KR102359746B1 - 차세대 이동통신 시스템에서 인액티브 모드 단말이 데이터를 전송하는 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 발명은 RRC 비활성화(인액티브) 상태로 동작하는 단말의 데이터를 효율적으로 전송하는 방법과 장치를 개시한다.
Description
본 발명은 차세대 이동통신 시스템에서 단말이 데이터를 전송하는 방법과 장치에 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.
최근 통신 시스템의 발전에 따라 RRC 인액티브(Radio Resource Configuration inactive) 상태로 동작하는 단말에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 따라, 이러한 인액티브 상태(또는, 인액티브 모드)에서 동작하는 단말의 원활한 동작을 위한 방법 및 장치에 대한 요구가 날로 증대되는 실정이다.
LTE 시스템에서와 같이 베어러 기반으로 QoS를 설정하는 방법을 적용할 경우, 네트워크에서 여러 개의 flow들의 그룹을 동일한 QoS로 다루게 된다. 따라서 코어 네트워크(Core Network)와 액세스 네트워크(Access network) 단에서 더 세밀한 QoS 조절이 불가능하다. 이에, 본 발명의 목적은 베어러 기반 QoS 설정 방법이 아닌 flow 기반 QoS 설정 방법을 소개하고 flow 기반 QoS를 처리하기 위해 PDCP 계층 위에 새로운 SDAP 계층을 소개하는 것이다. 그리고 이를 지원하기 위한 PDCP 계층과 SDAP 계층의 설정 방법 및 동작을 제안하는 것이다.
차세대 이동통신 시스템에서 INACTIVE 상태의 단말이 데이터를 송수신하는 절차에 대해, 단말은 Resume 절차를 수행하고 기지국은 해당 Resume ID에 포함되어 있는 기지국 정보를 필요한 정보를 전달받고 단말과 연결을 수립한 뒤 데이터를 송수신할 수 있다. 상기의 동작은 단말이 INACTIVE 상태로 천이한 서빙 셀에 그대로 존재하거나 INACTIVE 상태에서 셀을 이동하여 다른 셀에 존재할 경우에 대해, 동일한 절차를 수행하게 된다. 이에, 본 발명의 또 다른 목적은 MT (Mobile Terminate) 트래픽에 대해서 단말이 INACTIVE 상태로 천이한 서빙 셀에 그대로 존재할 경우 데이터 송수신을 위한 절차를 줄이는 것이다.
차세대 이동통신 시스템에서 NR 코어 네트워크가 LTE 무선접속 네트워크와 NR 무선접속 네트워크에 연결이 가능할 경우, 단말은 NR 코어 네트워크와 LTE 코어 네트워크에 동시에 연결할 수 있어야 한다. 즉, 단말은 EPC(Evolved Packet Core)와 5G CN(Core Network) NAS(Non Access Stratum)를 사용할 수 있다. 적어도 5G CN에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우 항상 5G CN NAS를 선택할 수 있다. 하지만, 5G CN은 LTE의 EPC에서 지원하는 특정 기능(예를 들어 MBMS)을 지원하지 않을 수도 있다. 또한, 같은 단말이더라도 EPC와 5G CN에 각각 등록된 경우 서로 다른 서비스를 지원받을 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성을 충족시키는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 베어러 기반 QoS 설정 방법이 아닌 flow 기반 QoS 설정 방법을 소개하고 flow 기반 QoS를 처리하기 위해 PDCP 계층 위에 새로운 SDAP 계층을 소개한다. 이에 따라, 이를 지원하기 위한 PDCP 계층과 SDAP 계층의 설정 방법 및 동작을 제안하여 flow 기반 QoS를 효율적으로 처리할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에서 차세대 이동통신 시스템에서 단말이 INACTIVE 상태로 천이한 서빙 셀에 그대로 존재할 경우 C-RNTI를 유지하면서 Connected 상태의 데이터 송수신 절차를 그대로 사용함으로써, MT 트래픽에 대해 단말이 INACTIVE 상태로 천이한 동일 셀에서의 데이터 송수신 절차를 간소화할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에서 차세대 이동통신 시스템에서 5G CN에 등록된 단말이 필요에 따라서 EPC로 재설정되는 과정을 제안함으로써, 코어 네트워크 재선택 과정을 구체화하고, 5G CN에서 지원하지 않는 기능들을 EPC로 연결을 옮겨서 지원받을 수 있다.
도 1a는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1d는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 1ea 및 도 1eb는 차세대 시스템에서의 QoS를 다루기 위한 새로운 계층 및 기능들을 설명하기 위한 도면이다.
도 1f는 본 발명에서 SDAP 계층의 장치들과 PDCP 계층의 장치들의 관계를 나타낸 도면이다.
도 1g는 본 발명의 차세대 이동통신 시스템에서 기지국이 RRC 시그널링(메시지)으로 각 계층 장치(entity, 이하 장치)들 및 베어러들을 설정하는 절차를 도시한 도면이다.
도 1h는 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 SDAP 장치들과 PDCP 장치들을 설정하는 구체적인 절차를 나타낸 도면이다.
도 1i는 본 발명의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 1j에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
도 1k는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
도 2a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2d는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 머무를 수 있는 모드들을 나타낸 도면이다.
도 2f는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드(RRC connected mode)에서 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)로 전환하는 절차와 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2ga 및 도 2gb는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에서 단말 생성(mobile oriented, MO) 데이터가 발생했을 경우, RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 2h는 본 발명에서 기지국이 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 알림 절차를 나타낸 도면이다.
도 2ia 및 도 2ib는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 실시 예 1로써, 단말이 RRC 비활성 모드로 천이된 서빙 셀에 그대로 존재하는 경우의 데이터 송수신 절차를 나타낸 도면이다.
도 2ja 및 도 2jb는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 실시 예 2로써, 단말이 RRC 비활성 모드로 천이된 서빙 셀에서 다른 셀로 이동했을 경우의 데이터 송수신 절차를 나타낸 도면이다.
도 2k는 본 발명에서 비활성 모드의 단말에서 MO 데이터가 발생했을 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 2l는 본 발명에서 비활성 모드의 단말에서 MT 데이터가 발생했을 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 2m은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2n는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3d는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC와 NG CN에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3fa 및 도 3fb는 본 발명에서 참고로 하는 LTE에서의 단말이 PLMN을 선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3g는 본 발명에서의 제안하는 실시 예 1로써 단말이 CN을 선택하는 정보를 NAS로 전달하고, CN에서 CN 재설정을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3ha 및 도 3hb는 본 발명에서 제안하는 실시 예 2로써 단말이 선호하는 CN을 선택하고 결과를 지시함으로써, CN을 재설정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3i는 본 발명에서 단말이 CN을 선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3j는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3k는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1b는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1d는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 1ea 및 도 1eb는 차세대 시스템에서의 QoS를 다루기 위한 새로운 계층 및 기능들을 설명하기 위한 도면이다.
도 1f는 본 발명에서 SDAP 계층의 장치들과 PDCP 계층의 장치들의 관계를 나타낸 도면이다.
도 1g는 본 발명의 차세대 이동통신 시스템에서 기지국이 RRC 시그널링(메시지)으로 각 계층 장치(entity, 이하 장치)들 및 베어러들을 설정하는 절차를 도시한 도면이다.
도 1h는 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 SDAP 장치들과 PDCP 장치들을 설정하는 구체적인 절차를 나타낸 도면이다.
도 1i는 본 발명의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 1j에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
도 1k는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
도 2a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2d는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 머무를 수 있는 모드들을 나타낸 도면이다.
도 2f는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드(RRC connected mode)에서 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)로 전환하는 절차와 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2ga 및 도 2gb는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에서 단말 생성(mobile oriented, MO) 데이터가 발생했을 경우, RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 2h는 본 발명에서 기지국이 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 알림 절차를 나타낸 도면이다.
도 2ia 및 도 2ib는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 실시 예 1로써, 단말이 RRC 비활성 모드로 천이된 서빙 셀에 그대로 존재하는 경우의 데이터 송수신 절차를 나타낸 도면이다.
도 2ja 및 도 2jb는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 실시 예 2로써, 단말이 RRC 비활성 모드로 천이된 서빙 셀에서 다른 셀로 이동했을 경우의 데이터 송수신 절차를 나타낸 도면이다.
도 2k는 본 발명에서 비활성 모드의 단말에서 MO 데이터가 발생했을 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 2l는 본 발명에서 비활성 모드의 단말에서 MT 데이터가 발생했을 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 2m은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2n는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3d는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC와 NG CN에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3fa 및 도 3fb는 본 발명에서 참고로 하는 LTE에서의 단말이 PLMN을 선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3g는 본 발명에서의 제안하는 실시 예 1로써 단말이 CN을 선택하는 정보를 NAS로 전달하고, CN에서 CN 재설정을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3ha 및 도 3hb는 본 발명에서 제안하는 실시 예 2로써 단말이 선호하는 CN을 선택하고 결과를 지시함으로써, CN을 재설정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3i는 본 발명에서 단말이 CN을 선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3j는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3k는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
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.
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.
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) 및 LTE-A(LTE-Advanced) 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.
<제1 실시예>
도 1a는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(1a-05, 1a-10, 1a-15, 1a-20)과 MME (1a-25, Mobility Management Entity) 및 S-GW(1a-30, Serving-Gateway)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(1a-35)은 ENB(1a-05 ~ 1a-20) 및 S-GW(1a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 1a에서 ENB(1a-05 ~ 1a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(1a-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(1a-05 ~ 1a-20)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(1a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(1a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
도 1b는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP (Packet Data Convergence Protocol 1b-05, 1b-40), RLC (Radio Link Control 1b-10, 1b-35), MAC (Medium Access Control 1b-15, 1b-30)으로 이루어진다. PDCP (Packet Data Convergence Protocol)(1b-05, 1b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(1b-10, 1b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
MAC(1b-15, 1b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
물리 계층(1b-20, 1b-25)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.
도 1c는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1c을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 혹은 1j)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 혹은 NR 기지국)(1c-10) 과 NR CN (1c-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(1c-15)은 NR gNB(1c-10) 및 NR CN (1c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 1c에서 NR gNB(1c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR gNB는 NR UE(1c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(1c-10)가 담당한다. 하나의 NR gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (1c-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (1c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (1c-30)과 연결된다.
도 1d는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 1d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(1d-05, 1d-40), NR RLC(1d-10, 1d-35), NR MAC(1d-15, 1d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (1d-05, 1d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC(1d-10, 1d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.
상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.
NR MAC(1d-15, 1d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
NR PHY 계층(1d-20, 1d-25)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 수행할 수 있다.
도 1ea 및 도 1eb는 차세대 시스템에서의 QoS를 다루기 위한 새로운 계층 및 기능들을 설명하기 위한 도면이다.
차세대 시스템에서는 서로 다른 서비스 품질(Quality of Service, 이하 QoS)을 요구하는 서비스, 즉 QoS 요구사항에 따라 사용자 트래픽 전송 경로를 설정하거나 서비스 별 IP flow를 제어할 수 있어야 한다. 차세대 이동 통신 시스템은 복수 개의 IP flow가 복수 개의 DRB(Data Radio Bearer)에 매핑되고, 이를 동시에 설정할 수 있다. 즉, 하향링크에 대해서는 복수 개의 IP flow(1e-01, 1e-02, 1e-03)가 같은 DRB 혹은 서로 다른 DRB(1e-10, 1e-15, 1e-20)로 매핑될 수 있으므로, 이를 구분하기 위해 하향링크 패킷에 QoS flow ID를 표시(packet marking)하는 것이 필요하다. 상기와 같은 기능은 기존의 LTE PDCP 계층에 없던 기능이므로 이를 담당하는 새로운 계층(SDAP 혹은 기타다른 이름으로 계층 이름이 명명될 수 있음, 1e-05, 1e-40, 1e-50, 1e-85)이 도입될 수 있다.
상기와 같이 하향링크 패킷에 명시적으로 QoS flow ID를 표시하는 것은 단말의 AS(Access Stratum)가 상기 정보를 단말의 NAS에 제공하는 간단한 방법이다. 하향링크에서 IP flow들을 DRB들에 매핑하는 방법은 아래의 두 단계로 이루어 질 수 있다(1e-100).
1. NAS level mapping: IP flow -> QoS flow (QoS flow ID marking)
2. AS level mapping: QoS flow -> DRB
하향링크 수신(단말)에서는 수신한 DRB(1e-25, 1e-30, 1e-35) 별로 QoS flow 매핑 정보 및 반영식 QoS(reflective QoS) 동작의 유무를 파악하고, 해당 정보를 NAS에 전달할 수 있다. 상기 반영식 QoS (reflective QoS)를 사용한다는 것은 단말이 하향링크로 수신한 IP flow 들의 QoS flow ID를 확인하고, 이를 저장해두었다가, 해당 IP flow에 대한 상향 링크 데이터가 발생할 경우, 하향 링크로 확인한 QoS flow ID를 동일하게 표시(marking)하여 기지국으로 상향 링크로 전달하는 것을 의미한다.
따라서 상향링크에 대해서도 마찬가지로 2 단계의 매핑을 사용할 수 있다. 먼저 NAS 시그날링을 통해 IP flow들을 QoS flow로 매핑하고, AS에서 QoS flow들을 정해진 DRB(1e-55, 1e-60, 1e-65)에 매핑한다. 단말은 상향링크 패킷에 QoS flow ID를 표시할 수도 있고, 베어러 혹은 로지컬 설정에 따라서 QoS flow ID를 표시하지 않고 패킷을 그대로 전달할 수도 있다. 상기 기능은 단말의 새로운 계층(SDAP(Service Data Association Protocol)에서 수행된다. 상향링크 패킷에 QoS flow ID가 표시되어 있을 경우, 기지국은 상기 정보를 NG-U로 전달하는 패킷에 상향링크 TFT(Traffic Flow Template)없이 QoS flow ID를 표시하여 전달할 수 있다.
즉, 본 발명에서 송신단/수신단에서 IP flow 별 QoS를 처리하기 위해 도입한 새로운 계층(SDAP 계층)이 IP 패킷을 처리하는 동작은 다음과 같다.
상기 새로운 계층은 SDAP(Service Data Association Protocol) 혹은 기타 이름으로 명명될 수 있다. 새로운 계층은 기능은 다음의 기능을 포함할 수 있다.
1. QoS flow들을 DRB로 라우팅(routing) 혹은 맵핑(mapping) 하는 기능.
2. 하향 링크 패킷들에 QoS flow ID(Identifier)를 마킹(marking)하는 기능
3. 상향 링크 패킷들에 QoS flow ID(Identifier)를 마킹(marking)하는 기능
즉, 새로운 SDAP 계층은 IP 패킷을 수신하면 SDAP 헤더를 부착해야 하는 경우, 네트워크에서 미리 설정된 IP flow와 QoS flow의 맵핑 정보를 적용하여 QoS flow ID 혹은 기타 필요한 정보를 SDAP 헤더에 삽입한다. 그리고 SDAP 헤더를 IP 패킷 앞에 부착하고 QoS 에 적합한 베어러 혹은 PDCP 계층에 전달한다.
도 1f는 본 발명에서 SDAP 계층의 장치들과 PDCP 계층의 장치들의 관계를 나타낸 도면이다.
차세대 이동 통신 시스템에서는 PDN 연결(Connection) 단위로 단말의 IP 주소가 할당된다. 즉, 단말이 예를 들어 IP 패킷 인터넷 서비스를 PDN 연결 1 로부터 받고, VoLTE 서비스를 PDN 연결 2로부터 받는다고 가정하면, 단말(1f-25)은 두 개의 IP 주소를 할당 받게 된다(IP 주소 1은 PDN 연결 1(1f-25)과 데이터 송수신을 위한 주소, IP 주소 2는 PDN 연결 2(1f-25)와 데이터 송수신을 위한 주소). 그리고 단말은 상기 단말 IP 주소에 상응하는 서비스의 IP 주소로 IP flow 들을 구별할 수 있다. 그리고 초기에 단말과 기지국은 네트워크로부터 IP flow와 QoS flow의 맵핑 정보를 설정 받을 수 있고, 이 정보를 활용하여 SDAP 계층 장치에서 2 단계 맵핑 동작(IP flow -> QoS flow -> DRB)을 수행할 수 있다. 또한 PDN 연결 단위(1f-15)로 하나의 SDAP 계층 장치(entity, 1f-20)가 설정된다. 하나의 PDN 연결에서 오는 IP flow들의 2 단계 맵핑(IP flow -> QoS flow -> DRB)을 수행하기 위해서 하나의 SDAP 장치가 필요하다. 그리고 하나의 SDAP 장치에는 여러 개의 PDCP 장치 혹은 베어러(DRB, Data radio bearer)가 맵핑될 수 있다. 따라서 하나의 SDAP 장치로 수신되는 IP flow들은 QoS flow로 맵핑이 된 후, QoS가 적합한 PDCP 장치 혹은 베어러로 맵핑이 되는 것이다. 여기서 여러 개의 서로 다른 QoS flow가 하나의 PDCP 장치 혹은 베어러에 맵핑될 수 있다. 주의할 점은 서로 다른 PDN 연결에서 온 IP flow 즉 QoS flow는 같은 베어러에 맵핑될 수 없다. 결국, SDAP 장치 1 에서 처리한 QoS flow들은 SDAP 장치 2와 연결된 PDCP 장치 혹은 베어러와 맵핑될 수 없고, SDAP 장치 1와 연결된 PDCP 장치 혹은 베어러와만 맵핑될 수 있다. 즉, 각 SDAP 장치에서 발생한 QoS flow 들은 해당하는 SDAP 장치와 연결된 PDCP 장치 혹은 베어러하고만 맵핑이 가능하다.
본 발명에서는 차세대 이동 통신 시스템에서 SDAP 장치들과 PDCP 장치들의 맵핑 설정 방법에 대해서 제안한다.
도 1g는 본 발명의 차세대 이동통신 시스템에서 기지국이 RRC 시그널링(메시지)으로 각 계층 장치(entity, 이하 장치)들 및 베어러들을 설정하는 절차를 도시한 도면이다.
도 1g는 본 발명에서 단말이 데이터를 송수신하기 위해서 네트워크와 연결을 설정하고 각 계층의 장치(entity, 이하 장치)들을 설정하는 절차, 특히 새로운 계층 장치인 SDAP 장치들과 PDCP 장치들 설정하는 절차를 설명하는 도면이다.
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (1g-01, 이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 LTE 기지국 혹은 NR 기지국(1g-02)과 RRC connection establishment 과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다(1g-05). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(1g-10). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보, 각 계층의 설정 정보 등이 수납될 수 있다. 즉, PHY 혹은 NR PHY 장치, MAC 혹은 NR MAC 장치, RLC 혹은 NR RLC 장치, PDCP 혹은 NR PDCP 장치에 대한 설정 정보를 포함할 수 있으며, 상기 계층 장치들이 지원하는 기능들(도 1b 혹은 도 1d에서 설명된 계층별 기능들) 중에 특정 기능들에 대한 설정을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 로키컬 채널(Logical channel, LCH)들과 로지컬 채널 그룹(Logical channel group, LCG)들 간의 맵핑 정보, 로지컬 채널들 혹은 로지컬 채널 그룹들과 TTI에 대한 맵핑 정보, 로지컬 채널들 혹은 로지컬 채널 그룹들에 대해 URLLC 서비스인지 아닌지를 지시하는 정보(indication) 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 PDCP 설정 정보(PDCP-config) 혹은 로지컬 채널 설정 정보(Logicalchannelconfig)에 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보가 포함될 수 있으며(예를 들면 SDAP 식별자, DRB 식별자, PDCP 식별자, LCH 식별자 등을 이용하여 맵핑 정보를 지시할 수 있다) , SDAP 헤더의 존재 여부 지시자(SDAP 계층 장치에서 SDAP 헤더를 사용할지 말지 여부를 결정), QoS flow id 리스트(해당 PDCP 장치 혹은 로지컬 채널 혹은 베어러에서 송수신 가능한 QoS flow들의 리스트를 지시함)를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 SDAP 장치가 적용될 PDU 세션에 대한 정보를 설정해주기 위해서 SDAP 식별자에 해당하는 PDU 세션 식별자를 맵핑시켜주는 설정 정보를 포함할 수 있으며, 각 PDU 세션 별 혹은 각 SDAP 장치 별로 어떤 DRB 식별자를 가지는 베어러가 디폴트 베어러(default bearer)인지를 지시하는 설정 정보를 포함할 수 있다(각 PDU 세션 혹은 SDAP 장치 별로 하나의 디폴트 베어러가 설정되며, 복수 개의 DRB 중에 어떤 DRB가 디폴트 베어러인지를 지시하는 지시자가 베어러 설정 정보 혹은 로지컬 채널 설정 정보 혹은 SDAP 설정 정보에 포함될 수 있다). 단말은 상기 메시지를 수신하면, 각 PDCP 장치들과 각 SDAP 장치들 연결한다(논리적으로 연결함 즉, 어떤 SDAP 장치로부터의 QoS flow들을 어떤 PDCP 장치들에게 맵핑시킬 수 있는지 혹은 전달할 수 있는 지를 설정). 상기 메시지의 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보는 optional일 수 있다. 즉, 상기 메시지에 상기 맵핑 정보가 없다면 각 PDCP 장치들을 default SDAP 장치로 연결할 수 있다(상기 메시지에서 default SDAP 장치도 지시될 수 있다). 마찬가지로 상기 메시지에서 SDAP 헤더의 존재 여부도 optional일 수 있다. 예를 들어 SDAP 헤더의 존재 여부를 지시하는 지시자가 없으면 헤더가 항상 존재하거나 혹은 존재하지 않는 것으로 간주할 수 있다.
RRC 연결은 SRB (Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다. RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다 (1g-15). 기지국은 DRB(Data Radio Bearer)를 설정하기 위해 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(1g-20). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보, 각 계층의 설정 정보 등이 수납될 수 있다. 즉, PHY 혹은 NR PHY 장치, MAC 혹은 NR MAC 장치, RLC 혹은 NR RLC 장치, PDCP 혹은 NR PDCP 장치에 대한 설정 정보를 포함할 수 있으며, 상기 계층 장치들이 지원하는 기능들(도 1b 혹은 도 1d에서 설명된 계층별 기능들) 중에 특정 기능들에 대한 설정을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 로지컬 채널(Logical channel, LCH)들과 로지컬 채널 그룹(Logical channel group, LCG)들 간의 맵핑 정보, 로지컬 채널들 혹은 로지컬 채널 그룹들과 TTI에 대한 맵핑 정보, 로지컬 채널들 혹은 로지컬 채널 그룹들에 대해 URLLC 서비스인지 아닌지를 지시하는 정보(indication) 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 PDCP 설정 정보(PDCP-config) 혹은 로지컬 채널 설정 정보(Logicalchannelconfig)에 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보가 포함될 수 있으며(예를 들면 SDAP 식별자, DRB 식별자, , PDCP 식별자, LCH 식별자 등을 이용하여 맵핑 정보를 지시할 수 있다) , SDAP 헤더의 존재 여부 지시자(SDAP 계층 장치에서 SDAP 헤더를 사용할지 말지 여부를 결정), QoS flow id 리스트(해당 PDCP 장치 혹은 로지컬 채널 혹은 베어러에서 송수신 가능한 QoS flow들의 리스트를 지시함)를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 SDAP 장치가 적용될 PDU 세션에 대한 정보를 설정해주기 위해서 SDAP 식별자에 해당하는 PDU 세션 식별자를 맵핑시켜주는 설정 정보를 포함할 수 있으며, 각 PDU 세션 별 혹은 각 SDAP 장치 별로 어떤 DRB 식별자를 가지는 베어러가 디폴트 베어러(default bearer)인지를 지시하는 설정 정보를 포함할 수 있다(각 PDU 세션 혹은 SDAP 장치 별로 하나의 디폴트 베어러가 설정되며, 복수 개의 DRB 중에 어떤 DRB가 디폴트 베어러인지를 지시하는 지시자가 베어러 설정 정보 혹은 로지컬 채널 설정 정보 혹은 SDAP 설정 정보에 포함될 수 있다). 단말은 상기 메시지를 수신하면, 각 PDCP 장치들과 각 SDAP 장치들 연결한다(논리적으로 연결함 즉, 어떤 SDAP 장치로부터의 QoS flow들을 어떤 PDCP 장치들에게 맵핑시킬 수 있는지 혹은 전달할 수 있는 지를 설정). 상기 메시지의 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보는 optional일 수 있다. 즉, 상기 메시지에 상기 맵핑 정보가 없다면 각 PDCP 장치들을 default SDAP 장치로 연결할 수 있다(상기 메시지에서 default SDAP 장치도 지시될 수 있다). 마찬가지로 상기 메시지에서 SDAP 헤더의 존재 여부도 optional일 수 있다. 예를 들어 SDAP 헤더의 존재 여부를 지시하는 지시자가 없으면 헤더가 항상 존재하거나 혹은 존재하지 않는 것으로 간주할 수 있다. 즉, 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 각 계층의 기능들을 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfiguration Complete 메시지를 전송한다(1g-25). 상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 데이터를 송수신한다(1g-30). 그리고 데이터를 송수신하다가 기지국은 필요하면 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 단말에게 다시 보내어(1g-35) 단말의 각 계층의 설정 정보 등을 다시 설정할 수 있다. 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보, 각 계층의 설정 정보 등이 수납될 수 있다. 즉, PHY 혹은 NR PHY 장치, MAC 혹은 NR MAC 장치, RLC 혹은 NR RLC 장치, PDCP 혹은 NR PDCP 장치에 대한 설정 정보를 포함할 수 있으며, 상기 계층 장치들이 지원하는 기능들(도 1b 혹은 도 1d에서 설명된 계층별 기능들) 중에 특정 기능들에 대한 설정을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 로키컬 채널(Logical channel, LCH)들과 로지컬 채널 그룹(Logical channel group, LCG)들 간의 맵핑 정보, 로지컬 채널들 혹은 로지컬 채널 그룹들과 TTI에 대한 맵핑 정보, 로지컬 채널들 혹은 로지컬 채널 그룹들에 대해 URLLC 서비스인지 아닌지를 지시하는 정보(indication) 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 PDCP 설정 정보(PDCP-config) 혹은 로지컬 채널 설정 정보(Logicalchannelconfig)에 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보가 포함될 수 있으며(예를 들면 SDAP 식별자, DRB 식별자, , PDCP 식별자, LCH 식별자 등을 이용하여 맵핑 정보를 지시할 수 있다) , SDAP 헤더의 존재 여부 지시자(SDAP 계층 장치에서 SDAP 헤더를 사용할지 말지 여부를 결정), QoS flow id 리스트(해당 PDCP 장치 혹은 로지컬 채널 혹은 베어러에서 송수신 가능한 QoS flow들의 리스트를 지시함)를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 SDAP 장치가 적용될 PDU 세션에 대한 정보를 설정해주기 위해서 SDAP 식별자에 해당하는 PDU 세션 식별자를 맵핑시켜주는 설정 정보를 포함할 수 있으며, 각 PDU 세션 별 혹은 각 SDAP 장치 별로 어떤 DRB 식별자를 가지는 베어러가 디폴트 베어러(default bearer)인지를 지시하는 설정 정보를 포함할 수 있다(각 PDU 세션 혹은 SDAP 장치 별로 하나의 디폴트 베어러가 설정되며, 복수 개의 DRB 중에 어떤 DRB가 디폴트 베어러인지를 지시하는 지시자가 베어러 설정 정보 혹은 로지컬 채널 설정 정보 혹은 SDAP 설정 정보에 포함될 수 있다). 단말은 상기 메시지를 수신하면, 각 PDCP 장치들과 각 SDAP 장치들 연결한다(논리적으로 연결함 즉, 어떤 SDAP 장치로부터의 QoS flow들을 어떤 PDCP 장치들에게 맵핑시킬 수 있는지 혹은 전달할 수 있는 지를 설정). 상기 메시지의 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보는 optional일 수 있다. 즉, 상기 메시지에 상기 맵핑 정보가 없다면 각 PDCP 장치들을 default SDAP 장치로 연결할 수 있다(상기 메시지에서 default SDAP 장치도 지시될 수 있다). 마찬가지로 상기 메시지에서 SDAP 헤더의 존재 여부도 optional일 수 있다. 예를 들어 SDAP 헤더의 존재 여부를 지시하는 지시자가 없으면 헤더가 항상 존재하거나 혹은 존재하지 않는 것으로 간주할 수 있다. 상기 메시지에 따라 각 계층 장치들의 설정을 완료하면 단말은 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다 (1g-40).
도 1h는 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 SDAP 장치들과 PDCP 장치들을 설정하는 구체적인 절차를 나타낸 도면이다.
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (1h-01, 이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 LTE 기지국 혹은 NR 기지국(1h-02)과 RRC connection establishment 과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다(1h-05). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(1h-10). 상기 메시지에는 상기 메시지에는 PDCP 설정 정보(PDCP-config) 혹은 로지컬 채널 설정 정보(Logicalchannelconfig)에 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보가 포함될 수 있으며(예를 들면 SDAP 식별자, DRB 식별자, , PDCP 식별자, LCH 식별자 등을 이용하여 맵핑 정보를 지시할 수 있다) , SDAP 헤더의 존재 여부 지시자(SDAP 계층 장치에서 SDAP 헤더를 사용할지 말지 여부를 결정), QoS flow id 리스트(해당 PDCP 장치 혹은 로지컬 채널 혹은 베어러에서 송수신 가능한 QoS flow들의 리스트를 지시함)를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 SDAP 장치가 적용될 PDU 세션에 대한 정보를 설정해주기 위해서 SDAP 식별자에 해당하는 PDU 세션 식별자를 맵핑시켜주는 설정 정보를 포함할 수 있으며, 각 PDU 세션 별 혹은 각 SDAP 장치 별로 어떤 DRB 식별자를 가지는 베어러가 디폴트 베어러(default bearer)인지를 지시하는 설정 정보를 포함할 수 있다(각 PDU 세션 혹은 SDAP 장치 별로 하나의 디폴트 베어러가 설정되며, 복수 개의 DRB 중에 어떤 DRB가 디폴트 베어러인지를 지시하는 지시자가 베어러 설정 정보 혹은 로지컬 채널 설정 정보 혹은 SDAP 설정 정보에 포함될 수 있다. 상기 절차를 완료하면 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다 (1h-15). 기지국은 DRB(Data Radio Bearer)를 설정하기 위해 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(1h-20). 상기 메시지에는 PDCP 설정 정보(PDCP-config) 혹은 로지컬 채널 설정 정보(Logicalchannelconfig)에 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보가 포함될 수 있으며(예를 들면 SDAP 식별자, DRB 식별자, , PDCP 식별자, LCH 식별자 등을 이용하여 맵핑 정보를 지시할 수 있다) , SDAP 헤더의 존재 여부 지시자(SDAP 계층 장치에서 SDAP 헤더를 사용할지 말지 여부를 결정), QoS flow id 리스트(해당 PDCP 장치 혹은 로지컬 채널 혹은 베어러에서 송수신 가능한 QoS flow들의 리스트를 지시함)를 포함할 수 있다. 단말은 상기 메시지를 수신하면, 각 PDCP 장치들과 각 SDAP 장치들 연결한다(논리적으로 연결함 즉, 어떤 SDAP 장치로부터의 QoS flow들을 어떤 PDCP 장치들에게 맵핑시킬 수 있는지 혹은 전달할 수 있는 지를 설정). 상기 메시지의 PDCP 장치와 SDAP 장치 간의 맵핑 정보는 optional일 수 있다. 즉, 상기 메시지에 상기 맵핑 정보가 없다면 각 PDCP 장치들을 default SDAP 장치로 연결할 수 있다(상기 메시지에서 default SDAP 장치도 지시될 수 있다). 마찬가지로 상기 메시지에서 SDAP 헤더의 존재 여부도 optional일 수 있다. 예를 들어 SDAP 헤더의 존재 여부를 지시하는 지시자가 없으면 헤더가 항상 존재하거나 혹은 존재하지 않는 것으로 간주할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 SDAP 장치가 적용될 PDU 세션에 대한 정보를 설정해주기 위해서 SDAP 식별자에 해당하는 PDU 세션 식별자를 맵핑시켜주는 설정 정보를 포함할 수 있으며, 각 PDU 세션 별 혹은 각 SDAP 장치 별로 어떤 DRB 식별자를 가지는 베어러가 디폴트 베어러(default bearer)인지를 지시하는 설정 정보를 포함할 수 있다(각 PDU 세션 혹은 SDAP 장치 별로 하나의 디폴트 베어러가 설정되며, 복수 개의 DRB 중에 어떤 DRB가 디폴트 베어러인지를 지시하는 지시자가 베어러 설정 정보 혹은 로지컬 채널 설정 정보 혹은 SDAP 설정 정보에 포함될 수 있다. 즉, 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 각 계층의 기능들을 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfiguration Complete 메시지를 전송한다(1h-25). 상기 SDAP 장치와 PDCP 장치(혹은 베어러(DRB)) 사이의 설정 정보들은 데이터를 송수신하는 중에도 1h-35, 1h-40 혹은 1h-45, 1h-55와 같이 RRC Connection Reconfiguration 설정 정보에서 다시 설정될 수 있다. 예를 들면 PDU session 변경 혹은 추가 혹은 삭제에 의해서 SDAP 장치와 베어러들 그리고 QoS flow들 간의 맵핑 정보가 갱신될 수 있다.
예를 들면 기지국은 첫 번째 DRB (DRB #0) 혹은 로지컬 채널 혹은 PDCP 장치를 설정하고, default SDAP 장치(SDAP #0)를 설정하면 RRCConnectionSetup 혹은 RRCConnectionReconfiguration 메시지에 PDCP-config (혹은 Logicalchannelconfig) = { DRB id(혹은 LCH id) = 0, SDAP 헤더 설정 지시= 존재, QoS flow id 리스트 #0} 의 설정 정보를 포함하여 상기 메시지를 단말에게 전송한다(id는 identifier, 즉 식별자). 상기에서 QoS flow id 리스트는 상기 DRB id (혹은 PDCP 장치)와 맵핑되는 QoS flow id들의 리스트를 지시한다.
상기 메시지를 수신하면 단말은 PDCP #0 장치(혹은 DRB #0)를 생성하고, SDAP #0 장치를 생성하고, PDCP #0 장치에 대한 SDAP 식별자가 지정되지 않았으므로(혹은 PDCP 장치(혹은 로지컬 채널)과 SDAP 장치에 대한 맵핑 설정 정보가 없으므로) default SDAP #0 장치와 PDCP #0 장치를 연결한다.
상기에서 장치와 베어러 설정이 완료되고 기지국의 SDAP 계층 장치는 상위 계층에서 전달된 IP flow의 패킷에 SDAP 헤더를 부착한 후 PDCP #0 장치(혹은 베어러로) 전달하여 단말에게 전송한다. 이를 수신한 단말의 PDCP #0 장치는 수신한 PDCP SDU에서 SDAP 헤더를 제거한 후 상위 계층으로 전달한다.
기지국은 소정의 이유로 RRC Connection Reconfiguration 메시지(1h-35)를 보내어 단말의 장치들 혹은 베어러를 다시 설정할 수 있다. 기지국은 DRB#1을 생성하고 상기 메시지를 전송할 때 다음의 정보를 포함하여 전송한다.
PDCP-config(혹은 logicalchannelconfig) = { DRB id(혹은 로지컬 채널 id) = 1, SDAP header configuration= not present, QoS flow id list #1}
그러면 상기 수신 정보에서 PDCP #1(혹은 DRB #1)에 대한 SDAP id가 지정되지 않았으므로 단말은 PDCP #1 장치(혹은 DRB #1)를 생성하고 default SDAP 장치(상기에서 먼저 설정한 SDAP #0 장치)와 연결한다.
그러면 기지국은 상위 계층으로부터 전달된 IP 패킷을 SDAP #0 장치에서 수신하고 QoS flow id list #0에 속하는 IP 패킷들(QoS flow)에 SDAP 헤더를 부착한 후 PDCP #0 에 전달하고 이를 단말에게 전송한다. 단말은 PDCP #0에서 수신한 PDCP SDU에서 SDAP 헤더를 제거한 후, 상위 계층으로 전달한다.
기지국은 상위 계층으로부터 전달된 IP 패킷을 SDAP #0 장치에서 수신하고 QoS flow id list #1에 속하는 IP 패킷들(QoS flow)을 PDCP #1 에 전달하고 이를 단말에게 전송한다. 단말은 PDCP #1에서 수신한 PDCP SDU를 상위 계층으로 전달한다.
기지국은 소정의 이유로 RRC Connection Reconfiguration 메시지(1h-45)를 보내어 단말의 장치들 혹은 베어러를 다시 설정할 수 있다. 기지국은 DRB#2를 생성하고 상기 메시지를 전송할 때 다음의 정보를 포함하여 전송한다.
PDCP-config(혹은 logicalchannelconfig) = { DRB id(혹은 로지컬 채널 id) = 2, SDAP id = #1, SDAP header configuration= not present, QoS flow id list #2}
그러면 상기 수신 정보에서 PDCP #2(혹은 DRB #2) 설정 정보가 있으므로 PDCP #2 장치를 생성하고, PDCP #2(혹은 DRB #2)에 대한 SDAP id가 #1로 지정되었으므로 SDAP #1 장치를 생성하고 단말은 PDCP #2 장치(혹은 DRB #2)를 SDAP #1 장치와 연결한다.
그러면 기지국은 상위 계층으로부터 전달된 IP 패킷을 SDAP #0 장치에서 수신하고 QoS flow id list #0에 속하는 IP 패킷들(QoS flow)에 SDAP 헤더를 부착한 후 PDCP #0 에 전달하고 이를 단말에게 전송한다. 단말은 PDCP #0에서 수신한 PDCP SDU에서 SDAP 헤더를 제거한 후, 상위 계층으로 전달한다.
기지국은 상위 계층으로부터 전달된 IP 패킷을 SDAP #0 장치에서 수신하고 QoS flow id list #1에 속하는 IP 패킷들(QoS flow)을 PDCP #1 에 전달하고 이를 단말에게 전송한다. 단말은 PDCP #1에서 수신한 PDCP SDU를 상위 계층으로 전달한다.
기지국은 상위 계층으로부터 전달된 IP 패킷을 SDAP #1 장치에서 수신하면 QoS flow id list #2에 속하는 IP 패킷들(QoS flow)을 PDCP #2 장치로 전달하여 단말에게 전송한다. 단말은 PDCP #2에서 상기 PDCP SDU를 수신하면 설정 정보에서 헤더 정보가 없기 때문에 바로 상위 계층으로 전달한다.
상기에서 설명한 SDAP 장치와 PDCP 장치(혹은 베어러(DRB) 간의 설정 정보는 RRC Connection Setup 메시지(1h-10) 혹은 RRC Connection Reconfiguration 메시지 (1h-20, 1h-35, 1h-45)안에 포함된 RadioResourceConfigDedicated라는 정보 요소(information element)에 포함되고 지시될 수 있다.
상기 RadioResourceConfigDedicated 에서 SDAP 장치와 PDCP 장치(혹은 베어러(DRB) 간의 설정 정보가 지시되는 제 1 실시 예는 다음과 같다.
하기와 같이 sdap-ToAddModList 를 추가하여 복수 개의 SDAP 장치를 지시할 수 있으며 각 SDAP 장치를 추가할 때마다 SDAP-ToAddMod 를 사용하여 , PDU 세션 식별자(pdu-session-Identity, 지시하지 않아도 SDAP 장치와 PDU 세션의 맵핑을 알 수 있는 경우 혹은 NAS 로 알려진 경우, 혹은맵핑일 경우, 상기 식별자는 존재하지 않을 수 있다.), SDAP 장치의 식별자 (sdap-Identity), SDAP 장치에서 처리될 flow와 DRB 맵핑 정보 혹은 리스트 (sdap-FlowToDRBList), SDAP 장치 연결될 PDCP 장치 혹은 베어러(DRB)들의 정보, 로지컬 채널들의 정보 등(DRB-ToAddModList) 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기에서 베어러를 설정하는 DRB-ToAddModList의 DRB-ToAddMod에서는 defaultDRB 라는 지시자를 정의하여 어떤 베어러가 디폴트 베어러인지를 지시할 수 있다(즉 어떤 DRB 식별자(drb-Identity)에 해당하는 베어러가 디폴트 베어러인지를 지시할 수 있다). 즉, SDAP 장치에 연결된 베어러 중 어떤 베어러 식별자를 갖는 베어라가 디폴트 베어러인지를 지시할 수 있다. 각 SDAP 장치 혹은 식별자 별로 하나의 디폴트 베어러가 설정될 수 있다.
상기에서 설명한 SDAP 장치와 PDCP 장치(혹은 베어러(DRB) 간의 설정 정보는 RRC Connection Setup 메시지(1h-10) 혹은 RRC Connection Reconfiguration 메시지 (1h-20, 1h-35, 1h-45)안에 포함된 RadioResourceConfigDedicated라는 정보 요소(information element)에 포함되고 지시될 수 있다.
상기 RadioResourceConfigDedicated 에서 SDAP 장치와 PDCP 장치(혹은 베어러(DRB) 간의 설정 정보가 지시되는 제 2 실시 예는 다음과 같다.
하기와 같이 sdap-ToAddModList 를 추가하여 복수 개의 SDAP 장치를 지시할 수 있으며 각 SDAP 장치를 추가할 때마다 SDAP-ToAddMod 를 사용하여 , PDU 세션 식별자(pdu-session-Identity, 지시하지 않아도 SDAP 장치와 PDU 세션의 맵핑을 알 수 있는 경우 혹은 NAS 로 알려진 경우, 혹은 맵핑일 경우, 상기 식별자는 존재하지 않을 수 있다.), SDAP 장치의 식별자 (sdap-Identity), SDAP 장치에서 처리될 flow와 DRB 맵핑 정보 혹은 리스트 (sdap-FlowToDRBList), 등을 포함할 수 있다. 그리고 베어러를 설정하는 DRB-ToAddModList의 DRB-ToAddMod에서는 SDAP 장치 연결될 PDCP 장치 혹은 베어러(DRB)들의 정보, 로지컬 채널들의 정보를 지시하기 위해서 SDAP 장치 식별자(sdap-Identity )를 포함할 수 있으며, defaultDRB 라는 지시자를 정의하여 어떤 베어러가 디폴트 베어러인지를 지시할 수 있다(즉 어떤 DRB 식별자(drb-Identity)에 해당하는 베어러가 디폴트 베어러인지를 지시할 수 있다). 즉, SDAP 장치에 연결된 베어러 중 어떤 베어러 식별자를 갖는 베어러가 디폴트 베어러인지를 지시할 수 있다. 각 SDAP 장치 혹은 식별자 별로 하나의 디폴트 베어러가 설정될 수 있다.
도 1i는 본 발명의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
단말(1i-01)은 기지국으로부터 RRC 메시지(RRC Connection Setup 혹은 RRC Connection Reconfiguration 메시지)를 수신하고
PDCP 설정 정보 혹은 로지컬 채널 정보를 확인하여
제 1의 조건을 만족하면(1i-05) 제 1의 동작을 수행하고(1i-10),
제 2의 조건을 만족하면(1i-05) 제 2의 동작을 수행하고(1i-15),
제 3의 조건을 만족하면(1i-05) 제 3의 동작을 수행하고(1i-20),
제 4의 조건을 만족하면(1i-05) 제 4의 동작을 수행한다(1i-25).
상기에서 제 1의 조건은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치 설정 정보가 포함되고, 그에 상응하는 SDAP 장치 식별자가 지시되고, SDAP 헤더가 존재하지 않는 다는 것을 지시한 경우,
상기에서 제 2의 조건은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치 설정 정보가 포함되고, 그에 상응하는 SDAP 장치 식별자가 지시되고, SDAP 헤더가 존재한다는 것을 지시한 경우,
상기에서 제 3의 조건은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치 설정 정보가 포함되고, 그에 상응하는 SDAP 장치 식별자가 지시되지 않고, SDAP 헤더가 존재하지 않는 다는 것을 지시한 경우,
상기에서 제 4의 조건은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치 설정 정보가 포함되고, 그에 상응하는 SDAP 장치 식별자가 지시되지 않고, SDAP 헤더가 존재한다는 것을 지시한 경우,
상기에서 제 1의 동작은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치를 생성하고, 그에 상응하는 SDAP 장치를 생성하고 상기 설정된 식별자로 지정하고 상기 PDCP 장치와 상기 SDAP 장치에 대해 연결을 설정하며, 수신된 IP 패킷에 대해서 SDAP 헤더가 없다는 것을 가정하여 패킷을 처리하고, 송신된 IP 패킷에는 SDAP 헤더를 붙이지 않고, 패킷을 처리한다.
상기에서 제 2의 동작은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치를 생성하고, 그에 상응하는 SDAP 장치를 생성하고 상기 설정된 식별자로 지정하고 상기 PDCP 장치와 상기 SDAP 장치에 대해 연결을 설정하며, 수신된 IP 패킷에 대해서 SDAP 헤더가 있다는 것을 가정하여 SDAP 헤더를 해석하고 제거한 뒤 패킷을 처리하고, 송신된 IP 패킷에는 SDAP 헤더를 붙이고, 패킷을 처리한다.
상기에서 제 3의 동작은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치를 생성하고, 상기 PDCP 장치를 default SDAP 장치에 대해 연결을 설정하며, 수신된 IP 패킷에 대해서 SDAP 헤더가 없다는 것을 가정하여 패킷을 처리하고, 송신된 IP 패킷에는 SDAP 헤더를 붙이지 않고, 패킷을 처리한다.
상기에서 제 4의 동작은 소정의 식별자를 갖는 PDCP 장치를 생성하고, 상기 PDCP 장치를 default SDAP 장치에 대해 연결을 설정하며, 수신된 IP 패킷에 대해서 SDAP 헤더가 있다는 것을 가정하여 SDAP 헤더를 해석하고 제거한 뒤 패킷을 처리하고, 송신된 IP 패킷에는 SDAP 헤더를 붙이고, 패킷을 처리한다.
도 1j에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(1j-10), 기저대역(baseband)처리부(1j-20), 저장부(1j-30), 제어부(1j-40)를 포함한다.
상기 RF처리부(1j-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1j-10)는 상기 기저대역처리부(1j-20)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 RF처리부(1j-10)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 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1j-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1j-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1j-10)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 RF처리부(1j-10)는 제어부의 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 기저대역처리부(1j-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)은 상기 RF처리부(1j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)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 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)은 상기 RF처리부(1j-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 복원한다.
상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10) 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)(예: 2.1jHz, 1jhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(1j-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(1j-30)는 상기 제어부(1j-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1j-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1j-40)는 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1j-40)는 상기 저장부(1j-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1j-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1j-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 1k는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(1k-10), 기저대역처리부(1k-20), 백홀통신부(1k-30), 저장부(1k-40), 제어부(1k-50)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(1k-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1k-10)는 상기 기저대역처리부(1k-20)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 RF처리부(1k-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1k-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1k-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
상기 기저대역처리부(1k-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 상기 RF처리부(1k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)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 기저대역처리부(1k-20)은 상기 RF처리부(1k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 통신부(1k-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.
상기 저장부(1k-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1k-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1k-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1k-40)는 상기 제어부(1k-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1k-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1k-50)는 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1k-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1k-50)는 상기 저장부(1k-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1k-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 제안 내용을 요약하면 다음과 같다.
본 발명은 SDAP layer 설정 시그날링 및 동작 구체화하는 것이고, 주요 내용은 다음과 같다.
- 하나의 SDAP entity는 여러 개의 DRB와 연결됨
- 하나의 단말에 여러 개의 SDAP entity가 설정될 수 있음
- DRB/PDCP와 SDAP entity 사이의 매핑 관계 설정하는 RRC 시그날링 도입
- PDCP-config에 어떤 SDAP entity와 연결되는지 나타내는 정보 포함
- SDAP entity 정보가 없으면 default SDAP entity와 연결
- SDAP entity 동작:
- 상위 계층에서 전달한 IP packet을 QoS flow 별로 분류해서 적절한 PDCP/DRB로 전달. 이 때 PDCP/DRB 별로 SDAP 헤더를 선택적으로 부가
- PDCP/DRB에서 전달된 PDCP SDU를 처리해서 상위 계층으로 전달. PDCP/DRB 별로 SDAP 헤더 존재 여부를 판단해서 헤더를 제거하거나 그대로 상위 계층 전달
구체적인 시그날링 절차는 다음의 표 1과 같다.
| UE | <- | gNB | RRC connection setup: 첫번째 DRB (DRB #0)가 설정되면 default SDAP entity (SDAP #0) 설정 PDCP-config = { DRB id = 0, SDAP header configuration= present, QoS flow id list #0} |
| UE | PDCP #0 생성, SDAP #0 생성, PDCP #0에 SDAP id가 지정되지 않았으므로 default SDAP entity (SDAP #0)와 연결 | ||
| UE | <-> | GNB | Data transfer SDAP #0 Tx: 상위 계층에서 전달된 IP 패킷에 SDAP 헤더를 부착한 후 PDCP #0로 전달 SDAP #0 Rx: PDCP #0에서 수신한 PDCP SDU에서 SDAP 헤더를 제거한 후 상위 계층으로 전달 |
| UE | <- | gNB | RRC connection reconfiguration DRB #1 설정 PDCP-config = { DRB id = 1, SDAP header configuration= not present, QoS flow id list #1} SDAP id가 지정되지 않았으므로 default SDAP entity와 연결 |
| UE | PDCP #1 생성, SDAP #1생성, PDCP #1에 SDAP id가 지정되지 않았으므로 default SDAP entity (SDAP #0)와 연결 | ||
| UE | <-> | GNB | Data transfer SDAP #0 Tx: - 상위 계층에서 전달된 IP 패킷 중 QoS flow id list #0에 속하는 IP 패킷들에 SDAP 헤더를 부착한 후 PDCP #0로 전달 - 상위 계층에서 전달된 IP 패킷 중 QoS flow id list #1에 속하는 IP 패킷들을 PDCP #1로 전달 SDAP #0 Rx: - PDCP #0에서 수신한 PDCP SDU에서 SDAP 헤더를 제거한 후 상위 계층으로 전달 - PDCP #1에서 수신한 PDCP SDU를 상위 계층으로 전달 |
| UE | <- | GNB | RRC connection reconfiguration DRB #2 설정 PDCP-config = { DRB id = 2, SDAP id = #1, SDAP header configuration= not present, QoS flow id list #2} |
| UE | PDCP #2 생성; 새로운 SDAP id가 시그날링 되었으므로 SDAP #1 생성; PDCP #2와 SDAP #1 연결 | ||
| UE | <-> | GNB | Data transfer SDAP #0 Tx: - 상동 SDAP #0 Rx: - 상동 SDAP #1 Tx: - 상위 계층에서 전달된 IP 패킷 중 QoS flow id list #2에 속하는 IP 패킷들을 PDCP #2로 전달 SDAP #1 Rx: - PDCP #2에서 수신한 PDCP SDU를 상위 계층으로 전달 |
<제2 실시예>
도 2a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국)(2a-05, 2a-10, 2a-15, 2a-20)과 MME(Mobility Management Entity, 2a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, 2a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(2a-35)은 eNB(2a-05~2a-20) 및 S-GW(2a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 2a에서 eNB(2a-05~2a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. eNB는 UE(2a-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 eNB(2a-05~2a-20)가 담당한다. 하나의 eNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(2a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(2a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
도 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 2b-05, 2b-40), RLC(Radio Link Control 2b-10, 2b-35), MAC(Medium Access Control 2b-15, 2b-30)으로 이루어진다. PDCP(2b-05, 2b-40)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- header 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(2b-10, 2b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
MAC(2b-15, 2b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
물리 계층(2b-20, 2b-25)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.
도 2c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2c를 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR NB, 2c-10)과 NR CN(New Radio Core Network, 2c-05)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말, 2c-15)은 NR NB(2c-10) 및 NR CN(2c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 2c에서 NR NB(2c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(2c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(2c-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (2c-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(2c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(2c-30)과 연결된다.
도 2d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 2d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(2d-05, 2d-40), NR RLC(2d-10, 2d-35), NR MAC(2d-15, 2d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (2d-05, 2d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC(2d-10, 2d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한 상기에서 RLC PDU들을 수신하는 순서대로 (일련번호, Sequence number의 순서와 상관없이, 도착하는 순으로) 처리하여 PDCP 장치로 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) 전달할 수도 있으며, segment 인 경우에는 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 segment들을 수신하여 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 처리하여 PDCP 장치로 전달할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.
상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.
NR MAC(2d-15, 2d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
NR PHY 계층(2d-20, 2d-25)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 수행할 수 있다.
도 2e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 머무를 수 있는 모드들을 나타낸 도면이다.
도 2e에서 단말은 RRC 연결 모드(RRC connected mode, 2e-03), RRC 비활성 모드(RRC inactive mode, 2e-02) 혹은 lightly-connected 모드(2e-02) 혹은 인액티브 모드(2e-02), RRC 유휴 모드(RRC idle mode, 2e-01)에 머무를 수 있으며, 서로 다른 각 모드들로 전환하는 과정들(2e-05, 2e-10, 2e-15, 2e-20, 2e-25)을 거칠 수 있다. 즉, RRC 유휴 모드(2e-01)에 있던 단말은 상향 링크로 전송할 데이터가 생기거나 하향 링크 데이터가 도착하여 페이징 메시지를 수신한 경우, 혹은 트래킹 영역을 갱신하기 위해서(주기적으로 혹은 트래킹 영역을 벗어난 경우) 네트워크와 연결을 설정하여 데이터를 송수신하기 위해 RRC 연결 모드(2e-03)로 전환할 수 있다(2e-05). 데이터를 송수신한 후 일정한 시간 동안 데이터가 발생하지 않는다면 네트워크에 의해서 RRC 연결 모드의 단말은 RRC 유휴 모드로 전환될 수 있다(2e-15). 또한 일정한 시간 동안 데이터가 발생하지 않으면 RRC 연결 모드(2e-03)의 단말은 배터리 절감 및 빠른 연결을 지원하기 위한 목적으로 네트워크에 의해서 혹은 스스로 모드를 전환하여 RRC 비활성 모드(2e-02)로 전환할 수 있다(2e-20). RRC 비활성 모드(2e-03)의 단말은 상향 링크로 전송할 데이터가 생기거나 하향 링크 데이터가 도착하여 페이징 메시지를 수신한 경우, 혹은 트래킹 영역(혹은 랜 지시 영역(RAN Notification area)을 갱신하기 위해서(주기적으로 혹은 트래킹 영역(혹은 랜 지시 영역)을 벗어난 경우) 네트워크와 연결을 설정하여 데이터를 송수신하기 위해 RRC 연결 모드(2e-03)로 전환할 수 있다(2e-10). RRC 비활성 모드(2e-03)에 있는 단말은 네트워크의 지시에 의해서 혹은 미리 약속된 설정에 의해서 혹은 스스로 RRC 유휴모드(2e-01)로 모드를 천이할 수 있다(2e-25). 상기에서 RRC 비활성 모드의 단말들이 네트워크에 많을 경우, 빈번한 랜 지시 영역 갱신 절차로 네트워크의 시그널링 오버헤드가 증가할 수 있으므로 지원되어야 하는 동작이다. 소정의 목적을 가진 단말의 경우, RRC 연결 모드로 천이하지 않고도 RRC 비활성 모드(2e-03)에서도 데이터를 전송할 수 있으며, RRC 비활성 모드와 RRC 유휴 모드 사이에서 네트워크의 지시에 따라 천이를 반복하며, 필요한 경우에만 RRC 연결 모드로 천이를 진행할 수 있다. 상기 절차에서 RRC 비활성 모드의 단말은 RRC 비활성 모드에서 데이터를 전송함으로써, 매우 짧은 전송 지연을 가질 수 있으며, 매우 적은 시그날링 오버헤드를 가질 수 있다는 장점을 가지고 있다. 상기에서 소정의 목적은 단말이 적은 데이터만을 전송하려고 하는 경우, 간헐적으로 혹은 매우 긴 주기를 갖고 주기적으로 데이터를 송신하는 단말의 경우에 해당할 수 있다. 또한 RRC 유휴 모드(2e-01)에 있는 단말은 네트워크에 의해서 RRC 비활성 모드(2e-03)로 바로 천이할 수도 있으며, RRC 연결모드로 천이하였다가 RRC 비활성 모드로 천이할 수 도 있다(2e-03, 2e-20).
상기에서 단말이 모드들 사이에서 천이를 수행할 때 단말의 모드와 네트워크에서 인식하고 있는 단말의 모드 간의 불일치(state mismatch) 문제를 해결하가 위해서 단말에 추가적인 타이머(inactive timer)를 설정하고 구동할 수 있다. 또한 기지국에도 추가적인 타이머를 구동할 수 있다.
본 발명에서 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드와 같은 상태의 모드로 해석될 수 있고, 같은 동작을 단말이 수행한다고 가정할 수 있다. 또한 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드가 같은 상태의 모드로 해석될 수는 있지만 각 모드에서 단말이 서로 다른 동작을 수행한다고 가정할 수 있다. 또한 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드가 다른 상태의 모드로 해석될 수도 있고 각 모드에서 단말이 서로 다른 동작을 수행한다고 가정할 수 있다. 이와 같이 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드는 적은 시그날링으로 빠른 재접속을 할 수 있으면서 배터리를 절감할 수 있는 모드라는 점에서 같은 목적을 가지고 있지만 단말과 네트워크의 구현에 따라서 그리고 정의하기에 따라서 같은 모드일 수도 있고, 다른 모드일 수도 있다. 또한 상기에서 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드의 단말 동작은 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서의 동작과 동일하거나 추가적인 기능을 가지거나 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서의 동작 중에 일부 기능만을 가질 수 있다. 상기에서처럼 RRC 비활성 모드에서는 단말의 배터리가 절감되고, 단말이 네트워크로의 연결시 적은 시그날링 오버헤드를 가지고 빠른 연결을 설정할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 RRC 비활성 모드에 있는 단말은 RRC 유휴 모드에 있는 단말이 주기적으로 트래킹 영역(Tracking area)을 갱신하는 절차보다 더 자주 랜 지시 영역(RAN Notification area)을 갱신하는 절차를 수행해야 한다. 따라서 네트워크에 RRC 비활성 모드 단말들이 굉장히 많다면 주기적인 랜 지시 영역 갱신 절차로 인한 시그널링 오버헤드가 야기될 수 있으므로 네트워크는 RRC 비활성 모드인 단말들을 관리하고 필요시 RRC 유휴 모드로 전환할 수 있어야 한다.
도 2f는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드(RRC connected mode)에서 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)로 전환하는 절차와 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2f에서 기지국은 RRC 연결 모드에서 데이터를 송수신하는 단말이 소정의 이유로 혹은 일정 시간 동안 데이터의 송수신이 없으면 RRCConnectionRelease 메시지를 단말에게 보내어 단말을 RRC 유휴모드로 전환하도록 할 수 있다(2f-01). 추후에 현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다 (2f-05). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다 (2f-10). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB (Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다. RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다 (2f-15). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지를 MME로 전송하고 (2f-20), MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지를 전송한다(2f-25). 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다. 기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지(2f-30)와 SecurityModeComplete 메시지(2f-35)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(2f-40). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(2f-45). 단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고 (2f-50), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다(2f-055, 2f-60). S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다. 상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(2f-65, 2f-70). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한 기지국은 소정의 이유로 단말에게 설정을 새로 해주거나 추가하거나 변경하기 위해서 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송할 수 있다(2f-75).
상기와 같이 RRC 유휴 모드에서 RRC 연결 모드로 전환하기 위해서는 많은 시그날링 절차가 요구된다. 따라서 차세대 이동 통신 시스템에서는 RRC 비활성 모드 혹은 lightly-connected 모드를 새로 정의할 수 있고, 상기와 같은 새로운 모드에서는 단말과 기지국이 단말의 컨텍스트를 저장하고 있고, 필요하다면 S1 베어러를 유지하고 있을 수 있기 때문에 더 적은 시그날링 절차로 더 빠르게 접속할 수 있다.
도 2ga 및 도 2gb는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에서 단말 생성(mobile oriented, MO) 데이터가 발생했을 경우, RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 2ga 및 도 2gb에서 단말과 기지국은 단말 컨텍스트(UE context)와 S1 베어러를 재사용하는 절차를 수행하기 위한 단말(2g-01), 고정 기지국(anchor gNB, 2g-02), 새로운 기지국(New gNB, 2g-03), MME(2g-04)의 전체적인 흐름을 나타낸다. RRC 연결 상태의 단말(2g-01)은 기지국과 데이터 송수신을 수행한다(2g-05, 2g-10). 데이터 송수신이 중지되면 기지국은 소정의 타이머를 구동하고 상기 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면(2g-15) 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려할 수 있으며, 기지국은 소정의 조건에 따라 단말을 RRC 유휴 모드로 보낼 지 RRC 비활성 모드로 보낼 지 결정할 수 있다. 상기에서 소정의 조건은 네트워크 트래픽의 정도, 네트워크가 유지할 수 있는 단말 컨텍스트의 양, 네트워크가 서비스를 지원할 수 있는 단말의 수 등을 고려할 수 있다. 2g-20 과정에서 단말을 RRC 비활성 모드로 보내기 위해서 비활성화 상태 천이 RRC 메시지(RRCConnectionRelease 혹은 RRCConnectionSuspend 메시지 혹은 새로 정의한 RRC 메시지 혹은 또 다른 기존의 RRC 메시지를 재사용)를 전송할 수 있다. 상기 2g-20에서 기지국은 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 전송하면서 Resume ID를 할당하고 단말이 비활성 상태 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(Paging area, PA)을 설정해줄 수 있다. 상기 Resume ID 할당으로 단말은 단말 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 상기 메시지에 기지국은 단말이 RRC 비활성 모드로 동작하며, 단말 컨텍스트를 저장하라는 것을 지시하기 위한 별도의 context 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다(2g-20). 또한, 본 발명에서는 서빙 셀로부터의 MT 데이터 발생 시 간소화한 RRC 연결 절차를 위해 C-RNTI를 유지하도록 지시하는 값을 할당할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추후 단말이 RRC 연결 재개 절차를 수행할 때 필요한 보안 설정을 갱신하기 위한 보안 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면 NCC(NextHopChainingCount)를 미리 할당받고 이를 이용하여 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 계산하고 설정할 수 있다. 또한 상기 제어 메시지에는 기지국이 컨텍스트를 유지할 기간 또는 단말이 유효기간 내에 RRC 연결을 재설정하고자 할 때, 저장된 컨텍스트를 사용하는 절차를 적용할 수 있는 셀의 리스트 등이 포함될 수 있다. 기지국은 상기 단말의 RRC 연결을 해제한 후, 상기 단말의 UE 컨텍스트 및 S1 베어러는 그대로 유지한다(2g-25). S1 베어러란 기지국과 MME 사이에서 제어 메시지를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-제어 베어러와 기지국과 S-GW 사이에서 사용자 데이터를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-사용자 평면 베어러를 지칭한다. 상기 S1 베어러를 유지함으로써, 단말이 동일한 셀에서 혹은 동일한 기지국에서 RRC 연결을 설정하려 할 때 S1 베어러 설정을 위한 절차를 생략할 수 있다. 기지국은 유효 기간이 만료되면 UE 컨텍스트를 삭제하고 S1 베어러를 해제할 수 있다. 상기 2g-20 단계의 비활성 모드 천이 RRC 메시지를 수신한 단말은 RRC 비활성 모드로 전환하게 된다.
상기에서 고정 기지국은 RRC 비활성 모드 단말의 단말 컨텍스트(resume ID)를 유지 및 관리하고, RRC 비활성 모드 단말의 이동성을 관리하기 위해 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 관리하는 기지국을 말한다. 상기에서 설명한 고정 기지국의 역할은 AMF(Access and Mobility Management Function, AMF) 장치가 대신 수행할 수도 있다.
기지국(2g-02)은 MME에게 연결 한시 정지 및 S1-U 베어러 유지를 요청하는 제어 메시지를 전송한다(2g-25). 상기 제어 메시지를 수신한 MME는 S-GW에 상기 단말에 대한 하향 링크 데이터가 발생했을 때 하향 링크 데이터를 고정 기지국으로 바로 전달하고 고정 기지국이 페이징 메시지를 생성해서 주변 기지국에 전달하도록 할 수 있다(2g-30). 즉, 하향 링크 데이터를 수신한 고정 기지국은 상기 데이터를 버퍼에 저장하고 페이징 절차를 진행한다. 상기 고정 기지국은 상기 단말의 단말 컨텍스트와 S1-U 베어러를 유지하고 있는 기지국을 지칭한다. 혹은 상기에서 고정 기지국이 페이징 메시지를 보내고 단말로부터 응답이 없는 경우, 즉, 페이징에 실패한 경우, 고정 기지국은 MME에게 페이징 절차를 요청할 수 있고, MME는 S-GW에서 발생한 상기 단말에 대한 하향 링크 데이터에 대해 상기 하향 링크 데이터를 기지국으로 전달하지 말고 MME에게 페이징 절차를 개시하도록 요청할 것을 지시하고 S-GW는 이에 따라 동작할 수 있다(2g-35).
컨텍스트 유지를 지시하는 정보와 Resume ID가 포함된 비활성화 천이 RRC 메시지(2g-20)를 수신한 단말은 RRC 연결은 해제하되, 유효 기간에 대응되는 타이머를 구동하고 유효 셀 리스트를 메모리에 기록할 수 있고, 현재 단말 컨텍스트를 삭제하지 않고 메모리에 유지하고(2g-35) 비활성 모드로 천이한다. 상기에서 단말 컨텍스트(UE context)란 단말의 RRC 설정과 관련된 여러 가지 정보를 의미하며 SRB 설정 정보, DRB 설정 정보, 보안 키 정보 등을 포함한다. 또한, 상기 비활성화 천이 RRC 메시지에서 C-RNTI 유지 지시자를 전송하는 경우, 서빙 셀로부터 부여받은 C-RNTI 값도 유지 한다. 이 후 단말에서 발생하는 데이터 트래픽(mobile oriented, MO)에 따라 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 발생한다(2g-40). 이전 비활성화 천이 과정에서 Resume ID를 할당 받지 않았거나 컨텍스트가 유지된다는 점이 지시되지 않은 단말은 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 개시하지만, 이전 RRC 연결 해제 과정에서 Resume ID를 할당 받은 RRC 비활성 모드/light connected 모드 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 시도할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성 모드/light connected 모드 단말은 네트워크의 RRC 비활성 모드/light connection 지원 여부에 따라 일반적인 RRC 연결 설정과정(도 2f)를 수행할 수도 있고, 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수도 있다. 즉, RRC 비활성 모드를 지원하지 않는 경우는 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 수행하고, 지원하는 경우는 RRC 연결 재개 절차를 하기와 같이 수행할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성 모드는 네트워크에서 항상 지원될 수도 있다(그러므로 시스템 정보에서 따로 지원 여부를 알리지 않을 수도 있다). 본 발명에서 각 기지국 혹은 셀은 시스템 정보에 각 기지국 혹은 셀이 비활성 모드를 지원하는지 지원하지 않는 지 여부에 대한 지시자를 포함하여 전송할 수 있다(2g-45). 상기 지시자는 시스템 정보의 두 번째 블럭(Systeminformation2)에 포함될 수 있으며, 다른 시스템 정보의 블럭들(Systeminformation1~19)에 포함될 수 도 있다. 상기에서 비활성 모드를 지원한다는 것은 하기 절차들(2g-50, 2g-55, 2g-60, 2g-65, 2g-70, 2g-75, 2g-80, 2g-85,2g-90,2g-95,2g-100,2g-105,2g-110) 을 해당 기지국 혹은 해당 셀이 설정할 수 있고, 지원한다는 것을 말할 수 있다. 비활성 모드 단말은 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 생기면 현재 캠프온하고 있는 셀의 시스템 정보를 읽어 들인다(2g-45). 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성 모드를 지원한다는 지시자가 포함되어 있지 않다면, 단말은 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 수행할 수 있다(2g-45). 하지만 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성 모드를 지원한다는 지시자가 포함되어 있다면, 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수 있다(2g-50). 상기 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정은 다음과 같다.
먼저 단말은 랜덤액세스 절차를 수행하기 위해 프리앰블을 메시지 1에서 전송한다(2g-55). 기지국은 메시지 1에서 받은 프리앰블에 따라 자원 할당이 가능하면 그에 상응하는 상향링크 자원을 메시지 2에서 단말에게 할당하여 준다(2g-60). 단말은 수신한 상향링크 자원 정보를 토대로 2g-20 단계에서 수신한 Resume ID를 포함하여 Resume 요청 메시지를 전송한다(2g-65). 상기 메시지는 RRCConnectionRequest 메시지의 변형된 메시지이거나 새로 정의된 메시지(예를 들면 RRCConnectionResumeRequest)일 수 있다. 기존 고정 기지국(2g-02)에서 연결을 해제하여 RRC 비활성 모드에 있던 단말이 이동하여 다른 기지국의 셀에 캠프 온한 경우라면 새로운 기지국(2g-03)은 단말의 Resume ID를 수신하고 확인하여 해당 단말이 이전에 어느 기지국에서 서비스를 받았었는지 알 수 있다. 새로운 기지국(2g-03)이 성공적으로 Resume ID를 수신하고 확인하였다면 기존 기지국(2g-02)에서 UE 컨텍스트를 회수해오는 절차를 수행한다(Context Retrieve Procedure, 2g-70, 2g-75). 만약 상기에서 단말 컨텍스트를 회수해오는 절차에 실패한다면 예를 들면 고정/소스 기지국을 찾지 못하거나 단말의 컨텍스트가 존재하지 않거나 등 소정의 이유로 실패한다면 기지국은 RRCConnectionResume 메시지 대신에 도 2f에서와 같이 RRCConnectionSetup 메시지를 보내고 그 이후의 베어러 설정 절차/보안 설정 절차를 도 2f에서 설명한 RRC 연결 설정 절차로 폴백(fallback)할 수 있으며, 보안 설정을 완료하고, 단말을 RRC 연결 모드로 보낼 수도 있으며, 혹은 새로운 단말 식별자(resume ID)와 랜 페이징 영역과 함께 RRCConnectionSuspend 메시지를 보내면서 단말을 RRC 비활성 모드로 다시 돌려보낼 수도 있다. 상기 단말 컨텍스트는 S1 혹은 X2 인터페이스를 통해서 새로운 기지국(2g-03)이 기존 기지국(2g-02)으로부터 가져올 수 있다. (만약 새로운 기지국이 Resume ID를 수신하였지만 소정의 이유로 성공적으로 단말을 구별하지 못한 경우는 RRCConnectionSetup 메시지를 단말에게 보내고 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차로 돌아가도록 할 수 있다. 즉 상기 RRCConnectionSetup 메시지를 단말에게 보내고 단말은 상기 메시지를 수신하면 RRCConnectionSetupComplete 메시지를 기지국에게 보내어 연결을 설정할 수 있다. 혹은 만약 새로운 기지국이 Resume ID를 수신하였지만 성공적으로 단말을 구별하지 못한 경우(예를 들면 기존 고정 기지국으로부터 단말 컨텍스트 회수에 실패한 경우) 단말에게 RRCConnectionRelease 메시지 혹은 RRCConnectionReject 메시지를 보내어 단말의 연결을 거절하고 다시 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 처음부터 시도하도록 하게 할 수 있다.) 새로운 지기국은 상기 회수한 단말 컨텍스트를 기반으로 MAC-I를 확인한다(2g-80). 상기 MAC-I는 상기 복원된 단말 컨텍스트의 보안 정보를 적용해서, 즉 보안 키와 보안 카운터를 적용해서 제어 메시지에 대해 단말이 계산한 메시지 인증 코드이다. 기지국은 상기 메시지의 MAC-I, 단말의 컨텍스트에 저장되어 있던 보안 키 및 보안 카운터 등을 이용해서 상기 메시지의 무결성을 확인한다. 그리고 고정 기지국(2g-02) 혹은 새로운 기지국(2g-03)은 단말의 RRC 연결에 적용할 설정을 결정하고, 상기 설정 정보를 수납한 RRC 연결 재개 메시지(RRCConnectionResume)를 단말에게 전송한다 (2g-85). 상기 RRC 연결 재개 메시지는 기지국이 단말의 단말 식별자(Resume ID)를 확인하고 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 이용하여 암호화하여 전송될 수 있으며, 단말은 상기 2g-20에서 미리 할당 받은 NCC를 이용하여 계산한 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 이용하여 복호화하여 상기 RRC 연결 재개 메시지를 정상적으로 수신할 수 있다. 그리고 RRC 연결 재개 메시지를 보내는 절차 이후로는 RRC 메시지 및 데이터들을 새로운 보안키로 암호화하여 단말과 기지국이 송수신할 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 메시지는 일반적인 RRC 연결 요구 메시지에 'RRC 컨텍스트 재사용'을 지시하는 정보(REUSE INDICATOR)가 포함된 제어 메시지일 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 메시지는 RRC 연결 설정 메시지와 마찬가지로 단말의 RRC 연결 설정과 관련된 각종 정보들이 수납된다. 단말이 일반적인 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 수신한 경우에는 RRC 연결 설정 메시지에서 지시된 설정 정보를 바탕으로 RRC 연결을 설정하지만, RRC 연결 재개 메시지를 수신한 경우에는 저장하고 있는 설정 정보와 상기 제어 메시지에서 지시된 설정 정보를 모두 고려해서 RRC 연결을 설정한다(Delta configuration). 요컨대 지시된 설정 정보를 저장하고 있는 설정 정보에 대한 델타 정보로 판단해서 적용할 설정 정보를 판단하고 설정 정보 혹은 UE 컨텍스트를 갱신할 수 있다. 예를 들어 RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있다면, 상기 지시 받은 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성하고, RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있지 않다면 UE 컨텍스트에 저장되어 있는 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성한다.
단말은 상기 갱신된 단말 컨텍스트 및 설정 정보를 적용해서 RRC 연결을 구성하고 기지국에게 RRC 연결 재개 완료 메시지(RRCConnectionResumeComplete)를 전송한다 (2g-90). 그리고 MME에게 연결 한시 정지 해제를 요청하는 제어 메시지를 전송하고 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정할 것을 요청한다(2g-95, 2g-100). MME는 상기 메시지를 수신하면 S-GW에게 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정하고 상기 단말에 대한 데이터를 정상적으로 처리할 것을 지시한다. 상기 과정이 완료되면 기지국은 단말의 MO 데이터에 대한 자원을 PDCCH로 전달하고(2g-105), 단말은 상기 셀에서 데이터 송수신을 재개한다(2g-110).
상기 절차에서 기존 고정 기지국(2g-02)에서 연결을 해제하여 RRC 비활성 모드에 있던 단말이 크게 이동하지 않아서 기존 고정 기지국의 셀(2g-02)에 다시 캠프 온한 경우라면 기존 고정 지기국(2g-02)은 2g-70, 2g-75의 절차를 수행하지 않고, 2g-95, 2g-100의 절차 대신 S1 베어러의 연결 한시 정지 해제만을 수행하고 메시지 3에서 지시된 Resume ID를 참조해서 상기 단말의 단말 컨텍스트를 검색하고 이를 토대로 상기의 절차들과 비슷한 방법으로 연결을 재설정할 수 있다.
도 2h는 본 발명에서 기지국이 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 알림 절차를 나타낸 도면이다.
도 2h에서 알 수 있듯이, RRC 비활성 모드의 단말은 RRC 연결을 해제한 상태이기 때문에 MT 트래픽이 발생하게 되면, 기지국은 단말에게 데이터 송수신을 위해 RRC 연결 상태로 천이하고 데이터를 송수신 해야 함을 지시해야 한다. 본 발명에서는 비활성 모드의 단말이 어떤 셀에 위치하고 있는지에 따라 다른 절차를 사용함을 특징으로 하고, 이를 간단히 설명하고자 한다. 서빙 셀(2h-05)은 소정의 조건에 따라 단말을 RRC 유휴 모드로 보낼 지 RRC 비활성 모드로 보낼 지 결정할 수 있다. 상기에서 소정의 조건은 네트워크 트래픽의 정도, 네트워크가 유지할 수 있는 단말 컨텍스트의 양, 네트워크가 서비스를 지원할 수 있는 단말의 수 등을 고려할 수 있다. 만약 단말(2h-10)이 서빙 셀에서 비활성 모드로 천이되었고, 해당 셀(2h-05)에 계속 위치해 있다면, 단말(2h-10)은 서빙 셀이 지시한 C-RNTI 유지 지시자의 유무에 따라 동작하고, 지시자가 포함되어 있다면 C-RNTI를 유지하면서 이후 MT 데이터를 송수신하기 위해 PDCCH를 모니터링 한다. 반면에 비활성 모드의 단말(2h-25)이 해당 상태로 서빙 셀을 벗어나서 다른 셀로 이동했을 경우, 서빙 셀에서 설정된 C-RNTI는 효력이 없어지므로 사용할 수 없다. 이런 경우에 대해서는 기지국으로부터 수신하는 RAN 페이징을 수신함으로써 MT 데이터의 존재 여부를 알 수 있다.
본 발명에서는 상기에 설명한 비활성 모드의 단말에게 MT 데이터가 발생했을 경우의 RRC 연결 절차 및 데이터 송수신 절차를 단말이 존재하는 셀에 따라 다르게 설정하는 방법에 대해 논의한다. 하기의 실시 예들에서 각각의 방법에 대해 자세히 다루도록 한다.
도 2ia 및 도 2ib는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 실시 예 1로써, 단말이 RRC 비활성 모드로 천이된 서빙 셀에 그대로 존재하는 경우의 데이터 송수신 절차를 나타낸 도면이다.
RRC 연결 상태의 단말(2i-01)은 기지국과 데이터 송수신을 수행한다(2i-05, 2i-10). 데이터 송수신이 중지되면 기지국은 소정의 타이머를 구동하고 상기 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면(2i-15) 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려할 수 있으며, 기지국은 소정의 조건에 따라 단말을 RRC 유휴 모드로 보낼 지 RRC 비활성 모드로 보낼 지 결정할 수 있다. 상기에서 소정의 조건은 네트워크 트래픽의 정도, 네트워크가 유지할 수 있는 단말 컨텍스트의 양, 네트워크가 서비스를 지원할 수 있는 단말의 수 등을 고려할 수 있다. 2i-20 과정에서 단말을 RRC 비활성 모드로 보내기 위해서 비활성화 상태 천이 RRC 메시지(RRCConnectionRelease 혹은 RRCConnectionSuspend 메시지 혹은 새로 정의한 RRC 메시지 혹은 또 다른 기존의 RRC 메시지를 재사용)를 전송할 수 있다. 상기 2i-20에서 기지국은 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 전송하면서 Resume ID를 할당하고 단말이 비활성 상태 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(Paging area, PA)을 설정해줄 수 있다. 상기 Resume ID 할당으로 단말은 단말 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 상기 메시지에 기지국은 단말이 RRC 비활성 모드로 동작하며, 단말 컨텍스트를 저장하라는 것을 지시하기 위한 별도의 context 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다(2i-20). 또한, 본 발명에서는 서빙 셀로부터의 MT 데이터 발생 시 간소화한 RRC 연결 절차를 위해 C-RNTI를 유지하도록 지시하는 값을 할당할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추후 단말이 RRC 연결 재개 절차를 수행할 때 필요한 보안 설정을 갱신하기 위한 보안 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면 NCC(NextHopChainingCount)를 미리 할당받고 이를 이용하여 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 계산하고 설정할 수 있다. 또한 상기 제어 메시지에는 기지국이 컨텍스트를 유지할 기간 또는 단말이 유효기간 내에 RRC 연결을 재설정하고자 할 때, 저장된 컨텍스트를 사용하는 절차를 적용할 수 있는 셀의 리스트 등이 포함될 수 있다. 기지국은 상기 단말의 RRC 연결을 해제한 후, 상기 단말의 UE 컨텍스트 및 S1 베어러는 그대로 유지한다(2i-25). S1 베어러란 기지국과 MME 사이에서 제어 메시지를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-제어 베어러와 기지국과 S-GW 사이에서 사용자 데이터를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-사용자 평면 베어러를 지칭한다. 상기 S1 베어러를 유지함으로써, 단말이 동일한 셀에서 혹은 동일한 기지국에서 RRC 연결을 설정하려 할 때 S1 베어러 설정을 위한 절차를 생략할 수 있다. 기지국은 유효 기간이 만료되면 UE 컨텍스트를 삭제하고 S1 베어러를 해제할 수 있다. 상기 2i-20 단계의 비활성 모드 천이 RRC 메시지를 수신한 단말은 RRC 비활성 모드로 전환하게 된다.
상기에서 고정 기지국은 RRC 비활성 모드 단말의 단말 컨텍스트(resume ID)를 유지 및 관리하고, RRC 비활성 모드 단말의 이동성을 관리하기 위해 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 관리하는 기지국을 말한다. 상기에서 설명한 고정 기지국의 역할은 AMF(Access and Mobility Management Function, AMF) 장치가 대신 수행할 수도 있다.
기지국(2i-02)은 MME에게 연결 한시 정지 및 S1-U 베어러 유지를 요청하는 제어 메시지를 전송한다(2i-25). 상기 제어 메시지를 수신한 MME는 S-GW에 상기 단말에 대한 하향 링크 데이터가 발생했을 때 하향 링크 데이터를 고정 기지국으로 바로 전달하고 고정 기지국이 페이징 메시지를 생성해서 주변 기지국에 전달하도록 할 수 있다(2i-30).
컨텍스트 유지를 지시하는 정보와 Resume ID가 포함된 비활성화 천이 RRC 메시지(2i-20)를 수신한 단말은 RRC 연결은 해제하되, 유효 기간에 대응되는 타이머를 구동하고 유효 셀 리스트를 메모리에 기록할 수 있고, 현재 단말 컨텍스트를 삭제하지 않고 메모리에 유지하고(2i-35) 비활성 모드로 천이한다. 상기에서 단말 컨텍스트(UE context)란 단말의 RRC 설정과 관련된 여러 가지 정보를 의미하며 SRB 설정 정보, DRB 설정 정보, 보안 키 정보 등을 포함한다. 또한, 상기 비활성화 천이 RRC 메시지에서 C-RNTI 유지 지시자를 전송하는 경우, 서빙 셀로부터 부여받은 C-RNTI 값도 유지 한다. 이 후 단말에게 전달해야하는 데이터 트래픽(mobile terminated, MO)에 따라 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 발생한다(2i-40). 이전 비활성화 천이 과정에서 Resume ID를 할당 받지 않았거나 컨텍스트가 유지된다는 점이 지시되지 않은 단말은 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 개시하지만, 이전 RRC 연결 해제 과정에서 Resume ID 및 C-RNTI 유지 지시자를 할당 받은 RRC 비활성 모드 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 시도할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성 모드 단말은 네트워크의 RRC 비활성 모드 지원 여부에 따라 일반적인 RRC 연결 설정과정(도 2f)를 수행할 수도 있고, 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수도 있다. 즉, RRC 비활성 모드를 지원하지 않는 경우는 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 수행하고, 지원하는 경우는 RRC 연결 재개 절차를 하기와 같이 수행할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성 모드는 네트워크에서 항상 지원될 수도 있다(그러므로 시스템 정보에서 따로 지원 여부를 알리지 않을 수도 있다). 본 발명에서 각 기지국 혹은 셀은 시스템 정보에 각 기지국 혹은 셀이 비활성 모드를 지원하는지 지원하지 않는 지 여부에 대한 지시자를 포함하여 전송할 수 있다(2i-45). 상기 지시자는 시스템 정보의 두 번째 블럭(Systeminformation2)에 포함될 수 있으며, 다른 시스템 정보의 블럭들(Systeminformation1~19)에 포함될 수 도 있다. 비활성 모드 단말은 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 생기면 현재 캠프온하고 있는 셀의 시스템 정보를 읽어 들인다(2i-45). 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성 모드를 지원한다는 지시자가 포함되어 있지 않다면, 단말은 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 수행할 수 있다(2i-45). 하지만 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성 모드를 지원한다는 지시자가 포함되어 있다면, 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수 있다(2i-50). 상기 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정은 다음과 같다.
즉, 하향 링크 데이터를 수신한 고정 기지국은 상기 데이터를 버퍼에 저장하고 페이징 절차를 진행한다. 상기 고정 기지국은 상기 단말의 단말 컨텍스트와 S1-U 베어러를 유지하고 있는 기지국을 지칭한다. 본 실시 예에서 상기의 페이징 절차는 고정 기지국과 새로운 기지국이 다르게 동작함을 특징으로 한다. 고정 기지국은 해당 셀의 비활성 모드 단말들을 페이징하기 위해 단말이 RRC 연결 상태일 때 설정한 C-RNTI를 사용한다. 즉, 하향링크 데이터가 발생할 경우, 단말에게 C-RNTI를 포함한 PDCCH order를 전송하고(2i-55), 여기에는 단말이 랜덤 액세스 메시지 1을 전송할 때 사용되는 자원 정보를 포함한다. 단말은 상기의 PDCCH 모니터링 동작을 비활성 모드의 DRX(Discontinuous Reception)에 맞춰서 수행할 수 있다. 또한, 상기의 고정 기지국은 단말을 위한 하향링크 데이터를 수신하면 X2 인터페이스와 같은 기지국간 인터페이스를 통해 주변 기지국에게 RAN 페이징을 전송하도록 알리고, 이를 수신한 주변 기지국은 RAN 페이징을 전달한다(2i-60). 이때 상기 RAN 페이징 메시지에는 랜덤 액세스 메시지 1을 위한 프리앰블 전송 자원 정보가 포함될 수도 있다. 해당 정보가 포함되면 단말은 이후 랜덤 액세스 때 이 설정된 자원을 사용한다.
이후, 단말은 랜덤액세스 절차를 수행하기 위해 상기 PDCCH order에 포함된 설정된 자원을 통해 프리앰블 메시지 1에서 전송한다(2i-65). 기지국은 메시지 1에서 받은 프리앰블에 따라 자원 할당이 가능하면 그에 상응하는 상향링크 자원을 메시지 2에서 단말에게 할당하여 준다(2i-70). 단말은 수신한 상향링크 자원 정보를 토대로 2i-20 단계에서 수신한 Resume ID 혹은 C-RNTI를 포함하여 Resume 요청 메시지를 전송한다(2i-75). 상기 메시지는 RRCConnectionRequest 메시지의 변형된 메시지이거나 새로 정의된 메시지(예를 들면 RRCConnectionResumeRequest)일 수 있다. 또한, 메시지 4에 해당하는 RRC 연결 재개 메시지는 일반적인 RRC 연결 요구 메시지에 'RRC 컨텍스트 재사용'을 지시하는 정보(REUSE INDICATOR)가 포함된 제어 메시지(예를 들어 RRCConnectionResume)일 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 메시지는 RRC 연결 설정 메시지와 마찬가지로 단말의 RRC 연결 설정과 관련된 각종 정보들이 수납된다. 또한, C-RNTI를 통해 연결 재개 메시지가 전송될 자원을 알려줄 수도 있다. 단말이 일반적인 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 수신한 경우에는 RRC 연결 설정 메시지에서 지시된 설정 정보를 바탕으로 RRC 연결을 설정하지만, RRC 연결 재개 메시지를 수신한 경우에는 저장하고 있는 설정 정보와 상기 제어 메시지에서 지시된 설정 정보를 모두 고려해서 RRC 연결을 설정한다(Delta configuration). 요컨대 지시된 설정 정보를 저장하고 있는 설정 정보에 대한 델타 정보로 판단해서 적용할 설정 정보를 판단하고 설정 정보 혹은 UE 컨텍스트를 갱신할 수 있다. 예를 들어 RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있다면, 상기 지시 받은 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성하고, RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있지 않다면 UE 컨텍스트에 저장되어 있는 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성한다.
이후 단말은 RRC 연결 상태로 천이하게 된다. 이 경우 단말은 C-RNTI를 보유하고 있기 때문에 RRC 연결 재개 완료 메시지(RRCConnectionResumeComplete)를 전송할 필요가 없다. 그리고 MME에게 연결 한시 정지 해제를 요청하는 제어 메시지를 전송하고 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정할 것을 요청한다(2i-90, 2i-95). MME는 상기 메시지를 수신하면 S-GW에게 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정하고 상기 단말에 대한 데이터를 정상적으로 처리할 것을 지시한다. 상기 과정이 완료되면 기지국은 단말의 MT 데이터에 대한 자원을 PDCCH로 전달하고(2i-100), 단말은 상기 셀에서 데이터 송수신을 재개한다(2i-105).
도 2ja 및 도 2jb는 본 발명에서 RRC 비활성 모드의 단말에게 보내야 하는 단말 종단(mobile terminated, MT) 데이터가 발생했을 경우의 실시 예 2로써, 단말이 RRC 비활성 모드로 천이된 서빙 셀에서 다른 셀로 이동했을 경우의 데이터 송수신 절차를 나타낸 도면이다.
RRC 연결 상태의 단말(2j-01)은 기지국과 데이터 송수신을 수행한다(2j-05, 2j-10). 데이터 송수신이 중지되면 기지국은 소정의 타이머를 구동하고 상기 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면(2j-15) 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려할 수 있으며, 기지국은 소정의 조건에 따라 단말을 RRC 유휴 모드로 보낼 지 RRC 비활성 모드로 보낼 지 결정할 수 있다. 상기에서 소정의 조건은 네트워크 트래픽의 정도, 네트워크가 유지할 수 있는 단말 컨텍스트의 양, 네트워크가 서비스를 지원할 수 있는 단말의 수 등을 고려할 수 있다. 2j-20 과정에서 단말을 RRC 비활성 모드로 보내기 위해서 비활성화 상태 천이 RRC 메시지(RRCConnectionRelease 혹은 RRCConnectionSuspend 메시지 혹은 새로 정의한 RRC 메시지 혹은 또 다른 기존의 RRC 메시지를 재사용)를 전송할 수 있다. 상기 2j-20에서 기지국은 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 전송하면서 Resume ID를 할당하고 단말이 비활성 상태 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(Paging area, PA)을 설정해줄 수 있다. 상기 Resume ID 할당으로 단말은 단말 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 상기 메시지에 기지국은 단말이 RRC 비활성 모드로 동작하며, 단말 컨텍스트를 저장하라는 것을 지시하기 위한 별도의 context 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다(2j-20). 또한, 본 발명에서는 서빙 셀로부터의 MT 데이터 발생 시 간소화한 RRC 연결 절차를 위해 C-RNTI를 유지하도록 지시하는 값을 할당할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추후 단말이 RRC 연결 재개 절차를 수행할 때 필요한 보안 설정을 갱신하기 위한 보안 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면 NCC(NextHopChainingCount)를 미리 할당받고 이를 이용하여 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 계산하고 설정할 수 있다. 또한 상기 제어 메시지에는 기지국이 컨텍스트를 유지할 기간 또는 단말이 유효기간 내에 RRC 연결을 재설정하고자 할 때, 저장된 컨텍스트를 사용하는 절차를 적용할 수 있는 셀의 리스트 등이 포함될 수 있다. 기지국은 상기 단말의 RRC 연결을 해제한 후, 상기 단말의 UE 컨텍스트 및 S1 베어러는 그대로 유지한다(2j-25). S1 베어러란 기지국과 MME 사이에서 제어 메시지를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-제어 베어러와 기지국과 S-GW 사이에서 사용자 데이터를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-사용자 평면 베어러를 지칭한다. 상기 S1 베어러를 유지함으로써, 단말이 동일한 셀에서 혹은 동일한 기지국에서 RRC 연결을 설정하려 할 때 S1 베어러 설정을 위한 절차를 생략할 수 있다. 기지국은 유효 기간이 만료되면 UE 컨텍스트를 삭제하고 S1 베어러를 해제할 수 있다. 상기 2j-20 단계의 비활성 모드 천이 RRC 메시지를 수신한 단말은 RRC 비활성 모드로 전환하게 된다.
상기에서 고정 기지국은 RRC 비활성 모드 단말의 단말 컨텍스트(resume ID)를 유지 및 관리하고, RRC 비활성 모드 단말의 이동성을 관리하기 위해 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 관리하는 기지국을 말한다. 상기에서 설명한 고정 기지국의 역할은 AMF(Access and Mobility Management Function, AMF) 장치가 대신 수행할 수도 있다.
기지국(2j-02)은 MME에게 연결 한시 정지 및 S1-U 베어러 유지를 요청하는 제어 메시지를 전송한다(2j-25). 상기 제어 메시지를 수신한 MME는 S-GW에 상기 단말에 대한 하향 링크 데이터가 발생했을 때 하향 링크 데이터를 고정 기지국으로 바로 전달하고 고정 기지국이 페이징 메시지를 생성해서 주변 기지국에 전달하도록 할 수 있다(2j-30).
컨텍스트 유지를 지시하는 정보와 Resume ID가 포함된 비활성화 천이 RRC 메시지(2j-20)를 수신한 단말은 RRC 연결은 해제하되, 유효 기간에 대응되는 타이머를 구동하고 유효 셀 리스트를 메모리에 기록할 수 있고, 현재 단말 컨텍스트를 삭제하지 않고 메모리에 유지하고(2j-35) 비활성 모드로 천이한다. 상기에서 단말 컨텍스트(UE context)란 단말의 RRC 설정과 관련된 여러 가지 정보를 의미하며 SRB 설정 정보, DRB 설정 정보, 보안 키 정보 등을 포함한다. 또한, 상기 비활성화 천이 RRC 메시지에서 C-RNTI 유지 지시자를 전송하는 경우, 서빙 셀로부터 부여받은 C-RNTI 값도 유지 한다. 이 후 단말에게 전달해야 하는 데이터 트래픽(mobile terminated, MO)에 따라 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 발생한다(2j-40). 이전 비활성화 천이 과정에서 Resume ID를 할당 받지 않았거나 컨텍스트가 유지된다는 점이 지시되지 않은 단말은 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 개시하지만, 이전 RRC 연결 해제 과정에서 Resume ID 및 C-RNTI 유지 지시자를 할당 받은 RRC 비활성 모드 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 시도할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성 모드 단말은 네트워크의 RRC 비활성 모드 지원 여부에 따라 일반적인 RRC 연결 설정과정(도 2f)를 수행할 수도 있고, 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수도 있다. 즉, RRC 비활성 모드를 지원하지 않는 경우는 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 수행하고, 지원하는 경우는 RRC 연결 재개 절차를 하기와 같이 수행할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성 모드는 네트워크에서 항상 지원될 수도 있다(그러므로 시스템 정보에서 따로 지원 여부를 알리지 않을 수도 있다). 본 발명에서 각 기지국 혹은 셀은 시스템 정보에 각 기지국 혹은 셀이 비활성 모드를 지원하는지 지원하지 않는 지 여부에 대한 지시자를 포함하여 전송할 수 있다(2j-45). 상기 지시자는 시스템 정보의 두 번째 블럭(Systeminformation2)에 포함될 수 있으며, 다른 시스템 정보의 블럭들(Systeminformation1~19)에 포함될 수 도 있다. 비활성 모드 단말은 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 생기면 현재 캠프온하고 있는 셀의 시스템 정보를 읽어 들인다(2j-45). 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성 모드를 지원한다는 지시자가 포함되어 있지 않다면, 단말은 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 2f)을 수행할 수 있다(2j-45). 하지만 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성 모드를 지원한다는 지시자가 포함되어 있다면, 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수 있다. 본 실시 예에서는 단말이 고정 기지국이 아닌 다른 기지국, 정확하게는 RRC 비활성 천이를 한 셀에서 새로운 셀로 이동했을 경우를 다룬다(2j-50). 상기 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정은 다음과 같다.
하향 링크 데이터를 수신한 고정 기지국은 상기 데이터를 버퍼에 저장하고 페이징 절차를 진행한다. 상기 고정 기지국은 상기 단말의 단말 컨텍스트와 S1-U 베어러를 유지하고 있는 기지국을 지칭한다. 본 실시 예에서 상기의 페이징 절차는 고정 기지국과 새로운 기지국이 다르게 동작함을 특징으로 한다. 고정 기지국은 해당 셀의 비활성 모드 단말들을 페이징하기 위해 단말이 RRC 연결 상태일 때 설정한 C-RNTI를 사용한다(2j-55). 즉, 하향링크 데이터가 발생할 경우, 단말에게 C-RNTI를 포함한 PDCCH order를 전송하고(2j-60), 여기에는 단말이 랜덤 액세스 메시지 1을 전송할 때 사용되는 자원 정보를 포함한다. 단말은 상기의 PDCCH 모니터링 동작을 비활성 모드의 DRX(Discontinuous Reception)에 맞춰서 수행할 수 있다. 또한, 상기의 고정 기지국은 단말을 위한 하향링크 데이터를 수신하면 X2 인터페이스와 같은 기지국간 인터페이스를 통해 주변 기지국에게 RAN 페이징을 전송하도록 알리고, 이를 수신한 주변 기지국은 RAN 페이징을 전달한다(2j-65). 이때 상기 RAN 페이징 메시지에는 랜덤 액세스 메시지 1을 위한 프리앰블 전송 자원 정보가 포함될 수도 있다. 해당 정보가 포함되면 단말은 이후 랜덤 액세스 때 이 설정된 자원을 사용한다.
먼저 단말은 랜덤액세스 절차를 수행하기 위해 프리앰블을 메시지 1에서 전송한다(2j-70). 앞서 설명했듯이 상기 RAN 페이징 메시지에 랜덤 액세스 메시지 1을 위한 프리앰블 전송 자원 정보가 포함될 수도 있고 해당 정보가 포함되면 단말은 이후 랜덤 액세스 때 이 설정된 자원을 사용한다. 기지국은 메시지 1에서 받은 프리앰블에 따라 자원 할당이 가능하면 그에 상응하는 상향링크 자원을 메시지 2에서 단말에게 할당하여 준다(2j-75). 단말은 수신한 상향링크 자원 정보를 토대로 2j-20 단계에서 수신한 Resume ID를 포함하여 Resume 요청 메시지를 전송한다(2j-80). 상기 메시지는 RRCConnectionRequest 메시지의 변형된 메시지이거나 새로 정의된 메시지(예를 들면 RRCConnectionResumeRequest)일 수 있다. 기존 고정 기지국(2j-02)에서 연결을 해제하여 RRC 비활성 모드에 있던 단말이 이동하여 다른 기지국의 셀에 캠프 온한 경우라면 새로운 기지국(2j-03)은 단말의 Resume ID를 수신하고 확인하여 해당 단말이 이전에 어느 기지국에서 서비스를 받았었는지 알 수 있다. 새로운 기지국(2j-03)이 성공적으로 Resume ID를 수신하고 확인하였다면 기존 기지국(2j-02)에서 UE 컨텍스트를 회수해오는 절차를 수행한다(Context Retrieve Procedure, 2j-85, 2j-90). 만약 상기에서 단말 컨텍스트를 회수해오는 절차에 실패한다면 예를 들면 고정/소스 기지국을 찾지 못하거나 단말의 컨텍스트가 존재하지 않거나 등 소정의 이유로 실패한다면 기지국은 RRCConnectionResume 메시지 대신에 도 2f에서와 같이 RRCConnectionSetup 메시지를 보내고 그 이후의 베어러 설정 절차/보안 설정 절차를 도 2f에서 설명한 RRC 연결 설정 절차로 폴백(fallback)할 수 있으며, 보안 설정을 완료하고, 단말을 RRC 연결 모드로 보낼 수도 있으며, 혹은 새로운 단말 식별자(resume ID)와 랜 페이징 영역과 함께 RRCConnectionSuspend 메시지를 보내면서 단말을 RRC 비활성 모드로 다시 돌려보낼 수도 있다. 상기 단말 컨텍스트는 S1 혹은 X2 인터페이스를 통해서 새로운 기지국(2j-03)이 기존 기지국(2j-02)으로부터 가져올 수 있다. (만약 새로운 기지국이 Resume ID를 수신하였지만 소정의 이유로 성공적으로 단말을 구별하지 못한 경우는 RRCConnectionSetup 메시지를 단말에게 보내고 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차로 돌아가도록 할 수 있다. 즉 상기 RRCConnectionSetup 메시지를 단말에게 보내고 단말은 상기 메시지를 수신하면 RRCConnectionSetupComplete 메시지를 기지국에게 보내어 연결을 설정할 수 있다. 혹은 만약 새로운 기지국이 Resume ID를 수신하였지만 성공적으로 단말을 구별하지 못한 경우(예를 들면 기존 고정 기지국으로부터 단말 컨텍스트 회수에 실패한 경우) 단말에게 RRCConnectionRelease 메시지 혹은 RRCConnectionReject 메시지를 보내어 단말의 연결을 거절하고 다시 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 처음부터 시도하도록 하게 할 수 있다.) 새로운 지기국은 상기 회수한 단말 컨텍스트를 기반으로 MAC-I를 확인한다(2j-95). 상기 MAC-I는 상기 복원된 단말 컨텍스트의 보안 정보를 적용해서, 즉 보안 키와 보안 카운터를 적용해서 제어 메시지에 대해 단말이 계산한 메시지 인증 코드이다. 기지국은 상기 메시지의 MAC-I, 단말의 컨텍스트에 저장되어 있던 보안 키 및 보안 카운터 등을 이용해서 상기 메시지의 무결성을 확인한다. 그리고 고정 기지국(2j-02) 혹은 새로운 기지국(2j-03)은 단말의 RRC 연결에 적용할 설정을 결정하고, 상기 설정 정보를 수납한 RRC 연결 재개 메시지(RRCConnectionResume)를 단말에게 전송한다 (2j-100). 상기 RRC 연결 재개 메시지는 기지국이 단말의 단말 식별자(Resume ID)를 확인하고 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 이용하여 암호화하여 전송될 수 있으며, 단말은 상기 2j-20에서 미리 할당 받은 NCC를 이용하여 계산한 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 이용하여 복호화하여 상기 RRC 연결 재개 메시지를 정상적으로 수신할 수 있다. 그리고 RRC 연결 재개 메시지를 보내는 절차 이후로는 RRC 메시지 및 데이터들을 새로운 보안키로 암호화하여 단말과 기지국이 송수신할 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 메시지는 일반적인 RRC 연결 요구 메시지에 'RRC 컨텍스트 재사용'을 지시하는 정보(REUSE INDICATOR)가 포함된 제어 메시지일 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 메시지는 RRC 연결 설정 메시지와 마찬가지로 단말의 RRC 연결 설정과 관련된 각종 정보들이 수납된다. 단말이 일반적인 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 수신한 경우에는 RRC 연결 설정 메시지에서 지시된 설정 정보를 바탕으로 RRC 연결을 설정하지만, RRC 연결 재개 메시지를 수신한 경우에는 저장하고 있는 설정 정보와 상기 제어 메시지에서 지시된 설정 정보를 모두 고려해서 RRC 연결을 설정한다(Delta configuration). 요컨대 지시된 설정 정보를 저장하고 있는 설정 정보에 대한 델타 정보로 판단해서 적용할 설정 정보를 판단하고 설정 정보 혹은 UE 컨텍스트를 갱신할 수 있다. 예를 들어 RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있다면, 상기 지시 받은 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성하고, RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있지 않다면 UE 컨텍스트에 저장되어 있는 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성한다.
단말은 상기 갱신된 단말 컨텍스트 및 설정 정보를 적용해서 RRC 연결을 구성하고 기지국에게 RRC 연결 재개 완료 메시지(RRCConnectionResumeComplete)를 전송한다 (2j-105). 그리고 MME에게 연결 한시 정지 해제를 요청하는 제어 메시지를 전송하고 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정할 것을 요청한다(2j-110, 2j-115). MME는 상기 메시지를 수신하면 S-GW에게 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정하고 상기 단말에 대한 데이터를 정상적으로 처리할 것을 지시한다. 상기 과정이 완료되면 기지국은 단말의 MO 데이터에 대한 자원을 PDCCH로 전달하고(2j-120), 단말은 상기 셀에서 데이터 송수신을 재개한다(2j-125).
도 2k는 본 발명에서 비활성 모드의 단말에서 MO 데이터가 발생했을 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
단말은 기지국으로부터 비활성 모드 천이 메시지를 수신하여 RRC 비활성 모드로 천이한다(2k-05). 상기 메시지에는 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지가 포함되며, 특히 Resume ID를 할당하고 단말이 비활성 상태 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(Paging area, PA)을 설정해줄 수 있다. 상기 Resume ID 할당으로 단말은 단말 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 상기 메시지에 기지국은 단말이 RRC 비활성 모드로 동작하며, 단말 컨텍스트를 저장하라는 것을 지시하기 위한 별도의 context 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다. 또한, 본 발명에서는 서빙 셀로부터의 MT 데이터 발생 시 간소화한 RRC 연결 절차를 위해 C-RNTI를 유지하도록 지시하는 값을 할당할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추후 단말이 RRC 연결 재개 절차를 수행할 때 필요한 보안 설정을 갱신하기 위한 보안 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면 NCC(NextHopChainingCount)를 미리 할당받고 이를 이용하여 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 계산하고 설정할 수 있다.
이후 2k-15 단계에서 단말로부터 생성되는 데이터인 MO 데이터가 생성되어 기지국과 RRC 연결 및 데이터 송수신을 해야 할 필요가 생길 수 있다(2k-10). 단말은 기지국으로부터 비활성 모드 천이를 지시받을 때 수신한 Resume ID 및 단말 context 유지에 따라 Resume 동작을 수행할 지, 새로운 RRC connection setup 동작을 수행할 지 결정한다(2k-15). 또한, 어떤 셀에 RRC 연결 절차를 수행할지도 결정된다. 이는 셀로부터 수신한 RRC 비활성 모드 지원 여부가 영향을 줄 수 있고, 모든 셀에서 상기 동작을 지원할 수도 있다.
2k-20 단계에서 단말은 연결이 설정된 셀과 랜덤 액세스를 수행하고, Resume 절차를 수행한다. 만약 Resume 조건에 맞지 않은 경우, 해당 단계에서 RRC connection setup 절차를 수행할 수도 있다. 단말은 이후 RRC 연결 상태로 천이하고(2k-30) 기지국과 데이터를 송수신한다(2k-35).
도 2l는 본 발명에서 비활성 모드의 단말에서 MT 데이터가 발생했을 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
단말은 기지국으로부터 비활성 모드 천이 메시지를 수신하여 RRC 비활성 모드로 천이한다(2l-05). 상기 메시지에는 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지가 포함되며, 특히 Resume ID를 할당하고 단말이 비활성 상태 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(Paging area, PA)을 설정해줄 수 있다. 상기 Resume ID 할당으로 단말은 단말 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 상기 메시지에 기지국은 단말이 RRC 비활성 모드로 동작하며, 단말 컨텍스트를 저장하라는 것을 지시하기 위한 별도의 context 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다. 또한, 본 발명에서는 서빙 셀로부터의 MT 데이터 발생 시 간소화한 RRC 연결 절차를 위해 C-RNTI를 유지하도록 지시하는 값을 할당할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추후 단말이 RRC 연결 재개 절차를 수행할 때 필요한 보안 설정을 갱신하기 위한 보안 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면 NCC(NextHopChainingCount)를 미리 할당받고 이를 이용하여 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 계산하고 설정할 수 있다.
이후 단말로 전달해야 하는 MT 데이터가 생성되어 기지국과 RRC 연결 및 데이터 송수신을 해야 할 필요가 생길 수 있다. 단말은 기본적으로 기지국으로부터 비활성 모드 천이를 지시 받을 때 수신한 Resume ID, C-RNTI 및 단말 context 유지에 따라 Resume 동작을 수행할 지, 새로운 RRC connection setup 동작을 수행할 지 결정한다. 만약, Resume 동작을 수행한다면 단말은 자신의 위치, 정확하게는 어떤 셀에 포함되어 있는지에 따라 동작을 다르게 한다(2l-10, 2l-15).
만약 단말이 비활성 모드 천이를 지시한 서빙 셀에 그대로 존재할 경우에는 RRC 연결 상태일 때 설정된 C-RNTI 값을 이용해서 PDCCH를 모니터링한다. 만약 상기 C-RNTI를 이용한 PDCCH order를 수신한다면, 상기 신호에 포함되어 있는 자원으로 랜덤 액세스(msg 1)를 시도하고(2l-25), RAR을 수신한다(2l-30). 이후 단말은 C-RNTI를 사용한 Resume 절차(2l-35)를 수행하고 기지국과 연결상태로 천이한다(2l-40). 이후 단말과 기지국은 데이터를 송수신한다(2l-45).
만약 단말이 비활성 모드 천이를 지시한 서빙 셀에서 다른 셀로 이동할 경우에는 RRC 연결 상태일 때 설정된 C-RNTI 값을 폐기하고 RAN 페이징을 모니터링한다(2l-50). 만약 상기 RAN 페이징을 수신한다면 랜덤 액세스를 통한 Resume 절차를 수행한다(2k-55). 만약, 상기 RAN 페이징에 랜덤 액세스를 위한 자원 정보가 포함되어 있으면 상기 자원을 통해 프리앰블 전송을 수행할 수 있다. 이후 단말은 타겟 셀과 Resume 절차(2l-60)를 수행하고 타겟 기지국과 연결상태로 천이(2l-65)한 후 단말과 기지국은 데이터를 송수신한다(2l-70).
도 2m은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(2m-10), 기저대역(baseband)처리부(2m-20), 저장부(2m-30), 제어부(2m-40)를 포함한다.
상기 RF처리부(2m-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2m-10)는 상기 기저대역처리부(2m-20)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 RF처리부(2m-10)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 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2m-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2m-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2m-10)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 기저대역처리부(2m-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2m-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2m-20)은 상기 RF처리부(2m-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2m-20)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 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2m-20)은 상기 RF처리부(2m-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 복원한다.
상기 기저대역처리부(2m-20) 및 상기 RF처리부(2m-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2m-20) 및 상기 RF처리부(2m-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(2m-20) 및 상기 RF처리부(2m-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(2m-20) 및 상기 RF처리부(2m-10) 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(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(2m-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2m-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2m-30)는 상기 제어부(2m-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(2m-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2m-40)는 상기 기저대역처리부(2m-20) 및 상기 RF처리부(2m-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2m-40)는 상기 저장부(2m-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2m-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2m-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 2n는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(2n-10), 기저대역처리부(2n-20), 백홀통신부(2n-30), 저장부(2n-40), 제어부(2n-50)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(2n-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2n-10)는 상기 기저대역처리부(2n-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2n-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2n-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2n-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2n-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
상기 기저대역처리부(2n-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2n-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2n-20)은 상기 RF처리부(2n-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2n-20)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 기저대역처리부(2n-20)은 상기 RF처리부(2n-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(2n-20) 및 상기 RF처리부(2n-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2n-20) 및 상기 RF처리부(2n-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 백홀통신부(2n-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(2n-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
상기 저장부(2n-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2n-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(2n-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2n-40)는 상기 제어부(2n-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(2n-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2n-50)는 상기 기저대역처리부(2n-20) 및 상기 RF처리부(2n-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(2n-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2n-50)는 상기 저장부(2n-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2n-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
<제3 실시예>
도 3a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국)(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20)과 MME(Mobility Management Entity, 3a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, 3a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(3a-35)은 eNB(3a-05~3a-20) 및 S-GW(3a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 3a에서 eNB(3a-05~3a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. eNB는 UE(3a-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 eNB(3a-05~3a-20)가 담당한다. 하나의 eNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(3a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(3a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
도 3b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 3b-05, 3b-40), RLC(Radio Link Control 3b-10, 3b-35), MAC(Medium Access Control 3b-15, 3b-30)으로 이루어진다. PDCP(3b-05, 3b-40)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- header 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(3b-10, 3b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
MAC(3b-15, 3b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
물리 계층(3b-20, 3b-25)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.
도 3c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3c를 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR NB, 3c-10)과 NR CN(New Radio Core Network, 혹은 NG CN: Next Generation Core Network, 3c-05)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말, 3c-15)은 NR NB(3c-10) 및 NR CN(3c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 3c에서 NR NB(3c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(3c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(3c-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (3c-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(3c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(3c-30)과 연결된다.
도 3d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 3d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(3d-05, 3d-40), NR RLC(3d-10, 3d-35), NR MAC(3d-15, 3d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (3d-05, 3d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC(3d-10, 3d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한 상기에서 RLC PDU들을 수신하는 순서대로 (일련번호, Sequence number의 순서와 상관없이, 도착하는 순으로) 처리하여 PDCP 장치로 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) 전달할 수도 있으며, segment 인 경우에는 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 segment들을 수신하여 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 처리하여 PDCP 장치로 전달할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.
상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.
NR MAC(3d-15, 3d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
NR PHY 계층(3d-20, 3d-25)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 수행할 수 있다.
도 3e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC와 NR CN에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3e에 도시되어 있듯이, 차세대 이동통신 시스템에서 NG 코어 네트워크(3e-35)는 LTE 무선접속 네트워크(EPC: Evolved Packet Core, 3e-05)와 NR 무선접속 네트워크(NR RAN: New RAT Radio Access Network, 3e-10)에 연결이 가능하고, NR CN에 연결 가능한 단말(3e-20, 3e-25)은 NR 코어 네트워크(3e-35)와 LTE 코어 네트워크(3e-30)에 동시에 연결할 수 있어야 한다. 즉, 단말은 EPC와 NR CN에 모두 NAS(Non Access Stratum) 접속을 사용할 수 있어야 한다. 적어도 NR CN에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우 항상 NR CN NAS를 선택할 수 있다. 하지만, NR CN은 LTE의 EPC에서 지원하는 특정 기능(예를 들어 MBMS)을 지원하지 않을 수도 있다. 또한, 같은 단말이더라도 EPC와 NR CN에 각각 등록된 경우 서로 다른 서비스를 지원받을 수 있다. 그러므로 NR CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성이 있다. 추가로 EPC 연결 가능한 능력만 있는 LTE 단말(3e-15)의 경우 EPC에 연결해서 서비스 받을 수 있다.
상기와 같은 NR CN과 EPC에 연결이 모두 가능하게 하기 위해서는 gNB가 사용되거나, 혹은 기존의 LTE 기지국인 eNB의 경우 NR CN 접속을 위해 업그레이드 되어야 한다.
본 발명에서는 상기 도 3e에서 고려하고 있는 상황에서 5G CN에 등록된 단말이 필요에 따라서 EPC로 재설정되는 과정, 즉, 코어 네트워크 재선택 과정을 구체화한다. 자세한 동작은 이후의 실시 예에서 구체적으로 다루도록 한다.
도 3fa 및 도 3fb는 본 발명에서 참고로 하는 LTE에서의 단말이 PLMN을 선택하는 방법을 도시한 도면이다.
LTE에서 PLMN을 검색하고 결정하는 방법은 AS (Access Stratum)에서 자동적으로 혹은, NAS를 통해 트리거링되어 수동적으로 수행된다. 일반적으로 단말은 HPLMN(Home PLMN)이나 EHPLMN(Equivalent Home PLMN)에서 동작하지만, VPLMN이 선택될 수도 있다. 기본적으로 AS 레이어는 연결 가능한 PLMN들에 대한 리스트를 비롯한 PLMN 관련 모든 정보를 NAS로 보고하게 되고, AS 레이어는 우선순위 정보에 기반해서 추가적인 PLMN 선택 동작을 수행하게 된다. 즉, PLMN 선택을 위해 단말은 능력에 맞는 모든 RF 채널들을 통해 E-UTRA 밴드들을 스캔하고, 유효한 PLMN을 검색하고, 신호가 가장 강한 셀에서의 시스템 정보를 읽고 그 셀에서 제공하는 PLMN 리스트에 따라 PLMN 선택 과정을 수행한다.
도 3fa 및 도 3fb는 수동 모드에서의 기본적인 PLMN 선택 과정을 나타내고 있다. 3f-05에서 단말은 전원을 키게 되면 주변에 등록된 PLMN(Registered PLMN, RPLMN)이 존재하는지 확인한다(3f-10). 만약 전원을 킨 단말이 SIM(Subscriber Identity Module)을 가지고 있지 않거나 유효하지 않을 경우에는 SIM이 유효할 때까지 상태를 유지하게 된다(3f-15). 단말이 RPLMN을 찾고 PLMN을 선택하면(3f-20), 해당 PLMN에 접속을 시도하고(3f-25), 성공적으로 등록과 연결이 완료될 경우 단말은 연결된 PLMN을 지시하고(3f-30), 해당 PLMN에서 서비스를 수행한다(3f-35). 하지만 상기의 등록과 연결 과정이 실패할 경우(3f-40)에는 해당 PLMN에 연결할 수 없고(3f-45), 단말이 우선순위 기반으로 선택(3f-50)한 PLMN에 접속을 시도한다(3f-55).
상기의 우선순위 기반의 PLMN 선택과정은 하기의 우선순위를 따른다.
1. 만약 EHPLMN 리스트가 존재할 경우에는 높은 우선순위의 EHPLMN을 선택하고, EHPLMN 리스트가 존재하지 않으면 HPLMN을 선택.
2. SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
3. SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
4. 높은 수신 신호 성능을 가지는 PLMN 조합 (무작위 순서로 결정)
5. 수신 신호의 내림차순으로 정렬된 PLMN 조합.
도 3g는 본 발명에서의 제안하는 실시 예 1로써 단말이 CN을 선택하는 정보를 NAS로 전달하고, CN에서 CN 재설정을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3g에서 단말(3g-01)은 NR로의 연결 능력이 있는 단말로써, 초기 셀 탐색을 SIB1을 수신(3g-05)하고, 해당 셀이 HPLMN인지 여부를 확인한다. 상기의 셀(3g-02)은 NR 기지국(gNB)일 수 있으며, 혹은 NG CN에 연결할 수 있는 기능을 가진 업그레이드된 LTE 기지국(eNB)일 수 있다. 또한, 상기 시스템 정보, SIB1에는 PLMN List와 각 PLMN에서 적용 가능한 CN type이 포함될 수 있다. 기존 LTE에서는 SIB1에서 단지 PLMN List만을 제공했지만, NR에서는 NR CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성이 있을 수 있기 때문에 CN 재설정 기능을 위해 각 PLMN 별 CN type을 제공할 수 있다. 상기 시스템 정보를 수신하면 단말은 PLMN을 선택하게 되고 선택된 PLMN에 캠프온 하고, 나머지 시스템 정보를 수신한다. 상기의 PLMN을 결정하는 방법은 도 3fa 및 도 3fb에서 설명한 우선순위 기반으로 결정될 수 있다.
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다(3g-10). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(3g-15). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB(Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다. RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다(3g-20). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 또한, 본 발명에서는 SERVICE REQUEST 제어 메시지에 선택된 PLMN을 지시하는 지시자와 해당 PLMN에서의 CN type 정보가 같이 수납된다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지(3g-40) 혹은 PLMN 지시자와 CN type 정보를 포함하는 CN RE-DIRECTION REQUEST 제어 메시지(3g-25)를 현재 연결된 MME(본 예제에서는 NR CN로 연결되었다고 가정하였다. 만약 EPC에 연결되었다고 한다면 이후의 모든 과정이 NR CN과 EPC를 바꾸어 진행될 수 있다.)로 전송한다. 상기 CN RE-DIRECTION REQUEST 제어 메시지(3g-25)는 SERVICE REQUEST 메시지(3g-40)와 동일한 내용을 수납하고 전달될 수 있으며, 상기 제어 메시지를 수신한 CN은 미리 정해진 방법에 따라 적절한 CN을 선택한다(3g-30). 상기 선택은 미리 정해진 우선 순위에 따라 결정될 수 있으며, 단말의 종류 및 establishmentCause에 따라, 즉 서비스 종류에 따라 결정될 수도 있다. 초기 설정된 CN은 결정된 방법에 따라 현재 CN 연결을 유지할 지 다른 CN으로의 변경을 수신할지 결정하고 그 결과를 CN RE-DIRECTION 제어 메시지에 수납해서 기지국에게 전달한다(3g-35). 상기의 CN RE-DIRECTION 제어 메시지(3g-35)는 결정된 CN에 대한 정보만을 포함하거나 INITIAL CONTEXT SETUP 메시지(3g-45)에 포함되어 전달될 수도 있으며, 혹은 INITIAL CONTEXT SETUP 메시지(3g-45)에 포함되어야 하는 정보를 포함해서 전달될 수도 있다. 만약 CN이 변경되어야 한다면, 기지국은 변경되어야 하는 CN(본 예제에서는 EPC)에게 단말의 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지(3g-50)를 전달하고, MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 변경된 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지(3g-55)를 전송한다. 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다.
기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지(3g-60)와 SecurityModeComplete 메시지(3g-65)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(3g-70). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(3g-75). 단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고(3g-80), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다. S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다(3g-85 혹은 3g-90). 상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(3g-95). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한 기지국은 소정의 이유로 단말에게 설정을 새로 해주거나 추가하거나 변경하기 위해서 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송할 수 있다(3g-100).
도 3ha 및 도 3hb는 본 발명에서 제안하는 실시 예 2로써 단말이 선호하는 CN을 선택하고 결과를 지시함으로써, CN을 재설정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3ha 및 도 3hb에서 단말(3h-01)은 NR로의 연결 능력이 있는 단말로써, 초기 셀 탐색을 SIB1을 수신(3h-05)하고, 해당 셀이 HPLMN인지 여부를 확인한다. 상기의 셀(3h-02)은 NR 기지국(gNB)일 수 있으며, 혹은 NG CN에 연결할 수 있는 기능을 가진 업그레이드된 LTE 기지국(eNB)일 수 있다. 또한, 상기 시스템 정보, SIB1에는 PLMN List와 각 PLMN에서 적용 가능한 CN type이 포함될 수 있다. 기존 LTE에서는 SIB1에서 단지 PLMN List만을 제공했지만, NR에서는 NR CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성이 있을 수 있기 때문에 CN 재설정 기능을 위해 각 PLMN 별 CN type을 제공할 수 있다. 3h-20 단계에서 단말은 상기 시스템 정보를 수신하면 PLMN을 선택하게 되고 선택된 PLMN에 캠프온 하고, 나머지 시스템 정보를 수신한다. 상기의 PLMN을 결정하는 방법은 도 3fa 및 도 3fb에서 설명한 우선순위 기반으로 결정될 수 있다. 이후, 단말은 SIM에 기록된 CN 우선순위 혹은 PLMN 별 CN 우선순위 정보 등에 따라 해당 PLMN에서의 CN 값을 결정할 수 있다. 혹은 상기의 우선순위 정보는 NAS 메시지로 수신할 수도 있고 그 값을 단말이 black list로 관리할 수 있다. 즉, 단말은 이전 접속 및 NAS 메시지 수신으로 PLMN과 CN의 우선순위를 결정하고 보관하고 있을 수 있다. 또한, 상기 단계에서 단말은 PLMN과 CN에 대한 선택을 동시에 수행할 수도 있다. 상기의 선택 조건은 다양하게 구현될 수 있다.
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다(3h-15). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(3h-20). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB(Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다.
RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다(3h-20). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 또한, 본 발명에서는 SERVICE REQUEST 제어 메시지에 선택된 PLMN 및 CN을 지시하는 지시자가 수납된다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지(3h-30 혹은 3h-40)를 현재 연결된 MME(본 예제에서는 NR CN로 연결되었다고 가정하였다. 만약 EPC에 연결되었다고 한다면 이후의 모든 과정이 NR CN과 EPC를 바꾸어 진행될 수 있다.)로 전송한다. 상기 SERVICE REQUEST 제어 메시지(3h-30 혹은 3h-40)는 단말로부터 결정된 선호 CN에 따라 선택되고, 해당하는 CN에게 전달될 수 있다. 상기의 SERVICE REQUEST 제어 메시지(3h-30, 3h-40)에는 단말의 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 내용이 포함되고, MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지(3h-35 혹은 3h-45)를 전송한다. 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다.
기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지(3h-50)와 SecurityModeComplete 메시지(3h-55)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(3h-60). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(3h-65). 단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고(3h-70), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다. S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다(3h-75 혹은 3h-80). 상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(3h-85). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한 특정 이유를 통해 현재의 CN에서 단말에게 CN 변경을 요청할 수 있다. 여기에는 현재 연결된 CN에서 단말이 요청하는 특정 서비스를 지원할 수 없다던지, 더 나은 서비스를 지원할 수 있도록 CN을 변경해야 함이 필요한 조건일 수 있다. 상기의 이유로 MME는 단말에게 UE CN RE-SELECTION 제어 메시지(3h-90)를 전달할 수 있고, 혹은 기지국에게 전달(3h-95)한 뒤 기지국이 RRCConnectionReconfiguration 메시지로 CN re-selection 우선순위를 전달할 수 있다(3h-100). 상기의 NAS 제어메시지 혹은 RRC 제어 메시지를 수신한 단말은 CN re-selection 우선순위를 기반으로 다시 CN을 재선택하는 절차를 수행한다(3h-105). 즉, 3h-15~3h-25의 RRC 메시지를 대신해 새로운 RRC 메시지 혹은 앞서 수신한 RRCConnectionReconfiguration 메시지에 대한 응답 메시지인 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지가 CN re-selection 정보를 포함해서 기지국에 전달될 수 있다(3h-110). 이후에는 CN 재선택을 위한 절차가 수행될 수 있으며, 이는 변경될 CN에 대한 연결 설정과 데이터 송수신을 위한 전체 절차를 포함하며 3h-30~3h-85와 매핑될 수 있다(3h-115).
도 3i는 본 발명에서 단말이 CN을 선택하는 방법을 도시한 도면이다.
RRC IDLE 상태의 단말은 시스템 정보, 특히 SIB1을 수신해서 캠프온 할 셀을 결정하기 위한 PLMN 및 CN 정보를 수신하고, 적합한 PLMN을 지원하는 셀에 캠프온 한다(3i-05). 상기 SIB1에는 PLMN 정보 뿐만 아니라, 각 PLMN 별 NR CN과 EPC를 지원하는지를 나타내는 CN type 정보도 포함하고 있다. 단말의 AS에서는 시스템 정보로 수신한 상기의 정보를 단말의 NAS로 그대로 전달한다(3i-10).
이후 단말의 NAS에서는 CN을 선택하는 절차를 수행한다. 미리 설정된 동작 방법에 따라 제 1 동작 및 제 2 동작으로 수행될 수 있으며, 제 1 동작일 경우 단말의 NAS는 수신한 PLMN 및 CN 정보를 그대로 CN의 NAS로 전달한다. 상기의 CN은 기지국과 초기 설정된 기본 CN일 수 있으며, 재설정에 따라 다른 CN값으로 변경될 수 있다. 이 경우, CN의 재선택을 초기 설정된 CN에게 맡기게 되고 단말은 이후 동작에 대해 신경을 쓰지 않으며 기지국과 RRC 연결(3i-20)을 통해 데이터 송수신을 수행한다(3i-25). 만약 제 2 동작일 경우, 단말의 NAS에서 PLMN과 CN을 미리 정의된 방법에 따라 결정하고, 단말의 AS에 결과를 전달한 뒤 RRC 메시지를 통해 기지국에게 전달한다(3i-15). 상기의 PLMN 및 CN을 결정하는 방법은 우선 순위 기반의 결정일 수 있으며, 단말이 저장하고 있는 black list에 따라 결정될 수 있다. 상기 black list는 CN으로부터 수신하는 NAS 메시지 및 SIB1에서 수신한 PLMN, CN의 매핑 정보를 통해 얻을 수 있다. 이후 단말은 기지국과 RRC 연결(3i-20)을 통해 데이터 송수신을 수행한다(3i-25). 또한, 상기의 모든 CN 선택 절차는 PLMN을 선택하는 절차(3i-05)와 동시에 수행될 수도 있다.
또한 현재 접속된 CN으로부터 단말의 CN 재설정을 요청 혹은 현재 CN에 대해 접속 거부(reject)를 지시하는 CN RE-SELECTION 제어 메시지를 수신할 수 있다. 혹은 기지국으로부터 상기 정보를 포함하는 RRC 메시지(RRCConnectionReconfiguration)를 수신할 수 있다(3i-30). 단말이 상기 메시지를 수신하면 기존의 PLMN에서 CN을 바꾸라는 지시이므로 이를 승낙 혹은 비승낙할지 결정한 이후 결과 RRC 메시지를 기지국에게 전달한다. 혹은 상기 메시지를 연결된 CN에게 NAS 메시지로 전달할 수 있다. 이후, 기지국은 단말의 응답을 고려해서 CN의 재설정을 수행하고, 단말과 RRC 재설정 과정을 수행하고, 데이터 송수신을 계속하게 된다(3i-40). 만약 3i-30단계에서 단말이 아무런 메시지를 수신하지 않으면 현재 서빙 셀에서 데이터를 계속 송수신하게 된다(3i-45).
도 3j은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(3j-10), 기저대역(baseband)처리부(3j-20), 저장부(3j-30), 제어부(3j-40)를 포함한다.
상기 RF처리부(3j-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3j-10)는 상기 기저대역처리부(3j-20)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 RF처리부(3j-10)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 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(3j-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3j-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3j-10)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 기저대역처리부(3j-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3j-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3j-20)은 상기 RF처리부(3j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3j-20)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 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3j-20)은 상기 RF처리부(3j-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 복원한다.
상기 기저대역처리부(3j-20) 및 상기 RF처리부(3j-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3j-20) 및 상기 RF처리부(3j-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(3j-20) 및 상기 RF처리부(3j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(3j-20) 및 상기 RF처리부(3j-10) 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(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(3j-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3j-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3j-30)는 상기 제어부(3j-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(3j-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3j-40)는 상기 기저대역처리부(3j-20) 및 상기 RF처리부(3j-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3j-40)는 상기 저장부(3j-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3j-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3j-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 3k는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(3k-10), 기저대역처리부(3k-20), 백홀통신부(3k-30), 저장부(3k-40), 제어부(3k-50)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(3k-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3k-10)는 상기 기저대역처리부(3k-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(3k-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(3k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3k-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3k-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
상기 기저대역처리부(3k-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3k-20)은 상기 RF처리부(3k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3k-20)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 기저대역처리부(3k-20)은 상기 RF처리부(3k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(3k-20) 및 상기 RF처리부(3k-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3k-20) 및 상기 RF처리부(3k-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 백홀통신부(3k-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(3k-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
상기 저장부(3k-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3k-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(3k-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3k-40)는 상기 제어부(3k-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(3k-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3k-50)는 상기 기저대역처리부(3k-20) 및 상기 RF처리부(3k-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(3k-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3k-50)는 상기 저장부(3k-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3k-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
Claims (12)
- 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 방법에 있어서,
데이터 라디오 베어러 (data radio bearer, DRB)에 대한 SDAP 설정 정보를 확인하는 단계;
상기 확인된 SDAP 설정 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 단계; 및
단말로 상기 SDAP 설정 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계; 를 포함하고,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 DRB와 관련된 SDAP 엔티티(entity)에 대한 PDU(protocol data unit) 세션 식별자 정보, 및 상기 DRB와 관련된 상기 SDAP 엔티티에 대한 SDAP 헤더의 존재 또는 부존재를 나타내는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 SDAP 엔티티에 대한 디폴트 DRB(data radio bearer) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
적어도 하나의 QoS flow의 적어도 하나의 DRB에 대한 매핑 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신부; 및
데이터 라디오 베어러 (data radio bearer, DRB)에 대한 SDAP 설정 정보를 확인하고, 상기 확인된 SDAP 설정 정보를 포함하는 메시지를 생성하며, 단말로 상기 SDAP 설정 정보를 포함하는 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 DRB와 관련된 SDAP 엔티티(entity)에 대한 PDU(protocol data unit) 세션 식별자 정보, 및 상기 DRB와 관련된 상기 SDAP 엔티티에 대한 SDAP 헤더의 존재 또는 부존재를 나타내는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제4항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 SDAP 엔티티에 대한 디폴트 DRB(data radio bearer) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제4항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
적어도 하나의 QoS flow의 적어도 하나의 DRB에 대한 매핑 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 무선 통신 시스템에서 단말의 제어 방법에 있어서,
기지국으로부터 데이터 라디오 베어러 (data radio bearer, DRB)에 대한 SDAP 설정 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 메시지에 기반하여, 상기 DRB와 관련된 SDAP 엔티티(entity)를 적어도 하나의 PDCP 엔티티와 연결하는 단계; 를 포함하고,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 DRB와 관련된 상기 SDAP 엔티티에 대한 PDU(protocol data unit) 세션 식별자 정보, 및 상기 DRB와 관련된 상기 SDAP 엔티티에 대한 SDAP 헤더의 존재 또는 부존재를 나타내는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 SDAP 엔티티에 대한 디폴트 DRB(data radio bearer) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
적어도 하나의 QoS flow의 적어도 하나의 DRB에 대한 매핑 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신부; 및
기지국으로부터 데이터 라디오 베어러 (data radio bearer, DRB)에 대한 SDAP 설정 정보를 포함하는 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 수신된 메시지에 기반하여, 상기 DRB와 관련된 SDAP 엔티티(entity)를 적어도 하나의 PDCP 엔티티와 연결하도록 제어하는 제어부; 를 포함하고,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 DRB와 관련된 상기 SDAP 엔티티에 대한 PDU(protocol data unit) 세션 식별자 정보, 및 상기 DRB와 관련된 상기 SDAP 엔티티에 대해 SDAP 헤더의 존재 또는 부존재를 나타내는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제10항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
상기 SDAP 엔티티에 대한 디폴트 DRB(data radio bearer) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제10항에 있어서,
상기 SDAP 설정 정보는,
적어도 하나의 QoS flow의 적어도 하나의 DRB에 대한 매핑 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
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