 위해 구성될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 출력 기저 대역 신호 및 입력 기저 대역 신호는 아날로그 기저 대역 신호일 수 있는데, 실시형태들의 범위는 이 측면에 제한되지 않는다. 몇몇 대안적 실시형태에서, 출력 기저 대역 신호 및 입력 기저 대역 신호는 디지털 기저 대역 신호일 수 있다. 이러한 대안적 실시형태에서, RF 회로(806)는 아날로그-디지털 변환기(ADC) 및 디지털-아날로그 변환기(DAC) 회로를 포함할 수 있고, 기저 대역 회로(804)는 RF 회로(806)와 통신하기 위한 디지털 기저 대역 인터페이스를 포함할 수 있다.
몇몇 듀얼 모드 실시형태에서, 각각의 스펙트럼을 위한 신호를 처리하기 위해 개별 무선 IC 회로가 제공될 수 있는데, 실시형태의 범위는 이 측면에 제한되지는 않는다.
몇몇 실시형태에서, 합성기 회로(806D)는 프랙셔널-N 합성기 또는 프랙셔널 N/N+1 합성기일 수 있는데, 다른 유형의 주파수 합성기가 적합할 수도 있기 때문에 실시형태의 범위는 이 측면에 제한되지 않는다. 예를 들어, 합성기 회로(806D)는 델타-시그마 합성기, 주파수 승산기, 또는 주파수 분할기를 갖는 위상 동기 루프를 포함하는 합성기일 수 있다.
합성기 회로(806D)는 주파수 입력 및 분할기 제어 입력에 기초하여 RF 회로(806)의 믹서 회로(806A)에 의한 사용을 위해 출력 주파수를 합성하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 합성기 회로(806D)는 프랙셔널 N/N+1 합성기일 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 주파수 입력은 전압 제어 발진기(VCO)에 의해 제공될 수 있지만, 이는 필요조건은 아니다. 분할기 제어 입력은 원하는 출력 주파수에 따라 기저 대역 회로(804) 또는 애플리케이션 프로세서(802)에 의해 제공될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 분할기 제어 입력(예를 들어, N)은 애플리케이션 프로세서(802)에 의해 지시된 채널에 기초하여 룩업 테이블로부터 결정될 수 있다.
RF 회로(806)의 합성기 회로(806D)는 분할기, 지연-고정 루프(DLL), 멀티플렉서, 및 위상 누산기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 분할기는 듀얼 모듈러스 분할기(DMD) 일 수 있고, 위상 누산기는 디지털 위상 누산기(DPA) 일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, DMD는 입력 신호를 (예를 들어, 캐리 아웃에 기초하여) N 또는 N+1로 분할하여 분수 분할 비(fractional division ratio)를 제공하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예시적 실시형태에서, DLL은, 연속적인 튜닝가능한 지연 요소들의 세트, 위상 검출기, 전하 펌프, 및 D-형 플립 플롭을 포함할 수 있다. 이들 실시형태에서, 지연 요소는 VCO 주기를 Nd 개의 동일한 위상 패킷으로 분해하도록 구성될 수 있는데, 여기서 Nd는 지연 라인의 지연 요소의 수이다. 이런 식으로, DLL은 네거티브 피드백을 제공하여 지연 라인을 통한 총 지연이 하나의 VCO 사이클임을 보장한다.
몇몇 실시형태에서, 합성기 회로(806D)는 출력 주파수로서 캐리어 주파수를 생성하도록 구성될 수 있는 반면, 다른 실시형태에서 출력 주파수는 캐리어 주파수의 배수(예를 들어, 캐리어 주파수의 2 배, 캐리어 주파수의 4 배)가 될 수 있으며, 서로에 대해 다수의 서로 다른 위상을 갖는 반송파 주파수에서 다중 신호를 생성하기 위해 직교 발생기 및 분할기 회로와 함께 사용된다. 몇몇 실시형태에서, 출력 주파수는 LO 주파수(fLO)일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, RF 회로(806)는 IQ/폴라(polar) 변환기를 포함 할 수 있다.
FEM 회로(808)는, 하나 이상의 안테나(810)로부터 수신된 RF 신호에 대해 동작하고, 수신된 신호를 증폭하고, 수신된 신호의 증폭된 버전을 추가 처리를 위해 RF 회로(806)에 제공하도록 구성된 회로를 포함할 수 있는 수신 신호 경로를 포함할 수 있다. FEM 회로(808)는 또한 하나 이상의 안테나(810) 중 하나 이상에 의한 송신을 위해 RF 회로(806)에 의해 제공되는 송신용 신호를 증폭하도록 구성된 회로를 포함할 수 있는 송신 신호 경로를 포함할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, FEM 회로(808)는 송신 모드와 수신 모드 동작 사이를 스위칭하는 TX/RX 스위치를 포함할 수 있다. FEM 회로는 수신 신호 경로 및 송신 신호 경로를 포함할 수 있다. FEM 회로의 수신 신호 경로는, 수신된 RF 신호를 증폭하고 증폭된 수신된 RF 신호를 출력으로서 (예를 들어, RF 회로 (806)에) 제공하기 위한 저잡음 증폭기(LNA)를 포함할 수 있다. FEM 회로(808)의 송신 신호 경로는 입력 RF 신호(예를 들어, RF 회로(806)에 의해 제공됨)를 증폭하는 전력 증폭기(PA), 및 (예를 들어, 하나 이상의 안테나(810) 중 하나 이상에 의한) 후속 송신을 위해 RF 신호를 생성하는 하나 이상의 필터를 더 포함한다.
몇몇 실시형태에서, UE 디바이스(800)는, 예를 들어, 메모리/저장 장치, 디스플레이, 카메라, 센서, 및/또는 입력/출력(I/O) 인터페이스와 같은 추가적인 요소들을 포함할 수 있다.
본 출원은 제한된 수의 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 당업자는 이로부터 다수의 수정 및 변형을 인식할 것이다. 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 있는 그러한 모든 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (25)

  1. 통합형 WiFi(Wireless Fidelity) 및 LTE(Long Term Evolution) 네트워크에서 WiFi 업링크(UL) 트래픽을 제어하기 위한 사용자 장비(UE)(40)로서,
    상기 UE는 WiFi 모뎀(36) 및 LTE 모뎀(34)을 포함하고,
    상기 UE는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 사양을 따르고,
    상기 3GPP 사양에 따라 디폴트 무선 베어러가 설정되고;
    상기 UE로부터의 UL 송신들은 상기 디폴트 무선 베어러(110) 및 WiFi 무선 베어러(120) 양자 모두를 사용하여 발생되고, 상기 UE는 WiFi AP(Access Point)로의 무선 송신들을 위한 상기 WiFi 무선 베어러(120)를 생성하기 위한 무선 자원 제어(RRC) 접속 재구성 메시지를 수신하고, 그리고
    상기 WiFi 무선 베어러(120)는 다운링크 전용 무선 베어러로서 프로그램되는, UE.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 UE는 추가로:
    숨겨진 인근 WiFi AP들을 식별하기 위해 프로브 요청(Probe Request)을 사용하고; 그리고 상기 식별된 숨겨진 인근 WiFi AP들을 측정하는, UE.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 식별된 숨겨진 인근 WiFi AP들은, 상기 UE와 상기 식별된 숨겨진 인근 WiFi AP들 사이의 매체의 RSRP(Received Signal Received Power)를 사용하여 측정되는, UE.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 UE는 추가로, 상기 WiFi 무선 베어러를 낮은 우선순위 송신들 용으로 프로그램하는, UE.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 WiFi 무선 베어러는, EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미터들을 수정함으로써 낮은 우선순위 송신들 용으로 프로그램되는, UE.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 WiFi 무선 베어러의 상기 EDCA 파라미터들은, 백 오프(back off) 또는 송신 전의 상기 WiFi 무선 베어러의 유휴 시간을 변경함으로써 수정되는, UE.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 WiFi 무선 베어러의 상기 EDCA 파라미터들은, 백 오프에 대해 사용될 경합(contention) 윈도우 길이를 변경함으로써 수정되는, UE.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 WiFi 무선 베어러의 상기 EDCA 파라미터들은, 상기 UE가 상기 WiFi 무선 베어러를 획득한 후 송신할 수 있는 기간을 변경함으로써 수정되는, UE.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 EDCA 파라미터들은 RRC 시그널링을 사용하여 수정되는, UE.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 WiFi 무선 베어러는 사전정의된 송신을 위해 설정되고, 그리고 상기 사전정의된 송신은, 음성, 비디오, 최선 노력(best effort) 및 배경(background)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, UE.
  11. 통합형 WiFi(Wireless Fidelity) 및 LTE(Long Term Evolution) 네트워크에서 WiFi 업링크(UL) 트래픽을 제어하기 위한 기지국으로서,
    상기 통합형 WiFi 및 LTE 네트워크는, WiFi AP(access point) 및 상기 기지국을 포함하는 통합형 AP를 포함하고,
    상기 기지국은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 사양을 따르고,
    상기 3GPP 사양에 따라 디폴트 무선 베어러가 설정되고, 그리고
    상기 기지국으로의 UL 송신들은 상기 디폴트 무선 베어러 및 WiFi 무선 베어러 양자 모두를 사용하여 발생되고,
    상기 기지국은 무선 송신들을 위한 상기 WiFi 무선 베어러를 생성하기 위한 무선 자원 제어(RRC) 접속 재구성 메시지를 송신하고, 상기 WiFi 무선 베어러는 다운링크 전용 무선 베어러로서 프로그램되는, 기지국.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기지국은 추가로, 임의의 인근 WiFi AP들의 WiFi 측정 보고를 수신하는, 기지국.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 기지국은 추가로, 상기 WiFi 무선 베어러의 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미터들을 수정하기 위한 제 2 RRC 접속 재구성 메시지를 송신하는, 기지국.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 EDCA 파라미터들은:
    백 오프 또는 송신 전에 상기 WiFi 무선 베어러가 유휴 상태에 있을 시간량;
    백 오프에 대해 사용될 경합 윈도우의 길이; 및
    상기 WiFi 무선 베어러를 사용하는 허용된 송신의 기간
    을 포함하는, 기지국.
  15. WiFi(Wireless Fidelity) 모뎀 및 LTE(Long Term Evolution) 모뎀 양자 모두를 포함하는 사용자 장비(UE)의 프로세서에 의해 실행되는 명령어들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터-액세스가능 저장 매체로서,
    3GPP(3rd Generation Partnership Project) 사양에 따라 디폴트 무선 베어러가 설정되고, 그리고 상기 UE로부터의 UL 송신들은 상기 디폴트 무선 베어러 및 WiFi 무선 베어러 양자 모두를 사용하여 발생되고,
    상기 명령어들은, 실행될 때, 상기 UE로 하여금:
    통합형 WiFi 및 LTE 네트워크에서 WiFi AP(Access Point)로의 무선 송신들을 위한 WiFi 무선 베어러를 생성하기 위한 무선 자원 제어(RRC) 접속 재구성 메시지를 수신할 수 있게 하고; 그리고
    상기 WiFi 무선 베어러를 다운링크 전용 무선 베어러로서 프로그램할 수 있게 하는, 비-일시적 컴퓨터-액세스가능 저장 매체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 비-일시적 컴퓨터-액세스가능 저장 매체는, 실행될 때, 상기 UE로 하여금:
    숨겨진 인근 WiFi AP들을 식별하기 위해 프로브 요청(Probe Request)을 사용할 수 있게 하고; 그리고
    상기 식별된 숨겨진 인근 WiFi AP들을 측정할 수 있게 하는
    명령어들을 더 포함하고,
    상기 식별된 숨겨진 인근 WiFi AP들은, 상기 UE와 상기 식별된 숨겨진 인근 WiFi AP들 사이의 매체의 RSRP(Received Signal Received Power)를 사용하여 측정되는, 비-일시적 컴퓨터-액세스가능 저장 매체.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 비-일시적 컴퓨터-액세스가능 저장 매체는, 실행될 때 상기 UE로 하여금, 상기 WiFi 무선 베어러를 낮은 우선순위 송신들 용으로 프로그램할 수 있게 하는 명령어들을 더 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-액세스가능 저장 매체.
  18. 삭제
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