KR20170054287A - 무선 자원 구성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 자원 구성 방법 및 장치가 제공된다. 무선 통신 시스템에 있어서, 무선 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 자원 슬라이스로 각각 분할되며, 복수의 무선 자원 슬라이스 중 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스가 결정된다.

Description

무선 자원 구성 방법 및 장치{Method and apparatus for configuring radio resource}

본 발명은 무선 자원 구성 방법 및 장치에 관한 것이다.

ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector)은 대용량(예: eMBB(enhanced Mobile BroadBand)), 저지연(예: Low latency 또는 uMTC(Ultra machine type communication)) 및 초연결(예: mMTC(massive machine type communication)) 등의 다양한 서비스 요구사항을 지원할 수 있는 주요 기능(key capabilities)을 5G(5^th Generation)의 기본 요구 사항으로 제시하고 있다.

이를 위해 이들 요구사항을 동시에 수용할 수 있으면서, 주파수 자원의 활용도를 개선하고 무선채널의 오버헤드를 줄일 수 있는 유연한 무선 프레임 구조가 필요하다.

그러나 기존 이동 통신(예: LTE(long term evolution-advanced)/LTE-A(advanced)의 무선 프레임 구조는 부반송파 및 심볼 자원의 기본 할당 단위가 고정되어 있어서, 저지연 및 초연결 등 다양한 서비스 특성을 만족시키기엔 한계가 있고 비효율적이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 유연한 구조를 가지는 무선 자원을 구성하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따른 무선 자원 구성 장치는, 안테나를 통하여 신호를 송수신하는 송수신부; 그리고 상기 송수신부와 연결되고, 무선 자원 구성을 수행하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 무선 자원을 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 자원 슬라이스로 각각 분할하고, 상기 복수의 무선 자원 슬라이스 중 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 결정한다.

상기 무선 자원은 주파수 자원과 시간 자원을 포함하는 무선 프레임 자원이며, 상기 무선 프레임 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 프레임 타일(tile)로 각각 분할될 수 있다.

상기 무선 프레임 자원은, 주파주 자원 중심으로 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는 방법, 시간 자원 중심으로 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는 방법, 전력, 코드 중 적어도 하나인 제3 자원 중심으로 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는 방법, 주파수 자원과 시간 자원을 토대로 랜덤하게 복수의 무선 프레임으로 분할되는 방법 중 하나의 방법을 토대로 복수의 무선 프레임 타일로 분할될 수 있다.

공간분할 멀티-빔을 사용하는 경우, 상기 무선 자원은 빔 자원이며, 상기 빔 자원은 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 빔 슬라이스로 각각 분할될 수 있다. 이 경우, 상기 빔 자원의 커버리지, 빔 폭 및 빔 각도 중 적어도 하나를 조정하여 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 빔 슬라이스가 생성될 수 있다.

상기 무선 통신 네트워크 시스템은, 초기 셀 액세스 네트워크; 및 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 따라 추가되는 적어도 하나의 이차셀 액세스 네트워크를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 초기 셀 액세스 네트워크와 상기 이차셀 액세스 네트워크에 대하여 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 각각 할당할 수 있다.

상기 초기 셀 액세스 네트워크는 신규 호(call)에 따라 신규 연결을 시도할 때 디폴트로 접속되는 액세스 네트워크이며, 상기 프로세서는 상기 초기 셀 액세스 네트워크를 통하여 접속하는 상기 디바이스를, 상기 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 이차셀 액세스 네트워크로 연결시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 무선 통신 시스템은, 초기 셀 액세스 네트워크; 및 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 따라 추가되는 적어도 하나의 이차셀 액세스 네트워크를 포함하며, 상기 초기 셀 액세스 네트워크와 상기 이차셀 액세스 네트워크에 대하여 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스가 각각 할당되어 있다.

상기 무선 자원은 주파수 자원과 시간 자원을 포함하는 무선 프레임 자원이며, 상기 무선 프레임 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 프레임 타일로 각각 분할될 수 있다.

또한, 공간분할 멀티-빔을 사용하는 경우, 상기 무선 자원은 빔 자원이며, 상기 빔 자원은 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 빔 슬라이스로 각각 분할될 수 있다.

상기 초기 셀 액세스 네트워크는, 디바이스가 보고하는 인접 셀들의 수신 신호 세기 중 수신 세기가 일정 통신 품질 임계치 이상이면서 커버리지 반경이 가장 큰 셀에 대응하는 액세스 네트워크이며, 신규 호에 따라 신규 연결을 시도할 때 디폴트로 접속되는 네트워크일 수 있다.

상기 무선 통신 시스템은, 상기 초기 셀 액세스 네트워크를 통하여 접속하는 상기 디바이스에 대하여, 상기 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 이차셀 액세스 네트워크와 무선 자원 슬라이스를 결정하여 상기 디바이스로 통보하는, 액세스 네트워크 제어기를 더 포함할 수 있다.

상기 디바이스는 초기 셀 액세스 네트워크와의 접속을 유지하고 있는 상태에서, 상기 액세스 네트워크 제어기로부터 통보되는 이차셀 액세스 네트워로 접속되어 다중 연결 상태를 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 무선 자원을 구성하는 방법이며, 무선 자원 구성 장치가, 무선 자원을 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 자원 슬라이스로 분할하고, 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 결정하는 단계; 및 상기 무선 자원 구성 장치가 상기 결정된 무선 자원 슬라이스를 상기 디바이스로 통보하는 단계를 포함한다.

상기 결정하는 단계는, 상기 무선 자원 구성 장치가 상기 디바이스로부터 서비스 타입을 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 상기 무선 자원 구성 장치가 상기 서비스 타입에 대응하는 액세스 네트워크를 결정하는 단계; 및 상기 무선 자원 구성 장치가 상기 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 통보하는 단계는, 상기 무선 자원 구성 장치가, 상기 결정된 액세스 네트워크로 상기 결정된 무선 자원 슬라이스에 대한 정보를 제공하는 단계; 및 상기 무선 자원 구성 장치가, 상기 결정된 액세스 네트워크와 상기 결정된 무선 자원 슬라이스에 대한 정보를 상기 디바이스로 제공하는 단계를 포함한다.

상기 결정하는 단계는, 상기 무선 자원 구성 장치가 초기 셀 액세스 네트워크를 통하여 접속하는 상기 디바이스로부터 획득한 서비스 타입을 토대로 복수의 이차셀 액세스 네트워크 중 하나의 액세스 네트워크를 결정할 수 있다.

상기 무선 자원은 주파수 자원과 시간 자원을 포함하는 무선 프레임 자원이며, 상기 무선 프레임 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 프레임 타일로 각각 분할될 수 있다.

또한, 공간분할 멀티-빔을 사용하는 경우, 상기 무선 자원은 빔 자원이며, 상기 빔 자원은 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 빔 슬라이스로 각각 분할될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 무선 프레임 자원을 가상화를 이용하는 무선 프레임 타일링(radio frame tiling) 기술을 토대로, 다양한 서비스 요구사항에 따라 맞춤형 무선 프레임을 제공할 수 있다. 또한, 빔 슬라이싱(beam slicing)을 토대로 다양한 서비스 요구사항에 따라 맞춤형 빔 슬라이스를 제공할 수 있다. 따라서, 가입자의 서비스 체감품질을 개선할 수 있다. 또한, 사업자가 주파수 자원의 활용도 개선, 무선채널의 오버헤드 개선 그리고 단말/기지국간 무선 인터페이스를 단순화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 자원 구성을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 프레임 타일을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 요구사항에 부합되는 셀을 선택하고 무선 프레임 파일을 선택하는 과정을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 빔 자원을 분할하는 것을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 요구사항에 부합되는 셀을 선택하고 빔 슬라이스를 선택/추가/변경하는 과정을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 셀 선택 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 전송을 위한 무선 자원 할당을 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 셀 선택, 구성 및 접속 절차의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스의 서비스 타입 선택 과정을 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 타입을 설정하기 위하여 디바이스에 디스플레이 되는 메뉴 리스트를 나타낸 예시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예 따른 무선 프레임 타일과 빔 슬라이스간의 매핑을 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에서 셀 타입과 무선 프레임 타일/빔 슬라이스 정보를 출력 정보로 내보내는 예를 나타낸 도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스의 구조도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 자원 구성 장치의 구조도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 자원 구성 방법 및 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 예에서, 무선 프레임 타일(radio frame tile)은 서비스 타입에 맞도록 구성된 최적의 무선 프레임 구조를 나타내며, 서비스 타입에 따라 적용되는 무선 자원(예: 부반송파 간격(subcarrier-spacing), 심볼 구간(symbol-duration))의 배치가 달라지는 구조이다.

빔 슬라이스(beam slice)는 무선 빔을 서비스 타입(service type, sType)은 서비스 요구 사항의 의미로 사용될 수도 있으며, 서비스 타입은 예를 들어, 무선 패킷 전송 속도, 무선 패킷 지연, 무선 패킷 전송 에러율 등의 서비스 요구 특성에 따라 분류될 수 있다. 서비스 타입은 예를 들어, eMBB(enhanced Mobile BroadBand), uMTC(Ultra machine type communication), mMTC(massive machine type communication), best effort 등이 있다.

셀 타입(cell type, cellType)은 주파수 대역 특성에 따라 셀 커버리지가 달라진다. 셀 타입은 예를 들어, 마크로셀, 스몰셀 등이 있다. 셀 슬라이스(cell slice)는 셀 타입과 무선 프레임 타일(혹은 빔 슬라이스)로 구성되는 셀의 일부 조각을 나타낸다.

디바이스는 여러 타입의 단말 장비(예를 들어, UE, 자동차(Veichle), 센서(Sensor), 로봇(robot) 등) 또는 가입자를 총칭한다.

초기 셀(Primary cell)은 호 설정 초기에 디바이스가 서비스를 요청할 때 첫 번째로 접속하는 셀이다. 초기 셀은 핫 스팟(hot spot) 셀 등 아일런드(island) 타입의 셀이 많은 경우, 통신의 끊김 없는 연속성 등을 지원하기 위해 접속되는 셀이다. 이차 셀(Secondary cell)은 디바이스가 초기 셀에 접속된 이후에 두 번째로 접속되는 셀이며, 대용량 및 저지연 등의 서비스 타입을 지원하는데 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 나타낸 도이다.

첨부한 도 1에서와 같이, 무선 통신 시스템은 디바이스(1), 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network, RAN)(2), 이를 제어하는 무선 액세스 네트워크 제어기(3)를 포함한다.

디바이스(1)는 스마트(Smart) 디바이스, 센서 네트워킹(Sensor networking), 이동 네트워크(Moving network, 예를 들어, V2X), 인프라리스 디바이스 네트워킹(Infra-less Device Networking, 예를 들어, 향상된 D2D(Device-to-Device)/MTC) 등의 디바이스를 포함할 수 있다. 디바이스(또는 디바이스 네트워크)는 사물 중심 디바이스로 확대되어 네트워킹 형태(예를 들어, 센서 IoT 네트워크(Sensor/IoT network))를 구성할 수 있다.

무선 액세스 네트워크(RAN)(2)는 셀 커버리지 등의 특성에 따라 초기 셀(예: 매크로 셀(macro cell)) 및 이차 셀(예: 스몰 셀, RRH/RU(Remote radio head/Radio unit), 릴레이(Relay) 노드 등)로 구분된다. 무선 액세스 네트워크(RAN)는 초기 셀 제어 기반으로 이차 셀과 결합한 구조로 이루어질 수 있다. 초기 셀과 이차 셀은 다양한 서비스 요구를 수용할 수 있도록 가상화 기반의 셀 슬라이스 구조로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 디바이스와 셀 노드(초기 셀, 이차 셀)간의 무선 인터페이스는 다양한 형태의 무선 프레임 타일 구조 혹은 빔 슬라이스 구조를 갖는다. 이들 구조는 디바이스가 요구하는 서비스타입에 따라 대용량(eMBB, 광대역(broadband)), 저지연(low latency, uMTC), 초연결(massive connectivity, mMTC) 및 인터넷(예: best effort)등의 용도에 맞게 서비스 맞춤형으로 구성된다.

무선 액세스 네트워크 제어기(3)는 무선 액세스 네트워크(RAN)를 구성하는 무선 자원과 기능 요소를 실시간을 할당하고 제어한다. 이러한 무선 액세스 네트워크 제어기(3)는 C-RAN 제어기(Cloud-RAN controller)라고 명명될 수 있다.

무선 액세스 네트워크 제어기(3) 즉, C-RAN 제어기(3)는 무선 자원 관리기(radio resource manager, RRM)(31)와 무선 기능 매니저(radio function manager, RFM)(32)를 포함한다.

무선 자원 관리기(RRM)(31)은 디바이스의 서비스 요구 수요에 필요한 만큼의 무선 자원 규모를 조정 및 관리한다. 예를 들어, 무선 자원 관리기(RRM)(31)는, 대용량, 저지연 및 초연결 등의 서비스 타입별로 사용할 수 있는 무선 자원(예: 무선 프레임 타일의 부반송파(sub-carrier) 및 심볼 자원)의 규모를 배분한다.

무선 기능 매니저(RFM)(32)는 배분된 각 무선 자원(무선 프레임 타일)에 적합한 무선 기능 요소를 할당한다. 예를 들어, 무선 기능 매니저(RFM)(32)는 대용량 서비스 타입에 대하여 “무선 프레임 타일#1”이 할당된 경우 이에 적합한 무선 기능 요소(예: 웨이브폼(waveform), 액세스 방식, 변조 방식, 코딩 방식 등)를 할당한다.

이러한 구조로 이루어지는 C-RAN 제어기(3)는 각종 무선 자원 및 그 기능을 소프트웨어적으로 제어 관리함으로써, 네트워크 자원의 스케일 업/다운(scale-up/down) 및 가변적이고 신속한 네트워크의 운용유지를 용이하게 할 수 있다.

C-RAN 제어기(3)는 통상, NFV(Network Function Virtualisation)/SDN(Software Defined Network) 분야에서 거론되는 서비스 오케스트레이터(service orchestrator)의 기능의 일부를 에이전트(agent) 형태로 보유할 수 있으며, 서비스 오케스트레이터가 비실시간적으로 동작하는 것에 비해, C-RAN 제어기(3)는 실시간적으로 동작된다. C-RAN 제어기(3)는 무선 액세스 네트워크(RAN)와 개방형 인터페이스(open interface)를 통해 연결될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 자원 구성을 나타낸 개념도이다.

다양한 디바이스들로부터 요구되는 서비스 타입들을 지원할 수 있도록, 본 발명의 실시 예에서는 무선 자원을 복수의 무선 자원 슬라이스들로 분할하여, 다음과 같이 구성할 수 있다.

케이스-1) 하나의 물리적인 무선 프레임 자원(radio frame resource)을 복수의 독립적인 무선 프레임 타일(radio frame tile)로 슬라이싱(slicing)한다. 저지연 및 초연결 등 다양한 서비스 타입에 따라 주파수 자원, 시간 자원 및 CP(cyclic prefix) 간격 등을 조정하여 무선 프레임 자원을 복수의 무선 프레임 타일로 분류한다. 이러한 과정을 무선 프레임 타일링(radio frame tiling)이라고 할 수 있다. 여기서, 주파수 자원을 조정하는 경우 예를 들어, 부반송파 간격(subcarrier spacing)을 조정할 수 있으며, 시간 자원을 조정하는 경우 예를 들어, 심볼 구간(symbol duration)을 조정할 수 있다.

케이스-2) 저지연 및 초연결 등 다양한 서비스 타입에 따라 빔 자원의 커버리지, 빔폭 및 빔 각도를 조정하여 빔 자원을 복수의 무선 빔들로 분류한다. 이러한 과정을 무선 빔 슬라이싱(radio beam slicing)이라고 할 수 있다.

무선 자원을 구성하기 위하여, 도 2에서와 같이, 주파수 대역에 따른 셀 커버리지를 고려하여 서비스 특성에 적합한 셀 타입(cellType)을 결정한다. 예를 들어, 셀 타입(cellType)은 매크로셀(예를 들어, cellType#0라고 함)과 스몰셀(예를 들어, cellType#2라고 함)을 포함한다. 결정된 셀 타입에 대하여, 무선 패킷의 전송 속도 및 지연 등 서비스 특성에 맞는 무선 프레임 타일을 구성하며, 또한 무선 빔 슬라이스를 구성한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 프레임 타일을 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예에서는 서비스 타입에 따라 OFDM 기반의 무선 프레임 자원을 주파수축 및 시간축 상으로 분할하는 무선 프레임 타일링을 수행하여 도 3과 같은 서비스 타입별 무선 프레임 타일을 제공한다.

무선 프레임 자원의 분할은 다음과 같은 방법으로 가능하다.

· 무선 프레임 자원을 주파수(Frequency) 자원 중심으로 분할

· 무선 프레임 자원을 시간(Time) 자원 중심으로 분할

· 무선 프레임 자원을 제3의 자원(예를 들어, 전력(power), 코드(code))를 이용한 분할

· 무선 프레임 자원을 주파수 자원과 시간 자원에 무관하게 주파수 및 시간을 랜덤 분할

본 발명의 실시 예에서는 위에 예시된 바와 같은 분할 방법 중 적어도 하나를 사용하여 무선 프레임 자원을 복수의 무선 프레임 타일로 분할할 수 있다. 분할 방법에 따라 자원 할당 크기 즉, 무선 자원 규모(주파수 및 시간 등)가 달라질 수 있으며, 무선 자원 규모가 서로 다른 복수의 무선 프레임 타일이 생성될 수 있다. 이러한 무선 프레임 타일은 서비스 타입별로 할당될 수 있다. 각 무선 프레임 타일에 할당되는 무선 자원 규모는, 서비스 타입에 따라 C-RAN 제어기(3)에 의하여 시스템 초기화시에 결정될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 요구사항에 부합되는 셀을 선택하고 무선 프레임 파일을 선택하는 과정을 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예에서는 무선 프레임 자원에 가상화 개념(virtualization)을 적용하여, 무선 프레임 자원을 복수의 독립적인 무선 프레임 타일로 슬라이싱할 수 있다.

무선 액세스 네트워크(RAN)가 다양한 서비스 요구를 수용하기 위하여, 도 4에서와 같이, 가상화 기반의 셀 슬라이스 구조로 이루어진다.

디바이스가 무선 통신 시스템에 새로운 연결(또는 새로운 호(new call))을 요청할 때, 네트워크(예: C-RAN 제어기)는 특정 무선 프레임 타일이 정의되어 있거나 혹은 모빌리티(mobility/handover) 빈도수를 줄이기 위한 경우, 디폴트 셀 타입과 디폴트 무선 프레임 타일을 선택할 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 도 4에서와 같이, 초기 셀(Primary cell, 예: 5G 매크로 셀)과 무선 프레임 타일 #0(radioFrameTile#0)(예를 들어, best-effort를 위한 디폴트 프레임 타일)’을 디폴트로 선택할 수 있다. 이 경우, 네트워크(예: C-RAN 제어기)는 디바이스가 보고하는 인접 셀들의 수신 신호 세기 중 수신 세기가 일정 통신 품질 임계치 이상이면서 커버리지 반경이 가장 큰 셀(예: 매크로셀)을 초기 셀로 선택할 수 있다. 시스템 정보(system information block, SIB)를 통해 디폴트 무선 프레임 타일에 대한 정보를 디바이스로 알려 줄 수 있다.

한편, 통신 중 디바이스가 요구하는 무선 자원은 선택된 셀 타입(cellType#T)과 무선 프레임 타일(radioFrameTile#K)을 대상으로 할당될 수 있다. 이 경우, 되며, MAC 스케줄러(scheduler)가 디바이스가 요구하는 트래픽 용량만큼 실시간으로 무선 자원을 디바이스에 할당한다. 이때 주파수 자원 및 시간 자원은 연속적으로 할당되며, 분산적(discrete) 할당은 선택적으로 이루어질 수 있다.

통신 중에, 서빙 중인 셀 타입의 수신 신호 세기가 낮아지고 인접한 셀들의 수신 신호 세기가 일정 임계치 이상이 되면 디바이스는 이들 수신 신호의 측정치를 네트워크로 보고한다. 네트워크(예: C-RAN 제어기)는 네트워크는 디바이스의 서비스 타입에 부합하는 이차 셀(Secondary cell)의‘셀 타입과 무선 프레임 타일’을 선택하여 디바이스에 알려 준다. 이 경우 디바이스는 기존 통신 중인 셀 타입(예: 초기 셀, 매크로 셀 모드)를 유지하고, 새로운 셀 타입(예: 이차 셀, 스몰 셀 모드)을 추가(add)하여, 동시에 복수의 셀과 접속(다중 연결(multi-connection))할 수 있다.

네트워크(예: C-RAN 제어기)는 통신 중 디바이스가 서비스 타입의 변경을 요청하는 경우, 디바이스의 무선 프레임 타일을 해당 서비스 타입을 만족하는 무선 프레임 타일로 변경(modify)시킨다. 도 4와 같은 구조에서, 관련 기능 모듈(혹은 장치)간은 개방형 인터페이스로 접속된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 빔 자원을 분할하는 것을 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예에서는 무선 자원을 분할하는 다른 방법으로, 무선 빔을 복수의 빔 슬라이스로 분할하는 빔 슬라이싱을 수행한다.

일레로, 디바이스가 3D-UHDTV 서비스 타입을 요구하면, 네트워크(예: C-RAN 제어기)는 이차 셀의 셀 타입을 밀리미터파를 사용하는 스몰 셀로 선택하고, 무선 자원으로 공간 분할 멀티 빔을 사용하는 매시브 안테나 기반의 특정 빔 슬라이스(beam-slice#0 for eMBB)를 할당한다. 이때 각 빔 슬라이스의 빔 폭(beam width), 빔 슬라이스간 이격거리(beam interval), 빔 슬라이스의 송출전력, 빔 슬라이스가 수평/수직 축으로 커버하는 각도 등은 동적으로 설정될 수 있다. 서비스 타입에 따라 위에 기술된 빔 슬라이스의 빔 폭, 빔 슬라이스간 이격거리, 송출전력, 각도 등이 달라질 수 있다.

또한, 네트워크(C-RAN 제어기)는 서비스 타입에 따라 무선 기능 요소를 선택할 수 있다. 예를 들어, 3D-UHDTV 서비스 타입의 경우, 웨이브 폼(Waveform)은 FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)을 선택하고, 다중 액세스 방식(Multiple-access)은 OFDM을 선택하며, 디바이스의 전파 측정 결과(예: CQI(Channel Quality Indicator))에 따라 변조 방식(modulation type) 및 코딩 방식(coding type)을 실시간으로 제어할 수 있다. 이를 통해 특정 빔 슬라이스(예: beam-slice#0)는 3D UHDTV 서비스를 위한 서비스 맞춤형으로 제공된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 요구사항에 부합되는 셀을 선택하고 빔 슬라이스를 선택/추가/변경하는 과정을 나타낸 도이다.

무선 액세스 네트워크(RAN)가 다양한 서비스 요구를 수용하기 위하여, 도 6에서와 같이, 가상화 기반의 셀 슬라이스 구조로 이루어지고, 가상화 개념을 사용하여 빔 자원을 복수의 독립적인 빔으로 슬라이싱하는 경우, 생성된 빔 슬라이스를 선택하거나, 추가하거나 또는 변경할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 특별한 언급이 없는 한, 빔 슬라이스의 기본 동작 원리는 무선 프레임 타일과 유사하다.

디바이스가 무선 통신 시스템에 새로운 연결(또는 새로운 호)을 요청할 때, 네트워크(예: C-RAN 제어기)는 빔 슬라이스가 정의되어 있지 않거나 모빌리티 빈도수를 줄이기 위한 경우, 디폴트 셀 타입과 디폴트 빔 슬라이스를 선택할 수 있으며, 예를 들어, 도 6에서와 같이, 초기 셀(예: 5G 매크로 셀)과 빔 슬라이스(eamSlice#0)를 디폴트로 선택할 수 있다. 빔 슬라이스(eamSlice#0)는 best-effort 서비스 타입에 대한 디폴트로 선택될 수 있다.

네트워크는 디바이스가 보고하는 인접 셀들의 수신 신호 세기 중 수신 세기가 일정 통신 품질 임계치 이상이면서 커버리지 반경이 가장 큰 셀(예: 매크로셀)을 초기 셀 타입으로 선택할 수 있다. 통신 중 디바이스가 요구하는 무선 자원은 선택된 셀 타입과 빔 슬라이스를 대상으로 할당하며, 이를 위해, MAC 스케줄러는 디바이스가 요구하는 트래픽 볼륨만큼 실시간으로 무선 자원을 할당한다. 통신 중에 서빙 중인 셀 타입의 수신 신호 세기가 낮아지고 인접한 셀들의 수신 신호 세기가 일정 임계치 이상이 되면 디바이스는 이들 수신 신호의 측정치를 네트워크로 보고한다. 네트워크는 디바이스의 서비스 타입에 부합하는 이차 셀의‘셀 타입과 빔 슬라이스’를 선택하여 디바이스에 알려 준다. 이 경우 디바이스는 기존 통신 중인 셀 타입(예; 초기 셀, 매크로 셀 모드)을 유지하고, 새로운 셀 타입(예: 이차 셀, 스몰 셀 모드)를 추가함으로써, 동시에 복수의 셀과 다중 연결형태로 접속될 수 있다.

네트워크는 통신 중 디바이스가 서비스 타입의 변경을 요청하는 경우, 디바이스의 빔 슬라이스를 해당 서비스 타입을 만족하는 빔 슬라이스로 변경시킨다. 특정 빔 슬라이스에 대해 서비스 중인 디바이스가 없는 경우, 네트워크는 해당 빔 슬라이스를 파워 오프(power-off)시킨다. 도 6과 같은 구조에서, 관련 기능 모듈(혹은 장치)간은 개방형 인터페이스로 접속된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 셀 선택 절차를 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 실시 예에서, 서비스 타입에 부합하는 셀(이차 셀, 슬라이스 셀(slice cell))을 선택하기 위하여, 도 7과 같이, 셀타입(cellType#T)과 무선 프레임 타일(radioFrameTile#K)을 선택하는 절차를 수행할 수 있다.

첨부한 도 7에서와 같이, C-RAN 제어기(3)는 무선 액세스 네트워크(RAN)를 구성하는 무선 자원(무선 프레임 타일/빔 슬라이스)과 기능 요소를 서비스 타입별로 할당한다(S100). 디바이스(1)가 호 설정 초기에, 초기 셀(21)을 선택한다(S110).

초기 셀은 디바이스가 서비스를 요청할 때 맨 처음 접속되는 셀이다. 예를 들어, 핫 스팟 셀 등 아일런드 타입의 셀이 많은 경우, 인접한 셀 중 커버리지가 가장 큰 셀(예: 5G 매크로 셀, 4G 매크로 셀)을 선택한다. 이는 통신의 끊김 없는 연속성을 개선하기 위해 활용될 수 있다. 인접한 셀 중 매크로 셀이 복수인 경우는 수신 신호 세기가 가장 강한 셀을 초기 셀로 선택할 수 있다.

다른 예로서, 인접 셀 중 수신 신호 세기가 가장 강한 셀을 초기 셀(예: 5G 스몰 셀)로 선택할 수 있다.

또 다른 예로서, 인접 셀 중 임의 셀을 디폴트로 하여 초기 셀로 선택할 수 있다. 예를 들어, 임의 셀을 초연결 IoT 전용 셀로 지정하고, 초연결 IoT 용도의 디바이스는 초연결 IoT 전용셀로 바로 접속되도록 한다. 이를 위해 디바이스는 초기 셀인 초연결 IoT 전용 셀로 접속하기 위한 셀 식별 정보를 내부 메모리에 관리한다. 초기 셀에 대해서는 도 4에 예시된 바와 같이, 무선 프레임 타일(radioFrameTile#0)이 할당되어 있을 수 있으며, 디바이스(1)는 접속된 초기 셀의 무선 프레임 타일(radioFrameTile#0)을 통하여 신호를 송수신한다.

한편, 디바이스가 초기 셀을 선택하는 단계(S110)에서, 디바이스(1)가 요구하는 서비스 타입 식별을 지원하기 위한 시스템 정보(System Information Block, SIB)을 디바이스로 제공할 수 있다. 이 시스템 정보는 서비스 타입 요청 범주(serviceTypeRequestCategory, sTypeReqCat) 리스트를 포함한다. 서비스 타입 요청 범주 리스트는 셀이 제공하는 서비스 타입에 대한 정보인 서비스 타입 요청 범주 아이템들이 포함될 수 있다. 초기 셀(2)로부터 방송되는 시스템 정보의 리스트에 서비스 타입 요청 범주 아이템이 명시되지 않는 경우, 다른 가용한 정보가 대체되어 전송될 수 있다. 디바이스(1)는 이러한 시스템 정보의 리스트에 명시된 서비스 타입 요청 범주 아이템을 토대로 임의 서비스를 요청할 수 있다.

예를 들어, 디바이스(1)가 대용량 3D UHDTV 서비스 타입을 요구하는 경우, 이 서비스 타입을 셀에 알리는 수단이 디바이스 식별자(Device_ID)이면, 디바이스 식별자(Device_ID) 정보를 소정 메시지의 소정 파라미터(예: sTypeReqCat)에 설정하여 셀에 알린다. 이때 사용되는 메시지는 무선 베어러 설정 요청 메시지(RadioBearerSetup Request)가 사용될 수 있다. 디바이스(1)는 무선 베어러 설정 요청 메시지(RadioBearerSetup Request)의 소정 파라미터에 다음과 같은 정보를 설정하여 전송할 수 있다.

시스템 정보(SIB)의 리스트에 없는 서비스 타입은 ‘best effort’로 설정된다. 디바이스(1)가 시스템 정보를 수신하여 이에 대한 응답을 수행하는 절차는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

한편, 디바이스(1)는 초기 셀(21)로 접속되며(S120), 이후, 디바이스(1)가 요청한 서비스 타입에 대응하는 이차 셀로 접속된다(S130~S160). 예를 들어, 접속된 이차 셀에 대해서는 도 4에 예시된 바와 같이, 무선 프레임 타일(radioFrameTile#1)이 할당될 수 있으며, 디바이스(1)는 접속된 이차 셀의 무선 프레임 타일(radioFrameTile#1)을 통하여 신호를 송수신한다. 이차 셀로 접속되는 과정에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

디바이스(1)가 이차 셀로 접속된 후(Secondary-cell connected), 디바이스(1)가 트래픽 전송에 필요한 만큼의 무선 자원을 요청하면, 셀(초기 셀 또는 이차 셀) 내부의 MAC 스케줄러가 무선 자원을 디바이스(1)에 할당한다(S170).

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 전송을 위한 무선 자원 할당을 나타낸 예시도이다.

여기서는, 셀 타입과 무선 프레임 타일이 결정되어 있는 상태를 예로 들러 설명한다.

예를 들어, 도 8에서와 같이, 이차 셀의 MAC 스케줄러는 해당 무선 프레임 타일(radioFrameTile#K)을 통하여 디바이스(1)에 대응하는 CQI, 버퍼의 트래픽 용량(traffic volume) 및 서비스 타입(ServiceType)을 제공받고, 이러한 정보를 토대로 상향링크(Uplink, UL)/하향링크(Downlink, DL) 트래픽의 무선 자원을 할당한다. 무선 할당 정보는 예를 들어, 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다.

· Ul/DL에 대한 무선 프레임 타일(radioFrameTile#K)에서의 물리적 무선 자원 할당 정보(Physical_radio_resource_scheduling_info_in radioFrameTile#k for UL/DL

- 주파수 자원(Frequency_resource(Fi+Fj))

여기서, Fi=start_value_subcarrier로, 이는 시작 부반송파를 나타내는 값이, Fj=range 로 이는 주파수 범위에 대한 값이다.

- 시간 자원(Time_resource(Sk+Sl))

여기서, Sk=start_symbol로서, 이는 시작 심볼의 값을 나타내며, Sl=number_symbol로서, 심볼 수를 나타낸다.

- CP 간격(CP_duration)

CP 간격은 (integer; Ncp-dur; n1 ~ n20)와 같이 나타낼 수 있다.

· 변조 방식 및 코딩 방식(MCS_type{modulation_type, coding_type)}

· 랜덤 액세스 방식(Random_access_scheme{예: contention_based}

· L2&L3 구성(configurations) 및 안테나 할당(Antenna_allocation)

이러한 정보 이외에, 무선 할당 정보는 RAT(Radio Access Technology) 정보(RAT_info)를 선택적으로 더 포함할 수 있으며, RAT 정보는 웨이브폼 타입(waveform_type), 다중 액세스 방식(multiple_access_scheme}을 포함할 수 있다.

한편, 무선 자원이 연속적이지 않고 분산 할당된 경우, 무선 자원 할당 정보(Physical_radio_resource_ scheduling)는 분할된 대역자원 수만큼 반복 할당된다. 이를 위해 MAC 스케줄러는 스케쥴링 정책과 무선 자원의 상태 정보를 함께 고려하여 무선 자원 할당을 수행할 수 있다.

위에 기술된 셀 선택 절차에서는 무선 프레임 타일을 기반으로 기술되었으나, 빔 슬라이스를 기반으로 한 셀 선택 절차시에도 위에 기술된 절차와 유사하게 동작하므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

다음에는, 디바이스가 이차 셀로 접속되는 과정 즉, 디바이스의 서비스 타입에 부합하는 이차 셀을 선택하고 최적의 이차 셀의 형상 정보를 구성하는 절차에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 셀 선택, 구성 및 접속 절차의 흐름도이다.

디바이스가 초기 셀로 접속되어 있는 상태(primary cell connected)에서, 네트워크(예: 초기 셀, C-RAN 제어기)를 통해, 디바이스의 서비스 타입에 부합하는 이차 셀(cellType#T, radioFrameTile#k/beamSlice#k)을 선택하고 최적의 이차 셀 형상 정보(RFP#k)를 구성한다.

구체적으로, 디바이스(1)는 도 9에서와 같이, 초기 셀(2)로 접속되어 있는 상태(primary cell connected)에서(S300), 무선 베어러 설정 요청 메시지(RadioBearerSetup Request)를 초기 셀(21)로 전송한다(S310). 무선 베어러 설정 요청 메시지는 서비스 타입 요구 범주(serviceTypeReuestCategory, sTypeReqCat), 인접한 셀들의 수신신호세기 측정치(CQI로서, 예를 들어, RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality)) 를 포함한다.

디바이스(1)가 초기 셀(21)로부터 수신한 시스템 정보를 토대로 서비스 타입 요구 범주(serviceTypeReuestCategory, sTypeReqCat)를 선택하고 요청하는 과정을 살펴 보면 도 10과 같다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스의 서비스 타입 선택 과정을 나타낸 예시도이다.

위의 도 7의 설명에서 디바이스가 초기 셀로부터 수신한 시스템 정보(SIB)로부터 제공받은 서비스 타입 요청 범주(sTypeReqCat) 리스트의 정보를 참조하여, 서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat)를 설정하는 예를 살펴보면 다음과 같다.

도 10에 예시된 바와 같이, 하나의 방법(case-1)으로, 디바이스의 식별자(Device_ID)를 사용할 수 있다. 구체적으로, 디바이스가 하나의 특정 서비스 타입만 지원하는 경우, 서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat)를 디바이스의 식별자로 설정한다. 즉, ‘sTypeReqCat(#k)= Device_ID’이다. 가입자는 서비스 가입시에 서비스 등록 정보(예: 서비스 타입, 과금 레벨 등)에 따라 서비스 타입에 대한 세부 요구사항(예: 무선 패킷 전송 속도, 지연 및 에러율 등)을 지정하여 네트워크(예: C_RAN 제어기)에 저장할 수 있다. 이후 네트워크는 가입자의 해당 디바이스의 식별자와 서비스 타입을 “Device_ID↔sType(#k)”와 같이, 1:1 매핑시킨다. 그리고 네트워크는 디바이스로부터 제공된 서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat)에 설정된 디바이스의 식별자((Device_ID))를 토대로 매핑된 서비스 타입(sType(#k))을 식별한다.

다른 방법(case-2)으로, 응용 식별자(Application_ID)를 사용할 수 있다. 구체적으로, 디바이스는 서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat(#k))를 디바이스(가입자)가 요구한 특정 서비스/응용 식별자로 설정한다. 즉, ‘sTypeReqCat(#k)= Application_ID’이다. 이를 위해 네트워크(예: C_RAN 제어기)는, 서비스 타입별로 응용 식별자(Application_ID)(예: URL 등)를 1:1 매핑하는 테이블을 보유한다.

또 다른 방법(case-3)으로 수동(Manual) 설정을 사용할 수 있다. 가입자가 특정 서비스/응용을 요구하는 경우, 가입자는 디바이스의 인터페이스 장치인 디스플레이에 자동으로 나타나는 메뉴 리스트를 통해 요구하는 서비스 타입의 특성을 직접 선택(예: 터치 방식으로 선택)할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 타입을 설정하기 위하여 디바이스에 디스플레이되는 메뉴 리스트를 나타낸 예시도이다.

가입자는 디바이스의 디스플레이에 도 11에 예시된 바와 같이, 서비스/응용에 대응하는 서비스 타입별로 서비스 특성(대용량, 저지연, 짧은 패킷, 모빌리티 레벨(Mobility level) 등이 나타날 수 있다. 이 경우, 가입자는 서비스 타입의 서비스 특성을 하나 혹은 둘 이상을 선택할 수 있다. 이와 같이 가입자에 의해 선택되는 서비스 타입의 서비스 특성들에 대하여, 네트워크 사업자는 해당 다바이스(혹은 가입자)가 등록한 QoS(Quality of Service) 및 과금 등을 고려하여 서비스 요청이 가능한지의 적법성을 판별하여 서비스 수용 여부를 결정할 수 있다.

서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat(#k))가, 가입자가 서비스 타입에 대하여 선택한 서비스 특성에 대응하는 정보인 마크 시퀀스(mReqSequence)로 설정된다. 즉, sTypeReqCat(#k)= mReqSequence이다.

예를 들어, 가입자가 도 11에 예시된 메뉴 리스트를 토대로 수동으로 선택한 마크 시퀀스(mReqSequence)가 “100000”이면 ‘sTypeReqCat(#k)= 100000 => sType (#1)’이 된다.

위에 기술된 바와 같은 서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat) 설정에 필요한 정보는 디바이스의 내부 메모리(예: USIM(Universal Subscriber Identify Module) 카드)에 저장되어 활용될 수 있다.

무선 베어러 설정 요청 메시지(RadioBearerSetup Request)는, 통신 중 서비스 타입 변경 요청(sTypeReqCat#k → sTypeReqCat#(k+1))을 위해, 필요시 디바이스 혹은 네트워크에 의해 전송될 수 있다.

서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat)를 포함하는 무선 베어러 설정 요청 메시지에 따라, 네트워크에 의해 디바이스가 요구한 서비스 타입을 만족하는 이차 셀이 선택된다.

도 10에서, 초기 셀(21)은 디바이스(1)로부터 수신된 무선 베어러 설정 요청 메시지에 포함된 정보를 이차셀 선택 요청 메시지(SecondaryCellSelection Request)를 통해 네트워크 즉, C-RAN 제어기(3)로 전달한다(S320).

C-RAN 제어기(3)는, 이차셀 선택 요청 메시지에 포함된 정보를 토대로 디바이스가 요구한 서비스 타입을 만족하는 이차 셀을 선택한다(S330).

구체적으로, C-RAN 제어기(3)는 주파수 대역별로 셀 커버리지가 다르므로 주파수 대역에 따라 셀 타입(예: 매크로셀, 스몰셀 등)을 결정((cellType-CT#k 결정)한다(제1 결정 방법). 예를 들어, 주파수 대역 3GHz 이하인 경우에는 매크로 셀(예: cellType#1)을 결정한다. 또는, 주파수 대역이 3GHz 이상이거나 6GHz 이하인 경우에는 마이크로 셀(예: cellType#2 )을 결정한다. 또는, 주파수 대역이 6GHz 이상인 경우에는 스몰 셀(예: cellType#3)을 결정한다.

다음에, C-RAN 제어기(3)는 서비스 타입 요구 범주(sTypeReqCat#k)로부터 확인된 서비스 타입(sType(#k))에 따라 무선 프레임 구조를 결정(또는 빔 슬라이스 결정)한다. 서비스 타입별로 요구되는 부반송파 및 심볼 등의 자원 특성이 달리 설정되기 때문에, 결정된 셀 타입(CT#k)에 대하여 서비스 타입(sType(#k))에 따라 소정 구조의 무선 프레임 타일(radioFrameTile#k)을 결정한다. 해당 사항이 없으면, 서비스 타입을 "Best-effort internet"로 설정한다. 이러한 서비스 타입별 무선 프레임 타일은 예를 들어, 다음과 같이 결정될 수 있다.

한편, 빔 슬라이스도 위에 기술된 바와 같이, 결정될 수 있다.

셀룰러 대역이나 밀리미터파 대역 기반의 매시브(massive) MIMO기술 등을 사용하여 빔 슬라이스를 결정할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예 따른 무선 프레임 타일과 빔 슬라이스간의 매핑을 나타낸 예시도이다.

특정 셀로부터 방사되는 멀티 빔을 서비스 타입별로 분류하면 도 12에 예시된 바와 같다. 이 경우, 밀티 빔을 구성하는 빔 슬라이스들에서 임의 빔 슬라이스를 선택하는 절차는 전술한 무선 프레임 타일 결정 절차와 유사하다.

서비스 타입별 빔 슬라이스는 서비스 타입에 대응하는 무선 프레임 타일과 매핑될 수 있으며, 예를 들어, 다음과 같이 매핑될 수 있다.

위에 기술한 바와 같이, 이차셀 선택 요청 메시지에 포함된 정보를 토대로 셀타입과 무선 프레임 타일(또는 빔슬라이스)가 결정되면, 이차 셀이 선택된다(예: secondaryCell#k : CT#k & RFP#k/BS#k).

도 13은 본 발명의 실시 예에서 셀 타입과 무선 프레임 타일/빔 슬라이스 정보를 출력 정보로 내보내는 예를 나타낸 도이다.

네트워크가, 호 설정중 디바이스의 서비스 타입 요구 범주 (sTypeReqCat) 및 인접한 셀들의 수신 신호 세기를 입력 정보로 받아, 셀 타입(CT#k)과 무선 프레임 타일 정보(RFP#k) 또는 빔 슬라이스 정보(BS#k)를 출력 정보로 내보내는 입출력 모델에 대한 예가 도 13에 예시되어 있다.

C-RAN 제어기(3)은 디바이스(1)가 이동성 및 시큐리티에 대한 별도 요구사항을 제공하지 않아도, 요구하는 서비스 타입에 따라 해당 모빌리티 레벨 정보(Mobility_level(high, medium, low)), 신뢰성 레벨 정보(Relaibility_level (high, edium, low)) 및 시큐리티 레벨 정보(Security_level 정보(high, medium, low)) 등을 무선 프레임 타일 프로파일 정보(RTP#k/BS#k)에 추가하여 이에 필요한 관련 자원 및 기능을 보강 조정할 수 있다. 이를 위해 C-RAN 제어기(3)는 각종 디바이스가 요청하는 다양한 서비스 및 응용 정보를 활용하고, 이들을 최적으로 제공하는데 필요한 자원/기능 정보를 수집, 분석 및 판단하기 위해 빅데이터 응용기능(Analytic DB)을 활용할 수 있다.

한편, 무선 프레임 구조를 결정(또는 빔 슬라이스 결정)한 후, C-RAN 제어기(3)는 선택된 무선 프레임 타일 또는 빔 슬라이스에 대한 상향링크/하향링크 무선 자원의 형상 정보를 구성하고 기능 요소의 형상 정보를 구성한다. 이차 셀의 기능 형상 구성은 네트워크에서 비실시간 혹은 실시간으로 수행할 수 있다.

무선 자원의 형상 및 기능 요소의 형상을 포함하는 이차 셀 형상 구성이 비실시간으로 구성되는 경우, 이차 셀 형상 구성 정보(RFP#k/BS#k)는 고정적(static)으로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 웨이브폼 타입(waveform_type) 다중 액세스 방식(multiple_access_scheme)을 포함할 수 있다.

이차 셀 형상 구성이 실시간으로 구성되는 경우, 이차 셀 형상 구성 정보(RFP#k/BS#k)는 동적으로(dynamic)으로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 디바이스 및 이차 셀의 사이트 버퍼에 쌓인 트래픽 용량(traffic volume)에 따라 주파수 자원(Frequency_resource) 및 시간 자원(Time_resource) 등이 결정될 수 있다.

이차 셀 형상 구성이 실시간 혹은 비실시간이 모두 구성 가능할 수 있다 (Hybrid). 이는 디바이스 및 셀 등 네트워크 장비의 프로그래머블 동작을 가능하게 하고 기술 규격의 변경 등에 대비하기 위한 것이다.

C-RAN 제어기(3)는 이차 셀의 무선자원/기능 형상 구성이 완료되면, 이차 셀 선택 응답 메시지(SecondaryCellSelection Response)를 초기 셀(21)로 전송한다(S340). 이차 셀 선택 응답 메시지는 서비스 타입에 대응하여 결정된 셀 타입 정보(CT#k) 및 무선 프레임 타일 정보(RFT#k)를 포함하며, 이외에도 이차 셀 형상 구성 정보(RFP#k/BS#k)를 더 포함한다. 이차 셀 선택 응답 메시지에 포함된 정보를 통합하여 "이차 셀 형상 정보"라고 명명한다. 관련 정보요소 및 메시지는 개방형 인터페이스를 통해 초기 셀로 전송된다.

이후, 네트워크 즉, C-RAN 제어기(3)에 의해 결정된 자원/기능에 대한 이차 셀 형상 구성 정보에 이차 셀이 구성된다.

초기 셀(21)은 이차 셀 선택 응답 메시지(SecondaryCellSelection Response)을 수신하고, 메시지에 포함된 이차 셀 형상 정보(CT#k/RFT#k/RFP#k/BS#k)에 따라 지정된 이차 셀을 구성한다(S350).

초기 셀(21)은 이차 셀 형상 정보(CT#k/RFT#k/RFP#k/BS#k)를 포함하는 이차 셀 구성 요청 메시지(SecondaryCellConfiguration Request)를 해당하는 이차 셀(22)로 전달한다(S360). 이에 따라, 해당하는 이차 셀(22)은 이차 셀 형상 정보(CT#k/RFT#k/RFP#k/BS#k)에 따라 해당하는 무선 프레임 타일에서 상향링크/하향링크 무선 자원의 형상 정보를 구성하고 기능 요소의 형상 정보를 구성한다. 이후, 이차 셀(22)은 구성 완료를 나타내는, 이차 셀 구성 응답 메시지(SecondaryCellConfiguration Response)를 초기 셀(21)로 전달한다(S370).

한편, 이차 셀 형상 정보(CT#k/RFT#k/RFP#k/BS#k)에 따라 디바이스의 형상을 재구성한다. 이를 위해, 초기 셀(21)로부터 무선 연결 재구성 메시지(RadioConnectionReconfiguration)가 디바이스(1)로 전송되며(S380), 디바이스(1)는 이에 부합하는 디바이스의 형상(예를 들어, 기능, 재원 성능 등)을 재구성한다(S390).

디바이스(1)는 무선 연결 재구성 메시지 (RadioConnectionReconfiguration)에 포함된 무선 프레임 타일 프로파일 정보(RFP#k)(또는 빔 슬라이스 정보(BS#k))가 현재 디바이스의 형상과 동일하면 무시한다. 이러한 경우에도, 기술 표준 버전 변경 등의 대처수단으로 프로그래머블 형상 재구성이 용이하도록, 네트워크(C-RAN 제어기(3)는, 디바이스(1)에 무선 프레임 타일 프로파일 정보(RFP#k) 또는 빔 슬라이스 정보(BS#k)를 보내야 한다. 이를 이용하여 디바이스(1)는 기술 표준이 변경되어도 요구한 정보에 따라 자신의 무선 프레임 구조를 재구성할 수 있다.

디바이스는 예를 들어, 다음과 같이 무선 프레임 구조를 재구성할 수 있다.

디바이스(1)는 재구성이 완료되면, 이를 알리는 무선 연결 재구성 완료 메시지(RadioConnectionReconfiguration Complete)를 초기 셀(21)로 전송한다(S400). 초기 셀(21)은 이차 셀 구성 완료 메시지(SecondaryCellConfiguration Complete)를 이차 셀(22)로 전송한다(S410). 또한, 초기 셀(21)은 이차 셀 구성 완료 보고 메시지(SecondaryCellConfiguration Complete Report)를 C-RAN 제어기(3)로 전송한다(S420). C-RAN 제어기(3)는 이차 셀에서 사용된 형상정보(예: 할당된 유/무선 자원 크기 등)를 대상으로 DB를 업데이트할 수 있다.

이후, 디바이스(1)와 새로운 이차 셀(22)간에 새로운 호설정 절차(예: 랜덤 액세스, 호 승인 제어(Call admision. control), 무선 베어러 할당) 를 수행한다(S430, S440). 여기에 사용되는 호 설정 절차는 예를 들어, 기존 시그널링 절차(예: LTE에서의 시그널링 절차)를 준용할 수 있으며, 구체적 과정은 공지되어 있으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

호 설정 절차를 통해 디바이스(1)는 이차 셀(22)로 접속된다(S450).

한편, 디바이스와 이차 셀 사이의 통신 중에 디바이스(또는 초기 셀 또는 네트워크(C-RAN 제어기)가 서비스 요구 사항을 변경할 수 있다.

서비스 요구 사항 변경에 따라 이차 셀이 연차적으로 변경되는 경우(예: CT#k/RFT#k → CT#(k+1)/RFT#(k+1)), 그 기본 절차는 위에 기술된 절차(Primary cell=> secondary cell#k)를 토대로 한다. 이 경우, 기존에 연결된 이차 셀을 해제하지 않고 다른 이차 셀과의 접속이 이루어질 수 있으며, 이러한 복수의 이차 셀과의 ?속을 통해 다중 연결(multi-connection) 전송이 가능하다.

여기서는 무선 프레임 타일을 토대로 이차 셀로 접속하는 것을 설명하였으며, 빔 슬라이스를 토대로 하는 절차도 기본적으로 위의 절차와 동일하게 수행되므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

위에 기술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 네트워크 슬라이스 구조를 토대로, 다양한 사용자 케이스별 특성에 부합되는 최적의 네트워크 슬라이스 형상을 유연하게 구성할 수 있다. 이에 따라, 가입자가 최적의 통신 환경을 제공받으므로 통신 체감품질의 변혁적 개선이 용이하다. 또한, 사업자는 서비스 수용 편이, 비용 감소 및 차별화된 네트워크 인프라를 제공할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스의 구조도이다.

첨부한 도 14에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스(1)는, 프로세서(11), 메모리(12) 및 송수신부(13)를 포함한다. 프로세서(11)는 위의 도 1 내지 도 13을 토대로 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(12)는 프로세서(11)와 연결되고 프로세서(11)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(12)는 프로세서(11)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장할 수 있다. 프로세서(11)는 메모리(12)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(11)와 메모리(12)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 자원 구성 장치의 구조도이다.

첨부한 도 15에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 자원 구성 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120) 및 송수신부(130)를 포함한다.

프로세서(110)는 위의 도 1 내지 도 13을 토대로 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(120)는 프로세서(110)에서 수행하기 위한 명령어를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장할 수 있다. 메모리(120)는 NS-DB를 포함할 수 있다.

프로세서(110)는 메모리(120)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(110)와 메모리(120)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다.

무선 자원 구성 장치(100)는 C-RAN 제어기에서, 서비스 타입에 따라 무선 프레임 구조(또는 빔 슬라이스)를 결정하고 이차 셀을 선택하고 구성하는 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (19)

1. 무선 통신 시스템에 있어서,
   안테나를 통하여 신호를 송수신하는 송수신부; 그리고
   상기 송수신부와 연결되고, 무선 자원 구성을 수행하는 프로세서를 포함하며,
   상기 프로세서는 무선 자원을 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 자원 슬라이스로 각각 분할하고, 상기 복수의 무선 자원 슬라이스 중 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 결정하는, 무선 자원 구성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무선 자원은 주파수 자원과 시간 자원을 포함하는 무선 프레임 자원이며, 상기 무선 프레임 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 프레임 타일(tile)로 각각 분할되는, 무선 자원 구성 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 무선 프레임 자원은
   주파주 자원 중심으로 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는 방법,
   시간 자원 중심으로 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는 방법,
   전력, 코드 중 적어도 하나인 제3 자원 중심으로 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는 방법,
   주파수 자원과 시간 자원을 토대로 랜덤하게 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는 방법
   중 하나의 방법을 토대로 복수의 무선 프레임 타일로 분할되는, 무선 자원 구성 장치.
4. 제1항에 있어서,
   공간분할 멀티-빔을 사용하는 경우, 상기 무선 자원은 빔 자원이며, 상기 빔 자원은 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 빔 슬라이스로 각각 분할되는, 무선 자원 구성 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 빔 자원의 커버리지, 빔 폭 및 빔 각도 중 적어도 하나를 조정하여 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 빔 슬라이스가 생성되는, 무선 자원 구성 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 무선 통신 네트워크 시스템은
   초기 셀 액세스 네트워크; 및
   디바이스가 요구하는 서비스 타입에 따라 추가되는 적어도 하나의 이차셀 액세스 네트워크
   를 포함하며,
   상기 프로세서는, 상기 초기 셀 액세스 네트워크와 상기 이차셀 액세스 네트워크에 대하여 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 각각 할당하는, 무선 자원 구성 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 초기 셀 액세스 네트워크는 신규 호(call)에 따라 신규 연결을 시도할 때 디폴트로 접속되는 액세스 네트워크이며,
   상기 프로세서는 상기 초기 셀 액세스 네트워크를 통하여 접속하는 상기 디바이스를, 상기 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 이차셀 액세스 네트워크로 연결시키는, 무선 자원 구성 장치.
8. 초기 셀 액세스 네트워크; 및
   디바이스가 요구하는 서비스 타입에 따라 추가되는 적어도 하나의 이차셀 액세스 네트워크
   를 포함하며,
   상기 초기 셀 액세스 네트워크와 상기 이차셀 액세스 네트워크에 대하여 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스가 각각 할당되어 있는, 무선 통신 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 무선 자원은 주파수 자원과 시간 자원을 포함하는 무선 프레임 자원이며, 상기 무선 프레임 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 프레임 타일로 각각 분할되는, 무선 통신 시스템.
10. 제8항에 있어서,
    공간분할 멀티-빔을 사용하는 경우, 상기 무선 자원은 빔 자원이며, 상기 빔 자원은 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 빔 슬라이스로 각각 분할되는, 무선 통신 시스템.
11. 제8항에 있어서,
    상기 초기 셀 액세스 네트워크는
    디바이스가 보고하는 인접 셀들의 수신 신호 세기 중 수신 세기가 일정 통신 품질 임계치 이상이면서 커버리지 반경이 가장 큰 셀에 대응하는 액세스 네트워크이며, 신규 호에 따라 신규 연결을 시도할 때 디폴트로 접속되는 네트워크인, 무선 통신 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 초기 셀 액세스 네트워크를 통하여 접속하는 상기 디바이스에 대하여, 상기 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 이차셀 액세스 네트워크와 무선 자원 슬라이스를 결정하여 상기 디바이스로 통보하는, 액세스 네트워크 제어기
    를 더 포함하는, 무선 통신 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 디바이스는 초기 셀 액세스 네트워크와의 접속을 유지하고 있는 상태에서, 상기 액세스 네트워크 제어기로부터 통보되는 이차셀 액세스 네트워로 접속되어 다중 연결 상태를 형성하는, 무선 통신 시스템.
14. 무선 통신 시스템에서 무선 자원을 구성하는 방법에서,
    무선 자원 구성 장치가, 무선 자원을 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 자원 슬라이스로 분할하고, 디바이스가 요구하는 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 결정하는 단계; 및
    상기 무선 자원 구성 장치가 상기 결정된 무선 자원 슬라이스를 상기 디바이스로 통보하는 단계
    를 포함하는, 무선 자원 구성 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 무선 자원 구성 장치가 상기 디바이스로부터 서비스 타입을 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
    상기 무선 자원 구성 장치가 상기 서비스 타입에 대응하는 액세스 네트워크를 결정하는 단계; 및
    상기 무선 자원 구성 장치가 상기 서비스 타입에 대응하는 무선 자원 슬라이스를 결정하는 단계
    를 포함하는, 무선 자원 구성 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 통보하는 단계는,
    상기 무선 자원 구성 장치가, 상기 결정된 액세스 네트워크로 상기 결정된 무선 자원 슬라이스에 대한 정보를 제공하는 단계; 및
    상기 무선 자원 구성 장치가, 상기 결정된 액세스 네트워크와 상기 결정된 무선 자원 슬라이스에 대한 정보를 상기 디바이스로 제공하는 단계
    를 포함하는, 무선 자원 구성 방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 무선 자원 구성 장치가 초기 셀 액세스 네트워크를 통하여 접속하는 상기 디바이스로부터 획득한 서비스 타입을 토대로 복수의 이차셀 액세스 네트워크 중 하나의 액세스 네트워크를 결정하는, 무선 자원 구성 방법.
18. 제14항에 있어서,
    상기 무선 자원은 주파수 자원과 시간 자원을 포함하는 무선 프레임 자원이며, 상기 무선 프레임 자원이 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 무선 프레임 타일로 각각 분할되는, 무선 자원 구성 방법.
19. 제14항에 있어서,
    공간분할 멀티-빔을 사용하는 경우, 상기 무선 자원은 빔 자원이며, 상기 빔 자원은 서로 다른 서비스 타입에 대응하는 복수의 빔 슬라이스로 각각 분할되는, 무선 자원 구성 방법.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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