WO2017159972A1 - 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치 Download PDF

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WO2017159972A1
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조희정
변일무
강지원
한진백
김희진
심현진
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엘지전자(주)
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Definitions

  • data eg, user data or control messages
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for notifying a terminal of dynamic update of configuration information.
  • the configuration information is changed every specific period, and the changed configuration information is transmitted to the device within the specific period.
  • the present invention comprises the steps of: transmitting a request message requesting a change of the configuration information to the first network node; And receiving a response message including the changed configuration information in response to the request message.
  • the communication unit for transmitting and receiving a wireless signal with the outside; And a processor operatively coupled to the communication unit, wherein the processor is configured to: receive configuration information of a contention-based resource zone from a first network node in a method for a device to transmit and receive data in a wireless communication system; Transmit a preamble and a specific message in the contention-based resource region based on configuration information, wherein the contention-based resource region represents a resource region capable of transmitting and receiving data without being connected to the first network node;
  • the device may include region information indicating the contention-based resource region, first resource information indicating a resource available in the contention of the contention-based resource, and a second resource information indicating the resource unavailable in the contention-based contention of the contention-based resource. to provide.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an EPS (Evolved Packet System) related to an LTE system to which the present invention can be applied.
  • EPS Evolved Packet System
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a radio protocol architecture to which technical features of the present invention can be applied.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of establishing an RRC connection to which the present invention can be applied.
  • FIG. 15 illustrates an example of a structure of a wireless communication system for supporting a next generation RAN to which the methods proposed herein may be applied.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a flow-based QoS structure to which the methods proposed in the specification can be applied.
  • 17 is a diagram illustrating an example of interactions and functions between network functions.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of data transmission through a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • 19 and 20 are diagrams illustrating an example of a structure of a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • 21 is a diagram illustrating an example of a notification process of system information to which the present invention can be applied.
  • 22 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting data through configuration information of a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • 23 and 24 illustrate an example of configuration information for a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • 25 and 26 illustrate an example of an update period of configuration information for a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • 27 to 29 are diagrams illustrating an example of a method for identifying the configuration information for the contention-based resource zone to which the present invention is dynamically updated.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a method of updating configuration information through a request for changing configuration information for a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • 31 is a diagram illustrating an example of an internal block diagram of a wireless device to which the present invention can be applied.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP), and the like. .
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • 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
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • APN Access Point Name: A name of an access point managed in a network, which is provided to a UE. That is, the name (string) of the PDN. Based on the name of the access point, the corresponding PDN for the transmission and reception of data is determined.
  • Tunnel Endpoint Identifier An end point ID of a tunnel established between nodes in a network, and is set for each section in bearer units of each UE.
  • EPS Bearer Logical path created between UE and gateway through which various kinds of traffic are transmitted and received.
  • Service Data Flow The IP flow or combination of multiple IP flows of user traffic classified by service type.
  • TEID Tunnel Endpoint ID
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an EPS (Evolved Packet System) related to an LTE system to which the present invention can be applied.
  • EPS Evolved Packet System
  • the E-UTRAN includes a base station (BS) 20 that provides a control plane and a user plane to a user equipment (UE).
  • BS base station
  • UE user equipment
  • FIG. 5 is a diagram illustrating physical channels used in a 3GPP LTE / LTE-A system to which the present invention can be applied and a general signal transmission method using the same.
  • the UE can receive a PDCCH signal and / or a PDSCH signal (S5070) and a physical uplink shared channel (PUSCH) signal and / or a physical uplink control channel as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • the transmission of the (PUCCH) signal (S5080) may be performed.
  • FIG. 6 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE / LTE-A to which the present invention can be applied.
  • a DCI format includes a format 0 for PUSCH scheduling, a format 1 for scheduling one PDSCH codeword, a format 1A for compact scheduling of one PDSCH codeword, and a DL-SCH.
  • Format 1C for simple scheduling, format 2 for PDSCH scheduling in closed-loop spatial multiplexing mode, format 2A for PDSCH scheduling in open-loop spatial multiplexing mode, for uplink channel
  • formats 3 and 3A for transmission of a TPC command and format 4 for PUSCH scheduling in one uplink cell in a multi-antenna port transmission mode.
  • the DCI format may be independently applied to each UE, and PDCCHs of multiple UEs may be multiplexed simultaneously in one subframe.
  • the number of CCEs used for transmission of a specific PDCCH is determined by the base station according to the channel state.
  • the PDCCH configured according to each UE is interleaved and mapped to the control channel region of each subframe by a CCE-to-RE mapping rule.
  • the location of the PDCCH may vary depending on the number of OFDM symbols, the number of PHICH groups, the transmission antenna, and the frequency shift for the control channel of each subframe.
  • channel coding is independently performed on the PDCCH of each multiplexed terminal and a cyclic redundancy check (CRC) is applied.
  • CRC cyclic redundancy check
  • a unique identifier (UE ID) of each UE is masked to the CRC so that the UE can receive its own PDCCH.
  • the base station does not provide information on where the PDCCH corresponding to the UE is.
  • the RRC state refers to whether or not the RRC layer of the UE is in a logical connection with the RRC layer of the E-UTRAN. If connected, the RRC connection state is called. Since the UE in the RRC connected state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the corresponding UE in a cell unit, and thus can effectively control the UE.
  • the UE of the RRC idle state cannot be recognized by the E-UTRAN and is managed by the CN (core network) in units of a tracking area, which is a larger area unit than a cell. That is, the UE in the RRC idle state is identified only in a large area unit, and must move to the RRC connected state in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data.
  • the non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • EMM-REGISTERED EPS Mobility Management-REGISTERED
  • EMM-DEREGISTERED EMM-DEREGISTERED
  • the initial terminal is in the EMM-DEREGISTERED state, and the terminal performs a process of registering with the corresponding network through an initial attach procedure to access the network. If the attach procedure is successfully performed, the UE and the MME are in the EMM-REGISTERED state.
  • ECM EPS Connection Management
  • ECM-CONNECTED ECM-CONNECTED
  • the system information includes essential information that the terminal needs to know in order to access the base station. Therefore, the terminal must receive all system information before accessing the base station, and must always have the latest system information. In addition, since the system information is information that all terminals in a cell should know, the base station periodically transmits the system information.
  • the system information includes a master information block (MIB) and a scheduling block (SB). It is divided into SIB (System Information Block).
  • MIB master information block
  • SB scheduling block
  • the MIB enables the UE to know the physical configuration of the cell, for example, bandwidth.
  • SB informs transmission information of SIBs, for example, a transmission period.
  • SIB is a collection of related system information. For example, some SIBs contain only information of neighboring cells, and some SIBs contain only information of an uplink radio channel used by the terminal.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a RRC connection resetting process to which the present invention can be applied.
  • the network sends an RRC Connection Reconfiguration message for modifying the RRC connection to the UE (S11010).
  • the terminal sends an RRC connection reconfiguration complete message used to confirm successful completion of the RRC connection reconfiguration to the network (S11020).
  • a scheduling-based data transmission / reception method of a base station is used to maximize resource utilization. This means that if there is data to be transmitted by the terminal, the base station may first request uplink resource allocation and transmit data using only uplink resources allocated from the base station.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an uplink resource allocation process of a terminal in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the base station In order to efficiently use the uplink radio resource, the base station must know what kind of data is transmitted by uplink for each user equipment. Accordingly, the terminal directly transmits information about uplink data to be transmitted by the terminal to the base station, and the base station may allocate uplink resources to the corresponding terminal based on the information. In this case, the information on the uplink data delivered to the base station by the terminal is the amount of uplink data stored in its buffer, which is called a buffer status report (BSR).
  • the BSR is transmitted using a MAC control element when the terminal is allocated resources on the PUSCH in the current TTI and a reporting event is triggered.
  • FIG. 12A illustrates an uplink resource allocation process for actual data when an uplink radio resource for buffer status reporting (BSR) is not allocated to the terminal. . That is, in the case of the UE that switches the state of the active mode in the DRX mode, since there is no data resource allocated in advance, it is required to request a resource for uplink data starting with the SR transmission through the PUCCH. Resource allocation procedures are used.
  • BSR buffer status reporting
  • the UE when a UE is not allocated a PUSCH resource for transmitting a BSR, the UE first transmits a scheduling request (SR) to a base station in order to receive a PUSCH resource (see FIG. 12A). S12010).
  • SR scheduling request
  • the scheduling request is used to request a base station to receive a PUSCH resource for uplink transmission when a reporting event occurs but the terminal is not scheduled with a radio resource on the PUSCH in the current TTI.
  • the terminal transmits the SR on the PUCCH when the regular BSR is triggered but does not have an uplink radio resource for transmitting the BSR to the base station.
  • the UE transmits the SR through PUCCH or initiates a random access procedure according to whether the PUCCH resource for the SR is configured.
  • the PUCCH resource to which the SR can be transmitted is configured by a UE-specific higher layer (eg, an RRC layer), and the SR configuration is an SR periodicity and an SR subframe. Contains offset information.
  • the terminal When the terminal receives the UL grant for the PUSCH resource for BSR transmission from the base station (S12020), and transmits the triggered BSR to the base station via the PUSCH resource allocated by the UL grant (S12030).
  • the base station confirms the amount of data to be transmitted by the actual terminal to the uplink through the BSR and transmits a UL grant for the PUSCH resource for the actual data transmission to the terminal (S12040).
  • the terminal receiving the UL grant for the actual data transmission transmits the actual uplink data to the base station through the allocated PUSCH resources (S12050).
  • 12B illustrates an uplink resource allocation process for actual data when an uplink radio resource for a BSR is allocated to the terminal.
  • the UE when the UE has already allocated the PUSCH resource for BSR transmission, the UE transmits the BSR through the allocated PUSCH resource and transmits a scheduling request to the base station (S12110). ). Subsequently, the base station confirms the amount of data to be transmitted by the actual terminal to the uplink through the BSR and transmits a UL grant for the PUSCH resource for the actual data transmission to the terminal (S12120). The terminal receiving the UL grant for the actual data transmission transmits the actual uplink data to the base station through the allocated PUSCH resources (S12130).
  • Random access process ( RACH procedure )
  • FIG. 13 shows an example of a random access procedure in an LTE system.
  • the random access procedure is performed when initial access in RRC_IDLE, initial access after a radio link failure, handover requiring a random access procedure, and generation of uplink or downlink data requiring a random access procedure during RRC_CONNECTED.
  • Some RRC messages such as an RRC Connection Request message, a Cell Update message, and a UTRAN Registration Area (URA) Update message, are also transmitted using a random access procedure.
  • the logical channels Common Control Channel (CCCH), Dedicated Control Channel (DCCH), and Dedicated Traffic Channel (DTCH) may be mapped to the transport channel RACH.
  • the transport channel RACH is mapped to the physical channel physical random access channel (PRACH).
  • the terminal physical layer When the MAC layer of the terminal instructs the terminal physical layer to transmit PRACH, the terminal physical layer first selects one access slot and one signature and transmits a PRACH preamble upward.
  • the random access process is divided into contention based random access process and non-contention based random access process.
  • FIG. 13A illustrates an example of a contention based random access procedure
  • FIG. 13B illustrates an example of a non-contention based random access procedure.
  • the terminal receives and stores information about the random access from the base station through the system information. Thereafter, when random access is required, the UE transmits a random access preamble (also called message 1) to the base station (S13010).
  • a random access preamble also called message 1
  • the base station When the base station receives the random access preamble from the terminal, the base station transmits a random access response message (also referred to as message 2) to the terminal (S13020).
  • a random access response message (also referred to as message 2)
  • downlink scheduling information on the random access response message may be CRC masked with a random access-radio network temporary identifier (RA-RNTI) and transmitted on an L1 or L2 control channel (PDCCH).
  • RA-RNTI random access-radio network temporary identifier
  • PDCCH L1 or L2 control channel
  • the UE Upon receiving the downlink scheduling signal masked with the RA-RNTI, the UE may receive and decode a random access response message from a physical downlink shared channel (PDSCH). Thereafter, the terminal checks whether the random access response message includes random access response information indicated to the terminal.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Whether there is random access response information indicated to the self may be determined by whether there is a random access preamble (RAID) for the preamble transmitted by the UE.
  • RAID random access preamble
  • the random access response information includes a TA (Timing Alignment) indicating timing offset information for synchronization, radio resource allocation information used for uplink, and a temporary identifier (eg, Temporary C-RNTI) for terminal identification.
  • TA Timing Alignment
  • radio resource allocation information used for uplink
  • temporary identifier eg, Temporary C-RNTI
  • the terminal When receiving the random access response information, the terminal performs uplink transmission (also referred to as message 3) on an uplink shared channel (SCH) according to radio resource allocation information included in the response information (S17030).
  • the uplink transmission may be represented as scheduled transmission.
  • the base station After receiving the uplink transmission from the terminal, the base station transmits a message for contention resolution (also referred to as message 4) to the terminal through a downlink shared channel (DL-SCH) (S13040). ).
  • DL-SCH downlink shared channel
  • the base station Before the UE transmits the random access preamble, the base station allocates a non-contention random access preamble to the UE (S13110).
  • the non-competitive random access preamble may be assigned through dedicated signaling such as a handover command or a PDCCH.
  • the terminal receives the non-competitive random access preamble, the UE transmits the allocated non-competitive random access preamble to the base station (S13120).
  • the base station may transmit a random access response (also referred to as message 2) to the terminal similarly to the contention-based random access procedure (S13130).
  • a random access response also referred to as message 2
  • HARQ is not applied to the random access response, but HARQ may be applied to a message for uplink transmission or contention resolution for the random access response. Therefore, the UE does not need to transmit ACK or NACK for the random access response.
  • Cellular systems such as LTE (-A) system or 802.16m use a resource allocation scheme based on base station scheduling.
  • a terminal having data i.e., UL data
  • a base station scheduling-based resource allocation scheme a terminal having data (i.e., UL data) to transmit requests a base station for a resource for data transmission before transmitting data.
  • Such a scheduling request of the UE may be performed through transmission of a scheduling request (SR) to a PUCCH or a transmission of a buffer status report (BSR) to a PUSCH.
  • SR scheduling request
  • BSR buffer status report
  • the terminal may request an uplink resource to the base station through the RACH procedure.
  • the base station receiving the scheduling request from the terminal allocates an uplink resource to be used by the terminal to the terminal through a downlink control channel (i.e., UL grant message, DCI in case of LTE (-A)).
  • a downlink control channel i.e., UL grant message, DCI in case of LTE (-A)
  • the UL grant transmitted to the terminal may be informed by explicitly signaling which subframe resource corresponds to the resource allocated to the terminal, but the resource allocation for the subframe after a specific time (eg, 4 ms in case of LTE). It is also possible to define the time promised between the terminal and the base station.
  • the terminal when the base station allocates resources after Xms (eg, 4ms in case of LTE (-A)) to the terminal, the terminal takes into account all the time for receiving and decoding the UL grant and preparing and encoding data to be transmitted. It means to allocate resources.
  • Xms eg, 4ms in case of LTE (-A)
  • EMM EPS mobility management
  • ECM EPS connection management
  • FIG. 14 is a diagram illustrating EMM and ECM states in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an EMM registered state (EMM-REGISTERED) according to whether a terminal is attached or detached from a network in order to manage mobility of the terminal in a NAS layer located in a control plane of the terminal and the MME. ) And the EMM deregistration state (EMM-DEREGISTERED) may be defined.
  • the EMM-REGISTERED state and the EMM-DEREGISTERED state may be applied to the terminal and the MME.
  • the initial terminal is in the EMM-DEREGISTERED state, and the terminal performs a process of registering with the corresponding network through an initial attach procedure to access the network. If the access procedure is successfully performed, the UE and the MME are transitioned to the EMM-REGISTERED state. In addition, when the terminal is powered off or the radio link fails (when the packet error rate exceeds the reference value on the wireless link), the terminal is detached from the network and transitioned to the EMM-DEREGISTERED state.
  • ECM-connected state and an ECM idle state may be defined to manage a signaling connection between the terminal and the network.
  • ECM-CONNECTED state and ECM-IDLE state may also be applied to the UE and the MME.
  • the RRC state between the terminal and the base station indicates whether the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station are logically connected. That is, when the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station is connected, the terminal is in the RRC connected state (RRC_CONNECTED). If the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station is not connected, the terminal is in the RRC idle state (RRC_IDLE).
  • ECM status is equal to RRC status Interlocked shape
  • the ECM connection consists of an RRC connection established between the terminal and the base station and an S1 signaling connection established between the base station and the MME.
  • the ECM connection when the ECM connection is set / released, it means that both the RRC connection and the S1 signaling connection are set / released.
  • the network can grasp the existence of the UE in the ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED state in units of cells and can effectively control the UE.
  • the network cannot grasp the existence of the UE in the ECM-IDLE state, and manages the core network (CN) in a tracking area unit that is a larger area than the cell.
  • the terminal When the terminal is in the ECM idle state, the terminal performs Discontinuous Reception (DRX) set by the NAS using an ID assigned only in the tracking area. That is, the UE may receive broadcast of system information and paging information by monitoring a paging signal at a specific paging occasion every UE-specific paging DRX cycle.
  • DRX Discontinuous Reception
  • the network does not have context information of the terminal. Accordingly, the UE in the ECM-IDLE state may perform a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal In the ECM idle state, when the location of the terminal is different from the location known by the network, the terminal may inform the network of the location of the terminal through a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU tracking area update
  • the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the network knows the cell to which the UE belongs. Accordingly, the network may transmit and / or receive data to or from the terminal, control mobility such as handover of the terminal, and perform cell measurement on neighbor cells.
  • the terminal needs to transition to the ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED state in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data.
  • the initial terminal is in the ECM-IDLE state as in the EMM state, and when the terminal is successfully registered in the network through an initial attach procedure, the terminal and the MME are in the ECM connection state. Transition is made.
  • the terminal is in the ECM-IDLE state, and if a new traffic is generated uplink or downlink to the terminal, a service request procedure UE and MME is transitioned to the ECM-CONNECTED state through.
  • ECM status is equal to RRC status Not interlocked Does not form
  • the ECM connection is composed of an RRC connection established between the terminal and the base station and an S1 signaling connection established between the base station and the MME, but may be independent of the RRC state. That is, the ECM state between the UE and the MME may maintain the connected state even if the RRC state transitions from the connected state to the idle state.
  • the operations of the network / base station and the UE in the ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED state and the ECM-IDLE state may be the same as the above-described form in which the ECM state is linked with the RRC state.
  • the network in the ECM-CONNECTED & RRC-IDLE state performs the same operation as in the ECM-CONNECTED state, but manages the mobility of the terminal in a specific unit of the base station and the terminal and connects with the MME / S-GW (eg, S1 signaling). Connection, S1 data connection) path can be reset.
  • MME / S-GW eg, S1 signaling
  • the terminal may perform another operation according to its state as follows.
  • FIG. 15 illustrates an example of a structure of a wireless communication system for supporting a next generation RAN to which the methods proposed herein may be applied.
  • the wireless communication system architecture for supporting the next generation RAN may be expressed as a 'high level architecture'.
  • Next generation may be briefly expressed as “Next Gen”, and the next generation may collectively refer to a term for a future communication generation including 5G.
  • next generation will be referred to as “Next Gen”.
  • next Gen may support new RAT (s), evolved LTE, and non-3GPP access types.
  • Examples of the non-3GPP access types may include WLAN access, fixed access, and the like.
  • next Gen structure supports an unified authentication framework for other access systems, and supports simultaneous connection with a plurality of terminals through a plurality of access technologies.
  • next Gen architecture allows for independent evolution of the core network and the RAN and minimizes access dependencies.
  • next Gen structure supports separation of control plane and user plane functions, and supports transmission of IP packets, non-IP PDUs, and Ethernet frames.
  • the “Next Gen” structure may include a NextGen UE 1510, NextGen RAN 1520, NextGen Core 1530, and Data Network 1540.
  • the UE is a “NextGen UE” and the RAN defining a radio protocol structure between the UE and the base station is “NextGen RAN” to perform mobility control and IP packet flow management of the UE.
  • Core network can be expressed as 'NextGen Core'.
  • 'NextGen RAN' may correspond to E-UTRAN in LTE (-A) system
  • 'NextGen Core' may correspond to EPC in LTE (-A) system
  • MME in LTE EPC Network entities that perform functions such as S-GW, P-GW, etc. may also be included in NextGen Core.
  • An NG1-C interface and an NG1-U interface exist between the NextGen RAN and the NextGen Core, and an NG-Gi interface exists between the NextGen Core and the Data Network.
  • NG1-C represents a reference point for a control plane between NextGen RAN and NextGen Core
  • NG1-U represents a reference point for a user plane between NextGen RAN and NextGen Core.
  • the NG-NAS represents a reference point for a control plane between a NextGen UE and a NextGen Core.
  • NG-Gi represents a reference point between NextGen Core and Data network.
  • the data network may be an operator external public network, a private data network, an intra-operator data network, or the like.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a flow-based QoS structure to which the methods proposed in the specification can be applied.
  • FIG. 16 subdivides the NextGen Core of FIG. 15 into a control plane (CP) function and a user plane (UP) function, and specifically illustrates an interface between UE / AN / AF.
  • CP control plane
  • UP user plane
  • a policy of quality of service (QoS) in a wireless communication system to which the present invention is applied may be stored and set in a control plane function 1630 for the following reasons.
  • Flow Priority Indicator Represents a parameter that defines the priority of each flow process in UP Functions (16040) and AN Functions (16020). This corresponds to scheduling priority as well as priority in congestion cases.
  • the FPI also indicates whether the flow requires a guaranteed flow bitrate and / or a maximum flow bit rate.
  • Flow Descriptor Packet filters related to specific flow processing. Identification on the uplink should be performed at the UE and AN 1620, but limited to layer 3 and layer 4.
  • MMB Maximum Flow Bitrate
  • the parameter indicates the maximum bit rate authorized for the data floor.
  • FPL Flow Priority Level
  • Session Bitrate A parameter indicating bit rate values in the uplink and downlink for establishing a user session.
  • the Session Bitrate parameter indicates the maximum bit rate allowed for the user session.
  • the support of the GFP at the terminal depends on the QoS design of the air interface.
  • the CP functions and the UP functions are functions included in the NextGen CN (indicated by the dotted lines), and may be implemented by one physical device or each other.
  • FIG. 17 shows an example of a QoS structure used in a Qos framework to which the method proposed in this specification can be applied.
  • the CAF-Core receives QoS policies from the Core CP.
  • Application discovery is accomplished by means of non-standardized algorithms (eg, usage patterns, heuristics, SNF discovery for encrypted traffic, etc.).
  • CAF performs QoS enforcement in the CN based on the QoS policies received from the Core Cp.
  • CAF -RAN Content requirement Awareness Function
  • the CAF-RAN receives QoS policies from the Core CP.
  • the CAF-RAN uses application discovery information provided by the Core, which may imply additional specific requirements for a certain application session, and may simultaneously form traffic for a given session.
  • the CAF-RAN performs QoS enforcement based on the QoS policies received from the Core Cp. This includes shaping traffic for the DL and UL.
  • the DL traffic shaping helps to control the flow of UL traffic.
  • Intent level QoS policies showing the floor's settings are abstract QoS targets (e.g. Voice type Qos, Smoothed Bit Rate Qos (limit the bandwidth variation for the traffic), Bulk traffic (radio conditions are poor, Or, if the cell is overloaded, traffic may be discarded)), and may be identified by packet marking, SDF descriptor, and the like.
  • abstract QoS targets e.g. Voice type Qos, Smoothed Bit Rate Qos (limit the bandwidth variation for the traffic), Bulk traffic (radio conditions are poor, Or, if the cell is overloaded, traffic may be discarded)
  • the contention-based resource zone means a resource zone capable of transmitting a message to the base station regardless of the state of the terminal. That is, it means a resource region capable of transmitting a message without additional scheduling of the base station.
  • the terminal requests resource allocation for transmission of an uplink message to the base station by transmitting the random access request message.
  • the random access request message may include the request quality specification and size information for the resource allocation request.
  • a preamble transmission region for transmitting a preamble and a message transmission region for transmitting a message may be adjacent or physically separated from each other in the contention-based resource region.
  • 21 is a diagram illustrating an example of a change of system information to which the present invention can be applied.
  • the first terminal When the network changes all or part of the system information, the first terminal is notified that the system information is to be changed. That is, if a change of the system information is notified within the change cycle, in the next change cycle, the network transmits the changed (or updated) system information to the terminal.
  • Different shades in FIG. 21 indicate different system information.
  • the terminal Upon receiving the change notification of the system information, the terminal acquires the changed system information immediately from the start of the next change cycle. The terminal applies the previously obtained system information until the changed system information is obtained.
  • the paging message is used to inform the UE of the RRC idle mode and the UE of the RRC connected mode about the change of the system information.
  • the terminal When the terminal receives a paging message including a system information change (systemInforModification) field, the terminal knows that the system information is changed at the next change period boundary. However, even if the terminal receives the information about the change in the system information, the terminal may not know detailed information such as what system information is changed.
  • systemInforModification system information change
  • the ETWS and / or CMAS capable terminal that is RRC_CONNECTED attempts to read the paging at least once every default paging cycle (defaultPagingCycle) to check whether the ETWS and / or CMAS notification exists.
  • the basic paging cycle may have one of ⁇ rf32, rf64, rf128, rf356 ⁇ values, where rf32 represents 32 radio frame lengths. That is, rf32 may mean 320ms.
  • 22 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting data through configuration information of a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • the base station and the terminal may perform the following operations.
  • the base station notifies the terminal of the change of the system information in the system information change cycle, and when the dynamic information (or modification) of the configuration information for the contention-based resource area is required, the base station dynamically changes the configuration information in the system information change cycle. And transmits the modified configuration information or the message to the message change cycle including the configuration information. Identify possible resource areas. Then, when recognizing the change of system information (for example, recognizing the change of the system information by receiving a signal from the base station, etc.), it is monitored whether the configuration information is changed dynamically, and the dynamically changed configuration information is displayed. When receiving, it is possible to check whether the contention-based resource zone is available according to the changed configuration information.
  • the change of system information for example, recognizing the change of the system information by receiving a signal from the base station, etc.
  • the message may be a system information message or a specific message for transmitting the configuration information separately.
  • the configuration information may include configuration information (or region information) indicating the configuration of the contention-based resource region and additional information for determining whether the terminal can use the resource of the contention-based resource region.
  • the additional information may include resource information (first resource information) indicating available resources and resource information (second resource information) indicating unavailable resources.
  • the terminal transmits the content of the contention-based resource region through the contention-based resource region information included in the system information and the configuration information included in the specific message. You can determine what resources are available and unavailable.
  • the procedure ends.
  • the terminal requests the base station to change the configuration information (eg, an available contention-based resource zone addition request).
  • a request is made to the base station to change settings of available resources and unavailable resources of the contention-based resource zone (S22030).
  • 23 and 24 illustrate an example of configuration information for a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • the base station can inform the UE of the contention-based resource zone configuration, available resources, and unavailable resources through configuration information transmitted through the system information described with reference to FIG. 22.
  • the configuration information included in the system information includes preamble transmission region information indicating a resource region where a preamble is transmitted in a contention-based resource region, transmission region information indicating a resource region available for message transmission, and transmission of a message. It may include non-transmission area information indicating the impossible resource area.
  • 23A to 23C show examples of the format of the configuration information.
  • the UE may inform the UE of a transportable area of a message through an indicator indicating whether the entire transport area is available.
  • the base station can inform the terminal of the contention transmission area in the contention-based resource area, the number of transmission areas for transmitting a message, and the transmission area available in the transmission area. .
  • the available indicator is set to '0b01' in FIG. 23 (b), it is understood that the first transmission area is available and the second transmission area is unavailable among the transmission areas for transmitting a message. Indicates.
  • FIG. 23C may inform the terminal of the number of available transmission areas through the indicator.
  • the base station informs the terminal of the preamble transmission region in the contention-based resource region, the number of transmission regions for transmitting a message, and the number of transmission regions available in the transmission region. Can be.
  • the available indicator when the available indicator is set to '1' in FIG. 23C, one transmission area is available among the transmission areas for transmitting a message, and if it is set to '2' Indicates that a transport area is available.
  • the information on which transmission area is available may be indicated by transmitting index information and the like together.
  • the UE may inform the UE whether the number of subframes is available or unavailable.
  • the UE allocates a location to which a contention-based resource area is allocated, a location of a transmission area for transmitting a preamble in the contention-based resource area, and transmits a message in the contention-based resource area. It is possible to determine the number of transmitted transmission regions, the available transmission regions and the unavailable transmission regions in the allocated resource region.
  • 25 and 26 illustrate an example of an update period of configuration information for dynamic setting of a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • the availability of the contention-based transport area for transmitting the message set in FIG. 24 may be dynamically updated (or changed or updated) at least in a specific cycle, and the information of the dynamically updated transport area may be configured information. Included in the can be transmitted to the terminal within the specific cycle.
  • one preamble transmission region and two message transmission regions may be mapped to the specific cycle.
  • the message transmission region of the contention-based resource region may not be changed more than once within the specific cycle.
  • the overhead of the terminal may increase because the terminal must continuously check configuration information during the specific cycle. Therefore, it is preferable that the message transmission area is not changed more than two times in the specific cycle.
  • the start time point of the specific cycle is a processing delay indicating a delay for processing the configuration information in the preamble transmission area and the message transmission area, and a previous time point by the specific cycle period.
  • the "preamble transmission area and message transmission area” includes both an available area and an unusable area.
  • the start point of the specific cycle is 3 subframes that are processing delays in the “4-1” subframe; It becomes a "1-8" subframe before 20 subframes which is a period of the specific cycle.
  • FIG. 26 illustrates an example in which a period of the specific cycle is 10 subframes and a processing delay is 3 subframes in a time division duplex (TDD).
  • TDD time division duplex
  • the start point of the specific cycle is 3 subframes which are processing delays in the “3-4” subframe; It becomes a "2-5" subframe before 10 subframes which is a period of the specific cycle.
  • the terminal recognizes that the information on the contention-based transmission region has been dynamically changed and should receive a message including the changed configuration information.
  • 27 to 29 are diagrams illustrating an example of a method for identifying the configuration information for the contention-based resource zone to which the present invention is dynamically updated.
  • the terminal When configuration information with dynamically changed availability of the message transmission area is transmitted during the specific cycle described with reference to FIGS. 25 and 26, the terminal should recognize the message and receive a message including the changed configuration information.
  • the terminal In order for the terminal to recognize the dynamic change of the configuration information, the following methods may be used.
  • the terminal may determine whether the configuration information is dynamically changed.
  • the identifier may be masked on a physical downlink control channel (PDCCH).
  • PDCH physical downlink control channel
  • the identifier indicating the message in the control information for example, PDCCH? Physical area to which the message is transmitted
  • the control information for example, PDCCH? Physical area to which the message is transmitted
  • the UE monitors an identifier (eg, DA-RNTI) indicating the dynamically changed configuration information in addition to an identifier (SI-RNTI) indicating system information and an identifier (P-RNTI) of a paging message. It is possible to determine whether to dynamically change configuration information, and receive a message including the configuration information.
  • identifier eg, DA-RNTI
  • Tables 2 and 3 below show an example of the RNTI in the LTE system when the identifier indicating the dynamically changed configuration information is called DA-RNTI.
  • the terminal monitors the DA-RNTI to determine whether the dynamically changed configuration information is transmitted in addition to the content of the contention-based resource region obtained through system information.
  • DSUUUDDDDD Downlink subframe
  • U Uplink subframe
  • S Special subframe
  • the contention-based transmission region 1 in the subframe “2-4” is not found because the DA-RNTI is not found within the range of cycle 1 (slot # 1). ) Can only be used.
  • the terminal uses the contention-based transmission region in the subframe "3-4"
  • the terminal can find the DA-RNTI in subframes "2-5" to "3-0", which is the range of cycle 2. It is possible to recognize that the configuration information for the contention-based transmission region in the subframe "3-4" has been dynamically changed.
  • the terminal may know that the available transmission regions have been changed to two, and may transmit data using at least one of the two transmission regions in subframe “3-4”.
  • the terminal may determine whether the configuration information is changed, that is, whether the transmission area available in the contention-based resource area is changed through an identifier indicating that configuration information about the dynamically changed contention-based transmission area is transmitted.
  • the terminal transmits the minimum unit every time. It may be determined whether the configuration information has been changed.
  • a broadcast message for example, a paging message, etc.
  • minimum unit for example, a transmission time interval
  • the terminal continuously monitors the system information (SI-RNTI) and paging (P-RNTI) to determine whether the information on the contention-based resource region acquired through the system information has changed.
  • SI-RNTI system information
  • P-RNTI paging
  • the terminal finds the dynamically changed configuration information included in the paging message, the terminal transmits a preamble in the contention-based resource zone based on the information included in the system information and the dynamically changed configuration information.
  • the area and the available message transmission area can be determined.
  • the terminal uses the contention-based transmission region in the subframe “2-4”, since the paging message in the cycle mapped to the contention-based transmission region does not include dynamically changed configuration information, the information included in the system information. Only the preamble transmission region and the available message transmission region can be determined in the contention-based resource region using only.
  • the terminal may use only subframe “2-4” transmission region 1 (slot # 1).
  • the terminal uses the contention-based transmission region in the subframe "3-4"
  • the paging message transmitted in the subframe "2-5" to "3-0" which is a cycle period includes the configuration information dynamically changed Therefore, the terminal can receive dynamically changed configuration information through a paging message transmitted in the cycle.
  • the terminal recognizes that the configuration information for the contention-based transmission region in the subframe "3-4" has been dynamically changed, and thus can know that the available transmission regions have been changed to two, and 2 in the subframe "3-4".
  • Data may be transmitted using at least one of the two transmission areas.
  • the base station when the base station dynamically changes configuration information for a specific contention-based transmission zone, the base station includes the change configuration information in a multicast message (for example, a random access response message) and transmits the changed configuration information.
  • a multicast message for example, a random access response message
  • the terminal can determine whether the configuration information has changed.
  • the terminal continuously monitors all identifiers (RA-RNTI) of the random access response message in order to determine whether the configuration information about the contention-based resource region acquired through the system information is dynamically changed.
  • RA-RNTI identifiers
  • the terminal If the terminal does not find a random access response message including configuration information dynamically changed through monitoring of the RA-RNTI, the terminal competes based on information on contention-based resource regions included in system information.
  • the preamble transmission region and the available message transmission region may be determined in the base resource region.
  • the terminal when the terminal detects a random access response message including dynamically changed configuration information through monitoring, the terminal is configured to dynamically change configuration information as well as information on contention-based resource regions included in system information.
  • the preamble transmission region and the available message transmission region may be determined in the contention-based resource region based on.
  • the terminal monitors the system information (SI-RNTI) and paging (P-RNTI), the terminal can determine whether the configuration information is dynamically changed.
  • SI-RNTI system information
  • P-RNTI paging
  • the terminal continuously monitors the SI-RNTI and the P-RNTI, and if the SI-RNTI and the P-RNTI do not instruct to update (or change) system information, within a corresponding system information change period. Since the configuration information for the contention-based transport region does not change dynamically, the preamble transmission region and the available message transmission region in the contention-based resource region are based on only the information related to the contention-based resource region included in the system information. You can judge.
  • the contention-based resource region based on the received dynamically changed configuration information as well as the information related to the contention-based resource region included in the system information. In the preamble transmission region and the available message transmission region can be determined.
  • the terminal has five transmission regions for transmitting a message in a contention-based resource region through system information, and only one transmission region among five transmission regions is available. It can be appreciated that the four transmission zones are unavailable.
  • the information indicating whether the transmission area is available may be expressed in the form of a bitmap. For example, if the transmission area is available, it may be set to '1', and if it is unavailable, it may be set to '0'.
  • a field for identifying a change in system information indicates that the system information is changed in a specific system change period.
  • the terminal can recognize that the system information is changed in the next change period of the specific system change period.
  • the terminal recognizes that the configuration information for the contention-based transmission region may be dynamically changed during the specific system change period, and monitors the identifier DA-RNTI indicating that the dynamically changed configuration information is transmitted. It is possible to determine whether the changed configuration information has changed.
  • the terminal may monitor the identifier and receive the dynamically changed configuration information, so that the available transmission areas may be changed to two.
  • the terminal monitors the identifier to receive the dynamically changed configuration information, so that the available transmission areas can be determined to be changed to three.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a method of updating configuration information through a request for changing configuration information for a contention-based resource zone to which the present invention can be applied.
  • the terminal may change configuration information by requesting a base station to change availability of a transmission area for transmission of a message in a contention-based transmission area.
  • the terminal may receive the system information from the base station to identify the configuration of the contention-based transmission zone, the transmission zone for the transmission of the preamble, the transmission zone for the transmission of the message, the available transmission zone and the unavailable transmission zone.
  • the terminal When the terminal wants to change the settings of the available transmission area and the unavailable transmission area, the terminal transmits a request message (configuration change request message) requesting a change of configuration information to the base station (30010).
  • a request message configuration change request message
  • the terminal may transmit the configuration change request message to the base station in a specific situation.
  • the terminal may transmit the configuration change request message to the base station in the following three situations.
  • the configuration change request message is a message for requesting a change of a transmission area of a contention-based resource region where a plurality of terminals can transmit a message without scheduling of the base station, the base station needs to know which terminal has transmitted the configuration change request message. none.
  • the configuration change request message may be transmitted to the base station through an on / off channel that can be used simultaneously by multiple terminals.
  • the terminal continuously monitors the message to receive a message including the changed configuration information.
  • the base station transmits a message including configuration information in which the available transmission region has been changed to the terminal (S30020), and the terminal frees the contention based resource region based on the received configuration information (s).
  • the emblem transmission area and the available message transmission area can be determined.
  • the change of the configuration information for the transmission area may be made through system information or may be made dynamically through the message mentioned in the present invention.
  • the UE may directly request a change in the configuration of availability of a transmission area for message transmission in a contention-based resource area.
  • 31 is a diagram illustrating an example of an internal block diagram of a wireless device to which the present invention can be applied.
  • the wireless device may be a base station and a UE, and the base station includes both a macro base station and a small base station.
  • the base station 3110 and the UE 3120 include a communication unit (transmitter and receiver, an RF unit, 3113 and 3123), a processor 3111 and 3121, and a memory 3112 and 3122.
  • the base station and the UE may further include an input unit and an output unit.
  • the communication units 3113 and 3123, the processors 3111 and 3121, the input unit, the output unit, and the memory 3112 and 3122 are functionally connected to perform the method proposed in the present specification.
  • the communication unit may also include a switch function for switching the transmission and reception functions.
  • Processors 3111 and 3121 implement the functions, processes and / or methods proposed herein. Layers of the air interface protocol may be implemented by a processor.
  • the processor may be represented by a controller, a controller, a control unit, a computer, or the like.
  • the memories 3112 and 3122 are connected to a processor and store protocols or parameters for performing an uplink resource allocation method.
  • Processors 3111 and 3121 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the communication unit may include a baseband circuit for processing a wireless signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
  • the output unit (display unit or display unit) is controlled by a processor and outputs information output from the processor together with a key input signal generated at the key input unit and various information signals from the processor.
  • Orientation-based device discovery method is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are all or part of each of the embodiments is optional so that various modifications can be made It may be configured in combination.
  • the direction-based device search method of the present specification may be implemented as processor-readable code in a processor-readable recording medium provided in a network device.
  • the processor-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by the processor. Examples of the processor-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave such as transmission over the Internet. .
  • the processor-readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the processor-readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • the RRC connection method has been described with reference to an example applied to the 3GPP LTE / LTE-A system.

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Abstract

무선 통신 시스템에서 디바이스가 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제 1 네트워크 노드로부터 경쟁 기반 자원 영역의 구성 정보를 수신하고, 상기 경쟁 기반 자원 영역은 상기 제 1 네트워크 노드와 연결 없이 데이터를 송수신할 수 있는 자원 영역을 나타내며, 상기 구성 정보에 기초하여 상기 경쟁 기반 자원 영역에서 프리엠블(preamble) 및 특정 메시지를 전송하되, 상기 구성 정보는 상기 경쟁 기반 자원 영역을 나타내는 영역 정보, 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 가능한 자원을 나타내는 제 1 자원 정보 및 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 불가능한 자원을 나타내는 제 2 자원 정보를 포함하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치
본 발명은 무선 통신시스템에서 단말의 데이터 송수신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 단말이 경쟁 기반 자원을 이용하여 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적 인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명은 경쟁 기반 자원 영역(Contention based resource region)을 통해서 데이터(예를 들어, 사용자 데이터 또는 제어 메시지)를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 경쟁 기반 자원 영역을 동적으로 할당 및/또는 해제하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.또한, 본 발명은 시스템 정보 외에 경쟁 기반 자원의 이용 가능한 자원 및 이용 불가능한 자원을 나타내는 설정 정보를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단말에게 설정 정보의 동적 갱신을 알려주기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 무선 통신 시스템에서 디바이스가 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 송수신 방법은, 제 1 네트워크 노드로부터 경쟁 기반 자원 영역의 구성 정보를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 경쟁 기반 자원 영역은 상기 제 1 네트워크 노드와 연결 없이 데이터를 송수신할 수 있는 자원 영역을 나타내고; 및 상기 구성 정보에 기초하여 상기 경쟁 기반 자원 영역에서 프리엠블(preamble) 및 특정 메시지를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 구성 정보는 상기 경쟁 기반 자원 영역을 나타내는 영역 정보, 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 가능한 자원을 나타내는 제 1 자원 정보 및 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 불가능한 자원을 나타내는 제 2 자원 정보를 포함하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 구성 정보는 특정 주기마다 변경되며, 상기 변경된 구성 정보는 상기 특정 주기 내에 상기 디바이스로 전송된다.
또한, 본 발명에서, 상기 변경된 구성 정보는 상기 특정 주기 및 사전에 설정된 처리 지연(processing delay) 이후에 적용된다.
또한, 본 발명에서, 상기 변경된 구성 정보는 상기 구성 정보가 변경되었는지 여부를 나타내는 식별자를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 식별자가 상기 구성 정보가 변경되었다는 것을 나타내는 경우, 상기 제 1 네트워크 노드로부터 상기 변경된 구성 정보를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 구성 정보는 시스템 정보, 페이징 메시지, 또는 멀티 캐스트를 통해 전송되는 멀티 캐스트 메시지에 포함된다.
또한, 본 발명에서, 상기 시스템 정보, 상기 페이징 메시지, 또는 상기 멀티 캐스트는 상기 구성 정보의 변경 여부를 나타내는 식별자를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 식별자가 상기 구성 정보가 변경되었다는 것을 나타내는 경우, 상기 제 1 네트워크 노드로부터 상기 변경된 구성 정보를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 1 네트워크 노드로 상기 구성 정보의 변경을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 변경된 구성 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 경쟁 기반 자원 영역은 상기 프리엠블 전송을 위한 프리엠블 전송 영역 및 상기 특정 메시지를 전송하기 위한 메시지 전송 영역으로 구성된다.
또한, 본 발명에서, 상기 메시지 전송 영역은 상기 프리엠블 전송 영역과 주파수 축 또는 시간 축으로 인접해 있거나, 상기 프리엠블 전송 영역 사이에 위치한다.
또한, 본 발명에서, 상기 특정 메시지는 상기 제 1 네트워크 노드로 임의 접속을 요청하는 임의 접속 요청 메시지이다.
또한, 본 발명은, 상기 임의 접속 요청 메시지에 대한 응답으로 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 임의 접속 응답 메시지는 상기 임의 접속 요청 메시지에 의해 요청된 상향링크 메시지의 전송을 위해 할당된 자원 할당 정보를 포함한다.
또한, 본 발명은, 외부와 무선 신호를 송신 및 수신하는 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 결합되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 무선 통신 시스템에서 디바이스가 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 제 1 네트워크 노드로부터 경쟁 기반 자원 영역의 구성 정보를 수신하고, 상기 구성 정보에 기초하여 상기 경쟁 기반 자원 영역에서 프리엠블(preamble) 및 특정 메시지를 전송하되, 상기 경쟁 기반 자원 영역은 상기 제 1 네트워크 노드와 연결 없이 데이터를 송수신할 수 있는 자원 영역을 나타내며, 상기 구성 정보는 상기 경쟁 기반 자원 영역을 나타내는 영역 정보, 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 가능한 자원을 나타내는 제 1 자원 정보 및 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 불가능한 자원을 나타내는 제 2 자원 정보를 포함하는 디바이스를 제공한다.
본 발명은 경쟁 기반 자원 영역(Contention based resource region)의 동적 할당을 통해서 데이터(예를 들면, 사용자 데이터 또는 제어 메시지)를 송수신함으로써 단말과 망의 영향을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 단말에게 시스템 정보 외에 경쟁 기반 자원 영역에서 이용 가능한 자원 및 이용 불가능한 자원을 나타내는 설정 정보를 단말에게 전송함으로써, 단말이 변경된 경쟁 기반 자원 영역을 빠르게 인식하여 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 경쟁기반 자원영역에 대한 설정 정보의 동적 갱신을 인식할 수 있는 식별자를 전송함으로써 단말이 변경된 설정 정보의 전송 여부를 인식할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시스템 정보 변경을 인식할 수 있는 필드를 경쟁기반 자원영역에 대한 동적 갱신 여부를 단말이 파악하기 위한 목적으로 재활용함으로써, 시그널링 오버헤드 및 단말 복잡도를 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에 관련된 EPS(Evolved Packet System)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 발명의 기술적 특징이 적용될 수 있는 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 11는 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말의 상향링크 자원 할당 과정을 예시하는 도면이다.
도 13은 LTE 시스템에서 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)의 일 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 EMM 및 ECM 상태를 예시하는 도이다.
도 15은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 다음 세대 RAN을 지원하기 위한 무선 통신 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 플로우 기반의 QoS 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 17은 네트워크 기능간에 상호 작용 및 기능의 일례를 나타내는 도이다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁기반 자원 영역을 통한 데이터 전송의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역의 구조의 일 예를 나타내는 도이다.
도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 시스템 정보의 통지 과정의 일 예를 나타내는 도이다.
도 22는 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역의 설정 정보를 통해서 데이터를 전송하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 23 및 도 24는 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 설정 정보의 일 예를 나타내는 도이다.
도 25 및 도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 설정 정보의 갱신 주기의 일 예를 나타낸 도이다.
도 27 내지 도 29는 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 설정 정보가 동적으로 갱신되는 경우, 이를 식별하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 설정 정보의 변경 요청을 통해서 설정 정보를 갱신하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 31는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 장치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
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. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다.
상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 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.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니며, 5G 시스템에서도 적용될 수 있음은 물론이다.
이하 도면을 참조하여 설명하기 앞서, 본 발명의 이해를 돕고자, 본 명세서에서 사용되는 용어를 간략하게 정의하기로 한다.
EPS: Evolved Packet System의 약자로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크를 지원하는 코어 네트워크를 의미한다. UMTS가 진화된 형태의 네트워크
PDN (Public Data Network): 서비스를 제공하는 서버가 위치한 독립적인 망
APN (Access Point Name): 네트워크에서 관리하는 접속 포인트의 이름으로서 UE에게 제공된다. 즉, PDN의 이름(문자열)을 가리킴. 상기 접속 포인트의 이름에 기초하여, 데이터의 송수신을 위한 해당 PDN이 결정된다.
TEID(Tunnel Endpoint Identifier): 네트워크 내 노드들 간에 설정된 터널의 End point ID, 각 UE의 bearer 단위로 구간별로 설정된다.
MME: Mobility Management Entity의 약자로서, UE에 대한 세션과 이동성을 제공하기 위해 EPS 내에서 각 엔티티를 제어하는 역할을 한다.
세션(Session): 세션은 데이터 전송을 위한 통로로써 그 단위는 PDN, Bearer, IP flow 단위 등이 될 수 있다.
각 단위의 차이는 3GPP에서 정의한 것처럼 대상 네트워크 전체 단위(APN 또는 PDN 단위), 그 내에서 QoS로 구분하는 단위(Bearer 단위), 목적지 IP 주소 단위로 구분할 수 있다.
EPS Bearer: 다양한 종류의 트래픽이 송수신되는 단말과 게이트웨이간에 생성되는 논리적 경로.
Default EPS Bear: 단말이 망에 접속하면 기본적으로 생성되는 데이터 송수신을 위한 논리적 경로로써, 단말이 망에서 빠져나오기(Detach)전까지 유지될 수 있다.
Dedicated EPS Bearer: Default EPS Bearer 생성된 후 추가적으로 서비스를 제공하기 위해 필요한 경우 생성되는 논리적 경로.
IP flow: 단말과 게이트웨이간에 논리적 경로를 통해서 송수신되는 다양한 종류의 트래픽.
Service Data Flow(SDF): 서비스 타입에 따라 분류되는 사용자 트래픽의 IP flow 또는 다수의 IP flow의 결합.
PDN 연결(connection): 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, ip 주소로 표현되는 단말과 APN으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)을 나타낸다. 이는 세션이 형성될 수 있도록 코어 네트워크 내의 엔티티간 연결(단말-PDN GW)을 의미한다.
UE Context: 네크워크에서 UE를 관리하기 위해 사용되는 UE의 상황 정보, 즉, UE id, 이동성(현재 위치 등), 세션의 속성(QoS, 우선순위 등)으로 구성된 상황 정보
TIN: Temporary Identity used in Next update
P-TMSI: Packet Temporary Mobile Subscriber
TAU: Tracking Area Update
GBR: Guaranteed Bit Rate
GTP: GPRS Tunneling Protocol
TEID: Tunnel Endpoint ID
GUTI: Globally Unique Temporary Identity, MME에 알려진 UE 식별자.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에 관련된 EPS(Evolved Packet System)의 일 예를 나타낸 도이다.
LTE 시스템은 사용자 단말(UE)과 PDN(pack data network) 간에, 사용자가 이동 중 최종 사용자의 응용프로그램 사용에 방해를 주지 않으면서, 끊김 없는 IP 연결성(Internet Protocol connectivity)을 제공하는 것을 목표로 한다. LTE 시스템은, 사용자 단말과 기지국 간의 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 정의하는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)를 통한 무선 접속의 진화를 완수하며, 이는 EPC(Evolved Packet Core) 네트워크를 포함하는 SAE(System Architecture Evolution)에 의해 비-무선적 측면에서의 진화를 통해서도 달성된다. LTE와 SAE는 EPS(Evolved Packet System)를 포함한다.
EPS는 PDN 내에서 게이트웨이(gateway)로부터 사용자 단말로 IP 트래픽을 라우팅하기 위해 EPS 베어러(EPS bearers)라는 개념을 사용한다. 베어러(bearer)는 상기 게이트웨이와 사용자 단말 간에 특정한 QoS(Quality of Service)를 갖는 IP 패킷 플로우(IP packet flow)이다. E-UTRAN과 EPC는 응용 프로그램에 의해 요구되는 베어러를 함께 설정하거나 해제(release)한다.
EPC는 CN(core network)이라고도 불리며, UE를 제어하고, 베어러의 설정을 관리한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 SAE의 EPC의 노드(논리적 혹은 물리적 노드)는 MME(Mobility Management Entity) (30), PDN-GW 또는 P-GW(PDN gateway) (50), S-GW(Serving Gateway) (40), PCRF(Policy and Charging Rules Function) (60), HSS (Home subscriber Server) (70) 등을 포함한다.
MME(30)는 UE(10)와 CN 간의 시그널링을 처리하는 제어 노드이다. UE(10)와 CN 간에 교환되는 프로토콜은 NAS(Non-Access Stratum) 프로토콜로 알려져 있다. MME(30)에 의해 지원되는 기능들의 일례는, 베어러의 설정, 관리, 해제를 포함하여 NAS 프로토콜 내의 세션 관리 계층(session management layer)에 의해 조작되는 베어러 관리(bearer management)에 관련된 기능, 네트워크와 UE(10) 간의 연결(connection) 및 보안(Security)의 설립에 포함하여 NAS 프로토콜 계층에서 연결계층 또는 이동제어계층(mobility management layer)에 의해 조작된다.
본 발명에서, 상기 MME(30)는 단말에 대한 인증 및 context 정보를 처리하는데 필요한 기능이 구현된 개체이며, 하나의 실시 예로써 설명된 것이다. 따라서, 상기 MME (30)뿐만 아니라 다른 장치도 해당 기능을 수행할 수 있다.
S-GW(40)는 UE(10)가 기지국(eNodeB, 20) 간에 이동할 때 데이터 베어러를 위한 로컬 이동성 앵커(local mobility anchor)의 역할을 한다. 모든 사용자 IP 패킷은 S-GW(40)을 통해 송신된다. 또한 S-GW(40)는 UE(10)가 ECM-IDLE 상태로 알려진 유휴 상태(idle state)에 있고, MME(30)가 베어러를 재설정(re-establish)하기 위해 UE(10)의 페이징을 개시하는 동안 하향링크 데이터를 임시로 버퍼링할 때 베어러에 관련된 정보를 유지한다. 또한, GRPS(General Packet Radio Service), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)와 같은 다른 3GPP 기술과의 인터워킹(inter-working)을 위한 이동성 앵커(mobility anchor)의 역할을 수행한다.
본 발명에서, 상기 S-GW(40)는 사용자 데이터의 라우팅/포워딩을 처리하는데 필요한 기능이 구현된 개체이며, 실시 예로써 설명된 것이다. 따라서, 상기 S-GW(40)뿐만 아니라 다른 장치도 해당 기능을 수행할 수 있다.
P-GW(50)은 UE를 위한 IP 주소 할당을 수행하고, QoS 집행(Qos enforcement) 및 PCRF(60)로부터의 규칙에 따라 플로우-기반의 과금(flow-based charging)을 수행한다. P-GW(50)는 GBR 베어러(Guaranteed Bit Rate (GBR) bearers)를 위한 QoS 집행을 수행한다. 또한, CDMA2000이나 WiMAX 네트워크와 같은 비3GPP(non-3GPP) 기술과의 인터워킹을 위한 이동성 엥커(mobility anchor) 역할도 수행한다.
본 발명에서, 상기 P-GW(50)는 사용자 데이터의 라우팅/포워딩을 처리하는데 필요한 기능이 구현된 개체이며, 실시 예로써 설명된 것이다. 따라서, 상기 P-GW(50)뿐만 아니라 다른 장치도 해당 기능을 수행할 수 있다.
PCRF(60)는 정책 제어 의사결정(policy control decision-making)을 수행하고, 플로우-기반의 과금(flow-based charging)을 수행한다.
HSS(70)는 HLR(Home Location Register)이라고도 불리며, EPS-subscribed QoS 프로파일(profile) 및 로밍을 위한 접속제어에 정보 등을 포함하는 SAE 가입 데이터(SAE subscription data)를 포함한다. 또한, 사용자가 접속하는 PDN에 대한 정보 역시 포함한다. 이러한 정보는 APN(Access Point Name) 형태로 유지될 수 있는데, APN는 DNS(Domain Name system) 기반의 레이블(label)로, PDN에 대한 엑세스 포인트 또는 가입된 IP 주소를 나타내는 PDN 주소를 설명하는 식별기법이다.
도 1에 도시된 바와 같이, EPS 네트워크 요소(EPS network elements)들 간에는 S1-U, S1-MME, S5/S8, S11, S6a, Gx, Rx 및 SG와 같은 다양한 인터페이스가 정의될 수 있다.
이하, 이동성 관리(mobility management; MM)의 개념과 이동선 관리(MM) 백오프 타이머(back-off timer)를 상세하게 설명한다. 이동성 관리(MM)는 E-UTRAN 상의 오버헤드와 UE에서의 프로세싱을 감소시키기 위한 절차이다.
이동성 관리(MM)가 적용되는 경우, 엑세스 네트워크에서 UE에 관련된 모든 정보는 데이터가 비활성화되는 기간 동안 해제될 수 있다. MME는 상기 Idle 구간 동안 UE 콘텍스트(context) 및 설정된 베어러에 관련된 정보를 유지할 수 있다.
네트워크가 ECM-IDLE 상태에 있는 UE에 접촉할 수 있도록, UE는 현재의 TA(Tracking Area)를 벗어날 때마다 네트워크에 새로운 위치에 관하여 알릴 수 있다. 이러한 절차는 “Tracking Area Update”라 불릴 수 있으며, 이 절차는 UTRAN(universal terrestrial radio access network)이나 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network) 시스템에서 “Routing Area Update”라 불릴 수 있다. MME는 UE가 ECM-IDLE 상태에 있는 동안 사용자 위치를 추적하는 기능을 수행한다.
ECM-IDLE 상태에 있는 UE에게 전달해야 할 다운링크 데이터가 있는 경우, MME는 UE가 등록된 TA(tracking area) 상의 모든 기지국(eNodeB)에 페이징 메시지를 송신한다.
그 다음, 기지국은 무선 인터페이스(radio interface) 상으로 UE에 대해 페이징을 시작한다. 페이징 메시지가 수신됨에 따라, UE의 상태가 ECM-CONNECTED 상태로 천이하게 하는 절차를 수행한다. 이러한 절차는 “Service Request Procedure”라 부릴 수 있다. 이에 따라 UE에 관련된 정보는 E-UTRAN에서 생성되고, 모든 베어러는 재설정(re-establish)된다. MME는 라디오 베어러(radio bearer)의 재설정과, 기지국 상에서 UE 콘텍스트를 갱신하는 역할을 수행한다.
상술한 이동성 관리(MM) 절차가 수행되는 경우, MM(mobility management) 백오프 타이머가 추가로 사용될 수 있다. 구체적으로 UE는 TA를 갱신하기 위해 TAU(Tracking Area Update)를 송신할 수 있고, MME는 핵심 망의 혼잡(core network congestion)으로 인해 TAU 요청을 거절할 수 있는데, 이 경우 MM 백오프 타이머에 관련된 시간 값을 제공할 수 있다. 해당 시간 값을 수신함에 따라, UE는 MM 백오프 타이머를 활성화시킬 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 빗금친 블록은 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 빈 블록은 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.
기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)와 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.
MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 기지국들로 페이징 메시지의 분산, (2) 보안 제어(Security Control), (3) 아이들 상태 이동성 제어(Idle State Mobility Control), (4) SAE 베어러 제어, (5) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링의 암호화(Ciphering) 및 무결 보호(Integrity Protection).
S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 페이징에 대한 사용자 평면 패킷의 종점(termination), (2) 단말 이동성의 지원을 위한 사용자 평면 스위칭.
도 4는 발명의 기술적 특징이 적용될 수 있는 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
상기 도 4의 (a)는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)의 일 예를 나타내며, 상기 도 4의 (b)는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.
사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.
상기 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.
서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화(‘/’의 의미는 ‘or’과 ‘and’의 개념을 모두 포함한다)를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.
RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 확립되면, 단말은 RRC 연결(RRC connected) 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들(RRC idle) 상태에 있게 된다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫 번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S5010 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(P-SCH: primary synchronization channel) 및 부 동기 채널(S-SCH: secondary synchronization channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID(identifier) 등의 정보를 획득한다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(PBCH: physical broadcast channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(DL RS: downlink reference signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 S5020 단계에서 PDCCH 및 PDCCH 정보에 따른 PDSCH 을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S5030 내지 단계 S5060과 같은 랜덤 액세스 절차(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH: physical random access channel)을 통해 프리엠블(preamble)을 전송하고(S5030), PDCCH 및 이에 대응하는 PDSCH을 통해 프리엠블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S5040). 경쟁 기반 랜덤 액세스의 경우, 단말은 추가적인 PRACH 신호의 전송(S5050) 및 PDCCH 신호 및 이에 대응하는 PDSCH 신호의 수신(S506)과 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH 신호 및/또는 PDSCH 신호의 수신(S5070) 및 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH) 신호 및/또는 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH) 신호의 전송(S5080)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: uplink control information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK, 스케줄링 요청(SR: scheduling request), 채널 품질 지시자(CQI), 프리코딩 행렬 지시자(PMI: precoding matrix indicator), 랭크 지시자(RI: rank indication) 정보 등을 포함한다.
LTE/LTE-A 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
무선 프레임이란 다양한 프로토콜들에 의해서 교환되고 운반되는 데이터의 단위 또는 데이터의 교환단위를 의미하며 PDU라는 용어로 호칭될 수 있다.
셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것을 의미한다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
상기 도 6의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원 블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE/LTE-A는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록은, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장 순환 전치(extended CP)와 일반 순환 전치(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 순환 전치에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 순환 전치에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 순환 전치인 경우보다 적다. 확장 순환 전치의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 순환 전치가 사용될 수 있다.
일반 순환 전치가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
상기 도 6의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임으로 구성되고, 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 5개의 서브프레임 중 특히, 스페셜 서브프레임(special subframe)은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(RE: resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair)(k, l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0, …, NRB×12-1)는 주파수 영역 내부 반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수(NRB)는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE/LTE-A에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH, PDCCH, PHICH 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ에 대한 ACK/NACK 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI: radio network temporary identifier)가 마스킹(masking)된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자(예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자(예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB: system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자(SI-RNTI(system information-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또한, 단말의 랜덤 액세스 프리엠블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록 쌍(pair)이 할당된다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 자원 블록 쌍은 슬롯 경계에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
PDCCH(Physical Downlink Control Channel)
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(DCI: Downlink Control Indicator)라고 한다. PDCCH은 DCI 포맷에 따라서 제어 정보의 크기 및 용도가 다르며 또한 부호화율에 따라 크기가 달라질 수 있다.
표 1은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.
Figure PCTKR2016015242-appb-T000001
표 1을 참조하면, DCI 포맷으로는 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 0, 하나의 PDSCH 코드워드의 스케줄링을 위한 포맷 1, 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한(compact) 스케줄링을 위한 포맷 1A, DL-SCH의 매우 간단한 스케줄링을 위한 포맷 1C, 폐루프(Closed-loop) 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2, 개루프(Openloop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2A, 상향링크 채널을 위한 TPC(Transmission Power Control) 명령의 전송을 위한 포맷 3 및 3A, 다중 안테나 포트 전송 모드(transmission mode)에서 하나의 상향링크 셀 내 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 4가 있다.
DCI 포맷 1A는 단말에 어떤 전송 모드가 설정되어도 PDSCH 스케줄링을 위해 사용될 수 있다.
이러한, DCI 포맷은 단말 별로 독립적으로 적용될 수 있으며, 하나의 서브프레임 안에 여러 단말의 PDCCH가 동시에 다중화(multiplexing)될 수 있다.
PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 4개의 자원 요소로 구성된 REG의 9개의 세트에 대응하는 단위를 말한다. 기지국은 하나의 PDCCH 신호를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8} 개의 CCE들을 사용할 수 있으며, 이때의 {1, 2, 4, 8}은 CCE 집합 레벨(aggregation level)이라고 부른다.
특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 상태에서 따라 기지국에 의하여 결정된다. 각 단말에 따라 구성된 PDCCH는 CCE 대 RE 맵핑 규칙(CCE-to-RE mapping rule)에 의하여 각 서브프레임의 제어 채널 영역으로 인터리빙(interleaving)되어 맵핑된다. PDCCH의 위치는 각 서브프레임의 제어채널을 위한 OFDM 심볼 개수, PHICH 그룹 개수 그리고 송신안테나 및 주파수 천이 등에 따라 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 다중화된 각 단말의 PDCCH에 독립적으로 채널 코딩이 수행되고 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 적용된다. 각 단말의 고유의 식별자 (UE ID)를 CRC에 마스킹(masking)하여 단말이 자신의 PDCCH를 수신할 수 있도록 한다. 하지만, 서브프레임 내에서 할당된 제어 영역에서 기지국은 단말에게 해당하는 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다.
단말은 기지국으로부터 전송된 제어채널을 수신하기 위해서 자신의 PDCCH가 어느 위치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷으로 전송되는지 알 수 없으므로, 단말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 이를 블라인드 디코딩(BD: Blind Decoding)이라 한다. 블라인드 디코딩은 블라인드 탐색(Blind Detection) 또는 블라인드 서치(Blind Search)라고 불릴 수 있다. 블라인드 디코딩은 단말이 CRC 부분에 자신의 단말 식별자(UE ID)를 디 마스킹(De-Masking) 시킨 후, CRC 오류를 검토하여 해당 PDCCH가 자신의 제어 채널인지 여부를 확인하는 방법을 말한다.
이하, 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.
RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태, 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다.
반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 구역(Tracking Area) 단위로 CN(core network)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다.
ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면, 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트랙킹 구역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
다음은, 시스템 정보(System Information)에 대해 살펴본다.
시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.
3GPP TS 36.331 V8.7.0 (2009-09) "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.2.2절에 의하면, 상기 시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Scheduling Block), SIB(System Information Block)로 나뉜다. MIB는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역폭(Bandwidth) 같은 것을 알 수 있도록 한다. SB은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향링크 무선 채널의 정보만을 포함한다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S10010). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S10020). RRC 연결 설정 메시지를 수신한 후, 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다.
단말은 RRC 연결 확립의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 설정 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S10030).
도 11는 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
RRC 연결 재설정(reconfiguration)은 RRC 연결을 수정하는데 사용된다. 이는 무선 베어러(Radio Bearer, RB) 확립/수정(modify)/해제(release), 핸드오버 수행, 측정 셋업/수정/해제하기 위해 사용된다.
네트워크는 단말로 RRC 연결을 수정하기 위한 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 보낸다(S11010). 단말은 RRC 연결 재설정에 대한 응답으로, RRC 연결 재설정의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S11020).
상향링크 자원 할당 절차
3GPP LTE/LTE-A 시스템의 경우, 자원의 활용을 최대화하기 위해 기지국의 스케줄링 기반의 데이터 송수신 방법을 사용한다. 이는 단말이 전송할 데이터가 있는 경우 우선적으로 기지국에게 상향링크 자원 할당을 요청하고, 기지국으로부터 할당된 상향링크 자원만을 이용하여 데이터를 전송할 수 있음을 의미한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말의 상향링크 자원 할당 과정을 예시하는 도면이다.
상향링크의 무선 자원의 효율적인 사용을 위하여, 기지국은 각 단말 별로 어떤 종류의 데이터를 얼마만큼 상향링크로 전송할지를 알아야 한다. 따라서, 단말이 직접 자신이 전송하고자 하는 상향링크 데이터에 관한 정보를 기지국으로 전달하고, 기지국은 이에 기반하여 해당 단말에 상향링크 자원을 할당할 수 있다. 이 경우, 단말이 기지국으로 전달하는 상향링크 데이터에 관한 정보는 자신의 버퍼에 저장되어 있는 상향링크 데이터의 양으로서, 이를 버퍼 상태 보고(BSR: Buffer Status Report)라고 지칭한다. BSR은 단말이 현재 TTI에서 PUSCH 상의 자원이 할당되고 보고 이벤트(reporting event)가 트리거링된 경우, MAC 제어 요소(MAC control element)를 사용하여 전송된다.
상기 도 12의 (a)는 단말이 버퍼 상태 보고(BSR: buffer status reporting)를 위한 상향링크 무선 자원이 단말에 할당되지 않은 경우에 실제 데이터(actual data)를 위한 상향링크 자원 할당 과정을 예시한다. 즉, DRX 모드에서 액티브 모드의 상태를 전환하는 단말의 경우, 미리 할당 받은 데이터 자원이 없기 때문에, PUCCH를 통한 SR 전송을 시작으로 상향 데이터에 대한 자원을 요청해야 하며, 이 경우 5 단계의 상향링크 자원 할당 절차가 사용된다.
상기 도 12의 (a)를 참조하면, 단말은 BSR를 전송하기 위한 PUSCH 자원이 할당되지 않은 경우로, 단말은 PUSCH 자원을 할당 받기 위하여 먼저 스케줄링 요청(SR: scheduling request)을 기지국에 전송한다(S12010).
스케줄링 요청은 보고 이벤트(reporting event)가 발생되었으나 단말이 현재 TTI에서 PUSCH 상에 무선 자원이 스케줄링되지 않은 경우, 단말이 상향링크 전송을 위한 PUSCH 자원을 할당 받기 위하여 기지국에 요청하기 위해 이용된다.
즉, 단말은 정규적 버퍼 상태 보고(regular BSR)가 트리거(trigger)되었으나 BSR을 기지국에 전송하기 위한 상향링크 무선 자원을 가지지 않을 때 PUCCH 상에 SR을 전송한다. 단말은 SR을 위한 PUCCH 자원이 설정되었는지 여부에 따라 단말은 PUCCH를 통해 SR을 전송하거나 또는 랜덤 액세스 절차를 개시한다. 구체적으로, SR이 전송될 수 있는 PUCCH 자원은 단말 특정적으로 상위 계층(예를 들어, RRC 계층)에 의하여 설정되며, SR 설정은(SR configuration)은 SR 전송주기(SR periodicity) 및 SR 서브프레임 오프셋 정보를 포함한다.
단말은 기지국으로부터 BSR 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 수신하면(S12020), UL grant에 의해 할당된 PUSCH 자원을 통해 트리거링된 BSR을 기지국으로 전송한다(S12030).
기지국은 BSR을 통해 실제 단말이 상향링크로 전송할 데이터의 양을 확인하고 실제 데이터 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 단말에 전송한다(S12040). 실제 데이터 전송을 위한 UL grant를 수신한 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 실제 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다(S12050).
상기 도 12의 (b)는 단말이 BSR를 위한 상향링크 무선 자원이 단말에 할당되어 있는 경우에 실제 데이터를 위한 상향링크 자원 할당 과정을 예시한다.
상기 도 12의 (b)를 참조하면, 단말이 BSR 전송을 위한 PUSCH 자원이 이미 할당된 경우로, 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 BSR을 전송하며, 이와 함께 스케줄링 요청을 기지국에 전송한다(S12110). 이어, 기지국은 BSR을 통해 실제 단말이 상향링크로 전송할 데이터의 양을 확인하고 실제 데이터 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 단말에 전송한다(S12120). 실제 데이터 전송을 위한 UL grant를 수신한 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 실제 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다(S12130).
랜덤 접속 과정( RACH 프로시저 )
도 13은 LTE 시스템에서 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)의 일 예를 나타낸다.
랜덤 접속 과정은 RRC_IDLE에서의 초기 접속, 무선 링크 실패 후의 초기 접속, 랜덤 접속 과정을 요구하는 핸드오버, RRC_CONNECTED 중에 랜덤 접속 과정이 요구되는 상향링크 또는 하향링크 데이터 발생 시에 수행된다. RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request Message)와 셀 갱신 메시지(Cell Update Message), URA(UTRAN Registration Area) 갱신 메시지(URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 랜덤 접속 과정을 이용하여 전송된다. 논리채널 CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel)가 전송채널 RACH에 매핑될 수 있다. 전송채널 RACH는 물리채널 PRACH(Physical Random Access Channel)에 매핑된다.
단말의 MAC 계층이 단말 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 접속 슬롯(access slot)과 하나의 시그너처(signature)를 선택하여 PRACH 프리엠블을 상향으로 전송한다. 랜덤 접속 과정은 경쟁 기반(Contention based)의 랜덤 접속 과정과 비경쟁 기반(Non-contention based)의 랜덤 접속 과정으로 구분된다.
상기 도 13의 (a)는 경쟁 기반(Contention based)의 랜덤 접속 과정의 일 예를 나타내며, 상기 도 13의 (b)는 비경쟁 기반(Non-contention based)의 랜덤 접속 과정의 일 예를 나타낸다.
먼저, 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에 대해서 상기 도 13의 (a)를 참조하여 살펴보기로 한다.
단말은 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 랜덤 접속에 관한 정보를 수신하여 저장한다. 이후, 랜덤 접속이 필요한 경우, 단말은 랜덤 접속 프리엠블(Random Access Preamble; 메시지 1이라고도 함)을 기지국으로 전송한다(S13010).
기지국이 상기 단말로부터 랜덤 접속 프리엠블을 수신하면, 상기 기지국은 랜덤 접속 응답 메시지(Random Access Response; 메시지 2라고도 함)를 단말에게 전송한다(S13020). 구체적으로, 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 대한 하향 스케쥴링 정보는 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로 CRC 마스킹되어 L1 또는 L2 제어채널(PDCCH) 상에서 전송될 수 있다. RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케쥴링 신호를 수신한 단말은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로부터 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하여 디코딩할 수 있다. 이후, 단말은 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 있는지 확인한다.
자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 존재하는지 여부는 단말이 전송한 프리엠블에 대한 RAID(Random Access Preamble ID)가 존재하는지 여부로 확인될 수 있다.
상기 랜덤 접속 응답 정보는 동기화를 위한 타이밍 옵셋 정보를 나타내는 TA(Timing Alignment), 상향링크에 사용되는 무선자원 할당 정보, 단말 식별을 위한 임시 식별자(예: Temporary C-RNTI) 등을 포함한다.
단말은 랜덤 접속 응답 정보를 수신하는 경우, 상기 응답 정보에 포함된 무선자원 할당 정보에 따라 상향링크 SCH(Uplink Shared Channel)로 상향링크 전송(메시지 3이라고도 표현함)을 수행한다(S17030). 여기서, 상향링크 전송은 스케쥴된 전송(Scheduled Transmission)으로 표현될 수도 있다.
기지국은 단말로부터 상기 상향링크 전송을 수신한 후에, 경쟁 해결(contention resolution)을 위한 메시지(메시지 4라고도 표현함)를 하향링크 공유 채널(Downlink Shared Channel:DL-SCH)을 통해 단말에게 전송한다(S13040).
다음으로, 비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에 대해 상기 도 13의 (b)를 참조하여 살펴보기로 한다.
단말이 랜덤 접속 프리엠블을 전송하기 전에 기지국이 비경쟁 랜덤 접속 프리엠블(Non-contention Random Access Preamble)을 단말에게 할당한다(S13110).
비경쟁 랜덤 접속 프리엠블은 핸드오버 명령이나 PDCCH와 같은 전용 시그널링(Dedicated Signalling)을 통해 할당될 수 있다. 단말은 비경쟁 랜덤 접속 프리엠블을 할당받은 경우, 기지국으로 할당된 비경쟁 랜덤 접속 프리엠블을 전송한다(S13120).
이후, 상기 기지국은 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서와 유사하게 랜덤 접속 응답(Random Access Response; 메시지 2라고도 표현함)을 단말에게 전송할 수 있다(S13130).
상기 설명된 랜덤 접속 과정에서 랜덤 접속 응답에 대해서는 HARQ가 적용되지 않지만, 랜덤 접속 응답에 대한 상향링크 전송이나 경쟁 해결을 위한 메시지에 대해서는 HARQ가 적용될 수 있다. 따라서, 랜덤 접속 응답에 대해서 단말은 ACK 또는 NACK을 전송할 필요가 없다.
다음으로, LTE(-A) 또는 802.16에서의 UL data 전송 방법에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
LTE(-A) 시스템 또는 802.16m 등과 같은 셀룰러 시스템은 기지국 스케줄링 기반의 자원 할당 방식을 사용하고 있다.
이와 같은 기지국 스케줄링 기반의 자원 할당 방식을 사용하는 시스템에서 전송할 데이터(i.e., UL data)가 있는 단말은 데이터를 전송하기 전에 해당 데이터 전송을 위한 자원을 기지국에게 요청한다.
이와 같은 단말의 스케줄링 요청은 PUCCH로의 SR(Scheduling Request) 전송 또는 PUSCH로의 BSR(Buffer Status Report) 전송을 통해 수행될 수 있다.
또한, 단말에게 SR 또는 BSR을 전송할 자원이 할당되지 않은 경우, 단말은 RACH 프로시저를 통해 상향링크 자원을 기지국으로 요청할 수 있다.
이와 같이 단말로부터 스케줄링 요청을 수신한 기지국은 해당 단말이 사용할 상향링크 자원을 하향링크 제어 채널(i.e., UL grant 메시지, LTE(-A)의 경우 DCI)을 통해 단말로 할당하게 된다.
이 때, 단말에게 전송되는 UL grant는 단말에게 할당되는 자원이 어떤 subframe의 자원에 해당되는지를 explicit하게 시그널링 함으로써 알려줄 수도 있지만, 특정 시간(e.g., LTE의 경우 4ms) 이후의 subframe에 대한 자원 할당으로 단말과 기지국 사이에 약속된 시간을 정의할 수도 있다.
이와 같이, 기지국이 단말에게 Xms(e.g., LTE(-A)의 경우 4ms) 이후의 자원을 할당하는 것은 단말이 UL grant를 수신 및 디코딩하고, 전송할 데이터를 준비 및 인코딩하는 시간을 모두 고려하여 단말의 자원을 할당함을 의미한다.
EMM 및 ECM 상태
EMM(EPS mobility management), ECM(EPS connection management) 상태에 대하여 살펴본다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 EMM 및 ECM 상태를 예시하는 도이다.
상기 도 14를 참조하면, 단말과 MME의 제어 평면에 위치한 NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 단말이 네트워크에 어태치(attach)되었는지 디태치(detach)되었는지에 따라 EMM 등록 상태(EMM-REGISTERED) 및 EMM 등록 해제 상태(EMM-DEREGISTERED)가 정의될 수 있다. EMM-REGISTERED 상태 및 EMM-DEREGISTERED 상태는 단말과 MME에게 적용될 수 있다.
단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태에 있으며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접속 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태로 천이(transition)된다. 또한, 단말의 전원이 꺼지거나 무선 링크 실패인 경우(무선 링크 상에서 패킷 에러율이 기준치를 넘은 경우), 단말은 네트워크에서 디태치(detach)되어 EMM-DEREGISTERED 상태로 천이된다.
또한, 단말과 네트워크 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM 연결 상태(ECM-CONNECTED) 및 ECM 아이들 상태(ECM-IDLE)가 정의될 수 있다. ECM-CONNECTED 상태 및 ECM-IDLE 상태 또한 단말과 MME에게 적용될 수 있다.
또한, 단말과 기지국 간의 RRC 상태는 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 논리적으로 연결(connection)되어 있는지 여부를 나타낸다. 즉, 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있는 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED)에 있게 된다. 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있지 않은 경우, 단말은 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.
ECM 상태가 RRC 상태와 연동된 형태
ECM 연결은 단말과 기지국 간에 설정되는 RRC 연결과 기지국과 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성된다. 즉, ECM 연결이 설정/해제되었다는 것은 RRC 연결과 S1 시그널링 연결이 모두 설정/해제되었다는 것을 의미한다.
네트워크는 ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED 상태에 있는 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다.
반면, 네트워크는 ECM-IDLE 상태에 있는 단말의 존재를 파악할 수 없으며, 코어 네트워크(CN: core network)가 셀보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 관리한다. 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 단말은 트래킹 영역에서 유일하게 할당된 ID를 이용하여 NAS에 의해 설정된 불연속 수신(DRX: Discontinuous Reception)을 수행한다. 즉, 단말은 단말-특정 페이징 DRX 사이클 마다 특정 페이징 시점(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링함으로써 시스템 정보 및 페이징 정보의 브로드캐스트를 수신할 수 있다.
또한, 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 네트워크는 단말의 컨텍스트(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(cell reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행할 수 있다. ECM 아이들 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라지는 경우, 단말은 트래킹 영역 업데이트(TAU: tracking area update) 절차를 통해 네트워크에 해당 단말의 위치를 알릴 수 있다.
반면, 단말이 ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED 상태에서 네트워크는 단말이 속한 셀을 안다. 따라서, 네트워크는 단말로 또는 단말로부터 데이터를 전송 및/또는 수신하고, 단말의 핸드오버와 같은 이동성을 제어하고, 주변 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있다.
위와 같이, 단말이 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 상태와 마찬가지로 ECM-IDLE 상태에 있으며, 단말이 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 성공적으로 등록하게 되면 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이(transition)된다. 또한, 단말이 네트워크에 등록되어 있으나 트래픽이 비활성화되어 무선 자원이 할당되어 있지 않은 경우 단말은 ECM-IDLE 상태에 있으며, 해당 단말에 상향링크 혹은 하향링크 새로운 트래픽이 발생되면 서비스 요청(service request) 절차를 통해 단말 및 MME는 ECM-CONNECTED 상태로 천이(transition)된다.
ECM 상태가 RRC 상태와 연동되지 않는 형태
ECM 연결은 단말과 기지국 간에 설정되는 RRC 연결과 기지국과 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성되지만, RRC 상태와 무관할 수 있다. 즉, 단말과 MME 간의 ECM 상태는 RRC 상태가 연결 상태에서 아이들 상태로 천이하더라도 연결 상태를 유지할 수 있다.
ECM-CONNECTED & RRC-CONNECTED 상태 및 ECM-IDLE 상태에서의 네트워크/기지국과 단말의 동작은 앞서 살펴본 ECM 상태가 RRC 상태와 연동된 형태에서의 내용과 동일할 수 있다.
ECM-CONNECTED & RRC-IDLE 상태에서의 네트워크는 ECM-CONNECTED 상태에서의 동작과 동일하게 수행하되, 기지국과 단말의 특정 단위로 단말의 이동성을 관리하고 MME/S-GW와의 연결(e.g., S1 시그널링 연결, S1 데이터 연결) 경로를 재설정할 수 있다.
따라서 단말은 자신의 상태에 따라 다른 동작을 아래와 같이 수행할 수 있다.
- ECM-IDLE
ECM 및 RRC 연결 상태 천이를 위한 메시지 전송
- ECM-CONNECTED & RRC-IDLE (radio link failure에 따른 단말의 RRC-IDLE 제외): RRC 연결 상태 천이 및 연결 재개를 위한 메시지 전송
- ECM-CONNECTED & RRC-IDLE (radio link failure에 따른 단말의 RRC-IDLE): RRC 연결 재설정을 위한 메시지 전송
다음, 도 15 내지 도 17을 참조하여 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 다음 세대 RAN을 지원하기 위한 무선 통신 시스템 구조의 일례들을 살펴본다.
도 15은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 다음 세대 RAN을 지원하기 위한 무선 통신 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
다음 세대 RAN을 지원하기 위한 무선 통신 시스템 구조는 ‘고 수준 구조(high level architecture)’로 표현될 수 있다.
다음 세대(Next Generation)는 “Next Gen” 등으로 간략히 표현될 수 있으며, 상기 다음 세대는 5G 등을 포함한 미래의 통신 세대를 일컫는 용어를 통칭할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 이하 다음 세대를 “Next Gen”으로 표현 또는 호칭하기로 한다.
본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 “Next Gen”의 구조는 new RAT(s), 진화된(evolved) LTE 및 non-3GPP access type들을 지원할 수 있다.
상기 non-3GPP access type들의 일례는, WLAN access, Fixed access 등이 있을 수 있다.
또한, “Next Gen” 구조는 다른 access system들에 대해 통합 인증 프래임워크(unified authentication framework)를 지원하며, 다수의 접속 기술(access technology)들을 통해 다수의 단말들과 동시 연결을 지원한다.
또한, “Next Gen” 구조는 core network 및 RAN의 독립적인 진화를 허용하고, 접속 의존성(access dependency)를 최소화시킨다.
또한, “Next Gen” 구조는 control plane 및 user plane 기능들에 대한 분리를 지원하며, IP packet들, non-IP PDUs 및 Ethernet frame들의 전송을 지원한다.
도 15을 참조하면, “Next Gen” 구조는 NextGen UE(1510), NextGen RAN(1520), NextGen Core(1530), Data network(1540)을 포함할 수 있다.
여기서, “Next Gen”의 무선 통신 시스템에서 단말은 ‘NextGen UE’로, 단말과 기지국 간의 무선 프로토콜 구조를 정의하는 RAN은 ‘NextGen RAN’으로, 단말의 이동성 제어, IP packet 플로우 관리 등을 수행하는 Core Network는 ‘NextGen Core’로 표현될 수 있다.
일례로, ‘NextGen RAN’은 LTE(-A) 시스템에서의 E-UTRAN에 대응될 수 있으며, ‘NextGen Core’는 LTE(-A) 시스템에서의 EPC에 대응될 수 있으며, LTE EPC에서의 MME, S-GW, P-GW 등과 같은 기능을 수행하는 network entity들도 NextGen Core에 포함될 수도 있다.
상기 NextGen RAN과 상기 NextGen Core 간에는 NG1-C interface 및 NG1-U interface가 존재하며, 상기 NextGen Core와 상기 Data Network 간에는 NG-Gi interface가 존재한다.
여기서, NG1-C는 NextGen RAN과 NextGen Core 사이의 control plane을 위한 레퍼런스 포인트(Reference Point)를 나타내며, NG1-U는 NextGen RAN과 NextGen Core 사이의 user plane을 위한 레퍼런스 포인트를 나타낸다.
NG-NAS는 상기 도 15에 도시되지는 않았지만, NextGen UE와 NextGen Core 사이의 control plane을 위한 레퍼런스 포인트를 나타낸다.
또한, NG-Gi는 NextGen Core와 Data network 사이의 레퍼런스 포인트를 나타낸다.
여기서, Data network는 오퍼레이터 외부 공중망(operator external public network) 또는 개인 데이터 망(private data network) 또는 인트라-오퍼레이터 데이터 망(intra-operator data network) 등일 수 있다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 플로우 기반의 QoS 구조의 일례를 나타낸 도이다.
특히, 도 16는 상기 도 15의 NextGen Core를 control plane(CP) 기능과 user plane(UP) 기능으로 세분화하고, UE/AN/AF 간의 인터페이스를 구체적으로 나타낸다.
도 16를 참조하여, flow 기반의 QoS handling 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴본다.
도 16를 참조하면, 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서 QoS(Quality Of Service)의 정책은 아래와 같은 이유들에 의해서 CP(Control Plane) Function(16030)에서 저장되고 설정될 수 있다.
- UP(User Plane) Function(29040)에서의 적용
- QoS 적용을 위한 AN(Admission Control, 29020)과 UE(16010)에서의 전송
이하, 상기 QoS 프레임 워크를 정의하기 위한 파라미터들에 대해 살펴보도록 한다.
Flow Priority Indicator(FPI): UP Functions(16040)과 AN Functions(16020)에서의 각 플로우 처리의 우선 순위를 정의하는 파라미터를 나타낸다. 이는 scheduling priority 뿐만 아니라 혼잡 케이스에서의 우선순위에 대응한다.
또한, 상기 FPI는 상기 플로우가 보장된 플로우 비트레이트 및/또는 최대 플로우 비트 레이트를 요구하는지 여부를 나타낸다.
Flow Descriptor: 특정 플로우 처리와 관련있는 패킷 필터들. 업링크에서 식별은 단말과 AN(16020)에서 수행되어야 하지만 layer 3 및 layer 4로 제한된다.
Maximum Flow Bitrate(MFB): 하나의 플로우 또는 플로어 들의 결합을 위해 적용할 수 있는 업링크 및 다운링크 비트 레이트 값을 나타내는 파라미터이다.
상기 파라미터는 데이터 플로어를 위해 허용된(authorized) 최대 비트 레이트를 나타낸다.
Flow Priority Level(FPL): AN(16020) 자원에 접속을 위한 플로우의 상태적 중요성을 정의하는 파라미터이다. 추가적으로, 상기 FPL은 AN(16020) non-prioritized 자원에 접속 여부를 나타낸다. 상기 AN non-prioritized 자원은 사전에 emptable 되거나 pre-emption으로부터 보호되는 할당된 자원이어야 한다.
Session Bitrate: 사용자 세션을 설립하기 위한 업링크 및 다운 링크에서의 비트 레이트 값을 나타내는 파라미터이다. 상기 Session Bitrate 파라미터는 사용자 세션을 위한 허용된 최대 비트 레이트를 나타낸다.
단말에서 상기 GFP의 지원은 상기 무선 인터페이스의 QoS 디자인에 의존한다.
상기 도 29에 도시된 바와 같이, CP functions 및 UP functions은 NextGen CN에 포함되는 function들로서(점선으로 표시), 하나의 물리적인 장치에 의해 구현되거나 또는 각각 다른 물리적인 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 Qos 프레임 워크에서 사용되는 QoS 구조의 일례를 나타낸다.
Content requirement Awareness function in the Core( CAF -Core)
상기 CAF-Core(17030)는 어플리케이션 세션들(예를 들면, 비디오 다운로드, 웹 페이지 다운로드, 음악 감상, 소셜 미디어 네트워크를 위한 포스팅 등)의 식별 및 발견된 어플리케이션과 관련된 QoS 정책들을 시행하기 위한 메커니즘을 지원한다.
CAF-Core는 Core CP로부터 QoS 정책들을 수신한다. 어플리케이션 발견은 비 표준화된 알고리즘들(예를 들면, 사용 패턴, 휴리스틱(heuristics), 암호화된 트래픽을 위한 SNF 발견 등)의 수단으로써 이루어진다.
CAF는 상기 Core Cp로부터 수신한 QoS 정책들에 기초하여 CN에서 QoS 집행을 수행한다.
상기 CAF-Core는 QoS 정책들을 처리할 수 있으며, CN에서 동적인 QoS 타겟들 및 로컬 집행 액션들을 획득할 수 있다.
뿐만 아니라, 이것은 NG Core CP functions에 의해서 제공된 QoS 정책들의 제한들 내에서 user plane traffic mix, simultaneous competing flows 및 네트워크 상태 및 자원 이용 가능성의 현재 컨텐츠 요구사항들에 기초하여 그것들을 실시간으로 업데이트할 수 있다. 이와 같이 CAF-Core는 상기 주어진 정책 제한들 내에서 QoS 정책들을 집행하고, 어떠한 범위 외의 편차도 없을 것이다.
Content requirement Awareness Function in the RAN( CAF -RAN)
상기 CAF-RAN(17010)은 어플리케이션 세션들(예를 들면, 비디오 다운로드, 웹 페이지 다운로드, 음악 감상, 소셜 미디어 네트워크를 위한 포스팅 등)의 식별 및 QoS 정책들을 집행하기 위한 매커니즘을 지원한다.
상기 CAF-RAN은 상기 Core CP로부터 QoS 정책들을 수신한다. 상기 CAF-RAN은 상기 Core에 의해서 제공된 어플리케이션 발견 정보를 사용하고, 상기 어플리케이션 발견 정보는 certain application session을 위한 추가적인 특정 요구사항들을 암시할 수 있으며, 동시에 주어진 세션을 위한 트래픽을 형성할 수 있다. 상기 CAF-RAN은 상기 Core Cp로부터 전송 받은 QoS 정책들에 기초하여 QoS 집행을 수행한다. 이는 DL 및 UL을 위한 트래픽 형성 포함한다. 상기 DL 트래픽 형성은 UL 트래픽의 플로우를 제어하는데 도움을 준다.
상기 CAF-RAN은 QoS 정책들을 처리할 수 있으며, RAN에서 동적인 QoS 타겟들 및 로컬 집행 액션들을 획득할 수 있다. 뿐만 아니라, NG Core에 의해서 제공된 QoS 정책들의 제한들 내에서 user plane traffic mix, simultaneous competing flows 및 네트워크 상태 및 자원 이용 가능성의 현재 컨텐츠 요구사항들에 기초하여 그것들을 실시간으로 업데이트할 수 있다. 이와 같이 CAF-RAN는 상기 주어진 정책 제한들 내에서 QoS 정책들을 집행하고, 어떠한 범위 외의 편차도 없을 것이다.
상기 RAN은 core에서 수행된 charging에 의해서 제한되고 따라서 core내에서 UP function에서 수행된 charging에 미치는 영향이 없다. 상기 Core에 의해서 charged된 특정 트래픽의 양은 어플리케이션 marking과 함께 패킷 marking과 관련하여 RAN에게 제공되며, CAF-RAN는 bits와 관련하여 Charged된 용량을 집행하고 보전한다.
CAF -Core 및 CAF - RAN사이에서의 코디네이션
CAF-Core는 어플리케이션 발견을 수행할 수 있으며, CN CP로부터 수신된 정책들에 기초하여 패킷 marking의 형태의 정보를 제공할 수 있다.
상기 트래픽 형성 및 CAF-RAN에서의 정책 수행은 CAF-Core 및 CN CP로부터 수신된 정책들에 의해서 나타내어 지는 패킷 marking에 의해서 제한된다. 이는 상기 CAF-Core 및 CAF-RAN이 협력 방식으로 동작하는데 도움을 주며, 또한 상기 charging은 상기 CAF-Core에 의해서 나타내어지는 어플리케이션을 위해 수행된다.
다음, CN CP Function 및 CN UP Function에 대해 살펴본다.
상기 CN CP Function 및 CN UP Function은 하나의 물리적인 장치에 의해 또는 각각의 물리적인 장치에 의해 구현될 수 있다.
CN CP Function
QoS 정책들은 CN CP Functions에 저장된다. 세션 형성에서, Subscriber 및 어플리케이션 특정 정책들은 RAN 및 CN UP Function에 존재하는 CAF로 전송된다.
CN UP Function
core에서 상기 UP Function은 CAF의 outcome을 고려한 정책들에 기초하여 traffic charging support(CDR, granted quota for on-line)의 책임을 진다. 또한, 상기 CN UP function은 RAN으로 전송된 다운링크 트래픽을 마크(mark)한다.
Policy provisioning and enforcement
Operator는 NG Core Cp function의 Subscriber 및 어플리케이션에게 특정 QoS 정책들을 공급한다. 상기 Core의 상기 CP function은 상기 RAN 및 CN UP function에게 상기 정책들을 제공한다.
상기 시행 액션들은 상기 user plane traffic mix, simultaneous competing flows, and network status and resource availability 의 상기 현재 컨텐츠 요구사항에 따라 상기 정책 포인트들로부터 획득된다.
Charging
CAF의 outcome을 고려한 정책들에 기초한 Traffic charging(30020) support(CDR, granted quota for on-line)은 CN UP function에서 수행된다.
Multiple levels of policies
아래는 UP functions 및 RAN으로 제공되는 QoS 정책들의 다른 설정을 보여준다.
플로어의 설정을 보여주는 Intent level QoS 정책들은 추상적인 QoS 타겟(예를 들면, Voice 타입 Qos, Smoothed Bit rate Qos(limit the bandwidth variation for the traffic), 벌크 트래픽(무선 환경(radio conditions)이 좋지 않거나, 또는 셀의 로드가 과한 경우, 트래픽은 폐기될 수 있다)) 안에 패킷 마킹, SDF descriptor 등에 의해서 식별될 수 있다.
플로어의 설정을 보여주는 전송 QoS 레벨 정책들은 명시적 QoS 타겟들(우선순위, 딜레이, 지터(jitter) 등) 안에 패킷 마킹, SDF descriptor 등에 의해서 식별될 수 있다.
CAF-RAN 및 CAF-Core의 CP function은 local CAF 정책들 및 local(radio) 조건(user plane traffic mix의 현재 컨텍스트, simultaneous competing flows and network status and resource availability)에 기초한 QoS level 정책들에 속해있는 Transport locally map Intent level QoS 정책들에 책임이 있고, intent level QoS 정책들의 상위 제한들에 의해서 제한된다.
QoS framework를 위해 필요한 파라미터들
아래 파라미터들은 QoS 프레임 워크 정의를 위해서 필요하다.
- Policy description:
정의의 범위: 어플리케이션 이름 또는 어플리케이션 타입
Intent의 정의: RT 멀티미디어를 위한 High Definition experience 또는 명시적 QoS target 레벨(예를 들면, IMS 비디오를 위한 최대 패킷 딜레이 150ms)
- Maximum Flow Bitrate: 단일 PDU session 또는 주어진 단말을 위한 PDU 세션들의 결합을 위해서 적용할 수 있는 UL 및 DL bit rate 값.
- Allocation and Retention Priority level(ARP): per-emption capability 및 주어진 PDU session을 위한 상기 pre-emption 취약성을 의미하는 priority level.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁기반 자원 영역을 통한 데이터 전송의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
상기 도 18을 참조하면, 단말은 경쟁기반 자원 영역을 통해 자원 요청 또는 임의접속 요청 등의 메시지를 함께 전송함으로써, 해당 메시지 내에 포함된 요구 품질 특성과 크기에 따라 기지국이 상향링크 자원을 할당하도록 할 수 있다. 또는 단말은 경쟁기반 자원 영역을 통해 상태 천이, 연결 재설정 등을 위한 상항링크 메시지를 함께 전송할 수 있다.
구체적으로, 상기 경쟁 기반 자원 영역은 단말의 상태와 상관없이 기지국으로 메시지를 전송할 수 있는 자원 영역을 의미한다. 즉, 기지국의 별도의 스케줄링 없이 메시지를 전송할 수 있는 자원 영역을 의미한다.
상기 단말은 상기 경쟁 기반 자원 영역을 통해서 상기 기지국으로 임의 접속을 위한 프리엠블 및 임의 접속 요청 메시지를 전송한다(S18010).
상기 단말은 상기 임의 접속 요청 메시지를 전송함으로써 상기 기지국에게 상향링크 메시지의 전송을 위한 자원할당을 요청한다. 이때, 상기 임의 접속 요청 메시지는 자원할당 요청을 위한 요구 품질 특정 및 크기 정보가 포함될 수 있다.
상기 기지국은 상기 임의접속 프리엠블 및 임의 접속 요청 메시지를 수신하고, 상기 임의 접속 요청 메시지에 포함된 요구 품질 특성 및 크기에 따라 상향링크 자원을 할당하고, 할당된 상향링크 자원의 정보를 임의 접속 응답 메시지에 포함하여 상기 단말로 전송한다(S18020).
이후, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 자원을 통해서 상기 기지국으로 상향링크 메시지를 전송할 수 있다.도 19 및 도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역의 구조의 일 예를 나타내는 도이다.
상기 도 19 및 상기 도 20을 참조하면, 경쟁 기반 자원 영역에서 프리엠블을 전송하기 위한 프리엠블 전송 영역과 메시지를 전송하기 위한 메시지 전송영역은 인접해 있거나 물리적으로 떨어진 위치에 존재할 수 있다.
구체적으로, 상기 도 19의 (a) 내지 (d)는 서로 인접해 있는 프리엠블 전송 영역과 메시지 전송영역을 도시하고 있다. 상기 도 19의 (a) 및 (b)에서 상기 프리엠블 전송 영역과 상기 메시지 전송 영역은 주파수 축으로 인접해 있으며, (c) 및 (d)는 시간 축으로 인접해 있다.
상기 도 20의 (a) 내지 (d)는 물리적으로 떨어진 프리엠블 전송영역과 그 사이에 위치해 있는 메시지 전송 영역을 도시하고 있다. 상기 도 20의 (a) 및 (b)는 주파수 축으로 떨어진 프리엠블 전송영역과, 상기 프리엠블 전송영역 사이에 위치한 메시지 전송영역을 도시하고 있다.
상기 도 20의 (c) 및 (d)는 주파수 축으로 떨어진 프리엠블 전송영역과, 상기 프리엠블 전송영역과 시간축 상으로 인접한 메시지 전송 영역을 도시하고 있다.
상기 도 19 및 상기 도 20에 도시한 바와 같은 프리엠블 전송영역과 메시지 전송영역의 정보, 즉 자원 블록 할당 정보는 시스템 정보에 포함되어 단말에게 전송된다.
상기 시스템 정보는 상기 프리엠블 전송영역 및/또는 메시지 전송영역이 어느 주파수 및 시간에 할당되었는지를 나타내는 자원 블록 할당 정보(resource block allocation information), 변조 및 코딩 구성 정보(modulation & coding scheme information), 메시지 전송영역의 총 개수 정보, 할당 주기(예를 들면, 몇 radio frame/subframe 마다 할당되는지 여부) 등의 정보를 포함할 수 있다.
도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 시스템 정보의 변경의 일 예를 나타내는 도이다.
네트워크가 시스템 정보의 전부 또는 일부를 변경하는 경우, 처음 단말에게 상기 시스템 정보가 변경된다는 것을 통지한다. 즉, 변경 주기 내에서 시스템 정보의 변경을 통지하면, 다음 변경 주기에서, 네트워크는 변경(또는 업데이트)된 시스템 정보를 단말에게 전송한다.
상기 도 21에서 서로 다른 음영은 서로 다른 시스템 정보를 나타낸다. 상기 단말은 상기 시스템 정보의 변경 통지를 수신하면, 다음 변경 주기가 시작될 때부터 즉시 변경된 시스템 정보를 획득한다. 상기 단말은 상기 변경된 시스템 정보를 획득할 때까지 이전에 획득한 시스템 정보를 적용한다.
RRC 유휴 모드인 단말 및 RRC 연결 모드인 단말에게 시스템 정보의 변경에 대해 알려주기 위해 페이징 메시지가 사용된다.
단말이 시스템 정보 변경(systemInforModification) 필드를 포함하는 페이징 메시지를 수신하면, 단말은 시스템 정보가 다음 변경 주기 경계에서 변경된다고 알게 된다. 다만, 단말이 시스템 정보 내에서 변경에 대한 정보를 수신하더라도, 단말은 어떠한 시스템 정보가 변경되는지 등과 같은 상세한 정보는 알 수 없다.
SIB 1(System Information Block 1)은 시스템 정보 메시지 내에서 변경이 발생되었음을 지시하는 시스템 정보 값 태크(system InfoValue Tag)를 포함한다. 단말은 이전에 저장된 SI 메시지가 아직 유효한지 확인하기 위하여(예를 들면, 커버리지 밖에서 커버리지 내로 들어온경우 등)시스템 정보 값 태그를 이용할 수 있다. 또한 단말은 저장된 시스템 정보가 성공적으로 유효하다고 확인한 시점으로부터 일정 시간이 지나면 유효하지 않다고 간수할 수 있다.
네트워크는 일부 시스템 정보(예를 들면, ETWS, CAMS 정보, 시간 정보와 같이 일정하게 변경되는 파라미터(SIB8, SIB16), EAB 파라미터)가 변경될 때, 시스템 정보 값 태그를 업데이트하지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 네트워크는 일부 시스템 정보가 변경될 때, 페이징 메시지 내 시스템 정보 변경(systemInfoModification) 필드를 포함하지 않을 수 있다.
변경 주기 경계가 지난 후 SIB 1 내 systemInfoValueTag를 체크하거나, 페이징이 수신되지 않은 경우, 매 변경 주기에서 변경 주기 동안 적어도 modificationPeriodCoeff 횟수(예를 들어, 2, 4, 8, 16)만큼 시스템 정보 변경(systemInfoModification) 지시를 찾아보려고 시도함으로써 단말은 저장된 시스템 정보가 유효하다고 확인할 수 있다.
변경 주기 동안 단말이 페이징 메시지를 수신하지 못하면, 단말은 시스템 정보가 다음 변경 주기 경계에서 변경되지 않을 거라고 가정할 수 있다. RRC_CONNECTED 모드인 단말이 변경 주기 동안 하나의 페이징 메시지를 수신하면, 단말은 ETWS 정보, CMAS 정보 및 EAB 파라미터 이외의 시스템 정보가 다음 변경 주기에서 변경되는지 여부를 시스템 정보 변경(systemInfoModification)이 존재 여부에 따라 판단할 수 있다.
RRC_CONNECTED인 ETWS 및/또는 CMAS 지원 가능한 단말은 ETWS 및/또는 CMAS 통지가 존재하는지 여부를 체크하기 위하여 매 기본 페이징 사이클(defaultPagingCycle) 마다 적어도 한 번 페이징을 읽으려고 시도한다.
시스템 정보의 변경 주기(Modification period)는 아래 수학식 1과 같다.
Figure PCTKR2016015242-appb-M000001
상기 기본 페이징 사이클은 {rf32, rf64, rf128, rf356} 값 중 하나를 가질 수 있는데, rf32는 32 Radio frame 길이를 나타낸다. 즉, rf32는 320ms을 의미할 수 있다.
이와 같은 시스템 정보를 통해서 경쟁 기반 자원 영역에 대한 정보를 전송 받을 수 있으며, 상기 경쟁 기반 자원 영역이 변경되는 경우, 변경된 경쟁 기반 자원 영역에 대한 정보를 변경된 시스템 정보를 통해서 전송 받을 수 있다.
하지만, 앞에서 살펴본 바와 같이 시스템 정보가 변경된 경우, 변경된 시스템 정보가 반영될 때까지 최소 320ms가 소요되며(시스템 정보의 변경 주기의 절반), 이 시간 동안 변경된 자원 할당 정보가 반영되지 않는다는 문제점이 존재한다.
즉, 경쟁 기반 자원 영역이 추가적으로 할당되는 경우, 추가 할당에 대한 반영 지연으로 메시지 전송영역에 대한 경합이 심화되며, 데이터 전송 지연이 발생하게 된다.
또한, 경쟁 기반 자원 영역이 해제되는 경우, 할당 해제에 대한 반영 지연으로 무선자원의 낭비가 발생할 수 있다는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 경쟁 기반 자원 영역의 변경을 단말에게 통지함에 있어서 단말 및 네트워크 망의 오버헤드의 영향을 최소화하면서 경합 심화 문제를 해결할 수 있는 방법을 제안한다.
도 22는 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역의 설정 정보를 통해서 데이터를 전송하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
상기 도 22을 참조하면 앞에서 살펴본 문제점을 해결 하기 위해서 기지국과 단말은 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다.
기지국: 기지국은 시스템 정보의 변경 주기에 단말에게 시스템 정보의 변경을 알리고, 경쟁 기반 자원 영역에 대한 구성 정보의 동적 변경(또는 수정)이 필요한 경우, 상기 시스템 정보의 변경 주기에 상기 구성 정보를 동적으로 수정하고 수정된 구성 정보 또는 상기 구성 정보를 포함하는 메시지 변경 주기에 전송.단말: 단말은 기지국으로부터 경쟁 기반 자원 영역의 할당을 위한 구성 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하여 경쟁 기반 자원 영역에서 사용 가능한 자원 영역을 확인할 수 있다. 이후, 시스템 정보의 변경을 인식하는 경우(예를 들면, 기지국으로부터의 신호 수신 등을 통한 시스템 정보의 변경 인식 등), 상기 구성 정보가 동적으로 변경되었는지 여부를 모니터링 하고, 동적으로 변경된 구성정보를 수신하는 경우, 변경된 구성 정보에 따라 경쟁 기반 자원 영역의 사용 가능 여부를 확인할 수 있다.
구체적으로, 유휴 상태 및/또는 연결 상태의 단말은 기지국으로부터 경쟁 기반 자원영역에 대한 설정 정보를 포함하는 메시지를 수신한다(S22010).
상기 단말은 수신 간격(listening interval)에 깨어나서 상기 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신한다.
또는, 상기 단말이 상기 경쟁 기반 자원 영역에서 상향링크 데이터를 전송하고자 하는 경우, 상기 상향링크 데이터가 발생한 시점에 깨어나서 상기 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신한다.
이때, 상기 메시지는 시스템 정보 메시지 또는 별도로 상기 구성 정보를 전송하기 위한 특정 메시지일 수 있다.
상기 구성 정보는 상기 경쟁 기반 자원영역의 설정을 나타내는 설정 정보(또는 영역 정보) 및 상기 경쟁 기반 자원영역의 자원을 단말이 사용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있는 추가적인 정보를 포함할 수 있다.
상기 추가적인 정보는 사용 가능한 자원을 나타내는 자원 정보(제 1 자원 정보) 및 사용 불가능한 자원을 나태는 자원 정보(제 2 자원 정보)를 포함할 수 있다.
상기 구성 정보는 특정 사이클 단위로 갱신될 수 있다. 즉, 상기 경쟁 기반 자원영역을 변경하고자 하는 경우(예를 들면, 경쟁 기반 자원영역의 추가 할당 또는 해제), 상기 구성 정보는 특정 사이클 마다 변경(또는 업데이트)될 수 있다.
상기 특정 사이클은 시스템 정보에 의해서 설정된 경쟁 기반 자원영역의 할당 주기 및 할당된 서브프레임 번호에 의해서 결정될 수 있다.
또한, 상기 구성 정보가 변경되는 경우, 상기 변경된 구성 정보가 전송되는 특정 사이클에 매핑된 경쟁 기반 자원영역부터 변경된 구성 정보가 적용된다.
상기 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신한 단말은 상기 구성 정보에 기초하여 경쟁 기반 자원영역의 사용 가능한 자원 및 사용 불가능한 자원을 판단할 수 있으며, 사용 가능한 자원을 통해서 프리엠블 및/또는 특정 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S22020).
만약, 상기 구성 정보가 상기 시스템 정보 외의 특정 메시지에 포함되어 전송되는 경우, 상기 단말은 상기 시스템 정보에 포함된 상기 경쟁 기반 자원영역 정보 및 상기 특정 메시지에 포함된 구성 정보를 통해서 경쟁 기반 자원영역의 사용 가능한 자원 및 사용 불가능한 자원을 판단할 수 있다.
상기 프리엠블 및/또는 상기 특정 메시지를 성공적으로 전송한 경우, 절차는 종료되게 된다.
하지만, 상기 프리엠블 및/또는 상기 특정 메시지가 성공적으로 기지국으로 전송되지 못한 경우, 상기 단말은 상기 기지국으로 상기 구성 정보의 변경 (예를 들면, 사용 가능한 경쟁기반 자원영역 추가 요청)을 요청한다.
즉, 상기 기지국으로 상기 경쟁 기반 자원영역의 사용 가능한 자원 및 사용 불가능한 자원의 설정의 변경을 요청한다(S22030).
이후, 상기 기지국으로부터 변경된 구성 정보를 수신하고, 변경된 구성 정보에 기초하여 프리엠블 및/또는 특정 메시지를 재 전송하게 된다(S22040).
이와 같은 방법을 통해서 단말은 경쟁 기반 자원영역과 관련된 구성 정보를 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 전송된 구성 정보에 기초하여 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 상기 구성 정보는 시스템 정보 메시지 외의 다른 메시지를 통해서 전송될 수 있기 때문에, 상기 구성 정보가 변경된 경우 신속하게 이를 반영하여 메시지를 전송함으로써, 시스템의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
도 23 및 도 24는 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 설정 정보의 일 예를 나타내는 도이다.
상기 도 23 및 상기 도 24를 참조하면, 상기 도 22에서 살펴본 시스템 정보를 통해 전송되는 구성 정보를 통해서 기지국은 단말에게 경쟁 기반 자원영역의 설정, 이용 가능한 자원 및 이용 불가능한 자원을 알려줄 수 있다.
구체적으로, 상기 시스템 정보에 포함되는 구성 정보는 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블이 전송되는 자원 영역을 나타내는 프리엠블 전송 영역 정보, 메시지의 전송을 위해서 이용 가능한 자원 영역을 나타내는 전송 영역 정보 및 메시지의 전송이 불가능한 자원 영역을 나타내는 전송 불가 영역 정보를 포함할 수 있다.
상기 도 23의 (a) 내지 (c)는 상기 구성 정보의 포맷의 예를 도시한다.
상기 도 23의 (a)는 전송 영역 전체에 대한 사용가능 여부를 나타내는 지시자를 통해서 메시지의 전송 가능 영역을 단말에게 알릴 수 있다.
즉, 상기 구성 정보를 통해서 기지국은 단말에게 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역이 어디인지 여부, 메시지를 전송하기 위한 전송 영역의 개수, 및 상기 전송 영역이 전체적으로 사용가능한지 사용불가능한지 여부를 단말에게 알려줄 수 있다.
예를 들면, 상기 도 23의 (a)에서 구성 정보의 이용가능 식별자가 ‘0’으로 설정된 경우, 메시지를 전송하기 위한 전송 영역 전체가 이용 불가능하다는 것을 나타내고, ‘1’로 설정된 경우, 메시지를 전송하기 위한 전송 영역 전체가 이용 가능하다는 것을 나타낸다.
상기 도 23의 (b)는 bitmap 형태의 지시자를 통해서 전송 영역 단위(또는 슬롯 단위)로 사용가능 여부를 단말에게 알려 줄 수 있다.
즉, 상기 구성 정보를 통해서 기지국은 단말에게 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역이 어디인지 여부, 메시지를 전송하기 위한 전송 영역의 개수, 및 상기 전송 영역에서 사용 가능한 전송 영역을 단말에게 알려줄 수 있다.
예를 들면, 상기 도 23의 (b)에서 상기 이용 가능 지시자가 ‘0b01’로 설정된 경우, 메시지를 전송하기 위한 전송 영역들 중에서 첫 번째 전송 영역은 사용가능하고 두 번째 전송영역은 사용 불가능하다는 것을 나타낸다.
상기 도 23의 (c)는 지시자를 통해서 사용 가능한 전송 영역의 개수를 단말에게 알려 줄 수 있다.
즉, 상기 구성 정보를 통해서 기지국은 단말에게 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역이 어디인지 여부, 메시지를 전송하기 위한 전송 영역의 개수, 및 상기 전송 영역에서 사용 가능한 전송 영역의 개수를 단말에게 알려줄 수 있다.
예를 들면, 상기 도 23의 (c)에서 상기 이용 가능 지시자가 ‘1’로 설정된 경우, 메시지를 전송하기 위한 전송 영역들 중에서 한 개의 전송 영역이 사용가능하며, ‘2’로 설정된 경우 두개의 전송영역이 사용 가능하다는 것을 나타낸다.
이때, 일부 전송 영역만 사용 가능한 경우 인덱스 정보 등을 함께 전송함으로써 어떤 전송 영역이 사용 가능한지 여부를 알려줄 수 있다.
상기 도 24는 사용가능 지시자를 통해서 서브프레임 단위로 전송 가능 여부를 단말에게 알려줄 수 있다.
즉, 상기 도 24에 도시된 바와 같이 사용가능 지시를 통해서 몇번째 서브프레임이 사용가능한지 사용 불가능한지 여부를 단말에게 알려줄 수 있다.
이와 같은 시스템 정보 내의 구성 정보를 통해서 단말은 경쟁 기반 자원영역이 할당되어 있는 위치, 상기 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블을 전송하기 위한 전송 영역의 위치, 상기 경쟁 기반 자원영역에서 메시지를 전송하기 위해서 할당된 전송 영역의 개수, 상기 할당된 자원 영역에서 사용 가능한 전송 영역 및 사용 불가능한 전송 영역을 파악할 수 있다.
도 25 및 도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역의 동적 설정을 위한 구성정보의 갱신 주기의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 24에서 설정된 메시지의 전송을 위한 경쟁 기반 전송영역의 사용가능 여부는 최소 특정 사이클(specific cycle) 단위로 동적 갱신(또는 변경, 업데이트)될 수 있으며, 동적 갱신된 전송영역의 정보는 구성 정보에 포함되어 상기 특정 사이클 내에 단말로 전송될 수 있다.
상기 동적 갱신된 전송영역의 정보는 상기 특정 사이클에 매핑된 경쟁기반 전송영역 에 적용된다. 상기 매핑된 경쟁기반 영역은 하나 이상의 연속된 구간일 수 있다. 즉, 상기 매핑된 경쟁기반 영역은 여러 TTI (Transmission Time Interval)에 걸칠 수 있다.
예를 들면, 상기 도 19의 (a)에서와 같이 1개의 프리엠블 전송영역 및 2개의 메시지 전송영역이 상기 특정 사이클에 매핑될 수 있다.
이때, 상기 특정 사이클 내에서 상기 경쟁 기반 자원영역의 메시지 전송 영역은 2번 이상 변경될 수 없다.
즉, 상기 특정 사이클 내에 2번 이상 전송 영역의 사용가능 여부가 동적으로 변경되는 경우, 단말이 상기 특정 사이클 동안 구성 정보를 계속해서 확인해야 되기 때문에 단말의 오버 헤드가 증가할 수 있다. 따라서 상기 메시지 전송 영역은 상기 특정 사이클 내에서 2번 이상 변경되지 않는 것이 바람직하다.
상기 특정 사이클의 시작 시점은 상기 프리엠블 전송 영역 및 메시지 전송 영역에서 상기 구성 정보를 처리하기 위한 지연을 나타내는 처리 지연(Processing Delay) 및 상기 특정 사이클 주기만큼 이전 시점이 된다.
즉, 상기 특정 사이클의 시적 시점은 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016015242-appb-M000002
상기 수학식 2에서 “상기 프리엠블 전송 영역 및 메시지 전송 영역”은 사용 가능 영역 및 사용 불가능한 영역 모두를 포함한다.
상기 도 25는 주파수 분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex, FDD)에서 상기 특정 사이클 주기가 20 TTI (TTI = 1 subframe로 가정하고 이하 subframe으로 표기함)이고 처리 지연이 3 subframe인 경우의 일 예를 나타낸다.
상기 도 25에 도시된 바와 같이 “4-1” subframe에 상기 프리엠블 전송 영역 및 메시지 전송 영역이 할당된 경우, 상기 특정 사이클의 시작 지점은 상기 “4-1”subframe에서 처리 지연인 3 subframe 및 상기 특정 사이클의 주기인 20 subframe 전인 “1-8”subframe이 된다.
상기 도 26은 시간 분할 듀플렉스(Time Division Duplex, TDD)에서 상기 특정 사이클의 주기가 10 subframe이고 처리 지연이 3 subframe인 경우의 일 예를 나타낸다.
상기 도 26에 도시된 바와 같이 “3-4” subframe에 상기 프리엠블 전송 영역 및 메시지 전송 영역이 할당된 경우, 상기 특정 사이클의 시작 지점은 상기 “3-4”subframe에서 처리 지연인 3 subframe 및 상기 특정 사이클의 주기인 10 subframe 전인 “2-5”subframe이 된다.
이와 같이 상기 특정 사이클 내에 변경된 구성 정보가 전송되는 경우, 단말은 경쟁기반 전송영역에 대한 정보가 동적으로 변경되었다는 것을 인식하고, 변경된 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신하여야 한다.
이하, 단말이 동적으로 변경된 구성 정보의 전송을 인식하여 상기 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 27 내지 도 29는 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 설정 정보가 동적으로 갱신되는 경우, 이를 식별하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 25 및 상기 도 26에서 설명한 특정 사이클 동안 메시지 전송영역의 사용가능 여부가 동적으로 변경된 구성 정보가 전송되는 경우, 단말은 이를 인식하고 변경된 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신하여야 한다.
단말이 상기 구성 정보의 동적 변경을 인식하기 위해서 아래와 같은 방법들이 사용될 수 있다.
첫 번째로, 상기 동적으로 변경된 구성 정보가 전송되는 것을 나타내는 식별자를 인식함으로써 단말은 상기 구성 정보가 동적으로 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 식별자는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)에 마스킹될 수 있다.
즉, 상기 메시지에 대한 제어 정보 (예를 들어 PDCCH ? 메시지가 전송되는 물리적 영역 등)에 상기 메시지를 나타내는 식별자를 포함하여 전송함으로써, 상기 단말에게 상기 동적 변경된 구성 정보의 전송됨을 인식하게 할 수 있다.
단말은 시스템 정보를 나타내는 식별자(SI-RNTI) 및 페이징 메시지의 식별자(P-RNTI)외에 상기 동적 변경된 구성 정보를 나타내는 식별자(예를 들면, DA-RNTI)를 모니터링 함으로써, 상기 경쟁기반 영역에 대한 구성 정보의 동적 변경여부를 판단할 수 있으며, 상기 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신할 수 있다.
아래 표 2 및 표 3은 상기 동적 변경된 구성 정보를 나타내는 식별자를 DA-RNTI라 하는 경우, LTE 시스템에서의 상기 RNTI의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2016015242-appb-T000002
Figure PCTKR2016015242-appb-T000003
즉, 단말은 시스템 정보를 통해서 획득한 경쟁 기반 자원 영역의 정보 외에 상기 동적 변경된 구성 정보가 전송되었는지 여부를 판단하기 위해 상기 DA-RNTI를 모니터링 한다.
만약, 상기 단말이 상기 DA-RNTI의 모니터링을 통해서 상기 동적 변경된 구성 정보의 전송을 인식하는 경우, 상기 단말은 시스템 정보에 포함되어 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 정보뿐만 아니라, 상기 동적 변경된 구성 정보에 기초하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
예를 들면, 상기 도 27에 도시된 바와 같이 아래와 같은 조건이 있다고 가정한다.
- TDD
- UL-DL 설정:DSUUUDDDDD (D : Downlink subframe, U : Uplink subframe, S : Special subframe)
- 경쟁기반 전송영역: 모든 무선 프레임 내의 서브프레임 #4
- 경쟁기반 메시지 전송 영역의 총 개수: 2
- 이용 가능한 경쟁기반 메시지 전송 영역의 총 개수: 1
- 동적으로 갱신된 구성 정보를 통해서 변경되는 이용 가능한 전송 영역의 총 개수: 2
- 사이클 주기: 6
이때, 단말은 subframe “2-4” 내의 경쟁기반 전송 영역을 이용할 경우, 사이클 1의 범위 내에서 상기 DA-RNTI를 발견하지 못했기 때문에 subframe “2-4” 내의 경쟁기반 전송 영역 1(slot #1)만을 이용할 수 있다.
하지만, 상기 단말이 subframe “3-4” 내의 경쟁기반 전송 영역을 이용 하는 경우, 상기 단말은 사이클 2의 범위인 subframe “2-5” 내지 “3-0”에서 상기 DA-RNTI를 발견할 수 있기 때문에 상기 subframe “3-4” 내의 경쟁기반 전송 영역에 대한 구성 정보가 동적으로 변경되었다는 것을 인식할 수 있다.
따라서, 상기 단말은 이용 가능한 전송 영역이 2개로 변경되었다는 것을 알 수 있으며, subframe “3-4”에서 2개의 전송 영역 중 적어도 하나를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
이와 같이 단말은 상기 동적으로 변경된 경쟁기반 전송영역에 대한 구성정보가 전송되는 것을 나타내는 식별자를 통해서 구성정보의 변경, 즉, 경쟁 기반 자원영역에서 이용 가능한 전송영역이 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다.
두 번째로, 최소 단위(예를 들면, 전송 시간 간격(transmission time interval))마다 전송되는 브로드캐스드 메시지(예를 들면, 페이징 메시지 등)에 구성 정보를 포함시켜 전송함으로써, 단말은 최소 단위마다 구성 정보가 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다.
단말은 시스템 정보를 통해서 획득한 경쟁 기반 자원영역에 대한 정보가 변경되었는지 여부를 판단하기 위해서, 시스템 정보(SI-RNTI) 및 페이징(P-RNTI)를 지속적으로 모니터링 한다.
만약, 상기 단말이 상기 페이징 메시지에 포함된 동적으로 변경된 구성 정보를 발견하는 경우, 상기 단말은 상기 시스템 정보에 포함되어 있는 정보 및 상기 동적으로 변경된 구성 정보에 기초하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
예를 들면, 상기 도 28에 도시된 바와 같이 아래와 같은 조건이 있다고 가정한다.
- TDD
- UL-DL 설정:DSUUUDDDDD
- 경쟁기반 전송영역: 모든 무선 프레임 내의 서브프레임 #4
- 경쟁기반 전송 영역의 총 개수: 2
- 이용 가능한 경쟁기반 전송 영역의 총 개수: 1
- 동적으로 갱신된 구성 정보를 통해서 변경되는 이용 가능한 전송 영역의 총 개수: 2
- 사이클 주기: 6
이때, 단말은 subframe “2-4” 내의 경쟁기반 전송 영역을 이용할 경우, 상기 경쟁기반 전송 영역에 매핑된 사이클 내의 상기 페이징 메시지는 동적으로 변경된 구성 정보를 포함하고 있지 않기 때문에 시스템 정보에 포함된 정보만을 이용하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
따라서, 상기 단말은 subframe “2-4”전송 영역 1(slot #1)만을 이용할 수 있다.
하지만, 상기 단말이 subframe “3-4” 내의 경쟁기반 전송 영역을 이용하는 경우, 사이클 구간인 subframe “2-5” 내지 “3-0”에서 전송되는 페이징 메시지는 동적으로 변경된 구성 정보를 포함하고 있기 때문에 상기 단말은 상기 사이클에서 전송되는 페이징 메시지를 통해서 동적으로 변경된 구성 정보를 수신할 수 있다.
따라서, 상기 단말은 subframe “3-4” 내의 경쟁기반 전송 영역에 대한 구성 정보가 동적으로 변경되었다는 것을 인식하여 이용 가능한 전송 영역이 2개로 변경되었다는 것을 알 수 있으며, subframe “3-4”에서 2개의 전송 영역 중 적어도 하나를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
세 번째로, 기지국은 특정 경쟁기반 전송영역에 대한 구성정보를 동적으로 변경할 경우 멀티 캐스트 메시지(예를 들면, 임의 접속 응답 메시지 등)에 상기 변경 구성 정보를 포함시켜 전송하며, 상기 정보가 포함된 멀티 캐스트 메시지를 수신함으로써, 단말은 구성 정보가 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다.
단말은 시스템 정보를 통해서 획득한 경쟁 기반 자원영역에 대한 구성 정보가 동적으로 변경되었는지 여부를 판단하기 위해서, 임의 접속 응답 메시지의 모든 식별자(RA-RNTI)를 지속적으로 모니터링 한다.
만약, 상기 단말이 상기 RA-RNTI의 모니터링을 통해서 동적으로 변경된 구성 정보를 포함하는 임의 접속 응답 메시지를 발견하지 못하면, 상기 단말은 시스템 정보에 포함되어 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 정보에 기초하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
하지만, 상기 단말이 모니터링을 통해서 동적으로 변경된 구성 정보를 포함하는 임의 접속 응답 메시지를 발견하는 경우, 상기 단말은 시스템 정보에 포함되어 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 정보뿐만 아니라, 상기 동적으로 변경된 구성 정보에 기초하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
네 번째로, 단말은 시스템 정보(SI-RNTI) 및 페이징(P-RNTI)을 모니터링 함으로써, 단말은 구성 정보가 동적으로 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 단말은 상기 SI-RNTI 및 P-RNTI를 지속적으로 모니터링하고, 상기 SI-RNTI 및 상기 P-RNTI가 시스템 정보의 갱신(또는 변경)을 지시하지 않는 경우, 상응하는 시스템 정보 변경 주기 내에서 경쟁기반 전송영역에 대한 구성정보가 동적으로 변경되지 않기 때문에 상기 시스템 정보에 포함되어 있는 경쟁 기반 자원영역과 관련된 정보만에 기초하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
하지만, 상기 SI-RNTI 및 상기 P-RNTI가 시스템 정보의 갱신(또는 변경)을 지시하는 경우, 상기 단말은 시스템 정보의 변경 주기 동안 동적으로 변경된 구성 정보가 전송됨을 나타내는 식별자(DA-RNTI)를 모니터링 하며, 상기 구성 정보의 동적 변경 여부를 판단할 수 있다.
만약, 상기 단말은 상기 동적으로 변경된 구성 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 경우, 상기 시스템 정보에 포함되어 있는 경쟁 기반 자원영역과 관련된 정보뿐만 아니라 수신된 동적으로 변경된 구성정보에 기초하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
예를 들면, 상기 도 29에 도시된 바와 같이 단말은 시스템 정보를 통해서 경쟁 기반 자원영역에서 메시지의 전송을 위한 전송 영역이 5개 존재하며, 5개의 전송 영역 중 1개의 전송 영역만 이용 가능하고, 4개의 전송 영역은 이용이 불가능하다는 것을 인식할 수 있다.
이때, 상기 전송 영역의 이용가능 여부를 나타내는 정보는 비트맵 형태로 표현될 수 있다. 예를 들면, 상기 전송 영역이 이용 가능한 경우 ‘1’로 설정될 수 있으며, 이용 불가능한 경우 ‘0’으로 설정될 수 있다.
만약, 시스템 정보의 변경을 파악하기 위한 필드(예를 들면, 페이징 메시지 내의 시스템 정보 변경(systemInforModification) 필드, 시스템 정보 내의 시스템 정보 태그 (systemInforValueTag) 필드)가 특정 시스템 변경 주기에서 시스템 정보의 변경됨을 나타내는 경우, 상기 단말은 상기 시스템 정보가 상기 특정 시스템 변경 주기의 다음 변경 주기에서 변경된다는 것을 인식할 수 있다.
또한, 상기 단말은 상기 특정 시스템 변경 주기 동안 상기 경쟁기반 전송영역에 대한 구성 정보가 동적으로 변경될 수 있다는 것을 인식하고, 동적 변경된 구성 정보의 전송됨을 나타내는 식별자(DA-RNTI)를 모니터링 하여 상기 동적 변경된 구성 정보의 변경 여부를 판단할 수 있다.
1차 동적 갱신을 통해서 이용 가능한 전송 영역이 2개로 변경된 경우, 상기 단말은 상기 식별자를 모니터링하여 상기 동적으로 변경된 구성 정보를 수신함으로써, 상기 이용 가능한 전송 영역이 2개로 변경된 것을 파악할 수 있다.
이후, 2차 동적 갱신을 통해서 이용 가능한 전송 영역이 3개로 변경된 경우, 상기 단말은 상기 식별자를 모니터링하여 상기 동적으로 변경된 구성 정보를 수신함으로써, 상기 이용 가능한 전송 영역이 3개로 변경된 것을 파악할 수 있다.
도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 경쟁 기반 자원 영역에 대한 설정 정보의 변경 요청을 통해서 설정 정보를 갱신하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 30을 참조하면, 단말은 기지국으로 경쟁 기반 전송영역에서 메시지의 전송을 위한 전송 영역의 이용가능 여부의 변경을 요청함으로써 구성 정보를 변경할 수 있다.
구체적으로, 단말은 기지국으로부터 시스템 정보를 전송 받아 경쟁 기반 전송영역의 구성, 프리엠블의 전송을 위한 전송영역, 메시지의 전송을 위한 전송영역, 이용 가능한 전송 영역 및 이용 불가능한 전송영역을 확인할 수 있다.
상기 단말은 상기 이용 가능한 전송 영역 및 이용 불가능한 전송 영역의 설정을 변경하고자 하는 경우, 기지국으로 구성 정보의 변경을 요청하는 요청메시지(구성 변경 요청 메시지)를 전송한다(30010).
상기 단말은 특정한 상황에서 상기 구성 변경 요청 메시지를 기지국으로 전송할 수 있는데, 예를 들면, 아래와 같은 3가지 상황에서 상기 단말은 상기 구성 변경 요청 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다.
- 프리엠블 전송실패,
- 메시지 전송 실패
- 메시지 전송 영역이 존재하지 않음(예를 들면, 모든 전송 영역이 이용 불가능한 경우)
상기 구성 변경 요청 메시지는 다수의 단말이 기지국의 스케줄링 없이 메시지 전송이 가능한 경쟁 기반 자원영역의 전송영역의 변경을 요청하는 메시지이기 때문에, 기지국은 상기 구성 변경 요청 메시지를 어떤 단말이 전송하였는지 알 필요가 없다.
따라서, 상기 구성 변경 요청 메시지는 다수의 단말이 동시에 사용할 수 있는 on/off형태의 채널을 통해서 기지국으로 전송될 수 있다.
상기 단말은 상기 S30010 단계 이후, 변경된 구성 정보가 포함된 메시지를 수신하기 위해서 상기 메시지를 지속적으로 모니터링 한다.
상기 기지국은 상기 S30010 단계 이후, 이용 가능한 전송 영역이 변경된 구성 정보를 포함하는 메시지를 상기 단말로 전송하고(S30020), 상기 단말은 상기 수신된 구성정보(들)에 기초하여 경쟁 기반 자원영역에서 프리엠블 전송 영역 및 사용 가능한 메시지 전송 영역을 판단할 수 있다.
이때, 상기 전송영역에 대한 구성정보의 변경은 시스템 정보를 통해 이뤄지거나 본 발명에서 언급한 상기 메시지를 통해 동적으로 이뤄질 수 있다.
이와 같은 방법을 통해서 단말이 직접 경쟁 기반 자원영역에서 메시지 전송을 위한 전송 영역의 이용가능 여부에 대한 설정의 변경을 요청할 수 있다.
도 31는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 장치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
여기서, 상기 무선 장치는 기지국 및 UE일 수 있으며, 기지국은 매크로 기지국 및 스몰 기지국을 모두 포함한다.
상기 도 31에 도시된 바와 같이, 기지국(3110) 및 UE(3120)는 통신부(송수신부, RF 유닛, 3113, 3123), 프로세서(3111, 3121) 및 메모리(3112, 3122)를 포함한다.
이외에도 상기 기지국 및 UE는 입력부 및 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 통신부(3113, 3123), 프로세서(3111, 3121), 입력부, 출력부 및 메모리(3112, 3122)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
통신부(송수신부 또는 RF유닛, 3113,3123)는 PHY 프로토콜(Physical Layer Protocol)로부터 만들어진 정보를 수신하면, 수신한 정보를 RF 스펙트럼(Radio-Frequency Spectrum)으로 옮기고, 필터링(Filtering), 증폭(Amplification) 등을 수행하여 안테나로 송신한다. 또한, 통신부는 안테나에서 수신되는 RF 신호(Radio Frequency Signal)을 PHY 프로토콜에서 처리 가능한 대역으로 옮기고, 필터링을 수행하는 기능을 한다.
그리고, 통신부는 이러한 송신과 수신 기능을 전환하기 위한 스위치(Switch) 기능도 포함할 수 있다.
프로세서(3111,3121)는 본 명세서에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다.
상기 프로세서는 제어부, controller, 제어 유닛, 컴퓨터 등으로 표현될 수도 있다.
메모리(3112,3122)는 프로세서와 연결되어, 상향링크 자원 할당 방법을 수행하기 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다.
프로세서(3111,3121)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 통신부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다.
모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
출력부(디스플레이부 또는 표시부)는 프로세서에 의해 제어되며, 키 입력부에서 발생되는 키 입력 신호 및 프로세서로부터의 각종 정보 신호와 함께, 상기 프로세서에서 출력되는 정보들을 출력한다.
나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 그리고, 당업자의 필요에 따라, 이전에 설명된 실시 예들을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 설계하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
본 명세서에 따른 방향 기반 기기 검색 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 명세서의 방향 기반 기기 검색 방법은 네트워크 디바이스에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
그리고, 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수가 있다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 RRC 연결 방법은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 디바이스가 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 네트워크 노드로부터 경쟁 기반 자원 영역의 동적인 할당을 위한 구성 정보를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 경쟁 기반 자원 영역은 상기 제 1 네트워크 노드와 연결 없이 데이터를 송수신할 수 있는 자원 영역을 나타내고; 및
    상기 구성 정보에 기초하여 상기 경쟁 기반 자원 영역에서 프리엠블(preamble) 및 특정 메시지를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 구성 정보는 상기 경쟁 기반 자원 영역을 나타내는 영역 정보, 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 가능한 자원을 나타내는 제 1 자원 정보 및 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 불가능한 자원을 나타내는 제 2 자원 정보를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 정보는 특정 주기마다 변경되며,
    상기 변경된 구성 정보는 상기 특정 주기 내에 상기 디바이스로 전송되는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변경된 구성 정보는 상기 특정 주기 및 사전에 설정된 처리 지연(processing delay) 이후에 적용되는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 변경된 구성 정보는 상기 구성 정보가 변경되었는지 여부를 나타내는 식별자를 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 식별자가 상기 구성 정보가 변경되었다는 것을 나타내는 경우, 상기 변경된 구성 정보의 전송 여부를 모니터링 하는 단계; 및
    상기 제 1 네트워크 노드로부터 상기 변경된 구성 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 정보는 시스템 정보, 페이징 메시지, 또는 멀티 캐스트를 통해 전송되는 멀티 캐스트 메시지에 포함되는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시스템 정보, 상기 페이징 메시지, 또는 상기 멀티 캐스트는 상기 구성 정보의 변경 여부를 나타내는 식별자를 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 식별자가 상기 구성 정보가 변경되었다는 것을 나타내는 경우, 상기 제 1 네트워크 노드로부터 상기 변경된 구성 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 네트워크 노드로 상기 구성 정보의 변경을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 변경된 구성 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 자원 영역은 상기 프리엠블 전송을 위한 프리엠블 전송 영역 및 상기 특정 메시지를 전송하기 위한 메시지 전송 영역으로 구성되는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 메시지 전송 영역은 상기 프리엠블 전송 영역과 주파수 축 또는 시간 축으로 인접해 있거나, 상기 프리엠블 전송 영역 사이에 위치하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 메시지는 상기 제 1 네트워크 노드로 임의 접속을 요청하는 임의 접속 요청 메시지인 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 임의 접속 요청 메시지에 대한 응답으로 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 임의 접속 응답 메시지는 상기 임의 접속 요청 메시지에 의해 요청된 상향링크 메시지의 전송을 위해 할당된 자원 할당 정보를 포함하는 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 디바이스에 있어서,
    외부와 무선 신호를 송신 및 수신하는 통신부; 및
    상기 통신부와 기능적으로 결합되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    무선 통신 시스템에서 디바이스가 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 네트워크 노드로부터 경쟁 기반 자원 영역의 동적 할당을 위한 구성 정보를 수신하고,
    상기 구성 정보에 기초하여 상기 경쟁 기반 자원 영역에서 프리엠블(preamble) 및 특정 메시지를 전송하되,
    상기 경쟁 기반 자원 영역은 상기 제 1 네트워크 노드와 연결 없이 데이터를 송수신할 수 있는 자원 영역을 나타내며,
    상기 구성 정보는 상기 경쟁 기반 자원 영역을 나타내는 영역 정보, 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 가능한 자원을 나타내는 제 1 자원 정보 및 상기 경쟁 기반 자원의 영역에서 이용 불가능한 자원을 나타내는 제 2 자원 정보를 포함하는 디바이스.
PCT/KR2016/015242 2016-03-17 2016-12-23 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치 WO2017159972A1 (ko)

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