WO2020101095A1 - Ran 재구성 방법 및 이를 이용하는 재구성 가능한 장치 - Google Patents

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WO
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radio
communication service
control framework
service layer
interface
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English (en)
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최승원
안흥섭
김대진
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Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/50—Service provisioning or reconfiguring
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/60—Subscription-based services using application servers or record carriers, e.g. SIM application toolkits
    • 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
    • H04W88/18—Service support devices; Network management devices

Definitions

  • the present invention relates to a radio access network (RAN) reconfiguration method and a reconfigurable device using the same, and more particularly, a reconfigurable method having a multi-radio interface for controlling execution of a hardware-independent integrated radio application. It relates to a method of reconfiguring the RAN according to the execution of the RAN application on the device.
  • RAN radio access network
  • SDR Software Defined Radio
  • SDR technology reduces fixed hardware functions on the user's mobile device from a signal processing point of view, expands the hardware part programmable by radio applications, and increases the flexibility of the system by using the extended software programming capability. It is a wireless technology.
  • the structure of such an SDR terminal device should be open, distributed, object oriented, and software controllable.
  • a multi-mode SDR that can accommodate various wireless standards is required for global communication.
  • research on multi-mode SDR is currently actively underway.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a reconfigurable device.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a RAN reconfiguration method.
  • a reconfigurable device for executing a radio access network (RAN) application for achieving the above object is a communication service layer, a radio control framework on a radio computer, and a communication service layer between the radio control framework
  • the interface includes a multi-radio interface, and the communication service layer delivers request information according to execution of the RAN application to the radio control framework through the multi-radio interface, and the control control framework establishes the infrastructure based on the request information. It is possible to generate a control signal to reconstruct.
  • the communication service layer may include an administrator and a mobility policy manager.
  • the administrator can transmit the change information of the base station (BS) parameter value to the radio control framework through the multi-radio interface.
  • BS base station
  • the mobility policy manager may transmit information on at least one of mobility prediction, soft / hard handover management, and inter-cell interference handling to a radio control framework through a multiradio interface.
  • the radio control framework may include a configuration manager and a radio connection manager.
  • the setting manager may generate a control signal for reconfiguring the infrastructure based on the change information of the base station (BS) parameter value received from the communication service layer.
  • BS base station
  • the radio connection manager may generate a control signal reconstructing the infrastructure based on information on at least one of mobility prediction, soft / hard handover management, and inter-cell interference handling received from the communication service layer.
  • the multi-radio interface may provide an administrator service and an access control service.
  • the manager service may include a service that delivers change information of a base station (BS) parameter value between the communication service layer and the radio control framework.
  • BS base station
  • the access control service may include a service that delivers information on at least one of mobility prediction, soft / hard handover management, and inter-cell interference handling between the communication service layer and the radio control framework.
  • the method includes transmitting request information according to the execution of the RAN application from the communication service layer to the radio control framework through a multi-radio interface, and generating a control signal for reconfiguring the infrastructure based on the request information by the radio control framework. It may include the steps.
  • the communication service layer may include an administrator and a mobility policy manager.
  • the administrator changes the BS (Base Station) parameter value change information through the multi-radio interface And passing it to the control framework.
  • the step of delivering the request information according to the execution of the RAN application from the communication service layer to the radio control framework through the multi-radio interface mobility prediction, soft / hard handover management and inter-cell interference handling by the mobility policy manager And transmitting information on at least one of them to the radio control framework through the multi-radio interface.
  • the radio control framework may include a configuration manager and a radio connection manager.
  • BS base station
  • the step of generating a control signal for reconfiguring the infrastructure based on the request information by the radio control framework includes: mobility prediction, soft / hard handover management, and inter-cell received from the communication service layer by the radio connection manager. And generating a control signal reconstructing the infrastructure based on the information on at least one of the interference handling.
  • the multi-radio interface may provide an administrator service and an access control service.
  • the manager service may include a service that delivers change information of a base station (BS) parameter value between the communication service layer and the radio control framework.
  • BS base station
  • the access control service may include a service that delivers information on at least one of mobility prediction, soft / hard handover management, and inter-cell interference handling between the communication service layer and the radio control framework.
  • a reference model of a RAN architecture considering a problem of radio access such as mobility management, inter-cell interference handling, load balancing, etc., which is a main function of RAN, as well as reconfiguration of a radio access network (RAN) is provided.
  • RAN radio access network
  • FIG. 1 is an exemplary view illustrating a case where a radio application package distributed from an online app store is downloaded from a device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a software architecture of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating four interfaces associated with a device in a usage environment of a reconfigurable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an interconnection between a communication service layer and a radio control framework using a multi-radio interface of a device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a reconfigurable RAN architecture of a device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of an operation for controlling reconfiguration of an infrastructure according to application execution according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, etc. can be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.
  • second component may be referred to as a first component.
  • the term "and / or" includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.
  • Radio Application An application for providing a specific hardware configuration of a device and a radio communication environment independent of a user application.
  • the radio application may be configured to operate on a radio processor, or consist of a radio processor execution portion and an application processor execution portion to operate on two processors.
  • the radio application consists of a radio controller and function blocks.
  • the function block may include standard function blocks and user-defined function blocks.
  • Radio Application Package A distribution form of a radio application, which includes pipeline controller metadata along with radio controllers and function blocks that are components of the radio application.
  • the radio application package may additionally include a radio library.
  • Standard function blocks are standard function blocks whose functions are standardized with the names of the functions of each block and the functions for executing the blocks.
  • the standard function block will be a collection of standard function blocks implemented by a hardware manufacturer when a radio platform chip vendor manufactures a standard function block, and may be provided with a driver.
  • the standard function block may be implemented using a dedicated hardware accelerator, or may be implemented as executable code running on the core of the radio processor. When implemented as executable code running on the core of a radio processor, it may be referred to as a radio library.
  • Standard function blocks have standardized function names and functions, and can be defined by a standard radio library header file.
  • UDFB User Defined Function Block
  • UDFB User Defined Function Block
  • HAL Radio Hardware Abstract Layer
  • Radio Platform Driver Software required by the OS to recognize hardware. It is a hardware independent OS instruction. It is software to match the instruction system of hardware with each other, and can act as a general hardware driver.
  • Radio Platform It may be part of the device hardware for RF functions such as fixed and / or programmable hardware accelerators, RF transceivers, antennas. That is, the radio platform may be part of hardware capable of generating or receiving RF signals. In essence, the radio platform may be heterogeneous hardware that includes other processing elements, such as a fixed accelerator such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a reconfigurable accelerator such as an FPGA. .
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA reconfigurable accelerator
  • Radio Computer It may be a collection of radio processors (RPs) and radio platforms within a reconfigurable device.
  • RPs radio processors
  • radio platforms within a reconfigurable device.
  • individual radio applications can be designed as software elements running on a radio processor that can be viewed as a more general purpose computing element.
  • FIG. 1 is an exemplary view illustrating a case where a radio application package distributed from an online app store is downloaded from a device according to an embodiment of the present invention.
  • the device 10 may operate in various wireless network environments by downloading and installing radio applications from a radio application store or a radio application provider.
  • the device 10 accesses the online app store 20, selects a desired radio application from a list of radio applications supporting various wireless communication methods provided by the app store, and a radio application package including the corresponding radio application You can download it.
  • LTE Long Term Evolution
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • RFID Radio-Frequency Identification
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a software architecture of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the radio software architecture of the device includes an application processor layer operating on an application processor (AP) 110 and a radio operating on a radio processor (RP) 610. It may be composed of a processor layer.
  • the combination of radio processor and radio platform may be referred to as radio computer 120.
  • FIG. 2 illustrates a software architecture environment in which a radio control framework (RCF) 126, which will be described later, is divided into an application processor execution part and a radio processor execution part and operates on two processors.
  • RCF radio control framework
  • the radio control framework 126 may be implemented to be executed in a radio processor or a radio operating system (OS) 121.
  • OS radio operating system
  • a non-real time operating system such as Google's Android OS and Apple's iOS is operated, or radio is described below on the radio processor.
  • a real-time operating system (Real Time OS) called OS 121 may operate.
  • OS 'Operating System
  • Radio OS 'real-time operating system
  • the components constituting the application processor layer, the radio processor layer, and the radio control framework 126 will be described in more detail as follows.
  • the application processor 110 may include components such as a driver 111, an operating system (OS) 112, and a communication service layer 113.
  • a driver 111 an operating system (OS) 112
  • OS operating system
  • a communication service layer 113 a communication service layer 113.
  • the driver 111 drives hardware devices on a given operating system 112.
  • Hardware devices may include cameras, speakers, and the like.
  • the operating system 112 may include a non-real time operating system (Non-Real Time OS) operating in a typical mobile device, such as Android and iOS.
  • Non-Real Time OS Non-Real Time OS
  • an application processor layer execution portion of the radio control framework 126 may exist on the operating system 112.
  • the communication service layer 113 may provide at least some of the three services described below to the radio control framework 126.
  • the first service is a service related to administrative, which is related to installation / uninstallation of radio applications, creation / deletion of instances, and acquisition of a list of radio applications for status of installation, instances, activities, etc. to be.
  • the second service is a service related to access control, which is a service related to execution / non-execution of radio applications, data flow generation, network allocation generation, and acquisition of a list of radio applications for states of each installation, instance, and activity.
  • the third service is a service related to sending and receiving user data as a service related to data flow.
  • the communication service layer includes an administrator application, a mobility policy manager, and a networking stack. And at least a part of a monitor.
  • the networking stack may include a protocol stack operating at the communication service layer.
  • the communication service layer 113 may include only some of the above-described components, or may include additional components other than the above-described components. Further, the communication service layer 113 may include components in which functions of at least two or more of the above-described components are integrated. In addition, the above-described components are only an example of the components that the communication service layer 113 must have in order to support the services that the communication service layer 113 must perform. That is, the communication service layer 113 is defined by a role played by the communication service layer 113, and the configuration of the communication service layer 113 is not limited by examples of the above-described components.
  • radio applications that are targets of a method of distribution, installation, and execution to the device 10 are respectively applications. It may be composed of a processor layer execution portion and a radio processor layer execution portion.
  • the radio controller (RC) which is the execution part of the application processor layer of the radio application, sends context information to the monitor of the communication service layer 113 or the networking stack of the communication service layer 113 And it can play a role of exchanging data.
  • the radio processor 610 includes a radio operating system 121, a radio platform driver 122, and a radio platform 123, as shown in FIG.
  • the radio operating system (OS) 121 is a real-time operating system.
  • OS radio operating system
  • the radio control framework 126 is configured to operate on the application processor 110 and the radio processor 610, a radio processor execution part of the radio control framework 126 may exist on the radio OS 121.
  • the radio platform driver 122 is a component required by the radio OS 121 to recognize a hardware radio platform like a general hardware driver.
  • radio control framework 126 is a configuration that operates only on the radio processor 610 (see FIG. 3)
  • reconfigurable radio applications that are targeted for deployment, installation, and execution to the device 10 according to this embodiment are radio processors. It can operate in layers.
  • a radio controller (RC) of each radio application sends context information to a monitor of a communication service layer 113 or exchanges data with a networking stack of the communication service layer 113 Play the receiving role.
  • the aforementioned radio processor 610 may configure the radio computer 120 together with the radio platform 123 or radio platform hardware.
  • the radio platform hardware (Radio Platform Hardware) may be generally composed of a programmable hardware (123-1) of the radio processor and the baseband accelerator (s) (123-2).
  • the baseband accelerator 123-2 which is prepared for the standard functional block (s) 517-1 to M, can often be provided in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • the radio platform 123 may include an RF transceiver 123-3 and an antenna 123-4.
  • a multi-radio interface may be disposed between the aforementioned communication service layer 113 and the control radio control framework 126, and between the radio control framework 126 and the integrated radio application 125.
  • An integrated radio application interface may be disposed in the.
  • a reconfigurable radio frequency interface may be disposed between the integrated radio application 125 and the RF transceiver 123-3.
  • the radio application is an application that enables communication of a mobile terminal and may be distributed in the form of a radio application package (RAP) 510.
  • the radio application package 510 includes a function block (FB), a pipeline configuration metadata (513), a radio controller code (RC code) 512, and a radio library (Radio Library) 514. It may contain elements.
  • the radio library 514 may be included and distributed together in the form of executable code in the radio application package 510 when the standard function block 517-1 is distributed in the form of executable code, and the radio application package 510 may be an application. Downloaded to the OS 112 of the processor 110, the configuration code (Configcodes) and the radio library 514 refers to the pipeline configuration metadata 513, the application processor 110, the radio processor 610 or radio OS After being loaded with 121, it may be mounted on a radio computer.
  • the configuration code Configcodes
  • the radio library 514 refers to the pipeline configuration metadata 513, the application processor 110, the radio processor 610 or radio OS After being loaded with 121, it may be mounted on a radio computer.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating four interfaces associated with a device in a usage environment of a reconfigurable device according to an embodiment of the present invention.
  • a reconfigurable terminal device can simultaneously execute multiple / multiple radios and radio by a new radio application package (RAP) 510. You can change your settings. All radio applications (RAs) may be referred to as Unified Radio Applications (URAs) when representing common attributes or characteristics in terms of requirements related to radio reconfiguration of the device.
  • RAP new radio application package
  • UAAs Unified Radio Applications
  • a reconfigurable mobile device (hereinafter, also referred to simply as a device) includes a communication service layer (CSL) 113, a radio control framework (RCF) ( 126), a Radio Platform 123, and four sets of interfaces for their interconnection.
  • CSL communication service layer
  • RCF radio control framework
  • the four interfaces associated with the reconfigurable device according to the present embodiment are multi-radio interfaces (MURI), which are interfaces between each component of the communication service layer 113 and each component of the radio control framework 126.
  • MURI multi-radio interfaces
  • RRFI Reconfigurable Radio Frequency Interface
  • UUA Unified Radio Application
  • RAI Radio Frequency Transceiver
  • URAI Unified Radio Application Interface
  • Programming Interface Programming Interface
  • radio control framework 126 The radio control framework 126 described above will be described in more detail as follows.
  • Radio Control Framework (RCF) 126 is a component that provides an operating environment for radio applications.
  • the radio control framework 126 may be divided into two groups. That is, one group operates on the application processor 110, and the other group operates on the radio processor 610. Which components of the radio control framework 126 operate in real time (operating on the radio processor) and which components operate non-real time (operating on the application processor) can be determined differently for each vendor.
  • the Radio Control Framework (RCF) 126 may be configured to manage radio application (s), including at least some of the following five components by default.
  • a configuration manager performs installation / uninstallation of radio applications for multi-radio devices, creation / deletion of instances, and access management of radio parameters of radio applications.
  • a Radio Connection Manager performs overall management of user data flows that can be switched from one radio application to another radio application and activation / deactivation of radio applications according to user requirements.
  • a flow controller performs transmission and reception of user data packets and flow control.
  • a multi-radio controller schedules requests for radio resources from radio applications that are simultaneously executed in order to detect interoperability problems between radio applications in advance.
  • a resource manager manages multi-radio resources to share multi-radio resources among active radio applications while satisfying real-time requirements.
  • the radio control framework 126 may include only some of the five components described above, and may further include components other than the five components.
  • the radio control framework 126 may be composed of components in which functions of at least two or more components described below are integrated.
  • the functions and roles of the radio control framework 126 are defined by functions performed by components described below, and the configuration of the radio control framework 126 is not limited by example components described below. That is, the radio control framework 126 may have various configurations for performing at least some of the functions of the components described below.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an interconnection between a communication service layer and a radio control framework using a multi-radio interface of a device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows how the communication service layer (CSL) and the radio control framework (RCF) interact with each other using a multiradio interface (MURI).
  • CSL communication service layer
  • RCF radio control framework
  • the multi-radio interface includes a communication service layer and a radio control frame for three types of services: administrative services, access control services, and data flow services. It can support the interface between works.
  • At least one of an administrative service, an access control service, and a data flow service comprises components of a communication service layer using a multi-radio interface and the radio control framework. It can be provided by interlocking elements.
  • the radio control framework operates on a radio computer and can interwork with a communication service layer to provide an operating environment of an integrated radio application.
  • Administrative services may be mainly used by components such as an administrator included in a communication service layer. Administrators can install or uninstall new integrated radio applications on reconfigurable devices, and create or remove instances of integrated radio applications. Installation and loading can be performed during runtime as well as at device startup time to establish network connectivity when reconfiguring available integrated radio applications.
  • the multiradio interface can detect when and how reconfiguration of the device is required without making any assumptions.
  • Access Control Services can be mainly used by the mobility policy manager (Mobility Policy Manager, MPM) included in the communication service layer, related to the use of user policies and other radio access technologies (Radio Access Technologies, RATs) It can be used to keep references and choose between them. Modeling of such reference and selection algorithms (eg, selection algorithms for which RAT is selected in which wireless environment) is not basically included in the scope of the present invention, but the multi-radio interface specification includes communication service layer and radio control. And exchange of information in RAT selection decisions between frameworks.
  • the reference itself can be generated locally in applications or end user settings, as well as in a distribution manner from a network operator or a cognitive radio management framework.
  • Data Flow Services may be mainly used by a network stack included in a communication service layer of a reconfigurable device, for example, a Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP / IP) stack. Accordingly, the data flow service can express the setting of (logical) link layer services, which can be uniformly provided regardless of activation of the integrated radio application.
  • TCP / IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol
  • the multi-radio interface may further support an interface between a communication service layer for monitoring services and a radio control framework.
  • Monitoring services can be mainly used by monitors included in the communication service layer, and can be used to indicate the status of context information and computational / spectral resource management. Can be.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a reconfigurable RAN architecture of a device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows devices such as the structure of a software defined network (SDN) to describe a reconfigurable radio access network (RAN) architecture, such as an application layer, a control layer, and an infrastructure.
  • SDN software defined network
  • RAN reconfigurable radio access network
  • This diagram is divided into structure layers (Infrastructure Layer).
  • the present invention is not limited to technologies applied to software-defined networks.
  • Application layer reconfiguration of RAN such as Multi-Radio Access Technologies Management Application, Mobility Management Application, Interference Handling Applicatioin, and Load Balancing Application Related applications may be included, and data may be transferred to a control layer through a Northbound Interface.
  • the control layer may include the above-described communication service layer (CSL) and a radio control framework (RCF).
  • the communication service layer can transmit data to the radio control framework through a multi-radio interface (MURI) based on the data acquired through the northbound interface, and the radio control framework through the multi-radio interface. Based on the acquired data, data may be transferred to the infrastructure layer through an integrated radio application interface (URAI).
  • MURI multi-radio interface
  • URAI integrated radio application interface
  • the infrastructure layer may include Unified Radio Applications (URAs) and Radio Platforms, and the radio platform may acquire data from the control layer through the integrated radio application interface.
  • UAAs Unified Radio Applications
  • Radio Platforms Radio Platforms
  • the integrated radio application may mean a plurality of radio applications that exhibit common attributes or characteristics in terms of requirements related to radio reconfiguration of the device.
  • the radio platform is a native radio library (RVM), a radio virtual machine (RVM), a radio operating system (ROS), and a baseband unit (BBU) that decodes received data.
  • RVM native radio library
  • RVM radio virtual machine
  • ROS radio operating system
  • BBU baseband unit
  • Each may include a plurality of sets (set), each of which can be used to form a remote radio head (RRH, Remote Radio Head) and a front-hole network (Fronthaul Network).
  • RRH Remote Radio Head
  • Fronthaul Network front-hole network
  • the remote radio head may be reconfigured to allow adaptation such as bandwidth, carrier frequency, and output power level.
  • the operation or function of a multi-radio interface between a communication service layer, a radio control framework, and a communication service layer and a radio control framework for reconfigurable RAN in the above-described architecture is as follows.
  • corresponding commands may be transmitted from the application layer to the communication service layer through the northbound interface.
  • each entity of the communication service layer may be represented as shown in Table 1, but is not limited thereto.
  • the communication service layer may perform each function by an administrator, a mobility policy manager, a networking stack, and a monitor for reconfiguration as described above. , Each function has been described above, but is not limited thereto.
  • the communication service layer may perform each function by the administrator and the mobility policy manager for the RAN application in addition to the above-described functions.
  • the administrator of the communication service layer can determine the base station (BS) parameter values such as cell ID, transmission power (tx power), and tilting angle. Changes can be requested to the radio control framework, and the mobility policy manager at the communication service layer manages mobility prediction, soft / hard handover, and handling of inter-cell. interference) to the radio control framework.
  • BS base station
  • tx power transmission power
  • tilting angle tilting angle
  • the commands can be transmitted from the communication service layer to the radio control framework through the multiradio interface.
  • the corresponding entity of the communication service layer can pass commands to the radio control framework through the multiradio interface.
  • each entity of the radio control framework may be represented as shown in Table 2, but is not limited thereto.
  • the radio control framework includes a configuration manager, a radio connection manager, a flow controller, a resource manager, and multi-radio for reconfiguration as described above.
  • a controller Multi Radio Controller
  • the radio control framework may perform each function by the configuration manager and the radio connection manager for the RAN application in addition to the functions described above.
  • the configuration manager of the radio control framework can change BS parameter values such as cell ID, transmission strength and tilting angle, and the radio connection manager of the radio control framework Mobility prediction, soft / hard handover management and inter-cell interference handling can be implemented.
  • the configuration manager and the radio connection manager of the radio control framework may generate appropriate control signals for the infrastructure that is reconstructed according to commands to perform the above-described functions, and may transmit the control signals to the infrastructure.
  • a service capable of supporting a multi-radio interface between a communication service layer and a radio control framework may be represented as shown in Table 3, but is not limited thereto.
  • the multi-radio interface as described above, for the service for reconfiguration, the administrator service between the communication service layer and the radio control framework (Administrator Services), access control services (Access Control Services), data flow services (Data Flow Services) and Monitoring Services, and each service is described above, but is not limited thereto.
  • the multi-radio interface may provide an administrator service and an access control service for a RAN application in addition to the above-described functions.
  • the manager service of the multi-radio interface between the communication service layer and the radio control framework may include a service that delivers information on changing BS parameter values such as cell ID, transmission strength, and tilting angle.
  • the access control service of the radio interface may include a service that delivers information on mobility prediction, soft / hard handover management, and inter-cell interference handling.
  • a command corresponding thereto may be transmitted from the application layer to the communication service layer through the northbound interface, and the mobility policy manager of the communication service layer may issue a command to execute mobility management in a multi-radio interface. It can be delivered to the radio connection manager of the radio control framework using the access control service of.
  • the radio connection manager of the radio control framework may control the reconfiguration of the infrastructure according to the mobility management application.
  • the flow controller manages the data flow, so that the flow controller and the radio connection manager are included in the execution of the mobility management application, so that not only the radio connection manager but also the flow controller can control the reconfiguration of the infrastructure together. Can be.
  • the infrastructure layer is a baseband unit (BBU, BaseBand Unit) as shown in FIG. 5 to support efficient use of computational resources of a radio computer, cooperative processing such as Inter-Cell Interference Coordination (ICIC), and efficient network upgrade / maintenance. It can include the architecture of Pool.
  • BBU Baseband Unit
  • ICIC Inter-Cell Interference Coordination
  • Applications at the application layer can be differentiated from RA codes as they are executed in corresponding BBUs in the infrastructure layer's radio platform.
  • heterogeneous BBUs in the BBU pool of the infrastructure layer may have different characteristics, and between URA and each BBU hardware platform to solve the problem of software portability caused by the heterogeneous BBU hardware platform.
  • RVM may exist.
  • each hardware platform if the BBU pool includes a variety of hardware platforms, such as general purpose processors, digital signal processors, field programmable gate arrays and application-specific integrated circuits to improve programmability, power consumption and computational capabilities. For this, it may mean a problem that requires efficient compilation of wireless application code.
  • RVM can be operated on a radio operating system (ROS) on the BBU hardware platform to solve the above portability problem, and executes all algorithms included in given configuration code for various types of physical resources. It can mean an abstraction machine that abstracts heterogeneous platforms.
  • ROS radio operating system
  • RVM abstracts the physical resources of each hardware platform into virtualization resources, so that RA codes, such as platform-independent configuration codes, can be ported regardless of the type of hardware platform. While RVM is being executed, the Native Radio Library can be used to interpret configuration codes for each platform.
  • RVM virtual machines
  • APEs abstract processing elements
  • DOs data objects
  • ASFs abstract switch fabrics
  • RVM executes platform-independent configuration code according to the platform-specific native radio library, so back-end compilation can be optimized by RVM.
  • FIG. 6 is a flowchart of an operation for controlling reconfiguration of an infrastructure according to application execution according to an embodiment of the present invention.
  • the communication service layer may receive command information related to RAN reconfiguration according to an application executed through a northbound interface from an application layer (S610), and based on the obtained command
  • a radio control framework may perform a RAN reconfiguration request according to an instruction (S620).
  • the radio control framework may generate a control signal for the infrastructure according to the RAN reconfiguration request (S630), and may use this to perform reconfiguration of the infrastructure (S640).
  • the administrator of the communication service layer can transmit a corresponding command to the configuration manager of the radio control framework through the manager service of the multi-radio interface, and the radio control framework Based on this, the configuration manager can generate a control signal for the infrastructure.
  • the mobility policy manager of the communication service layer provides the radio control framework through the access control service of the multi-radio interface.
  • the corresponding command can be transmitted to the radio connection manager, and the radio connection manager of the radio control framework can generate a control signal for the infrastructure based on this.
  • the operation according to the embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored.
  • the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems to store and execute computer-readable programs or codes in a distributed manner.
  • the computer-readable recording medium may include a hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as a ROM, a RAM, and a flash memory.
  • Program instructions may include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine code such as that produced by a compiler.
  • a programmable logic device eg, field programmable gate array
  • the field programmable gate array may work with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

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Abstract

RAN(Radio Access Network) 어플리케이션을 실행하는 재구성 가능한 장치로서, 통신 서비스 계층, 라디오 컴퓨터 상의 라디오 컨트롤 프레임워크 및 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 인터페이스인 멀티라디오 인터페이스를 포함하고, 통신 서비스 계층은, RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하고, 컨트롤 컨트롤 프레임워크는, 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 재구성 가능한 장치가 개시된다.

Description

RAN 재구성 방법 및 이를 이용하는 재구성 가능한 장치
본 발명은 RAN(Radio Access Network) 재구성 방법 및 이를 이용하는 재구성 가능한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하드웨어 독립적인(hardware-independent) 통합 라디오 어플리케이션의 실행을 제어하기 위한 멀티라디오 인터페이스를 구비하는 재구성 가능한 장치에서 RAN 어플리케이션을 실행에 따라 RAN을 재구성하는 방법에 관한 것이다.
소프트웨어 정의 라디오(Software Defined Radio, SDR)는 다양한 무선 접속 환경에 유연하게 적응가능한 시스템 구축을 위하여 개방형 구조 단일 하드웨어 플랫폼상에 객체지향 구조 응용 소프트웨어(application)를 다운로드하여 전역(global) 통신을 가능케 하는 기술이다.
SDR 기술은 신호처리 관점에서 사용자의 모바일 장치(mobile device)에서 고정된 하드웨어 기능을 축소하고, 라디오 어플리케이션에 의해 프로그램 가능한 하드웨어 부분을 확장하며, 확장된 소프트웨어 프로그램 능력을 이용하여 시스템의 유연성을 증대시키는 무선 기술이다.
이러한 SDR 단말기(terminal device)의 구조는 개방성, 분산성, 객체 지향성, 소프트웨어 제어성을 구비하여야 한다. 특히, 전역 통신을 위해 여러 가지 무선 규격을 수용할 수 있는 멀티모드 SDR이 요구되고 있다. 이러한 분위기에서 현재 멀티모드 SDR에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 재구성 가능한 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 RAN 재구성 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 RAN(Radio Access Network) 어플리케이션을 실행하는 재구성 가능한 장치는, 통신 서비스 계층, 라디오 컴퓨터 상의 라디오 컨트롤 프레임워크 및 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 인터페이스인 멀티라디오 인터페이스를 포함하고, 통신 서비스 계층은, RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하고, 컨트롤 컨트롤 프레임워크는, 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 통신 서비스 계층은, 관리자(Administrator) 및 이동성 정책 매니저(Mobility Policy Manager)를 포함할 수 있다.
여기서, 관리자는, BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달할 수 있다.
여기서, 이동성 정책 매니저는, 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달할 수 있다.
여기서, 라디오 컨트롤 프레임워크는, 설정 매니저(Configuration Manager) 및 라디오 연결 매니저(Radio Connection Manager)를 포함할 수 있다.
여기서, 설정 매니저는, 통신 서비스 계층으로부터 수신한 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 라디오 연결 매니저는, 통신 서비스 계층으로부터 수신한 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 멀티라디오 인터페이스는, 관리자 서비스(Administrator Services) 및 접속 제어 서비스(Access Control Services)를 제공할 수 있다.
여기서, 관리자 서비스는, 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 전달하는 서비스를 포함할 수 있다.
여기서, 접속 제어 서비스는, 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 전달하는 서비스를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스 계층, 라디오 컨트롤 프레임워크 및 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 멀티라디오 인터페이스를 포함하는 재구성 가능한 장치의 RAN(Radio Access Network) 재구성 방법은, RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 통신 서비스 계층으로부터 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계 및 라디오 컨트롤 프레임워크에 의해 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 통신 서비스 계층은, 관리자(Administrator) 및 이동성 정책 매니저(Mobility Policy Manager)를 포함할 수 있다.
여기서, RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 통신 서비스 계층으로부터 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계는, 관리자에 의해 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 통신 서비스 계층으로부터 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계는, 이동성 정책 매니저에 의해 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 라디오 컨트롤 프레임워크는, 설정 매니저(Configuration Manager) 및 라디오 연결 매니저(Radio Connection Manager)를 포함할 수 있다.
여기서, 라디오 컨트롤 프레임워크에 의해 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계는, 설정 매니저에 의해 통신 서비스 계층으로부터 수신한 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는, RAN 재구성 방법.
여기서, 라디오 컨트롤 프레임워크에 의해 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계는, 라디오 연결 매니저에 의해 통신 서비스 계층으로부터 수신한 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 멀티라디오 인터페이스는, 관리자 서비스(Administrator Services) 및 접속 제어 서비스(Access Control Services)를 제공할 수 있다.
여기서, 관리자 서비스는, 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 전달하는 서비스를 포함할 수 있다.
여기서, 접속 제어 서비스는, 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 전달하는 서비스를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 라디오 접속 네트워크(RAN, Radio Access Network)의 재구성뿐만 아니라 RAN의 주요 기능인 이동성 관리, 인터-셀 간섭 핸들링, 부하 밸런싱 등과 같은 무선 접속의 문제점을 고려한 RAN 아키텍처의 참조 모델을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에서 온라인 앱 스토어(On-Line App. Store)에서 배포되는 라디오 어플리케이션 패키지를 다운로드하는 경우를 설명한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 소프트웨어 아키텍처를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재구성가능(Reconfigurable) 장치의 사용 환경에서 장치와 관련된 4가지 인터페이스들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 멀티라디오 인터페이스를 이용하는 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 상호 접속을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 재구성 가능 RAN 아키텍처를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어플리케이션 실행에 따라 인프라스트럭처의 재구성을 제어하는 동작의 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명을 설명하기 위해서 전반적으로 사용되는 용어들에 대한 간략한 정의들을 정리한다. 아래 용어들 이외의 용어들에 대해서는 본 명세서 내의 적절한 부분에서 정의를 제공한다.
라디오 어플리케이션(RA, Radio Application): 장치의 구체적인 하드웨어 구성 및 사용자 어플리케이션에 비의존적인 라디오 통신 환경을 제공하기 위한 어플리케이션이다. 라디오 어플리케이션은 라디오 프로세서 상에서 동작하거나, 라디오 프로세서 실행 부분과 어플리케이션 프로세서 실행 부분으로 구성되어 두 개의 프로세서 상에서 동작하도록 구성될 수 있다. 라디오 어플리케이션은 라디오 컨트롤러 및 기능 블록들로 구성된다. 기능 블록에는 표준 기능 블록과 사용자 정의 기능 블록이 포함될 수 있다.
라디오 어플리케이션 패키지(RAP, Radio Application Package): 라디오 어플리케이션의 배포 형태로서, 라디오 어플리케이션의 구성요소인 라디오 컨트롤러, 기능 블록과 함께 파이프라인 구성 메타 데이터를 포함한다. 또한, 라디오 어플리케이션 패키지는 추가적으로 라디오 라이브러리(Radio Library)를 포함할 수 있다.
표준 기능 블록(SBF, Standard Function Block): 표준 기능 블록은 각 블록의 기능과, 해당 블록을 실행하기 위한 함수의 이름이 표준화된 표준적 기능 블록들이다. 표준 기능블록은 라디오 플랫폼 칩 벤더가 표준기능 블록을 제작하는 경우 하드웨어 제조사가 구현한 표준 기능 블록의 집합체가 될 것이며 드라이버와 함께 제공될 수 있다. 표준 기능 블록은 전용의 하드웨어 가속기(Hardware Accelerator)를 이용하여 구현되거나, 라디오 프로세서의 코어에서 동작하는 실행 코드로 구현될 수 있다. 라디오 프로세서의 코어에서 동작하는 실행 코드로 구현될 경우 라디오 라이브러리(Radio Library)로 지칭할 수 있다. 표준기능블록들은 각 함수의 이름과 기능이 표준화 되어 있으며, 표준 라디오 라이브러리 헤더(Standard Radio Library Header) 파일에 의해서 정의될 수 있다.
사용자 정의 기능 블록(UDFB, User Defined Function Block): 표준 기능 블록으로 제공되지 않거나, 표준 기능 블록으로 존재하는 기능을 보다 커스터마이징할 필요성이 있는 경우, 라디오 어플리케이션 제공자에 의해서 제공될 수 있는 기능블록들로서, 라디오 프로세서의 코어에서 실행되도록 구현될 수 있다. 사용자 정의 기능 블록은 실행 코드, 소스 코드, 중간 표현 형태의 코드로 제공될 수 있다.
사용자 정의 기능 블록(UDFB, User Defined Function Block) 집합: 라디오 어플리케이션 제공자가 제공한 사용자 정의 기능 블록의 집합체일 수 있다.
라디오 HAL(Hardware Abstract Layer): OS의 관점에서 많은 종류의 HW를 추상화하는 계층이다. 표준화된 추상화 가속기 인터페이스는 하드웨어에 독립적이지만 HAL 때문에 모든 하드웨어에 OS가 접근할 수 있게 된다. 드라이버의 역할과 비슷하지만, 하드웨어가 바뀜에 따라 바뀌는 드라이버와는 달리 HAL은 OS에 포함되어 있다.
라디오 플랫폼 드라이버(Radio Platform Driver): OS가 하드웨어를 인식하기 위해 필요한 소프트웨어이다. 하드웨어에 독립적인 OS의 명령어로서 하드웨어의 명령어 체계를 서로 매칭시키기 위한 소프트웨어 이며 일반적인 하드웨어 드라이버의 역할을 할 수 있다.
라디오 플랫폼(Radio Platform): 고정된(Fixed) 및/또는 프로그래머블한(Programmable) 하드웨어 가속기(Hardware Accelerator), RF 트랜시버, 안테나와 같은 RF 기능에 관한 장치 하드웨어의 일부일 수 있다. 즉, 라디오 플랫폼은 RF 신호를 생성하거나 수신할 수 있는 하드웨어의 일부일 수 있다. 본질적으로, 라디오 플랫폼은 예를 들어 주문형 집적 회로(ASIC)와 같은 고정 가속기(Fixed Accelerator)나 FPGA와 같은 재구성 가능 가속기(Reconfigurable Accelerator) 같은 다른 프로세싱 요소를 포함하는 이기종의(Heterogeneous) 하드웨어일 수 있다.
라디오 컴퓨터(Radio Computer): 재구성가능(Reconfigurable) 장치 내에서 라디오 프로세서(RP, Radio Processor) 및 라디오 플랫폼의 컬렉션일 수 있다. 장치에서는, 개별 라디오 어플리케이션들이 보다 범용의 컴퓨팅 요소로 볼 수 있는 라디오 프로세서 상에서 실행하는 소프트웨어 요소로서 설계될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에서 온라인 앱 스토어(On-Line App. Store)에서 배포되는 라디오 어플리케이션 패키지를 다운로드하는 경우를 설명한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 장치(10)는 라디오 어플리케이션 스토어 또는 라디오 어플리케이션 제공자로부터 라디오 어플리케이션을 다운로드 받아 설치하여 다양한 무선 방식의 네트워크 환경에서 동작할 수 있다.
즉, 장치(10)는 온라인 앱 스토어(20)에 접속하고, 앱 스토어가 제공하는 다양한 무선 통신 방식들을 지원하는 라디오 어플리케이션들의 리스트에서 원하는 라디오 어플리케이션을 선택하고, 해당 라디오 어플리케이션을 포함하는 라디오 어플리케이션 패키지를 다운로드 받을 수 있다.
다양한 무선 방식은 LTE(Long Term Evolution), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), GSM(Global System for Mobile Communications), RFID(Radio-Frequency Identification) 등을 포함할 수 있다. 사용자는 자신의 단말에 복수의 라디오 어플리케이션을 다운로드 받아 설치해두고 상황에 따라 필요한 라디오 어플리케이션을 자유롭게 실행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 소프트웨어 아키텍처를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 장치의 라디오 소프트웨어 아키텍처는 어플리케이션 프로세서(AP, Application Processor)(110) 상에서 동작하는 어플리케이션 프로세서 계층과 라디오 프로세서(RP, Radio Processor)(610) 상에서 동작하는 라디오 프로세서 계층으로 구성될 수 있다. 라디오 프로세서와 라디오 플랫폼의 조합은 라디오 컴퓨터(120)로 지칭될 수 있다.
즉, 도 2는 후술되는 라디오 컨트롤 프레임워크(RCF, Radio Control Framework)(126)가 어플리케이션 프로세서 실행 부분과 라디오 프로세서 실행 부분으로 분리되어 두 개의 프로세서 상에서 동작하는 소프트웨어 아키텍처 환경을 예시한다. 물론, 라디오 컨트롤 프레임워크(126)는 라디오 프로세서나 라디오 운영체제(OS, Operating System)(121)에서 실행되도록 구현될 수 있다.
어플리케이션 프로세서(110) 상에는 구글(Google)의 안드로이드(Android) OS와 애플(Apple)의 iOS와 같은 비 실시간(Non-Real Time) 운영체제(OS, Operating Systems)가 동작하거나, 라디오 프로세서 상에는 이하에서 라디오 OS(121)라 지칭되는 실시간 운영체제(Real Time OS)가 동작할 수 있다. 명확한 구별을 위하여 어플리케이션 프로세서 계층에서 동작하는 비 실시간 운영체제를 '운영체제(OS)', 라디오 프로세서 계층에서 동작하는 실시간 운영체제는 '실시간 운영체제(Radio OS)'로 구분하여 명명하기로 한다.
어플리케이션 프로세서 계층, 라디오 프로세서 계층 및 라디오 컨트롤 프레임워크(126)를 구성하는 구성요소들에 대하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
어플리케이션 프로세서
어플리케이션 프로세서(110)는 도 2에 도시한 바와 같이, 드라이버(111), 운영체제(OS)(112) 및 통신 서비스 계층(113) 등의 구성요소들을 포함할 수 있다.
드라이버(111)는 주어진 운영체제(112) 상에서 하드웨어 디바이스들을 구동한다. 하드웨어 디바이스들은 카메라, 스피커 등을 포함할 수 있다.
운영체제(112)는 안드로이드, iOS와 같이 통상적인 모바일 디바이스에서 동작하는 비 실시간 운영체제(Non-Real Time OS)를 포함할 수 있다. 라디오 컨트롤 프레임워크(126)가 어플리케이션 프로세서(110)와 라디오 프로세서(610)에서 동작하는 구성일 때, 운영체제(112) 상에는 라디오 컨트롤 프레임워크(126)의 어플리케이션 프로세서 계층 실행 부분이 존재할 수 있다.
통신 서비스 계층(113)은 후술되는 3가지 서비스들 중 적어도 일부를 라디오 컨트롤 프레임워크(126)에 제공할 수 있다.
첫 번째 서비스는, 관리(Administrative)에 관련된 서비스로서 라디오 어플리케이션의 인스톨/언인스톨, 인스턴스(Instance)의 생성/삭제 그리고 인스톨, 인스턴스, 활동 등의 상태(Status)에 대한 라디오 어플리케이션의 목록 획득에 관련된 서비스이다.
두 번째 서비스는, 접속 제어에 관련된 서비스로서 라디오 어플리케이션의 실행/비실행, 데이터 흐름 생성, 네트워크 할당 생성 그리고 각 인스톨, 인스턴스, 활동 등의 상태에 대한 라디오 어플리케이션의 목록 획득에 관련된 서비스이다.
마지막으로 세 번째 서비스는, 데이터 흐름에 관련된 서비스로서 사용자 데이터를 보내고 받는데 관련된 서비스이다.
상술된 세가지 서비스들 중 적어도 일부 서비스를 제공하기 위한 통신 서비스 계층(113) 구성의 하나의 예로서, 통신 서비스 계층은 관리자(Administrator) 어플리케이션, 이동성 정책(Mobility Policy) 매니저, 네트워킹 스택(Networking Stack) 및 모니터(Monitor) 중 적어도 일부를 포함하는 적어도 하나 이상의 어플리케이션으로 구현될 수 있다. 네트워킹 스택은 통신 서비스 계층에서 동작하는 프로토콜 스택(Protocol Stack)을 포함할 수 있다.
한편, 통신 서비스 계층(113)은 상술된 구성요소들 중 일부만 포함할 수도 있고, 상술된 구성요소들 이외의 추가적인 구성요소를 포함할 수도 있다. 또한, 통신 서비스 계층(113) 내에는 적어도 둘 이상의 상술된 구성요소들의 기능이 통합된 구성요소들이 포함될 수도 있다. 또한, 상술한 구성요소들은 통신 서비스 계층(113)이 수행하여야 하는 서비스들을 지원하기 위하여 통신 서비스 계층(113)이 구비하여야 하는 구성요소들의 일 예일뿐이다. 즉, 통신 서비스 계층(113)은 통신 서비스 계층(113)이 수행하는 역할에 의해서 정의되며, 상술된 구성요소들의 예시에 의해서 통신 서비스 계층(113)의 구성이 한정되는 것은 아니다.
라디오 컨트롤 프레임워크(126)가 어플리케이션 프로세서(110)와 라디오 프로세서(610)에서 동작하는 구성에서, 본 실시예에 따른 장치(10)로의 배포, 설치 및 실행 방법의 대상이 되는 라디오 어플리케이션들은 각각 어플리케이션 프로세서 계층 실행 부분과 라디오 프로세서 계층 실행 부분들로 구성될 수 있다. 라디오 어플리케이션의 어플리케이션 프로세서 계층 실행 부분인 라디오 컨트롤러(RC, Radio Controller)는 통신 서비스 계층(Communication Service Layer)(113)의 모니터에게 상황 정보(Context Information)를 보내거나 통신 서비스 계층(113)의 네트워킹 스택과 데이터를 주고 받는 역할을 수행할 수 있다.
라디오 컴퓨터
라디오 프로세서(610)는 도 2에 도시한 바와 같이 라디오 운영체제(121), 라디오 플랫폼 드라이버(122) 및 라디오 플랫폼(123)을 포함한다.
라디오 운영체제(OS)(121)는 실시간 운영체제이다. 라디오 컨트롤 프레임워크(126)가 어플리케이션 프로세서(110)와 라디오 프로세서(610)에서 동작하는 구성일 때, 라디오 OS(121) 상에는 라디오 컨트롤 프레임워크(126)의 라디오 프로세서 실행 부분이 존재할 수 있다.
라디오 플랫폼 드라이버(Radio Platform Driver)(122)는 일반적인 하드웨어 드라이버와 같이 하드웨어 라디오 플랫폼을 인식하기 위해서 라디오 OS(121)에 의해서 요구되는 구성요소이다.
라디오 컨트롤 프레임워크(126)가 라디오 프로세서(610)에서만 동작하는 구성(도 3 참조)이면, 본 실시예에 따른 장치(10)로의 배포, 설치 및 실행의 대상이 되는 재구성가능 라디오 어플리케이션들은 라디오 프로세서 계층에서 동작할 수 있다.
각각의 라디오 어플리케이션의 라디오 컨트롤러(RC, Radio Controller)는 통신 서비스 계층(Communication Service Layer)(113)의 모니터에게 상황 정보(Context Information)를 보내거나 통신 서비스 계층(113)의 네트워킹 스택과 데이터를 주고 받는 역할을 수행한다.
전술한 라디오 프로세서(610)는 라디오 플랫폼(123) 또는 라디오 플랫폼 하드웨어와 함께 라디오 컴퓨터(120)를 구성할 수 있다. 여기서, 라디오 플랫폼 하드웨어(Radio Platform Hardware)는 일반적으로 라디오 프로세서의 프로그래머블 하드웨어(123-1)와 베이스밴드 가속기(들)(123-2)로 구성될 수 있다. 표준 기능 블록(들)(517-1~M)을 위해서 준비되는 베이스밴드 가속기(123-2)는 종종 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 라디오 플랫폼(123)은 RF 송수신기(RF Transceiver)(123-3) 및 안테나(123-4)를 포함할 수 있다.
전술한 통신 서비스 계층(113)과 컨트롤 라디오 컨트롤 프레임워크(126) 사이에는 멀티라디오 인터페이스(MURI, Multi Radio Interface)가 배치될 수 있고, 라디오 컨트롤 프레임워크(126)와 통합 라디오 어플리케이션(125) 사이에는 통합 라디오 어플리케이션 인터페이스(URAI, Unified Radio Application Interface)가 배치될 수 있다. 또한, 통합 라디오 어플리케이션(125)과 RF 송수신기(123-3) 사이에는 재구성가능 RF 인터페이스(RRFI, Reconfigurable Radio Frequency Interface)가 배치될 수 있다.
라디오 어플리케이션은 모바일 단말의 통신을 가능하게 하는 어플리케이션으로써 라디오 어플리케이션 패키지(RAP, Radio Application Package)(510) 형태로 배포될 수 있다. 라디오 어플리케이션 패키지(510)는 기능 블록(FB, Function Block), 파이프라인 구성 메타데이터(Metadata)(513), 라디오 컨트롤러 코드(RC code)(512) 및 라디오 라이브러리(Radio Library)(514)의 구성요소들을 포함할 수 있다.
라디오 라이브러리(514)는 표준 기능 블록(517-1)이 실행코드 형태로 배포되는 경우에 라디오 어플리케이션 패키지(510)에 실행 코드 형태로 함께 포함되어 배포될 수 있고, 라디오 어플리케이션 패키지(510)는 어플리케이션 프로세서(110)의 OS(112)에 다운로드되고, 구성코드(Configcodes)와 라디오 라이브러리(514)는 파이프라인 구성 메타 데이터(513)를 참조하여 어플리케이션 프로세서(110)에서 라디오 프로세서(610)나 라디오 OS(121)로 로딩되는 과정을 거쳐 라디오 컴퓨터에 탑재될 수 있다.
재구성 가능 RF 인터페이스의 소프트웨어 아키텍처
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재구성가능(Reconfigurable) 장치의 사용 환경에서 장치와 관련된 4가지 인터페이스들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 재구성 가능한 장치(Reconfigurable Terminal Device)는 다종/다중 라디오(Multiple Radios)를 동시에 실행할 수 있고 새로운 라디오 어플리케이션 패키지(RAP, Radio Application Package)(510)에 의해 라디오들의 설정을 변경할 수 있다. 모든 라디오 어플리케이션들(RAs)은 장치의 라디오 재구성과 관련된 요구사항의 관점에서 공통 속성이나 특성을 나타낼 때 통합 라디오 어플리케이션(URAs, Unified Radio Applications)으로 지칭될 수 있다.
다종/다중 통합 라디오 어플리케이션을 실행하기 위하여, 재구성 가능한 모바일 장치(이하, 간략히 장치라고도 한다)는 통신 서비스 계층(CSL, Communication Services Layer)(113), 라디오 컨트롤 프레임워크(RCF, Radio Control Framework)(126), 라디오 플랫폼(Radio Platform)(123) 및 이들의 상호 연결을 위한 4 세트의 인터페이스들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 재구성가능 장치와 관련된 4가지 인터페이스는 통신 서비스 계층(113)의 각 구성요소와 라디오 컨트롤 프레임워크(126)의 각 구성요소 사이의 인터페이스인 멀티라디오 인터페이스(MURI, Multi Radio Interface), 통합 라디오 어플리케이션(URA, Unified Radio Application)(125)과 RF 송수신기(Radio Frequency Transceiver)(123-3) 간의 인터페이스인 재구성 가능 RF 인터페이스(RRFI, Reconfigurable Radio Frequency Interface), 통합 라디오 어플리케이션(125)과 라디오 컨트롤 프레임워크(126)의 각 구성요소 사이의 인터페이스인 통합 라디오 어플리케이션 인터페이스(URAI, Unified Radio Application Interface), 라디오 어플리케이션의 독립적이고 정형적인(Uniform) 생산에 관련된 인터페이스인 라디오 프로그래밍 인터페이스(RPI, Radio Programming Interface)를 포함할 수 있다.
라디오 컨트롤 프레임워크
전술한 라디오 컨트롤 프레임워크(126)를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
라디오 컨트롤 프레임워크(RCF, Radio Control Framework)(126)는 라디오 어플리케이션의 동작 환경을 제공하는 구성요소이다.
라디오 컨트롤 프레임워크(126)가 어플리케이션 프로세서(110)와 라디오 프로세서(610)에서 동작하는 구성이라면, 라디오 컨트롤 프레임워크(126)는 두 개의 그룹으로 나누어질 수 있다. 즉, 하나의 그룹은 어플리케이션 프로세서(110) 상에서 동작하며, 다른 하나의 그룹은 라디오 프로세서(610) 상에서 동작한다. 라디오 컨트롤 프레임워크(126)의 어떠한 구성요소가 실시간으로 동작(라디오 프로세서 상에서 동작)하고 어떠한 구성요소가 비 실시간으로 동작(어플리케이션 프로세서 상에서 동작)할 것인지는 각각의 벤더에 따라서 다르게 결정될 수 있다.
라디오 컨트롤 프레임워크(RCF, Radio Control Framework)(126)는 기본적으로 다음의 5가지 구성요소들의 적어도 일부를 포함하여, 라디오 어플리케이션(들)을 관리하도록 구성될 수 있다.
설정 매니저(CM, Configuration Manager)는 멀티라디오 장치에 대한 라디오 어플리케이션의 인스톨/언인스톨, 인스턴스(Instance)의 생성/삭제와 라디오 어플리케이션들의 라디오 파라미터들에 대한 액세스 관리를 수행한다.
라디오 연결 매니저(RCM, Radio Connection Manager)는 사용자 요구들에 따른 라디오 어플리케이션들의 활성화/비활성화 및 하나의 라디오 어플리케이션으로부터 다른 라디오 어플리케이션으로 스위칭될 수 있는 사용자 데이터 흐름의 전체적인 관리를 수행한다.
플로우 컨트롤러(FC, Flow Controller)는 사용자 데이터 패킷의 송신과 수신 및 흐름 제어를 수행한다.
멀티라디오 컨트롤러(MRC, Multi Radio Controller)는 라디오 어플리케이션들간의 상호 운용성 문제를 미리 감지하기 위해서, 동시에 실행되는 라디오 어플리케이션들로부터 제기되는 라디오 자원들(Radio Resources)에 대한 요구들을 스케쥴링한다.
리소스 매니저(RM, Resource Manager)는 실시간 요구사항을 충족시키면서 동시에 활성화된 라디오 어플리케이션들간에 멀티라디오 자원들을 공유하기 위한 멀티라디오 자원들의 관리한다.
한편, 라디오 컨트롤 프레임워크(126)는 전술되는 5가지 구성요소들 중 일부만을 포함할 수도 있고, 5가지 구성요소 이외의 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 또는, 라디오 컨트롤 프레임워크(126)는 적어도 둘 이상의 후술되는 구성요소들의 기능이 통합된 구성요소들로 구성될 수도 있다. 라디오 컨트롤 프레임워크(126)의 기능 및 역할은 후술되는 구성요소들이 수행하는 기능에 의해서 정의되며, 후술되는 예시적 구성요소들에 의해서 라디오 컨트롤 프레임워크(126)의 구성이 한정되는 것은 아니다. 즉, 라디오 컨트롤 프레임워크(126)는 후술되는 구성요소들의 기능들 중 적어도 일부를 수행하기 위한 다양한 구성을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 멀티라디오 인터페이스를 이용하는 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 상호 접속을 나타낸 블록도이다.
다시 말해, 도 4는 통신 서비스 계층(CSL)과 라디오 컨트롤 프레임워크(RCF)가 멀티라디오 인터페이스(MURI)를 이용하여 어떻게 서로 상호 작용하는지는 나타낸다.
도 4에 도시한 바와 같이, 멀티라디오 인터페이스는 관리 서비스(Administrative Services), 접속 제어 서비스(Access Control Services) 및 데이터 흐름 서비스(Data Flow Services)의 3 종류의 서비스를 위한 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 인터페이스를 지원할 수 있다.
관리 서비스(Administrative Services), 접속 제어 서비스(Access Control Services) 및 데이터 흐름 서비스(Data Flow Services) 중 적어도 하나 이상은 멀티라디오 인터페이스를 이용하는 통신 서비스 계층의 구성요소들과 상기의 라디오 컨트롤 프레임워크의 구성요소들의 연동에 의해 제공될 수 있다. 한편, 앞서 언급한 바와 같이, 라디오 컨트롤 프레임워크는 라디오 컴퓨터에서 동작하며 통신 서비스 계층과 연동하여 통합 라디오 어플리케이션(Unified Radio Application)의 동작 환경을 제공할 수 있다.
멀티라디오 인터페이스를 통해 지원되는 3종류의 서비스를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 각 서비스를 위해서, 멀티라디오 인터페이스를 이용하는 주체 또는 연동의 객체가 되는 통신 서비스 계층의 구성요소들과 라디오 컨트롤 프레임워크의 구성요소들은 이후에 상술된다.
관리 서비스(Administrative Services)는 통신 서비스 계층에 포함되는 관리자(Adminstrator) 등의 구성요소에 의해 주로 사용될 수 있다. 관리자는 재구성 가능한 장치에 새로운 통합 라디오 어플리케이션을 설치하거나 제거할 수 있고, 통합 라디오 어플리케이션의 인스턴스(instance)를 생성하거나 제거할 수 있다. 설치(Installation) 및 로딩(loading)은 이용 가능한 통합 라디오 어플리케이션을 재구성할 때 네트워크 접속을 설정하기 위한 장치 스타업 시간에서뿐만 아니라 실행 시간 동안에 실시될 수 있다. 멀티라디오 인터페이스는 어떠한 가정을 하지 않고 언제 그리고 어떻게 장치에 대한 재구성이 필요한지 검출할 수 있다.
접속 제어 서비스(Access Control Services)는 통신 서비스 계층에 포함된 이동성 정책 매니저(Mobility Policy Manager, MPM)에 의해 주로 사용될 수 있으며, 사용자 정책과 다른 무선 접속 기술(Radio Access Technologies, RATs)의 용도에 관련된 참조를 유지하고 이들 사이에서 선택하도록 사용될 수 있다. 이러한 참조와 선택 알고리즘의 모델링(예를 들어, 어떠한 무선 환경에서 어떤 RAT가 선택될 것인지에 대한 선택 알고리즘)은 기본적으로 본 발명의 범위에 포함되지는 않으나, 멀티라디오 인터페이스 사양은 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 사이의 RAT 선택 결정의 정보 교환을 포함할 수 있다. 참조 자체는 어플리케이션들이나 최종 사용자 설정에서 국부적으로 생성될 수 있을 뿐 아니라 네트워크 운영자(network operator)나 인지 라디오 관리 프레임워크(cognitive radio management framework)로부터의 분배 방식으로 생성될 수 있다.
데이터 흐름 서비스(Data Flow Services)는 재구성 가능한 장치의 통신 서비스 계층에 포함된 네트워크 스택(networking stack) 예컨대 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 스택에 의해 주로 사용될 수 있다. 따라서, 데이터 흐름 서비스는 (논리) 링크 계층 서비스(link layer services)의 설정을 표현할 수 있고, 이것은 통합 라디오 어플리케이션의 활성화와 관계없이 일률적으로 제공될 수 있다.
도 4에 도시하지 않았으나, 멀티라디오 인터페이스는 모니터링 서비스(Monitoring Services)를 위한 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 인터페이스를 더 지원할 수 있다.
모니터링 서비스(Monitoring Services)는 통신 서비스 계층에 포함된 모니터(Monitor)에 의해 주로 사용될 수 있으며, 상황 정보(Context information) 및 연산/스펙트럼 자원 관리(Computational/Spectral Resource Management)의 상태를 나타내기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 재구성 가능 RAN 아키텍처를 설명하기 위한 개념도이다.
다시 말해, 도 5는 재구성 가능 RAN(Radio Access Network) 아키텍처를 설명하기 위해 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software Defined Network)의 구조와 같이 장치를 어플리케이션 계층(Application Layer), 컨트롤 계층(Control Layer) 및 인프라스트럭처 계층(Infrastructure Layer)로 구분하여 나타낸 도면이다. 다만, 본 발명이 소프트웨어 정의 네트워크에 적용되는 기술로 한정되는 것은 아니다.
어플리케이션 계층은 멀티-무선 접속 기술 관리 어플리케이션(Multi-Radio Access Technologies Management Application), 이동성 관리 어플리케이션(Mobility Management Application), 간섭 핸들링 어플리케이션(Interference Handling Applicatioin) 및 부하 밸런싱 어플리케이션(Load Balancing Application) 등과 같은 RAN 재구성 관련 어플리케이션들이 포함될 수 있으며, 노스바운드 인터페이스(Northbound Interface)를 통해 컨트롤 계층으로 데이터를 전달할 수 있다.
컨트롤 계층은 상술한 통신 서비스 계층(CSL, Communication Services Layer) 및 라디오 컨트롤 프레임워크(RCF, Radio Control Framework)를 포함할 수 있다. 여기서, 통신 서비스 계층은 노스바운드 인터페이스를 통해 획득한 데이터를 기초로 멀티라디오 인터페이스(MURI, Multi Radio Interface)를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 데이터를 전달할 수 있고, 라디오 컨트롤 프레임워크는 멀티라디오 인터페이스를 통해 획득한 데이터를 기초로 통합 라디오 어플리케이션 인터페이스(URAI, Unified Radio Application Interface)를 통해 인프라스트럭처 계층으로 데이터를 전달할 수 있다.
인프라스트럭처 계층은 통합 라디오 어플리케이션(URAs, Unified Radio Applications) 및 라디오 플랫폼(Radio Platform)을 포함할 수 있으며, 라디오 플랫폼은 통합 라디오 어플리케이션 인터페이스를 통해 컨트롤 계층으로부터 데이터를 획득할 수 있다.
통합 라디오 어플리케이션은 장치의 라디오 재구성과 관련된 요구사항의 관점에서 공통 속성이나 특성을 나타내는 복수의 라디오 어플리케이션을 의미할 수 있다.
라디오 플랫폼은 네이티브 라디오 라이브러리(Native Radio Library), 라디오 가상 머신(RVM, Radio Virtual Machine), 라디오 운영 시스템(ROS, Radio Operating System) 및 수신한 데이터를 해독하는 베이스밴드 유닛(BBU, Baseband Unit)으로 각각 구성된 복수의 세트(set)를 포함할 수 있으며, 이를 이용하여 원격 라디오 헤드(RRH, Remote Radio Head)와 프론트홀 네트워크(Fronthaul Network)를 형성할 수 있다. 여기서, 원격 라디오 헤드는 대역폭(Bandwidth), 캐리어 주파수(Carrier Frequency) 및 출력 세기 레벨(Output Power Level) 등의 적응을 허용하여 재구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 상술한 바와 같은 아키텍처에서 재구성 가능 RAN을 위해 통신 서비스 계층, 라디오 컨트롤 프레임워크 및 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임 워크 간의 멀티라디오 인터페이스의 동작 또는 기능은 아래와 같다.
무선 접속 관련 주어진 작업을 구현하는 어플리케이션을 실행되는 경우, 대응되는 명령들은 노스바운드 인터페이스를 통해 어플리케이션 계층으로부터 통신 서비스 계층으로 전달될 수 있다.
이와 관련하여, 통신 서비스 계층의 각 엔티티별 기능은 표 1과 같이 나타낼 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2018014493-appb-T000001
표 1를 참조하면, 통신 서비스 계층은 상술한 바와 같이 재구성을 위해 관리자(Administrator), 이동성 정책 매니저(Mobility Policy Manager), 네트워킹 스택(Networking Stack) 및 모니터(Monitor)가 각 기능을 수행할 수 있으며, 각 기능은 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신 서비스 계층은 상술한 기능에 더불어 RAN 어플리케이션을 위해 관리자 및 이동성 정책 매니저가 각 기능을 수행할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 노스바운드 인터페이스를 통해 획득한 명령에 따라 통신 서비스 계층의 관리자는 셀(cell) ID, 송신 세기(tx power) 및 틸팅 각도(tilting angle) 등과 같은 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경을 라디오 컨트롤 프레임워크로 요청할 수 있으며, 통신 서비스 계층의 이동성 정책 매니저는 이동성 예측(Mobility Prediction), 소프트/하드 핸드오버(Soft/Hard Handover) 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링(Handling of inter-cell interference)을 라디오 컨트롤 프레임워크로 요청할 수 있다.
이후, 명령들은 멀티라디오 인터페이스를 통해 통신 서비스 계층으로부터 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달될 수 있다. 다시 말해, 통신 서비스 계층의 대응되는 엔티티는 명령들을 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달할 수 있다.
이와 관련하여, 라디오 컨트롤 프레임워크의 각 엔티티별 기능은 표 2와 같이 나타낼 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2018014493-appb-T000002
표 2를 참조하면, 라디오 컨트롤 프레임워크는 상술한 바와 같이 재구성을 위해 설정 매니저(Configuration Manager), 라디오 연결 매니저(Radio Connection Manager), 플로우 컨트롤러(Flow Controller), 리소스 매니저(Resource Manager) 및 멀티 라디오 컨트롤러(Multi Radio Controller)가 각 기능을 수행할 수 있으며, 각 기능은 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 라디오 컨트롤 프레임워크는 상술한 기능에 더불어 RAN 어플리케이션을 위해 설정 매니저 및 라디오 연결 매니저가 각 기능을 수행할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 멀티라디오 인터페이스를 통해 획득한 명령에 따라 라디오 컨트롤 프레임워크의 설정 매니저는 셀 ID, 송신 세기 및 틸팅 각도 등과 같은 BS 파라미터 값을 변경할 수 있으며, 라디오 컨트롤 프레임워크의 라디오 연결 매니저는 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링을 실행할 수 있다.
다시 말해, 라디오 컨트롤 프레임워크의 설정 매니저 및 라디오 연결 매니저는 상술한 기능을 수행하기 위해 명령에 따라 재구성되는 인프라스트럭처를 위한 적절한 제어 신호를 생성할 수 있으며, 이를 인프라스트럭처로 전달할 수 있다.
여기서, 멀티라디오 인터페이스가 통신 서비스 계층 및 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 지원 가능한 서비스는 표 3과 같이 나타낼 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2018014493-appb-T000003
표 3을 참조하면, 멀티라디오 인터페이스는 상술한 바와 같이 재구성을 위한 서비스를 위해 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 관리자 서비스(Administrator Services), 접속 제어 서비스(Access Control Services), 데이터 플로우 서비스(Data Flow Services) 및 모니터링 서비스(Monitoring Services)를 제공할 수 있으며, 각 서비스는 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 멀티라디오 인터페이스는 상술한 기능에 더불어 RAN 어플리케이션을 위해 관리자 서비스 및 접속 제어 서비스를 제공할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 통신 서비스 계층과 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 멀티라디오 인터페이스의 관리자 서비스는 셀 ID, 송신 세기 및 틸팅 각도 등과 같은 BS 파라미터 값을 변경에 대한 정보를 전달하는 서비스를 포함할 수 있으며, 멀티라디오 인터페이스의 접속 제어 서비스는 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링에 대한 정보를 전달하는 서비스를 포함할 수 있다.
본 발명의 동작에 대한 설명의 편의를 위해 무선 접속 운영에 있어서 이동성 관리를 예로 들어 설명하겠다.
이동성 관리와 관련된 어플리케이션이 실행되는 경우, 이에 대응하는 명령이 노스바운드 인터페이스를 통해 어플리케이션 계층으로부터 통신 서비스 계층으로 전달될 수 있으며, 통신 서비스 계층의 이동성 정책 매니저는 이동성 관리를 실행하는 명령을 멀티라디오 인터페이스의 접속 제어 서비스를 이용하여 라디오 컨트롤 프레임워크의 라디오 연결 매니저로 전달할 수 있다.
이후, 라디오 컨트롤 프레임워크의 라디오 연결 매니저는 이동성 관리 어플리케이션에 따라 인프라스트럭처의 재구성을 제어할 수 있다. 여기서, 핸드오버가 실행되는 경우, 플로우 컨트롤러가 데이터 플로우를 관리함으로써, 플로우 컨트롤러 및 라디오 연결 매니저는 이동성 관리 어플리케이션의 실행에 포함되어, 라디오 연결 매니저뿐만 아니라 플로우 컨트롤러도 함께 인프라스트럭처의 재구성을 제어할 수 있다.
인프라스트럭처 계층은 라디오 컴퓨터의 연산 리소스의 효율적인 사용, ICIC(Inter-Cell Interference Coordination)과 같은 협력적 처리 및 효율적인 네트워크 업그레이드/유지 등을 지원하기 위해 도 5와 같이 베이스밴드 유닛(BBU, BaseBand Unit) 풀(Pool)의 아키텍처를 포함할 수 있다.
어플리케이션 계층의 어플리케이션들은 인프라스트럭처 계층의 라디오 플랫폼 내의 대응하는 BBU에서 실행됨에 따라 RA 코드와 차별화될 수 있다. 또한, 인프라스트럭처 계층의 BBU 풀 내의 이기종의 BBU는 서로 다른 특성을 가질 수 있으며, 이기종의 BBU 하드웨어 플랫폼으로 인하여 발생하는 소프트웨어 이식가능성(Software Portability)의 문제를 해결하기 위해 URA와 각 BBU 하드웨어 플랫폼 사이에 RVM이 존재할 수 있다.
여기서, 이식가능성의 문제는 BBU 풀이 그로그래밍 가능성, 전력 소비 및 연산 기능 향상을 위해 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이 및 어플리케이션 별 집적 회로와 같은 다양한 하드웨어 플랫폼을 포함할 경우, 각 하드웨어 플랫폼에 대해 무선 어플리케이션 코드의 효율적인 컴파일이 요구되는 문제를 의미할 수 있다.
RVM은 상술한 이식가능성의 문제를 해결하기 위해 BBU 하드웨어 플랫폼 상의 라디오 운영 시스템(ROS, Radio Operating System) 상에서 동작될 수 있으며, 다양한 유형의 물리적 리소스에 대하여 주어진 구성 코드에 포함된 모든 알고리즘을 실행하기 위해 이기종의 플랫폼들을 추상화하는 추상화 머신을 의미할 수 있다.
따라서, RVM이 각 하드웨어 플랫폼의 물리적 리소스를 가상화 리소스로 추상화함으로써, 플랫폼에 독립적인 구성 코드와 같은 RA 코드는 하드웨어 플랫폼의 종류에 무관하게 이식될 수 있다. RVM이 샐행되는 동안, 네이티브 라디오 라이브러리(Native Radio Library)는 플랫폼 별로 설정 코드를 해석하는데 이용될 수 있다.
여기서, RVM의 추상화 리소스는 연산 리소스, 메모리 리소스 및 스위치 리소스를 각각 추상화한 추상화 처리 엘리번트(APE, Abstract Processing Element), 데이터 오브젝트(DO, Data Object) 및 추상화 스위치 패브릭(ASF, Abstract Switch Fabric)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
RVM은 플랫폼 별 네이티브 라디오 라이브러리에 따라 플랫폼 독립적 구성 코드를 실행하므로, 백-엔드 컴파일(back-end compilation)이 RVM에 의해 최적화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어플리케이션 실행에 따라 인프라스트럭처의 재구성을 제어하는 동작의 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스 계층은 노스바운드 인터페이스를 통해 실행된 어플리케이션에 따른 RAN 재구성 관련 명령 정보를 어플리케이션 계층으로부터 전달받을 수 있으며(S610), 획득한 명령을 기초로 멀티라디오 인터페이스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크로 명령에 따른 RAN 재구성 요청을 수행할 수 있다(S620). 이후, 라디오 컨트롤 프레임워크는 RAN 재구성 요청에 따라 인프라스트럭처를 위한 제어 신호를 생성할 수 있으며(S630), 이를 이용하여 인프라스트럭처의 재구성을 수행할 수 있다(S640).
여기서, 실행되는 어플리케이션이 BS 파리미터 변경과 관련된 어플리케이션인 경우, 통신 서비스 계층의 관리자가 멀티라디오 인터페이스의 관리자 서비스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크의 설정 매니저로 대응되는 명령을 전달할 수 있으며, 라디오 컨트롤 프레임워크의 설정 매니저가 이를 기초로 인프라스트럭처를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 실행되는 어플리케이션이 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 고나리 및 인터-셀 간섭 핸들링과 관련된 어플리케이션인 경우, 통신 서비스 계층의 이동성 정책 매니저는 멀티라디오 인터페이스의 접속 제어 서비스를 통해 라디오 컨트롤 프레임워크의 라디오 연결 매니저로 대응되는 명령을 전달할 수 있으며, 라디오 컨트롤 프레임워크의 라디오 연결 매니저가 이를 기초로 인프라스트럭처를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. RAN(Radio Access Network) 어플리케이션을 실행하는 재구성 가능한 장치로서,
    통신 서비스 계층;
    라디오 컴퓨터 상의 라디오 컨트롤 프레임워크; 및
    상기 통신 서비스 계층과 상기 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 인터페이스인 멀티라디오 인터페이스를 포함하고,
    상기 통신 서비스 계층은,
    상기 RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하고,
    상기 컨트롤 컨트롤 프레임워크는,
    상기 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는, 재구성 가능한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 서비스 계층은,
    관리자(Administrator) 및 이동성 정책 매니저(Mobility Policy Manager)를 포함하는, 재구성 가능한 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 관리자는,
    BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는, 재구성 가능한 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 이동성 정책 매니저는,
    이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는, 재구성 가능한 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 라디오 컨트롤 프레임워크는,
    설정 매니저(Configuration Manager) 및 라디오 연결 매니저(Radio Connection Manager)를 포함하는, 재구성 가능한 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 설정 매니저는,
    상기 통신 서비스 계층으로부터 수신한 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 기초로 상기 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는, 재구성 가능한 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 라디오 연결 매니저는,
    상기 통신 서비스 계층으로부터 수신한 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 기초로 상기 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는, 재구성 가능한 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티라디오 인터페이스는,
    관리자 서비스(Administrator Services) 및 접속 제어 서비스(Access Control Services)를 제공하는, 재구성 가능한 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 관리자 서비스는,
    상기 통신 서비스 계층과 상기 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 전달하는 서비스를 포함하는, 재구성 가능한 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 접속 제어 서비스는,
    상기 통신 서비스 계층과 상기 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 전달하는 서비스를 포함하는, 재구성 가능한 장치.
  11. 통신 서비스 계층, 라디오 컨트롤 프레임워크 및 상기 통신 서비스 계층과 상기 라디오 컨트롤 프레임워크 간의 멀티라디오 인터페이스를 포함하는 재구성 가능한 장치의 RAN(Radio Access Network) 재구성 방법으로서,
    RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 통신 서비스 계층으로부터 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계; 및
    상기 라디오 컨트롤 프레임워크에 의해 상기 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신 서비스 계층은,
    관리자(Administrator) 및 이동성 정책 매니저(Mobility Policy Manager)를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 통신 서비스 계층으로부터 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계는,
    상기 관리자에 의해 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 RAN 어플리케이션의 실행에 따른 요청 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 통신 서비스 계층으로부터 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계는,
    상기 이동성 정책 매니저에 의해 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 멀티라디오 인터페이스를 통해 상기 라디오 컨트롤 프레임워크로 전달하는 단계를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 라디오 컨트롤 프레임워크는,
    설정 매니저(Configuration Manager) 및 라디오 연결 매니저(Radio Connection Manager)를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 라디오 컨트롤 프레임워크에 의해 상기 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 설정 매니저에 의해 상기 통신 서비스 계층으로부터 수신한 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 기초로 상기 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 라디오 컨트롤 프레임워크에 의해 상기 요청 정보를 기초로 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 라디오 연결 매니저에 의해 상기 통신 서비스 계층으로부터 수신한 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 기초로 상기 인프라스트럭처를 재구성하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 멀티라디오 인터페이스는,
    관리자 서비스(Administrator Services) 및 접속 제어 서비스(Access Control Services)를 제공하는, RAN 재구성 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 관리자 서비스는,
    상기 통신 서비스 계층과 상기 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 BS(Base Station) 파라미터 값의 변경 정보를 전달하는 서비스를 포함하는, RAN 재구성 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 접속 제어 서비스는,
    상기 통신 서비스 계층과 상기 라디오 컨트롤 프레임워크 간에 이동성 예측, 소프트/하드 핸드오버 관리 및 인터-셀 간섭 핸들링 중 적어도 하나에 대한 정보를 전달하는 서비스를 포함하는, RAN 재구성 방법.
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