WO2016178526A1 - Mme가 mce와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

Mme가 mce와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템에서 MME(Mobility Management Entity)가 MCE(Multi-cell Coordination Entity)로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치가 제공된다. 상기 MME는 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 상기 MCE로부터 수신하고, 셀 리스트를 전송할 MCE를 결정할 수 있다.

Description

MME가 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)가 MCE(Multi-cell Coordination Entity)로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.
MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)는 기존의 CBS(Cell Broadcast Service)와 유사하게 동일하게 데이터 패킷을 다수의 사용자들에게 동시에 전송하는 서비스이다. 그러나 CBS는 저속의 메시지 기반 서비스이지만 MBMS는 고속의 멀티미디어 데이터 전송을 목적으로 하고 있다. 또한 CBS는 IP(internet protocol) 기반이 아니지만 MBMS는 IP 멀티캐스트 기반으로 이루어진다는 차이점이 있다. MBMS에 따르면, 일정 수준의 사용자들이 동일한 셀에 존재하는 경우, 사용자들은 공유 자원(또는 채널)을 사용하여 동일한 멀티미디어 데이터를 수신할 수 있기 때문에, 무선 자원의 효율이 높아지고, 사용자들은 멀티미디어 서비스를 값싸게 이용할 수 있다.
MBMS는 하나의 서비스를 복수의 단말이 효율적으로 데이터를 수신하도록 하기 위해서, 공용채널을 사용한다. 하나의 서비스 데이터에 대해서, 기지국은 한 셀에서 상기 서비스를 수신하고자 하는 단말의 수만큼 전용채널을 할당하지 않고, 하나의 공용채널만을 할당한다. 그리고 복수의 단말들은 상기 공용채널을 동시에 수신하므로, 무선 자원의 효율성이 높아진다. MBMS 관련하여 단말은 해당 셀에 대한 시스템 정보(System information) 수신 후에 MBMS를 수신할 수 있다.
공공 안전, GCSE_LTE(Group Communication System Enablers for LTE)와 같은 중요한 통신 기술이 Rel-12에서 소개되었다. Rel-12 GCSE에서, 그룹 통신은 eMBMS로 지정되었다. eMBMS는 미리 계획된 넓은 영역(즉, MBSFN 영역)에 미디어 컨텐츠를 공급하기 위해 설계되었다. MBSFN 영역은 오히려 정적(예를 들어, O&M에 의해 설정)이며, 사용자 분포에 따라 동적으로 조정될 수 없다. 비록 주파수 영역의 모든 무선 자원이 사용되지 않더라도, eMBMS 전송은 전체 시스템 대역폭을 점유하고, 동일 서브프레임에서 유니캐스트와 다중화가 허용되지 않는다. MBSFN 서브프레임 설정 또한 오히려 정적(예를 들어, O&M에 의해 설정)이다. 즉, MBSFN 서브프레임은 동적인 그룹의 개수 및 동적인 그룹의 트래픽 부하에 따라 동적으로 조정될 수 없다. 따라서, 중요한 통신 서비스를 제공할 때, eMBMS에 대한 무선 자원 설정은 불필요하게 낭비될 수 있다. 그러므로, 무선 자원의 효율적인 사용을 위해 SCPTM(Single-Cell Point-to-Multipoint) 전송이 제안되었다. MBSFN 전송이 복수의 셀에서 동시에 식별 가능한 신호를 전송하는 반면, SCPTM 전송은 단일 셀에서 MBMS 서비스를 전송한다.
최근 장치들 간 직접통신을 하는 D2D (Device-to-Device)기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, D2D는 공중 안전 네트워크(public safety network)을 위한 통신 기술로 주목 받고 있다. 상업적 통신 네트워크는 빠르게 LTE로 변화하고 있으나 기존 통신 규격과의 충돌 문제와 비용 측면에서 현재의 공중 안전 네트워크는 주로 2G 기술에 기반하고 있다. 이러한 기술 간극과 개선된 서비스에 대한 요구는 공중 안전 네트워크를 개선하고자 하는 노력으로 이어지고 있다.
공중 안전 네트워크는 상업적 통신 네트워크에 비해 높은 서비스 요구 조건(신뢰도 및 보안성)을 가지며 특히 셀룰러 통신의 커버리지가 미치지 않거나 이용 가능하지 않은 경우에도, 장치들 간의 직접 신호 송수신 즉, D2D 동작도 요구하고 있다.
D2D 동작은 근접한 기기들 간의 신호 송수신이라는 점에서 다양한 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, D2D 단말은 높은 전송률 및 낮은 지연을 가지며 데이터 통신을 할 수 있다. 또한, D2D 동작은 기지국에 몰리는 트래픽을 분산시킬 수 있으며, D2D 단말이 중계기 역할을 한다면 기지국의 커버리지를 확장시키는 역할도 할 수 있다.
V2X(Vehicle-to-Infra/Vehicle/Nomadic)는 D2D 기술에 이동성을 추가해 차량이 주행하면서 도로 인프라나 다른 차량과 지속적으로 상호 통신하며 교통 상황 등 유용한 정보를 교환, 공유하는 기술이다. V2X 네트워킹은 크게 세 가지 범주, 즉, 차량과 인프라 간(Vehicle-to-Infrastructure, 이하 V2I), 차량 간(Vehicle-to-Vehicle, 이하 V2V), 그리고 차량과 모바일 기기 간(Vehicle-to-Nomadic devices, 이하 V2N) 통신으로 나누어지는 데, 최근에 대두되고 있는 전기자동차의 충전과 관련해 조만간 또 다른 형태의 통신 범주로 V2G (Vehicle-to-Grid)가 추가될 것으로 전망된다.
MME가 MBMB-GW로부터 수신된 셀 리스트 등을 MCE로 전송하는 경우, 상기 MME는 상기 셀 리스트와 관련된 기지국과 M2 연결을 가지는 MCE를 알지 못할 수 있다. 따라서, MME는 셀 리스트를 포함하는 MBMS 세션 시작 요청 메시지를 적합한 MCE에게 전송하지 못할 수 있다. 따라서, MME는 MCE와 연결된 기지국 정보를 획득할 필요가 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 제안한다.
일 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 MME(Mobility Management Entity)가 MCE(Multi-cell Coordination Entity)로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 MME는 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 상기 MCE로부터 수신하고, 셀 리스트를 전송할 MCE를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 셀 리스트를 전송할 MCE는 상기 셀 리스트 및 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 기반으로 결정될 수 있다.
상기 MCE와 연결된 기지국 정보에 상기 셀 리스트를 맵핑하고, 상기 셀 리스트가 맵핑된 MCE가 상기 셀 리스트를 전송할 MCE로 결정될 수 있다. 상기 MME는 상기 셀 리스트를 결정된 상기 셀 리스트를 전송할 MCE에게 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 셀 리스트는 MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)-GW(Gateway)로부터 수신될 수 있다. 상기 셀 리스트는 SAI(Service Area Identities) 정보를 포함하지 않을 수 있다.
상기 MCE와 연결된 기지국 정보는 M3 설정 요청 메시지(M3 Setup Request Message)에 포함되어 수신될 수 있다. 상기 기지국 정보는 글로벌 기지국 ID(Global eNB ID)일 수 있다.
상기 MME는 M3 설정 응답 메시지(M3 Setup Response Message)를 상기 MCE에게 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 MCE(Multi-cell Coordination Entity)로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 MME(Mobility Management Entity)가 제공된다. 상기 MME는 메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 송수신기가 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 상기 MCE로부터 수신하도록 제어하고, 셀 리스트를 전송할 MCE를 결정하도록 구성될 수 있다.
MME가 MCE에 연결된 기지국의 정보를 획득할 수 있다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 MBMS를 위한 망 구조를 나타낸다.
도 3은 제어 평면 및 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 4는 초기 전원이 켜진 RRC 아이들 상태의 단말이 셀 선택 과정을 거쳐 네트워크 망에 등록하고, 필요할 경우 셀 재선택을 하는 절차를 나타낸다.
도 5는 RRC 연결을 설정하는 과정을 나타낸다.
도 6은 RRC 연결 재구성 절차를 나타낸다.
도 7은 RRC 연결 재확립 절차를 나타낸다.
도 8은 MBSFN 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 9는 MBMS 서비스를 수행하기 위한 MBSFN 서브프레임 구성의 일 예를 나타낸다.
도 10은 SCPTM 서비스를 위한 셀 리스트 전송 절차를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 MCE로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 MCE로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.
도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. 단말(10)은 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.
EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(system architecture evolution (SAE) gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있으며, 외부 네트워크와 연결된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.
사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 단말(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이트웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)를 위한 망 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선접속망(E-UTRAN, 200)은 다중 셀 조정개체(Multi-cell Coordination Entity, 이하 MCE, 210)와 기지국(eNB, 220)을 포함한다. MCE(210)는 MBMS를 제어하는 주요 개체(main entity)로서, MBSFN 지역 내에서의 기지국(220)의 세션 관리, 무선자원할당(radio resource allocation)이나 허가제어(admission control)의 역할을 수행한다. MCE(210)는 기지국(220)내에 구현될 수도 있고, 기지국(220)과는 독립적으로 구현될 수도 있다. MCE(210)와 기지국(220)간의 인터페이스는 M2 인터페이스라 한다. M2 인터페이스는 무선접속망(200)의 내부 제어평면(internal control plane) 인터페이스로서 MBMS 제어정보가 전송된다. MCE(210)가 기지국(220)내에 구현되는 경우, M2 인터페이스는 논리적으로만 존재할 수 있다.
EPC(Evolved Packet Core, 250)는 MME(260)와 MBMS 게이트웨이(MBMS GW, 270)를 포함한다. MBMS 게이트웨이(270)는 MBMS 서비스 데이터를 전송하는 개체로서 기지국(220)과 BM-SC의 사이에 위치하며 기지국(220)으로의 MBMS 패킷 전송과 브로드캐스트를 수행한다. MBMS 게이트웨이(270)는 사용자 데이터를 기지국(220)으로 전송하기 위해 PDCP와 IP 멀티캐스트를 이용하고, 무선접속망(200)에 대해 세션 제어 시그널링을 수행한다.
MME(260)와 MCE(210)간의 인터페이스는 무선접속망(200)과 EPC(250)간의 제어평면 인터페이스로서, M3 인터페이스라 하며 MBMS 세션 제어와 관련된 제어정보가 전송된다. MME(260)와 MCE(210)은 세션 개시(Session start) 또는 세션 중단(session stop)을 위한 세션 개시/중단(session start/stop) 메시지와 같은 세션 제어 시그널링을 기지국(220)으로 전송하고, 기지국(220)은 셀 통지(notification)를 통하여 해당 MBMS 서비스가 개시 또는 중단되었음을 단말에 알려 줄 수 있다.
기지국(220)과 MBMS 게이트웨이(270)간의 인터페이스는 사용자 평면의 인터페이스로서, M1 인터페이스라 하며 MBMS 서비스 데이터가 전송된다.
도 3은 제어 평면 및 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다. 도 3(a)는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜이고, 도 3(b)는 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜이다.
단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.
물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑 된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.
물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.
전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.
단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.
L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.
논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑 된다.
제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징 하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.
트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.
논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑 될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑 될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑 될 수 있는 MTCH를 포함한다.
RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비 확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.
PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.
RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
도 3(a)를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고/제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 개시 및 단말과 게이트웨이 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.
도 3(b)를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면에서의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.
이하 단말의 RRC 상태(RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.
RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 아이들 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.
RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당 받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC context도 eNB에 저장되지 않는다.
RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.
RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링 한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.
페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.
사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 context 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
도 4는 초기 전원이 켜진 RRC 아이들 상태의 단말이 셀 선택 과정을 거쳐 네트워크 망에 등록하고, 필요할 경우 셀 재선택을 하는 절차를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 단말은 자신이 서비스 받고자 하는 망인 PLMN(public land mobile network)과 통신하기 위한 라디오 접속 기술(radio access technology; RAT)를 선택한다(S410). PLMN 및 RAT에 대한 정보는 단말의 사용자가 선택할 수도 있으며, USIM(universal subscriber identity module)에 저장되어 있는 것을 사용할 수도 있다.
단말은 측정한 기지국과 신호세기나 품질이 특정한 값보다 큰 셀 중에서, 가장 큰 값을 가지는 셀을 선택한다(Cell Selection)(S420). 이는 전원이 켜진 단말이 셀 선택을 수행하는 것으로서 초기 셀 선택(initial cell selection)이라 할 수 있다. 셀 선택 절차에 대해서 이후에 상술하기로 한다. 셀 선택 이후 단말은, 기지국이 주기적으로 보내는 시스템 정보를 수신한다. 상기 말하는 특정한 값은 데이터 송/수신에서의 물리적 신호에 대한 품질을 보장받기 위하여 시스템에서 정의된 값을 말한다. 따라서, 적용되는 RAT에 따라 그 값은 다를 수 있다.
단말은 망 등록 필요가 있는 경우 망 등록 절차를 수행한다(S430). 단말은 망으로부터 서비스(예: Paging)를 받기 위하여 자신의 정보(예: IMSI)를 등록한다. 단말은 셀을 선택 할 때 마다 접속하는 망에 등록을 하는 것은 아니며, 시스템 정보로부터 받은 망의 정보(예: Tracking Area Identity; TAI)와 자신이 알고 있는 망의 정보가 다른 경우에 망에 등록을 한다.
단말은 셀에서 제공되는 서비스 환경 또는 단말의 환경 등을 기반으로 셀 재선택을 수행한다(S440). 단말은 서비스 받고 있는 기지국으로부터 측정한 신호의 세기나 품질의 값이 인접한 셀의 기지국으로부터 측정한 값보다 낮다면, 단말이 접속한 기지국의 셀 보다 더 좋은 신호 특성을 제공하는 다른 셀 중 하나를 선택한다. 이 과정을 2번 과정의 초기 셀 선택(Initial Cell Selection)과 구분하여 셀 재선택(Cell Re-Selection)이라 한다. 이때, 신호특성의 변화에 따라 빈번히 셀이 재 선택되는 것을 방지하기 위하여 시간적인 제약조건을 둔다. 셀 재선택 절차에 대해서 이후에 상술하기로 한다.
도 5는 RRC 연결을 설정하는 과정을 나타낸다.
단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S510). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S520). RRC 연결 설정 메시지를 수신한 후, 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다.
단말은 RRC 연결 확립의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 설정 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S530).
도 6은 RRC 연결 재구성 절차를 나타낸다.
RRC 연결 재구성(reconfiguration)은 RRC 연결을 수정하는데 사용된다. 이는 RB 구성/수정(modify)/해제(release), 핸드오버 수행, 측정 셋업/수정/해제하기 위해 사용된다.
네트워크는 단말로 RRC 연결을 수정하기 위한 RRC 연결 재구성(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 보낸다(S610). 단말은 RRC 연결 재구성에 대한 응답으로, RRC 연결 재구성의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S620).
다음은 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다.
전원이 켜지거나 셀에 머물러 있을 때, 단말은 적절한 품질의 셀을 선택/재 선택하여 서비스를 받기 위한 절차들을 수행한다.
RRC 아이들 상태의 단말은 항상 적절한 품질의 셀을 선택하여 이 셀을 통해 서비스를 제공받기 위한 준비를 하고 있어야 한다. 예를 들어, 전원이 막 켜진 단말은 네트워크에 등록을 하기 위해 적절한 품질의 셀을 선택해야 한다. RRC 연결 상태에 있던 상기 단말이 RRC 아이들 상태에 진입하면, 상기 단말은 RRC 아이들 상태에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC 아이들 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택(Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 상기 셀 선택은 상기 단말이 상기 RRC 아이들 상태로 머물러 있을 셀을 현재 결정하지 못한 상태에서 수행하는 것이므로, 가능한 신속하게 셀을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 일정 기준 이상의 무선 신호 품질을 제공하는 셀이라면, 비록 이 셀이 단말에게 가장 좋은 무선 신호 품질을 제공하는 셀이 아니라고 하더라도, 단말의 셀 선택 과정에서 선택될 수 있다.
이제 3GPP LTE에서 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다.
셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다.
먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다.
다음으로 단말은 저장된 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀을 선택할 수 있다. 따라서, 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한 셀을 찾지 못하면, 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.
상기 단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다.
무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.
위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재 선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 RAT와 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.
- 인트라-주파수(Intra-frequency) 셀 재선택: 단말이 캠핑(camp) 중인 셀과 같은 RAT과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택
- 인터-주파수(Inter-frequency) 셀 재선택: 단말이 캠핑 중인 셀과 같은 RAT과 다른 중심 주파수를 가지는 셀을 재선택
- 인터-RAT(Inter-RAT) 셀 재선택: 단말이 캠핑 중인 RAT와 다른 RAT을 사용하는 셀을 재선택
셀 재선택 과정의 원칙은 다음과 같다
첫째, 단말은 셀 재선택을 위하여 서빙 셀(serving cell) 및 이웃 셀(neighboring cell)의 품질을 측정한다.
둘째, 셀 재선택은 셀 재선택 기준에 기반하여 수행된다. 셀 재선택 기준은 서빙 셀 및 이웃 셀 측정에 관련하여 아래와 같은 특성을 가지고 있다.
인트라-주파수 셀 재선택은 기본적으로 랭킹(ranking)에 기반한다. 랭킹이라는 것은, 셀 재선택 평가를 위한 지표값을 정의하고, 이 지표값을 이용하여 셀들을 지표값의 크기 순으로 순서를 매기는 작업이다. 가장 좋은 지표를 가지는 셀을 흔히 최고 순위 셀(highest ranked cell)이라고 부른다. 셀 지표값은 단말이 해당 셀에 대해 측정한 값을 기본으로, 필요에 따라 주파수 오프셋 또는 셀 오프셋을 적용한 값이다.
인터-주파수 셀 재선택은 네트워크에 의해 제공된 주파수 우선순위에 기반한다. 단말은 가장 높은 주파수 우선순위를 가진 주파수에 머무를(camp on) 수 있도록 시도한다. 네트워크는 브로드캐스트 시그널링(broadcast signaling)를 통해서 셀 내 단말들이 공통적으로 적용할 또는 주파수 우선순위를 제공하거나, 단말 별 시그널링(dedicated signaling)을 통해 단말 별로 각각 주파수 별 우선순위를 제공할 수 있다. 브로드캐스트 시그널링을 통해 제공되는 셀 재선택 우선순위를 공용 우선순위(common priority)라고 할 수 있고, 단말 별로 네트워크가 설정하는 셀 재선택 우선 순위를 전용 우선순위(dedicated priority)라고 할 수 있다. 단말은 전용 우선순위를 수신하면, 전용 우선순위와 관련된 유효 시간(validity time)를 함께 수신할 수 있다. 단말은 전용 우선순위를 수신하면 함께 수신한 유효 시간으로 설정된 유효성 타이머(validity timer)를 개시한다. 단말은 유효성 타이머가 동작하는 동안 RRC 아이들 모드에서 전용 우선순위를 적용한다. 유효성 타이머가 만료되면 단말은 전용 우선순위를 폐기하고, 다시 공용 우선순위를 적용한다.
인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 파라미터(예를 들어 주파수 별 오프셋(frequency-specific offset))를 주파수 별로 제공할 수 있다.
인트라-주파수 셀 재선택 또는 인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 이웃 셀 리스트(Neighboring Cell List, NCL)를 단말에게 제공할 수 있다. 이 NCL은 셀 재선택에 사용되는 셀 별 파라미터(예를 들어 셀 별 오프셋(cell-specific offset))를 포함한다
인트라-주파수 또는 인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 셀 재선택 금지 리스트(black list)를 단말에게 제공할 수 있다. 금지 리스트에 포함된 셀에 대해 단말은 셀 재선택을 수행하지 않는다.
이어서, 셀 재선택 평가 과정에서 수행하는 랭킹에 관해 설명한다.
셀의 우선순위를 주는데 사용되는 랭킹 지표(ranking criterion)은 수학식 1와 같이 정의된다.
수학식 1
Figure PCTKR2016004741-appb-M000001
여기서, Rs는 서빙 셀의 랭킹 지표, Rn은 이웃 셀의 랭킹 지표, Qmeas,s는 단말이 서빙 셀에 대해 측정한 품질값, Qmeas,n는 단말이 이웃 셀에 대해 측정한 품질값, Qhyst는 랭킹을 위한 히스테리시스(hysteresis) 값, Qoffset은 두 셀간의 오프셋이다.
인트라-주파수에서, 단말이 서빙 셀과 이웃 셀 간의 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qoffset=Qoffsets,n 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우에는 Qoffset = 0 이다.
인터-주파수에서, 단말이 해당 셀에 대한 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qoffset = Qoffsets,n + Qfrequency 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우 Qoffset = Qfrequency 이다.
서빙 셀의 랭킹 지표(Rs)과 이웃 셀의 랭킹 지표(Rn)이 서로 비슷한 상태에서 변동하면, 변동 결과 랭킹 순위가 자꾸 뒤바뀌어 단말이 두 셀을 번갈아 가면서 재선택을 할 수 있다. Qhyst는 셀 재선택에서 히스테리시스를 주어, 단말이 두 셀을 번갈아 가면서 재선택 하는 것을 막기 위한 파라미터이다.
단말은 위 식에 따라 서빙 셀의 Rs 및 이웃 셀의 Rn을 측정하고, 랭킹 지표 값이 가장 큰 값을 가진 셀을 최고 순위(highest ranked) 셀로 간주하고, 이 셀을 재 선택한다. 만약 재 선택한 셀이 정규 셀(suitable cell)이 아니면 단말은 해당 주파수 또는 해당 셀을 셀 재선택 대상에서 제외한다.
도 7은 RRC 연결 재확립 절차를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 단말은 SRB 0(Signaling Radio Bearer #0)을 제외한 설정되어 있던 모든 무선 베어러(radio bearer) 사용을 중단하고, AS(Access Stratum)의 각종 부계층을 초기화 시킨다(S710). 또한, 각 부계층 및 물리 계층을 기본 구성(default configuration)으로 설정한다. 이와 같은 과정 중에 단말은 RRC 연결 상태를 유지한다.
단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 수행한다(S720). RRC 연결 재확립 절차 중 셀 선택 절차는 단말이 RRC 연결 상태를 유지하고 있음에도 불구하고, 단말이 RRC 아이들 상태에서 수행하는 셀 선택 절차와 동일하게 수행될 수 있다.
단말은 셀 선택 절차를 수행한 후 해당 셀의 시스템 정보를 확인하여 해당 셀이 적합한 셀인지 여부를 판단한다(S730). 만약 선택된 셀이 적절한 E-UTRAN 셀이라고 판단된 경우, 단말은 해당 셀로 RRC 연결 재확립 요청 메시지(RRC connection reestablishment request message)를 전송한다(S740).
한편, RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 통하여 선택된 셀이 E-UTRAN 이외의 다른 RAT을 사용하는 셀이라고 판단된 경우, RRC 연결 재확립 절차를 중단되고, 단말은 RRC 아이들 상태로 진입한다(S750).
단말은 셀 선택 절차 및 선택한 셀의 시스템 정보 수신을 통하여 셀의 적절성 확인은 제한된 시간 내에 마치도록 구현될 수 있다. 이를 위해 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 개시함에 따라 타이머를 구동시킬 수 있다. 타이머는 단말이 적합한 셀을 선택하였다고 판단된 경우 중단될 수 있다. 타이머가 만료된 경우 단말은 RRC 연결 재확립 절차가 실패하였음을 간주하고 RRC 아이들 상태로 진입할 수 있다. 이 타이머를 이하에서 무선 링크 실패 타이머라고 언급하도록 한다. LTE 스펙 TS 36.331에서는 T311이라는 이름의 타이머가 무선 링크 실패 타이머로 활용될 수 있다. 단말은 이 타이머의 설정 값을 서빙 셀의 시스템 정보로부터 획득할 수 있다.
단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락한 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 메시지(RRC connection reestablishment message)를 전송한다.
셀로부터 RRC 연결 재확립 메시지를 수신한 단말은 SRB1에 대한 PDCP 부계층과 RLC 부계층을 재구성한다. 또한 보안 설정과 관련된 각종 키 값들을 다시 계산하고, 보안을 담당하는 PDCP 부계층을 새로 계산한 보안키 값들로 재구성한다. 이를 통해 단말과 셀간 SRB 1이 개방되고 RRC 제어 메시지를 주고 받을 수 있게 된다. 단말은 SRB1의 재개를 완료하고, 셀로 RRC 연결 재확립 절차가 완료되었다는 RRC 연결 재확립 완료 메시지(RRC connection reestablishment complete message)를 전송한다(S760).
반면, 단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락하지 않은 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 거절 메시지(RRC connection reestablishment reject message)를 전송한다.
RRC 연결 재확립 절차가 성공적으로 수행되면, 셀과 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행한다. 이를 통하여 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 전의 상태를 회복하고, 서비스의 연속성을 최대한 보장한다.
이하, MBMS 및 MBSFN(multicast/broadcast single frequency network)에 대해 설명한다.
MBSFN 전송 또는 MBSFN 모드에서의 전송은 복수의 셀들에서 동일 시간에 동일 신호를 전송하는 것에 의하여 구현되는 동시 전송 기법을 의미한다. MBSFN 영역 내에 있는 복수의 셀들로부터의 MBSFN 전송은 단말에게 단일 전송으로 보이게 된다.
MBMS 서비스는 셀 기반(cell-based) 또는 지리 기반(geography-based)으로 관리 또는 지역화(localization)될 수 있다. MBMS 서비스 지역(service area)은 특정한 MBMS 서비스가 제공되는 지역을 널리 일컫는 용어이다. 예를 들어, 특정한 MBMS 서비스 A가 진행되는 지역을 MBMS 서비스 지역 A라고 한다면, MBMS 서비스 지역 A에서 네트워크는 MBMS 서비스 A를 송신하고 있는 상태일 수 있다. 이 때, 단말은 단말의 성능(capability)에 따라서 MBMS 서비스 A를 수신할 수 있다. MBMS 서비스 영역은 특정한 서비스가 일정 지역에서 제공되는지 또는 그렇지 않은지에 대한 응용(application) 및 서비스의 관점에서 정의될 수 있다.
MBMS를 위한 전송채널 MCH(Multicast Channel)에는 논리채널 MCCH(Multicast Control Channel) 또는 MTCH(Multicast Traffic Channel)이 맵핑 될 수 있다. MCCH는 MBMS 관련 RRC 메시지를 전송하고, MTCH는 특정 MBMS 서비스의 트래픽을 전송한다. 동일한 MBMS정보/트래픽을 전송하는 하나의 MBSFN(MBMS Single Frequency Network) 지역마다 하나의 MCCH가 있으며, 복수의 MBSFN 지역들이 하나의 셀에서 제공될 경우, 단말은 복수의 MCCH를 수신할 수도 있다. MCCH는 하나의 MBSFN 영역 설정 RRC 메시지를 포함하며 모든 MBMS 서비스들의 리스트를 가진다. 특정 MCCH에서 MBMS 관련 RRC 메시지가 변경될 경우, PDCCH(physical downlink control channel)는 M-RNTI(MBMS Radio Network Temporary Identity)와 특정 MCCH를 지시하는 지시자를 전송한다. MBMS를 지원하는 단말은 상기 PDCCH를 통해 M-RNTI와 MCCH 지시자를 수신하여, 특정 MCCH에서 MBMS 관련 RRC 메시지가 변경되었음을 파악하고, 상기 특정 MCCH를 수신할 수 있다. MCCH의 RRC 메시지는 변경 주기(modification period)마다 변경될 수 있으며, 반복 주기마다 반복적으로 방송된다. 알림 메커니즘(notification mechanism)은 MCCH 세션 시작 또는 MBMS 카운팅 요청 메시지의 존재에 기인한 MCCH의 변경을 알리기 위하여 사용된다. 단말은 알림 메커니즘에 의하지 아니하고 알려지는 MCCH 변경을 변경 주기에서의 MCCH 모니터링을 통해 검출한다. MTCH는 MBMS 서비스를 싣고 있는 논리 채널로서, MBSFN 구역 내에 제공되는 서비스가 많은 경우에는 복수 개의 MTCH가 설정될 수 있다.
단말은 MBMS 서비스를 제공받는 동안, 전용 서비스(Dedicated Service)를 받을 수도 있다. 예를 들어 어떤 사용자는, 자신이 가지고 있는 스마트폰을 통해서, MBMS 서비스를 통해서 TV를 시청하는 동시에, 상기 스마트폰을 이용하여 MSN 또는 Skype같은 IM (instant messaging) 서비스를 이용하여 채팅을 할 수 있다. 이 경우, MBMS 서비스는 여러 단말이 같이 수신하는 MTCH를 통해서 제공되고, IM 서비스처럼 각각의 단말에 개별적으로 제공되는 서비스는 DCCH 또는 DTCH같은 전용 베어러(dedicated bearer)를 통해서 제공될 것이다.
한 지역에서, 어떤 기지국은 동시에 여러 주파수를 사용할 수 있다. 이 경우, 네트워크는 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위해서, 여러 개의 주파수 중에서 하나를 선택하여 그 주파수에서만 MBMS 서비스를 제공 하고, 그리고 모든 주파수에서 각 단말에게 전용 베어러를 제공할 수 있다. 이 경우, MBMS 서비스가 제공되지 않는 주파수에서 전용 베어러를 이용하여 서비스를 제공 받던 단말이, MBMS서비스를 제공받고 싶은 경우, 상기 단말은 MBMS가 제공되는 주파수로 핸드오버 되어야 한다. 이를 위해서, 단말은 MBMS 관심 지시자(interest Indication)를 기지국으로 전송한다. 즉 단말은 MBMS 서비스를 수신하고 싶을 경우, MBMS 관심 지시자(interest indication)를 기지국으로 전송하고, 기지국은 상기 지시를 받으면, 단말이 MBMS 서비스를 수신하고 싶다고 인식하여, 상기 단말을 MBMS가 제공되는 주파수로 이동시킨다. 여기서 MBMS 관심 지시자는 단말이 MBMS 서비스를 수신하고 싶다는 정보를 의미하며, 추가적으로 어느 주파수로 이동하고 싶은지에 관한 정보를 포함한다.
특정 MBMS 서비스를 수신하고자 하는 단말은 먼저 상기 특정 서비스가 제공되는 주파수 정보와 방송 시간 정보를 파악한다. 상기 MBMS 서비스가 이미 방송 중이거나 또는 곧 방송을 시작하면, 단말은 상기 MBMS 서비스가 제공되는 주파수의 우선 순위를 가장 높게 설정한다. 단말은 재설정된 주파수 우선 순위 정보를 이용하여 셀 재선택 프로시저를 수행함으로써 MBMS 서비스를 제공하는 셀로 이동하여 MBMS 서비스를 수신한다.
단말이 MBMS 서비스를 수신 중에 있거나 또는 수신하는 것이 관심이 있는 경우 및 MBMS 서비스가 제공되는 주파수에 캠프 온 되는 동안 MBMS 서비스를 수신할 수 있는 경우, 재 선택된 셀이 SIB13(System Information Block 13; 시스템 정보 블록 13)을 브로드캐스트하고 있는 상황에서 이하와 같은 상황이 지속되는 한 MBMS 세션 동안 해당 주파수에 최우선순위가 적용되었다고 고려할 수 있다.
- 하나 또는 그 이상의 MBMS SAIs(Service Area Identities)가 해당 서비스의 USD(User Service Description)에 포함되어 있음이 서빙 셀의 SIB15에 의해 지시되는 경우.
- SIB15가 서빙 셀 내에서 방송되지 않고 해당 주파수는 해당 서비스의 USD내에 포함되는 경우.
단말은 RRC_IDLE, RRC_CONNECTED 상태에서 MBMS 수신이 가능해야 한다.
RRC_IDLE 상태에서 단말은 다음과 같이 동작할 수 있다. 1) 상위 계층에 의하여 단말 특정적 DRX가 설정될 수 있다. 2) 단말은 콜, 시스템 정보 변화, ETWS 알림 등을 검출하기 위하여 페이징 채널을 모니터링하고, 인접 셀 측정 및 셀 선택(재 선택)을 수행한다. 단말은 시스템 정보를 획득하고, 가능한 측정을 수행할 수 있다.
RRC_CONNECTED 상태에서 단말은 유니캐스트 데이터를 전달하고, 하위 레이어에서 단말 특정적 DRX가 설정될 수 있다. CA를 지원하는 단말은 하나 또는 그 이상의 세컨더리 셀을 프라이머리 셀과 함께 이용할 수 있다.
단말은 페이징 채널을 모니터링하고, 시스템 정보 변경을 검출하기 위하여 SIB1 내용을 모니터링 한다. 데이터가 자신을 위하여 스케줄링 되었는지 결정하기 위하여 공유 데이터 채널에 연관된 제어 채널들을 모니터링 한다. 또한, 채널 품질 및 피드백 정보를 제공한다. 단말은 이웃 셀을 측정하고 측정 결과를 보고할 수 있으며 시스템 정보를 획득한다.
도 8은 MBSFN 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 8을 참조하면, MBSFN 전송은 서브프레임 단위로 설정된다. MBSFN 전송을 수행하도록 설정된 서브프레임을 MBSFN 서브프레임이라 한다. MBSFN 서브프레임으로 설정된 서브프레임에서는 PDCCH 전송을 위한 최초 2개의 OFDM 심벌을 제외한 나머지 OFDM 심벌들에서 MBSFN 전송이 수행된다. MBSFN 전송을 위하여 사용되는 영역을 편의상 MBSFN 영역이라 하자. 그러면, MBSFN 영역에서는 유니캐스트를 위한 CRS는 전송되지 않고, 전송에 참여하는 모든 셀에 공통적인 MBMS 전용 RS를 사용한다.
MBMS를 수신하지 않는 단말에게도 MBSFN 영역에서 CRS가 전송되지 않음을 알려주기 위해서 셀의 시스템 정보에 MBSFN 서브프레임의 설정 정보를 포함하여 방송한다. 대부분의 단말들이 CRS를 이용하여 RRM(radio resource management), RLF(radio link failure)처리, 동기화를 수행하므로, CRS가 특정 영역에 없음을 알려주는 것은 중요하다. MBSFN 서브프레임에서 PDCCH로 사용되는 최초 2개의 OFDM 심벌들에서는 CRS가 전송되며, 이 CRS는 MBSFN 용도를 위한 것이 아니다. MBSFN 서브프레임에서 PDCCH로 사용되는 최초 2개의 OFDM 심벌들에서는 전송되는 CRS의 CP는(즉, 상기 CRS가 일반 CP를 사용하는가 아니면 확장 CP를 사용하는가) 일반 서브프레임 즉, MBSFN 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 적용되는 CP를 따른다. 예를 들어, 일반 서브프레임(811)에서 일반 CP를 사용할 경우 MBSFN 서브프레임의 최초 2개의 OFDM 심벌들(812)에서도 일반 CP에 따른 CRS가 사용된다.
한편, MBSFN 서브프레임으로 설정될 수 있는 서브프레임은 FDD, TDD 별로 각각 지정되어 있으며, 비트맵을 통해서 MBSFN 서브프레임인지 여부를 알려줄 수 있다. 즉, 비트맵에서 특정 서브프레임에 대응되는 비트가 1이면 상기 특정 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로 설정됨을 나타낸다.
도 9는 MBMS 서비스를 수행하기 위한 MBSFN 서브프레임 구성의 일 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 단말은 MBMS 서비스를 수행하기 위하여 MBSFN 서브프레임 구성 정보, MBSFN 통지(notification) 구성 정보 및 MBSFN 지역(area) 정보 리스트를 획득한다.
단말은 SIB2와 RRC 전용 시그널링(dedicated signaling)을 통하여 MBSFN 서브프레임 구성 정보, 즉 MBSFN 서브프레임의 위치를 알 수 있다. 예를 들어 MBSFN 서브프레임 구성 정보는 MBSFN-SubframeConfig 정보 요소(IE: Information Element)에 포함될 수 있다.
또한, 단말은 SIB13을 통하여 MBMS 서비스를 수행할 수 있는 하나 또는 그 이상의 MBSFN 지역들과 연관된 MBMS 제어 정보를 획득하기 위해 필요한 정보로서, MBSFN 지역 정보 리스트 및 MBMS 통지 구성 정보를 획득할 수 있다. 여기서 MBSFN 지역 정보 리스트는 각각의 MBSFN 지역 별로 MBSFN 지역 ID, 해당 MBSFN 지역에서 MBSFN 서브프레임 내에서의 MBSFN 영역(region)에 대한 정보 및 MBMS 제어정보 채널인 MCCH 전송이 발생되는 MBSFN 서브프레임 위치 등과 같은 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어 MBSFN 지역 정보 리스트는 MBSFN-AreaInfoList 정보 요소에 포함될 수 있다. 한편, MBSFN 통지 구성 정보는 MCCH를 통해서 단말로 전송되는 MBSFN 지역 구성 정보에 변화가 있음을 알려주는 MBMS 통지가 발생하는 서브프레임 위치에 대한 구성 정보이다. 예를 들어, MBSFN 통지 구성 정보는 MBMS-NotificationConfig 정보 요소에 포함될 수 있다. MBSFN 통지 구성 정보는 모든 MBSFN 지역에서 적용될 수 있는 MCCH의 변경 통지에 활용된 시간 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 시간 정보는 통지 반복 계수(notificationRepetitionCoeff), 통지 오프셋(notificationOffset) 및 통지 서브프레임 인덱스(notificationSF-Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 통지 반복 계수는 모든 MCCH들을 위한 공통의 변경 통지 반복 주기(notification repetition period)를 의미한다. 통지 오프셋은 MCCH 변경 통지 정보가 스케줄링되는 무선 프레임의 오프셋을 지시한다. 그리고 통지 서브프레임 인덱스는 PDCCH상에서 MCCH 변경 통지를 전송하기 위해서 사용되는 서브프레임 인덱스이다.
단말은 SIB13을 통해서 얻어진 MBSFN 지역들에 대해서 각각에 대응하는 MCCH를 통하여 MBSFN 지역 구성 정보를 얻을 수 있다. MBSFN 지역 구성 정보는 MBSFNAreaconfiguration 메시지에 포함될 수 있으며, 해당 MBSFN 지역이 사용하는 PMCH(physical multicast channel)들에 대한 정보를 담고 있다. 예를 들어, 각각의 PMCH에 대한 정보는 해당 PMCH가 위치한 MBSFN 서브프레임의 위치와 해당 서브프레임에서의 데이터 전송을 위해 쓰이는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보, 해당 PMCH가 전송하는 MBMS 서비스 정보 등을 포함할 수 있다.
단말은 PMCH를 기반으로 MTCH를 통하여 MCH 데이터를 받게 된다. 해당 MCH 데이터에 대한 시간 상에서의 스케줄링은 PMCH를 통해 내려오는 MSI(MCH Scheduling Information; MCH 스케줄링 정보)를 통해 알 수 있다. MSI는 해당 MCH 데이터 전송이 얼마의 시간 동안 지속되는지에 대한 정보를 담고 있다.
이하, SCPTM(Single-Cell Point-to-Multipoint) 전송에 대하여 설명한다.
MBMS 서비스의 전송 방법은 SCPTM 전송과 MBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network) 전송이 있다. MBSFN 전송이 복수의 셀에서 동시에 식별 가능한 신호를 전송하는 반면, SCPTM 전송은 단일 셀에서 MBMS 서비스를 전송한다. 따라서, SCPTM 전송은 MBSFN 전송과 달리 셀 간의 동기화가 필요 없다. 또한, SCPTM 전송은 기존의 PDSCH를 그대로 사용하므로 MBSFN 전송과 달리 유니캐스트의 특성을 갖는다. 즉, 복수의 단말이 동일한 PDCCH를 읽고, 서비스 별 RNTI를 획득하여 SCPTM 서비스를 수신한다. SCPTM 전용 MCCH가 도입되었고, 단말은 MCCH를 통해 내가 원하는 서비스가 SCPTM 서비스라고 판단하면, 해당 RNTI 값을 획득하고, 해당 RNTI를 통해 PDCCH를 읽음으로써 SCPTM 서비스를 수신할 수 있다.
도 10은 SCPTM 서비스를 위한 셀 리스트 전송 절차를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 제 5 단계에서 MME는 MBMS-GW로부터 MBMS 세션 시작 요청 메시지(MBMS Session Start Message)에 포함된 셀 리스트를 수신할 수 있다. 상기 셀 리스트는 GCS-AS에서 BM-SC 및 MBMS-GW를 거쳐 MME로 수신될 수 있다. 그러나, 제 5 단계 이후, MME는 상기 셀 리스트와 관련된 기지국과 M2 연결을 가지는 MCE를 알지 못할 수 있다. 따라서, MME는 셀 리스트를 포함하는 MBMS 세션 시작 요청 메시지를 적합한 MCE에게 전송하지 못할 수 있다. 즉, MME는 MCE와 연결된 기지국 정보를 획득할 필요가 있을 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, SCPTM 서비스에서 MME가 MCE와 M2 연결을 가지는 기지국 정보를 알지 못하는 문제를 일 예로 설명하였으나, 본 발명 일 실시 예에 따른 기술적 사상이 SCPTM 서비스에만 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 MCE로부터 셀 리스트를 수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, MCE는 MCE와 연결된 기지국에 대한 정보를 MME에게 제공할 수 있다. 상기 기지국은 상기 MCE와 M2로 연결될 수 있다. 상기 MME는 상기 MCE와 M3로 연결될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 MCE로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법을 나타낸다.
MCE는 MME에게 M3 설정 요청 메시지(M3 Setup Request Message)를 전송할 수 있다(S1110). 즉, MME는 MCE로부터 M3 설정 요청 메시지를 수신할 수 있다. 상기 M3 설정 요청 메시지는 MCE와 연결된 기지국 정보를 포함할 수 있다. 상기 MCE는 기지국과 M2로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 MCE와 연결된 기지국 정보는 글로벌 기지국 ID(Global eNB ID)일 수 있다.
3GPP TS 36.444 V12.2.0 (2015-03)에는 MCE에서 MME로 전송되는 M3 설정 요청 메시지가 표 1 및 표 2와 같이 개시되어 있다.
표 1
IE/Group Name Presence Range IE type and reference Semantics description Criticality Assigned Criticality
Message Type M 9.2.1.1 YES reject
Global MCE ID M 9.2.1.10 YES reject
MCE Name O PrintableString(SIZE(1..150,..)) YES ignore
MBMS Service Area List 1 YES reject
>MBMS Service Area List Item 1 to <maxnoofMBMSServiceAreaIdentitiesPerMCE> Supported MBMS Service Area Identities in the MCE GLOBAL reject
>>MBMS Service Area 1 M OCTET STRING(SIZE(2)) MBMS Service Area Identities as defined in TS 23.003 [13].
표 2
Range bound Explanation
maxnoofMBMSServiceAreaIdentitiesPerMCE Maximum no. of Service Area Identities per MCE. The value for maxnoofMBMSServiceAreaIdentities is 65536.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 M3 설정 요청 메시지는 MCE와 연결된 기지국 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 표 1 및 표 2는 각각 표 3 및 표 4와 같이 새롭게 정의될 수 있다.
표 3
IE/Group Name Presence Range IE type and reference Semantics description Criticality Assigned Criticality
Message Type M 9.2.1.1 YES reject
Global MCE ID M 9.2.1.10 YES reject
MCE Name O PrintableString(SIZE(1..150,..)) YES ignore
MBMS Service Area List 1 YES reject
>MBMS Service Area List Item 1 to <maxnoofMBMSServiceAreaIdentitiesPerMCE> Supported MBMS Service Area Identities in the MCE GLOBAL reject
>>MBMS Service Area 1 M OCTET STRING(SIZE(2)) MBMS Service Area Identities as defined in TS 23.003 [13].
eNB List 0..1 YES ignore
>eNB List Item 1 to <maxnoofeNBs>
>>Global eNB ID M 9.2.1.x
상기 표 3을 참조하면, MCE에서 MME로 전송되는 M3 설정 요청 메시지에 eNB 리스트가 포함될 수 있다. 상기 eNB 리스트는 글로벌 기지국 ID를 포함할 수 있다.
표 4
Range bound Explanation
maxnoofMBMSServiceAreaIdentitiesPerMCE Maximum no. of Service Area Identities per MCE. The value for maxnoofMBMSServiceAreaIdentities is 65536.
maxnoofeNBs Maximum no. of eNBs that may be controlled by a MCE. The value for maxnoofeNBs is 256.
상기 표 4를 참조하면, maxnoofeNBs는 MCE에 의해 제어되는 기지국의 최대 개수일 수 있다. maxnoofeNBs는 최대 256일 수 있다. 상기 표 3에서 새롭게 정의된 Global eNB ID는 표 5와 같이 정의될 수 있다.
표 5
IE/Group Name Presence IE type and reference Semantics description
PLMN Identity M 9.2.3.7
CHOICE eNB ID M
>eNB ID
>>Macro eNB ID BIT STRING (20) Equal to the 20 leftmost bits of the Cell Identity IE contained in the E-UTRAN CGI IE (see section 9.2.1.11) of each cell served by the eNB.
MME는 M3 설정 응답 메시지(M3 Setup Response Message)를 상기 MCE에게 전송할 수 있다(S1120). 즉, 상기 MCE는 M3 설정 응답 메시지를 상기 MME로부터 수신할 수 있다.
M3 설정 절차 이후, MME는 MBMS-GW로부터 특정 정보를 수신할 수 있다. 상기 특정 정보는 위치 정보일 수 있다. 또는, 상기 특정 정보는 영역 정보일 수 있다. 또는, 상기 특정 정보는 셀 리스트일 수 있다. 또는, 상기 특정 정보는 셀 ID일 수 있다.
상기 MME는 S1110에서 수신한 MCE와 연결된 기지국 정보에 상기 특정 정보를 맵핑하고, 상기 특정 정보가 맵핑된 MCE에게 상기 특정 정보를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, MME가 MCE에 연결된 기지국에 대한 정보를 알 수 없는 경우(예를 들어, SAI(Service Area Identities) 정보가 제공되지 않은 경우)에, MME는 셀 리스트 등의 정보를 전송할 MCE를 결정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 MCE로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 상기 MME는 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 상기 MCE로부터 수신할 수 있다(S1210). 상기 MCE와 연결된 기지국 정보는 M3 설정 요청 메시지(M3 Setup Request Message)에 포함되어 수신될 수 있다. 상기 기지국 정보는 글로벌 기지국 ID(Global eNB ID)일 수 있다.
상기 MME는 M3 설정 응답 메시지(M3 Setup Response Message)를 상기 MCE에게 전송할 수 있다. 상기 M3 설정 응답 메시지는 상기 M3 설정 요청 메시지에 대응하여 전송될 수 있다.
상기 MME는 셀 리스트를 전송할 MCE를 결정할 수 있다(S1220). 상기 셀 리스트를 전송할 MCE는 상기 셀 리스트 및 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 상기 MCE와 연결된 기지국 정보에 상기 셀 리스트가 맵핑되고, 상기 셀 리스트가 맵핑된 MCE가 상기 셀 리스트를 전송할 MCE로 결정될 수 있다. 상기 셀 리스트는 MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)-GW(Gateway)로부터 수신될 수 있다. 상기 셀 리스트는 SAI(Service Area Identities) 정보를 포함하지 않을 수 있다.
상기 MME는 상기 셀 리스트를 결정된 상기 셀 리스트를 전송할 MCE에게 전송할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
MME(1300)는 프로세서(processor, 1301), 메모리(memory, 1302) 및 송수신기(transceiver, 1303)를 포함한다. 메모리(1302)는 프로세서(1301)와 연결되어, 프로세서(1301)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1303)는 프로세서(1301)와 연결되어, 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1301)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 MME의 동작은 프로세서(1301)에 의해 구현될 수 있다.
MCE(1310)는 프로세서(1311), 메모리(1312) 및 송수신기(1313)를 포함한다. 메모리(1312)는 프로세서(1311)와 연결되어, 프로세서(1311)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1313)는 프로세서(1311)와 연결되어, 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1311)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 MCE의 동작은 프로세서(1311)에 의해 구현될 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), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 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 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
상술한 실시 예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 무선 통신 시스템에서 MME(Mobility Management Entity)가 MCE(Multi-cell Coordination Entity)로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 상기 MCE로부터 수신하고,
    셀 리스트를 전송할 MCE를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 리스트를 전송할 MCE는 상기 셀 리스트 및 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 MCE와 연결된 기지국 정보에 상기 셀 리스트를 맵핑하고,
    상기 셀 리스트가 맵핑된 MCE가 상기 셀 리스트를 전송할 MCE로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 MME는 상기 셀 리스트를 결정된 상기 셀 리스트를 전송할 MCE에게 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 셀 리스트는 MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)-GW(Gateway)로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 셀 리스트는 SAI(Service Area Identities) 정보를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 MCE와 연결된 기지국 정보는 M3 설정 요청 메시지(M3 Setup Request Message)에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기지국 정보는 글로벌 기지국 ID(Global eNB ID)인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 MME는 M3 설정 응답 메시지(M3 Setup Response Message)를 상기 MCE에게 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 MCE(Multi-cell Coordination Entity)로부터 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 MME(Mobility Management Entity)에 있어서,
    메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    상기 송수신기가 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 상기 MCE로부터 수신하도록 제어하고,
    셀 리스트를 전송할 MCE를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 MME.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 셀 리스트를 전송할 MCE는 상기 셀 리스트 및 상기 MCE와 연결된 기지국 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 MME.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 MCE와 연결된 기지국 정보에 상기 셀 리스트가 맵핑되고,
    상기 셀 리스트가 맵핑된 MCE가 상기 셀 리스트를 전송할 MCE로 결정되는 것을 특징으로 하는 MME.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 셀 리스트를 결정된 상기 셀 리스트를 전송할 MCE에게 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 MME.
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