KR20220017812A - 무선 통신 시스템에서 백홀 엑세스 홀 결합 시스템을 위한 개선된 셀 선택 및 실패 처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 결합된 액세스 백홀 노드(IAB node, Integrated Access Backhauled node)의 통신 방법은, IAB 도너 CU(donor central unit)로부터 RRCreconfiguration 메시지를 수신하는 단계; 상기 RRCreconfiguration 메시지에 포함되는 실패 경우(failure case) 정보 및 배제되는 셀 정보를 식별하는 단계; 및 상위 노드(parent node)와의 연결에서 RLF(Radio Link Failure)를 검출하거나, 상기 상위 노드로부터 회복 실패 알림(recovery failure notification)을 수신하는 경우, 상기 식별된 정보에 기초하여 셀 선택을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 백홀 엑세스 홀 결합 시스템을 위한 개선된 셀 선택 및 실패 처리 방법 및 장치{Apparatus and method for improved cell selection and failure handling process on integrated access and backhaul system in wireless communication systems}

본 개시는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 백홀 엑세스 홀 결합 시스템을 위한 셀 선택 개선 방법 및 실패 처리 방법에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 및 멀티미디어 서비스 증가로 인해 폭발적으로 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 성능 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), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 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 사물간의 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.

상술한 것과 무선 통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.

본 개시는 IAB node(Integrated Access Backhauled node) 가 무선 연결 실패를 겪을 경우, 셀 선택을 하기 위한 동작 중, 토폴로지에 따른 특정 셀로의 선택을 배제하기 위한 방법을 통하여 끊어진 연결을 복구하는 방법을 제안한다. 또한 IAB node 간의 연결 실패 시, IAB node로부터 하위 노드로의 실패 표시자 전달을 통하여 하위 노드가 빠르게 핸드오버를 수행할 수 있도록 하는 방안을 제시한다.

개시된 실시예는 이동 통신 시스템에서 서비스를 효과적으로 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

IAB node 의 접속 및 핸드오버 시 재 결정된 전체 토폴로지 정보를 기반으로, IAB donor CU(Central Unit) 또는 IAB donor 노드가 각 IAB node 에게 셀 선택시 배제되야 하는 셀에 대한 정보를 전송할 수 있다. IAB donor CU 또는 IAB donor 노드가 전송한 정보를 수신한 IAB node는, 연결 문제가 발생하여 셀 선택을 수행해야 할 경우, 정보에 대응하는 셀을 배제함으로써 추가적인 연결 실패를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 무선 연결 실패 시, IAB node는 바로 하위 단말에게 무선 연결 실패를 알려줌으로써, 하위 단말이 즉각적으로 다른 부모 단말로 핸드오버 할 수 있게 할 수 있다. 하위 단말이 즉각적으로 다른 부모 단말로 핸드오버 할 수 있게 함으로써, 연결 실패 복구 시간 동안 지연되는 데이터 또는 최종적으로 유실 될 수 있는 데이터를 보호 할 수 있다.

개시된 실시예에 따르면, IAB node 간의 연결 실패 시 셀 선택에서 배제 해야 할 셀 정보를 줌으로서, 연결 실패 후 재연결시 잘못된 셀로의 연결을 방지하여, 빠른 실패 복구가 가능하며, 또 다른 아이디어로서, 연결 실패 지시자를 하위 노드에게 전달함으로서, 하위 노드가 핸드오버를 빠르게 수행할 수 있는 방법을 제공하여, 하위 노드의 access 단말의 트래픽 유실을 막을 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 토폴로지 정보를 도시한다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 IAB node가 최초 접속한 후 셀 제외 정보를 전달받는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 최초 액세스(access)를 시도 하는 IAB node의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 10 은 본 개시의 일 실시예에 따라 IAB node가 HO(Hand Over) 또는 reestablishment 동작 후 다시 Donor CU와 RRC 연결을 맺는 경우, Donor CU가 각 IAB node의 배제되는 셀 정보를 업데이트 하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말의 실패 상황에서 IAB node의 셀 배제 동작의 흐름도를 도시한다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 토폴로지의 예를 도시한다.
도 13은 일반적인 IAB 노드 및 액세스 단말 간의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 IAB 노드 및 액세스 단말 간의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

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

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

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

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 본 개시에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, NB-IoT 기기들, 센서들뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.

이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, eNode B, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.

특히 본 개시는 3GPP NR(5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다. 또한 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, NB-IoT 기기들, 센서들 뿐 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.

무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 또는 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced(LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.

광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(DL; DownLink)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(UL; UpLink)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE; User Equipment 또는 MS; Mobile Station)이 기지국(eNode B 또는 BS; Base Station)으로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 각 사용자 별로 데이터 또는 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어정보를 구분한다.

LTE 이후의 향후 통신 시스템으로서, 즉, 5G 통신시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 동시에 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 향상된 모바일 광대역 통신(eMBB; Enhanced Mobile BroadBand), 대규모 기계형 통신(mMTC; massive Machine Type Communication), 초신뢰 저지연 통신(URLLC; Ultra Reliability Low Latency Communication) 등이 있다.

일부 실시예에 따르면, eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro가 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 할 수 있다. 예를 들어, 5G 통신시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps의 최대 전송 속도(peak data rate), 상향링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 또한 5G 통신시스템은 최대 전송 속도를 제공하는 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 할 수 있다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 더욱 향상된 다중 안테나(MIMO; Multi Input Multi Output) 전송 기술을 포함하여 다양한 송수신 기술의 향상을 요구될 수 있다. 또한 현재의 LTE가 사용하는 2GHz 대역에서 최대 20MHz 전송대역폭을 사용하여 신호를 전송하는 반면에 5G 통신시스템은 3~6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.

동시에, 5G 통신시스템에서 사물 인터넷(IoT; Internet of Thing)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소 등이 요구될 수 있다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km2)을 지원할 수 있어야 한다. 또한 mMTC를 지원하는 단말은 서비스의 특성상 건물의 지하와 같이 셀이 커버하지 못하는 음영지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지가 요구될 수 있다. mMTC를 지원하는 단말은 저가의 단말로 구성되어야 하며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 10~15년과 같이 매우 긴 배터리 생명시간(battery life time)이 요구될 수 있다.

마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적(mission-critical)으로 사용되는 셀룰러 기반 무선 통신 서비스로서, 로봇(Robot) 또는 기계 장치(Machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행장치(Unmanned Aerial Vehicle), 원격 건강 제어(Remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스 등에 사용될 수 있다. 따라서 URLLC가 제공하는 통신은 매우 낮은 저지연(초저지연) 및 매우 높은 신뢰도(초신뢰도)를 제공해야 할 수 있다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리초보다 작은 무선 접속 지연시간(Air interface latency)를 만족해야 하며, 동시에 10-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 가질 수 있다. 따라서, URLLC을 지원하는 서비스를 위해 5G 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(TTI; Transmit Time Interval)를 제공해야 하며, 동시에 통신 링크의 신뢰성을 확보하기 위해 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계사항이 요구될 수 있다.

전술한 5G 통신 시스템에서 고려되는 세가지 서비스들, 즉 eMBB, URLLC, mMTC는 하나의 시스템에서 다중화되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 서비스들이 갖는 상이한 요구사항을 만족시키기 위해 서비스 간에 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라미터를 사용할 수 있다. 다만, 전술한 mMTC, URLLC, eMBB는 서로 다른 서비스 유형의 일 예일 뿐, 본 개시의 적용 대상이 되는 서비스 유형이 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하에서 LTE, LTE-A, LTE Pro 또는 5G(또는 NR, 차세대 이동 통신) 시스템을 일례로서 본 개시의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 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.

도 1은 기존 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(1-05, 1-10, 1-15, 1-20)과 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)(1-25) 및 S-GW(1-30, Serving-Gateway)로 구성될 수 있다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(1-35)은 ENB(1-05 ~ 1-20) 및 S-GW(1-30)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.

도 1에서 ENB(1-05 ~ 1-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응될 수 있다. ENB는 UE(1-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행할 수 있다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 될 수 있다. 따라서, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(1-05 ~ 1-20)가 담당할 수 있다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어할 수 있다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)을 무선 접속 기술로 사용할 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, AMC) 방식을 적용할 수 있다. S-GW(1-30)는 데이터 베어러(bearer)를 제공하는 장치이며, MME(1-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거할 수 있다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP)(2-05, 2-40), 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC)(2-10, 2-35), 매체 액세스 제어(Medium Access Control, MAC)(2-15, 2-30)으로 이루어질 수 있다. PDCP는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당할 수 있다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약될 수 있다.

- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC(Robust Header Compression) only)

- 사용자 데이터 전송 기능(Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs(Protocol Data Units) at PDCP(Packet Data Convergence Protocol) re-establishment procedure for RLC(Radio Link Control) AM(Acknowledged Mode))

- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC(Dual Connectivity)(only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC)(2-10, 2-35)는 PDCP 패킷 데이터 유닛(Packet Data Unit, PDU)을 적절한 크기로 재구성해서 ARQ(Automatic Repeat Request) 동작 등을 수행할 수 있다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약될 수 있다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ(only for AM data transfer))

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs(only for UM and AM data transfer))

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs(only for AM data transfer))

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs(only for UM and AM data transfer)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection(only for UM and AM data transfer))

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection(only for AM data transfer))

- RLC SDU(Service Data Unit) 삭제 기능(RLC SDU discard(only for UM(Unacknowledged mode) and AM data transfer))

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

MAC(1b-15, 1b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행할 수 있다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약될 수 있다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks(TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 기능(Error correction through HARQ)

- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)

- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)

- MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service) 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

물리 계층(2-20, 2-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 할 수 있다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 또는 5G)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 또는 NR 기지국)(3-10)과 차세대 무선 코어 네트워크(New Radio Core Network, NR CN)(3-05)로 구성될 수 있다. 차세대 무선 사용자 단말(New Radio User Equipment, NR UE 또는 단말)(3-15)은 NR gNB(3-10) 및 NR CN(3-05)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.

도 3에서 NR gNB(3-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응될 수 있다. NR gNB는 NR UE(3-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 될 수 있다. 따라서, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(3-10)가 담당할 수 있다. 하나의 NR gNB는 다수의 셀들을 제어할 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는, 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서, 현재의 최대 대역폭 이상의 대역폭이 적용될 수 있다. 또한, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)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) 방식이 적용될 수 있다. NR CN(3-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(3-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. MME는 기존 기지국인 eNB(3-30)과 연결될 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .

도 4를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR 서비스 데이터 적응 프로토콜(Service Data Adaptation Protocol, SDAP)(4-01, 4-45), NR PDCP(4-05, 4-40), NR RLC(4-10, 4-35), NR MAC(4-15, 4-30), NR PHY(4-20, 4-25)로 이루어진다.

NR SDAP(4-01, 4-45)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 사용자 데이터의 전달 기능(transfer of user plane data)

- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow와 데이터 베어러의 맵핑 기능(mapping between a QoS flow and a DRB for both DL(Down Link) and UL(Up Link))

- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow ID를 마킹하는 기능(marking QoS flow ID in both DL and UL packets)

- 상향 링크 SDAP PDU들에 대해서 reflective QoS flow를 데이터 베어러에 맵핑시키는 기능(reflective QoS flow to DRB mapping for the UL SDAP PDUs).

SDAP 계층 장치에 대해 단말은, 기지국으로부터 수신되는 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지에 의해, 각 PDCP 계층 장치 별로 또는 베어러 별로 또는 로지컬 채널 별로 SDAP 계층 장치의 헤더를 사용할 지 여부 또는 SDAP 계층 장치의 기능을 사용할 지 여부를 설정 받을 수 있다. SDAP 헤더가 설정된 경우, SDAP 헤더의 비접속 계층(Non-Access Stratum, NAS) QoS(Quality of Service) 반영 설정 1비트 지시자(NAS reflective QoS)와, 접속 계층(Access Stratum, AS) QoS 반영 설정 1비트 지시자(AS reflective QoS)를 이용하여, 단말이 상향 링크와 하향 링크의 QoS 플로우(flow)와 데이터 베어러에 대한 맵핑 정보를 갱신 또는 재설정할 수 있도록 지시할 수 있다. SDAP 헤더는 QoS를 나타내는 QoS flow ID 정보를 포함할 수 있다. QoS 정보는 원할한 서비스를 지원하기 위한 데이터 처리 우선 순위, 스케쥴링 정보 등으로 사용될 수 있다.

NR PDCP(4-05, 4-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능(Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

상술한 내용에서, NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 의미할 수 있다. NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 또는 순서를 고려하지 않고 바로 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC(4-10, 4-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

상술한 내용에서, NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 의미할 수 있다. 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 또는 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치는, 일련번호(Sequence number)의 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) RLC PDU들을 수신하는 순서대로 처리하여 NR PDCP 장치로 전달할 수 있다.

NR RLC 장치가 세그먼트(segment)를 수신할 경우에는, 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 세그먼트들을 수신하여, 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 이를 NR PDCP 장치로 전달할 수 있다.

NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고, NR MAC 계층에서 접합 기능을 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.

상술한 내용에서, NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 의미할 수 있다. NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있다. NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 또는 PDCP SN(Sequence Number)을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.

NR MAC(4-15, 4-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)

- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

NR PHY 계층(4-20, 4-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(5-10), 기저대역(baseband)처리부(5-20), 저장부(5-30), 제어부(5-40)를 포함한다.

RF처리부(5-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, RF처리부(5-10)는 기저대역처리부(5-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(5-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 5에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF처리부(5-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF처리부(5-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF처리부(5-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 RF 처리부(5-10)는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

기저대역처리부(5-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(5-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(5-20)은 RF처리부(5-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(5-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(5-20)은 RF처리부(5-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform)를 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

저장부(5-30)는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(5-30)는 제2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2 접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(5-30)는 제어부(5-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(5-40)는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(5-40)는 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(5-40)는 저장부(5-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(5-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(5-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 기지국은 RF처리부(6-10), 기저대역처리부(6-20), 통신부(6-30), 저장부(6-40), 제어부(6-50)를 포함하여 구성된다.

RF처리부(6-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, RF처리부(6-10)는 기저대역처리부(6-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, RF처리부(6-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 도 6에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 제1 접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF처리부(6-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF처리부(6-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF처리부(6-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

기저대역처리부(6-20)는 제1 무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(6-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(6-20)는 RF처리부(6-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(6-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(6-20)는 RF처리부(6-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 기저대역처리부(6-20) 및 RF처리부(6-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역처리부(6-20) 및 RF처리부(6-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

백홀통신부(6-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(6-30)는 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

저장부(6-40)는 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(6-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(6-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(6-40)는 제어부(6-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(6-50)는 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(6-50)는 기저대역처리부(6-20) 및 RF처리부(6-10)을 통해 또는 백홀통신부(6-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(6-50)는 저장부(6-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(6-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 토폴로지 정보를 도시한다.

각 IAB node들은 IAB donor 노드와 연결되어 있으며, IAB donor 노드의 내부에 IAB donor CU가 존재하여, 각 IAB node 들은 IAB donor CU와도 연결 되어 있다. 도 7의 예에서 IAB node 2는 parent node인 IAB node 1과의 연결에서 RLF(Radio Link Failure)를 검출(detect) 할 수 있다. IAB node 2는 RLF를 검출한 후 RRC 재수립(reestablishment) 동작 수행을 할 수 있다. IAB node 2는 하여 RRC 재수립(reestablishment) 동작이 실패할 경우, IAB node 2의 하위 노드인 IAB node 3과 IAB node 4에게 회복 실패 알림(recovery failure notification)을 전달 할 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 IAB node가 최초 접속한 후 셀 제외 정보를 전달받는 방법의 흐름도를 도시한다.

도 8을 참조하면, 신규 IAB node 3은, parent node 가 될 IAB node 2를 선택하고 IAB node 2와 random access 과정을 수행할 수 있다. IAB node 3은 random access 과정을 수행한 후, 상향 링크 허가(UL grant)를 얻어서, RRCsetup request를 IAB donor CU에게 전달할 수 있다. RRC 메시지는 parent node 를 통하여 백홀 RLC 채널(backhaul RLC channel)에 캡슐화(encapsulation )되어 전달 될 수 있다. Donor CU는 RRC 계층에서 RRC setup 메시지를 IAB node 3에게 전송할 수 있다. RRC setup 메시지를 수신한 IAB node 3는 RRCsetupcomplet 메시지를 전송함으로써, Donor CU와 신규 IAB node 3은 RRC 연결을 수립할 수 있다. 이 후, Donor CU는 RRCReconfiguration 메시지(a)를 통하여, BAP 설정(BAP(Backhaul Adaptation Protocol) configuration) 정보(예를 들어, BAP address of IAB node 3, default UL BH RLC CH, default UL routing id for non-UP traffic, non-default BH RLC CH config) 를 전송할 수 있다. BAP 설정 정보를 수신한 IAB node 3는 BAP를 설립하고 주어진 설정 정보를 적용할 수 있다. 주어진 설정 정보를 이용하여 IAB node 3의 DU(Distributed Unit)는 Donor CU에게 F1 설립 요청을 할 수 있다. 이 정보를 수신한 Donor CU는 F1 설립 관련 설정 정보를 전송함으로써 F1 인터페이스(interface)를 설립할 수 있다. F1 setup request 메시지에는 DU가 운용할 수 있는 served cell 정보(예를 들어, 각 셀 별 NR CGI(Cell Global Identity), NR PCI(Physical Cell ID), TAC(Tracking Area Code), served PLMN(Public Land Mobile Network), FDD(Frequency Division Duplex)/TDD(Time Division Duplex) 설정 정보 및 각 경우 주파수 정보, 측정 시간 설정 정보 등)가 포함될 수 있다. served cell 정보들을 기반으로 Donor CU는 F1 setup response 메시지에 활성화될 셀들의 정보(cells to be activated)를 첨부하여 접속 IAB node인 IAB node 3에게 전달할 수 있다. 활성화될 셀들의 정보에는, 예를 들어, 활성화 할 셀의 CGI, PCI, 및 시스템 정보(system information), 및 이용 가능한 PLMN(available PLMN) 정보가 포함될 수 있다. 따라서, CGI, PCI로 지정되는(indicated) 셀을 DU가 활성화 할 수 있으며, DU는 그 셀에 대하여 CU가 제공하는 system information을 방송할 수 있다. 이 과정을 통하여, Donor CU는 접속 IAB(예를 들어, 도 8의 IAB node 3) 의 DU 에서 실제 운용되는 셀의 정보를 습득할 수 있다.

추가적으로, F1 interface가 설립된 이후, Donor CU는, 새로 접속한 IAB node의 DU 정보를 F1 interface 를 통하여 추가적으로 update 할 수 있다. F1 메시지 중 DU configuration update 메시지가 사용될 수 있다. DU configuration update 메시지를 수신한 Donor CU는, 메시지를 보낸 DU 에게 최종적으로 사용될 업데이트 된 DU의 설정 정보를 확정하여 전달 할 수 있다. 이 과정에서 served cell들이 추가적으로 추가되거나, 수정되거나, served cell 들의 설정 정보들이 바뀔 수도 있다.

DU의 정보들을 기초로, Donor CU는 항상 최신의 DU 정보를 관리하고 있을 수 있다. Donor CU는, 최신의 DU 정보에 기초하여 자신에게 접속한 IAB node 들의 토폴로지를 기반으로, IAB node의 셀 선택 시 배제해야 할 셀 정보를 Donor CU 가 관리하고 있는 각 IAB node에게 전달 할 수 있다. 셀 선택 시 배제해야 할 셀 정보는 다음을 포함할 수 있다.

IAB 노드 간의 연결을 실패한 경우는 다음의 경우를 포함할 수 있다.

- IAB node가 parent node와의 링크에 RLF을 detect 했을 경우

- IAB node가 parent node로부터 recovery failure notification을 수신 했을 경우

각 실패한 경우마다 배제 되는 셀의 정보는 다음의 정보를 포함할 수 있다.

- NR ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number): 배제되는 셀이 존재하는 주파수의 정보

- PCI: 배제되는 셀의 physical cell id

배제되는 셀 정보는 다중 셀에 대한 것일 수 있다. 이하로부터 언급되는 배제되는 셀 정보는, 각 실패 경우의 지시자와 그것과 연계되는 NR ARFCN 및 PCI 묶음의 리스트 정보를 의미할 수 있다.

일 예로서, IAB node가 RLF를 detect하게 되면, IAB node의 배제되는 셀 정보는 RLF를 detection 한 IAB node의 하위 IAB 노드(즉, child IAB node) 일 수 있다. 다른 예로서, IAB node가 RLF recovery failure notification을 parent node로부터 수신하게 되면, 배제되는 셀 정보는 자신의 하위 IAB 노드(child IAB node) 뿐만 아니라, RLF recovery failure notification을 전송한 parent node 및 그 parent node의 child node 도 포함될 수 있다. 배제되는 셀 정보는 Donor CU가 전체 토폴로지 및 상대적인 위치/신호 세기를 고려하여 결정할 수 있다.

일 예로서, 배제되는 셀 정보는, Donor CU로부터 RRCReconfiguration(b) 메시지 또는 상응하는 RRC 메시지를 통해 전달 될 수 있다. 다른 예로서, 배제되는 셀 정보는, F1-AP(Application Protocol) 상의 메시지를 통해 각 IAB node에게 전달 가능하다. 또 다른 예로는, 각 IAB node의 child node 들이 parent node에게 셀 정보를 직접 전달할 수 있다. 각 IAB node의 child node 들이 parent node에게 셀 정보를 직접 전달하는 경우, BAP 계층 신호가 사용될 수 있다. 이 경우, child node로의 셀 배제만을 수행 할 수 있다.

배제되는 셀 정보를 포함하는 메시지를 수신한 IAB node들은, parent node와의 링크에서 RLF를 검출(detect)하거나, parent node 로부터 RLF recovery failure notification을 수신하는 경우, 셀 선택시 각 경우에 해당하는 배제되는 셀 정보를 이용하여, 배제된 셀 이외의 셀을 선택하고, RRCreestablishment 동작을 수행할 수 있다.

도 9 는 본 개시의 일 실시예에 따라 최초 액세스(access)를 시도하는 IAB node의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.

IAB MT(Mobile Termination)는 Donor CU와 RRC 연결을 설립한다.

CU는 RRCreconfiguration 메시지를 통하여 BAP 설정 정보 및 해당 IAB node DU에 사용되는 IP 주소를 할당하고, IAB node는 BAP 설정 정보 및 할당된 IP 주소 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.

IAB node는, BAP 개체(entity)를 셋업(setup)하고 (디폴트) BH RLC 채널((default) BH RLC CH)을 설립할 수 있다. IAB node는, CU로부터 획득된 정보를 사용하여, F1 setup request를 CU에게 요청할 수 있다.

CU는 F1 setup request를 수신하고, F1 setup response 메시지를 전달하여, DU의 serving cell에 대한 설정 정보를 DU에게 확인해 줄 수 있다. 상술한 과정을 통해 F1 설립이 완료될 수 있다.

추가적으로, DU 설정 정보에 대한 update를 DU가 요청하면, CU가 확인해 주는 과정이 있을 수도 있다.

Donor CU가 최초 접속한 IAB node의 DU 설정 정보를 인지한 후, Donor CU는 RRC reconfiguration 메시지를 통해 실패 경우(failure case) 정보(예를 들어, RLF를 감지하는 경우, RLF 회복 실패 알림을 수신하는 경우), 및 각 경우에 배제되는 셀 정보(NR ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number), PCI)를 각 IAB node에게 전달할 수 있다. 이 경우, F1-AP 메시지를 통해 동일 정보를 전달해 줄 수도 있다.

Donor CU로부터 정보를 수신한 IAB node들은, RLF를 감지하거나, RLF recovery failure notification을 수신할 수 있고, 각 경우에 배제되는 셀 정보에 기초해 각 셀들을 배제한 상태에서, 셀 선택을 수행할 수 있다.

예를 들어, IAB node들은, Donor CU로부터 수신된 RRC 메시지를 사용하여, RLF를 감지하는 경우 또는 parent node로부터 recovery failure notification을 수신하는 경우에, 각각의 셀 선택에서 배제해야 할 셀에 대한 정보를 수신할 수 있다.

IAB node들은, RLF를 감지하는 경우 또는 parent node로부터 recovery notification failure를 수신하는 경우, 해당 cause가 RLF 감지인지 또는 recovery notification failure 알림 수신인지를 확인하고 수신된 셀 배제 정보 중 각 경우에 따르는 셀을 배제시킬 용도로 이용할 수 있다. 추가적으로, 상기 과정에서, recovery notification failure의 경우, parent node가 RLF를 detect 한 셀의 정보 즉, ARFCN 및 PCI를 recovery failure notification에 추가하여 child IAB node에게 전달 할 수 있다. child node는 필요에 따라 상기 전달된 RLF detection 된 셀을 셀 선택에서, 배제되는 셀 정보 이외에, 추가적으로 배제할 수 있다.

셀 선택 동작 시, IAB node는, 상술한 단계에서 수신된 셀 배제 정보에 기초하여, 대응하는 셀을 배제할 수 있다. IAB node는, SSB(Synchronization Signal Block)를 읽고 측정을 수행할 때, SSB가 위치하는 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number) 정보와 SSB가 포함하고 있는 PCI(Physical layer Cell ID) 정보가 이전에 수신된 배제되는 셀 정보와 일치하는 경우, 해당 셀의 SIB1을 읽는 추가적인 셀 선택 과정을 수행하지 않고 다른 셀을 선택 할 수 있다.

도 10 은 본 개시의 일 실시예에 따라 IAB node가 HO(Hand Over)나 reestablishment 동작 후, 다시 Donor CU와 RRC 연결을 하는 경우, Donor CU가 각 IAB node의 배제되는 셀 정보를 업데이트 하는 방법의 흐름도를 도시한다.

도 9에 도시된 최초 접속 과정과 비교하여, IAB MT가 HO 명령을 수신하거나 RRE(RRC Connection Re-establishment)를 수행하는 과정이 추가될 수 있다. 그 이후, BAP 설립, BAP 설정 및 F1 설립, DU 설정 정보를 Donor CU가 인지하는 과정은 도 9와 관련해 상술한 설명에 대응되므로, 중복되는 설명은 생략한다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말의 실패 상황에서 IAB node의 셀 배제 동작의 흐름도를 도시한다.

IAB node 2(11-5)는 IAB node 1(11-10)의 셀을 통하여, IAB donor CU에 RRC 연결될 수 있다(11-20). IAB node 2(11-5)는 system information(11-25)을 통하거나, RRC dedicated 메시지(11-30)를 통해 셀 배제 정보를 전달받을 수 있다. IAB node 2는 연결 상태에 있다가 failure 가 발생하게 되면, 주어진 셀 배제 정보를 이용하여 RRC re-establishment 을 진행할 수 있다(11-35). Failure 상황은, 예를 들어, radio link failure, RLC failure, reconfiguration failure, integrity check failure, handover failure 등의 RRC 수준에서 인지되는 실패 상황을 포함할 수 있다. 또한 IAB node가, parent IAB node로부터 RLF recovery failure notification을 수신하는 경우도 failure 상황에 포함될 수 있다.

Re-establishment 동작의 하위 동작으로서, IAB node 2(11-5)는 셀 선택(cell selection)을 수행할 수 있다(11-40). 셀 선택을 위한 기존의 방식에 따르면, IAB node 2(11-5)가 저장된 정보(stored information)를 사용하는 경우, 기존에 주어진 carrier frequency의 정보, 기존에 주어진 measurement control에 의해 저장된 cell 정보 및 기존에 detection 된 셀 정보 중 적어도 하나를 사용하여 찾은 셀이 적합성 체크(suitability check)를 통과하면, IAB node 2(11-5)는 해당 셀을 선택할 수 있다.

본 개시에서는, 위에서 언급된 셀 배제 정보가 이미 RRC dedicated 메시지 또는 SIB(System Information Block) 및/또는 MIB(Master Information Block) 메시지를 통해 전달되었고, 해당 셀의 정보가 IAB node 2(11-5)에 저장되었음을 가정한다. IAB node 2(11-5)는, 전달된 셀 정보에 기초하여, 기존 셀 선택 동작을 따라 선택한 셀이, 셀 배제 정보에 해당하는 셀이라면 해당 셀을 제외할 수 있다. 해당하는 셀인지 여부를 판단하는 기준은, 셀 배제 정보에 포함된 failure 상황으로 인한 셀 선택인지 여부와, 해당 failure 상황과 연계된 셀 배제 정보들 중 주파수 정보와 physical cell Identity(PCI)가 동일한지 여부가 기준이 될 수 있다. IAB node 2(11-5)는 기존 셀 선택 동작을 따라 선택한 셀이 셀 배제 정보에 해당하는 셀들과 동일한 경우, 기존 셀 선택 동작을 따라 선택한 셀을 배제한 다른 셀들을 다시 선택할 수 있다.

IAB node 2(11-5)는, 셀 배제 과정을 거친 후, 다시 선택된 셀을 찾을 수 있다(11-40). IAB node 2(11-5)는 다시 선택된 셀(11-15) 의 SIB 그리고/또는 MIB 의 cell selection 정보를 읽을 수 있다(11-45). IAB node 2(11-5)는, 적합성 체크(suitability check)를 수행할 수 있다(11-50). IAB node 2(11-5)는, 셀 배제 후의 셀(11-15)로부터의 SIB 내의 값들을 이용하여 적합성 체크(suitability check)를 수행할 수 있다(11-50). 적합성 체크를 통과하면, IAB node 2(11-5)는, 해당 셀(11-15)과 동기화(synchronization)를 수행할 수 있다(11-60). IAB node 2(11-5)는, RRC connection re-establishment request를 전송할 수 있다(11-60). 선택된 셀(11-15)은 자신에게 단말 context가 있는지 여부를 확인하여, 있으면 RRC connection IAB node 2(11-5)에게 re-establishment 메시지를 전송할 수 있다(11-65). IAB node 2(11-5)는 RRC connection re-establishment 메시지에 대한 응답으로 RRC 연결 재설립 완료(RRC connection re-establishment complete) 메시지를 전송할 수 있다.(11-70).

단계(11-45)에서 IAB node 2(11-5)가 선택된 셀(11-15)로부터 수신된 시스템 정보로부터 수신한 cell selection parameter 에, QrxlevIABcell QqualIABcell 정보가 포함되어 있지 않을 수 있다. cell selection parameter 에, QrxlevIABcell QqualIABcell 정보가 포함되어 있지 않은 경우, IAB node 2(11-5)는 적합성 체크 수행 시, 기존의 셀 선택용 인자를 사용하여 셀 선택 기준을 평가하고, 적합성 체크를 수행 할 수 있다. 만약 단계(11-45)에서 IAB node 2(11-5)가 수신한 system information 에 QrxlevIABcell QqualIABcell 정보가 포함되어 있으면, IAB node 2(11-5)는, 수신된 정보를 이용하여 적합성 체크를 수행할 수 있다.

또 다른 실시예로서, 만약 IAB node가 parent IAB node로부터 RLF detection 또는 RLF recovery failure notification을 수신할 경우, RLF detection 또는 RLF recovery failure notification를 수신한 IAB node는 DU에서 SIB1 내의 iab-support 지시자를 mute 할 수 있다. 이 경우, 주변에서 cell selection 을 수행하는 IAB MT는 해당 SIB1을 읽고 iab-support가 없음을 알고, 해당 셀로 셀 선택을 할 수 없게 된다. 즉, 해당 셀로의 셀 선택이 barred 될 수 있다. 하기 서술에서 "RLF detection indication" 은 "RLF recovery 중" 이라는 지시자와 동일한 의미를 가질 수 있다.

이와 관련하여 구체적으로, 임의의 IAB node가 RLF를 detection 함에 있어서, 각 링크에 대한 CG(Cell Group) 구분을 하지 않을 경우, 또는 해당 IAB node가 MCG(Master Cell Group) failure information 절차를 수행할 수 있을 경우, 다음의 동작이 가능하다.

- IAB node가 하나의 parent node와의 링크에 대해서 RLF detection (or declare) 하고, 다른 parent node와 available link가 있을 경우 (즉, 다른 parent node와의 링크가 RLF가 아닌 상태 또는 Radio bearer suspension 이 아닌 상태인 경우) RLF detection indication 를 child node에게 전달하지 않는다.

- IAB node가 하나의 parent node와의 링크에 대해서 RLF detection 하고, 다른 parent node와 available link가 없을 경우 (즉, 다른 parent node와 link가 있더라도 RLF 이거나, RLF recovery 상태 또는 radio bearer suspension 상태인 경우) RLF detection indication를 child node에게 전달할 수 있다.

만약, 각 링크에 대한 CG 구분을 하며, IAB node가 MCG failure information 절차를 수행할 수 없는 경우, 다음의 동작이 가능하다.

- IAB node가 dual connection 설정된 상태에서, SCG(Secondary Cell Group) link 에 대해서 RLF 를 detection 한 경우, 그리고 MCG link가 RLF 상황이나 radio bearer suspension 상황이 아닌경우, RLF detection indication 을 child node 에게 전달하지 않는다.

- IAB node가 dual connection 설정된 상태에서, MCG link 에 대해서 RLF 를 detection 한 경우, SCG link의 상태와 상관없이, child node로 RLF detection indication 을 전달할 수 있다.

- IAB node가 single connection 설정 상태 (또는 SCG 설정이 되어 있지 않은 상황)에서, MCG link에 대해서 RLF 를 detection 한 경우, child node로 RLF detection indication을 전달할 수 있다.

RLF detection indication을 수신한 child IAB node는, child IAB node의 DU에서 서빙되고 있는 셀들에서 SIB1을 통해 전송되고 있던 iab-support indication을 muting 할 수 있다. 즉, child IAB node는 iab-support indication을 전송하지 않을 수 있다.

구체적으로 CG 구분을 하지 않을 경우, RLF detection indication 을 수신한 IAB node는,

- Case a: RLF detection indication을 수신한 링크 외에 다른 parent node 와의 링크가 존재하며, 다른 parent node와의 링크에 문제가 없으면 RLF detection indication을 수신한 IAB node의 DU에서 서빙되고 있는 셀들의 SIB1에서 전송되던 iab-support 지시자를 muting 할 수 있다. 이 경우, RLF detection indication 을 전달한 IAB node를 포함하여 주변에서 셀 선택을 수행하는 IAB node는 muting 된 IAB DU 의 셀을 선택할 수 없다.

- Case b: RLF detection indication을 수신한 링크 외에 다른 parent node 와의 링크가 존재하며, 다른 parent node 와의 링크에 문제가 없으면, DU에서 서빙되고 있는 셀들의 SIB1에서 방송되는 iab-support indication 을 방송 또는 방송 유지할 수 있다. 이 경우, RLF detection indication 을 전달한 IAB node를 포함하여 주변에서 셀 선택을 수행하는 IAB node는 방송되는 지시자로 인해 이 IAB node의 DU에서 서빙되고 있는 셀을 선택할 수 있다.

- Case c: RLF detection indication을 수신한 링크 외에 다른 parent node 와의 링크가 문제가 있거나 다른 parent node 와의 링크가 없으면, DU에서 서빙되고 있는 셀들의 SIB1 에서 방송되는 iab-support indication 을 muting 할 수 있다. 이 경우, RLF detection indication 을 전달한 IAB node를 포함하여 주변에서 셀 선택을 수행하는 IAB node는 muting 된 IAB DU의 셀을 선택할 수 없다.

CG 구분을 하는 경우, RLF detection indication 을 수신한 IAB node는,

- Case a: RLF detection indication 을 수신한 링크가 SCG 이면, DU에서 서빙되고 있는 셀들의 SIB1에서 전송되는 iab-support indication을 muting할 수 있다. 이 경우, RLF detection indication 을 전달한 IAB node를 포함하여 주변에서 셀 선택을 수행하는 IAB node는 muting 된 IAB DU의 셀들을 선택할 수 없다.

- Case b: RLF detection indication 을 수신한 링크가 SCG 이면, DU에서 서빙되고 있는 셀들의 SIB1에서 전송되는 iab-support indication을 을 방송 또는 방송 유지할 수 있다. 이 경우, RLF detection indication 을 전달한 IAB node를 포함하여 주변에서 셀 선택을 수행하는 IAB node는 방송되는 지시자로 인해 이 IAB node의 DU의 셀을 선택할 수 있다.

- Case c: RLF detection indication 을 받은 링크가 MCG 이면,

■ 만약 이 RLF detection indication을 수신한 IAB node가 DC 설정 상태이고, MCG failure information 절차가 가능하면, 그리고 SCG 링크가 RLF 또는 radio bearer suspension 상태가 아니면,

◆ RLF detection indication 을 수신한 IAB node의 DU에서 서빙되고 있는 셀들의 SIB1에서 전송되는 iab-support indication을 방송 또는 방송 유지할 수 있다.

■ 상기 조건이 아니라면,

◆ RLF detection indication을 수신한 IAB node의 DU에서 서빙되고 있는 셀들의 SIB1에서 전송되는 iab-support indication을 muting 할 수 있다.

상술한 적어도 하나의 동작에 따라, DU의 SIB1에서 전송되던 iab-support indication 를 muting 한 경우, IAB node는 RLF detection indication 을 수신한 parent node로부터 RLF recovered indication 을 수신할 때 까지 muting을 유지해야 한다. IAB node는, RLF recovered indication 을 수신하기 전에 RLF detection indication을 수신한 parent node로부터 RLF recovery failure(또는 RLF notification 지시자)를 수신하게 될 경우, muting을 유지 하거나 iab-support indication 을 다시 방송 할 수 있다.

상기 RLF detection indication / RLF recovered indication 등은 BAP control plane 신호 또는 MAC CE를 이용하여 전달 될 수 있다.

상기 DU 에서 iab-support indication 을 muting 하는 과정의 case a 와 case b는 둘 중 하나만 가능하다. Case a의 경우는 RLF detection indication 을 전달한 parent IAB node가 셀 선택의 결과에 따라 상기 indication 을 수신한 child node에게 다시 child node로서 셀 선택 및 연결 설정을 수행할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, IAB node 가 RLF를 감지한 경우, 그 노드의 child node에게 RLF detection notification을 전송하고, 이 notification을 수신한 child node는 mobility 동작을 수행할 수 있다.

도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 토폴로지의 예를 도시한다.

IAB node 1, parent node, child node는 IAB donor CU와 다중 홉으로 연결되어 있을 수 있다. Parent node 가 IAB node 1과 single connection으로 연결되어 있고, RLF를 감지 하는 경우, RLF detection notification을 child 노드에게 전달할 수 있다. RLF detection notification을 전달받은 child node는 다른 셀(예를 들어, 다른 IAB node에 있는 셀)을 찾아 이동할 수 있다.

도 13은 일반적인 IAB 노드 및 액세스 단말 간의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

parent IAB node 가 RLF를 감지하고 recovery 를 수행하는 경우, recovery가 최종적으로 실패하게 되면, parent IAB node는 child IAB node에게 RLF recovery failure notification을 전달할 수 있다. RLF recovery failure notification을 수신한 child IAB node는 자신 스스로 RLF recovery 동작을 수행하게 된다. Child node의 DU부분은 일반적인 UL/DL 데이터 전송/수신을 수행하다가 notification을 수신한 이후에는 구현에 따라 다양하게 동작할 수 있다.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 IAB 노드 및 액세스 단말 간의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

Parent IAB node는, 자신이 RLF 를 감지한 경우, child node에게 RLF detection notification 신호를 전송할 수 있다. RLF detection notification 신호에는 다음의 정보가 추가될 수 있다.

RLF detection notification 에 포함되는 정보:

- RLF type: RLF type은 RLF 가 발생된 원인에 대한 정보

- RLF 가 발생한 링크의 종류(예를 들어, MCG(Master Cell Group) / SCG(Secondary Cell Group))

- RLF를 감지한 IAB node에서 RLF recovery 로 사용되는 동작에 대한 정보(예를 들어, only RRCreestablishment, attemptCHO, MCGFailureInformation, SCGFailureInformation, 또는 상술한 동작들과 RRE의 조합.)

- RLF 감지된 셀/node 정보(예를 들어, 노드의 BAP address, 셀의 PCI/frequency)

- timer: 타이머가 만료되면, IAB 노드는 특정한 mobility 절차를 수행할 수 있다. Mobility 절차에 대해서는 후술한다.

RLF detection notification 메시지는 BAP 계층의 control PDU로 전송될 수 있다. 하지만, Donor CU를 거쳐서 RRC 메시지로도 전송될 수도 있다.

RLF detection notification 을 수신한 child IAB node는 다음의 동작을 수행할 수 있다.

[RLF detection notification을 받은 경우]

BAP 계층:

만약 BAP의 routing entry 상에 오직 RLF detection notification을 전달한 parent IAB node와의 연결만 존재한다면(또는, parent IAB node를 통한 라우팅 엔트리(routing entry) 이외에는 가능한 경로(path)가 없다면), child IAB node는 RLF detection notification을 전달한 parent IAB node에게 UL BAP PDU를 전송하지 않고, 버퍼에 저장할 수 있다. 그리고 child IAB node는 buffer 된 데이터들을 parent node의 BAP address와 연계(associate)시킬 수 있다.

만약 다른 path가 존재한다면, child IAB node는 다른 parent node로 갈 수 있도록 백업 경로(backup path) 로 BAP PDU를 rerouting 하여 전송할 수 있다. child IAB node는, 라우팅에 있어서 백업 경로를 이용하여, parent IAB node로 전달되도록 되어 있는 BAP PDU를 rerouting할 수 있다.

RRC 계층:

child IAB node는 mobility 절차를 수행할 수 있다. child IAB node는, Donor CU와 RRC 연결이 끊어진 상태이기 때문에 기 정의된 동작을 이용한 mobility 동작을 수행할 수 있다.

child IAB node는 다음의 동작들 중 하나를 수행할 수 있다.

- 조건부 SCG(Secondary Cell Group) 추가

- 조건부 핸드오버(Conditional Hand Over, CHO)

- 셀 선택 후 후보 셀이 선택된 경우, 해당 후보 셀로 조건부 핸드오버

- 셀 선택만 수행

상술한 각 동작의 경우 다음의 하위 동작이 필요할 수 있다.

일 실시예에 따라 조건부 SCG 추가를 위해 필요한 동작은 다음과 같다.

Donor CU는 연결 상태에서, IAB node에게 SCG 추가를 위한 조건 정보와 SCG 설정 정보를 미리 전달할 수 있다.

SCG 추가를 위한 조건에는 target pscell을 위한 A3/A4/A5 를 기반으로 하는 측정 설정 정보와 RLF detection notification을 수신했다는 조건이 포함될 수 있다.

Donor CU는, target parent IAB node에게 SCG 설정 정보를 요청하고, SCG 설정 정보를 수신하여 child IAB node에게 전달할 수 있다.

상기 SCG 설정 정보와 SCG 추가를 위한 조건을 수신한 IAB node는 조건의 평가를 수행하고, 조건을 만족하는 시점에 주어진 SCG 설정에 해당하는 SCG 의 셀을 add 하고, 해당 셀로 데이터 송수신을 시작할 수 있다.

조건부 핸드오버:

Donor CU는 연결 상태에서, IAB node에게 target candidate cell 로 핸드오버 하기 위한 타겟 셀 설정 정보와 해당 타겟 셀을 선택 하는 조건 정보를 미리 전달 할 수 있다.

Donor CU는, 타겟 셀을 선택하는 조건으로서, target pcell의 연결 품질을 보장하기 위한 A4 를 기반으로 하는 보고 타입과 연계된 measurement id 를 전달할 수 있고, 그 외 “parent IAB node로부터 RLF detection notification 수신함”을 조건으로 사용하라는 지시자를 전달할 수 있다.

특히, measurement id는 특정 candidate target cell과 연계되어 있을 수 있고, 특정 candidate target cell 셀의 타겟 셀 설정 정보와도 연계되어 있다.

타겟 셀을 선택하는 조건 정보와 타겟 셀 설정 정보를 미리 받았을 때, child IAB node는 candidate target cell의 조건 정보가 되는 측정 id를 기반으로 측정을 수행할 수 있다. 측정을 수행하는 중, 만약 RLF detection notification 을 수신한 상황에서 candidate target cell의 측정 조건을 만족하는 셀이 발견된다면, child IAB node는 해당 조건 만족 타겟 셀들 중 하나로 핸드오버를 수행할 수 있다.

attemptCHO:

child IAB node는, 연결 상태에서 조건부 핸드오버 용도로 타겟 셀 설정 정보를 받아서 저장할 수 있다.

Parent node로부터 RLF detection notification을수신한 경우, child IAB node는 셀 선택을 수행하고, 선택된 셀이 기 주어진 조건부 핸드오버용 타겟 셀 중에 하나라면, 기 주어진 해당 타겟 셀의 설정 정보를 이용하여 핸드오버를 수행할 수 있다.

셀 선택만 수행:

parent node로부터 RLF 감지를 수신한 경우, child IAB node는 셀 선택을 수행하여 특정 셀을 선택할 수 있다. 추후 RLF recovery failure notification을 수신하면, child IAB node는 선택된 셀과 RRC reestablishment의 나머지 동작을 수행할 수 있다.

상술한 동작들과 timer 동작이 연계될 수도 있다.

RLF detection notification에 포함된 timer 값이 있다면, child IAB node는 RLF detection notification을 수신한 시점부터 타이머를 시작할 수 있다. 타이머가 만료될 경우, child IAB node는 주어진 mobility 동작들 중 하나를 수행할 수 있다. child IAB node는, 만약 타이머가 만료되기 전에 parent IAB node로 부터 RLF success notification을 수신하면, mobility 동작들을 수행하지 않고, 기존 parent IAB node와 동작을 재개 할 수 있다. 이 경우, BAP는 기존 buffer 되었던 UL BAP PDU들을 회복한 parent IAB node에게 전송하고, RRC는 동작하던 timer를 정지시킬 수 있다.

OPT2. 일 실시예에 따르면, parent IAB node를 통하는 경로 외에 다른 경로(path)가 없다면child IAB node는 다음의 동작들 중 하나를 수행할 수 있다.

- 조건부 SCG 추가를 이용

- 조건부 핸드 오버(CHO): to one of preconfigured CHO candidates which has higher than A4 threshold(no serving cell condition, no A3)

- attempt CHO

- 추가적인 핸드 오버 없이 최근 운용 셀을 제외한 셀 선택만을 수행(just cell selection except the current serving cell without any further HO)

상술한 옵션의 선택은, RLF detection notification 내에서 수신되는 정보에 따라 결정되거나, 고정될 수 있다.

OPT3. 만약 RLF detection notification 내에 타이머가 주어지는 경우, 타이머가 만료되면, OPT2 내의 모빌리티 솔루션이 트리거링 될 수 있다.

[parent node로부터 success notification을 받기 전에 child IAB node의 동작이 먼저 끝날 경우]

BAP:

만약 버퍼 되어 있는 UL BAP PDU들이 존재한다면, child IAB node는 BAP 내에서 새로운 parent node로 버퍼 되어 있는 UL BAP PDU들을 전송하고 통신을 재개할 수 있다.

RRC:

child IAB node는 추가적으로 BAP 설립 및 설정을 적용할 수 있다. child IAB node는, 핸드오버 과정 및 추가적인 BAP/IP 어드레스 설정을 따를 수 있다(follow HO procedure and further BAP/IP address configuration).

Parent IAB node가 recovery success를 판단하는 기준은 다음의 기준들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. recovery success를 규정하기 위해 다음의 기준들 중 적어도 하나가 필요할 수 있다.

- RRCreestablishment의 수신

- RRCreestablishmentComplete의 전송r

- RRC reestablishment 이후 수신한 RRCreconfiguration

- 조건부 핸드오버 수행 후 RRCreconfigurationComplete 의 타겟 셀로의 성공적 전송(RRCreconfigurationComplete 의 ack feedback 수신)

- attemptCHO success(RRCreconfigurationcomplete의 ACK feedback)

- MCGFailureInformation의 경우, HO complete

- SCGFailureInformation의 경우, HO complete

- 상기 RRC 동작 후(또는 동작 중간에), RRC 또는 F1-AP를 통하여(새롭게) BAP 설정을 수신

- 상기 BAP 설정 수신 후, IAB IP address 를 할당 받음

추가적으로 parent IAB node가 전달할 수 있는 recovery success notification 메시지에는 다음의 정보가 더 포함 될 수 있다.

- 이전에 RLF detection notification 을 준 노드 정보, 즉 자기 자신의 정보(BAP address)

- 그 외에 recovery 성공 이후, Donor CU로부터 새롭게 설정 받은 BAP 설정 정보(예를 들어, BAP 설정 정보는, new BAP address, BH RLC CH 설정 정보, routing 정보, 및 DU에 할당 된 IP 주소 및 / TNL 연계 정보 등을 포함할 수 있다.)

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 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.

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(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 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, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 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 요소라하더라도 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 의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 즉, 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에서 제안하는 방법들의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 상기 실시예들은 5G, NR 시스템을 기준으로 제시되었지만, LTE, LTE-A, LTE-A-Pro 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서 결합된 액세스 백홀 노드(IAB node, Integrated Access Backhauled node)의 통신 방법에 있어서,
   IAB 도너 CU(donor central unit)로부터 RRCreconfiguration 메시지를 수신하는 단계;
   상기 RRCreconfiguration 메시지에 포함되는 실패 경우(failure case) 정보 및 배제되는 셀 정보를 식별하는 단계; 및
   상위 노드(parent node)와의 연결에서 RLF(Radio Link Failure)를 검출하거나, 상기 상위 노드로부터 회복 실패 알림(recovery failure notification)을 수신하는 경우, 상기 식별된 정보에 기초하여 셀 선택을 수행하는 단계를 포함하는 방법.

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