KR20180093172A

KR20180093172A - 기지국의 상향링크 데이터 수신 방법

Info

Publication number: KR20180093172A
Application number: KR1020170018351A
Authority: KR
Inventors: 김형진; 서석; 조권도; 조성철
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2018-08-21

Abstract

기지국의 상향링크 데이터 수신 방법은, L1 PHY 계층이, 상위계층으로부터 상향링크 자원할당을 위한 제어 메시지를 수신하는 단계, 상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지로부터 획득된 상향링크 채널 설정 시점의 도래를 확인하는 단계, 상기 상향링크 채널 설정 시점이 도래하면, 상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지를 기초로 상기 상향링크 채널을 설정하는 단계, 상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지로부터 획득된 상향링크 수신 시점의 도래를 확인하는 단계, 상기 상향링크 수신 시점이 도래하면, 상기 L1 PHY 계층이, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 단계, 및 상기 상향링크 데이터의 수신이 완료되면, 상기 L1 PHY 계층이, 상향링크 데이터 수신을 통지하는 메시지를 상기 상위계층으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

기지국의 상향링크 데이터 수신 방법{UPLINK DATA RECEIVING METHOD OF BASE STATION}

본 발명의 실시 예는 기지국의 상향링크 데이터 수신 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형셀 기지국의 상향링크 데이터 수신 방법에 관한 것이다.

스마트 폰의 등장과 4G 이동 통신의 만남은 사용자에게 언제 어디서나 접속 가능한 움직이는 인터넷 세상을 보여주게 되었고, 이로 인하여 모바일 데이터 트래픽은 지속적으로 급증할 것으로 예측되고 있다. 급증하는 모바일 트래픽으로 인한 망의 과부하와 사용자 서비스의 품질 저하 이슈가 예측되지만 매크로 기지국을 활용하는 방안에는 한계가 있어 단위 면적당 용량 증대가 가능하고 사용자의 QoS(Quality of Service)도 높일 수 있는 방법으로 소형셀(small cell) 기술이 새롭게 부각되고 있다.

소형셀 기지국에서 L1은 무선 전송을 담당하고, L2는 자원 할당 등을 관장하며, L3는 무선 자원을 관리한다. 소형셀 포럼(Small Cell Forum)에서 발간한 SCAPI(Small Cell Application Platform Interface) 규격에 따르면, 상위계층(L2 또는 L3)과 L1 간에 상향링크 데이터 수신을 위한 L1 제어를 수행할 때 상위계층에서는 단말에게 자원 할당과 관련된 메시지를 보내야 하며, L1이 이 정보를 이용하여 데이터를 수신할 수 있도록 데이터를 보관하고 있어야 한다. 이에 따라, 상위계층 소프트웨어의 부하가 가중되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는 소형셀 기지국의 상위계층이 상향링크 데이터 수신을 위해 L1 제어를 수행할 때 복잡도를 감소시킨 기지국에서의 상향링크 데이터 송신 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 상향링크 데이터 수신 방법은, L1 PHY 계층이, 상위계층으로부터 상향링크 자원할당을 위한 제어 메시지를 수신하는 단계, 상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지로부터 획득된 상향링크 채널 설정 시점의 도래를 확인하는 단계, 상기 상향링크 채널 설정 시점이 도래하면, 상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지를 기초로 상기 상향링크 채널을 설정하는 단계, 상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지로부터 획득된 상향링크 수신 시점의 도래를 확인하는 단계, 상기 상향링크 수신 시점이 도래하면, 상기 L1 PHY 계층이, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 단계, 및 상기 상향링크 데이터의 수신이 완료되면, 상기 L1 PHY 계층이, 상향링크 데이터 수신을 통지하는 메시지를 상기 상위계층으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 소형셀 기지국의 상위계층이 상향링크 데이터 수신을 위해 L1 제어를 할 때 복잡도가 감소하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 소형셀 기지국에서의 상향링크 데이터 수신 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 실시 예에 따른 소형셀 기지국에서의 L1 API와 L2/L3 소프트웨어 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 실시 예에 따른 소형셀 기지국의 L1 API를 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 4는 실시 예에 따른 소형셀 기지국의 상향링크 데이터 수신 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 실시 예에 따른 소형셀 기지국에서 상향링크 데이터 수신을 위한 L1 API의 동작 방법을 개략적으로 도시한 것이다.

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 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 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(femto 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.

명세서 전체에서, 송수신기(transceiver)는 단말(terminal), 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, 단말, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 송수신기(transceiver)는 기지국(base station, BS), 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 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

도 1은 일반적인 소형셀 기지국에서의 상향링크 데이터 수신 방법을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 소형셀 기지국의 L2/L3 소프트웨어는 단말에 상향링크 자원을 할당하기 위해 HI_DCI0.request 메시지를 L1 PHY 계층으로 전송하고(S100), 이를 수신한 L1 PHY 계층은 상향링크 자원할당을 위한 제어 정보를 단말로 전송한다(S101).

이후, L2/L3 소프트웨어는 상향링크로 단말이 데이터를 송신하는 시점에 UL_CONFIG.request 메시지를 L1 PHY 계층으로 전송하여 L1 PHY 계층을 제어한다(S102). L2/L3 소프트웨어로부터 제어 메시지(UL_CONFIG.request 메시지)를 수신한 L1 PHY 계층은, 단말의 상향링크 데이터(ACK/NACK response)를 수신하고(S103), 데이터 수신을 통지하는 RX_ULSCH.indication 메시지를 L2/L3 소프트웨어로 전송한다(S104).

이러한 종래 기술에 따른 상향링크 데이터 수신 방법은, 상위계층(L2/L3 software)이 제어 정보를 저장하고 있다가, 정확한 제어 시점을 체크하여 상향링크 데이터를 수신하도록 L1 PHY 계층을 제어해야 한다. 따라서, 상향링크 데이터 수신을 위한 상위계층의 L1 제어 복잡도가 높아 상위계층 소프트웨어의 부하가 가중되는 문제점이 있다.

따라서, 실시 예에 따른 소형셀 기지국에서는 L1 PHY 계층이 상위계층(L2/L3 소프트웨어)으로부터 UL_CONFIG.request 메시지 수신 없이, 단말이 데이터를 보내는 시점에 데이터를 수신할 수 있도록 함으로써, 상위계층의 L1 제어 복잡도를 감소시키는 방법을 제공한다.

이하, 필요한 도면들을 참조하여 실시 예에 따른 소형셀 기지국의 상향링크 데이터 수신 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 실시 예에 따른 소형셀 기지국에서의 L1 API와 L2/L3 소프트웨어 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에는 SCF082.04.01에서 정의하는 L1 API(Application Programming Interface)와 L2/L3 소프트웨어 간의 정합 관계를 간략히 도시하였다.

도 2를 참조하면, L1 PHY(Physical) 계층(10)은 L1 API(11)와 PHY 하드웨어(12)를 포함하며, L1 PHY 계층(10)의 PHY 하드웨어(12)와 L2/L3 소프트웨어(20)는, L1 API(11)의 P5 인터페이스와 P7 인터페이스를 통해서 통신한다.

P5 인터페이스는 PHY 제어(PHY Control) 엔티티가 PHY의 설정 절차를 수행하기 위한 인터페이스로 SON(Self-Optimization Netork) 응용 소프트웨어, HeMS(Home eNB Management System) 응용 소프트웨어 등에 의해서 수행될 수 있다.

P7 인터페이스는 단말에 데이터 서비스를 제공하기 위한 인터페이스로 MAC(Medium Access Control) 프로토콜에 의해 수행된다.

L2/L3 소프트웨어(20)는 데이터 서비스를 제공하기 위하여 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC), 패킷 데이터 융합 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP), 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC) 등의 프로토콜에 따른 신호 처리를 지원한다.

도 3은 실시 예에 따른 소형셀 기지국의 L1 API를 개략적으로 도시한 구조도이다.

도 3을 참조하면, L1 API(11)는 L1 제어 소프트웨어(L1 Control Software) 블록(111), HI_DCI0 메시지 버퍼(HI_DCI0 Messages Buffer)(112), NPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel) 제어 상태 버퍼(NPUSCH Control Status Buffer)(113), 및 NPUSCH 구성 버퍼(NPUSCH Configuration Buffer)(114)로 구성될 수 있다.

L1 제어 소프트웨어 블록(111)은 L2/L3 소프트웨어(20)와 메시지를 주고 받는 기능을 수행한다. L1 제어 소프트웨어 블록(111)과 L2/L3 소프트웨어(20) 사이에 송수신되는 메시지로는, HI_DCI0.request 메시지와 RX_ULSCH.indication 메시지 등이 포함된다.

HI_DCI0.request 메시지는 소형셀 기지국의 L2/L3 소프트웨어(20)가 단말에게 상향링크 자원할당 메시지를 전송하고자 할 때 보내는 제어 메시지이다. RX_ULSCH.indication 메시지는 L1 제어 소프트웨어(111)가 L2/L3 소프트웨어(20)에 데이터 수신을 통지하는 메시지이다.

아래 표 1 내지 표 3은 HI_DCI0.request 메시지 및 RX_ULSCH.indication 메시지를 설명하기 위한 것이다.

아래 표 1은 L1 API(11)에서 사용되는 메시지의 일반적인 포맷을 나타낸다.

표 1. L1 API 메시지 포맷

표 1을 참조하면, L1 API(11)에서 사용되는 HI_DCI0.request 메시지와 RX_ULSCH.indication 메시지는, 메시지 타입 ID(Message type ID), 메시지 본문의 길이(Length of vendor-specific message body, Length of message body), 메시지 본문(Message body, Vender-specific message body) 등을 포함한다.

아래 표 2는 L1 API(11)의 HI_DCI0.request 메시지의 일 예를 도시한 것이다.

표 2. HI_DCI0.request 메시지의 일 예

아래 표 3은 위 표 1의 HI_DCI0.request 메시지 내 DIC UL PDU의 일 예를 도시한 것이다.

표 3. HI_DCI0.request 메시지 내 DIC UL PDU의 일 예

아래 표 4는 RX_ULSCH.indication 메시지의 일 예를 나타낸다.

표 4. RX_ULSCH.indication 메시지의 일 예

도 4는 실시 예에 따른 소형셀 기지국의 상향링크 데이터 수신 방법을 개략적으로 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 실시 예에 따른 소형셀 기지국의 L2/L3 소프트웨어(20)가 단말(100)에게 상향링크 자원을 할당하기 위해 HI_DCI0.request 메시지를 L1 PHY 계층(10)에 보내고(S200), 이를 수신한 L1 PHY 계층(10)은 상향링크 자원할당을 위한 제어 정보를 단말(100)로 전송한다(S201)

이후, L1 PHY 계층(10)은 L2/L3 소프트웨어(20)로부터 UL_CONFIG.request 메시지 수신 없이, 단말(100)이 데이터를 보내는 시점에 데이터(MAC PDU)를 수신하고(S102), 데이터 수신을 통지하는 RX_ULSCH.indication 메시지를 L2/L3 소프트웨어(20)로 전송한다(S203).

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 소형셀 기지국의 L1 PHY 계층(10)이 상위계층으로부터 수신되는 UL_CONFIG.request 메시지 없이 단말(100)로부터 상향링크 데이터 수신이 가능하기 위해서는, L1 PHY 계층(10)에서 단말이 데이터를 보내는 시점에 데이터를 수신할 수 있어야 한다.

도 5는 실시 예에 따른 소형셀 기지국에서 상향링크 데이터 수신을 위한 L1 API의 동작 방법을 개략적으로 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 실시 예에 따른 L1 API(11)의 L1 제어 소프트웨어(111)는 초기화를 수행(S300)한 후, 상위계층(L2/L3 소프트웨어(20))으로부터 HI_DCI0.request 메시지를 수신을 대기한다(S302).

상기 S302 단계에서, L1 제어 소프트웨어(111)는 기 설정된 시간(예를 들어, 1ms) 단위로 발생하는 인터럽트를 이용하여 상위계층(L2/L3 소프트웨어(20))으로부터 HI_DCI0.request 메시지가 수신되는지를 확인할 수 있다.

L1 제어 소프트웨어(111)는 상위계층(L2/L3 소프트웨어(20))로부터 HI_DCI0.request 메시지 수신이 확인되면, 수신된 HI_DCI0.request 메시지를 HI_DCI0 메시지 버퍼(112)에 저장한다(S302).

또한, HI_DCI0.request 메시지를 기초로 상향링크 채널(NPUSCH) 설정 시점을 확인하고, 상향링크 데이터 수신을 위한 상향링크 채널(NPUSCH) 설정 시점 도래를 대기한다(S303).

상기 S303 단계에서, L1 제어 소프트웨어(111)는 기 설정된 시간(예를 들어, 1ms) 단위로 발생하는 인터럽트를 이용하여 NPUSCH 설정 시점의 도래를 확인할 수 있다.

NPUSCH 설정 시점이 되면, L1 제어 소프트웨어(111)는 HI_DCI0.request 메시지에 포함된 정보들을 기초로 NPUSCH 설정을 위한 NPUSCH 제어 상태 정보 및 NPUSCH 설정 정보를 획득하고, 이를 NPUSCH 제어 상태 버퍼(113)와 NPUSCH 설정 버퍼(114)에 저장함으로써 PHY 하드웨어(12)의 NPUSCH를 설정한다(S304).

이후, L1 제어 소프트웨어(111)는 HI_DCI0.request 메시지를 기초로 NPUSCH 수신 시점을 확인하고, NPUSCH 수신 시점의 도래를 대기한다(S305).

상기 S305 단계에서, L1 제어 소프트웨어(111)는 기 설정된 시간(예를 들어, 1ms) 단위로 발생하는 인터럽트를 이용하여 NPUSCH 수신 시점의 도래를 확인할 수 있다.

L1 제어 소프트웨어(111)는 NPUSCH 수신 시점이 되면, 단말(100)로부터 NPUSCH를 통해 수신이 완료된 PDU가 있는지 확인하고(S306), 수신이 완료된 PDU가 있으면 RX_ULSCH.indication 메시지를 생성하여 상위계층(L2/L3 Software(20))으로 전송한다(S307).

전술한 바와 같이, 실시 예에 따르면 L1 API(11)가 HI_DCI0.request 메시지를 기초로 상향링크 데이터 수신 시점을 관리함으로써, 상위계층(L2/L3)은 L1 PHY 계층에 상향링크 자원할당을 위한 HI_DCI0.request 메시지만 전송하여 단말(100)로부터 상향링크 데이터 수신이 가능하다. 따라서, 상위계층(L2/L3 software(20))이 제어 정보를 저장하고 있다가, 정확한 제어 시점을 체크하여 상향링크 데이터를 수신하도록 L1 PHY 계층(10)을 제어할 필요가 없어, 상위계층(L2/L3 software(20))의 제어 복잡도가 매우 감소하는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위해 기록매체에 기록된 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

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

Claims

기지국의 상향링크 데이터 수신 방법에 있어서,
L1 PHY 계층이, 상위계층으로부터 상향링크 자원할당을 위한 제어 메시지를 수신하는 단계,
상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지로부터 획득된 상향링크 채널 설정 시점의 도래를 확인하는 단계,
상기 상향링크 채널 설정 시점이 도래하면, 상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지를 기초로 상기 상향링크 채널을 설정하는 단계,
상기 L1 PHY 계층이, 상기 제어 메시지로부터 획득된 상향링크 수신 시점의 도래를 확인하는 단계,
상기 상향링크 수신 시점이 도래하면, 상기 L1 PHY 계층이, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 단계, 및
상기 상향링크 데이터의 수신이 완료되면, 상기 L1 PHY 계층이, 상향링크 데이터 수신을 통지하는 메시지를 상기 상위계층으로 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 데이터 수신 방법.