KR20200048209A - 비면허 대역의 이동통신 시스템에서 셀 재선택 절차를 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 차세대 이동통신 시스템에서, 비면허 대역의 채널 혼잡 정보를 획득하고, 단말에 대한 셀 재선택을 수행하는 방법 및 장치를 개시한다.

Description

비면허 대역의 이동통신 시스템에서 셀 재선택 절차를 수행하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO PERFORM CELL RESELECTION PROCEDURE IN UNLICENSED BAND MOBILE COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 차세대 이동통신 시스템에서, 비면허 대역의 채널 혼잡 정보를 획득하고, 단말에 대한 셀 재선택을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

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

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

한편, 차세대 이동통신 시스템에서는 비면허 주파수 대역만을 이용하여 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 NR-U 기술이 개발되고 있다. 상기 비면허 주파수 대역은 WiFi등 다른 무선 통신시스템에 의해 이미 이용되고 있으며, 통신 사업자가 다른 차세대 이동통신 시스템과도 공유될 수도 있다. 타 무선 통신시스템 간 혹은 다른 사업자에 의해 운용되는 차세대 이동통신 시스템간 상기 비면허 주파수 대역을 효율적으로 공유하여 사용하기 위해서는 비면허 주파수 대역을 사용하기에 앞서, 다른 사용자가 사용하고 있는지 확인하고, 경쟁을 통해, 상기 주파수 대역을 사용할 기회를 획득하는 LBT(Listen-Before-Talk) 과정이 필요하다.

본 발명의 일 목적은 경쟁이 심하여 LBT 실패가 발생한 비면허 주파수 대역에서의 단말 동작을 정의하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 기지국이 사용중인 비면허 주파수가 다른 무선시스템 혹은 타사업자에 운용중인 이동통신 시스템과의 경쟁이 어느 정도 일어나고 있는지 파악할 수 있도록, 단말이 소정의 정보를 보고하는 제안하는 것이다.

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

본 발명의 일 실시예에 따르면, 경쟁이 심하여 LBT 실패가 발생한 단말이, 비면허 주파수 대역으로 캠캠프 하는 것을 억제하는 방법을 제공함으로써, 단말을 보다 적절한 다른 주파수로 재배치하여 단말에 대한 서비스를 지원할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 기지국은 비면허 대역 주파수 대역과 관련하여 단말들로부터 보고받은 정보를 이용함으로써, 해당 주파수 대역의 상황에 맞게, 캠프온한 대기모드 또는 비활성 모드의 단말의 셀 재선택 동작 등을 결정할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명에서 단말이 LBT 실패를 모니터링하고 감지하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 1c는 LBT Type 1을 기술한 도면이다.
도 1d는 LBT Type 2를 기술한 도면이다.
도 1e는 LTE 시스템에서의 redistribution target selection 동작의 흐름도이다.
도 1f는 본 발명에서 단말이 경쟁이 심한 비면허 주파수 대역에 camping-on하는 것을 억제하는 동작의 흐름도이다.
도 1g는 본 발명에서 단말 동작의 순서도이다.
도 1h는 본 발명에서 기지국 동작의 순서도이다.
도 1i는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 1j는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 LTE 시스템에서 RACH Report 과정의 흐름도이다.
도 2c는 본 발명에서 채널 혼잡 정보를 보고하는 과정의 흐름도이다.
도 2d는 본 발명에서 단말 동작의 순서도이다.
도 2e는 본 발명에서 기지국 동작의 순서도이다.
도 2f는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2g은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

<제1실시예>

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

도 1a는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

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

도 1a에서 gNB는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. gNB는 NR UE와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다(1a-20). 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 gNB (1a-10)가 담당한다.

하나의 gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. AMF (1a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다.

AMF는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다. 또한, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, AMF가 MME(1a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(1a-30)와 연결된다. LTE-NR Dual Connectivity을 지원하는 단말은 gNB뿐 아니라, eNB에도 연결을 유지하면서, 데이터를 송수신할 수 있다 (1a-35).

차세대 이동통신 시스템에서는 비면허 주파수 대역만을 이용하여 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 NR-U 기술이 개발되고 있다. 상기 비면허 주파수 대역은 WiFi등 다른 무선 통신시스템에 의해 이미 이용되고 있으며, 통신 사업자가 다른 차세대 이동통신 시스템과도 공유될 수도 있다. 타 무선 통신시스템 간 혹은 다른 사업자에 의해 운용되는 차세대 이동통신 시스템간 상기 비면허 주파수 대역을 효율적으로 공유하여 사용하기 위해서는 LBT(Listen-Before-Talk) 과정이 필요하다. LBT 과정이란, 상기 비면허 주파수 대역을 사용하기에 앞서, 다른 사용자가 사용하고 있는지 확인하고, 경쟁을 통해, 상기 주파수 대역을 사용할 기회를 획득하는 과정이다. 따라서, 면허 주파수 대역에서과 같이 항상 데이터를 송수신할 기회가 보장되지 않는다.

본 발명에서 LBT 실패란, LBT 과정을 통해, 타 시스템 혹은 단말이 이미 무선 채널을 점유하고 있거나 경쟁에서 선택되지 않아 최종적으로 특정 시간 구간 동안 데이터 송수신 기회를 획득하는데 실패했음을 의미한다. 상기 LBT 동작은 기지국과 단말 모두에서 수행될 수 있다. 일례로, 단말은 상향링크로 데이터를 송신하기 위해 LBT 동작을 수행한다.

도 1b는 본 발명에서 단말이 LBT 실패를 모니터링하고 감지하는 과정을 설명하는 도면이다.

본 발명에서 단말(1b-05)은 LBT 실패를 물리 계층(1b-15) 혹은 MAC 계층에서 감지한다. 상기 계층에서 감지한 하나의 LBT 실패는 ‘LBT failure’지시자를 통해 상위 계층, 즉 RRC(1b-10)로 보고된다. 상기 하나의 LBT 실패는 하기 도 1c와 도 1d에서 기술된 LBT 과정에서 최종 경쟁에서의 실패했을 때를 의미한다. 혹은 하기 도 1c와 도 1d에서 기술된 LBT 과정에서 최종 경쟁에서의 실패가, 설정된 혹은 미리 정해진 횟수만큼 일어났을 때, 하나의 LBT 실패를 의미할 수도 있다.

도 1c는 LBT Type 1을 기술한 도면이다.

LBT Type 1은 전송 전에 다른 주변 기기들이 전송하는지를 들어보는 시간을 랜덤하게 정하여, 해당 랜덤한 시간 동안 채널이 비어있을 때 전송하는 방법이다. 이때 고정된 시간(Td)만큼 우선 들어보고, 비어있을 때, 랜덤한 시간(N) 동안 채널이 비어있는지를 판단한다.

이때, 트래픽의 우선순위 및 중요도 등에 따라 상기 Td 및 N의 값을 어떻게 결정하는지를 차등적으로 결정할 수 있고, 총 4가지의 차등적인 등급이 있다. 상기 등급을 채널접속 우선순위등급(Channel Access Priority Class, CAPC)이라 한다.

또한, 상기 CAPC에 따라 Td = 16 + mp* 9 (μs)의 시간 길이를 갖고, N = random (0, CWp) * 9 (μs) 를 가지며, CW 값은 CW_min,p부터 시작했다가, 전송에 실패할 때마다 약 두 배로 늘어나며, 최대 CW_max,p의 값을 갖는다. 예를 들어, CAPC가 3인 방식을 사용하여 LBT를 수행하는 경우, Td는 16 + 3*9 = 43 μs의 길이를 갖고, N은 초기 전송의 경우 0에서 15 사이의 랜덤값을 선택하고, 예를 들어, 7을 선택한 경우 N은 7 * 9 = 63 μs 이 되어, 통신기기는 106 μs 동안 채널이 비어 있을 때 Data를 전송한다.

만약 상기의 예시(N을 위해 7을 선택한 경우)와 같이, 채널이 비어있는지 여부를 판단하는 중간에 (예를 들어, 상기 7중에 3 만큼 지나고 4 만큼 남은 경우) 채널이 다른 기기에 의해 점유되었다고 판단한 경우(즉, 수신한 신호세기 (RSSI)가 소정의 임계치 이상인 경우), 단말은 해당 채널 점유가 끝날 때까지 기다린 다음, 다시 Td만큼 기다린 후, 상기 남은 4만큼의 시간 동안 채널이 비었는지 여부를 판단하여 전송을 수행한다.

상기 표에서 알 수 있듯이 CAPC 가 낮은 LBT 방식이 높은 우선순위의 트래픽을 전송할 때 사용된다.

도 1d는 LBT Type 2를 기술한 도면이다.

LBT Type 2는 전송 전에 다른 주변 기기들이 전송하는지를 들어보는 시간이 고정되어 있고, 이에 따라 해당 고정된 시간동안 채널이 비어있을 때 즉시 전송하는 방법이다. 즉, 본 예시 도면에서, 통신기기가 전송이 필요할 때 Tshort (=Tf+Ts) 동안의 고정된 시간 동안 채널을 들어보고(센싱해보고) 비어 있다고 판단하면 즉시 data를 전송하는 방식이다. 이는, 우선순위가 매우 높은 신호를 전송할 때 사용할 수 있는 LBT 방식이다. 이에 따라 랜덤엑세스프리앰블 및 PUCCH 등은 중요도가 높은 신호로 본 LBT 방식을 사용하여 전송하여야 한다.

도 1e는 LTE 시스템에서의 redistribution target selection 동작의 흐름도이다.

LTE에서는 특정 주파수 혹은 셀에 많은 로딩이 발생하는 경우, camp-on하고 있는 대기 모드 단말들은 다른 주파수 혹은 셀로 재배치시킬 수 있으며, 이를 redistribution target selection이라고 칭한다.

redistribution target selection은 release 메시지를 통해, dedicated cell reselection priorities 정보(1e-15)를 설정받지 않은 단말(1e-05) 혹은 상기 dedicated priorities을 제공받았으나, 유효 시간이 경과하여, 현재 시스템 정보에서 제공하는 common cell reselection priorities 정보를 적용하고 있는 단말에게 적용될 수 있다. 또한, 상기 단말은 상기 redistribution target selection을 지원해야 한다. 적어도 한번 연결 모드에 있었던 단말은 네트워크에게 자신이 redistribution target selection을 지원하는 여부를 지시하는 지시자를 보고한다.

기지국(1e-10)은 SIB 3와 SIB 5을 이용하여, 상기 redistribution target selection 관련 파라미터들을 브로드캐스팅한다(1e-20). 상기 SIB 3와 SIB5 에 수납되는 redistribution target selection 관련 파라미터들은 TS36.331 표준문서에 기술되어 있으며, 이를 참고한다. 상기 SIB 3에는 redistrOnPagingOnly-r13가 True로 설정되어 있다면, 상기 파라미터들을 적용한 redistribution target selection 동작을 바로 수행하지 않고 페이징 메시지로 지시가 있을 때, 상기 동작을 수행한다. 만약 redistrOnPagingOnly-r13가 설정되어 있지 않다면, 상기 파라미터를 수신한 단말은 redistribution target selection 동작을 바로 수행한다(1e-25). 상기 파라미터들을 소정의 규칙에 따라 이용하면, 상기 대기 모드 단말이 재선택해야 하는 주파수 혹은 셀을 도출할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 소정의 규칙은, TS 36.331의, 5.2.4.10 E-UTRAN Inter-frequency Redistribution procedure의 5.2.4.10.1 Redistribution target selection 부분 내용을 참조하여 결정될 수 있다.

상기 redistribution target selection 동작을 수행함과 동시에 T360 타이머가 구동하기 시작하며, 상기 타이머가 만료되면(1e-30) 상기 동작에 따른 특정 주파수 혹은 셀의 우선 재선택이 중지된다(1e-35).

상기 SIB 3에 redistrOnPagingOnly-r13가 True로 설정되어 있다면, 수신한 페이징 메시지에 redistributionIndication 지시자가 있을 때(1e-40), 상기 파라미터들을 적용한 redistribution target selection 동작을 수행한다(1e-45).

도 1f는 본 발명에서 단말이 경쟁이 심한 비면허 주파수 대역에 camping-on하는 것을 억제하는 동작의 흐름도이다.

특정 비면허 주파수 대역에서 동작하는 차세대 이동통신 시스템의 기지국(1f-10)은 하향링크에서 LBT 실패가 특정 임계치보다 자주 일어날 때, 혹은 단말로부터 LBT 실패가 특정 임계치보다 자주 일어나거나 성공적인 전송을 위해 소요되는 시간이 특정 임계치보다 크다고 보고 받았을 때, 해당 주파수에서 camping-on하고 있는 대기 모드 혹은 비활성 모드에 있는 단말들을 다른 주파수로 재배치할 필요가 있다고 간주한다(1f-15). 빈번한 LBT 실패로 인한, redistribution target selection 동작은 셀 단위가 아닌 주파수 단위로만 설정되어 수행된다.

기지국은 시스템 정보를 통해(1f-20), redistribution target selection와 관련된 파라미터를 제공한다. 특히, 상기 파라미터들 중에는 유효한 주파수 리스트와 이에 대응하는 인덱스 값 리스트를 포함한다.

타 시스템 혹은 타 사업자의 시스템과의 경쟁 상황은 빠르게 변경될 수 있기 때문에 이전에 release 메시지를 통해 제공받은 유효한 dedicated cell reselection priorities 정보를 가지고 있는지와는 상관없이, 상기 redistribution target selection와 관련된 파라미터를 수신한 단말은 redistribution target selection 동작을 수행할 수 있다(1f-25). 상기 시스템 정보에 redistrOnPagingOnly-r13와 동일한 기능을 하는 지시자가 True로 설정되어 있다면, 상기 redistribution target selection와 관련된 파라미터를 수신하더라도, 별도의 지시자를 포함한 Short message을 수신할 때까지 상기 redistribution target selection 동작을 수행하지 않는다.

상기 redistribution target selection 동작을 수행함과 동시에 소정의 타이머가 구동하기 시작하며, 상기 타이머가 만료되면(1f-30) 상기 동작에 따른 특정 주파수 혹은 셀의 우선 재선택이 중지된다(1f-35). 상기 타이머 값은 상기 시스템 정보로 제공된다.

본 발명에서는 Short message에 redistribution target selection 동작의 수행을 지시하는 첫 번째 지시자를 포함하는 것을 특징으로 한다(1f-40). 상기 Short message는 P-RNTI을 이용하는 PDCCH에서 전송되며, DCI format 1_0가 적용된다. 상기 P-RNTI는 대응하는 페이징 메시지를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 DCI에는 상기 페이징 메시지의 스케줄링 정보를 포함한다. redistribution target selection 동작의 수행을 지시하는 첫번째 지시자를 포함한 Short message을 수신한 단말은 즉시 시스템 정보로 제공받았던 관련 파라미터들을 이용하여 redistribution target selection 동작을 수행한다(1f-45).

또한, 단말을 빠르게 다른 주파수로 재배치 (camping-on)시키기 위해, 상기 Short message에는 상기 지시자 외에, 다른 지시자가 포함될 수도 있다. 일례로, 두번째 지시자로 상기 시스템 정보로 제공되었던 주파수 인덱스 리스트로부터 하나의 주파수에 대응하는 하나의 인덱스 값이 제공될 수 있다. 이는 상기 Short message를 수신한 단말은 상기 인덱스가 지시하는 주파수로 재선택하라는 것을 지시한다.

또한, 세 번째 지시자는 1-비트 지시자로, 현재 주파수에서 임의의 혹은 상기 시스템 정보로 제공되는 유효한 주파수들 중 하나로 재선택하라는 것을 지시한다. 만약, redistribution target selection 동작의 수행을 지시하는 첫 번째 지시자 외에 상기 기술한 두 번째 또는 세 번째 지시자가 포함되면 첫 번째 지시자를 무시한다. 두 번째와 세 번째 지시자가 모두 제공된다면, 둘 중 하나를 임의로 선택하거나, 두 번째 지시자를 우선적으로 적용한다. Short message에 수납되는 상기 제안된 지시자들 중 하나만 Short message에 정의될 수도 있다.

NR-U을 지원하지 않거나, 혹은 redistribution target selection 동작을 지원하지 않는 단말은 Short message의 상기 지시자를 무시한다.

도 1g는 본 발명에서 단말 동작의 순서도이다.

1g-05 단계에서 단말은 기지국으로부터 cell reselection redistribution parameters를 포함하는 시스템 정보를 수신한다. 상기 파라미터들 중에는 유효한 주파수 리스트와 이에 대응하는 인덱스 값 리스트를 포함한다.

1g-10 단계에서 상기 단말은 상기 수신한 parameters를 저장한다.

1g-15 단계에서 상기 단말은 상기 시스템 정보에서 소정의 지시자가 설정되어 있는지 여부를 판단한다.

1g-20 단계에서 상기 지시자가 설정되어 있지 않다면, 상기 시스템 정보를 통해 cell reselection redistribution parameters을 획득한 후 redistribution target selection 동작을 바로 시작한다.

1g-25 단계에서 상기 지시자가 설정되어 있다면, Short message로 지시할 때, 상기 시스템 정보에 수록된 parameter을 이용하여, redistribution target selection 동작을 수행한다.

1g-30 단계에서 상기 redistribution target selection 동작을 수행하면서, 하나의 타이머를 구동시킨다.

1g-35 단계에서 상기 타이머가 만료되면 상기 동작에 따른 특정 주파수 혹은 셀의 우선 재선택이 중지된다.

도 1h는 본 발명에서 기지국 동작의 순서도이다.

1h-05 단계에서 기지국은 단말들로부터 비면허 주파수들에서의 혼잡 정보를 보고받는다. 또한, 기지국 자신도 상기 혼잡 정보를 수집한다.

1h-10 단계에서 상기 기지국은 특정 비면허 주파수에서 특정 임계치 이상 혼잡이 발생하는 것을 인지한다. 상기 혼잡의 정도를 판단하는 정의 혹은 기준은 다양하다. 일례로, 상, 하향링크 데이터 전송 시 발생하는 평균 LBT 실패 횟수, 성공적인 데이터 전송에 소요되는 평균 시간 등이 될 수 있다.

1h-15 단계에서 상기 기지국은 상기 혼잡한 주파수에서 camping-on하고 있는 대기 모드 혹은 비활성 모드 단말을 다른 주파수로 이동시키기 위해 cell reselection redistribution parameter을 구성하고, 이를 포함한 갱신된 시스템 정보를 브로드캐스팅한다.

1h-20 단계에서 상기 기지국은 필요하다면, Short message을 통해, 소정의 단말들에게 redistribution target selection 동작을 수행하라고 지시할 수 있다.

도 1i에 단말의 구조를 도시하였다.

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

상기 RF 처리부(1i-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(1i-10)는 상기 기저대역처리부(1i-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(1i-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.

또한, 상기 RF 처리부(1i-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(1i-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(1i-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

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

또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1i-20)는 상기 RF 처리부(1i-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

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

상기 저장부(1i-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1i-30)는 제2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2 접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고 상기 저장부(1i-30)는 상기 제어부(1i-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

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

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

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

상기 RF 처리부(1j-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(1j-10)는 상기 기저대역처리부(1j-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(1j-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1 접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(1j-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다.

나아가, 상기 RF 처리부(1j-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(1j-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1j-20)는 제1 무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)는 상기 RF 처리부(1j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다.

또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1j-20)는 상기 RF처리부(1j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF 처리부(1j-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1j-20) 및 상기 RF 처리부(1j-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

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

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

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

<제2실시예>

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

도 2a는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

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

도 2a에서 gNB는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. gNB는 NR UE와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다(2a-20). 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 gNB(2a-10)가 담당한다.

하나의 gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다.

AMF(2a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. AMF는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다. 또한, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, AMF가 MME(2a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(2a-30)와 연결된다. LTE-NR Dual Connectivity을 지원하는 단말은 gNB뿐 아니라, eNB에도 연결을 유지하면서, 데이터를 송수신할 수 있다(2a-35).

차세대 이동통신 시스템에서는 비면허 주파수 대역만을 이용하여 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 NR-U 기술이 개발되고 있다. 상기 비면허 주파수 대역은 WiFi등 다른 무선 통신시스템에 의해 이미 이용되고 있으며, 통신 사업자가 다른 차세대 이동통신 시스템과도 공유될 수도 있다. 타 무선 통신시스템 간 혹은 다른 사업자에 의해 운용되는 차세대 이동통신 시스템 간 상기 비면허 주파수 대역을 효율적으로 공유하여 사용하기 위해서는 LBT(Listen-Before-Talk) 과정이 필요하다. LBT 과정이란, 상기 비면허 주파수 대역을 사용하기에 앞서, 다른 사용자가 사용하고 있는지 확인하고, 경쟁을 통해, 상기 주파수 대역을 사용할 기회를 획득하는 과정이다. 따라서, 면허 주파수 대역에서과 같이 항상 데이터를 송수신할 기회가 보장되지 않는다.

본 발명에서 LBT 실패란, LBT 과정을 통해, 타 시스템 혹은 단말이 이미 무선 채널을 점유하고 있거나 경쟁에서 선택되지 않아 최종적으로 특정 시간 구간 동안 데이터 송수신 기회를 획득하는데 실패했음을 의미한다. 상기 LBT 동작은 기지국과 단말 모두에서 수행될 수 있다. 일례로, 단말은 상향링크로 데이터를 송신하기 위해 LBT 동작을 수행한다.

도 2b는 LTE 시스템에서 RACH Report 과정의 흐름도이다.

LTE 시스템에서는 최근의 establishment 과정에서 수행했던 랜덤 엑세스(Random Access)와 관련된 정보를 기지국에 보고할 수 있다. 단말은 크게 AS와 NAS의 논리 entity로 구분되며, 각 entity의 역할은 다르다. 일례로, 단말 AS는 RRC connection management, RB control, Mobility functions, UE measurement reporting and control 등을 수행하고, 단말 NAS는 bearer management, Authentication, ECM-IDLE mobility handling, Security control 등을 수행한다.

사용자 데이터 혹은 제어 신호의 송수신을 위해, 상기 단말의 AS는 단말 NAS로부터 RRC 연결을 요청받는다(2b-15). 상기 단말(2b-05)은 연결 모드로의 전환을 위해, 랜덤 엑세스 과정을 초기화한다. 상기 단말은 랜덤 엑세스 과정 중, msg3에 RRCConnectionRequest을 전송하며(2b-20), 그에 대한 응답으로 기지국 (2b-10)으로부터 RRCConnectionSetup을 수신한다(2b-25). 상기 RRC 메세지를 성공적으로 수신하면, 상기 단말은 연결 모드로 전환되었다고 간주한다.

상기 단말은 RRCConnectionSetup의 응답 메시지로 RRCConnectionSetupComplete을 전송한다(2b-30). 상기 기지국은 상기 단말에게 상기 랜덤 엑세스 과정 중에 수집한 결과를 UEInformationRequest을 이용하여 요청할 수 있다(2b-35). 상기 요청을 위해서는 상기 기지국은 상기 RRC 메시지에 rach-ReportReq 지시자를 포함시켜야 한다. 상기 지시자를 포함한 상기 RRC 메시지를 수신한 상기 단말은 랜덤 엑세스 과정 중에 수집했던 정보를 구성하여(2b-40) UEInformationResponse에 수납하고, 이를 상기 기지국에 보고한다(2b-45). 상기 랜덤 엑세스 과정 중에 수집한 정보는 numberOfPreamblesSent 와 contentionDetected 이다. 상기 numberOfPreamblesSent는 최근의 성공적인 랜덤 엑세스 과정 중 전송된 프리엠블의 횟수를 지시하며, PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER와 일치된다. 상기 contentionDetected는 최근의 성공적인 랜덤 엑세스 과정 중 전송되었던 프리엠블들 중 적어도 하나의 전송에서 contention이 발생했는지 여부를 지시하는데 이용된다.

도 2c는 본 발명에서 채널 혼잡 정보를 보고하는 과정의 흐름도이다.

비면허 주파수 대역에서 동작하는 차세대 이동통신 시스템에서는 사용중인 주파수가 다른 무선시스템 혹은 타사업자에 운용중인 이동통신 시스템과의 경쟁이 어느 정도 일어나고 있는지 파악할 필요가 있다. 만약, 타 시스템 혹은 타 사업자의 시스템과 극심한 경쟁이 일어나는 주파수라면, 해당 주파수에 camp-on 하고 있는 대기 모드(RRC_Idle) 혹은 비활성 모드(RRC_Inactive) 단말을 다른 주파수로 셀 재선택하도록 지시할 필요가 있다. 해당 주파수에 연결 모드 상태인 단말은 다른 주파수로 inter-frequency 핸드오버를 수행할 필요가 있다.

본 발명에서는 기지국이 사용중인 비면허 주파수가 다른 무선시스템 혹은 타사업자에 운용중인 이동통신 시스템과의 경쟁이 어느 정도 일어나고 있는지 파악할 수 있도록, 단말이 소정의 정보를 보고하는 것을 제안한다. 이를 위해, 대기 모드 혹은 비활성 모드에서 연결 모드로 전환한 단말들이 전환 과정에서 어느 정도의 경쟁이 발생하였는지 관련 정보를 수집하여, 기지국에 보고한다. 이 때, RACH Report 과정이 재사용될 수 있으며, RACH Report와는 별도의 보고 과정이 정의될 수도 있다. 또한, 기지국은 연결 모드 단말들에게 상기 경쟁과 관련된 정보의 보고를 설정할 수도 있다.

대기 모드 혹은 비활성 모드에 있는 단말은 단말 NAS 혹은 RRC로부터 RRC 연결을 요청받는다(2c-15). 상기 단말은 연결 모드로의 전환을 위해, 랜덤 엑세스 과정을 초기화한다. 상기 단말은 랜덤 엑세스 과정 중, msg 3에 RRCSetupRequest 혹은 RRCResumeRequest을 전송하며(2c-20), 그에 대한 응답으로 기지국으로부터 RRCSetup 혹은 RRCResume을 수신한다(2c-30). 상기 RRC 메세지를 성공적으로 수신하면, 상기 단말은 연결 모드로 전환되었다고 간주한다.

상기 단말은 RRCSetup 혹은 RRCResume의 응답 메시지로 RRCSetupComplete 혹은 RRCResumeComplete을 전송한다. 상기 단말은 상기 RRC 연결이 초기화되어 연결 모드로 전환될 때까지 LBT 실패와 채널 점유와 관련된 정보를 수집하고 저장한다. 일례로 상기 정보로는 대기 모드 혹은 비활성 모드에 있는 단말이 단말 NAS 혹은 RRC로부터 RRC 연결을 요청받은 이후, 연결 모드로 전환할 때까지(즉, RRCSetup 혹은 RRCResume 메시지를 성공적으로 수신했을 때까지)의 소요 시간(2c-25), 상기 시간 동안 혹은 랜덤 엑세스 과정 동안 LBT 감지 여부, 상기 시간 동안 혹은 랜덤 엑세스 과정 동안의 LBT 실패 횟수가 될 수 있다. 상기 정보는 기지국으로 하여금, 상기 기지국에 camp-on하고 있는 대기 모드 혹은 비활성 모드 단말을 다른 주파수로 재선택하도록 하거나, 연결 모드 단말을 inter-frequency 핸드오버를 수행하는데 이용될 것이다. 일례로, 대기 모드 혹은 비활성 모드에 있는 단말이 단말 NAS 혹은 RRC로부터 RRC 연결을 요청받은 이후, 연결 모드로 전환할 때까지(즉, RRCSetup 혹은 RRCResume 메시지를 성공적으로 수신했을 때까지)의 소요 시간이 소정의 지연 요구사항보다 길다면, 기지국은 주파수 재선택 혹은 inter-frequency 핸드오버를 설정할 것이다.

상기 RRC RRCSetupComplete 혹은 RRCResumeComplete 메시지에는 상기 단말이 상기 정보를 저장하고 있음을 지시하는 신규 지시자를 포함한다(2c-35). 상기 지시자를 포함한 상기 RRC 메시지를 수신한 기지국은 상기 단말에게 상기 저장된 정보를 보고를 요청할 수 있다(2c-40). 이를 위해, 소정의 요청 목적의 RRC 메시지에 상기 요청 지시자를 포함시켜 상기 단말에게 전송한다. 상기 RRC 메시지를 수신한 상기 단말은 상기 저장된 정보를 구성하여(2c-45), 소정의 보고 목적의 RRC 메시지에 상기 정보를 수납하여 상기 기지국에게 전송한다(2c-50).

시그널링 오버헤드를 줄이는 최적화로, 상기 측정값들이 소정의 임계값보다 크지 않다면, 단말이 이를 기지국에 보고하지 않을 수 있다. 즉, 저장하고 있는 정보는 있으나, 각 정보값이 소정의 임계값보다 크지 않다면, 상기 지시자를 상기 RRC 메시지에 포함시키지 않는다. 상기 소정의 임계값이란 시스템 정보로 설정되거나 혹은 미리 정의되어 있을 수 있다.

상기 기지국은 연결 모드 단말에게도 상기 정보를 요청할 수 있다. 상기 기지국은 measurement configuration에 상기 정보를 요청하는 지시자를 포함시킬 수 있다(2c-55). 상기 지시자를 포함한 RRCReconfiguration을 수신한 연결 모드 단말은 소정의 규칙에 따라, LBT 실패 및 채널 점유와 관련된 정보를 수집하고 저장한다. 상기 단말은 설정에 따라, 주기적 혹은 이벤트 기반으로 상기 수집한 결과를 상기 기지국에게 보고한다(2c-60).

LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보는 기존의 보고 이벤트(예를 들어, Event A1, Event A2, Event A3 ... )에 따라 트리거되는 measurementReport에 수납될 수 있다. 다른 한편으로, LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보를 기반으로 트리거되는 측정 보고 조건을 정의할 수 있다. 일례로, 기지국은 하나의 상향링크 전송에 대해 발생하는 LBT 실패가 설정된 특정 횟수 이상일 때, 혹은 하나의 상향링크 전송에 대한 최초 스케줄링 정보를 수신한 후, 성공적으로 전송할 때까지의 소요 시간이 설정된 특정 값보다 이상일 때, 혹은 하나의 상향링크 전송에 대해 LBT 실패가 감지되었을 때, 상기 단말이 측정 정보를 보고하도록 설정할 수 있다.

상기 기지국으로부터 측정 관련 설정 정보를 RRCReconfiguration 메시지를 통해 제공받은 상기 단말은 LBT 실패 및 채널 점유와 관련된 정보를 수집한다. 일례로, 단말은 최근 x 시간 동안 LBT 실패가 감지되었는지 여부, 최근 x 시간 동안 LBT 실패 횟수, 상향링크 전송에 대한 최초 스케줄링 정보를 수신한 후, 성공적으로 전송할 때까지의 소요 시간, 최근의 상향링크 전송에 대해 발생하는 LBT 실패가 설정된 특정 횟수 정보, 단말 위치 정보를 수집한다.

상기 단말은 주기적으로 혹은 보고 이벤트가 만족할 때, 최근의 유효한 측정 정보를 measurementReport에 수납하여 상기 기지국에게 보고한다. LBT 실패 및 채널 점유와 관련된 정보와 기존의 measurement report에 수납되는 셀 측정 정보(예를 들어, 서빙셀 및 인접 셀의 RSRP, RSRQ)가 함께 measurementReport에 수납될 수 있다. 만약 LBT 실패가 상기 설정된 기간 동안 발생하지 않았다면, 상기 LBT 실패 및 채널 점유와 관련된 정보는 보고되는 measurementReport에 수납되지 않는다. 시그널링 오버헤드를 줄이는 최적화로, 상기 측정값들이 소정의 임계값보다 크지 않다면, 단말이 이를 기지국에 보고하지 않을 수 있다. 즉, measurementReport에 포함시킬 정보는 있으나, 각 정보값이 소정의 임계값보다 크지 않다면, 상기 정보를 상기 RRC 메시지에 포함시키지 않는다. 상기 소정의 임계값이란 시스템 정보 혹은 measurement configuration으로 설정되거나 혹은 미리 정의되어 있을 수 있다.

도 2d는 본 발명에서 단말 동작의 순서도이다.

2d-05 단계에서 단말 NAS 혹은 RRC에서 RRC 연결이 요청된다.

2d-10 단계에서 단말은 현재의 RRC state에 따라 establishment 혹은 Resume 과정을 초기화한다.

2d-15 단계에서 상기 단말은 만약 자신이 비면허 주파수 대역에서 차세대 이동통신 시스템을 지원하고, 상기 establishment 혹은 Resume 과정이 비면허 주파수 대역에서 수행된다면, 상기 과정 중에 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보를 수집한다. 상기 수집되는 정보는 전술하였다. 만약, LBT 실패가 전혀 일어나지 않는다면, 상기 관련 정보가 수집되지 않을 수도 있다.

2d-20 단계에서 상기 단말은 만약 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보를 수집하여 저장하고 있다면, RRCSetupComplete 혹은 RRCResumeComplete에 상기 저장 여부를 지시하는 1 비트 지시자를 포함시킨다. 상기 RRC 메시지를 상기 기지국에게 전송한다.

2d-25 단계에서 상기 단말은 상기 저장된 정보의 보고를 요청하는 지시자를 포함하는 소정의 RRC 메시지를 상기 기지국으로부터 수신한다.

2d-30 단계에서 상기 단말은 상기 저장된 정보를 소정의 RRC 메시지에 포함하여 상기 기지국에게 보고한다. 상기 RRC 메시지가 다른 보고 (reporting), 일례로, RLF report와 함께 보고될 때에는 SRB1, 그렇지 않고, 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보만 혹은 MDT 측정 정보와 함께 보고될 때에는 SRB2가 적용될 수 있다.

2d-35 단계에서 상기 단말은 연결 모드에서 NR-U 지원 여부 및 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보의 보고 지원 여부를 상기 기지국에게 보고한다.

2d-40 단계에서 상기 단말은 상기 기지국으로부터 measurement configuration을 수신한다. 상기 설정 정보는 RRCReconfiguration 메시지를 통해 수신된다. 상기 measurement configuration에는 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보의 보고를 요청하는 지시자가 포함된다. 혹은 NR-U에서 동작하는 모든 단말들이 의무적으로 다른 셀 측정 정보와 함께 보고한다고 가정할 수 있다. 또한, 상기 measurement configuration에서는 신규 보고 조건, 즉 event가 정의될 수 있다. 신규 보고 이벤트는 전술하였다.

2d-45 단계에서 상기 단말은 주기적으로 혹은 이벤트 기반으로 측정 정보를 보고한다. 상기 정보에는 기존의 셀 측정 정보 외에 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보가 포함될 수 있다.

도 2e는 본 발명에서 기지국 동작의 순서도이다.

2e-05 단계에서 기지국은 단말로부터 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보의 저장 여부를 지시하는 1 비트 지시자를 포함한 RRCSetupComplete 혹은 RRCResumeComplete을 수신한다.

2e-10 단계에서 상기 기지국은 상기 정보가 필요하다고 판단할 시 상기 정보의 보고를 요청하는 지시자를 포함하는 소정의 RRC 메시지를 상기 단말에게 전송한다.

2e-15 단계에서 상기 기지국은 상기 단말로부터 상기 요청하는 정보를 수신한다.

2e-20 단계에서 상기 기지국은 상기 연결 모드 단말로부터 NR-U 지원 여부 및 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보의 보고 지원 여부를 보고 받는다.

2e-25 단계에서 상기 기지국은 만약 상기 단말이 상기 지원 여부를 만족한다면, 상기 단말에게 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보의 보고를 요청하는 지시자가 포함된 measurement configuration을 제공할 수 있다.

2e-30 단계에서 상기 기지국은 상기 단말로부터 measurementReport을 수신한다. 상기 RRC 메시지에는 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보가 포함될 수 있다.

2e-35 단계에서 상기 기지국은 상기 LBT 실패 혹은 채널 점유와 관련된 정보를 이용하여, 특정 비면허 주파수 대역이 타 시스템 혹은 타 사업자의 시스템과 경쟁이 많은지 여부를 판단한다.

도 2f에 단말의 구조를 도시하였다.

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

상기 RF 처리부(2f-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(2f-10)는 상기 기저대역처리부(2f-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(2f-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.

또한, 상기 RF 처리부(2f-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(2f-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(2f-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

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

또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2f-20)는 상기 RF 처리부(2f-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

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

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

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

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

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

상기 RF 처리부(2g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2g-10)는 상기 기저대역처리부(2g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(2g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1 접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(2g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다.

나아가, 상기 RF 처리부(2g-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(2g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2g-20)는 제1 무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)는 상기 RF 처리부(2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다.

또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)는 상기 RF 처리부(2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF 처리부(2g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF 처리부(2g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

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

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

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

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 제안하는 방법들의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한, 상기 실시예들은 LTE/LTE-A 시스템을 기준으로 제시되었지만, 5G, NR 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

Claims (1)

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

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