KR20170100109A - 이동 통신 시스템에서의 버퍼 상태 보고 방법 및 그 장치 - Google Patents

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KR20170100109A
KR20170100109A KR1020160022144A KR20160022144A KR20170100109A KR 20170100109 A KR20170100109 A KR 20170100109A KR 1020160022144 A KR1020160022144 A KR 1020160022144A KR 20160022144 A KR20160022144 A KR 20160022144A KR 20170100109 A KR20170100109 A KR 20170100109A
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정수정
장성철
김원익
조승권
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한국전자통신연구원
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Abstract

이동 통신 시스템에서의 버퍼 상태 보고 방법 및 그 장치가 제공된다. 저지연 서비스를 위해 추가된 무선 베어러(radio barer, RB)를 지원하기 위한 새로운 QCI(QCI(QoS class of identifier)를 설정하고, 새롭게 설정된 QCI를 고려하여, 기존 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG(logical channel group)에 할당한다. 그리고 LCG 단위로 수행되는 각 논리적 채널에 대한 버퍼 상태 보고를 수신한다.

Description

이동 통신 시스템에서의 버퍼 상태 보고 방법 및 그 장치{Method and apparatus for buffer status report in mobile communication system}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
기존의 이동 통신 예를 들어, LTE(long term evolution)/LTE-A(LTE-Advanced) 시스템에서, 기지국의 스케줄러가 하향링크 자원 할당 및 상향링크 자원 할당을 모두 담당한다. 상향링크 자원 할당시, 기지국은 단말의 버퍼 상태 정보를 고려하여 자원 할당을 수행한다. 이를 위하여, 단말은 버퍼 상태를 기지국의 스케줄러에 주기적으로 보고하거나, 또는 기지국으로 상향링크로 데이터 전송을 위해 자원 할당이 필요한 경우에, 단말이 버퍼 상태를 기지국으로 보고한다. 기지국의 스케줄러는 수신한 각 단말의 버퍼 상태를 참고하여 각 단말들의 상향링크 자원 요구사항을 예측하고 스케줄링을 수행하여 단말에 상향링크 자원을 할당한다.
단말이 수행하는 버퍼 상태 보고는 LCG(logical channel group) 단위로 보고되며, LCG는 각 무선 베어러(radio barer, RB)의 QoS(Quality of service) 정보에 해당되는 QCI(QoS class of identifier, 1<=QCI<=9) 를 고려하여 기지국에 의해 결정된다.
최근에는 이동 통신 분야에서는 수 ms 이내의 지연시간을 요구하는 저지연 서비스에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 저지연 서비스를 위해서는 무선 구간에서의 짧은 지연시간이 필요하다. 이를 달성하기 위해서 기존 시스템(예를 들어, 3GPP LTE-A)의 1ms 길이의 전송시간단위(Transmission Time Interval, TTI)를 수십 us 내지 수백us의 짧은 길이를 가지도록 하는 설계한다. 예를 들어, 기존 길이 대비 약 1/10 수준인 100us 길이의 짧은 TTI를 가지도록 설계하는 것이 고려된다.
현재 이동 통신 시스템(예: LTE/LTE-A)에서 정의되는 QoS로는 저지연 서비스의 요구 사항들이 만족되지 않는다. 따라서 LTE/LTE-A에서 새롭게 저지연 서비스를 지원하기 위해서는 이를 지원할 수 있는 새로운 QoS의 설정 및 RB의 설정, 해당 RB의 새로운 QoS를 LTE/LTE-A에서 지원하기 위한 새로운 QCI 값의 설정이 필요하다. 그리고 저지연 서비스를 지원하기 위해 새롭게 RB가 설정되고 새로운 QCI 값이 할당될 경우, 기지국의 상향링크 스케줄링을 지원하기 위해서는, 새롭게 설정된 저지연 서비스의 RB에 관련된 논리적 채널들의 버퍼 상태 정보도 단말에 의해 기지국으로 보고되어야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무선 이동 통신 시스템에서 기존에 정의된 QoS를 보장하면서 제공되던 기존 서비스들의 버퍼 상태 보고뿐만 아니라 추가적으로 설정되는 새로운 저지연 서비스와 관련된 버퍼의 상태 보고를 수행하기 위한 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따른 버퍼 상태 보고 방법은, 저지연 서비스를 위해 추가된 무선 베어러(radio barer, RB)를 지원하기 위한 새로운 QCI(QCI(QoS class of identifier)를 설정하는 단계; 및 상기 새롭게 설정된 QCI를 고려하여, 기존 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG(logical channel group)에 할당하는 단계를 포함한다.
상기 LCG에 할당하는 단계는, 기존에 정의된 LCG 개수의 변경 없이, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG에 각각 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 LCG에 각각 할당하는 단계는, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하여 LCG에 각각 할당하는 단계; 및 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당하는 경우, 상기 버퍼 상태 보고를 수행하는 단계는, 패킷들의 지연 관련 정보를 추가적으로 포함하는 버퍼 상태 보고 메시지를 구성하여 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저지연 서비스 RB의 논리적 채널들에게 할당된 LCG들에 대한 버퍼 상태 보고 메시지만 상기 지연 관련 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상기 LCG에 할당하는 단계는, 기존에 정의된 LCG 개수를 증가시켜, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG에 각각 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널을 LCG에 각각 할당하는 단계는, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널은 상기 LCG의 개수 증가에 따라 추가된 LCG에 할당하고, 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널은 기존 LCG에 할당할 수 있다.
상기 LCG에 할당하는 단계는, 기존에 정의된 LCG들 이외에, 상기 저지연 서비스를 위한 LCG들을 별도로 정의하는 단계; 및 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널은 상기 별도로 정의된 저지연 서비스를 위한 LCG들에 각각 할당하고, 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널은 상기 기존에 정의된 LCG들에 각각 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 버퍼 상태 보고를 수신하는 단계는, 각 논리적 채널에 대한 버퍼 상태 보고를 위한 버퍼 상태 보고 메시지를 수신하며, 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널에 대한 버퍼 상태 보고 메시지와 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 대한 버퍼 상태 보고 메시지에 서로 다른 LCID(logical channel ID)가 부여될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 상태 보고 장치는, 안테나를 통하여 신호를 송수신하는 무선 주파수 변환기, 그리고 상기 무선 주파수 변환기와 연결되고, LCG(logical channel group) 할당 및 버퍼 상태 보고 처리를 수행하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 저지연 서비스를 위해 추가된 무선 베어러(radio barer, RB)를 지원하기 위한 새로운 QCI(QCI(QoS class of identifier)를 설정하는 QCI 설정부; 및 상기 새롭게 설정된 QCI를 고려하여, 기존 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG에 할당하는 할당 처리부를 포함한다.
상가 할당 처리부는, 기존에 정의된 LCG 개수의 변경 없이, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하여 LCG에 각각 할당하거나, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당할 수 있다.
상기 프로세서는, 버퍼 상태 보고를 위하여 기존에 정의된 LCG의 개수를 증가시키거나 상기 저지연 서비스를 위한 LCG를 별도로 정의하는 LCG 추가부를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, LCG 단위로 수행되는 각 논리적 채널에 대한 버퍼 상태 보고를 수신하는 메시지 수신부를 더 포함할 수 있으며, 상기 메시지 수신부는, 상기 할당 처리부가 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당하는 경우, 패킷들의 지연 관련 정보를 추가적으로 포함하는 버퍼 상태 보고 메시지를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 저지연 서비스를 지원하기 위해 새롭게 RB가 설정된 경우, 새로운 RB에 대한 새로운 QoS를 지원하기 위한 새로운 QCI 값을 설정하고, 새로이 설정된 QCI 값을 토대로 저지연 서비스의 RB에 관련된 논리적 채널들의 버퍼 상태 정보의 보고를 수행할 수 있다.
따라서, 새로운 QoS를 요구하는 저지연 서비스의 요구조건을 고려하여 기지국의 자원 할당이 가능하도록 할 수 있다. 그러므로 무선 구간의 짧은 전송 지연을 위한 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 BSR 메시지의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 RB의 QCI와 LCG 할당 관계를 나타낸 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 QCI를 고려한 LCG 할당을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 BSR 메시지의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 QCI를 고려한 LCG 할당을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 BSR 메시지의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 QCI를 고려한 LCG 할당을 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 BSR 메시지의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 상태 보고 방법의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 상태 보고 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.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station,ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서의 버퍼 상태 보고 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.
이동 통신 시스템(예를 들어, LTE/LTE-A)에서는 단말은 버퍼 상태를 기지국에 보고하는데, 예를 들어. 기지국에 주기적으로 버퍼 상태를 보고하거나, 또는 기지국으로 상향링크로 데이터 전송을 위해 자원 할당이 필요한 경우에, 버퍼 상태를 기지국으로 보고할 수 있다.
버퍼 상태 보고시, 단말은 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR) 메시지를 전송한다. BSR 메시지는 MAC(medium access control) 계층에서 수행되는 MAC 제어 메시지(Control Element, CE) 중 하나이며, MAC 계층의 다른 제어 메시지들과는 LCID(logical channel ID)로 구분된다.
상향링크의 LCID는 다음 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 Identity of the logical channel
01011 CCCH
01100-10101 Reserved
10110 Truncated Sidelink BSR
10111 Sidelink BSR
11000 Dual Connectivity Power Headroom Report
11001 Extended Power Headroom Report
11010 Power Headroom Report
11011 C-RNTI
11100 Truncated BSR
11101 Short BSR
11110 Long BSR
11111 Padding
위의 표 1에서와 같이, 11100~11110의 LCID 값이 BSR 메시지에 할당될 수 있다.
단말의 버퍼 상태 보고는 활성화된 모든 무선 베어러(Radio barer, RB)에 매핑된 버퍼의 상태 정보를 각각 제공하는 대신에, LCG(logical channel group) 단위로 수행된다. LCG는 논리적 채널들의 집합으로 버퍼 상태 보고의 최소 단위이다. 이동 통신 시스템(예를 들어, LTE/LTE-A 시스템)에서 단말에 4개의 LCG가 제공될 수 있다.
한편, MAC 계층에서 사용되는 BSR 메시지는 도 1과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 1은 BSR 메시지의 구조를 나타낸 도이다.
BSR 메시지의 형식은 짧은(short) BSR 메시지와 긴(long) BSR 메시지로 나뉠 수 있으며, 짧은 BSR 메시지는 하나의 LCG에 대한 버퍼 상태 보고를 위한 메시지 형식이며, 긴 BSR 메시지는 모든 LCG에 대한 버퍼 상태 보고를 위한 메시지 형식이다. 각 형식에서 LCG ID는 2비트로 이루어지고, 버퍼 크기(buffer size)는 6 비트로 이루어질 수 있다.
LCG는 이동 통신 시스템(예: LTE/LTE-A 시스템)의 각 RB의 QoS(quality of service) 정보에 해당되는 QCI(QoS class of identifier, 1<=QCI<=9)를 고려하여 기지국에 의해 결정된다. QCI는 베어러 타입(예: GBR(guaranteed bit rates) 또는 non-GBR)), 우선 순위(priority), 패킷 지연시간 (packet delay), 패킷 손실율(packet loss) 등을 고려한 것으로, 각 RB에서 전송되는 서비스의 요구되는 QoS에 따라 각 RB별로 할당된다.
다음 표 2는 베어러 타입, 우선 순위, 패킷 지연시간, 패킷 손실율 등을 고려한 QCI를 이용하여 QoS를 지원하는 것을 나타낸 예이다.
QCI 베어러 타입 우선순위 패킷 지연시간 패킷 손실율 예(Example)
1 GBR 2 100ms 10-2 VoIP 콜(call)
2 4 150 ms 10-3 비디오 콜
3 3 50 ms 온라인 게임(실시간)
4 5 300 ms 10-6 비디오 스트리밍
5 Non-GBR 1 100 ms IMS 시그널링
6 6 300 ms 비디오, TCP 기반 서비스 예를 들어, 이메일, 채팅, ftp 등
7 7 100 ms 10-3 보이스, 비디오, 인터렉티브 게임
8 8 300 ms 10-6 비디오, TCP 기반 서비스 예를 들어, 이메일, 채팅, ftp 등
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또한, 각 RB별로 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 엔터티(entity), RLC(radio link control) 엔터티, 논리적 채널이 설정된다.
이동 통신 시스템에서 예를 들어 LTE/LTE-A에서는, 최대 11개의 RB가 설정될 수 있으며, 이에 따라 11개의 논리적 채널이 설정될 수 있다. LTE/LTE-A에서는 기지국이 각 단말의 논리적 채널에 할당된 QCI 값을 고려하여, 논리적 채널들의 LCG 할당을 결정한다. LTE/LTE-A에서는 QCI 값들은 최대 9개일 수 있으며, QCI 값이 논리적 채널에 할당된다. 논리적 채널들이 예를 들어, 최대 4개의 LCG로 구분될 수 있으며, 각 논리적 채널에 할당된 QCI 값을 고려하여 해당 논리적 채널이 임의 LCG에 할당된다.
도 2는 RB의 QCI와 LCG 할당 관계를 나타낸 예시도이다.
첨부한 도 2에 예시된 바와 같이, SRB(signaling radio barer) 1, SRB2 그리고 각각의 QCI를 가지는 DRB(data radio barer)들이 4개의 LCG 중 하나에 할당될 수 있다. 그러나 SRB들은 항상 LCG0에 할당된다.
이러한 이동 통신 시스템에서 지원되는 서비스들이 기존의 QCI로 정의된 QoS를 보장하면서 제공되는 경우, 무선 구간의 짧은 전송 지연을 필요로 하는 실시간 제어, 촉각 인터넷(Tactile internet) 등의 새로운 저지연 서비스들을 지원하기 위해서, 본 발명의 실시 예에서는 기존 서비스의 RB를 위한 QCI 값들에 추가로 새로운 QCI 값들 즉, 저지연 서비스의 RB를 위한 QCI 값들을 설정한다. 구체적으로, 기존의 이동 통신 시스템(예: LTE/LTE-A)에서 제공되던 서비스들보다 더 높은 우선순위(priority)와 더 짧은 지연시간(Packet Delay)을 가지는 새로운 QCI 값들을 설정할 수 있다.
다음 표 3은 본 발명의 실시 예에 따라 추가되는 새로운 QCI 값들을 나타낸 예이다.
QCI 베어러 타입 우선순위 패킷 지연시간 패킷 손실율 예(Example)
1~9 … … … … …
xx GBR <1 1ms(OTA)+△1 10-2 …
yy Non-GBR <1 또는 <2 1ms(OTA)+△2 10-6 …
QCI 1~9는 기존의 QCI들이며, QCI xx 및 yy는 본 발명의 실시 예에서 새로이 정의되는 QCI 값들을 나타낸다. 기존의 QoS와 구분되는 단 하나의 새로운 저지연 서비스를 위한 QCI 값만이 추가적으로 정의될 수도 있고, 또는 우선순위, 패킷 지연 시간 및 패킷 손실율을 고려하여, 서로 구분되는 최대 L (예를 들어, L=2 이상)개의 새로운 QCI 값들이 추가될 수도 있다.
최소 2개의 새로운 QCI 값들이 저지연 서비스를 위해 추가로 설정되는 경우, 새로운 QCI값들을 RB의 특성에 따라 GBR과 non-GBR로 구분되도록 설정할 수 있다. 이 경우에는 기존의 QCI값들과 유사하게 RB 타입이 GBR인 RB가 non-GBR인 RB보다 더 작은 값의 우선 순위값으로 설정된다. 우선순위가 작은 값을 가질수록 스케줄링 우선 순위가 높게 처리된다.
저지연 서비스를 위한 새로운 QCI 값들이 추가된 경우, 단말의 버퍼 상태 보고 메시지 즉, BSR 메시지는 논리적 채널들의 QCI를 고려한 LCG 할당 방식을 토대로 새롭게 구성되고 전송될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 QCI를 고려한 LCG 할당을 나타낸 예시도이다.
본 발명의 제1 실시 예에서는 기존의 설정 개수 예를 들어, 4개의 LCG가 할당되는 경우, LCG 개수의 변경 없이, 기존 서비스의 RB를 위한 QCI 값을 가지는 논리적 채널들과, 저지연 서비스의 RB를 위해 새롭게 정의된 QCI 값들을 가지는 논리적 채널들을 함께 LCG에 할당한다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 기존 서비스의 RB를 위한 QCI 값을 "기존 서비스의 QCI 값"이라고 명명하고, 저지연 서비스의 RB를 위해 새롭게 정의된 QCI 값을 "저지연 서비스의 QCI 값"이라고 명명한다.
LCG 개수의 변경 없이, 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널과 저지연 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널을 LCG에 할당하기 위하여, 두 개의 방법이 사용될 수 있다.
제1 방법으로, 저지연 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널(설명의 편의상 제1 논리적 채널이라고 명명할 수도 있음)들을, 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널(설명의 편의상 제2 논리적 채널이라고 명명할 수도 있음)들과 분리하여 할당한다. 즉, 4개의 LCG에서, 새로이 추가된 QCI 값을 가지는 제1 논리적 채널을 하나의 LCG에 할당하고, 나머지 기존 서비스의 9개의 QCI 값을 가지는 논리적 채널들 즉, 제2 논리적 채널들을 나머지 3개의 LCG로 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 저지연 서비스의 QCI 값(QCI #xx, QCI#yy)을 가지는 제1 논리적 채널들은 4개의 LCG들 중에서 LCG 3에 할당하고, 기존 서비스의 QCI 값(QCI#1~QCI#9)을 가지는 제2 논리적 채널들은 나머지 LCG0~LCG2 중 하나에 할당한다.
이와 같이 저지연 서비스를 위해 새롭게 정의된 QCI 값을 가지는 논리적 채널들을 기존 서비스를 지원하는 QCI 값을 가지는 논리적 채널들과 분리하여 LCG를 할당하는 경우에는, 단말이 기지국으로 전송하는 BSR 메시지는 기존의 메시지 형식(기존의 LTE/LTE-A의 메시지 형식)을 재사용할 수 있다.
또한, 제2 방법으로, 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널들과 새롭게 정의된 저지연 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널들을 구분하지 않고 4개의 LCG에 할당한다. 예를 들어, 도 4에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 저지연 서비스의 QCI 값(QCI #xx, QCI#yy)을 가지는 제1 논리적 채널들을 4개의 LCG들 중에서 LCG1과 LCG2에 각각 할당하고, 기존 서비스의 QCI 값(QCI#1~QCI#9)을 가지는 제2 논리적 채널들도 4개의 LCG들 중 LCG0~LCG3 중 하나에 할당한다. 제1 논리적 채널과 제2 논리적 채널을 구분하지 않고 4개의 LCG에 각각 할당함으로써, 제1 논리적 채널과 제2 논리적 채널이 모두 할당되는 LCG(예를 들어, LCG1, LCG2)도 존재하게 된다.
이와 같이 저지연 서비스를 위해 새롭게 정의된 QCI 값을 가지는 논리적 채널들을 기존 서비스를 지원하는 QCI 값을 가지는 논리적 채널들과 분리하지 않고 LCG들에 할당하는 경우에도, 단말이 기지국으로 전송하는 BSR 메시지는 기존의 메시지 형식(기존의 LTE/LTE-A의 메시지 형식)을 재사용할 수 있다.
그러나 제2 방법에 따라 LCG 할당을 하는 경우, 기존 서비스를 지원하는 QCI 값을 가지는 논리적 채널들과 저지연 서비스를 위한 새로운 QCI 값을 가지는 논리적 채널들이 동시에 하나의 LCG에 매핑될 수 있다. 이를 고려하여, BSR 메시지의 구조를 변경할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 BSR 메시지는 버퍼의 크기(buffer size) 정보 이외에, 버퍼에 쌓인 패킷들의 지연 관련 정보를 포함한다. 여기서 패킷들의 지연 관련 정보는 M(M<=6) 비트로 이루어질 수 있다. 패킷들의 지연 관련 정보를 포함하는 BSR 메시지의 구조는 도 5와 같다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 BSR 메시지의 구조를 나타낸 예시도이다.
BSR 메시지의 형식은 짧은(short) BSR 메시지와 긴(long) BSR 메시지로 나뉘어진다. 도 5에서와 같이, 하나의 LCG에 대한 짧은 BSR 메시지는 지연 관련 정보(delay related info)를 추가적으로 포함한다. 도 5에서 R은 "reserved"를 나타낸다. 모든 LCG에 대한 긴 BSR 메시지도 지연 관련 정보를 포함하며, 저지연 서비스를 위해 새롭게 정의되는 QCI 개수(L)를 고려하여 기존의 LCG 개수인 4보다 작거나 같은 개수의 지연 관련 정보가 포함될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라 변경된 구조의 BSR 메시지는 기존 구조의 BSR 메시지와 구분되도록 별도의 식별자 즉, LCID를 포함할 수도 있다.
지연 관련 정보는 버퍼의 크기(buffer size) 정보와 유사하게 인덱스로 그 값들이 표시될 수 있다. 표 4는 인덱스별 지연 관련 정보의 값을 나타낸다.
인덱스 지연 관련 정보의 값(Delay related value)
0 1ms
1 5ms
2 20ms
… …
BSR 메시지가 패킷들의 지연 관련 정보를 포함함에 따라, 기지국이 저지연 서비스 RB의 요구사항이 만족되도록 자원할당을 수행할 수 있다. 이때, 저지연 서비스 RB의 논리적 채널들에게 할당된 LCG들의 경우에만 BSR 메시지가 지연 관련 정보를 포함하도록 할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 QCI를 고려한 LCG 할당을 나타낸 예시도이다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 저지연 서비스를 위해 새롭게 정의된 QCI 값들을 고려하여 논리적 채널들을 LCG에 할당하기 위하여, 기존의 LCG 개수 대비 LCG의 개수를 증가시킨다. 즉, 기지국이 저지연 서비스 RB의 요구사항이 만족되도록 자원할당을 할 수 있도록 기존과 구분되는 새로운 RB의 버퍼 상태 정보를 기지국으로 전달하기 위해서, 저지연 서비스를 위해 새롭게 정의된 QCI들을 고려하여 LCG의 개수를 증가시킨다.
위에 기술된 바와 같이, 저지연 서비스를 위해 새롭게 정의된 QCI 값들이 L개(L=2) 추가된 경우, LCG의 개수는 기존의 4개 대신 N(예를 들어, (4+L)>=N>=5)개로 증가 가능하다.
도 6에 예시된 바와 같이, N=5(여기서, L=2)개의 LCG(LCG0~LCG3)를 사용하면서 제1 논리적 채널과 제2 논리적 채널을 서로 분리하여 LCG에 할당한다. 즉, 저지연 서비스의 QCI 값을 가지는 제1 논리적 채널은 기존 개수의 LCG(LCG0~LCG3) 이외에 새로이 추가된 LCG(LCG4)에 할당하고, 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 제2 논리적 채널들은 나머지 LCG들(LCG0~LCG3)에 할당한다.
이외에도, N=5(여기서, L=2)개의 LCG를 사용하면서 제1 논리적 채널과 제2 논리적 채널을 구분하지 않고 5개의 LCG에 할당할 수도 있다. 예를 들어, 저지연 서비스의 QCI 값을 가지는 제1 논리적 채널을 5개의 LCG들(LCG0~LCG4) 중에서 하나의 LCG에 할당하고, 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 제2 논리적 채널들도 5개의 LCG들(LCG0~LCG3) 중 하나에 할당한다.
한편, 제2 실시 예에 따른 새로운 N개의 LCG를 지원하기 위해서는 소정 비트 즉, 적어도
Figure pat00001
bits 가 필요하다. 이동 통신 시스템(예를 들어, LTE/LTE-A)에서 4개의 LCG를 2bits를 이용해 나타내는 반면, 새로운 N개의 LCG를 표현하는데 적어도
Figure pat00002
bits 가 필요하다. 이에 따라 본 발명의 제2 실시 예에서는, BSR 메시지 형식을 변경하며, 변경된 BSR 메시지는 도 7과 같은 구조를 가진다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 BSR 메시지의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 7에서는 N=6개의 LCG를 지원하는 경우의 BSR 메시지를 나타내며, BSR 메시지의 형식은 짧은(short) BSR과 긴(long) BSR로 나뉘어진다. 증가된 개수의 LCG를 지원하기 위해 도 7에 예시된 바와 같이 변경된 BSR 메시지는 기존의 LTE/LTE-A의 BSR 메시지를 대체해서 사용되는 경우 기존의 LCID를 그대로 이용할 수 있다. 또는 기존의 BSR 메시지 형식과 구분하기 위해 별도의 LCID를 변경된 BSR 메시지에 할당할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 QCI를 고려한 LCG 할당을 나타낸 예시도이다.
본 발명의 제3 실시 예에서는 기존 서비스를 위한 소정 개수(예: 4개)의 LCG 와 구분되는 별도의 저지연 서비스용 LCG를 정의하여 사용한다. 저지연 서비스용 LCG는 " LL_LCG(Low latency_LCG)"로 명명될 수 있다. 저지연 서비스용으로 별도로 정의되는 LCG의 개수는 기존 LCG의 개수와 동일하게 할 수 있다. 이 경우, 저지연 서비스용 LCG는 최대 4개로 정의될 수 있다.
기존 서비스의 QCI 값을 가지는 제2 논리적 채널들은 도 8의 (a)에서와 같이, 기존의 4개의 LCG들(LCG0~LCG3)에 할당한다. 그리고 저지연 서비스의 QCI 값을 가지는 제1 논리적 채널은 도 8의 (b)에서와 같이 별도로 정의된 4개의 LL_LCG(LL_CG0~LL_LCG3)에 할당한다.
이와 같이, 저지연 서비스를 위한 RB 설정 시에, 관련 논리적 채널의 LCG를 별도로 LL_LCG로 정의하며, 저지연 서비스에 관련된 RB들에 대한 BSR 메시지 즉, 저지연 서비스를 위한 BSR 메시지는, 기존의 서비스에 관련된 RB들에 대한 BSR 메시지 즉, 기존 서비스를 위한 BSR 메시지와 구분되는 메시지로 구성하여 전송한다. 즉, 저지연 서비스를 위한 BSR 메시지(이는 LL_BSR 메시지로 명명될 수 있음)와 기존 서비스를 위한 BSR 메시지를 각각 생성하여 전송한다. 이때 새로운 저지연 서비스를 위한 BSR 메시지 즉, LL_BSR 메시지는 기존에 정의된 서비스를 위한 BSR 메시지와 동일한 메시지 형식을 사용한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 BSR 메시지의 구조를 나타낸 예시도이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따르면, BSR 메시지의 형식은 짧은(short) BSR 메시지와 긴(long) BSR 메시지로 나뉘어지며, 도 9에서와 같이, 저지연 서비스를 위한 short BSR 메시지와 기존 서비스를 위한 short BSR 메시지는 동일한 형식을 가지면서 서로 개별적으로 생성되어 전송된다. 또한, 저지연 서비스를 위한 long BSR 메시지와 기존 서비스를 위한 long BSR 메시지도 동일한 형식을 가지면서 서로 개별적으로 생성되어 전송된다.
한편, 기존 서비스를 위한 BSR과 저지연 서비스를 위한 BSR(LL_BSR)은 MAC 계층의 제어 메시지를 구분하는데 사용되는 LCID로 구분될 수 있으며, 기존의 서비스를 위한 BSR 메시지를 나타내는 LCID와 다른 값의 LCID를 저지연 서비스를 위한 BSR 메시지에 새롭게 할당할 수 있다.
위에 기술된 제1 내지 제3 실시 예에 따라 QCI를 고려한 LCG 할당을 수행하고, 이러한 할당에 따른 BSR 메시지를 생성하면서, 저지연 서비스를 위한 BSR 메시지에 새로운 LCID를 할당할 수 있다.
기존 서비스를 위한 BSR 메시지에 대하여, 위의 표 1에서와 같이, 11100~11110까지 3개의 LCID 값이 할당된다. 기존 서비스를 위한 BSR 메시지의 형식이 변경되거나 기존 서비스를 위한 BSR 메시지와 구분되는 저지연 서비스를 위한 BSR 메시지에 대하여, 기존의 사용되지 않던 LCID 값들(예: 01100-10101) 중 일부를 사용해서 LCID 값을 할당한다. 다음 표 5는 본 발명의 실시 예에 따른 저지연 서비스를 위한 BSR(LL_BSR) 메시지에 할당되는 새로운 LCID를 나타낸 도이다.
01100 LL Truncated BSR
01101 LL Short BSR
01110 LL Long BSR
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 상태 보고를 위한 방법의 흐름도이다.
기존의 서비스와 다른 QoS를 요구하는 저지연 서비스를 위한 RB를 지원하기 위해서 새로운 QCI를 추가로 설정한다(S100). 단말과 기지국 간에 기존의 서비스를 위한 베어러 설정 절차 등에 변경 없이 기존 절차 및 방식대로 저지연 서비스를 위한 별도의 RB가 추가 설정된다(S110).
기존의 서비스와 다른 QoS를 요구하는 저지연 서비스를 위한 RB를 지원하기 위해서 새롭게 설정되는 QCI를 고려하여, 기존 서비스의 RB의 논리적 채널과 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG에 할당한다.
구체적으로, 위에서 살펴본 바와 같이, LCG 개수의 변경 없이, 저지연 서비스의 RB를 위해 새롭게 정의된 QCI 값들을 가지는 논리적 채널들(제1 논리적 채널)과 기존 서비스의 RB를 위한 QCI 값을 가지는 논리적 채널들(제2 논리적 채널)을 함께 LCG에 할당한다(S120). 이 경우, 위의 제1 방법 또는 제2 방법이 사용될 수 있다.
또는, LCG 개수를 증가시키고, 저지연 서비스의 RB를 위해 새롭게 정의된 QCI 값들을 가지는 논리적 채널들(제1 논리적 채널)을 새로이 추가된 LCG에 할당하고, 기존 서비스의 RB를 위한 QCI 값을 가지는 논리적 채널들(제2 논리적 채널)을 기존 LCG에 할당한다(S130).
또는, 저지연 서비스를 위한 별도의 LCG들을 정의하고, 저지연 서비스의 RB를 위해 새롭게 정의된 QCI 값들을 가지는 논리적 채널들(제1 논리적 채널)은 별도로 정의된 LCG 즉, 저지연 서비스용 LCG들에 할당하고, 기존 서비스의 RB를 위한 QCI 값을 가지는 논리적 채널들(제2 논리적 채널)은 기존에 정의된 LCG 즉, 기존 서비스용 LCG들에 할당한다(S140).
이후, 각 LCG 단위로 버퍼 상태 보고가 수행된다. 이러한 버퍼 상태 보고에 따라 BSR 메시지가 구성되며, 단말은 이와 같이 구성된 BSR 메시지를 전송하여 버퍼 상태 보고를 수행하며, 기지국은 버퍼 상태 보고에 따른 BSR 메시지를 수신한다(S160). 이 경우, 각 할당 방법(S120~S140)에 따라 메시지의 구조가 변경될 수 있으며, 이는 위에 기술된 실시 예를 토대로 알 수 있으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 상태 보고 장치의 구조도이다.
첨부한 도 11에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 상태 보고 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 변환기(130)를 포함한다. 프로세서(110)는 위의 도 3 내지 도 10을 토대로 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.
이를 위하여, 프로세서(110)는 QCI 설정부(111), 할당 처리부(112), LCG 추가부(113)를 포함하며, 또한 메시지 수신부(114)를 더 포함할 수 있다.
QCI 설정부(111)는 저지연 서비스를 위한 별도의 RB가 추가되는 경우, 기존 서비스의 RB의 QCI 할당뿐만 아니라 기존의 서비스와 다른 QoS를 요구하는 저지연 서비스를 위한 RB를 지원하기 위해서 새로운 QCI를 설정한다.
할당 처리부(112)는, 설정된 QCI를 고려하여 RB의 논리적 채널들을 LCG에 할당한다.
LCG 추가부(113)는 기존의 LCG들의 개수를 증가하거나 별도로 저지연 서비스용 LCG를 정의한다. LCG 개수 증가시, N(예를 들어, (k+L)>=N)개로 증가 가능하다. 여기서, L은 저지연 서비스를 위해 새롭게 정의된 QCI 값들의 수이며, k는 기존의 LCG들의 개수이다.
한편, 할당 처리부(112)는 LCG 개수의 변경이 없는 경우, 저지연 서비스의 QCI 값들을 가지는 논리적 채널들과 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널들을 함께 LCG에 할당하며, 위의 제1 실시 예에 따른 제1 방법 또는 제2 방법을 사용하여 논리적 채널들을 LCG에 할당한다.
또는, 할당 처리부(113)는 LCG 추가부(113)에 의해 LCG 개수가 증가된 경우, 저지연 서비스의 QCI 값들을 가지는 논리적 채널들을, 개수 증가에 의해 새로이 추가된 LCG에 할당하고, 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널들을 기존 LCG에 할당한다.
또는, 할당 처리부(113)는 LCG 추가부(113)에 의해 저지연 서비스용 LCG가 별도로 정의되어, 기존 서비스용 LCG와 저지연 서비스용 LCG가 존재하는 경우, 저지연 서비스의 QCI 값들을 가지는 논리적 채널들은 저지연 서비스용 LCG들에 할당하고, 기존 서비스의 QCI 값을 가지는 논리적 채널들은 기존 서비스용 LCG 들에 할당한다.
메시지 수신부(114)는 각 LCG 단위로 버퍼 상태 보고를 수행하는 BSR 메시지를 수신한다. 이 경우, 할당 처리부(113)의 할당 방법에 따라 메시지의 구조가 변경될 수 있다. 예를 들어, BSR 메시지가 버퍼에 쌓인 패킷들의 지연 관련 정보를 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 저지연 서비스를 위한 BSR 메시지에 새로운 LCID가 할당될 수 있다.
메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 변환기(130)는 프로세서(110)와 연결되며 무선 신호를 송신 또는 수신한다.
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 (13)

  1. 저지연 서비스를 위해 추가된 무선 베어러(radio barer, RB)를 지원하기 위한 새로운 QCI(QCI(QoS class of identifier)를 설정하는 단계; 및
    상기 새롭게 설정된 QCI를 고려하여, 기존 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG(logical channel group)에 할당하는 단계
    를 포함하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LCG에 할당하는 단계는,
    기존에 정의된 LCG 개수의 변경 없이, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG에 각각 할당하는 단계
    를 포함하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 LCG에 각각 할당하는 단계는,
    상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하여 LCG에 각각 할당하는 단계; 및
    상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당하는 단계
    를 포함하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당하는 경우,
    상기 버퍼 상태 보고를 수행하는 단계는,
    패킷들의 지연 관련 정보를 추가적으로 포함하는 버퍼 상태 보고 메시지를 구성하여 전송하는 단계
    를 포함하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저지연 서비스 RB의 논리적 채널들에게 할당된 LCG들에 대한 버퍼 상태 보고 메시지만 상기 지연 관련 정보를 포함하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 LCG에 할당하는 단계는,
    기존에 정의된 LCG 개수를 증가시켜, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG에 각각 할당하는 단계
    를 포함하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 채널을 LCG에 각각 할당하는 단계는,
    상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널은 상기 LCG의 개수 증가에 따라 추가된 LCG에 할당하고, 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널은 기존 LCG에 할당하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 LCG에 할당하는 단계는,
    기존에 정의된 LCG들 이외에, 상기 저지연 서비스를 위한 LCG들을 별도로 정의하는 단계; 및
    상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널은 상기 별도로 정의된 저지연 서비스를 위한 LCG들에 각각 할당하고, 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널은 상기 기존에 정의된 LCG들에 각각 할당하는 단계
    를 포함하는, 버퍼 상태 보고 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼 상태 보고를 수신하는 단계는,
    각 논리적 채널에 대한 버퍼 상태 보고를 위한 버퍼 상태 보고 메시지를 수신하며, 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널에 대한 버퍼 상태 보고 메시지와 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 대한 버퍼 상태 보고 메시지에 서로 다른 LCID(logical channel ID)가 부여되어 있는, 버퍼 상태 보고 방법.
  10. 안테나를 통하여 신호를 송수신하는 무선 주파수 변환기, 그리고
    상기 무선 주파수 변환기와 연결되고, LCG(logical channel group) 할당 및 버퍼 상태 보고 처리를 수행하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    저지연 서비스를 위해 추가된 무선 베어러(radio barer, RB)를 지원하기 위한 새로운 QCI(QCI(QoS class of identifier)를 설정하는 QCI 설정부; 및
    상기 새롭게 설정된 QCI를 고려하여, 기존 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널을 LCG에 할당하는 할당 처리부
    를 포함하는, 버퍼 상태 보고 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상가 할당 처리부는, 기존에 정의된 LCG 개수의 변경 없이,
    상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하여 LCG에 각각 할당하거나, 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당하는, 버퍼 상태 보고 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    버퍼 상태 보고를 위하여 기존에 정의된 LCG의 개수를 증가시키거나 상기 저지연 서비스를 위한 LCG를 별도로 정의하는 LCG 추가부
    를 더 포함하는, 버퍼 상태 보고 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    LCG 단위로 수행되는 각 논리적 채널에 대한 버퍼 상태 보고를 수신하는 메시지 수신부
    를 더 포함하고,
    상기 메시지 수신부는, 상기 할당 처리부가 상기 저지연 서비스의 RB의 논리적 채널과 상기 기존 서비스의 RB의 논리적 채널을 구분하지 않고 LCG에 각각 할당하는 경우, 패킷들의 지연 관련 정보를 추가적으로 포함하는 버퍼 상태 보고 메시지를 수신하는, 버퍼 상태 보고 장치.
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