KR20190102257A

KR20190102257A - 집성 최적화를 통한 x2 중재

Info

Publication number: KR20190102257A
Application number: KR1020197022991A
Authority: KR
Inventors: 아누팜 고얄; 카르티크 라발; 하리쉬 로하르
Original assignee: 패러렐 와이어리스, 인크.
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2019-09-03
Also published as: US10959275B2; US11792870B2; WO2018129488A1; US20210212143A1; KR102531563B1; US20180199391A1; CN110383936A; EP3566537A1; EP3566537B1; EP3566537A4

Abstract

시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 제1 기지국을 제1 기지국 식별자 및 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제1 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스와 연관시키는 단계; 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 제2 기지국을 제2 기지국 식별자 및 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제2 IP 어드레스와 연관시키는 단계; 제1 기지국이 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 사용하여 시그널링 프로토콜 게이트웨이를 통해 제3 기지국과 제1 기지국과 사이의 제1 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계; 및 제2 기지국이 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제2 IP 어드레스를 사용하여 제3 기지국과 제2 기지국 사이의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계를 포함하는 스테이트풀 프록싱을 제공하기 위한 방법이 개시된다.

Description

집성 최적화를 통한 X2 중재

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 변호사 문서 no. PWS-72501US00를 갖고 2017년 1월 6일자로 출원된 "X2 Brokering with Aggregation Optimization"이라는 명칭의 U.S. 가출원 No. 62/443,486의 35 U.S.C. §119(e)하의 이득을 주장하고, 가출원은 본 출원에서 그 전체가 참조로 포함된다. 본 출원은 또한 "Dynamic Multi-Access Wireless Network Virtualization"이라는 명칭으로 2014년 5월 15일자로 공개된 U.S. 특허출원 공개 No. US20140133456 및 "Federated X2 Gateway"라는 명칭으로 2015년 9월 10일자로 공개된 U.S. 특허출원 공개 No. US20150257051를 모든 목적을 위해 그 전체를 참조로 포함한다. 또한, 다음의 문서들이 모든 목적을 위해 그 전체가 본 출원에 참조로 포함된다: X2를 S1 대신 유추하여 "Handovers with Simplified Network Topology"라는 명칭으로 변호사 문서 no. PWS-71756US02를 갖는 U.S. 특허출원 No. 15/721728; "X2 Brokering Between Inter-3GPP Release eNodeB's"라는 명칭으로 변호사 문서 번호 no. PWS-71756US03를 갖는 U.S. 특허출원 No. 15/782819; "IuGW Architecture"라는 명칭으로 변호사 문서 no. PWS-71850US01를 갖는 U.S. 특허출원 No. US20170273134A1; 및 "Congestion and Overload Reduction"이라는 명칭으로 변호사 문서 no. PWS-71770US01을 갖는 U.S. 특허출원 No. US20160044531 A1.

배경

X2 인터페이스 및 X2 애플리케이션 프로토콜(본 명세서에서 X2 프로토콜 또는 X2AP로 지칭됨)은 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution)(LTE) 무선 액세스 네트워크 내의 두 개의 eNodeB 사이에 포인트-투-포인트 통신을 제공하기 위해 정의된 인터페이스 및 프로토콜이다. X2 인터페이스는 시그널링 정보의 교환을 지원하고 터널을 통해 하나의 eNodeB로부터 다른 eNodeB로의 패킷들의 포워딩도 지원한다. X2 인터페이스는 본 명세서에서 참조로 포함되는 3GPP TS 36.420과 같은 다양한 3GPP 기술 사양들에서 정의되고 명시되어 있다. X2 인터페이스는 이동성 관리(예를 들어, 핸드오버들); 부하 관리; 일반적인 오류 상황들의 보고; X2 리셋; X2 셋업; 및 eNB 구성 업데이트를 비롯한, 많은 애플리케이션을 지원하는 X2 애플리케이션 프로토콜에 의해 사용된다. X2 애플리케이션 프로토콜은 참조로서 본 명세서에 포함되는 3GPP TS 36.423에서 정의되고 명시되어 있다. 다음의 3GPP 기술 사양들이 본 명세서에 참조로 포함된다: 본 출원의 우선일 날짜로 TS 36.423; TS 36.420; TS 36.421; TS 23.402; TS 24.302; 및 TS 24.312. X2 애플리케이션 프로토콜은 또한 향후 5G 네트워크 기술을 위한, 특히 4G/LTE 기술과의 인터페이스를 위한 표준으로서 3GPP에서 주로 채택되었으며, Xn이라 불리는 5G 특정 표준 프로토콜로 보완된다.

일 실시예에서, 방법이 개시될 수 있으며, 방법은: 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 제1 기지국을 제1 기지국 식별자와 연관시키는 단계 - 시그널링 프로토콜 게이트웨이는 기지국들 사이의 제어 평면 시그널링 프로토콜 및 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제1 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)(IP) 어드레스를 게이트웨이 서비스들에 제공함 -; 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 제2 기지국을 제2 기지국 식별자 및 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제2 IP 어드레스와 연관시키는 단계; 제1 기지국이 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 사용하여 시그널링 프로토콜 게이트웨이를 통해 제3 기지국과 제1 기지국과 사이에 제1 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계; 및 제2 기지국이 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제2 IP 어드레스를 사용하여 제3 기지국과 제2 기지국 사이의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계를 포함한다.

시그널링 프로토콜 게이트웨이는 시그널링 프로토콜 연결의 스테이트풀 프록싱(stateful proxying)을 제공하고, 이에 의해 제3 기지국이 제1 기지국의 IP 어드레스 및 제2 기지국의 IP 어드레스 없이 시그널링 프로토콜 게이트웨이를 통해 제1 및 제2 기지국과의 연결을 설정할 수 있게 한다. 기지국들 간의 제어 평면 시그널링 프로토콜은 X2 또는 Xn 프로토콜일 수 있고, 제1 기지국 식별자는 확장된 셀 글로벌 식별자(extended cell global identifier)(eCGI)일 수 있고, 제1 기지국은 eNodeB 또는 gNodeB일 수 있다.

방법은 제3 기지국을 제3 기지국 식별자 및 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제3 IP 어드레스와 연관시키는 단계, 제4 기지국을 제4 기지국 식별자 및 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제4 IP 어드레스와 연관시키는 단계, 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제3 IP 어드레스를 사용하여 제1 기지국과 제3 기지국 사이의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계, 및 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제4 IP 어드레스를 사용하여 제1 기지국과 제4 기지국 사이의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계를 더 포함하고, 이에 의해 제1 기지국이 제3 기지국의 IP 어드레스 및 제4 기지국의 IP 어드레스 없이 시그널링 프로토콜 게이트웨이를 통해 제3 및 제4 기지국과의 연결을 설정할 수 있게 한다.

방법은 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 복수의 가상화된 기지국과의 복수의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하기 위해 단일 게이트웨이를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 IP 어드레스를 통해 제1 및 제2 기지국 간의 X2 연결들의 중재(brokering)를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 기지국 식별자는 제2 기지국 식별자일 수 있다. 제1 기지국 식별자 및 제2 기지국 식별자는 셀 글로벌 식별자들(CGI) 또는 확장된 CGI(eCGI) 식별자들일 수 있고, 제1 기지국 식별자 및 제2 기지국 식별자는 이들의 하위 여덟 비트가 상이하다. 방법은 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 제1 네트워크 인터페이스에서 제1 또는 제2 기지국으로부터 요청들을 수신하는 단계 및 제2 네트워크 인터페이스를 사용하여 응답들을 제3 기지국에 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 단일 스트림 제어 전송 프로토콜(single stream control transmission protocol)(SCTP) 연결을 통해 다수의 시그널링 프로토콜 연결을 다중화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 IP 어드레스들의 풀(pool)로부터 IP 어드레스들을 할당하는 단계, 및 할당된 IP 어드레스들을 기지국 식별자들과 연관시키는 단계, 및 연관된 IP 어드레스들을 기지국 식별자들로 또는 기지국 식별자들로부터 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서, 제1 기지국으로부터 제3 기지국을 향한 메시지를 수신하는 단계, 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 소스 IP 어드레스로서 표시하도록 메시지를 재기입하는 단계, 및 메시지를 제3 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 제1 기지국 및 제2 기지국에 대한 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제1 및 제2 IP 어드레스를 제3 기지국에 광고하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 제1 기지국으로부터 제1 메시지를 수신하는 단계, 제2 기지국으로부터 제2 메시지를 수신하는 단계, 및 제2 메시지가 아닌 제1 메시지를 제3 기지국에 프록시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른, 3GPP 무선 네트워크의 아키텍처 다이어그램이다.
도 2은 일부 실시예에 따른, 무선 네트워크의 아키텍처 다이어그램이다.
도 3은 일부 실시예에 따른, 무선 네트워크에서 X2 연결들의 개략도이다.
도 4는 일부 실시예에 따른, IP 최적화된 X2 중재(X2 brokering)를 도시하는 무선 네트워크의 아키텍처 다이어그램이다.
도 5는 일부 실시예에 따른, 다수의 매크로 eNodeB를 갖는 액세스 노드의 X2 셋업을 도시하는 호 흐름(call flow)이다.
도 6은 일부 실시예에 따른, 단일 매크로 eNodeB와 결합하는 다수의 eNodeB의 X2 셋업을 도시하는 호 흐름이다.
도 7은 일부 실시예에 따른, 액세스 노드에 대한 다수의 매크로 eNodeB의 X2 셋업을 도시하는 호 흐름이다.
도 8은 일부 실시예에 따른, X2 중재 서버의 개략도이다.
도 9는 일부 실시예에 따른, 강화된 기지국의 개략도이다.

X2AP 프로토콜은 EPC 코어로부터 핸드오버 부하를 오프로드(offload)할 수 있게 하고 핸드오버가 수행되어야 하는 개별 eNB들에 집중시킨다. 그러나 네트워크가 다수의 소형 셀로 구성되어 있다면, 이 프로토콜은 유지하기가 어려운 메시 기반 네트워크 아키텍처(mesh based network architecture)를 실시하기도 한다. 병렬 무선 X2 브로커(Parallel Wireless X2 broker)(HNG)는 X2AP 프로토콜의 시맨틱들을 유지하는 최적화 기술을 적용하여, 소형 셀들을 집성시켜 추상화함으로써 이 문제를 해소한다.

본 명세서에서 사용되는 것으로, HNG는 무선 액세스 네트워크(radio access network)(RAN)와 코어 네트워크(core network)(CN) 사이에 위치하는 다기능 네트워크 노드이고 본 명세서에서 설명된 X2 중재 기능성 이외에 다수의 다른 기능을 수행할 수 있는, 병렬 무선 HetNet 게이트웨이(Parallel Wireless HetNet Gateway)를 지칭한다. 본 명세서 및 참조된 모든 문서에서 설명된 임의의 하드웨어 및 소프트웨어의 특징들, 구조들, 특성들, 기능들, 모듈들 및 부분들은 임의의 순서 또는 방식으로 결합되거나 분리될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 실시예들은 참조된 문서들에서 식별된 하드웨어상에서 수행될 수 있다.

소형 셀들은 그들의 용이한 설치 및 확장 능력으로 인해 운영자들에 의해 EPS 네트워크의 커버리지/연결성의 공백들을 메우기 위해 점점 더 많이 사용되고 있다. 정의에 의하면 소형 셀들은 더 작은 영역을 커버하기 때문에, 필요한 전체 커버리지를 제공하기 위해서는 더 많은 셀이 필요하다. 소형 셀들의 수가 더 많아지면 특히 SI 기반 핸드오버와 같은 UE 이동성 및 세션 관리 절차로 인해 EPC 코어에는 차례로 큰 시그널링 부하가 전해진다. S1 HO는 MME를 통해 라우팅된다.

EPC를 HO 부하로부터 덜어주기 위해, eNB들이 X2 링크를 통해 서로 직접 통신하고 X2 기반 HO를 수행하도록 하여, X2 HO가 성공적으로 완료되었을 때 UE들 위치만으로 코어(MME)를 업데이트하는 X2AP 프로토콜이 개발되었다. eNB들 간의 X2 링크들/결합들(links/associations)은 네트워크 토폴로지에 관한 지식을 사용하는 구성에 기초하여 미리 생성될 수 있다. 또한 이것은 EPC 코어를 통해 S1에서 전송 네트워크 계층(Transport Network Layer)(TNL) 발견 절차(discovery procedure)를 통해 동적으로 생성될 수 있다. 소스 eNB는 TNL 발견 절차를 통해 타겟 eNB의 X2 엔드포인트를 발견한다. 도 1은 X2 및 S1 링크들을 갖는 전형적인 3GPP 정의된 네트워크 아키텍처를 도시한다.

도 1은 종래 기술에 따른, 3GPP 무선 네트워크의 아키텍처 다이어그램이다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같은 문제점은 다음과 같다. 도 1에서 명백한 바와 같이, 각 소형 셀은 X2 결합을 생성하여야 하는 다른 소형/매크로 셀에 개별적으로 연결하여야 한다. 이것은 배치되어야 하는 많은 수의 소형 셀을 고려하여 볼 때 유지 보수 및 규모 조정하기가 매우 어려운 네트워크 아키텍처와 같은 메시를 초래한다.

이동성 관리 엔티티(mobility management entity)(MME)(101), MME/서빙 게이트웨이(serving gateway)(S-GW)(102) 및 MME/S-GW(103)를 비롯한, 진화된 패킷 코어(Evolved Packet Core)(EPC)의 몇몇 노드는 코어 네트워크 내에 위치한다. 본 개시내용에 도시된 경우에, MME/S-GW는 어떤 세대의 기술이든 코어 네트워크 내 노드들의 임의의 조합을 적절하게 나타내고 있다고 생각한다. 홈 eNB(Home eNB)(HeNB) GW(104)로 표시된 게이트웨이 노드는 EPC와 무선 액세스 네트워크(radio access network)(RAN) 사이의 게이트웨이 역할 및 위치에서 도시된다. X2 GW(111)로 표시된 또 다른 게이트웨이 노드는 일련의 기지국들 중 X2 프로토콜을 위한 게이트웨이 역할을 하는 것으로 도시된다. 도시된 RAN은 4G/LTE를 위한 진화된 범용 이동 통신 시스템 지상 무선 액세스 네트워크(evolved universal mobile telecommunications system terrestrial radio access network)(E-UTRAN)이고, eNodeB(105, 106, 107) 및 다수의 홈 eNodeB(108, 109, 110)를 포함하는 다수의 포함된 기지국을 갖는 것으로 도시된다. 본 개시내용에서 HeNB들이 언급되는 경우, 이 용어는 맥락에 따라 정규 eNB들, 펨토 셀들, 소형 셀들, 가상 셀들, 가상화된 셀들(즉, 가상화 게이트웨이 뒤에 있는 실제 셀들) 또는 3G 기지국들 및 5G 기지국들(gNB들)을 비롯한 다른 셀룰러 기지국들을 포함할 수 있는 다른 등가물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도시된 바와 같이, 각각의 기지국(eNB, HeNB)은 자신의 X2 연결을 이용하여 서로 기지국에 연결된다. 일부 사례에서, 필요한 것은 아래의 도 2에서 도시된 것 - 단일의 X2 브로커가 많은 수의 소형 셀을 집성시키고, 각각의 소형 셀이 X2 브로커와 단일 X2 결합을 생성하는 것 - 이다. 이러한 단일 링크/결합은 가능한 모든 매크로-eNB들 및 X2 브로커에 의해 집성되지 않은 다른 소형 셀들에 충분하여야 한다. 그러나 3GPP X2 프로토콜은 이를 허용하지 않는다. X2AP는 단일의 X2 링크가 X2 결합된 노드들의 쌍을 고유하게 식별한다고 가정하는데, 즉, eNB는 X2 브로커와 같은 집성 엔티티(aggregating entity)에 연결되어 있더라도 다수의 피어 eNB에 연결하기 위해 동일한 X2AP 결합을 사용할 수 없다. 그래서 네트워크를 단순화하기 위해 X2 브로커 노드가 절대적으로 필요할지라도, X2AP 프로토콜 정의에 의하면 동일한 사항에 대해 병목 현상이 있을 것으로 판명하고, 그 대신에 많은 수의 노드와 그에 따른 부기가 요구된다.

종래 기술의 X2 브로커(111)가 존재하는 경우에도, 최적화가 더 필요하다는 것을 또한 주목하여야 한다. X2 브로커의 네트워크/코어 측에 많은 수의 소형 셀이 배치되어 있으면, 소형 셀들은 X2 링크가 관리 가능한 상태로 유지되도록 또한 집성되고/추상화되어야 한다. 그런 다음에는 이 역시 메시 아키텍처를 회피하여야 하는 X2 브로커에 의해 집성된 노드들 간의 X2AP 상호 작용에 관한 문제가 있다.

또한, X2GW의 3GPP 릴리스 12 정의는 동일한 하위 계층의 스트림 제어 전송 프로토콜(stream control transmission protocol)(SCTP) 연결이 X2GW를 통해 다수의 X2AP 피어들에 연결하는 데 사용될 수 있는 전송 계층 문제를 해결한다. 그러나 X2AP 프로토콜 수준에서 연결 문제는 해결되지 않는다. 또한 대다수의 소형 셀은 앞으로 수 년 동안 계속해서 프리-릴리즈 12를 준수할 것으로 예상된다는 것을 또한 주목하여야 한다. 따라서 이것은 이러한 해결책에 따른 문제를 만들어 낸다.

도 2은 일부 실시예에 따른, 무선 네트워크의 아키텍처 다이어그램이다. 예시적인 단일 결합 X2 중재가 도시된다. MME/S-GW들(201, 202 및 203)은 S1 프로토콜을 통해 X2 브로커/게이트웨이(204)와 통신하는 것으로 도시된다. X2 브로커(204)는 자신이 관리하는 각각의 노드, 구체적으로는: HeNB(208); HeNB(209); HeNB(210)로 및 이들로부터의 모든 X2 통신들에 대해 X2 중재 역할을 수행한다. X2 브로커(204)는 또한 이러한 노드들에 대한 S1 연결들을 관리한다. 이와 대조적으로, 강화되지 않은 기지국들(205, 206, 207)은 각 MME/S-GW와의 (예를 들어, 각각의 코어 네트워크와의) S1 연결을 여전히 필요로 한다. 또한, 각각의 관리 받는/강화된 기지국(HeNB들(208, 209, 210))은 이러한 통신들이 X2 브로커를 통해 처리되므로 서로 X2 연결을 필요로 하지 않는다. HeNB 및 eNB는 강화된 노드 및 강화되지 않은 노드를 나타내는 것으로 의미하고; 관리되지 않는 eNB들은 본 명세서에서 매크로 eNodeB들 또는 매크로 기지국들 또는 제3자 기지국들 또는 비 자가 조직 네트워크 관리(non-self-organizing network managed)(비 SON 관리) 셀들이라고도 지칭될 수 있으리라고 생각된다. 본 개시내용의 양태들은 일부 실시예에서 SON 기능성(본 명세서에서 설명된 관리 기능들) 또는 가상화 기능성으로 지칭될 수 있다. "가상화"라는 단어는 본 명세서에서 적절한 상황들에서 (예를 들어, 다수의 셀이 단일 셀로서 보이게 되거나 단일 셀로서 광고되고 있을 때) "집성(aggregation)"과 동의어인 것으로 이해될 수 있다.

또한, eNodeB와 HeNB 간의 X2 통신들은 X2 브로커(204)를 통해 관리된다. X2 브로커는 실제로 다수의 HeNB를 취급하고 있더라도, HeNB 자체가 다른 eNB들에게 단일 피어 eNB로서 나타내도록 HeNB를 가상화하는 기능을 한다. 기본 HeNB들은 아래에서 설명되는 바와 같이 직접 다루어진다.

일부 실시예에서, 위의 문제점에 대한 다음과 같은 해결책들이 제시된다. 여기서 해결해야 할 두 가지 중요한 문제가 있다. 1. X2AP 네트워크 아키텍처에 요구되는 메시 네트워크 아키텍처를 단순화하는 것; 및 2. 네트워크를 단순화하면서 X2 피어 당 하나의 SCTP 전송의 X2AP 시맨틱을 고수하는 것. 병렬 무선 X2 브로커(HNG 또는 HetNet 게이트웨이)는 위에서 언급한 문제점들을 특유한 방식으로 해결한다.

문제 1의 해결책 - 메시 아키텍처의 단순화

첫 번째 문제에 대해, 해결책의 핵심은 방향과 관계없이 소형 셀들의 전역(Global)-eNB-ID의 20 비트 프리픽스(prefix)에 기초하여 집성을 적용하는 데 있다. 이것은 액세스 측상의 20 비트 프리픽스를 공유하는 모든 소형 셀이 논리적으로 단일 매크로-eNB로서 네트워크/코어 측 매크로 또는 소형 셀에 광고된다는 것을 의미한다. 액세스 측상의 개개의 집성된 소형 셀들은 논리 매크로 노드의 서빙 받는 셀들, 즉 매크로-eNB-A로서 명시될 것이다.

유사하게, 반대 방향에서, HNG의 네트워크 측상의 소형 셀들은 전역-eNB-ID의 공통 20 비트 프리픽스에 기초하여 집성된다. 그 다음에 이러한 소형 셀들은 HNG의 액세스 측 노드들에게 논리 매크로 eNB의 서빙 받는 셀들로서, 즉, 매크로-eNB-B로서 광고된다.

따라서, 256 개의 소형 셀은 어느 방향으로든 매크로-eNB들에서 집성될 수 있다. 여기서, 개별 소형 셀들은 방향에 관계없이 X2 브로커와의 단일 X2AP 연결을 생성한다. 따라서, 매크로-eNB-A에 대한 256 개의 X2AP 액세스 측 연결은 (X2 피어 매크로-eNB-B와 관련하는) HNG에 의해 생성된다. 마찬가지로, 매크로-eNB-B에 대한 256 개의 X2AP 코어 측 연결은 (X2 피어 매크로-eNB-A 관련하는) HNG에 의해 생성된다. 따라서, 전반적인 X2AP 512 개의 연결은 X2 브로커로서 작동하는 HNG를 통해 생성된다. 이것은 메시 아키텍처에서 생성되어야 하는 65536 개 X2AP 연결과 비교하여 볼 때 엄청난 절약이다.

또한, 매크로-eNB-A에 의해 집성된 액세스 측상의 256 개의 소형 셀은 서로 개별 32640 개 X2AP 결합을 생성할 필요가 없다. 이들은 HNG와 단지 하나의 X2 결합을 가질 수 있고, HNG는 나머지의 집성된 255 개의 소형 셀을 매크로-eNB-C라는 서빙 받는 셀들로서 광고한다. 되풀이 하자면, X2AP 연결들의 수가 대폭 절감된다.

도 3은 일부 실시예에 따른, 무선 네트워크에서 X2 연결들의 개략도이다. X2 메시 단순화는 이 도면에 도시된다. 병렬 무선 HetNet 게이트웨이 [TM] 또는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 X2 중재가 강화된 다른 게이트웨이는 제1 액세스 네트워크("액세스 IP"로 표시됨)와 제2 액세스 네트워크("네트워크 IP"로 표시됨) 사이에 위치한다. 기지국들(301, 302, 303) 또는 임의의 수의 기지국들을 포함하는 제1 액세스 네트워크는 SON에 의해 관리되고 가상화(예를 들어, 관리된 셀들)되고, 매크로 셀들, 소형 셀들 등일 수 있다. 제2 액세스 네트워크(셀들(304, 305, 306))는 비-SON 관리된 셀 또는 제3자 셀이다. 비-SON 관리된 소형 셀들의 집성은 관리된 소형 셀들을 향해 게이트웨이(307)에서 수행되고 그 반대도 마찬가지이다. 각각의 경우에, HNG(307)와 셀들 사이에는 X2 링크들이 설정된다. 각 셀의 셀 ID는 도면에 도시되어 있으며, 마지막 두 개의 16 진수는 셀 ID의 하위 8 비트("00, 01, FF")를 표시한다. 게이트웨이의 한쪽에 있는 셀의 경우, 셀은 프록시로서 게이트웨이에 액세스할 수 있으며, 게이트웨이는 게이트웨이의 다른 쪽에 있는 모든 셀들(최대 256 개 노드)을 단일 eNodeB로서 가상화하고 IP들을 할당할 것이고 네트워크 어드레스 변환과 프록싱 및 소거/억제를 수행하여 원하는 시맨틱들을 가능하게 할 것이다.

문제 2의 해결책 - X2AP 시맨틱들의 유지

하나의 중요한 해결책의 양상은 액세스 측상의 매크로-eNB(집성되지 않은 노드) 당 하나의 IP 어드레스를 사용하는 데 있다. 몇 가지 해결책이 아래에 설명된다.

해결책 1 - 액세스 측상의 매크로-eNB 당 하나의 IP

본질적으로 소형 셀들에 대한 HeNBGW로서 작용하는 HNG는 S1 링크들을 통해 소형 셀들을 집성시킨다. 그러나 이것은 X2 인터페이스를 통해 소형 셀들을 향해 매크로-eNB들 및 기타 집성되지 않은 소형 셀들을 또한 프록시한다. 따라서, 집성된 소형 셀이 타겟 셀(예를 들어, 매크로-eNB)에 대해 TNL 발견 절차를 시작할 때, HNG는 그 소형 셀의 매크로-eNB(예를 들어, HNG-IP1)에 대한 액세스 측 IP 어드레스를 할당하고 TNL 발견 절차 자체에 응답하고/그 자체를 완료한다. 따라서 집성된 소형 셀은 본질적으로 액세스 측 HNG IP를 매크로-eNB 엔드포인트로 간주한다. 그런 다음 집성된 소형 셀은 이것을 타겟 IP로 사용하여 X2 결합 셋업을 개시한다. 그 다음에 HNG는 집성된 소형 셀과 매크로-eNB 사이의 X2 셋업을 프록시한다. 매크로-eNB는 HNG 코어 X2 엔드포인트를 X2 피어(소형 셀) 엔드포인트로서 간주할 뿐이라는 것을 주목하여야 한다. 집성된 소형 셀이 다른 매크로-eNB를 발견하려고 시도하면 되풀이하여 동일한 사항이 적용된다. 이번에만 HNG는 상이한 액세스 측 IP 어드레스(예를 들어, HNG-IP2)를 할당한다. 나머지 절차는 그대로 동일하다. 따라서, 집성된 소형 셀의 경우, HNG에 의해 매크로-eNB (집성되지 않은 eNB) 당 동적으로 개별 X2 엔드포인트들이 생성되고, 이에 따라 X2AP 프로토콜을 준수하게 된다.

도 4는 일부 실시예에 따른, IP 최적화된 X2 중재를 도시하는 무선 네트워크의 아키텍처 다이어그램이다. MME/S-GW(401, 402, 403)뿐만 아니라, X2 브로커(404), 관리되지 않는 eNodeB들(405, 406, 407) 및 관리된/중재된 HeNodeB들(407, 408, 409)이 도시된다.

도 4에서, HeNB1(407)은 eNB-1 및 eNB-2에 각각 연결하려고 할 때 X2 브로커와 개별 X2 결합들을 설정한다. HeNB-2(408)에도 동일하게 적용된다. 그러나, 매크로 eNB들(eNB1(406) 또는 eNB2(407))은 도 4에 도시된 바와 같이 HeNB-1 및 HeNB-2 둘 다에 연결하는 것으로 가정할 때라도 여전히 X2 브로커(404)와 단일 X2 결합을 생성한다는 것을 주목하여야 한다. X2 브로커는 HeNB-1 및 HeNB2 둘 다를 자신의 서빙 받는 셀들로서 매크로-eNB들에게 광고한다. 이것은 X2 프로토콜의 시맨틱들을 유지하면서 X2 연결들과 관련하여 EPC를 단순화한다.

방법론은 X2 브로커가 소형 셀 당 액세스 측상의 다수의 IP를 지원한다고 가정한다. IP들의 수는 소형 셀이 연결하고자 하는 매크로-eNB들의 수에 정비례한다. PW-HNG에 의해 구현된 X2 브로커는 집성된 다수의 소형 셀 전체에 걸쳐 IP 어드레스를 재사용할 수 있게 함으로써 이러한 문제들을 해결한다. 따라서, 아래의 도 4에서, HNG는 eNB-1 및 eNB-2를 향한 HeNB-1 및 HeNB-2 둘 모두에 대한 X2 결합을 생성하기 위해 동일한 IP들, 즉 HNG-IP1 및 HNG-IP2를 광고할 수 있다.

또는, HNG는 eNB들, 즉 eNB-3 및 eNB-4와 완전히 상이한 세트에 연결하기 위해 동일한 IP들, 즉 HNG-IP1 및 HNG-IP2를 HeNB-2에게 광고할 수 있다. 따라서 본질적으로 HNG의 액세스 측 IP들은 자기들이 서빙하는 소형 셀들 전체에 걸쳐 아무런 상관 관계가 없다. IP들의 세트가 되는 유일한 조건은 소형 셀 당 매크로-eNB 당 하나의 고유한 IP를 포함한다.

또한, X2 브로커는 자기가 집성시킨 소형 셀들과의 X2 결합을 종료하기 때문에, X2 브로커에 의해 사용되는 IP 세트는 개인적으로 관리될 수 있다.

해결책 2 - 액세스 측상의 매크로-eNB 당 하나의 포트

각각의 매크로마다 상이한 IP를 사용하는 대신에, 상이한 포트는 액세스 측 소형 셀들과 다수의 매크로-eNB들 사이의 SCTP 결합을 구별하기에 또한 충분해야 한다. 따라서, X2 브로커는 TNL 발견 프로세스 동안 매크로-eNB 당 하나의 고유한 포트를 IP와 함께 소형 셀에 광고하여야 한다. 이 경우, X2 브로커는 액세스 측에서 IP 어드레스를 동일하게 유지한다. 따라서, 모든 소형 셀은 코어 측상의 모든 매크로-eNB에 대해, X2 브로커의 동일한 액세스 측 IP에 연결한다. 되풀이 하면, X2 브로커의 액세스 측 포트들은 이들이 서빙하는 소형 셀들 전체에 걸쳐 아무런 상관 관계가 없다. 포트들의 세트가 되는 유일한 조건은 소형 셀 당 매크로-eNB 당 하나의 고유한 포트를 포함한다.

도 4에서, X2 셋업을 위한 SCTP 결합들은 X2-1 및 X2-2에 대해 X2 브로커의 별개의 IP들이 아닌 별개의 포트들에 기초하여 생성되어야 한다.

3gpp 사양들은 포트 36422만이 X2AP 용으로 사용되는 것을 의무화하고 있다는 것을 주목하여야 하며, 표준에 따르면 X2 셋업을 위해 다른 SCTP 포트를 사용하여 통신하는 옵션은 없다. 따라서 이러한 접근법에는 비표준들에 기반한 구현들 및/또는 eNB들에서의 변경이 수반될 수 있다. 또한, TNL 발견 절차는 포트들이 광고될 수 있도록 수정될 수 있다. 현재, 타겟 eNB에 의해 IP들만이 광고될 수 있다.

위의 시스템들 및 방법들을 도시하는 호 흐름(call flow)들은 다음과 같다.

도 5는 일부 실시예에 따른, 다수의 매크로 eNodeB를 갖는 액세스 노드의 X2 셋업을 도시하는 호 흐름이다. eNB 1(501), HNG(502), MME(503), MeNB 1 및 MeNB 2가 도시된다.

(511)에서, eNB(501)는 MeNB 1을 위해 의도된 구성 요청 및 셋업 요청을 전송한다. HNG는 X2 셋업 요청의 IP 어드레스에 기초하여 적절한 목적지를 파악하고 흐름(512)(구성 전송), (513)(X2 설치 요청을 MeNB1에 포워딩), (514)(HNG 및 MeNB1를 엔드포인트들로 하여, HNG와 MeNB1 사이의 X2 셋업 요청)를 완료한다. 그런 다음에만, HNG는 HNG 자체 및 요청 eNB1을 엔드 포인트들로서 갖는 요청된 X2 연결을 완료(515)한다. 단계들(516, 517, 518, 159, 520)은 eNB1이 MeNB2(505)와 별도의 X2 연결을 셋업하는 것을 보여준다.

호 흐름의 특이한 점들은 다음을 포함한다: 1. HNG는 액세스 측상의 상이한 IP들(IP_M1 및 IP_M2)을 각각 MeNB1 및 MeNB2에 대한 eNodeB1에게 광고하고; 2. HNG는 X2 셋업 요청을 프록시하여 eNodeB1을 MeNB1 및 MeNB2 둘 다에게 서빙 받는 셀로서 광고한다.

도 6은 일부 실시예에 따른, X2 브로커를 통해, 단일 매크로 eNodeB와 결합하는 다수의 eNodeB의 X2 셋업을 도시하는 호 흐름이다. eNodeB1(601), eNodeB2(602), X2 기능성을 제공하는 병렬 무선 HetNet 게이트웨이(HNG)(603), MME(604) 및 매크로 eNodeB(605)가 도시된다. 단계(611)에서, eNB 1은 X2 셋업을 요청한다. 이것이 IP(IP_M1)을 통해 전송됨에 따라, 단계(612)에서 HNG는 이것을 MeNB로 포워딩할 것을 알고 있다. 단계(613)에서, HNG 및 MeNB를 엔드포인트들로 하여, eNB 구성 전송이 수행된다. 단계(614)에서, HNG 및 MeNB를 엔드포인트들로 하여, X2 셋업이 수행된다. 단계(615)에서, IP_M1을 소스 IP 어드레스로 하여, X2 셋업 응답이 HNG로부터 eNB 1로 전송된다. 단계(616)에서, eNB 2로부터 X2 셋업 요청이 전송되고, MeNB(605)의 관점에서 보아, HNG와 MeNB 사이의 연결은 이미 존재하므로, HNG는 MeNB에 되돌아 도달하지 않는 대신 즉시 응답하고 X2 연결을 셋업한다. 단계(617)에서, eNB 2 정보는 MeNB로 포워딩된다. 단계(618)에서, 이것은 MeNB에 의해 수신된다.

호 흐름의 특이한 점들은 다음을 포함한다: 1. HNG는 액세스 측상의 동일한 IP(IP_M1)를 MeNB에 대한 eNodeB1 및 eNodeB2 둘 다에게 광고한다. 2. HNG는 X2 셋업 요청을 프록시하여 eNodeB1을 서빙 받는 셀로서 MeNB에게 광고한다. 3. HNG는 X2 eNB 구성 업데이트 메시지를 전송하여 eNodeB2를 MeNB를 향한 자신의 서빙 받는 셀 목록에 추가한다. HNG와 MeNB 사이에는 단일의 X2 링크만 사용된다.

도 7은 일부 실시예에 따른, X2 브로커를 통해 단일 eNB와 결합하는 다수의 매크로 eNB를 포함하는, 액세스 노드에 대한 다수의 매크로 eNodeB의 X2 셋업을 도시하는 호 흐름이다. eNodeB(701), HNG(702) 및 두 개의 MeNB(703 및 704)가 도시된다. 단계(705)에서, X2 셋업 요청이 MeNB1로부터 HNG(702)로 전송되고, HNG는 어떤 eNB(여기서는 eNB(701))가 원하는 타겟인지를 식별한다. (706)에서 HNG는 구성 전송을 수행한다. 단계(707)에서, HNG는 eNB(701)와 X2 구성을 설정하고, 그런 다음에만 MeNB 1과 X2 연결을 셋업한다. MeNB 2에 대한 제2 X2 셋업 요청 흐름(708), X2 셋업 요청 및 응답(709), 및 셋업 응답(710)이 도시되고; 셋업 요청들(706 및 709)의 소스 IP들은 소스 MeNB들에 기초한다.

호 흐름의 특이한 점들은 다음을 포함한다: 1. HNG는 MeNB1 및 MeNB2의 고유 소스 IP들(IP_M1 및 IP_M2)을 사용하여 eNodeB를 향한 SCTP/X2 셋업을 개시한다.

도 8은 일부 실시예에 따른, X2 중재 서버의 개략도이다. X2 중재 서버(801)는 네트워크의 RAN 측(즉, 게이트웨이의 내부) 상의 eNodeB 1(802) 및 eNodeB 8(803)에 서비스들을 제공하고 이들에 연결된다. X2 중재 서버(801)는 네트워크의 코어 네트워크 측(게이트웨이의 외부) 상의 MME(804), 매크로 eNodeB(805) 및 매크로 eNodeB(806)에 서비스를 제공하고 이들에 연결된다. 일부 실시예에서, X2 중재 서버(801)는 LAC(110)에 대응한다.

X2 중재 서버(801) 내에는 이웃 관계 테이블(neighbor relation table)(NRT)(812) 및 UE 측정 보고 프로세싱 모듈(813)을 포함하는 자가 조직 네트워크(SON) 모듈(811); EPC 유한 상태 머신 모듈(822) 및 매크로 eNodeB 테이블(823)을 포함하는 진화된 패킷 코어(EPC) 모듈(821); eNodeB 유한 상태 머신 모듈(832) 및 eNodeB 테이블(834)을 포함하는 무선 액세스 네트워크(RAN) 모듈(831); 및 UE 유한 상태 머신 모듈(842) 및 S1/X2 핸드오버 매핑 테이블(843)을 포함하는 사용자 장비(user equipment)(UE) 모듈(841)이 있다. 일부 실시예에서, SON 모듈(811)은 NRT 유지, 부하 정보 프로세싱 및 부분 주파수 재사용(fractional frequency reuse)(FFR) 프로세싱을 수행할 수 있고; RAN 모듈(831)은 eNodeB들(802, 803)과의 X2 결합 관리를 수행할 수 있고; EPC 모듈(821)은 매크로 eNodeB들(805, 806)과 X2 결합 관리를 수행할 수 있으며; UE 모듈은 eNodeB들(802, 803) 및 매크로 eNodeB들(805, 806) 간의 X2 핸드오버 및 S1/X2 변환을 수행할 수 있다. 유한 상태 머신 모듈들(822, 832, 842)은 각각 연결된 EPC, UE 또는 RAN의 동작 상태를 모델링하기 위한 하나 이상의 상태를 포함할 수 있다. 하나를 초과하는 FSM은 모듈들(821, 831, 841) 각각에 존재할 수 있으므로, X2 중재 서버(801)는 몇몇 네트워크 노드의 동작 상태를 즉시 모델링할 수 있게 될 수 있다. 위의 모든 관리자/모듈은 서로 상호 작용하여 할당된 기능성을 수행한다.

일부 실시예에서, X2 중재 서버(801)는 하나 이상의 프로세서 포함하고, 각각의 프로세서는 하나 이상의 프로세서 코어를 갖는다. 모듈들(811, 821, 831 및 841)의 각각은 X2 중재 서버(801) 내에서 서로 연결되어 있고, 메모리(도시되지 않음)와 연결된 하나 이상의 공유 프로세서(도시되지 않음) 상에서 실행될 수 있다. X2 중재 서버(801)는 리눅스 오퍼레이팅 시스템과 같은 실시간 오퍼레이팅 시스템을 포함할 수 있고, 다수의 코어 사이에 작업들을 분산시킨 오퍼레이팅 시스템을 포함할 수 있다. X2 중재 서버(801)는 일부 실시예에서 프로세스들, 스레드들, 사용자 모드 또는 커널 모드 프로세스들, 하드웨어 또는 소프트웨어의 프로세스들로서 하나 이상의 모듈(811, 821, 831, 841)을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈들(811, 821, 831, 841)의 각각은 동일한 X2 중재 서버(801) 상에서 실행될 수 있고; 다른 실시예에서, 이러한 모듈들은 네트워크를 통해 연결된 원격 머신 상에서 실행될 수 있다. 일부 실시예에서, 원격 페일오버(remote failover) X2 중재 서버(도시되지 않음)가 X2 중재 서버(801)에서 장애들을 처리하기 위해 이용 가능할 수 있다. 페일오버 메커니즘은 X2 중재 서버(801)에서 그 내부의 각각의 모듈의 체크포인팅 동작들을 포함할 수 있다. 네트워크 프로세싱 작업들, IPsec 작업들, 심층 패킷 검사 작업들 또는 기타 작업들과 같은 특정 동작들은 하드웨어 가속화될 수 있다.

X2 중재 서버(801)는 하나 이상의 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있고; 이러한 네트워크 인터페이스들은 이더넷(10/100/1000/10000 Mbit) 인터페이스들, Wi-Fi(802.11a/b/g/n/ac/af/ad) 인터페이스들, 3G 또는 4G 인터페이스들, 가상 인터페이스들 또는 기타 인터페이스들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 네트워크 인터페이스가 코어 네트워크를 대상으로 할 수 있고; EPC 모듈(821)에 위치되거나 EPC 모듈(821)에 연결될 수 있으며; 이러한 인터페이스는 S1 프로토콜을 사용하여 MME(804)와 통신하고 X2 프로토콜을 사용하여 매크로 셀들(805, 806)과 통신한다. 일부 실시예에서, 다른 네트워크 인터페이스가 적절하게는 S1 또는 X2를 사용하여, RAN들(802)과 통신하기 위해 게이트웨이 내부의 하나 이상의 RAN을 대상으로 RAN 모듈(831)에 연결될 수 있다. 프로토콜들의 변환 또는 상호 연동(interworking)은 적절하게는 모듈들(811, 821, 831 또는 841) 중 하나 이상에서 발생할 수 있다. 일부 실시예에서, SON 모듈(811)은 또한 RAN들(802, 803)과 통신하기 위한 인터페이스에 연결될 수 있고; 이러한 인터페이스는 SON 인터페이스라고 표시될 수 있으며, NETCONF 프로토콜(XML over HTTPS)이 네트워크 구성, 조정 및 조화 동작들과 관련하여 독점적 또는 비 독점적 방식으로 RAN들(802, 803)과 통신하는 데 사용될 수 있다.

도 9는 일부 실시예에 따른, 강화된 기지국의 개략도이다. 강화된 기지국은 메시 네트워크 기지국일 수 있다. 메시 네트워크 기지국(900)은 프로세서(902), 프로세서와 통신하는 프로세서 메모리(904), 기저대역 프로세서(906), 및 기저대역 프로세서와 통신하는 기저대역 프로세서 메모리(908)를 포함할 수 있다. 기지국(900)은 또한 제1 무선 송수신기(910) 및 제2 무선 송수신기(912), 내부 범용 직렬 버스(universal serial bus)(USB) 포트(916) 및 USB 포트(914)에 연결된 가입자 정보 모듈 카드(subscriber information module card)(SIM card)(918)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 무선 송수신기(912) 자체는 USB 포트(916)에 연결될 수 있고, 기저대역 프로세서로부터의 통신 신호들은 USB 포트(916)를 통과할 수 있다.

진화된 패킷 코어(EPC), 구체적으로는 코어 네트워크 EPC(도시되지 않음) 및 로컬 진화된 패킷 코어(EPC) 모듈(920)을 포함하는 EPC와의 통신들을 중재하기 위한 가상화 계층(930)이 또한 포함될 수 있다. 로컬 EPC(920)는 백홀 링크(backhaul link)가 이용 가능하지 않을 때 사용자들을 인증하고 다른 EPC 종속 기능들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 로컬 EPC(920)는 로컬 HSS(922), 로컬 MME(924), 로컬 SGW(926) 및 로컬 PGW(928)뿐만 아니라 다른 모듈들을 포함할 수 있다. 로컬 EPC(920)는 이러한 모듈들을 소프트웨어 모듈들, 프로세스들 또는 컨테이너들로서 통합할 수 있다. 로컬 EPC(920)는 대안적으로 이러한 모듈들을 소수 개의 모놀리식 소프트웨어 프로세스들로서 통합할 수 있다. 가상화 계층(930) 및 로컬 EPC(920)는 각각 프로세서(902)상에서 또는 다른 프로세서상에서 실행될 수 있거나, 다른 디바이스 내에 위치될 수 있다.

프로세서(902) 및 기저대역 프로세서(906)는 서로 통신한다. 프로세서(902)는 라우팅 기능들을 수행할 수 있고, 네트워크 구성에서 스위치가 필요한지를/필요할 때를 결정할 수 있다. 기저대역 프로세서(906)는 프로세서(902)로부터의 명령어들에 기초하여 무선 송수신기들(910 및 912) 둘 다에 대한 무선 신호들을 생성하고 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서들(902 및 906)은 동일한 물리적 로직 보드 상에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 이들은 개별적 로직 보드 상에 있을 수 있다.

제1 무선 송수신기(910)는 LTE eNodeB 기능성 또는 5G gNodeB 기능성을 제공할 수 있는 무선 송수신기일 수 있고, 더 높은 전력 및 다중 채널 OFDMA가 가능할 수 있다. 제2 무선 송수신기(912)는 LTE UE 기능성을 제공할 수 있는 무선 송수신기일 수 있다. 송수신기들(910 및 912)은 둘 다 하나 이상의 LTE 대역을 통해 수신하고 송신할 수 있다. 일부 실시예에서, 송수신기들(910 및 912) 중 하나 또는 둘 다는 LTE eNodeB 및 LTE UE 기능성 둘 다를 제공할 수 있다. 송수신기(910)는 주변 성분 상호접속-고속(Peripheral Component Interconnect-Express)(PCI-E) 버스를 통해 및/또는 도터카드(daughtercard)를 통해 프로세서(902)에 연결될 수 있다. 송수신기(912)는 사실상 사용자 장비를 에뮬레이팅하는 LTE UE 기능성을 제공하기 위한 것이므로, 동일하거나 상이한 PCI-E 버스를 통해 또는 USB 버스에 의해 연결될 수 있고, 또는 SIM 카드(918)에도 연결될 수 있다.

SIM 카드(918)는 시뮬레이션된 UE를 진화된 패킷 코어(EPC)에 인증하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다. 운영자 EPC로의 액세스가 이용 가능하지 않을 때, 로컬 EPC(920)가 사용될 수 있거나, 네트워크상의 다른 로컬 EPC가 사용될 수 있다. 이러한 정보는 SIM 카드 내에 저장될 수 있고, 국제 이동 장비 식별(International Mobile Equipment Identity)(IMEI), 국제 이동 가입자 식별(International Mobile Subscriber Identity)(IMSI), 또는 UE를 식별하는 데 필요한 다른 파라미터 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 디바이스(900)가 통상적인 UE가 아니고 그 대신에 디바이스(900)에 백홀을 제공하기 위한 특수 UE이라는 것을 타겟 eNodeB에게 식별시키기 위해 특별한 파라미터들이 또한 SIM 카드에 저장되거나 프로세싱 중에 프로세서에 의해 제공될 수 있다.

유선 백홀 또는 무선 백홀이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 유선 백홀은 이더넷 기반 백홀(기가비트 이더넷을 포함함), 광섬유 백홀 연결 또는 케이블 기반 백홀 연결일 수 있다. 또한, 무선 송수신기들(910 및 912) 이외에, Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac/ad/ah, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 마이크로파(시선 마이크로파(line-of-sight microwave)를 포함함), 또는 다른 무선 백홀 연결일 수 있는 무선 백홀이 제공될 수 있다. 유선 및 무선 연결들 중 임의의 연결은 식별된 네트워크 조건들 및 요구들에 따라 액세스 또는 백홀에 사용될 수 있고, 재구성을 위해 프로세서(902)의 제어하에 있을 수 있다.

홈 eNodeB, 로컬 게이트웨이(local gateway)(LGW), 자가 조직 네트워크(SON) 모듈 또는 다른 모듈과 같은 다른 요소들 및/또는 모듈들이 또한 포함될 수 있다. 추가의 무선 증폭기들, 무선 송수신기들 및/또는 유선 네트워크 연결들이 또한 포함될 수 있다.

프로세서(902)는 적절한 네트워크 구성을 식별 할 수 있고, 그에 따라 하나의 네트워크 인터페이스로부터 다른 네트워크 인터페이스로 패킷들의 라우팅을 수행할 수 있다. 프로세서(902)는 메모리(904)를 사용하여, 특히 패킷들을 라우팅하기 위해 사용되는 라우팅 테이블을 저장할 수 있다. 기저대역 프로세서(906)는 송수신기들(910 및 912) 둘 다에 의한 송신 또는 재송신을 위해 무선 주파수 신호들을 생성하는 동작들을 수행할 수 있다. 기저대역 프로세서(906)는 또한 송수신기들(910 및 912)에 의해 수신된 신호들을 디코딩하는 동작들을 수행할 수 있다. 기저대역 프로세서(906)는 메모리(908)를 사용하여 이러한 작업들을 수행할 수 있다.

본 출원의 추가의 실시예들이 고려된다. 특히, X2AP 맥락에서 메시지 억제/생성/중복 제거는 US20160044531 A1에서 S1과 관련하여 기재된 메시지 억제 등의 맥락과 유사하며, 적절한 경우 그 개시내용의 임의의 및 모든 방법은 X2, Xn 등 및 본 개시 내용과 관련하여 사용될 수 있다.

본 개시내용에서, "eNB", "eNodeB" 및 "gNodeB"라는 단어들은 셀룰러 기지국을 지칭하는데 사용된다. 그러나, 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 다른 유형의 기지국들, 구체적으로는 홈 eNodeB(HeNodeB)들뿐만 아니라 임의의 등가물들에 동일한 기능성 및 서비스를 제공하는 것이 가능할 것이라는 것을 이해할 것이다.

본 개시내용에서, "연합된", "가상화된", "프록시" 또는 "프록시된"이라는 단어들은 동일한 개념의 양상들이라고 간주될 수 있다. 예를 들어, 연합된 X2 게이트웨이는 복수의 eNodeB로부터의 X2 메시지들을 연합하고 복수의 eNodeB를 가상화하여 단일의 가상화된 eNodeB를 제공한다는 점에서 X2 가상화를 제공한다고 생각될 수 있다. X2 게이트웨이는 프록시 기능성을 제공함으로써 적어도 부분적으로는 이러한 연합 또는 가상화를 제공하여, 복수의 eNodeB 각각으로부터의 X2 메시지들이 EPC 또는 코어 네트워크 노드로 및 그로부터 X2 게이트웨이에 의해 프록시될 수 있도록 한다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자에게는 다른 의미들이 명백해질 것이다. X2 게이트웨이는 LTE 액세스 제어기 또는 코어 네트워크 노드의 일부일 수 있거나, eNodeB의 일부일 수 있거나, 다른 디바이스와 함께 배치될 수 있거나, 또는 단독으로 독립적인 디바이스일 수 있다.

본 개시내용에서 "소형 셀" 및 "매크로 셀"이라는 용어들이 사용되지만, 이러한 용어는 본 명세서에서의 개념들을 설명하는 데 사용될 뿐이고, 개시된 시스템들 및 방법들과 함께 사용될 수 있는 임의의 셀들에 대한 크기, 전력 레벨 등에 관련해서는 아무것도 시사되지 않으며, 즉, "소형 셀"은 매크로 셀들, 펨토 셀, 다중 무선 액세스 기술(multi-radio access technology)(RAT) 액세스 노드들, 실내 셀들, 실외 셀들 등을 포함하는 것으로 해석 될 수 있다. 본 명세서에서 "X2"라는 단어는 적절하게는 X2를 포함하는 것으로 또는 Xn를 또한 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

다양한 대안적인 실시예가 또한 본 발명자들에 의해 고려된다. 예를 들어, 특정 기능들이 가상화 서버에서 그 대신에, eNodeB에서 또는 다중 무선 액세스 기술 노드(multi-radio access technology node)(multi-RAT) 노드에서 수행될 수 있다. 가상화 서버는 LTE 액세스 제어기로 알려져 있을 수 있다. 가상화 서버의 기능들은 다수의 네트워크 노드 또는 동일 네트워크 노드 내의 다수의 소프트웨어 또는 하드웨어 모듈들에 걸쳐 나누어져 퍼져 있을 수 있고, 물리적으로는 단일 위치 또는 여러 위치에 있을 수 있다. 네트워크 노드는 일부 실시예에서 무선 액세스 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이에 위치하는 데이터 경로에 있을 수 있거나, 또는 네트워크의 다른 위치에 위치될 수 있다. 동축 케이블, 광섬유 케이블 또는 이더넷과 같은 고 대역폭 유선 연결이 백홀에 사용될 수 있고, 또는 마이크로파, 시선 또는 기타 물리적 연결들과 같은 축소 대역폭의 무선 연결이 백홀로서 사용될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 프로토콜들은 더 많거나 적은 지연, 더 많거나 적은 메시 노드들, 더 많거나 적은 데이터 스트림들, 및 다른 대안들에 대해 최적화될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 최적화들은 eNodeB에서, 가상화 서버에서, 무선 자원 할당 및 코딩 선택을 수행하는 기능 내에서, 또는 다른 위치에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 가상화 서버는 전력 조정들을 식별하고 개시하여 채널 품질을 개선할 수 있다.

일부 실시예에서, 메시 네트워크 노드는 어떤 경로들이 특정 시간 간격 동안 최적 경로 또는 최선 경로인지 완전한 또는 부분적인 추측들을 제공할 수 있고, 메시지들을 가상화 서버로 다시 전송하여 이러한 완전한 또는 부분적인 추측들을 전달할 수 있게 할 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 기지국들은 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 전송 프로토콜 또는 다른 무선 인터페이스와 호환 가능할 수 있다. LTE 호환 기지국들은 eNodeB들일 수 있거나, gNodeB일 수 있거나, 또는 다수의 기술을 지원하는 하이브리드 기지국들일 수 있으며, 조정, 메모리 공유, 데이터 구조 공유, 코어 네트워크 노드들과의 공유된 연결들 등과 같은 다수의 셀룰러 네트워크 세대에 걸친 통합을 가질 수 있다. LTE 프로토콜을 지원하는 것 이외에, 기지국들은 UMTS/HSPA, CDMA/CDMA2000, GSM/EDGE, GPRS, EVDO, 다른 3G/2G, 레거시 TDD, 5G 또는 이동 전화에 사용되는 다른 무선 인터페이스들도 지원할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에 설명된 기지국들은 802.11a/b/g/n/ac/ad/af/ah 중 하나를 포함할 수 있는 Wi-Fi 무선 인터페이스들을 지원할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 기지국들은 802.16(WiMAX), 또는 다른 무선 인터페이스들을 지원할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 기지국들은 육상 이동 무선(land mobile radio)(LMR) 관련 무선 주파수 대역들로의 액세스를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 기지국들은 또한 위의 무선 주파수 프로토콜들 중 하나보다 많은 프로토콜을 지원할 수 있고, 지원되는 무선 주파수 프로토콜들의 일부 또는 전부에 대해 전송 전력 조정들을 또한 지원할 수 있다.

전술한 설명은 본 발명의 단지 예시적인 실시예들을 개시하고 설명한다. 일부 실시예에서, 실행될 때, 디바이스로 하여금 본 명세서에서 설명된 방법들을 수행하게 하는 소프트웨어는 컴퓨터 메모리 저장 디바이스, 하드 디스크, 플래시 드라이브, 광학 디스크 등과 같은 컴퓨터 판독 가능 매체상에 저장될 수 있다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 그 정신 또는 본질적인 특성들을 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다. 예를 들어, 무선 네트워크 토폴로지는 유선 네트워크들, 광학 네트워크들 등에도 적용될 수 있다. 방법들은 LTE 호환 네트워크들, UMTS 호환 네트워크들 또는 무선 주파수 데이터 전송을 이용하는 추가의 프로토콜들을 위한 네트워크들에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 디바이스들의 다양한 컴포넌트들은 동일 또는 유사한 기능성을 갖는 컴포넌트들로 추가, 제거 또는 대체될 수 있다. 도면들 및 명세서에서 설명된 바와 같은 다양한 단계가 본 명세서에 설명된 프로세스들에 추가되거나 제거될 수 있으며, 설명된 단계들은 본 발명의 사상과 일관하는 다른 순서로 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 개시내용은 다음의 청구 범위에서 명시되는 본 발명의 범위를 설명하려는 것이지, 그 범위로 제한하려는 것은 아니다.

Claims

방법으로서,
시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 제1 기지국을 제1 기지국 식별자와 연관시키는 단계 - 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이는 기지국들 사이의 제어 평면 시그널링 프로토콜 및 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제1 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)(IP) 어드레스를 게이트웨이 서비스들에 제공함 -;
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 제2 기지국을 제2 기지국 식별자 및 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제2 IP 어드레스와 연관시키는 단계;
상기 제1 기지국이 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 상기 제1 IP 어드레스를 사용하여 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이를 통해 제3 기지국과 상기 제1 기지국과 사이에 제1 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계; 및
상기 제2 기지국이 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 상기 제2 IP 어드레스를 사용하여 상기 제3 기지국과 상기 제2 기지국 사이의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계
를 포함하고,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이는 상기 시그널링 프로토콜 연결의 스테이트풀 프록싱(stateful proxying)을 제공하고,
이에 의해 상기 제3 기지국이 상기 제1 기지국의 IP 어드레스 및 상기 제2 기지국의 IP 어드레스 없이 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이를 통해 상기 제1 및 상기 제2 기지국과의 연결을 설정할 수 있게 하는 방법.
제1항에 있어서,
기지국들 간의 상기 제어 평면 시그널링 프로토콜은 X2 또는 Xn 프로토콜이고, 상기 제1 기지국 식별자는 확장된 셀 글로벌 식별자(extended cell global identifier)(eCGI)이고, 상기 제1 기지국은 eNodeB 또는 gNodeB인 방법.
제1항에 있어서,
상기 제3 기지국을 제3 기지국 식별자 및 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제3 IP 어드레스와 연관시키는 단계,
제4 기지국을 제4 기지국 식별자 및 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 제4 IP 어드레스와 연관시키는 단계,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 상기 제3 IP 어드레스를 사용하여 상기 제1 기지국과 상기 제3 기지국 사이의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계, 및
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 상기 제4 IP 어드레스를 사용하여 상기 제1 기지국과 상기 제4 기지국 사이의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하는 단계
를 더 포함하고,
이에 의해 상기 제1 기지국이 상기 제3 기지국의 IP 어드레스 및 상기 제4 기지국의 IP 어드레스 없이 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이를 통해 상기 제3 및 상기 제4 기지국과의 연결을 설정할 수 있게 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 복수의 가상화된 기지국과의 복수의 시그널링 프로토콜 연결을 설정하기 위해 단일 게이트웨이를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 IP 어드레스를 통해 상기 제1 및 상기 제2 기지국 사이의 X2 연결들의 중재(brokering)를 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 기지국 식별자는 상기 제2 기지국 식별자인 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 기지국 식별자 및 상기 제2 기지국 식별자는 셀 글로벌 식별자들(cell global identifiers)(CGI) 또는 확장된 CGI(extended CGI)(eCGI) 식별자들이고, 상기 제1 기지국 식별자 및 상기 제2 기지국 식별자는 이들의 하위 여덟 비트가 상이한 방법.
제1항에 있어서,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 제1 네트워크 인터페이스에서 상기 제1 또는 제2 기지국으로부터 요청들을 수신하는 단계 및 제2 네트워크 인터페이스를 사용하여 응답들을 상기 제3 기지국에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이가 단일 스트림 제어 전송 프로토콜(single stream control transmission protocol)(SCTP) 연결을 통해 다수의 시그널링 프로토콜 연결을 다중화하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서 IP 어드레스들의 풀(pool)로부터 IP 어드레스들을 할당하는 단계, 및 상기 할당된 IP 어드레스들을 기지국 식별자들과 연관시키는 단계, 및 상기 연관된 IP 어드레스들을 상기 기지국 식별자들로 또는 상기 기지국 식별자들로부터 변환하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이에서, 상기 제1 기지국으로부터 상기 제3 기지국을 향한 메시지를 수신하는 단계, 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 상기 제1 IP 어드레스를 소스 IP 어드레스로서 표시하도록 상기 메시지를 재기입하는 단계, 및 상기 메시지를 상기 제3 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국에 대한 상기 시그널링 프로토콜 게이트웨이의 상기 제1 및 제2 IP 어드레스들을 상기 제3 기지국에 광고하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 기지국으로부터 제1 메시지를 수신하는 단계, 상기 제2 기지국으로부터 제2 메시지를 수신하는 단계, 및 상기 제2 메시지가 아닌 상기 제1 메시지를 상기 제3 기지국에 프록시하는 단계를 더 포함하는 방법.