KR20160130373A - 연합 x2 게이트웨이 - Google Patents

Abstract

X2 인터페이스 통신을 위한 게이트웨이가 제공되고, 이 게이트웨이는 복수의 무선 액세스 네트워크(RAN) 노드들과 통신하고, 복수의 RAN 노드들에 결합된 X2 내부 인터페이스; 복수의 RAN 노드들의 외부에 있는 목적지 노드와 통신하고, 복수의 RAN 노드들의 외부에 있는 목적지 노드에 결합된 X2 외부 인터페이스 - X2 외부 인터페이스가 외부 매크로 셀에 대한 단일의 인터페이스를 제공하도록, X2 외부 인터페이스는 복수의 RAN 노드들에 대한 단일의 X2 종단점을 추가로 포함함 -; 및 코어 네트워크가 단일의 종단점을 통해 복수의 RAN 노드들과 상호작용하기 위한 S1 인터페이스를 포함한다. 이 게이트웨이는 X2로부터 S로의 그리고 S로부터 X2로의 변환을 비롯한, 착신 및 발신 핸드오버들에 대한 X2 시그널링 연관들 및 트랜잭션들을 유지하는 핸드오버 모듈을 추가로 포함할 수 있다.

Description

연합 X2 게이트웨이{FEDERATED X2 GATEWAY}

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 35 USC § 120에 따라 2014년 3월 7일자로 출원된, 발명의 명칭이 "Federated X2 Gateway"인 미국 가출원 제61/949,455호(대리인 문서 번호 PWS-71756US00), 및 2014년 4월 7일자로 출원된, 발명의 명칭이 "Federated X2 Gateway"인 미국 가출원 제61/976,146호(대리인 문서 번호 PWS-71758US00)를 우선권 주장하고, 이 출원들 각각은 이로써 그 전체가 참고로 본원에 포함된다. 본 출원은 또한 이로써 2013년 9월 24일자로 출원된, 발명의 명칭이 "Dynamic Multi-Access Wireless Network Virtualization"인 미국 출원 제14/034,915호 전체를 참조로 포함한다.

LTE(Long Term Evolution) 표준은 eNodeB들 사이의 통신을 위한 인터페이스(X2 인터페이스라고 불리움)를 정의한다. X2 인터페이스는 전송 계층 프로토콜인 GTP-U over IP 또는 UDP를 통해 eNodeB들 사이의 최종 사용자 패킷들을 터널링하는 데 사용되는 X2-UP 프로토콜의 형태로 사용자 평면 통신(user plane communications)을 지원한다. X2 인터페이스는 또한 전송 계층 프로토콜인 SCTP를 거쳐 다양한 기능들을 제공하는 데 사용되는 X2-CP 프로토콜을 통해 제어 평면 통신(control plane communications)을 지원한다. X2-CP 애플리케이션 계층 프로토콜은 X2AP이다.

X2AP 프로토콜은, 3GPP TS 36.423(이로써 그 전체가 포함됨)에 기술된 바와 같은, 다음과 같은 기능들을 제공한다: 이동성 관리; 부하 관리; 일반 오류 상황의 보고; X2 연결의 리셋; X2 연결의 설정; eNodeB(eNodeB) 구성 업데이트; 이동성 파라미터 관리; 이동성 강건성 최적화(mobility robustness optimization); 에너지 절감; X2 해제(X2 release); 메시지 전송; 등록; 및 X2 연결의 제거. 예를 들어, X2AP는 UE(user equipment, 사용자 장비)-보조 네트워크-제어 핸드오버 및 MME(mobility management entity, 이동성 관리 엔터티)의 관여 없는 핸드오버를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.

그렇지만, eNodeB들의 수가 증가함에 따라, eNodeB들 사이의 점대점 X2 연결들의 수가 노드들의 수의 계승(factorial)으로서 증가한다. 이 결과, 어쩌면 기본적인 조정 기능들을 수행하기 위한 원하지 않는 X2 시그널링의 양이 많아진다. 이 단점들 없이 X2 통신의 이점들을 제공할 수 있는 시스템이 필요하다.

X2 인터페이스는 일반적으로 EPC(evolved packet core, 진화된 패킷 코어)를 관여시키지 않고 UE 이동성 관리 및 부하 관리와 같은 기능들을 효과적으로 수행하기 위해 eNodeB들이 서로 직접 상호작용할 수 있는 메커니즘을 정의한다. 본 개시 내용은 가상 eNodeB 내에서 관리되는 다수의 내부 eNodeB들이 X2 인터페이스를 사용하여 서로 그리고 가상 eNodeB 외부에 있는 eNodeB들과 어떻게 통신할 수 있는지를 기술한다.

X2 인터페이스 통신을 위한 게이트웨이 기능을 제공하는 시스템들 및 방법들이 개시될 수 있다.

일 실시예에서, X2 인터페이스 통신을 위한 게이트웨이가 제공되고, 본 게이트웨이는 복수의 RAN(radio access network, 무선 액세스 네트워크)들과 통신하고, 복수의 RAN들에 결합된 X2 내부 인터페이스; 및 복수의 RAN들의 외부에 있는 목적지와 통신하고, 복수의 RAN들의 외부에 있는 목적지에 결합된 X2 외부 인터페이스를 포함하고, X2 외부 인터페이스가, 외부 매크로 셀 또는 코어 네트워크가 복수의 무선 액세스 네트워크들과 상호작용하기 위한 단일의 인터페이스를 제공하도록, X2 외부 인터페이스는 복수의 무선 액세스 네트워크들에 대한 단일의 X2 종단점을 추가로 포함한다.

본 게이트웨이는 착신 및 발신 핸드오버들에 대한 X2 시그널링 연관들 및 트랜잭션들을 유지하는 핸드오버 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 본 게이트웨이는 게이트웨이를 우회하는 RAN들 사이의 직접 X2 연결들을 설정할지 여부를 결정하는 SON(self-organizing network, 자가 구성 네트워크) 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 본 게이트웨이는 다수의 eNodeB들로부터의 X2 인터페이스들을 종단시키는 X2 중재 서버를 추가로 포함할 수 있다. 본 게이트웨이는 인터페이스 완화(interface mitigation)를 조정하도록 구성된 업스트림 SON(self-organizing network) 서버와 통신하는 관리 인터페이스를 추가로 포함할 수 있다. 본 게이트웨이는 새로운 X2 인터페이스를 발견하고 새로운 RAN의 존재를 발견하도록 구성된 SON(self-organizing network) 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 복수의 RAN들은 eNodeB들 또는 움직이는 eNodeB들일 수 있고, 본 게이트웨이는 이웃하는 셀들을 검출하도록 구성되고 간섭 완화를 수행하도록 구성된 SON(self-organizing network) 모듈을 추가로 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, X2 게이트웨이에서 X2 인터페이스 통신을 가상화하는 방법이 개시되고, 본 방법은 2개 이상의 RAN(radio access network)들을 X2 관리를 위한 단일의 개별 X2 종단점으로 그룹화하는 단계; 2개 이상의 RAN들 중 임의의 RAN에 의해 개별적으로 지원되는 이웃들의 수와는 관계없이 2개 이상의 RAN들 각각에 의해 보이는 모든 이웃들에 기초하여 계산된 이웃들의 총수를 X2 게이트웨이에서 애드버타이징(advertising)하는 단계; 및 네트워크 관리 파라미터들 및 물리적 근접성에 기초하여 2개 이상의 RAN들 각각과 개별적으로 연관된 이웃들을 분산시키는 단계를 포함하고, 여기서 X2 게이트웨이는 2개 이상의 RAN들과 코어 네트워크 사이에 위치되고, 그럼으로써 2개 이상의 RAN들과 코어 네트워크 사이의 가상화된 X2 인터페이스 통신을 제공한다.

네트워크 상태 기준들은 또한 2개 이상의 RAN들 사이의 직접 링크와 2개 이상의 RAN들 중 하나와 클라우드 서버 사이의 링크의 상대 시그널링 지연(relative signaling latency)을 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 2개 이상의 RAN들 각각에 의해 보이는 모든 이웃들을 갖는 이웃 테이블을 유지하는 단계; 이웃 테이블의 상이한 부분들을 2개 이상의 RAN들 각각으로 송신하는 단계; 각각의 RAN으로 하여금 각각의 RAN이 보든 이웃들의 수와는 관계없이 X2 항목들의 제한된 집합을 갖는 이웃 테이블의 일부를 수신하게 하기 위해 이웃 테이블을 수정하는 단계; 및 네트워크 상태 기준들에 기초하여, 2개 이상의 RAN들 중 하나와 2개 이상의 RAN들 중 다른 하나 및 클라우드 서버 중 하나 사이의 X2 시그널링을 프록싱하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 X2 시그널링이 2개 이상의 RAN들 사이에서 프록싱 없이 수행되게 하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 유지 보수 가동 정지 시간에 대해 스케줄링된 RAN들로의 착신 핸드오버들을 방지하기 위해, 애드버타이징된 부하 정보를 스케줄링된 유지 보수 시간에 동적으로 변경하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 X2 핸드오버 요청들을 S1 핸드오버 요청들로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 2개 이상의 RAN들 각각의 관계, 토폴로지, 및 지리적 위치의 관리 테이블을 유지하는 단계, 및 관리 테이블을 업데이트하기 위해 X2 인터페이스 메시지들을 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 관리 정보 및 실시간 간섭 완화 정보 중 하나를 갖는 메시지들을 2개 이상의 RAN들로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 X2 게이트웨이와 2개 이상의 RAN들 사이의 링크를 암호화하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 X2 게이트웨이에의 연결이 허가되는지 여부를 결정하기 위해 2개 이상의 RAN들 각각을 인증하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 2개 이상의 RAN들로부터 이용 정보를 요청하는 단계; 2개 이상의 RAN들에 대한 자원 이용 분석 결과(resource utilization analytics)를 발생시키는 단계; 및 2개 이상의 RAN들에 대한 자원 이용을 관리하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 이용 정보는 백홀 용량, 액세스 네트워크 용량, 연결된 모바일 디바이스들의 수, 및 활성 연결된 모바일 디바이스들의 수 중 적어도 하나이다.

다른 실시예에서, X2 인터페이스 통신을 위한 시스템이 개시되고, 본 시스템은 2개 이상의 무선 액세스 네트워크(RAN)들; 및 2개 이상의 RAN들과 코어 네트워크 사이에 위치된 X2 게이트웨이를 포함하고, X2 게이트웨이는, X2 게이트웨이에서 실행될 때, X2 게이트웨이로 하여금 2개 이상의 RAN들을 X2 관리를 위한 단일의 개별 X2 종단점으로 그룹화하는 단계; 2개 이상의 RAN들 중 임의의 RAN에 의해 개별적으로 지원되는 이웃들의 수와는 관계없이 2개 이상의 RAN들 각각에 의해 보이는 모든 이웃들에 기초하여 계산된 이웃들의 총수를 X2 게이트웨이에서 애드버타이징하는 단계; 및 네트워크 관리 파라미터들 및 물리적 근접성에 기초하여 2개 이상의 RAN들 각각과 개별적으로 연관된 이웃들을 분산시킴으로써, 2개 이상의 RAN들과 코어 네트워크 사이의 가상화된 X2 인터페이스 통신를 제공하는 단계를 수행하게 하는 명령어들을 추가로 포함한다.

다른 실시예에서, X2 인터페이스 통신을 위한 시스템이 개시되고, 본 시스템은 2개 이상의 RAN(radio access network)들; 및 외부 매크로 셀 또는 코어 네트워크가 2개 이상의 RAN들과 상호작용하기 위한 단일의 X2 종단점을 제공함으로써, 2개 이상의 RAN들과 코어 네트워크 사이의 가상화된 X2 인터페이스 통신을 제공하는 수단을 포함한다.

도 1은 일부 실시예들에 따른, LTE(Long Term Evolution) 아키텍처의 개략도.
도 2는 일부 실시예들에 따른, LTE(Long Term Evolution) 아키텍처에서의 가상화 서버의 개략도.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 대표적인 핸드오버 호 흐름의 호 흐름도.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 메쉬 네트워크 기지국의 개략도.

개요

본원에 기술되는 시스템들 및 방법들은 LTE 네트워크 시스템과 통합될 수 있다. LTE 아키텍처에서, 무선 액세스 네트워크(RAN)는 E-UTRA 무선 공중 인터페이스(radio air interface)를 사용하여, 모바일 디바이스들(사용자 장비(UE)라고 알려져 있음)에의 액세스를 제공한다. 다양한 주파수 대역들이, 공통의 E-UTRA 파형을 사용하여, 지원된다. RAN이 eNodeB(eNodeB)라고 불리우는 기지국들에 의해 제공된다. eNodeB들은 올-IP 네트워크(all-IP network)를 통해, UE들로의 이동성을 지원하기 위한 EPC(evolved packet core) - EPC는 전형적으로 MME(mobility management entity)를 포함함 -; 사용자 데이터 패킷들을 라우팅하고 포워딩하기 위한 그리고 UE들에 대한 이동성 앵커(mobility anchor)를 제공하기 위한 SGW(serving gateway, 서빙 게이트웨이); 인터넷과 같은 임의의 외부 데이터 네트워크들로의/그로부터의 연결을 제공하기 위한 PGW(packet data network gateway, 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이)(또는 PDN 게이트웨이); 및 사용자 가입자 데이터, 보안 기능들, 및 합법적 가로채기 기능을 제공하는 다양한 다른 네트워크 노드들과 통신한다. LTE는 또한 3GPP 기구(3rd Generation Partnership Project organization)(3GPP.org)에 의해 정의된다. 본원에서의 내용에 관련되어 있는 특정 기술 표준들이 이하에서 그들의 3GPP 기술 표준 참조 번호에 의해 지칭된다. 본원에 개시된 시스템들 및 방법들은 또한, 일부 실시예들에서, 3G, 4G, 5G, Wi-Fi, 및 다른 시스템들을 비롯한, 다른 비LTE 네트워크 시스템들과 통합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 특수 eNodeB들은 무선 백홀 메쉬 네트워크를 통해 EPC 내의 가상화/연합 서버(virtualization/federation server)에 연결된다. 특수 eNodeB들은 본원에서 UniRAN이라고 언급될 수 있고, 상이한 무선 액세스 기술을 사용하고 있을 수 있는 2개의 무선부(wireless radio) - 하나의 무선부는 액세스를 위해 사용될 수 있고 다른 무선부는 백홀을 위해 사용될 수 있음 - 를 가질 수 있다(즉, 특수 eNodeB들은 다중-RAT eNodeB일 수 있다). 각각의 다중-RAT eNodeB는, EPC를 통과하는 통신 경로를 사용하기보다는, 직접 무선 링크를 통해 서로 연결될 수 있다. 이것은 데이터 센터까지의 백홀 링크에 대한 요구사항을 완화시킨다. 일부 실시예들에서, 특수 eNodeB들은 메쉬 네트워크에서의 eNodeB일 수 있고, eNodeB들 중 하나 이상은 다른 것들에 대한 백홀 기능을 제공한다.

일부 실시예들에서, eNodeB들은 가상화/연합 서버 또는 클라우드 조정 서버 - 본원에서 UniCloud 또는 LAC(LTE access controller, LTE 액세스 제어기) 서버라고 언급됨 - 를 통해 EPC에 연결될 수 있다. 클라우드 조정 서버는 하나 이상의 eNodeB들이 하나의 "가상 eNodeB"로 연합될 수 있게 하기 위해 가상화를 제공할 수 있다. 2013년 9월 24일자로 출원된, 발명의 명칭이 "동적 다중 접속 무선 네트워크 가상화(Dynamic Multi-Access Wireless Network Virtualization)"인 미국 출원 제14/034,915호에 보다 상세히 기술되는 바와 같이, eNodeB들의 기능의 다양한 양태들이 가상화 서버에 의해 가상화될 수 있다. 본 개시 내용은 가상화 서버에 의한 X2 인터페이스 가상화를 다루고 있다.

일부 실시예들에서, 이웃 RAN들이 서로 간에 X2 연결을 설정할 수 있다. 그에 부가하여, 각각의 RAN이 그의 이웃인 가상화 서버와 X2 연결을 설정한다. RAN과 가상화 서버 간의 X2 연결은 통신사업자 코어 네트워크로의 그리고 그로부터의 모든 핸드오버들에 대한 기본 X2 연결로서 기능한다. 환언하면, 가상화 서버는 코어 네트워크로의 그리고 그로부터의 연결들에 대한 지능적 X2 집성 및 프록시로서 기능한다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 네트워크에 대한 2개의 구별되는 뷰 - 외부 뷰(external view) 및 내부 뷰(internal view) - 를 제공하는 것으로 생각될 수 있다. 전자의 뷰는, 다른 매크로 셀들 및 코어 네트워크를 비롯한, 가상화된 RAN의 외부에 있는 네트워크 노드들에 제공된다. 전자의 뷰에서, 가상화 서버는 그 자신을 많은 셀들을 갖는 단일의 가상 eNodeB로서 그리소 RAN측의 가상화 서버에 연결된 물리적 eNodeB들에 투명한 코어 네트워크 프록시로서 코어 네트워크에 표현한다. 이 뷰에서, 매크로 eNodeB들 및 다른 코어 네트워크측 네트워크 노드들은 게이트웨이인 가상화 서버를 통해 RAN측 eNodeB들에 액세스할 수 있지만, 이 RAN측 eNodeB들에 액세스할 때, 가상화 서버의 eNodeB ID 및 RAN측 eNodeB의 셀 ID를 사용하여 메시지들을 가상화 서버로 송신할 수 있다. 이것은 네트워크의 셀 중심 뷰(cell-centric view)라고 생각될 수 있다.

가상화된 RAN의 내부인 후자의 뷰에서, 가상화된 RAN 내의 eNodeB들은 자신을 eNodeB라고 생각할 수 있고 X2 노드들처럼 서로 간에 통신할 수 있다. 그렇지만, 가상화된 RAN 외부에 있는 노드들로 통신을 송신하거나 그로부터 통신을 수신할 때, eNodeB들은 게이트웨이인 가상화 서버를 통해 통신할 수 있다. 가상화 서버는, 노드의 eNodeB ID를 셀 ID로 변환하는 것 및 그 반대로 변환하는 것에 의해, 가상화된 RAN의 외부에 있는 노드들로부터 가상화된 RAN 내의 eNodeB들로의 X2 시그널링을 투명하게 프록싱할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원래의 eNodeB로부터 원래의 eNodeB로부터 직접 도달 가능하지 않은 다른 eNodeB로의 다중 홉 라우팅을 비롯하여, X2 메시지들이 코어 네트워크로 보내지는 일 없이, 직접 또는 가상화 서버를 통해, 노드로부터 노드로 라우팅되도록, 가상화된 RAN 내의 노드들 사이에 사적 X2 라우팅(private X2 routing)이 제공될 수 있다.

이와 같이, 일부 실시예들에서, 가상화 서버는 내부의 RAN측 네트워크와 외부의 코어 네트워크측 네트워크 사이의 게이트웨이로서 역할한다. 가상화 서버는 하나의 네트워크로부터 다른 네트워크로 트래픽을 라우팅하거나 전달할 수 있다. 그렇게 하는 동안에, 가상화 서버는, 일부 실시예들에서, 주소 변환을 수행할 수 있거나, X2 연결들에 대한 종단점 및 프록시로서 역할할 수 있다. 가상화 서버는, 패킷 검사 및 엔벨로프 검사(envelope inspection)와 같은 다양한 수단들을 사용하여 그리고 특히 대상 eNodeB의 ECGI(E-UTRAN cell global identifier)로부터 도출되는 식별자에 대해 주어진 패킷의 엔벨로프를 검사하는 것에 의해, 네트워크의 RAN측에 있는 어느 eNodeB가 주어진 X2 연결 또는 패킷을 수신할 수 있는지를 식별할 수 있다.

이것은 2013년 9월 24일자로 출원된, 발명의 명칭이 "동적 다중 접속 무선 네트워크 가상화(Dynamic Multi-Access Wireless Network Virtualization)"인 미국 특허 출원 제14/034,915호에 기술되는 바와 같은, S1 인터페이스 통신을 연합하기 위해 eNodeB들을 가상화하는 것과 유사하다. 그렇지만, 일부 실시예들에서, S1 인터페이스는 X2 게이트웨이 서버와 상이한 조정 서버에서 종단(terminate)될 수 있다.

일부 실시예들에서, 각각의 가상화 서버는 자신을 최대 256 개의 셀들 - 각각은 최대 256 개의 셀들을 형성하는 그 자신의 고유 ECGI(eNodeB cell global identifier)를 가짐 - 이 그에 연결되어 있는 단일의 eNodeB로서 코어 네트워크에 표현할 수 있다. LTE에서의 ECGI는 15 개의 십진 숫자들을 갖는 코드이고, 여기서 처음 다섯 자리는 모바일 국가 코드 및/또는 모바일 네트워크 코드이고, 그에 뒤이은 일곱 자리 프리픽스(prefix)는 eNodeB ID에 기초하며, 이어서 세 자리 서픽스(suffix)는 셀 ID에 기초한다. 일부 실시예들에서, 셀 ID는 가상화 서버에 의해 메시지들을 라우팅하기 위해 사용되기 때문에, 가상화될 수 있는 eNodeB들의 수가 세 자리 셀 ID 서픽스에 의해 제한될 수 있다. 가상화 서버는 메시지에 존재하는 대상 ECGI에 기초하여 각각의 착신 X2AP 전역 절차를 내부 네트워크 상의 올바른 eNodeB로 라우팅할 수 있다. 가상화 서버는 셀 ID 서픽스들과 eNodeB 식별자들 간의 매핑을 가상화 서버에 유지할 수 있다. LTE 프로토콜에서, eNodeB들은 그 자신의 셀들 각각에 셀 ID들을 할당하는 일을 맡고 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버는 이와 같이 가상 eNodeB ID를 그의 eNodeB ID로서 사용할 수 있고, 그의 사설 네트워크 내의 RAN들 각각에 의해 서빙되는 셀들 각각에 셀 ID들을 할당할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 eNodeB UE X2AP ID에 기초하여 각각의 착신 이동성 메시지를 라우팅한다. 이동성/핸드오버에 대해, X2 메시지들이 대응하는 S1 핸드오버 메시지들에 매핑될 수 있거나, 표준 X2 핸드오버가 사용될 수 있다. 매크로 eNodeB에 의해 시작된 핸드오버에 대해, 가상화 서버는 내부적으로 X2 연결을 네트워크의 내부에 있는 적절한 eNodeB 쪽으로 프록싱할 수 있다. 핸드오버의 정반대 경로에서, 각각의 내부 eNodeB에 의해 개시된 X2 핸드오버는 적절히 매크로로 보내진다. 이동성 관리 양태는 이와 같이 UE들의 UE 보조 네트워크 제어 핸드오버를 지원한다. X2 인터페이스를 사용하여, 가상 eNodeB 네트워크의 내부에서 그리고 그 외부에서 MME의 개입 없이 핸드오버가 용이하게 될 수 있다.

장점들

개시된 시스템들 및 방법들의 실시예들의 다양한 장점들이 이제부터 기술된다. 이 장점들이 개시된 실시예들 중 하나 이상에 적용될 수 있고, 본 발명을 이 장점들 중 하나 이상을 가지는 실시예들로 제한하는 것으로 의도되어 있지 않다. 제공된 장점들과 관련하여 특정 실시예들에서 제공될 수 있는 특징들이 또한 이하의 섹션에 기술되어 있다.

이 아키텍처의 하나의 장점은 (X2 인터페이스 통신을 위한) 외부 네트워크 내의 코어 네트워크 노드들 및 다른 매크로 eNodeB들과 같은 외부 네트워크 내의 노드들이 RAN들 모두와 통신하기 위해 가상화 서버와 단일의 X2 연결을 설정할 수 있다는 것이다. 이것은 매크로 eNodeB에 대한 복잡성을 절감할 수 있다. 이것은 "n² 문제"라고 불리울 수 있는데, 그 이유는 n 개의 노드들 각각이 다른 n 개의 노드들 각각과 통신하도록 구성되어 있는 경우, n2개의 통신 링크들이 필요하다. 가상화 서버를 사용하는 것에 의해, 링크들의 연합이 가능하게 되고, 그로써 필요한 링크들의 수를 감소시킨다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, X2 가상화 게이트웨이가 X2 프로토콜 구현들에서 공급업체 차이점들을 해결하는 데 사용될 수 있다는 것이다. X2 프로토콜이 표준화되어 있지만, 공급업체들이 다른 공급업체들이 지원하지 않는 특징들로 프로토콜을 확장할 수 있다. 다중 판매업체 이종 네트워크에서, X2 가상화 게이트웨이의 사용은 다수의 공급업체들로부터의 장비가 상호 운용되는 방식을 제공할 수 있다. 본 개시 내용에 의해 가능하게 되는 아키텍처의 일 예로서, 각각의 공급업체는 그 자신의 장비로 채워진 그 자신의 네트워크를 가질 수 있다. 공급업체 특정 네트워크들이 하나의 X2 프로토콜 버전으로부터 다른 X2 프로토콜 버전으로의 앵커링, 브리징, 및 연동을 제공하기 위해 하나 이상의 X2 프로토콜 게이트웨이들을 사용하여 브리징될 수 있을 것이다. 이러한 네트워크 환경은 또한 다중 반송파 배포(multi-carrier deployment)에 대한 장점들을 가질 수 있다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, 외부 네트워크 내의 매크로 셀로부터 내부 네트워크 내의 스몰 셀 또는 eNodeB로 X2를 설정할 때, 매크로가 목적지 IP에 대해 MME에 질의하거나 그 자신의 X2 구성 정보를 탐색한다는 것이다. 이 경우에, MME 또는 매크로는, 내부 네트워크 내의 eNodeB들의 수가 가변적일지라도, 변하는 상황에서 몇 개의 스몰 셀들이 설치되는지에 관해 걱정할 필요 없이, 가상화 서버의 IP 주소만 알면 된다. 가상화 서버는 네트워크에 들어오는 X2 요청들을 어떻게 라우팅할지를 알고 있다. MME는, X2 TNL 구성 정보 요청에 존재하는 ECGI에 포함된 짧은 eNodeB 식별자를 탐색 키(look-up key)로서 사용하여 목적지 IP(UniCloud X2 종단점)를 탐색하는 것에 의해, 매크로 네트워크로부터의 임의의 X2 TNL(transport network layer, 전송 네트워크 계층) 구성 정보 요청들을 확인(resolve)할 수 있다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, 내부 네트워크 내의 스몰 셀 또는 eNodeB로부터 외부 네트워크 내의 매크로 셀로 X2 연결을 설정할 때, 각각의 스몰 셀이 X2 목적지 정보로 프로비저닝될 필요가 없다는 것이다. 가상화 서버가 스몰 셀을 대신하여 X2를 설정할 수 있다. 다른 장점은, 일부 실시예들에서, 가상화 서버가 스몰 셀이 사용되고 사용되지 않는 것의 효과를 은폐시킨다는 것이다. 스몰 셀이 일시적으로 사용되지 않을 때, 가상화 서버는 이 상황에서 중단을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에서, 가상화 서버는, 이 상황에서, 기본 SCTP 링크들을 바운싱(bouncing)하기보다는, 내부 네트워크의 외부에 있는 매크로 eNodeB와 같은 요청자로 X2AP 오류 표시 메시지를 송신할 수 있다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, 가상화 서버가, 매크로 및 스몰 셀의 GPS(global positioning system) 좌표, 매크로의 특수 X2 기능, 또는 스몰 셀과 매크로 셀 중 어느 하나의 다른 특성들과 같은, 비X2AP 정보에 기초하여 네트워크의 내부에 있는 스몰 셀 또는 eNodeB와 네트워크의 외부에 있는 매크로 셀 간의 적절한 X2 연결을 개시할 수 있다는 것이다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, 가상화 서버가 X2 메시징을 엿보고, 단지 주어진 X2 메시지의 대상인 스몰 셀 대신에, 이웃하는 스몰 셀들의 클러스터를 수반하는 독점적 알고리즘을 구현할 수 있다는 것이다. 이것은, 게이트웨이의 외부에 있는 네트워크에서 다수의 코어 네트워크들이 지원될 때, 공유 반송파 동작에서 특히 도움이 될 수 있다. 또한, 본원에 기술되는 가상화 기능들이 스몰 셀에 대해 특히 유용할 수 있는데, 그 이유는 많은 스몰 셀들이 단일의 매크로 셀의 커버리지 영역 내에서 공동으로 관리될 수 있기 때문이다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, 예비 스몰 셀들이 설치될 수 있고, 예비 유닛들이 X2 인터페이스를 통한 매크로에의 기존의 논리적 X2AP 프로토콜 연결을 최소한의 중단으로 인계받을 수 있기 때문에(게이트웨이에서 또는 게이트웨이에 의해 용이하게 됨), 스몰 셀들의 물리적 교체, 업그레이드, 및/또는 유지 보수가 비중단적 방식으로 수행될 수 있다는 것이다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, 프로비저닝이 보다 간단하게 된다는 것이다. 도 1에 언급된 바와 같이, X2 인터페이스는 핸드오프를 조정하고 간섭 완화를 수행하는 LTE 프로토콜 메시지들을 교환하기 위해 전통적으로 이웃하는 eNodeB들 사이에서 사용된다. 그 접근법이 실행되는 동안, 새로운 eNodeB가 네트워크 내에 추가될 때마다 X2 인터페이스의 유지 보수/프로비저닝이 일어날 수 있고, 그 결과 새로운 eNodeB가 추가될 때 메시지의 양이 많아진다. X2 연합 서버를 사용할 때, 이 메시지들이 불필요하게 될 수 있다.

다른 장점은, 일부 실시예들에서, X2 설정 메시지들의 양의 감소가 간섭 완화를 수행하기 위해 X2 메시지를 사용하는 데 도움을 줄 수 있다는 것이다. 일부 실시예들에서, 네트워크의 내부에 있는 다수의 eNodeB들에 걸쳐 실시간 SON 최적화가 수행될 수 있다.

특징들

이상의 효과들 및 이점들을 용이하게 하기 위해, 가상화 서버는, 일부 실시예들에서, 이하의 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는, 외부 매크로들이 많은 eNodeB들 대신에 하나의(또는 그 이상의) X2 종단점을 보도록 내부 및 외부 X2 인터페이스를 종단하도록, 종단측 X2 프록시 서버(terminating X2 proxy server)로서 기능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버는 네트워크의 코어 네트워크측(외부측)으로부터 RAN측(내부측)으로 그리고 그 반대로 IP 주소, eNodeB ID, 셀 ID, 및 다른 식별자를 변환하는 네트워크 주소 변환(NAT) 프록시로서 기능할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 eNodeB, eNodeB ID, 셀 ID, 및 네트워크의 RAN측에 관련된 다른 RAN측 네트워크 정보를 코어 네트워크 및 외부 네트워크에 의해 사용 가능한 ECGI(eNodeB cell global identifier) 식별자로 그리고 그로부터 매핑하기 위한 셀 추적 테이블을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 코어 네트워크의 관점에서 볼 때 단일의 eNodeB ID로 최대 255 개 이상의 셀들을 호스팅하는 가상 eNodeB로서 기능할 수 있다. 이것은 네트워크의 RAN측 내의 eNodeB들의 기능들을 가상화하는 것, 네트워크의 RAN측의 기능들을 은폐하는 것, 및 내부 네트워크에 관한 정보를 코어 네트워크에 요약하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 또한 외부 네트워크 및 코어 네트워크에의 표준 eNodeB 인터페이스를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 또한 가상 eNodeB 내의 eNodeB들 간의 X2 인터페이스 연결과 같은 특정 기능들을 종료하는 것, 및 이 제어 연결들을 네트워크의 RAN측 외부로 송신하지 않는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 착신 및 발신 핸드오버들에 대한 X2 시그널링 연관들 및 트랜잭션들을 유지할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 LTE SON 지능으로부터의 입력들로 Wi-Fi 메싱(Wi-Fi meshing)을 조정할 수 있어, S1 대신에 X2를 사용하는 것이 이치에 맞는 경우, 게이트웨이의 내부에 있는 eNodeB들 간의 X2를 동적으로 인에이블시킨다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 보다 나은 X2 관리를 가능하게 하기 위해 RAN들의 부분집합을 개별 X2 종단점들로 그룹화할 수 있다. 예를 들어, 가상화 서버에 의해 그의 X2 인터페이스를 통해 애드버타이징되는 이웃들의 총수는 게이트웨이의 내부에 있는 모든 RAN들에 의해 보이는 모든 이웃들을 포함할 수 있다. 이 개수가 가상화 서버에 연결되는 X2 피어들에 의해 지원되는 개수를 초과하면, 가상화 서버는 그룹화를 사용하여 그 개수를 감소시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버는 SON 및 물리적 근접성에 기초하여 이웃들을 분산시킬 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는, 그가 가상화 및 게이트웨이 서비스들을 제공하고 있는 모든 RAN들을 대신하여, 이웃 테이블을 생성, 관리, 대조, 애드버타이징, 게시, 및/또는 배포할 수 있다. 이 테이블이 이어서 전체적으로 또는 부분적으로 RAN들 중 하나 이상으로 푸시될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 테이블은 각각의 RAN이, 그가 가지는 RAN 이웃들의 실제 수와는 관계없이, X2 항목들의 특정의 제한된 집합을 보도록 조작될 수 있다. 예를 들어, 적은 수의 노드들에 대해, 일부 실시예들에서, 가까운 인접성, 지리적 근접성, 또는 낮은 지연 시간을 갖는 노드들이 서로를 보도록 그리고 직접 X2 프로토콜 링크를 설정하도록 허용될 수 있다. 노드들의 수가 증가함에 따라, 보다 적은 직접 X2 프로토콜 링크가 인에이블되는 것이 바람직하고, 따라서, 일부 실시예들에서, 노드들의 수 및 서로에 대한 노드들의 근접성의 정도가 어느 노드들이 서로를 보도록 그리고 서로 링크를 설정하도록 허용될 수 있는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. X2 이웃 테이블이 이 계산에 기초하여 생성되고 그에 따라 개별 노드들에 배포될 수 있다. 노드들이 추가되거나 이동됨에 따라, 이미 활성인 X2 링크들이 직접 링크로부터 간접 링크로 전환될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 이것은 네트워크 상의 모든 노드들의 조감도를 가지는 가상화 서버의 사용에 의해 용이하게 된다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 사설 네트워크의 내부의 RAN간 X2 시그널링이 직접 수행되도록 허용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버는, 직접 링크 대 가상화 서버를 통한 링크 간의 상대적 시그널링 지연 시간과 같은 기준에 기초하여, RAN간 X2 시그널링이 가상화 서버를 통해 프록싱되도록 허용할 수 있거나, X2 연결이 직접 완료되도록 재할당되기 전에 가상화 서버에서 시작되게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버와는 관계없이 보다 빠른 핸드오프를 위해 직접 RAN간 X2가 사용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 유지 보수 가동 정지 시간에 대해 스케줄링된 RAN들로의 착신 핸드오버를 방지하기 위해 애드버타이징된 부하 정보를 동적으로 변경할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 DNS(domain name service, 도메인 이름 서비스) 서버를 통해 G-eNodeB-ID를 사용하여 M-eNodeB IP를 직접 확인하기 위해 DNS를 사용할 수 있다. 가상화 서버에 의한 TNL 발견 대신에 이 메커니즘이 사용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 ANR 테이블 항목에 따라 NoRemove, NoHO 및 NoX2 속성들의 사용을 허용할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버는 효율적인 핸드오버를 위해 X2로부터 S1으로의 프로토콜 메시지 변환을 수행할 수 있다.

일부 실시예들에서, X2 연관들이 해제될 수 있다. 이하의 트리거들 중 하나 이상에 기초하여 메쉬 eNodeB, 가상화 서버 및 매크로 eNodeB 사이의 X2 연관이 해제될 수 있다: ANR(automatic neighbor relations, 자동 이웃 관계) 또는 NRT(neighbor relations table, 이웃 관계 테이블) 테이블 항목 에이징 타이머 만료; 연관을 제거하는 명령줄, NETCONF, 또는 웹 기반 명령의 명시적 실행; 또는 구성된 매크로 eNodeB 피어의 제거.

일부 실시예들에서, 다수의 가상화 서버들이 지원될 수 있다. 각각의 가상화 서버는 다른 가상화 서버를 어느 하나에 접속된 특정 메쉬 eNodeB들에 따라 최대 255 개의 셀들을 갖는 매크로 eNodeB로서 취급할 수 있다. 가상화 서버들은 X2 설정 동안 eNodeB들의 목록을 교환할 수 있다. 각각의 가상화 서버는 X2 종단점일 수 있다. 다수의 가상화 서버들을 사용하는 것은 다수의 255 개의 셀들이 지원될 수 있게 할 수 있다. 그에 부가하여, 다수의 가상화 서버들 사이에 X2-X2 브리징이 지원될 수 있다. X2 프로토콜 연결을 사용하며 어떤 부가의 프로토콜 변경들도 사용하지 않고, 하나의 X2 가상화 네트워크 구역 내의 스몰 셀 eNodeB가, 단일의 X2 가상화 네트워크 내의 스몰 셀 eNodeB와 매크로 eNodeB 사이에서 X2를 사용하여 통신하는 것처럼, 제2 X2 가상화 네트워크 구역 내의 다른 스몰 셀 eNodeB와 X2 프로토콜 연결을 설정할 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, ICIC(inter-cell interference coordination, 셀간 간섭 조정)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 연결된 메쉬 eNodeB들 내에서의(예컨대, 게이트웨이 또는 사설 네트워크 내에서의) ICIC에 대해, FFR(fractional frequency reuse, 부분 주파수 재사용)이 단일의 가상화 서버에 의해 제어되는 메쉬 eNodeB들에 걸쳐 사용될 수 있다. 각각의 메쉬 eNodeB는 어떤 측정 또는 통계를 가상화 서버에 있는 SON 모듈에 제공할 수 있고, SON 모듈은 이어서 적절한 프로세스들을 실행하고 메쉬 eNodeB 채널/스케줄링 특성들을 조절할 수 있다. 이 특징은 X2AP 메시징의 면에서 임의의 매크로 eNodeB 상호작용과 무관하다.

일반 프록시 및 HeNodeB-GW와의 비교

3GPP는 HeNodeB-GW(Home eNodeB gateway, 홈 eNodeB 게이트웨이)라고 불리우는 네트워크 노드에 X2 프록시 기능을 갖는다. HeNodeB-GW는 사용자의 가정에 위치되도록 설계되어 있고, 코어 네트워크 및/또는 다른 매크로 eNodeB들로의 그리고 그로부터 가정에 있는 HeNodeB(home eNodeB, 홈 eNodeB)로의 연결을 제공하도록 설계되어 있으며, 프록시 기능을 포함한다. 이러한 HeNodeB-GW는 3GPP Rel. 10 TR 37.803 - 이로써 그 전체가 본원에 포함됨 - 에 보다 상세히 기술되어 있다.

그렇지만, 본원에 기술되는 X2 가상화 서버 및 게이트웨이는 3GPP HeNodeB-GW(Home eNodeB gateway)와 다르다. 구체적으로는, 일부 실시예들에서, X2 인터페이스 및 연관된 프로토콜들이 3GPP에 의해 2개의 eNodeB들 사이에 있는 것으로 이해된다. HeNodeB-GW는 이러한 방식으로 동작하고, 따라서 게이트웨이의 코어 네트워크측에 있는 임의의 eNodeB들이 완전한 eNodeB로서 HeNodeB에 직접 액세스할 수 있다. 다수의 HeNodeB들이 존재할 때, 각각은 직접 연결을 위해 X2를 통해 사설 네트워크의 외부에 있는 임의의 eNodeB에 의해 이용 가능하다. 이와 달리, 본원에 기술되는 가상화 서버는 네트워크의 사설 RAN측 내의 eNodeB들에 있는 X2 인터페이스들에의 직접 액세스를 제공하지 않는다. 그 대신에, 가상화 서버는, 사설 RAN 네트워크 내부에서 RAN들 사이의 직접 X2-X2 연결은 허용하면서, X2 연결이 게이트웨이를 통과할 때 X2 연결을 단절시키고 주소 변환, X2-S1 프로토콜 변환, 노드 은폐(node hiding) 및 사설 RAN 네트워크의 외부로 전송될 필요가 없는 신호들에 대한 신호 마스킹을 제공하는 가상 eNodeB 종단점을 제공한다.

일부 실시예들에서, 이것은, NAT(network address translation, 네트워크 주소 변환) 게이트웨이에 대해 사용되는 유형의 프록시와 유사한, 변환 프록시로서 생각될 수 있다. NAT 게이트웨이는 사설 네트워크 상의 다수의 네트워크 노드들에 공용 인터넷에의 액세스를 제공한다. 사설 네트워크 상의 노드들 각각은 사설 네트워크에서만 유효한 IP 주소를 가진다. 패킷들이 사설 네트워크 노드들과 NAT 게이트웨이의 외부에 있는 공용 인터넷 상의 네트워크 노드 사이에서 송신되거나 수신될 때, NAT 게이트웨이의 외부에서 볼 때, 네트워크 내의 모든 노드들이 동일한 IP 주소를 공유하도록, NAT 게이트웨이는 공용 IP 주소를 사용해 패킷들을 고쳐 쓴다. NAT 게이트웨이는 어느 내부 노드가 네트워크 외부로부터의 주어진 패킷의 수신자일 수 있는지를 결정하기 위해 엔벨로프 정보를 사용한다.

일부 실시예들에서, 이것은 또한 많은 셀들을 갖는 가상 eNodeB로서 생각될 수 있고, 이 셀들은 가상 eNodeB에 의해 관리되는 하나 이상의 eNodeB들 간에 분산되어 있다. 가상 eNodeB는 그의 내부 eNodeB들에 의해 관리되는 셀들 각각에 대해 셀 ID들을 할당할 수 있다. 가상 eNodeB는 또한, 특정의 셀에 대한 X2 핸드오버 요청과 같은 X2 연결이 필요할 때, 코어 네트워크에 의한 이 셀들 각각에의 액세스를 제공할 수 있다. 셀 기반 X2 통신이 통상적인 경우이기 때문에, 가상 eNodeB는, 사설 RAN 네트워크 내의 eNodeB들에의 액세스를 그다지 제한하는 일 없이, 간략화된 관리는 물론, 앞서 기술된 다른 장점들을 제공한다. X2 TNL은 사설 네트워크의 외부에 있는 eNodeB들에 대한 가상 eNodeB에서 노출되고, 이 TNL이 사설 RAN 네트워크 내의 eNodeB들 각각과 적절히 공유된다.

네트워크 아키텍처

도 1은 일부 실시예들에 따른, LTE(Long Term Evolution) 아키텍처의 개략도이다. 셀(101)은 매크로 eNodeB(108)에 의해 서빙된다. 셀(102)은 매크로 eNodeB(109)에 의해 서빙된다. 셀(103)은 다중-RAT(radio access technology, 무선 액세스 기술) 메쉬 eNodeB인 스몰 셀 eNodeB(105)에 의해 서빙된다. 셀(104)은 다중-RAT(radio access technology) 메쉬 eNodeB인 스몰 셀 eNodeB(106)에 의해 서빙된다. 스몰 셀 eNodeB들(105, 106)은 무선 백홀 게이트웨이 eNodeB(107)에 의한 백홀을 위해 제공된다. 스몰 셀 eNodeB들(105, 106) 및 게이트웨이 eNodeB(107)은 가상화 서버 및 게이트웨이인 LTE 액세스 제어기(110)에 결합되고; 이 노드들은 게이트웨이 내에 있는 것으로 간주딘다. 매크로 eNodeB들(108, 109)이 또한 게이트웨이의 외부에서 LTE 액세스 제어기(LAC)(110)에 결합된다. 매크로 eNodeB들(108, 109) 및 LAC(110)는 이동성 관리 엔터티(MME)(112)에 결합된다. MME(112) 및 LAC(110)는 코어 네트워크(111)에 존재한다. 점선은 X2 연결을 나타내고, 실선은 S1 연결을 나타낸다. 본 개시 내용의 어떤 부분들에서, 게이트웨이 내의 eNodeB는 메쉬 eNodeB, 스몰 셀, 또는 CWS(converged wireless system, 융합된 무선 시스템)라고 지칭될 수 있다.

도 1에 도시된 네트워크에서, 스몰 셀(103)은 매크로 셀(101)에 대한 이웃이다. 이 관계는 메쉬 eNodeB(105) 또는 매크로 eNodeB(108) 중 어느 하나로부터 LAC(110)로의 X2 설정 요청 또는 응답 메시지에서 식별될 수 있다. X2 메시지가 메쉬 eNodeB(105)로부터 수신되든 매크로 eNodeB(108)로부터 수신되든 간에, 하나의 eNodeB가 다른 eNodeB를 이웃으로서 식별하는 경우, 이는 관계가 연관적(associative)이라는 것(즉, 다른 eNodeB가 동일한 이웃 관계를 가진다는 것)을 암시한다.

이웃하는 eNodeB들 모두가 서로 간에 X2 연결을 설정한다. 주어진 구역을 커버하는 많은 스몰 셀들이 있을 때, 그들은 앞서 언급된 바와 같이 그들 사이에 X2 연결을 필요로 할 수 있다. 그에 부가하여, 근방의 매크로 eNodeB는 근방의 스몰 셀들 중 다수와 X2 연결을 설정할 수 있다. S1 연결은 점대점이다 - 즉, 하나의 eNodeB가 EPC(도 1에 도시된 바와 같이, MME(112))와 하나의 S1 연결만을 설정해야 한다 -. 그렇지만, X2 연결은 다중점(multi-point)이고, 따라서 각각의 eNodeB(105, 106, 108, 109)가 각각의 다른 eNodeB와 X2 연결을 형성할 수 있다. 더욱이, X2 연결은 2개의 eNodeB들 사이에 IP 경로를 필요로 한다. 종래 기술에서의 하나의 통상적인 배포 시나리오에서, 각각의 eNodeB는 보안 게이트웨이/EPC를 호스팅하는 중앙 데이터 센터까지 가는 그의 점대점 백홀을 가진다. 그것은 X2 IP 경로가 또한 중앙 데이터 센터를 통한다는 것을 의미한다. 스몰 셀 배포에서 핸드오버율의 증가로 인해, X2 IP 경로가 기존의 백홀에 상당한 대역폭 요구사항을 부과할 수 있다. 노드들(103, 108 및 104, 109) 사이에 X2 연결이 설정되지 않기 때문에, 도 1에 도시된 구성에서는 이것이 일어나지 않을 것이다.

도 2는 일부 실시예들에 따른, LTE(Long Term Evolution) 아키텍처에서의 가상화 서버의 개략도이다. 가상화 서버(201)는 네트워크의 RAN측에 있는(즉, 게이트웨이의 내부에 있는) eNodeB 1(202) 및 eNodeB 2(203)에 서비스들을 제공하고 그에 결합되어 있다. 가상화 서버(201)는 네트워크의 코어 네트워크측에 있는(게이트웨이의 외부에 있는) MME(204), 매크로 eNodeB(205) 및 매크로 eNodeB(206)에 서비스들을 제공하고 그에 결합되어 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버(201)는 LAC(110)에 대응한다.

가상화 서버(201) 내에 이웃 관계 테이블(neighbor relation table)(NRT)(212) 및 UE 측정 보고 처리 모듈(213)을 포함하는 SON(self-organizing network) 모듈(211); EPC 유한 상태 머신 모듈(222) 및 매크로 eNodeB 테이블(223)을 포함하는 EPC(evolved packet core) 모듈(221); eNodeB 유한 상태 머신 모듈(232) 및 eNodeB 테이블(234)을 포함하는 RAN(radio access network) 모듈(231); 및 UE 유한 상태 머신 모듈(242) 및 S1/X2 핸드오버 매핑 테이블(243)을 포함하는 UE(user equipment) 모듈(241)이 있다. 일부 실시예들에서, SON 모듈(211)은 NRT 유지 보수, 부하 정보 처리 및 FFR(fractional frequency reuse) 처리를 수행할 수 있고; RAN 모듈(231)은 eNodeB들(202, 203)과 X2 연관 관리를 수행할 수 있으며; EPC 모듈(221)은 매크로 eNodeB들(205, 206)과 X2 연관 관리를 수행할 수 있고; UE 모듈은 eNodeB들(202, 203)과 매크로 eNodeB들(205, 206) 간의 X2 핸드오버 및 S1/X2 변환을 수행할 수 있다. 유한 상태 머신 모듈들(222, 232, 242)은, 각각, 연결된 EPC, UE, 또는 RAN의 동작 상태를 모델링하기 위한 하나 이상의 상태들을 포함할 수 있다. 하나 초과의 FSM이 모듈들(221, 231, 241) 각각에 존재할 수 있고, 따라서 가상화 서버(201)는 몇 개의 네트워크 노드들의 동작 상태를 한꺼번에 모델링할 수 있을 것이다. 이상의 관리자들/모듈들 모두는 할당된 기능을 달성하기 위해 서로 상호작용한다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버(201)는 하나 이상의 프로세서들 - 각각이 하나 이상의 프로세서 코어들을 가짐 - 을 포함할 수 있다. 모듈들(211, 221, 231, 및 241) 각각은 가상화 서버(201) 내에서 서로 결합되고, 메모리(도시 생략)와 결합된 하나 이상의 공유 프로세서들(도시 생략) 상에서 실행될 수 있다. 가상화 서버(201)는 Linux 운영 체제와 같은 실시간 운영 체제를 포함할 수 있고, 작업들을 다수의 코어들 간에 분산시키는 운영 체제를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버(201)는 프로세스, 스레드, 사용자 모드 또는 커널 모드 프로세서, 하드웨어에서의 또는 소프트웨어에서의 프로세스와 같은 모듈들(211, 221, 231, 241) 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모듈들(211, 221, 231, 241) 각각이 동일한 가상화 서버(201) 상에서 실행될 수 있고; 다른 실시예들에서, 이 모듈들은 네트워크를 통해 연결된 원격 머신들 상에서 실행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버(201)에서의 장애들을 처리하기 위해 원격 장애 극복 가상화 서버(도시 생략)가 이용 가능하게 될 수 있다. 장애 극복 메커니즘은 가상화 서버(201) 내의 모듈들 각각에 있는 가상화 서버(201)에서의 검사점 동작들을 포함할 수 있다. 네트워크 처리 작업, IPsec 작업, 심층 패킷 검사 작업, 또는 다른 작업과 같은, 특정 동작들이 하드웨어 가속될 수 있다.

가상화 서버(201)는 하나 이상의 네트워크 인터페이스들을 포함할 수 있고; 이 네트워크 인터페이스들은 이더넷(10/100/1000/10000 Mbit) 인터페이스, Wi-Fi(802.11a/b/g/n/ac/af/ad) 인터페이스, 3G 또는 4G 인터페이스, 가상 인터페이스, 또는 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나의 네트워크 인터페이스는 코어 네트워크 쪽으로 향해 있고 EPC 모듈(221)에 위치되거나 그에 결합될 수 있고; 이 인터페이스는 S1 프로토콜을 사용하여 MME(204)와 그리고 X2 프로토콜을 사용하여 매크로 셀들(205, 206)과 통신할 것이다. 일부 실시예들에서, 다른 네트워크 인터페이스는 게이트웨이의 내부에 있는 하나 이상의 RAN들 쪽으로 향해 있고, 적절한 경우 S1 또는 X2 중 어느 하나를 사용하여 RAN들(202)과 통신하기 위해, RAN 모듈(231)에 연결될 수 있다. 적절한 경우 모듈들(211, 221, 231, 또는 241) 중 하나 이상에서 프로토콜들의 변환 또는 연동이 일어날 수 있다. 일부 실시예들에서, SON 모듈(211)은 또한 RAN들(202, 203)과 통신하기 위한 인터페이스에 결합될 수 있고; 이 인터페이스는 SON 인터페이스라고 표시될 수 있고, 네트워크 구성, 오케스트레이션(orchestration), 및 조정 동작들에 관해 RAN들(202, 203)과 독점적 또는 비독점적 방식으로 통신하기 위해 NETCONF 프로토콜(XML over HTTPS)이 사용될 수 있다.

SON 기능들

특정의 메쉬 eNodeB를 지능적으로 선택하기 위해, 가상화 서버(201)는 메쉬 eNodeB 셀의 이웃 매크로 셀들을 매핑하는 이웃 관계 테이블을 작성하고 유지할 수 있다. 상향링크 방향에서, 이 테이블은 각각의 메쉬 eNodeB의 이웃 셀들을 식별해주는 UE 측정 보고들에 기초하여 작성될 수 있다. 이 측정들은 SON 모듈(211)에 보고될 수 있다. 이와 유사하게, 하향링크 방향에서, X2 설정 요청 및 부하 정보 메시지들에서 수신되는 이웃/대상 셀 정보가 특정의 매크로에 대한 이웃 메쉬 eNodeB들을 매핑하는 데 사용될 수 있다. 이 테이블은 SON 모듈(211)에 의해 유지되고 메쉬 eNodeB 쪽으로의 지능적 하향링크 X2 메시지 포워딩 결정을 하기 위해 다른 모듈들에 의해 참조될 수 있다. 각각의 NRT 항목은 연관된 에이지(age)를 가질 수 있고 적절히 에이징 아웃(age out)될 수 있으며, 항목의 에이징 아웃 시에 어쩌면 기존의 X2 연관이 해제된다.

일부 실시예들에서, 모듈들(221, 231, 241)은 X2 연관들 및/또는 SCTP 파이프들을 유지하는 것에 관련되어 있을 수 있고, 셀 레벨 정보에는 관련되어 있지 않을 수 있다. 따라서, X2 연관의 생성/업데이트/삭제에 대한 트리거들이 NRT에서의 변경들에 기초하여 SON 모듈로부터 올 수 있다.

일부 실시예들에서, SON 모듈(211)은 NRT(neighbor relations table) 유지를 수행할 수 있다. 부하 정보가 LAC에 의해 제어되는 모든 메쉬 eNodeB가 아니라 매크로 셀의 실제 이웃들인 메쉬 eNodeB 셀들에 적용될 수 있도록 매크로 셀이 검출될 때 NRT가 메쉬 eNodeB로부터의 트리거들에 기초하여 동적으로 작성될 수 있다. SON 모듈(211)은 표 1로서 이하에 나타낸, 하기의 형식의 NRT(neighbor relation table)를 유지할 수 있다. 이 테이블은 새로운 이웃 셀을 나타내는 UE 측정들에 기초하여 업데이트될 수 있다.

CWS 셀 ECGI	매크로 셀 ECGI	매크로 TAI 목록	매크로 PLMN 목록	PCI	X2 연관	에이지 타이머(분)
C1	M1	TAI2	P1, P2		예	10
C1	M2	TAI2	P1, P2		예	30
C1	M3	TAI3	P3		아니오	60

일부 실시예들에서, SON 모듈(211)은 또한 X2 설정 응답에서 수신되는, 매크로 전역 eNodeB Id를 대응하는 서빙된 셀들 및 이웃들에 매핑하기 위한, 표 2로서 이하에 나타낸, 다른 테이블을 유지할 수 있다.

매크로 G-eNB-ID	서빙된 셀 목록 ECGI	이웃 셀 목록	에이지 타이머(분)
G2	M1, M2	N1, N2, C1
G3	M3, M4	N3, C4

일부 실시예들에서, SON 모듈(211)은 X2 메시지들을 ASN(abstract syntax notation, 추상 구문 표기법) 형식으로 인코딩/디코딩할 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버(201)는 메시지 처리를 위한 단일의 X2AP 모듈, 또는 모듈들(211, 221, 231, 241) 간에 분할된 다수의 모듈들을 가질 수 있다. 대안적으로, 가상화 서버(201)에서의 X2AP 기능이 기본 유효성 검사 및 오류 처리(fault handling)로 제한될 수 있다.

일부 실시예들에서, SON 모듈(211)은 S1 및/또는 X2 인터페이스들을 통해 TNL 발견을 수행할 수 있다. TNL 발견이 선택적이기 때문에, 가상화 서버는 X2 종단점들에 대해 사용될 매크로 e-NB 주소들을 구성할 대책을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, G-eNodeB-ID와 X2 IP 주소들 간의 임의의 매핑들을 정의하는 구성이 존재할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버에 구성되지 않은 G-eNodeB-ID에 기초한 매크로 eNodeB에 대한 TNL 발견이 제공될 수 있다. 대응하는 매핑 테이블이 가상화 서버(201)에 의해 유지되고 동적으로 업데이트될 수 있다. ANR 테이블 유지는 가상화 서버에 의해 중앙 집중적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, LAC에 연결된 TAI를 지원하는 MME로의 TNL 포워딩을 위해 그리고 또한 DNS 서버를 통해 G-eNodeB-ID를 사용하여 M-eNodeB IP를 직접 확인하기 위해 DNS가 지원될 수 있다.

일부 실시예들에서, 지능적 ANR 테이블 유지는 실제 ANR 테이블 및 이웃 셀들을 매크로에 애드버타이징하는 것을 가능하게 할 수 있다. eNodeB가 256 개의 셀들을 제공받기 때문에, 매크로 eNodeB는 256 개의 셀들을 처리할 수 있을 것이지만, 실제로는 보다 적은 수의 이웃 셀 정보를 처리하도록 구성될 수 있다.

어떤 다른 실시예들에서, 요청측 매크로의 이웃들인 셀들의 집합만 또는 구성 가능 수의 셀들이, 일부 실시예들에서, 매크로에 애드버타이징될 수 있다. X2 설정 요청 이웃 정보 필드가 이 정보를 위해 사용될 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, SON 모듈(211)은 다른 자가 구성 네트워크 기능을 수행할 수 있을 것이다. 예를 들어, SON 모듈(211)은 부하 정보 처리, 부분 주파수 재사용 처리, 전력 및 간섭 완화 처리, 또는 다른 처리를 수행할 수 있다. SON 모듈(211)은 UE 측정 보고 처리 모듈(213)로부터 도출되는 현재 전력, 신호 품질, 또는 간섭 파라미터들을 평가할 수 있다. UE 측정 보고는 UE로부터 eNodeB(202 또는 203)에 수신되고, S1 또는 X2를 통해 RAN 모듈(231)로 송신되며, 이어서 SON 모듈(211)로 전달될 수 있다.

임의의 주어진 호 흐름 또는 메시지 교환에서, 각각의 모듈(222, 232, 242)은, 일부 실시예들에서, 모듈들 중 하나가 구성요소들 각각의 상태를 완전히 알도록, 코어 네트워크/매크로 eNodeB, 내부 eNodeB, 및 UE의 상태를 독립적으로 추적할 수 있다.

SON 기능의 추가의 예로서, SON 모듈(211)은 X2 인터페이스를 통해 그에 연결된 모든 eNodeB들에 주기적으로 또는 요구 시에 하드웨어 부하, S1 전송 네트워크 부하, 무선 자원 상태, 하향링크 가용 용량 및 상향링크 가용 용량을 보고하라고 요청할 수 있다. 가상화 서버는 수신된 하드웨어 부하 상태, S1 전송 네트워크 부하 상태, 무선 자원 상태, 하향링크 가용 용량 상태 및 상향링크 가용 용량 상태를 분석할 수 있고, 분석 결과(analytics)를 발생시키고 분석 결과를 상관시키며 그가 관리하고 있는 eNodeB들에 걸쳐 자원 이용을 개선시키고 오케스트레이션하는 조치를 취할 수 있다. 발생된 분석 결과를 사용하여, 가상화 서버는, 모든 eNodeB들에 걸친 부하 분산을 비롯하여, 현재의 네트워크 병목들 및 자원 혼잡 그리고 장래의 네트워크 병목들 및 자원 혼잡을 어떻게 감소시킬지를 결정한다.

EPC 및 RAN 기능들

일부 실시예들에서, EPC 모듈(221)은 EPC 유한 상태 머신 모듈(222) 및 매크로 eNodeB 테이블(223)을 포함할 수 있다. EPC 유한 상태 머신 모듈(222)은 매크로 eNodeB들(205, 206)과 같은 매크로 eNodeB에 의해 송신되거나 수신되는 임의의 메시지들 또는 호 흐름들의 상태를 추적할 수 있다. EPC FSM 모듈(222)은, 예를 들어, 핸드오버가 매크로 eNodeB(205, 206)는 물론 다른 기능들에 의해 개시되었는지를 결정할 수 있다. EPC FSM 모듈(222)은 또한 네트워크 내의 어느 eNodeB들이 매크로 eNodeB들과 통신하는 데 관여되어 있는지를 추적할 수 있고, eNodeB 테이블(223)을 사용하여, 게이트웨이(201)의 외부에 있는 eNodeB 주소로부터의 착신 요청들 및 메시지들을 게이트웨이(201)의 내부에 있는 주소에 매핑하는 것에 의해 네트워크 주소 변환을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 추적 및 네트워크 주소 변환 기능들이 RAN 모듈에서 또는 다른 모듈에서 수행될 수 있다. 매크로 eNodeB 테이블(223)은 모든 매크로 eNodeB들 그리고, eNodeB들(202 및 203)과 같은, 게이트웨이의 내부에 있는 eNodeB 사이에 열려 있는 임의의 연결들, 베어러들, 터널들, 또는 호들을 추적할 수 있다.

일부 실시예들에서, RAN 모듈(231)은 RAN 유한 상태 머신 모듈(232) 및 eNodeB 테이블(234)을 포함할 수 있다. RAN 모듈(231)은 게이트웨이의 내부에 있는 네트워크의 측에서 EPC 모듈(221)의 대응물이다. RAN FSM 모듈(232)은 메시지들 및 요청들을 추적하고 수신할 수 있으며, 임의의 메시지 교환에서 RAN 노드의 상태를 추적할 수 있다. eNodeB 테이블(234)은 eNodeB ID 또는 셀 ID로부터 사설 네트워크의 외부에서 사용되는 ECGI ID로의 매핑을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, RAN 모듈(231)은 eNodeB들(202, 203)로부터 RAN 모듈에 의해 수신되는 메시지들에 대해, 그 메시지들이 EPC 및/또는 코어 네트워크로 업스트림으로 송신될 수 있도록, 네트워크 주소 변환(적용 가능한 경우)을 수행하기 위해 eNodeB 테이블(234)을 사용할 수 있다. 일부 실시예들에서, RAN에서 그리고 EPC에서, 각각, 개시된 연결들에 대해, 네트워크 주소 변환이 RAN 모듈(231) 및 EPC 모듈(221) 둘 다에서 사용된다.

일부 실시예들에서, RAN 모듈(231)은, 게이트웨이 외부로 송신되지 않고 또는 심지어 게이트웨이로도 송신되지 않고, X2 연결이 로컬적으로 종료될 수 있다고 결정할 수 있다. 그 경우들에서, RAN 모듈(231)은 eNodeB들(202, 203)에 직접 X2 통신을 수행하라고 지시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 UE들이 동일한 소스 셀로부터 동일한 대상 셀로 핸드오버를 시도하고 있을 때를 식별하는 것과 같은, 부가의 최적화들이 또한 수행될 수 있을 것이다. 다수의 UE들이 유사한 핸드오버를 시도하고 있으면, RAN 모듈은 핸드오버를 병합(coalesce)하거나, 집성하거나, 은폐하거나, 다른 방식으로 최적화하여, 필요에 따라 연동 및 프록싱을 수행할 수 있다. RAN 모듈은 이와 같이 내부 RAN 네트워크 내에서의 X2-X2 핸드오버들의 상세의 은폐를 허용할 수 있다.

RAN 모듈(231)이, MME(204)로의 통신을 비롯한, 코어 네트워크로의 모든 S1 통신에 대한 데이터 경로에 있기 때문에, 일부 실시예들에서, RAN 모듈(231)은, X2 연결을 지원하는 것에 부가하여, S1 연결에 대해 프록싱 및 네트워크 주소 변환을 수행할 수 있다. RAN 모듈(231)은 또한 UE들로부터 수신되는 임의의 UE 측정 보고들을 UE 모듈(241) 및 SON 모듈(211) 중 어느 하나 또는 둘 다로 전달할 수 있다.

일부 실시예들에서, UE 모듈(241)은 UE 유한 상태 머신 모듈(242) 및 S1/X2 핸드오버 매핑 테이블(243)을 포함할 수 있다. UE 유한 상태 머신 모듈(242)은 하나 이상의 eNodeB들에 연결된 UE와 코어 네트워크 노드 또는 대상 eNodeB 중 어느 하나 사이에서 진행 중인 호 흐름들에 대한 상태들을 추적할 수 있다. 예를 들어, UE FSFM(242)은 X2 핸드오버 요청 메시지가 응답되지 않았을 때를 추적할 수 있고 만료될 수 있다. UE FSFM(242)은 또한, S1/X2 핸드오버 매핑 테이블(342)과 관련하여, X2/S1 핸드오버들을 추적할 수 있다. X2 핸드오버 요청이 수신될 때, UE FSFM(242)은, 일부 실시예들에서, 핸드오버가 계속될 수 있기 전에, 핸드오버가 S1으로부터 X2로 또는 그 반대로 변환될 수 있는지를 결정할 수 있다. UE 모듈(241)은 RAN 모듈(231)로부터(게이트웨이(201)의 내부에 있는 노드들로부터)뿐만 아니라 EPC 모듈(221)로부터(게이트웨이(201)의 외부에 있는 노드들로부터)의 UE-관련 요청들을 처리한다.

동작

일부 실시예들에서, 매크로 eNodeB들과 같은, 특정 eNodeB들이 피어 eNodeB들로서 구성될 수 있다. 피어 eNodeB는 다른 eNodeB의 이웃인 eNodeB이고; 무선 사이트 조사(radio site surveying)는 eNodeB가 배치되기 전에 주어진 사이트에 대한 피어 eNodeB들을 식별해줄 수 있다. 매크로 eNodeB의 전역 eNodeB ID를 X2 연관 설정을 위해 사용될 수 있는 그의 IP 주소로 매핑하는 구성이 가상화 서버(201)에서 수행될 수 있다. 구성 이후에, 일부 실시예들에서, 매크로 eNodeB들이 정규의 UE 측정 보고들에서 모든 이웃하는 eNodeB들을 보고하는 UE들에 의한 발견을 통해 피어 eNodeB들로서 지정될 수 있다.

일부 실시예들에서, NRT 테이블에 적용 가능한 플래그들이 또한 구성될 수 있다. 이 플래그들의 정의는 다음과 같다: no-x2: 이웃 관계가 피어 eNodeB에 대해 절차들을 개시하기 위해 X2 인터페이스를 사용해서는 안된다; no-handover: 이웃 셀 관계가 S1 또는 X2 핸드오버를 위해 eNodeB에 의해 사용되어서는 안된다; 및 no-remove: 피어 eNodeB에 대한 이웃 셀 관계가 이웃 관계 테이블로부터 제거되어서는 안된다.

일부 실시예들에서, 메쉬 eNodeB와 매크로 eNodeB 사이에 X2 연결이 설정되고, 가상화 서버를 통한 적절한 프록시 메커니즘이 준비되어 있으면, 부하 표시 및 자원 상태 보고 절차들은 셀 ID(ECGI) 기반이다. 가상화 서버는 메시지들을 ECGI에 기초하여, 적절한 경우, 메쉬 eNodeB 또는 매크로 eNodeB 중 어느 하나로 포워딩할 수 있다. 일부 실시예들은 ECGI 필드의 크기 제한으로 인해 255 개의 셀들로 제한될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 메쉬 eNodeB가 셀을 구현하기 때문에, 가상화 서버는 매크로 셀들에 대한 eNodeB X2 종단점으로서 기능할 수 있다.

일부 실시예들에서, 보고 또는 X2AP 부하 정보 메시지들은 매크로 eNodeB가, 예를 들어, 핸드오버를 위해, 관심을 가지고 있을 수 있는 셀들의 목록을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메시지 전체가 모든 메쉬 eNodeB들로 송신된다. 다른 실시예들에서, 메시지의 관련 부분만이 송신된다.

예를 들어, 부하 정보 X2AP 메시지에서, 대상 셀 특정 HII(high interference indicator, 고간섭 표시자) 정보는 선택적이고, 메시지의 나머지는 과부하 및 RNTP(relative narrowband transmit power, 상대 협대역 송신 전력) 정보와 같은 전역 소스 셀 특정 정보를 정의한다. 일부 실시예들에서, 부하 정보가 하나 이상의 매크로 셀들로부터 수신될 때, 이 전역 정보가 모든 메쉬 eNodeB들로 송신될 수 있다.

간섭 완화

일부 실시예들에서, 전원이 켜질 때, 간섭 완화가 수행될 수 있다.

처음으로 전원이 켜질 때, 이하의 방법들 중 하나 이상을 사용하여 간섭 완화가 수행될 수 있다: 메쉬 eNodeB에서 그의 이웃들로부터의 대략적인 하향링크 경로 손실을 결정하기 위해 무선 방사 측정을 사용하는 것; 매크로 eNodeB의 수신기에서 보수적인 잡음 및 간섭 전력을 가정하고, 게다가 대칭적인 상향링크 및 하향링크를 가정하며, 이어서 매크로에서의 예상된 간섭 전력을 매크로 eNodeB의 수신기에서 이전에 가정된 잡음 및 간섭 전력의 구성 가능 곱셈 인자 미만으로 유지하면서, 셀 경계에 있는 동안 UE에 의해 최소 레벨의 상향링크 처리율이 달성될 수 있는 셀 반경을 계산하는 것; 이 셀 반경에 대응하여, 미리 정의된 최소 하향링크 처리율이 달성될 수 있도록 스몰 셀/메쉬 eNodeB의 송신 전력을 설정하는 것;및/또는 계산된 반경에 기초하여 셀에 대한 Pmax를 설정하는 것.

일부 실시예들에서, 동작 동안 간섭 완화가 수행될 수 있다. 예를 들어, 이하의 X2 기반 방법들 중 하나 이상이 매크로와의 간섭 조정을 위해 사용될 수 있다: 동적 SON 기반 송신 전력 제어 방법이 네트워크 내의 복수의 노드들로부터의 UE 측정 보고들에 기초하여 수행될 수 있다; 메쉬 eNodeB가 타이밍 어드밴스(timing advance)와 UE 측정 보고들의 조합에 기초하여 셀 가장자리 UE들을 식별할 수 있다; 메쉬 eNodeB는 매크로로부터의 UL-HII(uplink high interference indication, 상향링크 고간섭 표시자) X2 메시지들을 구독할 수 있고, 이 매크로의 이웃들인 메쉬 eNodeB들은 셀 가장자리 UE들을 X2 메시지에 표시된 자원 블록들에 스케줄링하는 것을 피할 수 있다; 메쉬 eNodeB는 UL-OI(uplink overload indication, 상향링크 과부하 표시) 메시지들을 구독할 수 있고, 여기서 메쉬 eNodeB는 셀 가장자리 사용자들을 이 자원 블록들에 스케줄링하지 않거나 표시된 자원 블록들을 스케줄링되지 않은 채로 두기로 선택할 수 있다; 메쉬 eNodeB는 매크로로부터의 RNTP(relative narrowband transmit power) 정보를 구독할 수 있고, 하향링크에서, 동일한 eNodeB는 셀 가장자리 UE들을 RNTP 정보 요소에 표시된 자원 블록들에 스케줄링하는 것을 피할 수 있다; 메쉬 eNodeB는 스몰 셀들의 네트워크 내에서의 조정을 위해 그의 이웃들에 대해 RNTP, UL-OI, 또는 UL-HII 메시지들과 같은 메시지들을 발생시킬 수 있다; 그리고/또는 LTE 액세스 제어기는 사설 네트워크 내에서 비X2 시그널링을 사용하여 부분 주파수 재사용 방법을 구현할 수 있다.

일부 실시예들에서, 매크로 eNodeB LI(Load Information, 부하 정보) 메시지들이 다음과 같이 처리될 수 있다: a. HII의 수신 시에, HII에 표시된 RB(resource block, 자원 블록)들에 대해 UL MCS(modulation and coding scheme, 변조 및 코딩 방식)를 제한한다. 전형적으로, 가장 높은 상향링크 MCS가 16 QAM 코딩에 대응하는 MCS20으로 제한된다. MCS가 최대 코드 방식(max code scheme)을 갖는 QPSK에 대응하는 MCS12로 제한될 수 있다. 이 제한과 함께, 제한된 자원 블록들이, 특정 임계치 미만인 매크로의 RSRP(reference signal received power, 참조 신호 수신 전력)를 가지는 UE들로서 정의되는, 셀 중앙 구역에 있는 UE들에 할당될 수 있다; b. OI(overload indication) 메시지의 수신 시에, 매크로 eNodeB에 의해 과부하가 걸린 것으로 보고된 것으로 표시된 RB들의 사용을 금지시킨다; 그리고 c. RNTP(relative narrow-band transmit power) 메시지의 수신 시에, 그 RB들에 대한 하향링크 MCS를 RNTP 메시지에 표시된 송신 전력에 의해 결정되는 값으로 제한하는 것과 같은, 임계치에 기초한 조치들을 취한다.

무선 자원 관리를 위해, 부하 정보 메시지가 X2에 의해 RRM으로 포워딩된다. LAC에 있는 하나의 가상 eNodeB가 최대 255 개의 CWS들을 지원할 수 있다는 것을 고려하여, 부하 정보 및 자원 상태 표시 메시지들의 빈도수가 Wi-Fi 백홀에 처리율 요구사항을 부과한다.

프로토콜 매핑된 핸드오버

LTE 프로토콜에서, 핸드오버가 (MME로부터의) S1 메시지 또는 (eNodeB로부터의) X2 메시지 중 어느 하나를 통해 개시될 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, 가상화 서버에 의해 관리되는 eNodeB들을 비롯한, 2개의 eNodeB들 사이에서 X2 프로토콜 핸드오버가 가능하다. 그렇지만, 일부 실시예들에서, 이 프로토콜들 중 어느 하나에서 가상화 서버에 의해 수신되는 핸드오버 개시는 대안적으로, 적절한 경우, 다른 프로토콜에 매핑될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 매핑은 UE 모듈(241)에서 수행되고 그리고/또는 UE 모듈(241)에 저장될 수 있다. 가상화 서버가 프로토콜 종단점으로서 기능하고 그 자신의 프로토콜 메시지들을 생성하기 때문에 그리고 가상화 서버가, 네트워크의 내부에 있는 메쉬 eNodeB의 관점에서 볼 때, 임의의 매크로 eNodeB들 및 MME 둘 다에 대한 게이트웨이이기 때문에, 이것이 가능하다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버는 X2 핸드오버 요청들을 S1 핸드오버 요청들에 매핑할 수 있다.

매크로로부터 CWS로의 핸드오버(가상화 서버에 의해 프록싱됨)(핸드-인(Hand-In))가 X2를 통해 지원될 수 있다. CWS로부터 매크로로의 핸드오버(핸드-아웃(Hand-Out))도 X2를 통해 지원될 수 있다. CWS들 간의 핸드오버는 S1을 통해 지원될 수 있다. 유의할 점은, CWS들과 가상화 서버 사이에서, 핸드오버 시그널링을 위해 S1이 사용될 수 있다는 것이다. 따라서, 가상화 서버는 S1과 X2 사이에서 어느 방향으로든 변환을 할 수 있다.

현재, 동일한 가상화 서버에 의해 관리되는 CWS들 간의 핸드오버는 가상화 서버를 통해 단락(short circuit)된다. 이와 같이, 핸드오버 시그널링이 MME까지 가지 않는다. CWS는 S1 핸드오버 절차를 개시하고, 가상화 서버는 대상 셀 id IE의 마지막 8 비트를 살펴보는 것에 의해 대상 CWS를 결정한다. 이 셀이 발견되면, 핸드오버가 비통과(non-pass through)로서 표시되고(즉, MME로 전달되지 않을 것임), 따라서 모든 핸드오버 시그널링이 가상화 서버에서 단락된다.

셀이 가상화 서버에 의해 발견되지 않으면, 핸드오버가 통과 핸드오버(pass-through handover)로서 표시되고, 가상화 서버는 핸드오버 시그널링을 MME 쪽으로 프록싱한다.

X2 핸드오버에 대해, CWS는 S1 핸드오버 절차들을 계속 사용할 수 있다. 그렇지만, 가상화 서버가 대상 eNodeB 쪽으로의 X2 연결을 가지면, 가상화 서버는 CWS에 의해 개시된 S1 핸드오버를 X2 핸드오버로 변환할 수 있고, 따라서 대상 eNodeB로부터 오는 모든 X2 핸드오버 시그널링이 CWS 쪽으로의 S1 핸드오버 시그널링에 재매핑될 수 있다.

이것이 S1을 X2로 그리고 X2로부터 디코딩/인코딩하는 데 가상화 서버를 관여시킬 것이지만, 기존의 S1 핸드오버 기능을 사용하게 될 것이기 때문에, CWS에서의 변경의 양이 최소화된다.

이와 같이, CWS는 가상화 서버에 의해 수행되는 핸드오버의 유형(X2/S1)을 알지 못한다. CWS에 대해, 이는 항상 S1 핸드오버이다.

전역 eNodeB ID 대 EUTRAN 셀-id 맵이 RAN 모듈에 유지될 것이다. SON이 피어 X2 종단점들과 X2 연결들을 설정할 때 맵에의 항목이 추가될 것이다. X2 종단점이 작동되지 않을 때, 대응하는 항목이 삭제될 것이다.

UE 모듈은 전역 eNodeB ID를 EPC 모듈에 제공할 것이고, 이를 사용해 EPC 모듈은 HO 시그널링에 대한 X2 종단점을 선택할 것이다.

EPC 모듈에서의 UE 항목은 HO가 완료될 때까지 X2 종단점 핸들러(X2 endpoint handler)를 포함할 것이다.

일 예로서, 매크로 eNodeB로부터 가상화 서버에 수신되는 X2 핸드오버 요청에 대해, 가상화 서버는 그 요청을 S1 핸드오버 요청에 매핑할 수 있고, S1 핸드오버 요청을 네트워크의 내부에 있는 메쉬 eNodeB로 송신할 수 있고, 그로써 S1 MME 프록싱을 제공한다. MME UE S1AP ID 정보 요소가 가상화 서버에서 로컬적으로 발생될 수 있는데, 그 이유는 이 정보 요소가 원래의 X2 요청에 존재하지 않기 때문이다. 핸드오버 요청을 추적하기 위해, 원래 수신된 eNodeB UE X2AP ID가, 새로운 MME UE S1AP ID와 함께, S1/X2 핸드오버 매핑 테이블에 저장될 수 있다. 새로운 S1 요청의 전송 계층 주소가 상향링크 GTP 터널 종단점으로 설정될 수 있다. S1 핸드오버가 가상화 서버에 앵커링되어 있는 메쉬 eNodeB에 근거하고 있다. 이 접근법의 장점들은 메쉬 eNodeB 기능들을 MME로부터 오프로딩하는 것을 포함한다.

S1 핸드오버 확인 응답으로부터 X2 확인 응답으로 역매핑(reverse mapping)을 수행할 때, UL GTP 터널 종단점이 S1-개시 MME(S1-issuing MME)에서 가상화 서버에서의 GTPU 종단점으로 설정될 수 있다. 이것은 가상화 서버가 요청 내의 임의의 정보를 복호화하여 포워딩할 수 있게 한다. 또한, 대상 eNodeB 대 소스 eNodeB 투명 컨테이너(target eNodeB to source eNodeB transparent container) 정보 요소에 대해, TS 36.331 § 10.2.2에 정의된 바와 같은 RRC(radio resource control, 무선 자원 제어) E-UTRA 핸드오버 명령이 사용될 수 있다.

이와 유사하게, 매크로 eNodeB로부터 메쉬 eNodeB로의 핸드-인 요청이 X2 핸드오버 요청으로서 가상화 서버에 수신될 수 있고, 메쉬 eNodeB에 대한 S1 핸드오버 요청에 매핑될 수 있다.

메쉬 eNodeB로부터 매크로 eNodeB로의 핸드-아웃 요청은 X2 핸드오버 요청으로서 가상화 서버에 수신될 수 있다. 매크로 eNodeB가 X2 핸드오버를 지원하지만, 주소, 위치 보고 정보, 및 핸드오버 제한 목록을 비롯한 다양한 파라미터들이, X2 핸드오버 요청이 매크로로 전달되기 전에, 변경될 수 있기 때문에, 어떤 프로토콜 매핑도 필요하지 않다.

메쉬 eNodeB 노드들 사이의 핸드오버들은 가상화 서버에 의한 중재 없이 X2 프로토콜을 사용하여 계속하여 직접 수행될 수 있다.

제3자 eNodeB들에 대한 어떤 독점적 변경들로 예상되지 않을 수 있기 때문에, 제3자 eNodeB들을 지원한다는 것은 가상화 서버와 제3자 eNodeB들 사이에서 표준 X2 인터페이스를 준수한다는 것을 의미할 것이다.

일부 실시예들에서, 가상화 서버에서 구현되는 M-eNodeB별 액세스측 IP 모델은 제3자 eNodeB들을 지원할 수 있을 것이다.

보안

먼저, 일부 실시예들에서, 액세스 계층(access stratum)에서 사용될 KeNodeB가 UE 및 MME에 의해 개별적으로 도출된다. MME는 KeNodeB를, 컨텍스트가 설정되고 있는 UE에 대해 사용되기 위해, 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request)에서 eNodeB로 송신한다. 핸드오버 시나리오들에서, 대상 셀은 소스 셀에 의해 공급되는 KeNodeB* 값, 대상 PCI 및 대상 셀 주파수 EARFCN-DL을 사용하여 KeNodeB를 도출한다. KeNodeB*는 소스 셀 KeNodeB 또는 MME에 의해 도출되는 NH(Next Hop, 다음 홉) 키 값 중 어느 하나일 수 있다. 핸드오버 요청 시에, MME는 NCC(Nexthop chaining counter)를 증분시키고 대응하는 NH(next-hop) 값을 계산하며 이를 즉각(S1의 경우에) 또는 전방향 보안 키(forward security key)로서(X2의 경우에) 사용되기 위해 eNodeB에 공급한다. X2의 경우에, X2 핸드오버가 완료된 후에, <NH, NCC> 쌍이 MME에 의해 S1 경로 전환 확인 응답(S1 Path Switch Acknowledge)에서 송신된다. 이 값은, eNodeB가 X2 핸드오버 요청에서 피어 대상 eNodeB로의 핸드오버 프로세스를 시작할 때, eNodeB에 의해 저장되고 공급될 수 있다. X2의 경우에, MME가 핸드오버에 관여되지 않기 때문에, 제1 핸드오버에서, 대상 eNodeB는 셀에서 사용될 KeNodeB에 대해 수평 키 도출(horizontal key derivation)을 사용하는데, 그 이유는 <NH, NCC> 쌍이 전방향 보안을 위해 이용 가능하지 않기 때문이다.

매크로로부터 CWS로의 핸드오버에 대해, 일부 실시예들에서, CWS는 KeNodeB를 계산하기 위해 X2 핸드오버 요청에서 수신되는 <NH, NCC> 쌍을 사용할 수 있다. CWS는 S1 경로 전환 확인 응답에서 MME로부터 수신되는 <NH, NCC>를 저장하고 이를 전방향 보안을 위해 사용할 수 있다.

CWS로부터 매크로로의 핸드오버에 대해, 일부 실시예들에서, CWS에서 최초/초기 접속을 행한 UE에 대해, CWS는 KeNodeB를 KeNodeB*로서 M-eNodeB로 송신할 수 있다. 이전에 매크로 핸드오버된 UE에 대해, CWS는 MME로부터 수신되는(또는 다음 섹션에서 설명되는 바와 같이 이전의 CWS로부터 전달되는) 저장된 <NH, NCC> 값을 AS 보안 정보 AVP에서의 X2 핸드오버 요청에서 매크로-eNodeB로 송신할 수 있다.

CWS로부터 CWS로의 핸드오버에 대해, 일부 실시예들에서, CWS로부터 CWS로의 핸드오버가 X2가 아니라 S1 인터페이스를 사용하도록 의도되어 있다. 게다가, 소스 eNodeB로부터의 S1 핸드오버 요구됨 메시지(S1 Handover Required message)는 <NH, NCO> 값들을 포함하지 않는데, 그 이유는 그 값이 MME에서 계산되고 S1 핸드오버 요청에서 대상 eNodeB로 송신될 것으로 예상되기 때문이다. CWS로부터 CWS로의 핸드오버가 MME를 우회하기 때문에, 매크로로부터 CWS로의 핸드-인으로 인해 새로운 UE 컨텍스트가 LAC에서 생성될 때 X2 핸드오버 요청에 포함된 <NH, NCC> 쌍을 저장할 필요가 있다. 이 <NH, NCC> 쌍이 LAC에 의해 S1 핸드오버 요청 메시지 내의 보안 컨텍스트 IE에서 대상 CWS로 송신될 수 있는데, 그 이유는 대상 CWS의 NCC 값이 M-eNodeB로부터 핸드-인한 소스 CWS와 일치하지 않을 것이기 때문이다. 후속 핸드오버 대상 CWS에 대해서도 마찬가지일 것이다.

호 흐름

이하의 호 흐름에서, M-eNodeB가 특정의 CWS1에 대해 LAC와의 X2 설정을 요청할 때, G-eNodeB-ID가 그 LAC에 의해 처리되는 모든 CWS에 대해 동일하기 때문에, LAC가 모든 CWS에 관한 정보를 셀 정보의 일부로서 송신하는 것으로 가정된다. 게다가, 3GPP 규격은 모든 셀들에 대한 정보가 X2 설정에서 eNodeB에 의해 공급될 수 있다는 것을 나타낸다. 게다가, X2 구성 업데이트 절차는 연결된 eNodeB가 방금 사용한 셀 정보의 임의의 변경(추가/삭제/수정)을 연결된 eNodeB에 알려줄 수 있다. CWS X2 인터페이스 주소가 미리 알려져 있다면 CWS 주소들의 TNL 발견이 생략될 수 있다.

도 3은 일부 실시예들에 따른, 대표적인 핸드오버 호 흐름의 호 흐름도이다. UE(301), 메쉬 기지국 CWS1(302), 가상화 서버 LAC(303), MME(304), 및 매크로 eNodeB(305)가 존재한다. 단계(311)에서, 매크로 eNodeB(305)가 UE(301)에 연결된다. 단계(312)에서, 타이머로 인해 또는 변하는 네트워크 상태로 인해, UE(301)가 측정 보고를 매크로 eNodeB(305)로 송신한다. 단계(313)에서, 매크로(305)는 X2를 통해 CWS1(302)로의 핸드오버가 바람직한 것으로 결정한다. 단계(314)에서, CWS1(302)에 대해 의도되어 있는 핸드오버 요청이 송신된다. 핸드오버 요청은 LAC(303)로 보내지는데, 그 이유는 그의 가상 eNodeB 주소가 CWS1에 의해 보고된 것과 일치하기 때문이다. 단계(315)에서, LAC(303)는 UE 컨텍스트를 생성하고 X2 프로토콜 트래픽을 S1으로 변환할 준비를 한다.

단계(316)에서, LAC(303)는 S1 핸드오버 요청을 CWS1(302)로 송신하고, 그에 대해 CWS1(302)은 S1 핸드오버 확인 응답을 회신한다. 단계(318)에서, LAC(303)는 X2 확인 응답을 매크로(305)로 송신한다. 단계(319)에서, 매크로는 연결이 이동되고 있다는 것(무선 자원 재구성 요청)을 UE(301)에 알려준다. 단계(320)에서, UE는 매크로로부터 접속 해제되고, CWS1(302)로 옮겨간다. 단계(321)에서, 단계(320)와 동시에, 매크로(305)는 UE(301)의 상태를 X2를 통해 CWS1(302)로 송신한다. 단계(322)에서, 이 상태는 LAC(303)에 의해 가로채기되고, LAC(303)는 이를 S1 상태 전송으로 변환하여 CWS1(302)로 송신한다. 단계(323)에서, 여전히 남아 있는 임의의 지속적 하향링크 데이터가 X2를 통해 LAC(303)로 송신되고, 단계(324)에서, LAC(303)는 이를 CWS1(302)로 포워딩한다. 이 패킷들은 전달되지 않고, 단계(326)에서 새로운 UE-CWS 연결이 완료될 때까지 단계(325)에서 버퍼링된다.

CWS로부터 LAC로의 X2 설정 - CWS 기동 시

이 접근법에서, CWS의 기동 시에 CWS와 다른 CWS/제3자 eNodeB들 및 LAC 사이에 X2가 설정된다. 게이트웨이의 내부에 있는 네트워크 내에서의 X2 연결이 유지되도록, CWS와 LAC 사이에서 어느 방향으로든 자원 이용 정보를 교환하기 위해 X2 메시지 부하 정보가 사용된다. 이 접근법의 결과는 다음과 같다: (a) X2 설정 트리거들을 X2 GW 모듈에 제공하기 위해 클라우드 ANR을 향상시킨다; (b) X2 부하 표시 메시지들을 기존의 대역외 시그널링 또는 S1 사적 IE(S1 private IE)(R4.0에 의해, S1 사적 IE로 될 것임)을 거쳐 CWS로 전달될 수 있는 PRB 비트마스크들로 처리하게 될 SON에서의 X2 메시지 처리 루틴들을 LAC에서 정의한다; (c) 사우스바운드(southbound) X2를 관리하기 위한 노력이 필요없지만 S1<->X2 핸드오버 연동을 위한 노력이 추가됨.

CWS로부터 새로운 매크로로의 X2 설정 - 매크로 검출 시에 LAC가 CWS에 설정하라고 알려줌(X2 설정 요청을 송신함)

X2 설정 응답은 다른 CWS 셀(C2)을 포함할 수 있다. LAC는 매크로를 C2는 물론 C1과 연관시키고 C2는 eNodeB 구성 업데이트에 의해 통지받음.

X2 설정 - 매크로로부터 CWS로

M-eNodeB가 그의 셀들(M1 및 M2)과 CWS 셀들 중 일부(C1)를 포함하는 이웃 목록을 갖는 X2 설정 요청을 송신하면, NRT가 이 셀들 (C1, M1) 및 (C1, M2)에 대한 항목들로 업데이트될 수 있다. M-eNodeB에 의해 서빙된 셀들의 이웃들로서 검출된 CWS 셀들만이 LAC에 의해 X2 설정 응답에 서빙된 셀들로서 포함될 수 있다. X2 설정 요청에서 이웃 목록이 비어 있고 이웃하는 CWS 셀들이 식별될 수 없으면, 모든 CWS 셀들이 LAC에 의해 X2 설정 응답에 서빙된 셀들로서 포함될 수 있다. 특정 CWS 셀 정보를 포함하는 X2 부하 정보와 같은 다음 X2 메시지가 올 때에만 NRT 테이블 항목이 생성될 수 있다. 특정 CWS 셀 정보가 이 메시지에서도 누락되어 있다면, 메시지에 따라 대응하는 조치가 모든 셀들에 적용될 수 있거나 무시될 수도 있다. 대안적으로, 실패 응답이 송신될 수 있다. NRT에 존재하는 CWS 셀들의 목록을 송신하는 것의 다른 대안이 올바르지 않을 수 있는데, 그 이유는 X2 설정 요청을 LAC로 송신하기 전에 M-eNodeB가 어느 CWS 셀을 검출했는지가 알려져 있기 않기 때문이다. 매크로 M-eNodeB1에 대한 X2 연결을 생성하는 동안 CWS가 LAC와 SCTP 연결을 설정할 때, 매크로 M-eNodeB2에 대한 TNL 발견이 동일한 LAC TNL 주소를 산출하면 CWS는 X2 설정 요청을 개시할 것이다. 이것이 예상되지 않는데, 그 이유는 동일한 SCTP 연결을 통한 새로운 X2 설정 요청이 이전의 연관된 정보를 소거하기로 되어 있기 때문이다. 일부 실시예들에서, LAC는 SCTP 터널을 생성하기 위해 상이한 TNL 주소를 제공할 수 있다. X2 구성 업데이트 메시지들은 G-eNodeB-ID를 가질 수 있거나 그렇지 않을 수 있으며, 이는 기본 SCTP 연관이 피어 eNodeB를 식별해준다는 것을 암시한다. 이것은 CWS가 X2-프록시 GW에의 동일한 SCTP 연결을 통해 다수의 M-eNodeB에 연결되어 있는 경우 CWS에서 셀 정보를 업데이트할 때 잠재적인 문제를 야기한다.

매크로로부터 CWS로 - 다중 eNodeB - M-eNodeB별 IP

일부 실시예들에서, LAC는 M-eNodeB1로부터의 S1 TNL 발견 메시지에 대해 응답할 수 있고 또한 그와의 X2 연관을 생성할 수 있다. LAC는 또한 M-eNodeB1 특정 로컬 IP를 할당할 수 있다. M-eNodeB1이 부하 정보 메시지를 송신할 때, LAC는 대상 셀 정보로부터 관련 CWS를 식별하고 이전에 선택된 소스 IP를 사용하여 SCTP를 거쳐 CWS와의 X2 설정을 개시할 수 있다. 유의할 점은, LAC 및 CWS 둘 다가 그들 쪽에서 표준 X2 포트 36422를 사용할 수 있다는 것이다. CWS에 연결하려고 시도하는 임의의 새로운 M-eNodeB에 대해 동일한 프로세스가 반복할 수 있다.

매크로로부터 CWS로 - 다중 eNodeB - M-eNodeB별 포트

일부 실시예들에서, MAYLAC는 M-eNodeB1로부터의 S1 TNL 발견 메시지에 대해 응답할 수 있고 또한 그와의 X2 연관을 생성할 수 있다. 상기 섹션에 제안된 방법에서, LAC는 또한 M-eNodeB1 특정 로컬 포트를 할당할 수 있다. M-eNodeB1이 부하 정보 메시지를 송신할 때, LAC는 대상 셀 정보로부터 관련 CWS를 식별하고 이전에 선택된 소스 포트를 사용하여 SCTP를 거쳐 CWS와의 X2 설정을 개시할 수 있다. 유의할 점은, CWS가 자기 쪽에서 표준 X2 포트 36423을 사용할 수 있다는 것이다. CWS에 연결하려고 시도하는 임의의 새로운 M-eNodeB에 대해 동일한 프로세스가 반복할 수 있다.

CWS로부터 LAC로 - X2 없음

이 접근법에서, CWS/제3자 eNodeB들과 LAC 사이에 X2가 설정되지 않는다. 이 접근법의 결과는 다음과 같다: (a) X2 설정 트리거들을 X2 GW 모듈에 제공하기 위해 클라우드 ANR을 향상시킨다; (b) X2 부하 표시 메시지들을 기존의 대역외 시그널링 또는 S1 사적 IE(R4.0에 의해, S1 사적 IE로 될 것임)을 거쳐 CWS로 전달될 수 있는 PRB 비트마스크들로 처리하게 될 SON에서의 X2 메시지 처리 루틴들을 LAC에서 정의한다; (c) 사우스바운드 X2를 관리하기 위한 노력이 필요없지만 S1<->X2 핸드오버 연동을 위한 노력이 추가됨.

X2 설정 실패

CWS와의 X2 설정이 실패하면(잘못된 요청으로 인한 것일 수 있음), RAN 모듈은 SON 모듈에 통보하지 않을 것인데, 그 이유는 이 2개의 모듈들 사이에 어떤 연관도 형성되어 있지 않기 때문이다. M-eNodeB가 X2 설정 실패 메시지를 송신하면, EPC 모듈은 포함된 ASN 메시지로 SON 모듈에 대해 x2_setup_failed() API를 호출할 것이다.

eNodeB 구성 업데이트 - CWS로부터 매크로로

CWS 셀(C2)이 제어측 M-eNodeB와의 X2 연관이 이미 존재하는 이웃 셀(M1)을 검출하면, X2 eNodeB 구성 업데이트가 C2를 부가된 셀로서 갖는 제어측 M-eNodeB로 송신될 수 있다.

eNodeB 구성 업데이트 - 매크로로부터 CWS로

eNodeB 구성 업데이트가 M-eNodeB로부터 LAC에 수신되면, NRT가 새로운 항목들로 업데이트될 수 있고, 후속 조치들이 영향을 받는 CWS에 대해 트리거될 수 있다. 다시 말하지만, 각각의 M-eNodeB 셀에 대해 수신된 이웃 목록이 대응하는 CWS 셀들을 찾아내는 데 사용될 수 있다. 대응하는 매크로 eNodeB 셀을 추가된/삭제된 셀로서 갖는 개개의 eNodeB 구성 업데이트 메시지들이 LAC에 의해 영향을 받는 CWS들로 송신될 수 있다.

LAC 리셋, 매크로 리셋

이하의 호 흐름은 양 경우 - LAC 리셋 개시 및 M-eNodeB 리셋 개시 - 의 처리를 나타낸다. NRT에서 그의 항목들에 대해 에이징 타이머가 만료될 때, LAC는 M-eNodeB에 대해 리셋 요청을 개시할 수 있다. 이 타이머는 M-eNodeB의 모든 셀들에 대한 단일의 전역 타이머일 수 있다.

LAC X2AP 모듈

네트워크측에 대해, SCTP 연관들이 매크로 전역 eNodeB ID에 매핑될 수 있다. 이 매핑은 X2 연관이 작동되지 않을 때를 SON 모듈에 통보하는 데 사용될 수 있다. 액세스측에 대해, SCTP 연관들이 CWS Id들에 매핑될 수 있다. 이 매핑은 메시지들을 교환하기 위해 SON 모듈과 상호작용하는 데 사용될 수 있다. EPC 모듈에서의 X2 특정 FSM은 피어 M-eNodeB과의 X2 연관 관리를 처리하는 데 사용될 것이다. 피어 M-eNodeB 항목들의 목록이 유지될 것이고, 그를 통해 X2 FSM이 실행될 것이다. SON 모듈로부터 X2 연관 설정 요청을 수신할 때 TNL 발견이 트리거될 수 있다. IP가 피어 eNodeB 구성을 통해 확인(resolve)될 수 있는지 여부를 알아보기 위해 X2AP 모듈 레벨 연관 테이블이 탐색될 수 있다. 아니오인 경우, TNL 발견이 개시될 수 있다.

LAC X2AP - SON 인터페이스

일반적으로, 액세스측 요청 핸들러들은 대상 eNodeB들을 cws-id에 의해 식별하고, 네트워크측 요청 핸들러들은 전역 eNodeB ID에 의해 대상 eNodeB들을 식별한다. LAC를 통과하는 메시지들은 전역 eNodeB ID로부터 CWS ID로의 매핑을 포함하는 매핑 테이블을 사용하여 한 메시지로부터 다른 메시지로 변환된다.

CWS로부터 CWS로의 핸드오버

현재, 이미 지원되는 바와 같이, S1을 통한 그리고 LAC를 통한 핸드오버가 사용될 수 있다. 요구된 G-eNodeBID가 모두에 대해 동일할 수 있기 때문에, 이 파라미터는 무시될 수 있다. 대안적으로, 메쉬 네트워크 내에서 볼 때, 이 파라미터가 동일하지 않을 수 있는데, 그 이유는 각각의 메쉬 eNodeB가 그 자신의 eNodeB ID를 가질 수 있고, 이 경우에 통상적인 X2 핸드오버가 또한 사용될 수 있기 때문이다. 또한, X2GW가 모든 매크로 셀들을 CWS 쪽으로 프록싱하면 - 이는 eNodeB 구성 업데이트를 통해 이 셀들의 소유를 나타낸다는 것을 의미함 -, 인트라-eNodeB 셀들/다중 섹터와 유사한 아키텍처가 적용될 수 있다. 이것은, 이 아키텍처에서, 네트워크 전체(매크로가 포함됨)가 LAC의 G-eNodeB-ID에 의해 식별되는 단일의 eNodeB의 셀들처럼 보일 것임을 의미한다.

CWS로부터 매크로로의 핸드오버

이 핸드오버에 대한 단계들은 다음과 같은 것들을 포함할 수 있다: 1. CWS가 S1 핸드오버 요구됨(S1 Handover Required)을 S1 인터페이스를 거쳐 RAN 모듈로 송신한다; 2. RAN 모듈은 소스 대 대상 투명 컨테이너(source to target transparent container) 내부의 대상 셀 id를 살펴본다. 이 정보에 의해, RAN 모듈은 X2 전역 eNodeB ID 맵 내부를 탐색한다. RAN 모듈이 항목을 찾아내면, 이는 LAC가 eNodeB와 X2 연결을 가진다는 것을 나타낸다. 이와 같이, 이 핸드오버는 S1 대신에 LAC에 의해 X2를 거쳐 수행될 것이다. RAN 모듈은 X2 HO 요구됨 플래그가 참으로 설정되어 있는 S1 핸드오버 메시지를 UE 모듈로 포워딩한다; 3. UE 모듈에서, UE는 ACTIVE 상태에 있을 것이다. X2 HO 요구됨 플래그가 참으로 설정되어 있는 S1 HO 메시지를 수신할 때, X2 핸드오버 요청 이벤트가 UE FSM으로 포스팅될 것이다. 이 이벤트에 대한 핸들러는 메시지의 S1-X2 변환을 할 것이고, X2 HO 요청 메시지를 EPC 모듈로 송신할 것이다. UE FSM은 X2HO PREPARATION 상태로 갈 것이다. 또한 X2HO PREPARATION 상태로 넘어갈 때 X2 재배치 준비(X2 Relocation Preparation) 타이머가 기동될 것이다; 4. EPC 모듈은 전역 eNodeB ID에 기초하여 X2 종단점을 선택하고 X2 HO 요청을 매크로로 프록싱할 것이다; 5. 매크로는 X2 HO 응답으로 응답한다; 6. EPC 모듈은 X2 HO 응답을 UE를 넘겨주는 적절한 UE 모듈 인스턴스로 송신한다; 7. X2 핸드오버 응답 이벤트가 X2HO_PREPARATION 상태에 있을 UE FSM으로 포스팅될 것이다. 이것은 UE FSM을 X2HO_EXECUTION 상태로 가게 할 것이다. UE 모듈은 재잠금 준비 타이머(Relock prep timer)를 중단시킬 것이다. 이벤트의 핸들러는 X2 핸드오버 응답을 S1 핸드오버 명령으로 변환할 것이다. X2 전체 재잠금 타이머(X2 Relock overall timer)가 기동될 것이다. S1 핸드오버 명령이 RAN 모듈로 송신될 것이다; 8. RAN 모듈은 S1 HO 명령을 CWS로 송신할 것이다; 9. CWS는 S1 링크를 통해 RAN 모듈 쪽으로의 S1 SN 상태 전송을 개시한다; 10. RAN 모듈은 S1 SN 상태 전송을 UE 모듈로 프록싱한다; 11. UE 모듈은 S1 SN 상태 전송을 X2 SN 상태 전송으로 변환하고 메시지를 EPC 모듈로 송신할 것이다; 12. EPC 모듈은 X2 SN 상태 전송 메시지를 매크로로 전달한다; 13. 매크로는 UE 컨텍스트 해제(UE Context Release)를 개시한다; 14. EPC 모듈은 UE 컨텍스트 해제를 UE 모듈로 송신한다; 15. UE 모듈은 UE 컨텍스트 해제를 RAN 모듈로 송신한다. 전체 재잠금 타이머가 중단된다; 16. RAN 모듈은 UE 컨텍스트 해제를 CWS로 송신한다; 17. CWS는 UE 컨텍스트 해제 완료 응답을 개시한다; 18. RAN 모듈은 UE 컨텍스트 해제를 UE 모듈로 송신한다; 19. UE 모듈은 UE 자원들을 정리(clean up)한다. 이는 또한 UE에 관한 정보가 정리되도록 디멀티플렉스 작업들에 대한 적절한 시그널링을 행한다. 20. UE 모듈이 데이터를 대상 셀로 포워딩하기 위한 GTPU 흐름을 설치한다.

매크로로부터 CWS로의 핸드오버

이 핸드오버에 대한 단계들은 다음과 같은 것들을 포함할 수 있다: 1. 매크로 eNodeB는 EPC 모듈 쪽으로 X2 핸드오버 요청을 개시한다; 2. EPC 모듈은 X2 핸드오버 요청을 UE 모듈로 전달한다; 3. UE 모듈은 새로운 들어오는 UE에 대한 호를 생성한다. X2 핸드오버 요청 이벤트가 휴지 상태에 있는 새로 생성된 UE FSM으로 전달된다. 이 이벤트에 대한 이벤트 핸들러는 X2 핸드오버 요청으로부터 대상 셀 id를 추출한다. 또한, X2 핸드오버 요청이 S1 핸드오버 요청으로 변환되고, S1 핸드오버 요청이 RAN 모듈로 송신된다. UE FSM이 X2HO_PREPARATION 상태로 간다; 4. RAN 모듈은 UE 모듈에 의해 제공된 셀 id 정보를 사용해 대상 CWS를 찾아낸다. RAN 모듈은 요청을 대상 CWS로 프록싱한다; 5. CWS는 S1 핸드오버 요청 확인 응답으로 응답한다; 6. S1 HO 요청 확인 응답이 RAN 모듈에 의해 UE 모듈로 전달된다; 7. S1 핸드오버 확인 응답 이벤트가 X2HO_PREPARATION 상태에 있는 UE FSM에 포스팅된다. 이 이벤트에 대한 핸들러는 S1 핸드오버 확인 응답을 X2 핸드오버 확인 응답으로 변환한다. X2 핸드오버 확인 응답이 EPC 모듈로 전달된다. UE FSM이 X2HO_EXECUTION 상태로 간다; 8. EPC 모듈은 X2 핸드오버 확인 응답을 매크로로 전달한다; 9. 매크로는 X2 SN 상태 전송을 송신한다; 10. EPC 모듈은 X2 SN 상태 전송을 UE 모듈로 송신한다; 11. UE 모듈은 X2 SN 상태 전송을 S1 SN 상태 전송으로 변환한다; 12. S1 SN 상태 전송이 RAN 모듈에 의해 CWS로 전달된다; 13. CWS는 S1 핸드오버 통지를 개시한다; 14. RAN 모듈은 S1 핸드오버 통지를 UE 모듈로 송신한다. UE 모듈은 UE FSM을 활성 상태로 가게 한다; 15. UE 모듈은 S1 경로 전환 요청을 EPC 모듈로 송신한다; 16. EPC 모듈은 S1 경로 전환 요청을 MME로 송신한다; 17. MME는 S1 경로 전환 확인 응답을 EPC 모듈로 송신한다; 18. EPC 모듈은 S1 경로 전환 확인 응답을 UE 모듈로 송신한다; 19. UE 모듈은 UE 컨텍스트 해제를 EPC 모듈로 송신한다; 20. EPC 모듈은 UE 컨텍스트 해제 요청을 매크로로 송신한다; 21. UE 모듈이 포워딩된 데이터를 소스 셀로부터 수신하기 위해 GTPU 흐름을 설치한다.

메쉬 하드웨어

도 4는 일부 실시예들에 따른, 메쉬 네트워크 기지국의 개략도이다. 메쉬 네트워크 기지국(400)은 프로세서(402), 프로세서와 통신하는 프로세서 메모리(404), 기저대역 프로세서(406), 및 기저대역 프로세서와 통신하는 기저대역 프로세서 메모리(408)를 포함할 수 있다. 기지국(400)은 또한 제1 무선 송수신기(410) 및 제2 무선 송수신기(412), 내부 USB(universal serial bus) 포트(416), 및 USB 포트(414)에 결합된 SIM 카드(subscriber information module card, 가입자 정보 모듈 카드)(418)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 무선 송수신기(412) 자체는 USB 포트(416)에 결합될 수 있고, 기저대역 프로세서로부터의 통신이 USB 포트(416)를 통해 전달될 수 있다.

특히 코어 네트워크 EPC(도시 생략) 및 로컬 EPC(evolved packet core) 모듈(420)을 비롯하여, EPC(evolved packet core)와의 통신을 중재하기 위해 가상화 계층(430)이 또한 포함될 수 있다. 로컬 EPC(420)는, 백홀 링크가 이용 가능하지 않을 때, 사용자들을 인증하고 다른 EPC 의존적 기능들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 로컬 EPC(420)는 로컬 HSS(422), 로컬 MME(424), 로컬 SGW(426), 및 로컬 PGW(428)는 물론, 다른 모듈들을 포함할 수 있다. 로컬 EPC(420)는 이 모듈들을 소프트웨어 모듈들, 프로세스들, 또는 컨테이너들로서 포함할 수 있다. 로컬 EPC(420)는, 대안적으로, 이 모듈들을 적은 수의 모놀리딕 소프트웨어 프로세스들로서 포함할 수 있다. 가상화 계층(430) 및 로컬 EPC(420) 각각은 프로세서(402) 상에서 또는 다른 프로세서 상에서 실행될 수 있거나, 다른 디바이스 내에 위치될 수 있다.

프로세서(402) 및 기저대역 프로세서(406)는 서로 통신한다. 프로세서(402)는 라우팅 기능들을 수행할 수 있고, 네트워크 구성에서의 스위치가 필요한지/필요할 때를 결정할 수 있다. 기저대역 프로세서(406)는, 프로세서(402)로부터의 명령어들에 기초하여, 양 무선 송수신기(410 및 412)에 대한 무선 신호들을 발생시키고 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서들(402 및 406)은 동일한 물리적 논리 보드 상에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 그들이 개별적인 논리 보드들 상에 있을 수 있다.

제1 무선 송수신기(410)는 LTE eNodeB 기능을 제공할 수 있는 무선 송수신기일 수 있고, 고전력 및 다채널 OFDMA를 행할 수 있다. 제2 무선 송수신기(412)는 LTE UE 기능을 제공할 수 있는 무선 송수신기일 수 있다. 양 송수신기(410 및 412)는 하나 이상의 LTE 대역들에서 수신하고 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 송수신기들(410 및 412) 중 어느 하나 또는 둘 다가 LTE eNodeB 및 LTE UE 기능 둘 다를 제공할 수 있을 것이다. 송수신기(410)는 PCI-E(Peripheral Component Interconnect-Express) 버스를 통해 그리고/또는 도터카드(daughtercard)를 통해 프로세서(402)에 결합될 수 있다. 송수신기(412)가 LTE UE 기능을 제공하고, 사실상 사용자 장비를 에뮬레이트하기 위한 것이기 때문에, 송수신기(412)는 동일하거나 상이한 PCI-E 버스를 통해, 또는 USB 버스에 의해 연결될 수 있고, 또한 SIM 카드(418)에 결합될 수 있다.

SIM 카드(418)는 시뮬레이트된 UE를 인증하는 데 요구되는 정보를 EPC(evolved packet core)에 제공할 수 있다. 통신사업자 EPC에의 액세스가 이용 가능하지 않을 때, 로컬 EPC(420)가 사용될 수 있거나, 네트워크 상의 다른 로컬 EPC가 사용될 수 있다. 이 정보는 SIM 카드 내에 저장될 수 있고, IMEI(international mobile equipment identity), IMSI(international mobile subscriber identity), 또는 UE를 식별하는 데 필요한 다른 파라미터 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특수 파라미터들이 또한, 디바이스(400)가 통상적인 UE가 아니고 그 대신에 디바이스(400)에 백홀을 제공하기 위한 특수 UE라는 것을 대상 eNodeB에 확인시키기 위해, SIM 카드에 저장되거나 처리 동안 프로세서에 의해 제공될 수 있다.

유선 백홀 또는 무선 백홀이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유선 백홀은 이더넷 기반 백홀(기가비트 이더넷을 포함함), 또는 광섬유 백홀 연결, 또는 케이블 기반 백홀 연결일 수 있다. 그에 부가하여, Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac/ad/ah, 블루투스, ZigBee, 마이크로파(가시선 마이크로파(line-of-sight microwave)를 포함함), 또는 다른 무선 백홀 연결일 수 있는 무선 백홀이 무선 송수신기들(410 및 412)에 부가하여 제공될 수 있다. 유선 및 무선 연결들 중 임의의 것이, 식별된 네트워크 상태 및 요구에 따라, 액세스 또는 백홀 중 어느 하나를 위해 사용될 수 있고, 재구성을 위해 프로세서(402)의 제어 하에 있을 수 있다.

홈 eNodeB, LGW(local gateway, 로컬 게이트웨이), SON(self-organizing network) 모듈, 또는 다른 모듈과 같은 다른 요소들 및/또는 모듈들이 또한 포함될 수 있다. 부가의 무선 증폭기들, 무선 송수신기들 및/또는 유선 네트워크 연결들이 또한 포함될 수 있다.

프로세서(402)는 적절한 네트워크 구성을 식별할 수 있고, 그에 따라 하나의 네트워크 인터페이스로부터 다른 네트워크 인터페이스로의 패킷들의 라우팅을 수행할 수 있다. 프로세서(402)는 메모리(404)를, 특히 패킷들을 라우팅하는 데 사용될 라우팅 테이블을 저장하기 위해, 사용할 수 있다. 기저대역 프로세서(406)는 양 송수신기(410 및 412)에 의한 전송 또는 재전송을 위한 무선 주파수 신호들을 발생시키는 동작들을 수행할 수 있다. 기저대역 프로세서(406)는 또한 송수신기들(410 및 412)에 의해 수신되는 신호들을 디코딩하는 동작들을 수행할 수 있다. 기저대역 프로세서(406)는 이 작업들을 수행하기 위해 메모리(408)를 사용할 수 있다.

대안들

본 개시 내용에서, "eNodeB" 또는 "eNodeB"과 같은 단어들은 셀룰러 기지국을 지칭하는 데 사용된다. 그렇지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 동일한 기능 및 서비스들을 다른 유형의 기지국들, 특히 HeNodeB(home eNodeB)들은 물론, 임의의 등가물들에 제공하는 것이 가능하다는 것을 잘 알 것이다.

본 개시 내용에서, "연합된", "가상화된", "프록싱" 또는 "프록싱된"과 같은 단어들은 동일한 개념의 여러 측면들인 것으로 볼 수 있다. 예를 들어, 연합 X2 게이트웨이가, 복수의 eNodeB들로부터의 X2 메시지들을 연합시키고 복수의 eNodeB들을 가상화하여 단일의 가상화된 eNodeB를 제공한다는 점에서, X2 가상화를 제공하는 것으로 이해될 수 있다. X2 게이트웨이는, 복수의 eNodeB들 각각으로부터의 X2 메시지들이 X2 게이트웨이에 의해 EPC 또는 코어 네트워크 노드로 그리고 그로부터 프록싱될 수 있도록 적어도 부분적으로 프록시 기능을 제공하는 것에 의해, 이 연합 또는 가상화를 제공한다. 다른 의미들이 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. X2 게이트웨이는 LTE 액세스 제어기 또는 코어 네트워크 노드의 일부, eNodeB의 일부이거나, 다른 디바이스와 동일 위치에 배치되거나, 그 자신의 독립적인 디바이스 상에 있을 수 있다.

본 개시 내용이 "스몰 셀"이라는 용어를 사용하지만, 이 용어는 본원에서의 개념들을 설명하기 위해 사용될 뿐이고, 개시된 시스템들 및 방법들에서 사용될 수 있는 임의의 셀들에 대한 크기, 전력 레벨 등에 관해 어떤 것도 암시되지 않는다 - 즉, "스몰 셀"은 매크로 셀, 펨토 셀, 다중-RAT(radio access technology) 액세스 노드, 옥내 셀(indoor cell), 옥외 셀(outdoor cell) 등을 포함하는 것으로 해석될 수 있다 -.

다양한 대안의 실시예들이 또한 발명자들에 의해 생각되고 있다. 예를 들어, 특정 기능들이, 가상화 서버 대신에, eNodeB에서, 또는 다중-RAT(radio access technology ) 노드에서 수행될 수 있다. 가상화 서버는 LTE 액세스 제어기라고 알려져 있을 수 있다. 가상화 서버의 기능들이 분해되어 다수의 네트워크 노드들, 또는 동일한 네트워크 노드 내의 다수의 소프트웨어 또는 하드웨어 모듈들에 걸쳐 확산되어 있을 수 있고, 물리적으로 단일의 장소 또는 다수의 장소들에 위치될 수 있다. 네트워크 노드가, 일부 실시예들에서, RAN(radio access network)과 코어 네트워크 사이에 위치된 데이터 경로에 있을 수 있거나, 네트워크 내의 다른 장소에 위치될 수 있다. 동축 케이블, 광섬유 케이블, 또는 이더넷과 같은 광대역폭의 유선 연결이 백홀을 위해 사용될 수 있거나, 마이크로파, 가시선, 또는 다른 물리적 연결들과 같은 감소된 대역폭의 무선 연결이 백홀로서 사용될 수 있다.

본원에 기술되는 프로토콜들이 보다 크거나 보다 작은 지연 시간을 위해, 보다 많거나 보다 적은 메쉬 노드들을 위해, 보다 많거나 보다 적은 데이터 스트림들을 위해, 및 다른 대안들을 위해 최적화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 최적화들이 eNodeB에서, 가상화 서버에서, 무선 자원 할당 및 코딩 선택을 수행하는 기능 내에서, 또는 다른 장소에서 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가상화 서버는 채널 품질을 향상시키기 위해 전력 조절을 식별하고 개시할 수 있다.

일부 실시예들에서, 메쉬 네트워크 노드들은 특정의 시간 구간 동안 어떤 경로들이 최적의 또는 최상의 경로들인지의 완전한 또는 부분적인 추측을 제공할 수 있고, 이 완전한 또는 부분적인 추측을 전달하기 위해 메시지들을 다시 가상화 서버로 송신할 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 기지국들은 LTE(Long Term Evolution) 무선 전송 프로토콜 또는 공중 인터페이스와 호환될 수 있다. LTE-호환 기지국들은 eNodeB일 수 있다. LTE 프로토콜을 지원하는 것에 부가하여, 기지국들은 또한, UMTS/HSPA, CDMA/CDMA2000, GSM/EDGE, GPRS, EVDO, 다른 3G/2G, 레거시 TDD, 또는 이동 전화를 위해 사용되는 다른 공중 인터페이스들과 같은, 다른 공중 인터페이스들을 지원할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 기지국들은 802.11a/b/g/n/ac/ad/af/ah 중 하나를 포함할 수 있는 Wi-Fi 공중 인터페이스들을 지원할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 기지국들은 802.16(WiMax), 또는 다른 공중 인터페이스들을 지원할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 기지국들은 LMR(land mobile radio) 관련 무선 주파수 대역들에의 액세스를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 기지국들은 또한 상기 무선 주파수 프로토콜들 중 하나 초과를 지원할 수 있고, 또한 지원되는 무선 주파수 프로토콜들 중 일부 또는 전부에 대한 송신 전력 조절을 지원할 수 있다.

이상의 논의는 본 발명의 단지 예시적인 실시예들을 개시하고 기술한다. 일부 실시예들에서, 실행될 때, 디바이스로 하여금 본원에 기술되는 방법들을 수행하게 하는 소프트웨어는 컴퓨터 메모리 저장 디바이스, 하드 디스크, 플래시 드라이브, 광 디스크, 또는 기타와 같은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 잘 알 것인 바와 같이, 본 발명의 사상 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않고 본 발명이 다른 특정 형태들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 무선 네트워크 토폴로지가 또한 유선 네트워크, 광 네트워크 등에도 적용될 수 있다. 본 방법들이 LTE-호환 네트워크들에, UMTS-호환 네트워크들에, 또는 무선 주파수 데이터 전송을 이용하는 부가의 프로토콜들에 대한 네트워크들에 적용될 수 있다. 본원에 기술되는 디바이스들 내의 다양한 구성요소들이 추가, 제거되거나, 동일하거나 유사한 기능을 가지는 것들로 치환될 수 있다. 본 발명의 사상에 따라, 도면 및 명세서에 기술되는 다양한 단계들이 본원에 기술되는 프로세스들에 추가되거나 그로부터 제거될 수 있고, 기술되는 단계들이 대안의 순서로 수행될 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 개시 내용은 이하의 청구항들에 명시되는 본 발명의 사상을 제한하는 것이 아니라 예시하는 것으로 의도되어 있다.

Claims (21)

1. X2 인터페이스 통신을 위한 게이트웨이로서,
   복수의 무선 액세스 네트워크(radio access network; RAN)들과 통신하고, 복수의 RAN들에 결합된 X2 내부 인터페이스; 및
   상기 복수의 RAN들의 외부에 있는 목적지와 통신하고, 상기 복수의 RAN들의 외부에 있는 목적지에 결합된 X2 외부 인터페이스
   를 포함하고,
   상기 X2 외부 인터페이스가, 외부 매크로 셀 또는 코어 네트워크가 상기 복수의 무선 액세스 네트워크들과 상호작용하기 위한 단일의 인터페이스를 제공하도록, 상기 X2 외부 인터페이스는 상기 복수의 무선 액세스 네트워크들에 대한 단일의 X2 종단점을 추가로 포함하는, 게이트웨이.
2. 제1항에 있어서, 착신 및 발신 핸드오버들에 대한 X2 시그널링 연관들 및 트랜잭션들을 유지하는 핸드오버 모듈을 추가로 포함하는, 게이트웨이.
3. 제1항에 있어서, 상기 게이트웨이를 우회하는 RAN들 사이의 직접 X2 연결들을 설정할지 여부를 결정하는 자가 구성 네트워크(self-organizing network; SON) 모듈을 추가로 포함하는, 게이트웨이.
4. X2 게이트웨이에서 X2 인터페이스 통신을 가상화하는 방법으로서,
   2개 이상의 무선 액세스 네트워크(RAN)들을 X2 관리를 위한 단일의 개별 X2 종단점으로 그룹화하는 단계;
   상기 2개 이상의 RAN들 중 임의의 RAN에 의해 개별적으로 지원되는 이웃들의 수와는 관계없이 상기 2개 이상의 RAN들 각각에 의해 보이는 모든 이웃들에 기초하여 계산된 이웃들의 총수를 상기 X2 게이트웨이에서 애드버타이징(advertising)하는 단계; 및
   네트워크 관리 파라미터들 및 물리적 근접성에 기초하여 상기 2개 이상의 RAN들 각각과 개별적으로 연관된 이웃들을 분산시키는 단계
   를 포함하고,
   상기 X2 게이트웨이는 상기 2개 이상의 RAN들과 코어 네트워크 사이에 위치되고,
   그럼으로써, 상기 2개 이상의 RAN들과 상기 코어 네트워크 사이에서 가상화된 X2 인터페이스 통신을 제공하는, 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 2개 이상의 RAN들 각각에 의해 보이는 모든 이웃들을 갖는 이웃 테이블(neighbor table)을 유지하는 단계;
   상기 이웃 테이블의 상이한 부분들을 상기 2개 이상의 RAN들 각각으로 송신하는 단계;
   각각의 RAN으로 하여금 각각의 RAN에 의해 보이는 이웃들의 수와는 관계없이 X2 항목들의 제한된 집합을 갖는 상기 이웃 테이블의 일부를 수신하게 하기 위해 상기 이웃 테이블을 수정하는 단계; 및
   네트워크 상태 기준들에 기초하여, 상기 2개 이상의 RAN들 중 하나와, 상기 2개 이상의 RAN들 중 다른 하나 및 클라우드 서버 중 하나 사이의 X2 시그널링을 프록싱(proxying)하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 네트워크 상태 기준들은 상기 2개 이상의 RAN들 사이의 직접 링크 및 상기 2개 이상의 RAN들 중 하나와 상기 클라우드 서버 사이의 링크의 상대 시그널링 지연(relative signaling latency)을 포함하는, 방법.
7. 제4항에 있어서, X2 시그널링이 상기 2개 이상의 RAN들 사이에서 프록싱 없이 수행되게 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
8. 제4항에 있어서, 유지 보수 가동 정지 시간(maintenance downtime)에 대해 스케줄링된 RAN들로의 착신 핸드오버들을 방지하기 위해, 애드버타이징된 부하 정보를 스케줄링된 유지 보수 시간에 동적으로 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
9. 제4항에 있어서, X2 핸드오버 요청들을 S1 핸드오버 요청들로 변환하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
10. 제1항에 있어서, 다수의 eNodeB들로부터의 X2 인터페이스들을 종단시키는 X2 중재 서버(X2 mediation server)를 추가로 포함하는, 게이트웨이.
11. 제1항에 있어서, 인터페이스 완화(interface mitigation)를 조정하도록 구성된 업스트림 자가 구성 네트워크(SON) 서버와 통신하는 관리 인터페이스를 추가로 포함하는, 게이트웨이.
12. 제1항에 있어서, 새로운 X2 인터페이스를 발견하고 새로운 RAN의 존재를 발견하도록 구성된 자가 구성 네트워크(SON) 모듈을 추가로 포함하는, 게이트웨이.
13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 RAN들은 움직이는 eNodeB들이고, 상기 게이트웨이는 이웃하는 셀들을 검출하도록 구성되고 간섭 완화를 수행하도록 구성된 자가 구성 네트워크(SON) 모듈을 추가로 포함하는, 게이트웨이.
14. 제4항에 있어서, 상기 2개 이상의 RAN들 각각의 관계, 토폴로지, 및 지리적 위치의 관리 테이블을 유지하는 단계, 및 상기 관리 테이블을 업데이트하기 위해 X2 인터페이스 메시지들을 송신하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
15. 제4항에 있어서, 관리 정보 및 실시간 간섭 완화 정보 중 하나를 갖는 메시지들을 상기 2개 이상의 RAN들로부터 수신하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
16. 제4항에 있어서, 상기 X2 게이트웨이와 상기 2개 이상의 RAN들 사이의 링크를 암호화하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
17. 제4항에 있어서, 상기 X2 게이트웨이에의 연결이 허가되는지 여부를 결정하기 위해 상기 2개 이상의 RAN들 각각을 인증하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
18. 제4항에 있어서, 상기 2개 이상의 RAN들로부터 이용 정보(utilization information)를 요청하는 단계; 상기 2개 이상의 RAN들에 대한 자원 이용 분석 결과(resource utilization analytics)를 발생시키는 단계; 및 상기 2개 이상의 RAN들에 대한 자원 이용을 관리하는 단계를 추가로 포함하고, 이용 정보는 백홀 용량, 액세스 네트워크 용량, 연결된 모바일 디바이스들의 수, 및 활성 연결된 모바일 디바이스들의 수 중 적어도 하나인, 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 복수의 RAN들은 eNodeB들인, 게이트웨이.
20. X2 인터페이스 통신을 위한 시스템으로서,
    2개 이상의 무선 액세스 네트워크(RAN)들; 및
    상기 2개 이상의 RAN들과 코어 네트워크 사이에 위치된 X2 게이트웨이
    를 포함하고,
    상기 X2 게이트웨이는, 상기 X2 게이트웨이에서 실행될 때, 상기 X2 게이트웨이로 하여금
    상기 2개 이상의 RAN들을 X2 관리를 위한 단일의 개별 X2 종단점으로 그룹화하는 단계;
    상기 2개 이상의 RAN들 중 임의의 RAN에 의해 개별적으로 지원되는 이웃들의 수와는 관계없이 상기 2개 이상의 RAN들 각각에 의해 보이는 모든 이웃들에 기초하여 계산된 이웃들의 총수를 상기 X2 게이트웨이에서 애드버타이징하는 단계; 및
    네트워크 관리 파라미터들 및 물리적 근접성에 기초하여 상기 2개 이상의 RAN들 각각과 개별적으로 연관된 이웃들을 분산시키고,
    그럼으로써, 상기 2개 이상의 RAN들과 상기 코어 네트워크 사이에서 가상화된 X2 인터페이스 통신을 제공하는 단계
    를 수행하게 하는 명령어들을 추가로 포함하는, 시스템.
21. X2 인터페이스 통신을 위한 시스템으로서,
    2개 이상의 무선 액세스 네트워크(RAN)들; 및
    상기 2개 이상의 RAN들과 상호작용하기 위해 외부 매크로 셀 또는 코어 네트워크에 대한 단일의 X2 종단점을 제공하고,
    그럼으로써, 상기 2개 이상의 RAN들과 상기 코어 네트워크 사이에서 가상화된 X2 인터페이스 통신을 제공하는 수단
    을 포함하는, 시스템.

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