KR20200072209A - 무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시(disclosure)는 무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하기 위한 것으로, 장치는, 제1 RAT(radio access technology)를 지원하는 제1 송수신부와, 제2 RAT를 지원하는 제2 송수신부와, 제1 RAT를 이용하여 기지국에 접속하고, 제2 RAT를 이용하여 적어도 하나의 클라이언트 장치에게 서비스 망을 제공하도록 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 저-지연(low-latency) 서비스를 통해 전달되는 경우, 전력 절약 모드로 진입하는 것을 제한하기 위한 적어도 하나의 신호를 송신하도록 제어할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING SERVICE NETWORK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 서비스 망(service network)를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
5G 시스템을 이용한 다양 서비스들이 고려되고 있다. 일 예로, 5G 시스템을 가정 또는 사무실 등 특정 공간에 통신 서비스를 제공하기 위한 수단으로 이용하는 방안이 고려되고 있다. 즉, 일반적으로 광 케이블 등 유선 형태의 통신용 회선을 5G 시스템을 이용한 무선 채널로 대체하는 것이 고려되고 있다. 이 경우, 5G 시스템 및 특정 공간에 제공되는 서비스 망(service network) 간 효과적인 상호 연동(interworking)을 위한 연구가 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 서비스 망(service network)를 효과적으로 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 서비스 망에서의 지연(latency)을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 서비스 망에서 광대역 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 서비스 망에 접속된 장치의 동작 모드를 제한하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 서비스 망에 접속된 장치에 대한 패킷 크기를 제한하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 서비스 망에 접속된 장치에 대한 연결 간격을 조절하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 서비스 망에 접속된 장치에 대한 트래픽 우선순위를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하는 장치는, 제1 RAT(radio access technology)를 지원하는 제1 송수신부와, 제2 RAT를 지원하는 제2 송수신부와, 제1 RAT를 이용하여 기지국에 접속하고, 제2 RAT를 이용하여 적어도 하나의 클라이언트 장치에게 서비스 망을 제공하도록 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 저-지연(low-latency) 서비스를 통해 전달되는 경우, 전력 절약 모드로 진입하는 것을 제한하기 위한 적어도 하나의 신호를 송신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하는 장치의 동작 방법은, 제1 RAT를 이용하여 기지국에 접속하고, 제2 RAT를 이용하여 적어도 하나의 클라이언트 장치에게 서비스 망을 제공하도록 제어하는 중, 클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 저-지연 서비스를 통해 전달됨을 판단하는 과정과, 상기 클라이언트 장치가 전력 절약 모드로 진입하는 것을 제한하기 위한 적어도 하나의 신호를 송신하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 제1 망을 백홀(backhaul) 망으로서 사용하여 제2 망을 제공하는 상황에서, 제1 망의 QoS(quality of service)를 고려하여 제2 망에 관련된 상태, 설정, 스케줄링을 제어함으로써, 제1 망에서 제공되는 QoS를 제2 망에 접속된 장치에 제공할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망 제공 장치의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망 제공 장치의 제어부의 기능적 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 동작 모드에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 동작 모드를 제한하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 6a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 시그널링을 통해 클라이언트 장치에 제공되는 서비스 종류를 확인하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 6b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 트래픽 분석을 통해 클라이언트 장치에 제공되는 서비스 종류를 확인하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 패킷 접합에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치로 송신되는 패킷의 길이를 제한하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 간격(connection interval)에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 간격을 조절하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 관련 설정에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 관련 설정을 조절하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 우선순위를 조절하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망에서 제공 가능한 처리량(throughput)의 예를 도시한다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치에 대한 전송 대역폭을 증가시키기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치로 송신되는 패킷 크기를 증가시키기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 통신 프로토콜을 제어하기 위한 동작 절차를 도시한다.
도 19a 내지 도 19c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망 제공 장치의 기능적 구조들을 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 서비스 망(service network)을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 서비스 요구사항(requirement)을 만족시키기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 동작 상태를 지칭하는 용어(예: 모드), 데이터 처리 기법을 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 1을 참고하면, 무선 통신 시스템은 제1 망 110, 서비스 망 제공 장치 120, 제2 망 130을 포함한다. 도 1은 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 제1 망 110에 포함되는 기지국 112, 서비스 망 제공 장치 120, 제2 망 130에 포함되는 클라이언트 장치들 132a, 132b, 132c를 예시한다.
제1 망 110은 기지국 112을 포함하는 인프라스트럭쳐(infrastructure)로서, 기지국 112외 다양한 코어(core) 망 장비들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 망 110은 AMF(access and mobility management function), SMF(session management function), UPF(user plane function) 등 다양한 기능적 엔티티(function entity)들을 더 포함할 수 있다.
기지국 112는 제1 망 110에 대응하는 제1 RAT(radio access technology)를 이용하여 서비스 망 제공 장치 120로 무선 접속을 제공한다. 기지국 112는 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국 110은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '지노드비(next generation nodeB, gNB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
서비스 망 제공 장치 120은 제1 망 110에 대하여 단말로서, 제2 망 130에 대하여 외부 망 접속 장비로서 기능한다. 즉, 서비스 망 제공 장치 120은 제1 RAT를 이용하여 제1 망 110에 접속한 단말로서 동작할 수 있고, 동시에, 클라이언트 장치들 132a, 132b, 132c에 제2 망 130을 제공할 수 있다. 다시 말해, 서비스 망 제공 장치 120은 제2 RAT를 이용하여 클라이언트 장치들 132a, 132b, 132c로부터 트래픽을 수신하고, 클라이언트 장치들 132a, 132b, 132c의 트래픽을 제1 RAT를 이용하여 기지국 112을 통해 외부 망(예: 인터넷 망)으로 송신할 수 수 있다. 또한, 서비스 망 제공 장치 120은 클라이언트 장치들 132a, 132b, 132c의 트래픽을 제1 RAT를 이용하여 기지국 112을 통해 외부 망(예: 인터넷 망)으로부터 수신하고, 제2 RAT를 이용하여 클라이언트 장치들 132a, 132b, 132c로 트래픽을 송신할 수 있다. 제1 망 130의 입장에서, 서비스 망 제공 장치 120은 '단말(terminal)', '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 'CPE(customer premise equipment)', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 제2 망 130의 입장에서, 서비스 망 제공 장치 120은 'AP(access point)', '서비스 망 제공 장치', '서비스 중계 장치', '이종 망 중계 장치', '이종 RAT 중계 장치' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
제1 망 110 및 제2 망 120은 커버리지 크기, 망 종류(type), RAT, 통신 대역, 스케줄링 방식, QoS 요구사항 중 적어도 하나에서 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 망 110은 셀룰러 망일 수 있고, 구체적으로, LTE(long term evolution), LTE-A(LTE-advanced), NR(new radio) 중 하나의 기술에 따를 수 있다. 예를 들어, 제2 망 130은 근거리 망일 수 있고, 구체적으로, 무선랜(wireless local area network), 블루투스(bluetooth), BLE(bluetooth low energy), 지그비(zigbee) 중 하나의 기술에 따를 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망 제공 장치의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 서비스 망 제공 장치 120의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 서비스 망 제공 장치는 제1 통신부 210, 제2 통신부 220, 저장부 230, 제어부 240를 포함한다.
제1 통신부 210 및 제2 통신부 220은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 제1 통신부 210 및 제2 통신부 220 각각은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 제1 통신부 210 및 제2 통신부 220은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 제1 통신부 210 및 제2 통신부 220은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 제1 통신부 210 및 제2 통신부 220은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 제1 통신부 210 및 제2 통신부 220 각각은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 제1 통신부 210 및 제2 통신부 220 각각은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다.
제1 통신부 210 및 제2 통신부 220은 서로 다른 RAT들를 지원한다. 예를 들어, 서로 다른 RAT들은 BLE, 무선랜, 블루투스, 지그비, 셀룰러 망(예: LTE 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신부 210은 제1 망(예: 제1 망 110)에 접속하기 위한 인터페이스를, 제2 통신부 220은 제2 망(예: 제2 망 130)에 접속하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.
제1 통신부 210 또는 제2 통신부 220은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 제1 통신부 210 또는 제2 통신부 220의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 제1 통신부 210 또는 제2 통신부 220에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 230은 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 230은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 230은 제어부 240의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 240은 서비스 망 제공 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 240은 제1 통신부 210 또는 제2 통신부 220을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 240은 제1 통신부 210 및 제2 통신부 220 간 데이터의 맵핑, 전달 또는 분배를 수행할 수 있다. 또한, 제어부 240은 저장부 230에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 240은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 240은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240은 제1 RAT를 이용하여 기지국(예: 기지국 112)에 접속하고, 제2 RAT를 이용하여 적어도 하나의 클라이언트 장치에게 서비스 망을 제공하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부 240은 제1 RAT에 의한 제1 망을 백홀(backhaul) 망으로서 이용할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240은 서비스 망 제공 장치가 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망 제공 장치의 제어부의 기능적 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 서비스 망 제공 장치 120의 제어부 240의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 제어부 240은 무선 인터페이스 제어부 342, 내부(internal) QoS(quality of service) 관리부(management unit) 344, 서비스 조정부(service coordination unit) 346을 포함한다.
무선 인터페이스 제어부 342는 제1 망(예: 제1 망 110)에서의 서비스 또는 플로우에 대한 정보에 기반하여 제2 망(예: 제2 망 130)에서의 통신과 관련된 설정을 제어한다. 무선 인터페이스 제어부 342는 서비스 망 제공 장치에 특정한 설정(예: 방송 메시지 관련), 클라이언트 장치에 특정한 설정(예: 주기적 패킷 전송 등), 어플리케이션에 특정한 설정(예: 채널 경쟁 관련) 등을 제어할 수 있다. 무선 인터페이스 제어부 342는 저-지연 또는 광대역 등의 제1 RAT의 서비스 종류, 제2 RAT의 무선 인터페이스 종류(예: 무선랜, 블루투스, BLE, 지그비 등), 클라이언트 장치의 정보(예: MAC(media access control) 주소, OS(operating system) 종류 등) 등의 정보에 기반하여 서비스 타입별 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 인터페이스 제어부 342는 지연(latency) 감소 또는 대역폭 증가를 위한 제2 RAT에 대한 설정을 제어할 수 있다. 구체적으로, 무선 인터페이스 제어부 342는 평균적인 저-지연 서비스 사용량에 따라 특정 메시지(예: 비콘(beacon))의 송신 주기를 조절하고, 저-지연 서비스를 사용 중인 클라이언트 장치에 대하여 전력 절약 모드(power saving mode, PSM)에 진입하지 아니하도록 할 수 있다.
내부 QoS 관리부 344는 제2 망에서의 통신에 대한 QoS 관련 설정을 관리한다. QoS 관련 설정은 큐(queue) 관리에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 내부 QoS 관리부 344는 내부 스케줄링(scheduling)을 위해 우선순위 버퍼를 지정할 수 있다. 이를 통해, 내부 QoS 관리부 344는 저-지연 서비스에 사용되는 TCP(transmission control protocol) ACK(acknowledge) 등에 우선순위 제공할 수 있다. 또한, 내부 QoS 관리부 344는 제1 망의 QoS에 부합하는 QFI(QoS flow identity) 태깅(tagging)을 제공할 수 있다.
또한, 내부 QoS 관리부 344는 제1 망을 위한 모뎀(예: 제1 통신부 210)의 상태 및 서비스 망(예: 제2 망)의 상태를 고려하여 전체 딜레이 제한(total delay limitation)을 결정하고, 각 구간에서의 딜레이(예: 제1 망에서의 딜레이, 제2 망에서의 딜레이, 내부 딜레이(예: 큐잉(queuing), 처리(processing))를 모니터링하고, 최적화할 수 있다. 예를 들어, 내부 딜레이는 고정으로 취급하면, 내부 QoS 관리부 344는 제1 망의 딜레이에 따라 제2 망의 딜레이 마진(margin)을 결정하거나, 또는 제2 망의 딜레이에 따라 제1 망의 딜레이 마진을 결정함으로써, 전체 딜레이를 제어할 수 있다.
서비스 조정부 356은 서비스 종류(type)을 고려하여 제1 망 및 제2 망 간 QoS 맵핑을 수행할 수 있다. 또한, 서비스 조정부 356은 제1 망의 프로토콜(예: SDAP(service data adaptation protocol))을 이용하여 QoS를 보장할 수 있는 베어러(bearer)를 설정할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 서비스 조정부 356은 제1 망에 대한 새로운 베어러를 생성할 수 있다.
무선 인터페이스 제어부 342, 내부 QoS 관리부 344, 서비스 조정부 346은 저장부 240에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 240에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 240를 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따라, 무선 인터페이스 제어부 342, 내부 QoS 관리부 344, 서비스 조정부 346 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
상술한 바와 같이, 서비스 망 제공 장치는 제1 망 및 제2 망의 사이에서, 클라이언트 장치들의 무선 접속을 지원한다. 서비스 망, 즉, 제2 망에 접속된 클라이언트 장치는 직접적인 제1 망의 제어 하에 있지 아니하므로, 서비스 망의 RAT의 프로토콜에 따라 제1 망에서 지원되는 서비스가 클라이언트 장치에 제공되기 어려운 상황이 발생할 수 있다. 즉, 서비스 망 제공 장치가 접속된 망에서 제공하는 QoS 성능이, 서비스 망의 제약으로 인해 앤드 유저(end user)인 클라이언트에게 보장되지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 이하 본 개시는, 제2 망에서의 상황에 의해 제1 망의 서비스 요구사항을 준수하지 못하는 경우의 예시들 및 이를 해소하기 위한 서비스 망 제공 장치의 다양한 동작들을 설명한다.
제1 망은 일정 수준 이상의 전송 지연을 허용하지 아니하는 저-지연 통신 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 저-지연 통신 서비스는 URLLc(ultra reliable low latency communications) 서비스라 지칭될 수 있다. 저-지연 통신 서비스는 특정 임계값 미만으로 전송 지연을 보장하는 서비스로서, 제1 망 내에서, 다른 서비스에 비해 높은 우선순위를 가질 수 있다. 예를 들어, 작은 전송 지연을 보장하기 위해, 저-지연 통신 서비스를 위한 자원은 다른 서비스를 위해 이미 할당된 자원을 천공g하거나, 또는 다른 서비스를 위해 이미 할당된 자원과 중첩되는 방식으로 할당될 수 있다. 예를 들어, 금융 거래, 원격 제어, VR(virtual reality)/AR(augmented reality), 원격 진료, 게임, 스마트그리드 등의 어플리케이션들이 저-지연 서비스를 기반으로 실행될 수 있으며, 요구되는 E2E(end to end) 지연(latency)은 10ms 이하일 수 있다. 하지만, 무선랜을 이용하는 클라이언트 장치의 경우, 전력 절약 모드로 동작 시, 비콘 주기마다 웨이크 업(wake-up) 후, 상태를 확인하기 때문에, 수신 지연이 발생할 수 있다. 그 외, 무선랜에서 지원하는 패킷 접합(packet aggregation), 채널 경쟁(contention) 등에 의해서 송신/수신 지연이 발생할 수 있다.
먼저, 무선랜 기술에서 지원하는 전력 절약 모드에 대하 설명하면 다음과 같다. 일반적으로 사용되는 전력 절약 모드의 매커니즘(mechanism)은 적응적 전력 절약 모드(adaptive-PSM, 이하 'A-PSM'이라 칭함)이다. A-PSM은 항상 통신이 가능한 활성 모드(active mode) 및 특정 패킷 전송 후에만 패킷을 전송할 수 있는 전력 절약 모드(power saving mode)의 조합으로 운용된다. A-PSM에 따른 하향링크 통신의 예가 도 4에 예시된다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 동작 모드에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다. 도 4를 참고하면, 서비스 망 제공 장치 120은 주기적으로(예: 102.4ms의 주기로) 비콘 신호를 송신한다. 이때, 서비스 망 제공 장치는 TIM(traffic indication map) 필드에 단말 별로 전송할 패킷이 있는지 여부를 표시할 수 있다. 클라이언트 장치 132는 비콘이 전송되는 시점 직전에 슬립 상태(sleep state)에서 어웨이크 상태(awake state)로 전환하여 비콘을 수신한다. 클라이언트 장치 132는 자신에게 전송될 하향링크 패킷이 있을 경우, 서비스 망 제공 장치 120에게 패킷(예: 널(null) 데이터 패킷)을 전송함으로써 활성 모드로 천이함을 알릴 수 있다. 이후, 서비스 망 제공 장치 120은 활성 모드에 있는 클라이언트 장치 132에게 하향링크 패킷을 전송한다. 이후, 대기 시간 동안 패킷이 수신되지 아니하면, 클라이언트 장치 132는 활성 모드에서 다시 전력 절약 모드로 천이한다. 대기 시간은 테일 시간(tail time)이라 지칭될 수 있으며, 대기 시간의 길이는 기기 및 설정에 따라 다를 수 있고(예: 수십 ms 내지 수백 ms), 비콘을 수신함에 따라 잔여 대기 시간이 리셋(reset)되는지 여부도 기기마다 다를 수 있다.
상술한 같은 상황에서, 클라이언트 장치 132가 전력 절약 모드인 동안 서비스 망 제공 장치 120에 수신된 패킷#1, 패킷#2는 클라이언트 장치 132가 활성 모드로 천이할 때 까지 송신될 수 없으므로, 전송 지연이 발생한다. 또한, 초기의 패킷 또는 패킷의 전송 간격이 대기 시간 보다 길어지면, 다음 비콘 전송 시까지 대기함으로 인한 전송 지연이 지속적으로 발생할 수 있다. 즉, 대기 시간 동안의 패킷 미수신 시 클라이언트 장치 132는 다시 전력 절약 모드로 천이하므로, 모드 천이에 의한 전송 지연은 반복적으로 발생할 수 있다. 도 4의 경우, 패킷#1, 패킷#2는 물론, 패킷#4, 패킷#6에 대한 전송 지연이 발생한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 동작 모드를 제한하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 5는 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
도 5를 참고하면, 501 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인한다. 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 클라이언트 장치와의 제2 RAT의 연결에 맵핑된 제1 RAT의 베어러에 대한 정보(예: QoS), 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지, 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 중 적어도 하나에 기반하여 확인될 수 있다. 여기서, 클라이언트 장치의 트래픽은 클라이언트 장치로 송신되는 트래픽 및 클라이언트 장치로부터 수신되는 트래픽 중 적어도 하나를 포함한다, 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트는 특정 계층의 식별정보(예: MAC 주소)를 이용하여 특정될 수 있다.
503 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치의 전력 절약 모드 진입을 제한하기 위한 적어도 하나의 신호를 송신한다. 신호는 제어 메시지이거나, 또는 데이터 트래픽을 포함할 수 있다. 여기서, 제어 메시지는 제2 RAT의 규격에서 정의하는 제어 패킷, 또는 데이터의 특정 위치의 값을 이용하여 미리 정의된 지시를 표현하는 데이터 패킷을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 메시지는 특정 클라이언트 장치에게 특정 동작을 지시하는 제어 메시지이거나, 또는 다수의 클라이언트 장치들을 위해 방송되는 제어 메시지일 수 있다.
도 5를 참고하여 설명한 실시 예에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치의 전력 절약 모드 진입을 제한하기 위한 적어도 하나의 신호를 송신할 수 있다. 전력 절약 모드 진입을 제한에 대한 보다 구체적인 실시 예들은 다음과 같다. 후술되는 실시 예들은 선택적으로, 또는 둘 이상이 함께 실시될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 슬립 상태에 있는 클라이언트 장치에게 주기적으로 데이터 패킷을 전송함으로써, 활성 모드를 유지하도록 제어할 수 있다. 여기서, 데이터 패킷은 널 데이터(null data) 또는 더미(dummy) 데이터를 포함하거나, 또는 미리 정의된 값을 가지는 작은 사이즈의 패킷이거나, 또는 이미 큐에 대기 중인 해당 클라이언트 장치에게 전송될 데이터를 포함할 수 있다. 데이터 패킷의 송신 주기는, 클라이언트 장치의 모드 천이를 위한 대기 시간(예: 테일 시간) 이하로 설정되거나, 미리 정의된 작은 값으로 설정되거나, 또는 미리 정의된 알고리즘에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 미리 정의된 알고리즘에 의하는 경우, 서비스 망 제공 장치는 데이터 패킷의 송신 간격을 최소 값으로부터 순차적으로 증가시키고, 슬립 상태로 진입하는 것이 확인되면 송신 간격을 일정 크기만큼 감소시킬 수 있다. 미리 정의된 작은 값이나 미리 정의된 알고리즘을 이용하는 방식은, 클라이언트 장치의 대기 시간을 알 수 없더라도 활용될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 비콘 신호의 송신 주기를 줄임으로써, 클라이언트 장치가 슬립 상태로 진입하는 것을 방해할 수 있다. 비콘 신호에 포함되는 특정 필드(예: TIM 필드)에 해당 클라이언트 장치로 송신될 패킷이 존재함이 표시함으로써, 해당 클라이언트 장치가 전력 절약 모드로 천이하지 못하게 하거나, 또는 전력 절약 모드에서 활성 모드로 천이하도록 제어할 수 있다. 즉, 클라이언트 장치가 슬립 상태에 진입하더라도, 비교적 짧은 시간 내에 다시 웨이크업 상태로 천이하게 된다. 비콘 신호의 송신 주기는 임의의 낮은 길이로 설정되거나, 또는 딜레이 요구사항(delay requirement)에 따라 조절될 수 있다. 또는, 비콘 신호의 주기는 비콘 신호 주기의 감소에 대한 이력(history), 저-지연 서비스의 제공 이력에 기반하여 감소될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따라, 활성 모드를 유지할 것을 지시하는 특정 패킷이 정의될 수 있다. 서비스 제공 장치는 해당 클라이언트 장치에게 활성 모드를 유지할 것을 지시하는 패킷을 송신한다. 이에 따라, 패킷을 수신한 클라이언트 장치는 대기 시간 동안 패킷 송/수신이 없더라도 전력 절약 모드로 진입하지 아니한다. 추가적으로, 저-지연 서비스가 종료되면, 서비스 제공 장치는 전력 절약 모드를 허용함을 알리는 다른 패킷을 송신할 수 있다. 활성 모드를 유지할 것을 지시하는 패킷 및 전력 절약 모드를 허용함을 알리는 패킷 각각은 해당 목적을 위해 정의된 제어 패킷이거나, 또는 특정 위치에 특정 값을 포함하는 데이터 패킷으로 구현될 수 있다.
도 5를 참고하여 설명한 실시 예에서, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인할 수 있다. 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치의 확인에 대한 보다 구체적인 실시 예들은 다음과 같다.
도 6a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 시그널링을 통해 클라이언트 장치에 제공되는 서비스 종류를 확인하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 6a는 클라이언트 장치가 서비스 망 제공 장치에게 저-지연 서비스 등 현재 사용하려는 서비스 유형을 알리는 절차의 예로서, 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
도 6a를 참고하면, 601 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치로부터의 메시지를 수신한다. 메시지는 제1 RAT에서 정의되는 특정 종류의 데이터를 전달하기 위한 프레임이거나, 또는 제어 프레임일 수 있다. 예를 들어, 프레임은 벤더-특정(vendor specific) 액션 프레임(action frame) 또는 프로브 요청(probe request) 프레임을 포함할 수 있다.
603 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 메시지의 특정 위치의 정보를 확인한다. 정보는 저-지연 서비스가 제공되는지 여부를 지시하며, 특정 위치는 필드의 명칭, 비트의 위치 등 다양한 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 필드의 명칭으로 특정 위치가 정의되는 경우, 서비스 망 제공 장치는 메시지를 분석함으로써 정의된 필드의 위치를 확인할 수 있다. 다른 예로, 비트의 위치로 특정 위치가 정의되는 경우, 서비스 망 제공 장치는 정의된 n번째 비트의 값을 확인할 수 있다. 또한, 정보는 해당 메시지가 저-지연 서비스의 제공 여부를 알리는 목적으로 송신된 것인지 여부를 알리는 지시자를 더 포함할 수 있다.
603 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 정보를 이용하여 저-지연 서비스를 제공받는지 여부를 판단한다. 서비스 망 제공 장치는 특정 위치에서 추출된 정보를 이용하여 저-지연 서비스의 제공 여부를 확인할 수 있다. 추가적으로, 서비스 망 제공 장치는 수신된 메시지가 저-지연 서비스의 제공 여부를 알리는 메시지인지 여부를 먼저 확인한 후, 저-지연 서비스의 제공 여부를 확인할 수 있다.
도 6을 참고하여 설명한 실시 예에 따르면, 저-지연 서비스가 제공되는지 여부의 판단은 클라이언트 장치에 의해 이루어진 후, 서비스 망 제공 장치로 보고된다. 이는 클라이언트 장치의 서비스 어플리케이션(예: 빌트-인 앱(built-in app), 제3자 앱(3rd party app))에 서비스 망 제공 장치에게 저-지연 서비스의 제공 여부를 알릴 수 있는 기능(예: 에이전트(agent), SDK(software development kit))이 내장된 경우에 사용될 수 있다. 클라이언트 장치로부터 보고되는 정보를 전달하기 위한 메시지에 대한 실시 예들은 다음과 같다.
일 실시 예에 따라, 저-지연 서비스의 제공 여부는 벤더-특정 액션 프레임에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 도 6b와 같이, 벤더-특정 액션 프레임은 프레임 제어 612, 기간/ID 614, 주소1 616a, 주소2 616b, 주소3 616c, 시퀀스 제어(sequence control) 618, 주소4 616d, QoS 제어 620, 프레임 바디 622, FCS(frame check sequence) 624를 포함할 수 있다. 여기서, 프레임 바디 622는 카테고리 642, OUI(organizational unique identifier) 644, 적어도 하나의 IE(information element) 646를 포함하고, 적어도 하나의 IE 646은 타입(type) 662, 길이(length) 664, 값(value) 666을 포함할 수 있다. 여기서, 프레임 바디 내의 OUI는 프레임이 저-지연 서비스 여부를 알리기 위한 목적을 지시하기 위한 미리 정의된 값(예: '00-00-F0')으로 설정될 수 있고, IE의 타입 및 값은 저-지연 서비스를 지시하는 값들(예: 타입은 '1', 값은 '저-지연 서비스' 또는 상응하는 식별코드)로 설정될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 저-지연 서비스의 제공 여부는 프로브 요청 프레임에 의해 지시될 수 있다. 프로브 요청 프레임은 벤더-특정 필드를 포함할 수 있으며, 클라이언트 장치는 벤더-특정 필드를 저-지연 서비스를 지시하는 값으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 서비스 망 제공 장치는 프로브 요청 프레임의 벤더-특정 필드를 통해 클라이언트 장치에 저-지연 서비스가 제공되는지 여부를 확인할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 트래픽 분석을 통해 클라이언트 장치에 제공되는 서비스 종류를 확인하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 7은 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 결과에 기반하여 서비스 유형을 판단하는 절차의 예로서, 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
도 7을 참고하면, 701 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치의 트래픽 패턴을 분석한다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치로부터 수신되는 패킷 또는 클라이언트 장치로 송신되는 패킷에 포함된 제어 정보(예: 헤더)를 확인하고, 분류할 수 있다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 IP(internet protocol) 주소, 포트 번호(port number), 망 프로토콜 번호(network protocol number), SNI(server name indication), HTTP(hypertext transfer protocol) 헤더 등의 사용자 정의 시그니처(user define signature)를 분석할 수 있다. 이를 위해, 서비스 망 제공 장치는 DPI(deep packet inspection) 엔진을 채용할 수 있다.
703 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 트래픽 패턴에 기반하여 서비스 특성을 확인한다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 트래픽 패턴에 기반하여 해당 서비스의 제공자, 서비스의 종류(예: 실시간 스트리밍, 파일 전송, 웹 브라우징 등), QoS 요구사항, 클라이언트 장치의 종류(예: 모바일 장치, 데스크 탑), 어플리케이션 종류 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 트래픽 패턴 및 서비스 특성의 상관 관계는 학습(learning)을 통해 갱신(update)될 수 있다.
705 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 서비스 특성에 기반하여 저-지연 서비스를 제공받는지 여부를 판단한다. 즉, 서비스 망 제공 장치는 서비스 특성 및 저-지연 서비스 간 맵핑 정보에 기반하여, 확인된 서비스 특성이 저-지연 서비스를 필요로 하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 맵핑 정보는 사전에 정의된 후, 서비스 망 제공 장치에 저장될 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 7을 참고하여 설명한 바와 같이, 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지 또는 트래픽 분석을 통해 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치가 확인될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따라, 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 QFI(QoS flow identifier)를 이용하여 확인될 수 있다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 하향링크 트래픽의 QFI를 저장하고, 해당 트래픽에 대응하는 상향링크 트래픽이 발생하는 경우, 하향링크 트래픽과 동일한 QFI로 반사적으로(reflectively) 상향링크 트래픽의 QFI를 맵핑할 수 있다. 즉, 하향링크 트래픽의 QFI를 통해 저-지연 서비스임이 확인되면, 서비스 망 제공 장치는 대응하는 하향링크 트래픽이 저-지연 서비스를 위한 것임을 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 클라이언트 장치의 전력 절약 모드로 인해 발생할 수 있는 전송 지연이 해소될 수 있다. 전송 지연은, 전력 절약 모드와 같은 통신이 불가능한 상태로 동작하는 것 외, 다른 원인에 의해서도 발생할 수 있다. 예를 들어, 무선랜에서 제공되는 기능 중 패킷 접합(aggregation)에 의해서 전송 지연이 발생할 수 있다.
무선랜에서 제공되는 패킷 접합은 패킷들, 예를 들어, 복수의 MAC PDU(protocol data unit)들을 접합 후 전송함으로써 ACK 오버헤드를 줄이고, 수율을 높이는 기술이다. 접합된 MAC PDU(aggregate MAC PDU, 이하 'A-MPDU'라 칭함)는 설정된 최대(maximum) 길이까지 패킷들을 접합하게 한다(예: 802.11n의 경우 10ms, 802.11ac의 경우 5.484ms). A-MPDU에 따른 하향링크 통신의 예가 도 8에 예시된다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 패킷 접합에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다. 도 8을 참고하면, 서비스 망 제공 장치 120은 클라이언트 장치 132로 송신되는 패킷들을 접합 및 송신한다. A-MPDU의 송신 동안 무선 채널이 지속적으로 점유되므로, 제1 RAT를 통해 수신된 패킷은 A-MPDU의 전송 완료시까지 전송되지 못하며, 이로 인해, 전송 지연이 증가될 수 있다. 상술한 A-MPDU로 인한 수 msec의 지연은 저-지연 통신에는 악영향을 끼칠 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치로 송신되는 패킷의 길이를 제한하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 9는 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
도 9를 참고하면, 901 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인한다. 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 클라이언트 장치와의 제2 RAT의 연결에 맵핑된 제1 RAT의 베어러에 대한 정보(예: QoS), 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지, 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 중 적어도 하나에 기반하여 확인될 수 있다. 여기서, 클라이언트 장치의 트래픽은 클라이언트 장치로 송신되는 트래픽 및 클라이언트 장치로부터 수신되는 트래픽 중 적어도 하나를 포함한다, 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트는 특정 계층의 식별정보(예: MAC 주소)를 이용하여 특정될 수 있다.
903 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 적어도 하나의 클라이언트 장치의 패킷 접합 길이를 제한하도록 제어한다. 다시 말해, 서비스 망 제공 장치는 적어도 하나의 클라이언트 장치의 패킷 접합에 의해 생성되는 A-MPDU의 최대 길이를 제한한다. 여기서, A-MPDU의 길이 제한은 클라이언트로부터 송신되는 패킷 또는 클라이언트로 송신되는 패킷에 적용될 수 있다. 이를 위해, 서비스 망 제공 장치는 A-MPDU의 최대 길이에 대한 변수를 재설정하거나, 또는 A-MPDU의 최대 길이를 감소시키기 위한 제어 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 제어 정보는 A-MPDU의 최대 길이를 지정하거나, 또는 A-MPDU의 최대 길이의 감소를 지시할 수 있다.
도 9를 참고하여 설명한 실시 예와 같이, 서비스 망 제공 장치는 A-MPDU의 최대 길이를 제한할 수 있다. 이때, 제한에 의해 감소되는 A-MPDU의 최대 길이는 서비스의 지연 요구사항에 기반하여 결정될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 패킷 접합 기능을 비활성화할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 클라이언트 장치로 송신되는 하향링크 패킷에 대하여, 서비스 망 제공 장치는 서비스 망에 접속된 클라이언트 장치들 중 901 단계에서 확인된 클라이언트 장치 외 다른 적어도 하나의 클라이언트 장치에 대한 A-MPDU의 최대 길이를 제한할 수 있다. 단, 다른 이유에 의해, 다른 적어도 하나의 클라이언트 장치 중 적어도 하나가 A-MPDU의 최대 길이를 제한에서 제외될 수 있다. 추가적으로, 다른 실시 예에 따라, 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치에 대한 A-MPDU의 최대 길이도 더 제한될 수 있다. 하향링크 패킷은 서비스 망 제공 장치에 의해 생성되므로, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치 별 패킷 접합에 대한 변수를 재설정함으로써, A-MPDU의 최대 길이를 클라이언트 장치별로 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 클라이언트 장치에서 송신되는 상향링크 패킷에 대하여, 서비스 망 제공 장치는 서비스 망에 접속된 클라이언트 장치들 모두 또는 901 단계에서 확인된 클라이언트 장치 외 다른 적어도 하나의 클라이언트 장치에 대한 A-MPDU의 최대 길이를 제한할 수 있다. 단, 다른 이유에 의해, 클라이언트 장치들 중 적어도 하나가 A-MPDU의 최대 길이를 제한에서 제외될 수 있다. 상향링크 패킷은 클라이언트 장치에 의해 생성되므로, 서비스 망 제공 장치는 A-MPDU의 최대 길이의 제한을 지시하는 제어 정보를 송신한다. 여기서, 제어 정보는 서비스 망 전체에 공통으로 적용되거나, 또는 클라이언트 장치 별로 적용될 수 있다. 예를 들어, 제어 정보는 비콘 패킷에 포함되는 능력(capability) 정보(예: HT(high throughput) 능력 필드, VHT(very HT) 능력 필드) 내의 벤더-특정 필드를 통해, 또는 벤더-특정 액션 프레임을 통해 전달될 수 있다.
서비스 망 제공 장치에 의해 제공되는 서비스 망은 다양한 RAT들 중 하나에 기반할 수 있다. 예를 들어, BLE에 따르면, 통신은 일정한 연결 간격(connection interval) 마다 수행된다. BLE에 따른 통신이 도 10에 예시된다. 도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 간격에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다. 도 10을 참고하면, 마스터(master)(예: 서비스 망 제공 장치 120)에서 슬레이브(slave)(예: 클라이언트 장치 132)로의 패킷 1002a 및 슬레이브에서 마스터로의 패킷 1002b가 첫번째 연결 시 송신된다. 이후, 연결 간격이 경과한 후, 두번째 연결이 형성되고, 마스터에서 슬레이브로의 패킷 1004a 및 슬레이브에서 마스터로의 패킷 1004b가 송신된다. 이때, 연결 간격이 길수록 데이터 전송 지연이 발생할 수 있다. BLE 기기들의 연결 간격의 초기(default) 값은 제조사 등에 따라 다양하게 설정되므로, 저-지연 서비스를 위해 연결 간격이 적절히 조정될 필요가 있다. 후술되는 연결 간격의 조절에 관한 실시 예들은 BLE 뿐만 아니라 주기적으로 통신을 수행하는 RAT에 기반하는 경우에 적용 가능하다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 간격을 조절하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 11은 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
도 11을 참고하면, 1101 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인한다. 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 클라이언트 장치와의 제2 RAT의 연결에 맵핑된 제1 RAT의 베어러에 대한 정보(예: QoS), 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지, 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 중 적어도 하나에 기반하여 확인될 수 있다.
1103 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 연결 간격을 임계치 이하로 유지하도록 제어한다. 다시 말해, 서비스 망 제공 장치는 확인된 클라이언트 장치 및 서비스 망 제공 장치 간 연결 간격을 임계치 이하로 감소시킨다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 제어 메시지(예: 연결 파라미터 갱신 요청(connection parameter update request)에 포함된 최소 연결 간격(minimum connection interval) 및 최대 연결 간격(maximum connection interval) 필드)를 이용하여 조절된 연결 간격의 값을 송신할 수 있다. 또는, 서비스 망 제공 장치는 연결 간격의 값을 미리 정의된 값(예: 최소 값)으로 변경할 것을 요구하는 지시자를 송신할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 연결 간격의 값은 지연 요구사항보다 작은 값, 또는 미리 정의된 값(예: 최소 값)으로 조절될 수 있다. 또한, 연결 간격의 값은 연결 간격의 감소 이력, 저-지연 서비스의 제공 이력에 기반하여 감소될 수 있다.
전술한 바와 같이, BLE의 경우, 통신은 일정한 연결 간격 마다 수행된다. 이때 설정에 따라 슬레이브 장치의 동작이 달라질 수 있다. 도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 관련 설정에 따른 패킷 지연의 예를 도시한다. 도 12를 참고하면, 상황 1210은 슬레이브 지연(slave latency)이 오프(off)로 설정된 경우이고, 상황 1220은 슬레이브 지연이 온(on)으로 설정된 경우이다. 슬레이브 지연이 온으로 설정되면, 상황 1220과 같이, 슬레이브 장치는 연결 시점들 중 일부에서 웨이크 업(wake-up)하고, 나머지에서 데이터를 송신하지 아니한다. 이러한 슬레이브 장치의 동작에 의해, 전송 지연이 발생할 수 있다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 연결 관련 설정을 조절하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 13은 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
도 13을 참고하면, 1301 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인한다. 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 클라이언트 장치와의 제2 RAT의 연결에 맵핑된 제1 RAT의 베어러에 대한 정보(예: QoS), 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지, 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 중 적어도 하나에 기반하여 확인될 수 있다.
1303 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 슬레이브 장치가 연결 간격마다 웨이크업하도록 제어한다. 즉, 서비스 망 제공 장치는 해당 클라이언트 장치의 슬레이브 지연 설정을 해제한다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 제어 메시지(예: 연결 파라미터 갱신 요청에 포함되는 슬레이브 지연 필드)를 이용하여 설정의 변경을 요청할 수 있다. 즉, 서비스 망 제공 장치는 슬레이브 지연 설정 값을 부정의 값(예: '0')으로 설정함으로써, 해당 클라이언트 장치가 매 연결 이벤트(connection event)마다 웨이크업하게 한다.
상술한 전력 절약 모드의 제한, 패킷 접합 길이의 제한, 연결 간격 조정 등 클라이언트 장치에 관련된 설정을 변경하는 실시 예들에 더하여, 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 우선순위를 조절함으로써, 패킷 지연이 감소될 수 있다. 일반적으로, 하향링크 트래픽은 서비스의 종류 등에 따라 서로 다른 우선순위를 가지는 복수의 큐(queue)들 중 하나에 입력된 후, 스케줄링 결과에 따라 송신된다. 따라서, 서비스 망 제공 장치는 큐의 정의 및 선택을 통해, 저-지연 서비스를 위한 트래픽에 대한 우선순위를 조절함으로써, 전송 지연을 감소시킬 수 있다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 우선순위를 조절하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 14는 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
1401 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인한다. 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 클라이언트 장치와의 제2 RAT의 연결에 맵핑된 제1 RAT의 베어러에 대한 정보(예: QoS), 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지, 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 중 적어도 하나에 기반하여 확인될 수 있다.
1403 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 우선순위를 높이도록 제어한다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 제공받는 클라이언트 장치의 트래픽을 높은 우선순위의 큐에 입력할 수 있다. 여기서, 높은 우선순위의 큐는 일반적으로 사용되는 큐들 중 하나이거나 또는 저-지연 서비스를 위해 설계된 큐일 수 있다.
도 14를 참고하여 설명한 실시 예에 따르면, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 위한 트래픽의 우선순위를 높인다. 우선순위의 조정은 트래픽이 입력되는 큐의 선택에 의해 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 위한 트래픽을 복수의 큐 중 높은 우선순위를 가지는 큐에 입력할 수 있다. 이에 따라, 저-지연 서비스를 위한 트래픽이 다른 큐에 저장된 트래픽에 비하여 먼저 송신될 가능성이 높아진다. 즉, 서비스 망 제공 장치는 큐의 선택을 통해 저-지연 서비스를 위한 트래픽의 경쟁의 우선순위를 조절할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 위한 별도의 큐(이하 '저-지연 큐')를 정의하고, 저-지연 서비스를 위한 트래픽을 저-지연 큐에 입력할 수 있다. 저-지연 큐의 경쟁 파라미터(contention parameter)는 높은 우선순위를 가지도록 조절되며, 예를 들어, 다른 큐보다 작은 AIFSN(arbitration interframe space number)을 가지도록, 또는 다른 큐보다 작은 경쟁 윈도우(contention window)를 가지도록 정의될 수 있다. 이를 통해, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 서비스를 위한 트래픽을 다른 큐에 입력된 트래픽에 비해 짧은 지연으로 송신할 수 있다.
추가적으로, 저-지연 큐에 절대적인 우선순위가 부여될 수 있다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 큐가 비어있는(empty) 상태에서만 다른 큐에 저장된 패킷들의 송신을 허용할 수 있다. 즉, 서비스 망 제공 장치는 저-지연 큐에 패킷이 남아 있는 동안, 다른 큐에 저장된 패킷들의 전송을 차단함으로써, 저-지연 큐에 저장된 패킷들이 다른 패킷들보다 절대적으로 먼저 송신되도록 제어할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들은 제1 망에서 정의되는 저-지연 통신 서비스를 클라이언트 장치에게 제공하기 위한 것이다. 제1 망은, 저-지연 통신 서비스에 더하여, 광대역(broadband) 통신 서비스를 더 제공할 수 있다. 여기서, 광대역 통신 서비스는 eMBB(enhanced mobile broadband) 서비스라 지칭될 수 있다. 광대역 서비스는 높은 평균 대역 효율성(spectrum efficiency)을 달성하기 위한 것으로서, 일정 수준 이상의 데이터 전송 속도를 보장하는 것을 목적으로 설계된 서비스이다. 그러나, 클라이언트 장치는 직접적인 제1 망의 제어 하에 있지 아니하므로, 제2 망, 즉, 서비스 망의 RAT의 프로토콜에 따라 제1 망의 광대역 서비스가 적용되기 어려운 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 이하 본 개시는, 제2 망에 접속된 클라이언트 장치에게 광대역 서비스를 제공하기 위한 실시 예들을 설명한다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망에서 제공 가능한 처리량(throughput)의 예를 도시한다. 제1 망의 광대역 서비스의 경우, 피크 데이터 전송률(peak data rate)은 20Gb/s까지 지원될 수 있다. 도 15를 참고하면, 무선랜의 경우, 160MHz, 8개 공간 스트림들(spatial streams) 사용 시, 802.11ac 기준 6.7Gbps까지의 피크 데이터 전송률이 지원될 수 있다. 무선랜의 운용 시, 간섭 등의 영향으로 20MHz 또는 40MHz 대역만 사용하는 경우가 잦다. 대역폭에 비례하여 데이터 전송률이 감소하므로, 20MHz 사용 시 피크 데이터 전송률은 693Mb/s로서, 1Gb/s보다 낮은 데이터 전송률이 얻어질 수 있다. 또한, 데이터 전송률이 높을수록, 하나의 A-MPDU에 포함되는 패킷들의 개수에 따라 처리량이 크게 달라질 수 있다. 따라서, 최대 A-MPDU 길이가 작게 설정되어 있는 경우, 높은 처리량이 달성되기 쉽지 아니하다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치에 대한 전송 대역폭을 증가시키기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 16은 대역폭 증가를 통해 처리량을 향상시키기 위한 절차로서, 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
1601 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 광대역 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인한다. 광대역 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 클라이언트 장치와의 제2 RAT의 연결에 맵핑된 제1 RAT의 베어러에 대한 정보(예: QoS), 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지, 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 중 적어도 하나에 기반하여 확인될 수 있다.
1603 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치에 대한 대역폭이 증가되도록 제어한다. 즉, 서비스 망 제공 장치는 채널 본딩(channel bonding)을 이용하여 주파수 축에서 인접한 복수의 채널들을 함께 사용할 수 있도록 제어함으로써, 클라이언트 장치의 채널 대역폭을 늘릴 수 있다. 이때, 본딩되는 채널들의 개수는 필요한 대역폭에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 서비스 망 제공 장치는 요구되는 피크 데이터 전송률보다 제공 가능한 데이터 전송률이 크도록 필요한 대역폭을 결정하거나, 또는 미리 정의된 값(예: 최대 값 또는 가용한 범위에서 최대 값)으로 필요한 대역폭을 결정할 수 있다.
도 16을 참고하여 설명한 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치의 대역폭을 늘릴 수 있다. 이때, 추가적으로, 서비스 망 제공 장치는, 대역폭을 결정하기 전, 주변 채널의 간섭을 측정할 수 있다. 간섭으로 인해 현재 프라이머리(primary) 채널에서 대역폭을 증가시키기 곤란한 경우, 서비스 망 제공 장치는 프라이머리 채널을 변경할 수 있다. 이를 위해, 서비스 망 제공 장치는 채널의 변경을 지시하는 제어 메시지(예: 채널 전환 통지 프레임(channel switch announcement frame))를 송신할 수 있다. 제어 메시지는 대역폭 값을 더 포함할 수 있다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치로 송신되는 패킷 크기를 증가시키기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 17은 패킷 크기 증가를 통해 처리량을 향상시키기 위한 절차로서, 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
1701 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 광대역 서비스를 제공받는 클라이언트 장치를 확인한다. 광대역 서비스를 제공받는 클라이언트 장치는 클라이언트 장치와의 제2 RAT의 연결에 맵핑된 제1 RAT의 베어러에 대한 정보(예: QoS), 클라이언트 장치로부터 수신되는 메시지, 클라이언트 장치의 트래픽에 대한 분석 중 적어도 하나에 기반하여 확인될 수 있다.
1703 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치에 대한 클라이언트 장치의 패킷 접합 길이가 증가되도록 제어한다. 즉, 서비스 망 제공 장치는 광대역 서비스를 제공받는 클라이언트 장치에 대한 A-MPDU의 최대 길이를 증가시킨다. 예를 들어, A-MPDU의 최대 길이는 클라이언트 장치에서 허용되는 최대 값으로 설정되거나, 또는, 데이터 전송률 요구사항에 따라 설정될 수 있다. 이를 위해, 서비스 망 제공 장치는 A-MPDU의 최대 길이에 대한 변수를 재설정하거나, 또는 A-MPDU의 최대 길이를 증가시키기 위한 제어 정보를 송신할 수 있다. 추가적으로, 서비스 망 제공 장치는 확인된 클라이언트 장치 외 다른 적어도 하나의 클라이언트 장치의 패킷 접합 길이를 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 채널 본딩, 패킷 접합 길이 조정 등의 방안을 통해, 대용량의 광대역 서비스가 지원될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 전술한 전송 지연을 해소하기 위해 제시된 큐를 이용한 우선순위 조절의 실시 예와 유사하게, 서비스 망 제공 장치는 광대역 서비스를 위한 트래픽을 높은 우선순위의 큐에 입력함으로써, 처리량을 향상시킬 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들과 같이, 서비스 망에 대한 설정 또는 상태를 제어함으로써, 서비스 망을 통해 저지연 서비스 또는 광대역 서비스가 제공될 수 있다. 이때, 클라이언트 장치가 서비스 망으로서 사용 가능한 복수의 프로토콜들을 지원하는 경우, 서비스에 따라 어느 하나의 프로토콜이 선호될 수 있다. 이하 클라이언트 장치가 복수의 프로토콜들을 지원하는 경우, 어느 하나의 프로토콜을 선택하기 위한 실시 예가 설명된다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 클라이언트 장치의 통신 프로토콜을 제어하기 위한 동작 절차를 도시한다. 도 18은 서비스에 적합한 통신 프로토콜을 선택하는 절차의 예로서, 서비스 망 제공 장치 120의 동작 방법을 예시한다.
도 18을 참고하면, 1801 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치의 능력을 확인한다. 예를 들어, 능력은 클라이언트 장치에서 지원되는 프로토콜의 종류, 전원 상태(예: 배터리, 외부 전원 등) 등을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 제공 장치에게 지원 가능한 프로토콜을 지시하는 정보를 수신할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 서비스 망 제공 장치는 과거의 통신 이력에 기반하여 지원 가능한 프로토콜을 확인할 수 있다.
1803 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 서비스에 기반하여 프로토콜을 선택한다. 일 실시 예에 따라, 서비스에 대응하는 프로토콜은 미리 정의될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 서비스에 대응하는 프로토콜은 서비스 망의 상태에 따라 달라질 수 있다. 서비스 망 제공 장치는 트래픽 분석, QoS 정보 중 적어도 하나에 기반하여 서비스의 특성를 확인한 후, 확인된 서비스의 특성에 대응하는 프로토콜을 선택할 수 있다.
1805 단계에서, 서비스 망 제공 장치는 프로토콜을 변경하도록 제어한다. 서비스 망 제공 장치는 현재 사용 중인 제1 프로토콜에 기반한 연결을 종료하고, 새로운 제2 프로토콜에 기반한 연결을 새로이 설정한다. 이를 위해, 서비스 망 제공 장치는 클라이언트 장치와 연결 해제 및 연결 설정을 위한 적어도 하나의 메시지를 송신 또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 프로토콜의 변경은 제1 프로토콜에 대한 연결 해제 절차 및 제2 프로토콜에 대한 연결 설정 절차 등 분리된 2개의 절차에 의해 수행될 수 있다. 이 경우, 서비스 망 제공 장치는 제1 프로토콜을 통해 제2 프로토콜을 미리 지시할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 프로토콜의 변경은 제1 프로토콜에서 제2 프로토콜로의 이종 프로토콜 간 핸드오버에 의해 수행될 수 있다.
도 18을 참고하여 설명한 실시 예에서, 서비스 망 제공 장치는 서비스에 기반하여 프로토콜을 선택할 수 있다. 이때, 서비스에 대응하는 프로토콜은 미리 정의되거나, 또는, 서비스 망의 상태에 따라 달라질 수 있다.
일 실시 예에 따라, 서비스에 대응하는 프로토콜은 서비스의 QoS에 따라 정의될 수 있다. 예를 들어, 저대역폭의 서비스(예: 음악 스트리밍)는 BLE와 대응되고, 대용량 서비스(예: 비디오 스트리밍, 게임, VR 등)는 무선랜과 대응될 수 있다. 이 경우, 서비스 망 제공 장치는 미리 정의된 맵핑 정보(예: 맵핑 테이블)를 저장하고 있으며, 확인되는 서비스에 대응하는 프로토콜을 맵핑 정보를 검색함으로써 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 서비스에 대응하는 프로토콜은 서비스 망의 상태에 기반하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 클라이언트 장치가 대용량 서비스를 이용하는 경우, 프로토콜 내에서 다른 장치와 자원에 대한 경쟁이 적은 프로토콜이 선택될 수 있다. 구체적으로, 제1 프로토콜 및 제2 프로토콜을 지원하는 클라이언트 장치가 대용량 서비스를 이용하는 경우, 현재 제1 프로토콜로 통신하는 다른 장치들이 존재하고, 제2 프로토콜로 통신하는 장치가 존재하지 아니하면, 서비스 망 제공 장치는 제2 프로토콜을 선택할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 서비스에 대응하는 프로토콜은 클라이언트 장치의 상태에 기반하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 클라이언트 장치의 배터리 잔량에 따라 프로토콜이 선택될 수 있다. 구체적으로, 배터리 잔량이 임계치 이하인 경우, 저전력으로 통신을 가능케 하는 프로토콜(예: BLE)이 선택될 수 있다.
도 19a 내지 도 19c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 망 제공 장치의 기능적 구조들을 도시한다. 도 19a 내지 도 19c는 상술한 다양한 실시 예들에 따라 동작하는 서비스 망 제공 장치 120의 기능적 구조의 예들이다. 도 19a 내지 도 19c는 제2 망의 RAT이 무선랜(예: WiFi(wireless fidelity)) 또는 BLE인 경우를 예시한다.
도 19a를 참고하면, 서비스 망 제공 장치 120은 제1 통신부 1910, 제2 통신부 1920, QFI 맵핑부 1942, 트래픽 분석 및 QoS 제어부 1944, 버퍼 1946를 포함한다.
제1 통신부 1910은 기지국 112와 통신을 수행하기 위한 기능을 수행하며, 도 2의 제1 통신부 210를 포함할 수 있다. 제1 통신부 1910은 SDAP 계층 1912의 기능을 수행하며, 기지국 112의 SDAP 계층과 적어도 하나의 무선 베어러를 통해 트래픽을 송신 및 수신할 수 있다. 제1 통신부 1910은 트래픽 별 QFI 정보를 SDAP 계층의 패킷 헤더에 추가할 수 있다.
제2 통신부 1920은 클라이언트 장치 132와 통신을 수행하기 위한 기능을 수행하며, 도 2의 제2 통신부 220를 포함할 수 있다. 제2 통신부 1920은 하향링크 트래픽을 저장하기 위한 큐들을 포함하는 버퍼 1924, 서비스 망의 무선 인터페이스에서 하향링크 트래픽의 QFI에 따라서 QoS 스케줄링을 제2 RAT에 부합하는 방식으로 제공하는 QoS 매핑부 1924, 제2 RAT에 관련된 설정을 조절하는 무선 서비스 망 제어부 1926를 포함할 수 있다.
QFI 매핑부 1942는 제1 망에서 제공되는 서비스 별 버퍼에 따라 요구되는 QFI 정보를 추출 및 전달한다. 트래픽 분석 및 QoS 제어부 1944는 클라이언트 장치의 어플리케이션을 감지 또는 분석하고, 서비스의 종류(예: 저-지연 서비스, 광대역 서비스)를 판단한다. 그리고, 트래픽 분석 및 QoS 제어부 1944는 제1 망의 서비스의 종류에 따라 우선순위 버퍼 등을 활용한 스케줄링을 수행하고, 제1 통신부 1910로 트래픽을 전달한다.
도 19b를 참고하여 상향링크 트래픽의 흐름을 살펴보면 다음과 같다. 서비스 망 제공 장치 120는 WiFi 인터페이스를 제공하는 제1 통신부 1920을 통해 클라이언트 장치들 132a 및 132b에 제2 망을 제공한다. 제1 망의 서비스 종류를 확인하기 위해, 서비스 망 제공 장치 내 트래픽 분석 및 QoS 제어부 1944는 DPI 엔진 등을 이용하여 상향링크 트래픽을 분석함으로써 어플리케이션 종류, 서비스 종류 등을 분류할 수 있고, 분류된 서비스 종류에 따라 우선순위가 대응되는 버퍼 1946로 트래픽을 전달할 수 있다. 종단 간(end-to-end) QoS를 보장하기 위해, 서비스 망 제공 장치 120의 QFI 맵핑부 1942는 서비스 종류 별 버퍼에 따라 QFI 값을 추가/갱신하고, QFI 값을 포함하는 패킷을 제1 통신부 1910로 제공한다. 이와 같이, 서비스 망 제공 장치 120는 수신된 트래픽을 서비스 종류에 따라 분류한 후, 서비스 종류별로 구분된 버퍼 1946에 입력한다. QFI 맵핑부 1942는 수신된 버퍼 별 패킷들의 버퍼 우선순위/서비스 종류 별로 대응되는 QFI 정보를 전달한다. 제1 통신부 1910의 SDAP 계층 1912는 제공된 패킷들의 SDAP 헤더 내 QFI 필드를 전달받은 QFI 값에 따라 갱신하고, 송신한다. 이를 통해, 종단 간 QoS가 보장될 수 있다.
도 19c를 참고하여 하향링크 트래픽의 흐름을 살펴보면 다음과 같다. 서비스 망 제공 장치 120 내의 제2 통신부 1920에 포함된 QoS 매핑부 1922는 QFI 매핑부 1942에 의해 검출된 하향링크 트래픽의 QFI에 따라 버퍼 1924에 패킷을 입력하고, 큐의 우선순위에 따라 데이터를 전송한다. 이때, 서비스 망 제공 장치 120의 무선 서비스 망 제어부 1926은 현재 서비스 망에 접속된 클라이언트 장치들 132a 및 132b에게 데이터를 빠르게 전달되도록 비콘 신호의 송신 주기를 줄이거나, 널 패킷을 송신함으로써 슬립 모드로 진입하지 아니하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 서비스 종류에 따라 저-지연 또는 광대역 대역폭 제공 등 서비스 망 제공 장치 120 및 클라이언트 장치들 132a 및 132b 간 최적의 통신 서비스가 제공된다.
상술한 실시 예들에서, 제1 망의 QoS 식별자(QoS identifier, QI) 및 QFI는 이하 <표 1>과 같이 정의될 수 있다.
QI value & QFI Example Service
1 conversational voice
2 conversational voice (live steaming)
3 real time gaming, V2X message
4 non-conversational voice (buffered streaming)
65 mission critical user plane push to talk voice (e.g., MCPTT)
66 non-mission critical user plane push to talk voice
75 V2X message
5 IMS signaling
6 video (buffered streaming)
TCP-based (e.g., www, e-mail, chat, ftp, p2p file sharing, progressive video, etc)
7 voice, video (live streaming), interactive gaming
8 video (buffered streaming)
TCP-based (e.g., www, e-mail, chat, ftp, p2p file sharing, progressive video, etc)
9 video (buffered streaming)
TCP-based (e.g., www, e-mail, chat, ftp, p2p file sharing, progressive video, etc)
69 mission critical user plane push to talk voice (e.g., MCPTT signaling)
mission critical data (e.g., example services are the same as QCI 6/8/9)
70 mission critical user plane push to talk voice (e.g., MCPTT signaling)
mission critical data (e.g., example services are the same as QCI 6/8/9)
79 V2X message
서비스 예시(example service) 등 각 서비스 별로 요구되는 자원 종류(resource Type)(예: GBR(guaranteed bit rate), NGBR(non-GBR)), 스케줄링 우선순위, 패킷 딜레이, 목표 패킷 에러율(error rate), 대역폭, QoS 등 해당 서비스의 품질을 보장할 수 있는 베어러가 사전 정의될 수 있다. 예를 들어, 어떤 VR 게임 서비스가 실시간 게이밍(real time gaming)에 속한다고 판단되면, 해당 트래픽의 QFI 값은 3으로 설정 또는 갱신되며, 해당 트래픽은 이에 대응하는 베어러로 전달된다.
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 (28)

  1. 무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하는 장치에 있어서,
    제1 RAT(radio access technology)를 지원하는 제1 송수신부와,
    제2 RAT를 지원하는 제2 송수신부와,
    제1 RAT를 이용하여 기지국에 접속하고, 제2 RAT를 이용하여 적어도 하나의 클라이언트 장치에게 서비스 망을 제공하도록 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 저-지연(low-latency) 서비스를 통해 전달되는 경우, 전력 절약 모드로 진입하는 것을 제한하기 위한 적어도 하나의 신호를 송신하도록 제어하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 클라이언트 장치의 상기 전력 절약 모드의 진입을 위한 대기 시간 보다 짧은 시간 간격으로 비콘(beacon) 신호를 송신하도록 제어하는 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 클라이언트 장치에게 주기적으로 데이터 패킷을 송신하도록 제어하며,
    상기 데이터 패킷은, 널 데이터, 더미 데이터, 또는 미리 정의된 값의 데이터를 포함하는 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 클라이언트 장치에게 활성 모드(active mode)를 유지할 것을 지시하는 메시지를 송신하도록 제어하는 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 클라이언트로부터 수신되는 메시지에 포함되는 정보를 이용하여 상기 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달되는지 여부를 판단하는 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 클라이언트의 트래픽에 대한 분석 결과에 기반하여 상기 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달되는지 여부를 판단하는 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 클라이언트의 하향링크 트래픽의 QFI(QoS flow identity)를 이용하여 상기 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달되는지 여부를 판단하는 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 서비스 망에 접속된 클라이언트 장치들 중 상기 클라이언트 장치를 제외한 나머지 적어도 하나의 클라이언트 장치에 대하여 설정된 패킷 접합 기능에 대한 접합된 패킷의 최대 길이를 감소시키는 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 접합된 패킷의 최대 길이의 감소에 대한 지시 또는 감소된 최대 길이 값을 포함하는 제어 메시지를 송신하도록 제어하는 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 서비스 망에서의 상기 클라이언트 장치의 주기적 연결 이벤트들의 연결 간격을 감소시키기 위한 제어 메시지를 송신하도록 제어하는 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 서비스 망에서의 상기 클라이언트 장치의 주기적 연결 이벤트들 모두에서 웨이크 업하도록 제어하기 위한 제어 메시지를 송신하도록 제어하는 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 클라이언트 장치의 트래픽을 복수의 큐(queue)들 중 가장 우선순위가 높은 큐로 입력하는 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 광대역(broadband) 서비스를 통해 전달되는 경우, 채널 본딩(bonding)을 이용하여 상기 클라이언트의 대역폭을 증가시키는 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 광대역(broadband) 서비스를 통해 전달되는 경우, 상기 클라이언트 장치에 대하여 설정된 패킷 접합 기능에 대한 접합된 패킷의 최대 길이를 증가시키는 장치.
  15. 무선 통신 시스템에서 서비스 망을 제공하는 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 RAT(radio access technology)를 이용하여 기지국에 접속하고, 제2 RAT를 이용하여 적어도 하나의 클라이언트 장치에게 서비스 망을 제공하도록 제어하는 중, 클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 저-지연(low-latency) 서비스를 통해 전달됨을 판단하는 과정과,
    상기 클라이언트 장치가 전력 절약 모드로 진입하는 것을 제한하기 위한 적어도 하나의 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호를 송신하는 과정은,
    상기 클라이언트 장치의 상기 전력 절약 모드의 진입을 위한 대기 시간 보다 짧은 시간 간격으로 비콘(beacon) 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호를 송신하는 과정은,
    상기 클라이언트 장치에게 주기적으로 데이터 패킷을 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 데이터 패킷은, 널 데이터, 더미 데이터, 또는 미리 정의된 값의 데이터를 포함하는 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호를 송신하는 과정은,
    상기 클라이언트 장치에게 활성 모드(active mode)를 유지할 것을 지시하는 메시지를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 클라이언트 장치의 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달됨을 판단하는 과정은,
    상기 클라이언트로부터 수신되는 메시지에 포함되는 정보를 이용하여 상기 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달되는지 여부를 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 클라이언트 장치의 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달됨을 판단하는 과정은,상기 클라이언트의 트래픽에 대한 분석 결과에 기반하여 상기 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달되는지 여부를 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  21. 청구항 15에 있어서,
    상기 클라이언트 장치의 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달됨을 판단하는 과정은,
    상기 클라이언트의 하향링크 트래픽의 QFI(QoS flow identity)를 이용하여 상기 트래픽이 상기 저-지연 서비스를 통해 전달되는지 여부를 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  22. 청구항 15에 있어서,
    상기 서비스 망에 접속된 클라이언트 장치들 중 상기 클라이언트 장치를 제외한 나머지 적어도 하나의 클라이언트 장치에 대하여 설정된 패킷 접합 기능에 대한 접합된 패킷의 최대 길이를 감소시키는 과정을 더 포함하는 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 접합된 패킷의 최대 길이를 감소시키는 과정은,
    상기 접합된 패킷의 최대 길이의 감소에 대한 지시 또는 감소된 최대 길이 값을 포함하는 제어 메시지를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  24. 청구항 15에 있어서,
    상기 서비스 망에서의 상기 클라이언트 장치의 주기적 연결 이벤트들의 연결 간격을 감소시키기 위한 제어 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  25. 청구항 15에 있어서,
    상기 서비스 망에서의 상기 클라이언트 장치의 주기적 연결 이벤트들 모두에서 웨이크 업하도록 제어하기 위한 제어 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  26. 청구항 15에 있어서,
    상기 클라이언트 장치의 트래픽을 복수의 큐(queue)들 중 가장 우선순위가 높은 큐로 입력하는 과정을 더 포함하는 방법.
  27. 청구항 15에 있어서,
    클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 광대역(broadband) 서비스를 통해 전달되는 경우, 채널 본딩(bonding)을 이용하여 상기 클라이언트의 대역폭을 증가시키는 과정을 더 포함하는 방법.
  28. 청구항 15에 있어서,
    클라이언트 장치의 트래픽이 제1 RAT에서 제공되는 광대역(broadband) 서비스를 통해 전달되는 경우, 상기 클라이언트 장치에 대하여 설정된 패킷 접합 기능에 대한 접합된 패킷의 최대 길이를 증가시키는 과정을 더 포함하는 방법.
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