WO2018155918A1 - 단말의 이동성 히스토리를 보고하는 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

단말의 이동성 히스토리를 보고하는 방법 및 이를 지원하는 장치 Download PDF

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WO2018155918A1
WO2018155918A1 PCT/KR2018/002167 KR2018002167W WO2018155918A1 WO 2018155918 A1 WO2018155918 A1 WO 2018155918A1 KR 2018002167 W KR2018002167 W KR 2018002167W WO 2018155918 A1 WO2018155918 A1 WO 2018155918A1
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cell
trp
mobility history
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PCT/KR2018/002167
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김상원
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엘지전자 주식회사
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    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
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    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for reporting a mobility history of a terminal in NR.
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 giga (60 GHz) band).
  • mmWave ultra-high frequency
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • the terminal in a wireless communication system, in a method for a terminal to report mobility history, may move as the terminal moves, identification information regarding the beam staying in the beam and Updating the mobility history including the retention time of the; Entering, by the terminal, an RRC connected state; And transmitting the stored identification information and the dwell time to a network.
  • the mobility history may be updated whenever the beam staying by the terminal is changed.
  • the mobility history may be updated whenever the transmission reception point (TRP) where the terminal stays is changed.
  • the identification information about the beam may be a specific reference signal (RS) identity of the beam.
  • RS reference signal
  • the mobility history may include identification information regarding the TRP in which the terminal stays and a dwell time in the TRP.
  • the identification information about the TRP may be a specific RS ID of the TRP.
  • the mobility history may include identification information regarding a cell in which the terminal stays and a dwell time in the cell.
  • the identification information about the cell may be a global identity of the cell.
  • a terminal for reporting mobility history comprising: a memory; Transceiver; And a processor connecting the memory and the transceiver, wherein the processor is configured to: update a mobility history including identification information about a beam staying by the terminal and a dwell time in the beam as the terminal moves;
  • the terminal enters an RRC connected state;
  • a terminal is provided, configured to transmit the stored identification information and the dwell time to a network.
  • the mobility history may be updated whenever the beam staying by the terminal is changed.
  • the mobility history may be updated whenever the transmission reception point (TRP) where the terminal stays is changed.
  • the identification information about the beam may be a specific reference signal (RS) identity of the beam.
  • RS reference signal
  • the mobility history may include identification information regarding the TRP in which the terminal stays and a dwell time in the TRP.
  • the identification information about the TRP may be a specific RS ID of the TRP.
  • the network can accurately estimate the mobility of the terminal by reporting the residence time of the terminal to the network in units of beams or transmission reception points (TRPs).
  • TRPs transmission reception points
  • FIG. 1 shows a structure of an LTE system.
  • FIG. 2 shows an air interface protocol of an LTE system for a control plane.
  • FIG 3 shows an air interface protocol of an LTE system for a user plane.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram for describing a mobility history reporting method of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a mobility history reporting method of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented by wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 1 shows a structure of an LTE system.
  • Communication networks are widely deployed to provide various communication services such as IMS and Voice over internet protocol (VoIP) over packet data.
  • VoIP Voice over internet protocol
  • an LTE system structure includes one or more UEs 10, an evolved-UMTS terrestrial radio access network (E-UTRAN), and an evolved packet core (EPC).
  • the terminal 10 is a communication device moved by a user.
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device.
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • wireless device a wireless device.
  • the E-UTRAN may include one or more evolved node-eB (eNB) 20, and a plurality of terminals may exist in one cell.
  • the eNB 20 provides an end point of a control plane and a user plane to the terminal.
  • the eNB 20 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to in other terms such as a base station (BS), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • One eNB 20 may be arranged per cell. There may be one or more cells within the coverage of the eNB 20.
  • One cell may be configured to have one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, and 20 MHz to provide downlink (DL) or uplink (UL) transmission service to various terminals. In this case, different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • DL means communication from the eNB 20 to the terminal 10
  • UL means communication from the terminal 10 to the eNB 20.
  • the transmitter may be part of the eNB 20 and the receiver may be part of the terminal 10.
  • the transmitter may be part of the terminal 10 and the receiver may be part of the eNB 20.
  • the EPC may include a mobility management entity (MME) that serves as a control plane and a serving gateway (S-GW) that serves as a user plane.
  • MME mobility management entity
  • S-GW serving gateway
  • the MME / S-GW 30 may be located at the end of the network.
  • the MME has information about the access information of the terminal or the capability of the terminal, and this information may be mainly used for mobility management of the terminal.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint.
  • the MME / S-GW 30 provides the terminal 10 with the endpoint of the session and the mobility management function.
  • the EPC may further include a packet data network (PDN) -gateway (GW).
  • PDN-GW is a gateway having a PDN as an endpoint and is connected to an external network.
  • the MME includes non-access stratum (NAS) signaling to the eNB 20, NAS signaling security, access stratum (AS) security control, inter CN (node network) signaling for mobility between 3GPP access networks, idle mode terminal reachability ( Control and execution of paging retransmission), tracking area list management (for terminals in idle mode and active mode), P-GW and S-GW selection, MME selection for handover with MME change, 2G or 3G 3GPP access Bearer management, including roaming, authentication, and dedicated bearer settings, SGSN (serving GPRS support node) for handover to the network, public warning system (ETWS) and commercial mobile alarm system (PWS) It provides various functions such as CMAS) and message transmission support.
  • NAS non-access stratum
  • AS access stratum
  • inter CN node network
  • MME selection for handover with MME change
  • 2G or 3G 3GPP access Bearer management including roaming, authentication, and dedicated bearer settings
  • SGSN serving GPRS support no
  • S-GW hosts can be based on per-user packet filtering (eg, through deep packet inspection), legal blocking, terminal IP (Internet protocol) address assignment, transport level packing marking in DL, UL / DL service level charging, gating and It provides various functions of class enforcement, DL class enforcement based on APN-AMBR.
  • MME / S-GW 30 is simply represented as a "gateway", which may include both MME and S-GW.
  • An interface for user traffic transmission or control traffic transmission may be used.
  • the terminal 10 and the eNB 20 may be connected by the Uu interface.
  • the eNBs 20 may be interconnected by an X2 interface. Neighboring eNBs 20 may have a mesh network structure by the X2 interface.
  • the eNBs 20 may be connected with the EPC by the S1 interface.
  • the eNBs 20 may be connected to the EPC by the S1-MME interface and may be connected to the S-GW by the S1-U interface.
  • the S1 interface supports a many-to-many-relation between eNB 20 and MME / S-GW 30.
  • the eNB 20 may select for the gateway 30, routing to the gateway 30 during radio resource control (RRC) activation, scheduling and transmission of paging messages, scheduling channel information (BCH), and the like.
  • RRC radio resource control
  • BCH scheduling channel information
  • the gateway 30 may perform paging initiation, LTE idle state management, user plane encryption, SAE bearer control, and encryption and integrity protection functions of NAS signaling in the EPC.
  • FIG. 2 shows an air interface protocol of an LTE system for a control plane.
  • 3 shows an air interface protocol of an LTE system for a user plane.
  • the layer of the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN is based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). Hierarchical).
  • the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN may be horizontally divided into a physical layer, a data link layer, and a network layer, and vertically a protocol stack for transmitting control signals.
  • Layers of the radio interface protocol may exist in pairs in the UE and the E-UTRAN, which may be responsible for data transmission of the Uu interface.
  • the physical layer belongs to L1.
  • the physical layer provides an information transmission service to a higher layer through a physical channel.
  • the physical layer is connected to a higher layer of a media access control (MAC) layer through a transport channel.
  • Physical channels are mapped to transport channels.
  • Data may be transmitted between the MAC layer and the physical layer through a transport channel.
  • Data between different physical layers, that is, between the physical layer of the transmitter and the physical layer of the receiver may be transmitted using radio resources through a physical channel.
  • the physical layer may be modulated using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme, and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the physical layer uses several physical control channels.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) reports resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink shared channel (DL-SCH), and hybrid automatic repeat request (HARQ) information related to the DL-SCH to the UE.
  • the PDCCH may carry an uplink grant to report to the UE regarding resource allocation of uplink transmission.
  • the physical control format indicator channel (PCFICH) informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH and is transmitted every subframe.
  • a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ ACK (non-acknowledgement) / NACK (non-acknowledgement) signal for UL-SCH transmission.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carries UL control information such as HARQ ACK / NACK, a scheduling request, and a CQI for downlink transmission.
  • the physical uplink shared channel (PUSCH) carries an uplink shared channel (UL-SCH).
  • the physical channel includes a plurality of subframes in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • One subframe consists of a plurality of symbols in the time domain.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks (RBs).
  • One resource block is composed of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers.
  • each subframe may use specific subcarriers of specific symbols of the corresponding subframe for the PDCCH.
  • the first symbol of the subframe may be used for the PDCCH.
  • the PDCCH may carry dynamically allocated resources, such as a physical resource block (PRB) and modulation and coding schemes (MCS).
  • a transmission time interval (TTI) which is a unit time at which data is transmitted, may be equal to the length of one subframe.
  • One subframe may have a length of 1 ms.
  • a DL transport channel for transmitting data from a network to a UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a DL-SCH for transmitting user traffic or control signals. And the like.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • DL-SCH supports dynamic link adaptation and dynamic / semi-static resource allocation by varying HARQ, modulation, coding and transmit power.
  • the DL-SCH may enable the use of broadcast and beamforming throughout the cell.
  • System information carries one or more system information blocks. All system information blocks can be transmitted in the same period. Traffic or control signals of a multimedia broadcast / multicast service (MBMS) are transmitted through a multicast channel (MCH).
  • MCH multicast channel
  • the UL transport channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message, a UL-SCH for transmitting user traffic or a control signal, and the like.
  • the UL-SCH can support dynamic link adaptation due to HARQ and transmit power and potential changes in modulation and coding.
  • the UL-SCH may enable the use of beamforming.
  • RACH is generally used for initial connection to a cell.
  • the MAC layer belonging to L2 provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer provides a mapping function from a plurality of logical channels to a plurality of transport channels.
  • the MAC layer also provides a logical channel multiplexing function by mapping from multiple logical channels to a single transport channel.
  • the MAC sublayer provides data transfer services on logical channels.
  • the logical channel may be divided into a control channel for information transmission in the control plane and a traffic channel for information transmission in the user plane according to the type of information to be transmitted. That is, a set of logical channel types is defined for other data transfer services provided by the MAC layer.
  • the logical channel is located above the transport channel and mapped to the transport channel.
  • the control channel is used only for conveying information in the control plane.
  • the control channel provided by the MAC layer includes a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a multicast control channel (MCCH), and a dedicated control channel (DCCH).
  • BCCH is a downlink channel for broadcasting system control information.
  • PCCH is a downlink channel used for transmitting paging information and paging a terminal whose cell-level location is not known to the network.
  • CCCH is used by the terminal when there is no RRC connection with the network.
  • MCCH is a one-to-many downlink channel used to transmit MBMS control information from the network to the terminal.
  • DCCH is a one-to-one bidirectional channel used by the terminal for transmitting dedicated control information between the terminal and the network in an RRC connection state.
  • the traffic channel is used only for conveying information in the user plane.
  • the traffic channel provided by the MAC layer includes a dedicated traffic channel (DTCH) and a multicast traffic channel (MTCH).
  • DTCH is used for transmission of user information of one UE in a one-to-one channel and may exist in both uplink and downlink.
  • MTCH is a one-to-many downlink channel for transmitting traffic data from the network to the terminal.
  • the uplink connection between the logical channel and the transport channel includes a DCCH that can be mapped to the UL-SCH, a DTCH that can be mapped to the UL-SCH, and a CCCH that can be mapped to the UL-SCH.
  • the downlink connection between the logical channel and the transport channel is a BCCH that can be mapped to a BCH or DL-SCH, a PCCH that can be mapped to a PCH, a DCCH that can be mapped to a DL-SCH, a DTCH that can be mapped to a DL-SCH, MCCH that can be mapped to MCH and MTCH that can be mapped to MCH.
  • the RLC layer belongs to L2.
  • the function of the RLC layer includes adjusting the size of the data by segmentation / concatenation of the data received from the upper layer in the radio section such that the lower layer is suitable for transmitting data.
  • the RLC layer is divided into three modes: transparent mode (TM), unacknowledged mode (UM) and acknowledged mode (AM). Provides three modes of operation.
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • AM acknowledged mode
  • AM RLC provides retransmission through automatic repeat request (ARQ) for reliable data transmission.
  • ARQ automatic repeat request
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC layer, in which case the RLC layer may not exist.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer belongs to L2.
  • the PDCP layer introduces an IP packet, such as IPv4 or IPv6, over a relatively low bandwidth air interface to provide header compression that reduces unnecessary control information so that the transmitted data is transmitted efficiently. Header compression improves transmission efficiency in the wireless section by transmitting only the information necessary for the header of the data.
  • the PDCP layer provides security. Security functions include encryption to prevent third party inspection and integrity protection to prevent third party data manipulation.
  • the radio resource control (RRC) layer belongs to L3.
  • the RRC layer at the bottom of L3 is defined only in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and the network exchange RRC messages through the RRC layer.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in connection with the configuration, re-configuration and release of RBs.
  • RB is a logical path provided by L1 and L2 for data transmission between the terminal and the network. That is, RB means a service provided by L2 for data transmission between the UE and the E-UTRAN. Setting up an RB means defining the characteristics of the radio protocol layer and channel to provide a particular service, and determining each specific parameter and method of operation.
  • RBs may be classified into two types: signaling RBs (SRBs) and data RBs (DRBs).
  • SRBs signaling RBs
  • DRBs data RBs
  • the non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • the RLC and MAC layers may perform functions such as scheduling, ARQ and HARQ.
  • the RRC layer (ended at the eNB at the network side) may perform functions such as broadcast, paging, RRC connection management, RB control, mobility function, and UE measurement report / control.
  • the NAS control protocol (terminated at the gateway's MME at the network side) may perform functions such as SAE bearer management, authentication, LTE_IDLE mobility handling, paging initiation at LTE_IDLE, and security control for signaling between the terminal and the gateway.
  • the RLC and MAC layer may perform the same function as the function in the control plane.
  • the PDCP layer may perform user plane functions such as header compression, integrity protection and encryption.
  • the RRC state indicates whether the RRC layer of the UE is logically connected with the RRC layer of the E-UTRAN.
  • the RRC state may be divided into two types, an RRC connected state (RRC_CONNECTED) and an RRC idle state (RRC_IDLE).
  • RRC_CONNECTED RRC connected state
  • RRC_IDLE RRC idle state
  • the E-UTRAN cannot grasp the terminal of the RRC_IDLE, and manages the terminal in units of a tracking area in which a core network (CN) is larger than a cell. That is, the terminal of the RRC_IDLE is only identified as a unit of a larger area, and in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data communication, the terminal must transition to RRC_CONNECTED.
  • CN core network
  • the terminal may receive a broadcast of system information and paging information.
  • the terminal may be assigned an identification (ID) that uniquely designates the terminal in the tracking area, and perform public land mobile network (PLMN) selection and cell reselection.
  • ID an identification
  • PLMN public land mobile network
  • the UE may have an E-UTRAN RRC connection and an RRC context in the E-UTRAN to transmit data to the eNB and / or receive data from the eNB.
  • the terminal may report channel quality information and feedback information to the eNB.
  • the E-UTRAN may know the cell to which the UE belongs. Therefore, the network may transmit data to the terminal and / or receive data from the terminal, and the network may inter-RAT with a GSM EDGE radio access network (GERAN) through mobility of the terminal (handover and network assisted cell change (NACC)). radio access technology (cell change indication), and the network may perform cell measurement for a neighboring cell.
  • GSM EDGE radio access network GERAN
  • NACC network assisted cell change
  • the UE designates a paging DRX cycle.
  • the UE monitors a paging signal at a specific paging occasion for each UE specific paging DRX cycle.
  • Paging opportunity is the time interval during which the paging signal is transmitted.
  • the terminal has its own paging opportunity.
  • the paging message is sent across all cells belonging to the same tracking area. If the terminal moves from one tracking area to another tracking area, the terminal sends a tracking area update (TAU) message to the network to update the location.
  • TAU tracking area update
  • the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell and then stays in RRC_IDLE in that cell. When it is necessary to establish an RRC connection, the terminal staying in the RRC_IDLE may make an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through the RRC connection procedure and may transition to the RRC_CONNECTED. The UE staying in RRC_IDLE needs to establish an RRC connection with the E-UTRAN when uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt or when a paging message is received from the E-UTRAN and a response message is required. Can be.
  • 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.
  • an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state In order to manage a signaling connection between the UE and the EPC, two states are defined, an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state and an ECM-CONNECTED state, and these two states are applied to the UE and the MME.
  • ECM EPS Connection Management
  • ECM-IDLE state When the UE in the ECM-IDLE state establishes an RRC connection with the E-UTRAN, the UE is in the ECM-CONNECTED state.
  • the MME in the ECM-IDLE state becomes the ECM-CONNECTED state when it establishes an S1 connection with the E-UTRAN.
  • the E-UTRAN does not have the context information of the terminal.
  • the UE in the ECM-IDLE state performs a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal when the terminal is in the ECM-CONNECTED state, the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the terminal In the ECM-IDLE state, if the position of the terminal is different from the position known by the network, the terminal informs the network of the corresponding position of the terminal through a tracking area update procedure.
  • EPC Evolved Packet Core
  • MME mobility management entity
  • S-GW serving gateway
  • P-GW packet data network gateway
  • 5G core network or NextGen core network
  • functions, reference points, protocols, etc. are defined for each network function (NF). That is, 5G core network does not define functions, reference points, protocols, etc. for each entity.
  • the 5G system structure includes one or more UEs 10, a Next Generation-Radio Access Network (NG-RAN), and a Next Generation Core (NGC).
  • NG-RAN Next Generation-Radio Access Network
  • NNC Next Generation Core
  • the NG-RAN may include one or more gNBs 40, and a plurality of terminals may exist in one cell.
  • the gNB 40 provides the terminal with the control plane and the end point of the user plane.
  • the gNB 40 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 10 and may be referred to as other terms such as a base station (BS), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • One gNB 40 may be arranged per cell. There may be one or more cells within coverage of the gNB 40.
  • the NGC may include an Access and Mobility Function (AMF) and a Session Management Function (SMF) that are responsible for the functions of the control plane.
  • AMF Access and Mobility Function
  • SMF Session Management Function
  • the AMF may be responsible for the mobility management function
  • the SMF may be responsible for the session management function.
  • the NGC may include a user plane function (UPF) that is responsible for the function of the user plane.
  • UPF user plane function
  • Terminal 10 and gNB 40 may be connected by an NG3 interface.
  • the gNBs 40 may be interconnected by Xn interface.
  • Neighboring gNBs 40 may have a mesh network structure with an Xn interface.
  • the gNBs 40 may be connected to the NGC by the NG interface.
  • the gNBs 40 may be connected to the AMF by the NG-C interface and may be connected to the UPF by the NG-U interface.
  • the NG interface supports a many-to-many-relation between gNB 40 and MME / UPF 50.
  • the gNB host may determine functions for radio resource management, IP header compression and encryption of user data stream, and routing to AMF from information provided by the terminal. Selection of an AMF at UE attachment when no routing to an AMF can be determined from the information provided by the UE, Routing of User Plane data to one or more UPFs towards UPF (s)), Scheduling and transmission of paging messages (originated from the AMF), transmission and scheduling of system broadcast information (derived from AMF or O & M) Scheduling and transmission of system broadcast information (originated from the AMF or O & M), or setting up and measuring measurement reports for scheduling and mobility (Me It can perform functions such as asurement and measurement reporting configuration for mobility and scheduling.
  • Access and Mobility Function (AMF) hosts can be used for NAS signaling termination, NAS signaling security, AS Security control, and inter CN node signaling for mobility between 3GPP access networks.
  • node signaling for mobility between 3GPP access networks IDLE mode UE reachability (including control and execution of paging retransmission), UE in ACTIVE mode and IDLE mode Tracking Area list management (for UE in idle and active mode), AMF selection for handovers with AMF change, Access Authentication, Or perform key functions such as access authorization including check of roaming rights.
  • a user plane function (UPF) host is an anchor point for Intra- / Inter-RAT mobility (when applicable), an external PDU session point for the interconnection to the data network (if applicable).
  • (External PDU session point of interconnect to Data Network) Packet routing & forwarding, Packet inspection and User plane part of Policy rule enforcement, Traffic usage reporting ( Traffic usage reporting, Uplink classifier to support routing traffic flows to a data network, Branching point to support multi- homed PDU session, QoS handling for the user plane, e.g.
  • packet filtering gating, QoS handling for user plane, eg packet filtering, gating, UL / DL rate enforcement, uplink traffic verification (SDF to QoS flow mapping), transport level packet marking in downlink and uplink It can perform main functions such as packet marking in the uplink and downlink, or downlink packet buffering and downlink data notification triggering.
  • QoS handling for user plane eg packet filtering, gating, UL / DL rate enforcement, uplink traffic verification (SDF to QoS flow mapping), transport level packet marking in downlink and uplink
  • SDF to QoS flow mapping uplink traffic verification
  • transport level packet marking in downlink and uplink It can perform main functions such as packet marking in the uplink and downlink, or downlink packet buffering and downlink data notification triggering.
  • the Session Management Function (SMF) host is responsible for session management, UE IP address allocation and management, selection and control of UP functions, and traffic to the appropriate destinations.
  • Configure traffic steering at UPF to route traffic to proper destination, control part of policy enforcement and QoS, or downlink data notification Can perform key functions such as
  • the RRC_INACTIVE state is a state introduced to efficiently manage a specific terminal (eg, mMTC terminal).
  • the RRC_INACTIVE state may also be referred to as a lightly connected or lightweight connection (LC) state.
  • the terminal in the RRC_INACTIVE state performs a radio control procedure similar to the terminal in the RRC_IDLE state to reduce power consumption.
  • the terminal in the RRC_INACTIVE state maintains the connection state between the terminal and the network similarly to the RRC_CONNECTED state in order to minimize the control procedure required when transitioning to the RRC_CONNECTED state.
  • the radio connection resources are released, but the wired connection can be maintained.
  • radio access resources may be released, but the NG interface between gNB and NGC or the S1 interface between eNB and EPC may be maintained.
  • the core network recognizes that the terminal is normally connected to the base station.
  • the base station may not perform connection management for the terminal in the RRC_INACTIVE state.
  • the RRC_INACTIVE state and the quasi-connect mode can be considered to be substantially the same.
  • the UE in the RRC_CONNECTED state does not support the UE-based cell reselection procedure.
  • the UE in the RRC_INACTIVE state may perform a cell reselection procedure.
  • the UE should inform the E-UTRAN of the location information of the UE.
  • an initial cell selection process in which the terminal does not have prior information on the radio channel. Accordingly, the terminal searches all radio channels to find an appropriate cell. In each channel, the terminal finds the strongest cell. Thereafter, the terminal selects a corresponding cell if it finds a suitable cell that satisfies a cell selection criterion.
  • the terminal may select the cell by using the stored information or by using the information broadcast in the cell.
  • cell selection can be faster than the initial cell selection process.
  • the UE selects a corresponding cell if it finds a cell that satisfies a cell selection criterion. If a suitable cell that satisfies the cell selection criteria is not found through this process, the UE performs an initial cell selection process.
  • the terminal After the terminal selects a cell through a cell selection process, the strength or quality of a signal between the terminal and the base station may change due to a change in mobility or a wireless environment of the terminal. Therefore, if the quality of the selected cell is degraded, the terminal may select another cell that provides better quality. When reselecting a cell in this way, a cell that generally provides better signal quality than the currently selected cell is selected. This process is called cell reselection.
  • the cell reselection process has a basic purpose in selecting a cell that generally provides the best quality to a terminal in view of the quality of a radio signal.
  • the network may determine the priority for each frequency and notify the terminal. Upon receiving this priority, the UE considers this priority prior to the radio signal quality criteria in the cell reselection process.
  • a method of selecting or reselecting a cell according to a signal characteristic of a wireless environment.
  • selecting a cell for reselection when reselecting a cell the following cell reselection is performed according to the RAT and frequency characteristics of the cell. There may be a method of selection.
  • Intra-frequency cell reselection Reselection of a cell having the same center-frequency as the RAT, such as a cell in which the UE is camping
  • Inter-frequency cell reselection Reselects a cell having a center frequency different from that of the same RAT as the cell camping
  • Inter-RAT cell reselection The UE reselects a cell using a RAT different from the camping RAT.
  • the UE measures the quality of a serving cell and a neighboring cell for cell reselection.
  • cell reselection is performed based on cell reselection criteria.
  • the cell reselection criteria have the following characteristics with respect to serving cell and neighbor cell measurements.
  • Intra-frequency cell reselection is basically based on ranking.
  • Ranking is an operation of defining index values for cell reselection evaluation and using the index values to order the cells in the order of the index values.
  • the cell with the best indicator is often called the highest ranked cell.
  • the cell index value is a value obtained by applying a frequency offset or a cell offset as necessary based on the value measured by the terminal for the corresponding cell.
  • Inter-frequency cell reselection is based on the frequency priority provided by the network.
  • the terminal attempts to camp on the frequency with the highest frequency priority.
  • the network may provide the priorities to be commonly applied to the terminals in the cell or provide the frequency priority through broadcast signaling, or may provide the priority for each frequency for each terminal through dedicated signaling.
  • the cell reselection priority provided through broadcast signaling may be referred to as common priority, and the cell reselection priority set by the network for each terminal may be referred to as a dedicated priority.
  • the terminal may also receive a validity time associated with the dedicated priority.
  • the terminal starts a validity timer set to the valid time received together.
  • the terminal applies the dedicated priority in the RRC idle mode while the validity timer is running.
  • the validity timer expires, the terminal discards the dedicated priority and applies the public priority again.
  • the network may provide the UE with parameters (for example, frequency-specific offset) used for cell reselection for each frequency.
  • the network may provide the UE with a neighboring cell list (NCL) used for cell reselection.
  • NCL neighboring cell list
  • This NCL contains cell-specific parameters (eg cell-specific offsets) used for cell reselection.
  • the network may provide the UE with a cell reselection prohibition list (black list) used for cell reselection.
  • the UE does not perform cell reselection for a cell included in the prohibition list.
  • the parameter used for the cell reselection described above may be scaled according to the mobility of the terminal.
  • the mobility of the UE may be estimated based on the number of times the UE moves through cell reselection and / or handover during a specific time interval. This is referred to as MSE (Mobility State Estimation).
  • MSE Mobility State Estimation
  • the mobility of the UE may be estimated as one of a normal mobility state, a medium mobility state, and a high mobility state.
  • Beamforming techniques using multiple antennas can be classified into analog beamforming techniques (hereinafter referred to as analog beamforming) and digital beamforming techniques (hereinafter, referred to as "depending on where a beamforming weight vector or precoding vector is applied"). Digital beamforming).
  • Analog beamforming is a representative beamforming technique applied to early multi-antenna structures.
  • Analog beamforming branches the analog signal, which has completed digital signal processing, into a plurality of paths, and forms a beam by setting a phase shift (PS) and a power amplifier (PA) in each path.
  • PS and PA connected to each antenna process an analog signal derived from a single digital signal in analog beamforming. That is, the PS and the PA process complex weights in the analog stage.
  • the RF (radio frequency) chain refers to a processing block in which a baseband signal is converted into an analog signal.
  • the beam accuracy is determined by the characteristics of the PS and PA devices, and the control characteristics of the devices are advantageous for narrowband transmission.
  • the multiplexing gain for increasing the transmission rate is relatively small, and it is difficult to form beams for each user based on orthogonal resource allocation.
  • a beam may be formed by performing precoding in baseband processing.
  • the RF chain may comprise a PA. Accordingly, the complex weight derived for beamforming may be directly applied to the transmission data.
  • Digital beamforming may form a beam differently for each user, and thus may simultaneously support multi-user beamforming.
  • digital beamforming is capable of forming an independent beam for each user to which orthogonal resources are allocated, and thus has high scheduling flexibility.
  • digital beamforming may form an independent beam for each subcarrier when a technique such as MIMO-OFDM is applied in a broadband transmission environment. Therefore, digital beamforming can maximize the maximum data rate of a single user based on increased system capacity and enhanced beam gain. Therefore, MIMO technology based on digital beamforming has been introduced in 3G / 4G systems.
  • MIMO massive multiple-input multiple-output
  • a general cellular system assumes 8 maximum transmit / receive antennas applied to a MIMO environment. However, in a large MIMO environment, the maximum transmit / receive antennas may increase to tens or hundreds. If the existing digital beamforming is applied in a large MIMO environment, the digital signal processing for hundreds of transmitting antennas must be performed through baseband processing, and thus the complexity of signal processing becomes very large, and the number of RF chains required is the same The complexity of the hardware implementation is very large.
  • hybrid beamforming in which analog beamforming and digital beamforming are combined is required, rather than using only one of analog beamforming and digital beamforming as a beamforming technology. That is, a hybrid type transmitter stage structure may be required to reduce the complexity of hardware implementation of the transmitter stage according to the characteristics of analog beamforming, and to maximize the beamforming gain using a large number of transmit antennas according to the characteristics of digital beamforming. have.
  • hybrid beamforming aims to configure a transmitter that can take advantage of analog beamforming and digital beamforming in a large MIMO environment.
  • hybrid beamforming may form coarse beams through analog beamforming, and may form beams for multi-stream or multi-user transmission through digital beamforming.
  • the hybrid beamforming may have a structure that simultaneously performs analog beamforming and digital beamforming in order to reduce the implementation complexity or the hardware complexity of the transmitter.
  • millimeter wave (mmW) bands are being considered in the new RAT.
  • the ultra high frequency band has a short wavelength
  • a plurality of antennas may be installed in the same area.
  • the wavelength is 1 cm in the 30 GHz band
  • a total of 100 antenna elements are installed in a 0.5 lambda spacing and 2-dimension array on a panel having a size of 5 cm by 5 cm. Can be. If multiple antenna elements are used in the ultra-high frequency band, the coverage can be increased by increasing the beamforming gain and the throughput can be improved.
  • the terminal may report mobility history information regarding the time spent in the previous serving cell to the network so that the network can estimate the speed of the terminal.
  • the terminal is configured to report the location and the dwell time of the terminal to the network whenever the serving cell is changed. That is, when the terminal can store the mobility history information, the terminal could perform the following process.
  • VarMobilityHistoryReport variable After deleting the oldest entry, you can create a new entry in the VarMobilityHistoryReport variable and, if necessary, proceed as follows:
  • the global cell ID of the cell is included in the visitedCellId field of the entry.
  • the physical cell ID and carrier frequency of the cell are included in the visitedCellId field of the entry.
  • the VarMobilityHistoryReport may include mobility history.
  • the VisitedCellInfoList may include a mobility history regarding recently visited cells or residence times outside the E-UTRA.
  • the mobility history information may store up to 16 history lists. The recently visited cell may be stored first in the list. The list may include cells visited in the RRC idle state and the RRC connected state.
  • the terminal when the terminal can store the mobility history information, the terminal may perform the following process.
  • VarMobilityHistoryReport variable After deleting the oldest entry, you can create a new entry in the VarMobilityHistoryReport variable and, if necessary, proceed as follows:
  • the beam ID or beam specific RS (eg, CSI-RS) ID of the beam is included in the visitedBeamPId field of the entry.
  • TRP ID or TRP specific RS ID of the transmission reception point (TRP) to which the previous beam belongs is valid
  • the TRP ID or TRP specific RS ID of the beam is included in the visitedTRPId field of the entry.
  • the global cell ID of the cell is included in the visitedCellId field of the entry.
  • the physical cell ID and carrier frequency of the cell are included in the visitedCellId field of the entry.
  • VarMobilityHistoryReport variable After deleting the oldest entry, you can create a new entry in the VarMobilityHistoryReport variable and, if necessary, proceed as follows:
  • the TRP ID or TRP specific RS ID of the TRP beam is included in the visitedTRPId field of the entry.
  • the global cell ID of the cell is included in the visitedCellId field of the entry.
  • the physical cell ID and carrier frequency of the cell are included in the visitedCellId field of the entry.
  • the TRP is an area formed by transmission and reception points of data and may cover a plurality of beam areas.
  • the cell may include a plurality of TRP.
  • the terminal may transmit the stored mobility history to the network in response to the request.
  • RRC state ie, RRC connection active state or RRC connection inactive state
  • RRC idle state ie, RRC idle state
  • the UE in the RRC idle state may move from beam 1 of cell A to beam 9 of cell B.
  • one cell may include a plurality of TRPs and a plurality of beams.
  • the terminal may store a mobility history regarding the changed beam and the time of staying in the previous beam.
  • Table 1 shows the mobility history stored in the terminal. Referring to Table 1, when the serving beam is changed from beam 1 to beam 2, the terminal may store the time stayed in beam 1 in the first entry of the mobility history. In addition, when the serving beam is changed from beam 2 to beam 3, the terminal may store the time stayed in beam 2 in the second entry of the mobility history.
  • the moving path of the terminal when the moving path of the terminal is stored in units of TRP or beams, the moving path and the location of the terminal may be determined in more detail.
  • the terminal transmits the beam ID or beam specific RS ID to a visited beam ID field of the mobility history.
  • the terminal may recognize the beam through the RS ID of the beam within a specific beam area. That is, whenever the serving beam is changed, the terminal may record the mobility history of the terminal in units of beams. Referring to Table 1, when the terminal moves from the beam 3 to the beam 4, it can store the ID 3 of the beam 3. In addition, when the terminal moves from the beam 4 to the beam 5, it can store the ID 4 of the beam 4. In addition, when the terminal moves from the beam 5 to the beam 6, it can store the ID 5 of the beam 5.
  • the terminal may store the TRP ID or the TRP specific RS ID in the visited TRP ID (visitedTRPId) field of the mobility history.
  • the TRP is an area formed by transmission and reception points of data, and the TRP may include a plurality of beam areas, and the plurality of TRPs may constitute one cell. That is, the terminal may record the mobility history of the terminal in units of TRP whenever the serving beam is changed. Referring to Table 1, when the UE moves from beam 3 to beam 4, it may store X which is the TRP ID of the TRP to which beam 3 belongs.
  • the UE when the UE moves from beam 4 to beam 5, it may store X which is the TRP ID of the TRP to which beam 4 belongs. In addition, when the UE moves from beam 5 to beam 6, it may store Y which is the TRP ID of the TRP to which beam 5 belongs.
  • the terminal may store the global cell ID in the visited cell ID (visitedCellId) field of the mobility history. That is, whenever the serving beam is changed, the terminal may record the mobility history of the terminal in units of cells. Referring to Table 1, when the UE moves from beam 3 to beam 4, it may store A which is a cell ID of a cell to which beam 3 belongs. In addition, when the UE moves from beam 4 to beam 5, it may store A which is a cell ID of a cell to which beam 4 belongs. In addition, when the terminal moves from the beam 7 to the beam 8, it may store the cell ID B of the cell to which the beam 7 belongs.
  • the serving beam of the UE is changed, the global ID of the beam ID (or beam specific RS ID) of the previous beam, the TRP ID (or TRP specific RS ID) to which the previous beam belongs, or the previous PCell (or serving cell) to which the previous beam belongs If the ID is not valid, the physical cell ID and carrier frequency of the previous cell may be stored in the visited cell ID (visitedCellId) field of the mobility history.
  • the terminal may store the TRP ID or the TRP specific RS ID in the visited TRP ID (visitedTRPId) field of the mobility history. That is, whenever the serving TRP is changed, the terminal may record the mobility history of the terminal in units of TRP.
  • the terminal may store the global cell ID in the visited cell ID (visitedCellId) field of the mobility history. That is, whenever the serving TRP is changed, the terminal may record the mobility history of the terminal in units of cells.
  • the serving TRP of the terminal has been changed, but the global ID of the previous TRP ID (or TRP specific RS ID) or the previous PCell (or serving cell) to which the previous TRP belongs is invalid, the physical cell ID of the previous cell and The carrier frequency may be stored in the visited cell ID (visitedCellId) field of the mobility history.
  • the terminal When the terminal enters the RRC connected state from the RRC idle state, it may transmit the stored mobility history to the network. For example, the UE may enter an RRC connected state in beam 9 of cell B. In this case, the terminal may inform the cell B of the mobility history stored in the terminal.
  • the terminal may transmit the stored mobility history to the network.
  • the terminal may store the mobility history.
  • the terminal may store the time of staying in the serviceable state in the beam 4 in the mobility history.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a mobility history reporting method according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal may update the mobility history including identification information about the beam in which the terminal has stayed and the time of stay in the beam.
  • the terminal may update the mobility history whenever the beam in which the terminal stays is changed.
  • the terminal may update the mobility history whenever the transmission reception point (TRP) where the terminal stays is changed. It may be a specific reference signal (RS) identity of the beam.
  • the mobility history may include identification information regarding the TRP in which the terminal stays and a dwell time in the TRP.
  • the identification information about the TRP may be a specific RS ID of the TRP.
  • the mobility history may include identification information regarding a cell in which the terminal stays and a dwell time in the cell.
  • the identification information about the cell may be a global identity of the cell.
  • step S904 the terminal may enter the RRC connection state.
  • step S906 the stored identification information and the dwell time may be transmitted to a network.
  • the terminal may determine whether the identification information about the beam is valid, and if it is determined that the identification information about the beam is invalid, the cell ID of the cell in which the terminal stays and staying in the cell Time can be recorded in the mobility history.
  • the base station 1000 includes a processor 1001, a memory 1002, and a transceiver 1003.
  • the memory 1002 is connected to the processor 1001 and stores various information for driving the processor 1001.
  • the transceiver 1003 is connected to the processor 1001 to transmit and / or receive a radio signal.
  • Processor 1001 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 1001.
  • the terminal 1010 includes a processor 1011, a memory 1012, and a transceiver 1013.
  • the memory 1012 is connected to the processor 1011 and stores various information for driving the processor 1011.
  • the transceiver 1013 is connected to the processor 1011 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 1011 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the terminal may be implemented by the processor 1011.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the transceiver may include baseband circuitry for processing wireless signals.
  • the above 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.

Abstract

단말이 이동성 히스토리를 보고하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치가 개시된다. 상기 방법은, 단말이 이동함에 따라, 상기 단말이 체류했던 빔에 관한 식별 정보 및 상기 빔에서의 체류 시간을 포함하는 이동성 히스토리를 업데이트하는 단계; 상기 단말이 RRC 연결 상태로 진입하는 단계; 및 저장된 상기 식별 정보 및 상기 체류 시간을 네트워크로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

단말의 이동성 히스토리를 보고하는 방법 및 이를 지원하는 장치
본 발명은 NR에서 단말의 이동성 히스토리(mobility history)를 보고하는 방법과 관련된다.
4G(4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 3GPP 는 5 세대 이동통신 규격 작업을 위한 표준 활동을 본격적으로 시작하였으며, 가칭으로 NR (New Radio access)로 표시하여 표준화 작업반(Working Group)에서 논의가 진행 중이다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60 기가(60 GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
네트워크가 단말의 이동성(mobility)을 추정하기 위해서는, 단말의 이동 경로에 관한 상세한 데이터 세트가 요구된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 단말이 이동성 히스토리(mobility history)를 보고하기 위한 방법에 있어서, 단말이 이동함에 따라, 상기 단말이 체류하는 빔에 관한 식별 정보 및 상기 빔에서의 체류 시간을 포함하는 이동성 히스토리를 업데이트하는 단계; 상기 단말이 RRC 연결 상태로 진입하는 단계; 및 저장된 상기 식별 정보 및 상기 체류 시간을 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 빔이 변경될 때마다 업데이트될 수 있다.
상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP(transmission reception point)가 변경될 때마다 업데이트될 수 있다.
상기 빔에 관한 식별 정보는, 상기 빔의 특정 RS(specific reference signal) ID(identity)일 수 있다.
상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP에 관한 식별 정보 및 상기 TRP에서의 체류 시간을 포함할 수 있다.
상기 TRP에 관한 식별 정보는, 상기 TRP의 특정 RS ID일 수 있다.
상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 셀에 관한 식별 정보 및 상기 셀에서의 체류 시간을 포함할 수 있다.
상기 셀에 관한 식별 정보는, 상기 셀의 글로벌 ID(global identity)일 수 있다.
상기 빔에 관한 식별 정보가 유효한지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 빔에 관한 식별 정보가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 단말이 체류하는 셀의 셀 ID 및 상기 셀에서의 체류 시간을 상기 이동성 히스토리에 기록하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 이동성 히스토리를 보고하기 위한 단말에 있어서, 메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 단말이 이동함에 따라, 상기 단말이 체류하는 빔에 관한 식별 정보 및 상기 빔에서의 체류 시간을 포함하는 이동성 히스토리를 업데이트하고; 상기 단말이 RRC 연결 상태로 진입하고; 저장된 상기 식별 정보 및 상기 체류 시간을 네트워크로 전송하도록 구성되는, 단말이 제공된다.
상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 빔이 변경될 때마다 업데이트될 수 있다.
상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP(transmission reception point)가 변경될 때마다 업데이트될 수 있다.
상기 빔에 관한 식별 정보는, 상기 빔의 특정 RS(reference signal) ID(identity)일 수 있다.
상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP에 관한 식별 정보 및 상기 TRP에서의 체류 시간을 포함할 수 있다.
상기 TRP에 관한 식별 정보는, 상기 TRP의 특정 RS ID일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단말이 빔 또는 TRP(transmission reception point) 단위로 단말의 체류 시간을 네트워크로 보고함으로써 네트워크는 단말에 대한 이동성 추정을 정확하게 수행할 수 있다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 4는 5G 시스템의 구조를 나타낸다.
도 5는 아날로그 빔포밍의 일 예를 나타낸다.
도 6은 디지털 빔포밍의 일 예를 나타낸다.
도 7은 하이브리드 빔포밍의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 히스토리 보고 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 히스토리 보고 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A 및 5G를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.
도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. 단말(10)은 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.
EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(serving gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이로서, 외부 네트워크와 연결된다.
MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.
사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 단말(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이트웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다. 도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.
물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑 된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.
물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.
전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.
단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.
L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.
논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑 된다.
제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징 하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.
트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.
논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑 될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑 될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑 될 수 있는 MTCH를 포함한다.
RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비 확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.
PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.
RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
도 2를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고/제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 개시 및 단말과 게이트웨이 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면에서의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.
이하, 단말의 RRC 상태(RRC state) 및 RRC 연결 방법에 대하여 설명한다.
RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 유휴 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 유휴 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.
RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당 받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC context도 eNB에 저장되지 않는다.
RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.
RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링 한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.
페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.
사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 context 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
이하, 5G 네트워크 구조에 대하여 설명한다.
도 4는 5G 시스템의 구조를 나타낸다.
기존 EPS(Evolved Packet System)의 코어 네트워크 구조인 EPC(Evolved Packet Core)의 경우, MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(Packet Data Network Gateway) 등 엔티티(entity) 별로 기능, 참조점(reference point), 프로토콜 등이 정의되어 있다.
반면, 5G 코어 네트워크(또는, NextGen 코어 네트워크)의 경우, 네트워크 기능(NF; Network Function) 별로 기능, 참조점, 프로토콜 등이 정의되어 있다. 즉, 5G 코어 네트워크는 엔티티 별로 기능, 참조점, 프로토콜 등이 정의되지 않는다.
도 4를 참조하면, 5G 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network) 및 NGC(Next Generation Core)를 포함한다.
NG-RAN은 하나 이상의 gNB(40)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. gNB(40)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. gNB(40)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 gNB(40)는 셀마다 배치될 수 있다. gNB(40)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
NGC는 제어 평면의 기능을 담당하는 AMF(Access and Mobility Function) 및 SMF(Session Management Function)를 포함할 수 있다. AMF는 이동성 관리 기능을 담당할 수 있고, SMF는 세션 관리 기능을 담당할 수 있다. NGC는 사용자 평면의 기능을 담당하는 UPF(User Plane Function)를 포함할 수 있다.
사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 gNB(40)은 NG3 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. gNB(40)들은 Xn 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 gNB(40)들은 Xn 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. gNB(40)들은 NG 인터페이스에 의해 NGC와 연결될 수 있다. gNB(40)들은 NG-C 인터페이스에 의해 AMF와 연결될 수 있으며, NG-U 인터페이스에 의해 UPF와 연결될 수 있다. NG 인터페이스는 gNB(40)와 MME/UPF(50) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
gNB 호스트는 무선 자원 관리에 대한 기능 (Functions for Radio Resource Management), IP 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 암호화 (IP header compression and encryption of user data stream), AMF로의 라우팅이 단말에 의해 제공된 정보로부터 결정될 수 없을 때 단말 부착에서 AMF의 선택 (Selection of an AMF at UE attachment when no routing to an AMF can be determined from the information provided by the UE), 하나 이상의 UPF를 향한 사용자 평면 데이터의 라우팅 (Routing of User Plane data towards UPF(s)), (AMF로부터 유래된) 페이징 메시지의 전송 및 스케줄링 (Scheduling and transmission of paging messages (originated from the AMF)), (AMF 또는 O&M으로부터 유래된) 시스템 방송 정보의 전송 및 스케줄링 (Scheduling and transmission of system broadcast information (originated from the AMF or O&M)), 또는 스케줄링 및 이동성에 대한 측정 보고 설정 및 측정 (Measurement and measurement reporting configuration for mobility and scheduling)과 같은 기능을 수행할 수 있다.
AMF(Access and Mobility Function) 호스트는 NAS 시그널링 종료 (NAS signalling termination), NAS 시그널링 보안 (NAS signalling security), AS 보안 제어 (AS Security control), 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 인터 CN 노드 시그널링 (Inter CN node signalling for mobility between 3GPP access networks), (페이징 재전송의 실행 및 제어를 포함하는) IDLE 모드 단말 도달 가능성 (Idle mode UE Reachability (including control and execution of paging retransmission)), ACTIVE 모드 및 IDLE 모드에 있는 단말에 대한 트래킹 영역 리스트 관리 (Tracking Area list management (for UE in idle and active mode)), AMF 변경을 수반하는 핸드오버에 대한 AMF 선택 (AMF selection for handovers with AMF change), 액세스 인증 (Access Authentication), 또는 로밍 권한의 확인을 포함하는 액세스 승인 (Access Authorization including check of roaming rights)과 같은 주요 기능을 수행할 수 있다.
UPF(User Plane Function) 호스트는 (적용 가능한 경우) 인트라/인터-RAT 이동성을 위한 앵커 포인트 (Anchor point for Intra-/Inter-RAT mobility (when applicable)), 데이터 네트워크로 상호 연결의 외부 PDU 세션 포인트 (External PDU session point of interconnect to Data Network), 패킷 라우팅 및 포워딩 (Packet routing & forwarding), 패킷 검사 및 정책 규칙 적용의 사용자 평면 파트 (Packet inspection and User plane part of Policy rule enforcement), 트래픽 사용 보고 (Traffic usage reporting), 데이터 네트워크로 트래픽 흐름을 라우팅하는 것을 지원하는 업 링크 분류자 (Uplink classifier to support routing traffic flows to a data network), 멀티 홈 PDU 세션을 지원하는 브랜칭 포인트(Branching point to support multi-homed PDU session), 사용자 평면에 대한 QoS 핸들링, 예를 들어, 패킷 필터링, 게이팅, UL/DL 요금 집행 (QoS handling for user plane, e.g. packet filtering, gating, UL/DL rate enforcement), 상향링크 트래픽 확인 (SDF에서 QoS 흐름 매핑으로) (Uplink Traffic verification (SDF to QoS flow mapping)), 하향링크 및 상향링크에서의 전송 레벨 패킷 마킹 (Transport level packet marking in the uplink and downlink), 또는 하향링크 패킷 버퍼링 및 하향링크 데이터 통지 트리거링 (Downlink packet buffering and downlink data notification triggering)과 같은 주요 기능을 수행할 수 있다.
SMF(Session Management Function) 호스트는 세션 관리 (Session Management), UE IP 주소 할당 및 관리 (UE IP address allocation and management), UP 기능의 선택 및 제어 (Selection and control of UP function), 트래픽을 적절한 대상으로 라우트하기 위해 UPF에서 트래픽 조정을 구성 (Configures traffic steering at UPF to route traffic to proper destination), QoS 및 정책 집행의 일부를 제어 (Control part of policy enforcement and QoS), 또는 하향링크 데이터 통지 (Downlink Data Notification)와 같은 주요 기능을 수행할 수 있다.
이하, 단말의 RRC_INACTIVE 상태에 대하여 설명한다.
NR 표준화 논의에서, 기존의 RRC_CONNETED 상태 및 RRC_IDLE 상태에 부가적으로 RRC_INACTIVE(RRC 비활성) 상태가 새롭게 도입되었다. RRC_INACTIVE 상태는 특정 단말(예를 들어, mMTC 단말)을 효율적으로 관리하기 위해 도입된 상태이다. RRC_INACTIVE 상태는 가볍게 연결된 또는 준연결(LC: lightly connected 또는 lightweight connection) 상태로도 지칭될 수 있다. RRC_INACTIVE 상태의 단말은 전력 소모를 줄이기 위해 RRC_IDLE 상태의 단말과 유사한 형태의 무선 제어 절차를 수행한다. 하지만, RRC_INACTIVE 상태의 단말은 RRC_CONNECTED 상태로 천이할 때 필요한 제어 절차를 최소화하기 위해 단말과 네트워크의 연결 상태를 RRC_CONNECTED 상태와 유사하게 유지한다. RRC_INACTIVE 상태에서, 무선 접속 자원은 해제되지만, 유선 접속은 유지될 수 있다. 예를 들어, RRC_INACTIVE 상태에서, 무선 접속 자원은 해제되지만, gNB와 NGC 사이의 NG 인터페이스 또는 eNB와 EPC 사이의 S1 인터페이스는 유지될 수 있다. RRC_INACTIVE 상태에서, 코어 네트워크는 단말이 기지국과 정상적으로 연결되어 있다고 인지한다. 반면, 기지국은 RRC_INACTIVE 상태의 단말에 대하여 연결 관리를 수행하지 않을 수 있다. RRC_INACTIVE 상태와 준연결 모드는 실질적으로 동일한 것으로 간주할 수 있다.
한편, E-UTRAN에 있어서, RRC_CONNECTED 상태의 단말은 단말 기반의 셀 재선택 절차를 지원하지 못한다. 다만, RRC_INACTIVE 상태의 단말은 셀 재선택 절차를 수행할 수 있고, 이 경우 단말은 E-UTRAN으로 단말의 위치 정보를 알려주어야 한다.
이하, 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다.
셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다.
먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다.
다음으로 단말은 저장된 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀을 선택할 수 있다. 따라서, 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한 셀을 찾지 못하면, 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.
상기 단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다.
무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.
위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재 선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 RAT와 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.
- 인트라-주파수(Intra-frequency) 셀 재선택: 단말이 캠핑(camp) 중인 셀과 같은 RAT과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택
- 인터-주파수(Inter-frequency) 셀 재선택: 단말이 캠핑 중인 셀과 같은 RAT과 다른 중심 주파수를 가지는 셀을 재선택
- 인터-RAT(Inter-RAT) 셀 재선택: 단말이 캠핑 중인 RAT와 다른 RAT을 사용하는 셀을 재선택
셀 재선택 과정의 원칙은 다음과 같다
첫째, 단말은 셀 재선택을 위하여 서빙 셀(serving cell) 및 이웃 셀(neighboring cell)의 품질을 측정한다.
둘째, 셀 재선택은 셀 재선택 기준에 기반하여 수행된다. 셀 재선택 기준은 서빙 셀 및 이웃 셀 측정에 관련하여 아래와 같은 특성을 가지고 있다.
인트라-주파수 셀 재선택은 기본적으로 랭킹(ranking)에 기반한다. 랭킹이라는 것은, 셀 재선택 평가를 위한 지표값을 정의하고, 이 지표값을 이용하여 셀들을 지표값의 크기 순으로 순서를 매기는 작업이다. 가장 좋은 지표를 가지는 셀을 흔히 최고 순위 셀(highest ranked cell)이라고 부른다. 셀 지표값은 단말이 해당 셀에 대해 측정한 값을 기본으로, 필요에 따라 주파수 오프셋 또는 셀 오프셋을 적용한 값이다.
인터-주파수 셀 재선택은 네트워크에 의해 제공된 주파수 우선순위에 기반한다. 단말은 가장 높은 주파수 우선순위를 가진 주파수에 머무를(camp on) 수 있도록 시도한다. 네트워크는 브로드캐스트 시그널링(broadcast signaling)를 통해서 셀 내 단말들이 공통적으로 적용할 또는 주파수 우선순위를 제공하거나, 단말 별 시그널링(dedicated signaling)을 통해 단말 별로 각각 주파수 별 우선순위를 제공할 수 있다. 브로드캐스트 시그널링을 통해 제공되는 셀 재선택 우선순위를 공용 우선순위(common priority)라고 할 수 있고, 단말 별로 네트워크가 설정하는 셀 재선택 우선 순위를 전용 우선순위(dedicated priority)라고 할 수 있다. 단말은 전용 우선순위를 수신하면, 전용 우선순위와 관련된 유효 시간(validity time)를 함께 수신할 수 있다. 단말은 전용 우선순위를 수신하면 함께 수신한 유효 시간으로 설정된 유효성 타이머(validity timer)를 개시한다. 단말은 유효성 타이머가 동작하는 동안 RRC 아이들 모드에서 전용 우선순위를 적용한다. 유효성 타이머가 만료되면 단말은 전용 우선순위를 폐기하고, 다시 공용 우선순위를 적용한다.
인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 파라미터(예를 들어 주파수 별 오프셋(frequency-specific offset))를 주파수 별로 제공할 수 있다.
인트라-주파수 셀 재선택 또는 인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 이웃 셀 리스트(Neighboring Cell List, NCL)를 단말에게 제공할 수 있다. 이 NCL은 셀 재선택에 사용되는 셀 별 파라미터(예를 들어 셀 별 오프셋(cell-specific offset))를 포함한다
인트라-주파수 또는 인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 셀 재선택 금지 리스트(black list)를 단말에게 제공할 수 있다. 금지 리스트에 포함된 셀에 대해 단말은 셀 재선택을 수행하지 않는다.
한편, 전술한 셀 재선택에 사용되는 파라미터는 단말의 이동성에 따라 스케일링될 수 있다. 단말의 이동성은 특정 시간 구간 동안 단말이 셀 재선택 및/또는 핸드오버를 통해 이동한 횟수를 기반으로 추정될 수 있는데 이를 MSE(Mobility　State　Estimation)이라 한다. MSE에 따라 단말의 이동성은 일반 이동성 상태(normal　mobility　state), 중간 이동성 상태(medium　mobility　state) 및 높은 이동성 상태(high　mobility　state) 중 하나의 상태로 추정될 수 있다.
이하, 빔포밍(beamforming)에 대하여 설명한다.
다중 안테나를 사용한 빔 형성 기술은 크게 빔 형성 가중치 벡터(weight vector) 또는 프리코딩 벡터(precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔 형성 기술(이하, 아날로그 빔포밍)과 디지털 빔 형성 기술(이하, 디지털 빔포밍)로 구분될 수 있다.
도 5는 아날로그 빔포밍의 일 예를 나타낸다.
아날로그 빔포밍은 초기 다중 안테나 구조에 적용된 대표적인 빔 형성 기법이다. 아날로그 빔포밍은 디지털 신호 처리가 완료된 아날로그 신호를 다수의 경로로 분기하고, 각 경로에서의 위상 쉬프트(PS; phase shift)와 전력 증폭(PA; power amplifier) 설정을 통하여 빔을 형성한다. 도 6을 참조하면, 아날로그 빔포밍에서 단일 디지털 신호로부터 파생된 아날로그 신호를 각 안테나에 연결된 PS와 PA가 처리한다. 즉, 아날로그 단에서 복소 가중치(complex weight)를 PS와 PA가 처리한다. 여기에서 RF(radio frequency) 체인은 베이스밴드(baseband) 신호가 아날로그 신호로 변환되는 처리 블록을 의미한다. 아날로그 빔포밍은 PS와 PA의 소자의 특성에 따라 빔의 정확도가 결정되고, 소자의 제어 특성상 협대역 전송 에 유리하다. 한편, 다중 스트림 전송을 구현하기 어려운 하드웨어 구조로 인하여 전송률 증대를 위한 다중화 이득이 상대적으로 작으며, 직교 자원 할당 기반의 사용자별 빔 형성이 어려운 특징이 있다.
도 6은 디지털 빔포밍의 일 예를 나타낸다.
아날로그 빔포밍과 달리, 디지털 빔포밍은 MIMO 환경에서 다이버시티와 다중화 이득을 최대화하기 위해 베이스밴드 처리를 이용하여 디지털 단에서 빔을 형성한다. 도 6을 참조하면, 프리코딩이 베이스밴드 처리에서 수행됨으로써 빔이 형성될 수 있다. RF 체인은 PA를 포함할 수 있다. 이에 따라 빔 형성을 위해 도출된 복소 가중치가 송신 데이터에 직접적으로 적용될 수 있다. 디지털 빔포밍은 사용자 별로 서로 다르게 빔을 형성할 수 있으므로, 동시에 다중 사용자 빔 형성을 지원할 수 있다. 또한, 디지털 빔포밍은 직교 자원이 할당된 사용자 별로 독립적인 빔 형성이 가능하여 스케줄링 유연성이 높아 시스템 목적에 부합하는 전송단 운용이 가능하다. 또한, 디지털 빔포밍은 광대역 전송 환경에서 MIMO-OFDM과 같은 기술을 적용할 경우, 부반송파 별로 독립적인 빔을 형성할 수 있다. 따라서, 디지털 빔포밍은 시스템 용량 증대와 강화된 빔 이득을 기반으로 단일 사용자의 최대 전송률을 극대화 할 수 있다. 따라서 3G/4G 시스템에서는 디지털 빔포밍 기반의 MIMO 기술이 도입되었다.
한편, 송수신 안테나의 개수가 크게 증가하는 거대 MIMO(massive multiple-input multiple-output)가 고려될 수 있다. 일반적인 셀룰러 시스템은 MIMO 환경에 적용되는 최대 송수신 안테나의 개수를 8개로 가정하나, 거대 MIMO 환경에서는 최대 송수신 안테나의 개수가 수십 또는 수백 개 이상으로 증가할 수 있다. 거대 MIMO 환경에서 기존의 디지털 빔포밍이 적용된다면, 수백 개의 송신 안테나에 대한 디지털 신호 처리를 베이스밴드 처리를 통해 수행해야 하므로 신호 처리의 복잡도가 매우 커지고, 송신 안테나의 개수만큼의 RF 체인이 필요하므로 하드웨어 구현의 복잡도가 매우 커진다. 또한, 모든 송신 안테나에 대해 독립적인 채널 추정이 필요하고, FDD(frequency division duplex) 시스템의 경우 모든 안테나로 구성된 거대한 MIMO 채널에 대한 피드백 정보가 필요하므로, 파일럿 및 피드백 오버헤드가 매우 커진다. 반면, 거대 MIMO 환경에서 기존의 아날로그 빔포밍이 적용된다면, 송신단의 하드웨어 복잡도는 상대적으로 낮은 반면, 다수 안테나를 이용한 성능 증가 정도가 미미하고, 자원 할당의 유연성이 떨어진다. 특히, 광대역 전송시 주파수 별로 빔을 제어하기가 매우 어렵다.
따라서 거대 MIMO 환경에서는 빔포밍 기술로 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍 중 어느 하나만을 사용하기보다는, 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍이 결합된 형태의 하이브리드 빔포밍이 요구된다. 즉, 아날로그 빔포밍의 특성에 따라 송신단의 하드웨어 구현의 복잡도를 낮추고, 디지털 빔포밍의 특성에 따라 수많은 개수의 송신 안테나를 이용한 빔 형성 이득이 최대가 될 수 있도록, 하이브리드 타입의 송신단 구조가 필요할 수 있다.
도 7은 하이브리드 빔포밍의 일 예를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 하이브리드 빔포밍은 거대 MIMO 환경에서 아날로그 빔포밍의 장점과 디지털 빔포밍의 장점을 취할 수 있는 송신단을 구성함에 목적이 있다. 도 7을 참조하면, 기본적으로 하이브리드 빔포밍은 아날로그 빔포밍을 통해 거친(coarse) 빔을 형성하고, 디지털 빔포밍을 통해 다중 스트림 혹은 다중 사용자 전송을 위한 빔을 형성할 수 있다. 즉, 하이브리드 빔포밍은 송신단의 구현 복잡도 또는 하드웨어 복잡도를 낮추기 위해서 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 동시에 취하는 구조를 가질 수 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 초고주파(mmW; Millimeter Wave) 대역이 새로운 RAT에서 고려되고 있다. 초고주파 대역은 파장이 짧기 때문에, 다수 개의 안테나가 동일 면적에 설치될 수 있다. 예를 들어, 30GHz 대역에서 파장은 1cm이므로, 총 100개의 안테나 요소(element)가 가로 5cm 세로 5cm의 크기를 가지는 패널에 0.5 람다(lambda) 간격 및 2-디멘션(2-dimension) 배열 형태로 설치될 수 있다. 다수 개의 안테나 요소가 초고주파 대역에서 사용되면, 빔포밍 이득이 높아짐으로써 커버리지가 증가될 수 있고, 수율(throughput)이 향상될 수 있다.
한편, 단말은 네트워크가 상기 단말의 속도를 추정할 수 있도록 이전 서빙 셀에서 체류한 시간에 관한 이동성 히스토리 정보(mobility history information)를 상기 네트워크로 보고할 수 있다. 종래 기술에 따르면, 단말은 서빙 셀이 변경될 때마다 셀 단위로 단말의 위치 및 체류 시간을 네트워크로 보고하도록 구성되었다. 즉, 단말이 이동성 히스토리 정보를 저장할 수 있는 경우 상기 단말은 다음과 같은 과정을 수행할 수 있었다.
1> RRC 연결 상태의 PCell 또는 RRC 아이들 상태의 서빙 셀로 구성된 셀이 다른 E-UTRAN 또는 inter-RAT의 셀로 변경된 경우, 또는 서비스 불가 상태로 진입한 경우:
2> 가장 오래된 엔트리를 삭제한 후, VarMobilityHistoryReport 변수에 엔트리를 새롭게 생성할 수 있고, 필요한 경우, 다음과 같은 과정이 수행된다
3> 만약 이전 PCell 또는 서빙 셀의 글로벌 셀 ID가 유효하면,
4> 상기 셀의 글로벌 셀 ID를 엔트리의 visitedCellId 필드에 포함시킨다.
3> 그렇지 않으면,
4> 상기 셀의 물리적 셀 ID 및 캐리어 주파수를 엔트리의 visitedCellId 필드에 포함시킨다.
3> 엔트리의 TimeSpentTRP 필드를 이전 TRP에서 체류한 시간으로 설정한다.
본 설명에서, VarMobilityHistoryReport는 이동성 히스토리를 포함할 수 있다. 또한, VisitedCellInfoList는 최근 방문한 셀 또는 E-UTRA 밖의 체류 시간에 관한 이동성 히스토리를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 다르면, 이러한 이동성 히스토리 정보는 최대 16개의 히스토리 목록을 저장할 수 있다. 최근 방문한 셀은 리스트의 첫 번째로 저장될 수 있다. 상기 리스트는 RRC 아이들 상태 및 RRC 연결 상태에서 방문한 셀을 포함할 수 있다.
그러나, 셀은 커버리지가 크고 셀에 따라 커버리지의 크기가 서로 다르기 때문에 셀 단위로 단말의 위치를 보고하는 경우, 단말의 위치를 정확하게 추정하는데 한계가 있다. 따라서, 다중 빔 환경에서, 단말은 단말의 속도 추정의 정확도를 향상시키기 위해 좀 더 상세한 정보를 보고할 필요가 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 히스토리 보고 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단말이 이동성 히스토리 정보를 저장할 수 있는 경우 상기 단말은 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다.
1> 서빙 빔이 다른 빔으로 변경되거나 서비스 불가(out of service) 상태에 진입한 경우:
2> 가장 오래된 엔트리를 삭제한 후, VarMobilityHistoryReport 변수에 엔트리를 새롭게 생성할 수 있고, 필요한 경우, 아래와 같은 과정이 수행된다
3> 만약 이전 빔의 빔 ID 또는 빔 특정 RS ID가 유효하면,
4> 상기 빔의 빔 ID 또는 빔 특정 RS(예를 들어, CSI-RS) ID를 상기 엔트리의 visitedBeamPId 필드에 포함시킨다.
3> 만약 이전 빔이 속하는 TRP(transmission reception point)의 TRP ID 또는 TRP 특정 RS ID가 유효하면,
4> 상기 빔의 TRP ID 또는 TRP 특정 RS ID를 상기 엔트리의 visitedTRPId 필드에 포함시킨다.
3> 만약 이전 빔이 속하는 이전 PCell 또는 이전 서빙 셀의 글로벌 셀 ID가 유효하면,
4> 상기 셀의 글로벌 셀 ID를 상기 엔트리의 visitedCellId 필드에 포함시킨다.
3> 그렇지 않으면,
4> 상기 셀의 물리적 셀 ID 및 캐리어 주파수를 상기 엔트리의 visitedCellId 필드에 포함시킨다.
3> 엔트리의 TimeSpentBeam 필드를 이전 빔에서 체류한 시간으로 설정한다.
1> 서빙 TRP가 다른 TRP로 변경되거나 서비스 불가 상태에 진입한 경우:
2> 가장 오래된 엔트리를 삭제한 후, VarMobilityHistoryReport 변수에 엔트리를 새롭게 생성할 수 있고, 필요한 경우, 다음과 같은 과정이 수행된다
3> 만약 이전 TRP의 TRP ID 또는 TRP 특정 RS ID가 유효하면,
4> 상기 TRP빔의 TRP ID 또는 TRP 특정 RS ID를 엔트리의 visitedTRPId 필드에 포함시킨다.
3> 만약 이전 TRP가 속하는 이전 PCell 또는 서빙 셀의 글로벌 셀 ID가 유효하면,
4> 상기 셀의 글로벌 셀 ID를 엔트리의 visitedCellId 필드에 포함시킨다.
3> 그렇지 않으면,
4> 상기 셀의 물리적 셀 ID 및 캐리어 주파수를 엔트리의 visitedCellId 필드에 포함시킨다.
3> 엔트리의 TimeSpentTRP 필드를 이전 TRP에서 체류한 시간으로 설정한다.
본 설명에서 TRP는 데이터의 전송 및 수신 지점에 의해 형성되는 영역으로서, 복수의 빔 영역을 포괄할 수 있다. 또한, 셀은 복수의 TRP을 포함할 수 있다.
단말이 상향링크 전송을 지원하지 않는 RRC 상태(즉, RRC 아이들 상태)로부터 상향링크 전송을 지원하는 RRC 상태(즉, RRC 연결 활성 상태 또는 RRC 연결 비활성 상태)로 진입할 때마다 단말은 상기 단말이 저장하고 있는 이동성 히스토리를 네트워크로 알릴 수 있다. 만약, 네트워크가 이동성 히스토리를 보고할 것을 요청하는 경우, 단말은 이러한 요청에 대응하여 저장된 이동성 히스토리를 네트워크로 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동성 히스토리 보고(mobility history report) 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 8을 참조하면, RRC 아이들 상태의 단말은 셀 A의 빔 1로부터 셀 B의 빔 9로 이동할 수 있다. 상술한 바와 같이, 하나의 셀에는 복수의 TRP 및 복수의 빔이 포함될 수 있다.
단말은 서빙 빔이 변경될 때마다 변경된 빔 및 이전 빔에 체류한 시간에 관한 이동성 히스토리를 저장할 수 있다. 표 1은 단말에 저장된 이동성 히스토리를 나타낸다. 표 1을 참조하면, 서빙 빔이 빔 1에서 빔 2로 변경되는 경우, 단말은 이동성 히스토리의 첫 번째 엔트리에 빔 1에서 체류한 시간을 저장할 수 있다. 또한, 서빙 빔이 빔 2에서 빔 3로 변경되는 경우, 단말은 이동성 히스토리의 두 번째 엔트리에 빔 2에서 체류한 시간을 저장할 수 있다.
엔트리 방문 셀 ID 셀 체류 시간 방문 TRP ID TRP 체류 시간 방문 빔 ID 빔 체류 시간
#1 A X 1 10
#2 A X 2 12
#3 A X 3 14
#4 A X 52 4 16
#5 A Y 5 18
#6 A 82 Y 30 6 12
#7 B Z 7 10
#8 B Z 8 8
#9 B Z 9 4
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 단말의 이동 경로를 TRP 또는 빔 단위로 저장하는 경우, 단말의 이동 경로 및 위치를 더 상세하게 파악할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 단말은 빔이 변경된 경우 이전 빔의 빔 ID 또는 빔 특정 RS(reference signal) ID가 유효하면, 상기 빔 ID 또는 빔 특정 RS ID를 이동성 히스토리의 방문 빔 ID(visitedBeamId) 필드에 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말은 특정 빔 영역 내에서 상기 빔의 RS ID를 통해 상기 빔을 인식할 수 있다. 즉, 단말은 서빙 빔이 변경될 때마다 빔 단위로 단말의 이동성 히스토리를 기록할 수 있다. 표 1을 참조하면, 단말이 빔 3에서 빔 4로 이동한 경우, 빔 3의 ID인 3을 저장할 수 있다. 또한, 단말이 빔 4에서 빔 5로 이동한 경우, 빔 4의 ID인 4를 저장할 수 있다. 또한, 단말이 빔 5에서 빔 6으로 이동한 경우, 빔 5의 ID인 5를 저장할 수 있다.
또한, 단말은 빔이 변경된 경우 이전 빔이 속하는 TRP(transmission reception point) ID 또는 TRP 특정 RS ID가 유효하면, 상기 TRP ID 또는 TRP 특정 RS ID를 이동성 히스토리의 방문 TRP ID(visitedTRPId) 필드에 저장할 수 있다. 예를 들어, TRP는 데이터의 전송 및 수신 지점에 의해 형성되는 영역으로서, TRP는 복수의 빔 영역을 포함할 수 있고, 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성할 수 있다. 즉, 단말은 서빙 빔이 변경될 때마다 TRP 단위로 단말의 이동성 히스토리를 기록할 수 있다. 표 1을 참조하면, 단말이 빔 3에서 빔 4로 이동한 경우, 빔 3이 속하는 TRP의 TRP ID인 X를 저장할 수 있다. 또한, 단말이 빔 4에서 빔 5로 이동한 경우, 빔 4가 속하는 TRP의 TRP ID인 X를 저장할 수 있다. 또한, 단말이 빔 5에서 빔 6으로 이동한 경우, 빔 5가 속하는 TRP의 TRP ID인 Y를 저장할 수 있다.
또한, 단말은 빔이 변경된 경우 이전 빔이 속하는 이전 PCell 또는 서빙 셀의 글로벌 셀 ID가 유효하면, 상기 글로벌 셀 ID를 이동성 히스토리의 방문 셀 ID(visitedCellId) 필드에 저장할 수 있다. 즉, 단말은 서빙 빔이 변경될 때마다 셀 단위로 단말의 이동성 히스토리를 기록할 수 있다. 표 1을 참조하면, 단말이 빔 3에서 빔 4로 이동한 경우, 빔 3이 속하는 셀의 셀 ID인 A를 저장할 수 있다. 또한, 단말이 빔 4에서 빔 5로 이동한 경우, 빔 4가 속하는 셀의 셀 ID인 A를 저장할 수 있다. 또한, 단말이 빔 7에서 빔 8로 이동한 경우, 빔 7이 속하는 셀의 셀 ID인 B를 저장할 수 있다.
한편, 단말의 서빙 빔이 변경되었으나, 이전 빔의 빔 ID(또는 빔 특정 RS ID), 이전 빔이 속하는 TRP ID(또는 TRP 특정 RS ID) 또는 이전 빔이 속하는 이전 PCell(또는 서빙 셀)의 글로벌 ID가 유효하지 않으면, 이전 셀의 물리적인 셀 ID 및 캐리어 주파수를 이동성 히스토리의 방문 셀 ID(visitedCellId) 필드에 저장할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 단말은 TRP가 변경된 경우 이전 TRP의 TRP ID 또는 TRP 특정 RS ID가 유효하면, 상기 TRP ID 또는 TRP 특정 RS ID를 이동성 히스토리의 방문 TRP ID(visitedTRPId) 필드에 저장할 수 있다. 즉, 단말은 서빙 TRP이 변경될 때마다 TRP 단위로 단말의 이동성 히스토리를 기록할 수 있다.
또한, 단말은 TRP이 변경된 경우 이전 TRP가 속하는 이전 PCell 또는 서빙 셀의 글로벌 셀 ID가 유효하면, 상기 글로벌 셀 ID를 이동성 히스토리의 방문 셀 ID(visitedCellId) 필드에 저장할 수 있다. 즉, 단말은 서빙 TRP이 변경될 때마다 셀 단위로 단말의 이동성 히스토리를 기록할 수 있다.
한편, 단말의 서빙 TRP가 변경되었으나, 이전 TRP의 TRP ID(또는 TRP 특정 RS ID) 또는 이전 TRP가 속하는 이전 PCell(또는 서빙 셀)의 글로벌 ID가 유효하지 않으면, 이전 셀의 물리적인 셀 ID 및 캐리어 주파수를 이동성 히스토리의 방문 셀 ID(visitedCellId) 필드에 저장할 수 있다.
단말이 RRC 아이들 상태에서 RRC 연결 상태로 진입하는 경우, 저장되어 있는 이동성 히스토리를 네트워크로 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말은 셀 B의 빔 9에서 RRC 연결 상태로 진입할 수 있다. 이때 단말은 셀 B로 상기 단말에 저장된 이동성 히스토리를 알릴 수 있다.
만약, 네트워크가 이동성 히스토리의 전송을 요청하는 경우, 단말은 저장된 이동성 히스토리를 네트워크로 전송할 수 있다.
한편, 단말은 서비스 불가(out-of-service) 상태로 진입한 경우, 이동성 히스토리를 저장할 수 있다. 구체적으로, 단말은 셀 A의 빔 4에서 서비스 불가 상태가 된 경우, 빔 4에서 서비스 가능한 상태로 체류한 시간을 이동성 히스토리에 저장할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동성 히스토리 보고 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 S902에서, 단말은 단말이 이동함에 따라, 상기 단말이 체류했던 빔에 관한 식별 정보 및 상기 빔에서의 체류 시간을 포함하는 이동성 히스토리를 업데이트할 수 있다. 단말은 상기 단말이 체류하는 빔이 변경될 때마다 이동성 히스토리를 업데이트할 수 있다. 또한, 단말은 상기 단말이 체류하는 TRP(transmission reception point)가 변경될 때마다 이동성 히스토리를 업데이트할 수 있다. 상기 빔의 특정 RS(specific reference signal) ID(identity)일 수 있다. 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP에 관한 식별 정보 및 상기 TRP에서의 체류 시간을 포함할 수 있다. TRP에 관한 식별 정보는, 상기 TRP의 특정 RS ID일 수 있다. 상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 셀에 관한 식별 정보 및 상기 셀에서의 체류 시간을 포함할 수 있다. 상기 셀에 관한 식별 정보는, 상기 셀의 글로벌 ID(global identity)일 수 있다.
단계 S904에서 단말은 RRC 연결 상태로 진입할 수 있다.
단계 S906에서, 저장된 상기 식별 정보 및 상기 체류 시간을 네트워크로 전송할 수 있다.
또한, 단말은 상기 빔에 관한 식별 정보가 유효한지 여부를 판단할 수 있고, 상기 빔에 관한 식별 정보가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 단말이 체류하는 셀의 셀 ID 및 상기 셀에서의 체류 시간을 상기 이동성 히스토리에 기록할 수 있다.
기지국(1000)은 프로세서(processor, 1001), 메모리(memory, 1002) 및 송수신기(transceiver, 1003)를 포함한다. 메모리(1002)는 프로세서(1001)와 연결되어, 프로세서(1001)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1003)는 프로세서(1001)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1001)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(1001)에 의해 구현될 수 있다.
단말(1010)은 프로세서(1011), 메모리(1012) 및 송수신기(1013)를 포함한다. 메모리(1012)는 프로세서(1011)와 연결되어, 프로세서(1011)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1013)는 프로세서(1011)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1011)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 단말의 동작은 프로세서(1011)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
상술한 실시 예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서, 단말이 이동성 히스토리(mobility history)를 보고하기 위한 방법에 있어서,
    단말이 이동함에 따라, 상기 단말이 체류했던 빔에 관한 식별 정보 및 상기 빔에서의 체류 시간을 포함하는 이동성 히스토리를 업데이트하는 단계;
    상기 단말이 RRC 연결 상태로 진입하는 단계; 및
    저장된 상기 식별 정보 및 상기 체류 시간을 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 빔이 변경될 때마다 업데이트되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP(transmission reception point)가 변경될 때마다 업데이트되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔에 관한 식별 정보는, 상기 빔의 특정 RS(specific reference signal) ID(identity)인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP에 관한 식별 정보 및 상기 TRP에서의 체류 시간을 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 TRP에 관한 식별 정보는, 상기 TRP의 특정 RS ID인, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 셀에 관한 식별 정보 및 상기 셀에서의 체류 시간을 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 셀에 관한 식별 정보는, 상기 셀의 글로벌 ID(global identity)인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 빔에 관한 식별 정보가 유효한지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 빔에 관한 식별 정보가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 단말이 체류하는 셀의 셀 ID 및 상기 셀에서의 체류 시간을 상기 이동성 히스토리에 기록하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서, 이동성 히스토리를 보고하기 위한 단말에 있어서,
    메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    단말이 이동함에 따라, 상기 단말이 체류했던 빔에 관한 식별 정보 및 상기 빔에서의 체류 시간을 포함하는 이동성 히스토리를 업데이트하고;
    상기 단말이 RRC 연결 상태로 진입하고;
    저장된 상기 식별 정보 및 상기 체류 시간을 네트워크로 전송하도록 구성되는, 단말.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 빔이 변경될 때마다 업데이트되는, 단말.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP(transmission reception point)가 변경될 때마다 업데이트되는, 단말.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 빔에 관한 식별 정보는, 상기 빔의 특정 RS(reference signal) ID(identity)인, 단말.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 이동성 히스토리는, 상기 단말이 체류하는 TRP에 관한 식별 정보 및 상기 TRP에서의 체류 시간을 포함하는, 단말.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 TRP에 관한 식별 정보는, 상기 TRP의 특정 RS ID인, 단말.
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