WO2017086618A1 - 무선 통신 시스템에서 단말 간의 직접 통신을 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말 간의 직접 통신을 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017086618A1
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정성훈
김래영
이재욱
김재현
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a direct communication method and a device between terminals for improving communication efficiency in a direct communication between terminals (eg, ProSe communication) environment.
  • a direct communication method and a device between terminals for improving communication efficiency in a direct communication between terminals (eg, ProSe communication) environment.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • 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
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • MC-FDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • the present invention is to reduce unnecessary waste of radio resources and power of the terminal in the ProSe communication process.
  • Still another object of the present invention is to enable efficient direct communication through information exchange between layers in a terminal.
  • Still another object of the present invention is to reduce unnecessary operation of the counterpart terminal as well as the terminal for releasing the direct connection between the terminals.
  • the method for performing direct communication may include information indicating that the use of radio resources for direct communication with a relay UE is stopped because a predetermined AS condition is not satisfied in a ProSe layer or a NAS layer of a remote UE. Receiving from the layer, and stopping communication with the relay UE over the PC5 interface, and locally releasing a direct connection with the relay UE.
  • the method for performing direct communication may include measuring a reference signal received power (RSRP) or a reference signal received quality (RSRQ) for a serving cell of a remote UE in a lower layer, and when the measured RSRP or RSRQ is greater than or equal to a predetermined threshold value, The method may further include determining that the AS condition is not satisfied, and the lower layer may be a radio resource control (RRC) layer of the remote UE.
  • RSRP reference signal received power
  • RSRQ reference signal received quality
  • the method for performing direct communication further includes starting a timer prior to releasing the direct connection locally after stopping communication with the relay UE, wherein the direct connection may be released locally when the timer expires.
  • the ProSe layer may stop the timer and start communication with the relay UE.
  • Direct connection can be released locally by deleting the context information of the direct connection and replacing it with an Evolved Packet System (EPS) bearer context.
  • EPS Evolved Packet System
  • the direct disconnection message is exceptionally allowed, and the direct disconnection message may include information indicating that communication with the relay UE is no longer needed for the reason of release.
  • an indicator indicating that the PC5 signaling message is a direct connection release message may be transmitted together.
  • the remote UE for solving the technical problem includes a transmitter, a receiver, and a processor operating in connection with the transmitter and the receiver, wherein the processor does not satisfy a predetermined AS condition in the ProSe layer or the NAS layer of the remote UE.
  • Receive information from the lower layer indicating that the use of radio resources for direct communication with the relay UE is stopped, stop communication with the relay UE over the PC5 interface, and locally release a direct connection with the relay UE.
  • the other terminal may also improve communication efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
  • 3 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a control plane.
  • FIG. 4 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a user plane.
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure.
  • RRC radio resource control
  • FIG. 7 shows a basic path for two UEs to communicate in EPS.
  • FIG. 9 illustrates a communication path through an eNodeB between two UEs based on a process.
  • 11 is a diagram illustrating communication through a processor UE-to-Network Relay.
  • 12 is a diagram illustrating media traffic of group communication.
  • FIG. 13 shows a procedure of a remote UE performing direct communication through a UE-to-network relay.
  • 15 to 17 are flowcharts illustrating a direct communication method according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a node device according to an exemplary embodiment.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802.xx system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or parts which are not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • Evolved Packet System A network system composed of an Evolved Packet Core (EPC), which is a packet switched (PS) core network based on Internet Protocol (IP), and an access network such as LTE / UTRAN.
  • EPC Evolved Packet Core
  • PS packet switched
  • IP Internet Protocol
  • UMTS is an evolutionary network.
  • NodeB base station of GERAN / UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • eNodeB base station of E-UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • UE User Equipment
  • the UE may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
  • the UE may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
  • the term UE or UE may refer to an MTC device.
  • HNB Home NodeB
  • HeNB Home eNodeB: A base station of an EPS network, which is installed indoors and its coverage is micro cell size.
  • Mobility Management Entity A network node of an EPS network that performs mobility management (MM) and session management (SM) functions.
  • Packet Data Network-Gateway (PDN-GW) / PGW / P-GW A network node of an EPS network that performs UE IP address assignment, packet screening and filtering, charging data collection, and the like.
  • SGW Serving Gateway
  • S-GW network node of EPS network performing mobility anchor, packet routing, idle mode packet buffering, triggering MME to page UE, etc. .
  • PCRF Policy and Charging Rule Function
  • -OMA DM Open Mobile Alliance Device Management: A protocol designed for the management of mobile devices such as mobile phones, PDAs, portable computers, etc., including device configuration, firmware upgrade, error report, etc. Performs the function of.
  • OAM Operaation Administration and Maintenance
  • a group of network management functions that provides network fault indication, performance information, and data and diagnostics.
  • Non-Access Stratum Upper stratum of the control plane between the UE and the MME.
  • NAS Non-Access Stratum
  • AS Access-Stratum: Includes protocol stack between UE and radio (or access) network, and is in charge of data and network control signal transmission.
  • MO Management object
  • Packet Data Network A network in which a server supporting a specific service (eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.) is located.
  • a server supporting a specific service eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.
  • MMS Multimedia Messaging Service
  • WAP Wireless Application Protocol
  • PDN connection A logical connection between the UE and the PDN, represented by one IP address (one IPv4 address and / or one IPv6 prefix).
  • APN Access Point Name: A string indicating or identifying a PDN. In order to access the requested service or network, it goes through a specific P-GW, which means a predefined name (string) in the network to find this P-GW. (For example, internet.mnc012.mcc345.gprs)
  • RAN Radio Access Network: a unit including a NodeB, an eNodeB and a Radio Network Controller (RNC) controlling them in a 3GPP network. It exists between UEs and provides a connection to the core network.
  • RNC Radio Network Controller
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • ANDSF Access Network Discovery and Selection Function: Provides a policy that allows a terminal to discover and select available access on an operator basis as a network entity.
  • Proximity Service (or ProSe Service or Proximity based Service): A service that enables discovery and direct communication between physically close devices or communication through a base station or a third party device. In this case, user plane data is exchanged through a direct data path without passing through a 3GPP core network (eg, EPC).
  • EPC 3GPP core network
  • ProSe communication means communication through ProSe communication path between two or more ProSe capable terminals. Unless specifically stated otherwise, ProSe communication means one of ProSe E-UTRA communication, ProSe-assisted WLAN direct communication between two terminals, ProSe group communication, or ProSe broadcast communication.
  • ProSe-assisted WLAN direct communication ProSe communication using a direct communication path
  • ProSe communication path As a communication path supporting ProSe communication, a ProSe E-UTRA communication path may be established between ProSe-enabled UEs or through a local eNB using E-UTRA. ProSe-assisted WLAN direct communication path can be established directly between ProSe-enabled UEs using WLAN.
  • EPC path (or infrastructure data path): user plane communication path through EPC
  • ProSe Discovery A process of identifying / verifying a nearby ProSe-enabled terminal using E-UTRA
  • ProSe Group Communication One-to-many ProSe communication using a common communication path between two or more ProSe-enabled terminals in close proximity.
  • ProSe UE-to-Network Relay ProSe-enabled public safety terminal acting as a communication relay between ProSe-enabled network using E-UTRA and ProSe-enabled public safety terminal
  • Remote UE ProSe-enabled public safety that is connected to the EPC network via ProSe UE-to-Network Relay, ie provided with PDN connection, without being serviced by E-UTRAN in UE-to-Network Relay operation. Terminal.
  • ProSe-enabled Network A network that supports ProSe Discovery, ProSe Communication, and / or ProSe-assisted WLAN direct communication.
  • the ProSe-enabled Network may be referred to simply as a network.
  • ProSe-enabled UE a terminal supporting ProSe discovery, ProSe communication and / or ProSe-assisted WLAN direct communication.
  • the ProSe-enabled UE and the ProSe-enabled Public Safety UE may be called terminals.
  • Proximity Satisfying proximity criteria defined in discovery and communication, respectively.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • SAE System Architecture Evolution
  • SAE is a research project to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing enhanced data transfer capabilities.
  • the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system and may support packet-based real-time and non-real-time services.
  • a conventional mobile communication system i.e., a second generation or third generation mobile communication system
  • the core network is divided into two distinct sub-domains of circuit-switched (CS) for voice and packet-switched (PS) for data.
  • CS circuit-switched
  • PS packet-switched
  • the function has been implemented.
  • the sub-domains of CS and PS have been unified into one IP domain.
  • EPC IP Multimedia Subsystem
  • the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a serving gateway (SGW), a packet data network gateway (PDN GW), a mobility management entity (MME), and a serving general packet (SGRS) Radio Service (Supporting Node) and Enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
  • SGW serving gateway
  • PDN GW packet data network gateway
  • MME mobility management entity
  • SGRS serving general packet
  • Radio Service Upporting Node
  • ePDG Enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network, and is an element that functions to maintain a data path between the eNodeB and the PDN GW.
  • the SGW serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the SGW for mobility in the E-UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later).
  • E-UTRAN Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later.
  • SGW also provides mobility with other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • RANs defined before 3GPP Release-8 such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data rates for Global Evolution
  • the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW may support policy enforcement features, packet filtering, charging support, and the like.
  • mobility management between 3GPP networks and non-3GPP networks for example, untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax) Can serve as an anchor point for.
  • untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax
  • I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
  • CDMA code-division multiple access
  • WiMax trusted networks
  • FIG. 1 shows that the SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option.
  • the MME is an element that performs signaling and control functions to support access to the network connection of the UE, allocation of network resources, tracking, paging, roaming and handover, and the like.
  • the MME controls control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME manages a number of eNodeBs and performs signaling for the selection of a conventional gateway for handover to other 2G / 3G networks.
  • the MME also performs functions such as security procedures, terminal-to-network session handling, and idle terminal location management.
  • SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other 3GPP networks (eg GPRS networks).
  • 3GPP networks eg GPRS networks.
  • the ePDG acts as a secure node for untrusted non-3GPP networks (eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.).
  • untrusted non-3GPP networks eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.
  • a terminal having IP capability is provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • Access to an IP service network eg, IMS.
  • FIG. 1 also shows various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
  • reference points eg, S1-U, S1-MME, etc.
  • Table 1 summarizes the reference points shown in FIG. 1.
  • This reference point can be used in PLMN-to-PLMN-to-PLMN-to-for example (for PLMN-to-PLMN handover).
  • This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (eg in the case of Inter-PLMN HO).)
  • S4 Reference point between SGW and SGSN that provides related control and mobility support between the GPRS core and SGW's 3GPP anchor functionality.It also provides user plane tunneling if no direct tunnel is established.
  • 3GPP Anchor function of Serving GW In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.
  • S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and the PDN GW.
  • the PDN may be an operator external public or private PDN or, for example, an in-operator PDN for the provision of IMS services.
  • Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, eg for provision of IMS services.This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with associated control and mobility support between trusted non-3GPP access and PDN GW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and PDN GW.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
  • the eNodeB routes resources to the gateway, scheduling and sending paging messages, scheduling and sending broadcast channels (BCHs), and uplink and downlink resources while the Radio Resource Control (RRC) connection is active.
  • Functions such as dynamic allocation to UE, configuration and provision for measurement of eNodeB, radio bearer control, radio admission control, and connection mobility control may be performed.
  • paging can be generated, LTE_IDLE state management, user plane encryption, SAE bearer control, NAS signaling encryption and integrity protection.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a terminal and a base station
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a user plane between a terminal and a base station. .
  • the air interface protocol is based on the 3GPP radio access network standard.
  • the air interface protocol is composed of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and a user plane and control for data information transmission vertically. It is divided into a control plane for signal transmission.
  • the protocol layers are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is widely known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). ) Can be separated.
  • OSI Open System Interconnection
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control layer on the upper side through a transport channel, and data between the medium access control layer and the physical layer is transmitted through the transport channel.
  • data is transferred between different physical layers, that is, between physical layers of a transmitting side and a receiving side through a physical channel.
  • the physical channel is composed of several subframes on the time axis and several subcarriers on the frequency axis.
  • one subframe is composed of a plurality of OFDM symbols and a plurality of subcarriers on the time axis.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks, and one resource block consists of a plurality of OFDM symbols and a plurality of subcarriers.
  • the transmission time interval (TTI) which is a unit time for transmitting data, is 1 ms corresponding to one subframe.
  • the physical channels existing in the physical layer of the transmitting side and the receiving side are physical downlink shared channel (PDSCH), physical uplink shared channel (PUSCH) and physical downlink control channel (PDCCH), which are control channels, It may be divided into a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer serves to map various logical channels to various transport channels, and also logical channels to map several logical channels to one transport channel. Perform the role of multiplexing.
  • the MAC layer is connected to the upper layer RLC layer by a logical channel, and the logical channel includes a control channel for transmitting information of a control plane according to the type of information to be transmitted. It is divided into a traffic channel that transmits user plane information.
  • the Radio Link Control (RLC) layer of the second layer adjusts the data size so that the lower layer is suitable for transmitting data to the radio section by segmenting and concatenating data received from the upper layer. It plays a role.
  • RLC Radio Link Control
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer is an IP containing relatively large and unnecessary control information for efficient transmission in a wireless bandwidth where bandwidth is small when transmitting an IP packet such as IPv4 or IPv6. Performs Header Compression which reduces the packet header size.
  • the PDCP layer also performs a security function, which is composed of encryption (Ciphering) to prevent third-party data interception and integrity protection (Integrity protection) to prevent third-party data manipulation.
  • the radio resource control layer (hereinafter abbreviated as RRC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and the configuration and reconfiguration of radio bearers (abbreviated as RB) are performed. It is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in relation to configuration and release.
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the E-UTRAN.
  • the UE If an RRC connection is established between the RRC of the UE and the RRC layer of the wireless network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode. .
  • the RRC state refers to whether or not the RRC of the UE is in a logical connection with the RRC of the E-UTRAN. If the RRC state is connected, the RRC_CONNECTED state is called, and the RRC_IDLE state is not connected. Since the UE in the RRC_CONNECTED state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the UE in units of cells, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE in the RRC_IDLE state cannot identify the existence of the UE by the E-UTRAN, and the core network manages the unit in a larger tracking area (TA) unit than the cell.
  • TA tracking area
  • each TA is identified by a tracking area identity (TAI).
  • TAI tracking area identity
  • the terminal may configure a TAI through a tracking area code (TAC), which is information broadcast in a cell.
  • TAC tracking area code
  • the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell, then establishes an RRC connection in the cell, and registers the terminal's information in the core network. Thereafter, the terminal stays in the RRC_IDLE state. The terminal staying in the RRC_IDLE state (re) selects a cell as needed and looks at system information or paging information. This is called camping on the cell.
  • the UE staying in the RRC_IDLE state makes an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC_CONNECTED state.
  • RRC_CONNECTED state There are several cases in which a UE in RRC_IDLE state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt, a data transmission attempt, etc. are required or a paging message is received from E-UTRAN. Reply message transmission, and the like.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • ESM Evolved Session Management
  • the default bearer resource is characterized in that it is allocated from the network when it is connected to the network when it first accesses a specific Packet Data Network (PDN).
  • PDN Packet Data Network
  • the network allocates an IP address usable by the terminal so that the terminal can use the data service, and also allocates QoS of the default bearer.
  • LTE supports two types of bearer having a guaranteed bit rate (GBR) QoS characteristic that guarantees a specific bandwidth for data transmission and reception, and a non-GBR bearer having a best effort QoS characteristic without guaranteeing bandwidth.
  • GBR guaranteed bit rate
  • Non-GBR bearer is assigned.
  • the bearer allocated to the terminal in the network is called an evolved packet service (EPS) bearer, and when the EPS bearer is allocated, the network allocates one ID. This is called EPS Bearer ID.
  • EPS bearer ID One EPS bearer has a QoS characteristic of a maximum bit rate (MBR) or / and a guaranteed bit rate (GBR).
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • the random access procedure is performed for the UE to obtain UL synchronization with the base station or to be allocated UL radio resources.
  • the UE receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNodeB.
  • PRACH physical random access channel
  • Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
  • the UE sends the randomly selected random access preamble to the eNodeB.
  • the UE selects one of the 64 candidate random access preambles.
  • the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • the UE transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the eNodeB Upon receiving the random access preamble, the eNodeB sends a random access response (RAR) to the UE.
  • RAR random access response
  • the random access response is detected in two steps. First, the UE detects a PDCCH masked with random access-RNTI (RA-RNTI). The UE receives a random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • MAC medium access control
  • RRC 6 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • the RRC state is shown depending on whether the RRC is connected.
  • the RRC state refers to whether or not an entity of the RRC layer of the UE is in a logical connection with an entity of the RRC layer of the eNodeB.
  • the RRC state is referred to as an RRC connected state.
  • the non-state is called the RRC idle state.
  • the E-UTRAN may determine the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus may effectively control the UE.
  • the UE in the idle state can not be identified by the eNodeB, the core network (core network) is managed by the tracking area (Tracking Area) unit larger than the cell unit.
  • the tracking area is a collection unit of cells. That is, the idle state (UE) is determined only in the presence of the UE in a large area, and in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data, the UE must transition to the connected state (connected state).
  • the UE When a user first powers up a UE, the UE first searches for an appropriate cell and then stays in an idle state in that cell. When the UE staying in the idle state needs to establish an RRC connection, the UE establishes an RRC connection with the RRC layer of the eNodeB through an RRC connection procedure and transitions to an RRC connected state. .
  • the UE in the idle state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt or uplink data transmission is required, or a paging message is received from EUTRAN. In this case, the response message may be transmitted.
  • the RRC connection process is largely a process in which a UE sends an RRC connection request message to an eNodeB, an eNodeB sends an RRC connection setup message to the UE, and a UE completes RRC connection setup to the eNodeB. (RRC connection setup complete) message is sent. This process will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows.
  • the eNB When the RRC connection request message is received from the UE, the eNB accepts the RRC connection request of the UE when the radio resources are sufficient, and transmits an RRC connection setup message, which is a response message, to the UE. .
  • the UE When the UE receives the RRC connection setup message, it transmits an RRC connection setup complete message to the eNodeB. When the UE successfully transmits an RRC connection establishment message, the UE establishes an RRC connection with the eNodeB and transitions to the RRC connected mode.
  • the ProSe service refers to a service capable of discovery and direct communication between physically adjacent devices, communication through a base station, or communication through a third device.
  • FIG. 7 illustrates a default data path through which two UEs communicate in EPS. This basic route goes through the operator's base station (eNodeB) and the core network (ie, EPC). In the present invention, such a path will be referred to as an infrastructure data path (or EPC path). In addition, communication through such an infrastructure data path will be referred to as infrastructure communication.
  • eNodeB operator's base station
  • EPC core network
  • FIG. 8 shows a direct mode data path between two UEs based on a process. This direct mode communication path does not go through an eNodeB and a core network (ie, EPC) operated by an operator.
  • FIG. 8 (a) illustrates a case where UE-1 and UE-2 camp on different eNodeBs while transmitting and receiving data through a direct mode communication path.
  • FIG. 8 (b) illustrates camping on the same eNodeB.
  • FIG. 2 illustrates a case in which two UEs that are on exchange data via a direct mode communication path.
  • FIG. 9 shows a locally-routed data path through an eNodeB between two UEs based on a process.
  • the communication path through the eNodeB does not go through the core network (ie, EPC) operated by the operator.
  • EPC core network
  • the EPC may perform an EPC-level ProSe discovery procedure for determining whether proximity between two UEs and informing the UE of this.
  • ProSe Function is to determine whether two UEs are in close proximity and to inform the UE.
  • the ProSe function retrievals and stores process associated subscriber data and / or process associated subscriber data from the HSS, and performs EPC level process discovery and EPC secondary WLAN direct discovery, authentication and configuration for communication. Can be. It can also operate as a location service client to enable EPC level discovery and provide the UE with information to assist in WLAN direct discovery and communication. Handles EPC ProSe User IDs and Application Layer User IDs, and exchanges signals with 3rd party application servers for application registration identifier mapping. It exchanges signals with ProSe functions of other PLMNs for transmission of proximity requests, proximity alerts, and location reporting. In addition, the ProSe Function provisions various parameters required by the UE for ProSe discovery and ProSe communication. For details on ProSe Function, apply 3GPP TS 23.303.
  • the remote UE may be provided with connectivity to the EPC through the UE-to-Network Relay to communicate with an application server (AS) or participate in group communication.
  • AS application server
  • 12 shows an example in which a remote UE participates in group communication.
  • UEs 1 to 6 which are UEs belonging to the same group, may receive downlink traffic through unicast or MBMS for a specific media constituting group communication.
  • the remote UE although not in E-UTRAN coverage, sends media traffic to other group members (i.e., generates directional link traffic) by participating in a group communication via UE-to-Network Relay, or by another group member.
  • One media traffic can be received.
  • a GCS AS Group Communication Service Application Server
  • GC1 Global System for Mobile Communications
  • ii) reception of uplink data from a UE in unicast and iii) for all UEs in a group, using Unicast / MBMS delivery.
  • Data delivery iv) transmission of application level session information through the Rx interface to the PCRF, v) support for service continuity procedures for UEs switching between Unicast Delivery and MBMS Delivery.
  • GCS AS, Public Safety AS, GCSE AS Group Communication Service Enabler Application Server
  • GCS AS, Public Safety AS, GCSE AS Group Communication Service Enabler Application Server
  • the details of group communication shall apply mutatis mutandis to TS 23.468.
  • FIG. 13 illustrates a procedure in which a remote UE not served by the E-UTRAN performs direct communication through the UE-to-network relay.
  • a UE capable of operating as a ProSe UE-to-Network Relay may connect to the network and create a PDN connection to provide relay traffic to the remote UE.
  • a PDN connection supporting UE-to-Network Relay is used only for supporting relay traffic to a remote UE.
  • the relay UE creates a PDN connection through an initial connection to the E-UTRAN (S1310).
  • the relay UE obtains an IPv6 prefix through a prefix delegation function.
  • the relay UE performs a discovery procedure with the UE according to the model A or the model B with the remote UE (S1320).
  • the remote UE selects the relay UE found by the discovery procedure and establishes a one-to-one direct connection (S1330). If there is no PDN connection according to the relay UE ID or additional PDN connection is required for relay operation, the relay UE initiates a new PDN connection procedure (S1340).
  • an IPv6 prefix or an IPv4 address is assigned to the remote UE (S1350), and thus an uplink / downlink relay operation is started.
  • an IPv6 stateless address auto-configuration procedure is performed, which consists of signaling a router solicitation from the remote UE to the relay UE and signaling a router advertisement from the relay UE to the remote UE.
  • DHCPv4 discovery signaling from remote UE to relay UE
  • DHCPv4 offer signaling from relay UE to remote UE
  • DHCPv4 request signaling from remote UE to relay UE
  • IPv4 address allocation using DHCPv4 process consisting of ACK signaling (from relay UE to remote UE) is performed.
  • the relay UE performs a remote UE reporting procedure informing the MME that the remote UE is connected to it (S1360).
  • the MME notifies that the new remote UE is connected by performing a remote UE report notification procedure for the SGW and the PGW (S1370).
  • the remote UE communicates with the network through the relay UE (S1380).
  • TS 23.303 shall apply mutatis mutandis.
  • the reference signal received power (RSRP) value measured by the remote UE on the Uu interface with the base station may be a condition for direct communication between the remote UE and the relay UE using the PC5 radio resource.
  • the remote UE performs direct communication with the relay UE when the RSRP value is measured below a predetermined threshold, but should stop direct communication with the relay UE when the RSRP value is measured above a predetermined threshold. This is because a good RSRP value means that the remote UE can be allocated radio resources from the serving cell within the coverage of the base station, so that there is less need to allocate radio resources through the relay UE.
  • the remote UE stops direct communication with the relay UE. Accordingly, the direct connection between the remote UE (or releasing UE) and the relay UE (or peer UE) is released.
  • the procedure is carried out. This process may be performed by the remote UE transmitting a direct disconnection message to the relay UE (S1410), and in response, the relay UE transmits a direct disconnection grant message to the remote UE (S1420).
  • a predetermined timer eg, T4103 may operate with the transmission of the release message.
  • the remote UE when the RSRP value measured for the serving cell by the remote UE is more than the threshold value stops the use of radio resources allocated for direct communication with the relay UE, a problem may occur in this process. That is, even if the remote UE has stopped using the radio resource through the PC5 interface, the direct connection with the relay UE is still valid if it is before the direct disconnection process with the relay UE is performed. Thus, the remote UE will continue to attempt to send PC5 messages or traffic to the relay UE. However, since the remote UE is already unable to use the radio resources of the direct connection, the remote UE is neither able to transmit nor receive PC5 messages or data.
  • the upper layer may not recognize that the radio resources of direct communication cannot be used.
  • the ProSe layer of the remote UE in idle mode when the ProSe layer of the remote UE in idle mode generates data to be transmitted through direct communication or a PC5 signaling message (for example, a keep-alive message, etc.), a preceding step for requesting resource allocation for direct communication to the network
  • an operation for establishing a connection with a network may be performed.
  • the NAS layer continuously transmits a service request (SR), and as a result, the RRC layer must perform a procedure for establishing an RRC connection and a procedure for delivering an SR.
  • SR service request
  • the remote UE when the remote UE has transitioned to the connected state or is a remote UE that has already been in the connected mode, it may attempt to transmit a SidelinkUEInformation and a SideLink_Buffer Status Report (SL_BSR) to the network to request a resource allocation for direct communication to the network. Since this approach leads to a waste of radio resources, it may be necessary to be more aware of the situation at which the upper layer (especially the NAS layer and the ProSe layer) of the remote UE has occurred at the lower layer (especially the AS layer). .
  • SL_BSR SideLink_Buffer Status Report
  • a lower layer means an AS layer and an upper layer means a ProSe layer or a NAS layer.
  • a threshold that is, a condition for using radio resources of direct communication. If not satisfied, the remote UE should stop using radio resources (S1510, S1520). At this time, since the remote UE stops using the radio resource of the direct connection, the upper layer of the remote UE should be aware that PC5 message or data transmission is no longer possible through direct communication. To this end, the lower layer of the remote UE should inform it to the upper layer when the measured RSRP value is greater than or equal to the threshold (S1530). Of course, the lower layer is of course notified to the upper layer even if the measured RSRP value is less than the threshold.
  • the upper layer of the remote UE recognizes that the RSRP value is not satisfied with the condition for using the radio resource, it can no longer transmit the PC5 message or data through the direct connection, and thus, releases the direct connection with the relay UE locally. locally released (S1540). After the remote UE locally releases the direct connection with the relay UE, it does not send any message to the relay UE and does not expect any message to be received from the relay UE. In addition, the remote UE may delete the context information existing for the direct connection with the relay UE, and may also delete the IP address assigned through the relay UE.
  • EPS bearer context or PDP (packet data protocol) context
  • PDP packet data protocol
  • a remote UE performing ProSe communication through a direct connection with a relay UE may receive a parameter for direct communication in the process of establishing a direct communication connection.
  • the threshold of RSRP (or RSRQ) described above may be delivered to the remote UE.
  • the remote UE performing direct communication with the relay UE satisfies the conditions for the use of radio resources because the RSRP value measured for the serving cell is greater than or equal to the received threshold (S1610, S1620)
  • the upper layer of the remote UE Receives information (or an indicator) that will stop using the direct communication radio resource from the lower layer (S1630).
  • the remote UE may abort all procedures (for example, the PC5 signaling protocol procedure, the PC5 discovery protocol procedure, and the data transmission / reception procedure) through the PC5 interface through a higher layer, and may start a predetermined timer (S1640). S1645).
  • the value T of the timer may be implemented as a terminal specific value.
  • the remote UE While this timer is running, the remote UE does not initiate any procedure over the PC5 interface. On the other hand, when the remote UE receives information (or an indicator) that it will start using the communication radio resource directly from the lower layer, the remote UE stops the timer and starts the procedure through the PC5 interface as needed. On the other hand, when the running timer expires, the remote UE releases the direct connection locally (S1650), deletes all direct connection contexts, and replaces the direct connection context deleted with the EPS bearer context.
  • the remote UE does not immediately interrupt the procedure through the PC5 interface or locally release the direct connection. . Instead, the remote UE starts a timer and waits for the RSRP (or RSRQ) value to fall below the threshold again during that time period (i.e., expects that the conditions for the use of radio resources of the direct connection are met). If the corresponding time period is exceeded, the remote UE releases the direct connection with the relay UE locally. Local disconnection of the direct connection with the relay UE means that the remote UE does not perform the process of transmitting the direct disconnection message to the relay UE and the remote UE independently releases the direct connection.
  • the PC5 signaling procedure is allowed to be performed as an exception instead of simply interrupting all procedures to the PC5 interface. There is room for it. Furthermore, only the direct disconnection procedure of the PC5 signaling procedure may be allowed to be performed.
  • the lower layer of the remote UE may distinguish the two cases described above and inform the upper layer.
  • the remote UE can perform all operations (e.g., data transmission, data reception, PC5 signaling) over the PC5 interface. Stop sending messages, etc.)
  • the remote UE can then locally release the direct connection and delete the direct connection context and, if there is an EPS bearer context, can replace and activate the deleted direct connection context with the EPS bearer context.
  • the subordinate of the remote UE when the RSRP / RSRQ value measured by the remote UE performing direct communication with the relay UE satisfies a predetermined condition (for example, when the RSRP / RSRQ value is measured above the threshold), the subordinate of the remote UE The layer notifies the upper layer of information that the AS condition is not satisfied, and stops the use of the PC5 radio resource (S1710, S1720, S1730). At this time, the remote UE stops data transmission and reception through the PC5 interface, except for allowing the PC5 signaling procedure (S1740) to transmit and receive a PC5 signaling message to the relay UE. In this case, it may be an exception that only a direct disconnection procedure is allowed among the PC5 signaling procedures.
  • a predetermined condition for example, when the RSRP / RSRQ value is measured above the threshold
  • the upper layer of the remote UE receives information that the RSRP / RSRQ value measured from the lower layer does not satisfy a predetermined condition (that is, measured above a threshold)
  • the upper layer eg, the ProSe layer
  • Generates a PC5 signaling message (eg, a direct connection release message) for performing a direct disconnection procedure among the PC5 signaling procedures, and delivers it to the lower layer.
  • a PC5 signaling message eg, a direct connection release message
  • an indicator indicating that the message is a message for requesting direct connection release may be delivered together with the PC5 signaling message.
  • the lower layer sends a PC5 signaling message received from the upper layer through a direct connection by identifying the indicator.
  • the lower layer discards the data without passing it to the relay UE.
  • the upper layer of the remote UE performs a direct disconnection procedure to transmit a direct disconnection message to a relay UE that has established a direct connection, and the message includes information indicating the reason for the release, such as '# 1: communication to peer UE no longer needed' or A new cause may be included.
  • the remote UE which has completed the transmission of the release message may locally release the direct connection, delete the direct communication context, and replace the EPS bearer context with the EPS bearer context if it exists.
  • the lower layer of the remote UE may operate in a manner of notifying the upper layer only when the AS condition is not satisfied among the two cases of stopping the use of the radio resource of the direct communication.
  • the lower layer informs the upper layer that it will stop using radio resources for direct communication, but the upper layer has not clearly identified the reason, the upper layer of the remote UE stops all operation through the PC5 interface. In this case, local communication can be disconnected directly.
  • a scheme of allowing the PC5 signaling procedure only for a predetermined time interval may be considered. That is, the lower layer of the remote UE informs the upper layer that the AS condition is not satisfied and stops using the radio resource of direct communication, and instead of immediately stopping the use of the radio resource, a timer (for example, T3xx) for a predetermined time interval is not immediately stopped. Can be started. Until this timer expires, transmission and reception using radio resources of direct communication is allowed. On the other hand, if the data can be distinguished from the PC5 signaling message in the lower layer, only the PC5 signaling message may be allowed.
  • the upper layer delivers the PC5 signaling message to the lower layer so that the lower layer can distinguish the PC5 signaling message
  • an indicator indicating that the corresponding PC5 message is the PC5 signaling message may be included and transmitted.
  • the lower layer delivers the received PC5 signaling message through a direct connection by checking the indicator.
  • PC5 messages or data delivered without an indicator are not transmitted and are discarded as described above. In either case, when the timer expires, the use of radio resources for all traffic through the PC5 interface from the upper layer is stopped.
  • the above timer may be transmitted by the lower layer to the upper layer.
  • the higher layer may predict when the use of the radio resource is stopped by using the received timer, and may finish the data transmission of the direct communication or release the direct communication connection based on the received timer.
  • the remote UE transmits a direct disconnection message to the relay UE to perform the direct disconnection procedure.
  • the direct connection release message may include information indicating '# 1: communication to peer UE no longer needed' as a cause of release or information indicating a newly defined reason.
  • the remote UE transmits a direct disconnection message including a reason for the release to the relay UE, and according to an embodiment, the direct disconnection message transmitted in the above-described environment may be transmitted only once. In other words, the remote UE may locally release the direct connection with the relay UE immediately after sending the release message instead of starting the timer described in FIG. 14 after waiting for the grant message after sending the direct disconnect message. .
  • the timer T4103 may not start when sending a direct disconnect message, or may stop immediately after starting. Not waiting for an acknowledgment message means that a direct disconnection message is not retransmitted even if the acknowledgment message is not received.
  • the remote UE which has released the direct connection locally deletes all the direct connection contexts and replaces the EPS bearer context with the EPS bearer context if it exists.
  • the proposed embodiment has great meaning in that the operation of the PC5 interface of the upper layer can be efficiently controlled due to the condition of the Uu interface detected in the lower layer.
  • the above embodiments can be performed by the relay UE as well as the remote UE may be performed the same or similar.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a node device according to an exemplary embodiment.
  • the terminal device 100 may include a transceiver 110, a processor 120, and a memory 130.
  • the transceiver 110 may be configured to transmit various signals, data and information to an external device, and to receive various signals, data and information to an external device. Alternatively, the transceiver 110 may be implemented by being separated into a transmitter and a receiver.
  • the terminal device 100 may be connected to an external device by wire and / or wirelessly.
  • the processor 120 may control the overall operation of the terminal device 100, and may be configured to perform a function of the terminal device 100 to process and process information to be transmitted and received with an external device.
  • the processor 120 may be configured to perform a terminal operation proposed in the present invention.
  • the memory 130 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the network node device 200 may include a transceiver 210, a processor 220, and a memory 230.
  • the transceiver 210 may be configured to transmit various signals, data and information to an external device, and to receive various signals, data and information to an external device.
  • the network node device 200 may be connected to an external device by wire and / or wirelessly.
  • the transceiver 210 may be implemented by being separated into a transmitter and a receiver.
  • the processor 220 may control the overall operation of the network node device 200, and may be configured to perform a function of calculating and processing information to be transmitted / received with an external device.
  • the processor 220 may be configured to perform the network node operation proposed in the present invention.
  • the memory 230 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the specific configuration of the terminal device 100 and the network device 200 as described above may be implemented so that the above-described matters described in various embodiments of the present invention can be applied independently or two or more embodiments are applied at the same time, overlapping The description is omitted for clarity.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of an apparatus, procedure, or function for performing the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the direct communication method between terminals as described above can be applied to various wireless communication systems including not only 3GPP systems but also IEEE 802.16x and 802.11x systems. Furthermore, the proposed method can be applied to mmWave communication system using ultra high frequency band.

Landscapes

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

리모트 UE의 ProSe 계층 또는 NAS 계층에서 소정의 AS 조건이 만족하지 않아 릴레이 UE와의 직접 통신을 위한 무선 자원의 사용을 중단함을 알리는 정보를 하위 계층으로부터 수신하고, PC5 인터페이스를 통한 릴레이 UE와의 통신을 중단하고 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제하는 직접 통신 수행 방법 및 리모트 UE가 개시된다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말 간의 직접 통신을 방법 및 이를 위한 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 구체적으로는 단말 간의 직접 통신(예를 들어, ProSe 통신) 환경에서 통신 효율을 개선하기 위한 단말 간의 직접 통신 방법 및 그 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명은 ProSe 통신 과정에서 단말의 무선 자원과 전력의 불필요한 낭비를 줄이는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단말 내 계층 간의 정보 교환을 통해 효율적인 직접 통신이 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단말 간 직접 연결을 해제하는 단말뿐 아니라 상대 단말의 불필요한 동작도 줄이는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 직접 통신 수행 방법은, 리모트 UE의 ProSe 계층 또는 NAS 계층에서, 소정의 AS 조건이 만족하지 않아서 릴레이 UE와의 직접 통신을 위한 무선 자원의 사용을 중단함을 알리는 정보를 하위 계층으로부터 수신하는 단계, 및 PC5 인터페이스를 통한 릴레이 UE와의 통신을 중단하고, 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제(locally release)하는 단계를 포함한다
직접 통신 수행 방법은, 하위 계층에서 리모트 UE의 서빙 셀에 대한 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정하는 단계, 및 측정된 RSRP 또는 RSRQ가 소정의 임계값 이상인 경우, AS 조건이 만족하지 않는다고 판단하는 단계를 더 포함하며, 하위 계층은 리모트 UE의 RRC(Radio Resource Control) 계층일 수 있다.
직접 통신 수행 방법은, 릴레이 UE와의 통신을 중단한 뒤 직접 연결을 로컬 해제하기에 앞서서, 타이머를 시작하는 단계를 더 포함하고, 직접 연결은 타이머가 만료되면 로컬 해제될 수 있다.
타이머의 만료 전에 AS 조건이 만족하여 무선 자원의 사용을 시작함을 알리는 정보를 수신하는 경우, ProSe 계층은 타이머를 중단하고 릴레이 UE와의 통신을 시작할 수 있다.
직접 연결은, 직접 연결의 컨텍스트 정보를 삭제하고 EPS(Evolved Packet System) 베어러 컨텍스트로 대체함으로써 로컬 해제될 수 있다.
PC5 인터페이스를 통한 통신이 중단되더라도 직접 연결 해제 메시지의 전송은 예외적으로 허용되며, 직접 연결 해제 메시지는 해제의 이유로써 릴레이 UE와의 통신이 더 이상 필요하지 않음을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
직접 통신 수행 방법은, ProSe 계층에서 직접 연결의 해제를 위한 PC5 시그널링 메시지를 하위 계층으로 전달할 때, PC5 시그널링 메시지가 직접 연결 해제 메시지임을 알리는 지시자를 함께 전송할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 리모트 UE는, 송신부, 수신부, 및 송신부 및 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는, 리모트 UE의 ProSe 계층 또는 NAS 계층에서, 소정의 AS 조건이 만족하지 않아서 릴레이 UE와의 직접 통신을 위한 무선 자원의 사용을 중단함을 알리는 정보를 하위 계층으로부터 수신하고, PC5 인터페이스를 통한 릴레이 UE와의 통신을 중단하고, 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제(locally release)한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째로, 단말간 직접 통신이 이루어지는 과정에서 불필요한 시그널링이 줄어들게 되어, 무선 자원의 낭비와 단말의 전력 낭비를 줄일 수 있다.
둘째로, 단말 내에서 계층 간의 정보가 교환되어 단말 상황에 불필요한 동작이 줄어들 수 있다.
셋째로, 직접 연결을 해제하는 단말의 동작을 개선함으로써 상대 단말 또한 통신 효율이 개선될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3은 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 5는 랜덤 액세스 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 무선 자원 제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 EPS에서 두 UE가 통신하는 기본적인 경로를 도시한다.
도 8은 프로세에 기반한 두 UE 간의 직접 모드 통신 경로를 도시한다.
도 9는 프로세에 기반한 두 UE 간의 eNodeB를 거치는 통신 경로를 도시한다.
도 10에는 Non-Roaming Reference Architecture이 도시되어 있다.
도 11은 프로세 UE-to-Network Relay를 통한 커뮤니케이션을 나타낸 도면이다.
도 12는 그룹 커뮤니케이션의 미디어 트래픽을 나타낸 도면이다.
도 13은 리모트 UE가 UE-to-network relay를 통한 직접 통신을 수행하는 절차를 도시한다.
도 14는 단말 간 직접 연결의 해제 절차를 도시한다.
도 15 내지 도 17은 제안하는 실시 예에 따른 직접 통신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 18은 제안하는 실시 예에 따른 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16.1, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술.
- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 PS(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE/UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB: E-UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 UE 또는 단말이라는 용어는 MTC 디바이스를 지칭할 수 있다.
- HNB(Home NodeB): UMTS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀(micro cell) 규모이다.
- HeNB(Home eNodeB): EPS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀 규모이다.
- MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리(Mobility Management; MM), 세션 관리(Session Management; SM) 기능을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)/PGW/P-GW: UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝(screening) 및 필터링, 과금 데이터 취합(charging data collection) 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- SGW(Serving Gateway)/S-GW: 이동성 앵커(mobility anchor), 패킷 라우팅(routing), 유휴(idle) 모드 패킷 버퍼링, MME가 UE를 페이징하도록 트리거링하는 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- PCRF (Policy and Charging Rule Function): 서비스 flow 별로 차별화된 QoS 및 과금 정책을 동적(dynamic) 으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- OMA DM (Open Mobile Alliance Device Management): 핸드폰, PDA, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 모바일 디바이스들 관리를 위해 디자인 된 프로토콜로써, 디바이스 설정(configuration), 펌웨어 업그레이드(firmware upgrade), 에러 보고 (Error Report)등의 기능을 수행함.
- OAM (Operation Administration and Maintenance): 네트웍 결함 표시, 성능정보, 그리고 데이터와 진단 기능을 제공하는 네트웍 관리 기능군.
- NAS(Non-Access Stratum): UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 단(stratum). LTE/UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층으로서, UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지하는 세션 관리 절차 및 IP 주소 관리 등을 지원한다.
- AS (Access-Stratum): UE와 radio(혹은 access) 네트워크간의 프로토콜 스텍을 포함하며, 데이터 및 네트워크 제어 신호 전송 등을 담당한다.
- NAS configuration MO (Management Object): NAS 기능(Functionality)과 연관된 파라미터들(parameters)을 UE에게 설정하는 과정에서 사용되는 MO (Management object).
- PDN(Packet Data Network): 특정 서비스를 지원하는 서버(예를 들어, MMS(Multimedia Messaging Service) 서버, WAP(Wireless Application Protocol) 서버 등)가 위치하고 있는 네트워크.
- PDN 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는, UE와 PDN 간의 논리적인 연결.
- APN (Access Point Name): PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열. 요청한 서비스나 망에 접속하기 위해서는 특정 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 망 내에서 미리 정의한 이름(문자열)을 의미한다. (예를 들어, internet.mnc012.mcc345.gprs)
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE 간에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 아이덴티티 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function): 하나의 네트워크 entity로써 사업자 단위로 단말이 사용가능한 access 를 발견하고 선택하도록 하는 Policy를 제공.
- Proximity Service(또는 ProSe Service 또는 Proximity based Service): 물리적으로 근접한 장치 사이의 디스커버리 및 상호 직접적인 커뮤니케이션 또는 기지국을 통한 커뮤니케이션 또는 제 3의 장치를 통한 커뮤니케이션이 가능한 서비스. 이때, 사용자 평면 데이터(user plane data)는 3GPP 코어 네트워크(예를 들어, EPC)를 거치지 않고 직접 데이터 경로(direct data path)를 통해 교환된다.
- ProSe 커뮤니케이션: 둘 이상의 ProSe 가능한 단말들 사이의 ProSe 커뮤니케이션 경로를 통한 커뮤니케이션을 의미한다. 특별히 달리 언급되지 않는 한, ProSe 커뮤니케이션은 ProSe E-UTRA 커뮤니케이션, 두 단말 사이의 ProSe-assisted WLAN direct 커뮤니케이션, ProSe 그룹 커뮤니케이션 또는 ProSe 브로드캐스트 커뮤니케이션 중 하나를 의미한다.
- ProSe E-UTRA 커뮤니케이션 : ProSe E-UTRA 커뮤니케이션 경로를 사용한 ProSe 커뮤니케이션
- ProSe-assisted WLAN direct 커뮤니케이션: 직접 커뮤니케이션 경로를 사용한 ProSe 커뮤니케이션
- ProSe 커뮤니케이션 경로 : ProSe 커뮤니케이션을 지원하는 커뮤니케이션 경로로써, ProSe E-UTRA 커뮤니케이션 경로는 E-UTRA를 사용하여 ProSe-enabled UE들 사이에서 또는 로컬 eNB를 통해 수립될 수 있다. ProSe-assisted WLAN direct communication path는 WLAN을 사용하여 ProSe-enabled UEs 사이에서 직접 수립될 수 있다.
- EPC 경로(또는 infrastructure data path): EPC를 통한 사용자 평면 커뮤니케이션 경로
- ProSe 디스커버리: E-UTRA를 사용하여, 근접한 ProSe-enabled 단말을 식별/확인하는 과정
- ProSe Group Communication: 근접한 둘 이상의 ProSe-enabled 단말 사이에서, 공통 커뮤니케이션 경로를 사용하는 일 대 다 ProSe 커뮤니케이션
- ProSe UE-to-Network Relay : E-UTRA를 사용하는 ProSe-enabled 네트워크와 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말 사이의 커뮤니케이션 릴레이로 동작하는 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말
- 리모트 UE(Remote UE): UE-to-Network Relay 동작에서 E-UTRAN에 의해 서비스 받지 않고 ProSe UE-to-Network Relay를 통해 EPC 네트워크에 연결되는, 즉 PDN 연결을 제공받는 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말.
- ProSe-enabled Network: ProSe 디스커버리, ProSe 커뮤니케이션 및/또는 ProSe-assisted WLAN 직접 통신을 지원하는 네트워크. 이하에서는 ProSe-enabled Network 를 간단히 네트워크라고 지칭할 수 있다.
- ProSe-enabled UE: ProSe 디스커버리, ProSe 커뮤니케이션 및/또는 ProSe-assisted WLAN 직접 통신을 지원하는 단말. 이하에서는 ProSe-enabled UE 및 ProSe-enabled Public Safety UE를 단말이라 칭할 수 있다.
- Proximity: 디스커버리와 커뮤니케이션에서 각각 정의되는 proximity 판정 기준을 만족하는 것.
1. EPC (Evolved Packet Core)
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 캐퍼빌리티를 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 캐퍼빌리티(capability)를 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW(또는 S-GW)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.
PDN GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 캐퍼빌리티(capability)를 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.
또한, 도 1은 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.
레퍼런스 포인트 설명
S1-MME E-UTRAN와 MME 간의 제어 플레인 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트(Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME)
S1-U 핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 플레인 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트(Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunnelling and inter eNodeB path switching during handover)
S3 유휴(idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).)
S4 (GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 플레인 터널링을 제공함(It provides related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.)
S5 SGW와 PDN GW 간의 사용자 플레인 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. 단말 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 연결성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨(It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.)
S11 MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함(It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, eNodeB는 RRC(Radio Resource Control) 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 방송 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 업링크 및 다운링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNodeB의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 단말과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 단말과 기지국 사이의 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
상기 무선 인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.
상기 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과, 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.
제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.
물리채널(Physical Channel)은 시간축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(subcarrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(subframe)은 시간 축 상에 복수의 OFDM 심볼 (symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 OFDM 심볼(Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.
상기 송신측과 수신측의 물리계층에 존재하는 물리 채널들은 3GPP LTE에 따르면, 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 등으로 나눌 수 있다.
제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저, 제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널(Traffic Channel)로 나뉜다.
제2 계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다.
제2 계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.
제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선 자원 제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 수립된(established) 경우 단말은 RRC연결 모드(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 유휴 모드(Idle Mode)에 있게 된다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on)한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.
NAS 계층에 속하는 ESM (Evolved Session Management)은 Default Bearer 관리, Dedicated Bearer관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. Default Bearer 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 default bearer의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 bearer와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR bearer의 두 종류를 지원한다. Default bearer의 경우 Non-GBR bearer를 할당 받는다. Dedicated bearer의 경우에는 GBR또는 Non-GBR의 QoS특성을 가지는 bearer를 할당 받을 수 있다.
네트워크에서 단말에게 할당한 bearer를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS bearer를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS Bearer ID라고 부른다. 하나의 EPS bearer는 MBR(maximum bit rate) 또는/그리고 GBR(guaranteed bit rate)의 QoS 특성을 가진다.
도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
랜덤 액세스 과정은 UE가 기지국과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 수행된다.
UE는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNodeB로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.
랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.
UE는 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 eNodeB로 전송한다. UE는 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE는 은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 eNodeB는 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 UE로 보낸다. 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE는 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE는 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.
도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNodeB의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 유휴 상태(idle state)라고 부른다.
상기 연결 상태(Connected state)의 UE는 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE를 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 유휴 모드(idle state)의 UE는 eNodeB가 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 모드(idle state) UE는 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.
사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 모드(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 모드(idle state)에 머물러 있던 UE는 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 eNodeB의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.
상기 유휴 모드(Idle state)에 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
유휴 모드(idle state)의 UE가 상기 eNodeB와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE가 eNodeB로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB가 UE로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE가 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
1) 유휴 모드(Idle state)의 UE는 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE는 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNodeB로 전송한다.
2) 상기 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE로 전송한다.
3) 상기 UE가 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE가 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE는 eNodeB과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.
2. ProSe (Proximity Service)
앞서 설명했듯이, 프로세(ProSe) 서비스는 물리적으로 근접한 장치 사이의 디스커버리 및 상호 직접적인 커뮤니케이션 또는 기지국을 통한 커뮤니케이션 또는 제 3의 장치를 통한 커뮤니케이션이 가능한 서비스를 의미한다.
도 7은 EPS에서 두 UE가 통신하는 기본적인 경로 (default data path)를 도시하고 있다. 이러한 기본적인 경로는 사업자가 운영하는 기지국(eNodeB) 및 core network(즉, EPC)을 거친다. 본 발명에서는 이러한 경로를 인프라스트럭처 데이터 경로(infrastructure data path) (또는 EPC path)라고 부르기로 한다. 또한, 이러한 인프라스트럭처 데이터 경로를 통한 통신을 인프라스트럭처 통신이라고 부르기로 한다.
도 8은 프로세에 기반한 두 UE 간의 직접 모드 통신 경로(direct mode data path)를 보여준다. 이러한 직접 모드 통신 경로는 사업자가 운영하는 eNodeB 및 core network (즉, EPC)을 거치지 않는다. 도 8(a)는 UE-1과 UE-2가 각각 다른 eNodeB에 캠프 온 (camp-on) 하고 있으면서 직접 모드 통신 경로를 통해 데이터를 주고 받는 경우를, 도 8(b)는 동일한 eNodeB에 캠프 온 하고 있는 두 UE가 직접 모드 통신 경로를 통해 데이터를 주고 받는 경우를 도시하고 있다.
도 9는 프로세에 기반한 두 UE 간의 eNodeB를 거치는 통신 경로(locally-routed data path)를 보여준다. 이러한 eNodeB를 거치는 통신 경로는 사업자가 운영하는 core network (즉, EPC)은 거치지 않는다.
도 10에는 Non-Roaming Reference Architecture가 도시되어 있다. 도 10과 같은 구조에서, EPC는 두 UE의 근접(proximity) 여부를 결정하여 이를 UE에게 알려주는 EPC-level ProSe 디스커버리 절차를 수행할 수 있다. 이러한 EPC-level ProSe 디스커버리를 위해 두 UE의 근접 여부를 결정하고 이를 UE에게 알려주는 역할을 수행하도록 하는 것이 ProSe Function이다.
ProSe function은 프로세 연관된 서브스크라이버 데이터 및/또는 HSS로부터의 프로세 연관된 서브스크라이버 데이터를 retrieval하여 저장하고, EPC 레벨 프로세 디스커버리 및 EPC 보조 WLAN 다이렉트 디스커버리, 커뮤니케이션을 위한 인증 및 구성을 수행할 수 있다. 또한, EPC 레벨 디스커버리를 가능하게 하는 위치 서비스 클라이언트로 동작할 수 있으며, UE에게 WLAN 다이렉트 디스커버리 및 커뮤니케이션을 보조하는 정보를 제공할 수 있다. EPC ProSe User IDs 및 Application Layer User ID를 핸들링하고, 애플리케이션 등록 identifier 매핑을 위한 3rd 파티 애플리케이션 서버와의 신호를 교환한다. 근접 요청의 전송, 근접 alerts 및 위치 보고를 위해, 다른 PLMNs의 ProSe function과의 신호를 교환한다. 이외에도 ProSe Function은 단말이 ProSe 디스커버리 및 ProSe 커뮤니케이션에 필요로 하는 다양한 파라미터를 provision한다. ProSe Function에 대한 자세한 사항은 3GPP TS 23.303 내용을 준용한다.
도 11은 ProSe UE-to-Network Relay를 통한 커뮤니케이션을 나타내고 있다. 리모트 UE가 UE-to-Network Relay를 통해 EPC로의 연결성을 제공받음으로서 AS(Application Server)와 통신하거나, 그룹 커뮤니케이션에 참여할 수 있다. 도 12는 리모트 UE가 그룹 커뮤니케이션에 참여하는 예시를 보여준다. 도 12에서 동일한 그룹에 속한 UE들인 UE-1 ~ UE-6가 그룹 커뮤니케이션을 구성하는 특정 미디어에 대해 유니캐스트 또는 MBMS로 하향링크 트래픽을 전달받을 수 있다. 결국 리모트 UE는 비록 E-UTRAN 커버리지에 있지는 않으나 UE-to-Network Relay를 통해 그룹 커뮤니케이션에 참여함으로써 다른 그룹 멤버 들에게 미디어 트래픽을 전송하거나(즉, 샹향링크 트래픽을 생성), 다른 그룹 멤버가 전송한 미디어 트래픽을 수신할 수 있다. 도 12에서 GCS AS(Group Communication Service Application Server)는 i) GC1 signalling의 교환, ii) 유니캐스트로 UE로부터 상향링크 데이터의 수신, iii) Unicast/MBMS delivery를 사용하여, 그룹에 속한 모든 UE들에 데이터 전달, iv) PCRF로의 Rx 인터페이스를 통한, 애플리케이션 레벨 세션 정보의 전송, v) Unicast Delivery and MBMS Delivery 사이에서 스위치하는 UE를 위한 서비스 연속성 절차를 위한 지원 등의 역할을 수행할 수 있다. GCS AS, Public Safety AS, GCSE AS(Group Communication Service Enabler Application Server)는 모두 같은 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며 다수의 UE들이 참여하는 통신을 제어/관리하는 AS를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 그룹 커뮤니케이션에 대한 자세한 사항은 TS 23.468 내용을 준용한다.
도 13은 E-UTRAN에 의해 서빙되지 않는 리모트 UE가 UE-to-network relay를 통한 직접 통신을 수행하는 절차를 도시한다. ProSe UE-to-Network Relay 로 동작가능한 UE는 네트워크에 접속하여 리모트 UE에 릴레이 트래픽을 제공하기 위해 PDN 연결을 생성할 수 있다. UE-to-Network Relay를 지원하는 PDN 연결은 리모트 UE로의 릴레이 트래픽을 지원하기 위한 용도로만 사용된다.
먼저, 릴레이UE는 E-UTRAN 에 초기 접속을 통해 PDN 연결을 생성하며(S1310), IPv6의 경우 릴레이 UE는 prefix delegation function 을 통해서 IPv6 프리픽스(prefix)를 획득한다. 이어서, 릴레이 UE는 모델 A 또는 모델 B에 따른 UE와의 디스커버리 절차를 리모트 UE와 수행한다(S1320). 리모트 UE는 디스커버리 절차에 의해 발견된 릴레이 UE를 선택하고 one-to-one 직접 연결을 수립(establish)한다(S1330). 릴레이 UE ID에 따른 PDN 연결이 없거나 릴레이 동작을 위한 추가적인 PDN 연결이 필요한 경우, 릴레이 UE는 새로운 PDN 연결 절차를 개시한다(S1340).
이어서, IPv6 프리픽스 또는 IPv4 주소가 리모트 UE에 할당되며(S1350), 이에 따라 상향링크/하향링크 릴레이 동작이 시작된다. IPv6 프리픽스가 할당되는 경우, 리모트 UE로부터의 릴레이 UE로의 라우터 요청(router solicitation) 시그널링과 릴레이 UE로부터 리모트 UE로의 라우터 광고(router advertisement) 시그널링으로 구성되는 IPv6 stateless address auto-configuration 과정이 수행된다. IPv4 주소가 할당되는 경우, DHCPv4 디스커버리 시그널링(from 리모트 UE to 릴레이 UE), DHCPv4 제공(offer) 시그널링(from 릴레이 UE to 리모트 UE), DHCPv4 요청(request) 시그널링(from 리모트 UE to 릴레이 UE), DHCPv4 ACK 시그널링(from 릴레이 UE to 리모트 UE)으로 구성되는 IPv4 address allocation using DHCPv4 과정이 수행된다.
이어서, 릴레이 UE는 리모트 UE가 자신에게 연결되었음을 MME에 알리는 리모트 UE 보고 절차를 수행한다(S1360). MME는 SGW 및 PGW에 대하여 리모트 UE 보고 알림 절차를 수행함으로써 새로운 리모트 UE가 연결되었음을 알린다(S1370). 이어서, 리모트 UE는 네트워크와 릴레이 UE를 통해서 통신을 수행한다(S1380). 상술한 직접 연결의 생성 과정의 구체적인 내용은 TS 23.303을 준용한다.
3. 제안하는 단말 간 직접 통신 방법
리모트 UE가 기지국과의 Uu 인터페이스에 대해 측정한 RSRP(Reference Signal Received Power) 값은 PC5 무선 자원을 이용한 리모트 UE와 릴레이 UE 간의 직접 통신에 대한 조건이 될 수 있다. 구체적으로, 리모트 UE는 RSRP 값이 소정의 임계값 미만으로 측정되는 경우 릴레이 UE와의 직접 통신을 수행하지만, RSRP 값이 소정의 임계값 이상으로 측정되는 경우 릴레이 UE와의 직접 통신을 중단해야 한다. 이는, RSRP 값이 충분히 좋다는 것은 리모트 UE가 기지국의 커버리지 내에서 서빙 셀로부터 무선 자원을 할당받을 수 있음을 의미하기 때문에, 릴레이 UE를 통해서 무선 자원을 할당받을 필요성이 적어지기 때문이다.
이하에서는 도 14를 통해서 제안하는 실시 예와 관련된 종래의 단말 간 직접 연결의 해제 절차(direct link release procedure)에 대해 설명한다. 상술한 과정에 따라 RSRP 값이 임계값 이상으로 측정되면 리모트 UE는 릴레이 UE와의 직접 통신을 중단하게 되며, 이에 따라 리모트 UE(또는, releasing UE)와 릴레이 UE(또는, peer UE) 간의 직접 연결 해제 절차가 수행된다. 이러한 과정은 리모트 UE가 직접 연결 해제 메시지를 릴레이 UE에 전송하고(S1410), 이에 응답하여 릴레이 UE가 리모트 UE로 직접 연결 해제 승인 메시지를 전송하는(S1420) 과정을 통해 수행될 수 있으며, 직접 연결 해제 메시지의 전송과 함께 소정의 타이머(예를 들어, T4103)가 동작할 수도 있다.
한편, 앞서 설명했듯이, 리모트 UE가 서빙 셀에 대해 측정한 RSRP 값이 임계값 이상이 되면 릴레이 UE와의 직접 통신에 할당된 무선 자원의 사용을 중단하는데, 이러한 과정에서 문제가 발생할 수 있다. 즉, 리모트 UE가 PC5 인터페이스를 통한 무선 자원의 사용을 중단했다 하더라도, 릴레이 UE와의 직접 연결 해제 과정이 수행되기 전이라면, 릴레이 UE와의 직접 연결은 아직 유효하게 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 리모트 UE는 릴레이 UE로 계속하여 PC5 메시지나 트래픽을 전송하려고 시도하게 된다. 그러나, 리모트 UE는 이미 직접 연결의 무선 자원을 사용할 수 없는 상태이기 때문에, 결국 리모트 UE는 PC5 메시지나 데이터를 전송하지도 못하고 수신하지도 못하는 상태가 된다.
이는, 아무리 AS 계층과 같은 하위 계층(lower layer)에서 직접 연결의 무선 자원 사용을 중단했다 하더라도, 이러한 정보가 ProSe 계층과 같은 상위 계층(upper layer)에 전달되지 못하여 발생하는 문제이다. 즉, 상위 계층은 무선 자원의 사용이 불가하다는 점을 알지 못한 채 PC5 인터페이스를 통한 PC5 메시지나 데이터 패킷을 전송하기 위해 메시지를 생성하고 하위 계층으로 계속하여 전달하게 되며, 릴레이 UE로부터의 응답도 기대하게 된다. 그러나, 하위 계층은 이미 직접 연결의 무선 자원 사용을 중단했기 때문에, 상위 계층으로부터 수신한 데이터 패킷을 폐기(discard)하는 등 PC5 메시지나 데이터 패킷을 릴레이 UE로 전송하지 않게 된다.
특히, 단말 간 직접 통신의 무선 자원을 네트워크로부터 할당받아 사용하는 방식으로 동작하는 경우, 상위 계층이 직접 통신의 무선 자원을 사용할 수 없는 상황임을 인지하지 못할 수도 있다. 이러한 경우, 유휴 모드인 리모트 UE의 ProSe 계층이 직접 통신을 통해서 전송할 데이터나 PC5 시그널링 메시지(예를 들어, 킵얼라이브 메시지 등)가 발생한 경우, 직접 통신을 위한 자원 할당을 네트워크에 요청하기 위한 선행단계로서, 네트워크와 연결을 맺기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, NAS 계층은 계속하여 SR(Service Request)을 전송하고, 이 결과로 RRC 계층은 RRC 연결을 맺기 위한 절차와 SR을 전달하기 위한 절차를 수행해야 한다. 이 동작으로 리모트 UE가 연결 상태로 천이하였거나 이미 연결모드였던 리모트 UE인 경우, 직접 통신을 위한 자원 할당을 네트워크에 요청하기 위해 SidelinkUEInformation과 SL_BSR(SideLink_Buffer Status Report)를 네트워크로 전송하려고 시도할 수도 있다. 이러한 시도는 무선 자원의 낭비로 이어지기 때문에, 리모트 UE의 상위 계층(특히, NAS 계층과 ProSe 계층)이 하위 계층(특히, AS 계층)에서 발생한 상황에 대해 정확하게 인지하는 것이 더 필요하다고 할 수 있다.
이하에서는, 상술한 바와 같이 리모트 UE가 측정한 RSRP 값이 임계값 이상인 경우, 릴레이 UE와의 직접 연결의 무선 자원 사용을 중단하면서 발생하는 문제를 해결하기 위한 실시 예들을 도 15 내지 도 17을 통해 설명한다. 이하에서, 설명의 편의를 위하여 하위 계층은 AS 계층을 의미하며, 상위 계층은 ProSe 계층 또는 NAS 계층을 의미한다.
먼저, 도 15에 도시된 일 실시 예에 의하면, 릴레이 UE와의 직접 연결이 수립된 리모트 UE가 현재 서빙 셀에 대해 측정한 RSRP 값이 임계값 이상인 경우, 즉 직접 통신의 무선 자원을 사용하기 위한 조건을 불만족하는 경우, 리모트 UE는 무선 자원의 사용을 중단해야 한다(S1510, S1520). 이때, 리모트 UE는 직접 연결의 무선 자원 사용을 중단하게 되기 때문에, 리모트 UE의 상위 계층은 더 이상 직접 통신을 통해서 PC5 메시지나 데이터 전송이 불가능함을 인지해야 한다. 이를 위해서, 리모트 UE의 하위 계층은 측정한 RSRP 값이 임계값 이상인 경우 상위 계층으로 이를 알려줘야 한다(S1530). 물론, 하위 계층은 측정한 RSRP 값이 임계값 이하인 경우에도 상위 계층으로 이를 알려줌은 당연하다.
한편, 리모트 UE의 상위 계층은 RSRP 값이 무선 자원을 사용하기 위한 조건을 불만족함을 인지하면, 더 이상 직접 연결을 통해 PC5 메시지나 데이터를 전송할 수 없기 때문에, 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제(locally release) 한다(S1540). 리모트 UE는 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제 한 이후, 릴레이 UE로 어떠한 메시지를 전송하지도 않으며, 릴레이 UE로부터 어떠한 메시지가 수신될 것을 기대하지도 않는다. 또한, 리모트 UE는 릴레이 UE와의 직접 연결에 대해 존재하는 컨텍스트 정보를 삭제하고, 릴레이 UE를 통해서 할당받았던 IP 주소 또한 삭제할 수 있다. 이어서, 리모트 UE가 릴레이 UE와 연결되기 전에 EPC에 저장되어 있는 EPS 베어러 컨텍스트(또는, PDP(packet data protocol) 컨텍스트)가 존재한다면 EPS 베어러 컨텍스트가 다시 활성화되며, 기저장된 IP 주소가 다시 활성화된다.
도 16은 제안하는 또 다른 실시 예를 설명하는 도면이다. 릴레이 UE와의 직접 연결을 통해서 ProSe 통신을 수행하는 리모트 UE는 직접 통신 연결의 수립 과정에서 직접 통신을 위한 파라미터를 수신할 수 있다. 이러한 과정에서 상술한 RSRP(또는, RSRQ)의 임계값이 리모트 UE에 전달될 수 있다. 한편, 릴레이 UE와의 직접 통신을 수행 중인 리모트 UE가 서빙 셀에 대해 측정한 RSRP 값이 수신된 임계값 이상이어서 무선 자원의 사용을 위한 조건을 불만족하는 경우(S1610, S1620), 리모트 UE의 상위 계층은 하위 계층으로부터 직접 통신 무선 자원의 사용을 중단할 것이라는 정보(또는, 지시자)를 수신한다(S1630). 리모트 UE는 상위 계층을 통해 PC5 인터페이스를 통한 절차(예를 들어, PC5 시그널링 프로토콜 절차, PC5 디스커버리 프로토콜 절차 및 데이터 송수신 절차)를 모두 중단(abort)하며, 소정의 타이머를 개시할 수 있다(S1640, S1645). 타이머의 값 T는 단말 특정적으로 임의의 값으로 구현될 수 있다.
이러한 타이머가 동작하는 동안, 리모트 UE는 PC5 인터페이스를 통한 어떠한 절차도 개시하지 않는다. 한편, 리모트 UE가 하위 계층으로부터 직접 통신 무선 자원의 사용을 시작할 것이라는 정보(또는, 지시자)를 수신하는 경우, 리모트 UE는 타이머를 중단하고 필요에 따라 PC5 인터페이스를 통한 절차를 시작한다. 반면에, 동작 중인 타이머가 만료하는 경우, 리모트 UE는 직접 연결을 로컬 해제하고(S1650), 모든 직접 연결 컨텍스트를 삭제하며 EPS 베어러 컨텍스트로 삭제된 직접 연결 컨텍스트를 대체한다.
도 16에서 설명한 실시 예에서는, 도 15와는 달리 하위 계층으로부터 RSRP(또는, RSRQ) 값이 임계값 이상이라는 정보가 수신되더라도 리모트 UE가 당장 PC5 인터페이스를 통한 절차를 중단하거나 직접 연결을 로컬 해제하지 않는다. 그대신, 리모트 UE는 소정의 타이머를 동작시키고 해당 시간구간 동안에 다시 RSRP(또는, RSRQ) 값이 임계값 미만이 되는지 대기하며(즉, 직접 연결의 무선 자원 사용을 위한 조건이 만족하게 되는 것을 기대하며), 해당 시간구간이 초과하면 리모트 UE는 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제한다. 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제 한다는 것은, 리모트 UE가 릴레이 UE로 직접 연결 해제 메시지를 전송하는 과정이 수행되지 않고 리모트 UE가 독자적으로 직접 연결을 해제함을 의미한다.
한편, 하위 계층에서 상위 계층으로 직접 연결의 무선 자원을 사용할 수 없는 상태임을 단순하게 알리는 것만으로는 리모트 UE와 릴레이 UE 간의 직접 연결에 대한 문제점이 완전하게 해결될 수 없다. 이는, 상위 계층에서 직접 연결의 무선 자원을 사용할 수 없게 됨을 인지하여 릴레이 UE와의 직접 연결을 해제 하기 원한다 하더라도 이미 PC5 시그널링을 수행할 수 없는 상태이기 때문에, 상위 계층에서는 릴레이 UE와의 직접 연결 해제 절차를 정상적으로 수행할 수 없기 때문이다. 즉, 도 15 및 도 16에서 설명한 바와 같이 리모트 UE가 독자적으로 직접 연결을 로컬 해제할 수는 있지만, 릴레이 UE 또한 리모트 UE와의 직접 연결이 해제됨을 인지한다면 시그널링 오버헤드와 무선 자원 낭비 측면에서 유리한 점이 있다.
이에 따라, 상술한 문제점을 해결하기 위한 또 다른 실시 예를 도 17을 통해서 설명한다. 도 17에서 설명하는 실시 예에서 하위 계층의 AS 조건이 만족하지 않는 경우 상위 계층으로 그 정보가 전달되면, 상위 계층은 PC5 무선 자원을 이용한 통신을 모두 중단하는 대신, 예외적으로 PC5 시그널링 메시지의 전송은 허용한다. 이는, 릴레이 UE로 직접 연결 해제 메시지를 전송하여 직접 연결 해제 절차를 정상적으로 수행한다면 릴레이 UE 또한 리모트 UE와의 직접 연결이 해제되었음을 인지하여 불필요한 시그널링과 무선 자원 낭비를 방지할 수 있기 때문이다.
먼저, 하위 계층에서 직접 통신의 무선 자원 사용을 중단하는 경우는 i) 앞서 설명한 바와 같이 AS 조건을 만족하지 않는 경우(예를 들어, RSRP/RSRQ 값이 임계값 이상인 경우) 외에도, ii) 네트워크에서 직접 통신의 무선 자원 사용을 중단하도록 명령한 경우도 존재한다. 후자의 경우 리모트 UE가 네트워크로부터 명시적인 지시를 수신한 경우이기 때문에, 네트워크에서 명시적인 지시와 동시에 PC5 인터페이스로의 전송을 위한 할당을 바로 중단한다. 이 경우, 리모트 UE가 PC5 메시지를 전송할 방법이 존재하지 않기 때문에, 로컬 해제를 수행하더라도 문제가 없다. 다만, 전자의 경우 리모트 UE 스스로 RSRP 값을 측정해서 PC5 인터페이스로의 전송을 위한 자원 사용을 중단하는 것이므로, 단순히 PC5 인터페이스로의 모든 절차를 중단하는 대신에 예외적인 경우로 PC5 시그널링 절차는 수행되도록 허용할 수 있는 여지가 존재한다. 나아가, PC5 시그널링 절차 중 직접 연결 해제 절차만이 수행되도록 허용할 수도 있다.
이를 위해, 일 실시 예에 따른 리모트 UE의 하위 계층은 앞서 설명한 두 가지 경우를 구분하여 상위 계층에 알려줄 수 있다. 예를 들어, 하위 계층이 네트워크에 의해 직접 통신의 무선 자원 사용 중단을 명령받았다는 정보를 상위 계층으로 알리는 경우, 리모트 UE는 PC5 인터페이스를 통한 모든 동작(예를 들어, 데이터 전송, 데이터 수신, PC5 시그널링 메시지 전송 등)을 중단한다. 이어서, 리모트 UE는 직접 연결을 로컬 해제하고 직접 연결 컨텍스트를 삭제할 수 있으며, EPS 베어러 컨텍스트가 존재하는 경우 삭제된 직접 연결 컨텍스트를 EPS 베어러 컨텍스트로 대체하고 활성화할 수 있다.
반대로, 릴레이 UE와 직접 통신을 수행하는 리모트 UE가 측정한 RSRP/RSRQ 값이 소정의 조건을 불만족하는 경우(예를 들어, RSRP/RSRQ 값이 임계값 이상으로 측정되는 경우), 리모트 UE의 하위 계층은 AS 조건을 만족하지 않았다는 정보를 상위 계층으로 알리고, PC5 무선 자원의 사용을 중단한다(S1710, S1720, S1730). 이때, 리모트 UE는 PC5 인터페이스를 통한 데이터 송신과 수신은 중단하되, 예외적으로 PC5 시그널링 절차는 허용하여(S1740) 릴레이 UE로 PC5 시그널링 메시지를 송수신할 수 있다. 이때, PC5 시그널링 절차 중에서 직접 연결 해제 절차만을 허용되는 예외로 할 수도 있다. 이를 위해서, 리모트 UE의 상위 계층이 하위 계층으로부터 측정된 RSRP/RSRQ 값이 소정의 조건을 불만족한다는(즉, 임계값 이상으로 측정된다는) 정보를 수신한 경우, 상위 계층(예를 들어, ProSe 계층)은 PC5 시그널링 절차 중에서 직접 연결 해제 절차를 수행하기 위한 PC5 시그널링 메시지(예를 들어, 직접 연결 해제 메시지)를 생성하여 하위 계층으로 전달한다. 이때, 해당 메시지가 직접 연결 해제를 요청하는 메시지임을 알리는 지시자가 PC5 시그널링 메시지와 함께 전달될 수 있다. 이를 수신한 하위 계층은 지시자를 확인함으로써 상위 계층으로부터 수신된 PC5 시그널링 메시지를 직접 연결을 통해서 전달한다. 반면에, 지시자가 없이 전달된 PC5 메시지나 데이터에 대해서 하위 계층은 릴레이 UE로 전달하지 않고 폐기(discard)한다.
리모트 UE의 상위 계층은 직접 연결 해제 절차를 수행하여 직접 연결이 설정된 릴레이 UE로 직접 연결 해제 메시지를 전송하며, 메시지에는 해제의 이유를 나타내는 정보로써 '#1: communication to peer UE no longer needed'나 새로운 이유(cause)가 포함될 수 있다. 해제 메시지의 전송을 완료한 리모트 UE는 직접 연결을 로컬 해제하며, 직접 통신 컨텍스트를 삭제하고 EPS 베어러 컨텍스트가 존재하는 경우 EPS 베어러 컨텍스트로 대체할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 실시 예와는 달리, 리모트 UE의 하위 계층은 직접 통신의 무선 자원 사용을 중단하는 두 가지 경우 중에서 AS 조건이 만족하지 않은 경우에만 상위 계층에 알려주는 방식으로 동작할 수도 있다. 또 다른 예로, 하위 계층이 직접 통신의 무선 자원 사용을 중단하게 됨을 상위 계층으로 알렸으나 상위 계층이 그 이유를 명확하게 구분하지 못한 경우, 리모트 UE의 상위 계층은 PC5 인터페이스를 통한 동작을 모두 중단하고, 직접 통신 연결을 로컬 해제할 수 있다.
또 다른 예로, PC5 시그널링 절차를 예외적으로 허용하는 대신에, 소정의 시간 구간 동안만 PC5 시그널링 절차를 허용하는 방식도 고려해볼 수 있다. 즉, 리모트 UE의 하위 계층은 상위 계층으로 AS 조건이 만족되지 않아 직접 통신의 무선 자원 사용을 중단됨을 알리고, 무선 자원 사용을 곧바로 중단하는 대신에 소정의 시간 구간에 대한 타이머(예를 들어, T3xx)를 시작할 수 있다. 이 타이머가 만료될 때까지는 직접 통신의 무선 자원을 이용한 송수신이 허용된다. 한편, 하위 계층에서 데이터와 PC5 시그널링 메시지를 구분할 수 있다면, PC5 시그널링 메시지만 허용될 수도 있다. 하위 계층에서 PC5 시그널링 메시지를 구분할 수 있도록 상위 계층이 PC5 시그널링 메시지를 하위 계층으로 전달하는 경우, 해당 PC5 메시지가 PC5 시그널링 메시지임을 나타내는 지시자가 포함되어 전달될 수 있다. 이를 수신한 하위 계층은 해당 지시자를 확인함으로써 수신한 PC5 시그널링 메시지를 직접 연결을 통해 전달한다. 지시자가 없이 전달된 PC5 메시지나 데이터는 전송되지 않고 폐기됨은 앞서 설명한 바와 유사하다. 어느 경우든지, 해당 타이머가 만료되면 상위 계층으로부터 전달되는 PC5 인터페이스를 통한 모든 트래픽을 위한 무선 자원의 사용이 중단된다.
이때, 상술한 타이머는 하위 계층이 상위 계층으로 전달할 수도 있다. 상위 계층은 수신된 타이머를 이용하여 무선 자원의 사용이 중단되는 시점을 예상할 수 있고, 이를 바탕으로 직접 통신의 데이터 전송을 마무리하거나 직접 통신 연결을 해제할 수도 있다.
앞서 설명한 바에 따라 해제 절차를 위한 PC5 시그널링 메시지의 전송이 예외적으로 허용되는 경우, 리모트 UE는 직접 연결 해제 절차를 수행하기 위해 릴레이 UE로 직접 연결 해제 메시지를 전송한다. 이때, 직접 연결 해제 메시지에는 해제의 이유(cause)로써 ‘#1: communication to peer UE no longer needed’를 나타내는 정보 또는 새롭게 정의되는 이유를 나타내는 정보가 포함될수 있다. 리모트 UE는 해제의 이유을 포함하는 직접 연결 해제 메시지를 릴레이 UE로 전송하며, 일 실시 예에 의하면 상술한 환경에서 전송되는 직접 연결 해제 메시지는 한번만 전송될 수도 있다. 다시 말해서, 리모트 UE는 직접 연결 해제 메시지를 전송한 이후 도 14에서 설명한 타이머를 시작하며 승인 메시지를 기다리는 대신에, 해제 메시지의 전송 이후 곧바로 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제(locally release)할 수 있다. 직접 연결 해제 메시지를 전송할 때 타이머 T4103가 시작되지 않을 수도 있고, 시작하더라도 곧바로 중지될 수도 있다. 승인 메시지를 기다리지 않는다는 것은, 승인 메시지를 받지 않더라도 직접 연결 해제 메시지의 재전송을 수행하지 않는다는 것을 의미한다. 직접 연결을 로컬 해제한 리모트 UE는 직접 연결 컨텍스트를 모두 삭제하고 EPS 베어러 컨텍스트가 존재하는 경우에는 EPS 베어러 컨텍스트로 대체(replace)한다.
이상에서 설명한 실시 예에 의하면, 리모트 UE가 서빙 셀에 대해 측정한 RSRP 가 임계값 이상인 경우, 릴레이 UE와의 직접 통신을 위한 무선 자원 사용을 중단하면서 발생하는 문제가 해결될 수 있다. 특히, 제안하는 실시 예에 따르면 하위 계층에서 감지된 Uu 인터페이스에 대한 조건으로 인하여 상위 계층의 PC5 인터페이스에 대한 동작이 효율적으로 제어될 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다. 한편, 이상에서는 리모트 UE에 의한 동작을 중점적으로 설명하였으나, 상술한 실시 예들은 리모트 UE 뿐 아니라 릴레이 UE에 의해서도 동일하거나 유사하게 수행될 수 있음은 물론이다.
4. 장치 구성
도 18은 제안하는 실시 예에 따른 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
제안하는 실시 예에 따른 단말 장치(100)는, 송수신장치(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 송수신장치(110)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 또는, 송수신장치(110)는 송신부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. 단말 장치(100)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 단말 장치(100) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 단말 장치(100)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 본 발명에서 제안하는 단말 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(130)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 18을 참조하면 제안하는 실시 예에 따른 네트워크 노드 장치(200)는, 송수신장치(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 송수신장치(210)는 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 네트워크 노드 장치(200)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 송수신장치(210)는 송신부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. 프로세서(220)는 네트워크 노드 장치(200) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 네트워크 노드 장치(200)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 본 발명에서 제안하는 네트워크 노드 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(230)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
또한, 위와 같은 단말 장치(100) 및 네트워크 장치(200)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 단말 간 직접 통신 방법은 3GPP 시스템뿐 아니라, 그 외에도 IEEE 802.16x, 802.11x 시스템을 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 ProSe-enabled UE(Proximity Service-enabled User Equipment)인 리모트 UE가 직접 연결이 설정된 릴레이 UE와 직접 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 리모트 UE의 ProSe 계층 또는 NAS 계층에서, 소정의 AS 조건이 만족하지 않아서 상기 릴레이 UE와의 직접 통신을 위한 무선 자원의 사용을 중단함을 알리는 정보를 하위 계층으로부터 수신하는 단계; 및
    PC5 인터페이스를 통한 상기 릴레이 UE와의 통신을 중단하고, 상기 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제(locally release)하는 단계를 포함하는, 직접 통신 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직접 통신 수행 방법은,
    상기 하위 계층에서 상기 리모트 UE의 서빙 셀에 대한 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 RSRP 또는 RSRQ가 소정의 임계값 이상인 경우, 상기 AS 조건이 만족하지 않는다고 판단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 하위 계층은 상기 리모트 UE의 RRC(Radio Resource Control) 계층인 것인, 직접 통신 수행 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직접 통신 수행 방법은, 상기 릴레이 UE와의 통신을 중단한 뒤 상기 직접 연결을 로컬 해제하기에 앞서서, 타이머를 시작하는 단계를 더 포함하고,
    상기 직접 연결은 상기 타이머가 만료되면 로컬 해제되는 것인, 직접 통신 수행 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 타이머의 만료 전에 상기 AS 조건이 만족하여 상기 무선 자원의 사용을 시작함을 알리는 정보를 수신하는 경우, 상기 ProSe 계층은 상기 타이머를 중단하고 상기 릴레이 UE와의 통신을 시작하는 것인, 직접 통신 수행 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 직접 연결은, 상기 직접 연결의 컨텍스트 정보를 삭제하고 EPS(Evolved Packet System) 베어러 컨텍스트로 대체함으로써 로컬 해제되는 것인, 직접 통신 수행 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 PC5 인터페이스를 통한 통신이 중단되더라도 직접 연결 해제 메시지의 전송은 예외적으로 허용되며,
    상기 직접 연결 해제 메시지는 해제의 이유로써 상기 릴레이 UE와의 통신이 더 이상 필요하지 않음을 나타내는 정보를 포함하는 것인, 직접 통신 수행 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 직접 통신 수행 방법은, 상기 ProSe 계층에서 직접 연결의 해제를 위한 PC5 시그널링 메시지를 상기 하위 계층으로 전달할 때, 상기 PC5 시그널링 메시지가 상기 직접 연결 해제 메시지임을 알리는 지시자를 함께 전송하는 것인, 직접 통신 수행 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 ProSe-enabled UE(Proximity Service-enabled User Equipment)이고 직접 연결이 설정된 릴레이 UE와 직접 통신을 수행하는 리모트 UE에 있어서,
    송신부;
    수신부; 및
    상기 송신부 및 상기 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 리모트 UE의 ProSe 계층 또는 NAS 계층에서, 소정의 AS 조건이 만족하지 않아서 상기 릴레이 UE와의 직접 통신을 위한 무선 자원의 사용을 중단함을 알리는 정보를 하위 계층으로부터 수신하고,
    PC5 인터페이스를 통한 상기 릴레이 UE와의 통신을 중단하고, 상기 릴레이 UE와의 직접 연결을 로컬 해제(locally release)하는 것인, 리모트 UE.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 하위 계층에서 상기 리모트 UE의 서빙 셀에 대한 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정하고,
    상기 측정된 RSRP 또는 RSRQ가 소정의 임계값 이상인 경우, 상기 AS 조건이 만족하지 않는다고 판단하며,
    상기 하위 계층은 상기 리모트 UE의 RRC(Radio Resource Control) 계층인 것인, 리모트 UE.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 릴레이 UE와의 통신을 중단한 뒤 상기 직접 연결을 로컬 해제하기에 앞서서, 타이머를 시작하고,
    상기 직접 연결은 상기 타이머가 만료되면 로컬 해제되는 것인, 리모트 UE.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 타이머의 만료 전에 상기 AS 조건이 만족하여 상기 무선 자원의 사용을 시작함을 알리는 정보를 수신하는 경우, 상기 ProSe 계층은 상기 타이머를 중단하고 상기 릴레이 UE와의 통신을 시작하는 것인, 리모트 UE.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 직접 연결은, 상기 직접 연결의 컨텍스트 정보를 삭제하고 EPS(Evolved Packet System) 베어러 컨텍스트로 대체함으로써 로컬 해제되는 것인, 리모트 UE.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 PC5 인터페이스를 통한 통신이 중단되더라도 직접 연결 해제 메시지의 전송은 예외적으로 허용되며,
    상기 직접 연결 해제 메시지는 해제의 이유로써 상기 릴레이 UE와의 통신이 더 이상 필요하지 않음을 나타내는 정보를 포함하는 것인, 리모트 UE.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 ProSe 계층에서 직접 연결의 해제를 위한 PC5 시그널링 메시지를 상기 하위 계층으로 전달할 때, 상기 PC5 시그널링 메시지가 상기 직접 연결 해제 메시지임을 알리는 지시자를 함께 전송하는 것인, 리모트 UE.
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