KR20210137898A - 통신 시스템에서 릴레이 단말을 이용한 통신 경로의 설정 및 변경 방법 - Google Patents

Abstract

통신 시스템에서 릴레이 단말을 이용한 통신 경로의 설정 및 변경 방법이 개시된다. 리모트 단말에 의해 수행되는 동작 방법은, 릴레이 단말을 통해 기지국과 통신을 수행하는 단계, 상기 리모트 단말과 상기 릴레이 단말 간의 사이드링크에 대한 측정 동작을 수행하는 단계, 상기 측정 동작의 결과에 기초하여 통신 경로를 "리모트 단말 - 릴레이 단말 - 기지국"에서 "리모트 단말 - 기지국"으로 변경하는 단계, 및 변경된 통신 경로를 사용하여 상기 기지국과 통신을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

통신 시스템에서 릴레이 단말을 이용한 통신 경로의 설정 및 변경 방법{METHOD FOR CONFIGURING AND SWITCHING COMMUNICATION PATH USING RELAY USER EQUIPMENT IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에서 릴레이 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 릴레이 단말을 이용한 통신 경로의 설정 및 변경 기술에 관한 것이다.

급증하는 무선 데이터의 처리를 위해, LTE(long term evolution)(또는, LTE-A)의 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이하의 주파수 대역)보다 높은 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 사용하는 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 통신 시스템)이 고려되고 있다. NR 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역을 지원할 수 있고, LTE 통신 시스템에 비해 다양한 통신 서비스 및 시나리오를 지원할 수 있다. 예를 들어, NR 통신 시스템의 사용 시나리오(usage scenario)는 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication), mMTC(massive Machine Type Communication) 등을 포함할 수 있다. eMBB, URLLC, 및 mMTC의 요구사항들을 만족시키기 위한 통신 기술들이 필요하다.

통신 시스템(예를 들어, LTE 통신 시스템 및/또는 NR 통신 시스템)은 IoT(Internet of Things) 기술을 지원할 수 있다. 이에 따라, 다양한 스마트 디바이스들(예를 들어, 스마트 워치, 무선 이어폰, HMD(head mounted display) 등)이 사용되고 있다. 상술한 디바이스들(예를 들어, 스마트 디바이스들)은 주변 디바이스와의 근접성을 기반으로 운용되는 어플리케이션을 사용하여 다양한 서비스들을 제공할 수 있다. 근접 서비스를 제공하기 위해, 통신 시스템에서 네트워크 자원의 효율성 증대를 위한 기술, 단말의 소비 전력 감소를 위한 기술, 셀룰러 통신 영역의 확장을 위한 기술 등을 위해 단말들 간의 직접 통신 기술이 개발되고 있다. 서비스 커버리지의 확장을 위해 단말들 간의 릴레이 통신이 사용될 수 있다. 이 경우, 릴레이 단말을 이용한 통신 경로의 설정 및/또는 변경 방법들이 필요할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 릴레이 단말을 이용한 통신 경로의 설정 및 변경을 위한 방법들을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 리모트 단말에 의해 수행되는 동작 방법은, 릴레이 단말을 통해 기지국과 통신을 수행하는 단계, 상기 리모트 단말과 상기 릴레이 단말 간의 사이드링크에 대한 측정 동작을 수행하는 단계, 상기 측정 동작의 결과에 기초하여 통신 경로를 "리모트 단말 - 릴레이 단말 - 기지국"에서 "리모트 단말 - 기지국"으로 변경하는 단계, 및 변경된 통신 경로를 사용하여 상기 기지국과 통신을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 리모트(remote) 단말은 액세스 링크 또는 사이드링크를 사용하여 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다. 리모트 단말의 측정 결과에 기초하여, "액세스 링크에서 사이드링크로의 변경 동작", "사이드링크에서 액세스 링크로의 변경 동작", 또는 "제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로의 변경 동작"이 수행될 수 있다. 이에 따라, 통신 서비스의 QoS(quality of service)가 보장될 수 있고, 통신 서비스의 연속성이 보장될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 릴레이 통신 시스템에서 경로 변경의 시나리오들을 도시한 개념도이다.
도 4a는 릴레이 통신 시스템에서 사용자 평면 프로토콜의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4b는 릴레이 통신 시스템에서 사용자 평면 프로토콜의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5a는 릴레이 통신 시스템에서 제어 평면 프로토콜의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5b는 릴레이 통신 시스템에서 제어 평면 프로토콜의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6은 릴레이 통신 시스템에서 사이드링크에서 액세스 링크로의 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 릴레이 통신 시스템에서 RLC PDU의 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 릴레이 통신 시스템에서 데이터의 손실 없는 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 릴레이 통신 시스템에서 액세스 링크에서 사이드링크로의 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 10은 릴레이 통신 시스템에서 제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로의 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 통신 시스템은 4G 통신 시스템(예를 들어, LTE(long-term evolution) 통신 시스템, LTE-A 통신 시스템), 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 통신 시스템) 등일 수 있다. 4G 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 통신을 지원할 수 있고, 5G 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 통신을 지원할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있고, "LTE"는 "4G 통신 시스템", "LTE 통신 시스템" 또는 "LTE-A 통신 시스템"을 지시할 수 있고, "NR"은 "5G 통신 시스템" 또는 "NR 통신 시스템"을 지시할 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 시스템)인 경우, 코어 네트워크는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등을 포함할 수 있다.

복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 통신 프로토콜(예를 들어, LTE 통신 프로토콜, LTE-A 통신 프로토콜, NR 통신 프로토콜 등)을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 CDMA(code division multiple access) 기술, WCDMA(wideband CDMA) 기술, TDMA(time division multiple access) 기술, FDMA(frequency division multiple access) 기술, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기술, Filtered OFDM 기술, CP(cyclic prefix)-OFDM 기술, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기술, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술, SC(single carrier)-FDMA 기술, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access) 기술, GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기술, FBMC(filter bank multi-carrier) 기술, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기술, SDMA(Space Division Multiple Access) 기술 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 NB(NodeB), eNB(evolved NodeB), gNB, ABS(advanced base station), HR-BS(high reliability-base station), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RAS(radio access station), MMR-BS(mobile multihop relay-base station), RS(relay station), ARS(advanced relay station), HR-RS(high reliability-relay station), HNB(home NodeB), HeNB(home eNodeB), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), TE(terminal equipment), AMS(advanced mobile station), HR-MS(high reliability-mobile station), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.

한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 집성(carrier aggregation, CA) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)), IoT(Internet of Things) 통신, 이중 연결성(dual connectivity, DC) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.

제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.

아래 실시예들에서 "통신 커버리지의 확장 방법" 및/또는 "네트워크와의 연결 없이 단말들 간의 직접 통신 서비스를 제공하기 위한 방법"이 설명될 것이다. 실시예들은 릴레이 기반의 사이드링크(예를 들어, PC5 인터페이스) 및/또는 액세스 링크(예를 들어, Uu 인터페이스)에 적용될 수 있다.

릴레이 단말을 이용한 커버리지 확장은 "UE-to-network 커버리지 확장"과 "UE-to-UE 커버리지 확장"으로 분류될 수 있다. "UE-to-network 커버리지 확장"은 셀 커버리지 내부 또는 셀 커버리지 외부에 위치한 단말(예를 들어, UE)과 네트워크에 위치한 개체(entity) 간의 통신을 위한 기지국과 단말 간의 액세스 링크(예를 들어, Uu 인터페이스)의 커버리지 확장을 의미할 수 있다. 셀 커버리지는 기지국에 의해서 제공되는 서비스 커버리지(예를 들어, 통신 커버리지)를 의미할 수 있다.

“UE-to-UE 커버리지 확장"은 셀 커버리지 내부 또는 셀 커버리지 외부에 위치한 단말들(예를 들어, 개체들) 간의 통신을 위한 단말과 단말 간의 사이드링크(예를 들어, PC5 인터페이스) 커버리지 확장을 의미할 수 있다.

단말의 데이터 전송을 위해 릴레이 단말을 통해 경로가 설정될 수 있고, 데이터는 설정된 경로를 통해 전송될 수 있다. 또는, 데이터는 기지국에 의해 설정된 경로를 통해 전송될 수 있다. 이 동작들을 지원하기 위해, 릴레이 통신을 위한 프로토콜 구조가 설명될 것이다. 단말(예를 들어, 이동 단말)에 대한 서비스 연속성을 보장하기 위해, 사이드링크과 액세스 링크는 적절히 활용될 수 있다. 또한, 단말(예를 들어, 이동 단말)에 대한 서비스 연속성을 보장하기 위해, 경로는 설정 또는 변경될 수 있다.

[경로 변경의 시나리오]

도 3은 릴레이 통신 시스템에서 경로 변경의 시나리오들을 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 릴레이 통신 시스템에서 경로 변경의 시나리오들은 아래와 같이 정의될 수 있다. 실시예들에서 "릴레이 통신 시스템"은 "단말 릴레이를 이용한 통신 시스템"을 의미할 수 있고, "경로"는 "통신 경로"를 의미할 수 있다.

- 시나리오 1: 사이드링크에서 액세스 링크로의 경로 변경

- 시나리오 2: 액세스 링크에서 사이드링크로의 경로 변경

- 시나리오 3: 제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로의 경로 변경

릴레이 통신 시스템에서 각 노드(예를 들어, 각 기능 노드)는 아래와 같이 정의될 수 있다.

- 리모트(remote) 단말: 리모트 단말은 릴레이 단말과 사이드링크를 설정할 수 있고, 사이드링크를 사용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 단말은 "사이드링크 + 액세스 링크"로 구성되는 릴레이 링크를 사용하여 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다. 또는, 리모트 단말은 기지국과 액세스 링크를 설정할 수 있고, 릴레이 단말 없이 액세스 링크를 사용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 리모트 단말은 "리모트 UE"로 지칭될 수 있다.

- 릴레이 단말: 릴레이 단말은 리모트 단말과 사이드링크를 설정할 수 있고, 기지국과 액세스 링크를 설정할 수 있고, 사이드링크과 액세스 링크를 사용하여 리모트 단말의 데이터를 중계할 수 있다. 릴레이 단말은 "릴레이 UE"로 지칭될 수 있다.

- 기지국: 기지국은 특정 지역에 셀(cell)을 설정할 수 있고, 서비스 커버리지를 제공할 수 있다. 기지국은 gNB 또는 eNB일 수 있다. 기지국은 DU(distributed unit) 및/또는 CU(central unit)로 구성되는 분산형 기지국일 수 있다.

- 핵심 망(core network): 5G 통신 시스템에서 핵심 망은 제어 평면의 기능을 담당하는 AMF 및 사용자 평면의 기능을 담당하는 UPF를 포함할 수 있다. 4G 통신 시스템에서 핵심 망은 제어 평면의 기능을 담당하는 MME 및 사용자 평면의 기능을 담당하는 게이트웨이(예를 들어, S-GW, P-GW)를 포함할 수 있다.

[프로토콜 구조]

릴레이 통신 시스템을 위한 프로토콜 구조는 아래와 같이 정의될 수 있다. 릴레이 기능을 담당하는 적응(adaptation) 계층은 단말(예를 들어, 릴레이 단말 및/또는 리모트 단말)의 RLC(radio link control) 계층 위에 추가될 수 있다. 적응 계층은 계층 2일 수 있다. 적응 계층을 포함하는 단말은 릴레이 기능을 수행할 수 있다. 실시예들에서 단말은 "릴레이 단말", "리모트 단말", 또는 "릴레이 단말 및 리모트 단말"을 의미할 수 있다. 릴레이 통신 시스템을 위한 프로토콜은 사용자 평면 프로토콜 및 제어 평면 프로토콜로 분류될 수 있다.

도 4a는 릴레이 통신 시스템에서 사용자 평면 프로토콜의 제1 실시예를 도시한 블록도이고, 도 4b는 릴레이 통신 시스템에서 사용자 평면 프로토콜의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.

도 4a 및 도 4를 참조하면, 릴레이 단말(들)은 릴레이 기능을 지원하는 적응 계층(Adapt.)을 더 포함할 수 있다. 도 4a에 도시된 기지국은 DU 및/또는 CU를 포함하는 분산형 기지국일 수 있고, 도 4b에 도시된 기지국은 DU-CU 구조를 가지지 않는 단일 기지국일 수 있다. 리모트 단말은 릴레이 단말(들)의 적응 계층을 통해 사용자 평면 프로토콜에 따른 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 리모트 단말의 SDAP(Service Data Adaptation Protocol)/PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층들은 CU 또는 기지국(예를 들어, eNB 또는 gNB)의 SDAP/PDCP 계층들과 연동하여 동작할 수 있다. 리모트 단말과의 통신을 위한 사이드링크(PC5)의 프로토콜과 기지국과의 통신을 위한 액세스 링크(Uu)의 프로토콜은 릴레이 단말에서 독립적으로 존재할 수 있다.

도 5a는 릴레이 통신 시스템에서 제어 평면 프로토콜의 제1 실시예를 도시한 블록도이고, 도 5b는 릴레이 통신 시스템에서 제어 평면 프로토콜의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.

도 5a 및 도 5를 참조하면, 릴레이 단말(들)은 릴레이 기능을 지원하는 적응 계층(Adapt.)을 더 포함할 수 있다. 도 5a에 도시된 기지국은 DU 및/또는 CU를 포함하는 분산형 기지국일 수 있고, 도 5b에 도시된 기지국은 DU-CU 구조를 가지지 않는 단일 기지국일 수 있다. 리모트 단말은 릴레이 단말(들)의 적응 계층을 통해 제어 평면 프로토콜에 따른 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 리모트 단말의 RRC(Radio Resource Control)/PDCP 계층들은 CU 또는 기지국(예를 들어, eNB 또는 gNB)의 RRC/PDCP 계층들과 연동하여 동작할 수 있다.

릴레이 단말을 위한 응용 계층의 기능들은 아래와 같이 정의될 수 있다.

- 단말의 무선 베어러 식별 (Identification of the UE-bearer)

- 다중 홉 연결을 가지는 릴레이 토폴로지에서 데이터 라우팅 (Routing across the wireless relay topology)

- 서비스 QoS(Quality of Service) 보장 (QoS-enforcement)

- 사이드링크(예를 들어, 직접 링크)와 액세스 링크 간의 사용자 평면 데이터(예를 들어, PDU(protocol data unit))의 매핑

[리모트 단말의 경로 변경 방법]

리모트 단말은 통신 중에 릴레이 단말을 이용하여 경로를 변경할 수 있다. 리모트 단말의 경로 변경 방법은 경로의 선택 주체(예를 들어, 결정 주체, 변경 주체)에 따라 "기지국 결정 기반의 경로 변경 방법"과 "단말 결정 기반의 경로 변경 방법"으로 분류될 수 있다.

- 기지국 결정 기반의 경로 변경 방법(예를 들어, 네트워크 결정 기반의 경로 변경 방법)

기지국 결정 기반의 경로 변경 방법이 사용되는 경우, 네트워크 또는 기지국은 경로 변경을 위한 측정 및 변경 조건을 리모트 단말에 설정할 수 있고, 리모트 단말의 보고를 기반으로 경로 변경을 결정(예를 들어, 수행)할 수 있다. 경로는 리모트 단말과 기지국 간의 액세스 링크(Uu)를 통한 데이터 전송 경로 또는 리모트 단말과 릴레이 단말 간의 사이드링크(PC5)를 통한 데이터 전송 경로를 의미할 수 다. 사이드링크를 통한 데이터 전송 경로는 "사이드링크 + 액세스 링크"를 포함할 수 있다. "사이드링크 + 액세스 링크"는 릴레이 링크로 지칭될 수 있다. 단말의 보고 동작은 네트워크 또는 기지국이 설정한 측정 및 변경 조건을 기반으로 수행될 수 있다. 네트워크 또는 기지국은 단말의 보고 메시지에 포함된 측정 정보를 기반으로 경로 변경을 결정할 수 있다.

- 단말 결정 기반의 경로 변경 방법(예를 들어, 리모트 단말 결정 기반의 경로 변경 방법)

단말 결정 기반의 경로 변경 방법이 사용되는 경우, 네트워크 또는 기지국은 경로 변경을 위한 측정 및 변경 조건을 리모트 단말에 설정할 수 있고, 리모트 단말은 설정 정보에 기초하여 경로 변경을 결정(예를 들어, 수행)할 수 있다. 리모트 단말은 경로를 변경하는 것으로 결정할 수 있고, 경로 변경의 결정을 네트워크 또는 기지국에 알려줄 수 있고, 경로 변경을 수행할 수 있다. 경로는 리모트 단말과 기지국 간의 액세스 링크(Uu)를 통한 데이터 전송 경로 또는 리모트 단말과 릴레이 단말 간의 사이드링크(PC5)를 통한 데이터 전송 경로를 의미할 수 있다. 사이드링크를 통한 데이터 전송 경로는 "사이드링크 + 액세스 링크"를 포함할 수 있다. "사이드링크 + 액세스 링크"는 릴레이 링크로 지칭될 수 있다.

[사이드링크(PC5)에서 액세스 링크( Uu ) 로의 경로 변경 방법]

도 6은 릴레이 통신 시스템에서 사이드링크에서 액세스 링크로의 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 리모트 단말의 데이터(예를 들어, 사용자 데이터)는 사이드링크와 액세스 링크를 통해 송수신될 수 있다(S601). 즉, 릴레이 단말은 리모트 단말과 기지국 간의 통신을 중계할 수 있다. 기지국은 측정(measurement) 설정 정보 및/또는 경로 변경(path switch) 설정 정보를 리모트 단말에 전송할 수 있다(S602). 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 릴레이 단말을 통해 리모트 단말로 전송될 수 있다. 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 사이드링크 및/또는 액세스 링크에 대한 측정 동작을 수행할 것을 리모트 단말에 지시할 수 있다.

리모트 단말은 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보에 기초하여 측정 동작을 수행할 수 있고, 측정 동작의 결과에 기초하여 현재 경로(예를 들어, 사이드링크)를 액세스 링크로 변경할 수 있다. 예를 들어, 사이드링크의 품질이 미리 설정된 임계값(또는, 액세스 링크의 품질) 이하인 경우, 리모트 단말은 사이드링크를 액세스 링크를 변경할 수 있다. 측정 설정 정보 및 경로 변경 설정 정보 각각은 상위계층 메시지(예를 들어, 시스템 정보, RRC 메시지), MAC(medium access control) 메시지(예를 들어, MAC CE(control element)), 및 PHY(physical) 메시지(예를 들어, DCI(downlink control information)) 중에서 하나 이상의 조합을 통해 전송될 수 있다. 여기서, 시스템 정보는 MIB(master information block) 및/또는 SIB(system information block)일 수 있고, RRC 메시지는 RRC 재설정(reconfiguration) 메시지일 수 있다.

측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보가 RRC 메시지를 통해 전송되는 경우, 해당 RRC 메시지는 전용 시그널링(dedicated signaling) 메시지일 수 있다. 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보가 시스템 정보를 통해 전송되는 경우, 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송될 수 있다. 즉, 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 브로드캐스팅 메시지에 포함될 수 있다. 측정 설정 정보는 사이드링크 및/또는 액세스 링크의 측정을 위한 파라미터(들)을 포함할 수 있다. 경로 변경 설정 정보는 측정 결과에 기초한 경로 변경(예를 들어, 경로 변경의 보고)을 위한 파라미터(들)을 포함할 수 있다. 파라미터(들)은 정보 요소(들)을 의미할 수 있다. 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 아래 표 1 내지 표 4에 정의된 하나 이상의 파라미터를 포함할 수 있다.

한편, 리모트 단말은 기지국으로부터 수신된 설정 정보(예를 들어, 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보)에 기초하여 측정 동작을 수행할 수 있다(S603). 측정 동작은 사이드링크 및/또는 액세스 링크에서 수행될 수 있다. 리모트 단말은 측정 정보(예를 들어, 측정 결과)를 릴레이 단말 및/또는 기지국에 전송할 수 있다. 측정 결과는 RSRP, RSRQ 등일 수 있다. 이 동작을 지원하기 위해, 리모트 단말은 단계 S602에서 설정된 측정값 도출 방식을 사용할 수 있다. "L3 필터링 기반의 측정 동작"이 수행되는 경우, 리모트 단말은 미리 설정된 시간 윈도우(예를 들어, 시간 구간)에서 참조 신호에 대한 측정 동작을 수행할 수 있고, 측정 결과를 기초로 평균값을 도출할 수 있다. 리모트 단말은 이전 시간 윈도우에서 측정된 평균값과 현재 시간 윈도우에서 측정된 평균값 간의 가중치를 설정하기 위해서 가중치 계수(coefficient)(예를 들어, L3 필터링 값)를 사용할 수 있다. "L3 필터링 기반의 측정 동작"이 사용되지 않는 경우, 리모트 윈도우는 시간 윈도우에서 측정 결과인 평균값을 사용할 수 있다.

“단말 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 단계 S604-1이 수행될 수 있다. 단계 S602에서 설정된 조건(criteria)이 만족하는 경우, 리모트 단말은 통신 경로를 사이드링크(PC5)에서 액세스 링크(Uu)로 변경하는 것으로 결정할 수 있다(S604-1). 예를 들어, "사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 SL-RSRP 임계값(또는, SL-RSRQ 임계값) 미만인 경우" 및/또는 "액세스 링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 AL-RSRP 임계값(또는, AL-RSRQ 임계값) 이상인 경우", 리모트 단말은 통신 경로를 사이드링크(PC5)에서 액세스 링크(Uu)로 변경하는 것으로 결정할 수 있다.

“기지국 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 단계 S604-1 대신에 단계 S604-2가 수행될 수 있다. 기지국은 단계 S602에서 설정된 정보와 리모트 단말로부터 수신된 측정 보고(예를 들어, 측정 결과)를 기반으로 통신 경로의 변경 여부를 결정할 수 있다(S604-2). 예를 들어, 사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 SL-RSRP 임계값(또는, SL-RSRQ 임계값) 미만인 경우" 및/또는 "액세스 링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 AL-RSRP 임계값(또는, AL-RSRQ 임계값) 이상인 경우", 기지국은 통신 경로를 사이드링크(PC5)에서 액세스 링크(Uu)로 변경하는 것으로 결정할 수 있다. 또는, 기지국은 단계 S605에서 수신된 정보를 기반으로 리모트 단말에 설정된 서비스 및/또는 기지국의 부하 정도를 고려하여 경로 변경(예를 들어, 경로 설정)을 수행하지 않을 수도 있다.

리모트 단말은 기지국으로부터 수신한 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보에 기초하여 경로 변경 보고 절차(예를 들어, 경로 변경 통지(notification) 절차)를 수행할 수 있다(S605). 예를 들어, 리모트 단말은 경로 변경 보고 메시지를 기지국에 전송할 수 있다. 경로 변경 보고 메시지는 경로 변경 결정의 주체에 따라 아래와 같이 서로 다른 정보를 포함할 수 있다.

“단말 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 리모트 단말은 측정 결과 정보, 측정 대상 정보, 및/또는 경로 변경 정보를 포함하는 경로 변경 보고 메시지를 기지국에 전송할 수 있다. 경로 변경 정보는 RRC 연결 설립(RRC connection establishment) 절차에서 전송될 수 있다. 또는, 경로 변경 정보는 기지국으로 전송되는 사이드링크 UE 정보 메시지에 포함될 수 있다. 상술한 메시지(예를 들어, 정보)는 릴레이 단말을 경유하여 기지국으로 전달될 수 있다.

“기지국 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 리모트 단말은 기지국으로부터 수신한 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보에 기초하여 경로 변경 보고 절차를 수행할 수 있다. 경로 변경 동작은 리모트 단말에서 수행된 측정 동작의 결과에 기초하여 수행될 수 있다. 경로 변경 동작은 아래와 같이 수행될 수 있다.

- 타이머 기반의 보고 방식: 리모트 단말은 타이머에 기초하여 SL-RSRP 및/또는 해당 사이드링크에서 단말 식별자(예를 들어, 리모트 단말 및/또는 릴레이 단말의 식별자)를 기지국에 보고할 수 있다.

- 이벤트 기반의 보고 방식: 리모트 단말은 이벤트에 기초하여 SL-RSRP 및/또는 해당 사이드링크에서 단말 식별자(예를 들어, 리모트 단말 및/또는 릴레이 단말의 식별자)를 기지국에 보고할 수 있다.

타이머 기반의 보고 방식이 사용되는 경우, 리모트 단말은 단계 S602에서 설정된 타이머 설정 값에 따라 주기적으로 측정된 결과를 기지국으로 보고할 수 있다. 여기서, 측정 결과는 단계 S605에서 전송될 수 있다. 이벤트 기반의 보고 방식이 사용되는 경우, 리모트 단말은 측정 결과가 단계 S602에 의해서 설정된 조건(criteria)을 만족하면(예를 들어, 보고 이벤트가 발생한 경우) 해당 측정 결과를 기지국으로 보고할 수 있다. 여기서, 측정 결과는 단계 S605에서 전송될 수 있다.

예를 들어, 단계 S602에서 설정된 SL-RSRP 임계값 미만의 SL-RSRP를 가지는 사이드링크가 존재하는 경우(또는, 단계 S602에서 설정된 SL-RSRP 임계값 이상의 SL-RSRP를 가지는 사이드링크가 존재하는 경우), 리모트 단말은 해당 사이드링크에서 측정 결과 및/또는 단말 식별자를 기지국으로 보고할 수 있다. 기지국으로 보고되는 정보(예를 들어, 경로 변경 보고)는 기지국으로 전송되는 측정 보고(measurement report) 메시지 또는 사이드링크 UE 정보 메시지에 포함될 수 있다. 측정 보고 메시지는 RRC 메시지일 수 있다. 상술한 메시지(들)은 릴레이 단말을 경유하여 기지국으로 전달될 수 있다.

단계 S605에 따라 사이드링크에서 액세스 링크로의 경로 변경이 결정될 수 있다. 이 경우, 기지국과 리모트 단말 간에 경로 설정(예를 들어, 경로 변경)을 위한 RRC 연결 재설정 절차가 수행될 수 있다. 이 동작을 지원하기 위해 RRC 재설정 메시지 및/또는 RRC 재설정 완료(complete) 메시지가 사용될 수 있다. 기지국은 경로 변경을 위한 RRC 재설정 메시지를 전송할 수 있고, 리모트 단말은 기지국으로부터 경로 변경을 위한 RRC 재설정 메시지를 수신할 수 있다. 이 경우, 리모트 단말은 기지국에 의해 설정된 상향링크 무선 자원을 이용하여 랜덤 액세스(Random Access) 절차를 수행할 수 있고, 데이터 전송을 위한 상향링크 무선 자원의 할당 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 상술한 절차를 위한 RRC 재설정 메시지는 릴레이 단말을 경유하여 기지국에서 리모트 단말로 전송될 수 있다. RRC 재설정 완료 메시지는 릴레이 단말을 경유하여 리모트 단말에서 기지국으로 전송될 수 있다. 또는, RRC 재설정 완료 메시지는 랜덤 액세스 절차에 의해 할당된 상향링크 무선 자원을 이용하여 기지국으로 전송될 수 있다.

경로 변경 동작이 수행되는 경우, RLC AM(acknowledged mode)으로 설정된 무선 베어러(radio bearer)에 대해 데이터 손실 없이 경로 변경을 수행하기 위해, 아래 사항들이 고려될 수 있다. 기지국과 리모트 단말 간의 PDCP 데이터의 전송 절차에서, RLC PDU(Packet Data Unit) 전송은 "기지국과 릴레이 단말 간의 복수의 홉들" 또는 "릴레이 단말과 리모트 단말 간의 복수의 홉들"을 통해 수행될 수 있다. 이 경우, "송신 단말이 RLC PDU(즉, 송신 단말로부터 전송된 RLC PUD)에 대한 확인 메시지(Acknowledgement message)를 수신하지 못한 상태에서 경로 변경이 이루어지는 경우", 해당 RLC PDU는 손실될 수 있다.

도 7은 릴레이 통신 시스템에서 RLC PDU의 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 7을 참조하면, RLC PDU는 릴레이 단말을 이용하여 전송될 수 있다. PDCP PDU는 복수의 RLC PDU들(예를 들어, RLC PDU#1 및 RLC PDU#2)로 분할될 수 있고, 분할된 복수의 RLC PDU들이 전송될 수 있다.

도 8은 릴레이 통신 시스템에서 데이터의 손실 없는 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 8에 도시된 실시예는 분할된 복수의 RLC PDU들이 "기지국과 릴레이 단말 간의 하나 이상의 홉들" 또는 "릴레이 단말과 리모트 단말 간의 하나 이상의 홉들"을 통해 전송되는 경우에 발생하는 문제를 해결하기 위한 방법일 수 있다.

도 8을 참조하면, 케이스 1은 RLC PDU#1에 대한 수신 확인(즉, Ack. #1)이 기지국에서 수신되지 않은 경우일 수 있다. 케이스 1에서 릴레이 단말은 RLC PDU#1을 수신하지 못할 수 있다. 케이스 2는 RLC PDU#2에 대한 수신 확인(즉, Ack. #2)이 릴레이 단말에서 수신되지 않은 경우일 수 있다. 케이스 2에서 리모트 단말은 RLC PDU#2를 수신하지 못할 수 있다. 케이스 1에서, 경로가 기지국의 경로(예를 들어, 액세스 링크)로 변경되는 경우에도, 재전송 동작은 기지국에 의해 수행되기 때문에 상술한 문제(예를 들어, 데이터 손실)가 발생하지 않을 수 있다. 케이스 2에서, 사이드링크에서 액세스 링크로 변경된 경우, 기지국은 RLC PDU#2의 전송 여부(또는, 수신 여부)를 확인할 수 없다. 이 경우, 아래 방법(들)이 고려될 수 있다.

- 방법 1: 사이드링크에서 액세스 링크로 변경된 후에, 리모트 단말과 기지국 간에 PDCP 상태 보고(status report) 메시지의 교환 동작이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 단계 S606에서, 리모트 단말의 RRC 계층은 PDCP 상태 보고 메시지를 기지국에 전송할 것을 지시할 수 있고, 이에 따라 리모트 단말은 PDCP 상태 보고 메시지를 기지국에 전송할 수 있다. 기지국은 리모트 단말로부터 PDCP 상태 보고 메시지를 수신할 수 있고, PDCP 상태 보고 메시지에 포함된 정보에 기초하여 리모트 단말에서 수신되지 않은 PDCP PDU를 확인할 수 있다. 기지국은 해당 PDCP PDU를 리모트 단말에 재전송할 수 있다. PDCP 상태 보고 메시지는 리모트 단말에서 수신되지 않은 PDCP PDU(예를 들어, PDCP PDU의 SN(sequence number))를 지시하는 비트맵(bitmap)을 포함할 수 있다. 즉, 재전송 동작은 PDCP PDU 단위로 수행될 수 있다.

상술한 동작을 지원하기 위해, PDCP 계층은 기지국의 제어에 따라 PDCP 상태 보고 메시지에 의해 지시되는 PDCP PDU의 재전송을 위해 특정 시간 동안에 데이터에 대한 버퍼링 동작을 수행할 수 있다. 버퍼링된 데이터는 PDCP 상태 보고 메시지에 포함된 비트맵에 기초하여 재전송될 수 있다. PDCP 데이터(예를 들어, PDCP PDU)의 버퍼링 동작을 제어하기 위해, 기지국은 제어 프로토콜 절차 또는 타이머 설정을 통해 PDCP 데이터의 버퍼링 시작 시점 및/또는 버퍼링 종료 시점을 설정할 수 있다.

- 방법 2: 릴레이 단말은 리모트 단말로부터 RLC PDU에 대한 수신 확인 메시지를 수신할 수 있다. 이 경우, 릴레이 단말은 해당 정보(예를 들어, 수신 확인 정보)를 기지국에 전송할 수 있고, 그 후에 경로를 변경할 수 있다. 이 동작을 지원하기 위해, 릴레이 단말은 리모트 단말로부터 기지국으로 전달되는 RRC 재설정 관련 메시지(예를 들어, RRC 재설정 메시지, RRC 재설정 완료 메시지)를 이용하여 해당 정보(예를 들어, 수신 확인 정보)를 기지국에 전송할 수 있다. 또는, 릴레이 단말은 새로운 메시지를 정의할 수 있고, 해당 정보(예를 들어, 수신 확인 정보)를 포함하는 새로운 메시지를 기지국에 전송할 수 있다.

- 방법 3: 릴레이 단말은 리모트 단말로부터 RLC PDU에 대한 수신 확인 메시지를 수신하지 못할 수 있다. 이 경우, 릴레이 단말은 경로 변경 절차를 수행할 수 있다. 경로 변경 절차에서, 릴레이 단말은 리모트 단말에서 수신되지 않은 RLC PDU 및/또는 NACK(negative ACK)을 기지국에 전달할 수 있다. 이 동작을 지원하기 위해, 릴레이 단말은 리모트 단말로부터 기지국으로 전달되는 RRC 재설정 관련 메시지를 이용하여 RLC PDU, RLC PDU의 정보(예를 들어, SN), 및/또는 수신 실패 정보(예를 들어, NACK)를 기지국에 전송할 수 있다.

- 방법 4: 리모트 단말은 이중 연결을 위한 RF(radio frequency) 및/또는 프로토콜 동작을 지원할 수 있다. 이 경우, 경로 변경 절차에서, 기지국은 PDCP PDU를 이중 연결을 통해 전송할 수 있다. 즉, PDCP 패킷(예를 들어, PDCP PDU)은 중복 전송될 수 있다. 경로 변경이 완료되는 경우, 이중 연결은 단일 연결로 변경될 수 있다. 이 동작을 지원하기 위해, 기지국은 제어 프로토콜 절차 및/또는 타이머 설정을 통해 패킷 중복 전송을 제어할 수 있다. 패킷 중복 전송을 위해 설정된 구간에서 데이터(예를 들어, PDCP PDU)는 사이드링크 및 액세스 링크를 사용하여 동시에 전송될 수 있다.

RRC 재설정 메시지 및/또는 RRC 재설정 완료 메시지는 릴레이 노드를 통해 기지국으로 전달될 수 있다.

다시 도 6을 참조하면, 기지국은 UE 컨텍스트의 수정(modification) 절차를 수행할 수 있다(S607). UE 컨텍스트의 수정 절차는 기지국과 핵심 망에 위치한 제어 평면 개체 간에 수행될 수 있다. 단계 S607에서 "핵심 망에 의해 설정된 데이터 플로우(flow)가 릴레이 단말을 거치지 않고 전달되는 것"이 핵심 망의 노드에 알려질 수 있고, 리모트 단말과 릴레이 단말 간의 관계(relationship) 및/또는 데이터 플로우에 관련된 컨텍스트 정보가 갱신될 수 있다.

리모트 단말의 경로가 사이드링크(PC5)에서 액세스 링크(Uu)로 변경된 후, 기지국은 릴레이 단말에 설정된 무선 베어러 및/또는 무선 자원 설정의 해제를 위해서 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다(S608). 단계 S608에서 기지국은 리모트 단말의 데이터 전송을 위해 설정된 SRB(signaling radio bearer) 및/또는 DRB(data radio bearer)를 해제할 수 있다. 리모트 단말은 변경된 경로(예를 들어, 액세스 링크)를 사용하여 기지국과 데이터의 송수신 동작을 수행할 수 있다(S609).

[액세스 링크(Uu)에서 사이드링크(PC5)로의 경로 변경 방법]

도 9는 릴레이 통신 시스템에서 액세스 링크에서 사이드링크로의 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 리모트 단말은 액세스 링크를 사용하여 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다(S901). 기지국은 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보를 리모트 단말에 전송할 수 있다(S902). 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 사이드링크 및/또는 액세스 링크에 대한 측정 동작을 수행할 것을 리모트 단말에 지시할 수 있다. 측정 설정 정보 및 경로 변경 설정 정보 각각은 상위계층 메시지(예를 들어, 시스템 정보, RRC 메시지), MAC 메시지(예를 들어, MAC CE), 및 PHY 메시지(예를 들어, DCI) 중에서 하나 이상의 조합을 통해 전송될 수 있다. 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 표 1 내지 표 4에 정의된 파라미터(들)을 포함할 수 있다. 리모트 단말은 인접 단말(예를 들어, 릴레이 단말)에 대한 탐색 동작을 수행해야 하므로 전용 시그널링 메시지 및/또는 브로드캐스트 메시지(예를 들어, 시스템 정보, RRC 메시지)에 포함된 단말 탐색 설정 정보를 사용할 수 있다.

리모트 단말은 단계 S902에서 획득된 설정 정보(예를 들어, 측정 설정 정보, 경로 변경 설정 정보, 및/또는 단말 탐색 설정 정보)를 사용하여 측정 동작 및/또는 단말 탐색 동작을 수행할 수 있다(S903). 리모트 단말은 단계 S903의 수행 결과(예를 들어, 측정 결과 및/또는 탐색 결과)를 릴레이 단말 및/또는 기지국에 전송할 수 있다.

“단말 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 단계 S904-1이 수행될 수 있다. 리모트 단말은 단계 S902에서 획득된 설정 정보 및 단계 S903의 수행 결과(예를 들어, 측정 결과 및/또는 탐색 결과)에 기초하여 통신 경로를 액세스 링크(Uu)에서 사이드링크(PC5)로 변경하는 것으로 결정할 수 있다(S904-1). 예를 들어, "사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 SL-RSRP 임계값(또는, SL-RSRQ 임계값) 이상인 경우" 및/또는 "액세스 링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 AL-RSRP 임계값(또는, AL-RSRQ 임계값) 미만인 경우", 리모트 단말은 통신 경로를 액세스 링크(Uu)에서 사이드링크(PC5)로 변경하는 것으로 결정할 수 있다.

“기지국 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 단계 S904-1 대신에 단계 S904-2가 수행될 수 있다. 기지국은 단계 S902에서 설정된 정보와 리모트 단말로부터 수신된 측정/탐색 보고(예를 들어, 측정 결과 및/또는 탐색 결과)를 기반으로 통신 경로의 변경 여부를 결정할 수 있다(S904-2). 예를 들어, "사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 SL-RSRP 임계값(또는, SL-RSRQ 임계값) 이상인 경우" 및/또는 "액세스 링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 AL-RSRP 임계값(또는, AL-RSRQ 임계값) 미만인 경우", 기지국은 통신 경로를 액세스 링크(Uu)에서 사이드링크(PC5)로 변경하는 것으로 결정할 수 있다. 또는, 기지국은 단계 S905에서 수신된 정보를 기반으로 리모트 단말에 설정된 서비스 및/또는 기지국의 부하 정도를 고려하여 경로 변경(예를 들어, 경로 설정)을 수행하지 않을 수도 있다.

리모트 단말은 기지국으로부터 수신한 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보에 기초하여 경로 변경 보고 절차를 수행할 수 있다(S905). 예를 들어, 리모트 단말은 경로 변경 보고 메시지를 기지국에 전송할 수 있다. 경로 변경 보고는 경로 변경 결정의 주체에 따라 서로 다른 정보를 포함할 수 있다. 단계 S905는 도 6에 도시된 단계 S605와 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다.

“단말 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 리모트 단말은 측정 결과 정보, 측정 대상 정보, 및/또는 경로 변경 정보를 포함하는 경로 변경 보고 메시지를 기지국에 전송할 수 있다. 경로 변경 정보는 RRC 연결 설립 절차에서 전송될 수 있다. 또는, 경로 변경 정보는 기지국으로 전송되는 사이드링크 UE 정보 메시지에 포함될 수 있다. 상술한 메시지(예를 들어, 정보)는 릴레이 단말을 경유하여 기지국으로 전달될 수 있다.

“기지국 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 리모트 단말은 기지국으로부터 수신한 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보에 기초하여 경로 변경 보고 절차를 수행할 수 있다. 경로 변경 동작은 리모트 단말에서 수행된 측정 동작의 결과에 기초하여 수행될 수 있다.

단계 S903에서 탐색된 릴레이 단말(예를 들어, 릴레이 기능을 수행하는 단말)이 RRC 아이들(idle) 상태 또는 RRC 인액티브(inactive) 상태로 동작하는 경우, 해당 릴레이 단말은 기지국과 RRC 연결 설립 절차를 수행함으로써 RRC 연결 상태로 천이할 수 있다(S906). 예를 들어, 릴레이 단말(예를 들어, 리모트 단말에 의해 탐색된 단말)은 기지국의 하향링크 동기를 획득할 수 있고, 그 후에 랜덤 액세스 절차를 수행함으로써 데이터 전송을 위한 상향링크 무선 자원의 할당 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 릴레이 단말은 RRC 연결 설정 요청 메시지, RRC 연결 설정 메시지, 및/또는 RRC 연결 설정 완료 메시지를 기지국과 교환함으로써 UE 컨텍스트의 생성 동작 및 상태 천이 동작(예를 들어, "RRC 아이들 상태 → RRC 연결 상태" 또는 "RRC 인액티브 상태 → RRC 연결 상태")을 수행할 수 있다. 릴레이 단말이 RRC 연결 상태로 동작하는 경우, 단계 S906은 생략될 수 있다.

기지국은 UE 컨텍스트의 수정 절차를 수행할 수 있다(S907). UE 컨텍스트의 수정 절차는 기지국과 핵심 망에 위치한 제어 평면 개체 간에 수행될 수 있다. 단계 S907에서 "핵심 망에 의해 설정된 데이터 플로우가 릴레이 단말을 거치지 않고 전달되는 것"이 핵심 망의 노드에 알려질 수 있고, 리모트 단말과 릴레이 단말 간의 관계 및/또는 데이터 플로우에 관련된 컨텍스트 정보가 갱신될 수 있다.

단계 S905 이후에 릴레이 단말의 동작 상태가 RRC 연결 상태인 경우, 기지국은 릴레이 경로(예를 들어, 사이드링크 - 액세스 링크)의 설정 및/또는 리모트 단말의 데이터 전송을 위한 베어러 설정을 위해 릴레이 단말과 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다(S908). 이 동작을 위해, RRC 재설정 메시지 및/또는 RRC 재설정 완료 메시지가 사용될 수 있다. 릴레이 경로를 릴레이 링크로 지칭될 수 있다.

경로가 액세스 링크에서 사이드링크로 변경되는 것으로 결정된 경우, 기지국은 리모트 단말을 위한 경로 설정을 위해 리모트 단말과 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다(S909). 이 동작을 위해, RRC 재설정 메시지 및/또는 RRC 재설정 완료 메시지가 사용될 수 있다. 경로 변경을 위한 RRC 재설정 메시지가 수신된 경우, 리모트 단말은 릴레이 단말과 직접 통신(예를 들어, 사이드링크 통신)을 수행함으로써 릴레이 링크를 통해 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다.

리모트 단말의 경로가 액세스 링크(Uu)에서 사이드링크(PC5)로 변경된 경우, 기지국은 RRC 연결 재설정 절차에서 해당 리모트 단말을 위해 설정된 베어러의 설정 해제를 지시하는 메시지를 전송할 수 있다. 리모트 단말은 베어러의 설정 해제를 지시하는 메시지를 수신할 수 있고, 액세스 링크를 위해 설정된 SRB 및/또는 DRB를 해제할 수 있다. 리모트 단말은 릴레이 단말(예를 들어, 릴레이 링크)을 통해 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다(S910).

[제1 사이드링크(PC5)에서 제2 사이드링크(PC5)로의 경로 변경 방법]

도 10은 릴레이 통신 시스템에서 제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로의 경로 변경 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 10을 참조하면, 리모트 단말은 릴레이 단말 #1(예를 들어, 릴레이 링크)을 통해 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다(S1001). 기지국은 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보를 리모트 단말에 전송할 수 있다(S1002). 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 사이드링크 및/또는 액세스 링크에 대한 측정 동작을 수행할 것을 리모트 단말에 지시할 수 있다. 또한, 단계 S1002에서 단말 탐색 설정 정보는 기지국에서 리모트 단말로 전송될 수 있다.

측정 설정 정보 및 경로 변경 설정 정보 각각은 상위계층 메시지(예를 들어, 시스템 정보, RRC 메시지), MAC 메시지(예를 들어, MAC CE), 및 PHY 메시지(예를 들어, DCI) 중에서 하나 이상의 조합을 통해 전송될 수 있다. 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보는 표 1 내지 표 4에 정의된 파라미터(들)을 포함할 수 있다.

리모트 단말은 단계 S1002에서 획득된 설정 정보(예를 들어, 측정 설정 정보, 경로 변경 설정 정보, 및/또는 단말 탐색 설정 정보)를 사용하여 측정 동작 및/또는 단말 탐색 동작을 수행할 수 있다(S1003). 리모트 단말은 단계 S1003의 수행 결과(예를 들어, 측정 결과 및/또는 탐색 결과)를 릴레이 단말 및/또는 기지국에 전송할 수 있다.

“단말 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 단계 S1004-1이 수행될 수 있다. 리모트 단말은 단계 S1002에서 획득된 설정 정보 및 단계 S1003의 수행 결과(예를 들어, 측정 결과 및/또는 탐색 결과)에 기초하여 통신 경로를 제1 사이드링크(예를 들어 리모트 단말과 릴레이 단말 #1 간의 사이드링크)에서 제2 사이드링크(예를 들어 리모트 단말과 릴레이 단말 #2 간의 사이드링크)로 변경하는 것으로 결정할 수 있다(S1004-1). 예를 들어, "제1 사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 SL-RSRP 임계값(또는, SL-RSRQ 임계값) 미만인 경우" 및/또는 "제2 사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 AL-RSRP 임계값(또는, AL-RSRQ 임계값) 이상인 경우", 리모트 단말은 통신 경로를 제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로 변경하는 것으로 결정할 수 있다.

“기지국 결정 기반의 경로 변경 방법"이 사용되는 경우, 단계 S1004-1 대신에 단계 S1004-2가 수행될 수 있다. 기지국은 단계 S1002에서 설정된 정보와 리모트 단말로부터 수신된 측정/탐색 보고(예를 들어, 측정 결과 및/또는 탐색 결과)를 기반으로 통신 경로의 변경 여부를 결정할 수 있다(S1004-2). 예를 들어, "제1 사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 SL-RSRP 임계값(또는, SL-RSRQ 임계값) 미만인 경우" 및/또는 "제2 사이드링크에서 측정된 RSRP(또는, RSRQ)가 AL-RSRP 임계값(또는, AL-RSRQ 임계값) 이상인 경우", 기지국은 통신 경로를 제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로 변경하는 것으로 결정할 수 있다. 또는, 기지국은 단계 S1005에서 수신된 정보를 기반으로 리모트 단말에 설정된 서비스 및/또는 기지국의 부하 정도를 고려하여 경로 변경(예를 들어, 경로 설정)을 수행하지 않을 수도 있다.

리모트 단말은 기지국으로부터 수신한 측정 설정 정보 및/또는 경로 변경 설정 정보에 기초하여 경로 변경 보고 절차를 수행할 수 있다(S1005). 단계 S1005는 도 9에 도시된 단계 S905와 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다.

단계 S1003에서 탐색된 릴레이 단말 #2(예를 들어, 릴레이 기능을 수행하는 단말)가 RRC 아이들 상태 또는 RRC 인액티브 상태로 동작하는 경우, 릴레이 단말 #2는 기지국과 RRC 연결 설립 절차를 수행함으로써 RRC 연결 상태로 천이할 수 있다(S1006). 릴레이 단말 #2가 RRC 연결 상태로 동작하는 경우, 단계 S1006은 생략될 수 있다. 단계 S1006은 도 9에 도시된 단계 S906과 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다.

기지국은 UE 컨텍스트의 수정 절차를 수행할 수 있다(S1007). 단계 S1007은 도 9에 도시된 단계 S907과 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다. 단계 S1005 이후에 릴레이 단말 #2의 동작 상태가 RRC 연결 상태인 경우, 기지국은 릴레이 경로(예를 들어, 사이드링크 - 액세스 링크)의 설정 및/또는 리모트 단말의 데이터 전송을 위한 베어러 설정을 위해 릴레이 단말 #2와 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다(S1008). 단계 S1008은 도 9에 도시된 단계 S908과 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다.

경로가 제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로 변경되는 것으로 결정된 경우, 기지국은 리모트 단말을 위한 경로 설정을 위해 리모트 단말과 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다(S1009). 이 동작을 위해, RRC 재설정 메시지 및/또는 RRC 재설정 완료 메시지가 사용될 수 있다. 경로 변경을 위한 RRC 재설정 메시지가 수신된 경우, 리모트 단말은 릴레이 단말 #2와 직접 통신(예를 들어, 사이드링크 통신)을 수행함으로써 릴레이 링크를 통해 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다.

리모트 단말의 경로가 제1 사이드링크에서 제2 사이드링크로 변경된 경우, 기지국은 RRC 연결 재설정 절차에서 릴레이 단말 #1을 위해 설정된 베어러의 설정 해제를 지시하는 메시지를 전송할 수 있다. 리모트 단말은 베어러의 설정 해제를 지시하는 메시지를 수신할 수 있고, 릴레이 단말 #1을 위해 설정된 SRB 및/또는 DRB를 해제할 수 있다. 리모트 단말은 릴레이 단말 #2(예를 들어, 릴레이 링크)를 통해 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다(S1010).

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 통신 시스템에서 리모트(remote) 단말에 의해 수행되는 동작 방법으로서,
   릴레이(relay) 단말을 통해 기지국과 통신을 수행하는 단계;
   상기 리모트 단말과 상기 릴레이 단말 간의 사이드링크(sidelink)에 대한 측정 동작을 수행하는 단계;
   상기 측정 동작의 결과에 기초하여 통신 경로를 "리모트 단말 - 릴레이 단말 - 기지국"에서 "리모트 단말 - 기지국"으로 변경하는 단계; 및
   변경된 통신 경로를 사용하여 상기 기지국과 통신을 수행하는 단계를 포함하는, 리모트 단말에 의해 수행되는 동작 방법.

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