KR20110118703A - 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드를 사용하는 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) 및 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서 무선 network node인 Relay Node (RN)가 유선 network node인 Donor eNB (DeNB)에 연결될 때, 사용자 데이터를 단말과 주고 받는 과정에서, 상기 데이터의 전송오류를 막고 동시에 보안을 유지하는 방식 및 상기 RN의 DeNB로의 접속과 단말(UE)의 RN으로의 접속을 제어하는 방식을 제공함을 목적으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 릴레이 노드를 사용하는 방법{METHOD OF UTILIZING A RELAY NODE IN 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) 및 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서, 무선 network node인 Relay Node (RN)가 유선 network node인 Donor eNB (DeNB)에 연결될 때, 사용자 데이터를 단말과 주고 받는 과정에서, 상기 데이터의 전송오류를 막고 동시에 보안을 유지하는 방법 및 상기 RN의 DeNB로의 접속과 상기 단말의 상기RN으로의 접속을 제어하는 방법에 관한 것이다.

먼저, 상기 LTE 시스템은 UMTS 시스템에서 진화한 이동통신 시스템으로서 국제 표준화기구인 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 표준이 제정되었다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 LTE 시스템의 망 구조이다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 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.

도 2 및 도 3은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 LTE 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 제어평면 및 사용자 평면 구조를 나타낸 예시도 이다.

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, 기지국은 단말에게 전달할 데이터가 있는 경우, 상기 데이터를 상기 단말에게 전송한 후, 상기 단말로부터의 수신확인을 기다린다. 상기 단말이 성공적으로 데이터를 수신했음을 알려오면, 상기 기지국은 상기 데이터를 자신의 버퍼에서 지운다. 그러나, 상기 단말이 성공적으로 데이터를 수신하지 못하였다고 알려오면, 상기 기지국은 상기 데이터를 재전송하게 된다.

그런데 릴레이 노드(relay node; RN) 도입은 상기 기지국과 단말의 직접적인 데이터송수신을 어렵게 한다. 즉, 상기 기지국이 상기 데이터를 상기 Relay node에 성공적으로 전달하였다고 하더라도, 그 데이터가 성공적으로 상기 Relay node로부터 상기 단말(UE)로 전달되었는지의 여부를 상기 기지국은 알 수 없다. 마찬가지로, 단말의 입장에서, 상기 단말이 상기 데이터를 상기 Relay node에 성공적으로 전달하였다고 하더라도, 그 데이터 블록이 성공적으로 상기 Relay node로부터 상기 기지국으로 전달되었는지의 여부를 상기 단말은 알 수 없다.

일반적으로, 이동통신 시스템 상에서 각 단말은 계속적으로 위치를 옮겨가는 가능성을 가지고 있다. 예를 들어, 데이터 블록 1,2,3이 성공적으로 상기 기지국으로부터 상기 Relay node에게 전달된 경우, 상기 기지국은 데이터 블록 1,2,3을 자신의 버퍼에서 지울 수 있다. 이후, 상기 Relay node는 상기 데이터 블록 1,2,3를 단말에게 전송하기 시작할 것이다. 이 상황에서, 상기 Relay node가 상기 데이터 블록을 상기 단말에게 전송하는 도중에, 상기 단말이 새로운 지역으로 이동하는 것이 발생할 수 있다. 이와 같이, 상기 단말이 상기 접속된 Relay node를 벗어날 경우, 상기 Relay node가 상기 기지국으로부터 수신한 데이터 블록 중에서 상기 단말에게 성공적으로 전달되지 못하는 데이터 블록이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 모든 기지국(eNB)가 RN을 지원하는 것은 아니다. 예를 들어, Rel-8 eNB는 RN을 지원하지 못한다. 이 경우, RN은 Donor eNB (DeNB )로의 접속을 시도해서는 안 된다. 만약 RN을 지원하지 않는 eNB에 RN이 접속할 경우, 상기 RN 자신이 생성한 데이터는 상기 eNB가 처리하여 전달해 줄 수 있으나, 상기 RN에 접속된 단말이 생성한 데이터는 상기 eNB가 처리하지 못한다. 이 경우, 상기 RN에 접속된 단말은 무선자원 및 배터리만 낭비하게 되고, 아무런 서비스도 제공받지 못하게 된다.

또한 Un 인터페이스상에서 RN으로 할당된 무선 자원의 양이 제한되어 있을 경우, 추가적인 단말의 RN으로의 접속이 발생하면, 상기 단말로의 무선 할당 양이 제한되어, 상기 단말이 서비스를 제대로 제공받지 못하거나 혹은 상기 단말의 우선 순위가 높다면 다른 단말이 서비스를 제대로 제공받지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서, 상기 RN도 무작정 상기 단말들로부터의 접속을 허락할 수는 없고, 이를 조절하는 적절한 제어 방법이 필요하다.

따라서, 본 발명에서는 LTE-A 시스템에서 RN과 단말이 효과적인 데이터 블록을 주고 받는 방법 및 효과적인 접속 제어방법을 제시하고자 한다.

본 발명은 LTE-A 시스템에서 Relay Node의 도입으로 인해 단말이 생성한 데이터가 무선망을 거쳐서 유선망의 끝단인 DeNB까지 전달되는 과정에서, 데이터 블록의 손실을 줄이고 데이터의 전송 품질을 보장하는 효과가 있다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 LTE 시스템의 망 구조이다.
도 2는 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 LTE 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 제어평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 3은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 LTE 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 사용자평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 4는 LTE 시스템의 베어러 서비스(bearer service) 구조를 나타내는 예시도 이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 LTE-A 시스템에서 릴레이 노드(Relay Node; RN)를 나타내는 예시도 이다.
도 6은 하향 방향의 데이터를 수신하는 방법을 나타내는 예시도 이다.
도 7은 RN에 접속된 단말을 포함한 전체 프로토콜 구조를 나타내는 예시도 이다.
도 8은 PDCP entity의 구조를 나타내는 예시도 이다.
도 9는 PDCP STATUS PDU의 구조를 나타내는 예시도 이다.
도 10은 본 발명이 따라 RN 사용시에 데이트의 전송오류를 방지하며 데이터를 송수신하는 동작을 나타내는 예시도 이다.
도 11은 본 발명이 따라 RN 사용시에 보안을 유지하며 데이터를 송수신하는 동작을 나타내는 예시도 이다.
도 12는 본 발명이 따라 RN의 DeNB로의 접속과 단말(UE)의 RN으로의 접속을 제어하는 동작을 나타내는 예시도 이다.
도 13은 본 발명이 따라 RN의 DeNB로의 접속과 단말(UE)의 RN으로의 접속을 제어하는 동작을 나타내는 또 다른 예시도 이다.

본 발명은 3GPP 통신기술, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템 또는 LTE (Long Term Evolution) 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.

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

먼저, LTE 시스템의 베어러 서비스(bearer service) 구조에 대해 설명한다. 도 4는 LTE 시스템의 베어러 서비스(bearer service) 구조를 나타내는 예시도 이다. 일반적으로, Radio Bearer는 사용자의 서비스를 지원하기 위해 Uu interface에서 제공되는 bearer인데, 3GPP에서는 이와 같이 각 interface마다 각각의 bearer를 정의해 놓고 interface 간에 독립성을 보장하고 있다. 구체적으로 LTE 시스템이 제공하는 bearer를 총칭하여 EPS (Evolved Packet System) bearer라고 하며, 이는 각 interface 별로 상기 도 4에 도시된 바와 같이 Radio Bearer, S1 Bearer 등으로 나누어 진다.

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

이하 LTE-A(Long-Term Evolution Advanced)시스템에 대해 설명한다. 상기 LTE-A 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 flexible하게 사용할 수 있도록 하는 Carrier Aggregation 기술과, coverage를 높이고 group mobility를 지원하며 사용자 중심의 네트워크 배치를 가능하게 하는 Relay 기술을 들 수 있다.

여기서, Relay란 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 Relay 역할을 수행하도록 하기 위해 Relay Node (RN)라는 새로운 network node를 UE와 eNB 사이에 도입하였으며, 이 때 RN을 관리하는 eNB를 Donor eNB (DeNB)라고 부른다. 또한, RN으로 인해 새롭게 생성된 RN ? DeNB 사이의 interface를 Un interface라고 정의하여 UE와 network node 사이의 interface인 Uu interface와 구분하기로 하였다. 도 5는 이러한 Relay Node의 개념과 Un interface를 보여주고 있다.

여기서, 상기 RN은 상기 DeNB를 대신하여 UE를 관리하는 역할을 한다. 즉, 단말(UE)의 입장에서는 상기 RN이 DeNB로 보이게 되며, 따라서 UE ? RN 사이의 Uu interface에서는 종래 LTE 시스템에서 사용하던 Uu interface protocol인 MAC/RLC/PDCP/RRC를 그대로 사용한다.

DeNB의 입장에서 상기 RN은 상황에 따라 단말(UE)로도 보이고 eNB로도 보인다. 즉, 상기 RN이 처음 상기 DeNB에 접속할 때는 DeNB가 상기 RN의 존재를 모르기 때문에 단말(UE)처럼 random access를 통해 접속을 하며, 일단 상기 RN이 상기 DeNB에 접속한 이후에는 자신과 연결된 단말을 관리하는 eNB처럼 동작하는 것이다. 따라서, Un interface protocol은 Uu interface protocol의 기능과 함께 network protocol의 기능도 추가된 형태로 정의되어야 한다. 현재 3GPP에서는 Un protocol에 대해 MAC/RLC/PDCP/RRC와 같은 Uu protocol을 근간으로 각 protocol layer에 어떤 기능이 추가 또는 변경되어야 하는지 논의 중에 있다.

다음은 LTE 시스템에서 단말이 하향 방향의 데이터를 수신하는 방법을 설명한다. 도 6은 하향 방향의 데이터를 수신하는 방법을 나타내는 예시도 이다.

상기 도 6에 도시된 바와 같이, 하향 방향에 있어서 물리 채널은 크게 두 가지로 나뉘어 지며, 이는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)와 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이다. 여기서, 상기 PDCCH는 사용자 데이터의 전송과는 직접 관련이 없고, 물리채널을 운용하는데 있어서 필요한 제어정보가 전송된다. 가장 간단하게 설명하자면, 상기 PDCCH는 다른 물리채널들의 제어에 사용된다고도 할 수 있다. 특히, 상기 PDCCH는 단말이 상기 PDSCH를 수신하는 데 있어서 필요한 정보의 전송에 이용된다. 어느 특정 시점에, 어떤 특정 주파수대역을 이용하여 전송되는 데이터가, 어떤 단말을 위한 것인지, 어떤 크기의 데이터가 전송되는지 등등의 정보가 상기 PDCCH를 통해서 전송된다. 따라서 각 단말은 특정 TTI(Time Transmission Interval)에서 상기 PDCCH를 수신하고, 상기 PDCCH를 통해서, 자신 수신해야 할 데이터 전송되는지의 여부를 확인하고, 만약 자신이 수신해야 하는 데이터가 전송됨을 알려올 경우, 상기 PDCCH에서 지시하는 주파수 등의 정보를 이용하여, 상기 PDSCH를 추가로 수신한다. 상기 PDSCH의 데이터가 어떠한 단말(하나 또는 복수의 단말들)에게 전송되는 것이며, 또한 상기 단말들이 어떻게 PDSCH데이터를 수신하고 디코딩을 해야 되는지에 대한 정보 등은 물리채널 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel)에 포함되어 전송된다고 할 수 있다.

예를 들면, 특정 서브프레임에서, A라는 무선자원정보(예를 들면, 주파수 위치)와 B라는 전송형식정보(예를 들면, 전송 블록 사이즈, 모듈레이션과 코딩 정보 등)가 C라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC masking되어서 PDCCH를 통해서 전송된다고 가정하자. 해당 셀에 있는 하나 또는 둘 이상의 단말들은 자신이 가지고 있는 RNTI정보를 이용하여 상기 PDCCH를 모니터링 하게 되는데, 상기의 가정에서는, C라는 RNTI를 가지고 단말에서는, 상기 PDCCH를 디코딩 하였을 때 CRC에러가 발생하지 않게 된다. 따라서 상기 단말은, 상기 B라는 전송형식정보와 A라는 무선자원정보를 이용하여, PDSCH를 디코딩하여 데이터를 수신하게 된다. 반면에, 상기의 가정에서는, C라는 RNTI를 가지고 있지 않은 단말에서는, 상기 PDCCH를 디코딩 하였을 때 CRC에러가 발생하게 된다. 따라서 상기 단말은, PDSCH를 수신하지 않는다.

상기 과정에서 각 PDCCH를 통하여, 어떤 단말들에게 무선 자원이 할당되었는지를 알려주기 위해서, RNTI(Radio Network Temporary Identifier)가 전송되는데, 이 RNTI에는 전용(Dedicated) RNTI와 공용(Common) RNTI가 있다. 전용 RNTI는 하나의 단말에게 할당되며, 상기 단말에 해당되는 데이터의 송수신에 사용된다. 상기 전용 RNTI는 기지국에 정보가 등록되어 있는 단말에게만 할당된다. 이와는 반대로 공용 RNTI는, 기지국에 정보가 등록되지 않아서 전용 RNTI를 할당 받지 못한 단말들이 기지국과 데이터를 주고 받는 경우, 혹은 시스템정보같이 복수의 단말들에게 공통적으로 적용되는 정보의 전송에 사용된다.

이하 단말의 RRC 휴지(RRC_IDLE) 상태에 대하여 상술한다. RRC 휴지(RRC_IDLE) 상태인 단말은 항상 적절한 품질의 셀을 선택하여 이 셀을 통해 서비스를 제공받기 위한 준비를 하고 있어야 한다. 예를 들어, 전원이 막 켜진 단말은 네트워크에 등록을 하기 위해 적절한 품질의 셀을 선택해야 한다. RRC 연결(RRC_CONNECTED) 상태에 있던 상기 단말이 RRC_IDLE에 진입하면, 상기 단말은 RRC_IDLE에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC_IDLE 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택 (Cell Selection)이라고 한다.

이하 단말이 셀을 선택하는 방법에 대하여 상술한다. 단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN을 검색하고 서비스를 받을 수 있는 적절한 PLMN을 선택한다. 이어, 선택한 PLMN이 제공하는 셀들 중에서 상기 단말이 적절한 서비스를 제공받을 수 있는 신호 품질과 특성을 가진 셀을 선택한다. 여기서, 셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다. 먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 다음은 저장된 정보를 활용하는 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 무선 채널에 대해 상기 단말에 저장되어 있는 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀 선택을 한다. 따라서 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾지 못하면, 상기 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.

이하 단말이 셀을 재 선택하는 방법에 대하여 상술한다. 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재 선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재 선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다. 무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재 선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.

상기 도 7은 RN에 접속된 단말을 고려한 전체 구조를 보여주고 있다. 단말에서 생성된 IP packet은 상기 단말의 PDCP/RLC/MAC/PHY를 거쳐서, 상기 RN의 Uu interface쪽의 PHY/MAC/RLC/PDCP를 거쳐서 상기 RN의 상위 단으로 전달된다. 그리고 상기 RN은 상기 단말로부터 수신된 IP Packet에 GTP-u/UDP/IP를 추가적으로 붙이고, 이를 Un인터페이스 쪽의 PDCP/RLC/MAC/PHY를 거쳐서, DeNB로 전달한다. 여기서 상기 RN이 추가적으로 붙인 IP/UDP는 상기 DeNB가 상기 단말로부터 수신한 IP packet을 상기 단말에 해당하는 S-GW/P-GW에게 적절하게 전달하기 위해서 사용된다. 상기 GTP-u 헤더는 같은 IP/UDP를 사용하는 패킷들중에서 실제 상기 단말이 생성했거나, 또는 상기 단말로 전달되어야 하는 IP패킷들을 구분하기 위해서 사용된다.

이하 RLC계층에 대해 좀더 구체적으로 살펴보기로 한다. RLC 계층에는 앞서 말한 바와 같이 TM, UM 및 AM의 세가지 모드가 있는데, TM의 경우에는 RLC에서 수행하는 기능이 거의 없으므로 여기서는 UM 과 AM에 대해서만 살펴보기로 한다.

UM RLC는 각 PDU마다 일련번호(Sequence Number; 이하 SN이라 약칭함)를 포함한 PDU 헤더를 붙여 보냄으로써, 수시 측으로 하여금 어떤 PDU가 전송 중 소실되었는가를 알 수 있게 한다. 이와 같은 기능으로 인해 UM RLC는 주로 사용자평면에서는 방송/멀티캐스트 데이터의 전송이나 패킷 서비스 영역(Packet Service domain; 이하 PS domain으로 약칭함)의 음성(예: VoIP)이나 스트리밍 같은 실시간 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 제어평면에서는 셀 내의 특정 단말 또는 특정 단말 그룹에게 전송하는 RRC 메시지 중 수신확인 응답이 필요 없는 RRC 메시지의 전송을 담당한다.

AM RLC는 UM RLC와 마찬가지로 PDU 구성 시에 SN를 포함한 PDU 헤더를 붙여 PDU를 구성하지만, UM RLC와는 달리 송신 측이 송신한 PDU에 대해 수신측이 응답(Acknowledgement)을 하는 큰 차이가 있다. AM RLC에서 수신측이 응답을 하는 이유는 자신이 수신하지 못한 PDU에 대해 송신 측이 재전송 (Retransmission)을 하도록 요구하기 위해서이며, 이러한 재전송 기능이 AM RLC의 가장 큰 특징이다. 결국 AM RLC는 재전송을 통해 오류가 없는(error-free) 데이터 전송을 보장하는데 그 목적이 있으며, 이러한 목적으로 인해 AM RLC는 주로 사용자평면에서는 PS domain의 TCP/IP 같은 비 실시간 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 제어평면에서는 셀 내의 특정 단말에게 전송하는 RRC 메시지 중 수신확인 응답이 반드시 필요한 RRC 메시지의 전송을 담당한다.

방향성 면에서 보면, UM RLC는 단 방향(uni-directional) 통신에 사용되는데 반해, AM RLC는 수신 측으로부터의 피드백(feedback)이 있기 때문에 양방향(bi-directional) 통신에 사용된다. 구조적인 면에서도 차이가 있는데, UM RLC는 하나의 RLC 개체가 송신 또는 수신의 한가지 구조로 되어있지만, AM RLC는 하나의 RLC 개체 안에 송신과 수신측이 모두 존재한다.

AM RLC가 복잡한 이유는 재전송 기능에 기인한다. 재전송 관리를 위해 AM RLC는 송수신 버퍼 외에 재전송 버퍼를 두고 있으며, 흐름 제어를 위한 송수신 윈도우의 사용, 송신 측이 피어(peer) RLC 개체의 수신 측에 상태정보를 요구하는 폴링(Polling), 수신측이 피어 RLC 개체의 송신 측으로 자신의 버퍼 상태를 보고하는 상태정보 보고(Status Report), 상태정보를 실어 나르기 위한 상태 PDU(Status PDU) 구성 등등의 여러 가지 기능을 수행하게 된다. 또한, 이들 기능을 지원하기 위해 AM RLC에는 여러 가지 프로토콜 파라미터, 상태 변수 및 타이머도 필요하게 된다. 이런 상태정보 보고 또는 상태 PDU 등의 AM RLC에서 데이터 전송의 제어를 위해서 사용되는 PDU들을 Control PDU라고 부르고 User Data를 전달하기 위해 쓰이는 PDU들을 Data PDU라고 부른다.

수신측 AM RLC는 자신이 제대로 수신하지 못한 데이터가 있는 경우 이를 송신측 AM RLC에 알려 재전송을 요구한다. 이를 상태정보 보고 (Status Report)라고 하며, 이는 Control PDU 중 하나인 STATUS PDU를 이용하여 전송된다. 그리고 송신측은, 수신측으로부터 수신한 상태정보 보고에 따라서, 상기 수신측이 제대로 수신하지 못하였다고 보고한 데이터 블록은 재전송한다.

이하 PDCP entity에 대해 구체적으로 살펴본다. PDCP entity는 위로는 RRC계층 또는 사용자 application과 연결되고, 아래로는 RLC계층과 연결되어 있으며, 그 자세한 구조는 다음과 같다. 도 8은 PDCP entity의 구조를 나타내는 예시도 이다. 상기 도 8의 블록들은 기능적 블록들로서 실제 구현과는 차이가 있을 수 있다.

하나의 PDCP entity는 상기 도 8과 같이 송신측 및 수시 측으로 이루어져 있다. 왼쪽의 송신측은 상위 계층에서 수신한 SDU 또는 PDCP entity 자체적으로 생성한 제어 정보를 PDU로 구성하여 peer PDCP entity의 수시 측으로 전송하는 역할을 하며, 오른쪽의 수신측은 peer PDCP entity의 송신측으로부터 수신된 PDCP PDU에서 PDCP SDU 또는 제어 정보를 추출하는 역할을 한다.

상기 설명한 바와 같이 PDCP entity의 송신 측이 생성하는 PDU는 Data PDU와 Control PDU의 두 종류가 있다. 먼저 PDCP Data PDU는 상위 계층에서 수신한 SDU를 PDCP가 가공하여 만드는 데이터블록이며, PDCP Control PDU는 PDCP가 peer entity에게 제어 정보를 전달하기 위해 PDCP가 자체적으로 생성하는 데이터블록이다.

상기 PDCP Data PDU는 사용자평면 (User Plane)과 제어평면 (Control Plane)의 RB에서 모두 생성되는데, PDCP의 일부 기능들은 사용하는 평면에 따라 선택적으로 적용된다. 즉, 헤더압축 (Header Compression) 기능은 U-plane 데이터에 대해서만 적용되며, Security 기능 중 무결성보호 (Integrity Protection) 기능은 C-plane 데이터에 대해서만 적용된다. Security 기능에는 상기 무결성보호 기능 외에도 데이터의 보안을 유지하기 위한 암호화 (Ciphering) 기능도 있는데, 상기 Ciphering 기능은 U-plane 및 C-plane 데이터 모두에 적용된다.

상기 PDCP Control PDU는 U-plane RB에서만 생성되는데, 크게 PDCP 수신 버퍼 상황을 송신측에 알리기 위한 PDCP Status Report와 Header Decompressor의 상황을 Header Compressor에 알리기 위한 HC (Header Compression) Feedback packet 두 가지 종류가 있다.

PDCP Status Report는 수신측 PDCP에서 송신측 PDCP로 전송되는데, 이를 통해 수신측 PDCP는 어떤 PDCP SDU를 수신하였는지 또는 수신하지 못하였는지를 송신측 PDCP에 알려주어, 수신한 PDCP SDU는 재전송을 하지 않도록 하며 수신하지 못한 PDCP SDU는 재전송을 하도록 할 수 있다. 이러한 PDCP Status Report는 PDCP STATUS PDU의 형태로 전송되며, 그 구조는 도 9와 같다.

상기 도 9에 도시된 각 필드 또는 element의 정의는 다음과 같다.

- D/C (Data/Control): 1bit

해당 PDU가 Data PDU인지 Control PDU인지를 알려줌

- PDU Type: 3bits

Control PDU의 종류를 알려줌.

000은 PDCP Status Report, 001은 Header Compression Feedback information, 나머지 값은 reserved.

- FMS (First Missing SN): 12bits

수신측이 첫 번째로 수신하지 못한 PDCP SDU의 SN

- Bitmap: variable length

Bitmap 필드의 해당 bit position이 0이면 수신실패 1이면 수신성공

현재 LTE 시스템에서 상기와 같은 PDCP Status Report는 Handover 시에 사용된다. 먼저, 송신측 PDCP는 상위에서 내려온 PDCP SDU들을 향후에 있을지 모를 재전송을 위해 전송 후에도 송신 버퍼에 저장하고 있는다. 이후 핸드오버가 발생하면 PDCP Status Report를 통해 수신측이 수신한 PDCP SDU와 수신하지 못한 PDCP SDU에 대한 정보를 받고, 핸드오버 이후에 상기 수신측이 수신하지 못한 PDCP SDU들을 재전송한다. 특히 네트워크 쪽에서는 핸드오버가 발생하면 eNB가 source에서 target으로 바뀌어 PDCP entity가 바뀌게 되므로 이러한 Status Report를 이용한 재전송이 필수적으로 사용된다.

앞서 전술한 바와 같이, 본 발명에서는 LTE-A 시스템에서 RN과 단말이 효과적인 데이터 블록을 주고 받는 방법을 제시하고자 한다.

이를 위해 본 발명에서는, DeNB가 복수개의 프로토콜 레이어를 가지고, 각각의 프로토콜 레이어는 각기 다른 노드의 프로토콜 레이어와 접속한다. 그리고 각각의 프로토콜 레이어는 자신과 접속된 노드의 프로토콜 레이어와 수신상태보고정보(Reception status report)를 주고 받는다. 즉, 각각의 프로토콜 레이어의 송신측은, 수신측으로부터 수신한 수신상태보고정보에 따라서, 수신측이 성공적으로 수신하였다고 알려온 데이터 블록을 삭제한다. 또한, 각각의 프로토콜 레이어의 송신측은, 수신측으로부터 수신한 수신상태보고정보에 따라서, 수신측에서 수신에 성공하지 못하였다고 알려온 데이터 블록을 재전송한다. 또한, 각각의 프로토콜 레이어의 수신측은, 성공적으로 수신하지 못한 데이터 블록이 있을 경우, 이를 수신상태보고정보를 이용하여 송신측에 알린다. 상기 과정에서, 프로토콜 레이어는 PDCP/RLC/RRC 레이어이며, 상기 노드는 DeNB/RN/UE 이다

본 발명의 다른 형태로, 본 발명은, RN과 DeNB 사이에 복수개의 프로토콜 레이어를 구비하고, 이중 하나의 프로토콜 레이어는 UE과 RN사이의 정보를 전달하는데 이용할 것을 제안한다.

즉, RN과 DeNB는 2개 이상의 프로토콜 레이어를 구비하고, 이중 적어도 하나의 프로토콜 레이어는 RN와 DeNB사이에서 데이터 블록의 송수신을 담당하고, 나머지 프로토콜 레이어는 UE와 RN사이의 어떤 프로토콜 레이어의 정보를 송수신하는데 사용한다.

도 10은 본 발명이 따라 RN 사용시에 데이트의 전송오류를 방지하며 데이터를 송수신하는 동작을 나타내는 예시도 이다.

상기의 도 10에서 RLC 1은 RN과 DeNB사이에서, 데이터의 송수신을 담당한다. 여기서 상기 RLC 1은 종래의 AM RLC라고 볼 수도 있다. 따라서, 상기 RLC 1 은 상기 DeNB가 상기 RN에게 전달하는 데이터 및 상기 RN이 상기 DeNB에 전달하는 데이터 들이 에러 및 손실 없이 전달되도록 하는 역할을 수행한다. RLC 3은 상기 RN과 UE사이에서, 데이터의 송수신을 담당한다. 여기서 상기 RLC 3 역시 종래의 AM RLC라고 볼 수 있다. 따라서, 상기 RLC 3 은 상기 UE가 상기 RN에게 전달하는 데이터 및 상기 RN이 상기 UE에 전달하는 데이터 들이 에러 및 손실 없이 전달되도록 하는 역할을 수행한다.

상기의 도 10에서, RLC 2는 상기 RLC 3의 정보를 전달하는 역할을 한다. 바람직하게, 상기 RLC 2는 상기 RLC 3에서 교환되는 송수신확인정보(RLC Status Report)를 전달한다. 예를 들어, 상기 RN은 상기 DeNB로부터 전달받은 데이터를 상기 RLC 3를 통하여 UE에게 전송한다. 상기 UE는 상기 RLC 3를 통하여 상기 RN으로부터 데이터 블록을 수신하고, 이에 대한 송수신확인정보를 상기 RLC 3를 통해서 상기 RN에 전달한다. 상기 RN은 상기 RLC 3를 통해서 단말로부터 수신한 송수신확인 정보를 상기 RLC 2의 송수신확인정보에 포함시켜 상기 DeNB로 전달한다.

예를 들어, DeNB가 단말에게 전달할 데이터 블록이 5개며 이는 1,2,3,4,5라는 일련번호를 가지고 있다고 가정해 보자. 우선 상기 DeNB는 1/2/3/4/5의 데이터 블록을 RN에 전송할 것이다. 상기 RN은 상기 DeNB가 전송한 1/2/3/4/5의 데이터 블록에 대해서, 자신이 성공적으로 수신한 것과 그렇지 못한 것에 대한 정보를 상기 DeNB에게 전달할 것이다. 이 모든 것을 담당하는 것은 RLC 1 이다.

그런데 여기서, 상기 RN은 상기 DeNB로부터 수신한 데이터 블록 1/2/3/4/5를 UE로 전송할 것이다. 상기 UE는 상기 RN이 전송한 데이터 블록 1/2/3/4/5에 대해서 수신하였거나, 그렇지 못한 것에 대한 정보를 송수신확인정보로 구성하여 RLC 3를 이용하여 상기 DeNB에 전송할 것이다.

만약, 상기 RLC 3를 이용하여 상기 UE가 상기 RN에게 2/4번 데이터 블록을 수신하지 못하였다고 알릴 경우, 상기 RN는 RLC 2에서 송수신확인정보를 이용하여, 상기 UE가 2/4번 데이터 블록을 수신하지 못하였다고 상기 DeNB에 알릴 것이다.

정리하면, RLC 2 와 RLC 1 모두 Relay와 DeNB사이에 설정되어, 송수신확인 정보를 전달한다. RLC 1이 DeNB가 전송한 데이터들 중에서 Relay자신이 성공적으로 받거나 성공적으로 받지 못한 데이터 블록에 대한 정보를 DeNB에게 전달하는 반면, RLC 2는 DeNB가 전송한 데이터들 중에서 Relay에 접속된 UE가 성공적으로 받거나 성공적으로 받지 못한 데이터 블록에 대한 정보를 DeNB에게 전달한다. 상기 과정에서 설명된 동작들은 PDCP계층에서도 적용될 수 있다. 즉, UE와 RN 사이의 송수신확인정보가 RN과 DeNB사이에 설정된 PDCP를 통해서 전송될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 형태로, Relay가 DeNB로 보내는 송수신확인 정보는, UE가 Relay로 전송하는 송수신 확인정보정보를 포함할 것을 제안한다.

예를 들어, 만약 DeNB의 RLC1이 RN의 RLC 1으로 데이터 블록을 송신하고 상기 RN의 RLC 3은 상기 RLC 1으로부터 전달 받은 데이터 블록을 UE에게 송신한다면, 상기 단말의 RLC 3은 상기 RN으로부터 수신한 데이터 블록에 근거하여, 송수신 확인 정보를 상기 RN의 RLC 3에게 송신한다. 상기 RN의 RLC 1은 단말의 RLC3가 상기 RN의 RLC 3에 전달한 송수신 확인 정보를 바탕으로 송수신확인정보를 구성하여 DeNB의 RLC1으로 전송한다. 즉 이 경우, RLC 1에서 전송하는 송수신확인 정보는 DeNB와 RN사이의 정보가 아니라 RN과 UE사이의 정보이다. 예를 들어, RN이 DeNB로부터 데이터 블록 1/2를 성공적으로 수신하였다 하더라도, 상기 데이터 블록이 UE에게 제대로 전달되지 않았다면, 상기 RN은 상기 DeNB에게 상기 데이터 블록 1/2가 성공적으로 수신되지 않았다고 알린다.

또한 본 발명은, 단말이 주고받는 데이터를 안전하게 보호하는 방법을 제시하고자 한다. 도 11은 본 발명이 따라 RN 사용시에 보안을 유지하며 데이터를 송수신하는 동작을 나타내는 예시도 이다. 상기 도 11에 도시된 요소 (element)는 다음과 같이 정의된다. Ck: 암호화 키 (ciphering key), CK-UE-AS: AS 레벨에서 특정 UE에게 사용되는 암호화 키 (ciphering key used for a specific UE in AS level), CK-UE-NAS: NAS 레벨에서 특정 UE에게 사용되는 암호화 키 (ciphering key used for a specific UE in NAS level), CK-RNB-AS: AS 레벨에서 특정 RNB에게 사용되는 암호화 키 (ciphering key used for a specific RNB in AS level), Ik-> 무결성 키 (Integrity Key), IK-UE-AS: AS 레벨에서 특정 UE에게 사용되는 무결성 키 (Integrity key used for a specific UE in AS level), IK-UE-NAS: NAS 레벨에서 특정 UE에게 사용되는 무결성 키 (Integrity key used for a specific UE in NAS level), IK-RNB-AS: AS 레벨에서 특정 RNB에게 사용되는 무결성 키 (Integrity key used for a specific RNB in AS level). 각각의 경우, 전송 측은 전송된 PDU 와 구성된 키들을 암호화/무결성 보호를 하며, 수신 측은 상기 수신된 PDU 와 구성된 키들을 복호화/무결성 확인을 한다.

즉, DeNB는 UE에게 전달할 데이터를 MME/S-GW로부터 수신하게 되면, 우선 상기 데이터를 단말과 1:1로 설정된 IK(Integrity Key) 값과 CK(Ciphering Key)를 이용하여 보안을 적용한다. 또한 상기 데이터를 Relay와 DeNB사이에 설정된 IK 값과 CK값을 이용하여 보안을 적용한다.

하향링크 방향에서, DeNB는 UE와 DNB 간에 공유된 키 (key)를 사용하여 PDCP SDU (UE의 데이터 블록)를 암호화 한다. 이에 대한 결과는 PDCP PDU 1 이다. 그리고, 상기 DNB는 RN과 DeNB 간에 공유된 키를 사용하여 PDCP PDU 1를 암호화 한다. 이에 대한 결과는 PDCP PDU 2 이며, 이와 같은 PDCP PDU 2 (즉, RLC SDU 1)은 하위 계층으로 전달 된다. RN이 RLC SDU 2 (즉, PDCP PDU 3)를 수신할 때에, 상기 RN은 RN과 DeNB 간에 공유된 키를 사용하여 상기 RLC SDU 2를 복원화 한다. 이에 대한 결과는 PDCP PDU 4 이며, 상기 RN은 UE로 PDCP PDU 4를 전송한다. 상기 UE가 PDCP PDU 4를 수신할 때에, 상기 UE와 DeNB 간에 공유된 키를 사용하여 이러한 PDU를 복원화 한다. 바람직하게, 같은 SN이 상기 1 단계 및 2단계에서 사용된다.

상향링크 방향에서, UE가 PDCP SDU 5를 전송할 때에, UE와 DeNB 간에 공유된 키를 사용하여 이와 같은 SDU를 암호화 한다. RN이 UE로부터 PDCP PDU 5를 수신할 때에, 상기 RN은 RN과 DeNB 간에 공유된 키를 사용하여 이와 같은 PDU를 암호화 한다. 이에 대한 결과는 PDCP PDU 6이다. 바람직하게, 같은 SN이 상기 1 단계 및 2단계에서 사용된다. 상기 DeNB가 RN으로부터 PDCP PDU 6를 수신할 때에, 상기 RN과 DeNB 간에 공유된 키를 사용하여 이와 같은 PDU를 복원화 한다. 이에 대한 결과는 PDCP PDU 7 이다. 상기 DeNB는 상기 UE와 DeNB 간에 공유된 키를 사용하여 PDCP PDU 7를 복원화한다. 이에 대한 결과는 PDCP SDU 이다. 바람직하게, 같은 SN이 상기 1 단계 및 2단계에서 사용된다.

또한, 본 발명에서는 LTE-A 시스템에서 효과적인 접속 제어방법을 제시하고자 한다. 따라서, 본 발명에서 기지국(eNB)은 단말들에게 RN접속제어정보(Relay access information)을 전송할 것을 제안한다. 도 12는 본 발명이 따라 RN의 DeNB로의 접속과 단말(UE)의 RN으로의 접속을 제어하는 동작을 나타내는 예시도 이다. 상기 RN접속제어정보는 RN이 해당 셀에 접속할 수 있는지 아닌지의 정보 또는 해당 eNB 와 해당 셀이 RN을 지원하는지 아닌지의 정보를 포함한다. 상기 RN접속제어정보를 수신한 RN은, 해당 RN접속제어정보가 RN의 접속을 허가할 경우에만 상기 셀로의 접속을 시도한다. 그리고, 상기 RN접속제어정보를 수신한 RN은, 해당 RN접속제어정보가 RN의 접속을 허가하지 않는 경우, 상기 셀로의 접속을 시도하지 않는다. 그리고, 어떤 셀에 진입한 RN은 해당 셀이 RN접속제어정보를 전송하지 않는 경우, 해당 셀이 RN의 접속을 지원하지 않는다고 간주하고, 해당 셀로의 접속을 시도하지 않는다. 상기 과정에서, 상기 RN은 자신이 진입한 셀이 RN의 접속을 지원하지 않거나, 접속을 허가하지 않을 경우, 다른 새로운 셀을 선택하여 진입한다. 상기 과정에서 접속을 시도한다는 것은 RRC Connection Establishment과정을 수행하는 것을 의미한다. 또한, 상기 과정에서, 추가적으로, RN은 eNB 또는 Core network에게 자신이 RN임을 알려준다. 바람직하게, 이 정보는 RRC Connection Establishment과정에 포함될 수 있다. 또한, 상기 과정에서, RN은 추가적으로, eNB 또는 Core network에게 자신이 fixed type RN인지 또는 mobile type RN인지를 알려준다. 만약 RN이 fixed되어 있다면, 상기 RN 은 handover를 수행하지 않을 것이므로, eNB는 상기 RN에게 measurement configuration을 하지 않을 수 있고, 또한 RN은 상기 eNB로 measurement report를 보내지 않을 것이다. 이는 불필요한 시그널링을 제한하여, 무선자원의 낭비를 막을 수 있다. 상기 DeNB는 상기 Relay Access Information을 이용하여, 자신이 RN을 지원할 수 있는지의 정보를 알려준다. Relay Access information이 RN의 접속을 허가하면, RN은 상기 DeNB로 RRC Connection Request를 전송하여 접속을 요청한다. 상기 과정에서, RN이 RRC Connection Request를 전송할 때, 자신이 Relay임을 알릴 수도 있다. 그리고, 이후 NAS 메시지를 이용하여, RN은 core network에게. Relay Node Registration을 통해서, 자신이 RN임을 알려줄 수도 있다.

본 발명에 따른 또 다른 예시로써, 예를 들어, 음성 통화당 1Mb/s의 대역폭이 필요하고, 어떤 DeNB가 어떤 RN에게 10Mb/s의 대역폭에 해당하는 무선자원을 할당할 수 있다면, 상기 RN은 자신에게 접속한 UE들에게 최대 10회선의 음성통화를 지원해 줄 수 있다. 그런데 RN에 접속한 단말들 중에서 이미 10명이 음성통화를 이용하고 있다면, 상기 RN은 새로운 UE가 음성통화를 하기 위해서 상기 RN에 접속하는 것을 막아야 한다. 바람직하게 상기 새로운 UE는 상기 RN이 아닌 다른 RN또는 cell을 선택해야 한다. 따라서 본 발명은, RN이 효율적으로 CAC(Call admission control)을 할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 바람직하게, RN은 새로운 UE가 접속을 시도할 경우, 상기 RN은 새로운 UE가 접속을 시도함을 상기 DeNB에게 알려줄 것을 제안한다. 이때는 상기 UE의 접속요청정보를 RN은 DeNB에게 전달한다. 상기 UE 접속요청정보는 단말의 식별자, 단말이 제공받기 원하는 서비스의 종류, 단말의 무선자원요구량, 단말의 우선순위 등을 포함한다. 상기 DeNB는 상기 RN으로부터 전달받은 UE의 접속요청정보를 바탕으로, 상기 UE를 효율적으로 지원할 수 있는지 검토하고, 상기 UE를 지원할 수 있는 경우, 상기 RN에게 상기 단말에 대한 접속허가를 명령한다. RN은 상기 접속허가를 DeNB로 받을 경우에만 상기 UE로의 접속을 허가하고 RRC연결을 설정하고, 그 외의 경우에는 RRC연결을 거부한다. 상기 과정에서, RN이 단말에게 RRC연결을 거부할 경우, 주변의 셀들에 대한 정보를 포함할 수 있고, 또는 상기 단말이 언제 상기 RN으로 접속을 다시 시도할 수 있는지의 정보를 알려줄 수 있다.

도 13은 본 발명이 따라 RN의 DeNB로의 접속과 단말(UE)의 RN으로의 접속을 제어하는 동작을 나타내는 또 다른 예시도 이다. 상기 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 UE가 RRC Connection Request를 전송하여, 접속을 시도하면, RN은 “RRC Connection allowed”라는 과정을 통해서, DeNB에게 상기 단말로 접속으로의 접속 허가 여부를 문의하고, 만약 DeNB가 “RRC Connection Granted”를 통해서 접속을 허가할 경우, 상기 RN은 UE에게 ‘RRC connection setup’을 전송하여, RRC연결을 허가한다.

본 발명의 다른 방법으로, DeNB는 RN 에게 최대 무선 허용량 또는 최대 무선자원량의 정보를 전달 한다. 예를 들어, 상기 무선자원량 정보는, RN에게 최대 몇 명의 음성 통화 사용자 또는 최대전송 비트레이트 정보를 의미한다. 따라서, RN으로 새로운 UE가 접속을 시도할 경우, 그리고 상기 UE에게 무선자원을 할당하게 되어, DeNB으로부터 지시 받은 최대 음성 통화 사용자 또는 최대전송비트레이트가 초과 될 경우, 상기 RN은 상기 단말에게 접속을 허가하지 않는다. 그러나, RN으로 새로운 UE가 접속을 시도할 경우, 그리고 상기 UE에게 무선자원을 할당하게 되어, DeNB으로부터 지시 받은 최대 음성 통화 사용자 또는 최대전송비트레이트가 초과 되지 않을 경우, 상기 RN은 상기 단말에게 접속을 허가한다.

즉, 상기 도 13에서 도시된 Relay configuration 메시지를 통해서, 상기 DeNB는 RN에게 무선자원량 정보를 알려줄 수 있다. 그리고 UE가 RRC Connection Request를 전송하여, 접속을 시도하면, 상기 단말의 접속을 허가할 경우, 설정된 무선 자원량 정보를 초과할지 아닐지를 결정하여, 단말에게 무선접속을 허가할지 말지를 결정할 수도 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 (8)

1. 무선 통신 시스템에서 상태 보고 (status report)을 수행하는 방법으로서,
   복수개의 다른 주파수들을 사용하여 데이터를 전달하는 단계와;
   제 1 프로토콜 엔티티 (protocol entity)에 의해서 제 2 프로토콜 엔티티 로부터 데이터를 수신하는 단계와;
   상기 제 1 프로토콜 엔티티에 의해서 제 3 프로토콜 엔티티에게 상기 수신된 데이터를 전송하는 단계와;
   상기 제 3 프로토콜 엔티티로부터 상기 상태 보고를 수신하는 단계에 있어서, 적어도 하나의 상태 보고는 상기 제 3 프로토콜 엔티티에 의해서 성공적으로 수신 되지 못한 데이터를 나타내며; 그리고
   상기 제 2 프로토콜 엔티티에게 상기 상태 보고를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 프로토콜 엔티티는 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 엔티티 인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 프로토콜 엔티티는 Donor eNB (DeNB) 인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 3 프로토콜 엔티티는 User Equipment (UE) 인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 모든 단계들은 릴레이 노드 (Relay Node; RN) 엔티티에 의해 수행 되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 프로토콜 엔티티는 상기 상태 보고를 수신하여 상기 데이터를 상기 제 1 프로토콜 엔티티에 재전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 모든 단계들은 acknowledged mode radio link control (AM RLC) 계층에서 수행 되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 모든 단계들은 packet data convergence protocol (PDCP) 계층에서 수행 되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 상태 보고 수행 방법.

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