KR20180137384A

KR20180137384A - 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 처리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180137384A
Application number: KR1020170101911A
Authority: KR
Inventors: 진승리; 김상범; 김성훈; 김동건; 장재혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2018-12-27
Also published as: KR102345221B1

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 발명은 비면허 대역에서 동작하는 이동 통신 시스템 또는 채널 감지 동작을 필요로 하는 이동 통신 시스템에서 상기 상향링크 제어 정보 및 데이터를 보다 효율적으로 전송하는 방법을 개시한다.

Description

차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 처리 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING A PACKET IN A NEXT GENERATION MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서의 단말 및 기지국 동작에 관한 것이다.

본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 PDCP COUNT CHECK 동작을 수행하는 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 복제의 활성화 및 비활성화 동작 및 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 중복 전송 실패를 처리하는 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 기술이 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.

본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국이 단말에게 COUNT CHECK를 요청하고 단말이 해당 동작을 수행하는 방법, 특히 PDCP reordering 고려 시 기존 LTE와는 달라질 필요가 있다. 예를 들어 차세대 이동 통신에서는 LTE와 NR이 dual connected로 동작할 수 있고, 이럴 경우, MCG와 SCG에서 서로 다른 COUNT CHECK 동작이 수행될 수 있고 독립적으로 동작할 필요가 있다.

또한, 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 새롭게 도입되는 패킷 복제된 데이터 전송과 관련된 내용으로써, 단말이 기지국으로부터 패킷 복제의 활성화 혹은 비활성화를 MAC CE를 통해 수신할 경우, 단말의 동작을 명확히 정의해야 할 필요가 있다. 본 발명에서는 특히 패킷 복제의 활성화 혹은 비활성화를 수신 시 MAC에서의 세부 동작에 집중한다.

또한, 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 중복 전송 실패를 처리하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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 차세대 이동 통신 시스템에서 단말과 기지국이 COUNT CHECK 동작을 수행하는 방법, 특히 단말의 동작을 명확히 규정함으로써 SRB1과 SRB3 각각을 통한 COUNT CHECK 동작 및 PDCP reordering 시 해당 SRB에 대한 동작이 수행됨으로써 PDCP COUNT 동작을 정확히 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차세대 이동 통신 시스템에서 새롭게 도입하는 패킷 복제 된 데이터를 전송하는 방법, 특히 패킷 복제 활성화/비활성화 MAC CE를 수신 시 단말의 동작을 정의함으로 인해 패킷 복제를 통한 단말과 기지국의 동작을 명확히 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 중복 전송 실패를 처리하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1d는 본 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1e는 본 발명에서 참고로 하는 LTE에서의 COUNT 값의 구조를 도시한 도면이다.
도 1f는 본 발명의 COUNT의 값이 사용되는 예시를 설명하기 위해, LTE 시스템의 AS security에서의 암호화 과정에 대해 도시한 도면이다.
도 1g는 본 발명에서 참고로 하는 LTE에서의 COUNT CHECK 동작을 도시한 도면이다.
도 1h는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동 통신 시스템에서의 COUNT CHECK 전체 동작을 도시한 도면이다.
도 1i는 본 발명에서의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 1j는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 1k는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 기존 LTE 시스템의 다중 연결 및 캐리어 집적 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2e는 본 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2f는 본 발명에서 고려하고 있는 패킷 복제를 통한 데이터 전송을 개략적으로 설명하고, 단말이 본 실시 예에서 제시하는 여러가지 조건에 따라 복제된 패킷을 어떻게 처리할지를 나타낸 도면이다.
도 2g는 본 발명에서 고려하는 packet duplication activation/deactivation MAC CE의 구조를 도시한 도면이다.
도 2h는 본 발명에서 패킷 복제가 활성화 혹은 비활성화 된 이후의 MAC에서의 동작을 도시한 도면이다.
도 2i는 본 발명이 적용되는 단말의 패킷 복제 활성화/비활성화 MAC CE 수신에 관한 전체 동작을 도시한 도면이다.
도 2j는 본 발명이 적용되는 패킷 복제를 수행하는 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 2k는 본 발명이 적용되는 패킷 복제 단말 동작을 수행하는 도중에 하나의 링크로부터 ACK를 수신해서 패킷 복제된 데이터 패킷의 성공적인 전달이 확인될 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 2l은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2m는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명에서 제안하는 소정의 트래픽 종류/무선 베어러에 대해 고신뢰 저지연 통신을 위한 송신단과 수신단의 프로토콜 구조를 나타내는 도면이다.
도 3c는 기존 LTE 기술에서 Radio Link Monitoring (RLM) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3d는 기존 LTE 기술에서 Radio Link Failure (RLF) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3e는 차세대 이동통신 시스템에서 패킷 중복 전송 시 RLC 문제를 처리하는 제 1 방안을 나타내는 도면이다.
도 3f는 차세대 이동통신 시스템에서 패킷 중복 전송 시 RLC 문제를 처리하는 제 2 방안을 나타내는 도면이다.
도 3g는 차세대 이동통신 시스템에서 패킷 중복 전송 시 RLC 문제를 처리하는 단말 동작을 나타내는 도면이다.
도 3h는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도 이다.
도 3i은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도 이다.

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. 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 1kPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들, 혹은 이를 기반으로 변형한 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

<제1 실시 예>

도 1a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국)(1a-05, 1a-10, 1a-15, 1a-20)과 MME(Mobility Management Entity, 1a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, 1a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(1a-35)은 eNB(1a-05~1a-20) 및 S-GW(1a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 1a에서 eNB(1a-05~1a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. eNB는 UE(1a-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(1a-05~1a-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(1a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(1a-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 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 1b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 1b-05, 1b-40), RLC(Radio Link Control 1b-10, 1b-35), MAC(Medium Access Control 1b-15, 1b-30)으로 이루어진다. PDCP(1b-05, 1b-40)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- header 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)(1b-10, 1b-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(1b-15, 1b-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(1b-20, 1b-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 1c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

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

도 1c에서 NR NB(1c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(1c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동 통신 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(1c-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 (1c-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 기지국들과 연결된다. 또한 차세대 이동 통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(1c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(1c-30)과 연결된다.

도 1d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .

도 1d를 참조하면, 차세대 이동 통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(1d-05, 1d-40), NR RLC(1d-10, 1d-35), NR MAC(1d-15, 1d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (1d-05, 1d-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(1d-10, 1d-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(1d-15, 1d-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(1d-20, 1d-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 1e는 본 발명에서 참고로 하는 LTE에서의 COUNT 값의 구조를 도시한 도면이다.

PDCP에서는 단말과 기지국간의 암호화(ciphering) 및 무결성 보호(integrity)를 위해 COUNT라는 값을 저장하고, PDCP 패킷의 암호화 및 무결성 보호 시에 상기 COUNT 값을 미리 설정된 암호화 및 무결성 보호 알고리즘의 파라미터로 사용하게 된다. 자세한 동작은 다음 도면 1f에서 설명하겠다.

모든 PDCP 패킷(데이터 패킷, 제어 메시지 패킷)은 PDCP SN(sequence number)를 가지게 되고, 패킷의 생성시 이전 값보다 1 증가된 값을 가질 수 있다. 미리 설정된 PDCP SN 사이즈를 넘어가는 경우에는 PDCP SN은 0부터 다시 카운트 되게 되며, 이 경우 이전에 보냈던 PDCP 패킷과 같은 SN을 가지는 경우가 발생할 수 있다. 만약 해커가 이전의 SN에 대한 값을 가지고 있다가 이후의 단말과 기지국간의 통신시 해당 값을 이용해서 해킹을 시도한다면 추가된 PDCP 패킷으로 통신에 영향이 있을 수 있다. 단말과 기지국은 SN 길이가 한정되어서 생길 수 있는 보안의 문제점을 해결하기 위해 COUNT 값을 도입하였다. 상기 COUNT 값은 32 bits 길이를 가지며, HFN(hyper frame number, 1e-05)와 PDCP SN(1e-10)으로 구성된다. 상기의 COUNT 값을 단말과 기지국은 보유하고 있다가 암호화 및 무결성 보호에 사용할 수 있다. 실제 데이터 전송시 PDCP 패킷에는 SN만 포함되게 된다. 그러므로 해커 입장에서는 무선 채널에서는 PDCP SN만 전송되기 때문에 정확한 COUNT 값을 알기 어렵다. 참고로 LTE에서 사용되는 PDCP SN은 아래 표 1(1e-15) 에서와 같이 여러 값을 가진다.

기지국이 단말에게 RRC 메시지로 PDCP configuration을 설정할 때 상기의 PDCP SN 사이즈(5, 7, 12, 15, 16, 18 bits)가 설정되며, 설정 값에 따라 COUNT 값이 자동으로 생성될 수 있다. 즉, HFN의 사이즈가 암시적으로 결정된다(1e-20).

도 1f는 본 발명의 COUNT의 값이 사용되는 예시를 설명하기 위해, LTE 시스템의 AS security에서의 암호화 과정에 대해 도시한 도면이다.

도 1f를 참조하면, 단말에서 생성된 사용자의 업링크 데이터에 대해 암호화를 수행하고, 기지국에게 전달된 후 복호화되는 일련의 과정이 나타나 있다. 여기서 하향링크의 암호화/복호화 동작도 동일하게 적용할 수 있기 때문에 본 도면에서는 생략하였다. LTE에서는 AS security가 활성화(activate) 되기 전까지는 모든 패킷이 암호화(ciphering) 되지 않은 상태로 전달되고, AS security가 활성화(activate)되고 난 후에는 모든 트래픽(CP와 UP 데이터)이 암호화(ciphering) 되어 전송된다. 즉, 단말과 기지국이 SecurityModeCommand 메시지와 SecurityModeComplete 메시지를 교환하고 보안 설정이 완료되면 단말과 기지국이 주고 받는 RRC 메시지는 모두 무결성(integrity) 보호 및 암호화되어 전송되고, IP 패킷은 암호화되어 전송된다.

AS security setup 후에 단말은 업링크 데이터가 발생하게 되면(1f-05), 단말의 암호화를 위한 키생성 알고리즘(EPS Encryption Algorithm, 1f-15)을 통해 얻은 키 스트림 블록(key stream block)과 순수한 업링크 데이터 블록을 배타적 논리연산(exclusive or, 1f-20)하여 암호화된 사용자 패킷(ciphered user packet)을 생성시킨다. 여기서 암호화를 위한 키 스트림 블록은 K_eNB로부터 구해진 사용자 평면의 암호화를 위한 키(K_UPenc, 1f-10)와 COUNT(32 bit 상향 NAS COUNT 값), Bearer(베어러 ID), Direction(메시지 전달 방향, 0: 업링크, 1: 다운링크), Length(키 스트림 블록의 길이)와 같은 파라미터들을 입력으로 한 키생성 알고리즘을 수행한 뒤 얻을 수 있다. 기지국에서는 단말에서 암호화한 사용자 데이터 패킷을 수신하여, 단말에서 적용한 키생성 알고리즘과 같은 것을 수행하여 암호화에 사용한 것과 같은 키 스트림 블록을 생성시켜 배타적 논리연산을 수행한다(1f-35). 단말에서의 알고리즘 수행과 마찬가지로 기지국에서도 K_eNB로부터 구해진 사용자 평면의 암호화를 위한 키(K_UPenc, 1f-10)와 COUNT(32 bit 상향 NAS COUNT 값), Bearer(베어러 ID), Direction(메시지 전달 방향, 0: 업링크, 1: 다운링크), Length(키 스트림 블록의 길이)를 입력 파라미터로 하여 암호화를 위한 키 스트림 블록을 얻을 수 있다. 수신단에서는 송신단에서의 암호화(ciphering) 단계를 역으로 적용하여 선택적 복호화(selective deciphering)를 수행할 수 있다.

상기의 암호화 과정을 정확하게 수행하기 위해서는 단말과 기지국이 보유하고 있는 COUNT 값이 정확해야 한다. 즉, 암호화를 수행하고자 하는 PDCP 패킷에 정확한 암호화 키를 적용하기 위해서는 COUNT 값이 정확한지 체크하는 과정이 필요하다. 상기의 목적으로 LTE에서는 기지국이 단말에게 COUNT CHECK를 하는 동작이 포함되어 있다. 단말은 기지국의 요청에 따라 COUNT 값의 적합성을 판단하고, 적합하지 않다고 생각할 경우 현재 COUNT 값을 기지국에 전달하게 된다. 자세한 동작은 다음 도면 1g에서 설명한다.

도 1g는 본 발명에서 참고로 하는 LTE에서의 COUNT CHECK 동작을 도시한 도면이다.

도 1g를 참조하면, 기지국이 단말의 COUNT 값을 체크하기 위한 전체 동작을 도시하며, 해당 동작을 통해 기지국은 설정된 DRB 별 COUNT 값이 유효한지 여부를 확인할 수 있다.

먼저 단말(1g-01)과 기지국(1g-02)이 RRC 연결이 되어 있을 경우(1g-05), 기지국은 단말에게 CounterCheck RRC 메시지를 통해 단말에게 DRB별 COUNT 체크 및 보고를 요청한다(1g-10). 상기 메시지는 DCCH(dedicated common control channel)로 전달되며, RRCConnecteionReconfiguration 혹은 RRCConnectionReestablishment 메시지 등으로 전달될 수 있다. 또한, 상기 CounterCheck 메시지는 DRB별 COUNT 체크를 요청하기 위한 리스트 drb-CountMSB-InfoList를 전달하고, 상기 리스트에는 drb identity, countMSB-Uplink(25bit), countMSB-Downlink(25bit)가 포함된다. 즉 COUNT 체크가 필요하다고 생각하는 DRB의 식별자와 해당 DRB에서 기지국이 가지고 있는 상향링크와 하향링크 COUNT값의 MSB 25 bits를 포함한다.

단말은 상기 메시지를 수신한 뒤, 설정된 DRB에 대한 25 bits의 MSB와 단말이 저장하고 있는 25 bits의 MSB를 비교하고(상향링크와 하향링크에 대한 값인 countMSB-Uplink, countMSB-Downlink 모두 수행), 만약 상기 두 개의 값이 다른 DRB에 대해서는 full COUNT (32 bits)를 보고하기 위해 메시지를 생성시킨다(1g-15). 또한, 기지국으로 수신한 CounterCheck 메시지의 DRB list에 포함되지 않은 DRB에 대해서도 full COUNT를 보고하기 위해 메시지를 생성한다. 만약, 기지국이 전달한 COUNT 값과 단말이 계산하고 있는 COUNT값이 같을 경우에는 보고 리스트에서 제외한다. 이후 단말은 상기 단계에서 생성된 ConterCheckResponse 메시지를 기지국에게 전달한다.

도 1h는 본 발명에서 제안하는 차세대 이동 통신 시스템에서의 COUNT CHECK 전체 동작을 도시한 도면이다.

단말(1h-01)과 기지국(1h-02)이 RRC 연결이 되어 있을 경우(1h-05), 기지국은 단말에게 CounterCheck RRC 메시지를 통해 단말에게 DRB별 COUNT 체크 및 보고를 요청한다(1h-10). 상기 메시지는 DCCH(dedicated common control channel)로 전달되며, RRCConnecteionReconfiguration 혹은 RRCConnectionReestablishment 메시지 등으로 전달될 수 있다. 또한, 상기 CounterCheck 메시지는 DRB별 COUNT 체크를 요청하기 위한 리스트 drb-CountMSB-InfoList를 전달하고, 상기 리스트에는 drb identity, countMSB-Uplink (25bit), countMSB-Downlink (25bit)가 포함된다. 즉 COUNT 체크가 필요하다고 생각하는 DRB의 식별자와 해당 DRB에서 기지국이 가지고 있는 상향링크와 하향링크 COUNT값의 MSB 25 bits를 포함한다. 하지만 기지국은 상기 CounterCheck 메시지를 SRB1 혹은 SRB3을 통해 전달할 수 있다. 즉, 단말이 MCG에 연결되어 있는 경우 MCG SRB를 통해 COUNT CHECK 요청을 수행할 수 있고, 단말이 SCG에 연결되어 있는 경우 SCG SRB를 통해 COUNT CHECK 요청을 할 수 있다. 또한, SRB1과 SRB3으로의 동시 COUNT CHECK 요청을 할 수 도 있다.

단말은 상기 메시지를 수신한 뒤, 수신한 CounterCheck 메시지가 SRB1 인지 SRB3인지 체크한 뒤 아래와 같이 해당하는 동작을 수행한다(1h-15).

1. SRB1 수신 시(제 1 동작): 제 1 DRB 그룹과 제 3 DRB 그룹의 full COUNT를 수납한 COUNT CHECK RESPONSE 메시지를 생성;

2. SRB3 수신 시(제 2 동작): 제 2 DRB 그룹과 제 3 DRB 그룹의 full COUNT를 수납한 COUNT CHECK RESPONSE 메시지를 생성;

여기서 상기 제 1 동작과 제 2 동작에 사용되는 DRB 그룹의 정의는 아래와 같다.

- 제 1 DRB 그룹: MCG bearer, MCG split bearer 중 drb-CountMSB-InfoList에 포함되지 않은 DRB들의 집합;

- 제 2 DRB 그룹: SCG bearer, SCG split bearer 중 drb-CountMSB-InfoList에 포함되지 않은 DRB들의 집합;

- 제 3 DRB 그룹: drb-CountMSB-InfoList에 포함된 DRB들 중 25 MSB bit가 일치하지 않는 DRB들의 집합;

예를 들어 SRB 1을 통해 ConterCheck 메시지를 수신하면, 단말은 MCG 베어러와 MCG split 베어러 중 설정된 DRB 리스트에 포함되지 않은 DRB들에 대해 full COUNT 값을 수납하고, 또한 수신한 ConterCheck 메시지에 설정된 DRB에 대한 25 bits의 MSB와 단말이 저장하고 있는 25 bits의 MSB를 비교하고(상향링크와 하향링크에 대한 값인 countMSB-Uplink, countMSB-Downlink 모두 수행), 만약 상기 두 개의 값이 다른 DRB에 대해서는 full COUNT 값을 수납한다. 만약, 기지국이 전달한 COUNT 값과 단말이 계산하고 있는 COUNT값이 같을 경우에는 보고 리스트에서 제외한다.

여기서 상기의 COUNT 값을 비교할 때, CounterCheck 메시지에서 설정한 값(countMSB-Uplink(25bit), countMSB-Downlink(25bit))과 어떤 PDCP SDU의 COUNT 값과 비교할 것인지를 명확히 할 필요가 있다. 단말은 아래와 같은 두 가지 방법을 적용할 수 있다.

- 지금까지 수신된 PDCP SDU 중 가장 높은 COUNT (NEXT_RX_COUNT-1) 와 비교;

- 혹은 REORDERING이 완료된 PDCP SDU 중 가장 높은 COUNT와 비교;

또한, 단말이 어떤 PDCP SDU의 COUNT를 보고할 것인지에 대해서도 정의해야 한다. 단말은 아래와 같은 세가지 방법을 적용할 수 있다.

- 비교한 COUNT와 동일한 COUNT 보고;

- 혹은 보고 시점에 가장 높은 COUNT;

- 혹은 보고 시점에 REORDERING이 완료된 PDCP SDU 중 가장 높은 COUNT;

단말이 상기의 단계에서 ConterCheck에 대한 결과 정보를 생성시키면, 해당 정보를 수납한 RRC 메시지(ConterCheckResponse)를 기지국에게 전달한다(1h-20).

도 1i는 본 발명에서의 단말 동작을 나타낸 도면이다.

단말이 기지국으로부터 COUNT CHECK 요청(RRC 메시지)을 수신(1i-05)하게 되면, 단말은 상기 RRC 메시지가 어떤 SRB를 통해 전달되었는지 확인한다. 만약 SRB1(MCG의 SRB)를 통해 수신하였다면 단말은 제 1 동작을 수행하고, SRB3(SCG의 SRB)를 통해 수신하였다면 단말은 제 2 동작을 수행한다.

단말의 제 1 동작은 COUNT CHECK를 수행할 때 제 1 DRB 그룹과 제 3 DRB 그룹에 대해 COUNT CHECK를 수행하는 방법이다. 상기의 제 1 DRB 그룹은 MCG bearer, MCG split bearer 중 수신한 drb-CountMSB-InfoList에 포함되지 않은 DRB들의 집합을 의미하고, 제 3 DRB 그룹은 수신한 drb-CountMSB-InfoList에 포함되어 있는 DRB들의 집합을 의미한다. 즉, 단말 입장에서는 제 3 DRB 그룹에 포함된 DRB 리스트에 대해 COUNT CHECK 동작을 수행(CounterCheck 메시지에서 설정된 DRB에 대한 25 bits의 MSB와 단말이 저장하고 있는 25 bits의 MSB를 비교하고(상향링크와 하향링크에 대한 값인 countMSB-Uplink, countMSB-Downlink 모두 수행), 만약 상기 두 개의 값이 다른 DRB에 대해서는 단말이 보유하고 있는 full COUNT 값을 수납)하고(1i-15), 제 1 DRB 그룹에 대한 full COUNT를 수납하여 COUNT CHECK RESPONSE 메시지를 생성한다(1i-20). 이후 단말은 상기에서 생성된 COUNT CHECK RESPONSE 메시지를 기지국에게 전달한다(1i-25).

단말의 제 2 동작은 COUNT CHECK를 수행할 때 제 2 DRB 그룹과 제 3 DRB 그룹에 대해 COUNT CHECK를 수행하는 방법이다. 상기의 제 2 DRB 그룹은 SCG bearer, SCG split bearer 중 수신한 drb-CountMSB-InfoList에 포함되지 않은 DRB들의 집합을 의미하고, 제 3 DRB 그룹은 수신한 drb-CountMSB-InfoList에 포함되어 있는 DRB들의 집합을 의미한다. 즉, 단말 입장에서는 제 3 DRB 그룹에 포함된 DRB 리스트에 대해 COUNT CHECK 동작을 수행(CounterCheck 메시지에서 설정된 DRB에 대한 25 bits의 MSB와 단말이 저장하고 있는 25 bits의 MSB를 비교하고(상향링크와 하향링크에 대한 값인 countMSB-Uplink, countMSB-Downlink 모두 수행), 만약 상기 두 개의 값이 다른 DRB에 대해서는 단말이 보유하고 있는 full COUNT 값을 수납)하고(1i-30), 제 2 DRB 그룹에 대한 full COUNT를 수납하여 COUNT CHECK RESPONSE 메시지를 생성한다(1i-35). 만약, 기지국이 전달한 COUNT 값과 단말이 계산하고 있는 COUNT값이 같을 경우에는 보고 리스트에서 제외한다. 이후 단말은 상기에서 생성된 COUNT CHECK RESPONSE 메시지를 기지국에게 전달한다(1i-40).

도 1h에서도 설명했지만, 단말이 상기의 COUNT 값을 비교할 때, CounterCheck 메시지에서 설정한 값(countMSB-Uplink(25bit), countMSB-Downlink(25bit))과 어떤 PDCP SDU의 COUNT 값과 비교할 것인지를 명확히 할 필요가 있다. 단말은 아래와 같은 두 가지 방법을 적용할 수 있다.

- 혹은 REORDERING이 완료된 PDCP SDU 중 가장 높은 COUNT와 비교;

- 비교한 COUNT와 동일한 COUNT 보고;

- 혹은 보고 시점에 가장 높은 COUNT;

도 1j는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

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

상기 RF처리부(1j-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1j-10)는 상기 기저대역처리부(1j-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(1j-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(1j-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1j-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1j-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(1j-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)은 상기 RF처리부(1j-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(1j-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(1j-20)은 상기 RF처리부(1j-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(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-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(1j-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1j-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1j-30)는 상기 제어부(1j-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 특히 본 발명과 관련하여, 상기 저장부(1j-30)는 COUNT 값을 저장하고 업데이트 한다.

상기 제어부(1j-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1j-40)는 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF처리부(1j-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1j-40)는 상기 저장부(1j-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 특히 본 발명과 관련하여, 상기 제어부(1j-40)는 상기 저장부(1j-30)에 COUNT 값을 기록하고 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1j-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1j-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 1k는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

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

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 상향변환한 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, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1k-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1k-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(1k-20)는 제1무선 접속 기술의 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 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1k-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(1k-20)은 상기 RF처리부(1k-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(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, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(1k-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1k-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(1k-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1k-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, PDCP COUNT 값, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1k-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1k-40)는 상기 제어부(1k-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

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

<제2 실시 예>

본 발명의 제2 실시 예는 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 복제의 활성화 및 비활성화 동작 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 2a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 2a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국)(2a-05, 2a-10, 2a-15, 2a-20)과 MME(Mobility Management Entity, 2a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, 2a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(2a-35)은 eNB(2a-05~2a-20) 및 S-GW(2a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 2a에서 eNB(2a-05~2a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. eNB는 UE(2a-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(2a-05~2a-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(2a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(2a-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 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 2b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 2b-05, 2b-40), RLC(Radio Link Control 2b-10, 2b-35), MAC(Medium Access Control 2b-15, 2b-30)으로 이루어진다. PDCP(2b-05, 2b-40)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 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)(2b-10, 2b-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))

- 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(2b-15, 2b-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)

- 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)

물리 계층(2b-20, 2b-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 2c는 기존 LTE 시스템의 다중 연결 및 캐리어 집적 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2c를 참조하면, 기지국 1(2c-05)은 중심 주파수가 f1인 캐리어를 송/수신하고 기지국 2(2c-15)는 중심 주파수가 f2인 캐리어를 송/수신할 때, 단말 1(2c-01)이 순방향 중심 주파수가 f1인 캐리어와 순방향 중심 주파수가 f2 캐리어를 결합하면, 하나의 단말이 둘 이상의 기지국으로부터 송/수신할 수 있다. LTE 시스템에서는 상기와 같은 동작을 지원하며 다중 연결(Dual Connectivity, 이하 DC라고 표기)이라 한다.

또한, 하나의 기지국 3은 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들을 송출하고 수신할 수 있다. 예를 들어 기지국 3(2c-25)으로부터 순방향 중심 주파수가 f3인 캐리어(2c-30)와 순방향 중심 주파수가 f4인 캐리어(2c-35)가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말 2이 상기 두 개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하였다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말 2는 동시에 여러 개의 캐리어를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국 3(2c-25)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말 2(2c-40)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 상기 단말 2(2c-40)의 전송 속도를 높일 수 있다. 상기와 같이 하나의 기지국이 송출하고 수신하는 순방향 캐리어와 역방향 캐리어들을 집적하는 것을 기지국 내 캐리어 집적(carrier aggregation, CA)이라고 한다. 전통적인 의미로 하나의 기지국이 송출하는 하나의 순방향 캐리어와 상기 기지국이 수신하는 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.

이하 본 발명의 실시 예들에 있어서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 상향 링크 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송/수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 발명의 실시 예들에서는 동일한 기지국에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 셀 그룹(Cell Group, CG)으로 정의한다. 상기 셀 그룹은 다시 마스터 셀 그룹(Master Cell Group, MCG)과 보조 셀 그룹(Secondary Cell Group, SCG)으로 구분된다. 상기 MCG란 PCell(Primary Cell)을 제어하는 기지국(Master eNB, MeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미하며, 상기 SCG란 PCell을 제어하는 기지국이 아닌 기지국, 다시 말해서 SCell(Secondary Cell)들만을 제어하는 기지국(Secondary eNB, SeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미한다. 특정 서빙 셀이 MCG에 속하는지 SCG에 속하는지는 해당 서빙 셀을 설정하는 과정에서 기지국이 단말에게 알려준다.

PCell과 SCell은 단말에 설정되는 서빙 셀의 종류를 나타내는 용어이다. PCell과 SCell 사이에는 몇 가지 차이점이 있는데, 예를 들어 PCell은 항상 활성화 상태를 유지하지만, SCell은 기지국의 지시에 따라 활성화 상태와 비활성화 상태를 반복한다. 단말의 이동성은 PCell을 중심으로 제어되며, SCell은 데이터 송수신을 위한 부가적인 서빙 셀로 이해할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에서의 PCell과 SCell은 LTE 규격 36.331이나 36.321 등에서 정의된 PCell과 SCell을 의미한다. 상기 용어들은 LTE 이동 통신 시스템에서 사용되는 그대로의 의미를 가진다. 본 발명에서는 캐리어, 컴포넌트(component) 캐리어, 서빙 셀 등의 용어가 혼용된다.

다시, 도 2c를 참조하면, 기지국 1(2c-05)이 MeNB이고, 기지국 2(2c-15)가 SeNB라면, 중심 주파수 f1인 서빙 셀(2c-10)이 MCG에 속하는 서빙 셀이고 중심 주파수 f2인 서빙 셀(2c-20)이 SCG에 속하는 서빙 셀이다. 또한, SCG SCell들의 HARQ 피드백과 채널 상태 정보(Channel State Information, 이하 CSI)를 PCell의 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)를 통해 전송하는 것은, 현실적으로 불가능할 수 있다. HARQ 피드백은 HARQ 라운드 트립 시간(Round Trip Time, RTT)(통상 8 ms) 내에 전달되어야 하는데, MeNB와 SeNB 사이의 전송 지연이 HARQ RTT 보다 길 수도 있기 때문이다. 상기 문제점 때문에 SCG에 속하는 SCell 중 한 셀, 즉 PSCell(Primary SCell)에서 PUCCH 전송 자원이 설정되고, 상기 PUCCH를 통해 SCG SCell들에 대한 HARQ 피드백과 CSI 등이 전송된다.

또한, 통상적인 기지국 3(2c-25) 내 CA에서 단말 2(2c-40)은 PCell의 PUCCH를 통해, PCell에 대한 HARQ 피드백과 CSI 뿐만 아니라 SCell에 대한 HARQ 피드백과 CSI도 전송한다. 이는 상향 링크 동시 전송이 불가능한 단말에 대해서도 CA 동작을 적용하기 위해서이다. LTE Rel-13 eCA(enhanced CA)에서는 PUCCH를 가지는 추가적인 SCell을 정의하고 32개까지의 캐리어를 집적할 수 있도록 하였다.

도 2d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 2d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(2d-05, 2d-40), NR RLC(2d-10, 2d-35), NR MAC(2d-15, 2d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (2d-05, 2d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 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.)

NR RLC(2d-10, 2d-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)

- 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)

NR MAC(2d-15, 2d-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(2d-20, 2d-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.

다음 표 1은 MAC 헤더의 포함될 수 있는 정보들을 설명한다.

표 1. MAC 헤더의 변수들

도 2e는 본 발명이 적용되는 차세대 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

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

도 2e에서 NR NB(2e-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(2e-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동 통신 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(2e-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 (2e-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 기지국들과 연결된다. 또한 차세대 이동 통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(2e-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(2e-30)과 연결된다.

도 2f는 본 발명에서 고려하고 있는 패킷 복제를 통한 데이터 전송을 개략적으로 설명하고, 단말이 본 실시 예에서 제시하는 여러가지 조건에 따라 복제된 패킷을 어떻게 처리할지를 나타낸 도면이다.

본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 URLLC (ultra-reliable low latency communication)을 지원하기 위해 패킷 복제(duplication) 기능을 수행할 때, 복제된 데이터를 원본 패킷과 다른 path (혹은 leg로 표기)로 전달하는 방법이다. 만약 복제된 데이터가 같은 MAC PDU로 할당된다면 복제 전송이 불가능하기 때문에 기본적으로 패킷 복제가 될 경우, 다중 접속(dual connectivity, DC) 혹은 캐리어 집적(carrier aggregation, CA)이 사용될 수 있다. 즉, 단말이 다중 접속 혹은 캐리어 집적을 지원할 수 있도록 SgNB 혹은 SCell 설정을 받은 상태여야 한다. 본 발명에서는 다중 접속 및 캐리어 집적이 설정되어 있는 상황을 가정하고 있으며, 각각의 경우의 프로토콜 구조 별 패킷 처리 방법을 통해 기본 원리를 설명하고자 한다.

도면 2f로 돌아가면, 기지국 혹은 단말은 상위 계층으로부터 URLLC를 위한 데이터 패킷, 즉 PDCP SDU를 수신하고(2f-05, 2f-50), 이를 PDCP 레이어로 전달한다. 2f-10 및 2f-55 단계에서 PDCP는 해당 데이터 패킷의 복제 여부를 결정하고, 복제가 필요할 경우 원본 PDCP PDU1과 복제된 PDCP PDU2를 생성(2f-15, 2f-20, 2f-60, 2f-65)한 뒤 RLC 레이어(2f-25, 2f-30, 2f-70, 2f-75)로 전달한다. 상기의 단계에서 패킷 복제의 결정은 기지국으로부터 수신하는 패킷 복제 활성화/비활성화 MAC CE (Packet duplication activation/deactivation MAC CE, 이하 Du A/D MAC CE로 명칭) 각 서빙 셀의 RLC1과 RLC2는 수신한 데이터 패킷을 MgNB 혹은 단말의 MAC 레이어로 전달한다. 2f-35, 2f-80, 2f-85단계(CA의 경우 MAC이 하나이고, DC의 경우에는 MAC이 두 개 존재할 수 있다)에서 수신한 패킷 데이터를 적절한 논리 채널 그룹(logical channel group, LCG)으로 매핑한 뒤 MAC PDU를 생성하고, 해당하는 서빙 셀의 물리계층(2f-40, 2f-45, 2f-90, 2f-95)으로 전달한다. 이후 물리계층에서는 해당하는 캐리어 집적 혹은 다중 접속을 통해 전달받은 MAC PDU를 전송하고, 수신 과정은 상기 송신 과정의 역과정을 그대로 수행한다. 즉, 물리계층에서 해당 서빙 셀들을 통해 데이터 패킷(MAC PDU)을 수신하고 단말 혹은 해당 기지국의 MAC 레이어로 전달한다. 이후 RLC를 통한 PDCP PDU1과 PDCP PDU2는 단말 혹은 기지국의 PDCP로 모이게 되고, PDCP에서는 수신한 원본 패킷과 복제된 패킷의 SN(sequence number)를 확인해서 동일한 패킷이 도착할 경우 하나를 삭제한 뒤 상위 레이어로 전달한다.

상기의 동작을 수행함에 있어 본 실시 예에서는 두 가지 상황을 가정하고, 해당 상황에서 단말이 어떻게 동작할지를 정의한다.

첫 번째로 단말이 기지국으로부터 패킷 복제 비활성화 MAC CE를 수신하는 경우, 해당 시점에서 이미 RLC 혹은 MAC에 저장되어 있는 복제 패킷을 어떻게 처리할 지에 대한 문제이다. 상기 조건에서 단말은 RLC 전송 모드에 따라 동작을 다르게 한다.

1. RLC UM의 경우

: 이미 중복 전송을 위해 pre-processing된 RLC PDU/MAC SDU(2f-100, 2f-105)들 중 preferred leg(path)가 아닌 다른 leg(path)에 저장된 것들은 전송하지 않고 폐기

2. RLC AM의 경우: RLC 헤더의 SN 정보 필요가 필요하기 때문에 전송이 계속 되어야 함.

A. 그대로 전송: 버퍼에 저장된 RLC PDU/MAC SDU 혹은 MAC PDU (2f-100, 2f-105 혹은 2f-110, 2f-115, 2f-120)를 그대로 전송. ACK(2f-125, 2f-130)/NACK에 따른 재전송 포함

B. Header-only packet 전송: payload를 제외한 RLC 헤더(2f-115) 및 MAC 헤더(2f-120)만을 전송

C. 재전송 폐기: 기지국이 MAC CE를 통해 패킷 복제를 비활성화 시켰다는 의미는 해당 path를 통해서는 데이터를 더 이상 수신하지 않겠다는 의미이기 때문에 비록 RLC AM 모드일 지더라도 송신단에서는 RLC 및 MAC에 저장되어 있는 RLC PDU와 MAC SDU를 폐기한다. 즉 단말은 기지국으로부터 MAC CE deactivation 을 통해 특정 path에 대한 비활성을 지시받으면, 이미 중복 전송을 위해 pre-processing된 RLC PDU/MAC SDU(2f-100, 2f-105)들 중 preferred leg(path)가 아닌 다른 leg(path)에 저장된 것들은 전송하지 않고 폐기.

두 번째로 단말이 기지국과 CA 혹은 DC를 통해 패킷 복제 동작을 설정받고 동작하고 있는 중, 특정 PDCP에 대해 하나의 링크에서 RLC ACK 등으로 성공적인 전달이 확인 된 경우 다른 링크에서의 동작을 어떻게 정의할 것인가에 대한 문제가 있다. 상기 문제의 경우, 복제된 패킷의 경우, LCP (logical channel prioritization)에서 우선 순위 등으로 인해 Regular BSR이 늦게 트리거링 되어 전송 시점이 원본 테이터 보다 늦어질 수 있으며, 특히 DC를 통한 패킷 복제의 경우 다른 MAC에서 처리하기 때문에 원본 데이터 패킷과 복제된 데이터 패킷이 다른 시점에 데이터 송수신이 일어날 수 있다.

1. 다른 링크로 보낼 중복된 패킷이 PDCP 계층에서 아직 RLC 계층으로 보내지지 않은 경우

A. 전송 중지

2. 다른 링크로 보낼 중복된 패킷이 PDCP 계층에서 RLC 계층 혹은 MAC 계층으로 보내져서 pre-processing 된 경우

A. 그대로 전송: 버퍼에 저장된 RLC PDU/MAC SDU 혹은 MAC PDU (2f-100, 2f-105 혹은 2f-110, 2f-115, 2f-120)를 그대로 전송.

B. Header-only packet 전송 payload를 제외한 RLC 헤더(2f-115) 및 MAC 헤더(2f-120)만을 전송

도 2g는 본 발명에서 고려하는 packet duplication activation/deactivation MAC CE의 구조를 도시한 도면이다.

먼저, 단말은 기지국의 RRC 설정을 통해 어떤 베어러 혹은 logical channel id (LCID)가 패킷 복제에 사용될 수 있는지 설정된다. 이후, 기지국은 상기의 단계에서 설정된 베어러 혹은 LCID 중, 단말에게 특정 베어러 혹은 LCID에 해당하는 패킷 복제를 활성화/비활성화 하기 위해 MAC CE를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 상기 MAC CE를 통해 패킷 복제를 활성화/비활성화 하는 방법을 두 가지 경우로 나누어 다룬다.

첫 번째로는 상기 Du A/D MAC CE를 단말별로 사용하는 방법이다. 이 경우 Du A/D MAC CE를 수신한 단말은 패킷 복제를 위해 미리 설정된 베어러 혹은 LCID 전체의 패킷 복제를 활성화/비활성화 한다. 이럴 경우, 상기 Du A/D MAC CE는 payload가 없이 헤더만 존재하는 MAC CE로 사용할 수 있다(Case 1: MAC CE per UE). 즉, 상기 Du A/D MAC CE는 LCID(2g-05)와 예약 비트(2g-05)로만 구성된다. 이를 위해 LCID(6 비트)와 상기 Du A/D MAC CE의 매핑이 필요하다.

두 번째로 상기 Du A/D MAC CE를 RB(Resource Bearer)별로 사용하는 방법이다. 이 경우 Du A/D MAC CE를 수신한 단말은 패킷 복제를 위해 미리 설정된 베어러 혹은 LCID 중에서 지정된 특정 RB에 대해서만 패킷 복제를 활성화/비활성화 한다. 또한, 상기의 방법도 베어러가 DRB인지 SRB인지에 따라 다르게 동작할 수 있다. SRB 용 Du A/D MAC CE는 앞서 설명한 Case 1: MAC CE per UE의 경우와 같은 구조를 사용할 수 있다. 즉, payload 없는 header only MAC CE를 사용할 수 있으며, 단말은 LCID가 패킷 복제의 활성화 비활성화에 매핑된 상기 Du A/D MAC CE를 수신하면 SRB의 패킷 복제를 activate하거나 deactivate할 수 있다. 반면에 DRB 용 Du A/D MAC CE는 payload를 통해 어떤 RB가 활성화 혹은 비활성화될 지 지정되어야 한다. 이를 위해서도 본 발명에서는 두 가지 구조를 제안한다.

- Case 2-1 (MAC CE per RB): 6 bits의 LCID(2g-15)는 Du A/D MAC CE와 매핑되고, F 필드(2g-20)와 L 필드(2g-25)가 존재할 수 있다. 또한, 활성화 혹은 비활성화 되어야 하는 베어러의 ID(2g-30, 2g-35)가 지정될 수 있다. 상기 베어러 ID는 1 byte로 구성될 수 있으며, 지정되는 베어러 개수에 따라 MAC CE의 사이즈가 변할 수 있다는 특징을 가진다.

- Case 2-2 (MAC CE per RB): 6 bits의 LCID(2g-45)는 Du A/D MAC CE와 매핑되고, F 필드(2g-50)와 L 필드(2g-55)가 존재할 수 있다. 또한, 1 byte bitmap 형식으로 활성화 혹은 비활성화 되어야 하는 DRB를 지정할 수 있도록 한다. 상기의 bitmap(2g-60)에서 b0는 단말에 설정되어 있는 packet duplication configured split bearer 들 중 DRB id가 가장 낮은 DRB로 매핑되며, b1은 두번째로 낮은 DRB이며 총 8개의 DRB를 지정할 수 있다.

도 2h는 본 발명에서 패킷 복제가 활성화 혹은 비활성화 된 이후의 MAC에서의 동작을 도시한 도면이다.

도 2h를 참조하면, 본 발명에서 고려하고 있는 MAC에서의 LCP(logical channel prioritization) 동작을 알 수 있다. 상기의 동작은 LTE에서의 LCP를 참고하고 있으며, 기존 LTE 동작을 패킷 복제의 경우에 그대로 수행할 경우 발생할 수 있는 문제점을 해결한다는 점에서 차이점이 있다.

단말의 MAC에서는 기지국과 베어러 설정이 완료되면 설정된 베어러에 대해 데이터 패킷을 매 TTI (transmission time interval)마다 LC (logical channel, 2h-05, 2h-10, 2h-15, 2h-20, 2h-25) 별로 설정된 PRB (prioritized bit rate, 2h-30)만큼 쌓게 된다. 상기의 동작은 LC 별로 수행되며, 또 다른 설정 값인 BSD (bucket size duration, 2h-35) 동안 반복된다. 만약 특정 LC에서 설정된 BSD 만큼 패킷이 쌓이게 된다면 상기의 동작을 중단하고, 패킷이 비어질 때까지 해당 동작을 그만한다. 또한 LCP에서는 우선순위(2h-40)에 기반하여 동작한다. 본 도면에서의 예시를 설명하면, LC 1에 대한 패킷 복제를 위해 LC 5가 같은 우선순위와 같은 PBR, BSD로 설정된다. 상기의 파라미터들은 다른 값으로 설정될 수 있다. 나머지 LC 2, 3, 4,의 경우는 각각의 우선순위와 PBR, BSD를 가진다. LTE에서는 상기의 LC들과 LC 별 파라미터들은 기지국이 단말에게 베어러 설정을 할 때 같이 설정되며, RRC 설정이 됨과 동시에 PBR이 매 TTI에 쌓이게 된다. 하지만 이렇게 동작할 경우, 패킷 복제가 설정된 LC5에서는 실제로 패킷 복제 활성화가 시작되지 않았는데 PBR이 쌓이게 되고, 시간이 지나 Du A/D MAC CE를 통해 패킷 복제가 활성화 된다면, 미리 쌓여진 PBR만큼이 전부 BSR 요청에 사용되게 되며, 이런 동작은 활성화/비활성화를 도입한 취지에 맞지 않다. 그러므로 단말은 Du A/D MAC CE를 수신한 이후부터 LC5(패킷 복제를 위한 LC)에 대한 PBR을 쌓아야 할 것이다.

상기와 같은 패킷 복제가 적용된 상황에서의 LCP 동작 이후, 단말은 기지국에게 BSR을 요청하게 되고, 기지국으로부터 수신한 grant에 LCP 절차에 따라 데이터를 수납한다. 상기의 LCP 절차는 LTE에서의 절차를 참조할 수 있으며, 간단히 요약하면 다음의 순서를 따른다.

1. LC 우선순위 별로 저장된 데이터 순차적으로 수납 (LC별로 BSD를 초과할 수 없음).

2. 모든 유효한 LC에 대한 데이터를 수납하고 grant가 남을 경우 우선순위가 높은 LC에 대한 데이터를 전부 수납한 뒤 다음 우선순위들에 대해서도 동일하게 적용.

3. 패킷 복제가 적용되는 LC의 경우에는 Du A/D MAC CE의 활성화 지시를 수신한 이후에 LCP 동작.

4. 패킷 복제 패킷과 원본 패킷은 다른 grant로 수납.

도 2i는 본 발명이 적용되는 단말의 패킷 복제 활성화/비활성화 MAC CE 수신에 관한 전체 동작을 도시한 도면이다.

단말(2i-01)은 데이터 송수신을 위해 기지국(2i-02)과 RRC 연결을 설정하고(2i-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(2i-10). 상기 동작을 위해 CA 혹은 DC가 설정될 수 있으며, CA가 적용될 경우, 추가적으로 SCell의 베어러 중 URLLC 전송을 위해 설정되는 베어러가 설정될 수 있으며, 추가적인 LCG cell group과 서빙 셀을 설정할 수 있다. 만약 DC가 적용된다면, SCG 베어러에 대한 설정에 URLLC를 위한 베어러와 서빙 셀 설정이 포함될 수 있다. 또한, 상기의 DRB 설정에는 Split 베어러 별로 복제의 적용 여부가 지시되며, split 베어러 별로 선호하는 패스(preferred path)가 설정될 수 있다. 즉, 상기의 path는 특정 logical channel id와 매핑되어 특정 서비스가 전달되는 path로 지정될 수 있다. 또는, 상기의 선호하는 패스는 원본 데이터 패킷이 전달되는 path를 지정하는 용도로 사용될 수 있으며, 두 개의 path의 품질이 모두 좋을 경우에 어떤 path을 사용할 지 등에 사용될 수 있다.

단말은 이후, 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다(2i-15, 2i-25). 하향링크의 경우, 기지국은 패킷 복제가 설정된 split 베어러에 대해서 하향링크 패킷 복제 동작을 즉시 수행할 수 있다. 반면에, 상향링크 패킷 복제의 경우에는 Du A/D MAC CE를 통해 활성화/비활성화를 지시한 이후에 동작되기 때문에 현 단계에서는 상향링크 패킷 복제가 적용되지 않는다. 상기 단계에서 단말은 상향링크 데이터 전송을 위해서 모든 DRB들에 대해서 BS(buffer status) computation 방식 1을 적용한다(2i-20). 상기의 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP 데이터 volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 PDCP 데이터 volume만을 고려해 BS를 계산한다.

기지국은 이후에 소정의 이유로 단말에게 미리 설정된 DRB에 대한 패킷 복제를 Du A/D MAC CE를 통해 지시할 수 있다(2i-30). 상기의 소정의 이유로는 기지국이 단말의 전송 링크 품질을 판단해서 패킷 복제가 필요함을 판단하거나, LC에 매핑된 특정 서비스에 대해 기지국 구현에 따라 URLLC 모드가 필요함을 결정할 수 있다. 단말 입장에서는 Du A/D MAC CE를 수신한 이후 조건에 따라 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다.

1. MAC CE 수신으로 인해 적어도 하나의 DRB의 duplication이 새롭게 activate 되었다면:

- duplication이 활성화된 DRB에 대해서 BS computation 방식을 방식 1에서 방식 2로 전환

- Regular BSR 트리거

2. MAC CE 수신으로 인해 적어도 하나의 새로운 DRB의 duplication이 deactivate 되면:

- BS computation 방식을 방식 2에서 방식 1로 전환

- RLC UM DRB라면, non-preferred logical channel에서 pre-processing된 RLC PDU와 MAC SDU를 폐기

- RLC AM DRB라면, non-preferred logical channel에서 pre-processing된 RLC PDU와 MAC SDU를 그대로 전송하거나 payload를 제외한 Header-only packet 전송

여기서 BS computation 방식 1은 split DRB의 PDCP data volume 계산 시, preferred logical channel에 대한 BS에만 PDCP data volume을 고려하는 것을 의미하고, BS computation 방식 2는 split DRB의 PDCP data volume 계산 시, preferred logical channel의 BS와 non-preferred logical channel의 BS 모두에 대한 PDCP data volume을 고려하는 것을 의미한다. 상기의 방법과 달리 Alternative 해결책으로 MAC이 PDCP에게 A/D 상황을 통보하고 PDCP가 상황에 따라 MAC에게 PDCP data volume을 적절하게 통보할 수 있다.

이후 2i-40 단계에서 단말은 기지국과 상하향 데이터 전송을 수행한다.

도 2j는 본 발명이 적용되는 패킷 복제를 수행하는 단말 동작을 나타낸 도면이다.

단말은 데이터 송수신을 위해 기지국과 RRC 연결을 설정하고(2j-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러(DRB) 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(2j-10). 이후 단말은 패킷 복제 활성화/비활성화를 지시하는 MAC CE를 수신하기 이전까지는 BS computation 방식 1을 적용하고 상하향 데이터를 송수신한다(2j-15). 만약 단말이 Du A/D MAC CE를 수신하게 되면, 단말에서의 MAC 동작이 달라지게 된다. 즉, PDCP 관점에서는 패킷 중복 전송이 개시/중지되었음을 뜻하지만, MAC 관점에서는 Buffer Status 계산 방식이 업데이트되어야 한다는 것을 의미한다(2j-20).

수신한 Du A/D MAC CE가 활성화를 지시할 경우(단말기반 혹은 RB기반, 2j-25), 단말은 해당 DRB (혹은 단말)에 대해 BS computation 방식 2로 전환하고(2j-30), Regular BSR을 트리거링(2j-35)한 뒤 수신한 grant를 통해 데이터 송수신을 수행한다(2j-40). 반면에 수신한 Du A/D MAC CE가 비활성화를 지시할 경우(단말기반 혹은 RB기반, 2j-25), 단말은 해당 DRB (혹은 단말)에 대해 BS computation 방식 1로 전환하고(2j-45), RLC mode에 따라 동작을 다르게 수행한다(2j-50). 만약 RLC UM DRB라면, non-preferred logical channel에서 pre-processing된 RLC PDU와 MAC SDU를 폐기하고(2j-55), RLC AM DRB라면, non-preferred logical channel에서 pre-processing된 RLC PDU와 MAC SDU를 그대로 전송하거나 payload를 제외한 Header-only packet 전송한다(2j-60).

도 2k는 본 발명이 적용되는 패킷 복제 단말 동작을 수행하는 도중에 하나의 링크로부터 ACK를 수신해서 패킷 복제된 데이터 패킷의 성공적인 전달이 확인될 경우의 단말 동작을 나타낸 도면이다.

단말은 데이터 송수신을 위해 기지국과 RRC 연결을 설정하고(2j-05), 기지국으로부터 URLLC를 위한 베어러(DRB) 설정이 수납된 RRC 메시지를 수신한다(2j-10). 이후 단말은 상기 도면 2j에서 설명한 패킷 복제 동작을 수행하게 된다(2k-15). 만약 상기의 패킷 복제 동작을 수행하는 도중에 특정 패킷(정확하게는 패킷 복제가 활성화되어서 서로 다른 링크를 통해 전달되고 있는 패킷)에 대해 하나의 링크에서 RLC ACK 등으로 성공적인 전달이 확인된 경우(2k-20), 단말의 동작을 정의한다. 2k-25 단계에서 단말은 수신한 ACK가 어떤 링크인지 확인한 뒤, ACK를 수신한 링크에 대해서는 설정된 BS computation 방식을 적용해서 지속적으로 데이터 송수신을 수행한다(2k-30). 반면에 ACK를 수신하지 못한 링크에 대해서는 단말은 ACK 수신한 패킷의 SN에 해당하는 패킷이 어떤 계층에 버퍼되어 있는지 확인한다(2k-45). 만약 PDCP 계층에 해당 패킷이 버퍼되어 있다면, 단말은 해당 PDCP 패킷을 폐기하고, RLC 혹은 MAC 계층에 버퍼되어 있는 경우에는 준비된 RLC PDU와 MAC SDU를 그대로 전송하거나, payload를 제외한 헤더만을 전송할 수 있다. 상기의 동작은 RLC AM으로 동작하는 경우이다.

도 2l은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

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

상기 RF처리부(2l-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2l-10)는 상기 기저대역처리부(2l-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(2l-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(2l-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2l-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2l-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(2l-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2l-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2l-20)은 상기 RF처리부(2l-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(2l-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(2l-20)은 상기 RF처리부(2l-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(2l-20) 및 상기 RF처리부(2l-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2l-20) 및 상기 RF처리부(2l-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(2l-20) 및 상기 RF처리부(2l-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(2l-20) 및 상기 RF처리부(2l-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(2l-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2l-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2l-30)는 상기 제어부(2l-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

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

도 2m는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

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

상기 RF처리부(2m-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2m-10)는 상기 기저대역처리부(2m-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2m-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(2m-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2m-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2m-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(2m-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2m-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2m-20)은 상기 RF처리부(2m-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2m-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(2m-20)은 상기 RF처리부(2m-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(2m-20) 및 상기 RF처리부(2m-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2m-20) 및 상기 RF처리부(2m-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(2m-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(2m-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(2m-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2m-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(2m-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2m-40)는 상기 제어부(2m-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

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

<제3 실시 예>

본 발명의 제3 실시 예는 차세대 이동 통신 시스템에서 패킷 중복 전송 실패를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 3a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 3a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(3a-10) 과 NR CN (3a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(3a-15)은 NR NB(3a-10) 및 NR CN (3a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 3a에서 NR NB(3a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(3a-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(3a-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 (3a-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 (3a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (3a-30)과 연결된다.

도 3b는 소정의 트래픽 종류/무선 베어러의 동일한 패킷에 대해 PDCP 계층 (3b-01)에서 동일한 SN를 가지는 중복 패킷을 생성하고, 이를 독립적인 RLC 계층 (3b-03)(3b-05)에 전달하나, 공통된 MAC 계층 (3b-07)을 통해 전송하는 방법이다. 이때 PDCP 계층은 동일한 패킷에 대해 각기 다른 RLC으로 전송하여 별도로 RLC계층에서의 SN을 관리한다. 상기 MAC 계층 (3b-07)은 상기 각 RLC 계층들로부터 수신한 패킷을 동일한 물리계층 혹은 다른 물리계층 (3b-11)(3b-13)으로 패킷을 전달하여 송신한다. 이를 수신한 각 물리계층 (3b-15)(3b-17)은, 이에 대응되는 MAC 계층 (3b-19)으로 패킷을 전달하고, 각각의 대응되는 RLC 계층(3b-23)(3b-25)에게 전달하여 PDCP 계층 (3b-27)으로 최종 전달한다. 만약 각기 다른 경로를 통해 전송된 패킷이 모두 성공하여 PDCP 계층(3b-27)에 중복된 SN을 가지는 패킷이 도착하는 경우, 중복된 패킷을 버리고 하나의 패킷만을 수신측의 상위 계층으로 전달한다. 또한, 상기 RLC 계층은 저 지연 통신을 위해 자동 반복 요청 (Automatic Repeat reQuest, ARQ)를 통한 재전송이 없는 비확인 모드 (Unacknowledged Mode, UM) 방식으로 작동하는 엔티티를 가정한다. 또한, 상기 서로 다른 물리 계층은 서로 다른 주파수를 사용하거나 혹은 동일 주파수이나 다른 안테나 등을 활용하여 공간적으로 다른 자원일 수 있다.

도 3c는 기존 LTE 기술에서 Radio Link Monitoring (RLM) 동작을 설명하기 위한 도면이다.

단말 물리 계층은 서빙 셀의 CRS로부터 하향링크 신호 품질을 측정한다 (3c-05). 상기 신호 품질이 특정 임계값 Qout 보다 낮은지 여부를 판단한다 (3c-10). 상기 임계값은 PDCCH에서 측정되는 특정 BLER과 대응되는 신호 품질 값이다. 만약, 상기 신호 품질이 특정 임계값 Qout 보다 낮다면, 상기 물리 계층은 상위 계층에 'Out-of-sync' 지시자를 전달한다. LTE 기술에서 상기 동작을 RLM이라고 칭한다. 만약 상기 지시자가 특정 횟수 이상 상기 상위 계층에 전달되면, 상기 상위 계층은 특정 타이머를 구동시키고, 상기 타이머가 만료되면, RLF을 선언한다 (3c-15).

도 3d는 기존 LTE 기술에서 Radio Link Failure (RLF) 동작을 설명하기 위한 도면이다.

앞서 설명하였듯이, RLF은 RLM으로부터의 결과에 따라 선언될 수 있다. 단말 물리 계층은 특정 주기, Qout evaluation period 마다 서빙 셀의 CRS로부터 하향링크 신호 품질이 특정 임계값 Qout 보다 낮은지 여부를 판단한다. 만약, 상기 신호 품질이 특정 임계값 Qout 보다 낮다면, 상기 물리 계층은 상위 계층에 'out-of-sync' 지시자를 전달한다. 최소 지시자가 상기 상위 계층으로 전달된 후 (3d-05), 특정 횟수 N310만큼 상위 계층으로 전달되면 특정 타이머 T310이 구동한다 (3d-10). 상기 물리 계층은 서빙 셀의 CRS로부터 하향링크 신호 품질이 특정 임계값 Qin 보다 높은지 여부도 판단한다. 만약 상기 신호 품질이 특정 임계값 Qin 보다 높다면, 상기 물리 계층은 상위 계층에 'in-sync'지시자를 전달한다. 상기 지시자가 특정 횟수만큼 상기 상위 계층에 전달되면, 상기 구동 중인 T310 타이머를 중지시킨다. 만약 상기 T310 타이머가 중지되지 못하고, 만료되면, 상기 상위 계층은 RLF을 선언한다 (3d-15). 상기 RLF 선언 후, 상기 단말은 또 다른 타이머 T311을 구동시킨다. 상기 단말은 새로운 suitable cell을 찾으며, 이를 상기 T311이 만료될 때까지 찾지 못하면, 대기 모드로 전환된다 (3d-25). 만약 상기 타이머가 만료되기 전에 새로운 suitable cell을 찾게 되면, T301 타이머를 구동시키고, 상기 셀로 re-establishment 과정을 수행한다 (3d-20). 상기 T301 타이머가 만료되기 전에 re-establishment을 성공적으로 완료하지 못하면, 상기 단말은 대기 모드로 전환된다 (3d-30). 상기 re-establishment가 성공하면, 상기 단말은 상기 셀에 연결 모드를 지속한다. RLF는 상기 RLM 동작에 의해 선언될 수 있으며, 또 다른 조건에 따라서 선언될 수 있다. 랜덤 엑세스가 실패하는 경우에도 RLF가 선언될 수 있다 (3d-35). 또한, RLC 계층에서 최대 재전송 횟수에 도달하여도, 성공적으로 패킷을 전달하지 못한 경우에도 RLF가 선언된다 (3d-40).

본 발명에서는 상기 설명한 패킷 중복 전송 기술에서 상기 RLC 문제에 따라 RLF을 선언하는 방안을 제안한다.

캐리어 집적 기술 (Carrier Aggregation)에서는 단말 내에 하나의 RLC가 존재한다. 따라서, 상기 언급한 동작을 따른다. 반면, 다중 접속 기술 (Dual Connectivity)에서는 단말 내에 두 개의 RLC가 존재한다. 하나의 RLC는 MeNB와 관련된 패킷을 처리하며, 또 다른 RLC는 SeNB와 관련된 패킷을 처리한다. MeNB와 대응되는 MCG RLC에서는 상기 RLF 조건이 만족하는지 여부를 판단하고, 만족 시, RLF을 선언한다. SeNB와 대응되는 SCG RLC에서는 상기 RLF 조건이 만족하는지 여부를 판단하고, 만족 시, RLF을 선언하는 것이 아니라, SCG failure information 과정을 초기화시킨다. 상기 과정은 PSCell에서 문제가 발생했음을 MeNB에 보고하는 것이다.

상기 패킷 중복 전송 기술은 캐리어 직접 기술을 기반으로 하지만, 큰 차이점은 두 개의 RLC가 존재한다는 점이다. 따라서, 새로운 RLF 선언 규칙이 필요하다.

도 3e는 차세대 이동통신 시스템에서 패킷 중복 전송 시 RLC 문제를 처리하는 제 1 방안이다.

제 1 방안에서는 둘 중 하나의 RLC 계층에서 최대 재전송이 발생하면, RLF을 선언하고, 새로 찾은 suitable cell로 RRC connection re-establishment 과정을 수행한다. PDCP 계층 (3e-05)은 두 RLC 계층에 복제된 동일 패킷을 전달한다. 각 RLC는 상기 동일 패킷을 처리하여, 하나의 MAC 계층으로 전송한다. 이 때, 두 RLC 중 하나 (3e-10)에서 최대 재전송이 발생하면, 상기 단말은 RLF을 선언한다. RLF가 선언되면, 최대 재전송이 발생하지 않은 RLC (3e-15)도 패킷 처리를 중지한다.

그러나, 상기 방안은 다른 RLC에서 여전히 성공적으로 패킷을 송수신 가능하기 때문에, RRC connection re-establishment을 수행하는 것은 과잉 대응일 수 있다.

도 3f는 차세대 이동통신 시스템에서 패킷 중복 전송 시 RLC 문제를 처리하는 제 2 방안이다.

제 2 방안에서는 두 RLC 계층에서 모두 최대 재전송이 발생하면, RLF을 선언하고, 새로 찾은 suitable cell로 RRC connection re-establishment 과정을 수행한다. 그러나, 둘 중 하나의 RLC 계층에서만 최대 재전송이 발생하면, RLF을 선언하지 않고 상위 계층에 상기 문제를 보고한다. 또한 상기 최대 재전송이 발생할 때, 상기 RLC 계층 동작은 두 가지 옵션으로 나눌 수 있다.

옵션1) 최대 재전송이 발생한 RLC 계층은 상위 계층에 최대 재전송이 발생했음을 보고하고, 패킷 처리를 중지시키고, 상위 계층으로부터 새로운 설정을 기다린다.

옵션2) 최대 재전송이 발생한 RLC 계층은 상위 계층에 최대 재전송이 발생했음을 보고하고, 패킷 처리를 계속 수행한다. 상기 패킷 처리를 계속 수행하기 위한 구체적인 방법들은 하기와 같다.

방법 1: 최대 재전송이 발생했던 패킷을 삭제, 풀카운트된 재전송 횟수를 리셋 및 재시작하고, 다음 패킷 전송을 수행한다.

방법 2: 풀카운트된 재전송 횟수를 리셋 및 재시작하고, 현재 처리 중인 패킷의 재전송을 지속한다. 상기 재시작된 재전송 횟수가 다시 최대 재전송 횟수에 도달하면, 상위 계층에 이를 다시 보고한다. 상기 보고가 특정 횟수만큼 발생하거나, 상기 재전송은 상위 계층 혹은 다른 RLC 계층으로부터 지시가 있을 때까지 혹은 packet duplication 설정이 해제될 때까지 지속할 수 있다. 상기 특정 횟수는 미리 정해져 있거나, 네트워크로부터 dedicated RRC signalling을 통해 설정된다.

네트워크는 RLC 문제가 발생했음을 나타내는 최대 재전송 횟수 정보는 RLF을 선언하는 용도와 상위 계층에 보고하는 용도로 분리하여 설정될 수도 있다. 상기 설정은 dedicated RRC signalling으로 단말에게 전달된다.

PDCP 계층 (3f-05)은 두 RLC 계층에 복제된 동일 패킷을 전달한다. 각 RLC는 상기 동일 패킷을 처리하여, 하나의 MAC 계층으로 전송한다. 이 때, 두 RLC 중 하나에서 최대 재전송이 발생하면, 최대 재전송이 발생한 RLC (3f-10)는 상기 두 옵션 중 하나의 동작을 수행한다. 최대 재전송이 발생하지 않은 RLC (3f-15)은 패킷 처리를 지속한다.

도 3g는 차세대 이동통신 시스템에서 패킷 중복 전송 시 RLC 문제를 처리하는 단말 동작이다.

3g-05 단계에서 단말은 기지국으로부터 제공받은 패킷 중복 전송을 위한 설정 정보를 적용한다. 3g-10 단계에서 상기 단말은 상기 기지국으로부터 상기 패킷 중복 전송을 활성화하는 MAC CE을 수신한 후, 상기 패킷 중복 전송을 트리거한다. 3g-15 단계에서 상기 단말은 RLC 계층에서 최대 재전송이 발생했음을 인지한다. 3g-20 단계에서 상기 단말은 모든 RLC에서 상기 최대 재전송이 발생하였는지 혹은 하나의 RLC에서만 상기 최대 재전송이 발생하였는지 여부를 판단한다. 모든 RLC에서 최대 재전송이 발생하였다면, 3g-25 단계에서 상기 단말은 RLF을 선언하고, 3g-30 단계에서 RRC connection re-establishment 동작을 초기화한다. 만약 하나의 RLC에서만 최대 재전송이 발생하였다면, 3g-35 단계에서 상위 계층에 상기 문제가 발생했음을 보고한다. 상기 상위 계층이란 RRC을 의미한다. 3g-40 단계에서 상기 단말은 하기 동작 중 하나를 수행한다.

옵션1) 최대 재전송이 발생한 RLC 계층은 패킷 처리를 중지시키고, 상위 계층으로부터 새로운 설정을 기다린다.

옵션2) 최대 재전송이 발생한 RLC 계층은 패킷 처리를 계속 수행한다.

도 3h에 단말의 구조를 도시하였다.

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

상기 RF처리부(3h-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3h-10)는 상기 기저대역처리부(3h-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(3h-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(3h-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3h-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3h-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(3h-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 상기 RF처리부(3h-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(3h-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(3h-20)은 상기 RF처리부(3h-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(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-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(3h-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3h-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3h-30)는 상기 제어부(3h-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(3h-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3h-40)는 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3h-40)는 상기 저장부(3h-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3h-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3h-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 3i는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(3i-10), 기저대역처리부(3i-20), 백홀통신부(3i-30), 저장부(3i-40), 제어부(3i-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(3i-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3i-10)는 상기 기저대역처리부(3i-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(3i-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(3i-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3i-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3i-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(3i-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3i-20)은 상기 RF처리부(3i-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3i-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(3i-20)은 상기 RF처리부(3i-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(3i-20) 및 상기 RF처리부(3i-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3i-20) 및 상기 RF처리부(3i-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(3i-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(3i-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(3i-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3i-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(3i-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3i-40)는 상기 제어부(3i-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(3i-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3i-50)는 상기 기저대역처리부(3i-20) 및 상기 RF처리부(3i-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(3i-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3i-50)는 상기 저장부(3i-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3i-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 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.