WO2015026200A1 - 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기에 대한 디바이스-투-디바이스 통신 기반 서비스 제공 장치 및 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기에 대한 디바이스-투-디바이스 통신 기반 서비스 제공 장치 및 방법 Download PDF

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iue
rue
communication system
mobile communication
senb
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정민영
박승훈
김동현
김대균
류현석
배성재
임치우
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삼성전자 주식회사
성균관대학교산학협력단
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Definitions

  • the present invention will be referred to as device-to-device (D2D) (hereinafter, referred to as 'D2D') for an isolated user equipment (IUE) in a mobile communication system.
  • D2D device-to-device
  • IUE isolated user equipment
  • the present invention relates to a communication based service providing apparatus and method.
  • a device identifies itself as a device adjacent to the device and, if necessary, establishes a radio link with a specific device and transmits / receives data.
  • the radio link establishment and data transmission / reception processes are based on distributed operation among devices without the help of additional devices. Therefore, the D2D communication system has a separate infrastructure compared to other wireless communication systems. It has the advantage of being able to market quickly without.
  • the D2D communication system can solve the traffic overload problem that is currently concentrated in a base station or an access point (AP) by accepting data traffic locally.
  • AP access point
  • 3GPP 3rd generation project composition
  • '3GPP' the Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • 'IEEE' The same standardization organization established D2D communication standards based on long term evolution-advanced (LTE-A, ⁇ LTE-A '') or Wi-Fi (wireless-fidelity).
  • LTE-A long term evolution-advanced
  • Wi-Fi wireless-fidelity
  • 3GPP standardization work for supporting proximity service among devices has been actively performed.
  • a D2D communication method capable of improving data transmission speed between neighboring devices and reducing transmission delay is considered as a suitable method for supporting the proximity-based service between the devices.
  • RN relay node
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a structure of a general LTE mobile communication system including an RN.
  • the LTE mobile communication system includes an evolved packet core (EPC) 110 and an enhanced worldwide terrestrial radio access network.
  • network E-UTRAN, hereinafter referred to as 'E-UTRAN').
  • the EPC 110 is referred to as a mobile management entity (MME, hereinafter referred to as 'MME') / serving-gateway (S-GW, hereinafter referred to as 'S-GW') ( 111), an MME / S-GW 113, wherein the E-UTRAN 120 is an enhanced node B (eNB) (hereinafter referred to as 'eNB') 115 and a donor base station ( donor eNB: DeNB, hereinafter referred to as 'DeNB') 117, and RN (119).
  • eNB enhanced node B
  • DeNB donor base station
  • the RN 119 connects a backhaul link with the LTE mobile communication system using an Un interface, which is a wireless interface, to the LTE mobile communication system and a user equipment (UE). Relays control signals and data traffic.
  • Un interface which is a wireless interface
  • the DeNB 117 is an eNB supporting relay communication of the RN 119.
  • the DeNB 117 supports network connection of the RN 119 and transmits a control signal periodically or aperiodically to communicate the communication parameters of the RN 119. Modify (parameter)
  • the EPC 110 performs an authentication operation on the RN 119, and provides an operation such as providing parameters used for communication of the RN 119.
  • the RN is disposed in the service coverage of the cell or outside the service coverage of the cell to support communication for UEs located in the user dense area, the shadow area, and the cell boundary area.
  • the RN is generally fixedly placed at a specific location, it is difficult to support communication over a shadow area that may occur fluidly.
  • the RN since the RN is additionally deployed and operated by the service provider, the deployment and operation costs are relatively high. In particular, when an eNB or RN in a specific region fails to perform a normal function due to a disaster disaster, UEs existing in the specific region may not perform normal communication.
  • An embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for providing a D2D communication based service for an IUE in a mobile communication system.
  • an embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for providing a D2D communication-based service by forming a link appropriately to an IUE existing outside the service coverage of a base station of a mobile communication system.
  • the method proposed in one embodiment of the present invention In a method of providing a device-to-device (D2D) communication-based service for an isolated user equipment (IUE) by a relay user equipment (RUE) in a mobile communication system, And establishing a I2D and a D2D link, and supporting a relay cellular link establishment for the IUE based on the established D2D link, wherein the RUE includes a service coverage of an eNB (enhance node B: eNB). service coverage).
  • D2D device-to-device
  • IUE isolated user equipment
  • RUE relay user equipment
  • a method of receiving a device-to-device (D2D) communication based service by an isolated user equipment (IUE) in a mobile communication system the service coverage of an enhancement node B (eNB) process of establishing a D2D link with a relay user equipment (RUE) existing within a service coverage, and when authentication for the D2D communication is required in the mobile communication system, And transmitting a D2D discovery message to the candidate RUEs.
  • D2D device-to-device
  • IUE isolated user equipment
  • eNB enhancement node B
  • RUE relay user equipment
  • a method for providing a device-to-device (D2D) communication based service for an isolated user equipment (IUE) by an eNB in an mobile communication system the IUE Receiving a message indicating a communication support request for the IUE from each of candidate candidate RUEs that have decided to support relay communication for the IUE among candidate relay user equipments (RUEs) present near the; And determining whether to support communication for the IUE based on the capacity and system configuration information of the eNB.
  • D2D device-to-device
  • a process of performing link switching to a serving enhanced node B (SeNB) or a relay user equipment (RUE) existing in the same cell and a target eNB that is a different eNB from the SeNB When moving into service coverage of a target eNB (TeNB), handover and link switching to the TeNB may be performed.
  • SeNB serving enhanced node B
  • RUE relay user equipment
  • Another method proposed in one embodiment of the present invention A method of providing a device-to-device (D2D) communication based service for an isolated user equipment (IUE) by a target enhanced node B (TeNB) in a mobile communication system, And detecting a change of a point of attachment (PoA) for an IUE from a serving enhanced node B (SeNB) to a TeNB, and performing handover and link switching for the IUE.
  • D2D device-to-device
  • TeNB target enhanced node B
  • PoA point of attachment
  • a relay user equipment in a mobile communication system, a relay user equipment (RUE), comprising a transmitting unit, a receiving unit, and a control unit, wherein the control unit is an isolated user equipment.
  • Control to establish a device-to-device (D2D) link with an IUE, and support a relay cellular link establishment for the IUE based on the established D2D link, wherein the RUE is a base station.
  • node B characterized in that it exists in the service coverage (service coverage) of the eNB.
  • the user equipment comprises a transmitting unit, a receiving unit, and a control unit, wherein the control unit is an eNB (enhance node B: eNB).
  • the control unit is an eNB (enhance node B: eNB).
  • RUE relay user equipment
  • a base station (enhance node B: eNB) performs relay communication for the IUE among candidate relay user equipments (RUEs) present in the vicinity of an isolated user equipment (IUE).
  • RUEs relay user equipments
  • IUE isolated user equipment
  • a receiving unit that receives a message indicating a communication support request for the IUE from each candidate RUE determined to support, and a control unit for determining whether to support communication for the IUE based on the capacity and system configuration information of the eNB itself Characterized in that it comprises a.
  • an isolated user equipment (IUE) in a mobile communication system a transmission unit, a reception unit, and a control unit
  • the control unit includes the transmission as the point of attachment (PoA) is changed.
  • a unit and a receiving unit are controlled to perform link switching to a serving enhanced node B (SeNB) in a same cell or a relay user equipment (RUE) in a same cell, and the IUE is configured to perform the SeNB.
  • SeNB serving enhanced node B
  • RUE relay user equipment
  • the IUE is configured to perform the SeNB.
  • the transmitting unit and the receiving unit control to perform handover and link switching to the TeNB.
  • a target enhanced node B in a mobile communication system, a point of attachment (PoA) for an isolated user equipment (IUE) is obtained from a serving enhanced node B (SeNB). And a control unit for detecting a change to the TeNB, a transmitting unit and a receiving unit for performing handover and link switching for the IUE.
  • PoA point of attachment
  • SeNB serving enhanced node B
  • the phrases “associated with” and “associated therewith” and their derivatives include, be included within, and interconnected with (interconnect with), contain, be contained within, connect to or with, connect to or connect with or with, be communicable with, cooperate with, interleave, juxtapose, be proximate to, Something that is likely or be bound to or with, have, have a property of, etc .;
  • controller means any device, system, or portion thereof that controls at least one operation, wherein the device is hardware, firmware or software, or some combination of at least two of the hardware, firmware or software.
  • One embodiment of the present invention has the effect that it is possible to provide a D2D communication based service for the IUE in the mobile communication system.
  • an embodiment of the present invention has an effect that it is possible to provide a D2D communication-based service by forming a link appropriately to the IUE existing outside the service coverage of the base station of the mobile communication system.
  • an embodiment of the present invention has the effect that it is possible to provide a D2D communication-based service by enabling to support cellular communication for IUEs without additional device installation and management in the mobile communication system.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a structure of a general LTE mobile communication system including an RN
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a basic network environment of an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are signal flow diagrams schematically illustrating a process of establishing a relay cellular link for an IUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a network environment in which D2D communication based on eNB control is requested in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 5A and 5C are signal flow diagrams schematically illustrating a process of establishing a D2D and a relay cellular communication link in a network environment where eNB control-based D2D communication is requested in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 schematically illustrates an environment in which an IUE switches a communication path from a relay communication link (relay cellular communication link) with a RUE to a direct communication link with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a signal flow diagram schematically illustrating a process of switching a communication path from an IUE to a direct communication link with a SeNB in a relay communication link (relay cellular communication link) with an RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 schematically illustrates an environment in which an IUE establishes a relay cellular communication link with a specific RUE as the IUE moves out of service coverage of the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 9A and 9B illustrate a process of establishing a relay cellular communication link with a specific RUE as the IUE moves out of service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • Signal flow diagram schematically showing
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an environment in which an IUE performs link switching to another RUE existing in the same cell due to deterioration in link quality with an existing RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 11A and 11B are signal flow diagrams schematically illustrating a process of performing link switching to another RUE existing in the same cell due to deterioration of link quality with an existing RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an environment in which an RUE supporting communication of an IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 13A to 13B illustrate a process in which an IUE performs link switching to another cell in an environment in which an RUE supporting communication of an IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates an environment in which an IUE moves into a service coverage of a TeNB while performing relay cellular communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB outside of a cellular system in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 15A to 15B illustrate an LTE UE in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention while performing relay cellular communication through the RUE existing in the service coverage of the SeNB outside the service coverage of the cellular system.
  • Signal flow diagram schematically illustrating how an IUE performs link switching to another cell in a moving environment
  • FIG. 16 schematically illustrates an environment in which an IUE moves out of service coverage of a SeNB while performing direct communication with an SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 17A to 17B illustrate a process in which an IUE performs link switching to another cell in an environment in which an IUE moves out of service coverage of a SeNB while an IUE performs direct communication with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an RUE existing in a service coverage of a TeNB due to deterioration of a quality of a corresponding link while an IUE performs relay communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention; Schematic illustration of the environment for establishing D2D and relay cellular links
  • 19A to 19B are in the service coverage of the TeNB due to the deterioration of the quality of the link while the IUE performs the relay communication through the RUE in the service coverage of the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 schematically illustrates an internal structure of a UE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 schematically illustrates an internal structure of an eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a “component surface” includes one or more component representations.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • an electronic device may include a communication function.
  • the electronic device may include a smart phone, a tablet personal computer (PC), a mobile phone, a video phone, and an e-book reader (e).
  • -book reader desktop PC, laptop PC, netbook PC, personal digital assistant (PDA), portable Portable multimedia player (PMP, hereinafter referred to as 'PMP'), MP3 player, mobile medical device, camera, wearable device (e.g., head-mounted) Head-mounted device (HMD), for example referred to as 'HMD', electronic clothing, electronic bracelet, electronic necklace, electronic accessory, electronic tattoo, or smart watch ), Etc.
  • the electronic device may be a smart home appliance having a communication function.
  • the smart home appliance includes a television, a digital video disk (DVD) player, an audio, a refrigerator, an air conditioner, a vacuum cleaner, an oven, Microwave oven, washer, dryer, air purifier, set-top box, TV box (e.g. Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, or Google TVTM), gaming console ), An electronic dictionary, a camcorder, an electronic photo frame, and the like.
  • DVD digital video disk
  • an electronic device may be a medical device (eg, magnetic resonance angiography (MRA) device) and magnetic resonance imaging.
  • MRA magnetic resonance angiography
  • MRI magnetic resonance angiography
  • CT computed tomography
  • EDR event data recorder
  • FDR flight data (flight data).
  • automotive infotainment device navigational electronic device (e.g., navigational navigation device, gyro) Gyroscopes or compasses, avionics, security devices, industrial or consumer robots, and the like.
  • an electronic device includes a furniture, a part of a building / structure, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, and various measurement devices (eg, Water, electricity, gas or electromagnetic wave measuring devices) and the like.
  • various measurement devices eg, Water, electricity, gas or electromagnetic wave measuring devices
  • the electronic device may be a combination of devices as described above.
  • the electronic device according to the preferred embodiments of the present invention is not limited to the device as described above.
  • the device may be an electronic device as an example.
  • One embodiment of the present invention is a device-to-device (D2D) for an isolated user equipment (IUE) (hereinafter referred to as "IUE") in a mobile communication system.
  • D2D device-to-device
  • IUE isolated user equipment
  • An apparatus and method for providing communication-based service are provided.
  • the IUE represents a terminal existing outside the service coverage of the base station of the mobile communication system.
  • an embodiment of the present invention proposes an apparatus and method for providing a D2D communication-based service by forming a link appropriately to an IUE existing outside the service coverage of a base station of a mobile communication system.
  • the method and apparatus proposed in the embodiment of the present invention include a digital multimedia broadcasting (DMB) service, and a digital video broadcasting-handheld (DVP-).
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • DVP-H digital video broadcasting-handheld
  • ATSC-M / H Advanced Television Systems Committee-mobile / handheld
  • Mobile video services such as services, digital video broadcasting systems such as Internet protocol television (IPTV) services, and MPEG Media Transport (MPEG (moving picture experts group)).
  • IPTV Internet protocol television
  • MPEG MPEG Media Transport
  • MMT media transport
  • EPS evolved packet system
  • 'EPS' evolved packet system
  • LTE long-term evolution
  • LTE-A long-term evolution-advanced
  • HSDPA high speed downlink packet access
  • HSUPA high speed uplink packet access
  • HRPD High rate packet data
  • 3GPP2 3rd generation project partnership 2
  • WCDMA wideband code division multiple access
  • code d code division multiple access
  • CDMA code division multiple access
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • the mobile communication system is an LTE mobile communication system as an example.
  • one embodiment of the present invention largely includes a D2D and relay cellular communication link establishment procedure for initial network registration of the IUE and a communication mode maintenance and switching procedure for maintaining and switching the communication link of the IUE.
  • UE user equipment capable of D2D communication
  • a radio resource used for performing a discovery operation and a pairing operation of UEs is a resource dedicated to D2D communication in the LTE mobile communication system and uses a predefined radio frequency band.
  • an IUE which does not have an enhanced node B (eNB) (hereinafter referred to as 'eNB') accessible to the surroundings, and a serving eNB (SeNB) referred to as 'SeNB' around the IUE
  • eNB enhanced node B
  • SeNB serving eNB
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a basic network environment of an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 211, an RUE 213, and an eNB 215.
  • the link between the IUE 211 and the RUE 213 is a D2D link
  • the link between the RUE 213 and the eNB 215 is a relay cellular link.
  • FIG. 2 a basic network environment of the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention has been described.
  • the LTE mobile communication system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to IUE.
  • a process of establishing a relay cellular link will be described.
  • 3A and 3B are signal flow diagrams schematically illustrating a process of establishing a relay cellular link for an IUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 310, an RUE 320, an SeNB 330, and an MME 340.
  • the IUE 310 establishes a D2D link with the RUE 320 existing around the IUE 310 itself, and the RUE D2D link establishment and terminal relay communication request procedure 350 for requesting relay cellular communication support to the 320 and the RUE 320 and the RUE 320 itself to support relay communication for the IUE 310.
  • An RRC connection establishment procedure 360 for requesting the establishment of radio resource control (RRC, hereinafter referred to as 'RRC') connection between the SeNB 330, and the MNB 330 may be configured by the SeNB 330.
  • the IUE 310 establishes a D2D link with the RUE 320 existing around the IUE 310 itself, and establishes a D2D link and a terminal requesting the RUE 320 for relay cellular communication support.
  • the relay communication request procedure 350 is as follows.
  • the IUE 310 preferentially performs a cell search operation to search for neighboring eNBs that can be accessed. If there is no accessible neighbor eNB, the IUE 310 detects that the IUE 310 is in an isolated state, and performs a D2D discovery operation (step 311). In step 313, UEs in the vicinity of the UE are searched for, and a D2D link pairing operation with a specific UE, that is, the RUE 320, is performed. In an embodiment of the present invention, the IUE 310 may relay a preset number of bits, for example, 1 bit, in a discovery message periodically transmitted by each UE to perform a D2D discovery operation in order to select an RUE.
  • a preset number of bits for example, 1 bit
  • an arbitrary UE may set a field value of an RC field included in the discovery message to indicate that the arbitrary UE itself is normally connected to an eNB and that the arbitrary UE itself can perform an operation as an RUE.
  • a preset value for example, may be set to '1'.
  • the IUE 310 receives discovery messages broadcasted by neighboring UEs, measures received signal strength of the received discovery messages, and also calculates a bit value of an RC bit included in each of the discovery messages. Detect. Then, the IUE 310 selects a UE that is determined to be most suitable for D2D or relay cellular communication as a RUE based on the bit value of the RC bit. Thereafter, the IUE 310 forms a D2D link based on the selected RUE, that is, the RUE 320 and the D2D communication protocol applied in the corresponding system, and performs D2D communication with the RUE through the link (step 315).
  • the IUE 310 which has established the D2D link with the RUE 320, needs to perform relay cellular communication through a D2D control channel (D2DCCH, hereinafter referred to as 'D2DCCH') to the RUE 320.
  • a D2D RRC connection request (D2D_RRC connection request) message is transmitted.
  • the D2DCCH is a D2D channel for transmitting / receiving a control message between terminals
  • the D2DCCH is a D2D channel newly proposed in an embodiment of the present invention.
  • the D2DCCH may be implemented by modifying a general D2D channel.
  • the D2D_RRC connection request message is a message newly defined in an embodiment of the present invention to allow the IUE 310 to request relay cellular communication support from the RUE 320, and the IUE 310 and the RUE 320 ) And an identifier (ID, hereinafter referred to as 'ID') field and a D2D establishment reason (hereinafter referred to as 'D2D_establishment cause') field.
  • ID identifier
  • 'D2D_establishment cause' a D2D establishment reason
  • the D2D_establishment cause field is a field newly defined in one embodiment of the present invention to indicate a reason for a request for support for relay cellular communication of the IUE 310, and the IUE 310 is an abnormal communication such as a disaster disaster environment.
  • the field value of the D2D_establishment cause field is set to a preset value, for example, 1 '.
  • the field value of the D2D_establishment cause field is set to a preset value, for example,' Set to 0 '.
  • the RUE 320 When the RUE 320 receives a D2D_RRC connection request message from one or more IUEs, the RUE 320 detects a bit value of the D2D_establishment cause field of each of the received D2D_RRC connection request messages and sets the corresponding bit value to '1'. First, it supports relay cellular communication for the IUE that sent the D2D_RRC connection request message.
  • the RUE 320 Upon receiving the D2D_RRC connection request message from the IUE 310, the RUE 320 checks whether relay communication support for the IUE 310 is possible based on the D2D_RRC connection request message (step 319). When the relay communication support for the IUE 310 is possible as a result of the check, the RUE 320 is an RRC connection request (RRC connection request) with the SeNB 330 according to the current communication state of the RUE 320. Message, an RRC connection setup (RRC connection setup, hereinafter referred to as RRC connection setup) message, and an RRC connection setup complete (RRC connection setup complete).
  • RRC connection setup RRC connection setup
  • RRC connection setup complete RRC connection setup complete
  • RRC connection re-establishment request RRC connection re-establishment request
  • RRC connection re-establishment re-establishment RRC connection re-establishment
  • RRC connection re-establishment RRC connection re-establishment
  • 'RRC connection re-establishment' message RRC connection re-establishment' message
  • RRC connection re-establishment RRC connection re-establishment complete.
  • Send and receive messages RRC connection re-establishment.
  • RRC-idle RRC-idle
  • RRC-connected RRC-connected
  • messages related to RRC connection request are messages transmitted / received with an eNB when the UE is not performing cellular communication, that is, in an RRC-idle state, and UEs transmit messages related to RRC connection request. Requests a radio resource for transmitting / receiving a control message with an eNB through a / receiving procedure, and receives a corresponding resource.
  • RRC connection re-establishment-related messages are messages transmitted / received with an eNB when the UE is performing cellular communication, that is, in an RRC-connected state.
  • the eNB By transmitting / receiving relevant messages with the eNB, it reports to the eNB that re-establishment for the RRC connection is necessary due to deterioration of channel quality of the existing RRC link, and receives a parameter for a new RRC connection.
  • the RRC connection request message and the RRC connection re-establishment request message which the UE first transmits to the eNB, are IDs for identifying the UE transmitting the corresponding message and establishment cause indicating the reason for the RRC connection request.
  • Information elements such as IE (hereinafter, referred to as IE).
  • the establishment cause IE indicates a reason for the UE's own RRC connection to the eNB in a typical LTE mobile communication system, an RRC connection reason field indicating one of six reasons, and two spare fields. Include them.
  • the RRC connection reason field includes an emergency, high priority access, mobile terminating access, mobile originating signaling, and mobile originating data. one of originating data and delay tolerant access.
  • a D2D relaying (D2D_relaying, hereinafter referred to as 'D2D_relaying') field is newly added to the establishment cause IE so that the RUE 320 sends the SeNB 330 with respect to the IUE 310. Used to request relay cellular communication.
  • the RUE 320 transmits an RRC connection request message to the SeNB 330 through a common control channel (CCCH, hereinafter referred to as 'CCCH') (step 321).
  • the RRC connection request message includes an ID between the RUE and the IUE, and establishment cause IE.
  • the SeNB 330 determines whether to support relay communication for the IUE 310 based on the RRC connection request message (step 323), and corresponds to the determination result.
  • the RUE 320 transmits an RRC connection setup message, which is a response message to the RRC connection request message, between the SeNB 330 itself and the RUE 320 together with whether the relay communication is supported for the IUE 310.
  • a dedicated control channel which is a dedicated resource for RRC connection.
  • the RUE 320 Upon receiving the information on the DCCH, the RUE 320 notifies the SeNB 330 that the radio resource allocation is normally completed by transmitting an RRC connection setup complete message, which is a response message to the RRC connection setup message, through the DCCH (step 327). ).
  • an authentication procedure 370 in which the SeNB 330 performs operations such as authentication, security setting, location information update, etc. for the MME 340 and the IUE 310 will be described.
  • the SeNB 330 requests authentication for the IUE 310 by transmitting an initial UE (hereinafter, referred to as an "initial UE") message to the MME 340 (step 329).
  • the RRC establishment cause IE included in the Initial UE message is a field for indicating why the SeNB 330 transmits the Initial UE message to the MME 340 in a general LTE mobile communication system. Contains the same field as the establishment cause IE included.
  • the SeNB 330 is used to request the relay cellular communication for the IUE 310 to the MME 340 in the same manner as the establishment cause IE.
  • the MME 340 Upon receiving the initial UE message, the MME 340 detects a D2D_eelyaing field included in the initial UE message and performs an authentication operation on the IUE 310 (step 331). When the authentication for the IUE 310 is completed as a result of performing the authentication operation, the MME 340 encrypts the IUE 310 based on the relay communication between the SeNB 330 and the RUE 320. A key generation and location information update operation is performed (step 331).
  • the SeNB 330 establishes and manages a relay cellular communication link that reconfigures the parameters for the RRC connection between the IUE 310 and the RUE 320, or between the SeNB 330 itself and the RUE 320.
  • Procedure 380 will be described.
  • the SeNB 330 responds to an RRC connection reconfiguration (hereinafter referred to as 'RRC connection reconfiguration') message between the SeNB 330 itself and the RUE 320 or between the RUE 320 and the IUE 310. It transmits to the RUE 320 including the parameters for the RRC connection to use for data transmission / reception of the.
  • the RUE 320 receives the RRC connection reconfiguration message to reconfigure the RRC connection between the RUE 320 and the SeNB 330 and transmits the RRC connection reconfiguration message to the IUE 310 through a D2DCCH ( Step 335).
  • the IUE 310 performs a reconfiguration operation for the D2D link and the RRC connection based on the RRC connection reconfiguration message, and an RRC connection reconfiguration complete message, which is a response message to the RRC connection reconfiguration message through the D2DCH. Is transmitted to the RUE 320 (step 337). Upon receiving the RRC connection reconfiguration complete message from the IUE 310, the RUE 320 performs a reconfiguration operation for the D2D link and the RRC connection based on the RRC connection reconfiguration message, and performs an RRC connection to the SeNB 330 through the DCCH. Send a reconfiguration complete message (step 339).
  • the IUE 310, the RUE 320, and the SeNB 330 may transmit / receive data through the relay cellular link (step 341).
  • FIGS. 3A to 3B illustrate a process of establishing a relay cellular link for an IUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present disclosure
  • various modifications may be made to FIGS. 3A to 3B.
  • steps are shown in FIGS. 3A-3B, the steps described in FIGS. 3A-3B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times.
  • steps described in FIGS. 3A-3B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times.
  • 3A to 3B have described a process of establishing a relay cellular link for an IUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a network environment that does not support distributed D2D link establishment of UEs or a network environment that requires authentication for all terminals when performing communication that is, a network environment where D2D communication based on eNB control is requested, it is described with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a network environment in which D2D communication based on eNB control is requested in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an eNB B 411, UEs 413, 415, 417, an IUE 419, an eNB A 421, and UEs 423, 425, 427.
  • FIG. 4 a network environment in which D2D communication based on eNB control is requested in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention has been described.
  • FIGS. 5A to 5C A process of establishing a D2D and a relay cellular communication link in a network environment where eNB control-based D2D communication is requested in the LTE mobile communication system will be described.
  • 5A to 5C are signal flow diagrams schematically illustrating a process of establishing a D2D and a relay cellular communication link in a network environment where eNB control-based D2D communication is requested in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 510, an RUE 520, an SeNB 530, and an MME 540.
  • IUE 510 an IUE 510
  • RUE 520 an RUE 520
  • SeNB 530 an SeNB 530
  • MME 540 an MME 540
  • each candidate RUE is connected to a specific eNB (SeNB).
  • SeNB eNode B
  • the process of establishing a D2D and relay cellular communication link described in FIGS. 5A-5C includes a D2D discovery and communication request procedure 550, an RRC connection establishment procedure 560, an authentication procedure 570, and a D2D communication.
  • the D2D communication link establishment and management procedure 580 and the relay cellular communication link establishment and management procedure 590 respectively.
  • the IUE 510 detects that the IUE 510 itself is in an isolated state through a cell search operation, and performs a D2D discovery operation on neighboring terminals (step 511).
  • the IUE 510 detects that one or more UEs exist around the IUE 510 as a result of performing a discovery operation
  • the IUE 510 sends a D2D_RRC connection request message to the one or more UEs through a D2DCCH. Broadcast (step 513).
  • the D2D_RRC connection request message includes an ID of the IUE 510 itself and a establishment cause IE indicating a reason for transmitting the D2D_RRC connection request message.
  • UEs receiving the D2D_RRC connection request message may determine whether to support communication with the IUE 510 based on the received signal strength of the D2D_RRC connection request message and the status of UEs receiving the D2D_RRC connection request message. Determine (step 515).
  • candidate RUEs that have determined to support communication for the IUE 510 transmit an RRC connection request message to eNBs (SeNBs) to which the candidate RUEs are connected.
  • eNBs eNBs
  • request communication support for the IUE 510 The eNBs (SeNBs) receiving the RRC connection request message determine whether to support relay communication for the IUE 510, and determine whether the IUE 510 of the IUE 510 is based on the received signal strength (link quality) received from the corresponding RUEs. Select a RUE to support communication.
  • the eNBs are the link quality between the RUE and the IUE 510 selected by each eNB (SeNB) or the traffic load of each cell through an X2 interface with neighboring eNBs (SeNBs) of the eNBs (SeNBs) themselves.
  • the SeNB to support communication of the IUE 510 is selected (step 519).
  • the SeNB 530 allocates resources for the RRC connection between the SeNB 530 and the RUE 520 and CCCH an RRC connection setup message including information on the RRC connection setup.
  • the RUE 520 is transmitted to the RUE 520.
  • the RUE 520 transmits an RRC connection setup complete message, which is a response message to the RRC connection setup message, to the SeNB 530 through the DCCH (step 523).
  • authentication for a UE acquires an authentication vector for a specific UE through a home subscriber server (HSS), which is referred to as HSS. This is done by performing a mutual authentication operation with the UE using one authentication vector.
  • HSS home subscriber server
  • a minimum authentication procedure is defined as an authentication procedure for establishing a D2D link of the IUE 510.
  • the MME 540 receives the ID of the IUE 510 from the RUE 520 to perform authentication for the IUE 510, and the HME (see FIGS. 5A-5C). (Not shown).
  • the HSS determines whether the IUE 510 is a UE registered in the cellular system based on the received ID of the IUE 510, and transmits the determination result to the MME 540.
  • the MME 540 notifies the SeNB 530, and the SeNB 530 transmits resource information for D2D communication between the IUE 510 and the RUE 520. (Step 527).
  • the SeNB 530 transmits an RRC connection reconfiguration message to the RUE 520 (step 529), and the RRC connection between the SeNB 530 itself and the RUE 520 or the D2D between the RUE 520 and the IUE 510. Allocate resources for communication.
  • the RUE 520 receives the RRC connection reconfiguration message from the SeNB 530, the RUE 520 performs a D2D link pairing operation with the IUE 510 (step 531). In this manner, after performing the D2D link pairing operation with the IUE 510, the RUE 520 uses a RRC connection reconfiguration message to provide resource information for communication between the RUE 520 and the IUE 510 using a D2DCCH. Transmit via step 553.
  • the IUE 510 Upon receiving the RRC connection reconfiguration message from the RUE 520, the IUE 510 selects a communication mode type (step 535), and includes an RRC connection reconfiguration complete message including information indicating the selected communication mode type. Is transmitted to the RUE 520 (step 537).
  • the communication mode type indicates the type of communication mode that the UE intends to perform, and it is assumed that the IUE 510 selects the communication mode type as the relay cellular type communication in FIGS. 5A to 5C.
  • the RUE 520 Upon receiving the RRC connection reconfiguration complete message from the IUE 510, the RUE 520 transmits the received RRC connection reconfiguration complete message to the SeNB 530 as it is (step 539).
  • the RRC connection reconfiguration complete message transmitted in steps 537 and 539 includes a non-critical extensions future field.
  • the D2D relay cellular which is a field indicating whether the IUE selects relay cellular communication. It is defined as a link request (D2D_relayed cellular link request, hereinafter 'D2D_relayed cellular link request' field) field. That is, the IUE 510 sets a field value of the D2D_relayed cellular link request field to a preset value, for example, '1' when relay cellular communication is required, and otherwise, the D2D_relayed when the relay cellular communication is not required.
  • a field value of the cellular link request field is set to a preset value, for example, '0'. Accordingly, the SeNB 530 that has received the RRC connection reconfiguration complete message through the RUE 520 is based on the field value of the D2D_relayed cellular link request field included in the RRC connection reconfiguration complete message. It is decided whether or not to support relay cellular communication.
  • the relay cellular communication link establishment and management procedure 590 i.e., the relay cellular communication link establishment and management procedure 590 corresponding to steps 541 to 557, may be performed using the relay cellular communication link establishment and management described with reference to FIGS. It is performed in the same manner as the management procedure, and thus the detailed description thereof will be omitted here.
  • FIG. 5A to FIG. 5C illustrate a process of establishing a D2D and relay cellular communication link in a network environment in which an eNB control-based D2D communication is requested in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention
  • various modifications may be made.
  • these can be done for FIGS. 5A-5C.
  • steps described in FIGS. 5A-5C may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times.
  • FIGS. 5A to FIG. 5C illustrate a process of establishing a D2D and relay cellular communication link in a network environment in which an eNB control-based D2D communication is requested in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 to 5A to 5C have described the D2D and relay cellular communication link establishment procedure for initial network registration of the IUE according to an embodiment of the present invention.
  • the IUE according to an embodiment of the present invention is described.
  • the communication mode maintenance and switching procedure for communication link maintenance and switching will be described.
  • one embodiment of the present invention defines seven scenarios that may occur according to the movement of the IUE or RUE, and proposes a communication mode maintenance and switching procedure applicable to each of the seven scenarios.
  • the seven scenarios defined in the embodiment of the present invention are classified into a case where the IUE switches a communication link in the same cell and a case in which the communication link is switched to another cell.
  • a point of attachment (PoA) for the IUE is changed so that the base station or the same cell exists in the same cell.
  • PoA point of attachment
  • link switching to another cell indicates link switching as a change of an eNB supporting communication of an IUE is required as UEs move.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an environment in which an IUE switches a communication path from a relay communication link (relay cellular communication link) with a RUE to a direct communication link with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • relay communication link relay cellular communication link
  • the LTE mobile communication system includes a SeNB 611, an RUE 613, and an IUE 615.
  • the IUE 615 moves within the service coverage of the specific cell while performing relay cellular communication through the RUE 613 outside the service coverage of the specific cell, the IUE 615 is directly connected with the SeNB 611. Communicate.
  • the IUE 615 periodically measures the communication link quality of the IUE 615 itself and the received signal strength from the SeNB 611 or the received signal strength from neighboring UEs capable of supporting relay cellular communication. Comparing creates and updates a list of candidate RUEs for communication link switching.
  • FIG. 6 illustrates an environment in which an IUE switches a communication path from a relay communication link (relay cellular communication link) with a RUE to a direct communication link with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a process of switching an IUE from a relay communication link (relay cellular communication link) with a RUE to a direct communication link with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to 7.
  • FIG. 7 is a signal flowchart schematically illustrating a process of switching an IUE from a relay communication link (relay cellular communication link) with a RUE to a direct communication link with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 710, an RUE 720, and an SeNB 730.
  • the process in which the IUE 710 illustrated in FIG. 7 switches the communication path from the relay communication link (the relay cellular communication link) with the RUE 720 to the direct communication link with the SeNB is performed by the IUE 710.
  • the IUE 710 may be configured.
  • RRC connection re-configuration in which the IUE 710 receives information for reconfiguring an existing RRC connection from the SeNB 730 according to the RRC connection re-establishment request and RRC connection re-establishment response procedure 750 and the network environment change.
  • Each procedure 760 is described as follows.
  • a measurement and reporting procedure 740 in which the IUE 710 performs a neighbor cell search operation and a measurement operation from the SeNB 730 through the relay of the RUE 720, and reports a measurement result according to the measurement operation performed 740. ) Is as follows.
  • the SeNB 730 is connected to the RUE 720 via the RUE 720.
  • a logged measurement configuration (hereinafter, referred to as a "logged measurement configuration") message is transmitted to the IUE 710 (step 713).
  • the IUE 710 that receives the logged measurement configuration message from the SeNB 730 through the RUE 720 searches for neighbor cells and communicates based on measurement configuration information included in the logged measurement configuration message.
  • a quality measurement operation and a D2D search operation for a link are performed (step 715), and the measured result is reported to the SeNB 730 through a measurement report (hereinafter, referred to as a 'measurement report') message.
  • the IUE 710 performs the D2D discovery operation to detect the presence of neighboring terminals of the IUE 710 itself, and generates and updates a list of candidate RUEs that are considered to be link switchable. (Step 715).
  • the IUE 710 transmits a communication request message to candidate RUEs included in the list of the IUE 710 itself and performs link switching to the corresponding UE.
  • the SeNB 730 that receives the measurement report message from the IUE 710 determines whether to perform the link switching of the IUE 710 based on the measurement report, and if the link switching is necessary, the IUE 710. ), An RRC connection release (hereinafter, referred to as an RRC connection release) message (step 719), and the SeNB 730 sends an RRC connection re-establishment request message by the IUE 710.
  • an uplink (UL) resource is allocated to the IUE 710 for transmission.
  • the RRC Connection Release message is a message transmitted by the eNB to the IUE to release the RRC connection
  • the RRC connection release message includes a release cause IE indicating a reason for the RRC connection release.
  • the release cause IE indicates one of three reasons, namely, load balancing, cs-fallback, and others, and according to an embodiment of the present invention, D2D mode switching (D2D_mode) indicating a link switching reason of the IUE. switch, hereinafter referred to as 'D2D_mode switch'), and further defines the reason for use by the eNB to control the communication mode of the IUE.
  • D2D_mode D2D mode switching
  • messages transmitted / received between the IUE 710 and the SeNB 730 are newly defined between the IUE 710 and the RUE 720 and the D2DCCH and the RUE 720. It is transmitted / received on the DCCH between SeNBs 730.
  • the RUE connection re-establishment request and RRC connection re-establishment response procedure for determining that the IUE 710 is capable of communicating with the SeNB 730 and allocating radio resources for direct communication from the SeNB 730. 750 is as follows.
  • the IUE 710 allocated with resources for uplink transmission from the SeNB 730 is connected with the SeNB 730 and an RRC connection re-establishment request message in the RRC connection re-establishment request and RRC connection re-establishment response procedure.
  • the RRC connection re-establishment message and the RRC connection re-establishment complete message are transmitted and received to allocate resources for a new RRC connection (steps 723, 725 and 727).
  • an RRC connection re-configuration procedure 760 in which the IUE 710 receives information for reconfiguring an existing RRC connection from the SeNB 730 according to an environment change of the network will be described.
  • the IUE 710 transmits / receives an RRC connection reconfiguration message and an RRC connection reconfiguration complete message with the SeNB 730, the IUE 710, and the IUE 710 itself. Reconfigure the RRC connection between the SeNB 730 (steps 727 and 729). In this way, as the RRC connection is reconfigured, the IUE 710 directly performs cellular communication with the SeNB 730 through the allocated resources (step 733).
  • FIG. 7 illustrates a process of switching the communication path from the relay communication link (relay cellular communication link) with the RUE to the direct communication link with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention
  • relay communication link relay cellular communication link
  • FIG. 7 illustrates a process of switching the communication path from the relay communication link (relay cellular communication link) with the RUE to the direct communication link with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 a process of switching the communication path from the relay communication link (relay cellular communication link) with the RUE to the direct communication link with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention has been described.
  • an IUE establishes a relay cellular communication link with a specific RUE as the UE moves out of service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB. Let's explain.
  • FIG. 8 schematically illustrates an environment in which an IUE establishes a relay cellular communication link with a specific RUE as the IUE moves out of service coverage of the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention. The figure is shown.
  • the LTE mobile communication system includes a SeNB 811, an RUE 813, and an IUE 815.
  • the IUE 815 uses the D2D and relay cellular link establishment procedure proposed in one embodiment of the present invention because it performs a switch from a general communication link (direct communication or relay cellular communication) to a relay cellular link with another terminal. Can be.
  • FIG. 8 illustrates an environment in which an IUE establishes a relay cellular communication link with a specific RUE as the IUE moves out of service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the IUE performs direct communication with the SeNB, it moves out of the service coverage of the corresponding SeNB.
  • a process of establishing a communication link will be described.
  • 9A and 9B illustrate a process of establishing a relay cellular communication link with a specific RUE as the IUE moves out of service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 910, an RUE 920, and an SeNB 930.
  • the IUE 910 illustrated in FIGS. 9A to 9B moves out of the service coverage of the SeNB 930 while performing direct communication with the SeNB 930, a specific RUE, that is, the RUE 920 and the IUE 910 shown in FIGS.
  • the establishment of the relay cellular communication link includes the measurement and reporting procedure 940 of the IUE 910 and the D2D and relay cellular communication link establishment procedure 950 for the IUE 910.
  • the measurement and reporting procedure 940 of the IUE 910 is similar to the measurement and reporting procedure 740 described with reference to FIG. 7, a detailed description thereof will be omitted.
  • the IUE 910 selects the RUE 920 as a candidate RUE through a D2D discovery operation, and performs a D2D link pairing operation with the RUE 920 when receiving the RRC connection release message.
  • the D2D and relay cellular communication link establishment procedure 950 shown in FIGS. 9A-9B is similar to the relay cellular communication link establishment and management procedure 380 described in FIGS. 3A-3B, and thus detailed description thereof will be omitted herein. Shall be.
  • the IUE 910 since the IUE 910 has already performed an authentication procedure with the network, the IUE 910 does not additionally perform an authentication procedure with the network.
  • FIGS. 9A to 9B establish a relay cellular communication link with a specific RUE as the IUE moves out of service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A-9B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times.
  • steps described in FIGS. 9A-9B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times. Of course.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an environment in which an IUE performs link switching to another RUE existing in the same cell due to deterioration in link quality with an existing RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an SeNB 1011, an RUE A 1013, an IUE 1015, and an RUE B 1017.
  • the IUE 1015 performs link switching to a new RUE, that is, RUE A 103, existing in the same cell because the link quality with the existing RUE, that is, the RUE B 1017, is deteriorated.
  • the IUE 1015 performs the switching from the general communication link (direct communication or relay cellular communication) to the relay cellular link with another terminal, the D2D and relay cellular link proposed in the embodiment of the present invention are established. Procedures can be used.
  • FIG. 10 illustrates an environment in which an IUE performs link switching to another RUE existing in the same cell due to deterioration in link quality with an existing RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a process of performing link switching to another RUE existing in the same cell due to deterioration of link quality with an existing RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11B.
  • 11A and 11B are signal flow diagrams schematically illustrating a process of performing link switching to another RUE existing in the same cell due to deterioration of link quality with an existing RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention. to be.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 1110, an RUE A 1120, an RUE B 1130, and an SeNB 1140.
  • the IUE 1110 shown in FIGS. 11A-11B deteriorates the link quality with the existing RUE, that is, the RUE B 1130, and performs link switching to another RUE that exists in the same cell, that is, the RUE A 1120.
  • the process includes the measurement and reporting procedure 1150 of the IUE 1110 and the D2D and relay cellular communication link establishment procedure 1160 for the IUE 1110.
  • the measurement and reporting procedure 1150 of the IUE 1110 is similar to the measurement and reporting procedure 740 described with reference to FIG. 7, a detailed description thereof will be omitted.
  • the IUE 1110 selects RUE A 1120 as a candidate RUE through a D2D discovery operation, and when receiving an RRC connection release message, performs the D2D link pairing operation with the RUE A 1120.
  • the D2D and relay cellular communication link establishment procedure 1160 shown in FIGS. 11A-11B is similar to the relay cellular communication link establishment and management procedure 380 described in FIGS. 3A-3B, and thus detailed description thereof will be omitted herein. Shall be.
  • the IUE 1110 since the IUE 1110 has already performed an authentication procedure with the network, the IUE 1110 does not additionally perform an authentication procedure with the network.
  • FIGS. 11A and 11B illustrate a process of performing link switching to another RUE existing in the same cell due to deterioration in link quality with an existing RUE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention
  • 6 to 11B have described communication mode maintenance and switching procedures for communication link maintenance and switching of an IUE according to an embodiment of the present invention assuming link switching in the same cell.
  • a description will be given of a communication mode maintenance and switching procedure for maintaining and switching a communication link of an IUE according to an embodiment of the present invention in the case of assuming that the communication link to a cell is switched.
  • FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an environment in which an RUE supporting communication of an IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an SeNB 1211, an IUE 1213, an RUE 1215, and a target eNB (TeNB) (hereinafter referred to as 'TeNB') 1217. It includes.
  • the RUE 1215 of the IUE 1213 performs a handover to the TeNB 1217 as it moves to a service coverage of the eNB that is different from the SeNB 1211, that is, the TeNB 1217, and the IUE 1213. Maintains a cellular relay communication link with the RUE 1215.
  • the IUE 1213 maintains an existing link with the RUE 1215 or directly connects to a new eNB, that is, the TeNB 1217, and extends the handover procedure used in a general LTE mobile communication system. can do.
  • the RUE 1215 performs handover to the TeNB 1217
  • the IUE 1213 maintains a relay cellular link with the RUE 1215
  • the RUE 1215 performs a handover. 1217) to receive information for a new RRC connection reconfiguration to reconfigure the RRC connection.
  • FIGS. 13A to 13B illustrate an environment in which an RUE supporting communication of an IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is described with reference to FIGS. 13A to 13B.
  • a process of performing link switching to another cell by the IUE in an environment in which an RUE supporting communication of the IUE moves out of service coverage of another eNB will be described.
  • FIG. 13A to 13B illustrate a process in which an IUE performs link switching to another cell in an environment in which an RUE supporting communication of an IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 1310, an RUE 1320, an SeNB 1330, a TeNB 1340, and an MME 1350.
  • the RUE 1320 of the IUE 1310 performs a handover to the TeNB 1340 as it moves to a service coverage of the eNB that is different from the SeNB 1330, that is, the TeNB 1340, and the IUE 1310. Maintains a cellular relay communication link with the RUE 1320. In addition, the IUE 1310 maintains an existing link with the RUE 1320 or directly connects to the TeNB 1340.
  • the handover procedure used in the general LTE mobile communication system may be extended and applied.
  • the RUE 1320 performs a handover to the TeNB 1340, the IUE 1310 maintains a relay cellular link with the RUE 1320, and the RUE 1320 performs a handover. Receive information for a new RRC connection reconfiguration from 1340 to reconfigure the RRC connection.
  • an IUE performs link switching to another cell in an environment in which an RUE supporting communication of an IUE moves out of service coverage of another eNB.
  • the process is performed by the measurement and reporting procedure 1360 of the IUE 1310, the handover request / response and RRC connection reconfiguration procedure 1370 and the RUE 1320 or IUE 1310 through the SeNB 1330 and the TeNB 1340. Packet synchronization and handover completion procedure 1380 after link switching).
  • the measurement and reporting procedure 1360 is similar to the measurement and reporting procedure 740 described with reference to FIG. 7, a detailed description thereof will be omitted herein.
  • the SeNB 1330 determines that handover to the IUE 1310 or the RUE 1320 is necessary based on the measurement result included in the measurement report message received from the RUE 1320 (step 1317). Accordingly, the SeNB 1330 transmits a handover request (hereinafter, referred to as a handover eequest) message to the TeNB 1340 (step 1319), and the TeNB 1340 transmits a handover request message. Based on the control of the handover acceptance for the IUE (1310) or RUE 1320 (step 1321), a handover request ack (handover request ack, hereinafter 'handover request ack') that is a response message to the handover request message Message) to the SeNB 1330 (step 1323).
  • a handover request ack handover request ack, hereinafter 'handover request ack'
  • the handover request message and the handover request ack message are messages transmitted / received between the SeNB and the TeNB to determine whether to perform a handover of the UE in a general LTE mobile communication system.
  • a bit preset in cause IE included in a handover request message used in a general LTE mobile communication system for example, a 2-bit D2D handover (D2D_handover, hereinafter referred to as 'D2D_handover') field.
  • D2D_handover a 2-bit D2D handover
  • 'D2D_handover' 2-bit D2D handover
  • the field value of the D2D_handover field is described as '00', this indicates that the handover request is not performed for the IUE.
  • the TeNB 1340 transmits the handover request ack message including information on the RRC connection that the IUE 1310 or the RUE 1320 will use in the TeNB 1340 's own service coverage.
  • the SeNB 1330 Upon receiving the handover request ack message, the SeNB 1330 transmits an RRC connection reconfiguration message to the IUE 1310 or the RUE 1320 to inform the corresponding UE of resource information on the RRC connection received from the TeNB 1340. (Step 1325).
  • the IUE 1310 or the RUE 1320 Upon receiving the RRC connection reconfiguration message from the SeNB 1330, the IUE 1310 or the RUE 1320 releases an existing RRC connection with the SeNB 1330 and performs a synchronization operation with the TeNB 1340 (step 1327). ).
  • the SeNB 1330 transmits packet information being transmitted to the IUE 1310 or the RUE 1320 to the TeNB 1340 to support packet synchronization of the TeNB 1340 (steps 1329 and 1331). Step 1333).
  • the IUE 1310 or the RUE 1320 notifies the TeNB 1340 that the handover is completed by transmitting an RRC connection reconfiguration complete message to the TeNB 1340 (step 1337).
  • the TeNB 1340 transmits a UE context release (UE context release) message to the SeNB 1330 (step 1343). Accordingly, the SeNB 1330 transmits the UE context release message.
  • the radio resource allocated to the IUE 1310 or the RUE 1320 which performed the handover is released (step 1345).
  • FIGS. 13A to 13B illustrate that the IUE performs link switching to another cell in an environment in which an RUE supporting communication of the IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13A-13B illustrate that the IUE performs link switching to another cell in an environment in which an RUE supporting communication of the IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13A-13B various modifications may be made to FIGS. 13A-13B.
  • the steps described in FIGS. 13A-13B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times.
  • the steps described in FIGS. 13A-13B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times. Of course.
  • 13A to 13B illustrate a process in which an IUE performs link switching to another cell in an environment in which an RUE supporting communication of an IUE moves out of service coverage of another eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the IUE is performing relay cellular communication through an RUE existing in the service coverage of the SeNB outside the service coverage of the cellular system. An environment moving into the service coverage of the TeNB will be described.
  • FIG. 14 illustrates an environment in which an IUE moves into a service coverage of a TeNB while performing relay cellular communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB outside of a cellular system in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure is a schematic diagram.
  • the LTE mobile communication system includes an SeNB 1411, an RUE 1413, an IUE 1415, and a TeNB 1417.
  • the TeNB as the IUE 1415 moves to the service coverage of the TeNB 1417 while performing relay cellular communication via the RUE 1413 that is in the service coverage of the SeNB 1411 outside the service coverage of the cellular system.
  • FIG. 14 illustrates an environment in which an IUE moves into a service coverage of a TeNB while performing relay cellular communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB outside of a cellular system in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • relay cellular communication is performed through an RUE in which the IUE is present in the service coverage of the SeNB outside the service coverage of the cellular system.
  • a process of performing a link switching to another cell by an IUE in an environment moving into service coverage of the TeNB while performing the operation will be described.
  • 15A to 15B illustrate an LTE UE in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention while performing relay cellular communication through the RUE existing in the service coverage of the SeNB outside the service coverage of the cellular system.
  • a signal flow diagram schematically illustrating a process of performing link switching to another cell by an IUE in a moving environment.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 1510, an RUE 1520, an SeNB 1530, a TeNB 1540, and an MME 1550.
  • the IUE 1510 maintains an existing link with the RUE 1520 or directly connects to the TeNB 1540.
  • the handover procedure used in the general LTE mobile communication system may be extended and applied.
  • the IUE 1510 releases an existing D2D and relay cellular link with the RUE 1520, and performs link switching to the TeNB 1540.
  • an IUE performs a relay cellular communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB outside a service coverage of a cellular system.
  • the process of performing the link switching to another cell by the IUE in the environment moving into the service coverage includes the measurement and reporting procedure 1560 of the IUE 1510, the handover request / response through the SeNB 1530 and the TeNB 1540, and An RRC connection reconfiguration procedure 1570 and a packet synchronization and handover completion procedure 1580 after performing link switching of the RUE 1520 or the IUE 1510 are included.
  • the measurement and reporting procedure 1560 is similar to the measurement and reporting procedure 740 described with reference to FIG. 7, a detailed description thereof will be omitted herein.
  • the SeNB 1330 determines that handover is required for the IUE 1510 or the RUE 1520 based on the measurement result included in the measurement report message received from the RUE 1520 (step 1517). Accordingly, the SeNB 1530 transmits a handover request message to the TeNB 1540 (step 1519), and the TeNB 1540 transmits a handover request message to the IUE 1510 or the RUE 1520 based on a handover request message. In step 1521, a handover request ack message, which is a response message to the handover request message, is transmitted to the SeNB 1530 (step 1523).
  • the handover request message and the handover request ack message are messages transmitted / received between the SeNB and the TeNB to determine whether to perform a handover of the UE in a general LTE mobile communication system.
  • a preset bit for example, a 2-bit D2D_handover field is added to a cause IE included in a handover request message used in a general LTE mobile communication system to further indicate a reason for a handover request for an IUE.
  • the field value of the D2D_handover field is described as '00', this indicates that the handover request is not performed for the IUE.
  • the TeNB 1540 transmits the handover request ack message by including information on the RRC connection that the IUE 1510 or the RUE 1520 will use in its service coverage of the TeNB 1540.
  • the SeNB 1530 Upon receiving the handover request ack message, the SeNB 1530 transmits an RRC connection reconfiguration message to the IUE 1510 or the RUE 1520 to inform the corresponding UE of resource information on the RRC connection received from the TeNB 1540. (Step 1525).
  • the IUE 1510 or the RUE 1520 Upon receiving the RRC connection reconfiguration message from the SeNB 1530, the IUE 1510 or the RUE 1520 releases an existing RRC connection with the SeNB 1530 and performs a synchronization operation with the TeNB 1540 (step 1527). ).
  • the SeNB 1530 transmits packet information transmitted to the IUE 1510 or the RUE 1520 to the TeNB 1540 to support packet synchronization of the TeNB 1540 (steps 1529 and 1531). Step 1533).
  • the IUE 1510 or the RUE 1520 notifies the TeNB 1540 that the handover is completed by transmitting an RRC connection reconfiguration complete message to the TeNB 1540 (step 1537).
  • Relay cellular communication with the TeNB 1540 through the RUE 1520 or direct cellular communication with the TeNB 1540 is performed (steps 1539 and 1541).
  • the TeNB 1540 transmits a UE context release message to the SeNB 1530 (step 1543).
  • the SeNB 1530 transmits to the IUE 1510 or the RUE 1520 that performed the handover.
  • the allocated radio resource is released (step 1545).
  • FIGS. 15A and 15B illustrate a service of a TeNB while an IUE performs relay cellular communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB outside of a cellular system in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the IUE shows the process of performing a link switch to another cell in an environment moving into coverage
  • FIGS. 15A-15B various modifications may be made to FIGS. 15A-15B.
  • the steps described in FIGS. 15A-15B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times. Of course.
  • an IUE is performed within a service coverage of a TeNB while performing relay cellular communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB outside a service coverage of a cellular system.
  • the process of performing link switching to another cell by the IUE in a mobile environment has been described.
  • the IUE performs direct communication with the SeNB in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. 16. An environment moving out of service coverage of the SeNB will be described.
  • FIG. 16 schematically illustrates an environment in which an IUE moves out of service coverage of a SeNB while performing direct communication with an SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an SeNB 1611, an IUE 1613, an RUE 1615, and a TeNB 1617.
  • D2D and relay cellular with the RUE 1615 present in the service coverage of the TeNB 1617 as the IUE 1613 moves out of service coverage of the SeNB 1611 while performing direct communication with the SeNB 1611.
  • Establish a link That is, the IUE 1613 performs relay link switching to the RUE 1615 existing in the service coverage of the TeNB 1617 as the link quality with the SeNB 1611 is deteriorated.
  • the IUE 1613 performs a link switching to the TeNB 1617 by performing a D2D and relay cellular link establishment procedure for the TeNB 1617 and the RUE 1615 after the cellular communication link with the SeNB 1611 is terminated. To perform.
  • FIG. 16 illustrates an environment in which an IUE moves out of service coverage of a SeNB while performing direct communication with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 17A to 17B a process of performing a link switching to another cell by the IUE in an environment in which the IUE moves out of service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB will be described. .
  • 17A to 17B illustrate a process in which an IUE performs link switching to another cell in an environment in which an IUE moves out of service coverage of a SeNB while an IUE performs direct communication with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 1710, an RUE 1720, an SeNB 1730, and a TeNB 1740.
  • the IUE 1710 performs relay link switching to the RUE 1720 present in the service coverage of the TeNB 1740 as the link quality with the SeNB 1730 deteriorates.
  • the IUE 1710 performs a link switching to the TeNB 1740 by performing a D2D and relay cellular link establishment procedure on the TeNB 1740 and the RUE 1720 after the cellular communication link with the SeNB 1730 is terminated. To perform.
  • the IUE performs link switching to another cell in an environment in which the IUE moves out of service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB.
  • the process to perform includes measurement and reporting procedures 1750 and D2D and relay cellular link establishment procedures 1760.
  • the measurement and reporting procedure 1750 is similar to the measurement and reporting procedure 1150 described in FIGS. 11A-11B, and the D2D and relay cellular link establishment procedure 1760 is the D2D and relay cellular described in FIGS. 11A-11B. Since the link establishment procedure 1160 is similar, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIGS. 17A to 17B illustrate that in the LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention, the IUE performs link switching to another cell in an environment in which the IUE moves outside the service coverage of the SeNB while performing direct communication with the SeNB.
  • FIGS. 17A-17B various modifications may be made to FIGS. 17A-17B.
  • steps described in FIGS. 17A-17B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times. Of course.
  • 17A to 17B illustrate a process in which an IUE performs link switching to another cell in an environment in which an IUE moves out of service coverage of a SeNB while an IUE performs direct communication with a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the IUE is performing relay communication through the RUE existing within the service coverage of the SeNB.
  • An environment for establishing a RUE, a D2D, and a relay cellular link existing in the service coverage of the TeNB will be described.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an RUE existing in a service coverage of a TeNB due to deterioration of a quality of a corresponding link while an IUE performs relay communication through an RUE existing in a service coverage of a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention;
  • the LTE mobile communication system includes an SeNB 1811, an IUE 1813, a RUE A 1815, a TeNB 1817, and an RUE B 1819.
  • the RUE A existing in the service coverage of the TeNB 1817 due to the deterioration of the link quality while the IUE 1813 performs the relay communication through the RUE B 1819 existing in the service coverage of the SeNB 1811.
  • 1815 and D2D and relay cellular links that is, the IUE 1813 performs relay link switching to the RUE A 1815 existing in the service coverage of the TeNB 1817 as the link quality with the SeNB 1811 is deteriorated.
  • the IUE 1813 performs a D2D and relay cellular link establishment procedure for the TeNB 1817 and the RUE A 1815 after the cellular communication link with the SeNB 1811 is terminated, thereby switching the link to the TeNB 1817. Do this.
  • FIG. 18 illustrates an example of an RUE existing within a service coverage of a TeNB due to deterioration of a quality of a corresponding link while an IUE performs relay communication through an RUE existing within a service coverage of a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • An environment for establishing a D2D and a relay cellular link has been described.
  • an IUE is relayed through an RUE existing within a service coverage of a SeNB.
  • a description will be given of a process in which an IUE performs link switching to another cell in an environment in which RUE, D2D, and relay cellular links existing within service coverage of the TeNB are established due to deterioration of a corresponding link during communication.
  • FIG. 1 is a signal flow diagram schematically illustrating a process of performing link switching to another cell in an environment in which an RUE, a D2D, and a relay cellular link are established.
  • the LTE mobile communication system includes an IUE 1910, an RUE A 1920, an RUE B 1930, an SeNB 1940, and a TeNB 1950.
  • the service of the TeNB is performed due to the deterioration of the quality of the corresponding link while the IUE performs relay communication through the RUE present in the service coverage of the SeNB.
  • the process of performing link switching from one IUE to another cell in an environment for establishing a RUE and a D2D and a relay cellular link existing within the coverage includes a measurement and reporting procedure 1960 and a D2D and relay cellular link establishment procedure 1970.
  • the measurement and reporting procedure 1960 is similar to the measurement and reporting procedure 1150 described in FIGS. 11A-11B
  • the D2D and relay cellular link establishment procedure 1970 is similar to the D2D and relay cellular described in FIGS. 11A-11B. Since the link establishment procedure 1160 is similar, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIGS. 19A to 19B show service coverage of a TeNB due to deterioration of a quality of a link while an IUE performs relay communication through an RUE existing in service coverage of a SeNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 19A-19B show the process of linking the IUE to another cell in the environment of establishing the RUE and D2D and relay cellular links present therein.
  • steps are shown in FIGS. 19A-19B, the steps described in FIGS. 19A-19B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times.
  • FIGS. 19A-19B may overlap, occur in parallel, occur in a different order, or occur multiple times.
  • an IUE exists within a service coverage of a TeNB due to deterioration of a quality of a corresponding link while performing relay communication through an RUE existing within a service coverage of a SeNB.
  • a process of performing link switching to another cell by an IUE in an environment in which an RUE, a D2D, and a relay cellular link is established is described.
  • a UE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 20. The internal structure of the will be described.
  • FIG. 20 is a diagram schematically showing an internal structure of a UE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the UE 2000 includes a transmitting unit 2011, a control unit 2013, a receiving unit 2015, and a storage unit 2017.
  • the UE 2000 may be an IUE or an RUE.
  • control unit 2013 controls the overall operation of the UE 2000, and controls the overall operation for providing a service to the IUE in the LTE mobile communication system as described with reference to FIGS. 2 to 19b. Since the overall operation for providing a service to the IUE in the LTE mobile communication system has been described with reference to FIGS. 2 to 19b, a detailed description thereof will be omitted.
  • the transmitting unit 2011 transmits various messages to other devices or the base station under the control of the control unit 2013.
  • various messages transmitted by the transmitting unit 2011 have been described with reference to FIGS. 2 to 19B, and thus, detailed description thereof will be omitted.
  • the receiving unit 2015 receives various messages from other devices or a base station under the control of the control unit 2013.
  • the various messages received by the receiving unit 2015 have been described with reference to FIGS. 2 to 19B, the detailed description thereof will be omitted.
  • the storage unit 2017 stores a program and various data related to the overall operation for providing a service to the IUE in the LTE mobile communication system of the UE 2000. In addition, the storage unit 2017 stores various messages received by the receiving unit 2015 from the other devices or the base station.
  • FIG. 20 illustrates a case where the UE 2000 is implemented as separate units such as a transmitting unit 2011, a control unit 2013, a receiving unit 2015, and a storage unit 2017.
  • the UE 2000 may be implemented as one integrated unit in which the transmitting unit 2011, the control unit 2013, the receiving unit 2015, and the storage unit 2017 are integrated.
  • FIG. 20 an internal structure of a UE in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention has been described.
  • an internal structure of an eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 21. This will be described.
  • FIG. 21 is a diagram schematically illustrating an internal structure of an eNB in an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the eNB 2100 includes a transmitting unit 2111, a control unit 2113, a receiving unit 2115, and a storage unit 2117.
  • the eNB 2100 may be a SeNB or a TeNB.
  • control unit 2113 controls the overall operation of the eNB 2100, and controls the overall operation for providing a service to the IUE in the LTE mobile communication system as described with reference to FIGS. 2 to 19B. Since an overall operation for providing a service to an IUE in the LTE mobile communication system of the eNB 2100 has been described with reference to FIGS. 2 to 19B, a detailed description thereof will be omitted.
  • the transmitting unit 2111 transmits various messages to MME or devices under the control of the control unit 2113.
  • various messages transmitted by the transmitting unit 2111 have been described with reference to FIGS. 2 to 19B, and thus, detailed description thereof will be omitted.
  • the receiving unit 2115 receives various messages from the MME or devices under the control of the control unit 2113.
  • various messages received by the receiving unit 2115 have been described with reference to FIGS. 2 to 19B, and thus, detailed description thereof will be omitted.
  • the storage unit 2117 stores a program and various data related to the overall operation for providing a service to the IUE in the LTE mobile communication system of the eNB 2100. In addition, the storage unit 2117 stores various messages received by the receiving unit 2115 from the MME or devices.
  • FIG. 21 illustrates a case where the eNB 2100 is implemented as separate units such as a transmitting unit 2111, a control unit 2113, a receiving unit 2115, and a storage unit 2117.
  • the eNB 2100 may be implemented as one integrated unit in which the transmitting unit 2111, the control unit 2113, the receiving unit 2115, and the storage unit 2117 are integrated.
  • a computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of the computer readable recording medium include read only memory (ROM), and random access memory (RAM). And, compact disk-read only memory (CD-ROMs), magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and carrier wave carrier waves (such as data transmission over the Internet).
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • CD-ROMs compact disk-read only memory
  • CD-ROMs compact disk-read only memory
  • CD-ROMs compact disk-read only memory
  • CD-ROMs compact disk-read only memory
  • magnetic tapes magnetic tapes
  • floppy disks floppy disks
  • optical data storage devices such as data transmission over the Internet
  • carrier wave carrier waves such as data transmission over the Internet
  • any such software may be, for example, volatile or nonvolatile storage, such as a storage device such as a ROM, whether or not removable or rewritable, or a memory such as, for example, a RAM, a memory chip, a device or an integrated circuit. Or, for example, on a storage medium that is optically or magnetically recordable, such as a compact disk (CD), DVD, magnetic disk or magnetic tape, and which can be read by a machine (eg computer). have.
  • volatile or nonvolatile storage such as a storage device such as a ROM, whether or not removable or rewritable, or a memory such as, for example, a RAM, a memory chip, a device or an integrated circuit.
  • a storage medium that is optically or magnetically recordable such as a compact disk (CD), DVD, magnetic disk or magnetic tape, and which can be read by a machine (eg computer). have.
  • the method according to an embodiment of the present invention may be implemented by a computer or a portable terminal including a control unit and a memory, wherein the memory is suitable for storing a program or programs including instructions for implementing embodiments of the present invention. It will be appreciated that this is an example of a machine-readable storage medium.
  • the present invention includes a program comprising code for implementing the apparatus or method described in any claim herein and a storage medium readable by a machine (such as a computer) storing such a program.
  • a machine such as a computer
  • such a program can be transferred electronically through any medium, such as a communication signal transmitted over a wired or wireless connection, and the invention suitably includes equivalents thereof.
  • the apparatus may receive and store the program from a program providing apparatus connected by wire or wirelessly.
  • the program providing apparatus includes a memory for storing a program including instructions for causing the program processing apparatus to perform a preset content protection method, information necessary for the content protection method, and wired or wireless communication with the graphic processing apparatus.
  • a communication unit for performing and a control unit for automatically transmitting the program or the corresponding program to the request or the graphics processing unit.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)가 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 제공하는 방법에 있어서, IUE와 D2D 링크를 성립하는 과정과, 상기 성립된 D2D 링크를 기반으로 상기 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크 성립을 지원하는 과정을 포함하며, 상기 RUE는 기지국(enhance node B: eNB)의 서비스 커버리지(service coverage) 내에 존재함을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기에 대한 디바이스-투-디바이스 통신 기반 서비스 제공 장치 및 방법
본 발명은 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE, 이하 ‘IUE’라 칭하기로 한다)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D, 이하 ‘D2D’라 칭하기로 한다) 통신 기반 서비스 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, D2D 통신 시스템에서는 디바이스가 디바이스 스스로 상기 디바이스와 인접한 인접 디바이스들을 식별하고, 필요할 경우 특정 인접 디바이스와 무선 링크를 성립하여 데이터를 송/수신한다. 이와 같은 무선 링크 성립 및 데이터 송/수신 과정은 별도의 추가 장치의 도움없이 디바이스들 사이에서 분산적으로 수행되는 것을 기본으로 하고 있으며, 따라서 D2D 통신 시스템은 다른 무선 통신 시스템과 비교할 경우 별도의 인프라 구조 없이 신속한 시장 도입이 가능하다는 장점을 가진다. 또한, D2D 통신 시스템은 데이터 트래픽들을 지역적으로 수용함으로써 현재 기지국 또는 억세스 포인트(access point: AP)로 집중되고 있는 트래픽 과부하 문제를 해결할 수 있다.
따라서, 3세대 파트너쉽 프로젝트(3rd generation project partenership: 3GPP, 이하 ‘3GPP’라 칭하기로 한다)와, 국제 전기 전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 ‘IEEE’라 칭하기로 한다)와 같은 표준화 단체에서는 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(long term evolution-advanced: LTE-A, 이하 ‘LTE-A’라 칭하기로 한다)나 Wi-Fi(wireless-fidelity) 등을 기반으로 하여 D2D 통신 표준 제정을 추진하고 있으며, 또한 다양한 D2D 통신 방식들이 개발되고 있다. 또한, 최근 3GPP에서는 디바이스 간 인접성 기반 서비스(proximity service) 지원을 위한 표준화 작업이 활발하게 진행되고 있다. 특히, 인접 디바이스 간의 데이터 전송 속도를 향상시키고, 전송 지연을 줄일 수 있는 D2D 통신 방식은 상기 디바이스 간 인접성 기반 서비스를 지원하기에 적합한 방식으로서 고려되고 있다.
한편, 3GPP 에서는 롱 텀 에볼루션(long term evolution: LTE, 이하 ‘LTE’라 칭하기로 한다) 시스템의 네트워크 용량을 늘리고 서비스 커버리지(service coverage)를 확장시키기 위해 중계기(relay node: RN, 이하 ‘RN’이라 칭하기로 한다)를 사용하고 있다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 RN을 포함하는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 RN을 포함하는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 진화된 패킷 코어(evolved packet core: EPC, 이하 ‘EPC’라 칭하기로 한다)(110)와, 향상된 전세계 지상 무선 억세스 네트워크(enhanced-universal terrestrial radio access network: E-UTRAN, 이하 ‘E-UTRAN’이라 칭하기로 한다)(120)를 포함한다. 상기 EPC(110)는 이동 관리 엔터티(mobile management entity: MME, 이하 ‘MME’라 칭하기로 한다)/서빙-게이트웨이(serving-gateway: S-GW, 이하 ‘S-GW’라 칭하기로 한다)(111)와, MME/S-GW(113)을 포함하고, 상기 E- UTRAN(120)은 향상된 기지국(enhance node B: eNB, 이하 ‘eNB’라 칭하기로 한다)(115)와, 도너 기지국(donor eNB: DeNB, 이하 ‘DeNB’라 칭하기로 한다)(117)와, RN(119)을 포함한다.
상기 RN(119)은 상기 LTE 이동 통신 시스템과의 백홀 링크(backhaul link)를 무선 인터페이스인 Un 인터페이스(interface)를 사용하여 연결함으로써 상기 LTE 이동 통신 시스템과 사용자 단말기(user equipment: UE, 이하 ‘UE’라 칭하기로 한다)간의 제어 신호와 데이터 트래픽을 중계한다.
상기 DeNB(117)는 상기 RN(119)의 중계 통신을 지원하는 eNB로서, 상기 RN(119)의 네트워크 접속을 지원하고, 주기적 또는 비주기적으로 제어 신호를 전송하여 상기 RN(119)의 통신 파라미터(parameter)를 수정한다.
또한, 상기 EPC(110)는 상기 RN(119)에 대한 인증 동작을 수행하고, 상기 RN(119)의 통신에 사용되는 파라미터들을 제공하는 등의 동작을 수행한다.
한편, LTE 이동 시스템에서 RN은 셀의 서비스 커버리지 내에 배치되거나, 혹은 셀의 서비스 커버리지 외곽에 배치되어 사용자 밀집 지역, 음영 지역, 셀 경계 지역에 존재하는 UE에 대한 통신을 지원한다. 하지만, RN은 일반적으로 특정 위치에 고정되어 배치되기 때문에 유동적으로 발생할 수 있는 음영 지역에 대한 통신을 지원하는 것이 어렵다.
또한, RN은 서비스 사업자에 의해 추가로 배치 및 운영되기 때문에 배치 및 운영 비용이 비교적 높다. 특히, 재해 재난에 발생에 의해 특정 지역의 eNB 또는 RN이 정상적인 기능을 수행하지 못할 경우 상기 특정 지역에 존재하는 UE들은 정상적인 통신을 수행할 수 없다.
따라서, LTE 이동 통신 시스템에서 재난 지역, 음영 지역, 셀 경계 지역 등에 위치한 UE들에 대해서도 정상적인 통신을 제공할 수 있는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 이동 통신 시스템에서 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스 제공 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 이동 통신 시스템의 기지국의 서비스 커버리지 외부에 존재하는 IUE에게 상황에 적합하게 링크를 형성하여 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 이동 통신 시스템에서 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)가 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 제공하는 방법에 있어서, IUE와 D2D 링크를 성립하는 과정과, 상기 성립된 D2D 링크를 기반으로 상기 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크 성립을 지원하는 과정을 포함하며, 상기 RUE는 기지국(enhance node B: eNB)의 서비스 커버리지(service coverage) 내에 존재함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)가 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 수신하는 방법에 있어서, 기지국(enhance node B: eNB)의 서비스 커버리지(service coverage) 내에 존재하는 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)와 D2D 링크를 성립하는 과정과, 상기 이동 통신 시스템에서 상기 D2D 통신에 대한 인증이 요구될 경우, 상기 IUE 자신의 주변에 존재하는 후보 RUE들에게 D2D 탐색 메시지를 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 기지국(enhance node B: eNB)이 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 제공하는 방법에 있어서, IUE의 주변에 존재하는 후보 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)들 중 상기 IUE에 대한 중계 통신을 지원하기로 결정한 후보 RUE들 각각으로부터 상기 IUE에 대한 통신 지원 요청을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 eNB 자신의 용량 및 시스템 구성 정보를 기반으로 상기 IUE에 대한 통신 지원 여부를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)가 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 수신하는 방법에 있어서, 접속 포인트(point of attachment: PoA)가 변경됨에 따라 동일 셀에 존재하는 서빙 기지국(serving enhanced node B: SeNB) 또는 동일 셀에 존재하는 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)로의 링크 전환을 수행하는 과정과, 상기 SeNB와 상이한 eNB인 타겟 eNB(target eNB: TeNB)의 서비스 커버리지 내로 이동할 경우 상기 TeNB로의 핸드오버 및 링크 전환을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 타겟 기지국(target enhanced node B: TeNB)이 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 제공하는 방법에 있어서, IUE에 대한 접속 포인트(point of attachment: PoA)가 서빙 기지국(serving enhanced node B: SeNB)으로부터 TeNB 로 변경됨을 검출하는 과정과, 상기 IUE에 대한 핸드오버 및 링크 전환을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치는; 이동 통신 시스템에서 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)에 있어서, 송신 유닛과, 수신 유닛과, 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 송신 유닛 및 수신 유닛이 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)와 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 링크를 성립하도록 제어하고, 상기 성립된 D2D 링크를 기반으로 상기 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크 성립을 지원하며, 상기 RUE는 기지국(enhance node B: eNB)의 서비스 커버리지(service coverage) 내에 존재함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 있어서, 송신 유닛과, 수신 유닛과, 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 송신 유닛 및 수신 유닛이 기지국(enhance node B: eNB)의 서비스 커버리지(service coverage) 내에 존재하는 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)와 D2D 링크를 성립하도록 제어하고, 상기 송신 유닛은 상기 이동 통신 시스템에서 상기 D2D 통신에 대한 인증이 요구될 경우, 상기 IUE 자신의 주변에 존재하는 후보 RUE들에게 D2D 탐색 메시지를 송신함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 기지국(enhance node B: eNB)에 있어서, 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)의 주변에 존재하는 후보 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)들 중 상기 IUE에 대한 중계 통신을 지원하기로 결정한 후보 RUE들 각각으로부터 상기 IUE에 대한 통신 지원 요청을 나타내는 메시지를 수신하는 수신 유닛과, 상기 eNB 자신의 용량 및 시스템 구성 정보를 기반으로 상기 IUE에 대한 통신 지원 여부를 결정하는 제어 유닛을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 있어서, 송신 유닛과, 수신 유닛과, 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 접속 포인트(point of attachment: PoA)가 변경됨에 따라 상기 송신 유닛 및 수신 유닛이 동일 셀에 존재하는 서빙 기지국(serving enhanced node B: SeNB) 또는 동일 셀에 존재하는 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)로의 링크 전환을 수행하도록 제어하고, 상기 IUE가 상기 SeNB와 상이한 eNB인 타겟 eNB(target eNB: TeNB)의 서비스 커버리지 내로 이동할 경우 상기 송신 유닛 및 수신 유닛이 상기 TeNB로의 핸드오버 및 링크 전환을 수행하도록 제어함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 타겟 기지국(target enhanced node B: TeNB)에 있어서, 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 접속 포인트(point of attachment: PoA)가 서빙 기지국(serving enhanced node B: SeNB)으로부터 TeNB 로 변경됨을 검출하는 제어 유닛과, 상기 IUE에 대한 핸드오버 및 링크 전환을 수행하는 송신 유닛 및 수신 유닛을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 게시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
하기의 본 게시의 구체적인 설명 부분을 처리하기 전에, 이 특허 문서를 통해 사용되는 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들을 설정하는 것이 효과적일 수 있다: 상기 용어들 “포함하다(include)” 및 “포함하다(comprise)”과 그 파생어들은 한정없는 포함을 의미하며; 상기 용어 “혹은(or)”은 포괄적이고 ‘및/또는’을 의미하고; 상기 구문들 “~와 연관되는(associated with)” 및 ““~와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), ~내에 포함되고(be included within), ~와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), ~내에 포함되고(be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(couple to or with), ~와 통신 가능하고(be communicable with), ~와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), ~로 가장 근접하고(be proximate to), ~로 ~할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 것을 의미하고; 상기 용어 “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 혹은 그 부분을 의미하고, 상기와 같은 디바이스는 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어, 혹은 상기 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어 중 적어도 2개의 몇몇 조합에서 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관되는 기능성이라도 집중화되거나 혹은 분산될 수 있으며, 국부적이거나 원격적일 수도 있다는 것에 주의해야만 할 것이다. 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들은 이 특허 문서에 걸쳐 제공되고, 해당 기술 분야의 당업자는 많은 경우, 대부분의 경우가 아니라고 해도, 상기와 같은 정의들이 종래 뿐만 아니라 상기와 같이 정의된 단어들 및 구문들의 미래의 사용들에도 적용된다는 것을 이해해야만 할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 이동 통신 시스템에서 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 이동 통신 시스템의 기지국의 서비스 커버리지 외부에 존재하는 IUE에게 상황에 적합하게 링크를 형성하여 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 이동 통신 시스템에서 추가적인 디바이스 설치 및 관리없이 IUE들에 대한 셀룰라 통신을 지원하는 것을 가능하도록 하여 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 RN을 포함하는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템의 기본적인 네트워크 환경을 개략적으로 도시하고 있는 도면
도 3a-도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크를 성립하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경을 개략적으로 도시하고 있는 도면
도 5a-도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에서 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 환경을 개략적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 환경을 개략적으로 도시한 도면
도 9a-도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 환경을 개략적으로 도시한 도면
도 11a-도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경을 개략적으로 도시한 도면
도 13a-도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경을 개략적으로 도시한 도면
도 15a-도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경을 개략적으로 도시한 도면
도 17a-도 17b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경을 개략적으로 도시한 도면
도 19a-도 19b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 UE의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 하기에서는 본 발명의 실시예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외의 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표현들을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함할 수 있다. 일 예로, 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone)과, 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC, 이하 ‘PC’라 칭하기로 한다)와, 이동 전화기와, 화상 전화기와, 전자책 리더(e-book reader)와, 데스크 탑(desktop) PC와, 랩탑(laptop) PC와, 넷북(netbook) PC와, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA, 이하 ‘PDA’라 칭하기로 한다)와, 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP, 이하 ‘PMP’라 칭하기로 한다)와, 엠피3 플레이어(mp3 player)와, 이동 의료 디바이스와, 카메라와, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일 예로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD, 일 예로 ‘HMD’라 칭하기로 한다)와, 전자 의류와, 전자 팔찌와, 전자 목걸이와, 전자 앱세서리(appcessory)와, 전자 문신, 혹은 스마트 워치(smart watch) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 가지는 스마트 가정용 기기(smart home appliance)가 될 수 있다. 일 예로, 상기 스마트 가정용 기기는 텔레비젼과, 디지털 비디오 디스크(digital video disk: DVD, 이하 ‘DVD’라 칭하기로 한다) 플레이어와, 오디오와, 냉장고와, 에어 컨디셔너와, 진공 청소기와, 오븐과, 마이크로웨이브 오븐과, 워셔와, 드라이어와, 공기 청정기와, 셋-탑 박스(set-top box)와, TV 박스 (일 예로, Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, 혹은 Google TVTM)와, 게임 콘솔(gaming console)과, 전자 사전과, 캠코더와, 전자 사진 프레임 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 의료 기기(일 예로, 자기 공명 혈관 조영술(magnetic resonance angiography: MRA, 이하 ‘MRA’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 자기 공명 화상법(magnetic resonance imaging: MRI, 이하 ‘MRI’라 칭하기로 한다)과, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography: CT, 이하 ‘CT’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 촬상 디바이스, 혹은 초음파 디바이스)와, 네비게이션(navigation) 디바이스와, 전세계 위치 시스템(global positioning system: GPS, 이하 ‘GPS’라 칭하기로 한다) 수신기와, 사고 기록 장치(event data recorder: EDR, 이하 ‘EDR’이라 칭하기로 한다)와, 비행 기록 장치(flight data recorder: FDR, 이하 ‘FER’이라 칭하기로 한다)와, 자동차 인포테인먼트 디바이스(automotive infotainment device)와, 항해 전자 디바이스(일 예로, 항해 네비게이션 디바이스, 자이로스코프(gyroscope), 혹은 나침반)와, 항공 전자 디바이스와, 보안 디바이스와, 산업용 혹은 소비자용 로봇(robot) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함하는, 가구와, 빌딩/구조의 일부와, 전자 보드와, 전자 서명 수신 디바이스와, 프로젝터와, 다양한 측정 디바이스들(일 예로, 물과, 전기와, 가스 혹은 전자기 파 측정 디바이스들) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스들의 조합이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스에 한정되는 것이 아니라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 디바이스는 일 예로 전자 디바이스가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE, 이하 ‘IUE’라 칭하기로 한다)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D, 이하 ‘D2D’라 칭하기로 한다) 통신 기반 서비스 제공 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 상기 IUE는 이동 통신 시스템의 기지국의 서비스 커버리지(service coverage) 외부에 존재하는 단말기를 나타낸다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 이동 통신 시스템의 기지국의 서비스 커버리지 외부에 존재하는 IUE에게 상황에 적합하게 링크를 형성하여 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 장치 및 방법을 제안한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법 및 장치는 디지털 멀티미디어 방송(digital multimedia broadcasting: DMB, 이하 ‘DMB’라 칭하기로 한다) 서비스와, 휴대용 디지털 비디오 방송(digital video broadcasting-handheld: DVP-H, 이하 ‘DVP-H’라 칭하기로 한다), 및 모바일/휴대용 진화된 텔레비젼 시스템 협회(advanced television systems committee-mobile/handheld: ATSC-M/H, 이하 ‘ATSC-M/H’라 칭하기로 한다) 서비스 등과 같은 모바일 방송 서비스와, 인터넷 프로토콜 텔레비젼(internet protocol television: IPTV, 이하 ‘IPTV’라 칭하기로 한다) 서비스와 같은 디지털 비디오 방송 시스템과, 엠펙 미디어 트랜스포트(MPEG(moving picture experts group) media transport: MMT, 이하 ‘MMT’라 칭하기로 한다) 시스템과, 진화된 패킷 시스템(evolved packet system: EPS, 이하 ‘EPS’라 칭하기로 한다)과, 롱-텀 에볼루션(long-term evolution: LTE, 이하 ‘LTE’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱-텀 에볼루션-어드밴스드(long-term evolution-advanced: LTE-A, 이하 ‘LTE-A’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 ‘HSDPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 ‘HSUPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2, 이하 ‘3GPP2’라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 ‘HRPD’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(wideband code division multiple access: WCDMA, 이하 ‘WCDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(code division multiple access: CDMA, 이하 ‘CDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 ‘IEEE’라 칭하기로 한다) 802.16m 통신 시스템 등과 같은 통신 시스템과, 모바일 인터넷 프로토콜(mobile internet protocol: Mobile IP, 이하 ‘Mobile IP ‘라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능함은 물론이다.
이하, 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에서는 상기 이동 통신 시스템이 일 예로 LTE 이동 통신 시스템이라고 가정하기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예는 크게 IUE의 초기 네트워크 등록을 위한 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차와 IUE의 통신 링크 유지 관리와 전환을 위한 통신 모드 유지 관리 및 전환 절차를 포함한다.
그러면 첫 번째로, 본 발명의 일 실시예에 따른 IUE의 초기 네트워크 등록을 위한 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 IUE의 초기 네트워크 등록을 위한 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차를 설명하기에 앞서, 다음과 같은 사항들을 가정하기로 한다.
첫 번째로, D2D 통신이 가능한 사용자 단말기(user equipment: UE, 이하 ‘UE’라 칭하기로 한다)들은 분산적으로 상호간에 탐색 동작 및 페어링(pairing) 동작을 수행할 수 있다고 가정하기로 한다.
두 번째로, UE들의 탐색 동작 및 페어링 동작 수행을 위해 사용되는 무선 자원은 LTE 이동 통신 시스템에서 D2D 통신 전용 자원으로서, 미리 정의되어 있는 무선 주파수 대역을 사용한다고 가정하기로 한다.
세 번째로, 주변에 접속 가능한 기지국(enhanced node B: eNB, 이하 ‘eNB'라 칭하기로 한다)이 존재하지 않는 IUE와, 상기 IUE 주변에 서빙 eNB(serving eNB: SeNB, 이하 ‘SeNB’라 칭하기로 한다)에 접속 중인 중계 UE(relay uE: RUE, 이하 ‘RUE’라 칭하기로 한다)가 존재하는 환경을 가지는 LTE 이동 통신 시스템을 가정하기로 하며, 이를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템의 기본적인 네트워크 환경을 개략적으로 도시하고 있는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(211)와, RUE(213)와, eNB(215)를 포함한다. 여기서, 상기 IUE(211)와 RUE(213)간의 링크는 D2D 링크이고, 상기 RUE(213)와 eNB(215)간의 링크는 중계 셀룰라 링크라고 가정하기로 한다.
도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템의 기본적인 네트워크 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3a-도 3b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크를 성립하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3a-도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크를 성립하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 3a-도 3b를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(310)와, RUE(320)와, SeNB(330)와, MME(340)를 포함한다. 또한, 도 3a-도 3b에서 설명되는 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크를 성립하는 과정은 IUE(310)가 상기 IUE(310) 자신의 주변에 존재하는 RUE(320)와 D2D 링크를 성립하고, 상기 RUE(320)에게 중계 셀룰라 통신 지원을 요청하는 D2D 링크 성립 및 단말기 중계 통신 요청 절차(350)와, 상기 RUE(320)가 IUE(310)에 대한 중계 통신을 지원하기 위해 상기 RUE(320) 자신과 SeNB(330) 사이의 무선 자원 제어(radio resource control: RRC, 이하 ‘RRC’라 칭하기로 한다) 연결 성립을 요청하는 RRC 연결 성립 절차(360)와, 상기 SeNB(330)가 상기 MME(340)와 IUE(310)에 대한 인증, 보안 설정, 위치 정보 업데이트(update) 등과 같은 동작들을 수행하는 인증 절차(370) 및 상기 SeNB(330)가 상기 IUE(310)와 RUE(320) 사이, 또는 상기 SeNB(330) 자신과 RUE(320) 사이의 RRC 연결에 대한 파라미터를 재구성하는 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(380)를 포함한다.
그러면 여기서 상기 절차들 각각에 대해서 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 상기 IUE(310)가 상기 IUE(310) 자신의 주변에 존재하는 RUE(320)와 D2D 링크를 성립하고, 상기 RUE(320)에게 중계 셀룰라 통신 지원을 요청하는 D2D 링크 성립 및 단말기 중계 통신 요청 절차(350)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 IUE(310)는 우선적으로 접속 가능한 인접 eNB를 탐색하기 위해 셀 탐색(cell search) 동작을 수행한다. 만약, 접속 가능한 인접 eNB가 존재하지 않는다면, 상기 IUE(310)는 상기 IUE(310) 자신이 고립 상태에 존재함을 검출하고, D2D 탐색(D2D discovery) 동작을 수행하여(311단계) 상기 IUE(310) 자신의 주변에 존재하는 UE들을 탐색하고, 특정 단말기, 즉 상기 RUE(320)과의 D2D 링크 페어링(D2D link pairing) 동작을 수행한다(313단계). 본 발명의 일 실시예에서는 상기 IUE(310)가 RUE를 선택하기 위해 각 UE가 D2D 탐색 동작 수행을 위해 주기적으로 송신하는 탐색 메시지에 미리 설정된 개수의 비트, 일 예로 1 비트의 크기를 가지는 중계 가능(relaying capable: RC, 이하 ‘RC’라 칭하기로 한다) 필드를 제안한다. 즉, 임의의 UE는 상기 임의의 UE 자신이 eNB에 정상적으로 접속되어 있음과 동시에 상기 임의의 UE 자신이 RUE로서의 동작을 수행할 수 있음을 나타내기 위해 상기 탐색 메시지가 포함하는 RC 필드의 필드 값을 미리 설정되는 값, 일 예로 ‘1’로 설정할 수 있다. 이와는 반대로, 상기 임의의 UE 자신이 eNB에 정상적으로 접속되어 있지만, 상기 임의의 UE 자신이 RUE로서의 동작을 수행할 수 없음을 나타내기 위해 상기 탐색 메시지가 포함하는 RC 필드의 필드 값을 미리 설정되는 값, 일 예로 ‘0’로 설정할 수 있다. 상기 IUE(310)는 인접 UE들이 브로드캐스팅(broadcasting)하는 탐색 메시지들을 수신하고, 상기 수신한 탐색 메시지들의 수신 신호 세기를 측정하고, 또한 상기 탐색 메시지들 각각에 포함되어 있는 RC 비트의 비트 값을 검출한다. 그리고 나서, 상기 IUE(310)는 상기 RC 비트의 비트값을 기반으로 D2D 또는 중계 셀룰라 통신에 가장 적합하다고 판단되는 UE를 RUE로 선택한다. 이후, 상기 IUE(310)는 선택한 RUE, 즉 상기 RUE(320)와 해당 시스템에서 적용된 D2D 통신 프로토콜을 기반으로 D2D 링크를 형성하고 해당 링크를 통해 RUE와의 D2D 통신을 수행한다(315단계).
상기 RUE(320)와 D2D 링크를 성립한 IUE(310)는 중계 셀룰라 통신 수행이 필요할 경우 상기 RUE(320)로 D2D 제어 채널(D2D control channel: D2DCCH, 이하 ‘D2DCCH’라 칭하기로 한다)을 통해 D2D RRC 연결 요청(D2D_RRC connection request, 이하 ‘D2D_RRC connection request’라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(317단계). 여기서, 상기 D2DCCH는 단말기들 간에 제어 메시지를 송/수신하기 위한 D2D 채널이며, 상기 D2DCCH는 본 발명의 일 실시예에서 새롭게 제안된 D2D 채널이다. 물론, 상기 D2DCCH는 일반적인 D2D 채널을 수정하여 구현될 수도 있음은 물론이다. 또한, 상기 D2D_RRC connection request 메시지는 상기 IUE(310)가 RUE(320)에게 중계 셀룰라 통신 지원을 요청할 수 있도록 하기 위해 본 발명의 일 실시예에서 새롭게 정의한 메시지로서, 상기 IUE(310)와 RUE(320) 간 식별자(identifier: ID, 이하 ‘ID’라 칭하기로 한다) 필드와 D2D 성립 이유(D2D_establishment cause, 이하 ‘D2D_establishment cause’라 칭하기로 한다) 필드를 포함한다. 상기 IUE(310)와 RUE(320)간 ID는 상기 RUE(320)가 1개 이상의 IUE와 D2D 통신을 수행중일 경우 수신되는 메시지들을 식별하기 위해 사용된다. 또한, D2D_establishment cause 필드는 상기 IUE(310)의 중계 셀룰라 통신에 대한 지원 요청의 이유를 나타내기 위해 본 발명의 일 실시예에서 새롭게 정의한 필드로서, 상기 IUE(310)는 재해 재난 환경과 같이 비정상적인 통신 환경에서 통신을 요청할 경우 상기 D2D_establishment cause 필드의 필드 값을 미리 설정된 값, 일 예로 1’로 설정하고, 정상적인 통신 환경에서의 통신을 요청할 경우 상기 D2D_establishment cause 필드의 필드 값을 미리 설정된 값, 일 예로 ‘0’으로 설정한다. 상기 RUE(320)는 1개 이상의 IUE들로부터 D2D_RRC connection request 메시지를 수신하였을 경우, 상기 수신한 D2D_RRC connection request 메시지들 각각의 D2D_establishment cause 필드의 비트 값을 검출하고, 해당 비트 값을 `1’로 설정하여 D2D_RRC connection request 메시지를 송신한 IUE에 대한 중계 셀룰라 통신을 우선적으로 지원한다.
다음으로, 상기 RUE(320)가 IUE(310)에 대한 중계 통신을 지원하기 위해 상기 RUE(320) 자신과 SeNB(330) 사이의 RRC 연결 성립을 요청하는 RRC 연결 성립 절차(360)에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 IUE(310)로부터 D2D_RRC connection request 메시지를 수신한 RUE(320)는 상기 D2D_RRC connection request 메시지를 기반으로 상기 IUE(310)에 대한 중계 통신 지원이 가능한지 여부를 검사한다(319단계). 상기 검사 결과 상기 IUE(310)에 대한 중계 통신 지원이 가능할 경우, 상기 RUE(320)는 상기 RUE(320) 자신의 현재 통신 상태에 따라 상기 SeNB(330)와 RRC 연결 요청(RRC connection request, 이하 ‘RRC connection request’라 칭하기로 한다) 메시지와, RRC 연결 셋업(RRC connection setup, 이하 ‘RRC connection setup’라 칭하기로 한다) 메시지와, RRC 연결 셋업 완료(RRC connection setup complete, 이하 ‘RRC connection setup complete’라 칭하기로 한다) 메시지를 송/수신하거나, 혹은 RRC 연결 재성립 요청(RRC connection re-establishment request, 이하 ‘RRC connection re-establishment Request’라 칭하기로 한다) 메시지와, RRC 연결 재성립(RRC connection re-establishment, 이하 ‘RRC connection re-establishment’라 칭하기로 한다) 메시지와, RRC 연결 재성립 완료(RRC connection re-establishment complete, 이하 ‘RRC connection re-establishment complete’라 칭하기로 한다) 메시지를 송/수신한다. 여기서, 상기 RUE(320)의 통신 상태는 RRC-아이들(RRC-idle, 이하 ‘RRC-idle’라 칭하기로 한다) 상태와 RRC-커넥티드(RRC-connected, 이하 ‘RRC-connected’라 칭하기로 한다) 상태 중 어느 하나가 될 수 있다.
일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 RRC connection request 관련 메시지들은 UE가 셀룰라 통신을 수행하고 있지 않은 상태일 경우, 즉 RRC-idle 상태일 경우 eNB와 송/수신되는 메시지들로서, UE들은 RRC connection request 관련 메시지들 송/수신 절차를 통해 eNB와의 제어 메시지 송/수신을 위한 무선 자원을 요청하고, 해당 자원을 할당받는다. 또한, 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 RRC connection re-establishment 관련 메시지들은 UE가 셀룰라 통신을 수행하고 있는 상태일 경우, 즉 RRC-connected 상태일 경우 eNB와 송/수신되는 메시지들로서 UE는 RRC connection re-establishment 관련 메시지들을 eNB와 송/수신함으로써 기존 RRC 링크의 채널 품질 악화로 인해 RRC 연결에 대한 재성립이 필요함을 eNB에게 보고하고, 새로운 RRC 연결에 대한 파라미터를 수신한다. 상기에서 설명한 바와 같은 메시지들 중 UE가 최초로 eNB에게 송신하는 RRC connection request 메시지와 RRC connection re-establishment request 메시지는 해당 메시지를 송신하는 UE를 식별할 수 있는 ID와 RRC 연결 요청의 이유를 나타내는 establishment cause 등과 같은 정보 엘리먼트(information element: IE, 이하 ‘IE’라 칭하기로 한다)를 포함한다. 여기서, 상기 establishment cause IE는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 UE가 eNB에게 상기 UE 자신의 RRC 연결의 이유를 나타내며, 6가지의 이유들 중 하나를 나타내는 RRC 연결 이유 필드와, 2개의 여분(spare) 필드들을 포함한다. 여기서, 상기 RRC 연결 이유 필드는 긴급(emergency)과, 높은 우선 순위 억세스(high priority access)와, 이동 종료 억세스(mobile terminating access)와, 이동 발신 시그널링(mobile originating signaling)과, 이동 발신 데이터(mobile originating data)와, 지연 관대 억세스(delay tolerant access) 중 하나를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 establishment cause IE에 D2D 중계(D2D_relaying, 이하 ‘D2D_relaying’라 칭하기로 한다) 필드를 새롭게 추가하여 상기 RUE(320)가 SeNB(330)에게 IUE(310)에 대한 중계 셀룰라 통신을 요청하기 위해 사용한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 RUE(320)가 RRC-Idle 상태에 존재한다고 가정하기로 한다. 따라서, 상기 RUE(320)는 상기 SeNB(330)로 공통 제어 채널(common control channel: CCCH, 이하 ‘CCCH’ 라 칭하기로 한다)을 통해 RRC connection request 메시지를 송신한다(321단계). 여기서, 상기 RRC connection request 메시지는 RUE와 IUE간 ID와, establishment cause IE를 포함한다. 상기 RUE(320)로부터 RRC connection request 메시지를 수신한 SeNB(330)는 상기 RRC connection request 메시지를 기반으로 상기 IUE(310)에 대한 중계 통신 지원 여부를 결정하고(323단계), 상기 결정 결과에 상응하게 상기 RUE(320)로 상기 RRC connection request 메시지에 대한 응답 메시지인 RRC connection setup 메시지를 송신하여 상기 IUE(310)에 대한 중계 통신 지원 여부와 함께 상기 SeNB(330) 자신과 RUE(320) 사이의 RRC 연결을 위한 전용 자원인 전용 제어 채널(dedicated control channel: DCCH, 이하 ‘DCCH’라 칭하기로 한다)을 할당한다(325단계). 상기 DCCH에 대한 정보를 수신한 RUE(320)는 DCCH를 통해 SeNB(330)에게 상기 RRC connection setup 메시지에 대한 응답 메시지인 RRC connection setup complete 메시지를 송신함으로써 무선 자원 할당이 정상적으로 완료되었음을 알린다(327단계).
세 번째로, 상기 SeNB(330)가 상기 MME(340)와 IUE(310)에 대한 인증, 보안 설정, 위치 정보 업데이트 등과 같은 동작들을 수행하는 인증 절차(370)에 대해서 설명하기로 한다.
상기 SeNB(330)는 초기 UE(initial UE, 이하 ‘initial UE’라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 MME(340)에게 송신함으로써 상기 IUE(310)에 대한 인증을 요청한다(329단계). 상기 Initial UE 메시지에 포함되는 RRC establishment cause IE는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 상기 SeNB(330)가 MME(340)에게 상기 Initial UE 메시지를 송신한 이유를 나타내기 위한 필드이며, 상기 RRC connection request 메시지가 포함하는 establishment cause IE와 동일한 필드를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 establishment cause IE와 동일하게 확장하여 상기 SeNB(330)가 MME(340)에게 상기 IUE(310)에 대한 중계 셀룰라 통신을 요청하기 위해 사용된다. 상기 initial UE 메시지를 수신한 MME(340)는 상기 initial UE 메시지에 포함되어 있는 D2D_eelyaing 필드를 검출하여 상기 IUE(310)에 대한 인증 동작을 수행한다(331단계). 상기 인증 동작 수행 결과 상기 IUE(310)에 대한 인증이 성공적으로 완료되었을 경우, 상기 MME(340)는 상기 SeNB(330)와 RUE(320)의 중계 통신을 기반으로 상기 IUE(310)에 대한 암호 키 생성 및 위치 정보 업데이트 동작을 수행한다(331단계).
마지막으로, 상기 SeNB(330)가 상기 IUE(310)와 RUE(320) 사이, 또는 상기 SeNB(330) 자신과 RUE(320) 사이의 RRC 연결에 대한 파라미터를 재구성하는 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(380)에 대해서 설명하기로 한다.
상기 SeNB(330)는 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration, 이하 ‘RRC connection reconfiguration’라 칭하기로 한다) 메시지에 상기 SeNB(330) 자신과 RUE(320) 또는 상기 RUE(320) 와 IUE(310) 사이의 데이터 송/수신을 위해 사용할 RRC 연결에 대한 파라미터를 포함하여 상기 RUE(320)에게 송신한다. 상기 RUE(320)는 상기 RRC connection reconfiguration 메시지를 수신하여 상기 RUE(320)와 SeNB(330) 사이의 RRC 연결을 재구성하고, D2DCCH를 통해 상기 RRC connection reconfiguration 메시지를 상기 IUE(310)에게 송신한다(335단계).
상기 IUE(310)는 RRC connection reconfiguration 메시지를 기반으로 D2D 링크와 RRC 연결에 대한 재구성 동작을 수행하고, D2DCH를 통해 상기 RRC connection reconfiguration 메시지에 대한 응답 메시지인 RRC 연결 재구성 완료(RRC connection reconfiguration complete) 메시지를 상기 RUE(320)로 송신한다(337단계). 상기 IUE(310)로부터 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 수신한 RUE(320)는 RRC connection reconfiguration 메시지를 기반으로 D2D 링크와 RRC 연결에 대한 재구성 동작을 수행하고, DCCH를 통해 상기 SeNB(330)로 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 송신한다(339단계).
따라서, 상기 IUE(310)와, RUE(320) 및 SeNB(330) 간에는 중계 셀룰라 링크를 통한 데이터 송/수신이 가능하게 된다(341단계).
한편, 도 3a-도 3b가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크를 성립하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 3a-도 3b에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 3a-도 3b에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 3a-도 3b에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 3a-도 3b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크를 성립하는 과정에 대해서 설명하였다. 그런데, UE들의 분산적인 D2D 링크 성립을 지원하지 않는 네트워크 환경 또는 통신 수행 시 모든 단말기들에 대한 인증이 필요한 네트워크 환경, 즉 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에서는 도 3a-도 3b에서 설명한 바와 같이 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크를 성립하는 것이 어려울 수도 있다.
따라서, eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에서 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정에 대해서 설명하기로 하며, 먼저 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경을 개략적으로 도시하고 있는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 eNB B(411)와, UE들(413,415,417)과, IUE(419)와, eNB A(421)와, UE들(423,425,427)을 포함한다.
도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5a-도 5c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에서 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 5a-도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에서 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 5a-도 5c를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(510)와, RUE(520)와, SeNB(530)와, MME(540)를 포함한다. 또한, 도 5a-도 5c에서 설명되는 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정을 설명하기에 앞서 하기와 같은 내용을 가정하기로 한다.
첫 번째로, UE들은 네트워크로부터의 D2D 통신 지원 및 인증 이후에 특정 UE와의 D2D 링크 페어링을 수행해야 한다고 가정하기로 한다.
두 번째로, IUE의 주변에는 하나 이상의 후보 RUE들이 존재하고, 각 후보 RUE는 특정 eNB(SeNB)에 접속되어 있다고 가정하기로 한다.
또한, 도 5a-도 5c에서 설명되는 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정은 D2D 탐색 및 통신 요청 절차(550)와, RRC 연결 성립 절차(560)와, 인증 절차(570)와, D2D 통신 링크 성립 및 관리 절차(580) 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(590)를 포함하며, 상기 D2D 탐색 및 통신 요청 절차(550)와, RRC 연결 성립 절차(560)와, 인증 절차(570)와, D2D 통신 링크 성립 및 관리 절차(580) 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(590) 각각에 대해서 설명하기로 한다.
첫 번째로, D2D 탐색 및 통신 요청 절차(550)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 IUE(510)는 셀 탐색 동작을 통해 상기 IUE(510) 자신이 고립 상태에 존재함을 검출하고, 주변 단말기들에 대한 D2D 탐색 동작을 수행한다(511단계). 상기 IUE(510)는 탐색 동작 수행 결과 상기 IUE(510) 자신의 주변에 1개 또는 그 이상의 UE들이 존재함을 검출할 경우, 상기 1개 또는 그 이상의 UE들로 D2DCCH를 통해 D2D_RRC connection request 메시지를 브로드캐스팅한다(513단계). 여기서, 상기 D2D_RRC connection request 메시지는 상기 IUE(510) 자신의 ID와, 상기 D2D_RRC connection request 메시지를 송신하는 이유를 나타내는 establishment cause IE를 포함한다. 상기 D2D_RRC connection request 메시지를 수신한 UE들은 상기 D2D_RRC connection request 메시지의 수신 신호 세기와, 상기 D2D_RRC connection request 메시지를 수신한 UE들 자신의 상태 등을 기반으로 상기 IUE(510)에 대한 통신 지원 가능 여부를 결정한다(515단계).
두 번째로, RRC 연결 성립 절차(560)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 IUE(510)에 대한 통신 지원 가능 여부 결정 결과, 상기 IUE(510)에 대한 통신 지원이 가능할 것으로 결정한 후보 RUE들은 RRC connection request 메시지를 상기 후보 RUE들 자신이 접속 중인 eNB(SeNB)들에게 송신하여 상기 IUE(510)에 대한 통신 지원을 요청한다(517단계). 상기 RRC connection request 메시지를 수신한 eNB(SeNB)들은 상기 IUE(510)에 대한 중계 통신 지원 여부를 결정하고, 해당 RUE들로부터 수신한 수신 신호 세기(링크 품질)를 기반으로 상기 IUE(510)의 통신을 지원할 RUE를 선택한다. 또한, 상기 eNB(SeNB)들은 상기 eNB(SeNB)들 자신의 인접 eNB(SeNB)들과 X2 인터페이스를 통해 각 eNB(SeNB)에서 선택한 RUE와 IUE(510) 사이의 링크 품질 또는 각 셀의 트래픽 부하 정도를 기반으로 상기 IUE(510)의 통신을 지원할 SeNB를 선택한다(519단계). 상기 SeNB(530)는 상기에서 설명한 바와 같은 과정을 수행한 뒤 상기 SeNB(530) 자신과 상기 RUE(520) 사이의 RRC 연결에 대한 자원을 할당하고 이에 대한 정보를 포함하는 RRC connection setup 메시지를 CCCH를 통해 상기 RUE(520)로 송신한다(521단계). 상기 SeNB(530)로부터 RRC connection setup 메시지를 수신한 RUE(520)는 상기 RRC connection setup 메시지에 대한 응답 메시지인 RRC connection setup complete 메시지를 DCCH를 통해 상기 SeNB(530)로 송신한다(523단계).
세 번째로, 인증 절차(570)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 UE에 대한 인증은 MME가 홈 가입자 서버(home subscriber server: HSS, 이하 ‘HSS’라 칭하기로 한다)를 통해 특정 UE에 대한 인증 벡터(authentication vector)를 획득하고, 상기 획득한 인증 벡터를 사용하여 UE와의 상호 인증(mutual authentication) 동작을 수행함으로써 이루어진다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 IUE(510)의 D2D 링크 성립을 위한 인증 절차로서 최소의 인증 절차를 정의한다. 여기서, 상기 최소의 인증 절차에서 MME(540)는 상기 IUE(510)에 대한 인증을 수행하기 위해 상기 RUE(520)로부터 IUE(510)의 ID를 수신하고, 이를 HSS(도 5a-도 5c에 도시되어 있지 않음)에게 송신한다. 상기 HSS는 상기 수신된 IUE(510)의 ID를 기반으로 상기 IUE(510)가 해당 셀룰라 시스템에 등록되어 있는 UE인지 여부를 결정하고, 이에 대한 결정 결과를 상기 MME(540)에게 송신한다. 상기 최소의 인증 절차가 정상적으로 완료되었을 경우 상기 MME(540)는 이를 상기 SeNB(530)에게 알리고, 상기 SeNB(530)는 IUE(510)와 RUE(520)의 D2D 통신을 위한 자원 정보를 송신한다(527단계).
네 번째로, D2D 통신 링크 성립 및 관리 절차(580)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 SeNB(530)는 RUE(520)에게 RRC connection reconfiguration 메시지를 송신하여(529단계) 상기 SeNB(530) 자신과 RUE(520) 사이의 RRC 연결 또는 RUE(520)와 IUE(510) 사이의 D2D 통신을 위한 자원을 할당한다. 상기 RUE(520)는 상기 SeNB(530)로부터 상기 RRC connection reconfiguration 메시지를 수신하면 상기 IUE(510)와 D2D 링크 페어링 동작을 수행한다(531단계). 이렇게, 상기 IUE(510)와 D2D 링크 페어링 동작을 수행한 후 상기 RUE(520)는 RRC connection reconfiguration 메시지를 사용하여 상기 RUE(520) 자신과 IUE(510) 사이의 통신을 위한 자원 정보를 D2DCCH를 통해 송신한다(533단계).
상기 RUE(520)로부터 RRC connection reconfiguration 메시지를 수신한 IUE(510)는 통신 모드 타입(communication mode type)을 선택하고(535단계), 상기 선택한 통신 모드 타입을 나타내는 정보를 포함하는 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 상기 RUE(520)로 송신한다(537단계). 여기서, 상기 통신 모드 타입은 해당 UE가 수행하고자 하는 통신 모드의 타입을 나타내며, 도 5a-도 5c에서 상기 IUE(510)는 상기 통신 모드의 타입을 중계 셀룰라 타입 통신으로 선택했다고 가정하기로 한다. 상기 IUE(510)로부터 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 수신한 RUE(520)는 상기 수신한 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 그대로 SeNB(530)에게 송신한다(539단계). 여기서, 상기 537단계 및 539단계에서 송신되는 RRC connection reconfiguration complete 메시지는 non-critical extensions future 필드를 포함하며, 본 발명의 일 실시예에서는 IUE가 중계 셀룰라 통신을 선택했는지 여부를 나타내는 필드인 D2D 중계 셀룰라 링크 요청(D2D_relayed cellular link request, 이하 ‘D2D_relayed cellular link request’라 칭하기로 한다) 필드로서 정의된다. 즉, 상기 IUE(510)는 중계 셀룰라 통신이 필요할 경우 상기 D2D_relayed cellular link request 필드의 필드 값을 미리 설정된 값, 일 예로 ‘1’로 설정하고, 이와는 달리 상기 중계 셀룰라 통신이 필요하지 않을 경우 상기 D2D_relayed cellular link request 필드의 필드값을 미리 설정된 값, 일 예로 ‘0’으로 설정한다. 따라서, 상기 RUE(520)를 통해 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 수신한 SeNB(530)는 상기 RRC connection reconfiguration complete 메시지에 포함되어 있는 D2D_relayed cellular link request 필드의 필드 값을 기반으로 상기 IUE(510)에 대한 중계 셀룰라 통신을 지원할지 여부를 결정하게 되는 것이다.
다섯 번째로, 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(590), 즉 541 단계 내지 557단계에 해당하는 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(590)는 도 3a-도 3b에서 설명한 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차와 동일하게 수행되며, 따라서 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 도 5a-도 5c가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB 제어 기반의 D2D 통신이 요청되는 네트워크 환경에서 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 5a-도 5c에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 5a-도 5c에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 5a-도 5c에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
한편, 도 2 내지 도 5a-도 5c에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 IUE의 초기 네트워크 등록을 위한 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차에 대해서 설명하였으며, 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 IUE의 통신 링크 유지 관리와 전환을 위한 통신 모드 유지 관리 및 전환 절차에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에서는 IUE 또는 RUE의 이동에 따라 발생 가능한 7개의 시나리오들을 정의하고, 상기 7개의 시나리오들 각각에 적용될 수 있는 통신 모드 유지 관리 및 전환 절차를 제안한다. 본 발명의 일 실시예에서 정의된 7개의 시나리오들은 IUE가 동일 셀에서 통신 링크를 전환하는 경우와 다른 셀로 통신 링크를 전환하는 경우로 구분된다. 여기서, 동일 셀에서의 통신 링크 전환은 IUE 또는 RUE가 이동함에 따라 IUE에 대한 접속 포인트(point of attachment: PoA, 이하 ‘PoA’라 칭하기로 한다)가 변경되어 동일 셀에 존재하는 기지국 또는 동일 셀에 속한 다른 RUE로의 통신 링크 전환을 나타낸다. 이와는 달리, 다른 셀로의 링크 전환은 UE들의 이동에 따라 IUE의 통신을 지원하는 eNB의 변경이 필요함에 따른 링크 전환을 나타낸다.
그러면 먼저, 동일 셀에서의 링크 전환을 가정할 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 IUE의 통신 링크 유지 관리와 전환을 위한 통신 모드 유지 관리 및 전환 절차에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 SeNB(611)와, RUE(613)와, IUE(615)를 포함한다. 상기 IUE(615)가 특정 셀의 서비스 커버리지 외부에서 상기 RUE(613)를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 상기 특정 셀의 서비스 커버리지 내로 이동할 경우, 상기 IUE(615)는 상기 SeNB(611)와 직접 통신을 수행하게 된다. 여기서, 상기 IUE(615)는 주기적으로 상기 IUE(615) 자신의 통신 링크 품질과 상기 SeNB(611)로부터의 수신 신호 세기 또는 중계 셀룰라 통신의 지원이 가능한 이웃 UE들로부터의 수신 신호 세기를 측정 및 비교함으로써 통신 링크 전환을 위한 후보 RUE에 대한 리스트(list)를 생성 및 업데이트한다.
도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(710)와, RUE(720)와, SeNB(730)를 포함한다.
또한, 도 7에 도시되어 있는 IUE(710)가 RUE(720)와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 과정은 IUE(710)가 RUE(720)의 중계를 통해 SeNB(730)로부터 인접 셀 탐색 동작 및 측정 동작을 수행하고, 상기 측정 동작 수행에 따른 측정 결과를 보고하는 측정 및 보고 절차(740)와, IUE(710)가 SeNB(730)와의 통신이 가능함을 판단하고 상기 SeNB(730)로부터 직접 통신을 위한 무선 자원을 할당 받는 RRC connection re-establishment request 및 RRC connection re-establishment response 절차(750) 및 네트워크의 환경 변화에 따라 IUE(710)가 SeNB(730)로부터 기존 RRC 연결을 재구성하기 위한 정보를 수신하는 RRC connection re-configuration 절차(760)를 포함하고, 상기 IUE(710)가 RUE(720)의 중계를 통해 SeNB(730)로부터 인접 셀 탐색 동작 및 측정 동작을 수행하고, 상기 측정 동작 수행에 따른 측정 결과를 보고하는 측정 및 보고 절차(740)와, IUE(710)가 SeNB(730)와의 통신이 가능함을 판단하고 상기 SeNB(730)로부터 직접 통신을 위한 무선 자원을 할당 받는 RRC connection re-establishment request 및 RRC connection re-establishment response 절차(750) 및 네트워크의 환경 변화에 따라 IUE(710)가 SeNB(730)로부터 기존 RRC 연결을 재구성하기 위한 정보를 수신하는 RRC connection re-configuration 절차(760) 각각에 대해서 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, IUE(710)가 RUE(720)의 중계를 통해 SeNB(730)로부터 인접 셀 탐색 동작 및 측정 동작을 수행하고, 상기 측정 동작 수행에 따른 측정 결과를 보고하는 측정 및 보고 절차(740)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 IUE(710)와, RUE(720) 및 SeNB(730)간에 중계 셀룰라 링크를 통해 데이터 송/수신이 수행되고 있는 중에(711단계), 상기 SeNB(730)는 RUE(720)를 통해 상기 IUE(710)로 로그드 측정 구성(logged measurement configuration, 이하 ‘logged measurement configuration’라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(713단계). 상기 RUE(720)를 통해 상기 SeNB(730)로부터 logged measurement configuration 메시지를 수신한 IUE(710)는 상기 logged measurement configuration 메시지에 포함되어 있는 측정 구성(measurement configuration) 정보를 기반으로 인접 셀 탐색, 통신 중인 링크에 대한 품질 측정 동작과 D2D 탐색 동작 등을 수행하고(715단계), 측정된 결과를 측정 보고(measurement report, 이하 ‘measurement report’라 칭하기로 한다) 메시지를 통해 상기 SeNB(730)에게 보고한다(717단계). 본 발명의 일 실시예에서 상기 IUE(710)는 상기 D2D 탐색 동작을 수행하여 상기 IUE(710) 자신의 인접 단말기들의 존재를 검출하고, 링크 전환이 가능할 것이라고 생각되는 후보 RUE들의 리스트를 생성 및 업데이트한다(715단계).
한편, 상기 링크 전환이 필요하다고 결정할 경우, 상기 IUE(710)는 상기 IUE(710) 자신의 리스트에 포함되어 있는 후보 RUE들에게 통신 요청 메시지를 송신하여 해당 UE로의 링크 전환을 수행한다. 한편, 상기 IUE(710)로부터 measurement report 메시지를 수신한 SeNB(730)는 상기 measurement report 를 기반으로 상기 IUE(710)의 링크 전환 수행 여부를 결정하고, 링크 전환이 필요하다고 결정할 경우 상기 IUE(710)에게 RRC 연결 해제(RRC connection release, 이하 ‘RRC connection release’라 칭하기로 한다) 메시지를 송신하고(719단계), 상기 SeNB(730)는 상기 IUE(710)가 RRC connection re-establishment request 메시지를 송신할 수 있도록 상기 IUE(710)에게 업링크(uplink: UL) 자원을 할당한다(721단계). 여기서, 상기 RRC Connection Release 메시지는 eNB가 RRC 연결을 해제하기 위해 IUE에게 송신하는 메시지로서, 상기 RRC connection release 메시지는 RRC 연결 해제에 대한 이유를 나타내는 release cause IE를 포함한다. 상기 release cause IE는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서는 3개의 이유들, 즉 load balancing, cs-fallback, other들 중 하나를 나타내며, 본 발명의 일 실시예에서는 IUE의 링크 전환 이유를 나타내는 D2D 모드 전환(D2D_mode switch, 이하 ‘D2D_mode switch’라 칭하기로 한다) 이유를 추가로 정의하여 eNB가 IUE의 통신 모드를 제어하는 용도로서 사용한다. 상기 측정 및 보고 절차(740)에서 상기 IUE(710)와 SeNB(730) 사이에서 송/수신되는 메시지들은 상기 IUE(710)와 RUE(720) 사이에 새롭게 정의된 D2DCCH와 상기 RUE(720)와 SeNB(730) 사이의 DCCH를 통해 송/수신된다.
두 번째로, 상기 IUE(710)가 SeNB(730)와의 통신이 가능함을 판단하고 상기 SeNB(730)로부터 직접 통신을 위한 무선 자원을 할당 받는 RRC connection re-establishment request 및 RRC connection re-establishment response 절차(750)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 SeNB(730)로부터 업링크 송신을 위한 자원을 할당받은 IUE(710)는 상기 RRC connection re-establishment request 및 RRC connection re-establishment response 절차에서 상기 SeNB(730)와 RRC connection re-establishment request 메시지와, RRC connection re-establishment 메시지와, RRC connection re-establishment complete 메시지를 송/수신하여 새로운 RRC 연결에 대한 자원을 할당받는다(723단계, 725단계, 727단계).
세 번째로, 상기 네트워크의 환경 변화에 따라 IUE(710)가 SeNB(730)로부터 기존 RRC 연결을 재구성하기 위한 정보를 수신하는 RRC connection re-configuration 절차(760)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 RRC connection re-configuration 절차(760)에서는 상기 IUE(710)가 상기 SeNB(730)와 상기 IUE(710)와 RRC connection reconfiguration 메시지 및 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 송/수신하여 상기 IUE(710) 자신과 SeNB(730) 사이의 RRC connection을 재구성한다(727단계, 729단계). 이렇게, RRC connection이 재구성됨에 따라 상기 IUE(710)는 할당받은 자원을 통해 상기 SeNB(730)와 직접 셀룰라 통신을 수행한다(733단계).
한편, 도 7이 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 7에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 7에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 7에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 RUE와의 중계 통신 링크(중계 셀룰라 통신 링크)에서 SeNB와의 직접 통신 링크로 통신 경로를 전환하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 SeNB(811)와, RUE(813)와, IUE(815)를 포함한다. 상기 IUE(815)는 일반적인 통신 링크(직접 통신 또는 중계 셀룰라 통신)에서 다른 단말기와의 중계 셀룰라 링크로의 전환을 수행하기 때문에 본 발명의 일 실시예에서 제안된 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차를 사용할 수 있다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9a-도 9b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 9a-도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 9a-도 9b를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(910)와, RUE(920)와, SeNB(930)를 포함한다.
또한, 도 9a-도 9b에 도시되어 있는 IUE(910)가 SeNB(930)와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB(930)의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE, 즉 상기 RUE(920)와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정은 IUE(910)의 측정 및 보고 절차(940)와 IUE(910)에 대한 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차(950)를 포함한다. 여기서, 상기 IUE(910)의 측정 및 보고 절차(940)는 도 7에서 설명한 측정 및 보고 절차(740)와 유사하므로, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 여기서, 상기 IUE(910)는 D2D 탐색 동작을 통해 후보 RUE로서 상기 RUE(920)를 선택하고, RRC connection release 메시지를 수신할 경우, 상기 RUE(920)와의 D2D 링크 페어링 동작을 수행한다. 도 9a-도 9b에 도시되어 있는 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차(950)는 도 3a-도 3b에서 설명한 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(380)와 유사하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 상기 IUE(910)는 이미 이전에 네트워크와 인증 절차를 수행하였기 때문에 추가적으로 네트워크와의 인증 절차를 수행하지는 않는다.
한편, 도 9a-도 9b가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 9a-도 9b에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 9a-도 9b에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 9a-도 9b에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 9a-도 9b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 해당 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 특정 RUE와 중계 셀룰라 통신 링크를 성립하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 SeNB(1011)와, RUE A(1013)와, IUE(1015)와, RUE B(1017)를 포함한다. 도 10에서, 상기 IUE(1015)는 기존 RUE, 즉 RUE B(1017)와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 새로운 RUE, 즉 RUE A(103)로의 링크 전환을 수행한다. 이 경우, 상기 IUE(1015)는 일반적인 통신 링크(직접 통신 또는 중계 셀룰라 통신)에서 다른 단말기와의 중계 셀룰라 링크로의 전환을 수행하기 때문에 본 발명의 일 실시예에서 제안된 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차를 사용할 수 있다.
도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11a-도 11b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 11a-도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 11a-도 11b를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(1110)와, RUE A(1120)와, RUE B(1130)와, SeNB(1140)를 포함한다.
또한, 도 11a-도 11b에 도시되어 있는 IUE(1110)가 기존 RUE, 즉 RUE B(1130)와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE, 즉 RUE A(1120)로 링크 전환을 수행하는 과정은 IUE(1110)의 측정 및 보고 절차(1150)와 IUE(1110)에 대한 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차(1160)를 포함한다. 여기서, 상기 IUE(1110)의 측정 및 보고 절차(1150)는 도 7에서 설명한 측정 및 보고 절차(740)와 유사하므로, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 여기서, 상기 IUE(1110)는 D2D 탐색 동작을 통해 후보 RUE로서 RUE A(1120)를 선택하고, RRC connection release 메시지를 수신할 경우, 상기 RUE A(1120)와의 D2D 링크 페어링 동작을 수행한다. 도 11a-도 11b에 도시되어 있는 D2D 및 중계 셀룰라 통신 링크 성립 절차(1160)는 도 3a-도 3b에서 설명한 중계 셀룰라 통신 링크 성립 및 관리 절차(380)와 유사하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 상기 IUE(1110)는 이미 이전에 네트워크와 인증 절차를 수행하였기 때문에 추가적으로 네트워크와의 인증 절차를 수행하지는 않는다.
한편, 도 11a-도 11b가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 기존 RUE와의 링크 품질이 악화되어 동일 셀에 존재하는 다른 RUE로 링크 전환을 수행하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 11a-도 11b에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 11a-도 11b에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 11a-도 11b에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 6 내지 도 11b에서는 동일 셀에서의 링크 전환을 가정할 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 IUE의 통신 링크 유지 관리와 전환을 위한 통신 모드 유지 관리 및 전환 절차에 대해서 설명하였으며, 다음으로 다른 셀로의 통신 링크를 전환을 가정할 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 IUE의 통신 링크 유지 관리와 전환을 위한 통신 모드 유지 관리 및 전환 절차에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 SeNB(1211)와, IUE(1213)와, RUE(1215)와, 타겟 eNB(target eNB: TeNB, 이하 ‘TeNB’라 칭하기로 한다)(1217)를 포함한다. 상기 IUE(1213)의 RUE(1215)는 상기 SeNB(1211)와 다른 eNB, 즉 상기 TeNB(1217)의 서비스 커버리지로 이동함에 따라 상기 TeNB(1217)로의 핸드오버를 수행하고, 상기 IUE(1213)는 상기 RUE(1215)와의 셀룰라 중계 통신 링크를 유지한다.
또한, 상기 IUE(1213)가 상기 RUE(1215)와의 기존 링크를 유지 또는 새로운 eNB, 즉 상기 TeNB(1217)에 직접 접속하는 절차로서 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 사용하고 있는 핸드오버 절차를 확장하여 적용할 수 있다. 상기 RUE(1215)는 상기 TeNB(1217)로 핸드오버를 수행하며, 상기 IUE(1213)는 상기 RUE(1215)와의 중계 셀룰라 링크를 유지하고, 상기 RUE(1215)가 핸드오버를 수행하는 TeNB(1217)로부터 새로운 RRC connection reconfiguration을 위한 정보를 수신하여 RRC 연결을 재구성한다.
도 12에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 13a-도 13b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 13a-도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 13a-도 13b를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(1310)와, RUE(1320)와, SeNB(1330)와, TeNB(1340)와, MME(1350)를 포함한다.
상기 IUE(1310)의 RUE(1320)는 상기 SeNB(1330)와 다른 eNB, 즉 상기 TeNB(1340)의 서비스 커버리지로 이동함에 따라 상기 TeNB(1340)로의 핸드오버를 수행하고, 상기 IUE(1310)는 상기 RUE(1320)와의 셀룰라 중계 통신 링크를 유지한다. 또한, 상기 IUE(1310)가 상기 RUE(1320)와의 기존 링크를 유지 또는 상기 TeNB(1340)에 직접 접속하는 절차로서 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 사용하고 있는 핸드오버 절차를 확장하여 적용할 수 있다. 상기 RUE(1320)는 상기 TeNB(1340)로 핸드오버를 수행하며, 상기 IUE(1310)는 상기 RUE(1320)와의 중계 셀룰라 링크를 유지하고, 상기 RUE(1320)가 핸드오버를 수행하는 TeNB(1340)로부터 새로운 RRC connection reconfiguration을 위한 정보를 수신하여 RRC 연결을 재구성한다.
도 13a-도 13b에 도시되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정은 IUE(1310)의 측정 및 보고 절차(1360)와, SeNB(1330)와 TeNB(1340)를 통한 핸드오버 요청/응답 및 RRC connection reconfiguration 절차(1370) 및 RUE(1320) 또는 IUE(1310)의 링크 전환 수행 후 패킷 동기화 및 핸드오버 완료 절차(1380)을 포함한다.
첫 번째로, 상기 측정 및 보고 절차(1360)는 도 7에서 설명한 측정 및 보고 절차(740)와 유사하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
두 번째로, 상기 SeNB(1330)와 TeNB(1340)를 통한 핸드오버 요청/응답 및 RRC connection reconfiguration 절차(1370)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 SeNB(1330)는 상기 RUE(1320)로부터 수신한 measurement report 메시지에 포함되어 있는 측정 결과를 기반으로 상기 IUE(1310) 또는 RUE(1320)에 대한 핸드오버가 필요함을 결정한다(1317단계). 이에 따라, 상기 SeNB(1330)는 상기 TeNB(1340)로 핸드오버 요청(handover request, 이하 ‘handover eequest’라 칭하기로 한다) 메시지를 송신하고(1319단계), 상기 TeNB(1340)는 handover request 메시지를 기반으로 상기 IUE(1310) 또는 RUE(1320)에 대한 핸드오버 수용을 제어하고(1321단계), 상기 handover request 메시지에 대한 응답 메시지인 핸드오버 요청 응답(Handover Request ack, 이하 ‘handover request ack’라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 SeNB(1330)로 송신한다(1323단계).
여기서, 상기 handover request 메시지와 handover request ack 메시지는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 UE의 핸드오버 수행 여부를 결정하기 위해 SeNB와 TeNB 사이에서 송/수신되는 메시지이다. 본 발명의 일 실시예에서는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 사용되고 있는 handover request 메시지에 포함되는 cause IE에 미리 설정된 비트, 일 예로 2 비트 크기의 D2D 핸드오버(D2D_handover, 이하 ‘D2D_handover’라 칭하기로 한다) 필드를 추가하여, IUE에 대한 핸드오버 요청 이유를 추가적으로 나타낸다. 여기서, 상기 D2D_handover 필드의 필드 값이 ‘00’으로 기재되어 있을 경우 IUE에 대한 핸드오버 요청이 아님을 나타내며, 상기 D2D_handover 필드의 필드 값이 ‘01’로 기재되어 있을 경우 정상적인 환경에서의 IUE에 대한 핸드오버 요청임을 나타내며, 상기 D2D_handover 필드의 필드 값이 ‘10’으로 기재되어 있을 경우 재해 재난 환경에서의 IUE에 대한 핸드오버 요청임을 나타낸다. 또한, 상기 TeNB(1340)는 상기 handover request ack 메시지에 상기 IUE(1310) 또는 RUE(1320)가 상기 TeNB(1340) 자신의 서비스 커버리지에서 사용할 RRC 연결에 대한 정보를 포함시켜 송신한다. 상기 handover request ack 메시지를 수신한 SeNB(1330)는 상기 IUE(1310) 또는 RUE(1320)에게 RRC connection reconfiguration 메시지를 송신하여 상기 TeNB(1340)로부터 수신한 RRC 연결에 대한 자원정보를 해당 UE에게 알린다(1325단계).
세 번째로, RUE(1320) 또는 IUE(1310)의 링크 전환 수행 후 패킷 동기화 및 핸드오버 완료 절차(1380)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 SeNB(1330)로부터 RRC connection reconfiguration 메시지를 수신한 IUE(1310) 또는 RUE(1320)는 상기 SeNB(1330)와의 기존 RRC 연결을 해제하고, 상기 TeNB(1340)와의 동기화 동작을 수행한다(1327단계). 여기서, 상기 SeNB(1330)는 상기 IUE(1310) 또는 RUE(1320)에게 송신 중이던 패킷 정보를 상기 TeNB(1340)에게 송신하여 상기 TeNB(1340)의 패킷 동기화를 지원한다(1329단계, 1331단계, 1333단계). 이렇게, 패킷 동기화 과정을 거친 후에 상기 IUE(1310) 또는 RUE(1320)는 상기 TeNB(1340)로 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 전송함으로써 핸드오버가 완료되었음을 상기 TeNB(1340)에게 알리고(1337단계), 상기 RUE(1320)를 통한 TeNB(1340)와의 중계 셀룰라 통신 또는 TeNB(1340)와의 직접 셀룰라 통신을 수행한다(1339단계, 1341단계). 그리고, 상기 TeNB(1340)는 상기 SeNB(1330)로 UE 컨텍스트 해제(UE context release, 이하 ‘UE context release’라 칭하기로 한다) 메시지를 송신하고(1343단계), 이에 따라 상기 SeNB(1330)는 상기 핸드오버를 수행한 IUE(1310) 또는 RUE(1320)에 할당되었던 무선 자원을 해제한다(1345단계).
한편, 도 13a-도 13b가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 13a-도 13b에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 13a-도 13b에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 13a-도 13b에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 13a-도 13b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE의 통신을 지원하는 RUE가 다른 eNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 SeNB(1411)와, RUE(1413)와, IUE(1415)와, TeNB(1417)를 포함한다. 상기 IUE(1415)가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 상기 SeNB(1411)의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE(1413)를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB(1417)의 서비스 커버리지로 이동함에 따라 상기 TeNB(1417)로의 핸드오버를 수행한다. 즉, 상기 IUE(1415)는 상기 RUE(1413)와의 기존 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 해제하고, TeNB(1417)로의 링크 전환을 수행한다.
도 14에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 15a-도 15b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 15a-도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 15a-도 15b를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(1510)와, RUE(1520)와, SeNB(1530)와, TeNB(1540)와, MME(1550)를 포함한다.
상기 IUE(1510)가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 상기 SeNB(1530)의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE(1520)를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB(1540)의 서비스 커버리지로 이동함에 따라 상기 TeNB(1540)로의 핸드오버를 수행한다. 또한, 상기 IUE(1510)가 상기 RUE(1520)와의 기존 링크를 유지 또는 상기 TeNB(1540)에 직접 접속하는 절차로서 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 사용하고 있는 핸드오버 절차를 확장하여 적용할 수 있다. 또한, 상기 IUE(1510)는 상기 RUE(1520)와의 기존 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 해제하고, TeNB(1540)로의 링크 전환을 수행한다.
도 15a-도 15b에 도시되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정은 IUE(1510)의 측정 및 보고 절차(1560)와, SeNB(1530)와 TeNB(1540)를 통한 핸드오버 요청/응답 및 RRC connection reconfiguration 절차(1570) 및 RUE(1520) 또는 IUE(1510)의 링크 전환 수행 후 패킷 동기화 및 핸드오버 완료 절차(1580)을 포함한다.
첫 번째로, 상기 측정 및 보고 절차(1560)는 도 7에서 설명한 측정 및 보고 절차(740)와 유사하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
두 번째로, 상기 SeNB(1530)와 TeNB(1540)를 통한 핸드오버 요청/응답 및 RRC connection reconfiguration 절차(1570)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 SeNB(1330)는 상기 RUE(1520)로부터 수신한 measurement report 메시지에 포함되어 있는 측정 결과를 기반으로 상기 IUE(1510) 또는 RUE(1520)에 대한 핸드오버가 필요함을 결정한다(1517단계). 이에 따라, 상기 SeNB(1530)는 상기 TeNB(1540)로 handover request 메시지를 송신하고(1519단계), 상기 TeNB(1540)는 handover request 메시지를 기반으로 상기 IUE(1510) 또는 RUE(1520)에 대한 핸드오버 수용을 제어하고(1521단계), 상기 handover request 메시지에 대한 응답 메시지인 handover request ack 메시지를 상기 SeNB(1530)로 송신한다(1523단계).
여기서, 상기 handover request 메시지와 handover request ack 메시지는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 UE의 핸드오버 수행 여부를 결정하기 위해 SeNB와 TeNB 사이에서 송/수신되는 메시지이다. 본 발명의 일 실시예에서는 일반적인 LTE 이동 통신 시스템에서 사용되고 있는 handover request 메시지에 포함되는 cause IE에 미리 설정된 비트, 일 예로 2 비트 크기의 D2D_handover 필드를 추가하여, IUE에 대한 핸드오버 요청 이유를 추가적으로 나타낸다. 여기서, 상기 D2D_handover 필드의 필드 값이 ‘00’으로 기재되어 있을 경우 IUE에 대한 핸드오버 요청이 아님을 나타내며, 상기 D2D_handover 필드의 필드 값이 ‘01’로 기재되어 있을 경우 정상적인 환경에서의 IUE에 대한 핸드오버 요청임을 나타내며, 상기 D2D_handover 필드의 필드 값이 ‘10’으로 기재되어 있을 경우 재해 재난 환경에서의 IUE에 대한 핸드오버 요청임을 나타낸다. 또한, 상기 TeNB(1540)는 상기 handover request ack 메시지에 상기 IUE(1510) 또는 RUE(1520)가 상기 TeNB(1540) 자신의 서비스 커버리지에서 사용할 RRC 연결에 대한 정보를 포함시켜 송신한다. 상기 handover request ack 메시지를 수신한 SeNB(1530)는 상기 IUE(1510) 또는 RUE(1520)에게 RRC connection reconfiguration 메시지를 송신하여 상기 TeNB(1540)로부터 수신한 RRC 연결에 대한 자원정보를 해당 UE에게 알린다(1525단계).
세 번째로, RUE(1520) 또는 IUE(1510)의 링크 전환 수행 후 패킷 동기화 및 핸드오버 완료 절차(1580)에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 SeNB(1530)로부터 RRC connection reconfiguration 메시지를 수신한 IUE(1510) 또는 RUE(1520)는 상기 SeNB(1530)와의 기존 RRC 연결을 해제하고, 상기 TeNB(1540)와의 동기화 동작을 수행한다(1527단계). 여기서, 상기 SeNB(1530)는 상기 IUE(1510) 또는 RUE(1520)에게 송신 중이던 패킷 정보를 상기 TeNB(1540)에게 송신하여 상기 TeNB(1540)의 패킷 동기화를 지원한다(1529단계, 1531단계, 1533단계). 이렇게, 패킷 동기화 과정을 거친 후에 상기 IUE(1510) 또는 RUE(1520)는 상기 TeNB(1540)로 RRC connection reconfiguration complete 메시지를 전송함으로써 핸드오버가 완료되었음을 상기 TeNB(1540)에게 알리고(1537단계), 상기 RUE(1520)를 통한 TeNB(1540)와의 중계 셀룰라 통신 또는 TeNB(1540)와의 직접 셀룰라 통신을 수행한다(1539단계, 1541단계). 그리고, 상기 TeNB(1540)는 상기 SeNB(1530)로 UE context release 메시지를 송신하고(1543단계), 이에 따라 상기 SeNB(1530)는 상기 핸드오버를 수행한 IUE(1510) 또는 RUE(1520)에 할당되었던 무선 자원을 해제한다(1545단계).
한편, 도 15a-도 15b가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 15a-도 15b에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 15a-도 15b에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 15a-도 15b에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 15a-도 15b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 셀룰라 시스템의 서비스 커버리지 외부에서 SeNB의 서비스 커버리지에 존재하는 RUE를 통해 중계 셀룰라 통신을 수행하던 중 TeNB의 서비스 커버리지 내로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 SeNB(1611)와, IUE(1613)와, RUE(1615)와, TeNB(1617)를 포함한다. 상기 IUE(1613)가 SeNB(1611)와 직접 통신을 수행하던 중 상기 SeNB(1611)의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 상기 TeNB(1617)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE(1615)와의 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립한다. 즉, 상기 IUE(1613)는 SeNB(1611)와의 링크 품질이 악화됨에 따라 상기 TeNB(1617)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE(1615)로의 중계 링크 전환을 수행하는 것이다. 상기 IUE(1613)는 상기 SeNB(1611)와의 셀룰라 통신 링크가 종료된 후 상기 TeNB(1617)와 RUE(1615)에 대해 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차를 수행함으로써 상기 TeNB(1617)로의 링크 전환을 수행한다.
도 16에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 17a-도 17b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 17a-도 17b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 17a-도 17b를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(1710)와, RUE(1720)와, SeNB(1730)와, TeNB(1740)를 포함한다.
상기 IUE(1710)가 SeNB(1730)와 직접 통신을 수행하던 중 상기 SeNB(1730)의 서비스 커버리지 외부로 이동함에 따라 상기 TeNB(1740)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE(1720)와의 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립한다. 즉, 상기 IUE(1710)는 SeNB(1730)와의 링크 품질이 악화됨에 따라 상기 TeNB(1740)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE(1720)로의 중계 링크 전환을 수행하는 것이다. 상기 IUE(1710)는 상기 SeNB(1730)와의 셀룰라 통신 링크가 종료된 후 상기 TeNB(1740)와 RUE(1720)에 대해 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차를 수행함으로써 상기 TeNB(1740)로의 링크 전환을 수행한다.
도 17a-도 17b에 도시되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정은 측정 및 보고 절차(1750)와, D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차(1760)를 포함한다. 상기 측정 및 보고 절차(1750)는 도 11a-도 11b에서 설명한 측정 및 보고 절차(1150)와 유사하고, 상기 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차(1760)는 도 11a-도 11b에서 설명한 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차(1160)과 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 도 17a-도 17b가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 17a-도 17b에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 17a-도 17b에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 17a-도 17b에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 17a-도 17b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB와 직접 통신을 수행하던 중 SeNB의 서비스 커버리지 외부로 이동하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 SeNB(1811)와, IUE(1813)와, RUE A(1815)와, TeNB(1817)와, RUE B(1819)를 포함한다. 상기 IUE(1813)가 상기 SeNB(1811)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE B(1819)를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 상기 TeNB(1817)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE A(1815)와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립한다. 즉, 상기 IUE(1813)는 SeNB(1811)와의 링크 품질이 악화됨에 따라 상기 TeNB(1817)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE A(1815)로의 중계 링크 전환을 수행하는 것이다. 상기 IUE(1813)는 상기 SeNB(1811)와의 셀룰라 통신 링크가 종료된 후 상기 TeNB(1817)와 RUE A(1815)에 대해 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차를 수행함으로써 상기 TeNB(1817)로의 링크 전환을 수행한다.
도 18에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 19a-도 19b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 19a-도 19b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 19a-도 19b를 참조하면, 상기 LTE 이동 통신 시스템은 IUE(1910)와, RUE A(1920)와, RUE B(1930)와, SeNB(1940)와, TeNB(1950)를 포함한다.
상기 IUE(1920)가 상기 SeNB(1940)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE B(1930)를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 상기 TeNB(1950)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE A(1920)와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립한다. 즉, 상기 IUE(1910)는 SeNB(1940)와의 링크 품질이 악화됨에 따라 상기 TeNB(1950)의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE A(1920)로의 중계 링크 전환을 수행하는 것이다. 상기 IUE(1910)는 상기 SeNB(1940)와의 셀룰라 통신 링크가 종료된 후 상기 TeNB(1950)와 RUE A(1920)에 대해 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차를 수행함으로써 상기 TeNB(1950)로의 링크 전환을 수행한다.
도 19a-도 19b에 도시되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정은 측정 및 보고 절차(1960)와, D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차(1970)를 포함한다. 상기 측정 및 보고 절차(1960)는 도 11a-도 11b에서 설명한 측정 및 보고 절차(1150)와 유사하고, 상기 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차(1970)는 도 11a-도 11b에서 설명한 D2D 및 중계 셀룰라 링크 성립 절차(1160)과 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 도 19a-도 19b가 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 19a-도 19b에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 19a-도 19b에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 19a-도 19b에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 19a-도 19b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE가 SeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE를 통해 중계 통신을 수행하던 중 해당 링크의 품질 악화로 인해 TeNB의 서비스 커버리지 내에 존재하는 RUE와 D2D 및 중계 셀룰라 링크를 성립하는 환경에서 IUE가 다른 셀로의 링크 전환을 수행하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 20을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 UE의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 UE의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 20을 참조하면, UE(2000)는 송신 유닛(unit)(2011)과, 제어 유닛(2013)과, 수신 유닛(2015)과, 저장 유닛(2017)을 포함한다. 여기서, 상기 UE(2000)는 IUE가 될 수도 있고, RUE가 될 수도 있음은 물론이다.
먼저, 상기 제어 유닛(2013)은 상기 UE(2000)의 전반적인 동작을 제어하며, 도 2 내지 도 19b에서 설명한 바와 같은 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에게 서비스를 제공하기 위한 전반적인 동작을 제어한다. 상기 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에게 서비스를 제공하기 위한 전반적인 동작에 대해서는 도 2 내지 도 19b에서 설명하였으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신 유닛(2011)은 상기 제어 유닛(2013)의 제어에 따라 다른 디바이스들, 혹은 기지국으로 각종 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 송신 유닛(2011)이 송신하는 각종 메시지들은 도 2 내지 도 19b에서 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신 유닛(2015)은 상기 제어 유닛(2013)의 제어에 따라 다른 디바이스들, 혹은 기지국으로부터 각종 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 수신 유닛(2015)이 수신하는 각종 메시지들은 도 2 내지 도 19b에서 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(2017)은 상기 UE(2000)의 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에게 서비스를 제공하기 위한 전반적인 동작에 관련된 프로그램(program)과 각종 데이터 등을 저장한다. 또한, 상기 저장 유닛(2017)은 상기 수신 유닛(2015)이 상기 다른 디바이스들, 혹은 기지국으로부터 수신한 각종 메시지를 저장한다.
한편, 도 20에는 상기 UE(2000)가 송신 유닛(2011)과, 제어 유닛(2013)과, 수신 유닛(2015)과, 저장 유닛(2017)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 UE(2000)는 상기 송신 유닛(2011)과, 제어 유닛(2013)과, 수신 유닛(2015)과, 저장 유닛(2017)이 통합된 1개의 통합 유닛으로 구현 가능함은 물론이다.
도 20에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 UE의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 21을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템에서 eNB의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 21을 참조하면, eNB (2100)은 송신 유닛(2111)과, 제어 유닛(2113)과, 수신 유닛(2115)과, 저장 유닛(2117)을 포함한다. 여기서, 상기 eNB (2100)는 SeNB가 될 수도 있고, TeNB가 될 수도 있음은 물론이다.
먼저, 상기 제어 유닛(2113)은 상기 eNB(2100)의 전반적인 동작을 제어하며, 도 2 내지 도 19b에서 설명한 바와 같은 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에게 서비스를 제공하기 위한 전반적인 동작을 제어한다. 상기 eNB(2100)의 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에게 서비스를 제공하기 위한 전반적인 동작에 대해서는 도 2 내지 도 19b에서 설명하였으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신 유닛(2111)은 상기 제어 유닛(2113)의 제어에 따라 MME 또는 디바이스들로 각종 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 송신 유닛(2111)이 송신하는 각종 메시지들은 도 2 내지 도 19b에서 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신 유닛(2115)은 상기 제어 유닛(2113)의 제어에 따라 MME 또는 디바이스들로부터 각종 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 수신 유닛(2115)이 수신하는 각종 메시지들은 도 2 내지 도 19b에서 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(2117)은 상기 eNB(2100)의 LTE 이동 통신 시스템에서 IUE에게 서비스를 제공하기 위한 전반적인 동작에 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다. 또한, 상기 저장 유닛(2117)은 상기 수신 유닛(2115)이 상기 MME 또는 디바이스들로부터 수신한 각종 메시지를 저장한다.
한편, 도 21에는 상기 eNB(2100)가 송신 유닛(2111)과, 제어 유닛(2113)과, 수신 유닛(2115)과, 저장 유닛(2117)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 eNB(2100)는 상기 송신 유닛(2111)과, 제어 유닛(2113)과, 수신 유닛(2115)과, 저장 유닛(2117)이 통합된 1개의 통합 유닛으로 구현 가능함은 물론이다.
본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(read only memory: ROM, 이하 ‘ROM’이라 칭하기로 한다)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM, 이하 ‘RAM’라 칭하기로 한다)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 콤팩트 디스크(compact disk: CD), DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

Claims (21)

  1. 이동 통신 시스템에서 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)가 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    IUE와 D2D 링크를 성립하는 과정과,
    상기 성립된 D2D 링크를 기반으로 상기 IUE에 대한 중계 셀룰라 링크 성립을 지원하는 과정을 포함하며,
    상기 RUE는 기지국(enhance node B: eNB)의 서비스 커버리지(service coverage) 내에 존재함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 RUE가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 통신 시스템에서 상기 D2D 통신에 대한 인증이 요구될 경우, 상기 IUE로부터 D2D 탐색 메시지를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 RUE가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 D2D 탐색 메시지를 기반으로 상기 IUE에 대한 중계 통신 지원 여부를 결정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 RUE가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 D2D 탐색 메시지를 기반으로 상기 IUE에 대한 중계 통신을 지원하기로 결정할 경우, 상기 RUE가 속해 있는 eNB에게 상기 IUE에 대한 통신 지원을 요청하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 RUE가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  5. 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)가 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 수신하는 방법에 있어서,
    기지국(enhance node B: eNB)의 서비스 커버리지(service coverage) 내에 존재하는 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)와 D2D 링크를 성립하는 과정과,
    상기 이동 통신 시스템에서 상기 D2D 통신에 대한 인증이 요구될 경우, 상기 IUE 자신의 주변에 존재하는 후보 RUE들에게 D2D 탐색 메시지를 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 IUE가 D2D 통신 기반 서비스를 수신하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    서빙 기지국(serving eNB: SeNB)로부터 상기 IUE 자신에게 할당된 무선 자원에 대한 무선 자원 할당 정보를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 IUE가 D2D 통신 기반 서비스를 수신하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무선 자원은 상기 SeNB가 이동 관리 엔터티(mobile management entity: MME)와 상기 IUE 의 D2D 통신을 위한 최소 인증 수행에 성공할 경우 상기 IUE에게 할당됨을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 IUE가 D2D 통신 기반 서비스를 수신하는 방법.
  8. 이동 통신 시스템에서 기지국(enhance node B: eNB)이 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    IUE의 주변에 존재하는 후보 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)들 중 상기 IUE에 대한 중계 통신을 지원하기로 결정한 후보 RUE들 각각으로부터 상기 IUE에 대한 통신 지원 요청을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 eNB 자신의 용량 및 시스템 구성 정보를 기반으로 상기 IUE에 대한 통신 지원 여부를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 eNB가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 eNB 자신과 상기 후보 RUE들간의 링크 품질을 기반으로 상기 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공할 후보 RUE를 선택하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 eNB가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    이동 관리 엔터티(mobile management entity: MME)와 상기 IUE 의 D2D 통신을 위한 최소 인증을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 eNB가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 IUE에 대한 최소 인증 수행에 성공할 경우, 상기 IUE 에게 무선 자원을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 eNB가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  12. 이동 통신 시스템에서 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)가 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 수신하는 방법에 있어서,
    접속 포인트(point of attachment: PoA)가 변경됨에 따라 동일 셀에 존재하는 서빙 기지국(serving enhanced node B: SeNB) 또는 동일 셀에 존재하는 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE)로의 링크 전환을 수행하는 과정과,
    상기 SeNB와 상이한 eNB인 타겟 eNB(target eNB: TeNB)의 서비스 커버리지 내로 이동할 경우 상기 TeNB로의 핸드오버 및 링크 전환을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 IUE가 D2D 통신 기반 서비스를 수신하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 SeNB로부터 수신되는 측정 구성 정보를 기반으로 인접 셀 탐색 동작과, D2D 탐색 동작 및 링크 품질 측정 동작을 수행하는 과정과,
    상기 인접 셀 탐색 동작과, D2D 탐색 동작 및 링크 품질 측정 동작 수행 결과를 상기 SeNB로 보고하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 IUE가 D2D 통신 기반 서비스를 수신하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 TeNB로부터 핸드오버 요청을 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 IUE가 D2D 통신 기반 서비스를 수신하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 TeNB로부터 자원을 할당받는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 IUE가 D2D 통신 기반 서비스를 수신하는 방법.
  16. 이동 통신 시스템에서 타겟 기지국(target enhanced node B: TeNB)이 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE)에 대한 디바이스-투-디바이스(device-to-device: D2D) 통신 기반 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    IUE에 대한 접속 포인트(point of attachment: PoA)가 서빙 기지국(serving enhanced node B: SeNB)으로부터 TeNB 로 변경됨을 검출하는 과정과,
    상기 IUE에 대한 핸드오버 및 링크 전환을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 TeNB가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 SeNB로부터 상기 IUE에 대한 핸드오버 요청을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 IUE에게 자원을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 TeNB가 IUE에 대한 D2D 통신 기반 서비스를 제공하는 방법.
  18. 청구항 1 내지 청구항 4에 기재된 방법 중 어느 하나를 수행하도록 구성되는 중계 사용자 단말기(relay user equipment: RUE).
  19. 청구항 5 내지 청구항 7과, 청구항 12 내지 청구항 15에 기재된 방법 중 어느 하나를 수행하도록 구성되는 고립 사용자 단말기(isolated user equipment: IUE).
  20. 청구항 8 내지 청구항 11에 기재된 방법 중 어느 하나를 수행하도록 구성되는 기지국(enhance node B: eNB).
  21. 청구항 16 내지 청구항 17에 기재된 방법 중 어느 하나를 수행하도록 구성되는 타겟 기지국(target enhanced node B: TeNB).
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