KR20170049044A - 무선 통신 시스템에서 제어 채널을 관리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 제어 채널을 관리하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20170049044A
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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 송신율을 지원하기 위하여 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말 장치는 기지국으로부터 동기화(synchronization) 신호를 수신하는 송수신부와, 상기 동기화 신호에 기초하여 커버리지 클래스(coverage class)를 추정하는 제어부와, 상기 송수신부는, 상기 커버리지 클래스가 이전 커버리지 클래스와 다른 경우, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하고, 상기 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 수신한다.

Description

무선 통신 시스템에서 제어 채널을 관리하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING CONTROL CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 채널을 관리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE)의 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 송신율을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
또한, 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 에서 IoT(Internet of Things) 환경 지원을 위한 LTE(Long Term Evolution) 무선 통신 시스템 기반의 다양한 서비스 시나리오, 서비스 요구사항 및 기술적 이슈에 관한 기술표준 규격을 제정함에 따라 IoT 환경에서는 다양한 단말들 간에 네트워크 연결성을 가지고, 사람의 개입 없이 통신을 수행할 것으로 예상된다. 따라서, 네트워크에 접속하는 IoT 단말들의 수는 기존 이동통신 환경에 비하여 폭증할 것으로 예상되고, 이러한 다수 단말들의 랜덤 액세스를 수용하기 위한 방법이 요구되고 있다.
또한, 3GPP에서는 대규모 단말의 랜덤 액세스 시도를 수용하기 위한 기술 표준화를 진행해왔다. 3GPP 무선 통신 시스템에서는 비경쟁 방식의 랜덤 액세스 방법과 경쟁 방식의 랜덤 액세스 방법을 제공한다. 비경쟁 방식의 랜덤 액세스 방법은 기지국이 특정 단말에게 랜덤 액세스 자원을 할당하는 방식으로, 기지국이 단말의 존재를 인식하고 있는 경우에 한하기 때문에 단말이 핸드오버(handover)를 수행하는 경우와 같이 제한적인 상황에서만 적용된다. 경쟁 방식의 랜덤 액세스 방법은 기지국이 특정한 단말을 지정하지 않고, 할당한 랜덤 액세스자원에 대해서 단말들이 경쟁을 통해 랜덤 액세스를 수행하는 것으로, 기지국이 특정한 단말을 지정하지 않아도 가능하기 때문에 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 랜덤 액세스 자원의 물리적 한계와 동일 랜덤 액세스 자원에 대한 경쟁으로 인하여 발생하는 충돌 때문에 랜덤 액세스를 시도하는 단말의 개수가 증가할수록 랜덤 액세스 자원 활용의 효율성이 감소하는 문제를 포함하고 있다.
또한, GERAN 66차 회의의 여러 기고문들에서는 CIoT(Cellular Internet-of-Things) 단말이 이동하는 환경을 고려하고 있으며, eDRX(Extended Discontinuous Reception) 주기 내에서 단말의 커버리지 클래스가 바뀌는 경우, 패킷 교환 지원 노드(Serving General Packet Radio Service Support Node, SGSN)는 단말이 랜덤 액세스 절차를 통해 이를 보고하기 전까지 단말의 커버리지 클래스가 바뀐 사실을 인지하지 못하게 된다. 이 때 단말의 실제 커버리지 클래스 정보와 네트워크에 등록된 커버리지 클래스 정보가 불일치하여 커버리지 클래스 단위로 관리되는 제어 채널의 운용에서 문제가 발생할 수 있다. 또한, 단말의 분포 및 트래픽 발생상황에 따라 특정 커버리지 클래스에 부하가 집중될 수 있으며, 커버리지 클래스 별로 제어 채널 무선 자원이 관리되는 환경에서는 커버리지 클래스 별 부하의 집중도에 따라 제어 채널 내 부하의 불균형이 초래될 수 있다.
일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 제어 채널을 관리하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 커버리지 클래스를 변경하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 편중을 검출하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 기지국으로부터 동기화(synchronization) 신호를 수신하는 송수신부와, 상기 동기화 신호에 기초하여 커버리지 클래스(coverage class)를 추정하는 제어부와, 상기 송수신부는, 상기 커버리지 클래스가 이전 커버리지 클래스와 다른 경우, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하고, 상기 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 수신한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말로 동기화(synchronization) 신호를 송신하고, 상기 단말로부터 커버리지 클래스(coverage class) 변경 보고를 수신하고, 제어 노드로 상기 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하고, 상기 단말로 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 변경된 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 송신하는 통신부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 노드 장치는, 기지국으로부터 단말에 대한 커버리지 클래스 변경 보고를 수신하는 통신부와, 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 자원 정보를 변경하는 제어부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 커버리지 클래스에서 랜덤 액세스 요청 횟수를 카운팅하는 제어부와, 상기 랜덤 액세스 요청 횟수가 임계값보다 클 경우, 상기 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 송신하고, 상기 혼잡 상황 지시 정보에 기초하여 변경된 자원 정보를 수신하는 송수신부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말로부터 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 수신하는 통신부와, 랜덤 액세스 채널(Random Access CHannel, RACH)에서 메시지를 전송한 단말들의 수를 추정하고, 상기 혼잡 상황 지시 정보와 상기 단말들의 수에 기초하여 랜덤 액세스 채널의 혼잡도를 추정하는 제어부를 포함하고, 상기 통신부는, 상기 혼잡도에 기초하여 제어 노드로 자원 정보 변경을 요청하고, 변경된 자원 정보를 상기 단말로 송신한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 노드 장치는, 기지국으로부터 커버리지 클래스 변경 요청을 수신하고, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경에 대한 허가를 송신하는 통신부와, 상기 커버리지 클래스 변경 요청에 대한 정보를 저장하는 저장부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 동기화(synchronization) 신호를 수신하는 과정과, 상기 동기화 신호에 기초하여 커버리지 클래스(coverage class)를 추정하는 과정과, 상기 커버리지 클래스가 이전 커버리지 클래스와 다른 경우, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하는 과정과, 상기 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 수신하는 과정을 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 단말로 동기화(synchronization) 신호를 송신하는 과정과, 상기 단말로부터 커버리지 클래스(coverage class) 변경 보고를 수신하는 과정과, 제어 노드로 상기 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하는 과정과, 상기 단말로 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 변경된 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 송신하는 과정을 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 노드의 동작 방법은, 기지국으로부터 단말에 대한 커버리지 클래스 변경 보고를 수신하는 과정과, 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 자원 정보를 변경하는 과정을 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 커버리지 클래스에서 랜덤 액세스 요청 횟수를 카운팅하는 과정과, 상기 랜덤 액세스 요청 횟수가 임계값보다 클 경우, 상기 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 송신하는 과정과, 상기 혼잡 상황 지시 정보에 기초하여 변경된 자원 정보를 수신하는 과정을 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 단말로부터 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 수신하는 과정과, 랜덤 액세스 채널(Random Access CHannel, RACH)에서 메시지를 전송한 단말들의 수를 추정하고, 상기 혼잡 상황 지시 정보와 상기 단말들의 수에 기초하여 랜덤 액세스 채널의 혼잡도를 추정하는 과정과, 상기 혼잡도에 기초하여 제어 노드로 자원 정보 변경을 요청하고, 변경된 자원 정보를 상기 단말로 송신하는 과정을 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 노드의 동작 방법은, 기지국으로부터 커버리지 클래스 변경 요청을 수신하고, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경에 대한 허가를 송신하는 과정과, 상기 커버리지 클래스 변경 요청에 대한 정보를 저장하는 과정을 포함한다.
본 발명을 통해 무선 통신 시스템에서 단말이 네트워크에 등록된 단말의 커버리지 클래스(Coverage Class, CC)와 단말이 실제 위치하고 있는 커버리지 클래스가 상이할 때 보다 효율적으로 이를 보고함으로써, 단말의 소모 에너지 절감 및 네트워크 접속지연을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 노드의 블록 구성을 도시한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 도시한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 프레임 구조를 도시한다.
도 7은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 변경된 커버리지 클래스에 대한 보고 절차를 도시한다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송 채널과 상향링크 물리 채널 간의 매핑을 도시한다.
도 8b는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 커버리지 클래스 변경에 대한 보고를 위한 제어 채널 구조를 도시한다.
도 9는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.
도 11은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 구성 요소들의 페이징 절차를 도시한다.
도 12a, 도 12b, 도 12c는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 메시지들의 구조를 도시한다.
도 13은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 부하 추정 절차를 도시한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 부하가 편중된 경우의 프레임 구조를 도시한다.
도 15는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 부하 편중 추정 절차를 도시한다.
도 16은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 RACH 혼잡 추정을 도시한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말을 통한 RACH혼잡 추정 절차를 도시한다.
도 18은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 RACH 혼잡 추정을 도시한다.
도 19는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 RACH 혼잡 추정 절차를 도시한다.
도 20은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다.
도 21은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널의 부하 분산 절차를 도시한다.
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널 부하 분산 절차를 도시한다.
도 23은 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다.
도 24는 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널의 부하 분산 절차를 도시한다.
도 25는 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다.
도 26은 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널의 부하 분산 절차를 도시한다.
도 27은 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 아래 기재에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 채널을 관리하기 위한 기술에 대해 설명한다. 특히, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 네트워크에 등록된 단말의 커버리지 클래스와 단말이 실제 위치하고 있는 커버리지 클래스가 상이할 때 보다 효율적으로 이를 보고함으로써, 단말의 소모 에너지 절감 및 네트워크 접속 지연을 단축하기 위한 다양한 실시 예들을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지 및 신호를 지칭하는 용어, 자원 또는 채널의 종류를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 균등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 다양한 실시 예들은, GERAN 66차 표준화 회의에서 논의되고 있는 NB-OFDMA(Narrowband-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반의 하향링크(DownLink) 송신과 NB-M2M(Narrowband Machine-to-Machine) 기반의 상향링크(Uplink) 송신을 병합한 새로운 백지 솔루션인 NB-CIoT(Narrowband Cellular Internet-of-Things) 환경에서 커버리지 클래스(Coverage Class, CC) 도입에 따른 제어 채널의 관리 및 운용 방안을 대상으로 한다. CIoT 단말의 커버리지를 안정적으로 보장하기 위하여 NB-CIoT 네트워크는, 단말의 수신 채널 품질에 따라 단말들을 그룹화하고, 해당 그룹에 따라 제어 채널 할당방식, 무선 자원 등을 적절하게 관리한다.
이하 다양한 실시 예들의 적용 분야는, NB-CIoT의 커버리지 클래스, 페이징, 랜덤 액세스가 있다. 커버리지 클래스는, 단말들의 하향링크 및 상향링크 커버리지를 보장하기 위한 단말 관리 방법으로 단말이 경험하는 경로손실에 따라 단말들을 그룹화 하고, 네트워크는, 커버리지 클래스별로 무선 자원을 독립적으로 할당하거나 MCS(Modulation and Coding Scheme) 및 반복(Repetition) 레벨을 설정하는 기술이다. 페이징은 네트워크가 하향링크/상향링크 송신이 요구되는 해당 단말을 호출하는 기능으로, 네트워크 개체인 제어 노드에 의해 제어된다. 제어 노드는 해당 단말이 속한 라우팅 영역(Routing Area, RA) 단위로 기지국에 페이징 요청(Paging Request) 메시지를 송신하며 기지국은 수신한 페이징 요청 메시지에 따라 자신의 커버리지 안에 페이징 요청 메시지를 브로드 캐스트 하면서 해당 단말의 존재 유무를 탐색한다. 페이징 요청 메시지를 수신한 단말은 랜덤 액세스 절차를 통해 제어 노드에 응답하게 된다. 랜덤 액세스는, 비 접속 단말이 네트워크에 접속하기 위한 초기 접속 절차로써, 단말이 임의성을 바탕으로 송신하는 프리앰블(Preamble)에 의해 상호 충돌을 회피하고 네트워크에 접속할 수 있게 된다. 예를 들어, 비 접속 단말은, 초기상태 또는 유휴(idle)상태의 단말을 지칭한다. 예를 들어, 임의성은 RACH(Random Access CHannel)및 RACH 자원 및 랜덤 넘버(random number)을 지칭한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 제어 노드가 단말의 이동성을 고려하여 커버리지 클래스(Coverage Class, CC)를 관리하는 네트워크 환경을 예시한다. 제어 노드는 패킷 교환 지원 노드(Serving General Packet Radio Service Support Node, SGSN)라 지칭될 수 있다.
도 1을 참고하면, 제어 노드 130은 기지국 120-1과 기지국 120-2와 통신을 수행하고, 기지국 120-1과 기지국 120-2를 관리한다. 제어 노드 130은 라우팅 영역 104를 관리한다. 기지국 120-1은 단말 110-1과 단말 110-2를 커버리지에 포함하고 있다. 커버리지는 클래스에 따라서 제1 커버리지 클래스 102-1, 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 120-3으로 분리된다. 기지국 120-2의 커버리지도 기지국 120-1과 동일하게 클래스에 따라 제1 커버리지 클래스, 제2 커버리지 클래스 및 제3 커버리지 클래스로 분리될 수 있다. 기지국 120-1 또는 기지국 120-2의 커버리지는 클래스에 따라서 제어 채널 무선 자원 관리가 다르게 적용된다. 다시 말해, 제어 노드 130의 지시에 따라 기지국 120-1과 기지국 120-2는 커버리지 클래스들에 다르게 제어 채널 자원(control channel resource)을 분배한다. 여기서 커버리지 클래스는, 단말들의 상향링크 커버리지와 하향링크 커버리지를 보장하기 위한 단말 관리를 위한 것이다. 커버리지 클래스는, 단말들로부터 획득되는 경로 손실에 기초하여 단말들을 그룹화하기 위하여 적용된다. 제어 노드 130은 커버리지 클래스 별로 무선 자원을 독립적으로 할당하거나 MCS(Modulation and Coding Scheme) 및 반복(repetition) 레벨을 다르게 설정한다.
단말 110-1은 기지국 120-1의 커버리지내에서 이동하는 단말이다. 커버리지 클래스에 따른 제어 채널 자원은 제어 노드 130이 관리한다. eDRX(Extended Discontinuous Reception)주기 내에서 단말 110-1의 커버리지 클래스가 바뀌는 경우, 제어 노드는 단말이 랜덤 액세스(random access) 절차를 통해 보고하기 전까지 단말 110-1의 커버리지 클래스가 바뀐 사실을 인지하지 못한다. 예를 들어 eDRX 주기는, 유휴(Idle) 주기일 수 있다. 단말 110-1은 기지국 120-1의 제1 커버리지 클래스 102-1에서 제3 커버리지 클래스 102-3으로 이동한다. 기지국 120-1은 제1 커버리지 클래스 120-1과 제3 커버리지 클래스 102-3에 위치하는 단말들에게 각각 서로 다르게 제어 채널 자원을 분배하므로, 단말 110-1은 실제 커버리지 클래스 정보와 네트워크에 등록된 클래스 정보가 불일치하게 된다. 따라서, 단말 110-1은 제어 채널 정보를 기지국 120-1로부터 수신하지 못한다. 단말 110-1이 제1 커버리지 클래스로 102-1부터 제3 커버리지 클래스 102-3으로 이동하는 경우를, 단말 110-1이 상위 커버리지 클래스로 이동하는 경우로 지칭할 수 있다. 반대로, 단말 110-1이 제3 커버리지 클래스 102-3으로부터 제1 커버리지 클래스로 이동하는 경우를, 단말 110-1이 하위 커버리지 클래스로 이동하는 경우로 지칭할 수 있다. 여기서 상위 및 하위의 개념은 반대로 적용될 수 있다.
단말 110-2는 기지국 120-1의 제2 커버리지 클래스 102-2에서 기지국 120-2의 커버리지 클래스들로 이동한다. 예를 들어, 단말 110-2가 기지국 120-1의 커버리지에서 기지국 120-2의 커버리지로 이동하는 경우를 핸드오버(handover)로 지칭할 수 있다. 예를 들어, 기지국 120-2의 커버리지는 기지국 120-1의 커버리지로부터 다른 셀로 지칭 될 수 있다. 더하여, 커버리지는 셀로 지칭될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다. 도 2는 단말 110의 구성을 예시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 단말은 통신부 210, 저장부 220, 제어부 230을 포함한다.
통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 일 실시 예에 따라 통신부 210은 기지국 120으로 랜덤 액세스 요청(random access request)를 송신하고, 기지국 120으로부터 상향링크 자원 할당(uplink resource allocation) 메시지를 수신할 수 있다. 상향링크 자원 할당 메시지는 단말 110이 송신한 랜덤 넘버(random number) 및 RACH 자원 식별 정보를 포함할 수 있다.
저장부 220은 단말 110의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부 220은 채널 정보의 피드백을 위한 코드북을 저장할 수 있다. 그리고, 저장부 220은 제어부 230의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따라 저장부 220은 단말 110이 위치하는 기지국의 커버리지에 관련된 단말 110의 커버리지 클래스 정보를 저장할 수 있다.
제어부 230은 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 230은 통신부 210를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 230은 저장부 220에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 230은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부 230은 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부 230은 단말 110이 이하 도 5, 도 7, 도 9, 도 10, 도 13, 도 16, 도 17, 도 18, 도 23, 도 25, 도 27등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다. 도 3은 기지국 120의 구성을 예시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 기지국은 통신부 310, 저장부 320, 백홀 통신부 330, 제어부 340를 포함한다.
통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 310은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 통신부 310은 송신 필터(filter), 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부 310은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, 통신부 310은 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 310은 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다.
저장부 320은 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부 320은 데이터 신호의 빔포밍을 위한 코드북을 저장할 수 있다. 그리고, 저장부 320은 제어부 340의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
백홀 통신부 330은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 330는 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 기지국, 제어 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
제어부 340은 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 340은 통신부 310를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 340은 저장부 320에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 340은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부 340은 기지국 120이 이하 도 5, 도 6, 도 7, 도 11, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 18, 도 19, 도 20, 도 21, 도 22, 도 23, 도 24, 도 25, 도 26, 도 27등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 노드의 블록 구성을 도시한다. 도 4는 제어 노드 130의 구성을 예시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 4를 참고하면 제어 노드 130은 통신부 410, 저장부 420 및 제어부 430을 포함한다.
통신부 410은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 통신부 410은 제어 노드에서 다른 노드, 예를 들어, 기지국, 코어 망, 인증 서버 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부 420은 제어 노드 130의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 예를 들어, 저장부 420은 단말들의 서빙 셀 관리 정보를 저장한다. 상기 서빙 셀 관리 정보는 상기 단말들 각각의 서빙 셀 목록, 서빙 셀 별 무선 링크 품질 정보, 서빙 셀 별 부하 수준 정보 등을 포함하며, 테이블의 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 420은 제어부 430의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 430은 제어 노드 130의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 430은 통신부 410을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 430는 상기 저장부 420에 데이터를 기록하고, 읽는다. 예를 들어, 제어부 430는 제어 노드가 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 예를 들어, 제어부 430은 제어 노드 130이 이하 도 13, 도 15, 도 20, 도 22, 도 23, 도 24, 도 27등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말과 기지국 간의 랜덤 액세스 절차를 도시한다. 도 5는 단말이 무선 통신 시스템에서 랜덤 넘버(random number)를 활용한 랜덤 액세스(random access) 절차를 예시한다.
도 5를 참고하면, 단말 110은 501단계에서 RACH(random access channel) 자원을 선택한다. 무선 통신 시스템에서는 기지국 120이 단말들로 시스템 정보(system information)를 방송(broadcast)함으로써 고정적으로 할당된다. 무선 통신 시스템은 커버리지 클래스(Coverage Class, CC)를 반영하고 있으며, 기지국 120은 각각의 커버리지 클래스 별로 독립적인 RACH 자원을 할당한다. 단말 110은 네트워크의 지시(indication), 설정(configuration), 또는 선호되는 커버리지 클래스 정보에 따라 할당되는 RACH 자원들 중 하나를 선택함으로써 랜덤 액세스를 수행한다. 예를 들어, 랜덤 액세스는 경쟁(contention) 방식 및 비경쟁 방식으로 구분될 수 있다. 비경쟁 방식의 랜덤 액세스의 경우, 기지국 120이 특정 단말에게 경쟁 없이 랜덤 액세스를 수행하고, 액세스에 성공할 수 있도록 특정한 랜덤 액세스 자원을 할당하는 방식이다. 특정한 단말에게 특정한 랜덤 액세스 자원을 할당하는 것은, 기지국 120이 단말 110의 존재를 알고 있는 경우에 가능하다. 따라서, 비경쟁 방식의 랜덤 액세스는 단말 110이 핸드오버를 수행하는 경우와 같이 제한적인 상황에서만 적용된다. 경쟁 방식의 랜덤 액세스 경우, 기지국 120이 특정한 단말을 지정하지 아니하고 할당한 랜덤 액세스 자원에 대해서, 단말들이 경쟁을 통해 랜덤 액세스를 시도한다.
503단계에서, 단말 110은 하향링크 제어 채널에 대한 랜덤 넘버(random number), 액세스 이유(access cause) 및 커버리지 클래스를 포함하는 랜덤 액세스 요청(random access request)을 RACH를 통하여 기지국 120으로 송신한다. 하향링크 제어 채널은 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)로 지칭될 수 있다. 여기서, 랜덤 액세스 요청 메시지를 송신한 단말 110은 기지국 120으로부터 수신되는 응답(response)를 탐지하기 위하여 하향링크 제어 채널을 감시(monitoring)한다.
505단계에서, 기지국 120은 단말 110으로 상향링크 자원(uplink resource)을 할당하면서 단말 110이 송신하였던 랜덤 넘버 및 RACH 자원 식별(identification) 정보를 포함하여 상향링크 자원할당 메시지를 송신한다. 하향링크 제어 채널을 감시하고 있던 단말 110은 랜덤 넘버 및 RACH 자원 식별 정보와 단말에 저장된 정보를 비교함으로써 단말 110 자신에 대응하는 상향링크 자원 할당 메시지를 식별한다. 단말 110은 수신한 상향링크 자원 할당 메시지에 포함된 랜덤 넘버 및 RACH 자원 식별 정보와 단말 110에 저장된 정보가 일치하지 않는 경우, 단말 110은 응답을 획득하기 위하여 지속적으로 하향링크 제어 채널을 감시한다. 기지국 120은 상향링크 자원 할당 메시지를 송신함으로써 상향링크 자원 할당 메시지를 통하여 단말에 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당 할 수 있다.
507단계에서, 단말 110은 상향링크 자원 할당 메시지에서 할당된 무선 자원을 통하여 자신의 ID(identity) 및 데이터가 포함된 MAC(medium access control) PDU(protocol data unit)를 송신한다. 예를 들어, 상향링크 MAC PDU는 TTLI(Temporary Logical Link Identifier)/S-TMSI(S Temporary Mobile Subscriber Identity)를 포함한다. MAC PDU를 송신한 단말은 PDU 송신 후 기지국으로부터 응답되는 ACK(acknowledge)/NACK(non-acknowledge) 수신을 위하여 하향링크 제어 채널을 감시한다.
509단계에서 단말 110은 기지국 120으로부터 ACK/NACK 메시지가 도착한 경우, 해당 메시지의 정보를 확인하고, 단말 110에 저장된 정보와 비교한다. 예를 들어, ACK/NACK 메시지는, TTLI/S-TMSI를 포함한다. 단말 110은 확인한 정보가 송신한 상향링크(uplink) 패킷(packet) 정보와 일치할 경우, 단말 110은 기지국 120이 단말 110이 송신한 상향링크 MAC PDU를 수신하였음을 확인하고, 경합 해결(contention resolution)을 성공적으로 완료한다. 단말 110은 확인한 정보가 송신한 상향링크 패킷 정보와 일치하지 않을 경우, 단말 110은 계속적으로 하향링크 제어 채널을 감시한다. 단말 110은 일정시간 동안 하향링크 제어 채널에서 단말 110에 저장된 정보와 일치되는 ACK/NACK을 수신하지 못할 경우, 단말 110은 랜덤 액세스에 실패한 것으로 판단하고 다음 랜덤 액세스를 진행한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 프레임 구조를 도시한다. 도 6은 커버리지 클래스가 반영된 제어 채널의 설정을 예시한다.
도 6을 참고하면, 커버리지 클래스에 대한 제어 채널 프레임 구조는 제1 서브프레임 602, 제3 서브프레임 604, 제5 서브프레임 606 및 제7 서브프레임 608이 예시된다. 제1 서브프레임 602는 제3 서브프레임 604에 연속되는 것이고, 제5 서브프레임 606은 제7 서브프레임 608에 연속되는 것이다. 각각의 서브 프레임들에서 제1 커버리지 클래스 102-1는 하나의 슬롯에서 4개의 서브 캐리어들을 포함하고, 제2 커버리지 클래스 102-2는 3개의 슬롯에서 4개의 서브 캐리어들을 포함하고, 제3 커버리지 클래스 102-3은 2개의 슬롯들에서 4개의 서브캐리어들을 포함하고, 제4 커버리지 클래스 102-4는 23개의 슬롯들에서 4개의 서브캐리어들을 포함한다. 예를 들어, 서브캐리어는 제어 채널 메시지를 송신하기 위한 제어 채널 무선 자원이다. 예를 들어, 슬롯은 하향링크 제어 채널 메시지를 수신하기 위한 무선 자원의 블록 단위(block unit)이다.
하향링크 제어 채널 무선 자원은 다중(multiple) 하향링크 제어 채널 메시지를 송신하기 위하여 각각의 커버리지 클래스에 분할되어 할당된다. 각각의 커버리지 클래스에 분할되어 할당된 하향링크 제어 채널 무선 자원은, 하나의 슬롯을 형성할 수 있다. 하나의 슬롯에서 하나의 하향링크 제어 채널 메시지가 송신된다. 하향링크 제어 채널 메시지는, 각각의 커버리지 클래스에 따라 할당된 무선 자원에서 송신된다. 예를 들어, 제어 채널 메시지는, 제1 커버리지 클래스 102-1 및 제2 커버리지 클래스 102-2에서 반복 없이 한 번만 송신된다. 반면에, 제어 채널 메시지는, 제3 커버리지 클래스 102-3 및 제4 커버리지 클래스 102-4에서는 경로 및 전파 손실 극복을 위하여 연속된 두 개의 서브프레임들에서 반복(repetition) 610하여 송신된다.
제어 채널 메시지는 각각의 커버리지 클래스에서 송신되기 위하여 이용하는 무선 자원의 크기가 다르다 따라서, 단말 110은 통신을 수행하기 위하여 커버리지 클래스의 초기값을 결정해야한다. 예를 들어, 단말 110이 커버리지 클래스의 초기값을 결정하는 절차는 4개의 단계들로 구성된다. 제1 단계에서 단말 110은 동기화 채널에서 기지국 120으로부터 하향링크 파일럿(downlink pilot) 신호와 함께 제1 동기화 신호 및 제2 동기화 신호를 수신한다. 제1 동기화 신호는 PSS(Primary Synchronization Signal)로 지칭될 수 있고, 제2 동기화 신호는 SSS(Secondary Synchronization Signal)로 지칭될수 있다. 동기화 채널은 PSCH(Physical Synchronization CHannel)로 지칭될 수 있다. 제2 단계에서 단말 110은 방송채널에서 기지국 120으로부터 시스템 정보(System Information)를 수신하고, 시스템 정보에 기초하여 하향링크 제어 채널 구성에 관련된 정보를 획득한다. 방송 채널은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)로 지칭될 수 있다. 제3 단계에서 단말 110은 동기화 채널에서 수신한 신호들에 기초하여 후보 커버리지 클래스를 선택한다. 제4 단계에서 단말 110은 선택한 커버리지 클래스에 대응하는 하향링크 제어 채널 무선 자원을 통하여 하향링크 제어 채널 메시지 수신을 시도한다. 단말 110이 하향링크 제어 채널 메시지를 수신한 횟수가 일정 횟수보다 크거나 같을 경우, 단말 110은 해당 커버리지 클래스를 자신의 커버리지 클래스로 결정하고, 해당 커버리지 클래스의 정보를 저장한다. 예를 들어, 단말 110이 하향링크 제어 채널 메시지를 수신한 횟수가 일정 횟수보다 작을 경우, 단말 110은 후보 커버리지 클래스를 변경함으로써, 커버리지 클래스를 재선택한다. 단말 110은 커버리지 클래스를 재 선택 한 후, 제어 채널 메시지 수신을 시도함으로써, 커버리지 클래스를 결정하는 과정을 재 수행한다.
단말 110이 저장된 커버리지 클래스 정보에 대응되는 커버리지 클래스가 아닌 다른 커버리지 클래스로 이동할 경우, 단말 110은 수신할 수 있는 제어 채널 신호의 품질이 변경되기 때문에 커버리지 클래스를 조정(adjust)해야한다. 단말 110은 유휴 모드(idle mode)에서 단말 110은 커버리지 클래스를 변경하기 위하여 주기적으로 수신을 시도하는 페이징(paging) 메시지를 활용함으로써, 커버리지 클래스 변경 여부를 판단할 수 있다. 단말 110은 유휴 모드에서 페이징 메시지를 수신한 횟수가 일정 횟수보다 작을 경우, 커버리지 클래스를 변경한다. 단말 110은 연결 모드(connected mode)에서 커버리지 클래스를 변경하는 경우, 단말 110은 스케줄링 정보를 확인하기 위하여 지속적으로 하향링크 제어 채널 메시지에 대한 디코딩(decoding)을 시도한다. 단말 110이 하향링크 제어 채널 메시지에 대한 디코딩을 시도한 횟수가 일정 횟수보다 크거나 같을 경우, 단말 110은 커버리지 클래스를 하위 커버리지 클래스로 변경한 후 다시 제어 채널 메시지에 대한 디코딩을 시도한다. 단말 110은 커버리지 클래스 변경 및 제어 채널 메시지에 대한 디코딩을 반복함으로써, 단말 110에 대한 적절한 커버리지 클래스를 선택한다. 예를 들어, 하위 커버리지 클래스는 동일한 수의 무선 자원 블록에서 보다 많은 무선 자원을 포함하는 커버리지이다. 예를 들어, 제2 커버리지 클래스의 하위 커버리지 클래스는 제1 커버리지 클래스이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 변경된 커버리지 클래스에 대한 보고 절차를 도시한다. 도 7은 단말 110이 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 단말 110의 변경된 커버리지 클래스에 대한 보고 메시지를 송신하는 절차를 예시한다.
도 7을 참고하면, 단말 110이 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 단말 110의 변경된 커버리지 클래스에 대한 보고 메시지를 송신하는 절차는 701단계, 703단계, 705단계, 707단계를 포함한다. 네트워크 시스템은 701단계 내지 707단계에 소요된 시간을 타이머를 통하여 결정할 수 있다.
단말 110은 무선통신 시스템에서 유휴(idle) 주기 동안 다른 커버리지 클래스로 이동한 경우, 단말 110이 하향링크 데이터를 수신하기 위하여 하향링크 제어 채널를 디코딩을 올바르게 수행할 수 없다. 따라서, 단말 110은 일정 횟수 이상 하향링크 제어 채널을 디코딩하고, 커버리지 클래스를 변경이 필요한 것으로 결정한다. 단말 110이 일정 횟수 이상 하향링크 제어 채널에 대한 디코딩을 수행해야 함으로, 단말 110이 일정 횟수 이상 하향링크 제어 채널에 대한 디코딩을 수행하고, 커버리지 클래스를 변경하는 때까지 시간 지연이 발생한다.
따라서, 이하에서는 단말 110이 자신에 대응되는 하향링크 제어 채널을 빠르게 수신하기 위하여 변경된 커버리지 클래스에 대한 정보를 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 상향링크 공유 채널에 포함되는 별도의 채널을 통하여 보고하는 절차를 예시한다. 상향링크 공유 채널은 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)로 지칭될 수 있다.
701단계에서 단말 110은 기지국 120으로 긴급 커버리지 클래스 변경에 관련된 요청을 송신한다. 단말 110은 기지국 120으로부터 제1 동기화 신호 및 제2 동기화 신호를 수신함으로써, 단말 110이 위치하는 커버리지 클래스의 정보를 추정하고, 단말 110은 커버리지 클래스가 변경된 경우 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 변경된 단말 110의 커버리지 클래스에 관련된 정보를 보고한다. 여기서, 단말 110이 일반적인 랜덤 액세스 절차를 따르는 경우, 시간적 지연이 발생함에 따라 단말 110은 별도의 피드백(feedback)이 요구되지 않는 일방향(one-way) 랜덤액세스 보고방식을 이용한다.
703단계에서 기지국 120은 제어 노드 130으로 긴급 커버리지 클래스 변경에 관련된 요청을 송신한다. 긴급 커버리지 클래스 변경 요청은, 단말 110이 기지국 120을 통하여 단말 110의 변경된 커버리지 클래스 정보를 제어 노드 130으로 보고하기 위한 것이다. 긴급 커버리지 클래스 변경 요청은, 일반적 랜덤 액세스 절차와 달리 피드백이 요구되지 않는 일방향 랜덤 액세스 보고 방식을 위한 것이다.
705단계에서 제어 노드 130은 기지국 120으로 페이징 변경(paging modification) 메시지를 송신한다. 제어 노드 130은 단말 110으로부터 수신되는 커버리지 클래스 변경 요청에 따라 기존에 등록된 커버리지 클래스 정보를 변경한다. 페이징 변경 메시지는 제어 노드 130이 기지국 120으로 단말의 커버리지 클래스 변경 요청에 따라 네트워크에 등록된 정보를 갱신하기 위하여 송신한다. 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 페이징 변경 메시지를 수신한 후, 페이징 변경 메시지에 포함된 갱신된 정보를 바탕으로 현재 설정된 페이징 절차(paging procedure)를 수정함으로써, 단말 110이 페이징 메시지를 수신할 수 있도록 할 수 있다.
707단계에서 기지국 120은 하향링크 제어 채널을 통하여 단말 110으로 페이징 메시지를 송신한다. 단말 110은 일정 시간 내에 변경된 커버리지 클래스에 대응되는 페이징 메시지를 수신함으로써, 701단계에서 기지국 120을 통하여 제어 노드로 송신한 긴급 커버리지 변경 메시지의 송신 성공 여부를 결정한다. 단말 110은 페이징 메시지를 송신하면서, 업데이트된 커버리지 클래스 정보를 송신할 수 있다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송 채널과 상향링크 물리 채널 간에 매핑을 도시한다. 도 8a는 커버리지 클래스 보고(Report) 채널 806이 상향링크 전송 채널 상에 매핑(mapping)과 긴급 RACH 808을 물리 채널 상에 매핑한 것을 예시한다. 긴급 RACH는 ERACH(Emergency Random Access CHannel)로 지칭될 수 있다.
커버리지 클래스 보고 채널 806은, 기존의 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared CHannel)내에서 더해진(overlaid) 시간 슬롯에 할당된다. 상향링크 공유 채널은 상향링크 전송 채널(Uplink Transport CHannel) 802를 포함한다. 커버리지 클래스 보고 채널 806은 변경된 커버리지 클래스를 긴급히 전송하기 위해 하향링크 제어 채널보다 앞쪽에 위치하기 위하여 상향링크 공유 채널에 매핑된다. 예를 들어, 기존에 RACH에 할당된 시간 슬롯들 중 일부가 커버리지 클래스 보고 채널 806으로 전환될 수 있다. 또한, 상향링크 전송 채널 802상에서 커버리지 클래스 보고 채널의 슬롯이 할당될 수 있다. 커버리지 클래스 보고 채널 806은, 단말 110이 단말 110에 저장된 커버리지 클래스 정보와 동기화 신호를 수신하여 추정한 현재 커버리지 클래스의 정보가 상이한 경우, 네트워크로 커버리지 클래스 정보가 변환됨을 알리기 위하여 이용된다.
긴급 RACH 808은 상향링크 물리 채널에 매핑된다. 긴급 RACH 808은 커버리지 클래스 보고 채널의 전송을 위한 물리계층의 채널로서 도입된다. 긴급 RACH 808은 기존(existing) RACH와는 별도로 커버리지 클래스 채널 메시지 전송을 위하여 사용되는 독립적 채널이다. 여기서, 긴급 RACH 808은 단말이 하향링크 제어 채널을 수신하기 전 보고되는 커버리지 클래스 보고 채널을 지원한다. 예를 들어, 긴급 RACH 808은 상향링크 공유 채널에 매핑될 수 있다.
도 8b는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 커버리지 클래스 변경에 대한 보고를 위한 제어 채널 구조를 도시한다. 도 8b는 단말 110이 기지국 120으로 커버리지 클래스 변경을 보고하기 위한 커버리지 클래스 보고 채널 806의 위치 또는 긴급(Emergency) RACH 808의 위치를 예시한다. 커버리지 클래스 보고 채널은 CCRCH로 지칭될 수 있다.
도 8b를 참고하면, 단말 110이 기지국 120과 통신을 수행함에 있어서, 채널들의 위치를 나타낸다. 채널들의 순서는 방송 채널, 긴급 RACH 808, 하향링크 제어 채널, 긴급 RACH 및 하향링크 제어 채널이다. 채널들의 순서는 상향링크 물리 채널(Uplink Physical CHannel)에 해당된다. 상향링크 전송 채널의 경우 긴급 RACH는 커버리지 클래스 보고 채널 806으로 대체될 수 있다.
긴급 RACH 808은 단말이 하향링크 제어 채널을 수신하기 전 보고되는 커버리지 클래스 보고 채널을 지원한다. 커버리지 클래스 보고 채널 806은 긴급 RACH 808의 위치와 동일하게 위치할 수 있으며, 하향링크 제어 채널을 수신하기 전에 보고된다. 예를 들어, 커버리지 클래스 보고 채널 806과 긴급 RACH 808은 상향링크 공유 채널에 매핑될 수 있다. 커버리지 클래스 보고 채널 806이 하향링크 제어 채널이전에 위치함으로써, 단말 110은 기지국 120으로 커버리지 클래스 보고 채널 806에 포함되는 자원을 통하여 커버리지 클래스 변경을 하향링크 제어 채널을 수신하기 이전에 보고할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다. 도 9는 단말 110이 이동함에 따라, 단말 110의 커버리지 클래스가 변경될 경우, 단말 110의 통신 절차를 예시한다.
도 9를 참고하면, 901단계에서 단말 110은 동기화 신호를 수신하고, 현 커버리지 클래스를 추정한다. 단말 110은 기지국으로부터 송신되는 동기화 신호를 수신한다. 예를 들어, 동기화 신호는 제1 동기화 신호 및 제2 동기화 신호를 포함한다. 단말 110은 동기화 신호를 수신함으로써, 기지국 120과 동기화를 수행한다. 단말 110이 기지국 120과 동기화됨으로써, 단말 110은 기지국 120으로부터 방송 채널을 통하여 시스템 정보를 획득할 수 있다. 단말 110은 동기화 신호를 수신하여 동기화를 수행하면서 단말 110 자신이 위치한 커버리지 클래스를 추정한다. 단말 110이 추정하는 단말 110이 위치하는 커버리지 클래스를 현 커버리지 클래스라 지칭한다. 예를 들어, 현 커버리지 클래스는, 단말 110이 위치하는 커버리지 클래스에 대한 일정 값인, 커버리지 클래스 값일 수 있다. 예를 들어, 현 커버리지 클래스는, 추정된 커버리지 클래스로 지칭될 수 있다.
903단계에서 단말 110은 현 커버리지 클래스와 원 커버리지 클래스를 비교한다. 원 커버리지 클래스는, 단말 110에 저장된 커버리지 클래스에 대한 정보를 포함한다. 단말 110에 저장된 커버리지 클래스에 대한 정보는 기지국 120 및 제어 노드 130과 단말간에 약속된 커버리지 클래스에 대한 값일 수 있다. 단말 110은 제1 커버리지 클래스가 제2 커버리지 클래스보다 클 경우, 단말 110은 905단계로 진행한다. 반대로 단말 110은 제1 커버리지 클래스가 제2 커버리지 클래스보다 작거나 같을 경우, 단말 110은 907단계로 진행한다. 원 커버리지 클래스는, 이전 커버리지 클래스로 지칭될 수 있다.
905단계에서 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 크다 판단한 단말 110은 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 커버리지 클래스 변경을 보고한다. 단말 110은 커버리지 클래스 보고 채널을 통하여 커버리지 클래스 변경을 보고한다. 단말 110은 커버리지 클래스 보고 채널을 통하여 단말 110의 커버리지 클래스가 변경됨을 보고함으로써, 변경된 커버리지 클래스에 해당하는 하향링크 제어 채널을 수신할 수 있다.
907단계에서 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 작거나 같다고 판단한 단말 110은 원 커버리지 클래스에 해당하는 무선 자원을 이용하여 통신을 수행한다. 예를 들어, 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 작거나 같다고 판단한 단말 110은 현 커버리지 클래스와 원 커버리지 클래스가 동일하다 판단하거나 원 커버리지 클래스에 해당하는 무선 자원을 통하여 통신을 수행할 수 있다고 판단한다. 예를 들어, 단말 110은 원 커버리지 클래스에 해당하는 무선 자원을 통하여 통신할 경우, 추정한 현 커버리지 클래스에 대한 정보를 ACK과 함께 송신한다. 예를 들어, 단말 110이 원 커버리지 클래스에 해당하는 무선 자원을 통하여 통신을 수행하는 것은, 단말 110이 원 커버리지 클래스에 해당하는 하향링크 제어 채널 메시지를 디코딩하고, 디코딩한 정보에 기초하여 데이터를 수신하는 것이다.
909단계에서 단말 110은 현 커버리지 클래스에서 통신을 수행한다. 단말 110은 905단계에서 보고하여 변경된 커버리지 클래스에 해당하는 하향링크 제어 채널을 감시하고, 감시한 하향링크 제어 채널을 통하여 하향링크 제어 채널 메시지를 수신한 후 하향링크 데이터를 수신한다. 단말 110이 기지국 120을 통하여 제어 노드 130에 제1 커버리지 클래스에 대하여 보고한 경우, 단말 110은 원 커버리지 클래스에 해당하는 MCS과정과 반복과정을 통한 하향링크 제어 채널 디코딩 과정을 생략(skip)할 수 있다. 예를 들어, 단말 110은 원 커버리지 클래스로부터 현 커버리지 클래스로 이동함으로써, 원 커버리지 클래스에서 수신해야 했던 하향링크 제어 채널 메시지를 미 수신할 수 있다. 따라서, 단말 110은 기지국 120으로 원 커버리지 클래스에서 수신해야 했던 미 수신된 하향링크 제어 채널 메시지에 대한 재전송을 요청할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다. 도 10은 단말 110이 커버리지 클래스의 변경을 여부를 판단하는 절차를 예시한다. 단말 110이 커버리지 클래스가 변경되었다 판단한 경우, 단말 110이 커버리지 클래스 변경에 대한 보고를 수행하고, 변경된 커버리지 클래스에서 통신을 수행하는 절차 및 단말 110이 커버리지 클래스가 변경되지 않았다 판단한 경우, 단말 110에 저장된 커버리지 클래스 정보에 따라 통신을 수행하는 절차를 예시한다.
도 10을 참고하면, 1001단계에서 단말 110은 기지국 120과 동기화를 수행하기 위하여 기지국 120으로부터 제1 동기화 신호 및 제2 동기화 신호를 수신한다. 예를 들어, 단말 110은 기지국 120으로부터 동기화 신호를 수신함으로써, 기지국 120과 동기화를 수행할 수 있다. 단말 110은 기지국 120과 동기화를 수행함으로써, 기지국 120으로부터 방송 채널을 통하여 시스템 정보를 획득할 수 있다.
1003단계에서 단말 110은 기지국 120과 동기화를 수행하는 동안 단말 110이 위치하는 현 커버리지 클래스에 대하여 추정한다. 예를 들어, 단말 110이 현 커버리지 클래스에 대하여 추정한 정보는 값으로 산출될 수 있다. 단말 110은 산출한 커버리지 클래스의 값을 저장할 수 있다. 단말 110은 1003단계에서 커버리지 클래스에 대하여 추정하기 이전에 추정한 커버리지 클래스에 대한 값을 저장할 수 있다. 예를 들어, 이전에 단말 110이 추정한 커버리지 클래스는, 원 커버리지 클래스로 지칭할 수 있다.
1005단계에서 단말 110은 추정한 현 커버리지 클래스와 원 커버리지 클래스를 비교한다. 단말 110은 현 커버리지 클래스와 원 커버리지 클래스가 동일하다 판단한 경우, 1007단계에서 단말 110에 저장된 원 커버리지 클래스에 대응되는 하향링크 제어 채널에 대한 디코딩을 수행한다. 1009단계에서 단말 110은 디코딩한 하향링크 제어 채널에 해당하는 하향링크 제어 채널 메시지를 수신하고, 데이터를 송수신함으로써 통신을 수행한다.
단말 110은 현 커버리지 클래스와 원 커버리지 클래스가 일치하지 않는다 판단한 경우, 1011단계에서 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스 보다 작은지를 판단한다. 단말 110은 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 작다고 판단 한 경우, 1013단계에서 단말 110에 저장된 원 커버리지 클래스에 대응되는 하향링크 제어 채널에 대한 디코딩을 수행한다. 1015단계에서 단말 110은 디코딩한 하향링크 제어 채널에 해당하는 하향링크 제어 채널 메시지를 수신하고, 데이터를 송수신함으로써 통신을 수행한다. 예를 들어, 단말 110은 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 작다고 판단한 결과에 따라, 단말 110이 현 커버리지 클래스에 대하여 추정한 커버리지 클래스의 정보를 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 보고함으로써, 현 커버리지 클래스에 대응하는 하향링크 제어 채널에서 하향링크 제어 채널 메시지를 수신함으로써, 무선 자원 이용 효율을 증가시킬 수 있다. 제어 노드 130은 단말 110으로부터 현 커버리지에 대한 추정 값을 수신함으로써, 현 커버리지에 대한 추정 값에 대응하도록 단말 110의 커버리지 클래스 값을 수정한다. 예를 들어, 단말 110이 기지국 120으로 ACK정보를 전송하면서, 현 커버리지에 대한 추정 값을 함께 송신할 수 있다.
단말 110은 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 크다고 판단한 경우, 1017단계에서 단말 110은 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 현 커버리지 클래스에 대하여 보고하고, 미수신된 원 커버리지 클래스에 대응하는 하향링크 제어 채널을 재전송 요청한다. 단말 110은 하향링크 제어 채널 이전에 위치하는 커버리지 클래스 보고 채널을 통하여 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 큰 것을 보고한다. 예를 들어, 단말 110은 현 커버리지 클래스가 원 커버리지 클래스보다 큰 경우는, 단말 110이 이동함으로써 커버리지 클래스가 변경된 경우를 포함한다. 1021단계에서 단말 110은 기지국 120으로부터 현 커버리지 클래스에 대응하는 하향링크 제어 채널을 통하여 하향링크 제어 채널 메시지를 수신하고, 데이터를 수신하고 기지국 120으로 데이터를 송신한다.
도 11은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 구성 요소들의 페이징 절차를 도시한다. 도 11은 단말 110이 기지국 120을 통하여 제어 노드 130으로 변경된 커버리지 클래스의 정보와 커버리지 클래스가 변경됨으로써 미수신 된 하향링크 제어 채널 메시지에 대한 요청을 송신한 경우, 네트워크 구성 요소들의 페이징 절차를 예시한다. 네트워크 구성 요소들은, 단말 110, 기지국 120-1, 기지국 120-2, 기지국 120-3, 기지국 120-4 및 제어 노드 130이다.
도 11을 참고하면, 기지국 120-4는 단말 110으로부터 변경된 커버리지 클래스의 정보 및 커버리지 클래스가 변경됨으로써 미 수신된 하향링크 제어 채널 메시지에 대한 요청을 수신한다. 기지국 120-4는 긴급 커버리지 클래스 통지(emergency Coverage Class notification) 1102를 통하여 단말 110으로부터 수신된 변경된 커버리지 클래스의 정보에 기초하여 제어 노드 130으로 단말 110이 위치한 셀을 보고 한다. 제어 노드 130은 기지국 120-4로부터 긴급 커버리지 클래스 통지 1102를 수신함으로써 라우팅 영역 내에 단말 110을 호출하기 위한 셀을 특정할 수 있다. 여기서, 제어 노드 130이 단말 110을 호출하기 위하여 페이징(Paging) 1108이 이용된다. 페이징 1108은 기지국 120-4로부터 단말 110으로 송신되는 페이징 메시지이다. 제어 노드 130은 기지국 120-4로 긴급 커버리지 클래스 통지에 기초하여 기존(existing) 페이징 요청(paging request) 명령에 대한 수정을 지시하는 페이징 수정(paging modification) 104를 송신한다. 기지국 120-4는 제어 노드 130으로부터 페이징 수정 104를 수신함으로써, 단말 110의 커버리지 클래스 정보를 변경하고, 변경된 커버리지 클래스 정보에 기초하여 페이징 1108을 송신한다. 또한, 제어 노드 130은 기지국 120-1, 기지국 120-2 및 기지국 120-3으로 페이징 종료(paging termination) 1106을 송신함으로써, 단말 110에 대한 페이징 1108을 중지하도록 한다. 제어 노드 130은 라우팅 영역 104 전체가 아닌 특정 기지국 120-4에 해당하는 셀에서만 페이징을 수행함으로써 하향링크 제어 채널의 이용 효율을 증대할 수 있다.
도 12a, 도 12b, 도 12c는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 메시지들의 구조를 도시한다. 도12 a, 도12b, 도 12c 긴급 커버리지 클래스 통지(emergency Coverage Class notification)을 지원하기 위하여 단말 110, 기지국 120 및 제어 노드 130이 주고받는 커버리지 클래스 보고 채널을 포함하는 메시지 구조들을 예시한다.
도 12a를 참고하면, 제1 시스템 정보 요소(element)는, 프레임 넘버(frame number), 시스템 정보 시퀀스 넘버(system information sequence number), 커버리지 클래스 보고 채널 설정 1202, RACH 설정, 하향링크 제어 채널 설정 및 하향링크 제어 채널 메시지 지시를 포함한다. 제1 시스템 정보는 PSI(Primary System Information)로 지칭될 수 있다. 하향링크 제어 채널 메시지 지시는 PMI(PDCCH Message Indication, PMI)로 지칭될 수 있다.
제1 시스템 정보 요소는, 커버리지 클래스 보고 채널 설정이 포함되는 새로운 필드이다. 기지국 120은 단말 110에 방송(Broadcast)하는 제1 시스템 정보에서 셀 내 단말 110에 커버리지 클래스 보고 채널의 위치 및 주기 정보를 전달하기 위한 커버리지 클래스 보고 채널 설정 필드를 포함한다. 제1 시스템 정보 요소는, 커버리지 클래스 보고 채널을 위한 메시지이다.
도 12b를 참고하면, 긴급 커버리지 클래스 통지는, 종류(type), 단말 ID(Identify), 변경된 커버리지 클래스 1204 및 액세스 이유(access cause) 1206을 포함한다.
긴급 커버리지 클래스 통지는, 단말 110이 추정한 커버리지 클래스 정보를 커버리지 클래스 보고 채널을 통하여 기지국 120으로 전달하기 위한 AI(Air Interface) 메시지인, 긴급 커버리지 클래스 변경 메시지를 지칭한다. 긴급 커버리지 클래스 통지는 단말 110이 기지국 120으로 전송하는 메시지이다.
도 12c를 참고하면, 페이징 변경/종료(paging modification/termination)은, 단말 ID, 다음 페이징 기회(next paging occasion), 커버리지 클래스, DRX(Discontinous Reception) 주기 및 조절 방식(handling method) 1208을 포함한다. 페이징 변경/종료는 단말 110이 기지국 120으로 전송하는 긴급 커버리지 클래스 통지와 관련된 절차를 간소화하기 위하여 이용된다. 페이징 변경/종료는 일 방향(one-way) 메시지 전송을 위하여 이용된다.
페이징 변경/종료는, 제어 노드 130이 기지국 120에 기존에 설정된 페이징(paging) 동작을 수정 또는 종료하기 위한 메시지인, 페이징 수정/종료 메시지를 지칭한다. 제어 노드 130은 단말 110이 접속된 기지국 120을 제외한 라우팅 영역(Routing Area, RA) 나머지 기지국들에게 나머지 기지국들의 셀들에 위치하는 단말의 페이징을 종료하기 위한 페이징 종료 메시지를 송신한다. 제어 노드 130은 단말 110이 접속된 기지국 120으로 업데이트 된 커버리지 클래스 정보를 기초하여 기존에 설정된 페이징 파라미터를 수정하라는 페이징 수정 메시지를 송신한다. 조절 방식 1208은, 페이징 변경 또는 종료 장법을 포함한다.
도 13은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 부하 추정 절차를 도시한다. 도 13은 기지국 120이 커버리지 클래스 별로 부하를 추정하는 절차를 예시한다.
도 13을 참고하면, 네트워크는, 단말 110, 기지국 120 및 제어 노드 130으로 구성된다. 제어 노드 130은 기지국 120에게 커버리지 클래스에 따라 비 대칭적인 전송 기회를 제공하도록 지시한다. 예를 들어, 기지국 120은, 하향링크 제어 채널에서 경로 손실에 따라 MCS 및 반복 레벨을 반영하여 각각의 커버리지 클래스에 서로 다른 수의 하향링크 제어 채널 메시지 자원 블록을 할당한다. 즉, 단말들의 분포 및 단말의 트래픽 발생에 따른 각각의 커버리지 클래스에 대응되는 단말들의 밀도가 비대칭적일 수 있다. 따라서, 커버리지 클래스에 따라 부하를 추정하는 절차가 요구된다.
기지국 120은, 단말 110과 통신을 수행하는 과정에서 과부하(overlaod) 추정(estiamtion) 창(window) 1302 기간 동안 커버리지 클래스 별 부하를 추정한다. 1304단계에서 단말 110은 제어 채널을 감시한다. 기지국 120은, 과부하 추정 창 1302 기간 동안 각각의 커버리지 클래스에 단말 110에 의한 하향링크 제어 채널 자원에 대한 이용률을 통하여 각각의 커버리지 클래스에서 부하를 추정한다. 예를 들어, 기지국 120은 각각의 커버리지 클래스에서 부하를 추정함으로써, 커버리지 클래스들 중 과부하 상태인 커버리지 클래스를 결정할 수 있다. 과부하 상태인 커버리지 클래스는, 커버리지 클래스에 할당되는 자원에 대비하여 단말의 밀도가 높은 상태를 지칭한다. 기지국 120이 과부하 상태인 커버리지 클래스를 결정한 경우, 1306 단계에서 기지국 120은 해당 커버리지 클래스에 대하여 부하 편중으로 판단한다. 기지국 120은 하향링크 제어 채널 및 RACH 제어 채널에 대한 과부하를 판단할 수 있다. 1308 단계에서 기지국 120은 제어 노드 130을 통하여 동적 채널 설정(dynamic channel configuration), 커버리지 클래스 조정(Coverage Class adjustment) 및 접속 분산(access dispersion)을 통하여 부하 균형을 실행할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 부하가 편중된 경우의 프레임 구조를 도시한다. 도 14는 커버리지 클래스가 반영된 하향링크 제어 채널에서 발생되는 부하 편중을 예시한다.
도 14를 참고하면, 기지국 120은 제1 커버리지 클래스 102-1에서 단말들의 무선 자원 이용률을 130퍼센트(percentage)로 판단하고, 제2 커버리지 클래스 102-2에서 단말들의 무선 자원 이용률을 50퍼센트로 판단하고, 제3 커버리지 클래스 102-3에서 단말들의 무선 자원 이용률을 75퍼센트로 판단하고, 제4 커버리지 클래스 102-4에서 단말들의 무선 자원 이용률을 100퍼센트로 판단한다. 제2 커벌지 클래스 102-2에서는 단말들이 이용할 수 있는 잉여 자원이 50퍼센트 정도 있고, 제3 커버리지 클래스 102-3에서 단말들이 이용할 수 있는 무선 자원이 25퍼센트 있다. 제1 커버리지 클래스 102-1에서 단말들이 약 30퍼센트의 무선 자원을 초과하여 이용한다. 따라서, 제1 커버리지 클래스 102-1에서 30퍼센트의 무선 자원 추가 1402가 요구됨을 나타낸다.
이용률은, 커버리지 클래스에 할당되는 하향링크 제어 채널 자원의 이용률을 나타낸다. 이용률은, 커버리지 클래스에 할당되는 전체 자원양을 요구되는 자원양으로 나눠서 산출된다. 이용률은 하기 수학식 1을 통해 결정될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, Uci는 이용률을 나타내고, RRequired는 요구되는 자원양을 나타내고, RTotal은 전체 자원양을 나타냅니다.
기지국 120은 하향링크 제어 채널 무선 자원 이용률에 대한 평균과 분산 등을 이용하여 각각의 커버리지 클래스에 대응하는 하향링크 제어 채널의 부하 편중 상태를 추정한다. 예를 들어, 추정된 하향링크 제어 채널의 부하 편중 상태는, 초과(over)상태, 일치(matched)상태 및 이하(under)상태로 분리된다. 기지국 120은 부하 편중 상태가 초과상태와 일치 상태가 혼재되어 있을 경우 기지국 120은 부하 편중 상태로 결정한다. 여기서, 기지국 120은 특정 구간 동안에 통계 값을 적용하여 프레임(frame) 및 서브프레임(subframe) 단위로 하향링크 제어 채널 부하 편중을 추정할 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 부하 편중 추정 절차를 도시한다. 도 15는 기지국 120이 각각의 커버리지 클래스에 할당되는 하향링크 제어 채널 무선 자원 이용률을 통하여 커버리지 클래스 내 부하 편중 상태를 추정하는 절차를 예시한다.
도 15를 참고하면, 1501단계에서 기지국 120은 단말 110의 무선 자원 이용률을 추정한다. 무선 자원 이용률은, 커버리지 클래스에 할당되는 전체 자원양을 커버리지 클래스에 요구되는 자원양으로 나누어 산출된다. 무선 자원은 하향링크 제어 채널 무선 자원을 지칭한다.
1503단계에서 기지국 120은 무선 자원 이용률에 대한 평균(average) 및 분산(dispersion)을 이용하여 커버리지 클래스 내 부하 편중 상태를 추정한다. 기지국 120은 하향링크 제어 채널 무선 자원 이용률에 대한 평균과 분산 등을 이용하여 각각의 커버리지 클래스에 대응하는 하향링크 제어 채널의 부하 편중 상태를 추정한다. 예를 들어, 추정된 하향링크 제어 채널의 부하 편중 상태는, 초과(over)상태, 일치(matched)상태 및 이하(under)상태로 분리된다. 기지국 120은 부하 편중 상태가 초과상태와 일치 상태가 혼재되어 있을 경우 기지국 120은 부하 편중 상태로 결정한다. 기지국 120은 하향링크 제어 채널 무선 자원의 특정 구간 동안의 통계값을 통하여 프레임 및 서브프레임단위의 하향링크 제어 채널에 대한 부하 편중 상태를 추정한다.
도 16은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 RACH 혼잡 추정을 도시한다. 도 16은 기지국 120이 RACH에서 랜덤 액세스 요청 메시지의 전송 횟수에 기초하여 RACH 혼잡 추정 및 단말 110이 RACH에서 랜덤 액세스 요청 메시지의 전송 횟수를 카운팅하여 기준값 이상일 경우 기지국 120에 보고함으로써 기지국 120이 RACH 혼잡 추정함을 예시한다.
도 16을 참고하면, 기지국 120의 셀 내에 다수의 단말들이 존재한다. 단말 110은 기지국 120으로 경쟁 플래그 1602를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지 1604를 송신한다. 기지국 120은 단말 110으로부터 송신되는 랜덤 액세스 요처 메시지 1604에 기초하여 부하 편중 감지 1606한다. 예를 들어, 부하 편중은, 부하가 비-균등(unequal)하게 분포된 것을 지칭한다.
단말 110은 RACH에서 랜덤 액세스 요청 메시지 전송을 시도한 횟수를 카운트 한다. 단말 110은 랜덤 액세스 요청 메시지의 카운트 횟수가 기준값(reference value)보다 크거나 같을 경우, 기지국 120으로 랜덤 액세스 요청 메시지에서 경쟁 플래그에 혼잡 상황 지시(indication) 정보를 삽입한다. 즉, 단말 110은 기지국 120으로 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지를 송신한다. 기지국 120은 랜덤 액세스 요청 메시지에 포함된 혼잡 상황 지시 정보를 기초하여 RACH의 혼잡 상황을 판단한다. 예를 들어, 기지국 120은 단말 110으로부터 단말이 랜덤 액세스 메시지 전송 횟수를 포함한 랜덤 액세스 메시지를 수신한다. 기지국 120은 랜덤 액세스 메시지에 포함된 랜덤 액세스 메시지 전송 횟수에 기초하여 RACH에서 메시지를 전송한 단말의 수를 추정한다.
기지국 120은 RACH에서 디코딩에 성공한 랜덤 액세스 요청 메시지의 수에 대비하여 추정된 전송 메시지 수의 비율에 기초하여 RACH 혼잡 상황을 판단한다. 예를 들어, 기지국 120은 RACH에서 혼잡 상황을 판단할 경우 슬롯/프레임 또는 일정 시간단위 기준으로 판단한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말을 통한 RACH혼잡 추정 절차를 도시한다. 도 17은 단말 110이 RACH(Random Access CHannel)에서 랜덤 액세스 요청 메시지의 전송 횟수와 기준값을 비교하고, 혼잡 상황 지시정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지를 전송함으로써, RACH 혼잡 추정 절차를 예시한다.
도 17을 참고하면, 1701단계에서 단말 110은 랜덤 액세스 요청(random access request) 횟수를 카운트(count)한다. 단말 110은 RACH를 통하여 기지국 120으로 랜덤 액세스 요청 메시지 전송을 시도한 횟수를 카운트한다.
1703단계에서 단말 110은 랜덤 액세스 요청 횟수와 기준값(reference value)를 비교한다. 랜덤 액세스 요청 메시지 전송을 시도한 횟수가 일정 기준값보다 클 경우, 1705단계에서 단말 110은 기지국 120으로 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지를 전송한다. 예를 들어, 혼잡 상황 지시 정보는, 랜덤 액세스 요청 메시지 중 경쟁 플래그(contention flag)에 포함된다. 예를 들어, 혼잡 지시 정보는, 랜덤 액세스 요청 메시지 전송 시도 횟수와 관련된다. 예를 들어, 기지국 120은 단말 110으로부터 수신한 혼잡 상황 지시 정보를 기초하여 혼잡 상황을 보고한 단말의 비율을 판단하고, 단말의 비율을 통하여 RACH 혼잡 상황을 판단할 수 있다.
1703단계에서 단말 110은 랜덤 액세스 요청 횟수가 기준값보다 작거나 같다고 판단할 경우, 1707단계에서 단말 110은 기지국 120으로 랜덤 액세스 요청 메시지를 전송한다. 여기서 랜덤 액세스 요청 메시지는 혼잡 상황 지시 정보를 포함하지 않는다.
도 18은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 RACH 혼잡 추정을 도시한다. 도 18은 기지국 120이 단말 110으로부터 수신되는 랜덤 액세스 요청(random access request) 메시지에 포함된 정보를 기초한 RACH 혼잡 추정하는 환경을 예시한다.
도 18을 참고하면, 기지국 120의 셀 내에서 다수의 단말들이 존재한다. 단말 110은 랜덤 액세스 요청 메시지 전송 시도 횟수 1802를 카운트한다. 단말 110은 기지국 120으로 랜덤 액세스 요청 메시지를 송신한다. 여기서 단말 110은 기지국 120으로 랜덤 액세스 요청 메시지 전송 시도 횟수를 포함한 랜덤 액세스 요청 메시지 1804를 송신한다. 기지국 120은 단말 110으로부터 랜덤 액세스 요청 메시지 전송 시도 횟수를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지를 수신한다. 기지국 120은 수신된 랜덤 액세스 요청 메시지에 포함된 단말 110의 랜덤 액세스 요청 메시지 전송 시도 횟수에 기초하여 각각의 RACH 슬롯(slot) 1810에서 랜덤 액세스 요청 메시지를 송신한 단말들의 수를 추정한다. 예를 들어, 기지국 120은 RACH 슬롯 1810에 대하여 기지국 120이 측정한 전송들 1806 및 누적된 보고 시도들 1808을 비교할 수 있다. 예를 들어, 기지국 120은 측정한 전송들 1806과 누적된 보고 시도들 1808을 비교함으로써, 기지국 120의 셀내의 RACH 혼잡을 추정할 수 있다. 예를 들어, 기지국 120은 단말 110으로부터 수신된 랜덤 액세스 요청 메시지 내 정보를 기초하여 각각의 RACH 슬롯에서 랜덤 액세스 메시지를 전송한 단말들의 수를 추정한다.
기지국 120은 각각의 슬롯에서 디코딩에 성공한 랜덤 액세스 요청 메시지 수 대비 추정된 전송 메시지 수의 비율에 따라서 RACH 혼잡 상황을 판단한다. 여기서, 기지국 120은 RACH 슬롯에 윈도우를 적용함에 따라 매 슬롯/프레임(frame) 단위로 RACH 혼잡 상황을 판단한다. 기지국 120이 혼잡 상황으로 판단할 경우는, 부하 편중 감지 1812에 해당한다.
도 19는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 RACH 혼잡 추정 절차를 도시한다. 도 19는 기지국 120이 단말 110으로부터 랜덤 액세스 요청 메시지를 수신하고, 랜덤 액세스 요청 메시지에 기초하여 RACH의 혼잡 상황을 추정하는 절차를 예시한다.
도 19를 참고하면, 1901단계에서 기지국 120은 단말 110으로부터 단말 110의 랜덤 액세스 요청 횟수(random access request number) 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 수신한다. 랜덤 액세스 요청은, 랜덤 액세스 요청 메시지로 RACH를 통하여 단말 110으로부터 기지국 120으로 송신된다. 랜덤 액세스 요청 횟수 정보는, 단말 110이 기지국 120으로 RACH를 통하여 랜덤 액세스를 시도한 횟수와 관련된다. 예를 들어, 단말 110이 랜덤 액세스 요청을 시도한 횟수가 단말 110에 저장된 기준값보다 클 경우 단말 110은 기지국 120으로 랜덤 액세스 요청 횟수 정보를 포함한 랜덤 액세스 요청 메시지를 송신한다.
1903단계에서 기지국 120은 단말 110의 랜덤 액세스 요청 횟수 정보에 기초하여 RACH에서 메시지 전송한 단말들의 수를 추정한다. 예를 들어, RACH는 슬롯(slot)으로 구분될 수 있다. RACH에서 메시지 전송한 단말들의 수는, 동일한 자원에서 메시지를 전송한 단말들의 수에 해당하고, 기지국 120은 RACH에서 메시지 전송한 단말들의 수에 따라 RACH의 혼잡 상황이 추정할 수 있다. 예를 들어, 메시지를 전송한 단말들의 수는, 기지국 120이 각각의 슬롯에서 디코딩에 성공한 랜덤 액세스 요청 메시지 수에 해당한다.
1905단계에서 기지국 120은 RACH에서 메시지 전송한 단말들의 수와 랜덤 액세스 요청 횟수를 비교하여 RACH 혼잡도를 결정한다. 랜덤 액세스 요청 횟수는, 단말 110이 랜덤 액세스 요청 메시지를 전송하기 위하여 랜덤 액세스 요청을 시도한 횟수이다. RACH에서 메시지 전송한 단말들의 수는 RACH에서 랜덤 액세스 요청 메시지의 전송에 성공한 단말들의 수이다. 기지국 120은 각각의 슬롯에서 디코딩에 성공한 랜덤 액세스 요청 메시지의 수와 추정된 전송 메시지 수의 비율에 따라 RACH혼잡 상황을 판단한다. 예를 들어, 기지국 120은 RACH 슬롯에 윈도우를 적용함에 따라 매 슬롯/프레임(frame) 단위로 RACH 혼잡 상황을 판단한다.
도 20은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다. 도 20은 기지국 120이 각각의 커버리지 클래스에 할당된 무선 자원 구조의 변경 없이 단말 110의 커버리지 클래스 값을 강제로 변환하여 제어 채널을 분산하는 네트워크 환경을 예시한다.
도 20을 참고하면, 기지국 120은 제1 커버리지 클래스 102-1, 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3을 포함한다. 단말들의 그룹 110-5, 단말들의 그룹 110-6 및 단말들의 그룹 110-7이 제1 커버리지 클래스에서 랜덤 액세스를 통한 통신을 수행하고 있고, 단말 110-8이 제2 커버리지 클래스에서 통신을 수행하고, 단말 110-9가 제3 커버리지 클래스 102-3에서 통신을 수행한다. 제1 커버리지 클래스 102-1은 과부하 상태이고, 제2 커버리지 클래스 102-2와 제3 커버리지 클래스 102-3은 상대적으로 무선 자원의 여유가 있다.
제1 커버리지 클래스 102-1에 대응되는 무선 자원에 부하가 편중된 경우, 제1 커버리지 클래스 102-1에 위치하는 단말들은 제2 커버리지 클래스 102-2와 제3 커버리지 클래스 102-3에 대한 하향링크 제어 채널 및 RACH 무선 자원을 통하여 통신을 수행할 수 있다. 즉, 기지국 120은 제어 노드 130을 통하여 제1 커버리지 클래스 102-1에 위치하는 단말들 중 일부를 제2 커버리지 클래스 102-2또는 제3 커버리지 클래스 102-3의 무선 자원을 이용하여 통신을 수행하도록 변경할 수 있다. 예를 들어, 커버리지 클래스 변경은, 커버리지 클래스에 속하는 단말들의 그룹에 관련된 단말의 배터리 잔량, 단말의 서비스 타입, 단말의 데이터 전송 주기 및 단말의 신호 송수신 세기에 기초한다. 예를 들어, 제1 커버리지 클래스로부터 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3는 상위 커버리지 클래스로 지칭될 수 있다. 반대로 제1 커버리지 클래스 102-1은, 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3으로부터 하위 커버리지 클래스로 지칭될 수 있다.
예를 들어, 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3에 대응되는 무선 자원에 부하가 편중된 경우, 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3에 위치하는 단말은 제1 커버리지 클래스 102-1에 대응하는 무선 자원의 이용이 제한되기 때문에 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3의 부하를 완화하기 위하여 제1 커버리지 클래스 102-1의 무선 자원을 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3에게 할당하고, 기지국 120이 제어 노드 130을 통하여 제어 채널에 무선 자원을 할당할 수 있도록 RACH 및 하향링크 제어 채널 설정 필드 외에 무선 자원 할당을 지시하는 자원 할당 설정(allocation configuration)필드를 삽입함으로써, 각각의 커버리지 클래스에 무선 자원을 할당한다. 여기서 할당 설정 필드는, 각각의 커버리지 클래스에 무선 자원을 할당하기 위하여 시작 지사자(start indicator) 및 대역폭(bandwidth) 정보를 포함한다. 따라서, 기지국 120은 제2 커버리지 클래스 102-2 및 제3 커버리지 클래스 102-3에 할당되는 무선 자원의 비율을 증가시킨다.
도 21은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널의 부하 분산 절차를 도시한다. 도 21은 기지국 120이 각각의 커버리지 클래스에 할당되는 무선 자원의 구조 변경 없이 단말의 커버리지 클래스 값을 강제로 변경함으로써, 제어 채널의 부하를 분산시키는 절차를 예시한다.
도 21을 참고하면, 2101단계에서 기지국 120은 제어 채널 부하를 추정한다. 예를 들어, 기지국 120은 단말들로부터 수신되는 랜덤 액세스 요청 메시지에 포함된 랜덤 액세스 요청 시도 횟수와 각각의 RACH에서 랜덤 액세스 메시지 전송에 성공한 단말들의 수를 비교함으로써, 제어 채널 부하를 추정한다. 예를 들어, 기지국 120은 제어 채널 부하를 추정함으로써, 부하가 편중된 커버리지 클래스를 결정할 수 있다. 예를 들어, 부하가 편중된 커버리지 클래스는, 커버리지 클래스에 할당되는 무선 자원의 양보다 단말들이 이용하는 무선 자원의 양이 더 큰 커버리지 클래스를 지칭한다.
2103단계에서 기지국 120은 제어 노드 130에 부하 분산을 위한 커버리지 클래스 조정 요청을 송신한다. 기지국 120은 각각의 커버리지 클래스에 할당된 무선 자원 구조의 변경 없이 단말이 이용하는 커버리지 클래스에 관련되는 값을 변경하기 위하여 제어 노드에 커버리지 클래스 조정 요청을 송신한다. 예를 들어, 기지국 120이 제1 커버리지 클래스에 관련된 부하(load)가 편중되었다 판단한 경우, 기지국 120은 제어 노드 130에 단말 110이 제1 커버리지 클래스의 무선 자원을 이용하여 단말 110이 통신을 수행하도록 지정된 것을 제1 커버리지 클래스보다 무선 자원의 활용에 관련되어 여유로운 제2 커버리지 클래스 또는 제3 커버리지 클래스에 대응하는 무선 자원을 이용하여 통신을 수행할 수 있도록 단말 110의 커버리지 클래스 값을 변경하도록 요청할 수 있다. 예를 들어, 단말 110의 커버리지 클래스 값은, 단말 110이 이용하는 특정 커버리지 클래스의 무선 자원에 관련된 정보일 수 있다. 예를 들어, 커버리지 클래스 조정 요청은, 커버리지 클래스에 속하는 단말들의 그룹에 관련된 단말의 배터리 잔량, 단말의 서비스 타입, 단말의 데이터 전송 주기 및 단말의 신호 송수신 세기에 기초한다.
2105단계에서 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 커버리지 클래스 조정에 관련된 승인을 수신한다. 기지국 120은 2103단계에서 제어 노드 130으로 부하 분산을 위하여 요청한 커버리지 클래스 조정에 관련된 응답을 수신한다. 예를 들어, 커버리지 클래스 조정에 관련된 승인은, 기지국 120이 각각의 커버리지 클래스에 할당된 무선 자원의 구조의 변경 없이 단말의 커버리지 클래스 값을 강제로 변환하도록 지시하는 정보에 대한 승인이다.
2107단계에서 기지국 120은 단말로 커버리지 클래스 변경을 지시한다. 예를 들어, 기지국 120이 제어 노드 130으로부터 커버리지 클래스 조정 요청에 관련된 승인을 수신할 경우, 기지국 120은 단말들로 변경된 커버리지 클래스 값에 대한 정보를 송신함으로써, 단말들이 변경된 커버리지 클래스 값에 해당하는 무선 자원을 이용하도록 지시한다.
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널 부하 분산 절차를 도시한다. 도 22는 기지국 120이 각각의 커버리지 클래스에 무선 자원을 이용하여 통신하는 단말들의 커버리지 클래스를 변경함으로써, 커버리지 클래스의 부하 편중을 분산하는 절차를 예시한다.
도 22를 참고하면, 2201단계에서 기지국 120이 제어 채널 부하 편중을 추정한다. 기지국 120은 각각의 커버리지 클래스에 위치한 단말들로부터 각각의 단말들의 랜덤 액세스 요청 시도 횟수와 관련된 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지를 수신한다. 기지국 120은 랜덤 액세스 요청 메시지에 포함된 단말들의 랜덤 액세스 요청 시도 횟수와 관련된 정보와 기지국 120이 판단한 단말의 실제 랜덤 액세스 성공 횟수와 비교함으로써, 커버리지 클래스에서 부하 편중을 추정한다.
2203단계에서 기지국 120은 제어 채널 전체 혼잡 여부를 판단한다. 예를 들어, 기지국 120이 제어 채널 전체가 혼잡하다 판단한 경우는, 일부 커버리지 클래스뿐만 아니라 모든 커버리지 클래스들에서 부하가 편중되었다 판단한 경우에 해당한다.
2205단계에서 기지국 120은 커버리지 클래스 별 무선 자원 할당 비율을 결정한다. 기지국 120은 제어 채널 내 각각의 커버리지 클래스에 할당된 무선 자원의 할당 비율이 편중되었다 판단함으로써, 각각의 커버리지 클래스에 할당되는 무선 자원의 비율을 변경하고, 변경된 무선 자원에 관련된 할당비율을 결정한다.
2207단계에서 기지국 120은 동적 채널 할당(dynamic channel allocation)을 수행한다. 동적 채널 할당은, RACH 및 하향링크 제어 채널에서 각각의 커버리지 클래스에 할당되는 무선 자원을 동적으로 할당하는 것이다. 예를 들어, 동적 채널 할당은, 제어 채널 내 각각의 커버리지 클래스에 할당된 무선 자원을 시스템 정보 전송 주기 단위로 관리한다. 동적 할당은, 각각의 커버리지 클래스에 할당된 무선 자원의 비율 또는 양을 혼잡도에 따라 변경하는 것을 의미한다. 동적 채널 할당은, 시스템 정보 전송함에 있어서 이용되는 설정 필드를 활용한다. 기지국 120은 각각의 커버리지 클래스에 대한 무선 자원 할당 비율에 따라 여러 설정을 이용하고, 할당 정보를 시스템 정보마다 전송함으로써 해당 주기에서 하향링크 제어 채널 및 RACH의 각각의 커버지리 클래스 별 무선 자원을 할당한다. 예를 들어, 시스템 정보에서 고려하는 설정 필드의 수에 따라, 기존 필드로부터 확장이 요구될 수 있다.
2209단계에서 기지국 120이 제어 채널이 부분적으로 혼잡한지 여부를 판단한다. 기지국 120이 제어 채널이 부분적으로 혼잡하다 판단하는 경우, 다수의 커버리지 클래스들 중 일부의 커버리지 클래스에 부하(load)가 편중되었다 판단하는 경우를 지칭한다. 예를 들어, 부하가 편중된 커버리지 클래스는, 하위 커버리지 클래스 일 수 있고, 상위 커버리지 클래스일 수 있다. 예를 들어, 하위 커버리지 클래스는 기지국 120으로부터 거리상 가깝고, 무선 자원의 할당량도 많은 커버리지 클래스일 수 있다. 예를 들어, 상위 커버리지 클래스는 기지국 120으로부터 거리상 멀고, 무선 자원의 할당량도 하위 커버리지 클래스에 비교하여 상대적으로 적은 커버리지 클래스 일 수 있다. 2209단계에서 기지국 120이 제어 채널이 부분적으로 혼잡하지 않다 판단한 경우, 기지국 120은 셀 내의 모든 통신이 원활하게 수행되고 있다고 판단한다.
2211단계에서 기지국 120은 하위 커버리지 클래스 대응 자원이 혼잡한지 여부를 판단한다. 예를 들어, 하위 커버리지 클래스는 제1 커버리지 클래스로 지칭될 수 있고, 상위 커버리지 클래스는 제2 커버리지 클래스 또는 제3 커버리지 클래스로 지칭 될 수 있다. 기지국 120이 하위 커버리지 클래스에 대응되는 자원이 혼잡하다 판단 한경우, 기지국 120은 하위 커버리지 클래스에 대하여 커버리지 클래스의 조정이 필요하다 판단한다. 이어서, 기지국 120은 제어 노드 130으로 부하 분산이 필요하다 판단된 커버리지 클래스에 대하여 커버리지 클래스의 조정을 요청한다. 제어 노드 130은 해당 커버리지 클래스에 속한 단말 그룹에 대하여 커버리지 클래스 수정을 승인하고, 승인한 정보를 기지국 120으로 전달함으로써, 기지국 120이 단말들로 커버리지 클래스 값을 변경하도록 지시한다.
2213단계에서 기지국 120은 하위 커버리지 클래스에 위치하는 단말들에게 상위 커버리지 클래스로 변경을 지시한다. 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 하위 커버리지 클래스에 속한 단말 그룹에 대하여 커버리지 클래스 수정에 대한 승인을 수신한다. 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 하위 커버리지 클래스에 속한 단말 그룹에 대한 커버리지 클래스 수정에 대한 승인을 수신함으로써, 하위 커버리지 클래스에 위치하는 단말들의 그룹이 상위 커버리지 클래스에 대응하는 무선 자원을 이용함으로써 통신을 수행하도록 지시한다. 예를 들어 기지국 120은 제어 노드 130을 통하여 하위 커버리지 클래스에 속하는 단말들의 그룹을 상위 커버리지 클래스에 할당되는 무선 자원을 이용하여 통신을 수행하도록 지시할 수 있다. 예를 들어, 기지국 120이 하위 커버리지 클래스로부터 상위 커버리지 클래스로 변경할 경우, 하위 커버리 클래스에 속하는 단말들의 그룹에 해당하는 단말의 신호의 송수신 크기, 배터리 잔량, 서비스 타입 및 데이터 전송 주기에 기초하여 결정할 수 있다.
2215단계에서 하위 커버리지 클래스에서 상위 커버리지 클래스로 이용할 무선 자원을 변경하도록 지시된 단말들은 하위 커버리지 클래스의 무선 자원으로부터 상위 커버리지 클래스의 무선 자원으로 변경함으로써, 변경된 제어 채널을 통하여 데이터를 송수신한다.
도 23은 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다. 도 23은 무선 통신 시스템에서 단말 그룹의 커버리지 클래스를 변경함으로써 제어 채널의 부하를 분산하는 절차를 예시한다.
도 23을 참고하면, 무선 통신 시스템은, 단말 그룹 110-5, 단말 그룹 110-6, 단말 그룹 110-7, 기지국 120 및 제어 노드 130을 포함한다. 단말 그룹 110-5, 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7은 기지국 120의 셀 내의 커버리지 클래스들 중 동일한 커버리지 클래스에 위치할 수 있다. 다수의 단말 그룹들이 특정 커버리지 클래스에만 위치할 경우, 특정 커버리지 클래스에 할당되는 자원보다 요구되는 자원이 크므로, 기지국 120은 특정 커버리지 클래스에 부하가 편중된 것으로 추정 할 수 있다.
2301단계에서 기지국 120은 제어 채널 부하 편중을 추정한다. 기지국 120은 각각의 커버리지 클래스에 위치한 단말들로부터 각각의 단말들의 랜덤 액세스 요청 시도 횟수와 관련된 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지를 수신한다. 기지국 120은 랜덤 액세스 요청 메시지에 포함된 단말들의 랜덤 액세스 요청 시도 횟수와 관련된 정보와 기지국 120이 판단한 단말의 실제 랜덤 액세스 성공 횟수와 비교함으로써, 커버리지 클래스에서 부하 편중을 추정한다. 기지국 120은 커버리지 클래스에서 부하 편중을 추정함으로써, 각각의 커버리지 클래스에 해당하는 제어 채널의 혼잡을 추정할 수 있다. 기지국 120은 제어 노드 130으로 추정된 제어 채널의 혼잡에 따라 커버리지 클래스의 변경을 요청할 수 있다.
2303단계에서 기지국 120은 제어 노드 130으로 커버리지 클래스 변경 요청을 송신한다. 기지국 120은 제어 노드 130으로 특정 커버리지 클래스에 위치한 단말들의 그룹에 대하여 커버리지 클래스 변경을 지시하기 위하여 커버리지 클래스 변경 요청을 송신한다. 예를 들어, 커버리지 클래스 변경 요청은, 커버리지 클래스에 해당하는 단말들의 배터리 잔량, 서비스 타입, 데이터 전송 주기 및 신호 송수신 세기와 관련된다. 예를 들어, 기지국 120은 단말 그룹 110-5, 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7에 속하는 단말들의 배터리 잔량, 서비스 타입, 데이터 전송 주기 및 신호 송수신 세기와 관련하여 단말 그룹 110-5, 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7의 커버리지 클래스 변경을 요청할 수 있다. 예를 들어, 단말 그룹이 하위 커버리지 클래스로부터 상위 커버리지 클래스로 이동될 경우, 단말은 배터리 소모량이 증가할 수 있다. 예를 들어, 하위 커버리지 클래스의 무선 자원을 이용하는 것으로부터 상위 커버리지 클래스의 무선 자원을 이용하도록 지시되는 단말들은, 커버리지 클래스에 대한 변경이 지시되지 않은 단말 그룹보다 배터리의 잔량이 많거나, 서비스 타입이 간략(simple)하거나, 신호의 송수신 세기가 크거나 또는 데이터 전송 주기가 길수 있다. 예를 들어, 단말 110은 데이터 전송 주기가 길 경우, 보다 적은 무선 자원을 요구한다.
2305단계에서 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 커버리지 클래스 변경 허가(approval)을 수신한다. 커버리지 클래스 변경 허가는, 기지국 120이 2303단계에서 송신한 커버리지 클래스 변경에 대한 허가이다. 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 커버리지 클래스 변경에 대한 허가를 수신함으로써, 단말들에게 커버리지 클래스 변경을 지시할 수 있다.
2307단계에서 기지국 120은 단말 그룹 110-5, 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7에 하향링크 제어 채널을 통하여 페이징 메시지를 송신한다. 기지국 120은 단말 그룹 110-5, 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7에게 페이징 메시지를 송신함으로써, 단말 그룹 110-5, 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7에 속하는 단말들의 호출한다.
2309단계에서 기지국 120은 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7로 커버리지 클래스 변경을 지시한다. 기지국 120은 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7에 속하는 단말들의 배터리 잔량, 데이터 전송 주기, 서비스 타입, 신호 송수신 세기가 단말 그룹 110-5에 비하여 우수하다 판단함으로써, 단말 그룹 110-6 및 단말 그룹 110-7의 커버리지 클래스 변경을 요청한다. 예를 들어, 기지국 120은 그룹단위로 단말들을 업데이트 또는 처리함으로써, 업데이트 오버로드(overload)를 절감한다.
도 24는 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널의 부하 분산 절차를 도시한다. 도 24는 기지국 120이 제어 노드 130을 통하여 단말 그룹의 커버리지 클래스를 변경함으로써, 제어 채널의 부하 편중을 해소하는 절차를 예시한다.
도 24를 참고하면, 2401단계에서 기지국 120은 제어 채널 부하 편중을 추정한다. 기지국 120은 각각의 커버리지 클래스에 위치한 단말들로부터 각각의 단말들의 랜덤 액세스 요청 시도 횟수와 관련된 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청 메시지를 수신한다. 기지국 120은 단말들로부터 수신되는 랜덤 액세스 요청 메시지에 기초하여 제어 채널의 부하(load)의 편중을 판단한다.
2403단계에서 기지국 120은 제어 노드 130으로 커버리지 클래스 조정 요청을 송신한다. 기지국 120은 제어 노드 130으로 특정 커버리지 클래스에 위치한 단말들의 그룹에 대하여 커버리지 클래스 변경을 지시하기 위하여 커버리지 클래스 변경 요청을 송신한다. 예를 들어, 커버리지 클래스 변경 요청은, 커버리지 클래스에 해당하는 단말들의 배터리 잔량, 서비스 타입, 데이터 전송 주기 및 신호 송수신 세기와 관련된다. 예를 들어, 단말 그룹이 하위 커버리지 클래스로부터 상위 커버리지 클래스로 이동될 경우, 단말은 배터리 소모량이 증가할 수 있다. 예를 들어, 하위 커버리지 클래스의 무선 자원을 이용하는 것으로부터 상위 커버리지 클래스의 무선 자원을 이용하도록 지시되는 단말들은, 커버리지 클래스에 대한 변경이 지시되지 않은 단말보다 배터리의 잔량이 많거나, 서비스 타입이 간략(simple)하거나, 신호의 송수신 세기가 크거나 또는 데이터 전송 주기가 길수 있다. 예를 들어, 단말 110은 데이터 전송 주기가 길 경우, 보다 적은 무선 자원을 요구한다.
2405단계에서 기지국 120은 커버리지 클래스 조정 허가를 수신한다. 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 커버리지 클래스 변경 허가를 수신한다. 커버리지 클래스 변경이 허가될 경우, 기지국 120은 단말들로 커버리지 클래스 변경을 지시할 수 있다.
2407단계에서 기지국 120은 단말로 페이징을 송신한다. 기지국 120은 단말로 페이징을 송신함으로써, 유휴 상태의 단말을 호출할 수 있다. 기지국 120은 단말을 호출 함으로써, 변경된 제어 채널을 단말로 송신할 수 있다. 예를 들어, 단말이 호출되지 않은 경우, 단말은 기지국 120으로부터 변경된 제어 채널 정보를 수신할 수 없다.
2409단계에서 기지국 120은 단말로 커버리지 클래스 변경 지시를 송신한다. 2407단계에서 페이징 메시지를 수신한 단말로 기지국 120은 변경된 제어 채널을 통하여 단말의 커버리지 클래스 변경을 지시하는 메시지를 송신한다. 예를 들어, 단말은 커버리지 클래스 변경을 지시하는 메시지를 수신함으로써, 커버리지 클래스를 변경하고, 초기 접속 절차를 통하여 변경된 커버리지 클래스 정보를 네트워크에 등록한다.
도 25는 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다. 도 25는 기지국 120이 단말들의 접속 시도를 분산시킴으로써, 부하 편중을 분산하는 절차를 예시한다.
도 25를 참고하면, 무선 통신 시스템은 단말 110과 기지국 120을 포함한다. 단말 110은 다수의 단말들을 지칭하는 단말 그룹일 수 있다.
2501단계에서 기지국 120은 부하 편중을 판단한다. 예를 들어, 부하 편중은, 커버리지 클래스에서 비-균등 과부하가 발생한 것을 지칭한다. 즉, 기지국 120은 단말 110으로부터 랜덤 액세스 요청 메시지를 수신하고, 랜덤 액세스 요청 메시지에 기초하여 랜덤 액세스 요청 메시지를 송신한 단말 110이 위치한 커버리지 클래스에 대한 부하 편중을 판단한다.
2503단계에서 기지국 120은 단말 110으로 액세스 분산 요청을 송신한다. 기지국 120은 부하가 편중된 커버리지 클래스에 해당하는 단말들에게 액세스 분산을 요청한다. 액세스 분산 요청은, 단말의 랜덤 액세스 시도를 분산 하기 위하여 부하 편중이 발생된 커버리지 클래스에 해당하는 단말들에게 임의의 시간 후에 랜덤 액세스 요청 메시지를 재전송 해줄 것을 요청하는 것이다. 예를 들어, 랜덤 액세스 요청은, RA-RNTI(Routing Area-Radio Network Temporary Identifier)에서 새로운 필드를 통하여 송신될 수 있다. 또는, 기지국 120이 시스템 정보에서 커버리지 클래스 별 부하 편중을 나타내는 자원 할당 정보를 나타내는 필드를 삽입하고, 자원 할당 정보를 통하여 단말들에게 랜덤 액세스를 지연하라는 정보를 전달한다.
2505단계에서 단말 110은 기지국 120으로부터 액세스 분산 요청을 수신함으로써, 액세스 계류 기간을 판단한다. 액세스 계류 기간은, 단말 110이 랜덤 액세스를 수행하지 않고, 랜덤 액세스 요청을 지연함으로써 발생되는 기간이다. 즉, 단말 110은 액세스 계류 기간 동안 랜덤 액세스를 수행하지 않고 대기한다. 따라서, 기지국 120은 새롭게 커버리지 클래스에서 하향링크 제어 채널에 연결을 시도하는 단말들의 수를 감소시킬 수 있다.
2507단계에서 단말 110은 랜덤 액세스 요청을 송신한다. 단말 110은 해당 커버리지 클래스에서 설정된 페이징들이 초기화된 후, 기지국 120으로부터 페이징 메시지를 수신하고, 시스템 정보를 수신하고, RACH 자원을 선택함으로써, 랜덤 액세스 요청을 송신한다.
도 26은 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 채널의 부하 분산 절차를 도시한다. 도 26은 기지국 120이 단말 110으로 랜덤 액세스 요청에 대하여 지연 요청을 송신함으로써, 단말의 랜덤 액세스 분산을 유도함으로써, 제어 채널 부하를 분산하기 위한 절차를 예시한다.
도 26을 참고하면, 2601단계에서 기지국 120은 제어 채널 부하 편중을 추정한다. 기지국 120은 단말들로부터 랜덤 액세스 요청 메시지를 수신한다. 랜덤 액세스 요청 메시지는 단말들의 랜덤 액세스 요청 시도 횟수 정보를 포함한다. 기지국 120은 랜덤 액세스 요청 메시지가 수신되는 RACH에서 랜덤 액세스 성공 횟수를 판단한다. 기지국 120은 랜덤 액세스 요청 메시지에 포함된 랜덤 액세스 요청 시도 횟수 정보와 RACH에서 판단되는 랜덤 액세스 성공 횟수에 기초하여 하향링크 제어 채널의 부하 편중 또는 RACH의 부하 편중을 판단한다. 예를 들어, 기지국 120은 RACH의 혼잡상황에 기초하여 하향링크 제어 채널의 부하를 추정하고, 하향링크 제어 채널의 부하를 추정함에 따라 하향링크 제어 채널의 부하 편중을 판단할 수 있다.
2603단계에서 기지국 120은 단말로 랜덤 액세스 요청에 대한 지연 요청을 송신한다. 기지국 120이 단말로 랜덤 액세스 요청에 대한 지연 요청을 송신함으로써, 단말은 액세스 계류 기간을 판단하고, 액세스 계류 기간 동안 랜덤 액세스 요청을 시도하지 않는다. 따라서, 기지국 120은 새롭게 커버리지 클래스에서 하향링크 제어 채널에 연결을 시도하는 단말들의 수를 감소시킬 수 있다. 기지국 120은 하향링크 제어 채널에 연결을 시도하는 단말들의 수가 감소함에 따라, 해당 커버리지 클래스에서 하향링크 제어 채널에 대한 부하를 분산 시킨다.
도 27은 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 부하 분산을 도시한다. 도 27은 기지국 120이 커버리지 클래스에 대한 과부하를 판단하고, 해당 커버리지 클래스에 대한 페이징 메시지 전송에 대한 보류를 요청함으로써, 제어 채널의 부하를 분산하는 절차를 예시한다.
도 27을 참고하면, 2701단계에서 기지국 120이 비 균등 과부하를 판단한다. 기지국 120은 단말 110으로부터 송신되는 랜덤 액세스 요청 메시지에 포함되는 커버리지 클래스의 무선 자원 이용률 정보 및 단말 110의 랜덤 액세스 요청 시도 횟수 및 RACH에서 랜덤 액세스 요청 메시지 송신 성공 횟수 비교 결과에 따라 판단할 수 있다. 비 균등 과부하는, 부하가 특정 커버리지 클래스에 비 균등하게 편중된 상태를 지칭하고, 특정 커버리지 클래스에 대응하는 하향링크 제어 채널에 부하가 편중된 상태를 지칭한다.
2703단계에서 기지국 120이 제어 노드 130으로 페이징 보류 요청을 송신한다. 페이징 보류 요청은, 기지국 120이 제어 노드 130에 부하 편중이 발생한 커버리지 클래스에 대한 페이징 요청을 일시 중지해줄 것을 요청함으로써, 동시에 자신에게 설정되어 있던 해당 커버리지 클래스의 모든 페이징 동작을 종료시키기 위한 것이다.
2705단계에서 제어 노드 130은 다음 페이징 타이밍을 결정한다. 제어 노드 130은 기지국 120으로부터 페이징 보류 요청을 수신하고, 페이징 보류 요청은, 특정 커버리지 클래스에 대한 페이징 보류를 요청하는 정보를 포함한다. 제어 노드 130은 특정 커버리지 클래스에 대한 페이징 동작을 모두 종료하고, 다음 페이징 동작의 타이밍을 결정한다.
2707단계에서 기지국 120은 페이징 보류 요청에 대응되는 커버리지 클래스에 대한 페이징을 초기화 한다. 기지국 120은 2705단계에서 제어 노드 130에 의하여 결정된 페이징 타이밍에 따라 페이징 동작을 수행한다.
2709단계에서 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 페이징 요청을 수신한다. 2709단계에서 제어 노드 130으로부터 수신되는 페이징 요청은, 2705단계에서 결정된 페이징 타이밍 결정에 기초하고, 주어진 페이징 분산 윈도우 2702내에서 페이징을 페이징 타이밍의 정수배만큼 지연된 것이다. 이어서, 기지국 120은 제어 노드 130으로부터 수신된 페이징을 단말 110으로 전달한다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (36)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 동기화(synchronization) 신호를 수신하는 송수신부와,
    상기 동기화 신호에 기초하여 커버리지 클래스(coverage class)를 추정하는 제어부와,
    상기 송수신부는, 상기 커버리지 클래스가 이전 커버리지 클래스와 다른 경우, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하고, 상기 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 수신하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고는, 상기 단말의 커버리지 클래스가 변경됨을 알리고, 상기 기지국을 통하여 제어 노드로 상기 커버리지 클래스에 대응하는 자원 할당에 대한 승인을 요청하는 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 송수신부는, 상기 이전 커버리지 클래스에 대응하는 제어 정보의 재 전송 요청을 송신하는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 이전 커버리지 클래스를 위해 할당된 자원을 통해 송신됨으로 인해 수신하지 못한 정보를 포함하는 장치.
  5. 무선 통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말로 동기화(synchronization) 신호를 송신하고, 상기 단말로부터 커버리지 클래스(coverage class) 변경 보고를 수신하고, 제어 노드로 상기 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하고, 상기 단말로 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 변경된 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 송신하는 통신부를 포함하는 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 제어 노드로부터 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 대한 응답을 수신하고, 상기 단말로 상기 응답에 기초하여 자원 정보를 송신하는 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고는, 상기 단말의 커버리지 클래스가 변경됨을 알리고, 상기 제어 노드로 상기 커버리지 클래스에 대응하는 자원 할당에 대한 승인을 요청하는 장치.
  8. 무선 통신 시스템에서 제어 노드 장치에 있어서,
    기지국으로부터 단말에 대한 커버리지 클래스 변경 보고를 수신하는 통신부와,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 자원 정보를 변경하는 제어부를 포함하는 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고는, 상기 단말의 커버리지 클래스가 변경됨을 알리고, 상기 기지국을 통하여 상기 제어 노드로 상기 커버리지 클래스에 대응하는 자원 할당에 대한 승인을 요청하는 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 커버리지 클래스 변경 보고를 수신하고, 상기 기지국에 페이징 변경을 송신하고, 다른 기지국들에 페이징 종료를 송신하는 장치.
  11. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    커버리지 클래스에서 랜덤 액세스 요청 횟수를 카운팅하는 제어부와,
    상기 랜덤 액세스 요청 횟수가 임계값보다 클 경우, 상기 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 송신하고, 상기 혼잡 상황 지시 정보에 기초하여 변경된 자원 정보를 수신하는 송수신부를 포함하는 장치.
  12. 무선 통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말로부터 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 수신하는 통신부와,
    랜덤 액세스 채널(Random Access CHannel, RACH)에서 메시지를 전송한 단말들의 수를 추정하고, 상기 혼잡 상황 지시 정보와 상기 단말들의 수에 기초하여 랜덤 액세스 채널의 혼잡도를 추정하는 제어부를 포함하고,
    상기 통신부는, 상기 혼잡도에 기초하여 제어 노드로 자원 정보 변경을 요청하고, 변경된 자원 정보를 상기 단말로 송신하는 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단말로부터 수신되는 랜덤 액세스 요청에 기초하여 단말의 자원 이용률을 추정하고, 상기 자원 이용률에 대한 평균 및 분산을 이용하여 커버리지 클래스 내 부하를 추정하는 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 혼잡도에 기초하여 제어 채널 부하를 추정함으로써, 제어 채널 부하 편중을 판단하고,
    상기 통신부는, 상기 제어 채널 부하가 편중되었다 판단할 경우, 제어 노드에 부하 분산을 위한 커버리지 클래스 변경 요청을 송신하고, 상기 제어 노드로부터 커버리지 클래스 변경에 관련된 승인을 수신할 경우, 상기 단말로 커버리지 클래스 변경 지시 정보를 송신하는 장치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 제어 채널 부하가 편중되었다 판단할 경우, 상기 단말로 랜덤 액세스 요청에 대한 지연 요청을 송신하는 장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 제어 채널 부하가 편중되었다 판단할 경우, 상기 제어 노드로 페이징 보류 요청을 송신하는 장치.
  17. 무선 통신 시스템에서 제어 노드 장치에 있어서,
    기지국으로부터 커버리지 클래스 변경 요청을 수신하고, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경에 대한 허가를 송신하는 통신부와,
    상기 커버리지 클래스 변경 요청에 대한 정보를 저장하는 저장부를 포함하는 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 기지국으로부터 페이징 보류 요청을 수신하고,
    상기 페이징 보류 요청에 기초하여 다음 페이징 타이밍을 결정하는 제어부를 더 포함하는 장치.
  19. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    기지국으로부터 동기화(synchronization) 신호를 수신하는 과정과,
    상기 동기화 신호에 기초하여 커버리지 클래스(coverage class)를 추정하는 과정과,
    상기 커버리지 클래스가 이전 커버리지 클래스와 다른 경우, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하는 과정과,
    상기 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고는, 상기 단말의 커버리지 클래스가 변경됨을 알리고, 상기 기지국을 통하여 제어 노드로 상기 커버리지 클래스에 대응하는 자원 할당에 대한 승인을 요청하는 방법.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 이전 커버리지 클래스에 대응하는 제어 정보의 재 전송 요청을 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 이전 커버리지 클래스를 위해 할당된 자원을 통해 송신됨으로 인해 수신하지 못한 정보를 포함하는 방법.
  23. 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    단말로 동기화(synchronization) 신호를 송신하는 과정과,
    상기 단말로부터 커버리지 클래스(coverage class) 변경 보고를 수신하는 과정과,
    제어 노드로 상기 커버리지 클래스 변경 보고를 송신하는 과정과,
    상기 단말로 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 변경된 커버리지 클래스에 대응되는 자원을 통해 제어 정보를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 제어 노드로부터 상기 커버리지 클래스 변경 보고에 대한 응답을 수신하는 과정과,
    상기 단말로 상기 응답에 기초하여 자원 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고는, 상기 단말의 커버리지 클래스가 변경됨을 알리고, 상기 제어 노드로 상기 커버리지 클래스에 대응하는 자원 할당에 대한 승인을 요청하는 방법.
  26. 무선 통신 시스템에서 제어 노드의 동작 방법에 있어서,
    기지국으로부터 단말에 대한 커버리지 클래스 변경 보고를 수신하는 과정과,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고에 기초하여 자원 정보를 변경하는 과정을 포함하는 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고는, 상기 단말의 커버리지 클래스가 변경됨을 알리고, 상기 기지국을 통하여 제어 노드로 상기 커버리지 클래스에 대응하는 자원 할당에 대한 승인을 요청하는 방법.
  28. 청구항 26에 있어서,
    상기 커버리지 클래스 변경 보고를 수신하는 과정과,
    상기 기지국에 페이징 변경을 송신하고, 다른 기지국들에 페이징 종료를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  29. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    커버리지 클래스에서 랜덤 액세스 요청 횟수를 카운팅하는 과정과,
    상기 랜덤 액세스 요청 횟수가 임계값보다 클 경우, 상기 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 송신하는 과정과,
    상기 혼잡 상황 지시 정보에 기초하여 변경된 자원 정보를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
  30. 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    단말로부터 커버리지 클래스의 혼잡 상황 지시 정보를 포함하는 랜덤 액세스 요청을 수신하는 과정과,
    랜덤 액세스 채널(Random Access CHannel, RACH)에서 메시지를 전송한 단말들의 수를 추정하고, 상기 혼잡 상황 지시 정보와 상기 단말들의 수에 기초하여 랜덤 액세스 채널의 혼잡도를 추정하는 과정과,
    상기 혼잡도에 기초하여 제어 노드로 자원 정보 변경을 요청하고, 변경된 자원 정보를 상기 단말로 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 단말로부터 수신되는 랜덤 액세스 요청에 기초하여 단말의 자원 이용률을 추정하는 과정과,
    상기 자원 이용률에 대한 평균 및 분산을 이용하여 커버리지 클래스 내 부하를 추정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  32. 청구항 30에 있어서,
    상기 혼잡도에 기초하여 제어 채널 부하를 추정함으로써, 제어 채널 부하 편중을 판단하는 과정과,
    상기 제어 채널 부하가 편중되었다 판단할 경우, 제어 노드에 부하 분산을 위한 커버리지 클래스 변경 요청을 송신하는 과정과,
    상기 제어 노드로부터 커버리지 클래스 변경에 관련된 승인을 수신할 경우, 상기 단말로 커버리지 클래스 변경 지시 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  33. 청구항 30에 있어서,
    상기 제어 채널 부하가 편중되었다 판단할 경우, 상기 단말로 랜덤 액세스 요청에 대한 지연 요청을 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  34. 청구항 30에 있어서,
    상기 제어 채널 부하가 편중되었다 판단할 경우, 상기 제어 노드로 페이징 보류 요청을 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  35. 무선 통신 시스템에서 제어 노드의 동작 방법에 있어서,
    기지국으로부터 커버리지 클래스 변경 요청을 수신하고, 상기 기지국으로 커버리지 클래스 변경에 대한 허가를 송신하는 과정과,
    상기 커버리지 클래스 변경 요청에 대한 정보를 저장하는 과정을 포함하는 방법.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 기지국으로부터 페이징 보류 요청을 수신하는 과정과,
    상기 페이징 보류 요청에 기초하여 다음 페이징 타이밍을 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.



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