WO2016064010A1 - 이종 무선 통신 기술이 적용되는 시스템에서 단말의 억세스 타임을 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

이종 무선 통신 기술이 적용되는 시스템에서 단말의 억세스 타임을 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016064010A1
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WO
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terminal
access
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wlan
buffer status
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PCT/KR2014/010075
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최혜영
조희정
고현수
변일무
박경민
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엘지전자 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/56—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/04—Scheduled access

Definitions

  • the present invention relates to mobile communication, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting an access time of a terminal in a system to which heterogeneous wireless communication technology is applied.
  • LTE-A based communication service can provide users with much faster speed than wired internet. Accordingly, the spread of user equipment that can receive IP-based services based on cellular networks such as LTE-A is increasing. The user is using IP (Internet Protocol) based services such as Voice over LTE (VoLTE) and video call through the user terminal. Recently, the proportion of LTE-A based wireless Internet services is expected to increase further.
  • IP Internet Protocol
  • wireless local area networks WLANs
  • WiMAX mobile World Interoperability for Microwave Access
  • HSDPA High Speed Downlink Packet Access
  • RATs radio access technologies
  • LTE-A long term evolution-advanced
  • WLAN wireless local area network
  • mobile carriers support wireless Internet services through Wi-Fi zones as well as 4G networks with wide coverage.
  • the present invention is a method for solving an access delay problem, which occurs seriously as the collision probability increases when the terminal accesses the wireless LAN when the AP and the terminal are concentrated in a broadband wireless communication system through the control of the cellular network. Suggest.
  • An access time transmission method includes the steps of transmitting buffer status report setting information for a buffer status report to a terminal; Receiving buffer status information on the WLAN according to the buffer status report setting information from the terminal; Generating access time related information on a WLAN access priority of the terminal and a data transmission time of the terminal based on the buffer status information; The method may include transmitting the access time related information to the terminal.
  • the method may further include receiving a response message to the access time coordination request message from the WLAN access device.
  • a cellular controller for controlling a terminal in a cellular network includes a signal transceiver; And a processor connected to the signal transceiver, wherein the processor transmits buffer status report setting information for a buffer status report to a terminal, and transmits buffer state information for the WLAN according to the buffer status report setting information. And access time related information on the WLAN access priority and the data transmission time of the terminal based on the buffer status information, and transmit the access time related information to the terminal.
  • An access time transmission method comprises the steps of: receiving, from a cellular controller, buffer status information on a WLAN of a terminal; And transmitting the access time related information regarding the WLAN access priority and the data transmission time of the terminal generated based on the buffer status information to the terminal.
  • the access delay problem that occurs seriously as the collision probability increases when the terminal accesses the WLAN can be solved through the control of the cellular network.
  • a method and apparatus for reducing a WLAN access collision by a cellular system determining and controlling a WLAN access time of a terminal are provided.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a method for transmitting and / or receiving data based on a heterogeneous network system.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating interworking between a WLAN and a cellular network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a method of managing AP information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an access time of a terminal determined by a cellular network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an access time of a terminal determined by a wireless LAN according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a control flowchart illustrating a method in which a cellular controller acquires a buffer state of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A illustrates a MAC CE for BSR according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B illustrates MAC CE for BSR according to another embodiment of the present invention.
  • 7C is a diagram illustrating a MAC CE for a BSR according to another embodiment of the present invention.
  • 7D is a diagram illustrating a MAC CE for BSR according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a control flowchart illustrating a method for a cellular network to determine access priorities of terminals and indicate access times of terminals according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a control flowchart illustrating a method for an AP to indicate access times of UEs according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A illustrates a WLAN access time information message transmitted from a cellular controller to an AP according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B illustrates a WLAN access time information message transmitted from a cellular controller to an AP according to an embodiment of the present invention.
  • 11A is a diagram illustrating a WLAN access time information message transmitted from an AP to a multi-RAT terminal according to an embodiment of the present invention.
  • 11B illustrates a WLAN access time information message transmitted from an AP to a multi-RAT terminal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless device may be fixed or mobile and may be called other terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a mobile terminal (MT), and the like.
  • the terminal may be a portable device having a communication function such as a mobile phone, a PDA, a smart phone, a wireless modem, a laptop, or the like, or a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device.
  • a base station generally refers to a fixed station for communicating with a wireless device, and may be referred to in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like.
  • LTE 3rd Generation Partnership Project
  • LTE-Avanced 3rd Generation Partnership Project LTE
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-Avanced 3rd Generation Partnership Project LTE
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-Avanced 3rd Generation Partnership Project LTE
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-Avanced 3rd Generation Partnership Project LTE
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-Avanced 3rd Generation Partnership Project
  • the present specification describes a communication network, and the work performed in the communication network is performed in the process of controlling the network and transmitting data in a system (for example, a base station) that manages the communication network, or a terminal linked to the network. Work can be done in a system (for example, a base station) that manages the communication network, or a terminal linked to the network. Work can be done in a system (for example, a base station) that manages the communication network, or a terminal linked to the network. Work can be done in a system (for example, a base station) that manages the communication network, or a terminal linked to the network. Work can be done in a system (for example, a base station) that manages the communication network, or a terminal linked to the network. Work can be done in a system (for example, a base station) that manages the communication network, or a terminal linked to the network. Work can be done in a system (for example, a base station) that manages the communication network, or a terminal linked to
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a method for transmitting and / or receiving data based on a heterogeneous network system.
  • the STA means a terminal which may be fixed or have mobility and is expressed as a terminal hereinafter.
  • a terminal may have an ability to access both an access point (AP) of a WLAN and an eNB of a cellular network.
  • the terminal may request a connection to a specific network in order to access a specific network of a WLAN and a cellular network.
  • the UE may not access all of the heterogeneous networks at the same time even if the UE can access each of the heterogeneous networks.
  • the eNB may be connected to a serving gateway (S-GW) / mobility management entity (MME) via a cellular network interface.
  • S-GW serving gateway
  • MME mobility management entity
  • the MME has access information of the terminal or information on the capability of the terminal, and this information may be mainly used for mobility management of the terminal.
  • the MME is responsible for the function of the control plane.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint.
  • the S-GW is responsible for the function of the user plane.
  • the S-GW / MME is also connected to a PDN (packet data network) gateway (P-GW) and a home subscriber server (HSS) via a cellular network interface.
  • PDN-GW is a gateway having a PDN (packet data network) as an endpoint.
  • the P-GW and HSS are connected with a 3GPP access authentication authorization (AAA) server through a cellular network interface.
  • AAA 3GPP access authentication authorization
  • the P-GW and 3GPP AAA servers may be connected with an evolved packet data gateway (e-PDG) via a cellular network interface.
  • e-PDG may only be included in untrusted non-3GPP connections.
  • a WLAN access gateway (WAG) may play a role of P-GW in a WLAN system.
  • a connection for transmitting and / or receiving direct control information between a WLAN and a cellular network is not required.
  • the resources used to access the terminals may also increase in proportion.
  • the IEEE 802.11 MAC protocol defines the essential function, Distributed Coordination Function (DCF) and optional Function, Point Coordination Function (PCF). That is, the transmission medium may operate in both DCF in contention mode and PCF in contention free mode.
  • DCF Distributed Coordination Function
  • PCF Point Coordination Function
  • DCF is an asynchronous transmission method that provides basic media access method of 802.11 MAC and is implemented in all commercial WLAN products.
  • the DCF takes no account of the priority among stations (terminals, hereinafter referred to as STAs) in wireless medium access. These characteristics of DCF do not reflect the transmission of various types of data traffic, and thus cannot support QoS required by users.
  • the synchronous transmission scheme is implemented by the PCF as a media access scheme through polling.
  • the PCF uses a centralized polling function in which a point coordination (PC) function is located at a central base station to directly control services for all STAs by the base station. That is, the base station periodically polls the combined STAs to give each STA a chance to send a frame.
  • PC point coordination
  • the 802.11e defines the Hybrid Coordination Function (HCF) based on the existing 802.11 MAC protocols DCF and PCF.
  • HCF includes a new media access mechanism for improving the QoS of a WLAN, and can transmit QoS data in both a contention period and a contention period.
  • CSMA / CA collision avoidance carrier detection multiple access with collision avoidance
  • the present invention is to solve the access delay that may occur in a dense AP / terminal environment by reducing the access collision probability of the AP / terminal performing the access through the control of the cellular network in the cellular-WLAN convergence environment.
  • the AP / terminal can be quickly accessed to improve the output performance of the WLAN.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating interworking between a WLAN and a cellular network according to an embodiment of the present invention.
  • offloading of data may be performed through interworking between the WLAN and the cellular network, and the maximum throughput of the data may be increased.
  • a cellular network based WLAN polling operation may be performed based on a connection between a WLAN and a cellular network as described below.
  • a wireless control connection 200 may be performed between the eNB and the AP.
  • a wired control connection 250 may be performed through S-GW, P-GW, and ePDG of the EPC.
  • the wired control connection 250 may be performed based on a new interface over a backbone network based on GPRS tunneling protocol (GTP) or a new protocol.
  • GTP GPRS tunneling protocol
  • the radio control connection 200 may be a connection between the eNB and the AP.
  • the AP may support not only an 802.11 MAC / PHY layer for the radio control connection 200 but also an LTE protocol stack for communication with the eNB.
  • interworking between a WLAN and a cellular network may be directly performed in a core network such as an evolved packet core (EPC). That is, control information between the WLAN and the cellular network can be directly transmitted and received within the core network.
  • EPC evolved packet core
  • a cellular network system that transmits control information with wide coverage is referred to as a primary system
  • a WLAN system that performs data transmission with narrow coverage is a secondary system. It may be referred to as.
  • an entity associated with the cellular network may be used for interworking between the cellular network and the WLAN.
  • existing entities such as eNB, MME, P-GW can be used for interworking between cellular network and WLAN.
  • a new entity for interworking between a cellular network and a WLAN such as an InterWorking Management Entity (IWME) (not shown), may be defined in the core network.
  • IWME InterWorking Management Entity
  • An interworking function may be implemented in entities for interworking between heterogeneous networks.
  • the interworking function may define a procedure for interworking between heterogeneous networks at the wireless network level and the core network level.
  • An entity for interworking between heterogeneous networks may store and manage information related to an AP.
  • the terminal is a dual mode terminal capable of supporting a WLAN and a cellular network.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a method of managing AP information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 a method of controlling an AP of a WLAN and managing information about an AP in a cellular network is disclosed.
  • an air interface between the eNB 300 and the AP 310 may be used for controlling the AP 310.
  • the eNB 310 may control the AP 310 similarly to a general UE communicating with the eNB 300 based on a radio control connection between the AP 310.
  • the AP 310 may be controlled based on the backhaul interface between the eNB 300 and the AP 310.
  • the eNB 300 may control the AP based on a wired control connection.
  • the AP 310 may be controlled based on a control interface between the MME 320 and the AP 310.
  • the AP 310 may be controlled based on a control connection between the MME 320 and the AP 310 of the core network of the cellular network, that is, the MME 320 and the secondary system.
  • a radio control connection between the eNB 300 and the AP 310 may be used to control the AP based on the MME 320.
  • a control interface between the IWME 330 and the AP 310 may be used for the control of the AP 310. That is, the AP 310 may be controlled based on the control connection between the IWME 330 and the secondary system. In this case, a wireless control connection between the eNB 300 and the AP 310 may be used to control the AP based on the IWME 330.
  • an AP / terminal access method for performing access through a control of a cellular network in a cellular-WLAN convergence environment capable of interworking between a WLAN and a cellular network is proposed.
  • an access time for a multi-RAT terminal to access an AP may be determined through a cellular network or may be determined by a WLAN AP.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an access time of a terminal determined by a cellular network according to an embodiment of the present invention.
  • a cellular controller may be implemented with a base station or an eNB, MME or IWME of FIG. 3.
  • the cellular controller receives a wireless LAN buffer status report (BSR) of the multi-RAT terminal (1. buffer status report) and based on such information, the cellular controller can access the AP, the multi-RAT terminals, and the single AP.
  • BSR wireless LAN buffer status report
  • -RAT terminals or conventional terminals may perform coordination with respect to the time when the resources can occupy (2. resource occupancy time coordination).
  • the AP may also receive BSR information from a single-RAT terminal (or conventional terminal) (1. buffer status report), and may use this to determine an access time.
  • the cellular controller can provide access time-related information to the multi-RAT terminal so that the multi-RAT terminal can attempt access during the coordinated resource occupation time (3. Access time indication).
  • the multi-RAT MS may attempt to access the AP at a specific time.
  • the cellular controller In order to determine the access time, the cellular controller must know time information of a time synchronization function (TSF) used in a basic service set (BSS) representing a cell formed around an AP.
  • TSF time synchronization function
  • BSS basic service set
  • the cellular controller may transmit a request message for the TSF value of the BSS to the corresponding AP.
  • the AP can inform the cellular controller of the TSF value of the BSS and the absolute time value at the time of transmission.
  • the cellular controller receiving this can estimate the TSF value of the BSS with respect to the access time by adding the difference between the received absolute time value and the absolute time value at the present time to the TSF value of the BSS.
  • the AP may transmit only the TSF value of the BSS to the cellular controller, and the cellular controller may estimate the TSF value of the BSS for the access time by adding a round trip time (RTT) for communication with the AP to the TSF value of the BSS.
  • RTT round trip time
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an access time of a terminal determined by a wireless LAN according to another embodiment of the present invention.
  • the cellular controller receives a WLAN status report (BSR) of the multi-RAT terminal (1. buffer status report), and based on such information, the cellular controller is the AP and the multi-RAT terminals.
  • the AP and the single (RAT) terminal can determine the access time for the time that can occupy the resource. This access time information is transmitted from the cellular controller to the AP (2. Access time information of the Multi-RAT terminal).
  • the AP may also receive BSR information from a single-RAT terminal (or conventional terminal) (1. buffer status report).
  • the AP which has received the access time information, uses the downlink buffer data (DL buffer data) of the AP or the BSR information received from the single-RAT terminal (or conventional terminal), and the multi-RAT terminal and the single-RAT terminal (or conventional). Access time of the terminal) can be determined.
  • DL buffer data downlink buffer data
  • the AP may indicate the determined access time information to the multi-RAT terminal and the single-RAT terminal (or conventional terminal) (3. Access time indication).
  • the embodiment according to FIG. 5 may be applied to both the case where the cellular controller acquires the TSF value of the BSS and the case where it does not.
  • the cellular controller When the cellular controller performs access control of the WLAN as shown in FIGS. 4 and 5, the cellular controller acquires information on the amount of WLAN buffer data of the multi-RAT terminal, and the cellular controller access priority of the multi-RAT terminals. And a method in which the cellular controller / AP indicates the access time of the multi-RAT terminals can be discussed. It looks at in detail below.
  • FIG. 6 is a control flowchart illustrating a method in which a cellular controller acquires a buffer state of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the BSR method of the terminal according to FIG. 6 may be applied to both the embodiment in which the cellular controller notifies the terminal of the access time as shown in FIG. 4 or the AP informs the terminal of the access time as shown in FIG. 5. have.
  • the cellular controller In order for the cellular controller to control access of the terminal to the WLAN, information about the amount of WLAN buffer data of the multi-RAT terminal and the AP must be obtained. To this end, the BSR of the multi-RAT terminal can be newly configured.
  • the cellular controller can transmit BSR configuration information for the BSR to the multi-RAT terminal (S610).
  • the cellular controller may determine to control the access of the multi-RAT terminal to the WLAN.
  • the cellular controller can instruct the multi-RAT terminal to perform the BSR for the WLAN, and for this purpose, the cellular controller can transmit a new configuration message for the BSR to the multi-RAT terminal.
  • Such a BSR configuration message may be newly defined or may be defined in addition to mac-MainConfig of RadioResourceConfigDedicated.
  • the configuration of the BSR setting message according to an embodiment of the present invention is shown in Table 1 for convenience of description.
  • the BSR configuration message transmitted to the multi-RAT terminal includes information indicating whether to perform the multi-RAT BSR (Multi-RAT Buffer Status Report, identified as BOOLEAN), and information for identifying the type of wireless communication (RAT ID), Multi-RAT ID which can be expressed as Basic Service Set Identifier (BSSID) when communicating with wireless LAN or ECGI (E-UTRAN Cell Global Identifier) value when connected to EUTRAN communication network. (BSSID, ECGI)), and items for the type information for the multi-RAT BSR (Multi-RAT Buffer Status Report Type).
  • BSSID Basic Service Set Identifier
  • ECGI E-UTRAN Cell Global Identifier
  • the type for the multi-RAT BSR may be set to type 0, for example, a method of reporting information on the sum of WLAN and cellular data and the ratio of data for two wireless communications, and the WLAN and cellular data.
  • the manner of reporting each of the buffer states of may be set to Type 1 in advance.
  • the multi-RAT terminal may report the type of the BSR reported by the multi-RAT terminal according to previously set type information.
  • the BSR configuration message includes information on a BSR periodic timer (Multi-RAT Periodic BSR Timer) that can be set similarly to the Periodic BSR Timer of LTE, and can be set similarly to the RxTx BSR timer in LTE.
  • a BSR periodic timer Multi-RAT Periodic BSR Timer
  • an item for the Multi-RAT RxTx BSR Timer information for restarting (re) starting the timer may be included.
  • the multi-RAT terminal receiving the configuration message for the BSR message from the cellular controller may transmit information on the amount of buffer data for the WLAN to the cellular controller according to the message set in the message. (S620).
  • the uplink data may be defined as data of queues for each AC category of the multi-RAT terminal.
  • the WLAN BSR trigger condition may be similar to the trigger condition in cellular network communication such as LTE.
  • the UE may generate the multi-RAT BSR MAC control element (MAC CE) according to the new type defined in the multi-RAT BSR configuration message and transmit it to the cellular controller.
  • MAC CE multi-RAT BSR MAC control element
  • 7A to 7D illustrate a MAC CE for BSR according to the present invention.
  • the MAC CE of FIGS. 7A and 7C may include a RAT ID or may be omitted.
  • the MAC CE includes an ID field and a buffer size information for an AC ID in which a logical channel group (LCG) ID or an ACI (AC index) value defined in 802.11e can be used following the RAT ID.
  • buffer size field including size).
  • the MAC CE may include one set of RAT ID, LCG ID, and buffer size information, and one set of RAT ID, AC ID, and buffer size information in succession. .
  • the ID field and the buffer size field may be represented by one field.
  • the buffer size field of FIG. 7D indicates an item for the sum of total buffer data for the cellular network and the WLAN.
  • the ratio included behind the buffer size field indicates data for the cellular network and data for the WLAN in the total buffer data. Indicates the ratio of.
  • an LC ID value may be defined according to each type.
  • the definition of the LCID may vary according to the format field of the aforementioned BSR.
  • the value of the LCID must be defined so that the WLAN BSR and the BSR of the existing cellular network can be distinguished.
  • An example of the LCID is shown in Table 2.
  • “01011” may indicate “short BSR” in a multi-RAT environment and “01100” may indicate “long BSR” in a multi-RAT environment as in the present invention.
  • the buffer size can be distinguished from the wireless network through the LCG ID or the AC ID.
  • the LCID value is set to the BSR for the cellular network and the BSR for the existing cellular network in an environment to which multi-RAT is applied. Can be defined without distinction. This is shown in Table 3 below. The same LCID can be used, but each type can be distinguished by using a length filed in the MAC header.
  • a table corresponding to the WLAN buffer size may be newly defined for the BSR for the WLAN, and a 6-bit buffer size level table or an extended buffer size level table defined in LTE (TS 36.321) An existing table such as an extended buffer size level table may be used.
  • the cellular controller may adjust the data rate of the RAT transmitted by the terminal using the multi-RAT BSR transmitted by the terminal when the terminal lacks a power headroom, and inform the terminal of this.
  • FIG. 8 is a control flowchart illustrating a method for a cellular network to determine access priorities of terminals and indicate access times of terminals according to an embodiment of the present invention.
  • the cellular controller having obtained the information on the WLAN buffer data of the multi-RAT terminal uses the buffer size of the data to be transmitted by the multi-RAT terminal and the QoS of the data (for example, AC, etc.) to prioritize the WLAN access of the multi-RAT terminal.
  • the rank and the data transmission time of each terminal may be determined (S810).
  • the cellular controller can obtain information on a channel between an arbitrary AP and the multi-RAT terminals connected thereto, the QoS of the multi-RAT terminal transmitting and receiving data through the WLAN can be further guaranteed.
  • the cellular controller may additionally consider the priority of DL buffer data transmission of the AP when determining the access priority of the multi-RAT terminals. To this end, the cellular controller may transmit an AP BSR configuration message including a configuration item such as an AP BSR period to the AP. Upon receiving such information, the AP may inform the cellular controller of periodic information or its buffer data amount according to the AP BSR configuration message. Information about the buffer data may be reported to the cellular controller when DL data arrives in an empty buffer.
  • the AP may transmit information on the amount of buffer data for DL data transmission to the cellular controller through an interface between the cellular network and the AP, that is, wireless or wired backhaul.
  • the AP BSR configuration message may be configured with fields for AP IP or AP BSSID, channel, AC ID, buffer size, eNB ID, and the like.
  • the cellular controller can transmit a WLAN access time coordination request message to the AP of the WLAN (S820).
  • the cellular controller determines the time when the multi-RAT terminals to support the access coordination of the cellular controller will occupy the WLAN resources, and then request the WLAN access time coordination including information related to the start time of the occupancy time and the duration of the occupancy time.
  • the message may be transmitted to the AP through an interface between the cellular network and the AP, that is, wireless or wired backhaul.
  • the time at which the multi-RAT UEs to be supported by the access coordination of the cellular controller to occupy the WLAN resource may be represented using the TSF value of the BSS of the AP.
  • the AP Upon receiving the WLAN access time coordination request message, the AP determines whether to perform access barring for terminals (hereinafter, referred to as blocking target terminals) that do not support the access coordination of the cellular controller (S830).
  • the AP accesses the WLAN controller with a WLAN access time coordination failure message. ) Can be transmitted (S840).
  • the WLAN access time coordination failure message may include information on the failure reason.
  • the cellular controller may recognize that the AP normally receives the WLAN access time coordination request message sent by the AP and that the AP cannot block the access of the blocked terminals for some reason. Can be.
  • the cellular controller sends a WLAN access time coordination response message. Transfer to (S850).
  • the AP may additionally transmit information on the blocking interval of the access of the blocking target terminals that can support the access of the blocking target terminals from the blocking AP and another AP.
  • the blocking section means time information on a period during which WLAN access can be blocked for the blocking target terminal.
  • the AP When the AP receives the WLAN access time coordination response message from the AP, the AP receives a WLAN access time coordination request message from the AP and the AP is blocked for the multi-RAT terminals to receive the access coordination requested by the AP. It may be determined whether the blocking of access to the terminals can be performed.
  • the cellular controller may receive information on an access blocking interval that can support access blocking at a time other than the access time requested by the cellular controller.
  • the cellular controller Upon receiving the WLAN access time coordination response message, the cellular controller can transmit a WLAN access time coordination complete message to the AP in response (S860).
  • the WLAN access time coordination complete message informs the AP that the cellular controller will instruct the access setting for the WLAN to the multi-RAT terminal supported by the access coordination using the access blocking interval transmitted from the AP.
  • the cellular controller transmits a WLAN Access Time Information message including information on an access time or an access interval to the multi-RAT terminal (S870).
  • the cellular controller may transmit access-related information to each of the multi-RAT terminals targeted for WLAN access control, or may group and transmit access-related information by multicast.
  • the cellular controller must know the mapping relationship between the AID (ASSOCIATION ID IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM) and the C-RNTI (Cell Radio Network Temporary Identifier) of the multi-RAT terminal.
  • the cellular controller can inform the multi-RAT terminals of access related information using RRC signaling, respectively.
  • the access related information may include an AP BSSID, an AID, an access start TSF value, an access duration, an AC, a data transmission interval, and the like.
  • the cellular controller may inform the multi RAT terminals of access related information using multicast.
  • the access-related information may include an AP BSSID, an AC, an AID, an access start TSF value, an access duration, a data transmission interval, and the like, and information about several groups for the multi-RAT terminals is provided. Can be sent to.
  • the multi-RAT terminals receiving the access-related information may perform access to the AP during the access period when the access start TSF value or the access start TSF value according to the received information (S880).
  • the multi-RAT MSs attempt to access the AP during the interval set according to AC (data transmission interval) for the data set in the corresponding section or the buffer set in response to its AID, and transmit data corresponding to the AC to the AP. Can be.
  • AC data transmission interval
  • the AP determines to support access blocking of the blocking target terminals during the access period of the multi-RAT terminal to be supported with the access coordination of the cellular controller in step S830, the AP performs access blocking on the blocking target terminals (S890).
  • an access barring is defined in a beacon frame or an access barring control frame needs to be newly defined.
  • the AP may transmit information on a section in which the blocking target does not attempt access to the terminals through a beacon frame or an access blocking control frame.
  • the access blocking information may include information about the AP BSSID, the access blocking start TSF value, and the access blocking period.
  • the blocking target terminal does not attempt to access the AP during the access blocking interval.
  • terminals receiving access coordination receiving the beacon frame or the access blocking control frame apply the WLAN access time information message transmitted from the cellular controller first. That is, even if the access blocking message is received from the AP, the terminal that receives the access interval information for the multi-RAT terminal supported by the access coordination from the cellular controller attempts to access the AP according to the received access interval information.
  • the AP may prevent the terminal not supported by the access coordination from attempting to access by transmitting a clear to send (CTS) before a period in which the terminals supported by the access coordination attempts to access.
  • CTS clear to send
  • the access period of the WLAN access time information message received from the cellular controller can be given priority to the AP in the access period.
  • FIG. 9 is a control flowchart illustrating a method for an AP to indicate access times of UEs according to an embodiment of the present invention.
  • the cellular controller that has obtained information on the amount of WLAN buffer data of the multi-RAT terminal uses a buffer site of data to be transmitted by the multi-RAT terminal and QoS of data (eg, AC).
  • QoS of data eg, AC
  • the access priority to the WLAN of the multi-RAT terminal and the data transmission time of each terminal may be determined (S910).
  • the cellular controller when the cellular controller can obtain information about a channel between an arbitrary AP and the multi-RAT terminals connected thereto, the cellular controller can further guarantee QoS of the multi-RAT terminals transmitting and receiving data through the WLAN. Can be.
  • the cellular controller transmits access time related information of the multi-RAT terminals determined by the above process to the AP through a WLAN access time information message (S920).
  • the cellular controller may transmit relative access time information to the AP, and the AP may instruct the multi-RAT terminal to access time using a local timer value.
  • the cellular controller can inform the AP of the absolute access time of the multi-RAT terminal.
  • TSF Time Synchronization Function
  • the cellular controller determines the access interval of the multi-RAT terminal supported by the cellular network in consideration of the DL transmission data of the AP as well as the transmission data of the UE. Can be.
  • 10A and 10B illustrate a WLAN access time information message transmitted from a cellular controller to an AP according to an embodiment of the present invention.
  • the WLAN access time information message may include an identifier identifying a base station or a cellular controller such as an IWME, for example, eNB ID, BSS IS, AID, AD, TSF, Duration information. Can be.
  • an IWME for example, eNB ID, BSS IS, AID, AD, TSF, Duration information. Can be.
  • the TSF field indicating the access time of a specific terminal may be omitted.
  • a field for an access period indicates a time period that can be accessed by a specific terminal for a specific duration from a value indicated by the TSF field.
  • the WLAN access time information message may be divided according to AC of data to be transmitted by the terminal without setting an access interval for each terminal.
  • the cellular controller can transmit the access time for each AC data to the AP and information related to the period during which the access can be performed.
  • the TSF field and the period field indicate the start time of the access section according to AC and the period information of the section.
  • the AP may determine an access priority and a transmission period according to the multi-RAT terminal or the AC (S930).
  • the AP may determine the access time and transmission period of the multi-RAT terminal access time or the AC to the AP according to the access time and transmission period related information according to the multi-RAT terminal or the AC and the QoS priority of the DL buffer data of the AP.
  • the AP may inform the multi-RAT terminals of the information on the determined access time and transmission period (S940).
  • the AP may beacon the access time and transmission period information according to the multi-RAT terminal or the AC to attempt to access between beacon intervals among the access time and transmission period information according to the AP and the multi-RAT MSs or the AC determined above.
  • the frame may be transmitted using a beacon frame or a newly defined control frame (eg, a trigger frame, etc.).
  • the AP may further transmit access time and transmission period related information of the AP to the multi-RAT terminal.
  • 11A and 11B illustrate a WLAN access time information message transmitted from an AP to a multi-RAT terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the WLAN access time information message may be transmitted separately for individual terminals.
  • the multi-RAT MS may attempt to access the AP in a section set according to its AID or a section set according to AC for data transmission according to AC in its buffer (S950).
  • the AP may perform access blocking on the blocking target terminals (S960).
  • the AP may determine whether to support access blocking for the blocking target terminals as shown in step S830 of FIG. 8, and may perform access blocking for the blocking target terminals when the access blocking is determined for the blocking target terminals. .
  • an access barring indication message is sent to terminals that do not support cellular coordination, that is, blocking target terminals. Whether to transmit may vary.
  • the AP When the AP transmits the multi-RAT terminal that supports cellular coordination or access time related information according to AC as broadcast information, and thus the terminal that does not support cellular coordination can also receive the AP, the AP does not support cellular coordination. There is no need to additionally transmit the access blocking indication message for the terminals. That is, terminals not supported by cellular coordination do not attempt to access in an access time interval according to a multi-RAT terminal or AC supported by cellular coordination.
  • the blocking target terminals receive the information about this. Since it is not received, it is necessary to block access for terminals not supporting cellular coordination.
  • the access blocking method is similar to the description of step S890 of FIG. 8, and the redundant description is omitted.
  • the cellular network controls an access delay problem that occurs seriously as the probability of collision occurring when the UE accesses the WLAN increases.
  • the solution is provided through.
  • FIG. 12 is a block diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the base station 800 includes a processor 810, a memory 820, and an RF unit 830.
  • Processor 810 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 810.
  • the memory 820 is connected to the processor 810 and stores various information for driving the processor 810.
  • the RF unit 830 is connected to the processor 810 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the base station 800 of FIG. 12 may include the above-described cellular base station or EUTRAN eNB, or IWME.
  • the terminal 900 includes a processor 910, a memory 920, and an RF unit 930.
  • Processor 910 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 910.
  • the memory 920 is connected to the processor 910 and stores various information for driving the processor 910.
  • the RF unit 930 is connected to the processor 910 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the terminal 900 of FIG. 8 may include the multi-RAT UE described above.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

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Abstract

본 발명은 이종 무선 통신 기술 간의 무선랜 엑세스 타임을 코디네이션하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 무선 억세스 장치는 버퍼 상태 보고를 위한 버퍼 상태 보고 설정 정보를 단말로 전송하고, 상기 버퍼 상태 보고 설정 정보에 따른 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 생성하고, 상기 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송할 수 있다.

Description

이종 무선 통신 기술이 적용되는 시스템에서 단말의 억세스 타임을 전송하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 이동 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종 무선 통신 기술이 적용되는 시스템에서 단말의 억세스 타임을 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 에 관한 것에 관한 것이다.
최근 LTE-A 기반의 통신 서비스는 사용자에게 유선 인터넷보다 훨씬 빠른 속도를 제공할 수 있다. 이에 따라, LTE-A와 같은 셀룰러 네트워크를 기반으로 IP 기반 서비스를 제공받을 수 있는 사용자 단말(user equipment)의 보급이 증가하고 있다. 사용자는 사용자 단말을 통해 VoLTE(Voice over LTE), 영상 통화 등의 IP(Internet Protocol) 기반 서비스를 이용하고 있다. 이러한 최근 LTE-A 기반의 무선 인터넷 서비스의 비율은 더욱 증가할 것으로 예상되고 있다.
LTE 또는 LTE-A 뿐만 아니라 전송속도, 기지국당 커버리지, 이동성, 데이터 이용 비용이 제각기 다른 WLAN (Wireless Local Area Network), mobile WiMAX (World Interoperability for Microwave Access), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) 등의 다양한 통신 시스템이 차세대 이동 통신망으로서 사용될 수 있다. 즉, 복수개의 RAT(radio access technology)가 공존하는 형태를 가지게 되고 사용자는 자신의 선호도나 주변 통신 환경에 따라 네트워크를 선택하여 접속할 수 있다.
구체적으로 스마트 폰, 스마트 패드와 같은 현재 모바일 기기들은 4G(LTE-A(long term evolution-advanced))와 무선랜(WLAN(wireless local area network)) 인터페이스를 동시에 가지고 있다. 또한, 이동 통신 사업자들은 커버리지가 넓은 4G망 뿐만 아니라 와이파이 존을 통하여 무선 인터넷 서비스를 지원하고 있다.
이러한 셀룰러 네트워크과 무선랜 망을 통해 단말로 서비스를 제공함에 핸드오버, 데이터 오프로딩 등 다양한 부분이 고려되어야 한다.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 AP와 단말이 밀집된 환경일 때, 단말이 무선랜 억세스 시 충돌(collision) 발생 확률이 증가됨에 따라 심각하게 발생하는 억세스 지연 문제를 셀룰러 네트워크의 제어를 통해 해결하는 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 억세스 타임 전송 방법은 버퍼 상태 보고를 위한 버퍼 상태 보고 설정 정보를 단말로 전송하는 단계와; 상기 버퍼 상태 보고 설정 정보에 따른 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계와; 상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 생성하는 단계와; 상기 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 상기 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간을 결정하는 단계와; 무선랜 억세스 장치로 억세스 타임 코디네이션 요청 메세지를 전송하는 단계와; 상기 무선랜 억세스 장치로부터 상기 억세스 타임 코디네이션 요청 메세지에 대한 응답 메세지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 다른 실시예에 따른 셀룰러 네크워트에서 단말을 제어하는 셀룰러 컨트롤러는 신호 송수신부와; 상기 신호 송수신부와 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 버퍼 상태 보고를 위한 버퍼 상태 보고 설정 정보를 단말로 전송하고, 상기 버퍼 상태 보고 설정 정보에 따른 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 생성하고, 상기 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 억세스 타임 전송 방법은 단말의 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 셀룰러 컨트롤러부터 수신하는 단계와; 상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 생성된 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 광대역 무선 통신 시스템에서 AP와 단말이 밀집된 환경일 때, 단말이 WLAN 억세스 시 충돌(collision) 발생 확률이 증가됨에 따라 심각하게 발생하는 억세스 지연 문제를 셀룰러 네트워크의 제어를 통해 해결할 수 있다.
본 발명에 따르면 셀룰러 시스템이 단말의 무선랜 억세스 타임을 결정 및 제어함으로써 무선랜 억세스 충돌을 감소시키는 방법 및 장치가 제공된다.
도 1은 이종 네트워크 시스템을 기반으로 데이터를 송신 및/또는 수신하는 방법에 대해 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 인터워킹을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 AP 정보의 관리 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크에 의하여 단말의 엑세스 타임이 결정되는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 무선랜에 의하여 단말의 엑세스 타임이 결정되는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 컨트롤러가 단말의 버퍼 상태를 획득하는 방법을 설명하는 제어 흐름도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 BSR를 위한 MAC CE를 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 BSR를 위한 MAC CE를 도시한 도면이다.
도 7c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 BSR를 위한 MAC CE를 도시한 도면이다.
도 7d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 BSR를 위한 MAC CE를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크가 단말들의 억세스 우선 순위를 결정하고, 단말들의 억세스 타임을 지시하는 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 AP가 단말들의 억세스 타임을 지시하는 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 10a은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰러 컨트롤러로부터 AP로 전송되는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 도시한 도면이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰러 컨트롤러로부터 AP로 전송되는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 도시한 도면이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP로부터 멀티 RAT 단말로 전송되는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 도시한 도면이다.
도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 AP로부터 멀티 RAT 단말로 전송되는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.
무선기기는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 또한, 상기 단말은 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 무선 모뎀(Wireless Modem), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다. 기지국은 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함할 수 있다.
본 명세서는 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 통신 네트워크에서 이루어지는 작업은 해당 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 데이터를 송신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 네트워크에 링크된 단말에서 작업이 이루어질 수 있다.
도 1은 이종 네트워크 시스템을 기반으로 데이터를 송신 및/또는 수신하는 방법에 대해 나타낸 개념도이다.
도 1에서는 이종 네트워크 시스템(또는 복수의 RAT(radio access technology) 시스템) 중 무선랜 시스템과 셀룰러 네트워크(예를 들어, LTE 시스템, LTE-A 시스템 기반의 네트워크 등) 시스템 간의 인터워킹을 기반으로 한 STA(Station)의 무선 통신 방법이 개시된다. 이하에서, STA는 고정되거나 이동성을 가질 수 있는 단말을 의미하고 이하, 단말로 표현된다.
도 1을 참조하면, 단말은 무선랜(WLAN)의 AP(ccess point)와 셀룰러 네트워크의 eNB에 모두 액세스할 수 있는 능력을 가질 수 있다. 단말은 무선랜과 셀룰러 네트워크 중 특정한 네트워크에 액세스하기 위해서 특정 네트워크에 대한 연결을 요청할 수 있다. 스위칭(Switching) 기반의 멀티 RAT 억세스 기술이 적용되는 경우, 단말은 이종 네트워크 각각에 액세스할 수 있더라도 동시에 이종 네트워크 모두에 액세스할 수 없다.
eNB는 셀룰러 네트워크 인터페이스를 통해 S-GW(serving gateway)/MME(mobility management entity)와 연결될 수 있다.
MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용될 수 있다. MME는 제어 플랜(control plane)의 기능을 담당한다.
S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. S-GW는 사용자 플랜(user plane)의 기능을 담당한다. S-GW/MME는 또한 셀룰러 네트워크 인터페이스를 통해 P-GW(PDN(packet data network) gateway) 및 홈 가입자 서버(home subscriber server, HSS)와 연결된다. PDN-GW는 PDN(packet data network)을 종단점으로 갖는 게이트 웨이이다.
또한, P-GW 및 HSS는 셀룰러 네트워크 인터페이스를 통해 3GPP AAA(access authentication authorization) 서버와 연결된다. P-GW 및 3GPP AAA 서버는 셀룰러 네트워크 인터페이스를 통해 e-PDG(evolved packet data gateway)와 연결될 수 있다. e-PDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 접속에서만 포함될 수 있다. WAG(WLAN access gateway)는 무선랜 시스템에서 P-GW의 역할을 담당할 수 있다.
종래의 무선랜과 셀룰러 네트워크를 통한 이종 네트워크 상의 통신은 단말의 요청을 기반으로 수행되었다. 기존의 경우, 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 직접적인 인터워킹보다는 특정 네트워크 서버가 무선랜 정보를 관리하며, 단말의 요청에 의해 무선랜 및 셀룰러 네트워크 간의 핸드오버를 수행하는 방식의 단말 요청 기반의 인터워킹이 수행되었다.
이뿐만 아니라, 이종 네트워크 상의 통신 시, 무선 레벨(radio level)의 제어가 수행되지 않았고, 네트워크 레벨의 플로우 이동성/IP-플로우 매핑(flow mobility/IP-flow mapping)만이 지원되었다.
즉, 종래의 이종 네트워크 상의 통신에서는 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 직접적인 제어 정보의 송신 및/또는 수신을 위한 연결이 요구되지 않았다.
하지만, 무선랜과 셀룰러 네트워크 기반의 통신을 수행하는 단말의 효율을 증가시키기 위해서는 단말의 요청을 기반으로 한 이종 네트워크 상의 통신보다는 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 직접적인 인터워킹을 기반으로 한 이종 네트워크 상의 통신이 필요하다. 무선랜과 셀룰러 네트워크 간의 직접적인 제어 정보의 송신 및 수신이 수행되는 경우, 효율적이고 빠른 무선랜과 셀룰러 네트워크 간의 인터워킹이 수행될 수 있다.
기존의 무선랜 환경에서는 단말의 수가 증가함에 따라 단말이 접속하는데 사용되는 자원 또한 비례하여 증가될 수 있다.
한편, 대역폭 확장에 대한 끊임없는 사용자의 요구는 전체 무선 네크워크의 혼잡도 증가와 상대적인 전송 속도의 감소를 유발하고 있다. 따라서 네트워크 관리자는 높은 혼잡도의 네트워크에서도 엄격한 QoS(Quality of Service)를 요구하는 애플리케이션의 서비스를 보장하기 위해 새로운 메커니즘이 필요하게 됐으며, 이런 요구 사항은 결국 기존의 무선랜에서 보다 향상된 MAC(Medium Access Control) 프로토콜이 개발되었다
IEEE 802.11 MAC 프로토콜는 필수 기능인 DCF(Distributed Coordination Function)와 선택 기능인 PCF(Point Coordination Function)를 정의하고 있다. 즉, 전송 매체는 경쟁(Contention) 모드인 DCF와 비경쟁(Contention Free) 모드인 PCF 모두에서 동작할 수 있다.
DCF는 비동기식 전송 방식으로서 802.11 MAC의 기본적인 매체 억세스 방식을 제공하며 모든 상용 무선랜 제품에 구현되어 있다. DCF는 무선 매체 억세스에 있어서 스테이션(단말기, 이하 'STA'라 할 수 있다) 간의 우선 순위를 전혀 고려하지 않는다. 이런 DCF의 특성은 다양한 형태의 데이터 트래픽 전송을 반영하지 못해 결국에는 사용자가 요구하는 QoS를 지원할 수 없다.
동기식 전송 방식은 폴링을 통한 매체 억세스 방식으로서 PCF에 의해 구현된다. PCF에서는 PC(Point Coordination) 기능을 중앙의 베이스 스테이션에 위치시켜 베이스 스테이션에 의해 모든 STA에 대한 서비스를 직접 제어하는 중앙 제어식 폴링 기능을 사용한다. 즉, 베이스 스테이션은 각 STA에게 프레임을 보낼 수 있는 기회를 주기 위해 결합된 STA들을 주기적으로 폴링한다.
한편, DCF 자체로는 실시간 데이터 전송에 필요한 QoS 요구사항을 만족시킬 수 없다. 이를 보완하기 위해 802.11 MAC에서 제공되는 DCF 기능을 수정하여 QoS를 제공하는 다양한 기법들이 나왔다. 무선랜에서 보다 진보된 QoS를 제공하기 위해서는 기존의 802.11 MAC를 보완한 802.11e MAC이 제공된다.
802.11e에서는 기존 802.11 MAC 프로토콜 DCF와 PCF를 기반으로 하는 HCF(Hybrid Coordination Function)를 규정하고 있다. HCF는 무선랜의 QoS를 향상시키기 위한 새로운 매체 접근 메커니즘을 포함하며, 경쟁 주기와 비경쟁 주기 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 충돌 회피성 캐리어 감지 다중 액세스 (carrier sense multiple access with collision avoidance, CSMA/CA) 기반의 무선랜 시스템에서, 무선랜을 통해 통신하고자 하는 AP와 단말의 수가 증가함에 따라, AP와 단말, AP와 AP간 억세스 충돌 확률이 증가하며 이에 따라 무선랜으로의 억세스 지연이 심각하게 발생 할 수 있다. 이와 같은 억세스 지연은 무선랜의 스펙트럼 효율(spectral efficiency)를 감소시키며 무선랜 출력(throughput)의 심각한 성능 저하를 야기한다.
본 발명은 셀룰러-무선랜 융합 환경에서 셀룰러 네트워크의 제어를 통해 억세스를 수행하는 AP/단말들의 억세스 충돌 확률을 줄임으로써 밀집된 AP/단말 환경에서 발생할 수 있는 억세스 지연을 해결하고자 한다.
이를 통해, AP/단말이 빠르게 억세스 할수 있도록 함으로써 무선랜의 출력 성능을 향상시킬 수 있다.
셀룰러-무선랜 융합 환경에서 급증하는 데이터 트래픽을 다른 네트워크로 분산하는 데이터 오프로딩(data offloading)이나 데이터 동시 전송을 수행할 때, 무선랜의 억세스를 빠르게 하는 것은 융합 시스템의 성능 향상을 위해서 필요하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 인터워킹을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 인터워킹을 통해 데이터의 오프로딩이 수행될 수 있고, 데이터의 최대 처리량이 증가될 수 있다.
아래와 같은 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 연결을 기반으로 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 네트워크 기반의 무선랜 폴링 동작이 수행될 수 있다.
무선 제어 연결(wireless control connection)(200)이 eNB와 AP 사이에서 수행될 수 있다. 또한 EPC의 S-GW, P-GW 및 ePDG를 통한 유선 제어 연결(wired control connection)(250)이 수행될 수 있다. 유선 제어 연결(250)은 GTP(GPRS tunneling protocol) 또는 새로운 프로토콜을 기반의 백본망을 통한 새로운 인터페이스를 기반으로 수행될 수 있다. 무선 제어 연결(200)은 eNB와 AP간의 연결일 수 있다. AP는 무선 제어 연결(200)을 위해 802.11 MAC/PHY 계층뿐만 아니라, eNB와의 통신을 위한 LTE 프로토콜 스택도 지원할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, EPC(evolved packet core)와 같은 코어 네트워크 내에서 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 인터워킹이 직접적으로 수행될 수 있다. 즉, 코어 내트워크 내에서 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 제어 정보가 직접적으로 송신 및 수신될 수 있다.
단말이 무선랜과 셀룰러 네트워크를 모두에 접속할 수 있는 경우, 넓은 커버지를 가지고 제어 정보를 전송하는 셀룰러 네트워크 시스템은 프라이머리 시스템로 지칭되고, 좁은 커버리지를 가지고 데이터 전송을 수행하는 무선랜 시스템은 세컨더리 시스템으로 지칭될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 네트워크 기반의 무선랜 폴링 동작이 수행 시 셀룰러 네트워크와 무선랜 사이의 인터워킹을 위해 셀룰러 네트워크와 관련된 개체가 사용될 수 있다. 예를 들어, eNB, MME, P-GW와 같은 기존의 개체(entity)가 셀룰러 네트워크와 무선랜 사이의 인터워킹을 위해 사용될 수 있다. 또는, IWME(InterWorking Management Entity)(미도시)와 같은 셀룰러 네트워크와 무선랜 사이의 인터워킹을 위한 새로운 개체가 코어 네트워크에서 정의될 수도 있다.
이종 네트워크 간 인터워킹을 위한 개체들에는 인터워킹 기능(interworking function)이 구현될 수 있다. 인터워킹 기능은 무선 네트워크 레벨 및 코어 네트워크 레벨에서 이종 네트워크 간 인터워킹을 위한 절차를 정의할 수 있다. 이종 네트워크 간 인터워킹을 위한 개체는 AP에 관련된 정보를 저장 및 관리할 수 있다.
이하, 단말은 무선랜과 셀룰러 네트워크를 지원할 수 있는 듀얼 모드 단말로 가정한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 AP 정보의 관리 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 셀룰러 네트워크에서 무선랜의 AP를 제어하고, AP에 대한 정보를 관리하는 방법이 개시된다.
도 3을 참조하면, AP(310) 제어를 위해 eNB(300)와 AP(310) 사이의 무선 인터페이스(air interface)가 사용될 수 있다. eNB(310)는 AP(310) 간의 무선 제어 연결을 기반으로 AP(310)를 eNB(300)와 통신하는 일반 UE와 유사하게 제어할 수 있다.
또는, eNB(300)와 AP(310) 간의 백홀 인터페이스를 기반으로 AP(310)를 제어할 수 있다. eNB(300)는 유선 제어 연결을 기반으로 AP를 제어할 수 있다.
또는, MME(320)와 AP(310) 사이의 제어 인터페이스를 기반으로 AP(310)를 제어할 수 있다. 셀룰러 네트워크의 코어망의 MME(320)와 AP(310), 즉 MME(320)와 세컨더리 시스템 간의 제어 연결을 기반으로 AP(310)가 제어될 수 있다. MME(320)를 기반으로 AP를 제어하기 위해 eNB(300)와 AP(310)간의 무선 제어 연결이 이용될 수 있다.
또는, IWME(330)와 AP(310) 사이의 제어 인터페이스가 AP(310)의 제어를 위해 사용될 수 있다. 즉 IWME(330)와 세컨더리 시스템 간의 제어 연결을 기반으로 AP(310)가 제어될 수 있다. 이때, IWME(330)를 기반으로 AP를 제어하기 위해 eNB(300)와 AP(310) 간의 무선 제어 연결이 이용될 수 있다.
이하에서는, 무선랜과 셀룰러 네트워크 사이의 인터워킹이 가능한 셀룰러-무선랜 융합 환경에서 셀룰러 네트워크의 제어을 통해서 억세스를 수행하는 AP/단말들의 억세스 방법을 제안한다.
본 발명에 따르면, 멀티 RAT 단말이 AP에 억세스 하는 억세스 타임은 셀룰러 네트워크를 통하여 결정될 수도 있고, 무선랜 AP에 의하여 결정될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크에 의하여 단말의 엑세스 타임이 결정되는 것을 도시한 도면이다. 이하, 셀룰러 네트워크에서 단말의 억세스 타임을 결정하는 주체를 셀룰러 컨트롤러로 명명한다. 셀룰러 컨트롤러는 기지국 또는 도 3의 eNB, MME 또는 IWME로 구현될 수 있다.
셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말의 무선랜 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR)을 수신 받고(1. buffer status report) 이와 같은 정보를 기반으로 셀룰러 컨트롤러는 AP와 멀티 RAT 단말들, AP와 단일(single)-RAT 단말(혹은 종래의 단말)들이 자원을 점유 할 수 있는 시간에 대한 코디네이션을 수행할 수 있다(2. 자원 점유 시간 coordination).
이 때, AP 역시 단일-RAT 단말(혹은 종래의 단말)로부터 BSR 정보를 수신받을 수 있고(1. buffer status report), 이를 억세스 타임을 결정하는 데 이용할 수도 있다.
셀룰러 컨트롤러는 코디네이션한 자원 점유 시간 동안에 멀티 RAT 단말이 억세스를 시도할 수 있도록 억세스 타임 관련 정보를 멀티 RAT 단말에 제공할 수 있다(3. Access time indication).
이러한 억세스 타임 정보를 수신한 멀티 RAT 단말은 특정 시간에 AP로 억세스를 시도할 수 있다.
억세스 타임을 결정하기 위하여 셀룰러 컨트롤러는 AP를 중심으로 형성되는셀을 나타내는 기본 서비스 집합(Basic Service Set, BSS)에서 사용되는 TSF(timer synchronization function)의 시간 정보를 알고 있어야 한다. 셀룰러 컨트롤러가 특정 AP로 멀티 RAT 단말의 억세스를 제어하기로 결정한 경우, 셀룰러 컨트롤러는 해당 AP로 BSS의 TSF 값을 요청 메세지를 전송할 수 있다.
이와 같은 메세지를 수신한 AP는 BSS의 TSF 값 및 전송 시점의 절대적인 시간 값을 셀룰러 컨트롤러로 알려줄 수 있다.
이를 수신한 셀룰러 컨트롤러는 수신된 절대적인 시간 값과 현 시점의 절대적인 시간 값의 차이를 BSS의 TSF 값에 더함으로써 억세스 타임에 대한 BSS의 TSF 값을 추정할 수 있다.
또는, AP는 BSS의 TSF 값만을 셀룰러 컨트롤러로 전송하고, 셀룰러 컨트롤러는 AP와의 통신에 대한 RTT(round trip time)을 BSS의 TSF값에 더함으로써 억세스 타임에 대한 BSS의 TSF 값을 추정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 무선랜에 의하여 단말의 엑세스 타임이 결정되는 것을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말의 무선랜 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR)을 수신 받고(1. buffer status report), 이와 같은 정보를 기반으로 셀룰러 컨트롤러는 AP와 멀티 RAT 단말들, AP와 단일(single)-RAT 단말(혹은 종래의 단말)들이 자원을 점유 할 수 있는 시간에 대한 억세스 타임을 결정할 수 있다. 이러한 억세스 타임 정보는 셀룰러 컨트롤러로부터 AP로 전송된다 (2.Multi-RAT 단말의 access time Information).
이 때, AP 역시 단일-RAT 단말(혹은 종래의 단말)로부터 BSR 정보를 수신받을 수 있다(1. buffer status report).
억세스 타임 정보를 수신한 AP는 AP의 다운링크 버퍼 데이터(DL buffer data)나 단일-RAT 단말(혹은 종래의 단말)로부터 수신한 BSR 정보를 이용하여 멀티 RAT 단말과 단일-RAT 단말(혹은 종래의 단말)의 억세스 타임을 결정할 수 있다.
AP는 결정된 억세스 타임 정보를 멀티 RAT 단말과 단일-RAT 단말(혹은 종래의 단말)에게 지시할 수 있다(3. Access time indication).
도 5에 따른 실시예는 셀룰러 컨트롤러가 BSS의 TSF 값을 획득하고 있는 경우와 획득하고 있지 않은 경우 모두에 적용될 수 있다.
도 4 및 도 5와 같이 셀룰러 컨트롤러가 무선랜의 억세스 제어를 수행하는 경우, 셀룰러 컨트롤러가 멀티 RAT 단말의 무선랜 버퍼 데이터 양에 대한 정보를 획득하는 방법, 셀룰러 컨트롤러가 멀티 RAT 단말들의 억세스 우선 순위를 결정하는 방법 및 셀룰러 컨트롤러/AP가 멀티 RAT 단말들의 억세스 타임을 지시하는 방법이 논의 될 수 있다. 이하에서 구체적으로 살펴본다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 컨트롤러가 단말의 버퍼 상태를 획득하는 방법을 설명하는 제어 흐름도이다.
도 6에 따른 단말의 BSR 방법은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 억세스 타임을 셀룰러 컨트롤러가 단말에 알려주거나 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 AP가 억세스 타임을 단말에게 알려주는 실시예 모두에 적용될 수 있다.
셀룰러 컨트롤러가 단말의 무선랜의로의 엑세스를 제어하기 위해서는 멀티 RAT 단말과 AP의 무선랜 버퍼 데이터의 양에 대한 정보를 획득해야 한다. 이를 위해서 멀티 RAT 단말의 BSR를 새롭게 설정(configuration)할 수 있다.
즉, 셀룰러 컨트롤러는 BSR를 위한 BSR 설정 정보를 멀티 RAT 단말에게 전송할 수 있다(S610).
예를 들어, 멀티 RAT 단말의 데이터 동시 전송 시 무선랜 통해서 전송되는 데이터 전송 지연이 셀룰러 네트워크를 통해서 전송되는 데이터 전송 지연보다 미리 정의된 특정 임계값 보다 큰 경우, 또는 무선랜을 통해서 전송되는 데이터의 QoS가 만족되지 못하는 경우 등이 발생하는 경우에, 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말이 무선랜에 억세스 하는 것을 제어하기로 결정할 수 있다.
이런 경우, 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말이 무선랜에 대한 BSR를 수행하도록 지시할 수 있고, 이를 위하여 셀룰러 컨트롤러는 BSR를 위한 새로운 설정 메세지를 멀티 RAT 단말로 전송할 수 있다.
이와 같은 BSR 설정 메세지는 새롭게 정의되거나 혹은 RadioResourceConfigDedicated의 mac-MainConfig에 추가로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 BSR 설정 메세지의 구성을 설명의 편의상 표로 나타내면 표 1과 같다.
표 1
Figure PCTKR2014010075-appb-T000001
표 1과 같이, 멀티 RAT 단말에 전송되는 BSR 설정 메세지에는 멀티-RAT BSR을 수행할지 여부를 지시하는 정보(Multi-RAT Buffer Status Report, BOOLEAN로 식별됨), 무선 통신의 종류를 식별하는 정보(RAT ID), 무선랜과 통신하는 경우 BSSID(Basic Service Set Identifier) 또는 EUTRAN 통신 네트워크에 접속 중 인 경우 ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier) 값으로 표현될 수 있는 멀티 RAT 단말 ID(Multi-RAT ID(BSSID, ECGI)), 멀티-RAT BSR을 위한 타입 정보(Multi-RAT Buffer Status Report Type)에 대한 항목이 포함될 수 있다..
멀티-RAT BSR을 위한 타입은 예를 들어, 무선랜과 셀룰러 데이터의 합과 두 개의 무선 통신에 대한 데이터의 비율에 대한 정보를 리포트 하는 방식이 타입 0으로 설정될 수도 있고, 무선랜과 셀룰러 데이터의 버퍼 상태를 각각 리포트 하는 방식이 타입 1로 사전에 설정될 수 있다. 멀티 RAT 단말은 자신이 보고하는 BSR에 대한 타입을 사전에 설정되어 있는 타입 정보에 따라 보고할 수 있다.
또한, BSR 설정 메세지에는 LTE의 Periodic BSR Timer와 유사하게 설정할 수 있는 BSR 주기 타이머에 대한 정보(Multi-RAT Periodic BSR Timer)와, LTE에서의 RxTx BSR 타이머와 유사하게 설정할 수 있으며 무선랜를 통해서 업링크 전송을 수행한 경우 타이머를 재시작((re)start)하는 Multi-RAT RxTx BSR Timer 정보에 대한 항목이 포함될 수 있다.
이와 같이, 셀룰러 컨트롤러로부터 BSR 메세지에 대한 설정 메세지를 수신한 멀티 RAT 단말은, BSR 트리거 조건이 만족되는 경우, 메세지에서 설정된 것에 따라 무선랜에 대한 버퍼 데이터 양에 대한 정보를 셀룰러 컨트롤러로 전송할 수 있다(S620).
이 때, 업링크 데이터는 멀티 RAT 단말의 AC(access categories)별 큐들(Queues)의 데이터로 정의될 수 있다.
무선랜 BSR 트리거 조건은 LTE와 같은 셀룰러 네트워크 통신에서의 트리거 조건과 유사할 수 있다.
단말은 멀티 RAT BSR 설정 메세지에서 정의된 새로운 타입에 따라 멀티 RAT BSR를 MAC CE(control element)를 생성하여 셀룰러 컨트롤러로 전송할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 BSR를 위한 MAC CE를 도시한 도면이다.
도 7a와 도 7c의 MAC CE에는 RAT ID가 포함될 수도 있고, 생략될 수도 있다.
도 7a와 같이 MAC CE는 RAT ID에 이어 논리 채널 그룹(Logical Channel Group, LCG) ID 또는 802.11e에서 정의된 ACI (AC index)값이 사용될 수 있는 AC ID 에 대한 ID 필드 및 버퍼 크기 정보(buffer size)를 포함하는 버퍼 사이즈 필드로 구성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 7b와 같이 MAC CE는 RAT ID와 LCG ID 및 버퍼 크기 정보가 하나의 세트로 구성되고, 연속적으로 RAT ID와 AC ID 및 버퍼 크기 정보가 하나의 세트로 구성될 수 있다.
또는 도 7c와 같이, ID 필드와 버퍼 사이즈 필드가 하나의 필드로 표현될 수도 있다.
도 7d의 버퍼 사이즈 필드는 셀룰러 네트워크와 무선랜에 대한 전체 버퍼 데이터의 합에 대한 항목을 나타내며, 버퍼 사이즈 필드 뒤에 포함되어 있는 ratio는 전체 버퍼 ㅔ데이터에서 셀룰러 네트워크에 대한 데이터와 무선랜에 대한 데이터의 비를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 7a 내지 도 7c에 나타난 여러 타입의 BSR을 지원하기 위하여 각 타입에 따라 LC를 식별하는 LC ID(Logical channel ID) 값이 정의될 수 있다. 이 때, LCID의 정의는 앞에서 언급한 BSR의 포맷 필드에 따라서 달라질 수 있다.
예를 들어, 도 7a와 도 7c에서 RAT의 구별을 나타내는 RAT ID 필드가 생략되는 경우, 무선랜 BSR와 기존의 셀룰러 네트워크의 BSR가 구분될 수 있도록 LCID의 값을 각각 정의해야 한다. LCID에 대한 일 예를 나타내면 표 2와 같다.
표 2
Figure PCTKR2014010075-appb-T000002
2에 따르면, “01011”는 본 발명과 같이 멀티 RAT 환경에서의 ‘짧은 BSR’을 나타내고, “01100”는 멀티 RAT 환경에서의 ‘긴 BSR’을 나타낼 수 있다. 버퍼 사이즈는 LCG ID 또는 AC ID를 통하여 무선 네트워크의 구별이 가능하다.
표 2의 “11101”는 기존의 셀룰러 네트워크의 BSR 중 ‘짧은 BSR’을 나타내고, “11110”는 기존의 셀룰러 네트워크의 BSR 중 ‘긴 BSR’을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, BSR에 RAT의 구별을 나타내는 RAT ID 필드가 포함되는 경우, LCID 값을 멀티 RAT이 적용되는 환경에서의 셀룰러 네트워크에 대한 BSR과 기존의 셀룰러 네트워크에 대한 BSR와 구분 없이 정의 해줄 수 있다. 이를 나타내면 아래 표 3과 같다. 동일한 LCID를 사용하되 MAC header에 길이 필드(Length filed)를 이용하여 각각의 타입을 구별해 줄 수 있다.
표 3
Figure PCTKR2014010075-appb-T000003
무선랜에 대한 BSR을 위하여 무선랜 버퍼 크기에 대응하는 테이블은 새롭게 정의될 수도 있고, LTE(TS 36.321)에서 정의된 6 비트의 버퍼 사이즈 레벨 테이블(Buffer size level table) 또는 확장된 버퍼 사이즈 레벨 테이블(extended buffer size level table)과 같은 기존 테이블이 이용될 수도 있다.
추가적으로, 셀룰러 컨트롤러는 단말의 전력 헤드룸(power headroom)이 부족한 경우 단말이 전송하는 멀티-RAT BSR를 이용하여 단말이 전송하는 RAT의 데이터 비율을 조절할 수 있고, 이를 단말에게 알려줄 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크가 단말들의 억세스 우선 순위를 결정하고, 단말들의 억세스 타임을 지시하는 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
멀티 RAT 단말의 무선랜 버퍼 데이터의 대한 정보를 획득한 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말이 전송할 데이터의 버퍼 사이즈 및 데이터의 QoS(예를 들어. AC 등)을 이용하여 멀티 RAT 단말의 무선랜 엑세스의 우선 순위와 각 단말의 데이터 전송 시간을 결정할 수 있다(S810).
이 때, 셀룰러 컨트롤러가 임의의 AP와 이에 연결된 멀티 RAT 단말들 사이의 채널에 대한 정보를 획득할 수 있는 경우, 무선랜을 통해 데이터를 송수신하는 멀티 RAT 단말의 QoS를 더 보장해 줄 수 있다.
또한, 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말들의 엑세스 우선 순위를 결정할 때 AP의 DL 버퍼 데이터 전송의 우선 순위까지 추가적으로 고려 할 수도 있다. 이를 위해 셀룰러 컨트롤러는 예컨대 AP BSR 주기와 같은 설정(configuration) 항목을 포함하는 AP BSR 설정 메세지를 AP로 전송할 수 있다. 이와 같은 정보를 수신한 AP는 AP BSR 설정 메세지에 따라 주기 정보 또는 자신의 버퍼 데이터 양을 셀룰러 컨트롤러에게 알려줄 수 있다. 버퍼 데이터에 대한 정보는 비어 있던 버퍼에 DL 데이터가 도착하는 경우 셀룰러 컨트롤러로 보고될 수 있다.
즉, AP는 DL 데이터 전송을 위한 버퍼 데이터 양에 대한 정보를 셀룰러 네트워크와 AP 사이의 인터페이스, 즉, 무선 또는 유선 백홀 (wireless or wired backhaul)를 통해서 셀룰러 컨트롤러로 전송해 줄 수 있다. 이 때, 셀룰러 컨트롤러와 AP가 통합(collocated)되어 있는 경우에는 셀룰러 컨트롤러와 AP 사이의 정보 교환이 생략 될 수도 있다. 이와 같은 AP BSR 설정 메세지는 AP IP 또는 AP BSSID, 채널, AC ID, 버퍼 크기, eNB ID 등에 대한 필드로 구성 될 수 있다.
셀룰러 컨트롤러는 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 요청 메세지(WLAN access time coordination request message)를 무선랜의 AP로 전송할 수 있다(S820).
셀룰러 컨트롤러는 셀룰러 컨트롤러의 엑세스 코디네이션을 지원 받을 멀티 RAT 단말들이 무선랜 자원을 점유할 시간을 결정한 후, 점유 시간의 시작 시간과 점유 시간의 지속 기간(duration) 관련 정보를 포함한 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 요청 메세지를 셀룰러 네트워크와 AP 사이의 인터페이스, 즉, 무선 또는 유선 백홀 (wireless or wired backhaul)를 통해서 AP로 전송해 줄 수 있다.
이 때, 셀룰러 컨트롤러의 엑세스 코디네이션을 지원받을 멀티 RAT 단말들이 무선랜 자원을 점유할 시간은 AP의 BSS의 TSF 값을 이용하여 나타낼 수 있다.
무선랜 엑세스 타임 코디네이션 요청 메세지를 수신한 AP는 셀룰러 컨트롤러의 엑세스 코디네이션을 지원받지 않는 단말(이하, 차단 대상 단말)들에 대한 엑세스 차단(barring)을 수행할지 여부를 결정한다(S830).
만약, AP가 셀룰러 컨트롤러의 엑세스 코디네이션을 지원 받을 멀티 RAT 단말의 엑세스 구간 동안 차단 대상 단말들의 엑세스 차단을 지원하지 못하는 경우, AP는 셀룰러 컨트롤러로 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 실패 메세지(WLAN access time coordination failure message)를 전송할 수 있다(S840).
무선랜 엑세스 타임 코디네이션 실패 메세지는 실패 이유에 대한 정보가 포함될 수 있다.
AP로부터 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 실패 메세지를 수신한 셀룰러 컨트롤러는 자신이 전송한 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 요청 메세지를 AP가 정상적으로 수신하였고 AP가 특정 이유로 인하여 차단 대상 단말들의 억세스 차단이 가능하지 않음을 인지할 수 있다.
만약, AP가 셀룰러 컨트롤러의 엑세스 코디네이션을 지원 받을 멀티 RAT 단말의 엑세스 구간 동안 차단 대상 단말의 엑세스 차단을 지원하기로 결정한 경우, 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 응답 메세지(WLAN access time coordination response message)를 셀룰러 컨트롤러로 전송한다(S850).
또한, AP는 차단 대상 단말들의 엑세스를 차단 구간과 다른 AP에서 지원 해 줄 수 있는 차단 대상 단말들의 엑세스를 차단 구간에 대한 정보를 추가적으로 전송할 수도 있다. 차단 구간이란, 차단 대상 단말에 대하여 무선랜 억세스를 차단해 줄 수 있는 기간에 대한 시간 정보를 의미한다.
AP로부터 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 응답 메세지를 수신 받은 셀룰러 컨트롤러는 자신이 전송한 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 요청 메세지를 AP가 정상적으로 수신하였고, 자신이 요청한 엑세스 코디네이션을 지원 받을 멀티 RAT 단말들을 위해서 AP가 차단 대상 단말들에 대한 억세스의 차단을 수행할 수 있는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 셀룰러 컨트롤러는 자신이 요청한 억세스 시간이 아닌 다른 시간에서 억세스 차단을 지원 받을 수 있는 억세스 차단 구간에 대한 정보를 수신할 수도 있다.
무선랜 엑세스 타임 코디네이션 응답 메세지를 수신한 셀룰러 컨트롤러는 이에 대한 응답으로 무선랜 엑세스 타임 코디네이션 완료 메세지(WLAN access time coordination complete message)를 AP로 전송할 수 있다(S860).
무선랜 엑세스 타임 코디네이션 완료 메세지는 셀룰러 컨트롤러가 AP로부터 전송된 엑세스 차단 구간을 이용하여 억세스 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말에게 무선랜에 대한 억세스 설정을 지시할 것임을 AP에 알리는 역할을 한다.
셀룰러 컨트롤러는 엑세스 타임 또는 억세스 구간에 대한 정보를 포함하는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지(WLAN Access Time Information message)를 멀티 RAT 단말에게 전송한다(S870).
셀룰러 컨트롤러는 무선랜 엑세스 제어 대상이 되는 멀티 RAT 단말 각각에 엑세스 관련 정보를 전달할 수도 있고, 또는 그룹핑하여 억세스 관련 정보를 멀티 캐스트(multicast)로 전송할 수도 있다. 억세스 관련 정보가 멀티캐스트 되는 경우 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말의 AID(ASSOCIATION ID IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM)와 C-RNTI (Cell Radio Network Temporary Identifier)의 매핑 관계를 알고 있어야 한다.
셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말들에게 각각 엑세스 관련 정보를 RRC 시그널링을 이용하여 알려 줄 수 있다. 이 경우, 엑세스 관련 정보에는 AP BSSID, AID, 억세스 시작 TSF값, 엑세스구 간(Access duration), AC, 데이터 전송 구간 등이 포함될 수 있다.
또는 셀룰러 컨트롤러는 엑세스 관련 정보를 멀티 캐스트를 이용하여 멀티 RAT 단말들에게 알려 줄 수 있다. 이 경우, 엑세스 관련 정보에는 AP BSSID, AC, AID, 억세스 시작 TSF값, 엑세스 구간(Access duration), 데이터 전송 구간 등이 포함될 수 있고, 멀티 RAT 단말들을 위하여 여러 개의 그룹에 대한 정보가 멀티 RAT 단말로 전송될 수 있다.
엑세스 관련 정보를 수신한 멀티 RAT 단말들은 수신받은 정보에 따라서 엑세스 시작 TSF 값일 때 혹은 엑세스 시작 TSF 값부터 엑세스 구간동안 AP에 엑세스를 수행할 수 있다(S880).
멀티 RAT 단말들은 자신의 AID에 대응하여 설정된 구간 또는 자신의 버퍼에 존재하는 데이터 전송을 위하여 AC에 따라 설정된 구간(데이터 전송 구간) 동안 AP로 억세스를 시도하고, AC에 해당하는 데이터를 AP로 전송할 수 있다.
단계 S830에서 AP가 셀룰러 컨트롤러의 엑세스 코디네이션을 지원 받을 멀티 RAT 단말의 엑세스 구간 동안 차단 대상 단말들의 엑세스 차단을 지원하기로 결정한 경우, AP는 차단 대상 단말들에 대하여 억세스 차단을 수행한다(S890).
이를 위하여 비콘 프레임(Beacon frame)에 억세스 차단(access barring)이 정의되거나 억세스 차단 제어 프레임(Access barring control frame)이 새롭게 정의될 필요가 있다.
AP는 차단 대상이 억세스를 시도하지 못 하는 구간에 대한 정보를 비콘 프레임이나 억세스 차단 제어 프레임을 통하여 단말들에게 전송할 수 있다.
억세스 차단 정보에는 AP BSSID, 억세스 차단 시작 TSF 값 및 억세스 차단기간에 대한 정보가 포함될 수 있다.
억세스 차단 정보를 수신한 단말들 중 차단 대상 단말은 억세스 차단 구간에서는 AP로 엑세스를 시도하지 않는다.
한편, 비콘 프레임이나 억세스 차단 제어 프레임을 수신 받은 억세스 코디네이션을 지원 받는 단말들은 셀룰러 컨트롤러에서 전송해주는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 우선 적용 한다. 즉, AP로부터 억세스 차단 메세지를 수신 받았다고 하더라도 셀룰러 컨트롤러로부터 억세스 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말을 위한 엑세스 구간 정보를 수신 받은 단말은 수신한 엑세스 구간 정보에 따라 AP로 엑세스를 시도한다.
또는, AP는 억세스 코디네이션을 지원 받는 단말들이 엑세스를 시도하는 구간 전에 CTS(Clear To Send)를 전송하여 억세스 코디네이션의 지원을 받지 못하는 단말이 엑세스를 시도하는 것을 방지할 수 있다.
억세스 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말의 경우에는 AP가 전송하는 CTS를 수신받더라도 셀룰러 컨트롤러로부터 수신한 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지의 엑세스 구간을 우선 시하여 억세스 구간에 AP로 억세스 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 AP가 단말들의 억세스 타임을 지시하는 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
우선 도 8의 단계 S810과 같이, 멀티 RAT 단말의 무선랜 버퍼 데이터의 양에 대한 정보를 획득한 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말이 전송할 데이터의 버퍼 사이트 및 데이터의 QoS(예컨대, AC 등)를 이용하여 멀티 RAT 단말의 무선랜으로의 엑세스 우선 순위 및 각 단말의 데이터 전송 시간을 결정 할 수 있다(S910).
이 때, 임의의 AP와 이에 연결된 멀티 RAT 단말들 사이의 채널에 대한 정보 등을 셀룰러 컨트롤러가 획득할 수 있는 경우, 셀룰러 컨트롤러는 무선랜을 통해 데이터를 송수신하는 멀티 RAT 단말의 QoS를 더 보장해 줄 수 있다.
셀룰러 컨트롤러는 앞의 과정에 의해서 결정한 멀티 RAT 단말들의 억세스 타임 관련 정보를 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지(WLAN Access Time Information message)를 통해 AP로 전송해 준다(S920)
이 때, 셀룰러 컨트롤러가 BSS의 타이밍을 모르는 경우에는 멀티 RAT 단말을 위한 절대적인 억세스 타임을 알려 줄 수 없다. 이 경우, 셀룰러 컨트롤러는 AP로 상대적인 억세스 타임 정보를 전송하고 AP가 로컬 타이머(local timer) 값을 이용한 억세스 타임을 멀티 RAT 단말로 지시할 수 있다.
또는, 셀룰러 컨트롤러가 BSS의 TSF(Time Synchronization Function) 타임값을 알고 있는 경우에는 셀룰러 컨트롤러는 멀티 RAT 단말의 절대적인 억세스 타임을 AP로 알려 줄 수도 있다.
또한 셀룰러 컨트롤러가 AP의 DL 버퍼 상태 관련 정보를 획득한 경우에는 셀룰러 컨트롤러는 AP로의 단말의 전송 데이터뿐만 아니라 AP의 DL 전송 데이터도 고려하여 셀룰러 네트워크의 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말의 억세스 구간을 결정할 수 있다.
도 10a와 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰러 컨트롤러로부터 AP로 전송되는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 도시한 도면이다.
도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같이, 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지는 기지국 또는 IWME와 같은 셀룰러 컨트롤러를 식별하는 식별자, 예를 들어 eNB ID, BSS IS, AID, AD, TSF, Duration 정보를 포함할 수 있다.
셀룰러 컨트롤러가 BSS에서의 TSF 값을 알지 못하는 경우에는 특정 단말의 억세스 시점를 지시하는 TSF 필드가 생략될 수 있다.
억세스 기간에 대한 필드(Duration field)는 TSF 필드에서 지시하는 값부터 특정 기간(duration) 동안 특정 단말이 억세스할 수 있는 시간을 나타낸다.
도 10b와 같이 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지는 단말 별로 구체적으로 억세스 구간을 설정하지 않고 단말이 전송하고자 하는 데이터의 AC에 따라서 억세스구간을 나눌 수도 있다. 셀룰러 컨트롤러는 AP로 각각의 AC 데이터마다 억세스를 할 수 있는 억세스 타임 및 억세스를 수행할 수 있는 기간 관련 정보를 전송해 줄 수 있다. 이 때의 TSF 필드와 기간 필드는 AC에 따른 억세스 구간의 시작 시점과 구간의 기간 정보를 나타낸다.
무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 수신한 AP는 멀티 RAT 단말 또는 AC에 따른 억세스 우선 순위 및 전송 기간을 결정할 수 있다(S930).
AP는 멀티 RAT 단말 또는 AC에 따른 억세스 타임 및 전송 기간 관련 정보와 AP의 DL 버퍼 데이터의 QoS 우선 순위에 따라서 AP로의 멀티 RAT 단말 억세스 타임 또는 AC의 억세스 타임 및 전송 기간을 결정 할 수 있다.
AP는 결정된 억세스 타임 및 전송 기간에 대한 정보를 멀티 RAT 단말들에게 알려줄 수 있다(S940).
AP는 앞에서 결정한 AP와 멀티 RAT 단말들 또는 AC에 따른 억세스 타임 및 전송 기간 정보 중, 비콘 인터벌(beacon interval) 사이에서 억세스를 시도할 멀티 RAT 단말 또는 AC에 따른 억세스 타임 및 전송 기간 관련 정보를 비콘 프레임(beacon frame) 혹은 새롭게 정의된 제어 프레임(control frame, 예를 들어, 트리거 프레임(Trigger frame 등)) 등을 이용하여 전송해 줄 수 있다.
또한, 추가적으로 AP는 AP의 억세스 타임 및 전송 기간 관련 정보를 멀티 RAT 단말로 추가 전송할 수도 있다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP로부터 멀티 RAT 단말로 전송되는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 도시한 도면이다.
도 11a는 복 수개의 단말로 전송되는 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지를 도시한 것이지만, 무선랜 엑세스 타임 정보 메세지는 개별적인 단말을 위하여 개별적으로 전송될 수도 있다.
억세스 타임 관련 정보를 수신한 멀티 RAT 단말은 자신의 AID에 따라서 설정된 구간 또는 자신의 버퍼에 있는 AC에 따른 데이터 전송을 위해서 AC에 따라 설정된 구간에서 AP로 억세스를 시도할 수 있다(S950).
AP는 차단 대상 단말들에 대하여 억세스 차단을 수행할 수 있다(S960).
AP는 도 8의 단계 S830와 같이 차단 대상 단말들에 대하여 엑세스 차단을 지원할지 여부를 결정할 수 있고, 차단 대상 단말들에 대하여 억세스 차단을 결정한 경우 차단 대상 단말들에 대하여 억세스 차단을 수행할 수 있다.
AP가 셀룰러 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말의 억세스 타임 관련 정보를 멀티 RAT 단말들에게 전송해주는 방법에 따라, 셀룰러 코디네이션을 지원 받지 못하는 단말, 즉 차단 대상 단말들로 억세스 차단 지시 메세지(access barring indication)를 전송할지 여부가 달라질 수 있다.
AP가 셀룰러 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말 또는 AC에 따른 억세스 타임 관련 정보를 브로드캐스트 정보로 전송함으로써, 이를 셀룰러 코디네이션을 지원 받지 못하는 단말들 역시 수신 받을 수 있는 경우, AP는 셀룰러 코디네이션을 지원 받지 못하는 단말들을 위한 억세스 차단 지시 메세지를 추가로 전송해줄 필요가 없다. 즉, 셀룰러 코디네이션을 지원 받지 못하는 단말들은 셀룰러 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말 또는 AC에 따른 억세스 타임 구간에서는 억세스를 시도하지 않는다.
AP가 셀룰러 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말 또는 AC에 따른 억세스 타임 관련 정보를 각각의 단말에게 전송하거나 혹은 셀룰러 코디네이션을 지원 받는 멀티 RAT 단말을 위해서 멀티 캐스트 하는 경우에는 차단 대상 단말들은 이에 대한 정보를 수신 받지 못하기 때문에 셀룰러 코디네이션을 지원 받지 못하는 단말들을 위한 억세스 차단이 필요하다. 억세스 차단 방법은 도 8의 단계 S890에 대한 설명과 유사하며, 중복된 설명은 생략한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 광대역 무선 통신 시스템에서 AP와 단말이 밀집된 환경일 때, 단말이 무선랜 억세스 시 충돌(collision) 발생 확률이 증가됨에 따라 심각하게 발생하는 억세스 지연 문제를 셀룰러 네트워크의 제어를 통해 해결하는 방법이 제공된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.
기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; radio frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다. 도 12의 기지국(800)는 상술된 셀룰러 기지국 또는 EUTRAN eNB, 또는 IWME를 포함할 수 있다.
단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다. 도 8의 단말(900)는 상술된 멀티 RAT UE를 포함할 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 버퍼 상태 보고를 위한 버퍼 상태 보고 설정 정보를 단말로 전송하는 단계와;
    상기 버퍼 상태 보고 설정 정보에 따른 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계와;
    상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 생성하는 단계와;
    상기 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하는 억세스 타임 전송 방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 상기 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간을 결정하는 단계와;
    무선랜 억세스 장치로 억세스 타임 코디네이션 요청 메세지를 전송하는 단계와;
    상기 무선랜 억세스 장치로부터 상기 억세스 타임 코디네이션 요청 메세지에 대한 응답 메세지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 셀룰러 네크워트에서 단말을 제어하는 셀룰러 컨트롤러에 있어서,
    신호 송수신부와;
    상기 신호 송수신부와 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 버퍼 상태 보고를 위한 버퍼 상태 보고 설정 정보를 단말로 전송하고, 상기 버퍼 상태 보고 설정 정보에 따른 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 생성하고, 상기 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러.
  4. 단말의 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 셀룰러 컨트롤러부터 수신하는 단계와;
    상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 생성된 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하는 억세스 타임 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 셀룰러 컨트롤러로부터 버퍼 상태 정보를 수신하지 못한 단말들이 무선랜으로 엑세스 하는 것을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선랜 접속을 위한 무선 억세스 장치에 있어서,
    신호 송수신부와;
    상기 신호 송수신부와 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 단말의 무선랜에 대한 버퍼 상태 정보를 셀룰러 컨트롤러부터 수신하고, 상기 버퍼 상태 정보에 기초하여 생성된 상기 단말의 무선랜 억세스 우선 순위 및 상기 단말의 데이터 전송 시간에 대한 억세스 타임 관련 정보를 상기 단말로 전송하고, 상기 셀룰러 컨트롤러로부터 버퍼 상태 정보를 수신하지 못한 단말들이 무선랜으로 엑세스 하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 장치.
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