KR20140080192A

KR20140080192A - 이종 네트워크 무선 통신 시스템에서 베어러 확장 제어 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20140080192A
Application number: KR1020120149730A
Authority: KR
Inventors: 허강석; 권기범; 안재현; 정명철
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-30
Also published as: WO2014098393A1

Abstract

본 발명은 이종 네트워크 무선 통신 시스템에서 베어러 확장 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이러한 본 명세서는 단말과 스몰 기지국 간에 확장 EPS 베어러에 맵핑되는 무선 베어러(RB)를 구성하기 위한 파라미터와, 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보함을 지시하는 UL Tx 유보 정보를 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신하는 단말 수신부, 상기 파라미터에 기반하여 상기 무선 베어러를 구성하는 단말 프로세서, 및 상기 무선 베어러의 구성이 완료되었음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단말 전송부를 포함하는 이종 네트워크 시스템에서 베어러 확장을 지원하는 단말을 개시한다.
이종 네트워크 환경에서 과도한 부하 또는 특정 QoS가 요구되는 부하(load)를 핸드오버 절차없이 스몰셀에 분산시키고 데이터를 효율적으로 전송 또는 수신할 수 있다.

Description

이종 네트워크 무선 통신 시스템에서 베어러 확장 제어 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS OF CONTROLING BEARER EXTENSION IN HETEROGENEOUS NETWORK WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 네트워크 무선 통신 시스템에서 베어러 확장을 제어하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

다중 요소 반송파 시스템(multiple component carrier system)은 반송파 집성(carrier aggregation)을 지원할 수 있는 무선통신 시스템을 의미한다. 반송파 집성이란 조각난 작은 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술로 하나의 기지국이 주파수 영역에서 물리적으로 연속적인(continuous) 또는 비연속적인(non-continuous) 다수 개의 밴드를 묶어 논리적으로 큰 대역의 밴드를 사용하는 것과 같은 효과를 내도록 하기 위한 것이다. 다중 요소 반송파 시스템은 주파수 영역에서 구별되는 다수의 요소 반송파(component carrier: CC)들을 지원한다. 요소 반송파는 상향링크에 사용되는 상향링크 요소 반송파와, 하향링크에서 사용되는 하향링크 요소 반송파를 포함한다. 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파가 합쳐져 하나의 서빙셀(serving cell)이 구성될 수 있다. 또는 하향링크 요소 반송파만으로 하나의 서빙셀이 구성될 수도 있다.

셀 내부의 핫 스팟(hotspot)과 같은 특정 지역에서는 특별히 많은 통신 수요가 발생하고, 셀 경계(cell edge) 또는 커버리지 홀(coverage hole)과 같은 특정 지역에서는 전파의 수신 감도가 떨어질 수 있다. 무선 통신 기술이 발달함에 따라, 핫 스팟이나, 셀 경계, 커버리지 홀과 같은 지역에서 통신을 가능하게 하기 위한 목적으로 매크로 셀(Macro Cell)내에 스몰 셀(small cell)들, 예를 들어, 피코 셀(Pico Cell), 펨토 셀(Femto Cell), 마이크로 셀(Micro Cell), 원격 무선 헤드(remote radio head: RRH), 릴레이(relay), 중계기(repeater)등이 함께 설치된다. 이러한 네트워크를 이종 네트워크(Heterogeneous Network: HetNet)라 부른다. 이종 네트워크 환경에서는 상대적으로 매크로 셀은 커버리지(coverage)가 큰 셀(large cell)이고, 펨토 셀과 피코 셀과 같은 스몰 셀은 커버리지가 작은 셀이다. 이종 네트워크 환경에서 다수의 매크로 셀들 및 스몰 셀들 간에 커버리지 중첩이 발생한다.

네트워크에 접속한 단말은 채널환경 또는 이동상태에 따라 임의의 셀과 통신을 수행할 수 있고, 셀 변경(cell change)을 수행할 수도 있다. 셀 변경의 경우 인접셀로의 이동 시 발생하는 호단절의 문제점을 해결하기 위하여 핸드오버(handover)가 수행될 수 있다. 핸드오버란 단말이 이동함에 따라 현재의 통신 서비스 지역(이하 소스 셀(source cell))을 이탈하여 인접한 통신 서비스 지역(이하 타겟 셀(target cell))으로 이동할 때 인접한 통신 서비스 지역의 새로운 통화 채널(traffic channel)에 자동 동조(tuning)되어 지속적으로 통화 상태를 유지하게 하는 기능을 말한다. 즉, 특정 기지국과 통신하고 있는 단말은 그 특정 기지국(이하 소스 기지국(source base station))에서의 신호 세기가 약해질 경우 다른 인접 기지국(이하 타겟 기지국(target base station))에 링크(link)된다. 예를 들어, 단말은 매크로 셀과 접속한 상태에서 채널상태의 악화로 인해 매크로 셀과 접속을 끊고 다른 매크로 셀이나 피코셀에 접속할 수 있다. 또는, 단말이 매크로 셀과 접속한 상태에서 이동함에 따라 매크로 셀과 접속을 끊고 다른 매크로 셀이나 피코셀에 접속할 수 있다.

단말은 적어도 하나의 서빙셀을 구성하는 기지국들 중 어느 하나의 기지국을 통하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 이종 네트워크 환경에서 매크로 셀을 구성하는 어느 한 기지국과 연결이 설정된 단말은 스몰 셀을 구성하는 다른 기지국의 신호 품질이 우수하고, 무선 자원 사용률이 낮은 경우에도, 핸드오버 절차 없이는 상기 다른 기지국으로부터는 서비스를 제공받지 못한다. 또한 단말이 핸드오버 절차 등을 통하여 스몰셀을 구성하는 기지국에 연결되더라도, 스몰셀의 커버리지가 상대적으로 작기 때문에 단말의 이동에 따라 핸드오버가 자주 발생하게 되는 문제점이 있다. 이는 단말이 다중 요소 반송파를 지원하는 경우에도 마찬가지이다. 따라서, 이종 네트워크 환경에서 과도한 부하 또는 특정 QoS가 요구되는 부하(load)를 핸드오버 절차없이 스몰셀에 분산시키고 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 베어러 확장의 설정 및 운용 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 이종 네트워크 환경에서 셀에 불필요한 부하를 발생시키지 않으면서 단말에 데이터의 효율적인 전송을 위한 셀 플래닝 기법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 베어러(RB: Radio Bearer)의 확장을 통하여 단말에 데이터를 효율적으로 전송함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 매크로셀에 접속된 단말에 스몰셀을 통하여 특정 데이터를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 특정 QoS(Quality of Service)의 서비스 운용에 적합한 스몰셀을 통하여 서비스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 단말의 빈번한 핸드오버를 막고, 데이터를 끊김없이(seamless) 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 이종 네트워크 시스템(Heterogeneous Network System)에서 단말에 의해 베어러 확장(bearer extension)을 지원하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 단말과 스몰 기지국(small eNB)간에 확장 EPS(Evoled Packet System) 베어러에 맵핑되는 무선 베어러(radio bearer: RB)를 구성하기 위한 파라미터와, 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보(suspending)함을 지시하는 UL Tx 유보 정보(ULTxSuspendInfo)를 포함하는 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 파라미터에 기반하여 상기 무선 베어러를 구성하는 단계, 상기 무선 베어러의 구성이 완료되었음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단계,및 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상기 상향링크 전송을 시작함을 지시하는 UL Tx 시작 정보(ULTxStartInfo)를 포함하는 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 이종 네트워크 시스템에서 베어러 확장을 지원하는 단말을 제공한다. 상기 단말은 상기 단말과 스몰 기지국 간에 확장 EPS 베어러에 맵핑되는 무선 베어러(RB)를 구성하기 위한 파라미터와, 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보함을 지시하는 UL Tx 유보 정보를 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신하는 단말 수신부, 상기 파라미터에 기반하여 상기 무선 베어러를 구성하는 단말 프로세서, 및 상기 무선 베어러의 구성이 완료되었음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단말 전송부를 포함한다.

여기서 상기 단말 수신부는, 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상기 상향링크 전송을 시작함을 지시하는 UL Tx 시작 정보(ULTxStartInfo)를 포함하는 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 매크로 기지국으로부터 수신할 수 있다.

이종 네트워크 환경에서 과도한 부하 또는 특정 QoS가 요구되는 부하(load)를 핸드오버 절차없이 스몰셀에 분산시키고 데이터를 효율적으로 전송 또는 수신할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템에서 베어러 서비스의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 매크로 기지국, 펨토 기지국 그리고 피코 기지국로 구성된 이종 네트워크의 개념을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 매크로 기지국과 스몰 기지국의 연결 구성을 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일례에 따른 단말의 동작 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 예에 따른 단말의 동작 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일례에 따른 매크로 기지국의 동작 순서도이다.
도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 매크로 기지국의 동작 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일례에 따른 스몰 기지국의 동작 순서도이다.
도 15는 본 발명에 따른 단말, 매크로 기지국 및 스몰 기지국을 도시한 블록도이다.

이하, 본 명세서에서는 본 발명과 관련된 내용을 본 발명의 내용과 함께 예시적인 도면과 실시 예를 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한 본 명세서는 무선 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 무선 통신 네트워크에서 이루어지는 작업은 해당 무선 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 데이터를 송신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 무선 네트워크에 결합한 단말에서 작업이 이루어질 수 있다.

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

한편, 무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.

여기서, 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), AMS(Advanced MS), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 지점(station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 펨토 기지국(femto-eNB), 피코 기지국(pico-eNB), 홈기지국(Home eNB), 릴레이(relay) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 적어도 하나의 셀을 단말에 제공할 수 있다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 지리적 영역을 의미할 수도 있고, 특정 주파수 대역을 의미할 수도 있다. 셀은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다. S1 인터페이스는 MME와 신호를 교환함으로써 단말(10)의 이동을 지원하기 위한 OAM(Operation and Management) 정보를 주고받는다.

EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)를 포함한다. MME는 단말(10)의 접속 정보나 단말(10)의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말(10)의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN(Packet Data Network)을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

E-UTRAN과 EPC(30)를 통합하여 EPS(Evoled Packet System)라 불릴 수 있으며, 단말(10)이 기지국(20)에 접속하는 무선링크로부터 서비스 엔터티로 연결해주는 PDN까지의 트래픽 흐름은 모두 IP(Internet Protocol) 기반으로 동작한다.

단말과 기지국간의 무선 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다. 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 매체접근제어(Medium Access Control: MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있으며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다. 몇몇 물리 제어채널들이 있다. PDCCH(physical downlink control channel)는 단말에게 PCH(paging channel)와 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 스케줄링 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다. PUCCH(Physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NAK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. PUSCH(Physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)을 나른다.

MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다. 논리채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다.

RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선 베어러(RB: Radio Bearer)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.

사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.

RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 구성된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB), DRB(Data RB)로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지 및 NAS 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC connected state)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(RRC idle state)에 있게 된다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(가령, 첫 번째 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.

단말이 외부 인터넷 망으로 사용자 데이터(user data: 예, IP 패킷)를 송신하거나 외부 인터넷 망으로부터 사용자 데이터를 수신하기 위해서는, 단말과 외부 인터넷 망 사이에 존재하는 이동통신 네트워크 엔티티(entity)들 간에 존재하는 여러 경로에 자원이 할당되어야 한다. 이렇게 이동통신 네트워크 엔티티들 사이에 자원이 할당되어 데이터 송수신이 가능해진 경로를 베어러(Bearer)라고 한다.

도 4는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템에서 베어러 서비스의 구조를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 단말과 인터넷 망 사이에 종단간 서비스(End-to-End service)가 제공되는 경로를 보여준다. 여기서, 종단간 서비스라 함은 단말이 인터넷 망과 데이터 서비스를 위해서 단말과 P-GW 간의 경로(EPS Bearer)와 P-GW와 외부까지의 경로(External Bearer)가 필요한 서비스를 의미한다. 여기서, 외부의 경로는 P-GW와 인터넷 망 사이의 베어러이다.

단말이 외부 인터넷 망으로 데이터를 전달하려면, 우선 단말은 무선상의 RB를 통해서 기지국(eNB)에게 데이터를 전달한다. 그리고 기지국은 데이터를 S1 베어러를 통해서 S-GW로 전달한다. S-GW는 S5/S8 베어러를 통해서 데이터를 P-GW로 전달하며, 최종적으로 P-GW와 외부 인터넷 망에 존재하는 목적지까지 외부 베어러(External Bearer)를 통해서 전달된다.

마찬가지로, 외부 인터넷 망에서 단말로 데이터가 전달되려면 위의 설명과 역방향으로 각각의 베어러를 거쳐서 단말에 전달이 될 수 있다.

이와 같이 무선통신 시스템에서는 각 인터페이스마다 각각의 베어러를 정의하여, 인터페이스들간의 독립성을 보장하고 있다. 각 인터페이스에서의 베어러를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

무선통신 시스템이 제공하는 베어러를 총칭하여 EPS(Evolved Packet System) 베어러라고 한다. EPS 베어러는 특정 QoS로 IP 트래픽을 전송하기 위하여 UE와 P-GW 간에 설정된 전달 경로이다. P-GW는 인터넷으로부터 IP 플로우를 수신 또는 인터넷으로 IP 플로우를 전송할 수 있다. 각 EPS 베어러는 전달 경로의 특성을 나타내는 QoS 결정 파라미터들로 설정된다. EPS 베어러는 단말당 하나 이상 구성될 수 있으며, 하나의 EPS 베어러는 하나의 E-RAB와 하나의 S5/S8 베어러의 연결된 값(concatenation)을 고유하게 표현한다.

S5/S8 베어러는 S5/S8 인터페이스의 베어러이다. S5와 S8 모두 S-GW와 P-GW 사이의 인터페이스에 존재하는 베어러이다. S5 인터페이스는 S-GW와 P-GW가 동일한 사업자에 속해 있을 경우에 존재하며, S8 인터페이스는 S-GW가 로밍해 들어간 사업자(Visited PLMN)에 속하며 P-GW가 원래 서비스에 가입한 사업자(Home PLMN)에 속하는 경우에 존재한다.

E-RAB는 S1 베어러와 그에 상응하는 RB의 연결된 값(concatenation)을 고유하게 표현한다. 하나의 E-RAB가 존재할 때, 해당 E-RAB와 하나의 EPS 베어러 간에 1대1 매핑이 성립한다. 즉, 하나의 EPS 베어러는 각각 하나의 RB, S1 베어러, S5/S8 베어러에 대응된다. S1 베어러는 기지국과 S-GW 사이의 인터페이스에서의 베어러이다.

RB는 데이터 RB(Data Radio Bearer: DRB)와 시그널링 RB (Signaling Radio Bearer: SRB) 두 가지를 의미하지만 본 발명에서 구분 없이 RB라 표현하는 것은 사용자의 서비스를 지원하기 위해 Uu 인터페이스에서 제공되는 데이터 RB이다. 따라서 따로 구분 없이 표현하는 RB는 시그널링 RB(Signaling Radio Bearer: SRB)와 구별된다. RB는 사용자 평면의 데이터가 전달되는 경로이며, SRB는 RRC 계층과 NAS 제어 메시지 등 제어 평면의 데이터가 전달되는 경로이다. RB와 E-RAB 그리고 EPS 베어러 간에는 1대1 매핑이 성립한다.

EPS 베어러 종류는 디폴트(default) 베어러와 전용(dedicated) 베어러가 있다. 단말이 무선 통신망에 접속하면 IP 주소를 할당받고 PDN 연결을 생성하면서 동시에 디폴트 EPS 베어러가 생성된다. 즉 디폴트 베어러는 새로운 PDN 연결이 생성될 때 처음 생성된다. 사용자가 디폴트 베어러를 통해 서비스(예를 들어, 인터넷 등)를 이용하다가 디폴트 베어러로는 QoS를 제대로 제공받을 수 없는 서비스(예를 들어 VoD 등)를 이용하게 되면 온-디맨드(on-demand)로 전용 베어러가 생성된다. 이 경우 전용 베어러는 이미 설정되어 있는 베어러와는 다른 QoS로 설정될 수 있다. 전용 베어러에 적용되는 QoS 결정 파라미터들은 PCRF(Policy and Charging Rule Function)에 의해 제공된다. 전용 베어러 생성시 PCRF는 SPR(Subscriber Profile Repository)로부터 사용자의 가입정보를 수신하여 QoS 결정 파라미터를 결정할 수 있다. 전용 베어러는 예를 들어, 최대 15개까지 생성될 수 있으며, LTE 시스템에서는 상기 15개 중 4개는 사용하지 않는다. 따라서 전용 베어러는 최대 11개까지 생성될 수 있다.

EPS 베어러는 기본 QoS 결정 파라미터로 QCI(QoS Class Identifier)와 ARP(Allocation and Retention Priority)를 포함한다. EPS 베어러는 QCI 자원 형태에 따라 GBR(Guaranteed Bit Rate)형 베어러와 non-GBR형 베어러로 구분된다. 디폴트 베어러는 항상 non-GBR형 베어러이고, 전용 베어러는 GBR형 또는 non-GBR형 베어러로 설정될 수 있다. GBR형 베어러는 QCI와 ARP 이외에 QoS 결정 파라미터로 GBR과 MBR(Maximum Bit Rate)를 가진다. 무선통신 시스템이 전체적으로 제공해야 하는 QoS가 EPS 베어러로 정의되고 나면, 각 인터페이스마다 각각의 QoS가 정해진다. 각 인터페이스는 자신이 제공해야 하는 QoS에 맞춰 베어러를 설정하는 것이다.

이하, 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에 대해서 설명한다.

매크로(macro) 셀과 마이크로(micro) 셀의 단순한 셀 분할로는 증가하는 데이터 서비스에 대한 요구를 충족하기 어렵다. 따라서 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell) 그리고 무선 릴레이 등의 스몰 셀들을 이용하여, 실내외 소규모 영역에 대한 데이터 서비스를 운용할 수 있다. 스몰 셀들의 용도가 특별히 한정되어 있지는 않지만, 일반적으로 피코 셀은 매크로 셀만으로는 커버되지 않는 통신 음영 지역이나, 데이터 서비스 요구가 많은 영역, 소위 핫스팟(hot spot) 또는 핫존(hotzone)에 이용될 수 있다. 펨토 기지국(femto eNB)은 일반적으로 실내 사무실이나 가정에서 이용될 수 있다. 또한, 무선 릴레이는 매크로 셀의 커버리지(coverage)를 보완할 수 있다. 이종 네트워크를 구성함에 따라서, 데이터 서비스의 음영 지역을 없앨 수 있을 뿐 아니라, 데이터 전송 속도의 증가를 도모할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 매크로 기지국, 펨토 기지국 그리고 피코 기지국로 구성된 이종 네트워크의 개념을 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 매크로 기지국, 펨토 기지국 그리고 피코 기지국로 구성된 이종 네트워크를 설명하고 있으나, 이종 네트워크는 마이크로, 릴레이 또는 다른 유형의 기지국을 포함하여 구성될 수도 있다. 본 발명에서 기지국이라 함은 상술한 매크로 기지국, 펨토 기지국, 피코 기지국, 마이크로 기지국, 릴레이 및 다른 유형의 기지국들을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 이종 네트워크에는 매크로 기지국(510)과 펨토 기지국(520) 그리고 피코 기지국(530)이 함께 운용되고 있다. 매크로 기지국(510)과 펨토 기지국(520) 그리고 피코 기지국(530)은 각각 자신의 셀 커버리지인 매크로 셀, 펨토 셀 및 피코 셀을 단말에 제공한다.

펨토 기지국(520)은 저전력 무선 접속 포인트로서, 예컨대 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동 통신용 기지국이다. 펨토 기지국(520)은 가정이나 사무실의 DSL 또는 케이블 브로드밴드 등을 이용하여 이동 통신 코어 네트워크에 접속할 수 있다. 펨토 기지국(520)에는 자기 조직(Self-Organization) 기능이 지원될 수 있다. 자기 조직 기능은 자기 구성(Self-Configuration) 기능, 자기 최적화(Self-Optimization) 기능, 자기 모니터링(Self-Monitoring) 기능 등으로 분류된다.

펨토 셀은 등록된 사용자와 등록되지 않은 사용자를 구분하여, 등록된 사용자에게만 접속을 허용할 수 있다. 등록된 사용자에게만 접속을 허용하는 셀을 폐쇄형 그룹(Closed Subscriber Group, 이하 "CSG"라고 함)이라고 하고, 일반 사용자에게도 접속을 허용하는 것을 개방형 그룹(Open Subscriber Group, 이하 "OSG"라고 함)이라고 한다. 또한, 이 두 방식을 혼용하여 운용할 수도 있다.

펨토셀 서비스를 제공하는 기지국을 3GPP에서는 HNB(Home NodeB) 또는 HeNB(Home eNodeB)라고 부른다. 펨토 기지국(520)은 기본적으로 CSG에 속하는 멤버에게만 특화된 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 서비스를 제공하는 관점에서, 펨토 기지국(520)이 CSG 그룹에게만 서비스를 제공할 때에, 이 펨토 기지국(520)이 제공하는 셀은 CSG 셀이라고 일컫는다.

각 CSG는 각기 고유의 식별자를 가지고 있으며, 이 식별자를 CSG ID(CSG identity)라고 부른다. 단말은 자신이 멤버로 속한 CSG의 목록을 가질 수 있는데, 이러한 CSG의 목록을 화이트 리스트라고도 한다. CSG 셀이 어떤 CSG를 지원하는지를 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 읽어서 확인할 수 있다. CSG ID를 읽은 단말은 자신이 해당 CSG 셀의 멤버일 경우에만, 즉 CSG ID에 해당되는 CSG가 자신의 CSG 화이트리스트에 포함되어 있을 경우에 해당 셀을 접속할 수 있는 셀로 간주한다.

피코 기지국(530)이 제공하는 피코 셀의 종류는 "커버리지 홀(coverage hole)용 피코셀"(이하 커버리지 홀 피코셀이라 한다) 및 "핫스팟(hot spot)용 피코셀"(이하 핫스팟 피코셀이라한다)이 있다.

커버리지 홀 피코셀은 매크로 셀을 통해 단말이 데이터를 송수신 할 수 없을 경우, 매크로 셀을 대신하여 피코 셀을 통하여 단말이 데이터를 송수신하는 용도이다. 핫스팟 피코셀은 매크로 셀을 통해 단말이 데이터를 송수신하는 것은 가능하지만 매크로 셀의 부하(load)를 감소시키기 위하여 매크로 셀을 대신하여 피코 셀을 통하여 단말이 데이터를 송수신 하는 용도이다. 핫 스팟은 유동인구 또는 상주인구가 모여있는 지역 또는 요구 트래픽이 매우 높은 지역을 의미하기도 한다. 일반적으로 핫 스팟 지역은 매크로의 전계(electro-magnetic field)와는 무관하게 발생할 수 있으며, 이때 피코 셀을 인트라-주파수(Intra-frequency) 피코셀과 인터-주파수(inter-frequency) 피코셀의 2가지 형태로 나눌 수 있다.

인트라-주파수 피코 셀은 매크로 셀과 동일한 주파수 대역을 이용하는 피코셀을 말한다. 동일한 주파수 자원을 공간적으로 분리된 지역에서 재사용함으로써 피코 셀 커버리지 내에서 매크로 셀과 동일한 무선 자원을 확보할 수 있다. 대부분의 커버리지 홀에 대한 피코 셀이 인트라-주파수 피코 셀에 해당한다.

인터-주파수 피코셀은 매크로 셀과 상이한 주파수 대역을 이용하는 피코 셀이다. 해당 핫 스팟 지역에서 수신되는 매크로 셀의 신호가 강한 경우에 피코 셀과 매크로 셀 간의 간섭문제로 인한 성능열화가 발생할 수 있다. 매크로 셀의 중심과 근접한 위치에 핫 스팟이 존재하는 경우에 사용될 수 있다.

일반적으로 스몰 셀은 매크로 셀에 비해 작은 지역에 대하여 서비스하기 때문에 단일 단말에 대하여 제공할 수 있는 수율(Throughput) 측면에서 매크로 셀에 비하여 유리하다. 그러나, 현재 무선 통신 시스템에서는 일단 매크로 셀에 접속된 단말은 스몰 셀의 서비스 지역에 위치하고 있더라도 핸드오버를 수행하지 않고서는 스몰 셀로부터 서비스를 받을 수 없다. 또한 단말이 이동중인 경우 비록 핸드오버 등을 통하여 스몰셀에 접속하더라도, 스몰셀의 커버리지가 작으므로 핸드오버가 빈번하게 발생할 수 있고, 이는 네트워크 효율면에서 바람직하지 않다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 관하여 상세히 개시되며, 본 발명의 실시 예들은 매크로 셀과 스몰 셀을 포함하는 이종 네트워크 시스템에 적용될 수 있다.

일 실시 예는 이종 네트워크 시스템에서 단말과 매크로 셀간의 무선 연결을 포함하는 EPS 베어러를 유지한 채로, 스몰 셀을 통한 데이터 서비스 또는 부하의 분산을 지원하는 방법을 포함한다. 예를 들어, 매크로 셀에 연결된 단말이 매크로 셀의 서비스 지역 및 스몰 셀의 서비스 지역과 중첩된(over-laid) 지역에 위치한 경우에 상기 방법이 적용될 수 있다. 상기 방법을 다중 무선 연결을 구성하는 절차라고 한다. 또는 상기 방법은 확장 베어러 설정 절차 또는 베어러 확장 절차라 불릴 수도 있다.

보다 구체적으로, 베어러 확장 모드에서, 단말에 대한 제어 평면(RRC 계층, NAS)은 매크로 셀의 EPS 베어러에 의해 제공되고, 사용자 평면은 스몰셀의 EPS 베어러에 의해 제공된다.

따라서, 매크로셀과 중첩(overlaid)된 지역에 존재하는 스몰셀 영역에서, 단말은 매크로셀에 접속한 상태에서 핸드오버없이 스몰셀로부터 하향링크 신호를 수신하거나, 스몰셀로 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 하향링크 신호는 하향링크로 전송되는 사용자 평면의 데이터를 포함하고 상향링크 신호는 상향링크로 전송되는 사용자 평면의 데이터를 포함한다. 제어 평면의 데이터는 매크로 셀을 통해 송수신 된다.

확장 베어러 설정 절차 또는 베어러 확장 절차는 매크로 기지국과 스몰 기지국 간 확장 베어러 설정에 대하여 협상하는 단계, 스몰 기지국과 단말간에 RB를 생성(create)하고 상향링크 전송을 유보(suspending)하기 위해 사용되는 매크로 기지국과 단말 간 제1 RRC 시그널링을 수행하는 단계, 베어러 확장이 완료되면 스몰 기지국에 대해 상향링크 전송을 허락(allow)하기 위해 사용되는 매크로 기지국과 단말 간 제2 RRC 시그널링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 매크로 기지국과 스몰 기지국의 연결 구성을 나타내는 개념도이다.

도 6을 참조하면, 인터넷(600)에서 P-GW(605)로 데이터가 전송되고, 상기 데이터는 S-GW(610)를 거쳐 매크로 기지국(620)으로 전송된다. 상기 데이터에 대한 QoS는 특정한 수준으로 설정될 수 있다. 매크로 기지국(620)과 단말(640)에는 매크로 셀의 EPS 베어러가 구성되어 있다.

매크로 기지국(620)은 RRC 엔티티(621), PDCP 엔티티(622), RLC 엔티티(623), MAC 엔티티(624) 및 PHY 계층(625)를 포함한다. 상기 각 엔티티의 구조 및 동작은 도 2 및 도 3에서 설명한 내용을 포함한다. 스몰 기지국(630)은 PDCP 엔티티(632), RLC 엔티티(633), MAC 엔티티(634) 및 PHY 계층(635)을 포함한다.

베어러 확장이 없는 일반 모드(normal mode)에서, 매크로 기지국(620)은 상기 데이터를 PDCP 엔티티(622)에서 수신하고, RRC 엔티티(621) 등의 제어를 기반으로 상기 데이터를 처리하고, RLC 엔티티(623), MAC 엔티티(624) 및 PHY 계층(625)를 거쳐 단말(640)로 전송한다. 도면에 도시되지 않았으나 단말(640)에도 매크로 셀의 EPS 베어러를 형성하는 엔티티들이 존재한다. 예를 들어 매크로 기지국(620)의 PDCP 엔티티(622), RRC 엔티티(621), RLC 엔티티(623), MAC 엔티티(624) 및 PHY 계층(625)에 각각 대응하는 PDCP 엔티티, RRC 엔티티, RLC 엔티티, MAC 엔티티 및 PHY 계층이 단말(640) 측에 존재한다.

한편, 단말(640)이 매크로 셀만의 영역에 존재하다가 중첩된 스몰 셀 영역으로 이동하는 경우에 있어서, 매크로 셀 내에 트래픽 양이 많거나 또는 단말이 좋은 품질(QoS)의 사용자 데이터를 서비스받아야 하는 경우, 스몰 기지국(630)과 단말(640)에 대한 확장 EPS 베어러가 생성될 수 있다. 확장 EPS 베어러의 생성은 전술된 확장 베어러 설정 절차에 의해 이루어진다. 확장 EPS 베어러가 생성된 이후의 스몰 기지국(630)과 단말(640)의 동작 모드를 베어러 확장 모드라 한다.

베어러 확장 모드에서, S-GW(610)는 상기 데이터를 백홀망을 통하여 스몰 기지국(630)의 PDCP 엔티티(632)로 포워딩(forwarding)할 수 있다. 이후 스몰 기지국(630)의 RLC 엔티티(633)는 이를 MAC 엔티티(634) 및 PHY 계층(635)을 거쳐 단말(640)로 전송한다. 도면에 도시되지 않았으나 단말(640)에도 확장 EPS 베어러를 형성하는 엔티티들이 생성된다. 예를 들어 스몰 기지국(630)의 PDCP 엔티티(632), RLC 엔티티(633), MAC 엔티티(634) 및 PHY 계층(635)에 각각 대응하는 PDCP 엔티티, RRC 엔티티, RLC 엔티티, MAC 엔티티 및 PHY 계층이 단말(640) 측에 존재한다.

이 경우 단말(640)은 매크로 기지국(620)의 EPS 베어러를 통해 서비스를 제공 받던 것을 스몰 기지국(630)의 EPS 베어러를 통해서 서비스를 제공받을 수 있다. 여기서, 단말에 대한 제어 평면(RRC 계층, NAS)은 매크로 셀에 의해 제공되고, 사용자 평면은 스몰 셀의 확장 EPS 베어러에 의해 제공된다.

이와 같이 확장 EPS 베어러를 생성함에 있어서, 본 실시예는 매크로 셀의 EPS 베어러를 삭제하지 않고 유지하는 동작을 포함한다. 이에 따르면, 다음의 효과가 있다.

첫째, 확장 EPS 베어러의 생성 여부가 무선 구간과 코어망(Core Network) 구간에서 확실히 완성되지 않은 상태에서 매크로 셀의 EPS 베어러를 삭제하게 되면, 단말과 코어망 사이에서 주고 받는 사용자 데이터가 기지국이나 코어망 쪽에서 버퍼링이 되거나 또는 매크로 셀과 스몰 셀 사이의 인터페이스를 통해서 대량의 사용자 데이터가 교환되어야 하는 문제가 발생하는데, 이러한 문제가 해결될 수 있다.

둘째, 핑퐁(ping-pong) 현상과 같이 단말이 매크로 셀과 스몰 셀의 경계 영역에서 매크로 셀과 스몰 셀을 짧은 시간 동안 자주 왔다갔다하는 경우, 핸드오버와 같은 무선 구성(radio configuration)을 자주 변경해 주어야 하는 문제가 있다. 예를 들어, 단말이 매크로 셀에서 상기 중첩된 영역으로 이동할 때 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하고(release), 또 다시 짧은 시간 안에 상기 매크로 셀로 되돌아 갈 때 매크로 셀의 EPS 베어러를 다시 생성할 수 있다. 그러나, 이는 단말과 기지국간의 시그널링 오버헤드를 유발할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따르면 단말이 매크로 셀 또는 스몰 셀로 완전히 확정될 때까지 매크로 셀의 EPS 베어러를 계속 유지하면서 언제든 간편하게 다시 사용할 수 있기 때문에 단말의 데이터 송수신 서비스를 안정적으로 제공해 줄 수가 있다. 예를 들어, 단말이 스몰 셀의 커버리지를 벗어나서 확장 EPS 베어러가 삭제되는 경우(또는, 확장 EPS 베어러의 사용이 중단되는 경우) 매크로 셀의 EPS 베어러에 해당되는 무선 구성을 재설정하지 않고 빨리 재사용할 수 있다.

셋째, 단말은 핸드오버시에 수반되는 랜덤 액세스(random access) 절차를 수행하지 않아도 되고, 이로 인해 랜덤 액세스 수행 중 발생하는 무선 구간에서의 서비스 중단이 발생하지 않는다. 또한 핸드오버 수행을 위해 필요했던 기지국과 기지국간의 X2 인터페이스의 대용량 UE 컨텍스트(Context) 정보 교환도 불필요하다.

넷째, 단말이 사용자 데이터를 매크로 셀이 아닌 스몰 셀을 통해서 수신하면, 더 좋은 품질의 서비스를 제공받으면서 매크로 셀의 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다. 도 6은 하향링크 방향의 데이터 전송 만을 화살표로 표시하고 있지만, 도 6의 기술적인 내용은 상향링크 방향의 데이터 전송도 마찬가지로 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링을 나타내는 흐름도이다. 상술한 바와 같이 단말은 매크로 기지국이 운용하는 매크로 셀과 스몰 기지국이 운용하는 스몰 셀의 중첩된 영역에 위치할 수 있다.

도 7을 참조하면, 단말은 스몰 셀의 신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 신호 세기가 특정 기준을 만족할 경우 매크로 기지국으로 측정 보고(measurement report)를 전송한다(S700). 예를 들어 상기 측정된 신호 세기가 특정 기준을 만족하려면, 스몰 셀의 신호 세기가 매크로 셀의 신호 세기보다 임계치(threshold) 만큼 크거나, 또는 스몰 셀의 신호 세기가 임계치보다 커야 한다.

매크로 기지국은 자신과 단말간에 형성된 매크로 셀의 EPS 베어러 이외에 스몰 기지국과 단말간의 확장 EPS 베어러를 생성함을 결정하고, 베어러 확장 절차를 시작한다. 베어러 확장 절차는 스몰 기지국으로 베어러 확장 요청 메시지를 전송함(S705)으로써 시작한다. 베어러 확장 요청 메시지는 X2 인터페이스를 통하여 매크로 기지국에서 스몰 기지국으로 전송될 수 있다.

매크로 기지국이 확장 EPS 베어러를 생성하는 목적은, 스몰 셀의 신호세기가 충분히 클 때 부하 분산(load balancing)을 행하거나 더 좋은 QoS를 단말에 제공하기 위함이다. 이때, 매크로 기지국은 기존의 매크로 기지국에 의해 제공되던 QoS와 동일한 수준의 확장 EPS 베어러를 생성하거나, 더 좋은 수준의 QoS를 단말에 제공할 수 있는 확장 EPS 베어러를 생성하는 것을 기대할 수 있다. 또 경우에 따라서는 매크로 기지국은 더 낮은 수준의 QoS를 만족하는 확장 EPS 베어러를 생성하기 원할 수도 있다. 이와 같이 확장 EPS 베어러를 생성하는 목적 또는 요구(needs)는 매크로 셀 서비스의 QoS나 부하 분산 등의 요소들을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있다.

단계 S705의 베어러 확장 요청 메시지는 적어도 하나의 정보요소(information element: IE)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정보요소는 단말 식별자(UE Identity) 또는 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자 또는 QoS 결정 파라미터(QoS decision parameter)가 될 수 있다.

단말 식별자는 단말을 식별할 수 있는 식별번호로서, C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier), IMSI(International Mobile Subscriber Identity), GUTI(Globally Unique Temporary Identity) 등을 포함할 수 있다.

매크로 셀의 EPS 베어러 식별자는 매크로 기지국과 단말간에 형성된 매크로 셀의 EPS 베어러를 식별하는 정보이다.

QoS 결정 파라미터는 매크로 셀의 EPS 베어러에 적용되는 QoS 또는 확장 EPS 베어러에 대해 기대하는 QoS를 결정하는데 사용되는 파라미터이다. QoS 결정 파라미터는 예를 들어 QCI(QoS Class Identifier), GBR(Guaranteed Bit Rate) QoS 정보, MBR(Maximum Bit Rate)과 같이 QoS를 특징지을 수 있는 값을 포함한다.

QCI는 베어러 레벨 패킷 포워딩 처리(treatment)를 제어하는 노드-특정(node-specific) 파라미터들에 접근하기 위한 기준으로 사용되는 스칼라(scalar)로서, 상기 스칼라 값은 기지국을 소유하는 오퍼레이터(operator)에 의하여 미리 구성(pre-configured)되어 있다. 예를 들어 상기 스칼라는 정수값 1 내지 9 중 어느 하나로 미리 구성될 수 있다. ARP의 주된 목적은 자원이 부족(resource limitation)한 경우 베어러의 설정(establishment)/수정(modification) 요청이 수락될지(accepted) 또는 거절이 필요한지(needed to be rejected)를 결정하는데 있다. 또한 ARP는 예외적인 자원 부족(exceptional resource limitations), 예를 들어 핸드오버시(at handover), 기지국에 의해 어떤(which) 베어러(들)을 드랍(drop)할지 결정하는데 사용될 수 있다.

GBR은 베어러별로 고정된 자원을 할당 받음(대역폭 보장)을 의미한다. 반면에 non-GBR은 QCI와 ARP 이외에 QoS 결정 파라미터로 AMBR(Aggregated Maximum Bit Rate)를 가지며 이는 자원을 베어러별로 할당 받지 못하는 대신에 다른 non-GBR형 베어러들과 같이 사용할 수 있는 최대 대역폭을 할당 받음을 의미한다.

베어러 확장 요청 메시지를 수신한 스몰 기지국은 베어러 확장 요청 메시지 내에 포함된 정보요소들을 추출한다. 그리고 스몰 기지국은 상기 단말 식별자에 의해 식별되는 단말이 상기 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자에 의해 식별되는 매크로 셀의 EPS 베어러 대신에, 상기 QoS 결정 파라미터에 만족하는 확장 EPS 베어러를 코어망 측과 함께 생성하는 절차를 준비한다(S710).

예를 들어, 스몰 기지국과 코어망은 확장 EPS 베어러의 식별자를 결정하고 상기 확장 EPS 베어러 식별자와 연관된 E-RAB 식별자를 결정한다. 그리고 새롭게 생성된 확장 EPS 베어러와 E-RAB를 매크로 셀의 EPS 베어러에 대신하여 사용하기 위해 필요한 준비 작업을 수행한다.

스몰 기지국은 확장 EPS 베어러와 그와 연관된 E-RAB의 QoS를 만족하는 무선 구성 파라미터 값들을 포함하는 베어러 확장 응답 메시지를 매크로 기지국으로 전달한다(S715). 베어러 확장 응답 메시지는 확장 EPS 베어러의 사용가능(availability) 또는 활성화(activation)를 단말에 알려주는 메시지이다. 이것은 코어망으로부터 전달되어 오는 메시지를 포함할 수도 있다. 베어러 확장 응답 메시지의 전달을 위해 X2 인터페이스가 사용될 수 있다.

제1 실시예로서, 베어러 확장 응답 메시지에 포함된 상기 무선 구성 파라미터 값들은 RB를 구성하는 파라미터들로써, 스몰 셀 상에서 단말에 서비스를 제공하는데 필요한 시스템 정보와 PHY, MAC 계층의 정보를 포함할 수 있다.

제2 실시예로서, 베어러 확장 응답 메시지는 단말 식별자, 스몰 셀의 시스템 정보, 스몰 셀의 물리계층 정보, 스몰 셀의 MAC 계층의 정보, 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자, 확장 EPS 베어러 식별자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제3 실시예로서, 베어러 확장 응답 메시지는 DRB 구성을 위한 파라미터들, 예를 들어 DRB 식별자(drb-Identity), PDCH 구성정보(pdcp-Config), RLC 구성정보(rlc-Config), 확장 EPS 베어러 식별자 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

이외에도, 베어러 확장 응답 메시지는 제1 실시예와 제2 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있고, 제1 실시예와 제3 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있으며, 제2 실시예와 제3 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있고, 제1 내지 제3 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있다.

매크로 기지국은 제1 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지를 단말로 전송한다(S720). 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러의 완성을 위해 스몰 기지국과 단말 사이에 필요한 제어정보를 포함한다.

제1 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보(suspending)함을 지시하는 UL Tx 유보 정보(ULTxSuspendInfo)를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송을 하지 말라는 의미의 UL Tx 유보 정보를 포함할 수 있다. 이는 확장 EPS 베어러의 생성이 단말부터 코어망까지의 전 구간에서 완성되지 않은 상태에서 확장 EPS 베어러가 사용되면, 단말과 코어망 사이에서 주고 받는 사용자 데이터가 기지국이나 코어망 쪽에서 버퍼링이 되거나 또는 매크로 기지국과 스몰 기지국 사이의 인터페이스를 통해서 대량의 데이터가 교환되어야 하는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 단, 상기 상향링크 전송은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보의 전송은 포함하지 않을 수 있다. 다시 말하면, UL Tx 유보 정보에도 불구하고, 단말은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다.

제2 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 상기 베어러 확장 응답 메시지의 모든 무선 구성 파라미터 값들을 포함할 수 있다.

제3 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 스몰 기지국과 단말간에 형성되는 확장 EPS 베어러의 사용가능(availability) 또는 활성화(activation)를 지시하는 세부정보를 포함할 수 있다.

제4 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 단말 특정한(UE specific) NAS 계층 정보를 코어망과 단말간에 전달하는데 사용되는 전용적 NAS 리스트(dedicatedInfoNASList) 정보요소를 포함한다. 그리고 상기 전용적 NAS 리스트 정보요소에 스몰 기지국과 단말간에 형성되는 확장 EPS 베어러의 사용가능(availability) 또는 활성화(activation)를 지시하는 세부정보가 포함될 수 있다.

이외에도, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 제1 실시예와 제2 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있고, 제1 실시예와 제3 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있으며, 제1 실시예와 제4 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있고, 제2 실시예와 제3 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있으며, 제2 실시예와 제4 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있고, 제3 실시예와 제4 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있으며, 제1 내지 제4 실시예의 조합에 따른 정보를 포함할 수도 있다.

본 실시예는 UL Tx 유보 정보(ULTxSuspendInfo)가 제1 RRC 연결 재구성 메시지에 포함되어 전송되는 것에 한정하지 않는다. 즉, UL Tx 유보 정보는 제1 RRC 연결 재구성 메시지와는 별개로 독자적으로 전송될 수도 있다.

단말은 제1 RRC 연결 재구성 메시지에 기반하여 스몰 기지국과의 무선 구성을 완료하고, 확장 EPS 베어러에 해당하는 무선 구성을 성공적으로 완료하였음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S725).

UL Tx 유보 정보를 수신한 단말은 아직 코어망에서 확장 EPS 베어러가 완성되지 않은 상태이기 때문에 상향링크(UL) 데이터를 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 전송 및 처리할 수 있다. 즉, 확장 EPS 베어러의 생성 준비 단계에서, 단말은 삭제되지 않고 남아 있는 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송을 수행한다. 다만, 단말은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보는 예외적으로 확장 EPS 베어러를 사용하여 전송할 수도 있다. 단말은 하향링크(DL) 데이터 또한 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 수신 및 처리하는 상태이다.

이와 같이 단말에 무선 구성이 완료(즉, RB 구성 완료)되고 확장 EPS 베어러를 사용할 수 있음에도 여전히 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 상향링크 전송을 수행하는 이유는 상향링크 전송의 신뢰성을 보장하기 위함이다. 이에 따르면, 단말이 스몰 셀의 커버리지를 벗어날 때 확장 EPS 베어러의 사용을 중단할 경우 매크로 셀의 EPS 베어러에 해당되는 RB를 재설정하지 않고 빨리 재사용할 수 있다. 확장 EPS 베어러가 RB 뿐만 아니라 코어망까지 모두 생성이 완료되기 전까지는 단말은 매크로 셀의 EPS 베어러 만을 이용할 수도 있다.

매크로 기지국은 단말과 스몰 기지국간에 RB의 생성이 완료되었음을 지시하는 RB 생성 완료 메시지를 스몰 기지국으로 전달한다(S730). RB 생성 완료 메시지는 X2 인터페이스를 통해 전달되는 메시지이다. RB 생성 완료 메시지를 수신하면, 스몰 기지국은 확장 EPS 베어러에 해당하는 RB의 구성이 성공적으로 완료되었음을 확인할 수 있으므로. 비로소 단말과 스몰 기지국간에 RB의 생성이 완료된다(S735).

스몰 기지국은 코어망에 대하여 확장 EPS 베어러의 생성을 완료한다(S740). 코어망에서 확장 EPS 베어러가 생성된 후, 코어망의 구성요소 중에서 P-GW는 단말을 향해 PDN으로부터 P-GW를 통해서 들어오는 사용자 데이터를 확장 EPS 베어러를 사용하여 단말에게 전송하기 시작한다. 그리고, 스몰 기지국은 P-WG를 통해 유입되는 상기 사용자 데이터를 확장 EPS를 이용하여 단말로 전송한다(S745) 스몰 기지국과 단말간에 RB의 생성이 완료되었으므로, 스몰 기지국이 확장 EPS 베어러를 통해 상기 사용자 데이터를 단말로 전송하는데 문제가 없고 단말도 확장 EPS 베어러를 통해 상기 사용자 데이터를 수신하는데 문제가 없다.

코어망에 대한 확장 EPS 베어러의 생성이 완료되었음을 확인하면, 매크로 기지국은 확장 EPS 베어러에서 상향링크 전송을 시작함을 지시하는 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한다(S750). 이로써 단말은 확장 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송을 수행할 수 있다(S755).

일례로서, 제2 RRC 연결 재구성 메시지는 매크로 셀의 EPS 베어러에서 상향링크 전송을 중단함을 지시하는 UL Tx 유보 정보 및 확장 EPS 베어러에서 상향링크 전송을 시작함을 지시하는 UL Tx 시작 정보(ULTxStartInfo)를 포함한다.

다른 예로서, 제2 RRC 연결 재구성 메시지는 매크로 셀의 EPS 베어러에서 상향링크 전송을 중단함을 지시하는 UL Tx 유보 정보, 확장 EPS 베어러에서 상향링크 전송을 시작함을 지시하는 UL Tx 시작 정보(ULTxStartInfo), 매크로 셀의 EPS 베어러의 식별자 및 확장 EPS 베어러의 식별자를 포함할 수 있다.

본 실시예는 UL Tx 시작 정보(ULTxStartInfo)가 제2 RRC 연결 재구성 메시지에 포함되어 전송되는 것에 한정하지 않는다. 즉, UL Tx 시작 정보는 제2 RRC 연결 재구성 메시지와는 별개로 독자적으로 전송될 수도 있다.

도 7의 실시예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링은 단계 S750을 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예는 단계 S750의 제2 RRC 연결 재구성 메시지의 전송 대신에 PDCCH의 전송을 포함할 수 있다. 즉, 단말은 PDCCH를 통해 매크로 스몰 기지국으로부터 하향링크 할당정보(downlink assignment)를 수신할 수 있는데, 이때 단말은 상향링크 전송도 가능한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 단말은 상향링크 전송이 필요하면 확장 EPS 베어러를 통해 상향링크 전송을 수행할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 단말은 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하지 않고 유지함으로써, 단말이 짧은 시간 안에 매크로 셀 만의 영역으로 되돌아 가더라도 상기 매크로 셀의 EPS 베어러를 재설정하지 않는다. 즉, 매크로 셀의 EPS 베어러의 상향링크 유보 (suspending)상태를 해제하고 다시 사용함으로써 빨리 간단하게 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용할 수 있다. 이로써, 단말은 시그널링 부담 및 무선 설정에 따른 배터리 소모 부담이 없이 안정적으로 서비스를 제공받을 수 있다. 이와 같이 매크로 셀의 EPS 베어러를 유지하는 것은 단말 또는 망에게 관리의 부담을 줄 수는 있지만 실제 무선자원을 계속 사용하는 것은 아니다.

만약 단말이 중첩된 영역으로 확실히 이동하여 핑퐁 현상이 발생할 가능성이 매우 낮거나 없을 경우, 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하는 것이 효율적일 수 있다. 그러나, 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 위한 정확한 판단 기준이 필요하며, 이를 위해 단말은 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제에 관련된 타이머인 EPS 베어러 타이머를 운영할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링을 나타내는 흐름도이다. 상술한 바와 같이 단말은 매크로 기지국이 운용하는 매크로 셀과 스몰 기지국이 운용하는 스몰 셀의 중첩된 영역에 위치할 수 있다.

도 8을 참조하면, 단계 S805 이전의 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국간의 시그널링과 동작은 단계 S700 내지 S750의 시그널링 및 동작이 동일하게 적용될 수 있다.

매크로 기지국은 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한다(S750).

제2 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하면, 단말은 확장 EPS 베어러를 이용하여 상향링크 전송과 하향링크 수신을 모두 수행할 수 있다. 단말이 상향링크 전송과 하향링크 수신을 모두 확장 EPS 베어러를 통해 수행할 수 있는 시점에서, 단말은 EPS 베어러 타이머를 구동한다(S805). EPS 베어러 타이머는 단말이 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하지 않고 지속시키는 시간을 제공한다. 다시 말하면, 단말과 매크로 기지국은 EPS 베어러 타이머가 진행 중인 동안에는 매크로 셀의 EPS 베어러를 계속 유지하고, EPS 베어러 타이머가 만료되면 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제한다. EPS 베어러 타이머의 길이는 수초에서 수분이 될 수 있다. 예를 들어, EPS 베어러 타이머는 3초, 5초, 10초,..., 1분, 3분,... 등의 값을 가질 수 있으며, EPS 베어러 타이머의 값은 QoS 결정 파라미터 또는 통신 상황에 따라 적절하게 선택 또는 변경될 수 있다. 그리고 EPS 베어러 타이머의 값은 매크로 기지국 또는 스몰 기지국으로부터 단말로 RRC 시그널링에 의해 제공될 수 있다.

EPS 베어러 타이머에 따른 단말의 동작은 다음과 같다. 단말은 EPS 베어러 타이머가 만료되었는지 확인한다(S810). 만약, EPS 베어러 타이머가 만료될 때까지 단말이 중첩된 영역을 벗어나 매크로 셀의 영역으로 되돌아 가지 않고 중첩된 영역에 계속 머물고 있으면, 단말은 중첩된 영역으로 확실히 이동했다고 판단한다. 그리고 단말은 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 요청하는 매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S815). 매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지는 예를 들어 단말 식별자와 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자 및 해제지시 필드를 포함할 수 있다.

매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지를 수신하면, 단말 및/또는 매크로 기지국은 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제(release)한다(S820).

본 실시예에 따르면, 단말이 중첩된 영역으로 확실히 이동하여 핑퐁 현상이 발생할 가능성이 매우 낮거나 없어서, 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하는 것이 효율적인 경우, 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 위한 정확한 판단 기준을 제공한다.

EPS 베어러 타이머의 동작 및 관리 주체와 관련하여, 도 8의 실시예는 단말이 EPS 베어러 타이머를 동작 및 관리하지만, 매크로 기지국이 EPS 베어러 타이머의 동작 및 관리의 주체가 될 수도 있다. 또한, EPS 베어러 타이머의 구동시점과 관련하여, 도 8의 실시예와는 다른 시점을 기준으로 EPS 베어러 타이머가 구동될 수도 있다. 이는 도 9에서 설명된다.

도 9는 본 발명의 또 다른 예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링을 나타내는 흐름도이다. 상술한 바와 같이 단말은 매크로 기지국이 운용하는 매크로 셀과 스몰 기지국이 운용하는 스몰 셀의 중첩된 영역에 위치할 수 있다.

도 9를 참조하면, 시그널링 및 동작은 도 7의 실시예와 동일하게 적용되면서, EPS 베어러 타이머의 구동시점이 도 8과 다른 예시를 보여준다.

매크로 기지국이 확장 EPS 베어러이 생성(또는 활성화)(S745)을 확인하면, 매크로 기지국은 EPS 베어러 타이머를 시작한다(S905). 예를 들어, EPS 베어러 타이머는 3초, 5초, 10초,..., 1분, 3분,... 등의 값을 가질 수 있으며, EPS 베어러 타이머의 값은 QoS 결정 파라미터 또는 통신 상황에 따라 적절하게 선택 또는 변경될 수 있다. EPS 베어러 타이머의 값은 매크로 기지국이 직접 관리할 수 있다. 만약 EPS 베어러 타이머가 만료(expire)될 때까지(S910) 단말이 중첩된 영역에서 매크로 셀의 영역으로 되돌아 가지 않고 중첩된 영역에 계속 머물고 있으면, 매크로 기지국은 단말이 중첩된 영역으로 확실히 이동했다고 판단한 후 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제한다(S915).

도 10은 본 발명의 일례에 따른 단말의 동작 순서도이다.

도 10을 참조하면, 단말은 매크로 기지국으로 측정 보고를 전송한다(S1000). 예를 들어 상기 측정된 신호 세기가 특정 기준을 만족하려면, 스몰 셀의 신호 세기가 매크로 셀의 신호 세기보다 임계치 만큼 크거나, 또는 스몰 셀의 신호 세기가 임계치보다 커야 한다.

단말은 매크로 기지국으로부터 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한다(S1005). 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러의 완성을 위해 스몰 기지국과 단말 사이에 필요한 제어정보를 포함한다.

제1 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보(suspending)함을 지시하는 UL Tx 유보 정보(ULTxSuspendInfo)를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송을 하지 말라는 의미의 UL Tx 유보 정보를 포함할 수 있다. 단, 상기 상향링크 전송은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보의 전송은 포함하지 않을 수 있다. 다시 말하면, UL Tx 유보 정보에도 불구하고, 단말은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다.

단말은 제1 RRC 연결 재구성 메시지에 기반하여 스몰 기지국과의 무선 구성을 완료하고, 확장 EPS 베어러에 해당하는 무선 구성을 성공적으로 완료하였음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S1010). 그리고 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 수신한 매크로 기지국은 스몰 기지국에게 상기 메시지를 전달한다. 이로서 단말과 스몰 기지국간에 RB가 생성된다(S1015).

만약 코어망 측에서 아직 확장 EPS 베어러가 완성되지 않았음에도 불구하고 단말이 상기 생성된 RB를 이용하여 상향링크 데이터를 전송하면, 상기 상향링크 데이터는 스몰 기지국에서 버퍼링되거나, 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하기 위하여 매크로 기지국으로 다시 전송되는 문제가 생길 수 있다.

따라서, 단말은 아직 코어망에서 스몰 셀의 EPS 베어러가 완성되지 않은 상태이기 때문에 하향링크(DL) 데이터는 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 수신 및 처리하는 상태이고, 상향링크(UL) 데이터도 스몰 셀의 EPS 베어러가 유보 (suspending)상태이기 때문에 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 전송 및 처리한다. 즉, 확장 EPS 베어러의 생성 준비 단계에서, 단말은 삭제되지 않고 남아 있는 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송과 하향링크 수신을 수행한다.

다만, 단말은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보는 예외적으로 확장 EPS 베어러를 사용하여 전송할 수도 있다. 이와 같이 단말에 무선 구성이 완료(즉, RB 구성 완료)되고 확장 EPS 베어러를 사용할 수 있음에도 여전히 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 상향링크 전송을 수행하는 이유는 상향링크 전송의 신뢰성을 보장하기 위함이다. 이에 따르면, 단말이 스몰 셀의 커버리지를 벗어날 때 확장 EPS 베어러의 사용을 중단할 경우 매크로 셀의 EPS 베어러에 해당되는 RB를 재설정하지 않고 빨리 재사용할 수 있다.

코어망에 대한 확장 EPS 베어러의 생성이 완료되었음을 확인하면, 매크로 기지국은 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송하고, 단말은 상기 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신한다(S1020). 상기 제2 RRC 연결 재구성 메시지는 단말이 확장 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송을 허용하기 위한 것이다.

이로써 단말은 확장 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송과 하향링크 수신을 모두 수행할 수 있다.

도 10의 실시예에 따른 단말의 동작은 단계 S1025를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예는 단계 S1025의 제2 RRC 연결 재구성 메시지의 전송 대신에 PDCCH의 전송을 포함할 수 있다. 즉, 단말은 PDCCH를 통해 스몰 기지국으로부터 하향링크 할당정보(downlink assignment)를 수신할 수 있는데, 이때 단말은 상향링크 전송도 가능한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 단말은 상향링크 전송이 필요하면 확장 EPS 베어러를 통해 상향링크 전송을 수행할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 예에 따른 단말의 동작 순서도이다.

도 11을 참조하면, 단계 S1100 이전의 단말의 동작은 도 10의 단계 S1000 내지 S1025의 시그널링 및 동작을 포함할 수 있다.

단계 S1025에서 단말이 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하면, 단말은 확장 EPS 베어러를 이용하여 상향링크 전송과 하향링크 수신을 모두 수행할 수 있다. 단말이 상향링크 전송과 하향링크 수신을 모두 확장 EPS 베어러를 통해 수행할 수 있는 시점에서, 단말은 EPS 베어러 타이머를 구동한다(S1105). EPS 베어러 타이머는 단말이 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하지 않고 지속시키는 시간을 제공한다. 다시 말하면, 단말과 매크로 기지국은 EPS 베어러 타이머가 진행 중인 동안에는 매크로 셀의 EPS 베어러를 계속 유지하고, EPS 베어러 타이머가 만료되면 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제한다. EPS 베어러 타이머의 길이는 수초에서 수분이 될 수 있다. 예를 들어, EPS 베어러 타이머는 3초, 5초, 10초,..., 1분, 3분,... 등의 값을 가질 수 있으며, EPS 베어러 타이머의 값은 QoS 결정 파라미터 또는 통신 상황에 따라 적절하게 선택 또는 변경될 수 있다. EPS 베어러 타이머의 값은 매크로 기지국 또는 스몰 기지국으로부터 단말로 RRC 시그널링에 의해 제공된다.

EPS 베어러 타이머에 따른 단말의 동작은 다음과 같다. 단말은 EPS 베어러 타이머가 만료되었는지 확인한다(S1110). 만약, EPS 베어러 타이머가 만료될 때까지 단말이 중첩된 영역을 벗어나 매크로 셀의 영역으로 되돌아 가지 않고 중첩된 영역에 계속 머물고 있으면, 단말은 중첩된 영역으로 확실히 이동했다고 판단한다. 그리고 단말은 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 요청하는 매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S1115). 매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지는 예를 들어 단말 식별자와 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자 및 해제지시 필드를 포함할 수 있다.

매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지를 수신하면, 단말 및/또는 매크로 기지국은 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제(release)한다(S1120).

도 12는 본 발명의 일례에 따른 매크로 기지국의 동작 순서도이다.

도 12를 참조하면, 매크로 기지국은 단말로부터 측정 보고를 수신한다(S1200).

매크로 기지국은 자신과 단말간에 형성된 매크로 셀의 EPS 베어러 이외에 스몰 기지국과 단말간의 확장 EPS 베어러를 생성함을 결정하고, 베어러 확장 절차를 시작한다. 베어러 확장 절차는 스몰 기지국으로 베어러 확장 요청 메시지를 전송함(S1205)으로써 시작한다. 베어러 확장 요청 메시지는 X2 인터페이스를 통하여 매크로 기지국에서 스몰 기지국으로 전송될 수 있다.

매크로 기지국이 확장 EPS 베어러를 생성하는 목적은, 스몰 셀의 신호세기가 충분히 클 때 부하 분산을 행하거나 더 좋은 QoS를 단말에 제공하기 위함이다. 이때, 매크로 기지국은 기존의 매크로 기지국에 의해 제공되던 QoS와 동일한 수준의 확장 EPS 베어러를 생성하거나, 더 좋은 수준의 QoS를 단말에 제공할 수 있는 확장 EPS 베어러를 생성하는 것을 기대할 수 있다. 또 경우에 따라서는 매크로 기지국은 더 낮은 수준의 QoS를 만족하는 확장 EPS 베어러를 생성하기 원할 수도 있다. 이와 같이 확장 EPS 베어러를 생성하는 목적 또는 요구(needs)는 매크로 셀 서비스의 QoS나 부하 분산 등의 요소들을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있다.

상기 베어러 확장 요청 메시지는 적어도 하나의 정보요소(information element: IE)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정보요소는 단말 식별자(UE Identity) 또는 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자 또는 QoS 결정 파라미터(QoS decision parameter)가 될 수 있다.

매크로 기지국은 확장 EPS 베어러와 그와 연관된 E-RAB의 QoS를 만족하는 무선 구성 파라미터 값들을 포함하는 베어러 확장 응답 메시지를 스몰 기지국으로부터 수신한다(S1210). 베어러 확장 응답 메시지는 확장 EPS 베어러의 사용가능(availability) 또는 활성화(activation)를 단말에 알려주는 메시지이다. 이것은 코어망으로부터 전달되어 오는 메시지일 수도 있다. 베어러 확장 응답 메시지의 전달을 위해 X2 인터페이스가 사용될 수 있다.

매크로 기지국은 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한다(S1215). 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러의 완성을 위해 스몰 기지국과 단말 사이에 필요한 제어정보를 포함한다.

제3 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 스몰 기지국과 단말간에 형성되는 확장 EPS 베어러의 사용가능 또는 활성화를 지시하는 세부정보를 포함할 수 있다.

매크로 기지국은 단말이 확장 EPS 베어러에 대응하는 무선 구성을 성공적으로 완료하였음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 단말로부터 수신한다(S1220).

그리고 매크로 기지국은 단말이 스몰 기지국에 대한 RB의 생성을 완료하였음을 지시하는 RB 생성 완료 메시지를 스몰 기지국으로 전달한다(S1225). RB 생성 완료 메시지는 X2 인터페이스를 통해 전달되는 메시지이다. RB 생성 완료 메시지를 수신하면, 스몰 기지국은 확장 EPS 베어러에 해당하는 RB의 구성이 성공적으로 완료되었음을 확인할 수 있다.

확장 EPS 베어러에 대응하는 무선 구성과 RB의 생성이 완료되었을지라도, 코어망 측에서 아직 확장 EPS 베어러가 완성되지 않았을 경우, 단말이 상기 생성된 RB를 이용하여 상향링크 데이터를 전송하면, 상기 상향링크 데이터는 스몰 기지국에서 버퍼링되거나, 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하기 위하여 매크로 기지국으로 다시 전송되는 문제가 생길 수 있다.

따라서, UL Tx 유보 정보를 수신한 단말로부터, 상향링크(UL) 데이터는 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 수신 및 처리한다. 즉, 확장 EPS 베어러의 생성 준비 단계에서, 매크로 기지국은 삭제되지 않고 남아 있는 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 수신을 수행한다. 다만, PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보는 예외적으로 스몰 기지국이 확장 EPS 베어러를 사용하여 수신할 수도 있다.

이와 같이 단말에 무선 구성이 완료(즉, RB 구성 완료)되고 확장 EPS 베어러를 사용할 수 있음에도 여전히 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 상향링크 전송을 수행하는 이유는 상향링크 전송의 신뢰성을 보장하기 위함이다. 이에 따르면, 단말이 스몰 셀의 커버리지를 벗어날 때 확장 EPS 베어러의 사용을 중단할 경우 매크로 셀의 EPS 베어러에 해당되는 RB를 재설정하지 않고 단지 상향링크 유보(suspending) 상태를 해제함으로써 빨리 재사용할 수 있다. 확장 EPS 베어러가 RB 뿐만 아니라 코어망까지 모두 생성이 완료되기 전까지는 매크로 셀의 EPS 베어러만이 사용된다.

만약, 스몰 기지국의 코어망에 대한 확장 EPS 베어러의 생성이 완료되었음을 확인하면, 스몰 기지국은 확장 EPS 베어러를 사용하여 단말에 대해 하향링크 전송을 수행할 수 있다.

그리고 매크로 기지국은, 스몰 기지국의 코어망에 대한 확장 EPS 베어러의 생성이 완료되었음을 확인하면, 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한다(S1230). 이때부터 단말은 비로소 확장 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송을 수행하고, 스몰 기지국은 확장 EPS 베어러를 사용하여 단말로부터 상향링크 데이터를 수신할 수 있다.

도 12의 실시예에 따른 단말, 매크로 기지국, 스몰 기지국 간의 시그널링은 단계 S1230을 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예는 단계 S1230의 제2 RRC 연결 재구성 메시지의 전송 대신에 PDCCH의 전송을 포함할 수 있다. 즉, 스몰 기지국은 PDCCH를 통해 단말로 하향링크 할당정보(downlink assignment)를 전송할 수 있는데, 이때 단말은 스몰 기지국으로 상향링크 전송도 가능한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 단말은 상향링크 전송이 필요하면 확장 EPS 베어러를 통해 상향링크 전송을 수행할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 매크로 기지국의 동작 순서도이다.

도 13을 참조하면, 매크로 기지국의 기본적인 동작은 도 12의 실시예와 동일하게 적용되면서, 매크로 기지국이 EPS 베어러 타이머를 운용하는 점에 차이가 있다.

매크로 기지국이 확장 EPS 베어러의 생성(또는 활성화)(S1300)을 확인하면, 매크로 기지국은 EPS 베어러 타이머를 시작한다(S1305). 예를 들어, EPS 베어러 타이머는 3초, 5초, 10초,..., 1분, 3분,... 등의 값을 가질 수 있으며, EPS 베어러 타이머의 값은 QoS 결정 파라미터 또는 통신 상황에 따라 적절하게 선택 또는 변경될 수 있다. EPS 베어러 타이머의 값은 매크로 기지국이 직접 관리할 수 있다. 만약 EPS 베어러 타이머가 만료(expire)를 확인한 때까지(S1310), 단말이 중첩된 영역에서 매크로 셀의 영역으로 되돌아 가지 않고 중첩된 영역에 계속 머물고 있으면, 매크로 기지국은 단말이 중첩된 영역으로 확실히 이동했다고 판단한 후 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제한다(S1315).

도 14는 본 발명의 일례에 따른 스몰 기지국의 동작 순서도이다.

도 14를 참조하면, 매크로 기지국은 확장 EPS 베어러를 생성함을 결정하고, 베어러 확장 절차를 시작한다. 베어러 확장 절차는 스몰 기지국이 베어러 확장 요청 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신함(S1400)으로써 시작한다. 베어러 확장 요청 메시지는 X2 인터페이스를 통하여 매크로 기지국에서 스몰 기지국으로 전송될 수 있다.

베어러 확장 요청 메시지는 적어도 하나의 정보요소(information element: IE)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정보요소는 단말 식별자(UE Identity) 또는 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자 또는 QoS 결정 파라미터가 될 수 있다.

베어러 확장 요청 메시지를 수신한 스몰 기지국은 베어러 확장 요청 메시지 내에 포함된 정보요소들을 추출한다. 그리고 스몰 기지국은 상기 단말 식별자에 의해 식별되는 단말이 상기 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자에 의해 식별되는 매크로 셀의 EPS 베어러 이외에, 상기 QoS 결정 파라미터에 만족하는 추가적인 확장 EPS 베어러를 코어망 측과 함께 생성하는 절차를 준비한다(S1405).

스몰 기지국은 확장 EPS 베어러와 그와 연관된 E-RAB의 QoS를 만족하는 무선 구성 파라미터 값들을 포함하는 베어러 확장 응답 메시지를 매크로 기지국으로 전달한다(S1410). 베어러 확장 응답 메시지는 확장 EPS 베어러의 사용가능 또는 활성화를 단말에 알려주는 메시지이다. 이것은 코어망으로부터 전달되어 오는 메시지일 수도 있다. 베어러 확장 응답 메시지의 전달을 위해 X2 인터페이스가 사용될 수 있다.

스몰 기지국은 단말이 스몰 기지국에 대한 RB의 생성을 완료되었음을 지시하는 RB 생성 완료 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신한다(S1415). RB 생성 완료 메시지는 X2 인터페이스를 통해 전달되는 메시지이다. RB 생성 완료 메시지를 수신하면, 스몰 기지국은 확장 EPS 베어러에 해당하는 RB의 구성이 성공적으로 완료되었음을 확인할 수 있다.

스몰 기지국은 단말에 대한 RB를 생성한다(S1420). 만약 코어망 측에서 아직 확장 EPS 베어러가 완성되지 않았음에도 불구하고 단말이 상기 생성된 RB를 이용하여 상향링크 데이터를 전송하면, 상기 상향링크 데이터는 스몰 기지국에서 버퍼링되거나, 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하기 위하여 매크로 기지국으로 다시 전송되는 문제가 생길 수 있다.

따라서, 코어망 측에서 확장 EPS 베어러가 완성될 때까지는 상향링크(UL) 데이터와 하향링크 (DL) 데이터 모두 단말이 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 매크로 기지국으로 송수신 처리한다. 즉, 확장 EPS 베어러의 생성 준비 단계에서, 단말은 삭제되지 않고 남아 있는 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송과 하향링크 수신을 수행한다. 즉 확장 EPS 베어러가 RB 뿐만 아니라 코어망까지 모두 생성이 완료되기 전까지는 단말은 매크로 셀의 EPS 베어러만을 이용한다.

스몰 기지국은 코어망에 대하여 확장 EPS 베어러의 생성을 완료한다(S1425). 코어망에서 확장 EPS 베어러가 생성된 후, 코어망의 구성요소 중에서 P-GW는 단말로을 향해 PDN으로부터 P-GW를 통해서 들어오는 사용자 데이터를 확장 EPS 베어러를 사용하여 단말에게 전송할 수 있다. 기지국과 단말간에 RB의 생성이 완료되었으므로, 단말이 확장 EPS 베어러를 통해 스몰 기지국에 대해 상향링크 전송을 수행하는데 문제가 없다. 따라서, 스몰 기지국은 상향링크(UL) 데이터도 확장 EPS 베어러를 통해 단말로부터 수신하여 처리한다(S1430).

도 15는 본 발명에 따른 단말, 매크로 기지국 및 스몰 기지국을 도시한 블록도이다.

도 15를 참조하면, 단말(1500)은 단말 수신부(1505), 단말 프로세서(1510) 및 단말 전송부(1515)를 포함한다. 매크로 기지국(1530)은 매크로 전송부(1535), 매크로 수신부(1540) 및 매크로 프로세서(1545)를 포함한다. 스몰 기지국(1560)은 스몰 전송부(1565), 스몰 수신부(1570) 및 스몰 프로세서(1575)를 포함한다.

단말 프로세서(1510)는 스몰 셀의 신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 신호 세기가 특정 기준을 만족할 경우 측정 보고를 생성한다. 그리고 전송부(1515)는 매크로 기지국(1530)으로 측정 보고를 전송한다 예를 들어 상기 측정된 신호 세기가 특정 기준을 만족하려면, 스몰 셀의 신호 세기가 매크로 셀의 신호 세기보다 임계치(threshold) 만큼 크거나, 또는 스몰 셀의 신호 세기가 임계치보다 커야 한다.

매크로 프로세서(1454)는 매크로 기지국(1530)과 단말(1500) 간에 형성된 매크로 셀의 EPS 베어러 이외에 스몰 기지국(1560)과 단말(1500) 간의 확장 EPS 베어러를 생성함을 결정하고, 베어러 확장 절차를 시작한다. 베어러 확장 절차는 매크로 전송부(1535)가 스몰 기지국(1560)으로 베어러 확장 요청 메시지를 전송함으로써 시작한다. 베어러 확장 요청 메시지는 X2 인터페이스를 통하여 매크로 기지국(1530)에서 스몰 기지국(1560)으로 전송될 수 있다.

매크로 프로세서(1545)가 확장 EPS 베어러를 생성하는 목적은, 스몰 셀의 신호세기가 충분히 클 때 부하 분산을 행하거나 더 좋은 QoS를 단말에 제공하기 위함이다. 이때, 매크로 기지국(1530)은 기존의 매크로 기지국(1530)에 의해 제공되던 QoS와 동일한 수준의 확장 EPS 베어러를 생성하거나, 더 좋은 수준의 QoS를 단말(1500)에 제공할 수 있는 확장 EPS 베어러를 생성하는 것을 기대할 수 있다. 또 경우에 따라서는 매크로 기지국(1530)은 더 낮은 수준의 QoS를 만족하는 확장 EPS 베어러를 생성하기 원할 수도 있다. 이와 같이 확장 EPS 베어러를 생성하는 목적 또는 요구(needs)는 매크로 셀 서비스의 QoS나 부하 분산 등의 요소들을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있다.

베어러 확장 요청 메시지는 적어도 하나의 정보요소(information element: IE)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정보요소는 단말 식별자(UE Identity) 또는 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자 또는 QoS 결정 파라미터(QoS decision parameter)가 될 수 있다.

매크로 셀의 EPS 베어러 식별자는 매크로 기지국(1530)과 단말(1500) 간에 형성된 매크로 셀의 EPS 베어러를 식별하는 정보이다.

베어러 확장 요청 메시지를 수신한 스몰 프로세서(1575)는 베어러 확장 요청 메시지 내에 포함된 정보요소들을 추출한다. 그리고 스몰 프로세서(1575)는 상기 단말 식별자에 의해 식별되는 단말(1500)이 상기 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자에 의해 식별되는 매크로 셀의 EPS 베어러 이외에, 상기 QoS 결정 파라미터에 만족하는 추가적인 확장 EPS 베어러를 코어망 측과 함께 생성하는 절차를 준비한다.

예를 들어, 스몰 기지국(1560)과 코어망은 확장 EPS 베어러의 식별자를 결정하고 상기 확장 EPS 베어러 식별자와 연관된 E-RAB 식별자를 결정한다. 그리고 스몰 프로세서(1575)는 새롭게 생성된 확장 EPS 베어러와 E-RAB를 매크로 셀의 EPS 베어러에 대신하여 사용하기 위해 필요한 준비 작업을 수행한다.

스몰 프로세서(1575)는 확장 EPS 베어러와 그와 연관된 E-RAB의 QoS를 만족하는 무선 구성 파라미터 값들을 포함하는 베어러 확장 응답 메시지를 생성하고, 스몰 전송부(1565)는 이를 매크로 기지국(1530)으로 전송한다. 베어러 확장 응답 메시지는 확장 EPS 베어러의 사용가능(availability) 또는 활성화(activation)를 단말(1500)에 알려주는 메시지이다. 이것은 코어망으로부터 전달되어 오는 메시지일 수도 있다. 베어러 확장 응답 메시지의 전달을 위해 X2 인터페이스가 사용될 수 있다.

제1 실시예로서, 베어러 확장 응답 메시지에 포함된 상기 무선 구성 파라미터 값들은 RB를 구성하는 파라미터들로써, 스몰 셀 상에서 단말(1500)에 서비스를 제공하는데 필요한 시스템 정보와 PHY, MAC 계층의 정보를 포함할 수 있다.

매크로 프로세서(1545)는 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 생성하고, 매크로 전송부(1535)는 상기 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 단말(1500)로 전송한다. 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러의 완성을 위해 스몰 기지국(1560)과 단말(1500) 사이에 필요한 제어정보를 포함한다.

제1 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보(suspending)함을 지시하는 UL Tx 유보 정보(ULTxSuspendInfo)를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 확장 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송을 하지 말라는 의미의 UL Tx 유보 정보를 포함할 수 있다. 이는 확장 EPS 베어러의 생성이 확실하지 않은 상태에서 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하게 되면, 단말(1500)과 코어망 사이에서 주고 받는 사용자 데이터가 기지국이나 코어망 쪽에서 버퍼링이 되거나 또는 매크로 기지국(1530)과 스몰 기지국(1560) 사이의 인터페이스를 통해서 대량의 데이터가 교환되어야 하는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 단, 상기 상향링크 전송은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보의 전송은 포함하지 않을 수 있다. 다시 말하면, UL Tx 유보 정보에도 불구하고, 단말(1500)은 PUCCH와 HARQ ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다.

제3 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 스몰 기지국(1560)과 단말(1500) 간에 형성되는 확장 EPS 베어러의 사용가능(availability) 또는 활성화(activation)를 지시하는 세부정보를 포함할 수 있다.

제4 실시예로서, 제1 RRC 연결 재구성 메시지는 단말 특정한(UE specific) NAS 계층 정보를 코어망과 단말(1500) 간에 전달하는데 사용되는 전용적 NAS 리스트(dedicatedInfoNASList) 정보요소를 포함한다. 그리고 상기 전용적 NAS 리스트 정보요소에 스몰 기지국과 단말간에 형성되는 확장 EPS 베어러의 사용가능(availability) 또는 활성화(activation)를 지시하는 세부정보가 포함될 수 있다.

단말 프로세서(1510)는 스몰 기지국(1560)에 대한 무선 구성과 RB 생성을 완료하고, RRC 연결 재구성을 성공적으로 완료하였음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 생성하며, 단말 전송부(1515)는 상기 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 매크로 기지국(1530)으로 전송한다.

그리고 매크로 전송부(1535)는 단말(1500)과 스몰 기지국(1560) 간에 RB의 생성이 완료되었음을 지시하는 RB 생성 완료 메시지를 스몰 기지국(1560)으로 전달한다. RB 생성 완료 메시지는 X2 인터페이스를 통해 전달되는 메시지이다. RB 생성 완료 메시지를 수신하면, 스몰 수신부(1570)는 확장 EPS 베어러에 해당하는 RB의 구성이 성공적으로 완료되었음을 확인할 수 있다.

만약 코어망 측에서 아직 확장 EPS 베어러가 완성되지 않았음에도 불구하고 단말(1500)이 상기 생성된 RB를 이용하여 상향링크 데이터를 전송하면, 상기 상향링크 데이터는 스몰 기지국(1560)에서 버퍼링되거나, 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하기 위하여 매크로 기지국(1530)으로 다시 전송되는 문제가 생길 수 있다.

따라서, 코어망 측에서 확장 EPS 베어러가 완성될 때까지는 상향링크(UL) 데이터와 하향링크 (DL) 데이터 모두 단말(1500)이 매크로 셀의 EPS 베어러를 통해 매크로 기지국으로 송수신 처리한다. 즉, 확장 EPS 베어러의 생성 준비 단계에서, 단말(1500)은 삭제되지 않고 남아 있는 매크로 셀의 EPS 베어러를 사용하여 상향링크 전송과 하향링크 수신을 수행한다. 즉 확장 EPS 베어러가 RB 뿐만 아니라 코어망까지 모두 생성이 완료되기 전까지는 단말(1500)은 매크로 셀의 EPS 베어러만을 이용한다.

이와 같이 동작하는 중에, 스몰 프로세서(1575)는 코어망에 대하여 확장 EPS 베어러의 생성을 완료한다. 코어망에서 확장 EPS 베어러가 생성된 후, 코어망의 구성요소 중에서 P-GW는 단말(1500)을 향해 PDN으로부터 P-GW를 통해서 들어오는 사용자 데이터를 확장 EPS 베어러를 사용하여 단말(1500)에게 전송하기 시작한다. 스몰 기지국(1560)과 단말간(1500) 에 RB의 생성이 완료되었으므로, 스몰 전송부(1565)는 사용자 데이터를 단말(1500)로 전송하고, 단말 수신부(1505)는 확장 EPS 베어러를 통해 상기 사용자 데이터를 수신하는데 문제가 없다.

코어망에 대한 확장 EPS 베어러의 생성이 완료되었음을 확인하면, 매크로 프로세서(1545)는 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 생성하고, 매크로 전송부(1535)는 상기 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 단말(1500)로 전송한다. 이로써 단말 프로세서(1510)은 상향링크 전송시 확장 EPS 베어러를 사용할 수 있고, 스몰 수신부(1570) 또한 상향링크 데이터를 확장 EPS 베어러를 사용하여 단말(1500)로부터 수신할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 매크로 전송부(1535)가 제2 RRC 연결 재구성 메시지의 전송 대신에 PDCCH의 전송을 수행할 수 있다. 즉, 단말(1500)은 PDCCH를 통해 매크로 기지국으로부터 하향링크 할당정보(downlink assignment)를 수신할 수 있는데, 이때 단말(1500)은 상향링크 전송도 가능한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 단말(1500)은 상향링크 전송이 필요하면 확장 EPS 베어러를 통해 상향링크 전송을 수행할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 단말(1500)은 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하지 않고 유지함으로써, 단말(1500)이 짧은 시간 안에 매크로 셀 만의 영역으로 되돌아 가더라도 상기 매크로 셀의 EPS 베어러를 재설정하지 않는다. 이로써, 단말(1500)은 시그널링 부담 및 무선 설정에 따른 배터리 소모 부담이 없이 안정적으로 서비스를 제공받을 수 있다. 이와 같이 매크로 셀의 EPS 베어러를 유지하는 것은 실제 무선자원을 계속 사용하는 것은 아니지만 단말(1500) 또는 망에게 관리의 부담을 줄 수 있다.

한편, 단말 프로세서(151)는 EPS 베어러 타이머를 운용할 수 있다. 단말 수신부(1505)가 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하면, 단말 프로세서(151)는 확장 EPS 베어러를 이용하여 상향링크 전송과 하향링크 수신을 모두 처리할 수 있다. 단말이 상향링크 전송과 하향링크 수신을 모두 확장 EPS 베어러를 통해 수행할 수 있는 시점에서, 단말 프로세서(151)는 EPS 베어러 타이머를 구동한다.

EPS 베어러 타이머는 단말 프로세서(151)가 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하지 않고 지속시키는 시간을 제공한다. 다시 말하면, 단말 프로세서(151)는 EPS 베어러 타이머가 진행 중인 동안에는 매크로 셀의 EPS 베어러를 계속 유지하고, EPS 베어러 타이머가 만료되면 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제한다. EPS 베어러 타이머의 길이는 수초에서 수분이 될 수 있다. 예를 들어, EPS 베어러 타이머는 3초, 5초, 10초,..., 1분, 3분,... 등의 값을 가질 수 있으며, EPS 베어러 타이머의 값은 QoS 결정 파라미터 또는 통신 상황에 따라 적절하게 선택 또는 변경될 수 있다.

단말 프로세서(151)는 EPS 베어러 타이머가 만료되었는지 확인한다. 만약, EPS 베어러 타이머가 만료될 때까지 단말(1500)이 중첩된 영역을 벗어나 매크로 셀의 영역으로 되돌아 가지 않고 중첩된 영역에 계속 머물고 있으면, 단말 프로세서(151)는 단말(1500)이 중첩된 영역으로 확실히 이동했다고 판단한다. 그리고 단말 프로세서(151)는 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 요청하는 매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지를 생성하고, 단말 전송부(1515)는 상기 매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지를 매크로 기지국(1530)으로 전송한다. 매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지는 예를 들어 단말 식별자와 매크로 셀의 EPS 베어러 식별자 및 해제지시 필드를 포함할 수 있다.

매크로 셀의 EPS 베어러 해제 요청 메시지에 기반하여, 단말 프로세서(1510) 및/또는 매크로 프로세서(1545)는 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제(release)한다.

한편, 매크로 프로세서(1545)는 또한 EPS 베어러 타이머를 운용할 수 있다. 매크로 프로세서(1545)가 확장 EPS 베어러의 생성(또는 활성화)을 확인하면, 매크로 프로세서(1545)는 EPS 베어러 타이머를 시작한다. 예를 들어, EPS 베어러 타이머는 3초, 5초, 10초,..., 1분, 3분,... 등의 값을 가질 수 있으며, EPS 베어러 타이머의 값은 QoS 결정 파라미터 또는 통신 상황에 따라 적절하게 선택 또는 변경될 수 있다. EPS 베어러 타이머의 값은 매크로 프로세서(1545)가 직접 관리할 수 있다. 만약 EPS 베어러 타이머가 만료(expire)될 때까지 단말(1500)이 중첩된 영역에서 매크로 셀의 영역으로 되돌아 가지 않고 중첩된 영역에 계속 머물고 있다고 판단되면, 매크로 프로세서(1545)는 단말(1500)이 중첩된 영역으로 확실히 이동했다고 판단한 후 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제한다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims

이종 네트워크 시스템(Heterogeneous Network System)에서 단말에 의해 베어러 확장(bearer extension)을 지원하는 방법으로서,
상기 단말과 스몰 기지국(small eNB)간에 확장 EPS(Evoled Packet System) 베어러에 맵핑되는 무선 베어러(radio bearer: RB)를 구성하기 위한 파라미터와, 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보(suspending)함을 지시하는 UL Tx 유보 정보(ULTxSuspendInfo)를 포함하는 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 파라미터에 기반하여 상기 무선 베어러를 구성하는 단계;
상기 무선 베어러의 구성이 완료되었음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단계; 및
상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상기 상향링크 전송을 시작함을 지시하는 UL Tx 시작 정보(ULTxStartInfo)를 포함하는 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 베어러 확장 지원방법.
제 1 항에 있어서,
상기 UL Tx 유보 정보를 기반으로 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보하는 단계; 및
상기 단말과 상기 매크로 기지국 간에 구성된 매크로 셀의 EPS 베어러를 이용하여 상향링크 전송을 수행하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 베어러 확장 지원방법.
제 2 항에 있어서,
상기 UL Tx 시작 정보를 기반으로 상기 매크로 셀의 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보하고, 상기 확장 EPS 베어러를 이용하여 상향링크 전송을 수행하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 베어러 확장 지원방법.
제 1 항에 있어서,
상기 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하지 않고 지속시키는 시간을 나타내는 EPS 베어러 타이머를 구동하는 단계; 및
상기 EPS 베어러 타이머가 만료되는 때까지, 상기 단말이 상기 스몰 기지국이 제공하는 스몰 셀(small cell)에 계속 머무는 것이 확인되면, 상기 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 요청하는 메시지를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 베어러 확장 지원방법.
이종 네트워크 시스템에서 베어러 확장을 지원하는 단말으로서,
상기 단말과 스몰 기지국 간에 확장 EPS 베어러에 맵핑되는 무선 베어러(RB)를 구성하기 위한 파라미터와, 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보함을 지시하는 UL Tx 유보 정보를 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신하는 단말 수신부;
상기 파라미터에 기반하여 상기 무선 베어러를 구성하는 단말 프로세서; 및
상기 무선 베어러의 구성이 완료되었음을 나타내는 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단말 전송부를 포함하되,
상기 단말 수신부는, 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상기 상향링크 전송을 시작함을 지시하는 UL Tx 시작 정보(ULTxStartInfo)를 포함하는 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 5 항에 있어서,
상기 단말 프로세서는, 상기 UL Tx 유보 정보를 기반으로 상기 확장 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보하고,
상기 단말 전송부는 상기 단말과 상기 매크로 기지국 간에 구성된 매크로 셀의 EPS 베어러를 이용하여 상향링크 전송을 수행하는 것을 포함함을 특징으로 하는, 단말.
제 6 항에 있어서,
상기 단말 프로세서는, 상기 UL Tx 시작 정보를 기반으로 상기 매크로 셀의 EPS 베어러를 이용한 상향링크 전송을 유보하고,
상기 단말 전송부는, 상기 확장 EPS 베어러를 이용하여 상향링크 전송을 수행하는 것을 포함함을 특징으로 하는, 단말.
제 5 항에 있어서,
상기 단말 프로세서는 상기 매크로 셀의 EPS 베어러를 해제하지 않고 지속시키는 시간을 나타내는 EPS 베어러 타이머를 구동하고,
상기 EPS 베어러 타이머가 만료되는 때까지, 상기 단말이 상기 스몰 기지국이 제공하는 스몰 셀에 계속 머무는 것이 확인되면, 상기 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 요청하는 메시지를 생성하며,
상기 단말 전송부는 상기 매크로 셀의 EPS 베어러의 해제를 요청하는 메시지를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 것을 포함함을 특징으로 하는, 단말.