KR102352429B1 - 차세대 이동통신 시스템에서 대기 모드 단말이 효과적으로 셀을 재선택하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 통신 방법은, 단말과 상기 기지국 사이에 적어도 하나의 베어러를 설정하는 단계; 상기 단말에게 전송할 하향 링크 패킷을 수신하는 단계; 상기 하향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 베어러를 통해 상기 단말에게 상기 하향 링크 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 이동통신 시스템에서의 단말 및 기지국 동작에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 사용자 트래픽을 기반으로 QoS를 설정하고 이를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 빔을 기반으로 동작하는 NR 시스템에서 단말의 서빙 빔 재선택에 관한 것으로, 구체적으로는 차등적인 임계 값을 적용해서 주변 빔들을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 빔 (Beam) 기반의 통신을 수행하는 무선통신 시스템에서 하향링크 기준 신호를 측정하는 방법에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은 현재 LTE 시스템에서와 같이 베어러 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 적용할 경우, 네트워크에서 여러 개의 flow들의 그룹을 동일한 QoS로 다루게 된다. 따라서 EPC 단과 E-UTRAN 단에서 더 세밀한 QoS 조절이 불가능하다. 따라서 본 발명에서는 베어러 기반 QoS 설정 방법 외에 flow 기반 QoS 설정 방법을 제안한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 빔을 기반으로 동작하는 NR 시스템에서는 단말이 빔 재선택을 위해 수행하는 주변 빔의 측정이 intra-TRP, inter-TRP, inter-frequency에 따라 복잡도 및 소요비용이 다르다. 뿐만 아니라, 모든 빔을 측정하기 위해서는 매우 많은 주변 빔 별로 측정이 실행되어야 하기 때문에 소모 비용이 크다. 본 발명에서는 상기와 같은 측정 방법의 복잡도 차이를 고려하여 주변 빔들을 측정하는 효율적인 절차를 정의한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 빔(beam) 기반의 통신을 수행하는 무선통신 시스템에서 단말이 연속해서 최적의 빔 조합을 찾고자 할 때 발생하는 단말의 전력 소모를 줄이고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 통신 방법은, 단말과 상기 기지국 사이에 적어도 하나의 베어러를 설정(establishment)하는 단계; 상기 단말에게 전송할 하향 링크 패킷을 수신하는 단계; 상기 하향 링크 패킷의 QoS(quality of service) 정보에 매핑되는 베어러를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 베어러를 통해 상기 단말에게 상기 하향 링크 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 하향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러가 없는 경우, 상기 하향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 상기 단말과 설정하는 단계; 및 상기 설정된 상기 하향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 통해 상기 단말에게 상기 하향 링크 패킷을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러가 없는 경우, 상기 단말로부터 디폴트 베어러를 통해 상향 링크 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 상향 링크 패킷은 상기 상향 링크 패킷의 QoS 정보를 지시하는 QoS 마킹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 상향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 상기 단말과 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베어러를 결정하는 단계는 PDCP (packet data convergence protocol) 계층의 상위 계층에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 통신 방법은, 기지국과 상기 단말 사이에 적어도 하나의 베어러를 설정(establishment)하는 단계; 하향 링크 패킷의 QoS(quality of service) 정보에 매핑되는 베어러를 통해 상기 하향 링크 패킷을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은, 상기 하향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러가 없는 경우, 상기 하향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 상기 기지국과 설정하는 단계; 및 상기 설정된 상기 하향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 통해 상기 기지국으로부터 상기 하향 링크 패킷을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은, 상향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러가 없는 경우, 디폴트 베어러를 통해 상기 상향 링크 패킷을 기지국에게 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 상향 링크 패킷은 상기 상향 링크 패킷의 QoS 정보를 지시하는 QoS 마킹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 상향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 상기 기지국과 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상향링크 패킷을 전송하는 단계는, 상기 상향 링크 패킷의 QoS 정보에 매핑되는 베어러를 결정하는 단계; 및 상기 상향 링크 패킷에 상기 상향 링크 패킷의 QoS 정보를 마킹하는 단계를 포함하고, 상기 베어러를 결정하는 단계 및 상기 마킹하는 단계는 PDCP 계층의 상위 계층에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되고, 단말과 상기 기지국 사이에 적어도 하나의 베어러를 설정(establishment)하고, 상기 단말에게 전송할 하향 링크 패킷을 수신하고, 상기 하향 링크 패킷의 QoS(quality of service) 정보에 매핑되는 베어러를 결정하고, 상기 결정된 베어러를 통해 상기 단말에게 상기 하향 링크 패킷을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되고, 기지국과 상기 단말 사이에 적어도 하나의 베어러를 설정(establishment)하고, 하향 링크 패킷의 QoS(quality of service) 정보에 매핑되는 베어러를 통해 상기 하향 링크 패킷을 상기 기지국으로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 현재 LTE 시스템에서와 같이 베어러 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 적용할 경우, 네트워크에서 여러 개의 flow들의 그룹을 동일한 QoS로 다루게 된다. 따라서 EPC 단과 E-UTRAN 단에서 더 세밀한 QoS 조절이 불가능하다. 그러나 본 발명에서 제안한 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 경우, flow 기반으로 더 세밀하게 QoS를 조절할 수 있고, 서비스 별로 체계화된 QoS를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 빔 기반으로 동작하는 NR 시스템에 본 발명에서 제안하는 차등적인 주변 빔 측정 방법을 적용하면, 주변의 모든 빔을 측정하지 않게 되므로 주변 빔 측정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 즉, 주변 빔 측정 절차가 간소화되고, 이는 단말이 서빙 빔을 재선택하는 시간을 줄여준다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명을 통해, 단말은 적합한 송신빔, 수신빔을 결정한 이후, 모든 빔을 연속해서 측정하지 않고 소정의 주기로 소정의 하향링크 수신 빔 설정에 따라 기준 신호의 세기 및 품질을 측정할 수 있어 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 LTE 및 LTE-A 시스템의 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조의 일례 1(서브캐리어 간격 15 KHz)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조의 일례 2(서브캐리어 간격 30 KHz)를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조의 일례 3(서브캐리어 간격 60 KHz)를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조를 다중화 하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 7은 LTE 기술에서 셀 재선택을 위한 주파수별 우선 순위 정보가 단말에게 전송되어 적용되는 과정의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 신호 세기에 따라, 단말이 셀 재선택을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 지원되는 numerology의 구성의 일 예를 도시한 도면다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 재선택을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 망 구조의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 망 구체적인 구조의 예를 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 베어러 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 flow 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 기지국과 단말에게 flow 별 QoS 맵핑 정보 혹은 패킷 마킹에 관한 정보를 포함하는 QoS 정책을 할당하는 시그날링 절차를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 베어러를 설정하고 하향 링크 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 베어러를 설정하고 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서 기지국 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서 단말 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 단말의 구성 및 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 25 내지 도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 단말이 LTE 시스템과 차세대 무선 통신 시스템과 연동할 때 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 차세대 무선 통신 시스템의 기지국(rNB)과 LTE 시스템의 기지국(eNB)이 인터워킹(interworking)하는 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 차세대 무선 통신 시스템의 기지국(rNB)과 LTE 시스템의 기지국(eNB)이 인터워킹하는 또 다른 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국, MME 및 S-GW의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 기반으로 동작하는 NR 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 34는 LTE 시스템에서 단말이 셀을 재선택하는 절차를 도시한 도면이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 NR 시스템에서 단말이 서빙 빔을 재선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 36은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 측정 실시 예 1을 도시한 도면이다.
도 37 및 도 38은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 측정 실시 예 2을 도시한 도면이다.
도 39는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템에서 단말이 서빙 빔을 재선택하는 실시 예 2의 단말 동작을 도시한 도면이다.
도 40은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 41은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 42는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 망 구조의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 44는 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 45는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 조정 방법을 도식화한 예시 도면이다.
도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 조정 방법을 사용할 때의 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 49는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 50은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 스위핑을 설명하기 위한 도면이다.
도 51은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 서브 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 52는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전체 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 53은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 55는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 LTE 및 LTE-A 시스템의 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조의 일례 1(서브캐리어 간격 15 KHz)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조의 일례 2(서브캐리어 간격 30 KHz)를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조의 일례 3(서브캐리어 간격 60 KHz)를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조를 다중화 하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 7은 LTE 기술에서 셀 재선택을 위한 주파수별 우선 순위 정보가 단말에게 전송되어 적용되는 과정의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 신호 세기에 따라, 단말이 셀 재선택을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 지원되는 numerology의 구성의 일 예를 도시한 도면다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 재선택을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 망 구조의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 망 구체적인 구조의 예를 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 베어러 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 flow 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 기지국과 단말에게 flow 별 QoS 맵핑 정보 혹은 패킷 마킹에 관한 정보를 포함하는 QoS 정책을 할당하는 시그날링 절차를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 베어러를 설정하고 하향 링크 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 베어러를 설정하고 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서 기지국 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서 단말 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 단말의 구성 및 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 25 내지 도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 단말이 LTE 시스템과 차세대 무선 통신 시스템과 연동할 때 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 차세대 무선 통신 시스템의 기지국(rNB)과 LTE 시스템의 기지국(eNB)이 인터워킹(interworking)하는 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 차세대 무선 통신 시스템의 기지국(rNB)과 LTE 시스템의 기지국(eNB)이 인터워킹하는 또 다른 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국, MME 및 S-GW의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 기반으로 동작하는 NR 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 34는 LTE 시스템에서 단말이 셀을 재선택하는 절차를 도시한 도면이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 NR 시스템에서 단말이 서빙 빔을 재선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 36은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 측정 실시 예 1을 도시한 도면이다.
도 37 및 도 38은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 측정 실시 예 2을 도시한 도면이다.
도 39는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템에서 단말이 서빙 빔을 재선택하는 실시 예 2의 단말 동작을 도시한 도면이다.
도 40은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 41은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 42는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 망 구조의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 44는 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 45는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 조정 방법을 도식화한 예시 도면이다.
도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 조정 방법을 사용할 때의 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 49는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 50은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 스위핑을 설명하기 위한 도면이다.
도 51은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 서브 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 52는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전체 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 53은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 55는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있는 것을 의미할 수도 있고, 중간에 다른 구성 요소가 존재하여 전기적으로 연결되어 있는 것을 의미할 수도 있다. 아울러, 본 명세서에서 특정 구성을 "포함" 한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성 단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 하나의 구성부를 이루거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 각 구성부의 통합된 실시 예 및 분리된 실시 예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
하기에서 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시 예의 실시 예를 설명하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
<제1 실시 예>
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.
최근 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 처리하기 위해 LTE(long term evolution 혹은 E-UTRA(evolved universal terrestrial radio access)) 및 LTE-A(LTE-advanced 혹은 E-UTRA evolution) 이후의 차세대 통신 시스템인 5G(5th generation) 시스템 혹은 new radio access technology(NR)에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 기존의 이동통신 시스템이 통상적인 음성/데이터 통신에 중점을 두었던데 비해, 5G 시스템은 기존 음성/데이터 통신의 향상을 위한 eMBB(enhaced mobile broad band) 서비스, 고신뢰도/초저지연 (URLLC: ultra reliable and low latency communication) 서비스, 대량의 사물 통신을 지원하는 massive MTC(machine type communication) 서비스 등, 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키는 것을 목표로 하고 있다.
도 1은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는, 차세대 기지국(NR NB(new radio node B) 또는 gNB 등일 수 있다.)(110)과 차세대 코어 네트워크(NR CN(new radio core network) 또는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등일 수 있다.)(120)로 구성될 수 있다. 사용자 단말(NR UE: new radio user equipment, 또는 단말, terminal, UE)(130)은 NR NB(110) 및 NR CN(120)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
한편, 도 1에서 NR NB(110)는 기존 LTE 시스템의 기지국(eNB: evolved node B)(140)에 대응될 수 있다. NR NB(110)는 NR UE(130)와 무선 채널로 연결되며, 기존 노드 B(기지국)(140) 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE(130)들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(110)가 담당할 수 있다. 하나의 NR NB(110)는 통상 다수의 셀들을 제어할 수 있다.
기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE의 최대 대역폭 이상의 대역폭을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM: orthogonal frequency division multiplexing)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍(beamforming) 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말(130)의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(AMC: adaptive modulation & coding) 방식을 적용할 수 있다. NR CN(120)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. NR CN(120)는 단말(130)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국(110)들과 연결될 수 있다.
또한, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, 실시 예에 따라 NR CN(120)이 MME(150)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. MME(150)는 기존 LTE의 기지국인 eNB(140)과 연결된다.
기존 LTE 및 LTE-A 의 단일 케리어당 시스템 전송 대역(transmission bandwidth)의 대역폭은 최대 20 MHz 로 제한되는데 반해, 5G 시스템은 이보다 월등히 넓은 초광대역을 활용해서 수 Gbps 에 이르는 초고속 데이터 서비스를 주요 목표로 한다. 이에 따라 5G 시스템은 초광대역 주파수 확보가 상대적으로 용이한 수 GHz 부터 최대 100 GHz 의 초고주파 대역을 후보 주파수로 고려하고 있다. 추가적으로 기존 이동통신 시스템에서 사용하는 수백 MHz 에서 수 GHz 에 포함되는 주파수 대역 중에서 주파수 재배치 혹은 할당을 통해 5G 시스템을 위한 광대역 주파수 확보를 함께 고려하고 있다.
상기 초고주파 대역의 전파는 파장이 수 mm 수준으로 밀리미터웨이브(mmWave) 라고 부르기도 한다. 그러나 초고주파 대역에서는 주파수 대역에 비례해서 전파의 경로 손실(pathloss)이 증가하여, 이동통신 시스템의 커버리지는 작아지게 된다.
상기 초고주파 대역의 커버리지 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 소정의 목적 지점으로 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가 시키는 빔포밍(beamforming) 기술이 중요하게 부각되고 있다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용할 수 있다. 빔포밍 기술은 커버리지 증가 효과 이외에도, 빔포밍 방향 이외의 영역에서 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 상기 빔포밍 기술이 적절히 동작하기 위해서는 송/수신 빔의 정확한 측정 및 피드백 방법이 필요하다.
5G 시스템의 또 다른 요구사항으로, 송수신단 사이 전송 지연이 약 1 ms 내외인 초저지연(ultra-low latency) 서비스가 요구되고 있다. 전송 지연을 줄이기 위한 한가지 방안으로, LTE 및 LTE-A 대비 짧은 TTI(short TTI: transmission time interval) 기반의 프레임 구조 설계가 있을 수 있다. TTI는 스케쥴링을 수행하는 기본 단위로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 TTI는 한 서브프레임의 길이에 해당하는 1 ms 이다. 예를 들어, 상기 5G 시스템의 초저지연 서비스에 대한 요구사항을 만족시키기 위한 짧은 TTI로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템보다 짧은 0.5 ms, 0.2 ms, 0.1 ms 등이 가능할 수 있다. 이후 설명에서, 별도 언급이 없는 한 TTI와 서브프레임은 스케쥴링의 기본 단위로 소정의 정해진 시간 구간을 나타내는 의미로 혼용해서 사용할 수 있다.
이하 LTE 및 LTE-A 시스템의 프레임 구조를 도면을 참조하여 설명하고, 5G 시스템의 설계 방향을 설명도록 한다.
도 2는 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 데이터 혹은 제어 채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 도 2에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 상향 링크(UL: uplink)는 단말이 기지국으로 데이터 혹은 제어 신호를 전송하는 무선 링크를 뜻하고, 하향 링크(DL: downlink)는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어 신호를 전송하는 무선 링크를 뜻한다. 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 시간 영역에서의 최소 전송 단위는 하향 링크의 경우 OFDM 심벌(symbol), 상향 링크의 경우 SC-FDMA 심벌이다. 그리고, Nsymb(230)개의 심벌이 모여 하나의 슬롯(220)을 구성하고, 2 개의 슬롯(220)이 모여 하나의 서브프레임(210)을 구성한다. 상기 슬롯(220)의 길이는 0.5 ms이고, 서브프레임(210)의 길이는 1.0 ms이다. 그리고 라디오 프레임(205)은 10 개의 서브프레임(210)으로 구성되는 시간 영역 단위이다. 주파수 영역에서의 최소 전송 단위는 15 kHz 단위의 서브캐리어(subcarrier)로서(subcarrier spacing = 15 kHz), 전체 시스템 전송 대역(transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW(240)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 자원 요소(리소스 엘리먼트, RE(resource element))(270)로서 OFDM 심벌 혹은 SC-FDMA 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 자원 블록(리소스 블록, RB(resource block) 혹은 PRB(physical resource block))(250)은 시간 영역에서 Nsymb(230)개의 연속된 OFDM 심벌 혹은 SC-FDMA 심벌과 주파수 영역에서 NRB(260)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(250)는 Nsymb x NRB 개의 RE(270)로 구성된다.
LTE 및 LTE-A 시스템에서 데이터는 RB 단위로 매핑되고, 기지국은 소정의 단말에 대해 한 서브프레임을 구성하는 RB-pair 단위로 스케쥴링을 수행한다. SC-FDMA 심벌 개수 혹은 OFDM 심벌 개수 Nsymb(230)은 심벌간 간섭 방지를 위해 심벌마다 추가되는 순환 프리픽스(CP: cyclic prefix)의 길이에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 일반형 CP가 적용되면 Nsymb = 7, 확장형 CP가 적용되면 Nsymb = 6 이 된다. 확장형 CP 는 일반형 CP 보다 전파 전송 거리가 상대적으로 큰 시스템에 적용해서 심벌간 직교성을 유지할 수 있게 된다. 한 서브프레임을 정수 개의 심벌 개수로 구성하기 위해, 심볼당 CP 길이를 추가적으로 조정할 수 있다. 예를 들어, 일반형 CP 의 경우, 매 슬롯(220)의 첫 번째 심벌의 CP 길이는 5.21 usec 이고 슬롯 내의 나머지 심벌의 CP 길이는 4.69 usec 이다. OFDM 심벌 길이는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 역수 관계에 있으므로, 각 OFDM 심벌의 길이는 1/15 kHz = 66.67 usec 이고, 여기에 CP 길이를 포함하게 되면, 매 슬롯(220) 첫 번째 심벌의 길이는 71.88 usec 이고, 매 슬롯(220) 나머지 심벌의 길이는 71.36 usec 이다. 이를 수학식으로 표현하면 l 번째 심벌의 심벌 길이 T_l은 다음 <수학식 1>과 같을 수 있다.
상기 서브케리어 간격(subcarrier spacing), CP 길이 등은 OFDM 송수신에 필수적인 정보로서 기지국과 단말이 서로 공통의 값으로 인지해야 원활한 송수신이 가능하다.
NBW(240) 및 NRB(260)는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케쥴링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트(rate)가 증가하게 된다.
상기와 같은 LTE 및 LTE-A 시스템의 프레임 구조는 통상적인 음성/데이터 통신을 고려한 설계로서, 5G 시스템과 같이 다양한 서비스와 요구 사항을 만족하기에는 확장성의 제약이 따르게 된다. 따라서 5G 시스템에서는 다양한 서비스와 요구 사항을 고려해서, 프레임구조를 플렉서블(flexible)하게 정의하여 운용할 필요가 있다.
상술한 바와 같이 5G 시스템의 동작 주파수 대역은 수백 MHz 부터 100 GHz에 이르기까지 광범위하기 때문에, 전체 주파수 대역에 걸쳐 단일 프레임 구조를 운용해서는 주파수 대역 별 채널 환경에 적합한 송수신이 어려울 수 있다. 즉, 5G 시스템의 경우 동작 주파수 대역을 세분화하고 이에 맞춰 서브케리어 간격을 정의한 프레임 구조를 운영함으로써, 효율적인 신호 송수신을 가능하게 할 필요가 있다. 예를 들어, 고주파 대역에서는 위상 잡음(phase noise)에 의한 성능 열화를 극복하기 위해 서브케리어 간격을 상대적으로 크게 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 동작 주파수 대역 이외에 셀 크기도 프레임 구조를 정의하는 주요 고려 사항이 될 수 있다. 예를 들어, 셀 크기가 큰 경우에는 다중 경로 전파 신호에 의한 심벌 간 간섭을 회피하기 위해 상대적으로 긴 CP 길이를 적용하는 것이 바람직할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 상기 동작 주파수 대역, 셀 크기 등 다양한 시나리오에 따라 정의하는 프레임 구조를 확장형 프레임 구조(scalable frame structure)라고 부르기로 한다.
본 발명의 주요 요지는, 상기 확장형 프레임 구조를 정의하는 필수 파라메터 세트(parameter set)(본 발명에서는 상기 세트를 뉴메로로지(numerology)로 칭한다)를 운영 시나리오 별로 정의하고, 상기 필수 파라메터 세트가 상호 간에 호환성을 유지하도록 함으로써 효율적인 시스템 운영이 가능하도록 한다. 상기 필수 파라메터 세트는 이동 통신에서 적용되는 값들의 집합으로, 예를 들면 서브케리어 간격(subcarrier spacing), CP 길이, 주파수 대역폭, 서브프레임 길이 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 운영 시나리오는 동작 주파수 대역, 셀 크기, eMBB, URLLC, massive MTC 등의 서비스 종류에 따라 정의할 수 있다.
5G 시스템에서는 복수 개의 numerology가 존재할 수 있으며, 하나의 셀에서 상존할 수도 있다. 하나의 셀은 하나 이상의 numerology를 지원할 수 있으며, 셀은 자신이 상기 지원 가능한 numerology를 상기 셀의 서비스 영역 내의 단말들에게 효율적으로 알려줘야 할 것이다. 상기 한 세트의 numerology는 여러 요소들, 즉 주파수 대역폭, 서브케리어 간격, CP(cyclic prefix) 길이, 서브프레임 길이 등의 조합으로 구성될 수 있다. 따라서, 가능한 numerology의 종류는 매우 많을 것이다. 따라서, 시그널링 오버헤드 관점에서 이를 최적화할 필요가 있다. 이에, 본 발명에서는 셀이 자신이 지원하는 numerology를 효율적으로 시그널링하는 방법에 대해서 살펴보도록 한다.
한편, 단말이 모든 조합의 numerology을 지원하는 것은 복잡도 및 비용 관점에서 매우 비율적이므로, 각 단말의 용도, 주계약 사업자가 제공하는 셀의 numerology, 특징 등을 고려하여, 몇 개의 numerology 만을 지원할 수 있다. 이는 이동하는 단말이 서빙 셀을 재선택할 때, 자신이 지원하는 numerology와 새로 캠프 온(camp on)하는 셀이 지원하는 numerology을 고려해야 하는 것을 의미한다. 이에, 본 발명에서는 단말이 셀 재선택 시, 신호 품질과 사업자가 제공하는 주파수 우선 순위 외에 추가적으로 numerology을 고려하는 것을 특징으로 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조의 일례 1 내지 3을 나타낸다.
도 3 내지 도 5의 예에서 확장형 프레임 구조를 정의하는 필수 파라메터 세트로서 서브케리어 간격, CP 길이, 서브프레임 길이 등을 포함하는 것을 예시하도록 한다.
향후 5G 시스템이 도입되는 초기에는, 적어도 기존 LTE/LTE-A 시스템과의 공존 혹은 듀얼 모드 운영이 예상된다. 이를 통해 기존 LTE/LTE-A는 안정적인 시스템 동작을 제공하고, 5G 시스템은 향상된 서비스를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 5G 시스템의 확장형 프레임 구조는 적어도 LTE/LTE-A의 프레임 구조 혹은 필수 파라메터 세트를 포함할 필요가 있다.
도 3은 LTE/LTE-A의 프레임 구조와 같은 5G 프레임 구조 혹은 필수 파라메터 세트를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 프레임 구조 타입 A는 서브케리어 간격이 15kHz 이고, 14 심볼이 1 ms 서브프레임을 구성하고, 12 서브케리어(= 180 kHz = 12 x 15 kHz)로 PRB를 구성하는 것을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 프레임 구조 타입 B는, 서브케리어 간격은 30 kHz 이고, 14 심볼이 0.5 ms 서브프레임을 구성하고, 12 서브케리어(= 360 kHz = 12 x 30 kHz)로 PRB를 구성하는 것을 나타낸다. 즉, 프레임 구조 타입 B는 프레임 구조 타입 A 대비 서브케리어 간격과 PRB 크기는 2배 커지고, 서브프레임 길이와 심벌 길이는 2 배 작아진 것을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 프레임 구조 타입 C는, 서브케리어 간격은 60 kHz 이고, 14 심볼이 0.25 ms 서브프레임을 구성하고, 12 서브케리어(= 720 kHz = 12 x 60 kHz)로 PRB를 구성하는 것을 나타낸다. 즉, 프레임 구조 타입 C는 프레임 구조 타입 A 대비 서브케리어 간격과 PRB 크기는 4배 커지고, 서브프레임 길이와 심벌 길이는 4배 작아진 것을 나타낸다.
즉, 상기 프레임 구조 타입을 일반화하면, 필수 파라메터 세트인 서브케리어 간격, CP 길이, 서브프레임 길이 등이 타입 별로 서로 정수 배의 관계를 갖도록 함으로서, 높은 확장성을 제공할 수 있다. 그리고 LTE 프레임 구조의 특성과 마찬가지로 정해진 프레임 구조하에서 서브프레임 내의 일부 심벌의 CP 길이는 서브프레임 내의 나머지 심벌의 CP 길이와 다를 수 있다.
상기 예시한 프레임 구조 타입을 다양한 시나리오에 대응시켜 적용할 수 있다. 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로 프레임 구조 타입 A가 프레임 구조 타입 B, 프레임 구조 타입 C 대비 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브케리어 간격이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리하므로 프레임 구조 타입 C가 프레임 구조 타입 A, 프레임 구조 타입 B 대비 상대적으로 높은 동작 주파수를 지원할 수 있다. 서비스 관점에서는, URLLC와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에는 서브프레임 길이가 짧을수록 유리하므로, 프레임 구조 타입 C가 프레임 구조 타입 A, 프레임 구조 타입 B 대비 상대적으로 URLLC 서비스에 적합할 수 있다.
또한 상기 프레임 구조 타입을 하나의 시스템 내에 다중화해서 통합 운영하는 시나리오도 생각할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 프레임 구조를 다중화 하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 상기 도 3 내지 도 5에서 예시한 프레임 구조 타입 A(610), 프레임 구조 타입 B(612), 프레임 구조 타입 C(630)가 하나의 시스템 내에 다중화하는 일례를 나타낸다. 즉, 상기 프레임 구조 타입을 정의하는 필수 파라메터 세트를 상호 간에 정수 배의 관계를 유지시킴으로써, 도 6과 같은 다중화 경우에도 서브프레임 내에서 혹은 PRB 내에서의 자원 매핑이 원활하게 이루어 질 수 있다.
도 7은 LTE 기술에서 셀 재선택을 위한 주파수 별 우선 순위 정보가 단말에게 전송되어 적용되는 과정의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 7을 참고하면, LTE 기술에서 셀 재선택을 위한 주파수 별 우선 순위 정보가 시스템 정보 블록(SIB: system information block)을 통해 브로드캐스트(broadcast) 되거나, 전용 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 시그널링(dedicated RRC signaling)인 RRC 연결 해제(RRC connection release) 메시지를 통해 특정 단말에게 전송되어 적용될 수 있다.
셀 재선택(cell reselection)이란 이동하는 단말이 가장 채널 상태가 양호한 셀에 연결될 수 있도록, 서빙 셀을 재선택하는 과정이다. 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 부여하여, 대기 모드에 있는 단말들의 셀 재선택을 제어한다. 예를 들어, 한 단말이 두 주파수 f1와 f2에 대한 우선 순위 정보를 수신하였으며, f1이 f2보다 더 높은 우선 순위를 가진다면, 단말이 f1에 머무를 확률이 높아진다. 또한 단말이 f2에 있더라도, f2의 채널 상태가 좋지 않다면, 단말은 f1으로 변경하려고 시도할 것이다. 주파수에 대한 우선 순위(priority) 정보는 SIB을 통해 broadcast 되거나, dedicated RRC signaling인 RRC connection release 메시지를 통해, 특정 단말에게 제공될 수 있다. 단말이 SIB을 통해 이미 주파수들에 대한 우선 순위 정보를 가지고 있더라도, 단말 특정(UE-specific) 우선 순위 정보를 RRC signaling으로 제공받으면, SIB의 우선 순위 정보는 무시될 수 있다. 각 주파수의 우선 순위 정보는 하기 셀 재선택 우선 순위 정보 요소(cellReselectionPriority IE(information element))를 통해 전달되며, 예를 들면, 총 8 단계의 우선 순위 중 하나를 부여 받게 된다. 그리고, 낮은 값일수록, 우선 순위가 낮다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, '0'은 가장 낮은 우선 순위를 의미할 수 있다.
RAT(radio access technology) 간의 주파수들은 동일한 우선 순위를 부여 받을 수 없다. 단말의 대기(idle) 상태가 'camped on any cell state'이라면, 단말은 SIB을 통해 받은 주파수 우선 순위 정보를 적용하며, RRC signaling으로 받은 우선 순위 정보는 사용하지 않고 저장만 하고 있을 수 있다. 한편, cellReselectionPriority IE은 선택적인 정보 요소(optional IE)로서, 존재하지 않을 수 있다. 이 경우에 해당 주파수에 대한 우선 순위 정보는 부여되지 않은 것이다. 이 때, 단말은 해당 주파수의 우선 순위를 가장 낮은 단계로 간주할 수 있다.
단말은 710 단계에서 SIB을 통해, EUTRA 뿐만이 아니라, 다른 RAT에서 사용하는 주파수들에 대한 우선 순위 정보를 제공 받을 수 있다. 그러나, 반드시 모든 주파수에 대해 우선 순위 정보가 단말에게 제공되는 것은 아니다. 현재 캠프(camp)한 서빙 셀의 주파수에 대한 우선 순위 정보 역시 단말에게 제공되지 않을 수 있다.
단말은 715 단계에서 SIB에 현재 서빙 셀의 주파수에 대한 우선 순위 정보가 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. 만약 현재 서빙 셀의 주파수에 대한 우선 순위 정보가 제공되지 않았다면, 단말은 720 단계에서 상기 현재 주파수의 우선 순위를 가장 낮은 단계로 간주할 수 있다.
그리고, 단말은 725 단계에서 상기 SIB를 통해 수신한 각 주파수들의 우선 순위 정보 및/또는 720 단계에서 간주된 현재 주파수의 우선 순위 정보를 적용할 수 있다.
단말은 기지국으로부터 RRC 연결 해제(RRC connection release) 메시지를 수신하면, 연결 모드(connected mode)에서 대기 모드(idle mode)로 전환한다. 이때, 상기 RRC 메시지에는 주파수의 우선 순위 정보가 포함될 수 있다. 상기 우선 순위 정보는 UE-specific한 정보로서, 일반적으로 SIB으로부터 제공받은 주파수 우선 순위 정보보다 우선적으로 적용될 수 있다. 따라서, 단말은 730 단계에서 상기 RRC 메시지(예를 들면 RRC connection release 메시지)에 주파수 우선 순위 정보(예를 들면, UE-specific cell reselction priority information)가 있는지를 확인할 수 있다.
상기 RRC 메시지에 주파수 우선 순위 정보가 존재한다면, 단말은 상기 RRC 메시지에 함께 포함되어 있는 T320 값을 적용하여, 하나의 타이머를 735 단계에서 구동시킬 수 있다.
그리고, 단말은 740 단계에서 현재의 대기 모드 상태가 'camped on any cell state' 인지 또는 'camped normally state'인지를 판단할 수 있다. 'camped normally state'는 단말이 적절한 셀(suitable cell)에 camp하고 있는 상태를 일컫는다. Suitable cell이란 단말에게 일반적인 서비스(normal service)를 제공해줄 수 있는 셀로서, 아래와 같은 세부적인 조건들을 만족시키는 셀이다.
- 셀이 선택된 PLMN(public land mobile network)(selected PLMN), 등록된 PLMN(registered PLMN) 또는 등가 PLMN 리스트(equivalent PLMN list) 내의 한 PLMN에 해당
- 차단(barring)되지 않은 셀
- 셀 선택 기준(cell selection criterion)을 만족하는 셀
- CSG(closed subscriber group) 셀이라면, 단말의 화이트리스트(whitelist) 내에 해당 CSG ID가 있는 셀
그리고, ''camped on any cell state'는 단말이 suitable cell에 camp하지 못해, 허용되는 셀(acceptable cell)에 camp하고 있는 상태를 일컫는다. Acceptable cell에서는 일반적인 서비스는 불가능하며, 응급 콜(emergency call)만 단말이 시도할 수 있다. Acceptable cell은 아래와 같은 조건들을 만족시키는 셀이다.
- Barring되지 않은 셀
- Cell selection criterion을 만족하는 셀
만약, 단말이 'camped on any cell state' 대기 상태라면, 단말은 RRC connection release 메시지로부터 제공받은 우선 순위 정보 대신에 725 단계로 되돌아가 SIB으로부터 제공받은 주파수 우선 순위 정보를 적용한다.
그러나, 단말이 'camped normally' 대기 상태라면, 단말은 아래의 세 가지 조건(747) 중 적어도 하나의 조건이 만족되는지를 745 단계에서 판단한다. 세 가지 조건(747)은
- 단말이 연결 모드로 전환됨
- T320 타이머가 만료됨
- NAS(non access stratum) 요청에 따라, PLMN 선택 과정이 수행됨
위의 조건들은 어느 하나의 조건이라도 만족된다면, 단말은 750 단계에서 RRC connection release 메시지로부터 제공받은 우선 순위 정보는 폐기되며, 725 단계로 되돌아가, SIB으로부터 제공받은 주파수 우선 순위 정보를 적용한다. 그렇지 않고, 어느 조건도 만족하지 않는다면, 단말은 RRC connection release 메시지로부터 제공받은 우선 순위 정보를 755 단계에서 적용할 수 있다.
주파수 우선 순위 정보는 단말이 특정 주파수의 측정에 영향을 준다. 현재의 서빙 셀보다 높은 우선 순위를 가지는 주파수에 대해서 단말은 측정(measurement)을 항상 수행할 수 있다. 이에 반해, 서빙 셀과 동일한 주파수(intra-frequency) 또는 서빙 셀의 주파수와 우선 순위가 동일하거나 또는 낮은 다른 주파수는 단말 전력을 절약하기 위해 해당 주파수에 대한 측정을 항상 수행하지 않을 수 있다. 이때, 해당 주파수에 대한 측정 수행 여부는 서빙 셀의 채널 QoS(quality of service)가 특정 임계 값보다 작거나 같을 때 수행할 수 있다. 셀 재선택은 채널 상태가 양호한 셀로 단말이 이동하기 위해 수행하는데, 현재 서빙 셀의 채널 QoS가 양호한데 굳이 우선 순위가 동일하거나 낮은 주파수로 단말이 이동할 이유가 없다. 따라서 단말의 불필요한 채널 측정으로 인한 전력 소모를 줄이기 위해 특정 임계 값을 기준으로, 해당 주파수에 대한 단말의 측정 수행 여부를 결정하는 것이다. 동일한 주파수(intra-frequency)의 경우에, 특정 임계 값 Sintrasearch 보다 서빙 셀의 QoS가 동일하거나 낮을 경우, 단말은 동일 주파수의 다른 셀들에 대해 채널 측정을 수행할 수 있다. 우선 순위가 동일하거나 낮은 다른 주파수에 대해서는, 특정 임계값 Snonintrasearch 보다 서빙 셀의 QoS가 동일하거나 낮은 경우, 단말은 단말은 해당 다른 주파수의 셀들에 대해 채널 측정을 수행할 수 있다. 채널 QoS는 일반적으로 RSRP(reference signal received power)와 RSRQ(reference signal received quality)을 고려한다.
단말이 이렇게 측정을 수행하다가, 높은 우선 순위를 가진 주파수의 셀의 채널 QoS가 특정 임계값 ThreshX-high보다 높아지면, 단말은 높은 우선 순위를 가진 주파수의 셀을 서빙 셀로 재선택할 수 있다. 그리고, 낮은 우선 순위를 가진 주파수의 셀의 채널 QoS가 특정 임계값 ThreshX-low보다 높고 서빙 셀의 QoS가 ThreshServing-low보다 낮아지면, 단말은 낮은 우선 순위를 가진 주파수의 셀을 서빙 셀로 재선택할 수 있다.
도 8은 신호 세기에 따라, 단말이 셀 재선택을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 단말은 서빙 셀(810)에 대한 측정 신호 세기와 상관없이 우선 순위 높은 주파수 혹은 RAT에 대해서는 항상 inter-freq/RAT 측정을 수행한다. 그리고, 서빙 셀(810)에 대한 측정 신호 세기가 제1 임계 값(예를 들면, SintraSearch)(870)보다 낮다면, 단말은 intra-freq 측정을 수행할 수 있다. 서빙 셀(810)에 대한 측정 신호 세기가 제2 임계 값(예를 들면, SnonintraSearch)(850)보다 낮다면, 단말은 우선 순위가 현재 서빙 셀의 주파수와 동일한 혹은 낮은 주파수에 대해 inter-freq/RAT 측정을 수행할 수 있다. 이렇게 단계적으로 단말 측정을 트리거하는 이유는 주변 셀 측정으로 인한 단말의 전력 소모를 줄이기 위해서이다.
높은 우선 순위를 가진 주파수의 셀(830)의 채널 QoS가 특정 임계 값(예를 들면, 제3 임계 값)(ThreshX-high)(865)보다 높아지면, 단말은 높은 우선 순위를 가진 주파수의 셀(830)을 서빙 셀로 재선택할 수 있다. 그리고, 낮은 우선 순위를 가진 주파수의 셀(820)의 채널 QoS가 특정 임계 값(예를 들면, 제4 임계 값)(ThreshX-low)(860)보다 높고, 서빙 셀(810)의 QoS가 제5 임계 값(예를 들면, ThreshServing-low)(840)보다 낮아지면, 단말은 낮은 우선 순위를 가진 주파수의 셀(820)을 서빙 셀로 재선택할 수 있다.
그리고, 단말의 셀 재선택 시에는 수신 신호 세기(RSRP) 혹은 수신 신호 품질(RSRQ)을 고려할 수 있다. 수신 신호 품질, 즉 RSRQ을 이용하는 경우에는, 기지국은 따로 Threshserving-lowQ, ThreshX-lowQ, ThreshX-highQ을 브로드캐스트로 단말에게 제공할 수 있다. 수신 신호 세기, 즉 RSRP를 이용할 때는, 상기 변수들과 구별하기 위해, 본 발명에서는 Threshserving-lowP, ThreshX-lowP, ThreshX-highP를 사용할 수 있다.
한편, 5G 시스템에서는 다양한 numerology을 지원할 것이다. 기존 LTE에서는 주파수 대역폭이 주된 numerology였지만, 이외 추가적으로 서브캐리어 간 주파수 간격(sub-carrier spacing), CP 길이, 서브프레임 길이 등 다른 요인들이 고려될 수 있다. 상기 요인들의 구체적인 값들은 5G 셀이 지원하는 기존 음성/데이터 통신의 향상을 위한 eMBB(enhanced mobile broadband) 서비스, 고신뢰도/초저지연(URLLC: ultra reliable and low latency communication) 서비스, 대량의 사물 통신을 지원하는 massive MTC(machine type communication) 서비스 등, 다양한 서비스와 요구 사항에 따라 결정될 것이다.
5G 물리 계층은 최대 2048 개의 서브캐리어를 가질 것으로 예상된다. 기존 LTE에서는 최대 20 MHz의 주파수 대역폭을 지원하기 위해, 15 kHz 서브캐리어 간 간격을 적용하였다. 그런데, 5G에서는 더 넓은 주파수 대역폭을 지원할 것이기 때문에, 상기 서브캐리어 간 간격도 증가시킬 것이다. 5G 시스템에서는 기존 15 kHz와 더불어, 30 kHz와 60 kHz가 고려되고 있다. 통상 넓은 서브캐리어 간 간격은 도플러 시프트(Doppler shift) 효과를 절감시킨다. 낮은 주파수 대역에서 좁은 주파수 대역폭을 사용하는 사물 인터넷(IoT: internet of things) 단말 혹은 서비스에 대해서는 15 kHz, 넓은 주파수 대역폭과 고속 이동 시나리오에서는 30 kHz 혹은 60 kHz을 고려할 수 있다. 다른 한편으로, 다양한 서브캐리어 간 간격을 한 단말이 모두 지원하는 것은 복잡도와 비용 측면에서 비효율적일 수 있다. 그리고, 기지국도 지원하는 서비스에 따라, 지원하는 numerology가 제한될 수 있을 것이다.
본 발명에서 5G 기지국은 각 5G 주파수 혹은 셀들에 대해, 지원하는 numerology를 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 한다. 또한, 단말은 셀을 재선택할 때, 상기 셀이 지원하는 numerology를 고려하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 기지국은 각 주파수 혹은 셀이 지원하는 numerology를 시스템 정보를 이용하여 단말에게 제공할 수 있다.
도 9는 지원되는 numerology의 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참고하면, 한 셀은 시스템 정보(SIB)(910)를 이용하여, 자신(920)및 주변 주파수/셀들(930, 935)이 지원하는 numerology를 브로드캐스팅할 수 있다. 그리고, 한 셀은 하나 이상의 numerology(940, 945)를 지원할 수 있다. 각 numerology(940, 945)는 여러 요소의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 즉 각 numerology(940, 945)는 주파수 대역폭(system bandwith), 서브캐리어 간 주파수 간격(sub-carrier spacing), CP 길이(CP length), 서브프레임 길이(subframe length) 등 중 적어도 하나 이상의 조합으로 구성된다. 그리고, 도시되지 않았지만, 각각의 numerology(940, 945)는 서로 다른 요소들의 조합으로 구성될 수도 있다. 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해, 각 numerology(940, 945)는 인덱스로 인코딩될 수 있다. 예를 들어, 10 MHz의 주파수 대역폭, 15 kHz의 서브캐리어간 주파수 간격, 1 ms의 CP 길이, 10 ms의 서브프레임 길이는 인덱스 값 1로 나타내질 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 재선택을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 단말은 셀로부터 서빙 셀과 주변 셀(주파수)들이 지원하는 numerology 정보를 시스템 정보를 통해 제공받을 수 있다. 그리고, 단말은 동일 혹은 다른 주파수에서의 셀들이 지원하는 numerology와 현재 서빙 셀이 지원하는 numerology을 함께 고려하여, 우선 순위를 도출하여, 상기 우선 순위 정보를 이용하여 셀 재선택을 수행할 수 있다. 현재 주파수의 우선 순위보다 높은 우선 순위를 가진 주파수의 특정 셀이 특정 임계 값보다 수신 신호 품질이 좋다면, 단말은 상기 수신 신호 품질이 좋은 셀로 재선택을 수행할 수 있다. 상기 셀은 단말이 지원하는 numerology를 적어도 지원할 수 있어야 한다. 단말은 각 주파수(혹은 각 주파수에서 특정 셀)에서 지원하는 numerology에 따라 주파수 우선 순위(1010)를 도출할 수 있다(1015). 상기 주파수 우선 순위를 정하는 규칙은 다양할 수 있다. 한 예로, 기지국은 시스템 정보를 이용하여, 각 주파수의 우선 순위 정보와 지원하는 numerology를 단말에게 제공해 줄 수 있다.
예를 들면, 기지국은 다음의 예시와 같이 각 주파수에 대응하는 우선 순위 정보와, 지원하는 numerology(예를 들면, subcarrier spacing 정보로 구성)를 포함하는 시스템 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 이때, 우선 순위는 높은 숫자일수록 우선 순위가 높은 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, '0'은 가장 낮은 우선 순위를 의미할 수 있다.
- Frequency: A; Numerology: 60 kHz; Priority: 1
- Frequency: B; Numerology: 15 kHz; Priority: 4
- Frequency: C; Numerology: 15 kHz, 30 kHz; Priority: 3
- Frequency: D; Numerology: 30 kHz; Priority: 0
- Frequency: E; Numerology: 30 kHz, 60 kHz; Priority: 2
단말은 각 주파수의 우선 순위와 지원하는 numerology를 고려하여, 상기 단말에서 적용되는 새로운(UE specific) 주파수 우선 순위를 도출할 수 있다. 이때, 상기 단말이 지원하는 모든 numerology를 지원하는 주파수는 가장 높은 우선 순위를 가질 수 있다. 그리고, 상기 단말이 지원하는 numerology의 일부만을 지원하는 주파수는 다음으로 높은 우선 순위를 가질 수 있다. 반면, 상기 단말이 지원하는 numerology를 전혀 지원하지 않는 주파수는 가장 낮은 우선 순위를 가질 수 있다. 한편, 실시 예에 따라서, 각 주파수들의 우선 순위가 같은 경우에는 하나의 subcarrier spacing만을 지원(또는 더 적은 수의 subcarrier spacing을 지원)하는 주파수가 높은 우선 순위를 가질 수 있다.
예를 들면, 다음과 같이 단말이 지원하는 numerology(UE supporting numerology)(예를 들면, 단말이 지원하는 subcarrier spacing)에 따라서 상기 예시의 주파수들의 우선 순위가 정해질 수 있다.
- A UE supporting 15k Hz, 30 kHz, 60 kHz: B, C, E, A, D
- A UE supporting 15 kHz, 30 kHz: B, C, D, E
- A UE supporting 15 kHz, 60 kHz: B, A, E
- A UE supporting 30 kHz, 60 kHz: E, A, D
- A UE supporting 60 kHz: A, E
상기 단말은 상기 도출된 주파수 우선 순위 정보를 토대로, 초기 주파수 선택 과정을 수행할 수 있다(1020). 그리고, 단말은 신호 품질 등을 함께 고려하여, 상기 단말의 하나의 주파수를 선택할 수 있다(1025). 여전히 단말이 현재 camp-on한 셀이 속한 주파수가 가장 최적이라면, 단말은 상기 주파수 내에서 적절한 셀이 있는지 여부를 판단할 수 있다(1040). 상기 주파수의 모든 셀이 단말이 원하는 numerology를 지원하지 않게 되거나(1050), 신호 품질이 나빠진다면, 단말은 다음 순위의 다른 주파수에서 적절한 셀(1030)을 선택할 수 있다. 신호 품질이 양호한 더 높은 우선 순위의 주파수가 발견된다면(1035), 단말은 상기 주파수를 선택할 수 있다(1025). 그리고 신호 품질이 양호한 더 높은 우선 순위의 주파수가 발견되지 않는다면, 단말은 다시 주파수 검색을 수행할 수 있다(1030). 단말이 지원하는 하나의 numerology를 특정 주파수의 모든 셀들이 지원한다면, 상기 단말은 상기 주파수의 특정 셀에 camp-on 할 수 있다. 만약, 한 주파수에 여러 셀들이 있는데, 특정 셀들만 상기 단말이 지원하는 numerology를 지원한다면, 단말은 그 셀들에만 camp-on 할 수 있다. 그리고, 단말이 지원하는 numerology를 지원하는 셀에 camp-on한 단말은 1055 단계로 진행하고, 1015 단계로 복귀할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11을 참고하면, 1110 단계에서 단말은 서빙 셀로부터 상기 서빙 셀과 주변 셀들이 지원하는 numerology를 제공받을 수 있다. 또한, 단말은 상기 서빙 셀 및 주변 셀들이 지원하는 numerology에 대한 정보와 함께 또는 별개의 메시지를 통해 각 주파수의 우선 순위 정보를 제공받을 수 있다.
1120 단계에서 단말은 제공받은 numerology와 각 주파수의 우선 순위 정보를 이용하여, 셀 재선택 우선 순위를 도출할 수 있다. 그리고, 1130 단계에서 단말은 상기 재선택 우선 순위 정보를 이용하여 셀 재선택을 수행할 수 있다.
이후, 단말은 재선택 주파수에서 상기 단말이 지원하는 numerology을 지원하는 셀에 camp on할 수 있다. 상기 camp on 하는 셀의 수신 신호 품질은 특정 임계 값을 만족시킬 것이다. 만약 상기 임계 값을 만족시키는 셀이 존재하지 않는다면, 단말은 다음 순위 주파수를 재선택할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은 송수신부(transceiver) 및 제어부(1240)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 단말은 저장부(1230)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 송수신부는 RF(radio frequency) 처리부(1210)일 수 있으며, 실시 예에 따라 상기 송수신부는 RF 처리부(1210) 및 기저대역(baseband) 처리부(1220)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 RF 처리부(1210)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(1210)는 상기 기저대역 처리부(1210)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(1210)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 12에서는, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(1210)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(1210)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(1210)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부(1210)는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다. 상기 RF 처리부(1210)는 제어부(1240)의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(1220)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(1220)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(1220)는 상기 RF 처리부(1210)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(1220)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(1220)는 상기 RF 처리부(1210)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(1220) 및 상기 RF 처리부(1210)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(1220) 및 상기 RF처리부(1210)는 송신부, 수신부, 송수신부(transceiver) 또는 통신부(communication unit)로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(1220) 및 상기 RF 처리부(1210) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(1220) 및 상기 RF 처리부(1210) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예를 들면, IEEE 802.11 등), 셀룰러 망(예를 들면, LTE 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예를 들면, 2.5 GHz, 5 Ghz 등) 대역, mm 파(millimeter wave)(예를 들면, 60 GHz 등) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(1230)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 상기 저장부(1230)는 제2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2 접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1230)는 제어부(1240)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.상기 제어부(1240)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1240)는 상기 기저대역 처리부(1220) 및 상기 RF 처리부(1210)를 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1240)는 상기 저장부(1230)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(1240)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1240)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(1240)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 상기 제어부(1240)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결 처리부(1245)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(1240)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(1210)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 송수신부(transceiver) 및 제어부(1340)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 기지국은 백홀 통신부(1350), 저장부(1330)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 송수신부는 RF(radio frequency) 처리부(1310)일 수 있으며, 실시 예에 따라 상기 송수신부는 RF 처리부(1310) 및 기저대역(baseband) 처리부(1320)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 RF 처리부(1310)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(1310)는 상기 기저대역 처리부(1320)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(1310)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 도 13에서는, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 기지국은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(1310)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(1310)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(1310)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부(1310)는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(1320)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(1320)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(1320)는 상기 RF처리부(1310)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(1320)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(1320)는 상기 RF 처리부(1310)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(1320) 및 상기 RF 처리부(1310)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(1320) 및 상기 RF 처리부(1310)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(1320) 및 상기 RF 처리부(1310) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(1320) 및 상기 RF 처리부(1310) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예를 들면, IEEE 802.11 등), 셀룰러 망(예를 들면, LTE 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예를 들면, 2.5 GHz, 5 Ghz 등) 대역, mm 파(millimeter wave)(예를 들면, 60 GHz 등) 대역을 포함할 수 있다.
상기 백홀 통신부(1350)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀 통신부(1350)는 상기 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조 기지국(또는 다른 이웃 기지국), 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환할 수 있다.
상기 저장부(1330)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 상기 저장부(1330)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1330)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1330)는 제어부(1340)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
상기 제어부(1340)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1340)는 상기 기저대역 처리부(1320) 및 상기 RF 처리부(1310)를 통해 또는 상기 백홀 통신부(1350)을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1340)는 상기 저장부(1330)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(1340)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1340)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 기지국의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 기지국 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(1340)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 상기 제어부(1340)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결 처리부(1345)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(1340)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(1310)와 전기적으로 연결될 수 있다.
<제2 실시예>
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd generation partnership project long term evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 망 구조를 일 예를 도시하는 도면이다.
도 14를 참고하면, 무선 통신 시스템(예를 들면, LTE 시스템)은 여러 개의 기지국들(eNB, base station, evolved Node B)(1420, 1423, 1425, 1427)과 이동성 관리 엔티티(MME: mobility management entity)(1430) 및 서빙 게이트웨이(S-GW: serving-gateway)(1440)를 포함할 수 있다. 사용자 단말(UE(user equipment) 또는 단말 또는 terminal)(1410)은 기지국(1420, 1423, 1425, 1427) 및 S-GW(1440)을 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
상기 기지국들(1420, 1423, 1425, 1427)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말(1410)들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국들(1420, 1423, 1425, 1427)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말(1410)들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말(1410)들과 코어 망(CN: core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(1430)는 단말(1410)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들(1420, 1423, 1425, 1427)과 연결된다. 그리고, S-GW(1440)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(1430) 및 S-GW(1440)는 망에 접속하는 단말(1410)에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며, 상기 기지국들(1420, 1423, 1425, 1427)로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국들(1420, 1423, 1425, 1427)로 전달할 패킷을 처리할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 기지국(eNB)에서 각각 PDCP(packet data convergence protocol)(1510, 1530), 무선 링크 제어(RLC: radio link control)(1515, 1535), MAC(medium access control)(1520, 1540)으로 이루어진다. PDCP(packet data convergence protocol)(1510, 1530)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(radio link control )(1515, 1535)는 PDCP PDU(packet data unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(1520, 1540)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(PHY, physical layer)(1525, 1545)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한 물리 계층(1525, 1545)에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ(hybrid ARQ(automatic repeat request))를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신 여부를 1 비트로 전송할 수 있다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH(physical hybrid-ARQ indicator channel) 물리 채널을 통해 전송되며, 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH(physical uplink control channel)이나 PUSCH(physical uplink shared channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다.
본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층(1510, 1530)의 상위에는 각각 RRC(radio resource control) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속, 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 망 구체적인 구조의 예를 도시한다.
도 16을 참조하면, LTE 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크(RAN: radio access network)는 기지국(1420)과 MME(1430) 및 S-GW(1440)를 포함할 수 있다. 사용자 단말(1410)은 기지국(1420), S-GW (1440) 및 P-GW(packet data network(PDN) gateway)(1470)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
기지국(1420)은 RAN 노드로서, UTRAN(universal terrestrial radio access network) 시스템의 RNC(radio network controller) 및 GERAN(GSM EDGE radio access network) 시스템의 BSC(base station controller)에 대응된다. 기지국(1420)은 단말(1410)과 무선 채널로 연결되며 RNC/BSC와 유사하게 단말(1410)의 무선 통신을 관리하는 역할을 수행하며, 여러 개의 셀을 동시에 사용할 수 있다. LTE에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, 단말(1410)들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 기지국(1420)이 담당한다.
MME(1430)는 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME(1430)는 다수의 기지국(1420)들과 연결될 수 있다. 그리고, MME(1430)는 SGSN(serving GPRS support node)(1450)와 S3 인터페이스를 통해서 연결되고, HSS(home subscriber server)(1460)와 S6a 인터페이스를 통해서 연결될 수 있다. S-GW(1440)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(1430)의 제어에 따라서 베어러를 생성하거나 제거한다. AF(application function)(1490)는 어플리케이션 레벨에서 사용자와 어플리케이션에 관련된 정보를 교환하는 장치이다. 예를 들어, IMS 네트워크 장비인 eP-CSCF(enhanced proxy call session control function)는 AF의 일종이다.
PCRF(policy charging and rules function)(1480)는 QoS(quality of service)와 관련된 정책(policy)을 제어하는 장치이다. 상기 정책은 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 의해 정의되며, 상기 PCC 규칙은 P-GW(1470)에 전달되어 적용된다. 상기 PCC 규칙을 적용하기 위해 P-GW(1470)는 PCEF(policy and charging rule enforcement function) 기능을 포함할 수 있다.
일반적으로 사용자 영역(UP: user plane)라 함은 사용자 데이터가 송수신되는 단말(1410)과 RAN 노드인 기지국(1420) 간, RAN 노드인 기지국(1420)과 S-GW(1440) 간, 및 S-GW(1440)와 P-GW(1470) 간을 이어주는 경로를 의미한다. 이 경로들 중 자원의 제한이 심한 무선 채널을 사용하는 부분은 단말(1410)과 RAN 노드인 기지국(1420) 사이의 경로이다. LTE와 같은 무선 통신 시스템에서는 EPS(evolved packet system) 베어러 단위로 QoS를 적용할 수 있다. 하나의 EPS 베어러는 동일한 QoS 요구사항을 갖는 IP 플로우(IP flow)들을 전송하는데 사용될 수 있다. EPS 베어러에는 QoS와 관련된 파라미터가 지정될 수 있으며 여기에는 서비스 품질 클래스 식별자(QCI: QoS class identifier)와 할당 및 보유 우선 순위(ARP: allocation and retention priority)가 포함될 수 있다. 상기 QCI는 QoS 우선 순위를 정의한 파라미터이며, ARP는 새로운 EPS 베어러 생성을 허락 또는 거절할 것인가 여부를 판단하기 위하여 사용되는 파라미터이다.
EPS 베어러는 GPRS(general packet radio service) 시스템의 PDP(packet data protocol) 컨텍스트(PDP context)에 대응된다. 하나의 EPS 베어러는 PDN 연결(PDN connection)에 속하게 될 수 있으며, PDN 연결은 APN(access point name)을 속성으로 가질 수 있다. IMS 서비스를 위한 PDN 연결이 생성되는 경우, 상기 PDN 연결은 잘 알려진(well-known) IMS APN을 사용해 생성될 수 있다. 단말(1410)이 웹 브라우저의 웹 어플리케이션을 통해서 통신 네트워크에 액세스하는 경우, 상기 액세스를 위한 PDN 연결은 인터넷 서비스를 위한 APN을 통해서 생성되거나 혹은 IMS APN을 통해서 생성될 수 있다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 베어러 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17a 및 도 17b를 참고하면, LTE 서비스를 제공하는 사업자는 서로 다른 서비스 품질(QoS)을 요구하는 서비스들을 서로 다른 서비스 등급을 갖는 가입자들에게 제공할 수 있어야 한다. 이를 위하여 사업자는 가입자의 서비스 등급과 서비스 종류를 인지하고 사용자 IP 트래픽(IP flow)(1750)에 대해 무선 자원을 차별적으로 할당하고 관리할 수 있어야 한다. 따라서 네트워크는 QoS 요구 사항에 따라 사용자 트래픽 전송 경로를 설정하거나 서비스 별 IP flow(1750)를 제어하게 된다.
EPS(evolved packet system)에서 사용자 트래픽 전송 경로는 EPS 베어러(1710)로 QoS에 따라 다른 EPS 베어러가 생성 된다. 같은 QoS를 가진 IP flow들은 서비스 데이터 플로우(SDF: service data flow)(1730)로 맵핑이 되고, 이 SDF(1730)는 사업자 정책을 반영한 QoS 규칙을 적용하는 단위가 된다.
도 17a 및 도 17b는 EPS 베어러(1710)와 SDF(1730)의 구체적 관계를 나타낸다. PDN(1790)에서 전송되는 IP flow(1750)에 대해 SDF(1730)는 서비스에 대응하는 QoS를 제공하고, EPS 베어러(1710)는 EPS 전달 망에서 단말(1410)과 P-GW(1470) 간에 QoS를 제공한다. 그리고, SDF(1730)가 EPS을 거쳐 사용자(단말)(1410)에게 전송될 때에는 P-GW(1470)에 인스톨되어 있는 QoS 규칙에 따라 적합한 QoS를 제공해 줄 수 있는 EPS 베어러(1710, 1720, 1725)로 맵핑되어 전달된다. IP flow(1750)들은 어떤 서비스(또는 어플리케이션)를 이용하는가에 따라 다른 QoS 특성을 갖는다. SDF(1730)는 사용자 트래픽을 서비스 별로 필터링(filtering)(분류, classification)한 IP flow 또는 IP flow들의 모임으로, 단말(1410)의 가입자 등급 및 이용하는 어플리케이션에 따라 특정 QoS 정책이 적용된다. 도 17a 및 도 17b에서 PDN(1790)으로부터 사용자(단말)(1410)로 향하는 IP flow(1750)들은 서비스 특성에 따라 P-GW(1470)의 SDF 템플릿(분류기)(SDF template(classifier))(1740)을 통해 SDF(1730)로 필터링(filtering(분류))되고, SDF 별로 QoS 정책(예를 들면, 대역폭 제어)이 적용되어 사용자에게 전달된다. 예를 들면, 제1 IP flow는 제1 SDF로 분류되어 제1 QoS 정책이 적용되고, 제2 IP flow는 제2 SDF로 분류되어 제2 QoS 정책이 적용될 수 있다. 그리고, 제3 IP flow와 제4 IP flow는 제3 SDF로 분류되어 제3 QoS 정책이 적용되고, 제5 IP flow는 제4 SDF로 분류되어 제4 QoS 정책이 적용될 수 있다. EPS 전달망에서 QoS는 EPS 베어러(1710, 1720, 1725)에 의해 제공되므로 각 SDF(1730)는 자신의 QoS 요구사항을 만족해 줄 수 있는 EPS 베어러(1710, 1720, 1725)로 맵핑되어 전송된다.
EPS 베어러(1710)의 종류는 디폴트(default) 베어러(1725)와 전용(dedicated) 베어러(1720)가 있다. 단말(1410)이 LTE 망에 접속하면 IP 주소를 할당받고 PDN(packet data network) 연결(EPS session)(1760)을 생성하면서 동시에 default EPS 베어러(1725)가 생성된다. 사용자(단말)(1410)가 default 베어러(1725)를 통해 서비스(예를 들면, internet)를 이용하다가, default 베어러로(1725)는 QoS를 제대로 제공받을 수 없는 서비스(예를 들면, VoD(video on demand))를 이용하게 되면 on-demand로(요청에 따라) dedicated 베어러(1720)가 생성될 수 있다. 즉, dedicated 베어러(1720)는 이미 설정되어 있는 베어러(예를 들면, default 베어러(1725) 및 다른 dedicated 베어러)와는 다른 QoS로 설정된다.
단말(1410)은 여러 개의 APN(access point name)(P-GW)(1470)에 접속할 수 있고 APN 당 하나의 default EPS 베어러(1725)와 여러 개의 dedicated EPS 베어러(1720)들을 설정할 수 있다. Default 베어러(1725)는 단말(1410)이 망에 초기 접속할 때 생성된 후 중간에 서비스를 이용하지 않을 때에도 계속 유지되다가, 단말(1410)이 망에서 떠날 때에 비로소 없어진다. Default 베어러(1725)는 APN 당 하나씩 생성되는데 단말(1410)이 망에 초기 접속 시에 어느 APN으로 어떤 QoS를 적용해서 생성할 것인가는 사용자의 가입 정보로 HSS(1460)에 provisioning 되어 있다. 단말(1410)이 망에 초기 접속하면 MME(1430)는 HSS(1460)로부터 사용자 가입 정보(예를 들면, default APN, EPS subscribed QoS profile)를 다운로드 받아서, 가입자 QoS profile을 이용하여 해당 PDN(1790)으로 default 베어러(1725)를 생성할 수 있다.
도 17a 및 도 17b에서 하향 IP flow(1750)들은 EPS를 거쳐 사용자 단말(1410)에게 전달될 때 EPS 베어러(1710, 1720, 1725)와 SDF(1730)를 통해 전달된다. PDN(1790)을 거쳐 P-GW(1470)에 도착한 사용자 IP flow들(1750)은 SDF template(1740)을 통해 SDF(1730)로 filtering 된다. 예를 들면, 제1 IP flow(IP flow 1)은 제1 SDF(SDF 1)으로, 제2 IP flow(IP flow 2)는 제2 SDF(SDF 2)로, 제3 IP flow(IP flow 3)과 제4 IP flow(IP flow 4)는 제3 SDF(SDF 3)으로, 제5 IP flow(IP flow 5)는 제4 SDF(SDF 4)로 분류되어, 각 SDF 별로 QoS 규칙이 적용된 후 TFT(traffic flow template) filtering 규칙에 따라 EPS 베어러(1710, 1720, 1725)로 맵핑될 수 있다(1730). 예를 들면, SDF 1과 SDF 2는 default 베어러(1725)로 SDF 3과 SDF 4는 dedicated 베어러(1720)로 맵핑되고, 해당 EPS 베어러(1720, 1725)를 통해 단말(1410)에게 전달된다. 그리고, 단말(1410)에 도착한 IP flow들은 해당 어플리케이션으로 전송된다.
LTE 망에서 QoS 파라미터는 베어러(1710, 1720, 1725)를 기반으로 정의된다. EPS 베어러 QoS 파라미터는 베어러 레벨 QoS 파라미터이다. 베어러 레벨은 다른 말로 SDF 어그리게이트(SDF aggregate) 레벨로 불린다. SDF aggregate는 동일한 EPS 세션에 속하는 동일한 QCI(QoS class identifier)와 ARP(allocation and retention priority) 값을 갖는 SDF들의 모임을 말한다. QCI와 ARP는 모든 EPS 베어러에 적용되는 기본 QoS 파라미터이다. QCI는 서로 다른 QoS 특성을 표준화하여 정수 값(예를 들면, 1 ~ 9)으로 표현한 것으로 표준화된 QoS 특성은 자원 형태(resource type), 우선 순위(priority), 패킷 지연(packet delay budget), 패킷 에러 손실률(packet error loss rate)로 표현된다.
EPS 베어러(1710, 1720, 1725)는 QCI 자원 형태에 따라 GBR(guaranteed bit rate)형 베어러와 non-GBR형 베어러로 구분된다. Default 베어러(1725)는 항상 non-GBR형 베어러이고 dedicated 베어러(1720)는 GBR형 베어러와 non-GBR형 베어러로 설정될 수 있다. GBR형 베어러는 QoS 파라미터로 QCI, ARP, GBR(UL/DL), MBR(maximum bit rate)(UL/DL)를 가지며, non-GBR형 베어러는 QoS 파라미터로 QCI, ARP, APN-AMBR(aggregated maximum bit rate)(UL/DL), UE-AMBR(UL/DL)을 갖는다. GBR형 베어러는 QCI와 ARP 이외에 QoS 파라미터로 GBR과 MBR를 가지며, 이는 베어러별로 고정된 자원을 할당 받음(대역폭 보장)을 의미한다. 반면에 non-GBR형 베어러는 QoS 파라미터로 AMBR(aggregated maximum bit rate)을 가지며 이는 자원을 베어러별로 할당 받지 못하는 대신에 다른 non-GBR형 베어러들과 같이 사용할 수 있는 최대 대역폭을 할당 받음을 의미한다. APN-AMBR은 동일 PDN 안에서 non-GBR형 베어러들이 공유할 수 있는 최대 대역폭이고 UE-AMBR은 동일 단말 안에서 공유할 수 있는 최대 대역폭이다. 단말(1410)이 여러 PDN 연결을 갖는 경우 각 PDN의 APN-AMBR의 합은 UE-AMBR을 초과할 수 없다.
상기 도 17a 및 도 17b에서와 같이 무선 통신 시스템에서 베어러 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 적용할 경우, 네트워크에서 여러 개의 IP flow(1750)들의 그룹을 동일한 QoS로 다루게 된다. 따라서 EPC 단(1440, 1470)과 E-UTRAN 단(1410, 1420)에서 더 세밀한 QoS 조절이 불가능하다.
따라서 본 발명에서는 도 17a 및 도 17b와 같은 베어러 기반 QoS 설정 방법 외에, flow 기반 QoS 설정 방법을 살펴보도록 한다. 본 발명에서 flow는 IP flow(1750)를 지칭할 수도 있고, SDF(service data flow)(1730)를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 flow 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
상술한 것과 같이 flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 18을 참고하면, E-UTRAN에서는 베어러(1830, 1833, 1835)라는 개념이 도 17a 및 도 17b에서와 같이 존재하지만 NGCN(next generation core network)(1803, 1804)에서는 베어러(1850)라는 개념이 존재하지 않을 수도 있고, 존재할 수도 있다. NGCN(1803, 1804)는 LTE 시스템의 EPC(1440, 1470)의 진화된 CN 혹은 새로운 CN일 수 있다. 상기 NGCN은 P-GW(1804) 및 S-GW(1803)를 포함할 수 있다. 또는, NGCN은 UPF(user plane function), SMF(session management function)(CPF(control plane function)) 등을 포함할 수도 있다.
PDN(1805)에서 하향 링크 데이터가 발생하면, IP flow들(1810)은 PDN(1805), P-GW(0804), S-GW(1803)을 통해서 기지국(rNB 또는 gNB)(1802)에게 전달될 수 있다. 이때, 상기 기지국(rNB 또는 gNB)(1802)은 차세대 무선 통신 시스템을 위한 LTE 기지국의 진화된 기지국 혹은 새로운 기지국일 수 있다.
한편, 상기 flow(1810)들의 패킷에는 QoS 정보를 나타내는 패킷 마킹(packet marking)이 되어 있을 수 있다. 혹은 각 flow는 특정한 QoS 정보와 맵핑되어 있을 수 있다. 상기 QoS는 응용프로그램(applications), 사용자(users), 혹은 데이터 흐름(data flows)에 우선 순위를 부여해서 데이터 전송에 특정 수준의 성능을 보장하는 능력이나 척도를 말한다. QoS는 최저 전송 비트 레이트(bit rate), 지연(delay), 패킷 손실율(packet loss rate) 등을 나타낼 수 있다.
flow들(1810)을 수신한 기지국(1802)은 flow들(1810)의 패킷에 있는 패킷 마킹을 해석하여 QoS 정보를 알 수 있다. 혹은 사전에 정의된 flow들(1810)과 QoS 정보의 맵핑 정보를 토대로 각 flow들(1810)의 QoS 정보를 알 수도 있다. 기지국(1802)은 패킷 마커/QoS 매퍼(PMQM: packet marker/QoS mapper)(1820)이라는 계층(layer) 혹은 장치를 통하여 상기 flow들을(1810) QoS 정보에 따라서 그에 상응하는 베어러로 할당할 수 있다. 그리고, 만약 어떤 flow(1810)의 QoS에 상응하는 베어러가 존재하지 않는다면 기지국(1802)은 상기 QoS에 상응하는 베어러를 단말(1801)과 새로 설정할 수 있다.
예를 들면, 제1 하향 링크 데이터 flow는 제1 QoS에 매핑되어 디폴트 베어러(1830)로 할당되고, 제2 하향링크 데이터 flow 및 제3 하향링크 데이터 flow는 제2 QoS에 매핑되어 제1 dedicated 베어러(1833)로 할당될 수 있다. 또는, 실시 예에 따라서 제1 dedicated 베어러(1833)는 제2 QoS 및 제3 QoS가 대응할 수 있어서, 제2 하향링크 데이터 flow는 제2 QoS에 매핑되고, 제3 하항링크 데이터 flow는 제3 QoS에 매핑어서, 각각에 상응하는 제1 dedicated 베어러(1833)로 할당될 수도 있다. 그리고, 제4 하향링크 데이터 flow 및 제5 하향링크 데이터 flow는 제4 QoS에 매핑되어 제2 dedicated 베어러(1835)로 할당될 수 있다. 또는, 실시 예에 따라서 제2 dedicated 베어러(1835)는 제4 QoS 및 제5 QoS가 대응할 수 있어서, 제4 하향링크 데이터 flow는 제4 QoS에 매핑되고, 제5 하항링크 데이터 flow는 제5 QoS에 매핑되어서, 각각에 상응하는 제2 dedicated 베어러(1835)로 할당될 수도 있다.
도 18에서 만약 상향 링크 데이터가 발생하면 단말(1801)은 상기 상향 링크 데이터에 상응하는 하향링크 flow가 이전에 수신되었는지 확인할 수 있다. 상기 확인 과정은 소스 IP 주소와 목적지 IP 주소와 같은 IP 패킷의 헤더 정보를 이용하여 이루어질 수 있다. 만약 이전에 수신한 하향 링크 flow들 중에 상기 상향 링크 데이터에 상응하는 flow가 있다면, 단말(1801)은 상기 상응하는 flow에 상기 상향 링크 데이터를 맵핑하고 상응하는 베어러를 통해서 기지국(1802)에게 상향 링크 데이터를 전송할 수 있다. 만약 이전에 수신한 하향 링크 flow들 중에 상기 상향 링크 데이터에 상응하는 flow가 없다면, 단말(1801)은 PMQM(packet marker/QoS mapper)(1840)이라는 계층 혹은 장치를 통하여 상기 상향 링크 데이터 패킷에 QoS 정보를 마킹(marking)할 수 있다. 상기 QoS는 응용프로그램(applications), 사용자(users), 혹은 데이터 흐름(data flows)에 우선 순위를 부여해서 데이터 전송에 특정 수준의 성능을 보장하는 능력이나 척도를 말한다. 그리고, QoS는 최저 전송 비트 레이트(bit rate), 지연(delay), 패킷 손실율(packet loss rate) 등을 나타낼 수 있다. 단말(1801)의 PMQM 계층 혹은 장치(1840)는, 마킹된 QoS 정보를 토대로 현재 설정되어 있는 베어러들(1830, 1833, 1835) 중에 상기 마킹된 QoS 정보에 적합한 베어러가 있는 지 확인할 수 있다. 만약에 적합한 베어러가 있다면, 단말(1801)은 상기 베어러를 통해 상기 상향 링크 flow를 맵핑하여 기지국(1802)에게 전송할 수 있다. 만약 적합한 베어러가 없다면, 단말(1801)의 PMQM 계층 혹은 장치(1840)는, 상기 상향 링크 flow를 디폴트 베어러(1830)에 맵핑하여 전송할 수 있다. 상기 디폴트 베어러(1830)로 상향 링크 flow를 수신한 기지국(1802)의 PMQM 계층 혹은 장치(1820)는 상기 상향 링크 flow의 패킷 마킹을 확인하여 QoS 정보를 알아낼 수 있다. 그리고, 기지국(1802)의 PMQM 계층 혹은 장치(1820)는, 상기 상향 링크 flow의 QoS가 디폴트 베어러(1830)의 QoS에 적합하지 않다고 판단하면, 상기 상향 링크 flow의 QoS에 적합한 새로운 베어러를 단말(1801)과 설정할 수 있다. 상기 새로운 베어러가 설정되면 단말(1801)은 추후에 발생하는 상기 상향 링크 flow를 디폴트 베어러(1830)가 아닌 새로 설정된 베어러를 통해 기지국(1802)에게 전송할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 기지국과 단말에게 flow 별 QoS 맵핑 정보 혹은 패킷 마킹에 관한 정보를 포함하는 QoS 정책을 할당하는 시그날링 절차를 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 19를 참고하면, 1960 단계에서 단말(1910)은 네트워크와 연결을 설정하기 위해 사용자 세션(user session)을 설정(establishment)할 수 있다. 사용자 세션은 각 트래픽 flow의 QoS와 상관없이 사용자 세션 설정과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 사용자 세션에 다중화된 여러 개의 flow들은 각 패킷에 QoS와 관련된 패킷 마킹을 함으로써 QoS 구별을 할 수 있다.
그리고, 1960 단계에서 단말(1910)은 미리 설정된 flow 우선 순위 지시자(FPI: flow priority indicator)를 제공받을 수 있다. 상기 flow 우선 순위 지시자는 단말(1910)이 네트워크와 제어 시그날링을 주고 받는 것 없이 상향 링크 패킷을 초기화 하는 데 사용될 수 있다. 즉, 단말(1910)은 단말(1910)에서 발생한 상향 링크의 패킷에 flow 우선 순위 지시자를 이용하여 패킷 마킹을 할 수 있다.
1963 단계, 1965 단계 및 1967 단계에서, 제어 영역 기능(CP(CP(control plane) functions))(1940)은, 어플리케이션 기능(AF(application function))(1950) 혹은 사용자 영역 기능(UP(UP(user plane) functions))(1930) 혹은 단말(1910) 중 적어도 하나로부터 QoS 요청을 각각 받을 수 있다(AF QoS reqest, UP QoS request). 상기 AF(1950)는 구체적인 QoS를 요구하는 패킷들의 flow를 제공할 수 있다. 상기 UP(1930)는 구체적인 QoS를 가지는 새로운 flow를 수신하면 이에 대한 처리를 위해 QoS 요청을 CP(1940)에게 할 수 있다.
1963 단계, 1965 단계 및 1967 단계에서 QoS 요청 메시지를 수신하면, CP(1940)는 사업자 요구 사항에 따라 공인된 QoS 정책을 결정할 수 있다. 상기 QoS 정책은 CN(core network)(1930, 1940)과 AN(access network)(1920) 그리고 단말(1910)이 QoS에 따라 flow들을 처리하기 위해 적용할 파라미터들의 리스트일 수 있다. 상기 파라미터들은 하향 링크 flow 구별자(DL flow descriptor), flow 우선 순위 지시자(flow priority indicator), 하향 링크 flow 최대 비트 레이트(DL max flow bitrate), 하향 링크 세션 비트 레이트(DL session bitrate), 반사 QoS 지시자(reflective QoS indicator) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 하향 링크 flow 구별자(DL flow descriptor)는 flow들을 구별하여 QoS 정책에서 수신한 flow 우선 순위 지시자로 패킷 마킹(packt marking)을 할지 하지 않을 지 확인하는데 사용될 수 있다. UP(1930)는 하향 링크 flow 최대 비트 레이트와 하향 링크 세션 비트 레이트를 토대로 flow와 사용자 세션의 최대 비트율을 조절할 수 있다. flow 우선 순위 지시자는 AN(access network)(1920)의 노드들에 설정된 파라미터들을 참조하고 패킷을 어떻게 다룰지를 나타낸다. 반사 QoS 지시자는 단말(1910)이 하향 링크 flow에 대응되는 상향 링크 flow들에 대해서 반사 QoS를 적용할지 하지 않을지를 나타낸다. flow 우선 순위 지시자와 반사 QoS 지시자는 하향 링크 사용자 데이터 패킷을 마킹하기 위해서 사용될 수 있다.
1969 단계에서 CP(1930)는 상기와 같은 공인된 QoS 정책을 UP(1930)에 할당할 수 있다(CN QoS policy setup).
1970 단계에서 CP(1930)는 AN(1920)으로 공인된 QoS 정책을 포함하는 메시지를 보낼 수 있다(AN QoS policy setup) . 상기 QoS 정책은 AN(1920) 그리고 단말(1910)이 QoS에 따라 flow들을 처리하기 위해 적용할 파라미터들의 리스트일 수 있다. 상기 파라미터들은 상향 링크 flow 구별자(UL flow descriptor), flow 우선 순위 지시자(flow priority indicator), flow 우선 순위 수준(flow priority level), 상향 링크 최대 비트 레이트(UL max flow bitrate), 상향 링크와 하향 링크의 보장된 flow 비트레이트 (UL and DL guarantee flow bitrate), 상향링크 세션 비트레이트(UL session bitrate) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 상향 링크 flow 구별자(UL flow descriptor)는 flow들을 구별하여 QoS 정책에서 수신한 flow 우선 순위 지시자로 패킷 마킹을 할지 하지 않을 지 확인하는데 사용될 수 있다. AN(1920)는 상향 링크 flow 최대 비트 레이트와 상향 링크 세션 비트 레이트를 토대로 flow와 사용자 세션의 최대 비트율을 조절할 수 있다.
단말(1910)은 1973 단계에서 CP(1930)로부터 공인된 QoS 정책을 NAS(non-access stratum) 정보로 제공받을 수도 있다(UE QoS request/UE QoS policy setup). 또는, 단말(1910)은 1975 단계 및/또는 1977 단계에서 AN(1920)으로부터 AS(access stratum)정보로 공인된 QoS 정책을 제공받을 수도 있다(QoS request to UE). 상기 QoS 정책은 단말(1910)이 QoS에 따라 flow들을 처리하기 위해 적용할 파라미터들의 리스트일 수 있다. 상기 파라미터들은 상향 링크 flow 구별자(UL flow descriptor), flow 우선 순위 지시자(Flow priority Indicator), 상향 링크의 보장된 flow 비트레이트(UL guarantee flow bitrate) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 1975 단계 및 1977 단계에서 AN(access network)(1920)는 단말(1910)의 QoS 정책을 단말(1910)에게 할당할 수 있다. 이때, 1975 단계에서는 네트워크 인터페이스에 따라서 flow 기반 QoS 정책이 단말(1910)에게 할당될 수 있다. 또는, 1977 단계에서는 베어러(Radio bearer) 기반 QoS 정책이 단말(1910)에게 할당될 수도 있다. 그리고, AN(1920)에서 flow와 베어러를 둘다 고려하여 QoS를 처리한다면 flow 기반 QoS 정책과 베어러 기반 QoS 정책이 둘다 단말(1910)에게 할당될 수 있다(1975, 1977). AN(1920)에서 flow만 고려하여 QoS를 처리한다면 flow 기반 QoS 정책만 단말(1910)에게 할당될 수 있으며(1975), AN(1920)에서 베어러만 고려하여 QoS를 처리한다면 베어러 기반 QoS 정책만 단말(1910)에게 할당될 수 있다(1977). AN(1920)과 CN(1930)에서 공인된 QoS 정책을 정상적으로 수신하고 설정을 완료하면, 1980 단계 및 1983 단계에서 AN(1920) 및 UP(1930)는 이에 대한 응답(AN QoS session Ack, CN QoS session Ack)을 CP(1940)에게 보낼 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 베어러를 설정하고 하향 링크 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow 들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 20을 참고하면, 기지국(rNB, gNB)(2020)과 단말(2010)은 도 19에서의 절차에 따라 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 상기 기지국(2020)은 차세대 무선 통신 시스템을 위한 LTE 기지국의 진화된 기지국 혹은 새로운 기지국일 수 있다.
2040 단계에서 기지국(2020)은 NGCN(next generation core network)(2030)으로부터 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 상기 NGCN(2030)은 LTE 시스템의 EPC의 진화된 CN 혹은 새로운 CN일 수 있다. 상기 NGCN은 P-GW 및 S-GW를 포함할 수 있다. 또는, NGCN은 UPF(user plane function), SMF(session management function)(CPF(control plane function)) 등을 포함할 수도 있다. 상기 QoS 정책은 각 flow와 상응하는 QoS에 대한 맵핑 정보를 포함할 수 있으며, flow의 QoS를 지시하기 위한 패킷 마킹(packet marking)과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 2040 단계를 통해 QoS 정책을 수신한 기지국(2020)은, 2043 단계에서 flow와 QoS 맵핑 정보 및 패킷 마킹 정보 등을 확인할 수 있다.
그리고, 단말(2010)의 경우, 2045 단계에서 공인된 QoS 정책을 AS 레벨로 기지국(2020)에게 요청하여 기지국(2020)으로부터 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 또는, 2047 단계에서 단말(2010)이 NAS 레벨로 NGCN(2030)에게 공인된 QoS 정책을 요청하고, 그에 따라 NGCN(2030)로부터 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수도 있다. 상기 QoS 정책은 각 flow와 상응하는 QoS에 대한 맵핑 정보를 포함할 수 있으며, flow의 QoS를 지시하기 위한 패킷 마킹(packet marking)과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 QoS 정책은 베어러 별 QoS 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 2045 단계 혹은 2047 단계를 통해 QoS 정책을 수신한 단말(2010)은, 2049 단계에서 flow와 QoS 맵핑 정보, 패킷 마킹 정보, 베어러 별 QoS 정보 등을 확인할 수 있다.
이렇게 초기 QoS 설정 절차를 마치면, 2050 단계에서 NGCN(2030)은 하향 링크 패킷을 기지국에게 전달할 수 있다.
기지국(2020)은 상기 2040 단계에서 설정된 QoS 정책을 토대로, 2053 단계에서 상기 패킷의 flow와 QoS 맵핑 정보를 확인하거나 상기 패킷의 마킹을 확인하여 QoS를 확인할 수 있다. 그리고, 2055 단계에서 기지국(2010)은, 현재 기지국(2020)과 단말(2010) 간에 설정된 베어러(예를 들면, DRB(data radio bearer)) 중에서 상기 하향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있는 지 확인할 수 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 하향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있다면, 2057 단계에서 기지국(2020)은 단말(2010)에게 상기 베어러로 하향 링크 패킷을 전달할 수 있다. 한편, 상기 단말(2010)과 기지국(2020) 사이에 설정된 베어러는, 단말(2010)과 기지국(2020) 간의 RRC 연결 설정(RRC connection setup/reconfiguration) 시에 설정될 수 있으며, 여러 개의 베어러가 설정될 수도 있다. 실시 예에 따라, 상기 베어러 설정 시 기지국(2020)은 디폴트 베어러(default bearer)가 어떤 베어러인지를 나타내는 지시자를 포함하여 단말(2010)에게 디폴트 베어러를 지시할 수 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 하향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 없다면, 2059 단계에서 기지국(2020)은 상기 하향 링크 flow의 QoS를 만족시킬 수 있는 새로운 베어러를 단말(2010)과 설정할 수 있다. 그리고, 2060 단계에서 기지국(2020)은 상기 2059 단계에서 새로 설정된 베어러를 통해 하향링크 패킷을 단말(2010)에게 전송할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서, 베어러를 설정하고 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow 들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 21을 참고하면, 기지국(2120)과 단말(2110)은 도 19에서의 절차에 따라 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 상기 기지국(2120)은 차세대 무선 통신 시스템을 위한 LTE 기지국의 진화된 기지국 혹은 새로운 기지국일 수 있다.
2140 단계에서 기지국(2120)은 NGCN(2130)으로부터 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 상기 NGCN(2130)은 LTE 시스템의 EPC의 진화된 CN 혹은 새로운 CN일 수 있다. 상기 NGCN은 P-GW 및 S-GW를 포함할 수 있다. 또는, NGCN은 UPF(user plane function), SMF(session management function)(CPF(control plane function)) 등을 포함할 수도 있다. 상기 QoS 정책은 각 flow와 상응하는 QoS에 대한 맵핑 정보를 포함할 수 있으며, flow의 QoS를 지시하기 위한 패킷 마킹(packet marking)과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 2140 단계를 통해 QoS 정책을 수신한 기지국(2120)은, 2043 단계에서 flow와 QoS 맵핑 정보 및 패킷 마킹 정보 등을 확인할 수 있다.
그리고, 단말(2110)의 경우, 2145 단계에서 공인된 QoS 정책을 AS 레벨로 기지국(2120)에게 요청하여 기지국(2120)으로부터 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 또는, 2147 단계에서 단말(2110)이 NAS 레벨로 NGCN(2130)에게 공인된 QoS 정책을 요청하고, 그에 따라 단말(2110)이 NGCN(2130)로부터 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수도 있다. 상기 QoS 정책은 각 flow와 상응하는 QoS에 대한 맵핑 정보를 포함할 수 있으며, flow의 QoS를 지시하기 위한 패킷 마킹(packet marking)과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 QoS 정책은 베어러 별 QoS 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 2145 단계 혹은 2147 단계를 통해 QoS 정책을 수신한 단말(2110)은, 2149 단계에서 flow와 QoS 맵핑 정보, 패킷 마킹 정보, 베어러 별 QoS 정보 등을 확인할 수 있다.
2150 단계에서, 단말(2110)에서 상향 링크 패킷이 발생하게 되면, 단말(2110)은 상기 2145 단계 혹은 2147 단계에서 설정된 QoS 정책을 토대로, 2153 단계에서 상기 패킷의 flow와 QoS 맵핑 정보를 확인하여 이용하거나, 또는 상기 패킷에 상응하는 QoS를 패킷에 마킹하여 상기 상향 링크 flow 혹은 패킷의 QoS를 기지국(2120)에게 지시할 수 있다. 그리고, 2155 단계에서 단말(2110)은, 현재 기지국(2120)과 단말(2110) 간에 설정된 베어러(예를 들면, DRB(data radio bearer)) 중에서 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있는 지 확인할 수 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있다면, 단말(2110)은 2157 단계에서 기지국(2120)에게 상기 베어러로 상향 링크 패킷을 전달할 수 있다. 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있는 경우, 상기 상향 링크 flow의 QoS는 베어러의 QoS로 나타낼 수 있고, 맵핑될 수 있으므로, 이 경우 2153 단계에서의 패킷 마킹을 생략할 수 있다. 혹은 상기 2153 단계에서 이전에 상향 링크 패킷의 flow에 상응하는 하향 링크 flow가 수신된 적이 있다면 단말(2110)은 2153 단계에서 패킷 마킹을 생략할 수도 있다. 하지만, 단말(2110)이 필요하다고 판단하면 2153 단계에서 패킷 마킹을 할 수도 있다.
그리고, 상기 2157 단계에서 상향 링크 패킷을 수신한 기지국(2120)은 2159 단계에서 flow의 QoS 맵핑 정보 혹은 패킷 마킹을 확인할 수 있다. 하지만, 소정의 이유로(예를 들면, 디폴트 베어러가 아닌 경우), 기지국(2120)은 flow의 QoS 맵핑 정보 혹은 패킷 마킹 검사를 생략할 수도 있다. 한편, 상기 단말(2110)과 기지국(2120) 사이에 설정된 베어러는 단말(2110)과 기지국(2120) 간의 RRC 연결 설정(RRC connection setup/reconfiguration) 시에 설정될 수 있으며, 여러 개의 베어러가 설정될 수도 있다. 실시 예에 따라, 상기 베어러 설정 시 기지국(2120)은 디폴트 베어러(default bearer)가 어떤 베어러인지를 나타내는 지시자를 포함하여 단말(2110)에게 디폴트 베어러를 지시할 수 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 없다면, 단말(2110)은 상기 2153 단계에서 상기 상향 링크 flow의 패킷에 상응하는 QoS를 지시하는 패킷 마킹을 이용하거나 혹은 상향 링크 flow의 QoS 맵핑 정보를 기지국(2120)에게 지시하고, 2160 단계에서 이전에 RRC 연결 설정(RRC connection setup/reconfiguration) 시에 설정된 디폴트 베어러로 상향 링크 패킷을 기지국(2120)에게 전송할 수 있다.
그리고, 2163 단계에서 기지국(2120)은 디폴트 베어러로 수신한 상기 상향 링크 패킷의 flow의 QoS 맵핑 정보 혹은 패킷 마킹을 검사하고 나서, 디폴트 베어러와 상향 링크 패킷의 QoS가 일치한다고 판단하면, 상향 링크 패킷을 NGCN(2130)에게 전달할 수 있다.
그러나, 만약 2163 단계에서 기지국(2120)이 상기 상향 링크 패킷의 flow의 QoS 맵핑 정보 혹은 패킷 마킹을 검사하고 나서, 디폴트 베어러와 상향 링크 패킷의 QoS가 일치하지 않는다고 판단하면, 2165 단계에서 기지국(2120)은 상기 상향 링크 패킷의 QoS에 적합한 새로운 베어러를 단말(2110)과 설정할 수 있다. 그리고, 2167 단계에서, 단말(2110)은 추후에 상기 상향 링크 flow에 해당하는 패킷들을 상기 새로 설정된 베어러를 통해 기지국(2120)에게 전송할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서 기지국 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow 들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 22를 참고하면, 기지국은 도 19에서의 절차에 따라 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 상기 기지국은 차세대 무선 통신 시스템을 위한 LTE 기지국의 진화된 기지국 혹은 새로운 기지국일 수 있다. 기지국은 NGCN으로부터 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 상기 NGCN은 LTE 시스템의 EPC의 진화된 CN 혹은 새로운 CN일 수 있다. 상기 QoS 정책은 각 flow와 상응하는 QoS에 대한 맵핑 정보를 포함할 수 있으며, flow의 QoS를 지시하기 위한 패킷 마킹(packet marking)과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
flow의 패킷을 기지국이 수신하면, 2210 단계에서 기지국은 상향 링크 패킷과 하향 링크 패킷을 구분하여 처리할 수 있다. 즉, 기지국(2210)은 flow의 패킷이 하향 링크 패킷인지, 상향 링크 패킷인지 확인할 수 있다.
만약, 기지국이 NGCN으로부터 하향 링크 패킷을 수신하면, 2220 단계에서 기지국은 설정된 QoS 정책을 토대로 상기 하향 링크 패킷의 마킹 정보 혹은 QoS 맵핑 정보를 확인하여, 상기 하향 링크 패킷의 flow의 QoS를 확인할 수 있다. 그리고, 2230 단계에서 기지국은 현재 기지국과 단말 간에 설정된 베어러(예를 들면, DRB(data radio bearer)) 중에 상기 하향 링크 패킷의 QoS를 만족하는 베어러가 있는 지 확인할 수 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 하향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있다면, 2250 단계에서 기지국은 상기 베어러로 하향 링크 패킷을 단말에게 전달할 수 있다. 상기 단말과 기지국 사이에 설정된 베어러는 단말과 기지국 간의 RRC 연결 설정(RRC connection setup/reconfiguration)시에 설정될 수 있으며, 여러 개의 베어러가 설정될 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 베어러 설정 시 기지국은 디폴트 베어러(default bearer)가 어떤 베어러인지를 나타내는 지시자를 포함하여 단말에게 디폴트 베어러를 지시할 수 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 하향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 없다면, 2240 단계에서 기지국은 상기 하향 링크 flow의 QoS를 만족시킬 수 있는 새로운 베어러를 단말과 설정할 수 있다. 그리고, 2250 단계에서 기지국은 상기 새로 설정된 베어러를 통해 하향 링크 패킷을 단말에게 전송할 수 있다.
한편, 만약 기지국이 단말로부터 상향 링크 패킷을 수신하게 되면, 2260 단계에서 기지국은 설정된 QoS 정책을 토대로 상기 패킷의 마킹 정보를 확인하거나 flow와 QoS 맵핑 정보를 확인하여 상기 상향 링크 패킷의 flow의 QoS를 확인할 수 있다. 그리고, 2270 단계에서 상기 상향 링크 flow의 QoS가 상기 상향 링크 flow에 상응하는 베어러의 QoS에 부합하는지 확인할 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 2270 단계의 상향 링크 flow의 QoS와 상응하는 베어러의 QoS가 부합하는지 확인하는 절차는, 기지국이 디폴트 베어러로 수신한 상향 링크 flow 에 대해서만 이루어질 수 있다. 즉, 디폴트 베어러가 아닌 베어러의 경우, 기지국은 상기 상향 링크 flow의 QoS와 상응하는 베어러의 QoS가 부합하는지 확인하는 절차를 소정의 이유(예를 들면, 복잡도 감소)로 생략할 수도 있다.
만약, 상기 2260 단계에서 판단 결과, 상기 2210 단계에서 기지국이 수신한 상향 링크 flow의 QoS가 상응하는 베어러의 QoS에 부합한다면, 2290 단계에서 기지국은 상기 상향 링크 패킷을 NGCN으로 전달할 수 있다.
하지만, 상기 2260 단계에서 판단 결과, 상기 2210 단계에서 기지국이 수신한 상향 링크 flow의 QoS가 상응하는 베어러의 QoS에 부합하지 않는다면, 2280 단계에서 기지국은 상기 상향 링크 flow의 QoS에 적합한 새로운 베어러를 단말과 설정할 수 있다. 그리고, 2290 단계에서 기지국은 상기 상향 링크 패킷을 NGCN으로 전달할 수 있다. 추후에 기지국은 상기 상향 링크 flow에 해당하는 패킷들을 상기 새로 설정된 베어러를 통해 단말로부터 수신할 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법에서 단말 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow 들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 23을 참고하면, 단말은 도 19에서의 절차에 따라 공인된 QoS 정책을 설정 받을 수 있다. 단말은 상기 공인된 QoS 정책을 AS 레벨로 기지국에게 요청하여 설정 받을 수 있으며, 또는 상기 공인된 QoS 정책을 NAS 레벨로 NGCN에 요청하여 설정을 받을 수도 있다. 상기 QoS 정책은 각 flow와 상응하는 QoS에 대한 맵핑 정보를 포함할 수 있으며, flow의 QoS를 지시하기 위한 패킷 마킹(packet marking)과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 QoS 정책은 베어러 별 QoS 정보를 포함할 수 있다.
단말에서 상향 링크 패킷의 flow가 발생하게 되면, 2310 단계에서 단말은 설정된 QoS 정책을 토대로 상기 패킷의 flow와 QoS 맵핑 정보를 확인하여 이용하거나, 상기 패킷에 상응하는 QoS를 마킹하여 상기 상향 링크 flow 혹은 패킷의 QoS를 기지국에게 지시할 수 있다. 그리고, 2320 단계에서 단말은 현재 기지국과 단말 간에 설정된 베어러(예를 들면, DRB(data radio bearer)) 중에 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있는 지 확인할 수 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있다면, 2330 단계에서 단말은 상기 베어러로 상향 링크 패킷을 기지국에게 전달할 수 있다. 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 있는 경우, 상기 상향 링크 flow의 QoS는 베어러의 QoS로 나타낼 수 있고, 맵핑될 수 있으므로, 단말은 상기 2310 단계의 패킷 마킹을 생략할 수 있다. 혹은 상기 2310 단계에서 이전에 상향 링크 패킷의 flow에 상응하는 하향 링크 flow가 수신된 적이 있다면 단말은 2310 단계에서 패킷 마킹을 생략할 수도 있다. 하지만, 단말이 필요하다고 판단하면, 2310 단계에서 패킷 마킹을 할 수도 있다.
만약 현재 베어러 중에 상기 상향 링크 flow의 QoS를 만족하는 베어러가 없다면, 단말은 2340 단계에서 상기 상향 링크 flow의 패킷에 상응하는 QoS를 지시하는 패킷 마킹을 이용하거나 혹은 상향 링크 flow의 QoS 맵핑 정보를 기지국에게 지시하고, 2340 단계에서 이전에 RRC 연결 설정(RRC connection setup/reconfiguration) 시에 설정된 디폴트 베어러로 상향 링크 패킷을 기지국에게 전송할 수 있다.
한편, 상기 단말과 기지국 사이에 설정된 베어러는 단말과 기지국 간의 RRC 연결 설정(RRC connection setup/reconfiguration)시에 설정될 수 있으며, 여러 개의 베어러가 설정될 수도 있다. 실시 예에 따라 상기 베어러 설정 시, 기지국은 디폴트 베어러(default bearer)가 어떤 베어러인지를 나타내는 지시자를 포함하여 단말에게 디폴트 베어러를 지시할 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 단말의 구성 및 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow 들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 24를 참고하면, 상향 링크의 경우, 단말(2410)은 PDCP(packet data convergence protocol) 계층의 상위에 있는, PMQM(packet marker/QoS apper)(2415)라는 계층 혹은 장치를 통해서 상향 링크 flow들을 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 할당하고 상기 QoS에 상응하는 QoS를 가진 적절한 베어러(2417)로 상기 상향 링크 flow들을 할당할 수 있다. 한편, 상기 PMQM(2415)은 상기와 같이 QoS를 할당하고 상기 QoS에 상응하는 QoS를 가진 적절한 베어러(2417)로 상기 상향 링크 flow들을 할당하는 동작을 수행하는 계층 또는 장치라면 용어를 불문하고 이에 해당할 수 있다. 예를 들면, 상기 PMQM(2415)은 SDAP(service data adaptation protocol), PDAP(packet data adaptation protocol) 등으로 지칭될 수 있으며, 데이터 라디오 베어러와 QoS flow 사이를 매핑하고, 상향 링크 패킷 및 하향 링크 패킷에 QoS 정보를 마킹할 수 있다.
만약, 상기 상향 링크 flow의 QoS에 적합한 베어러가 없다면, PMQM(2415)은 상기 상향 링크 flow를 디폴트 베어러(2417)에 할당할 수 있다.
한편, 기지국(2420)은 상기 단말(2410)로부터 수신한 상향 링크 flow들을 PMQM(2425) 계층 혹은 장치에서 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 확인하고, 상기 상향 링크 flow의 QoS가 상기 상향 링크 flow들이 전송된 베어러의 QoS와 부합하는지 확인할 수 있다.
상기 상향 링크 flow들이 전송된 베어러의 QoS와 부합하다면, 기지국(2420)은 상기 상향 링크 flow들을 NGCN으로 전달할 수 있다. 그리고, 상기 상향 링크 flow의 QoS와 상기 상향 링크 flow들이 전송된 베어러의 QoS가 서로 부합하지 않는다면, PMQM(2425)는 RRC 계층(2423)과 연동하여 상기 상향 링크 flow의 QoS에 적합한 베어러(2427)를 단말(2410)과 새로 설정할 수 있다. 그리고, 기지국(2420)은 추후에 상기 상향 링크 flow가 새로 설정된 베어러(2427)를 통해 전송될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 도 24를 참고하면, 하향 링크의 경우, 기지국(2420)은 NGCN으로부터 수신한 하향 링크 flow들을 PDCP(packet data convergence protocol) 계층의 상위에 있는, PMQM(2425)라는 계층 혹은 장치를 통해서 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고 상기 하향 링크 flow의 QoS에 부합하는 QoS를 가진 베어러(2427)로 상기 하향 링크 flow를 할당할 수 있다. 한편, 상기 PMQM(2425)은 상기와 같이 QoS를 할당하고 상기 QoS에 상응하는 QoS를 가진 적절한 베어러(2427)로 상기 하향 링크 flow들을 할당하는 동작을 수행하는 계층 또는 장치라면 용어를 불문하고 이에 해당할 수 있다. 예를 들면, 상기 PMQM(2425)은 SDAP, PDAP 등으로 지칭될 수 있으며, 데이터 라디오 베어러와 QoS flow 사이를 매핑하고, 상향 링크 패킷 및 하향 링크 패킷에 QoS 정보를 마킹할 수 있다.
만약에 상기 하향 링크 flow의 QoS에 부합하는 베어러가 없다면, RRC 계층(2423)과 연동하여 상기 하향 링크 flow의 QoS에 부합하는 새로운 베어러를 단말(2410)과 설정할 수 있다. 그리고, 기지국(2420)은 상기 하향 링크 flow를 새로 설정된 베어러를 통해 단말(2410)에게 전송할 수 있다. 단말(2410)은 상기 베어러들을 통해서 하향 링크 flow들을 수신하고, PMQM(2415)에서 이를 상응하는 어플리케이션에 전달해줄 수 있다. 단말(2410)은 기지국(2420)으로부터 수신한 하향 링크 flow들을 PMQM(2415)에서 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고 상기 QoS 정보 및 하향 링크 베어러 정보를 상기 하향 링크 flow들에 대한 응답으로써 발생하는 상향 링크 flow를 위해 사용할 수 있다.
도 25 내지 도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 단말이 LTE 시스템과 차세대 무선 통신 시스템과 연동할 때 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow 들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 25를 참고하면, 단말(2510)은 PDCP 계층의 상위에 있는, PMQM(Packet Marker/QoS Mapper)(2530)라는 계층 혹은 장치에서 상향 링크 flow들을 NR(5G) flow들과 LTE(4G) flow들로 구분할 수 있다. PMQM(2530)은 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고 NR flow들을 NR 기지국(rNB)에게 전송하기 위해 상기 NR flow들을 각 flow의 QoS에 적합한 베어러(2545)로 할당할 수 있다. 만약 상기 flow의 QoS에 적합한 베어러가 존재하지 않으면, PMQM(2530)은 디폴트 베어러(default bearer)로 상기 flow를 할당할 수 있다. 또한 PMQM(2530)은 상향 링크 flow들 중에 LTE flow들은 TFT(traffic flow template)(2553)로 전달할 수 있다. 상기 TFT(2553)로 전달된 LTE flow들은 QoS 규칙이 적용된 후 TFT filtering 규칙에 따라 EPS 베어러(2555)로 맵핑될 수 있다.
그리고, 단말(2510)은 LTE 혹은 NR 기지국으로부터 수신한 하향 링크 flow들을 PMQM(2530)에서 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고, 상기 QoS 정보 및 하향 링크 베어러 정보를 상기 하향 링크 flow들에 대한 응답으로써 발생하는 상향 링크 flow를 위해 사용할 수 있다.
또한 동일한 베어러에 대해서 데이터를 NR 기지국과 LTE 기지국으로 전송하기 위해서, 도 26 및 도 27과 같은 단말(2610, 2710)을 고려할 수 있다. 이때, 단말(2610, 2710)에서는 2660과 2770과 같은 인터워킹(interworking)이 가능할 수 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 차세대 무선 통신 시스템의 기지국(rNB)과 LTE 시스템의 기지국(eNB)이 인터워킹(interworking)하는 시나리오를 나타낸 도면이다.
이때, flow는 IP flow를 지칭할 수도 있고, SDF를 지칭할 수도 있다. 그리고, 상기 SDF는 IP flow 들의 그룹으로 나타낼 수 있다.
도 28을 참고하면, NR 기지국(2810)은 MeNB로 동작하고 LTE 기지국(2820)은 SeNB로 동작하는 시나리오를 나타낸다. 그리고, NR 기지국(2810)의 PMQM(packet marker/QoS mapper)(2815)라는 계층 혹은 장치는 하향 링크 flow들의 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고 상기 하향 링크 flow들을 분석된 QoS에 적합한 베어러(2817)로 할당하여 단말에게 전송할 수 있다. 그리고 PDCP 계층(2817)은 LTE 기지국(2820)과 인터워킹하기 위해서 상기 PDCP 계층(2817)에 해당하는 베어러의 패킷들을 상기 PDCP 계층 베어러의 QoS에 적합한 LTE 기지국(2820)의 RLC 계층(2819) 베어러로 전달하여 전송할 수 있다. 만약, 상기 PDCP 계층 베어러의 QoS에 적합한 LTE 기지국(2820)의 RLC 계층이 없다면 NR RRC 계층(2813)과 LTE RRC 계층(2823)이 연동하여 적합한 RLC 계층의 베어러를 생성할 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow 기반 QoS 설정 방법을 적용할 수 있는 차세대 무선 통신 시스템의 기지국(rNB)과 LTE 시스템의 기지국(eNB)이 인터워킹(interworking)하는 또 다른 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 29를 참고하면, LTE 기지국(2910)은 MeNB로 동작하고 NR 기지국(2920)은 SeNB로 동작하는 시나리오를 나타낸다. 그리고, LTE 기지국(2910)은 베어러 기반으로 QoS가 처리된 하향 링크 데이터를 수신하게 되면, PDCP 계층(2917)에서 NR 기지국(2920)과 인터워킹하기 위해서 상기 PDCP 계층(2917)에 해당하는 베어러(2911)의 패킷들을 상기 PDCP 계층 베어러의 QoS에 적합한 NR 기지국(2920)의 RLC 계층(2929) 베어러로 전달하여 전송할 수 있다. 만약, 상기 LTE 기지국(2910)의 PDCP 계층 베어러의 QoS에 적합한 NR 기지국(2920)의 RLC 계층이 없다면, LTE RRC 계층(2913)과 NR RRC 계층(2923)이 연동하여 적합한 RLC 계층의 베어러를 생성할 수 있다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 30을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 송수신부(3010) 및 제어부(3040)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 단말은 다중화 및 역다중화부(3020), 제어 메시지 처리부(3060), 각종 상위 계층 처리부(3030, 3035), PMQM(packet marker/QoS mapper)라는 계층 혹은 장치(3050), 및 NAS 계층 장치(3070)를 더 포함할 수 있다.
상기 송수신부(3010)는 서빙 셀의 순방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신하고 역방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송할 수 있다. 다수의 서빙 셀이 설정된 경우, 송수신부(3010)는 상기 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행할 수 있다.
다중화 및 역다중화부(3020)는 상위 계층 처리부(3030, 3035)나 제어 메시지 처리부(3060)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(3010)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(3030, 3035)나 제어 메시지 처리부(3060)로 전달하는 역할을 할 수 있다.
제어 메시지 처리부(3060)는 RRC 계층 장치이며 기지국으로부터 수신된 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취한다. 예를 들어 RRC CONNECTION SETUP 메시지를 수신하면 SRB(signalling radio bearer)와 temporary DRB를 설정한다.
PMQM(3050)라는 계층 혹은 장치는 상향 링크 flow들을 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 할당하고 상기 QoS에 상응하는 QoS를 가진 적절한 베어러(3030, 3035)로 상기 상향 링크 flow들을 할당할 수 있다. 만약 상기 상향 링크 flow의 QoS에 적합한 베어러가 없다면 PMQM(3050)은 상기 상향 링크 flow를 디폴트 베어러에 할당할 수 있다. PMQM(3050)은 기지국으로부터 수신한 하향 링크 flow들을 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고 상기 QoS 정보 및 하향 링크 베어러 정보를 상기 하향 링크 flow들에 대한 응답으로써 발생하는 상향 링크 flow를 위해 사용할 수 있다. 한편, 상기 PMQM(3050)은 데이터 라디오 베어러와 QoS flow 사이를 매핑하고, 상향 링크 패킷 및 하향 링크 패킷에 QoS 정보를 마킹하는 동작을 수행하는 계층 또는 장치라면 용어를 불문하고 이에 해당할 수 있다. 예를 들면, 상기 PMQM(3050)은 SDAP(service data adaptation protocol), PDAP(packet data adaptation protocol) 등으로 지칭될 수 수 있다.
상위 계층 처리부(3030, 3035)는 DRB 장치를 의미하며 서비스 별로 구성될 수 있다. 상위 계층 처리부(3030, 3035)는 FTP(file transfer protocol)나 VoIP(voice over internet protocol) 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화부(3020)로 전달하거나, 상기 다중화 및 역다중화부(3020)로부터 전달된 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달할 수 있다. 하나의 서비스는 하나의 EPS bearer와 하나의 상위 계층 처리부와 일 대 일로 매핑될 수 있다.
제어부(3040)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3040)는 송수신부(3010)를 통해 수신된 스케줄링 명령, 예를 들어 역방향 그랜트들을 확인하여 적절한 시점에 적절한 전송 자원으로 역방향 전송이 수행되도록 송수신부(3010)와 다중화 및 역다중화부(3020)를 제어할 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(3040)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3040)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(3040)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 상기 제어부(3040)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(3010)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국, MME 및 S-GW의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 31을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국, MME(3195) 및 S-GW(3190)의 구성을 나타낸 블록도가 예시되어 있다. 이때, 기지국은 송수신부(3110) 및 제어부(3140)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 기지국은 다중화 및 역다중화부(3120), 제어 메시지 처리부(3160), 각 종 상위 계층 처리부(3130, 3135), 스케줄러(3180), PMQM(packet marker/QoS mapper)라는 계층 혹은 장치(3150)를 더 포함할 수 있다. 그리고, MME는 NAS 계층 장치(3197)가 위치할 수 있다.
송수신부(3110)는 순방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송하고 역방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신할 수 있다. 다수의 캐리어가 설정된 경우, 송수신부(3110)는 상기 다수의 캐리어로 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행할 수 있다.
다중화 및 역다중화부(3120)는 상위 계층 처리부(3130, 3135)나 제어 메시지 처리부(3160)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(3110)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(3130, 3135)나 제어 메시지 처리부(3160), 혹은 제어부(3140)로 전달하는 역할을 한다.
제어 메시지 처리부(3160)는 단말이 전송한 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취하거나, 단말에게 전달할 제어 메시지를 생성해서 하위 계층으로 전달할 수 있다.
PMQM(3150)라는 계층 혹은 장치는 하향 링크 flow들을 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고 상기 QoS에 상응하는 QoS를 가진 적절한 베어러(3130, 3135)로 상기 하향 링크 flow들을 할당할 수 있다. 만약 상향 링크 flow의 QoS에 적합한 베어러가 없다면 PMQM(3150)은 상기 하향 링크 flow의 QoS에 해당하는 베어러를 생성할 수 있다. 한편, 상기 PMQM(3150)은 데이터 라디오 베어러와 QoS flow 사이를 매핑하고, 상향 링크 패킷 및 하향 링크 패킷에 QoS 정보를 마킹하는 동작을 수행하는 계층 또는 장치라면 용어를 불문하고 이에 해당할 수 있다. 예를 들면, 상기 PMQM(3150)은 SDAP(service data adaptation protocol), PDAP(packet data adaptation protocol) 등으로 지칭될 수 수 있다.
상위 계층 처리부(3130, 3135)는 EPS 베어러 별로 구성될 수 있다. 상위 계층 처리부(3030, 3035)는 PMQM 장치(3150)에서 전달된 데이터를 RLC PDU로 구성해서 다중화 및 역다중화부(3120)로 전달하거나, 다중화 및 역다중화부(3120)로부터 전달된 RLC PDU를 PDCP SDU로 구성해서 PMQM 장치(3150)로 전달gkf 수 있다.
스케줄러(3180)는 단말의 버퍼 상태, 채널 상태 등을 고려해서 단말에게 적절한 시점에 전송 자원을 할당하고, 송수신부(3110)에게 단말이 전송한 신호를 처리하거나 단말에게 신호를 전송하도록 처리한다.
PMQM 장치(3150)는 하위 계층 처리부에서 전달한 데이터를 처리해서 다음 네트워크 노드로 전달한다.
상위 계층 처리부(3130, 3135))와 PMQM 장치(3150)는 베어러 및 flow에 의해서 상호 연결된다. NAS 계층 장치(3197)는 NAS 메시지에 수납된 IP 패킷을 처리해서 S-GW(3190)로 전달할 수 있다.
제어부(3140)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(3140)는 상기 PMQM(3150)을 제어하여, 하향 링크 flow들을 QoS와 flow들의 맵핑 정보 혹은 QoS를 나타내는 패킷 마킹을 이용해서 QoS를 분석하고 상기 QoS에 상응하는 QoS를 가진 적절한 베어러(3130, 3135)로 상기 하향 링크 flow들을 할당할 수 있다. 또한, 제어부(3140)는 만약 상향 링크 flow의 QoS에 적합한 베어러가 없다면 PMQM(3150)은 상기 하향 링크 flow의 QoS에 해당하는 베어러를 생성할 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(3140)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3140)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 기지국의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 기지국 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(3140)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 상기 제어부(3140)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(3110)와 전기적으로 연결될 수 있다.
<제3 실시예>
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd generation partnership project long term evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들, 혹은 이를 기반으로 변형한 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명은 빔을 기반으로 동작하는 NR 시스템에서 단말의 서빙 빔 재선택에 관한 것으로, 구체적으로는 차등적인 임계값을 적용해서 주변 빔들을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 이동 통신 시스템은 급증하는 데이터 트래픽(traffic)과 다양한 서비스에 대한 요구를 만족하기 위해 여러 가지 신기술을 접목해서 발전하고 있다. 특히, 이런 요구를 반영한 차세대 이동통신 시스템인 5G(5th generation)에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 5G 시스템은 신규 무선 접속 기술(new radio access technology, 이하 NR로 표기)로도 명칭되고 있다. NR 시스템은 기존의 LTE 및 LTE-A 대비 대역폭 100MHz 이상의 초광대역을 사용해서 수 Gbps의 초고속 데이터 서비스를 제공하는 것을 목표로 한다. 하지만, LTE 및 LTE-A에서 사용하는 수백 MHz 혹은 수 GHz의 주파수 대역에서는 100 MHz 이상의 초광대역 주파수를 확보하기가 어렵기 때문에, NR 시스템은 수 GHz 혹은 수십 GHz의 초고주파 대역에서의 동작을 고려하고 있다. 상기와 같은 초고주파 대역에 사용하려고 하는 전파의 파장은 수 밀리미터(millimeter, mm) 수준이기 때문에 밀리미터 파장(mmWave)이라고 부른다. 주파수 대역과 전파의 경로 손실(pathloss)은 비례하기 때문에 이와 같은 초고주파에서는 전파의 경로 손실(pathloss)이 큰 특성을 가지므로 서비스 영역이 작아지게 된다. NR 시스템에서는 이런 서비스 영역 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가시키는 빔포밍(beamforming) 기술이 중요하게 부각되고 있다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용할 수 있으며, 서비스 영역의 확대 이외에도, 목표 방향으로의 물리적인 빔 집중으로 인한 간섭을 감소시키는 효과가 있다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 32를 참고하면, 빔 기반으로 동작하는 NR 기지국(NR Node B, NR NB, gNB)(3230)이 서비스하는 셀은 여러 개의 송수신점(TRP: transmission reception point)(3220, 3221, 3222, 3223, 3224, 3225, 3226)들로 구성될 수 있다. TRP(3220, 3221, 3222, 3223, 3224, 3225, 3226)는 기존 LTE 기지국(eNB)에서 물리적인 신호를 송수신하는 기능만을 분리시킨 블록이며, 다수의 안테나로 구성되어 있을 수 있다. 특히 TRP(3220, 3221, 3222, 3223, 3224, 3225, 3226)는 다수의 송수신 안테나를 이용해서 여러 방향의 빔을 생성시켜 빔포밍을 할 수 있으며, 빔 그룹(BG: beam group)으로 명칭할 수도 있다. 사용자 단말(3210)은 TRP(3220, 3221, 3222, 3223, 3224, 3225, 3226)를 통해 NR 기지국(3230) 및 외부 네트워크에 접속할 수 있다. 상기 NR 기지국(3230)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말(3210)들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링하여 상기 단말(3210)들과 코어 망(CN: core network) 간에 연결을 지원할 수 있다.
또한, NR 시스템에서의 MME(3240)는 단말(3210)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당할 수 있으며, 다수의 NR 기지국(3230)들과 연결될 수 있다. 그리고, S-GW(3240)는 데이터 베어러(bearer)를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME 및 S-GW(3240)는 망에 접속하는 단말(3210)에 대한 인증(authentication), 베어러 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(3230)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국(3230)으로 전달할 패킷을 처리할 수 있다. 한편, 상기 MME/S-GW(3240)는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등으로 구성될 수도 있다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 기반으로 동작하는 NR 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 33을 참조하면, NR 시스템의 라디오 프레임(radio frame)(3305)은 복수개의 서브프레임(subframe)(3310)으로 구성된다. 특히, NR 시스템의 서브프레임(3310)은 오버헤드 서브프레임(overhead subframe, osf)(3315)과 데이터 서브프레임(data subframe, dsf)(3320)의 두 종류로 구성될 수 있다.
오버헤드 서브프레임(3315)은 빔 선택을 위해 요구되는 오버헤드 신호가 전송되는 서브프레임으로, 서브프레임을 구성하는 매 심볼(symbol)마다 서로 다른 오버헤드 신호가 빔 스위핑(beam sweeping) 방식으로 전송될 수 있다. 상기의 오버헤드 서브프레임(3315)에는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼의 타이밍 획득을 위한 PSS(primary synchronization signal), 셀 ID를 검출하기 위한 SSS(secondary synchronization signal), 서브프레임의 타이밍을 획득하기 위한 ESS(extended synchronization signal), 그리고 빔을 식별하기 위한 BRS(beam reference signal)이 포함된다. 또한, 오버헤드 서브프레임(3315)은 라디오 프레임(radio frame)(3305)내에 한 개 혹은 복수 개가 존재할 수 있으며, 본 예시 도면에서는 0 번째와 25 번째 서브프레임에서 오버헤드 서브프레임(3315)이 전송된다.
데이터 서브프레임(3320)은 특정 단말에게 전송되는 실제 데이터가 전송되는 서브프레임으로, 단말의 지리학적인 분포에 따라 다른 빔 패턴이 적용될 수 있다.
TRP(3325)는 오버헤드 서브프레임(3315)동안 매 심볼마다 다른 방향으로 빔 스위핑을 하고, 이로 인해 측정된 결과를 바탕으로 단말들과의 데이터 송수신을 위한 자원이 빔 별로 데이터 서브프레임(3320)내에서 할당된다(3330, 3335, 3340). 만약 TRP(3325)에서 송신하는 빔 방향이 단말의 위치와 맞춰지지 않으면, 단말은 해당 데이터 서브프레임의 아무런 신호를 수신할 수 없다. 또한, 하나의 TRP(3325)는 한 라디오 프레임(3305) 동안에 여러 개의 데이터 서브프레임을 전송할 수 있고, 단말은 자신의 위치에 따라 여러 개의 TRP(3325)들로부터 다수의 빔들을 수신할 수 있다.
도 34는 LTE 시스템에서 단말이 셀을 재선택하는 절차를 도시한 도면이다.
셀 재선택은 대기(idle) 상태에 있는 단말의 이동으로 인해 서빙 셀과의 서비스 품질이 주변 셀과의 서비스 품질보다 낮아지는 경우, 단말이 어느 셀에 캠핑할지 결정하는 절차이다. 핸드 오버의 결정은 망(MME 또는 source eNB)에 의해 결정되는데 비해서, 셀 재선택은 측정 값을 기반으로 단말이 결정한다. 또한 단말이 이동하면서 재선택하게 되는 셀은 현재 캠핑하고 있는 서빙 셀과 같은 LTE 주파수를 사용(intra-frequency)하는 셀, 다른 LTE 주파수를 사용(inter-frequency)하는 셀, 또는 다른 무선접속기술을 사용(inter-RAT)하는 셀일 수 있다.
도 34를 참고하면, idle 상태에 있는 단말은 3410 단계에서 서빙 셀에 캠핑하고 있으면서 일련의 동작을 수행한다. 먼저, 3420 단계에서 단말은 서빙 셀의 기지국이 방송하는 시스템 정보(SIB: system information block)를 수신할 수 있다. 참고로 MIB, SIB 1, SIB 2는 모든 단말에게 공통으로 적용되는 시스템 정보이고, SIB 3 내지 SIB 8은 idle 상태에 있는 단말이 셀을 재선택하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 상기의 시스템 정보에는 주변 셀 신호 측정 여부를 결정할 때 사용되는 임계 값, 서빙 셀과 주변 셀들의 rank 계산 시 사용되는 파라미터 등이 포함될 수 있다.
idle 상태에 있는 단말은, 3430 단계에서 불연속 수신(DRX: discontinuous reception) 주기마다 깨어나서 서빙 셀의 절대적인 신호 세기(RSRP(reference signal received power), Qrxlevmeas)와 상대적인 신호 품질(RSRQ(reference signal received quality), Qqualmeas)을 측정할 수 있다. 그리고, 단말은 상기의 측정값 들과 기지국으로부터 수신한 파라미터들을 이용해서 서빙 셀의 수신 레벨(Srxlev)과 수신 품질(Squal)을 계산하고, 이 값들을 임계 값들과 비교해서 셀 재선택 여부를 결정한다. 서빙 셀의 수신 레벨(Srxlev)과 수신 품질(Squal)은 아래의 수식으로 구해질 수 있다.
Srxlev = Qrxlevmeas - (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) - Pcompensation - Qoffsettemp
Squal = Qqualmeas - (Qqualmin + Qqualminoffset) - Qoffsettemp
여기서 사용되는 파라미터들의 정의는 3GPP 표준 문서 "36.304: User Equipment (UE) procedures in idle mode"를 참고한다.
그리고, 단말은 3440 단계에서 측정 값들로부터 구해진 서빙 셀의 신호 세기 및 품질이 임계 값보다 작아지는지 여부(예를 들면, Srxlev < SIntraSearchP 혹은 Squal < SIntraSearchQ)를 판단하여 셀 재선택이 트리거링 되는지 판단할 수 있다.
만약, 상기의 조건(즉, 측정 값들로부터 구해진 서빙 셀의 신호 세기 및 품질이 임계 값보다 작아지는 경우)을 만족하지 않으면, 단말은 3450 단계에서 셀 재선택 없이 해당 서빙 셀에 계속 캠프-온 한다.
그러나, 상기의 조건(즉, 측정 값들로부터 구해진 서빙 셀의 신호 세기 및 품질이 임계 값보다 작아지는 경우)을 만족해서 셀 재선택이 트리거링되면, 3460 단계에서 단말은 우선 순위 기반으로 주변 셀들을 측정할 수 있다. 실시 예에 따라, 높은 우선 순위를 가지는 inter-frequency/inter-RAT 셀에 대해서는 서빙 셀의 품질에 상관 없이 주변 셀 측정을 시작할 수 있다. 또한, 서빙 셀과 우선 순위가 같거나 낮은 inter-frequency 셀에 대해서는 서빙 셀의 신호 세기 및 품질이 시스템 정보로 수신한 임계값(SnonIntraSearchP, SnonIntraSearchQ)보다 작아지게 되면, 즉 Srxlev < SnonIntraSearchP 혹은 Squal < SnonIntraSearchQ을 만족하면 주변 셀에 대한 측정을 시작할 수 있다.
상기 3460 단계의 주변 셀들에 대한 측정이 끝나면, 3470 단계에서 단말은 우선 순위 기반의 셀 재선택을 수행할 수 있다. 첫 번째로, 우선 순위가 높은 inter-frequency/inter-RAT 셀의 재선택에 대해, 해당 셀의 신호 품질이 특정 시간 TreselectionRAT 동안 임계 값 ThreshX , HighQ 보다 크면(Squal > ThreshX , HighQ) 단말은 해당 셀로의 재선택을 수행할 수 있다. 두 번째로, 우선 순위가 낮은 inter-frequency 셀 재선택은 먼저 서빙 셀의 신호 품질이 임계 값 ThreshServing , LowQ 보다 작은 조건(Squal < ThreshServing , LowQ)을 만족하는 지 판단하고, 상기 조건이 만족할 경우에 대해서 inter-frequency 셀의 신호 품질이 특정 시간 TreselectionRAT 동안 임계 값 ThreshX , LowQ보다 크면(Squal > ThreshX , LowQ) 해당 셀을 재선택할 수 있다. 세 번째로 우선 순위가 같은 intra-frequency/inter-frequency 셀 재선택에 대해, 주변 셀들로부터의 측정값(RSRP)을 기반으로 셀 별 rank를 구한다. 서빙 셀과 주변 셀의 rank는 아래의 식과 같이 각각 계산될 수 있다.
Rs = Qmeas,s + QHyst - Qoffsettemp
Rn = Qmeas,n - Qoffset - Qoffsettemp
여기서 Qmeas,s는 서빙 셀의 RSRP 측정 값, Qmeas,n는 주변 셀의 RSRP 측정 값, QHyst는 서빙 셀의 hysteresis 값, Qoffset은 서빙 셀과 주변 셀간의 오프셋이고 Qoffsettemp은 일시적으로 셀에 적용된 오프셋이다. 단말은 상기의 식으로부터 구해진 주변 셀의 rank가 서빙 셀의 rank보다 큰 경우(Rn > Rs)에 대해 주변 셀 중 최적의 셀에 캠핑할 수 있다.
상기의 과정에서 셀 재선택이 결정되면, 2480 단계에서 단말은 해당 셀로부터 시스템 정보를 수신하고, 새로운 서빙 셀로 서비스를 받을 수 있는 지 적합성(suitability) 체크를 한다. 만약, TAI(tracking area identity)가 단말의 TAI 리스트에 있지 않으면 TAU(tracking area update) 절차를 수행하고, 해당 셀이 새로운 셀로 결정되면 서빙 셀로의 동작(시스템 정보 획득, paging 모니터링, 서빙 셀 신호 측정 등)을 수행할 수 있다.
한편, 빔 기반으로 동작하는 NR 시스템에서 빔을 측정하는 횟수는 LTE에서 셀을 측정하는 것과 비교해 더 크다. 빔 그룹은 적어도 하나 이상의 빔으로 구성되며, 각 빔의 기준 신호는 동일한 오버헤드 서브프레임에서 전송되며 적어도 하나의 동일한 값에 의해서 초기화된 코드에 의해서 스크램블링된다. 즉, 기지국은 TRP 별로 복수의 빔을 오버헤드 서브프레임 내의 시간 영역을 나누어 전송하고, 단말은 TRP가 오버헤드 서브프레임에 전송하는 빔들의 세기를 단말의 수신 빔 별로 측정한다. 상기의 intra-TRP 빔 측정은 비용(여기서는 측정에 소요되는 횟수)이 적게 들지만, inter-TRP 빔 측정의 경우에는 여러 TRP로부터 빔 측정을 수행해야 하기 때문에 검색 비용이 증가한다. 또한 inter-frequency 빔 측정은 intra-frequency 빔 측정과 동시에 수행되지 못하기 때문에 더 많은 RF 자원이 필요하다. 즉, 빔 측정을 수행하는 셀의 종류에 따라 빔 측정 절차의 복잡도에 큰 차이를 발생하므로, 본 발명에서는 빔 측정을 수행하는 조건을 주변 셀의 종류에 따라 차등적으로 적용하는 절차에 대해서 살펴보도록 한다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 NR 시스템에서 단말이 서빙 빔을 재선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 35를 참고하면, 3510 단계에서 idle 상태의 NR 단말은 서빙 TRP의 n 번째 빔에 캠프-온할 수 있다. 그리고, 3520 단계에서 단말은 페이징 메시지를 감시할 수 있다.
3530 단계에서 단말은 서빙 빔을 통해 시스템 정보를 수신하고, 3540 단계에서 단말은 서빙 빔 및 주변 빔에 대한 측정을 수행할 수 있다.
만약 주변 빔에 대한 측정 결과가 빔 재선택에 해당하면, 3550 단계에서 단말은 빔을 재선택할 수 있다.
도 36은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 측정 실시 예 1을 도시한 도면이다.
도 36을 참조하면, NR 단말이 서빙 빔의 신호 세기 및 품질을 측정하고, 순차적으로 주변 빔의 측정을 결정하는 주변 빔 측정 절차가 포함되어 있다. 특히, 주변 셀의 종류에 따라 빔 측정을 다르게 정의하기 위해 3가지 임계 값들(Thres 1 > Thres 2 > Thres 3)을 도입하였다.
3610 단계에서 NR 단말은 서빙 빔의 하향 링크 빔 기준 신호 세기와 품질을 측정할 수 있다. 실시 예에 따라, 하향 링크 빔 기준 신호는 해당 TRP/BG의 오버헤드 서브프레임을 통해 송수신될 수 있다.
3620 단계에서 단말은 서빙 빔의 품질(serving beam quality)과 임계 값 1(Thres 1)(제1 임계 값)을 비교하고, serving beam quality < Thres 1을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
만약, serving beam quality < Thres 1을 만족하지 않으면, 단말은 3630 단계에서 주변 빔 측정을 하지 않을 수 있다. 즉, 이 경우에는 서빙 빔의 서비스 품질이 좋기 때문에 빔 재선택을 수행하지 않는다.
그러나, serving beam quality < Thres 1을 만족하는 경우, 3640 단계에서 단말은 intra-TRP에 대해 주변 빔 측정을 시작할 수 있다. 즉, 단말은 서빙 빔이 포함된 TRP(예를 들면, TRP 1)에서 전송하는 다른 빔들에 대한 측정을 시작할 수 있다.
3650 단계에서 단말은 서빙 빔의 품질(serving beam quality)과 임계 값 2(Thres 2)(제2 임계 값)를 비교하고, serving beam quality < Thres 2를 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
만약, serving beam quality < Thres 2를 만족하지 않으면, 단말은 3660 단계에서 intra-TRP(예를 들면, TRP 1)에 대해 주변 빔 측정을 시작할 수 있다.
그러나, serving beam quality < Thres 2를 만족하는 경우, 3670 단계에서 단말은 inter-TRP에 대해 주변 빔 측정을 시작할 수 있다. 즉, 단말은 서빙 빔이 포함되지 않은 TRP들(예를 들면, TRP 2)에서 전송하는 빔 측정을 시작할 수 있다.
3680 단계에서 단말은 서빙 빔의 품질(serving beam quality)과 임계 값 3(Thres 3)(제3 임계 값)을 비교하고, serving beam quality < Thres 3을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
만약, serving beam quality < Thres 3을 만족하지 않으면, 단말은 3690 단계에서 inter-TRP(예를 들면, TRP 2)에 대해 주변 빔 측정을 시작할 수 있다.
그러나, serving beam quality < Thres 3을 만족하는 경우, 3695 단계에서 단말은 inter-frequency(예를 들면, TRP 3)에 대해 주변 빔 측정을 시작할 수 있다. 즉, 단말은 다른 중심 주파수를 가지는 주변 빔들에서 전송하는 빔 측정을 시작할 수 있다.
상기의 절차를 통해 단말은 서빙 빔 및 주변 빔들에 대한 측정을 완료하고, 측정값을 기반으로 빔 재선택을 수행할 수 있다.
도 37 및 도 38은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 측정 실시 예 2을 도시한 도면이다.
본 실시 예에서는, 주변 셀의 종류에 따라 차등적인 임계 값을 설정하고 빔 측정을 결정하는 조건을 정의한다.
도 27을 참고하면, 3730 단계에서 단말(3710)은 임의의 TRP/BG의 n번째 빔(3720)에 캠프-온 하고, 3735 단계에서 단말(3710)은 페이징 메시지를 감시할 수 있다.
3740 단계에서 단말(3710)은 서빙 빔의 하향 링크 빔 기준 신호 세기와 품질을 측정할 수 있다. 실시 예에 따라, 하향 링크 빔 기준 신호는 해당 TRP/BG의 오버헤드 서브프레임을 통해 송수신될 수 있다.
3745 단계에서 단말(3710)은 서빙 빔의 하향 링크 기준 신호 세기와 품질을 소정의 기준 값과 비교할 수 있다. 그리고, 단말(3710)은 상기 비교 결과를 바탕으로 측정할 빔의 범위를 판단할 수 있다.
도 38을 참고하면, 빔 측정 범위의 판단을 위해 수신 신호의 세기(3810) 및 수신 신호의 품질(3820)에 따라 각각 3 개의 임계 값을 설정할 수 있다. 예를 들면, 수신 신호의 세기(3810)에 따라 임계 값 Thres_RP 1(제1 수신 신호 세기 임계 값)(3830), Thres_RP 2(제2 수신 신호 세기 임계 값)(3835), Thres_RP 3(제3 수신 신호 세기 임계 값)(3837)을 정의(Thres_RP 1 > Thres_RP 2 > Thres_RP 3)할 수 있다. 실시 예에 따라서 상기 임계 값의 수는 2 개 이하이거나 4 개 이상일 수 있다. 그리고, 수신 신호의 품질(3820)에 따라 임계 값 Thres_RQ 1(제1 수신 신호 품질 임계 값)(3840), Thres_RQ 2(제2 수신 신호 품질 임계 값)(3845), Thres_RQ 3(제3 수신 신호 품질 임계 값)(3847)을 정의(Thres_RQ 1 > Thres_RQ 2 > Thres_RQ 3)할 수 있다. 실시 예에 따라서 상기 임계 값의 수는 2 개 이하이거나 4 개 이상일 수 있다. 상기의 임계 값들(Thres_RP 1, Thres_RP 2, Thres_RP 3, Thres_RQ 1, Thres_RQ 2, Thres_RQ 3)은 시스템 정보에 포함될 수 있고, 단말(3710)이 해당 서빙 빔을 통해 수신할 수도 있다.
또한, 단말(3710)은 측정 결과와 수신한 임계 값들을 비교해서 다음의 4가지 빔 측정 범위를 결정할 수 있다.
1. 서빙 빔에 대한 측정만 수행(no neighbor beam measurement)
2. 서빙 빔과 동일한 빔 그룹에 속하는 주변 빔에 대한 측정 수행(intra-TRP/BG measurement)
3. 서빙 빔과 다른 빔 그룹에 속하고 서빙 빔과 중심 주파수가 같은 주변 빔들에 대한 측정 수행(inter-TRP/BG measurement)
4. 서빙 빔과 다른 중심 주파수를 가지는 주변 빔들에 대한 측정 수행(inter-frequency measurement)
측정할 빔의 범위를 결정하기 위한 조건과 동작을 매핑한 테이블은 아래 [표 1]과 같이 설정할 수 있다.
[표 1]
이하의 동작은 상기의 테이블을 참고해서 측정할 빔의 범위를 결정하는 단계이다.
다시 도 37을 참고하면, 3750 단계에서 서빙 빔 기준 신호 세기와 품질이 제1 조건을 충족하면, 단말(3710)은 3755 단계에서 서빙 빔(예를 들면, TRP 1(3720)의 서빙 빔)에 대한 측정만 수행할 수 있다.
3760 단계에서 서빙 빔 기준 신호 세기와 품질이 제2 조건을 충족하면, 단말(3710)은 3765 단계에서 서빙 빔(예를 들면, TRP 1(3720)의 서빙 빔)과 동일한 빔 그룹에 속하는 주변 빔들(예를 들면, TRP 1(3720)의 서빙 빔의 주변 빔들)에 대한 측정을 수행할 수 있다.
3770 단계에서 서빙 빔 기준 신호 세기와 품질이 제3 조건을 충족하면, 단말(3710)은 3775 단계에서 서빙 빔(예를 들면, TRP 1(3720)의 서빙 빔)과 다른 빔 그룹에 속하고 서빙 빔과 동일한 중심 주파수(FB 1)를 가지는 주변 빔들(예를 들면, TRP 2(3723)의 빔들)에 대한 측정을 수행할 수 있다.
3780 단계에서 서빙 빔 기준 신호 세기와 품질이 제4 조건을 충족하면, 단말(3710)은 3785 단계에서 서빙 빔(예를 들면, TRP 1(3720)의 서빙 빔)과 다른 중심 주파수(FB 2)를 가지는 주변 빔들(예를 들면, TRP 3(3725)의 빔들)에 대한 측정을 수행할 수 있다.
그 후, 3790 단계에서 단말(3710) 측정 결과를 바탕으로 새로운 서빙 빔을 재선택할 수 있다.
도 39는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템에서 단말이 서빙 빔을 재선택하는 실시 예 2의 단말 동작을 도시한 도면이다.
도 39를 참고하면, 3910 단계에서 idle 상태의 NR 단말은 서빙 TRP의 n 번째 빔에 캠프-온하고, 3920 단계에서 페이징 메시지를 감시할 수 있다. 3930 단계에서 단말은 서빙 빔을 통해 시스템 정보를 수신하고, 3940 단계에서 단말은 서빙 빔에 대한 측정을 수행할 수 있다.
3950 단계에서 단말은 서빙 빔의 측정 결과와 빔 측정 범위를 결정하기 위한 임계 값들을 비교하여, 동작 조건을 결정할 수 있다. 이때, 단말은 상기에 설명한 빔 범위 결정 테이블(표 1)을 참고해서 측정할 빔을 결정할 수 있다.
3960 단계에서는 이전 단계에서 결정된 매핑 룰에 따라 해당 TRP/BG의 빔을 측정할 수 있다. 그리고, 3970 단계에서 단말은 주변 빔에 대한 측정 결과를 기반으로 빔을 재선택할 수 있다.
도 40은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 40을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 송수신부(transceiver) 및 제어부(4040)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 단말은 저장부(4030)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 송수신부는 RF(radio frequency) 처리부(4010)일 수 있으며, 실시 예에 따라 상기 송수신부는 RF 처리부(4010) 및 기저대역(baseband) 처리부(4020)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 RF 처리부(4010)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(4010)는 상기 기저대역 처리부(4020)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(4010)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 40에서는 하나의 안테나만이 도시되었으나, 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(4010)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(4010)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(4010)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부(4010)는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어(layer)를 수신할 수 있다. 상기 RF 처리부(4040)는 제어부(4010)의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.
기저대역 처리부(4020)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(4020)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(4020)는 상기 RF 처리부(4010)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 예를 들어, OFDM 방식을 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(4020)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(4020)는 상기 RF 처리부(3h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.
기저대역 처리부(4020) 및 RF 처리부(4010)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(4020) 및 상기 RF 처리부(4010)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(4020) 및 상기 RF 처리부(4010) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(4020) 및 상기 RF 처리부(4010) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 LTE 망, NR 망 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예를 들면, 2.5 GHz, 5 Ghz 등) 대역, mm파(millimeter wave)(예를 들면, 60 GHz 등) 대역을 포함할 수 있다.
저장부(4030)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(4030)는 상기 제어부(4040)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
제어부(4040)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4040)는 상기 기저대역 처리부(4020) 및 상기 RF 처리부(4010)을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(4040)는 상기 저장부(4030)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(4040)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4040)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(4040)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 상기 제어부(4040)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결 처리부(4045)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(4040)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(4010)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 41은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 41을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(혹은 송수신점(TRP)) 은 송수신부(transceiver) 및 제어부(1340)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 기지국은 백홀 통신부(4150), 저장부(4130)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 송수신부는 RF(radio frequency) 처리부(4110)일 수 있으며, 실시 예에 따라 상기 송수신부는 RF 처리부(4110) 및 기저대역(baseband) 처리부(4120)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 RF 처리부(4110)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(4110)는 상기 기저대역 처리부(4120)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(4110)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 도 41에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 기지국은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(4110)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(4110)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(4110)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부(4110)는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
기저대역 처리부(4120)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(4120)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(4120)은 상기 RF 처리부(4110)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(4120)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(4120)은 상기 RF 처리부(4110)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(4120) 및 상기 RF 처리부(4110)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(4120) 및 상기 RF 처리부(4110)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(4120) 및 상기 RF 처리부(4110) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(4120) 및 상기 RF 처리부(4110) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예를 들면, IEEE 802.11 등), 셀룰러 망(예를 들면, LTE 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예를 들면, 2.5 GHz, 5 Ghz 등) 대역, mm 파(millimeter wave)(예를 들면, 60 GHz 등) 대역을 포함할 수 있다.
백홀 통신부(4130)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀 통신부(4130)는 상기 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조 기지국(또는 다른 이웃 기지국), 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환할 수 있다.
저장부(4130)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 상기 저장부(4130)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(4130)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(4130)는 상기 제어부(4140)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
제어부(4140)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4140)는 상기 기저대역 처리부(4120) 및 상기 RF 처리부(4110)를 통해 또는 상기 백홀 통신부(4150)을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(4140 )는 상기 저장부(4130)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(4140)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4140)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 기지국의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 기지국 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(4140)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 상기 제어부(4140)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결 처리부(4145)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(13404140 는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(4110)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
<제4 실시예>
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준가운데 가장 최신의 표준인 3GPP LTE (3rd generation partnership project long term evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP NR(new radio: 5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.
도 42는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 망 구조의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 42를 참고하면, 무선 통신 시스템(예를 들면, LTE 시스템)은 여러 개의 기지국들(eNB, base station, evolved Node B)(4220, 4223, 4225, 4227)과 이동성 관리 엔티티(MME: mobility management entity)(4230) 및 S-GW(serving-Gateway)(4240)를 포함할 수 있다. 사용자 단말(UE(user equipment), 단말, terminal)(4210)은 기지국(4220, 4223, 4225, 4227) 및 S-GW(4240)을 통해 외부 네트워크에 접속gkf 수 있다.
상기 기지국들(4220, 4223, 4225, 4227)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말(4210)들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(4220, 4223, 4225, 4227)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말(4210)들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말(4210)들과 코어 망(CN: core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(4230)는 단말(4210)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들(4220, 4223, 4225, 4227과 연결된다. 그리고, S-GW(4240)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(4230) 및 S-GW(4240)는 망에 접속하는 단말(4210)에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며, 상기 기지국(4220, 4223, 4225, 4227)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국(4220, 4223, 4225, 4227)으로 전달할 패킷을 처리할 수 있다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 43을 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 기지국(eNB)에서 각각 PDCP(packet data convergence protocol)(4310, 4330), RLC(radio link control)(4315, 4335), MAC(medium access control)(4320, 4340)으로 이루어진다. PDCP(4310, 4330)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, RLC(4315, 4335)는 PDCP PDU(packet data unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(4320, 4340)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(PHY, physical layer)(4325, 4345)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한 물리 계층(4325, 4345)에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ(hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신 여부를 1 비트로 전송할 수 있다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH(physical hybrid-ARQ indicator channel) 물리 채널을 통해 전송되며, 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH(physical uplink control channel)이나 PUSCH(physical uplink shared channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다.
HARQ 전송방식으로는 비동기식(asynchronous) HARQ와 동기식(synchronous) HARQ가 있다. 비동기식 HARQ는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정되지 않은 방식이며, 동기식 HARQ에서는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정(예를 들어, 8 ms)된 방식이다. 또한, 한 단말에 대해 하향 링크 및 상향 링크에 대해 병렬적으로 복수 개의 송수신을 동시에 수행할 수 있으며, 각각의 전송은 HARQ 프로세스 식별자로 구분된다.
한편 비동기식 HARQ에서는 재전송 타이밍이 정해져 있지 않기 때문에, 매 재전송 마다, 본 전송이 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지와 이 전송이 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보를 기지국이 PDCCH(physical downlink control channel) 물리 채널을 통해 제공한다. 보다 상세히는, 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 HARQ process ID 필드를 통해 전송하며, 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 NDI(new data indicator) 비트를 통해 전송할 수 있다. 이때, NDI 비트가 기존 값 대비 변경되지 않은 경우 재전송을 뜻하며, 다른 값으로 변경된 경우 신규 전송임을 뜻한다. 이에 따라, 단말은 기지국이 전송하는 PDCCH 내의 자원 할당 정보를 수신하여, 해당 전송에 대한 상세한 사항을 파악하여, 하향 링크의 경우 PDSCH(physical downlink shared channel) 물리 채널을 통해 실제 데이터를 수신하며, 상향 링크의 경우 PUSCH(physical uplink shared channel) 물리 채널을 통해 실제 데이터를 송신할 수 있다.
한편, 본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층(4310 4330)의 상위에는 각각 RRC(radio resource control) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속, 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다.
도 44는 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
5G 시스템은 높은 전송 속도를 위해 넓은 주파수 대역폭을 확보하기 위해 고주파수에서 동작하는 시나리오를 고려할 수 있으며, 고주파수에서는 신호 전달에 어려움 때문에 빔(beam)을 생성하여 데이터를 전송하는 시나리오를 고려할 수 있다.
이에 따라, 기지국, 혹은 송수신점(TRP: transmission reception point)(4401)이 셀 내의 단말들(4471, 4473, 4475, 4477)과 통신할 때 서로 다른 빔을 사용하여 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다. 즉, 본 예시 도면에서는 단말 1(4471)은 빔 #1(4451)을 활용하여 통신하며, 단말 2(4473)는 빔 #5(4455)을 활용하여 통신하며, 단말 3(4475), 단말 4(4477), 단말 5(4479)는 빔 #7(4457)을 통해 통신하는 시나리오를 가정한다.
단말(4471, 4473, 4475, 4477)이 TRP(4401)와 어떠한 빔을 사용해서 통신하는지를 측정하기 위해, 오버헤드 서브프레임(overhead subframe, osf)(4403)이 시간 상으로 존재하며, 상기 osf(4403)에서 기지국(4401)은 심볼 별로(혹은 여러 심볼에 걸쳐) 각기 다른 빔을 사용하여 기준 신호(reference signal)을 전송할 수 있다. 본 예시 도면에서는 기지국(4401)이 전송하는 빔이 빔 #1(4451)부터 빔 #12(4462)까지 12 개의 빔이 있는 것을 가정하며, 상기 osf(4403)에서 매 심볼마다 각기 다른 빔이 스위핑(sweeping)되어 전송되는 경우를 가정한다. 즉, osf(4403) 내에서 각 심볼 별로(예를 들어, 첫 번째 심볼(4431)에서 빔 #1(4451) 전송, 두 번째 심볼 내지 열 두 번째 심볼(4432, 4433, 4434, 4435, 4436, 4437, 4438, 4439, 4440, 4441, 4442)에서 빔 #2 내지 빔 #12(4452, 4453, 4454, 4455, 4456, 4457, 4458, 4459, 4460, 4461, 4462)가 각각 전송) 각각의 빔이 전송되어, 단말은 osf(4403)를 측정하여, osf(4403) 내에 전송되는 어떤 빔으로부터의 신호가 가장 센지를 측정할 수 있게 된다.
본 예시 도면에서는 해당 osf(4403)가 25 서브프레임 마다 반복되는 시나리오를 가정하며, 나머지 24 개의 서브프레임은 일반 데이터가 송수신되는 데이터 서브프레임(data subframe, dsf)(4405) 이다.
이에 따라, 기지국(4401)의 스케쥴링에 따라 상기 단말 3(4475), 단말 4(4477), 단말 5(4479)는 빔 #7(4457)을 공통으로 사용하여 통신하고(4411), 상기 단말 1(4471)은 빔 #1(4451)을 사용하여 통신하며(4413), 단말 2(4473)은 빔 #5(4455)을 활용하여 통신(4415)하는 시나리오를 가정한다.
본 예시 도면에서는 기지국(4401)의 송신 빔 #1(4451)부터 송신 빔 #12 (4462)에 대해 주로 도식화 하였으나, 상기 기지국(4401)의 송신 빔을 수신하기 위한 단말의 수신 빔(예를 들어, 상기 단말 1(4471)의 수신 빔 #1 내지 수신 빔 #4(4481, 4483, 4485, 4487))을 추가로 고려할 수 있다. 본 예시 도면에서 상기 단말 1(4471)은 4개의 빔(4481, 4483, 4485, 4487)을 갖고 있으며, 어떠한 빔이 가장 좋은 수신 성능을 내는지를 판단하기 위해 빔 스위핑을 수행할 수 있다. 이 때, 동시에 여러 빔을 사용할 수 없는 경우, 각 osf(4403)에 대해 하나의 수신 빔을 사용하여, 수신 빔 개수만큼 여러 osf(4403)를 수신하여 최적의 기지국(4401)의 송신 빔과 단말의 수신 빔을 찾을 수 있다.
도 45는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제안하는 빔 조정 방법을 도식화한 예시 도면이다.
도 45는 도 44와 같이 프레임 구조의 한 예시를 나타낸 것이며, 기지국이 전송하는 하향 링크 송신 빔(downlink transmission beam, DL TX Beam)(4501, 4502, 4503, 4504) 이 osf에서 스위핑되며, 상기 osf는 소정의 주기를 갖고 반복되는 시나리오이다.
단말은 기지국과 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있는 통신을 할 수 있는 연결 상태(connected mode)와, (송수신할 데이터가 없는 경우에)설정된 주기로 하향 링크 트래픽이 있는지만을 모니터링하며(이를 페이징 paging 이라 함) 나머지 시간에서는 데이터를 송수신하지 않는 휴면/휴지 상태(idle mode)로 동작한다. 상기 휴면 상태에서도 페이징을 수신하기 위해, 단말은 주변의 기지국을 계속 탐색해야한다. 그리고, 본 발명과 같이 빔을 사용하는 경우, 단말은 선택한 기지국 내에서도 최적의 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔을 탐색, 선택하여야 한다.
이와 같이 단말이 휴면 모드에서 기지국에서의 송신 빔 및 단말 수신 빔을 모니터하여 결정하지 못한 경우에, 단말은 해당 기지국에서 모든 조합에 대해 측정을 수행할 수 있다. 예를 들면, 본 시나리오에서 기지국은 4개의 TX Beam이 있으며, 단말도 하향 링크에 대해 4개의 수신 빔(downlink reception beam, DL RX Beam)이 있는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우에, 단말은 단말의 각 수신 빔을 사용하여, 매 osf마다 단말의 수신 빔을 변경하여 모든 측정을 수행할 수 있다(4511, 4512, 4513, 4514). 상기 측정(4511, 4512, 4513, 4514)을 위해 단말은 기지국으로부터의 동기 신호에 따라 하향 링크를 동기화 하여, 각 서브프레임의 타이밍을 획득하고, 이에 따라 특정한 서브프레임이 osf인지 dsf인지에 대해 알 수 있다. 상기 측정 과정(4511, 4512, 4513, 4514)을 통해 단말은 기지국의 TX Beam으로 전송되는 기지국의 하항 링크 기준 신호가 소정의 조건을 만족하는지를 판단하고 이를 만족하면, 단말은 해당 빔을 적합한(suitable) 빔으로 간주할 수 있다. 그리고, 단말은 상기 적합한 빔에 캠프-온(camp-on)을 하여, 이후 해당 빔으로부터 페이징을 모니터링 할 수 있다. 상기의 절차를 통해 단말은 해당 기지국으로부터의 최상의 TX Beam, 단말의 RX Beam 조합을 찾을 수 있다(4551).
본 예시 도면 45에서는 상기의 4551 절차로 TX Beam #3과 RX Beam #2을 찾았다고 가정할 수 있다. 이후 단말은 더 이상 상기의 4551 절차와 같이 매 osf마다 각 RX Beam을 사용하여 측정을 업데이트하지 않고, 본 발명에서 제안하는 소정의 불연속수신(DRX: discontinous receptin) 주기(4525)를 갖고 현재 최상의 RX Beam(본 예시에서는 RX Beam #2)를 사용해서, 현재 최상의 TX Beam(본 예시에서는 TX Beam #3)을 측정할 수 있다 (4521, 4523). 이를 통해 단말은 전력 소모를 줄이면서도 상기 4551 절차에서 찾은 TX Beam, RX Beam 조합으로부터 측정한 신호 세기/품질이 소정의 수준(예를 들면, 제1 임계 값) 이상인지를 판단할 수 있다(4553).
상기의 예시에서는 설명의 편의를 위해 선택된 하나의 RX Beam만(RX Beam #2)을 측정하는 것을 가정하였으나, 또 다른 실시 예로 수신의 신뢰도를 높이기 위해 인접한 다른 RX Beam을 추가로 측정하는 경우도 고려할 수 있다. 즉, 하향 링크 수신 빔 설정에서 하향 링크 수신 빔의 개수(수신 빔 width 혹은 sweeping length)는 단말이 지원하는 수신 빔의 개수와 관련된 정보와 주파수 밴드 별로 미리 설정된 소정의 정수의 조합(혹은 둘 중 낮은 값)으로 결정할 수 있다. 상기의 소정의 수준 이상임을 판단할 때는 하향 링크 기준 신호 세기와 상향 링크 보정 팩터와 소정의 상수를 입력으로 하는 수식에 의해서 결정될 수 있다. 그리고, 상향 링크 보정 팩터는 단말의 상향 링크 전송 빔 설정 능력과 단말의 파워 클래스를 입력으로 하는 수식에 의해 결정될 수 있으며, 단말의 상향 링크 전송 빔 설정 능력은 단말이 지원하는 NR 밴드 별로 정의될 수 있다.
한편, 실시 예에 따라 상기 DRX 주기에 따라 측정을 수행하는 설정 정보는 기지국이 단말에게 브로드캐스트로 전송해 줄 수 있다. 또는 기지국이 특정 단말에게 전송되는 제어 신호 통해 상기 설정 정보를 단말에게 전송할 수도 있다. 그리고, 실시 예에 따라 상기 설정 정보는 기준 신호(BRS)와 함께 단말에게 전송될 수도 있고, 별개의 신호로 전송될 수도 있다. 이때, 상기 설정 정보는 DRX 주기, 몇 개의 RX Beam을 사용해서 단말이 측정을 수행할 것인지(즉, RX Beam 스위핑 횟수), 몇 개의 TX Beam을 통해 기지국이 BRS를 전송할 것인지, 측정된 신호 세기/품질과 비교할 제1 임계 값 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 4553 절차에서 측정한 결과가 소정의 수준 이하인 경우, 단말은 다시 새로운 최적의 TX Beam과 RX Beam 조합을 찾기 위해, 상기의 DRX 동작(즉, 4553 절차)을 중지하고, n개의 연속적인 osf에 대해서 Rx beam 스위핑(sweeping)해서 새로운 DL Tx beam과 DL Rx beam 결정할 수 있다. 즉, 기지국은 매 osf 마다 RX Beam(4531, 4532, 4533, 4534)을 변경하면서 기준 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 단말은 매 osf마다 단말의 모든 TX Beam으로부터의 기준 신호를 측정(4541, 4542, 4543, 4544)해서 새로운 최적의 TX Beam과 RX Beam 조합을 찾을 수 있다(4555). 만약 상기 측정 결과로부터 소정의 기준 이상 빔을 찾게 되면, 단말은 상기의 DRX 동작(즉, 4553 절차)으로 복귀하지만, 만약 어떠한 빔 조합도 상기의 조건을 만족하지 못하는 경우 다른 기지국, 혹은 TRP의 신호를 탐색하여, 적합한 기지국의 적합한 빔 조합을 찾을 수 있다.
도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 조정 방법을 사용할 때의 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 46에서는 설명의 편의를 위해, 도 45의 4551 단계 및 4553 단계와 같이 이미 최적의 기지국의 TX Beam 및 단말의 RX Beam(예를 들면, TX Beam #3, RX Beam #2)를 찾은 경우를 가정하도록 한다.
상기와 같은 경우, 단말(4610)은 모든 RX Beam을 사용하여 기지국(4615)으로부터의 기준 신호를 측정하는 것 대신, 제한된 숫자의 RX Beam(예를 들면, 2개(RX Beam #1, RX Beam #2))를 사용하여 기지국(4615)으로부터의 기준 신호를 측정할 수 있다. 즉, 단말(4610)은 4620 단계에서 디폴트 DL RX beam의 스위핑 횟수를 2로 설정하고, RX Beam #1 및 RX Beam #2를 사용하여 기지국(4615)으로부터의 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다.
이에 따라 4631 단계 및 4631 단계에서, 단말(4610)은 상기 가정과 같이 이미 측정한 TX Beam #3에 대해 Rx Beam #1과 RX Beam #2를 사용하여 기지국(4615)으로부터의 빔 기준 신호(BRS: beam reference signal)를 측정할 수 있다. 그리고, 상기 도 45와 관련된 부분에서 전술한 바와 같이, 단말은 매 osf를 측정하지 않고 소정의 불연속수신(DRX) 주기(4630)에 따라, 4633 단계 및 4634 단계에서 해당 빔을 측정할 수 있다. 즉, 단말은 DRX 주기에 따라서 4633 단계 및 4634 단계에서 TX Beam #3에 대해 Rx Beam #1과 RX Beam #2를 사용하여 기지국(4615)으로부터의 BRS를 측정할 수 있다.
이후, 해당 제한된 숫자의 RX Beam(예를 들면, Rx Beam #1과 RX Beam #2)으로 측정한 결과가 모두 소정의 조건을 만족하지 못할 수 있다. 이에, 단말(4610)이 4640 단계에서 적절한 빔을 찾지 못할 수 있다.
이에, 4645 단계에서 단말(4610)은 RX Beam의 숫자를 늘려서 추가로 측정할 수 있다. 이때, 실시 예에 따라 단말(4610)은 상기 DRX 주기(4630)보다 작은 숫자의 주기로 혹은 연속된 osf에 대해서 측정을 수행할 수 있다. 본 예시 도면에서는 RX Beam의 숫자를 4로 늘리는 것을 가정하였다(예를 들면, RX Beam #1, RX Beam #2, RX Beam #3, RX Beam #4). 이때, 실시 예에 따라 매 RX Beam 마다 측정 시의 TX Beam 숫자도 늘려서 추가로 측정을 진행할 수 있다. 본 예시 도면에서는 TX Beam 수신을 1개(예를 들면, TX Beam #3)에서 4개(예를 들면, TX Beams #1, TX Beams #2, TX Beams #3, TX Beams #4)로 늘려서 측정하는 경우를 가정하였다. 이에 따라, 4651 단계, 4652 단계, 4653 단계, 4654 단계, 4656 단계, 4657 단계, 4658 단계, 4659 단계, 4661 단계, 4662 단계, 4663 단계, 4664 단계, 4666 단계, 4667 단계, 4668 단계 및 4669 단계에서 단말(4610)은 각 RX Beam 별(RX Beam #1, RX Beam #2, RX Beam #3, RX Beam #4)로 기지국(4615)이 전송하는 TX Beam(TX Beams #1, TX Beams #2, TX Beams #3, TX Beams #4)의 BRS를 측정할 수 있다.
단말(4610)은 상기의 절차에 따라 BRS를 측정하여, 4670 단계에서 소정의 조건을 만족하는 최적의 TX Beam, RX Beam의 조합을 찾을 수 있다. 본 예시 도면에서는 생략하였으나, 만약 해당 기지국(4615)으로부터 상기의 소정의 조건을 만족하는 최적의 TX Beam, RX Beam의 조합을 찾지 못한 경우, 단말(4610)은 다른 기지국의 빔을 찾을 수도 있다.
본 예시 도면에서는 4670 단계에서 단말(4610)이 TX Beam #1과 RX Beam #3을 최적의 조합으로 찾은 것으로 가정할 수 있다. 이 경우, 4681 단계 및 4682 단계에서 단말(4610)은 다시 줄어든 숫자의 RX Beam(예를 들면, 2개의 RX Beam(RX Beam #3, RX Beam #4))으로 해당 TX Beam(예를 들면, TX Beam #1)의 신호 세기/품질을 측정할 수 있다.그리고, 단말(4610)은 DRX 주기(4680)를 사용하여 측정 주기를 조절하여, 4683 단계 및 4684 단계에서 해당 빔의 측정을 수행함으로써, 단말(4610)의 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 47을 참고하면, 4710 단계에서 단말은 현재 캠핑하고 있는, 혹은 연결되어 있는 기지국으로부터 현재 하향 링크 수신빔 설정에 따라 기준 신호를 측정할 수 있다. 본 예시 도면에서는 설명의 편의를 위해, 도 45의 4553 단계와 같이, 단말이 이미 최적의 TX Beam, RX Beam를 찾은 경우를 가정하며, 이에 따라, 소정의 DRX 주기를 갖고 측정을 수행하는 시나리오를 가정한다.
이후, 4720 단계에서 단말은 현재 설정에 따라 기준 신호 측정한 결과가 모두 소정의 조건을 만족하지 못하는 지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 단말은 서빙 빔의 품질이 미리 설정된 제1 임계 값(Thres 1)보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 서빙 빔의 품질이 미리 설정된 제1 임계 값(Thres 1)보다 작지 않은 경우, 단말은 4710 단계로 복귀하여 소정의 DRX 주기를 갖고 측정을 수행할 수 있다.
한편, 서빙 빔의 품질이 미리 설정된 제1 임계 값(Thres 1)보다 작은 경우, 4730 단계에서 단말은 수신빔 설정 및 방향을 조정하여 추가로 측정을 수해할 수 있다. 상기 수신빔 설정에는 수신빔의 숫자를 늘려서 추가로 측정하는 방법을 포함한다.
이때, 4740 단계에서 단말은 상기 DRX 주기보다 작은 숫자의 주기로, 혹은 연속된 osf에 대해서 측정을 수행하여 최적의 TX Beam, RX Beam의 조합을 찾을 수 있다. 그리고, 단말은 4750 단계에서 최적의 TX Beam, RX Beam의 조합을 찾았는지 판단할 수 있다. 예를 들면, 단말은 수정된 서빙 빔의 품질, 즉 측정된 빔의 수신 품질이 미리 설정된 제2 임계 값(Thres 2)보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 측정된 빔의 수신 품질이 미리 설정된 제2 임계 값(Thres 2)보다 작지 않은 경우, 단말은 이를 최적의 TX Beam, RX Beam의 조합으로 결정할 수 있다. 그리고 4710 단계로 복귀하여 단말은 소정의 DRX 주기를 갖고 측정을 수행할 수 있다.
만약, 상기의 절차를 통해서도 소정의 조건을 만족하는 상기 기지국의 빔 조합을 찾지 못한 경우, 단말은 4760 단계에서 다른 기지국의 빔을 찾기 시작할 수 있다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 48을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은 송수신부(transceiver) 및 제어부(4840)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 단말은 저장부(4830)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 송수신부는 RF(radio frequency) 처리부(4810)일 수 있으며, 실시 예에 따라 상기 송수신부는 RF 처리부(4810) 및 기저대역(baseband) 처리부(4820)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 RF 처리부(4810)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(4810)는 상기 기저대역 처리부(4820)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(4810)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 48에서는, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(4810)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(4810)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(4810)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부(4810)는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다. 상기 RF 처리부(4810)는 제어부(4840)의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(4820)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(4820)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(4820)는 상기 RF 처리부(4810)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(4820)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(4820)는 상기 RF 처리부(4810)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(4820) 및 상기 RF 처리부(4810)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(4820) 및 상기 RF 처리부(4810)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(4820) 및 상기 RF 처리부(4810) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예를 들면, 2.5 GHz, 5 Ghz 등) 대역, mm파(millimeter wave)(예를 들면, 60 GHz 등) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(4830)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(4830)는 제어부(4840)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
상기 제어부(4840)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4840는 상기 기저대역 처리부(4820) 및 상기 RF 처리부(4810)을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(4840)는 상기 저장부(4830)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(4840)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4840)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(4840)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1240)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(1210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(4840)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결 처리부(4845)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4840)는 상기 단말이 상기 도 47에 예시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 단말의 제어부(4840)는 단말의 RF 처리부(4810) 및 기저대역 처리부(4820)로 하여금 특정 기지국이 전송하는 각기 다른 송신 빔을, 단말의 각기 다른 빔을 사용하여 측정하도록 지시할 수 있으며, 최적의 송신빔, 수신빔을 찾은 후, 본 발명에서 제안한 방안을 사용하여 소정의 DRX 주기로 특정 송신빔, 수신빔을 사용하여 측정을 지시할 수 있다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
<제5 실시예>
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.
본 발명은 NR 네트워크 및 LTE 네트워크로 통신 가능한 NR 통신 장치와 LTE 통신 장치를 구비한 단말이 무선 이동 통신을 수행할 네트워크를 선택하는 방법 및 장치에 관한 것으로 단말 동작은 아래 단계들을 포함할 수 있다.
LTE 망에서 PLMN(public land mobile network) 식별자를 획득하기 위해 제1 방법을 적용하는 단계;
NR 망에서 PLMN 식별자를 획득하기 위해 제2 방법을 적용하는 단계;
획득한 PLMN 식별자를 고려해서 PLMN을 선택하는 단계;
선택된 PLMN에서 이동 통신 서비스를 개시하는 단계.
제1 방법은 모든 RF 채널들을 스캔해서 캐리어를 탐지하고, 탐지된 캐리어의 셀 중 신호 세기가 가장 강한 셀의 시스템 정보를 수신해서 PLMN 식별자를 획득함을 특징으로 한다.
제2 방법은 조건 A를 충족하는 RF 채널들을 스캔해서 캐리어를 탐지하고, 탐지된 캐리어의 하향 링크 빔 중 조건 B를 충족하는 하향 링크 빔의 시스템 정보를 획득해서 PLMN 식별자를 획득함을 특징으로 한다.
또한 LTE의 RF 채널은 제1 대역폭을 가지는 주파수 영역으로 구성되며 EARFCN이라는 소정의 정수에 의해서 특정된다. 그리고, NR의 RF 채널은 제2 대역폭을 가지는 주파수 영역으로 구성되며 NARFCN이라는 소정의 정수에 의해서 특정됨을 특징으로 한다.
조건 A를 충족하는 RF 채널은, 단말이 스캔할 수 있는 RF 채널 들 중 소정의 값보다 낮은 주파수를 가지는 RF 채널을 의미하거나, 아이들(idle) 모드 동작이 허용되는 주파수 밴드의 RF 채널을 의미할 수 있다.
조건 B를 충족하는 하향 링크 빔이란, 하향 링크 빔의 기준 신호 세기가 소정의 값 이상이거나, 하향 링크 빔의 소정의 시스템 정보가 수신 가능한 빔을 의미한다. 이 때 상기 시스템 정보는 PLMN 식별자가 수납된 시스템 정보가 아니라 빔 기준 신호와 동일한 시점에 전송되는 시스템 정보, 즉 PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보일 수 있다.
도 49는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 49를 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(NR NB(new radio node B) 또는 gNB 등일 수 있다.)(4910) 과 차세대 코어 네트워크(NR CN(new radio core network) 또는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등일 수 있다.)(4920)로 구성될 수 있다. 사용자 단말(NR UE(new radio user equipment) 또는 단말, terminal, UE)(4930)은 NR NB(4910) 및 NR CN(4920)를 통해 외부 네트워크에 접속gkf 수 있다.
한편, 도 49에서 NR NB(4910)는 기존 LTE 시스템의 기지국(eNB(evolved node B))(4940)에 대응될 수 있다. NR NB(4910)는 NR UE(4930)와 무선 채널로 연결되며 기존 LTE 노드 B(4940)보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE(4930)들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(4910)가 담당gkf 수 있다. 하나의 NR NB(4910)는 통상 다수의 셀들을 제어할 수 있다.
기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE의 최대 대역폭 이상의 대역폭을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM: orthogonal frequency division multiplexing)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍(beamforming) 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말(4930)의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(AMC: adaptive modulation & coding) 방식을 적용할 수 있다. NR CN(4920)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. NR CN(4920)는 단말(4930)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국(4910)들과 연결될 수 있다.
또한, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, 실시 예에 따라 NR CN(4920)이 MME(4950)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. MME(4950)는 기존 기지국인 eNB(4940)과 연결된다.
도 50은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 빔 스위핑을 설명하기 위한 도면이다.
NR에서는 기존 LTE 보다 증가된 데이터 전송 속도를 지원하는 것을 목표로 한다. NR에서 데이터 전송 속도를 높이기 위한 방법으로, 6 GHz 이상의 주파수 대역에 존재하는 넓은 주파수 대역을 사용하여 신호를 전송하는 방법이 고려되고 있다. 즉, 28 GHz 대역, 또는 60 GHz 대역과 같이 millimeter wave(이하 mmWave) 대역을 사용하여 전송률을 증대하는 것을 고려하고 있다. mmWave를 위해 고려되는 주파수 대역은 거리 당 신호 감쇄 크기가 상대적으로 크기 때문에, 커버리지 확보를 위해서는 다중 안테나를 사용하여 생성된 지향성 빔(directional beam)기반의 전송이 요구된다. 지향성 빔 기반 전송은 빔이 형성되지 않은 위치에서는 신호를 송신 또는 수신 하기 어려운 문제가 발생하고 이를 극복하기 위해 빔 스위핑이란 기법이 사용된다. 빔 스위핑이란, 송신 장치가 일정한 빔 너비(beam width)를 가지는 지향성 빔을 순차적으로 스위핑해서 혹은 회전시키면서 전송해서 상기 송신 장치의 빔 도달 거리 내에 있는 수신 장치에게 빔이 수신되도록 하는 기법이다.
예를 들어, TRP(transmission reception point, 네트워크에서 무선 신호를 송수신하는 장치이며 5G NB일 수도 있고, 5G NB와 연결된 장치일 수도 있다)(5005)는 임의의 시점 t1에 소정의 너비를 가지는 지향성 빔을 소정의 방향으로 전송하고, t2에 동일한 너비를 가지는 지향성 빔을 다른 방향으로 전송하는 등 소정의 기간 동안(예를 들면, t1 내지 t11) 상기 빔이 전 방향을 망라하도록 할 수 있다. 결과적으로, 예를 들면 기지국(5005)이 전송한 하향 링크 신호는 t9에 제1 단말(5015)에게 도달하고, t4에 제2 단말(5010)에 도달할 수 있다.
상기 빔 스위핑은 기지국(5005)이 단말(5010, 5015)에게 적용할 지향성 빔의 방향을 모를 때 주로 사용되며, 유휴 상태 단말(idle 상태 단말)에게 전송할 공통 오버 헤드 신호는 상기 빔 스위핑을 통해 전송될 수 있다.
빔의 효율을 높이기 위해 송신 지향성 빔뿐만 아니라 수신 지향성 빔도 사용될 수 있다. 수신 지향성 빔이 사용될 경우 송신 빔의 지향성/방향과 수신 빔의 지향성/방향이 서로 동조되어야 한다.
예컨대, 단말이 송신 빔의 영역에 위치한다 하더라도, 5020으로 예시된 것과 같이 단말의 수신 빔의 지향성이 기지국의 송신 빔의 지향성과 동조되지 않으면, 단말은 송신 빔을 수신하지 못한다. 반면 5025로 예시된 것과 같이 기지국의 송신 빔의 지향성과 단말의 수신 빔의 지향성이 동조될 경우, 단말이 수신 빔을 사용하지 않는 경우에 비해 훨씬 높은 효율로 데이터를 송수신할 수 있다.
수신 장치는 송신 빔과 동조하는 수신 빔을 찾기 위해서, 동일한 송신 빔에 대해서 서로 다른 수신 빔을 적용해서 가장 우수한 수신 품질을 제공하는 수신 빔을 탐색한다. 이 과정을 수신 빔 스위핑이라 한다.
도 51은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 시스템의 서브 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
지향성 빔 혹은 아날로그 빔 혹은 하이브리드 빔이 사용되는 이동 통신 시스템에서는 상기 공통 오버 헤드 신호를 특정 서브 프레임에서 빔 스위핑 전송하는 한편, 또 다른 서브 프레임에서는 단일 방향의 지향성 빔을 사용해서 특정 단말과 사용자 데이터를 송수신할 수 있다.
상기 오버헤드 신호를 수납한 서브 프레임인 오버헤드 서브프레임(OSF: overhead subframe)(5105)은 일정한 주기(5110)로 반복 전송될 수 있다. 하나의 서브 프레임은 복수 개의 심볼로 구성되며, OSF에서는 심볼 하나 당 하나의 지향성 빔이 전송될 수 있다. 예컨대 OSF의 첫번째 심볼(5115)이 t1에, 두번째 심볼(5120)이 t2에, 11번째 심볼(5125)이 t11에 대응되고, 각 심볼 별로 동일한 빔 너비를 가지지만 다른 영역을 커버하고 다른 방향으로 지향성이 설정된 지향성 빔(혹은 아날로그 빔)이 전송될 수 있다. 한편, 빔이 전송된다는 것은 해당 빔을 사용하여 기준 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미일 수 있다.
OSF(5105)의 각 심볼 별로 아래 오버 헤드 신호가 전송될 수 있다.
- PSS(primary synchronization signal), SSS(secondary synchronization signal) 등 하향 링크 동기 수립을 위한 신호
- 각 빔 별 수신 신호 세기 혹은 수신 신호 품질을 측정할 수 있는 빔 기준 신호(BRS: beam reference signal)
- 시스템 정보, MIB(master information block) 혹은 PBCH(physical broadcast channel)
- PBCH에는 단말이 시스템에 액세스하기 위해 필수적인 정보, 예를 들어 하향 링크 빔의 대역폭, 시스템 프레임 번호 등이 수납될 수 있다.
참고로 PLMN 식별자는 MIB가 아닌 다른 채널을 통해 방송될 수 있다.
상기 주기적으로 전송되는 OSF(5105)가 아닌 서브 프레임에서는 연속된 여러 개의 심볼에 걸쳐서 동일한 빔이 전송되고 상기 빔을 통해 특정 연결 상태 단말에 대한 사용자 데이터가 전송될 수 있다. 이하 상기 서브 프레임을 데이터 서브프레임(DSF: data subframe)(5130)이라 할 수 있다.
한편, 이동 통신 시스템에서 원하는 서비스를 제공 받기 위해 단말은 사업자 혹은 PLMN(public land mobile network)을 선택하는 절차를 수행하며 이를 PLMN 선택 절차라고 한다. 단말이 여러 개의 무선 접속 기술(RAT: radio access technology)을 구비하였다면, 단말은 각 무선 접속 기술 별로 가용한 사업자의 PLMN 식별자를 획득하고, 가용한 PLMN 중 하나를 선택한다. LTE와 NR을 모두 구비한 단말 역시 PLMN 선택 절차를 수행하며, 단말은 LTE 주파수의 소정의 셀에서 시스템 정보를 획득해서 상기 시스템 정보에 수납된 PLMN 식별자를 획득하며, NR 주파수의 소정의 하향 링크 빔에서 시스템 정보를 획득해서 상기 시스템 정보에 수납된 PLMN 식별자를 획득할 수 있다. 이때, 단말은 LTE와 NR에 대해서 차별적인 검색 동작을 적용해서, PLMN 선택 절차의 효율성을 제고한다.
도 52는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전체 동작을 설명하기 위한 도면이다.
NR 네트워크 및 LTE 네트워크 모두와 통신 가능한 단말(5210), 하나 혹은 하나 이상의 LTE 캐리어(5221, 5222, 5223), 하나 혹은 하나 이상의 NR 캐리어(5224, 5225, 5226)로 구성된 이동 통신 시스템에서, 단말(5210)이 PLMN 선택 과정을 개시할 수 있다. PLMN 선택은 주로 단말(5210)이 전원을 새롭게 온 하는 경우 수행되며, 해당 시점의 해당 지역에서 이동 통신 서비스를 제공하는 사업자들을 식별하고, 이 중 한 사업자를 선택해서 이동 통신 서비스를 제공받기 위한 과정이다.
LTE의 무선 액세스 기술은 E-UTRA, NR의 무선 액세스 기술은 NR-UTRA라 하며, 이하 본 발명에서는 LTE와 E-UTRA, NR과 NR-UTRA를 혼용하여 사용할 수 있다.
PLMN 선택 과정을 개시한 단말(5210)은, 해당 시점의 해당 지역에서 접속 가능한 사업자들을 판단하기 위해서 RF(radio frequency) 채널을 스캔할 수 있다. 이때, 단말(5210)은 LTE에 대해서는 완전 스캐닝(full scanning)(5230)을, NR에 대해서는 부분 스캐닝(partial scanning)(5250)을 수행할 수 있다. RF 채널 스캐닝은 주파수 밴드 별로 수행되는데, 임의의 주파수 밴드에 대해서 완전 스캐닝을 수행한다는 것은, 해당 주파수 밴드의 모든 RF 채널을 모든 지향성에 걸쳐서 모두 스캐닝하는 것을 의미한다. 그리고, 부분 스캐닝이란 해당 주파수 밴드의 RF 채널 중 일부의 RF 채널을 일부 방향에 대해서만 스캐닝하는 것을 의미한다. 다시 말해서 완전 스캐닝에서는 단말(5210)이 RF 채널 별로 수신 빔 스위핑을 수행하고, 부분 스캐닝에서는 단말(5210)이 RF 채널 별로 수신 빔 스위핑을 수행하지 않는다. 또한 단말(5210)은 자신이 지원하는 모든 주파수 밴드에 대해서 RF 채널 스캔을 수행하거나(완전 스캐닝), 소정의 조건을 충족시키는 일부 주파수 밴드에 대해서만 RF 채널 스캔을 수행할 수 있다(부분 스캐닝). 이에 대해서 좀 더 구체적으로 살펴보도록 한다.
5231 단계에서 단말(5210)은 자신이 지원하는 LTE 주파수 밴드 중, 해당 지역에서 서비스 되고 있을 가능성이 가장 높은 주파수 밴드부터 RF 채널 스캐닝을 수행할 수 있다. RF 채널 스캐닝의 결과, 5232 단계에서 LTE 캐리어가 감지되면(예를 들면, 제1 캐리어(carrier 1)), 5233 단계에서 단말(5210)은 해당 캐리어의 가장 강한 셀(셀 기준 신호 CRS의 수신 강도가 가장 강한 셀)에서 소정의 시스템 정보를 수신할 수 있다. 상기 시스템 정보에는 상기 셀의 사업자 정보, 즉 PLMN 식별자(예를 들면, PLMN x)가 수납된다. 단말(5210)은 자신이 지원하는 모든 LTE 주파수 밴드에 대해 RF 채널 스캔을 수행해서, 가용한 PLMN들을 식별한다. 즉, 단말(5210)은 5234 단계에서 RF 채널 스캐닝을 수행하고, 5235 단계에서 제2 캐리어(carrier 2)를 감지하면, 5236 단계에서 해당 캐리어의 가장 강한 셀에서 PLMN 식별자(예를 들면, PLMN y)가 포함된 시스템 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 단말(5210)은 5237 단계에서 RF 채널 스캐닝을 수행하고, 5238 단계에서 제3 캐리어(carrier 3)를 감지하면, 5239 단계에서 해당 캐리어의 가장 강한 셀에서 PLMN 식별자(예를 들면, PLMN y)가 포함된 시스템 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 단말(5210)은 5240 단계에서 나머지 모든 RF 채널들에 대해서 RF 채널 스캐닝을 수행할 수 있다.
5250 단계에서 단말(5210)은 NR에 대해서는 부분 스캐닝을 수행할 수 있다. 즉, 단말(5210)은 5251 단계에서 자신이 지원하는 모든 NR 주파수 밴드 중 소정의 조건을 충족하는 일부 밴드에 대해서만 RF 채널 스캐닝을 수행할 수 있다. 그리고, RF 채널 스캐닝을 수행함에 있어서 하향 링크 전송 빔과 공조되는 하향 수신 빔을 찾기 위해 하향 링크 수신 빔 스위핑을 수행하는 대신, 하향 링크 수신 빔이 소정의 방향으로 소정의 빔 너비로 형성되도록 해서 RF 채널 스캐닝을 수행할 수 있다.
5252 단계에서 단말(5210)은 NR 캐리어(예를 들면, 제4 캐리어(carrier 4))를 감지하면, 5253 단계에서 해당 캐리어의 하향 링크 빔 중 소정의 조건을 충족시키는 하향 링크 빔(good DL beam)을 선택해서 시스템 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 시스템 정보에는 상기 셀의 사업자 정보, 즉 PLMN 식별자(예를 들면, PLMN w)가 수납된다. 상기 소정의 조건을 충족하는 하향 링크 빔은 예를 들어, 빔 기준 신호(beam reference signal)의 수신 세기가 일정 기준을 초과하는 하향 링크 빔이 될 수 있다. 그리고, 단말(5210)은 5254 단계에서 NR RF 채널 스캐닝을 수행하고, 5255 단계에서 제5 캐리어(carrier 5)를 감지하면, 5256 단계에서 해당 캐리어의 하향 링크 빔 중 소정의 조건을 충족시키는 하향 링크 빔(good DL beam)을 선택해서 PLMN 식별자(예를 들면, PLMN v)가 포함된 시스템 정보를 수신할 수 있다. 한편, 상술한 것과 같이 단말(5210)은 자신이 지원하는 모든 NR 주파수 밴드 중 소정의 조건을 충족하는 일부 밴드에 대해서만 RF 채널 스캐닝을 수행할 수 있다. 이에, 5257 단계와 같이, 단말(5210)은 일부 NR RF 스캐닝은 생략(skip)할 수 있다.
한편, 적어도 하나 이상의 가용한 PLMN을 인지한 단말(5210)은 5260 단계로 진행해서 PLMN을 선택할 수 있다. 5270 단계에서 단말(5210)은 선택한 PLMN에서 등록 과정을 수행하고 이동 통신 서비스를 받을 수 있다.
도 53은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 53을 참고하면, 5310 단계에서 단말의 상위 계층 장치(NAS: non access stratum)가 무선 액세스 장치에게 가용한 PLMN을 검색할 것을 지시할 수 있다. 상기 동작은 특정한 이벤트, 예를 들어 단말의 전원이 켜진 경우 혹은 단말이 서비스 영역에 재진입한 경우 등에 실행될 수 있다.
5320 단계에서 단말의 무선 액세스 장치, 예컨대 E-UTRA 무선 액세스 장치는 E-UTRA 주파수 밴드들의 RF 채널들을 스캔할 수 있다. 단말은 스캔할 E-UTRA 주파수 밴드를 선택함에 있어서 자신의 능력(capability), 예를 들어 자신이 지원하는 E-UTRA 밴드 등을 고려하는 한편, 이전의 동일 과정 수행 시 획득한 정보 등도 고려할 수 있다.
단말은 임의의 E-UTRA 주파수 밴드에 대한 RF 채널 스캔을 통해 E-UTRA 주파수 밴드의 E-UTRA 캐리어를 식별할 수 있다. RF 채널 스캔이란, RF 채널들을 순차적으로 검사해서 해당 채널에 캐리어가 존재하는지 여부를 판단하는 과정이다. E-UTRA의 RF 채널은 100 KHz 크기로, 임의의 주파수 밴드의 최하단 주파수에서 시작해서 최상단 주파수까지 순차적으로 형성되며, 0 ~ 262134의 범위를 가지는 EARFCN이라는 정수에 의해서 특정될 수 있다.
5330 단계에서 단말은 식별된 캐리어에서 감지되는 셀들 중 수신 상태가 가장 좋은 셀을 식별하고, 해당 셀의 소정의 시스템 정보를 수신한다. 상기 소정의 시스템 정보에는 셀의 PLMN 식별자가 수납되어 있을 수 있다.
5340 단계에서 단말의 액세스 장치는 상기 획득한 PLMN 식별자를 상위 계층 장치로 전달한다.
이때, 상기 5320 단계 내지 5340 단계는 상위 계층 장치가 동작을 중지할 것을 지시할 때까지 단말이 지원하는 모든 E-UTRA 주파수 밴드에 대해서 수행될 수 있다.
상기 5320 단계 내지 5340 단계는 단말이 E-UTRA에 어떤 PLMN이 존재하는지를 판단하는 과정이며, 상기 과정과 병행해서 혹은 상기 과정이 완료된 후 후술할 5350 단계 내지 5370 단계가 진행될 수 있다. 5350 단계 내지 5370 단계는 NR-UTRA에 어떤 PLMN이 존재하는지 판단하기 위한 과정 들이다.
5350 단계에서 단말의 NR-UTRA 장치는 조건 A를 충족하는 NR-UTRA 밴드의 RF 채널들을 스캔할 수 있다. 상기 소정의 조건 A를 충족하는 밴드는 예를 들어, 단말이 지원하는 NR-UTRA 밴드 들 중 아이들 모드 동작이 허용된 NR-UTRA 밴드들을 의미할 수 있다. 이때, 아이들 모드 동작 허용 여부와 관련된 정보는 단말의 저장 장치에 미리 저장되어 있을 수 있다.
실시 예에 따라, 단말은 NR-UTRA 밴드의 모든 RF 채널들을 스캔함에 있어서, 하향 링크 수신 빔을 스위핑하는 대신 소정의 방향으로 고정해서 스캔할 수 있다. 끊김 없는 커버리지를 제공하는 캐리어라면, 단말이 하향 링크 수신 빔을 한 방향으로 고정하더라도 적어도 하나의 TRP로부터 신호를 수신할 수 있기 때문이다.
NR-UTRA의 RF 채널은 E-UTRA의 RF 채널보다 큰 크기, 예를 들어 500 KHz의 크기를 가진다. 이때, NR-UTRA는 NRFCN이라는 정수에 의해서 특정되며, EARFCN과 동일한 범위(0 ~ 262134의 범위)를 가질 수 있다. 따라서 E-UTRA의 RF 채널과 NR-UTRA의 RF 채널은 동일한 시그날링 파라미터 혹은 정보 요소(IE: information element)로 특정될 수 있으며, RRC 제어 메시지에서 상기 동일한 IE로 시그날링될 수 있다.
5360 단계에서 단말은 식별된 캐리어의 하향 링크 빔들 중 조건 B를 충족하는 하향 링크 빔을 식별하고, 해당 빔의 소정의 주파수/시간 영역에서 소정의 시스템 정보를 수신할 수 있다. 상기 소정의 시스템 정보에는 셀의 PLMN 식별자가 수납되어 있을 수 있다. 실시 예에 따라, 조건 B를 충족하는 하향 링크 빔은, 빔 기준 신호의 수신 강도가 소정의 기준 값보다 높은 하향 링크 빔, 혹은 해당 하향 링크 빔으로부터 소정의 시스템 정보를 성공적으로 오류 없이 수신할 수 있는 하향 링크 빔을 의미할 수 있다. 상기 소정의 시스템 정보는 PLMN 식별자를 수납한 시스템 정보이거나, 해당 빔의 빔 기준 신호와 동일한 시간 영역 혹은 동일한 심볼에서 전송되는 시스템 정보일 수 있다. 예를 들면, 상기 조건 B를 충족하는 하향 링크 빔은, PLMN 식별자가 포함되지 않은 시스템 정보(예를 들면, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보)를 수신할 수 있는 하향 링크 빔을 의미할 수 있다. 즉, 단말은 PLMN 식별자가 포함되지 않은 시스템 정보의 수신이 가능한 하향 링크 빔인지 확인을 한 후, 가능한 경우 해당 하향 링크 빔에서 PLMN 식별자가 포함된 시스템 정보를 수신할 수 있다.
5370 단계에서 단말의 액세스 장치는 상기 획득한 PLMN 식별자를 상위 계층 장치로 전달할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 5340 단계 내지 5360 단계는 상위 계층 장치가 동작을 중지할 것을 지시할 때까지 단말이 지원하면서 조건 A를 충족하는 모든 NR-UTRA 주파수 밴드에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 상기 조건 A를 충족하는 NR-UTRA 주파수 채널은, 단말이 시스템 정보를 읽을 수 있는 채널을 아직 스캔하지 못한 경우에, 나머지 채널을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들면, 단말이 NR-UTRA 밴드의 RF 채널들 중 낮은 주파수부터(또는 높은 주파수부터) 채널 스캔을 수행하는 경우, 단말이 스캔된 채널들 중에서 시스템 정보를 읽을 수 없는 경우, 단말은 다음 RF 채널의 스캔을 수행할 수 있다. 그러나, 단말이 스캔된 채널들 중에서 시스템 정보를 읽을 수 있는 경우, 단말은 NR-UTRA 주파수 채널에 대한 스캔을 중지할 수 있다.
5370 단계에서 단말의 상위 계층 장치는 액세스 장치가 보고한 PLMN들 중 하나를 선택할 수 있다. 단말은 저장 장치에 저장되어 있는 PLMN 선호도 리스트를 기반으로 PLMN을 선택할 수 있다.
5390 단계에서 단말의 상위 계층 장치는 액세스 장치에게 선택된 PLMN의 식별자와 무선 접속 기술을 알려줄 수 있다. 그리고, 단말의 액세스 장치는 지시된 무선 접속 기술이 E-UTRA라면 선택된 PLMN의 셀에 캠프-온하고, 지시된 무선 접속 기술이 NR-UTRA라면 선택된 PLMN의 하향 링크 빔에 캠프-온할 수 있다. 셀 혹은 빔에 캠프-온 한다는 것은, 해당 셀 혹은 빔에서 시스템 정보를 수신하고 페이징 메시지 수신 여부를 감시하는 것을 의미한다.
도 54는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 54를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은 송수신부(transceiver) 및 제어부(5440)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 단말은 저장부(5430)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 송수신부는 RF(radio frequency) 처리부(5410)일 수 있으며, 실시 예에 따라 상기 송수신부는 RF 처리부(5410) 및 기저대역(baseband) 처리부(5420)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 RF 처리부(5410)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(5410)는 상기 기저대역처리부(5420)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(5410)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 54에서는, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(5410)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(5410)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(5410)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다. 상기 RF 처리부(5410)는 제어부(5440)의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(5420)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(5420)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(5420)는 상기 RF 처리부(5410)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(5420)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(5420)는 상기 RF 처리부(5410)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(5420) 및 상기 RF 처리부(5410)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(5420) 및 상기 RF 처리부(5120)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(5420) 및 상기 RF 처리부(5410) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(5420) 및 상기 RF 처리부(5410) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 LTE 망, NR 망 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예를 들면, 2.5 GHz, 5 Ghz 등) 대역, mm파(millimeter wave)(예를 들면, 60 GHz 등) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(5430)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(5430)는 상기 제어부(5440)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
상기 제어부(5440)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(5440)는 상기 기저대역 처리부(5420) 및 상기 RF 처리부(5410)을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(5440)는 상기 저장부(5430)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(5440)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(5440)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(5440)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 상기 제어부(5440)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결 처리부(5445)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(5440)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(5410)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 55는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 송수신부(transceiver) 및 제어부(5540)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 기지국은 백홀통신부(5550), 저장부(5530)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 송수신부는 RF(radio frequency) 처리부(5510)일 수 있으며, 실시 예에 따라 상기 송수신부는 RF 처리부(5510) 및 기저대역(baseband) 처리부(5520)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 RF 처리부(5510)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(5510)는 상기 기저대역 처리부(5520)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(5510)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도 55에서는, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 기지국은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(5510)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(5510)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(5510)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부(5510)는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(5520)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(5520)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(5520)는 상기 RF 처리부(5510)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(5520)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(5520)는 상기 RF 처리부(5510)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(5520) 및 상기 RF 처리부(5510)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(5520) 및 상기 RF 처리부(5510)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(5520) 및 상기 RF 처리부(5510) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(5520) 및 상기 RF 처리부(5510) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예를 들면, IEEE 802.11 등), 셀룰러 망(예를 들면, LTE 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예를 들면, 2.5 GHz, 5 Ghz 등) 대역, mm 파(millimeter wave)(예를 들면, 60 GHz 등) 대역을 포함할 수 있다.
상기 통신부(5550)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.
상기 저장부(5530)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(5530)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(5530)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(5530)는 상기 제어부(5540)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
상기 제어부(5540)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(5540)는 상기 기저대역 처리부(5520) 및 상기 RF 처리부(5510)를 통해 또는 상기 백홀 통신부(5550)를 통해 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(5540)는 상기 저장부(5530)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(5540)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(5540)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 기지국의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 기지국 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 제어부(5540)는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(central processing unit) 등에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 상기 제어부(5540)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결 처리부(5545)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(5540)는 다른 구성 요소, 예를 들면 송수신부(5510)와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 실시 예는 기술 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110: NR NB 120: NR CN
130: 단말 140: eNB
150: MME
130: 단말 140: eNB
150: MME
Claims (24)
- 무선 통신 시스템의 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
단말과 적어도 하나의 데이터 라디오 베어러(DRB: data radio bearer)를 설정(establishment)하는 단계;
QoS(quality of service) 플로우(flow)를 식별하기 위한 정보를 포함하는 하향 링크 패킷을 UPF(user plane function)를 위한 네트워크 엔티티으로부터 수신하는 단계;
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 DRB가 존재하는지 여부를 식별하는 단계로, 상기 QoS flow의 상기 DRB로의 매핑은 상기 QoS flow를 식별하기 위한 정보에 기반하는, 식별하는 단계;
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 DRB를 설정(establishment)하는 단계;
상기 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 하향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 단말에게 전송하는 단계; 및
상기 QoS flow에 속하는 상향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하는 경우, 상기 DRB를 통해 상기 단말에게 상기 하향 링크 패킷을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제2 항에 있어서,
QoS flow들과 DRB들 사이의 매핑에 관한 정보를 포함하는 제어 메시지를 상기 단말에게 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 상향 링크 패킷은 상기 매핑에 관한 정보에 기반하여 상기 DRB를 통해 상기 단말로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 다른 상향 링크 패킷과 연관된 다른 QoS flow에 매핑되는 다른 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 다른 상향 링크 패킷을 상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중 디폴트 DRB를 통해 상기 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하는지 여부의 식별은 PDCP(packet data convergence protocol) 계층의 상위 계층에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법. - 무선 통신 시스템의 단말에 의해 수행되는 방법에 있어서,
기지국과 적어도 하나의 데이터 라디오 베어러(DRB: data radio bearer)를 설정(establishment)하는 단계;
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 하향 링크 패킷과 연관된 QoS(quality of service) 플로우(flow)에 매핑되는 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 하향 링크 패킷과 연관된 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB를 설정(establishment)하는 단계로, 상기 QoS flow의 상기 DRB로의 매핑은 QoS flow를 식별하기 위한 정보에 기반하는, 설정하는 단계;
상기 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 하향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
상기 QoS flow에 속하는 상향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 기지국에게 전송하는 단계를 포함하는 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하는 경우, 상기 DRB를 통해 상기 기지국으로부터 상기 하향 링크 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제7 항에 있어서,
QoS flow들과 DRB들 사이의 매핑에 관한 정보를 포함하는 제어 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
상기 매핑에 관한 정보에 기반하여 상기 상향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 기지국에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 다른 상향 링크 패킷과 연관된 다른 QoS flow에 매핑되는 다른 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 다른 상향 링크 패킷을 상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중 디폴트 DRB를 통해 상기 기지국에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow에 매핑되는 상기 다른 DRB가 존재하는지 여부를 PDCP(packet data convergence protocol) 계층의 상위 계층에서 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
송수신부; 및
단말과 적어도 하나의 데이터 라디오 베어러(DRB: data radio bearer)를 설정(establishment)하고, QoS(quality of service) 플로우(flow)를 식별하기 위한 정보를 포함하는 하향 링크 패킷을 UPF(user plane function)를 위한 네트워크 엔티티으로부터 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 DRB가 존재하는지 여부를 식별하고, 상기 QoS flow의 상기 DRB로의 매핑은 상기 QoS flow를 식별하기 위한 정보에 기반하고, 상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 DRB를 설정(establishment)하고, 상기 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 하향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 단말에게 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 QoS flow에 속하는 상향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 단말로부터 상기 송수신부를 통해 수신하는 제어부를 포함하는 기지국. - 제11 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하는 경우, 상기 DRB를 통해 상기 단말에게 상기 하향 링크 패킷을 상기 송수신부를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제12 항에 있어서, 상기 제어부는,
QoS flow들과 DRB들 사이의 매핑에 관한 정보를 포함하는 제어 메시지를 상기 단말에게 상기 송수신부를 통해 전송하고,
상기 상향 링크 패킷은 상기 매핑에 관한 정보에 기반하여 상기 DRB를 통해 상기 단말로부터 수신되는
것을 특징으로 하는 기지국. - 제11 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 다른 상향 링크 패킷과 연관된 다른 QoS flow에 매핑되는 다른 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 다른 상향 링크 패킷을 상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중 디폴트 DRB를 통해 상기 단말로부터 상기 송수신부를 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제11 항에 있어서, 상기 제어부는,
PDCP(packet data convergence protocol) 계층의 상위 계층에서 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하는지 여부를 식별하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 단말에 있어서,
송수신부; 및
기지국과 적어도 하나의 데이터 라디오 베어러(DRB: data radio bearer)를 설정(establishment)하고, 상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 하향 링크 패킷과 연관된 QoS(quality of service) 플로우(flow)에 매핑되는 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 하향 링크 패킷과 연관된 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB를 설정(establishment)하고, 상기 QoS flow의 상기 DRB로의 매핑은 QoS flow를 식별하기 위한 정보에 기반하고, 상기 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 하향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 기지국으로부터 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 QoS flow에 속하는 상향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 기지국에게 상기 송수신부를 통해 전송하는 제어부를 포함하는 단말. - 제16 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 상기 QoS flow에 매핑되는 상기 DRB가 존재하는 경우, 상기 DRB를 통해 상기 기지국으로부터 상기 하향 링크 패킷을 상기 송수신부를 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제17 항에 있어서, 상기 제어부는,
QoS flow들과 DRB들 사이의 매핑에 관한 정보를 포함하는 제어 메시지를 상기 기지국으로부터 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 매핑에 관한 정보에 기반하여 상기 상향 링크 패킷을 상기 DRB를 통해 상기 기지국에게 상기 송수신부를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제16 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중에서 다른 상향 링크 패킷과 연관된 다른 QoS flow에 매핑되는 다른 DRB가 존재하지 않는 경우, 상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow를 식별하기 위한 정보를 포함하는 상기 다른 상향 링크 패킷을 상기 설정된 적어도 하나의 DRB 중 디폴트 DRB를 통해 상기 기지국에게 상기 송수신부를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제19 항에 있어서, 상기 제어부는,
PDCP(packet data convergence protocol) 계층의 상위 계층에서 상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow에 매핑되는 상기 다른 DRB가 존재하는지 여부를 식별하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제4 항에 있어서,
상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow와 매핑되는 상기 다른 DRB를 상기 단말과 설정(establishment)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow와 매핑되는 상기 다른 DRB를 상기 기지국과 설정(establishment)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제14 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow와 매핑되는 상기 다른 DRB를 상기 단말과 설정(establishment)하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제19 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 다른 상향 링크 패킷과 연관된 상기 다른 QoS flow와 매핑되는 상기 다른 DRB를 상기 기지국과 설정(establishment)하는 것을 특징으로 하는 단말.
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