WO2015088251A1 - 클라우드 랜 환경에서의 ca 갱신 방법 - Google Patents

클라우드 랜 환경에서의 ca 갱신 방법 Download PDF

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WO2015088251A1
WO2015088251A1 PCT/KR2014/012158 KR2014012158W WO2015088251A1 WO 2015088251 A1 WO2015088251 A1 WO 2015088251A1 KR 2014012158 W KR2014012158 W KR 2014012158W WO 2015088251 A1 WO2015088251 A1 WO 2015088251A1
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WO
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terminal
cai
cau
list
rrc
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/012158
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English (en)
French (fr)
Inventor
한진백
조희정
정재훈
이은종
최혜영
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W60/00—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration

Definitions

  • the present invention relates to a caching area (CA) based caching area (CAC) method allocated to an RRU specific in a cloud LAN environment in which an RRU and a BBU are separately implemented.
  • CA caching area
  • CAC caching area
  • a radio access network (RAN) structure is changing to a form in which various small cells such as a pico cell and a femto cell interoperate with a macro cell.
  • the radio access network structure refers to a hierarchical cell structure or a heterogeneous cell structure in which small cells for low power / near-field communication are mixed in addition to a homogeneous network based on a conventional macro cell.
  • the new wireless access network architecture aims to improve the Quality of Experience (QoE) by providing end users with high data rates.
  • QoE Quality of Experience
  • an object of the present invention is to set a new standard for locating the terminal in the RRC idle state according to the changing communication environment.
  • Another object of the present invention is to increase the burden on the communication system for paging as the communication environment changes.
  • Yet another object of the present invention is to provide an optimal service to a terminal when terminal-centered coverage is set in a changed communication environment.
  • a CA update method includes receiving a plurality of CACs broadcast from a plurality of RRUs by a terminal in an RRC idle state, and comparing the plurality of CAIs generated from the plurality of CACs with a list of CAIs previously stored in the terminal. If the CAI which is not present in the CAI list is identified among the plurality of CAIs, the step is determined to update the CA indicating the location of the terminal and the CA of the terminal is a new CA corresponding to the CAI not present in the CAI list. Sending a CAU request message in an RRC connected state requesting to update.
  • the RRC state of the terminal may be transitioned to the RRC connected state.
  • the CAI list may be received from the MME associated with the BBU pool when the terminal enters a new BBU pool area.
  • the CAU request message includes information on the CAI that does not exist in the CAI list, and may be transmitted to the MME through the BBU pool corresponding to the new CA.
  • the CAU request message delivered by the BBU pool to the MME may be transmitted in the form of an S1 message or a NAS message.
  • Receiving a plurality of CACs may be to receive system information broadcast from a plurality of RRUs, and to extract a plurality of CACs from the received system information.
  • the CA update method may further include transmitting a CAU completion message to the MME when the CAU grant message is received in response to the CAU request message, and transitioning the RRC state of the terminal to the RRC idle state.
  • the terminal for solving the technical problem includes a processor that is connected to the transmitter, the receiver, and the transmitter and the receiver is operable to update the CA, the processor is a plurality of CAC broadcasted from a plurality of RRU the terminal in the RRC idle state Control the receiving unit to receive, compare a plurality of CAI generated from a plurality of CAC with a list of CAI previously stored in the terminal, and if a comparison of the CAI is confirmed that does not exist in the CAI list among the plurality of CAI, CA indicating the location of the terminal
  • the controller determines to update and transmits a CAU request message requesting to update the CA of the terminal to a new CA corresponding to a CAI not present in the CAI list in an RRC connection state.
  • the position of the terminal is more accurately determined.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a heterogeneous network environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a cloud LAN environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a CA update method associated with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a CA update method associated with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a CA update method associated with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal, an RRU, and a BBU according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network consisting of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • a 'mobile station (MS)' may be a user equipment (UE), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), a mobile terminal, an advanced mobile station (AMS) or a terminal. (Terminal), etc. may be substituted.
  • the mobile station may be used in the same sense as the M2M device.
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802.xx system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or parts which are not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a heterogeneous network environment according to an embodiment of the present invention.
  • next generation mobile communication a hierarchical cell structure in which a small cell (for example, a pico cell or a femto cell) for low power / near-field communication is mixed in a homogeneous network based on a macro cell in order to more stably guarantee data services such as multimedia.
  • a small cell for example, a pico cell or a femto cell
  • a homogeneous network based on a macro cell in order to more stably guarantee data services such as multimedia.
  • the structure of the heterogeneous network considered in the next generation communication network may be formed in the form shown in FIG. 1.
  • a plurality of small cells coexist in one macro cell, and each small cell base station is allocated resources according to a cell coordination scheme to serve terminals.
  • One of the core technologies for implementing the heterogeneous network environment described above may include a separate implementation of a remote radio unit (RRU) and a baseband unit (BBU).
  • RRU remote radio unit
  • BBU baseband unit
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a cloud radio access network (C-RAN) environment according to an embodiment of the present invention.
  • the cloud LAN environment includes multiple RRUs (200a, 200b) and software-based Virtual BBU Pools (350a, 350b) or Virtual Base Stations (VBS) and access control / resource management / authentication servers that control them. And the like.
  • the cloud LAN environment as the elements of the core network are changed to an open IP network, the elements of the cloud LAN are directly linked to the elements of the core network in an organic relationship.
  • an environment in which the RRUs 200a and 200b and the BBUs 300a and 300b are separated may be mentioned.
  • the separation of the RRU and the BBU may be a cloud LAN environment having the following characteristics.
  • virtual BBU pools 350a and 350b exist to include a number of BBUs 300a and 300b, and the virtual BBU pools 350a and 350b have multiple wireless connections through access gateways (Access GWs 250a and 250b). It has a structure associated with shared antenna system (SAS) RRUs 200a and 200b that support a multi-radio access technology (Multi-RAT).
  • the virtual BBU pools 350a and 350b include a plurality of BBUs 300a and 300b supporting various radio access technologies, and one RRU 200a or 200b may be associated with one or more BBUs 300a and 300b. In contrast, one BBU 300a and 300b may be associated with one or more RRUs 200a and 200b.
  • the BBUs 300a and 300b in the virtual BBU pools 350a and 350b may be connected to the RRUs 200a and 200b through ID / non-Ideal backhaul.
  • a unique service area is allocated to one virtual BBU pool 350a, and may be connected to another virtual BBU pool 350b to which another service area is allocated through an X2 interface or an interface similar to X2.
  • all RRUs 200a, 200b in virtual BBU pools 350a, 350b have the same virtual cell ID, and all BBUs 300a, 300b in virtual BBU pools 350a, 350b. All RRUs 200a and 200b are connected by ideal backhaul so that the RRUs 200a and 200b are controlled by the BBUs 300a and 300b associated with them.
  • a synchronization signal used for downlink synchronization acquisition is transmitted by each of the RRUs 200a and 200b, and the virtual BBU pool 350a to which the RRUs 200a and 200b belong to the synchronization signal.
  • an RRU ID that can distinguish each of the RRUs 200a and 2000b may be included and transmitted.
  • each of the RRUs 200a and 200b assumes a simple antenna, and the L1 / L2 / L3 layer processing is applied to the BBUs 300a and 300b present in the virtual BBU pools 350a and 350b.
  • the RRUs 200a and 200b have a SAS attribute, which means that the RRUs 200a and 200b can change their affiliation from one BBU to another BBU in the virtual BBU pools 350a and 350b. That is, the time-varying affiliation of the RRUs 200a and 200b is changed from one BBU to another BBU according to the situation of the BBUs 300a and 300b (for example, the load of the BBU and the available resource situation). can be changed.
  • the network may configure a zone or coverage that can provide an optimal communication environment for each user to provide a service based on the corresponding zone. Will be.
  • FIG. 3 is a view for explaining a CA update method associated with an embodiment of the present invention.
  • a cell is basically described as a combination of downlink (DL) resources and optionally (uplink, UL) resources.
  • the connection relationship between the carrier frequency for the DL resource and the frequency resource for the UL resource is specified in system information delivered to the terminal through the DL resource.
  • RRC (Radio Resource Connection) state means whether or not the terminal establishes a logical connection with the E-UTRAN.
  • the state in which the UE establishes a logical connection with the E-UTRAN is called an RRC connected state, and a state in which the UE is not connected is called an RRC idle state. That is, the RRC state of the UE may be divided into an RRC connected state and an RRC idle state, and the UE in the RRC idle state cannot be grasped by the E-UTRAN.
  • the location of the terminal is defined based on a tracking area (TA) based on a larger unit than a cell, and a core network (CN), for example, a mobility management entity (MME) may manage the location of the terminal.
  • TA tracking area
  • CN core network
  • MME mobility management entity
  • the UE in the RRC idle state is determined in TA units, and in order to receive voice or data services, the RRC state must be transited to the RRC connected state.
  • the UE in the RRC connected state is determined whether the unit exists.
  • Each TA is distinguished through a tracking area ID (TAI), and the TAI may include a tracking area code (TAC), which is a value received by the terminal through information broadcast in a cell.
  • TAI tracking area ID
  • TAC tracking area code
  • the paging message is used in the case of informing the terminal of the change of the system information (SI), in the case of transmitting the emergency information to the terminal.
  • SI system information
  • the paging message may be used to inform the terminal of the RRC connection state of the change of the system information.
  • the location information of the UE in the RRC idle state is managed in units of TAs by the MME, and the MME does not know about the cell to which the UE is currently connected. Accordingly, the MME transmits a paging message to all base stations included in the TA list managed by the MME, and the receiving base stations broadcast the paging message received in their cell. After receiving the paging message, the UE in the RRC idle state may establish an RRC connection, receive system information, or check emergency information.
  • the UE in the RRC idle state performs a TAU procedure for notifying the MME of its current location when it moves to another TA which is not in the TAI list received from the MME, or when the timer for periodic TA update expires. can do. For example, when the terminal moves to another TA, the terminal (re) selects the cell and checks the TAI of the new TA from the SI broadcasted in the selected cell. Subsequently, when the TAI of the new TA is not confirmed in the TAI list stored by the UE, the UE may know that the TA has been changed. Accordingly, the terminal transmits a TA update request message (TAU request message) to the MME through the base station.
  • TAU request message TA update request message
  • the control of user central coverage will be an important issue in an environment where small cells are densely arranged. That is, in the environment in which the RRU and the BBU are separated as described above, a plurality of BBUs provide a service to a user by varying a connection (mapping) relationship with various RRUs over time. Accordingly, the communication environment through the UCC is expected to be implemented instead of the concept of the physical cell-based connection relationship as in the prior art.
  • TAI proposes a concept of a caching area code (CAC), a caching area ID (CAI) presented in a cloud LAN environment, and efficient paging is performed.
  • CAC caching area code
  • CAI caching area ID
  • a concept corresponding to a conventional TA concept may be defined in a new communication environment.
  • 'CA' is a new concept for locating UEs in an RRC idle state or RRC connection state in a cloud LAN environment based on a BBU-RRU separation structure. That is, when a UCC-based communication environment is established, a terminal in an RRC idle state or an RRC connected state is located in CA units.
  • the MME may determine the locations of UEs through CAC / CAI allocated in units of BBU pools. Specifically, CAC is allocated in units of RRUs or units of RRUs by the BBU pool. Accordingly, the MME can grasp the location information of the terminals in units of CA, which is a smaller unit than the conventional TA, thereby reducing the load caused by paging transmission.
  • the CA is a different concept from a TA used in an LTE / LTE-A communication environment, and a concept used by a terminal supporting a cloud LAN environment of a BBU-RRU separation structure.
  • a CA may be assigned to one or more RRUs, and CAs may be distinguished from each other by generating a CAI through a CAC broadcast by the RRU.
  • mapping information between CAC and RRU may be managed by the BBU pool, and the BBU pool may transmit CACs and CAC-RRU mapping information supported by the BBU pool to the MME (S310).
  • the BBU pool may classify the RRUs according to Radio Access Technology (RAT), and may assign different CACs according to RAT types supported by the RRUs.
  • RAT Radio Access Technology
  • CACs are allocated in units of one or more RRUs in a BBU-RRU separation structure
  • the UE receives a CAC allocated to one RRU or a CAC allocated to two or more RRUs (S315, S320, and S325).
  • the MAI may be assigned a CAI list of CAs corresponding to the RRUs connected to the RRU among the RRUs that operate in association with the BBU pool.
  • the CAI list allocated to each UE may be different even if the UEs are connected to the same RRU. That is, even though UEs A and B are connected to the same RRU, the CAs received by UE A and UE B may be different.
  • the MME acquires and manages information on the RRU to which the UE is connected in advance so that a CAI list can be constructed using information received from the BBU pool.
  • the terminal may compare the CAI received from the MME by generating the CAI through the received CAC. According to a result of the comparison between the newly generated CAI and the CAI already owned by the UE, the UE may check whether the CAI has been changed.
  • the UE belongs to one TA at a time and determines whether or not the TAU is determined by the TAI value of the TA.
  • the UE belongs to one or more CAs according to a connection relationship with the RRU. Can be. Accordingly, the terminal should be able to maintain one or more CAI values mapped to the corresponding CA.
  • the terminal starts a CA update (CAU) process (SAU).
  • the terminal transmits the CAU request message to the MME (S340), and transmits the CAU request message to the MME through the RRU (RRU 1 in FIG. 3) corresponding to the new CA.
  • the CAU request message may be reused in the TAU procedure used in the conventional LTE / LTE-A, and may be configured in the same or similar form as the message in the TAU.
  • a context is created between the UE, the RRU, and the BBU pool (S345), and the CAU grant message and the CAU completion message are transmitted between the UE and the MME (S350, S355).
  • FIG. 4 is a view for explaining a CA update method associated with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 unlike FIG. 3, an embodiment in which the BBU pool is not directly involved in the CAU process will be described.
  • CACs are generated in units of RRUs or a plurality of RRUs. Subsequently, the RRUs broadcast the CAC assigned to them (S410, S415, S420). The CAC may be included in the SI broadcast by the RRU and may be received by the terminal, and the terminal in the RRC idle state receives the CAC from the RRUs.
  • the UE enters a region of a new RRU (eg, RRU 3) in an RRC idle state.
  • the UE in the RRC idle state selects RRU 3 and camps on.
  • a UE camping on RRU 3 receives an SI broadcast from RRU 3 and receives a CAC (CAC 2) of a CA corresponding to RRU 3.
  • CAC CAC 2
  • the terminal compares the CAI list stored by the terminal with the CAI generated using the CAC broadcast by the RRU. As a result of the comparison, if the newly generated CAI is not included in the existing CAI list, the UE recognizes that the CA has been changed and starts the CAU process (S425). On the other hand, if the newly generated CAI is included in the existing CAI list as a result of the comparison, the terminal determines that there is no CA change.
  • the terminal transmits the information on the newly generated CAI to the MME (S430).
  • the terminal generates a CAI from CAC 2 received from the RRU 3, and confirms that there is no newly generated CAI in the CAI list previously owned by the terminal. Accordingly, the UE may transmit information indicating that the CA has been changed to the CAI for the RRU 3 while transmitting the CAU request message to the MME.
  • the CAU request message may be transmitted from the terminal to the MME via the BBU pool.
  • the MME constructs a new CAI list with the CAI generated using CAC 2 (S435), and transmits it to the UE by including it in the CAU grant message (S440).
  • the CAU grant message may be sent via RRC signaling. Meanwhile, since the terminal is in the RRC idle state, the terminal must transition to the RRC connected state before transmitting the CAU request message. Accordingly, although not explicitly shown, the UE may establish an RRC connection with the new RRU 3 before transmitting the CAU request message.
  • the UE In response to the CAU grant message, the UE transmits the CAU completion message to the MME (S445), and the UE that has transmitted the CAU completion message may transition back to the RRC idle state.
  • FIG. 5 is a view for explaining a CA update method associated with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a CA update process of a UE in an RRC connection state, and may be an implementation example of the process after S425 of FIG. 4.
  • RRU 1 and RRU 2 broadcast CAC 1 and RRU 3 broadcast CAC 2 similarly to FIG. 4 will be described.
  • the terminal detects that the CA where it is located has been changed and informs the MME of the change of the CA.
  • a process of updating a CA using a CAI generated using a CAC received from an RRU 1 will be described as an example.
  • the UE delivers the CAI corresponding to RRU1, which is a newly connected RRU, to the BBU pool through an RRC signaling message (S510).
  • the BBU pool delivers the CAI for the RRU 1 to the MME through a NAS message or an S1 message included in the RRC signaling message (S515).
  • the BBU pool should be able to trace the CA mapped to the RRU to which the current UE is connected.
  • the MME transfers the NAS message or the S1 message to the BBU pool in response to the received message (S520), and the BBU pool transmits an RRC connection release message to the UE that is in the RRC connection state (S525).
  • the terminal switches the RRC state to the RRC idle state (S530).
  • CAC information broadcast from RRUs around the UE in an RRC idle state may be periodically or aperiodically received (S535, S540, S545), and then the RRU selection process described with reference to FIGS. 3 and 4 may be performed. There is (S550).
  • the MME can determine the location of the terminal supporting the C-RAN in the CA, which is a unit smaller than the conventional TA.
  • the paging may not only reduce the burden on the wireless channel and the MME, but also reduce the delay time for delivering the paging message.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal 100, an RRU 200, and a BBU 300 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a 1: 1 communication environment between the terminal 100 and the RRU 200, a communication environment may also be established between a plurality of terminals and the RRU.
  • the terminal 100 may include a radio frequency (RF) unit 110, a processor 120, and a memory 130.
  • the conventional base station 150 is implemented to include a transmitter 212, a receiver 214, a processor 310, and a memory 320.
  • the components included in the conventional base station 150 are implemented by being separated into the RRU 200 and the BBU 300.
  • the RRU 200 serving as a simple antenna includes only the transmitter 212 and the receiver 214.
  • the overall process of communication is controlled by the processor 310 and the memory 320 included in the BBU 300.
  • various connection relationships such as 1: 1, 1: N, M: 1, M: N (where M and N are natural numbers) may be formed between the RRU 200 and the BBU 300.
  • the RF unit 110 included in the terminal 100 may include a transmitter 112 and a receiver 114.
  • Transmitter 112 and receiver 114 are configured to transmit and receive signals with RRU 200.
  • the processor 120 may be configured to be functionally connected to the transmitter 112 and the receiver 114 to control a process in which the transmitter 112 and the receiver 114 transmit and receive signals to and from the RRU 200 and other devices.
  • the processor 120 may perform various processing on a signal to be transmitted and then transmit the signal to the transmitter 112, and may perform a process on the signal received by the receiver 114.
  • the processor 120 may store information included in the exchanged message in the memory 130.
  • the terminal 100 can perform the method of various embodiments of the present invention described above.
  • the transmitter 212 and the receiver 214 of the RRU 200 are configured to transmit and receive signals with the terminal 100.
  • the processor 310 of the BBU 300 connected to the RRU 200 is functionally connected to the transmitter 212 and the receiver 214 of the RRU 200 so that the transmitter 212 and the receiver 214 are different devices. It may be configured to control the process of transmitting and receiving a signal with.
  • the processor 310 may perform various processing on a signal to be transmitted, transmit the same to the transmitter 212, and may perform a process on the signal received by the receiver 214. If necessary, the processor 310 may store information included in the exchanged message in the memory 320. With such a structure, the RRU 200 and the BBU 300 may perform the methods of the various embodiments described above.
  • Processors 120 and 310 of the terminal 100 and the BBU 300 direct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operations in the terminal 100, the RRU 200, and the BBU 300.
  • Each of the processors 120 and 310 may be connected to memories 130 and 320 that store program codes and data.
  • the memories 130 and 320 are coupled to the processors 120 and 310 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processors 120 and 310 of the present invention may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the processors 120 and 310 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the above-described method may be written as a program executable on a computer, and may be implemented in a general-purpose digital computer which operates the program using a computer readable medium.
  • the structure of the data used in the above-described method can be recorded on the computer-readable medium through various means.
  • Program storage devices that may be used to describe storage devices that include executable computer code for performing the various methods of the present invention should not be understood to include transient objects, such as carrier waves or signals. do.
  • the computer readable medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

RRC 유휴 상태인 단말이 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 복수의 CAC를 수신하는 단계, 복수의 CAC로부터 생성된 복수의 CAI를 단말에 기저장된 CAI 리스트와 비교하는 단계, 비교 결과 복수의 CAI 중에서 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI가 확인되면 단말의 위치를 나타내는 CA를 갱신할 것을 결정하는 단계, 및 단말의 CA를 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대응하는 새로운 CA로 갱신할 것을 요청하는 CAU 요청 메시지를 RRC 연결 상태에서 전송하는 단계를 포함하는 CA 갱신 방법이 개시된다.

Description

클라우드 랜 환경에서의 CA 갱신 방법
본 발명은 RRU와 BBU가 분리 구현되는 클라우드 랜 환경에서 RRU 특정적(RRU specific)으로 할당된 CAC(Chasing Area Code) 기반의 CA(Chasing Area) 방법에 관련된 기술이다.
무선 접속망(Radio Access Network, RAN) 구조가 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell) 등 다양한 형태의 스몰 셀(small cell)들이 매크로 셀(macro cell)과 연동하는 형태로 변화하고 있다. 이러한 무선 접속망 구조는 종래의 매크로 셀 기반의 동종(homogeneous) 망에 더하여 저전력/근거리 통신을 위한 스몰 셀들이 혼재하는 계층적(hierarchical) 셀 구조 또는 이기종(heterogeneous) 셀 구조를 의미한다. 새로운 무선 접속망 구조는 최종 사용자에게 높은 데이터 전송율을 제공함으로써 체감 품질(Quality of Experience, QoE)을 증진하는 것을 목적으로 한다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 범주 중 하나인 Small Cell Enhancements for E-UTRA and E-UTRAN SI(Study Item)에서는, 저전력 노드들을 사용하는 실내/실외(indoor/outdoor) 시나리오들을 개선하기 위한 논의가 이루어지고 있으며, 이러한 시나리오들과 요구사항들이 TR 36.932에 기술되어 있다. 또한, Small Cell Enhancements for E-UTRA and E-UTRAN SI 에서는 사용자가 동일한 혹은 다른 캐리어(carrier)를 사용하는 매크로 셀 레이어(Macro Cell Layer)와 스몰 셀 레이어(Small Cell Layer)들에 동시적 연결성을 갖는 이중 연결성(Dual Connectivity) 개념에 대한 장점들을 도출하는 작업이 논의되고 있다.
상술한 흐름을 고려할 때, 다양한 스몰 셀들이 배치(deploy)됨에 따라 사용자들은 네트워크에 물리적으로 더 가까이 위치하게 된다. 따라서, 개선된 5G 무선 접속망에서는 종래와 같은 기지국의 셀에 기반한 통신이 아닌 사용자 중심의 가상 영역(zone)을 통한 통신이 이루어질 것으로 예상된다. 나아가, 사용자 중심의 가상 영역을 통한 통신이 가능하기 위해서는 종래의 셀 기반의 서비스 제공 단위와는 차별화되는 서비스 제공 단위가 도출되어야 한다. 즉, 사용자 중심의 영역과 같은 서비스 제공 단위를 구현할 수 있는 기술적인 이슈들이 도출되고 해결되어야 하며, 이는 현재의 무선 접속망에 큰 변화를 야기할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 변화되는 통신 환경에 따라 RRC 유휴 상태인 단말의 위치 파악을 위한 새로운 기준을 설정하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 통신 환경이 변경됨에 따라 페이징을 위한 통신 시스템의 부담을 더는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 변경된 통신 환경에서 단말 중심의 커버리지가 설정되는 경우, 단말에 최적의 서비스를 제공하는 데에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
기술적 과제를 해결하기 위한 CA 갱신 방법은 RRC 유휴 상태인 단말이 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 복수의 CAC를 수신하는 단계, 복수의 CAC로부터 생성된 복수의 CAI를 단말에 기저장된 CAI 리스트와 비교하는 단계, 비교 결과 복수의 CAI 중에서 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI가 확인되면, 단말의 위치를 나타내는 CA를 갱신할 것을 결정하는 단계 및 단말의 CA를 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대응하는 새로운 CA로 갱신할 것을 요청하는 CAU 요청 메시지를 RRC 연결 상태에서 전송하는 단계를 포함한다.
CA를 갱신할 것이 결정되면, 단말의 RRC 상태는 RRC 연결 상태로 천이될 수 있다.
CAI 리스트는 단말이 새로운 BBU 풀 영역에 진입할 때, BBU 풀과 연계되는 MME로부터 수신될 수 있다.
CAU 요청 메시지는 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대한 정보를 포함하며, 새로운 CA에 대응되는 BBU 풀을 통해서 MME로 전송될 수 있다.
BBU 풀이 MME로 전달하는 CAU 요청 메시지는 S1 메시지 또는 NAS 메시지 형태로 전송될 수 있다.
복수의 CAC를 수신하는 단계는 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 시스템 정보를 수신하고, 수신된 시스템 정보로부터 복수의 CAC를 추출하는 것일 수 있다.
CA 갱신 방법은 CAU 요청 메시지에 응답하여 CAU 승인 메시지가 수신되면, CAU 완료 메시지를 MME로 전송하는 단계, 및 단말의 RRC 상태를 RRC 유휴 상태로 천이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 단말은 송신부, 수신부, 및 송신부 및 수신부와 연결되어 CA를 갱신하도록 동작하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 RRC 유휴 상태인 단말이 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 복수의 CAC를 수신하도록 수신부를 제어하고, 복수의 CAC로부터 생성된 복수의 CAI를 단말에 기저장된 CAI 리스트와 비교하고, 비교 결과 복수의 CAI 중에서 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI가 확인되면 단말의 위치를 나타내는 CA를 갱신할 것을 결정하고, 단말의 CA를 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대응하는 새로운 CA로 갱신할 것을 요청하는 CAU 요청 메시지를 RRC 연결 상태에서 전송하도록 송신부를 제어한다.
이상에서 설명한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명과 도면을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째로, 변경되는 통신 환경에 맞추어 종래보다 작은 단위로 단말의 위치 파악이 이루어짐에 따라, 단말의 위치가 더 정확하게 파악된다.
둘째로, 페이징으로 인한 시스템의 부하를 덜 수 있을뿐 아니라, 페이징 자체도 효율적으로 이루어질 수 있다.
셋째로, 사용자 주변의 시변적인 상황과 망의 시변적인 상황을 고려하여 사용자 중심의 커버리지를 설정하고 갱신하게 되므로, 사용자에게 최적의 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 이기종 네트워크 환경을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 클라우드 랜 환경을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 CA 갱신 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예와 관련된 CA 갱신 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예와 관련된 CA 갱신 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말, RRU 및 BBU의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함(comprising 또는 including)”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떠한 구성이 다른 구성에 “연결”된다고 할 때, 이는 물리적 연결뿐 아니라 전기적 연결 또한 포함할 수 있으며, 나아가 논리적인 연결 관계에 있음을 의미할 수도 있다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…기”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, “일(a 또는 an)”, “하나(one)”, “그(the)” 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, ‘기지국’은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(Advanced Base Station, ABS) 또는 액세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, ‘이동국(Mobile Station, MS)’은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 발전된 이동단말(Advanced Mobile Station, AMS) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 이동국은 M2M 기기와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16.1, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
1. 이기종 네트워크 환경
도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 이기종 네트워크 환경을 도시하는 도면이다.
차세대 이동통신에서는 멀티미디어 등의 데이터 서비스를 보다 안정적으로 보장 하기 위해서 매크로 셀 기반의 동종 망에 저전력/근거리 통신을 위한 스몰 셀(예를 들어, 피코 셀 또는 펨토 셀)이 혼재하는 계층적 셀 구조 혹은 이기종 셀 구조에 관한 관심이 높아지고 있다. 이는 매크로 셀의 기지국의 추가적 설치는 시스템 성능 향상 대비 비용 및 복잡도 측면에서 비효율적이기 때문이다.
차세대 통신 망에서 고려되는 이기종 망의 구조는 도 1에 도시된 형태로 형성될 수 있다. 하나의 매크로 셀 안에는 다수의 스몰 셀이 공존하게 되며, 각 스몰 셀 기지국들은 셀 지정(cell coordination) 방식에 따라 자원을 할당 받아 단말들을 서비스 하게 된다. 상술한 이기종 네트워크 환경을 구현하기 위한 핵심 기술 중의 하나로서 원격 무선 유닛(Remote Radio Unit, RRU)과 기저대역 유닛(BaseBand Unit, BBU)의 분리 구현을 들 수 있다.
2. RRU 와 BBU가 분리되는 클라우드 랜 환경
도 2는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 클라우드 랜(Cloud Radio Acess Network, C-RAN) 환경을 도시하는 도면이다. 클라우드 랜 환경은 다수의 RRU(200a, 200b)와 소프트웨어 기반의 가상 BBU 풀(Virtual BBU Pool, 350a, 350b) 또는 가상 기지국(Virtual Base Station, VBS) 및 이를 제어하는 접속 제어/자원 관리/인증 서버 등으로 구성될 수 있다. 클라우드 랜 환경에서는 핵심망의 요소들이 개방형 IP 망으로 변화되면서, 클라우드 랜의 여러 요소들은 핵심망의 요소들과 유기적인 관계로 직접 연동된다.
한편, 클라우드 랜 환경이 구현되는 예시로써 상술한 바와 같이 RRU(200a, 200b) 및 BBU(300a, 300b)가 분리되는 환경을 들 수 있다. RRU 및 BBU의 분리에 따라 아래와 같은 특징을 갖는 클라우드 랜 환경이 조성될 수 있다.
첫째로, 가상 BBU 풀(350a, 350b)이 존재하여 다수의 BBU(300a, 300b)들을 포함하며, 가상 BBU 풀(350a, 350b)은 액세스 게이트웨이(Access GW, 250a, 250b)를 통해서 다중 무선 접속 방식(Multi Radio Access Technology, Multi-RAT)을 지원하는 SAS(Shared Antenna System) RRU(200a, 200b)들과 연계되는 구조를 갖는다. 가상 BBU 풀(350a, 350b)은 다양한 무선 접속 기술을 지원하는 복수의 BBU(300a, 300b)들을 포함하며, 하나의 RRU(200a, 200b)는 하나 이상의 BBU(300a, 300b)들과 연계될 수 있고, 반대로 하나의 BBU(300a, 300b)는 하나 이상의 RRU(200a, 200b)들과 연계될 수 있다. 가상 BBU 풀(350a, 350b) 내의 BBU(300a, 300b)들은 RRU(200a, 200b)들과 아이디얼/비-아이디얼 백홀(Ideal/non-Ideal Backhaul)로 연결될 수 있다. 또한, 하나의 가상 BBU 풀(350a)에는 고유한 서비스 영역이 할당되며, 다른 서비스 영역이 할당된 다른 가상 BBU 풀(350b)과 X2 인터페이스 또는 X2와 유사한 인터페이스를 통해 연결될 수 있다.
둘째로, 가상 BBU 풀(350a, 350b) 내의 모든 RRU(200a, 200b)들은 동일한 가상 셀 ID(Virtual Cell ID)를 가지며, 가상 BBU 풀(350a, 350b) 내의 모든 BBU(300a, 300b)들과 모든 RRU(200a, 200b)들은 아이디얼 백홀로 연결되어 RRU(200a, 200b)는 자신과 연계된 BBU(300a, 300b)의 제어를 받는다.
셋째로, 하향링크 동기 획득을 위해 사용되는 동기 신호(Sync Signal)는 각각의 RRU(200a, 200b)들에 의해 전송되며, 동기 신호에는 RRU(200a, 200b)들이 소속된 가상 BBU 풀(350a, 350b)을 대표할 수 있는 가상 셀 ID 뿐만 아니라 각각의 RRU(200a, 2000b)를 구분할 수 있는 RRU ID가 포함되어 전송될 수 있다.
넷째로, 각각의 RRU(200a, 200b)들은 단순한 안테나를 가정하며, L1/L2/L3 계층 처리 과정(Layer Processing)은 가상 BBU 풀(350a, 350b) 내에 존재하는 BBU들(300a, 300b)에 의해 이루어진다. 또한, RRU(200a, 200b)들은 SAS의 속성을 가지며, 이는 RRU(200a, 200b)가 자신의 소속을 가상 BBU 풀 (350a, 350b)내의 한 BBU에서 다른 BBU로 변경할 수 있음을 의미한다. 즉, RRU(200a, 200b)의 시변적인 소속은 BBU(300a, 300b)의 상황(예를 들어, BBU의 부하(Load), 가용 자원(Resource) 상황 등)에 따라 하나의 BBU에서 다른 BBU로 변경될 수 있다.
종래에는 물리적인 셀이 존재하고 사용자들이 셀에 접속하여 서비스를 제공받는 형태로 구현되었다. 그러나, 상술한 바와 같이 RRU와 BBU가 분리 구현되는 경우, 네트워크가 사용자 단위로 최적의 통신 환경을 제공할 수 있는 영역(zone) 또는 커버리지(coverage)를 구성하여 해당 영역 기반의 서비스를 제공할 수 있게 된다.
3. CA 갱신 방법
도 3은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 CA 갱신 방법을 설명하는 도면이다.
셀(Cell)은 기본적으로 하향링크(downlink, DL) 자원과 선택적으로(optionally) 상향링크(uplink, UL) 자원들의 결합으로 기술된다. DL 자원을 위한 캐리어 주파수(carrier frequency)와 UL 자원을 위한 주파수 자원 간의 연결 관계는 DL 자원을 통해 단말에 전달되는 시스템 정보에 명시된다.
종래의 LTE/LTE-A 기반의 무선 통신 환경에서는 단말의 RRC 상태와 RRC 연결 관계에 대해 이하와 같이 기술하고 있다. RRC (Radio Resource Connection) 상태란 단말이 E-UTRAN과 논리적 연결(logical connection)을 맺고 있는지 아닌지를 의미한다. 단말이 E-UTRAN과 논리적 연결을 맺고 있는 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태, 연결을 맺지 않은 상태를 RRC 유휴(RRC idle) 상태라 한다. 즉, 단말의 RRC 상태는 RRC 연결 상태와 RRC 유휴 상태로 구분될 수 있으며, RRC 유휴 상태에 있는 단말은 E-UTRAN이 파악할 수 없다. 이에 따라, 단말의 위치는 셀 보다 더 큰 단위인 TA (Tracking Area) 기반으로 정의되며, 핵심망(Core Network, CN), 예를 들어 MME(Mobility Management Entity)이 단말의 위치를 관리할 수 있다.
다시 말해서, RRC 유휴 상태의 단말은 TA 단위로 그 존재 여부가 파악되며, 음성이나 데이터 서비스를 제공받기 위해서는 RRC 상태를 RRC 연결 상태로 천이(transit)해야 한다. 반면에, RRC 연결 상태의 단말은 셀 단위로 존재 여부가 파악된다. 각각의 TA는 TAI(Tracking Area ID)를 통해 구별되며, TAI는 셀에서 브로드캐스팅되는 정보를 통해 단말에 수신되는 값인 TAC(Tracking Area Code)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 종래의 LTE/LTE-A 기반의 무선 통신 환경에서 페이징(paging) 메시지를 수신한 단말의 동작 및 TA 갱신(TAU, Tracking Area Update) 절차에 대해 설명한다. 먼저, RRC 유휴 상태의 단말에 페이징 정보를 전달하는 경우, 단말에 SI(System Information)의 변경을 알리는 경우, 긴급 정보를 단말에 전송하는 경우 등에 있어서 페이징 메시지가 사용된다. 또한, 페이징 메시지는 RRC 연결 상태인 단말에 시스템 정보의 변경을 알릴 때에도 사용될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 RRC 유휴 상태인 단말의 위치정보는 MME에 의해 TA 단위로 관리되며, MME는 단말이 현재 연결 중인 셀에 대해서는 알 수 없다. 이에 따라, MME는 자신이 관리하는 TA 리스트에 포함된 모든 기지국에 페이징 메시지를 전송하고, 이를 수신한 기지국들은 자신의 셀 내에 수신된 페이징 메시지를 브로드캐스팅한다. RRC 유휴 상태의 단말은 페이징 메시지를 수신한 뒤, RRC 연결을 설정하거나 시스템 정보를 수신하거나 긴급 정보를 확인할 수 있다.
한편, RRC 유휴 상태의 단말은 MME로부터 수신한 TAI 리스트에 없는 다른 TA로 이동한 경우, 또는 주기적인 TA 갱신을 위한 타이머가 만료한 경우 등에 있어서 MME에게 자신의 현재 위치를 알리기 위한 TAU 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말이 다른 TA로 이동한 경우, 단말은 셀을 (재)선택하고, 선택한 셀에서 브로드캐스팅되는 SI로부터 새로운 TA의 TAI를 확인한다. 이어서, 단말은 자신이 저장하고 있는 TAI 리스트에서 새로운 TA의 TAI가 확인되지 않는 경우, TA가 변경되었음을 알 수 있다. 이에 따라, 단말은 기지국을 통해 MME로 TA 갱신 요청 메시지(TAU 요청 메시지)를 전송한다.
한편, 이상에서 설명한 LTE/LTE-A 기반의 통신 환경과는 달리, 스몰 셀들이 밀집하여 배치되는 환경에서는 사용자 중심의 커버리지(UCC, user central coverage)의 제어가 중요한 이슈가 될 것으로 예상된다. 즉, 상술한 바와 같이 RRU와 BBU가 분리되는 환경에서는 다수의 BBU가 시변적으로 여러 RRU와의 연결(매핑)관계를 달리하여 사용자에게 서비스를 제공한다. 이에 따라, 종래와 같이 물리적 셀 기반의 연결 관계에 대한 개념 대신에 UCC 를 통한 통신 환경이 구현될 것으로 예상된다.
새로운 네트워크 환경에서, 종래의 TA에 속한 기지국의 모든 셀이 페이징 메시지를 전송하는 방식은 비효율적이다. 왜냐하면, BBU-RRU는 그 지리적인 위치에 관계 없이 연계될 수 있기 때문에, 물리적인 BBU 단위의 TA 구성이 어렵다. 또한, BBU는 하나 이상의 RRU와 연계되어 동작할 수 있기 대문에, BBU 풀 내에 포함된 모든 BBU에 연계된 모든 RRU들이 페이징 메시지를 전송하는 것은 과도한 오버헤드의 증가를 초래하기 때문이다. 또한, 종래와 같이 MME가 단말들의 위치를 BBU 풀 기반의 TA 단위로 파악하고 종래와 같은 방식으로 페이징을 수행할 경우, BBU 풀 자체가 하나의 고정된 TA에 할당되므로, MME와 무선 라디오 구간에 불필요한 부하가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 종래의 TAC, TAI 와 차별화된 개념으로서 클라우드 랜 환경에서 제시되는 CAC(Chasing Area Code), CAI(Chasing Area ID) 개념을 제안하며, 효율적인 페이징이 수행될 수 있도록 CA 할당 및 갱신을 통한 단말의 위치 파악 방법을 제안한다.
이와 같이 새로운 통신 환경에서 종래의 TA 개념에 대응되는 개념으로서, ‘CA(Chasing Area)’ 개념을 정의할 수 있다. ‘CA’란 BBU-RRU 분리 구조 기반의 클라우드 랜 환경에서 RRC 유휴 상태인 또는 RRC 연결 상태인 단말의 위치 파악을 위한 새로운 개념이다. 즉, UCC 기반의 통신 환경이 구축되는 경우 RRC 유휴 상태 또는 RRC 연결 상태인 단말은 CA 단위로 위치가 파악된다.
즉, BBU-RRU 분리 구조에서 MME는 단말들의 위치를 BBU 풀 단위로 할당된 CAC/CAI를 통해 파악할 수 있다. 구체적으로, CAC는 BBU 풀에 의해 RRU 단위 또는 복수의 RRU 단위로 할당된다. 이에 따라, MME는 종래의 TA 보다 작은 단위인 CA 단위로 단말들의 위치 정보를 파악할 수 있어, 페이징 전송으로 인한 부하 발생을 줄일 수 있다.
도시된 실시 예를 통해 CA에 대해 구체적으로 설명하면, CA는 LTE/LTE-A 통신 환경에서 사용되는 TA와는 다른 개념으로, BBU-RRU 분리 구조의 클라우드 랜 환경을 지원하는 단말에 의해 사용되는 개념이다. 또한, CA는 하나 이상의 RRU에 할당될 수 있으며, RRU가 브로드캐스팅하는 CAC를 통해서 CAI가 생성됨으로써 CA들이 서로 구별될 수 있다. 나아가, CAC와 RRU 간의 매핑 정보는 BBU 풀에 의해 관리될 수 있으며, BBU 풀은 자신이 지원하는 CAC들과 CAC-RRU 매핑 정보를 MME에 전달할 수 있다(S310). 또한, BBU 풀은 RRU들을 무선 접속 기술(RAT, Radio Access Technology)에 따라 분류하고, RRU들이 지원하는 RAT 타입 별로 서로 다른 CAC를 할당할 수 있다.
이어서, 클라우드 랜 환경에서 동작하는 단말이 CA의 변경을 인지하는 과정을 설명한다. BBU-RRU 분리구조에서 CAC가 하나 이상의 RRU 단위로 할당되는 경우, 단말은 하나의 RRU에 할당된 CAC 또는 둘 이상의 RRU에 할당된 CAC를 수신한다(S315, S320, S325).
한편, 단말은 특정 BBU 풀이 커버하는 영역으로 진입할 때, BBU 풀에 연계되어 동작하는 RRU 중에서 자신이 접속한 RRU에 대응하는 CA의 CAI 리스트를 MME로부터 할당받을 수 있다. 단말 중심의 커버리지(UCC)가 설정되는 환경에서, 동일한 RRU에 연결된 단말들이라 하더라도 각각의 단말에 할당된 CAI 리스트는 다를 수 있다. 즉, 단말 A와 B가 동일한 RRU에 연결된다고 하더라도, 단말 A와 단말 B가 수신한 CA는 서로 다를 수 있다. 또한, MME는 BBU 풀로부터 전달받은 정보를 이용하여 CAI 리스트를 구성할 수 있도록 단말이 접속한 RRU에 대한 정보를 미리 획득하고 관리한다.
이어서, 단말은 수신된 CAC를 통해 CAI를 생성함으로써 자신이 MME로부터 기수신한 CAI와 비교할 수 있다. 새롭게 생성된 CAI가 이미 단말이 가지고 있던 CAI와의 비교 결과에 따라, 단말은 CAI가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 종래의 LTE/LTE-A 통신 환경에서 단말은 한 시점에 하나의 TA에 소속되어 해당 TA의 TAI 값으로 TAU 여부를 결정한 반면, 제안하는 방법에서 단말은 RRU와의 연결관계에 따라 하나 이상의 CA에 소속될 수 있다. 이에 따라, 단말은 해당 CA에 매핑되는 하나 이상의 CAI 값을 유지할 수 있어야 한다.
한편, CA와 CAI의 비교 결과 새롭게 수신된 CA가 단말에 기저장된 CAI에 대응되지 않은 경우, 단말은 CA 갱신(CAU, CA Update) 과정을 개시한다(S335). 단말은 CAU 요청 메시지를 MME로 전송하며(S340), 새로운 CA에 해당하는 RRU(도 3에서 RRU 1)를 통해 MME에 CAU 요청 메시지를 전송한다. CAU 요청 메시지는 종래 LTE/LTE-A에서 활용되던 TAU 절차에서의 메시지가 재사용될 수 있으며, TAU에서의 메시지와 동일하거나 유사한 형태로 구성될 수 있다. CAU 요청 메시지에 이어 단말과 RRU, BBU 풀 간에 컨텍스트가 생성되며(S345), CAU 승인 메시지와 CAU 완료 메시지가 단말과 MME 간에 전송된다(S350, S355).
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예와 관련된 CA 갱신 방법을 설명하는 도면이다. 도 4에서는 도 3과 달리, CAU 과정에서 BBU 풀이 직접적으로 관여하지 않는 실시 예를 설명한다.
BBU-RRU 분리구조의 클라우드 랜 환경에서 단말들을 위한 CA가 구성되면, RRU 또는 복수의 RRU 단위로 CAC가 생성된다. 이어서, RRU들은 자신에게 할당된 CAC를 브로드캐스팅한다(S410, S415, S420). CAC는 RRU가 브로드캐스팅하는 SI에 포함되어 단말에 수신될 수 있으며, RRC 유휴 상태인 단말은 RRU들로부터 CAC를 수신한다.
도시된 실시 예에서 단말은 RRC 유휴 상태에서 새로운 RRU의 영역(예를 들어, RRU 3)으로 진입한다. RRC 유휴 상태인 단말은 RRU 3를 선택하고, 캠프 온(camp on) 한다. RRU 3에 대해 캠프 온한 단말은 RRU 3로부터 브로드캐스팅되는 SI를 수신하여, RRU 3에 해당하는 CA의 CAC(CAC 2)를 수신한다.
단말이 CAC를 수신하면, 단말은 자신이 저장하고 있는 CAI 리스트와 RRU에 의해 브로드캐스팅된 CAC를 이용하여 생성된 CAI를 비교한다. 비교 결과, 새롭게 생성된 CAI가 기존의 CAI 리스트에 포함되지 않았다면, 단말은 CA가 변경되었음을 인지하고 CAU 과정을 개시한다(S425). 반면에, 비교 결과 새롭게 생성된 CAI가 기존의 CAI 리스트에 포함된다면, 단말은 CA 변경이 없었다고 판단한다.
CAU 과정이 개시되면, 단말은 새롭게 생성된 CAI에 대한 정보를 MME로 전달한다(S430). 도시된 실시 예에서, 단말은 RRU 3으로부터 수신되는 CAC 2로부터 CAI를 생성하고, 기존에 단말이 가지고 있던 CAI 리스트에 새롭게 생성된 CAI가 없음을 확인한다. 이에 따라, 단말은 CAU 요청 메시지를 MME로 전송하면서 RRU 3에 대한 CAI로 CA가 변경되었다는 정보를 함께 전송할 수 있다. CAU 요청 메시지는 단말로부터 BBU 풀을 거쳐 MME로 전송될 수 있다.
MME는 CAC 2를 이용하여 생성된 CAI로 새로운 CAI 리스트를 구성하며(S435), 이를 CAU 승인 메시지에 포함시켜 단말에 전송한다(S440). CAU 승인 메시지는 RRC 시그널링을 통해 전송될 수 있다. 한편, 단말은 RRC 유휴 상태에 있으므로, 단말은 CAU 요청 메시지를 전송하기에 앞서 RRC 연결 상태로 천이해야 한다. 이에 따라, 명시적으로 도시되지는 않으나, 단말은 CAU 요청 메시지를 전송하기에 앞서 새로운 RRU 3와 RRC 연결을 설정할 수 있다.
CAU 승인 메시지를 수신한 단말은 이에 응답하여 CAU 완료 메시지를 MME로 전송하며(S445), CAU 완료 메시지를 전송한 단말은 다시 RRC 유휴 상태로 천이할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예와 관련된 CA 갱신 방법을 설명하는 도면이다. 도 5에서는 RRC 연결 상태인 단말의 CA 갱신 과정을 설명하며, 도 4의 S425 이후의 과정에 대한 구현 예가 될 수 있다. 도 5에서는 도 4와 마찬가지로 RRU 1, RRU 2는 CAC 1을 브로드캐스팅하고, RRU 3은 CAC 2를 브로드캐스팅하는 실시 예를 설명한다.
도 5에서 단말은 자신이 위치한 CA가 변경되었음을 감지하고, 이와 같은 CA의 변경을 MME에 알린다. 도 5에서는 단말이 RRU 1로부터 수신된 CAC를 이용하여 생성된 CAI를 이용하여 CA를 갱신하는 과정을 예로 들어 설명한다. 단말은 새롭게 연결된 RRU인 RRU1에 대응하는 CAI를 RRC 시그널링 메시지를 통해 BBU 풀로 전달한다(S510). BBU 풀은 RRU 1에 대한 CAI를 RRC 시그널링 메시지에 포함된 NAS 메시지 또는 S1 메시지를 통해 MME에 전달한다(S515). 어떠한 경우라 하더라도, BBU 풀은 현재 단말이 연결된 RRU에 매핑되는 CA를 추적(trace)할 수 있어야 한다.
MME는 수신된 메시지에 응답하여 NAS 메시지 또는 S1 메시지를 BBU 풀로 전달하며(S520), BBU 풀은 RRC 연결 상태인 단말로 RRC 연결 해제 메시지를 전송한다(S525). 단말은 RRC 상태를 RRC 유휴 상태로 전환한다(S530). 한편, RRC 유휴 상태인 단말 주변의 RRU들로부터 브로드캐스팅되는 CAC 정보를 주기적 또는 비주기적으로 수신할 수 있으며(S535, S540, S545), 이어서 도 3 및 도 4에서 설명한 RRU 선택 과정이 수행될 수 있다(S550).
이상에서 설명한 CA 갱신 방법에 의하면, MME는 종래의 TA 보다 작은 단위인 CA에서 C-RAN을 지원하는 단말의 위치를 파악할 수 있다. 이를 통해, 페이징으로 인하여 무선 채널 및 MME에서 발생할 수 있는 부담을 덜 수 있을뿐 아니라, 페이징 메시지의 전달을 위한 지연 시간을 줄일 수도 있다.
4. 장치 구성
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말(100), RRU(200) 및 BBU(300)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 6에서는 단말(100)과 RRU(200) 간의 1:1 통신 환경을 도시하였으나, 다수의 단말과 RRU 간에도 통신 환경이 구축될 수 있다.
도 6에서 단말(100)은 무선 주파수(RF) 유닛(110), 프로세서(120), 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 종래의 기지국(150)은 송신부(212), 수신부(214), 프로세서(310), 및 메모리(320)를 모두 포함하도록 구현된다. 반면에, 일 실시 예에 따른 클라우드 랜 환경에서는 종래의 기지국(150)에 포함된 구성들이 RRU(200)와 BBU(300)로 분리되어 구현된다.
이에 따라, 단순한 안테나의 역할을 하는 RRU(200)는 송신부(212) 및 수신부(214)만을 포함한다. 신호 처리, 계층 처리 등 통신의 전반적인 과정은 BBU(300)에 포함된 프로세서(310) 및 메모리(320)에 의해 제어된다. 또한, RRU(200)와 BBU(300) 간에는 1:1, 1:N, M:1, M:N (M, N 은 자연수) 등 다양한 연결 관계가 형성될 수 있다.
단말(100)에 포함된 RF 유닛(110)은 송신부(112) 및 수신부(114)를 포함할 수 있다. 송신부(112) 및 수신부(114)는 RRU(200)와 신호를 송신 및 수신하도록 구성된다. 프로세서(120)는 송신부(112) 및 수신부(114)와 기능적으로 연결되어 송신부(112) 및 수신부(114)가 RRU(200) 및 다른 디바이스에 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(112)로 전송하며, 수신부(114)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다.
필요한 경우 프로세서(120)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 단말(100)은 이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
RRU(200)의 송신부(212) 및 수신부(214)는 단말(100)과 신호를 송신 및 수신하도록 구성된다. 또한, RRU(200)에 연결된 BBU(300)의 프로세서(310)는 RRU(200)의 송신부(212) 및 수신부(214)와 기능적으로 연결되어 송신부(212) 및 수신부(214)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(212)로 전송하며 수신부(214)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(310)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(320)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 RRU(200) 및 BBU(300)는 앞서 설명한 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
단말(100) 및 BBU(300)의 프로세서(120, 310)는 단말(100), RRU(200) 및 BBU(300)에서의 동작들을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(120, 310)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(130, 320)들과 연결될 수 있다. 메모리(130, 320)는 프로세서(120, 310)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
본 발명의 프로세서(120, 310)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(120, 310)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시 예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(120, 310)에 구비될 수 있다.
한편, 상술한 방법은, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함하는 저장 디바이스를 설명하기 위해 사용될 수 있는 프로그램 저장 디바이스들은, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 원격 무선 유닛(Remote Radio Unit, RRU)과 기저대역 유닛(BaseBand Unit, BBU)이 분리되는 클라우드 랜(Cloud Radio Access Network, C-RAN) 환경에서 단말이 CA(Chasing Area)를 갱신하는 방법에 있어서,
    RRC 유휴 상태인 단말이 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 복수의 CAC(Chasing Area Code)를 수신하는 단계;
    상기 복수의 CAC로부터 생성된 복수의 CAI(Chasing Area ID)를 상기 단말에 기저장된 CAI 리스트와 비교하는 단계;
    상기 비교 결과 상기 복수의 CAI 중에서 상기 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI가 확인되면, 상기 단말의 위치를 나타내는 CA를 갱신할 것을 결정하는 단계; 및
    상기 단말의 CA를 상기 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대응하는 새로운 CA로 갱신할 것을 요청하는 CAU(Chasing Area Update) 요청 메시지를 RRC 연결 상태에서 전송하는 단계를 포함하는, CA 갱신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CA를 갱신할 것이 결정되면, 상기 단말의 RRC 상태는 RRC 연결 상태로 천이(transit)되는 것인, CA 갱신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CAI 리스트는 상기 단말이 새로운 BBU 풀 영역에 진입할 때, 상기 BBU 풀과 연계되는 MME로부터 수신되는 것인, CA 갱신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 CAU 요청 메시지는 상기 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대한 정보를 포함하며, 상기 새로운 CA에 대응되는 BBU 풀을 통해서 MME로 전송되는 것인, CA 갱신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 BBU 풀이 상기 MME로 전달하는 상기 CAU 요청 메시지는 S1 메시지 또는 NAS(Non Access Stratum) 메시지 형태로 전송되는 것인, CA 갱신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 CAC를 수신하는 단계는
    상기 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 시스템 정보(SI)를 수신하고, 수신된 시스템 정보로부터 상기 복수의 CAC를 추출하는 것인, CA 갱신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 CA 갱신 방법은
    상기 CAU 요청 메시지에 응답하여 CAU 승인 메시지가 수신되면, CAU 완료 메시지를 MME로 전송하는 단계; 및
    상기 단말의 RRC 상태를 RRC 유휴 상태로 천이하는 단계를 더 포함하는, CA 갱신 방법.
  8. 원격 무선 유닛(Remote Radio Unit, RRU)과 기저대역 유닛(BaseBand Unit, BBU)이 분리되는 클라우드 랜(Cloud Radio Access Network, C-RAN) 환경에서 CA(Chasing Area)를 갱신하는 단말에 있어서,
    송신부;
    수신부; 및
    상기 송신부 및 상기 수신부와 연결되어 CA를 갱신하도록 동작하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는
    RRC 유휴 상태인 단말이 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 복수의 CAC(Chasing Area Code)를 수신하도록 상기 수신부를 제어하고,
    상기 복수의 CAC로부터 생성된 복수의 CAI(Chasing Area ID)를 상기 단말에 기저장된 CAI 리스트와 비교하고,
    상기 비교 결과 상기 복수의 CAI 중에서 상기 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI가 확인되면, 상기 단말의 위치를 나타내는 CA를 갱신할 것을 결정하고,
    상기 단말의 CA를 상기 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대응하는 새로운 CA로 갱신할 것을 요청하는 CAU(Chasing Area Update) 요청 메시지를 RRC 연결 상태에서 전송하도록 상기 송신부를 제어하는 것인, 단말.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 CA를 갱신할 것이 결정되면, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 상태로 천이(transit)하는 것인, 단말.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 CAI 리스트는 상기 단말이 새로운 BBU 풀 영역에 진입할 때, 상기 BBU 풀과 연계되는 MME로부터 수신되는 것인, 단말.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 CAU 요청 메시지는 상기 CAI 리스트에 존재하지 않는 CAI에 대한 정보를 포함하며, 상기 새로운 CA에 대응되는 BBU 풀을 통해서 MME로 전송되는 것인, 단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 BBU 풀이 상기 MME로 전달하는 상기 CAU 요청 메시지는 S1 메시지 또는 NAS(Non Access Stratum) 메시지 형태로 전송되는 것인, 단말.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 복수의 RRU로부터 브로드캐스팅되는 시스템 정보(SI)를 수신하도록 상기 수신부를 제어하고, 수신된 시스템 정보로부터 상기 복수의 CAC를 추출하는 것인, 단말.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 CAU 요청 메시지에 응답하여 CAU 승인 메시지가 수신되면, CAU 완료 메시지를 MME로 전송하도록 상기 송신부를 제어하고,
    상기 단말의 RRC 상태를 RRC 유휴 상태로 천이하는 것인, 단말.
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