KR20160134392A

KR20160134392A - 단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160134392A
Application number: KR1020150068386A
Authority: KR
Inventors: 권기범
Original assignee: 주식회사 아이티엘
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-11-23

Abstract

단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법 및 장치를 제공한다. 단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법은 Uu 인터페이스의 상태를 확인하는 단계, 상기 Uu 인터페이스에 대한 상태 정보를 송신하는 단계 및 상기 Uu 인터페이스에 문제가 발생하는 경우, 상기 릴레이 단말과 릴레이 동작을 위해 일대일 연결설정이되어 있는 모든 리모트 단말에게 Uu 인터페이스 상태 정보를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR OPERATING WIRELESS CONNECTION OF RELAY DEVICE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING DEVICE TO DEVICE COMMUNICATION}

본 발명은 단말간 통신(Device to Device communication:이하 D2D)을 지원하는 무선통신 시스템에서 네트워크에 의해 단말간 통신에 사용되는 자원이 제어되는 방식을 사용하는 시스템에서 네트워크 서비스 지역 내의 단말(이하 릴레이 단말)이 단말간 통신을 통해 릴레이 동작을 수행하는 경우에 기지국과 릴레이 단말간 무선연결 및 릴레이 단말과 네트워크 서비스 지역 밖에 존재하는 단말(이하 리모트 단말)간 무선연결의 운용방법에 관한 것이다.

구체적으로는 릴레이 단말이 기지국과 무선연결의 문제를 발견한 경우, 리모트 단말과의 무선연결에 대한 운용방법과 릴레이 단말 내부 문제가 발생한 경우 (배터리 부족 등), 리모트 단말과의 무선연결에 대한 운용방법에 관한 것이다.

LTE 시스템에서 리모트 단말이 릴레이 단말을 통해 네트워크와 통신하는 방안에 대한 구체적 기술들이 필요한 실정이다. 따라서, 릴레이 단말이 무선연결들을 운용하는 구체적인 방법을 제안하고자 한다.

단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 기지국으로 하여금 단말로부터 리모트 단말이 전송하고자 하는 데이터량에 대한 정보를 효율적으로 받을 수 있다.

도 1: 단말간 통신을 통한 네트워크 서비스 범위 확장 개념도
도 2: LTE 시스템 내에서 정의된 무선 프로토콜 기반 개념도
도 3: 리모트 단말과 릴레이 단말과 기지국간 기본절차
도 4: PC5 interface for ProSe Direct Discovery
도 5: Establishment of secure layer-2 link over PC5
도 6: PC5시그널링 프로토콜 스택
도 7: 릴레이 단말 구성절차
도 8: UE-to-Network Relay Bearer mapping (예)
도 9: Radio Link Failure
도 10: RRC_IDLE Cell Selection and Reselection
도 11: R/R/E/LCID/F/L MAC subheader
도 12: R/R/E/LCID MAC subheader
도 13: SL-SCH MAC subheader
도 14: Example of MAC PDU consisting of MAC header, MAC control element, MAC SDUs and padding
도 15: Intra-MME/Serving Gateway HO
도 16: 본 발명에 따른 릴레이 단말 동작 순서도
도 17: 본 발명에 따른 리모트 단말 동작 순서도
도 18: 본 발명에 따른 무선 통신 시스템 블록도

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

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

약어설명

1. SL-RNTI: Sidelink-Radio Network Temporary Identifier

2. C-RNTI: Cell specific-Radio Network Temporary Identifier

3. D2D: Device to Device (communication)

4. ProSe: (Device to Device) Proximity Services

5. SCI: Sidelink Control information

6. PSSCH: Physical Sidelink Shared CHannel

7. RLF: Radio Link Failure

8. LC: Logical Channel

9. LCG: Logical Channel Group

10. RB: Radio Bearer

11. EPC: Evolved Packet Core (LTE 시스템의 코어 네트워크를 지칭함)

12. RPLMN: Registered Public Land Mobile Network (위치등록이 완료된 PLMN)

13. PSBCH: Physical sidelink broadcast channel (시스템 및 동기 관련 정보를 실어 나르는 채널로 단말이 전송함)

14. PSDCH: Physical sidelink discovery channel (ProSe Direct Discovery 메시지를 전송하기 위한 채널로 단말이 전송함)

15. MCG: Master Cell Group (A group of serving cells of a UE comprising of the PCell and zero or more secondary cells.)

16. PCell: Primary Cell (The cell, operating on the primary frequency, in which the UE either performs the initial connection establishment procedure or initiates the connection re-establishment procedure, or the cell indicated as the primary cell in the handover procedure)

17. PSCell: Primary Secondary Cell (The SCG cell in which the UE is instructed to perform random access when performing the SCG change procedure)

릴레이 단말을 통한 네트워크 커버리지 확장 방법 개요

도 1: 단말간 통신을 통한 네트워크 서비스 범위 확장 개념도

일반적으로 네트워크 서비스 범위를 벗어나 있는 단말은 기지국과 직접 송수신을 수행할 수 없다. 즉, 물리적으로 신호가 도달할 수 없는 지역에 위치한 다른 단말 또는 서버와의 통신은 불가능하다. 그러나 상기 단말이 공공안전 서비스 또는 상용서비스 등의 이유로 네트워크로의 접속이 필요하며, 단말간 통신을 통해 네트워크 서비스 범위 내에 존재하는 특정 단말과 통신이 가능한 경우, 상기 특정 단말이 이를 네트워크로 중계할 수 있다면 네트워크 범위 밖 단말은 기지국과 간접 경로를 통해 데이터 송수신이 가능할 것이다.

도 1은 이와 같은 단말간 통신 기반 네트워크 서비스 범위 확장을 위해 상기 특정 단말(릴레이 단말)을 이용하는 방법에 대한 개념도이다.

도 2는 도 1에서 정의한 릴레이 단말 운용에 대한 개념을 LTE 시스템 내 프로토콜을 기반으로 재구성한 개념도이다. 여기서 PC5는 사이드링크에서 이루어지는 무선 프로토콜 인터페이스을 의미하며 Uu는 LTE 기지국과 단말간 무선링크에서 정의되는 프로토콜 인터페이스를 의미하며 SGi는 EPC와 공공안전 어플리케이션 서버(AS)간 정의되는 프로토콜 인터페이스를 의미한다.

도 3은 리모트 단말과 릴레이 단말 및 기지국과 코어 네트워크간의 연결설정을 위한 기본 개념도이다.

0. 기지국은 특정 단말을 릴레이 단말로 구성하고 상기 특정 단말은 릴레이 단말로 동작을 시작한다.

1. 릴레이 단말은 상기 릴레이 단말을 위한 E-UTRAN 접속 및 네트워크 연결수립 및 PDN 연결절차를 진행한다.

2. 만일 리모트 단말이 디스커버리 절차를 통해 릴레이 단말을 발견하고 상기 릴레이 단말을 선택한다.

3. 리모트 단말은 릴레이 단말과의 one-to-one 통신 연결을 수립하기 위한 절차를 진행한다

도 3내 세부절차 설명

E-UTRAN 접속 (E-UTRAN attach)

UE needs to register with the network to receive services that require registration. This registration is called E-UTRAN Attachment. The always on IP connectivity for UE is enabled by establishing a default EPS bearer during E-UTRAN Attachment procedure. Predefined PCC rules most common set in PGW will be applied for default bearer. Attach procedure may trigger one or multiple Dedicated Bearer Establishment procedures to establish dedicated EPS bearer for that UE.

PDN 연결절차 (PDN connection procedure)

The PDN connectivity procedure is used by the UE to request the setup of a default EPS bearer to a PDN.

디스커버리 절차

1. Support for ProSe Direct Discovery

1.1 General

ProSe Direct Discovery is defined as the procedure used by the UE supporting ProSe Direct Discovery to discover other UE(s) in its proximity, using E-UTRA direct radio signals via PC5. ProSe Direct Discovery is supported only when the UE is served by E-UTRAN.

Upper layer handles authorization for announcement and monitoring of discovery message.

Content of discovery message is transparent to Access Stratum (AS) and no distinction in AS is made for ProSe Direct Discovery models and types of ProSe Direct Discovery.

NOTE: The ProSe Protocol ensures that only valid discovery messages are delivered to AS for announcement.

The UE can participate in announcing and monitoring of discovery message in both RRC_IDLE and RRC_CONNECTED states as per eNB configuration. The UE announces and monitors its discovery message subject to the half-duplex constraint.

The UE that participates in announcing and monitoring of discovery messages maintains the current UTC time. The UE that participates in announcing transmits the discovery message which is generated by the ProSe Protocol taking into account the UTC time upon transmission of the discovery message. In the monitoring UE the ProSe Protocol provides the message to be verified together with the UTC time upon reception of the message to the ProSe Function.

NOTE: UE may obtain UTC time from the RAN via SIB16 or from other sources such as NITZ, NTP, and GNSS depending on their availability.

In order to perform synchronisation UE(s) participating in announcing of discovery messages may act as a synchronisation source by transmitting a synchronisation signal based on the resource information for synchronisation signals provided in SIB19.

There are three range classes. Upper layer authorisation provides applicable range class of the UE. Maximum allowed transmission power for each range class is signalled in SIB19. UE uses the applicable maximum allowed transmission power corresponding to its authorised range class. This puts an upper limit on the determined transmit power based on open loop power control parameters.

1.2 Radio Protocol Architecture

The Access Stratum protocol stack for ProSe Direct Discovery consists of only MAC and PHY.

The AS layer performs the following functions:

- Interfaces with upper layer (ProSe Protocol): The MAC layer receives the discovery message from the upper layer (ProSe Protocol). The IP layer is not used for transmitting the discovery message;

- Scheduling: The MAC layer determines the radio resource to be used for announcing the discovery message received from upper layer;

- Discovery PDU generation: The MAC layer builds the MAC PDU carrying the discovery message and sends the MAC PDU to the physical layer for transmission in the determined radio resource. No MAC header is added.

1.3 Radio resource allocation

There are two types of resource allocation for discovery message announcement.

- UE autonomous resource selection: A resource allocation procedure where resources for announcing of discovery message are allocated on a non UE specific basis, further characterized by:

- The eNB provides the UE(s) with the resource pool configuration used for announcing of discovery message. The configuration may be signalled in broadcast or dedicated signalling;

- The UE autonomously selects radio resource(s) from the indicated resource pool and announces discovery message;

- The UE can announce discovery message on a randomly selected discovery resource during each discovery period.

- Scheduled resource allocation: A resource allocation procedure where resources for announcing of discovery message are allocated on per UE specific basis, further characterized by:

- The UE in RRC_CONNECTED may request resource(s) for announcing of discovery message from the eNB via RRC;

- The eNB assigns resource(s) via RRC;

- The resources are allocated within the resource pool that is configured in UEs for announcement.

For UEs in RRC_IDLE:

- The eNB may select one of the following options:

- The eNB may provide a resource pool for UE autonomous resource selection based discovery message announcement in SIB 19. UEs that are authorized for Prose Direct Discovery use these resources for announcing discovery message in RRC_IDLE;

- The eNB may indicate in SIB 19 that it supports ProSe Direct Discovery but does not provide resources for discovery message announcement. UEs need to enter RRC_CONNECTED in order to request resources for discovery message announcement.

For UEs in RRC_CONNECTED:

- A UE authorized to perform ProSe Direct Discovery announcement indicates to the eNB that it wants to perform ProSe Direct Discovery announcement;

- The eNB validates whether the UE is authorized for ProSe Direct Discovery announcement using the UE context received from MME;

- The eNB may configure the UE with resource pool for UE autonomous resource selection for discovery message announcement via dedicated signalling;

- The eNB may configure resource pool along with dedicated resource in the form of time and frequency indices for discovery message announcement via dedicated RRC signalling;

- The resources allocated by the eNB via dedicated signalling are valid until;

- The eNB re-configures the resource(s) by RRC signalling or;

- The UE enters RRC_IDLE.

Authorised receiving UEs in RRC_IDLE and RRC_CONNECTED monitor resource pools used for UE autonomous resource selection and resource pools for scheduled resource allocation. The eNB provides the resource pool configuration used for discovery message monitoring in SIB 19. The SIB 19 may contain detailed ProSe Direct Discovery configuration used for announcing in neighbour cells of intra-frequency as well.

Synchronous and asynchronous deployments are supported. Discovery resources can be overlapping or non-overlapping across cells.

Direct Discovery models

Model A ("I am here")

This model defines two roles for the ProSe-enabled UEs that are participating in ProSe Direct Discovery.

- Announcing UE: The UE announces certain information that could be used by UEs in proximity that have permission to discover.

- Monitoring UE: The UE that monitors certain information of interest in proximity of announcing UEs.

In this model the announcing UE broadcasts discovery messages at pre-defined discovery intervals and the monitoring UEs that are interested in these messages read them and process them.

NOTE: This model is equivalent to "I am here" since the announcing UE would broadcast information about itself e.g. its ProSe Application Code in the discovery message.

Model B ("who is there?" / "are you there?")

- Discoverer UE: The UE transmits a request containing certain information about what it is interested to discover.

- Discoveree UE: The UE that receives the request message can respond with some information related to the discoverer's request.

It is equivalent to " who is there/are you there" since the discoverer UE sends information about other UEs that would like to receive responses from, e.g. the information can be about a ProSe Application Identity corresponding to a group and the members of the group can respond.

구체적으로 상기 3번 절차에서의 one-to-one 연결설정은 아래와 같은 방법 중 하나의 방법으로 연결설정이 될 수 있다.

Secure Layer-2 establishment

도 5: Establishment of secure layer-2 link over PC5

상기 절차는 아래와 같은 PC5에 대한 프로토콜 스택을 기반으로 정의한다.

도 6: PC5시그널링 프로토콜 스택

여기서 PC5 시그널링 프로토콜을 통해 Secure Layer-2 establishment 절차를 위한 시그널링이 전달된다.

1. UE-1 sends a Direct Communication Request message to UE-2 in order to trigger mutual authentication.

NOTE: The link initiator (UE-1) needs to know the Layer-2 ID of the peer (UE-2) in order to perform step　1. As an example, the link initiator may learn the Layer-2 ID of the peer by executing a discovery procedure first or by having participated in ProSe one-to-many communication including the peer.

2. UE-2 initiates the procedure for mutual authentication. The successful completion of the authentication procedure completes the establishment of the secure layer-2 link over PC5.

표 1과 같이 PDCP 헤더 내 SDU Type 필드 값을 통해 해당 SDU 가 "PC5 Signalling Protocol"을 위한 데이터임을 구별할 수 있다.

Bit	Description
000	IP
001	ARP
010	PC5 Signaling Protocol
011-111	reserved

표 1: SDU Type for PC5 Signaling Protocol

여기서 상기 절차를 통해 연결 구성된 일대일 연결을 위해 리모트 단말과 릴레이 단말이 사용하는 ID와 이를 구성하는 방식은 아래의 option들 중 하나가 될 수 있다.

- Option 1: unicast ProSe UE ID and groupcast ProSe UE ID are distinguished by 1 bit in the UE ID. Effectively, only 23 bits are used to identify the UE for unicast communication in both Source UE ID and Destination UE ID. In case of source UE ID re-assignment due to conflict, the UE can assign itself a new UE ID among 23 bits. The UE could perform filtering by using 1 bit e.g. if the UE wants to receive one-to-one communication only. Note that if the indication is located in LSB, filtering is also possible in PHY layer because 8 bits in LSB are provided to PHY layer.

- Option 2: MAC layer distinguishes unicast ProSe UE ID and groupcast UE ID with different MAC header (e.g. MAC version indicator).

- Option 3: using ProSe Layer-2 Group ID targeting only one UE (i.e. a group of two only 2 UEs).

- Option 4: define a special range for unicast ProSe UE ID. The concept is similar to option 1. For instance, ProSe UE IDs could be assigned in the range 00:00:00 - FF:F0:00, whereas ProSe Group Layer-2 IDs could be assigned in the range FF:F0:01 - FF:FF:FF. The definition of ranges could be either specified (Option 4a) or left to deployments (Option 4b). With Option 4b the MAC layer may need to be configured to know the range of unicast ProSe UE IDs unless it is informed the range of unicast ProSe UE ID.

일반적으로 단말이 릴레이 단말의 역할을 수행하기 위해서는 즉, 리모트 단말에게 전달할 또는 전달을 요청받은 데이터를 기지국으로 송수신하기 위하여 기지국의 커버리지 내에서 기지국과 RRC 연결 상태(Radio Resource Control connected state)로 설정되어 있을 필요가 있다. 그러나, 릴레이 단말은 RRC 휴지(Idle) 모드로 동작하다가 리모트 단말로부터 기지국으로 전달을 요청받은 데이터를 수신하는 경우, 이를 기지국으로 전달하기 위해 RRC 연결 설정 절차를 시작하여 RRC 연결 모드로 변경된 후 상기 데이터를 기지국으로 전달하고 전달이 종료된 후 기지국에 의해 RRC 휴지 모드로 변경될 수 있다. 또는, 릴레이 단말은 RRC 휴지(Idle) 모드로 동작하다가 적어도 하나 이상의 리모트 단말과 어플리케이션 계층(RRC계층보다 상위계층으로 무선계층에서의 연결설정은 아님)에서 연결설정이 완료된 경우, 잠재적인 릴레이 데이터를 기지국 또는 리모트 단말에게 전달하기 위해 RRC 연결 설정 절차를 시작하여 RRC 연결 모드로 변경된다. 만일, 어플리케이션 계층에서 연결설정되어 있는 리모트 단말이 존재하지 않는 경우, 기지국에 의해 RRC 휴지 모드로 변경될 수 있다. 따라서 릴레이 단말은 실제 릴레이 동작을 위해 RRC 연결 모드가 필요하지만 RRC 연결 상태와는 무관하게 릴레이 단말 구성상태를 유지할 수 있다.

릴레이 단말의 구성 및 운용방법

이를 위해 아래와 같은 가정을 기반으로 본 발명의 방법을 제공한다.

1. 단말의 D2D(이하 ProSe) 동작 가능 여부는 아래와 같은 조건들이 모두 충족되어야 한다.

A. 해당 단말이 ProSe 관리 서버에 접속하여 ProSe 동작 인증절차를 성공적으로 완료

i. ProSe 동작 시 사용할 ProSe UE ID(들)을 할당 받음

ii. Source ID, Destination ID 등이 포함됨

B. 상기 단말 사용자가 UI 조작을 통해 ProSe 동작허용으로 설정 (또는 항상허용으로 설정되어 있을 수도 있음)

C. 상기 A, B 조건을 모두 만족하더라도 상기 단말이 셀룰러 서비스 지역 내에 위치한 경우, 즉 셀룰러 서비스를 위해 기지국이 전송하는 신호를 수신하고 인지할 수 있는 경우, 단말은 상기 기지국이 ProSe 동작을 허용하는 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 경우에만 ProSe 동작 가능

i. 상기 ProSe 동작을 허용하는 정보는 ProSe 동작 중 통신 및 디스커버리 각각에 대한 구성정보를 포함하는 시스템 정보 블록(system information block: SIB)이 기지국으로부터 전송되고 있는지 여부로 정의될 수 있다.

2. ProSe 동작을 통해 데이터를 송수신하는 무선통신링크 및 인터페이스를 사이드링크(sidelink)라 정의한다.

3. 기지국 또는 ProSe 통신 시 ProSe 자원할당의 역할을 맡는 단말(이하 클러스터 헤드)에 의해 ProSe 통신을 위한 자원할당이 이루어 진다. 따라서 상기 기지국 또는 클러스터 헤드에게 BSR을 전송하여야 한다. 본 발명에서는 명칭의 단순화를 위해 기지국이라 통칭한다.

4. 단말간 통신을 위한 LC(이하 PC5 LC)는 WAN(일 예로 LTE) 통신을 위한 LC(이하 WAN LC)와는 구별된다. 상기 PC5 LC는 단일 단말 내에 다수 구성될 수 있고, Source Layer-2 ID, destination Layer-2 ID 와 LCID를 통해 각 PC5 LC를 고유하게 식별할 수 있다.

5. 한편, D2D 통신 시 릴레이 단말은 기지국에 의해 구성될 수 있다. 구체적으로 도 7을 참조하면, 기지국은 D2D 통신을 지원하는 단말로부터 단말(ProSe UE) 정보를 수신하면(S710), 이를 기반으로 해당 단말이 릴레이 단말의 역할을 수행할 수 있는지를 판단하고, 가능한 경우 해당 단말로 릴레이 구성 정보를 전송할 수 있다(S720). 여기서, 단말 정보는 단말의 능력(capability) 정보 및/또는 단말이 릴레이 단말로 동작할 의사가 있는 지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또는 기지국은 셀 내 다수의 D2D 통신을 지원하는 단말로부터 단말(ProSe UE) 정보를 수신하면(S710), 이를 기반으로 적어도 하나 이상의 단말이 릴레이 단말의 역할을 수행할 수 있는지를 판단하고, 가능한 경우 시스템 정보 내 릴레이 구성 정보를 포함하여 전송할 수 있다(S720). 따라서, 상기 릴레이 구성 정보는 셀 내 모든 단말들이 수신할 수 있으나 릴레이 단말의 역할을 수행할 수 있는 단말만이 릴레이 단말로 동작할 수 있다. 또는 기지국은 셀 내 다수의 D2D 통신을 지원하는 단말로부터 단말(ProSe UE) 정보를 수신하면(S710), 이를 기반으로 적어도 하나 이상의 단말이 릴레이 단말의 역할을 수행할 수 있는지를 판단하고, 가능한 경우 시스템 정보 내 릴레이 구성 정보 중 모든 릴레이 단말에 대한 공통정보(예를 들어, 릴레이 단말로 동작하는 경우의 디스커버리 절차 관련 파라미터)만을 포함하여 전송하고, 해당 단말에 한하여 필요한 릴레이 구성 정보(예를 들어, 각 릴레이 단말마다 할당되는 Source ID)를 RRC 재구성 절차를 통해 전송할 수 있다(S720). 여기서, 해당 단말에 한하여 필요한 릴레이 구성 정보를 구성하는 RRC 재구성 절차는 릴레이 단말이 RRC connected 모드로 동작할 필요가 있을 때 제공될 수 있다. 즉, RRC 연결설정 직후 RRC 연결 재구성 절차를 통해 제공될 수 있다. 또한 단말 정보는 단말의 능력(capability) 정보 및/또는 단말이 릴레이 단말로 동작할 의사가 있는 지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 7: 릴레이 단말 구성절차

또한, 본 발명은 릴레이 단말의 ProSe 동작이 아래와 같은 2가지 전송 모드에서 동작하는 것을 가정한다.

Mode 1: 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 자원을 할당 받은 경우에만 D2D 전송이 가능한 모드. 수신측에서 데이터 수신을 위해 확보해야 할 SCI 정보와 상기 SCI에 의해 지시되는 PSSCH에 대한 자원 모두에 대하여 기지국이 직접 자원할당을 지시한다. 상기 자원할당은 DCI를 통해 D2D 송신 측 단말에게 전달되며 사이드링크에 대한 물리계층 제어정보임을 나타내기 위한 SL-RNTI 값으로 스크램블링된 PDCCH 또는 EPDCCH를 통해 전달될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 전송된 RRC 재구성 메시지를 통해 SL-RNTI 및 SL BSR 관련 정보가 구성되는 경우, 기지국과의 무선링크에 문제가 발생하는 등의 일부 예외적인 경우를 제외하고 Mode 1으로 동작해야 한다. Mode 1은 Scheduled resource selection mode라 불리울 수 있다.

Mode 2: 기지국의 지시와 무관하게 D2D 전송이 가능한 모드. 단말이 내부적으로 Mode 2로 이용 가능한 무선 자원(시간/주파수-mandatory, 공간-option)중에서 선택하여 D2D 데이터를 전송할 수 있다. 단, SIB/dedicated signaling을 통해 기지국으로부터 제공된 Mode 2 자원풀 정보가 존재하는 경우에만 가능한 방식이다. 만일 기지국이 Mode 2 동작을 허용하지 않는 경우, 상기 Mode 2 자원풀 정보가 있다 하더라도 Mode 2로 동작할 수 없다. 다만, 해당 D2D 가능 단말이 네트워크 서비스 지역이 아닌 곳에 위치하고 있을 경우, 해당 단말이 UICC 등의 내부 장치 내에 저장되어 있는 Mode 2 자원풀 정보를 이용하거나 이전에 네트워크 서비스 지역에서 기지국을 통해 수신한 Mode 2 자원풀 정보를 이용하여 동작할 수 있다. Mode 2는 autonomous resource selection mode이라 불리울 수 있다.

리모트 단말과 릴레이 단말 간에 설정된 PC5 인터페이스 내 논리채널들은 각각 릴레이 단말과 E-UTRAN/EPC와 연결설정된 EPS 베어러(bearer)에 매핑될 수 있다. 이 때, PC5 인터페이스 내 논리채널은 EPS 베어러에 일대일로 매핑될 수 있으며, 일대다로 매핑(하나의 EPS 베어러 에 다수의 PC5 LC가 매핑)될 수도 있다. 도 8에는 일 예로 제1 EPS 베어러에 제1 리모트 단말에 대한 제1 PC5 LC 내지 제3 PC5 LC가 매핑되고, 제2 EPS 베어러에 제2 리모트 단말에 대한 제4 PC5 LC 내지 제6 PC5 LC가 매핑되는 경우가 도시되어 있다. 상기와 같은 매핑은 릴레이 단말이 스스로 구성할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 리모트 단말을 지원하기 위한 용도로 제1 EPS 베어러를 VoIP (Voice over IP)를 지원하기 위해 구성하였으며, 제2 EPS 베어러를 비디오 서비스를 지원하기 위해 구성하였다고 가정하면, 릴레이 단말은 이에 대한 정보를 기반으로 자신과 연결되어 있는 리모트 단말들이 구성하는 각 PC5 LC별 트래픽 특성 및 각 리모트 단말에 대한 우선순위를 고려하여 상기 EPS 베어러들의 특성에 상응하도록 매핑관계를 구성할 수 있다. 여기서 상기 PC5 LC별 트래픽 특성 및 각 리모트 단말에 대한 우선순위는 릴레이 단말과 리모트 단말간의 어플리케이션 계층 연결설정 시 리모트 단말이 어플리케이션 계층을 통해 릴레이 단말에게 제공될 수 있다.

도 8: UE-to-Network Relay Bearer mapping (예)

본 발명은 릴레이 단말이 기지국 및 리모트 단말간 무선연결을 운용 하는 방법을 제공한다.

현재 LTE 시스템은 아래와 같이 RRC connected 모드 단말이 무선링크 문제를 확인하고 RLF를 선언하는 일련의 절차를 제공하고 있다.

RLF 절차

1. Radio Link Failure

Two phases govern the behaviour associated to radio link failure as shown on Figure 10.1.6-1:

- First phase:

- started upon radio problem detection;

- leads to radio link failure detection;

- no UE-based mobility;

- based on timer or other (e.g. counting) criteria (T₁).

- Second Phase:

- started upon radio link failure detection or handover failure;

- leads to RRC_IDLE;

- UE-based mobility;

- Timer based (T₂).

도 9: Radio Link Failure

Cases	First Phase	Second Phase	T2 expired
UE returns to the same cell	Continue as if no radio problems occurred	Activity is resumed by means of explicit signalling between UE and eNB	Go via RRC_IDLE
UE selects a different cell from the same eNB	N/A	Activity is resumed by means of explicit signalling between UE and eNB	Go via RRC_IDLE
UE selects a cell of a prepared eNB (NOTE)	N/A	Activity is resumed by means of explicit signalling between UE and eNB	Go via RRC_IDLE
UE selects a cell of a different eNB that is not prepared (NOTE)	N/A	Go via RRC_IDLE	Go via RRC_IDLE
NOTE: a prepared eNB is an eNB which has admitted the UE during an earlier executed HO preparation phase, or obtains the UE context during the Second Phase.

In the Second Phase, in order to resume activity and avoid going via RRC_IDLE when the UE returns to the same cell or when the UE selects a different cell from the same eNB, or when the UE selects a cell from a different eNB, the following procedure applies:

- The UE stays in RRC_CONNECTED;

- The UE accesses the cell through the random access procedure;

- The UE identifier used in the random access procedure for contention resolution (i.e. C-RNTI of the UE in the cell where the RLF occurred + physical layer identity of that cell + short MAC-I based on the keys of that cell) is used by the selected eNB to authenticate the UE and check whether it has a context stored for that UE:

- If the eNB finds a context that matches the identity of the UE, or obtains this context from the previously serving eNB, it indicates to the UE that its connection can be resumed;

- If the context is not found, RRC connection is released and UE initiates procedure to establish new RRC connection. In this case UE is required to go via RRC_IDLE.

The radio link failure procedure applies also for RNs, with the exception that the RN is limited to select a cell from its DeNB cell list. Upon detecting radio link failure, the RN discards any current RN subframe configuration (for communication with its DeNB), enabling the RN to perform normal contention-based RACH as part of the re-establishment. Upon successful re-establishment, an RN subframe configuration can be configured again using the RN reconfiguration procedure.

For DC, PCell supports above phases. In addition, the first phase of the radio link failure procedure is supported for PSCell. However, upon detecting RLF on the PSCell, the re-establishment procedure is not triggered at the end of the first phase. Instead, UE shall inform the radio link failure of PSCell to the MeNB.

NOTE: If the recovery attempt in the second phase fails, the details of the RN behaviour in RRC_IDLE to recover an RRC connection are up to the RN implementation.

2 Radio link failure related actions

2.1 Detection of physical layer problems in RRC_CONNECTED

The UE shall:

1> upon receiving N310 consecutive "out-of-sync" indications for the PCell from lower layers while neither T300, T301, T304 nor T311 is running:

2> start timer T310;

1> upon receiving N313 consecutive "out-of-sync" indications for the PSCell from lower layers while T307 is not running:

2> start T313;

NOTE: Physical layer monitoring and related autonomous actions do not apply to SCells except for the PSCell.

2.2 Recovery of physical layer problems

Upon receiving N311 consecutive "in-sync" indications for the PCell from lower layers while T310 is running, the UE shall:

1> stop timer T310;

1> stop timer T312, if running;

NOTE 1: In this case, the UE maintains the RRC connection without explicit signalling, i.e. the UE maintains the entire radio resource configuration.

NOTE 2: Periods in time where neither "in-sync" nor "out-of-sync" is reported by layer 1 do not affect the evaluation of the number of consecutive "in-sync" or "out-of-sync" indications.

Upon receiving N314 consecutive "in-sync" indications for the PSCell from lower layers while T313 is running, the UE shall:

1> stop timer T313;

2.3 Detection of radio link failure

The UE shall:

1> upon T310 expiry; or

1> upon T312 expiry; or

1> upon random access problem indication from MCG MAC while neither T300, T301, T304 nor T311 is running; or

1> upon indication from MCG RLC that the maximum number of retransmissions has been reached for an SRB or for an MCG or split DRB:

2> consider radio link failure to be detected for the MCG i.e. RLF;

또한, RRC IDLE 모드 단말이 camped on되어 있는 셀 (suitable cell)이 더 이상 조건을 만족하지 않을 때, cell reselection 절차를 시작하는 일련의 절차를 아래와 같이 제공하고 있다.

cell reselection 절차

1 Cell selection and reselection

1.1 Introduction

UE shall perform measurements for cell selection and reselection purposes.

The NAS can control the RAT(s) in which the cell selection should be performed, for instance by indicating RAT(s) associated with the selected PLMN, and by maintaining a list of forbidden registration area(s) and a list of equivalent PLMNs. The UE shall select a suitable cell based on idle mode measurements and cell selection criteria.

In order to speed up the cell selection process, stored information for several RATs may be available in the UE.

When camped on a cell, the UE shall regularly search for a better cell according to the cell reselection criteria. If a better cell is found, that cell is selected. The change of cell may imply a change of RAT.

The NAS is informed if the cell selection and reselection results in changes in the received system information relevant for NAS.

For normal service, the UE shall camp on a suitable cell, tune to that cell's control channel(s) so that the UE can:

- Receive system information from the PLMN; and

- receive registration area information from the PLMN, e.g., tracking area information; and

- receive other AS and NAS Information; and

- if registered:

- receive paging and notification messages from the PLMN; and

- initiate transfer to connected mode.

1.2 States and state transitions in Idle Mode

Whenever a new PLMN selection is performed, it causes an exit to number 1.

도 10: RRC_IDLE Cell Selection and Reselection

1.3 Cell Selection process

1.3.1 Description

The UE shall use one of the following two cell selection procedures:

a) Initial Cell Selection

This procedure requires no prior knowledge of which RF channels are E-UTRA carriers. The UE shall scan all RF channels in the E-UTRA bands according to its capabilities to find a suitable cell. On each carrier frequency, the UE need only search for the strongest cell. Once a suitable cell is found this cell shall be selected.

b) Stored Information Cell Selection

This procedure requires stored information of carrier frequencies and optionally also information on cell parameters, from previously received measurement control information elements or from previously detected cells. Once the UE has found a suitable cell the UE shall select it. If no suitable cell is found the Initial Cell Selection procedure shall be started.

NOTE: Priorities between different frequencies or RATs provided to the UE by system information or dedicated signalling are not used in the cell selection process.

1.3.2 Cell Selection Criterion

The cell selection criterion S is fulfilled when:

Srxlev > 0 AND Squal > 0

where:

Srxlev = Q_rxlevmeas - (Q_rxlevmin + Q_{rxlevminoffset}) - Pcompensation - Qoffset_temp

Squal = Q_qualmeas - (Q_qualmin + Q_{qualminoffset}) - Qoffset_temp

표 3: Cell Selection을 위한 파라미터 정의

Srxlev	Cell selection RX level value (dB)
Squal	Cell selection quality value (dB)
Qoffset_temp	Offset temporarily applied to a cell as specified in [3] (dB)
Q_rxlevmeas	Measured cell RX level value (RSRP)
Q_qualmeas	Measured cell quality value (RSRQ)
Q_rxlevmin	Minimum required RX level in the cell (dBm)
Q_qualmin	Minimum required quality level in the cell (dB)
Q_{rxlevminoffset}	Offset to the signalled Q_rxlevmin taken into account in the Srxlev evaluation as a result of a periodic search for a higher priority PLMN while camped normally in a VPLMN [5]
Q_{qualminoffset}	Offset to the signalled Q_qualmin taken into account in the Squal evaluation as a result of a periodic search for a higher priority PLMN while camped normally in a VPLMN [5]
Pcompensation	max(P_EMAX P_PowerClass, 0) (dB)
P_EMAX	Maximum TX power level an UE may use when transmitting on the uplink in the cell (dBm) defined as P_EMAX
P_PowerClass	Maximum RF output power of the UE (dBm) according to the UE power class as defined

The signalled values Q_{rxlevminoffset} and Q_{qualminoffset} are only applied when a cell is evaluated for cell selection as a result of a periodic search for a higher priority PLMN while camped normally in a VPLMN. During this periodic search　for higher priority PLMN the UE may check the S criteria　of a cell using parameter values stored from a different cell of this higher priority PLMN.

1.4.2 Measurement rules for cell re-selection

When evaluating Srxlev and Squal of non-serving cells for reselection purposes, the UE shall use parameters provided by the serving cell.

Following rules are used by the UE to limit needed measurements:

- If the serving cell fulfils Srxlev> S_IntraSearchP and Squal > S_IntraSearchQ, the UE may choose not to perform intra-frequency measurements.

- Otherwise, the UE shall perform intra-frequency measurements.

- The UE shall apply the following rules for E-UTRAN inter-frequencies and inter-RAT frequencies which are indicated in system information and for which the UE has priority provided

이와 같이 릴레이 단말이 기지국과의 무선연결이 원활하지 않아 더 이상 릴레이 단말로 동작할 수 없는 경우, 상기 릴레이 단말은 이와 같은 상태를 자신을 통해 네트워크와 통신하고 있는 리모트 단말들에게 이를 인지시켜주어야 한다.

실시예1. 릴레이 단말이 현재 연결된 기지국과의 무선연결에 대하여 문제를 인지하였거나(T310 타이머가 시작됨), RLF를 선언한 경우, 또는 RRC 연결 재설정 절차를 시작한 경우(T311 타이머가 시작됨), 상기 릴레이 단말은 자신과 릴레이 동작을 위해 일대일 연결설정이 되어 있는 모든 리모트 단말들에게 Uu 인터페이스의 연결에 문제가 있음을 알린다.

A. 알리는 방법으로 Uu 인터페이스의 문제 정보를 제공하는 메시지를 전송하는 방법 또는 Secure L2 연결을 해제를 지시하는 메시지를 전송하는 방법일 수 있다.

B. 또는 알리는 방법으로 Uu 인터페이스 상태를 나타내는 메시지를 전송하는 방법일 수 있다.

C. [실시예 1-1] MAC CE 포멧으로 ProSe communication 채널을 통해 전달한다.

i. 릴레이 단말이 Mode1으로 설정되어 있다 하더라도, 상기 무선연결에 문제를 인지한 경우, 단말은 Mode2로 ProSe communication 동작을 변경하므로, Mode2 동작을 위한 자원풀 정보를 기반으로 단말 스스로 상기 Uu 인터페이스의 연결에 문제가 있음을 알리기 위한 MAC CE정보를 전송하기 위한 자원을 선택하여 모든 리모트 단말들에게 알린다.

ii. 이 때 사용하는 LCID는 '11110'을 사용할 수 있다. (표 5 참조)

1. 서브헤더만 존재하고 MAC Payload에는 아무 정보도 포함되지 않을 수 있다. (Uu 인터페이스의 문제만을 지시하는 MAC CE)

2. 또는 표 3과 같은 값들이 정의되고 이 중에서 해제를 지시하는 정보를 MAC Payload에 포함하여 전송할 수 있다. (Uu 인터페이스 상태를 지시하는 MAC CE) 여기서, 상기 Uu 인터페이스 상태는 좋음/나쁨의 2가지 상태만을 지시할 수도 있고 최대 255가지의 서로 다른 상태를 나타낼 수도 있다.

표 4 Uu 인터페이스 상태

Uu 인터페이스 상태	MAC CE
좋음	'00000011'
보통	'00000010'
나쁨	'00000001'
Uu 인터페이스 무선링크실패	'00000000'

3. 상기 표 4는 Uu 인터페이스 상태는 릴레이 단말이 측정한 서빙셀 (CA의 경우 PCell)에 대한 RSRP 또는 RSRQ 값의 범위로 정의된다. 일 예로, Uu 인터페이스 상태 "좋음"은 RSRP 또는 RSRQ 값 10dB 이상, Uu 인터페이스 상태 "보통"은 RSRP 또는 RSRQ 값 10dB 미만 3dB 이상, Uu 인터페이스 상태 "나쁨"은 RSRP 또는 RSRQ 값 3dB 미만 무선링크 문제 기준 이상으로 정의될 수 있다.

iii. 이 때 사용하는 ProSe destination ID는 ProSe 관리계층에서 제공한 브로드캐스팅용을 사용하여 모든 리모트 단말들이 수신할 수 있도록 한다.

1. 상기 브로드캐스팅용 ProSe destination ID는 모든 ProSe 단말들이 수신할 수 있는 ID일 수도 있으며 리모트 단말들에 한하여 수신할 수 있는 ID일 수도 있다.

2. 리모트 단말들에 한하여 수신할 수 있는 ProSe destination ID(이하: 리모트 destination ID)는 모든 리모트 단말들을 하나의 destination 그룹으로 설정하여 이를 지시하는 ID이다. 따라서 ProSe 관리계층에서 리모트 단말 설정이 가능한 단말들에게 상기 리모트 destination ID를 할당해주며 릴레이 단말에게도 릴레이 단말로 설정 가능한 단말들에게 상기 리모트 destination ID를 할당해준다.

MAC PDU 중 SL-SCH에 대한 구성 설명

MAC PDU (SL-SCH)

A MAC PDU consists of a MAC header, zero or more MAC Service Data Units (MAC SDU), zero, or more MAC control elements, and optionally padding.

Both the MAC header and the MAC SDUs are of variable sizes.

A MAC PDU header consists of one SL-SCH subheader, one or more MAC PDU subheaders; each subheader except SL-SCH subheader corresponds to either a MAC SDU, a MAC control element or padding.

The SL-SCH subheader consists of the seven header fields V/R/R/R/R/SRC/DST.

A MAC PDU subheader consists of the six header fields R/R/E/LCID/F/L but for the last subheader in the MAC PDU and for fixed sized MAC control elements. The last subheader in the MAC PDU and subheaders for fixed sized MAC control elements consist solely of the four header fields R/R/E/LCID. A MAC PDU subheader corresponding to padding consists of the four header fields R/R/E/LCID.

도 11: R/R/E/LCID/F/L MAC subheader

도 12: R/R/E/LCID MAC subheader

도 13: SL-SCH MAC subheader

MAC PDU subheaders have the same order as the corresponding MAC control elements, MAC SDUs and padding.

MAC control elements are always placed before any MAC SDUs.

Padding occurs at the end of the MAC PDU, except when single-byte or two-byte padding is required. Padding may have any value and the MAC entity shall ignore it. When padding is performed at the end of the MAC PDU, zero or more padding bytes are allowed.

When single-byte or two-byte padding is required, one or two MAC PDU subheaders corresponding to padding are placed after the SL-SCH subheader and before any other MAC PDU subheader.

A maximum of one MAC PDU can be transmitted per TB.

도 14: Example of MAC PDU consisting of MAC header, MAC control element, MAC SDUs and padding

The MAC header is of variable size and consists of the following fields:

- V: The MAC PDU format version number field indicates which version of the SL-SCH subheader is used. In this version of the specification only one format version is defined, and this field shall therefore be set to "0001". The V field size is 4 bits;

- SRC: The Source Layer-2 ID field carries the identity of the source. It is set to the ProSe UE ID. The SRC field size is 24 bits;

- DST: The DST field carries the 16 most significant bits of the Destination Layer-2 ID. The Destination Layer-2 ID is set to the ProSe Layer-2 Group ID;

- LCID: The Logical Channel ID field identifies the logical channel instance of the corresponding MAC SDU or the type of the corresponding MAC control element or padding. There is one LCID field for each MAC SDU, MAC control element or padding included in the MAC PDU. In addition to that, one or two additional LCID fields are included in the MAC PDU, when single-byte or two-byte padding is required but cannot be achieved by padding at the end of the MAC PDU. The LCID field size is 5 bits;

- L: The Length field indicates the length of the corresponding MAC SDU or variable-sized MAC control element in bytes. There is one L field per MAC PDU subheader except for the last subheader and subheaders corresponding to fixed-sized MAC control elements. The size of the L field is indicated by the F field;

- F: The Format field indicates the size of the Length field. There is one F field per MAC PDU subheader except for the last subheader and subheaders corresponding to fixed-sized MAC control elements. The size of the F field is 1 bit. If the size of the MAC SDU or variable-sized MAC control element is less than 128 bytes, the value of the F field is set to 0, otherwise it is set to 1;

- E: The Extension field is a flag indicating if more fields are present in the MAC header or not. The E field is set to "1" to indicate another set of at least R/R/E/LCID fields. The E field is set to "0" to indicate that either a MAC SDU, a MAC control element or padding starts at the next byte;

- R: Reserved bit, set to "0".

The MAC header and subheaders are octet aligned.

표 5: Values of LCID for SL-SCH

Index	LCID values
00000	Reserved
00001-01010	Identity of the logical channel
01011-11110	Reserved
11110	Uu interface Status
11111	Padding

표 6: Values of F field:

Index	Size of Length field (in bits)
0	7
1	15

D. [실시예 1-2] Discovery 메시지 내에 PSBCH를 통해 전달한다.

i. PSBCH는 SL-BCH를 실어 나르며 SL-BCH는 MIB-SL 메시지를 실어 나른다.

ii. 상기 MIB-SL은 아래와 같다.

MasterInformationBlock-SL의 메세지 구성 예

표 7. MasterInformationBlock-SL 메시지 구성 예

-- ASN1START

MasterInformationBlock-SL ::= SEQUENCE {
sl-Bandwidth ENUMERATED {
n6, n15, n25, n50, n75, n100},
tdd-ConfigSL TDD-ConfigSL-r12,
directFrameNumber BIT STRING (SIZE (10)),
directSubframeNumber INTEGER (0..9),
inCoverage BOOLEAN,
reserved BIT STRING (SIZE (19))
}

-- ASN1STOP

표 8. MasterInformationBlock-SL 내 필드 설명

directFrameNumber
Indicates the frame number in which SLSS and SL-BCH are transmitted. The subframe in the frame corresponding to directFrameNumber is indicated by directSubframeNumber.

inCoverage
Value TRUE indicates that the UE transmitting the MasterInformationBlock-SL is in E-UTRAN coverage.

sl-Bandwidth
Parameter: transmission bandwidth configuration. n6 corresponds to 6 resource blocks, n15 to 15 resource blocks and so on.

iii. 여기서 예비된 필드인 reserved-r12의 19비트 중 1비트를 Uu 인터페이스의 문제가 있음을 알리기 위한 필드 정보로 활용할 수 있다. (예를 들어, rlfUu 필드 도입 - BOOLEAN)

iv. 또는 예비된 필드인 reserved-r12의 19비트 중 m 비트(단, m은 19보다 작은 자연수)를 Uu 인터페이스 상태 정보를 알리기 위한 필드 정보로 활용할 수 있다. (예를 들어 statusUu 도입 - INTEGER (0..3) 여기서, 값 0는 Uu 인터페이스 상태가 문제가 있음을 나타냄)

v. 상기 PSBCH내 MIB-SL에는 추가적으로 릴레이 단말이 전송한 메시지임을 알 수 있는 물리계층 또는 제2계층 ID값이 포함될 수 있다. 이를 기반으로 리모트 단말은 해당 정보가 특정 릴레이 단말이 전송하는 메시지임을 인지할 수 있다.

vi. 또는, 리모트 단말은 릴레이 단말들만이 전송 가능한 미리 정의된 자원풀 정보를 알고 있어서 상기 자원풀 중 RX 자원풀을 기반으로 릴레이 단말들이 전송하는 디스커버리 메시지를 모니터링할 수 있다. 따라서 PSBCH내 MIB-SL에는 추가적으로 릴레이 단말이 전송한 메시지임을 알 수 있는 물리계층 또는 제2계층 ID값이 없더라도 리모트 단말은 해당 정보가 릴레이 단말이 전송하는 메시지임을 인지할 수 있다. 특정 릴레이 단말이 전송하는 메시지인지 여부는 PSBCH내 MIB-SL에는 추가적으로 릴레이 단말이 전송한 메시지임을 알 수 있는 물리계층 또는 제2계층 ID값을 통해 확인하거나, 디스커버리 메시지 내에 존재하는 ProSe Relay UE ID 값을 기반으로 확인할 수 있다. (ProSe Relay (UE) ID: link layer identifier that is used for direct communication and is associated with a PDN connection the ProSe UE-to-Network Relay has established.)

iv. 또한, 릴레이 선택 절차를 위해 릴레이 단말이 전송하는 디스커버리 메시지를 모니터링하고 있는 리모트 단말은 상기 PSBCH내 Uu 인터페이스 상태 정보를 릴레이 선택 시 고려할 수 있다.

아래는 T310 타이머와 T311 타이머의 시작, 중단조건과 만료 시 동작에 대한 것이다.

표 9. T310 타이머와 T311 타이머의 시작, 중단조건과 만료 시 동작

Timer	Start	Stop	At expiry
T310	Upon detecting physical layer problems for the PCell i.e. upon receiving N310 consecutive out-of-sync indications from lower layers	Upon receiving N311 consecutive in-sync indications from lower layers for the PCell, upon triggering the handover procedure and upon initiating the connection re-establishment procedure	If security is not activated: go to RRC_IDLE else: initiate the connection re-establishment procedure
T311	Upon initiating the RRC connection re-establishment procedure	Selection of a suitable E-UTRA cell or a cell using another RAT.	Enter RRC_IDLE

표 10. N310 값과 N311 값 설명

Constant	Usage
N310	Maximum number of consecutive "out-of-sync" indications for the PCell received from lower layers
N311	Maximum number of consecutive "in-sync" indications for the PCell received from lower layers

실시예2. 릴레이 단말이 다른 기지국으로 핸드오버하는 경우, 상기 릴레이 단말은 자신과 릴레이 동작을 위해 일대일 연결설정이 되어 있는 모든 리모트 단말들에게 Uu 인터페이스의 연결에 문제가 있음을 알린다.

A. 릴레이 단말이 핸드오버 시, 다음과 같은 상황에서 Uu 인터페이스의 연결에 문제가 있음을 알릴 수 있다.

i. 상기 릴레이 단말이 핸드오버를 위해 구성된 A3 event 측정 보고를 기지국에게 전송한 경우

ii. 상기 릴레이 단말이 현재 기지국 (source eNB)로부터 핸드오버 명령 (handover command)를 수신한 경우

iii. 상기 릴레이 단말이 현재 기지국 (source eNB)로부터 핸드오버 명령 (handover command)을 수신하였으며 타겟 기지국 (target eNB)로부터 제공된 정보 내에 릴레이 단말 지원여부에 대한 정보가 포함되지 않은 경우 또는 지원하지 않는다는 정보가 포함된 경우

iv. 상기 릴레이 단말이 현재 기지국 (source eNB)로부터 핸드오버 명령 (handover command)을 수신하였으며 타겟 기지국이 이종 네트워크(예를 들어, UMTS, CDMA2000, GSM 등)에 존재하는 경우

v. 상기 릴레이 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버 한 이후에 타겟 기지국 (target eNB)로부터 제공된 시스템 정보 내에 릴레이 단말 지원여부에 대한 정보가 포함되지 않은 경우 또는 지원하지 않는다는 정보가 포함된 경우

B. Uu 인터페이스의 연결에 문제가 있음을 알리기 위한 구체적인 방법은 실시예 1 내에 실시예 1-1 및 실시예 1-2와 동일하다.

핸드오버 절차 설명 (Control-plane 과 User-plane 관점 포함)

1 Handover

1.1 C-plane handling

The preparation and execution phase of the HO procedure is performed without EPC involvement, i.e. preparation messages are directly exchanged between the eNBs. The release of the resources at the source side during the HO completion phase is triggered by the eNB. In case an RN is involved, its DeNB relays the appropriate S1 messages between the RN and the MME (S1-based handover) and X2 messages between the RN and target eNB (X2-based handover); the DeNB is explicitly aware of a UE attached to the RN due to the S1 proxy and X2 proxy functionality. The figure below depicts the basic handover scenario where neither MME nor Serving Gateway changes:

도 15: Intra-MME/Serving Gateway HO

Below is a more detailed description of the intra-MME/Serving Gateway HO procedure:

0 The UE context within the source eNB contains information regarding roaming and access restrictions which were provided either at connection establishment or at the last TA update.

1 The source eNB configures the UE measurement procedures according to the roaming and access restriction information and e.g. the available multiple frequency band information. Measurements provided by the source eNB may assist the function controlling the UE's connection mobility.

2 A MEASUREMENT REPORT is triggered and sent to the eNB.

3 The source eNB makes decision based on MEASUREMENT REPORT and RRM information to hand off the UE.

4 The source eNB issues a HANDOVER REQUEST message to the target eNB passing necessary information to prepare the HO at the target side (UE X2 signalling context reference at source eNB, UE S1 EPC signalling context reference, target cell ID, K_eNB*, RRC context including the C-RNTI of the UE in the source eNB, AS-configuration, E-RAB context and physical layer ID of the source cell + short MAC-I for possible RLF recovery). UE X2 / UE S1 signalling references enable the target eNB to address the source eNB and the EPC. The E-RAB context includes necessary RNL and TNL addressing information, and QoS profiles of the E-RABs.

5 Admission Control may be performed by the target eNB dependent on the received E-RAB QoS information to increase the likelihood of a successful HO, if the resources can be granted by target eNB. The target eNB configures the required resources according to the received E-RAB QoS information and reserves a C-RNTI and optionally a RACH preamble. The AS-configuration to be used in the target cell can either be specified independently (i.e. an "establishment") or as a delta compared to the AS-configuration used in the source cell (i.e. a "reconfiguration").

6 The target eNB prepares HO with L1/L2 and sends the HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE to the source eNB. The HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message includes a transparent container to be sent to the UE as an RRC message to perform the handover. The container includes a new C-RNTI, target eNB security algorithm identifiers for the selected security algorithms, may include a dedicated RACH preamble, and possibly some other parameters i.e. access parameters, SIBs, etc. The HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message may also include RNL/TNL information for the forwarding tunnels, if necessary.

Steps 7 to 16 provide means to avoid data loss during HO.

7 The target eNB generates the RRC message to perform the handover, i.e. RRCConnectionReconfiguration message including the mobilityControlInformation (이 메시지가 handover command라 불릴 수 있다.), to be sent by the source eNB towards the UE. The source eNB performs the necessary integrity protection and ciphering of the message. The UE receives the RRCConnectionReconfiguration message with necessary parameters (i.e. new C-RNTI, target eNB security algorithm identifiers, and optionally dedicated RACH preamble, target eNB SIBs, etc.) and is commanded by the source eNB to perform the HO. The UE does not need to delay the handover execution for delivering the HARQ/ARQ responses to source eNB.

8 The source eNB sends the SN STATUS TRANSFER message to the target eNB to convey the uplink PDCP SN receiver status and the downlink PDCP SN transmitter status of E-RABs for which PDCP status preservation applies (i.e. for RLC AM). The uplink PDCP SN receiver status includes at least the PDCP SN of the first missing UL SDU and may include a bit map of the receive status of the out of sequence UL SDUs that the UE needs to retransmit in the target cell, if there are any such SDUs. The downlink PDCP SN transmitter status indicates the next PDCP SN that the target eNB shall assign to new SDUs, not having a PDCP SN yet. The source eNB may omit sending this message if none of the E-RABs of the UE shall be treated with PDCP status preservation.

9 After receiving the RRCConnectionReconfiguration message including the mobilityControlInformation , UE performs synchronisation to target eNB and accesses the target cell via RACH, following a contention-free procedure if a dedicated RACH preamble was indicated in the mobilityControlInformation, or following a contention-based procedure if no dedicated preamble was indicated. UE derives target eNB specific keys and configures the selected security algorithms to be used in the target cell.

10 The target eNB responds with UL allocation and timing advance.

11 When the UE has successfully accessed the target cell, the UE sends the RRCConnectionReconfigurationComplete message (C-RNTI) to confirm the handover, along with an uplink Buffer Status Report, whenever possible, to the target eNB to indicate that the handover procedure is completed for the UE. The target eNB verifies the C-RNTI sent in the RRCConnectionReconfigurationComplete message. The target eNB can now begin sending data to the UE.

12 The target eNB sends a PATH SWITCH REQUEST message to MME to inform that the UE has changed cell.

13 The MME sends a MODIFY BEARER REQUEST message to the Serving Gateway.

14 The Serving Gateway switches the downlink data path to the target side. The Serving gateway sends one or more "end marker" packets on the old path to the source eNB and then can release any U-plane/TNL resources towards the source eNB.

15 The Serving Gateway sends a MODIFY BEARER RESPONSE message to MME.

16 The MME confirms the PATH SWITCH REQUEST message with the PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE message.

17 By sending the UE CONTEXT RELEASE message, the target eNB informs success of HO to source eNB and triggers the release of resources by the source eNB. The target eNB sends this message after the PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE message is received from the MME.

18 Upon reception of the UE CONTEXT RELEASE message, the source eNB can release radio and C-plane related resources associated to the UE context. Any ongoing data forwarding may continue.

When an X2 handover is used involving HeNBs and when the source HeNB is connected to a HeNB GW, a UE CONTEXT RELEASE REQUEST message including an explicit GW Context Release Indication is sent by the source HeNB, in order to indicate that the HeNB GW may release of all the resources related to the UE context.

1.2 U-plane handling

The U-plane handling during the Intra-E-UTRAN-Access mobility activity for UEs in ECM-CONNECTED takes the following principles into account to avoid data loss during HO:

- During HO preparation U-plane tunnels can be established between the source eNB and the target eNB. There is one tunnel established for uplink data forwarding and another one for downlink data forwarding for each E-RAB for which data forwarding is applied. In the case of a UE under an RN performing handover, forwarding tunnels can be established between the RN and the target eNB via the DeNB.

- During HO execution, user data can be forwarded from the source eNB to the target eNB. The forwarding may take place in a service and deployment dependent and implementation specific way.

- Forwarding of downlink user data from the source to the target eNB should take place in order as long as packets are received at the source eNB from the EPC or the source eNB buffer has not been emptied.

- During HO completion:

- The target eNB sends a PATH SWITCH message to MME to inform that the UE has gained access and MME sends a MODIFY BEARER REQUEST message to the Serving Gateway, the U-plane path is switched by the Serving Gateway from the source eNB to the target eNB.

- The source eNB should continue forwarding of U-plane data as long as packets are received at the source eNB from the Serving Gateway or the source eNB buffer has not been emptied.

For RLC-UM bearers:

- The PDCP SN and HFN are reset in the target eNB.

- No PDCP SDUs are retransmitted in the target eNB.

- The target eNB prioritizes all downlink PDCP SDUs forwarded by the source eNB if any (i.e. the target eNB should send data with PDCP SNs from X2 before sending data from S1).

- The UE PDCP entity does not attempt to retransmit any PDCP SDU in the target cell for which transmission had been completed in the source cell. Instead UE PDCP entity starts the transmission with other PDCP SDUs.

A3 event 설명

1. Event A3 (Neighbour becomes offset better than PCell/ PSCell)

The UE shall:

1> consider the entering condition for this event to be satisfied when condition A3-1, as specified below, is fulfilled;

1> consider the leaving condition for this event to be satisfied when condition A3-2, as specified below, is fulfilled;

1> if usePSCell of the corresponding reportConfig is set to true:

2> use the PSCell for Mp, Ofp and Ocp;

1> else:

2> use the PCell for Mp, Ofp and Ocp;

Inequality A3-1 (Entering condition)

Mn+Ofn+Ocn-Hys>Mp+Ofp+Ocp+Off

Inequality A3-2 (Leaving condition)

Mn+Ofn+Ocn+Hys<Mp+Ofp+Ocp+Off

The variables in the formula are defined as follows:

Mn is the measurement result of the neighbouring cell, not taking into account any offsets.

Ofn is the frequency specific offset of the frequency of the neighbour cell.

Ocn is the cell specific offset of the neighbour cell, and set to zero if not configured for the neighbour cell.

Mp is the measurement result of the PCell/ PSCell, not taking into account any offsets.

Ofp is the frequency specific offset of the frequency of the PCell/ PSCell.

Ocp is the cell specific offset of the PCell/ PSCell, and is set to zero if not configured for the PCell/ PSCell.

Hys is the hysteresis parameter for this event.

Off is the offset parameter for this event.

Mn, Mp are expressed in dBm in case of RSRP, or in dB in case of RSRQ.

Ofn, Ocn, Ofp, Ocp, Hys, Off are expressed in dB.

실시예3. 릴레이 단말이 RRC IDLE 모드에서 표 2와 같이 셀 (재)선택 절차를 시작하는 경우, 상기 릴레이 단말은 자신과 릴레이 동작을 위해 일대일 연결설정이 되어 있는 모든 리모트 단말들에게 Uu 인터페이스의 연결에 문제가 있음을 알린다.

A. 릴레이 단말이 셀 (재)선택 절차 시, 다음과 같은 상황에서 Uu 인터페이스의 연결에 문제가 있음을 알릴 수 있다.

i. 셀 (재)선택 절차를 시작하기 위한 임계치 조건이 만족하여 셀 (재)선택 절차를 시작하는 경우

ii. 셀 (재)선택 절차를 완료하고 해당 셀에 camped on을 하여 확인한 시스템 정보 내에 릴레이 단말 지원여부에 대한 정보가 포함되지 않은 경우 또는 지원하지 않는다는 정보가 포함된 경우

그런데, 릴레이 단말은 릴레이로서의 역할 뿐만 아니라, 일반적인 단말간 통신 또한 가능하다. 심지어 리모트 단말과 릴레이로서의 데이터 송수신이 아닌 일반적인 단말간 통신 또한 가능하다. 따라서, 릴레이 단말은 릴레이로서 동작하는 경우 상기 Secure Layer-2 establishment 절차 시 사용한 ProSe UE ID와 일반적인 단말간 통신을 위한 ProSe UE ID를 동시에 구성할 수 있다. 다시 말하면 릴레이 단말은 릴레이 단말로서 동작하는 경우 사용하는 source ID 및 destination ID와 일반적인 단말간 통신을 위해 동작하는 경우 사용하는 source ID 및 destination ID가 서로 상이하며 구분되고, 동시에 구성 가능하다.

상기 릴레이 단말이 릴레이 단말로서 사용할 ProSe UE ID (source ID 및 destination ID)는 ProSe 어플리케이션 서버로부터 할당 받거나, 릴레이 단말로서 구성되는 경우 (일 예로 도 3 내 1번 절차 시) 기지국/E-UTRAN/EPC로부터 할당 받을 수 있다.

도 16: 릴레이 단말 동작 순서도

릴레이 단말은 Uu 인터페이스 상태를 확인하고(S1600), Uu 인터페이스 상태 정보를 송신한다(S1610). Uu 인터페이스에 문제가 발생하면(S1620), 자신과 릴레이 동작을 위해 일대일 연결설정이되어 있는 모든 리모트 단말에게 Uu 인터페이스상태 정보를 송신한다(S1630).

도 17: 리모트 단말 동작 순서도

리모트 단말은 릴레이 단말로부터 Uu 인터페이스 상태 정보를 수신하면(S1700), 릴레이 재선택 절차를 수행한다(S1710). 그리고, 재선택된 릴레이를 통한 통신을 수행한다(S1720).

도 18: 본 발명에 따른 무선 통신 시스템 블록도

릴레이 단말(1800)은 프로세서(1810), 메모리(1820) 및 RF부(1830)를 포함한다. 프로세서(1810)는 본 명세서에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로 프로세서(1810)는 본 명세서에서 게시된 실시예에서 설명된 릴레이 단말(1800)의 모든 동작을 구현하며, 제어정보 또는 데이터 또는 제어정보와 데이터의 생성 및 제어 동작을 수행한다. 메모리(1820)는 프로세서(1810)와 연결되어 프로세서(1810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1830)는 프로세서(1810)와 연결되어 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 예를 들어, 프로세서(1810)는 Uu 인터페이스 상태를 확인하여 Uu 인터페이스에 문제가 발생하면, 자신과 릴레이 동작을 위해 일대일 연결설정이되어 있는 모든 리모트 단말에게 Uu 인터페이스상태 정보가 송신되도록 제어할 수 있다.

리모트 단말(1900)은 메모리(1910), 프로세서(1920) 및 RF부(1930)를 포함한다. 프로세서(1920)는 본 명세서에서 게시된 실시예에서 설명된 리모트 단말(1900)의 모든 동작을 구현한다. 메모리(1910)는 프로세서(1920)와 연결되어 프로세서(1920)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1930)는 프로세서(1920)와 연결되어 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 예를 들어, 프로세서(1920)는 릴레이 단말(1800)로부터 Uu 인터페이스 상태 정보를 수신하면, 릴레이 재선택 절차를 수행한다. 그리고, 재선택된 릴레이를 통한 통신이 수행되도로ㄱ 한다.

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

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

Claims

단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법에 있어서,
Uu 인터페이스의 상태를 확인하는 단계;
상기 Uu 인터페이스에 대한 상태 정보를 송신하는 단계; 및
상기 Uu 인터페이스에 문제가 발생하는 경우, 상기 릴레이 단말과 릴레이 동작을 위해 일대일 연결설정이되어 있는 모든 리모트 단말에게 Uu 인터페이스 상태 정보를 송신하는 단계
를 포함하는 릴레이 단말의 무선연결 운용 방법.
단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 리모트 단말의 무선연결 운용 방법에 있어서,
릴레이 단말로부터 Uu 인터페이스 상태 정보를 수신하는 단계;
릴레이 재선택 절차를 수행하는 단계; 및
재선택된 릴레이를 통한 통신을 수행하는 단계
를 포함하는 리모트 단말의 무선연결 운용 방법.