KR20160122092A - D2d 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 방법에 있어서, 수신된 트래픽이 중계 트래픽인지 여부를 확인하는 과정; 중계 트래픽일 경우, 상기 중계 트래픽의 각 클러스트 내 포트 넘버를 확인하는 과정; 상기 포트 넘버에 따라서 상기 중계 트래픽의 우선순위를 결정하는 과정; 및 상기 결정된 우선순위가 반영된 패킷을 중계 단말로 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 방법에 있어서, 수신된 트래픽이 중계 트래픽인지 여부를 확인하는 과정; 중계 트래픽일 경우, 상기 중계 트래픽의 각 클러스트 내 포트 넘버를 확인하는 과정; 상기 포트 넘버에 따라서 상기 중계 트래픽의 우선순위를 결정하는 과정; 및 상기 결정된 우선순위가 반영된 패킷을 중계 단말로 전송하는 과정을 포함한다.
Description
본 발명은 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G(4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후(post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(device to device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM(hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC(sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(filter bank multi carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 최근 사물 인터넷의 부각으로 인해 스마트 디바이스와의 연동을 위한 통신 방법 중 하나로 D2D 통신 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. D2D 통신 기술은 단말들 사이의 물리적 근접성을 기반으로 운영되며, 네트워크의 자원 효율성 증대, 단말기 소비 전력 감소, 셀룰러 통신 영역 확대 등의 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 이러한 상황을 반영하기 위해 3GPP를 통해 2011년부터 릴리즈(Relase) 12에서 스터디 아이템으로 선정하여 D2D 기술을 PreSe(Proximity-based Service)라는 이름으로 타당성 연구를 시작하여 2013년부터 본격적으로 표준화 작업이 진행되었다.
D2D 통신 중에, 송신 D2D UE는 D2D UE들의 그룹에 데이터 패킷들을 전송하거나 데이터 패킷들을 전체 D2D UE들로 브로드캐스팅할 수 있다. 송신기 및 수신기(들) 간 D2D 통신은 본질적으로 연결되지 않는다. 즉, 송신기가 데이터 패킷들의 전송을 시작하기 전에 송신기 및 수신기 간 연결 설정이 없다. 전송하는 중에, 송신기는 소스 ID 및 목적지 ID를 데이터 패킷들 안에 포함한다. 소스 ID는 송신기의 UE ID로 설정된다. 목적지 ID는 전송되는 패킷의 의도된 수신자의 브로드캐스트 ID 또는 그룹 ID로 설정된다.
D2D 통신 요건들 중 하나는 네트워크 적용 범위를 벗어난(out-of-coverage) 원격 UE가 네트워크 적용범위 안에 있으면서 원격 UE에 근접한 다른 UE(즉, 네트워크 중계할 UE)를 통해 네트워크와 통신할 수 있어야 한다. 이와 같이 중계 역할을 하는 중계 UE를 'UE-to-Network 릴레이'라고 한다. 이하에서, 중계 UE와 'UE-to-Network 릴레이'를 혼용하여 기재하기로 한다. 원격 UE는 D2D 통신을 이용하여 네트워크 중계할 UE와 통신한다.
도 1은 원격 UE가 D2D 통신을 이용하여 UE-to-Network 릴레이와 통신하는 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 원격 UE(101)는 UE-to-Network 릴레이(110)를 통해 네트워크와 통신할 수 있고, UE-to-Network 릴레이(110)를 통해 네트워크와 통신하고자 하면서 네트워크 적용범위 안에 있는 UE이다.
원격 UE(101)와 UE-to-Network 릴레이(110) 간에는 D2D 통신이 이루어지고, UE-to-Network 릴레이(110)와 eNB(120) 간에는 셀룰러 통신이 이루어진다.
eNB(120)는 EPC(Evolved Packet Core)(130)를 통해 공개 안전 서버(140)(이하에서, "서버"이라 칭함)에 연결된다. EPC(130)는 IP(Internet Protocol) 기반의 PS(packet switched) 코어 네트워크인 EPC와 LTE/UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템을 의미하고, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)가 진화된 형태의 네트워크를 의미한다.
UE-to-Network 릴레이(110) 및 eNB(120)간 무선 링크 상의 비중계 패킷들과 비교하여, 중계 패킷들을 우선화하거나 차별화할 어떠한 메커니즘도 존재하지 않는다. 중계 트래픽은 공공 안전을 위한 것이다. 그러나 중계 UE 자체에서 생성된 중계 트래픽은 공공 안전을 위한 것이 아니거나, 네트워크를 중계할 UE가 서로 다른 우선순위를 가진 원격 UE들로부터의 패킷들을 중계하고 있을 가능성이 있다. 이러한 경우에 무선 레벨 QoS 차별화가 요구된다.
본 발명은 네트워크 중계할 UE 및 eNB 간 무선 링크 상의 비중계 패킷들과 비교하여, 중계 패킷들을 우선화하거나 차별화하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 중계 트래픽의 우선 순위화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 방법에 있어서, 수신된 트래픽이 중계 트래픽인지 여부를 확인하는 과정; 중계 트래픽일 경우, 상기 중계 트래픽의 각 클러스트 내 포트 넘버를 확인하는 과정; 상기 포트 넘버에 따라서 상기 중계 트래픽의 우선순위를 결정하는 과정; 및 상기 결정된 우선순위가 반영된 패킷을 중계 단말로 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 장치에 있어서, 수신된 트래픽이 중계 트래픽인지 여부를 확인하고, 중계 트래픽일 경우, 상기 중계 트래픽의 각 클러스트 내 포트 넘버를 확인하고, 상기 포트 넘버에 따라서 상기 중계 트래픽의 우선순위를 결정하는 제어부; 및 상기 결정된 우선순위가 반영된 패킷을 중계 단말로 전송하는 전송부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 중계 단말에서 중계 트래픽 제어 방법에 있어서, 기지국으로부터 패킷을 수신하는 과정; 상기 패킷이 D2D 관련 패킷인지를 확인하는 과정; 및 상기 패킷이 D2D 관련 패킷일 경우, D2D를 지원하는 단말로 상기 패킷을 전송하는 과정을 포함하고, 상기 패킷의 우선순위는 포트 넘버에 따라 결정된다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 장치에 있어서, 기지국으로부터 패킷을 수신하는 수신부; 상기 패킷이 D2D 관련 패킷인지를 확인하는 제어부; 및 상기 패킷이 D2D 관련 패킷일 경우, D2D를 지원하는 단말로 상기 패킷을 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 패킷의 우선순위는 포트 넘버에 따라 결정된다.
도 1은 원격 UE가 D2D 통신을 이용하여 UE-to-Network 릴레이와 통신하는 예를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도;
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 UL 및 DL 트래픽의 QoS 매핑도;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 HSS에서의 연결 절차를 나타낸 흐름도;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 베어러 설정 이후의 동작 흐름도;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MME에서의 연결 절차를 나타낸 흐름도;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 베어러 설정 이후의 동작 흐름도;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 연결 절차 이후의 정적 방식의 동작 흐름도;
도 11은 본 발명의 실시 에에 따른 베어러 연결 설정 이후의 정적 동작 흐름도;
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 연결 절차 이후의 동적 방식의 동작 흐름도;
도 13은 본 발명의 실시 에에 따른 베어러 연결 설정 이후의 동적 동작 흐름도;
도 14는 본 발명의 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 2에 따른 중계 UE의 계층 구조도;
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 트래픽 지시자를 획득한 이후, 중계 UE의 동작 흐름도;
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중계 UE에서의 우선화 정책을 나타낸 도면;
도 17은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도;
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도;
도 20은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 21은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 복수 개의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 DRB가 존재하는 경우의 eNB 동작 흐름도;
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도;
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도;
도 25는 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 다운링크 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸 구성도;
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸 구성도;
도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸 구성도;
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 원격 UE의 블록 구성도;
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE의 블록 구성도; 및
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도;
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 UL 및 DL 트래픽의 QoS 매핑도;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 HSS에서의 연결 절차를 나타낸 흐름도;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 베어러 설정 이후의 동작 흐름도;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MME에서의 연결 절차를 나타낸 흐름도;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 베어러 설정 이후의 동작 흐름도;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 연결 절차 이후의 정적 방식의 동작 흐름도;
도 11은 본 발명의 실시 에에 따른 베어러 연결 설정 이후의 정적 동작 흐름도;
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 연결 절차 이후의 동적 방식의 동작 흐름도;
도 13은 본 발명의 실시 에에 따른 베어러 연결 설정 이후의 동적 동작 흐름도;
도 14는 본 발명의 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 2에 따른 중계 UE의 계층 구조도;
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 트래픽 지시자를 획득한 이후, 중계 UE의 동작 흐름도;
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중계 UE에서의 우선화 정책을 나타낸 도면;
도 17은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도;
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도;
도 20은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 21은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 복수 개의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 DRB가 존재하는 경우의 eNB 동작 흐름도;
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도;
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도;
도 25는 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 다운링크 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도;
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸 구성도;
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸 구성도;
도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸 구성도;
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 원격 UE의 블록 구성도;
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE의 블록 구성도; 및
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB의 블록 구성도.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조하여 설명된다. 이어지는 서술에서는, 설명을 위해, 하나 이상의 양상들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 다수의 특정 세부사항들이 전개된다. 그러나, 이러한 양상(들)이 이들 특정 세부사항들 없이 실행될 수 있다는 것이 명백할 수 있다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등의 용어들은 컴퓨터-관련 엔티티, 예컨대 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 결합, 소프트웨어, 또는 실행 소프트웨어를 포함하도록 의도되지만, 이들로 제한되지는 않는다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서 상에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 것, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는 애플리케이션 및 그 컴퓨팅 디바이스 모두는 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들이 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있고, 하나의 컴포넌트가 하나의 컴퓨터 상으로 국한될 수 있거나 및/또는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분산될 수 있다. 부가하여, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체들로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호, 예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템의 다른 컴포넌트와 상호작용하거나 및/또는 상기 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터에 따라 국부 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수 있다. 또한, 다양한 양상들이 유선 단말 또는 무선 단말일 수 있는 단말과 관련하여 본 명세서에서 설명된다. 단말은 또한 시스템, 디바이스, 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 모바일, 모바일 디바이스, 원격국, 원격 단말, 액세스 단말, 사용자 단말, 단말, 통신 디바이스, 사용자 에이전트, 사용자 디바이스, 또는 사용자 장비(UE)로 지칭될 수 있다. 무선 단말은 핸드폰, 위성 전화, 코드리스 전화, 세션 개시 프로토콜(SIP) 전화, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, 개인용 디지털 보조기(PDA), 무선 연결 능력을 갖는 핸드헬드 디바이스, 컴퓨팅 디바이스, 또는 무선 모뎀에 연결된 다른 프로세싱 디바이스들일 수 있다. 또한, 다양한 양상들이 기지국과 관련하여 본 명세서에서 설명된다. 기지국은 무선 단말(들)과 통신하기 위해 사용될 수 있고, 액세스 포인트, 노드 B, 또는 어떤 다른 용어로 불릴 수도 있다.
또한, "또는"이라는 용어는 배타적인 "또는"이 아니라 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 그렇지 않다고 명시되지 않거나 문맥으로부터 명확하지 않은 한, "X가 A 또는 B를 이용한다"이라는 문구는 자연적인 포괄적 치환들 중 임의의 것을 의미하도록 의도된다. 즉, "X가 A 또는 B를 이용한다"이라는 문구는 하기의 예시들 중 임의의 것에 의해 충족된다: X가 A를 이용한다; X가 B를 이용한다; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용한다. 부가하여, 본 출원과 첨부된 청구범위 내에 사용된 바와 같은 관사들 "a" 및 "an"은 그렇지 않다고 명시되지 않거나 문맥으로부터 단수 형태로 지시되는 것으로 명확하지 않은 한 "하나 이상"을 의미하도록 일반적으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 설명된 기술들은 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들을 위해 사용될 수 있다. 용어 "시스템" 및 "네트워크"은 종종 서로 교환하여 사용될 수 있다. CDMA 시스템은 유니버셜 지상 무선 액세스(UTRA), cdma2000 등과 같은 무선 기술들을 구현할 수 있다. UTRA는 와이드 밴드-CDMA(W-CDMA) 및 CDMA의 다른 변형들을 포함한다. 또한, cdma2000은 IS-2000, IS-95, 및 IS-856 표준들을 커버한다. TDMA 시스템은 이동 통신용 범용 시스템(GSM)과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. OFDMA 시스템은 이벌브드 UTRA(E-UTRA), 울트라 모바일 브로드밴드(UMB), IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802.20, 플래쉬-OFDM® 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. UTRA 및 E-UTRA는 유니버셜 이동 통신 시스템(UMTS)의 일부이다. 3GPP 롱 텀 에벌루션(LTE)은 다운링크 상에서 OFDMA를 사용하고 업링크 상에서 SC-FDMA를 사용하는, E-UTRA를 사용하는 UMTS의 릴리스이다. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE 및 GSM은 "3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)"으로 명명된 조직으로부터의 문서들에 제시된다. 부가하여, cdma2000 및 UMB는 "3세대 파트너쉽 프로젝트 2(3GPP2)"으로 명명된 조직으로부터의 문서들에 제시된다. 또한, 이러한 무선 통신 시스템들은 언페어드 비허가 스펙트럼들(unpaired unlicensed spectrums), 802.xx 무선 LAN, BLUETOOTH 및 임의의 다른 단-범위 또는 장-범위의 무선 통신 기술들을 종종 이용하는 피어-투-피어(예컨대, 모바일-투-모바일) 애드 혹(ad hoc) 네트워크시스템들을 부가하여 포함할 수 있다.
다양한 양상들 또는 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들, 모듈들 등등을 포함할 수 있는 시스템들의 관점에서 제시될 것이다. 다양한 시스템들이 부가적인 디바이스들, 컴포넌트들, 모듈들 등을 포함할 수 있거나 및/또는 도면들과 관련하여 논의되는 디바이스들, 컴포넌트들, 모듈들 등의 전부를 포함하지 않을 수 있다는 것이 이해되고 인정될 것이다. 이들 접근법들의 조합이 또한 사용될 수 있다.
이하에서 사용되는 트래픽, 데이터 및 패킷은 동일한 의미로 사용되는 것이므로 혼용하여 기재하기로 한다.
이하의 기술은 다양한 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되거나 관련되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술을 의미한다.
-EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 PS(packet switched) 코어 네트워크인 EPC와 LTE/UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템을 의미한다. EPS는 UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
-NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국을 의미한다. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
-eNodeB: E-UTRAN의 기지국을 의미한다. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
-UE(User Equipment): 사용자 기기를 의미한다. UE는 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 UE 또는 단말이라는 용어는 MTC 장치를 지칭할 수 있다.
-MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리(Mobility Management; MM), 세션 관리(Session Management; SM) 기능을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드를 의미한다.
-PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)/PGW: UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝(screening) 및 필터링, 과금 데이터 취합(charging data collection) 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드를 의미한다.
-SGW(Serving Gateway): 이동성 앵커(mobility anchor), 패킷 라우팅(routing), 유휴(idle) 모드 패킷 버퍼링, MME가 UE를 페이징하도록 트리거링하는 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드를 의미한다.
-PCRF(Policy and Charging Rule Function): 서비스 플로우 별로 차별화된 QoS(Quality of Service) 및 과금 정책을 동적(dynamic)으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS 네트워크의 노드를 의미한다.
-NAS(Non-Access Stratum): UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 단(stratum)을 의미한다. LTE/UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층으로서, UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지하는 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
-ProSe: 3GPP에서 제안한 D2D 통신을 이용한 근접 기반 서비스로서, 상기 ProSe를 제공하기 위한 기본적인 시스템 구성은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS23.303을 참조할 수 있다.
이하에서 설명될 실시 예는 크게 3가지로 구분 될 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에서는 수신된 중계 패킷의 우선순위를 중계 UE에게 지시하는 방법을 제안한다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 계층 1 및 2에서 어떠한 정보도 없이 각각의 패킷이 적합한 원격 UE로 향하도록 IP 패킷 정보를 이용하여 서버측에서 수신된 패킷을 구별하는 방법을 제안한다.
본 발명의 제3 실시 예에서는 수신된 패킷을 EPS 베어러에 매핑하는 방법을 제안한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법에 대해 기술한다.
(1)본 발명의 제1 실시 예에서는 수신된 중계 패킷의 우선순위를 중계 UE에게 지시하는 방법을 제안한다.
상위 계층(계층 2에 대한 상위 계층)이 하위 계층에 우선순위 정보를 제공한다고 가정한다. 그리고 중계 UE는 수신된 패킷의 우선순위 값을 아는 경우, 단대단 트랜잭션 시점에서 PC-5를 통해 수신된 패킷의 QoS를 제어할 수 있다. 그리고 후방(backward) 트랜잭션의 단대단 QoS, 즉 네트워크에서 원격 UE로의 QoS가 같은 방식으로 제어될 수 있다.
원격 UE에서 패킷 당 상위 계층에서 AS(access stratum)로 우선순위 값이 주어지므로, 패킷 우선순위 값 당 각각의 ProSe가 각각의 논리 채널(및/또는 논리채널 ID)로 정적으로 고정 매핑된다. 이 정보는 셀 안의 모든 UE들에게 제공되는 고정된 시스템 정보가 될 수 있다. UL 트래픽이 원격 UE로부터 중계 UE로 전송될 때, 수신된 MAC PDU는 자신의 헤더 안에 논리 채널 ID를 포함하며, D2D AS 또는 중계 UE의 PDCP가 이 정보(수신된 MAC PDU 내 논리 채널에 의해 추정됨)를 중계 UE의 상위 계층으로 전송한다. 그 상위 계층은 우선순위와 논리 채널 ID의 매핑 정보를 사전에 알고 있다. 상위 계층은 이러한 패킷 우선순위 당 ProSe(Proximity-based Service)를 저장하고, 패킷 우선순위 당 ProSe 및 EPS 베어러 ID나 IP5 튜플 간 매핑을 보유한다. 네트워크에서 원격 UE로의 다운링크 트래픽에 있어서, 중계 UE의 상위 계층이 우선순위 값을 D2D AS 계층이나 PDCP로 제공하고, 이 값에 따라 중계 UE의 계층 2는 기존의 논리 채널에 패킷을 할당하거나 PC-5 프로토콜 스택 상에 새로운 논리 채널을 생성한다.
(2)본 발명의 제2 실시 예에서는 계층 1 및 2에서 어떠한 정보도 없이 각각의 패킷이 적합한 원격 UE로 향하도록 IP 패킷 정보를 이용하여 서버측에서 수신된 패킷을 구별하는 방법을 제안한다.
IP 패킷의 포트 넘버가 원격 UE에 대한 구별 인덱스 및 패킷의 우선순위가 된다. 무엇보다 우선, 원격 UE 및 서버는 패킷 구별에 사용될 수 있는 포트 넘버 정책을 공유해야 한다. 일 예가 관례적으로 등록되거나 사전 고정 프로세스에 의해 사용되지 않는 포트 넘버가 클러스터링될 수 있다. 각각의 클러스터는 D2D 패킷 우선순위들의 개수나 적어도 D2D 패킷 우선순위들보다 큰 수와 동일한 수의 연속 포트 넘버(상술한 제외된 포트 넘버를 빼고)를 가진다. 각각의 클러스터 내 포트 넘버들의 순서가 우선순위를 의미한다. 어떤 것에도 할당되지 않은 포트 넘버의 범위가 존재하면, 그 넘버들의 무리가 클러스터들의 집합일 수 있다. 예를 들어, 동적이거나 사적인(private) 포트들은 49152에서 65535까지의 것들이다. 우선순위가 8이라고 가정한다. 그러면 2048개의 클러스터들이 생성될 수 있다. 제1클러스터는 49152, 49153,..., 491259이다. 49153은 UE1의 우선순위 1을 나타낼 수 있고, 491259는 UE1의 우선순위 8을 나타낼 수 있다. 이 클러스터 정보는 중계 UE 및 서버와 사전에, 혹은 중계 트래픽이 생성될 때 동적으로 공유된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 202 단계에서 eNB는 모든 소스 포트를 배열하고, 미리 할당된 및 기존에 사용된 포트 넘버를 제외시킨다. 204 단계에서 eNB는 남아 있는 포트 중에서 연속적인 소스 포트 넘버를 포함하는 클러스터를 생성하고, 클러스트 사이즈는 D2D 패킷에 대해 우선순위의 개수와 동일하게 설정한다.
206 단계에서 eNB는 중계 UE와 상기 생성한 클러스터, 상기 설정한 포트 넘버 정보 및 클러스트 사이즈 정보를 공유한다.
포트 넘버는 소스 및 목적지 포트 넘버들 모두일 수 있는데, 이는 원격 UE 및 서버가 같은 포트 넘버 매핑 정책을 가지기 때문이다.
중계 UE 및 서버가 클러스터 및 포트 넘버 정보를 공유하면, 중계 UE는 도 3과 같은 동작을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도이다.
302 단계에서 중계 UE는 소스 UE ID를 저장한다. 304 단계에서 중계 UE는 동일한 클러스터를 이용한 다수의 소스 단말들 존재하는가를 판단한다.
만약, 동일한 클러스터를 이용한 다수의 소스 단말들 존재하지 않을 경우, 306 단계에서 중계 UE는 수신된 패킷의 소스 포트 넘버를 바이패스한다. 그러나 동일한 클러스터를 이용한 다수의 소스 단말들 존재할 경우, 308 단계에서 중계 UE는 각 UE에 다른 클러스터 및 새로운 소스 포트 넘버를 할당한다.
새로운 소스 포트 넘버는 상기 클러스트에서의 최소 소스 포트 넘버에서 LCID를 더하고 1을 뺌으로써 결정된다.
상기 동작 시, 포트 넘버는 소스 포트 넘버이다. 그리고 클러스터 할당은 고정된 정책이거나 임의적인 정책일 수 있다.
한편, 서버가 IP 패킷을 수신하면, 서버는 상기 설명된 소스 포트 넘버를 사용해서 처리한다. 그 처리된 패킷을 가지는 응답이 있을 경우, 아래의 정책을 사용하여 패킷을 생성한다.
정책은 다음과 같다. 서버는 원격 UE로부터 수신된 패킷 및 포트 넘버에 응답하여, 상기 패킷의 우선순위를 반영함으로써, 원격 UE로부터 수신된 클러스트 내 목적지 포트 넘버를 결정한다.
한편, 중계 UE가 서버로부터 패킷을 수신하면, 그것은 우선 포트 넘버를 체크하고, 상기 포트 넘버가 클러스터 카테고리 안에 있는 것인지 여부를 식별한다. 상기 포트 넘버가 클러스터 카테고리 안에 존재하는 포트 넘버라면, 중계 UE는 원격 UE가 중계 패킷을 제공했을 때, 수신된 패킷마다 새로운 포트 넘버를 할당할 때 생성된 저장 테이블을 확인한다. 소스 UE 및 할당된 포트 넘버와 클러스터 정보가 존재한다. 서버로부터 수신된 패킷 내 포트 넘버를 이용하여, 중계 UE는 LCID 넘버를 다시 생성하고 패킷이 관련 중계 UE로 전송되도록 한다. LCID는 아래의 규칙으로 생성된다.
LCID의 생성 규칙은 다음과 같다. 새로운 LCID는 수신된 목적지 포트 넘버에서 상기 클러스트 내 최소 소스 포트 넘버를 빼고, 1을 더함으로써 결정된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 UL 및 DL 트래픽의 QoS 매핑도를 나타낸다.
도 4와 같이, UL 트래픽의 QoS(410)및 DL 트래픽의 QoS(412)가 동일하면, DL 트래픽의 LCID 및 포트 넘버는 UL 트래픽과 동일한 값들을 가질 수 있다.
도 5와 같이, UL 트래픽의 QoS(510)및 DL 트래픽의 QoS(512)가 QoS가 상이한 경우는 DL 트래픽의 LCID 및 포트 넘버는 UL 트래픽과 동일한 값들을 가질 수 없다. 그러나 UL 트래픽의 QoS(510)및 DL 트래픽의 QoS(512)가 QoS가 상이할지라도, 포트 넘버 매핑 방법을 이용해 동일한 LCID가 할당될 수 있다. 그리고 새로운 QoS 트래픽이 생성되고, 그런 다음 새로운 포트 넘버와 관련 LCID가 생성될 수 있다. 이 LCID는 우선순위를 반영하는데, 이는 포트 넘버 생성 정책이 우선순위 및 LCID 고정 매핑 정책을 반영하기 때문이다.
(3)본 발명의 제3 실시 예에서는 수신된 패킷을 EPS 베어러에 매핑하는 방법을 제안한다.
중계 UE에 대한 우선순위 지시 외에, 네트워크 중계할 UE(중계 UE)가 트래픽과 일반 트래픽을 차별화할 수 있게 하는 방법을 제안한다.
다음과 같은 세 가지 방법들이 있다.
방법 1에서는 전용 EPS 베어러가 중계 트래픽에 전용된다.
방법 2에서는 전용 EPS 베어러나 중계 트래픽용 무선 베어러가 존재하지 않는다. TX 버퍼의 중계 트래픽은 다른 트래픽에 비해 우선화된다.
방법 3에서는 EPS 베어러는 중계 트래픽 및 일반 트래픽에 대해 동일하나, 무선 베어러는 중계 트래픽에 전용된다. 방법 1 ~ 방법 3 이후에, 다른 베어러 매핑 규칙이 도 26 내지 도 28을 통해 설명된다.
본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 1: 전용 EPS 베어러 할당
본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 1에서, 전용 EPS 베어러가 중계 트래픽에 할당된다. 각각의 EPS 베어러는 그 자체의 QoS 프로파일, 및 QCI(QoS class of identifier), TFT(traffic flow templates) 등과 같은 파라미터들을 가진다. 따라서, 전용 EPS 베어러가 생성되면, 중계 UE, eNB, 및 다른 네트워크 개체는 무선 계층 및 EPC 계층을 포함하는 EPS 베어러와 관련된 정책을 추종한다. 중계 트래픽에 대해 전용 EPS 베어러가 생성되는 시기에 따라 다음의 두 가지 방식들이 있다.
첫째 방식에서, 디폴트(default) EPS 베어러가 설정될 때 전용 EPS 베어러가 설정된다.
둘째 방식에서는 전용 EPS 베어러가 필요할 때 동적으로 설정된다.
1.
정적 방식
정적인 방법으로, 중계 트래픽을 위한 전용 EPS 베어러는 중계 UE가 네트워크에 연결될 때 생성된다. 중계 UE가 지원하는 각각의 PDN 당 하나씩, 여러 개의 전용 EPS 베어러가 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 중계 트래픽을 위한 전용 EPS 베어러를 연결 절차에서 자율적으로 생성하기 위한 중계 UE 정보가 저장되는 장소에 따라, MME(Mobility Management Entity) 기반 방식(도 8에 도시됨) 및 HSS 기반 방식(도 6에 도시됨)으로 구분할 수 있다. 디폴트 EPS 베어러 생성 후, 중계 UE로부터의 중계 트래픽 지시 없이 전용 EPS 베어러 요청이 발생될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 HSS에서의 연결 절차를 나타낸다.
HSS(Home Subscriber Serve)에 이미 중계 UE와 관련된 정보를 저장하고 있음을 가정한다. 그리고 이하에서 기술할 612 단계 내지 630 단계까지를 베어러 생성 과정이라 칭한다.
먼저, 중계 UE는 602 단계에서 eNB를 통해 MME로 접속 요청(attach request) 메시지를 전송한다.
그러면, MME는 604 단계에서 중계 UE와 HSS간 인증/중계 UE와 MME 간의 프로토콜인 NAS(Non Access Stratum) 보안 과정을 수행한다. 그에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
한편, MME는 606 단계에서 IMSI, MME ID를 포함하는 업데이트 위치 요청 메시지를 HSS로 전송한다. 그러면, HSS는 608 단계에서 중계 UE를 등록하고, 상기 UE가 중계 UE인지 아닌지 여부를 검사한다. 최초에 HSS는 일종의 ProSe 서버로부터 가져올 수 있는 중계 UE IMSI 정보를 가진다. 그러면, HSS는 저장된 중계 UE임이 확인되면, 610 단계에서 MME로 가입 QoS 프로파일(QCI, ARP(Allocation and Retention Priority), APN-AMBR(UL/DL)), 및 중계 QoS 프로파일에 대한 정보 등 제공한다.
그 정보를 수신한 후 MME는 612 단계, 614 단계에서 IMSI, 베어러 아이디, QoS 프로파일, 요청된 전용 베어러 ID 및 요청된 중계 QoS 프로파일 정보를 포함하는 베어러 생성 요청 메시지를 S-GW를 통해 P-GW로 전송한다. 그러면, P-GW는 616 단계에서 수신된 정보를 기반으로 하여 IP 주소를 할당한다.
이후, P-GW는 618 단계에서 IMSI, QoS 프로파일, 및 중계 QoS 프로파일을 포함하는, IP-CAN 세션 설정을 지시하도록 요청하는 메시지를 PCRF로 전송한다. 그러면 PCRF는 620 단계 및 622 단계를 통해 SPR로 프로파일을 요청하여 수신한다.
그러면, PCRF는 624 단계에서 요청된 QoS 정보를 SPR로부터 수신된 QoS를 비교하고, 정책을 결정한다. 비교 결과가 반영되고, 최종적으로 협의된 QoS 파라미터들(중계 PCC(Policy and Charging Control 규칙)은 626 단계에서 PCRF에서 P-GW로 전송된다.
P-GW는 628 단계, 630 단계에서 P-GW에 의해 새롭게 생성된 전용 베어러 ID 및 협의된 중계 QoS 값들을 포함하는 베어러 생성 응답 메시지를 MME로 보낸다. MME는 베어러 생성 응답 메시지를 수신하면, 632 단계에서 새롭게 생성된 전용 EPS 베어러 및 QoS 프로파일을 포함하는 연결 허용 메시지를 중계 UE로 전송한다. 632 단계 도중에, eNB는 MME로부터 베어러 생성 응답 메시지를 수신하여 새롭게 생성된 전용 EPS 베어러와 관련된 DRB(data radio bearer)를 생성하고, 이 DRB를 그 EPS 베어러와 매핑한다. DRB ID, 관련 EPS 베어러 ID, L2 계층 상의 설정들 및 QoS 프로파일들과 같은 무선 계층 정보가 NAS 메시지를 또한 내장하는 RRC(Radio Resource control) 메시지 안에 포함된다. 상기 RRC 메시지가 중계 UE로 전송된다. 그러면 최종적으로 중계 UE는 DRB ID, 관련 EPS 베어러 ID, QoS 프로파일들에 대해 알 수 있다. 이 절차 후, 원격 UE로부터 중계 트래픽이 수신될 때마다, 중계 UE는 그 패킷을 관련 DRB 및 EPS 베어러에 놓고, 전용 EPS 베어러와 관련된 QoS 처리에 따른다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 베어러 설정 이후의 동작 흐름도이다.
도 7은 eNB 및 중계 UE가 새로운 EPS 베어러 설정 후 어떻게 동작하는지를 나타낸다.
702 단계에서 중계 UE가 원격 UE로부터 데이터를 수신한다. 그러면, 중계 UE는 704 단계에서 중계 트래픽을 식별하고, 새롭게 생성된 DRB 및 그 관련 LCID를 사용하여 관련 QoS 파라미터들을 포함하는 패킷을 생성한다.
중계 UE는 706 단계에서 상기 생성된 패킷을 eNB로 전송한다. eNB는 708 단계에서 상기 패킷을, 도 6의 연결 절차에서 중계 UE에게 알려졌던 관련 EPS 베어러와 매핑하고, 710 단계에서 매핑된 결과가 반영된 데이터를 네트워크로 전송한다. 여기서 네트워크는 도 6의 MME, S-GW, P-GW 및 PCRF 중 적어도 하나가 될 수 있다.
네트워크는 712 단계에서 원격 UE로의 다운링크 트래픽에서, IP 플로우를 TFT 또는 SDF에 따라 EPS 베어러로 분류하며, 그것은 본 발명의 실시 예의 경우 새로 생성된 전용 EPS 베어러여야 한다. 네트워크는 714 단계에서 eNB로 새로 생성된 전용 EPS 베어러를 통해 데이터를 전송한다. 그러면, eNB는 716 단계에서 전송할 패킷을 새롭게 생성된 그 EPS 베어러와 관련된 DRB에 매핑시킨다. 그런 다음 eNB는 718 단계에서 QoS 파라미터를 사용하여 데이터를 중계 UE로 전송한다. 그러면 중계 UE는 720 단계에서 IP 계층 내 IP 목적지 어드레스를 변경하고, 722 단계에서 데이터를 PC-5를 통해 원격 UE로 전송한다.
PC-1 내지 PC-5는 ProSe 네트워크에서 인터페이스들을 나타낸 것이다. PC-1은 원격 단말의 ProSe 어플리케이션과 서버간의 인터페이스이고, 어플리케이션 레벨의 시그널링을 위한 것이다. PC-2는 서버와 EPC 내의 ProSe 기능 간의 인터페이스이다. PC-3은 단말과 EPC 내의 ProSe 기능 간의 인터페이스이고, PC-4b는 EPC 내의 SLP(SUPL(Secure User Plane Location) location platform)와 ProSe 기능 간의 인터페이스이다. 그리고 PC-5는 단말들 간의 인터페이스이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MME에서의 연결 절차를 나타낸다.
도 8의 절차는 HSS가 중계 UE와 관련된 정보를 미리 저장하고 있지 않다는 것을 제외하면, 도 6에 도시된 것과 거의 유사하다.
MME가 중계 UE와 관련된 정보를 가지는 것 대신, 그리고 연결 요청 메시지가 MME에 의해 수신되는 경우, 806 단계에서 HSS에 등록 후에, MME는 상기 UE가 중계 UE인지 여부를 검사하고, 상기 UE가 중계 UE일 경우, 중계 트래픽에 대해 미리 설정된 QoS 요건을 가지고 808 단계에서 베어러 생성 절차를 시작한다.
사전 설정된 QoS 요건 값들은 MME에 미리 저장된다. 이 베어러 생성 메시지는 S-GW 및 P-GW를 통해 PCRF로 보내진다. PCRF는 요구된 QoS 값을 SPR과 비교하며, 최종 협의된 QoS 값이 P-GW로 돌아간다. P-GW는 전용 EPS 베어러를 생성하고, 이 EPS 베어러 ID 및 협의된 QoS 값들과 함께 베어러 생성 응답을 MME로 전송한다. 그러면 MME는 그 정보를 eNB를 통해 UE로 제공한다. 이 단계 도중에, eNB는 새롭게 생성된 전용 EPS 베어러와 관련된 새로운 DRB를 생성한다. eNB는 MME로부터 베어러 생성 응답을 수신하여 새롭게 생성된 전용 EPS 베어러와 관련된 DRB를 생성하고, 이 DRB를 그 EPS 베어러와 매핑한다. 그리고, DRB ID, 관련 EPS 베어러 ID, L2 계층 상의 설정들 및 QoS 프로파일들과 같은 이러한 무선 계층 정보가 NAS 메시지 또한 RRC 메시지 안에 포함된다. 이 RRC 메시지가 중계 UE로 전송된다. 그러면 최종적으로 중계 UE는 DRB ID, 관련 EPS 베어러 ID, QoS 프로파일들에 대해 알 수 있다. 이 절차 후, 원격 UE로부터 중계 트래픽이 수신될 때마다, 중계 UE는 그 패킷을 관련 DRB 및 EPS 베어러에 놓고, 전용 EPS 베어러와 관련된 QoS 처리에 따른다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 베어러 설정 이후의 동작 흐름도이다.
도 9의 절차는 도 7의 동작과 유사하다. 도 9 또한 도 7에 비해 HSS에 미리 중계 UE와 관련된 정보를 저장하는 대신에, MME에 미리 중계 UE와 관련된 정보를 저장하는 경우를 나타낸다.
도 9는 eNB 및 중계 UE가 새로운 EPS 베어러 설정 후 어떻게 동작하는지를 나타낸다.
902 단계에서 중계 UE가 원격 UE로부터 데이터를 수신한다. 그러면, 중계 UE는 904 단계에서 중계 트래픽을 식별하고, 새롭게 생성된 DRB 및 그 관련 LCID를 사용하여 관련 QoS 파라미터들을 포함하는 패킷을 생성한다.
중계 UE는 906 단계에서 상기 생성된 패킷을 eNB로 전송한다. eNB는 908 단계에서 상기 패킷을, 도 8의 연결 절차에서 중계 UE에게 알려졌던 관련 EPS 베어러와 매핑하고, 910 단계에서 매핑된 결과가 반영된 데이터를 네트워크로 전송한다. 여기서 네트워크는 도 8의 MME, S-GW, P-GW 및 PCRF 중 적어도 하나가 될 수 있다.
네트워크는 912 단계에서 원격 UE로의 다운링크 트래픽에서, IP 플로우를 TFT 또는 SDF에 따라 EPS 베어러로 분류하며, 그것은 본 발명의 실시 예의 경우 새로 생성된 전용 EPS 베어러여야 한다. 네트워크는 914 단계에서 eNB로 새로 생성된 전용 EPS 베어러를 통해 데이터를 전송한다. 그러면, eNB는 916 단계에서 전송할 패킷을 새롭게 생성된 그 EPS 베어러와 관련된 DRB에 매핑시킨다. 그런 다음 eNB는 918 단계에서 QoS 파라미터를 사용하여 데이터를 중계 UE로 전송한다. 그러면 중계 UE는 920 단계에서 IP 계층 내 IP 목적지 어드레스를 변경하고, 922 단계에서 데이터를 PC-5를 통해 원격 UE로 전송한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 연결 절차 이후의 정적 방식의 동작 흐름도이다.
도 10은 attach 과정(1002, 1004, 1006 단계)이 미리 수행되었고, 디폴트 EPS 베어러는 이미 설정되어 있음을 가정한다.
중계 UE는 1008 단계에서 베어러 자원 할당을 요구하는 NAS 메시지를 MME로 전송한다. 상기 NAS 메시지는 중계 트래픽 지시자 및 디폴트 베어러 ID 등을 포함한다. 중계 트래픽 지시자는 중계 트래픽에 해당하는 것인지 아닌지 여부를 나타낸다.
그러면 MME는 1010 단계에서 S-GW, P-GW 및 PCRF를 거침으로써 새로운 전용 EPS 베어러를 관련 QoS 파라미터들과 함께 획득한다. 그런 다음 MME는 1012 단계에서 새로운 EPS 베어러 ID 및 QoS 파라미터들을 NAS 메시지를 사용하여 eNB를 통해 중계 UE로 전달한다. 이때, 1014 단계에서와 같이, eNB의 중계 UE로의 전송 시, RRC 메시지는 새로운 DRB ID 및 그 DRB와 관련된 무선 설정 정보 등을 포함한다. 그리고 중계 UE는 1016 단계, 1018 단계, 1020 단계 및 1022 단계에서와 같이, RRC 메시지 및 NAS 메시지에 대해 각각 응답한다. 그런 후, MME는 1024 단계, 1026 단계에서 무선 베어러 응답 메시지를 S-GW를 거쳐 P-GW로 전송한다.
도 11은 본 발명의 실시 에에 따른 베어러 연결 설정 이후의 정적 동작 흐름도이다.
도 11의 절차는 eNB 및 중계 UE가 새로운 EPS 베어러 설정 후 어떻게 동작하는지를 나타낸다.
1102 단계에서 중계 UE가 원격 UE로부터 데이터를 수신한다. 그러면, 중계 UE는 1104 단계에서 중계 트래픽을 식별하고, 새롭게 생성된 DRB 및 그 관련 LCID를 사용하여 관련 QoS 파라미터들을 포함하는 패킷을 생성한다.
중계 UE는 1106 단계에서 상기 생성된 패킷을 eNB로 전송한다. eNB는 708 단계에서 상기 패킷을, 도 10의 연결 절차에서 중계 UE에게 알려졌던 관련 EPS 베어러와 매핑하고, 1110 단계에서 매핑된 결과가 반영된 데이터를 네트워크로 전송한다. 여기서 네트워크는 도 10의 MME, S-GW(Serving-Gateway), P-GW(Packet Data Network-Gateway) 및 PCRF(policy and charging rule function) 중 적어도 하나가 될 수 있다.
네트워크는 1112 단계에서 원격 UE로의 다운링크 트래픽에서, IP 플로우를 TFT 또는 SDF에 따라 EPS 베어러로 분류하며, 그것은 본 발명의 실시 예의 경우 새로 생성된 전용 EPS 베어러여야 한다. 네트워크는 1114 단계에서 eNB로 새로 생성된 전용 EPS 베어러를 통해 데이터를 전송한다. 그러면, eNB는 1116 단계에서 전송할 패킷을 새롭게 생성된 그 EPS 베어러와 관련된 DRB에 매핑시킨다. 그런 다음 eNB는 1118 단계에서 QoS 파라미터를 사용하여 데이터를 중계 UE로 전송한다. 그러면 중계 UE는 1120 단계에서 IP 계층 내 IP 목적지 어드레스를 변경하고, 1122 단계에서 데이터를 PC-5를 통해 원격 UE로 전송한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 연결 절차 이후의 동적 방식의 동작 흐름도이다.
동적 방식에서 중계 UE는 1206 단계에서 원격 UE로부터 중게 트래픽 지시자를 수신하고, 1208 단계에서 중계 트래픽임을 검사한다. 여기서, 중계 트래픽 지시자는 중계 트래픽에 해당하는 것인지 아닌지 여부를 나타낸다. 중계 UE는 중계 트래픽임을 확인하면, 1212 단계에서 전용 EPS 베어러 설정을 능동적으로 요청한다. 도 12의 절차는 중계 UE에서 최초의 중계 트래픽 수신이 있어야 한다는 것을 제외하면 도 10과 유사하다. 연결 절차 후, DRB는 관련된 디폴트 EPS 베어러인 중계 UE에서 1206 단계에서 이미 생성된다.
중계 UE는 PC-5 인터페이스로부터 데이터를 수신한 후 중계 트래픽이 식별된다. 이러한 기반을 통해, 중계 UE는 1212 단계에서 베어러 자원 할당을 요구하는 NAS 메시지를 MME로 전송한다. 상기 NAS 메시지는 중계 트래픽 지시자 및 기준 디폴트 베어러 ID 등을 포함한다. 여기서, 중계 트래픽 지시자는 중계 트래픽에 해당하는 것인지 아닌지 여부를 나타낸다. 그러면 MME는 1214 단계에서 S-GW, P-GW 및 PCRF를 거침으로써 새로운 전용 EPS 베어러를 관련 QoS 파라미터들과 함께 획득한다. 그러면 MME는 1216 단계에서 새로운 EPS 베어러 ID 및 QoS 파라미터들을 NAS 메시지를 사용하여 eNB를 통해 중계 UE로 전달한다. 이때, 1218 단계에서와 같이, eNB의 중계 UE로의 전송 시, RRC 메시지는 새로운 DRB ID 및 그 DRB와 관련된 무선 설정 정보 등을 포함한다. 그리고 중계 UE는 1220 단계, 1222 단계, 1224 단계 및 1226 단계에서와 같이, RRC 메시지 및 NAS 메시지에 대해 각각 응답한다. 그런 후, MME는 1228 단계, 1230 단계에서 무선 베어러 응답 메시지를 S-GW를 거쳐 P-GW로 전송한다.
도 13은 본 발명의 실시 에에 따른 베어러 연결 설정 이후의 동적 동작 흐름도이다.
도 13의 절차는 eNB 및 중계 UE가 새로운 EPS 베어러 설정 후 어떻게 동작하는지를 나타낸다. 중계 UE에서 식별된 중계 트래픽이 이미 존재함을 가정한다.
중계 UE는 1302 단계에서 중계 트래픽을 식별하고, 1304 단계에서 새롭게 생성된 DRB 및 그 관련 LCID를 사용하여 관련 QoS 파라미터들을 포함하는 패킷을 생성한다.
중계 UE는 1306 단계에서 상기 생성된 패킷을 eNB로 전송한다. eNB는 1308 단계에서 상기 패킷을, 도 12의 연결 절차에서 중계 UE에게 알려졌던 관련 EPS 베어러와 매핑하고, 1310 단계에서 매핑된 결과가 반영된 데이터를 네트워크로 전송한다. 여기서 네트워크는 도 12의 MME, S-GW, P-GW 및 PCRF 중 적어도 하나가 될 수 있다.
네트워크는 1312 단계에서 원격 UE로의 다운링크 트래픽에서, IP 플로우를 TFT 또는 SDF에 따라 EPS 베어러로 분류하며, 그것은 본 발명의 실시 예의 경우 새로 생성된 전용 EPS 베어러여야 한다. 네트워크는 1314 단계에서 eNB로 새로 생성된 전용 EPS 베어러를 통해 데이터를 전송한다. 그러면, eNB는 1316 단계에서 전송할 패킷을 새롭게 생성된 그 EPS 베어러와 관련된 DRB에 매핑시킨다. 그런 다음 eNB는 1318 단계에서 QoS 파라미터를 사용하여 데이터를 중계 UE로 전송한다. 그러면 중계 UE는 1320 단계에서 IP 계층 내 IP 목적지 어드레스를 변경하고, 1322 단계에서 데이터를 PC-5를 통해 원격 UE로 전송한다.
본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 2: TX 순서의 상위 계층 지시 및 우선순위화
도 14는 본 발명의 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 2에 따른 중계 UE의 계층 구조도이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 중계 UE는 두 개의 L2 프로토콜 스택들을 가지는데, 하나의 프로토콜 스택은 PC-5를 위한 것이고, 다른 하나의 프로토콜 스택은 Uu 인터페이스를 위한 것이다.
L2 서브 계층들 및 IP 계층은 중계 UE 자체에서 생성된 트래픽으로부터 원격 UE에서 생성된 중계 트래픽을 구분할 필요가 있다. 이것은 MAC 계층 또는 PDCP 계층 또는 IP 계층에서 결정될 수 있다. MAC 계층에서, PC-5 PDU 내 L2 목적지 ID(1406)가 그러한 식별에 사용될 수 있다. PC-5 PDU 내 중계 UE ID에 대해 설정된 L2 목적지 ID(1404)는 수신된 패킷이 중계를 위한 것임을 나타낼 수 있다. PDCP 계층의 PC-5 PDU 내 PDU 타입이 같은 것을 가리킬 수 있다. IP 계층의 목적지 IP 어드레스(1402) 역시 같은 것을 위해 사용될 수 있다. 수신된 IP 패킷 내 목적지 IP 어드레스가 중계에 대한 IP 어드레스가 아니면, 수신된 IP 패킷은 중계를 위한 것이다. 패킷들을 Uu를 통해 전송할 PDCP로 전송하는 동안 IP 계층은 PDCP에, 중계 트래픽 지시자(1408)를 통해 IP 패킷이 중계 트래픽에 해당하는 것인지 아닌지 여부를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 트래픽 지시자를 획득한 이후, 중계 UE의 동작 흐름도를 나타낸다.
중계 UE는 1502 단계에서 UL 그랜트를 위한 BSR(buffer status report) 요청 메시지를 eNB로 전송한다.
중계 UE는 1504 단계에서 eNB로부터 UL 그랜트 메시지를 수신한다.
중계 UE는 1506 단계에서 전송 버퍼를 확인하고, 중계 트래픽을 본 발명의 실시 예에 따른 우선화 정책에 따라서 배열한다.
중계 UE는 1508 단계에서 패킷을 eNB로 전송한다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중계 UE에서의 우선화 정책을 나타낸 것이다.
도 16a를 참조하면, 중계 UE는 1602 단계에서 UL 그랜트를 수신한다.
중계 UE는 1604 단계에서 주어진 그랜트에 대한 LCID 우선순위에 기반하여 데이터를 우선화한다.
중계 UE는 1606 단계에서 남은 그랜트에 대해 중계 데이터를 우선화한다.
도 16c를 참조하면, 중계 UE는 1612 단계에서 UL 그랜트를 수신한다.
중계 UE는 1614 주어진 그랜트에 대해 중계 데이터를 우선화한다. 중계 UE는 1616 남은 그랜트에 대해 LCID 우선순위에 기반하여 데이터를 우선화한다.
도 16b를 참조하면, 참조번호 1600은 도 16a의 과정을 나타내고, 참조번호 1610은 도 16c의 과정을 나타낸다.
도 16b를 참조하면, 여러 DRB들이 중계 UE에 이미 설정되어 있다는 가정 하에 그랜트가 중계 UE에 할당된다. 중계 UE는 가장 높은 우선순위 논리 채널(LCID/LCGID(logical channel group identifier))의 패킷들에 먼저 그랜트를 할당할 수 있다. 그리고 나서, 그 논리 채널의 패킷들 안에서, 중계 패킷들이 비중계 패킷들 보다 우선화될 수 있다. 또는 다른 정책이 중계/비중계 패킷들을 먼저 우선화하는 것이면, 나머지 그랜트에 대해 논리 채널 우선순위가 나중에 고려될 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3: 동일한 EPS
베어러
, 그러나 추가 DRB가 중계
트래픽에
전용됨
매 EPS 베어러마다 하나의 무선 베어러가 존재한다. 이 방법에서 중계 트래픽에 대해 추가 DRB를 생성할 것을 제안한다. 중계 트래픽에 대한 하나 또는 여러 DRB들이 생성될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도이다.
1702 단계에서 중계 UE와 MME간 attach 절차 및 추가적인 EPS 활성화 절차를 수행한다. 1702 단계의 상세 동작 설명은 생략하기로 한다.
중계 UE는 1704 단계에서 원격 UE로부터 PC-5 데이터를 수신한다. 그러면, 중계 UE는 1706 단계에서 UL 중계 트래픽인가를 확인한다. 확인 절차는 트래픽 지시자를 통해 확인한다. 중계 트래픽 지시자는 중계/비중계 구별에 대해서만 식별된다고 가정한다. 식별된 중계 UE가 1708 단계에서 DRB 할당을 요청하는 RRC 메시지를 타겟 EPS 베어러 및 가능하다면 요구되는 QoS 정보를 포함하는 eNB로 전송한다. 그러면 eNB는 1710 단계에서 새로운 DRB를 생성한다. eNB는 MME 및 다른 네트워크 개체와 상호 동작하지 않고, 직접 자신의 DRB를 생성하여, 1712 단계에서 타겟 EPS 베어러 ID, DRB ID, 무선 설정 정보 및 QoS 프로파일과 같은 관련 정보를 중계 UE로 다시 보낸다. 이 정보가 1714 단계에서 중계 UE에서 새로운 DRB를 생성하는데 사용된다. 그리고 중계 UE는 1716 단계에서 eNB로 RRC 연결 재구성(RRCConnectionRecon.) 완료 메시지를 전송한다. 그리고 중계 UE는 1718 단계에서 상기 QoS 프로파일을 사용하여 중계 데이터를 eNB로 전송한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도이다.
eNB는 1810에서 중계 UE로부터 중계 트래픽 지시자를 수신한다. eNB는 1812 단계에서 중계 트래픽 지시자에 근거하여 새로운 DRB를 생성하고, 및 생성된 DRB를 새로운 LCID와 매핑한다. eNB는 1814 단계에서 요구된 QoS나 eNB 안에 미리 설정된 또는 소정의 QoS 정책에 기반하여 QoS 프로파일 결정한다. eNB는 1816 단계에서 새로운 DRB ID, 타겟 EPS 베어러 ID, 무선 설정 정보, 및 QoS 관련 파라미터들과 함께 RRC 연결 재구성(RRCConnectionRecon.) 메시지를 중계 UE로 전송한다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도이다.
중계 UE 는 1910 단계에서 원격 UE로부터 새로운 패킷을 수신한다. 중계 UE는 1912 단계에서 수신된 패킷을 필터링하고, 중개 트래픽 지시자를 기반으로 하여 필터링된 패킷이 중개 트래픽인가를 확인한다. 중개 트래픽일 경우, 중계 UE는 1914 단계에서 소스 IP 어드레스를 변경하여 IP 패킷들을 재지정하고, 1916 단계에서 IP 패킷을 새로운 DRB/PDCP/RLC 개체로 할당하며, 최종적으로 이 MAC SDU를 LCID에 매핑한다. 그런 다음 중계 UE는 1918 단계에서 중계 UE의 TX 버퍼 안에 QCI와 관련한 새로운 DRB를 이 MAC SDU에 적용하고, 데이터를 eNB로 전송한다.
도 20은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도이다.
도 17은 업링크 트래픽인 경우를 나타내는 반면에, 도 20은 다운링크 트래픽인 경우를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 2002 단계에서 중계 UE는 중개 트래픽인지 아닌지를 식별한다. 중개 트래픽인 것으로 식별되면, 중계 UE는 2004 단계에서 eNB를 통해 네트워크로 중계 데이터를 전송한다.
그러면 네트워크는 2006 단계에서 원격 UE로의 다운링크 트래픽에서, IP 플로우를 TFT 또는 SDF에 따라 EPS 베어러로 분류하며, 그것은 본 발명의 실시 예의 경우 새로 생성된 전용 EPS 베어러여야 한다. 네트워크는 2008 단계에서 eNB로 새로 생성된 전용 EPS 베어러를 통해 데이터를 전송한다.
eNB는 2008 단계에서 데이터를 수신하고, 2010 단계에서 IP 목적지 어드레스를 이용하여 중계 트래픽인지 아닌지를 우선 식별한다. 그리고, eNB는 트래픽이 중계를 위한 것이면, 2012 단계에서 새롭게 생성된 DRB를 사용하여 해당 트래픽을 중계 UE로 전송한다. 이때, 관련 QoS가 무선 레벨 동작에 사용될 것이다. 그렇지 않으면, eNB는 일반(original) DRB를 사용하여 데이터를 중계 UE로 전송한다. 중계 UE는 2014 단계에서 IP 계층 내 IP 목적지 어드레스를 변경하고, 2016 단계에서 데이터를 PC-5를 통해 원격 UE로 전송한다.
도 21은 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 중계 트래픽에 대한 복수 개의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도이다.
서로 다른 우선순위 파라미터들을 가진 여러 개의 원격 UE들이 있을 수 있지만, 그룹 A 및 그룹 B가 존재하고, 2개의 DRB가 존재한다고 가정한다.
2102 단계에서 중계 UE와 MME간 attach 절차 및 추가적인 EPS 활성화 절차를 수행한다. 2102 단계의 상세 동작 설명은 생략하기로 한다.
중계 UE는 2104 단계에서 원격 UE로부터 그룹 A에 대한 PC-5 데이터를 수신한다. 중계 UE는 2106 단계에서 그룹 A에 대한 PC-5 데이터를 기반으로 하여 그룹 A에 대한 UL 중계 트래픽인가를 확인한다.
서로 다른 우선순위 파라미터들을 가진 여러 개의 원격 UE들이 있을 수 있다. 그러한 경우, 여러 개의 DRB들이 각각의 원격 UE의 중계 트래픽들을 따로 다룰 수 있다. 도 21에 도시된 것과 같이, 중계 UE에서 다양한 데이터가 수신될 수 있다. 이 경우, 중계 UE가 PC-5를 통해 수신된 패킷의 그룹을 식별할 수 있다는 가정이 전제된다.
그리고 중계 UE는 2108 단계에서 RRC 메시지를 생성하고, eNB로 전송한다. 이때 RRC 메시지는 중계 그룹 인덱스(중계 트래픽 식별자 예컨대, 중계 트래픽 지시자 A), 타겟 EPS 베어러 ID 및 옵션으로서, 그룹 A에서 요구되는 QoS 정보를 포함한다. 그러면, eNB는 2110 단계에서 그룹 A에 대한 새로운 DRB를 생성한다. 이후, eNB는 2012 단계에서 RRCConnectionRecon. 메시지를 통해 중계 UE로 그룹 A에 대한 타겟 EPS 베어러 ID, 그룹 A에 대해 새롭게 생성된 DRB ID, 그룹 A에 대한 무선 설정 정보 및 그룹 A에 대한 QoS 프로파일 등을 전송한다.
중계 UE는 2114 단계에서 RCConnectionRecon. 메시지를 통해 전송된 정보를 이용하여 새로운 DRB를 생성한다. 그리고 중계 UE는 2116 단계에서 eNB로 RRC 연결 재구성(RRCConnectionRecon.) 완료 메시지를 전송한다.
한편, 중계 UE는 2108 단계에서 원격 UE로부터 그룹 B에 대한 PC-5 데이터를 수신한다. 중계 UE는 2120 단계에서 그룹 B에 대한 PC-5 데이터를 기반으로 하여 그룹 B에 대한 UL 중계 트래픽인가를 확인한다.
그리고 중계 UE는 2122 단계에서 RRC 메시지를 생성 하고, eNB로 전송한다. 이때 RRC 메시지는 중계 그룹 인덱스(중계 트래픽 식별자 예컨대, 중계 트래픽 지시자 B), 타겟 EPS 베어러 ID 및 옵션으로서, 그룹 B에서 요구되는 QoS 정보를 포함한다. 그러면, eNB는 2124 단계에서 그룹 B에 대한 새로운 DRB를 생성한다. 이후, eNB는 2112 단계에서 RRCConnectionRecon. 메시지를 통해 중계 UE로 그룹 B에 대한 타겟 EPS 베어러 ID, 그룹 B에 대해 새롭게 생성된 DRB ID, 그룹 B에 대한 무선 설정 정보 및 그룹 B에 대한 QoS 프로파일 등을 전송한다.
중계 UE는 2128 단계에서 RCConnectionRecon. 메시지를 통해 전송된 정보를 이용하여 새로운 DRB를 생성한다. 그리고 중계 UE는 2130 단계에서 eNB로 RRC 연결 재구성(RRCConnectionRecon.) 완료 메시지를 전송한다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 DRB가 존재하는 경우의 eNB 동작 흐름도이다.
여기서, 복수의 DRB가 존재하는데, 예컨대, 그룹 A와 그룹 B가 존재한다고 가정한다.
eNB는 본 발명의 실시 예에 따라 2202 단계에서 그룹 A에 대한 중계 트래픽 지시자 수신한다. eNB는 2204 단계에서 그룹 A에 대한 새로운 DRB를 생성하고, 새로운 DRB ID를 LCID와 매핑하고, 그룹 A에 대한 QoS를 결정하고, 및 상기 정보를 중계 UE로 전송한다. eNB는 2206 단계에서 그룹 B에 대한 중계 트래픽 지시자 수신한다. eNB는 2208 단계에서 그룹 B에 대한 새로운 DRB를 생성하고, 그룹 B에 대한 QoS 결정하고, 상기 정보를 중계 UE로 전송한다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB 동작 흐름도이다.
eNB는 2302 단계에서 중계 UE로부터 중계 트래픽을 수신한다. eNB는 2304 단계에서 패킷의 LCID를 식별한다. eNB는 2306 단계에서 패킷을 타겟 EPS 베어러와 매핑한다. 그것을 네트워크로 전송한다.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE 동작 흐름도이다.
여기서, 복수의 DRB가 존재하는데, 예컨대, 그룹 A와 그룹 B가 존재한다고 가정한다.
중계 UE는 2402 단계에서 그룹 A 또는 그룹 B에 대한 패킷을 원격 UE(PC-5)로부터 수신한다.
중계 UE는 2404 단계에서 패킷 필터 및 그룹 A나 B에 대한 중계 트래픽 식별하고, IP 계층 내 IP 목적지 어드레스를 변경하고, 그룹 A나 그룹 B에 대해 DRB_A 및 PDCP/RLC/LCID와 함께 IP 패킷을 할당한다.
중계 UE는 2406 단계에서 TX 버퍼 내 그룹 A나 B에 대한 QoS 프로파일을 적용하고, eNB로 전송한다.
도 25는 본 발명의 제3 실시 예의 서브 실시 예 3에 따른 다운링크 중계 트래픽에 대한 하나의 DRB가 존재하는 경우의 동작 흐름도이다.
도 25를 참조하면, 2502 단계에서 중계 UE는 중개 트래픽인지 아닌지를 식별한다. 중개 트래픽인 것으로 식별되면, 중계 UE는 2504 단계에서 eNB를 통해 네트워크로 중계 데이터를 전송한다.
그러면 네트워크는 2506 단계에서 원격 UE로의 다운링크 트래픽에서, IP 플로우를 TFT 또는 SDF에 따라 EPS 베어러로 분류하며, 그것은 본 발명의 실시 예의 경우 새로 생성된 전용 EPS 베어러여야 한다. 네트워크는 2508 단계에서 eNB로 새로 생성된 전용 EPS 베어러를 통해 데이터를 전송한다.
eNB는 2508 단계에서 데이터를 수신하고, 2510 단계에서 IP 목적지 어드레스를 이용하여 중계 트래픽인지 아닌지를 우선 식별한다. 그리고, eNB는 트래픽이 중계를 위한 것이면, 2512 단계에서 새롭게 생성된 DRB를 사용하여 해당 트래픽을 중계 UE로 전송한다. 이때, 관련 QoS가 무선 레벨 동작에 사용될 것이다. 그렇지 않으면, eNB는 일반(original) DRB를 사용하여 데이터를 중계 UE로 전송한다. 중계 UE는 2514 단계에서 IP 계층 내 IP 목적지 어드레스를 변경하고, 2516 단계에서 데이터를 PC-5를 통해 원격 UE로 전송한다.
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸다.
도 26은 방법 1로써, 중계 트래픽 및 Uu 링크 트래픽 구분을 위한 것이다. 이와 달리, EPS 베어러(2620) 및 그 대응 DRB(2610)는 Uu 트래픽(2630) 및 중계 트래픽(2640)의 구분 없이 사용될 수 있다. 도 26은 EPS 베어러 및 DRB와 관련하여 중계 트래픽 및 Uu 트래픽 간 구분이 존재하지 않음을 보여준다. 중계 UE에 의해 UL IP 패킷이 수신된 후, 5 튜플(5-tuple)이 소스 IP 어드레스, 목적지 IP 어드레스, 소스 포트 넘버, 목적지 포트 넘버, transport와 같이 주어진다. 중계 UE로부터 수신된 패킷 내 소스 포트 넘버를 사용하여, 중계 또는 Uu와 무관한 QoS 관련 트래픽이 EPS 베어러(2620)생성하기 위해 사용된다. 따라서, 소스 포트 및 관련 QoS가 동일하면, Uu 트래픽 및 중계 트래픽은 동일한 EPS 베어러 및 DRB를 사용한다. 이 경우, 중계 트래픽의 패킷 우선순위는 EPS 안에서 우선화에 대해 사용되지 않는다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸다.
상기 EPS 베어러(2720) 사용의 경우, 동일한 EPS 베어러에서도, 그리고 DRB(2710)에 따라, 우선화가 가능하다. 즉, 하나의 EPS 베어러 안에서, 패킷 레벨 우선순위가 UL TX 버퍼 내 UL 전송 순서화에 사용될 수 있다. 도 16a, 도 16b, 도 16c의 로직이 사용될 수 있다. 즉 UL Tx 버퍼 내에 동일한 EPS 베어러에 대하여, 패킷 우선순위가 주어지면, i) 중계 트래픽을 우선화 하거나, ii) Uu 트래픽을 우선화 한다. 두 가지 경우 모두, 중계 트래픽 내에서 주어진 패킷 우선순위를 적용하여 우선화가 가능하다.
중계 트래픽(2740)이 EPS 베어러 레벨에서 구분된다. Uu 트래픽들(2730)은 그들 자체의 EPS 베어러들을 가진다. 각각의 EPS 베어러가 PDN 및 소스 포트 넘버마다 생성될 수 있다. 2750, 2760, 2770, 2780과 같이, 레거시(legacy) 규칙 사용(PDN 및 소스 포트가 동일하면, 패킷들은 동일한 EPS 베어러로 분류된다)이 사용된다. 이 밖에, 동일한 EPS 베어러 안에서 서로 다른 무선 베어러들을 생성하기 위해 패킷 당 우선순위가 사용될 수 있다.
도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 베어러와 EPS 베어러를 나타낸다.
도 28은 도 27의 경우와 동일하지만, 다른 경우 패킷 당 우선순위가 하나의 EPS 베어러(2820) 안에서 다른 DRB(2810)를 생성할 수 있다. 도 28에서 Uu 트래픽(2830) 및 중계 트래픽(2840)은 EPS 베어러에 따라 구분된다. 그리고, 다수의 EPS 베어러들이 5 튜플(tuple) 방법으로 분리될 수 있다. 중계 트래픽에 대해서는 패킷 당 우선순위가 EPS 베어러 안에서 다른 DRB를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 다른 DRB는 LCP와 같은 다른 우선순위 데이터로서 eNB에 의해 취급될 수 있다.
2850, 2860과 같이, 레거시(legacy) 규칙 사용(PDN은 동일하고 소스 포트가 다르면, 패킷들은 동일한 EPS 베어러에 따라 분류된다)이 사용된다.
Uu 트래픽 및 중계 트래픽 베어러 매핑에 대한 상기 전체 변형예들은 생성 콜 플로우에서 방법 1 내지 방법 3 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 원격 UE의 블록 구성도를 나타낸다.
도 29를 참조하면, 원격 UE는 제어부(2910), 송/수신부(2920), 및 메모리부(2930) 등을 포함한다.
상기 송/수신부(2920)는 본 발명의 실시 예에 따라 중계 UE와 데이터를 송수신하기 위한 송신 모듈과 수신 모듈을 각각 포함한다.
상기 제어부(2910)는 본 발명의 제1 실시 예 내지 제3 실시 예의 동작을 실행하기 위해, 원격 UE의 동작을 제어한다. 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 메모리부(2930)는 제어부(2910)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 UE의 블록 구성도를 나타낸다.
도 30를 참조하면, 중계 UE는 제어부(3010), 송/수신부(3020), 및 메모리부(3030) 등을 포함한다.
상기 송/수신부(3020)는 본 발명의 실시 예에 따라 중계 UE와 데이터를 송수신하기 위한 송신 모듈과 수신 모듈을 각각 포함한다.
상기 제어부(3010)는 본 발명의 제1 실시 예 내지 제3 실시 예의 동작을 실행하기 위해, 중계 UE의 동작을 제어한다. 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 메모리부(3030)는 제어부(3010)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 eNB의 블록 구성도를 나타낸다.
도 31을 참조하면, eNB는 제어부(3110), 송/수신부(3120), 및 메모리부(3130) 등을 포함한다.
상기 송/수신부(3120)는 본 발명의 실시 예에 따라 중계 UE와 데이터를 송수신하기 위한 송신 모듈과 수신 모듈을 각각 포함한다.
상기 제어부(3110)는 본 발명의 제1 실시 예 내지 제3 실시 예의 동작을 실행하기 위해, eNB의 동작을 제어한다. 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 메모리부(2930)는 제어부(2910)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예컨대, 물건이나 사람에 관한 정보)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법 및 장치는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로 부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 프로그램 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 프로그램 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (15)
- D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 방법에 있어서,
수신된 트래픽이 중계 트래픽인지 여부를 확인하는 과정;
중계 트래픽일 경우, 상기 중계 트래픽의 각 클러스트 내 포트 넘버를 확인하는 과정;
상기 포트 넘버에 따라서 상기 중계 트래픽의 우선순위를 결정하는 과정; 및
상기 결정된 우선순위가 반영된 패킷을 중계 단말로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 중계 트래픽의 우선순위는 논리 채널 식별자(logical channel identifier : LCID)를 기반으로 하여 결정함을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 트래픽을 EPS(Evolved Packet System) 베어러와 매핑하는 과정을 더 포함하고,
상기 EPS가 복수 개일 경우, 전용 EPS 베어러가 중계 트래픽에 할당됨을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제3항에 있어서,
상기 중계 단말로 전송하는 과정은,
상기 EPS 베어러와 관련된 정보 및 상기 LCID와 관련된 정보, 상기 포트 넘버와 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함하는 연결 재구성 메시지를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 중계 단말과 상기 기지국간 설정된 무선 베어러는 상기 중계 트래픽에 전용되는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 중계 트래픽은 다른 트래픽에 비해 우선화되는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 장치에 있어서,
수신된 트래픽이 중계 트래픽인지 여부를 확인하고, 중계 트래픽일 경우, 상기 중계 트래픽의 각 클러스트 내 포트 넘버를 확인하고, 상기 포트 넘버에 따라서 상기 중계 트래픽의 우선순위를 결정하는 제어부; 및
상기 결정된 우선순위가 반영된 패킷을 중계 단말로 전송하는 전송부를 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 장치. - D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 중계 단말에서 중계 트래픽 제어 방법에 있어서,
기지국으로부터 패킷을 수신하는 과정;
상기 패킷이 D2D 관련 패킷인지를 확인하는 과정; 및
상기 패킷이 D2D 관련 패킷일 경우, D2D를 지원하는 단말로 상기 패킷을 전송하는 과정을 포함하고,
상기 패킷의 우선순위는 포트 넘버에 따라 결정됨을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제8항에 있어서,
상기 중계 트래픽의 우선순위는 논리 채널 식별자(logical channel identifier : LCID)를 기반으로 하여 결정함을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제8항에 있어서,
상기 트래픽을 EPS(Evolved Packet System) 베어러와 매핑하는 과정을 더 포함하고,
상기 EPS가 복수 개일 경우, 전용 EPS 베어러가 중계 트래픽에 할당됨을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제10항에 있어서,
상기 중계 단말로 전송하는 과정은,
상기 EPS 베어러와 관련된 정보 및 상기 LCID와 관련된 정보, 상기 포트 넘버와 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함하는 연결 재구성 메시지를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제8항에 있어서,
상기 중계 단말과 상기 기지국간 설정된 무선 베어러는 상기 중계 트래픽에 전용되는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - 제8항에 있어서,
상기 중계 트래픽은 다른 트래픽에 비해 우선화되는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법. - D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 중계 단말에서 중계 트래픽 제어 장치에 있어서,
기지국으로부터 패킷을 수신하는 수신부;
상기 패킷이 D2D 관련 패킷인지를 확인하는 제어부; 및
상기 패킷이 D2D 관련 패킷일 경우, D2D를 지원하는 단말로 상기 패킷을 전송하는 전송부를 포함하고,
상기 패킷의 우선순위는 포트 넘버에 따라 결정됨을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 장치. - D2D(device to device communication) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에서 중계 트래픽 제어 방법에 있어서,
무선 베어러를 생성하는 과정;
중계 단말로부터 패킷을 수신하면, 상기 패킷의 논리 채널 식별자(logical channel identifier : LCID)를 식별하는 과정; 및
상기 LCID와 타겟 EPS 베어러와 매핑하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 중계 트래픽 제어 방법.
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