KR20110036507A - 무선 통신 시스템상에서 데이터 흐름 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System), LTE 시스템 (Long Term Evolution System) 또는 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서 전송하는 데이터 량을 효과적으로 조절하는 방법을 제공함을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 LTE-A 시스템의 무선 네트워크 노드(network node)인 릴레이 노드(Relay Node; RN)가 혼잡 상황 발생 시 eNB가 전송하는 데이터 량을 조절하여 혼잡 상황을 해결하는 흐름 제어 (Flow Control)에 관한 발명으로서, 특히 상기 릴레이 노드(RN)가 상기 eNB로 데이터 량 조절을 요청할 때 특정 단말 및/또는 특정 무선베어러 단위로 요청할 수 있도록 하여, 각 무선베어러의 상황에 적합하게 흐름 제어를 할 수 있도록 하는 릴레이 노드(Relay Node)의 효과적인 흐름 제어 방법에 관한 것이다.

Description

무선 통신 시스템상에서 데이터 흐름 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING DATA FLOW WITHIN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System), LTE 시스템 (Long Term Evolution System) 또는 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서 전송하는 데이터 량을 효과적으로 조절하는 방법에 관한 것이다.

LTE 시스템은 UMTS 시스템에서 진화한 이동통신 시스템으로서 국제 표준화기구인 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 표준이 제정되었으며, 그 개략적인 시스템 구조는 다음 도 1과 같다.

LTE 시스템 구조는 크게 E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)과 EPC (Evolved Packet Core)로 구분할 수 있다. E-UTRAN은 UE (User Equipment, 단말)와 eNB (Evolved NodeB, 기지국)로 구성되며, UE - eNB 사이를 Uu interface, eNB - eNB 사이를 X2 interface라고 부른다. EPC는 Control-plane 기능을 담당하는 MME (Mobility Management Entity)와 User-plane 기능을 담당하는 S-GW (Serving Gateway)로 구성되는데, eNB - MME 사이를 S1-MME interface, eNB - S-GW 사이를 S1-U interface라고 부르며, 이 둘을 통칭하여 S1 interface라고 부르기도 한다.

무선 구간인 Uu interface에는 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)이 정의되어 있으며, 이는 수평적으로 물리계층 (Physical Layer), 데이터링크계층 (Data Link Layer) 및 네트워크계층 (Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 사용자 데이터 전송을 위한 사용자평면 (User Plane, U-plane)과 제어신호 (Signaling) 전달을 위한 제어평면 (Control Plane, C-plane)으로 구분된다. 이러한 Radio Interface Protocol은 일반적으로 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 도2와 도3과 같이 물리계층인 PHY 을 포함하는 L1 (제1계층), MAC/RLC/PDCP 계층을 포함하는 L2 (제2계층), 그리고 RRC 계층을 포함하는 L3 (제3계층)로 구분될 수 있다. 이들은 UE와 E-UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, Uu interface의 데이터 전송을 담당한다.

상기 도 2와 도3의 무선프로토콜 각 계층에 대한 설명은 다음과 같다.

제1계층인 물리 (Physical; PHY) 계층은 물리채널 (Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스 (Information Transfer Service)를 제공한다. PHY 계층은 상위의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층과 전송채널 (Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 PHY 계층 사이의 데이터가 이동한다. 이때, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용 (Dedicated) 전송채널과 공용 (Common) 전송채널로 나뉜다. 그리고, 서로 다른 PHY 계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 PHY 계층 사이는 무선 자원을 이용한 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면 (Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널 (Control Channel)과 사용자평면 (User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널 (Traffic Channel)로 나뉜다.

제2계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 각각의 무선베어러 (Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS를 보장할 수 있도록 하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Un-acknowledged Mode, 무응답모드), 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 자동 반복 및 요청 (Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능을 수행하고 있다.

제2계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.

제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어 (Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re-configuration) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 여기서 RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 및 제 2계층에 의해 제공되는 논리적 path를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB (Signaling RB)와 DRB (Data RB) 두 가지로 나누어 지는데, SRB는 C-plane에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 U-plane에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

일반적으로, 특정 네트워크 노드 상에서 데이터 흐름의 혼잡 상황이 발생할 경우, 이는 특정 단말 또는 특정 단말의 특정 무선베어러에 의해서 발생하게 된다. 하지만, 종래기술에서는 이러한 고려 없이 일률적으로 상기 특정 네트워크 노드 상의 데이터 흐름을 감소 또는 중단 시킨다. 따라서, 혼잡 상황을 발생시키지 않는 다른 단말이나 다른 무선베어러의 데이터 전송을 불필요하게 중단하는 문제가 발생한다. 즉, 이는 상기 특정 네트워크 노드가 관리하는 여러 단말들 중 특정 단말 또는 특정 단말의 특정 무선베어러에 의해 상기 특정 네트워크 노드의 전체적인 동작이 중단되는 결과를 초래한다.

따라서, 본 발명에서는 보다 효과적으로 데이터 흐름을 조절하는 방법을 제안한다. 특히 본 발명에서는 LTE-A 시스템에서 릴레이 노드 (Relay Node; RN)가 혼잡 상황을 발생시키는 특정 단말 또는 특정 단말의 무선베어러를 찾아내어, 상기 단말 또는 상기 무선베어러에 대해 eNB로 데이터 전송을 중단 또는 감소하도록 요청을 하는, Un interface에서의 UE 또는 UuRB 당 흐름 제어(flow control) 방법을 제안한다.

상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 릴레이 노드(RN)로부터 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드내에서 데이터 흐름 제어를 요청하는 단말의 식별자를 포함하고, 그리고 상기 데이터 흐름 제어 메시지를 수신한 후에 데이터 흐름을 제어하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름은 상기 식별된 단말에 의해 사용되는 적어도 하나의 무선 베어러 (radio bearer; RB)의 데이터 흐름을 조절하여 제어되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 클 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 적을 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 데이터 흐름 혼잡이 발생할 경우에 상기 데이터 흐름이 감소되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 상기 데이터 흐름 혼잡이 해제되었을 경우에 상기 데이터 흐름이 증가되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 릴레이 노드(RN)로부터 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 특정 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)의 식별자 및 상기 특정 무선 베어러를 사용하는 단말의 식별자를 포함하고, 상기 단말의 상기 특정 무선 베어러는 상기 릴레이 노드 안에서 데이트 흐름 제어를 요청하고, 그리고 상기 데이터 흐름 제어 메시지를 수신한 후에 데이터 흐름을 제어하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름은 상기 단말의 상기 특정 무선 베어러의 데이터 흐름을 조절하여 제어되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 클 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 적을 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 데이터 흐름 혼잡이 발생할 경우에 상기 데이터 흐름이 감소되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 상기 데이터 흐름 혼잡이 해제되었을 경우에 상기 데이터 흐름이 증가되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 특정 단말의 데이터 흐름의 조건을 탐지하는 단계와, 그리고 상기 탐지 단계를 바탕으로 상기 DeNB에게 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드 안에서 데이터 흐름 제어를 요청하는 단말의 식별자를 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 단말의 특정 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)의 데이터 흐름의 조건을 탐지하는 단계와, 그리고 상기 탐지 단계를 바탕으로 상기 DeNB에게 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 특정 무선 베어러의 식별자 및 상기 특정 무선 베어러를 사용하는 단말의 식별자를 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

릴레이 노드(RN)에 혼잡 상황이 발생했을 때, 혼잡을 야기한 단말 또는 무선베어러에 대해서만 데이터 전송을 중단 또는 줄이도록 함으로써, 특정 단말 또는 무선베어러의 혼잡으로 인해 전체 릴레이 노드(RN)의 동작이 중단되는 문제를 해결한다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 LTE (Long Term Evolution)의 망 구조이다.
도 2는 종래 및 본 발명이 적용되는 LTE 시스템 무선 프로토콜의 제어평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 3은 종래 및 본 발명이 적용되는 LTE 시스템 무선 프로토콜의 사용자평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 4는 LTE 시스템의 베어러 서비스 (bearer service) 구조를 나타내는 예시도 이다.
도 5는 LTE 시스템에서 Relay Node (RN)의 개념을 나타내는 예시도 이다.
도 6은 LTE 시스템에서 Per-QoS bearer mapping 방법을 나타내는 예시도 이다.
도 7은 LTE 시스템에서 Per-RN flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.
도 8은 LTE 시스템에서 Per-unRB flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.
도 9는 LTE 시스템에서 Per-UE flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.
도 10는 LTE 시스템에서 Per-UuRB flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.

본 발명은 3GPP 통신기술, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템, LTE (Long Term Evolution) 시스템, 또는 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템 통신 장치 및 통신 방법에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 유무선 통신에도 적용될 수도 있다.

본 발명의 기본 개념은 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 릴레이 노드(RN)로부터 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드내에서 데이터 흐름 제어를 요청하는 단말의 식별자를 포함하고, 그리고 상기 데이터 흐름 제어 메시지를 수신한 후에 데이터 흐름을 제어하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름은 상기 식별된 단말에 의해 사용되는 적어도 하나의 무선 베어러 (radio bearer; RB)의 데이터 흐름을 조절하여 제어되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 네트워크를 제안한다.

또한, 본 발명은 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 릴레이 노드(RN)로부터 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 특정 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)의 식별자 및 상기 특정 무선 베어러를 사용하는 단말의 식별자를 포함하고, 상기 단말의 상기 특정 무선 베어러는 상기 릴레이 노드 안에서 데이트 흐름 제어를 요청하고, 그리고 상기 데이터 흐름 제어 메시지를 수신한 후에 데이터 흐름을 제어하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름은 상기 단말의 상기 특정 무선 베어러의 데이터 흐름을 조절하여 제어되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 네트워크를 제안한다.

또한, 본 발명은 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 특정 단말의 데이터 흐름의 조건을 탐지하는 단계와, 그리고 상기 탐지 단계를 바탕으로 상기 DeNB에게 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드 안에서 데이터 흐름 제어를 요청하는 단말의 식별자를 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 네트워크를 제안한다.

또한, 본 발명은 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 단말의 특정 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)의 데이터 흐름의 조건을 탐지하는 단계와, 그리고 상기 탐지 단계를 바탕으로 상기 DeNB에게 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 특정 무선 베어러의 식별자 및 상기 특정 무선 베어러를 사용하는 단말의 식별자를 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 네트워크를 제안한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

먼저 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)에 대해 설명한다. 도 4는 LTE 시스템의 베어러 서비스 (bearer service) 구조를 나타내는 예시도 이다.

일반적으로, 무선 베어러(RB)는 사용자의 서비스를 지원하기 위해 Uu interface에서 제공되는 베어러인데, 3GPP에서는 이와 같이 각 인터페이스(interface)마다 각각의 베어러(bearer)를 정의해 놓고 인터페이스(interface) 간에 독립성을 보장하고 있다. 구체적으로 LTE 시스템이 제공하는 bearer를 총칭하여 EPS (Evolved Packet System) bearer라고 하며, 이는 각 interface 별로 상기 도 4와 같이 Radio Bearer, S1 Bearer 등으로 나누어 진다.

상기 도 4에서 P-GW (Packet Gateway)는 LTE 망과 타 망 사이를 연결해주는 네트워크 노드(network node)로서, LTE 시스템이 제공하는 EPS bearer는 UE와 P-GW 사이에 정의된다. 상기 EPS bearer는 상기 LTE 시스템의 각 노드(node) 사이에 더욱 세분화되어 UE와 eNB간 사이는 무선 베어러 (Radio Bearer), eNB와 S-GW간 사이는 S1 Bearer, 그리고 EPC 내부의 S-GW 와 P-GW 사이는 S5/S8 Bearer로 정의된다. 여기서, 각각의 베어러(bearer)는 QoS (Quality of Service, 서비스품질)를 통해 정의되는데, 이 때 상기 QoS에는 data rate, error rate, delay 등이 포함된다. 따라서, 상기 LTE 시스템이 전체적으로 제공해야 하는 QoS가 EPS bearer로 정의되고 나면, 각 인터페이스 마다 각각의 QoS가 정해지고, 각 인터페이스(interface)는 자신이 제공해야 하는 QoS에 맞춰 베어러(bearer)를 설정하는 것이다. 각 인터페이스의 베어러는 전체 EPS bearer의 QoS를 구간별로 나누어 제공하는 것이기 때문에, EPS bearer와 다른 Radio Bearer, S1 Bearer 등은 모두 일대 일의 관계에 있다.

이하 LTE-A 시스템에 대해 설명한다.

LTE-A (Long-Term Evolution Advanced) 시스템은 LTE 시스템을 ITU-R (International Telecommunication Union ? Radiocommunication sector, 국제전기통신연합 - 무선통신부문) 에서 권고하는 4세대 이동통신 조건인 IMT-Advanced 조건에 맞도록 발전시킨 시스템으로서, 현재 LTE 시스템 표준을 개발한 3GPP에서는 LTE-A 시스템 표준 개발이 한창 진행 중이다.

LTE-A 시스템에서 새롭게 추가되는 대표적인 기술로는, 사용 대역폭을 확장하고 또한 유연(flexible)하게 사용할 수 있도록 하는 Carrier Aggregation (CA) 기술과, coverage를 높이고 group mobility를 지원하며 사용자 중심의 네트워크 배치를 가능하게 하는 릴레이 (Relay) 기술을 들 수 있다.

도 5는 LTE 시스템에서 Relay Node (RN)의 개념을 나타내는 예시도 이다.

상기 릴레이(Relay) 기술이란 UE (User Equipment, 단말)와 eNB (Evolved Node B, 기지국) 사이의 데이터를 중개하는 기술로서, LTE 시스템에서 UE와 eNB의 거리가 먼 경우 원활하게 통신이 이루어지지 않기 때문에 이를 보완하는 방법으로 새롭게 LTE-A 시스템에서 도입되었다. 이러한 릴레이(Relay) 역할을 수행하도록 하기 위해 릴레이 노드 (Relay Node; RN)라는 새로운 네트워크 노드 (network node)를 UE와 eNB 사이에 도입하였으며, 이 때 RN을 관리하는 eNB를 Donor eNB (DeNB)라고 부른다. 또한, 상기 릴레이 노드(RN)으로 인해 새롭게 생성된 RN과 DeNB 사이의 인터페이스(interface)를 Un interface라고 정의하여 UE와 network node 사이의 인터페이스인 Uu interface와 구분하기로 하였다.

상기 릴레이 노드(RN)는 DeNB를 대신하여 상기 UE를 관리하는 역할을 한다. 즉, 상기 UE의 입장에서는 상기 릴레이 노드(RN)가 DeNB로 보이게 되며, 따라서 상기 UE 와 RN 사이의 Uu 인터페이스에서는 종래 LTE 시스템에서 사용하던 Uu interface protocol인 MAC/RLC/PDCP/RRC를 그대로 사용한다.

상기 DeNB의 입장에서 상기 릴레이 노드(RN)는 상황에 따라 UE로도 보이고 eNB로도 보인다. 즉, 상기 릴레이 노드(RN)가 처음 DeNB에 접속할 때는 상기 DeNB가 상기 릴레이 노드(RN)의 존재를 모르기 때문에 UE처럼 랜덤 액세스(random access)를 통해 접속을 하며, 일단 상기 릴레이 노드(RN)가 상기 DeNB에 접속한 이후에는 자신과 연결된 UE를 관리하는 eNB처럼 동작하는 것이다. 따라서, Un interface protocol은 Uu interface protocol의 기능과 함께 네트워크 프로토콜(network protocol)의 기능도 추가된 형태로 정의되어야 한다. 현재 3GPP에서는 Un protocol에 대해 MAC/RLC/PDCP/RRC와 같은 Uu protocol을 근간으로 각 프로토콜 계층(protocol layer)에 어떤 기능이 추가 또는 변경되어야 하는지 논의 중에 있다.

상기 릴레이 노드(RN)는 단말과의 사이에 설정된 UuRB와 DeNB와의 사이에 설정된 UnRB를 서비스 품질(Quality of Service; QoS)에 따라 매핑(mapping) 시키는 역할을 한다. 즉, QoS가 같거나 비슷한 UuRB들을 하나의 UnRB를 통해 전송함으로써, Un interface에서의 무선 베어러(RB)를 효과적으로 관리한다. 이러한 방법을 per-QoS mapping 또는 per-QCI (QoS Class Identifier) mapping이라고 한다.

도 6은 LTE 시스템에서 이러한 Per-QoS bearer mapping 방법을 나타내는 예시도 이다.

하나의 UnRB는 하나의 QoS를 보장하기 때문에, UE와 RN 사이에 설정되는 RB들은 UE와 관계없이 QoS의 특성에 따라 특정한 UnRB에 mapping 된다. 즉, 여러 개의 RB가 multiplexing되어 하나의 UnRB로 전송되기 때문에, UnRB를 통해 전송되는 데이터에는 단말을 식별하는 UE ID (예를 들어 C-RNTI)와 한 단말에 있어서 RB를 식별하는 RB ID가 모두 포함된다. 이 때, UE ID 및 RB ID는 GTP-ID로 대체 가능하다.

상기 릴레이 노드(RN)는 Un interface에 대해서 흐름 제어(flow control)를 적용할 수 있다. 일반적으로, LTE-A 시스템에서는 릴레이 노드(RN)의 도입으로 인해 무선 구간이 Uu 및 Un interface 두 구간이 존재하게 되고, 특히 eNB는 단말과 RN 사이의 혼잡 상황에 대해서는 알 수가 없게 되었다. 상기 eNB가 단말과 RN 사이의 혼잡 상황을 알 수 없으면 다음과 같은 문제가 하향 링크에서 발생할 수 있다. 즉, 만약 Uu interface가 혼잡한 상황에 상기 eNB가 많은 양의 데이터를 상기 릴레이 노드(RN)에게 전송하면 상기 릴레이 노드(RN)의 버퍼(buffer)에 과부화(overflow)가 발생하고 따라서 일부 데이터가 상기 릴레이 노드(RN) 내에서 폐기된다. 반대로 Uu interface가 혼잡하지 않은 상황에서 상기 eNB가 적은 양의 데이터를 상기 릴레이 노드(RN)에게 전송하면 상기 릴레이 노드(RN)의 버퍼(buffer)는 비어 있게 되고 이는 결국 Uu interface의 무선 자원을 낭비하는 결과를 초래한다. 따라서, 상기 릴레이 노드(RN)는 상기 eNB로 흐름 제어(flow control) 요청을 하여 상기 eNB가 상기 릴레이 노드(RN)로 전송하는 데이터 양을 조절할 수 있다.

상기 릴레이 노드(RN)가 상기 eNB로 흐름 제어 (flow control)를 요청할 때, 상기 릴레이 노드(RN)의 전체적인 혼잡 상황을 알려주거나 각 UnRB 마다의 혼잡 상황을 알려줄 수 있다. 만약 상기 릴레이 노드(RN) 전체의 혼잡 상황을 알려주는 경우라면, 상기 eNB는 상기 릴레이 노드(RN)로 전송되는 모든 UnRB들의 데이터 양을 줄일 수 있다. 그리고, 만약 UnRB 마다의 혼잡 상황을 알려주는 경우라면, 상기 eNB는 흐름 제어(flow control)를 요청한 UnRB에 대해서만 전송하는 데이터 양을 줄일 수 있다.

도 7은 LTE 시스템에서 Per-RN flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.

상기 도 7에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(RN)는 자신이 처리할 수 있는 데이터의 양이 일정수준이 넘어서면, 즉 자신의 릴레이 노드에서 혼잡상황이 발생시에, DeNB로 흐름 제어 메시지 (Flow Control message)를 전송하여 상기 릴레이 노드에 포함된 모든 UnRB들에 대한 데이터 전송을 중단하거나 전송 량을 줄이도록 요청할 수 있다. 이 때, 상기 혼잡 제어 메시지에는 상기 릴레이 노드에서 발생되는 전체적인 혼잡 상황이 포함될 수 있다.

도 8은 LTE 시스템에서 Per-unRB flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(RN)는 자신이 처리 하는 데이터 중에 특정 UnRB 의 데이터의 양이 일정수준이 넘어서면, DeNB로 흐름 제어 메시지 (Flow Control message)를 전송하여 상기 특정 UnRB들에 대한 데이터 전송을 중단하거나 전송 량을 줄이도록 요청한다. 이 때, 상기 혼잡 제어 메시지에는 상기 릴레이 노드에서 발생되는 각 UnRB 마다의 혼잡 상황이 포함될 수 있다.

여기서, 상기 릴레이 노드(RN)가 상기 eNB로 흐름 제어(flow control)를 요청할 때에는, 전송의 중단 또는 재개를 요청하는 On/Off 흐름 제어(flow control) 방법과 정해진 데이터 양 만큼 전송을 요청하는 Data size based flow control 방법 등이 사용될 수 있다.

앞서 전술한 바와 같이, 일반적으로 하나의 UnRB에는 QoS가 같거나 비슷한 여러 UuRB가 multiplexing되어 전송된다. 그런데, 릴레이 노드(RN)의 혼잡 상황은 특정 단말 또는 특정 단말의 특정 무선베어러에 의해서 발생되는데, 상기 릴레이 노드(RN) 또는 UnRB 단위로 흐름 제어(flow control)를 하게 되면, 혼잡 상황을 발생시키지 않는 다른 단말이나 다른 무선베어러의 데이터 전송을 불필요하게 중단하는 문제가 발생한다. 이는 상기 릴레이 노드(RN)가 관리하는 여러 단말들 중 특정 단말 또는 특정 단말의 특정 무선베어러에 의해 상기 릴레이 노드(RN)의 전체적인 동작이 중단되는 결과를 초래한다.

따라서, 본 발명에서는 릴레이 노드(RN)에서 혼잡 상황이 발생할 때, 상기 릴레이 노드(RN)는 혼잡 상황을 발생시키는 특정 단말 또는 특정 단말의 무선베어러를 찾아내어, 상기 단말 또는 상기 무선베어러에 대해 eNB로 데이터 전송을 중단 또는 감소하도록 요청을 하는, Un interface에서의 UE 또는 UuRB 당 흐름 제어(flow control) 방법을 제안한다.

도 9는 LTE 시스템에서 Per-UE flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.

상기 도 9에 도시된 바와 같이, 릴레이 노드(RN)는 특정 단말에 대해 단말로 전송 대기 중인 전체 데이터 양을 관리하다가, 그 양이 일정 수준이 넘어서면 상기 단말로의 데이터 전송에 혼잡 상황이 발생했다고 판단하고, DeNB로 혼잡 제어 메시지 (Flow Control message)를 전송하여 상기 단말에 속하는 무선베어러의 데이터 전송을 중단하거나 전송 량을 줄이도록 요청한다. 이 때, 상기 혼잡 제어 메시지에는 혼잡이 발생한 단말의 식별자가 포함될 수 있다. 상기 릴레이 노드(RN)로부터 상기 혼잡 제어 메시지를 수신한 상기 DeNB는, 상기 단말 식별자로부터 혼잡이 발생한 단말을 식별하고, 상기 단말에 속하는 무선베어러들을 파악한 후, 상기 단말에 속하는 무선베어러들을 통한 데이터 전송을 중단하거나 데이터 양을 줄일 수 있다. 이후 상기 릴레이 노드(RN)는 상기 단말로 전송 대기 중인 데이터 양이 일정 수준 이하로 내려가게 되면 혼잡 상황이 해소되었다고 판단하고, 상기 DeNB로 전송 재개 메시지를 전송하여 상기 단말에 속하는 무선베어러의 데이터 전송을 재개하거나 전송 량을 늘리도록 요청할 수 있다. 이 때, 상기 전송 재개 메시지에는 혼잡 상황이 해소된 단말의 식별자가 포함될 수 있다.

도 10는 LTE 시스템에서 Per-UuRB flow control 방법을 나타내는 예시도 이다.

상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 릴레이 노드(RN)는 단말의 무선베어러 별로 전송 대기 중인 데이터 양을 관리하다가, 그 양이 일정 수준이 넘어서면 상기 단말로의 데이터 전송에 혼잡 상황이 발생했다고 판단하고, DeNB로 혼잡 제어 메시지 (Flow Control message)를 전송하여 상기 단말 무선베어러의 데이터 전송을 중단하거나 전송 량을 줄이도록 요청한다. 이 때, 상기 혼잡 제어 메시지에는 혼잡이 발생한 무선베어러 및 상기 무선베어러가 속한 단말의 식별자가 포함된다. 상기 릴레이 노드(RN)로부터 상기 혼잡 제어 메시지를 수신한 상기 DeNB는, 무선베어러 및 단말 식별자로부터 혼잡이 발생한 단말 무선베어러를 식별하고, 상기 단말 무선베어러를 통한 데이터 전송을 중단하거나 데이터 양을 줄일 수 있다. 이후 상기 릴레이 노드(RN)는 상기 단말 무선베어러로 전송 대기 중인 데이터 양이 일정 수준 이하로 내려가게 되면 혼잡 상황이 해소되었다고 판단하고, 상기 DeNB로 전송 재개 메시지를 전송하여 상기 단말 무선베어러의 데이터 전송을 재개하거나 전송 량을 늘리도록 요청할 수 있다. 이 때, 상기 전송 재개 메시지에는 혼잡 상황이 해소된 무선베어러 및 상기 무선베어러가 속한 단말의 식별자가 포함될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 단말을 설명한다.

본 발명에 따른 단말은 무선상에서 데이터를 서로 주고 받을 수 있는 서비스를 이용할 수 있는 모든 형태의 단말을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단말은 무선 통신 서비스를 이용할 수 있는 이동통신 단말기(예를 들면, 사용자 장치(UE), 휴대폰, 셀룰라폰, DMB폰, DVB-H폰, PDA 폰, 그리고 PTT폰 등등)와, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 디지털 TV와, GPS 네비게이션와, 휴대용 게임기와, MP3와 그 외 가전 제품 등등을 포함하는 포괄적인 의미이다.

본 발명에 따른 단말은, 본 발명이 예시하고 있는 효율적인 시스템 정보 수신을 위한 기능 및 동작을 수행하는데 필요한 기본적인 하드웨어 구성(송수신부, 처리부 또는 제어부, 저장부등)을 포함할 수도 있다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국의 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

1. 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서,
   상기 릴레이 노드(RN)로부터 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드내에서 데이터 흐름 제어를 요청하는 단말의 식별자를 포함하고, 그리고
   상기 데이터 흐름 제어 메시지를 수신한 후에 데이터 흐름을 제어하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름은 상기 식별된 단말에 의해 사용되는 적어도 하나의 무선 베어러 (radio bearer; RB)의 데이터 흐름을 조절하여 제어되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 클 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 적을 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 만약 데이터 흐름 혼잡이 발생할 경우에 상기 데이터 흐름이 감소되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 만약 상기 데이터 흐름 혼잡이 해제되었을 경우에 상기 데이터 흐름이 증가되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
6. 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서,
   상기 릴레이 노드(RN)로부터 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 수신하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 특정 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)의 식별자 및 상기 특정 무선 베어러를 사용하는 단말의 식별자를 포함하고, 상기 단말의 상기 특정 무선 베어러는 상기 릴레이 노드 안에서 데이트 흐름 제어를 요청하고, 그리고
   상기 데이터 흐름 제어 메시지를 수신한 후에 데이터 흐름을 제어하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름은 상기 단말의 상기 특정 무선 베어러의 데이터 흐름을 조절하여 제어되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 클 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
8. 제 6항에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드에 의해서 처리되는 데이터의 총량이 기준보다 적을 때에 상기 릴레이 노드에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
9. 제 6항에 있어서, 만약 데이터 흐름 혼잡이 발생할 경우에 상기 데이터 흐름이 감소되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
10. 제 7항에 있어서, 만약 상기 데이터 흐름 혼잡이 해제되었을 경우에 상기 데이터 흐름이 증가되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
11. 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서,
    특정 단말의 데이터 흐름의 조건을 탐지하는 단계와, 그리고
    상기 탐지 단계를 바탕으로 상기 DeNB에게 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 릴레이 노드 안에서 데이터 흐름 제어를 요청하는 단말의 식별자를 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.
12. 단말, 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 및 Doner eNB (DeNB)를 구비하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 제공하는 방법으로서,
    상기 단말의 특정 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)의 데이터 흐름의 조건을 탐지하는 단계와, 그리고
    상기 탐지 단계를 바탕으로 상기 DeNB에게 데이터 흐름 제어 메시지 (data flow control message)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 데이터 흐름 제어 메시지는 상기 특정 무선 베어러의 식별자 및 상기 특정 무선 베어러를 사용하는 단말의 식별자를 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터 제공하는 방법.

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