KR20180081372A

KR20180081372A - 단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 복수의 서비스지원을 위한 단말 운용 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180081372A
Application number: KR1020170002517A
Authority: KR
Inventors: 권기범
Original assignee: 주식회사 아이티엘
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2018-07-16

Abstract

본 개시의 일 양상에 따르면, 무선통신 시스템에서 단말이 이전에 기지국이 구성한 논리채널 내 QoS (Quality of Service)를 만족하지 않는 데이터의 전송이 발생한 경우, 이를 전송하기 위한 논리채널 우선순위 운용방법 및 장치가 제공될 수 있다.

Description

단말간 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 복수의 서비스지원을 위한 단말 운용 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR USER EQUIPMENT OPERATION FOR SUPPORTING MULTIPLE SERVICE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING COMMUNICATION BETWEEN USER EQUIPMENTS}

본 발명은 단말이 실행하는 상향링크 스케줄링을 제어하는 방식을 운용하고 상기 단말이 복수의 서로 다른 서비스를 지원하고 이를 위해 적어도 2개 이상의 서로 다른 TTI(Transmission Time Interval) 및/또는 무선통신을 위한 시간 및 주파수 자원의 단위가 적어도 2개 이상의 서로 다른 기준으로 정의된 프레임 구조를 운용하는 무선통신 시스템에서 단말이 이전에 기지국이 구성한 논리채널 내 QoS (Quality of Service)를 만족하지 않는 데이터의 전송이 발생한 경우, 이를 위한 논리채널 우선순위 운용방법 및 장치에 관한 것이다.

현재 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 연구중인 NR 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 상기 NR 시스템은 적어도 2개 이상의 서로 다른 TTI(Transmission Time Interval) 및/또는 무선통신을 위한 시간 및 주파수 자원의 단위가 적어도 2개 이상의 서로 다른 기준으로 정의된 프레임 구조를 운용하는 것을 가정하고 있다.

본 발명에서 제안한 방법을 통해 기지국이 설정한 QoS 기준에 포함되지 않는 단말 내에 발생한 데이터의 QoS 및 신뢰도를 제공받을 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 서로 다른 뉴머롤로지가 적용된 프레임 구조의 예를 나타낸 것이다.
도 3 내지 6은 본 개시에 따른 단말의 데이터 전송 방법의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 9는 본 개시에 따른 MAC 헤더 또는 MAC 서브헤더를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 단말 및 gNB의 동작을 나타내는 도면이다.
도 11는 본 발명의 내용을 기반으로 하는 단말 동작의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 내용을 기반으로 하는 기지국 동작의 흐름도를 나타낸 것이다.

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

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

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 망 구조는 E-UMTS(Evolved-Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution), LTE-A(advanced), LTE-A pro 시스템 등을 포함하거나, 5세대 이동통신 망, 5G(5^th generation), NR(new radio) 등을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)에서 기지국(BS: Base Station, 11)과 단말(UE: User Equipment, 12)은 데이터를 무선으로 송신 및 수신할 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템(10)은 단말간(D2D: device to device) 통신을 지원할 수도 있다. 무선 통신 시스템에서의 D2D 통신에 대해서는 후술한다.

무선 통신 시스템(10)에서 기지국(11)은 기지국의 커버리지 내에 존재하는 단말에게 특정 주파수 대역을 통하여 통신 서비스를 제공할 수 있다. 기지국에 의해 서비스되는 커버리지는 사이트(site)라는 용어로도 표현될 수 있다. 사이트(site)는 섹터라 부를 수 있는 다수의 영역들(15a, 15b, 15c)을 포함할 수 있다. 사이트에 포함되는 섹터 각각은 서로 다른 식별자를 기반으로 식별될 수 있다. 각각의 섹터(15a, 15b, 15c)는 기지국(11)이 커버하는 일부 영역으로 해석될 수 있다.

기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 지점(station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), gNB(g-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 펨토 기지국(Femto eNodeB), 가내 기지국(HeNodeB: Home eNodeB), 릴레이(relay), 원격 무선 헤드(RRH: Remote Radio Head)등 다른 용어로 불릴 수 있다.

단말(12)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device), 착용기기(wearable device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

또한, 기지국(11)은 해당 기지국이 제공하는 커버리지의 크기에 따라 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 셀은 기지국이 제공하는 주파수 대역, 기지국의 커버리지 또는 기지국을 지시하는 용어로 사용될 수 있다.

이하에서, 하향링크(DL: DownLink)는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(UL: UpLink)는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.

한편 무선 통신 시스템(10)에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. 예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법이 사용될 수 있다. 또한, 상향링크 전송 및 하향링크 전송에는 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용어의 약어를 아래와 같이 정의하고자 한다.

LC: Logical Channel

LCP: Logical Channel Prioritization

LCG: Logical Channel Group

LCID: Logical channel ID

TTI: Transmission Time Interval

RRC: Radio Resource Control

MAC: Media Access Control

PBR: Prioritized Bit Rate

PDU: Packet Data Unit

eMBB: evolved Mobile BroadBand

URLLC: Ultra Reliability Low Lantency Communication

mMTC: massive Machine Type Communication

QCI: QoS Class Identifier

IMSI: The International Mobile Subscriber Identity

차세대 이동통신 시스템에 요구되는 서로 다른 다양한 서비스들, 예를들어 실감형 콘텐츠, 이동형 홀로그램 디스플레이, 스마트 홈 서비스 등은 크게 eMBB, URLLC, mMTC라고 하는 3가지 서비스 유형으로 구분할 수 있다. 상기 3가지 서비스 유형을 지원하기 위해 요구되는 요구사항들은 동일한 요구사항 항목에서도 서로 다른 기준을 만족해야한다. 예를 들어, 지연시간(latency)에 대한 요구사항 항목에 대해서는 eMBB 서비스의 경우, 0.001%의 오류가 발생하는 상황을 기준으로 단말 내 layer 2와 기지국 내 layer 2간의 단방향 통신 시 발생하는 지연시간이 4ms을 넘으면 안된다는 요구사항 기준이 있는 반면에 URLLC의 경우 동일한 환경에서 0.5ms을 넘으면 안된다는 요구사항 기준이 있다.

이와 같이 서로 다른 요구사항 기준을 만족하기 위해서는 물리채널을 가장 기본 단위인 시간/주파수/공간으로 정의되는 무선자원의 단위가 큰 영향을 미칠 수 있다. 상기 예와 같이 지연시간의 경우, 하나의 무선자원을 정의할 때 시간 자원의 양이 커질수록 지연시간이 길어지게 된다. 특히 TTI와 같이 단일 MAC PDU를 전송하는 시간 자원 단위의 경우, 데이터 전송을 위해 반드시 필요한 시간이므로 물리채널 및 무선자원을 위한 프레임 구조 설계 시 상기 TTI의 길이가 지연시간에 큰 영향을 미치게 된다.

무선통신 시스템에서 운용되는 수치를 뉴머롤로지(numerology)라고 지칭한다. 본 발명에서는 구체적으로 상기 TTI(Transmission Time Interval) 및/또는 무선통신을 위한 시간 및/또는 주파수 자원 단위 기준에 대한 수치를 뉴머롤로지라고 할 수 있다.

상기 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 논의 중인 NR 시스템에서는 적어도 2개 이상의 서로 다른 뉴머롤로지를 포함하는 프레임 구조를 도입하기로 합의하였다.

도 2는 서로 다른 뉴머롤로지가 적용된 프레임 구조의 예를 나타낸 것이다.

도 2에서 서로 다른 뉴머롤로지가 서로 구별되는 무선자원에 대하여 정의되어있는 것을 나타내었다. 각 뉴머롤로지에 대해서 OFDM 심볼구간, 부반송파(sub carrier) 대역폭이 서로 다르게 구성될 수 있으며, TTI 길이 또한 서로 다르게 구성될 수 있다. 이 때, 뉴머롤로지간 OFDM 심볼구간의 길이는 항상 2ⁿ (n은 자연수)배의 관계를 가진다. 하지만 TTI의 경우는 도 2에서는 2ⁿ (n은 자연수)배의 관계의 예를 나타내었으나, 그 이외의 관계 또한 가능하다. 일 예로 상기 TTI로 정의되는 구간의 일부로 재정의될 수 있다.

이에, 본 발명에서는 상기 프레임 구조를 지원하기 위해 필요한 기술들과 이 때 발생 가능한 단말 동작을 지원하기 위한 규칙을 정의하고 이를 기준으로 단말의 상향링크 스케줄링을 제어하는 NR 시스템의 운용방법을 제시한다.

우선 기지국은 상향링크 전송을 위해 각 단말에게 서비스 할 또는 단말이 생성한 데이터의 QoS 값을 기반으로 무선 베어러를 구성한다. 상기 무선 베어러는 설정된 QoS 를 가지는 데이터 패킷만을 전송 또는 수신하기 위해 구성된다. 따라서 서로 다른 QoS를 가지는 데이터 패킷은 서로 다른 무선 베어러를 통해 전송 또는 수신된다. 상기 무선 베어러 중 데이터를 전송하기 위해 구성되는 베어러를 데이터 베어러(DRB)라고 한다. 상기 DRB는 하나의 LC와 일대일 매핑관계를 가진다. 기지국은 상기 DRB를 구성할 때 이에 대응하는 LC를 구성한다. 이 때, 각 LC 마다 PBR 값과 LC간 우선순위를 설정한다. 상기 LC 간 우선순위는 음수를 제외한 정수로 표현되거나, 자연수로 표현될 수 있다. 상기 우선순위값이 높을수록 우선순위가 높음을 의미할 수 있다. 상기 PBR은 각 LC마다 설정된 QoS 를 만족하기 위해 전송되어야 하는 비트율을 나타낸다. 예를 들어 LC1, LC2, LC3, LC4가 기지국에 의해 구성된 경우, 각 LC 별 PBR은 각각 상기 LC 순서대로 50, 20, 30, 40비트로 설정되었으며 우선순위는 LC2 > LC3 > LC1 > LC4 순서로 높다고 할 때, 단말이 기지국으로부터 200비트의 크기를 가지는 상향링크 그랜트를 수신한 상황을 가정한다.

이 경우, 단말은 첫번째 단계로써, 우선 LC2 버퍼 내에 저장되어 있는 데이터 중 먼저 20비트를 MAC PDU 구성에 할당한다. 그 후 LC3 버퍼 내 데이터 중 30비트를 할당하고 우선순위 순서대로 LC1은 50비트, LC4는 40비트를 할당하게된다. 따라서 총 140비트가 할당되었고 60비트의 데이터를 더 보낼 수 있는 상황이 발생하게된다. 이 경우, 단말은 두번째 단계로써, 다시 우선순위가 가장 높은 LC2부터 버퍼내에 남아 있는 모든 데이터 중 상기 60비트 공간에 포함될 수 있는 데이터들을 할당하고 그래도 남는 공간이 있으면 다음 우선순위의 LC 내 데이터를 할당하는 방법으로 진행한다. 이하 상기 첫번째 및 두번째 단계를 통해 정의되는 절차를 LCP라고 지칭한다.

도 3은 기지국이 각 LC마다 지원가능한 뉴머롤로지에 대한 정보와 해당 뉴머롤로지에 한하는 우선순위 값을 구성하였을 경우, 단말의 데이터 전송 방법의 예를 나타낸 것이다.

먼저 기지국은 각 LC의 QoS 값을 기반으로 LC가 할당되어야 할 뉴머롤로지를 선택하여 이를 RRC 시그널링을 통해 지시한다(301). 상기 각 LC에 할당되는 뉴머롤로지는 복수개가 할당될 수 있다. 이 때, 상기 3가지 서비스 유형에 기반한 특정 QoS를 만족시키기 위해 적합한 뉴머롤로지를 지시하기 위해서 각 뉴머롤로지마다 해당 LC가 가지는 우선순위 및 PBR이 독립적으로 할당될 수 있다. 예를 들어, LC1의 경우 뉴머롤로지 #1에 대해서는 LC1의 우선순위가 1이고 PBR이 20바이트로 구성되어 있으나, 뉴머롤로지 #2에 대해서는 LC1의 우선순위가 5이고 PBR이 50바이트로 구성되어 있을 수 있다. 여기서 상기 PBR은 특정 QoS에 대하여 각 뉴머롤로지간 자원구성의 차이로 인해 독립적으로 구성될 수 있다. 하지만 성능의 최적화 보다 구성의 단순화를 통해 스케줄러 구현을 용이하게 하기 위해 모든 뉴머롤로지에 대하여 단일 PBR 형태로 구성할 수도 있다.

단말은 상향링크로 전송하고자하는 데이터가 Layer 2에 포함되는 특정계층 내 버퍼에 데이터가 저장되거나 지금까지 저장된 데이터들보다 높은 우선순위를 가지는 데이터가 추가로 저장된 경우, BSR(buffer status reporting)을 트리거링 시킨다. 상기 BSR은 SR(scheduling request)를 트리거링 시키고 미리 기지국에 의해 할당된 상기 단말에 할당된 SR자원을 이용하여 기지국에게 현재 기지국으로 전송할 데이터가 있음을 알린다(310).

기지국은 상기 BSR 정보를 수신한 후, 해당 단말의 상향링크 전송을 위해 상향링크 무선자원을 할당한다. 이 때 사용하는 시그널링을 상향링크 그런트 (UL grant)라고 지칭한다. 상기 상향링크 그런트 내 자원할당 정보는 각 뉴머롤로지마다 공통적으로 정의될 수 있다. 이 경우, 상기 상향링크 그런트가 특정 뉴머롤로지에 대한 것임을 나타내기 위한 지시자가 상기 상향링크 그런트 내에 포함될 수 있다. 또는, 단말은 상기 상향링크 그런트가 수신된 하향링크 뉴머롤로지에 기반하여, 상향링크 그런트의 뉴머롤로지를 상기 상향링크 그런트가 수신된 하향링크 뉴머롤로지라고 판단할 수 있다(320).

단말은 상기 수신된 특정 뉴머롤로지의 상향링크 그런트에 기반하여 앞서 수신된 LC 구성정보 내 우선순위 및 PBR 정보 등을 고려하여 LCP 절차를 진행한다(330).

만일, 다른 특정 뉴머롤로지에 대한 상향링크 그런트가 수신된 경우(340), 해당 뉴머롤로지에 대응하여 구성된 각 LC 우선순위 및 PBR 정보 등에 따라 LCP 절차를 진행한다(350).

도 4은 기지국이 각 LC마다 지원가능한 뉴머롤로지에 대한 정보와 해당 뉴머롤로지에 한하는 우선순위 값을 구성하였고, 해당 LC가 가지는 각 뉴머롤로지에 대한 우선순위가 추가적으로 구성된 경우 단말의 데이터 전송 방법의 예를 나타낸 것이다.

먼저 기지국은 각 LC의 QoS 값을 기반으로 LC가 할당되어야 할 뉴머롤로지를 선택하여 이를 RRC 시그널링을 통해 지시한다. 상기 각 LC에 할당되는 뉴머롤로지는 복수개가 할당될 수 있다. 이 때, 상기 3가지 서비스 유형에 기반한 특정 QoS를 만족시키기 위해 적합한 뉴머롤로지를 지시하기 위해서 각 뉴머롤로지마다 해당 LC가 가지는 우선순위 및 PBR이 독립적으로 할당될 수 있다. 추가적으로 해당 LC가 가지는 각 뉴머롤로지에 대한 우선순위를 구성한다. 예를 들어, LC1의 경우 뉴머롤로지 #1에 대해서는 LC1의 우선순위가 1로 구성되어 있으나, 뉴머롤로지 #2에 대해서는 LC1의 우선순위가 5이고 PBR이 50바이트로 구성되어 있을 수 있다. 여기에, LC1의 뉴머롤로지 #1에 대한 우선순위가 낮고 뉴머롤로지 #2에 대해서는 우선순위가 높다고 구성할 수 있다(401). 여기서 상기 PBR은 우선순위가 낮은 뉴머롤로지에 대해서 적용되지 않으므로 구성하지 않는다.

기지국은 상기 BSR 정보를 수신한 후, 해당 단말의 상향링크 전송을 위해 상향링크 그런트를 수신한다(320).

단말은 상기 우선순위에 따라 상향링크 그런트에 의해 지시된 상향링크 자원에 대하여 앞서 설명한 LCP 첫번째 단계에서는 해당 뉴머롤로지에 대한 우선순위가 낮은 LC들을 배제하고 우선순위가 높은 LC들만을 대상으로 PBR 기반 데이터할당을 진행한다. 이후 두번째 단계에서 다시 우선순위가 높은 LC들부터 PBR이 아닌 LC 버퍼 내 모든 데이터의 할당을 진행한다. 그럼에도 불구하고 상기 할당된 무선자원이 남아있는 경우, 상기 도 4에서 회색으로 표시된 해당 뉴머롤로지에 대하여 우선순위가 낮은 LC들에 대하여 LC 버퍼 내 모든 데이터의 할당을 LC간 우선순위에 따라 진행한다(430).

만일, 다른 특정 뉴머롤로지에 대한 상향링크 그런트가 수신된 경우(340), 해당 뉴머롤로지에 대응하여 구성된 각 LC 우선순위 및 PBR 정보 등에 따라 LCP 절차를 진행한다(450).

이 방법은 특정 LC가 특정 뉴머롤로지를 통해 데이터가 서비스되는 경우 QoS를 만족시킬 수 없을 경우, 상기 뉴머롤로지를 통한 전송을 배제하기위한 것이다. 하지만, 우선순위가 높은 전송가능한 모든 LC 내 데이터들을 할당했음에도 전송가능한 무선자원이 남아있는 경우, 우선순위가 낮더라고 일부의 데이터라도 전송할 수 있는 여지를 열어둠으로써 자원의 효율성을 증대시킬 수 있는 방법이다.

도 5은 기지국이 각 LC마다 지원가능한 뉴머롤로지는 단 하나만 구성되며 해당 LC가 가지는 LC간 우선순위가 구성된 경우 단말이 복수의 뉴머롤로지를 통해 데이터 전송을 진행하는 방법의 예를 나타낸 것이다.

먼저 기지국은 각 LC의 QoS 값을 기반으로 LC가 할당되어야 할 뉴머롤로지를 선택하여 이를 RRC 시그널링을 통해 지시한다. 상기 각 LC에 할당되는 뉴머롤로지는 단 하나만 할당된 경우이다(401).

단말은 상기 상향링크 그런트에 의해 지시된 상향링크 자원의 뉴머롤로지에 대응하는 LC들에 대하여 앞서 설명한 LCP 절차를 진행한다(530).

만일, 다른 특정 뉴머롤로지를 통해 특정 LC 내 데이터들이 전송되야하는 상황이 발생하는 경우, 예를 들어, URLLC 요구사항을 가지는 데이터의 경우 0.5ms의 지연시간을 요구하고 있으므로, 상기 데이터가 포함된 LC와 매핑관계를 가지는 뉴머롤로지 내 무선자원의 부하가 높아 데이터 전송이 어려운 경우, 기지국은 상기 LC의 데이터를 다른 뉴머롤로지를 통해 임시로 전송할 수 있도록 지시하는 정보를 상향링크 그런트 내에 포함하여 제공할 수 있다. 상기 지시정보는 상기 상향링크 그런트 내에 미리 정해진 지시자 필드 형태로 해당 LC 값을 지시할 수도 있다. 또는 상기 지시정보는 각 LC마다 미리 정해진 타이머를 기반으로 상기 타이머가 만료되었을 경우, 모든 뉴머롤로지 내 수신된 상향링크 그런트에 대하여 상기 LC가 LCP 절차에 포함될 수도 있다. 여기서 상기 타이머는 상기 LC에 대응하는 DRB 내 layer 2 계층들의 버퍼 내 데이터가 최초로 저장되거나 현재 타이머가 정지되어 있으며 상기 버퍼 내 데이터의 양이 증가되는 경우 시작된다. 그리고 상기 타이머는 상기 버퍼 내 데이터가 모두 전송되면 중지된다(540).

만일 540 단계를 통해 특정 LC가 해당 뉴머롤로지를 통해 전송가능한 상태로 변경되면 상기 LC를 포함하여 각 LC마다 구성된 LC 우선순위 및 PBR 정보 등에 따라 LCP 절차를 진행한다(550).

이 방법은 특정 LC 내 데이터가 전송되어야 할 뉴머롤로지를 통해 QoS를 만족시킬 수 없을 경우, 다른 뉴머롤로지를 통한 전송을 허용하기위한 것이다. 따라서 QoS의 일부를 만족시킬 수 없을 수 있더라도 데이터를 전송할 수 있는 여지를 열어둠으로써 사용자 체감 성능의 열화를 최소한으로 줄일 수 있는 방법이다.

만일, 단말 내의 응용프로그램에서 데이터 패킷을 생성한 경우, 단말은 상기 데이터 패킷의 QoS를 기반으로 이에 대응하는 LC에 매핑하여 상기 데이터 패킷이 상기 정의한 LCP 절차를 통해 기지국으로 전송될 수 있도록 한다. 하지만, 상기 데이터 패킷이 기지국이 구성한 LC들이 지원하지 않는 QoS 요구사항을 가지는 경우, 우선 단말은 상기 데이터 패킷을 디폴트 베어러(default bearer) 라고 불리우는 무선 베어러에 매핑한다. 상기 디폴트 베어러는 초기 접속 시 기지국으로부터 베어러에 대한 구성정보가 제공되지 않은 경우, 단말이 기지국으로 데이터를 전송하기 위해 미리 기지국과 단말간에 약속된 파라미터로 구성된 베어러이다. 따라서 기지국은 상기 디폴트 베어러가 항상 단말 내에 구성되어 있다고 판단하고 있으며, 상기 디폴트 베어러와 1:1 매핑관계를 가지는 LC가 존재하고 있음을 알고 있다. 상기 LC는 LC0 또는 디폴트 LC 등으로 불리울 수 있다. 이하 LC0로 지칭한다.

하지만, 상기 LC0가 매핑되어야 할 뉴머롤로지 및 우선순위 값이 상기 LC0 내 버퍼에 포함되는 데이터의 QoS에 의해 항상 바뀔 수 있다는 점에서 미리 기지국이 항상 QoS를 만족할 수 있는 상기 LC0와 매핑관계를 구성하는 것이 불가능하다는 것이다. 따라서 이에 대해 단말은 기지국으로 현재 LC0를 통해 전송될 데이터에 대한 상기 QoS 정보를 제공할 필요가 있다.

도 6은 기지국이 301 또는 401 또는 501 절차에 따라 각 LC에 대하여 구성하였으나, 기지국이 구성한 LC들이 지원하지 않는 QoS 요구사항을 가지는 데이터 패킷이 생성된 경우 단말의 데이터 전송 방법의 예를 나타낸 것이다.

먼저 기지국은 각 LC를 구성한다(301 또는 401 또는 501).

단말은 기지국이 구성한 LC들이 지원하지 않는 QoS 요구사항을 가지는 데이터 패킷이 생성된 경우(610), 상기 데이터 패킷의 QoS 파라미터를 기지국으로 전송한다. 상기 QoS에 대한 상세한 파라미터 값은 BSR에 포함하여 전송될 수 있다(620). 이 경우, 상기 BSR은 LC0만을 위해 구성된 LCG 지시자와 버퍼 내 데이터양 정보, 그리고 QCI 또는 5-tuple 등의 값을 가지는 지시자를 포함하는 MAC CE 메시지 형태로 정의된다. 상기 MAC CE 메시지는 상기 MAC CE 메시지가 BSR임을 지시하는 LCID 값을 포함하는 MAC 서브헤더와 MAC CE 메시지로 구성된다.

i. R: (reserved) 예비비트

ii. F: L 필드의 사이즈를 지시하기 위한 비트. '1'이면 15비트 길이의 L 필드가 존재함을 나타내고 '0'이면 7비트 길이의 L필드가 존재함을 나타냄

iii. E: MAC header 내 해당 subheader 이후에 또 다른 subheader가 존재하는지 여부를 나타내기 위한 비트. '1'은 존재함. '0'은 다음 바이트(byte)부터 MAC SDU 또는 MAC CE 또는 padding이 시작됨을 의미함.

iv. 도 8의 LCG는 2비트 또는 3비트가 적용될 수 있다. 3비트는 좀 더 많은 구별된 QoS를 가지는 버퍼 내 데이터 정보를 제공할 수 있다. 또한, QCI를 위한 4비트 또는 5비트가 할당된다. 상기 LCG와 QCI 필드의 길이의 합이 8비트가 될 수 있도록 구성할 수 있다. 이는 BS(buffer status)를 나타내는 비트가 8비트인 경우 20기가 비트의 최대 데이터 전송율을 고려하였을 때 데이터 양을 표현하는 정밀도가 충분하기 때문이다. 또한 10비트를 고려할 수도 있다. 이는 LCG#0내에 포함되는 LC0가 임시로 사용되기 때문에 평균 데이터 전송율을 고려하였을 때, 6비트로 표현하는 데이터 양의 정밀도로도 충분할 수 있기 때문이다. [상기 비트

v. 만일 도 8의 BSR의 사이즈가 고정적인 경우, 도 9의 MAC subheader를 사용한다.

vi. 만일, 도 8의 BSR의 사이즈가 가변적인 경우, 도 7의 MAC subheader를 사용한다.

기지국은 상기 BSR 정보를 수신한 후, 해당 단말의 상향링크 전송을 위해 상향링크 무선자원을 할당한다. 이 때 상향링크 그런트 내에 LC0에 대한 뉴머롤로지 매핑정보 및 LC 우선순위 정보 등이 추가로 포함되어 지시될 수 있다. 일 예로, 상기 지시정보는 상향링크 그런트를 통해 모두 직접지시되기에 많은양의 정보를 포함하고 있으므로 이를 효율적으로 지시하기 위해 상기 지시정보는 1또는 2비트로 구성하고 기지국은 미리 지시할 뉴머롤로지와 LC 우선순위 및 PBR 정보 등의 조합 후보를 2개 또는 4개 선택하여 이를 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전달한다. 상기 조합 후보는 기지국이 현재 단말에 구성되어 있지 않은 QoS 기준을 만족하는 조합을 고려하여 구성할 수 있다. 따라서, 상기 지시정보는 상기 조합 후보 중 하나를 지시하는 지시자로서 해석될 수 있다(630).

단말은 상기 수신된 특정 뉴머롤로지의 상향링크 그런트에 기반하여 앞서 수신된 LC0에 대한 지시정보 및 LC 구성정보 내 우선순위 및 PBR 정보 등을 고려하여 LCP 절차를 진행한다(640).

이후, 기지국은 상기 LC0를 통해 전송되는 데이터의 QoS를 만족시킬 수 있는 새로운 무선 베어러를 구성하고 이에 대응하는 새로운 LC를 구성한다(650).

도 10은 상기 620 절차를 통해 기지국으로 전달했던 LC0 내 데이터 패킷의 QoS 파라미터를 랜덤접속절차를 통해 전송되는 프리앰블에 상기 상기 데이터 패킷의 QoS 파라미터 정보를 포함하여 전송(1010)하고 기지국이 랜덤접속응답 (RAR: random access response)을 통해 630절차를 통해 단말이 수신했던 지시정보를 제공(1020)하는 방법이다. 이 때 사용하는 랜덤접속절차는 2-step 절차를 이용한다. 상기 2-step 랜덤접속절차는 1. RA 프리앰블(preamble) 전송 2. RAR 수신 단계로 2단계로만 구성되어 있다. 이 때, RA 프리앰블 내에는 상기 단말의 고유정보(예를 들어, IMSI 또는 기지국이 RRC 연결설정 시 제공한 임시 고유식별번호)가 포함되어 있어 기지국은 상기 RA 프리앰블을 누가 전송했는지를 파악할 수 있다. 상기 RAR 내에는 상향링크 그런트가 포함되며 해당 메시지가 상기 단말에 것임을 나타내는 지시정보 또한 포함되어 있다. 상기 지시정보는 앞서 단말이 기지국에게 제공한 단말의 공유정보가 될 수 있다.

도 11는 본 발명의 내용을 기반으로 하는 단말 동작의 흐름도를 나타낸 것이다.

단말은 기지국이 구성한 LC들이 지원하지 않는 QoS 요구사항을 가지는 데이터 패킷이 생성된 경우(1110), 우선 상기 데이터 패킷을 디폴트 베어러를 통해 전송하기 위한 동작을 수행한다. 즉, 상기 디폴트 베어러와 대응관계를 가지는 LC0를 통해 상기 데이터 패킷의 전송을 준비한다(1120). 이와 동시에, 상기 데이터 패킷의 QoS 파라미터를 기지국으로 전송한다(1130). 상기 QoS에 대한 상세한 파라미터 값은 BSR에 포함하여 전송되거나 랜덤엑세스 절차를 통해 전송될 수 있다.

단말은 기지국이 전송한 상향링크 그런트를 수신하고(1140) 상기 상향링크 그런트 내에 LC0에 대한 뉴머롤로지 매핑정보 및 LC 우선순위 및 PBR 정보 등을 확인한다(1150).

단말은 상기 수신된 특정 뉴머롤로지의 상향링크 그런트에 기반하여 앞서 수신된 LC0에 대한 지시정보 및 LC 구성정보 내 우선순위 및 PBR 정보 등을 고려하여 LCP 절차를 진행한다(1160).

도 12 본 발명의 내용을 기반으로 하는 기지국 동작의 흐름도를 나타낸 것이다.

기지국은 단말이 BSR 또는 랜덤엑세스 프리엠블을 통해 전송한 QoS 값을 수신하고 확인한다(1210).

기지국은 BSR 정보 및 상기 QoS 값을 수신한 후, 해당 단말의 상향링크 전송을 위해 상향링크 그런트를 구성(1220)하고 전송한다(1230). 상기 상향링크 그런트 내는 LC0에 대한 뉴머롤로지 매핑정보 및 LC 우선순위 정보 및 PBR 정보 등이 추가로 포함된다.

기지국은 해당 단말이 전송한 MAC PDU를 수신하고(1240), 상기 MAC PDU 내에 포함되어 있는 LC0에 대한 데이터를 확인한다(1250).

Claims

무선통신 시스템에서 단말이 이전에 기지국이 구성한 논리채널 내 QoS (Quality of Service)를 만족하지 않는 데이터의 전송이 발생한 경우, 이를 전송하기 위한 논리채널 우선순위 운용방법 및 장치.