KR20230055189A

KR20230055189A - 무선 통신 시스템에서 iab 도너가 iab 경로를 설정하는 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20230055189A
Application number: KR1020210138610A
Authority: KR
Inventors: 박복녕
Original assignee: 주식회사 엘지유플러스
Priority date: 2021-10-18
Filing date: 2021-10-18
Publication date: 2023-04-25

Abstract

다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 IAB 도너 (Integrated Access and Backhaul donor)가 IAB 경로를 설정하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 제1 IAB 노드로부터 상기 IAB 경로를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받는 단계, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하는 단계, 및 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색되는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다.

Description

무선 통신 시스템에서 IAB 도너가 IAB 경로를 설정하는 방법 및 이를 위한 장치 {A method for an IAB donor to establish an IAB path in a wireless communication system and an apparatus therefor}

무선 통신 시스템에서 IAB 도너가 보안 토큰에 기초하여 IAB 경로를 설정하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.

무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 전력 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology; RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드(mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브 MTC (massive Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/단말을 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 확장된 모바일 브로드밴드 커뮤니케이션(enhanced mobile broadband communication), massive MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 해당 기술(technology)을 new RAT 또는 NR이라고 부른다.

미래의 셀룰러 네트워크 배치 시나리오 및 애플리케이션을 가능하게 하는 것을 목표로 하는 잠재 기술 중 하나는 무선 백홀(backhaul) 및 릴레이 링크에 대한 지원으로서 운반 네트워크(transport network)를 비례적으로 밀도화할 필요 없이 NR 셀들의 유연하고 매우 밀집된 배치를 가능하게 한다.

매시브 MIMO(massive MIMO) 또는 멀티-빔 시스템의 자연스런 배치(native deployment)와 함께 LTE와 비교하여 NR에서의 더욱 큰 대역폭이 이용 가능할 것으로 예상되므로(예를 들어, 밀리미터파 스펙트럼(mmWave spectrum)) 통합 액세스 및 백홀 링크의 개발 및 배치에 대한 기회가 생성된다. 이는 단말들에 대한 접속 또는 액세스(access)를 제공하도록 정의된 다수의 제어 및 데이터 채널/절차를 구축함으로써 더욱 통합된 방식의 자체적으로 백홀된(self-backhauled) NR 셀의 밀집된 네트워크의 더욱 용이한 배치를 허용한다. 이러한 시스템을 통합 액세스 및 백홀 링크(integrated access and backhaul links: IAB)라고 한다.

해결하고자 하는 과제는 IAB 노드의 유연한 증설이 가능한 무선 백홀 환경에서 보안 토큰에 기초한 IAB 노드를 위한 복수의 IAB 경로들을 탐색 및 최적화된 IAB 경로의 선택으로 단말들이 밀집된 환경에서 고객들에게 보안성이 확보된 IAB 경로를 제공할 수 있고, IAB 노드들의 잔여 용량 (Residual capacity)를 고려한 IAB 경로의 재구성을 통해 IAB 시스템의 성능 저하를 방지할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 IAB 도너 (Integrated Access and Backhaul donor)가 IAB 경로를 설정하는 방법은 제1 IAB 노드로부터 상기 IAB 경로를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받는 단계, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하는 단계, 및 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색될 수 있다.

또는, 상기 제2 IAB 노드들로부터 보안 토큰들을 수신하는 단계, 및 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 상기 제2 IAB 노드들 각각에 대한 ID에 기초하여 상기 수신된 보안 토큰의 유효성을 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 보안 토큰은 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 각 제2 IAB 노드의 ID에 기초한 해쉬 함수를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 하나의 IAB 경로는 상기 복수의 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 IAB 경로인 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 제2 IAB 노드들 중 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터 잔여 용량 (Residual capacity)에 대한 측정 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 제2 메시지는 상기 제2 IAB 노드들 중에서 미리 구성된 임계 미만의 잔여 용량이 측정된 상기 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터만 수신되는 것을 특징으로 한다.

또는 상기 IAB 도너는 상기 제2 메시지의 수신에 기초하여 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로를 재구성하는 특징으로 한다.

또는, 상기 미리 구성된 임계는 상기 제2 IAB들 각각에 대한 최대 통신 용량 및 미리 결정된 비율에 기초하여 미리 구성되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 제1 메시지는 RRC (Radio Resource Control) 연결 요청 메시지인 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 IAB (Integrated Access and Backhaul) 경로를 설정하는 장치는 RF(Radio Frequency) 송수신기 및 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 제1 IAB 노드로부터 상기 IAB 경로를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받고, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하며, 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하고, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색될 수 있다.

또는, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 제2 IAB 노드들로부터 보안 토큰들을 수신하고, 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 상기 제2 IAB 노드들 각각에 대한 ID에 기초하여 상기 수신된 보안 토큰의 유효성을 식별하는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 제2 IAB 노드들 중 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터 잔여 용량 (Residual capacity)에 대한 측정 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 프로세서는 상기 제2 메시지의 수신에 기초하여 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로를 재구성하는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 미리 구성된 임계는 상기 제2 IAB들 각각에 대한 최대 수용 용량 및 미리 결정된 비율에 기초하여 미리 구성되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 IAB (Integrated Access and Backhaul) 경로를 설정하는 동작을 수행하는 칩 셋은 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며, 상기 동작은 제1 IAB 노드로부터 상기 IAB 경로를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받고, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하며, 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하고, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색될 수 있다.

다양한 실시예들은 IAB 노드의 유연한 증설이 가능한 무선 백홀 환경에서 보안 토큰에 기초한 IAB 노드를 위한 복수의 IAB 경로들을 탐색 및 최적화된 IAB 경로의 선택으로 단말들이 밀집된 환경에서 고객들에게 보안성이 확보된 IAB 경로를 제공할 수 있고, IAB 노드들의 잔여 용량 (Residual capacity)를 고려한 IAB 경로의 재구성을 통해 IAB 시스템의 성능 저하를 방지할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3는 통합 액세스 및 백홀 (IAB)을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 IAB 도너, IAB 노드 및 UE들 간에 형성된 백홀 링크 및 액세스 링크를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 IAB 멀티 홉 환경에서의 안전한 경로 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 보안 토큰에 기반하여 5G 코어, IAB 노드 및 IAB 도너 간에 경로들을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 IAB 도너가 잔여 용량에 기반하여 IAB 경로 또는 토폴로지를 재구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 상기 IAB 도너가 상기 IAB 경로를 선택하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 IAB 경로를 설정하는 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

5G NR은 LTE-A의 후속 기술로서, 고성능, 저지연, 고가용성 등의 특성을 가지는 새로운 Clean-slate 형태의 이동 통신 시스템이다. 5G NR은 1GHz 미만의 저주파 대역에서부터 1GHz~10GHz의 중간 주파 대역, 24GHz 이상의 고주파(밀리미터파) 대역 등 사용 가능한 모든 스펙트럼 자원을 활용할 수 있다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A 또는 5G NR을 위주로 기술하지만 실시예(들)의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고 불릴 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN은 단말(10)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(Mobile Terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.

EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection, OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제 1 계층), L2 (제 2 계층), L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제 1 계층에 속하는 물리 계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3 계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 2은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.

도 2을 참조하면, NG-RAN은 단말에게 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단(termination)을 제공하는 gNB 및/또는 eNB를 포함할 수 있다. 도 7에서는 gNB만을 포함하는 경우를 예시한다. gNB 및 eNB는 상호 간에 Xn 인터페이스로 연결되어 있다. gNB 및 eNB는 5세대 코어 네트워크(5G Core Network: 5GC)와 NG 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 보다 구체적으로, AMF(access and mobility management function)과는 NG-C 인터페이스를 통해 연결되고, UPF(user plane function)과는 NG-U 인터페이스를 통해 연결된다.

이하에서는, IAB와 관련된 내용을 자세히 기술한다.

도 3는 통합 액세스 및 백홀 (IAB)을 설명하기 위한 도면이다.

도 3를 참조하면, IAB-도너 (DgNB)는 UE와 액세스 링크(access link)를 형성할 수 있고, IAB 노드 1 (RN1)는 UE2와 액세스 링크를 형성하며, IAB 노드 2 (RN2)는 UE3와 액세스 링크를 형성할 수 있다.

IAB-도너 (DgNB)는 IAB 노드 1 (RN1)와 백홀 링크 (backhaul link)를 형성할 수 있다. IAB 노드 1 (RN1)는 IAB 노드 2 (RN2) 및/또는 IAB 도너와 백홀 링크를 형성할 수 있다. 상기 백홀 링크는 무선 백홀 링크일 수 있다.

상기 IAB는 적어도 하나의 IAB-도너와 적어도 하나의 IAB-노드로 구성될 수 있다. 구체적으로, IAB 노드와 IAB 도너는 하기와 같이 정의될 수 있다.

- IAB 노드(IAB-node): 단말(들)에 대한 무선 액세스를 지원하고 액세스 트래픽을 무선으로 백홀(backhaul)하는 것을 지원하는 RAN 노드

- IAB 도너(IAB-donor): 코어 네트워크에게 UE들의 인터페이스와 IAB 노드(들)에게 무선 백홀 기능을 제공하는 RAN 노드

구체적으로, 상기 IAB-도너는 5G 코어 네트워크와 유선으로 백홀 링크를 형성하는 IAB 노드일 수 있다. 상기 IAB-도너는 상기 적어도 하나의 IAB 노드들과 형성된 백홀 링크 및/또는 UE들과 IAB 노드들 간의 액세스 링크와 관련된 스케쥴링을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 IAB-도너 (DgNB)는 IAB 노드들 및 UE들 간에 형성된 전체 링크에 대한 트래픽 정보를 수집하고, 수집된 트래픽 정보에 기반하여 각 링크에 대한 스케줄링을 수행할 수 있다.

상기 IAB 노드는 상기 IAB 도너 및/또는 다른 IAB 노드와 무선으로 백홀 링크를 형성할 수 있다. 또한, 상기 IAB 노드는 적어도 하나의 UE와 액세스 링크를 형성할 수 있다. 상기 IAB-노드는 상기 형성된 링크에 대한 스케줄링을 직접 수행할 수 있는 능력이 없는 경우에 각 링크에 대한 스케쥴링 정보를 상기 IAB-도너를 통해 획득할 수 있다. 또는, 상기 IAB-노드는 상기 형성된 링크에 대한 스케줄링을 직접 수행할 수 있는 능력이 있는 경우에 자신과 형성된 링크에 대한 스케줄링을 직접 수행할 수도 있다. 한편, 상기 IAB-노드는 상기 IAB-도너와 상기 UE 사이에 릴레이 노드로써 역할을 수행할 수 있다.

이하, IAB와 관련된 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다.

- IAB: 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul)

- CSI-RS: 채널 상태 레퍼런스 시그널(Channel State Information Reference Signal)

- DgNB: 도너 gNB(Donor gNB)

- AC: 액세스(Access)

- BH: 백홀(Backhaul)

- DU: 분산 유닛(Distributed Unit)

- MT: 모바일 터미널(Mobile terminal)

- CU: 중앙집권 유닛(Centralized Unit)

- IAB-MT: IAB 모바일 터미널(IAB mobile terminal)

- NGC: 차세대 코어 네트워크(Next-Generation Core network)

- SA: Stand-alone

- NSA: non-stand-alone

- EPC: Evolved Packet Core

상기 통합 액세스 및 백홀 링크 (IAB)는 적어도 하나의 IAB 노드들로 구성될 수 있다. 상기 IAB는 시간, 주파수 또는 공간 (예컨대, 빔 기반 작업)에서 액세스 및 백홀 링크를 다중화될 수 있다.

IAB와 관련된 각 링크에 대한 스케줄링은 중앙 집중식 스케줄링과 분산 스케줄링을 포함할 수 있다.

중앙 집중식 스케줄링은 IAB-도너에 의해 백홀 링크 및 액세스 링크에 대한 스케줄링이 수행되는 방법일 수 있다. 구체적으로, IAB-도너 (DgNB)는 UE1의 스케쥴링 요청을 수신하거나, UE2 및 UE3의 스케쥴링 요청을 수신할 수 있다. 이 경우, IAB-도너 (DgNB)는 두 개의 백홀 링크, 세 개의 액세스 링크와 관련된 스케줄링을 수행할 수 있고, 상기 스케줄링 결과를 백홀 링크 또는 액세스 링크를 통해 상기 IAB 노드들 및 UE들에게 전달할 수 있다. 이 경우, IAB-노드 또는 RN들은 스케쥴링과 관련된 연산 복잡성이 요구되지 않은 바 상대적으로 낮은 성능의 IAB-노드 또는 RN들로 IAB를 형성할 수 있는 장점이 있다. 다만, 이와 같은 중앙 집중식 스케줄링 (IAB-도너에 의한 스케줄링)은 IAB-도너로 업링크 스케줄링과 관련된 요청이 전달되어야 하므로 스케줄링 수행에 지연이 발생할 수 있다.

분산 스케줄링은 IAB-노드 또는 RN들 각각이 자신에 대응하는 백홀 링크 또는 액세스 링크에 대한 스케줄링을 수행하는 방법일 수 있다. 이 경우, IAB-노드 또는 RN들 각각은 연결된 UE들의 업링크 스케줄링 요청에 대응하여 지연 없이 즉각적인 스케줄링을 수행할 수 있다. 이 경우, 보다 신속하게 백홀 링크 및 액세스 링크에 대한 스케줄링이 수행될 수 있다.

도 4 및 도 5는 IAB 도너, IAB 노드 및 UE들 간에 형성된 백홀 링크 및 액세스 링크를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, IAB는 IAB 도너 (donor), IAB 노드들 (IAB 1, IAB 2, IAB 3) 및 UE들 (UE1, UE2)로 구성될 수 있다.

IAB 도너 (donor)와 IAB 노드들 (IAB 1, IAB 2)간은 백홀(backhaul) 링크가 형성될 수 있다. IAB 노드들 (IAB 1, IAB 2, IAB 3) 각각은 UE들 (UE1, UE2)과 액세스 링크를 형성할 수 있다. 예컨대, MT와 DU 간의 링크 또는 DU와 MT 간의 링크를 백홀 링크라고 부르며, DU와 UE 간의 링크를 액세스 링크라고 부를 수 있다.

IAB 도너는 CU (Centralized Unit) 및 DU (Distributed Unit) 동작을 수행할 수 있다. IAB 1 또는 IAB 2는 상기 IAB 도너과 관계에서, IAB 3는 다른 IAB 노드들인 IAB 1 및 IAB 2과의 관계에서 MT 동작을 수행할 수 있다. IAB 1은 UE1 및 IAB 3과의 관계에서 DU 동작을 수행할 수 있고, IAB 2은 UE2 및 IAB 3과의 관계에서 DU 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 DU 동작은 다운링크 신호를 송신하거나 상향링크 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있고, 상기 MT 동작은 다운링크 신호를 수신하거나 상향링크 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, IAB는 5G 코어 네트워크 (21), 복수의 IAB-도너들 (22, 23), 복수의 IAB-노드들 (24, 25, 26) 및/또는 UE (31)로 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, IAB-도너들(22, 23)은 5G 코어 네트워크 (또는, 코어 네트워크)와 유선으로 NG 인터페이스를 통하여 백홀 망이 연결되어 있다. 또한, 상기 IAB-도너들(22, 23)은 상기 무선 백홀을 통하여 적어도 하나의 IAB 노드들 (또는, 하위 IAB 노드들)과 연결될 수 있다. IAB-도너들(22, 23)은 CU 및 DU의 두가지 프로토콜 스택으로 구성될 수 있다.

복수의 IAB-노드들 (24, 25, 26)은 무선 백홀 링크를 통해 상위 IAB 노드 또는 IAB 도너 (22 또는 23)와 연결되어 있으며, UE로부터 수신된 신호를 무선 백홀을 통하여 상기 상위 노드 또는 상기 IAB 도너에게 수신된 UE (31)의 신호를 전달할 수 있다. 여기서, 복수의 IAB-노드들 (24, 25, 26)은 DU와 MT (Mobile Terminal)의 두가지 프로토콜 스택으로 구성될 수 있다. 상기 MT는 상기 UE와 대응하는 동작이 수행되고, 상기 DU는 기지국 또는 스몰 셀과 대응하는 동작을 수행할 수 있다.

구체적으로, 복수의 IAB-노드들 (24, 25, 26)은 상기 UE와 NR Uu 인터페이스로 연결되며, 다른 IAB-노드 또는 IAB-도너와 F1 인터페이스로 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 3GPP 표준화에서는 멀티 홉을 지원하는 무선 백홀 개념을 기반으로 신규 셀 추가시 무선으로 백홀을 연결하는 IAB 기술을 정의하고 있다. 상기 IAB 기술은 mmWave 기반의 5G 구성시 커버리지를 확장하고 광케이블 포설에 대한 비용을 줄이기 위한 방안으로 고려되고 있다. 이 경우, 무선 백홀을 통하여 복수의 IAB 노드들을 통한 유연한 네트워크 망의 증설이 가능하며, 종단 IAB-노드와 IAB-도너 사이에 다양한 멀티 홉 환경들이 구성될 수 있다.

이와 같은 상기 IAB 기술 또는 멀티 홉 릴레이 기술은 커버리지 확장, 주파수 사용 효율 증대, 전력 사용 감소 등의 다양한 장점을 가지며, 이를 구성하기 위해 최선의 IAB-node를 탐색하고 선택할 필요가 있다. 이와 같은 IAB-node 들은 스몰 셀 (small cell) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상기 UE는 IAB-노드와 IAB-도너 간의 멀티 홉에 기반한 복수의 경로들 중에서 하나의 경로를 통하여 네트워크로 접근할 수 있다.

한편, 상기 IAB는 무선 백홀 링크를 이용하는 점에서 상기 IAB를 구성하는 IAB 노드의 추가 및/또는 제거가 용이할 수 있다. 이 경우, 악의적인 목적으로 비인가된 IAB 노드가 설치 또는 개입될 수 있다. 만일 IAB 노드가 안전하게 구성되지 않을 경우 (예컨대, 비인가 IAB 노드인 경우), 악의적인 IAB 노드는 멀티 홉 백홀링의 한 부분이 되어 시스템에 서비스 거부 또는 서비스 거부 공격 (Denial of service )과 같은 서비스 또는 시스템에 위험을 줄 수 있다.

이런 점에서, 보안성을 고려한 경로 탐색 (path discovery) 및/또는 라우팅 메트릭 (routing metric)이 필요하나, 표준에서는 보안을 고려한 IAB-노드 선택 메트릭 (node selection metric)에 대해서 구체적으로 정의하고 있지 않다.

따라서, 비인가 IAB 노드의 개입을 방지하기 위한 보안이 강화된 IAB-노드 선택 메트릭 (node selection metric)이 필요한 바, 이하에서는 5G IAB (Integrated Access and Backhaul) 멀티홉 무선 백홀 환경에서 보안성 강화를 위한 안전한 경로 선택 방법을 자세히 설명한다.

도 6은 IAB 멀티 홉 환경에서의 안전한 경로 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, End-System (코어 네트워크 또는 IAB 도너)는 IAB 노드에 대한 복수의 IAB 경로들을 탐색하고 최적화하여, 상기 IAB 노드에 대응하는 IAB 경로를 선택할 수 있다. 즉, 상기 End-System (코어 네트워크 또는 IAB 도너)은 복수의 IAB 노드들 및 IAB 도너를 이용하여 멀티 홉들에 기반한 다중 경로들 (또는, 다중 IAB 경로들)이 생성될 수 있다.

상술한 바와 같이, IAB 시스템에서 백홀 망은 장비 소형화 및 무선 백홀 링크에 기반하여 용이하게 IAB 노드들이 추가되거나 제거될 수 있다. 이런 점에서, 상기 IAB 시스템은 상기 IAB 노드들에 기반하여 다양한 백홀 링크 경로 (이하, IAB 경로)들이 형성될 수 있고, 새로운 IAB 노드의 추가 또는 기존 IAB 노드의 이탈로 빈번하게 상기 복수의 IAB 경로들이 변경될 수 있다.

이와 같이 IAB 시스템에서 복수의 IAB 경로들을 구성하는 상기 IAB 노드들이 빈번한 추가 및 이탈이 가능 또는 허용되는 점에서, 악의적인 목적의 비인가 IAB-노드가 상기 복수의 IAB 경로들에 용이하게 추가 또는 개입될 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 상기 IAB 경로에 비인가 IAB 노드가 개입된 경우 (또는, 백홀링의 한 부분에 개입한 경우), IAB 시스템는 보안상 심각한 문제가 발생할 수 있으며, 예컨대, IAB 시스템에 Denial of Service와 같은 서비스 위협이 발생할 수 있다.

이와 같은 문제점이 있으나, 기존 IAB 시스템은 IAB 노드와 통신 성능을 고려하는 링크 품질 (SINR 등) 및/또는 가장 짧은 경로(Shortest-path)에 기반하여 IAB 경로가 선택되는 라우팅 메트릭을 이용하고 있다. 이 경우, 악의적인 목적의 비인가 IAB 노드가 상기 IAB 경로에 개입될 경우에 상기 IAB 시스템에 사이버 공격에 취약한 IAB 경로가 포함될 수 있다. 따라서, 안전한 IAB 노드들로 구성된 IAB 경로들을 탐색하고, 상기 탐색된 IAB 경로들에 기반하여 최적화된 IAB 경로를 선택하기 위한 라우팅 메트릭이 도입될 필요가 있다.

일 실시예에 따르면, 각 IAB 노드에 대응하는 보안 토큰이 부여되고, 부여된 보안 토큰이 유효한지 여부에 기반하여 IAB 경로들이 탐색되는 상기 라우팅 메트릭이 고려될 수 있다. 즉, IAB 시스템에 포함된 IAB 도너 또는 코어 네트워크는 상기 보안 토큰이 고려된 상기 라우팅 메트릭에 기반하여 IAB 경로들을 탐색하고, 탐색된 IAB 경로들 중 최적의 IAB 경로를 선택할 수 있다.

한편, 상기 IAB 경로들의 탐색 및 최적 IAB 경로의 선택은 코어 네트워크 또는 IAB 도너에서 수행될 수 있으나, 이하에서는, 설명의 편의를 위해서, 상기 IAB 도너가 상기 복수의 IAB 경로들을 탐색하고, 최적의 IAB 경로를 선택 또는 설정하는 것으로 가정하여 설명한다.

상기 IAB 도너는 IAB 시스템에 추가 또는 설치된 복수의 IAB 노드들 (예컨대, 인가된 복수의 IAB 노드들) 각각에 대해 유효한 보안 토큰을 생성하기 위한 시스템 마스터 키 (System master key)를 부여 또는 할당할 수 있다. 이 경우, 상기 IAB 노드는 상기 부여된 시스템 마스터 키 및 자신의 ID에 기반하여 보안 토큰을 생성할 수 있다. 구체적으로, 상기 IAB 노드는 자신의 ID 및 상기 시스템 마스터 키에 기반하여 해쉬 함수를 생성하고, 생성된 해쉬 함수로부터 보안 토큰을 생성할 수 있다.

즉, 상기 보안 토큰은

로 정의될 수 있다. 여기서, H는 미리 정의된 해쉬 함수이고, ID_IAB-node는 IAB 노드의 ID, SK^*는 상기 시스템 마스터 키이다. 상기 시스템 마스터 키는 상기 IAB 시스템과 관련하여 미리 설정될 수 있다.

상기 IAB-도너는 상기 복수의 IAB 노드들로부터 상기 생성된 보안 토큰들을 전달받을 수 있다. 상기 IAB-도너는 상기 시스템 마스터 키 및/또는 IAB 노드의 ID에 기반하여 전달된 보안 토큰들의 유효성을 판단할 수 있다. 상기 IAB-도너는 상기 유효한 보안 토큰을 전달한 IAB 노드들에 기반하여 IAB 경로들을 탐색할 수 있다. 즉, 상기 IAB-도너는 다수의 IAB 노드들 중에서 유효하지 않은 보안 토큰을 전달한 IAB 노드 (및/또는 보안 토큰을 전달하지 않은 IAB 노드)를 제외하고, 나머지 IAB 노드들에 기반하여 IAB 경로들을 탐색할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 하기의 수학식 1과 같이 상기 IAB-도너는 상기 IAB 노드들 중에서 유효한 보안 토큰을 전달한 IAB 노드에 대해 1의 값을 부여하고, 유효한 보안 토큰이 아니거나 보안 토큰을 전달하지 않은 IAB 노드에 대해 0의 값을 부여할 수 있다. 이 경우, 상기 IAB-도너는 1 값이 부여된 IAB 노드들로 구성된 IAB 경로들을 탐색하고, 수학식 2에 기반하여 가장 짧은 IAB 경로 또는 최소 홉을 갖는 적어도 하나의 IAB 경로 중에서 하나의 IAB 경로를 선택할 수 있다.

여기서, Sp는 탐색된 IAB 노드들이고, h는 홉 카운트이다.

여기서, 상기 특정 IAB 노드, 상기 IAB 도너 (또는, 코어 네트워크)는 s (source) 및 d (destination)로 정의될 수 있고, P는 유효한 보안 토큰을 갖는 IAB 노드들로 구성된 IAB 경로이다.

상술한 바와 같이, 상기 IAB-도너는 IAB 노드들 각각의 보안 토큰에 기반하여 IAB 경로들을 탐색할 수 있고, 상기 탐색된 IAB 경로들 중에서 최적의 IAB 경로를 선택 및 설정할 수 있다.

여기서, 상기 IAB 도너에서의 상기 IAB 경로들의 탐색은 특정 IAB 노드가 IAB 시스템에서의 백홀 링크를 형성하기 위한 메시지를 전송함으로써 수행될 수 있다. 즉, 상기 IAB-도너는 상기 특정 IAB 노드로부터 IAB 경로 생성과 관련된 요청을 수신 받을 수 있고, 상기 요청에 기반하여 상기 특정 IAB 노드에서 상기 코어 네트워크 또는 자신과 백홀 링크를 형성하기 위한 복수의 IAB 경로들을 탐색할 수 있다.

또는, 상기 IAB 도너는 특정 IAB 노드의 RRC 연결 요청 메시지가 수신되면 상기 안전 토큰에 기반하여 상기 특정 IAB 노드로 연결을 위한 IAB 경로들을 탐색할 수 있다. 이 때, 상기 IAB 도너는 유효한 보안 토큰을 전달한 IAB 노드들에 기반하여 상기 특정 IAB 노드와 관련된 상기 복수의 IAB 경로들을 탐색할 수 있다. 상기 IAB 도너는 탐색된 상기 복수의 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 하나의 IAB 경로를 선택하고, 상기 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 특정 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하고, 상기 선택된 하나의 IAB 경로에 대한 정보를 상기 특정 IAB 노드에 전송할 수 있다. 이 후, 상기 IAB 도너는 상기 하나의 IAB 경로에 기반하여 상기 특정 IAB 노드를 향해 데이터를 전달할 수 있다.

또는, 상기 IAB 도너는 상기 특정 IAB로부터 상기 RRC 연결 요청 메시지를 수신 받을 경우에 상기 특정 IAB와의 백홀 링크 형성에 구성될 중간 IAB 노드들에 대해 보안 토큰에 대한 전달을 요청할 수 있고, 상기 수신된 보안 토큰들에 기반하여 상기 백홀 링크인 상기 복수의 IAB 경로들을 구성할 중간 IAB 노드들을 결정할 수 있다. 상기 IAB 도너는 상기 결정된 중간 IAB 노드들에 기반하여 상기 특정 IAB 노드와의 백홀 링크인 복수의 IAB 경로들을 탐색할 수 있다.

도 7은 보안 토큰에 기반하여 5G 코어, IAB 노드 및 IAB 도너 간에 경로들을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, IAB는 5G 코어 (이하, 코어 네트워크), IAB-도너 (IAB donor-DU 및/또는 IAB donor-CU), IAB-노드C 및 IAB-노드S들을 통해 백홀 링크들을 형성할 수 있다.

IAB 노드 C는 상기 코어 네트워크의 접속을 위한 RRC 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 RRC 연결 요청 메시지는 상위 IAB 노드로 선택된 서빙 IAB 노드 (IAB 노드-S)에 전달되고, 최종적으로 IAB 도너에게 전달될 수 있다. 이 때, 상기 IAB 노드 C와 상기 IAB 도너 사이에 위치하는 중간 IAB 노드들은 자신의 보안 토큰에 대한 정보를 포함하는 메시지를 상기 IAB-도너에게 전달할 수도 있다.

상기 IAB 도너는 상기 요청 메시지에 기반하여 상기 IAB 노드 C와 코어 네트워크 또는 자신과 백홀 링크를 형성하기 위한 복수의 IAB 경로들을 탐색할 수 있다 (S11). 상술한 바와 같이 IAB 도너는 상기 IAB 시스템에 포함된 복수의 IAB 노드들 각각에 대한 보안 토큰에 기초하여 유효한 보안 토큰을 갖는 IAB 노드들에 기반하여 상기 복수의 IAB 경로들을 탐색할 수 있다.

상기 IAB 도너는 상기 탐색된 복수의 IAB 경로들 중 최소 홉을 갖는 하나의 IAB 경로를 선택할 수 있다 (S12). 상기 IAB 도너는 상기 선택된 하나의 IAB 경로에 대한 정보를 상기 IAB-노드C에 전달할 수 있다. 즉, 상기 IAB 도너는 전체 IAB 토폴로지를 탐색하고, 안전한 IAB 노드들로 구성된 복수의 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 최적의 IAB 경로를 선택할 수 있다.

또는, 상기 IAB 도너는 잔여 용량 (residual capacity) (예컨대, 각 IAB 노드에서 UE와의 통신 부하)를 고려하여 상기 최적의 IAB 경로를 재구성할 수 있다 (S13). 예컨대, 상기 잔여 용량은 각 IAB 노드에서의 추가적으로 허용될 수 있는 통신 부하의 크기일 수 있다.

이하에서는, 상기 IAB 도너가 상기 잔여 용량에 기반하여 IAB 경로 또는 토폴로지를 재선택 또는 재구성하는 방법을 자세히 설명한다.

도 8은 IAB 도너가 잔여 용량에 기반하여 IAB 경로 또는 토폴로지를 재구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

IAB 시스템은 밀집 (Dense)한 환경 또는 핫 스팟 (hot spot) 환경에 주로 설치 또는 구축될 수 있다. 이 경우, 사용자 및 트래픽 증가에 따라 IAB 시스템의 통신 품질이 저하될 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이 보안을 우선하여 IAB 경로를 선택할 경우, 상기 IAB 도너는 IAB 노드 각각의 로드 상태보다는 보안성이 높은 IAB 노드들에 치중하여 IAB 경로를 선택할 수 있다. 이 경우, 보안성이 높은 IAB 노드들에 통신 부하가 집중될 수 있고, 이 경우 IAB 시스템의 성능 또는 상기 코어 네트워크의 성능이 저하될 수 있다.

따라서, 홉 및 보안 토큰에 기초한 IAB 경로들의 탐색과 관련하여 중간 IAB 노드들의 부하 변동에 따른 토폴로지의 재구성이 필요할 수 있다. 토폴로지의 재구성이 수행될 경우, 상기 IAB 도너는 토폴로지 재구성을 위한 경로 재선택과 관련된 재구성 메시지를 상기 중간 IAB 노드들에 전달 또는 전송할 수 있다. 단, 중간 IAB 노드들의 부하 변동에 따라 토폴로지가 빈번하게 재구성될 경우, 상기 IAB 시스템 또는 상기 코어 네트워크에 오버헤드가 크게 가중될 우려가 높다.

이와 같은 오버 헤드의 가중을 방지하기 위해, 상기 중간 IAB 노드들 각각은 자신의 부하 변동에 따른 잔여 용량이 특정 임계값 미만인지 여부에 기초하여 상기 토폴로지 재구성을 요청하기 위한 잔여 용량에 대한 정보를 포함하는 측정 메시지의 전송 여부를 결정할 수 있다. 또는, 상기 특정 임계값 미만인 상기 잔여 용량에 기초하여 중간 IAB 노드는 잔여 용량에 대한 정보를 포함 없이 토폴로지의 재구성이 필요하다고 지시하는 재구성 요청 메시지를 전송할 수 있다.

구체적으로, 상기 중간 IAB 노드들은 자신의 통신 부하 상태를 주기적으로 측정할 수 있다. 상기 중간 IAB 노드들은 측정된 통신 부하 상태에 기반하여 잔여 용량 (예컨대, 최대 통신 부하 - 현재 통신 부하)을 산출할 수 있다. (S21).

다음으로, 상기 중간 IAB 노드는 상기 잔여 용량 (또는, 측정 값)이 미리 설정된 임계 미만인지 여부를 판단할 수 있다 (S22). 상기 중간 IAB 노드는 상기 잔여 용량이 상기 미리 설정된 임계 미만이 될 경우에 상기 IAB 도너 또는 인접 IAB 노드에게 상기 측정된 잔여 용량에 대한 정보를 포함하는 측정 메시지를 전송할 수 있다(S23).

여기서, 상기 미리 설정된 임계는 상기 중간 IAB 노드의 최대 수용 용량의 특정 비율 미만이 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 미리 설정된 임계는 상기 최대 수용 용량의 30%를 미리 설정될 수 있고, 상기 중간 IAB 노드는 상기 잔여 용량이 상기 최대 수용 용량의 30% 미만이 될 경우에 상기 측정 메시지를 전송할 수 있다.

상기 IAB 도너는 상기 측정 메시지가 수신되면 상기 측정 메시지를 전송한 중간 IAB 노드와 관련된 IAB 경로를 재구성할 수 있다 (S324). 예컨대, 상기 IAB 도너는 상기 재설정한 IAB 경로에서 상기 중간 IAB 노드가 제외되거나 상기 중간 IAB 노드 대신 새로운 중간 IAB 노드가 추가될 수 있다.

또는, 상술한 바와 같이 상기 IAB 도너는 상기 측정 메시지를 전송한 중간 IAB 노드를 제외한 IAB 노드들에 기반하여 IAB 경로들을 재탐색하고, 재탐색된 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 IAB 경로를 재선택할 수 있다.

도 9는 상기 IAB 도너가 상기 IAB 경로를 선택하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 상기 IAB 도너는 제1 IAB 노드로부터 IAB 경로의 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받을 수 있다 (S41). 여기서, 상기 제1 메시지는 RRC (Radio Resource Control) 연결 요청 메시지일 수 있고, 상기 IAB 도너는 상기 제1 메시지를 상기 제1 IAB 노드의 상위 IAB 노드를 통해 전달 받을 수 있다.

상기 IAB 도너는 상기 제1 메시지에 기초하여 상기 제1 IAB와 자신 간의 백홀 링크 또는 상기 제1 IAB와 코어 네트워크 간의 백홀 링크인 복수의 IAB 경로들을 탐색할 수 있다 (S43). 상술한 바와 같이, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색될 수 있다.

즉, 상기 IAB 도너는 보안 토큰들의 수신 여부 및/또는 수신된 보안 토큰의 유효성에 기초하여 복수의 IAB 노드들 중에서 보안성이 확보된 상기 제2 IAB 노드들을 선택 및/또는 결정할 수 있다.

여기서, 상기 보안 토큰은 상술한 바와 같이 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 각 제2 IAB 노드의 ID에 기초한 해쉬 함수를 이용하여 생성될 수 있다. 상기 시스템 마스터 키는 상기 IAB 도너 또는 코어 네트워크가 인가된 IAB 노드들에 미리 할당 또는 부여될 수 있다.

이 경우, 상기 IAB 도너는 IAB를 구성할 수 있는 복수의 IAB 노드들 각각으로부터 보안 토큰을 수신 받고, 상기 복수의 IAB 노드들 각각에 대한 노드 ID 및 상기 시스템 마스터 키에 기초하여 수신된 보안 토큰들이 유효한지 여부를 판단 또는 식별할 수 있다. 이와 같이, 상기 IAB 도너는 상기 수신된 보안 토큰들에 기반하여 상기 복수의 IAB 노드들 중에서 상기 IAB 경로를 구성할 상기 제2 IAB 노드들을 결정할 수 있다.

다음으로, 상기 IAB 도너는 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정할 수 있다 (S45). 이 때, 상기 IAB 도너는 상기 선택된 하나의 IAB 경로에 대한 정보를 상기 제1 IAB 노드에 전송할 수 있다. 상기 IAB 도너는 상기 탐색된 복수의 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 하나의 IAB 경로를 선택할 수 있고, 상기 선택된 하나의 IAB 경로에 대한 정보를 상기 제1 IAB 노드에게 전달할 수 있다.

또는, 상기 IAB 도너는 상기 제2 IAB 노드들 중에서 적어도 하나의 IAB 노드가 전송한 제2 메시지 (도 8을 참조하여 설명한 측정 메시지)에 기초하여 상기 하나의 IAB 경로를 재구성 또는 재설정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 IAB 도너는 상기 하나의 IAB 경로를 통하여 상기 제1 IAB로 데이터를 전송할 수 있다. 이 후, 상기 IAB 도너는 상기 제2 IAB 노드들 중 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터 잔여 용량 (Residual capacity)에 대한 측정 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신 받을 수 있다. 이 경우, 상기 IAB 도너는 상기 제2 메시지에 기초하여 상기 하나의 IAB 경로를 재구성하는 동작을 수행할 수 있다.

이를 위해, 상기 제2 IAB 노드들은 주기적으로 자신의 잔여 용량을 측정할 수 있고, 상기 측정된 잔여 용량이 미리 구성된 임계 미만이 될 경우에 상기 제2 메시지를 전송할 수 있다. 이와 달리, 상기 측정된 잔여 용량이 미리 구성된 임계 이상인 제2 IAB 노드에서는 상기 제2 메시지가 전송되지 않는다.

여기서, 미리 구성된 임계는 제2 IAB 노드들의 최대 통신 용량 (또는, 최대 수용 통신 용량)에 따라 달리 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 미리 구성된 임계는 각 제2 IAB 노드의 최대 통신 용량에 미리 결정된 비율을 곱한 값으로 상기 제2 IAB 노드 별로 상대적으로 결정되는 값일 수 있다. 즉, 상기 미리 구성된 임계는 제2 IAB 노드 별 최대 통신 용량에 상기 미리 결정된 비율을 곱한 값으로 미리 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 미리 결정된 비율은 30%로 미리 결정될 수도 있다.

또는, 상기 미리 결정된 비율은 상기 제2 IAB 노드 별로 액세스 링크를 형성한 UE들의 개수에 따라 상이하게 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 미리 결정된 비율은 상기 제2 IAB 노드 별로 액세스 링크를 형성한 UE들의 개수가 특정 임계 수 이상인지 여부에 기초하여 상이하게 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 IAB 노드에 연결된 UE들이 제1 개수 미만인 경우에 상기 미리 결정된 비율은 20%로 결정되고, 상기 제2 IAB 노드에 연결된 UE들이 제1 개수 이상일 경우에 상기 미리 결정된 비율은 30%로 결정될 수 있다.

도 10은 IAB 경로를 설정하는 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 10을 참조하면, 상기 장치는 프로세서(120), 메모리 (110) 및 RF (Radio Frequency) 송수신기(130)를 포함할 수 있다. 프로세서(120), 메모리(110) 및 RF 송수신기(130)는 통신 버스(미도시)를 통해 서로 통신할 수 있다.

프로세서 (120)는 RF 송수신기 (130)를 제어하여 제1 IAB 노드로부터 백홀 링크를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받고, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하고, 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정할 수 있다. 또는, 상기 하나의 IAB 경로에 대한 정보를 상기 제1 IAB 노드에 전송할 수도 있다. 여기서, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색될 수 있다. 또는, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰을 갖는 제2 IAB 노드들로 구성될 수 있다. 또한, 메모리 (110)는 프로세서 (120)가 도 1 내지 도 9에서 설명한 실시예들을 동작하도록 하는 프로그램들을 포함할 수 있다.

또한, 프로세서 (120)는 RF 송수신기 (130)를 제어하여 상기 제2 IAB 노드들로부터 보안 토큰들을 수신하고, 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 상기 제2 IAB 노드들 각각에 대한 ID에 기초하여 상기 수신된 보안 토큰의 유효성을 식별할 수 있다. 여기서, 보안 토큰은 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 각 제2 IAB 노드의 ID에 기초한 해쉬 함수를 이용하여 생성될 수 있다. 또는, 프로세서 (120)는 상기 탐색된 복수의 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 IAB 경로를 상기 하나의 IAB 경로로 선택 또는 결정할 수 있다. 또는, 프로세서 (120)는 RF 송수신기 (130)를 제어하여 상기 제2 IAB 노드들 중 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터 잔여 용량 (Residual capacity)에 대한 측정 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 제2 메시지는 상기 제2 IAB 노드들 중에서 미리 구성된 임계 미만의 잔여 용량이 측정된 상기 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터 수신될 수 있다.

여기서, 상기 미리 구성된 임계는 상기 제2 IAB들 각각에 대한 최대 수용 용량 및 미리 결정된 비율에 기초하여 미리 구성될 수 있다. 이 때, 프로세서 (120)는 상기 제2 메시지의 수신에 기초하여 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로를 재구성할 수 있다.

이 밖에도, 프로세서(120)는 프로그램을 실행하고, 장치 (100)를 제어할 수 있다. 프로세서(120)에 의하여 실행되는 프로그램 코드는 메모리(110)에 저장될 수 있다. 메모리(110)는 휘발성 메모리 또는 비 휘발성 메모리일 수 있다.

다른 측면에 따르면, IAB 경로를 설정하는 칩 셋은 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다. 상기 동작은 제1 IAB 노드로부터 백홀 링크를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받고, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하고, 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정할 수 있다. 또는, 상기 하나의 IAB 경로에 대한 정보를 상기 제1 IAB 노드에 전송할 수도 있다. 여기서, 상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색될 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 메모리는 상기 적어도 하나의 프로세서가 도 1 내지 도 9에서 설명한 실시예들을 동작하도록 하는 프로그램들을 포함할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 신호 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 이러한 송수신 관계는 단말과 릴레이 또는 기지국과 릴레이간의 신호 송수신에도 동일/유사하게 확장된다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

무선 통신 시스템에서 IAB 도너 (Integrated Access and Backhaul donor)가 IAB 경로를 설정하는 방법에 있어서,
제1 IAB 노드로부터 상기 IAB 경로를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받는 단계;
상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하는 단계; 및
상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색되는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 IAB 노드들로부터 보안 토큰들을 수신하는 단계; 및
미리 할당된 시스템 마스터 키 및 상기 제2 IAB 노드들 각각에 대한 ID에 기초하여 상기 수신된 보안 토큰의 유효성을 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 보안 토큰은 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 각 제2 IAB 노드의 ID에 기초한 해쉬 함수를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 하나의 IAB 경로는 상기 복수의 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 IAB 경로인 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 IAB 노드들 중 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터 잔여 용량 (Residual capacity)에 대한 측정 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 제2 메시지는 상기 제2 IAB 노드들 중에서 미리 구성된 임계 미만의 잔여 용량이 측정된 상기 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터만 수신되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 IAB 도너는 상기 제2 메시지의 수신에 기초하여 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로를 재구성하는 특징으로 하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 미리 구성된 임계는 상기 제2 IAB들 각각에 대한 최대 통신 용량 및 미리 결정된 비율에 기초하여 미리 구성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 메시지는 RRC (Radio Resource Control) 연결 요청 메시지인 것을 특징으로 하는, 방법.
무선 통신 시스템에서 IAB (Integrated Access and Backhaul) 경로를 설정하는 장치에 있어서,
RF(Radio Frequency) 송수신기; 및
상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 제1 IAB 노드로부터 상기 IAB 경로를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받고, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하며, 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하고,
상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색되는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 제2 IAB 노드들로부터 보안 토큰들을 수신하고, 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 상기 제2 IAB 노드들 각각에 대한 ID에 기초하여 상기 수신된 보안 토큰의 유효성을 식별하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 보안 토큰은 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 각 제2 IAB 노드의 ID에 기초한 해쉬 함수를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 하나의 IAB 경로는 상기 복수의 IAB 경로들 중에서 최소 홉을 갖는 IAB 경로인 것을 특징으로 하는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 제2 IAB 노드들 중 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터 잔여 용량 (Residual capacity)에 대한 측정 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제14항에 있어서,
상기 제2 메시지는 상기 제2 IAB 노드들 중에서 미리 구성된 임계 미만의 잔여 용량이 측정된 상기 적어도 하나의 제2 IAB 노드로부터만 수신되는 것을 특징으로 하는, 장치.
제14항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제2 메시지의 수신에 기초하여 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로를 재구성하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제14항에 있어서,
상기 미리 구성된 임계는 상기 제2 IAB들 각각에 대한 최대 수용 용량 및 미리 결정된 비율에 기초하여 미리 구성되는 것을 특징으로 하는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 메시지는 RRC (Radio Resource Control) 연결 요청 메시지인 것을 특징으로 하는, 장치.
무선 통신 시스템에서 IAB (Integrated Access and Backhaul) 경로를 설정하는 동작을 수행하는 칩 셋에 있어서,
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며, 상기 동작은:
제1 IAB 노드로부터 상기 IAB 경로를 형성을 요청하는 제1 메시지를 수신 받고, 상기 제1 IAB 노드와 코어 네트워크 간의 복수의 IAB 경로들을 탐색하며, 상기 복수의 IAB 경로들 중 선택된 하나의 IAB 경로를 상기 제1 IAB 노드에 대한 IAB 경로로 설정하고,
상기 복수의 IAB 경로들은 유효한 보안 토큰이 식별되는 제2 IAB 노드들에 기반하여 탐색되는, 칩 셋
제19항에 있어서,
상기 보안 토큰은 미리 할당된 시스템 마스터 키 및 각 제2 IAB 노드의 ID에 기초한 해쉬 함수를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 칩 셋.