KR20190085445A - 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 관리하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 관리하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 및 그 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 무선 연결 상태의 제1 하위 상태에 있는 단말과 데이터 통신을 수행하는 과정과, 전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지에 기반하여, 상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 무선 연결 상태의 제2 하위 상태로 전환하는 과정을 포함한다. 여기에서, 상기 제1 하위 상태는, 상기 데이터 통신과 관련된 상기 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원이 제1 계층 및 제2 계층에서 할당되는 상태이고, 상기 제2 하위 상태는, 상기 자원이 상기 제1 계층에서 할당되고, 상기 제2 계층에서 해제되는 상태이다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국은, 제1 계층에서 관리할 수 있는 최대 무선 연결 상태의 단말의 수를 증가시키고, 하드웨어 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 관리하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING STATE OF TERMINAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 관리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 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(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 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 Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
무선 통신 시스템에서 단말의 상태(state)는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결(RRC_CONNECTED) 상태와, RRC 연결 해제 또는 RRC 아이들(RRC_IDLE) 상태를 포함할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태는 단말이 기지국과 데이터를 송수신할 수 있는 상태이다. RRC_IDLE 상태는 단말이 기지국과 데이터를 송수신할 수 없는 상태이고, 기지국과 단말간 데이터 통신을 위해 단말의 상태는 RRC_CONNECTED 상태로 전환되어야 한다. 단말과의 효율적인 데이터 통신을 위해, 기지국은 단말의 상태를 관리할 필요가 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 효율적으로 관리하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 무선 프로토콜 계층의 일부 계층에서 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원을 동작으로 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말과 관련된 데이터의 발생 여부에 따라 단말의 하위 상태를 전환하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 하위 상태들간 전환을 트리거하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 무선 연결 상태의 제1 하위 상태에 있는 단말과 데이터 통신을 수행하는 과정과, 전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지에 기반하여, 상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 무선 연결 상태의 제2 하위 상태로 전환하는 과정을 포함한다. 여기에서, 상기 제1 하위 상태는, 상기 데이터 통신과 관련된 상기 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원이 제1 계층 및 제2 계층에서 할당되는 상태이고, 상기 제2 하위 상태는, 상기 자원이 상기 제1 계층에서 할당되고, 상기 제2 계층에서 해제되는 상태이다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 장치는, 무선 연결 상태의 제1 하위 상태에 있는 단말과 데이터 통신을 수행하는 통신부와, 전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지에 기반하여, 상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 무선 연결 상태의 제2 하위 상태로 전환하는 제어부를 포함한다. 여기에서, 상기 제1 하위 상태는, 상기 데이터 통신과 관련된 상기 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원이 제1 계층 및 제2 계층에서 할당되는 상태이고, 상기 제2 하위 상태는, 상기 자원이 상기 제1 계층에서 할당되고, 상기 제2 계층에서 해제되는 상태이다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 무선 연결 상태인 단말과 관련된 데이터의 발생 여부에 따라 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원을 PDCP(packet data convergence protocol) 계층, RLC(radio link control) 계층 및 MAC(media access control) 계층 중 적어도 하나에서 동적으로 할당함으로써, 기지국이 RRC(radio resource control) 계층에서 관리할 수 있는 최대 무선 연결된 단말의 수를 증가시키고, 하드웨어 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 준 활성 스케줄(semi-actively scheduled, SAS) 상태로 전환하기 위한 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 활성 스케줄(actively scheduled, AS) 상태로 전환하기 위한 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 상태들을 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원을 각 계층에 동적으로 할당하는 경우의 예를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상태들간 전환을 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 SAS 상태로 전환하기 위한 기지국과 단말간 신호 흐름을 도시한다.
도 11a 및 11b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 AS 상태로 전환하기 위한 기지국과 단말간 신호 흐름을 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 센터와 기저 대역 유닛(baseband unit, BBU)의 계층 구조를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 중앙 유닛(central unit, CU)과 분산 유닛(distributed unit, DU)가 분리된 경우의 계층 구조를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 상태(state)를 관리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 상태 및 RRC 상태의 하위 상태를 관리하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국 110, 단말 120, 단말 130을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 도시하나, 기지국 110과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 더 포함될 수 있다.
기지국 110은 단말들 120, 130에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국 110은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국 110은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '지노드비(gNodeB, gNB)', '5G 노드(5th generation node)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
단말 120 및 단말 130 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국 110과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말 120 및 단말 130 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말 120 및 단말 130 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말 120 및 단말 130 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
기지국 110, 단말 120, 단말 130은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국 110 및 단말들 120, 130은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들 112, 113, 121, 131을 선택할 수 있다. 서빙 빔들 112, 113, 121, 131이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들 112, 113, 121, 131을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 밀리미터파 대역 이외의 대역에서도 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 다시 말해서, 기지국 110, 단말 120, 단말 130이 무선 신호를 송신 및 수신하는 대역은 밀리미터파 대역으로 제한되지 아니한다. 이 때, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 빔 포밍을 수행하지 아니하고 상호간 통신할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 기지국 110의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 기지국 110은 무선통신부 210, 백홀통신부 220, 저장부 230, 제어부 240를 포함한다.
무선통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부 210은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
이를 위해, 무선통신부 210은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부 210은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부 210은 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선통신부 210은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다.
무선통신부 210은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부 210의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부 210에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
백홀통신부 220은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 220은 기지국 110에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부 230은 기지국 110의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 230은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 230은 제어부 240의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 240은 기지국 110의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 240은 무선통신부 210를 통해 또는 백홀통신부 220을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 240은 저장부 230에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 240은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 240은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240는 단말의 상태를 무선 연결 상태의 하위 상태들간 전환할 수 있다. 예를 들어, 제어부 240은 기지국 110이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말 120의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 단말 120은 통신부 310, 저장부 320, 제어부 330를 포함한다.
통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 310은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 310은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 310은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부 310은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부 310은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 빔포밍을 수행할 수 있다.
통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 310의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 310에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 320은 단말 120의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 320은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 320은 제어부 330의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 330은 단말 120의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 330은 통신부 310를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 330은 저장부 320에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 330은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 330은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 310의 일부 및 제어부 330은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 제어부 330은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4는 도 2의 무선통신부 210 또는 도 3의 무선통신부 210의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4는 도 2의 무선통신부 210 또는 도 3의 통신부 310의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성요소들을 예시한다.
도 4를 참고하면, 무선통신부 210 또는 통신부 310은 부호화 및 변조부 402, 디지털 빔포밍부 404, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N, 아날로그 빔포밍부 408를 포함한다.
부호화 및 변조부 402는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 컨볼루션(convolution) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부 402는 성상도 맵핑(constellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부 404은 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부 404는 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N 각각은 IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 408는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용될 수 있다.
무선 통신 시스템에서 단말은 RRC 연결(RRC_CONNECTED) 상태와 RRC 연결 해제(connection release) 또는 RRC 아이들(RRC_IDLE) 상태로 동작할 수 있다. 상술한 단말의 상태들은 RRC 계층(layer)에서 제어 및/또는 관리될 수 있다. 단말이 기지국으로 데이터를 송신하거나 기지국으로부터 데이터를 수신하기 위해, 단말의 상태는 RRC_CONNECTED 상태가 되어야 하고, 기지국은 RRC_CONNECTED 상태인 단말의 컨텍스트(context) 정보를 RRC 계층, PDCP(packet data convergence protocol) 계층, RLC(radio link control) 계층 및 MAC(media access control) 계층에서 유지 및/또는 관리하여야 한다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, '단말의 컨텍스트 정보'는 데이터 통신을 위해 필요한 정보로서, '단말 컨텍스트 정보', '단말 컨텍스트','UE 컨텍스트 정보' 또는 'UE 컨텍스트'로 지칭될 수 있다. 또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 컨텍스트 정보는 데이터 통신을 위한 베어러(bearer) 식별자(identifier, ID), 단말의 셀-무선 네트워크 임시 식별자(cell-radio network temporary identifier, C-RNTI), 비활성 타이머(inactivity timer), 패킷 데이터 유닛(packet data unit, PDU) 시퀀스(sequence) 번호, 단말에 대한 스케줄링 관련 정보(예: 채널 상태 정보, 할당된 자원 량에 대한 정보) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기지국이 RRC_CONNECTED 상태인 단말의 컨텍스트 정보를 RRC 계층, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 모두에서 유지 및/또는 관리하는 경우, 단말 컨텍스트 정보의 유지 및/또는 관리를 위한 자원(예: 메모리, 처리 장치의 자원과 같은 하드웨어 자원, 접속 사용자 수와 같은 논리 자원 등)이 RRC 계층, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 모두에 할당되어야 한다. 여기에서, 처리 장치의 자원은 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU) 및/또는 디지털 신호 처리 장치(digital signal processing processor, DSP)의 싸이클(cycle)을 포함할 수 있다.
단말의 상태가 RRC_CONNECTED 상태이나 단말이 데이터 통신을 수행하지 않는 경우, RRC 계층, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 모두에서 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원이 할당되는 것은 하드웨어 자원의 낭비를 초래할 수 있다. 또한, 이 경우 RRC 계층에서 사용될 수 있는 자원이 상대적으로 줄어들기 때문에, RRC 계층에서 관리되는 RRC_CONNECTED 상태인 단말의 수가 PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층에 할당된 자원의 종속성에 의해 제약될 수 있다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말이 데이터 통신을 실제로 수행하는지를 고려하여 RRC_CONNECTED 상태에서 복수의 하위 상태(sub-state)들이 정의될 수 있다. 예를 들어, RRC_CONNECTED 상태의 하위 상태로서, 활성 스케줄(actively scheduled, AS) 상태와 준-활성 스케줄(semi-actively scheduled, SAS) 상태가 정의될 수 있다.
AS 상태는 데이터 통신과 관련된 단말 컨텍스트 정보, 즉, 데이터 통신을 위해 필요한 정보가 PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 및 RRC 계층에서 유지 및/또는 관리되는 RRC_CONNECTED 상태의 하위 상태일 수 있다. 다시 말해서, AS 상태는 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원이 PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 및 RRC 계층에서 할당되는 RRC 상태의 하위 상태일 수 있다. 각 계층에서 유지 및/또는 관리되는 단말 컨텍스트 정보는 각 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보로 이해될(construe) 수 있다. 따라서, AS 상태에서, RRC 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보, PDCP 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보, RLC 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보 및 MAC 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보의 유지 및/또는 관리를 위해 자원이 할당될 수 있다. 다른 예로, AS 상태는 데이터 통신을 수행하는 단말에 대한 상태일 수 있다.
SAS 상태는 단말 컨텍스트 정보가 RRC 계층에서 유지 및/또는 관리되나, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나에서 유지 및/또는 관리되지 않는 RRC_CONNECTED 상태의 하위 상태일 수 있다. 다시 말해서, SAS 상태는 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원이 RRC 계층에서 할당되나, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나에서 해제되는 RRC_CONNECTED 상태의 하위 상태일 수 있다. SAS 상태에서, RRC 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보의 유지 및/또는 관리를 위해 자원이 할당될 수 있으나, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나의 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보의 유지 및/또는 관리를 위한 자원은 해제될 수 있다. 다른 예로, SAS 상태는 데이터 통신을 수행하지 않는 단말에 대한 상태일 수 있다.
기지국은 단말이 데이터 통신을 수행하는지 여부에 기반하여 단말의 상태를 AS 상태 및 SAS 상태간 적응적으로 전환함으로써, RRC 계층에서 관리되는 RRC_CONNECTED 상태인 단말의 수를 증가시키고, 하드웨어 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, RRC_CONNECTED 상태의 단말이 일정 시간 동안 데이터 통신을 수행하지 않는 것으로 결정되면, 기지국은 해당 단말의 상태를 SAS 상태로 전환하고, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나에서 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원을 해제함으로써, 하드웨어 자원의 낭비를 방지하고, RRC 계층에서 관리되는 RRC_CONNECTED 상태인 단말의 수를 다른 하위 계층에 대한 종속성으로부터 벗어나게 할 수 있다.
이하, RRC_CONNECTED 상태의 하위 상태들간 전환하는 방법이 보다 상세히 설명된다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 SAS 상태로 전환하기 위한 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 5은 기지국 110의 동작 방법을 예시한다.
도 5를 참고하면, 501 단계에서, 기지국은 무선 연결 상태의 제1 하위 상태에 있는 단말과 데이터 통신을 수행한다. 여기에서, 무선 연결 상태는 단말과 기지국간 데이터 통신이 수행될 수 있는 상태이고, 예를 들어, RRC 연결 상태를 포함할 수 있다. 또한, 제1 하위 상태는 AS 상태를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 데이터 통신은 단말이 기지국으로 데이터를 송신하거나, 기지국으로부터 데이터를 수신하는 것을 의미한다.
503 단계에서, 기지국은 전환 구간(transfer duration) 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하는지에 기반하여, 단말의 상태를 제1 하위 상태에서 무선 연결 상태의 제2 하위 상태로 전환한다. 여기에서, 제2 상태는 SAS 상태를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 전환 구간은 제1 하위 상태에서 제2 하위 상태로의 전환을 트리거(trigger)하기 위한 구간이며, 트리거 조건은 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않는 것일 수 있다. 다시 말해서, 기지국은 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터링(monitoring)할 수 있고, 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않을 경우, 단말의 상태를 제1 하위 상태에서 제2 하위 상태로 전환할 수 있다. 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생할 경우, 기지국은 단말의 상태를 전환하지 아니하고, 단말과 관련된 데이터를 처리할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말과 관련된 데이터는 단말로 송신될 하향링크 데이터나, 단말로부터 수신되는 상향링크 데이터를 포함할 수 있다.
도 5를 참고하여 설명한 실시 예와 같이, 제1 하위 상태에서 제2 하위 상태로의 전환이 수행될 수 있다. 도 5의 실시 예에서, 전환 동작은 단말과 관련된 데이터에 기반하여 수행된다. 그러나, 다른 실시 예에 따라, 전환 동작은 미리 정의된 조건을 만족하는 상황에서만 활성화될 수 있다. 구체적으로, 제1 하위 상태에서 제2 하위 상태로의 전환은, 전환 모드가 활성화된 상태에서 트리거 될 수 있다. 전환 모드는 기지국의 혼잡(congestion) 정도에 기반하여 활성화 될 수 있다. 예를 들어, 기지국의 혼잡 정도는 기지국에 연결된 단말들의 개수(또는, 기지국이 관리하는 RRC_CONNCETED 상태의 단말들의 개수), 및 기지국과 관련된 무선 베어러들의 개수 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 기지국에 연결된 단말들의 개수가 임계 단말 개수 이상이거나, 기지국과 관련된 무선 베어러들의 개수가 임계 베어러 개수 이상일 경우, 전환 모드가 활성화 될 수 있다. 반면, 기지국에 연결된 단말들의 수가 임계 단말 수 이하이거나, 기지국과 관련된 무선 베어러들의 개수가 임계 베어러 개수 이하일 경우, 전환 모드가 비활성화 될 수 있다. 전환 모드가 비활성화 된 상태에서, 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터의 발생 여부에 관계 없이, 단말의 상태는 제2 하위 상태로 전환되지 아니할 수 있다. 다시 말해서, 전환 모드가 비활성화 된 상태에서, 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하지 아니하고 전환 구간이 만료되더라도, 단말의 상태는 제2 하위 상태로 전환되지 아니할 수 있다. 기지국은 전환 모드를 활성화 또는 비활성화 하기 위해, 기지국의 혼잡 정도를 주기적 또는 비주기적으로 결정할 수 있다.
도 5에서, 기지국이 단말의 상태를 AS 상태에서 SAS 상태로 전환하는 경우의 예가 설명되었다. 반대로, 기지국이 단말의 상태를 SAS 상태에서 AS 상태로 전환하기 위해, 기지국은 해제 구간(release duration) 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터링 할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 해제 구간은 SAS 상태에서 AS 상태로의 전환을 트리거 하기 위한 구간이며, 트리거 조건은 해제 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하는 것일 수 있다. 다시 말해서, 해제 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생할 경우, 기지국은 단말의 상태를 SAS 상태에서 AS 상태로 전환할 수 있다. 단말과 관련된 데이터의 발생에 따라 단말의 상태를 AS 상태로 전환하는 예시는 도 6과 함께 보다 상세히 설명된다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터의 발생에 따라 단말의 상태를 AS 상태로 전환하기 위한 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 6은 기지국 110의 동작 방법을 예시한다. 도 6에서, 단말의 현재 상태는 SAS 상태임이 가정된다.
도 6을 참고하면, 601 단계에서, 기지국은 해제 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 기지국은 해제 구간 이내에서 단말로부터 랜덤 액세스 요청을 수신하여, 단말이 송신하고자 하는 상향링크 데이터가 발생하였다고 결정할 수 있다. 다른 예로, 기지국은 해제 구간 이내에서 백홀로부터 수신되는 단말에 대한 하향링크 데이터를 검출하여, 단말에 송신해야 하는 하향링크 데이터가 발생하였다고 결정할 수 있다.
해제 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생한 경우, 603 단계에서, 기지국은 단말의 상태를 제2 하위 상태에서 제1 하위 상태로 전환한다. 다시 말해서, 기지국은 단말의 상태를 SAS 상태에서 AS 상태로 전환할 수 있다. 현재 단말의 상태가 SAS 상태이므로, RRC 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리되나, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나의 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리되지 않는다. 따라서, 기지국은 단말의 상태를 SAS 상태에서 AS 상태로 전환하기 위해, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나의 계층에서 단말 컨텍스트 정보를 생성한다. 이 때, 기지국은 RRC 계층에서의 단말 컨텍스트 정보에 기반하여, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나의 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보를 생성할 수 있다. 기지국은 생성된 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원을 PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나의 계층에 할당하고, 자원이 할당된 계층에서 단말 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리할 수 있다.
해제 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않은 경우, 605 단계에서, 기지국은 단말의 상태를 제2 하위 상태에서 무선 연결 해제 상태로 전환한다. 다시 말해서, 기지국은 단말의 상태를 SAS 상태에서 RRC_IDLE 상태로 전환할 수 있다. RRC_IDLE 상태의 단말은 페이징(paging)을 수신하거나, 랜덤 액세스 절차를 수행하여 AS 상태로 전환될 수 있고, AS 상태에서 다시 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 상태들을 도시한다.
도 7을 참고하면, 단말의 상태는 RRC_CONNECTED 상태 710, RRC 비활성(RRC_INACTIVE) 상태 720, 및 RRC_IDLE 상태 730을 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, RRC_CONNECTED 상태 710에 있는 단말은 'RRC_CONNECTED 단말'로, RRC_INACTIVE 상태 720에 있는 단말은 'RRC_INACTIVE 단말'로, RRC_IDLE 상태 730에 있는 단말은 'RRC_IDLE 단말'로 지칭될 수 있다. 또한, RRC_CONNECTED 상태 710인 단말에 대해, 하위 상태가 정의될 수 있으며, 단말의 하위 상태는 AS 상태 701, SAS 상태 703을 포함할 수 있다.
단말이 AS 상태 701인 경우, 단말의 컨텍스트 정보는 RRC 계층, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 모두에서 유지 및/또는 관리될 수 있다. 단말이 AS 상태 701에 있는 경우, 기지국이 단말로 하향링크 데이터를 송신하거나, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하기 위해 기지국과 단말간 추가적인 RRC 절차(예: RRE, RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration))가 요구되지 아니할 수 있다. AS 상태 701은 단말에 대한 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당된 상태(즉, 단말의 상향링크가 동기화되어 있는 상태(IN_SYNC))일 수 있고, 기지국은 AS 상태 701에 있는 단말에 대해, 무선 자원을 할당하거나, 트래픽을 스케줄링(scheduling)하거나, 전력 제어를 수행할 수 있다.
단말이 SAS 상태 703인 경우, 단말의 컨텍스트 정보는 RRC 계층에서 유지 및/또는 관리되나, PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나에서는 유지 및/또는 관리되지 아니할 수 있다. 단말이 SAS 상태 703에 있는 경우, 기지국이 단말로 하향링크 데이터를 송신하거나, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하기 위해 기지국과 단말간 추가적인 RRC 절차(예: RRE, RRC 연결 재구성)이 요구될 수 있다. 다시 말해서, 기지국은 단말과 데이터 통신을 수행하기 위해, 단말과 RRE 및/또는 RRC 연결 재구성과 같은 추가적인 RRC 절차를 수행하여, 단말의 상태를 AS 상태로 전환한 후 단말과 데이터 통신을 수행할 수 있다. SAS 상태 703은 단말에 대한 PUCCH 자원이 해제되거나, 미할당된 상태(즉, 단말의 상향링크가 비동기화되어 있는 상태(OUT_OF_SYNC))일 수 있고, 기지국은 SAS 상태 703에 있는 단말에 대해, 무선 자원을 할당하거나, 트래픽을 스케줄링(scheduling)하거나, 전력 제어를 수행하지 아니할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, SAS 상태 703에서, PUCCH 자원이 해제되지 아니하고, PUCCH 자원이 할당된 상태가 유지될 수 있다. 다시 말해서, SAS 상태와 PUCCH 자원의 해제는 관련이 없을 수 있다. 또한, SAS 상태와 트래픽 스케줄링, 전력 제어는 관련이 없을 수 있다. 다시 말해서, 기지국은 SAS 상태 703에 있는 단말에 대해 트래픽을 스케줄링 하거나 하지 않을 수 있고, 전력 제어를 수행하거나 수행하지 아니할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, RRC_CONNECTED 상태 710 및 RRC_IDLE 730상태 이외에, RRC_INACTIVE 상태 720이 정의될 수 있다. RRC_INACTIVE 상태 720은 단말과 무선 기지국 사이의 연결은 비활성화되나, 해당 단말을 위한 코어(core)망과 무선 기지국 사이의 연결은 유지되는 상태일 수 있다. RRC_INACTIVE 상태 720은 RRC_CONNECTED 상태 710 및 RRC_IDLE 상태 730과 구별되는 상태로, RRC_CONNECTED 상태 710의 하위 상태인 AS 상태 701 및 SAS 상태 703과 상이하다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, AS 상태 701에 있는 단말은 'AS 단말'로, SAS 상태 703에 있는 단말은 'SAS 단말'로 지칭될 수 있다. 이하 도 8에서, 각각의 AS 단말 및 SAS 단말에 대해 단말 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리하기 위한 자원 할당 방법이 설명된다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원을 각 계층에 동적으로 할당하는 경우의 예를 도시한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 프로토콜 계층들은 제1 계층 810, 제2 계층 820 및 제3 계층 830으로 구분될 수 있다. 제1 계층 810은 RRC 계층을 포함하고, 제어 평면(Control plane)으로 지칭될 수 있다. 제2 계층 820은 PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층을 중 적어도 하나를 포함하고, 계층 2(layer 2, L2)로 지칭될 수 있다. 제3 계층 830은 PHY 계층을 포함하고, 계층 1(layer 1, L1)로 지칭될 수 있다.
기지국은 제1 계층 810에서 AS 단말의 컨텍스트 정보 및 SAS 단말의 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리할 수 있고, AS 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원 및 SAS 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원을 제1 계층 810에 할당할 수 있다.
반면, 기지국은 제2 계층 810에서 AS 단말의 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리하나, SAS 단말의 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리하지 아니할 수 있다. 다시 말해서, 기지국은 AS 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원을 제2 계층 820에 할당하나, SAS 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원을 제2 계층 820에서 해제할 수 있다. 기지국은 단말과 관련된 데이터의 발생 여부에 따라 RRC_CONNECTED 상태인 단말의 하위 상태를 전환(예: AS 상태에서 SAS 상태로, SAS 상태에서 AS 상태로)하여, 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원을 제2 계층 820에 동적으로 할당할 수 있다.
그러나, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국은 제2 계층 820에서 AS 단말의 컨텍스트 정보 및 SAS 단말의 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리할 수 있다. 다시 말해서, 기지국은 제2 계층에서 SAS 단말의 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리할지 여부를 적응적으로 결정할 수 있다.
이하 도 9에서, 단말의 상태들간 전환 또는 단말의 하위 상태들간 전환을 트리거하는 다양한 이유(cause)들이 설명된다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상태들간 전환을 도시한다.
도 9를 참고하면, 단말의 상태는 상태 910, 상태 920, 상태 930 및 상태 940 중 어느 하나일 수 있다. 상태 910은 단말의 RRC 상태가 RRC_CONNECTED 상태이고, 하위 상태가 AS 상태임을 나타낸다. 상태 920은 단말의 RRC 상태가 RRC_CONNECTED 상태이고, 하위 상태가 SAS 상태임을 나타낸다. 다시 말해서, 상태 910 및 상태 920은 동일한 RRC_CONNECTED 상태에서 하위 상태를 달리한다. 상태 930은 단말의 RRC 상태가 RRC_IDLE 상태이고, 상태 940은 단말의 RRC 상태가 RRC_INACTIVE임을 나타낸다.
단말의 상태는 RRC 연결 설정(RRC connection setup)에 의해 상태 930에서 상태 910으로 전환될 수 있고, RRC 연결 해제(RRC connection release)에 의해 상태 910에서 상태 930으로 전환될 수 있다. 또한, 무선 링크 실패(radio link failure, RLF)가 발생한 단말이 RRE를 수행하거나, RRC_CONNECED 상태인 단말의 셀 변경으로 인한 RRE가 수행될 경우, 단말의 상태는 상태 910으로 전환될 수 있다. 다른 예로, RRC_COCONNECTED 상태인 단말이 인접 기지국으로부터 핸드오버(handover)를 수행할 경우, 단말의 상태는 상태 910으로 전환될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말의 상태는 상태 910에서 상태 920으로 전환될 수 있다. 예를 들어, 단말의 상태는 전환 구간의 만료에 의해 상태 910에서 상태 920으로 전환될 수 있다. 기지국은 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터 할 수 있고, 전환 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않으면서 전환 구간이 만료할 경우, 단말의 상태를 상태 910에서 상태 920으로 전환할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말의 상태는 상태 920에서 상태 910으로 전환될 수 있다. 예를 들어, 단말의 상태는 RRE에 의해 상태 920에서 상태 910으로 전환될 수 있다. 단말이 송신할 상향링크 데이터가 발생한 경우, 단말은 기지국과 랜덤 액세스 절차를 수행하고, 기지국과 RRE 절차를 수행할 수 있다. RRE에 대응하여, 기지국은 단말의 상태를 상태 920에서 상태 910으로 전환할 수 있다. 또 다른 예로, 단말의 상태는 하향링크 데이터 발생의 알림에 의해 상태 920에서 상태 910으로 전환될 수 있다. 기지국은 백홀을 통해 수신되는 하향링크 데이터를 검출하고, 하향링크 데이터의 발생을 나타내는 알림을 RRC 계층으로 제공할 수 있다. 기지국은 이러한 알림에 대응하여, 단말의 상태를 상태 920에서 상태 910으로 전환할 수 있다. 또 다른 예로, NAS(non-access stratum) 전달(transport) 메시지가 발생할 경우, 기지국은 단말의 상태를 상태 920에서 상태 910으로 전환할 수 있다. 또 다른 예로, 기지국은 E-RAB(E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network) radio access bearer)을 설정하거나, 변경하거나, 해제하기 위해, 단말의 상태를 상태 920에서 상태 910으로 전환할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말의 상태는 상태 920에서 상태 930으로 전환될 수 있다. 예를 들어, 상태 920에서 상태 910으로의 전환(즉, SAS 상태에서 AS 상태로의 전환)이 실패할 경우, 단말의 상태는 상태 920에서 상태 910으로 전환될 수 있다. 기지국은 해제 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터 할 수 있다. 기지국은 해제 구간 동안 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않으면서 해제 구간이 만료한 경우, 상태 920에서 상태 910으로의 전환이 실패하였다고 결정하고, 단말의 상태를 상태 920에서 상태 930으로 전환할 수 있다. 다른 예로, 단말의 상태는 이동 관리 개체(mobility management entity, MME) 및/또는 인증 관리 필드(authentication management field, AMF)로부터의 요청에 의해 상태 920에서 상태 910으로 전환될 수 있다. 또 다른 예로, 단말의 상태는 RRC 연결 해제에 의해 상태 920에서 상태 930으로 전환될 수 있다.
상태 920인 단말에 대해, 미리 설정된 조건이 만족(예: 일정 시간이 경과)할 경우, 단말의 상태는 상태 940으로 전환될 수 있고, 상태 940의 단말은 무선 망 시그널링에 의해 상태 910으로 전환될 수 있다. 즉, 상태 940에서 기지국과 코어 망간 연결은 유지되므로, 단말의 상태를 상태 940에서 상태 910으로 전환하기 위해 코어 망 시그널링은 요구되지 않을 수 있고, 무선 망 시그널링만이 요구될 수 있다. 상태 940에서 상태 910으로의 전환이 실패하거나, 코어 망 엔티티(예: MME, 및/또는 AMF)로부터 무선 연결 해제의 요청이 발생하는 경우, 단말의 상태는 상태 940에서 상태 930으로 전환될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국은 RRC_CONNECTED 상태에 있는 단말의 하위 상태를 전환(예: AS 상태에서 SAS 상태로, SAS 상태에서 AS 상태로)할 수 있다. 그러나, 이러한 하위 상태들간 전환은 기지국 내부에서 수행될 뿐, 단말에게 알려지지 아니하며, 단말은 하위 상태들간 전환을 인식하지 아니할 수 있다.
이하 도 10 내지 도 11에서, 단말의 하위 상태들간 전환을 수행하기 위한 구체적인 절차가 설명된다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 상태를 SAS 상태로 전환하기 위한 기지국과 단말간 신호 흐름을 도시한다. 도 10은 단말 120과 기지국 110간 신호 흐름을 예시한다.
도 10을 참고하면, 1001 단계에서, 기지국 110은 셀 혼잡도를 모니터링한다. 예를 들어, 기지국 110은 셀 혼잡 정도를 결정하기 위해, 기지국 110에 연결된 단말들의 수(또는, 기지국 110이 관리하는 RRC_CONNCETED 상태의 단말들의 수), 및 기지국 110과 관련된 무선 베어러들의 수 중 적어도 하나를 모니터링 할 수 있다.
1003 단계에서, 기지국 110은 전환 모드를 활성화한다. 기지국 110에 연결된 단말들의 수가 임계 단말 수 이상이거나, 기지국 110과 관련된 무선 베어러들의 수가 임계 베어러 수 이상일 경우, 전환 모드가 활성화 될 수 있다. 전환 모드는 하위 상태들(즉, AS 상태 및 SAS 상태)간 전환을 수행할지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 전환 모드가 활성화된 경우, 기지국 110은 하위 상태들간 전환을 수행할 수 있다.
도 10에 도시되지 아니하였으나, 기지국 110에 연결된 단말들의 수가 임계 단말 수 이하이거나, 기지국 110과 관련된 무선 베어러들의 수가 임계 베어러 수 이하일 경우, 전환모드가 비활성화 될 수 있다. 전환 모드가 비활성화된 경우, 기지국 110은 하위 상태들간 전환을 수행하지 아니하며, 1003 단계 이후의 동작들은 수행되지 아니할 수 있다.
1005 단계에서, 기지국 110은 전환 구간을 구성(configure)하고, TA(timing alignment) 구간을 구성한다. 전환 구간은 비활성 구간 보다 짧게 설정될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 비활성 구간은 전환 모드가 비활성화된 경우 RRC_CONNECTED 상태에서 RRC_IDLE 상태로의 전환을 트리거 하기 위한 구간으로, 트리거 조건은 비활성 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생하지 않는 것일 수 있다. 다시 말해서, 전환 모드가 비활성화되고, 비활성 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생하지 않으면서 전환 구간이 만료하는 경우, 기지국 110은 단말 120의 상태를 RRC_CONNECTED 상태에서 RRC_IDLE 상태로 전환할 수 있다. 비활성 구간의 경과는 비활성 타이머에 의해 측정될 수 있다. 또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, TA 구간은 단말 120에게 PUCCH 자원의 해제를 지시하기 위한 구간일 수 있다. 예를 들어, TA 구간 동안 단말 120이 데이터 송수신을 수행하지 않으면서 TA 구간이 만료될 경우, 단말 120은 단말 120에 대한 PUCCH 자원이 해제되었음(즉, 단말 120의 상향링크가 비동기화 되었음)을 인식하고, 단말 120은 상향링크 데이터를 송신하기 위해 랜덤 액세스 절차를 수행하여야 함을 인식할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, TA 구간은 전환 구간보다 짧게 설정될 수 있다.
1007 단계에서, 기지국 110은 단말 120에 TA 구간을 지시한다. 기지국 110은 RRC 연결 재구성 메시지를 통해, 단말 120에 TA 구간을 지시할 수 있다. 즉, RRC 연결 재구성 메시지는 TA 구간을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. RRC 연결 재구성 메시지는 제1 계층 810에 의해 시그널링 될 수 있다.
1009 단계에서, 기지국 110은 전환 구간을 지시한다. 보다 상세하게, 기지국 110의 제1 계층 810은 제2 계층 820(예: PDCP 계층, RLC 계층, MAC 계층 중 적어도 하나)으로 전환 구간을 지시할 수 있다.
도 10에서, 1007 단계 이후 1009 단계가 수행되는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이고, 1007 단계 및 1009 단계가 수행되는 순서는 변경될 수 있다. 다시 말해서, 1009 단계가 수행된 이후 1007 단계가 수행될 수도 있고, 1007 단계 및 1009 단계가 동시에 수행될 수도 있다.
1011 단계에서, 단말 120의 상태는 AS 상태이다. AS 상태에서, 단말 120 컨텍스트 정보는 제1 계층 810 및 제2 계층 820에서 유지 및/또는 관리되고, 단말 120 컨텍스트를 위한 자원이 제1 계층 810 및 제2 계층 820에 할당될 수 있다.
1013 단계에서, 기지국 110은 단말 120에 대해 주기적인 상향링크 승인(UL grant) 및 주기적인 TA 명령(command)를 중지한다. 다시 말해서, 1003 단계에서 전환 모드가 활성화 되어, 단말 120은 SAS 상태로 전환될 수도 있으므로, 기지국 110은 단말 120에 대해 주기적인 상향링크 승인(UL grant) 및 주기적인 TA 명령(command)를 중지할 수 있다.
1015 단계에서, 단말 120은 기지국 110으로 패킷을 송신한다. 1015 단계의 패킷은 단말 120이 기지국 110으로 송신하는 일련의 패킷들 중 마지막 패킷일 수 있으며, 패킷이 마지막 패킷임을 알리는 지시자를 포함할 수 있다. 다른 예로, 단말 120은 상향링크 데이터의 전송을 완료한 후, 상향링크 데이터의 전송이 완료되었음을 나타내는 별도의 메시지를 기지국 110으로 송신할 수 있다. 기지국 110에 의한 마지막 패킷의 수신에 대응하여, 전환 구간이 시작될 수 있다. 다시 말해서, 기지국 110은 마지막 패킷의 수신에 대응하여, 전환 구간의 경과를 측정하기 위한 전환 구간 타이머를 활성화 할 수 있다.
1017 단계에서, 단말 120은 기지국 110으로부터 TA 명령을 수신한다. 단말 120의 패킷 송신이 완료되면, 기지국 110은 더 이상 TA 명령을 송신하지 않는다. 단말 120은 TA 명령 수신 이후, 미리 설정된 시간 내에 다시 TA 명령을 수신하지 않으면 TA 구간은 만료된다.
1019 단계에서, 기지국 110은 전환 구간의 만료에 대응하여, 데이터의 비활성을 지시한다. 보다 상세하게, 기지국 110은 전환 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생하는지 모니터 할 수 있고, 전환 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생하지 않으면서 전환 구간이 만료할 경우, 기지국 110의 제2 계층 820은 제1 계층 810으로 데이터의 비활성을 지시할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 데이터의 비활성은 전환 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생하지 않았음을 의미할 수 있다. 도시되지 아니하였으나, 전환 구간 이내에 단말 120과 관련된 데이터가 발생할 경우, 기지국 110은 전환 구간 타이머는 초기화되고, 단말 120과 데이터 통신을 수행할 수 있다.
1021 단계에서, 단말 120은 TA 구간의 만료에 대응하여, 단말 120에 할당된 PUCCH 자원이 해제되었음을 인식한다. 또한, 1021 단계에서, 단말 120의 상향링크는 비동기화 될 수 있다. 구현에 따라(depending on implementation), TA 구간 및 전환 구간은 각각의 단말 120 및 기지국 110에서 동시에 만료되도록 구성(configure)될 수 있다.
도 10에서, 1019 단계 이후 1021 단계가 수행되는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이고, 1019 단계 및 1021 단계가 수행되는 순서는 변경될 수 있다. 다시 말해서, 1021 단계가 수행된 이후 1019 단계가 수행될 수 있고, 1019 단계 및 1021 단계가 동시에 수행될 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말 120의 하위 상태와 관계 없이, PUCCH 자원은 해제되지 아니할 수 있다. 이 경우, 1021 단계는 생략될 수 있다. 또한, 1005 단계에서 TA 구간을 구성하는 동작, 1007 단계, 1013 단계 및 1017 단계가 생략될 수 있다.
1023 단계에서, 기지국 110은 PDCP/RLC/MAC 중 적어도 하나의 계층(즉, 제2 계층 820)에서 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원을 해제한다. 다시 말해서, 기지국 110은 PDCP/RLC/MAC 중 적어도 하나의 계층에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리하지 아니하고, PDCP/RLC/MAC 중 적어도 하나의 계층에 대한 자원을 해제할 수 있다. 이에 따라, 해당 단말 120의 데이터 무선 베어러(data radio bearer, DRB)는 PDCP/RLC/MAC 중 적어도 하나의 계층에서 관리되지 아니하고, 처리 로직에서 제외될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, PDCP/RLC/MAC 중 적어도 하나의 계층에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리하지 않는 것은 PDCP/RLC/MAC 중 적어도 하나의 계층과 관련된 메모리에서 단말 120 컨텍스트 정보를 삭제하는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 기지국 110은 RRC 계층 810에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 계속하여 유지 및/또는 관리하고, RRC 계층 810에서 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원을 해제하지 아니한다. 다시 말해서, 1023 단계에서, RRC 계층 810에서 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 할당된 상태로 유지된다.
1025 단계에서, 기지국 110은 단말 120의 상태를 AS 상태에서 SAS 상태로 전환한다. SAS 상태에서, 제2 계층 820의 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 해제되고, 제1 계층 810의 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 할당된 상태로 유지된다. 다시 말해서, SAS 상태에서 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리되지 아니하고, 제1 계층 810에 대한 단말 120 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리된다.
도 10에서, 1023 단계 및 1025 단계가 독립적인 것으로 도시되었으나, 1023 단계 및 1025 단계는 동시에 수행될 수 있다. 다시 말해서, 기지국 110은 1019 단계에서 데이터 비활성 지시에 대응하여, 단말 120의 상태를 SAS 상태로 전환하고, 제2 계층 820에서 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원을 해제할 수 있다.
1027 단계에서, 해제 구간이 시작된다. 다시 말해서, 기지국 110은 해제 구간의 경과를 측정하기 위한 해제 구간 타이머를 활성화 할 수 있다. 도시되지 아니하였으나, 기지국 110은 해제 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터 할 수 있다. 해제 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생하지 않을 경우, 기지국 110은 단말 120의 상태를 SAS 상태에서 RRC_IDLE 상태로 전환할 수 있다. 반면, 해제 구간 동안 단말 120과 관련된 데이터가 발생할 경우, 기지국 110은 발생한 데이터가 상향링크 데이터인지 또는 하향링크 데이터인지에 따라 도 11a 또는 도 11b에 도시된 것과 같은 동작들을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 전환 모드는 셀 혼잡도에 관계 없이 항상 활성화 될 수 있다. 다시 말해서, 전환 모드는 기본 값(default)으로 항상 활성화 될 수 있다. 이 경우, 단계 1001 및 단계 1003은 생략될 수 있고, 이후 단계들이 수행될 수 있다.
도 11a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터의 발생에 따라 단말의 상태를 AS 상태로 전환하기 위한 기지국과 단말간 신호 흐름을 도시한다. 도 11a는 단말 120과 기지국 110간 신호 흐름을 예시한다.
도 11a를 참고하면, 단말 120은 1101단계 이전에 SAS 상태에 있음이 가정된다. 다시 말해서, 1101 단계 이전에 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리되고 있지 않으며, 제2 계층 820에서 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 해제되어 있다.
1101 단계에서, 해제 구간이 시작된다. 다시 말해서, 기지국 110은 해제 구간의 경과를 측정하기 위한 해제 구간 타이머를 활성화 할 수 있다. 1101 단계의 동작은 도 10의 1027 단계에서 수행되는 동작과 동일하다.
1103 단계에서, 단말 120은 상향링크 데이터가 발생하였음을 인지한다. 다시 말해서, 단말 120은 기지국 110으로 송신하여야 할 상향링크 데이터를 식별한다. 예를 들어, 단말 120이 음성 호(voice call)를 발신하거나, 텍스트 메시지를 송신하고자 하거나, 특정 어플리케이션에 대한 컨텐츠를 요청하고자 하는 경우, 단말 120은 기지국 110으로 송신하여야 할 상향링크 데이터의 발생을 식별할 수 있다.
1105 단계에서, 단말 120은 기지국 110과 랜덤 액세스 절차를 수행한다. 단말 120은 기지국 110으로 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고, 기지국 110은 프리앰블의 검출에 대응하여, 단말 120에 대한 상향링크 데이터가 발생하였음을 인식할 수 있다. 이에 따라, 기지국 110은 해제 구간 타이머를 비활성화하고, 단말 120로 랜덤 액세스 응답을 송신한다.
1107 단계에서, 단말 120은 기지국 110과 RRC 연결 재설정 절차를 수행한다. 다시 말해서, 단말 120은 기지국 110과 RRE를 수행한다. RRE를 통해, 기지국 110은 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 기지국 110은 제1 계층 810에 대한 단말 120 컨텍스트 정보에 기반하여, 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 생성할 수 있다. 즉, SAS 상태에서 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리되고 있지 않으나, 제1 계층 810에 대한 단말 120 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리되고 있으므로, 기지국 110은 제1 계층 810에 대한 단말 120 컨텍스트 정보에 기반하여, 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 생성할 수 있다. 기지국 110은 생성된 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원을 제2 계층 820에 재할당하고, 제2 계층 820에서 단말 120 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리할 수 있다.
1109 단계에서, 기지국 110은 단말 120로 RRC 연결 재구성 메시지를 송신한다. 기지국 110은 RRC 연결 재구성 메시지를 통해, 단말 120에 대한 PUCCH 자원을 할당 할 수 있다. 이에 따라, 단말 120의 상향링크는 동기화 될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국 110은 단말 120에 시스템 정보 블록(system information block, SIB)를 송신하여, 단말 120에 대한 PUCCH 자원을 할당 할 수도 있다.
1111 단계에서, 기지국 110은 단말 120의 상태를 SAS 상태에서 AS 상태로 전환한다.
1113 단계에서, 단말 120은 기지국 110으로 상향링크 데이터를 송신한다. 단말 120 및 기지국 110은 제1 계층 810 및 제2 계층 820의 단말 120 컨텍스트 정보를 이용하여 서로 통신할 수 있고, 단말 120은 기지국 110으로 상향링크 데이터를 송신할 수 있다. 도시되지 아니하였으나, 1113 단계의 상향링크 데이터 전송이 완료된 후, 도 10과 같이 전환 구간이 시작될 수 있으며, 1017 단계 이후의 동작이 수행될 수 있다.
도 11b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터의 발생에 따라 단말의 상태를 AS 상태로 전환하기 위한 기지국과 단말간 신호 흐름을 도시한다. 도 11b는 단말 120과 기지국 110간 신호 흐름을 예시한다.
도 11b를 참고하면, 단말 120은 1115단계 이전에 SAS 상태에 있음이 가정된다. 다시 말해서, 1115 단계 이전에 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보는 유지 및/또는 관리되고 있지 않으며, 제2 계층 820에서 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 해제되어 있다.
1115 단계에서, 해제 구간이 시작된다. 다시 말해서, 기지국 110은 해제 구간의 경과를 측정하기 위한 해제 구간 타이머를 활성화 할 수 있다. 1115 단계의 동작은 도 10의 1027 단계에서 수행되는 동작과 동일하다.
1117 단계에서, 기지국 110은 백홀 1100을 통해 단말 120에 대한 하향링크 데이터를 수신한다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 기지국 110은 수신된 하향링크 데이터를 백홀 1100과 관련된 계층에 버퍼링(buffer) 할 수 있다. 예를 들어, 백홀 1100과 관련된 계층은 GTP(GPRS(general packet radio service) tunneling protocol) 계층을 포함할 수 있다.
1119 단계에서, 기지국 110은 단말 120에 대한 하향링크 데이터를 검출한다. 기지국 110은 백홀을 통해 수신되는 단말 120에 대한 하향링크 데이터를 검출하여, 단말 120로 송신하여야 할 하향링크 데이터가 발생하였다고 결정할 수 있다. 이에 따라, 기지국 110은 해제 구간 타이머를 비활성화 할 수 있다.
1121 단계에서, 기지국 110은 하향링크 데이터가 발생하였음을 나타내는 알림을 제1 계층 810으로 제공한다. 예를 들어, 기지국 110에서 백홀 1100과 관련된 계층은 제1 계층 810으로 하향링크 데이터 발생의 알림을 지시할 수 있다.
1123 단계에서, 기지국 110은 PDCP/RLC/MAC 중 적어도 하나의 계층에서 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원을 재할당한다. 기지국 110은 1121 단계의 알림에 대응하여, 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 기지국 110은 1107 단계와 유사하게, 제1 계층 810에 대한 단말 120 컨텍스트 정보에 기반하여, 제2 계층 820에 대한 단말 120 컨텍스트 정보를 생성할 수 있다. 기지국 110은 생성된 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원을 제2 계층 820에 재할당하고, 제2 계층 820에서 단말 120 컨텍스트 정보를 유지 및/또는 관리할 수 있다.
1125 단계에서, 기지국 110은 단말 120로 RRC 연결 재구성 메시지를 송신한다. 기지국 110은 RRC 연결 재구성 메시지를 통해, 단말 120에 대한 PUCCH 자원을 할당 할 수 있다. 이에 따라, 단말 120의 상향링크는 동기화 될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국 110은 단말 120에 SIB를 송신하여, 단말 120에 대한 PUCCH 자원을 할당 할 수도 있다.
1127 단계에서, 기지국 110은 단말 120의 상태를 SAS 상태에서 AS 상태로 전환한다.
1129 단계에서, 기지국 110은 단말 120로 하향링크 데이터를 송신한다. 단말 120 및 기지국 110은 제1 계층 810 및 제2 계층 820의 단말 120 컨텍스트 정보를 이용하여 서로 통신할 수 있고, 기지국 110은 단말 120로 하향링크 데이터를 송신할 수 있다. 도시되지 아니하였으나, 1129 단계의 하향링크 데이터 전송이 완료된 후, 도 10과 같이 전환 구간이 시작될 수 있으며, 1017 단계 이후의 동작이 수행될 수 있다.
도 11에서 설명된 것과 같이, 기지국 110에서 제2 계층 820 이외에 데이터를 버퍼할 수 있는 별도의 계층(예: 백홀 1100과 관련된 계층, 또는 GTP 계층)이 존재하는 경우, SAS 상태에서 PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 모두의 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 해제될 수 있다. 다른 예로, 기지국 110에서 제2 계층 820 이외에 데이터를 버퍼할 수 있는 별도의 계층이 존재하지 않는 경우, SAS 상태에서 RLC 계층 및 MAC 계층의 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 해제될 수 있으나, 데이터를 버퍼하기 위한 PDCP 계층의 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원은 해제되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원이 해제될 때, 하위 계층에 할당된 자원부터 순차적(예: MAC
Figure pat00001
RLC
Figure pat00002
PDCP 순서) 으로 해제될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국 110은 RRC_CONNECTED 상태인 단말 120과 관련된 데이터의 발생 여부에 따라 단말 120 컨텍스트 정보를 위한 자원을 PDCP 계층, RLC 계층 및 MAC 계층 중 적어도 하나에서 동적으로 할당함으로써, 기지국 110이 RRC 계층에서 관리할 수 있는 최대 RRC_CONNECTED 단말 120의 수를 증가시키고, 하드웨어 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들은 다양한 통신 상황에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 실시 예들은 하기에서 설명되는 도 12 및 도 13과 같은 상황에서 적용될 수 있다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 센터 1210과 기저 대역 유닛(baseband unit, BBU) 1220의 계층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 12는 가상 RAN에서 계층 구조를 도시한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국의 프로토콜 계층들 중 RRC 계층 및 PDCP 계층은 데이터 센터 1210에서 관리될 수 있고, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층 및 RF(radio frequency) 계층은 BBU 1220에서 관리될 수 있다. 따라서, 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원은 BBU 1220에서 동적으로 할당 또는 해제될 수 있으므로, 데이터 센터 1210에서 RRC_CONNECTED 단말에 대해 할당되는 자원의 최대 용량이 증가될 수 있다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 중앙 유닛(central unit, CU)과 분산 유닛(distributed unit, DU)가 분리된 경우의 계층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 13은 기지국의 기능 분리(function split)에 따른 계층 구조를 도시한다.
도 13을 참고하면, gNB-CU(gNB-central unit) 1303은 코어 망 1301과 연결되고, 복수의 gNB-DU(distributed unit)들(예: gNB-DU 1305 및 gNB-DU 1307) 및 AU(access unit) 1313과 연결될 수 있다. gNB-CU 1303은 기지국의 프로토콜 계층들 중 RRC 계층, PDCP 계층 및 SDAP(service data adaptation protocol) 계층을 관리할 수 있다. 여기에서, SDAP 계층은 서비스 품질(quality of service, QoS)관리하기 위한 계층으로, QoS 흐름(flow)을 데이터 무선 베어러(data radio bearer, DRB)에 매핑시키고, QoS 플로우 식별자를 할당할 수 있다.
각각의 gNB-DU 1305 및 gNB-DU 1307은 각각의 RRU(remote radio unit) 1309 및 RRU 1311에 연결될 수 있다. 각각의 gNB-DU 1305 및 gNB-DU 1307은 RLC 계층, MAC 계층 및 PHY 계층을 관리할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, gNB-DU 1305는 중앙 집중 RAN(centralized RAN, C-RAN)에서 구현될 수 있고, gNB-DU 1307은 분산 RAN(distributed RAN, D-RAN)에서 구현될 수 있다. 각각의 RRU 1309 및 RRU 1311은 RF 계층을 관리할 수 있다.
AU 1313은 gNB-DU(예: gNB-DU 1305 또는 gNB-DU 1307) 및 RRU(예: RRU 1309 또는 RRU 1311)가 기능적으로 결합된 단위(unit)일 수 있다. AU 1313은 RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층 및 RF 계층을 관리할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원은 RLC 계층 및 MAC 계층을 관리하는 gNB-DU(예: gNB-DU 1305 또는 gNB-DU 1307) 및/또는 AU(예: AU 1313)에서 동적으로 할당 또는 해제될 수 있으므로, RRC 계층을 관리하는 gNB-CU(예: gNB-CU 1303)에서 RRC_CONNECTED 단말에 대해 할당되는 자원의 최대 용량이 증가될 수 있다.
본 개시의 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 개시의 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(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 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, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 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 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 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 개시가 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 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    무선 연결 상태의 제1 하위 상태에 있는 단말과 데이터 통신을 수행하는 과정과,
    전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지에 기반하여, 상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 무선 연결 상태의 제2 하위 상태로 전환하는 과정을 포함하고,
    상기 제1 하위 상태는, 상기 데이터 통신과 관련된 상기 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원이 제1 계층 및 제2 계층에서 할당되는 상태이고,
    상기 제2 하위 상태는, 상기 자원이 상기 제1 계층에서 할당되고, 상기 제2 계층에서 해제되는 상태인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 계층은, RRC(radio resource control) 계층이고,
    상기 제2 계층은, PDCP(packet data convergence protocol) 계층, RLC(radio link control) 계층 및 MAC(media access control) 계층 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말의 컨텍스트 정보는, 상기 데이터 통신을 위한 베어러(bearer) 식별자, 상기 단말의 셀-무선 네트워크 임시 식별자(cell-radio network temporary identifier), 비활성 타이머, 패킷 데이터 유닛(packet data unit, PDU) 시퀀스 번호, 및 상기 단말에 대한 스케줄링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 자원은, 상기 무선 베어러와 관련된 정보를 유지하거나 관리하기 위해 사용되는 메모리, 처리 장치의 싸이클(cycle) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 제2 하위 상태로 전환하는 과정은,
    상기 전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터링 하는 과정과,
    상기 전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않을 경우, 상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 제2 하위 상태로 전환하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    해제 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터링 하는 과정과,
    상기 해제 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생할 경우, 상기 단말의 상태를 상기 제2 하위 상태에서 상기 제1 하위 상태로 전환하는 과정과,
    상기 해제 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않을 경우, 상기 단말의 상태를 무선 연결 해제 상태로 전환하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 단말의 상태를 상기 제2 하위 상태에서 상기 제1 하위 상태로 전환하는 과정은,
    상기 제1 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보에 기반하여, 상기 제2 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보를 생성하는 과정과,
    상기 생성된 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원을 할당하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 청구항 7 있어서,
    상기 단말로부터 랜덤 액세스 요청을 수신하여, 상기 단말로부터의 상향링크 데이터가 발생함을 검출하는 과정과,
    상기 랜덤 액세스 요청에 대한 랜덤 액세스 응답을 상기 단말로 송신하는 과정과,
    상기 단말과 무선 연결을 재설정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  9. 청구항 7 있어서,
    상기 단말에 대한 하향링크 데이터를 검출하는 과정과,
    상기 하향링크 데이터의 발생을 나타내는 알림을 상기 제1 계층으로 제공하는 과정을 더 포함하고,
    상기 단말의 상태를 상기 제2 하위 상태에서 상기 제1 하위 상태로 전환하는 과정은,
    상기 알림에 대응하여, 상기 단말의 상태를 상기 제2 하위 상태에서 상기 제1 하위 상태로 전환하는 과정을 포함하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 하위 상태에서 상기 제2 하위 상태로의 전환은, 전환 모드가 활성화된 상태에서 트리거되고,
    상기 전환 모드는, 상기 기지국에 연결된 단말들의 수, 및 상기 기지국과 관련된 무선 베어러들의 수 중 적어도 하나에 기반하여 활성화되는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 기지국의 장치에 있어서,
    무선 연결 상태의 제1 하위 상태에 있는 단말과 데이터 통신을 수행하는 통신부와,
    전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지에 기반하여, 상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 무선 연결 상태의 제2 하위 상태로 전환하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 하위 상태는, 상기 데이터 통신과 관련된 상기 단말의 컨텍스트 정보를 위한 자원이 제1 계층 및 제2 계층에서 할당되는 상태이고,
    상기 제2 하위 상태는, 상기 자원이 상기 제1 계층에서 할당되고, 상기 제2 계층에서 해제되는 상태인 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 계층은 RRC(radio resource control) 계층이고,
    상기 제2 계층은, PDCP(packet data convergence protocol) 계층, RLC(radio link control) 계층 및 MAC(media access control) 계층 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 단말의 컨텍스트 정보는, 상기 데이터 통신을 위한 베어러(bearer) 식별자, 상기 단말의 셀-무선 네트워크 임시 식별자(cell-radio network temporary identifier), 비활성 타이머, 패킷 데이터 유닛(packet data unit, PDU) 시퀀스 번호, 및 상기 단말에 대한 스케줄링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 자원은, 상기 무선 베어러와 관련된 정보를 유지하거나 관리하기 위해 사용되는 메모리, 처리 장치의 싸이클(cycle) 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 통신부는, 상기 전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터링하고,
    상기 제어부는, 상기 전환 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않을 경우, 상기 단말의 상태를 상기 제1 하위 상태에서 상기 제2 하위 상태로 전환하는 장치.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 통신부는, 해제 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하는지를 모니터링 하고,
    상기 제어부는, 상기 해제 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생할 경우, 상기 단말의 상태를 상기 제2 하위 상태에서 상기 제1 하위 상태로 전환하고, 상기 해제 구간 동안 상기 단말과 관련된 데이터가 발생하지 않을 경우, 상기 단말의 상태를 무선 연결 해제 상태로 전환하는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보에 기반하여, 상기 제2 계층에 대한 단말 컨텍스트 정보를 생성하고, 상기 생성된 단말 컨텍스트 정보를 위한 자원을 할당하는 장치.
  18. 청구항 17 있어서, 상기 제어부는, 상기 단말로부터 랜덤 액세스 요청을 수신하여, 상기 단말로부터의 상향링크 데이터가 발생함을 검출하고,
    상기 통신부는, 상기 랜덤 액세스 요청에 대한 랜덤 액세스 응답을 상기 단말로 송신하고, 상기 단말과 무선 연결을 재설정하는 장치.
  19. 청구항 17 있어서, 상기 제어부는, 상기 단말에 대한 하향링크 데이터를 검출하고, 상기 하향링크 데이터의 발생을 나타내는 알림을 상기 제1 계층으로 제공하고, 상기 알림에 대응하여, 상기 단말의 상태를 상기 제2 하위 상태에서 상기 제1 하위 상태로 전환하는 장치.
  20. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 하위 상태에서 상기 제2 하위 상태로의 전환은, 전환 모드가 활성화된 상태에서 트리거되고,
    상기 전환 모드는, 상기 기지국에 연결된 단말들의 수, 및 상기 기지국과 관련된 무선 베어러들의 수 중 적어도 하나에 기반하여 활성화되는 장치.
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