WO2015002389A1 - 이기종 셀 환경에서 단말이 통신을 수행하는 방법 및 단말 - Google Patents

이기종 셀 환경에서 단말이 통신을 수행하는 방법 및 단말 Download PDF

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WO2015002389A1
WO2015002389A1 PCT/KR2014/005124 KR2014005124W WO2015002389A1 WO 2015002389 A1 WO2015002389 A1 WO 2015002389A1 KR 2014005124 W KR2014005124 W KR 2014005124W WO 2015002389 A1 WO2015002389 A1 WO 2015002389A1
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WO
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cell
small cell
terminal
small
connection
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Application number
PCT/KR2014/005124
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English (en)
French (fr)
Inventor
최혜영
정재훈
변일무
이은종
조희정
한진백
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/32—Hierarchical cell structures

Definitions

  • the present invention relates to a method for a terminal to communicate in a heterogeneous environment in which a macro cell and a small cell coexist, and a technology related to the terminal.
  • a radio access network (RAN) structure is changing to a form in which various small cells such as a pico cell and a femto cell interoperate with a macro cell.
  • the radio access network structure refers to a hierarchical cell structure or a heterogeneous cell structure in which small cells for low power / near-field communication are mixed in addition to a homogeneous network based on a conventional macro cell.
  • the present invention has been made to solve the problems of the general technology as described above, an object of the present invention is to smoothly communicate with a terminal having dual connectivity in a heterogeneous cell environment.
  • Another object of the present invention is to efficiently communicate with small cells by a terminal moving along a certain movement path within the coverage of a macro cell.
  • Another object of the present invention is to reduce the overhead of a signal for the terminal to perform communication in an environment in which a plurality of small cells are arranged.
  • the terminal can seamlessly communicate with a plurality of small cells in a heterogeneous cell environment.
  • the UE can reduce the burden of receiving the RRC configuration message several times from the macro cell to perform the RRC connection.
  • connection state for the small cells can be efficiently changed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a heterogeneous network environment according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating carrier aggregation related to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating cross scheduling when a plurality of carriers associated with the present invention are merged.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating dual connectivity associated with the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating dual connectivity according to the movement of a terminal in connection with the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a communication method of a terminal associated with one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a RRC configuration process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a RRC configuration process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a RRC configuration process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a RRC setup process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating a RRC setup process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates a MAC control signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal and a base station according to an embodiment of the present invention.
  • a method of performing communication may include transmitting a first report message to a macro cell, which reports that a downlink signal from a small cell is received at a strength greater than or equal to a threshold, and transmitting the small cell from the macro cell.
  • Radio Resource Control configuration message Radio Resource Control configuration message
  • the method of performing communication may further include performing communication in an RRC connected state through a connection with an activated small cell.
  • the adding may simultaneously add a connection with the plurality of small cells at the view.
  • the adding may sequentially add the connection with the plurality of small cells according to the additional view information.
  • the method of performing communication may include transmitting a second report message to the macro cell, and RRC indicating disconnection from the macro cell to the small cell cluster.
  • the method may further include receiving a reconfiguration message and disconnecting a plurality of small cells included in the small cell cluster according to release time information included in the RRC reconfiguration message.
  • the RRC reset message further includes deactivation time information
  • the method of performing communication further includes deactivating the connection with the activated small cell according to the deactivation time information before releasing the connection with the plurality of small cells. can do.
  • the RRC configuration message includes a Physical Cell ID (PCID), an E-UTRAN Cell Global Identifier (ECGI), a frequency, a Carrier Indicator Field (CIF), additional time information, activation time information, deactivation time information, and release time of each of the plurality of small cells. It may include at least one of the information.
  • the macro cell may acquire information about the positional relationship using at least one of physical random access channel (PRACH) transmission with a plurality of small cells, an Observed Time Difference of Arrival (OTDOA) process, and a global positioning system (GPS). .
  • PRACH physical random access channel
  • OTDOA Observed Time Difference of Arrival
  • GPS global positioning system
  • the method of performing communication further includes a step of measuring a moving speed of the terminal, and when the RRC configuration message indicates the application of the moving speed, adding and activating the additional time point information and the activation time point information according to the moving speed. I can regulate it.
  • the terminal for solving the above technical problem includes a processor connected to a transmitter, a receiver, and a transmitter and a receiver to perform communication, and the processor is configured to report that the downlink signal from the small cell is received at a strength greater than or equal to a threshold value.
  • Control the receiving unit to add a connection with a plurality of small cells included in the small cell cluster according to addition time information included in the RRC configuration message, and activation time information included in the RRC configuration message.
  • the small cell clusters It may be determined based on the information on the positional relationship between the plurality of small cells.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network consisting of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • a 'mobile station (MS)' may be a user equipment (UE), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), a mobile terminal, an advanced mobile station (AMS) or a terminal. (Terminal), etc. may be substituted.
  • UE user equipment
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • Terminal Terminal
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • the description that the device communicates with the 'cell' may mean that the device transmits and receives a signal with the base station of the cell. That is, a substantial target for the device to transmit and receive a signal may be a specific base station, but for convenience of description, it may be described as transmitting and receiving a signal with a cell formed by a specific base station.
  • the description of 'macro cell' and / or 'small cell' may not only mean specific coverage, but also 'macro base station supporting macro cell' and / or 'small cell supporting small cell', respectively. It may mean 'base station'.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802.xx system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or parts which are not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a heterogeneous network environment according to the present invention.
  • next generation mobile communication a hierarchical cell structure in which a small cell (for example, a pico cell or a femto cell) for low power / near-field communication is mixed in a homogeneous network based on a macro cell in order to more stably guarantee data services such as multimedia or There is a growing interest in heterogeneous cell structures. This is because the additional installation of the base station of the macro cell is inefficient in terms of cost and complexity compared to improving system performance.
  • a small cell for example, a pico cell or a femto cell
  • the structure of the heterogeneous network considered in the next generation communication network may be formed in the form shown in FIG. 1.
  • a plurality of small cells coexist in one macro cell, and each small cell is allocated resources according to a cell coordination method to serve terminals.
  • the above-described small cell is divided into two types according to the method of allowing the access of the terminals.
  • a small cell of an Open Access Subscriber Group (OSG) or Non Closed Subscriber Group (Non-CSG) scheme allows access of terminals connected to a macro cell and / or terminals connected to another small cell.
  • OSG Open Access Subscriber Group
  • Non-CSG Non Closed Subscriber Group
  • handover from another cell to its own cell is possible.
  • a small cell of a closed subscriber group (CSG) scheme does not allow unauthorized access of terminals connected to a macro cell and / or terminals connected to another small cell.
  • CSG closed subscriber group
  • FIG. 2 is a diagram illustrating carrier aggregation related to the present invention.
  • the communication system may collect a plurality of uplink / downlink component carriers (CCs) to support a wider uplink / downlink bandwidth.
  • component carrier CC
  • the term “component carrier (CC)” may be replaced with other equivalent terms (eg, carrier, cell, etc.).
  • Each of the CCs may be adjacent or non-adjacent to each other in the frequency domain.
  • the bandwidth of each component carrier can be determined independently.
  • Asymmetrical carrier aggregation in which the number of UL CCs and the number of DL CCs are different is also possible.
  • the control information may be set to be transmitted and received only through a specific CC. This particular CC may be referred to as a primary CC (or an anchor CC) and the remaining CCs may be referred to as a secondary CC.
  • the PDCCH for downlink allocation may be transmitted on DL CC # 0, and the corresponding PDSCH may be transmitted on DL CC # 2.
  • a carrier indicator field may be considered.
  • the presence of CIF in the PDCCH is semi-static and UE-specific (or UE-group-specific) by higher layer signaling (eg, RRC signaling). It can be set in a)) way.
  • RRC signaling e.g., RRC signaling
  • PDCCH on DL CC can allocate PDSCH or PUSCH resource on a specific DL / UL CC among a plurality of merged DL / UL CCs using CIF
  • FIG. 3 is a diagram illustrating cross scheduling when a plurality of carriers associated with the present invention are merged.
  • the base station may allocate the PDCCH monitoring DL CC set to reduce the blind decoding complexity of the terminal side.
  • the PDCCH monitoring DL CC set includes one or more DL CCs as part of the merged total DL CCs, and the UE performs detection / decoding of the PDCCH only on the corresponding DL CCs. That is, when the base station schedules PDSCH / PUSCH to the UE, the PDCCH is transmitted only through the PDCCH monitoring DL CC set.
  • the PDCCH monitoring DL CC set may be configured in a UE-specific, UE-group-specific, or cell-specific manner.
  • the term “PDCCH monitoring DL CC” may be replaced with equivalent terms such as a monitoring carrier, a monitoring cell, and the like.
  • the CC merged for the terminal may be replaced with equivalent terms such as a serving CC, a serving carrier, a serving cell, and the like.
  • DL CC A is set to the PDCCH monitoring DL CC.
  • DL CCs A, B, and C may be referred to as serving CCs, serving carriers, serving cells, and the like.
  • serving CCs serving carriers, serving cells, and the like.
  • each DL CC may transmit only the PDCCH scheduling its PDSCH without the CIF according to the LTE PDCCH configuration.
  • DL CC A uses the CIF to schedule the PDSCH of DL CC A.
  • the PDCCH scheduling the PDSCH of another CC may be transmitted.
  • PDCCH is not transmitted in DL CC B / C that is not configured as PDCCH monitoring DL CC.
  • the DL CC A (monitoring DL CC) must include both the PDCCH search region associated with the DL CC A, the PDCCH search region associated with the DL CC B, and the PDCCH search region associated with the DL CC C. In this specification, it is assumed that the PDCCH search region is defined for each carrier.
  • LTE-A considers the use of CIF in the PDCCH for cross-CC scheduling. Whether to use CIF (ie, support for cross-CC scheduling mode or non-cross-CC scheduling mode) and switching between modes may be semi-static / terminal-specifically configured through RRC signaling. The UE may recognize whether CIF is used in the PDCCH to be scheduled to it after the RRC signaling process.
  • CIF ie, support for cross-CC scheduling mode or non-cross-CC scheduling mode
  • switching between modes may be semi-static / terminal-specifically configured through RRC signaling.
  • the UE may recognize whether CIF is used in the PDCCH to be scheduled to it after the RRC signaling process.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating dual connectivity associated with the present invention.
  • the terminal 100 located in the small cell coverage by the small cell base stations 410 and 420 may be simultaneously connected to the macro cell by the small cell and the macro cell base station 200.
  • the terminal 100 may be serviced simultaneously from the macro cell and the small cell or in a time division multiplexing (TDM) scheme.
  • TDM time division multiplexing
  • the backhaul between the macro cell and the small cell may be an ideal backhaul or a non-ideal backhaul.
  • the terminal 100 may receive services (connection management, mobility management) provided from a control plane (C-plane) through a macro cell layer.
  • services connection management, mobility management
  • C-plane control plane
  • U-plane user plane
  • small cell is a data path of a user plane.
  • VOLTE Voice over Long Term Evolution
  • VoIP Voice over Long Term Evolution
  • the terminal 100 moves and receives a VoLTE service from small cells, interruption of the service may occur frequently. Accordingly, the terminal 100 may receive a service from a macro cell in which service continuity is guaranteed. On the contrary, the terminal 100 may receive a service requiring high efficiency from a small cell.
  • the macro cell and the small cell described above may be performing carrier merging. That is, the macro cell and the small cell may each use any n, k (n, k is natural numbers) carriers. In this case, carriers of the macro cell and carriers of the small cell may be different from each other, and some carriers may be commonly used in the macro cell and the small cell. For example, a macro cell may utilize a subcarrier having frequencies f1 and f2 and a small cell may utilize a subcarrier having frequencies f2 and f3.
  • the macro cell base station 200 and the first small cell base station 410 utilize subcarriers of different frequencies as F1 and F2.
  • the macro cell base station 200 and the second small cell base station 420 utilizes the same frequency band (F1) to provide a service to the terminal 100.
  • the terminal 100 configured to have dual connectivity may be simultaneously connected to the macro cell by the macro cell base station 200 and the small cell by the small cell base stations 410 and 420.
  • the above-described dual connectivity may be described similarly to the inter-site (or inter-band) carrier merging that merges carriers located in different bands. That is, the macro cell may be described as a primary cell (PCell) by the primary CC in carrier aggregation, and the small cell may be described as a secondary cell (SCell) by the secondary CC in carrier aggregation.
  • PCell primary cell
  • SCell secondary cell
  • the dual connectivity between the macro cell and the small cell adds a geographical / location concept rather than carrier combining in a single base station.
  • the terminal 100 is located in the small cell by the first small cell base station 410 and in the case of being located in the small cell by the second small cell base station 420, respectively, the macro cell base station While receiving the service from the 200, it simultaneously performs communication with the first and second small cell base stations 410 and 420 that are separated geographically / locationally.
  • the base station In conventional LTE (Long Term Evolution, Rel-8 / 9) and LTE-A (LTE-Advanced, Rel-10 / 11), the base station considers carrier coupling to configure a PCell, SCell (s) in one terminal It was.
  • the PCell and the SCell configured in the terminal through the carrier combination are scheduled by the same scheduler.
  • the terminal when the terminal has dual connectivity (that is, when the terminal is connected to the macro cell and the small cell at the same time), the terminal is separated from each other for the macro cell and the small cell from a separate scheduler. Can receive independent scheduling. That is, the terminal may receive the PCell from the macro cell and the SCell from the small cell, respectively.
  • a terminal having dual connectivity may be allocated resources from different network points (eg, master base station and secondary base station) connected by non-ideal backhaul.
  • the master base station (Master eNB, MeNB) may serve as a mobility anchor in the CN (Core Network) as a base station corresponding to the S1-MME connection in dual connectivity.
  • a group of serving cells associated with such a master base station may be defined as a master cell group.
  • Secondary eNB is a base station that provides additional resources for the terminal may be defined differently from the master base station (that is, the base station other than the master base station).
  • a group of serving cells related to the secondary base station may be defined as the secondary cell group.
  • the terminal having dual connectivity has described that the PCell can be serviced from the connection with the macro cell and the SCell can be serviced from the connection with the small cell. That is, in this patent, the operation performed on the “PCell” means an operation on the “macro cell” serving the PCell, and the operation performed on the “SCell” refers to an operation on the “small cell” serving the SCell. it means.
  • PCell and “SCell” may be interpreted in various ways depending on the type of cell, and are not limited to the above-mentioned meanings.
  • PCell and “SCell” may mean not only a macro cell and a small cell, but also "master base station” and “secondary base station”.
  • PCell and “SCell” may mean "master cell group” related to MeNB and "secondary cell group” related to SeNB, respectively.
  • 5 is a diagram illustrating dual connectivity according to the movement of a terminal in connection with the present invention. 5 illustrates a heterogeneous cell structure of a macro cell by the macro cell base stations 210 and 220 and a small cell by the plurality of small cell base stations 510, 520, 530, 540, 550, and 560.
  • a plurality of small cells may be densely arranged to increase capacity of a system.
  • the terminal 100 simultaneously connected to the macro cell and the small cell may move the coverage of the macro cell and the small cell.
  • the terminal 100 moves along the path 150 and may add and / or remove a plurality of small cells. That is, the terminal 100 may add or release a connection with the plurality of small cells through an RRC setting process with the plurality of small cell base stations 510, 520, 530, 540, 550, and 560.
  • the terminal 100 may activate / deactivate a plurality of small cells.
  • the terminal 100 receives the downlink signal (for example, DCI format) of the small cell and the uplink signal (for example, PRACH, SRS signal, etc.). ) Can be sent.
  • the downlink signal for example, DCI format
  • the uplink signal for example, PRACH, SRS signal, etc.
  • the macro cell base station 200 or the small cell base stations 510, 520, 530, 540, 550, and 560 perform their respective operations.
  • a message for indicating to the terminal 100 should be transmitted. That is, the terminal 100 should receive the RRC configuration message whenever the connection state with the small cells is changed. Accordingly, in the environment where the small cells are dense as described above, a large amount of overhead of a signal for transmitting a message to the terminal 100 may occur unnecessarily.
  • 6 is a diagram illustrating a communication method of a terminal associated with one embodiment of the present invention. 6 illustrates a method in which a terminal having dual connectivity for a macro cell and a small cell performs communication in a heterogeneous cell environment.
  • the macro cell base station in a heterogeneous cell environment may obtain information about the positional relationship between the macro cell and the small cells that are overlaid.
  • the macro cell may obtain information about the distance and interval of the small cells by transmitting a physical random access channel (PRACH) to neighboring small cells and receiving a response message.
  • PRACH physical random access channel
  • the macro cell may acquire information on the distance and interval between the small cells by using an Observed Time Difference of Arrival (OTDOA) process and / or a Global Positioning System (GPS) system.
  • OTDOA Observed Time Difference of Arrival
  • GPS Global Positioning System
  • the macro cell may collect information about the time that the terminal stays in a specific small cell, the moving direction of the terminal, the moving speed, and the like within the coverage of the macro cell. For example, when a train track exists within the coverage of the macro cell, the movement path, the moving speed, and the time of staying in the small cell of the terminal moving along the train track are relatively constant. Accordingly, the macro cell may collect and manage information on a terminal that constantly moves within the coverage of the macro cell.
  • the macro cell since the macro cell knows information about the positional relationship of the small cells, the macro cell may know in advance about the pattern of the small cells connected as the terminal moves. That is, the macro cell may store and manage a pattern of the order in which order and time intervals are connected to the small cells in which the terminal is arranged at regular intervals.
  • a UE receives a downlink signal transmitted at an intensity greater than or equal to a threshold from an adjacent small cell.
  • the signal received from the small cell may be a synchronization signal or discovery signal of the small cell, or may be a discovery signal of a cluster composed of two or more adjacent small cells.
  • the UE may know that the strength of the downlink signal is greater than or equal to a threshold by measuring a reference signal received power (RSRP) or a reference signal received quality (RSRQ) of the downlink signal received from the small cell.
  • RSRP reference signal received power
  • RSRQ reference signal received quality
  • the terminal may transmit a report message to the macro cell indicating that the downlink signal received from the small cell is received at a strength greater than or equal to a threshold.
  • the report message may include identification information of the small cell transmitting the downlink signal to the terminal and the strength of the downlink signal.
  • the macro cell may extract information about the small cells to which the terminal is connected from the pre-stored database according to the movement pattern of the terminal. That is, the macro cell may select one or more small cells based on the movement pattern of the terminal among the plurality of small cells in the coverage. For example, the macro cell may know which small cell the terminal is adjacent to from the identification information included in the report message, and infer the movement path of the terminal from this information of the report message reported by the terminal.
  • the small cell cluster includes a plurality of small cells selected by the macro cell.
  • the macro cell may select the small cells connected to the small cell cluster according to the movement pattern of the terminal among the small cells located within its coverage.
  • the terminal receives an RRC configuration message (Radio Resource Control configuration message) indicating the connection with the small cell cluster from the macro cell. That is, the macro cell may instruct the terminal to connect to a small cell cluster including a plurality of small cells.
  • RRC configuration message Radio Resource Control configuration message
  • the RRC configuration message may include a physical cell ID (PCID) of the small cell, resource information (eg, frequency information) supported by the small cell, carrier indicator field (CIF), additional time information of the small cell, and activation time information of the small cell. It may include at least one of deactivation time information of the small cell and release time information of the small cell.
  • the RRC configuration message may include various kinds of information described above for each small cell. For example, when three small cells are included in the small cell cluster, the macro cell may include the PCID, frequency, additional time point information, activation time point information, etc. for each of the three small cells in the RRC configuration message.
  • the UE Upon receiving the RRC configuration message from the macro cell, the UE adds a connection with the small cell according to the additional view point information included in the RRC configuration message.
  • the terminal may simultaneously add a connection with the plurality of small cells.
  • the terminal may add each connection at a specified time point for each of the small cells.
  • the UE adding the connection with the small cell activates the connection with each small cell according to the activation time information included in the RRC configuration message. That is, when the terminal is initially connected to the small cell, the connection with the small cell is in an inactive state. Accordingly, the terminal may activate the connection with the small cell in the deactivated state according to the activation time information specified by the RRC configuration message.
  • the terminal communicates with the small cell through connection with the activated small cell. That is, the UE may form an RRC connection state with the small cell, receive a downlink signal from the small cell, and transmit an uplink signal to the small cell. As the terminal moves, a plurality of small cells included in the small cell cluster are sequentially activated, and the terminal may perform communication while changing a small cell that is a target of the RRC connection state.
  • the UE does not need to unnecessarily receive the RRC configuration message several times even in a heterogeneous cell environment in which a plurality of small cells are adjacent to each other. That is, since the macro cell instructs the terminal to connect with the small cell cluster selected according to the movement path of the terminal, the terminal and the cells can reduce the burden on the RRC setup process performed each time the small cell is connected.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a RRC configuration process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a heterogeneous cell environment in which a macro cell by the macro cell base station 200 and a small cell by the three small cell base stations 710, 720, and 730 are mixed.
  • the terminal 100 has dual connectivity for the macro cell and the small cell and moves along the path 150.
  • the small cells by the three small cell base stations 710, 720, and 730 constitute one small cell cluster.
  • the carrier CC0 supported by the macro cell base station 200 and the carriers CC1, CC2, and CC3 supported by the small cell base stations 710, 720, and 730 may be the same as or different from each other.
  • the terminal 100 entering the macro cell moves along the path 150 and receives a downlink signal from the first small cell (by the first small cell base station 710).
  • the terminal 100 transmits a report message reporting this to the macro cell (by the macro cell base station 200).
  • the macro cell may previously collect positional relationships with respect to the plurality of small cells. Accordingly, when the path 150 of the terminal 100 is constant, the macro cell may know in advance that the terminal 100 will be sequentially connected to the second small cell and the third small cell when the terminal 100 is connected to the first small cell. Accordingly, the macro cell may determine a small cell cluster composed of the first small cell, the second small cell, and the third small cell.
  • the macro cell transmits an RRC configuration message to the terminal 100.
  • the RRC configuration message may indicate that the terminal 100 connects to a small cell cluster including a first small cell, a second small cell, and a third small cell.
  • the RRC configuration message may include information on when to add a connection with three small cells and information about when to activate a connection with three small cells.
  • the terminal 100 adds a connection with the first small cell after the time T0 has elapsed by T1. Subsequently, the terminal 100 activates the connection with the first small cell after T1 'has elapsed at time T0.
  • the activation time point information may indicate a predetermined time interval from when the RRC configuration message is received. Alternatively, unlike the illustrated embodiment, the activation time point information may indicate a predetermined time interval (T1'-T1 interval) from a time point indicated by the additional time point information (T0 to T1 last).
  • the terminal 100 activates the connection with the first small cell and enters an RRC connection state with the first small cell. Subsequently, the terminal 100 performs communication with the first small cell.
  • the terminal 100 moves along the path 150, and as the terminal 100 moves away from the first small cell, the strength of the received downlink signal may gradually become weaker.
  • An embodiment in which the strength of the downlink signal is measured below the threshold value to deactivate / release the connection with the first small cell will be described in detail with reference to FIG. 9.
  • the terminal 100 adds a connection with the second small cell after the time T0 has elapsed by T2 according to the additional time information of the RRC configuration message received at T0. That is, the terminal 100 may add a connection with the second small cell even without additionally receiving an RRC configuration message from the macro cell. Subsequently, the terminal 100 activates the connection with the second small cell at the time T0 has elapsed by T2 '. The terminal 100 may communicate with the second small cell through a connection with the activated second small cell.
  • the terminal 100 adds a connection with the third small cell at the time point T0 to T3. Subsequently, the terminal 100 may perform communication by activating the connection with the third small cell at the time when T3 'is exceeded.
  • the terminal 100 moves along the path 150 based on the RRC configuration message received at time T0 and adds a connection with the first small cell, the second small cell, and the third small cell included in the small cell cluster, respectively. It can be activated. Accordingly, the burden of receiving the RRC configuration message from the macro cell every time the connection state with each small cell changes.
  • the macro cell may transmit an RRC configuration message to each small cell.
  • the small cell When the schedulers of the macro cell and the small cell operate independently of each other, the small cell also needs to know the values set by the macro cell in the terminal 100 to perform smooth communication with the terminal 100. Accordingly, the macro cell may transmit the RRC configuration message to the small cells together with the terminal 100.
  • the macro cell may transmit a message to the cluster header, which is one of the small cells, or transmit a message to each of the small cells.
  • the cluster header may deliver the message to each small cell.
  • the macro cell may utilize an X2 interface or an interface similar to X2 to deliver the RRC configuration message to the small cell.
  • the additional time information and the activation time information indicate a specific time.
  • the distance may be indicated instead of the time. An embodiment in which the moving speed of the terminal 100 is considered will be described in detail with reference to FIG. 11.
  • the macro cell may retransmit the RRC configuration message itself to the terminal 100. That is, the macro cell may include the newly designated addition / activation / deactivation / release time information to transmit an RRC setting (or resetting) message to the terminal 100.
  • dual connectivity in a heterogeneous cell environment may be similar to carrier aggregation, but the two concepts should be distinguished from each other. That is, the terminal 100 is assigned different CCs according to their positions in the macro cell. That is, the terminal 100 may not simply schedule two or more CCs, but may receive different CCs according to the path 150, the location, the elapsed time, etc. of the terminal 100.
  • 8 is a diagram illustrating a RRC configuration process according to another embodiment of the present invention.
  • 8 illustrates a heterogeneous cell environment in which a macro cell by the macro cell base station 200 and a small cell by the three small cell base stations 810, 820, and 830 are mixed.
  • the terminal 100 has dual connectivity for the macro cell and the small cell and moves along the path 150.
  • the small cells by the three small cell base stations 810, 820, and 830 constitute one small cell cluster.
  • FIG. 8 a detailed description of portions overlapping with those of FIG. 7 will be omitted.
  • the terminal 100 moves along the path 150 and receives an RRC configuration message from the macro cell.
  • the terminal 100 may simultaneously add the connection for all three small cells. For example, the terminal 100 may receive an RRC configuration message at time T0 and immediately add a connection with three small cells constituting the small cell cluster.
  • the terminal 100 establishes a connection with the first small cell, the second small cell, and the third small cell at a time point T1, T2, or T3 passed from time T0 based on the activation time information included in the RRC configuration message. Activate sequentially.
  • the terminal 100 may communicate with the previous small cell while maintaining an RRC connection until the connection with the new small cell is activated.
  • 9 is a diagram illustrating a RRC configuration process according to another embodiment of the present invention.
  • 9 illustrates a heterogeneous cell environment in which a macro cell by the macro cell base station 200 and a small cell by the three small cell base stations 910, 920, and 930 are mixed.
  • the terminal 100 has dual connectivity for the macro cell and the small cell and moves along the path 150.
  • the small cells by the three small cell base stations 910, 920, and 930 constitute one small cell cluster.
  • FIG. 9 detailed description of parts overlapping with those of FIGS. 7 and 8 will be omitted.
  • the terminal 100 When the terminal 100 moves away from the first small cell as the path 150 moves, the strength of the downlink signal received from the first small cell may become weaker. Accordingly, when the signal strength from the first small cell is measured to be less than the threshold, the terminal 100 may report a report message reporting the same to the macro cell.
  • the macro cell that receives the report message receives an RRC reconfiguration message (RRC reconfiguration message) for deactivating / releasing connection with the first small cell, the second small cell, and the third small cell included in the small cell cluster.
  • RRC reconfiguration message may include release time information and may include deactivation time information along with release time information.
  • the terminal 100 deactivates the connection with the first small cell at the time T0 has elapsed by time T0 according to the deactivation time information.
  • the terminal 100 cannot communicate with the small cell through the deactivated connection.
  • the terminal 100 releases the connection with the first small cell at the time T0 ′ at the time T0 according to the release time information.
  • the terminal 100 deactivates / releases the connection with the second small cell when T2 / T2 'is over at T0, and disconnects with the third small cell when T3 / T3' is over with T0. Can be disabled / disabled.
  • the RRC reset message may include only release time information.
  • the terminal 100 releases the connection immediately without deactivating the connection with the small cell. That is, the connection with the small cell may be released in the activated state. Even if the deactivation time information is not transmitted, the terminal 100 may switch the connection with the small cell to the deactivation state when the communication with the small cell is not made for a predetermined time.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a RRC setup process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a heterogeneous cell environment in which a macro cell by the macro cell base station 200 and a small cell by the three small cell base stations 1010, 1020, and 1030 are mixed.
  • the terminal 100 has dual connectivity for the macro cell and the small cell and moves along the path 150.
  • the small cells by the three small cell base stations 1010, 1020, and 1030 constitute one small cell cluster.
  • FIG. 10 detailed description of portions overlapping with those of FIGS. 7, 8, and 9 will be omitted.
  • the deactivation time information and the release time information are included in the RRC configuration message and transmitted. That is, when the macro cell transmits an RRC configuration message to the terminal 100 for the first time, the macro cell may include all information on the time of adding / activating / deactivating / releasing the connection with the small cell cluster.
  • the terminal 100 moves along the path 150 and does not additionally report the strength of the signal received from the first small cell. That is, the terminal 100 connects to the 1/2/3 small cell at the time T1 '/ T2' / T3 'passes from time T0 according to release time information included in the RRC configuration message received from the macro cell. Each can be released.
  • the release time information may be designated as T1 '/ T2' / T3 ', which is a time interval from when the RRC configuration message is received, as shown, or alternatively, may be designated as a time interval from the activation time.
  • FIG. 11 is a view illustrating a RRC setup process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a heterogeneous cell environment in which a macro cell by the macro cell base station 200 and a small cell by the three small cell base stations 1110, 1120, and 1130 are mixed.
  • the terminal 100 has dual connectivity for the macro cell and the small cell and moves along the path 150.
  • the small cells by the three small cell base stations 1110, 1120, and 1130 constitute one small cell cluster.
  • FIG. 11 detailed description of parts overlapping with FIG. 10 will be omitted.
  • the moving speed may be different for each terminal 100. That is, the time for the terminal 100 to stay in the small cell and the time until the terminal 100 adds, activates, deactivates, or terminates the connection with the small cell may be different. Accordingly, when the macro cell indicates the same view information to all terminals through the RRC configuration message, communication may not be performed smoothly.
  • the movement speed of the terminal 100 may be applied when changing the connection state with the small cell.
  • the terminal 100 measures its own moving speed.
  • the terminal 100 may calculate the number of cell selection or the number of handovers in order to measure the moving speed.
  • the terminal 100 may compare the calculated number with a threshold value and determine the moving speed as one of high, medium, and normal according to the comparison result.
  • the macro cell may include a field instructing that the terminal 100 additionally considers the movement speed in the RRC configuration message.
  • the terminal 100 may adjust the time indicated by the addition / activation / deactivation / release point information included in the RRC configuration message. For example, the terminal 100 may multiply each view information by a scaling factor determined according to the moving speed.
  • the terminal 100 may utilize time information specified in the RRC configuration message regardless of its moving speed.
  • the scaling factor when the moving speed is determined to be 'high' may be 0.25, the scaling factor when the normal is determined to be 0.5, and the scaling factor when the normal is determined to be 'normal'.
  • the terminal 100 measures its movement speed as 'medium' and the scaling factor is 0.5.
  • the terminal 100 applies the scaling factor 0.5 to provide additional time point information T1 / 2 and T2 / 2. , T3 / 2. That is, the terminal 100 may add a connection with each small cell when half of the time specified by the RRC configuration message has elapsed. Similarly, the terminal 100 may apply the scaling factor to the activation / release time information and may also be applied to the deactivation time information although not shown.
  • the terminal 100 may transmit information indicating the change of the movement speed to the macro cell and information about the newly measured movement speed.
  • the terminal 100 may request the macro cell to reset the connection with the small cell.
  • the message for requesting the reset may be composed of a field indicating the reset request message, the CIF of the specific small cell, the PCID of the specific small cell, the ECGI, and the like.
  • the macro cell receiving the reset request message may transmit the RRC reset message in consideration of the new moving speed of the terminal 100. That is, the macro cell may transmit the RRC reset message to the terminal 100 by adjusting the addition / activation / deactivation / release time information according to the moving speed of the terminal 100.
  • the terminal 100 may communicate by changing a connection state with the small cells according to the received RRC resetting message.
  • each small cell may not know such a fact. Accordingly, the terminal 100 according to an embodiment may report the information about its movement speed to the macro cell so as to receive smooth scheduling from the small cells.
  • the terminal 100 may check that the field value reflecting the movement speed is '1' in the RRC configuration message and report the measured movement speed to the macro cell. Subsequently, the macro cell may transmit a message including the view information adjusted to the small cell cluster header or the respective small cells.
  • the terminal 100 may transmit information about its movement speed to the small cells by feeding back. Accordingly, the small cells may perform scheduling for the terminal 100 by adjusting the deactivation / release time information received from the macro cell.
  • the information fed back to the small cell by the terminal 100 may be information on the moving speed, or may be the view information itself adjusted by reflecting the moving speed.
  • FIG. 12 illustrates a MAC control signal according to an embodiment of the present invention.
  • the UE changes a static connection state when an RRC configuration message is received from a macro cell.
  • the terminal may change the dynamic connection state by first considering the MAC control signal.
  • the macro cell may determine that a movement path or a moving speed of the terminal does not match a previously stored pattern or it is necessary to directly manage the connection state of the small cells. For example, in a specific situation such as a sudden change in the channel state with the terminal, even if the macro cell takes the overhead of the signal according to the adjustment of the connection state, the connection state of the terminal can be directly controlled through the MAC control signal.
  • the terminal may activate the connection with the small cell before the activation time information specified by the RRC configuration message according to the MAC control signal. In addition, the terminal may continue to activate the connection with the small cell according to the MAC control signal despite the deactivation time information specified by the RRC configuration message.
  • a MAC control signal may be identified by a sub header of the MAC PDU.
  • the MAC control signal may consist of a single octet including seven C-fields and one R-field and may have a fixed size.
  • the C-field indicates that the small cell indicated by each should be activated / deactivated.
  • the value of the C-field is '1', it may be indicated to activate the small cell, and when it is '0', it may be indicated to deactivate the small cell.
  • the R-field may be designated as '0' as a reserved bit. Alternatively, the R-field may be used as a bit reflecting the movement speed of the terminal at the time of addition / activation / deactivation / release of the small cell.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal and a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 100 and the base station 200 may include radio frequency (RF) units 110 and 210, processors 120 and 220, and memories 130 and 230, respectively.
  • FIG. 13 illustrates a 1: 1 communication environment between the terminal 100 and the base station 200, a communication environment may be established between a plurality of terminals and the base station 200.
  • the base station 200 illustrated in FIG. 13 may be applied to both the macro cell base station and the small cell base station.
  • Each RF unit 110, 210 may include a transmitter 112, 212 and a receiver 114, 214, respectively.
  • the transmitting unit 112 and the receiving unit 114 of the terminal 100 are configured to transmit and receive signals with the base station 200 and other terminals, and the processor 120 is functionally connected with the transmitting unit 112 and the receiving unit 114.
  • the transmitter 112 and the receiver 114 may be configured to control a process of transmitting and receiving signals with other devices.
  • the processor 120 performs various processes on the signal to be transmitted and transmits the signal to the transmitter 112, and performs the process on the signal received by the receiver 114.
  • the processor 120 may store information included in the exchanged message in the memory 130.
  • the terminal 100 can perform the method of various embodiments of the present invention described above.
  • the transmitter 212 and the receiver 214 of the base station 200 are configured to transmit and receive signals with other base stations and terminals, and the processor 220 is functionally connected to the transmitter 212 and the receiver 214 to transmit the signal. 212 and the receiver 214 may be configured to control the process of transmitting and receiving signals with other devices.
  • the processor 220 may perform various processing on the signal to be transmitted, transmit the signal to the transmitter 212, and may perform processing on the signal received by the receiver 214. If necessary, the processor 220 may store information included in the exchanged message in the memory 230. With such a structure, the base station 200 may perform the method of the various embodiments described above.
  • Processors 120 and 220 of the terminal 100 and the base station 200 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) the operation in the terminal 100 and the base station 200.
  • Respective processors 120 and 220 may be connected to memories 130 and 230 that store program codes and data.
  • the memories 130 and 230 are coupled to the processors 120 and 220 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processor 120 or 220 of the present invention may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the processors 120 and 220 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the above-described method may be written as a program executable on a computer, and may be implemented in a general-purpose digital computer which operates the program using a computer readable medium.
  • the structure of the data used in the above-described method can be recorded on the computer-readable medium through various means.
  • Program storage devices that may be used to describe storage devices that include executable computer code for performing the various methods of the present invention should not be understood to include transient objects, such as carrier waves or signals. do.
  • the computer readable medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

Abstract

이기종 셀 환경에서 이중 연결성을 갖는 단말이 통신을 수행하는 방법에 있어서, 스몰 셀로부터의 하향링크 신호가 임계값 이상의 세기로 수신됨을 보고하는 제 1 보고 메시지를 매크로 셀에 전송하고, 매크로 셀로부터 스몰 셀 클러스터와의 연결을 지시하는 RRC 설정 메시지를 수신하고, RRC 설정 메시지에 포함된 추가 시점 정보에 따라 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀과의 연결을 추가하고, RRC 설정 메시지에 포함된 활성화 시점 정보에 따라 추가된 복수의 스몰 셀과의 연결을 각각 활성화하며, 스몰 셀 클러스터는 복수의 스몰 셀 간의 위치 관계에 대한 정보에 기초하여 결정되는 것인 통신 수행 방법 및 단말이 개시된다.

Description

이기종 셀 환경에서 단말이 통신을 수행하는 방법 및 단말
본 발명은 매크로 셀과 스몰 셀이 공존하는 이기종 환경에서 단말이 통신을 수행하는 방법 및 그 단말과 관련된 기술이다.
무선 접속망(Radio Access Network, RAN) 구조가 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell) 등 다양한 형태의 스몰 셀(small cell)들이 매크로 셀(macro cell)과 연동하는 형태로 변화하고 있다. 이러한 무선 접속망 구조는 종래의 매크로 셀 기반의 동종(homogeneous) 망에 더하여 저전력/근거리 통신을 위한 스몰 셀들이 혼재하는 계층적(hierarchical) 셀 구조 또는 이기종(heterogeneous) 셀 구조를 의미한다.
복잡화되는 도심 환경에서 종래와 같이 매크로 셀 기지국을 추가적으로 설치하는 것은 비효율적이다. 이는 통신 환경의 음영 지역 등으로 인하여 매크로 셀의 추가적 설치에 대한 비용과 복잡도의 증가에 비해 시스템 수율 향상이 크지 못하기 때문이다. 이에 따라, 새로운 이기종 셀 구조에서는 매크로 셀 내에 다수의 스몰 셀이 공존하며, 스몰 셀들은 셀 지정(cell coordination) 방식에 따라 자원을 할당 받아 단말들을 서비스한다. 이러한 이기종 셀 구조는 최종 사용자에게 높은 데이터 전송율을 제공함으로써 체감 품질(Quality of Experience, QoE)을 증진하는 것을 목적으로 한다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 범주 중 하나인 Small Cell Enhancements for E-UTRA and E-UTRAN SI(Study Item)에서는, 저전력 노드들을 사용하는 실내/실외(indoor/outdoor) 시나리오들을 향상시키기 위한 논의가 이루어지고 있으며, 이러한 시나리오들과 요구사항들이 3GPP TR 36.932에 기술되어 있다. 또한, Small Cell Enhancements for E-UTRA and E-UTRAN SI 에서는 사용자가 동일한 혹은 다른 캐리어(carrier)를 사용하는 매크로 셀 레이어(Macro Cell Layer)와 스몰 셀 레이어(Small Cell Layer)들에 동시적 연결성을 갖는 이중 연결성(Dual Connectivity) 개념에 대한 장점들을 도출하는 작업이 논의되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이기종 셀 환경에서 이중 연결성을 갖는 단말이 원활하게 통신을 수행하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 매크로 셀의 커버리지 내에서 일정한 이동 경로를 따라 이동하는 단말이 스몰 셀들과 효율적으로 통신을 수행하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 스몰 셀이 배치되는 환경에서 단말이 통신을 수행하기 위한 신호의 오버헤드(overhead)를 감소시키는 데에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
이하에서는 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 이동 경로를 따라 이동하는 단말의 오버헤드를 감소시켜 통신 효율을 향상시키기 위한 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째로, 단말은 이기종 셀 환경에서 복수의 스몰 셀들과 끊임없이 원활하게 통신을 수행할 수 있게 된다.
둘째로, 단말은 RRC 연결을 수행하기 위해 매크로 셀로부터 RRC 설정 메시지를 여러 차례 수신하는 부담을 덜 수 있다.
셋째로, 단말의 네트워크 상황이나 단말의 이동 속력 변화가 있더라도 스몰 셀들에 대한 연결 상태를 효율적으로 변경할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명과 관련된 이기종 네트워크 환경을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명과 관련된 캐리어 병합(carrier aggregation)을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명과 관련된 복수의 캐리어가 병합된 경우의 크로스 스케쥴링(cross scheduling)을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명과 관련된 이중 연결성(dual connectivity)을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명과 관련하여 단말의 이동에 따른 이중 연결성을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말의 통신 수행 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MAC 제어 신호를 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 블록도이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 통신 수행 방법은 스몰 셀로부터의 하향링크 신호가 임계값 이상의 세기로 수신됨을 보고하는 제 1 보고 메시지(report message)를 매크로 셀에 전송하는 단계, 매크로 셀로부터 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 클러스터(cluster)와의 연결을 지시하는 RRC 설정 메시지(Radio Resource Control configuration message)를 수신하는 단계, RRC 설정 메시지에 포함된 추가(addition) 시점 정보에 따라 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀과의 연결을 추가하는 단계 및 RRC 설정 메시지에 포함된 활성화(activation) 시점 정보에 따라 추가된 복수의 스몰 셀과의 연결을 각각 활성화하는 단계를 포함하고, 스몰 셀 클러스터는 복수의 스몰 셀 간의 위치 관계에 대한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
통신 수행 방법은 활성화된 스몰 셀과의 연결을 통해 RRC 연결(RRC connected) 상태에서 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가 시점 정보가 복수의 스몰 셀에 대하여 동일한 시점을 지시하는 경우, 추가하는 단계는 시점에 복수의 스몰 셀과의 연결을 동시에 추가할 수 있다.
추가 시점 정보가 복수의 스몰 셀에 대하여 서로 다른 시점을 지시하는 경우, 추가하는 단계는 추가 시점 정보에 따라 복수의 스몰 셀과의 연결을 순차적으로 추가할 수 있다.
활성화된 스몰 셀로부터 임계값 미만의 세기를 갖는 하향링크 신호가 수신되는 경우, 통신 수행 방법은 매크로 셀에 제 2 보고 메시지를 전송하는 단계, 매크로 셀로부터 스몰 셀 클러스터와의 연결 해제를 지시하는 RRC 재설정 메시지(RRC reconfiguration message)를 수신하는 단계 및 RRC 재설정 메시지에 포함된 해제(removal) 시점 정보에 따라 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀과의 연결을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
RRC 재설정 메시지는 비활성화(deactivation) 시점 정보를 더 포함하고, 통신 수행 방법은 복수의 스몰 셀과의 연결을 해제하기에 앞서 비활성화 시점 정보에 따라 활성화된 스몰 셀과의 연결을 비활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
RRC 설정 메시지는 복수의 스몰 셀 각각의 PCID(Physical Cell ID), ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier), 주파수, CIF(Carrier Indicator Field), 추가 시점 정보, 활성화 시점 정보, 비활성화 시점 정보 및 해제 시점 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
매크로 셀은 복수의 스몰 셀과의 PRACH(Physical Random Access CHannel) 전송, OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) 프로세스 및 GPS(Global Positioning System) 중 적어도 하나를 이용하여 위치 관계에 대한 정보를 획득할 수 있다.
통신 수행 방법은 단말의 이동 속력을 측정하는 단계를 더 포함하고, RRC 설정 메시지가 이동 속력의 적용을 지시하는 경우, 추가하는 단계 및 활성화하는 단계는 추가 시점 정보 및 활성화 시점 정보를 이동 속력에 따라 조절할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 단말은 송신부, 수신부 및 송신부 및 수신부와 연결되어 통신의 수행을 지원하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 스몰 셀로부터의 하향링크 신호가 임계값 이상의 세기로 수신됨을 보고하는 제 1 보고 메시지(report message)를 매크로 셀에 전송하도록 상기 송신부를 제어하고, 매크로 셀로부터 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 클러스터(cluster)와의 연결을 지시하는 RRC 설정 메시지(Radio Resource Control configuration message)를 수신하도록 상기 수신부를 제어하고, RRC 설정 메시지에 포함된 추가(addition) 시점 정보에 따라 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀과의 연결을 추가하고, RRC 설정 메시지에 포함된 활성화(activation) 시점 정보에 따라 추가된 복수의 스몰 셀과의 연결을 각각 활성화하도록 구현되되, 스몰 셀 클러스터는 복수의 스몰 셀 간의 위치 관계에 대한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함(comprising 또는 including)”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…기”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, “일(a 또는 an)”, “하나(one)”, “그(the)” 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, ‘기지국’은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(Advanced Base Station, ABS) 또는 액세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, ‘이동국(Mobile Station, MS)’은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 발전된 이동단말(Advanced Mobile Station, AMS) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
또한, 디바이스가 ‘셀’과 통신을 수행한다는 기재는 디바이스가 해당 셀의 기지국과 신호를 송수신하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 디바이스가 신호를 송신하고 수신하는 실질적인 대상은 특정 기지국이 될 수 있으나, 기재의 편의상 특정 기지국에 의해 형성되는 셀과 신호를 송수신하는 것으로 기재될 수 있다. 마찬가지로, ‘매크로 셀’ 및/또는 ‘스몰 셀’ 이라는 기재는 각각 특정한 커버리지(coverage)를 의미할 수 있을 뿐 아니라, ‘매크로 셀을 지원하는 매크로 기지국’ 및/또는 ‘스몰 셀을 지원하는 스몰 셀 기지국’을 의미할 수도 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16.1, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
1. 이기종 네트워크 환경
도 1은 본 발명과 관련된 이기종 네트워크 환경을 도시하는 도면이다.
차세대 이동 통신에서는 멀티미디어 등의 데이터 서비스를 보다 안정적으로 보장 하기 위해서 매크로 셀 기반의 동종 망에 저전력/근거리 통신을 위한 스몰 셀(예를 들어, 피코 셀 또는 펨토 셀)이 혼재하는 계층적 셀 구조 혹은 이기종 셀 구조에 관한 관심이 높아지고 있다. 이는 매크로 셀의 기지국의 추가적 설치는 시스템 성능 향상 대비 비용 및 복잡도 측면에서 비효율적이기 때문이다.
차세대 통신 망에서 고려되는 이기종 망의 구조는 도 1에 도시된 형태로 형성될 수 있다. 하나의 매크로 셀 안에는 다수의 스몰 셀이 공존하게 되며, 각 스몰 셀들은 셀 지정(cell coordination) 방식에 따라 자원을 할당 받아 단말들을 서비스 하게 된다.
한편, 상술한 스몰 셀은 단말들의 접근을 허용하는 방식에 따라 두 가지 종류로 나뉜다. 첫째로, OSG(Open access Subscriber Group) 또는 Non-CSG(Non Closed Subscriber Group) 방식의 스몰 셀은 매크로 셀에 연결된 단말들 및/또는 다른 스몰 셀에 연결된 단말들의 접근을 허용한다. OSG 또는 Non-CSG 방식에서는 다른 셀로부터 자신의 셀로의 핸드오버(handover)가 가능하다.
둘째로, CSG(Closed Subscriber Group) 방식의 스몰 셀은 매크로 셀에 연결된 단말들 및/또는 다른 스몰 셀에 연결된 단말들의 인증되지 않은 접근을 불허한다. 또한, CSG 방식에서는 다른 셀로부터 자신의 셀로의 핸드오버가 불가능하다.
2. 캐리어 병합 및 이중 연결성
도 2는 본 발명과 관련된 캐리어 결합(carrier aggregation)을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면 통신 시스템은 복수의 상/하향링크 컴포넌트 반송파(Component Carrier, CC)들을 모아서 더 넓은 상/하향링크 대역폭을 지원할 수 있다. 용어 “컴포넌트 반송파(CC)”는 등가의 다른 용어(예, 캐리어, 셀 등)로 대체될 수 있다. 각각의 CC들은 주파수 영역에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. 각 컴포넌트 반송파의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. UL CC의 개수와 DL CC의 개수가 다른 비대칭 반송파 집성도 가능하다. 한편, 제어 정보는 특정 CC를 통해서만 송수신 되도록 설정될 수 있다. 이러한 특정 CC를 프라이머리(primary) CC(또는, 앵커(anchor) CC)로 지칭하고, 나머지 CC를 세컨더리(secondary) CC로 지칭할 수 있다.
크로스-캐리어 스케줄링 (또는 크로스-CC 스케줄링)이 적용될 경우, 하향링크 할당을 위한 PDCCH는 DL CC#0으로 전송되고, 해당 PDSCH는 DL CC#2로 전송될 수 있다. 크로스-CC 스케줄링을 위해, 캐리어 지시 필드(carrier indicator field, CIF)의 도입이 고려될 수 있다. PDCCH 내에서 CIF의 존재 여부는 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)에 의해 반-정적(semi-static) 및 단말-특정(UE-specific)(또는, 단말-그룹-특정(UE-group-specific)) 방식으로 설정될 수 있다. PDCCH 전송의 베이스 라인을 요약하면 아래와 같다.
1) CIF 디스에이블드(disabled): DL CC 상의 PDCCH는 동일한 DL CC 상의 PDSCH 자원을 할당하거나 하나의(single) 링크된 UL CC 상의 PUSCH 자원을 할당
1-1) No CIF
1-2) LTE PDCCH 구조(동일한 부호화, 동일한 CCE-기반 자원 맵핑) 및 DCI 포맷과 동일
2) CIF 인에이블드(enabled): DL CC 상의 PDCCH는 CIF를 이용하여 복수의 병합된 DL/UL CC 중에서 특정 DL/UL CC 상의 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당 가능
2-1) CIF를 가지는 확장된 LTE DCI 포맷
2-1-1) CIF (설정될 경우)는 고정된 x-비트 필드(예, x=3)
2-1-2) CIF (설정될 경우) 위치는 DCI 포맷 사이즈에 관계 없이 고정됨
2-2) LTE PDCCH 구조를 재사용(동일한 부호화, 동일한 CCE-기반 자원 맵핑)
도 3은 본 발명과 관련된 복수의 캐리어가 병합된 경우의 크로스 스케쥴링(cross scheduling)을 도시하는 도면이다.
CIF가 존재할 경우, 기지국은 단말 측의 블라인드 디코딩 복잡도를 낮추기 위해 PDCCH 모니터링 DL CC 세트를 할당할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 세트는 병합된 전체 DL CC의 일부로서 하나 이상의 DL CC를 포함하고, 단말은 해당 DL CC 상에서만 PDCCH의 검출/복호화를 수행한다. 즉, 기지국이 단말에게 PDSCH/PUSCH를 스케줄링 할 경우, PDCCH는 PDCCH 모니터링 DL CC 세트를 통해서만 전송된다. PDCCH 모니터링 DL CC 세트는 단말-특정(UE-specific), 단말-그룹-특정(UE-group-specific) 또는 셀-특정(cell-specific) 방식으로 설정될 수 있다. 용어 “PDCCH 모니터링 DL CC”는 모니터링 캐리어, 모니터링 셀 등과 같은 등가의 용어로 대체될 수 있다. 또한, 단말을 위해 병합된 CC는 서빙 CC, 서빙 캐리어, 서빙 셀 등과 같은 등가의 용어로 대체될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 3개의 DL CC가 병합될 수 있다. 도 3에서 DL CC A가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된다. DL CC A, B, C는 서빙 CC, 서빙 캐리어, 서빙 셀 등으로 지칭될 수 있다. CIF가 디스에이블 된 경우, 각각의 DL CC는 LTE PDCCH 설정에 따라 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH만을 전송할 수 있다. 반면, 단말-특정 (또는 단말-그룹-특정 또는 셀-특정) 상위 계층 시그널링에 의해 CIF가 인에이블 된 경우, DL CC A(모니터링 DL CC)는 CIF를 이용하여 DL CC A의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH뿐만 아니라 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH도 전송할 수 있다. 이 경우, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC B/C에서는 PDCCH가 전송되지 않는다. 따라서, DL CC A(모니터링 DL CC)는 DL CC A와 관련된 PDCCH 검색 영역, DL CC B와 관련된 PDCCH 검색 영역 및 DL CC C와 관련된 PDCCH 검색 영역을 모두 포함해야 한다. 본 명세서에서, PDCCH 검색 영역은 캐리어 별로 정의된다고 가정한다.
상술한 바와 같이, LTE-A는 크로스-CC 스케줄링을 위하여 PDCCH 내에서 CIF 사용을 고려하고 있다. CIF의 사용 여부 (즉, 크로스-CC 스케줄링 모드 또는 논-크로스-CC 스케줄링 모드의 지원) 및 모드 간 전환은 RRC 시그널링을 통해 반-정적/단말-특정하게 설정될 수 있다. 단말은 이와 같은 RRC 시그널링 과정을 거친 후 자신에게 스케줄링 될 PDCCH 내에 CIF가 사용되는지 여부를 인식할 수 있다.
도 4는 본 발명과 관련된 이중 연결성(dual connectivity)을 설명하는 도면이다.
스몰 셀 기지국(410, 420)에 의한 스몰 셀 커버리지(coverage) 내에 위치한 단말(100)은 스몰 셀과 매크로 셀 기지국(200)에 의한 매크로 셀에 동시에 연결될 수 있다. 단말(100)은 매크로 셀 및 스몰 셀로부터 동시에 또는 TDM(Time Division Multiplexing) 방식으로 서비스 받을 수 있다. 매크로 셀과 스몰 셀 사이의 백홀(backhaul)은 이상적(ideal) 백홀이거나 비이상적(non-ideal) 백홀일 수 있다.
단말(100)은 매크로 셀 레이어(layer)를 통해서는 제어 평면(Contol plane, C-plane)에서 제공되는 기능(연결 관리, 이동성 관리)들을 서비스 받을 수 있다. 또한, 단말(100)은 사용자 평면(User plane, U-plane)에서 제공되는 기능을 매크로 셀 및/또는 스몰 셀로부터 선택하여 서비스 받을 수 있다. 한편, 도 4에서는 스몰 셀이 사용자 평면의 데이터 경로인 실시 예를 도시한다.
예를 들어, VoLTE(Voice over Long Term Evolution)와 같은 서비스는 실시간으로 데이터 전송이 이루어진다. 단말(100)이 이동하며 스몰 셀들로부터 VoLTE 서비스를 받는 경우 서비스의 중단(interruption)이 자주 발생할 수 있다. 이에 따라, 단말(100)은 서비스의 연속성이 보장되는 매크로 셀로부터 서비스를 제공 받을 수 있다. 반대로, 단말(100)은 높은 효율이 요구되는 서비스는 스몰 셀로부터 제공 받을 수도 있다.
상술한 매크로 셀과 스몰 셀은 캐리어 병합을 수행하고 있을 수 있다. 즉, 매크로 셀과 스몰 셀은 각각 임의의 n, k(n, k 는 자연수)개의 캐리어를 이용할 수 있다. 이때, 매크로 셀의 캐리어와 스몰 셀의 캐리어들은 서로 다를 수 있으며, 일부 캐리어는 매크로 셀과 스몰 셀에서 공통적으로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 매크로 셀은 f1, f2의 주파수를 갖는 서브캐리어를 활용하며 스몰 셀은 f2, f3의 주파수를 갖는 서브캐리어를 활용할 수 있다.
도 4를 예로 들어 설명하면, 매크로 셀 기지국(200)과 제 1 스몰 셀 기지국(410)은 F1, F2로 서로 다른 주파수의 서브 캐리어를 활용한다. 반면에, 매크로 셀 기지국(200)과 제 2 스몰 셀 기지국(420)은 단말(100)에 서비스를 제공하기 위해 동일한 주파수 대역(F1)을 활용한다. 이중 연결성을 갖도록 설정된 단말(100)은 매크로 셀 기지국(200)에 의한 매크로 셀과 스몰 셀 기지국(410, 420)에 의한 스몰 셀에 동시에 연결될 수 있다.
상술한 이중 연결성은 서로 다른 밴드(band)에 위치하는 캐리어를 병합하는 inter-site(또는 inter-band) 캐리어 병합과 유사하게 설명될 수도 있다. 즉, 매크로 셀은 캐리어 병합에서의 프라이머리 CC에 의한 PCell(Primary Cell)로, 스몰 셀은 캐리어 병합에서의 세컨더리 CC에 의한 SCell(Secondary Cell)로 설명될 수 있다.
그러나, 이기종 네트워크 환경에서의 이중 연결성은 캐리어 결합과는 구별하여 이해되어야 한다. 즉, 매크로 셀과 스몰 셀 간의 이중 연결성은 단일 기지국에서의 캐리어 결합이 아닌 지리적/위치적인 개념이 더해진 것이다. 구체적으로 설명하면, 단말(100)은 제 1 스몰 셀 기지국(410)에 의한 스몰 셀에 위치하는 경우와 제 2 스몰 셀 기지국(420)에 의한 스몰 셀에 위치하는 경우 각각에 있어서, 매크로 셀 기지국(200)으로부터 서비스를 제공 받으면서 지리적/위치적으로 분리되어 위치한 제 1/2 스몰 셀 기지국(410, 420)과 동시에 통신을 수행한다.
종래의 LTE(Long Term Evolution, Rel-8/9), LTE-A(LTE-Advanced, Rel-10/11) 에서는 기지국이 하나의 단말에 PCell, SCell(s)을 설정하기 위해 캐리어 결합을 고려하였다. 캐리어 결합을 통해 단말에 설정된 PCell, SCell은 동일한 스케쥴러에 의해 스케쥴링된다.
그러나, 상술한 이기종 네트워크 환경에서 단말이 이중 연결성을 갖는 경우, (즉 단말이 매크로 셀과 스몰 셀에 동시에 연결되는 경우) 단말은 분리된 스케쥴러(separate scheduler)로부터 매크로 셀과 스몰 셀 각각에 대해 서로 독립적인 스케쥴링을 받을 수 있다. 즉, 단말은 매크로 셀로부터 PCell을 스몰 셀로부터 SCell을 각각 스케쥴링 받을 수 있다.
한편, 이중 연결성을 갖는 단말은 비이상적 백홀로 연결된 서로 다른 네트워크 포인트(예를 들어, 마스터(master) 기지국과 세컨더리(secondary) 기지국)들로부터 자원을 할당받을 수 있다. 이때, 마스터 기지국(Master eNB, MeNB)은 이중 연결성에서 S1-MME 연결에 해당하는 기지국으로 CN(Core Network)에서 모빌리티 앵커(mobility anchor) 역할을 수행할 수 있다. 이러한 마스터 기지국과 관련된 서빙 셀들의 그룹을 마스터 셀 그룹(master cell group)으로 정의할 수 있다. 세컨더리 기지국(Secondary eNB, SeNB)은 단말을 위해 추가적인 자원을 제공하는 기지국으로서 마스터 기지국과 구별되어(즉, 마스터 기지국이 아닌 기지국) 정의될 수 있다. 또한, 마스터 셀 그룹과 유사하게 세컨더리 기지국과 관련된 서빙 셀들의 그룹을 세컨더리 셀 그룹으로 정의할 수 있다.
본 특허에서 이중 연결성을 갖는 단말은 매크로 셀과의 연결로부터 PCell을 서비스 받을 수 있고, 스몰 셀과의 연결로부터 SCell을 서비스 받을 수 있는 것으로 기술하였다. 즉, 본 특허에서는 “PCell”에 대해 수행되는 동작은 PCell을 서비스하는 “매크로 셀”에 대한 동작을 의미하며, “SCell”에 대해 수행되는 동작은 SCell을 서비스하는 “스몰 셀”에 대한 동작을 의미한다.
그러나, 이는 편의에 의한 용어 선택에 불과하다. 즉, “PCell”과 “SCell” 이라는 용어는 셀의 종류(type)에 따라 여러 가지 의미로 해석될 수 있으며, 이상에서 언급한 의미로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, “PCell”과 “SCell”은 각각 매크로 셀과 스몰 셀을 의미할 수 있을 뿐 아니라, “마스터 기지국(master eNB)”과 “세컨더리 기지국(secondary eNB)”을 의미할 수 있다. 또한, “PCell”과 “SCell”은 각각 MeNB에 관련된 “마스터 셀 그룹”과 SeNB에 관련된 “세컨더리 셀 그룹”을 의미할 수도 있다.
도 5는 본 발명과 관련하여 단말의 이동에 따른 이중 연결성을 설명하는 도면이다. 도 5는 매크로 셀 기지국(210, 220)에 의한 매크로 셀과 복수의 스몰 셀 기지국(510, 520, 530, 540, 550, 560)에 의한 스몰 셀의 이기종 셀 구조를 도시한다.
이기종 셀 구조에서 시스템의 용량(capacity) 증대를 위하여 복수의 스몰 셀이 밀집하여(dense) 배치될 수 있다. 한편, 이중 연결성(또는, inter-site 캐리어 병합)에 따라 매크로 셀과 스몰 셀에 동시에 연결된 단말(100)은 매크로 셀과 스몰 셀의 커버리지를 이동할 수 있다. 단말(100)은 경로 150을 따라 이동하며 복수의 스몰 셀을 추가(addition) 및/또는 해제(removal)할 수 있다. 즉, 단말(100)은 복수의 스몰 셀 기지국(510, 520, 530, 540, 550, 560)과의 RRC 설정 과정을 거쳐 복수의 스몰 셀과의 연결을 추가하거나 해제할 수 있다. 또한, 단말(100)은 복수의 스몰 셀을 활성화/비활성화(activation/deactivation)할 수 있다. 스몰 셀을 활성화하는 메시지가 매크로 셀로부터 수신되는 경우, 단말(100)은 스몰 셀의 하향링크 신호(예를 들어, DCI 포맷 등)를 수신하고 상향링크 신호(예를 들어, PRACH, SRS 신호 등)를 전송할 수 있다.
이와 같이 스몰 셀과의 연결을 추가/해제/활성화/비활성화하는 경우, 매크로 셀 기지국(200) 또는 스몰 셀 기지국(510, 520, 530, 540, 550, 560)들은 각각의 동작을 단말(100)에 지시하기 위한 메시지를 단말(100)에 전송해야 한다. 즉, 단말(100)은 스몰 셀 들과의 연결 상태가 변경될 때마다 RRC 설정 메시지를 수신해야 한다. 이에 따라, 상술한 바와 같이 스몰 셀이 밀집한 환경에서는 단말(100)에 메시지를 전달하기 위한 신호의 오버헤드가 불필요하게 많이 발생할 수 있다.
3. 통신 수행 방법
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말의 통신 수행 방법을 설명하는 도면이다. 도 6에서는 이기종 셀 환경에서 매크로 셀과 스몰 셀에 대한 이중 연결성을 갖는 단말이 통신을 수행하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 이기종 셀 환경에서의 매크로 셀 기지국은 매크로 셀과 오버레이되어 배치되는 스몰 셀들 간의 위치 관계에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 매크로 셀은 이웃한 스몰 셀 들에 PRACH(Physical Random Access CHannnel)를 전송하고 응답 메시지를 수신함으로써 스몰 셀 들의 거리와 간격에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또는, 매크로 셀 은 OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) 프로세스 및/또는 GPS(Global Positioning System) 시스템 등을 활용하여 스몰 셀 간의 거리와 간격에 대한 정보를 획득할 수 있다.
또한, 매크로 셀은 매크로 셀의 커버리지(coverage) 내에서 단말이 특정 스몰 셀에 머무르는 시간, 단말의 이동 방향, 이동 속력 등에 대한 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 매크로 셀의 커버리지 내에 기차 선로가 존재하는 경우, 기차 선로를 따라 이동하는 단말의 이동 경로와 이동 속력, 스몰 셀에 머무르는 시간은 상대적으로 일정하다. 따라서, 매크로 셀은 매크로 셀의 커버리지 내에서의 일정하게 이동하는 단말에 대한 정보를 수집 및 관리할 수 있다.
상술한 바와 같이 매크로 셀은 스몰 셀들의 위치 관계에 대한 정보를 알고 있으므로, 매크로 셀은 단말이 이동함에 따라 연결되는 스몰 셀들의 패턴에 대해 미리 알 수 있다. 즉, 매크로 셀은 단말이 일정한 간격으로 배치되는 스몰 셀들에 어떠한 순서와 시간 간격으로 연결되는지에 대한 패턴을 데이터베이스로 저장하고 관리할 수 있다.
도 6에 도시된 내용을 설명하면, 먼저 단말은 인접한 스몰 셀로부터 임계값 이상의 세기로 전송되는 하향링크 신호를 수신한다. 스몰 셀로부터 수신되는 신호는 스몰 셀의 동기 신호 또는 디스커버리 신호(discovery signal)이거나, 둘 이상의 인접한 스몰 셀이 구성하는 클러스터(cluster)의 디스커버리 신호일 수 있다. 단말은 스몰 셀로부터 수신되는 하향링크 신호의 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정함으로써 하향링크 신호의 세기가 임계값 이상임을 알 수 있다.
이어서, 단말은 스몰 셀로부터 수신된 하향링크 신호가 임계값 이상의 세기로 수신됨을 알리는 보고 메시지(report message)를 매크로 셀에 전송할 수 있다. (S610) 보고 메시지는 단말에 하향링크 신호를 전송한 스몰 셀의 식별 정보와 하향링크 신호의 세기를 포함할 수 있다.
S610에서 단말로부터 보고 메시지가 수신되면, 매크로 셀은 단말의 이동 패턴에 따라 단말이 연결될 스몰 셀들에 대한 정보를 기저장된 데이터베이스로부터 추출할 수 있다. 즉, 매크로 셀은 커버리지 내의 복수의 스몰 셀 중에서 단말의 이동 패턴에 기초하여 하나 이상의 스몰 셀을 선택할 수 있다. 예를 들어, 매크로 셀은 보고 메시지에 포함된 식별 정보로부터 단말이 어떠한 스몰 셀에 인접한지 알 수 있으며, 단말이 보고하는 보고 메시지의 이러한 정보로부터 단말의 이동 경로를 추측할 수 있다.
한편, 매크로 셀의 커버리지 내에서 단말의 이동에 따라 연결되는 스몰 셀들을 스몰 셀 클러스터(small cell cluster)라 부를 수 있다. 스몰 셀 클러스터는 매크로 셀이 선택한 복수의 스몰 셀을 포함한다. 매크로 셀은 자신의 커버리지 내에 위치하는 스몰 셀들 중 단말의 이동 패턴에 따라 연결되는 스몰 셀들을 스몰 셀 클러스터로 선택할 수 있다.
이어서, 단말은 매크로 셀로부터 스몰 셀 클러스터와의 연결을 지시하는 RRC 설정 메시지(Radio Resource Control configuration message)를 수신한다. (S620) 즉, 매크로 셀은 단말로 하여금 복수의 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 클러스터에 연결할 것을 지시할 수 있다.
RRC 설정 메시지는 스몰 셀의 PCID(Physical Cell ID), 스몰 셀이 지원하는 자원 정보(예를 들어, 주파수 정보), CIF(Carrier Indicator Field), 스몰 셀의 추가 시점 정보, 스몰 셀의 활성화 시점 정보, 스몰 셀의 비활성화 시점 정보 및 스몰 셀의 해제 시점 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, RRC 설정 메시지는 각각의 스몰 셀에 대하여 상술한 여러 가지 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스몰 셀 클러스터에 세 개의 스몰 셀이 포함되는 경우, 매크로 셀은 세 스몰 셀 각각에 대한 PCID, 주파수, 추가 시점 정보, 활성화 시점 정보 등을 RRC 설정 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다.
매크로 셀로부터 RRC 설정 메시지를 수신한 단말은 RRC 설정 메시지에 포함된 추가 시점 정보에 따라 스몰 셀과의 연결을 추가한다. (S630) 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀들에 대한 추가 시점 정보가 동일한 경우, 단말은 복수의 스몰 셀과의 연결을 동시에 추가할 수 있다. 반대로, 복수의 스몰 셀에 대한 추가 시점정보가 상이한 경우, 단말은 각 스몰 셀들에 대해 지정된 시점에 각각의 연결을 추가할 수 있다. 단계 S630과 관련된 구체적 실시 예는 도 7 및 도 8에서 설명한다.
이어서, 스몰 셀과의 연결을 추가한 단말은 RRC 설정 메시지에 포함된 활성화 시점 정보에 따라 각각의 스몰 셀과의 연결을 활성화한다. (S640) 즉, 단말이 스몰 셀에 최초 연결된 경우 스몰 셀과의 연결은 비활성화 상태에 있다. 이에 따라, 단말은 RRC 설정 메시지에 의해 지정된 활성화 시점 정보에 따라 비활성화 상태인 스몰 셀과의 연결을 활성화할 수 있다.
단말은 활성화된 스몰 셀과의 연결을 통해 스몰 셀과 통신을 수행한다. (S650) 즉, 단말은 스몰 셀과 RRC 연결 상태를 형성하며 스몰 셀로부터 하향링크 신호를 수신하고 스몰 셀에 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 단말이 이동함에 따라 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀이 순차적으로 활성화 되며 단말은 RRC 연결 상태의 대상이 되는 스몰 셀을 변경해가며 통신을 수행할 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, 단말은 복수의 스몰 셀이 인접하여 배치되는 이기종 셀 환경에서도 RRC 설정 메시지를 불필요하게 수 차례 수신할 필요가 없다. 즉, 매크로 셀이 단말의 이동 경로에 따라 선택되는 스몰 셀 클러스터와의 연결을 단말에 지시하므로 단말과 셀들은 각 스몰 셀이 연결될 때 마다 수행되는 RRC 설정 과정에 대한 부담을 덜 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다. 도 7은 매크로 셀 기지국(200)에 의한 매크로 셀과 과 세 개의 스몰 셀 기지국(710, 720, 730)에 의한 스몰 셀이 혼재하는 이기종 셀 환경을 도시한다. 도 7에서 단말(100)은 매크로 셀과 스몰 셀에 대한 이중 연결성을 가지며, 경로 150을 따라서 이동한다. 또한, 세 개의 스몰 셀 기지국(710, 720, 730)에 의한 스몰 셀들은 하나의 스몰 셀 클러스터를 구성한다. 매크로 셀 기지국(200)이 지원하는 캐리어 CC0과 스몰 셀 기지국(710, 720, 730)들이 지원하는 캐리어 CC1, CC2, CC3들은 서로 같거나 다를 수 있다.
매크로 셀에 진입한 단말(100)은 경로 150을 따라 이동하며 제 1 스몰 셀(제 1 스몰 셀 기지국(710)에 의한)으로부터 하향링크 신호를 수신한다. 제 1 스몰 셀로부터 수신되는 신호의 세기가 임계값 이상으로 측정되는 경우, 단말(100)은 이를 보고하는 보고 메시지를 매크로 셀(매크로 셀 기지국(200)에 의한)에 전송한다.
도 6에서 설명한 바와 같이 매크로 셀은 복수의 스몰 셀들에 대한 위치 관계를 미리 수집할 수 있다. 이에 따라, 단말(100)의 경로 150이 일정한 경우, 매크로 셀은 단말(100)이 제 1 스몰 셀에 연결되면 순차적으로 제 2 스몰 셀 및 제 3 스몰 셀에 연결될 것을 미리 알 수 있다. 이에 따라, 매크로 셀은 제 1 스몰 셀, 제 2 스몰 셀, 제 3 스몰 셀로 구성되는 스몰 셀 클러스터를 결정할 수 있다.
시간 T0에서 매크로 셀은 단말(100)에 RRC 설정 메시지를 전송한다. RRC 설정 메시지는 단말(100)이 제 1 스몰 셀, 제 2 스몰 셀 및 제 3 스몰 셀로 구성되는 스몰 셀 클러스터에 연결할 것을 지시할 수 있다. 구체적으로, RRC 설정 메시지는 3 개의 스몰 셀과의 연결을 추가할 시점에 대한 정보 및 3 개의 스몰 셀과의 연결을 활성화할 시점에 대한 정보를 포함할 수 있다.
먼저, 단말(100)은 시간 T0에서 T1만큼 도과한 이후에 제 1 스몰 셀과의 연결을 추가한다. 이어서, 단말(100)은 시간 T0에서 T1’만큼 도과한 이후에 제 1 스몰 셀과의 연결을 활성화한다. 활성화 시점 정보는 도시된 바와 같이 RRC 설정 메시지가 수신된 시점으로부터 소정 시간 구간을 나타낼 수 있다. 또는, 활성화 시점 정보는 도시된 실시 예와는 달리 추가 시점 정보가 지시하는 시점(T0부터 T1만큼 지난 시점)으로부터 소정 시간 구간(T1’-T1 구간)을 지시할 수도 있다.
단말(100)은 제 1 스몰 셀과의 연결을 활성화하고 제 1 스몰 셀과의 RRC 연결 상태에 진입한다. 이어서, 단말(100)은 제 1 스몰 셀과의 통신을 수행한다.
한편, 단말(100)은 경로 150을 따라 이동하며, 단말(100)이 제 1 스몰 셀로부터 멀어짐에 따라 수신되는 하향링크 신호의 세기는 점점 약해질 수 있다. 하향링크 신호의 세기가 임계값 미만으로 측정되어 제 1 스몰 셀과의 연결을 비활성화/해제하는 실시 예에 대해서는 도 9에서 구체적으로 설명한다.
단말(100)은 T0에서 수신한 RRC 설정 메시지의 추가 시점 정보에 따라서 시간 T0에서 T2만큼 도과한 이후에 제 2 스몰 셀과의 연결을 추가한다. 즉, 단말(100)은 매크로 셀로부터 추가적으로 RRC 설정 메시지를 수신하지 않더라도 제 2 스몰 셀과의 연결을 추가할 수 있다. 이어서, 단말(100)은 시간 T0에서 T2’만큼 도과한 시점에서 제 2 스몰 셀과의 연결을 활성화한다. 단말(100)은 활성화된 제 2 스몰 셀과의 연결을 통해 제 2 스몰 셀과 통신할 수 있다.
마찬가지로, 단말(100)은 T0에서 T3만큼 도과한 시점에 제 3 스몰 셀과의 연결을 추가한다. 이어서, 단말(100)은 T3’만큼 도과한 시점에 제 3 스몰 셀과의 연결을 활성화하며 통신을 수행할 수 있다.
즉, 단말(100)은 시간 T0에서 수신한 RRC 설정 메시지에 기초하여 경로 150을 이동하며 스몰 셀 클러스터에 포함된 제 1 스몰 셀, 제 2 스몰 셀 및 제 3 스몰 셀과의 연결을 각각 추가 및 활성화할 수 있다. 이에 따라, 각 스몰 셀과의 연결 상태가 변경될 때마다 매크로 셀로부터 RRC 설정 메시지를 수신해야 하는 부담을 덜 수 있다.
한편, 매크로 셀은 RRC 설정 메시지를 각각의 스몰 셀에도 전송할 수 있다. 매크로 셀과 스몰 셀의 스케쥴러가 각각 독립적으로 동작하는 경우, 매크로 셀이 단말(100)에 설정한 값들을 스몰 셀들도 알아야 단말(100)과의 원활한 통신이 수행될 수 있다. 이에 따라, 매크로 셀은 단말(100)과 함께 스몰 셀들에도 RRC 설정 메시지를 전달할 수 있다.
매크로 셀은 스몰 셀들 중 어느 하나인 클러스터 헤더에 메시지를 전송하거나 각각의 스몰 셀들에 메시지를 전송할 수 있다. 클러스터 헤더에 메시지가 전송된 경우, 클러스터 헤더는 각 스몰 셀들에 메시지를 전달할 수 있다. 매크로 셀은 RRC 설정 메시지를 스몰 셀에 전달하기 위해 X2 인터페이스 또는 X2와 유사한 인터페이스를 활용할 수 있다.
한편, 이상에서는 추가 시점 정보와 활성화 시점 정보가 특정 시간을 지시하는 것으로 설명하였으나, 단말(100)의 이동 속력을 고려하는 경우에는 시간 대신 거리를 지시할 수도 있다. 단말(100)의 이동 속력을 고려하는 실시 예에 대해서는 도 11에서 구체적으로 설명한다.
나아가, 매크로 셀은 네트워크 상태에 따라 여러 가지 시점 정보의 재설정이 필요하다고 판단되면, RRC 설정 메시지 자체를 단말(100)에 재전송할 수 있다. 즉, 매크로 셀은 새롭게 지정되는 추가/활성화/비활성화/해제 시점 정보를 포함시켜 RRC 설정(또는 재설정) 메시지를 단말(100)에 전송할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 이기종 셀 환경에서의 이중 연결성은 캐리어 병합과 유사할 수 있으나, 두 개념은 서로 구별되어 이해되어야 한다. 즉, 단말(100)은 매크로 셀 내에서의 위치에 따라 서로 다른 CC를 할당 받는다. 즉, 단말(100)은 단순하게 둘 이상의 CC를 스케쥴링 받는 것이 아니라, 단말(100)의 경로 150, 위치, 경과 시간 등에 따라 서로 다른 CC를 스케쥴링 받을 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다. 도 8은 매크로 셀 기지국(200)에 의한 매크로 셀과 과 세 개의 스몰 셀 기지국(810, 820, 830)에 의한 스몰 셀이 혼재하는 이기종 셀 환경을 도시한다. 도 8에서 단말(100)은 매크로 셀과 스몰 셀에 대한 이중 연결성을 가지며, 경로 150을 따라서 이동한다. 또한, 세 개의 스몰 셀 기지국(810, 820, 830)에 의한 스몰 셀들은 하나의 스몰 셀 클러스터를 구성한다. 도 8에서는 도 7과 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
단말(100)은 경로 150을 따라 이동하며 매크로 셀로부터 RRC 설정 메시지를 수신한다. RRC 설정 메시지에서 세 스몰 셀과의 연결을 추가하는 추가 시점 정보를 동일한 시점으로 지시하는 경우, 단말(100)은 세 스몰 셀 모두에 대한 연결을 동시에 추가할 수 있다. 예를 들어, 단말(100)은 시간 T0에서 RRC 설정 메시지를 수신하고 곧바로 스몰 셀 클러스터를 구성하는 세 스몰 셀과의 연결을 추가할 수 있다.
이어서, 단말(100)은 RRC 설정 메시지에 포함된 활성화 시점 정보에 기초하여 시간 T0로부터 T1, T2, T3가 지난 시점에 각각 제 1 스몰 셀, 제 2 스몰 셀, 제 3 스몰 셀과의 연결을 순차적으로 활성화한다. 단말(100)은 새로운 스몰 셀과의 연결이 활성화될 때까지 이전 스몰 셀과 RRC 연결을 유지하며 통신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다. 도 9는 매크로 셀 기지국(200)에 의한 매크로 셀과 과 세 개의 스몰 셀 기지국(910, 920, 930)에 의한 스몰 셀이 혼재하는 이기종 셀 환경을 도시한다. 도 9에서 단말(100)은 매크로 셀과 스몰 셀에 대한 이중 연결성을 가지며, 경로 150을 따라서 이동한다. 또한, 세 개의 스몰 셀 기지국(910, 920, 930)에 의한 스몰 셀들은 하나의 스몰 셀 클러스터를 구성한다. 도 9에서는 도 7 및 도 8과 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
단말(100)이 경로 150을 이동함에 따라 제 1 스몰 셀로부터 멀어지는 경우, 제 1 스몰 셀로부터 수신되는 하향링크 신호의 세기는 점점 약해질 수 있다. 이에 따라, 제 1 스몰 셀로부터의 신호 세기가 임계값 미만으로 측정되는 경우, 단말(100)은 이를 보고하는 보고 메시지를 매크로 셀에 보고할 수 있다.
보고 메시지를 수신한 매크로 셀은 스몰 셀 클러스터에 포함된 제 1 스몰 셀, 제 2 스몰 셀, 제 3 스몰 셀과의 연결을 비활성화/해제하기 위한 RRC 재설정 메시지(RRC reconfiguration message)를 단말(100)에 전송한다. RRC 재설정 메시지는 해제 시점 정보를 포함할 수 있으며 해제 시점 정보와 함께 비활성화 시점 정보를 포함할 수 있다.
시간 T0에서 RRC 재설정 메시지가 수신되면 단말(100)은 비활성화 시점 정보에 따라 시간 T0에서 T1만큼 도과한 시점에 제 1 스몰 셀과의 연결을 비활성화한다. 단말(100)은 비활성화된 연결을 통해서는 스몰 셀과 통신을 수행할 수 없다. 이어서, 단말(100)은 해제 시점 정보에 따라 시간 T0에서 T1’만큼 도과한 시점에 제 1 스몰 셀과의 연결을 해제한다. 마찬가지로, 단말(100)은 T0에서 T2/T2’가 도과한 시점에 제 2 스몰 셀과의 연결을 비활성화/해제하며, T0에서 T3/T3’가 도과한 시점에 제 3 스몰 셀과의 연결을 비활성화/해제할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 RRC 재설정 메시지는 해제 시점 정보만을 포함할 수 있다. 이 경우, 단말(100)은 스몰 셀과의 연결을 비활성화하지 않고 바로 해제한다. 즉, 스몰 셀과의 연결은 활성화 상태에서 해제될 수도 있다. 비활성화 시점 정보가 전송되지 않더라도, 단말(100)은 스몰 셀과의 통신이 기결정된 시간 동안 이루어지지 않는 경우 스몰 셀과의 연결을 비활성화 상태로 전환할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다. 도 10은 매크로 셀 기지국(200)에 의한 매크로 셀과 과 세 개의 스몰 셀 기지국(1010, 1020, 1030)에 의한 스몰 셀이 혼재하는 이기종 셀 환경을 도시한다. 도 10에서 단말(100)은 매크로 셀과 스몰 셀에 대한 이중 연결성을 가지며, 경로 150을 따라서 이동한다. 또한, 세 개의 스몰 셀 기지국(1010, 1020, 1030)에 의한 스몰 셀들은 하나의 스몰 셀 클러스터를 구성한다. 도 10에서는 도 7, 도 8 및 도 9와 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 10에 도시된 실시 예에서, 비활성화 시점 정보와 해제 시점 정보는 RRC 설정 메시지에 포함되어 전송된다. 즉, 매크로 셀은 단말(100)에 최초로 RRC 설정 메시지를 전송할 때 스몰 셀 클러스터와의 연결을 추가/활성화/비활성화/해제하는 시점에 대한 정보를 모두 포함시켜 전송할 수 있다.
이에 따라, 단말(100)은 경로 150을 이동하며 제 1 스몰 셀로부터 수신되는 신호의 세기가 약해지더라도 이를 추가적으로 보고하지 않는다. 즉, 단말(100)은 매크로 셀로부터 수신한 RRC 설정 메시지에 포함된 해제 시점 정보에 따라 시간 T0로부터 T1’/T2’/T3’가 도과한 시점에 제 1/2/3 스몰 셀과의 연결을 각각 해제할 수 있다.
해제 시점 정보는 도시된 바와 같이 RRC 설정 메시지가 수신된 시점으로부터의 시간 구간인 T1’/T2’/T3’로 지정될 수 있으며, 이와는 달리 활성화 시점으로부터의 시간 구간으로 지정될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RRC 설정 과정을 설명하는 도면이다. 도 11은 매크로 셀 기지국(200)에 의한 매크로 셀과 과 세 개의 스몰 셀 기지국(1110, 1120, 1130)에 의한 스몰 셀이 혼재하는 이기종 셀 환경을 도시한다. 도 11에서 단말(100)은 매크로 셀과 스몰 셀에 대한 이중 연결성을 가지며, 경로 150을 따라서 이동한다. 또한, 세 개의 스몰 셀 기지국(1110, 1120, 1130)에 의한 스몰 셀들은 하나의 스몰 셀 클러스터를 구성한다. 도 11에서는 도 10과 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
단말(100)이 동일한 경로를 따라 이동한다 하더라도, 단말(100)마다 이동 속력이 다를 수 있다. 즉, 단말(100)이 스몰 셀에 머무르는 시간, 스몰 셀과의 연결을 추가하거나 활성화, 비활성화 및 종료할 때까지의 시간은 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 매크로 셀이 RRC 설정 메시지를 통해 모든 단말에 동일한 시점 정보를 지시하는 경우 통신이 원활하게 수행되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 스몰 셀과의 연결 상태를 변경함에 있어서 단말(100)의 이동 속력을 적용할 수 있다. 먼저, 단말(100)은 자신의 이동 속력을 측정한다. 단말(100)은 이동 속력을 측정하기 위하여 셀 선택(cell selection) 회수를 계산하거나 핸드오버(handover) 회수를 계산할 수 있다. 예를 들어, 단말(100)은 계산한 회수를 임계값과 비교하여 비교 결과에 따라 이동 속력을 높음(high), 보통(medium), 일반(normal) 중 어느 하나로 결정할 수 있다.
매크로 셀은 단말(100)이 이동 속력을 추가적으로 고려할 것을 지시하는 필드를 RRC 설정 메시지에 포함시킬 수 있다. 해당 필드의 값이 ‘1’인 경우 단말(100)은 RRC 설정 메시지에 포함된 추가/활성화/비활성화/해제 시점 정보가 지시하는 시간을 조절할 수 있다. 예를 들어, 단말(100)은 이동 속력에 따라 결정되는 스케일링 팩터(scaling factor)를 각 시점 정보에 곱할 수 있다. 해당 필드의 값이 ‘0’인 경우 단말(100)은 자신의 이동 속력과 무관하게 RRC 설정 메시지에서 지정하는 시간 정보를 활용할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 이동 속력이 ‘높음’으로 결정된 경우의 스케일링 팩터는 0.25, ‘보통’으로 결정된 경우의 스케일링 팩터는 0.5, ‘일반’으로 결정된 경우의 스케일링 팩터는 1이 될 수 있다. 도 11에 도시된 실시 예에서 단말(100)은 자신의 이동 속력을 ‘보통(medium)’으로 측정하며 스케일링 팩터는 0.5가 된다.
RRC 설정 메시지에는 각 스몰 셀에 대한 추가 시점 정보가 T1, T2, T3로 포함되어 전송된다. 그러나, RRC 설정 메시지에서 단말(100)이 이동 속력을 반영할 것을 지시하는 필드 값이 ‘1’인 경우, 단말(100)은 스케일링 팩터 0.5를 적용하여 추가 시점 정보를 T1/2, T2/2, T3/2로 조절할 수 있다. 즉, 단말(100)은 RRC 설정 메시지에 의해 지정된 시간의 절반이 도과한 때에 각 스몰 셀과의 연결을 추가할 수 있다. 마찬가지로, 단말(100)은 활성화/해제 시점 정보에도 스케일링 팩터를 적용할 수 있으며, 도시되지는 않으나 비활성화 시점 정보에도 적용할 수 있다.
한편, 단말(100)이 측정한 이동 속력이 변경되는 경우, 단말(100)은 매크로 셀에 이동 속력의 변경을 알리는 정보 및 새롭게 측정된 이동 속력에 대한 정보를 전송할 수 있다. 또는, 단말(100)은 스몰 셀과의 연결을 재설정 해줄 것을 매크로 셀에 요청할 수도 있다. 재설정을 요청하는 메시지는 재설정 요청 메시지임을 알리는 필드, 특정 스몰 셀의 CIF, 특정 스몰 셀의 PCID, ECGI 등으로 구성될 수 있다.
재설정 요청 메시지를 수신한 매크로 셀은 단말(100)의 새로운 이동 속력을 고려하여 RRC 재설정 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 매크로 셀은 추가/활성화/비활성화/해제 시점 정보를 단말(100)의 이동 속력에 따라 조절하여 RRC 재설정 메시지를 단말(100)에 전송할 수 있다. 단말(100)은 수신된 RRC 재설정 메시지에 따라 스몰 셀들과의 연결 상태를 변경하며 통신할 수 있다.
한편, 단말(100)이 자신의 이동 속력에 따라 시점 정보를 조절하는 경우, 각 스몰 셀들은 이와 같은 사실을 알지 못할 수 있다. 이에 따라, 일 실시 예에 의한 단말(100)은 스몰 셀들로부터 원활한 스케쥴링을 받을 수 있도록 자신의 이동 속력에 관한 정보를 매크로 셀에 보고할 수 있다.
즉, 단말(100)은 RRC 설정 메시지에서 이동 속력을 반영하는 필드 값이 ‘1’임을 확인하고, 측정된 이동 속력을 매크로 셀에 보고할 수 있다. 이어서, 매크로 셀은 스몰 셀 클러스터 헤더 또는 각각의 스몰 셀들로 조절된 시점 정보를 포함하는 메시지를 전달할 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 단말(100)은 스몰 셀과의 연결을 활성화 한 이후에 스몰 셀들에 자신의 이동 속력에 대한 정보를 피드백하여 전송할 수 있다. 이에 따라, 스몰 셀들은 매크로 셀로부터 전송 받은 비활성화/해제 시점 정보를 조절하여 단말(100)에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 단말(100)이 스몰 셀에 피드백하는 정보는 이동 속력에 대한 정보가 될 수 있고, 이동 속력이 반영되어 조절된 시점 정보 자체가 될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MAC 제어 신호를 설명하는 도면이다. 이상에서는 매크로 셀로부터 RRC 설정 메시지가 수신되는 경우 단말이 정적으로(static) 연결 상태를 변경하는 실시 예를 설명하였다. 그러나, 매크로 셀로부터 MAC(Media Access Control) 제어 신호가 수신되는 경우, 단말은 MAC 제어 신호를 우선적으로 고려하여 동적으로(dynamic) 연결 상태를 변경할 수 있다.
즉, 매크로 셀은 단말의 이동 경로나 이동 속도 등이 기저장된 패턴과 일치하지 않거나 스몰 셀들의 연결 상태를 직접 관리해야 할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 단말과의 채널 상태가 급격하게 변화하는 등 특정 상황에서는 매크로 셀이 연결 상태의 조절에 따른 신호의 오버헤드를 감수하더라도 MAC 제어 신호를 통해 단말의 연결 상태를 직접 조절할 수 있다.
구체적으로, 단말은 MAC 제어 신호에 따라 RRC 설정 메시지에 의해 지정된 활성화 시점 정보 보다 먼저 스몰 셀과의 연결을 활성화할 수 있다. 또한, 단말은 RRC 설정 메시지에 의해 지정된 비활성화 시점 정보에도 불구하고 MAC 제어 신호에 따라 스몰 셀과의 연결을 계속하여 활성화할 수 있다.
한편, 이와 같은 MAC 제어 신호는 MAC PDU의 서브 헤더에 의해 식별될 수 있다. 도시된 바와 같이 MAC 제어 신호는 7개의 C-필드와 1개의 R-필드를 포함하는 단일한 옥텟(single octet)으로 구성될 수 있으며 고정된 크기를 가질 수 있다.
C-필드는 각각이 지시하는 스몰 셀이 활성화/비활성화 되어야 함을 나타낸다. C-필드의 값이 ‘1’인 경우에는 스몰 셀을 활성화할 것을 지시하고 ‘0’ 인 경우에는 스몰 셀을 비활성화할 것을 지시할 수 있다. R-필드는 예약된 비트(reserved bit)로서 ‘0’으로 지정될 수 있다. 또는, R-필드는 스몰 셀의 추가/활성화/비활성화/해제 시점에 단말의 이동 속력을 반영하는 비트로도 활용될 수 있다.
4. 장치 구성
도 13은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말 및 기지국의 구성을 도시한 블록도이다.
도 13에서 단말(100) 및 기지국(200)은 각각 무선 주파수(RF) 유닛 (110, 210), 프로세서(120, 220) 및 메모리(130, 230)를 포함할 수 있다. 도 13에서는 단말(100)과 기지국(200) 간의 1:1 통신 환경을 도시하였으나, 다수의 단말과 기지국(200) 간에도 통신 환경이 구축될 수 있다. 또한, 도 13에 도시된 기지국(200)은 매크로 셀 기지국과 스몰 셀 기지국에 모두 적용될 수 있다.
각 RF 유닛(110, 210)은 각각 송신부(112, 212) 및 수신부(114, 214)를 포함할 수 있다. 단말(100)의 송신부(112) 및 수신부(114)는 기지국(200) 및 다른 단말들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(120)는 송신부(112) 및 수신부(114)와 기능적으로 연결되어 송신부(112) 및 수신부(114)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(112)로 전송하며, 수신부(114)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행한다.
필요한 경우 프로세서(120)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 단말(100)은 이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
기지국(200)의 송신부(212) 및 수신부(214)는 다른 기지국 및 단말들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(220)는 송신부(212) 및 수신부(214)와 기능적으로 연결되어 송신부(212) 및 수신부(214)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(212)로 전송하며 수신부(214)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(220)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(230)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 기지국(200)은 앞서 설명한 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
단말(100) 및 기지국(200) 각각의 프로세서(120, 220)는 각각 단말(100) 및 기지국(200)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(120, 220)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(130, 230)들과 연결될 수 있다. 메모리(130, 230)는 프로세서(120, 220)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
본 발명의 프로세서(120, 220)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(120, 220)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시 예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(120, 220)에 구비될 수 있다.
한편, 상술한 방법은, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함하는 저장 디바이스를 설명하기 위해 사용될 수 있는 프로그램 저장 디바이스들은, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 매크로 셀(macro cell)과 스몰 셀(small cell)이 공존하는 이기종(heterogeneous) 셀 환경에서 이중 연결성(dual connectivity)을 갖는 단말이 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    스몰 셀로부터의 하향링크 신호가 임계값 이상의 세기로 수신됨을 보고하는 제 1 보고 메시지(report message)를 매크로 셀에 전송하는 단계;
    상기 매크로 셀로부터 상기 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 클러스터(cluster)와의 연결을 지시하는 RRC 설정 메시지(Radio Resource Control configuration message)를 수신하는 단계;
    상기 RRC 설정 메시지에 포함된 추가(addition) 시점 정보에 따라 상기 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀과의 연결을 추가하는 단계; 및
    상기 RRC 설정 메시지에 포함된 활성화(activation) 시점 정보에 따라 상기 추가된 복수의 스몰 셀과의 연결을 각각 활성화하는 단계를 포함하고,
    상기 스몰 셀 클러스터는 상기 복수의 스몰 셀 간의 위치 관계에 대한 정보에 기초하여 결정되는 것인, 통신 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성화된 스몰 셀과의 연결을 통해 RRC 연결(RRC connected) 상태에서 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는, 통신 수행 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 시점 정보가 상기 복수의 스몰 셀에 대하여 동일한 시점을 지시하는 경우,
    상기 추가하는 단계는 상기 시점에 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 동시에 추가하는 것인, 통신 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 시점 정보가 상기 복수의 스몰 셀에 대하여 서로 다른 시점을 지시하는 경우,
    상기 추가하는 단계는 상기 추가 시점 정보에 따라 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 순차적으로 추가하는 것인, 통신 수행 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    활성화된 스몰 셀로부터 임계값 미만의 세기를 갖는 하향링크 신호가 수신되는 경우, 상기 매크로 셀에 제 2 보고 메시지를 전송하는 단계;
    상기 매크로 셀로부터 상기 스몰 셀 클러스터와의 연결 해제를 지시하는 RRC 재설정 메시지(RRC reconfiguration message)를 수신하는 단계; 및
    상기 RRC 재설정 메시지에 포함된 해제(removal) 시점 정보에 따라 상기 스몰 셀 클러스터에 포함된 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 해제하는 단계를 더 포함하는, 통신 수행 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 RRC 재설정 메시지는 비활성화(deactivation) 시점 정보를 더 포함하고,
    상기 방법은 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 해제하기에 앞서 상기 비활성화 시점 정보에 따라 상기 활성화된 스몰 셀과의 연결을 비활성화하는 단계를 더 포함하는, 통신 수행 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 RRC 설정 메시지는 상기 복수의 스몰 셀 각각의 PCID(Physical Cell ID), ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier), 주파수, CIF(Carrier Indicator Field), 상기 추가 시점 정보, 상기 활성화 시점 정보, 비활성화 시점 정보 및 해제 시점 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 통신 수행 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 매크로 셀은 상기 복수의 스몰 셀과의 PRACH(Physical Random Access CHannel) 전송, OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) 프로세스 및 GPS(Global Positioning System) 중 적어도 하나를 이용하여 상기 위치 관계에 대한 정보를 획득하는 것인, 통신 수행 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 단말의 이동 속력을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 RRC 설정 메시지가 상기 이동 속력의 적용을 지시하는 경우, 상기 추가하는 단계 및 상기 활성화하는 단계는 상기 추가 시점 정보 및 상기 활성화 시점 정보를 상기 이동 속력에 따라 조절하는 것인, 통신 수행 방법.
  10. 매크로 셀(macro cell)과 스몰 셀(small cell)이 공존하는 이기종(heterogeneous) 셀 환경에서 이중 연결성(dual connectivity)을 가지며 통신을 수행하는 단말에 있어서,
    송신부;
    수신부; 및
    상기 송신부 및 상기 수신부와 연결되어 통신의 수행을 지원하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    스몰 셀로부터의 하향링크 신호가 임계값 이상의 세기로 수신됨을 보고하는 제 1 보고 메시지(report message)를 매크로 셀에 전송하도록 상기 송신부를 제어하고,
    상기 매크로 셀로부터 상기 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 클러스터(cluster)와의 연결을 지시하는 RRC 설정 메시지(Radio Resource Control configuration message)를 수신하도록 상기 수신부를 제어하고,
    상기 RRC 설정 메시지에 포함된 추가(addition) 시점 정보에 따라 상기 스몰 셀 클러스터에 포함된 복수의 스몰 셀과의 연결을 추가하고,
    상기 RRC 설정 메시지에 포함된 활성화(activation) 시점 정보에 따라 상기 추가된 복수의 스몰 셀과의 연결을 각각 활성화하도록 구현되되,
    상기 스몰 셀 클러스터는 상기 복수의 스몰 셀 간의 위치 관계에 대한 정보에 기초하여 결정되는 것인, 단말.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 활성화된 스몰 셀과의 연결을 통해 RRC 연결(RRC connected) 상태에서 통신을 수행하는 것인, 단말.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 추가 시점 정보가 상기 복수의 스몰 셀에 대하여 동일한 시점을 지시하는 경우,
    상기 프로세서는 상기 시점에 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 동시에 추가하는 것인, 단말.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 추가 시점 정보가 상기 복수의 스몰 셀에 대하여 서로 다른 시점을 지시하는 경우,
    상기 프로세서는 상기 추가 시점 정보에 따라 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 순차적으로 추가하는 것인, 단말.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    활성화된 스몰 셀로부터 임계값 미만의 세기를 갖는 하향링크 신호가 수신되는 경우, 상기 매크로 셀에 제 2 보고 메시지를 전송하도록 상기 송신부를 제어하고,
    상기 매크로 셀로부터 상기 스몰 셀 클러스터와의 연결 해제를 지시하는 RRC 재설정 메시지(RRC reconfiguration message)를 수신하도록 상기 수신부를 제어하고,
    상기 RRC 재설정 메시지에 포함된 해제(removal) 시점 정보에 따라 상기 스몰 셀 클러스터에 포함된 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 해제하도록 구현되는 것인, 단말.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 RRC 재설정 메시지는 비활성화(deactivation) 시점 정보를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 복수의 스몰 셀과의 연결을 해제하기에 앞서 상기 비활성화 시점 정보에 따라 상기 활성화된 스몰 셀과의 연결을 비활성화하는 것인, 단말.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 RRC 설정 메시지는 상기 복수의 스몰 셀 각각의 PCID(Physical Cell ID), ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier), 주파수, CIF(Carrier Indicator Field), 상기 추가 시점 정보, 상기 활성화 시점 정보, 비활성화 시점 정보 및 해제 시점 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 단말.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 매크로 셀은 상기 복수의 스몰 셀과의 PRACH(Physical Random Access CHannel) 전송, OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) 프로세스 및 GPS(Global Positioning System) 중 적어도 하나를 이용하여 상기 위치 관계에 대한 정보를 획득하는 것인, 단말.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 단말의 이동 속력을 측정하고,
    상기 RRC 설정 메시지가 상기 이동 속력의 적용을 지시하는 경우, 상기 프로세서는 상기 추가 시점 정보 및 상기 활성화 시점 정보를 상기 이동 속력에 따라 조절하는 것인, 단말.
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