KR102448173B1 - 캐리어 집적을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

캐리어 집적을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 캐리어 집적(carrier aggregation)을 지원하는 무선 통신 시스템의 기지국의 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 데이터 전송 분배를 위한 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 단계; 상기 조건이 만족되는 경우, 상기 기지국 및 다른 기지국에 각각 할당될 RLC(radio link control) 데이터 및 상기 RLC 데이터에 대한 시퀀스 번호를 결정하는 단계; 및 상기 다른 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 시퀀스 번호를 전송하는 단계를 포함한다. 다만, 상기 실시 예에 한정되지 않으며 다른 실시 예가 가능하다.

Description

캐리어 집적을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING CARRIER AGGREGATION}
본 발명은 캐리어 집적을 지원하는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 복수의 캐리어를 이용하여 단말에 데이터를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다.
근래에는 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution) 시스템에 대한 규격 작업이 진행 중이다. 상기 LTE 시스템은 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이며 현재 규격화가 거의 완료되었다.
최근 LTE 통신 시스템에 여러 가지 신기술을 접목해서 전송 속도를 향상시키는 진화된 LTE 통신 시스템(LTE-Advanced, LTE-A)에 대한 논의가 본격화되고 있다. 상기 새롭게 도입될 기술 중 대표적인 것으로 캐리어 집적(Carrier Aggregation)을 들 수 있다. 캐리어 집적이란 종래에 단말이 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어만을 이용해서 데이터 송수신을 하는 것과 달리, 하나의 단말이 다수의 순방향 캐리어와 다수의 역방향 캐리어를 사용하는 것이다.
한편, 서로 다른 기지국에서 주파수 자원 결합을 통해 데이터를 송신하는 경우, 기지국 간 latency로 인해 데이터 송신 자원의 낭비가 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위해 안출된 것으로, 서로 다른 기지국에서 주파수 자원 결합을 통해 데이터를 송신하는 경우 기지국 간 latency로 인한 데이터 송신 자원의 낭비를 막기 위하여, 사전에 데이터 및 해당 데이터에 대한 시퀀스 번호를 기지국 간 분배하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 캐리어 집적(carrier aggregation)을 지원하는 무선 통신 시스템의 기지국의 데이터 전송 방법은, 데이터 전송 분배를 위한 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 단계; 상기 조건이 만족되는 경우, 상기 기지국 및 다른 기지국에 각각 할당될 RLC(radio link control) 데이터 및 상기 RLC 데이터에 대한 시퀀스 번호를 결정하는 단계; 및 상기 다른 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 시퀀스 번호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 캐리어 집적(carrier aggregation)을 지원하는 무선 통신 시스템의 기지국의 데이터 전송 방법은, 데이터 전송 분배를 위한 조건이 만족되는 경우, 다른 기지국으로부터 상기 기지국에 할당된 RLC(radio link control) 데이터 및 상기 RLC 데이터에 대한 시퀀스 번호를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 RLC 데이터 및 상기 시퀀스 번호에 기반하여 단말 스케줄링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 캐리어 집적(carrier aggregation)을 지원하는 무선 통신 시스템의 기지국은, 신호를 송수신하는 통신부; 및 데이터 전송 분배를 위한 조건이 만족되는지 여부를 확인하고, 상기 조건이 만족되는 경우, 상기 기지국 및 다른 기지국에 각각 할당될 RLC(radio link control) 데이터 및 상기 RLC 데이터에 대한 시퀀스 번호를 결정하며, 상기 다른 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 시퀀스 번호를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 캐리어 집적(carrier aggregation)을 지원하는 무선 통신 시스템의 기지국은, 신호를 송수신하는 통신부; 및 데이터 전송 분배를 위한 조건이 만족되는 경우, 다른 기지국으로부터 상기 기지국에 할당된 RLC(radio link control) 데이터 및 상기 RLC 데이터에 대한 시퀀스 번호를 수신하도록 제어하고, 상기 수신한 RLC 데이터 및 상기 시퀀스 번호에 기반하여 단말 스케줄링을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면 데이터 및 해당 데이터에 대한 시퀀스 번호를 기지국 간에 사전 분배함으로써, 기지국 간 주파수 자원 결합을 통한 데이터 송신 시 네트워크 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 LTE 시스템의 개략적인 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 간 주파수 자원 결합을 통해 데이터를 전송하는 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PCell을 운용하는 기지국의 전송 데이터 분배 동작을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 SCell을 운용하는 기지국의 전송 데이터 분배 동작을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국간 전송 데이터 분배 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 PCell을 운용하는 기지국의 단말 스케줄링 동작을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 SCell을 운용하는 기지국의 단말 스케줄링 동작을 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들의 단말 스케줄링 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 RLC 시퀀스 넘버 할당 오류 시 이를 처리하기 위한 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a는 LTE 시스템에서 HARQ process timing을 나타내는 도면이다.
도 12b는 SCell 하향링크 데이터의 HARQ process 시 timing 지연(delay)을 설명하기 위한 도면이다.
도 12c는 본 발명의 실시 예를 적용한 SCell 하향링크 데이터의 HARQ process timing을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 캐리어 집적(carrier aggregation)을 지원하는 Advanced E-UTRA (혹은 LTE-A 라고 칭함) 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. 예컨대, 캐리어 집적을 지원하는 multicarrier HSPA 에도 본 발명의 주요 요지를 적용 가능하다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예는 복수 개의 기지국에서의 캐리어 집적(Carrier Aggregation, CA)을 위한 방법 및 장치에 대한 것으로, 무선 통신 시스템의 하향 링크 데이터 전송을 대상으로 한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 CA는 3GPP LTE 규격상 Rel-10 CA 뿐만 아니라, 서로 다른 주파수 자원을 결합하는 모든 기술, 즉 Rel-12 DC (Dual connectivity), Rel-12 TDD-FDD CA, Rel-13 LAA (Licensed Assisted Access), TDD-FDD Dual connectivity, LTE-U SDL (supplement downlink), LTE-U CA, LTE-WLAN aggregation, LTE-WiFi aggregation 등을 모두 포함할 수 있다.
도 1은 LTE 시스템의 개략적인 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(105, 110, 115, 120)과 MME (125, Mobility Management Entity) 및 S-GW(130, Serving-Gateway)를 포함한다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말(terminal))(135)은 ENB(105, 110, 115, 120) 및 S-GW(130)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 1에서 ENB(105, 110, 115, 120)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB(105, 110, 115, 120)는 UE(135)와 무선 채널을 통해 연결되며 기존 노드 B 보다 더욱 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 서비스되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(105, 110, 115, 120)가 담당한다. 하나의 ENB(105, 110, 115, 120)는 다수의 셀들을 제어할 수 있다. 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한, ENB(105, 110, 115, 120)는 단말(135)의 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 사용한다.
S-GW(130)는 데이터 베어러(bearer)를 제공하는 장치이며, MME(125)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다.
MME(125)는 단말(135)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다.
도 2는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 205, 240), RLC(Radio Link Control 210, 235), MAC (Medium Access Control 215, 230) 및 PHY(Physical 220, 225)로 이루어진다.
PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(205, 240)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다.
무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(210, 235)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다.
MAC(215, 230)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역 다중화하는 동작을 수행한다.
물리 계층(Physical, 220, 225)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.
3GPP LTE Rel-10 에 따른 CA 방법을 개략적으로 설명하면 아래와 같다.
Rel-10 CA를 사용할 때 단말은 주파수 별 하나의 셀(cell)을 이용할 수 있고 이때 RRC 연결(connection)은 하나의 cell을 통해서만 이루어지는데, 이 cell을 PCell(Primary cell)이라고 하고, 나머지 cell들은 SCell(Secondary cell)이라고 한다. CA가 설정 되었을 때 하향링크(DL)의 Layer-2 구조를 보면, 다중 주파수의 특성은 MAC/PHY/RF 단에서만 나타나고, MAC 계층 상위의 PDCP/RLC는 CA와 관련이 없다. 즉, PDCP와 RLC는 사용하는 캐리어(carrier)의 수와 관계 없이 하나만 존재하고, MAC/PHY/RF는 캐리어의 수만큼 존재할 수 있다.
상기 Rel-10 CA 기술을 서로 다른 기지국 간에 적용하면, (예컨대, PCell과 SCell이 서로 다른 기지국에서 운용된다면), RLC는 PCell을 운용하는 기지국에 위치한 것을 각 기지국이 사용한다고 가정할 수 있다. 이 때 SCell의 MAC/PHY는 RLC와 서로 다른 기지국에 위치하게 되므로, RLC/MAC/PHY 처리 과정에 따라 PCell이 위치한 기지국과 SCell 이 위치한 기지국 간 신호 전송이 이루어져야 한다. 서로 다른 기지국 사이에는 예컨대 X2 delay를 비롯한 여러 가지 latency가 존재하기 때문에, 이 경우 데이터 전송 효율이 떨어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다른 기지국 간 주파수 자원 결합을 통해 네트워크 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 방법을 제안한다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 Rel-10 CA를 적용한 서로 다른 기지국 간 주파수 자원 결합 시 SCell 자원을 효율적으로 사용하는 데 활용될 수 있으며, 이 외에도 Rel-12 DC를 적용한 서로 다른 기지국 간 주파수 자원 결합을 비롯한 서로 다른 기지국에서의 주파수 자원을 결합하는 모든 방식에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예는, 서로 다른 기지국에서의 주파수 결합을 지원하기 위하여 기지국이 가상(virtual) RLC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는, 서로 다른 기지국에서의 주파수 결합을 지원하기 위해 서로 다른 기지국에 미리 데이터를 분배하는 알고리즘을 특징으로 한다.
본 발명의 동작을 설명함에 있어서 제 1 기지국, 제 2 기지국을 사용하는데, 기지국은 UE와 통신이 이루어지는 장치 및 그 동작을 제어하는 장치를 의미하며, 예컨대, RRC connection이 제 1 기지국을 통해 이루어진다고 가정할 수 있다. 즉, PCell을 운용하는 기지국을 제 1 기지국이라 명명하며, SCell을 운용하는 기지국을 제 2 기지국으로 명명한다. 하나의 베어러(bearer)에 대해 제 1 기지국은 단 하나만 존재하며, 제 2 기지국은 다수 존재할 수 있다. 하나의 기지국이 반드시 하나의 cell을 운용하는 것은 아니며, 하나의 기지국에서 다수의 주파수를 사용하여 다수의 cell을 운용할 수 있다.
본 발명은 서로 다른 주파수 자원을 결합하는 모든 기술에 적용할 수 있으며, 한 예로 Rel-10 CA에서는 제 1 기지국을 PCell, 기지국들을 SCell로 바꾸어 적용할 수 있고, Rel-12 DC에서는 제 1 기지국을 MeNB, 제 2 기지국을 SeNB로 바꾸어 적용할 수 있다.
종래 Rel-10 CA 기술에서는 PCell이 없는 제 2 기지국들을 통해 단말로 전송될 데이터도 모두 PCell이 있는 제 1 기지국에 위치한 RLC에 저장되며, SCell 하향링크 데이터에 대한 MAC PDU 도 해당 RLC에서 생성되었다.
본 발명에서는 SCell 하향링크 데이터는 데이터 사전 분배 알고리즘에 따라 제 2 기지국에 위치하는 가상(Virtual) RLC에 미리 저장될 수 있다. SCell 하향링크 데이터에 대한 MAC PDU는 가상 RLC에서 생성할 수 있다. 이를 통해 SCell 자원 할당 결과 전달, RLC 시퀀스 번호(Sequence Number, 이하 RLC SN) 및 MAC PDU 전달에 소요되는 기지국 간 latency를 없앨 수 있다. 단 ACK/NACK은 PCell을 통해서만 전달되기 때문에, SCell 데이터에 대한 ACK/NACK은 PCell에서 SCell로 전송되어야 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 간 주파수 자원 결합이 적용되는 경우의 동작을 나타내는 개념도를 도시한다.
제 1 기지국(310)과 제 2 기지국(315)는 유선 또는 무선 네트워크(320)로 연결되고, 따라서 신호를 주고받을 수 있다. S-GW(305)는 PCell을 포함하는 제 1 기지국(310)에 데이터 베어러를 제공한다.
제 1 기지국(310)의 RLC는 하향링크 RLC 데이터를 제 1 기지국(310) 및 제 2 기지국(320)에 할당하고, 상기 RLC 데이터에 대한 RLC SN을 할당(325)한다. 그리고, 제 1 기지국(310)의 RLC는 제 2 기지국(315)에 할당된 RLC 데이터 및 이의 RLC SN을 제 2 기지국(315)의 가상(virtual) RLC로 전송(330)한다. 그리고, 제 1 기지국(310)의 RLC는 SCell 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 가상 RLC로 전송(335)한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 기지국과 제 2 기지국의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시 예에 따르면, 데이터 분배를 위한 SCell을 운용하는 제 2 기지국은 하나에 국한되는 것은 아니고 복수 개를 이룰 수도 있으며, 이 때 제 2-1 기지국, 제 2-2 기지국,..., 제 2-N 기지국으로 명명하도록 하고, 제 2 기지국은 이를 통칭하는 용어를 의미한다.
제 1 기지국(405) 및 제 2 기지국(435)은 각각, 신호를 송수신하는 통신부 및 상기 통신부를 제어하고 발명의 전반적인 동작을 구현하는 제어부를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 통신부는 RF 모듈(430, 455)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부는 PDCP 처리부(410), RLC 처리부(415), 가상 RLC 처리부(440), MAC 처리부(420, 445) 또는 PHY 처리부(425, 450) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 각 기지국의 구성은 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 구현될 수 있음은 물론이다.
한 실시 예에 따르면, 제 1 기지국(405)은 PDCP 처리부(410), RLC 처리부(415), MAC 처리부(420), PHY 처리부(425) 및 RF 모듈(430)을 포함할 수 있다.
PDCP 처리부(410)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 처리한다.
RLC 처리부(415)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. 본 발명의 실시 예에 따른 RLC 처리부(415)는 캐리어 집적 시 기지국 간 데이터 사전 분배 기능을 수행할 수 있다.
RLC 처리부(415)는, 데이터 사전 분배 수행 여부를 판단하기 위한 정보를 수집하고 관리할 수 있다. 그리고, RLC 처리부(415)는 상기 정보에 기반하여 데이터 사전 분배 수행 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 기지국 간 데이터 사전 분배를 수행할 수 있다. RLC 처리부(415)는 데이터 사전 분배 결과에 따라 제 2 기지국(415)들로 해당 기지국에 할당된 데이터 및 이의 RLC SN을 전달할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 사전 분배 기능은 무선 베어러(Radio bearer) 별로 수행될 수 있고, UE로 전송할 데이터가 존재할 때 주기적으로 제 1 기지국(405)에 위치한 RLC 처리부(415)에서 수행될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라, PDCP 처리부(410)에서 수행될 수도 있다.
상기 데이터 사전 분배 수행 여부를 판단하기 위한 정보는 각 기지국의 BO(Buffer Occupancy) size (BOn, 제 n 기지국의 BO를 의미), latency (dn, 제 1 기지국과 제 n 기지국 사이의 latency를 의미) 또는 전송 속도(Tn, 제 n 기지국에서 UE로 전송되는 data rate를 의미) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 n은 1, 2-1, 2-2,..., 2-N 이 될 수 있다. RLC 처리부(415)는 각 기지국에 대한 데이터 사전 분배 수행 조건이 만족되는지 여부를 판단한다. 이 때 BOn, dn, Tn 을 이용하게 되며, 이를 아래 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015112948319-pat00001
데이터 사전 분배 수행 조건이 만족되는 기지국이 하나 이상일 경우, 각 기지국으로 사전 분배할 데이터 크기(Sn) 및 각 기지국에 할당할 RLC SN 개수(Rn)를 결정하는데, 이 때 BOn, dn, Tn 을 이용하게 되며, 이를 아래 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015112948319-pat00002
예컨대, 기지국의 BO size가 작거나 데이터 전송 속도가 클수록 해당 기지국에 분배된 데이터의 크기 및 RLC SN 개수가 커질 수 있고, 제 1 기지국과의 latency가 클수록 해당 기지국에 분배된 데이터의 크기 및 RLC SN 개수가 작아질 수 있다.
RLC 처리부(415)는 상기 데이터 사전 분배 수행 결과 제 2 기지국(435)에 할당된 RLC 데이터 및?이의 RLC SN이 제 2 기지국(435)의 가상 RLC(440)로 전송되도록 제어할 수 있다.
MAC(420)은 RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역 다중화하는 동작을 수행하며, 자원 할당을 수행한다.
PHY 처리부(425)는 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.
한 실시 예에 따르면, 제 2 기지국(435)은 가상 RLC 처리부(440), MAC 처리부(445), PHY 처리부(450) 및 RF 모듈(455)을 포함할 수 있다.
가상 RLC 처리부(440)는 제 2 기지국(435)에 형성된 cell에 대한 RLC 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 가상 RLC 처리부(440)는 데이터 사전 분배 수행 여부를 판단하기 위해 필요한 정보를 제 1 기지국으로 전달할 수 있다. 상기 정보는, 예컨대, 제 2 기지국의 BO size 또는 데이터 전송 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
가상 RLC 처리부(440)는, 데이터 사전 분배 수행에 따라 제 1 기지국(405)의 RLC 처리부(415)로부터 전달받은 RLC 데이터 및 이의 RLC SN을 저장할 수 있다. 그리고, 가상 RLC 처리부(440)는 저장된 RLC 데이터 및 이의 RLC SN을 기반으로 UE로 전달하는 하향링크 데이터에 대한 MAC PDU를 생성할 수 있다. 이때, 상기 RLC SN 정보에 따라, 각 MAC PDU마다 RLC SN 할당할 수 있다.
MAC(445)은 RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역 다중화하는 동작을 수행하며, 자원 할당을 수행한다.
PHY 처리부(450)는 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 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PCell을 운용하는 제 1 기지국(예: 310, 405)의 전송 데이터 분배 동작을 나타내는 순서도이다. 본 동작은, 예컨대 기지국에 포함된 제어부에 의해 구현될 수 있다.
제 1 기지국은 505 단계에서, 제 2 기지국(예: 315, 435)과의 데이터 분배가 필요한지 여부 판단을 위한 관련 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 상기 수집되는 관련 정보는, 앞서 설명한 바와 같이 각 기지국의 BO(Buffer Occupancy) size, 제 1 기지국과의 latency 또는 각 기지국의 전송 속도(data rate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제 1 기지국의 BO size 및 전송 속도는 저장하고, 상기 제 2 기지국의 BO size 및 전송 속도는 상기 제 2 기지국으로부터 수신할 수 있다. 상기 제 1 기지국은, 상기 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 latency를 측정할 수 있다.
제 1 기지국은 510 단계에서, 상기 수집된 관련 정보에 기반하여, 상기 제 2 기지국과의 데이터 분배 수행 조건이 만족되는지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 제 1 기지국은 앞서 설명한 수학식 1에 기반하여 데이터 분배 수행 조건이 만족되는지 여부를 판단할 수 있다.
데이터 분배 수행 조건이 만족되는 경우, 제 1 기지국은 515 단계에서, 각 기지국으로 분배할 데이터 크기 및 각 기지국에 할당할 RLC SN 개수를 결정할 수 있다. 각 기지국으로 분배할 데이터 크기 및 각 기지국에 할당할 RLC SN 개수는, 예컨대 앞서 설명한 수학식 2에 기반하여 결정될 수 있다. 따라서, 제 1 기지국에 할당된 데이터 및 제 2 기지국에 할당된 데이터에 대하여 각 기지국에서 독립적으로 RLC SN이 부여되는 것이 아니라, 통합적으로 RLC SN이 부여될 수 있다. 따라서, 단말은 제 1 기지국 및 제 2 기지국으로부터 전송되는 데이터를 상기 통합적인 RLC SN에 기반하여 수신하고 정렬할 수 있다.
제 1 기지국은 520 단계에서, 제 1 기지국에 할당된 것으로 결정된 데이터 및 RLC SN 정보는 저장하고, 제 2 기지국에 할당된 것으로 결정된 데이터 및 RLC SN 정보는 제 2 기지국으로 전달할 수 있다.
제 1 기지국은 이후, 제 1 기지국에 할당된 RLC SN 정보를 사용하여 제 1 기지국에 할당된 데이터를 단말로 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 SCell을 운용하는 제 2 기지국(예: 315, 435)의 전송 데이터 분배 동작을 나타내는 순서도이다. 본 동작은, 예컨대 기지국에 포함된 제어부에 의해 구현될 수 있다.
제 2 기지국은 605 단계에서, 데이터 분배가 필요한지 여부 판단을 위한 관련 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 제 2 기지국의 BO size 또는 전송 속도 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.
제 2 기지국은 610 단계에서, 상기 수집된 관련 정보를 PCell을 운용하는 제 1 기지국(예: 310, 405)으로 전달할 수 있다.
제 1 기지국이 데이터 분배 판단 관련 정보에 기반하여 각 기지국에 데이터 및 RLC SN을 분배한 뒤, 제 2 기지국은 615 단계에서, 제 1 기지국으로부터 제 2 기지국에 할당된 데이터 및 RLC SN 할당 정보를 수신할 수 있다.
제 2 기지국은 이후, 제 2 기지국에 할당된 RLC SN 정보를 사용하여 제 2 기지국에 할당된 데이터를 단말로 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 간 전송 데이터 분배 동작을 나타내는 흐름도이다.
SCell을 운용하는 제 2 기지국(710)은 715 단계에서, 제 2 기지국의 BO size 또는 전송 속도 중 적어도 하나를 수집할 수 있다. 제 2 기지국(710)는 720 단계에서, 수집된 BO size 및 전송 속도를 제 1 기지국(705)로 전달할 수 있다.
PCell을 운용하는 제 1 기지국(705)은 725 단계에서, 기지국 간 데이터 분배가 필요한지 여부 판단을 위한 관련 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 제 1 기지국의 BO size 또는 전송 속도 중 적어도 하나를 수집할 수 있고, 제 2 기지국(710)에서 전달되는 제 2 기지국의 BO size 및 전송 속도를 수신할 수 있다. 그리고, 제 2 기지국과의 latency를 측정할 수 있다.
제 1 기지국(705)은 730 단계에서, 상기 수집된 관련 정보들을 이용하여 각 기지국에 할당할 데이터 및 RLC SN을 결정할 수 있다. 제 1 기지국(705)은 자신에게 할당된 데이터 및 RLC SN은 저장할 수 있다. 제 1 기지국(705)은 자신에게 할당된 RLC SN을 이용하여 데이터를 단말로 전송할 수 있다.
제 1 기지국(705)은 735 단계에서, 제 2 기지국(710)에 할당된 데이터 및 해당 데이터에 할당된 RLC SN을 제 2 기지국(710)로 전달할 수 있다.
제 2 기지국(710)은 740 단계에서, 제 1 기지국(705)이 전달하는 데이터 및 RLC SN을 수신할 수 있다. 제 2 기지국(710)은 수신한 RLC SN을 이용하여 자신에게 할당된 데이터를 단말로 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 PCell을 운용하는 제 1 기지국(예: 310, 405)의 단말 스케줄링 동작을 나타내는 순서도이다. 도 8에 도시된 순서도의 동작은, 예컨대 도 5에 도시된 순서도의 동작 이후에 연속적으로 수행될 수 있다.
제 1 기지국은 805 단계에서, 자신에게 분배된 데이터에 할당된 RLC SN을 사용하여 단말 스케줄링을 수행할 수 있다.
제 1 기지국은 810 단계에서, 상기 스케줄링에 기반하여 단말로 상기 데이터를 전송할 수 잇다.
제 1 기지국은 815 단계에서, 단말로부터, 상기 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 수신할 수 있다. 이때, PCell 뿐만 아니라 SCell로 전송한 데이터에 대한 ACK/NACK은 모두 PCell을 통해 수신하기 때문에, 제 1 기지국은 제 1 기지국에 할당된 데이터에 대한 ACK/NACK뿐만 아니라, 제 2 기지국에 할당된 데이터에 대한 ACK/NACK을 수신한다. 제 1 기지국은 제 2 기지국에 할당된 데이터에 대한 ACK/NACK은 제 2 기지국으로 전달할 수 있다.
제 1 기지국은 820 단계에서, 자신이 전송한 데이터에 대하여 ACK이 수신된 경우 새로운 데이터를 전송하도록 단말 스케줄링하고, 자신이 전송한 데이터에 대하여 NACK이 수신된 경우 기존 데이터를 재전송하도록 단말 스케줄링할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 SCell을 운용하는 제 2 기지국(예: 315, 435)의 단말 스케줄링 동작을 나타내는 순서도이다. 도 9에 도시된 순서도의 동작은, 예컨대 도 6에 도시된 순서도의 동작 이후에 연속적으로 수행될 수 있다.
제 2 기지국은 905 단계에서, 자신에게 분배된 데이터에 할당된 RLC SN을 사용하여 단말 스케줄링을 수행할 수 있다.
제 2 기지국은 910 단계에서, 상기 스케줄링에 기반하여 단말로 상기 데이터를 전송할 수 있다.
제 2 기지국은 915 단계에서, PCell을 운용하는 제 1 기지국으로부터 상기 데이터에 대한 HAR ACK/NACK을 수신할 수 있다.
제 2 기지국은 920 단계에서, 자신이 전송한 데이터에 대하여 ACK이 수신된 경우 새로운 데이터를 전송하도록 단말 스케줄링하고, 자신이 전송한 데이터에 대하여 NACK이 수신된 경우 기존 데이터를 재전송하도록 단말 스케줄링할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들의 단말 스케줄링 동작을 나타내는 흐름도이다.
PCell을 운용하는 제 1 기지국(1005)은 1015 단계에서, 자신에게 분배된 전송 데이터에 대한 단말 스케줄링을 수행할 수 있다. 그리고, SCell을 운용하는 제 2 기지국(1010)은 1020 단계에서, 자신에게 분배된 전송 데이터에 대한 단말 스케줄링을 수행할 수 있다.
제 1 기지국(1005)은 1025 단계에서, 제 1 기지국에 분배된 전송 데이터에 대한 ACK/NACK을 수신할 수 있다. 그리고, 제 1 기지국(1005)은 1030 단계에서, 제 2 기지국에 분배된 전송 데이터에 대한 ACK/NACK을 수신할 수 있다. PCell 뿐만 아니라 SCell로 전송한 데이터에 대한 ACK/NACK은 모두 PCell을 통해 수신하기 때문이다.
제 1 기지국(1005)은 1035 단계에서, 제 2 기지국에 분배된 전송 데이터에 대한 ACK/NACK을 제 2 기지국(1010)로 전달할 수 있다. 제 2 기지국(1010)는 제 1 기지국(1005)이 전송하는 ACK/NACK을 수신할 수 있다.
제 1 기지국(1005)는 제 1 기지국에 분배된 전송 데이터에 대한 ACK/NACK에 기반하여 다시 단말 스케줄링을 수행한다. 예컨대, 자신이 전송한 데이터에 대하여 ACK이 수신된 경우 새로운 데이터를 전송하도록 단말 스케줄링하고, 자신이 전송한 데이터에 대하여 NACK이 수신된 경우 기존 데이터를 재전송하도록 단말 스케줄링할 수 있다.
제 2 기지국(1010)는 제 2 기지국에 분배된 전송 데이터에 대한 ACK/NACK에 기반하여 다시 단말 스케줄링을 수행한다. 예컨대, 자신이 전송한 데이터에 대하여 ACK이 수신된 경우 새로운 데이터를 전송하도록 단말 스케줄링하고, 자신이 전송한 데이터에 대하여 NACK이 수신된 경우 기존 데이터를 재전송하도록 단말 스케줄링할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 RLC 시퀀스 넘버 할당 오류 시 이를 처리하기 위한 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시 예에 따르면, 각 기지국 (예컨대, 제 1 기지국 또는 제 2 기지국)에서는 단말로 전송할 데이터에 대해 RLC SN을 할당 받는데, 필요한 RLC SN 개수를 정확히 예측하지 못하여, 할당된 자원과 비교하여 RLC SN 개수가 남을 수도 있고, 부족할 수도 있다.
따라서, 각 기지국은 RLC SN 과다 할당 시에는 한 서브프레임(subframe)에 다수의 SN을 동시에 사용하여 처리(1105)할 수 있으며, RLC SN 부족 할당 시에는 RLC segmentation을 통해 다수 서브프레임들에 동일 SN을 사용하여 처리(1110)할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 SCell 하향링크 데이터의 HARQ process timing을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a는 LTE 규격에 따른 HARQ process가 각 cell 별로 진행됨을 나타낸다. 데이터를 전송하고, 전송한 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 소정 타이밍 이후에 PCell 상향링크로 수신하며, ACK/NACK 결과에 따라 동일한 HARQ process ID로 HARQ 재전송 또는 새로운 데이터 전송을 수행할 수 있다.
따라서, ACK/NACK 수신 이후 데이터 전송하기까지의 시간 동안 RLC/MAC/PHY 처리가 이루어져야 한다. 예컨대, PHY에서 MAC으로의 ACK/NACK 결과 전달, MAC에서의 자원 할당, MAC에서 RLC로의 자원할당 결과 전달, RLC SN 할당 및 MAC PDU 생성, RLC에서 PHY로의 MAC PDU 전달, PHY에서의 전송 데이터 생성을 포함한 모든 RLC/MAC/PHY 처리가 이루어져야 한다.
도 12b는 LTE 규격의 SCell 하향링크 데이터의 HARQ 프로세싱의 예를 도시한다.
CA 기술을 서로 다른 기지국에 적용하면, (즉, PCell과 SCell이 서로 다른 기지국에서 운용된다면), RLC는 PCell에 위치한 것을 사용한다고 가정할 수 있다. 이 때 RLC와 SCell의 MAC/PHY는 서로 다른 기지국에 위치하므로, 도 12a에서 설명한 RLC/MAC/PHY 처리 과정에 따라 PCell을 운용하는 기지국과 SCell을 운용하는 기지국 간 신호 전송이 적어도 세 번 이루어져야 한다. 즉, PCell의 PHY가 수신한 ACK/NACK을 SCell의 MAC으로 전송하고, 상기 SCell의 MAC이 자원 할당 결과를 PCell에 위치한 RLC로 전송하며, 상기 RLC는 RLC SN을 할당하고 MAC PDU를 생성하여 SCell의 PHY로 전달한다.
그런데 서로 다른 기지국 사이에는 X2 delay를 비롯한 여러 가지 latency가 존재하고, 이 latency가 증가하게 되면 상술한 RLC/MAC/PHY 처리를 짧은 시간 내에 완료할 수 없어서 앞서 데이터 전송 시 사용한 HARQ process ID와 동일한 ID를 사용할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. 이로 인해 HARQ Process ID를 8개만 사용하는 LTE 규격에서, Single 단말만 존재하는 상황이면, HARQ Process ID 부족으로 데이터를 할당하지 못하는 서브프레임이 생기는 문제가 발생할 수 있다.
도 12c는 본 발명의 실시 예를 적용한 SCell 하향링크 데이터의 HARQ 프로세싱의 예를 도시한다.
예컨대, Rel-10 CA에 본 발명의 실시 예를 적용하면, 기지국 각각이 하향링크 데이터를 미리 확보할 수 있다. 따라서, SCell의 경우 RLC/MAC/PHY 처리 시 자원 할당 결과 및 RLC SN 및 데이터 전달 과정에서 기지국 간 latency의 영향을 받지 않을 수 있다. 이로써 네트워크 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 단, 본 발명을 적용하더라도 SCell ACK/NACK delay 는 발생할 수 있기 때문에, HARQ ID가 부족할 경우 해당 시점에 SCell에서는 해당 베어러(bearer)를 할당하지 못할 수도 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시 예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 제1 기지국과의 CA(carrier aggregation)를 지원하는 제2 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    데이터 할당 조건이 충족된 경우, 상기 제2 기지국의 제2 RLC(radio link control) 엔티티가 상기 제2 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 상기 RLC 데이터에 대응하는 복수의 RLC SN들(sequence numbers)을 상기 제1 기지국의 제1 RLC 엔티티로부터 수신하는 과정;
    상기 RLC 데이터의 제1 부분 및 상기 제1 부분에 대응하는 제1 RLC SN에 기반하여 제1 MAC(medium access control) 데이터를 단말에게 전송하는 과정;
    상기 제1 기지국으로부터, 상기 제1 MAC 데이터에 대한 ACK/NACK(acknowledgement/negative-acknowledgement) 정보를 수신하는 과정;
    상기 ACK/NACK 정보가 ACK인 경우, 상기 RLC 데이터의 제2 부분 및 상기 제2 부분에 대응하는 제2 RLC SN에 기반하여 제2 MAC 데이터를 상기 단말에게 전송하는 과정; 및
    상기 ACK/NACK 정보가 NACK인 경우, 상기 제1 MAC 데이터를 상기 단말에게 재전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 MAC 데이터의 전송, 상기 제2 MAC 데이터의 전송, 및 상기 제1 MAC 데이터의 재전송은 동일한 HARQ(hybrid automatic repeat request) ID(identity)에 기반하고,
    상기 제2 MAC 데이터의 전송 또는 상기 제1 MAC 데이터의 재전송은 상기 ACK/NACK 정보를 수신한 후, 미리 규정된 시간 간격 이내에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 할당 조건의 충족 여부는, 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국의 버퍼 이용률(buffer occupancy), 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국 간 지연 속도(latency), 또는 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국의 전송 속도 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 상기 RLC SN들에 기반하여 단말 스케줄링을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 단말 스케줄링을 수행하는 과정은,
    상기 제2 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 상기 RLC SN들에 자원 할당 오류가 발생한 경우, 하나의 서브프레임에서 상기 RLC SN들을 처리하거나, 다수의 서브프레임들에서 동일한 RLC SN을 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 제1 기지국과의 CA(carrier aggregation)를 지원하는 제2 기지국에 있어서, 상기 제2 기지국은,
    신호를 송수신하는 송수신기; 및
    상기 송수신기에 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    데이터 할당 조건이 충족된 경우, 상기 제2 기지국의 제2 RLC(radio link control) 엔티티가 상기 제2 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 상기 RLC 데이터에 대응하는 복수의 RLC SN들(sequence numbers)을 상기 제1 기지국의 제1 RLC 엔티티로부터 수신하고,
    상기 RLC 데이터의 제1 부분 및 상기 제1 부분에 대응하는 제1 RLC SN에 기반하여 제1 MAC(medium access control) 데이터를 단말에게 전송하고,
    상기 제1 기지국으로부터, 상기 제1 MAC 데이터에 대한 ACK/NACK(acknowledgement/negative-acknowledgement) 정보를 수신하고,
    상기 ACK/NACK 정보가 ACK인 경우, 상기 RLC 데이터의 제2 부분 및 상기 제2 부분에 대응하는 제2 RLC SN에 기반하여 제2 MAC 데이터를 상기 단말에게 전송하고,
    상기 ACK/NACK 정보가 NACK인 경우, 상기 제1 MAC 데이터를 상기 단말에게 재전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제2 기지국.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 MAC 데이터의 전송, 상기 제2 MAC 데이터의 전송, 및 상기 제1 MAC 데이터의 재전송은 동일한 HARQ(hybrid automatic repeat request) ID(identity)에 기반하고,
    상기 제2 MAC 데이터의 전송 및 상기 제1 MAC 데이터의 재전송은 상기 ACK/NACK 정보를 수신한 후, 미리 규정된 시간 간격 이내에 수행되는 것을 특징으로 하는 제2 기지국.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 할당 조건의 충족 여부는, 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국의 버퍼 이용률(buffer occupancy), 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국 간 지연 속도(latency), 또는 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국의 전송 속도 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 제2 기지국.
  9. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제2 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 상기 RLC SN들에 기반하여 단말 스케줄링을 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제2 기지국.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제2 기지국에 할당된 RLC 데이터 및 상기 RLC SN들에 자원 할당 오류가 발생한 경우, 하나의 서브프레임에서 상기 RLC SN들을 처리하거나, 다수의 서브프레임들에서 동일한 RLC SN을 처리하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제2 기지국.
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