KR102472292B1 - 무선 통신 시스템에서 경쟁 및 비경쟁 기반 빔 실패 복구를 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents
무선 통신 시스템에서 경쟁 및 비경쟁 기반 빔 실패 복구를 수행하는 방법 및 장치 Download PDFInfo
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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 빔 기반의 통신 업무를 수행하는 무선 통신 시스템에서 단말의 이동 등으로 통신이 끊어지는 빔 실패를 복구하기 위해 비경쟁 기반(non-contention-based) 및 경쟁 기반(contention-based) 빔 실패 복구 방법을 이용하여 단말의 위치에 따른 올바른 빔으로 복구하는 방법을 개시한다.
Description
본 발명은 빔 (Beam) 기반의 통신을 수행하는 무선통신 시스템에서 현재 사용중인 빔의 사용이 불가한 경우 (혹은 실패한 경우) 이를 복구 하는 방법 및 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.
한편, 무선 통신 시스템에서 빔을 사용하여 통신하다가 단말의 이동 등으로 통신이 끊어지는 경우가 발생할 수 있으며, 이를 빔 실패 라 칭한다. 이때, 단말의 위치에 따른 올바른 빔으로 복구하는 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 빔 (Beam) 기반의 통신을 수행하는 무선통신 시스템에서 현재 사용중인 빔의 사용이 불가한 경우 (혹은 실패한 경우) 이를 복구 하는 방법을 제안한다.
본 발명의 다른 목적은 차세대 이동 통신 시스템의 단말에 대해서 RRC 연결 모드, RRC 비활성 모드(혹은 lighted connected 모드), RRC 유휴 모드 간의 전환 방법을 제안하여 시그날링 오버헤드를 줄이며 단말의 배터리 절감을 가능하도록 하고, RRC 비활성화 모드에 있는 단말의 다양한 경우에 대해서 RRC 메시지를 송수신할 때 필요한 RRC 메시지 전송 방법 및 절차를 제안한다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 차세대 이동 통신 시스템에서 새롭게 도입되는 패킷 복제된 데이터 전송과 관련하여, 단말이 기지국으로부터 패킷 복제의 활성화 혹은 비활성화를 MAC CE를 통해 수신 시, 단말이 패킷 복제를 위한 논리 채널에 대해 우선비트율을 적용하는 동작을 명확히 정의하고, 패킷 복제의 활성화 혹은 비활성화를 수신 시 MAC에서의 세부 동작에 집중하여, 패킷 복제가 비활성되었을 때의 우선비트율 처리 방법 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 차세대 이동 통신 시스템에서 한 단말이 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 (system bandwidth) 중, 일부 주파수 대역폭만을 이용하여 통신을 수행하는 부분적인 주파수 대역 (BWP, BandWidth Part) 적용 기술의 BWP을 설정 및 변경하는 방법에 기반하여 단말이 페이징 메시지를 수신하는 방법을 제안한다.
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 실시예에 따르면, 단말은 빔을 빠르게 복구할 수 있어 통신 단절을 신속히 복구할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말과 기지국의 RRC 비활성화 모드 여부를 코어 네트워크에 보고하고, 기지국이 RRC 비활성화 모드 단말의 컨텍스트를 회수하는데 실패했을 때 이를 해결 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 복제 활성화/비활성화 MAC CE를 수신 시 단말의 동작을 정의함으로 인해 패킷 복제 활성화/비활성화에 대한 단말과 기지국의 동작을 명확히 할 수 있다. 뿐만 아니라, 상향링크 전송 경로 변경 및 베어러 변경, 특히 분할 베어러와 비분할 베어러 사이의 변경에 대해서도 단말 동작을 명확히 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 하나의 슬롯에 복수 개의 페이징 메시지가 존재하는 경우, 단말은 BWP를 모니터링하여 페이징 수신 타이밍에 존재하는 복수 개의 페이징 메시지 중 하나를 선택할 수 있다.
도 1a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명에 참조가 되는 LTE 시스템에서의 랜덤엑세스 절차를 나타내는 도면이다.
도 1d는 본 발명이 적용되는 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.
도 1e는 비경쟁 기반 빔 실패 복구 방법 사용 시 (Type 1 BFR), 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 1f는 경쟁 기반 빔 실패 복구 방법 사용 시 (Type 2 BFR), 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 1g는 상기 Type1과 Type2 빔 실패 복구 방법을 사용하는 경우 단말과 기지국간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 1h는 상기 Type1과 Type2 빔 실패 복구 방법을 사용하는 경우 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 1i는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 블록 구성이다.
도 2a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2d는 본 발명이 적용될 수 있는 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 2g는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드에서 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)로 전환하는 절차와 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 2h는 본 발명에서 단말이 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 네트워크에 연결을 시도하다가 기지국이 단말 컨텍스트 회수 실패를 했을 때 단말의 연결 설정 지연을 줄일 수 있는 방법을 나타낸다.
도 2i는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환할 때 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2j는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환할 때 시스템 정보를 확인하고 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2k는 본 발명에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)인 단말에게 기지국이 단말의 능력을 물어보고 단말의 능력을 확인하여 이를 기반으로 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2l은 본 발명에서 RRC 연결 재개 절차에서 단말의 컨텍스트 회수 실패 시 연결 설정 지연을 줄이는 단말과 기지국 동작을 나타낸 도면이다.
도 2m에 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
도 2n는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
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 기존 LTE 시스템의 다중 연결 및 캐리어 집적 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3e는 본 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3f는 본 발명에서 고려하고 있는 패킷 복제를 통한 데이터 전송을 개략적으로 설명하고, 단말이 본 실시예에서 제시하는 여러 가지 조건에 따라 복제된 패킷을 어떻게 처리할지를 나타낸 도면이다.
도 3g는 본 발명에서 고려하는 MAC에서 Logical Channel Priority 동작의 일부로써, Logical Channel별 우선비트율을 적용해서 Token을 쌓는 동작을 도시한 도면이다.
도 3h는 본 발명의 제3-1 실시예로써, 패킷 복제가 설정된 단말이 패킷 복제 비활성 MAC CE를 수신했을 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
도 3i는 본 발명의 제3-2 실시예로써, 단말의 상향링크 전송 path가 스위칭되었을 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
도 3j는 본 발명의 제3-3 실시예로써, 분할 베어러가 설정된 단말이 비분할 베어러로 변경될 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
도 3k는 본 발명의 실시예들이 적용되는 단말의 우선비트율을 처리하는 동작과 관련된 전체 도면이다.
도 3l는 본 발명에 적용되는 단말 동작으로써, 기지국으로부터 상향링크 grant를 수신하였을 때의 LCH의 Bucket을 처리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3m은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3n는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4b는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는 종래 LTE 기술에서 페이징 시점을 보이는 개념도이다.
도 4d는 본 발명에서 한 슬롯당 복수 개의 Coreset과 복수 개의 페이징 메시지가 전송되는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 4e는 제4-1 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 흐름도이다.
도 4f는 제4-1 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 순서도이다.
도 4g는 제4-2 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 흐름도이다.
도 4h는 제4-2 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 순서도이다.
도 4i는 본 발명에서 Coreset에서 페이징 메시지의 특정 컨텐츠를 제공할 때 이를 처리하는 단말 동작의 흐름도이다.
도 4j은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 4k는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명에 참조가 되는 LTE 시스템에서의 랜덤엑세스 절차를 나타내는 도면이다.
도 1d는 본 발명이 적용되는 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.
도 1e는 비경쟁 기반 빔 실패 복구 방법 사용 시 (Type 1 BFR), 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 1f는 경쟁 기반 빔 실패 복구 방법 사용 시 (Type 2 BFR), 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 1g는 상기 Type1과 Type2 빔 실패 복구 방법을 사용하는 경우 단말과 기지국간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 1h는 상기 Type1과 Type2 빔 실패 복구 방법을 사용하는 경우 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 1i는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 블록 구성이다.
도 2a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2d는 본 발명이 적용될 수 있는 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 2g는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드에서 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)로 전환하는 절차와 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 2h는 본 발명에서 단말이 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 네트워크에 연결을 시도하다가 기지국이 단말 컨텍스트 회수 실패를 했을 때 단말의 연결 설정 지연을 줄일 수 있는 방법을 나타낸다.
도 2i는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환할 때 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2j는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환할 때 시스템 정보를 확인하고 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2k는 본 발명에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)인 단말에게 기지국이 단말의 능력을 물어보고 단말의 능력을 확인하여 이를 기반으로 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2l은 본 발명에서 RRC 연결 재개 절차에서 단말의 컨텍스트 회수 실패 시 연결 설정 지연을 줄이는 단말과 기지국 동작을 나타낸 도면이다.
도 2m에 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
도 2n는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
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 기존 LTE 시스템의 다중 연결 및 캐리어 집적 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3e는 본 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3f는 본 발명에서 고려하고 있는 패킷 복제를 통한 데이터 전송을 개략적으로 설명하고, 단말이 본 실시예에서 제시하는 여러 가지 조건에 따라 복제된 패킷을 어떻게 처리할지를 나타낸 도면이다.
도 3g는 본 발명에서 고려하는 MAC에서 Logical Channel Priority 동작의 일부로써, Logical Channel별 우선비트율을 적용해서 Token을 쌓는 동작을 도시한 도면이다.
도 3h는 본 발명의 제3-1 실시예로써, 패킷 복제가 설정된 단말이 패킷 복제 비활성 MAC CE를 수신했을 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
도 3i는 본 발명의 제3-2 실시예로써, 단말의 상향링크 전송 path가 스위칭되었을 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
도 3j는 본 발명의 제3-3 실시예로써, 분할 베어러가 설정된 단말이 비분할 베어러로 변경될 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
도 3k는 본 발명의 실시예들이 적용되는 단말의 우선비트율을 처리하는 동작과 관련된 전체 도면이다.
도 3l는 본 발명에 적용되는 단말 동작으로써, 기지국으로부터 상향링크 grant를 수신하였을 때의 LCH의 Bucket을 처리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3m은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3n는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4b는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는 종래 LTE 기술에서 페이징 시점을 보이는 개념도이다.
도 4d는 본 발명에서 한 슬롯당 복수 개의 Coreset과 복수 개의 페이징 메시지가 전송되는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 4e는 제4-1 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 흐름도이다.
도 4f는 제4-1 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 순서도이다.
도 4g는 제4-2 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 흐름도이다.
도 4h는 제4-2 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 순서도이다.
도 4i는 본 발명에서 Coreset에서 페이징 메시지의 특정 컨텐츠를 제공할 때 이를 처리하는 단말 동작의 흐름도이다.
도 4j은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 4k는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
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.
본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
<제1실시예>
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준가운데 가장 최신의 표준인 3GPP LTE (The 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP NR (New Radio: 5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.
도 1a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 1a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(1a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(1a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(1a-35)은 기지국(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20) 및 S-GW(1a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.
상기 기지국들(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(1a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(1a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(1a-25) 및 S-GW(1a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.
도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 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 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (1b-10)(1b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. 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. 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. 또한 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송되며 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다.
HARQ 전송방식으로는 비동기식 (asynchronous) HARQ와 동기식 (synchronous) HARQ가 있다. 비동기식 HARQ는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정되지 않은 방식이며, 동기식 HARQ에서는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정 (예를 들어 8ms)된 방식이다. 또한, 한 단말에 대해 하향링크 및 상향링크에 대해 병렬적으로 복수개의 송수신을 동시에 수행할 수 있으며, 각각의 전송은 HARQ 프로세스 식별자로 구분된다.
한편, 비동기식 HARQ에서는 재전송타이밍이 정해져 있지 않기 때문에, 매 재전송 마다, 본 전송이 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지와 이 전송이 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보를 기지국이 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel) 물리채널을 통해 제공한다. 보다 상세하게 살펴보는, 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 HARQ Process ID 필드를 통해 전송하며, 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 NDI (New Data Indicator) 비트를 통해, 해당 비트가 기존 값 대비 변경되지 않은 경우 재전송을 뜻하며, 다른 값으로 변경된 경우 신규 전송임을 뜻한다. 이에 따라, 단말은 기지국이 전송하는 PDCCH 내의 자원할당 정보를 수신하여, 해당 전송에 대한 상세한 사항을 파악하여, 하향링크의 경우 PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) 물리채널을 통해 실제 데이터를 수신하며, 상향링크의 경우 PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel) 물리채널을 통해 실제 데이터를 송신한다.
본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC (Radio Resource Control, 이하 RRC라고 한다) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속, 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다.
도 1c는 본 발명에 참조가 되는 LTE 시스템에서의 랜덤엑세스 절차를 나타내는 도면이다. 본 발명이 적용되는 5G 시스템에서도 유사한 절차와 용어가 사용되므로 이해를 돕기 위해 해당 절차를 간략히 설명한다.
단말 (1c-01)은 기지국에 초기 접속, 재접속, 핸드오버, 그 외에 랜덤 엑세스가 필요한 다양한 경우에 다음과 같은 절차를 수행하여 랜덤 엑세스를 수행한다.
먼저, 단말 (1c-01)은 기지국 (1c-03)으로의 접속을 위해 랜덤 엑세스 프리앰블을 랜덤 엑세스를 위한 물리채널에 전송한다 (1c-11). 상기 물리채널을 LTE 시스템에서는 PRACH (Physical Random Access CHannel)이라 칭하며, 해당 PRACH 자원으로 하나 이상의 단말이 동시에 랜덤 엑세스 프리앰블을 전송하는 경우도 발생할 수 있다. 또한, 상기 랜덤 엑세스 프리앰블은 기지국과 완전히 동기되기 전에 전송하여도 수신이 가능하도록 특별하게 설계된 특정의 시퀀스로 표준에 따라 복수 개의 프리앰블 식별자 (index)가 있을 수 있으며, 만약 복수 개의 프리앰블 식별자가 있는 경우, 상기 단말이 전송하는 프리앰블은 단말이 랜덤하게 선택한 것일 수 있으며, 혹은 기지국이 지정한 특정 프리앰블일 수도 있다.
상기 프리앰블을 기지국이 수신한 경우, 이에 대한 랜덤 엑세스 응답 (Random Access Reponse, 이하 RAR이라 칭함) 메시지를 단말에게 전송한다 (1c-13). 상기 RAR 메시지에는 상기 (1c-01) 단계에 사용된 프리앰블의 식별자 정보를 포함해서, 상향링크 전송 타이밍 보정 정보, 이후 단계 (즉, (1c-15) 단계)에서 사용할 상향링크 자원할당 정보 및 임시 단말 식별자 정보 등이 포함된다. 상기 프리앰블의 식별자 정보는, 예를 들어 (1c-11) 단계에서 복수 개의 단말이 서로 다른 프리앰블을 전송하여 랜덤 엑세스를 시도하는 경우, 상기 RAR 메시지가 어떠한 프리앰블에 대한 응답 메시지인지를 알려주기 위해 전송된다. 상기 상향링크 자원할당 정보는 (1c-15) 단계에서 단말이 사용할 자원의 상세정보 이며, 자원의 물리적 위치 및 크기, 전송 시 사용하는 복호화 및 코딩 방법 (modulation and coding scheme), 전송 시 전력 조정 정보 등이 포함된다. 상기 임시 단말 식별자 정보는 만약 프리앰블을 전송한 단말이 초기 접속을 하는 경우, 단말이 기지국과의 통신을 위해 기지국에서 할당해준 식별자를 보유하고 있지 않기 때문에, 이를 위해 사용하기 위해 전송되는 값이다.
상기 RAR 메시지는 상기 프리앰블을 보낸 후부터 소정의 시간 이후부터 소정의 기간 내에 전송되어야 하며, 상기의 기간을 RAR window라 한다. 또한 상기 RAR 메시지가 전송될 때에 기지국은 PDCCH를 통해 해당 RAR 메시지를 스케쥴링하며, 해당 스케쥴링 정보는 RA-RNTI (Random Access-Radio Network Temporary Identifier)를 사용해 스크램블링되며, 상기 RA-RNTI는 상기 (1c-11) 메시지를 전송하는데 사용한 PRACH 자원과 매핑되어, 특정 PRACH 자원에 프리앰블을 전송한 단말은, 해당 RA-RNTI를 바탕으로 PDCCH 수신을 시도하여 대응되는 RAR 메시지가 있는지 여부를 판단한다.
상기 RAR 메시지를 수신한 단말은, 상기 RAR 메시지에 할당된 자원에, 전술한 다양한 목적에 따라 다른 메시지를 전송한다 (1c-15). 본 예시 도면에서 세번째 전송되는 메시지로 Msg3라고도 한다 (즉 (1c-11) 단계의 프리앰블을 Msg1, (1c-13) 단계의 RAR을 Msg2라고도 한다.) 단말이 전송하는 상기 Msg3의 예시로는, 초기 접속인 경우 RRC 계층의 메시지인 RRCConnectionRequest 메시지를 전송하며, 재접속인 경우, RRCConnectionReestablishmentRequest 메시지를 전송하며, 핸드오버 시에는, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지가 전송된다. 혹은 자원요청을 위한 버퍼상태보고 (Buffer Status Report, BSR) 메시지 등이 전송될 수도 있다.
이후, 단말은 만약 초기 전송인 경우에 대해 (즉, Msg3에 단말이 기 할당 받은 기지국 식별자 정보가 포함되지 않은 경우 등), 경쟁 해소 메시지를 기지국으로부터 수신 받으며 (1c-17), 상기 경쟁 해소 메시지는, 단말이 Msg3에서 전송한 내용이 그대로 포함되어, 만약 (1c-11) 단계에서 동일한 프리앰블을 선택한 복수개의 단말이 있는 경우에도, 어떤 단말에 대한 응답인지에 대해 알릴 수 있다.
도 1d는 본 발명이 적용되는 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.
5G 시스템은 높은 전송속도를 위해 넓은 주파수대역폭을 확보하기 위해 고주파수에서 동작하는 시나리오를 고려할 수 있으며, 고주파수에서는 신호전달에 어려움 때문에 빔 (Beam)을 생성하여 데이터를 전송하는 시나리오를 고려할 수 있다.
이에 따라, 기지국, 혹은 송수신점 (Transmission Reception Point, 이하 TRP) (1d-01)가 셀 내의 단말들 (1d-71)(1d-73)(1d-75)(1d-77)(1d-79)과 통신할 때 서로 다른 빔을 사용하여 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다. 즉, 본 예시도면에서는 단말1 (1d-71)은 빔 #1 (1d-51)을 활용하여 통신하며, 단말2 (1d-73)은 빔 #5 (1d-55)을 활용하여 통신하며, 단말3, 4, 5 (1d-75) (1d-77) (1d-79)는 빔 #7 (1d-57)을 통해 통신하는 시나리오를 가정한다.
단말이 TRP와 어떠한 빔을 사용해서 통신하는지를 측정하기 위해, 오버헤드서브프레임 (overhead subframe, osf) (1d-03) 이 시간상으로 존재하며, 상기 osf에서 기지국은 심볼 별로 (혹은 여러 심볼에 걸쳐) 각기 다른 빔을 사용하여 기준신호 (reference signal)을 전송한다. 본 예시도면에서는 기지국이 전송하는 빔이 #1 (1d-51) 부터 #12 (1d-62)까지 12개의 빔이 있는 것을 가정하며, 상기 osf에서 매 심볼마다 각기 다른 빔이 스위핑 (sweeping)되어 전송되는 경우를 가정한다. 즉, osf 내에서 각 심볼 별로 (예를 들어 첫 번째 심볼 (1d-31)에서 빔#1 (1d-51) 전송) 각각의 빔이 전송되어, 단말은 osf를 측정하여, osf 내에 전송되는 어떤 빔으로부터의 신호가 가장 센지를 측정할 수 있게 된다.
본 예시도면에서는 해당 osf가 25 서브프레임 마다 반복되는 시나리오를 가정하며, 나머지 24개의 서브프레임은 일반 데이터가 송수신되는 데이터 서브프레임 (data subframe, dsf) (1d-05) 이다.
이에 따라, 기지국의 스케쥴링에 따라 상기 단말3, 4, 5 (1d-75) (1d-77) (1d-79)는 빔 #7을 공통으로 사용하여 통신하고 (1d-11), 상기 단말1 (1d-71)은 빔 #1을 사용하여 통신하며 (1d-13), 단말2 (1d-73)은 빔 #5을 활용하여 통신하는 시나리오를 가정한다 (1d-15).
본 예시 도면에서는 기지국의 송신 빔 #1 (1d-51) 부터 #12 (1d-62)에 대해 주로 도식화 하였으나, 상기 기지국의 송신 빔을 수신하기 위한 단말의 수신 빔 (예를 들어, 상기 단말1 (1d-71)의 (1d-81) (1d-83) (1d-85) (1d-87))을 추가로 고려할 수 있다. 본 예시 도면에서 상기 단말1은 4개의 빔 (1d-81) (1d-83) (1d-85) (1d-87)을 갖고 있으며, 어떠한 빔이 가장 좋은 수신 성능을 내는지를 판단하기 위해 빔 스위핑을 수행한다. 이 때, 동시에 여러 빔을 사용할 수 없는 경우, 각 osf에 대해 하나의 수신 빔을 사용하여, 수신 빔 개수만큼 여러 osf를 수신하여 최적의 기지국의 송신 빔과 단말의 수신 빔을 찾을 수 있다.
한편, 전술한 빔을 사용하여 통신하다가 단말의 이동 등으로 통신이 끊어지는 경우가 발생할 수 있으며, 이를 빔 실패 (beam failure)라 칭한다. 이 때, 단말의 위치에 따른 올바른 빔으로 복구하는 과정을 빔 실패 복구 (beam failure recovery)라 칭한다. 상기 빔 실패 복구의 상세 방안으로 본 발명에서는 두 가지 방법에 대해 기술한다. 첫 번째는 비경쟁 기반 (non-contention-based 혹은 contention-free) 빔 실패 복구 방법 (Type 1 BFR이라 칭함)이며, 두 번째는 경쟁 기반 (contention-based) 빔 실패 복구 방법 (Type 2 BFR이라 칭함)이다.
도 1e는 비경쟁 기반 빔 실패 복구 방법 사용 시 (Type 1 BFR), 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
전술한 바와 같이 만약 단말이 현재 빔과 연결 상태가 나빠져서 빔 실패가 발생했다가 판단했을 때, 단말은 기지국이 각 빔으로 전송한 기준 신호의 수신 신호 세기를 기준으로 기지국이 설정한 임계치인 ssb-Threshold 혹은 csi-Threshold보다 큰 수신신호를 가지는 빔 가운데 가장 양호한 신호에 해당하는 빔을 우선 선택한다. 상기 기준 신호는 기지국이 동기화를 위해 전송하는 동기 기준 신호 (Synchronization Signals, SS)일 수 있으며, 혹은 채널 상태를 측정하기 위한 채널상태정보 기준 신호 (Channel State Information-Reference Signal, CSI-RS) 일 수도 있다.
기지국은 단말에게 각 빔 별로 빔 실패 시 복구를 위한 랜덤엑세스 프리앰블 식별자를 할당해 두었을 수 있으며, 혹은 시간/주파수 상 별도의 랜덤엑세스 전송 자원을 할당해 두었을 수 있다. 이에 따라, 단말은 상기 선택한 빔에 해당하는 정보가 있는 경우 해당 정보에 따라 랜덤엑세스 프리앰블을 선택하고 전송할 프리앰블 시간/주파수 상의 자원을 선택하여 (1e-13) (1e-15), 선택한 프리앰블을 기지국으로 전송한다 (1e-21). 상기 프리앰블을 전송한 후 단말은 소정의 시간 (예를 들어 X OFDM 심볼 이후) 이후에 빔실패복구응답을 받기 위해 해당 bfr-ResponseWindow 라는 이름의 타이머를 구동한다 (1e-23). 이 때는 단말이 전송하는 프리앰블을 기지국이 알고 있기 때문에 프리앰블에 대응되는 타이머 윈도우 (후술할 ra-ResponseWindow)가 아니라, BFR 동작을 위한 전용 타이머 윈도우 (즉, bfr-ResponseWindow)를 구동한다. 만약 상기 bfr-ResponseWindow 타이머가 구동되는 동안 해당 단말의 셀 내 식별자인 C-RNTI로 지시된 (하향 혹은 상향링크 자원할당을 위한) PDCCH가 수신된 경우, 단말은 랜덤엑세스가 성공한 것으로 간주한다 (1e-25). 한편, 만약 상기 bfr-ResponseWindow 타이머가 구동되는 동안 해당 단말의 셀 내 식별자인 C-RNTI로 지시된 (하향 혹은 상향링크 자원할당을 위한) PDCCH가 수신되지 않은 경우, 단말은 후술할 상기 Type 1 BFR과 상기 Type 2 BFR을 선택하는 동작을 수행한다.
한편, 상기 절차를 통해 랜덤엑세스가 성공한 것으로 간주되어 제대로 복구가 된 경우, 단말은 기지국으로부터 기존에 설정 받았던 시간/주파수 상 별도의 랜덤엑세스 전송 자원 및 랜덤엑세스 프리앰블 식별자를 사용한 경우에도 이를 계속 보유하여, 기지국의 별도의 재 설정 없이 이후에 동일하게 빔 실패 상황이 발생하는 경우에도 재활용할 수 있도록 한다.
하지만, 만약 단말이 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동 시키는 핸드오버를 위해 전용 프리앰블 자원 및 식별자를 설정 받은 경우, 성공적인 랜덤 엑세스 절차 이후 해당 설정 받은 전용 프리앰블 자원 및 식별자는 삭제한다.
도 1f는 경쟁 기반 빔 실패 복구 방법 사용 시 (Type 2 BFR), 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
전술한 바와 같이 만약 단말이 현재 빔과 연결 상태가 나빠져서 빔 실패가 발생했다가 판단했을 때, 단말은 기지국이 각 빔으로 전송한 기준 신호의 수신 신호 세기를 기준으로 기지국이 설정한 임계치인 ssb-Threshold 혹은 csi-Threshold보다 큰 수신신호를 가지는 빔 가운데 가장 양호한 신호에 해당하는 빔을 우선 선택한다. 상기 기준 신호는 기지국이 동기화를 위해 전송하는 동기 기준 신호 (Synchronization Signals, SS)일 수 있으며, 혹은 채널 상태를 측정하기 위한 채널상태정보 기준 신호 (Channel State Information-Reference Signal, CSI-RS) 일 수도 있다.
기지국은 단말에게 각 빔 별로 빔 실패 시 복구를 위한 랜덤엑세스 프리앰블 식별자를 할당해 두었을 수 있으며, 혹은 시간/주파수 상 별도의 랜덤엑세스 전송 자원을 할당해 두었을 수 있다. 하지만, 본 예시에서는 해당 선택한 빔에 해당 정보가 없는 경우를 가정하고 이에 따라 단말은 임의의 프리앰블을 선택한다 (1f-17). 이 때 프리앰블은 크게 그룹A와 B와 같이 두 그룹으로 나뉠 수 있으며, 그룹B는 이후 전송할 메시지의 크기가 설정한 크기 이상이고, 하향링크 수신신호가 충분히 센 경우에 전송한다. 단말은 BFR동작을 통해서 해당 빔을 선택하였다는 정보만을 알리면 되므로, 단말은 Type 2 BFR의 경우 항상 그룹A 랜덤엑세스 프리앰블 가운데 하나를 선택한다. 이후 단말은 선택한 프리앰블을 기지국으로 전송한다 (1f-21). 상기 프리앰블을 전송한 후 단말은 소정의 시간 (예를 들어 X OFDM 심볼 이후) 이후에 랜덤엑세스 응답을 받기 위한 ra-ResponseWindow 라는 이름의 타이머를 구동한다 (1f-23). 이후 상기 ra-ResposneWindow 내에 랜덤엑세스 응답 메시지 (Random Access Response, RAR)을 수신한 경우 (1f-25), 상기 RAR 메시지 내에 포함된 상향링크 자원할당에 따라 Msg3를 전송하고 (1f-27) ra-ContentionResolutionTimer 타이머를 구동한다. 상기 Msg3에는 단말의 셀 내 식별자를 전송하기 위해 사용되는 C-RNTI MAC 제어엘리먼트 (Control Element, CE)가 포함되어, 단말이 해당 빔으로 랜덤엑세스를 하였음을 기지국에게 알린다. 만약 기지국이 상기 Msg3를 제대로 수신한 경우, 이에 대한 응답으로 해당 단말의 C-RNTI로 지시된 PDCCH를 전송하며 (1f-29), 이를 수신한 단말은 랜덤엑세스가 성공적으로 끝났음을 간주한다. 만약 상기 RAR을 ra-ResponseWindow 내에 수신하지 못하거나, 혹은 상기 ra-ContentionResolutionTimer 내에 상기 PDCCH를 수신하지 못한 경우, 단말은 랜덤엑세스를 다시 수행하게 된다. 기지국은 셀 내 많은 단말들이 랜덤엑세스를 수행하는 경우, 이에 따른 부하 (load)를 조절하기 위해 백오프 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 전송하는 백오프 값을 수신한 경우, 단말은 0부터 백오프 값 사이의 임의의 값을 선택하여 프리앰블 전송을 지연시킨다. 하지만 단말이 BFR 동작을 수행하는 경우, 빔을 우선적으로 복구 하기 위해 상기 수신한 백오프 정보를 적용하지 않고 곧바로 프리앰블 재전송을 수행할 수 있다.
도 1g는 상기 Type1과 Type2 빔 실패 복구 방법을 사용하는 경우 단말과 기지국간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
본 예시 도면에서 단말은 기지국에 접속을 성공하여 연결상태 (RRC_CONNECTED 상태)에 천이하고 있어 기지국과 데이터 송수신이 가능한 상태이다. 이후 단말은 기지국으로부터 RRC 연결 재설정 메시지 (RRCConnectionReconfiguration 메시지)를 수신하여 빔 실패 발생시 사용할 수 있는 전용자원 및 빔 실패 복구 관련 설정들을 수신 받는다.
상기 빔 실패 발생시 사용할 수 있는 전용자원 정보로는 하기의 정보들이 있다.
- 각 빔별 랜덤엑세스 프리앰블 식별자의 집합 (set) 그리고 또는 혹은 시간/주파수 상의 프리앰블 전송자원 (PRACH);
- BFR 절차 수행 시 프리앰블을 전송하는 상향대역 혹은 상향링크 부분대역 (Bandwidth Part)
- BFR 절차 수행 시 PDCCH를 모니터링하는 하향링크 대역 혹은 하향링크 부분대역
상기 빔 실패 복구 관련 설정들은 하기의 정보들이 있다.
- beamFailureRecoveryTimer (빔 실패 복구가 완료되어야 하는 시간; 만약 해당 타이머 동작 이내에 완료하지 못하는 경우, 빔 실패 복구 실패됨)
- ssb-Threshold, csi-Threshold: 빔 실패 복구 시 복구할 빔을 선택하기 위한 임계치
- bft-ResponseWindow: 비경쟁 기반 빔 실패 복구 시 프리앰블에 대한 응답을 수신하기 위한 시간 윈도우
이후 단말은 기지국와 현재 동작하고 있는 주파수 대역 (부분)에서 사용하고 있는 빔을 통해 데이터를 송수신 하다가 (1g-15), 단말의 이동 등으로 인하여 빔 실패를 감지할 수 있다 (1g-21). 이를 감지한 단말은 상기 beamFailureRecoveryTimer 를 구동하고 (1g-23), 기지국이 전송하는 신호 가운데 기지국이 상기 설정한 임계치인 ssb-Threshold 혹은 csi-Threshold보다 큰 수신신호를 가지는 빔 가운데 가장 양호한 신호에 해당하는 빔을 우선 선택한다 (1g-25). 이를 제1-1 실시예 라 한다. 혹은 기지국이 전송하는 빔 가운데 후술할 빔 실패 시 복구를 위한 랜덤엑세스 프리앰블 식별자를 할당받거나, 그리고 혹은 시간/주파수 상 별도의 랜덤엑세스 전송 자원을 할당 받은 빔에 한해서 우선적으로 기지국이 상기 설정한 임계치인 ssb-Threshold 혹은 csi-Threshold보다 큰 수신신호를 가지는 빔 가운데 가장 양호한 신호에 해당하는 빔을 우선 선택할 수도 있다 (1g-25). 이를 제1-2 실시예 라 한다. 예를 들어, 기지국의 빔이 8개 (빔1, 빔2, …, 빔8), 빔1-빔4에 대해서는 (1g-11) 단계에서 전용자원을 설정 받았고, 빔5-빔8에 대해서 전용자원을 설정 받지 않은 경우, 단말이 상기 임계치를 넘는 빔을 판단한 결과 빔 3과 빔 7만이 조건을 만족할 때, 빔7의 신호가 빔3의 신호보다 더 신호가 양호한 시나리오를 고려할 수 있다. 이 때, 상기 제1-1 실시예에 따르면 빔 7을 선택하고, 상기 제1-2 실시예에 따르면 빔7의 신호가 더 양호하지만, 빔3를 선택하여 복구하여 빠른 복구를 수행할 수 있다.
상기 기준 신호는 기지국이 동기화를 위해 전송하는 동기 기준 신호 (Synchronization Signals, SS)일 수 있으며, 혹은 채널 상태를 측정하기 위한 채널상태정보 기준 신호 (Channel State Information-Reference Signal, CSI-RS) 일 수도 있다.
(1g-11) 단계에서 기지국은 단말에게 각 빔 별로 빔 실패 시 복구를 위한 랜덤엑세스 프리앰블 식별자를 할당해 두었을 수 있으며, 혹은 시간/주파수 상 별도의 랜덤엑세스 전송 자원을 할당해 두었을 수 있고 전송하지 않았을 수도 있으며, 혹은 일부의 빔에 대해서만 할당을 한 시나리오 역시 가능하다. 만약 상기 (1g-25) 단계에서 선택한 빔 (혹은 빔과 연관되어 있는 SS 블록 (SS와 기본 시스템정보블록의 집합)에 상기 (1g-11) 단계에서 설정한 전용 자원이 있는 경우, 단말은 전술한 Type1 BFR 동작을 수행하고, 그렇지 않은 경우 (즉, 설정한 전용 자원이 없는 경우) Type 2 BFR 동작을 수행한다 (1g-27).
만약 상기 선택한 BFR 종류가 Type 1 인 경우 (즉 도 1e), 만약 단말이 프리앰블을 해당 셀로 전송하고 (1e-21), bft-ResponseWindow 내에 (1e-23) PDCCH를 수신하지 못한 경우 (1e-25), 단말은 다시 상기 빔을 선택하는 (1g-25) 단계를 거쳐서 성공할 때까지, 혹은 beamFailureRecoveryTimer 가 만료될 때까지 동작을 반복한다.
만약 상기 선택한 BFR 종류가 Type 2인 경우 (즉 도 1f), 랜덤엑세스 최대 전송횟수에 따라 성공할 때까지, 혹은 beamFailureRecoveryTimer 가 만료될 때까지 동작을 반복한다.
상기 동작들에서 프리앰블을 전송할 때, 단말은 SCell로 프리앰블을 직접 전송할 수도 있다. 이는 단말이 빔 실패가 발생한 셀을 기지국에게 알리기 위함이다.
만약 beamFailureRecoveryTimer 가 만료되기 전까지 랜덤엑세스가 성공적으로 끝난 경우에는 빔 실패 복구가 성공적으로 이루어 진 것으로 간주하고, beamFailureRecoveryTimer 타이머를 중지시킨다.
하지만, beamFailureRecoveryTimer 가 만료되면 빔 실패가 발생한 셀의 종류에 따라 다른 동작을 수행한다 (1g-31). 만약 현재 빔 실패가 발생한 셀이 PCell인 경우, 무선링크실패 (Radio Link Failure)가 발생했다고 간주하여, 주변의 가장 신호가 센 셀을 선택하여 해당 셀로 연결을 재설정 (re-establishment)한다. 만약 현재 빔 실패가 발생한 셀이 PSCell인 경우 (즉, 다중 연결 기술 (두 기지국을 동시에 사용하는 기술)에서 주기지국이 아닌 부기지국의 대표셀), 주기지국으로 부기지국에 문제가 발생했음을 보고한다. 만약 현재 빔 실패가 발생한 셀이 SCell인 경우 단말은 해당 SCell의 대표셀 (즉, PCell 혹은 PSCell)에 빔 실패 복구가 실패했음을 보고하는 메시지를 전송할 수 있다 (1g-35).
상기 메시지를 수신한 기지국은 해당 SCell 혹은 PSCell을 해지하거나, 다시 복구하여 재설정하여 연결을 정상화 할 수 있다 (1g-37). 한편 Type 1 BFR에서 전용 프리앰블 자원 및 식별자를 설정 받은 경우, 전술한 바와 같이 성공한 경우에는 해당 자원을 유지한다. 하지만, 상기 beamFailureRecoveryTimer 가 만료되어 실패한 경우에는 다음에 사용하여도 실패할 수 있기 때문에, 상기 Type 1 BFR을 위해 설정 받은 전용 프리앰블 자원 및 식별자를 삭제한다 (1g-33).
하지만, 상기 삭제되는 전용 프리앰블 자원 및 식별자 가운데 단말을 다른 기지국으로 이동 시키는 핸드오버 시 사용되는 전용 프리앰블 자원 및 식별자 는 삭제되지 않는다.
도 1h는 상기 Type1과 Type2 빔 실패 복구 방법을 사용하는 경우 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
본 예시 도면에서 단말은 기지국에 접속을 성공하여 연결상태 (RRC_CONNECTED 상태)에 천이하고 있어 기지국과 데이터 송수신이 가능한 상태를 가정한다. 단말은 기지국으로부터 RRC 연결 재설정 메시지 (RRCConnectionReconfiguration 메시지)를 수신하여 빔 실패 발생시 사용할 수 있는 전용자원 및 빔 실패 복구 관련 설정들을 수신 받는다 (1h-03).
상기 빔 실패 발생시 사용할 수 있는 전용자원 정보로는 하기의 정보들이 있다.
- 각 빔 별 랜덤엑세스 프리앰블 식별자의 집합 (set) 그리고 또는 혹은 시간/주파수 상의 프리앰블 전송자원 (PRACH);
- BFR 절차 수행 시 프리앰블을 전송하는 상향대역 혹은 상향링크 부분대역 (Bandwidth Part)
- BFR 절차 수행 시 PDCCH를 모니터링하는 하향링크 대역 혹은 하향링크 부분대역
상기 빔 실패 복구 관련 설정들은 하기의 정보들이 있다.
- beamFailureRecoveryTimer (빔 실패 복구가 완료되어야 하는 시간; 만약 해당 타이머 동작 이내에 완료하지 못하는 경우, 빔 실패 복구 실패됨)
- ssb-Threshold, csi-Threshold: 빔 실패 복구 시 복구할 빔을 선택하기 위한 임계치
- bft-ResponseWindow: 비경쟁 기반 빔 실패 복구 시 프리앰블에 대한 응답을 수신하기 위한 시간 윈도우
이후 단말은 기지국와 현재 동작하고 있는 주파수 대역 (부분)에서 사용하고 있는 빔을 통해 데이터를 송수신 하다가 (1h-05), 단말의 이동 등으로 인하여 빔 실패를 감지할 수 있다 (1g-07). 이를 감지한 단말은 상기 beamFailureRecoveryTimer 를 구동하고, 기지국이 전송하는 신호 가운데 기지국이 상기 설정한 임계치인 ssb-Threshold 혹은 csi-Threshold보다 큰 수신신호를 가지는 빔 가운데 가장 양호한 신호에 해당하는 빔을 우선 선택한다 (1h-09). 이를 제1-1 실시예 라 한다. 혹은 기지국이 전송하는 빔 가운데 후술할 빔 실패 시 복구를 위한 랜덤엑세스 프리앰블 식별자를 할당 받거나, 그리고 혹은 시간/주파수 상 별도의 랜덤엑세스 전송 자원을 할당받은 빔에 한해서 우선적으로 기지국이 상기 설정한 임계치인 ssb-Threshold 혹은 csi-Threshold보다 큰 수신신호를 가지는 빔 가운데 가장 양호한 신호에 해당하는 빔을 우선 선택할 수도 있다 (1h-09). 이를 제1-2 실시예 라 한다. 예를 들어, 기지국의 빔이 8개 (빔1, 빔2, …, 빔8), 빔1-빔4에 대해서는 (1h-03) 단계에서 전용자원을 설정 받았고, 빔5-빔8에 대해서 전용자원을 설정받지 않은 경우, 단말이 상기 임계치를 넘는 빔을 판단한 결과 빔 3과 빔 7만이 조건을 만족할 때, 빔7의 신호가 빔3의 신호보다 더 신호가 양호한 시나리오를 고려할 수 있다. 이 때, 상기 제1-1 실시예에 따르면 빔 7을 선택하고, 상기 제1-2 실시예에 따르면 빔7의 신호가 더 양호하지만, 빔3를 선택하여 복구하여 빠른 복구를 수행할 수 있다.
상기 기준 신호는 기지국이 동기화를 위해 전송하는 동기 기준 신호 (Synchronization Signals, SS)일 수 있으며, 혹은 채널 상태를 측정하기 위한 채널상태정보 기준 신호 (Channel State Information-Reference Signal, CSI-RS) 일 수도 있다.
만약 상기 (1h-09) 단계에서 선택한 빔 (혹은 빔과 연관되어 있는 SS 블록 (SS와 기본 시스템정보블록의 집합)에 상기 (1h-03) 단계에서 설정한 전용 자원이 있는 경우, 단말은 전술한 Type1 BFR 동작을 수행하고 (1h-13), 그렇지 않은 경우 (즉, 설정한 전용 자원이 없는 경우) Type 2 BFR 동작을 수행한다 (1h-14)).
만약 상기 선택한 BFR 종류가 Type 1 인 경우 (즉 도 1e), 만약 단말이 프리앰블을 해당 셀로 전송하고 (1e-21), bft-ResponseWindow 내에 (1e-23) PDCCH를 수신하지 못한 경우 (1e-25), 단말은 다시 상기 빔을 선택하는 (1h-09) 단계를 거쳐서 성공할 때까지, 혹은 beamFailureRecoveryTimer 가 만료될 때까지 동작을 반복한다.
만약 상기 선택한 BFR 종류가 Type 2인 경우 (즉 도 1f), 랜덤엑세스 최대 전송횟수에 따라 성공할 때까지, 혹은 beamFailureRecoveryTimer 가 만료될 때까지 동작을 반복한다.
상기 동작들에서 프리앰블을 전송할 때, 단말은 SCell로 프리앰블을 직접 전송할 수도 있다. 이는 단말이 빔 실패가 발생한 셀을 기지국에게 알리기 위함이다.
만약 beamFailureRecoveryTimer 가 만료되기 전까지 랜덤엑세스가 성공적으로 끝난 경우에는 (1h-15), 빔 실패 복구가 성공적으로 이루어 진 것으로 간주하고, beamFailureRecoveryTimer 타이머를 중지시키고, 빔 실패 복구에 사용한 프리앰블을 그대로 유지한다 (1h-17). 이는 이후, 빔 실패가 다시 발생하는 경우, 기지국의 재설정 없이 기존에 설정 받은 전용 자원을 다시 사용할 수 있게 하기 위함이다.
하지만, beamFailureRecoveryTimer 가 만료되거나, 단말이 Type 2 BFR 동작을 선택하였을 때 beamFailureRecoveryTimer 가 만료되기 전에 랜덤엑세스 최대전송횟수 도달로 인해 랜덤엑세스가 실패된 경우, 단말은 상기 Type 1 BFR을 위해 설정 받은 전용 프리앰블 자원 및 식별자를 폐기한다 (1h-19). 이는 이미 빔 복구에 실패한 자원을 다시 사용하지 않게 하기 위함이다.
이후 빔 실패가 발생한 셀의 종류에 따라 다른 동작을 수행한다 (1h-21). 단말은 한 기지국의 복수 개의 셀을 동시에 설정 받아 사용할 수 있으며, 이를 주파수집적 (carrier aggregation) 기술이라 한다. 이때 주 셀을 PCell이라 하며, 부 셀을 SCell이라 한다. 뿐만 아니라, 두 개의 기지국으로부터 셀들을 동시에 설정 받아 사용할 수 있으며, 이를 이중연결 (dual connecitivty) 기술이라 한다. 만약 현재 빔 실패가 발생한 셀이 PCell인 경우, 무선링크실패 (Radio Link Failure)가 발생했다고 간주하여, 주변의 가장 신호가 센 셀을 선택하여 해당 셀로 연결을 재설정 (re-establishment)한다. 만약 현재 빔 실패가 발생한 셀이 PSCell인 경우 (즉, 다중 연결 기술 (두 기지국을 동시에 사용하는 기술)에서 주기지국이 아닌 부기지국의 대표셀), 주기지국으로 부기지국에 문제가 발생했음을 보고한다. 만약 현재 빔 실패가 발생한 셀이 SCell인 경우 단말은 해당 SCell의 대표셀 (즉, PCell 혹은 PSCell)에 빔 실패 복구가 실패했음을 보고하는 메시지를 전송할 수 있다 (1g-35). 이는 기지국으로하여금 해당 SCell 혹은 PSCell을 해지하거나, 다시 복구하여 재설정하여 연결을 정상화 하도록 하기 위함이다.
도 1i는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 블록 구성을 도시한다.
상기 도 1i를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (1i-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (1i-20), 저장부 (1i-30), 제어부 (1i-40)를 포함한다.
상기 RF처리부 (1i-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (1i-10)는 상기 기저대역처리부 (1i-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환 한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환 한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1i-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 도 1i에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (1i-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (1i-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (1i-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.
상기 기저대역처리부 (1i-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (1i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (1i-20)은 상기 RF처리부 (1i-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(1i-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(1i-20)은 상기 RF처리부(1i-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 (1i-20) 및 상기 RF처리부 (1i-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (1i-20) 및 상기 RF처리부 (1i-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (1i-20) 및 상기 RF처리부(1i-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부 (1i-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.
상기 제어부 (1i-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (1i-40)는 상기 기저대역처리부 (1i-20) 및 상기 RF처리부 (1i-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1i-40)는 상기 저장부(1i-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (1i-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (1i-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 상기 제어부 (1i-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (1i-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1i-40)는 상기 단말이 상기 도 1f에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 단말의 제어부 (1i-40)는 단말의 RF 처리부 및 기저대역 처리부로부터 빔 실패 지시자를 받으면, 기지국으로부터 설정 받은 파라미터에 따라 빔을 선택하고 해당 빔으로의 빔 실패 복구 방법을 선택하여 선택한 빔 실패 복구 방법에 따라 복구를 수행한다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
<제2실시예>
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. 이러한 무선 이동 통신 시스템에서 단말은 지속적으로 오랜 시간 동안 서비스를 받기 보다는 간헐적으로 서비스를 받는 경우도 많이 발생한다. 따라서 단말이 항상 연속적으로 기지국의 신호를 수신하고 확인한다면 단말 전력이 빠르게 소모될 것이다. 따라서 이러한 전력 소모를 감소시키는 것은 대단히 중요하다. 따라서 단말을 RRC 연결 모드(RRC connected mode)에서 RRC 유휴 모드(RRC Idle mode)로 보내어 대기 모드에 있도록 할 수 있다. 하지만 단말이 대기 모드에 있다가 다시 RRC 연결 모드로 전환하기까지 많은 시그날링 절차가 필요하다. 따라서 차세대 이동 통신 시스템에서는 이러한 시그날링 절차를 줄이면서 빠른 연결이 가능하고 대기 모드처럼 단말 전력을 절약할 수 있는 RRC 비활성 모드(RRC Inactive mode) 또는 lightly-connected 모드를 정의할 수 있다. 하지만 RRC 연결모드에서 RRC 비활성 모드(혹은 lighted connected 모드)로의 전환, 혹은 RRC 비활성 모드(혹은 lighted connected 모드)로의 전환에 대한 효율적인 방법이 필요하다. 상기에서처럼 RRC 비활성화 모드에서는 단말의 배터리가 절감되고, 단말이 네트워크로의 연결 시 적은 시그날링 오버헤드를 가지고 빠른 연결을 설정할 수 있다는 장점이 있다. 상기 RRC 비활성화 모드에 있는 단말이 다양한 경우에 대해서 RRC 메시지를 송수신할 때 필요한 RRC 메시지 전송 방법 및 절차가 정의될 필요가 있다. 상기에서 다양한 경우는 네트워크가 단말을 RRC 비활성화 모드/RRC 유휴 모드/RRC 연결 모드로 전환하는 절차, RRC 비활성화 단말이 단말 식별자로 연결 시도를 할 때 네트워크/기지국이 해당 단말 식별자에 대한 단말 컨텍스트를 확인하는 데 실패했을 경우를 위한 절차, 코어 네트워크에 단말과 기지국의 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 보고하는 절차 등이 해당할 수 있다.
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 실시예를 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) 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. 본 발명에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다.
도 2a는 본 발명이 적용될 수 있는 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 (2a-25, Mobility Management Entity) 및 S-GW(2a-30, Serving-Gateway)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 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 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 (Packet Data Convergence Protocol)(2b-05, 2b-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)(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 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2c을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 혹은 2g)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 혹은 NR 기지국)(2c-10) 과 NR CN (2c-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(2c-15)은 NR gNB(2c-10) 및 NR CN (2c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 2c에서 NR gNB(2c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR gNB는 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 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 (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 기지국 들과 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 SDAP(2d-01, 2d-45), NR PDCP(2d-05, 2d-40), NR RLC(2d-10, 2d-35), NR MAC(2d-15, 2d-30)으로 이루어진다.
NR SDAP(2d-01, 2d-45)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 사용자 데이터의 전달 기능(transfer of user plane data)
- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow와 데이터 베어러의 맵핑 기능(mapping between a QoS flow and a DRB for both DL and UL)
- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow ID를 마킹 기능(marking QoS flow ID in both DL and UL packets)
- 상향 링크 SDAP PDU들에 대해서 relective QoS flow를 데이터 베어러에 맵핑시키는 기능 (reflective QoS flow to DRB mapping for the UL SDAP PDUs).
상기 SDAP 계층 장치에 대해 단말은 RRC 메시지로 각 PDCP 계층 장치 별로 혹은 베어러 별로 혹은 로지컬 채널 별로 SDAP 계층 장치의 헤더를 사용할 지 여부 혹은 SDAP 계층 장치의 기능을 사용할 지 여부를 설정 받을 수 있으며, SDAP 헤더가 설정된 경우, SDAP 헤더의 NAS QoS 반영 설정 1비트 지시자(NAS reflective QoS)와 AS QoS 반영 설정 1비트 지시자(AS reflective QoS)로 단말이 상향 링크와 하향 링크의 QoS flow와 데이터 베어러에 대한 맵핑 정보를 갱신 혹은 재설정할 수 있도록 지시할 수 있다. 상기 SDAP 헤더는 QoS를 나타내는 QoS flow ID 정보를 포함할 수 있다. 상기 QoS 정보는 원할한 서비스를 지원하기 위한 데이터 처리 우선 순위, 스케쥴링 정보 등으로 사용될 수 있다.
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)
- 비순차적 전달 기능 (Out-of-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, 혹은 순서를 고려하지 않고, 바로 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), 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 비활성화 모드(2e-02)로 전환할 수 있다(2e-20). RRC 비활성화 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 비활성화 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 비활성화 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 비활성화 모드(2e-03)에서도 데이터를 전송할 수 있으며, RRC 비활성화 모드와 RRC 유휴 모드 사이에서 네트워크의 지시에 따라 천이를 반복하며, 필요한 경우에만 RRC 연결 모드로 천이를 진행할 수 있다. 상기 절차에서 RRC 비활성화 모드의 단말은 RRC 비활성화 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 비활성화 모드(2e-03)로 바로 천이할 수도 있으며, RRC 연결모드로 천이하였다가 RRC 비활성화 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 해결하기 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 비활성화 모드에서는 단말의 배터리가 절감되고, 단말이 네트워크로의 연결 시 적은 시그날링 오버헤드를 가지고 빠른 연결을 설정할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 RRC 비활성화 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 비활성화 모드 단말들이 굉장히 많다면 주기적인 랜 지시 영역 갱신 절차로 인한 시그널링 오버헤드가 야기될 수 있으므로 네트워크는 RRC 비활성화 모드인 단말들을 관리하고 필요 시 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 establishment 과정을 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 2g는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드에서 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)로 전환하는 절차와 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 2g에서 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. 데이터 송수신이 중지되면 기지국은 소정의 타이머를 구동하고 상기 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면(2g-05) 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려할 수 있으며, 기지국은 소정의 조건에 따라 단말을 RRC 유휴 모드로 보낼 지 RRC 비활성화 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-10 과정에서 단말을 RRC 비활성화 모드 혹은 light connected 모드로 보내기 위해서 RRCConnectionRelease 혹은 RRCConnectionSuspend 메시지 혹은 새로 정의한 RRC 메시지 혹은 또 다른 기존의 RRC 메시지를 재사용하여 전송할 수 있다. 상기 2g-10에서 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 light connected 모드 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(Paging area, PA)을 설정해줄 수 있다. 이 때 Resume ID 할당으로 단말은 단말 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 상기 메시지에 기지국은 단말이 RRC 비활성화 모드/light connected 모드로 동작하며, 단말 컨텍스트를 저장하라는 것을 지시하기 위한 별도의 context 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다(2g-10). 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 할당 받고 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-15). 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-10 단계의 RRC 연결 해제 메시지를 수신한 단말은 RRC 비활성화 모드/light connected 모드로 전환하게 된다.
상기에서 고정 기지국은 RRC 비활성화 모드 단말의 단말 컨텍스트(resume ID)를 유지 및 관리하고, RRC 비활성화 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.
기지국은 MME에게 연결 한시 정지를 요청하는 제어 메시지를 전송한다(2g-20). 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-35). 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 RRC 연결 해제 메시지(2g-10)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-25) light connected 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. 이 후 임의의 이유로 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 발생한다(2g-30). 이전 RRC 연결 해제 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 비활성화 모드/light connected 모드 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 시도할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성화 모드/light connected 모드 단말은 네트워크의 RRC 비활성화 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 비활성화 모드/light connection 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 비활성화 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 light connection을 지원하는지 지원하지 않는 지 여부에 대한 지시자를 포함하여 전송할 수 있다. 상기 지시자는 시스템 정보의 두 번째 블럭(Systeminformation2)에 포함될 수 있으며, 다른 시스템 정보의 블럭들(Systeminformation1~19)에 포함될 수 도 있다. 상기에서 light connection을 지원한다는 것은 하기 절차들(2g-50, 2g-55, 2g-60, 2g-65, 2g-70, 2g-75, 2g-80, 2g-85, 2g-90) 을 해당 기지국 혹은 해당 셀이 설정할 수 있고, 지원한다는 것을 말할 수 있다. light connected 모드 단말은 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 생기면 현재 캠프온하고 있는 셀의 시스템 정보를 읽어 들인다. 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 light connection(혹은 RRC 비활성화 모드)을 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 light connection(혹은 RRC 비활성화 모드)을 지원한다는 지시자가 포함되어 있다면, 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수 있다(2g-45). 상기 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정은 다음과 같다.
먼저 단말은 랜덤액세스 절차를 수행하기 위해 프리앰블을 메시지 1에서 전송한다. 기지국은 메시지 1에서 받은 프리앰블에 따라 자원 할당이 가능하면 그에 상응하는 상향링크 자원을 메시지 2에서 단말에게 할당하여 준다. 단말은 수신한 상향링크 자원 정보를 토대로 2g-10 단계에서 수신한 Resume ID를 포함하여 Resume 요청 메시지를 전송한다(2g-50). 상기 메시지는 RRCConnectionRequest 메시지의 변형된 메시지이거나 새로 정의된 메시지(예를 들면 RRCConnectionResumeRequest)일 수 있다. 기존 고정 기지국(2g-02)에서 연결을 해제하여 light connected 모드에 있던 단말이 이동하여 다른 기지국의 셀에 캠프온한 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-55, 2g-60). 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 비활성화 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 기지국은 상기 회수한 단말 컨텍스트를 기반으로 MAC-I를 확인한다(2g-65). 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 새로운 기지국(2g-03)은 단말의 RRC 연결에 적용할 설정을 결정하고, 상기 설정 정보를 수납한 RRC 연결 재개 메시지(RRCConnectionResume)를 단말에게 전송한다 (2g-70). 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-10에서 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 메시지를 전송한다 (2g-75). 그리고 MME에게 연결 한시 정지 해제를 요청하는 제어 메시지를 전송하고 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정할 것을 요청한다(2g-80, 2g-85). MME는 상기 메시지를 수신하면 S-GW에게 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정하고 상기 단말에 대한 데이터를 정상적으로 처리할 것을 지시한다. 상기 과정이 완료되면 단말은 상기 셀에서 데이터 송수신을 재개한다(2g-90).
상기 절차에서 기존 고정 기지국(2g-02)에서 연결을 해제하여 light connected 모드에 있던 단말이 크게 이동하지 않아서 기존 고정 기지국의 셀(2g-02)에 다시 캠프온한 경우라면 기존 고정 지기국(2g-03)은 2g-55, 2g-60의 절차를 수행하지 않고, 2g-80, 2g-85의 절차 대신 S1 베어러의 연결 한시 정지 해제만을 수행하고 메시지3에서 지시된 Resume ID를 참조해서 상기 단말의 단말 컨텍스트를 검색하고 이를 토대로 상기의 절차들과 비슷한 방법으로 연결을 재설정할 수 있다.
만약 데이터 송수신이 중지되면 기지국은 소정의 타이머를 구동하고 상기 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면(2g-95) 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려한다. 2g-100 과정에서 단말을 RRC 비활성화 상태 혹은 light connected 상태로 보내기 위해서 RRCConnectionRelease 혹은 RRCConnectionSuspend 메시지 혹은 새로 정의한 RRC 메시지 혹은 또 다른 기존의 RRC 메시지를 재사용하여 전송할 수 있다. 상기 2g-100 과정에서 기지국은 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 전송하면서 새로운 단말 식별자(Resume ID)를 할당하고 단말이 RRC 비활성화 모드(혹은 light connected 모드) 동안 이동성을 보고할 랜 페이징 영역(RAN Paging area 혹은 RAN Notification area)을 설정해준다(2g-100). RRC 비활성화 모드(light connected 모드)의 단말(2g-105)은 설정된 랜 페이징 영역을 벗어나게 되면 랜 페이징 영역을 업데이트하는 절차를 수행하게 된다.
차세대 이동 통신 시스템에서 기지국은 단말을 RRC 비활성화 모드로 설정하면서 추후에 RRC 연결을 시도할 때 사용할 수 있는 단말 식별자(resume ID)와 단말이 이동성을 보고하도록 하기 위해 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 설정해 줄 수 있다. 또한, 추후 연결 설정 과정에서 사용할 보안 설정을 위해 NCC(NexthopChainingCount) 값을 설정해줄 수 있다.
차세대 이동 통신 시스템에서 RRC 비활성화 단말은 네트워크/MME/CN(Core Network)에서 설정한 트래킹 영역(Tracking area(TA) 혹은 TA list)를 벗어나면 트래킹 영역 갱신 절차(Tracking Area Update, TAU)를 수행하고, AMF(Access and Mobility Management Function, AMF) 혹은 고정 기지국이 설정한 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 벗어나게 되면 랜 페이징 영역 갱신 절차를 수행하도록 한다. 네트워크에서는 RRC 비활성화 모드의 단말이 랜 페이징 영역 갱신 절차를 수행할 때 네트워크의 상황에 따라 다양한 메시지로 응답할 수 있으며, 본 발명에서는 다양한 경우를 고려한 메시지 송수신 절차를 제안한다.
도 2h는 본 발명에서 단말이 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 네트워크에 연결을 시도하다가 기지국이 단말 컨텍스트 회수 실패를 했을 때 단말의 연결 설정 지연을 줄일 수 있는 방법을 나타낸다.
도 2h에서 RRC 비활성화 모드의 단말(2h-05)은 소정의 이유로 네트워크에 연결 설정을 위한 접속을 시도한다. 상기에서 소정의 이유는 RRC 비활성화 모드 단말이 페이징 메시지를 수신하였거나, 혹은 단말에게 설정된 페이징 영역(RAN paging area)을 벗어났거나, 혹은 단말에게 설정된 트래킹 영역(Tracking area)을 벗어났거나, 혹은 단말에서 전송할 상향 링크 데이터가 발생하였기 때문일 수 있다. 상기에서 단말은 먼저 랜덤 액세스 절차를 수행하며, 먼저 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고(2h-10) 이에 대한 응답으로 2h-15에서 RAR을 수신한다. 상기에서 랜덤 액세스 절차를 수행하고 단말은 메시지 3으로 RRCConnectionResumeRequest 메시지에 단말 식별자(Resume ID), 접속 원인 지시자(causeValue, 예를 들면 새로운 causeValue를 정의하여 사용될 수 있다, ranNotificationAreaUpdateRequest), shortMAC-I(메시지의 무결성 검증을 위한 지시자) 등을 포함하여 전송할 수 있다. 상기에서 RRCConnectionResumeRequest 메시지를 보냈기 때문에 단말이 랜 페이징 영역을 갱신하기 위해 접속을 시도하는 시점에 기지국은 상기 단말로의 하향 링크의 데이터가 발생한 경우 혹은 소정의 이유로 단말을 RRC 연결 모드로 전환시킬 필요가 있는 경우에 기지국이 단말의 모드를 전환시킬 수 있도록 할 수 있다. 2h-20에서 단말의 메시지를 수신한 기지국은 단말 식별자(resume ID)를 확인하고 단말의 식별자를 가지고 있는 기존의 고정 기지국을 확인하고 기존 기지국에게 단말 식별자를 보내어 상기 단말에 대한 단말 컨텍스트를 회수하는 절차를 수행한다(2h-25, 2h-30). 상기에서 고정 기지국은 단말 식별자에 해당하는 단말 컨텍스트를 가지고 있는 기지국을 말한다.
만약 상기에서 단말 컨텍스트를 회수하는 절차에 실패한 경우(2h-30), 새로운 기지국은 연결 설정을 위한 접속을 시도한 단말을 연결 해제(RRC Connection Release)하거나 연결 거절(RRC Connection Reject)하여 단말로 하여금 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)로 돌아가게 할 수 있다(2h-50) 그리고 필요한 경우, 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 수행하도록 할 수 있다. 상기에서 단말 컨텍스트 회수에 실패하는 경우는 고정 기지국이 예를 들면 소정의 시간 혹은 타이머가 만료하여 단말 컨텍스트를 폐기하였거나 혹은 Xn 인터페이스로 고정 기지국과의 연결이 설정되어 있지 않아서 혹은 새로운 기지국이 Resume ID를 구별하지 못하거나 이해하지 못하거나 이전 고정 기지국을 확인할 수 없는 경우일 수 있다.
상기의 이유로 단말 컨텍스트를 회수하는 절차에 실패한 경우, 새로운 기지국은 더 이상 상기 단말 컨텍스트가 유효하지 않다고 판단하고 이를 폐기하기 위해서 고정 기지국과 Xn 인터페이스로 연결이 설정된 경우, 고정 기지국에게 상기 단말의 컨텍스트를 폐기하라고 메시지를 보내어 지시할 수 있다(2h-35). 만약 상기에서 새로운 기지국이 Xn 인터페이스로 고정 기지국과 연결되어 있지 않다면 네트워크의 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)으로 상기 단말의 컨텍스트를 폐기하라고 메시지를 보내어 지시할 수 있고(2h-40) 상기 메시지를 수신한 MME 혹은 AMF 혹은 UPF 혹은 SMF는 기존 고정 기지국에세 메시지를 보내어 상기 단말의 컨텍스트를 폐기하라고 지시할 수 있다(2h-40). 상기 2h-35 절차 혹은 2h-40 절차는 하기 2h-45 절차 혹은 2h-50 절차 중에 수행할 수 있으며, 혹은 하기 2h-45 절차 혹은 2h-50 절차 이후에 수행할 수도 있다.
상기에서 단말 컨텍스트를 회수하는 절차에 실패한 경우, 기지국이 단말을 연결 해제 혹은 연결 거절하여 단말을 RRC 유휴 모드로 돌려보내게 되면 단말이 네트워크에 연결을 설정하는 데 연결 지연이 발생하게 된다. 따라서 새로운 기지국이 연결 재개 절차를 수행하려고 하는 RRC 비활성화 모드 단말에 대해서 단말 컨텍스트를 회수하는 절차에 실패하였다고 하더라도 연결을 허용한다면 RRC Connection Resume Request 메시지 수신 후에 바로 RRC Connection Setup 메시지를 단말에게 보내어 단말이 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차로 회귀하여 바로 연결 설정을 이어서 수행하도록 할 수 있다(2h-45).
본 발명의 다음에서는 무선 접속 환경에서 단말과 기지국의 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 코어 네트워크에 효과적으로 지시하는 방법을 제안한다.
도 2i는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환할 때 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2i에서 현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말(이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment 과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다 (2i-05). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다 (2i-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 (2i-15). 상기 메시지에 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 지시하는 지시자를 정의하고 이를 이용하여 기지국 혹은 코어 네트워크에 단말의 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 지시할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)에게 요청하는 예를 들면 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 상기 제어 메시지는 ATTACH REQUEST 등 다른 메시지를 포함할 수 있다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 예를 들면 SERVICE REQUEST 메시지를 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)로 전송하고 (2i-20), MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 상기 메시지에 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 지시하는 지시자를 정의하고 이를 이용하여 코어 네트워크에 단말의 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 지시할 수 있다. 상기 메시지에서 기지국은 2i-15에서 수신한 RRC 비활성화 지원 여부 지시자를 그대로 코어 네트워크에 전달할 수 있다. 혹은 상기 메시지에서 기지국은 2i-15에서 수신한 RRC 비활성화 지원 여부 지시자를 확인하고 상기 기지국이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 경우에만 코어 네트워크에게 RRC 비활성화 모드를 지원한다는 것을 지시하여 전달할 수 있다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지를 전송한다(2i-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(2i-30)와 SecurityModeComplete 메시지(2i-35)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(2i-40). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(2i-45). 단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고 (2i-50), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다(2i-55, 2i-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(2i-65, 2i-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(2i-75).
도 2j는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환할 때 시스템 정보를 확인하고 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2j에서 현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말(이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment 과정을 수행한다. 단말은 먼저 2j-01 단계에서 현재 캠프온한 셀의 시스템 정보를 읽어 들일 수 있으며, 시스템 정보를 통하여 현재 캠프온한 셀 혹은 기지국이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 여부를 확인할 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다 (2j-05). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다 (2j-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 (2j-15). 상기 메시지에 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 지시하는 지시자를 정의하고 이를 이용하여 기지국 혹은 코어 네트워크에 단말의 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 지시할 수 있으며, 단말은 상기 2j-01 절차에서 시스템 정보를 통해 현재 접속하려고 하는 셀 혹은 기지국이 RRC 비활성화 모드를 지원한다는 것을 확인하고 단말도 RRC 비활성화 모드를 지원하는 경우에만 상기 메시지의 지시자를 통하여 기지국 혹은 코어 네트워크에 RRC 비활성화 모드를 지원한다고 지시할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)에게 요청하는 예를 들면 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 상기 제어 메시지는 ATTACH REQUEST 등 다른 메시지를 포함할 수 있다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 예를 들면 SERVICE REQUEST 메시지를 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)로 전송하고 (2j-20), MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 상기 메시지에 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 지시하는 지시자를 정의하고 이를 이용하여 코어 네트워크에 단말의 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 지시할 수 있다. 상기 메시지에서 기지국은 2j-15에서 수신한 RRC 비활성화 지원 여부 지시자를 그대로 코어 네트워크에 전달할 수 있다. 혹은 상기 메시지에서 기지국은 2j-15에서 수신한 RRC 비활성화 지원 여부 지시자를 확인하고 상기 기지국이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 경우에만 코어 네트워크에게 RRC 비활성화 모드를 지원한다는 것을 지시하여 전달할 수 있다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지를 전송한다(2j-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(2j-30)와 SecurityModeComplete 메시지(2j-35)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(2j-40). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(2j-45). 단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고 (2j-50), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다(2j-55, 2j-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(2j-65, 2j-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(2j-75).
도 2k는 본 발명에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)인 단말에게 기지국이 단말의 능력을 물어보고 단말의 능력을 확인하여 이를 기반으로 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 네트워크에 지시하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2k에서 RRC 연결 모드에 있는 단말(2k-05)에게 기지국은 단말의 능력을 물어보는 메시지(UE Capability Enquiry)를 보낼 수 있다. 그러면 단말은 단말의 능력 정보를 구성하여 메시지(UE Capability Information)를 생성하여 기지국에게 전달할 수 있다(2k-15). 상기 메시지에는 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 지시하는 지시자를 정의하여 이를 보고할 수 있다. 기지국은 상기 메시지를 수신하면 단말이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 여부를 확인하고, 기지국도 RRC 비활성화 모드를 지원한다면 RRC 비활성화 모드를 지원한다는 지시를 포함하는 메시지를 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)에게 전송하여 코어 네트워크에게 RRC 비활성화 모드의 지원 여부를 지시할 수 있다(2k-20). 상기 RRC 비활성화 모드를 지원한다는 지시를 포함하는 메시지는 기존의 메시지를 사용할 수 있으며, 새로운 메시지를 정의하여 사용할 수도 있다. 만약 상기에서 기지국 혹은 단말 둘 중에 하나라도 RRC 비활성화 모드를 지원하지 않는다면 RRC 비활성화 모드를 지원하지 않는다고 지시할 수 있다. 상기에서 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)가 2k-20 메시지를 수신하면 그에 대해 잘 받았다는 응답을 전송할 수 있다(2k-25). 상기 2k-25 메시지는 생략될 수 있다.
도 2l은 본 발명에서 RRC 연결 재개 절차에서 단말의 컨텍스트 회수 실패 시 연결 설정 지연을 줄이는 단말과 기지국 동작을 나타낸 도면이다.
2l-01에서 RRC 비활성화 모드의 단말은 소정의 이유로 네트워크와 연결 설정이 필요한 경우, Resume ID를 이용하여 도 2g와 같이 RRC 연결 재개 절차를 수행할 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 절차에서 단말은 만약 RRC Connection Setup 메시지를 수신하게 되면(2l-10) 기지국이 상기 단말의 컨텍스트 회수에 실패하고, 도 2f와 같은 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 수행하는 것으로 이해하고, 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 바로 수행한다(2l-15).
2l-02에서 기지국은 RRC 연결을 재개하려는 단말로부터 RRC Connection Resume Request 메시지를 수신하면(2l-20) 단말 컨텍스트 회수 절차를 수행하고, 이에 실패하면(2l-25) 단말에게 바로 RRC Connection Setup 메시지를 전송할 수 있다(2l-30). 상기 메시지를 바로 단말에게 보내어 단말 컨텍스트 회수가 실패하였음을 알리고, 도 2f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차로 회귀(fallback)하라는 것을 지시할 수 있다(2l-35). 그리고 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 수행하고, 혹은 수행하면서 혹은 수행하기 전에 고정 기지국과 Xn 인터페이스가 연결되어 있다면 상기 단말 resume ID에 해당하는 단말 컨텍스트를 폐기하라고 지시할 수 있으며, 만약 고정 기지국과 Xn 인터페이스로 연결되어 있지 않다면 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)로 상기 단말 resume ID에 해당하는 단말 컨텍스트를 폐기하라고 지시하고 상기 MME 혹은 AMF(Access and Mobility Management Function) 혹은 UPF(User plane Function) 혹은 SMF(Session Management Function)가 고정 기지국에게 상기 단말 resume ID에 해당하는 단말 컨텍스트를 폐기하라고 지시할 수 있다(2l-40).
도 2m에 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
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 RF처리부(2m-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(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 LTE 망, NR 망 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.2gHz, 2ghz) 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. 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 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
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 하향변환한다. 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 통신부(2n-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.
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.
<제3실시예>
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들, 혹은 이를 기반으로 변형한 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
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 기존 LTE 시스템의 다중 연결 및 캐리어 집적 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3c를 참조하면, 기지국 1(3c-05)은 중심 주파수가 f1인 캐리어를 송/수신하고 기지국 2(3c-15)는 중심 주파수가 f2인 캐리어를 송/수신할 때, 단말 1(3c-01)이 순방향 중심 주파수가 f1인 캐리어와 순방향 중심 주파수가 f2 캐리어를 결합하면, 하나의 단말이 둘 이상의 기지국으로부터 송/수신할 수 있다. LTE 시스템에서는 상기와 같은 동작을 지원하며 다중 연결(Dual Connectivity, 이하 DC라고 표기)이라 한다.
또한, 하나의 기지국 3은 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들을 송출하고 수신할 수 있다. 예를 들어 기지국 3(3c-25)으로부터 순방향 중심 주파수가 f3인 캐리어(3c-30)와 순방향 중심 주파수가 f4인 캐리어(3c-35)가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말 2이 상기 두 개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하였다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말 2는 동시에 여러 개의 캐리어를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국 3(3c-25)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말 2(3c-40)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 상기 단말 2(3c-40)의 전송 속도를 높일 수 있다. 상기와 같이 하나의 기지국이 송출하고 수신하는 순방향 캐리어와 역방향 캐리어들을 집적하는 것을 기지국 내 캐리어 집적(carrier aggregation, CA)이라고 한다. 전통적인 의미로 하나의 기지국이 송출하는 하나의 순방향 캐리어와 상기 기지국이 수신하는 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.
이하 본 발명의 실시예들에 있어서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 상향 링크 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송/수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 발명의 실시예들에서는 동일한 기지국에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 셀 그룹(Cell Group, CG)으로 정의한다. 상기 셀 그룹은 다시 마스터 셀 그룹(Master Cell Group, MCG)과 보조 셀 그룹(Secondary Cell Group, SCG)으로 구분된다. 상기 MCG란 PCell(Primary Cell)을 제어하는 기지국(Master eNB, MeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미하며, 상기 SCG란 PCell을 제어하는 기지국이 아닌 기지국, 다시 말해서 SCell(Secondary Cell)들만을 제어하는 기지국(Secondary eNB, SeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미한다. 특정 서빙 셀이 MCG에 속하는지 SCG에 속하는지는 해당 서빙 셀을 설정하는 과정에서 기지국이 단말에게 알려준다.
PCell과 SCell은 단말에 설정되는 서빙 셀의 종류를 나타내는 용어이다. PCell과 SCell 사이에는 몇 가지 차이점이 있는데, 예를 들어 PCell은 항상 활성화 상태를 유지하지만, SCell은 기지국의 지시에 따라 활성화 상태와 비활성화 상태를 반복한다. 단말의 이동성은 PCell을 중심으로 제어되며, SCell은 데이터 송수신을 위한 부가적인 서빙 셀로 이해할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서의 PCell과 SCell은 LTE 규격 36.331이나 36.321 등에서 정의된 PCell과 SCell을 의미한다. 상기 용어들은 LTE 이동 통신 시스템에서 사용되는 그대로의 의미를 가진다. 본 발명에서는 캐리어, 컴포넌트(component) 캐리어, 서빙 셀 등의 용어가 혼용된다.
다시, 도 3c를 참조하면, 기지국 1(3c-05)이 MeNB이고, 기지국 2(3c-15)가 SeNB라면, 중심 주파수 f1인 서빙 셀(3c-10)이 MCG에 속하는 서빙 셀이고 중심 주파수 f2인 서빙 셀(3c-20)이 SCG에 속하는 서빙 셀이다. 또한, SCG SCell들의 HARQ 피드백과 채널 상태 정보(Channel State Information, 이하 CSI)를 PCell의 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)를 통해 전송하는 것은, 현실적으로 불가능할 수 있다. HARQ 피드백은 HARQ 라운드 트립 시간(Round Trip Time, RTT)(통상 8 ms) 내에 전달되어야 하는데, MeNB와 SeNB 사이의 전송 지연이 HARQ RTT 보다 길 수도 있기 때문이다. 상기 문제점 때문에 SCG에 속하는 SCell 중 한 셀, 즉 PSCell(Primary SCell)에서 PUCCH 전송 자원이 설정되고, 상기 PUCCH를 통해 SCG SCell들에 대한 HARQ 피드백과 CSI 등이 전송된다.
또한, 통상적인 기지국 3(3c-25) 내 CA에서 단말 2(3c-40)은 PCell의 PUCCH를 통해, PCell에 대한 HARQ 피드백과 CSI 뿐만 아니라 SCell에 대한 HARQ 피드백과 CSI도 전송한다. 이는 상향 링크 동시 전송이 불가능한 단말에 대해서도 CA 동작을 적용하기 위해서이다. LTE Rel-13 eCA(enhanced CA)에서는 PUCCH를 가지는 추가적인 SCell을 정의하고 32개까지의 캐리어를 집적할 수 있도록 하였다.
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 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3e를 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR NB, 3e-10)과 NR CN(New Radio Core Network, 3e-05)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말, 3e-15)은 NR NB(3e-10) 및 NR CN(3e-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 3e에서 NR NB(3e-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(3e-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동 통신 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(3e-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 (3e-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 이동 통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(3e-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(3e-30)과 연결된다.
도 3f는 본 발명에서 고려하고 있는 패킷 복제를 통한 데이터 전송을 개략적으로 설명하고, 단말이 본 실시예에서 제시하는 여러 가지 조건에 따라 복제된 패킷을 어떻게 처리할지를 나타낸 도면이다.
본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 URLLC (ultra-reliable low latency communication)을 지원하기 위해 패킷 복제(duplication) 기능을 수행할 때, 복제된 데이터를 원본 패킷과 다른 path (혹은 leg로 표기)로 전달하는 방법이다. 만약 복제된 데이터가 같은 MAC PDU로 할당된다면 복제 전송이 불가능하기 때문에 기본적으로 패킷 복제가 될 경우, 다중 접속(dual connectivity, DC) 혹은 캐리어 집적(carrier aggregation, CA)이 사용될 수 있다. 즉, 단말이 다중 접속 혹은 캐리어 집적을 지원할 수 있도록 SgNB 혹은 SCell 설정을 받은 상태여야 한다. 본 발명에서는 다중 접속 및 캐리어 집적이 설정되어 있는 상황을 가정하고 있으며, 각각의 경우의 프로토콜 구조 별 패킷 처리 방법을 통해 기본 원리를 설명하고자 한다.
도면 3f로 돌아가면, 기지국 혹은 단말은 상위 계층으로부터 URLLC를 위한 데이터 패킷, 즉 PDCP SDU를 수신하고(3f-05, 3f-50), 이를 PDCP 레이어로 전달한다. 3f-10 및 3f-55 단계에서 PDCP는 해당 데이터 패킷의 복제 여부를 결정하고, 복제가 필요할 경우 원본 PDCP PDU1과 복제된 PDCP PDU2를 생성(3f-15, 3f-20, 3f-60, 3f-65)한 뒤 RLC 레이어(3f-25, 3f-30, 3f-70, 3f-75)로 전달한다. 상기의 단계에서 패킷 복제의 결정은 기지국으로부터 수신하는 패킷 복제 활성화/비활성화 MAC CE (Packet duplication activation/deactivation MAC CE, 이하 Du A/D MAC CE로 명칭)로 수행된다. 각 서빙 셀의 RLC1과 RLC2는 수신한 데이터 패킷을 MgNB 혹은 단말의 MAC 레이어로 전달한다. 3f-35, 3f-80, 3f-85단계(CA의 경우 MAC이 하나이고, DC의 경우에는 MAC이 두 개 존재할 수 있다)에서 수신한 패킷 데이터를 적절한 논리 채널 그룹(logical channel group, LCG)으로 매핑한 뒤 MAC PDU를 생성하고, 해당하는 서빙 셀의 물리계층(3f-40, 3f-45, 3f-90, 3f-95)으로 전달한다. 이후 물리계층에서는 해당하는 캐리어 집적 혹은 다중 접속을 통해 전달받은 MAC PDU를 전송하고, 수신 과정은 상기 송신 과정의 역과정을 그대로 수행한다. 즉, 물리계층에서 해당 서빙 셀들을 통해 데이터 패킷(MAC PDU)을 수신하고 단말 혹은 해당 기지국의 MAC 레이어로 전달한다. 이후 RLC를 통한 PDCP PDU1과 PDCP PDU2는 단말 혹은 기지국의 PDCP로 모이게 되고, PDCP에서는 수신한 원본 패킷과 복제된 패킷의 SN(sequence number)를 확인해서 동일한 패킷이 도착할 경우 하나를 삭제한 뒤 상위 레이어로 전달한다.
도 3g는 본 발명에서 고려하는 MAC에서 Logical Channel Priority 동작의 일부로써, Logical Channel별 우선비트율을 적용해서 Token을 쌓는 동작을 도시한 도면이다.
도 3g를 참조하면, 본 발명에서 고려하고 있는 MAC에서의 LCP(logical channel prioritization) 동작을 알 수 있다. 상기의 동작은 LTE에서의 LCP를 참고하고 있으며, 기존 LTE 동작을 NR에서의 특정 상황에 그대로 수행할 경우 발생할 수 있는 문제점을 해결한다는 점에서 차이점이 있다. 본 발명에서 고려하고 있는 상황은 아래와 같고, 하기 상황에서 Logical Channel (LCH) 별로 우선비트율을 적용해서 토큰(token)을 쌓는 동작을 자세히 다룬다.
1. 패킷 복제 활성화/비활성화 MAC CE를 수신 시 동작
2. 상향링크 path 변경 시 동작
3. 분할(Split) 베어러에서 비분할(non-split) 베어러로 변경 시 동작 (혹은 반대의 경우)
단말의 MAC에서는 기지국과 베어러 설정이 완료되면 설정된 베어러에 대해 데이터 패킷을 매 TTI (transmission time interval)마다 LCH (3g-05, 3g-10, 3g-15, 3g-20, 3g-25) 별로 설정된 우선비트율(이하 PBR, prioritized bit rate, 3g-30)만큼 쌓게 된다. 상기의 동작은 LCH 별로 수행되며, 또 다른 설정 값인 BSD (bucket size duration, 3g-35) 동안 반복된다. 만약 특정 LCH에서 설정된 BSD 만큼 패킷이 쌓이게 된다면 상기의 동작을 중단하고, 패킷이 비어질 때까지 해당 동작을 그만한다. 또한 LCP에서는 우선순위(3g-40)에 기반하여 동작한다. 본 도면에서의 예시를 설명하면, LCH 1에 대한 패킷 복제를 위해 LC 5가 같은 우선순위와 같은 PBR, BSD로 설정된다. 상기의 파라미터들은 다른 값으로 설정될 수 있다. 나머지 LCH 2, 3, 4의 경우는 각각의 우선순위와 PBR, BSD를 가진다. LTE에서는 상기의 LCH들과 LCH 별 파라미터들은 기지국이 단말에게 RRC를 통한 베어러 설정을 할 때 같이 설정되며, RRC로 해당 베어러 설정이 됨과 동시에 PBR이 매 TTI에 쌓이게 된다. 하지만 이렇게 동작할 경우, 패킷 복제가 설정된 LCH 5에서는 실제로 패킷 복제 활성화가 시작되지 않았는데 PBR이 쌓이게 되고, 시간이 지나 Du A/D MAC CE를 통해 패킷 복제가 활성화 된다면, 미리 쌓여진 PBR만큼이 전부 BSR 요청에 사용되게 되며, 이런 동작은 활성화/비활성화를 도입한 취지에 맞지 않다. 그러므로 단말은 Du A/D MAC CE를 수신한 이후부터 LCH 5(패킷 복제를 위한 LCH)에 대한 PBR을 쌓아야 할 것이다.
본 발명에서는 먼저 첫 번째 고려 상황인, Du A/D MAC CE를 통해 패킷 복제 비활성화가 지시되는 경우의 동작을 자세히 알아본다. 상기의 패킷 복제 RRC 설정 및 MAC CE를 통한 활성화를 지시받았을 때 단말의 PBR 토큰 처리 방법에 추가로 MAC CE를 통해 패킷 복제 비활성화를 지시받았을 때의 단말의 PBR 토큰 처리 방법에 대한 동작의 변경이 필요하다. 기존 LTE에서의 동작을 유지한다면, 단말은 MAC CE를 통해 패킷 복제 비활성화를 지시받더라도, 해당 LCH에 쌓여있는 PBR을 비우지 않고 유지하게 될 것이고, 만약 이후에 패킷 복제가 다시 활성화 된다면, 미리 쌓여진 PBR만큼이 전부 BSR 요청에 사용된다. 하지만 상기의 동작은 패킷 복제 비활성화 도입 취지에 맞지 않으므로 단말은 MAC CE를 통해 패킷 복제 비활성화를 지시받으면, 해당 LCH에 대한 PBR을 0으로 리셋한다. 즉, 해당 LCH에 쌓여져 있는 PBR을 비운다. 본 발명에서는 MAC CE를 통해 특정 DRB에 대한 패킷 복제의 활성화 및 비활성화를 지시하고, 해당 DRB와 연관된 원본 데이터가 전달되는 LCH과 복제된 데이터가 전달되는 LCH의 연관 관계는 알 수 있음을 전제로 하고 있다. 이는 RRC 메시지를 통해 DRB 설정 시 지정될 수 있다. 해당 동작을 정리하면 아래와 같다.
1. DRB x에 대한 패킷 복제 비활성을 수신 (패킷 복제 수행되는 보조 LCH에 대한)
- 해당 LCH j에 쌓여 있는 Bj를 0으로 리셋. 여기서 Bj는 해당 LCH j에 쌓여있는 Bucket의 양으로 PBR x TTI로 정해진다.
- 해당 LCH에 PBR을 accumulating하는 동작을 중지 (패킷 복제 활성화 지시 받으면 PBR accumulating 동작 재시작)
* 방법 1: PBR 값을 0으로 조정함으로써 (즉, MAC CE 패킷 복제 비활성화를 지시 받으면 PBR 값을 0으로 조정)
* 방법 2: 비활성화된 시간 T 동안 PBR accumulating 중단 동작 명시 (즉, MAC CE 패킷 복제 비활성화를 지시 받으면 PBR accumulating 중단)
두 번째 고려 상황인, 상향링크 path가 변경되는 경우의 동작을 자세히 알아본다. 해당 동작은 단말이 RRC reconfiguration 메시지에 의해서 primary RLC entity가 변경되는 경우에 해당하며, 이럴 경우 단말은 상향링크 전송을 담당하는 RLC path가 변경되기 때문에 이전 RLC entity와 변경된 RLC entity에서의 자세한 동작이 필요하다. 상기의 RRC 메시지를 수신하였을 경우, 단말은 이전 RLC entity에 해당하는 LCH_old와 변경된 RLC_entity에 해당하는 LCH_new에서의 PBR 토큰을 쌓고 리셋하는 동작을 정의한다. 기본적으로 상기 RRC 메시지를 통해 상향링크 path 변경을 요청받는 순간부터 LCH_new에서는 PBR 토큰을 쌓고 이후의 LCP 동작을 수행한다. LCH_old에서는 상기 RRC 메시지를 통해 상향링크 path 변경을 요청받는 순간, 해당 LCH에 대한 PBR을 0으로 리셋한다. 즉, 해당 LCH에 쌓여져 있는 PBR을 비운다. 해당 동작을 정리하면 아래와 같다.
2. 상향링크 path가 변경되는 경우 (RRC 메시지로 primary RLC entity 변경)
- 해당 LCH j에 쌓여 있는 Bj를 0으로 리셋. 여기서 Bj는 해당 LCH j에 쌓여있는 Bucket의 양으로 PBR x TTI로 정해진다.
- 해당 LCH에 PBR을 accumulating하는 동작을 중지 (해당 LCH로 상향링크 path 재변경시 PBR accumulating 동작 재시작)
* 방법 1: 상향링크 Path 스위칭 되면 이전 LCH의 PBR 값을 0으로 세팅, 원래 Path로 다시 스위칭되면 원본 PBR 값으로 세팅
* 방법 2: 원본 Path가 스위칭되어 상향링크 전송이 중단된 시간 T 동안 PBR accumulating 중단 동작 명시
세 번째 고려 상황인 분할 베어러에서 비분할 베어러로 변경 시, 혹은 반대의 경우에 대해서도 단말의 PBR 토큰을 쌓는 동작에 대한 정의가 필요하다. 특히, 단말이 RRC 메시지를 통해 분할 베어러에서 비분할 베어러로 변경을 요청받거나 혹은 반대의 경우, 비분할 베어러에서 분할 베어러로 변경을 요청받는 경우에 non-preferred path에 대한 LCH의 PBR 토큰 쌓는 자세한 동작이 필요하다. 또한 상기의 상황은 분할 베어러로 설정된 두 개의 RLC entity에 전송하기로 되어 있는 PDCP 데이터양과 RLC 데이터의 양이 설정된 임계값보다 작아서 분할 베어러가 중지되고 비분할 베어러로 동작하는 경우에도 적용된다. 분할 베어러에서 비분할 베어러로 베어러 변경되는 경우, 단말은 non-preferred path (특정 LCH)에 쌓여있는 PBR을 0으로 리셋한다. 또한 반대의 경우인 비분할 베어러에서 분할 베어러로 변경되는 경우에는 단말은 해당 RRC 메시지를 수신하는 순간부터 non-preferred path에 대한 LCH의 PBR 토큰 쌓는 동작을 수행한다. 해당 동작을 정리하면 아래와 같다.
3. 분할 베어러에서 비분할 베어러로 변경 시 (RRC 메시지로 베어러 변경, 임계값 동작으로 베어러 변경)
- 해당 LCH j에 쌓여 있는 Bj를 0으로 리셋. 여기서 Bj는 해당 LCH j에 쌓여있는 Bucket의 양으로 PBR x TTI로 정해진다.
- 해당 LCH에 PBR을 accumulating하는 동작을 중지 (분할 베어러로 다시 변경되고 해당 LCH로 전송 결정될 경우 PBR accumulating 동작 재시작)
* 방법 1: 분할 베어러에서 비분할 베어러로 변경 시 non-preferred path LCH의 PBR 값을 0으로 세팅, 분할 베어러로 다시 변경되고 해당 LCH로 전송 결정될 경우 원본 PBR 값으로 세팅
* 방법 2: 데이터 양이 임계값 보다 작아서 분할 베어러가 해제된 시간 T 동안 PBR accumulating 중단 동작 명시
상기와 같은 패킷 복제가 적용된 상황에서의 LCP 동작 이후, 단말은 기지국에게 BSR을 요청하게 되고, 기지국으로부터 수신한 grant에 LCP 절차에 따라 데이터를 수납한다. 상기의 LCP 절차는 LTE에서의 절차를 참조할 수 있으며, 간단히 요약하면 다음의 순서를 따른다.
1. LCH 우선순위 별로 저장된 데이터 순차적으로 수납 (LCH별로 BSD를 초과할 수 없음).
2. 모든 유효한 LCH에 대한 데이터를 수납하고 grant가 남을 경우 우선순위가 높은 LCH에 대한 데이터를 전부 수납한 뒤 다음 우선순위들에 대해서도 동일하게 적용.
3. 패킷 복제가 적용되는 LCH의 경우에는 Du A/D MAC CE의 활성화 지시 수신 이후에 PBR 및 LCP 동작.
4. 패킷 복제 패킷과 원본 패킷은 다른 grant로 수납.
5. 패킷 복제가 적용되는 LCH의 경우에는 Du A/D MAC CE의 비활성화 지시를 수신하면 PBR 동작 리셋.
도 3h는 본 발명의 제3-1 실시예로써, 패킷 복제가 설정된 단말이 패킷 복제 비활성 MAC CE를 수신했을 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
단말은 데이터 송수신을 위해 기지국과 RRC 연결을 설정하고(3h-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(3h-10). 상기 동작을 위해 CA 혹은 DC가 설정될 수 있으며, CA가 적용될 경우, 추가적으로 SCell의 RLC 중 URLLC 전송을 위해 설정되는 RLC가 설정될 수 있으며, 추가적인 LCG cell group과 서빙 셀을 설정할 수 있다. 만약 DC가 적용된다면, SCG cell에 대한 설정에 URLLC를 위한 Logical channel, 즉 RLC와 서빙 셀 설정이 포함될 수 있다. 또한, 상기의 DRB 설정에는 Split 베어러 별로 복제의 적용 여부가 지시되며, split 베어러 별로 선호하는 패스(preferred path)가 설정될 수 있다. 즉, 패킷 복제를 지시하는 지시자가 특정 RB(Radio bearer) i에 지시될 수 있고, 이 경우 해당 RB i는 split 베어러가 설정되어 한 개의 PDCP와 두 개의 RLC가 설정될 수 있다. 상기의 선호하는 path는 특정 logical channel id와 매핑되어 특정 서비스가 전달되는 path로 지정될 수 있다. 또는, 상기의 선호하는 path는 원본 데이터 패킷이 전달되는 path를 지정하는 용도로 사용될 수 있으며, 두 개의 path의 품질이 모두 좋을 경우에 어떤 path을 사용할 지 등에 사용될 수 있다. 상기의 DBR 설정에는 각 LCH 별로 LCP와 관련된 파라미터가 설정(logicalChannelConfig)될 수 있다. 해당 파라미터로는 해당 LCH의 우선순위, PBR, BSD, LCG가 설정될 수 있다. 상기의 DRB 설정에서 Split 베어러에는 두 개의 RLC가 설정되고 해당 RLC는 특정 LCH로 지정되기 때문에 두 개의 LCH 관련 설정이 존재하고, 특히 두 개의 PBR이 각각의 LCH에 대응되어 설정된다.
단말은 이후, 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다(3h-15, 3h-25). 하향링크의 경우, 기지국은 패킷 복제가 설정된 split 베어러에 대해서 하향링크 패킷 복제 동작을 즉시 수행할 수 있다. 반면에, 상향링크 패킷 복제의 경우에는 Du A/D MAC CE를 통해 활성화/비활성화를 지시한 이후에 동작되기 때문에 현 단계에서는 상향링크 패킷 복제가 적용되지 않는다. 3h-20 단계에서 단말은 상향링크 데이터 전송을 위해서 모든 DRB들에 대해서 BS(buffer status) computation 방식 1을 적용한다. 상기의 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP 데이터 volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 PDCP 데이터 volume만을 고려해 BS를 계산하는 것을 의미한다. 또한, 상기 동작에서 단말은 RRC로 해당 베어러 설정이 됨과 동시에 preferred logical channel에 대한 PBR을 매 TTI에 쌓는다. 상기 PBR은 BSD 값 이상으로 쌓이지 않으며, 이때 해당 LCH j에 쌓이는 Bucket의 양을 Bj라고 한다. 상기 단계에서는 secondary/non-preferred logical channel에 대해서는 PBR을 쌓는 동작이 수행되지 않는다.
기지국은 이후, 소정의 이유로 단말에게 미리 설정된 DRB에 대한 패킷 복제의 활성화를 Du A/D MAC CE를 통해 지시할 수 있다(3h-30). 즉 Du A/D MAC CE의 Di 필드를 1로 세팅하여 단말에게 전달한다. 상기의 소정의 이유로는 기지국이 단말의 전송 링크 품질을 판단해서 패킷 복제가 필요함을 판단하거나, LCH에 매핑된 특정 서비스에 대해 기지국 구현에 따라 URLLC 모드가 필요함을 결정할 수 있다. 단말 입장에서는 Du A/D MAC CE를 수신한 이후 적어도 하나의 DRB의 duplication이 새롭게 activate 되었다면 아래의 동작을 수행한다(3h-35).
- duplication이 활성화된 DRB에 대해서 BS computation 방식을 방식 1에서 방식 2로 전환
- Regular BSR 트리거
- Secondary/non-primary LCH에 대해 매 TTI 마다 PBR에 해당하는 bucket을 쌓기 시작해 Bj를 적립한다.
여기서 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP data volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 BS에만 PDCP data volume을 고려하는 것을 의미하고, BS computation 방식 2는 split DRB의 PDCP data volume 계산 시, preferred logical channel의 BS와 non-preferred logical channel의 BS 모두에 대한 PDCP data volume을 고려하는 것을 의미한다. 상기의 방법과 달리 Alternative 해결책으로 MAC이 PDCP에게 A/D 상황을 통보하고 PDCP가 상황에 따라 MAC에게 PDCP data volume을 적절하게 통보할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 PBR을 처리하는 동작에 대해 집중한다. 3h-40 단계에서 단말은 패킷 복제된 path를 모두 사용해서 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다. 3h-45 단계에서 단말이 설정된 DRB에 대한 패킷 복제의 비활성화를 지시하는 Du A/D MAC CE를 수신한다면, 즉 Du A/D MAC CE의 Di 필드가 0으로 세팅된다면, 단말은 3h-50 단계에서 해당 DRB의 non-preferred path에 해당하는 LCH을 비활성하고 제 1 동작을 수행한다. 여기서 제 1 동작은 secondary/non-primary LCH에 적립된 Bj를 0으로 리셋하고 해당 LCH에 Bj를 쌓는 동작을 중지한다. 즉 매 TTI마다 PBR 만큼의 bucket을 쌓는 동작을 중단한다. 상기의 동작을 위해서는 하기의 두 가지 방법을 적용할 수 있다.
* 방법 1: PBR 값을 0으로 조정 (즉, MAC CE 패킷 복제 비활성화를 지시 받으면 PBR 값을 0으로 조정)
* 방법 2: 비활성화된 시간 T 동안 MAC에서 PBR 적립 중단 (즉, MAC CE 패킷 복제 비활성화를 지시 받으면 PBR accumulating 중단)
3h-55 단계에서 단말은 preferred path를 통해 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다. 3h-60 단계에서다시 해당 DRB i에 대한 패킷복제 활성화를 지시받으면, 즉 Du A/D MAC CE의 Di 필드 값이 1로 세팅된다면, 3h-65 단계에서 단말은 설정된 DRB의 secondary/non-primary LCH에 대해 중단되었던 Bj를 쌓는 동작을 재시작 한다. 즉, Secondary/non-primary LCH에 대해 매 TTI 마다 PBR에 해당하는 bucket을 쌓기 시작해 Bj를 적립한다.
도 3i는 본 발명의 제3-2 실시예로써, 단말의 상향링크 전송 path가 스위칭되었을 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
단말은 데이터 송수신을 위해 기지국과 RRC 연결을 설정하고(3i-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(3i-10). 상기 동작을 위해 CA 혹은 DC가 설정될 수 있으며, CA가 적용될 경우, 추가적으로 SCell의 RLC 중 URLLC 전송을 위해 설정되는 RLC가 설정될 수 있으며, 추가적인 LCG cell group과 서빙 셀을 설정할 수 있다. 만약 DC가 적용된다면, SCG cell에 대한 설정에 URLLC를 위한 Logical channel, 즉 RLC와 서빙 셀 설정이 포함될 수 있다. 또한, 상기의 DRB 설정에는 Split 베어러 별로 복제의 적용 여부가 지시되며, split 베어러 별로 선호하는 패스(preferred path)가 설정될 수 있다. 즉, 패킷 복제를 지시하는 지시자가 특정 RB(Radio bearer) i에 지시될 수 있고, 이 경우 해당 RB i는 split 베어러가 설정되어 한 개의 PDCP와 두 개의 RLC가 설정될 수 있다. 상기의 선호하는 path는 특정 logical channel id와 매핑되어 특정 서비스가 전달되는 path로 지정될 수 있다. 또는, 상기의 선호하는 path는 원본 데이터 패킷이 전달되는 path를 지정하는 용도로 사용될 수 있으며, 두 개의 path의 품질이 모두 좋을 경우에 어떤 path을 사용할 지 등에 사용될 수 있다. 상기의 DBR 설정에는 각 LCH 별로 LCP와 관련된 파라미터가 설정(logicalChannelConfig)될 수 있다. 해당 파라미터로는 해당 LCH의 우선순위, PBR, BSD, LCG가 설정될 수 있다. 상기의 DRB 설정에서 Split 베어러에는 두 개의 RLC가 설정되고 해당 RLC는 특정 LCH로 지정되기 때문에 두 개의 LCH 관련 설정이 존재하고, 특히 두 개의 PBR이 각각의 LCH에 대응되어 설정된다.
단말은 이후, 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다(3i-15, 3i-25). 하향링크의 경우, 기지국은 패킷 복제가 설정된 split 베어러에 대해서 하향링크 패킷 복제 동작을 즉시 수행할 수 있다. 반면에, 상향링크 패킷 복제의 경우에는 Du A/D MAC CE를 통해 활성화/비활성화를 지시한 이후에 동작되기 때문에 현 단계에서는 상향링크 패킷 복제가 적용되지 않는다. 3i-20 단계에서 단말은 상향링크 데이터 전송을 위해서 모든 DRB들에 대해서 BS(buffer status) computation 방식 1을 적용한다. 상기의 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP 데이터 volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 PDCP 데이터 volume만을 고려해 BS를 계산하는 것을 의미한다. 또한, 상기 동작에서 단말은 RRC로 해당 베어러 설정이 됨과 동시에 preferred logical channel에 대한 PBR을 매 TTI에 쌓는다. 상기 PBR은 BSD 값 이상으로 쌓이지 않으며, 이때 해당 LCH j에 쌓이는 Bucket의 양을 Bj라고 한다. 상기 단계에서는 secondary/non-preferred logical channel에 대해서는 PBR을 쌓는 동작이 수행되지 않는다.
기지국은 이후, 소정의 이유로 3i-30 단계에서 RRC 메시지를 통해 단말에게 설정되어 있는 primary RLC entity를 다른 RLC entity로 스위칭할 수 있다. 즉, 해당 Split 베어러에 설정되어 있는 secondary RLC entity를 primary RLC entity로 변경하고, 동작하고 있는 primary RLC entity를 secondary RLC entity로 변경할 수 있다. 이 경우, 패킷 복제가 비활성된 상태이기 때문에 primary RLC entity로의 데이터 송수신만이 수행된다. 상기 상향링크 전송 path 스위칭 RRC 메시지를 수신한 단말은 3i-35 단계에서 제 2 동작을 수행한다. 상기의 제 2 동작은 secondary/non-primary LCH(이전 primary LCH)에 적립된 Bj를 0으로 리셋하고 해당 LCH에 Bj를 쌓는 동작을 중지한다. 즉, 매 TTI마다 PBR 만큼의 bucket을 쌓는 동작을 중단한다. 상기의 동작을 위해서는 하기의 두 가지 방법을 적용할 수 있다.
* 방법 1: 상향링크 Path가 스위칭 되면 이전 LCH의 PBR 값을 0으로 세팅
* 방법 2: 원본 Path가 스위칭되어 상향링크 전송이 중단된 시간 T 동안 MAC에서 해당 LCH(이전 primary LCH) PBR 적립 중단을 지시
3i-40 단계에서 단말은 설정된 preferred path를 통해 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다. 3i-45 단계에서 기지국으로부터 RRC 메시지를 통해 단말에게 설정되어 있는 primary RLC entity를 다른 RLC entity로 스위칭하는 메시지를 수신하면, 즉 처음에 설정되었던 상향링크 path로 다시 스위칭된다면, 3i-50 단계에서 단말은 설정된 DRB의 이전 LCH로 primary RLC를 스위칭하고, 해당 LCH에 중단되었던 Bj를 쌓는 동작을 재시작 한다. 즉, 스위칭된 LCH에 대해 매 TTI 마다 PBR에 해당하는 bucket을 쌓기 시작해 Bj를 적립한다.
도 3j는 본 발명의 제3-3 실시예으로써, 분할 베어러가 설정된 단말이 비분할 베어러로 변경될 때의 우선비트율을 처리하는 동작을 도시한 도면이다.
단말은 데이터 송수신을 위해 기지국과 RRC 연결을 설정하고(3j-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(3j-10). 상기 동작을 위해 CA 혹은 DC가 설정될 수 있으며, CA가 적용될 경우, 추가적으로 SCell의 RLC 중 URLLC 전송을 위해 설정되는 RLC가 설정될 수 있으며, 추가적인 LCG cell group과 서빙 셀을 설정할 수 있다. 만약 DC가 적용된다면, SCG cell에 대한 설정에 URLLC를 위한 Logical channel, 즉 RLC와 서빙 셀 설정이 포함될 수 있다. 또한, 상기의 DRB 설정에는 Split 베어러 별로 복제의 적용 여부가 지시되며, split 베어러 별로 선호하는 패스(preferred path)가 설정될 수 있다. 즉, 패킷 복제를 지시하는 지시자가 특정 RB(Radio bearer) i에 지시될 수 있고, 이 경우 해당 RB i는 split 베어러가 설정되어 한 개의 PDCP와 두 개의 RLC가 설정될 수 있다. 상기의 선호하는 path는 특정 logical channel id와 매핑되어 특정 서비스가 전달되는 path로 지정될 수 있다. 또는, 상기의 선호하는 path는 원본 데이터 패킷이 전달되는 path를 지정하는 용도로 사용될 수 있으며, 두 개의 path의 품질이 모두 좋을 경우에 어떤 path을 사용할 지 등에 사용될 수 있다. 상기의 DBR 설정에는 각 LCH 별로 LCP와 관련된 파라미터가 설정(logicalChannelConfig)될 수 있다. 해당 파라미터로는 해당 LCH의 우선순위, PBR, BSD, LCG가 설정될 수 있다. 상기의 DRB 설정에서 Split 베어러에는 두 개의 RLC가 설정되고 해당 RLC는 특정 LCH로 지정되기 때문에 두 개의 LCH 관련 설정이 존재하고, 특히 두 개의 PBR이 각각의 LCH에 대응되어 설정된다.
단말은 이후, 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다(3j-15, 3j-25). 하향링크의 경우, 기지국은 패킷 복제가 설정된 split 베어러에 대해서 하향링크 패킷 복제 동작을 즉시 수행할 수 있다. 반면에, 상향링크 패킷 복제의 경우에는 Du A/D MAC CE를 통해 활성화/비활성화를 지시한 이후에 동작되기 때문에 현 단계에서는 상향링크 패킷 복제가 적용되지 않는다. 3j-20 단계에서 단말은 상향링크 데이터 전송을 위해서 모든 DRB들에 대해서 BS(buffer status) computation 방식 1을 적용한다. 상기의 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP 데이터 volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 PDCP 데이터 volume만을 고려해 BS를 계산하는 것을 의미한다. 또한, 상기 동작에서 단말은 RRC로 해당 베어러 설정이 됨과 동시에 preferred logical channel에 대한 PBR을 매 TTI에 쌓는다. 상기 PBR은 BSD 값 이상으로 쌓이지 않으며, 이때 해당 LCH j에 쌓이는 Bucket의 양을 Bj라고 한다. 상기 단계에서는 secondary/non-preferred logical channel에 대해서는 PBR을 쌓는 동작이 수행되지 않는다.
기지국은 이후, 소정의 이유로 단말에게 미리 설정된 DRB에 대한 패킷 복제의 활성화를 Du A/D MAC CE를 통해 지시할 수 있다(3j-30). 즉 Du A/D MAC CE의 Di 필드를 1로 세팅하여 단말에게 전달한다. 상기의 소정의 이유로는 기지국이 단말의 전송 링크 품질을 판단해서 패킷 복제가 필요함을 판단하거나, LCH에 매핑된 특정 서비스에 대해 기지국 구현에 따라 URLLC 모드가 필요함을 결정할 수 있다. 단말 입장에서는 Du A/D MAC CE를 수신한 이후 적어도 하나의 DRB의 duplication이 새롭게 activate 되었다면 아래의 동작을 수행한다(3j-35).
- duplication이 활성화된 DRB에 대해서 BS computation 방식을 방식 1에서 방식 2로 전환
- Regular BSR 트리거
- Secondary/non-primary LCH에 대해 매 TTI 마다 PBR에 해당하는 bucket을 쌓기 시작해 Bj를 적립한다.
여기서 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP data volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 BS에만 PDCP data volume을 고려하는 것을 의미하고, BS computation 방식 2는 split DRB의 PDCP data volume 계산 시, preferred logical channel의 BS와 non-preferred logical channel의 BS 모두에 대한 PDCP data volume을 고려하는 것을 의미한다. 상기의 방법과 달리 Alternative 해결책으로 MAC이 PDCP에게 A/D 상황을 통보하고 PDCP가 상황에 따라 MAC에게 PDCP data volume을 적절하게 통보할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 PBR을 처리하는 동작에 대해 집중한다. 3j-40 단계에서 단말은 패킷 복제된 path를 모두 사용해서 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다.
3j-45 단계에서 단말은 설정된 split 베어러에 전송하기 위해 pending 되어 있는 total PDCP data volume과 두 개의 RLC entity에서의 RLC data volume을 계산하고, 상기의 값과 RRC로 미리 설정된 임계값 ul-DataSplitThreshold을 비교한다. 만약 상기의 전송하기 위해 적립된 데이터 volume이 임계값보다 작을 경우에는 3j-50 단계에서 분할 베어러에서 비분할 베어러로 변경하고 secondary/non-primary LCH를 비활성하며, 제 3 동작을 수행한다. 상기의 제 3 동작은 분할 베어러에 적립된 데이터를 비분할 베어러로 변경해서 전송하는 동작으로 인해 발생하며, secondary/non-primary LCH(이전 primary LCH)에 적립된 Bj를 0으로 리셋하고 해당 LCH에 Bj를 쌓는 동작을 중지한다. 즉, 매 TTI마다 PBR 만큼의 bucket을 쌓는 동작을 중단한다. 상기의 동작을 위해서는 하기의 두 가지 방법을 적용할 수 있다.
* 방법 1: 분할 베어러에서 비분할 베어러로 변경 시 non-preferred path LCH의 PBR 값을 0으로 세팅.
* 방법 2: 데이터 양이 임계값 보다 작아서 분할 베어러가 해제된 시간 T 동안 PBR accumulating 중단 동작 명시
3j-55 단계에서 단말은 설정된 preferred path를 통해 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다. 3j-60 단계에서 단말은 비분할 베어러에서 분할 베어러로의 변경 조건이 만족하면, 설정된 DRB의 secondary/non-primary LCH에 대해 중단되었던 Bj를 쌓는 동작을 재시작 한다. 즉, Split 베어러로 변경 뒤 해당 DRB의 secondary/non-primary LCH에 대해 매 TTI 마다 PBR에 해당하는 bucket을 쌓기 시작해 Bj를 적립한다. 상기의 비분할 베어러에서 분할 베어러로의 변경 조건은 다음과 같다. 설정된 split 베어러에 전송하기 위해 pending 되어 있는 total PDCP data volume과 두 개의 RLC entity에서의 RLC data volume을 계산하고, 상기의 값과 RRC로 미리 설정된 임계값 ul-DataSplitThreshold을 비교한 뒤, 만약 상기의 전송하기 위해 적립된 데이터 volume이 임계값보다 클 경우이다.
도 3k는 본 발명의 실시예들이 적용되는 단말의 PBR 처리 동작과 관련된 전체 도면이다.
단말은 데이터 송수신을 위해 기지국과 RRC 연결을 설정하고(3k-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(3k-10). 상기 동작을 위해 CA 혹은 DC가 설정될 수 있으며, CA가 적용될 경우, 추가적으로 SCell의 RLC 중 URLLC 전송을 위해 설정되는 RLC가 설정될 수 있으며, 추가적인 LCG cell group과 서빙 셀을 설정할 수 있다. 만약 DC가 적용된다면, SCG cell에 대한 설정에 URLLC를 위한 Logical channel, 즉 RLC와 서빙 셀 설정이 포함될 수 있다. 또한, 상기의 DRB 설정에는 Split 베어러 별로 복제의 적용 여부가 지시되며, split 베어러 별로 선호하는 패스(preferred path)가 설정될 수 있다. 즉, 패킷 복제를 지시하는 지시자가 특정 RB(Radio bearer) i에 지시될 수 있고, 이 경우 해당 RB i는 split 베어러가 설정되어 한 개의 PDCP와 두 개의 RLC가 설정될 수 있다. 상기의 선호하는 path는 특정 logical channel id와 매핑되어 특정 서비스가 전달되는 path로 지정될 수 있다. 또는, 상기의 선호하는 path는 원본 데이터 패킷이 전달되는 path를 지정하는 용도로 사용될 수 있으며, 두 개의 path의 품질이 모두 좋을 경우에 어떤 path을 사용할 지 등에 사용될 수 있다. 상기의 DBR 설정에는 각 LCH 별로 LCP와 관련된 파라미터가 설정(logicalChannelConfig)될 수 있다. 해당 파라미터로는 해당 LCH의 우선순위, PBR, BSD, LCG가 설정될 수 있다. 상기의 DRB 설정에서 Split 베어러에는 두 개의 RLC가 설정되고 해당 RLC는 특정 LCH로 지정되기 때문에 두 개의 LCH 관련 설정이 존재하고, 특히 두 개의 PBR이 각각의 LCH에 대응되어 설정된다.
단말은 이후, 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행하며, 하향링크의 경우, 기지국은 패킷 복제가 설정된 split 베어러에 대해서 하향링크 패킷 복제 동작을 즉시 수행할 수 있다. 반면에, 상향링크 패킷 복제의 경우에는 Du A/D MAC CE를 통해 활성화/비활성화를 지시한 이후에 동작되기 때문에 현 단계에서는 상향링크 패킷 복제가 적용되지 않는다. 3k-15 단계에서 단말은 상향링크 데이터 전송을 위해서 모든 DRB들에 대해서 BS(buffer status) computation 방식 1을 적용한다. 상기의 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP 데이터 volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 PDCP 데이터 volume만을 고려해 BS를 계산하는 것을 의미한다. 또한, 상기 동작에서 단말은 RRC로 해당 베어러 설정이 됨과 동시에 preferred logical channel에 대한 PBR을 매 TTI에 쌓는다. 상기 PBR은 BSD 값 이상으로 쌓이지 않으며, 이때 해당 LCH j에 쌓이는 Bucket의 양을 Bj라고 한다. 상기 단계에서는 secondary/non-preferred logical channel에 대해서는 PBR을 쌓는 동작이 수행되지 않는다.
3k-20 단계에서 단말은 특정 이벤트가 발생하는지에 따라 동작을 다르게 한다. 만약 단말이 이전에 패킷복제 활성화가 되었고, 해당 동작을 수행하고 있는 도중에 패킷 복제 비활성 MAC CE를 수신하는 이벤트 1이 발생한다면, 단말은 3k-25 단계에서 제 1 동작을 수행하고, 해당 설정을 유지하면서 데이터 송수신을 한다. 3k-30 단계에서 다시 해당 DRB의 패킷 복제를 활성화 하는 MAC CE를 수신하면, 단말은 3k-35 단계에서 secondary LCH에 대한 Bj 적립 동작을 재개한다.
3k-20 단계에서 단말이 기지국으로부터 상향링크 전송 path의 변경을 지시하는 RRC 메시지를 수신하는 이벤트 2가 발생한다면, 단말은 3k-40 단계에서 제 2 동작을 수행한다. 상기의 RRC 메시지는 primary RLC entity의 변경을 지시하는 것일 수 있으며, 상기 단계에서는 패킷 복제가 비활성 상태임을 가정한다. 3k-45 단계에서 단말이 기지국으로부터 상향링크 전송 path를 이전으로 다시 변경하는 메시지를 수신하면, 3k-50 단계에서 단말은 이전 LCH에 대한 Bj 적립 동작을 재개한다.
3k-20 단계에서 단말이 split 베어러에서 non-split 베어러로의 변경 조건에 해당하는 이벤트 3이 발생하면, 단말은 3k-55 단계에서 제 3 동작을 수행한다. 상기의 조건은 기지국으로부터 설정된 split 베어러에, 전송하기 위해 pending 되어 있는 total PDCP data volume과 두 개의 RLC entity에서의 RLC data volume을 계산하고, 상기의 값과 RRC로 미리 설정된 임계값 ul-DataSplitThreshold을 비교한 뒤, 만약 상기의 전송하기 위해 적립된 데이터 volume이 임계값보다 작은 경우이다. 3k-60 단계에서 단말은 다시 non-split 베어러에서 split 베어러로의 변경에 해당하는 조건을 만족할 경우, 단말은 3k-65 단계에서 단말은 secondary LCH에 대한 Bj 적립 동작을 재개한다. 상기 조건은 기지국으로부터 설정된 split 베어러에 전송하기 위해 pending 되어 있는 total PDCP data volume과 두 개의 RLC entity에서의 RLC data volume을 계산하고, 상기의 값과 RRC로 미리 설정된 임계값 ul-DataSplitThreshold을 비교한 뒤, 만약 상기의 전송하기 위해 적립된 데이터 volume이 임계값보다 클 경우이다.
도 3l는 본 발명에 적용되는 단말 동작으로써, 기지국으로부터 상향링크 grant를 수신하였을 때의 LCH의 Bucket을 처리하는 방법을 나타낸 도면이다.
단말은 데이터 송수신을 위해 기지국과 RRC 연결을 설정하고(3l-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(3l-10). 상기의 DBR 설정에는 각 LCH 별로 LCP와 관련된 파라미터가 설정(logicalChannelConfig)될 수 있다. 해당 파라미터로는 해당 LCH의 우선순위, PBR, BSD, LCG가 설정될 수 있다. 상기의 DRB 설정에서 Split 베어러에는 두 개의 RLC가 설정되고 해당 RLC는 특정 LCH로 지정되기 때문에 두 개의 LCH 관련 설정이 존재하고, 특히 두 개의 PBR이 각각의 LCH에 대응되어 설정된다. 3l-15 단계에서 단말은 패킷 복제 활성화 MAC CE를 수신함으로써 패킷 복제 동작을 수행한다. 3l-20 단계에서 단말이 기지국으로부터 전송하고자 하는 데이터에 대한 상향링크 grant를 수신하면, 단말은 3l-25 단계에서 해당 LCH에 대한 Bj 값을 업데이트 한다. 이는 해당 LCH에 대한 전송이 수행되었기 때문에 Bj 값을 새로 업데이트 하는 동작이다. 상기의 동작은 패킷 복제가 활성화 되어 있는 경우 primary LCH와 secondary LCH에서 모두 수행된다. 정확하게는 상향링크 grant를 통해 특정 LCH에 적립된 Bj가 사용되는 경우에 해당한다. 또한 Bj 값을 업데이트 한다는 의미는 적립된 Bj가 상향링크 grant로 전달되었기 때문에 전달된 양만큼을 반영하여 LCH에서 비운다는 의미이다. 3l-30 단계에서 단말은 기지국과 데이터 송수신을 재개한다.
도 3m은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(3m-10), 기저대역(baseband)처리부(3m-20), 저장부(3m-30), 제어부(3m-40)를 포함한다.
상기 RF처리부(3m-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3m-10)는 상기 기저대역처리부(3m-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(3m-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(3m-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3m-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3m-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(3m-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3m-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3m-20)은 상기 RF처리부(3m-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(3m-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(3m-20)은 상기 RF처리부(3m-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(3m-20) 및 상기 RF처리부(3m-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3m-20) 및 상기 RF처리부(3m-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(3m-20) 및 상기 RF처리부(3m-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(3m-20) 및 상기 RF처리부(3m-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(3m-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3m-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3m-30)는 상기 제어부(3m-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(3m-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3m-40)는 상기 기저대역처리부(3m-20) 및 상기 RF처리부(3m-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3m-40)는 상기 저장부(3m-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3m-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3m-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 3n는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(3n-10), 기저대역처리부(3n-20), 백홀통신부(3n-30), 저장부(3n-40), 제어부(3n-50)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(3n-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3n-10)는 상기 기저대역처리부(3n-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(3n-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(3n-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3n-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3n-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(3n-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3n-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3n-20)은 상기 RF처리부(3n-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3n-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(3n-20)은 상기 RF처리부(3n-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(3n-20) 및 상기 RF처리부(3n-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3n-20) 및 상기 RF처리부(3n-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 백홀통신부(3n-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(3n-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(3n-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3n-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(3n-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3n-40)는 상기 제어부(3n-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(3n-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3n-50)는 상기 기저대역처리부(3n-20) 및 상기 RF처리부(3n-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(3n-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3n-50)는 상기 저장부(3n-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3n-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
<제4실시예>
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 실시예를 설명하기로 한다.
도 4a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(4a-10) 과 NR CN (4a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(4a-15)은 NR NB(4a-10) 및 NR CN (4a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 4a에서 NR NB(4a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(4a-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(4a-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 (4a-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 (4a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (4a-30)과 연결된다.
도 4b는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
부분적인 주파수 대역 (BWP, BandWidth Part) 적용 기술이란, 한 단말이 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 (system bandwidth) 중, 일부 주파수 대역폭만을 이용하여 통신을 수행하는 것을 의미한다. 상기 BWP은 단말 제조 비용 절감 혹은 단말 절전 목적으로 이용된다. 상기 BWP은 이를 지원하는 단말에 한해 기지국에 의해 설정될 수 있다.
도 4b을 참고하면, 크게 3 가지의 BWP 운용 시나리오가 존재한다.
제 1 시나리오는 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 (4b-05)보다 좁은 주파수 대역폭 (4b-10)만을 지원하는 단말을 위해, BWP을 적용하는 것이다. 제조 비용 절감을 위해, 특정 단말은 제한된 주파수 대역폭을 지원하도록 개발될 수 있다. 상기 단말은 기지국에 상기 제한된 주파수 대역폭만을 지원한다고 보고해야 하며, 상기 기지국은 이에 따라 상기 단말이 지원하는 최대 대역폭 혹은 그 이하의 BWP을 설정한다.
제 2 시나리오는 단말 절전을 목적으로 BWP을 적용하는 것이다. 일 예로, 한 단말이 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 전체 (4b-15) 혹은, 그 일부 주파수 대역폭 (4b-20)을 이용하여, 통신을 수행하고 있었으나, 절전을 목적으로 통신 기지국이 더 좁은 주파수 대역폭 (4b-25)을 설정할 수 있다.
제 3 시나리오는 각기 다른 Numerology에 대응하는 개별적인 BWP을 적용하는 것이다. 상기 Numerology란 다양한 서비스 요구사항에 맞춰 최적의 데이터 전송을 구현하기 위해, 물리 계층 설정을 다변화하는 것을 의미한다. 일 예로, 복수 개의 서브캐리어로 구성되는 OFDMA 구조에서 상기 서브캐리어간 이격 거리를 소정의 요구사항에 따라 가변적으로 조정할 수 있다. 한 단말은 동시에 복수 개의 Numerology을 적용하여 통신할 수 있다. 이 때, 각 Numerology에 대응하는 물리 계층 설정은 상기하기 때문에, 각 Numerology을 개별적인 BWP (4b-35, 4b-40)로 분리하여 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 BWP을 설정 및 변경하는 방법을 제안한다. 각 단말마다 지원 가능한 대역폭이 상이하기 때문에, 초기 엑세스에서는 모든 단말이 적용 가능한 BWP으로 통신이 이루어져야 하며, 소정의 시점부터 특정 단말을 위한 BWP가 적용된다. 상기 적용된 BWP는 소정의 시그널링을 통해 변경 가능하며, 핸드오버 시 타겟 셀에서 적용될 BWP은 소정의 시그널링 통해 단말에게 지시된다.
도 4c는 종래 LTE 기술에서 페이징 시점을 보이는 개념도이다.
DRX 동작은 전력 소모를 개선시킬 수 있는 방법이다. 대기 모드에서의 DRX 동작은 페이징을 항상 모니터링하는 것이 아니라, 주기적으로 모니터링하는 것이다. 단말기는 기지국으로부터 페이징 (paging) 신호를 받기 위해, 수신 동작을 수행한다. 그러나, 페이징 신호는 자주 전송되는 것이 아니므로, 단말기는 페이징 신호가 오지 않은 시간까지 수신 동작을 수행한다면, 전력 손실이 커지게 된다. 따라서, 전력 소모를 줄이기 위해, 주기적으로 특정 시간 구간 동안만 수신 동작을 수행하여 페이징 신호 수신을 시도할 수 있으며, 이를 DRX라고 한다. LTE 시스템에서 대기 상태에 있는 단말기들의 DRX 동작은 아래의 수식 1을 통해 이루어진다. Radio frame마다 SFN은 1씩 증가한다. 해당 수식을 만족시키는 radio frame에서 페이징 신호가 전달되면, 단말기는 DRX에 의해, 수신 동작을 수행한다. 상기 radio frame을 PF (Paging Frame, 4c-05)이라고 칭한다.
<수식 1>
SFN mod T= (T div N)*(UE_ID mod N)
여기서,
SFN: System Frame Number. 10 bits (MSB 8 bits explicit, LBS 2 bits implicit)
T: DRX cycle of the UE. Transmitted on SIB2. ENUMERATED {rf32, rf64, rf128, rf256}
N: min(T,nB)
nB: Transmitted on SIB2. ENUMERATED {4T, 2T, T, T/2, T/4, T/8, T/16, T/32}.
UE_ID: IMSI mod 1024 (IMSI는 단말기마다 부여되는 고유번호)
PBCH (Physical Broadcast Channel)의 MIB (MasterInformationBlock)중 8 bits은 SFN를 나타낸다. T와 nB는 SIB2 (SystemInformationBlockType2) 에 포함되어 기지국으로부터 제공되는 값이다. T는 {rf32, rf64, rf128, rf256} 중 하나의 값을 가질 수 있는데, r32는 32 Radio frame 길이를 나타낸다. 즉, r32는 320 ms을 의미한다. 실제 상기 수식에서 적용되는 T 값은 단말, 기지국, MME간 coordination을 통해 도출된다. 기지국은 브로드캐스팅되는 시스템 정보 중 하나인 SIB1을 이용하여, 단말에게 default DRX 값을 제공한다. 상기 단말은 상기 default DRX 값보다 더 짧은 DRX 주기를 원할 경우, ATTACH 과정을 통해, 원하는 DRX 값은 UE specific DRX 값을 MME에게 제공한다. 상기 단말에 대한 페이징이 있을 경우, 상기 MME는 페이징과 함께 상기 단말로부터 제공받은 UE specific DRX 값을 상기 기지국에게 전송한다. 상기 단말은 MME로 전송했던 상기 UE specific DRX 값과 기지국으로부터 제공받은 상기 default DRX 값 중 짧은 값을 DRX 주기로 결정한다. 상기 기지국도 MME로부터 수신한 상기 UE specific DRX 값과 자신이 브로드캐스팅하고 있는 상기 default DRX 값 중 짧은 값을 DRX 주기로 결정한다. 상기 DRX 주기 값이 상기 수식에서 적용되는 실제 T값이 된다. 따라서, 상기 단말과 기지국은 동일한 DRX 주기를 선택하게 되고, 상기 기지국은 상기 DRX 주기를 기준으로 PF을 결정한 후, 상기 단말에게 페이징을 전송한다.
하나의 PF에는 페이징을 전달할 수 있는 서브프레임이 정해져 있다. 이를 페이징 서브프레임(4c-10) 이라고 칭한다. 단말은 상기 수식에서 도출된 PF에서 하나의 페이징 서브프레임에서 자신의 페이징을 모니터링한다. 상기 하나의 페이징 서브프레임을 Paging Occasion (PO, 4c-15)라고 칭한다. 상기 PO는 하기 수식을 통해 도출된다.
<수식 2>
i_s = floor (UE_ID/N) mod Ns
상기 수식에 의해 도출된 i_s 값을 하기 표에 대입하여, 자신의 PO을 도출한다.
FDD:
| Ns | PO when i_s=0 | PO when i_s=1 | PO when i_s=2 | PO when i_s=3 |
| 1 | 9 | N/A | N/A | N/A |
| 2 | 4 | 9 | N/A | N/A |
| 4 | 0 | 4 | 5 | 9 |
TDD (all UL/DL configurations):
| Ns | PO when i_s=0 | PO when i_s=1 | PO when i_s=2 | PO when i_s=3 |
| 1 | 0 | N/A | N/A | N/A |
| 2 | 0 | 5 | N/A | N/A |
| 4 | 0 | 1 | 5 | 6 |
도 4d는 본 발명에서 한 슬롯당 복수 개의 Coreset과 복수 개의 페이징 메시지가 전송되는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
차세대 이동통신 시스템에서는 하나의 시간 단위, 예를 들어 슬롯 (slot, 4d-05)에 복수 개의 Coreset (4d-10, 4d-20)을 설정할 수 있다. 상기 Coreset이란, 종래 LTE 기술에서의 PDCCH와 같이 스케줄링 정보와 같은 제어 신호를 전송하는 시간 및 주파수의 공간이다. 상기 Coreset는 슬롯의 어느 위치에도 존재할 수 있으며, 그 위치는 시스템 정보로 단말에게 제공된다. 하나의 페이징 메시지에 수납할 수 있는 paging record는 제한적일 수 있다. 따라서, 복수 개의 페이징 메시지 (4d-15, 4d-25)가 존재할 수 있으며, 각 페이징 메시지의 스케줄링 정보는 각기 대응하는 Coreset을 통해 단말에게 제공된다. 상기 슬롯에서 복수 개의 페이징 메시지가 존재하는 경우, 단말은 이 중 어느 페이징 메시지를 모니터링해야지 결정할 필요가 있다. 본 발명에서는 페이징 수신 타이밍에 존재하는 복수 개의 페이징 메시지 중 하나를 선택하는 방법을 제안한다.
BWP는 크게 3 가지의 종류로 분류된다. Initial BWP는 모든 단말이 수신 가능한 주파수 대역폭을 가지며, 한 캐리어 내에 복수 개가 존재할 수 있다. Initial BWP에서는 SSB (Sync Signal Block), PBCH, RMSI (Remaining Minimum System Information)가 브로드캐스팅된다. PBCH와 RMSI는 각각 종래 LTE에서의 MIB, SIB1과 같이 필수적인 시스템 정보를 포함한다. 본 발명에서 단말은 페이징 모니터링을 위해, 상기 Initial BWP을 모니터링하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 두 실시예를 제안한다.
제4-1 실시예에서는 단말은 UE_ID을 기반한 소정의 수식을 통해, 하나의 Initial BWP을 선택한다. 상기 Initial BWP에서 브로드캐스팅되는 PBCH 혹은 RMSI에는 페이징 수신을 위한 하나의 Common Search Space (CSS) 정보를 포함한다. 상기 단말은 상기 CSS에 의해 지시되는 시간 및 주파수 자원에서 Coreset을 수신한다. 상기 단말은 상기 Coreset에 P-RNTI가 포함되어 있는지 판단하고, 포함되어 있다면, 상기 P-RNTI가 지시하는 시간 및 주파수 자원에서 페이징 메시지를 수신한다. 상기 UE_ID는 IMSI mod X로 정의된다. 상기 X 값은 미리 정해지거나, Initial BWP 최대 수의 배수 혹은 한 P-RNTI을 포함할 수 있는 Coreset 혹은 페이징 메시지의 최대 수의 배수로 정해진다.
제4-2 실시예에서는 단말은 구현적으로 하나의 Initial BWP을 선택한다. 상기 Initial BWP에서 브로드캐스팅되는 PBCH 혹은 RMSI에는 페이징 수신을 위한 복수 개의 Common Search Space (CSS) 정보를 포함한다. 상기 단말은 UE_ID을 기반한 소정의 수식을 통해, 하나의 CSS을 선택한다. 상기 단말은 상기 Coreset에 P-RNTI가 포함되어 있는지 판단하고, 포함되어 있다면, 상기 P-RNTI가 지시하는 시간 및 주파수 자원에서 페이징 메시지를 수신한다. 상기 UE_ID는 IMSI mod X로 정의된다. 상기 X 값은 미리 정해지거나, Initial BWP 최대 수의 배수 혹은 특정 시간 구간 동안 (일례로 슬롯 단위) 한 P-RNTI을 포함할 수 있는 Coreset 혹은 페이징 메시지의 최대 수의 배수로 정해진다.
도 4e는 제4-1 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 흐름도이다.
단말 (4e-05)은 UE_ID을 기반한 소정의 수식을 통해, 가장 최적의 캐리어 내에서 하나의 Initial BWP을 선택한다 (4e-15). 기지국 (4e-10)은 상기 Initial BWP에서 페이징 수신을 위한 하나의 Common Search Space (CSS) 정보를 포함하는 PBCH 혹은 RMSI을 브로드캐스팅한다 (4e-20). 상기 단말은 상기 CSS에 의해 지시되는 시간 및 주파수 자원에서 Coreset을 모니터링한다 (4e-25). 상기 단말은 상기 Coreset에 P-RNTI가 포함되어 있는지 판단하고, 포함되어 있다면, 상기 P-RNTI가 지시하는 시간 및 주파수 자원에서 페이징 메시지를 수신한다 (4e-30). 상기 페이징 메시지를 수신한 단말은 RRC connection establishment 과정을 수행하며, 연결 모드로 전환된다 (4e-35). 상기 기지국은 dedicated signalling인 RRC Reconfiguration 메시지를 이용하여, 상기 단말이 연결 모드에서 적용할 페이징 수신 목적의 dedicated (UE-specific) Search Space을 설정한다 (4e-40). 상기 단말은 상기 DSS을 이용하여, 페이징 모니터링을 수행한다 (4e-45).
도 4f는 제4-1 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 순서도이다.
4f-05 단계에서 단말은 UE_ID을 기반한 소정의 수식을 통해, 가장 최적의 캐리어 내에서 하나의 Initial BWP을 선택한다.
4f-10 단계에서 상기 단말은 상기 Initial BWP에서 페이징 수신을 위한 하나의 Common Search Space (CSS) 정보를 포함하는 PBCH 혹은 RMSI을 수신한다.
4f-15 단계에서 상기 단말은 상기 CSS에 의해 지시되는 시간 및 주파수 자원에서 P-RNTI을 포함하는 Coreset을 모니터링한다.
4f-20 단계에서 상기 단말은 P-RNTI을 포함한 Coreset을 수신하고, 상기 P-RNTI가 지시하는 스케줄링 정보를 이용하여, 페이징 메시지를 수신한다. 또한, 상기 단말은 RRC connection establishment 과정을 수행하며, 연결 모드로 전환된다.
4f-25 단계에서 상기 단말은 연결 모드에서 적용할 페이징 수신 목적의 dedicated (UE-specific) Search Space을 설정 받으면, 상기 DSS에서 페이징을 모니터링한다. 그렇지 않다면, 상기 Common Search Space을 이용하여, 페이징을 모니터링한다.
도 4g는 제4-2 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 흐름도이다.
단말 (4g-05)은 구현적으로 하나의 Initial BWP을 선택한다 (4g-15). 일례로, 하나의 캐리어에서 가장 신호세기 큰 Initial BWP을 선택할 수 있다. 기지국 (4g-10)은 상기 Initial BWP에서 페이징 수신을 위한 하나 이상의 복수 개의 Common Search Space (CSS) 정보를 포함한 PBCH 혹은 RMSI을 브로드캐스팅한다. 상기 단말은 UE_ID을 기반한 소정의 수식을 통해, 하나의 CSS을 선택하며, 상기 단말은 상기 CSS에 의해 지시되는 시간 및 주파수 자원에서 전송되는 Coreset에 P-RNTI가 포함되어 있는지 모니터링한다 (4g-25). 포함되어 있다면, 상기 P-RNTI가 지시하는 시간 및 주파수 자원에서 페이징 메시지를 수신한다 (4g-30). 상기 페이징 메시지를 수신한 단말은 RRC connection establishment 과정을 수행하며, 연결 모드로 전환된다 (4g-35). 상기 기지국은 dedicated signalling인 RRC Reconfiguration 메시지를 이용하여, 상기 단말이 연결 모드에서 적용할 페이징 수신 목적의 dedicated (UE-specific) Search Space을 설정한다 (4g-40). 상기 단말은 상기 DSS을 이용하여, 페이징 모니터링을 수행한다 (4g-45).
도 4h는 제4-2 실시예에서 페이징 수신하는 단말 동작의 순서도
4h-05 단계에서 단말은 구현적으로 하나의 Initial BWP을 선택한다.
4h-10 단계에서 상기 단말은 상기 Initial BWP에서 페이징 수신을 위한 하나 이상의 복수 개의 Common Search Space (CSS) 정보를 포함한 PBCH 혹은 RMSI을 수신한다. 상기 단말은 UE_ID을 기반한 소정의 수식을 통해, 하나의 CSS을 선택한다.
4h-15 단계에서 상기 단말은 상기 CSS에 의해 지시되는 시간 및 주파수 자원에서 전송되는 Coreset에 P-RNTI가 포함되어 있는지 모니터링한다.
4h-20 단계에서 상기 단말은 P-RNTI을 포함한 Coreset을 수신하고, 상기 P-RNTI가 지시하는 스케줄링 정보를 이용하여, 페이징 메시지를 수신한다. 또한, 상기 단말은 RRC connection establishment 과정을 수행하며, 연결 모드로 전환된다.
4h-25 단계에서 상기 단말은 연결 모드에서 적용할 페이징 수신 목적의 dedicated (UE-specific) Search Space을 설정 받으면, 상기 DSS에서 페이징을 모니터링한다. 그렇지 않다면, 상기 Common Search Space을 이용하여, 페이징을 모니터링한다.
상기 페이징 메시지는 시스템 정보 갱신이 필요함을 알리거나, 재난 경보 수신을 알리기 위한 목적으로도 사용될 수 있다. 그러나, 페이징 메시지를 수신하기 위해서는 Coreset을 미리 수신해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해, 상기 Coreset이 상기 시스템 정보 갱신이 필요함을 알리거나, 재난 경보 수신을 알리기 위한 목적으로 사용되는 것을 제안한다. 상기 Coreset는 P-RNTI로 지시되는 소정의 정보를 포함하며, 상기 정보는 상기 시스템 정보 갱신이 필요함을 알리거나, 재난 경보 수신을 알리는데 사용한다. 상기 정보에는 SIB 혹는 SI 메시지별 Value Tag 정보와 systemInfoAreaIdentifier 정보, 재난 경보 지시자를 포함한다. 상기 Value Tag 정보는 대응하는 SIB 혹은 SI 메시지가 갱신됨과 동시에 1 씩 증가한다. 상기 Value Tag 정보는 유한한 값 범위를 가지며, 최대 값에 도달한 후, SIB 혹은 SI 메시지가 갱신되면, 다시 0으로 되돌아간다. 상기 systemInfoAreaIdentifier는 일치된 시스템 정보가 브로드캐스팅되는 셀 혹은 셀그룹 단위의 영역을 지시하기 위해 사용된다. 이 때 일부 cell-specific 정보는 셀간 상이할 수 있다. 일례로, 제 1 셀과 제 2 셀이 일부 cell-specific 정보를 제외한 동일한 시스템 정보를 보르도캐스팅한다면, 두 셀들이 브로드캐스팅하는 systemInfoAreaIdentifier 정보는 동일하다.
도 4i는 본 발명에서 Coreset에서 페이징 메시지의 특정 컨텐츠를 제공할 때 이를 처리하는 단말 동작의 흐름도이다.
4i-05 단계에서 단말은 P-RNTI를 포함하는 Coreset을 수신한다.
4i-10 단계에서 상기 단말은 상기 Coreset에 Direct Indication Information이 포함되어 있는지 여부를 판단한다. 상기 정보에는 SIB 혹은 SI 메시지별 Value Tag 정보와 systemInfoAreaIdentifier 정보, 재난 경보 지시자를 포함한다.
4i-15 단계에서 만약 상기 정보가 포함되어 있다면, 상기 단말은 페이징 메시지를 수신하는 동작을 생략하고, 상기 정보의 내용에 따라 후속 동작을 수행한다. 일례로, 상기 단말이 저장하고 있는 특정 SIB 혹은 SI 메시지에 대응하는 Value Tag 정보와 상기 Direct Indication Information이 포함하고 있는 상기 특정 SIB 혹은 SI 메시지에 대응하는 Value Tag 정보가 다르고, 상기 단말이 저장하고 있는 systemInfoAreaIdentifier와 상기 Direct Indication Information이 포함하고 systemInfoAreaIdentifier가 동일하다면, 상기 단말은 상기 Value Tag이 지시하는 SIB 혹은 SI 메시지를 갱신하는 동작을 수행한다. 상기 갱신하는 동작은 적어도 RMSI을 수신하고, 상기 RMSI에 포함된 SIB 혹은 SI 메시지의 스케줄링 정보를 획득하고, 상기 스케줄링 정보를 이용하여, 상기 갱신이 필요한 SIB 혹은 SI 메시지를 수신 및 저장하는 과정으로 구성된다.
만약, 상기 단말이 저장하고 있는 systemInfoAreaIdentifier와 상기 Direct Indication Information이 포함하고 systemInfoAreaIdentifier가 다르다면, 상기 단말은 적어도 MIB와 RMSI 혹은 모든 SIB 혹은 SI 메시지를 갱신한다.
상기 Direct Indication Information이 재난 경보 수신을 알리기 위한 지시자를 포함한다면, 재난 경보를 포함한 시스템 정보를 수신하는 동작을 수행한다. 상기 재난 정보를 수신하는 동작은 적어도 RMSI을 수신하고, 상기 RMSI에 포함된 재난 정보를 포함한 SIB 혹은 SI 메시지의 스케줄링 정보를 획득하고, 상기 스케줄링 정보를 이용하여, 상기 갱신이 재난 정보를 포함한 SIB 혹은 SI 메시지를 수신 및 저장하는 과정으로 구성된다.
4i-20 단계에서 만약 상기 정보가 포함되어 있지 않다면, 상기 단말은 후속 동작으로 페이징 메시지를 수신한다.
도 4j에 단말의 구조를 도시하였다.
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(4j-10), 기저대역(baseband)처리부(4j-20), 저장부(4j-30), 제어부(4j-40)를 포함한다.
상기 RF처리부(4j-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(4j-10)는 상기 기저대역처리부(4j-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(4j-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(4j-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(4j-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(4j-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(4j-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4j-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4j-20)은 상기 RF처리부(4j-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(4j-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(4j-20)은 상기 RF처리부(4j-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(4j-20) 및 상기 RF처리부(4j-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(4j-20) 및 상기 RF처리부(4j-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(4j-20) 및 상기 RF처리부(4j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(4j-20) 및 상기 RF처리부(4j-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(4j-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(4j-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(4j-30)는 상기 제어부(4j-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(4j-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(4j-40)는 상기 기저대역처리부(4j-20) 및 상기 RF처리부(4j-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(4j-40)는 상기 저장부(4j-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(4j-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4j-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 4k는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(4k-10), 기저대역처리부(4k-20), 백홀통신부(4k-30), 저장부(4k-40), 제어부(4k-50)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(4k-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(4k-10)는 상기 기저대역처리부(4k-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(4k-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(4k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(4k-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(4k-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(4k-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4k-20)은 상기 RF처리부(4k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4k-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(4k-20)은 상기 RF처리부(4k-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(4k-20) 및 상기 RF처리부(4k-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(4k-20) 및 상기 RF처리부(4k-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 백홀통신부(4k-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(4k-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(4k-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(4k-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(4k-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(4k-40)는 상기 제어부(4k-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(4k-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(4k-50)는 상기 기저대역처리부(4k-20) 및 상기 RF처리부(4k-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(4k-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(4k-50)는 상기 저장부(4k-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(4k-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
Claims (20)
- 무선 통신 시스템에서 단말 방법에 있어서,
기지국으로부터, 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 핸드오버를 위한 비경쟁 기반(contention-free) 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계; 및
상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 삭제되고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 삭제되지 않는 것을 특징으로 하는 단말 방법. - 제1항에 있어서,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 상기 단말에 대한 식별자와 전용 프리앰블 자원들에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 방법. - 제1항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 수신되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들을 확인하는 단계;
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 백오프 시간을 적용하지 않고, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 방법. - 제1항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 복구를 위한 빔에 대응되는 프리앰블에 관한 정보 및 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 동기화 신호 블록(synchronization signal block, SSB)에 대한 정보를 포함하고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계는, 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 상기 SSB에 대한 정보에 기반하여, 임계값 이상의 수신 전력을 갖는 SSB를 확인하는 단계; 상기 복구를 위한 상기 빔에 대응되는 상기 프리앰블 인덱스에 대한 정보에 기반하여, 상기 확인된 SSB에 대응되는 프리앰블 인덱스를 확인하는 단계; 및 상기 기지국으로, 상기 확인된 프리앰블 인덱스에 대응되는 프리앰블을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 방법. - 제1항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 수신되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들을 확인하는 단계;
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 백오프 시간 이후에 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 더 포함하고,
상기 선택된 백오프 시간은, 0인 것을 특징으로 하는 단말 방법. - 무선 통신 시스템에서 기지국 방법에 있어서,
단말로, 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계;
상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 핸드오버를 위한 비경쟁 기반(contention-free) 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 상기 단말과 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계; 및
상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 상기 단말과 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 상기 단말에 의하여 삭제되고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 상기 단말에 의하여 삭제되지 않는 것을 특징으로 하는 기지국 방법. - 제6항에 있어서,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 상기 단말에 대한 식별자와 전용 프리앰블 자원들에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법. - 제6항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 전송되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들이 상기 단말에 의하여 확인되고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 단말에 의하여 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간이 선택되며,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는 상기 선택된 백오프 시간이 적용되지 않고 수행되는 것을 특징으로 하는 기지국 방법. - 제6항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 복구를 위한 빔에 대응되는 프리앰블에 관한 정보 및 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 동기화 신호 블록(synchronization signal block, SSB)에 대한 정보를 포함하고,
임계값 이상의 수신 전력을 갖는 SSB는, 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 상기 SSB에 대한 정보에 기반하여 확인되고,
상기 확인된 SSB에 대응되는 프리앰블 인덱스는, 상기 복구를 위한 상기 빔에 대응되는 상기 프리앰블 인덱스에 대한 정보에 기반하여 확인되며,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는, 상기 단말로부터, 상기 확인된 프리앰블 인덱스에 대응되는 프리앰블을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법. - 제6항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 전송되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들이 확인되고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 단말에 의하여 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간이 선택되며,
상기 선택된 백오프 시간 이후에 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 수행되고,
상기 선택된 백오프 시간은 0인 것을 특징으로 하는 기지국 방법. - 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
송수신부; 및
기지국으로부터, 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보를 포함하는 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고; 상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 핸드오버를 위한 비경쟁 기반(contention-free) 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하며; 및 상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보를 삭제하고, 및 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보를 삭제하지 않는 것을 특징으로 하는 단말. - 제11항에 있어서,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 상기 단말에 대한 식별자와 전용 프리앰블 자원들에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 수신되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들을 확인하고, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간을 선택하며, 상기 선택된 백오프 시간을 적용하지 않고, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제11항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 복구를 위한 빔에 대응되는 프리앰블에 관한 정보 및 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 동기화 신호 블록(synchronization signal block, SSB)에 대한 정보를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 상기 SSB에 대한 정보에 기반하여, 임계값 이상의 수신 전력을 갖는 SSB를 확인하고, 상기 복구를 위한 상기 빔에 대응되는 상기 프리앰블 인덱스에 대한 정보에 기반하여, 상기 확인된 SSB에 대응되는 프리앰블 인덱스를 확인하며, 상기 기지국으로, 상기 확인된 프리앰블 인덱스에 대응되는 프리앰블을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 수신되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들을 확인하고, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간을 선택하며, 상기 선택된 백오프 시간 이후에 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하고,
상기 선택된 백오프 시간은 0인 것을 특징으로 하는 단말. - 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
송수신부; 및
단말로, 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고; 상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 핸드오버를 위한 비경쟁 기반(contention-free) 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 상기 단말과 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하며; 및 상기 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보가, 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보이면, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보에 기반하여, 상기 단말과 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행하는 제어부를 포함하고,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는 상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 상기 단말에 의하여 삭제되고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것에 기반하여 상기 단말에 의하여 삭제되지 않는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제16항에 있어서,
상기 핸드오버를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 상기 단말에 대한 식별자와 전용 프리앰블 자원들에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제16항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 전송되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들이 상기 단말에 의하여 확인되고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 단말에 의하여 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간이 선택되며,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는 상기 선택된 백오프 시간이 적용되지 않고 수행되는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제16항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 자원들에 대한 정보는, 복구를 위한 빔에 대응되는 프리앰블에 관한 정보 및 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 동기화 신호 블록(synchronization signal block, SSB)에 대한 정보를 포함하고,
임계값 이상의 수신 전력을 갖는 SSB는, 상기 복구를 위한 상기 빔을 결정하기 위한 상기 SSB에 대한 정보에 기반하여 확인되고,
상기 확인된 SSB에 대응되는 프리앰블 인덱스는, 상기 복구를 위한 상기 빔에 대응되는 상기 프리앰블 인덱스에 대한 정보에 기반하여 확인되며,
상기 제어부는, 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행함에 있어, 상기 단말로부터, 상기 확인된 프리앰블 인덱스에 대응되는 프리앰블을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국. - 제16항에 있어서,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 관련된 백오프 시간 정보가 전송되면, 상기 백오프 시간 정보에 기반하여 0부터 백오프 값 사이의 값들이 확인되고,
상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않으면, 상기 단말에 의하여 상기 확인된 값들로부터 백오프 시간이 선택되며,
상기 선택된 백오프 시간 이후에 상기 빔 실패 복구를 위한 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 수행되고,
상기 선택된 백오프 시간은 0인 것을 특징으로 하는 기지국.
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