KR20180106623A

KR20180106623A - 이동통신에서 연결 모드의 비연속 수신 모드를 지원하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180106623A
Application number: KR1020170035240A
Authority: KR
Inventors: 김상범; 김성훈; 김동건; 장재혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-10-01
Also published as: CN110463338A; US20180279204A1; CN110463338B; KR102222830B1; CN117979467A; US20210014772A1; EP3713301A1; US10791497B2; EP3571892B1; WO2018174483A1; EP3571892A1; CN117979468A; EP3571892A4

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명의 한 실시 예는 차세대 이동통신 시스템에서 연결 모드에서의 비연속 수신 모드를 효과적으로 지원하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

이동통신에서 연결 모드의 비연속 수신 모드를 지원하는 방법 및 장치{METHOD AND APPATARUS FOR SUPPORTING DISCONTINUOUS RECEPTION MODE OF CONNECTED MODE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 차세대 이동통신 시스템에서 연결 모드에서의 비연속 수신 모드를 효과적으로 지원하는 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) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 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.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

기존 LTE 기술에서는 두 가지의 DRX(Discontinuous Reception) 주기만을 설정할 수 있으므로, 다양한 DRB 특성, 트래픽 패턴과 버퍼 상태 등에 따라 DRX 주기를 다이나믹하게 변경시켜줄 수 없다.

본 명세서는 다양한 DRB 특성, 트래픽 패턴과 버퍼 상태 등에 따라 DRX 주기 혹은 drx-InactivityTimer를 다이나믹하게 변경시켜줄 수 있는 DRX 동작을 제안한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 적어도 하나 이상의 낮은 주파수 셀과 높은 주파수 셀로 구성된 캐리어 직접 기술이 설정된 단말에 대해, 시그널 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 1a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시 예가 적용되는 NR 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.
도 1c는 본 발명에서 고려하는 낮은 주파수 대역을 사용하는 셀과 높은 주파수 대역을 사용하는 셀과의 캐리어 직접 시나리오를 설명하는 도면이다.
도 1d는 DRX 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1e는 PDCCH 모니터링 전에 빔 정렬 (beam alignment)을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1f는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 빔 기반 동작을 수행하는 셀의 DRX 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1g는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 DRX을 수행하는 단말 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1h은 기존 LTE 시스템에서 단말이 Scheduling Request을 전송하여, 기지국으로부터 무선 자원을 할당 받는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1i는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 빔 기반 동작을 수행하는 셀의 스케줄링 요청 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1j는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 SR을 수행하는 단말 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1k는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 1l은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 기존 LTE 시스템에서 엑세스 승인 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2c는 차세대 이동통신 시스템에서 무선 접속 상태 천이를 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 RRC INACTIVE 상태에서 엑세스 접속을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2e는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 RRC INACTIVE 상태에서 엑세스 접속을 수행하는 단말 AS의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2f는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2g은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a은 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 셀 간 핸드오버 제 1 방법 사용시 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 3d는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 셀 간 핸드오버 제 1 방법 사용시 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 3e는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 셀 간 핸드오버 제 2 방법 사용시 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 3f는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 셀 간 핸드오버 제 2 방법 사용시 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 3g는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 단말의 블록 구성 예시 도면이다.
도 4a는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4b는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 4c는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4d는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 4e는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 머무를 수 있는 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4f는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 단말이 RRC 연결 모드(RRC connected mode)에서 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)로 전환하는 절차와 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하는 절차를 설명한 도면이다.
도 4g는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 단말이 RRC 연결 모드에서 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)로 전환하는 절차와 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 4h는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 단말이 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 이동하다가 현재 설정된 랜 페이징 영역을 벗어나면 랜 페이징 영역 갱신 절차를 수행하고 이에 대한 기지국의 응답을 나타낸 도면이다.
도 4i는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 차세대 이동 통신 시스템과 LTE 시스템이 공존하는 하나의 배치(deployment) 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 4j는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 LTE 시스템이 지원하는 셀에 접속했던 단말이 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀로 이동한 경우, RRC 비활성화 모드(lightly connected 모드) 단말의 이동성을 지원하는 방법에 대한 절차를 나타낸 도면이다.
도 4k는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀에 접속했던 단말이 LTE 시스템이 지원하는 셀로 이동한 경우, RRC 비활성화 모드(lightly connected 모드) 단말의 이동성을 지원하는 방법에 대한 절차를 나타낸 도면이다.
도 4l은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 서로 다른 무선 접속 방식에서 RRC 비활성화 모드/Lightly connected 모드 단말의 이동성을 지원하는 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 4m에 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 단말의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4n는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 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.

하기에서 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. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

<제 1 실시 예>

도 1a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(1a-10) 과 NR CN (1a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(1a-15)은 NR NB(1a-10) 및 NR CN (1a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 1a에서 NR NB(1a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(1a-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(1a-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (1a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (1a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (1a-30)과 연결된다.

도 1b는 본 발명이 적용되는 NR 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.

NR 시스템은 높은 전송속도를 위해 넓은 주파수대역폭을 확보하기 위해 고주파수에서 동작하는 시나리오를 고려할 수 있으며, 고주파수에서는 신호전달에 어려움 때문에 빔 (Beam)을 생성하여 데이터를 전송하는 시나리오를 고려할 수 있다.

이에 따라, 기지국, 혹은 송수신점 (Transmission Reception Point, 이하 TRP) (1b-01)가 셀 내의 단말들 (1b-71)(1b-73)(1b-75)(1b-77)(1b-79)과 통신할 때 서로 다른 빔을 사용하여 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다. 즉, 본 예시도면에서는 단말1 (1b-71)은 빔 #1 (1b-51)을 활용하여 통신하며, 단말2 (1b-73)은 빔 #5 (1b-55)을 활용하여 통신하며, 단말3, 4, 5 (1b-75) (1b-77) (1b-79)는 빔 #7 (1b-57)을 통해 통신하는 시나리오를 가정한다.

단말이 TRP와 어떠한 빔을 사용해서 통신하는지를 측정하기 위해, 오버헤드서브프레임 (overhead subframe, osf) (1b-03) 이 시간상으로 존재하며, 상기 osf에서 기지국은 심볼별로 (혹은 여러 심볼에 걸쳐) 각기 다른 빔을 사용하여 기준신호 (reference signal)을 전송한다. 상기 기준신호로부터 각 빔을 구별하기 위한 빔 인덱스 (Index) 값을 도출할 수도 있다. 본 예시도면에서는 기지국이 전송하는 빔이 #1 (1b-51) 부터 #12 (1b-62)까지 12개의 빔이 있는 것을 가정하며, 상기 osf에서 매 심볼마다 각기 다른 빔이 스위핑 (sweeping)되어 전송되는 경우를 가정한다. 즉, osf 내에서 각 심볼 별로 (예를 들어 첫번째 심볼 (1b-31)에서 빔#1 (1b-51) 전송) 각각의 빔이 전송되어, 단말은 osf를 측정하여, osf 내에 전송되는 어떤 빔으로부터의 신호가 가장 센지를 측정할 수 있게 된다.

본 예시도면에서는 해당 osf가 25 서브프레임 마다 반복되는 시나리오를 가정하며, 나머지 24개의 서브프레임은 일반 데이터가 송수신되는 데이터 서브프레임 (data subframe, dsf) (1b-05) 이다.

이에 따라, 기지국의 스케쥴링에 따라 상기 단말3, 4, 5 (1b-75) (1b-77) (1b-79)는 빔 #7을 공통으로 사용하여 통신하고 (1b-11), 상기 단말1 (1b-71)은 빔 #1을 사용하여 통신하며 (1b-13), 단말2 (1b-73)은 빔 #5을 활용하여 통신하는 시나리오를 가정한다 (1b-15).

본 예시 도면에서는 기지국의 송신 빔 #1 (1b-51) 부터 #12 (1b-62)에 대해 주로 도식화 하였으나, 상기 기지국의 송신 빔을 수신하기 위한 단말의 수신 빔 (예를 들어, 상기 단말1 (1b-71)의 (1b-81) (1b-83) (1b-85) (1b-87))을 추가로 고려할 수 있다. 본 예시 도면에서 상기 단말1은 4개의 빔 (1b-81) (1b-83) (1b-85) (1b-87)을 갖고 있으며, 어떠한 빔이 가장 좋은 수신 성능을 내는지를 판단하기 위해 빔 스위핑을 수행한다. 이 때, 동시에 여러 빔을 사용할 수 없는 경우, 각 osf에 대해 하나의 수신 빔을 사용하여, 수신 빔 개수 만큼 여러 osf를 수신하여 최적의 기지국의 송신 빔과 단말의 수신 빔을 찾을 수 있다.

도 1c는 본 발명에서 고려하는 낮은 주파수 대역을 사용하는 셀과 높은 주파수 대역을 사용하는 셀과의 캐리어 직접 시나리오를 설명하는 도면이다. 차세대 이동통신 시스템에서는 낮은 주파수 대역과 높은 주파수 대역 모두에 적용 가능하다. 6GHz 이하의 낮은 주파수의 셀 (1c-10)은 통상 전방향성 안테나 혹은 섹터 안테나를 이용하여 서비스 영역을 형성한다. 반면, 6 GHz 이상의 높은 주파수의 셀(1c-20)은 무선 경로 손실률이 크기 때문에, 안테나 이득을 매우 좁은 각도 내에 집중시키는 빔 안테나를 적용하여, 서비스 영역을 보장받는다. 한 단말은 단말의 peak throughput을 증대시키기 위해, 캐리어 직접 기술 (carrier aggregation)을 사용할 수 있다. 캐리어 직접 기술에서 단말은 두 개 이상의 복수 개의 셀과 동시에 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 복수 개의 셀들은 낮은 주파수와 높은 주파수 대역으로 구성될 수 있다 (1c-25, 1c-30). 본 발명에서는 적어도 하나 이상의 낮은 주파수 셀과 적어도 하나 이상의 높은 주파수 셀로 구성된 캐리어 직접 기술이 설정된 단말을 고려한다.

도 1d는 DRX 동작을 설명하기 위한 도면이다. DRX는 단말의 전력 소모를 최소화하기 위해 적용되며, 스케줄링 정보를 얻기 위해, 미리 정해진 PDCCH에서만 모니터링하는 기술이다. DRX는 대기 모드와 연결 모드에서 모두 동작 가능하며, 동작 방법은 다소 상이하다. 본 발명은 연결 모드와 관련된다. 단말이 스케줄링 정보를 획득하기 위해, 지속적으로 PDCCH을 모니터링하는 것은 큰 전력 소모를 야기할 것이다. 기본적인 DRX 동작은 DRX 주기 (1d-00)를 갖고, on-duration (1d-05) 시간 동안만 PDCCH을 모니터링한다. 연결 모드에서 DRX 주기는 long DRX 와 short DRX의 두 가지 값이 설정된다. 일반적인 경우엔 long DRX 주기가 적용되며, 필요에 따라, 기지국은 MAC CE (Control Element)을 이용해, short DRX 주기를 트리거시킬 수 있다. 일정 시간이 지난 후, 단말은 short DRX 주기에서 long DRX 주기로 변경한다. 특정 단말의 초기 스케줄링 정보는 미리 정해진 상기 PDCCH에서만 제공된다. 따라서, 단말은 주기적으로 상기 PDCCH만을 모니터링하므로써, 전력 소모를 최소화시킬 수 있다. 만약 on-duration (1d-05) 시간 동안, 새로운 패킷에 대한 스케줄링 정보가 PDCCH에 의해 수신되면 (1d-10), 단말은 DRX inactivity timer (1d-15)을 시작한다. 단말은 DRX inactivity timer 동안 active 상태를 유지한다. 즉, PDCCH 모니터링을 지속한다. 또한 HARQ RTT timer (1d-20)도 시작한다. HARQ RTT timer는 단말이 HARQ RTT (Round Trip Time) 시간 동안, 불필요하게 PDCCH을 모니터링하는 것을 방지하기 위해 적용되며, 상기 타이머 동작 시간 동안, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행할 필요가 없다. 단, DRX inactivity timer와 HARQ RTT timer가 동시에 동작하는 동안에는 단말은 DRX inactivity timer을 기준으로 PDCCH 모니터링을 지속한다. HARQ RTT timer가 만료되면, DRX retransmission timer (1d-25)가 시작된다. 상기 DRX retransmission timer가 동작하는 동안엔, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행해야 한다. 일반적으로 DRX retransmission timer 동작 시간 동안, HARQ 재전송을 위한 스케줄링 정보가 수신된다 (1d-30). 상기 스케줄링 정보를 수신하면, 단말은 바로 DRX retransmission timer을 중지시키고, 다시 HARQ RTT timer을 시작한다. 위의 동작은 상기 패킷이 성공적으로 수신될 때까지 지속한다 (1d-35).

연결 모드에서의 DRX 동작과 관련된 설정 정보들은 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 통해 단말에게 전달된다. on-duration timer, DRX inactivity timer, DRX retransmission timer는 PDCCH subframe의 수로 정의된다. 타이머가 시작한 이 후, PDCCH subframe으로 정의된 subframe이 설정된 수만큼 지나가면, 상기 타이머가 만료된다. FDD에서는 모든 downlink subframe이 PDCCH subframe에 속하며, TDD에서는 downlink subframe과 special subframe이 이에 해당한다. TDD 에서는 동일 주파수 대역에 downlink subframe, uplink subframe, special subframe이 존재한다. 이 중, downlink subframe과 special subframe이 PDCCH subframe으로 간주된다.

기지국은 longDRX와 shortDRX의 두 가지 상태를 설정할 수 있다. 기지국은 통상, 단말로부터 보고되는 power Preference Indication 정보 및 단말 이동성 기록 정보, 설정된 DRB의 특성을 고려하여 상기 두 상태 중 하나를 이용할 것이다. 두 상태의 천이는 특정 타이머 만료 여부 혹은 특정 MAC CE을 단말에게 전송하여 이루어진다.

기존 LTE 기술에서는 두 가지의 DRX 주기만을 설정할 수 있으므로, 다양한 DRB 특성, 트래픽 패턴과 버퍼 상태 등에 따라 DRX 주기를 다이나믹하게 변경시켜줄 수 없다.

본 발명에서는 다양한 DRB 특성, 트래픽 패턴과 버퍼 상태 등에 따라 DRX 주기 혹은 drx-InactivityTimer를 다이나믹하게 변경시켜줄 수 있는 DRX 동작을 제안한다. 특히, default DRX 주기 혹은 default drx-InactivityTimer를 설정해주고, MAC CE을 이용하여, 다이나믹하게 DRX 주기를 변경시켜주는 것을 특징으로 한다. 또 다른 실시 예로, 단말이 빔 측정 보고, 특히 새로운 최적 빔을 보고하는 경우에 설정된 DRX 동작을 중지하고, Active Time을 유지하는 방안을 제안한다.

도 1e는 PDCCH 모니터링 전에 빔 정렬 (beam alignment)을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 6 GHz 이상의 높은 주파수에서는 빔 안테나 기반 이동통신 시스템이 적합하다. 그러나 이러한 빔 안테나 기반 동작을 지원하기 위해서는 부가적인 절차들이 필요하다. 그 중 하나는 빔 정렬 동작이다. 낮은 주파수 대역에서는 통상 기지국은 전방향성 안테나 혹은 섹터 안테나를, 단말은 전방향성 안테나를 적용한다. 따라서, 데이터를 송수신하기 위해, 사전에 안테나 정렬을 수행할 필요가 없다. 그러나, 기지국 혹은 단말 중 적어도 한쪽이 빔 안테나를 적용하는 경우, 데이터 송수신을 위해 어떤 빔 안테나를 사용할지 결정하는 빔 정렬 동작이 필요하게 된다. 예를 들어, 빔 안테나 기반 이동통신 시스템에서 단말이 DRX 동작, 즉 주기적인 PDCCH 모니터링 (1e-15)을 수행할 때, 사전에 빔 정렬 동작 (1e-20)이 필요하다. 통상 상기 빔 정렬 동작은 빔 측정 (1e-05)과 상기 측정 결과 보고 그리고 빔 변경 절차 (1e-10)로 이루어진다. 상기 빔 정렬 동작은 빔 안테나 기반이 아닌 시스템에서는 필요하지 않으므로, 빔 안테나 기반 시스템을 적용함으로써 부과되는 일종의 오버헤드로 볼 수 있다. 따라서 본 발명에서는 적어도 하나 이상의 낮은 주파수 셀과 높은 주파수 셀로 구성된 캐리어 직접 기술이 설정된 단말에 대해, 상기 오버헤드를 최소화하는 방안을 제안한다.

도 1f는 본 발명에서 빔 기반 동작을 수행하는 셀의 DRX 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

단말 (1f-05)은 제 1 셀 (1f-10)과 RRC 연결을 설정한다 (1f-20). 상기 제 1 셀에는 낮은 주파수 대역이 적용되며, 전?향 혹은 섹터 안테나를 이용하여 빔 정렬이 필요 없다. 상기 단말에게 peak throughput을 향상시킬 목적으로 캐리어 직접 기술을 설정한다. 이를 위해, 제 1 셀은 제 2 셀 (1f-15)과 설정 정보를 교환하고 (1f-25), 제 2 셀을 상기 단말의 서빙 셀로 추가시킨다 (1f-30). 상기 제 2 셀은 높은 주파수 대역을 사용하기 때문에 빔 안테나를 적용한 것이 특징이다. 또한 제 1 셀은 제 1 셀 및 제 2 셀에 대한 DRX 설정 정보를 상기 단말에게 전송한다 (1f-35). 이를 수신한 상기 단말은 DRX 동작을 구동시킨다 (1f-40). 본 발명에서는 제 1 셀에 대한 DRX 동작만을 구동시키고, 제 2 셀에 대한 DRX 동작은 특정 조건이 만족될 때, 구동시키는 것을 특징으로 한다. 상기 특정 조건이란, 빔 정렬이 구동될 때이다. 빔 정렬은 제 1 셀로부터 제 2 셀에 대한 빔 정렬을 지시하는 메시지를 수신하여 구동되기 시작할 수 있다. 상기 빔 정렬에 대한 지시는 특정 MAC CE (Control Element)을 이용하여 explicitly하게 상기 단말에게 제공될 수도 있으며 (1f-45), 제 1 셀로부터 제 1 셀 혹은 제 2 셀에 대한 DL assignment을 수신할 때, implicitly하게 지시될 수도 있다. 상기 빔 정렬 동작은 제 2 셀이 설정되거나, 혹은 활성화 될 때, 데이터 송수신 전에 자동적으로 빔 정렬 동작이 구동할 수도 있다. 빔 정렬이 이루어지는 상황 (1f-50)에서 상기 단말은 제 2 셀에 대한 DRX 동작을 구동한다 (1f-55). 상기 빔 정렬은 특정 셀로부터 특정 메시지를 수신받거나, 제 2 셀이 비활성화 혹은 재설정될 때, 중지된다.

도 1g는 본 발명에서 DRX을 수행하는 단말 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

1g-05 단계에서 단말은 제 1 셀과 연결을 설정한다. 1g-10 단계에서 상기 단말은 제 2 셀과 연결을 설정한다. 1g-15 단계에서 상기 단말은 제 1 셀로부터 제 1 셀 및 제 2 셀의 DRX 설정 정보를 제공받는다. 상기 제 1 셀과 제 2 셀의 DRX 설정 정보는 동시에 혹은 다른 시간에 상기 단말에 제공될 수 있다. 1g-20 단계에서 상기 단말은 제 1 셀에 대한 DRX 동작을 구동한다. 1g-25 단계에서 상기 단말은 소정의 MAC CE를 수신받는다. 1g-30 단계에서 상기 단말은 제 2 셀과 빔 정렬을 수행한다. 1g-35 단계에서 상기 단말은 제 2 셀에 대한 DRX 동작을 구동한다.

도 1h은 단말이 Scheduling Request을 전송하여, 기지국으로부터 무선 자원을 할당 받는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

1h-10 단계에서 단말 (1h-00)은 전송해야 할 PDCP SDU가 발생한다. 1h-15 단계에서 단말은 상기 데이터를 전송할 무선 자원이 있는지를 판단한다. 상기 자원이 없다면, 사용할 수 있는 PUCCH가 할당되어 있는지 판단한다. 상기 PUCCH가 존재한다면, 상기 PUCCH을 이용하여, SR을 기지국 (1h-05)으로 전송한다. 1h-20 단계에서 이를 성공적으로 수신한 기지국은 단말에게 BSR (Buffer Status Report)을 전송할 수 있는 무선 자원을 스케줄링한다. BSR은 상기 단말이 얼마나 많은 전송 데이터를 가지고 있는지를 기지국에 알려주는데 이용된다. 1h-25 단계에서 단말은 상기 할당된 무선 자원을 이용하여, BSR을 전송한다. 1h-30 단계에서 기지국은 상기 PDCP SDU을 전송할 수 있는 무선 자원을 할당한다. 1h-35 단계에서 단말은 상기 데이터를 기지국에 전송한다. 1h-40 단계에서 기지국은 상기 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 전송한다.

도 1i는 본 발명에서 빔 기반 동작을 수행하는 셀의 스케줄링 요청 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

단말은 제 1 셀과 RRC 연결을 설정한다 (1i-05). 상기 제 1 셀에는 낮은 주파수 대역이 적용되며, 전?향 혹은 섹터 안테나를 이용하여 빔 정렬이 필요 없다. 상기 단말에게 peak throughput을 향상시킬 목적으로 캐리어 직접 기술을 설정한다. 이를 위해, 제 1 셀은 제 2 셀과 설정 정보를 교환하고 (1i-10), 제 2 셀을 상기 단말의 서빙 셀로 추가시킨다 (1i-15). 상기 제 2 셀은 높은 주파수 대역을 사용하기 때문에 빔 안테나를 적용한 것이 특징이다. 또한 제 1 셀은 제 1 셀에 대한 SR 설정 정보를 상기 단말에게 전송한다 (1f-20). 상기 단말은 상기 SR 전송 조건이 만족되는 경우, 제 1 셀로 SR을 전송한다 (1i-25). 상기 SR을 전송한 이후, 상기 단말은 빔 정렬 동작을 구동한다 (1i-30). 상기 SR에 대한 응답으로, 제 1 셀 혹은 제 2 셀은 상기 단말에게 DL assignment을 제공한다 (1i-35, 1i-40).

도 1j는 본 발명에서 SR을 수행하는 단말 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

1j-05 단계에서 단말은 제 1 셀과 연결을 설정한다. 1j-10 단계에서 상기 단말은 제 2 셀과 연결을 설정한다. 1j-15 단계에서 상기 단말은 제 1 셀에 대한 SR 설정 정보를 제 1 셀로부터 제공받는다. 1j-20 단계에서 상기 단말은 제 1 셀에 SR을 전송한다. 1j-25 단계에서 상기 단말은 상기 SR 전송 이후, 제 2 셀과 빔 정렬을 수행하고, 제 1 셀 혹은 제 2 셀로부터 DL assignment가 수신되는지 여부를 (PDCCH) 모니터링 한다. 1j-30 단계에서 상기 단말은 제 1 셀 혹은 제 2 셀로부터 DL assignment을 수신한다.

도 1k에 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(1k-10), 기저대역(baseband)처리부(1k-20), 저장부(1k-30), 제어부(1k-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(1k-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1k-10)는 상기 기저대역처리부(1k-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1k-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1k-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1k-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1k-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 상기 RF처리부(1k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 상기 RF처리부(1k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(1k-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1k-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1k-30)는 상기 제어부(1k-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1k-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1k-40)는 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1k-40)는 상기 저장부(1k-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1k-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1k-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 1l는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(1l-10), 기저대역처리부(1l-20), 백홀통신부(1l-30), 저장부(1l-40), 제어부(1l-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(1l-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1l-10)는 상기 기저대역처리부(1l-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1l-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1l-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1l-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1l-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1l-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 상기 RF처리부(1l-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 상기 RF처리부(1l-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(1l-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1l-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(1l-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1l-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1l-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1l-40)는 상기 제어부(1l-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1l-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1l-50)는 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1l-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1l-50)는 상기 저장부(1l-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1l-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

HF에서는 Active Time이 시작하기 전에 beam alignment를 수행해야 할 수 있다.

LF에서는 필요 없다.

1. 설정할 때 beam alignment 수행 여부를 지시

2. LF-HF CA 케이스라면, LF에만 DRX를 적용하고, HF는 계속 off 상태? LF에서 scheduling이 시작되면 beam alignment를 거친 후에 HF도 active time

- HF의 beam alignment 여부에 따라 inactivity timer 등을 선택적으로 구동

- LF에서 scheduling이 시작되면 단말이 HF의 beam alignment 여부를 보고

3. SR은?

LF에 SR이 설정되어 있는데 beam recovery를 위해 HF에서 랜덤 액세스를 수행해야 할 필요 있을 수 있음

UE <-> gNB	NR에서 RRC 연결 설정
UE <- gNB	적어도 하나의 SCell 설정
UE <- gNB	DRX 설정 (inactivity timer, onDurationTimer 등) DRX 관련 제 2 동작을 적용할 서빙 셀 별 특정. 이하 제 1 셀에 대해서는 제 2 동작이 지시되지 않았고 제 2 셀에 대해서는 제 2 동작이 지시된 것으로 간주
UE	DRX 동작 수행 제 2 동작 적용이 지시된 서빙 셀에 대해서는 DRX 제 2 동작 적용 제 2 동작 적용이 지시되지 않은 서빙 셀에 대해서는 DRX 제 1 동작 적용 제 1 동작: onDurationTimer/inactivityTimer가 구동되면 PDCCH 감시. 제 2 동작: 제 1 상항에서는 onDurationTimer/inactivityTimer가 구동되면 PDCCH 감시. 제 2 상황에서는 onDurationTimer/inactivityTimer가 구동되더라도 PDCCH 미감시 제 1 상황은 beam alignment 과정을 거쳐서 기지국은 단말에게 전송할 최적 빔을 인지하고 있고 단말은 기지국으로부터 수신할 최적 빔을 인지하고 있는 상황 제 2 상황은 beam alignment가 이뤄지지 않은 상태
UE <- gNB	제 1 셀을 통해서 DL assignment 수신. 제 2 셀에서 beam alignment를 수행할 것을 지시하는 MAC CE가 포함되어 있으면 제 2 셀에서 랜덤 액세스 과정 개시. 그리고 제 2 셀에서도 PDCCH monitoring 개시

<제 2 실시 예>

도 2a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 2a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(2a-10) 과 NR CN (2a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(2a-15)은 NR NB(2a-10) 및 NR CN (2a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 2a에서 NR NB(2a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(2a-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(2a-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (2a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (2a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (2a-30)과 연결된다.

도 2b는 기존 LTE 시스템에서 엑세스 승인 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

LTE 단말 내부는 기능별로 AS (2b-15, Access Stratum)과 NAS (2b-05, Non Access Stratum)로 구분된다. AS는 엑세스와 관련된 모든 기능을 수행하며, NAS는 PLMN 선택, 서비스 요청 등 엑세스와 관련없는 기능을 수행한다. 엑세스 가능 여부는 주로 단말 AS에서 수행된다. 앞서 언급하였듯이, 네트워크는 망 혼잡 시, 신규 엑세스를 제한할 수 있으며, 이를 위해, 네트워크는 각 단말이 엑세스 가능 여부를 결정할 수 있도록 관련된 설정 정보를 브로드캐스팅한다 (2b-35). 기존 LTE 시스템에서는 신규 요구사항이 추가됨에 따라, 이에 맞춰 신규 barring mechanism도 제안되었으며, 결과적으로 복수 개의 엑세스 체크 과정 (access barring check)을 수행하게 되었다. 단말 NAS에서 service request (2b-10)을 단말 AS에 전달하면, 상기 단말 AS는 상기 요청에 응답하여, 네트워크에 엑세스를 실제 수행할 수 있는지 엑세스 가능 여부를 체크한다. 단말 AS는 상기 service request의 establishment cause 값이 delay tolerant access 이면, EAB (2b-20, Extended Access Barring)을 먼저 수행한다. EAB barring mechanism은 기계형 통신 기기 (MTC, Machine Type Communication)에만 적용되는 엑세스 체크 과정이다. EAB을 통과되면, 단말 AS는 ACDC (2b-20, Application specific Congestion control for Data Communication) 을 수행한다. 서비스를 요청하는 어플리케이션은 하나의 ACDC category 정보를 부여 받으며, 상기 ACDC category 값은 service request에 포함되어 단말 AS에 제공될 수 있다. 네트워크는 ACDC category 별로 barring 설정 정보를 제공해 줄 있다. 즉, ACDC category로 분류되는 어플리케이션 그룹별로 엑세스 체크 과정을 수행할 수 있다. 상기 ACDC category에 대한 barring 설정 정보가 네트워크로부터 제공되지 않는다면, 상기 단말 AS는 ACDC 엑세스 체크 과정을 생략한다. ACDC을 통과하면, 상기 단말 AS는 ACB (2b-30, Access Class Barring)을 수행한다. ACB는 MO (Mobile Originating) data 혹은 MO signalling에 따라 별도의 제공된 barring 설정 정보를 이용하여 엑세스 체크 과정을 수행한다. MMTEL voice/video/SMS는 ACB skip 지시자를 이용하여 상기 ACB 수행 과정을 생략할 수 있다 (2b-25). 상기 언급한 복수개의 엑세스 체크 과정에서 모두 엑세스 가능하다는 결정이 나면, 그 때, 단말 AS는 네트워크로 엑세스를 시도할 수 있다. 즉, 상기 단말 AS는 랜덤 엑세스를 수행하고, RRC connection request 메시지 (2b-40)를 기지국에 전송한다. 상기 단말 AS에서 수행하지 않은 엑세스 체크 과정도 있다. 상기 단말 AS는 MMTEL voice/video에 대한 barring 설정 정보 (2b-45, SSAC)를 네트워크로부터 수신하면, 이를 상기 서비스를 관리하는 단말 내의 IMS layer (2b-50)로 전달한다. 상기 barring 설정 정보를 수신한 상기 IMS layer는 상기 서비스가 트리거될 때, 엑세스 체크 과정을 수행한다. SSAC가 도입될 당시, 단말 AS는 어플리케이션 혹은 서비스 종류와는 상관없이 기능을 수행하도록 설계되었다. 따라서 MMTEL voice/video 등 특정 서비스에 대해서만 엑세스 승인 여부를 제어하기 위해서는 상기 서비스를 관리하는 계층으로 barring 설정 정보를 직접 전달하여, 그 계층에서 엑세스 체크 과정을 수행하도록 하였다.

도 2c는 차세대 이동통신 시스템에서 무선 접속 상태 천이를 설명하기 위한 도면이다.

차세대 이동통신 시스템에서는 3 가지의 무선 접속 상태 (RRC state)를 가진다. 연결 모드 (RRC_CONNECTED, 2c-05)는 단말이 데이터를 송수신할 수 있는 무선 접속 상태이다. 대기 모드 (RRC_IDLE, 2c-30)는 단말이 자신에게 페이징이 전송되는지를 모니터링하는 무선 접속 상태이다. 상기 두 모드는 기존 LTE 시스템에도 적용되는 무선 접속 상태로, 상세 기술은 기존 LTE 시스템의 것과 동일하다. 차세대 이동통신 시스템에서는 신규로 RRC_INACTIVE 무선 접속 상태 (2c-15)가 정의되었다. 상기 무선 접속 상태에서는 UE context가 기지국과 단말에 유지되며, RAN 기반 페이징이 지원된다. 상기 신규 무선 접속 상태의 특징을 나열하면 하기와 같다.

- Cell re-selection mobility;

- CN - NR RAN connection (both C/U-planes) has been established for UE;

- The UE AS context is stored in at least one gNB and the UE;

- Paging is initiated by NR RAN;

- RAN-based notification area is managed by NR RAN;

- NR RAN knows the RAN-based notification area which the UE belongs to;

신규 INACTIVE 무선 접속 상태는 특정 절차를 이용하여, 연결 모드 혹은 대기 모드로 천이할 수 있다. Connection activation에 따라 INACTIVE 모드에서 연결 모드로 전환되며, Connection inactivation 절차를 이용하여 연결 모드에서 INACTIVE 모드로 전환된다 (2c-10). 상기 Connection activation/inactivation 절차는 하나 이상의 RRC 메시지를 단말과 기지국 간 송수신되며, 하나 이상의 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다. 역시 특정 절차에 따라 INACTIVE 모드에서 대기 모드로 전환 가능하다 (2c-20). 상기 언급된 특정 절차로는 특정 메시지 교환 혹은 타이머 기반 혹은 이벤트 기반 등 다양한 방법이 고려될 수 있다. 연결 모드과 대기 모드 간 전환은 기존의 LTE 기술을 따른다. 즉, connection establishment 혹은 release 절차를 통해, 상기 모드간 전환이 이루어진다 (2c-25).

도 2d는 본 발명에서 RRC INACTIVE 상태에서 엑세스 접속을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

UE AS (2d-10)는 기지국 (2d-15)으로부터 시스템 정보를 통해, 대기 모드에서 적용할 barring 설정 정보를 제공받는다 (2d-20). 상기 barring 설정 정보는 category별로 단말이 엑세스 접속 여부를 결정할 수 있는데 이용된다. 하나의 Category는 Access Class, 단말 형태 (UE/device type), 서비스 형태 (service type), 콜 형태 (call type), 어플리케이션 형태 (application type), 제어 신호 형태 (signalling type) 중 적어도 하나 혹은 복수 개의 조합과 일대일 대응되도록 결정된다. 기지국은 category별로 barring 설정 정보를 단말에게 제공하며, 상기 UE AS을 이를 저장한다. Emergency, 음성 통화, 영상 통화, 문자 메시지 서비스 등 특정 서비스에 대해서는 상기 시스템 정보에서 barring 설정 정보가 제공되지 않더라도 단말내에 default 값을 가질 수도 있다. 만약 상기 특정 서비스에 대해, 상기 시스템 정보로 barring 설정 정보가 제공되는 경우엔, 상기 default 값보다 우선시되어 적용된다. UE NAS (2d-05)은 시도하려는 엑세스가 상기 요소들 중 어느 것과 대응되는지를 판단하여, 적절한 category을 상기 엑세스에 맵핑시킨다. 그리고, UE NAS는 상기 엑세스에 대한 서비스 요청 (service request)을 상기 맵핑시킨 category와 함께 상기 UE AS에 전달한다 (2d-25). Emergency의 경우, 상기 UE NAS가 category 정보를 상기 UE AS에게 알리지 않고, 콜 형태로 상기 서비스 요청이 emergency와 관련된 것이라고 통보할 수 있다. 상기 UE AS는 상기 서비스 요청에 대해, 상기 UE NAS로부터 전달받은 category와 대응되는 저장된 barring 설정 정보를 확인한다. 상기 barring 설정 정보를 이용하여, 상기 엑세스에 대해 접속이 허용되는지 여부를 판단한다 (2d-30). 만약 허용된다면, 상기 기지국과 RRC 연결을 시도한다 (2d-35). 상기 기지국과 상기 단말은 데이터 송수신을 수행한다 (2d-37). 필요에 따라, 상기 기지국은 상기 단말은 RRC INACTIVE 상태로 전환시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 기지국은 Connection inactivation 절차를 통해, 상기 단말을 연결 모드에서 INACTIVE 모드로 전환시킨다 (2d-40). 이 때, 상기 기지국은 DRB 기반의 barring 설정 정보를 상기 단말에게 제공한다. 이는 상기 단말이 INACTIVE 상태에서 생성되는 엑세스 (2d-45)에 대해, 접속 허용 여부를 판단할 때 이용된다. 상기 DRB 기반의 barring 설정 정보를 제공하는 이유는 INACTIVE 상태에서는 상기 단말에 대한 UE context (2d-50)가 기지국과 단말에 여전히 저장된다. 이는 연결모드에서 대기모드로 전환될 때, 상기 UE context가 삭제되는 것과 대비된다. 상기 UE context 정보에는 단말이 연결 모드에서 데이터 송수신을 위해 필요한 설정 정보들이 모두 포함된다. 따라서, INACTIVE 상태에서 DRB 기반으로 barring 설정 정보를 제공할 수 있다. 특정 서비스에 대해, 상기 DRB 기반의 barring 설정 정보가 상기 시스템 정보로부터 제공받은 barring 설정 정보와 충돌될 수도 있으며, 이 경우에 DRB 기반의 barring 설정 정보가 적용된다. DRB 기반의 barring 설정 정보가 적용되지 않는 엑세스에 대한 접속 허용 여부는 상기 시스템 정보로부터 제공받은 category 기반의 barring 정보를 적용하여 판단한다 (2d-55). 예를 들어, INACTIVE 모드에서 생성된 RRC 시그널링은 상기 RRC 시그널링과 대응되는 category에 대한 barring 설정 정보를 이용하여, 엑세스 허용 여부를 판단한다.

도 2e는 본 발명에서 RRC INACTIVE 상태에서 엑세스 접속을 수행하는 단말 AS의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

2e-05 단계에서 UE AS은 기지국으로부터 브로드캐스팅 혹은 dedicated 시그널링으로 제공되는 category별 barring 설정 정보를 수신한다. 2e-10 단계에서 상기 UE AS는 UE NAS로부터 category 정보와 함께 서비스 요청을 수신한다. 2e-15 단계에서 상기 UE AS는 상기 category에 대응하는 barring 설정 정보를 이용하여, 상기 서비스 요청에 대한 접속이 허용되는지 여부를 판단한다. 2e-20 단계에서 만약 상기 접속이 허용된다면, 상기 단말은 상기 기지국에게 establishment 절차를 수행한다. 이를 통해, RRC 연결모드로 전환된다. 2e-25 단계에서 상기 UE AS는 기지국으로부터 INACTIVE 모드 전환을 위한 connection inactivation 절차와 관련된 메시지를 수신한다. 상기 메시지에는 DRB 기반의 barring 설정 정보를 포함한다. 2e-30 단계에서 상기 UE AS는 연결 모드에서 INACTIVE 모드로 전환한다. 2e-35 단계에서 상기 UE AS는 엑세스가 트리거 된다. 2e-40 단계에서 상기 UE AS는 상기 DRB 기반의 barring 설정 정보를 이용하여, 상기 엑세스에 대한 접속이 허용되는지 여부를 판단한다.

도 2f에 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(2f-10), 기저대역(baseband)처리부(2f-20), 저장부(2f-30), 제어부(2f-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(2f-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2f-10)는 상기 기저대역처리부(2f-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2f-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2f-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2f-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2f-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2f-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2f-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2f-20)은 상기 RF처리부(2f-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2f-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2f-20)은 상기 RF처리부(2f-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(2f-20) 및 상기 RF처리부(2f-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2f-20) 및 상기 RF처리부(2f-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(2f-20) 및 상기 RF처리부(2f-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(2f-20) 및 상기 RF처리부(2f-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(2f-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2f-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2f-30)는 상기 제어부(2f-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2f-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2f-40)는 상기 기저대역처리부(2f-20) 및 상기 RF처리부(2f-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2f-40)는 상기 저장부(2f-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2f-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2f-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 2g는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(2g-10), 기저대역처리부(2g-20), 백홀통신부(2g-30), 저장부(2g-40), 제어부(2g-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(2g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2g-10)는 상기 기저대역처리부(2g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2g-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2g-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 상기 RF처리부(2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 상기 RF처리부(2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(2g-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(2g-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(2g-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2g-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(2g-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2g-40)는 상기 제어부(2g-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2g-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2g-50)는 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(2g-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2g-50)는 상기 저장부(2g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2g-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

LTE의 access control mechanism [1]:

Access class barring features has been discussed RAN2 (and SA1) in almost every release since Rel-8. As a result, there are multiple access barring mechanisms in LTE:

1. Access Class barring (ACB) as per Rel-8: In this mechanism, it is possible to bar the UE. Normal UEs (Access Class 0-9) are barred with a probability factor and a timer whereas special classes can be controlled separately. Also emergency calls can be controlled separately.

SEQUENCE {

ac-BarringInfo SEQUENCE {

ac-BarringForEmergency BOOLEAN,

ac-BarringForMO-Signalling AC-BarringConfig OPTIONAL, -- Need OP

ac-BarringForMO-Data AC-BarringConfig OPTIONAL -- Need OP

AC-BarringConfig ::= SEQUENCE {

ac-BarringFactor ENUMERATED {

p00, p05, p10, p15, p20, p25, p30, p40,

p50, p60, p70, p75, p80, p85, p90, p95},

ac-BarringTime ENUMERATED {s4, s8, s16, s32, s64, s128, s256, s512},

ac-BarringForSpecialAC BIT STRING (SIZE(5))

}

2. Service Specific Access Control (SSAC): Allows the network to prohibit MMTel-voice and MMTel-video accesses. The network broadcasts barring parameters (parameters similar to ACB) and the actual barring algorithm is similar to ACB (barring factor and random timer). The actual decision if access is allowed is done in the IMS layer of the UE.

[[ ssac-BarringForMMTEL-Voice-r9 AC-BarringConfig OPTIONAL, -- Need OP

ssac-BarringForMMTEL-Video-r9 AC-BarringConfig OPTIONAL -- Need OP

3. Access control for CS fall-back: Allows the network to prohibit CSFB users. The actual barring algorithm is similar to ACB.

]],

[[ ac-BarringForCSFB-r10 AC-BarringConfig OPTIONAL -- Need OP

]],

4. Extended Access Barring (EAB): Allows the network to prohibit low priority UEs. Barring is based on a bitmap in which each access class (AC 0-9) can be either barred or allowed.

SystemInformationBlockType14-r11 ::= SEQUENCE {

eab-Param-r11 CHOICE {

eab-Common-r11 EAB-Config-r11,

eab-PerPLMN-List-r11 SEQUENCE (SIZE (1..maxPLMN-r11)) OF EAB-ConfigPLMN-r11

} OPTIONAL, -- Need OR

lateNonCriticalExtension OCTET STRING OPTIONAL,

...

EAB-Config-r11 ::= SEQUENCE {

eab-Category-r11 ENUMERATED {a, b, c},

eab-BarringBitmap-r11 BIT STRING (SIZE (10))

}

5. Access class barring bypass: Allows omitting access class barring for IMS voice and video users.

[[ ac-BarringSkipForMMTELVoice-r12 ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Need OP

ac-BarringSkipForMMTELVideo-r12 ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Need OP

ac-BarringSkipForSMS-r12 ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Need OP

6. Application Specific Access Class (ACDC) barring: Allows to bar traffic of certain application. In this solution, applications are categorized based on global application ID (in Android or IOS). The network broadcasts barring parameters (barring factor and timer) for each category.

]],

[[ acdc-BarringForCommon-r13 ACDC-BarringForCommon-r13 OPTIONAL, -- Need OP

acdc-BarringPerPLMN-List-r13 ACDC-BarringPerPLMN-List-r13 OPTIONAL -- Need OP

]],

ACDC-BarringForCommon-r13 ::= SEQUENCE {

acdc-HPLMNonly-r13 BOOLEAN,

barringPerACDC-CategoryList-r13 BarringPerACDC-CategoryList-r13

}

ACDC-BarringPerPLMN-List-r13 ::= SEQUENCE (SIZE (1.. maxPLMN-r11)) OF ACDC-BarringPerPLMN-r13

ACDC-BarringPerPLMN-r13 ::= SEQUENCE {

plmn-IdentityIndex-r13 INTEGER (1..maxPLMN-r11),

acdc-OnlyForHPLMN-r13 BOOLEAN,

barringPerACDC-CategoryList-r13 BarringPerACDC-CategoryList-r13

}

BarringPerACDC-Category-r13 ::= SEQUENCE {

acdc-Category-r13 INTEGER (1..maxACDC-Cat-r13),

acdc-BarringConfig-r13 SEQUENCE {

ac-BarringFactor-r13 ENUMERATED {

p00, p05, p10, p15, p20, p25, p30, p40,

p50, p60, p70, p75, p80, p85, p90, p95},

ac-BarringTime-r13 ENUMERATED {s4, s8, s16, s32, s64, s128, s256, s512}

} OPTIONAL -- Need OP

}

Any overload control mechanism need to consider multiple sometimes conflicting requirements at congestion:

Observation:

NAS-AS interaction이 필요하고, AS based triggering은 없는 듯 하다.

즉 AS에서 발생한 데이터의 전송 여부를 제어하는 access control mechanism은 존재하지 않는다.

왜냐하면 이런 것들은 스케줄링으로 제어가 가능하기 때문

그렇다면 NR에서도 위에 열거된 mechanism들의 통합에 주력하고 AS based triggering을 새로 도입할 필요는 없다.

그렇지만 INACTIVE 상태 단말에 대해서는 access control이 필요하다.

그렇다면, 단말이 INACTIVE 상태로 천이할 때 기지국에서 DRB 별 ACDC 파라미터를 제공하는 것도 방법 일 듯

그리고 ACDC design 개선

AC-config는 기본 AC(0 ~ 9)을 구별하지 않는다.

AC control을 통해 아래 트래픽은 별도 취급될 수 있다. (AC를 bypass)

- emergency

- MMTELVoice

- MMTELVideo

- SMS

AC control을 통해 아래 트래픽들들을 사용자 등급 관련 없이 확률적으로 제어할 수 있다.

- MO-Signalling

- MO-Data

- MMTEL-Voice

- MMTEL-Video

- CSFB

Delay tolerant 트래픽은 AC 별로 on/off 가능

NR unified access control:

ACDC based

특정 트래픽(emergency call)의 default ACDC는 highest category

특정 트래픽의 ACDC는 시스템 정보로 방송 가능 (MMTEL voice, MMTEL video, MMTEL-SMS). 방송된 값이 단말 dedicate 값을 overriding.

기본적으로 RRC connection 설정 시 NAS가 AS에게 ACDC category를 알려준다.

RRC connection suspension 시 NAS가 AS에게 DRB 별 ACDC category를 알려준다.

Emergency	no NAS configuration of category (즉 NAS가 category 정보를 별도로 알리지 않고 call type이 emergency라는 것만 통보) default = highest category (no barring) system information에서 셀 별로 별도의 category를 설정 가능 셀 별로 설정된 값이 default 값에 우선한다.
소정의 Application (Voice, Video, SMS,...)	NAS에서 category가 configure된다. system information에서 셀 별로 별도의 category를 설정 가능 (혹은 highest category 적용 여부 설정 가능) 셀 별로 설정된 값이 NAS에서 설정된 값에 우선
MO-signaling/MO-data/delay tolerant traffic	NAS에서 category가 configure된다. NAS가 AS에게 category를 알려주면 AS는 configured 카테고리로 AC 수행.
RRC signaling in INACTIVE state	MO-signaling category를 사용하거나, RRC 메시지는 AC을 적용하지 않는다.
MO data in INACTIVE state	기지국은 단말의 INACTIVE STATE 천이 시 DRB 별로 적용할 카테고리를 지정. 상기 카테고리를 이용해서, RESUME 여부 판단

]],

[[ acdc-BarringForCommon-r13 ACDC-BarringForCommon-r13 OPTIONAL, -- Need OP

acdc-BarringPerPLMN-List-r13 ACDC-BarringPerPLMN-List-r13 OPTIONAL -- Need OP

]],

ACDC-BarringForCommon-r13 ::= SEQUENCE {

acdc-HPLMNonly-r13 BOOLEAN,

barringPerACDC-CategoryList-r13 BarringPerACDC-CategoryList-r13

}

ACDC-BarringPerPLMN-r13 ::= SEQUENCE {

plmn-IdentityIndex-r13 INTEGER (1..maxPLMN-r11),

acdc-OnlyForHPLMN-r13 BOOLEAN,

barringPerACDC-CategoryList-r13 BarringPerACDC-CategoryList-r13

}

BarringPerACDC-Category-r13 ::= SEQUENCE {

acdc-Category-r13 INTEGER (1..maxACDC-Cat-r13),

acdc-BarringConfig-r13 SEQUENCE {

ac-BarringFactor-r13 ENUMERATED {

p00, p05, p10, p15, p20, p25, p30, p40,

p50, p60, p70, p75, p80, p85, p90, p95},

ac-BarringTime-r13 ENUMERATED {s4, s8, s16, s32, s64, s128, s256, s512}

} OPTIONAL -- Need OP

}

<제 3 실시 예>

도 3a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 3a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(3a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(3a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(3a-35)은 기지국(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20) 및 S-GW(3a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.

상기 기지국들(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(3a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(3a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(3a-25) 및 S-GW(3a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.

도 3b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. 향후 정의될 NR에서는 본 도면에서의 무선 프로토콜 구조와는 일부 상이할 수 있으나, 본 발명의 설명의 편의를 위해 설명하도록 한다.

도 3b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(3b-05)(3b-40), RLC(Radio Link Control)(3b-10)(3b-35), MAC (Medium Access Control)(3b-15)(3b-30)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol) (3b-05)(3b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (3b-10)(3b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(3b-15)(3b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(3b-20)(3b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송되며 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다.

본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC (Radio Resource Control, 이하 RRC라고 한다) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속 및 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 RRC 계층의 메시지를 사용하여 단말에게 측정을 지시할 수 있으며, 단말은 측정 결과를 상기 RRC계층의 메시지를 사용하여 기지국에게 보고할 수 있다.

도 3c는 본 발명에서 제안하는 셀 간 핸드오버 제 1 방법 사용시 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다. 본 예시 도면은 예를 들어 NR 셀에서 LTE 셀로의 핸드오버를 수행 시 적용할 수 있다.

도 3c에서 휴면 모드 (RRC_IDLE)에 있는 단말 (3c-01)은 보낼 데이터의 발생 등의 이유로 기지국에 접속을 수행한다 (3c-11). 상기 휴면 모드에서는 단말의 전력 절약 등을 위해 네트워크와 연결이 되어 있지 않아 데이터를 전송할 수 없는 상태이며, 데이터 전송을 위해서는 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 천이가 필요하다. 단말이 기지국 (3c-03)에 접속 절차를 성공하면, 단말은 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 상태가 변경이 되며, 상기 연결모드에 있는 단말은 기지국과 데이터 송수신이 가능하다 (3c-13).

이후 기지국은 단말에게 설정한 측정 보고 (3c-15)를 수신하는 등의 방법을 통해 해당 단말의 현재 기지국 (서빙 셀) 및 주변 기지국의 신호세기를 파악하여, 단말이 다른 기지국으로의 이동을 수행해야하는지 (즉 핸드오버) 여부를 판단한다 (3c-17). 만약 기지국이 단말을 다른 기지국 (예를 들어, (3c-05))으로 핸드오버 시키기로 결정한 경우, 해당 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하여 핸드오버를 요청하며 (3c-19), 이에 대한 응답 메시지를 수신하여 핸드오버가 가능한지 여부를 판단한다 (3c-21).

이에 따라 소스 기지국 (3c-03)은 단말 (3c-01)에게 핸드오버 명령을 전송한다 (3c-23). 상기 핸드오버 명령을 수신한 단말은 목적(타겟) 기지국 (3c-05)로부터 전송되는 기준 신호 (reference signal 혹은 synchronization signal)(3c-25)(3c-27) 수신을 통해 해당 목적 기지국과의 동기화 과정을 수행한다. 또한, 단말의 제 2계층 (예를 들어 MAC 계층)을 초기화 하며 (3c-31), 상기 핸드오버 명령으로부터 수신한 제 1계층 (예를 들어 물리계층) 관련 설정 정보를 적용한다 (3c-33). 한편, 목적 기지국에서 사용할 암호화 키를 생성하여, 생성된 키로부터 추가 생성한 키들을 향후 통신에 적용한다 (3c-35). 이에 따라, 상기 핸드오버 명령 메시지에 대한 응답메시지를 생성하고, 상기 추가 생성한 추가 키들로 암호화 및 무결성 검사 코드 등을 추가하여 하위 계층 (즉 MAC 및 물리 계층)으로 전달한다. 이에 따라, 단말의 MAC 계층은 타겟 기지국으로 랜덤 엑세스를 수행하여 상향링크 동기화 및 상향링크 자원할당을 수신하여, 상기 생성한 핸드오버 완료 메시지를 전송한다 (3c-41). 상기 랜덤 엑세스라 함은, 기지국의 소정의 자원에 특수하게 설계된 프리앰블 (preamble)을 전송하여, 기지국으로부터 이에 대한 응답 메시지 (random access response)를 수신하여 상향링크 동기화 및 상향링크 자원할당을 수신하고 보내고자 하는 메시지를 전송하는 등의 일련의 과정을 의미한다. 상기의 랜덤 엑세스 동작이 성공적으로 완료된 경우, 단말은 상기 핸드오버 명령 내에 포함된 타겟 기지국에서의 물리 계층 설정에 따라, 채널 품질 보고 등을 소정의 채널 (예를 들어, PUCCH)을 통해 전송할 수 있으며, 획득하지 못한 시스템정보블록 (System Information Block, SIB)을 수신할 수 있으며, 이후 단말은 해당 목적 기지국이 서빙 기지국이 되어, 해당 기지국과 데이터 송수신을 수행할 수 있다.

도 3d는 본 발명에서 제안하는 셀 간 핸드오버 제 1 방법 사용시 단말의 동작 순서 예시 도면이다. 본 예시 도면은 예를 들어 NR 셀에서 LTE 셀로의 핸드오버를 수행 시 적용할 수 있다.

도 3d에서 단말은 이미 연결 모드 (RRC_CONNECTED)에 있어 기지국과 데이터 송수신이 가능한 경우를 가정한다 (3d-01). 본 도면에서는 생략하였으나, 단말은 기지국으로 현재 서빙 기지국 및 주변 기지국의 측정 결과 등을 보고하였을 수 있으며, 이에 따라, 단말은 기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신한다 (3d-03). 상기 핸드오버 명령을 수신한 단말은 목적(타겟) 기지국으로부터 전송되는 기준 신호 수신을 통해 해당 목적 기지국과의 동기화 과정을 수행한다 (3d-05). 또한, 단말의 제 2계층 (예를 들어 MAC 계층)을 초기화 하며 (3d-07), 상기 핸드오버 명령으로부터 수신한 제 1계층 (예를 들어 물리계층) 관련 설정 정보를 적용한다 (3d-09). 한편, 목적 기지국에서 사용할 암호화 키를 생성하여, 생성된 키로부터 추가 생성한 키들을 향후 통신에 적용한다 (3d-11). 이에 따라, 상기 핸드오버 명령 메시지에 대한 응답메시지 (예를 들어, Reconfiguration complete 메시지) 를 생성하고, 상기 추가 생성한 추가 키들로 상기 메시지를 암호화하고 무결성 검사 코드 등을 추가하여 하위 계층 (즉 MAC 및 물리 계층)으로 전달한다 (3d-13). 이에 따라, 단말의 MAC 계층은 타겟 기지국으로 랜덤 엑세스를 수행하여 상향링크 동기화 및 상향링크 자원할당을 수신하여, 상기 생성한 핸드오버 완료 메시지를 전송한다. 상기의 랜덤 엑세스 동작이 성공적으로 완료된 경우 (3d-15), 단말은 상기 핸드오버 명령 내에 포함된 타겟 기지국에서의 물리 계층 설정에 따라, 채널 품질 보고 등을 소정의 채널 (예를 들어, PUCCH)을 통해 전송할 수 있으며 (3d-17), 획득하지 못한 시스템정보블록 (SIB)을 수신할 수 있으며 (3d-19), 이후 단말은 해당 목적 기지국이 서빙 기지국이 되어, 해당 기지국과 데이터 송수신을 수행할 수 있다.

도 3e는 본 발명에서 제안하는 셀 간 핸드오버 제 2 방법 사용시 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다. 본 예시 도면은 예를 들어 LTE 셀에서 NR 셀로의 핸드오버, 혹은 NR셀에서의 NR셀로의 핸드오버, 혹은 NR셀에서 후술할 MBB, RACH-less HO, conditional HO 등을 지원하는 LTE 셀로의 핸드오버를 수행 시 적용할 수 있다.

도 3e에서 휴면 모드 (RRC_IDLE)에 있는 단말 (3e-01)은 보낼 데이터의 발생 등의 이유로 기지국에 접속을 수행한다 (3e-11). 상기 휴면 모드에서는 단말의 전력 절약 등을 위해 네트워크와 연결이 되어 있지 않아 데이터를 전송할 수 없는 상태이며, 데이터 전송을 위해서는 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 천이가 필요하다. 단말이 기지국 (3e-03)에 접속 절차를 성공하면, 단말은 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 상태가 변경이 되며, 상기 연결모드에 있는 단말은 기지국과 데이터 송수신이 가능하다 (3e-13).

이후 기지국은 단말에게 설정한 측정 보고 (3e-15)를 수신하는 등의 방법을 통해 해당 단말의 현재 기지국 (서빙 셀) 및 주변 기지국의 신호세기를 파악하여, 단말이 다른 기지국으로의 이동을 수행해야하는지 (즉 핸드오버) 여부를 판단한다 (3e-17). 만약 기지국이 단말을 다른 기지국 (예를 들어, (3e-05))으로 핸드오버 시키기로 결정한 경우, 해당 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하여 핸드오버를 요청하며 (3e-19), 이에 대한 응답 메시지를 수신하여 핸드오버가 가능한지 여부를 판단한다 (3e-21).

이에 따라 소스 기지국 (3e-03)은 단말 (3e-01)에게 핸드오버 명령을 전송한다 (3e-23). 이때, 상기 핸드오버 명령 메시지 내에는 Make-Before-Break HO (MBB; 제 1 HO) 그리고/혹은 UE-based HO (혹은 conditional HO, 제 2 HO)가 지시될 수 있으며, RACH-less HO 가 지시될 수 있으며, 타겟 기지국에서의 빔 정보, 보다 상세히는 단일빔 (single beam) 혹은 복수빔 (multi beam) 정보가 포함될 수 있다.

상기 Make-Before-Break HO 라 함은, 핸드오버 명령 수신 후, 핸드오버 동작은 즉시 수행하나, 소스셀과 계속해서 데이터를 송수신하는 기술을 뜻한다. 또한, 상기 UE-based HO라 함은, 핸드오버 명령 수신 후에도 즉시 핸드오버 동작을 수행하지 않고, 핸드오버 명령 메시지 내에 포함된 소정의 핸드오버 조건 (예를 들어 목적 기지국의 신호세기가 설정한 값 이상 등)이 만족하는 경우에 단말로 하여금 핸드오버 시기를 결정하게 하는 것이다. 상기 RACH-less HO라 함은, 목적 기지국에서 랜덤엑세스를 수행하지 않음을 지시하는 것이다. 예를 들어, 타겟 셀의 크기가 작거나, 소스 셀과의 셀 크기가 비슷한 경우 등에 상향링크 동기화를 생략하는 방법 등을 사용할 수 있다.

만약, 상기의 Make-Before-Break HO (MBB; 제 1 HO) 그리고/혹은 UE-based HO (혹은 conditional HO, 제 2 HO)가 지시된 경우, 단말은 핸드오버준비 (handover ready) 조건이 충족될 때 까지 소스 기지국에서 데이터 송수신을 유지한다. 상기 핸드오버 준비 조건이라 함은, 만약 상기 Make-Before-Break HO 가 설정된 경우에는 목적 기지국에서 첫 상향링크 전송이 가능해지는 시점을 뜻하며, 상기 UE-based HO가 설정된 경우에는, 핸드오버 명령에서 지시된 소정의 핸드오버 조건이 충족되는 경우를 뜻한다. 또한, 상기 Make-Before-Break HO 와 상기 UE-based HO가 동시에 설정된 경우에는, 상기 Make-Before-Break HO 가 설정된 경우와 같이 목적 기지국에서 첫 상향링크 전송이 가능해지는 시점이 사용될 수 있다. (즉, 핸드오버 명령에서 지시된 소정의 핸드오버 조건이 맞는 경우에도, 목적 기지국에서 첫 상향링크 전송이 가능해지기 전까지 계속해서 소스 기지국과 통신할 수 있다.)

상기 핸드오버 명령을 수신한 단말은 Make-Before-Break HO를 수신한 경우 즉시, UE-based HO 명령을 수신한 경우 상기 핸드오버 명령에 포함된 소정의 조건을 만족하는 경우, 목적(타겟) 기지국 (3e-05)로부터 전송되는 기준 신호 (reference signal 혹은 synchronization signal)(3e-29)(3e-31) 수신을 통해 해당 목적 기지국과의 동기화 과정을 수행한다 (3e-33). 또한, 단말의 제 2계층 (예를 들어 MAC 계층)을 초기화 하며 (3e-35), 상기 핸드오버 명령으로부터 수신한 제 1계층 (예를 들어 물리계층) 관련 설정 정보를 적용한다 (3e-37). 한편, 목적 기지국에서 사용할 암호화 키를 생성하여, 생성된 키로부터 추가 생성한 키들을 향후 통신에 적용한다 (3e-39). 이에 따라, 상기 핸드오버 명령 메시지에 대한 응답메시지를 생성하고, 상기 추가 생성한 추가 키들로 암호화 및 무결성 검사 코드 등을 추가하여 하위 계층 (즉 MAC 및 물리 계층)으로 전달한다 (3e-41).

만약 상기 핸드오버 명령 메시지에서 RACH-less HO가 지시된 것이 아니라면 단말은 목적 기지국에 랜덤 액세스를 개시한다 (3e-43). 이 때, 목적 기지국이 하나의 빔으로 구성된 셀이라면 제 1 랜덤 액세스 절차를 수행하고, 목적 기지국이 복수 개의 빔으로 구성된 셀이라면 제 2 랜덤 액세스 절차를 수행한다. 현재 저주파의 셀들은 대부분 하나의 빔으로 구성되나, NR 시스템은 고주파 (예를 들어 수십 GHz)에서 동작할 수 있으며, 이 경우 셀 커버리지 (영역)을 위해 좁은 영역으로 집중해서 쏘는 빔의 방향을 회전하며 사용하는 복수 개의 빔으로 구성된 셀을 사용할 수 있다.

상기 제 제 1 랜덤 액세스 절차는, 단말이 프리앰블 전송하고, 기지국으로부터 응답메시지 (RAR) 수신, 메시지 3 전송 (예를 들어 HO 완료 메시지), PDCCH에서 해당 단말의 식별자 (C-RNTI)를 수신하는 절차로 이루어진다. 상기 RAR 메시지에는 상기 메시지 3 전송을 위한 전송 자원 정보를 수납하며, 상기 메시지 3 전송 시 단말은 빔포밍을 적용하지 않고 전송하고, 상기 핸드오버 명령에서 수신한, 타겟 기지국에서 사용할 단말의 식별자 (C-RNTI) 정보가 포함된 C-RNTI MAC CE와 RRC connection reconfiguration complete 메시지의 전체 혹은 일부를 수납한다.

상기 제 2 랜덤 액세스 절차는, 단말이 프리앰블 전송하고, 기지국으로부터 응답메시지 (RAR) 수신, 메시지 3 전송 (예를 들어 HO 완료 메시지), PDCCH에서 해당 단말의 식별자 (C-RNTI)를 수신하는 절차로 이루어진다. 이 때, 상기 프리앰블 전송 시 단말은 서로 다른 방향의 빔을 사용하여 기지국으로 동일한 프리앰블을 복수개 전송하는 시나리오를 가정하며, 이에 따라 상기 RAR 메시지에는 상기 메시지 3 전송을 위한 전송 자원 정보 및 상기 프리앰블로부터 획득한 단말의 빔 식별자 정보를 수납하며, 상기 메시지 3 전송 시 단말은 상기 수신한 RAR 정보에 따라 해당 빔을 사용하여 (즉, 빔포밍을 적용하여) 메시지 3을 전송하고, 상기 메시지 3은 상기 핸드오버 명령에서 수신한, 타겟 기지국에서 사용할 단말의 식별자 (C-RNTI) 정보가 포함된 C-RNTI MAC CE와 기지국의 여러 빔 가운데 최상의 하향링크 전송 빔 정보 (예를 들어 동기기준신호의 식별자 혹은 빔 인덱스 정보 등) 및 RRC connection reconfiguration complete 메시지의 전체 혹은 일부를 수납한다.

상기의 절차 (즉, 상기의 제 1 랜덤 액세스 절차 혹은 제 2 랜덤 액세스 절차) 에 따라, 단말의 MAC 계층은 타겟 기지국으로 상기의 랜덤 엑세스를 수행하여 상향링크 동기화 및 상향링크 자원할당을 수신하여, 메시지 3에 상기 생성한 핸드오버 완료 메시지를 전송하고 (3e-45), 이후 타겟 셀에서 C-RNTI로 address된 PDCCH를 수신한 경우 (즉, 랜덤 엑세스가 성공적으로 완료된 경우), 핸드오버가 성공적으로 수행되었다고 판단한다.

한편, 만약 상기 핸드오버 명령 메시지에서 RACH-less HO가 지시된 경우, 단말은 상기의 프리앰블 전송없이 타겟 셀에서 C-RNTI로 address된 PDCCH를 수신한 경우, 핸드오버가 성공적으로 수행되었다고 판단한다.

상기와 같이 핸드오버가 성공적으로 수행되었다고 판단한 경우, 단말은 상기 핸드오버 명령 내에 포함된 타겟 기지국에서의 물리 계층 설정에 따라, 채널 품질 보고 등을 소정의 채널 (예를 들어, PUCCH)을 통해 전송할 수 있으며 (3e-47), 획득하지 못한 시스템정보블록 (System Information Block, SIB)을 수신할 수 있으며 (3e-49), 이후 단말은 해당 목적 기지국이 서빙 기지국이 되어, 해당 기지국과 데이터 송수신을 수행할 수 있다.

도 3f는 본 발명에서 제안하는 셀 간 핸드오버 제 2 방법 사용시 단말의 동작 순서 예시 도면이다. 본 예시 도면은 예를 들어 LTE 셀에서 NR 셀로의 핸드오버, 혹은 NR셀에서의 NR셀로의 핸드오버, 혹은 NR셀에서 후술할 MBB, RACH-less HO, conditional HO 등을 지원하는 LTE 셀로의 핸드오버를 수행 시 적용할 수 있다.

도 3f에서 단말은 이미 연결 모드 (RRC_CONNECTED)에 있어 기지국과 데이터 송수신이 가능한 경우를 가정한다 (3f-01). 본 도면에서는 생략하였으나, 단말은 기지국으로 현재 서빙 기지국 및 주변 기지국의 측정 결과 등을 보고하였을 수 있으며, 이에 따라, 단말은 기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신한다 (3f-03). 이때, 상기 핸드오버 명령 메시지 내에는 Make-Before-Break HO (MBB; 제 1 HO) 그리고/혹은 UE-based HO (혹은 conditional HO, 제 2 HO)가 지시될 수 있으며, RACH-less HO 가 지시될 수 있으며, 타겟 기지국에서의 빔 정보, 보다 상세히는 단일빔 (single beam) 혹은 복수빔 (multi beam) 정보가 포함될 수 있다. 이는 후술할 제 1 랜덤 엑세스 동작을 수행할 지, 제 2 랜덤 엑세스 동작을 수행할지를 판단하는데 사용될 수 있다.

만약, 상기의 Make-Before-Break HO (MBB; 제 1 HO) 그리고/혹은 UE-based HO (혹은 conditional HO, 제 2 HO)가 지시된 경우, 단말은 핸드오버준비 (handover ready) 조건이 충족될 때 까지 소스 기지국에서 데이터 송수신을 유지한다 (3f-07). 상기 핸드오버 준비 조건이라 함은, 만약 상기 Make-Before-Break HO 가 설정된 경우에는 목적 기지국에서 첫 상향링크 전송이 가능해지는 시점을 뜻하며, 상기 UE-based HO가 설정된 경우에는, 핸드오버 명령에서 지시된 소정의 핸드오버 조건이 충족되는 경우를 뜻한다. 또한, 상기 Make-Before-Break HO 와 상기 UE-based HO가 동시에 설정된 경우에는, 상기 Make-Before-Break HO 가 설정된 경우와 같이 목적 기지국에서 첫 상향링크 전송이 가능해지는 시점이 사용될 수 있다. (즉, 핸드오버 명령에서 지시된 소정의 핸드오버 조건이 맞는 경우에도, 목적 기지국에서 첫 상향링크 전송이 가능해지기 전까지 계속해서 소스 기지국과 통신할 수 있다.).

상기 핸드오버 명령을 수신한 단말은 Make-Before-Break HO를 수신한 경우 즉시, UE-based HO 명령을 수신한 경우 상기 핸드오버 명령에 포함된 소정의 조건을 만족하는 경우, 목적(타겟) 기지국으로부터 전송되는 기준 신호 (reference signal 혹은 synchronization signal) 수신을 통해 해당 목적 기지국과의 동기화 과정을 수행한다 (3f-09). 또한, 단말의 제 2계층 (예를 들어 MAC 계층)을 초기화 하며 (3f-11), 상기 핸드오버 명령으로부터 수신한 제 1계층 (예를 들어 물리계층) 관련 설정 정보를 적용한다 (3f-13). 한편, 목적 기지국에서 사용할 암호화 키를 생성하여, 생성된 키로부터 추가 생성한 키들을 향후 통신에 적용한다 (3f-15). 이에 따라, 상기 핸드오버 명령 메시지에 대한 응답메시지를 생성하고, 상기 추가 생성한 추가 키들로 암호화 및 무결성 검사 코드 등을 추가하여 하위 계층 (즉 MAC 및 물리 계층)으로 전달한다 (3f-17).

만약 상기 핸드오버 명령 메시지에서 RACH-less HO가 지시된 것이 아니라면 (3f-19) 단말은 목적 기지국에 랜덤 액세스를 개시한다 (3f-21). 이 때, 목적 기지국이 하나의 빔으로 구성된 셀이라면 제 1 랜덤 액세스 절차를 수행하고, 목적 기지국이 복수 개의 빔으로 구성된 셀이라면 제 2 랜덤 액세스 절차를 수행한다. 현재 저주파의 셀들은 대부분 하나의 빔으로 구성되나, NR 시스템은 고주파 (예를 들어 수십 GHz)에서 동작할 수 있으며, 이 경우 셀 커버리지 (영역)을 위해 좁은 영역으로 집중해서 쏘는 빔의 방향을 회전하며 사용하는 복수 개의 빔으로 구성된 셀을 사용할 수 있다.

상기의 절차 (즉, 상기의 제 1 랜덤 액세스 절차 혹은 제 2 랜덤 액세스 절차) 에 따라, 단말의 MAC 계층은 타겟 기지국으로 상기의 랜덤 엑세스를 수행하여 상향링크 동기화 및 상향링크 자원할당을 수신하여, 메시지 3에 상기 생성한 핸드오버 완료 메시지를 전송하고, 이후 타겟 셀에서 C-RNTI로 address된 PDCCH를 수신한 경우 (즉, 랜덤 엑세스가 성공적으로 완료된 경우), 핸드오버가 성공적으로 수행되었다고 판단한다 (3f-23).

한편, 만약 상기 핸드오버 명령 메시지에서 RACH-less HO가 지시된 경우, 단말은 상기의 프리앰블 전송없이 타겟 셀에서 C-RNTI로 address된 PDCCH를 수신한 경우, 핸드오버가 성공적으로 수행되었다고 판단한다 (3f-23).

상기와 같이 핸드오버가 성공적으로 수행되었다고 판단한 경우, 단말은 상기 핸드오버 명령 내에 포함된 타겟 기지국에서의 물리 계층 설정에 따라, 채널 품질 보고 등을 소정의 채널 (예를 들어, PUCCH)을 통해 전송할 수 있으며 (3f-25), 획득하지 못한 시스템정보블록 (System Information Block, SIB)을 수신할 수 있으며 (3f-27), 이후 단말은 해당 목적 기지국이 서빙 기지국이 되어, 해당 기지국과 데이터 송수신을 수행할 수 있다.

도 3g는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 3g를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (3g-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (3g-20), 저장부 (3g-30), 제어부 (3g-40)를 포함한다.

상기 RF처리부 (3g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (3g-10)는 상기 기저대역처리부 (3g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(3g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 3g에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (3g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (3g-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (3g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

상기 기저대역처리부 (3g-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (3g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (3g-20)은 상기 RF처리부 (3g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3g-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3g-20)은 상기 RF처리부(3g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부 (3g-20) 및 상기 RF처리부 (3g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (3g-20) 및 상기 RF처리부 (3g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (3g-20) 및 상기 RF처리부(3g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부 (3g-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

상기 제어부 (3g-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (3g-40)는 상기 기저대역처리부 (3g-20) 및 상기 RF처리부 (3g-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3g-40)는 상기 저장부(3g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (3g-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (3g-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 (3g-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (3g-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(3g-40)는 상기 단말이 상기 도 3g에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 단말은 기지국으로부터 측정을 명령하는 메시지를 수신한다. 이를 수신한 상기 제어부는 소스 및 타겟 기지국의 종류에 따라 전솔한 핸드오버 방법1 (도 3c, 3d) 혹은 방법2 (도 3e, 3f)을 사용하여 핸드오버를 수행한다.

<제 4 실시 예>

도 4a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 4a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(4a-05, 4a-10, 4a-15, 4a-20)과 MME (4a-25, Mobility Management Entity) 및 S-GW(4a-30, Serving-Gateway)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(4a-35)은 ENB(4a-05 ~ 4a-20) 및 S-GW(4a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 4a에서 ENB(4a-05 ~ 4a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(4a-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(4a-05 ~ 4a-20)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(4a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(4a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.

도 4b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 4b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP (Packet Data Convergence Protocol 4b-05, 4b-40), RLC (Radio Link Control 4b-10, 4b-35), MAC (Medium Access Control 4b-15, 4b-30)으로 이루어진다. PDCP (Packet Data Convergence Protocol)(4b-05, 4b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(4b-10, 4b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

MAC(4b-15, 4b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)

- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

물리 계층(4b-20, 4b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

도 4c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 4c을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 혹은 5G)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 혹은 NR 기지국)(4c-10) 과 NR CN (4c-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(4c-15)은 NR gNB(4c-10) 및 NR CN (4c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 4c에서 NR gNB(4c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR gNB는 NR UE(4c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(4c-10)가 담당한다. 하나의 NR gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (4c-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (4c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (4c-30)과 연결된다.

도 4d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .

도 4d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(4d-05, 4d-40), NR RLC(4d-10, 4d-35), NR MAC(4d-15, 4d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (4d-05, 4d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC(4d-10, 4d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한 상기에서 RLC PDU들을 수신하는 순서대로 (일련번호, Sequence number의 순서와 상관없이, 도착하는 순으로) 처리하여 PDCP 장치로 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) 전달할 수도 있으며, segment 인 경우에는 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 segment들을 수신하여 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 처리하여 PDCP 장치로 전달할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.

상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.

NR MAC(4d-15, 4d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

NR PHY 계층(4d-20, 4d-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.

도 4e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 머무를 수 있는 모드들을 나타낸 도면이다.

도 4e에서 단말은 RRC 연결 모드(RRC connected mode, 4e-03), RRC 비활성 모드(RRC inactive mode, 4e-02) 혹은 lightly-connected 모드(4e-02), RRC 유휴 모드(RRC idle mode, 4e-01)에 머무를 수 있으며, 서로 다른 각 모드들로 전환하는 과정들(4e-05, 4e-10, 4e-15, 4e-20, 4e-25)을 거칠 수 있다. 즉, RRC 유휴 모드(4e-01)에 있던 단말은 상향 링크로 전송할 데이터가 생기거나 하향 링크 데이터가 도착하여 페이징 메시지를 수신한 경우, 혹은 트래킹 영역을 갱신하기 위해서(주기적으로 혹은 트래킹 영역을 벗어난 경우) 네트워크와 연결을 설정하여 데이터를 송수신하기 위해 RRC 연결 모드(4e-03)로 전환할 수 있다(4e-05). 데이터를 송수신한 후 일정한 시간 동안 데이터가 발생하지 않는다면 네트워크에 의해서 RRC 연결 모드의 단말은 RRC 유휴 모드로 전환될 수 있다(4e-15). 또한 일정한 시간 동안 데이터가 발생하지 않으면 RRC 연결 모드(4e-03)의 단말은 배터리 절감 및 빠른 연결을 지원하기 위한 목적으로 네트워크에 의해서 혹은 스스로 모드를 전환하여 RRC 비활성화 모드(4e-02)로 전환할 수 있다(4e-20). RRC 비활성화 모드(4e-03)의 단말은 상향 링크로 전송할 데이터가 생기거나 하향 링크 데이터가 도착하여 페이징 메시지를 수신한 경우, 혹은 트래킹 영역(혹은 랜 지시 영역(RAN Notification area)을 갱신하기 위해서(주기적으로 혹은 트래킹 영역(혹은 랜 지시 영역)을 벗어난 경우) 네트워크와 연결을 설정하여 데이터를 송수신하기 위해 RRC 연결 모드(4e-03)로 전환할 수 있다(4e-10). RRC 비활성화 모드(4e-03)에 있는 단말은 네트워크의 지시에 의해서 혹은 미리 약속된 설정에 의해서 혹은 스스로 RRC 유휴모드(4e-01)로 모드를 천이할 수 있다(4e-25). 상기에서 RRC 비활성화 모드의 단말들이 네트워크에 많을 경우, 빈번한 랜 지시 영역 갱신 절차로 네트워크의 시그널링 오버헤드가 증가할 수 있으므로 지원되어야 하는 동작이다. 소정의 목적을 가진 단말의 경우, RRC 연결 모드로 천이하지 않고도 RRC 비활성화 모드(4e-03)에서도 데이터를 전송할 수 있으며, RRC 비활성화 모드와 RRC 유휴 모드 사이에서 네트워크의 지시에 따라 천이를 반복하며, 필요한 경우에만 RRC 연결 모드로 천이를 진행할 수 있다. 상기 절차에서 RRC 비활성화 모드의 단말은 RRC 비활성화 모드에서 데이터를 전송함으로써, 매우 짧은 전송 지연을 가질 수 있으며, 매우 적은 시그날링 오버헤드를 가질 수 있다는 장점을 가지고 있다. 상기에서 소정의 목적은 단말이 적은 데이터만을 전송하려고 하는 경우, 간헐적으로 혹은 매우 긴 주기를 갖고 주기적으로 데이터를 송신하는 단말의 경우에 해당할 수 있다. 또한 RRC 유휴 모드(4e-01)에 있는 단말은 네트워크에 의해서 RRC 비활성화 모드(4e-03)로 바로 천이할 수도 있으며, RRC 연결모드로 천이하였다가 RRC 비활성화 모드로 천이할 수 도 있다(4e-03, 4e-20).

상기에서 단말이 모드들 사이에서 천이를 수행할 때 단말의 모드와 네트워크에서 인식하고 있는 단말의 모드 간의 불일치(state mismatch) 문제를 해결하가 위해서 단말에 추가적인 타이머(inactive timer)를 설정하고 구동할 수 있다. 또한 기지국에도 추가적인 타이머를 구동할 수 있다.

본 발명에서 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드와 같은 상태의 모드로 해석될 수 있고, 같은 동작을 단말이 수행한다고 가정할 수 있다. 또한 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드가 같은 상태의 모드로 해석될 수는 있지만 각 모드에서 단말이 서로 다른 동작을 수행한다고 가정할 수 있다. 또한 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드가 다른 상태의 모드로 해석될 수도 있고 각 모드에서 단말이 서로 다른 동작을 수행한다고 가정할 수 있다. 이와 같이 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드는 적은 시그날링으로 빠른 재접속을 할 수 있으면서 배터리를 절감할 수 있는 모드라는 점에서 같은 목적을 가지고 있지만 단말과 네트워크의 구현에 따라서 그리고 정의하기에 따라서 같은 모드일 수도 있고, 다른 모드일 수도 있다. 또한 상기에서 RRC 비활성 모드와 lightly-connected 모드의 단말 동작은 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서의 동작과 동일하거나 추가적인 기능을 가지거나 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서의 동작 중에 일부 기능만을 가질 수 있다. 상기에서처럼 RRC 비활성화 모드에서는 단말의 배터리가 절감되고, 단말이 네트워크로의 연결시 적은 시그날링 오버헤드를 가지고 빠른 연결을 설정할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 RRC 비활성화 모드에 있는 단말은 RRC 유휴 모드에 있는 단말이 주기적으로 트래킹 영역(Tracking area)을 갱신하는 절차보다 더 자주 랜 지시 영역(RAN Notification area)을 갱신하는 절차를 수행해야 한다. 따라서 네트워크에 RRC 비활성화 모드 단말들이 굉장히 많다면 주기적인 랜 지시 영역 갱신 절차로 인한 시그널링 오버헤드가 야기될 수 있으므로 네트워크는 RRC 비활성화 모드인 단말들을 관리하고 필요시 RRC 유휴 모드로 전환할 수 있어야 한다.

도 4f는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드(RRC connected mode)에서 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)로 전환하는 절차와 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하는 절차를 설명한 도면이다.

도 4f에서 기지국은 RRC 연결 모드에서 데이터를 송수신하는 단말이 소정의 이유로 혹은 일정 시간 동안 데이터의 송수신이 없으면 RRCConnectionRelease 메시지를 단말에게 보내어 단말을 RRC 유휴모드로 전환하도록 할 수 있다(4f-01). 추후에 현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다 (4f-05). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다 (4f-10). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB (Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다. RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다 (4f-15). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지를 MME로 전송하고 (4f-20), MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지를 전송한다(4f-25). 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다. 기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지(4f-30)와 SecurityModeComplete 메시지(4f-35)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(4f-40). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(4f-45). 단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고 (4f-50), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다(4f-055, 4f-60). S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다. 상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(4f-65, 4f-70). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한 기지국은 소정의 이유로 단말에게 설정을 새로 해주거나 추가하거나 변경하기 위해서 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송할 수 있다(4f-75).

상기와 같이 RRC 유휴 모드에서 RRC 연결 모드로 전환하기 위해서는 많은 시그날링 절차가 요구된다. 따라서 차세대 이동 통신 시스템에서는 RRC 비활성 모드 혹은 lightly-connected 모드를 새로 정의할 수 있고, 상기와 같은 새로운 모드에서는 단말과 기지국이 단말의 컨텍스트를 저장하고 있고, 필요하다면 S1 베어러를 유지하고 있을 수 있기 때문에 더 적은 시그날링 절차로 더 빠르게 접속할 수 있다.

도 4g는 본 발명에서 단말이 RRC 연결 모드에서 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)로 전환하는 절차와 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 RRC 연결 모드로 전환하는 절차를 나타낸 도면이다.

도 4g에서 단말과 기지국은 단말 컨텍스트(UE context)와 S1 베어러를 재사용하는 절차를 수행하기 위한 단말(4g-01), 고정 기지국(anchor gNB, 4g-02), 새로운 기지국(New gNB, 4g-03), MME(4g-04)의 전체적인 흐름을 나타낸다. RRC 연결 상태의 단말(4g-01)은 기지국과 데이터 송수신을 수행한다. 데이터 송수신이 중지되면 기지국은 소정의 타이머를 구동하고 상기 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면(4g-05) 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려할 수 있으며, 기지국은 소정의 조건에 따라 단말을 RRC 유휴 모드로 보낼 지 RRC 비활성화 모드로 보낼 지 결정할 수 있다. 상기에서 소정의 조건은 네트워크 트래픽의 정도, 네트워크가 유지할 수 있는 단말 컨텍스트의 양, 네트워크가 서비스를 지원할 수 있는 단말의 수 등을 고려할 수 있다. 4g-10 과정에서 단말을 RRC 비활성화 모드 혹은 light connected 모드로 보내기 위해서 RRCConnectionRelease 혹은 RRCConnectionSuspend 메시지 혹은 새로 정의한 RRC 메시지 혹은 또 다른 기존의 RRC 메시지를 재사용하여 전송할 수 있다. 상기 4g-10에서 기지국은 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 전송하면서 Resume ID를 할당하고 단말이 light connected 모드 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(Paging area, PA)을 설정해줄 수 있다. 이 때 Resume ID 할당으로 단말은 단말 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 상기 메시지에 기지국은 단말이 RRC 비활성화 모드/light connected 모드로 동작하며, 단말 컨텍스트를 저장하라는 것을 지시하기 위한 별도의 context 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다(4g-10). 또한 상기 메시지에는 추후 단말이 RRC 연결 재개 절차를 수행할 때 필요한 보안 설정을 갱신하기 위한 보안 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면 NCC(NextHopChainingCount)를 미리 할당받고 이를 이용하여 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 계산하고 설정할 수 있다. 또한 상기 제어 메시지에는 기지국이 컨텍스트를 유지할 기간 또는 단말이 유효기간 내에 RRC 연결을 재설정하고자 할 때, 저장된 컨텍스트를 사용하는 절차를 적용할 수 있는 셀의 리스트 등이 포함될 수 있다. 기지국은 상기 단말의 RRC 연결을 해제한 후, 상기 단말의 UE 컨텍스트 및 S1 베어러는 그대로 유지한다(4g-15). S1 베어러란 기지국과 MME 사이에서 제어 메시지를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-제어 베어러와 기지국과 S-GW 사이에서 사용자 데이터를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-사용자 평면 베어러를 지칭한다. 상기 S1 베어러를 유지함으로써, 단말이 동일한 셀에서 혹은 동일한 기지국에서 RRC 연결을 설정하려 할 때 S1 베어러 설정을 위한 절차를 생략할 수 있다. 기지국은 유효 기간이 만료되면 UE 컨텍스트를 삭제하고 S1 베어러를 해제할 수 있다. 상기 4g-10 단계의 RRC 연결 해제 메시지를 수신한 단말은 RRC 비활성화 모드/light connected 모드로 전환하게 된다.

상기에서 고정 기지국은 RRC 비활성화 모드 단말의 단말 컨텍스트(resume ID)를 유지 및 관리하고, RRC 비활성화 모드 단말의 이동성을 관리하기 위해 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 관리하는 기지국을 말한다. 상기에서 설명한 고정 기지국의 역할은 AMF(Access and Mobility Management Function, AMF) 장치가 대신 수행할 수도 있다.

기지국은 MME에게 연결 한시 정지를 요청하는 제어 메시지를 전송한다(4g-20). 상기 제어 메시지를 수신한 MME는 S-GW에 상기 단말에 대한 하향 링크 데이터가 발생했을 때 하향 링크 데이터를 고정 기지국으로 바로 전달하고 고정 기지국이 페이징 메시지를 생성해서 주변 기지국에 전달하도록 할 수 있다(4g-35). 즉, 하향 링크 데이터를 수신한 고정 기지국은 상기 데이터를 버퍼에 저장하고 페이징 절차를 진행한다. 상기 고정 기지국은 상기 단말의 단말 컨텍스트와 S1-U 베어러를 유지하고 있는 기지국을 지칭한다. 혹은 상기에서 고정 기지국이 페이징 메시지를 보내고 단말로부터 응답이 없는 경우, 즉, 페이징에 실패한 경우, 고정 기지국은 MME에게 페이징 절차를 요청할 수 있고, MME는 S-GW에서 발생한 상기 단말에 대한 하향 링크 데이터에 대해 상기 하향 링크 데이터를 기지국으로 전달하지 말고 MME에게 페이징 절차를 개시하도록 요청할 것을 지시하고 S-GW는 이에 따라 동작할 수 있다(4g-35).

컨텍스트 유지를 지시하는 정보와 Resume ID가 포함된 RRC 연결 해제 메시지(4g-10)를 수신한 단말은 RRC 연결은 해제하되, 유효 기간에 대응되는 타이머를 구동하고 유효 셀 리스트를 메모리에 기록할 수 있고, 현재 단말 컨텍스트를 삭제하지 않고 메모리에 유지하고(4g-25) light connected 모드로 천이한다. 상기에서 단말 컨텍스트(UE context)란 단말의 RRC 설정과 관련된 여러 가지 정보를 의미하며 SRB 설정 정보, DRB 설정 정보, 보안 키 정보 등을 포함한다. 이 후 임의의 이유로 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 발생한다(4g-30). 이전 RRC 연결 해제 과정에서 Resume ID를 할당 받지 않았거나 컨텍스트가 유지된다는 점이 지시되지 않은 단말은 도 4f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 4f)을 개시하지만, 이전 RRC 연결 해제 과정에서 Resume ID를 할당 받은 RRC 비활성화 모드/light connected 모드 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 시도할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성화 모드/light connected 모드 단말은 네트워크의 RRC 비활성화 모드/light connection 지원 여부에 따라 일반적인 RRC 연결 설정과정(도 4f)를 수행할 수도 있고, 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수도 있다. 즉, RRC 비활성화 모드/light connection 모드를 지원하지 않는 경우는 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 4f)을 수행하고, 지원하는 경우는 RRC 연결 재개 절차를 하기와 같이 수행할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성화 모드는 네트워크에서 항상 지원될 수도 있다(그러므로 시스템 정보에서 따로 지원 여부를 알리지 않을 수도 있다). 본 발명에서 각 기지국 혹은 셀은 시스템 정보에 각 기지국 혹은 셀이 light connection을 지원하는지 지원하지 않는 지 여부에 대한 지시자를 포함하여 전송할 수 있다. 상기 지시자는 시스템 정보의 두 번째 블럭(Systeminformation2)에 포함될 수 있으며, 다른 시스템 정보의 블럭들(Systeminformation1~19)에 포함될 수 도 있다. 상기에서 light connection을 지원한다는 것은 하기 절차들(4g-50, 4g-55, 4g-60, 4g-65, 4g-70, 4g-75, 4g-80, 4g-85,4g-90) 을 해당 기지국 혹은 해당 셀이 설정할 수 있고, 지원한다는 것을 말할 수 있다. light connected 모드 단말은 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 생기면 현재 캠프온하고 있는 셀의 시스템 정보를 읽어 들인다. 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 light connection(혹은 RRC 비활성화 모드)을 지원한다는 지시자가 포함되어 있지 않다면, 단말은 도 4f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 과정(도 4f)을 수행할 수 있다(4g-45). 하지만 만약 상기 시스템 정보에 상기 기지국 혹은 셀이 light connection(혹은 RRC 비활성화 모드)을 지원한다는 지시자가 포함되어 있다면, 단말은 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수 있다(4g-45). 상기 저장된 단말 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정은 다음과 같다.

먼저 단말은 랜덤액세스 절차를 수행하기 위해 프리앰블을 메시지 1에서 전송한다. 기지국은 메시지 1에서 받은 프리앰블에 따라 자원 할당이 가능하면 그에 상응하는 상향링크 자원을 메시지 2에서 단말에게 할당하여 준다. 단말은 수신한 상향링크 자원 정보를 토대로 4g-10 단계에서 수신한 Resume ID를 포함하여 Resume 요청 메시지를 전송한다(4g-50). 상기 메시지는 RRCConnectionRequest 메시지의 변형된 메시지이거나 새로 정의된 메시지(예를 들면 RRCConnectionResumeRequest)일 수 있다. 기존 고정 기지국(4g-02)에서 연결을 해제하여 light connected 모드에 있던 단말이 이동하여 다른 기지국의 셀에 캠프온한 경우라면 새로운 기지국(4g-03)은 단말의 Resume ID를 수신하고 확인하여 해당 단말이 이전에 어느 기지국에서 서비스를 받았었는지 알 수 있다. 새로운 기지국(4g-03)이 성공적으로 Resume ID를 수신하고 확인하였다면 기존 기지국(4g-02)에서 UE 컨텍스트를 회수해오는 절차를 수행한다(Context Retrieve Procedure. 4g-55, 4g-60). 만약 상기에서 단말 컨텍스트를 회수해오는 절차에 실패한다면 예를 들면 고정/소스 기지국을 찾지 못하거나 단말의 컨텍스트가 존재하지 않거나 등 소정의 이유로 실패한다면 기지국은 RRCConnectionResume 메시지 대신에 도 4f에서와 같이 RRCConnectionSetup 메시지를 보내고 그 이후의 베어러 설정 절차/보안 설정 절차를 도 4f에서 설명한 RRC 연결 설정 절차로 폴백(fallback)할 수 있으며, 보안 설정을 완료하고, 단말을 RRC 연결 모드로 보낼 수도 있으며, 혹은 새로운 단말 식별자(resume ID)와 랜 페이징 영역과 함께 RRCConnectionSuspend 메시지를 보내면서 단말을 RRC 비활성화 모드로 다시 돌려보낼 수도 있다. 상기 단말 컨텍스트는 S1 혹은 X2 인터페이스를 통해서 새로운 기지국(4g-03)이 기존 기지국(4g-02)으로부터 가져올 수 있다. (만약 새로운 기지국이 Resume ID를 수신하였지만 소정의 이유로 성공적으로 단말을 구별하지 못한 경우는 RRCConnectionSetup 메시지를 단말에게 보내고 도 4f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차로 돌아가도록 할 수 있다. 즉 상기 RRCConnectionSetup 메시지를 단말에게 보내고 단말은 상기 메시지를 수신하면 RRCConnectionSetupComplete 메시지를 기지국에게 보내어 연결을 설정할 수 있다. 혹은 만약 새로운 기지국이 Resume ID를 수신하였지만 성공적으로 단말을 구별하지 못한 경우(예를 들면 기존 고정 기지국으로부터 단말 컨텍스트 회수에 실패한 경우) 단말에게 RRCConnectionRelease 메시지 혹은 RRCConnectionReject 메시지를 보내어 단말의 연결을 거절하고 다시 도 4f에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 처음부터 시도하도록 하게 할 수 있다.) 새로운 지기국은 상기 회수한 단말 컨텍스트를 기반으로 MAC-I를 확인한다(4g-65). 상기 MAC-I는 상기 복원된 단말 컨텍스트의 보안 정보를 적용해서, 즉 보안 키와 보안 카운터를 적용해서 제어 메시지에 대해 단말이 계산한 메시지 인증 코드이다. 기지국은 상기 메시지의 MAC-I, 단말의 컨텍스트에 저장되어 있던 보안 키 및 보안 카운터 등을 이용해서 상기 메시지의 무결성을 확인한다. 그리고 새로운 기지국(4g-03)은 단말의 RRC 연결에 적용할 설정을 결정하고, 상기 설정 정보를 수납한 RRC 연결 재개 메시지(RRCConnectionResume)를 단말에게 전송한다 (4g-70). 상기 RRC 연결 재개 메시지는 기지국이 단말의 단말 식별자(Resume ID)를 확인하고 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 이용하여 암호화하여 전송될 수 있으며, 단말은 상기 4g-10에서 미리 할당 받은 NCC를 이용하여 계산한 새로운 보안키(KeNB* 혹은 KgNB*)를 이용하여 복호화하여 상기 RRC 연결 재개 메시지를 정상적으로 수신할 수 있다. 그리고 RRC 연결 재개 메시지를 보내는 절차 이후로는 RRC 메시지 및 데이터들을 새로운 보안키로 암호화하여 단말과 기지국이 송수신할 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 메시지는 일반적인 RRC 연결 요구 메시지에 'RRC 컨텍스트 재사용'을 지시하는 정보(REUSE INDICATOR)가 포함된 제어 메시지일 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 메시지는 RRC 연결 설정 메시지와 마찬가지로 단말의 RRC 연결 설정과 관련된 각종 정보들이 수납된다. 단말이 일반적인 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 수신한 경우에는 RRC 연결 설정 메시지에서 지시된 설정 정보를 바탕으로 RRC 연결을 설정하지만, RRC 연결 재개 메시지를 수신한 경우에는 저장하고 있는 설정 정보와 상기 제어 메시지에서 지시된 설정 정보를 모두 고려해서 RRC 연결을 설정한다(Delta configuration). 요컨대 지시된 설정 정보를 저장하고 있는 설정 정보에 대한 델타 정보로 판단해서 적용할 설정 정보를 판단하고 설정 정보 혹은 UE 컨텍스트를 갱신할 수 있다. 예를 들어 RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있다면, 상기 지시 받은 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성하고, RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있지 않다면 UE 컨텍스트에 저장되어 있는 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성한다.

단말은 상기 갱신된 단말 컨텍스트 및 설정 정보를 적용해서 RRC 연결을 구성하고 기지국에게 RRC 연결 재개 완료 메시지를 전송한다 (4g-75). 그리고 MME에게 연결 한시 정지 해제를 요청하는 제어 메시지를 전송하고 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정할 것을 요청한다(4g-80, 4g-85). MME는 상기 메시지를 수신하면 S-GW에게 S1 베어러를 새로운 기지국으로 재설정하고 상기 단말에 대한 데이터를 정상적으로 처리할 것을 지시한다. 상기 과정이 완료되면 단말은 상기 셀에서 데이터 송수신을 재개한다(4g-90).

상기 절차에서 기존 고정 기지국(4g-02)에서 연결을 해제하여 light connected 모드에 있던 단말이 크게 이동하지 않아서 기존 고정 기지국의 셀(4g-02)에 다시 캠프온한 경우라면 기존 고정 지기국(4g-03)은 4g-55, 4g-60의 절차를 수행하지 않고, 4g-80, 4g-85의 절차 대신 S1 베어러의 연결 한시 정지 해제만을 수행하고 메시지 3에서 지시된 Resume ID를 참조해서 상기 단말의 단말 컨텍스트를 검색하고 이를 토대로 상기의 절차들과 비슷한 방법으로 연결을 재설정할 수 있다.

만약 데이터 송수신이 중지되면 기지국은 소정의 타이머를 구동하고 상기 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면(4g-95) 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려한다. 4g-100 과정에서 단말을 RRC 비활성화 상태 혹은 light connected 상태로 보내기 위해서 RRCConnectionRelease 혹은 RRCConnectionSuspend 메시지 혹은 새로 정의한 RRC 메시지 혹은 또 다른 기존의 RRC 메시지를 재사용하여 전송할 수 있다. 상기 4g-100 과정에서 기지국은 소정의 규칙에 따라서 단말의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 전송하면서 새로운 단말 식별자(Resume ID)를 할당하고 단말이 RRC 비활성화 모드(혹은 light connected 모드) 동안 이동성을 보고할 랜 페이징 영역(RAN Paging area 혹은 RAN Notification area)을 설정해준다(4g-100). RRC 비활성화 모드(light connected 모드)의 단말(4g-105)은 설정된 랜 페이징 영역을 벗어나게 되면 랜 페이징 영역을 업데이트하는 절차를 수행하게 된다.

차세대 이동 통신 시스템에서 기지국은 단말을 RRC 비활성화 모드로 설정하면서 추후에 RRC 연결을 시도할 때 사용할 수 있는 단말 식별자(resume ID)와 단말이 이동성을 보고하도록 하기 위해 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 설정해 줄 수 있다. 또한, 추후 연결 설정 과정에서 사용할 보안 설정을 위해 NCC(NexthopChainingCount) 값을 설정해줄 수 있다.

차세대 이동 통신 시스템에서 RRC 비활성화 단말은 네트워크/MME/CN(Core Network)에서 설정한 트래킹 영역(Tracking area(TA) 혹은 TA list)를 벗어나면 트래킹 영역 갱신 절차(Tracking Area Update, TAU)를 수행하고, AMF(Access and Mobility Management Function, AMF) 혹은 고정 기지국이 설정한 랜 페이징 영역(RAN paging area 혹은 RAN Notification area)을 벗어나게 되면 랜 페이징 영역 갱신 절차를 수행하도록 한다. 네트워크에서는 RRC 비활성화 모드의 단말이 랜 페이징 영역 갱신 절차를 수행할 때 네트워크의 상황에 따라 다양한 메시지로 응답할 수 있으며, 본 발명에서는 다양한 경우를 고려한 메시지 송수신 절차를 제안한다.

도 4h는 본 발명에서 단말이 RRC 비활성 모드(혹은 lightly-connected 모드)에서 이동하다가 현재 설정된 랜 페이징 영역을 벗어나면 랜 페이징 영역 갱신 절차를 수행하고 이에 대한 기지국의 응답을 나타낸 도면이다.

도 4h에서 RRC 비활성화 모드의 단말(4h-05)은 이동을 하다가 현재 설정된 랜 페이징 영역을 벗어나게 되면 랜 페이징 영역 갱신 절차를 수행하기 위해 네트워크로의 접속을 시도한다. 상기에서 단말은 먼저 랜덤 액세스 절차를 수행하며, 먼저 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고(4h-15) 이에 대한 응답으로 4h-20에서 RAR을 수신한다. 상기에서 랜덤 액세스 절차를 수행하고 단말은 메시지 3으로 RRCConnectionResumeRequest 메시지에 단말 식별자(Resume ID), 접속 원인 지시자(causeValue, 예를 들면 새로운 causeValue를 정의하여 사용될 수 있다, ranNotificationAreaUpdateRequest), shortMAC-I(메시지의 무결성 검증을 위한 지시자), 등을 포함하여 전송할 수 있다. 상기에서 RRCConnectionResumeRequest 메시지로 보내는 이유는 단말이 랜 페이징 영역을 갱신하기 위해 접속을 시도하는 시점에 기지국에서 상기 단말로의 하향 링크의 데이터가 발생한 경우 혹은 소정의 이유로 단말을 RRC 연결 모드로 전환시킬 필요가 있는 경우에 기지국이 단말의 모드를 전환시킬 수 있도록 하기 위함이다. 4h-25에서 단말의 메시지를 수신한 기지국은 단말 식별자(resume ID)를 확인하고 단말의 식별자를 가지고 있는 기존의 고정 기지국을 확인하고 기존 기지국에게 단말 식별자를 보내어 상기 단말에 대한 단말 컨텍스트를 회수하는 절차를 수행한다(4h-30, 4h-35). 그리고 단말이 접속한 새로운 기지국으로 베어러 경로를 수정하기 위해 베어러 경로 수정 철차를 수행할 수 있다(4h-40, 4h-45, 4h-50, 4h-55). 상기에서 기지국은 단말의 랜 페이징 영역만을 빠르게 갱신 해주기 위해 상기 베어러 경로 수정 절차(4h-40, 4h-45, 4h-50, 4h-55)를 생략할 수 있다.

기지국은 4h-60 단계에서 단말을 RRC 비활성화 모드로 유지시키기로 결정하거나, 상기 단말로의 하향 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 단말의 랜 페이징 영역을 갱신해주기 위해서 새로운 단말 식별자(resume ID)와 새로운 랜 페이징 영역 설정 정보(RAN Paging Area information, RPA info.), 보안 설정 정보(NCC, NexthopChainingCounter) 등을 포함하여 RRCConnectionSuspend 메시지를 단말에게 보내어 단말을 RRC 비활성화 모드에 계속해서 있도록 할 수 있다(4h-65). 상기에서 랜 페이징 영역 설정 정보는 셀 식별자들의 리스트(list) 혹은 랜 페이징 영역 식별자(RAN paging area ID) 혹은 트래킹 영역을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 랜 페이징 영역 정보는 델타 시그날링(delta signaling)일 수 있다. 즉, 기존에 쓰던 랜 페이징 영역 정보를 다시 사용하라고 지시하거나 기존 랜 페이징 영역에서 일부 영역/셀 식별자를 추가하거나 삭제하는 정보를 추가할 수 있다. 상기에서 보안 설정 정보는 새로운 보안키를 생성하는 데 적용될 수 있고, 추후 RRC 연결 설정 과정에서 기지국으로부터의 RRC 메시지를 복호화하고 무결성을 검증하는 데 사용될 수 있다.

기지국은 4h-60 단계에서 상기 단말로의 하향 링크 데이터가 존재하는 지 확인하여 하향 링크 데이터가 존재하는 경우, 혹은 소정의 이유로 단말을 RRC 연결 모드로 전환해야 할 필요가 있는 경우(예를 들면 네트워크의 자원이 충분하여 단말을 RRC 연결 모드로 관리할 수 있는 경우), 단말에게 RRCConnectionResume 메시지를 보내어 단말을 RRC 연결 모드로 전환시키는 것을 시도할 수 있다. 상기에서 RRCConnectionResume 메시지는 새로운 보안 키로 암호화하고 무결성 검증을 수행하여 전송될 수 있으며, 단말은 이전 기지국이 RRCConnectionSuspend 메시지로 단말을 RRC 비활성화 모드로 전환시킬 때 설정해줬던 보안 설정 정보(예를 들면, NCC)를 이용하여 새로운 보안 키를 계산하여 상기 RRCConnectionResume 메시지를 복호화하고 무결성 검증을 수행하고 수신할 수 있다. 상기에서 RRCConnectionResume 메시지를 수신한 단말은 RRC 연결 모드로 전환하기 위해 연결 설정 완료를 알리는 RRCConnectionResumeComplete 메시지를 기지국에게 보내고 RRC 연결 모드로 전환할 수 있다(4h-70).

기지국은 4h-60 단계에서 상기 단말로의 하향 링크 데이터가 존재하는 지 확인하여 하향 링크 데이터가 존재하지 않고, 소정의 이유로 상기 단말을 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)로 보낼 필요가 있는 경우, 4h-75 절차를 수행할 수 있다. 상기에서 소정의 이유는 네트워크에 자원이 부족하거나, 단말 컨텍스트가 더 이상 유효하지 않거나, 현재 셀에 RRC 비활성화 모드 단말이 너무 많거나 등의 이유들일 수 있다. 상기에서 기지국은 단말에게 RRCConnectionReject 메시지 혹은 RRCConnectionRelease 메시지를 보내어 단말을 RRC 유휴 모드로 보낼 수 있다(4h-75). 상기에서 RRCConnectionReject 메시지 혹은 RRCConnectionRelease 메시지에는 단말을 RRC 비활성화 모드에서 RRC 유휴모드로 천이할 것을 지시하는 지시자들(indications)이 포함될 수 있다.

차세대 이동 통신 시스템은 기존의 LTE 시스템과 공존할 수 있으며, 서로 다른 셀을 지원할 수 있다. 상기 LTE 시스템에서는 light connection 이라는 기술을 지원하여 단말의 배터리를 절감하고 단말의 빠른 연결을 지원하며, 상기 차세대 이동 통신 시스템에서는 RRC 비활성화 모드를 지원하여 단말의 배터리를 절감하고 단말의 빠른 연결을 지원하다. 상기 light connection 기술은 네트워크에서 단말을 lightly connected 모드로 관리하며 차세대 이동 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드로 단말을 관리하는 것과 매우 유사하며, 같은 모드로 고려될 수 있고 같은 동작을 수행할 수 있다. 하지만 서로 다른 무선 접속 방식에서 lightly connected 모드와 RRC 비활성화 모드를 다루기 때문에 동작 상에서 상이한 부분이 존재할 수도 있다.

차세대 이동 통신 시스템은 구현하고 배치할 때 다양한 시나리오가 존재할 수 있다. 하기 도 4i는 차세대 이동 통신 시스템과 LTE 시스템이 공존하는 하나의 예를 나타낸 도면이다.

도 4i는 본 발명에서 차세대 이동 통신 시스템과 LTE 시스템이 공존하는 하나의 배치(deployment) 시나리오를 나타낸 도면이다.

도 4i에서 차세대 이동 통신 시스템(NR)이 지원하는 셀(4i-05)들은 RRC 비활성화 모드를 항상 지원할 수 있다. 그리고 LTE 시스템은 lightly connected 모드를 지원하지 않는 셀들(4i-10)과 lightly connected 모드를 지원하는 셀들(4i-15)로 구성될 수 있다. 네트워크의 배치 시나리오에 따라서 차세대 이동 통신 시스템에서도 RRC 비활성화 모드를 지원하는 셀과 지원하지 않는 셀들로 나뉠 수도 있다. 도 4i와 같은 배치 시나리오에서 RRC 비활성화 모드 단말은 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀들과 LTE 시스템이 지원하는 셀들을 이동할 수 있다. 따라서 이러한 RRC 비활성화 모드 단말의 서로 다른 무선 접속 방식 간 이동성을 지원하기 위해 하기와 같은 서로 다른 무선 접속 방식 간 이동성 지원 절차를 제안한다.

도 4j는 본 발명에서 LTE 시스템이 지원하는 셀에 접속했던 단말이 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀로 이동한 경우, RRC 비활성화 모드(lightly connected 모드) 단말의 이동성을 지원하는 방법에 대한 절차를 나타낸 도면이다.

도 4j에서 단말은 RRC 연결 모드로 LTE 시스템의 기지국(eNB)이 지원하는 셀에 접속되어 데이터를 송수신하고 있다(4j-10). 4j-15 단계에서 LTE 기지국은 상기 단말을 소정의 이유로 lightly connected 모드 혹은 RRC 비활성화 모드로 보낼 수 있다. 상기 소정의 이유는 일정 시간 동안 상기 단말과 네트워크 간의 데이터 송수신이 없거나 혹은 기지국의 전송 자원이 부족한 경우 혹은 상기 단말은 가까운 시일 내에 다시 데이터를 송수신할 가능성이 높은 단말로 판단하거나 하는 이유일 수 있다. 상기에서 LTE 기지국이 상기 단말을 lightly connected 모드 혹은 RRC 비활성화 모드로 전환시키기로 결정하였다면 RRCConnectionSuspend 혹은 RRCConnectionReconfiguration 메시지 혹은 새로 정의된 RRC 메시지를 단말에게 보내어 단말을 RRC 연결 모드에서 lightly connected 모드 혹은 RRC 비활성화 모드로 천이하도록 지시할 수 있다. 상기 메시지에는 lightly connected 모드로 천이하라는 지시자(indication), 랜 페이징 영역 설정 정보(RAN Paging Area information), 단말 식별자, 보안 설정 정보(예를 들면 NCC, NexthopChainingCounter) 등을 포함할 수 있다. 상기에서 랜 페이징 영역 설정 정보는 두 가지 종류의 셀 리스트(cell list 1과 cell list 2)로 구성될 수 있다. 상기에서 제 1의 셀 리스트(cell list 1)는 차세대 이동 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드를 지원하는 셀들의 리스트를 나타내며, 제 2의 셀 리스트(cell list 2)는 LTE에서 light connection (LC)을 지원하는 셀들의 리스트를 나타낸다. 또한 상기에서 단말 식별자는 두 개가 설정될 수 있으며, 제 1의 단말 식별자는 차세대 이동 통신 시스템에서 연결을 설정하기 위해 사용되며, 제 2의 단말 식별자는 LTE 시스템에서 연결을 설정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 RRC 메시지(4j-20)에서 차세대 이동 통신 시스템과 LTE 시스템에서 공통으로 사용될 수 있는 하나의 단말 식별자가 설정될 수도 있다. 상기 셀들의 리스트와 단말 식별자들을 할당하기 위해서 LTE 시스템과 차세대 이동 통신 시스템 간의 협력(coordination)이 있을 수 있다. 즉, 서로 다른 무섭 접속 방식 시스템에서의 셀 식별자들에 대한 정보와 단말 식별자들에 대한 정보를 공유하여 각 시스템의 단말에게 상기 정보를 할당할 수 있다.

상기 RRC 메시지(4j-20)를 수신한 단말은 lightly connected 모드로 천이하고 이동할 수 있다(4j-25). 상기 lightly connected 모드 단말은 이동하면서 셀 재선택을 수행할 수 있으며, 이전에 접속하였던 LTE 시스템에 적합한 셀(suitable cell)이 존재하지 않을 경우, 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀에 연결을 시도할 수 있다(4j-30). 상기에서 단말은 상향 링크 데이터가 발생하였거나, 혹은 기지국으로부터 페이징 메시지를 받았거나, 상향 링크로 보낼 제어 시그날링이 발생했거나, 랜 페이징 영역을 갱신할 필요가 있거나 혹은 트래킹 영역을 갱신할 필요가 있을 경우, 네트워크에 연결을 시도할 수 있다. 상기에서 단말은 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀의 시스템 정보를 확인하고(4j-35) 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하는 지 여부를 확인할 수 있다. 상기 셀은 RRC 비활성화 지원 여부에 대한 지시자를 시스템 정보에 포함하여 전송할 수 있다. 만약 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 모든 셀에서 RRC 비활성화 모드를 항상 지원하다면 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 시스템 정보에서 방송할 필요 없다. 상기와 같이 단말이 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀에서 대기하는 경우, 단말은 CN(Core Network)으로부터의 페이징과 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징을 감시할 수 있다. 상기의 서로 다른 페이징은 페이징 메시지에 포함되어 있는 지시자 혹은 식별자로 구분될 수 있다. 예를 들면 상기 페이징 메시지에 단말 식별자(resume ID) 혹은 제 1의 단말 식별자가 포함되어 있는 경우, 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징이라고 판단할 수 있고, IMSI, S-TMSI 같은 식별자가 포함된 경우, CN(Core Network)으로부터의 페이징으로 판단할 수 있다.

단말은 먼저 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀에서 RRC 비활성화 모드 지원 여부를 확인한다. 그리고 만약 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 있다면(예를 들면 상향 링크 데이터가 발생하였거나, 혹은 기지국으로부터 페이징 메시지를 받았거나, 상향 링크로 보낼 제어 시그날링이 발생했거나, 랜 페이징 영역을 갱신할 필요가 있거나 혹은 트래킹 영역을 갱신할 필요가 있을 경우) 그리고 상기 셀이 제 1의 셀 리스트에 포함된다면 도 4g와 도 4h에서 설명한 것과 같은 RRC 연결 재개 설정 절차를 제 1의 단말 식별자를 포함하여 수행할 수 있다(4j-45). 그리고 상기 설정 절차를 통해 새로운 제 1의 단말 식별자와 랜 페이징 영역 정보를 설정 받을 수 있다.

그리고 만약 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 없다면 그리고 상기 셀이 제 1의 셀 리스트에 포함된다면 단말은 아무런 동작을 취하지 않고 CN(Core Network)으로부터의 페이징과 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징을 감시하면서 RRC 비활성화 모드를 유지할 수 있다.(4j-55).

그리고 만약 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하고, 상기 셀이 제 1의 셀 리스트에 포함되지 않는 다면 도 4h에서 설명한 것과 같은 랜 페이징 영역 갱신 절차를 제 1의 단말 식별자를 포함하여 수행할 수 있다(4j-45).

그리고 만약 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하지 않는다면 도 4f에서 설명한 것과 같은 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 수행할 수 있다(4j-50).

도 4k는 본 발명에서 차세대 이동 통신 시스템이 지원하는 셀에 접속했던 단말이 LTE 시스템이 지원하는 셀로 이동한 경우, RRC 비활성화 모드(lightly connected 모드) 단말의 이동성을 지원하는 방법에 대한 절차를 나타낸 도면이다.

도 4k에서 단말은 RRC 연결 모드로 차세대 이동 통신 시스템의 기지국(gNB)이 지원하는 셀에 접속되어 데이터를 송수신하고 있다(4k-10). 4k-15 단계에서 차세대 이동 통신 시스템 기지국은 상기 단말을 소정의 이유로 lightly connected 모드 혹은 RRC 비활성화 모드로 보낼 수 있다. 상기 소정의 이유는 일정 시간 동안 상기 단말과 네트워크 간의 데이터 송수신이 없거나 혹은 기지국의 전송 자원이 부족한 경우 혹은 상기 단말은 가까운 시일 내에 다시 데이터를 송수신할 가능성이 높은 단말로 판단하거나 하는 이유일 수 있다. 상기에서 LTE 기지국이 상기 단말을 lightly connected 모드 혹은 RRC 비활성화 모드로 전환시키기로 결정하였다면 RRCConnectionSuspend 혹은 RRCConnectionReconfiguration 메시지 혹은 새로 정의된 RRC 메시지를 단말에게 보내어 단말을 RRC 연결 모드에서 lightly connected 모드 혹은 RRC 비활성화 모드로 천이하도록 지시할 수 있다. 상기 메시지에는 lightly connected 모드로 천이하라는 지시자(indication), 랜 페이징 영역 설정 정보(RAN Paging Area information), 단말 식별자, 보안 설정 정보(예를 들면 NCC, NexthopChainingCounter) 등을 포함할 수 있다. 상기에서 랜 페이징 영역 설정 정보는 두 가지 종류의 셀 리스트(cell list 1과 cell list 2)로 구성될 수 있다. 상기에서 제 1의 셀 리스트(cell list 1)는 차세대 이동 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드를 지원하는 셀들의 리스트를 나타내며, 제 2의 셀 리스트(cell list 2)는 LTE에서 light connection (LC)을 지원하는 셀들의 리스트를 나타낸다. 또한 상기에서 단말 식별자는 두 개가 설정될 수 있으며, 제 1의 단말 식별자는 차세대 이동 통신 시스템에서 연결을 설정하기 위해 사용되며, 제 2의 단말 식별자는 LTE 시스템에서 연결을 설정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 RRC 메시지(4k-20)에서 차세대 이동 통신 시스템과 LTE 시스템에서 공통으로 사용될 수 있는 하나의 단말 식별자가 설정될 수도 있다. 상기 셀들의 리스트와 단말 식별자들을 할당하기 위해서 LTE 시스템과 차세대 이동 통신 시스템 간의 협력(coordination)이 있을 수 있다. 즉, 서로 다른 무섭 접속 방식 시스템에서의 셀 식별자들에 대한 정보와 단말 식별자들에 대한 정보를 공유하여 각 시스템의 단말에게 상기 정보를 할당할 수 있다.

상기 RRC 메시지(4k-20)를 수신한 단말은 RRC 비활성화 모드로 천이하고 이동할 수 있다(4k-25). 상기 lightly connected 모드 단말은 이동하면서 셀 재선택을 수행할 수 있으며, 이전에 접속하였던 차세대 이동 통신 시스템에 적합한 셀(suitable cell)이 존재하지 않을 경우, LTE 시스템이 지원하는 셀에 연결을 시도할 수 있다(4k-30). 상기에서 단말은 상향 링크 데이터가 발생하였거나, 혹은 기지국으로부터 페이징 메시지를 받았거나, 상향 링크로 보낼 제어 시그날링이 발생했거나, 랜 페이징 영역을 갱신할 필요가 있거나 혹은 트래킹 영역을 갱신할 필요가 있을 경우, 네트워크에 연결을 시도할 수 있다. 상기에서 단말은 LTE 시스템이 지원하는 셀의 시스템 정보를 확인하고(4k-35) 상기 셀이 light connection을 지원하는 지 여부를 확인할 수 있다. 상기 셀은 light connection 지원 여부에 대한 지시자를 시스템 정보에 포함하여 전송할 수 있다. 상기와 같이 단말이 LTE 시스템이 지원하는 셀에서 대기하는 경우, 단말은 CN(Core Network)으로부터의 페이징과 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징을 감시할 수 있다. 상기의 서로 다른 페이징은 페이징 메시지에 포함되어 있는 지시자 혹은 식별자로 구분될 수 있다. 예를 들면 상기 페이징 메시지에 단말 식별자(resume ID) 혹은 제 2의 단말 식별자가 포함되어 있는 경우, 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징이라고 판단할 수 있고, IMSI, S-TMSI 같은 식별자가 포함된 경우, CN(Core Network)으로부터의 페이징으로 판단할 수 있다.

단말은 먼저 LTE 시스템이 지원하는 셀에서 light connection 지원 여부를 확인한다. 그리고 만약 상기 셀이 light connection을 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 있다면(예를 들면 상향 링크 데이터가 발생하였거나, 혹은 기지국으로부터 페이징 메시지를 받았거나, 상향 링크로 보낼 제어 시그날링이 발생했거나, 랜 페이징 영역을 갱신할 필요가 있거나 혹은 트래킹 영역을 갱신할 필요가 있을 경우) 그리고 상기 셀이 제 2의 셀 리스트에 포함된다면 도 4g와 도 4h에서 설명한 것과 같은 RRC 연결 재개 설정 절차를 제 2의 단말 식별자를 포함하여 수행할 수 있다(4k-45). 그리고 상기 설정 절차를 통해 새로운 제 2의 단말 식별자와 랜 페이징 영역 정보를 설정 받을 수 있다.

그리고 만약 상기 셀이 light connection을 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 없다면 그리고 상기 셀이 제 2의 셀 리스트에 포함된다면 단말은 아무런 동작을 취하지 않고 CN(Core Network)으로부터의 페이징과 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징을 감시하면서 lightly connected 모드를 유지할 수 있다(4k-55).

그리고 만약 상기 셀이 light connection을 지원하고, 상기 셀이 제 2의 셀 리스트에 포함되지 않는 다면 도 4h에서 설명한 것과 같은 랜 페이징 영역 갱신 절차를 제 2의 단말 식별자를 포함하여 수행할 수 있다(4k-45).

그리고 만약 상기 셀이 light connection을 지원하지 않는다면 도 4f에서 설명한 것과 같은 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 수행할 수 있다(4k-50).

도 4l은 본 발명에서 서로 다른 무선 접속 방식에서 RRC 비활성화 모드/Lightly connected 모드 단말의 이동성을 지원하는 단말 동작을 나타낸 도면이다.

도 4l에서 RRC 비활성화 모드/Lightly connected 모드(4l-01)에 있는 단말은 이동하면서 셀 재선택 과정을 수행할 수 있다(4l-10). 그리고 셀 재선택 과정을 통해 선택한 셀이 LTE 셀인지 차세대 이동 통신 시스템 셀인지를 확인한다(4l-15).

상기에서 선택한 셀이 차세대 이동 통신 시스템 셀이라면 하기와 같이 조건을 확인하고 그에 상응하는 동작을 수행한다(4l-20).

만약 상기에서 제 1-1 조건을 만족한다면, 단말은 제 1-1 동작을 수행한다(4l-25).

만약 상기에서 제 1-2 조건을 만족한다면, 단말은 제 1-2 동작을 수행한다(4l-30).

만약 상기에서 제 1-3 조건을 만족한다면, 단말은 제 1-3 동작을 수행한다(4l-35).

만약 상기에서 제 1-4 조건을 만족한다면, 단말은 제 1-4 동작을 수행한다(4l-40).

상기에서 제 1-1 조건은 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 있다면(예를 들면 상향 링크 데이터가 발생하였거나, 혹은 기지국으로부터 페이징 메시지를 받았거나, 상향 링크로 보낼 제어 시그날링이 발생했거나, 랜 페이징 영역을 갱신할 필요가 있거나 혹은 트래킹 영역을 갱신할 필요가 있을 경우) 그리고 상기 셀이 제 1의 셀 리스트에 포함되는 경우를 나타내며(4l-25).,

상기에서 제 1-2 조건은 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 없고 상기 셀이 제 1의 셀 리스트에 포함되는 경우를 나타내며(4l-30),

상기에서 제 1-3 조건은 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하고, 상기 셀이 제 1의 셀 리스트에 포함되지 않는 경우를 나타내며(4l-35),

상기에서 제 1-4 조건은 상기 셀이 RRC 비활성화 모드를 지원하지 않는 경우를 나타낸다(4l-40).

상기에서 제 1-1 동작은 도 4g와 도 4h에서 설명한 것과 같은 RRC 연결 재개 설정 절차를 제 1의 단말 식별자를 포함하여 수행하는 것을 나타내며(상기 설정 절차를 통해 새로운 제 1의 단말 식별자와 랜 페이징 영역 정보를 설정 받을 수 있다) (4l-25),

상기에서 제 1-2 동작은 단말이 아무런 동작을 취하지 않고 CN(Core Network)으로부터의 페이징과 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징을 감시하면서 RRC 비활성화 모드를 유지하는 것을 나타내며(4l-30),

상기에서 제 1-3 동작은 도 4h에서 설명한 것과 같은 랜 페이징 영역 갱신 절차를 제 1의 단말 식별자를 포함하여 수행하는 것을 나타내며(4l-35),

상기에서 제 1-4 동작은 도 4f에서 설명한 것과 같은 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 수행하는 것을 나타낸다(4l-40).

상기에서 선택한 셀이 LTE 셀이라면 하기와 같이 조건을 확인하고 그에 상응하는 동작을 수행한다(4l-45).

만약 상기에서 제 2-1 조건을 만족한다면, 단말은 제 2-1 동작을 수행한다(4l-50).

만약 상기에서 제 2-2 조건을 만족한다면, 단말은 제 2-2 동작을 수행한다(4l-55).

만약 상기에서 제 2-3 조건을 만족한다면, 단말은 제 2-3 동작을 수행한다(4l-60).

만약 상기에서 제 2-4 조건을 만족한다면, 단말은 제 2-4 동작을 수행한다(4l-65).

상기에서 제 1-1 조건은 상기 셀이 light connection을 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 있다면(예를 들면 상향 링크 데이터가 발생하였거나, 혹은 기지국으로부터 페이징 메시지를 받았거나, 상향 링크로 보낼 제어 시그날링이 발생했거나, 랜 페이징 영역을 갱신할 필요가 있거나 혹은 트래킹 영역을 갱신할 필요가 있을 경우) 그리고 상기 셀이 제 2의 셀 리스트에 포함되는 경우를 나타내며(4l-50),

상기에서 제 1-2 조건은 상기 셀이 light connection을 지원하고, 단말이 네트워크에 연결을 설정할 소정의 이유가 없고 상기 셀이 제 2의 셀 리스트에 포함되는 경우를 나타내며 (4l-55),

상기에서 제 1-3 조건은 상기 셀이 light connection을 지원하고, 상기 셀이 제 2의 셀 리스트에 포함되지 않는 경우를 나타내며(4l-60),

상기에서 제 1-4 조건은 상기 셀이 light connection을 지원하지 않는 것을 나타낸다(4l-65).

상기에서 제 1-1 동작은 도 4g와 도 4h에서 설명한 것과 같은 RRC 연결 재개 설정 절차를 제 2의 단말 식별자를 포함하여 수행하는 것을 나타내며(상기 설정 절차를 통해 새로운 제 2의 단말 식별자와 랜 페이징 영역 정보를 설정 받을 수 있다)(4l-50),

상기에서 제 1-2 동작은 단말이 아무런 동작을 취하지 않고 CN(Core Network)으로부터의 페이징과 고정 기지국/RAN/AN(Access Network)으로부터의 페이징을 감시하면서 lightly connected 모드를 유지하는 것을 나타내며 (4l-55),

상기에서 제 1-3 동작은 도 4h에서 설명한 것과 같은 랜 페이징 영역 갱신 절차를 제 2의 단말 식별자를 포함하여 수행하는 것을 나타내며 (4l-60),

상기에서 제 1-4 동작은 도 4f에서 설명한 것과 같은 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 수행하는 것을 나타낸다(4l-65).

도 4m에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(4m-10), 기저대역(baseband)처리부(4m-20), 저장부(4m-30), 제어부(4m-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(4m-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(4m-10)는 상기 기저대역처리부(4m-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(4m-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(4m-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(4m-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(4m-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다. 상기 RF처리부(4m-10)는 제어부의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.

상기 기저대역처리부(4m-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4m-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4m-20)은 상기 RF처리부(4m-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4m-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4m-20)은 상기 RF처리부(4m-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(4m-20) 및 상기 RF처리부(4m-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(4m-20) 및 상기 RF처리부(4m-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(4m-20) 및 상기 RF처리부(4m-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(4m-20) 및 상기 RF처리부(4m-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 LTE 망, NR 망 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(4m-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(4m-30)는 상기 제어부(4m-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(4m-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(4m-40)는 상기 기저대역처리부(4m-20) 및 상기 RF처리부(4m-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(4m-40)는 상기 저장부(4m-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(4m-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(4m-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 4n는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(4n-10), 기저대역처리부(4n-20), 백홀통신부(4n-30), 저장부(4n-40), 제어부(4n-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(4n-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(4n-10)는 상기 기저대역처리부(4n-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(4n-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(4n-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(4n-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(4n-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(4n-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4n-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4n-20)은 상기 RF처리부(4n-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4n-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4n-20)은 상기 RF처리부(4n-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(4n-20) 및 상기 RF처리부(4n-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(4n-20) 및 상기 RF처리부(4n-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 통신부(4n-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.

상기 저장부(4n-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(4n-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(4n-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(4n-40)는 상기 제어부(4n-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(4n-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(4n-50)는 상기 기저대역처리부(4n-20) 및 상기 RF처리부(4n-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(4n-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(4n-50)는 상기 저장부(4n-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(4n-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

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.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.