KR20090038752A

KR20090038752A - 데이터 전송 서비스를 위한 무선연결 설정방법

Info

Publication number: KR20090038752A
Application number: KR1020070104211A
Authority: KR
Inventors: 김명조; 한문용; 김준성; 고정훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-04-21

Abstract

데이터 전송 서비스를 위해 단말이 기지국과 무선연결을 설정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 베어러(Bearer) 설정을 요청하기 위한 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 RRC 메시지의 전송 서비스를 담당하는 시그널링 무선 베어러(Signaling Radio Bearer)의 설정정보 및 데이터 전송 서비스를 담당하는 무선 베어러의 설정정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하는 단계, 상기 시그널링 무선 베어러의 설정정보에 따라 시그널링 무선 베어러를 설정하고, 상기 무선 베어러의 설정정보에 따라 무선 베어러를 설정하는 단계, 및 상기 시그널링 무선 베어러 및 무선 베어러의 설정완료에 관한 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 전송하는 단계를 포함한다. 기지국이 네트워크로부터 UE에 대한 환경정보(UE Context)를 받기 전에 UE에 대한 RB 설정을 할 수 있고, SRB와 RB를 하나의 시그널링으로 설정하므로 오버헤드를 줄일 수 있다.

Description

데이터 전송 서비스를 위한 무선연결 설정방법{Method of Setting up Radio Connection for Data Transmission Service}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데이터 전송 서비스를 위한 무선연결 설정방법에 관한 것이다.

다양한 멀티미디어 서비스의 제공을 목적으로 하는 차세대 이동통신 시스템은 가입자들이 제공받는 각 서비스들에 대하여 일정한 수준 이상의 품질을 보장해야 한다. 특정 서비스에 대한 사용자의 만족도를 결정하는 서비스의 종합적인 품질을 QoS(Quality of Service)라고 정의하며, QoS는 각 서비스에 적용되는 다양하고 복합적인 요인에 의해 결정된다.

무선 네트워크는 종단간(사용자간 또는 사용자와 서버간) 서비스에 대한 일정한 수준의 QoS를 보장하기 위하여 다양한 베어러 서비스(Bearer Service)의 개념을 정의하여 사용한다. 종단간 서비스는 다양한 망 구성요소들을 통해 여러 개의 구간으로 구분되어 지원되므로, 각 구간에서의 데이터 전송 서비스를 독립적으로 정의하여 이에 대한 QoS를 보장해 준다. 따라서, 특정한 구간에서 제공되는 데이터의 전송을 위한 무선연결 서비스를 베어러 서비스라고 정의한다.

무선 베어러(Radio Bearer; RB)는 무선 인터페이스 프로토콜의 동작과 관련된 베어러 서비스로써, 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제2 계층을 통해 상위 프로토콜 계층으로 제공되는 데이터 서비스이다. 무선 인터페이스 프로토콜의 여러 계층 중 무선자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 상위 계층의 요구에 의해 무선 베어러의 설정, 재구성 및 해제와 관련된 기능을 수행한다. 따라서, 단말이 무선 네트워크를 통해 무선 베어러 서비스를 제공받기 위해서는 먼저 무선 네트워크와 RRC 연결이 설정되어야 한다.

이러한 RRC 연결의 설정을 위해 단말은 RRC 연결 요청 메시지(RRC 메시지의 일종)를 전송하게 되는데, 이러한 RRC 메시지의 전송을 담당하는 무선 베어러들은 시그널링 무선 베어러(Signaling Radio Bearer; SRB)라고 불리운다. 즉, 시그널링 무선 베어러는 사용자 데이터의 전송을 담당하는 일반적인 무선 베어러와 구별된다.

기지국은 네트워크로부터 QoS가 포함된 단말의 사양정보(UE Context Information)를 받은 이후에 이를 이용하여 무선 베어러를 설정하므로 무선자원설정의 지연(delay)이 불가피하다. 또한 기지국은 QoS가 반영된 완성된 사양(Complete Specification) 방식으로 무선 베어러를 설정하므로 무선 베어러 설정을 위한 메시지의 크기가 커져 오버헤드가 발생한다.

데이터 전송 서비스를 위한 무선연결에 소요되는 시간 및 메시지의 크기를 줄이는 무선연결 설정방법이 요구된다.

본 발경의 기술적 과제는 데이터 전송 서비스를 위한 무선연결 설정방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 데이터 전송 서비스를 위해 단말이 기지국과 무선연결을 설정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 베어러(Bearer) 설정을 요청하기 위한 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 RRC 메시지의 전송 서비스를 담당하는 시그널링 무선 베어러(Signaling Radio Bearer)의 설정정보 및 데이터 전송 서비스를 담당하는 무선 베어러의 설정정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하는 단계, 상기 시그널링 무선 베어러의 설정정보에 따라 시그널링 무선 베어러를 설정하고, 상기 무선 베어러의 설정정보에 따라 무선 베어러를 설정하는 단계, 및 상기 시그널링 무선 베어러 및 무선 베어러의 설정완료에 관한 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 데이터 전송 서비스를 위해 기지국이 단말과 무선연결을 설정하는 방법 무선연결 설정방법을 제공한다. 상기 방법은 베어러(Bearer) 설정을 요청하는 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 RRC 메시지의 전송 서비스를 담당하는 시그널링 무선 베어러(Signaling Radio Bearer)의 설정정보 및 데이터 전송 서비스를 담당하는 무선 베어러의 설정정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 전송하는 단계, 및 상기 시그널링 무선 베어러 및 무선 베어러의 설정완료에 관한 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.

기지국이 네트워크로부터 UE에 대한 환경정보(UE Context)를 받기 전에 UE에 대한 RB 설정을 할 수 있고, SRB와 RB를 하나의 시그널링으로 설정하므로 오버헤드를 줄일 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정할 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, NB(NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)은 단말(10)에 사용자 평면과 제어 평면의 종단점을 제공한다. 기지국(20) 간에는 X2 인터페이스를 통하여 연결될 수 있으며, 인접한 기지국(20) 간에는 항상 X2 인터페이스가 존재하는 메쉬(meshed) 망 구조를 가질 수 있다.

기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 aGW(access Gateway, 30)와 연결된다. aGW(30)는 단말(10)의 세션 및 이동성 관리 기능의 종단점을 제공한다. 기지국(20)과 aGW(30) 사이에는 S1 인터페이스를 통하여 다수 개의 노드들끼리(many to many) 연결될 수 있다. aGW(30)는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어질 수 있다. 이 경우 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 aGW와 제어용 트래픽을 처리하는 aGW 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. aGW(30)는 MME/UPE(Mobility Management Entity/User Plane Entity)라고도 한다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 빗금친 블록은 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 빈 블록은 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허가 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)와 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) SAE 게이트웨이로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 기지국들로 페이징 메시지의 분산, (2) 보안 제어(Security Control), (3) 아이들 상태 이동성 제어(Idle State Mobility Control), (4) SAE 베어러 제어, (5) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링의 암호화(Ciphering) 및 무결 보호(Integrity Protection).

SAE 게이트웨이는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 페이징에 대한 사용자 평면 패킷의 종점(termination), (2) 단말 이동성의 지원을 위한 사용자 평면 스위 칭.

한편, 단말과 기지국 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층에는 물리 계층(physical layer), MAC(Medium Access Control) 계층, RLC(Radio Link Control) 계층, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층, RRC(Radio Resource Control) 계층이 있다.

상기 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호연결 (Open System Interconnection; 이하 OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. OSI 모델과 비교할 때, 물리 계층은 L1에 해당하고, 그 상위의 MAC 계층 및 RLC 계층은 L2에 해당하며, RRC 계층은 L3에 해당한다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 망 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 망간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 기지국(20)과 aGW(30) 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수 있고, 기지국(20) 또는 aGW(30)에만 위치할 수도 있다.

상기 무선 인터페이스 프로토콜의 계층구조는 단말과 E-UTRAN에서 동일하게 적용될 수 있는데, 단말에서는 이 모든 프로토콜들이 하나의 개체 안에 들어가지만, E-UTRAN에서는 각 망 구성 요소별로 분산될 수 있다.

이러한 전체의 프로토콜 구조에 의해 전송되는 데이터는 종류에 따라 사용자 평면(User Plane)과 제어평면(Control Plane)의 두 가지 영역으로 구분될 수 있다. 사용자평면은 음성이나 IP 패킷 등 사용자의 트래픽 정보가 전송되는 영역이고, 제어평면은 망의 인터페이스 또는 호의 유지 및 관리 등 제어 정보가 전달되는 영역이다. RRC에 의해 전달되는 데이터는 제어평면에 포함되고, PDCP를 통해 전송되는 데이터는 사용자평면에만 속한다. RLC 계층은 연결된 상위 계층의 종류에 따라 사용자평면에 속할 수도 있고, 제어평면에 속할 수도 있다. 즉, RLC가 RRC로 연결된 경우에는 제어평면에 속하고, 나머지 경우에는 사용자평면에 속할 수 있다.

도 3은 무선 인터페이스 프로토콜의 제어평면을 나타낸 블록도이다. 도 4는 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자평면을 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 3 및 4를 참조하면, 제1 계층인 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체연결제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

물리 계층에는 데이터 다중화, 채널 코딩, 확산, 변조 등의 기술들이 적용된다. 이와 더불어, 무선 환경에서는 단말의 이동이나 주위 환경에 따라 무선신호가 수시로 변하므로, 이를 보정할 수 있는 다양한 방법들이 요구된다.

제2 계층에 해당하는 무선 데이터링크 계층은 MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층으로 구성된다. 제2 계층의 MAC은 논리채널과 전송채널 사이의 매핑을 담당하는 계층으로, RLC 계층에서 전달된 데이터를 전송하기 위하여 적절한 전송채널을 선택하고, 필요한 제어 정보를 MAC PDU(Protocol Data Unit)의 헤더(header)에 추가한다. MAC의 특별한 기능으로 무선자원관리(Radio Resource Management) 기능과 측정(Measurement)기능을 들 수 있다.

먼저 무선자원관리기능은 상위 RRC 계층에서 전송된 다양한 MAC 파라미터들을 기반으로 MAC의 동작을 설정하여 데이터의 전송을 제어하는 기능이다. MAC은 무선자원관리기능을 이용하여 논리채널과 전송채널 사이의 매핑관계를 변경하거나, 스케쥴링 기능에 의해 데이터를 다중화할 수 있다.

다음으로 측정기능은 단말의 트래픽양(Traffic Volume)을 측정하여 E-UTRAN으로 보고하는 기능이다. E-UTRAN은 단말의 MAC에서 측정한 정보를 바탕으로 MAC의 설정을 변경할 수 있으며, 이를 통해 무선자원을 효율적으로 관리할 수 있다.

제2 계층의 RLC는 MAC의 상위에 위치하여 데이터의 신뢰성있는 전송을 지원한다. 또한 RLC는 무선 구간에 맞는 적절한 크기의 데이터를 구성하기 위하여 상위 계층으로부터 전달된 RLC SDU(Service Data Unit)들을 분할(Segmentation)하고 연결(Concatenation)한다. 수신기의 RLC에서는 수신한 RLC PDU들로부터 원래의 RLC SDU를 복구하기 위해 데이터의 재결합(Reassembly)기능을 지원한다.

각 RLC 개체(entity)는 RLC SDU의 처리 및 전송 방식에 따라 투명모 드(Transparent Mode ; 이하 TM), 비확인모드(Unacknowledged Mode ; 이하 UM), 확인모드(Acknowledged Mode ; 이하 AM)로 동작할 수 있다. 모든 RLC 모드들에 대하여 물리 계층에서의 CRC 오류 검출이 수행된다. 그리고 CRC 검사의 결과가 실제 데이터와 함께 RLC에 전달된다.

제2 계층의 PDCP 계층은 패킷교환 영역에서만 사용되며, 무선채널에서 패킷 데이터의 전송효율을 높일 수 있도록 IP패킷의 헤더를 압축하여 전송할 수 있다.

제3 계층의 RRC 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; 이하 RB)들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. E-UTRAN에서 제공하는 베어러 서비스(Bearer Service)의 개념에서 볼 때, 단말과 UTRAN 사이에는 RB를 통한 데이터의 전송 서비스가 제공된다.

RB는 상위 계층으로 양방향 또는 단방향 서비스를 제공할 수 있다. 제공되는 서비스의 방향성은 사용하는 RLC 개체에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, AM RLC 개체는 양방향 데이터 전송 서비스를 제공하고, UM이나 TM으로 동작하는 RLC 개체는 단방향 서비스만을 제공한다. 단말과 E-UTRAN 사이에는 최대 32개의 RB들이 정의될 수 있고, 이중 일부(4개 또는 5개)는 시그널링 RB(Signaling RB; 이하 SRB)에 할당된다.

단말의 RRC와 E-UTRAN의 RRC간에는 상호간의 제어 정보 교환을 위해 다양한 RRC 절차들이 정의된다. 대부분의 RRC 절차들은 단말의 기능을 설정하고 제어하기 위한 목적으로 사용된다. 그리고, RRC 메시지는 NAS(Non-Access Stratum) 프로토콜 로부터 내려오는 제어메시지들을 피기백(piggyback)할 수 있는데, 이 제어메시지들은 E-UTRAN 내에서 판독되지 않고 단말 또는 핵심망으로 투명하게(Transparently) 전달된다.

다음으로, 단말이 망으로 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널(Random Access CHannel; 이하 RACH)에 대해서 설명한다. 일반적으로 RACH를 이용하는 목적으로는 단말이 망과 시간 동기를 맞추기 위한 것과 단말이 상향링크로 데이터 전송하는데 사용할 무선자원을 획득하는 것이다.

일 예를 들면, 단말이 전원을 켜서 새로운 셀로 처음 접근하려고 한다. 이 경우에는 일반적으로 단말은 하향링크의 동기를 맞추고, 연결하려는 셀에서의 시스템 정보를 수신한다. 그리고 상기 시스템 정보를 수신한 후에 상기 단말은 RRC 연결을 위해서 연결요청 메시지를 전송한다. 하지만, 상기 단말은 현재 망과의 시간 동기도 맞지 않은 상태이고 또한 상향링크의 무선자원도 확보되지 않은 상태이기 때문에 RACH를 이용한다. 즉, RACH를 이용하여 상기 단말은 망에게 연결요청 메시지 전송을 위한 무선자원을 요청한다. 그리고 해당 무선자원 요청을 받은 기지국은 상기 단말에게 RRC 연결메시지를 전송할 수 있도록 적당한 무선자원을 할당해 준다. 그러면 상기 단말은 상기 무선자원을 통해서 RRC 연결메시지를 망으로 전송할 수 있다.

다른 예를 들면, 단말이 망과의 RRC 연결이 맺어 있다고 가정한다. 이 경우에, 망의 무선자원 스케줄링에 따라서 단말은 무선자원을 할당받게 되고, 이 무선 자원을 통해서 단말의 데이터를 망으로 전송하게 된다. 하지만, 단말의 버퍼에 더 이상 전송할 데이터가 남아 있지 않다면, 망은 상기 단말에게 더 이상의 상향링크의 무선자원을 할당하지 않을 것이다. 왜냐하면, 전송할 데이터가 있지 않은 단말에게 상향링크의 무선자원을 할당하는 것은 비효율적이기 때문이다. 여기서 단말의 버퍼 상태는 주기적 혹은 사건 발생적으로 망으로 보고된다. 상기 상황처럼 무선 자원이 없는 단말의 버퍼에 새로운 데이터가 생기게 되면, 상기 단말에게 할당된 상향링크의 무선자원이 없기 때문에, 상기 단말은 RACH를 이용하게 된다. 즉, RACH를 이용해서 단말은 데이터의 전송에 필요한 무선자원을 망에게 요청하는 것이다.

도 5는 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 전송받은 시스템 정보 또는 페이징 메시지에 포함된 정보를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블(Random Access Preamble)을 기지국으로 전송한다(S100). 단말이 기지국으로 랜덤 액세스를 수행하는 목적은 1) 초기 접속(initial access), 2) 핸드오버(Handover), 3) 무선자원 요청(Scheduling Request), 4) 시간 동기(timing synchronization) 등이 있을 수 있다. 이는 일 예에 불과하고 랜덤 액세스를 수행하는 목적은 시스템에 따라 그 수나 내용이 달라질 수 있다.

기지국은 상기 프리앰블을 수신한 후에, 단말에게 랜덤 액세스 응답(Random Access Response)을 전송한다(S110). 상기 랜덤 액세스 응답은 타이밍 옵셋정보(Time Advance; TA), RRC 연결 요청 메시지의 전송을 위한 상향링크의 무선자원 할당에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.

단말은 랜덤 액세스 응답을 수신한 후에, 상기 응답에 포함된 무선자원 할당에 관한 정보에 따라 상향링크 공유채널(UL-SCH(Shared CHannel))을 통해 무선자원 전송(scheduled transmission) 메시지를 전송한다(S120). 무선자원 전송 메시지는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 포함할 수 있다. 또는 무선자원 전송 메시지는 NAS 메시지가 피기백(piggyback)될 수 있다.

기지국은 무선자원 전송 메시지를 단말로부터 수신한 후에, 충돌 해결(contention resolution) 메시지를 단말로 전송한다(S130). 충돌 해결 메시지는 독립적인 메시지 형태일 수도 있고, RRC 메시지와 합병(merge)된 형태일 수도 있다.

이하에서 본 발명에 따른 데이터 전송 서비스를 위한 무선연결 설정방법에 관하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 예에 따른 RRC 연결 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 단말(UE)은 RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request)를 기지국(eNB)으로 전송한다(S200). RRC 연결 요청 메시지에는 NAS 메시지가 피기백(piggyback)될 수 있다. RRC 연결 요청 메시지는 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층간의 연결을 위해 단말 또는 기지국이 전송하는 메시지를 말한다. 기지국은 RRC 연결 요청 메시지를 수신하여 요구되는 서비스에 대한 QoS 수준을 파악할 수 있다.

기지국은 초기 UE 메시지(Initial UE message)를 MME로 전송하고(S210), RRC 연결 재구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration message)를 단말로 전송 한다(S220). 기지국은 단말의 QoS를 만족시키는데 필요한 데이터 전송용량에 따라 베어러를 설정하기 위한 베어러 설정정보가 포함된 RRC 연결 재구성 메시지를 전송한다. 베어러 설정정보는 RB 및 SRB를 설정하는데 이용되는 정보를 의미한다.

일 실시예에 의하면, 베어러 설정정보는 RB 및 SRB를 설정하는데 필요한 파라미터인 단말 기본정보, 전송채널정보, 및 물리채널정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단말 기본정보는 RRC 상태 지시자(RRC State Indicator)를 포함할 수 있다. 전송채널정보는 상향/하향 전송채널의 수송포맷(Transport Format)정보를 포함할 수 있다. 물리채널정보는 주파수 대역폭 할당정보, 전력제어 및 코딩정보를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 의하면, 베어러 설정정보는 특정한 SRB를 가리키는 SRB인덱스(SRB index) 및 특정한 RB를 가리키는 RB인덱스(RB index)를 포함할 수 있다. 이 경우, 단말과 기지국은 상기 SRB인덱스와 RB인덱스가 가리키는 SRB와 RB를 설정하는데 필요한 파라미터 및 파라미터들의 내용을 모두 알고 있어야 한다. 즉, 단말은 SRB 인덱스와 RB 인덱스만을 수신하여 상기 SRB와 RB의 설정을 위한 파라미터들을 이용하여 SRB와 RB를 설정할 수 있다. 기지국은 SRB와 RB에 필요한 파라미터들을 모두 전송할 필요가 없이 인덱스만을 전송하므로 오버헤드가 줄어든다.

단말은 상기 SRB인덱스와 상기 RB인덱스에 따른 SRB 및 RB를 설정하고(S230), 기지국으로 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 전송한다(S240). 단말은 상기 SRB인덱스와 RB인덱스에 따라 SRB와 RB의 설정에 성공한 경우, 이를 기지국으로 알리는 RRC 연결 재구성 완료 메 시지를 전송한다. 이때 단말은 상기 수신된 베어러 설정정보에 따른 RB의 QoS 관련 파라미터를 변경하거나, MAC 계층에서의 채널 매핑을 변경할 수도 있다. 만약 기지국에서 보낸 무선연결 설정명령을 단말이 수용할 수 없거나, 단말이 물리채널의 설정에 실패하면 RB 재구성 실패(RB Reconfiguration Failure) 메시지를 기지국으로 전송한다.

MME는 기지국으로 초기환경 설정요구(Initial Context Setup Request) 메시지를 전송한다(S250). MME는 기지국으로부터 수신한 초기 UE 메시지에 기초하여, 단말에 적합한 초기환경을 구하고, 상기 초기환경을 제공하기 위한 파라미터들을 포함하는 초기환경 설정요구 메시지를 기지국으로 전송한다.

상기 설정된 RB를 이용하여 기지국은 하향링크 데이터를 전송하고(S260), 단말은 상향링크 데이터를 전송한다(S270).

종래 기술에 따르면, 기지국이 MME로부터 초기환경 설정요구 메시지를 수신한 후에라야 RB를 설정하기 위한 RRC 연결 재구성 메시지를 전송하므로 RB의 설정이 지연된다. RB설정의 지연은 필연적으로 데이터 전송의 지연을 야기한다. 반면, 본 발명에 따르면, 기지국이 RB와 SRB를 동시에 설정하므로 신속한 무선연결이 가능하다.

도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 RRC 연결 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 단말은 RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request)를 기지국으로 전송한다(S300). RRC 연결 요청 메시지에는 NAS 메시지가 피기백(piggyback)될 수 있다. 기지국은 초기 메시지(Initial UE message)를 MME로 전 송하고(S310), RRC 연결 재구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration message)를 단말로 전송한다(S320).

RRC 연결 재구성 메시지는 SRB와 RB를 설정하기 위한 베어러 설정정보를 모두 포함한다. 베어러 설정정보는 SRB와 RB의 설정을 명령하는 명령메시지일 수 있다. 기지국으로부터 상기 명령메시지를 수신한 단말은 디폴트 SRB와 디폴트 RB를 이용하여 무선연결을 설정한다(S330).

디폴트 SRB와 디폴트 RB는 모든 기지국과 단말이 베어러 설정정보를 수신할 경우 공통으로 취할 SRB 및 RB를 말한다. SRB와 디폴트 RB를 이용하여 무선연결을 설정하는 방법을 이하에서 디폴트-설정(default-configuration) 방법이라 한다. 단말과 기지국은 디폴트 SRB와 디폴트 RB를 모두 알고 있어야 한다. 기지국이 단말로 SRB 와 RB의 설정을 명령하는 명령메시지를 전송하면, 단말은 디폴트 SRB와 디폴트 RB를 설정할 수 있다. 디폴트-설정 방법을 이용하면, SRB 또는 RB의 설정을 위한 여러가지 파라미터를 별도로 전송할 필요가 없으므로, 오버헤드가 줄어들 수 있다.

단말은 기지국으로 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 전송한다(S340). MME는 기지국으로 초기환경 설정요구(Initial Context Setup Request) 메시지를 전송한다(S350). MME는 기지국으로부터 수신한 초기 UE 메시지에 기초하여, 단말에 적합한 초기환경을 구하고, 상기 초기환경을 제공하기 위한 파라미터들을 포함하는 초기환경 설정요구 메시지를 기지국으로 전송한다.

MME로부터 초기환경 설정요구 메시지를 수신한 기지국은 이전에 전송한 RB 인덱스에 따른 RB가 단말에 적합한 QoS를 만족하는지를 판단한다(S360). 상기 RB가 상기 QoS를 만족시키면, 기지국은 단말로 별도의 RRC 연결 재구성 메시지를 보내지 않는다. 상기 RB가 상기 QoS를 만족시키지 못하면, 기지국은 다시 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한다(S370). 이때 전송되는 RRC 연결 재구성 메시지는 새로운 RB로의 변경(RB modify)을 위한 파라미터가 포함된 메시지일 수 있으며, NAS 메시지를 포함할 수도 있다.

즉, 본 발명은 SRB와 RB를 미리 설정한 후, 초기환경 설정요구 메시지에 따라 새로운 RB로 변경할지 여부를 결정할 수 있다. 또한 RB의 변경이 수행되는 경우에도 변경된 파라미터만 전송하면 되므로 완성된 RB 설정(complete RB setup)을 수행하는 종래의 기술보다 메시지 크기를 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 예에 따른 RRC 연결 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 단말은 RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request)를 기지국으로 전송한다(S400). RRC 연결 요청 메시지에는 NAS 메시지가 피기백(piggyback)될 수 있다. 기지국은 초기 메시지(Initial UE message)를 MME로 전송하고(S410), RRC 연결 재구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration message)를 단말로 전송한다(S420).

RRC 연결 재구성 메시지는 SRB와 RB를 설정하기 위한 베어러 설정정보를 모두 포함한다. 베어러 설정정보는 SRB와 RB의 설정을 명령하는 명령메시지일 수 있다. 기지국으로부터 상기 명령메시지를 수신한 단말은 선구성(pre-configured) SRB와 선구성 RB를 이용하여 무선연결을 설정한다(S430).

도 7의 디폴트 SRB와 디폴트 RB의 경우, 모든 기지국이 동일한 SRB와 RB에 의해 초기 설정된(initially setup)다. 반면, 도 8의 선구성된 SRB와 선구성된 RB는 기지국별로 선호하는 SRB와 RB가 다를 경우, 기지국별로 다른 SRB와 RB에 의해 초기설정된다. 예를 들어, 제1 기지국은 제1 기지국에 속한 다수의 단말로 제1 SRB와 제1 RB의 설정을 위한 베어러 설정정보를 전송하나, 제2 기지국은 제2 기지국에 속한 다수의 단말로 제2 SRB와 제2 RB의 설정을 위한 베어러 설정정보를 전송할 수 있다.

단말은 기지국으로 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 전송한다(S440). MME는 기지국으로 초기환경 설정요구(Initial Context Setup Request) 메시지를 전송한다(S450). MME는 기지국으로부터 수신한 초기 UE 메시지에 기초하여, 단말에 적합한 초기환경을 구하고, 상기 초기환경을 제공하기 위한 파라미터들을 포함하는 초기환경 설정요구 메시지를 기지국으로 전송한다.

상기 설정된 RB를 이용하여 기지국은 하향링크 데이터를 전송하고(S460), 단말은 상향링크 데이터를 전송한다(S470). 종래 발명에 따르면, 기지국은 SRB와 RB의 설정을 위해 별도의 시그널링(signaling) 메시지를 전송해야 한다. 반면, 본 발명은 SRB와 RB가 하나의 시그널링 메시지에 의해 동시에 설정되므로, 기지국은 초기환경 설정요구 메시지를 기다리지 않고 RB를 미리 설정할 수 있다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 3은 무선 인터페이스 프로토콜의 제어평면을 나타낸 블록도이다.

도 4는 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자평면을 나타낸 블록도이다.

도 5는 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.

Claims

데이터 전송 서비스를 위해 단말이 기지국과 무선연결을 설정하는 방법에 있어서,

베어러(Bearer) 설정을 요청하기 위한 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 전송하는 단계;

상기 RRC 메시지의 전송 서비스를 담당하는 시그널링 무선 베어러(Signaling Radio Bearer)의 설정정보 및 데이터 전송 서비스를 담당하는 무선 베어러의 설정정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하는 단계;

상기 시그널링 무선 베어러의 설정정보에 따라 시그널링 무선 베어러를 설정하고, 상기 무선 베어러의 설정정보에 따라 무선 베어러를 설정하는 단계; 및

상기 시그널링 무선 베어러 및 무선 베어러의 설정완료에 관한 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 무선연결 설정방법.
제 1 항에 있어서,

상기 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 전송한 다음, 상기 무선 베어러를 새로운 무선 베어러로 변경하기 위한 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선연결 설정방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시그널링 베어러 설정정보는 상기 시그널링 무선 베어러를 가리키는 인덱스(index)정보이고, 상기 무선 베어러 설정정보는 상기 무선 베어러를 가리키는 인덱스정보인, 무선연결 설정방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시그널링 무선 베어러는 모든 기지국간에 미리 결정된 디폴트(Default) 시그널링 무선 베어러이고, 상기 무선 베어러는 모든 기지국간에 미리 결정된 디폴트 무선 베어러인, 무선연결 설정방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시그널링 무선 베어러는 기지국간에 서로 달리 결정된 선구성(Pre-Configured) 시그널링 무선 베어러이고, 상기 무선 베어러는 기지국간에 서로 달리 결정된 선구성 무선 베어러인, 무선연결 설정방법.
데이터 전송 서비스를 위해 기지국이 단말과 무선연결을 설정하는 방법 무선연결 설정방법에 있어서,

베어러(Bearer) 설정을 요청하는 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 수신하는 단계;

상기 RRC 메시지의 전송 서비스를 담당하는 시그널링 무선 베어러(Signaling Radio Bearer)의 설정정보 및 데이터 전송 서비스를 담당하는 무선 베어러의 설정 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 전송하는 단계; 및

상기 시그널링 무선 베어러 및 무선 베어러의 설정완료에 관한 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 무선연결 설정방법.
제 6 항에 있어서,

상기 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 수신한 다음, 상기 무선 베어러를 새로운 무선 베어러로 변경하기 위한 RRC 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선연결 설정방법.