KR20190114349A - 무선 통신 시스템에서 불연속 수신을 수행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 불연속 수신을 수행하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 송신률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 무선 통신 시스템에서 DRX를 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 개시에서 제공하는 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은 Wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 감지하는 과정과, 상기 WUS에 기초하여 소정의 시간 구간 동안 PDCCH(physical downlink control channel) 또는 페이징 메시지를 감지할 지 여부를 결정하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 불연속 수신을 수행하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING A DISCONTINUOUS RECEPTION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 불연속 수신(discontinuous reception, DRX)을 수행하기 위한 장치 및 방법에 대한 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 송신률을 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 quadratureamplitude modulation) 및 SWSC(sliding window superpositioncoding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(filter bank multicarrier), NOMA(non-orthogonal multipleaccess), 및 SCMA(sparse code multipleaccess) 등이 개발되고 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 효과적으로 불연속 수신(discontinuous reception, DRX)을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, Wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 감지하는 과정과, 상기 WUS에 기초하여 소정의 시간 구간 동안 PDCCH(physical downlink control channel) 또는 페이징 메시지를 감지할 지 여부를 결정하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 트랜시버; 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, Wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 감지하고, 상기 WUS에 기초하여 소정의 시간 구간 동안 PDCCH(physical downlink control channel) 또는 페이징 메시지를 감지할 지 여부를 결정하도록 구성된다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 무선 통신 시스템에서 효과적으로 불연속 수신(discontinuous reception, DRX)을 수행할 수 있도록 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 시스템의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조의 일 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 구조의 일 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조의 일 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 DRX(discrete reception) 동작을 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 송수신하는 과정을 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 WUS를 수신하는 과정의 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 제 1 단말 동작을 수행하는 과정의 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 제 2 단말 동작을 수행하는 과정의 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 대기 모드(idle mode)에서 WUS 신호를 송수신하는 과정을 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 연결 모드(connected mode)에서 WUS 신호를 송수신하는 과정을 도시한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 대기 모드에서 WUS 신호를 수신하는 과정의 흐름도이다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 연결 모드에서 WUS 신호를 수신하는 과정의 흐름도이다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성 모드(RRC inactive mode/state) 또는 RRC 가벼운 연결 모드(RRC lightly connected mode)를 도시한다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 데이터를 송수신하기 위하여 네트워크와 연결을 설정하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드를 지원하기 위한 단말과 기지국 사이의 신호 흐름도이다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역 설정의 일 예를 도시한다.
도 20은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성화 모드 단말의 동작의 일 예를 도시한다.
도 21은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성화 모드 단말의 동작의 일 예를 도시한다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성화 모드 단말의 동작의 일 예를 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.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이하 설명에서 사용되는 통신 방식을 지칭하는 용어, 신호를 지칭하는 용어, 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 시스템의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 1은 LTE 시스템의 구조를 도시한다.
도 1을 참고하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(evolved node B, eNB, Node B 또는 기지국) 105, 110, 115, 120과 MME (mobility management entity) 125 및 S-GW(serving-gateway) 130으로 구성된다. 사용자 단말(user equipment,UE 또는 단말) 135은 eNB 105, 110, 115, 120 및 S-GW 130를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 1에서 eNB 105, 110, 115, 120는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. eNB 105는 UE 135와 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 송신 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 eNB 105, 110, 115, 120가 담당한다. 하나의 eNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 송신 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)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, AMC) 방식을 적용한다. S-GW 130는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME 125의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 2는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 도시한다.
도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(packet data convergence protocol) 계층(layer) 205, 240, RLC(radio link control) 계층 210, 235, MAC(medium access control) 계층 215, 230 및 물리(physical, PHY) 계층 220, 225으로 이루어진다.
PDCP 계층 205, 240는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 송신 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 supportfor 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)
- 재송신 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.)
RLC 계층 210, 235은 PDCP PDU(packet data unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 데이터 송신 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 계층 215, 230은 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)
- 송신 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
물리 계층 220, 225은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 송신하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 3은 본 개시에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템(new radio, NR)의 구조를 도시한다.
도 3을 참고하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(new radio node B, gNB) 310과 AMF(new radio core network) 305로 구성된다. 사용자 단말(new radio user equipment,NR UE 또는 단말) 315은 gNB 310 및 AMF 305를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
gNB 310는 기존 LTE 시스템의 eNB에 대응된다. gNB 310는 NR UE와 무선 채널로 연결되며 기존 eNB보다 월등한 서비스를 제공할 수 있다 320. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 송신 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 gNB 310가 담당한다. 하나의 gNB 310는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 송신을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, OFDM을 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, AMC) 방식을 적용한다. AMF 305는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. AMF는 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, AMF이 MME 325와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME 325는 기존 기지국인 eNB 330과 연결된다. LTE-NR dual connectivity을 지원하는 단말 315은 gNB 310뿐 아니라, eNB 330에도 연결을 유지하면서, 데이터를 송수신할 수 있다 335.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4는 본 개시에서 제안하는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 도시한다.
도 4를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP 계층 405, 440, NR RLC 계층 410, 435, NR MAC 계층 415, 430 및 NR 물리(physical, PHY) 계층 420, 425으로 이루어진다.
NR PDCP 계층 405, 440의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 송신 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)
- 재송신 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 재송신을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC 계층 410, 435의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 데이터 송신 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(Duplicatedetection)
- 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 재송신을 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. 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 계층 415, 430은 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)
- 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)
- 송신 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
NR 물리 계층 420, 425은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 송신하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.
도 4에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC (radio resource control) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속, 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5를 참고하면, 단말은 RF(radio frequency) 처리부 510, 기저대역(baseband) 처리부 520, 저장부 530, 제어부 540를 포함한다.
상기 RF 처리부 510는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부 510는 기저대역 처리부 520로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, RF 처리부 510는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 5를 참고하면 하나의 안테나만이 도시되었으나, 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF 처리부 510는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF 처리부 510는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF 처리부 510는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한, RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 계층을 수신할 수 있다.
기저대역 처리부 520는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부 520는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부 520은 RF 처리부 510로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부 520는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 맵핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부 520는 RF 처리부 510로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 맵핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
기저대역 처리부 520 및 RF 처리부 510는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역 처리부 520 및 RF 처리부 510는 송신부(transmitting unit), 수신부(receiving unit), 송수신부(transmitting and receiving unit), 트랜시버(transceiver) 또는 통신부(communication unit) 등으로 지칭될 수 있다. 나아가, 기저대역 처리부 520 및 RF 처리부 510 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 기저대역 처리부 520 및 RF 처리부 510 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
저장부 530는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부 530는 제 2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제 2 접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부 530는 제어부 540의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 540는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 540는 기저대역 처리부 520 및 RF 처리부 510을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 540는 저장부 540에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 540는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부 540는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부 540는 다중 연결 처리부 542를 포함할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6을 참고하면, 기지국은 RF 처리부 610, 기저대역 처리부 620, 백홀 통신부 630, 저장부 640, 제어부 650를 포함하여 구성된다.
RF 처리부 610는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, RF 처리부 610는 기저대역 처리부 620로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, RF 처리부 610는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 도 6에서 하나의 안테나만이 도시되었으나, 제 1 접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF 처리부 610는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF 처리부 610는 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF 처리부 610는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 송신함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
기저대역 처리부 620는 제 1 무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부 620은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부 620은 RF 처리부 610로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부 620은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 맵핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부 620은 RF 처리부 610로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 맵핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 기저대역 처리부 620 및 RF 처리부 610는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역 처리부 620 및 RF 처리부 610는 송신부(transmitting unit), 수신부(receiving unit), 송수신부(transmitting and receiving unit), 트랜시버(transceiver) 또는 통신부(communication unit) 등으로 지칭될 수 있다.
백홀 통신부 630는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀 통신부 630는 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부 640는 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부 640는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부 640는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부 640는 제어부 650의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 650는 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 650는 기저대역 처리부 620 및 RF 처리부 610을 통해 또는 백홀 통신부 630을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 650는 저장부 640에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 650는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부 650는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP를 포함할 수 있다. 또한, 제어부 650는 다중 연결 처리부 652를 포함할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 DRX(discrete reception) 동작을 도시한다.
DRX는 단말의 전력 소모를 최소화하기 위해 적용되며, 스케줄링 정보를 얻기 위해, 미리 정해진 PDCCH에서만 모니터링하는 기술이다. DRX는 대기 모드(idle mode, 아이들 모드)와 연결 모드(connected mode, 커넥티드 모드)에서 모두 동작 가능하며, 동작 방법은 다소 상이하다.
본 개시는 연결 모드와 관련된다. 단말이 스케줄링 정보를 획득하기 위해, 지속적으로 PDCCH을 모니터링하는 것은 큰 전력 소모를 야기한다. 기본적인 DRX 동작은 DRX 주기 700를 갖고, on-duration 705 동안만 PDCCH을 모니터링한다. 연결 모드에서 DRX 주기는 long DRX 와 short DRX의 두 가지 값이 설정된다. 일반적인 경우엔 long DRX 주기가 적용되며, 필요에 따라, 기지국은 MAC CE(control element)을 이용해, short DRX 주기를 트리거 할 수 있다. 일정 시간이 지난 후, 단말은 short DRX 주기에서 long DRX 주기로 변경한다. 특정 단말의 초기 스케줄링 정보는 미리 정해진 상기 PDCCH에서만 제공된다. 따라서, 단말은 주기적으로 상기 PDCCH만을 모니터링함으로써, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
만약 on-duration 705 동안, 새로운 패킷에 대한 스케줄링 정보가 PDCCH에 의해 수신되면 710, 단말은 DRX 비활성화 타이머(inactivity timer, IAT) 715을 시작한다. 단말은 DRX IAT 동안 활성화(active) 상태를 유지한다. 즉, 단말은 DRX IAT 동안 PDCCH 모니터링을 지속한다. 또한, 단말은 HARQ RTT 타이머 720도 시작한다. HARQ RTT 타이머는 단말이 HARQ RTT(roundtrip time) 시간 동안 불필요하게 PDCCH을 모니터링하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 단말은 HARQ RTT 타이머 720의 시간 동안 PDCCH 모니터링을 수행할 필요가 없다. 다만, DRX IAT와 HARQ RTT 타이머가 동시에 동작하는 동안에는 단말은 DRX IAT를 기준으로 PDCCH 모니터링을 지속한다. HARQ RTT 타이머가 만료되면, DRX 재송신(retransmission, RTX) 타이머를 시작한다 725. DRX RTX 타이머가 동작하는 동안, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행해야 한다. 일반적으로 DRX RTX 타이머의 동작 시간 동안, HARQ 재송신을 위한 스케줄링 정보가 수신된다 730. HARQ 재송신을 위한 스케줄링 정보를 수신하면, 단말은 바로 DRX RTX 타이머를 중지시키고, 다시 HARQ RTT 타이머를 시작한다. 상기 동작은 패킷이 성공적으로 수신될 때까지 지속된다 735.
연결 모드에서의 DRX 동작과 관련된 설정 정보들은 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지를 통해 단말에게 전달된다. on-duration 타이머, DRX IAT, DRX RTX 타이머는 PDCCH 서브프레임(subframe)의 수로 정의된다. 타이머가 시작한 이 후, PDCCH 서브프레임으로 정의된 서브프레임이 설정된 수만큼 지나가면, 상기 타이머가 만료된다. FDD에서는 모든 하향링크 서브프레임(downlink subframe)이 PDCCH 서브프레임에 속하며, TDD에서는 하향링크 서브프레임과 특별 서브프레임(special subframe)이 이에 해당한다. TDD 에서는 동일 주파수 대역에 하향링크 서브프레임, 상향링크 서브프레임(uplink subframe), 특별 서브프레임이 존재한다. 이 중, 하향링크 서브프레임과 특별 서브프레임이 PDCCH 서브프레임으로 간주된다.
기지국은 longDRX와 shortDRX의 두 가지 상태를 설정할 수 있다. 기지국은 통상, 단말로부터 보고되는 전력 선호 지시(power preference indication) 정보, 단말 이동성 기록 정보 및 설정된 DRB의 특성 등을 고려하여 상기 두 가지 상태 중 하나를 이용한다. 두 가지 상태의 천이는 특정 타이머 만료 여부에 따라서 혹은 특정 MAC CE을 단말에게 송신함으로써 이루어진다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 송수신하는 과정을 도시한다.
DRX 동작은 단말의 소모 전력을 절감하는데 유용하다. 이와 더불어, 단말의 소모 전력을 더 절감하기 위해, wake-up 신호(wake-up signal, WUS)이 제안되고 있다. DRX 동작의 핵심은 설정된 DRX 주기 810마다 도래하는 on-Duration 805에서만, 신규 스케줄링이 발생하였는지 확인하는 것이다. 이로 인해, 스케줄링 여부를 확인하기 위해, 모든 시간 구간에서 PDCCH을 모니터링할 필요가 없고, 모니터링을 하지 않은 구간에서는 전력 소모를 절감할 수 있다. 그러나, on-Duration마다 PDCCH을 모니터링하므로, 해당 시간 구간에서 여전히 단말의 전력이 소모된다. 해당 시간 구간에서의 전력 소모도 줄이기 위해, on-Duration이 도래하기 전 매우 짧은 시간 구간에 WUS 815을 송신할 수 있다. WUS 815은 단말이 on-Duration에서 깨어나, 기지국으로부터의 신호를 수신할 필요가 있는지 여부를 지시해준다. 기지국은 도래하는 on-Duration에서 단말에 대한 DL 할당(downlink assignment), UL 승인(uplink grant) 또는 페이징 메시지 등이 전달된 경우, WUS을 on-Duration 전의 소정의 짧은 시간 구간에서 송신한다. 단말이 짧은 시간 구간에서 WUS을 수신하고, WUS가 기지국으로부터의 신호를 수신해야 함을 지시하면, 단말은 도래하는 on-Duration에서 깨어나서, 기지국으로부터의 신호를 수신해야 한다. 그렇지 않고, 단말이 짧은 시간 구간에서 WUS을 수신하지 않거나, 수신된 WUS가 기지국으로부터의 신호를 수신할 필요가 없음을 지시하면, 단말은 도래하는 on-Duration에서 깨어날 필요가 없다. 따라서, 단말은 WUS 동작을 통해, on-Duration에서 깨어날 필요가 있는지 여부를 미리 파악하고, on-Duration에서 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
본 개시에서 단말의 동작은 연결 모드에서의 C-DRX(connected mode DRX) 동작을 기준으로 설명하였으나, 대기 모드에서의 페이징 주기(paging cycle) 동작에서도 적용될 수 있다. 즉, 페이징 구간(paging occasion, PO)이 도래하기 전에 소정의 짧은 시간 구간 동안, 기지국은 WUS을 송신할 수 있으며, WUS은 도래하는 PO에 페이징 메시지가 송신되는지 여부를 지시할 수 있다. 전력 소모 절감 효과를 위해서는 WUS가 송신되는 시간 구간은 on-Duration 혹은 PO의 길이보다 짧아야 한다.
둘 이상의 서빙 셀을 통해, 단말에게 서비스를 제공하는 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation)에서도 WUS을 적용하면 단말의 소모 전력을 절약할 수 있다. 본 개시에서는 캐리어 어그리게이션이 적용될 때, WUS을 수신하기 위하여 단말이 동작하는 방법을 제안한다.
본 개시에서 제안하는 방법은, WUS을 복수 개의 서빙 셀에 설정될 수 있으며, 이 중 하나라도 단말에 의해 감지되면, 단말이 on-Duration 타이머를 구동시키는 것을 특징으로 한다. 만약, WUS을 수신하는 시간 구간이 이미 활성화 시간(active time)이거나 혹은 도래하는 on-Duration이 다른 조건에 따라 이미 활성화 시간으로 간주되는 경우, 단말은 WUS을 감지하는 동작을 수행하지 않지 않는다.
다음의 도 9 내지 도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라서 단말이 WUS를 이용하여 DRX 동작을 수행하는 과정을 나타낸다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 WUS를 수신하는 과정의 흐름도이다.
905 단계에서, 단말은 하나의 서빙 셀, 즉 PCell(primary cell)과 RRC 연결을 성립한다.
910 단계에서, 단말은 기지국으로부터 DRX 동작과 WUS 수신 관련 설정 정보를 제공받는다.
915 단계에서, 단말은 설정 정보로부터 WUS 이 송신될 수 있는 시간 구간(WUS occasion, WUS 구간)을 결정한다. WUS 구간은 DRX 설정 정보에서 DRX 주기 및 on-Duration 구간에 대한 정보를 이용하여 암시적으로(implicitly) 결정되거나, 기지국으로부터 명시적으로(explicitly) 지시된다. 일 예로, on-Duration이 도래하기 직전 소정의 OFDMA 심볼 전부터 on-Duration 전 특정 시점까지의 시간 구간이 WUS 구간으로 간주될 수 있다. 소정의 OFDMA 심볼은 미리 정해지거나, WUS의 정보량에 따라 결정되거나 혹은 기지국으로부터 명시적으로 지시될 수 있다. WUS 구간과 on-Duration 사이에는 소정의 시간 간격이 존재할 수 있다. 이는 단말이 WUS 구간에서 WUS을 감지한 후, WUS을 디코딩하고, on-Duration에서 활성화 시간을 유지할지 여부를 결정하는데 소요되는 시간이다. 상기 소정의 시간 간격은 미리 정해지거나, 기지국으로부터 명시적으로 지시될 수 있다.
920 단계에서, 단말은 PCell에서 DRX 동작과 WUS 수신 동작과 관련된 제 1 단말 동작을 수행한다.
925 단계에서, 단말은 기지국으로부터 캐리어 어그리게이션과 관련된 설정 정보를 제공받고, 둘 이상의 서빙 셀들을 설정한다. 기지국은 WUS가 송신되는 특정 서빙 셀을 설정할 수 있다. 일 예로서, 특정 서빙 셀이란 PCell과 같은 spCell이 될 수 있다. 혹은, 모든 활성화된 서빙 셀에서 WUS을 송신할 수도 있다. 기지국은 셀 그룹 단위로 DRX 설정 정보를 제공하며, 단일 MAC 엔티티(entity)에 의해 제어되는 하나의 셀 그룹에 속한 모든 활성화된 서빙 셀들은 DRX 설정 정보를 적용한다. 따라서, 모든 서빙 셀들에 대해, 단말은 동일한 주기, 관련 타이머 값을 적용하는 동일한 DRX 동작을 수행한다.
930 단계에서, 단말은 복수 개의 서빙 셀들에서 DRX 동작과 WUS 수신 동작과 관련된 제 2 단말 동작을 수행한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 제 1 단말 동작을 수행하는 과정의 흐름도이다.
1005 단계에서, 단말은 WUS 구간에서 WUS을 모니터링한다.
1010 단계에서, 단말은 WUS 구간에서 WUS가 감지되면, WUS 구간 이후 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환되고, on-Duration 타이머를 구동시킨다, 즉 하기 수식들에 따라, on-Duration이 시작된다.
WUS 구간에서 WUS가 감지되고 (WUS가 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환하고 지시), Short DRX 주기가 설정된 경우,
[(SFN Х 10) + subframenumber] modulo (drx-ShortCycle) = (drx-StartOffset) modulo (drx-ShortCycle) 혹은
WUS 구간에서 WUS가 감지되고 (WUS가 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환하고 지시), long DRX 주기가 설정된 경우,
[(SFN Х 10) + subframenumber]modulo (drx-LongCycle) = drx-StartOffset
의 수식을 만족하는 서브프레임 위치에서 on-Duration이 시작한다. 다만, 기지국이 drx-SlotOffset을 설정하는 경우, 도출된 서브프레임의 시작 시점부터 drx-SlotOffset 값이 지난 이후 on-Duration이 시작한다. drx-SlotOffset의 단위는 슬롯이다.
1015 단계에서, 단말은 WUS 구간에서 WUS가 감지되지 않으면, WUS 구간 이후 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환되지 않는다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 제 2 단말 동작을 수행하는 과정의 흐름도이다.
1105 단계에서, 단말은 특정 서빙 셀 혹은 모든 활성화된 서빙 셀들에서 WUS 구간에서 WUS을 모니터링한다. 기지국이 PCell 등 특정 서빙 셀에서만 WUS을 송신한다고 설정했다면, 서빙 셀에서만 WUS 구간 구간에서 WUS을 모니터링한다. 그렇지 않고, 기지국이 모든 활성화된 서빙 셀들에서 WUS을 송신한다고 설정했다면, 모든 활성화된 서빙 셀들에서 동일한 WUS 구간 구간에서 WUS을 모니터링한다.
1110 단계에서, 특정 서빙 셀 혹은 모든 활성화된 서빙 셀들 중에서 적어도 하나의 WUS 구간에서 WUS가 감지되면, 모든 서빙 셀들에서 WUS 구간 이후 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환되고, on-Duration 타이머를 구동시킨다.
WUS 구간에서 WUS가 감지되고 (WUS가 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환하고 지시), Short DRX 주기가 설정된 경우,
[(SFN Х 10) + subframenumber]modulo (drx-ShortCycle) = (drx-StartOffset) modulo (drx-ShortCycle) 혹은
WUS 구간에서 WUS가 감지되고 (WUS가 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환하고 지시), long DRX 주기가 설정된 경우,
[(SFN Х 10) + subframenumber]modulo (drx-LongCycle) = drx-StartOffset
의 수식을 만족하는 서브프레임 위치에서 모든 활성화된 서빙 셀들에 대해서 on-Duration이 시작한다. 다만, 기지국이 drx-SlotOffset을 설정하는 경우, 도출된 서브프레임의 시작 시점부터 drx-SlotOffset 값이 지난 이후 모든 활성화된 서빙 셀들에 대해서 on-Duration이 시작한다. drx-SlotOffset의 단위는 슬롯이다.
1115 단계에서, 특정 서빙 셀 혹은 모든 활성화된 서빙 셀들 중에서 어느 WUS 구간에서도 WUS가 감지되지 않으면, 모든 서빙 셀들에서 WUS 구간 이후 도래하는 on-Duration에서 활성화 시간으로 전환되지 않는다.
다음의 도 12 내지 도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라서 단말이 WUS를 이용하여 DRX 동작을 수행하는 과정을 나타낸다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 대기 모드(idle mode)에서 WUS 신호를 송수신하는 과정을 도시한다.
대기 모드 단말은 WUS 구간 1210이 도래하기 전에 RF, 모뎀등을 구동시키는데 필요한 워밍업(warming-up) 시간 1205을 갖는다. 워밍업 시간은 구현에 따라 단말마다 상이하다. WUS가 송신되는 시간 구간인 WUS 구간은 페이징 구간(paging occasion, PO)이 도래하기 전에 위치한다. WUS 구간이 시작하는 시점은 시스템 정보를 통해, 단말에게 명시적으로 지시되거나 1215, PO 이전에 특정 시점으로 암시적으로 결정된다. 일 예로서, 특정 시점이란 PO에서 가장 가까운 SS 버스트(synchronization sequences burst,SS burst)의 시작 시점이거나, PO 이전에 한 빔 스위핑(beam sweeping) 주기와 소정의 시간 구간 1240의 합친 시간 전인 시점이 될 수 있다. 소정의 시간 구간 1240은 단말이 WUS을 디코딩하고, 도래하는 PO에서 페이징 메시지를 모니터링할지 여부를 판단하는데 필요하다. 소정의 시간 구간은 0 이상의 값을 가지며 기지국이 시스템 정보를 이용하여 명시적으로 지시하거나, 미리 정해진 값이 적용된다. 페이징 메시지를 모니터링한다는 의미는 페이징 메시지를 지시하는 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)을 모니터링하고, 이에 대응하는 페이징 메시지를 수신한다는 것이다.
WUS 구간에서, 기지국은 특정 단말이 도래하는 PO에서 페이징 메시지를 모니터링할 필요가 있다고 판단되면, 자신의 각 송신 빔마다 하나의 WUS을 송신한다. WUS은 빔과 상관없이 모두 동일하다. 기지국은 대기 모드 단말들이 최적으로 수신할 수 있는 송신 빔이 어떤 것인지 인지할 수 없다. 따라서 모든 송신 빔들에 대해, WUS을 송신하는 것이다. 일 예로서, 기지국이 8 개의 송신 빔을 갖고 있다면, 각 송신 빔을 이용하여, 총 8 번의 WUS들 1220이 송신된다. 기지국의 서비스 영역에 위치하는 단말들은 적어도 하나의 송신 빔으로부터 WUS을 감지한다. 또한, WUS을 성공적으로 감지한 빔이 어떤 것인지도 인지할 수 있다. SSB는 하나의 빔에 대응되고, 각 빔들에 대응하는 복수 개의 SSB들이 구성하여 하나의 SS 버스트를 구성한다. SSB와 WUS을 TDM 혹은 FDM 방식으로 결합시켜 송신한다면, 단말 입장에서는 WUS 모니터링을 포함하여 다양한 목적을 위해, SSB가 송신되는 시간 구간만 모니터링하면 되기 때문에 소모 전력을 최적화하는데 유리하다. 그러나, PO가 도래하기 전 일정 시간 구간 내에 SS 버스트가 존재하지 않을 수 있으며, PO와 너무 떨어진 SS 버스트에 WUS을 시간 분할 다중화(time division multiplexing,TDM) 혹은 주파수 분할 다중화(frequency division multiplexing,FDM) 형태로 결합하는 것은 WUS의 목적을 희석시킬 수 있다. 일 예로서, PO와 너무 떨어진 SS 버스트에 WUS을 TDM 혹은 FDM 형태로 결합한다면, SS 버스트와 PO 사이에 발생한 페이징을 반영하지 못한다. 따라서, PO와 PO가 도래하기 이전의 SS 버스트 사이가 일정 시간 구간 이상 떨어진다면, SS 버스트에 구애 받지 않고, 각 송신 빔 별로 WUS을 송신하는 WUS 구간이 존재한다. 그렇지 않고 PO와 PO가 도래하기 이전의 SS 버스트 사이가 일정 시간 구간 이내에서 떨어진다면, WUS는 SSB와 함께 송신된다. 일정 시간 구간은 기지국이 시스템 정보를 통해, 단말에게 명시적으로 지시되거나, PO 이전에 특정 시점으로 암시적으로 결정된다.
차세대 이동통신 시스템에서도 특정 단말에 대한 페이징 메시지는 특정 페이징 프레임(paging frame, PF)에 속한 특정 시간 구간인 페이징 구간 1225에서 송신될 것이다. PO는 복수 개의 시간 슬롯들로 구성되며, 각 시간 슬롯 1230은 기지국의 하나의 송신 빔과 대응된다. 따라서, 시간 슬롯의 개수는 기지국의 송신 빔의 개수와 동일하다. 기지국은 시간 슬롯 동안, 이에 대응하는 송신 빔에서 페이징 메시지를 송신한다. 각 시간 슬롯마다 송신되는 페이징 메시지는 모두 동일하다. 기지국은 대기 모드에 있는 특정 단말의 위치를 알지 못하며, 단말에 가장 적합한 송신 빔도 지정할 수 없다. 따라서, 기지국은 모든 송신 빔에서 동일한 페이징 메시지를 송신할 필요가 있다. 상기와 같이 순차적으로 모든 송신 빔에서 신호를 송신하는 것을 빔 스위핑 이라고 칭한다. 따라서, 송신 빔의 개수가 증가할수록 빔 스위핑 주기 혹은 PO의 길이는 비례하여 증가한다. 일반적으로, 단말도 PO 구간 동안 모든 송신 빔에서 페이징을 모니터링한다. 그리고, 단말은 적어도 하나의 송신 빔으로부터 수신된 페이징을 디코딩하는데 성공한다.
기지국의 서비스 영역에 위치하는 대기 모드 단말들은 적어도 하나의 송신 빔으로부터 WUS을 우선 감지한다. 이 때, 단말은 WUS을 성공적으로 감지한 빔이 어떤 것인지 또한 인지할 수 있다. 따라서, WUS 동작이 없을 때와 같이 PO 구간 동안 모든 송신 빔에서 페이징을 모니터링할 필요가 없다. 즉, WUS을 성공적으로 감지한 빔에서 페이징을 역시 성공적으로 디코딩할 확률이 높기 때문에, 단말은 빔에 대응하는 PO 내의 시간 슬롯 1240에서만 페이징을 모니터링한다. WUS 구간 구간에서 복수 개의 빔들로부터 WUS을 디코딩하는데 성공했을 수도 있다. 경우에 따라서, 단말은 가장 큰 신호 세기를 제공하는 하나의 빔을 선택하거나, 혹은 랜덤하게 하나를 선택할 수 있다. 단말은 선택한 빔에 대응하는 PO 내 시간 슬롯에서 동일 빔으로부터 제공되는 페이징을 모니터링 한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 연결 모드(connected mode)에서 WUS 신호를 송수신하는 과정을 도시한다.
연결 모드 단말은 WUS 구간이 도래하기 전에 RF, 모뎀 등을 구동시키는데 필요한 워밍업과 빔 매니지먼트(beam management) 동작 시간 1305을 갖는다. 연결 모드에서는 on-Duration 전에 최적의 빔을 유지시키기 위한 빔 매니지먼트 동작을 수행한다. 빔 매니지먼트 동작은 크게 두 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 각 빔들의 신호 세기를 측정하고, 두 번째 단계에서는 기지국과 pairing된 송신 빔을 조정할 필요가 있을 시 이를 기지국에 보고하여 갱신한다. 따라서, 연결 모드 단말과 기지국은 빔 매니지먼트 동작 이후, 최적의 빔(beam beam)을 유지하고 있다고 간주한다. 기지국은 연결 모드에 있는 특정 단말에 대해, 어떤 빔이 최적인지를 인지하고 있기 때문에 대기 모드 동작에서처럼, 빔 스위핑 동작을 통해, WUS나 페이징을 송신할 필요가 없이, 최적의 최적의 빔에서 WUS와 페이징을 송신하면 된다.
WUS 1310가 송신되는 시간 구간인 WUS 구간은 on-Duration 1315이 도래하기 전에 위치한다. WUS 구간이 시작하는 시점은 시스템 정보 혹은 전용(dedicated) RRC 시그널링을 통해 단말에게 명시적으로 지시되거나 1330, on-Duration 이전에 특정 시점으로 암시적으로 결정된다. 일 예로서, 특정 시점이란 on-Duration에서 가장 가까운 SS 버스트의 시작 시점이거나, on-Duration 이전에 한 빔 스위핑 주기와 소정의 시간 구간 1335의 합친 시간 전인 시점이 될 수 있다. 소정의 시간 구간 1335은 단말이 WUS을 디코딩하고, 도래하는 on-Duration에서 PDCCH를 모니터링할지 여부를 판단하는데 필요하다. 소정의 시간 구간은 0 이상의 값을 가지며 기지국이 시스템 정보 혹은 전용 RRC 시그널링을 이용하여 명시적으로 지시하거나, 미리 정해진 값이 적용된다. PDCCH을 모니터링한다는 의미는 단말이 기지국으로부터 자신을 위한 DL 할당 혹은 UL 승인, 즉 스케줄링 정보가 제공되는지 여부를 확인하는 과정이다.
WUS 구간에서, 기지국은 특정 단말이 도래하는 on-Duration에서 PDCCH를 모니터링할 필요가 있다고 판단되면, 빔 매니지먼트 동작을 통해, 유지 혹은 갱신된 최적의 빔에서 하나의 WUS을 송신한다. WUS은 SSB와 WUS을 TDM 혹은 FDM 방식으로 결합시켜 송신한다면, 단말 입장에서는 WUS 모니터링을 포함하여 다양한 목적을 위해, SSB가 송신되는 시간 구간만 모니터링하면 되기 때문에 소모 전력을 최적화하는데 유리하다. 그러나, on-Duration가 도래하기 전 일정 시간 구간 내에 SS 버스트가 존재하지 않을 수 있으며, on-Duration와 너무 떨어진 SS 버스트에 WUS을 TDM 혹은 FDM 형태로 결합하는 것은 WUS의 목적을 희석시킬 수 있다. 일 예로서, on-Duration와 너무 떨어진 SS 버스트에 WUS을 TDM 혹은 FDM 형태로 결합한다면, SS 버스트와 on-Duration 사이에 발생한 스케줄링을 반영하지 못한다. 따라서, on-Duration와 on-Duration가 도래하기 이전의 SS 버스트 사이가 일정 시간 구간 이상 떨어진다면, SS 버스트에 구애 받지 않고, 최적의 빔에서 WUS을 송신하는 WUS 구간이 존재한다. 그렇지않고 on-Duration와 on-Duration가 도래하기 이전의 SS 버스트 사이가 일정 시간 구간 이내에서 떨어진다면, WUS는 SSB와 함께 송신된다. 일정 시간 구간은 기지국이 시스템 정보를 통해, 단말에게 명시적으로 지시되거나, on-Duration 이전에 특정 시점으로 암시적으로 결정된다.
기지국은 연결 모드 단말에게 SSB 이외에도 CSI-RS을 설정하고, CSI-RS을 기반으로 셀 측정을 수행하라고 지시할 수 있다. WUS은 CSI-RS와 WUS을 TDM 혹은 FDM 방식으로 결합시켜 송신한다면, 단말 입장에서는 WUS 모니터링을 포함하여 다양한 목적을 위해, CSI-RS가 송신되는 시간 구간만 모니터링하면 되기 때문에 소모 전력을 최적화하는데 유리하다. 그러나, on-Duration가 도래하기 전 일정 시간 구간 내에 CSI-RS가 존재하지 않을 수 있으며, on-Duration와 너무 떨어진 CSI-RS에 WUS을 TDM 혹은 FDM 형태로 결합하는 것은 WUS의 목적을 희석시킬 수 있다. 일 예로서, on-Duration와 너무 떨어진 CSI-RS에 WUS을 TDM 혹은 FDM 형태로 결합한다면, CSI-RS와 on-Duration 사이에 발생한 스케줄링을 반영하지 못한다. 따라서, on-Duration와 on-Duration가 도래하기 이전의 CSI-RS 사이가 일정 시간 구간 이상 떨어진다면, CSI-RS에 구애 받지 않고, 최적의 빔에서 WUS을 송신하는 WUS 구간이 존재한다. 그렇지않고 on-Duration와 on-Duration가 도래하기 이전의 CSI-RS 사이가 일정 시간 구간 이내에서 떨어진다면, WUS는 CSI-RS와 함께 송신된다. 일정 시간 구간은 기지국이 시스템 정보를 통해, 단말에게 명시적으로 지시되거나, on-Duration 이전에 특정 시점으로 암시적으로 결정된다.
앞서 설명하였듯이, WUS은 SSB 혹은 CSI-RS와 함께 송신될 수 있다. 기지국은 WUS을 SSB와 CSI-RS 중 어떤 것과 함께 송신될지를 단말에게 명시적으로 지시되거나, 둘 다 사용되는 것을 설정하되, 특정 조건을 만족하는지에 따라, SSB 혹은 CSI-RS 중 하나와 결합하여, WUS을 송신한다. 일 예로서, SSB 혹은 CSI-RS 중, 도래하는 on-Duration과 일정 시간 구간 이내에서 존재하는 것과 WUS을 TDM 혹은 FDM으로 결합하여 송신한다. 만약 SSB, CSI-RS 모두 일정 시간 구간 내에 존재한다면, 미리 정해진 혹은 설정된 것과 함께 WUS을 송신한다.
기지국의 서비스 영역에 위치하는 연결 모드 단말들은 최적의 빔으로부터 WUS을 우선 감지한다. 단말은 최적의 빔을 인지하고 있기 때문에 on-Duration 동안 모든 송신 빔에서 PDCCH을 모니터링할 필요가 없다. 즉, WUS을 최적의 빔에서 PDCCH을 역시 성공적으로 디코딩할 수 있기 때문에 빔에 대응하는 on-Duration 내의 시간 슬롯 1320에서만 PDCCH을 모니터링한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 대기 모드에서 WUS 신호를 수신하는 과정의 흐름도이다.
1405 단계에서, WUS을 지원하는 단말은 기지국으로부터 WUS 수신을 위해 필요한 설정 정보를 시스템 정보를 통해 제공받는다.
1410 단계에서, 단말은 WUS가 송신되는 구간을 도출한다. WUS 구간은 RF 혹은 통신 모뎀 등을 키고(turn-on) 준비하는데 필요한 워밍업 구간과 도래하는 PO 구간 사이에 위치한다. WUS 구간은 특정 조건이 만족할 경우, SS 버스트의 위치와 일치될 수 있다. WUS 구간의 길이는 WUS을 송신하는 기지국의 송신 빔들이 모두 송신할 수 있는 빔 스위핑 구간과 일치한다.
1415 단계에서, 단말은 도출된 WUS 구간 위치에서 WUS을 모니터링한다.
1420 단계에서, 단말은 각 송신 빔에서 송신되는 WUS 중 적어도 하나를 수신하고, 디코딩한다.
1425 단계에서, 단말은 디코딩에 성공한 WUS을 송신한 기지국 송신 빔에서 페이징 메시지를 모니터링한다. 복수 개의 빔들에서 WUS을 성공했다면, 단말은 관련된 복수 개의 빔들 중 가장 큰 신호 세기를 제공하는 빔 혹은 랜덤하게 선택된 빔에서 페이징 메시지를 모니터링한다. 혹은, 단말은 해당되는 빔들들로부터 수신되는 페이징 메시지들을 소프트 컴바이닝(soft combining)하여 페이징 메시지를 디코딩할 수도 있다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말이 연결 모드에서 WUS 신호를 수신하는 과정의 흐름도이다.
1505 단계에서, 단말은 서빙 기지국에게 자신이 WUS 동작을 지원한다고 보고한다.
1510 단계에서, 단말은 기지국으로부터 WUS 수신에 필요한 설정 정보를 제공받는다.
1515 단계에서, 단말은 워밍업 구간과 WUS 구간 사이에서 빔 매니지먼트 동작을 수행하여 최적의 송신/수신 빔을 유지한다. 만약 이전 최적 빔들을 갱신할 필요가 있다면, 기지국에게 신규 최적 송신 빔으로 갱신해줄 것을 보고한다.
1520 단계에서, 단말은 최적의 빔에서 WUS을 수신하고 디코딩한다. WUS 구간에서 WUS가 송신되지 않거나, WUS가 PDCCH 모니터링이 필요없다고 지시하면, 도래하는 on-Duration에서 PDCCH 모니터링을 수행할 필요가 없다.
1525 단계에서, 단말은 최적의 빔에서 PDCCH을 모니터링한다.
차세대 이동 통신 시스템에서는 일정 시간 동안 데이터의 송수신이 없는 단말을 RRC 대기 모드로 보내지 않고, RRC 비활성화 모드로 보낼 수 있다. RRC 비활성 모드의 단말은 두 종류의 페이징 영역, 즉, 무선 페이징 영역(RAN notification area, RNA)과 코어 네트워크 트래킹 영역(core network tracking area, CN TA)을 가질 수 있다. 일반적으로, 코어 네트워크 트래킹 영역은 한 개 혹은 복수 개의 무선 페이징 영역으로 구성될 수 있다. 단말이 RNA를 변경하게 되면, 무선계층, 즉, AS(Access Stratum) 레벨의 RNA 업데이트 동작을 수행하게 되고, CN TA를 변경하게 되면, 코어계층 즉 NAS(Non-Access Stratum) 레벨의 CN TA 업데이트 동작을 수행한다. 하지만, RNA가 CN TA의 경계에 동시에 존재하는 경우에는 RNA 및 CN TA 업데이트 동작이 독립적으로 트리거링 되고, 이러한 경우, 네트워크는 단말의 상태를 불필요하게 변경하는 경우가 발생한다. 이하 도 16 내지 22의 실시 예들에 따르면, 차세대 이동 통신 시스템에서 RRC 비활성 모드 단말의 페이징 영역을 효과적으로 설정하고, 페이징 메시지를 단말에게 보내고 처리함으로써 RRC 비활성 모드 단말의 이동성을 효과적으로 관리할 수 있는 방법을 제공한다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성 모드(RRC inactive mode/state) 또는 RRC 가벼운 연결 모드(RRC lightly connected mode)를 도시한다.
RRC 비활성 모드는 핸드오버, 페이징 송신 동작으로 인한 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해 대기 모드(idle mode) 혹은 연결 모드(connected mode) 이외에 새롭게 정의된 단말 모드이다. 도 16은 NR 기지국이 LTE 코어 네트워크에 연결되어 있는 상황을 가정한다. NR 코어 네트워크에 적용이 될 경우에도 도 16의 절차를 적용할 수 있으며, 다만, 특정 명칭이나 세부 동작에서는 차이를 보일 수 있다.
새롭게 정의된 단말 모드는 RRC 비활성화 모드(RRC inactive mode) 또는 RRC 가벼운 연결 모드(RRC lightly connected mode) 기타 다른 이름의 모드로 설정될 수 있다. 이하에서는 상기 새롭게 정의된 단말 모드를 RRC 비활성화 모드라고 칭한다.
RRC 비활성화 모드인 단말 1603은, 단말의 UE 컨텍스트(UE context)를 저장하고 S1 연결을 유지하며, 고정 기지국 1602, 1604 혹은 MME에 의해 페이징이 트리거되는 것을 특징으로 한다. 고정 기지국 1602, 1604은 단말의 컨텍스트를 저장하고 있는 기지국으로서, 단말의 이동성을 관리할 수 있다. 따라서, MME 1601는 단말을 연결 모드로 인지하기 때문에, 단말에게 전달할 데이터가 있다면, 페이징을 먼저 트리거하는 것이 아니라, 곧바로 데이터를 기지국에 전달한다. 데이터를 전달받은 기지국은 소정의 무선 페이징 영역, 즉 RNA(RNA notification area) 1605에 모든 기지국들에게 페이징을 포워딩하고, 모든 기지국들이 페이징을 송신한다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 데이터를 송수신하기 위하여 네트워크와 연결을 설정하는 과정의 일 예를 도시한다.
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말, 즉, 대기 모드 단말 1701은 송신할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC 연결 설정(RRC connection establishment) 과정을 수행한다. 단말 1701은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국 1702과 역방향 송신 동기를 수립하고 RRC 연결 요청(RRCConnectionRequest) 메시지를 기지국으로 송신한다 1705. RRC 연결 요청 메시지는 단말 1701의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등을 포함한다. 기지국 1702은 단말 1701이 RRC 연결을 설정하도록 RRC 연결 설정(RRCConnectionSetup) 메시지를 송신한다 1710. RRC 연결 설정 메시지는 RRC 연결 구성 정보 등을 포함한다. RRC 연결 설정 메시지는 시그널링 무선 베어러(signaling radio bearer, SRB)라고도 하며, 단말 1701과 기지국 1702 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다. RRC 연결을 설정한 단말 1701은 RRC 연결 설정 완료(RRCConnetionSetupComplete) 메시지를 기지국 1702으로 송신한다 1715. RRC 연결 설정 완료 메시지는 단말 1701이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME 1703에게 요청하는 서비스 요청(SERVICE REQUEST)이라는 제어 메시지를 포함한다. 기지국 1702은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지를 MME로 송신하고 1720, MME 1703는 단말 1701이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 판단 결과 단말 1701이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME 1703는 기지국 1702에게 초기 컨텍스트 설정 요청(INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST) 메시지를 송신한다 1725. 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지는 데이터 무선 베어러(data radio bearer, DRB) 설정 시 적용할 서비스 품질(qualityof service, QoS) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보, 예를 들어 보안 키(securitykey) 또는 보안 알고리즘(security algorithm) 등의 정보가 포함된다. 기지국 1702은 단말 1701과 보안을 설정하기 위해서 보안 모드 명령(SecurityModeCommand) 메시지 1730와 보안 모드 완료(SecurityModeComplete) 메시지 1735를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국 1702은 단말 1701에게 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지를 송신한다 1740. RRC 연결 재설정 메시지는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말 1701은 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국 1702에게 RRC 연결 재설정 완료(RRCConnectionReconfigurationComplete) 메시지를 송신한다 1745. 단말 1701과 DRB 설정을 완료한 기지국 1702은 MME 1703에게 초기 컨텍스트 설정 완료(INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE) 메시지를 송신하고 1750, 초기 컨텍스트 설정 완료 메시지를 수신한 MME 1703는 S-GW 1704와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 베어러 설정(S1 BEARER SETUP) 메시지와 S1 베어러 설정 응답(S1 BEARER SETUP RESPONSE) 메시지를 교환한다 1755, 1760. S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 송신용 연결이며 DRB와 1 대 1로 대응된다. 상기 과정들이 모두 완료되면 단말 1701은 기지국 1702과 S-GW 1704를 통해 데이터를 송수신한다 1765, 1770. 이처럼, 데이터 송수신 과정의 일 예는 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB 설정의 3단계로 구성된다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드를 지원하기 위한 단말과 기지국 사이의 신호 흐름도이다.
구체적으로, 도 18은 차세대 이동 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드를 지원하기 위한 단말 1801과 기지국 1803의 시그널링 절차를 나타내며, RRC 비활성화 모드 단말 1801의 페이징 영역을 설정하는 절차를 도시한다. 도 18은 NR 기지국이 LTE 코어 네트워크에 연결되어 있는 상황을 가정한다. NR 코어 네트워크로의 적용이 될 경우에도 도 18의 절차를 적용할 수 있으며, 다만, 특정 명칭이나 세부 동작에서는 차이를 보일 수 있다.
도 18은 UE 컨텍스트와 S1 베어러를 재사용하는 절차를 수행하기 위한 단말1801, 고정 기지국(anchor gNB) 1802, 새로운 기지국(New gNB) 1803, MME 1804의 신호 흐름을 도시한다. RRC 연결 모드(RRC connected mode/state)의 단말 1801은 기지국 1802과 데이터 송수신을 수행한다. 데이터 송수신이 중지되면 기지국 1802은 소정의 타이머를 구동하고 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면 1805 기지국은 단말의 RRC 연결을 해제할 것을 고려한다. 기지국 1802은 소정의 규칙에 따라서 단말 1801의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말 1801에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 송신하면서 재개 ID(resume ID, UE 컨텍스트 식별자)를 할당하고 단말이 RRC 비활성화 모드 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(paging area, PA or RAN notification area(RNA) or RAN paging area or CN based paging area) 설정 정보를 송신해줄 수 있다. 이 때, 재개 ID 할당으로 단말 1801은 UE 컨텍스트(UE context)를 저장해야 한다는 것을 알 수 있으며, 혹은 RRC 메시지를 통하여 기지국 1802이 단말 1801에게 RRC 비활성화 모드로 동작하고 UE 컨텍스트를 저장하라고 지시하기 위한 별도의 컨텍스트 유지 지시자(indication)를 보낼 수도 있다 1810. 또한, RRC 메시지는 기지국이 컨텍스트를 유지할 기간 정보 또는 단말이 유효기간 내에 RRC 연결을 재설정하고자 할 때 저장된 컨텍스트를 사용하는 절차를 적용할 수 있는 셀의 리스트 등을 포함할 수 있다. 페이징 영역 설정 정보는 페이징 영역의 식별자(paging area identity or RAN area ID or CN based paging area ID)들 혹은 셀 식별자들의 리스트(List of cell IDs(identifiers))로 구성될 수 있으며, 각 셀 식별자(Cell ID) 별로 추가/삭제 지시자(addition/subtraction indication)가 포함될 수 있다. 추가/삭제 지시자는 1비트 지시자일 수 있으며, 어떤 셀 식별자에 대해서 추가를 지시하는 경우, 페이징 영역에 셀 식별자를 추가할 수 있으며, 어떤 셀 식별자에 대해서 삭제를 지시하는 경우, 페이징 영역에서 셀 식별자를 삭제할 수 있다. RRC 메시지 1810는 RRCConnectionRelease 메시지를 사용할 수 있으며, 혹은 새로 정의한 RRC 메시지를 사용하여 설정 정보들을 포함하여 단말 1801을 RRC 비활성화 모드로 천이시킬 수 있다. 기지국 1802은 단말 1801의 RRC 연결을 해제한 후, 단말 1801의 UE 컨텍스트 및 S1 베어러는 그대로 유지한다 1815. S1 베어러란 기지국 1802과 MME 1804 사이에서 제어 메시지를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-제어 베어러와 기지국 1802과 S-GW 1804 사이에서 사용자 데이터를 주고 받는 용도로 사용되는 S1-사용자 평면 베어러를 지칭한다. S1 베어러를 유지함으로써, 단말 1801이 동일한 셀에서 혹은 동일한 기지국 1802에서 RRC 연결을 설정하려 할 때 S1 베어러 설정을 위한 절차를 생략할 수 있다. 기지국 1802은 유효 기간이 만료되면 UE 컨텍스트를 삭제하고 S1 베어러를 해제할 수 있다. 1810 단계의 RRC 연결 해제 메시지를 수신한 단말 1801은 RRC 비활성화 모드로 전환하게 된다.
기지국 1802은 MME 1804에게 연결 한시 정지를 요청하는 제어 메시지를 송신한다 1820. 제어 메시지를 수신한 MME 1804는 S-GW 1804에게 단말에 대한 하향 링크 데이터가 발생했을 때 하향 링크 데이터를 기지국으로 전달하지 말고 MME에게 페이징 절차를 개시하도록 요청할 것을 지시하고, S-GW 1804는 이에 따라 동작하거나 1835, 혹은 S-GW 1804가 단말 1801에 대한 하향 링크 데이터가 발생했을 때 하향 링크 데이터를 고정 기지국으로 바로 전달하고 고정 기지국 1802이 페이징 메시지를 생성해서 주변 기지국에 전달하도록 할 수 있다 1835. 즉, 하향 링크 데이터를 수신한 고정 기지국 1802은 데이터를 버퍼에 저장하고 페이징 절차를 진행한다. 고정 기지국 1802은 단말 1801의 UE 컨텍스트와 S1-U 베어러를 유지하고 있는 기지국 1802을 지칭한다.
컨텍스트 유지를 지시하는 정보와 Resume ID가 포함된 RRC 연결 해제 메시지1810를 수신한 단말은 RRC 연결은 해제하되, 유효 기간에 대응되는 타이머를 구동하고 유효 셀 리스트를 메모리에 기록할 수 있고, 현재 UE 컨텍스트를 삭제하지 않고 메모리에 유지하고 1825, RRC 비활성화 모드로 천이한다. 상기에서 UE 컨텍스트(UE context)란 단말의 RRC 설정과 관련된 여러 가지 정보를 의미하며 SRB 설정 정보, DRB 설정 정보, 보안 키 정보 등을 포함한다. 이 후, 임의의 이유로 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 발생한다 1830. 이 전 RRC 연결 해제 과정에서 재개 ID를 할당 받지 않았거나 컨텍스트가 유지된다는 점이 지시되지 않은 단말 1801은 도 17에서 설명한 RRC 연결 설정 과정의 일 예에 따라서 동작하지만, 이전 RRC 연결 해제 과정에서 재개 ID를 할당 받거나 RRC 비활성화 모드로 천이할 것을 지시 받은 단말 1801은 저장된 UE 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 시도할 수 있다. 상기에서 RRC 비활성화 모드 단말 1801은 네트워크의 RRC 비활성화 모드 지원(혹은 가벼운 연결(light connection)) 여부에 따라 도 17의 RRC 연결 설정 과정의 일 예에 따른 동작을 수행할 수도 있고, 저장된 UE 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수도 있다. 본 개시에서 각 기지국 혹은 셀은 시스템 정보에 각 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성화 모드(혹은 가벼운 연결(light connection))를 지원하는지 지원하지 않는 지 여부에 대한 지시자를 포함하여 송신할 수 있다. 지시자는 시스템 정보에 포함될 수도 있다. 상기에서 기지국이 RRC 비활성화 모드(혹은 가벼운 연결(light connection))을 지원한다는 것은 하기의 절차들 1850, 1855, 1860, 1865, 1870, 1875, 1880, 1885, 1890을 해당 기지국 혹은 해당 셀이 설정할 수 있고, 지원한다는 것을 말할 수 있다. RRC 비활성화 모드 단말 1801은 RRC 연결을 설정해야 할 필요성이 생기면 현재 캠프-온(camp-on)하고 있는 셀의 시스템 정보를 읽어 들인다. 만약 시스템 정보에 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성화 모드(혹은 가벼운 연결(light connection))을 지원한다는 지시자가 포함되어 있지 않다면, 단말은 도 17의 RRC 연결 설정 과정의 일 예에 따른 동작을 수행할 수 있다 1845. 하지만, 만약 시스템 정보에 기지국 혹은 셀이 RRC 비활성화 모드(혹은 light connection)를 지원한다는 지시자가 포함되어 있다면, 단말 1801은 저장된 UE 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정을 수행할 수 있다 1845. 저장된 UE 컨텍스트를 이용한 RRC 연결 재개 과정은 다음과 같다.
먼저, 단말 1801은 랜덤액세스 절차를 수행하기 위해 프리앰블을 메시지 1에서 송신한다. 기지국 1802은 메시지 1에서 받은 프리앰블에 따라 자원 할당이 가능하면 그에 상응하는 상향링크 자원을 메시지 2에서 단말 1801에게 할당하여 준다. 단말 1801은 수신한 상향링크 자원 정보를 토대로 1810 단계에서 수신한 재개 ID를 포함하여 재개 요청 메시지를 송신한다 1850. 메시지는 RRC 연결 요청 (RRCConnectionRequest) 메시지의 변형된 메시지이거나 새로 정의된 메시지, 예를 들어, RRC 연결 재개 요청(RRCConnectionResumeRequest) 메시지일 수 있다. 기존 고정 기지국 1802에서 연결을 해제하여 RRC 비활성화 모드에 있던 단말 1801이 이동하여 다른 기지국의 셀에 캠프-온한 경우라면 새로운 기지국 1803은 단말의 재개 ID를 수신하고 확인하여 해당 단말 1801이 이전에 어느 기지국에서 서비스를 받았었는지 알 수 있다. 새로운 기지국 1803이 성공적으로 재개 ID를 수신하고 확인하였다면 기존 기지국 1802에서 UE 컨텍스트를 회수해오는 절차를 수행한다(context retrieve procedure) 1855, 1860. UE 컨텍스트는 S1 혹은 X2 인터페이스를 통해서 새로운 기지국 1803이 기존 기지국 1802으로부터 가져올 수 있다.
만약, 새로운 기지국 1803이 재개 ID를 수신하였지만 소정의 이유로 성공적으로 단말 1801을 구별하지 못한 경우는 RRC 연결 설정(RRCConnectionSetup) 메시지를 단말에게 보내고 도 17의 RRC 연결 설정 과정의 일 예에 따른 동작 절차로 돌아가도록 할 수 있다. 즉, RRC 연결 설정(RRCConnectionSetup) 메시지를 단말 1801에게 보내고 단말 1801은 메시지를 수신하면 RRC 연결 설정 완료(RRCConnectionSetupComplete) 메시지를 기지국 1803에게 보내어 연결을 설정할 수 있다. 혹은, 만약 새로운 기지국 1803이 재개 ID를 수신하였지만 성공적으로 단말 1801을 구별하지 못한 경우, 예를 들면, 기존 고정 기지국 1802으로부터 UE 컨텍스트 회수에 실패한 경우, 단말 1801에게 RRC 연결 해제(RRCConnectionRelease) 메시지 혹은 RRC 연결 거절(RRCConnectionReject) 메시지를 보내어 단말의 연결을 거절하고 다시 도 17에서 설명한 일반적인 RRC 연결 설정 절차를 처음부터 시도하도록 하게 할 수 있다.
새로운 기지국 1803은 회수한 UE 컨텍스트를 기반으로 MAC-I를 확인한다 1865. MAC-I는 복원된 UE 컨텍스트의 보안 정보를 적용해서, 즉 보안 키와 보안 카운터를 적용해서 제어 메시지에 대해 단말 1801이 계산한 메시지 인증 코드이다. 기지국 1803은 메시지의 MAC-I, 단말 1801의 컨텍스트에 저장되어 있던 보안 키 및 보안 카운터 등을 이용해서 메시지의 무결성을 확인한다. 그리고 새로운 기지국 1803은 단말 1801의 RRC 연결에 적용할 설정을 결정하고, 설정 정보를 수납한 RRC 연결 재개 메시지(RRCConnectionResume)를 단말에게 송신한다 1870. RRC 연결 재개 메시지는 일반적인 RRC 연결 요구 메시지에 RRC 컨텍스트 재사용을 지시하는 정보(REUSE INDICATOR)가 포함된 제어 메시지일 수 있다. RRC 연결 재개 메시지는 RRC 연결 설정 메시지와 마찬가지로 단말의 RRC 연결 설정과 관련된 각종 정보들이 수납된다. 단말 1801이 일반적인 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 수신한 경우에는 RRC 연결 설정 메시지에서 지시된 설정 정보를 바탕으로 RRC 연결을 설정하지만, RRC 연결 재개 메시지를 수신한 경우에는 저장하고 있는 설정 정보와 제어 메시지에서 지시된 설정 정보를 모두 고려해서 RRC 연결을 설정한다(Delta configuration). 요컨대, 지시된 설정 정보를 저장하고 있는 설정 정보에 대한 델타 정보로 판단해서 적용할 설정 정보를 판단하고 설정 정보 혹은 UE 컨텍스트를 갱신할 수 있다. 예를 들어, RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있다면, 지시받은 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성하고, RRC 연결 재개 메시지에 SRB 설정 정보가 포함되어 있지 않다면 UE 컨텍스트에 저장되어 있는 SRB 설정 정보를 적용해서 SRB를 구성한다.
단말 1801은 갱신된 UE 컨텍스트 및 설정 정보를 적용해서 RRC 연결을 구성하고 기지국 1803에게 RRC 연결 재개 완료 메시지를 송신한다 1875. 그리고, MME에게 연결 한시 정지 해제를 요청하는 제어 메시지를 송신하고 S1 베어러를 새로운 기지국 1803으로 재설정할 것을 요청한다 1880, 1885. MME 1804는 메시지를 수신하면 S-GW 1804에게 S1 베어러를 새로운 기지국 1803으로 재설정하고 단말 1801에 대한 데이터를 정상적으로 처리할 것을 지시한다. 과정이 완료되면 단말 1801은 셀에서 데이터 송수신을 재개한다 1890.
절차에서 기존 고정 기지국 1802에서 연결을 해제하여 RRC 비활성화 모드에 있던 단말 1801이 크게 이동하지 않아서 기존 고정 기지국의 셀1802에 다시 캠프-온한 경우라면 기존 고정 기지국 1803은 1855, 1860의 절차를 수행하지 않고, 1880, 1885의 절차 대신 S1 베어러의 연결 한시 정지 해제만을 수행하고 메시지3에서 지시된 재개 ID를 참조해서 단말 1801의 UE 컨텍스트를 검색하고 이를 토대로 상기의 절차들과 비슷한 방법으로 연결을 재설정할 수 있다.
만약 데이터 송수신이 중지되면 기지국 1803은 소정의 타이머를 구동하고 타이머가 만료될 때까지 데이터 송수신이 재개되지 않으면 1895, 기지국 1803은 단말 1801의 RRC 연결을 해제할 것을 고려한다. 기지국 1803은 소정의 규칙에 따라서 단말 1801의 RRC 연결을 해제한 후 UE 컨텍스트를 저장하고 단말 1801에게 RRC 연결을 해제할 것을 지시하는 제어 메시지를 송신하면서 재개 ID를 할당하고 단말 1801이 RRC 비활성화 모드 동안 이동성을 보고할 페이징 영역(paging area, PA or RAN notification area, RAN paging area, CN based paging area) 설정 정보를 송신해준다 1897. RRC 비활성화 모드의 단말 1899은 설정된 페이징 영역을 벗어나게 되면 페이징 영역을 업데이트하는 절차를 수행하게 된다. 페이징 영역 설정 정보는 페이징 영역의 식별자(paging area identity or RAN area ID or CN based paging area ID)들 혹은 셀 식별자들의 리스트(List of cell IDs(identifiers))로 구성될 수 있으며, 각 셀 식별자(Cell ID) 별로 추가/삭제 지시자(addition/subtraction indication)가 포함될 수 있다. 추가/삭제 지시자는 1비트 지시자일 수 있으며, 어떤 셀 식별자에 대해서 추가를 지시하는 경우, 페이징 영역에 셀 식별자를 추가할 수 있으며, 어떤 셀 식별자에 대해서 삭제를 지시하는 경우, 페이징 영역에서 셀 식별자를 삭제할 수 있다. 상기에서 1810의 RRC 메시지는 RRC 연결 해제(RRCConnectionRelease) 메시지를 사용할 수 있으며, 혹은 새로 정의한 RRC 메시지를 사용하여 설정 정보들을 포함하여 단말을 RRC 비활성 모드로 천이시킬 수 있다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역 설정의 일 예를 도시한다.
본 개시에서 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역을 설정하는 방법은 다음과 같다.
NR에서 RRC 비활성화 모드 단말에게 제공되는 제 1 페이징 영역은 CN 기반 페이징 영역(CN based paging area or tracking area)이다. 영역은 RRC 대기 모드 단말을 위해서도 똑같이 제공되고 적용되며, 트래킹 영역 혹은 CN 기반 페이징 영역은 트래킹 영역 식별자(tracking area IDs(identifiers))들의 리스트 혹은 새로운 CN 기반 페이징 영역 식별자들의 리스트로 지시될 수 있다. 기지국은 도 18의 1810 혹은 1897에서 송신하는 RRC 메시지의 페이징 설정 정보를 구성할 때 CN 기반 페이징 영역 식별자(CN based paging area ID or Tracking area ID)를 사용하여 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역을 설정할 수 있다. 상기에서 CN 기반 페이징 영역 식별자는 RRC 대기 모드(idle mode) 단말에게 설정되는 페이징 영역 설정 정보일 수 있으며, 네트워크 (혹은 MME 혹은 Core network)에서 정의한 새로운 영역 설정 정보일 수 있다. 그리고 CN 기반 페이징 영역 식별자는 각 셀의 시스템 정보에서 방송되거나 NAS 메시지를 통해 NR CN에서 직접 전달될 수 있다. 즉, 각 셀에서 시스템 정보로 페이징 영역 식별자를 방송하면 논리적으로 도 19와 같이 페이징 영역 1905, 1910, 1915이 결정될 수 있다. 상기에서 CN 기반 페이징 영역 식별자들로 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역을 설정 받은 단말은 이동하면서 각 셀의 시스템 정보를 읽고, 시스템 정보에서 CN 기반 페이징 영역 식별자 정보를 확인하고 만약 설정된 페이징 영역 식별자에 해당하지 않는다면 페이징 영역을 벗어났다고 판단하고 페이징 영역을 갱신하는 절차를 수행할 수 있다. 상기에서 RRC 메시지의 페이징 설정 정보는 하나 이상의 CN 기반 페이징 영역 식별자를 포함할 수 있다. 제 1 페이징 영역에서 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역 설정 절차는 고정 기지국이 수행할 수 있으며, 혹은 MME (혹은 네트워크의 특정 엔티티)가 수행할 수 있다. 일반적으로 NAS 기반의 이동성 및 페이징 영역 관리 절차이다. 상기에서 고정 기지국은 단말의 컨텍스트를 저장하고 있으며, RRC 비활성화 모드 단말의 이동성을 관리하는 기지국을 지시할 수 있다. 상기 실시 예의 장점은 CN 기반 페이징 영역 식별자가 매우 큰 영역(다수의 셀들)을 포함할 수 있기 때문에 적은 CN 기반 페이징 영역 식별자로 단말의 페이징 영역을 용이하게 설정할 수 있다는 것이다. 하지만 페이징 영역이 크기 때문에 네트워크가 페이징 메시지를 보내어 단말을 찾기까지는 많은 시간이 걸릴 수 있으며, 많은 기지국/셀들에게 페이징 메시지를 전달하기 때문에 시그날링 오버헤드가 발생할 수 있다.
NR에서 RRC 비활성화 모드 단말에게 제공되는 제 2 페이징 영역은 RAN(radio access network) 기반 페이징 영역 (RAN notification area or RAN area)이다.
기지국은 도 18의 1810 혹은 1897에서 송신하는 RRC 메시지의 페이징 설정 정보를 구성할 때 RAN 기반 페이징 영역 식별자(RAN notification area ID or RAN area ID)를 사용하여 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역을 설정할 수 있다. 상기에서 RAN 기반 페이징 영역 식별자가 포함하는 영역은 제 1 페이징 영역에서 설정될 수 있는 CN 기반 페이징 영역 식별자가 포함하는 영역보다 작을 수 있다. 또한 RAN 기반 페이징 영역 식별자는 네트워크에서 정의한 새로운 영역 설정 정보일 수 있으며 각 셀의 시스템 정보에서 방송될 수 있다. 즉, 각 셀에서 시스템 정보로 페이징 영역 식별자를 방송하면 논리적으로 도 19와 같이 페이징 영역이 결정될 수 있다. 상기에서 RAN 기반 페이징 영역 식별자들로 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역을 설정 받은 단말은 이동하면서 각 셀의 시스템 정보를 읽고, 시스템 정보에서 RAN 기반 페이징 영역 식별자 정보를 확인하고 만약 설정된 페이징 영역 식별자에 해당하지 않는다면 페이징 영역을 벗어났다고 판단하고 페이징 영역을 갱신하는 절차를 수행할 수 있다. 상기에서 RRC 메시지의 페이징 설정 정보는 하나 이상의 RAN 기반 페이징 영역 식별자를 포함할 수 있다. 제 2 페이징 영역에서 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역 설정 절차는 고정 기지국이 수행할 수 있으며, 혹은 MME(혹은 네트워크의 특정 엔티티)가 수행할 수 있다. 상기에서 고정 기지국은 단말의 컨텍스트를 저장하고 있으며, RRC 비활성화 모드 단말의 이동성을 관리하는 기지국을 지시할 수 있다. 제 2 페이징 영역의 장점은 RAN 기반 페이징 영역 식별자가 큰 영역(다수의 셀들)을 포함할 수 있기 때문에 상대적으로 적은 RAN 기반 페이징 영역 식별자로 단말의 페이징 영역을 용이하게 설정할 수 있다는 것이다. 하지만 페이징 영역이 조금 크기 때문에 네트워크가 페이징 메시지를 보내어 단말을 찾기까지는 시간이 걸릴 수 있으며, 꽤 많은 기지국/셀들에게 페이징 메시지를 전달하기 때문에 시그널링 오버헤드가 발생할 수 있다. 하지만 제 1 페이징 영역보다 더 작은 페이징 영역을 관리함으로써 더 적은 시그널링 오버헤드로 단말에게 더 빨리 페이징 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 상기의 페이정 영역들을 설정할 때 셀 식별자들의 리스트(a list of Cell IDs(identifiers))를 사용하여 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역을 설정할 수 있다. 상기에서 셀 식별자가 포함하는 영역은 페이징 영역을 설정할 수 있는 가장 작은 단위일 수 있다. 따라서 가장 구체적으로 그리고 가장 다양하게 페이징 영역을 설정할 수 있다. 또한 셀 식별자는 네트워크에서 정의한 새로운 영역 설정 정보일 수 있으며 각 셀의 시스템 정보에서 방송될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, RRC 비활성 모드 단말을 위해 상기의 페이징 영역이 설정되어 있을 때, 1920 위치의 단말의 예와 같이 제 1 페이징 영역과 제 2 페이징 영역의 변경이 동시에 일어나는 경우, 즉 CN TA ID1에서 CN TA ID2로 변경되고, RNA ID5에서 RNA ID3으로 변경되는 상황을 가정하면, 단말에게는 AS 레벨의 RNA 업데이트 절차와 NAS 레벨의 CN 영역 업데이트 절차가 독립적으로 트리거링되고 독립적으로 수행되어야 한다. 하지만 상기의 동작을 수행할 경우 단말의 상태변화 및 절차가 상이하기 때문에 의도치 않은 단말의 상태 변화 및 동작이 발생할 수 있다. 하기의 실시 예에서 해당 경우에 대한 문제점을 자세히 설명하도록 한다.
도 20은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성화 모드 단말의 동작의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 20의 실시 예는 본 개시에서 RRC 비활성화 모드 단말의 페이징 영역이 CN 기반 페이징 영역 및 RAN 기반 페이징 영역으로 설정되었을 경우에, 두 페이징 영역의 업데이트 동작이 동시에 트리거링될 경우의 단말 동작에 관한 것이다.
도 20에서 단말 2001은 소정의 이유로 RRC 비활성화 모드로 천이 될 수 있다. 상기 소정의 이유로는 송수신 데이터가 일정 시간동안 존재하지 않거나, 네트워크가 해당 단말을 비활성화 모드로 천이하도록 지시하는 것 등이 있다. 단말 상태에서 단말은 이미 제 1 페이징 영역(Tracking area or CN based paging area) 및 제 2 페이징 영역(RAN notification area, RNA)에 대한 설정을 수신한 상태일 수 있다. 제 1 페이징 영역과 제 2 페이징 영역은 독립적으로 설정 및 관리되고, 사이즈 및 구성 셀들도 다를 수 있지만, 특정 상황, 즉 제 1 페이징 영역과 제 2 페이징 영역의 경계가 같은 경우에느 단말이 CN 트래킹 영역 업데이트 (Tracking Area Update, TAU) 및 RAN 알림 영역 업데이트 (RAN Notification Area Update, RNAU) 동작을 동시에 수행해야 하는 경우가 발생한다. 상기의 두 동작은 개별적인 이벤트에 의해 트리거링되며, 독립된 동작이기 때문에 특별한 기지국 및 단말 사이의 협력이 없는 경우에는 독립적인 동작을 수행할 수 밖에 없다.
상기의 두 이벤트가 발생했을 경우, 단말 2001은 AS 레벨에서의 RNA 업데이트 절차를 수행할 수 있으며 2005 단계에서 단말 2001은 미리 기지국 2003으로부터 수신한 상향링크 자원 정보를 토대로 재개 ID를 포함하여 재개 요청 메시지를 송신한다. 메시지는 RRC 연결 요청(RRCConnectionRequest) 메시지의 변형된 메시지이거나 새로 정의된 메시지, 예를 들어, RRC 연결 재개 요청(RRCConnectionResumeRequest) 메시지일 수 있다. 또한, 메시지에는 단말 2001이 재개를 요청하며, 해당 요청은 RNA 업데이트를 위함임을 지시하는 지시자를 요청 이유(Request cause)에 추가할 수 있다. RRC 메시지는 RRC 연결 설정 이유(establishmentCause)를 단말 발생-시그널링(mo-signaling, mobile originated-signaling)으로 하여 트래킹 영역 혹은 페이징 영역의 갱신을 시도할 수 있다. 이 경우, 기지국 2003은 성공적으로 재개 ID를 수신하고 확인하였다면 기존 기지국에서 UE 컨텍스트를 회수해오는 절차를 수행하고, 해당 단말에 대한 RNA 업데이트를 수행한다. 2010 단계에서 기지국 2003은 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 전달하고, RNA 업데이트 동작을 확인한다. 상기 동작에서 기지국 2003은 새로 업데이트된 RNA ID 정보를 제공할 수 있다. 상기의 AS 레벨 RNA 업데이트 절차 2005, 2010에서는 단말 2001이 RRC 연결 상태로 천이하지 않을 수 있다. 왜냐하면, 단말 2001이 RRC 재개를 요청할 시에 RNA 업데이트임을 알리는 지시자 혹은 요청 이유(request cause)가 포함되어 기지국 2003이 해당 단말 2001을 RRC 연결 상태로 천이하지 않아도 되기 때문이다.
상기의 AS 레벨 RNA 업데이트 절차 2005, 2010와 동시에 NAS 레벨 CN 트래킹 영역 업데이트 절차(tracking area update, TAU)가 수행될 수 있다. 즉, 단말 2001은 미리 수신했던 CN 페이징 영역에서 벗어나서 새로운 CN 페이징 영역으로 이동할 경우 MME 혹은 NR CN에 TAU 절차를 수행한다 2015, 2020, 2025. 2015 단계에서 단말 2001은 기지국 2003에게 TAU임을 지시하는 지시자와 함께 RRC 연결 요청(RRCConnectionRequest) 메시지 혹은 RRC 연결 재개 요청(RRCConnectionResumeRequest) 메시지를 전달하고, 2020 단계에서 기지국 2003은 TAU 수락(TAU accept) 메시지를 RRC 메시지에 포함하여 단말 2001에게 전달할 수 있다. 예를 들어, RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지 혹은 하향링크 정보 전송(DLInformationTrasfer) 메시지의 전용 정보 NAS(DedicatedInfoNAS)에 포함되어 단말 2001에게 전달될 수 있다. RRC 메시지에는 RRC 연결 설정 이유(establishmentCause)를 단말 발생-시그널링(mo-signaling, mobile originated-signaling)으로 하여 트래킹 영역 혹은 페이징 영역을 갱신하기를 시도할 수 있다. 이 경우, TAU와 RAN 업데이트 동작 요청을 구분하기 위한 절차가 필요할 수 있다. 이 후, 단말 2001은 기지국 2003에게 해당 TAU 수락(TAU accept) 메시지를 잘 수신했음을 알리는 RRC 연결 재설정 완료(RRCConnectionReconfigurationComplete) 메시지를 전달하고, RRC 연결 상태로 천이하게 된다. 이것은 단말 2001이 MME 혹은 NR CN에게 SRB를 통해 NAS CN 메시지를 전달하기 위함이며, 이를 위해 단말 2001은 반드시 RRC 연결 상태로 천이해야 한다. 상기의 단계에서 CN이 설정된 비활성화 타이머 이내에 응답 메시지를 단말 2001에게 송신하지 못하면 단말 2001은 다시 RRC 비활성화 상태로 천이할 수 있다. 단말 2001은 RRC 비활성화 모드로 돌아가고 사용자의 움직임에 따라 이동할 수 있다. 이동성으로 인해 단말 2001은 설정된 트래킹 영역 혹은 페이징 영역을 벗어날 수 있고, 현재 셀의 시스템 정보에서 트래킹 영역 혹은 페이징 영역 식별자를 확인하고, 설정된 트래킹 영역 혹은 페이징 영역을 벗어난 것을 확인하면, 트래킹 영역 혹은 페이징 영역 갱신 절차를 수행할 수 있다. 2040 단계에서 진행 중 중지된 CN 응답 메시지가 다시 도착하게 되면 CN은 단말 2001에게 페이징을 전달하여 단말 2001에게 다시 RRC 연결 및 CN 응답 메시지 수신을 요청한다. 2045 단계에서 하향링크 데이터가 발생하여 기지국 2003으로부터 페이징을 수신한 후, RRC 연결 상태로의 천이 및 데이터 송수신을 수행할 수 있다 2050, 2055, 2060, 2065. 이후 기지국 2003은 소정의 이유로 단말 2001을 연결 해제시킬 수 있다 2070, 2075. 소정의 이유는 일정 시간 동안 단말 2001과 네트워크 간의 데이터 송수신이 없어 비활성화 타이머가 만료했기 때문일 수 있다. 해당 절차에 의해 단말 2001은 RRC 비활성화 모드로 다시 천이된다.
도 20의 실시 예에서 문제점이 될 수 있는 부분은 2040 단계에서 CN의 응답 NAS 메시지가 적절한 시기에 전달되지 못해서 단말 2001의 상태가 RRC 비활성화로 천이되었다가 다시 RRC 연결 상태로 천이되는 동작이 발생할 수 있다는 것이다.
도 21은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성화 모드 단말의 동작의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 21은 본 개시에서 제안하는 RRC 비활성화 단말의 CN 기반 페이징 영역 및 RAN 기반 페이징 영역이 동시에 갱신되는 경우에 단말이 해당 페이징 영역을 갱신하는 동작을 나타낸다.
도 21에서 단말 2101은 소정의 이유로 RRC 비활성화 모드로 천이 될 수 있다. 상기 소정의 이유로는 송수신 데이터가 일정 시간동안 존재하지 않거나, 네트워크가 해당 단말을 비활성화 모드로 천이하도록 지시하는 것 등이 있다. 단말 상태에 있어서 단말 2101은 이미 제 1 페이징 영역(Tracking area or CN based paging area) 및 제 2 페이징 영역(RAN notification area, RNA)에 대한 설정을 수신한 상태일 수 있다. 제 1 페이징 영역과 제 2 페이징 영역은 독립적으로 설정 및 관리되고, 사이즈 및 구성 셀들도 다를 수 있지만, 특정 상황, 즉 제 1 페이징 영역과 제 2 페이징 영역의 경계가 같은 경우에는 단말 2101이 CN 트래킹 영역 업데이트 (Tracking Area Update, TAU) 및 RAN 알림 영역 업데이트 (RAN Notification Area Update, RNAU) 동작을 동시에 수행해야 하는 경우가 발생한다. 상기의 두 동작은 개별적인 이벤트에 의해 트리거링 되며, 독립된 동작이기 때문에 단말 2101 및 기지국 2103 사이의 특별한 협력이 없는 경우에는 독립적인 동작을 수행할 수 밖에 없다.
상기의 두 이벤트가 발생했을 경우, 단말 2101은 AS 레벨에서의 RNA 업데이트 절차와 CN TAU 동작을 동시에 독립적으로 수행할 수 있다. 도 20의 실시 예에서와 같이 상기의 절차를 수행함으로써 단말은 2040 단계에서 CN의 응답 NAS 메시지가 적절한 시기에 전달되지 못해서 단말의 상태가 RRC 비활성화로 천이되었다가 다시 RRC 연결 상태로 천이되는 동작이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 원치 않는 동작을 막을 필요가 있다.
단말 관점에서 문제점을 해결하기 위한 해결책은 아래와 같이 구분하여 정리할 수 있다.
1. 단말 구현적인 측면에서, 단말 2101의 AS와 NAS 레벨에서 서로 코디네이션(coordination)을 하여 단말 동작을 최적화한다. 즉, AS 레벨의 RNA 업데이트와 NAS 레벨의 TAU가 동시에 발생하면, 서로 정보를 공유하여 해당 정보를 AS 및 NAS 메시지로 전달하거나, 혹은 단말 2101 스스로 RAN 업데이트와 TAU 동작이 모두 수행되어야 함을 인지하고, 해당 동작이 수행될 때까지 단말 2101의 불필요한 상태 천이 동작을 수행하지 않는 것이다.
2. 단말 2101이 독립적으로 RNA 업데이트와 TAU를 위한 RRC 연결 재개(RRC connection resume) 메시지를 전달하는 것이 아니라, 하나로 통합하여 네트워크에 RRC 연결을 요청한다. 해당 방법을 위해서도 세부적으로 아래와 같은 해결책이 추가로 필요할 수 있다.
A. 단말 2101이 RRC 연결 재개 요청(RRC Connection Resume Request) 메시지를 송신할 때 RAN-갱신(RAN-Update)임을 지시하는 설정 이유(establish cause)를 추가하고, 해당 RRC 메시지에 NAS 데이터를 SRB를 통해 전달함을 지시하는 것과 동시에 이를 위해 필요한 자원을 요청하는 버퍼 상태 보고(bufferstatus report, BSR)을 같이 전달한다. 기지국 2103은 해당 메시지를 수신하면 단말이 RNA 업데이트를 요청하고, TAU를 위한 RRC 연결도 동시에 요청함을 알 수 있다.
B. 상기에서 NAS 레벨의 TAU 동작이 일어나지 않고, RNA 업데이트만 발생할 경우에는 단말 2101이 RRC 연결 재개 요청(RRC Connection Resume Request) 메시지를 송신할 때 RAN-갱신(RAN-Update)임을 지시하는 설정 이유(establish cause) 만을 포함한다. 즉, NAS 데이터 송신을 위한 BSR을 추가하지 않는다. 이 경우, 단말 2101은 RRC 연결 상태로 천이하지 않는다.
C. 상기에서 AS 레벨의 RNA 업데이트 동작이 일어나지 않고, TAU 동작만이 발생할 경우에는 단말 2101이 RRC 연결 재개 요청(RRC Connection Resume Request) 메시지를 송신할 때 단말 발생-시그널링(mo-signaling, mobile originated-signaling)임을 지시하는 설정 이유(establish cause) 만을 포함한다. 이 경우에는 NAS 데이터 송신을 위한 BSR이 추가되거나 혹은 추가되지 않을 수 있다.
단계에서 정의한 설정 이유(establish cause)는 다른 형태로 구성될 수 있다.
네트워크 관점에서는 상기의 해결책을 통해 단말 2101이 CN TAU 절차와 RNA 업데이트 동작이 동시에 발생했는지 여부를 확인할 수 있고, 해당 통합된 절차를 통해 단말 2101이 CN 응답 메시지를 수신하기 이전에 단말 2101을 RRC 비활성화 상태로 천이하는 불필요한 동작을 방지할 수 있다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RRC 비활성화 모드 단말의 동작의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 22는 본 개시에서 제안한 RRC 비활성화 모드 단말이 페이징 영역을 갱신하는 절차를 수행할 때 단말의 동작을 나타낸 도면이다.
도 22에서 단말2201)은 기지국으로부터 RRC 연결 해제 메시지 혹은 새로 정의된 RRC 메시지를 수신하고 RRC 비활성화 모드로 천이할 수 있다. 단말은 RRC 메시지를 수신하면 페이징 설정 정보의 유무를 확인한다 2210. RRC 메시지는 UE 컨텍스트 식별자와 페이징 영역 설정 정보를 포함할 수 있다. 단말 상태에서 단말은 이미 제 1 페이징 영역(Tracking area or CN based paging area) 및 제 2 페이징 영역(RAN notification area, RNA)에 대한 설정을 수신한 상태일 수 있다. 제 1 페이징 영역과 제 2 페이징 영역은 독립적으로 설정 및 관리되고, 사이즈 및 구성 셀들도 다를 수 있지만, 특정 상황, 즉 제 1 페이징 영역과 제 2 페이징 영역의 경계가 같은 경우에느 단말이 CN 트래킹 영역 업데이트 (tracking area update, TAU) 및 RAN 알림 영역 업데이트 (RAN notification area update, RNAU) 동작을 동시에 수행해야 하는 경우가 발생한다. 상기의 두 동작은 개별적인 이벤트에 의해 트리거링되며, 독립된 동작이기 때문에 특별한 기지국 및 단말 사이의 협력이 없는 경우에는 독립적인 동작을 수행할 수 밖에 없다. 2215 단계에서 단말은 수신한 TA 및 RNA 정보를 저장하고 해당 영역을 체크한다. 즉, 단말은 이동함에 따라 셀로부터 시스템 정보를 읽어 해당 정보가 업데이트 되었는지 여부를 판단한다.
2220 단계에서 단말이 TA 혹은 RNA 업데이트가 발생한 경우, 단말은 TA ID만이 변경되어 TAU에 해당할 경우에는 2225 단계에서 TA 업데이트 동작을 수행한다. 만약 2130 단계에서 RNA ID만이 변경된 경우에는 RNA 업데이트 동작을 수행하고, 2235 단계에서 해당 두 ID가 모두 변경되었을 경우에는 TA와 RNA 동시 업데이트 동작을 수행한다. 상기의 TA 업데이트, RNA 업데이트, TA와 RNA 동시 업데이트 동작은 본 개시의 도 21의 실시 예에 설명하였다.
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 (10)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    Wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 감지하는 과정과,
    상기 WUS에 기초하여 소정의 시간 구간 동안 PDCCH(physical downlink control channel) 또는 페이징 메시지를 감지할 지 여부를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    WUS 설정을 수신하는 과정과,
    상기 WUS 설정에 기초하여 WUS 감지 구간을 결정하는 과정을 더 포함하고,
    상기 WUS는 상기 WUS 수신 구간에서 감지되는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 WUS 감지 구간에서 상기 WUS가 감지되는 경우, 상기 소정의 시간 구간 동안 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지를 모니터링 하기로 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 WUS가 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지의 모니터링 할 것을 지시하는 경우, 상기 소정의 시간 구간 동안 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지의 모니터링 하기로 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    복수의 서빙 셀 중 적어도 하나로부터 상기 WUS가 감지되는 경우, 상기 소정의 시간 구간 동안 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지를 모니터링 하기로 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    트랜시버; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    Wake-up 신호(wake-up signal, WUS)를 감지하고,
    상기 WUS에 기초하여 소정의 시간 구간 동안 PDCCH(physical downlink control channel) 또는 페이징 메시지를 감지할 지 여부를 결정하도록 구성된 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    WUS 설정을 수신하고,
    상기 WUS 설정에 기초하여 WUS 감지 구간을 결정하도록 더 구성되고,
    상기 WUS는 상기 WUS 수신 구간에서 감지되는 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 WUS 감지 구간에서 상기 WUS가 감지되는 경우, 상기 소정의 시간 구간 동안 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지를 모니터링 하기로 결정하도록 더 구성된 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 WUS가 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지의 모니터링 할 것을 지시하는 경우, 상기 소정의 시간 구간 동안 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지의 모니터링 하기로 결정하도록 더 구성된 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    복수의 서빙 셀 중 적어도 하나로부터 상기 WUS가 감지되는 경우, 상기 소정의 시간 구간 동안 상기 PDCCH 또는 상기 페이징 메시지를 모니터링 하기로 결정하도록 더 구성된 장치.
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