KR20170004079A

KR20170004079A - 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러의 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR20170004079A
Application number: KR1020150093931A
Authority: KR
Inventors: 김대익; 김경숙; 김형섭; 권동승; 나지현
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2017-01-11

Abstract

본 발명은 상향링크에서 분리된 베어러를 제공하는 경우에, 사용자 단말이 PDCP에서 RLC로 데이터 전달 시에 분배 방법, MAC에서 상향링크 버퍼 상태 보고 방법, 분리된 논리 채널의 우선순위를 통한 데이터 전달 방법 등을 해결하기 위한, 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러를 통한 사용자 단말의 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

Description

이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러의 데이터 전송 방법{Method for Data Transmission of Uplink Split Bearer in Mobile Communication System Supporting Dual Connectivity}

본 발명은 이동통신 시스템에서 상향링크 시의 사용자 단말(UE)(또는 이동 단말)의 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)로의 이중 연결을 지원하기 위한 데이터 전송 방법에 관한 것으로서, 특히, 상향링크의 이중 연결에서 분리된 상향링크 베어러를 통한 사용자 단말(UE)의 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

최근 이동통신 시스템에서 셀 내부의 핫 스팟(Hot Spot) 지역에서 폭발적으로 발생하는 트래픽의 원활한 전송, 셀 경계(Cell edge) 또는 커버리지 홀(Coverage Hole)에서의 성능 향상을 목적으로 소형셀(small cell)들을 구축하면서, 커버리지 중첩의 발생으로 인한 간섭 해결과 사용자 단말(UE)(또는 이동 단말)에 보다 향상된 서비스 품질 제공, 폭증하는 데이터 분산, 그리고 핸드오버 시그널링 감도 향상 등을 위해서 이중 연결성을 도입하고 있다.

도 1은 사용자 단말(UE)에서 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)의 이중 연결을 나타내는 도면이다. 사용자 단말(UE)은 매크로 기지국(Master eNB: MeNB)와 소형셀 기지국(Secondary eNB: SeNB)에 동시에 연결되는 이중 연결성을 지원받아 네트워크로부터 보다 향상된 서비스를 받을 수 있다.

도 2는 사용자 단말(UE)의 이중 연결성에서 하향링크 시의 무선 베어러의 할당 예를 나타내는 도면이다. 도 2의 (a)는 매크로 기지국(MeNB)에만 무선 베어러가 할당된 경우로, 인터페이스(S1)를 통한 코어 네트워크로부터의 트래픽은 매크로 기지국(MeNB)를 통해서만 인터페이스(Uu)에 의해 사용자 단말(UE)로 전송된다. 도 2의 (b)는 무선 베어러가 소형셀 기지국(SeNB)에만 할당된 경우로 트래픽은 소형셀 기지국(SeNB)를 통해서만 사용자 단말(UE)로 전송된다. 도 2의 (c)는 무선 베어러가 매크로 기지국(MeNB)와 소형셀 기지국(SeNB)로 분리된 경우로, 두 기지국 중 매크로 기지국(MeNB)에 PDCP가 존재하며, 두 기지국의 RLC와 MAC은 각각의 기지국에서 독립적으로 수행된다. PDCP는 Packet Data Convergence Protocol이고, RLC는 Radio Link Control이며, MAC은 Media Access Control이다.

이와 같이, 하향링크 시의 이중 연결성 지원을 위하여, 도 2의 (a), (b)와 같이, 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)에 동시에 사용자 단말(UE)이 연결되도록 기지국 각각에 서로 다른 무선 베어러를 할당하거나, 도 2의 (c)와 같이, 코어 네트워크와의 하나의 무선 베어러를 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)에 나누어 분리된 베어러로 데이터를 전송할 수도 있다.

도 3은 사용자 단말(UE)의 이중 연결성에서 상향링크 시의 무선 베어러의 할당 예를 나타내는 도면이다. 일반적으로 상향링크 시의 이중 연결성 지원을 위하여, 사용자 단말(UE)은 도 3의 (a), (b)와 같이, 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)에 동시에 사용자 단말(UE)이 연결되지만 기지국 각각에 서로 다른 무선 베어러를 할당하는 것만을 지원한다. 따라서, 코어 네트워크와의 하나의 무선 베어러를 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)으로 분리된 베어러로 할당하여 이용하는 것을 지원하지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 상향링크에서 분리된 베어러를 제공하는 경우에, 사용자 단말이 PDCP에서 RLC로 데이터 전달 시에 분배 방법, MAC에서 상향링크 버퍼 상태 보고 방법, 분리된 논리 채널의 우선순위를 통한 데이터 전달 방법 등을 해결하기 위한, 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러를 통한 사용자 단말의 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.

이를 위하여, 분리된 상향링크 베어러에 논리 채널을 분리하여 할당하지 않고 공유 논리 채널(Shared Logical Chennel)을 생성하여 매크로 기지국의 전송률과 소형셀 기지국의 전송률에 비례해서 연결된 각 기지국에 버퍼 상태 보고를 수행하고, 이에 따라서 데이터의 전송에서 이동 단말의 채널 환경이나 자원할당 량에 따라 동적으로 분리된 베어러에 데이터를 할당하여 전송함으로써, 보다 효율적으로 QoS(Quality of Service)를 만족시키고 자원을 효율적으로 사용할 수 있는, 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러를 통한 사용자 단말의 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템 상의 사용자 단말에서 분리된 상향링크 베어러들을 통한 데이터 전송 방법은, 전송 대상 데이터에 대한 PDCP PDU(Protocol Data Unit)를 생성하는 단계; 분리된 매크로 기지국과 소형셀 기지국에 연결된 각각의 베어러에 매핑된 각각의 논리 채널을 통해 무선 베어러의 상기 PDCP PDU를 수신하되, 상기 각각의 베어러에 공통되는 공유 논리 채널을 포함한 논리적 채널을 통해 상기 PDCP PDU를 수신하는 단계; 상기 공유 논리 채널에 대하여 전체 전송률 중 상기 매크로 기지국과 상기 소형셀 기지국 각각으로의 전송률에 비례하는 버퍼의 데이터 사이즈를 포함하는 상기 각각의 베어러 상의 버퍼의 데이터 사이즈에 대한 정보를, 버퍼 상태 보고 메시지를 통해 각각의 기지국으로 전송하는 단계; 및 상기 버퍼 상태 보고 메시지에 대응된 상기 각각의 기지국에서의 자원 할당 통보를 수신한 후, 상기 공유 논리 채널의 버퍼를 거쳐 전달하는 상기 전송 대상 데이터를, 상기 매크로 기지국과 상기 소형셀 기지국 각각으로의 전송률에 비례하여 각각의 베어러를 통해 전송하는 단계를 포함한다.

상기 매크로 기지국으로의 베어러 상의 버퍼 데이터 사이즈에 대한 정보(BS1)는, 상기 매크로 기지국으로의 전송률에 비례하도록 하기 위한 요소(Factor1)인, Factor1 = MeNB data rate/(MeNB Data rate + SeNB Data rate)를 기초로 계산되며, 상기 소형셀 기지국으로의 베어러 상의 버퍼 데이터 사이즈에 대한 정보(BS2)는, 상기 소형셀 기지국으로의 전송률에 비례하도록 하기 위한 요소(Factor2)인 Factor2 = SeNB data rate/(MeNB Data rate + SeNB Data rate)를 기초로 계산될 수 있다. 여기서, MeNB data rate는 상기 매크로 기지국으로의 전송률, SeNB Data rate는 상기 소형셀 기지국으로의 전송률이다.

상기 버퍼 상태 보고 메시지를 위한 버퍼 사이즈 보고 단위인 논리 채널 그룹에 포함된 논리 채널 및 상기 공유 논리 채널을 통하여 상기 PDCP PDU를 수신하고 처리하는 경우, 상기 논리 채널 그룹 중 상기 논리 채널에 대응된 버퍼의 데이터 사이즈와 해당 무선 베어러에 대응된 버퍼의 데이터 사이즈를 제외한, 상기 공유 논리 채널과 해당 무선 베어러에 대응된 버퍼들의 데이터 사이즈에 대하여만, BS1과 BS2의 계산에 각각 Factor1과 Factor2를 반영한다.

상기 버퍼 상태 보고 메시지를 위한 버퍼 사이즈 보고 단위인 논리 채널 그룹에 포함된 공유 논리 채널들만을 통하여 상기 PDCP PDU를 수신하고 처리하는 경우, 상기 논리 채널 그룹의 각 공유 논리 채널과 해당 무선 베어러에 대응된 버퍼들의 데이터 사이즈에 대하여, BS1과 BS2의 계산에 각각 Factor1과 Factor2를 반영한다.

상기 각각의 베어러를 통해 전송하는 단계에서, 상기 각각의 베어러에 대하여, 상위 계층에서 미리 설정한 가장 우선순위가 높은 상기 공유 논리 채널과 그 외의 논리 채널 자원을 할당하고, 상기 각각의 기지국에서 할당받은 자원이 남는 경우에 상위 계층에서 미리 설정한 우선순위에 따라 할당받은 모든 자원이 소모될 때까지 상기 공유 논리 채널과 그 외의 논리 채널 자원을 할당하여, 데이터를 전송할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른, 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러들을 통한 데이터 전송을 위한 사용자 단말은, 전송 대상 데이터에 대한 PDCP PDU(Protocol Data Unit)를 생성하는 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 처리부; 분리된 매크로 기지국과 소형셀 기지국에 연결된 각각의 베어러에 매핑된 각각의 논리 채널을 통해 무선 베어러의 상기 PDCP PDU를 수신하되, 상기 각각의 베어러에 공통되는 공유 논리 채널을 포함한 논리적 채널을 통해 상기 PDCP PDU를 수신하는 제1 RLC(Radio Link Control) 처리부와 제2 RLC 처리부; 및 상기 공유 논리 채널에 대하여 전체 전송률 중 상기 매크로 기지국과 상기 소형셀 기지국 각각으로의 전송률에 비례하는 버퍼의 데이터 사이즈를 포함하는 상기 각각의 베어러 상의 버퍼의 데이터 사이즈에 대한 정보를, 버퍼 상태 보고 메시지를 통해 각각의 기지국으로 전송하는 제1 MAC(Media Access Control) 처리부와 제2 MAC 처리부를 포함하고, 상기 버퍼 상태 보고 메시지에 대응된 상기 각각의 기지국에서의 자원 할당 통보를 수신한 후, 상기 PDCP 처리부가 상기 공유 논리 채널의 버퍼를 거쳐 전달하는 상기 전송 대상 데이터를, 상기 MAC 처리부가 상기 매크로 기지국과 상기 소형셀 기지국에 연결된 각각의 베어러를 통해 전송할 수 있다.

상기 제1 RLC 처리부와 제2 RLC 처리부에서, 상기 버퍼 상태 보고 메시지를 위한 버퍼 사이즈 보고 단위인 논리 채널 그룹에 포함된 논리 채널 및 상기 공유 논리 채널을 통하여 상기 PDCP PDU를 수신하고 처리하는 경우, 상기 제1 MAC 처리부와 상기 제2 MAC 처리부는, 상기 논리 채널 그룹 중 상기 논리 채널에 대응된 버퍼의 데이터 사이즈와 상기 PDCP 처리부의 해당 무선 베어러에 대응된 버퍼의 데이터 사이즈를 제외한, 상기 공유 논리 채널과 해당 상기 PDCP 처리부의 해당 무선 베어러에 대응된 버퍼들의 데이터 사이즈에 대하여만, BS1과 BS2의 계산에 각각 Factor1과 Factor2를 반영한다.

상기 제1 RLC 처리부와 제2 RLC 처리부에서, 상기 버퍼 상태 보고 메시지를 위한 버퍼 사이즈 보고 단위인 논리 채널 그룹에 포함된 공유 논리 채널들만을 통하여 상기 PDCP PDU를 수신하고 처리하는 경우, 상기 제1 MAC 처리부와 상기 제2 MAC 처리부는, 상기 논리 채널 그룹의 각 공유 논리 채널과 해당 상기 PDCP 처리부의 해당 무선 베어러에 대응된 버퍼들의 데이터 사이즈에 대하여, BS1과 BS2의 계산에 각각 Factor1과 Factor2를 반영한다.

상기 제1 MAC 처리부와 상기 제2 MAC 처리부는, 상기 각각의 베어러에 대하여, 상위 계층에서 미리 설정한 가장 우선순위가 높은 상기 공유 논리 채널과 그 외의 논리 채널 자원을 할당하고, 상기 각각의 기지국에서 할당받은 자원이 남는 경우에 상위 계층에서 미리 설정한 우선순위에 따라 할당받은 모든 자원이 소모될 때까지 상기 공유 논리 채널과 그 외의 논리 채널 자원을 할당하여, 데이터를 전송할 수 있다.

본 발명에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러를 통한 사용자 단말의 데이터 전송 방법에 따르면, 매크로 기지국과 소형셀 기지국의 이중 연결(Dual Connectivity)를 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러의 데이터를 전송함에 있어서, 분리된 상향링크 베어러에 대해서 공유 논리 채널(Shared Logical Chennel)을 생성하는 것을 통해서, 매크로 기지국의 전송률과 소형셀 기지국의 전송률에 비례해서 연결된 각 기지국에 버퍼 상태 보고를 수행함으로써, 상향링크 자원의 낭비를 막을 수 있고, 이에 따라 데이터의 전송에서 이동 단말의 채널 환경이나 자원할당 량에 따라 동적으로 분리된 베어러에 데이터를 할당하여 전송하므로, 보다 효율적으로 QoS(Quality of Service)를 만족시키는 효과가 있다.

도 1은 사용자 단말(UE)에서 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)의 이중 연결을 나타내는 도면이다.
도 2는 사용자 단말(UE)의 이중 연결성에서 하향링크 시의 무선 베어러의 할당 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 사용자 단말(UE)의 이중 연결성에서 상향링크 시의 무선 베어러의 할당 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템에서 분리된 상향링크 베어러를 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명이 적용되는 분리된 상향링크 베어러를 위한 공유 논리 채널(Shared Logical Channel)을 통해서 사용자 단말(UE)이 버퍼 사이즈를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 버퍼 사이즈 보고 단위인 논리 채널 그룹에 논리 채널과 공유 논리 채널이 동시에 포함되는 경우의 실시예이다.
도 5b는 본 발명이 적용되는 분리된 상향링크 베어러를 위한 공유 논리 채널(Shared Logical Channel)을 통해서 사용자 단말(UE)이 버퍼 사이즈를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 버퍼 사이즈 보고 단위인 논리 채널 그룹에 공유 논리 채널들만 포함되는 경우의 실시예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(UE)이, 실제 매크로 기지국(MeNB)와 소형셀 기지국(SeNB)에서 상향링크 자원이 할당되었을 때, 각 논리 채널의 우선순위와 전송 데이터 량을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템의 사용자 단말에서 분리된 상향링크 베어러를 통한 데이터 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템(100)에서 분리된 상향링크 베어러를 나타내는 도면이다.

도 4와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템(100)에서, 사용자 단말(UE)은 인터페이스(Uu)를 통해 분리된 2개의 베어러, 즉, 매크로 기지국(MeNB)과 연결되는 무선 베어러(110) 및 소형셀 기지국(SeNB)과 연결되는 무선 베어러(120)를 통해 각각의 기지국에 접속하고, 매크로 기지국(MeNB)의 PDCP에 따른 처리에 따라 인터페이스(S1)를 통해 코어 네트워크로 데이터를 전송할 수 있다. 두 기지국의 RLC와 MAC 처리부 수행은 각각의 베어러를 통한 연결을 위하여 독립적으로 수행된다. PDCP는 Packet Data Convergence Protocol이고, RLC는 Radio Link Control이며, MAC은 Media Access Control이다. 사용자 단말(UE)에서도 각각의 베어러에 연결을 위한 PDCP 처리부(131)의 데이터 집성 프로토콜에 따른 처리는 공통적으로 수행되며, RLC 처리부(132, 134)와 MAC 처리부(133, 135) 수행은 각각의 베어러를 통한 연결을 위하여 독립적으로 수행된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템(100)에서, 사용자 단말(UE)이 이와 같이 분리된 상향링크 베어러를 통하여, 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)에 나누어 데이터를 전송하고, 매크로 기지국(MeNB)의 PDCP에 따른 처리에 따라 코어 네트워크로 연결되는 하나의 무선 베어러를 통해 필요한 데이터를 전송할 수 있다.

도 4와 같이, 사용자 단말(UE)에서 데이터를 전송하기 위하여 하나의 PDCP 처리부(131)가 분리된 RLC 처리부의 논리 채널들에 데이터를 매핑하려면, PDCP 처리부(131)가 매크로 기지국(MeNB)의 논리 채널과 소형셀 기지국(SeNB)의 논리채널에 데이터를 분배하는 방법이 필요하다. 만일, 기지국(MeNB/SeNB)의 지시에 따라 PDCP 처리부(131)에서의 데이터 분배율이 결정되어 고정된다면, 채널 상태가 좋아 적은 자원으로 더 많은 데이터를 전송할 수 있는 경로가 있음에도 이를 조절할 수 없는 문제로 인해 무선 자원을 낭비하는 경우가 발생할 수 있고, 서비스 지연으로 인해 원활한 QoS를 제공할 수 없는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. PDCP 처리부(131)가 각 베어러(110/120)에 분배한 매크로 기지국(MeNB)으로 전송을 위한 논리 채널의 데이터와 소형셀 기지국(SeNB)으로 전송을 위한 논리채널의 데이터는, RLC 처리부(132, 134)와 MAC 처리부(133, 135)를 통해 각각, 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)으로 전송된다.

본 발명에서 언급되는 사용자 단말(UE)은, 예를 들어, 스마트폰, 노트북PC, 테블릿 PC 등 이동 단말일 수 있으며, 경우에 따라 PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player) 등일 수도 있고, 이외에 이동통신(예, CDMA, WCDMA, LTE 등)이나 인터넷 통신(예, WiBro, WiFi 등)이 지원될 수 있는 모는 전자장치를 포함할 수 있다.

도 5a는 본 발명이 적용되는 분리된 상향링크 베어러를 위한 공유 논리 채널(Shared Logical Channel)을 통해서 사용자 단말(UE)이 버퍼 사이즈를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a에서 버퍼 사이즈 보고(Buffer Status Report) 단위인 논리 채널 그룹(LCG, Logical Channel Group)에 논리 채널(LC)과 공유 논리 채널(SLC, Shared Logical Channel)이 포함되는 경우의 실시예를 나타내었다.

예를 들어, 도 5a와 같이, RLC 처리부(132)의 논리 채널 그룹 LCG0, 1, 2에 포함된 논리 채널 LC1, 2, 5, 6은 매크로 기지국(MeNB)과 연결된 무선 베어러(110)를 위한 논리 채널이고, RLC 처리부(134)의 논리 채널 그룹 LCG3에 포함된 논리 채널 LC3, 7은 소형셀 기지국(SeNB)과 연결된 무선 베어러(120)를 위한 논리 채널이다. RLC 처리부(132, 134)에 공통된 공유 논리 채널 SLC4는 매크로 기지국(MeNB)와 소형셀 기지국(SeNB)에 분리되어 할당된 베어러의 공유 논리 채널이다.

그리고, PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB, Radio Bearer) RB4는 RLC 처리부(132)의 논리 채널 LC6와 매핑되고, PDCP 처리부(131)의 무선 베어러 RB5는 RLC 처리부(134)의 공유 논리 채널 SLC4에 매핑되며, PDCP 처리부(131)는 각각의 무선 베어러(RB4/RB5)의 PDCP PDU(Protocol Data Unit)를 생성하여 매핑되어 있는 RLC 처리부의 각각의 논리 채널(LC6/SCL4)로 전송한다. 같은 방법으로 논리 채널 LC1, 2, 3, 5, 7도 PDCP 처리부(131)의 해당 무선 베어러와 매핑되어 PDCP 처리부(131)로부터 해당 무선 베어러의 PDCP PDU를 수신하고 처리할 수 있다.

이와 같은 채널 구조를 이용할 때, 사용자 단말(UE)이 무선 채널의 상태에 따라 동적으로 논리 채널 그룹 LCG2의 여유 있는 채널 자원들을 매크로 기지국(MeNB)과 연결된 무선 베어러(110)와 소형셀 기지국(SeNB)과 연결된 무선 베어러(120)에 할당하여 적은 자원으로 효율적은 QoS 서비스를 제공하기 위하여, PDCP 처리부(131)는 전송 대상 데이터에 대하여 위와 같이 각각의 무선 베어러(RB4/RB5)의 PDCP PDU를 생성하여 RLC 처리부(132/134)의 해당 매핑된 각각의 논리 채널(LC6/SCL4)로 전송한다. RLC 처리부(132/134)의 RLC 처리에 따라 해당 논리 채널로 전달되는 데이터는, MAC 처리부(133/135)에 의해서 Token Bucket 알고리즘 등에 따라 MAC 처리를 통해 각각에 할당된 LCG2의 채널 자원을 통해 무선 베어러(110/120)로 전송될 수 있다.

여기서, 사용자 단말(UE)이 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB) 각각으로부터 상향링크 채널 자원을 할당받기 위해서, 사용자 단말(UE)의 MAC 처리부(133/135)는 미리 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB) 각각에 버퍼 상태 보고를 수행한다(도 7의 S110 참조).

이를 위하여, MAC 처리부(133/135)는 전송 대상 데이터 량, 즉, 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB4/RB5)와 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 RLC 처리부(132/134)의 논리 채널(LC6/SCL4)에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈를 계산하여 해당 버퍼 사이즈 정보(BS1, BS2)가 포함된 버퍼 상태 보고 메시지를 각각의 기지국으로 전송할 수 있다.

이때, 매크로 기지국(MeNB)과 연결된 MAC 처리부(133)에서는 전체 전송률 중 매크로 기지국(MeNB)으로의 전송률(MeNB data rate)에 비례하도록 [수학식1]과 같이, 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB4/RB5)와 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 RLC 처리부(132/134)의 논리 채널(LC6/SCL4)에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈(BS1)를 계산한다. RLC LC6 Buffer Size는 논리 채널 그룹(예, LCG2) 내의 저장된 데이터를 갖는 채널(예,LC6)에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈, RLC SLC4 Buffer Size는 공유 논리 채널 SLC4에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈, PDCP Buffer RB4 Size와 PDCP Buffer RB6 Size는 PDCP 처리부(131)의 해당 무선 베어러에 대응된 버퍼의 데이터 사이즈이다. 매크로 기지국(MeNB)으로의 전송률(MeNB data rate)과 소형셀 기지국(SeNB)으로의 전송률(SeNB Data rate)은 사용자 단말(UE)의 상향링크 전송을 위해 할당되는 전송 블록(Transport Block) 크기를 기준으로 bits/sec(bps) 단위로 계산될 수 있다.

[수학식1]

BS1 = (RLC LC6 Buffer Size + PDCP RB4 Buffer Size) + (RLC SLC4 Buffer Size + PDCP RB5 Buffer Size) * Factor1

Factor1 = MeNB data rate/(MeNB Data rate + SeNB Data rate)

또한, 소형셀 기지국(SeNB)과 연결된 MAC 처리부(135)에서는 전체 전송률 중 소형셀 기지국(SeNB)으로의 전송률(SeNB Data rate)에 비례하도록 [수학식2]와 같이, 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB5)와 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 RLC 처리부(134)의 논리 채널(SCL4)에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈(BS2)를 계산한다. 여기서도 소형셀 기지국(SeNB)으로의 베어러에 할당된 논리 채널 그룹(예, LCG2) 내의 저장된 데이터를 갖는 채널(예,LC*)이 존재하는 경우, RLC LC* Buffer Size가 BS2에 합산될 수 있다.

[수학식2]

BS2 = (RLC SLC4 Buffer Size + PDCP RB5 Buffer Size) * Factor2

Factor2 = SeNB data rate/(MeNB Data rate + SeNB Data rate)

이렇게 함으로써, 사용자 단말(UE)은 기지국의 트래픽 부하(Traffic Load) 등 무선 채널의 상태에 따라서 동적으로 각각의 기지국에서 할당되는 자원량을 기준으로 매크로 기지국(MeNB)와 소형셀 기지국(SeNB)에 자원을 분배할 수 있고, 이를 통해서 적은 자원으로 효율적은 QoS 서비스를 제공할 수 있다.

도 5b는 본 발명이 적용되는 분리된 상향링크 베어러를 위한 공유 논리 채널(Shared Logical Channel)을 통해서 사용자 단말(UE)이 버퍼 사이즈를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 버퍼 상태 보고 메시지를 위한 버퍼 사이즈 보고 단위인 논리 채널 그룹에 공유 논리 채널들(SCL4, SCL6)만 포함되는 경우의 실시예이다.

예를 들어, 도 5b와 같이, RLC 처리부(132)의 논리 채널 그룹 LCG0, 1에 포함된 논리 채널 LC1, 2, 5, 6은 매크로 기지국(MeNB)과 연결된 무선 베어러(110)를 위한 논리 채널이고, RLC 처리부(134)의 논리 채널 그룹 LCG3에 포함된 논리 채널 LC3, 7은 소형셀 기지국(SeNB)과 연결된 무선 베어러(120)를 위한 논리 채널이다. RLC 처리부(132, 134)에 공통된 공유 논리 채널 SLC4, SLC6는 매크로 기지국(MeNB)와 소형셀 기지국(SeNB)에 분리되어 할당된 베어러의 공유 논리 채널이다.

그리고, PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB, Radio Bearer) RB6는 RLC 처리부(132)의 공유 논리 채널 SLC4와 매핑되고, PDCP 처리부(131)의 무선 베어러 RB7은 RLC 처리부(134)의 공유 논리 채널 SLC6에 매핑되며, PDCP 처리부(131)는 각각의 무선 베어러(RB6/RB7)의 PDCP PDU(Protocol Data Unit)를 생성하여 매핑되어 있는 RLC 처리부의 각각의 공유 논리 채널(SLC4/SCL6)로 전송한다.

이때, MAC 처리부(133/135)는 전송 대상 데이터 량, 즉, 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB6/RB7)와 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 RLC 처리부(132/134)의 공유 논리 채널(SLC4/SCL6)에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈를 계산하여 해당 버퍼 사이즈 정보(BS1, BS2)가 포함된 버퍼 상태 보고 메시지를 각각의 기지국으로 전송할 수 있다.

이때, 매크로 기지국(MeNB)과 연결된 MAC 처리부(133)에서는 전체 전송률 중 매크로 기지국(MeNB)으로의 전송률(MeNB data rate)에 비례하도록 [수학식3]과 같이, 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB6/RB7)와 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 RLC 처리부(132/134)의 공유 논리 채널(SLC4/SCL6)에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈(BS1)를 계산한다. 여기서, RLC SLC4 Buffer Size와 RLC SLC6 Buffer Size는 공유 논리 채널 SLC4과 SLC4에 각각 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈, PDCP Buffer RB6 Size와 PDCP Buffer RB7 Size 는 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러 RB6, RB7에 각각 대응된 버퍼의 데이터 사이즈이다.

[수학식3]

BS1 = (RLC SLC4 Buffer Size + PDCP RB6 Buffer Size + RLC SLC6 Buffer Size + PDCP RB7 Buffer Size) * Factor1

또한, 소형셀 기지국(SeNB)과 연결된 MAC 처리부(135)에서는 전체 전송률 중 소형셀 기지국(SeNB)으로의 전송률(SeNB Data rate)에 비례하도록 [수학식4]와 같이, 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러(RB6/RB7)와 논리 채널 그룹(예, LCG2)에 속한 RLC 처리부(132/134)의 공유 논리 채널(SLC4/SCL6)에 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈(BS2)를 계산한다. 여기서, RLC SLC4 Buffer Size와 RLC SLC6 Buffer Size는 공유 논리 채널 SLC4과 SLC4에 각각 대응된 버퍼에 저장된 데이터 사이즈, PDCP Buffer RB6 Size와 PDCP Buffer RB7 Size 는 PDCP 처리부(131)의 무선 베어러 RB6, RB7에 각각 대응된 버퍼의 데이터 사이즈이다.

[수학식4]

BS2 = (RLC SLC4 Buffer Size + PDCP RB6 Buffer Size + RLC SLC6 Buffer Size + PDCP RB7 Buffer Size) * Factor2

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(UE)이, 실제 매크로 기지국(MeNB)와 소형셀 기지국(SeNB)에서 상향링크 자원이 할당되었을 때, 각 논리 채널의 우선순위와 전송 데이터 량을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

사용자 단말(UE)은 위와 같은 수학식들에 기초하여 계산된 버퍼 사이즈를 기초로 매크로 기지국(MeNB)와 소형셀 기지국(SeNB) 각각에 버퍼 상태 보고를 수행할 때, 이미 각각의 베어러에서의 데이터 전송률을 반영하였으므로, 각각의 기지국은 보고된 버퍼 상태 보고 메시지의 버퍼 사이즈 정보(BS1, BS2)를 기준으로 상향링크 자원을 할당하여 사용자 단말(UE)로 통보할 수 있다(도 7의 S120 참조).

따라서, 사용자 단말(UE)은 이에 맞게 데이터를 생성하여 기지국에 전송하게 된다. 따라서, 사용자 단말(UE)에서 수행되는 Token Bucket 알고리즘은 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)로 분리하며, 매크로 기지국(MeNB)에는 버퍼 상태 보고에 적용한 것과 같이 Factor1을 적용하고, 소형셀 기지국(SeNB)에는 버퍼 상태 보고에 적용한 것과 같이 Factor2를 적용하여, 전송할 데이터 량을 결정하여 전송할 수 있다(도 7의 S130 참조). 즉, 전송 대상 데이터는, MAC 처리부(133/135)에 의해서 위와 같이 적용된 MAC 처리를 통해 각각에 할당된 LCG2의 채널 자원을 통해 무선 베어러(110/120)로 전송될 수 있다.

예를 들어, 사용자 단말(UE)의 MAC 처리부(133/135)는 각각 위와 같은 공유 논리 채널(Shared Logical Chennel)을 적용해 데이터 전송 시에 Token Bucket 알고리즘에 따라, 소정의 Factor1(또는 Factor2), PBR(Prioritized Bit Rate), BSD(Bucket Size Duration)의 곱으로 정해지는 Bucket(또는 버퍼) 사이즈 보다 작은 각 상향링크 채널(j)에서의 전송이 허용된 상향 링크 데이터 크기 MBj(또는 SBj)를 버퍼에 유지할 수 있다. 이때 PBR에 따른 소정의 우선 순위와 TTI(Transmission Time Interval)에 따른 소정의 전송 시간 간격이 적용될 수 있고, 소정 MAC SDU(Service Data Unit)단위의 데이터 전송 후, 전송이 허용된 상향 링크 데이터 MBj(또는 SBj)는 그 만큼 감소한다.

MBj 값은 매크로 기지국(MeNB)에 연결된 MAC 처리부(133)에서 공유 논리 채널 j에 대해서 동적으로 계산되어 관리되고, 공유 논리 채널 j가 설정되었을 때 0으로 초기화 되고, TTI(Transmission Time Interval)마다 Factor1*PRB*TTI 만큼 증가한다. SBj 값은 소형셀 기지국(SeNB)에 연결된 MAC 처리부(135)에서 공유 논리 채널 j에 대해서 동적으로 계산되어 관리되고, 공유 논리 채널 j가 설정되었을 때 0으로 초기화 되고, TTI 마다 Factor2*PBR*TTI 만큼 증가한다. 여기서, PBR(Prioritized Bit Rate)은 상위 계층(Layer)에 의해 설정될 수 있다. 그리고, MBj/SBj는 버켓 사이즈(Bucket Size)를 초과할 수 없고, MBj/SBj가 버켓 사이즈 보다 크다면 MBj/SBj는 버켓 사이즈로 설정된다. 여기에서, 매크로 기지국(MeNB)에 연결된 MAC 처리부(133)에서 공유 논리 채널 j의 버켓 사이즈는 Factor1*PBR*BSD로 계산되고, 소형셀 기지국(SeNB)에 연결된 MAC 처리부(135)에서 공유 논리 채널 j의 버켓 사이즈는 Factor2*PBR*BSD로 계산된다. 그리고 BSD(Bucket Size Duration)는 상위 계층(Layer)에 의해 설정될 수 있다.

예를 들어, 사용자 단말(UE)이 매크로 기지국(MeNB)으로 자원을 할당받은 경우에 MAC 처리부(133)는 다음과 같은 절차에 의해서 자원을 할당하여 데이터를 전송할 수 있다.

(1) 논리 채널 j의 데이터 크기 Bj > 0 인 모든 논리 채널과 MBj > 0 인 모든 공유 논리 채널은 상위 계층(Layer)에 의해 설정된 우선순위에 의해서 높은 우선순위부터 순차적으로 할당된다. 논리 채널 또는 공유 논리 채널의 PBR이 "infinity"로 설정된 경우에 가장 우선순위가 높게 자원이 할당된다. 여기서, Bj는 공유 논리 채널이 아닌 MeNB 또는 SeNB에 독립적으로 할당된 논리 채널에 대해서 관리되는 값이다.

(2) 논리 채널의 Bj와 공유 논리 채널의 MBj는 위 (1) 단계에서 할당된 각 논리 채널과 공유 논리 채널의 MAC SDU(Service Data Unit)만큼 감소된다. 여기서, Bj/MBj는 음수 값이 될 수 있다.

(3) 위 (1), (2) 단계를 수행한 후에 MeNB로부터 할당 받은 자원이 남는 경우에 모든 논리 채널과 모든 공유 논리 채널에 대해서 높은 우선순위로 순차적으로 할당받은 모든 자원이 소모될 때까지 논리 채널과 공유 논리 채널의 자원을 할당한다.

사용자 단말(UE)이 소형셀 기지국(SeNB)로 자원을 할당 받은 경우에 MAC 처리부(135)는 다음과 같은 절차에 의해서 자원을 할당하여 데이터를 전송할 수 있다.

(1) 논리 채널의 Bj > 0 인 모든 논리 채널과 SBj > 0 인 모든 공유 논리 채널은 상위 계층에 의해 설정된 우선순위에 의해서 높은 우선순위부터 순차적으로 할당된다. 논리 채널 또는 공유 논리 채널의 PBR이 "infinity"로 설정된 경우에 가장 우선순위가 높게 해당 자원이 할당된다.

(2) 논리 채널의 Bj와 공유 논리 채널의 SBj는 위 (1) 단계에서 할당된 각 논리 채널과 공유 논리 채널의 MAC SDU(Service Data Unit)만큼 감소된다. 여기서, Bj/SBj는 음수 값이 될 수 있다.

(3) 위 (1), (2) 단계를 수행한 후에 SeNB로부터 할당 받은 자원이 남는 경우에 모든 논리 채널과 모든 공유 논리 채널에 대해서 높은 우선순위로 순차적으로 할당받은 모든 자원이 소모될 때까지 논리 채널과 공유 논리 채널의 자원을 할당한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템(100)에서 분리된 상향링크 베어러를 통한 사용자 단말의 데이터 전송 방법에 따르면, 매크로 기지국(MeNB)과 소형셀 기지국(SeNB)의 이중 연결(Dual Connectivity)를 지원하는 이동통신 시스템(100)에서 분리된 상향링크 베어러의 데이터를 전송함에 있어서, 분리된 상향링크 베어러에 대해서 공유 논리 채널(Shared Logical Chennel)을 생성하는 것을 통해서, 매크로 기지국(MeNB)의 전송률과 소형셀 기지국(SeNB)의 전송률에 비례해서 연결된 각 기지국에 버퍼 상태 보고를 수행함으로써, 상향링크 자원의 낭비를 막을 수 있고, 이에 따라 데이터의 전송에서 이동 단말의 채널 환경이나 자원할당 량에 따라 동적으로 분리된 베어러에 데이터를 할당하여 전송하므로, 보다 효율적으로 QoS(Quality of Service)를 만족시키는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

매크로 기지국(MeNB)과 연결되는 무선 베어러(110)
소형셀 기지국(SeNB)과 연결되는 무선 베어러(120)
PDCP 처리부(131)
RLC 처리부(132, 134)
MAC 처리부(133, 135)
PDCP(Packet Data Convergence Protocol)
RLC(Radio Link Control)
MAC(Media Access Control)

Claims

이중 연결을 지원하는 이동통신 시스템 상의 사용자 단말에서 분리된 상향링크 베어러들을 통한 데이터 전송 방법에 있어서,
전송 대상 데이터에 대한 PDCP PDU(Protocol Data Unit)를 생성하는 단계;
분리된 매크로 기지국과 소형셀 기지국에 연결된 각각의 베어러에 매핑된 각각의 논리 채널을 통해 무선 베어러의 상기 PDCP PDU를 수신하되, 상기 각각의 베어러에 공통되는 공유 논리 채널을 포함한 논리적 채널을 통해 상기 PDCP PDU를 수신하는 단계;
상기 공유 논리 채널에 대하여 전체 전송률 중 상기 매크로 기지국과 상기 소형셀 기지국 각각으로의 전송률에 비례하는 버퍼의 데이터 사이즈를 포함하는 상기 각각의 베어러 상의 버퍼의 데이터 사이즈에 대한 정보를, 버퍼 상태 보고 메시지를 통해 각각의 기지국으로 전송하는 단계; 및
상기 버퍼 상태 보고 메시지에 대응된 상기 각각의 기지국에서의 자원 할당 통보를 수신한 후, 상기 공유 논리 채널의 버퍼를 거쳐 전달하는 상기 전송 대상 데이터를, 상기 매크로 기지국과 상기 소형셀 기지국 각각으로의 전송률에 비례하여 각각의 베어러를 통해 전송하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.