KR20140133345A - 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치가 개시되어 있다. 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법은 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보를 매크로 기지국으로 전송하는 단계, 매크로 기지국으로부터 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계, RRC 연결 재구성 메시지를 기반으로 스몰 기지국과의 연결을 릴리즈하는 단계와 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING DUAL CONNECTIVITY}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
셀룰러(cellular)는 서비스 지역의 제한, 주파수 및 가입자 수용용량의 한계를 극복하기 위하여 제안된 개념이다. 이는 고출력 단일 기지국을 저출력의 다수 기지국으로 바꿔서 통화권을 제공하는 방식이다. 즉, 이동통신 서비스 지역을 여러 개의 작은 셀(cell)단위로 나눠서 인접한 셀들에는 각각 다른 주파수들을 할당하고, 서로 충분히 멀리 떨어져 간섭 발생이 없는 두 셀에서는 동일한 주파수 대역을 사용하여 공간적으로 주파수를 재사용할 수 있도록 하였다. 또는 이동통신 서비스 지역을 여러 개의 작은 셀(cell)단위로 나누었지만 인접한 셀들에게 동일한 주파수를 할당하되, 상호간에 간섭을 제거할 수 있도록 제어하는 방식도 사용할 수 있다.
한편, 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. 스몰 셀들은 매크로 셀 내부에 외부에 위치할 수도 있다. 이때, 스몰 셀은 매크로 셀이 도달하지 않는 위치 혹은 옥내 혹은 사무실 등에 위치한다. 이러한 네트워크를 이종 네트워크(Heterogeneous Network: HetNet)라 부른다. 이때, 이종 네트워크가 서로 다른 무선 엑세스 방식을 사용할 필요는 없다. 이종 네트워크 환경에서는 상대적으로 매크로 셀은 커버리지(coverage)가 큰 셀(large cell)이고, 펨토 셀과 피코 셀과 같은 스몰 셀은 커버리지가 작은 셀이다. 매크로 셀과 스몰 셀은 동일한 트래픽(traffic)을 분산하거나 각각 다른 QoS의 트래픽의 전송을 담당할 수 있다. 이종 네트워크 환경에서 다수의 매크로 셀들 및 스몰 셀들 간에 커버리지 중첩이 발생한다.
이종 네트워크 환경에서 과도한 부하 또는 특정 QoS가 요구되는 부하(load)를 핸드오버 절차 없이 스몰 셀에 분산시키고 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 셀 플래닝(planning) 기법의 하나로써 이중 연결성(dual connectivity) 기법이 도입되었다. 단말 측면에서 이중 연결성(dual connectivity)는 송수신 전송률 측면에서 보다 효율적인 방식을 제공하기 위한 기법일 수 있다. 예를 들면, 단말은 두개 이상의 서빙셀로부터 서비스를 송수신할 수 있다. 이때, 서빙셀 각각은 서로 다른 기지국에 속할 수 있다. 상기와 같이 매크로 셀과 스몰 셀의 커버리지가 중첩되는 지역에서 단말은 매크로 셀과 스몰 셀에 동시에 접속(connect 또는 signaling connection)하거나 매크로 셀과 스몰 셀을 동시에 사용(use, 또는 user traffic transmission)을 할 수 있다. 이는 이중 연결성(dual connectivity)라고 불릴 수 있다. 즉, 이중 연결성 기법을 기반으로 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국(예를 들어 매크로 셀을 포함하는 매크로 기지국과 스몰 셀을 포함하는 스몰 기지국)과 서로 다른 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다. 혹은 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국과 서로 동일한 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다.
이중 연결성을 지원하는 단말의 경우 매크로 셀과 스몰 셀을 동시에 사용할 수 있으므로 두 개의 무선 링크(Radio link)를 유지할 수 있다. 이중 연결성을 기반으로 매크로 기지국과 스몰 기지국에서 단말로 데이터를 전송 도중 스몰 기지국과 단말 사이의 연결이 릴리즈(release)되는 경우, 불필요한 TCP 패킷의 전송 효율 저하가 발생할 수 있다. 이러한 불필요한 TCP 패킷의 전송 효율 저하를 방지하는 방안이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재수신하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재전송하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재수신하는 방법을 수행하는 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 이중 연결성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재전송하는 방법을 수행하는 장치를 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 데이터 재수신 방법은 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보를 매크로 기지국으로 전송하는 단계, 상기 매크로 기지국으로부터 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계, 상기 RRC 연결 재구성 메시지를 기반으로 상기 스몰 기지국과의 연결을 릴리즈하는 단계와 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 수 있다. 상기 PDCP 상태 리포트는 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함할 수 있고, 상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 셀 식별자 정보는 릴리즈되는 스몰 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다. 이중 연결성을 유지하면서 소스 스몰 셀 (source small cell)에서 타겟 스몰 셀 (target small cell)로 이동하는 경우는 상기 셀 식별자 정보는 소스 스몰 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 매크로 기지국의 데이터 재전송 방법은 단말로부터 상기 단말과 스몰 기지국 사이의 채널 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 채널 상태 정보를 기반으로 상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈할지 여부를 결정하는 단계, 상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈하는 것으로 결정한 경우, 상기 단말로 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 전송하는 단계와 상기 단말이 수신한 그리고 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 수신하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 수 있다. 상기 PDCP 상태 리포트는 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하고, 상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함하고, 상기 셀 식별자 정보는 릴리즈 되는 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다. 이중 연결성을 유지하면서 소스 스몰 셀 (source small cell)에서 타겟 스몰 셀 (target small cell)로 이동하는 경우는 상기 셀 식별자 정보는 소스 스몰 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재수신하는 단말에 있어서, 상기 단말은 프로세서를 포함하고 상기 프로세서는 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보를 매크로 기지국으로 전송하고 상기 매크로 기지국으로부터 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 수신하고 상기 RRC 연결 재구성 메시지를 기반으로 상기 스몰 기지국과의 연결을 릴리즈하고 수신한 그리고 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 상기 매크로 기지국으로 전송하도록 구현될 수 있되, 상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 수 있다. 상기 PDCP 상태 리포트는 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하고, 상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함하고, 상기 셀 식별자 정보는 릴리즈되는 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다. 이중 연결성을 유지하면서 소스 스몰 셀 (source small cell)에서 타겟 스몰 셀 (target small cell)로 이동하는 경우는 상기 셀 식별자 정보는 소스 스몰 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재전송하는 매크로 기지국에 있어서, 상기 매크로 기지국은 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 단말로부터 상기 단말과 스몰 기지국 사이의 채널 상태 정보를 수신하고 상기 채널 상태 정보를 기반으로 상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈할지 여부를 결정하고 상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈하는 것으로 결정한 경우, 상기 단말로 RRC(radio resource control) 연결 재구성 메시지를 전송하고 상기 단말이 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 수신하도록 구현될 수 있되, 상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 수 있다. 상기 PDCP 상태 리포트는 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하고 상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함하고, 상기 셀 식별자 정보는 상기 릴리즈되는 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이중 연결성(dual connectivity)를 기반으로 매크로 셀 및 스몰 셀과 단말 사이에서 데이터를 송신 및 수신하던 도중 단말과 스몰셀 간의 연결이 릴리즈된 경우에 불필요하게 발생될 수 있는 TCP(transmission control protocol) 패킷의 전송율 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 적용되는 단말의 이중 연결성 상황의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 이중 연결성 상황에서 매크로 기지국과 스몰 기지국에 대한 논리적 경로설정의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이중 연결성의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이중 연결성을 기반으로 데이터를 전송 도중 스몰 기지국이 릴리즈 되는 경우 데이터 송신 및 수신 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PDCP 상태 리포트의 정보 포맷을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 매크로 기지국의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 연결성이 지원되는 무선 통신 시스템에서 무선 링크 제어를 수행하는 단말, 매크로 기지국 및 스몰 기지국의 블록도이다.
이하, 본 명세서에서는 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 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 무선 통신 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, 무선 통신 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. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다. 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.
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 논리채널(logical channel)과 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 모드(RRC connected mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 모드(RRC idle mode)에 있게 된다.
매크로 셀들과 스몰 셀들이 함께 배치되는 이종 네트워크 환경에서 스몰 셀은 매크로 셀에 비해 작은 지역에 대하여 서비스하기 때문에 단일 단말에 대하여 제공할 수 있는 수율(Throughput) 측면에서 매크로 셀에 비하여 유리하다. 그러나, 기존에는 일단 매크로 셀에 접속된 단말은 스몰 셀의 서비스 지역에 위치하고 있더라도 핸드오버를 수행하지 않고서는 스몰 셀로부터 서비스를 받을 수 없었다. 또한 단말이 이동중인 경우 비록 핸드오버 등을 통하여 스몰 셀에 접속하더라도, 스몰 셀의 커버리지가 작으므로 핸드오버가 빈번하게 발생할 수 있고, 이는 네트워크 효율면에서 바람직하지 않은 문제점이 있었다.
따라서, 이종 네트워크 환경에서 과도한 부하 또는 특정 QoS가 요구되는 부하(load)를 핸드오버 절차 없이 스몰 셀에 분산시키고 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 셀 플래닝(planning) 기법의 하나로써 이중 연결성(dual connectivity) 기법이 도입되었다. 단말 측면에서 이중 연결성(dual connectivity)은 송수신 전송률 측면에서 보다 효율적인 방식을 제공하기 위한 기법일 수 있다. 예를 들면, 단말은 두 개 이상의 서빙셀로부터 서비스를 송수신할 수 있다. 이때, 서빙셀 각각은 서로 다른 기지국에 속할 수 있다. 이중 연결성 기법을 기반으로 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국(예를 들어 매크로 셀을 구성하는 매크로 기지국과 스몰 셀을 구성하는 스몰 기지국)과 서로 다른 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다. 혹은 단말은 두 개 이상의 서로 다른 기지국과 서로 동일한 주파수 대역을 통해 무선 연결이 되어 서비스를 송수신할 수 있다.
이하, 이중 연결성(dual connectivity) 상황에 대하여 설명한다.
단말이 적어도 하나의 스몰 셀만을 포함하는 스몰 기지국과 적어도 하나의 매크로 셀만을 포함하는 매크로 기지국으로부터 각각 서로 다른 주파수 대역을 통해 서비스를 수신할 수 있다. 스몰 기지국과 같이 송신 전력이 낮은 기지국을 저전력 노드(low power node : LPN)라고도 한다. 단말과의 연결 모드 유지를 위한 RRC는 매크로 기지국 또는 스몰 기지국에 존재할 수 있다. 후술하는 내용은 단말과의 연결 모드 유지를 위한 RRC가 매크로 기지국에 존재함을 가정한다.
도 2는 본 발명에 적용되는 단말의 이중 연결성 상황의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, F2 주파수 대역이 매크로 기지국에 할당되고, F1 주파수 대역이 스몰 기지국에 할당된다. 단말은 매크로 기지국으로부터 F2 주파수 대역을 사용하는 매크로 셀을 통해 서비스를 송수신하는 동시에, 스몰 기지국으로부터 F1 주파수 대역을 사용하는 스몰 셀을 통해 서비스를 송수신할 수 있는 상황이다. 이와 같이 이중 연결성을 지원하는 단말의 경우 매크로 기지국의 매크로 셀과 스몰 기지국의 스몰 셀을 동시에 사용할 수 있으며, 단말과 매크로 기지국(또는 매크로 셀) 간, 단말과 스몰 기지국(또는 스몰 셀) 간 각각 무선 링크가 구성되므로, 개별적인 무선 링크 제어가 필요하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 이중 연결성 상황에서 매크로 기지국과 스몰 기지국에 대한 논리적 경로설정의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 매크로 기지국은 PDCP 엔티티, RLC 엔티티, MAC 엔티티, 그리고 PHY 계층을 포함하지만, 스몰 기지국은 RLC 엔티티, MAC 엔티티 그리고 PHY 계층을 포함한다. 하나의 EPS 베어러에 대하여 매크로 기지국 및 스몰 기지국에 RB가 각각 구성되어 단말에 서비스를 제공한다. 즉, 하나의 EPS 베어러에 대하여 매크로 기지국을 통한 플로우#1 및 스몰 기지국을 통한 플로우#를 통하여 단말에 서비스를 제공한다.
매크로 기지국의 PDCP 엔티티는 백홀(backhaul)을 통한 Xa 인터페이스 프로토콜(Xa interface protocol)을 이용하여 스몰 기지국의 RLC 엔티티와 연결된다. 여기서 상기 Xa 인터페이스 프로토콜은 LTE 시스템 내 기지국간에 정의된 X2 인터페이스 프로토콜이 될 수도 있다.
단말은 상기 EPS 베어러에 대하여 매크로 기지국의 RB #1 및 스몰 기지국의 RB #2 모두를 통하여 데이터 서비스를 송/수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이중 연결성의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 하나의 EPS 베어러(EPS Bearer)에 해당되는 하나의 무선 베어러(radio bearer)가 매크로 기지국의 PDCP 계층(410)의 하위 계층인 RLC 계층(420)에서 분리될 수 있다. 매크로 기지국의 PDCP 계층(410)을 중심으로 PDCP SDU가 매크로 기지국(403)의 RLC 계층(420) 및 스몰 기지국(406)의 RLC 계층(430)으로 전달될 수 있다. 즉, S-GW(400)를 통해 전송된 패킷 데이터가 매크로 기지국(403)의 RLC 계층(420) 및 스몰 기지국(406)의 RLC 계층(430)으로 분산되어 전달될 수 있다. PDCP SDU는 PDCP SDU의 시퀀스 넘버를 기준으로 분산될 수 있다. 예를 들면, 홀수에 해당하는 시퀀스 넘버를 가진 PDCP SDU는 매크로 기지국(403)의 RLC 계층(420)를 통해 단말(450)로 전송되고, 짝수에 해당하는 시퀀스 넘버를 가진 PDCP SDU는 스몰 기지국(403)의 RLC 계층(420)를 통해 단말(450)로 전송될 수 있다. 이러한 이중 연결 방법을 기반으로 하나의 서비스에 대한 데이터 다중 전송 방법을 멀티 플로우(Multi-Flow) 방법이라고 할 수 있다.
단말(450)은 매크로 기지국(403) 및 스몰 기지국(406)을 통해서 전송된 데이터를 수신할 수 있다. 두 기지국으로부터 전송된 데이터는 단말(450)의 PDCP 계층(460)에서 합쳐져서 단말(450)의 상위 계층(470)으로 전달될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 이중 연결성을 기반으로 매크로 기지국과 스몰 기지국에서 단말로 데이터를 전송 도중 스몰 기지국과 단말 사이의 연결이 릴리즈(release)되는 경우, 단말과 매크로 기지국 사이의 데이터 송신 및 수신 방법에 대해 개시한다. 이중 연결성을 기반으로 매크로 기지국과 스몰 기지국에서 단말로 데이터를 전송 도중 스몰 기지국과 단말 사이의 연결이 릴리즈(release)되는 경우, 불필요한 TCP 패킷의 전송 효율 저하가 발생할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 이러한 불필요한 TCP 패킷의 전송 효율 저하를 방지하는 방법에 대해 개시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이중 연결성을 기반으로 데이터를 전송 도중 스몰 기지국이 릴리즈 되는 경우 데이터 송신 및 수신 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5에서는 단말, 스몰 기지국, 매크로 기지국, S-GW 사이의 연결 설정 및 데이터 송신 및 수신 방법에 대해 개시한다.
매크로 기지국과 단말 사이에서 RRC 연결을 설정할 수 있다(S500).
매크로 기지국과 단말 사이에서 RRC 연결을 설정시 PDCP 계층의 동작에 대한 설정을 할 수 있다. 매크로 기지국과 스몰 기지국 사이에 설정된 백홀이 이상적이지 않은 백홀(non-ideal backhaul)인 경우, 스몰 기지국에서 단말로 데이터를 전송함에 있어 레이턴시(latency)가 증가할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국과 스몰 기지국 사이의 백홀이 이상적이지 않은 경우의 레이턴시는 60ms로 증가할 수 있다. 따라서, 이중 연결성에 기반한 기지국과 단말 사이의 데이터 송신 및 수신을 위해서는 스몰 기지국으로 송신하는 PDCP SDU에 대해서는 PDCP 디스카드 타이머(discard timer)를 별도로 설정하여 전송율의 저하를 막을 필요가 있다.
PDCP 디스카드 타이머는 구체적으로 아래와 같은 동작을 수행하는 타이머일 수 있다. PDCP 디스카드 타이머(discard timer)는 매크로 기지국의 PDCP 계층에서 PDCP SDU 및/또는 PDCP PDU를 버릴지 여부를 결정하기 위한 타이머일 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국의 PDCP 계층의 상위 계층(예를 들면, IP(internet protocol)으로부터 PDCP SDU를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 PDCP SDU마다 PDCP 디스카드 타이머가 시작될 수 있다. PDCP 디스카드 타이머가 정지되는 조건은 없고, 동작한 PDCP 디스카드 타이머가 만료되는 경우, 매크로 기지국은 PDCP SDU와 PDCP PDU를 버릴 수 있다. 또한, PDCP 디스카드 타이머가 만료되는 경우, RLC 계층에 RLC SDU를 버리도록 알려줄 수 있다. RLC 계층은 RLC SDU를 버리도록 전달받은 후 아직 해당 RLC SDU의 어떤 세그먼트(segment)도 RLC PDU로 매핑되지 않았으면 RLC SDU를 버릴 수 있다.
또한, RRC 연결 절차를 수행시, PDCP 상태 정보(PDCP STATUS REPORT)를 단말이 매크로 기지국으로 전송할지 여부에 대해 결정할 수 있다. 예를 들어, rlc-AM small cell release의 값이 true이고 스몰 기지국과 단말의 연결이 릴리즈되는 경우, 단말은 PDCP 상태 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
아래의 표 1은 RRC 연결을 설정시 RRC 메시지를 통해 전송되는 PDCP 설정 정보의 예이다.
PDCP-Config ::= SEQUENCE {
discardTimer for macro cell ENUMERATED {
ms50, ms100, ms150, ms300, ms500,
ms750, ms1500, infinity
} OPTIONAL, -- Cond Setup
discardTimer for small cell ENUMERATED {
ms50 , ms100 , ms150 , ms300 , ms500 ,
ms750 , ms1500 , infinity
} OPTIONAL, --
rlc-AM SEQUENCE {
statusReportRequired BOOLEAN
} OPTIONAL, -- Cond Rlc-AM
rlc small cell release SEQUENCE {
statusReportRequired BOOLEAN
} OPTIONAL, --
이중 연결성을 기반으로 스몰 기지국, 매크로 기지국을 통해 PDCP 데이터가 전송되는 경우, 데이터는 외부의 패킷 데이터 네트워크를 거쳐서 S-GW를 통해 매크로 기지국으로 전송될 수 있다. 즉, 하나의 EPS 베어러를 통해 S-GW에서 매크로 기지국의 PDCP 계층으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국의 PDCP 계층으로 전송되는 PDCP SDU의 시퀀스 넘버가 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 99라고 가정할 수 있다. 매크로 기지국의 PDCP 계층으로 전송되는 복수의 PDCP SDU는 매크로 기지국과 스몰 기지국으로 나뉘어서 전송될 수 있다(S510).
매크로 기지국의 PDCP 계층은, 예를 들어, 각 기지국(매크로 기지국 및 스몰 기지국)과 단말 사이의 채널 상태를 기반으로 PDCP SDU를 각 기지국으로 분배할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국과 단말 사이의 채널 상태 및 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 기반으로 최적의 전송률을 얻을 수 있는 비율을 결정하여 PDCP SDU를 각 기지국으로 분배할 수 있다. 각 기지국에서 전송되는 참조 신호를 기반으로 단말은 하향링크 채널 상태를 측정할 수 있다. 단말은 측정된 하향 링크 채널 상태 정보를 특정 주기에 따라 또는 지속적으로 각 기지국으로 피드백할 수 있다. 예를 들어, 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보는 매크로 기지국 또는 스몰 기지국 및 매크로 기지국에 동시에 피드백될 수 있다. 또 다른 예로 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보가 스몰 기지국으로 우선 피드백된 후, 채널 상태 정보가 스몰 기지국과 매크로 기지국 사이의 인터페이스를 기반으로 스몰 기지국에서 매크로 기지국으로 전송될 수 있다.
매크로 기지국은 수신한 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보 및 매크로 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보를 기반으로 PDCP SDU를 각 기지국의 RLC 계층으로 분배할 수 있다. 즉, 좋은 채널 상태에 있는 기지국이 상대적으로 좋지 않은 채널 상태에 있는 기지국보다 더 높은 데이터 레이트를 가지도록 PDCP SDU를 분배하여 전송할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 짝수의 시퀀스 넘버를 가지는 PDCP SDU는 스몰 기지국으로 분배되고, 홀수의 시퀀스 넘버를 가지는 PDCP SDU는 매크로 기지국으로 분배되는 경우를 가정하여 설명한다. 즉, 시퀀스 넘버 90, 92, 94, 96, 98은 매크로 기지국에서 스몰 기지국으로 전송된 후, 스몰 기지국에서 단말로 다시 전송될 수 있다. 시퀀스 넘버 91, 93, 95, 97, 99는 매크로 기지국에서 단말로 전송될 수 있다.
단말은 스몰 기지국의 신호세기 정보를 매크로 기지국으로 전송한다(S520).
단말은 측정 리포트(measurement report)를 매크로 기지국으로 전송할 수 있다. 측정 리포트는 단말과 스몰 기지국 사이의 신호세기 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말이 스몰 기지국의 커버리지를 벋어나는 경우, 단말과 스몰 기지국 사이의 신호 세기가 약해질 수 있다. 단말은 측정 리포트(measurement report)를 매크로 기지국으로 전송하고 매크로 기지국은 측정 리포트 정보를 기반으로 단말과 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈할지 여부를 결정할 수 있다.
매크로 기지국에서 단말로 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 메세지를 전송한다(S530).
매크로 기지국은 스몰 기지국과 단말 사이의 연결을 릴리즈하기로 결정할 수 있다. 이러한 경우 매크로 기지국은 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송하여 스몰 기지국과 단말 사이의 연결을 릴리즈시킬 수 있다. 단말은 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하고, RLC 재확립(re-establishment)를 수행할 수 있다. 단말의 RLC 계층은 매크로 기지국으로부터 RRC 연결 재구성 메시지를 수신시 수신 성공한 RLC PDU를 RLC SDU로 재결합(reassemble)하여 PDCP 계층으로 RLC 시퀀스 넘버의 순서대로 전달할 수 있다. 반면, 불완전하게 수신된 RLC 계층의 AMD(AM data) PDU는 버려지게 된다. 도 5에서는 시퀀스 넘버 94 및 98에 해당하는 PDCP SDU에 해당하는 RLC SDU가 불완전하게 수신되어 RLC 계층에서 버려진 것으로 가정한다.
S-GW는 후속되는 데이터를 매크로 기지국으로 전송한다(S540).
패킷 데이터 네트워크에서는 지속적으로 데이터를 매크로 기지국의 PDCP 계층으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 시퀀스 넘버, 100, 101, 102, 103, 104에 해당하는 PDCP SDU가 패킷 데이터 네트워크에서 매크로 기지국의 PDCP 계층으로 전송될 수 있다.
매크로 기지국은 패킷 데이터 네트워크로부터 전송된 PDCP SDU를 단말로 전송할 수 있다(S550).
예를 들어, 매크로 기지국은 시퀀스 넘버 100, 101에 해당하는 PDCP SDU를 단말로 전송할 수 있다.
단말은 PDCP 상태 리포트(PDCP status report)를 매크로 기지국으로 전송할 수 있다(S560).
PDCP 상태 리포트는 단말이 소스 셀(source cell)에서 타겟 셀(target cell)로 핸드오버를 수행시 소스 셀에서 수신하지 못한 PDCP SDU를 타겟 셀에서 수신하기 위해 사용될 수 있다. 또한, PDCP 상태 리포트는 스몰 셀과 단말 사이의 연결이 릴리즈 된 경우, 단말이 스몰 셀에서 수신하지 못한 PDCP SDU를 매크로 셀에서 수신하기 위해 사용될 수 있다. 즉, PDCP 상태 리포트는, 단말이 스몰 셀과 매크로 셀의 이중 연결성 (Dual Connectivity)에서 스몰 셀과 단말 사이의 연결이 릴리즈 된 경우, 스몰 셀에서 수신하지 못한 PDCP SDU를 매크로 셀에서 수신하기 위해 사용될 수 있다. 또한 PDCP 상태 리포트는 단말이 스몰 셀과 매크로 셀의 이중 연결성 (Dual Connectivity)에서 또 다른 스몰 셀로 이중 연결성 (Dual Connectivity)을 유지하면서 이동을 수행시 소스 스몰 셀 (source small cell)에서 수신하지 못한 PDCP SDU를 매크로 셀이나 타겟 스몰 셀에서 수신하기 위해 사용될 수 있다.
PDCP 상태 리포트는 단말이 수신한, 그리고 수신하지 못한 PDCP SDU에 대한 정보를 포함할 수 있다. 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU에 대한 정보는 수신하지 못한 PDCP SDU 중 시퀀스 넘버가 가장 작은 시퀀스 넘버 및 해당 시퀀스 넘버를 기준으로 생성된 비트맵을 통해 매크로 기지국으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 단말이 시퀀스 넘버 94 및 98에 해당하는 PDCU SDU를 수신하지 못한 경우, {94, 1, 1, 1, 0}을 PDCP 상태 리포트에 포함하여 전송할 수 있다. 단말은 PDCP SDU의 시퀀스 넘버 중 순서상 맨 앞(가장 작은 수)의 미수신 PDCP 시퀀스 넘버의 값(First Missing SN: FMS)과 FMS 이후의 SN 별로 수신 성공 (1)과 미수신 (0)을 표시하여 매크로 셀의 기지국의 PDCP 계층으로 PDCP 상태 리포트를 전송할 수 있다. 즉, {94, 1, 1, 1, 0}는 {94(가장 작은 시퀀스 넘버), 1(95), 1(96), 1(97), 0(98)}를 의미한다.
만약 단말이 PDCP 상태 리포트를 매크로 기지국으로 전송하지 않는 경우 TCP 성능 저하가 발생할 수 있다. 전술한 매크로 기지국의 PDCP 계층은 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU 94 및 98 각각에 대한 PDCP 디스카드 타이머가 동작 중일 수 있다. PDCP 디스카드 타이머가 만료될 때까지 매크로 기지국의 PDCP 계층은 단말이 특정한 PDCP SDU를 수신하였는지 여부를 알지 못한다. 따라서, 매크로 기지국은 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU들을 단말에게 재전송하지 못한다.
매크로 기지국이 PDCP SDU들을 단말이 수신하지 못하였음을 알았다면 재전송을 할 수 있기 때문에 단말은 PDCP SDU를 매크로 기지국으로부터 다시 수신할 수 있다. 하지만, 매크로 기지국은 단말이 PDCP SDU를 수신하지 못하였음을 알지 못하기 때문에 재전송을 할 수도 있었음에도 재전송을 수행하지 않는다. 결국엔 TCP 송신측에서는 단말이 수신받지 못한 PDCP SDU와 관련된 TCP 패킷의 재전송 타이머(retransmission timer)가 만료된다. 이것은 해당 TCP 패킷의 손실로 간주되며 그에 따라서 TCP 송신측의 윈도우 사이즈가 절반으로 줄어들게 된다.
이러한 경우 매크로 기지국의 PDCP SDU 버퍼가 많이 차서 PDCP 디스카드 타이머가 만료될 때까지 RLC 단을 통해 단말로 전송될 수 없었던 것이 아님에도 불구하고, TCP 전송률이 낮아질 수 있다. 왜냐하면, PDCP SDU 버퍼가 많이 차지 않아서 TCP 송신측 입장에서는 TCP 송신 윈도우 사이즈를 줄일 필요가 없었음에도 절반으로 줄이게 되기 때문이다. 즉, 단말로 TCP 패킷을 전달하는데 PDCP SDU 버퍼로 인한 문제는 없음에도 불구하고 TCP 전송율이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다. 하나의 TCP 패킷이 손실로 간주될 때마다 TCP 전송 윈도우가 절반씩 줄어들기 때문에 예를 들어, 짧은 시간 안에 3개의 TCP 패킷이 줄어들었다고 판단되면 1/8로 TCP 전송 윈도우가 작아져서 전송율 또한 1/8로 줄어들 수도 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시예에서는 단말이 PDCP 상태 리포트를 통해 수신하지 못한 PDCP SDU의 시퀀스 넘버를 매크로 기지국으로 알려줌으로서 위와 같이 불필요하게 TCP 전송율이 낮아지는 문제점을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, PDCP 상태 리포트에는 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, PDCP 상태 리포트에 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보에 셀 릴리즈(cell release)라는 이유를 비트값으로 포함하여 전송할 수 있다. PDCP 상태 리포트 발생 이유는 여러가지 인덱스를 기반으로 표현될 수 있다. 예를 들어, PDCP 상태 리포트 발생 이유의 인덱스 값 1은 PDCP 상태 리포트가 셀 릴리즈 때문에 발생하였음을 지시할 수 있다.
매크로 기지국은 수신한 PDCP 상태 리포트의 PDCP 상태 리포트 발생 이유를 기반으로 PDCP 상태 리포트의 원인이 이중 연결성에 기반한 데이터 송신 및 수신을 수행하던 도중 스몰 셀과 단말 사이의 연결이 릴리즈되었기 때문임을 알 수 있다. 이러한 경우, 매크로 기지국은 PDCP SDU 버퍼에 포함된 PDCP SDU 중에서 스몰 기지국으로 전달하였던 PDCP SDU들만을 선택적으로 재전송할 수 있다.
또한, PDCP 상태 리포트는 어떠한 셀의 RLC 재설립으로 인한 보고인지에 대한 셀 정보를 추가적으로 포함할 수도 있다. 즉, 스몰 셀의 셀 식별자 정보를 PDCP 상태 리포트에 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어 PDCP 상태 리포트에 포함되는 셀 식별자 정보는 PCI(physical cell identifier)일 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에서는 PDCP 상태 리포트를 기반으로 불필요한 TCP 성능 저하를 막는 방법에 대해 개시하였으나, TCP뿐만 아니라 UDP(user datagram protocol)의 경우에도 본 발명의 실시예에 따른 PDCP 상태 리포트를 사용함으로서 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 단말이 전송하는 PDCP 상태 리포트를 기반으로 TCP의 경우 전송율 저하 문제를 해결하며, UDP의 경우 딜레이에 민감한 실시간 서비스의 데이터(예를 들어, VoLTE(voice over LTE))의 유실을 적게함으로서 데이터의 품질(QoS)을 향상 시킬 수 있다.
매크로 기지국은 단말 수신하지 못한 PDCP SDU를 단말로 전송할 수 있다(S570).
매크로 기지국은 PDCP 상태 정보를 기반으로 스몰 기지국을 통해 단말로 전송하려고 했던 PDCP SDU 94 및 98가 전송되지 않았음을 알 수 있다. 매크로 기지국은 PDCP SDU의 버퍼링 순서인 PDCP SN 102, 103, … 대신에 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU 94 및 98(미수신 데이터)를 우선적으로 단말로 전송할 수 있다.
매크로 기지국은 버퍼링된 PDCP SDU를 단말로 전송할 수 있다(S580).
매크로 기지국은 PDCP SDU 버퍼에 버퍼링 되어 있는 순서에 따라 PDCP 102, 103, 104, …를 단말에게 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PDCP 상태 리포트의 정보 포맷을 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면, PDCP 상태 리포트는 D/C(600), PDU 타입(610), FMS(620), 비트맵(630), PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보(640),셀 식별자 정보(650)를 포함할 수 있다.
D/C(600)는 PDU가 제어 PDU인지 데이터 PDU인지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, D/C(600)가 1의 값을 가지면, 제어 PDU임을 나타내고 0의 값을 가지면 데이터 PDU임을 나타낼 수 있다.
PDU 타입(610)은 현재 PDU가 어떤 타입인지를 나타낼 수 있다. 예를 들어, PDU 타입(610)을 기반으로 현재 PDU가 PDCP 상태 리포트인지 여부를 나타낼 수 있다.
FMS(620)는 전술한 바와 같이 단말이 첫번째로 수신하지 못한 PDCP SDU의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함할 수 있다.
비트맵(630)은 전술한 바와 같이 단말이 첫번째로 수신하지 못한 PDCP SDU의 시퀀스 넘버를 기반으로 수신하지 못한 다른 PDCP SDU의 정보를 비트맵 형태로 포함할 수 있다.
PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보(640)는 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함할 수 있다. PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보는 특정한 인덱스를 기반으로 한 비트값으로 전송될 수 있다. 예를 들어, PDCP 상태 리포트에 PDCP 상태 리포트 발생 이유가 스몰 기지국과 단말 사이의 셀 릴리즈(cell release)인 경우 인덱스 1에 해당할 수 있다. 이러한 경우, PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보(640)는 인덱스 1에 해당하는 비트값을 포함할 수 있다.
PDCP 상태 리포트는 또 다른 이유로 발생될 수도 있고, 이러한 경우, PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보(640)는 PDCP 상태 리포트의 발생 이유에 대한 정보를 다른 비트값을 기반으로 매크로 기지국으로 전송할 수 있다.
셀 식별자 정보(650)는 릴리즈되는 스몰 셀의 식별자 정보를 포함할 수 있다. 셀 식별자 정보는 셀의 PCI(physical cell identifier)일 수 있다.
PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보(640) 및 셀 식별자 정보(650)가 모두 PDCP 상태 리포트에 포함될 수도 있으나, 둘 중 하나의 정보만이 PDCP 상태 리포트에 포함될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의상 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보(640) 및 셀 식별자 정보(650)가 모두 PDCP 상태 리포트에 포함되는 것으로 가정하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 7에서는 단말이 PDCP 상태 리포트를 전송하는 방법에 대해 개시한다.
도 7을 참조하면, 단말은 이중 연결성을 기반으로 매크로 기지국 및 스몰 기지국으로부터 데이터를 수신한다(S700).
전술한 바와 같이 하나의 EPS 베어러를 통해 매크로 기지국의 PDCP 계층을 통해 전송된 PDCP SDU는 매크로 기지국 및 스몰 기지국의 RLC 계층으로 분산될 수 있다. 분산된 PDCP SDU는 매크로 기지국 및 스몰 기지국을 통해 단말로 전송될 수 있다.
단말은 측정 리포트를 매크로 기지국으로 전송한다(S710).
단말은 스몰 기지국과 단말 사이의 하향링크 채널 상태 정보를 측정 리포트를 통해 매크로 기지국으로 전송할 수 있다.
매크로 기지국은 측정 리포트를 기반으로 스몰 기지국과 단말 사이의 연결을 릴리즈할지 여부에 대해 결정할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국은 하향 링크 신호가 특정한 세기 이하인 경우, 스몰 기지국과 단말 사이의 연결을 릴리즈시킬 수 있다. 예를 들어, 단말이 스몰 기지국의 커버리지를 벋어나는 경우, 스몰 기지국이 하향링크 채널을 통해 단말로 전송하는 신호의 세기가 작아져 데이터 전송율이 감소할 수 있다. 이러한 경우, 매크로 기지국은 스몰 기지국과 단말 사이의 연결을 릴리즈할 수 있다.
매크로 기지국이 전송한 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한다(S720).
매크로 기지국은 스몰 기지국과 단말의 채널 상태가 좋지 않은 경우 RRC 연결 재구성 메시지를 보내어 스몰 기지국과 단말 사이의 연결을 릴리즈할 수 있다.
RLC 재확립을 수행한다(S730).
RRC 연결 재구성 메시지를 수신한 단말은 RLC 재확립을 수행할 수 있다. RLC 재확립을 통해 RLC 계층을 기준으로 수신에 성공한 RLC PDU를 PDCP 계층으로 시퀀스 넘버의 순서대로 전달할 수 있다. RLC 재확립을 수행시 불완전하게 수신된 RLC PDU는 버려지게 된다.
PDCP 상태 리포트를 생성하여 매크로 기지국으로 전송한다(S740).
단말이 전송하는 PDCP 상태 리포트는 전술한 도 6과 같이 수신하지 못한 PDCP SDU에 대한 정보, PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보,셀 식별자 정보 등을 포함할 수 있다. 단말이 PDCP 상태 리포트 정보를 매크로 기지국으로 전송함으로서 단말과 스몰 기지국 간의 연결이 끊어지면서 단말이 스몰 기지국을 통해서 수신했어야 할 PDCP SDU들을 빨리 수신하지 못함으로서 발생하는 성능 저하 문제를 해결할 수 있다.
수신하지 못한 PDCP SDU를 수신한다(S750).
PDCP 상태 리포트를 기반으로 매크로 기지국이 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU를 재전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 매크로 기지국의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 8을 참조하면, 매크로 기지국은 단말로부터 전송된 측정 리포트를 기반으로 스몰 기지국과 단말 간의 연결을 릴리즈할지 여부를 결정한다(단계 S800).
측정 리포트는 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국은 스몰 기지국에서 단말로 전송되는 신호의 세기가 특정한 임계값 이하의 세기를 가진 신호인 경우, 스몰 기지국과 단말 간의 연결의 릴리즈를 결정할 수 있다. 이는 매크로 기지국이 스몰 기지국과 단말 사이의 연결의 릴리즈 여부를 결정하는 방법의 하나의 예로서 매크로 기지국은 다른 방법으로 스몰 기지국과 단말 사이의 연결의 릴리즈 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 측정 리포트가 아닌 다른 기준으로 스몰 기지국과 단말 사이의 연결의 릴리즈 여부를 결정할 수도 있다. 이하에서는 매크로 기지국이 스몰 기지국과 단말 간의 연결을 릴리즈하는 것으로 결정한 경우를 가정하여 설명한다.
단말로 RRC 연결 재구성 메시지를 전송한다(S810).
매크로 기지국이 전송하는 RRC 연결 재구성 메세지를 기반으로 단말과 스몰 기지국 사이의 연결은 릴리즈될 수 있다. 단말은 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한 후 RLC 재설립을 수행할 수 있다.
단말로부터 PDCP 상태 리포트를 수신한다(S820).
매크로 기지국은 단말이 전송한 PDCP 상태 리포트를 기반으로 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU의 시퀀스 넘버에 대한 정보, PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 등을 획득할 수 있다.
매크로 기지국은 수신한 PDCP 상태 리포트를 기반으로 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU를 재전송한다(S830).
매크로 기지국은 단말이 수신하지 못한 PDCP SDU의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 기반으로 다시 단말로 수신하지 못한 PDCP SDU를 재전송할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 연결성이 지원되는 무선 통신 시스템에서 무선 링크 제어를 수행하는 단말, 매크로 기지국 및 스몰 기지국의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 단말(900)은 매크로 기지국(930) 및 스몰 기지국(960)과 이중 연결성이 구성될 수 있다. 단말(900)은 단말 수신부(905), 단말 전송부(910) 및 단말 프로세서(920)를 포함한다. 단말 프로세서(920)는 상술한 바와 같은 본 발명의 특징이 구현되도록 필요한 기능과 제어를 수행한다.
단말 프로세서(920)는 스몰 기지국과(960) 단말(900) 사이의 채널 상태 정보를 기반으로 측정 리포트를 생성할 수 있다. 또한, 스몰 기지국(960)과 단말(900) 사이의 연결이 릴리즈되는 경우, PDCP 상태 리포트를 생성할 수 있다.
단말 전송부(910)는 측정 리포트 및 PDCP 상태 리포트를 매크로 기지국(930)으로 전송할 수 있다.
단말 수신부(905)는 스몰 기지국(960) 및 매크로 기지국(930)으로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있다.
매크로 기지국(930)은 매크로 전송부(935), 매크로 수신부(940), 및 매크로 프로세서(950)을 포함한다.
매크로 수신부(940)는 단말로부터 전송되는 측정 리포트 및 PDCP 상태 리포트를 수신할 수 있다.
매크로 프로세서(950)는 단말(900)로부터 전송되는 측정 리포트를 기반으로 스몰 기지국과 단말 사이의 연결을 릴리즈할지 여부에 대해 결정할 수 있다. 또한 수신한 PDCP 상태 리포트를 기반으로 단말(900)이 수신하지 못한 PDCP SDU를 재전송을 결정할 수 있다.
매크로 전송부(935)는 단말(900)이 수신하지 못한 PDCP SDU를 재전송할 수 있다.
또한, 스몰 기지국(960)은 스몰 수신부(965), 스몰 전송부(970) 및 스몰 프로세서(980)을 포함한다.
스몰 수신부(965)는 매크로 기지국(930)으로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있다. 또한 단말(900)과 연결되어 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.
스몰 프로세서(980)는 단말로부터 전송된 채널 상태 정보를 기반으로 단말(900)로 전송할 데이터 레이트를 결정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 데이터 재수신 방법에 있어서,
    스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보를 매크로 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 매크로 기지국으로부터 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계;
    상기 RRC 연결 재구성 메시지를 기반으로 상기 스몰 기지국과의 연결을 릴리즈하는 단계; 및
    수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 상기 매크로 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송하는 데이터 재수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PDCP 상태 리포트는 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하고,
    상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함하고,
    상기 셀 식별자 정보는 상기 PDCP 상태 리포트를 전송하는 셀의 식별자 정보를 포함하는 데이터 재수신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매크로 기지국으로부터 상기 수신하지 못한 PDCP SDU를 재수신하는 단계를 더 포함하는 데이터 재수신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 매크로 기지국은 전송된 상기 채널 상태 정보를 기반으로 수신한 PDCP SDU 중 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 PDCP SDU를 결정하는 데이터 재수신 방법.
  5. 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 매크로 기지국의 데이터 재전송 방법에 있어서,
    단말로부터 상기 단말과 스몰 기지국 사이의 채널 상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 채널 상태 정보를 기반으로 상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈할지 여부를 결정하는 단계;
    상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈하는 것으로 결정한 경우, 상기 단말로 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 단말이 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송하는 데이터 재전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 PDCP 상태 리포트는 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하고,
    상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함하고,
    상기 셀 식별자 정보는 상기 PDCP 상태 리포트를 전송하는 셀의 식별자 정보를 포함하는 데이터 재수신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 매크로 기지국은 전송된 상기 채널 상태 정보를 기반으로 수신한 PDCP SDU 중 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 PDCP SDU를 결정하는 데이터 재전송 방법.
  8. 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재수신하는 단말에 있어서, 상기 단말은 프로세서를 포함하고
    상기 프로세서는 스몰 기지국과 단말 사이의 채널 상태 정보를 매크로 기지국으로 전송하고 상기 매크로 기지국으로부터 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 수신하고 상기 RRC 연결 재구성 메시지를 기반으로 상기 스몰 기지국과의 연결을 릴리즈하고 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 상기 매크로 기지국으로 전송하도록 구현되되,
    상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송하는 단말.
  9. 제8항에 있어서, 상기 PDCP 상태 리포트는,
    PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하고,
    상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함하고,
    상기 셀 식별자 정보는 상기 PDCP 상태 리포트를 전송하는 셀의 식별자 정보를 포함하는 단말.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 매크로 기지국으로부터 상기 수신하지 못한 PDCP SDU를 재수신하도록 구현되는 단말.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 매크로 기지국은 전송된 상기 채널 상태 정보를 기반으로 수신한 PDCP SDU 중 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 PDCP SDU를 결정하는 단말.
  12. 이중 연결성(dual connectivity)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 재전송하는 매크로 기지국에 있어서, 상기 매크로 기지국은 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 단말로부터 상기 단말과 스몰 기지국 사이의 채널 상태 정보를 수신하고 상기 채널 상태 정보를 기반으로 상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈할지 여부를 결정하고 상기 단말과 상기 스몰 기지국 사이의 연결을 릴리즈하는 것으로 결정한 경우, 상기 단말로 RRC(radio resource control) 연결 재설정 메시지를 전송하고 상기 단말이 수신하지 못한 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함하는 PDCP 상태 리포트를 수신하도록 구현되되,
    상기 매크로 기지국은 외부 패킷 데이터 네트워크에서 PDCP 계층으로 전송된 PDCP SDU를 수신하고, 상기 PDCP SDU 중 일부를 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송하는 기지국.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 PDCP 상태 리포트는 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보 및 셀 식별자 정보 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하고,
    상기 PDCP 상태 리포트 발생 이유 정보는 상기 PDCP 상태 리포트가 발생한 이유에 대한 정보를 포함하고,
    상기 셀 식별자 정보는 상기 PDCP 상태 리포트를 전송하는 셀의 식별자 정보를 포함하는 기지국.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 매크로 기지국은 전송된 상기 채널 상태 정보를 기반으로 수신한 PDCP SDU 중 상기 스몰 기지국의 RLC 계층으로 전송할 PDCP SDU를 결정하는 기지국.
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