KR20150005458A - 이동 통신 시스템에서 복수 연결을 지원하기 위한 제어 방법 및 복수 연결 지원 장치 - Google Patents
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Abstract
이동 통신 시스템에서 복수 연결을 지원하기 위한 제어 방법 및 복수 연결 지원 장치가 개시된다. 제1 기지국 및 제2 기지국에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로 제1 기지국이 단말로부터 복수연결을 위한 측정 결과를 수신하고, 측정 결과에 기초하여 복수연결 설정 여부를 결정한 후, 복수연결을 설정하는 경우 제2 기지국에 복수연결 설정을 위한 정보를 전달하고, 제2 기지국이 제1 기지국으로부터 전달받은 복수연결 설정을 위한 정보에 기초하여 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보를 생성한다. 따라서, 복수연결을 용이하게 지원할 수 있고, 이를 통해 이동통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 이동 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 통신 시스템에서 복수 연결을 지원하기 위한 제어 방법 및 복수 연결 지원 장치에 관한 것이다.
휴대 가능한 이동 단말 및 태블릿 PC의 광범위한 보급과 무선 인터넷 기술을 근간으로 하는 모바일 컴퓨팅의 급속한 확대로 인하여 무선 네트워크 용량의 획기적인 증대가 요구되고 있다.
현재 전세계적으로 4세대 이동통신 시스템인 LTE(Long Term Evolution) 시스템이 상용화되어 3세대 이동통신 시스템에 비해 사용자에게 더 높은 전송률을 제공하고 있으나, 모바일 데이터의 폭증을 대비하기에는 부족한 상태이다.
또한, 많은 연구들에서 향후 모바일 사용자들의 트래픽 사용량은 급격하게 증가할 것으로 예측되고 있다. 이와 같은 폭발적인 트래픽 증가에 따른 요구사항을 충족시키기 위한 대표적인 해결책은 진화된 물리계층 기술을 적용하거나 추가적인 스펙트럼을 할당하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 물리계층 기술은 이론적인 한계점에 도달하고 있고, 추가적인 스펙트럼의 할당을 통한 셀룰러망의 용량 증대는 근본적인 해결책이 될 수 없다.
따라서, 셀룰러망에서 폭발적으로 증가하는 사용자의 데이터 트래픽을 효율적으로 지원하기 위한 방법으로, 셀의 크기를 줄여서 더 많은 소형 셀들을 촘촘하게 설치하거나 다층 구조의 셀룰러망을 이용하여 서비스를 제공하는 방법이 현실적인 대안으로 고려될 수 있다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 LTE(Long Term Evolution)-Advanced의 표준화 회의에서는 빠르게 증가하는 모바일 데이터의 수요를 효율적으로 수용하기 위해 소형 셀 향상(Small Cell Enhancement) 기술의 표준화를 진행하고 있다.
그러나, 현재까지는 소형 셀 향상을 위한 시나리오 및 요구사향에 대한 논의만 이루어지고 있는 상태이며, 소형 셀 향상을 위한 구체적인 절차나 방법은 제시되고 있지 않다.
본 발명의 목적은 다양한 형태의 기지국들이 함께 존재하는 이종 네트워크 환경에서 임의의 단말에게 복수 연결을 제공할 수 있는 복수연결 지원 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이동 통신 시스템에서 복수 연결을 지원하는 복수 연결 지원 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수연결 지원 장치는, RRC(Radio Resource Control) 계층, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층, RLC(Radio Link Control) 계층 및 MAC Medium Access Control) 계층을 포함하는 제1 기지국과, 상기 제1 기지국과 백홀(backhaul)로 연결되어 단말에 복수연결을 지원하고, RRC 계층, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층을 포함하는 제2 기지국을 포함하되, 상기 제2 기지국의 RRC 계층은 상기 단말에 복수연결을 지원시에는 비활성화 된다.
상기 제1 기지국과 백홀(backhaul)로 연결되고, 상기 제1 기지국과 함께 단말에 복수연결을 지원하는 제2 기지국을 포함하되, 상기 제2 기지국은 RRC 계층을 포함하지 않는다.
여기서, 상기 제1 기지국은 시그널링 베어러 및 데이터 베어러를 제공하고, 상기 제2 기지국은 데이터 베어러만 제공할 수 있다.
여기서, 상기 제2 기지국은 복수연결을 위한 무선 자원 설정시, 상기 단말에 할당된 무선 자원의 설정 정보를 상기 제1 기지국에 전달할 수 있다.
여기서, 상기 무선 자원의 설정 정보는, 상기 제2 기지국의 CSI(Channel-State Information), DM-RS(Demodulation-Reference Signal), SRS(Sounding Reference Signal), PUCCH(Physical Uplink Control Channel), DRX(Discontinuous Reception), PRB(Physical Resource Block) 할당 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수연결 지원 방법은, 제1 기지국 및 제2 기지국에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로, 상기 제1 기지국이 단말로부터 복수연결을 위한 측정 결과를 수신하는 단계와, 상기 제1 기지국이 상기 측정 결과에 기초하여 복수연결 설정 여부를 결정하는 단계와, 복수연결을 설정하는 경우, 상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 복수연결 설정을 위한 정보를 전달하는 단계 및 상기 제2 기지국이 상기 제1 기지국으로부터 전달받은 복수연결 설정을 위한 정보에 기초하여 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 복수연결 설정을 위한 정보를 전달하는 단계는, 상기 제1 기지국이 상기 측정 결과 및 상기 단말의 정보를 상기 제2 기지국에 전달하되, 상기 단말의 정보는 SPS(Semi-Persistence Scheduling) 설정 정보, DRX(Discontinuous Reception) 설정 정보, 측정 보고 주기 정보, 측정 설정 파라미터 정보, 서비스 정보 및 베어러 속성 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 복수연결 설정을 위한 정보를 전달하는 단계는, 상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 상기 단말의 능력 정보 및 상기 제2 기지국이 복수연결 지원 중에 상기 단말의 능력을 고려하여 지원해야 하는 기능 정보 중 적어도 하나의 정보를 전달할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 설정을 위한 제어 정보는, 상기 단말이 상기 제2 기지국에 비경쟁 방식의 랜덤 액세스를 위한 정보, 상기 제2 기지국이 상기 단말에 할당한 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity) 정보, 상기 제2 기지국이 상기 단말에 할당한 SPS-RNTI(Semi-Persistence Scheduling-RNTI) 정보, 전력제어 정보, 상기 제2 기지국이 상기 단말에게 할당한 상기 제2 기지국의 DRX(Discontinuous Reception) 동작 설정 파라미터 정보, 상기 제2 기지국의 식별정보, 복수연결 지원을 위한 CS/CB(Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming) 자원할당 정보, 상기 제2 기지국의 무선자원 할당 정보, 상기 제2 기지국의 CSI(Channel State Information), 상기 제2 기지국의 DM-RS(Demodulation-Reference Signal), 상기 제2 기지국의 SRS(Sounding Reference Signal), 상기 제2 기지국의 PRB(Physical Resource Block) 자원 할당 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 제2 기지국이 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보를 상기 제1 기지국에 전달하는 단계와, 상기 제1 기지국이 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보에 기초하여 제어 메시지를 생성하는 단계 및 상기 제1 기지국이 상기 제어 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어 메시지를 생성하는 단계는, 상기 제1 기지국이 복수연결 설정에서 사용할 별도의 C-RNTI, SPS-RNTI, 주파수 정보, CA(Carrier Aggregation) 정보, CS/CB 정보, 복수연결 시작을 위한 타이머 정보, 복수연결 개시를 위한 타이밍 오프셋 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성하거나, 상기 제2 기지국으로부터 전달된 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 복수연결 지원 방법은, 단말에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로, 단말이 복수연결을 지원중인 제1 기지국 및 제2 기지국 중에서 상기 제2 기지국과의 무선 채널에 대해 무선링크실패(RLF: Radio Link Failure)를 인지하는 단계와, 상기 단말이 무선링크실패가 발생하지 않은 상기 제1 기지국에 상기 제2 기지국과의 채널 링크에 무선링크실패가 발생하였음을 보고하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 단말이 상기 제2 기지국과 복수연결을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 단말이 상기 제1 기지국으로부터 상기 제2 기지국의 복수연결 설정에 대한 비활성화 지시를 수신하는 단계와, 상기 단말이 상기 비활성화 지시에 상응하여 상기 제2 기지국과 복수연결을 비활성화 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 기지국과 복수연결을 비활성화하는 단계는, 상기 단말이 제2 기지국과의 복수연결에 대한 무선자원 설정 정보를 유지하는 단계와, 상기 제2 기지국의 무선링크실패가 복구된 후, 상기 단말이 상기 무선자원 설정 정보를 이용하여 상기 제2 기지국과의 복수연결을 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 기지국과 복수연결을 비활성화하는 단계는, 상기 단말이 상기 제1 기지국으로부터 상기 제2 기지국의 복수연결 활성화를 지시하는 제어 메시지를 수신하는 단계 및 상기 단말이 상기 제2 기지국과의 복수연결을 활성화하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제2 기지국의 복수연결 활성화를 지시하는 제어 메시지는, 상기 제2 기지국의 식별정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 단말이 상기 제2 기지국으로 상향링크 데이터 채널 또는 상향링크 제어 채널을 통한 전송을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 복수연결 지원 방법은, 기지국에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로, 무선랜 접속점(WLAN AP: Wireless Local Area Network Access Point) 정보를 단말에 전송하는 단계와, 상기 단말로부터 무선랜 접속점의 측정 결과 정보를 수신하는 단계와, 상기 무선랜 접속점의 측정 결과 정보에 기초하여 무선랜 접속점을 이용한 부하 분산 여부를 결정하는 단계 및 부하 분산을 실행하는 경우, 상기 단말에 무선랜 접속점을 통한 부하 분산을 지시하는 제어 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 단말이 무선랜 기능의 지원 여부를 나타내는 정보, 무선랜 기능의 활성화 여부를 나타내는 정보, 무선랜 접속점의 탐색 시도를 지시하는 정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 기지국이 상기 기지국의 서비스 영역내에 위치한 적어도 하나의 무선랜 접속점과 통신을 통하여 부하 분산, 무선랜 접속 탐색 및 무선랜 접속점 측정을 위한 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는, 상기 기지국이 제어가능하거나 연결 가능한 적어도 하나의 무선랜 접속점에 대한 SSID(Service Set Identifier) 정보, 무선랜 주파수 대역 정보 및 위치 정보 중 적어도 하나의 정보를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는, 적어도 하나의 무선랜 접속점에 대한 측정 정보를 전송할 수 있고, 상기 측정 정보는 무선랜 접속점의 측정 임계값 및 측정 주기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는, 무선랜 접속점 정보 및 무선랜 접속점 측정 정보를 포함하는 무선랜 시스템 정보 블록(WLAN SIB)을 구성하는 단계 및 상기 무선랜 시스템 정보 블록을 방송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는, 상기 무선랜 시스템 정보 블록이 변경되면, 무선랜 시스템 정보 블록의 변경을 지시하는 특정 스케줄링 식별자를 이용하여 무선랜 시스템 정보 블록의 변경을 단말에 통지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 단말로부터 무선랜 접속점 탐색 시도를 지시하는 제어 메시지를 수신하는 단계 및 상기 무선랜 접속점 탐색 시도를 지시하는 제어 메시지에 상응하여 상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 무선랜 접속점을 활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선랜 접속점의 측정 결과 정보는, RSSI(Received Signal Strength Indicator), SIR(Signal-to-Interference Ratio), EbNo(bit enery/noise power), RCPI(Receive Channel Power Indicator) 및 RSNI(Receive Signal to Noise Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 부하 분산을 지시하는 제어 메시지는, 특정 무선랜 접속점의 식별 정보, 부하분산 대상 서비스 식별자 정보, 부하분산 시작 타이밍 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 단말에 무선랜 접속점을 이용한 부하분산 기능의 지원 여부에 대한 보고를 요청하는 단계 및 상기 단말로부터 부하분산 기능의 지원 여부에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 복수연결 지원 방법은, 단말에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로, 상기 단말이 미리 설정된 측정 조건에 기초하여 적어도 하나의 셀로부터 송신되는 신호를 측정하는 단계와, 상기 단말이 측정 결과에 기초하여 특정 셀로 캠핑(camping)을 시도하는 단계를 포함하되, 상기 단말은 동기 신호를 전송하지 않거나 기지국 검출을 위한 신호만을 간헐적으로 전송하는 셀로는 캠핑을 시도하지 않도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 단말이 적어도 하나의 셀로부터 송신되는 신호를 측정하는 단계는, 상기 단말이 연결을 해제한 기지국으로부터 연결 해제시 수신한 셀 우선순위 정보에 기초하여 측정을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은, 상기 단말이 상기 셀 우선순위 정보에 기초하여 측정한 측정 수행 결과를 정렬하여 측정 보고 메시지를 구성하는 단계 및 상기 측정 보고 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 복수연결 지원 방법은, 제2 기지국과 함께 단말에 복수연결을 지원하는 제1 기지국에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로, 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국의 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보를 구성하는 단계 및 상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보를 포함하는 DRX(Discontinuous Reception) 동작 설정 정보를 단말에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는, 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국의 SFN(System Frame Number)의 차이값 정보 및 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국의 하향링크 동기의 차이값 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는 상기 단말이 상기 제1 기지국의 DRX 파라미터를 기준으로 동작하도록 설정된 정보일 수 있다.
여기서, 상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는 짧은 DRX 사이클 파라미터 또는 긴 DRX 사이클 파라미터 중 어느 하나의 DRX 파라미터 정보일 수 있다.
여기서, 상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는 상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 및 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 파라미터들을 포함하되, 상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들과 상기 제2 지국이 설정한 DRX 파라미터들은 전체 또는 일부가 서로 상이하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 기지국이 설정한 DRX 사이클 주기와 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 사이클 주기는 서로 배수 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
여기서, 상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 및 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 파라미터들에는 각각 온 구간(on-duration)의 시작점 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들은, 상기 제1 기지국이 설정한 온 구간(on-duration) 내에 상기 제2 기지국의 온 구간의 시작시점과 종료시점이 모두 포함되거나, 상기 제1 기지국이 설정한 온 구간(on-duration) 내에 상기 제2 기지국의 온 구간의 시작시점만 포함되거나, 또는 상기 제1 기지국이 설정한 온 구간(on-duration) 내에 상기 제2 기지국의 온 구간의 종료시점만 포함되도록 설정될 수 있다.
여기서, 상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 및 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 중 상향링크 동기 유지 여부를 판단하기 위한 타이머 값은, 단말이 상기 제1 기지국이 설정한 타이머 값에 따라 동작하도록 설정될 수 있다.
여기서, 상기 복수연결 지원 방법은 상기 단말의 복수연결 설정시, 상기 제1 기지국이 상기 단말의 능력에 상응하는 DRX 파라미터의 설정 기준 정보, 가이드 라인 정보, DRX 파라미터의 최대값, DRX 파라미터의 최소값 중 적어도 하나의 정보를 상기 제2 기지국에 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 복수 연결을 지원하기 위한 제어 방법에 따르면, 패킷 기반 이동통신 시스템에서 임의의 단말이 단일 기지국으로부터 서비스를 제공받거나 또는 동일한 기지국과 제어 신호 및 데이터 송수신을 위한 연결설정을 유지하는 과정에서 발생하는 비효율적인 자원할당, 연결 관리, 그리고 이동성 관리 등의 절차를 개선하기 위하여 단말이 복수개의 기지국과 복수 연결을 설정하거나 또는 제어신호를 주고받기 위한 제어평면 그리고 데이터를 주고받기 위한 데이터 평면을 위한 연결설정을 서로 다른 기지국과 설정하고 유지하는 방법을 제공한다.
따라서, 이동통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있고, 단말의 자원할당 및 소모 전력을 최소화 할 수 있다.
도 1은 소형 기지국을 이용하여 구성할 수 있는 로컬 접속 이동망의 구성 예를 나타낸다.
도 2는 제한적 백홀 환경에서의 로컬 접속 이동망 구성의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3a, 3b 및 3C는 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망을 구성하기 위한 무선 프로토콜 구조의 예를 나타낸 것이다.
도 4는 매크로 기지국의 RLF에 따른 복수연결 해제 및 단일연결로의 전환 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 5는 복수연결 설정을 위한 단말, 매크로 기지국 및 소형 기지국간의 메시지 송수신 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 복수연결 설정을 위하여 소형 기지국을 기준으로 단말, 매크로 기지국, 소형 기지국간의 메시지 송수신 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7은 복수연결 설정을 유지하고 있는 단말과 기지국들과의 메시지 송수신 절차 및 복수연결 해제 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 복수연결 설정 또는 해제를 위한 'RCConnectionReconfiguration' 메시지의 일 예를 나타낸 것이다.
도 9는 복수연결 설정에서 주 기지국의 변경을 표현하기 위한 'mobilityControlInfo' 정보 요소의 일 예를 나타낸 것이다.
도 10은 단말의 복수연결 설정 또는 해제 절차의 완료 통보를 위한 'RCConnectionReconfigurationComplete' 메시지의 일 예를 나타낸 것이다.
도 11은 핸드오버 수행 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 12는 기지국의 디스커버리 신호 전송의 일 예를 나타낸다.
도 13은 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망에서 매크로 기지국과 소형 기지국간의 수신전력에 따른 양방향 링크 경계를 나타낸 그래프이다.
도 14는 단말의 DRX 동작을 나타낸다.
도 15는 복수연결 단말의 DRX 동작 정렬 방법을 나타낸다.
도 16a, 16b, 16c 및 16d는 데이터 평면의 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 17은 핸드오버 수행 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 18은 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망에서 소형 기지국이 매크로 기지국의 경계에 위치한 경우를 예시한 것이다.
도 19는 NCT 셀을 이용한 로컬 접속 이동망 구성의 일 예를 나타낸다.
도 20은 복수연결을 위한 PHR 및 BSR 보고를 위한 MAC 제어 메시지의 구성 예를 나타낸다.
도 21은 전용 무선자원 설정을 위한 제어 메시지 'RadioResourceConfigDedicated'의 일 예를 나타낸 것이다.
도 22는 전용 무선자원 설정을 위한 제어 메시지 내의 'logicalChannelConfig IE'의 일 예를 나타낸 것이다.
도 23은 무선랜 시스템을 이용한 이동통신망의 데이터 분산 절차를 나타내는 순서도이다.
도 24는 Inter-RAT CA 기능 지원을 위한 절차를 나타내는 순서도이다.
도 2는 제한적 백홀 환경에서의 로컬 접속 이동망 구성의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3a, 3b 및 3C는 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망을 구성하기 위한 무선 프로토콜 구조의 예를 나타낸 것이다.
도 4는 매크로 기지국의 RLF에 따른 복수연결 해제 및 단일연결로의 전환 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 5는 복수연결 설정을 위한 단말, 매크로 기지국 및 소형 기지국간의 메시지 송수신 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 복수연결 설정을 위하여 소형 기지국을 기준으로 단말, 매크로 기지국, 소형 기지국간의 메시지 송수신 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7은 복수연결 설정을 유지하고 있는 단말과 기지국들과의 메시지 송수신 절차 및 복수연결 해제 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 복수연결 설정 또는 해제를 위한 'RCConnectionReconfiguration' 메시지의 일 예를 나타낸 것이다.
도 9는 복수연결 설정에서 주 기지국의 변경을 표현하기 위한 'mobilityControlInfo' 정보 요소의 일 예를 나타낸 것이다.
도 10은 단말의 복수연결 설정 또는 해제 절차의 완료 통보를 위한 'RCConnectionReconfigurationComplete' 메시지의 일 예를 나타낸 것이다.
도 11은 핸드오버 수행 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 12는 기지국의 디스커버리 신호 전송의 일 예를 나타낸다.
도 13은 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망에서 매크로 기지국과 소형 기지국간의 수신전력에 따른 양방향 링크 경계를 나타낸 그래프이다.
도 14는 단말의 DRX 동작을 나타낸다.
도 15는 복수연결 단말의 DRX 동작 정렬 방법을 나타낸다.
도 16a, 16b, 16c 및 16d는 데이터 평면의 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 17은 핸드오버 수행 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 18은 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망에서 소형 기지국이 매크로 기지국의 경계에 위치한 경우를 예시한 것이다.
도 19는 NCT 셀을 이용한 로컬 접속 이동망 구성의 일 예를 나타낸다.
도 20은 복수연결을 위한 PHR 및 BSR 보고를 위한 MAC 제어 메시지의 구성 예를 나타낸다.
도 21은 전용 무선자원 설정을 위한 제어 메시지 'RadioResourceConfigDedicated'의 일 예를 나타낸 것이다.
도 22는 전용 무선자원 설정을 위한 제어 메시지 내의 'logicalChannelConfig IE'의 일 예를 나타낸 것이다.
도 23은 무선랜 시스템을 이용한 이동통신망의 데이터 분산 절차를 나타내는 순서도이다.
도 24는 Inter-RAT CA 기능 지원을 위한 절차를 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 ‘단말’은 사용자 장비(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 이동 단말(MT: Mobile Terminal), 사용자 단말, 사용자 터미널(UT: User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS: Subscriber Station), 무선 기기(Wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로 지칭될 수 있다.
또한, 본 출원에서 사용하는 '기지국' 또는 '셀'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(Base Station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B, eNB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 또한, 본 출원에서는 기지국과 셀을 별도의 구분 없이 동일한 개념으로 사용한다. 예를 들어, 매크로 기지국과 매크로 셀은 동일한 의미로 사용될 수 있고, 소형 셀과 소형셀 기지국은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
< 제한적 백홀(non-ideal backhaul)을 가지는 네트워크 환경에서의 프로토콜 구조 및 절차 개선 방법 >
도 1은 소형 기지국을 이용하여 구성할 수 있는 로컬 접속 이동망의 구성 예를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이 소형 기지국을 이용하여 구성할 수 있는 로컬 접속 이동망의 구성은 다양한 셀 형태가 존재하는 계층적 셀 환경으로 구성될 수 있다.
즉, 로컬 접속 이동망은 서비스 영역이 큰 매크로 기지국(또는 매크로 셀)(101)과 서비스 영역이 상대적으로 작은 마이크로 계층의 소형 기지국(또는 소형 셀)(102)을 이용하여 구성할 수 있다. 도 1에서, 매크로 셀들은 클라우드 기지국(104)에 의해 관리될 수 있다.
매크로 기지국(또는 매크로 셀)(101)의 주파수(F1)와 소형 기지국(또는 셀)(102)의 주파수(F2)는 동일한 주파수를 사용할 수도 있고, 서로 다른 주파수를 사용할 수도 있다. 마이크로 계층의 소형 기지국(또는 소형 셀)(102)은 매크로 기지국(또는 매크로 셀)이 있는 환경에서 배치(deployment)할 수도 있고, 매크로 기지국(또는 매크로 셀)의 영역이 없는 곳에서 독립적으로 소형 기지국(또는 소형 셀)들만으로 서비스 하도록 배치할 수도 있다.
매크로 기지국(또는 매크로 셀) 및 소형 기지국(또는 소형 셀)들과 네트워크와의 연결은 이상적 백홀(ideal backhaul)과 제한적 백홀(non-ideal backhaul)을 모두 고려할 수 있다. 이상적 백홀은 광섬유 또는 LoS(Line of Sight) 초고주파 등의 전용(dedicated) 라인을 통하여 점대점(point-to-point)으로 연결하여 높은 전송속도(throughput)와 낮은 지연(latency) 속성을 갖는다. 그러나, 제한적 백홀은 광범위하게 설치되어 있는 광케이블 대신 xDSL(x-Digital Subscriber Line), NLoS(Non Line of Sight) 초고주파, 또는 릴레이(relay) 등과 같이 전송 성능에 제한이 있고 지연이 존재하는 유선망 또는 무선망으로 구성되는 전형적인 백홀을 의미한다. 따라서, 제한적 백홀은 지연과 전송속도의 제한이 있는 연결 속성을 가진다.
소형 기지국(또는 소형 셀)을 이용하여 로컬 접속망을 구성하는 경우, 높은 전송속도(throughput)가 요구되는 실내(indoor) 및 실외(outdoor)의 핫스팟(hotspot) 지역에서 소형 기지국(또는 셀)과 같은 저전력 노드들을 이용하여 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 저전력 노드는 일반적으로 송신 전력이 매크로 노드와 BS(Base Station) 클래스(class)보다 낮은 노드를 의미한다. 예를 들어, 저전력 노드는 피코(pico)와 펨토(Femto) 기지국(eNB) 등을 포함할 수 있다.
기지국 또는 eNB(enhanced Node B)는 RRC(Radio Resource Control) 기능이 존재하는 이동통신 네트워크의 노드를 의미한다. 각 기지국 또는 eNB는 하나 이상의 셀(또는 섹터)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 임의의 기지국 또는 eNB가 두 개 이상의 요소 캐리어(CC: Component Carrier)를 이용하여 캐리어 집성(CA: Carrier Aggregation) 기능을 지원하는 경우, 각각의 요소 캐리어(CC)는 셀로 동작할 수 있다. 이하의 본 발명에 대한 설명에서 '기지국'은 LTE 시스템에서의 eNB 또는 셀(cell)을 통칭하며 필요한 경우에만 eNB 또는 셀(cell)로 구분하여 사용한다. 특별히 구분하여 설명하지 않은 경우에 기지국은 하나 이상의 셀을 구성하는 eNB를 의미하며, 이때의 eNB는 RRC 기능이 존재하며 게이트웨이(GW: Gate Way) 또는 MME(Mobile Management Entity)와의 인터페이스를 갖는 노드를 의미한다.
본 발명에서는 저전력 노드를 이용하여 실내 및/또는 실외의 핫스팟 지역에서 성능을 개선하기 위한 LTE(Long Term Evolution) 및/또는 LTE-A(Advanced) 시스템의 추가적인 기능 및 기술 이슈들을 함께 설명한다.
로컬 접속 이동망 구성 시나리오는 매크로 기지국의 주파수(F1)과 소형 기지국의 주파수(F2)에 따라 표 1과 같이 고려할 수 있으며, 듀플렉스(FDD, TDD) 방식을 추가하여 분석하도록 한다. 표 1은 주파수 운용에 따른 로컬 접속 이동망 구성 시나리오의 예를 나타낸 것이다.
로컬 접속 이동망의 각 계층은 복수의 CC(Component Carrier)를 이용하여 독립적인 CA 기능을 지원할 수 있다.
3GPP LTE 및/또는 LTE-A 시스템에서 여러 개의 셀 또는 주파수를 이용하여 서비스를 제공하는 기술은 CA 또는 CoMP(Co-ordination Multiple Point transmission and reception)가 있으며, 이와 같은 기술은 전송속도를 향상시키고 셀 경계에서의 사용자에 대한 성능을 개선한다. 기존의 LTE 및/또는 LTE-A 시스템에서 CA 또는 CoMP 기술은 백홀의 전송지연이 매우 작은 Intra-eNB 셀 또는 전송 포인트(TP: Transmission Point)에 제한적으로 적용하였다.
시스템의 전송속도, 이동성 성능, 그리고 저전력 소모 동작을 개선하기 위하여 매크로 기지국과 소형 기지국으로 구성하는 계층셀 환경에서 inter-eNB 또는 inter-site에 위치하는 셀들간의 CA 또는 CoMP 기술을 적용하는 방안과, 이상적 백홀 뿐만 아니라 제한적 백홀 네트워크를 함께 고려하여 inter-eNB 또는 inter-site CA/CoMP 기술을 도입하는 방안이 요구된다.
소형 기지국을 이용하여 구성할 수 있는 로컬 접속 이동망에서 매크로 레이어 주파수(F1)와 로컬 노드 레이어 주파수(F2)의 운용은 표 1에 나타낸 바와 같다.
도 2는 제한적 백홀 환경에서의 로컬 접속 이동망 구성의 일 예를 나타낸 것이다.
제한적 백홀 환경에서의 로컬 접속 이동망은 기존 주파수 대역을 이용하여 도 2에 예시한 바와 같이 구성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 매크로 eNB#1(202)은 매크로 레이어와 로컬 노드 레이어의 소형 셀(210, 211), 소형 eNB(206)들을 동일한 밴드(CC1, CC2, CC3)의 주파수들로 구성할 수 있다. 매크로 eNB#2(203)는 매크로 레이어의 주파수(CC1, CC2, CC3)와 로컬 노드 레이어의 소형 셀(208, 209) 및 소형 eNB(207) 들을 다른 밴드의 주파수(CC7, CC8, CC9)들로 구성할 수 있다.
제한적 백홀 환경에서 매크로 기지국 서비스 영역 내에는 제한적 백홀을 이용하여 소형 셀과 소형 eNB를 모두 고려한 inter-site CA를 고려할 수 있다. 여기서 소형 eNB는 복수 연결(dual connectivity) 단말뿐 만 아니라 소형 기지국과 단일 연결을 유지하고 있는 단말들을 대상으로 독립적인 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 따라서, 소형 기지국은 독립적인 계층2/계층3(Layer2/Layer3) 무선 프로토콜을 구비하고 있고, S-GW(Serving-Gate Way)와 S1 인터페이스를 유지하고 있다. 복수 연결 기능 지원을 위한 소형 기지국은 별도의 RRC(Radio Resource Control) 기능 또는 부분적인 RRC 기능을 지원하는 기지국을 의미한다.
소형 기지국은 S-GW(201)와의 인터페이스인 S1 인터페이스를 위하여 소형 eNB(206)과 같이 S-GW(201)와 제한적인 백홀(204)을 통하여 직접 인터페이스를 가질 수도 있고, 소형 eNB(207)와 같이 S-GW(201)와 이상적인 백홀(205)을 통하여 직접 인터페이스를 가질 수도 있으며, 소형 기지국(210, 211, 209)과 같이 매크로 기지국(202, 203)을 경유하여 S-GW(201)과의 인터페이스를 유지할 수도 있다. 또한, 소형 기지국(208)과 같이 유선 백홀이 아닌 무선 백홀(212)을 이용하여 매크로 기지국(203)을 경유하여 S-GW(201)과의 인터페이스를 유지할 수도 있다.
< 소형 기지국 기반의 복수연결(dual connectivity) 기능 지원>
■ 소형 기지국 기반의 복수연결(dual connectivity) 기능의 배경 및 목적
소형 기지국 기술은 도 1 및 도 2에 예시한 바와 같이 서비스 영역이 큰 매크로 기지국(또는 광역 기지국) 내에 상대적으로 서비스 영역이 작은 로컬 레이어의 소형 기지국(또는 협역 기지국)을 배치(deployment)하여, 단말의 이동성 기능을 향상시키고 시스템 및 사용자의 단위 면적당 전송 속도를 획기적으로 개선하는 것을 목적으로 한다.
매크로 기지국의 주파수(F1)와 로컬 레이어의 소형 기지국의 주파수(F2)는 동일한 주파수를 적용할 수도 있고, 다른 주파수를 적용할 수도 있다. 마이크로 계층의 소형 기지국은 매크로 기지국이 있는 환경에서 배치(deployment)하거나 매크로 기지국의 서비스 영역이 없는 곳에서 독립적으로 소형 기지국들만으로 서비스하도록 배치하는 상황을 고려할 수 있다.
소형 기지국 기술을 이용하여 임의의 단말이 매크로 기지국과 소형 기지국에 동시에 연결을 유지하는 복수연결(dual connection)은 소형 기지국을 통해 전송 속도 향상 및 단말 소모 전력 개선의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 복수연결은 단말이 매크로 기지국과의 연결을 통하여 소형 기지국만 연결할 경우의 잦은 핸드오버를 회피할 수 있고, 매크로 기지국과 소형 기지국간의 인-바운드(in-bound) 또는 아웃-바운드(out-bound) 핸드오버 실패를 개선할 수 있는 장점이 있다.
소형 기지국 기술을 적용한 복수 연결 기능의 지원을 위하여 매크로 기지국과 소형 기지국의 주파수가 같은 공통 채널(co-channel)(F1=F2) 환경과 매크로 기지국과 소형 기지국의 주파수가 다른 inter-frequency(F1≠F2) 환경을 고려할 수 있다.
또한, 소형 기지국 기술의 논의에서 제한적 백홀은 CPRI(Common Public Radio Interface)를 적용한 광섬유로 RRH(Remote Radio Head) 또는 RU(Radio and analog processing Unit)들을 연결하는 방법이 아닌 경우를 의미하며, 복수 연결은 intra-eNB와 inter-eNB를 모두 고려해야 한다. 또한, 복수 연결 방법에서는 다음과 같은 파라미터들을 고려하여야 한다.
● 시스템 전송속도(system throughput (capacity))
● 사용자당 전송속도(Per-user throughput)
● 최대 패킷 지연(Packet delay spikes (예를 들어, 이동성으로 인한 지연))
● 이동성 성능 평가(mobility performance metrics (HOF(Handover Failure)/RLF(Radio Link Failure), ToS(Time of Stay)))
● 단말 전력 소모(UE power consumption)
● 네트워크 시그날링 부하(Network signaling overhead, load)
■ 매크로 셀과 소형 기지국간 기능 분할 구조
로컬 접속 이동망은 매크로 기지국과 소형 기지국간에 시그날링 절차의 개선을 통하여 보다 효율적인 트래픽 오프로딩과 이동성 제어를 가능하게 할 수 있다. 효율적인 트래픽 오프로딩을 위하여 제어 평면(control-plane)과 사용자 평면(user-plane 또는 traffic data-plane) 관점에서의 프로토콜 구조 개선을 고려할 수 있다.
표 2는 로컬 접속 이동망의 무선 프로토콜 구성의 일 예를 나타낸 것이다. 또한, 도 3a, 3b 및 3C는 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망을 구성하기 위한 무선 프로토콜 구조의 예를 나타낸 것이다.
표 2에 나타낸 바와 같이 매크로 노드와 로컬 노드간의 무선 프로토콜 구성 방법을 고려할 수 있다. 표 2에 나타낸 각 방안 따른 무선 프로토콜 구성은 도 3a, 3b 및 3C에 예시한 바와 같이 구성할 수 있다.
도 3에 도시한 무선 프로토콜 구조는 제어 평면에서 RRC 기능에 대한 예시를 위한 것이며, PDCP(Packet Data Convergence Protocol)를 포함한 RLC(Radio Link Control), MAC(Medium Access Control) 계층의 기능은 도 3a, 3b 및 3C와 다르게 구성할 수도 있다. 예를 들어 도 3a 및 3b의 방안 1과 방안 2에서 PDCP 기능은 매크로 기지국에만 위치하여 동작하거나 또는 매크로 기지국과 소형 기지국에서 각각 독립적으로 PDCP 기능을 수행하도록 구성할 수 있다.
방안 1과 같이 매크로 기지국에서 제어 평면 설정을 전담하는 경우, 매크로 기지국은 단말(UE)을 위한 무선 베어러의 연결 설정/변경/해제, 측정/보고, 이동성 제어 등의 기능을 전담하며, 소형 기지국은 사용자 트래픽 전송을 집중할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시한 프로토콜 구조 방안 1에서 시그날링 베어러(SRB: Signaling Radio Bearer)는 매크로 기지국에만 대응되고, 데이터 베어러(DRB: Data Radio Bearer)는 매크로 기지국과 소형 기지국에 모두 대응하도록 설정할 수 있다.
소형 기지국 내의 임의의 셀에서 복수 연결(또는 inter-site CA) 단말(UE)을 지원하기 위해서는 소형 셀이 속한 소형 기지국(eNB)의 RRC 연결 설정에 대한 모든 정보, 예를 들어 CSI(Channel State Information)/PRB(Physical Resource Block)/SRS(Sounding Reference Signal) 할당 정보 및 물리계층 상향링크 제어채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 자원 할당 정보를 매크로 기지국의 RRC에게 전달하여야 한다. 복수 연결을 설정한 단말은 매크로 기지국과 소형 기지국의 PUCCH 자원을 각각 할당받아 전송할 수 있어야 하기 때문이다.
또한 상술한 바와 같이 임의의 기지국 또는 eNB가 두 개 이상의 CC(Component Carrier)를 이용하여 CA(Carrier Aggregation) 기능을 지원하는 경우, 각각의 CC는 셀로 동작할 수 있다. 이와 같이 소형 기지국에서 intra-eNB CA 기능을 지원하는 경우에는 소형 기지국을 구성하는 셀들 중에서 대표 셀에만 PUCCH 자원을 할당하도록 할 수 있다. 즉, 복수 연결 단말에게 intra-eNB CA 기능을 지원하는 소형 기지국의 셀 중에서 특정한 셀을 지정하여 해당 셀만이 PUCCH 자원을 할당하여 상향링크 물리계층 제어정보를 전송하도록 제어할 수 있다.
사용자 트래픽을 소형 기지국의 데이터 베어러로 전달하는 경우에 소형 기지국의 계층2(layer2) 기능(PDCP, RLC, MAC)을 이용할 수 있다. 제한적 백홀을 통하여 매크로 기지국의 RRC와 소형 기지국의 물리계층(PHY: Physical layer), L2 부계층(sub-layer)간의 프리미티브(primitive)를 전달은 소형 eNB(또는 셀)과 매크로 eNB(또는 셀)간에 새로운 인터페이스를 정의하고, 복수 연결을 설정하는 과정에서 관련 파라미터들을 전달할 수 있다. 예를 들어 기존의 eNB간 인터페이스인 X2 인터페이스를 기본 출발점으로 고려하여 새로운 인터페이스(이하, 'Xs 인터페이스'라 지칭함)를 정의할 수 있다.
Xs 인터페이스는 매크로 기지국와 소형 기지국간의 제어 메시지 또는 데이터 포워딩을 위한 인터페이스이다. Xs 인터페이스는 상술한 바와 같이 이상적 백홀 또는 제한적 백홀을 이용하여 구성할 수 있으며, 유선 백홀이 아닌 무선백홀(도 2의 212 참조)을 이용할 수도 있다.
방안 1을 적용하는 경우, 매크로 기지국과 소형 기지국의 제어 평면 관점에서 자원할당 정보 전달을 위해서는 기지국간의 복수연결(또는 inter-site CA)을 설정할 때마다 모든 할당 정보를 상대 기지국에 전달해야 한다. 즉, 소형 기지국만으로 서비스를 제공받는 단말들을 위한 할당 정보도 매크로 기지국의 RRC에서 알고 있어야 한다. 소형 기지국은 소형 기지국만으로 서비스를 받는 단일 연결(single connection) 단말과 매크로 기지국과 소형 기지국 모두와 연결을 유지하는 복수연결(dual connection) 단말들에게 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 방안 1의 경우, 소형 기지국은 복수 연결을 위한 무선자원을 설정(setup 또는 configuration)할 때 소형 기지국과 단일 연결을 유지하여 서비스를 받고 있는 단말들에게 할당 또는 설정된 무선자원 정보들을 매크로 기지국에게 전달함으로써, 매크로 기지국이 복수 연결 단말을 위하여 소형 기지국의 무선자원들을 설정할 때 기존에 사용중인 무선자원과의 충돌이나 부분적인 중복 등이 없이 효율적으로 설정할 수 있도록 하여야 한다. 이를 위하여 복수 연결을 설정할 때마다 소형 기지국의 CSI(Channel-State Information)/DM-RS(Demodulation-Reference Signal)/SRS(Sounding Reference Signal)/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 등을 매크로 기지국의 RRC에게 전달하여야 한다.
표 3은 매크로 기지국과 소형 기기국의 RRC 기능의 내용을 나타낸 것이다. 표 3에서 '○'은 해당 내용이 적용됨을 의미한다.
복수 연결 기능을 지원하거나 또는 복수 연결을 설정할 때마다 소형 기지국에서 매크로 기지국의 RRC에게 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 등을 전달하는 방법은 다음과 같은 방식을 고려할 수 있다. 여기서, DM-RS는 단말 특정 기준 신호(UE specific RS(Reference Signal))로 데이터의 코히런트(coherent) 복조를 위하여 활용할 수 있다.
● eNB간 X2 interface: 신규 메시지 정의 또는 기존 메시지에 새로운 필드 정의
● 매크로 기지국의 RRC와 소형 기지국(또는 셀) 물리계층(PHY), L2 sub-layer간의 프리미티브 또는 메시지 전달을 위한 새로운 Xs 인터페이스 도입 고려
- 매크로 기지국의 RRC와 소형 기지국(또는 셀) PHY, L2 sub-layer간의 프리미티브 전달 방법에 있어서는 다음의 사항을 고려해야 한다.
□ CSI 측정 보고 정보 등의 전달 지연
또한, 사용자 평면 관점에서의 사용자 트래픽 전달 방법으로는 다음과 같은 방식을 고려할 수 있다.
- 데이터 베어러의 연결 방법
□ Xs 인터페이스를 이용하여 매크로 기지국을 경유하여 소형 기지국으로 전달하거나 또는 소형 기지국으로의 직접 전달하는 방법이 가능하다.
- 연결 서비스에 따른 DRB(Data Radio Bearer)와 site간(매크로 기지국 또는 소형 기지국) 매핑(mapping)
□ 데이터 크기 또는 서비스 속성에 따라 매핑 방법을 결정할 수 있다.
* 매크로 기지국과의 연결로 음성 서비스 등의 실시간(real time) 서비스 또는 소량 데이터 등을 전달
* 소형 eNB(또는 소형 셀)와의 연결로 비실시간(non-real time) 서비스 또는 크기가 큰 데이터 등을 전달
방안 1과 같이 복수연결 단말을 위하여 매크로 기지국의 RRC가 연결재설정 제어 메시지를 통하여 소형 기지국의 RRC 대신 소형 기지국의 무선자원 설정을 수행하는 경우에도, MAC 계층에서의 스케줄링 식별자(예를 들어, SPS(Semi Persistent Scheduling)-RNTI, C-RNTI 등)를 이용한 동적 스케줄링(dynamic scheduling)은 매크로 기지국과 소형 기지국이 각각 독립적으로 수행할 수 있다. 이 경우 단말은 CSI 또는 CQI 측정 결과를 각 기지국별로 측정하고 보고하기 때문에, 동적 스케줄링을 위하여 소형 기지국에서 매크로 기지국으로 측정결과를 전달하는 보고의 지연 문제는 발생하지 않는다. 또한, 동적 스케줄링이 아니라 소형 기지국의 무선채널, 부하상태(load status) 등에 따라 정적(static) 또는 반정적(semi-static)으로 복수연결에 대한 관리(management) 및 제어(control)를 위하여 소형 기지국의 측정 결과를 매크로 기지국에 전달할 수 있다. 또한, 필요한 경우, 복수연결 설정 또는 기지국의 지시에 따라 복수연결 단말이 소형 기지국의 CQI, CSI 등의 측정 결과를 매크로 기지국의 상향링크 무선자원을 이용하여 매크로 기지국으로 보고할 수 있다.
방안 1과 같이 매크로 기지국에서 생성한 RRC 메시지는 매크로 기지국이 소형 기지국으로 전달하여 소형 기지국에서 복수연결 단말에게 전달하는 방법과, 매크로 기지국에서 복수연결 단말에게 전송하는 방법이 모두 가능하다. 단, 소형 기지국에서 RRC 메시지를 전달하는 경우, 소형 기지국은 복수연결 단말을 위한 RRC 기능이 생성되지 않았기 때문에 SRB(Signaling Radio Bearer)가 설정되지 않을 수 있다. 따라서, 복수연결 기능을 지원을 위하여 소형 기지국과 단말간에 RRC 메시지 또는 다른 시그날링 메시지를 전달하기 위한 별도의 전용 베어러를 설정하여 소형 기지국과 복수연결 단말간 제어 메시지를 전달하거나 또는 교환할 수 있다. 특히, 복수연결 기능을 지원하는 매크로 기지국에만 RRC 기능이 존재하고 복수연결 단말을 위한 RRC 기능을 수행하지 않는 소형 기지국과 복수연결 단말간의 상향링크 또는 하향링크 RLC 기능 또는 MAC 기능을 지원하기 위한 제어 메시지를 전달하기 위한 별도의 시그날링 베어러 또는 전용 논리 채널(logical channel)을 설정하여 운영할 수도 있다. 즉, RLC 기능 또는 MAC 기능을 지원하기 위하여 복수연결 단말이 소형 기지국으로 전달하는 제어 메시지(예를 들어, BSR 메시지, RLC status 제어 메시지)는 논리채널 식별자를 이용하여 구분할 수 있다. 이 경우에 단말은 매크로 기지국으로는 기존의 시그날링 무선 베어러(SRB)를 통하여 RRC 제어 메시지를 전달하고, 소형 기지국과는 별도의 복수연결 기능 지원을 위한 전용 베어러 또는 논리 채널 식별자를 부여한 전용 논리 채널을 이용하여 RRC 제어 메시지, RLC 기능 또는 MAC 기능을 지원하기 위한 제어 메시지를 전달하도록 할 수 있다. 특히, 소형 기지국의 시스템 정보를 소형 기지국에서 복수연결 단말에게 전달하기 위하여 상술한 전용 베어러 또는 지정된 논리채널을 이용할 수 있다. 즉, 복수연결 단말은 복수연결 기능을 지원하는 소형 기지국의 시스템 정보가 변경된 경우에도 매크로 기지국 또는 소형 기지국으로부터 전용 시그날링 채널을 통해 변경된 시스템 정보를 전달받을 수 있다.
방안 1의 경우에 소형 기지국에 복수연결 단말을 위한 RRC 엔터티가 없는 경우에도 RRC 연결을 설정하는 것으로 가정하여 기존의 시그날링 무선 베어러(SRB)를 생성하는 RRC 제어 메시지, RLC 기능 또는 MAC 기능을 지원하기 위한 제어 메시지를 복수연결 단말에 전달할 수 있다. 단, 이 경우에는 기존의 SRB0, SRB1, SRB2 중에서 선택적으로 생성하여 운영할 수 있다. 예를 들어, 복수연결 기능 지원을 위하여 소형 기지국과 복수연결 단말은 RRC 메시지에 대하여 암호화와 무결성 확인(ciphering and integrity protection)이 모두 적용되는 SRB2만을 설정하여 운영할 수 있다. 이때, 암호화 키(security key 또는 integrity key)는 매크로 기지국의 암호화 키로부터 생성되도록 하거나 또는 소형 기지국의 암호화 키를 이용하여 생성하는 방법이 모두 가능하다. 다만, 단말의 복잡도 감소를 위하여 매크로 기지국의 암호화키를 이용하는 방법이 효율적일 수 있다.
방안 2와 같이 매크로 기지국과 소형 기지국에 RRC 기능이 존재하는 상황에서 RRC 기능을 분담하는 경우, 매크로 기지국의 주-RRC(Master-RRC 또는 M-RRC) 기능이 단말(UE)의 RRM 측정/보고, 이동성 제어 등의 기능을 전담하고, 무선 베어러의 연결 설정/변경/해제 기능은 소형 기지국의 부-RRC(slave-RRC, secondary RRC 또는 s-RRC)와 분담하는 방안을 고려할 수 있다. 이 경우에는 도 3b의 프로토콜 구조에서 시그날링 베어러와 데이터 베어러가 매크로 기지국 및 소형 기지국에 모두 대응할 수 있다.
따라서, M-RRC(Master-RRC)와 s-RRC(slave-RRC 또는 secondary RRC)의 기능을 분담하더라도 RRC 컨텍스트(context) 정보는 M-RRC에서만 저장하고 관리하는 방법이 효율적일 수 있다.
소형 기지국내 임의의 셀에서 inter-site CA 단말(UE)을 지원하기 위하여 s-RRC 연결 설정에 대한 일부 정보를 매크로 기지국의 M-RRC에게 전달할 수도 있다. 사용자 트래픽을 로컬 레이어 노드의 데이터 베어러로 전달하는 경우에 소형 기지국내의 layer2 기능(PDCP, RLC, MAC)을 이용할 수 있다.
방안 2를 적용하는 경우에 M-RRC와 s-RRC 간의 기능은 표 4와 같다. 표 4에서 '○'은 해당 내용이 적용됨을, '△'는 해당 내용이 선택적으로 적용됨을, 'X'는해당 내용이 적용되지 않음을 의미한다. 표 4에 나타낸 바와 같이 M-RRC 관리를 받는 s-RRC 기능은 선택적으로 파라미터를 설정하거나 또는 RRC 기능의 일부만을 제한하여 운용할 수 있다.
방안 2를 적용하는 경우에 RRC간의 시그날링 메시지 전달방법은 eNB간 X2 인터페이스를 이용하여 신규 메시지를 정의하거나 또는 기존 메시지에 새로운 필드를 정의하여 전달할 수 있다. 또한, 매크로 기지국의 M-RRC와 소형 기지국의 s-RRC간의 메시지 전달을 위하여 새로운 Xs 인터페이스를 도입하여 관련 제어 메시지를 전달할 수도 있다.
사용자 평면에서의 트래픽 전달 방법은 방안 1과 동일하게 적용할 수 있다.
방안 3은 도 3에 예시한 바와 같이 매크로 기지국과 소형 기지국에 RRC 기능이 존재하는 상황에서 RRC 기능을 매크로 기지국과 소형 기지국이 각각 수행하는 경우이다. 각 노드의 RRC가 단말(UE)의 무선 베어러의 연결 설정/변경/해제, 측정/보고, 이동성 제어 등의 기능을 별도로 수행할 수 있다.
따라서, 각 노드가 자신의 노드의 무선자원 할당을 제어할 수 있다. 또한, 방안 3의 경우, 데이터 트래픽의 스위칭을 S-GW에서 수행하는 방법과 각 노드에서 결정하여 전달하는 방법을 사용할 수 있다.
단, 방안 3의 경우 매크로 기지국과 소형 기지국이 하나의 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity)를 공유하거나 또는 별도로 관리하는 방법을 모두 사용할 수 있다. 여기서, C-RNTI는 기지국 또는 셀에서 영역내의 무선구간에서의 자원할당을 위하여 특정 단말(UE) 또는 복수의 단말들을 고유하게 구분하기 위하여 사용하는 스케줄링 식별자 또는 단말 식별자를 의미한다. SPS-RNTI는 반영속적 스케줄링(SPS: Semi-Persistence Scheduling))을 위하여 셀 내의 단말에게 고유하게 할당하는 스케줄링 식별자이다.
방안 3을 적용하여 복수연결 기능을 지원하는 경우에는 기지국과 게이트웨이간의 S1 인터페이스를 두 개를 유지해야 한다. 또한, 각 기지국마다 복수연결 단말(UE)에 대한 RRC 컨텍스트(context)를 관리할 수도 있으나, RRC 컨텍스트는 하나로 통합하여 하나의 기지국에서 관리하는 것이 보다 효율적이다. 예컨대, CA 기능을 적용하는 경우에 PCell에서만 RRC 컨텍스트를 관리하는 기존의 방법을 준용할 수 있다. 따라서, 방안 3을 적용하더라도 주(main) 기지국에서 이동성 관리를 결정하고 기지국간의 이동성 관리를 위한 제어 메시지 또는 시그날링 절차를 도입할 수도 있다. 단, 방안 3의 경우에도 복수연결 단말(UE)을 대상으로 한 C-RNTI, DRX 파라미터 설정을 위해서는 복수연결 설정 시에 기지국간에 제어 메시지를 통한 협의 후, 협의 결과에 따라 공통의 파라미터를 적용할 수도 있다.
또한, 방안 3을 적용하는 경우에는 각 기지국이 복수연결(또는 inter-site CA) 단말(UE)에 대해 다음과 같은 필수 정보만을 공유하는 방법도 가능하다.
● 복수연결(또는 Inter-site CA) 단말(UE)의 식별자(C-RNTI, TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity))
● 복수연결 단말(UE)의 설정된 SRB(Signaling Radio Bearer)/DRB 정보
● 복수연결 단말(UE)의 DRX 파라미터 정보
방안 3을 적용하는 경우, 매크로 기지국과 소형 기지국간의 RRC 기능 분담은 표 5를 참조하여 적용할 수 있다. 표 5에서 '○'은 해당 내용이 적용됨을, '△'는 해당 내용이 선택적으로 적용됨을, 'X'는해당 내용이 적용되지 않음을 의미한다.
방안 3을 적용하는 경우에 사용자 평면에서의 트래픽 전달을 위해서는 트래픽 데이터 스위칭과 같은 기능을 도입하여 S-GW에서 각 노드에 연결된 DRB에 따라 패스 스위칭을 하거나 또는 각 노드에서 연결된 DRB에 따라 트래픽을 다른 노드로 전달하거나 또는 트래픽을 단말에 직접 전송하는 방법을 적용할 수 있다.
전술한 복수연결 기능을 지원하기 위한 방안 1에서 방안 3까지의 RRC 기능 설정 및 사용자 데이터를 전달하는 방법 및 절차에서는 다음의 내용들을 고려하여야 한다.
● 메인 노드 결정 기준 및 방법
- 단말의 역량(capability)
- 단말의 이동속도
- 단말의 연결 서비스 속성
□ Latency, jitter variance, 패킷 크기(size) 등
- 노드들의 로드(load) 상태
● 하향링크(DL) 전송 데이터의 HARQ
- 방안 1: 각 노드(매크로 기지국, 소형 기지국)를 위한 PUCCH 자원을 할당하고 각 노드별로 HARQ 수행
□ 방안 1(방안 2)의 경우 한쪽 노드(예를 들어 매크로 기지국)에 모든 노드를 위한 PUCCH 자원을 할당.
- 방안 3: 독립적 HARQ 동작 수행 가능
● UL 전송 데이터의 HARQ
- 방안 1, 방안 2: 하나의 노드(매크로 eNB(또는 셀), 소형 eNB(또는 셀))에서 PHICH(Physical hybrid-ARQ indicator channel)를 전송하고, 해당 노드에서만 HARQ 절차 수행
- 방안 3: 독립적 HARQ 동작 수행 가능
● 매크로 기지국에서 소형 기지국의 자원을 할당하거나 또는 소형 기지국에서 매크로 기지국의 자원을 할당하는 크로스 레이어 스케줄링은 허용하지 않는 것이 적절하다(이상적 백홀의 경우만 고려). 여기서 자원 할당은 물리계층 하향링크 제어채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel), 또는 개선된 물리계층 하향링크 제어채널(ePDCCH: enhanced Physical Downlink Control Channel)을 이용한 동적 자원할당을 의미한다.
- 하향링크(DL) 스케줄링에서의 고려 사항
□ 크로스 레이어 스케줄링을 하는 경우, CSI 측정 보고 지연으로 CSI 보고의 신뢰도가 감소하는 문제점을 극복해야 함.
- 상향링크(UL) 스케줄링
□ 크로스 레이어 스케줄링을 하는 경우, SRS 측정 결과를 노드간 전달하는 과정의 지연으로 측정결과의 신뢰도가 감소하는 문제점을 극복해야 함.
● 이동성 관리
- 방안 1, 방안 2 : RRM(Radio Resource Management) 측정 설정 및 보고를 메인 노드(매크로 기지국)에서 수행
□ 핸드오버 및 inter-site CA 해제 여부 결정
- 방안 3: 메인 노드에서 이동성 관리 결정
□ 노드간의 이동성 관리를 위한 시그날링 메시지
● 예를 들어 매크로 기지국와 소형 기지국을 이용하여 복수연결을 설정하고 있는 단말을 대상으로 매크로 기지국 또는 소형 기지국 중 하나의 기지국에서 CA 기능을 적용하는 경우, RRC 설정 주체는 다음과 같이 수행할 수 있다.
- 방안 1, 방안 2: 매크로 기지국(M-RRC)에서 CA 설정 여부를 결정하거나 또는 각 기지국이 기지국내에서의 CA 설정 여부를 결정
- 방안 3: 매크로 기지국에서 CA 설정을 수행하거나 또는 소형 기지국 CA 환경에서의 PCell을 설정하여 운용
□ 매크로 기지국과 소형 기지국 CA 환경에서의 PCell간 관계 및 우선순위
- UP 노드간 크로스 레이어 스케줄링 허용
복수연결을 위한 설정 절차는 전술한 복수연결을 위한 무선 프로토콜의 구조에 따라 달라질 수 있다.
무선 프로토콜 구조가 방안 1과 같이 매크로 기지국이 제어 평면과 사용자 평면을 모두 설정하고 소형 기지국에서는 사용자 평면만을 설정하는 경우와, 방안 2처럼 매크로 기지국은 제어 평면과 사용자 평면을 모두 설정하고, 소형 기지국에서는 사용자 평면과 함께 제어 평면의 일부 기능만을 설정하는 경우의 복수연결을 위한 설정 절차를 먼저 설명한다.
전술한 방안 1 내지 방안 3을 고려한 매크로 기지국과 소형 기지국간의 RRC 기능 분담은 현재의 기능을 변경 없이 사용할 경우에 대한 설명일 뿐이며 여기에 제한되는 것은 아니다.
복수연결 기능 지원을 위하여, 매크로 기지국과 소형 기지국간의 역할 분담, 새로운 기능 또는 기지국간 제어 메시지 도입, 그리고 단말과의 시그날링을 통하여 방안 1, 방안 2, 그리고 방안 3에서 각각의 기능 및 동작 절차들을 선택적으로 조합하여 사용할 수 있다. 예들 들어, 복수연결을 위한 제어 평면의 구조를 방안 1 또는 방안 2에 기반하여 구성하는 경우에도 전술한 RRC 기능 중에서 'RRC 설정/유지/해제'와 관련하여 SRB 관리는 매크로 기지국이 전담하면서 복수연결 단말을 위한 스케줄링 식별자(예를 들어, C-RNTI)는 매크로 기지국과 소형 기지국이 각각 할당함으로써, 각 기지국이 서로 구분하여 스케줄링 정보를 전송할 수 있다. 또한, 'CA cell management'와 관련하여 CA 기능 지원을 위한 셀 구성은 매크로 기지국과 소형 기지국이 별도로 관리하더라도 CA 기능을 지원하는 기지국의 PCell의 변경은 복수연결 기능의 지원 관점에서 매크로 기지국에서만 제어하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 기지국간 복수연결 기능 지원 시에 이동성 관리를 포함한 제어 평면(control plan)을 전담하면서 사용자 평면(user plan)을 이용하여 사용자 데이터를 전달하는 기지국은 주(master) 기지국으로 상대적으로 큰 서비스 영역을 갖는 매크로 기지국이 담당하도록 하며, 추가적으로 사용자 평면을 담당하여 사용자 데이터를 전달하는 무선자원을 제공하는 부(secondary) 기지국은 상대적으로 작은 서비스 영역을 담당하는 소형 기지국이 담당하도록 구성할 수 있다.
우선, 무선 프로토콜 구조와 무관하게 매크로 기지국 또는 소형 기지국과의 연결만을 유지하고 있는 단말이 복수연결 기능 설정이 필요하다고 판단하면, 복수연결 설정을 요청하는 제어 메시지를 기지국에 전송할 수 있다. 또한 단말의 요청과 별개로 기지국도 서비스 제공중인 임의의 단말에 대하여 복수연결 기능 설정이 필요하다고 판단하면 해당 단말에게 복수연결을 설정하는 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 단말이 측정하여 보고한 인접 셀 측정보고 결과, 기지국이 관찰(monitoring), 수집(gathering), 추정(estimation), 또는 측정(measurement)한 정보, 단말의 역량(capability), 단말의 이동성 상태(Mobility State), 제공 중인 서비스의 속성(Latency, jitter variance, 패킷 크기), 그리고 인접 기지국(또는 노드) 들의 부하 상태(load status) 등을 고려하여 복수연결 기능의 설정 여부를 결정할 수 있다.
복수연결에 대한 최종 결정은 네트워크에서 결정한다. 따라서, 단말이 복수연결 설정을 요청하더라도 상기한 관련 정보에 기반하여 단말이 매크로 기지국 또는 소형 기지국 중 하나의 기지국과의 연결만을 유지하도록 설정할 수 있다.
기지국(또는 셀)과 단말간의 RLF는 다음의 경우에 발생한다. 단말의 RLM(Radio Link Monitoring) 과정에서 물리계층 채널의 오류를 발견하거나 또는 물리계층 채널의 동기(synchronization)를 유지하지 못하여 'out of synch'로 판단하는 경우, 임의접속(RA: Random Access) 절차에서 단말이 시도 가능한 횟수까지 RA를 시도하여 최종적으로 실패한 경우, 또는 단말과 기지국(또는 셀)간의 데이터 전송에 있어서 RLC(Radio Link Control) 계층에서 수행하는 재전송(ARQ; Automatic Repeat ReQuest) 절차에도 불구하고 데이터 복구에 최종적으로 실패한 경우 등이 RLF 발생에 해당한다. 이와 같은 RLF 상태 검출은 기지국이 자체적으로 판단할 수 있으며, 별도의 절차를 이용하여 단말이 보고할 수도 있다.
상기한 RLF 발생과 관련하여 복수연결 단말이 복수연결 중인 기지국의 무선채널에 대한 RLF(Radio Link Failure)를 인지한 경우, 단말은 RLF 발생 사실을 RLF가 발생하지 않고 무선채널이 유지되고 있는 기지국을 이용하여 보고할 수 있다. 예를 들어, 복수연결 단말은 소형 기지국의 RLF를 인지한 경우에는 매크로 기지국으로 소형 기지국의 RLF를 보고하고, 매크로 기지국의 RLF를 인지한 경우에는 소형 기지국으로 매크로 기지국의 RLF를 보고할 수 있다.
복수연결 단말의 경우 복수연결 기능을 지원 중인 기지국의 RLF가 발생하면 해당 기지국의 연결을 복수연결에서 해제하도록 하고, 복수연결 기지국은 단말의 RLF 보고 또는 별도의 RLF 타이머가 종료되면 RLF 기지국의 복수연결 해제를 인지할 수 있다.
그러나, 복수연결 단말이 소형 기지국의 RLF를 인지하여 매크로 기지국에게 보고한 경우에, 매크로 기지국은 단말이 RLF가 발생한 소형 기지국에 대한 복수연결을 해제하지 않고 해당 소형 기지국의 복수연결을 비활성화(deactivation)하도록 제어할 수 있다.
필요한 경우, 매크로 기지국이 단말에게 RLF가 발생한 소형 기지국의 연결 설정을 복수연결 해제가 아닌 비활성화 하도록 통보할 수 있다. 이와 같이 RLF로 인하여 소형 기지국이 비활성화 된 경우에는 매크로 기지국은 단말이 소형 기지국으로 전송을 중단하도록 제어할 수 있다. 즉, 단말은 소형 기지국으로 데이터 채널 또는 제어 채널을 이용한 상향링크 전송을 중단할 수 있다. 만일, RLF로 인하여 소형 기지국이 비활성화된 경우에는 해당 복수연결에 대한 무선자원 설정 정보를 유지하고, 단말의 측정 결과 또는 RLF 발생 소형 기지국에 대한 RLF 복구(recovery) 후에 기 설정된 상향링크 자원을 이용한 전송 또는 RA 전송 절차를 통하여 복구, 연결 재설정(reestablishment)을 확인하고 소형 기지국의 활성화 과정을 수행할 수 있다. 또한, 비활성화된 복수연결에 대한 활성화는 기지국에서 복수연결 단말에게 활성화를 알리는 MAC 제어 메시지를 전송함으로써 수행할 수 있다.
복수연결 설정 대상인 기지국의 활성화 또는 비활성화를 알리는 MAC 제어 메시지를 기지국이 단말에 전송하는 경우, 활성화 또는 비활성화 대상 기지국의 식별자 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 이때, 기지국 식별자 정보는 해당 기지국의 고유한 셀 식별자, 복수연결 설정을 위하여 적용하는 셀 인덱스 정보, 해당 셀의 주파수 식별자 정보, 또는 해당 셀의 물리계층 식별자 정보 등을 사용할 수 있다.
또한, DRX(Discontinuous Reception) 또는 DTX(Discontinuous Transmission) 동작을 위한 파라미터들은 매크로 기지국과 소형 기지국이 동일한 DRX 또는 DTX 파라미터를 적용할 수도 있으나, 제한적으로 별도의 파라미터를 부분적으로 적용할 수도 있다. 이러한 C-RNTI, DRX 파라미터는 복수연결 설정 시에 기지국간에 제어 메시지를 통한 협의하에 설정될 수 있다.
복수연결을 이용한 서비스 제공 방법에서는 상술한 바와 같은 관련 정보들을 이용하여 단말이 매크로 기지국과 소형 기지국과의 연결을 동시에 유지하는 복수연결을 설정하더라도 VoIP(Voice over Internet Protocol)와 같은 낮은 지연(latency)과 높은 서비스 품질(또는 고신뢰성)을 요구하는 서비스는 매크로 기지국을 통하여 서비스하고, 그 외의 서비스(예를 들어, 최선형(best effort) 등의 서비스)들은 매크로 기지국 또는 소형 기지국을 통하여 서비스를 제공하는 방법을 적용할 수 있다.
먼저, 방안 1을 적용하는 경우 도 3에 예시한 바와 같이 복수연결 기능 설정이 완료되어도 RRC는 매크로 기지국에만 존재하며, 소형 기지국의 RRC는 복수연결이 아닌 소형 기지국에만 연결되어 서비스를 제공받는 단말들을 대상으로 RRC 기능을 수행한다. 따라서, 복수연결이 설정된 단말은 매크로 기지국 RRC가 Xs 인터페이스를 통하여 소형 기지국으로 전달한 RRC 메시지 또는 매크로 기지국 자원으로 전송한 RRC 메시지를 수신하여 동작한다. 또한, 단말은 기지국으로 보내는 RRC 메시지를 매크로 기지국 또는 소형 기지국의 상향링크 자원 중에서 가용한 자원을 이용하여 전송할 수 있다. 이 경우에도 긴급성 또는 고신뢰성이 요구되는 RRC 메시지(예를 들어, 핸드오버를 트리거링하는 측정 보고 메시지, 소형 기지국 RLF 메시지 등)들은 매크로 기지국의 자원만으로 전송하도록 제한할 수 있다.
단말의 RLM(Radio Link Monitoring) 과정에서 물리계층 채널의 오류를 발견하거나 또는 물리계층 채널의 동기(synchronization)를 유지하지 못한 'out of synch'의 경우, 임의접속(RA; Random Access) 절차에서 단말이 RA를 최종적으로 실패한 경우, 또는 단말과 기지국(또는 셀)간의 데이터 전송에서 데이터 복구에 최종적으로 실패한 경우에 기지국(또는 셀)과 단말간의 RLF 발생 상태로 판단할 수 있다.
만약 매크로 기지국의 RLF 발생 시에 복수연결 단말은 매크로 기지국의 RLF 상태를 보고하는 RRC 메시지, 매크로 기지국에 대한 RLF 관련 제어 메시지, 매크로 기지국에 대한 연결 재설정 요청 RRC 메시지, 또는 매크로 기지국에 대한 측정 보고 RRC 메시지 등을 소형 기지국으로 전송할 수 있다. 소형 기지국은 단말로부터 수신한 RRC 메시지를 Xs 인터페이스를 통하여 매크로 기지국에게 전달할 수 있다. 이와 같은 경우에 매크로 기지국은 해당 복수연결 단말기가 소형 기지국을 통하여 전송한 RRC 제어 메시지에 대한 응답 RRC 메시지를 매크로 기지국의 하향링크 무선자원으로 해당 단말에게 할당된 스케줄링 식별자(C-RNTI)를 이용하여 전송할 수 있다. 그러나 매크로 기지국의 RLF 상태가 복구되지 않는 경우에는 복수연결 기능을 해제하는 절차를 수행할 수 있다. 즉, 단말이 복수연결 기능 지원 중에 RLF가 발생한 매크로 기지국과의 연결을 해제하고 소형 기지국과의 연결만을 유지하도록 할 수 있다. 이때, 소형 기지국의 RRC에서는 단말이 보고한 RLF 발생 보고에 대응하는 제어 메시지를 생성하여 단말에게 전송하거나 또는 복수연결 해제를 알리는 RRC 재설정 제어 메시지를 단말에 전송하여 해당 단말의 복수연결 기능이 해제되었음을 알릴 수 있다.
상술한 바와 같이 RLF 발생에 의하여 복수연결 중에 매크로 기지국과의 연결이 해제되는 경우에는 소형 기지국과의 연결을 유지하고 소형 기지국의 RRC 제어를 통하여 서비스 연속성을 유지할 수 있다.
도 4는 매크로 기지국의 RLF에 따른 복수연결 해제 및 단일연결로의 전환 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 단말(410)은 복수연결 기능을 이용하여 매크로 기지국(420)과 소형 기지국(430)으로부터 서비스를 제공받는다(S401).
매크로 기지국(420)에 RLF가 발생하면(S402), 단말(410)은 임의의 시점에서 매크로 기지국(420)의 RLF를 인지하고, 제어 메시지를 생성하여 소형 기지국(430)으로 매크로 기지국의 RLF 사실을 보고한다(S403).
소형 기지국(430)은 단말(410)로부터 보고받은 매크로 기지국(420)의 RLF 보고 메시지를 기지국간 Xs 인터페이스를 통하여 매크로 기지국(420)으로 전달한다(S404).
소형 기지국(430)으로부터 복수연결 단말(410)과 매크로 기지국(420)간의 RLF 발생을 확인한 매크로 기지국(420)은 복수연결 해제 여부를 결정한다(S405).
또한, 매크로 기지국(420)은 RLF 복구에 실패 또는 기타의 이유로 복수연결 해제를 결정한 경우에 소형 기지국(430)에게 해당 단말(410)과의 복수연결 해제를 알리는 제어 메시지를 전송한다(S406). 이때 매크로 기지국(420)은 복수연결 단말(410)과의 연결 설정 정보를 포함한 단말 컨텍스트(UE context) 정보들을 소형 기지국으로 전달한다.
단계 S406에서 복수연결 해제 및 매크로 기지국(420)의 연결 해제를 통보받은 소형 기지국(430)은 해당 단말(410)을 위한 RRC 기능을 활성화하여 복수연결 해제 및 연결 재설정을 위한 제어 메시지를 생성한다(S407).
또한, 소형 기지국(430)은 복수연결 해제를 알리는 연결 재설정 제어 메시지를 단말(410)에게 전송한다(S408).
복수연결 해제와 함께 소형 기지국(430)과의 단일연결을 위한 연결 재설정 메시지를 수신한 단말(410)은 소형 기지국(430)으로 연결 재설정 메시지를 수신하였음을 알리는 응답 메시지를 전송하고(S409), 관련 파라미터 등의 재설정 절차를 수행한다.
이후 단말(410)은 소형 기지국(430)과 단일 연결을 유지하고 소형 기지국(430)으로부터 관련 서비스를 제공받는다(S410).
도 4에 도시한 절차에서 복수연결 단말(410)이 매크로 기지국(420)의 RLF를 소형 기지국(430)으로 전송하는 단계 S403과, 소형 기지국(430)이 기지국간 Xs 인터페이스를 통하여 매크로 기지국(420)의 RLF 사실을 전달하는 단계 S404는 생략될 수 있다. 즉, 매크로 기지국(420)이 별도의 방법 예를 들어, 타이머 기반으로 복수연결 단말과 매크로 기지국간의 RLF 상황을 인지한 경우에 복수연결 해제 여부를 결정한 후(S405), 도 4의 단계 S406 이후의 절차를 선택적으로 준용하여 소형 기지국과의 단일 연결을 이용한 서비스 제공 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 복수연결 단말이 소형 기지국의 RLF 발생을 인지한 이후에, RLF로 인하여 RLF 상태를 보고하는 RRC 제어 메시지를 소형 기지국으로 전송하지 못할 수 있다. 이와 같이 소형 기지국의 RLF 발생의 경우에 단말이 소형 기지국으로의 전송을 중단하도록 제어할 수 있다. 즉, 단말에서 소형 기지국으로 데이터 채널 또는 제어 채널을 이용한 상향링크 전송을 중단하도록 할 수 있다. 이때, 단말은 매크로 기지국으로 소형 기지국의 RLF 발생 보고 메시지를 전송하고, 매크로 기지국이 Xs 인터페이스를 통하여 소형 기지국에게 RLF 상황을 알릴 수 있다. 그러나 이 경우에는 매크로 기지국을 경유하는 백홀 지연으로 인하여 소형 기지국이 RLF 상황을 인지하기까지 지연이 발생하는 문제점이 있다. 소형 기지국의 RLF 발생으로 인한 장애가 상황에 따라 소형 기지국과 단말간 하향링크만의 문제일 수 있으므로, 단말은 RRC 메시지가 아닌 MAC 계층 제어 메시지 또는 상향링크 물리계층 채널을 이용하여 소형 기지국의 RLF 상황을 소형 기지국으로 보고하거나 또는 매크로 기지국으로 보고하고, 매크로 기지국은 소형 기지국의 RLF 상황을 소형 기지국에게 통보함으로써 상대적으로 프로세싱 지연을 낮추는 방법을 적용할 수 있다.
또한, 소형 기지국이 하나 이상의 셀로 구성되어 복수연결 단말이 소형 기지국으로부터 intra-eNB CA 기능을 이용하여 소형 기지국을 구성하는 복수개의 셀과 연결되어 서비스를 제공받은 경우, RLF 상황은 intra-eNB CA 기능 지원에 따른 소형 기지국 셀 중에서 PUCCH 자원이 설정된 셀에 대한 RLF만이 유효할 수 있다. 즉, 복수연결 단말이 소형 기지국의 CA 기능을 이용하여 복수개의 셀들로부터 서비스를 받는 경우, 복수연결 단말은 복수연결 설정 단계에서 소형 기지국의 intra-eNB CA 기능 지원에 참여하는 셀 중에서 하나의 셀에 대하여 PUCCH 자원이 설정된다. PUCCH 자원이 설정된 셀은 소형 기지국을 구성하는 셀 중에서 복수연결 단말에 대한 주된 제어 기능을 담당하게 된다(단, 복수연결 단말에 대한 주제어 기능은 매크로 기지국(또는 매크로 기지국이 intra-eNB CA 기능을 지원하는 경우에는 CA 기능 지원 셀 중에서 Primary Cell)에서 담당). 또한, 소형 기지국의 셀들 중 PUCCH 자원이 설정된 셀에 대하여 RLF가 발생한 경우에 복수연결 단말은 소형 기지국에 대하여 RLF로 판단하고, 소형 기지국에 대한 RLF 발생 사실은 단말이 매크로 기지국(또는 매크로 기지국의 PCell 셀)이나 또는 소형 기지국의 CA 기능을 지원하고 있는 다른 셀에게 보고하도록 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 복수연결 기능 지원을 통하여 서비스중인 단말이 소형 기지국의 RLF를 인지하여 매크로 기지국에게 보고한 경우에, 소형 기지국(또는 셀)의 RLF를 보고받은 매크로 기지국은 RLF가 발생한 소형 기지국(또는 셀)에 대한 복수연결을 해제하지 않고 해당 소형 기지국의 복수연결 기능을 비활성화(deactivation)하도록 제어할 수 있다. 필요한 경우, 매크로 기지국은 단말이 소형 기지국의 RLF를 매크로 기지국으로 보고한 이후 미리 설정된 시간 구간(또는 타이머를 이용)에 RLF가 발생한 해당 소형 기지국(또는 셀)을 비활성화하고, RLF 복구 시도와 함께 타이머 기반으로 복수연결 기능의 해제 여부를 결정하고, 관련 제어 메시지를 단말에 전송할 수 있다. 이와 같이 RLF로 인하여 소형 기지국이 비활성화 된 경우, 단말이 소형 기지국으로의 전송을 중단하도록 제어할 수 있다. 즉, 매크로 기지국은 단말에서 소형 기지국으로의 데이터 채널 또는 제어 채널을 이용한 상향링크 전송을 중단하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기한 동작 과정에서는 다음과 같은 절차를 적용할 수 있다.
1) 단말이 소형 기지국의 RLF 인지
2) 단말이 매크로 기지국으로 소형 기지국의 RLF 상황 보고
① 매크로 기지국은 RLF가 발생한 소형 기지국(또는 셀)의 복수연결 기능 지원에 대한 비활성화를 지시하는 제어 메시지 전송
3) 미리 설정된 시간 구간(또는 타이머(예를 들어, 복수연결 RLF 복구 타이머)) 동안 복수연결 기능을 지원 중인 소형 기지국(또는 셀)을 비활성화하고 복수연결 기능 유지
① 단말이 비활성화된 소형 기지국(또는 셀)과 송신 또는 수신 중단
② RLF 복구 시도
4) 복수연결 RLF 복구 타이머가 종료하기 전에 소형 기지국의 RLF가 복구된 경우에는 복수연결 기능의 지원을 위하여 복구된 소형 기지국(또는 셀)의 활성화
① 단말은 소형 기지국(또는 셀)의 RLF가 복구 되었음을 매크로 기지국에게 보고
② 매크로 기지국은 소형 기지국의 활성화를 지시하는 제어 메시지 전송
③ 복수연결 기능을 이용하여 서비스 제공
5) 복수연결 RLF 복구 타이머가 종료할 때까지 소형 기지국의 RLF가 복구되지 않은 경우에는 복수연결 기능 해제 결정
① 매크로 기지국은 단말에게 복수연결 기능 해제를 지시하는 재설정 메시지를 전송
상술한 1) 내지 5)의 절차 중 2)와 3)에서 매크로 기지국은 타이머를 기반으로 RLF가 발생한 소형 기지국(또는 셀)의 비활성화 동작을 거치지 않고, 필요한 경우에는 복수연결 해제를 결정하고 복수연결 해제를 지시하는 제어 메시지를 단말에게 전송할 수 있다.
또한, 상기 4)의 ①에서 단말은 소형 기지국(또는 셀)의 RLF가 복구 되었음을 RA 절차를 이용하여 소형 기지국에 접속하여 보고할 수 있다. 이 경우에 소형 기지국은 RLF가 복구되었음을 매크로 기지국에 기지국간 인터페이스(예를 들어, Xs 인터페이스)를 통하여 전달하거나 또는 단말이 매크로 기지국으로 RLF가 복구되었음을 보고할 수 있다. 그리고 복수연결 기능 지원을 위하여 소형 기지국을 활성화하여 단말과 데이터를 교환할 수 있다.
그리고, 4)와 5)가 진행 중이면서 복수연결 기능이 해제되기 전에 복수연결 기능 지원이 가능한 새로운 소형 기지국(또는 셀)이 검출된 경우, 단말은 새로운 세컨더리(secondary) 소형 기지국(또는 셀)에 대한 정보를 매크로 기지국에게 보고할 수 있다. 매크로 기지국은 새로운 소형 기지국에 대한 보고를 수신하면, 해당 소형 기지국과의 협의를 통하여 RLF가 발생한 소형 기지국(또는 셀) 대신 새로운 소형 기지국을 이용하여 복수연결 서비스를 제공하기 위한 연결 재설정 제어 메시지를 단말에게 전송하고 복수연결 기능을 이용하여 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 복수연결을 설정할 때마다 소형 기지국은 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 등을 매크로 기지국으로 전달하도록 하거나 또는 별도로 설정한 조건에 따라 주기적으로 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 또는 일부 정보(예를 들어, 수정 또는 갱신된(updated) 정보)만을 매크로 기지국에게 전달하도록 제어할 수 있다.
복수연결 설정 시에 복수연결 설정 대상 단말만을 위한 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 등을 소형 기지국이 매크로 기지국으로 전달하여 복수연결 설정을 위한 제어 메시지를 매크로 기지국에서 생성할 수 있다. 이때 소형 기지국에서 복수연결 단말을 위한 스케줄링 식별자를 전달할 수도 있다. 스케줄링 식별자는 전력제어를 위한 TPC-RNTI, SPS-RNTI, C-RNTI 등을 포함할 수 있다. 또한, PUCCH 자원 정보는 H-ARQ ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative Acknowledgement), SR(Scheduling Request), PMI, CQI, CSI 등의 정보 전송을 위한 자원을 포함할 수 있다.
매크로 기지국은 복수연결 설정을 위한 RRC 메시지를 생성하여 복수연결 설정 단말과 소형 기지국에게 전송하거나, 또는 RRC 메시지 내의 소형 기지국 자원할당 정보만을 소형 기지국에게 별도의 제어 메시지를 이용하여 전달할 수 있다. 또한, 매크로 기지국은 복수연결 단말의 측정 및 보고 관련 설정, DRX 동작 설정 관련 정보들을 제어 메시지로 구성하여 소형 기지국에게 전달할 수 있다.
매크로 기지국은 복수연결 단말을 위한 선호 DRX 동작 파라미터(예를 들어, short DRX 주기 적용 여부, 타이머 정보, on-duration, on-duration 정렬을 위한 시작점 등), 측정 보고 주기, 측정 설정 파라미터(예를 들면, 측정 대상 주파수 등) 정보, 서비스 및 베어러 속성 정보 들을 소형 기지국에게 전달할 수 있다. 매크로 기지국이 복수연결 설정을 수행하는 과정에서 선호 파라미터 정보를 수신한 소형 기지국은 수신한 정보를 참고하여 관련 파라미터를 설정할 수 있고, 이때 매크로 기지국이 전달한 파라미터를 변경하여 복수연결 설정 파라미터를 결정하여 매크로 기지국에게 전달할 수 있다.
도 3b에 예시한 무선 프로토콜 구조 방안 2를 적용하는 경우, 도 3b에 나타낸 바와 같이 복수연결 기능 설정이 완료된 이후, 매크로 기지국의 RRC 기능은 M-RRC로 동작하고, 소형 기지국의 RRC 기능이 s-RRC로 동작할 수 있다. 이 경우에도 복수연결을 설정할 때마다 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 등을 소형 기지국이 매크로 기지국으로 전달하도록 하거나 또는 별도로 설정한 조건에 따라 주기적으로 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 또는 일부 정보만을 매크로 기지국에게 전달하도록 제어할 수도 있다.
방안 2의 경우에는 매크로 기지국이 RRC 연결 설정 중 일부만을 담당하도록 하여 상술한 바와 같이 소형 기지국에서의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보를 매크로 기지국이 확인할 필요가 없도록 구성하여 운용할 수도 있다. 이때에는 복수연결 설정 시에 매크로 기지국과 소형 기지국에 공통적으로 적용되는 연결설정 파라미터(예를 들어, DRX 설정 파라미터, 측정 및 보고 관련 파라미터 등)들은 복수연결 설정 메시지를 이용하여 단말에게 통보하고, 그 외의 RS(Reference Signal), PRB 정보 등의 파라미터들은 매크로 기지국과 소형 기지국의 M-RRC와 s-RRC에서 각각 설정 및 할당하는 방법을 적용할 수도 있다.
그러나, 방안 2의 경우에도 복수연결 설정 시에 해당 단말만을 위한 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 등을 매크로 기지국으로 전달하여 복수연결 설정을 위한 제어 메시지를 매크로 기지국에서 생성하거나, 또는 매크로 기지국에서 복수연결 단말을 위한 매크로 기지국의 CSI/DM-RS/SRS/PUCCH 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보 들을 소형 기지국으로 전달하여 복수연결 설정을 위한 제어 메시지를 소형 기지국에서 생성할 수도 있다.
M-RRC와 s-RRC가 독립적으로 RRC 메시지를 생성하여 단말에게 전송하는 경우에는 단말이 상기 RRC에 대응하는 응답메시지를 해당 RRC(M-RRC 또는 s-RRC)에게 전달하여야 한다.
단말이 각 RRC에게 메시지를 정확히 전달하기 위하여 다음과 같은 방법을 고려할 수 있다.
예를 들어, 단말이 M-RRC에게 전송하는 RRC 메시지는 매크로 기지국의 상향링크 자원으로 전송하고, s-RRC에게 전송하는 RRC 메시지는 소형 기지국의 상향링크 자원으로 전송하면, 각 기지국에서는 수신한 RRC 메시지가 해당 기지국에게 전송한 메시지임을 알 수 있다.
이와는 달리, 단말이 RRC 메시지 내에 M-RRC에게 보내는 메시지인지 또는 s-RRC에게 보내는 메시지인지를 식별할 수 있는 식별자 또는 별도의 정보를 포함시켜 전송하도록 함으로써 각 RRC에게 전달되는 메시지를 구분할 수도 있다. 이 경우에는 매크로 기지국 또는 소형 기지국의 상향링크 자원과 상관없이 단말이 가용한 자원을 이용하여 RRC 메시지를 전송하면, 이를 수신한 기지국 또는 셀에서 식별정보를 이용하여 자신에게 보내진 RRC 메시지가 아닌 경우에는 해당 RRC(M-RRC 또는 s-RRC)에게 Xs 인터페이스를 통하여 전달하는 방법을 적용할 수도 있다.
도 5는 복수연결 설정을 위한 단말, 매크로 기지국 및 소형 기지국간의 메시지 송수신 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단말(510)은 매크로 기지국(520)과 연결 설정(connection setup) 과정에서 복수연결을 위한 측정 또는 보고 파라미터를 설정 받을 수 있다(S501).
단말(510)이 연결 설정과정에서 복수연결을 위한 측정 또는 보고 파라미터를 설정받지 못한 경우, 단말(510)은 서빙 기지국인 매크로 기지국(520)과 통신 중에 별도의 제어 메시지를 통하여 복수연결을 위한 측정 또는 보고 파라미터를 매크로 기지국(520)으로부터 전달받을 수 있다(S502).
단말(510)이 매크로 기지국(520)과 연결을 유지하고 있는 상태(예를 들어, RRC_CONNECTED state)에서 단말(510)은 관련 측정을 수행한 후 복수연결을 위한 이벤트가 발생하면, 측정 결과를 매크로 기지국(520)으로 보고한다(S503). 여기서 복수연결은 위한 이벤트는 매크로 기지국(520)의 수신신호 전력, 소형 기지국(530)의 수신신호 전력, 또는 두 신호 전력의 비교값, 그리고 임의의 오프셋 값 등을 이용하여 설정한 임계값을 만족하는 경우를 의미한다. 수신신호 전력은 RSSI(Received Signal Strength Indicator), RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), Eb/No, SIR 등과 같은 수신신호 품질을 정의하는 파라미터 값으로 설정할 수 있다. 또한, 단계 S503에서 단말(510)의 측정 수행 및 결과 보고는 측정 결과 보고를 위한 제어 메시지를 이용하거나 또는 별도의 복수연결 설정을 위한 요청 메시지의 형태로 수행될 수 있다. 이와 같은 복수연결 설정 요청 메시지는 RRC 제어 메시지를 이용하거나 또는 MAC control PDU(Protocol Data Unit), 또는 별도의 지시(Indication) 비트 정보 등을 이용하여 구성할 수 있다. 예를 들어 복수연결을 위한 별도의 지시(Indication) 비트 정보를 이용하는 경우에는, 단말이 이벤트 발생 또는 사용자의 요청에 따라 복수연결 지시(Indication) 비트를 기지국에 전송하면, 기지국은 복수연결을 위한 측정 또는 보고 파라미터를 단말에 설정하고, 단말이 이에 대한 측정결과를 보고하는 제어 메시지 등을 이용하여 기지국에게 복수연결을 위한 요청 및 측정 결과 등을 전송하도록 할 수 있다. 단말은 복수연결 지시(Indication) 비트 정보 또는 복수연결 요청 정보를 RRC 제어 메시지, MAC control PDU, 또는 별도의 물리계층 제어 정보를 통하여 기지국에 전송할 수 있다.
매크로 기지국(520)은 단말(510)로부터 복수연결을 위한 측정결과를 보고받거나 또는 복수연결 요청 정보를 수신하면, 해당 단말(510)에 대한 복수연결 설정 여부를 결정하고(S504), 복수연결 설정을 수행하는 것으로 결정한 경우 복수연결 설정 요청 메시지를 소형 기지국(530)에게 전송한다(S505). 이때 매크로 기지국(520)은 단말(510)로부터 보고된 측정 결과 및 해당 단말(510)의 정보를 소형 기지국(530)에 전달할 수 있다.
단계 S505에서 매크로 기지국(520)은 해당 단말(510)의 무선자원 할당 정보(예를 들어, SPS 설정 정보, DRX 설정 정보 등)를 소형 기지국(530)에게 전달할 수 있다. 예를 들어, DRX 동작 파라미터는 short DRX 주기 적용 여부, 타이머 정보, on-duration, on-duration 정렬을 위한 시작점 등을 포함할 수 있다. 또한 매크로 기지국(520)은 측정 보고 주기, 측정설정 파라미터(측정 대상 주파수 등) 정보, 서비스 및 베어러 속성 정보 들을 소형 기지국(530)으로 전달할 수 있다.
만약, 단계 505에서 매크로 기지국(520)이 상기한 정보를 소형 기지국(530)에 전달하지 않는 경우에는, 매크로 기지국(520)은 별도의 제어 메시지를 이용하여 소형 기지국(530)에 해당 정보를 전달할 수 있다.
소형 기지국(530)은 매크로 기지국(520)으로부터 전달받은 정보를 이용하여 복수연결 설정이 완료된 이후에 해당 단말(510)의 DRX 동작 여부 등을 고려하여 무선자원을 할당할 수 있다.
또한, 단계 S505에서 복수연결 기능을 지원하는 기지국간에 제어 파라미터 설정을 위하여 매크로 기지국(520)은 소형 기지국(530)에 단말의 능력(capabilities)을 고려하여 복수연결 중에 지원해야 하는 기능별로 설정해야 하는 각각의 파라미터들에 대한 기준(reference) 정보, 가이드 라인(guideline) 정보, 또는 해당 파라미터의 최대/최소(maximum/minimum) 값 정보 등을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 단말의 능력을 고려하여 복수연결 중에 지원해야 하는 기능은, 예를 들어, 단말이 동시에 송수신 가능한 하향링크 또는 상향링크 채널 구성 정보, CA 지원 기능 정보, 단말의 전송 전력, 단말의 지원 주파수 대역, 지원 가능한 RF 체인(chain)의 수, 단말의 지원 가능한 랭크(Rank) 수, 전송 블록(TrBK: Transport Block)의 크기, MIMO 및 CoMP 기능 지원 정보, 상향링크의 공간 다중화(spatial multiplexing), 물리계층 공유채널의 전송모드(transmission mode, 예를 들어, TM1, 2, ..., 10) 정보, 또는 상향링크 상의 제어정보 보고 설정 정보(예를 들어, 주기적 또는 비주기적인 CQI/PMI/RI 보고 설정과 관련한 단말기의 능력) 등을 포함하여, 특징 그룹 지시자(FGI: Feature Group Indication) 정보로 표현 가능한 단말의 능력별 지원 가능한 기능을 의미한다.
매크로 기지국이 소형 기지국에게 단말의 능력에 대한 정보를 전송하거나 또는 단말의 능력을 고려하여 복수연결 기능 지원 중에 매크로 기지국과 소형 기지국간의 기능별 역할에 대한 가이드 라인 정보 또는 해당 파라미터의 최대/최소값 정보를 제공하는 경우에, 임의의 서비스에 대하여 매크로 기지국이 관리하는 무선자원 할당에 대한 범위와 소형 기지국이 할당하는 범위를 구분하는 복수연결 설정 정보를 단말에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 복수연결 단말의 최대 송신 전력을 고려하여 매크로 기지국과 소형 기지국 각각에 대한 최대 송신 전력 또는 최대 송신 전력의 마진(margin) 값을 구분하여 설정할 수 있다. 또한, 매크로 기지국과 소형 기지국 각각에서 전송하는 최대(또는 최소) 데이터의 크기(예를 들어, TrBK(Transport Block)크기) 또는 전송 가능한 물리계층의 전송 모드(TM: Transmission Mode)의 범위 등을 구분하여 설정할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 소형 기지국(530)은 매크로 기지국(520)으로부터 복수연결 설정 요청 메시지를 수신하면, 복수연결 설정 수용 여부를 결정하고 관련 제어 정보를 생성한다(S506). 만약, 단계 S505에서 복수연결 설정 요청 메시지가 매크로 기지국의 복수연결 결정을 통보하거나 지시하는 메시지인 경우에는 단계 S506의 실행은 생략할 수 있으며, 대신 복수연결 설정 요청에 대한 응답을 위하여 필요한 제어 정보를 생성하는 것만으로 대체될 수 있다. 여기서 소형 기지국(530)에서 생성하는 복수연결 설정을 위한 제어 정보에는 다음의 정보들을 포함할 수 있다.
● 단말이 소형 기지국에 임의 접속을 위한 비경쟁 RA(Random Access) 프리앰블 할당 정보(가용한 RA 자원, 프리앰블 인덱스 정보 등)
● 소형 기지국에서 해당 단말을 위해 할당한 C-RNTI
● 소형 기지국에서 해당 단말을 위해 할당하거나 또는 할당예정인 DRX 동작 설정 파라미터 정보
- short DRX 주기 적용 여부, 타이머 정보, on-duration, on-duration 정렬을 위한 시작점 등의 정보
● 소형 기지국에서 해당 단말을 위해 할당한 SPS-RNTI, 소형 기지국의 최대 송신 전력 등의 전력 제어를 위한 파라미터
- 전력제어용 RNTI:
□ TPC-PUCCH-RNTI(Transmit Power Control-Physical Uplink Control Channel-RNTI)
□ TPC-PUSCH-RNTI(Transmit Power Control-Physical Uplink Shared Channel-RNTI)
- 매크로 기지국과 소형 기지국과의 송신 또는 수신 전력차이를 비교한 오프셋 값
● 소형 기지국의 식별자 정보(예를 들면, SPS-RNTI/C-RNTI)
● 복수연결 지원을 위한 CS/CB(Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming) 자원 할당 정보
● 소형 기지국의 무선자원 할당 정보
- 소형 기지국의 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원 할당 정보
- 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS(Sounding Reference Signal) 자원 등의 할당 정보 및 PRB(Physical Resource Block)정보
다시 도 5를 참조하면, 소형 기지국(530)은 생성한 복수연결을 위한 제어정보와 함께 복수연결 설정에 대한 응답 메시지를 매크로 기지국(520)로 전달한다(S507).
매크로 기지국(520)은 소형 기지국(530)으로부터 복수연결 설정 응답 메시지를 수신하면, 복수연결 설정을 위한 메시지를 생성한다(S508). 이때 매크로 기지국(520)이 생성하는 정보는 복수연결 설정에서 사용할 별도의 C-RNTI, SPS-RNTI, 주파수(캐리어) 정보, CA 정보, CS/CB 정보, 복수연결 시작을 위한 관련 타이머, 또는 복수연결 개시를 위한 타이밍 오프셋 정보를 포함할 수 있다. 그러나 매크로 기지국(520)은 단계 S508에서와 복수연결 설정을 위한 별도의 파라미터를 생성하지 않고, 소형 기지국(530)에서 생성하여 매크로 기지국(520)에게 전달한 다음의 정보들을 단순하게 단말(510)에 전달할 수도 있다.
● 단말이 소형 기지국에 임의 접속을 위한 비경쟁 RA 프리앰블 할당 정보(가용한 RA 자원, 프리앰블 인덱스 정보 등)
● 소형 기지국에서 해당 단말을 위해 할당한 C-RNTI
● 소형 기지국에서 해당 단말을 위해 할당한 SPS-RNTI
● 소형 기지국에서 해당 단말을 위해 할당하거나 또는 할당예정인 DRX 동작 설정 파라미터 정보
- short DRX 주기 적용 여부, 타이머 정보, on-duration, on-duration 정렬을 위한 시작점 등의 정보
● 소형 기지국의 최대 송신 전력 등의 전력 제어를 위한 파라미터
- 전력제어용 RNTI:
□ TPC-PUCCH-RNTI
□ TPC-PUSCH-RNTI
● 매크로 기지국과 소형 기지국과의 송신 또는 수신 전력차이를 비교한 오프셋 값
● 소형 기지국의 식별자 정보
● 복수연결 지원을 위한 CS/CB 자원 할당 정보
● 소형 기지국의 무선자원 할당 정보
- 소형 PUCCH 자원 할당 정보
- 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보
매크로 기지국(520)은 복수연결 설정 지시 메시지를 단말(510)에게 전송한다(S509). 이때, 매크로 기지국(520)은 복수연결을 위한 무선자원 할당 정보, 단말(510)의 복수연결 대상 기지국 정보 등을 복수연결 설정 지시 메시지와 함께 전송하거나 또는 별도의 메시지 형태로 전송할 수 있다.
상기 복수연결 설정 지시 메시지는 소형 기지국(530)이 단계 S506에서 생성한 복수연결 설정을 위한 제어 메시지를 매크로 기지국(802)이 별도의 파라미터 추가/삭제/변경 과정 없이 단말(510)에 전달할 수도 있고, 매크로 기지국(520)이 단계 S508에서 생성한 제어 정보 등을 소형 기지국(530)이 전송한 정보에 추가하여 생성한 후 복수연결 설정 제어 메시지를 별도의 메시지로 구성하여 전송할 수도 있다. 또는, 단계 S509에서 단말(510)이 상기한 복수연결 설정 정보만을 포함하는 제어 메시지를 수신한 이후에 매크로 기지국(520)이 별도의 복수연결 지시용 제어 메시지(예를 들어, RRC 제어 메시지, MAC control PDU, 물리계층 지시자, 또는 PDCCH(또는 ePDCCH)를 이용한 자원할당 정보 전송)를 전송하여 복수연결 시작을 지시할 수도 있다.
단계 S510에서 단말(510)이 복수연결 설정 대상의 소형 기지국(530)으로부터 하향링크 수신이나 또는 상향링크 전송을 위한 별도의 타이머 또는 타이밍 오프셋 정보는 단계 S509에서 매크로 기지국(520)이 전송하는 복수연결 설정 지시 메시지를 통하여 전달될 수 있다.
단말(510)은 단계 S509에서 매크로 기지국(520)으로부터 제어 메시지를 수신하고, 관련 타이머 종료 이후에 단계 S510을 수행하도록 할 수 있다. 이와 같은 타이머 또는 타이밍 오프셋 정보는 매크로 기지국(520)과 소형 기지국(530)간의 백홀 속성에 따라 결정될 수 있고, 별도의 전용 제어 메시지 또는 시스템 정보를 이용하여 단말들에게 전송할 수 있다.
단계 S510에서 복수연결 설정 단말(510)이 소형 기지국(530)으로 상향링크를 전송하는 절차와 소형 기지국(530)으로부터 하향링크를 수신하는 절차를 구분하여 별도의 단계로 구성할 수도 있다. 이 경우, 복수연결 설정 단말(510)과 소형 기지국(530)과의 물리계층 상향링크의 동기 유지 설정 여부에 따라 소형 기지국(530)으로의 상향링크 전송 또는 하향링크 수신 절차의 순서가 달라질 수 있다.
예를 들어, 복수연결 대상인 소형 기지국과 복수연결 단말간의 물리계층 상향링크 동기가 사전에 설정되었거나 물리계층 상향링크 동기 획득 절차가 필요 없는 경우에는 단말이 소형 기지국으로부터 하향링크 메시지를 먼저 수신하고 소형 기지국으로 상향링크 전송하는 절차를 수행할 수도 있다. 그러나, 복수연결 대상인 소형 기지국과 복수연결 단말간의 물리계층 상향링크 동기 획득이 필요한 경우에는 복수연결 단말이 소형 기지국과의 물리계층 동기 획득을 위하여 임의접속 절차 등을 이용하여 상향링크 전송절차를 수행한 이후에 소형 기지국의 하향링크 데이터 채널을 수신할 수 있다.
매크로 기지국(520)으로부터 복수연결 설정 지시 메시지를 수신한 단말(510)은 복수연결 설정 완료 보고 절차를 수행한다(S511). 단계 S511에서 단말(510)은 복수연결 설정 완료를 위한 별도의 제어 메시지를 이용하여 매크로 기지국(520)과 소형 기지국(530) 모두에게 전송하거나 또는 하나의 기지국에만 전송함으로써 복수연결 설정 완료 보고 절차를 수행할 수 있다. 또한, 복수연결 설정 완료 보고는 제어 메시지 전송 없이 복수연결 설정을 통해 새로 추가된 기지국(예를 들어 도 5에서는 소형 기지국(530))의 하향링크 무선자원을 이용한 데이터 수신에 대한 H-ARQ ACK/NACK 전송 또는 상향링크 자원 할당 정보에 따라 해당 상향링크 자원으로 데이터를 전송함으로써 완료될 수도 있다.
특히, 단말(510)이 복수연결 설정 시에 소형 기지국(530)과의 추가적인 연결 절차를 수행하는 과정에서 소형 기지국(530)의 커버리지가 작은 경우나, 매크로 기지국(520)과 소형 기지국(530)이 동일 주파수 또는 동일 주파수 대역(또는 밴드)인 경우에는 단말(510)의 임의접속 절차를 생략할 수 있다. 그러나, 소형 기지국(530)과의 상향링크 동기 설정이 필요한 경우 또는 복수연결을 위한 별도의 목적(상향링크 또는 하향링크 전력제어 등)으로 임의접속(Random Access) 절차를 도입할 수도 있다. 이 경우에는 단계 S506에서 소형 기지국(530)은 단말(510)이 비경쟁 방식의 임의접속을 수행할 수 있도록 소형 기지국(803)에 접속하기 위한 RA 프리앰블 할당 정보(예를 들면, 가용한 RA 자원, 프리앰블 인덱스 정보 등)를 생성하여 매크로 기지국(510)에게 전달할 수 있고(S507), 매크로 기지국(520)은 이 정보를 단계 S509에서 단말(510)에게 전송할 수 있다. 임의접속 절차를 위한 RA 프리앰블 인덱스를 수신한 단말(510)은 소형 기지국(530)으로부터 할당받은 RA 프리앰블 할당 정보를 이용하여 단계 S509와 단계 S510 사이에서 임의접속 절차를 수행할 수 있다. 이와 같이 단말(510)이 임의접속 절차를 수행한 경우에는 단계 S511의 복수연결 설정 완료 보고 절차를 생략할 수도 있다.
이후, 복수연결 설정 단말(510)은 매크로 기지국(520) 및 소형 기지국(530)과 복수연결 동작을 수행한다(S512).
한편, 도 5에 도시한 절차에서는 단말(510)이 매크로 기지국(520)과 연결을 유지하고 있는 상태에서 복수연결 설정 절차가 시작되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 단말(510)이 소형 기지국(530)과 연결을 유지하고 있는 상태에서 복수연결 설정 절차를 수행할 수도 있다. 이와 같은 경우는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 복수연결 설정을 위하여 소형 기지국을 기준으로 단말, 매크로 기지국, 소형 기지국간의 메시지 송수신 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 6에 도시한 절차들 중, 단계 S601 내지 단계 S609는 도 5에 도시한 단계 S501 내지 단계 S509에서 설명한 내용을 적용할 수 있다. 단, 도 6의 단계 S605에서 실행되는 복수연결 설정 요청은 도 5의 단계 S505와는 달리 복수연결 기능을 위한 추가적인 연결 설정뿐 만 아니라 주(primary) 기지국을 소형 기지국(630)에서 매크로 기지국(620)으로 변경하기 위한 요청과 동일하다.
또한, 도 6의 단계 S605에서는 도 5의 단계 S505와는 달리 소형 기지국(630)이 복수연결 설정을 위한 다음의 제어 정보를 매크로 기지국(620)에 전달할 수 있다.
● 소형 기지국의 최대 송신 전력 등의 전력 제어를 위한 파라미터
● 소형 기지국의 식별자 정보
● 복수연결 지원을 위한 CS/CB 자원 할당 정보
● 소형 기지국의 무선자원 할당 정보
- 소형 기지국의 PUCCH 자원 할당 정보
- 소형 기지국의 CSI/DM-RS/SRS 자원 등의 할당 정보 및 PRB 정보
● 복수연결 설정 대상 단말을 위한 설정 파라미터 정보
- DRX 동작 파라미터
- SPS 설정 파라미터
- 측정 및 보고 동작을 위한 설정 파라미터
복수연결 설정 절차에서의 DRX 동작 파라미터는 short DRX 주기 적용 여부, 타이머 정보, on-duration, on-duration 정렬을 위한 시작점 등을 포함할 수 있다. 그리고 SPS 설정 파라미터는 무선자원 할당 파라미터로 SPS(Semi-Persistent Scheduling)와 같은 반영속(Semi-Persistent) 방식의 자원 할당이나, 일정한 시간 구간 동안의 임의의 자원 영역(주파수 또는 시간 영역)에 대한 지속적인 자원 할당 등을 포함한 매크로 기지국, 소형 기지국의 복수연결을 위한 무선자원 할당 정보를 의미한다. 측정 및 보고 동작을 위한 설정 파라미터는 측정 보고 주기, 측정설정 파라미터(측정 대상 주파수 등) 정보 일 수 있다. 단계 S605에서, 소형 기지국(630)은 상기 정보들에 추가적으로 해당 단말(610)에게 제공 중인 서비스 및 베어러 속성 정보 등을 전달할 수 있다.
따라서, 단계 S605에서 소형 기지국(630)으로부터 복수연결 설정 요청을 전달받은 매크로 기지국(620)은 복수연결 설정과 함께 주(primary) 기지국(단, 주 기지국은 RRC 기능을 전담하거나 또는 주도적으로 수행하는 기지국을 의미) 변경 여부를 결정하고 관련 제어 정보를 생성한다(S606).
단계 S606에서 매크로 기지국(620)이 생성한 제어 정보는 다음의 정보들을 포함할 수 있다.
● 단말이 매크로 기지국에 임의 접속을 위한 비경쟁 RA 프리앰블 할당 정보(가용한 RA 자원, 프리앰블 인덱스 정보 등)
● 매크로 기지국에서 해당 단말을 위해 할당한 C-RNTI, SPS-RNTI
매크로 기지국(620)은 상기한 바와 같이 제어 정보를 생성한 후, 생성한 제어 정보를 포함하는 복수연결 설정 요청 응답 메시지를 소형 기지국(630)에 전송한다(S607).
소형 기지국(630)은 매크로 기지국(620)으로부터 제어 정보를 포함하는 복수연결 설정 요청 응답 메시지를 수신하면, 수신한 제어 정보들을 단말(610)에게 전송하거나, 복수연결 설정(주 기지국 변경)을 위한 제어 정보를 생성한 후(S608), 생성한 제어 정보들을 복수연결 설정 지시 메시지에 포함시켜 추가적으로 단말(610)에 전송할 수 있다(S609).
단계 S607에서, 매크로 기지국(620)은 해당 단말(610)의 무선자원 할당 정보(예를 들어, SPS 설정 정보, DRX 설정 정보 등)를 소형 기지국(630)에게 전달할 수 있다. 소형 기지국(630)은 매크로 기지국(620)으로부터 전달받은 정보를 이용하여 복수연결 설정이 완료된 이후에 해당 단말(610)의 DRX 동작 여부 등을 고려하여 무선자원을 할당할 수 있다.
단계 S609에서, 주(primary) 기지국 변경을 포함하는 복수연결 설정 지시 메시지는 기존의 핸드오버 명령 메시지(예를 들어, 이동성(mobility) 정보를 포함한 연결 재설정(connection reconfiguration) 제어 메시지)에 복수연결을 위한 제어 파라미터를 추가하여 구성할 수 있다.
한편, 매크로 기지국(620)은 단계 S605에서 소형 기지국(630)으로부터 전달받은 파라미터들의 일부 또는 전체를 변경하여 소형 기지국(630)에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국(620)은 단말(610), 매크로 기지국(620) 및 소형 기지국(630)의 조건을 고려하여 DRX 동작 파라미터, 자원할당 파라미터, 측정 및 보고 동작 설정 정보의 파라미터 값의 일부를 수정하여 복수연결 설정 지시 메시지를 구성하고 이를 소형 기지국(630)에 전달할 수 있다.
또한, 단말(610)은 단계 S609에서 주 기지국 변경을 포함하는 복수연결 설정 지시 메시지를 통하여 매크로 기지국(620)으로의 임의접속을 위한 RA 프리앰블 할당 정보를 수신한 경우, 해당 정보를 이용하여 비경쟁 방식으로 매크로 기지국(620)에 임의접속 절차를 수행한다(S610).
이후, 복수연결 설정 단말(610)은 복수연결 설정 완료 보고 메시지를 매크로 기지국(620) 및 소형 기지국(630)에 전송한다. 단계 S913의 실행을 통하여 복수연결 설정 절차의 완료를 판단하는 경우에는 단계 S611의 실행을 생략할 수 있다.
그리고, 복수연결 설정 단말(610)은 매크로 기지국(620) 및 소형 기지국(630)과 복수연결 동작을 수행한다(S612).
도 5 및 도 6에 도시한 절차에서, 매크로 기지국(520, 620)과 소형 기지국(530, 630)간의 제어 메시지 전달은 새로운 Xs 인터페이스를 이용하여 전달할 수도 있다. 또한 단말(510, 610)에게 전송하는 복수연결 설정을 위한 제어 메시지에는 복수연결을 위한 매크로 기지국(520, 620), 소형 기지국(530, 630)의 식별자를 포함할 수 있다.
도 7은 복수연결 설정을 유지하고 있는 단말과 기지국들과의 메시지 송수신 절차 및 복수연결 해제 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 단말(710)은 매크로 기지국(720) 및 소형 기지국(730)과 복수연결 설정을 유지하고 있는 상태에서, 매크로 기지국(720)으로부터 물리계층 하향링크 제어채널(PDCCH) 또는 물리계층 하향링크 공유채널(PDSCH)을 수신할 수 있고, 수신한 PDCCH 또는 PDSCH를 통하여 스케줄링 정보 또는 하향링크 데이터를 수신할 수 있다(S701).
단말(710)은 PDSCH를 통하여 하향링크 데이터를 수신하면, 하향링크 HARQ 동작을 위한 피드백 정보(ACK 또는 NACK)를 매크로 기지국(720)으로 전송한다(S702).
또한, 단말(710)은 단계 S701에서 PDCCH 또는 PDSCH를 통하여 상향링크 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보를 수신하면, 해당 스케줄링 정보를 이용하여 매크로 기지국(720)의 물리계층 상향링크 공유채널(PUSCH)을 확인하고 상기 PUSCH를 이용하여 상향링크 데이터를 전송한다(S703).
단말(710)로부터 상향링크 데이터를 수신한 매크로 기지국(720)은 상향링크 HARQ 동작을 위한 피드백 정보(ACK 또는 NACK)를 단말(710)에게 전송한다(S704).
또한, 단말(710)은 소형 기지국(730)이 전송하는 PDCCH 또는 PDSCH을 통하여 스케줄링 정보 또는 하향링크 데이터를 수신할 수 있다(S705).
단말(710)은 PDSCH를 통하여 하향링크 데이터를 수신하면, 하향링크 HARQ 동작을 위한 피드백 정보(ACK 또는 NACK)를 소형 기지국으로 전송한다(S706).
그리고, 단말(710)은 단계 S705에서 PDCCH 또는 PDSCH를 통하여 상향링크 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보를 수신하면, 해당 스케줄링 정보를 이용하여 소형 기지국의 PUSCH를 확인하고, 상기 PUSCH를 이용하여 상향링크 데이터를 전송한다(S707).
소형 기지국(730)은 단말(710)로부터 상향링크 데이터를 수신하면, 상향링크 HARQ 동작을 위한 피드백 정보(ACK 또는 NACK)를 단말(710)에게 전송한다(S708).
상술한 도 7의 단계 S702와 단계 S706의 절차에서, 단말(710)은 매크로 기지국(720) 또는 소형 기지국(730)으로부터 하향링크 데이터 수신에 따른 하향링크 HARQ 동작과정에서 피드백 정보(ACK/NACK) 전송을 위한 PUCCH를 매크로 기지국(720)과 소형 기지국(730)에 별도로 전송할 수 있다. 또한, 필요한 경우 단말(710)은 PUCCH가 아닌 PUSCH를 이용하여 HARQ 동작을 위한 피드백 정보(ACK/NACK)를 전송할 수도 있다.
특히, 소형 기지국(730)은 단계 S705에서 설명한 PDCCH가 아니라 PDSCH만을 이용하여 단말(710)에게 하향링크 또는 상향링크의 스케줄링 정보 및 물리계층 제어 정보를 전송할 수 있다.
또한, 단계 S704와 단계 S708의 절차에서 단말(710)이 매크로 기지국(720) 또는 소형 기지국(730)으로 전송하는 상향링크 데이터의 HARQ 동작을 위한 피드백 정보(ACK/NACK) 전송 채널(PHICH: Physical hybrid-ARQ indicator channel) 설정이 어려울 경우에는, 매크로 기지국(720) 또는 소형 기지국(730)은 PDSCH를 이용하여 ACK/NACK 전송 또는 상향링크 물리계층 제어 정보(예를 들어, 상향링크 스케줄링 정보, 전력조절 정보 등)를 전송할 수도 있다.
단말(710)은 미리 설정된 기준에 따라 복수연결 이벤트를 검출하면(S709), 매크로 기지국(720) 및/또는 소형 기지국(730)에 측정 보고 메시지를 전송한다(S710). 소형 기지국(730)은 단말(710)로부터 수신한 측정 보고를 매크로 기지국(720)에 전달할 수 있다(S711).
매크로 기지국(720)은 단말(710) 및/또는 소형 기지국(730)으로부터 수신한 측정 보고에 기초하여 복수연결 해제 여부를 결정한다(S712).
여기서, 매크로 기지국(720)은 복수연결을 해제하는 것으로 결정한 경우, 소형 기지국(730)에 복수연결 해제 통보를 지시하는 메시지를 전송한다(S713).
매크로 기지국(720) 또는 소형 기지국(730)은 단말(710)에 복수연결 해제를 지시하는 메시지를 전송한다(S714).
단말(710)은 소형 기지국(730)으로부터 수신한 복수연결 해제 지시 메시지에 상응하여 소형 기지국(730)과 복수연결을 해제한 후, 복수연결 해제 완료 메시지를 매크로 기지국(720) 및/또는 소형 기지국(730)에 전송한다(S715).
이후, 단말(710)은 매크로 기지국(720)과 단일 연결을 유지한다(S716).
이상에서 설명한 바와 같이 복수연결을 이용하여 매크로 기지국 및 소형 기지국과 데이터를 주고받는 단말의 하향링크와 상향링크 데이터 전송을 위한 HARQ 동작은 매크로 기지국과 소형 기지국이 별개로 동작하여야 한다. 또한, 단말의 HARQ 피드백 관련 정보는 물리계층 제어채널 또는 물리계층 공유채널을 이용하여 전송할 수 있다. 또한, 필요한 경우에 단말이 복수연결 설정을 유지하는 중에 물리계층 제어채널 전송 또는 데이터 패킷 정보 전송을 위하여 하향링크 및 상향링크 공유채널의 일부 자원을 주기적으로 해당 단말에게 일정 시간 동안 시간축 상에서 연속적인 방식 또는 이산적인 방식으로 고정하여 스케줄링(또는 할당)하는 방법을 적용할 수다. 이 때, 복수연결을 위한 연결 설정 절차의 RRC 메시지 내에 관련 할당 정보(예를 들어, 변조 및 부호화 정보, 서브캐리어 할당 정보, 서브캐리어 호핑(hopping) 정보, 할당 주기, 연속적 할당 구간, 이산적 할당 구간, 이산적 할당을 위한 할당 간격, 등의 정보)를 포함할 수 있다.
한편, 도 5의 단계 S509에서 매크로 기지국(520)이 단말(510)에게 전송하는 복수연결 설정을 위한 제어 메시지, 또는 도 6의 단계 S609에서 소형 기지국(630)이 단말(610)에게 전송하는 복수연결 설정을 위한 제어 메시지, 또는 도 7의 단계 S714에서 매크로 기지국(720) 또는 소형 기지국(730)이 단말(710)에게 전송하는 복수연결 해제를 위한 제어 메시지를 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 RRC 메시지로 구성하는 경우에는 기존의 연결 재설정(connection reconfiguration) 메시지를 기반으로 하여 복수연결 및 복수연결 해제를 위한 파라미터들을 추가하여 다음과 같이 구성할 수 있다.
3GPP LTE/LTE-A 시스템의 연결 재설정을 위한 RRC 메시지는 SRB(Signaling Radio Bearer)를 이용하여 기지국이 단말에게 전송하는 'RRCConnectionReconfiguration' 메시지로 구성될 수 있고, 측정 설정(measurement configuration), 이동성 제어(mobility control), 그리고 RB(Radio Bearer), MAC 메인 설정(main configuration) 및 물리 채널 설정을 포함한 무선 자원 설정(radio resource configuration) 정보 등을 포함할 수 있다.
도 8은 복수연결 설정 또는 해제를 위한 'RCConnectionReconfiguration' 메시지의 일 예를 나타낸 것이다.
'RCConnectionReconfiguration' 내에 도 8에 도시한 바와 같은 복수연결 설정 또는 해제를 위한 파라미터들을 추가 할 수 있다.
도 8에 도시한 RRC 메시지에서 'dualConnectionCellToReleaseList'는 복수연결 해제를 위한 해당 셀 정보를 표현하기 위한 필드이다. 또한, 'dualConnectionCellToAddModList', 'dualConnectionCellToAddMod', 'dualConnectionCellAdd' 파라미터는 복수연결 설정 단계에서 복수연결을 위하여 셀을 추가하거나 또는 변경하는 셀 정보를 표현하기 위한 필드이다.
상기 복수연결 설정 또는 해제를 위한 RRC 재설정 제어 메시지 내의 'dualConnectionCellToAddMod' IE(Information Element)는 복수연결 설정 대상 셀의 인덱스(DcCellIndex) 정보와 셀 식별자(cellIdentification) 정보로 물리계층 식별자(phyCellId), 하향링크 캐리어 주파수(dl-CarrierFreq) 파라미터 등을 포함할 수 있다.
또한, 'dualConnectionCellToAdd' IE에는 복수연결을 위하여 추가하는 셀 또는 기지국(eNB)에 대한 공통 무선자원 설정 정보를 나타내는 'radioResourceConfigCommonDcCell' 메시지와 전용 무선자원 설정 정보를 나타내는 'radioResourceConfigDedicatedDcCell' 메시지를 포함할 수 있다. 공통 무선자원 설정 정보는 복수연결을 지원하는 하나 이상의 노드들에게 공통적으로 적용되는 정보로 물리계층 제어 채널 구성 정보(예를 들어, PDCCH, PUCCH, PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH 등), RS(Reference Symbol) 자원 할당 또는 구성 정보, 서브프레임(subframe) 구성 정보(예를 들어, MBSFN 서브프레임 또는 TDD DL-UL 서브프레임 설정 정보, 또는 이동성 관리를 측정 관련 정보, DRX 동작과 관련 공통 정보(예를 들어, DRX 동작 정렬을 위한 정보) 등을 포함할 수 있다. 그리고 전용 무선자원 설정 정보는 복수연결을 지원하는 각 노드(또는 셀)들에게 각각 적용되는 정보로 물리계층 제어 채널 구성 정보(예를 들어, PDCCH, PUCCH, PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH 등), RS(Reference Symbol) 자원 할당 또는 구성 정보, 서브프레임(subframe) 구성 정보(예를 들어, MBSFN 서브프레임 또는 TDD DL-UL 서브프레임 설정 정보, 또는 이동성 관리를 측정 관련 정보, DRX 동작과 관련 공통 정보(예를 들어, DRX 동작 정렬을 위한 정보) 등을 포함할 수 있다.
'dualConnectionCellToReleaseList' 정보는 도 8의 메시지 예에서 보인 바와 같이 복수연결 해제의 대상이 되는 셀의 인덱스(DcCellIndex) 정보로 구성하거나 해당 셀의 식별자(예를 들어, 물리계층 식별자)로 구성하여 해제되는 셀에 대한 정보를 전달할 수 있다.
한편, 도 6에 예시한 바와 같이 주(Primary) 기지국이 소형 기지국(630)에서 매크로 기지국(620)으로 변경되는 경우, 'RRCConnectionReconfiguration' 내의 'mobilityControlInfo' 필드를 이용하여 이와 같은 주 기지국 변경 내용을 표현할 수도 있다.
도 9는 복수연결 설정에서 주 기지국의 변경을 표현하기 위한 'mobilityControlInfo' 정보 요소의 일 예를 나타낸 것이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 기존의 'targetPhysCellId' 필드를 이용하여 매크로 기지국(620)의 식별자를 표현하고, 기존의 'newUE-Identity' 필드를 이용하여 매크로 기지국(620)에서 사용할 C-RNTI를 할당할 수 있다. 또한, 도 6의 단계 S610에서 단말(610)이 매크로 기지국(620)으로 수행할 비경쟁 기반 임의접속을 위한 RA 프리앰블 할당 정보는 기존의 'rach-ConfigDedicated'를 이용하여 표현할 수도 있다.
또한, 기존에 핸드오버 성공 여부를 판단하기 위하여 사용한 타이머 't304'를 이용하여 복수연결을 위한 연결 재설정 메시지 수신 이후 재설정 완료 메시지의 수신이 확인될 때까지의 타이머 값으로 운용하여 복수연결 재설정 성공 여부를 판단할 수도 있으나, 복수연결 기능을 지원하는 매크로 기지국과 소형 기지국간의 제한적인 백홀 환경을 고려하여 새로운 타이머(예를 들어, t333)를 도입하고 해당 파라미터 정보를 포함하여 전송할 수도 있다.
또한, 도 6에 예시한 바와 같이 주(Primary) 기지국이 변경되고 실시간 서비스를 제공하기 위하여 SPS(Semi-Persistence Scheduling) 자원 설정 및 SPS-RNTI 할당이 필요한 경우에는 기존의 SPS 설정 메시지(예를 들어, sps-config)를 함께 전송하거나 또는 별도의 무선자원을 이용하여 전송할 수 있다.
도 10은 단말의 복수연결 설정 또는 해제 절차의 완료 통보를 위한 'RRCConnectionReconfigurationComplete' 메시지의 일 예를 나타낸 것이다.
상술한 바와 같이 기지국이 복수연결 설정을 위한 제어 메시지 또는 복수연결 해제를 위한 제어 메시지를 RRC 메시지인 'RRCConnectionReconfiguration'를 이용하여 단말에게 전송하는 경우에 이를 수신한 단말은 도 10에 나타낸 바와 같은 'RRCConnectionReconfigurationComplete' 제어 메시지 내에 복수연결 관련 정보(예를 들어, dualConnectionReconfig 필드)를 추가하여 구성하고 이를 기지국으로 전송함으로써, 복수연결 재설정을 위한 제어 메시지를 성공적으로 수신하여 해당 절차를 완료하였음을 기지국에게 통보한다. 예를 들어, 도 5의 단계 S511, 도 6의 단계 S611 또는 도 7의 단계 S714에서 단말이 기지국에게 전송하는 제어 메시지들이 이에 해당한다.
단말이 복수연결 기능을 이용하여 매크로 기지국과 소형 기지국으로부터 서비스를 받고 있는 상황에서, 단말의 이동상태추정(mobile status estimation) 결과가 정적(stationary)으로 기지국으로 보고될 수 있고, 기지국이 상향링크를 추정하여 임의의 단말의 이동상태가 정적 상황임을 고려할 수 있다. 예를 들어, 단말이 아주 느린 속도(예를 들어, 저속의 보행자 속도)로 움직이고 있거나 또는 움직임이 거의 없는 상황인 것으로 관련 정보(예를 들어, 단말의 이동속도 또는 정적 상황임을 알리는 비트, 속도 레벨 또는 속도 정보)가 단말로부터 기지국에 보고되거나 또는 단말에서 보고된 정보를 이용하여 기지국이 단말의 이동 상태를 상기와 같이 판단할 수 있다. 이와 같은 경우에 매크로 기지국과 소형 기지국을 이용한 복수연결 기능에서 소형 기지국을 주(Primary) 기지국으로 설정하고, 매크로 기지국을 부(Secondary) 기지국으로 설정할 수 있다. 복수연결을 위한 주 기지국(또는 마스터(master) 기지국)은 이동성 관리 및 RRC 기능을 담당하는 제어 평면(control plan)을 주관하는 기지국을 의미하며, 부 기지국은 제어 평면은 주 기지국의 제어 및 관리를 받으면서 복수연결 단말을 위한 사용자 평면(user plan)을 담당하여 추가적으로 데이터 전달 역할을 수행하는 기지국을 의미한다.
즉, 단말이 아주 느린 속도로 움직이고 있거나 또는 움직임이 거의 없는 정적인(stationary) 경우에는 소형 기지국이 제어 평면을 담당하고 매크로 기지국이 추가적으로 사용자 평면을 담당하여 복수연결 기능을 지원할 수 있다. 이와 같은 경우에 복수연결 기능을 해제하여 소형 기지국만으로 단일 연결을 이용하여 서비스를 제공하거나, 해당 소형 기지국 클러스터 내에서 하나 이상의 소형 기지국을 이용하여 소형 기지국들만으로 복수 연결 기능을 지원할 수도 있다. 이와 같이 소형 기지국들만으로 복수연결 기능을 지원하는 경우에도 상기에서 설명한 주 기지국과 부 기지국의 기능을 수행하는 담당하는 소형 기지국을 각각 설정하여 복수연결 기능 지원을 위한 주 기지국 및 부 기지국의 역할을 분담하여 수행하도록 할 수 있다.
■ SCE(Small Cell Enhancement) 기반의 복수연결 기술 이슈
소형 기지국 환경에서 이동성 관리 기능의 개선을 위하여 제어 평면과 데이터 평면 분리(split 또는 decoupling)(이하 'C/U-plane 분리'라 지칭함), 이동 상태 추정(MSE; Mobility Status Estimation) 성능 개선, RRC(Radio Resource Control) 시그날링 다이버시티, 그리고 포워드(forward) HO(Handover) 기능 도입 등을 고려할 수 있다.
C/U-plane 분리 기능은 제어 평면(Control plane)과 사용자 평면(User plane)을 담당하는 서빙셀을 분리하여 운용하는 방법으로, 매크로 기지국이 제어 평면을 담당하고 사용자 평면은 로컬 레이어(local layer)의 소형 기지국에서 담당하는 기법이다. 매크로 기지국에서는 시스템 정보 및 SRB(Signaling Radio Bearer) 전송과, 무선자원 및 이동성 제어를 위한 RRC 기능을 관리하고, 소형 기지국을 이용하여 사용자 데이터 트래픽을 주로 전달한다. 이러한 C/U-plane 분리 기술은 매크로 기지국과 소형 기지국의 주파수가 같은 co-channel(F1=F2) 환경과 매크로 기지국과 소형 기지국의 주파수가 다른 inter-frequency(F1≠F2) 환경에서 모두 적용할 수 있고, 특히 매크로 기지국과 소형 기지국의 주파수가 서로 다른 inter-frequency 환경에서 더 효율적일 수 있다.
RRC 시그날링 다이버시티 방법은 매크로 기지국과 소형 기지국간의 HOF(Handover Failure) 방지하기 위하여 매크로 기지국과 소형 기지국에서 모두 HO 명령어를 전송하여 단말기의 HO 명령어 수신 효율을 개선하기 위한 방법이다. 그러나, 기지국의 HO 결정(decision) 시점을 단말이 HO 명령어 수신 전에 인지하기 어려우며, 핸드오버 절차 중에 매크로 기지국과 소형 기지국 모두를 통하여 핸드오버 명령어를 전송하고 단말이 이를 수신하기 위한 스케줄링 및 C-RNTI 운용상의 문제점을 해결하여야만 한다.
기존 핸드오버의 절차에서는 소스 기지국이 타겟 기지국의 무선자원 할당 정보(예를 들어, 타겟 기지국의 스케줄링 식별자(C-RNTI), RA 프리앰블 인덱스를 포함한 RA 파라미터 등)를 HO 수행을 지시하는 HO 명령어에 포함시켜 단말에게 전송하면, 단말은 수신한 HO 명령어 내의 정보를 이용하여 타겟 기지국에 RA를 수행하고, HO 명령어 내의 C-RNTI를 이용하여 타겟 기지국의 하향링크 물리계층 제어 채널을 수신할 수 있다. 그러나, 통상적으로 핸드오버 실패는 HO 명령어를 수신하지 못하기 때문에 발생한다. 따라서, 매크로 기지국과 소형 기지국에서 HO 명령어를 단말에게 각각 전송하는 RRC 시그날링 다이버시티 방법을 적용하기 위해서는 타겟 기지국에서 HO 명령어를 수신할 수 있는 방법이 마련되어야 한다. 이를 위하여 다음과 같은 방법들을 고려할 수 있다.
1) 타겟 기지국에서 HO 명령어를 수신할 수 있도록 HO 명령어 전송 전에 해당 단말을 위한 타겟 기지국의 C-RNTI 할당 정보를 소스 기지국에서 전송하는 방법
2) 핸드오버 단말들이 타겟 기지국에서 HO 명령어를 수신하기 위한 전용 C-RNTI를 할당하여 운용하는 방법(이와 같은 전용 C-RNTI 정보는 기지국의 SIB 정보에 포함하거나, 시스템 차원에서 고정할당 운용하거나, 또는 RRC 연결 설정 시에 인접 기지국의 HO 명령어 수신을 위한 C-RNTI 정보 전송하는 방법을 적용할 수 있다.)
3) 소스 기지국에서 사용하던 C-RNTI와 동일한 C-RNTI를 이용하여 타겟 기지국에서 HO 명령어를 전송하는 방법
HO 절차에서 RRC 시그날링 다이버시티 방법을 적용하여 단말이 소스 기지국 및 타겟 기지국에서 HO 명령어 수신을 위한 스케줄링 정보를 수신하는 방법을 적용하는 경우에도, 상기 HO 명령어를 전송하는 PDSCH 자원에 대한 HARQ를 적용하기 위해서는 타겟 기지국과 단말간의 상향링크 물리채널에 대한 동기 설정이 이루어져야 한다. 만일, 타겟 기지국과 단말간의 상향링크 물리채널 동기가 이루어지기 전에 RRC 시그날링 다이버시티 방법을 적용하여 단말이 HO 명령어를 타겟 기지국으로부터 수신하는 경우에는 HARQ 적용없이 HO 명령어만을 수신하는 방법을 적용할 수 있다.
또한, RRC 시그날링 다이버시티 방법을 이용하여 단말이 타겟 기지국에서 HO 명령어를 수신하는 경우에 핸드오버 대상 단말이 타겟 기지국에서 HO 명령어를 수신할 수 있는 유효한 구간을 나타내는 타이머(예를 들어, 타겟 기지국 HO 명령어 수신 타이머) 값을 적용할 수 있다. 이와 같은 경우, 단말이 해당 타이머가 종료할 때까지 타겟 기지국에서 HO 명령어를 수신하는 못하는 경우에 HO 실패로 간주할 수 있다.
그리고 상기 해당 타이머의 시작은 단말이 소스 기지국에게 HO를 트리거링하는 측정 보고 메시지를 전송할 때 시작하거나 또는 핸드오버 수행 타이머(예를 들어, 3GPP LTE 시스템의 T304 타이머, 소스 기지국에서 HO 수행을 지시하는 연결 재설정 제어 메시지를 수신할 때 시작하고 핸드오버 완료 시에 종료하도록 설정된 타이머로 타이머 종료 시까지 핸드오버를 완료하지 못한 경우 연결 재수행(re-establishment procedure) 절차를 시작함)가 종료한 시점에서 시작하도록 하거나 또는 핸드오버 절차 중에 RLF 또는 HOF를 인지한 시점에서 시작하는 방법 등을 적용할 수 있다. 또는 소스 기지국 HO 명령어 수신 타이머를 설정하여 운용할 수 있다. 예를 들어, 소스 기지국 HO 명령어 수신 타이머는 단말이 HO를 트리거링하는 측정 보고 메시지를 전송하면서 시작되어 소스 기지국 HO 명령어 수신 타이머가 종료할 때까지 소스 기지국으로부터 HO 명령어를 수신하도록 하기 위해 사용될 수 있다. 그리고 소스 기지국 HO 명령어 수신 타이머 종료는 타겟 기지국 HO 명령어 수신 타이머의 시작을 트리거링하도록 설정하여 단말이 소스 기지국 HO 명령어 수신 타이머의 종료 때까지 소스 기지국으로부터 HO 명령어를 수신하지 못한 경우에는 타겟 기지국 HO 명령어 수신 타이머가 종료할 때까지 타겟 기지국으로부터 HO 명령어를 수신하는 동작을 적용할 수 있다.
따라서, 단말은 핸드오버 수행 중에 소스 기지국 HO 명령어 수신 타이머의 종료 때까지 소스 기지국으로부터 HO 명령어를 수신하지 못한 경우에는 타겟 기지국으로부터 HO 명령어를 수신할 수 있는 유효구간을 나타내는 타이머가 종료할 때까지 타겟 기지국으로부터 HO 명령어 수신을 시도한다. 또한, 단말은 타겟 기지국에서의 HO 명령어 수신할 수 있는 유효구간을 나타내는 타이머가 종료할 때까지 타겟 기지국으로부터 HO 명령어 수신을 시도하면서, 소스 기지국으로부터의 HO 명령어 수신을 동시에 시도할 수도 있다.
이와 같은 소스 기지국 HO 명령어 수신 타이머 또는 타겟 기지국 HO 명령어 수신 타이머 정보는 기지국의 SIB 정보에 포함하여 전송하여 단말들에게 알리거나 또는 별도의 제어 메시지를 이용하여 단말들에게 통보할 수 있다.
포워드 핸드오버(HO) 기법은 기존의 3GPP 핸드오버 매커니즘과 상충되며, 잦은 핑퐁 현상을 개선하기 위하여 도입하는 복수연결 기술임에도 불구하고 핑퐁현상을 방지하기 어려운 문제점이 있다.
포워드 핸드오버 방법은 단말이 타켓 기지국을 선택하여 액세스한 이후, 타겟 기지국이 단말로부터 수신한 정보(예를 들어, 핸드오버 UE 식별자, 소스 기지국의 식별자 등)를 이용하여 소스 기지국으로부터 해당 단말에게 제공중인 서비스를 위한 연결 설정 및 단말에 대한 정보를 획득하는 핸드오버 수행 방법이다.
일반적인 포워드 핸드오버 방법은 단말이 타겟 기지국에 액세스하여 연결을 설정하기 전에 소스 기지국과의 연결을 해제하는 방법을 적용하고 있다.
그러나, 기존의 3GPP 핸드오버 매커니즘(backward handover)은 소스 기지국이 타겟 기지국을 결정하고 단말에게 핸드오버 수행을 지시하면 단말은 타겟 기지국에 액세스하여 핸드오버 완료를 보고하는 방법으로, 소스 기지국과의 연결을 해제하기 전에 타겟 기지국과 연결을 설정하는 방법이다. 즉, 단말이 핸드오버 완료를 타겟 기지국으로 보고하면, 타겟 기지국이 단말의 핸드오버 완료를 소스 기지국에게 통보하고 소스 기지국은 해당 단말에 대한 소스 기지국의 자원 및 정보를 해제(release)한다.
핸드오버 과정에서의 핑퐁 발생 또는 핸드오버 실패 빈도를 낮추어 핸드오버 성능을 개선하기 위하여 포워드 핸드오버 방법과 기존의 3GPP 핸드오버 방법을 결합하여 사용할 수도 있다.
예를 들어, 단말은 핸드오버 수행 조건(또는 이벤트)에 부합하는 기지국을 발견하면 해당 기지국에 액세스하여 연결을 설정한다. 타겟 기지국과의 연결 설정 절차에서 단말은 소스 기지국(또는 셀)에 대한 정보(예를 들어, 셀의 물리계층 식별자, 셀 고유 식별자(CGI: Cell Global ID), 셀의 형태(type) 정보 등) 또는 제공중인 서비스를 위한 연결 설정 정보 등을 타겟 기지국에게 보고한다. 타켓 기지국은 핸드오버 단말로부터 획득한 소스 기지국 정보를 이용하여 소스 기지국과 기지국간의 제어 시그날링을 통하여 소스 기지국에 해당 단말에 대한 연결 설정 정보를 요청하여 해당 정보를 획득하고 제공중인 서비스의 연속성을 유지하기 위한 데이터를 전달받을 수 있다. 소스 기지국은 타겟 기지국으로부터 핸드오버 수행 단말에 대한 정보를 요청받으면 타겟 기지국에게 핸드오버 단말기에 대한 연결 설정 정보 또는 제공중이었던 서비스의 연속성 유지를 위한 데이터 및 관련 정보를 타겟 기지국에게 전달하고, 핸드오버 단말을 위한 소스 기지국의 무선자원을 해제한다.
이와 같은 핸드오버 수행을 위하여 소스 기지국이 단말들이 핸드오버 중에 타겟 기지국으로 선택 가능한 하나 또는 그 이상의 기지국들에 대한 정보를 시스템 정보(SIB; System Information Block)를 이용하여 방송하거나 또는 별도의 제어 메시지를 이용하여 단말들에게 전달할 수 있다. 단말들이 핸드오버 수행 중에 타겟 기지국으로 설정 가능한 하나 또는 그 이상의 기지국으로 구성하는 기지국 목록 정보는 해당 기지국의 물리계층 식별자, 기지국 고유 식별자, 기지국의 능력(capability) 정보, 기지국의 버전 정보, 핸드오버 수행을 위한 조건(예를 들어, RSRP, RSRQ 등의 무선채널 품질 임계값 또는 이벤트 조건 정보, 핸드오버 수행을 위한 타이머 정보)을 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다.
도 11은 핸드오버 수행 절차의 일 예를 나타내는 순서도이다.
단말(1110)은 소스 기지국(1120)과 연결을 유지하여 서비스를 제공받으며 연결 설정(connection configuration) 정보에 따라 측정 동작 및 보고 절차를 수행한다(S1103).
한편, 소스 기지국(1120)은 주변 기지국(들)(1130)과 수시로 정보(예를 들어, 기지국의 부하 상태, 이동성 지원을 위한 제어 정보, 기지국간 간섭 제어 정보, 복수연결 설정을 위한 제어 정보 등)를 교환한다(S1102).
단계 S1103에서 단말(1110)이 핸드오버를 트리거링하는 측정 결과를 소스 기지국으로 보고하면, 소스 기지국(1120)은 핸드오버 실행 메시지를 단말(1110)에게 전송한다(S1104).
소스 기지국(1120)은 단말들이 핸드오버 중에 타겟 기지국으로 선택 가능한 하나 또는 그 이상의 기지국들에 대한 정보를 시스템 정보(SIB; System Information Block)를 이용하여 기지국 전체에 방송할 수 있다(S1101). 또는, 소스 기지국(1120)은 별도의 제어 메시지를 이용하여 단계 S1103 또는 단계 S1104 수행 중에 핸드오버를 수행할 수 있는 하나 이상의 타겟 기지국 식별자와 함께 시스템 정보를 단말들에게 전달할 수 있다. 특히, 단계 S1104에서는 소스 기지국(1120)이 단말(1110)로부터 측정 결과를 보고받은 단계 S1103 이후에 단계 S1102와 같은 시그날링 인터페이스를 이용하여 타겟 기지국(1130)과 정보를 교환하여 그 결과에 따라 핸드오버 단말(1110)을 위한 타겟 기지국(1130)의 무선자원 할당 정보(예를 들어, 랜덤 액세스 프리앰블 인덱스를 포함한 랜덤 액세스 파라미터, 스케줄링 식별자(C-RNTI) 등)를 단말(1110)에게 전송할 수 있다.
단계 S1101 또는 별도의 제어 메시지를 통하여 소스 기지국(1120)이 전달하는 정보는 단말들이 핸드오버 수행 중에 타겟 기지국으로 설정 가능한 하나 또는 그 이상의 기지국들로 구성되는 핸드오버 타겟 기지국 목록으로 구성할 수 있다. 기지국 목록 정보는 해당 기지국의 물리계층 식별자, 기지국 고유 식별자, 기지국의 능력(capability) 정보, 기지국의 버전 정보, 핸드오버 수행을 위한 조건(예를 들어, RSRP, RSRQ 등의 무선채널 품질 임계값 또는 이벤트 조건 정보, 핸드오버 수행을 위한 타이머 정보)을 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다. 또한 기지국 목록 정보는 해당 기지국(또는 셀)들의 우선순위, 단말의 선호도, 또는 무선채널 품질 등에 따라 오름차순 또는 내림차순으로 구성할 수 있다.
단말(1110)은 단계 S1104에서 핸드오버 실행 메시지를 수신하거나 또는 소스 기지국(1120)으로부터 수신한 하나 이상의 타겟 기지국 목록 정보 내에서 핸드오버 수행 조건(또는 이벤트)에 부합하는 기지국을 발견하면 핸드오버 수행 여부를 결정한다(S1105).
단계 S1104 또는 단계 S1105의 수행 결과로 핸드오버 수행을 지시받거나, 핸드오버를 결정한 단말(1110)은 타겟 기지국(1130)으로 랜덤 액세스 절차를 수행하고, HO 완료를 타겟 기지국(1130)에 보고한다(S1106).
단계 S1106에서 단말(1110)은 소스 기지국(1120) 정보(예를 들어, 소스 기지국 식별자, 소스 기지국에서 스케줄링 식별자, 연결 설정 정보 등)와 단말 고유 식별자(예를 들어, TMSI(Temporary Mobile Station Identifier), IMSI(International Mobile Subscriber Identity), MAC 주소, IP 주소 등) 등을 타겟 기지국(1130)으로 보고할 수 있다.
타겟 기지국(1130)은 단말(1110)로부터 보고받은 소스 기지국(1120) 정보 또는 단말(1110) 정보를 이용하여 핸드오버 단말(1110)에 대한 정보(예를 들어, 연결 설정 정보, RRC context 정보)와 제공중인 서비스의 데이터를 전달받는다(S1107).
이후, 소스 기지국(1120)은 핸드오버 단말(1110)에 대한 무선자원을 해제할 수 있다(S1108).
타겟 기지국(1130)은 단말(1110)과 연결 재설정 절차를 수행하고 연속성을 유지하여 서비스를 제공한다(S1109).
도 11의 절차에서 각 단계의 절차들은 하나 이상의 제어 메시지로 구성하여 수행할 수 있다. 따라서, 각 단계들은 단말(1110), 소스 기지국(1120), 타겟 기지국(1130) 등과 같은 각 노드간에 적어도 한번 이상의 메시지 송신 또는 수신을 통하여 각 단계의 절차를 수행할 수 있다.
또 다른 방법으로, 소스 기지국(1120)과 연결을 설정하고 서비스를 제공받는 단말(1110)이 단계 S1103에서 측정 결과를 보고한다. 소스 기지국(1120)은 단말(1110)로부터 수신한 측정 결과 보고에 근거하여 핸드오버 수행을 결정하고, 단계 S1102의 기지국간 인터페이스를 통하여 인접 기지국(들)과의 제어 메시지를 교환하고 하나 이상의 타겟 기지국을 설정한다. 그리고 단계 S1104의 절차에서 소스 기지국(1120)은 핸드오버 실행 메시지에 하나 이상의 타겟 기지국 정보를 구성하여 단말(1110)에게 전송할 수 있다. 이 경우, 단계 S1105에서 단말(1110)은 단계 S1104에서 수신한 타겟 기지국 목록 중에 최적의 타겟 기지국을 결정한다. 그리고 이후의 타겟 기지국(1130), 단말(1110), 그리고 소스 기지국(1120)의 동작 절차는 도 11의 단계 S1106 내지 단계 S1109에 따라 핸드오버 절차를 수행할 수 있다.
이와 같은 핸드오버 절차는 복수연결 설정과 무관하게 적용할 수 있으며, 복수연결 단말에 대하여는 상술한 하나 이상의 기지국으로 구성한 타겟 기지국 목록을 복수연결 설정을 위한 기지국 후보군으로 설정하여 매크로 기지국 변경 절차 또는 소형 기지국의 추가 및 해제 절차에서 도 11에 도시한 단계를 선택적으로 적용할 수 있다. 복수연결 지원을 위하여 도 5에 도시한 복수연결 설정을 위한 소형 기지국 추가 절차, 도 7의 복수연결 해제에 따른 소형 기지국 해제 절차와는 달리 도 11에 도시한 절차들 중 일부를 선택적으로 준용하여 소형 기지국의 추가 및 해제가 가능하도록 할 수 있다.
예를 들어, 도 11의 단계 S1101에서 매크로 기지국(예를 들면, 1120)은 단말(1110)에게 시스템 정보를 이용하여 매크로 기지국과 복수연결 기능을 지원할 수 있는 소형 기지국 목록에 대한 정보를 단말들에게 제공할 수 있다. 여기서 소형 기지국 목록 정보는 하나 또는 그 이상의 소형 기지국 정보로 구성할 수 있으며, 해당 소형 기지국의 물리계층 식별자, 기지국 고유 식별자, 기지국의 능력(capability) 정보, 기지국의 버전 정보, 복수연결 기능 지원을 위한 조건(예를 들어, RSRP, RSRQ 등의 무선채널 품질 임계값 또는 이벤트 조건 정보, 복수연결 기능 수행을 위한 타이머 정보 등)을 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다.
이 경우에, 단말(1110)은 매크로 기지국(1120)과의 연결만을 설정하고 있는 단일 연결 단말이거나 또는 매크로 기지국(1120) 그리고 임의의 소형 기지국과 연결을 유지하고 있는 복수연결 단말일 수 있다. 단계 S1103에서 단말(1110)은 매크로 기지국과의 연결(단일 또는 복수연결)을 통하여 서비스를 제공받으면서 측정 및 보고 동작을 수행할 수 있다.
또한, 단계 S1103에서 단말(1110)은 복수연결 기능 지원을 위한 소형 기지국 추가 요청 메시지를 전송하거나 또는 미리 설정한 이벤트 조건에 부합하는 경우에 소형 기지국 추가를 트리거링하는 측정 결과만을 보고할 수 있다. 여기서, 소형 기지국 추가(addition)는 단일 연결에서 복수연결 기능 트리거링을 위한 소형 기지국 추가 또는 이미 복수연결 설정을 유지하고 있는 단말을 위한 소형 기지국 추가(변경 또는 새로운 추가)중의 하나를 의미할 수 있다.
단계 S1104에서 매크로 기지국(1120)은 단계 S1103에서 단말(1110)의 보고에 따라 복수연결을 위한 소형 기지국의 추가 또는 변경을 결정하고 소형 기지국의 추가 또는 변경을 지시하는 제어 메시지를 단말(1110)에게 전송할 수 있다. 이때의 소형 기지국의 추가 또는 변경을 지시하는 제어 메시지는 적어도 하나 이상의 소형 기지국 정보로 구성할 수 있으며, 해당 소형 기지국의 물리계층 식별자, 기지국 고유 식별자, 기지국의 능력(capability) 정보, 기지국의 버전 정보, 복수연결 기능 지원을 위한 조건(예를 들어, RSRP, RSRQ 등의 무선채널 품질 임계값 또는 이벤트 조건 정보, 복수연결 기능 수행을 위한 타이머 정보 등)을 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다. 단계 S1104에서 매크로 기지국(1120)은 해당 단말(1110)을 위한 소형 기지국의 무선자원 할당 정보(예를 들어, 랜덤 액세스 프리앰블 인덱스를 포함한 랜덤 액세스 파라미터, 스케줄링 식별자(C-RNTI), PUCCH 할당 정보 등)를 포함하여 전송할 수 있다.
단계 S1104에서 복수연결 기능 지원을 위한 소형 기지국 목록을 수신한 단말(1110)은 목록 중에서 복수연결을 위한 소형 기지국 추가(또는 변경)을 위한 하나의 소형 기지국(예를 들면, 1130)을 결정하고(S1105), 해당 소형 기지국(1130)으로 랜덤 액세스 절차를 수행하거나 또는 단계 S1104에서 수신한 소형 기지국(1130)의 무선자원 할당 정보를 이용하여 해당 소형 기지국(1130)으로부터 하향링크 데이터를 수신하거나 또는 해당 소형 기지국(1130)의 상향링크 무선자원을 이용하여 제어 메시지 또는 데이터를 전송할 수 있다(S1106).
단계 S1106에서 단말(1110)은 복수연결 설정(또는 소형 기지국 변경) 완료를 나타내는 제어 메시지를 매크로 기지국(1120) 또는 추가(또는 변경)한 소형 기지국(1130)으로 전송할 수 있다.
매크로 기지국(1120)은 복수연결을 위한 소형 기지국 변경 완료를 나타내는 제어 메시지를 단말(1110) 또는 소형 기지국(1130)으로부터 수신하면, 이전 소형 기지국에서의 단말을 위한 무선자원을 해제하도록 트리거링 할 수 있다.
또 다른 방법으로는 단계 S1104에서 단말(1110)은 매크로 기지국(1120)으로부터 소형 기지국의 추가 또는 변경을 지시하는 제어 메시지의 수신 없이 시스템 정보 또는 매크로 기지국(1120)으로부터 별도의 제어 메시지를 이용하여 미리 획득한 소형 기지국 목록 정보를 이용하여 복수연결 설정을 위한 소형 기지국 추가 또는 소형 기지국 변경을 결정할 수 있다(S1105).
단계 S1105에서 복수연결 설정을 위한 소형 기지국 추가 또는 소형 기지국 변경을 결정한 단말(1110)은 추가 또는 변경 대상으로 결정한 소형 기지국(1130)으로 랜덤 엑세스 절차를 수행하여 복수연결 기능 설정을 위한 소형 기지국 추가 또는 소형 기지국 변경을 위한 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다(S1106).
단계 S1106에서 단말(1110)은 복수연결 설정(또는 소형 기지국 변경) 완료를 나타내는 제어 메시지를 매크로 기지국(1120) 또는 추가(또는 변경)한 소형 기지국(1130)으로 전송할 수 있다.
복수연결을 위한 소형 기지국 변경 완료를 나타내는 제어 메시지를 단말(1110) 또는 소형 기지국(1130)으로부터 수신한 매크로 기지국(1120)은 이전 소형 기지국에서의 단말을 위한 무선자원을 해제하도록 트리거링 할 수 있다.
상술한 도 11의 설명에서 핸드오버 수행 또는 복수연결 설정을 위하여 제공되는 기지국 목록 정보를 하나 또는 그 이상의 기지국(또는 소형 기지국)으로 구성하는 경우에, 기지국 목록(이하 후보 목록으로 지칭함)을 구성하는 제어 메시지 내의 나열 순서가 목록 내의 기지국(또는 소형 기지국)의 우선 순위에 따라 오름 차순 또는 내림 차순으로 나열하여 구성할 수 있다. 만일, 후보 목록을 구성하는 제어 메시지 내의 기지국(또는 소형 기지국)의 나열 순서가 전술한 바와 같이 오름 차순 또는 내림 차순으로 묵시적인 우선 순위를 나타내지 않는 경우에는 우선 순위를 나타내는 별도의 파라미터 정보를 이용하여 후보 목록을 구성하는 제어 메시지 내의 기지국(또는 소형 기지국)의 우선 순위를 나타낼 수 있다. 이와 같이 후보 목록을 구성하는 제어 메시지 내의 기지국(또는 소형 기지국)의 우선 순위가 묵시적 또는 명시적으로 있는 경우에 단말은 해당 우선 순위에 따라 순차적으로 핸드오버를 위한 타겟 기지국의 결정하거나 복수연결을 위한 소형 기지국 추가(또는 변경)를 위한 결정을 수행할 수 있다.
C/U-plane 분리 기술은 단말이 소형 기지국간 이동 시에 HOF을 회피할 수 있는 장점이 있으나, 매크로 기지국내 소형 기지국이 밀집하여 배치되지 않은 환경에서는 이러한 장점이 감소한다. 또한, 매크로 기지국의 RLF(Radio Link Failure)가 발생한 경우에는 소형 기지국의 무선환경이 좋음에도 불구하고 연결 중단의 가능성이 존재한다.
상기한 문제를 해결하기 위하여 매크로 셀의 RLF 경우에 소형 기지국을 통하여 한시적으로 제어 평면(C-plane)을 유지하거나 또는 매크로 기지국의 RLF 경우에도 소형 기지국을 통한 데이터 송수신을 허용하는 방법을 고려할 수 있다.
이를 위하여 전술한 바와 같이 복수연결 단말이 복수연결 중인 임의의 기지국의 무선채널에 대한 RLF(Radio Link Failure)를 인지한 경우에, 단말은 임의의 기지국에 대한 RLF 사실을 RLF가 발생하지 않고 무선채널이 유지되고 있는 기지국으로 보고한다. 예를 들어, 단말은 소형 기지국의 RLF를 인지한 경우에는 매크로 기지국으로 소형 기지국의 RLF를 보고하고, 매크로 기지국의 RLF를 인지한 경우에는 소형 기지국으로 매크로 기지국의 RLF를 보고할 수 있다. 특히, 복수연결 단말이 소형 기지국의 RLF를 인지하여 매크로 기지국에게 보고한 경우에, RLF가 발생한 소형 기지국에 대한 복수연결을 해제하지 않고 해당 소형 기지국의 복수연결을 비활성화(deactivation)하도록 제어할 수 있다. 이와 같이 매크로 기지국이 단말에게 RLF가 발생한 소형 기지국의 연결 설정을 복수연결 해제가 아닌 비활성화 상태로 관리한 경우에는 해당 복수연결에 대한 무선자원 설정 정보를 유지할 수 있다. 또한, RLF로 인하여 비활성화 상태로 관리한 소형 기지국의 무선링크(Radio Link)를 복구하고 무선채널 품질이 좋아져서 별도의 조건을 만족한 경우에는 절차를 통하여 해당 소형 기지국을 활성화하여 복수연결 기능을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다. 그러나, RLF 발생 이후에 비활성화 상태로 관리는 소형 기지국이 별도로 정한 시간 구간 동안 무선링크를 복구하지 못하거나 또는 별도로 설정한 복수연결 해제의 조건에 부합하는 경우에는 해당 소형 기지국을 복수연결에서 제외할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 복수연결 설정 대상인 기지국의 활성화 또는 비활성화를 알리는 MAC 제어 메시지를 기지국이 단말에 전송하는 경우에, 활성화 또는 비활성화 대상 기지국의 식별자 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 이때의 기지국 식별자 정보는 해당 기지국의 고유한 셀 식별자, 복수연결 설정을 위하여 적용하는 셀 인덱스 정보, 해당 셀의 주파수 식별자 정보, 또는 해당 셀의 물리계층 식별자 정보 등을 사용할 수 있다.
또한, C/U-plane 분리 기술을 도입하는 경우에는 매크로 기지국에서 전담하는 제어 평면 기능의 범위에 따른 고려가 필요하다. 예를 들어, 매크로 기지국에서 이동성 관리만을 담당하는 RRM(Radio Resource Management) 레벨의 C/U-plane 분리기술은 MCI(Mobility Control Information) 정보가 있는 RRC 재설정(reconfiguration) 메시지만을 매크로 기지국에서 전송하는 것으로 한정할 수 있다.
무선자원 할당 및 연결제어를 포함한 RRC 기능을 매크로 기지국에서 전담하는 경우를 고려할 수 있으나, 이 경우에는 매크로 기지국과 소형 기지국간의 전용무선자원 할당 정보를 네트워크를 통하여 전달하는 시그날링이 증가하는 단점이 존재한다.
C/U-plane 분리 기술에서 PDCCH까지 매크로 기지국이 담당하는 방법을 고려할 수는 있으나, 제한적 백홀 환경에서 이와 같은 C/U-plane 분리 기술을 도입하는 경우 CQI(Channel Quality Indication) 보고, 스케줄링 제약, 그리고 HARQ 동작에서 문제점 등으로 인하여 실제 적용은 어려울 수 있다.
도 5의 단계 S511, 도 6의 단계 S611에서 단말이 복수연결 설정 완료를 보고하는 연결재설정 완료 보고 메시지를 전송한 이후에 실질적으로 복수연결을 이용한 데이터 송수신을 위한 복수연결 활성화 메시지를 MAC 제어 메시지로 전송할 수 있다. 이 경우에 MAC 제어 메시지는 MAC control PDU(또는 엘리먼트)로 구성될 수 있고, 논리채널 식별자(Logical channel Identifier)를 이용하여 복수연결 활성화 또는 비활성화를 나타내는 MAC 제어 메시지를 식별하도록 구성할 수 있다. 즉, 설정된 복수연결에 대하여, 복수연결 해제와는 별도로 복수연결을 구성하는 임의의 연결에 대하여 데이터 송수신을 중지하는 비활성화를 위한 제어 메시지를 MAC control PDU로 구성할 수 있다. 이와 같은 복수연결 비활성화 메시지를 단말이 기지국으로 전송하는 경우에는 복수연결 설정을 요청하는 메시지로 운용할 수도 있다.
복수연결 기능 지원에 있어서, 활성화 또는 비활성화를 지시하는 MAC 제어 메시지는 기지국을 구성하는 셀(들)중에서 복수연결 기능 지원을 위하여 설정된 기지국(셀)들에 대하여 개별적으로 활성화 또는 비활성화를 지시할 수 있다. 그리고 복수연결 기능 지원 중에 주 기지국(셀) 또는 부 기지국(셀)에서 상향링크 물리계층 제어채널(PUCCH) 자원이 설정된 기지국(또는 셀)은 복수연결 기능 지원 중에는 비활성화되지 않고 항상 활성화 상태로 동작하도록 제어할 수 있다. 따라서, 기지국(셀) 또는 부 기지국(셀)에 대한 활성화(또는 비활성화)를 지시하는 MAC 제어 메시지는 물리계층 제어채널 자원이 설정되지 않은 주 기지국 또는 부 기지국내의 셀들에게 전송한다.
< 다층셀 환경에서의 소형 기지국 디스커버리 >
소형 기지국을 위한 별도의 디스커버리(discovery) 신호를 설정하여 운용할 수 있다. 이와 같은 별도의 디스커버리 신호는 다음과 같은 신호들을 고려할 수 있다.
● 별도의 디스커버리(Discovery) 신호 후보군
- CRS(Cell specific Reference Signal) 또는 Reduced CRS
- 기존의 UE specific 신호(예를 들어, DM-RS, SRS)
- 새로운 공통 신호(예를 들어, DRS(Discovery Reference Signal))
- PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 서브프레임 오프셋(subframe offset)
- CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)
- PRS(Positioning Reference Signal)
소형 기지국의 디스커버리 신호는 단말이 임의의 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 캠핑하거나 또는 연결 설정을 목적으로 소형 기지국(셀)을 검출(detection)할 때 사용하는 물리계층 신호를 의미한다.
도 12는 기지국의 디스커버리 신호 전송의 일 예를 나타낸다.
도 12에 도시한 바와 같이 디스커버리를 위하여 새로운 공통 신호(예들 들어, DRS)를 도입하는 경우에 미리 설정된 전송 주기에 따라 디스커버리 신호를 불연속적으로 전송하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 임의의 시간 간격(예를 들어, 2ms, 5ms, 10ms, 50ms,..., 0.1sec, 0.2sec, 0.3sec 등)에 따라 특정한 무선 프레임(radio frame) 또는 서브프레임(subframe)에서만 디스커버리 신호를 전송하도록 설정할 수 있다. 또한 시간축상에서 불연속적으로 전송하는 디스커버리 신호(1201 또는 1202)는 주파수 자원상에서도 서브 캐리어(sub-carrier)간에 일정한 이격 거리를 두어 특정한 서브 캐리어의 무선자원 영역에서만 전송하거나(1201) 또는 특정한 연속한 주파수 대역(1202)에서만 전송하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 시스템 대역폭이 20MHz인 경우에 대역폭의 특정한 주파수 영역(5MHz)에서만 전송하도록 설정할 수도 있다. 이러한 디스커버리 신호(1201, 1202)는 임의의 서브프레임 내에서 일부 심볼 영역을 점유하여 전송할 수 있다. 또한, 도 12에 도시한 바와 같은 디스커버리 신호의 매핑만을 한정하지 않고 서브프레임내의 시간축상에서 하나 이상의 심볼 구간을 점유하여 전송할 수도 있다.
그리고 새로운 디스커버리 신호는 소형 기지국(또는 셀)의 식별 뿐만 아니라, 소형 기지국(또는 셀) 그룹을 구별할 수 있도록 디스커버리 신호열의 패턴 또는 시퀀스가 소형 기지국(또는 셀) 또는 소형 기지국 그룹마다 다르게 구성할 수 있다. 즉, 디스커버리 신호를 전송하는 전송 포인트(또는 안테나)를 구별할 수 있도록 디스커버리 신호열의 패턴 또는 시퀀스를 설정하여, 디스커버리 단계에서 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트, 또는 안테나를 구별할 수 있도록 구성할 수 있으며, 단말은 디스커버리 절차를 통하여 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트, 또는 안테나의 식별자를 획득하거나 또는 식별할 수 있다. 특히, 디스커버리 신호는 단말이 짧은 시간에 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트, 또는 안테나의 식별자를 획득하거나 또는 식별할 수 있도록 디스커버리 신호열의 패턴 또는 시퀀스 등을 주파수축상에서 서브 캐리어의 무선자원(들)에 매핑하여 구성할 수 있다. 즉, 임의의 시간에서 단말이 검출한 디스커버리 신호는 각각 다른 신호열의 패턴 또는 시퀀스를 갖도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 시간 및 주파수 영역 모두에서 이산적인 무선자원을 할당하여 전송하는 디스커버리 신호(1201)는 임의의 시간 동안 동일한 패턴 또는 신호열을 갖는 디스커버리 신호(1201-1, 1201-2)로 구성하여 전송하도록 설정할 수 있으며, 이러한 신호열의 패턴 또는 시퀀스는 일정한 시간 간격(예를 들어, 무선 프레임의 배수 구간)을 두고 반복하도록 구성할 수 있다.
시간 영역에서 이산적이며, 주파수축상에서는 특정한 주파수 대역에서 전송하는 디스커버리 신호(1202)도 전송 시기마다 다른 신호열의 패턴 또는 시퀀스를 갖는 디스커버리 신호(1202-1, 1202-2, 1202-3, 1202-4)로 구성하여 전송하도록 설정할 수 있다. 이와 같이 디스커버리 신호(1201 또는 1202)는 전송 시기마다 다른 신호열의 패턴 또는 시퀀스를 갖도록 구성하거나 또는 임의의 구간 동안(전송 시간 또는 전송 횟수) 동일한 신호열의 패턴 또는 시퀀스를 전송하도록 설정할 수 있다. 또한, 임의의 시간 구간 동안에 신호열의 패턴 또는 시퀀스를 구성하는 신호열의 전체 구성 요소를 모두 전송한 이후에 반복하여 전송하도록 구성할 수도 있다.
위에서 설명한 디스커버리 신호열을 구성하는 각각의 패턴(또는 시퀀스)은 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트, 또는 안테나를 식별하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 도 12의 디스커버리 신호 1201-1과 1201-2는 각각 다른 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트 또는 안테나에서 전송할 수 있다. 그리고 서로 다른 패턴(또는 시퀀스)을 갖는 디스커버리 신호들인 1202-1, 1202-2, 1202-3 및 1202-4도 각각 다른 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트 또는 안테나에서 전송할 수 있다. 도 12에서는 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트, 또는 안테나(들)이 디스커버리 신호를 서로 다른 시간에 전송하는 예를 도시하였다.
한편, 도 12에 도시한 바와는 달리, 각 기지국(셀), 기지국(셀) 그룹, 전송 포인트 또는 안테나에서 서로 다른 패턴(또는 시퀀스)을 갖는 디스커버리 신호를 특정한 무선 프레임(radio frame) 또는 서브프레임(subframe)에서 정렬(alignment)하여 동시에 전송하도록 설정할 수도 있다.
또한, 이동통신 네트워크의 에너지 절감(energy saving) 기능을 지원하기 위하여 소형 기지국(셀)의 on/off 동작 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 소형 기지국(셀)을 전송 상태(Transmission state)와 도먼트 상태(Dormant state)로 정의할 수 있다. 도먼트 상태는 기지국이 임의의 시간 동안 어떠한 신호(예를 들어, 디스커버리 신호 또는 동기 신호)도 전송하지 않는 상태를 의미한다.
전송 상태는 활성 상태(active state)와 DTX 상태(Discontinuous Transmission state)로 구분할 수 있다. DTX 상태는 기지국이 제한된 물리계층 신호(예를 들어, 디스커버리 신호 또는 동기 신호)만을 전송하는 상태를 의미한다. 그리고 활성 상태는 단말과 연결을 설정하여 서비스를 제공하거나, 임의의 단말이 기지국과 연결 설정이 되지 않은 휴지 상태(idle state)에서 캠핑(camping)하거나 또는 공통 정보를 수신하는 일반적인 상태를 의미한다. 따라서, 소형 기지국(셀)은 전송상태에서 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
연결 상태의 단말에게는 디스커버리 절차를 수행하는 과정에서 기지국(셀)의 PCI(Physical Cell Identifier) 획득뿐만 아니라 핸드오버를 위한 대상으로서의 적절성 여부를 판단하기 위하여 RSRQ 측정이 필요함에 따라 단말의 소모 전력을 최소화하면서 소형 기지국에 대한 측정동작을 수행하도록 하는 방안이 요구된다.
● 단말의 소모전력을 최소화하기 위한 방안
- 새로운 측정 이벤트 도입
● 단말의 이동속도에 따른 가변적인 트리거링 기법
● 매크로 기지국/마이크로 셀로의 연결 설정을 위한 기준
- 단말의 이동속도
- 채널 품질 및 전송 속도(버퍼 상태)
- 연결된 서비스의 속성
□ BE(Best Effort) 서비스, 음성 서비스
휴지상태의 단말은 연결해제 시에 설정한 계층의 셀에 캠핑하도록 제어함으로써 매크로 기지국 또는 소형 기지국 계층에 캠핑하도록 할 수 있다. 이를 위하여 단말이 캠핑하기 위한 셀의 속성에 따른 우선순위를 부여하고 단말의 연결해제 시에 캠핑 대상 셀별로 캠핑 우선순위 정보를 단말에게 전달할 수 있다. 또한, 에너지 절약(saving)을 위한 DTX(Discontinuous Transmission) 모드로 동작중인 기지국에는 단말이 캠핑하지 않도록 제어할 수 있다. 여기서 DTX 모드는 기지국이 신호를 전송하지 않거나 또는 임의의 단말이 기지국과의 동기 설정을 위한 동기 신호 또는 기지국 검출을 위한 디스커버리 신호 등과 같은 최소한의 신호만을 간헐적으로 전송하는 상태를 의미한다.
● 단말이 캠핑하는 셀의 속성(매크로/마이크로) 우선순위 부여
● DTX 동작 중인 소형 기지국에는 단말의 캠핑(camping) 배제
단말이 디스커버리 신호를 측정하거나 보고할 때, 네트워크에서 설정한 우선순위에 따라 수행할 수 있다. 연결 상태인 단말은 기지국이 설정한 측정 및 보고를 위한 설정 제어 메시지에 포함된 설정 조건에 따라 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹의 디스커버리 신호 및 다른 기준 신호를 측정할 수 있다. 이후, 단말은 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹의 우선순위 정보를 기반으로 측정한 수신 신호에 대해 오름 차순 또는 내림 차순으로 측정 보고 메시지를 구성하여 보고할 수 있다.
또한, 휴지 상태의 단말은 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 측정을 수행하고, 연결 상태에서 휴지 상태로 천이할 때 수신한 연결 해제를 위한 제어 메시지 또는 시스템 정보를 통하여 획득한 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹의 우선순위 정보를 기반으로 측정한 수신 신호에 대해 오름 차순 또는 내림 차순으로 측정 보고 메시지를 구성하여 보고할 수 있다.
또한, 측정 설정을 위한 제어 메시지를 통하여 임의의 기지국(셀) 또는 기지국 그룹에 대한 동작 상태 변경(예를 들어, DTX 상태 또는 활성 상태로의 전환)을 단말에 통보할 수 있다. 예를 들어, 측정 설정(또는 보고 설정) 추가/삭제/변경 등을 알리는 제어 메시지 내에 측정 대상 정보를 추가/삭제/변경하면서 활성 상태에서 DTX 상태로 변경하거나 또는 DTX 상태에서 활성 상태로 변경하는 기지국(셀) 또는 기지국 그룹에 대한 정보(예를 들어, 물리계층 셀 식별자(PCI: Physical Cell Identifier), 캐리어 주파수, 고유한 셀 식별자(CGI: Cell Global Identifier), 측정 임계값, 우선순위, 디스커버리 신호 구성 및 전송 정보 등)를 단말에 통보할 수 있다. 이때, 동작 상태 변경을 위한 하나 이상의 기지국(셀) 또는 기지국 그룹에 대한 정보를 측정 설정 추가/삭제/변경을 위한 제어 메시지 내에 포함시켜 전송할 수 있다.
이와 같이 측정 설정(또는 보고 설정) 추가/삭제/변경 등을 알리는 제어 메시지를 통하여 기지국(셀) 또는 기지국 그룹의 동작 상태 변경을 인지한 단말은 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹의 활성 상태 또는 DTX 상태 등에 부합하도록 측정 및 보고 동작을 수행할 수 있다.
디스커버리 신호는 활성 상태와 DTX 상태를 구분할 수 있도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 활성 상태와 DTX 상태에서 기지국 전송하는 디스커버리 신호열이 서로 다른 패턴 또는 시퀀스를 갖도록 구성할 수 있다. 또는, 디스커버리 신호에 활성 상태와 DTX 상태를 구분하는 마스킹(masking) 코드(또는 스크램블(scramble) 코드)를 이용하여 전송할 수 있다. 또는 활성 상태와 DTX 상태를 구분하는 정보(indicator)를 전송하거나, 활성 상태와 DTX 상태에서 사용하는 기지국(셀)/기지국 그룹의 식별자를 구분하여 사용하여 단말이 활성 상태와 DTX 상태의 기지국(셀)/기지국 그룹을 검출(detection)하도록 설정할 수 있다.
또 다른 방법으로, 디스커버리 신호(예를 들어, DRS)의 무선자원 위치를 활성 상태에서 전송하는 DRS 위치와 DTX 상태에서 전송하는 DRS의 위치를 서로 다르게 할당하여 디스커버리 신호(DRS)의 위치만으로 단말이 기지국의 동작 상태를 구분하도록 할 수 있다. 이때의 DRS 무선자원 위치는 기지국의 동작 상태에 따라 시간축(전송 시기) 또는 주파수 축(특정한 서브 캐리어 또는 주파수 대역)을 다르게 할당하는 방법을 의미한다.
또 다른 방법으로, 디스커버리 신호가 아닌 다른 기준 신호(Reference Signal)를 전송하기 위한 무선자원의 위치를 기지국 전송 상태에 따라 다르게 할당하여 단말이 기지국의 동작 상태를 인지하도록 할 수 있다. 예를 들어, PSS/SSS, CRS, Reduced CRS, 또는 PRS를 전송하는 무선자원의 위치를 시간축(전송 시기) 또는 주파수 축(특정한 서브 캐리어 또는 주파수 대역) 상에서 기지국의 동작 상태에 따라 다르게 할당하는 방법을 적용할 수 있다.
이와 같은 방법을 이용하여 단말은 디스커버리 신호 또는 다른 기준 신호를 수신하여 검출하는 단계에서 기지국이 활성 상태인지 또는 DTX 상태인지를 구분할 수 있다.
단말이 DTX 상태인 기지국에 대한 측정 및 검출을 돕기 위하여 기지국이 임의의 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 서비스 영역내에 위치한 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹, 인접한 기지국(셀) 또는 기지국 그룹들에 대한 디스커버리 신호의 구성 정보, 식별자 등의 정보를 시스템 정보로 전송하거나 또는 전용 제어 시그날링을 통하여 단말에게 전송할 수 있다. 여기서, 디스커버리 신호의 구성 정보는 신호열의 패턴 또는 시퀀스, 전송 주기, 반복 주기, 스크램블 코드(또는 마스킹 코드), 무선자원의 위치(전송시기, 서브 캐리어), 또는 디스커버리 신호 전송 시기에 대한 오프셋 정보 등을 의미한다.
위에서 설명한 바와 같이 에너지 절감(saving)을 위하여 기지국이 임의의 시간 동안 어떠한 신호(예를 들어, 디스커버리 신호 또는 동기 신호)도 전송하지 않는 상태인 도먼트 상태 또는 활성 상태와 DTX 상태로 구분되는 전송 상태로 관리되는 경우에는, 기지국의 상태간의 천이를 관리하고 단말이 기지국의 상태를 인지하도록 하거나 또는 기지국의 상태를 인지한 단말의 요청에 따라 기지국의 상태 천이를 트리거링하는 제어 시그날링 및 절차가 요구된다. 이러한 상태 천이는 천이를 위한 소요 시간을 최소화할 수 있는 방법이 필요하다.
< DTX 상태에서 활성 상태로의 천이 >
단말은 앞에서 설명한 시스템 정보 또는 전용 제어 시그날링을 통하여 기지국의 서비스 영역내 또는 인접한 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 DTX 상태 정보를 획득할 수 있다.
서비스 제공을 위한 연결을 유지하고 있는 상태인 단말(예를 들어, RRC connected)은 DTX 기지국(셀) 또는 기지국 그룹들에 대하여 백그라운드(background) 방식으로 자동(autonomous) 탐색을 수행하여 미리 설정된 임계값 이상(예를 들어, 디스커버리 신호 또는 다른 기준 신호의 RSRQ 또는 RSRP 값이 임계값 이상인 경우)인 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)에 대한 측정 결과를 기지국으로 보고할 수 있다. 단말의 측정 결과를 수신한 기지국은 측정 결과를 보고한 단말 또는 다른 단말들에게 서비스를 제공할 수 있도록 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)을 활성 상태로의 변경 여부를 결정한다. 그리고 기지국 또는 셀간 인터페이스를 통하여 해당 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)에게 활성 상태로의 천이를 요청(또는 지시)하는 제어 메시지를 전송하거나 또는 네트워크에 위치한 관련 제어 기능 엔터티에게 요청 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 해당 제어 메시지 내에는 활성 상태로 천이할 때 적용할 해당 기지국의 초기 설정 조건(예를 들어, 송신 전력, 전송 주파수, 시스템 대역폭, SFN(System Frame Number) 또는 동기 설정 정보 등)을 포함할 수 있다. DTX 상태로 동작중이던 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)은 인접한 기지국 또는 네트워크에 위치한 관련 제어 기능 엔터티의 요청(또는 지시) 제어 메시지에 따라 활성상태로 천이하여 임의의 단말에 대한 서비스를 제공할 수 있다. 만일, 단말이 기지국과의 연결이 없는 휴지 상태(Idle state)인 경우에는 임의접속(Random Access) 절차를 통하여 연결 상태로 천이하여 전술한 절차를 따를 수 있다.
다른 방법으로는 DTX 상태로 동작중인 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)에게 단말이 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)의 상향링크 무선자원을 이용하여 액세스하는 방법을 사용할 수 있다. 이를 위하여 단말은 시스템 정보 또는 전용 제어 시그날링을 통하여 기지국의 서비스 영역내 또는 인접한 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 DTX 상태 정보와 함께 상향링크 무선자원 정보(예를 들어, 초기 접속을 위한 RA 무선자원, 또는 경쟁 기반으로 운용하는 PUSCH)에 대한 정보를 획득할 수 있어야 한다. 이와 같이 단말이 DTX 상태로 동작중인 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)의 상향링크 접속을 위한 무선자원을 획득한 경우에는 DTX 상태의 기지국(셀) 또는 기지국 그룹에 대한 측정을 수행하고 측정 결과가 미리 설정된 임계값 이상(예를 들어, 디스커버리 신호 또는 다른 기준 신호의 RSRQ 또는 RSRP 값이 임계값 이상인 경우)인 경우, 단말이 DTX 상태로 동작중인 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)의 상향링크 무선자원을 이용하여 접속하여 활성상태로의 변경을 요청하는 방법을 적용할 수 있다.
그리고, DTX 상태로 동작중인 기지국(셀) 또는 기지국 그룹(들)이 임의의 단말에게 CA(Carrier Aggregation) 기능 지원을 위하여 SCell(Secondary Cell)로 설정되어 있는 경우에는, 단말이 DTX 동작 중인 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 측정을 수행하여 측정 결과가 미리 설정된 임계값 이상인 경우에 CA 기능 설정에서의 PCell(Primary Cell)로 측정 결과를 보고한다. 단말의 측정 결과를 수신한 PCell은 측정 결과내의 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에게 CA 기능 지원을 위하여 이미 설정된 SCell(들)에게 활성 상태로의 변경을 요청하는 제어 메시지를 전송하고 단말에게는 해당 SCell(들)에 대한 활성화(activation)를 알리는 제어 메시지를 전송할 수 있다. DTX 동작 중인 SCell(들)에 대한 활성화 제어 메시지를 수신한 단말은 DTX 동작 상태에서 활성 상태로 변경된 SCell(들)을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다.
이와 같이 비활성화된 SCell에 대한 활성화 정보를 하나 이상의 단말들에게 동시에 통보하기 위하여 기지국은 공통 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이러한 공통 제어 메시지는 별도의 스케줄링 식별자(예를 들어, 기지국(셀)의 활성 상태 전환 또는 SCell의 활성화를 통보하기 위한 별도로 할당한 RNTI)를 이용하여 단말(들)에게 전송할 수 있다.
만일, 단말이 매크로 기지국 및 소형 기지국과 연결을 유지하는 복수연결 기능을 이용하여 서비스를 받고 있는 경우, 단말이 DTX 동작 중인 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 측정을 수행하여 측정 결과가 미리 설정된 임계값 이상인 경우에 매크로 기지국으로 측정 결과를 보고할 수 있다. 단말의 측정 결과를 수신한 매크로 기지국은 측정 결과내의 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹이 복수연결 기능 지원을 위하여 이미 설정된 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹인 경우에는 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에게 활성 상태로의 변경을 요청하는 제어 메시지를 전송하고, 단말에게는 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 활성화(activation)를 알리는 제어 메시지를 전송할 수 있다. DTX 동작 중인 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 복수연결 활성화 제어 메시지를 수신한 단말은 DTX 동작 상태에서 활성 상태로 변경된 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다.
그러나, 측정 결과내의 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹이 복수연결 기능 지원을 위하여 설정된 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹이 아닌 경우에는, 매크로 기지국은 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에게 활성 상태로의 변경을 요청하는 제어 메시지를 전송하고, 단말에게는 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹을 포함하는 복수연결 기능 지원을 위한 연결 재설정 메시지를 생성하여 전송할 수 있다. 따라서, DTX 동작 중인 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹을 포함하는 복수연결 기능을 지원하는 연결 재설정 제어 메시지를 수신한 단말은 DTX 동작 상태에서 활성 상태로 변경된 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다.
상술한 절차에서, DTX 동작 상태에서 활성 상태로 변경된 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 복수연결 기능의 설정(configuration)과 활성화(activation)가 구분될 수 있다. 복수연결 기능의 설정은 단말이 복수연결 기능 지원을 위한 연결 (재)설정 제어 메시지와 이에 대한 응답 메시지(completed 또는 acknowledge message)를 기지국과 교환하면 완료된다. 그리고 복수연결 기능의 활성화는 단말이 활성화 제어 메시지를 수신한 경우 또는 단말이 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹으로 임의 접속(RA) 자원 또는 다른 상향링크 자원을 이용하여 소형 기지국(셀)으로 정보를 성공적으로 전송한 경우를 의미한다.
앞에서 설명한 기지국이 DTX 상태에서 활성 상태로의 천이하는 절차는 임의의 단말이 요청하는 것만으로도 트리거링될 수도 있으나, 네트워크에서 설정하거나 또는 별도의 기준에 따라 DTX 동작 중에 기지국(셀) 또는 기지국 그룹을 활성 상태로 변경하여 서비스를 제공해야 할 만큼의 단말(들)의 요청이나, 현재 활성 상태인 기지국의 부하 상태 또는 네트워크 전체의 부하 분산 상태 등을 고려하여 기지국이 결정할 수도 있다. 따라서, 임의의 단말이 DTX 상태로 동작중인 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대해 활성 상태로 변경을 요청하는 경우, 기지국 또는 네트워크는 상기 요청을 거절할 수 있다.
그리고 기지국이 DTX 상태에서 활성 상태로 변경하는 임의의 기지국(셀) 또는 기지국 그룹을 알리기 위하여 단말에게 전송하는 제어 메시지는 송신 전력, 전송 주파수, 시스템 대역폭, SFN(System Frame Number), 상태 변경 시점을 알리기 위한 정보, 동작 변경을 위한 타이머 정보(타이머 시작점, 타이머 값, 타이머 종료 조건 등), 또는 동기 설정 정보 등을 포함할 수 있다. 이러한 제어 메시지는 전용 제어 메시지, 공통 제어 메시지, 또는 시스템 정보 등의 형태로 단말에게 전송할 수 있다.
< 활성 상태에서 DTX 상태로의 천이 >
활성 상태로 동작중이던 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹을 DTX 상태로 변경하기 위해서는 다음과 같은 방법 및 절차를 고려할 수 있다.
활성 상태의 소형 기지국과 연결을 설정하여 서비스를 제공하고 있는 단말이 존재하는 경우, 단말로부터의 버퍼 상태 보고 및 제공중인 서비스의 속성 정보 등을 기반으로 단말이 DTX 상태로 전환 예정이 아닌 다른 소형 기지국(셀) 또는 매크로 기지국(셀)으로 핸드오버 절차를 수행하도록 함으로써, 단말의 서비스 연속성을 유지하면서 단말이 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹과의 연결을 해제하여 DTX 상태로의 변경을 수행할 수 있다.
그리고, 단말과 연결이 설정된 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹이 CA 기능 지원을 위하여 SCell(들)로 설정되어 있고 활성화(activation)되어 있는 경우, 단말로부터의 버퍼 상태 보고(예를 들어, 단말 전송 버퍼내의 데이터의 유무) 및 제공중인 서비스의 속성 정보를 이용하여, 설정된 SCell(들)을 비활성화(deactivation)한 이후에 DTX 상태로 변경할 수 있다. DTX 상태로의 변경을 위하여, 기지국은 CA 기능 지원을 위해 설정된 SCell(들)에 대한 DTX 상태로의 변경 또는 비활성화 지시를 알리는 제어 메시지를 단말에 전송할 수 있다. 단말은 SCell의 비활성화 지시 또는 DTX 상태로의 변경을 알리는 제어 메시지를 수신하면, SCell(들)에 대한 비활성화를 위하여 동작중이던 관련 타이머(예를 들어, sCellDeactivationTimer)를 중지하고 해당 SCell에 대하여 상향링크 제어 채널을 이용한 제어 정보 전송 중지, HARQ 버퍼 비우기(flush) 등의 비활성화 절차를 수행할 수 있다.
특히, 하나 이상의 단말에 대하여 CA 기능을 지원하기 위하여 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹이 SCell로 설정된 경우에는, 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대하여 SCell로 설정된 모든 단말(들)과 연결이 비활성화(deactivation)가 되었음을 확인한 이후에 DTX 상태로 변경을 수행할 수 있다. SCell에 대한 비활성화 정보를 하나 이상의 단말들에게 동시에 통보하기 위하여 공통 제어 메시지가 사용될 수 있다. 이러한 공통 제어 메시지는 별도의 스케줄링 식별자(예를 들어, 기지국(셀)의 DTX 전환 또는 SCell의 비활성화를 통보하기 위해 별도로 할당한 RNTI)를 이용하여 단말(들)에게 전송할 수 있다. SCell의 비활성화를 위한 공통 제어 메시지를 수신한 단말은 SCell(들)에 대한 비활성화를 위하여 동작중이던 관련 타이머(예를 들어, sCellDeactivationTimer)를 중지하고 해당 SCell에 대하여 상향링크 제어 채널을 이용한 제어 정보 전송 중지, HARQ 버퍼 비우기(flush) 등의 비활성화 절차를 수행할 수 있다.
그러나, 단말이 DTX 상태로의 변경 지시 또는 SCell의 비활성화 지시를 알리는 제어 메시지를 수신한 경우, DTX 상태로의 변경을 위하여 별도로 정의한 타이머 파라미터가 있는 경우에는, 해당 타이머가 종료한 이후에 SCell(들)에 대한 비활성화 관련 타이머가 동작중인 경우 이를 중지하고 해당 SCell에 대하여 상향링크 제어 채널을 이용한 제어 정보 전송 중지, HARQ 버퍼 비우기(flush) 등의 비활성화 절차를 수행할 수 있다.
소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹이 복수연결 기능을 이용하여 매크로 기지국과 동시에 임의의 단말에게 서비스를 제공하고 있는 경우, DTX 상태로의 변경을 위하여 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹과의 복수연결 기능을 해제하거나 또는 복수연결 기능 지원을 위한 설정은 유지하더라도 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹을 비활성화하는 제어 메시지를 전송할 수 있다. 따라서, 단말과 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹과의 복수연결 기능을 위한 연결 설정은 되어 있지만, 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹은 복수연결 기능은 비활성화(deactivation)되어 DTX 동작 상태로 변경할 수 있다. 이때, 단말로부터의 버퍼 상태 보고(예를 들어, 단말 전송 버퍼내 데이터의 유무) 및 제공중인 서비스의 속성 정보를 이용하여, 복수연결 설정 중 해당 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹에 대한 비활성화 또는 복수연결 해제 여부를 판단할 수 있다. 활성 상태에서 DTX 상태로 변경 예정인 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹이 복수연결 기능을 지원하여 임의의 단말(들)과의 연결이 활성화되어 있는 경우에는, 연결이 활성화되어 있는 모든 단말(들)과 설정된 연결이 비활성화(deactivation)가 되었음을 확인한 이후에 DTX 상태로 변경을 수행할 수 있다.
소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹과 연결 상태의 단말은 없고 휴지 상태의 단말들만 캠핑하고 있는 경우(즉, 활성 상태에서 DTX 상태로 변경하려는 기지국(셀)과 연결을 설정하여 서비스를 제공하고 있는 단말이 없는 경우)에는, 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹은 서비스 영역 내에 DTX로의 상태 변경과 관련된 별도의 통보 없이 DTX 상태로 변경할 수 있다.
다른 방법으로, 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹은 시스템 정보를 이용하여 DTX 상태로의 변경을 서비스 영역 내에 통보할 수 있다. 이 경우에는 시스템 정보 변경 주기를 이용하여 다음 시스템 정보 변경 주기 시점에서 소형 기지국(셀) 또는 소형 기지국 그룹은 DTX 상태로 변경을 수행하거나 또는 별도로 설정된 DTX 상태로의 변경을 알리는 타이머가 종료하면 DTX 상태로 변경할 수 있다. 이때 별도로 설정된 DTX 상태로의 변경 타이머는 시스템 정보 또는 다른 제어 메시지를 통하여 단말에게 통보될 수 있고, 해당 타이머의 시작 및 종료 조건 등에 대한 정보도 함께 제공할 수 있다.
특히, 시스템 정보를 이용한 경우에는 시스템 정보 내에 DTX 상태로 변경을 알리는 지시자 또는 DTX 상태로의 변경과 관련된 정보를 전송할 수 있다. 즉, 시스템 정보 블록(예를 들어, SIB1, SIB2, 또는 다른 SIB) 내에 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹이 시스템 정보의 다음 변경 주기 시점에서 활성 상태에서 DTX 상태로 변경된다는 정보를 전송할 수 있다. 여기서, DTX 상태로의 변경과 관련된 정보는 DTX 상태(또는 도먼트 상태)로의 변경 지시자 정보, 디스커버리 신호 구성 및 전송 주기 정보, 또는 셀 식별자 정보 등을 포함할 수 있다. 단말은 시스템 정보 내에서 DTX 상태로의 변경과 관련된 정보를 획득하여 시스템 정보의 다음 변경 주기 시점에서 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹이 활성 상태에서 DTX 상태로 변경된다는 것을 인지할 수 있다.
타이머를 이용하는 경우에는, 단말은 시스템 정보 또는 제어 메시지를 이용하여 획득한 타이머 값, 타이머 시작 조건, 타이머 종료 조건에 따라 해당 타이머를 시작하고 타이머 값까지 타이머가 운용되어 종료 조건에 부합하는 경우에 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹이 활성 상태에서 DTX 상태로 변경된다는 것을 인지할 수 있다.
또 다른 방법으로 기지국(셀) 또는 기지국 그룹의 동작 상태 변경(활성 상태, DTX 상태, 또는 도먼트 상태)을 위하여 시스템 정보의 변경을 알리는 경우에는, 시스템 정보의 변경을 알리거나 또는 동작 상태 변경 등을 알리기 위한 공통 정보 전송용 RNTI를 별도로 할당하여 운용할 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보의 변경을 알리는 SI-RNTI(System Information - Radio Network Temporary Identifier), 또는 페이징 정보를 알리는 P-RNTI(Paging RNTI)를 이용하거나 또는 DTX 상태(또는 도먼트 상태)로의 변경을 알리는 별도의 DTX-RNTI(또는 Dormant-RNTI)를 이용하여 DTX 상태(또는 도먼트 상태)로의 변경을 알리는 방법을 사용할 수 있다. 이 경우에는 해당 RNTI를 전송하고 나서 바로 DTX 상태(또는 도먼트 상태)로 전환하거나 또는 별도의 타이머를 이용하여 해당 타이머가 종료하면 DTX 상태(또는 도먼트 상태)로 전환할 수 있다. 이 경우에 단말은 해당 RNTI를 수신하거나 또는 해당 RNTI를 수신한 이후에 관련 타이머가 종료하면 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹이 활성 상태에서 DTX 상태(또는 도먼트 상태)로 변경된다는 것을 인지할 수 있다. 이 경우에도 해당 타이머 정보는 시스템 정보 또는 다른 제어 메시지를 통하여 단말에게 통보될 수 있고, 해당 타이머의 시작 및 종료 조건 등에 대한 정보도 함께 제공할 수 있다. 특히, 해당 RNTI의 전송을 통해 타이머의 시작점을 단말에 통보하는 방법을 적용할 수 있다.
임의의 기지국(셀) 또는 기지국 그룹에 대한 활성 상태에서 DTX 상태로의 천이 또는 DTX 상태에서 활성 상태로의 천이를 위한 소요 시간은 시스템 성능을 고러하여 최소 천이 시간을 설정할 수 있다.
그러나 이러한 천이 소요 시간 기준은 기지국 관점에서의 천이 소요 시간과 단말 관점에서의 천이 소요 시간은 다를 수 있다. 예를 들어, 임의의 단말이 관점에서는 수 ms 이내에 활성 상태에서 DTX 상태로의 천이(또는 반대경우에 대한 천이)가 이루어져야 할 수 있으나, 기지국 관점에서는 복수개의 단말을 대상으로 관련 절차를 수행함에 따라 보다 긴 천이 소요 시간 기준이 설정될 수 있다.
즉, 기지국(셀)이 활성 상태에서 DTX 상태로의 천이하는 경우에는 연결을 유지하고 있는 모든 단말들에 대한 서비스 연속성을 유지할 수 있도록 핸드오버 또는 연결 재설정 절차가 필요하기 때문에 수백 ms 또는 수 초(sec)의 천이 소요 시간이 설정될 수 있다. 그리고 기지국(셀)이 DTX 상태에서 활성 상태로 천이하는 경우에도 기지국은 변경을 요청하는 제어 메시지 또는 단말의 요청을 수신한 이후에 기지국의 초기 조건(예를 들어, 송신 전력, 전송 주파수, 시스템 대역폭, SFN(System Frame Number), 디스커버리 신호 정보, 또는 동기 설정 정보 등)에 따른 설정을 위하여 별도의 천이 소요 시간이 요구될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 임의의 기지국(셀) 또는 기지국 그룹에 대한 활성 상태에서 DTX 상태로의 천이 또는 DTX 상태에서 활성 상태로의 천이를 알리기 위하여 단말에게 전송하는 제어 메시지는 송신 전력, 전송 주파수, 시스템 대역폭, SFN(System Frame Number), 변경 시점을 알리기 위한 정보, 동작 변경을 위한 타이머 정보(타이머 시작점, 타이머 값, 타이머 종료 조건 등), 또는 동기 설정 정보 등을 포함할 수 있다. 이러한 제어 메시지는 전용 제어 메시지, 공통 제어 메시지, 또는 시스템 정보 등의 형태로 단말에게 전송할 수 있다. 이러한 임의의 기지국(셀) 또는 기지국 그룹의 동작 상태 변경을 알리는 제어 메시지를 수신한 단말은 관련 타이머가 설정된 경우에는 타이머 개시 조건 또는 기준 시간에 타이머 동작을 시작하여 타이머가 종료하거나 또는 별도로 설정한 타이머 종료 조건에 부합하는 경우에 동작 상태 변경을 인지하고, 해당 기지국(셀) 또는 기지국 그룹의 변경된 상태(활성 상태 또는 DTX 상태)에 따라 동작할 수 있다.
■ Co-channel 환경에서 하나 이상의 기지국의 무선자원을 활용한 시스템 성능 개선 방법
하향링크와 상향링크의 경계 불일치(DL/UL imbalance) 현상은 매크로 기지국과 소형 기지국의 주파수가 같은 co-channel 환경에서 발생할 수 있다. 매크로 기지국과 소형 기지국의 서비스 영역이 중첩되어 있고 주파수가 같은 경우, 단말이 소형 기지국이 전송한 신호를 수신할 때 매크로 기지국으로부터 전송된 신호가 간섭으로 작용할 수 있다.
도 13은 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망에서 매크로 기지국과 소형 기지국간의 수신전력에 따른 양방향 링크 경계를 나타낸 그래프이다.
도 13에 나타낸 바와 같이 소형 기지국(셀)과 매크로 기지국(셀)의 서비스 영역 사이에 존재하는 임의의 단말에서 두 셀간의 상향링크 경계(1301)와 하향링크의 경계(1302) 사이에 편차(1303)가 발생하여 상향링크와 하향링크의 경계가 불일치하는 문제가 존재할 수 있다. 이로 인하여 co-channel 환경에서는 복수연결을 지원하는 경우에 전력제어의 문제점이 발생하거나 매크로 기지국에서 해당 단말의 상향링크 수신이 어려울 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 하향링크와 상향링크의 분리(이하 ' DL/UL 디커플링' (decoupling)이라 지칭함) 기술을 도입하는 방법을 고려할 수 있다.
즉, 단말이 하향링크는 매크로 기지국으로부터 수신 하고, 상향링크는 소형 기지국으로 전송하는 방법이다. 이와 같은 DL/UL 디커플링 기술을 도입하는 경우에는 HARQ 운용 방안에 대한 고려가 필요하다. 예를 들어, 단말이 매크로 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한 후, 데이터 수신의 성공 여부를 알리는 ACK/NACK 정보의 전송을 DL/UL 디커플링을 적용하여 소형 기지국으로 전송하거나, 또는 단말이 하향링크 데이터의 수신 및 이에 대한 피드백 정보를 모두 매크로 기지국이 담당하도록 하는 DL/UL 디커플링 방법을 적용할 수 있다.
또한, DL/UL 디커플링 방법을 적용할 때, 하향링크 데이터 전송을 담당하는 매크로 기지국의 채널품질 측정 결과(예를 들어, CQI 또는 CSI)에 대한 단말의 보고는 소형 기지국을 통하여 매크로 기지국에 전달하거나, 또는 DL/UL 디커플링 방법을 적용하더라도 ABS(Almost Blank Subframe)를 적용하는 서브프레임에서 매크로 기지국의 상향링크를 이용하여 전송할 수 있다.
또한, DL/UL 디커플링 방법을 도입하는 경우에는 단말의 공통 파라미터들에 대한 고려가 필요하다. 단말이 매크로 기지국 및 소형 기지국과 복수연결을 유지하는 경우에는 전용무선자원, 물리계층제어 정보 전송, 그리고 DRX(Discontinuous Reception) 파라미터 설정 등을 고려해야 한다.
특히, DL/UL 디커플링 방법이 적용되는 경우에는 단말의 DRX 파라미터를 DRX와 DTX(Discontinuous Transmission)로 분리하여 운용할 수도 있고, 기존과 같이 DRX 파라미터로 통합하여 운용하되 매크로 기지국과 소형 기지국을 모두 고려한 공통 파라미터를 설정하는 방법을 고려할 수 있다.
■ 복수연결 단말기의 DRX 동작 제어
복수연결 설정을 유지하고 있는 단말에 대하여 도 3a에 도시한 무선 프로토콜 방안 1에서는 매크로 기지국의 RRC, 그리고 도 3b에 도시한 방안 2의 경우에도 M-RRC가 DRX 동작을 위한 파라미터들을 설정하고, 관련 DRX 파라미터는 매크로 셀 또는 소형 셀의 구분이 없이 동일하게 적용하는 방법을 적용할 수 있다.
기지국과 데이터를 교환하고 있던 단말은 송신할 데이터가 없거나 또는 하향링크로 수신하는 데이터가 없이 일정한 시간이 지난 후(예를 들어 LTE 시스템의 drx-InactivityTimer가 종료한 후) DRX 동작을 수행할 수 있다. 그리고 DXR 동작을 수행한 이후, 일정 시간(예를 들어, LTE 시스템에서 timeAlignmentTimer가 종료한 후)이 지나서 해당 단말이 상향링크의 물리계층 동기를 유지하지 않는다고 판단하면 기지국은 해당 단말에 대한 상향링크 제어 채널(PUCCH) 자원 및 SRS(Sounding Reference Signal)을 해지(release)할 수 있다.
단말이 두 개의 기지국을 이용하여 복수연결을 유지하고 있는 경우, 단말이 상향링크로 전송할 데이터가 없는 경우에도 매크로 기지국 또는 소형 기지국이 단말에게 전송할 데이터의 유무는 다를 수 있다. 따라서 복수연결을 구성하는 기지국들 중 하나의 기지국에서 전송할 데이터가 없는 경우에 해당 기지국은 inactivity timer를 위한 카운팅을 시작하더라도 다른 기지국에서는 전송할 데이터가 존재하여 해당 단말에게 데이터를 전송하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 복수연결을 구성하는 기지국들 중 하나의 기지국은 해당 단말이 DRX 동작을 수행하는 것으로 인지하고, 다른 기지국은 해당 단말이 DRX 동작을 수행하지 않는 것으로 인지하는 부정합(mismatching) 상태가 발생할 수 있다.
그리고 단말이 상향링크 동기 유지 타이머(예를 들어, timeAlignmentTimer)가 종료하여 상향링크 동기를 유지하지 않는다고 판단하면, 해당 기지국은 복수연결 단말의 상향링크 제어 채널(PUCCH) 자원 및 SRS 자원을 해지한다.
따라서 단말은 복수연결을 구성하고 있는 두 개의 기지국 중에서 하나의 기지국에 대해서는 DRX 동작 수행, 상향링크 제어채널 및 SRS 자원이 해지되고 다른 기지국만이 데이터를 주고 받으며 상향링크 동기 및 제어채널 자원을 유지하는 상태가 발생할 수 있다.
만약, 동일 베어러를 두 개의 기지국으로 분리하는 경우에는 상기한 바와 같은 문제가 완화될 수 있다. 즉, 매크로 기지국만으로 단말에 실시간 서비스를 전송하고, 비실시간 서비스(예를 들어, best effort 서비스, web browsing 등)에 해당하는 소정 서비스 데이터를 복수연결을 위하여 설정된 매크로 기지국과 소형 기지국 모두를 이용하여 단말에 전송하는 경우에는, 하향링크에 동일한 서비스 속성을 갖는 데이터가 존재하므로 복수연결을 유지하는 두 개의 기지국이 하나의 DRX 파라미터를 이용하여 동작할 수도 있다. 그러나 복수연결을 지원하는 기지국이 제한적 백홀을 이용하여 연결된 경우에는 백홀 지연으로 인하여 DRX 동작 시작점이 기지국들간에 달라질 수도 있다.
이를 회피하기 위해서는 방법으로, 복수연결 단말을 위한 DRX 동작은 매크로 기지국이 수행하는 것으로 한정하고, 소형 기지국은 DRX 동작 개시를 만족하는 일정시간이 경과한 이후에 DRX 동작 개시보다는 비활성화(deactivation) 또는 복수연결에서 해당 기지국을 해지하는 방법을 적용할 수 있다.
즉, 복수연결을 유지하고 있는 단말과 소형 기지국간에 데이터 교환이 없이 일정 시간이 경과하면(예를 들어, DRX 동작을 위한 drx-InactivityTimer가 종료하거나 또는 복수연결 설정 셀의 비활성화를 목적으로 하는 별도의 타이머, 또는 복수 연결 설정 셀의 해제를 목적으로 하는 타이머가 종료) 해당 소형 기지국을 비활성화하거나 또는 해제하는 방법을 적용할 수 있다. 여기서 복수연결 설정 셀의 비활성화를 목적으로 하는 타이머는 기존 CA 설정 파라미터 중에서 sCellDeactivationTimer를 적용하거나 또는 복수연결 셀 비활성화를 위한 별도의 타이머 파라미터(예를 들면, dualConnectCellDeactivationTimer)를 도입할 수도 있다. 또는, 복수연결 설정 셀의 비활성화를 위해 별도의 타이머 파라미터를 두거나 또는 DRX 조건을 만족하면 해당 소형 기지국을 복수연결 설정에서 해제하도록 제어할 수 있다. 소형 기지국의 비활성화를 위한 MAC 제어 메시지를 단말에게 전송하여 비활성화 하도록 제어할 수 있으며, 복수연결 해제의 경우에는 MAC 제어 메시지 또는 RRC 시그날링 메시지를 단말에게 전송하여 소형 기지국을 복수 연결에서 해제하도록 제어할 수 있다. 이와 같이 복수연결 설정에서 소형 기지국을 비활성화하거나 또는 해제한 경우에는 소형 기지국이 매크로 기지국에게 통보하거나, 단말이 매크로 기지국으로 MAC 제어 메시지 또는 RRC 시그날링 메시지를 통하여 소형 기지국의 비활성화 또는 해제하였음을 통보할 수 있다. 소형 기지국이 비활성화한 경우에는 단말이 가용한 매크로 기지국의 상향링크 자원을 이용하여 소형 기지국의 활성화를 요청하거나 또는 소형 기지국에 RA(Random Access) 절차를 수행하여 활성화를 요청할 수 있다.
여기서, 소형 기지국의 비활성화는 복수연결 단말이 해당 소형 기지국의 상향링크로 데이터를 전송하거나 또는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication), PTI(Precoding Type Indicator), SRS(Sounding Reference Symbols) 등의 제어 정보를 전송하거나 또는 데이터 수신을 목적으로 하향링크의 PDCCH, ePDCCH, PDSCH 등을 모니터링 하지 않는 상태를 의미한다. 단, 단말이 해당 소형 기지국에 RA 절차를 수행하거나 복수연결 설정 활성화를 위하여 별도로 물리계층 상향링크 제어 시그날링 정보(또는 비트)를 전송하는 것은 허용할 수는 있다.
또한, 소형 기지국의 셀 반경이 수십 미터(meter)인 경우에는 상향링크의 사용자간의 직교성 확보를 위한 물리계층의 상향링크 동기 유지가 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 단말의 timeAlignmentTimer, TA(Timing Advanced) 정보 등을 이용한 상향링크 동기 유지 절차가 필요하지 않을 수 있다.
또한 서비스 영역이 작은 소형 기지국은 서비스를 제공하는 사용자의 수가 수 내지 수십 명으로 가정하고 있다. 이와 같은 환경에서 소형 기지국은 연결을 설정한 단말들에게 연결 설정 시에 RA 프리앰블을 전용으로 할당하거나 또는 단말의 DRX 동작이나 소형 기지국의 비활성화 여부와 무관하게 상향링크 제어 자원의 일부(예를 들어, SR(Scheduling Request)을 연결 설정 중에는 항상 사용할 수 있도록 제어할 수 있다.
따라서, 소형 기지국과 연결을 유지하고 있는 단말은 DRX 동작, 물리계층 상향링크 동기 유지 여부 또는 소형 기지국의 비활성화 상태와 무관하게 필요한 경우에, 연결 설정 시에 할당받은 RA 프리앰블을 이용하여 비경쟁 방식의 RA 절차를 수행하거나 또는 할당받은 상향링크 제어 채널을 이용하여 항상 상향링크로 필요한 정보를 전송할 수 있다.
또한, 소형 기지국은 연결을 설정한 단말에게 RA 프리앰블을 할당하여 단말이 상향링크의 자원 요청 또는 H-ARQ ACK/NACK 전송을 위하여 사용하도록 할 수 있다. 즉, 단말은 하향링크로 수신한 패킷의 수신 성공 여부를 알리기 위한 상향링크의 피드백 정보(H-ARQ ACK/NACK)를 소형 기지국으로부터 할당받은 RA 프리앰블 전송으로 대체할 수 있다. 이를 위해서 소형 기지국은 연결을 설정할 때 단말에게 상향링크 H-ARQ ACK/NACK 정보 전송을 위한 RA 프리앰블을 별도로 할당할 수 있다.
따라서, 복수연결 단말이 DRX 동작 조건을 만족하여 DRX 동작을 수행하더라도(예를 들어, 상향링크 동기 유지 여부를 판단하는 timeAlignmentTimer가 종료하더라도) 소형 기지국과의 상향링크 제어 채널(PUCCH 또는 ePDCCH), SRS 자원을 해지하지 않고 유지하는 방법을 적용할 수 있다. 따라서, 단말이 기지국과의 상향링크 동기 유지 여부와 무관하게, 단말이 기지국에서 상향링크 제어 채널, SRS 자원 해지를 알리는 제어 메시지를 수신할 때까지 상향링크 제어 채널, SRS 자원을 점유하여 사용할 수 있도록 제어할 수 있다.
복수연결 단말의 경우, DRX 동작 수행 중에 소형 기지국을 통하여 항상 유지하고 있는 상향링크 제어 채널, 전용 RA 프리앰블을 이용한 소형 기지국으로의 비경쟁 RA 절차, 또는 매크로 기지국으로의 경쟁 방식의 RA 절차 등을 이용하여 상향링크 전송 또는 상향링크 자원 요청이 가능하다.
또한, 상기의 설명에 따라 비활성화한 소형 기지국을 활성화하기 위하여, 매크로 기지국은 소형 기지국의 활성화를 지시하는 하향링크 MAC 제어 메시지를 전송할 수 있다. 비활성화 절차에 따라 복수연결을 구성하는 소형 기지국을 비활성화한 단말은 매크로 기지국이 전송한 MAC 제어 메시지를 확인하고 해당 소형 기지국의 하향링크 채널을 모니터링하여 하향링크 정보를 수신할 수 있다. 이와 같이 매크로 기지국이 하향링크 MAC 제어 메시지를 전송하는 경우에 해당 MAC 제어 메시지는 복수연결을 구성하고 있는 소형 기지국의 식별자 정보(또는 인덱스 정보)를 포함할 수 있다.
도 14는 단말의 DRX 동작을 나타낸다.
도 14를 참조하면, DRX 동작은 짧은(short) DRX 동작 구간(1401)과 긴(long) DRX 동작 구간(1402)으로 구성할 수 있다.
짧은 DRX 동작 구간(1401)은 짧은 DRX 사이클을 적용하는 타이머(1407)가 종료할 때까지 짧은 DRX 사이클(1403)을 이용하여 단말이 하향링크 신호(1410, 1411)를 모니터링하는 지속(on duration)(1405) 구간과, 단말이 하향링크 신호를 모니터링하지 않고 상향링크로의 전송도 수행하지 않는 수면(sleep) 동작을 수행하는 DRX 기회(Opportunity of DRX)(1406) 구간을 포함한다.
짧은 DRX 사이클(1403)과 긴 DRX 사이클(1404) 모두 on-duration(1405) 구간과 Opportunity of DRX(1406) 구간으로 구성된다.
DRX 동작을 수행하는 단말은 on-duration 구간에서 하향링크 채널을 모니터링하여 하향링크 신호(1410)를 확인한 경우, inactivity 타이머(1408)와 재전송 타이머(HARQ RTT Timer)(1409)를 시작한다.
단말은 하향링크 신호를 성공적으로 수신한 경우, inactivity 타이머(1408)가 종료하면 Opportunity of DRX(1406) 구간에 진입한다. 그러나, 재전송이 발생하는 경우에는 상향링크로 HARQ 피드백 정보를 전송하고 DRX 중의 재전송 타이머(1414, LTE 시스템의 drx-RetransmissionTimer)가 동작하는 동안 재전송되는 하향링크 신호(1411)을 모니터링 한다.
상기한 바와 같은 절차를 통하여 성공적인 수신이 완료되면 단말은 Opportunity of DRX(1406) 구간에 진입한다. 이와 같이 DRX 동작 중의 On-duration 구간 이후에 하향링크 수신 또는 상향링크 전송 또는 HQRQ 동작 지원 등으로 on-duration 구간 보다 길게 단말이 수신하는 구간을 활성화 시간(active time)(1413)으로 정의한다.
만약 짧은 DRX 사이클이 종료하는 시점에 데이터 수신 또는 송신이 이루어진 경우에는, 단말은 해당 시점에서 짧은 DRX 사이클을 적용하는 타이머(1407)를 다시 시작하여(1415) 짧은 DRX 사이클을 적용하는 짧은 DRX 동작 구간(1401)이 연장될 수 있다.
짧은 DRX 사이클을 적용하는 타이머(1407)가 종료하면, 단말은 긴 DRX 사이클(1404)을 적용하는 긴 DRX 동작 구간(1402)에서의 동작을 수행할 수 있다.
복수연결 단말의 DRX 동작을 위해서는 매크로 기지국과 소형 기지국의 하향링크 동기를 고려해야 한다. 상기에서 설명한 DRX 동작에 있어서 매크로 기지국과 소형 기지국의 데이터 버퍼 상태가 서로 다를 수 있기 때문에 DRX의 inactivity timer의 카운팅 시작 시점이 달라질 수 있고, 이로 인하여 단말이 복수연결을 이용하는 기지국들 중 한 기지국은 해당 단말이 DRX 동작을 수행하는 것으로 인지하고, 다른 기지국은 해당 단말이 DRX 동작을 수행하지 않는 것으로 인지하는 부정합(mismatching) 상태가 발생할 수 있다.
그러나, 매크로 기지국과 소형 기지국의 하향링크가 동기가 서브프레임(subframe)까지 일치하고 SFN(System Frame Number)이 같도록 정렬(align)한 경우에는, DRX 동작을 위한 기존의 타이머 파라미터를 이용하여 단말의 DRX 동작을 지원할 수 있다.
즉, 도 14에 나타낸 복수연결 단말의 DRX 동작을 위한 on-duration(도 14의 1405)과 수면 구간(도 14의 1406)으로 구성되는 DRX 사이클(도 14의 1401 또는 1402), 그리고 관련 타이머(도 14의 1407, 1408, 1409, 1414) 등의 공통적인 DRX 파라미터를 적용하여 DRX 동작을 지원할 수 있다.
예를 들어, 복수연결 단말의 DRX 파라미터를 매크로 기지국과 소형 기지국 모두에게 동일하게 적용하는 경우, DRX의 inactivity timer 값이 동일한 경우에도 두 기지국의 버퍼 상태에 따라 해당 타이머의 카운팅 시작이 달라져서 DRX 동작을 개시하는 시점은 달라질 수 있으나, DRX 사이클의 on-duration 시작점(예를 들어, subframe)을 일치시켜서 매크로 기지국과 소형 기지국 모두를 대상으로 동일한 DRX 주기로 동작하도록 설정할 수 있다.
그러나, 매크로 기지국과 소형 기지국에 복수연결을 유지하고 있는 단말이 상기한 바와 같이 동일한 DRX 파라미터를 이용하여 동일한 DRX 주기로 DRX 동작을 수행하더라도, 짧은 DRX 사이클을 적용하는 타이머(1407)가 종료할 때까지 짧은 DRX 사이클(1403)로 동작하다가 긴 DRX 사이클(1404)을 적용하는 시점이 불일치하는 경우가 발생할 수 있다.
즉, 짧은 DRX 동작 구간(1401), 짧은 DRX 사이클을 적용하는 타이머(1407) 및 drx-RetransmissionTimer, inactivity timer를 포함하는 관련 타이머가 동일한 경우에도, 매크로 기지국과 소형 기지국의 데이터 버퍼 상태에 따라 매크로 기지국과 소형 기지국이 긴 DRX 사이클(1404)를 적용하는 시점(도 14의 1416)이 서로 달라질 수 있다.
그러나, 매크로 기지국과 소형 기지국의 하향링크가 동기가 일치하지 않거나 또는 SFN(System Frame Number)이 정열(align)되지 않아 매크로 기지국과 소형 기지국의 SFN이 다른 경우에는, 매크로 기지국 또는 소형 기지국 중의 하나를 기준으로 하여 단말의 DRX 파라미터를 공통적으로 적용하기 위하여 다음과 같은 정보가 추가되어야 한다.
● SFN이 다른 경우에는 두 기지국간의 SFN 차이를 단말이 인지할 수 있는 SFN의 오프셋(offset) 값 또는 차이(difference) 값 정보
● SFN이 같은 경우에도 두 기지국의 하향링크 동기가 서브프레임 정도까지 정열되지 않은 경우, 두 기지국의 하향링크 동기의 차이를 단말이 추정하거나 또는 인지할 수 있는 관련 하향링크 동기의 오프셋 값 또는 차이 값 정보
복수연결 단말은 상기한 SFN(또는 하향링크 동기)의 오프셋 값 또는 차이 값 정보를 이용하여 DRX 동작을 위한 DRX 사이클을 정렬(align)함으로써 단말의 소모 전력을 최소화하면서 복수연결 기지국들의 하향링크 신호를 모니터링할 수 있다.
복수연결 단말의 DRX 동작을 위해 하나의 공통 파라미터를 설정하고 매크로 기지국을 기준으로 하여 수행하도록 제어할 수도 있다. 이 경우 소형 기지국이 관련 DRX 동작 파라미터에 따라 DRX 동작을 수행해야 하더라도 매크로 기지국과의 데이터 송수신을 수행하거나, 또는 DRX 파라미터 조건을 만족하지 않아 DRX 동작을 수행하는 단계가 아닌 경우, 소형 기지국이 DRX 동작을 수행하지 않고 매크로 기지국과의 관계에서 DRX 동작 조건을 만족하는 경우에 DRX 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 단말이 복수연결 중에 짧은 DRX 사이클 또는 긴 DRX 사이클 파라미터 중에서 하나의 DRX 사이클 파라미터만을 적용하도록 하여, 복수연결 기지국들과 단말간의 DRX 동작 및 상태 불일치를 회피하고 효율적인 DRX 동작을 수행하도록 제어 할 수 있다. 예를 들어, 단말이 짧은 DRX 사이클만을 적용하는 경우에는 짧은 DRX 사이클을 적용하는 타이머(도 14의 1407)가 종료하는 경우에도 긴 DRX 사이클을 적용하는 것이 아니라 계속 짧은 DRX 사이클 적용하도록 제어할 수 있다.
또 다른 방법으로는 단말이 복수연결을 유지하고 있는 경우에 매크로 기지국과 소형 기지국이 DRX 파라미터를 각각 별도의 파라미터들로 설정하여 운영하는 방안을 고려할 수 있다. 이 경우에는 기본적으로 매크로 기지국과 소형 기지국에서의 단말의 DRX 동작 상태가 다를 수 있음을 가정한다. 예를 들어, 단말은 매크로 기지국 관점에서는 DRX 동작이 아닌 데이터 교환 중인 동작 모드를 유지하면서, 소형 기지국 관점에서는 데이터 교환 없이 DRX 동작 절차를 수행 중일 수 있으며, 반대의 경우도 가능하다.
따라서, 매크로 기지국과 소형 기지국에서 DRX 동작을 위한 on-duration, DRX 사이클, short DRX 유지 구간, inactivity timer, HARQ RTT timer, DRX ReTX timer 또는 timeAlignmentTimer 등의 파라미터들이 모두 다르게 설정하거나, 파라미터들의 일부만 다르게 설정할 수 있다.
또한, 복수연결 설정 단계에서 매크로 기지국과 소형 기지국간에 DRX 동작 설정시, 일부 파라미터 값(예를 들어, 타이머 값, on-duration 구간, DRX 사이클 주기 값, short DRX 사이클 적용 여부)을 동일하게 설정하기 위하여 매크로 기지국과 소형 기지국간에 파라미터 조정을 목적으로 제어 메시지를 교환할 수 있다. 따라서, 소형 기지국이 복수연결 단말을 위하여 선정한 DRX 파라미터를 매크로 기지국이 변경하여 단말에게 전송하는 경우에는 그 정보를 단말에게 전송하기 전 또는 전송 후에 소형 기지국에 관련 정보를 전달하여야 한다.
도 15는 복수연결 단말의 DRX 동작 정렬 방법을 나타낸다.
도 15에 나타낸 바와 같이 복수연결 단말에 대한 DRX 동작을 위한 파라미터 설정에서, 매크로 기지국과 소형 기지국이 서로 다른 파라미터를 적용하는 경우에도 DRX 동작을 수행하는 단말의 on-duration 구간 시작점이 매크로 기지국과 소형 기지국에 대하여 동일한 서브프레임에서 시작하도록 정렬(align)하여 동작하도록 제어할 수 있다.
또한, 매크로 기지국과 소형 기지국의 DRX 사이클 주기가 배수 관계를 가지도록 설정하여, 매크로 기지국과 소형 기지국이 서로 다른 DRX 주기를 적용하여 DRX 동작을 수행하더라도 매크로 기지국과 소형 기지국을 위한 on-duration 구간이 동일한 서브프레임에서 시작하도록 정렬할 수 있는 DRX 파라미터를 설정하여 단말의 DRX 동작 과정에서의 복잡도를 낮추고 DRX 성능을 향상시킬 수 있다.
도 15에서 예시한 바와 같이 매크로 기지국 DRX 동작(1501)과 소형 기지국 DRX 동작(1510)은 DRX 동작을 위한 파라미터 즉, on-duration(1502, 1511), DRX 사이클(1503, 1512), Inactivity timer(1507, 1516), HARQ RTT timer(1508, 1517), DRX ReTx timer(1506, 1518) 등이 서로 다르게 적용되었다.
따라서, on-duration 구간에서 단말이 새로운 데이터(1509, 1514)를 수신하였을 때와, 재전송(1506, 1515)에 따른 active time(1504, 1513)이 달라질 수 있다. 그러나 DRX 사이클, on-duration 구간 파라미터가 다른 경우에도 매크로 기지국 DRX 동작(1501)을 위한 on-duration(1502)의 시작점과 소형 기지국 DRX 동작(1510)을 위한 on-duration(1511)의 시작점을 정렬하여 동작하도록 제어할 수 있다.
이를 위하여 복수연결 설정 시에 DRX 파라미터 정보에 on-duration을 정렬할 수 있는 시작 서브프레임을 단말에 알려주는 정보(예를 들어, SFN, 무선 프레임 또는 서브프레임을 지시하는 정보)를 포함할 수 있다.
복수연결 단말을 위한 DRX 파라미터를 정렬하는 방법은 상기에서 설명한 바와 같이, 매크로 기지국을 위한 on-duration 구간과 소형 기지국을 위한 on-duration 구간을 정렬하기 위하여 on-duration 시작점을 정렬하는 방법을 적용할 수도 있으나, 다른 방법으로 복수연결 단말이 DRX 동작 중에 매크로 기지국과 소형 기지국에 대한 각각의 on-duration 구간이 중첩되는 구간을 최대화하는 방법으로 파라미터를 설정하는 방법을 적용할 수도 있다.
즉, 도 15에 대한 설명에서는 매크로 기지국 DRX 동작(1501)을 위한 on-duration(1502)의 시작점과 소형 기지국 DRX 동작(1510)을 위한 on-duration(1511)의 시작점을 정렬하는 방법을 설명하였다. 상기 방법 이외에, 복수연결 기능을 제공하는 기지국들의 DRX 파라미터 중에서 상대적으로 긴 on-duration 구간(예를 들어, 도 15에서 소형 기지국의 on-duration 구간(1511))내에 상대적으로 짧은 on-duration 구간(예를 들어, 도 15에서 매크로 기지국의 on-duration 구간(1502))을 포함할 수 있도록, on-duration의 시작점을 나타내는 파라미터를 제공하여 DRX 동작을 제어하는 방법을 고려할 수 있다.
복수연결 기지국들의 DRX 파라미터 설정에서, 매크로 기지국(또는 소형 기지국)의 on-duration 구간이 소형 기지국(또는 매크로 기지국)의 on-duration 구간을 포함하는 방법으로는 다음과 같은 방법을 고려할 수 있다.
1) 매크로 기지국(또는 소형 기지국)의 on-duration 구간 내에 소형 기지국(또는 매크로 기지국)의 on-duration 구간의 시작점 및 종료점 모두를 정렬하도록 파라미터를 설정하는 방법
2) 매크로 기지국(또는 소형 기지국)의 on-duration 구간 내에 소형 기지국(또는 매크로 기지국)의 on-duration 구간의 시작점만을 정렬하도록 파라미터를 설정하는 방법
3) 매크로 기지국(또는 소형 기지국)의 on-duration 구간 내에 소형 기지국(또는 매크로 기지국)의 on-duration 구간의 종료점만을 정렬하도록 파라미터를 설정하는 방법
또 다른 DRX 파라미터 정렬 방법으로는 상기에서 설명한 on-duration 구간의 시작점에 대한 정렬 방법을 준용하여 on-duration 구간의 종료점을 정렬하는 방법을 적용할 수도 있다. 이와 같은 DRX 정렬을 위한 파라미터 설정은 전술한 바와 같이 SFN(System Frame Number), 무선 프레임(radio frame), 또는 서브프레임(subframe) 단위까지 정렬 가능하다. 기지국은 해당 프레임 또는 서브프레임의 지시(indication) 정보 및 관련 오프셋 정보를 복수연결 설정 제어 메시지를 통하여 단말에게 전달할 수 있다.
또한, 매크로 기지국이 복수연결 설정 시에 소형 기지국으로부터 전달받은 소형 기지국의 DRX 파라미터를 고려하여 매크로 기지국의 DRX 파라미터 중의 일부(예를 들어, short 또는 long DRX 주기, short DRX 유지 구간, 또는 on-duration 구간 등)를 소형 기지국의 해당 DRX 파라미터들과 동일한 값으로 설정하거나 또는 일정한 관계(예를 들어, 배수 관계)를 갖도록 할 수 있다.
상기한 바와 같이 복수연결 기능을 지원하는 기지국간에 제어 파라미터 설정을 위하여 매크로 기지국에서 소형 기지국으로 복수연결 설정을 요청하는 단계에서, 매크로 기지국이 단말의 능력(capabilities)를 고려하여 각 파라미터들에 대한 기준(reference) 정보, 가이드 라인(guideline) 정보, 또는 해당 파라미터의 최대/최소(maximum/minimum) 값 정보 등을 소형 기지국에 제공할 수 있다.
예를 들어, 매크로 기지국은 DRX 동작을 위한 매크로 기지국의 short 또는 long DRX 주기, short DRX 유지 구간, on-duration 구간 설정 정보를 소형 기지국에 제공할 수 있다. 또는 복수연결 단말이 매크로 기지국 또는 소형 기지국으로 전송할 때에 적용 가능한 송신 전력 기준값, 복수연결 기지국간의 송신 전력 비율, 또는 복수연결 기지국들의 송신 전력 오프셋 정보 등을 복수연결 준비 단계에서 기지국간에 협의한 후, 최종적으로 결정된 제어 파라미터 정보를 복수연결 설정 제어 메시지를 통하여 단말에게 전달하고, 단말이 설정된 파라미터 범위 내에서 단말이 송신 전력을 제어하거나 또는 DRX 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 방법을 이용하여 복수연결 단말에 대하여 매크로 기지국 및 소형 기지국의 DRX 파라미터를 정렬하여 설정하는 경우에도, 복수연결 기능을 지원하는 각각의 기지국과 단말은 상대 기지국에 대하여 독립적으로 DRX 동작을 수행할 수 있다. 즉, 복수연결 단말은 매크로 기지국에 대하여는 매크로 기지국을 위한 DRX 파라미터에 따라 DRX 동작을 수행하며, 소형 기지국에 대하여는 소형 기지국을 위한 DRX 파라미터에 따라 DRX 동작을 수행한다.
또한, 복수연결 단말에 대한 DRX 파라미터 시그날링을 단순화하기 위하여, 복수연결 설정 단계에서 DRX 동작 파라미터 설정시 long DRX 주기 또는 short DRX 주기 중에서 하나의 DRX 주기만을 적용하여 DRX 파라미터를 설정하도록 제한할 수 있다.
복수연결 단말이 DRX 동작을 수행하는 경우에 매크로 기지국(또는 소형 기지국)과의 상향링크 동기 유지 여부를 판단하는 timeAlignmentTimer가 종료하더라도, 복수연결이 설정된 소형 기지국(또는 매크로 기지국)과의 timeAlignmentTimer가 종료하지 않은 경우, 단말은 기지국과의 동기를 유지하고 있는 것으로 판단하고, 이에 기초하여 동작할 수 있다.
따라서, 복수연결 단말에 대하여는 DRX 동작 중에 상향링크 동기 유지 여부를 판단하는 timeAlignmentTimer를 매크로 기지국을 기준으로 적용하거나 또는 설정하지 않을 수 있다.
즉, 복수연결을 위한 소형 기지국의 DRX 파라미터에서 timeAlignmentTimer가 종료한 경우에도 매크로 기지국과의 timeAlignmentTimer가 종료하지 않은 경우에는 단말이 소형 기지국에서의 상향링크 제어 채널을 해제하지 않고 점유할 수 있도록 제어할 수 있다.
따라서 단말은 상향링크 전송이 필요한 경우, 상향링크 제어 채널의 SR 필드를 이용하여 자원을 요청할 수 있으며, 전송이 필요한 제어 정보들을 상향링크로 전송할 수 있다. 이와 같은 방법을 적용하는 경우에도 복수연결을 위한 소형 기지국(또는 소형 기지국을 구성하는 셀(들))의 활성화 및 비활성화 절차를 이용하여 소형 기지국(또는 소형 기지국을 구성하는 셀)이 비활성화된 경우에는 상향링크 제어 채널을 해제하도록 설정할 수 있다.
하나 이상의 기지국 무선자원을 이용하여 시스템 용량을 개선하는 방법에서, DL/UL 디커플링 방법 이외에 실시간 서비스를 효율적이고 안정적으로 제공하기 위한 방안도 고려되어야 한다.
매크로 기지국 및 소형 기지국과의 복수연결을 통하여 시스템 용량을 개선할 수 있다. 그러나, 소형 기지국은 서비스 영역이 작기 때문에 일정 속도 이상(예를 들어, 60km/h)으로 이동중인 단말의 경우에 소형 기지국을 통하여 VoIP 등과 같은 실시간 서비스를 제공한다면, 안정적인 서비스 제공이 어려울 수 있다.
따라서, 단말이 매크로 기지국 및 소형 기지국과 복수연결을 유지하고 있는 경우에도 매크로 기지국만이 단말에 실시간 서비스를 제공하는 방법을 고려할 수 있다.
■ 데이터 평면을 위한 무선 프로토콜 구조
게이트웨이에서 전달된 데이터를 매크로 기지국과 소형 기지국간의 Xs 인터페이스를 이용하여 매크로 기지국에서 소형 기지국으로 포워딩(또는 전달)하는 경우에, 매크로 기지국이 데이터 흐름제어(flow control) 기능을 수행하여 소형 기지국으로 전달되는 데이터의 양을 흐름 제어에서 목표(target)하는 값에 따라 조절할 수 있다. 흐름제어를 위한 목표값은 매크로 기지국이 결정할 수 있고, 소형 기지국이 복수연결을 위해 할당 가능한 무선자원 용량(capability) 정보를 참고하여 결정할 수 있다. 소형 기지국의 복수연결을 위해 할당 가능한 무선자원 용량 정보는 복수연결 설정시 소형 기지국이 매크로 기지국에 전달할 수 있다.
만약, 동일한 베어러의 데이터가 분리되어 매크로 기지국 및 소형 기지국을 모두 이용하여 전송하는 경우, 매크로 기지국은 해당 베어러를 위한 연결 설정 시에 소형 기지국의 복수연결을 위해 할당 가능한 무선자원 용량에 따라 소형 기지국으로 데이터를 전달하면서 매크로 기지국의 무선자원을 이용하여 복수연결 단말에게 해당 베어러의 데이터를 전송할 수 있다.
도 16a, 16b, 16c 및 16d는 데이터 평면(UP: User Plane)의 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 16a는 데이터 평면 프로토콜 구조의 제1 방안을 도시한 것으로, 매크로 기지국(1602)와 소형 기지국(1603)을 이용하여 서비스를 제공하는 베어러를 구분하는 경우를 나타낸다.
즉, 제1 방안에서는 매크로 기지국(1602)만을 이용하여 베어러 1(1605)의 데이터 송수신을 수행하며, 소형 기지국(1603)만을 이용하여 베어러 2(1606)의 데이터 송수신을 수행한다. 그리고 매크로 기지국(1602)과 소형 기지국(1603)이 각각 게이트웨이(1601)과 독립적인 S1 인터페이스(1604)를 유지한다. 또한, 매크로 기지국(1602)과 소형 기지국(1603)은 PDCP(1607, 1610), RLC(1608, 1611), MAC(1609, 1612) 계층의 무선 프로토콜 기능을 독립적으로 수행한다.
제1 방안의 경우에는, 상기에서 설명한 매크로 기지국(1602)과 소형 기지국(1603)간의 흐름제어는 불필요하다. 그러나, 제1 방안에서와 같이 매크로 기지국(1602)과 소형 기지국(1603)이 각각 독립적으로 PDCP(1607, 1610) 기능을 수행하는 경우에는 암호화 기능이 독립적으로 수행해야 하는 단점이 있다. 따라서, 단말이 복수개의 암호화 키를 이용하여 암호화 기능을 수행하거나 매크로 기지국(1602)과 소형 기지국(1603)이 PDCP(1607, 1610) 기능을 독립적으로 수행하더라도, 복수연결 단말에게는 동일하거나 또는 공유 가능한 암호화 키를 이용하여 독립적인 암호화 기능이 아닌 하나의 암호화 동작과 같은 기능을 제공해야 한다. 이를 위하여 복수연결 단말에게 매크로 기지국(1602) 또는 소형 기지국(1603) 중의 하나의 암호화 키만을 사용하도록 제어할 수 있다.
도 16b는 데이터 평면 프로토콜 구조의 제2 방안을 도시한 것으로, 매크로 기지국(1614)와 소형 기지국(1615)을 이용하여 서비스를 제공하는 베어러를 구분하는 경우를 나타낸다. 그러나, 제2 방안에서는, 매크로 기지국(1614)와 소형 기지국(1615)의 무선 프로토콜 구조가 독립적이지 않다.
즉, 제2 방안에서 소형 기지국(1615)은 게이트웨이(1613)와 독립적인 S1 인터페이스(1616)를 유지하는 않고 Xs인터페이스(1617)를 이용하여 매크로 기지국(1614)을 통하여 S1 인터페이스를 구성한다. 또한, 소형 기지국(1615)이 베어러 2(1619)의 서비스 제공을 위한 PDCP(1623) 기능은 매크로 기지국(1614)에서 수행한다.
제2 방안은 제1 방안과는 달리 PDCP(1620, 1623)) 기능이 매크로 기지국(1614)에서만 수행하므로 제1 방안과 같이 암호화 기능을 독립적으로 수행할 필요가 없다. 그러나 매크로 기지국(1614)과 소형 기지국(1615)간의 흐름제어가 필요하다.
매크로 기지국(1614)과 소형 기지국(1615)은 각각 다른 베어러의 서비스를 복수연결 단말에게 제공한다. 단말에서 해당 데이터의 순서열 조합(예를 들어, in-sequence delivery 또는 re-ordering) 기능은 단말의 PDCP 계층에서 각 베어러별로 구분하여 수행할 수 있다. 초기 전송 실패에 대한 재전송 제어는 RLC 계층의 ARQ 기능을 이용하며, 초기 전송에 실패한 기지국에서 재전송을 수행하도록 한다. 즉, 매크로 기지국(1614)에서 데이터 전송에 실패한 경우에는 매크로 기지국(1614)의 RLC 계층(1621)에서 재전송하며, 소형 기지국(1615)에서 데이터 전송에 실패한 경우에는 소형 기지국(1615)의 RLC 계층(1624)에서 재전송하도록 한다.
단말이 상향링크로 전송한 데이터를 소형 기지국(1615)과 매크로 기지국(1614) 모두에서 수신하는 경우, 수신한 데이터를 게이트웨이(1613)로 전달하기 위한 데이터의 순서열 조합 기능은 베어러 2(1619)에 대하여는 매크로 기지국의 PDCP 계층(1623)에서 수행하고, 베어러 1(1618)에 대하여는 매크로 기지국의 PDCP 계층(1620)에서 수행한다.
초기 전송 실패에 대한 재전송 제어는 RLC 계층의 ARQ 기능을 이용하며, 초기 전송 실패를 인지한 기지국에서 해당 데이터에 대한 재전송을 단말에게 요청하고, 복수연결 단말은 해당 기지국으로 재전송 데이터를 전송한다. 즉, 매크로 기지국(1614)에서 데이터의 수신 실패를 인지한 경우에는 매크로 기지국(1614)의 RLC 계층(1621)에서 ARQ 기능을 수행하며, 소형 기지국(1615)에서 실패를 인지한 경우에는 소형 기지국(1615)의 RLC 계층(1624)에서 ARQ 기능을 수행한다. 제2 방안에서 RLC(1621, 1624)와 MAC(1622, 1625) 계층의 기능은 베어러별로 구분하여 해당 기지국에서 수행한다.
도 16c 및 도 16d는 데이터 평면 프로토콜 구조의 제3 방안 및 제4 방안을 각각 도시한 것이다.
제3 방안과 제4 방안은 동일한 베어러2 서비스에 대해 매크로 기지국과 소형 기지국 모두가 서비스를 제공하는 프로토콜 구조이다. 제3 방안과 제4 방안에서는, 매크로 기지국과 소형 기지국의 흐름제어가 필요하다.
제3 방안에서 베어러1(1630)은 매크로 기지국(1627)의 PDCP(1633), RCL(1634), MAC(1635) 기능을 이용하여 복수연결 단말에게 서비스를 제공한다. 그리고 베어러2(1631)는 매크로 기지국(1627)과 소형 기지국(1628)의 무선 프로토콜 기능을 PDCP 계층 아래에서 분리하여 수행하는 구조이다.
매크로 기지국(1627)의 PDCP 계층(1636)은 베어러2(1631) 서비스 제공을 위하여 매크로 기지국(1627)과 소형 기지국(1628) 모두를 위한 PDCP 기능을 수행하며, RLC 계층(1637, 1639)과 MAC 계층(1638, 1640)의 기능은 독립적으로 수행한다. 즉, 베어러2(1631) 서비스는 매크로 기지국(1627)의 PDCP(1636), RLC(1637), MAC(1638) 그리고 소형 기지국(1628)의 RLC(1639), MAC(1640) 기능들을 이용하여 복수연결 단말에게 서비스를 제공한다.
따라서, 복수의 베어러 중 하나의 베어러인 베어러2(1631)의 데이터는 매크로 기지국(1627)과 소형 기지국(1628) 모두의 하향링크 및 상향링크의 무선자원을 이용하여 복수연결 단말에게 송수신할 수 있다.
복수연결 단말에서 해당 데이터의 순서열 조합(예를 들어, in-sequence delivery 또는 re-ordering) 기능은 단말의 PDCP 계층에서 수행할 수 있다. 순서열 조합을 위하여 초기 전송 실패에 대한 재전송 제어는 RLC 계층의 ARQ 기능을 이용하며, 초기 전송에 실패한 기지국에서 재전송을 수행하도록 한다. 즉, 매크로 기지국(1627)에서 전송한 데이터가 실패한 경우에는 매크로 기지국(1627)의 RLC 계층(1637)에서 재전송하도록 제어하며, 소형 기지국(1628)에서 전송한 데이터가 실패한 경우에는 소형 기지국(1628)의 RLC 계층(1639)에서 재전송하도록 제어한다.
또한, 단말이 상향링크로 전송한 베어러2(1631)의 데이터를 소형 기지국(1628)과 매크로 기지국(1627)의 무선자원을 이용하여 수신할 수 있으며, 이때 게이트웨이(1626)로 전달하기 위한 데이터의 순서열 조합 기능은 매크로 기지국(1627)의 PDCP 계층(1636)에서 수행할 수 있다. RLC 계층의 재전송은 초기 전송 실패를 인지한 기지국에서 해당 데이터에 대한 재전송을 요청하고 복수연결 단말은 해당 기지국으로 재전송 데이터를 전송한다. 즉, 베어러2 서비스에 대하여, 매크로 기지국(1627)에서 데이터의 수신 실패를 인지한 경우에는 매크로 기지국(1627)의 RLC 계층(1637)에서 재전송을 위한 ARQ 기능을 수행하며, 소형 기지국(1628)에서 실패를 인지한 경우에는 소형 기지국(1628)의 RLC 계층(1639)에서 재전송을 위한 ARQ 기능을 수행한다.
베어러2의 데이터를 수신한 소형 기지국(1628)은 매크로 기지국(1627)과의 Xs 인터페이스(1632)를 이용하여 매크로 기지국(1627)을 경유하여 게이트웨이(1626)로 해당 데이터를 전달할 수 있다.
제4 방안은 베어러2(1646)의 서비스를 매크로 기지국(1642)과 소형 기지국(1643)의 RLC 기능을 분리하여 수행하는 프로토콜 구조이다.
즉, 매크로 기지국(1642)의 RLC 계층(1652)이 M-RLC 기능을 수행하며, 소형 기지국(1643)의 RLC 계층(1654)이 s-RLC 기능을 수행한다.
제3 방안과 같이 제4 방안에서 매크로 기지국(1642)의 PDCP 계층(1651)은 베어러2(1646) 서비스 제공을 위하여 매크로 기지국(1642)과 소형 기지국(1643) 모두를 위한 PDCP 기능을 수행하며, MAC 계층(1653, 1455)의 기능은 독립적으로 수행한다.
즉, 베어러2(1646) 서비스는 매크로 기지국(1642)의 PDCP(1651), RLC(1652), MAC(1653) 그리고 소형 기지국(1643)의 RLC(1654), MAC(1655) 기능들을 이용하여 복수연결 단말에게 서비스를 제공한다.
따라서, 복수의 베어러 중 하나의 베어러인 베어러2(1646)의 데이터는 매크로 기지국(1642)과 소형 기지국(1643) 모두의 하향링크 및 상향링크의 무선자원을 이용하여 복수연결 단말에게 송수신할 수 있다.
복수연결 단말에서 해당 데이터의 순서열 조합(예를 들어, in-sequence delivery 또는 re-ordering) 기능은 단말의 PDCP 계층에서 수행할 수 있다. 또한, 단말이 상향링크로 전송한 베어러2(1646)의 데이터를 소형 기지국(1643)과 매크로 기지국(1642)의 무선자원을 이용하여 수신할 수 있으며, 이때 게이트웨이(1641)로 전달하기 위한 데이터의 순서열 조합 기능은 매크로 기지국(1642)의 PDCP 계층(1651)에서 수행할 수 있다.
매크로 기지국(1642)과 소형 기지국(1643)의 RLC 기능 분리 정도에 따라 각 기지국의 재전송을 위한 ARQ 동작을 포함한 RLC 기능이 달라질 수 있다. 따라서, 베어러2 서비스를 위한 재전송 기능을 제3 방안과 같이 기지국별로 수행할 수도 있고, 소형 기지국(1643)에서의 재전송 동작을 제한하여 동작할 수도 있다.
제4 방안에서 베어러2(1646) 서비스를 위하여 s-RLC 기능을 수행하는 소형 기지국(1643)의 RLC 계층(1654)를 없애고 매크로 기지국(1642)의 RLC 계층(1652)이 소형 기지국(1643)을 위한 RLC 기능을 수행하는 방법도 가능하다. 즉, 베어러2 서비스를 위하여 매크로 기지국(1642)과 소형 기지국(1643)은 MAC 계층(1653, 1455)의 기능만을 독립적으로 수행하고, 소형 기지국(1643)을 위한 PDCP와 RLC 기능은 매크로 기지국(1642)의 PDCP 계층(1651)과 RLC(1652) 계층에서 수행하는 방법을 적용할 수 있다. 이 경우에는 ARQ 재전송 기능을 매크로 기지국(1642)의 RLC(1652)에서 수행하며, 초기 전송이 실패하는 경우에는 매크로 기지국(1642) 또는 소형 기지국(1643) 중에서 무선자원 이용이 가능한 곳을 선택하여 전송할 수 있다.
상기에 설명한 바와 같이 도 16c의 제3 방안은 동일한 베어러2 서비스에 대해 매크로 기지국과 소형 기지국 모두를 이용하여 서비스를 제공하는 구조이며, 도 16a의 제1 방안은 매크로 기지국(1602)만을 이용하여 베어러1의 데이터 송수신을 수행하고, 베어러2(1606)는 소형 기지국(1603)만을 이용하여 데이터 송수신을 수행한다. 그러나, 제1 방안은 기존의 기지국 기능을 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있으나, 소형 기지국(1603)과 매크로 기지국(1602)이 게이트웨이(1601)와 S1 인터페이스(1604)를 각각 설정하고, PDCP 기능을 독립적으로 수행하여 암호화 기능이 독립적으로 수행하여야 하는 단점이 존재한다. 그러나 제3 방안은 매크로 기지국(1627)만 게이트웨이(1626)와 S1 인터페이스(1629)를 유지하고 하나의 PDCP 기능만을 수행하지만, 동일한 베어러2 서비스를 매크로 기지국(1627)과 소형 기지국(1628)에서 모두 전송하기 때문에 RLC 계층(1637, 1439)과 MAC 계층(1638, 1440)의 기능은 독립적으로 수행하여 자원할당 및 관련 제어 정보(BSR, PHR) 송수신이 복잡한 단점이 존재한다.
제1 방안과 제3 방안의 장점만을 취하는 방법으로 사용자 평면 무선 프로토콜을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 제3 방안과 같이 매크로 기지국(1627)만 게이트웨이(1626)와 S1 인터페이스(1629)를 유지하고 하나의 PDCP 기능만을 수행하며, 베어러2 서비스를 위한 데이터 패킷을 임의의 시간에 매크로 기지국(1627) 또는 소형 기지국(1628)을 이용하여 복수연결 단말과 송수신하도록 제어하는 방법이다.
즉, 복수연결을 위하여 설정한 매크로 기지국과 소형 기지국의 부하상태, 무선채널 환경, 단말 능력(capability) 등을 고려하여 일정 시간 구간 동안에는 베어러2 서비스를 매크로 기지국에서 제공하고 해당 시간 구간이 종료하면, 매크로 기지국과 소형 기지국의 부하상태, 무선채널 환경, 단말 능력(capability) 등을 고려하여 소형 기지국에서 베어러 서비스2를 제공하도록 할 수 있다. 이와 같은 방법을 적용하면, 복수연결 단말이라 하더라도 임의의 시간에서는 하나의 베어러가 단 하나의 기지국을 통하여 서비스를 제공하므로 RLC 계층, MAC 계층의 기능을 독립적으로 수행하는데 따른 자원할당 및 관련 제어 정보(BSR, PHR) 송수신의 복잡도를 낮출 수 있다. 이와 같이, 일정한 시간 구간 동안에 매크로 기지국 또는 소형 기지국만을 이용하여 복수연결 서비스를 제공하기 위한 시간 구간(예를 들어, 복수연결 eNB 동작 구간)은 수백 ms 내지 수십 초 주기로 설정할 수 있으며, 복수연결을 통하여 제공하는 서비스의 속성을 고려하여 설정할 수 있다. 복수연결 eNB 동작 구간 파라미터는 복수연결 설정 단계에서 설정하거나 또는 복수연결 서비스 제공 중에 정적(static)인 방법으로 변경할 수 있도록 제어할 수 있다.
■ 빈번한 핸드오버로 인한 네트워크로의 경로전환(path switch) 시그날링 증가 문제 해결 방법
빈번한 핸드오버로 인한 네트워크 레벨의 시그날링 오버헤드 감소를 위하여 복수연결 기능과 함께 상기에서 설명한 C/U-plane 분리 기술의 적용을 고려할 수 있다.
도 17은 핸드오버 수행 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
복수연결 기능을 이용하여 단말이 매크로 기지국과 소형 기지국에 동시에 연결을 유지하면서 이동하고 있는 경우, 도 17에 예시한 바와 같이 매크로 기지국(1701, 1705)과 로컬 레이어의 소형 기지국(1702, 1703, 1704)간의 핸드오버 절차에 복수연결 기능을 이용할 수 있다.
즉, 복수연결 기능을 이용하여 매크로 기지국1(1701)과 매크로 기지국2(1705)간에만 핸드오버 절차를 수행하고, 매크로 기지국과 소형 기지국들간(1702, 1703, 1704)에는 복수연결 기능을 적용하여 핸드오버 절차가 아닌 다른 절차 예를 들어, 연결 재설정, 또는 복수 연결을 위한 소형 기지국 추가/삭제/변경 절차 등의 핸드오버 절차보다는 간소화된 절차를 적용할 수도 있다.
이를 위하여 로컬 레이어의 소형 기지국1(1702)과 소형 기지국2(1703)간의 이동 시에는 핸드오버가 아닌 복수연결을 위한 소형 기지국 추가 및 삭제 기능을 적용하여 핸드오버를 위해 필요한 네트워크 레벨의 패스 스위칭 및 시그날링 오버헤드를 감소할 수 있다.
만약 복수연결 기능을 지원하지 않는 단말의 경우에는, 매크로 기지국2(1705)와 로컬 레이어의 소형 기지국3(1704)간의 이동에서도 핸드오버 절차가 필요할 수도 있다.
사용자 단말(1706)은 매크로 기지국1(1701)에서 연결을 설정하고 이동하던 중에 소형 기지국1(1702)의 채널품질이 좋은 것을 확인하면 이를 매크로 기지국1(1701)에 보고하여 핸드오버가 아닌 복수연결 기능을 이용하여 소형 기지국1(1702)과 연결을 추가로 설정함으로써, 매크로 기지국1(1701) 및 소형 기지국1(1702)과 동시에 연결을 설정한다.
이후, 계속 이동하던 사용자 단말(1706)은 소형 기지국1(1702)보다 좋은 채널 상황을 갖는 소형 기지국2(1703)를 발견하면, 복수 연결을 위한 소형 기지국 추가 및 삭제 기능을 적용하여 매크로 기지국1(1701)과 연결은 유지한 상태에서 소형 기지국1(1702) 연결을 해제하고 소형 기지국2(1703)를 추가할 수 있다.
그리고, 사용자 단말(1706)이 소형 기지국2(1703)와의 연결을 유지할 수 없는 영역으로 이동한 경우, 사용자 단말(1706)은 매크로 기지국1(1701)과의 연결만을 유지하고 소형 기지국2(1703)와의 연결을 해제하여 복수연결 기능을 종료한다.
이동하는 사용자 단말(1706)은 매크로 기지국1(1701) 보다 좋은 채널 상황을 갖는 매크로 기지국2(1705)를 발견하면, 핸드오버 절차에 따라 매크로 기지국1(1701)에서 매크로 기지국2(1705)로의 핸드오버를 수행한다.
매크로 기지국2(1705)와의 연결을 유지하고 있는 사용자 단말(1706)이 좋은 채널 상황을 갖는 소형 기지국3(1704)을 발견하면, 사용자 단말(1706)은 복수연결 기능을 이용하여 소형 기지국3(1704)과 연결을 추가하여 매크로 기지국2(1705) 및 소형 기지국3(1704)과 동시에 연결을 설정한다.
사용자 단말(1706)이 소형 기지국3(1704)의 서비스 영역을 벗어나서 채널품질이 나빠지는 경우, 사용자 단말(1706)은 소형 기지국3(1704)과의 연결을 해제하여 복수연결 기능을 종료하고, 매크로 기지국2(1705)와의 연결만을 유지한다. 단, 상기의 설명에서 매크로 기지국1(1701)과 매크로 기지국2(1705)와의 핸드오버 영역(1707)에 소형 기지국이 존재하는 경우에는 해당 소형 기지국과 매크로 기지국간의 복수연결 설정을 유지한 상황에서 매크로 기지국간의 핸드오버 절차를 수행할 수도 있다.
기존의 이동성 관리 이벤트에서는 단말이 측정한 새로운 셀 또는 인접 셀의 수신신호(예를 들어, RSRP, RSRQ)와 이동성 관리 이벤트의 임계값을 비교한 후, 비교 결과에 따라 이동성 제어 절차 수행 여부를 결정한다.
기존의 이동성 관리 방법에서, 기존의 단일연결(single connection)의 경우에 상기 임계값은 서빙셀을 기준으로 정해졌다. 또는, CA 환경에서는 PCell(Primary Cell) 또는 SCell(Secondary Cell)을 기준으로 임계값이 정해졌다. 이 경우에는 모든 셀을 매크로 셀에 준하여 적용하여, SCell의 수신신호가 PCell의 수신신호보다 좋아서 이벤트(예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 Event A3) 조건을 만족하면 해당 SCell을 PCell로 변경하고, 기존의 PCell을 SCell로 변경하거나 연결을 해제하는 핸드오버 절차를 수행하였다.
그러나, 복수연결 설정을 유지하고 있는 단말이 이동하는 경우에는 추가적인 고려가 필요하다. 즉, 단말이 측정한 셀의 수신신호가 매크로 셀의 수신신호보다 좋아서 핸드오버 이벤트를 만족한 경우에도, 측정한 셀이 소형 기지국이라면 복수연결 단말의 매크로 기지국 연결을 해제하고 새로운 셀로 핸드오버를 수행할 수는 없다. 따라서, 측정대상이 소형 기지국인지 또는 매크로 기지국인지에 따라 핸드오버를 트리거링하는 A3 이벤트 만족 여부를 판단하는 기준이 달라야 한다.
이를 위하여 도 3b에 도시한 무선 프로토콜 구조 방안 2의 경우에도 매크로 기지국의 M-RRC에서 이동성 관리를 위한 측정 및 보고를 설정하고 관련 제어 메시지를 생성하여야 한다. 이때 관련 설정을 위한 제어 메시지에 새로운 필드(예를 들어 'celltype', 파라미터 값이 '1'이면 매크로 셀, '0'이면 소형 셀)를 추가하거나 기존의 필드를 이용(예를 들어 measId를 매크로 셀과 소형셀로 구분하여 운용)하여 해당 셀의 형태(매크로 셀 또는 소형 셀 여부)를 구분할 수 있도록 하는 방법이 사용 가능하다.
상기한 바와 같은 정보를 이용하여, 단말이 측정결과 보고(measurement report) 메시지 전송을 통하여 핸드오버를 트리거링 하는 상황인지, 단순 측정결과를 보고하는 상황인지, 또는 복수연결중인 소형 셀의 추가/변경/해제를 트리거링 하는 상황인지를 판단하도록 제어할 수 있다.
또 다른 방법으로는 물리계층 셀 식별자(PCI: Physical Cell Identifier), 시스템 정보내의 고유한 셀 식별자(CGI) 등의 셀 식별자를 매크로 셀과 소형셀을 구분하여 할당하는 방법, 또는 별도의 방법으로 단말이 주변 셀이 매크로 셀 또는 소형 셀인가를 인지할 수 있도록 제어할 수도 있다.
단말은 주기적 또는 이벤트 발생시에 측정 결과를 기지국으로 보고한다. 여기서, 단말이 이벤트에 따라 측정 결과를 보고하는 경우에는 특정 상황을 만족하는 이벤트가 발생하고 TTT(Time To Trigger) 타이머의 종료 이후에 측정 결과를 보고할 수 있다. 이러한 TTT 타이머는 핸드오버를 트리거링하는 A3 이벤트가 발생하는 즉시 측정결과를 보고하여 잦은 핸드오버에 따른 핑퐁 현상 또는 핸드오버 실패를 방지하기 위한 것이다.
그러나, 복수연결 설정을 유지하고 있는 단말에 대하여는 이러한 TTT 타이머를 포함한 핸드오버 트리거링 및 수행을 위한 파라미터 값 적용에 특별한 고려가 필요하다.
즉, 복수연결 설정을 유지하고 있는 단말이 측정을 수행한 결과로 인접 셀 또는 새로운 셀이 현재의 PCell인 매크로 셀보다 좋아서 핸드오버를 트리거링하는 A3 이벤트를 만족한 경우에도, 해당 인접 셀 또는 새로운 셀이 매크로 셀 인지 또는 소형 셀인지에 따라 TTT 타이머를 포함한 관련 파라미터를 달리 적용할 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 TTT 타이머를 운용하는 방법으로, 복수연결 기능 지원(또는 HetNet 기능 지원)을 위하여 두 개의 TTT 타이머를 운용할 수 있다.
TTT 타이머 중에서 하나(TTT_scell)는 상대적으로 짧은 TTT 타이머 값으로 설정하여 소형 셀의 추가/변경/삭제를 위하여 적용하고, 다른 하나(TTT_pcell)는 상대적으로 긴 TTT 타이머 값으로 설정하여 매크로 셀의 핸드오버 트리거링을 위하여 적용할 수 있다.
만일 이동성 관리를 위한 측정 이벤트를 만족하는 인접 셀 또는 새로운 셀이 소형 셀인 경우에는 짧은 TTT_scell 타이머를 이용하여 단말이 측정 결과를 보고하도록 하며, 이벤트를 만족하는 인접 셀 또는 새로운 셀이 매크로 셀인 경우에는 TTT_pcell 타이머를 적용하여 단말이 측정 결과를 보고하도록 제어할 수 있다. 따라서, 측정 결과 이벤트를 만족하는 인접 셀 또는 새로운 셀이 매크로 셀이고 A3 이벤트를 만족한 경우에 기지국은 매크로 셀간 핸드오버를 수행하는 연결 재설정 제어 메시지를 단말에 전송하여 단말이 핸드오버 절차를 수행하도록 할 수 있다.
만약, 측정 결과 이벤트를 만족하는 인접 셀 또는 새로운 셀이 소형 셀이고 A3 이벤트를 만족한 경우라 하더라도, 기지국은 매크로 셀간 핸드오버를 수행하는 연결 재설정 제어 메시지가 아니라 복수연결 설정에 있어서의 소형 셀 추가/변경을 지시하는 제어 메시지를 단말에 전송하여 단말이 복수연결 설정을 위한 관련 제어 절차를 수행할 수 있다.
상기에서 설명한 TTT 타이머뿐 아니라, CA 환경에서 SCell 관리를 위한 A6 이벤트와 같이 소형 셀을 이용한 복수연결 기능의 지원을 위하여 소형 셀 관리를 위한 별도의 이벤트를 설정하거나 또는 복수연결 기능 지원을 위하여 각 이벤트 별 임계값을 별도로 정의하거나 또는 RLF(Radio Link Fail) 보고, HOF(Handover Fail) 보고 등을 위하여 별도의 파라미터를 설정하여 운용할 수도 있다.
■ 하나 이상의 기지국의 무선자원을 이용한 사용자 전송속도 향상 방법
패킷 기반 이동통신 시스템인 3GPP LTE 시스템에서 동일한 기지국(eNB) 내에서는 기존의 CA 기능 또는 이상적 백홀(ideal backhaul)로 연결된 RRH을 이용하여 복수 개의 서빙셀을 운용함으로써 사용자의 전송속도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 동일한 기지국의 의미는 기지국 내의 복수 개의 셀들이 동일한 RRC 기능(function)으로부터 영역내의 단말들에 대한 연결 설정 및 관리, 무선자원할당, 측정 설정 및 보고, 이동성 기능 등의 제어 및 관리를 받는 환경을 의미한다.
그러나, 동일한 기지국내에서 매크로 셀과 소형 셀이 제한적 백홀로 연결되었거나, 다른 기지국에 속한 매크로 기지국과 소형 기지국을 이용하여 사용자의 전송속도를 높이는 것은 기존의 LTE 시스템에서는 불가능하며 소형 기지국 기반의 복수연결 등과 같은 새로운 기능의 도입이 필요하다.
도 18은 소형 기지국을 이용한 로컬 접속 이동망에서 소형 기지국이 매크로 기지국의 경계에 위치한 경우를 예시한 것이다.
도 18에 도시한 바와 같이, 매크로 기지국 경계에 위치한 소형 기지국 내(영역 A)의 사용자 전송속도를 높이기 위해서는 서로 다른 기지국 환경에서의 복수연결 기능 지원을 고려해야 한다.
즉, 영역 A(1804)에 위치한 단말(1805)은 매크로 기지국1(1801)에 속한 소형 기지국(1803)과 매크로 기지국2(1802)간의 복수연결 기능을 지원해야만 인접한 소형 기지국(1803)을 이용하여 기존의 CA 또는 CoMP 기능으로는 지원할 수 없는 높은 QoS의 서비스를 제공받을 수 있다.
■ 복수연결을 위한 시스템 정보 전달 방법
복수연결 단말은 복수연결 설정 과정에서 단일연결을 유지했던 기지국이 아닌 복수연결 설정을 위해 연결이 추가로 설정된 매크로 기지국 또는 소형 기지국의 시스템 정보를 전용 제어 메시지로 전달받거나, 복수연결 설정 과정에서 해당 기지국의 방송채널(Broadcasting channel) 상의 시스템 정보를 획득하도록 제어할 수 있다.
복수연결 설정 완료 이후에 복수연결을 유지하고 있는 기지국(들)의 시스템 정보가 변경된 경우, 해당 기지국의 시스템 정보(System information)의 일부 또는 전체를 해당 단말에게 전용 제어 메시지를 통하여 전송할 수 있다. 여기서, 시스템 정보의 일부를 전송하는 경우에는 변경된 정보만을 전송하거나, 변경되지 않은 정보에 대한 목록을 전송하여 단말로 하여금 방송되는 시스템 정보를 수신하도록 제어할 수 있다. 이와 같이 변경된 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block)만을 전송하거나 또는 변경되지 않은 SIB 정보를 전송할 때 시스템 정보를 구성하는 시스템 정보 블록들을 비트맵으로 구성하여 특정한 SIB 정보의 변경 여부를 표시할 수 있다. SIB 정보의 변경 여부를 알리는 정보는 시스템 정보 블록의 스케줄링 정보를 전송하는 SIB1으로 전송하거나 또는 별도의 시스템 정보 전송용 자원을 이용하여 전송할 수 있다. 또는 기지국이 P-RNTI(Paging-RNTI)를 이용하여 페이징 채널(paging channel)로 전송하는 시스템 정보 변경 메시지와 함께 비트맵 정보 등을 이용하여 특정한 SIB 정보의 변경 여부에 대한 정보를 전송할 수 있다.
또한, 복수연결 단말은 소형 기지국의 변경된 시스템 정보를 전용 제어 메시지가 아니라, 기지국이 P-RNTI를 이용하여 셀 전체의 단말들을 대상으로 전송하는 페이징 채널상의 시스템 정보 변경 정보를 통해 획득하고, 기지국이 방송채널로 셀 전체에 전송하는 시스템 정보를 수신하도록 제어할 수 있다. 이때 시스템 정보에 변경된 특정 시스템 정보를 표시하여 단말이 변경된 시스템 정보만을 선택적으로 수신하도록 제어할 수 있으며, 변경된 특정 시스템 정보 블록의 표시는 비트맵 형태로 표현할 수 있다. 단, 매크로 기지국의 변경된 시스템 정보는 전용 제어 메시지를 이용하여 전송할 수 있으며, 변경된 시스템 정보 블록만을 선택적으로 전송할 수도 있다.
복수연결 기능 지원을 위한 시스템 정보 전달의 또 다른 방법으로, 복수연결 대상 기지국들의 시스템 정보에서 공통(common)된 시스템 정보 블록(또는 시스템 정보내의 파라미터) 또는 복수연결 기능 지원을 위한 필수적인 시스템 정보 파라미터들만으로 별도의 시스템 정보 블록 또는 시스템 정보 메시지를 구성할 수 있다. 기지국은 복수연결 기능 지원하기 위한 별도의 시스템 정보(또는 시스템 정보 블록 또는 시스템 정보 메시지)를 구성한 후, 전용 제어 메시지를 이용하여 단말에게 전송할 수 있다. 또한, 복수연결을 위한 시스템 정보(또는 시스템 정보 블록, 또는 시스템 정보 메시지)를 구성하는 파라미터의 전체 또는 일부가 변경된 경우에는 변경된 시스템 정보 파라미터들만으로 제어 메시지를 구성하거나 또는 전체 메시지를 재구성하여 복수연결 단말에게 전용 제어 메시지를 통하여 전송할 수 있다.
단말은 공통 시스템 정보 또는 복수연결을 위해 필수적인 시스템 정보 파라미터들만으로 구성한 별도의 시스템 정보 블록 또는 시스템 정보 메시지를 수신하면, 다른 시스템 정보 블록 또는 시스템 정보 메시지들은 기지국이 방송채널을 이용하여 전송하는 시스템 정보 블록으로부터 획득한다. 여기서, 단말이 전용 메시지를 이용하여 수신한 시스템 정보가 방송채널을 이용하여 수신한 시스템 정보보다 높은 우선순위를 가지도록 구성할 수 있다. 단, 단말이 시스템 정보 변경을 알리는 제어 메시지 또는 페이징 채널 메시지를 수신한 경우에는 방송채널 또는 전용 제어 메시지 등을 이용하여 시스템 정보를 갱신하여야 한다.
또 다른 방법으로 상기에 설명한 바와 같이 복수연결 기능을 지원하는 기지국이 시스템 정보의 전체 또는 일부의 변경 사실을 통보하면, 복수연결 단말은 자신에게 필요한 정보만을 선택하여 기지국에게 통보하고, 복수연결 기지국들은 단말이 요청한 시스템 정보만으로 제어 메시지를 구성한 후 상기 제어 메시지를 전용 제어 메시지를 통하여 단말에게 전송하는 방법을 사용할 수 있다.
즉, 기지국은 상기에서 설명한 변경된 시스템 정보만을 별도로 알리거나 비트맵 파라미터를 이용하여 변경된 시스템 정보를 표시하여 단말에게 알릴 수 있다. 이와 같은 방법으로 시스템 정보의 전체 또는 일부가 변경된 사실을 인지한 복수연결 단말은, 변경된 시스템 정보 중에서 자신에게 필요한 시스템 정보만을 선택하여 해당 시스템 정보를 전송해줄 것을 기지국에게 요청할 수 있다. 이와 같이 필요한 시스템 정보를 요청하는 제어 메시지는 MAC 계층 제어 메시지 또는 RRC 계층 제어 메시지의 형태로 구성하여 매크로 기지국 또는 소형 기지국에게 전송할 수 있다. 특별한 경우에는 물리계층 인디케이션 채널 또는 물리계층 제어 채널의 특별한 필드를 이용하여 시스템 정보를 요청할 수 있다.
단말로부터 시스템 정보의 전체 또는 일부에 대한 전송을 요청받은 복수연결 기지국은 해당 시스템 정보를 구성한 후 전용 제어 메시지를 통하여 단말에게 전송한다.
복수연결 단말은 자신이 요청하여 기지국으로부터 수신한 변경된 시스템 정보를 이용하여 저장된 시스템 정보를 갱신하고 필요한 파라미터 설정 및 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 복수연결 기능을 지원하고 있는 기지국(또는 셀)의 시스템 정보 중에서 물리채널 설정을 포함한 기지국(또는 셀)의 무선 자원 설정에 대한 시스템 정보, 동일 주파수 및 인접 주파수의 셀들에 대한 셀 재선정(cell re-selection)에 대한 시스템 정보, 동일 주파수의 인접 셀 목록 정보(예를 들어, 액세스를 제한하는 셀들의 목록 정보(blacklist) 또는 액세스 가능한 셀들의 목록 정보(whitelist) 등), WLAN 등과 같은 비인가 주파수 대역(예를 들어, ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역)을 이용하는 이종 시스템(inter-RAT system)에 대한 시스템 정보, 또는 MBMS 및 ETWS(Earthquake and Tsunami Warning System), CMAS(Commercial Mobile Alert Service) 등에 대한 시스템 정보 중에서 일부가 변경된 경우에, 복수연결 기지국은 이들 중에서 변경된 정보가 있음을 단말에게 통보할 수 있다. 복수연결 단말은 기지국으로부터 상기한 바와 같은 시스템 변경 정보를 수신하면 자신에게 필요한 시스템 정보만을 선택적으로 기지국에 요청하여, 기지국으로부터 전용 제어 메시지를 통하여 해당 시스템 정보를 수신하고, 수신한 시스템 정보에 기초하여 시스템 정보를 갱신하는 방법을 적용할 수 있다. 특히, WLAN 등의 비인가 주파수 대역에 존재하는 시스템에 대한 정보를 별도로 구성하여 전달하는 경우에는 시스템 정보 변경에 대한 기지국의 통보가 없는 경우에도 단말이 해당 시스템 정보만을 선택적으로 요청하여 전달받을 수 있도록 제어할 수 있다.
< NCT(New Carrier Type) 셀을 위한 제어채널 성능개선 및 접속제어 >
3GPP LTE 시스템은 기본적으로 다양한 시스템 대역폭(bandwidth)을 지원하는 대역폭 비례성(scalability) 특징을 가진다. 또한, LTE 시스템에서는 이러한 특징을 이용하여 시스템의 전송속도를 향상시키기 위하여 하나의 단말이 복수개의 셀(cell)과의 패킷 데이터를 교환할 수 있는 CA 기능을 도입하였다.
LTE 시스템에서는 셀의 신호 세기 및 품질을 추정하기 위한 공통(common) 신호인 물리 채널상의 CRS를 이용한다. 그러나, 단말이 패킷 데이터를 수신하기 위해서는 CRS 이외에도 데이터 심볼들을 수신하기 위한 별도의 RS(Reference Signal)들이 요구되었다. 이에 따라, 3GPP LTE 규격 Release-10 이후에는 단말마다 특화한 DM-RS(UE-specific Reference Signal)와, 채널 상태 추정을 위한 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal)를 도입하여, CRS 전송을 위해 점유하는 무선자원에 비하여 CRS의 효율성이 반감되었고, 비효율성이 존재하게 되었다.
따라서, 소형 기지국의 계층셀 환경에서 주파수 효율(spectral efficiency)과 에너지 효율을 개선하기 위하여 기존 단말과 호환 기능이 없는(non-backward compatible) NCT(New Carrier Type) 기술 도입을 고려할 수 있다.
도 19는 NCT 셀을 이용한 로컬 접속 이동망 구성의 일 예를 나타낸다.
NCT(New Carrier Type) 셀을 이용한 로컬 접속 이동망 구성은 도 19에 보인 바와 같이, 연관(associated) 셀을 이용하여 제어 시그날링이 가능한 비자립형(non-standalone) NCT 셀(1905, 1908)과 연관(associated) 셀을 이용하지 않고 독립적으로 운용 가능한 자립형(standalone) NCT 셀(1906, 1907)을 이용하여 구성할 수 있다.
비자립형 NCT 셀은 도 19의 non-standalone NCT#2(1908)와 같이 연관(associated) 셀로 매크로 기지국(1904)을 이용하거나 또는 non-standalone NCT#1(1905)과 같이 소형 기지국을 연관(associated) 셀로 설정하여 운용할 수 있다. 즉, 소형 기지국(1905)은 CC1을 이용하여 소형 기지국으로 동작하며 CC11을 이용하여 non-standalone NCT#1을 구성한 셀을 의미한다.
또한, standalone NCT 셀은 S-GW(1901)와 S1 인터페이스를 갖고 있는 셀과 매크로 기지국(1904)을 통하여 S-GW(1901)와 연결이 가능한 형태로 로컬 접속 이동망을 구성할 수 있다. 즉, standalone NCT#2 셀(1906)과 같이 S-GW(1901)과 물리적으로 비이상적인 백홀(1902)을 통하여 연결될 수도 있지만, standalone NCT#1 셀(1907)과 같이 S-GW(1901)와 S1 인터페이스를 갖고 있는 셀과 매크로 기지국(1904)과의 제한적인 백홀(1910) 연결을 통하여 망을 구성할 수도 있다.
물론, standalone NCT#2 셀(1906)과 매크로 기지국(1904)은 연결(1909)을 이용하여 필요한 인터페이스를 구성할 수도 있다. 도 19에서 연결(1909) 및 연결(1910)은 이상적 백홀, 비이상적인 백홀 뿐만 아니라 무선주파수를 이용한 무선채널로 구성될 수 있다.
■ NCT 셀 적용 시나리오
NCT 셀을 이용한 로컬 접속 이동망의 구성은 도 19에 예시한 바와 같이 연관(associated) 셀을 이용하여 제어 시그날링을 수행하는 비자립형(non-standalone) NCT 셀과, 연관(associated) 셀 없이 독립적으로 운용 가능한 자립형(standalone) NCT 셀로 구분하여 고려할 수 있다.
NCT 셀에 적용되는 주파수는 기존의 주파수뿐만 아니라 새로운 주파수 대역으로 운영할 수 있다.
연관(associated) 셀을 이용하는 비자립형(non-standalone) NCT 셀은 매크로 기지국 또는 소형 기지국으로 동작 가능하며, MBSFN 서브프레임의 형태로 동작하여 MBMS 서비스 또는 유니캐스트 서비스의 효율 개선을 목적으로 운영할 수 있다.
비자립형(non-standalone) NCT 셀에서 시스템 정보, 페이징 정보 등은 연관(associated) 셀을 통하여 수신하며, NCT 셀의 ePDCCH(enhanced PDCCH) 또는 연관(associated) 셀의 PDCCH를 통한 크로스 스케줄링을 통하여 하향링크 상의 서비스를 제공할 수 있다. 상향링크는 연관(associated) 셀을 이용하여 서비스를 제공받을 수 있다.
● NCT 매크로 기지국: 실외 셀(유니캐스트 서비스 제공)
- MBMS 서비스 제공 시에는 associated 셀을 통하여 관련 시그날링 수행
□ Associated UL : counting 및 Indication 전송
□ Associated DL : MBMS SIB 변경 및 세션 시작 통보
● NCT 소형 기지국: 실내/실외 셀(유니캐스트 서비스 제공)
자립형(standalone) NCT 셀은 연관(associated) 셀 없이 독립적으로 서비스를 제공하며, ePDCCH, ePHICH(enhanced PHICH) 등의 새로운 제어 채널 구성을 통해 향상된 시스템 성능을 제공할 수 있고 소형 기지국의 디스커버리 신호를 효율적으로 도입할 수 있다.
● NCT 매크로 기지국: 실외 셀(MBMS 서비스 제공)
● NCT 소형 기지국: 실내 셀
■ 물리계층 채널 구성
매크로 NCT 셀은 기존 셀과 동일하게 PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal)를 전송할 수 있다. 매크로 NCT 셀에서 감소된(reduced) CRS를 도입하는 경우, 이들 신호들을 이용하여 동기 설정 및 트래킹 절차를 적용할 수 있으나, 기존 단말들의 셀 탐색 절차 중에 NCT 셀로의 캠핑 시도를 차단하기 위한 효율적인 방법이 요구된다.
또한, 소형 NCT 셀은 기존 방식의 PSS/SSS를 전송하는 경우에는 매크로 기지국의 간섭으로 동기 신호 검출이 어려울 수 있다. 비자립형(non-standalone) NCT 셀은 호환 가능한 연관(associated) 셀을 이용하여 동기 설정 및 트래킹 절차를 적용할 수 있지만, 자립형(standalone) NCT 셀은 PCI(Physical Cell Identity) 할당, PCI 획득 물리채널, 그리고 개선된 PSS/SSS 운용 방안이 함께 요구된다.
■ 하향링크 채널 구성
NCT 셀을 위한 하향링크 제어 채널은 ePDCCH로 전송하는 물리계층 제어 채널 외에 다음의 제어 채널 또는 시그날링 방법 등을 고려할 수 있다.
● 시스템 정보 전송(Standalone NCT 셀만 해당)
- MIB(Master Information Block) 전송: 기존과 동일
- SIB 전송: 기존과 동일
□ 단, co-channel 경우에는 매크로 셀 간섭 고려 필요
● 동기 채널(PSS/SSS) 구성(Standalone NCT 셀 우선)
- 기존과 동일한 PSS/SSS 방식 적용 가능, 단 위치만 변경하여 적용 가능
□ 매크로셀 간섭 고려 필요
□ PSS/SSS가 없는 경우: 새로운 PCI 획득 물리채널 또는 임의의 물리채널(예: reduces CRS)과의 매핑규칙 도입(사전 인지)
- Non-standalone 셀인 경우, 동기채널(synch channel) 없이 운용 가능
● H-ARQ ACK/NACK 정보를 전송하는 ePHICH 구성
- 효율적인 HARQ 동작을 위하여 도입 필요
● NCT 셀을 위한 associated 셀의 RA 할당 및 관련 정보는 associated 셀의 SIB으로 전달
- NCT 셀을 위한 별도의 SIB 도입 또는 SIB2에 새로운 필드 추가
● PDCCH 없는 subframe을 위한 고려
- PRB 매핑 방법
- Reduced CRS, CSI-RS, DM-RS 자원의 할당 방법
- PCFICH = 0 설정 변경
□ 현재: 캐리어 상의 서브프레임이 PDSCH를 지원하지 않음
(Subframes on a carrier not supporting PDSCH)
□ 변경: NCT 셀에 대한 설명 추가
□ 또는 SIB1 정보 내에 표시
■ 자립형(Standalone) NCT 셀을 위한 접속 제어 방법
자립형 NCT 셀을 위해서는 앞에서 설명한 동기 채널(PSS/SSS 등), 최소한의 시스템 정보(예를 들어 MIB, SIB1/SIB2) 등이 전송되어 연관(associated) 셀의 도움 없이 하향링크 물리계층 동기 및 시스템 대역폭, 셀 식별자, 임의접속 자원을 포함한 물리계층 채널 설정 등에 필요한 최소한 정보를 단말이 획득할 수 있어야 한다.
또한, 단말이 NCT 셀을 발견하거나 이동성 관리를 위한 측정 수행에서 reduced CRS 측정만으로 충분하지 않은 경우에는, 필요하면 추가적인 RS 도입 또는 RS 전송의 수정 등이 요구된다. 그리고, 개선된 제어채널인 ePDCCH 도입이 NCT 셀 환경에 어떤 영향을 주는가에 대한 분석도 필요하다. 예를 들어 SIB1/SIB2 전송 자원, 페이징 정보를 전송하는 자원 및 RA 응답 메시지를 전송하는 자원에 대한 스케줄링 방안의 개선이 요구된다.
■ 공통 탐색 영역(Common search space) 구성
NCT 셀의 물리계층 제어 채널은 ePDCCH를 이용하는 것으로 가정하고 있으나, 현재까지의 ePDCCH는 랜덤 액세스(RA: Random Access), 페이징 및 시스템 정보 수신을 위한 공통 탐색 공간(common search space)에 대한 고려가 배제되어 있다.
따라서, 단말이 다음과 같은 메시지를 수신하기 위한 공통 탐색 공간에 대한 설계가 요구된다.
● NCT 셀로의 RA 절차를 수행할 때 RA 응답 메시지 수신
● NCT 셀로부터의 페이징 정보 수신
● NCT 셀의 SIB1 정보를 포함한 시스템 정보 블록 수신
NCT 셀의 특별한 형태로 비인가 주파수 대역을 사용하는 LTE 기반 시스템 또는 WLAN 시스템을 고려할 수 있다. 예를 들어, 비인가 주파수 대역의 LTE 기반 시스템(U-LTE: Unlicensed-LTE)의 노드(예를 들면, 기지국, 셀, 새로운 형태의 AP(Access Point))에서는 무선자원 할당을 위한 스케줄링 정보 등을 전송하지 않을 수 있다. 그리고 U-LTE 노드의 무선자원 할당 정보는 연관 셀인 LTE 기지국(셀)에서 기존의 크로스 스케줄링 기법을 적용하여 전송하는 방법이 가능하다. 이 경우 단말은 연관 셀인 LTE 셀로부터 물리계층 제어채널 또는 물리계층 공유채널을 통하여 U-LTE 노드가 전송하는 무선자원에 대한 할당 정보를 수신할 수 있다.
■ 복수연결 설정에서 PHR(Power Headroom Report) 및 BSR(Buffer Status Report) 보고 방법
기지국과 연결을 유지하고 있는 단말은 단말의 최대전송전력과 상향링크 전송을 위한 송신전력 설정을 위하여 기지국으로 Power Headroom 정보를 보고한다. 또한 단말은 상향링크의 스케줄링을 위하여 단말의 버퍼 상태 정보를 기지국으로 보고한다. 이러한 보고 정보들은 MAC 제어 메시지(control PDU)로 구성하여 전송할 수 있다.
도 20은 복수연결을 위한 PHR 및 BSR 보고를 위한 MAC 제어 메시지의 구성 예를 나타낸다.
도 20에 나타낸 바와 같이, MAC 메시지는 MAC 헤더(2001)와 MAC 페이로드(payload)(2002)로 구성된다.
MAC 헤더(2001)은 복수의 MAC 부헤더(sub-header)(2007, 2008, 2009 등)로 구성될 수 있다. MAC 페이로드(2002)는 MAC 제어 메시지(2003, 2004), MAC SDU(2005) 및 패딩(2009) 등으로 구성될 수 있다.
PHR 또는 BSR 정보 등은 MAC 제어 메시지(2003, 2004) 등으로 구성될 수 있고, MAC 부헤더(2007 또는 2008) 등의 LCID(Logical Channel Identifier)를 통하여 해당 MAC 제어 메시지가 PHR 인지, BSR 인지 또는 다른 MAC 제어 메시지 인지를 구분할 수 있다.
버퍼 상태 보고는 연결 설정 또는 재설정 제어 메시지를 통하여 설정된 논리채널설정(예를 들어, LTE 시스템의 LogicalChannelConfig 메시지)에 따라 특정 LCG(Logical Channel Group) 그룹에 대한 버퍼 상태를 보고하는 경우에는, 도 20의 BSR type1(2019)과 같이 해당 LCG ID와 버퍼 크기를 MAC 제어 메시지로 구성하여 전송할 수 있다. 또는, 현재 단말에 하나 이상의 LCG가 설정된 경우에는 모든 LCG에 대한 버퍼 상태를 보고하기 위하여 도 20의 BSR type2(2020)와 같이 MAC 제어 메시지로 구성하여 전송할 수 있다.
LCG 구분을 위한 LCG ID와 관련하여, 복수연결의 설정 또는 재설정을 할 때 LCG ID를 매크로 기지국에서만 설정하도록 제한할 수 있다. 또한, 복수연결 설정에서 LCG는 해당 LCG를 특정 기지국에서만 제공하는 경우에 단말이 이를 인지할 수 있도록, 복수연결의 설정 또는 재설정을 위한 제어 메시지 내에 LCG ID와 제공하는 기지국을 알 수 있도록 관련 제어 정보를 포함하거나 또는 별도의 제어 메시지를 통하여 단말에게 통보할 수 있다.
그러나 복수연결이 설정된 경우에는 제어 메시지에 전송 주체에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3a의 무선 프로토콜 구조 방안 1과 같이 RRC 기능이 매크로 기지국에 있고 모든 RRC 제어 메시지를 매크로 기지국의 RRC 기능이 생성하여 전송하는 경우에는, 상기의 설명과 같이 단말이 하나의 LCG(Logical Channel Group)에 대하여 도 19의 BSR type1(2019)으로 보고하거나 또는 BSR type2(2020)의 MAC 제어 메시지 구성을 이용하여 LCG 그룹마다 버퍼 상태를 보고할 수 있다.
그러나 매크로 기지국과 소형 기지국이 제공하는 서비스 속성이 다른 경우, 즉, 특정 서비스(예를 들어, 실시간 서비스)는 매크로 기지국만을 이용하여 제공하고 각 기지국이 별도의 스케줄링 기능을 제공하는 경우에는 버퍼 상태 보고 방법이 달라져야 한다. 예를 들어, 복수연결을 설정한 단말이 3개의 LCG 그룹 LCG0, LCG1, LCG2이 설정되어 있고, 실시간 서비스는 LCG1이며, LCG2 서비스는 소형 기지국에서만 서비스하는 경우를 고려할 수 있다. 이 경우에 매크로 기지국으로 전송하는 버퍼 상태 정보에는 LCG1 정보가 포함되어야 하며 LCG2 정보는 필요 없다. 그리고 소형 기지국으로 전송하는 버퍼 상태 정보에는 LCG1 정보가 필요 없으며, LCG2에 대한 정보는 포함되어야 한다. 따라서, 도 20의 BSR type1을 이용하여 단말이 버퍼 상태를 보고하는 경우에는 문제가 없다. 그러나, BSR type2의 형태를 이용하여 단말이 버퍼 상태를 보고하는 경우에는, 매크로 기지국으로 전송하는 BSR 정보는 LCG2에 대한 버퍼 상태 정보인 BSR type2의 Buffer Size#2 정보 없이 전송한다는 것을 단말과 매크로 기지국간에 명시적 또는 묵시적으로 인지할 필요가 있다. 그리고 소형 기지국으로 전송하는 BSR 정보는 LCG1에 대한 버퍼 상태 정보인 BSR type2에서 Buffer Size#1 정보 없이 전송한다는 것을 단말과 매크로 기지국간에 명시적 또는 묵시적으로 인지할 필요가 있다.
또한, 도 3b 무선 프로토콜 구조 방안 2와 같이 RRC 기능이 매크로 기지국의 M-RRC와 소형 기지국의 s-RRC로 구분되어 있고, s-RRC에서 별도의 논리채널설정(LogicalChannelConfig) 제어 메시지를 이용하여 서비스 제공을 위한 논리채널 설정이 가능한 경우에는, 상기 논리채널설정(LogicalChannelConfig) 제어 메시지내의 상향링크 논리채널에 대한 LCG 구성을 포함한 설정 정보가 M-RRC와 s-RRC가 구분할 수 있도록 설정되어야 한다. 또한, 상기 설정 정보를 단말에서 구분하여 관리하여야 한다. 따라서, 상향링크 논리채널 구성 정보는 매크로 기지국과 소형 기지국에 따라 서로 다른 논리채널 구성을 가질 수 있고, LCG 구성이 달라질 수 있다. 이 경우에는 도 20의 BSR 전송을 위한 MAC 제어 메시지 구성을 이용하는 경우에도, 단말은 매크로 기지국 또는 소형 기지국으로 전송하는 MAC 제어 메시지를 각각 구분하여 생성하여 전송해야 한다. 이를 위하여 MAC 제어 메시지를 위한 MAC 부헤더의 LCID를 매크로 기지국과 소형 기지국을 구분할 수 있도록 할당할 수 있다.
그러나 도 3b의 방안 2의 경우에도 상향링크 논리채널 설정은 매크로 기지국의 M-RRC에서만 설정하고, 소형 기지국의 s-RRC는 M-RRC가 설정한 상향링크 논리채널 설정을 준용하여 소형 기지국이 스케줄링 동작만을 수행하는 경우에는, 상기 방안 1의 방법에서 설명한 바와 같이 BSR type1을 이용하여 특정 LCG ID에 대한 버퍼 상태 정보를 보고 받거나 또는 BSR type2를 이용하여 소형 기지국에서 제어하는 논리채널들에 대한 버퍼 상태 정보를 보고받을 수 있다. 이 경우 BSR type2에서 버퍼 상태 정보는 BSR size#0, BSR size#1, BSR size#2, BSR size#3의 모든 정보를 포함하는 것이 아니라, 단말이 버퍼 상태 정보를 매크로 기지국으로 전송하는 것인지 또는 소형 기지국으로 전송하는 것인지에 따라 BSR size#0, BSR size#2, BSR size#3, 또는 BSR size#0, BSR size#1, BSR size#3 등의 형태로 BSR type2를 구성하는 것을 허용할 수 있다. 또는 BSR type2에서 버퍼 상태 정보는 BSR size#0, BSR size#1, BSR size#2, BSR size#3의 모든 정보를 이용하여 구성하고 필요 없는 LCG(상기의 예에서 BSR size#1 또는 BSR size#2)에 대한 버퍼 크기를 '0'으로 설정하여 전송할 수도 있다.
복수연결 설정에서의 버퍼 상태 보고를 제어하기 위한 다른 방법으로, MAC 기능 동작을 위한 파라미터 설정용 제어 메시지(예를 들어, LTE 시스템의 MAC-MainConfig 메시지)를 통하여 버퍼 상태 보고를 위한 타이머 값(예를 들어, periodicBSR-Timer, retxBSR-Timer 등)들을 복수연결 시에는 매크로 기지국과 소형 기지국으로 구분하여 설정하거나 또는 서비스 속성에 따라 구분하여 설정할 수도 있다.
또 다른 방법으로 단말이 주기적이거나 또는 정규(regular) 버퍼 상태 보고는 BSR type2를 이용하여 매크로 기지국 또는 소형 기지국으로 보고하도록 할 수 있다. 그리고 단말이 비주기 또는 수시로 보고하는 버퍼 상태 보고(예를 들어, LTE 시스템의 패딩 BSR)는 BSR type1으로 한정하여 해당 서비스의 스케줄링을 담당하는 특정 기지국(매크로 기지국 또는 소형 기지국 중 하나의 기지국)에만 보고하도록 제어할 수도 있다.
임의의 시간 내에서 불필요하게 잦은 BSR 정보 전송을 제한하기 위하여 사용하는 타이머(예를 들어, sr-ProhibitTimer)는 복수연결 설정을 유지하는 셀마다 독립적으로 운용하거나 또는 복수연결 설정 시에 매크로 기지국 또는 소형 기지국의 타이머(sr-ProhibitTimer) 값을 '0'으로 설정하여 운용할 수 있다.
즉, 기지국이 서로 다른 LCG의 서비스를 제공하는 경우, 단말은 매크로 기지국으로 LCG1에 대한 BSR을 전송하고 소형 기지국으로 LCG2에 대한 BSR 정보를 전송할 수 있다. 이때, 복수연결 설정 시에 설정된 하나의 sr-ProhibitTimer 값을 공통으로 적용한다면, 해당 타이머가 종료할 때까지 LCG2에 대한 BSR 정보를 소형 기지국으로 전송할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서, BSR 정보 전송을 제한하기 위하여 사용하는 타이머(예를 들어, sr-ProhibitTimer)는 복수연결 설정을 유지하는 셀마다 독립적으로 운용하거나 또는 복수연결 설정 시에 매크로 기지국 또는 소형 기지국의 타이머(sr-ProhibitTimer) 값을 '0'으로 설정하여 운용하거나 또는 서비스 속성에 따라(예를 들어, LCG 단위)로 다른 타이머 값을 적용해야 한다.
상기에서 설명한 BSR 메시지 생성 및 보고는 논리채널(logical channel)의 우선순위(priority)에 따라 생성하고 보고할 수 있다.
즉, 이하에서 설명하는 복수연결 환경에서의 논리채널 설정을 위한 제어 메시지에 따른 우선순위에 기초하여 복수연결 기능을 지원하고 있는 기지국에 대해 단말은 BSR 메시지를 생성하고 전송할 수 있다. 예를 들어, 임의의 논리채널에 대한 우선순위가 매크로 기지국과 소형 기지국이 다른 경우에 단말이 기지국별로 다르게 설정된 논리채널 우선순위에 따라 BSR 메시지를 생성하고 전송하도록 제어할 수 있다.
복수연결 단말은 논리 채널에 대한 우선순위를 기본적으로 연결된 기지국 별로 관리한다. 즉, 매크로 기지국(또는 소형 기지국)을 통하여 서비스를 제공받는 논리채널들의 우선순위는 해당 기지국 내에서 유효하다. 따라서, 동일한 논리채널을 복수연결 기능을 이용하여 매크로 기지국과 소형 기지국 모두를 이용하여 서비스를 제공받는 경우, 단말은 매크로 기지국과 소형 기지국 각각에 속한 논리채널들을 고려하여 복수연결 서비스 중인 논리채널에 대한 우선순위를 기지국에 따라 독립적으로 다르게 설정하여 관리할 수 있다. 예를 들어, 복수연결 서비스 중인 임의의 논리채널의 우선순위가 매크로 기지국에서는 세 번째이더라도, 소형 기지국에서는 첫 번째이거나 또는 두 번째일 수 있다.
따라서, 복수연결을 이용하여 서비스를 제공하는 경우, 논리채널 설정을 위한 제어 메시지에 논리채널(들)의 priority, prioritisedBitRate, bucketSizeDuration 또는 logicalChannelGroup 파라미터들을 기지국별로 구분하여 설정할 수 있다. 여기서, priority 파라미터는 해당 논리채널의 우선순위 등급을 나타낸다. prioritisedBitRate 파라미터는 해당 논리채널의 우선순위에 따른 비트율을 나타내는 정보로, 단위시간당 전송되는 정보량(비트 또는 바이트 단위)을 나타낸다.
기지국 별로 논리채널 설정 제어 메시지를 구성하는 방법으로는 하나의 제어 메시지내에 priority, prioritisedBitRate, bucketSizeDuration 또는 logicalChannelGroup 파라미터들을 기지국별로 구분하여 설정하는 방법(예를 들어, IE(Information Element) 또는 필드를 구분하는 방법)을 사용할 수 있다. 또는 priority, prioritisedBitRate, bucketSizeDuration 또는 logicalChannelGroup 파라미터들을 포함하는 별도의 제어 메시지를 기지국별로 각각 구성하는 방법을 사용할 수 있다.
도 21은 전용 무선자원 설정을 위한 제어 메시지 'RadioResourceConfigDedicated'의 일 예를 나타낸 것이다.
도 21에 예시한 바와 같이, 전용 무선자원 설정을 위한 제어 메시지 'RadioResourceConfigDedicated'내의 'logicalChannelConfig' IE를 매크로 기지국과 소형 기지국으로 구분하여 설정할 수 있다.
도 21에 예시한 메시지 구성에서 'logicalChannelConfig_MeNB_DC'는 복수연결 중에 매크로 기지국을 위한 논리채널 구성 정보 요소를 의미하여, 'logicalChannelConfig_SeNB_DC'는 복수연결 중에 소형 기지국을 위한 논리채널 구성 정보 요소를 의미한다.
도 22는 전용 무선자원 설정을 위한 제어 메시지 내의 'logicalChannelConfig IE'의 일 예를 나타낸 것이다.
복수연결 기능을 위하여 기지국별로 논리채널 설정 파라미터를 구분하기 위한 방법의 예로 도 22에 도시한 바와 같이 logicalChannelConfig IE 내의 파라미터를 매크로 기지국과 소형 기지국으로 구분하는 방법을 사용할 수 있다.
도 22에 예시한 바와 같이, 상향링크 파라미터 'ul-SpecificParameters'를 구성하는 하부 파라미터들의 일부 또는 전체를 선택적으로 매크로 기지국 파라미터(예를 들어, priority_MeNB_DC, prioritisedBitRate_MeNB_DC, logicalChannelGroup_MeNB_DC) 또는 소형 기지국 파라미터(예를 들어, priority_SeNB_DC, prioritisedBitRate_SeNB_DC, logicalChannelGroup_SeNB_DC)로 구분하여 설정할 수 있다.
또는, logicalChannelConfig IE 내의 상향링크 파라미터 'ul-SpecificParameters'를 매크로 기지국(예를 들어, ul-SpecificParameters_MeNB_DC) 또는 소형 기지국(예를 들어, ul-SpecificParameters_SeNB_DC)으로 구분하여 제어 메시지를 구성할 수도 있다.
또 다른 방법으로는 논리채널 설정을 위한 제어 메시지의 구성을 단순화하기 위하여 하나의 논리채널 설정 제어 메시지 내에 논리채널(들)의 priority, prioritisedBitRate, bucketSizeDuration 또는 logicalChannelGroup 파라미터들을 기지국 구분 없이 구성하여 단말에게 전송하는 방법을 사용할 수 있다. 이 경우, 단말은 해당 기지국을 통하여 제공되는 서비스만을 대상으로 묵시적(implicit) 방법에 따라 논리채널의 우선순위를 재조정(re-arrange)하여 기지국별로 다른 우선순위를 적용할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국으로는 데이터 베어러(DRB) LCH#1, LCH#2이 제공되고, 소형 기지국으로는 복수연결 기능을 이용하여 데이터 베어러(DRB) LCH#2이 제공되는 경우, 논리채널 설정을 위한 제어 메시지의 구성에서 LCH#1의 우선순위는 '1'로, LCH#2의 우선순위는 '2'로 설정하여 하나의 제어 메시지로 구성하여 전송할 수 있다. 이 경우, 단말은 상기 논리채널 설정을 위한 단일 제어 메시지를 수신하고, 수신한 제어 메시지에 따라 매크로 기지국의 데이터 베어러에 대해서 LCH#1을 우선순위 '1', LCH#2를 우선순위 '2'로 적용하고 적용된 우선순위에 상응하여 동작한다. 그러나, 단말은 소형 기지국의 데이터 베어러에 대해서는 제어 메시지 내에 LCH#2가 우선순위 '2'로 설정되어 있어도 LCH#1의 서비스는 소형 기지국에서는 제공되지 않기 때문에 LCH#2를 실질적으로 우선순위 '1'로 적용하고 적용된 우선순위에 따라 동작할 수 있다.
매크로 기지국과 소형 기지국에서 복수연결이 설정된 단말에게 데이터를 효율적으로 전송할 수 있도록, 단말은 임의의 시간 동안 소형 기지국으로부터 수신한 데이터 크기(data volume)를 매크로 기지국으로 보고할 수 있다.
즉, 단말은 복수연결 설정 파라미터 또는 별도의 제어 메시지를 통하여 설정된 시간 동안 소형 기지국으로부터 수신한 데이터의 크기를 매크로 기지국으로 보고할 수 있다. 여기서, 단말은 설정된 파라미터에 따라 주기적 또는 비주기적으로 상기 데이터 크기를 매크로 기지국에 보고할 수 있다.
매크로 기지국은 단말로부터 상기 데이터 크기 정보를 수신하면, 해당 서비스(또는 베어러)를 위한 소형 기지국의 전송 버퍼 크기를 추정하고, 추정된 전송 버퍼 크기에 기초하여 소형 기지국으로 패킷 데이터 전달(data forwarding)을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 매크로 기지국과 소형 기지국간의 흐름제어를 위하여, 소형 기지국은 임의의 복수연결 단말을 위해 전송 버퍼에 남아있는 데이터의 크기에 대한 정보를 기지국간 인터페이스를 이용하여 매크로 기지국에 전달할 수도 있다.
그러나, 소형 기지국이 제한적 백홀을 이용하여 버퍼 전송 및 데이터 전달 요청 메시지를 매크로 기지국에 전송하고, 매크로 기지국이 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 소형 기지국에게 데이터 전달을 수행하는 경우, 제한적 백홀을 두 번 이용함으로 인한 지연이 존재한다.
따라서, 상기에 설명한 바와 같이 복수연결 단말이 단위 시간 동안에 소형 기지국으로부터 수신한 데이터의 크기 정보를 매크로 기지국으로 전달하면, 백홀을 이용함으로 인한 지연을 줄일 수 있다.
단말은 단위 시간 동안에 소형 기지국으로부터 수신한 데이터의 크기 정보를 BSR 정보와 함께 구성하여 매크로 기지국에 전송할 수 있다. 또는 단말은 상기 데이터 크기 정보를 별도의 MAC 제어 메시지의 형태 또는 RRC 제어 메시지의 형태로 매크로 기지국에게 보고할 수 있다.
매크로 기지국은 단말이 소형 기지국으로부터 수신한 데이터의 크기 정보를 보고하도록 제어하기 위한 파라미터 설정 정보를 MAC 제어 메시지의 형태 또는 RRC 제어 메시지의 형태로 구성한 후, 상기 제어 메시지를 복수연결 설정시 다른 제어 메시지와 함께 단말에 시그널링하거나 별도의 제어 메시지를 이용하여 단말에 시그널링 할 수 있다. 여기서, 상기 파라미터 설정 정보는 단위 시간, 보고 주기, 보고 조건 또는 수신한 데이터 크기(또는 범위)에 대한 설정 정보를 포함할 수 있다. 상기 단위 시간은 단말이 소형 기지국으로부터 수신한 데이터의 크기를 추정하는 구간을 의미한다.
흐름제어를 위하여 매크로 기지국에서는 항상 소형 기지국으로 전달되는 데이터를 보관할 수 있고, 소형 기지국 또는 단말로부터의 전송된 제어 정보를 통하여 해당 데이터의 수신 완료가 확인되면, 보관중인 데이터를 삭제하고 새로운 데이터를 소형 기지국으로 전달할 수 있다. 예를 들어, 소형 기지국이 단말에게 전송을 완료한 데이터에 대한 정보(예를 들어, 해당 베어러 패킷의 시퀀스 번호(SN: Sequence Number))를 매크로 기지국으로 전달하는 경우, 매크로 기지국은 소형 기지국으로부터 수신한 정보를 확인하여 저장 중인 데이터 중 확인한 정보에 해당하는 데이터를 삭제할 수 있다. 이후, 매크로 기지국은 복수연결을 이용하여 제공하는 서비스의 새로운 데이터를 소형 기지국으로 전달할 수 있다. 또는, 단말이 수신을 완료한 데이터 정보(예를 들어, 해당 베어러 패킷의 시퀀스 번호)를 매크로 기지국에 보고하는 경우, 매크로 기지국은 저장 중이던 데이터 중 단말로부터 보고된 데이터 수신 완료 정보에 해당하는 데이터를 삭제하고, 새로운 데이터를 소형 기지국으로 전달할 수 있다.
상기한 바와 같이 매크로 기지국, 소형 기지국 및 단말간의 제어 정보 교환에 기초하여 수행되는 흐름제어는 복수연결을 지원하고 있는 소형 기지국이 변경되는 경우에 필요하다. 예를 들어, 임의의 단말에게 복수연결 기능을 지원하고 있는 소형 기지국이 변경되는 경우, 소형 기지국 재설정 절차에서 서비스를 제공 중이던 소스 소형 기지국에 남아 있는 데이터를 새로 추가되는 타겟 소형 기지국 또는 매크로 기지국으로 포워딩하는 절차가 필요할 수 있다. 이때 불필요한 데이터 포워딩을 방지하기 위하여, 매크로 기지국은 흐름제어를 통하여 관리하고 있는 데이터 중에서 소형 기지국이 단말에게 전달을 완료한 데이터 또는 단말이 수신을 완료한 데이터를 제외한 데이터만을 소형 기지국으로 전달할 수 있다. 이와 같은 포워딩 절차를 통하여 복수연결 기능 지원을 위한 소형 기지국이 변경되는 경우에도 서비스의 연속성을 유지할 수 있다. 따라서, 복수연결 단말에 서비스를 제공하던 소형 기지국이 변경되는 경우에도 매크로 기지국은 상기 소형 기지국에 남아있는 데이터를 새로운 소형 기지국 또는 새로운 매크로 기지국으로 불필요하게 포워딩 하지 않을 수 있다.
한편 단말이 수신을 완료한 데이터 정보(예를 들어, 해당 베어러 패킷의 시퀀스 번호(SN))를 매크로 기지국에 보고하는 경우에도, 소형 기지국이 변경되면 매크로 기지국은 전술한 방법과 같이 데이터 포워딩을 수행함으로써 불필요한 데이터의 포워딩 없이 복수연결 기능을 효율적으로 제공할 수 있다.
파워 헤드룸 보고(PHR)는 단말이 단말의 최대 송신 전력(nominal maximum transmit power)과 연결된 각 셀의 UL-SCH 또는 PUCCH 채널의 추정 전력(estimated power)의 차이를 보고하는 것으로, 상향링크의 전력 제어를 위하여 사용된다.
파워 헤드룸 보고를 위하여, MAC 기능을 위한 파라미터 설정용 제어 메시지(예를 들어, LTE 시스템의 MAC-MainConfig 메시지)에 포함되는 phr-config 정보 내에 periodicPHR-Timer, prohibitPHR-Timer 및 dl-PathlossChange 정보들을 설정함으로써, 단말의 파워 헤드룸 보고와 관련된 파라미터를 설정할 수 있다.
일례로, 단말은 prohibitPHR-Timer가 종료되고 상향 링크로의 전송 기회가 있을 때, 'dl-PathlossChange' 값 보다 큰 경로 손실 변화가 발생하면 PHR MAC 제어 메시지를 서빙 셀로 전송할 수 있다. 여기서, 서빙 셀은 단말이 마지막으로 신호를 전송한 이후의 경로 손실 추정 기준이다.
복수연결 기능 지원을 위하여, 매크로 기지국과 소형 기지국의 송신 전력 차이에 대한 정보를 단말에게 전송하거나, 복수연결을 설정한 소형 기지국에 대한 하향링크 경로손실 설정을 위한 별도의 파라미터를 도입하여 단말이 서비스 영역의 크기가 다른 매크로 기지국과 소형 기지국을 고려하여 단말의 송신전력을 설정할 수 있도록 제어할 수 있다.
즉, 단말이 매크로 기지국으로 전송할 때와 소형 기지국으로 전송할 때의 경로손실이 다른 점을 고려하여 단말의 송신전력을 조절할 수 있도록 경로손실 추정 기준을 위한 정보를 매크로 기지국과 소형 기지국을 구분하여 제공하여야 한다.
복수연결 기능의 지원을 위해, 단말은 PHR 보고를 위한 MAC 제어 메시지를 매크로 기지국에 전송할 때와 소형 기지국에 전송할 때를 구분하여 생성하고, 해당 기지국으로 전송하도록 할 수 있다. 이 경우, 단말은 도 20에 나타낸 바와 같이 기존의 PHR(2010) 및 Extend PHR(2013) MAC 제어 메시지를 이용하여 PHR 정보를 해당 기지국에 보고할 수 있다.
■ 무선랜과 연동 방법(Inter-working WLAN)
무선랜 시스템을 이용하여 이동통신망의 데이터를 분산(off-loading)하는 것은 로컬 접속 이동망에서 중요한 구성 요소이다. 그러나 무선랜 시스템과 이동통신 시스템은 접속 방식, 무선자원 구조, 스케줄링 방식 등의 상이하기 때문에 상기 두 시스템간의 밀결합을 통한 서비스 연속성(seamless)을 확보하는 것은 한계가 있다.
상기한 문제를 해결하기 위한 방법의 하나로, 무선 접속망(RAN: Radio Access Network) 관점에서 일부 기능을 지원함으로써 무선랜 시스템과 이동통신 시스템이 보다 효율적으로 연동하도록 할 수 있다. 예를 들어, 단말이 무선랜의 AP(Access Point)를 탐색하는 절차를 개선하거나, 단말에 서비스 속성 정보를 전달함으로써 무선랜 시스템과 이동통신 시스템의 연동 성능을 개선할 수 있다.
무선랜과 이동통신 시스템을 모두 지원하는 단말의 경우, 단말이 무선랜의 AP 탐색에 제한을 두지 않으면 단말의 전력 소모가 커지게 된다. 이를 해결하기 위한 방법의 하나로 사용자가 단말의 WiFi 기능을 활성화한 경우에만 단말이 AP를 탐색하도록 하는 방법이 일반적으로 사용된다. 이와 같은 일반적인 방법에 추가하여 단말의 WiFi 기능이 활성화된 경우에도 별도의 타이머를 설정하여 단말이 주기적으로 AP를 탐색하거나, 이동통신 시스템에서 AP 정보를 단말에 제공하여 단말이 해당 AP 만을 탐색하는 방법을 적용할 수 있다.
도 23은 무선랜 시스템을 이용한 이동통신망의 데이터 분산 절차를 나타내는 순서도이다.
도 23을 참조하면, 이동통신 기지국(2302)은 시스템내의 무선랜(WLAN) AP(2330)와 제어 시그날링(2313)을 통하여 데이터 분산(off-loading), AP 탐색 또는 측정 등을 위한 정보를 교환하거나 또는 수집한다(S2314).
기지국(2302)은 제어할 수 있거나 연결 가능한 AP 정보(예를 들어, SSID(Service Set Identifier), WLAN 주파수 대역 정보, 위치 정보 등), AP 측정 관련 정보(예를 들어, AP 측정 임계값, 측정 주기 타이머 정보 등)를 시스템 정보를 이용하여 단말들(2310)에게 전송할 수 있다(S2301). 또는 기지국(2320)은 WLAN을 지원하는 단말들에게 별도의 전용(dedicated) 제어 메시지를 통하여 상기 AP 정보 및 AP 측정 관련 정보들을 단말들(2310)에게 전송할 수 있다(S2301).
단말의 무선랜 지원 여부를 나타내는 정보는 단말의 역량(capability) 관점에서 획득한 정보로, LTE 시스템의 FGI(Feature Group Indication) 정보를 이용하여 단말이 지원하는 WiFi(또는 WLAN) 기능 정보(예를 들어, WiFi version, WiFi 가용 주파수 대역, WiFi용 무선 역량 정보 등)을 이동 통신망에 전달할 수 있다. 단말의 무선랜 관련 FGI 정보는 단말이 이동 통신망에 등록(registration)할 때 보고하거나 또는 이동 통신망과 연결 설정 단계에서 이동 통신망으로 보고할 수 있다.
무선랜을 지원하는 단말(2310)은 무선랜 정보를 기지국(2320)에게 보고한다(S2302). 여기서, 단말의 무선랜 정보 보고는 사용자가 단말의 무선랜 사용을 의미하는 WiFi 활성화 또는 비활성화(즉, 무선랜 기능의 턴 온/오프)를 설정하였거나, 사용자가 단말의 사용자 인터페이스를 통하여 무선랜 아이콘을 클릭(또는 터치)하여 무선랜 AP 탐색을 시도하는 경우에, 이에 상응하는 제어 메시지를 생성하여 기지국(2320)에게 전송하는 것을 의미한다. 이와 같은 무선랜 정보 보고 절차를 통하여 단말(2310)은 단말의 무선랜 기능의 활성화 여부 또는 사용자의 무선랜 사용 의도 등을 기지국(2320)에게 알릴 수 있다. 단말(2310)이 기지국(2320)으로 전송하는 제어 메시지는, MAC 제어 메시지, RRC 제어 메시지 또는 상위 계층(예를 들어, NAS(Non-Access Stratum) 영역의 메시지 또는 응용 계층(application layer)의 메시지)등으로 구성할 수 있다. 또한, 단말(2310)이 단지 무선랜 활성화 여부에 대한 정보 또는 무선랜 탐색 시도만을 기지국(2320)에 알리는 경우에는, 단말(2310)이 이를 지시하는 인디케이션 비트 정보만 물리계층 제어채널의 필드에 포함시켜 전송하거나, MAC 또는 RRC 제어 메시지를 구성하는 필드 정보의 형태로 전송할 수도 있다.
한편, 도 23에 도시한 절차에서, 단계 S2302의 실행을 통하여 임의의 단말이 무선랜 AP 탐색 시도를 보고하는 경우에만 단계 S2301에서 설명한 기지국이 단말이 위치한 지역의 인접 AP 정보 또는 측정 관련 정보, 또는 NAS 영역에서 제공하는 ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function) 관련 정보 메시지 등을 해당 단말에게 전용 제어 메시지를 통하여 전송하도록 구성할 수도 있다. 즉, 도 23의 단계 S2301과 단계 S2302는 실행 순서가 바뀔 수도 있다. 도 23에서 단계 S2302가 단계 S2301보다 먼저 실행되는 경우, 단계 S2301에서 기지국(2320)은 단말(2310)에 시스템 정보를 전송하는 대신 별도의 제어 메시지를 통해 단말(2310)에 AP 정보 및 AP 측정 관련 정보를 전송할 수 있다.
또한, 기지국(2320)은 단계 S2302에서 임의의 단말이 무선랜 AP 탐색 시도를 지시하는 메시지를 보고받은 경우, 단계 S2314에서 실행되는 제어 시그널링을 통하여 해당 단말이 위치한 영역에서 기지국(2320)이 제어하거나 연결 가능한 무선랜 AP를 턴 온(turn-on) 및 활성화시킬 수 있다. 즉, 기지국(2320)은 단말이 현재 제공받고 있는 서비스 또는 새로 설정을 요청한 서비스 속성에 상응하여 무선랜을 통한 데이터 분산을 결정한 경우, 제어 시그널링(단계 S2314)을 통해 해당 단말 주변에서 이미 동작 중인 무선랜 AP 또는 제어 가능한 AP를 턴 온(turn-on) 및 활성화하여 해당 무선랜 AP를 통하여 단말에 서비스를 제공하는 데이터 분산을 수행할 수 있다.
한편, 단말 주변의 무선랜 AP(2330)은 제어 시그날링을 유지하고 있는 기지국(2320)의 요청이나 제어에 상응하여 턴 온/오프를 수행하거나, 네트워크의 OAM(Operations, Administration and Maintenance) 기능을 통한 제어에 따라 턴 온/오프를 수행할 수 있다.
무선 랜 AP(2330)은 턴 온 및 활성화되면 비콘 또는 광고(Advertisement) 정보를 단말에 전송한다(S2304).
단말(2310)은 기지국(2320)으로부터 수신한 AP 정보 또는 AP 측정 관련 정보(예를 들어, AP 측정 임계값, 측정 주기 타이머 정보 등)에 기초하여 주변의 무선랜 AP들에 대한 측정을 수행한다(S2305).
이후, 단말(2310)은 측정한 임의의 무선랜 AP에 대한 수신전력(예를 들어, RSSI(Received Signal Strength Indicator), SIR(Signal-to-Interference Ratio), EbNo(bit energy/noise power), RCPI(Receive Channel Power Indicator), RSNI(Receive Signal to Noise Indicator) 등)을 기지국으로 보고한다(S2306).
단계 S2306에서, 단말은 무선랜 AP의 수신전력이 AP 측정 임계값 보다 큰 경우에만 해당 AP 정보(예를 들어, SSID)와 측정 결과를 기지국(2320)에 보고할 수 있다.
한편, 기지국(2320)은 미리 설정한 시간이 종료할 때까지 단말(2310)로부터 측정 결과가 보고되지 않는 경우에는, 단말(2310)의 AP 수신전력이 AP 측정 임계값을 만족하지 못한 것으로 판단한다. 이 경우, 기지국(2320)은 단계 S2314의 제어 시그날링을 통하여 무선랜 AP(2330)에 송신전력의 조정을 요청할 수도 있고, 단말(2310)이 새로운 무선랜 AP를 측정하거나 탐색할 수 있도록 가능한 AP 정보(예를 들어, SSID, WLAN 주파수 대역 정보, 위치 정보 등), AP 측정 관련 정보(예를 들어, AP 측정 임계값, 측정 주기 타이머 정보 등)들을 단말(2310)에게 별도의 제어 시그날링을 통하여 전송할 수도 있다.
단계 S2305에서, 단말은 측정한 모든 무선랜 AP의 수신 전력이 측정 임계값을 만족하지 않는 경우, 기지국(2320)으로부터 수신한 AP 측정 관련 정보에 포함된 측정 주기 타이머를 설정하고 해당 타이머가 종료할 때까지 AP 측정 또는 탐색을 중지함으로써, 단말(2310)의 불필요한 소모 전력을 최소화할 수 있다.
기지국(2320)은 단말(2310)로부터 측정 결과 보고를 수신하면, 측정 결과에 따라 무선랜 AP를 이용한 데이터 분산 여부를 결정한 후(S2307), 데이터 분산과 관련된 정보를 무선랜 AP(2330)에 전달한다(S2308).
또한, 기지국(2320)은 단말(2310)에게 무선랜 AP(2330)를 이용한 데이터 분산 지시를 위한 제어 메시지를 전송한다(S2309). 여기서, 데이터 분산 지시를 위한 제어 메시지에는 해당 AP(SSID) 정보, 데이터 분산 대상 서비스 식별자 정보, 데이터 분산 시작 타이밍 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 분산 지시를 위한 제어 메시지는 데이터 분산을 거부하는 제어 정보를 포함할 수 있다.
단말(2310)은 기지국(2320)으로부터 데이터 분산을 지시하는 제어 메시지를 수신하면, 상기 제어 메시지 내에서 해당 AP(SSID) 정보, 데이터 분산 대상 서비스 식별자 정보, 데이터 분산 시작 타이밍 정보 등을 획득한다. 그리고, 단말(2310)은 획득한 정보에 기초하여 무선랜 AP를 통한 데이터 송수신을 시작한다(S2310).
단말(2310)은 상술한 바와 같은 데이터 분산 절차를 이용하여 무선랜 AP를 탐색하거나 측정을 수행함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 무선랜 AP 역시 상기 절차를 이용하여 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
기지국(2320)은 도 23에 도시한 무선랜 AP를 이용한 데이터 분산 기능의 사용 여부를 단말(2310)과 협의를 통해 결정할 수도 있다. 즉, 기지국(2320)은 단말(2310)에게 무선랜 AP를 이용한 데이터 분산 기능의 사용 여부를 요청(또는 확인)하는 제어 메시지를 전송할 수 있다. 또는 기지국(2320)은 시스템 정보를 이용하여 데이터 분산 기능의 지원 여부에 대한 보고를 요청하는 정보를 단말(2310)에 전송할 수도 있다. 또는 단말(2310)이 기지국(2320)과의 연결 설정 시에 데이터 분산 기능의 지원 여부에 대한 정보를 기지국(2320)에 전송하도록 하거나, 단말의 능력(capability) 정보(예를 들어, FGI) 정보를 이용하여 표시하도록 할 수 있다. 또는, 기지국(2320)으로부터 데이터 부산 기능의 사용 여부에 대한 요청(또는 확인)을 포함하는 제어 메시지를 수신한 단말(2310)이, 단말(2310) 또는 사용자의 선택(manual)에 따라 데이터 분산 기능의 사용 여부를 확인하는 제어 메시지를 기지국(2320)에 전송하는 절차를 데이터 분산 기능의 사용 여부를 결정할 수도 있다. 이와 같은 데이터 분산 기능의 사용 여부를 확인하는 절차는 단말(2310)이 먼저 기지국(2320)에게 요청하거나, 사전 설정정보를 이용하여 서비스를 요청하는 연결설정 단계에서 관련 정보를 전송하거나 또는 사용자의 선택(manual)에 따라 관련 정보를 전송할 수도 있다.
사용자 선택에 의한 데이터 분산 기능의 사용을 위해서는 단말의 디스플레이 수단을 통하여 다음과 같은 정보를 표시하고, 이에 대한 확인절차(예를 들어 해당 아이콘 클릭 또는 터치)를 통하여 관련 절차를 수행할 수 있다.
● 무선랜 AP를 이용한 데이터 분산 기능의 사용 여부를 확인하는 기지국의 요청(또는 확인) 정보
● 단말 주변에 사용 가능한 무선랜 AP의 존재 여부를 나타내는 정보
이동통신 시스템과 무선랜 시스템의 연동과 관련하여 상기에서 설명한 바와 같이, 기지국이 단말(또는 단말의 사용자)과 협의를 통하여 무선랜 AP를 통한 데이터 분산 여부를 결정하고, 해당 무선랜 AP를 이용하여 이동 통신망의 데이터를 분산하여 서비스를 제공할 수 있다.
즉, 단말이 무선랜 정보를 기지국에게 보고하거나, 사용자가 무선랜 사용을 의미하는 WiFi 활성화를 설정하였거나 단말의 사용자 인터페이스를 통해 무선랜의 사용을 선택하여 무선랜 AP 탐색 시도에 대한 제어 메시지를 단말이 기지국에 전송하는 경우, 도 23의 전체 절차 또는 일부 절차를 준용하여 무선랜 AP를 이용한 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 23의 단계 S2302에서 단말(2310)은 WLAN 탐색 시도뿐만 아니라, 단계 S2301 또는 별도의 방법으로 획득한 AP 정보를 이용하여 무선랜 AP로의 서비스 전환 또는 병행 서비스를 기지국(2320)에 요청할 수 있다. 이와 같이 단말(2310)이 단계 S2302에서 무선랜 AP로의 서비스 전환 또는 병행 서비스를 기지국(2320)에 요청하는 경우에, 단말(2310)은 획득한 AP 정보 예를 들어, SSID, AP 수신 신호 세기, 부하 상태 정보 등을 기지국(2320)에 보고할 수 있다. 기지국(2320)은 단계 S2302에서 단말(2310)로부터 무선랜 AP로의 서비스 전환 또는 병행 서비스를 요청 받는 경우, 단말의 요청 및 보고 받은 정보를 이용하여 무선랜 AP를 이용한 데이터 분산 여부를 결정하고, 단계 S2309의 AP를 이용한 데이터 분산 지시 메시지를 단말(2310)에게 전송할 수 있다.
기지국(또는 셀)에서 서비스 영역내의 단말들에 공통적으로 알리는 정보를 전송하는 시스템 정보를 구성하는 SIB(System Information Block)를 무선랜 관련 정보 및 관련 파라미터만을 전송하는 SIB(이하, 'WLAN SIB'로 지칭함) 정보로 구성할 수 있다. WLAN SIB 정보는 도 23의 단계 S2301에서 설명한 바와 같이 기지국이 제어할 수 있거나 또는 연결 가능한 AP 정보(예를 들어, SSID, 무선랜 주파수 대역 정보, 위치 정보 등), AP 측정 관련 정보(예를 들어, AP 측정 임계값, 측정 주기 타이머 정보 등)를 포함할 수 있다. WLAN SIB 정보는 기지국(또는 셀)의 서비스 영역내에 위치한 단말들에게 전송될 수 있다.
AP 정보는 하나 이상의 무선랜 AP들에 대한 목록(list)의 형태로 구성할 수 있고, 각 무선랜 AP에 대한 식별자 정보, 무선랜 AP의 주파수 대역 및 시스템 대역폭, 무선랜 AP의 지정학적 위치 정보 등을 포함할 수 있다. AP 식별자 정보는 AP를 구분하는 식별자로 SSID(Service Set Identifier), BSSID(Basic Service Set Identifier), HESSID(Homogeneous Extended Service Set Identifier) 등일 수 있다.
또한, 무선랜 AP의 주파수 대역 및 시스템 대역폭 정보는 AP 목록을 구성하는 각 무선랜 AP의 전송 주파수를 지시하는 정보와, 목록에 포함된 AP(들)이 지원하는 시스템 대역폭 또는 무선랜 규격 버전 정보 등을 포함할 수 있다. 무선랜 AP(들)의 지정학적 위치 정보는 단말의 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)를 위하여 제공하는 위치 정보 또는 단말의 위치를 추정하기 위하여 제공하는 정보를 의미한다.
AP 측정 관련 정보는 단말이 무선랜 AP로부터 서비스를 제공받거나 또는 데이터 분산을 위해 무선랜 AP로의 전환을 판단하기 위한 AP 측정에 대한 기준값으로, AP 수신전력에 대한 기준값(또는 임계값)일 수 있다. 예를 들어, 기지국은 AP 측정 관련 정보로 RSSI(Received Signal Strength Indicator), SIR(Signal-to-Interference Ratio), EbNo(bit energy/noise power), RCPI(Receive Channel Power Indicator), RSNI(Receive Signal to Noise Indicator) 기준값(또는 임계값)을 WLAN SIB를 통하여 단말에 제공할 수 있다. 단말은 필요한 경우에 WLAN SIB의 AP 목록에 있는 AP(들) 또는 기지국이 전용 제어 메시지를 통하여 설정한 측정 및 보고 파라미터에 포함된 AP(들)에 대하여 수신신호 전력을 측정하여 기지국으로 보고할 수 있다.
또한, WLAN SIB 정보는 기지국의 서비스 영역내에 위치한 AP(들)에 대한 부하 상태(load status) 정보를 전송할 수 있다. 여기서 AP(들)의 부하 상태 정보는 무선랜 시스템에서 AP가 비콘을 통하여 전송할 수 있는 부하 상태 정보이거나, 별도의 절차를 통하여 기지국(또는 셀)이 수집한 AP(들)에 대한 부하 상태 정보일 수 있다. 단말이 접속 가능한 AP(들)에 대한 부하 상태를 측정하기 위하여, 단말은 AP(들)에 대한 액세스를 시도하여 미리 설정된 시간 구간(또는 타이머)내에서 임의의 AP에 대한 액세스 성공율 또는 실패율에 대한 정보를 기지국(또는 셀)에게 보고할 수 있다. 또는 단말이 AP에 접속한 이후 미리 설정된 시간 구간(또는 타이머)내에서 해당 AP로부터 수신하거나 또는 AP로 전송한 데이터 량(또는 전송 속도), 데이터 재전송율, 무선자원 획득을 위한 CS(Carrier Sensing) 이후에 자원을 획득하기까지의 소요 시간 또는 자원획득이 필요한 시점에서부터 자원을 획득하기까지의 소요 시간 등을 측정하여 기지국(또는 셀)에게 보고할 수 있다.
기지국(또는 셀)은 WLAN SIB 정보의 변경에 대해, 기존의 시스템 정보 변경 통지 방법과 구분되는 별도의 절차를 이용하여 단말들에게 알릴 수 있다. 예를 들어, WLAN SIB 정보의 변경을 별도로 알리기 위해, 별도의 스케줄링 식별자(예를 들어, C-RNTI)중에서 특정한 스케줄링 식별자를 기지국(셀) 또는 시스템 차원에서 고정 할당할 수 있다. 이와 같이 고정 할당된 스케줄링 식별자(예를 들어, WLAN-RNTI)를 이용하여 WLAN SIB 정보의 변경을 기지국의 서비스 영역내의 단말들에게 통지할 수 있다.
단말은 WLAN 기능을 통하여 서비스를 제공 받고 있거나, WLAN 기능을 사용할 예정이거나, 또는 단말의 WLAN 기능을 활성화 상태로 설정한 경우, 기지국이 스케줄링 정보를 전달하는 자원 영역에서 WLAN-RNTI를 검출하면 WLAN SIB 정보를 수신하여 기존의 정보를 갱신하도록 할 수 있다.
반면에 단말이 WLAN 기능을 사용하지 않거나, WLAN 기능이 비활성화되어 있는 경우, 단말은 WLAN-RNTI 검출을 무시하거나, WLAN SIB 정보의 갱신 절차를 생략할 수도 있다.
또한 기지국은 기지국의 서비스 영역내에 위치한 무선랜 AP와 관련된 제어 메시지를 시스템 정보를 통한 전송 방법이 아닌 별도의 방법으로 구성할 수 있다. 즉, 기지국은 WLAN-RNTI를 이용하거나, 무선랜 시스템과의 연동을 위하여 추가로 스케줄링 식별자로 고정적으로 할당한 또 다른 WLAN-RNTI 식별자(예를 들어, WLAN-RNTI2)를 이용하여 상기 제어 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 WLAN-RNTI(또는 WLAN-RNTI2)를 이용하여 물리계층 제어 채널(PDCCH 또는 ePDCCH)로 스케줄링 정보를 전송할 수 있다. 그리고 기지국은 스케줄링 정보가 지시하는 변조 및/또는 부호화 방식 적용하고 물리계층공유채널(PDSCH)상의 무선자원을 통해 WLAN 시스템 또는 기지국 내의 AP 동작과 관련한 제어 메시지를 단말에 전송할 수 있다.
WLAN 시스템 또는 기지국의 서비스 영역내의 AP 동작을 위한 제어 메시지는, 상기에서 설명한 WLAN SIB 정보들을 이용하여 AP 목록의 형태로 구성할 수 있다. 따라서, AP 목록은 AP 정보(예를 들어, AP(들)에 대한 식별자 정보, WLAN AP의 주파수 대역 및 시스템 대역폭, AP의 지정학적 위치 정보 등), AP 측정 관련 정보(예를 들어, AP 측정 임계값, 측정 주기 타이머 정보 등), 또는 접속 가능한 AP(들)에 대한 부하 상태(load status) 등을 포함할 수 있다.
기지국은 필요한 경우에 전술한 제어 메시지를 WLAN-RNTI(또는 WLAN-RNTI2)가 아니라 임의의 단말에게 고유하게 할당한 스케줄링 식별자(예를 들어, C-RNTI)를 이용하여 전용 제어 메시지로 단말에게 전달할 수 있다. 또한, 기지국은 필요한 경우에 AP로의 데이터 분산을 위하여 전용 제어 메시지를 통하여 데이터 분산 대상 AP(off-loading target AP, 이하 '타겟 AP'라 지칭함)에 대한 자원할당 정보를 전송할 수 있다.
또한, 효율적인 데이터 분산 기능을 제공하기 위하여 기지국은 단말(들)의 측정 결과, 기지국(또는 셀)과 AP(들)간의 사전 협의, 또는 네트워크의 OAM 기능을 이용하여 타겟 AP를 선정할 수 있다. 이와 같이 선정한 타겟 AP와 기지국간의 정보 교환(또는 협의)을 통하여, 상기 타겟 AP는 데이터 분산 단말을 위한 AP 자원 할당 정보를 기지국으로 전달하고, 기지국은 전달받은 타겟 AP의 자원 할당 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 수신한 타겟 AP에 대한 자원 할당 정보를 이용하여 캐리어 센싱(CS) 등의 절차를 수행하지 않거나, 타겟 AP의 서비스 영역내의 다른 무선랜 장치와 비경쟁을 통한 캐리어 센싱(CS) 절차를 이용하여 할당받은 주파수 영역 및 시간 영역의 자원을 통하여 서비스를 제공받도록 할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, WLAN SIB 정보와 시스템 정보 전송 방법이 아닌 별도로 구성되어 전송하는 제어 메시지들인 AP 동작을 위한 제어 메시지들을 목록의 형태로 구성하는 경우, 목록의 순서가 AP(들)의 우선순위를 나타내거나, 부하상태 등을 고려한 접속이 용이한 순위(예를 들어, 오름 차순 또는 내림 차순) 등을 나타내도록 구성할 수 있다.
또한, 단말이 AP(들)에 대한 정보를 목록의 형태로 구성하여 보고하는 경우에 보고 제어 메시지에서 목록 내의 AP(들)의 순서가 단말이 선호하는 순위, 기지국이 지정한 순위, 또는 수신신호 세기에 따른 순위(예를 들어, 오름 차순 또는 내림 차순)를 나타내도록 구성할 수 있다.
상기한 바와는 달리 기지국은 단말 또는 사용자와 협의를 거치지 않고 무선랜 AP를 이용하여 서비스를 제공할 수도 있다.
즉, 기지국은 단말과 연결을 설정하여 서비스를 제공중이거나 서비스 제공을 위한 연결 설정 과정에서 임의의 서비스를 무선랜 AP를 이용하여 제공해야 할 필요성을 인지하고, 무선랜 AP를 이용하기로 결정한 경우에 해당 단말에게 도 23의 단계 S2301에서 무선랜 AP 정보를 단말에 제공하고, 단말이 무선랜 AP에 대한 측정 수행 및 측정 결과를 보고하도록 제어할 수 있다. 기지국은 단말이 측정한 결과에 기초하여 무선랜 AP를 이용하여 서비스 제공이 가능한가를 판단하고, 가능한 경우에 해당 무선랜 AP를 이용하여 서비스 제공한다. 이후, 기지국은 무선랜 AP를 이용한 서비스가 종료하였거나 더 이상 무선랜 AP를 이용하여 서비스를 제공할 필요가 없는 경우에는 무선랜 AP를 이용한 서비스를 종료할 수 있다.
이를 위하여 기지국은 해당 단말의 무선랜 기능이 비활성화(disable) 되어 있는 경우, 무선랜 기능을 활성화(enable)하도록 제어 메시지를 단말에 전송하여 단말의 무선랜 기능을 활성화할 수 있다. 기지국은 무선랜 AP를 이용하여 서비스를 제공하고 관련 서비스가 종료된 경우에는 해당 단말의 무선랜 기능을 비활성화하는 제어 메시지를 단말에 전송하여 단말이 무선랜 기능을 비활성화 하도록 제어할 수 있다. 기지국은 단말의 무선랜 기능을 활성화 또는 비활성화하기 위한 제어 메시지를 RRC 제어 메시지, MAC 제어 메시지 또는 물리계층 제어 메시지로 구성하여 단말에 전송할 수 있다. 또한, 단말의 무선랜 기능을 활성화 또는 비활성화 하기 위한 제어 메시지는 특정한 무선랜 시스템에 한정하여 활성화 또는 비활성화하거나, 무선랜 AP의 측정을 수행하는 것만으로 한정하여 활성화 또는 비활성화할 수 있다. 이와 같이 단말의 무선랜 기능을 활성화 또는 비활성화하기 위한 제어 메시지의 사용 목적은 단말의 불필요한 무선랜 AP 측정을 회피하도록 하여 단말의 소모 전력을 감소시키는 것이다.
단말은 기지국이 단말의 무선랜 기능을 활성화 또는 비활성화할 수 있는 수단 또는 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 기지국의 단말의 무선랜 기능 활성화 또는 비활성화 허용 여부의 설정을 사용자가 설정할 수 있도록 하거나, 단말이 이동 통신망에 최초 등록시 또는 서비스 가입시의 동의 여부, 단말의 능력(capability) 또는 설정 조건 등에 따라 기지국이 단말의 무선랜 기능 활성화 또는 비활성화를 허용하도록 제어할 수 있다.
상기의 무선랜 AP를 이용한 데이터 분산 기능은 LTE 시스템과 무선랜(또는 WiFi) 시스템간의 inter-RAT CA(Radio Access Technology Carrier Aggregation) 또는 무선자원집성(Radio Resource Aggregation) 기능으로 정의하여 운용할 수도 있다.
LTE 등과 같은 이동통신 시스템의 기지국과 무선랜 AP의 무선 자원을 유연(flexible)하게 집성(aggregation)하여 임의의 단말에게 제공하는 기능을 inter-RAT CA(또는 무선자원집성)로 정의할 수 있다. 이를 위하여 임의의 이동통신 기지국은 서비스 영역내의 무선랜 AP들과 도 23의 단계 S2314의 제어 시그날링을 수시로 유지하도록 하고, 관련 정보를 LTE 시스템에서 별도의 시스템 정보 블록(SIB)으로 구성하거나 또는 inter-RAT CA 관련 파라미터들을 SIB 정보내의 정보로 구성하여 단말에 전송할 수 있다. 이 경우에 단말이 해당 기지국과 연결을 설정하거나 또는 휴지 상태(idle state)에서 캠핑하는 경우에 무선랜 AP와의 inter-RAT CA 기능을 제공하는 기지국임을 인지하고, 연결을 설정하는 단계에서 무선랜 AP에 대한 측정 결과를 기지국에 보고하거나 또는 기지국의 측정 및 보고 동작을 위한 설정 파라미터에 따라 측정 결과를 보고함으로써 inter-RAT CA 기능을 이용하여 서비스를 제공받을 수 있다.
또한, inter-RAT CA 기능을 지원하기 위하여 무선랜 AP로부터 서비스를 제공받고 있는 단말이 이동통신 기지국의 수신품질(예를 들어, RSSI, RSRQ, RSRP, SIR, EbNo, EcNo, RSCP 등)을 측정하여 무선랜 AP에게 보고하도록 제어할 수 있다. 무선랜 AP는 단말로부터 보고받은 수신품질, 기지국 식별자 정보(예를 들어, PCI(Physical Cell Identifier), PLMN ID(Public Land Mobile Network Identifier), GCI(Global Cell Identifier) 등), 기지국의 주파수 대역(frequency band or carrier index), 빔포밍(beamforming)에 의한 빔 디렉션 식별자(beam direction index or identifier) 등의 정보를 제어 시그널링을 통하여 이동통신 기지국, 또는 무선랜 AP와 이동통신 기지국간의 inter-RAT CA 기능을 지원하는 엔터티(entity) 또는 기능(function) 블록에게 전달할 수 있다. 상기한 바와 같이 무선랜 AP를 통하여 수집된 이동통신 기지국 정보들을 이용하여 무선랜 AP로부터 서비스를 받고 있는 단말을 이동통신 기지국과 연결을 설정하도록 제어하여, 무선랜 AP와 이동통신 기지국의 자원을 집성하여 서비스를 제공하는 inter-RAT CA 기능을 사용하거나 또는 해당 단말에 대한 서비스 주체를 무선랜 AP로부터 이동통신 기지국으로 전환하여 서비스 연속성을 유지하도록 제어할 수 있다.
임의의 단말(들)에 대한 서비스를 Inter-RAT CA 기능을 이용하여 제공하거나 또는 무선랜 AP와 이동통신 기지국간의 연결 설정 전환을 위하여, 해당 단말(들)이 이동통신 기지국 또는 무선랜 AP에 대한 측정, 측정 결과 보고 등을 트리거하고 수행하도록 하는 조건(또는 이벤트)를 정의하고, 해당 조건(또는 이벤트)를 만족하는 경우에 단말이 이동통신 기지국 또는 무선랜 AP로 보고하도록 제어할 수 있다. 이와 같은 절차는 하기에서 설명되는 도 24의 절차를 준용할 수 있다.
도 24는 Inter-RAT CA 기능 지원을 위한 절차를 나타내는 순서도이다.
도 24를 참조하면, 단말(2410)은 휴지 상태(idle state)에서 이동통신 기지국(2420)에 캠핑(camping)하여 시스템 정보를 통하여 AP 정보, 측정 관련 정보 등을 수신할 수 있다(S2401).
또는 단말은 이동통신 기지국(2420)과 연결을 설정하여 데이터를 송신하거나 또는 수신할 수 있는 상태(예를 들어, LTE 시스템의 RRC connected 상태)에서 AP 정보 및 측정/보고 제어 파라미터를 설정하는 제어 메시지를 기지국(2420)으로부터 수신할 수 있다(S2402).
또한 단말(2410)은 무선랜 AP(2430)으로부터 서비스를 제공받지 않는 상태에서 무선랜 AP(2430)로부터 방송되는 비콘 또는 광고 정보를 이용하여 기지국 정보, 측정/보고 관련 정보를 수신할 수 있다(S2403).
또는 단말(2410)은 무선랜 AP(2430)와 연결을 설정하여 서비스를 제공받고 있는 상태에서 기지국 정보, 측정/보고 수행을 위한 제어 정보를 무선랜 AP(2430)로부터 수신할 수 있다(S2404).
Inter-RAT CA 기능을 이용하여 단말(2410)이 기지국(2420)과 무선랜 AP(2430)에 모두 연결을 유지하고 있는 상태가 아니면, 단말(2410)은 단계 S2402와 단계 S2404 중 하나의 절차만을 이용하여 무선랜 AP 또는 기지국 측정 및 보고를 위한 제어 메시지를 수신한다.
단말(2410)은 단계 S2401, S2402, S2403, 또는 S2404 중 하나 이상의 단계를 통하여 설정된 무선랜 AP(2430) 또는 기지국(2420)에 대한 측정 및 보고 파라미터들을 이용하여 무선랜 AP(2430) 또는 기지국(2420)에 대한 측정을 수행할 수 있다(S2405).
단말(2410)은 무선랜 AP(2430) 또는 기지국(2420)에 대한 측정 및 보고 파라미터들을 적용하여 조건 또는 이벤트를 만족하는 경우 주기적이거나 비주기적인 방법으로 측정 결과를 무선랜 AP(2430) 또는 기지국(2420)에게 보고할 수 있다(S2406). 단계 S2406 이전 또는 이후의 단계에서 사용자 또는 단말이 Inter-RAT CA 기능 지원 또는 Inter-RAT 전환을 요청하거나 또는 선호도(preference)를 나타내는 지시 정보를 별도의 제어 시그날링 메시지의 형태로 기지국(2420) 또는 무선랜 AP(2430)에 전송할 수도 있다. 이때의 제어 시그날링 메시지는 RRC 메시지, MAC 제어 PDU, 또는 물리계층 지시자 형태 중의 하나로 구성할 수 있으며, 이를 수신한 기지국(2420) 또는 무선랜 AP(2430) 등은 해당 요청 또는 선호도 정보를 고려하여 Inter-RAT CA 기능 지원 또는 Inter-RAT 전환 여부를 결정할 수 있다.
단말(2410)로부터 기지국(2420)에 대한 측정 결과를 보고받은 무선랜 AP(2430) 또는 단말(2410)로부터 무선랜 AP(2430)에 대한 측정 결과를 보고받은 기지국(2420)은 Inter-RAT CA 기능 적용을 판단하거나 또는 무선랜 AP(2430)와 기지국(2420)간의 서비스 연결 주체를 변경하는 Inter-RAT 전환(예를 들어, Inter-RAT간의 핸드오버 또는 스위칭 등의 서비스 연속성 유지를 위한 동작 절차) 여부를 판단한다(S2407). 만약, 이와 같은 Inter-RAT CA 기능 또는 Inter-RAT 전환을 제어하는 별도의 엔터티(entity) 또는 기능(function) 블록이 있다면, Inter-RAT CA 기능 적용 또는 Inter-RAT 전환을 요청할 수 있다.
그리고, 기지국(2420)과 무선랜 AP(2430)는 Inter-RAT CA 기능 또는 Inter-RAT 전환과 관련된 정보를 전달하거나 또는 교환하여 Inter-RAT CA 기능 적용 또는 Inter-RAT 전환을 준비한다(S2408).
이후, 기지국(2420) 또는 무선랜 AP(2430)는 결정된 Inter-RAT CA 기능 적용 또는 Inter-RAT 전환을 지시하거나 또는 거부하는 관련 제어 메시지를 단말에게 전송한다(S2409).
Inter-RAT 전환을 지시하는 제어 메시지를 수신한 단말(2410)은 기지국(2420)에서 무선랜 AP(2430)로 서비스 포인트를 전환하여 무선랜 AP(2430)와 연결을 유지하여 서비스를 제공을 수 있다(S2410).
또는 단말(2410)은 무선랜 AP(2430)에서 기지국(2410)으로 서비스 노드를 전환하여 기지국(2420)과 연결을 설정하여 서비스를 제공받을 수 있다(S2411).
한편, 단말(2410)은 Inter-RAT 전환을 거부하는 제어 메시지를 수신하면, 관련 타이머가 종료할 때까지 또는 새로운 이벤트가 발생할 때까지 Inter-RAT CA 기능 적용 또는 Inter-RAT 전환 없이 서비스를 제공받거나 또는 기지국(2420)과의 베어러 재설정을 요청할 수 있다.
만약, 단말(2410)이 Inter-RAT CA 기능 적용을 지시하는 제어 메시지를 수신하면, 단말(2410)은 무선랜 AP(2430) 및 기지국(2410) 모두와 연결을 설정하거나 유지하여 서비스를 제공받을 수 있다. 이와 같이 Inter-RAT CA 기능을 이용하여 단말(2410)이 기지국(2420)과 무선랜 AP(2430)로부터 서비스를 제공받는 경우에도, 제공 서비스의 종류, 형태, 또는 요구사항에 따라 기지국(2420) 또는 무선랜 AP(2430)로부터 제공받을 수 있는 서비스를 제한할 수 있다. 또한 단말(2410)이 기지국(2420) 및 무선랜 AP(2430)의 무선자원을 집성하여 서비스를 제공받는 경우, 자원할당을 위한 스케줄링 정보 및 피드백 정보 전송을 포함한 제어 정보 전송 채널을 기지국(2420) 및 무선랜 AP(2430)에 별도로 전송하거나 유지할 수 있다. 또한, 해당 스케줄링 정보 및 제어 채널에 대한 할당은 동적(dynamic) 할당뿐 만 아니라, 정적(static) 또는 반정적(semi-static) 할당 방법을 이용할 수 있다. 정적(또는 반정적) 할당 방법을 이용하는 경우, 기지국(2420) 또는 무선랜 AP(2430)의 무선자원의 일부를 예약(reserve) 할당하여 적용하는 방법을 사용할 수 있다. 즉, 기지국(2420) 또는 무선랜 AP(2430)의 무선자원을 이용하여 데이터를 전송하는 시기 또는 주기를 할당하거나 또는 특정한 주파수 대역(또는 서브 캐리어(sub-carrier))만을 이용하여 할당할 수 있다.
도 23과 도 24에서 설명한 데이터 분산을 포함한 무선랜 AP와 기지국간의 연동(inter-operation) 또는 무선자원 집성(Inter-RAT radio resource aggregation)을 위한 기지국의 기능 즉, 연동 트리거링, 데이터 분산 여부 결정, 무선랜 AP 정보 제공, 기지국과 무선랜 AP간의 제어 시그날링 생성 기능 등은 기지국의 내부 기능으로 구성하거나 또는 네트워크 상에 별도 기능으로 구성할 수 있다.
또한, 무선랜 AP로부터 서비스를 제공받고 있는 단말이 이동통신 기지국으로의 서비스 전환 또는 병행 서비스를 포함한 무선랜 AP와 기지국간의 연동 또는 무선자원 집성(Inter-RAT radio resource aggregation) 방법도 가능하다. 즉, 도 23 및 도 24에서 무선랜 AP(2330, 2330)로부터 서비스를 제공받고 있는 단말(2310, 2410)이 캠핑(camping) 중이던 기지국(2320, 2420) 또는 주변의 기지국에 대한 측정 결과 및/또는 서비스 전환 요청 메시지를 WLAN AP를 통하여 보고할 수 있다. 단말(2310, 2410)로부터 이동 기지국에 대한 측정 결과 및/또는 서비스 전환 요청 메시지를 수신한 무선랜 AP(2330, 2430)는 도 23의 S2314 또는 도 24의 S2412 단계의 제어 시그날링을 이용하여 무선랜 AP(2330, 2430)로부터 이동통신 기지국(2320, 2420)(또는, WLAN AP와 기지국간의 연동 또는 무선자원 집성(Inter-RAT radio resource aggregation) 기능 지원을 담당하는 노드)으로 서비스 전환 또는 병행 서비스를 요청하는 제어 메시지를 에게 전송할 수 있다.
무선랜 AP로부터 서비스 전환 또는 병행 서비스를 요청하는 제어 메시지를 수신한 이동 기지국은 해당 단말과 연결을 설정하고 단말이 요청한 무선랜 AP로부터 이동통신 기지국으로의 서비스 전환 또는 병행 서비스를 제공할 수 있다. 이때 이동통신 기지국과 단말간의 연결 설정은 다음의 두 가지 방법이 가능하다.
1) 기지국이 페이징 절차를 통하여 해당 단말과의 연결 설정
2) 무선랜 AP를 통하여 서비스 전환 요청 수락 정보를 단말에게 전달하고 해당 단말이 랜덤 액세스 절차를 통하여 기지국과의 연결 설정
상기한 바와 같은 무선랜 AP로부터 이동통신 기지국으로의 서비스 전환 또는 병행 서비스 요청에 따라, 이동통신 기지국과 단말간의 연결 설정을 위해서 단말은 무선랜 AP를 통하여 해당 단말의 정보(단말 식별자, 전환 요청 대상 서비스 정보(서비스 형태, QoS 등의 서비스 속성)와 이동통신 기지국 측정 결과 정보(기지국 식별자, 수신신호 정보(RSRQ, RSRP, RSCP, SIR 등))를 이동통신 기지국에게 전달하여야 한다.
상기 1) 방법에 따라 이동통신 기지국과 단말간의 연결 설정을 위해, 기지국은 무선랜 AP를 통하여 단말이 보고한 단말 정보 및 기지국 정보를 이용하여 무선랜 AP로부터 이동통신 기지국으로의 서비스 전환 또는 병행 서비스 여부를 결정하고, 서비스 전환 요청 수락을 결정한 경우, 해당 단말에게 페이징 메시지를 전송하여 연결을 설정하고 서비스 전환 또는 병행 서비스를 제공할 수 있다. 이와 같이, 무선랜 AP로부터 이동통신 기지국으로의 서비스 전환 또는 병행 서비스 제공을 위하여, 1) 방법에 따라 페이징 절차를 수행하는 경우에 페이징 메시지 내에 inter-RAT간의 서비스 전환/병행 서비스 또는 무선랜 AP와 기지국간의 연동 또는 무선자원 집성 (Inter-RAT radio resource aggregation)을 위한 단말 정보, 무선랜 AP 정보, 서비스 속성, 연결 베어러 속성 정보 등을 포함하여 전송할 수 있다.
또한, 2) 방법에 따라 이동통신 기지국과 단말간의 연결 설정을 위해, 기지국은 무선랜 AP를 통하여 단말이 보고한 단말 정보 및 기지국 정보를 이용하여 서비스 전환 또는 병행 서비스 여부를 결정하고, 그 결과를 무선랜 AP에게 전달할 수 있다. 무선랜 AP를 통하여 서비스 전환 또는 병행 서비스를 허용하는 제어 메시지를 수신한 단말은 이동통신 기지국에 랜덤 액세스 절차를 수행하여 기지국과 연결을 설정하고 서비스 전환 또는 병행 서비스를 제공받을 수 있다. 이때, 단말이 비경쟁 방식의 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있도록 무선랜 AP를 통하여 전송하는 서비스 전환 또는 병행 서비스를 허용 여부를 전달하는 제어 메시지 내에 랜덤 액세스 절차를 수행할 기지국 정보(기지국 식별자 등), 비경쟁 방식 랜덤 액세스를 위한 랜덤 엑세스 파라미터(RA 프리앰블 인덱스, RA 자원 정보), 해당 기지국에서 적용할 스케줄링 식별자(C-RNTI) 정보 등을 포함하여 전송할 수 있다.
무선랜 AP로부터 이동통신 기지국으로의 서비스 전환 또는 병행 서비스 제공을 위하여, 1) 방법에 따라 페이징에 따라 단말이 랜덤 액세스 절차를 수행하거나 또는 2) 방법에 따라 단말이 랜덤 액세스 절차를 수행할 때, RA 프리앰블 전송에 대한 응답 메시지(예를 들어, RA 응답 메시지), 또는 RA 응답 메시지를 수신하고 단말이 전송하는 메시지(예를 들어, RA message 3)내에서 inter-RAT간의 서비스 전환/병행 서비스 또는 무선랜 AP와 기지국간의 연동 또는 무선자원 집성 (Inter-RAT radio resource aggregation)을 위한 단말 정보, 무선랜 AP 정보, 서비스 속성, 연결 베어러 속성 정보 등을 포함하여 전송할 수 있다.
상기 단말 정보는 단말 고유 식별자(TMSI, IMSI), 스케줄링 식별자(C-RNTI) 등이며, 무선랜 AP 정보는 AP 식별자(SSID), AP 위치 정보 등을 포함할 수 있다. 서비스 속성, 연결 베어러 속성 정보는 inter-RAT간의 서비스 전환/병행 서비스 또는 무선랜 AP와 기지국간의 연동 또는 무선자원 집성(Inter-RAT radio resource aggregation)을 통하여 제공되는 서비스의 속성 정보와 이동통신 기지국/무선랜 AP와 단말에 연결된 논리 채널 또는 무선 채널을 구성하는 베어러 속성 정보를 구성하는 파라미터들을 포함할 수 있다.
상기 도 23와 도 24에서 설명한 AP 장치와 이동통신 기지국간의 서비스 전환(예를 들어, 데이터 분산 또는 서비스 연속성(service continuity) 기능 지원) 또는 병행 서비스(예를 들어, 복수연결 기능 지원 또는 무선자원집성(RRA: Radio Resource Aggregation) 등을 위한 방법 및 절차들은 무선랜 AP 뿐만 아니라, 비인가 대역 주파수(예를 들어, ISM 대역 또는 TV White space 대역의 주파수)에서 동작하는 무선 접속(radio access) 장치들과의 연동, 서비스 전환, 또는 병행 서비스를 위하여 적용할 수 있다. 예를 들어, 비인가 대역의 주파수를 이용하여 LTE/LTE-A 기반의 무선 접속 규격을 이용한 AP 형태의 장치 또는 무선 백홀을 위한 송수신 장치들과 이동통신 기지국간의 시그날링 절차에서 도 23과 도 24를 포함하여 상기에서 설명한 방법 및 절차들을 사용할 수 있다. 즉, 상기 설명에서 무선랜 AP 대신에 비인가 대역의 주파수를 이용하여 LTE/LTE-A 기반의 무선 접속 규격을 이용한 AP 형태의 장치 또는 무선 백홀을 위한 송수신 장치들을 적용할 수 있다.
이상의 본발명에서 설명한 각종 타이머 동작과 관련하여 타이머의 시작(start)은 해당 타이머를 위한 카운터(counter)의 값을 초기값(또는 별도로 지정한 값이나 이전 값)에서 증가(또는 감소)시키는 것을 의미하며, 타이머의 종료(expire)는 해당 타이머를 위한 위한 카운터의 값이 타이머 종료를 위하여 설정된 조건을 만족하는 경우를 의미한다. 그리고 타이머의 중지(stop)는 해당 타이머를 위한 카운터의 값을 증가 또는 감소하는 동작을 중지하는 것을 의미한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101 : 매크로 셀(매크로 기지국) 102 : 소형 셀(소형 기지국)
104 : 클라우드 기지국
201 : S-GW 202 : 매크로 eNB#1
203 : 매크로 eNB#2 204 : 제한적 백홀
205 : 이상적 백홀 206 : 소형 eNB
207 : 소형 eNB 208, 209, 210, 211 : 소형 셀
212 : 무선 백홀
410 : 단말 420 : 매크로 기지국
430 : 소형 기지국
510 : 단말 520 : 매크로 기지국
530 : 소형 기지국
610 : 단말 620 : 매크로 기지국
630 : 소형 기지국
710 : 단말 720 : 매크로 기지국
730 : 소형 기지국
1110 : 단말 1120 : 매크로 기지국
1130 : 소형 기지국
1201, 1201-1, 1201-2 : 디스커버리 신호
1202, 1202-1, 1202-2, 1202-3, 1202-4 : 디스커버리 신호
1301 : 상향링크 경계 1302 : 하향링크 경계
1303 : 상향/하향링크 편차
1601 : 게이트웨이 1602 : 매크로 기지국
1603 : 소형 기지국 1604 : S1 인터페이스
1605 : 베어러 1 1606 : 베어러 2
1607 : PDCP 1608 : RLC
1609 : MAC 1610 : PDCP
1611 : RLC 1612 : MAC
1613 : 게이트웨이 1614 : 매크로 기지국
1615 : 소형 기지국 1616 : S1 인터페이스
1617 : Xs 인터페이스 1618 : 베어러 1
1619 : 베어러 2 1620 : PDCP
1621 : RLC 1622 : MAC
1623 : PDCP 1624 : RLC
1625 : MAC 1626 : 게이트웨이
1627 : 매크로 기지국 1628 : 소형 기지국
1629 : S1 인터페이스 1630 : 베어러 1
1621 : 베어러 2 1633 : PDCP
1634 : RLC 1635 : MAC
1636 : PDCP 1637 : RLC
1638 : MAC 1639 : RLC
1640 : MAC 1641 : 게이트웨이
1642 : 매크로 기지국 1643 : 소형 기지국
1644 : S1 인터페이스 1645 : 베어러 1
1646 : 베어러 2 1647 : Xs 인터페이스
1648 : PDCP 1649 : RLC
1650 : MAC 1651 : PDCP
1652 : RLC 1653 : MAC
1654 : RLC 1655 : MAC
1701 : 매크로 기지국1 1702 : 소형 기지국1
1703 : 소형 기지국2 1704 : 소형 기지국3
1705 : 매크로 기지국2 1706 : 단말
1707 : 매크로 기지국 핸드오버 영역
1801 : 매크로 기지국1 1802 : 매크로 기지국2
1803 : 소형 기지국 1804 : 영역 A
1805 : 단말
1901 : S-GW 1902 : 비이상적 백홀
1903 : 이상적 백홀 1904 : 매크로 기지국#1
1905 : 비자립형(non-standalone) NCT 셀
1906 : 자립형(standalone) NCT 셀
1907 : 자립형(standalone) NCT 셀
1908 : 비자립형(non-standalone) NCT 셀
1909 : 연결
2310 : 단말 2320 : 기지국
2330 : 무선랜 AP
2410 : 단말 2420 : 기지국
2430 : 무선랜 AP
104 : 클라우드 기지국
201 : S-GW 202 : 매크로 eNB#1
203 : 매크로 eNB#2 204 : 제한적 백홀
205 : 이상적 백홀 206 : 소형 eNB
207 : 소형 eNB 208, 209, 210, 211 : 소형 셀
212 : 무선 백홀
410 : 단말 420 : 매크로 기지국
430 : 소형 기지국
510 : 단말 520 : 매크로 기지국
530 : 소형 기지국
610 : 단말 620 : 매크로 기지국
630 : 소형 기지국
710 : 단말 720 : 매크로 기지국
730 : 소형 기지국
1110 : 단말 1120 : 매크로 기지국
1130 : 소형 기지국
1201, 1201-1, 1201-2 : 디스커버리 신호
1202, 1202-1, 1202-2, 1202-3, 1202-4 : 디스커버리 신호
1301 : 상향링크 경계 1302 : 하향링크 경계
1303 : 상향/하향링크 편차
1601 : 게이트웨이 1602 : 매크로 기지국
1603 : 소형 기지국 1604 : S1 인터페이스
1605 : 베어러 1 1606 : 베어러 2
1607 : PDCP 1608 : RLC
1609 : MAC 1610 : PDCP
1611 : RLC 1612 : MAC
1613 : 게이트웨이 1614 : 매크로 기지국
1615 : 소형 기지국 1616 : S1 인터페이스
1617 : Xs 인터페이스 1618 : 베어러 1
1619 : 베어러 2 1620 : PDCP
1621 : RLC 1622 : MAC
1623 : PDCP 1624 : RLC
1625 : MAC 1626 : 게이트웨이
1627 : 매크로 기지국 1628 : 소형 기지국
1629 : S1 인터페이스 1630 : 베어러 1
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1636 : PDCP 1637 : RLC
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1642 : 매크로 기지국 1643 : 소형 기지국
1644 : S1 인터페이스 1645 : 베어러 1
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1648 : PDCP 1649 : RLC
1650 : MAC 1651 : PDCP
1652 : RLC 1653 : MAC
1654 : RLC 1655 : MAC
1701 : 매크로 기지국1 1702 : 소형 기지국1
1703 : 소형 기지국2 1704 : 소형 기지국3
1705 : 매크로 기지국2 1706 : 단말
1707 : 매크로 기지국 핸드오버 영역
1801 : 매크로 기지국1 1802 : 매크로 기지국2
1803 : 소형 기지국 1804 : 영역 A
1805 : 단말
1901 : S-GW 1902 : 비이상적 백홀
1903 : 이상적 백홀 1904 : 매크로 기지국#1
1905 : 비자립형(non-standalone) NCT 셀
1906 : 자립형(standalone) NCT 셀
1907 : 자립형(standalone) NCT 셀
1908 : 비자립형(non-standalone) NCT 셀
1909 : 연결
2310 : 단말 2320 : 기지국
2330 : 무선랜 AP
2410 : 단말 2420 : 기지국
2430 : 무선랜 AP
Claims (40)
- RRC(Radio Resource Control) 계층, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층, RLC(Radio Link Control) 계층 및 MAC(Medium Access Control) 계층을 포함하는 제1 기지국; 및
상기 제1 기지국과 백홀(backhaul)로 연결되어 단말에 복수연결을 지원하고, RRC 계층, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층을 포함하는 제2 기지국을 포함하되,
상기 제2 기지국의 RRC 계층은 상기 단말에 복수연결을 지원시에는 비활성화 되는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 장치. - 청구항 1에서,
상기 제1 기지국은 시그널링 베어러 및 데이터 베어러를 제공하고, 상기 제2 기지국은 데이터 베어러만 제공하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 장치. - 청구항 1에서,
상기 제2 기지국은 복수연결을 위한 무선 자원 설정시, 상기 단말에 할당된 무선 자원의 설정 정보를 상기 제1 기지국에 전달하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 장치. - 청구항 3에서,
상기 무선 자원의 설정 정보는, 상기 제2 기지국의 CSI(Channel-State Information), DM-RS(Demodulation-Reference Signal), SRS(Sounding Reference Signal), PUCCH(Physical Uplink Control Channel), DRX(Discontinuous Reception), PRB(Physical Resource Block) 할당 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 장치. - 제1 기지국 및 제2 기지국에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로,
상기 제1 기지국이 단말로부터 복수연결을 위한 측정 결과를 수신하는 단계;
상기 제1 기지국이 상기 측정 결과에 기초하여 복수연결 설정 여부를 결정하는 단계;
복수연결을 설정하는 경우, 상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 복수연결 설정을 위한 정보를 전달하는 단계; 및
상기 제2 기지국이 상기 제1 기지국으로부터 전달받은 복수연결 설정을 위한 정보에 기초하여 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보를 생성하는 단계를 포함하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 5에서,
상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 복수연결 설정을 위한 정보를 전달하는 단계는,
상기 제1 기지국이 상기 측정 결과 및 상기 단말의 정보를 상기 제2 기지국에 전달하되, 상기 단말의 정보는 SPS(Semi-Persistence Scheduling) 설정 정보, DRX(Discontinuous Reception) 설정 정보, 측정 보고 주기 정보, 측정 설정 파라미터 정보, 서비스 정보 및 베어러 속성 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 5에서,
상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 복수연결 설정을 위한 정보를 전달하는 단계는,
상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 상기 단말의 능력 정보 및 상기 제2 기지국이 복수연결 지원 중에 상기 단말의 능력을 고려하여 지원해야 하는 기능 정보 중 적어도 하나의 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 5에서,
상기 복수연결 설정을 위한 제어 정보는, 상기 단말이 상기 제2 기지국에 비경쟁 방식의 랜덤 액세스를 위한 정보, 상기 제2 기지국이 상기 단말에 할당한 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity) 정보, 상기 제2 기지국이 상기 단말에 할당한 SPS-RNTI(Semi-Persistence Scheduling-RNTI) 정보, 전력제어 정보, 상기 제2 기지국이 상기 단말에게 할당한 상기 제2 기지국의 DRX(Discontinuous Reception) 동작 설정 파라미터 정보, 상기 제2 기지국의 식별정보, 복수연결 지원을 위한 CS/CB(Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming) 자원할당 정보, 상기 제2 기지국의 무선자원 할당 정보, 상기 제2 기지국의 CSI(Channel State Information), 상기 제2 기지국의 DM-RS(Demodulation-Reference Signal), 상기 제2 기지국의 SRS(Sounding Reference Signal), 상기 제2 기지국의 PRB(Physical Resource Block) 자원 할당 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 5에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 제2 기지국이 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보를 상기 제1 기지국에 전달하는 단계;
상기 제1 기지국이 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보에 기초하여 제어 메시지를 생성하는 단계; 및
상기 제1 기지국이 상기 제어 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 9에서,
상기 제어 메시지를 생성하는 단계는
상기 제1 기지국이 복수연결 설정에서 사용할 별도의 C-RNTI, SPS-RNTI, 주파수 정보, CA(Carrier Aggregation) 정보, CS/CB 정보, 복수연결 시작을 위한 타이머 정보, 복수연결 개시를 위한 타이밍 오프셋 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성하거나, 상기 제2 기지국으로부터 전달된 상기 단말의 복수연결 설정을 위한 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 단말에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로,
단말이 복수연결을 지원중인 제1 기지국 및 제2 기지국 중에서 상기 제2 기지국과의 무선 채널에 대해 무선링크실패(RLF: Radio Link Failure)를 인지하는 단계;
상기 단말이 무선링크실패가 발생하지 않은 상기 제1 기지국에 상기 제2 기지국과의 채널 링크에 무선링크실패가 발생하였음을 보고하는 단계를 포함하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 11에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 단말이 상기 제2 기지국과 복수연결을 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 11에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 단말이 상기 제1 기지국으로부터 상기 제2 기지국의 복수연결 설정에 대한 비활성화 지시를 수신하는 단계;
상기 단말이 상기 비활성화 지시에 상응하여 상기 제2 기지국과 복수연결을 비활성화 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 13에서,
상기 제2 기지국과 복수연결을 비활성화하는 단계는,
상기 단말이 제2 기지국과의 복수연결에 대한 무선자원 설정 정보를 유지하는 단계;
상기 제2 기지국의 무선링크실패가 복구된 후, 상기 단말이 상기 무선자원 설정 정보를 이용하여 상기 제2 기지국과의 복수연결을 활성화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 13에서,
상기 제2 기지국과 복수연결을 비활성화하는 단계는,
상기 단말이 상기 제1 기지국으로부터 상기 제2 기지국의 복수연결 활성화를 지시하는 제어 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 단말이 상기 제2 기지국과의 복수연결을 활성화하는 단계를 포함하되,
상기 제2 기지국의 복수연결 활성화를 지시하는 제어 메시지는, 상기 제2 기지국의 식별정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 11에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 단말이 상기 제2 기지국으로 상향링크 데이터 채널 또는 상향링크 제어 채널을 통한 전송을 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 기지국에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로,
무선랜 접속점(WLAN AP: Wireless Local Area Network Access Point) 정보를 단말에 전송하는 단계;
상기 단말로부터 무선랜 접속점의 측정 결과 정보를 수신하는 단계;
상기 무선랜 접속점의 측정 결과 정보에 기초하여 무선랜 접속점을 이용한 부하 분산(offloading) 여부를 결정하는 단계; 및
부하 분산을 실행하는 경우, 상기 단말에 무선랜 접속점을 통한 부하 분산을 지시하는 제어 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 단말이 무선랜 기능의 지원 여부를 나타내는 정보, 무선랜 기능의 활성화 여부를 나타내는 정보, 무선랜 접속점의 탐색 시도를 지시하는 정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 기지국이 상기 기지국의 서비스 영역내에 위치한 적어도 하나의 무선랜 접속점과 통신을 통하여 부하 분산, 무선랜 접속 탐색 및 무선랜 접속점 측정을 위한 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는,
상기 기지국이 제어가능하거나 연결 가능한 적어도 하나의 무선랜 접속점에 대한 SSID(Service Set Identifier) 정보, 무선랜 주파수 대역 정보 및 위치 정보 중 적어도 하나의 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는,
적어도 하나의 무선랜 접속점에 대한 측정 정보를 전송하되, 상기 측정 정보는 무선랜 접속점의 측정 임계값 및 측정 주기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는,
무선랜 접속점 정보 및 무선랜 접속점 측정 정보를 포함하는 무선랜 시스템 정보 블록(WLAN SIB)을 구성하는 단계; 및
상기 무선랜 시스템 정보 블록을 방송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 연결 지원 방법. - 청구항 22에서,
상기 무선랜 접속점 정보를 단말에 전송하는 단계는,
상기 무선랜 시스템 정보 블록이 변경되면, 무선랜 시스템 정보 블록의 변경을 지시하는 특정 스케줄링 식별자를 이용하여 무선랜 시스템 정보 블록의 변경을 단말에 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 단말로부터 무선랜 접속점 탐색 시도를 지시하는 제어 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 무선랜 접속점 탐색 시도를 지시하는 제어 메시지에 상응하여 상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 무선랜 접속점을 활성화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 무선랜 접속점의 측정 결과 정보는,
RSSI(Received Signal Strength Indicator), SIR(Signal-to-Interference Ratio), EbNo(bit enery/noise power), RCPI(Receive Channel Power Indicator) 및 RSNI(Receive Signal to Noise Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 부하 분산을 지시하는 제어 메시지는,
특정 무선랜 접속점의 식별 정보, 부하분산 대상 서비스 식별자 정보, 부하분산 시작 타이밍 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 17에서,
상기 복수연결 지원 방법은,
상기 단말에 무선랜 접속점을 이용한 부하분산 기능의 지원 여부에 대한 보고를 요청하는 단계; 및
상기 단말로부터 부하분산 기능의 지원 여부에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 단말에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로,
상기 단말이 미리 설정된 측정 조건에 기초하여 적어도 하나의 셀로부터 송신되는 신호를 측정하는 단계;
상기 단말이 측정 결과에 기초하여 특정 셀로 캠핑(camping)을 시도하는 단계를 포함하되,
상기 단말은 동기 신호를 전송하지 않거나 기지국 검출을 위한 신호만을 간헐적으로 전송하는 셀로는 캠핑을 시도하지 않는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 28에서,
상기 단말이 적어도 하나의 셀로부터 송신되는 신호를 측정하는 단계는,
상기 단말이 연결을 해제한 기지국으로부터 연결 해제시 수신한 셀 우선순위 정보에 기초하여 측정을 수행하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 29에서,
상기 복수연결 지원 방법은
상기 단말이 상기 셀 우선순위 정보에 기초하여 측정한 측정 수행 결과를 정렬하여 측정 보고 메시지를 구성하는 단계; 및
상기 측정 보고 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 복수연결 지원 방법. - 제2 기지국과 함께 단말에 복수연결을 지원하는 제1 기지국에서 수행되는 복수연결 지원 방법으로,
상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국의 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보를 구성하는 단계; 및
상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보를 포함하는 DRX(Discontinuous Reception) 동작 설정 정보를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 31에서,
상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는
상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국의 SFN(System Frame Number)의 차이값 정보 및 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국의 하향링크 동기의 차이값 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 31에서,
상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는
상기 단말이 상기 제1 기지국의 DRX 파라미터를 기준으로 동작하도록 설정된 정보인 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 31에서,
상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는
짧은 DRX 사이클 파라미터 또는 긴 DRX 사이클 파라미터 중 어느 하나의 DRX 파라미터 정보인 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 31에서,
상기 하향링크 동기를 정렬하기 위한 정보는
상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 및 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 파라미터들을 포함하되, 상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들과 상기 제2 지국이 설정한 DRX 파라미터들은 전체 또는 일부가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 35에서,
상기 제1 기지국이 설정한 DRX 사이클 주기와 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 사이클 주기는 서로 배수 관계를 가지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 35에서,
상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 및 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 파라미터들에는 각각 온 구간(on-duration)의 시작점 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 35에서,
상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들은, 상기 제1 기지국이 설정한 온 구간(on-duration) 내에 상기 제2 기지국의 온 구간의 시작시점과 종료시점이 모두 포함되거나, 상기 제1 기지국이 설정한 온 구간(on-duration) 내에 상기 제2 기지국의 온 구간의 시작시점만 포함되거나, 또는 상기 제1 기지국이 설정한 온 구간(on-duration) 내에 상기 제2 기지국의 온 구간의 종료시점만 포함되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 35에서,
상기 제1 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 및 상기 제2 기지국이 설정한 DRX 파라미터들 중 상향링크 동기 유지 여부를 판단하기 위한 타이머 값은, 단말이 상기 제1 기지국이 설정한 타이머 값에 따라 동작하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법. - 청구항 31에서,
상기 복수연결 지원 방법은
상기 단말의 복수연결 설정시, 상기 제1 기지국이 상기 단말의 능력에 상응하는 DRX 파라미터의 설정 기준 정보, 가이드 라인 정보, DRX 파라미터의 최대값, DRX 파라미터의 최소값 중 적어도 하나의 정보를 상기 제2 기지국에 제공하는 것을 특징으로 하는 복수연결 지원 방법.
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