WO2025116409A1 - 무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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WO2025116409A1
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terminals
terminal
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이원재
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Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for performing group handover in a wireless communication system.
  • NTNs non-terrestrial networks
  • the present disclosure provides a device and method for efficiently performing handover in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for performing group handover in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for forming a handover group for a plurality of terminals in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for performing a handover for a handover group in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides a device and method for improving handover performance in a non-terrestrial network environment in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides a device and method for forming a handover group through processing time based on time information.
  • the present disclosure provides a device and method for forming a handover group by using time information regarding a service that guarantees an upper limit of delay time and a service that guarantees consistency of delay time.
  • the present disclosure provides a device and method for re-forming a handover group based on resources of a target base station in a wireless communication system.
  • a method of operating a base station in a wireless communication system may include a step of receiving a measurement report message including time information for a communication service from a plurality of terminals, a step of forming a handover group for the plurality of terminals based on the processing time derived based on the time information, a step of transmitting a handover request to a target base station, a step of receiving a handover request response from the target base station, and a step of transmitting a handover command to the plurality of terminals.
  • a method for operating a terminal in a wireless communication system includes a step of measuring the strength of a signal, a step of transmitting a measurement report message including time information for a communication service to a base station based on satisfaction of a handover condition, a step of receiving a handover command from the base station, and a step of performing a RACH (Random Access Channel) to a target base station, wherein the terminal is included in a handover group formed of a plurality of terminals based on a processing time, and the processing time can be calculated based on the time information.
  • RACH Random Access Channel
  • a base station of a wireless communication system includes a transceiver and a processor connected to the transceiver, wherein the processor controls to receive a measurement report message including time information for a communication service from a plurality of terminals, controls to form a handover group for the plurality of terminals based on the processing time derived based on the time information, controls to transmit a handover request to a target base station, controls to receive a handover request response from the target base station, and controls to transmit a handover command to the plurality of terminals.
  • a terminal of a wireless communication system includes a transceiver and a processor connected to the transceiver, wherein the processor comprises: a step of measuring a signal strength; a step of controlling to transmit a measurement report message including time information for a communication service to a base station based on satisfaction of a handover condition; a step of controlling to receive a handover command from the base station; and a step of performing a RACH to a target base station, wherein the terminal is included in a handover group formed of a plurality of terminals based on a processing time, and the processing time can be calculated based on the time information.
  • handover for terminals using a non-terrestrial network can be effectively performed.
  • FIG. 1 illustrates an example of a satellite network according to one embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 illustrates an example of a handover in a satellite network.
  • FIG. 3 illustrates another example of a satellite network according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 illustrates a configuration of a device in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • Figure 5 illustrates elements of a measurement report in a wireless communication system.
  • Figure 6 illustrates an example of a measurement report in a wireless communication system.
  • FIG. 7 illustrates time-engineered service conditions in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 illustrates an NR subframe in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 illustrates an example of a procedure for group handover in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 illustrates an example of an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an example of an operation procedure of a serving cell in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 illustrates an example of an operation procedure of a target cell in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • non-terrestrial network platforms have the characteristic of frequent handovers in order to support communication services without signal interruption as they move at a very high speed.
  • non-terrestrial network platforms support relatively wide coverage, they have the characteristic of multiple terminals simultaneously performing handovers.
  • multiple terminals simultaneously perform frequent handovers there is a disadvantage in that the signaling overhead in a non-terrestrial network environment is much larger than in a terrestrial network environment.
  • Signaling overhead in a communication network can reduce the performance of a communication system, such as delay time, resource waste, and interference. As a result, a new procedure is required to overcome the signaling overhead due to frequent handovers in a non-terrestrial network environment. Therefore, the present disclosure proposes a group handover technique in a non-terrestrial network environment to solve these problems.
  • FIG. 1 illustrates an example of a satellite network according to one embodiment of the present disclosure.
  • the satellite network includes a terminal (110), satellites (120-1, 120-2), and a gateway (130).
  • the terminal (110) is a user device equipped with hardware and software that receives cellular data from the satellite (120-1), and may be a mobile or fixed device.
  • the terminal (110) may include a mobile phone, a smart phone, a wearable device, and a UE (User Equipment).
  • the terminal (110) is not limited to the above-described examples, and any electronic device capable of cellular communication, such as a notebook laptop or tablet PC, may be included.
  • the terminal (110) is not limited to the above-described examples.
  • the satellite network in FIG. 1 is illustrated as including only a single terminal (110), this is merely an exemplary embodiment, and is not limited thereto, and of course, may include a plurality of terminals (110).
  • the terminal (110) can support a communication protocol (e.g., LTE communication protocol, LTE-A communication protocol, NR communication protocol, etc.) specified in the 3GPP (3rd generation partnership project) standard.
  • the plurality of communication nodes (110 to 130) can support CDMA (code division multiple access) technology, WCDMA (wideband CDMA) technology, TDMA (time division multiple access) technology, FDMA (frequency division multiple access) technology, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) technology, Filtered OFDM technology, CP (cyclic prefix)-OFDM technology, DFT-s-OFDM (discrete Fourier transform-spread-OFDM) technology, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) technology, SC (single carrier)-FDMA technology, NOMA (non-orthogonal multiple access) technology, GFDM (generalized frequency division multiplexing) technology, FBMC (filter bank multi-carrier) technology, UFMC (universal filtered multi-carrier) technology,
  • Satellites (120-1, 120-2) fly in a fixed orbit and form a beam toward the ground, thereby providing a cell with a certain size of coverage.
  • satellite (120-1) may be referred to as a serving satellite
  • satellite (120-2) may be referred to as a target satellite, and these terms may be used interchangeably.
  • the serving satellite and the target satellite may be referred to as a serving cell and a target cell, respectively, and these terms may be used interchangeably.
  • the gateway (130) provides the satellites (120-1, 120-2) with a link for connecting to a network.
  • the link between the terminal (110) and the satellite (120-1) is called a service link and may be based on the NR standard defined by 3GPP.
  • the link between the satellites (120-1, 120-2) and the gateway (130) is called a feeder link and may be based on a 3GPP or non-3GPP wireless interface.
  • the inter-satellite link (ISL) may be used mainly for regenerative satellites.
  • the satellite radio interface of feeder links and service links may be NR-Uu.
  • the satellite performs radio frequency filtering and frequency conversion and amplification functions.
  • onboard functions are built into the satellite, whereby the satellite may perform some or all base station functions, such as switching and routing, coding and modulation, and decoding and demodulation, in addition to radio frequency filtering, frequency conversion and amplification.
  • FIG. 2 illustrates an example of a handover in a satellite network.
  • each satellite (a serving satellite, a candidate satellite, and a target satellite in FIG. 2) according to the present disclosure can provide a cell having a certain size of coverage to a terminal.
  • each satellite can be connected to a gateway (130) through a feeder link.
  • the link can be a link based on the NR standard.
  • a link newly defined in an evolved next-generation wireless communication system can be adaptively applied, or a link based on various interfaces of a communication system introduced by the needs of the industry rather than the NR standard can be applied.
  • a serving cell, a target cell, and a candidate cell may be mentioned, and each corresponds to a serving satellite, a target satellite, and a candidate satellite, and may be used interchangeably.
  • a serving satellite may refer to a satellite that is currently connected to a terminal in a satellite network and provides communication.
  • a serving satellite may include a geostationary satellite, a low-orbit satellite, a medium-orbit satellite, a polar orbit satellite, an elliptical orbit satellite, etc., but is not limited to a type.
  • the satellite presented in the present disclosure is not limited to a specific satellite configuration, and may include any satellite or combination of satellites that can provide functional connection between a gateway (130) and a terminal (110).
  • the target satellite may mean a satellite that is replaced with the serving satellite when the strength of the signal received by the terminal (110) satisfies the handover condition as the terminal (110) moves out of the beam coverage of the serving satellite or is located near the boundary.
  • a candidate satellite may mean a satellite that is selectable as a target satellite in a satellite network. That is, a candidate satellite may be determined at least based on the satellite's visibility, signal strength, connection stability, latency, and network load.
  • the terminal (110) periodically measures the signal strength of the serving satellite and surrounding satellite base stations and reports the signal strength and the time according to its own communication service to the serving satellite. Then, the terminal (110) attempts a handover to the target satellite if the signal strength received from the serving satellite satisfies a predetermined handover condition. At this time, the serving satellite may wait for a waiting time and then perform the handover in order to reduce signaling overhead caused by frequent handovers.
  • FIG. 3 illustrates another example of a satellite network according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 illustrates an example of an NTN that provides non-terrestrial connectivity to a UE (210) using an NTN payload (220) and an NTN gateway (230).
  • the UE (210) may have substantially the same configuration as the terminal (110) described in FIG. 1.
  • the link between the NTN payload (220) and the UE (210) is a service link and may be based on a Uu interface.
  • the link between the NTN payload (220) and the NTN gateway (230) is a feeder link.
  • the link between the NTN gateway (230) and the AMF/UPF (240) may be based on an NG interface.
  • the NTN payload (220) can transparently forward a wireless protocol received from the UE (210) over the service link to the NTN gateway (230). Similarly, the NTN payload (220) can transparently forward a wireless protocol received from the NTN gateway (230) over the feeder link to the UE (210).
  • a base station may service multiple NTN payloads.
  • An NTN payload may be serviced by multiple base stations.
  • the NTN payload (220) can change the carrier frequency before retransmitting data on the service link. That is, the NTN payload (220) can use different carrier frequencies on the service link and the feed link.
  • a network identifier at least one of an AMF name, an NR cell global identifier (NCGI), a CgNB ID (identifier), a global gNB ID, a tracking area identity (TAI), a Single Network Slice Selection Assistance information (S-NSSAI), a Network Slice AS Group (NSAG), a Network Identifier (NID), a Closed Access Group (CAG) ID, and a Local NG-RAN node ID (Identifier) may be used, and additionally, a Mapped Cell ID may be further used.
  • the tracking area may correspond to a fixed geographical area.
  • Non-geosynchronous orbits include low earth orbits with altitudes of about 300 km to 1500 km and medium earth orbits with altitudes of about 7000 km to 25000 km.
  • Service links can be classified into three types: earth-fixed, quasi-earth-fixed, and earth-moving.
  • the earth-fixed type provides beam(s) that continuously cover the same geographic area at all times.
  • a satellite having a geosynchronous orbit (GSO) can provide an earth-fixed type service link.
  • the quasi-earth-fixed type provides beam(s) that continuously cover the same geographic area for a limited period of time, and provides beams that cover different geographic areas for different periods of time.
  • a satellite having a non-earth-synchronous orbit can provide a quasi-earth-fixed type service link using steerable beams.
  • the earth-moving type provides beams whose coverage area slides over the surface of the Earth.
  • a satellite with a non-Earth-synchronous orbit could provide an Earth-mobile type service link using fixed or steerable beams.
  • the base station can provide quasi-Earth-fixed cell coverage or Earth-mobile cell coverage.
  • the base station can provide Earth-fixed cell coverage.
  • a change of the service link can be referred to a change of the serving satellite (120-1).
  • FIG. 4 illustrates a configuration of a device in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • the device of FIG. 4 may be understood as a part of the structure of any one of the devices described with reference to FIG. 1, for example, a terminal (110), satellites (120-1, 120-2), and a gateway (130).
  • the device may include a processor (210), a communication unit (220), and a memory (330).
  • the processor (310) may control the overall functions and operations of the device.
  • the processor (310) may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and/or data processing devices.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the communication unit (320) is connected to the processor (310) to transmit and receive wireless signals.
  • the communication unit (320) may include a baseband circuit for processing wireless signals.
  • the communication unit (320) may include a short-range communication unit, a mobile communication unit, and a broadcast receiving unit.
  • the communication unit (320) may transmit and receive data with other devices, such as a base station, a satellite, etc.
  • the memory (330) is a hardware that stores various data processed in the processor (310).
  • the memory (330) may store an SIR value for a transmission target terminal of a transmitting terminal, information about a transmission target terminal group for each transmitting terminal, etc.
  • the memory (330) may store applications, drivers, etc. to be driven by the processor (310).
  • the memory (330) may include a random access memory (RAM) such as a dynamic random access memory (DRAM), a static random access memory (SRAM), a read-only memory (ROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a CD-ROM, a Blu-ray or other optical disk storage, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or a flash memory.
  • RAM random access memory
  • DRAM dynamic random access memory
  • SRAM static random access memory
  • ROM read-only memory
  • EEPROM electrically erasable programmable read-only memory
  • CD-ROM compact disc-read-only memory
  • Blu-ray or other optical disk storage a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or a flash memory.
  • the structure of FIG. 4 can be understood as at least a part of a terminal, a base station, a satellite, and a gateway. If the structure of FIG. 4 is a part of a satellite, the satellite may further include other hardware devices necessary for orbital flight in addition to the components illustrated in FIG. 4. If the structure of FIG. 4 is a part of a gateway or a base station, the gateway or base station may further include components that support wired communication, etc.
  • Fig. 5 illustrates elements of a measurement report in a wireless communication system.
  • the measurement report of Fig. 5 corresponds to at least some of the elements of a measurement report defined in 3GPP.
  • a measurement configuration may include a measurement object, a reporting configuration, measurement identities, a quantity configuration, and a measurement gap.
  • a measurement object may mean an entity that is a target of measurement, and the entity may differ depending on measurement types such as intra-frequency, inter-frequency, and inter-RAT (radio access technology).
  • the entity that is a target of measurement may include network elements such as frequency, time, location, cell-by-cell offset, and a list of cells included in a blacklist/whitelist.
  • the object ID may link the measurement object to each serving cell.
  • the report configuration defines how the terminal reports the measurement results, and may include, for example, a triggering condition, a report volume, a report criterion, and a report quantity.
  • the triggering condition may include whether a measurement report is triggered when the terminal detects a specific event.
  • the triggering condition may be defined so that a report occurs when a signal strength falls below a certain level.
  • the report volume may include a measurement quantity and a data type to be included in the measurement report.
  • the measurement quantity may be related to a measurement signal type such as SS/PBCH (Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel) or CSI-RS (Channel State Information-Reference Signal).
  • the report criterion may include a criterion by which the measurement report is to be performed, and may include, for example, a criterion for a reporting cycle and a report event.
  • the report quantity may include, for example, information on a quantity of data to be reported in the measurement report and a reporting interval.
  • a measurement ID may mean a list of identifiers that link a measurement object and a reporting configuration. Specifically, a measurement ID may define a mapping relationship between a measurement object and a reporting configuration.
  • the quantity configuration may include the configuration of quantities to be included in filtering and measurement reporting of measured data.
  • the quantity configuration may include filter coefficients applied to evaluate and report measured data.
  • the measurement interval may include a time interval during which the terminal performs measurements. During the measurement interval, the terminal may focus on measurements rather than communications.
  • the measurement report may include signal strength of a serving cell and signal strength of a neighbor cell.
  • the neighbor cell may include a target satellite and a candidate satellite. That is, the terminal transmits at least one of RSRP (reference signals received power), RSRQ (reference signal received quality), or SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) through the measurement report.
  • RSRP reference signals received power
  • RSRQ reference signal received quality
  • SINR Signal to Interference and Noise Ratio
  • FIG. 7 illustrates time-engineered service conditions in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • network services can be divided into in-time communication services and on-time communication services.
  • In-time service refers to a service that guarantees an upper limit of delay time
  • on-time service may refer to a service that guarantees consistency of delay time.
  • in-time service is a communication service that requires delay time to be within a quantified limit
  • on-type service may include a communication service that requires delay time to be the same or have as little variation as possible.
  • FIG. 8 illustrates an NR subframe in a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • a frequency band can be separated into a time domain and a frequency domain, and the time domain and the frequency domain can be divided into minimum units. That is, the grid of FIG. 8 can be referred to as an RG (resource grid), and a resource composed of one symbol (e.g., an OFDM symbol) in the time domain and one subcarrier in the frequency domain can be defined as an RE (resource element).
  • RE resource element
  • Resources composed of one OFDM symbol in the time domain and K subcarriers in the frequency domain can be defined as an REG (resource element group). That is, a REG can include K REs.
  • a REG can be used as a basic unit of resource allocation in the frequency domain.
  • OFDM symbols can be used as a basic unit of resource allocation in the time domain.
  • a resource block can mean a unit of REs in the frequency domain. For example, in OFDM, if the SCS (Sub-carrier spacing) is 15 kHz, one resource block can be formed by gathering 12 REs to occupy a frequency band of 180 kHz.
  • a resource block is the minimum scheduling unit, and the number of resource blocks can vary depending on the bandwidth size.
  • FIG. 9 illustrates an example of a group handover procedure in a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3GPP is in the process of standardizing handover in a non-terrestrial network, and since a non-terrestrial network moves at a very fast speed unlike a terrestrial network and supports communication over a relatively wide coverage, a plurality of terminals can perform handover simultaneously.
  • signaling overhead due to measurement reports, handover command messages, random access (RA), handover confirm messages, etc. may increase rapidly.
  • the signaling overhead may cause a decrease in the performance of the communication system.
  • handover without a random access procedure and group handover, etc. may be considered, and when using group handover, the handover command message can be significantly reduced.
  • each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) measures the signal strength. Specifically, each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) measures the signal strength of the serving cell and the signal strength of the adjacent cell. For example, each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) can measure at least SINR, RSRQ, and RSRP of the serving cell and the adjacent cell. For example, the terminals (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) can measure SINR, RSRQ, and RSRP of the serving satellite (920-1) and the candidate satellite (920-3).
  • each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) can measure, but is not limited to, the RSSI (Received Signal Strength Indicator), which is the power intensity of the received signal, and the SNR (Signal to Noise Ratio), which is the ratio between the signal and noise.
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indicator
  • SNR Signal to Noise Ratio
  • each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) transmits a measurement report. Specifically, each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) transmits a measurement report message to the serving satellite (920-1) according to satisfaction of the handover condition. While the existing terminal transmits only the signal strength of the target satellite, the terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) according to the embodiment of the present disclosure transmits the time according to the communication service in the measurement report message.
  • the time according to the communication service may include t in_n or t on_n , and t in_n and t on_n may mean a quantified delay limit time according to the in-time communication service and a quantified variable limit time according to the on-time communication service, respectively.
  • the serving satellite (920-1) receives measurement report messages and time according to communication services from each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4).
  • step S905 the serving satellite (920-1) does not perform the handover right away, but forms a waiting and handover group during the waiting time.
  • the waiting time may be referred to as t w and may be used interchangeably.
  • the waiting time t w is the time for waiting to form a group of each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4), and may correspond to the physical time for a packet to be transmitted from a transmitter to a receiver.
  • the serving satellite (920-1) requests a handover to the target satellite (920-2).
  • the serving satellite (920-1) transmits a handover request message to the target satellite (920-2), and the message may include information about all terminals (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) formed as a group.
  • the handover request message includes information as many as the number of terminals (910-1, 910-2, 910-3, 910-4).
  • the information about the terminals may include UE Identity, source cell ID, target cell ID, terminal context, target satellite information, E-RAB (E-UTRAN Radio Access Bearer), etc.
  • the handover request message may include a time according to a communication service reported by the terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4).
  • the handover request message may include a quantified delay limit time according to an in-time communication service and a quantified variable limit time according to an on-time communication service.
  • the target satellite (920-2) calculates available resources.
  • the target satellite (920-2) can calculate available bandwidth, frequency resources, cell capacity, and Quality of Service requirements.
  • the target satellite (920-2) responds to the handover request. Specifically, the target satellite (920-2) transmits a handover request response message to the serving satellite (920-1).
  • the serving satellite (920-1) which has received the response to the handover request, can compare the available resources of the target satellite (920-2) with the resources required by the handover group to determine whether to perform a handover. For example, the serving satellite (920-1) can determine that a handover is possible if the available resources of the target satellite (920-2) are greater than the resources required by each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) belonging to the handover group.
  • the serving satellite (920-1) may determine that the handover is impossible if the available resources of the target satellite (920-2) are less than the resources required by each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) belonging to the handover group.
  • the serving satellite (920-1) may delay the handover, exclude some terminals, or reallocate the resources of the serving satellite (920-1) if the handover is impossible. The following description is made on the assumption that the terminals (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) are included in a single handover group.
  • the serving satellite (920-1) transmits a handover command to each terminal.
  • the serving satellite (920-1) may allocate an RNTI (e.g., G(group)-RNTI, C-RNTI) for broadcast or multicast to the terminals (910-1, 910-2, 910-3, 910-4).
  • the RNTI may be provided in advance through system information or may be provided together with the settings for measurement.
  • each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) performs a RACH (Random Access Channel) and handover to the target satellite (920-2) after receiving a handover command.
  • each terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) performs a random access to the target satellite (920-2).
  • the terminal performing the random access may be limited to a terminal included in a handover group in which a handover is performed.
  • the terminal (910-1, 910-2, 910-3, 910-4) transmits a preamble to the target satellite (920-2), and the target satellite (920-2) transmits a response to the random access to the terminal.
  • FIG. 10 illustrates an example of an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • a terminal measures the signal intensity. Specifically, the terminal measures the signal intensity of a serving cell and the signal intensity or quality of a neighboring cell according to a predefined period.
  • the terminal may be configured in plural.
  • each terminal measures the signal intensity of the serving cell and the signal intensity of the neighboring cell.
  • each terminal may measure at least SINR, RSRQ, and RSRP of the serving cell and the neighboring cell.
  • each terminal may measure, but is not limited to, RSSI, which is the power intensity of a received signal, and SNR, which is a ratio between a signal and noise.
  • the terminal can measure the strength and quality of the signal according to a predetermined cycle.
  • the default value of the cycle for measuring the strength and quality of the signal by the terminal can be set to 200ms.
  • each terminal can measure at least SINR, RSRQ, and RSRP of the serving cell and the neighboring cell according to the set cycle.
  • each terminal can measure RSSI, which is the power intensity of the received signal, and SNR, which is the ratio between the signal and noise, but is not limited thereto.
  • step S1003 the terminal determines whether the handover condition is satisfied based on the measured signal strength. If the handover condition is not satisfied, the terminal re-measures the signal strength periodically or continuously. Satisfaction of the handover condition means that, for example, if the measured signal strength or quality falls below a predefined threshold or enters a predetermined range, the terminal may determine that the handover condition is satisfied. In addition, for example, if the signal strength or quality of a neighboring cell is higher than a specific threshold value than the signal strength or quality provided by the serving cell, the terminal may determine that the handover condition is satisfied.
  • step S1005 the terminal transmits a measurement report including a communication service time. Specifically, the terminal transmits a measurement report message to a serving satellite according to satisfaction of a handover condition. While a conventional terminal transmits only the signal strength of a target satellite, the terminal (110) according to an embodiment of the present disclosure transmits a time (t in_n or t on_n ) according to a communication service in the measurement report message.
  • t in_n and t on_n may mean a quantified delay limit time by an in-time communication service and a quantified variation limit time by an on-time communication service, respectively.
  • step S1007 the terminal (110) performs RACH and handover according to the handover command reception.
  • the terminal that has received the handover command message from the serving cell may belong to a single handover group. Thereafter, the terminal performs RACH and handover to the target cell.
  • the terminal may transmit a handover confirmation message to the target cell, and the target cell may transmit a handover completion message for each serving cell.
  • the terminal releases the connection with the serving cell, and the serving cell releases the resources allocated to the terminal.
  • FIG. 11 illustrates an example of an operation procedure of a serving cell in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • the serving cell receives a measurement report from a terminal and waits for a waiting time. Specifically, the serving cell receives a measurement report message from each terminal and waits for a waiting time t w .
  • the waiting time t w is a waiting time to form a group of terminals, and may correspond to a physical time for a packet to be transmitted from a transmitter to a receiver. That is, the serving cell receives a measurement report message from terminals during the waiting time to form a group.
  • the value of the waiting time t w can be set to a value of t phydelay ⁇ t measure .
  • t phydelay can be determined based on the propagation delay time and margin time caused by the physical distance from the transmitter to the receiver. For example, if the serving cell is a low-orbit satellite at an altitude of 300 km, t phydelay can be set to 11 ms by reflecting the propagation delay time of 10 ms and the margin time of 1 ms. Similarly, if the serving cell is a satellite at an altitude of 1500 km, t phydelay can be set to 51 ms by reflecting the physically caused propagation delay time of 50 ms and the margin time of 1 ms.
  • t measure can mean a period at which the terminal periodically measures the strength of a signal.
  • t measure can be set to 200ms and may vary depending on user or system settings.
  • the serving cell calculates the processing time. Specifically, the serving cell calculates the processing time t p for forming a handover group based on the received measurement report.
  • t p can be interpreted as a threshold time for forming a handover group.
  • t p can be determined based on a time condition of a time-engineered service condition included in the measurement report.
  • t p can be based on a quantified variable limit time by an on-time communication service.
  • the serving cell can calculate t p after receiving the value of t on_n from each terminal.
  • t p can be calculated as shown in the following Mathematical Expression 1.
  • t p can be determined as the lowest value among t on_n received from each terminal (110).
  • t p can be based on a quantified variable limit time by an in-time communication service.
  • the serving cell forms a handover group.
  • the serving cell may form terminals, for which a time condition of a time-engineered service condition included in a measurement report is within a preset range in relation to t p , into a handover group.
  • the serving cell may form a handover group based on a quantified delay limit time by an in-time communication service.
  • the serving cell may form a handover group based on a processing time t p after receiving a value of t in_n from each terminal.
  • the handover group may be formed according to mathematical expression 2.
  • x represents a terminal included in the handover group, and the number of x can be configured as many as the remaining resources (R) of the target cell.
  • the remaining resources R can represent available resources of the target cell.
  • the serving cell can form a handover group by grouping terminals whose value of t in_n is less than the processing time t p .
  • the serving cell transmits a handover request and receives a handover request acknowledgement. Specifically, the serving cell waits for a time corresponding to a processing time t p , transmits a handover request message to the target cell, and receives a handover request acknowledgement from the target cell.
  • the handover request message may include information corresponding to a terminal included in the formed handover group. According to one embodiment, the handover request message may include a UE Identity, a source cell ID, a target cell ID, a terminal context, target satellite information, E-RAB, etc.
  • the handover request response may include available resources R of the target cell.
  • the resources R may include available bandwidth, frequency resources, cell capacity, and QoS requirements available to the target cell.
  • the serving cell compares the available resources with the handover group. For example, the serving cell transmits a handover command to the terminal if the available resources of the target cell are greater than or equal to the handover group. Specifically, the serving cell transmits a handover command message to each terminal included in the handover group, and for this purpose, the serving cell may allocate an RNTI for broadcast or multicast (e.g., G(group)-RNTI, C-RNTI) to each terminal.
  • the RNTI may be provided in advance through system information or may be provided together with a setting for measurement.
  • the serving cell re-forms the handover group as much as the available resources. Specifically, the serving cell can re-form the handover group based on the order of the values of processing time t p and t in_n . For example, assuming that the value of the received t in_n is smaller than or equal to the processing time t p , the serving cell can arrange the values of t in_n received from the terminals in order of size, and then set the terminals as much as the available resources to the re-formed handover group in the order of decreasing t in_n . In step S1113, the serving cell can transmit a handover command to the terminals included in the re-formed handover group.
  • FIG. 12 illustrates an example of an operation procedure of a target cell in a wireless communication system according to one embodiment of the present disclosure.
  • the target cell calculates available resources R upon receiving a handover request message from the serving cell. Specifically, the target cell can calculate available available bandwidth, frequency resources, cell capacity, and QoS requirements.
  • the target cell transmits a handover request response. Specifically, the target cell transmits a handover request response including available resources R to the serving cell.
  • the handover request response may include available resources R of the target cell.
  • the resources R may include available bandwidth, frequency resources, cell capacity, and QoS requirements available to the target cell.
  • step S1205 the target cell receives the RACH and completes the handover. After receiving the handover command, the target cell performs RACH and handover with the terminal. Specifically, each terminal included in the handover group and the target cell perform random access. The terminal performing the random access may be limited to the terminal included in the handover group in which the handover is performed. The terminal transmits a preamble to the target cell, and the target cell transmits a response to the random access to the terminal.
  • a conditional handover can be performed without a RACH for a target cell.
  • the RACH-less conditional handover according to various embodiments can be performed in various scenarios.
  • a target cell is a satellite base station
  • the RACH-less conditional handover described above can be performed.
  • the RACH-less conditional handover can be applied only to the satellite base station, and the RACH-with conditional handover can be performed for the terrestrial base station.
  • the timing-related information and the uplink grant information described above can be provided only to the target cell which is a satellite base station.
  • the present invention can be used in a device required to perform group handover in a wireless communication system.

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Abstract

무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법이 개시되며, 상기 방법은, 복수의 단말들로부터 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계, 상기 시간 정보에 기반하여 유도된, 상기 처리 시간에 기반하여 상기 복수의 단말들에 대한 핸드오버 그룹을 형성하는 단계, 타겟 기지국에 핸드오버 요청을 송신하는 단계, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신하는 단계 및 상기 복수의 단말들에 핸드오버 명령을 송신하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법
본 개시는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 세대를 거듭하며 점차 발전하고 있다. 성공적으로 상용화를 달성한 LTE(long term evolution) 시스템에 이어, 5G(5th generation) 시스템의 표준화 및 상용화가 진행 중에 있으며, 현재 6G(6th generation) 시스템에 대한 논의도 활발히 이루어지고 있다.
한편, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 효과적인 통신 서비스 제공을 위해, 공간적 제약이 없는 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Networks, NTN)에 대한 표준화를 진행하고 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 효율적으로 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 복수의 단말들에 대한 핸드오버 그룹을 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 핸드오버 그룹에 대해 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 비지상 네트워크 환경의 핸드오버 성능을 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시는 시간 정보에 기반한 처리 시간을 통해 핸드오버 그룹을 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시는 지연시간의 상한선을 보장하는 서비스 및 지연시간의 일관성 보장하는 서비스에 관한 시간 정보를 이용하여 핸드오버 그룹을 형성하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 타겟 기지국의 리소스에 기반하여 핸드오버 그룹을 재형성하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법이 개시된다. 상기 방법은, 복수의 단말들로부터 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계, 상기 시간 정보에 기반하여 유도된, 상기 처리 시간에 기반하여 상기 복수의 단말들에 대한 핸드오버 그룹을 형성하는 단계, 타겟 기지국에 핸드오버 요청을 송신하는 단계, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신하는 단계 및 상기 복수의 단말들에 핸드오버 명령을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따르면, 무선 통신 시스템의 단말 동작 방법이 개시된다. 상기 방법은, 신호의 세기를 측정하는 단계, 핸드오버 조건 만족에 기반하여, 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 기지국에 송신하는 단계, 기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신하는 단계, 타겟 기지국으로 RACH(Random Access Channel)를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 단말은, 처리 시간에 기반하여 복수의 단말로 형성되는 핸드오버 그룹에 포함되고, 상기 처리 시간은, 상기 시간 정보에 기반하여 계산될 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따르면, 무선 통신 시스템의 기지국이 개시된다. 상기 기지국은, 송수신기 및 상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 복수의 단말들로부터 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하도록 제어하고, 상기 시간 정보에 기반하여 유도된, 상기 처리 시간에 기반하여 상기 복수의 단말들에 대한 핸드오버 그룹을 형성하도록 제어하고, 타겟 기지국에 핸드오버 요청을 송신하도록 제어하고, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신하도록 제어하고, 상기 복수의 단말들에 핸드오버 명령을 송신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따르면, 무선 통신 시스템의 단말이 개시된다. 상기 단말은, 송수신기 및 상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 신호의 세기를 측정하는 단계, 핸드오버 조건 만족에 기반하여, 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 기지국에 송신하도록 제어하고, 기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신하도록 제어하고, 타겟 기지국으로 RACH를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 단말은, 처리 시간에 기반하여 복수의 단말로 형성되는 핸드오버 그룹에 포함되고, 상기 처리 시간은, 상기 시간 정보에 기반하여 계산될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따라, 비지상 네트워크를 이용하는 단말들에 대한 핸드오버가 효과적으로 수행될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 위성 네트워크의 예를 도시한다.
도 2는 위성 네트워크에서 핸드오버의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 위성 네트워크의 다른 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치의 구성을 도시한다.
도 5는 무선 통신 시스템에서 측정 보고(measurement report)의 엘리먼트들을 도시한다.
도 6은 무선 통신 시스템에서 측정 보고의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 타임-엔지니어드(time-engineered) 서비스 조건을 도시한다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 NR 서브프레임을 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버의 절차의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차의 예를 도시한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 서빙 셀의 동작 절차의 예를 도시한다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 타겟 셀의 동작 절차의 예를 도시한다.
본 실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 실시예들은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 일부 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 실시예들을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 실시예들의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어들은 단지 실시예들의 설명을 위해 사용된 것으로, 본 실시예들을 한정하려는 의도가 아니다.
본 실시예들에 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 실시예들에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
한편, 비지상 네트워크 플랫폼은 지상 네트워크 플랫폼과 달리 매우 빠른 속도로 이동함에 따라, 신호의 단절이 없는 통신 서비스를 지원하기 위해 빈번한 핸드오버가 발생한다는 특징이 존재한다. 이에 더해, 비지상 네트워크 플랫폼은 비교적 넓은 커버리지를 지원함에 따라 다수의 단말이 동시에 핸드오버를 진행한다는 특징이 존재한다. 결국, 다수의 단말이 동시에 빈번한 핸드오버를 진행함에 따라, 비지상 네트워크 환경에서는 시그널링 오버헤드가 지상 네트워크 환경에 비해 매우 크다는 단점이 존재한다.
통신 네트워크에서의 시그널링 오버헤드는 지연 시간, 리소스 낭비, 간섭 등 통신 시스템 성능을 감소시킬 수 있다. 결국, 비지상 네트워크 환경에서는 빈번한 핸드오버에 따른 시그널링 오버헤드를 극복하기 위한 새로운 절차가 요구되는 실정이다. 따라서, 본 개시는 이러한 문제점을 해결하고자 비지상 네트워크 환경에서의 그룹 핸드오버 기술을 제안하고자 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 위성 네트워크의 예를 도시한다.
도 1을 참고하면, 위성 네트워크는 단말(110), 위성들(120-1, 120-2), 게이트웨이(130)를 포함한다. 단말(110)은 위성(120-1)로부터 셀룰러 데이터를 제공받는 하드웨어 및 소프트웨어를 탑재한 사용자 장치이며, 이동성을 가지거나, 고정된 장치일 수 있다. 예컨대, 단말(110)은 모바일 폰, 스마트폰, 웨어러블 디바이스, UE(User Equipment)를 포함할 수 있다. 또한, 단말(110)은 상술의 예에 한정되지 않고, 셀룰러 통신이 가능한 노트북 랩탑, 태블릿 PC 등의 전자기기는 모두 포함될 수 있다. 단말(110)은 상술의 예에 한정되는 것은 아니다. 도 1에서의 위성 네트워크는 단일의 단말(110)만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않으며, 복수개의 단말(110)을 포함할 수 있음은 물론이다.
구체적으로, 단말(110)은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 통신 프로토콜(예를 들어, LTE 통신 프로토콜, LTE-A 통신 프로토콜, NR 통신 프로토콜 등)을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 CDMA(code division multiple access) 기술, WCDMA(wideband CDMA) 기술, TDMA(time division multiple access) 기술, FDMA(frequency division multiple access) 기술, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기술, Filtered OFDM 기술, CP(cyclic prefix)-OFDM 기술, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기술, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술, SC(single carrier)-FDMA 기술, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access) 기술, GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기술, FBMC(filter bank multi-carrier) 기술, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기술, SDMA(Space Division Multiple Access) 기술 등을 지원할 수 있다.
위성들(120-1, 120-2)은 정해진 궤도를 비행하며, 지상을 향해 빔을 형성함으로써 일정 크기의 커버리지를 가지는 셀을 제공할 수 있다. 본 개시와 관련하여 위성(120-1)은 서빙 위성, 위성(120-2)는 타겟 위성으로 지칭될 수 있으며, 혼용될 수 있다. 이에 더해, 서빙 위성 및 타겟 위성은 각각 서빙 셀 및 타겟 셀로 지칭될 수 있으며, 혼용될 수 있다. 게이트웨이(130)는 위성들(120-1, 120-2)에게 네트워크에 접속할 수 있는 링크를 제공한다.
단말(110) 및 위성(120-1) 간 링크는 서비스 링크라 불리우며, 3GPP에서 정의하는 NR 규격에 기반할 수 있다. 위성들(120-1, 120-2) 및 게이트웨이(130) 간 링크는 피더(feeder) 링크라 불리우며, 3GPP 또는 3GPP가 아닌 무선 인터페이스에 기반할 수 있다. 위성 간 링크(inter-satellite link, ISL)는 주로 재생(regenerative) 위성의 경우 사용될 수 있다.
NR-RAN 아키텍처에 기반한 트렌스페어런트(transparent) 위성의 경우, 피더 링크 및 서비스 링크의 위성 라디오 인터페이스는 NR-Uu일 수 있다. 트렌스페어런트 위성의 경우, 위성은 무선 주파수 필터링과 주파수 변환 및 증폭 기능을 수행한다. 재생 위성의 경우, 위성에 온보드(on board) 기능이 구축되고, 이에 따라 위성은 무선 주파수 필터링, 주파수 변환 및 증폭 뿐만 아니라 스위치와 라우팅, 코딩과 변조 및 디코딩과 복조와 같은 일부 또는 전체 기지국 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 위성 네트워크에서 핸드오버의 예를 도시한다. 도 2를 참고하면, 본 개시에 따른 각각의 위성(도 2의 서빙 위성, 후보 위성 및 타겟 위성)은 단말에게 일정 크기의 커버리지를 가지는 셀을 제공할 수 있다. 또한 각각의 위성은 게이트웨이(130)와 피더 링크로 연결될 수 있다. 여기서 링크는, NR 규격에 기반하는 링크일 수 있다. 또는, 진화된 차세대 무선 통신 시스템에서 새롭게 정의되는 링크가 적응적으로 적용되거나 또는 NR 규격이 아닌 산업계의 필요에 의해 도입된 통신 시스템의 다양한 인터페이스에 기반한 링크가 적용될 수 있다. 이하에서는, 본 개시와 관련하여, 서빙 셀, 타겟 셀 및 후보 셀이 언급될 수 있으며, 각각은 서빙 위성, 타겟 위성 및 후보 위성과 대응되며, 혼용될 수 있다.
서빙 위성은 위성 네트워크에서 단말과 현재 연결되어 통신을 제공하는 위성을 의미할 수 있다. 예컨대, 서빙 위성은 정지 위성, 저궤도 위성, 중궤도 위성, 극지 궤도 위성, 타원 궤도 위성 등을 포함할 수 있으며, 종류에 한정되지 않는다. 또한, 본 개시에서 제시되는 위성은 특정 위성 구성으로 제한되지 않고, 게이트웨이(130)와 단말(110) 사이의 기능적 접속을 제공할 수 있는 임의의 위성 또는 위성들의 조합들을 포함할 수 있다.
타겟 위성은 단말(110)이 서빙 위성의 빔 커버리지를 벗어나거나, 경계 근처에 위치함에 따라 단말(110)로 수신되는 신호의 세기가 핸드오버 조건을 만족하는 경우, 서빙 위성으로 대체되는 위성을 의미할 수 있다.
후보 위성은 위성 네트워크에서 타겟 위성으로 선택 가능한 위성을 의미할 수 있다. 즉, 후보 위성은 적어도 위성의 가시성, 신호 강도, 연결 안정성, 지연시간 및 네트워크 부하에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시와 관련하여, 단말(110)은 주기적으로 서빙 위성과 주변 위성 기지국의 신호 세기를 측정하고 서빙 위성에게 신호의 세기와 자신의 통신 서비스에 따른 시간을 보고한다. 이어서, 단말(110)은 서빙 위성으로부터 수신되는 신호의 세기가 소정의 핸드오버 조건을 만족하는 경우, 타겟 위성으로 핸드오버를 시도한다. 이때, 서빙 위성은 빈번한 핸드오버로 인해 발생하는 시그널링 오버헤드를 감소시키기 위해 대기 시간동안 대기 후 핸드오버를 진행할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 위성 네트워크의 다른 예를 도시한다. 도 3은 NTN 페이로드(payload)(220) 및 NTN 게이트웨이(230)를 이용하여 UE(210)에게 비-지상 접속을 제공하는 NTN의 일 예를 도시한다. 여기서 UE(210)는 도 1에서 설명한 단말(110)과 실질적으로 동일한 구성일 수 있다. 도 2를 참고하면, NTN 페이로드(220) 및 UE(210) 간 링크는 서비스 링크이고, Uu 인터페이스에 기반할 수 있다. NTN 페이로드(220) 및 NTN 게이트웨이(230) 간 링크는 피더 링크이다. NTN 게이트웨이(230) 및 AMF/UPF(240) 간 링크는 NG 인터페이스에 기반할 수 있다. NTN 페이로드(220)는 서비스 링크를 통해 UE(210)로부터 수신되는 무선 프로토콜을 트렌스페어런트하게(transparently) NTN 게이트웨이(230)에게 전달(forward)할 수 있다. 유사하게, NTN 페이로드(220)는 피더 링크를 통해 NTN 게이트웨이(230)로부터 수신되는 무선 프로토콜을 트렌스페어런트하게(transparently) UE(210)에게 전달(forward)할 수 있다.
이를 위해, NTN 페이로드(220)에 의해 다음과 같은 연결성(connectivity)이 지원될 수 있다. 기지국이 복수의 NTN 페이로드들을 서비스할 수 있다. NTN 페이로드가 복수의 기지국들에 의해 서비스될 수 있다.
NTN 페이로드(220)는 서비스 링크에서 데이터를 재송신하기 전에 반송파 주파수를 변경할 수 있다. 즉, NTN 페이로드(220)는 서비스 링크 및 피드 링크에서 서로 다른 반송파 주파수들을 사용할 수 있다. NTN을 위하여, 네트워크 식별자(network identifier)로서, AMF 네임(name), NCGI(NR cell global identifier), CgNB ID(identifier), 글로벌(global) gNB ID, TAI(tracking area identity), S-NSSAI(Single Network Slice Selection Assistance information), NSAG(Network Slice AS Group), NID(Network Identifier), CAG(Closed Access Group) ID, 로컬(Local) NG-RAN 노드 ID(Identifier) 중 적어도 하나가 사용될 수 있고, 추가적으로, 맵핑된 셀 ID(Mapped Cell ID)가 더 사용될 수 있다. 여기서, 트랙킹 지역(tracking area)은 고정된 지리적역 영역에 대응될 수 있다.
비-지구동기 궤도(Non-Geosynchronous orbit, NGSO)는 약 300km 내지 1500km 고도의 낮은 지구 궤도(low earth orbit) 및 약 7000km 내지 25000km 고도의 중간 지구 궤도(medium earth orbit)를 포함한다.
서비스 링크는 다음과 같은 3가지 타입들로서, 지구-고정(earth-fixed) 타입, 준-지구-고정(quasi-earth-fixed) 타입, 지구-이동(earth-moving) 타입으로 분류될 수 있다. 지구-고정 타입은 모든 시간에서 동일한 지리적 영역을 지속적으로 커버하는(covering) 빔(들)을 제공한다. 예를 들어, 지구 동기 궤도(geosynchronous orbit, GSO)를 가지는 위성이 지구-고정 타입의 서비스 링크를 제공할 수 있다. 준-지구-고정 타입은 제한된 시간구간(period) 동안 동일한 지리적 영역을 지속적으로 커버하는(covering) 빔(들)을 제공하고, 다른 시간구간(period)들 동안 다른 지리적 영역을 커버하는 빔들을 제공한다. 예를 들어, 비-지구 동기 궤도를 가진 위성이 조향가능한(steerable) 빔들을 이용하여 준-지구-고정 타입의 서비스 링크를 제공할 수 있다. 지구-이동 타입은 커버리지 영역이 지구 표면을 움직이는(slide) 빔들을 제공한다. 예를 들어, 비-지구 동기 궤도를 가진 위성이 고정 또는 조향가능한 빔들을 이용하여 지구-이동 타입의 서비스 링크를 제공할 수 있다.
비-지구 동기 궤도를 가진 위성을 이용하여, 기지국은 준-지구-고정 셀 커버리지 또는 지구-이동 셀 커버리지를 제공할 수 있다. 지구 동기 궤도를 가진 위성을 이용하여, 기지국은 지구 고정 셀 커버리지를 제공할 수 있다. 비-지구 동기 궤도의 경우, 서비스 링크의 변경(switch)은 서빙 위성(120-1)의 변경에 관련될(refer) 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치의 구성을 도시한다. 도 4의 장치는 도 1을 참고하여 설명된 장치들, 예를 들어, 단말(110), 위성들(120-1, 120-2), 게이트웨이(130) 중 어느 하나의 일부 구조로 이해될 수 있다.
도 4를 참고하면, 장치는 프로세서(210), 통신부(220) 및 메모리(330)를 포함할 수 있다.
프로세서(310)는 장치의 전반적인 기능 및 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(310)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
통신부(320)는 프로세서(310)와 연결되어 무선 신호를 송신 및 수신한다. 통신부(320)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(320)는 근거리　통신부, 이동 통신부, 방송 수신부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서,　통신부(320)는 다른 장치들, 예를 들어, 기지국, 위성 등과 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(330)는 프로세서(310)에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 메모리(330)에는 송신 단말의 전송 대상 단말에 대한 SIR 값, 송신 단말 별 전송 대상 단말 그룹에 관한 정보 등이 저장될 수 있다. 또한, 메모리(330)는 프로세서(310)에 의해 구동될 애플리케이션들, 드라이버들 등을 저장할 수 있다. 메모리(330)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.
도 4의 구조는 단말, 기지국, 위성, 게이트웨이의 적어도 일부로 이해될 수 있다. 도 4의 구조가 위성의 일부인 경우, 위성은 도 4에 예시된 구성요소들 외 궤도를 비행하기 위해 필요한 다른 하드웨어 장치들을 더 포함할 수 있다. 도 4의 구조가 게이트웨이 또는 기지국의 일부인 경우, 게이트웨이 또는 기지국은 유선 통신 등을 지원하는 구성요소를 더 포함할 수 있다.
도 5는 무선 통신 시스템에서 측정 보고(measurement report)의 엘리먼트들을 도시한다. 도 5의 측정 보고는 3GPP에 정의된 측정 보고의 엘리먼트들 중 적어도 일부분에 해당한다.
구체적으로, 측정 구성(measurement configuration)은 측정 객체(measurement object), 보고 구성(reporting configuration), 측정 ID(measurement identities), 수량 구성(quantity configuration) 및 측정 간격(measurement gap)를 포함할 수 있다.
측정 객체란 단말이 측정의 대상이 되는 개체를 의미할 수 있으며, 상기 개체는 intra-frequency, inter-frequency 및 inter-RAT(radio access technology) 등의 측정 유형에 따라 상이할 수 있다. 측정의 대상이 되는 개체는 주파수, 시간, 위치, 셀 별 오프셋 및 블랙리스트/화이트리스트에 포함된 셀 목록과 같은 네트워크 요소를 포함할 수 있다. 객체 ID는 측정 객체를 각각의 서빙 셀에 연결할 수 있다.
보고 구성은 단말이 측정 결과를 보고하는 방식을 정의하며, 일 예로 트리거링 조건, 보고 분량, 보고 기준 및 보고 수량 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 트리거링 조건은 단말이 특정 이벤트를 감지할 때 측정 보고가 트리거 되는지 여부를 포함할 수 있다. 예컨대, 트리거링 조건은 신호 강도가 일정 수준 아래로 떨어질 때 보고가 발생하도록 정의될 수 있다. 일 예로, 보고 분량은 측정 보고 시 포함될 측정 수량 및 데이터 유형을 포함할 수 있다. 측정 수량은 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel) 또는 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal) 등의 측정 신호 유형과 관련될 수 있다. 보고 기준은 측정 보고가 수행될 기준을 포함할 수 있으며, 일 예로, 보고 주기와 보고 이벤트에 대한 기준을 포함할 수 있다. 보고 수량은 일 예로, 측정 보고 시 보고할 데이터의 수량과 보고 간격에 대한 정보를 포함할 수 있다.
측정 ID는 측정 객체와 보고 구성을 연결하는 식별자의 목록을 의미할 수 있다. 구체적으로, 측정 ID는 측정 객체와 보고 구성의 매핑 관계를 정의할 수 있다.
수량 구성은 측정된 데이터의 필터링 및 측정 보고에 포함되는 수량의 구성을 포함할 수 있다. 일 예로, 수량 구성은 측정된 데이터를 평가하고 보고하는데 적용되는 필터 계수 등을 포함할 수 있다.
측정 간격은 단말이 측정을 수행하는 시간 간격을 포함할 수 있다. 측정 간격 동안의 단말은 통신이 아닌 측정을 집중적으로 수행할 수 있다.
도 6은 무선 통신 시스템에서 측정 보고의 예를 도시한다. 도 6을 참조하면, 측정 보고는 서빙 셀(serving cell)의 신호 세기 및 인접 셀(neighbor cell)의 신호 세기를 포함할 수 있다. 예컨대, 인접 셀은 타겟 위성 및 후보 위성을 포함할 수 있다. 즉, 단말은 측정 보고를 통해 RSRP(reference signals received power), RSRQ(reference signal received quality), 또는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 중 적어도 하나를 전송한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 타임-엔지니어드(time-engineered) 서비스 조건을 도시한다.
도 7을 참고하면, 네트워크 서비스는 인-타임(in-time) 통신 서비스 및 온-타임(on-time) 통신 서비스로 구분될 수 있다. 인-타임 서비스는 지연시간의 상한선을 보장하는 서비스를 지칭하는 반면, 온-타임 서비스는 지연시간의 일관성을 보장하는 서비스를 지칭할 수 있다. 구체적으로, 인-타임 서비스는 지연시간이 정량화된 한도 내에 있어야 하는 통신 서비스이고, 온-타입 서비스는 지연시간이 동일하거나 가능한 변동이 작아야 하는 통신 서비스를 포함할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 NR 서브프레임을 도시한다. 도 8을 참고하면, 주파수 대역은 시간 도메인과 주파수 도메인으로 분리될 수 있으며, 시간 도메인 및 주파수 도메인은 최소 단위로 나뉠 수 있다. 즉, 도 8의 격자판은 RG(resource gird)로 지칭될 수 있으며, 시간 도메인에서 하나의 심볼(예를 들어, OFDM 심볼)과 주파수 도메인에서 하나의 서브캐리어(subcarrier)로 구성된 자원은 RE(resource element)로 정의될 수 있다. 시간 도메인에서 하나의 OFDM 심볼과 주파수 도메인에서 K개 서브캐리어들로 구성되는 자원들은 REG(resource element group)으로 정의될 수 있다. 즉, REG는 K개의 RE 들을 포함할 수 있다. REG는 주파수 도메인에서 자원 할당의 기본 단위로 사용될 수 있다. OFDM 심볼들은 시간 도메인에서 자원 할당의 기본 단위로 사용될 수 있다.
리소스 블록(resource block, RB)은 주파수 도메인에서 RE의 모인 단위를 의미할 수 있다. 예컨대, OFDM에서 SCS(Sub-carrier spacing)이 15kHz인 경우, 12개의 RE가 모여서 형성하는 180kHz의 주파수 대역을 차지하는 하나의 리소스 블록이 형성될 수 있다. 리소스 블록은 스케줄링 최소 단위로서, 대역폭 크기에 따라 개수가 달라질 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버의 절차의 예를 도시한다. 이하 설명하기에 앞서, 3GPP는 비지상 네트워크에서 핸드오버와 관련된 표준화를 진행 중이며, 비지상 네트워크는 지상 네트워크와 달리 매우 빠른 속도로 이동하고, 비교적 넓은 커버리지에 대해 통신을 지원하므로, 다수의 단말이 동시 다발적으로 핸드오버를 진행할 수 있다. 다수의 단말이 동시에 핸드오버를 수행하는 경우, 측정 보고, 핸드오버 명령(handover command) 메시지, 랜덤 엑세스(random access, RA), 핸드오버 확인(handover confirm) 메시지 등에 의한 시그널링 오버헤드가 급격하게 증가할 우려가 있다. 시그널링 오버헤드는 통신 시스템의 성능 감소를 유발시킬 수 있다. 비지상 네트워크에서 시그널링 오버헤드가 증가하는 것을 방지하기 위해 랜덤 액세스 절차가 없는 핸드오버 및 그룹 핸드오버 등이 고려될 수 있으며, 그룹 핸드오버를 사용하는 경우, 핸드오버 명령 메시지를 대폭 감소시킬 수 있다.
도 9를 참조하면, S901 단계에서, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)들은 신호의 세기를 측정한다. 구체적으로, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)들은 서빙 셀의 신호 세기 및 인접 셀의 신호 세기를 측정한다. 일 예로, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 서빙 셀 및 인접 셀의 적어도 SINR, RSRQ 및 RSRP를 측정할 수 있다. 예컨대, 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 서빙 위성(920-1) 및 후보 위성(920-3) 등의 SINR, RSRQ 및 RSRP를 측정할 수 있다. 이에 더해, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 수신한 신호의 전력 강도인 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 및 신호와 잡음 간의 비율인 SNR(Signal to Noise Ratio)등을 측정할 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
S903 단계에서, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 측정 보고(measurement report)를 송신한다. 구체적으로, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 핸드오버 조건 만족에 따라 서빙 위성(920-1)으로 측정 보고 메시지를 송신한다. 기존의 단말은 타겟 위성의 신호 세기만을 전송하였으나, 본 개시의 실시예에 따른 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 측정 보고 메시지에 통신 서비스에 따른 시간을 전송한다. 통신 서비스에 따른 시간은 tin_n 또는 ton_n를 포함할 수 있으며, tin_n 및 ton_n은 각각 인-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 지연 한도 시간 및 온-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 변동 한도 시간을 의미할 수 있다. 서빙 위성(920-1)은 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)로부터 측정 보고 메시지 및 통신 서비스에 따른 시간을 수신한다.
S905 단계에서, 서빙 위성(920-1)은 바로 핸드오버를 진행하지 아니하고, 대기 시간(waiting time) 동안 대기 및 핸드오버 그룹을 형성한다. 대기 시간은 tw으로 지칭될 수 있으며, 혼용될 수 있다. 대기 시간 tw는 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)들의 그룹을 형성하기 위해 대기하는 시간으로, 송신단에서 수신단까지 패킷이 전송되는 물리적인 시간에 대응될 수 있다.
S907 단계에서, 서빙 위성(920-1)은 타겟 위성(920-2)으로 핸드오버를 요청한다. 서빙 위성(920-1)은 타겟 위성(920-2)으로 핸드오버 요청 메시지(handover request message)를 전송하며, 상기 메시지는 그룹으로 형성된 모든 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)들에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 핸드오버 요청 메시지에는 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)들의 개수만큼의 정보가 포함된다. 일 예로, 단말들에 대한 정보는 UE Identity, 소스 셀 ID, 타겟 셀 ID, 단말 context, 타겟 위성 정보, E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) 등이 포함될 수 있다. 본 개시와 관련하여, 핸드오버 요청 메시지는 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)이 보고한 통신 서비스에 따른 시간을 포함할 수 있다. 예컨대, 핸드오버 요청 메시지는 인-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 지연 한도 시간 및 온-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 변동 한도 시간을 포함할 수 있다.
S909 단계에서, 타겟 위성(920-2)은 사용 가능한 리소스를 계산한다. 일 예로, 타겟 위성(920-2)은 사용 가능한 가용 대역폭(available bandwidth), 주파수 자원(frequency resources), 셀 용량(cell capacity) 및 QoS 요구사항(Quality of Service requirements) 등을 계산할 수 있다.
S911 단계에서, 타겟 위성(920-2)은 핸드오버 요청에 응답한다. 구체적으로, 타겟 위성(920-2)는 핸드오버 요청 응답 메시지를 서빙 위성(920-1)로 송신한다. 핸드오버 요청에 대한 응답을 수신한 서빙 위성(920-1)은 타겟 위성(920-2)의 사용 가능한 리소스와 핸드오버 그룹에서 요구하는 리소스를 비교하여 핸드오버 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 서빙 위성(920-1)은 핸드오버 그룹에 속하는 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)이 필요로 하는 리소스보다 타겟 위성(920-2)의 사용 가능한 리소스가 큰 경우 핸드오버가 가능한 것으로 결정할 수 있다. 반면, 서빙 위성(920-1)은 핸드오버 그룹에 속하는 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)이 필요로 하는 리소스보다 타겟 위성(920-2)의 사용 가능한 리소스가 더 작은 경우, 핸드오버가 불가능 한 것으로 결정할 수 있다. 다른 예로, 서빙 위성(920-1)은, 핸드오버가 불가능 한 경우, 핸드오버를 지연시키거나, 일부 단말을 제외시키거나, 서빙 위성(920-1)의 리소스를 재배치시키도록 할 수 있다. 이하에서는, 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)이 단일의 핸드오버 그룹에 포함되는 것을 전제로 설명한다.
S913 단계에서, 서빙 위성(920-1)은 각 단말에게 핸드오버 명령을 송신한다. 이를 위해, 서빙 위성(920-1)은 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)들에게 브로드캐스트 또는 멀티캐스트를 위한 RNTI(예: G(group)-RNTI, C-RNTI)를 할당할 수 있다. 해당 RNTI는 사전에 시스템 정보를 통해 제공되거나 또는 측정에 대한 설정과 함께 제공될 수 있다.
S915 단계에서, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)들은 핸드오버 명령 수신 후, 타겟 위성(920-2)로 RACH(Random Access Channel) 및 핸드오버를 수행한다. 구체적으로, 각 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 타겟 위성(920-2)으로 랜덤 엑세스(random access)를 수행한다. 랜덤 엑세스를 수행하는 상기 단말은 핸드오버가 수행되는 핸드오버 그룹에 포함되는 단말에 한정될 수 있다. 단말(910-1, 910-2, 910-3, 910-4)은 프리앰블(preamble)을 타겟 위성(920-2)으로 송신하고, 타겟 위성(920-2)은 랜덤 엑세스에 대한 응답을 단말에게 송신한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차의 예를 도시한다.
도 10을 참고하면, S1001 단계에서, 단말은 신호의 세기를 측정한다. 구체적으로, 단말)은 사전에 정의된 주기에 따라 서빙 셀의 신호 세기 및 인접 셀의 신호 세기 또는 품질을 측정한다. 단말은 복수로 구성될 수 있다. 구체적으로, 각 단말들은 서빙 셀의 신호 세기 및 인접 셀의 신호 세기를 측정한다. 일 예로, 각 단말은 서빙 셀 및 인접 셀의 적어도 SINR, RSRQ 및 RSRP를 측정할 수 있다. 이에 더해, 각 단말은 수신한 신호의 전력 강도인 RSSI 및 신호와 잡음 간의 비율인 SNR 등을 측정할 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
단말은 소정의 주기에 따라 신호의 세기 및 품질을 측정할 수 있다. 일 예로, 단말이 신호의 세기 및 품질을 측정하는 주기의 디폴트(default) 값은 200ms로 설정될 수 있다. 일 예로, 각 단말은 설정된 주기에 따라 서빙 셀 및 인접 셀의 적어도 SINR, RSRQ 및 RSRP를 측정할 수 있다. 이에 더해, 각 단말은 수신한 신호의 전력 강도인 RSSI및 신호와 잡음 간의 비율인 SNR등을 측정할 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
S1003 단계에서, 단말은 측정된 신호 세기를 기반으로 핸드오버 조건을 만족하는지 여부를 결정한다. 핸드오버 조건이 만족되지 아니하는 경우, 단말은 신호의 세기를 주기적 또는 계속적으로 재측정한다. 핸드오버 조건의 만족이란, 일 예로, 측정된 신호 세기 또는 품질이 사전에 정의된 임계값 이하로 떨어지거나, 소정의 범위 내로 진입하는 경우, 단말은 핸드오버 조건이 만족된 것으로 결정할 수 있다. 또한, 일 예로, 이웃 셀의 신호의 세기 또는 품질이 서빙 셀이 제공하는 신호의 세기 또는 품질보다 특정 임계값 이상인 경우, 단말은 핸드오버 조건이 만족된 것으로 결정할 수 있다.
S1005 단계에서, 단말은 통신 서비스 시간이 포함된 측정 보고를 송신한다. 구체적으로, 단말은 핸드오버 조건 만족에 따라 서빙 위성으로 측정 보고 메시지를 전송한다. 기존의 단말은 타겟 위성의 신호 세기만을 전송하였으나, 본 개시의 실시예에 따른 단말(110)은 측정 보고 메시지에 통신 서비스에 따른 시간(tin_n 또는 ton_n)을 전송한다. tin_n 및 ton_n은 각각 인-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 지연 한도 시간 및 온-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 변동 한도 시간을 의미할 수 있다.
S1007 단계에서, 단말(110)은 핸드오버 명령 수신에 따른 RACH 및 핸드오버를 수행한다. 서빙 셀로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신한 단말은 단일의 핸드오버 그룹에 속할 수 있다. 이후, 단말은 타겟 셀로 RACH 및 핸드오버를 수행한다. 단말은 핸드오버가 완료된 경우, 핸드오버 확인 메시지를 타겟 셀로 전송할 수 있으며, 타겟 셀은 서빙 별로 핸드오버 완료 메시지를 전송할 수 있다. 핸드오버가 완료되는 경우, 단말은 서빙 셀 과의 연결을 해제하며, 서빙 셀은 단말에게 할당된 자원을 해제한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 서빙 셀의 동작 절차의 예를 도시한다.
도 11을 참고하면, S1101 단계에서, 서빙 셀은 단말로부터 측정 보고를 수신하고 대기 시간 동안 대기한다. 구체적으로, 서빙 셀은 각 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신하고, 대기 시간 tw 동안 대기한다. 대기 시간 tw는 단말들의 그룹을 형성하기 위해 대기하는 시간으로, 송신단에서 수신단까지 패킷이 전송되는 물리적인 시간에 대응될 수 있다. 즉, 서빙 셀은 그룹을 형성하기 위해, 단말들로부터 대기 시간동안 측정 보고 메시지를 수신한다.
일 예로, 대기 시간 tw의 값은 tphydelay ~ tmeasure의 값으로 설정될 수 있다. tphydelay는 송신단에서 수신단까지의 물리적 거리에 의해 발생하는 전파 지연 시간 및 마진 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 서빙 셀이 고도 300km의 저궤도 위성이 인 경우, tphydelay는 전파 지연 시간인 10ms에 마진 시간 1ms을 반영하여 11ms로 설정 가능하다. 마찬가지로, 서빙 셀이 고도 1500km의 위성인 경우, tphydelay는 물리적으로 발생하는 전파 지연 시간인 50ms에 마진 시간 1ms을 반영하여 51ms로 설정 가능하다. 저궤도 위성의 고도의 고도는 상술의 예에 한정되지 않고, 3GPP에 정의된 바와 동일할 수 있다. tmeasure는 단말이 주기적으로 신호의 세기를 측정하는 주기를 의미할 수 있다. 일 예로, tmeasure는 200ms로 설정될 수 있으며 사용자 설정 내지 시스템 설정에 따라 상이할 수 있다.
S1103 단계에서, 서빙 셀은 처리 시간을 계산한다. 구체적으로, 서빙 셀은 수신된 측정 보고를 기초로 핸드오버 그룹을 형성하기 위한 처리 시간 tp을 계산한다. tp는 핸드오버 그룹을 형성하기 위한 임계 시간으로 해석될 수 있다. 일 예로, tp는 측정 보고에 포함된 타임-엔지니어드 서비스 조건의 시간 조건에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, tp는 온-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 변동 한도 시간에 기반할 수 있다. 구체적으로, 서빙 셀은 각 단말로부터 ton_n의 값을 수신한 후, tp를 계산할 수 있다. tp는 하기 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2024018456-appb-img-000001
즉, tp는 각 단말(110)로부터 수신된 ton_n 중 최저 값으로 결정될 수 있다. 다른 예로, tp는 인-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 변동 한도 시간에 기반할 수 있다.
S1105 단계에서, 서빙 셀은 핸드오버 그룹을 형성한다. 일 예로, 서빙 셀은 측정 보고에 포함된 타임-엔지니어드 서비스 조건의 시간 조건이 tp와의 관계에서 기 설정된 범위 내에 포함되는 단말들을 핸드오버 그룹으로 형성할 수 있다. 예컨대, 서빙 셀은 인-타임 통신 서비스에 의한 정량화된 지연 한도 시간에 기반하여 핸드오버 그룹을 형성할 수 있다. 구체적으로, 서빙 셀은 각 단말로부터 tin_n의 값을 수신한 후 처리 시간 tp를 기준으로 핸드오버 그룹을 형성할 수 있다. 핸드오버 그룹은 수학식 2에 따라 형성될 수 있다.
Figure PCTKR2024018456-appb-img-000002
x는 핸드오버 그룹내에 포함되는 단말을 의미하며, x의 개수는 타겟 셀의 남아있는 리소스(resource)(R)만큼 구성할 수 있다. 남아있는 리소스 R은 타겟 셀의 사용 가능한 리소스를 의미할 수 있다. 서빙 셀은 tin_n의 값이 처리 시간 tp 미만에 해당하는 단말을 그룹화 하여 핸드오버 그룹을 형성할 수 있다.
S1107 단계에서, 서빙 셀은 핸드오버 요청 전송하고 핸드오버 요청 응답(handover request acknowledgement)을 수신한다. 구체적으로, 서빙 셀은 처리 시간 tp에 해당하는 시간 동안 대기 후 타겟 셀에게 핸드오버 요청 메시지를 송신하고, 타겟 셀로부터 핸드오버 요청 응답을 수신한다. 핸드오버 요청 메시지에는 형성된 핸드오버 그룹에 포함된 단말에 대응되는 정보가 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 핸드오버 요청 메시지는 UE Identity, 소스 셀 ID, 타겟 셀 ID, 단말 context, 타겟 위성 정보, E-RAB 등을 포함할 수 있다.
핸드오버 요청 응답은 타겟 셀의 사용 가능한 리소스 R을 포함할 수 있다. 일 예로, 리소스 R은 타겟 셀이 사용 가능한 가용 대역폭, 주파수 자원, 셀 용량 및 QoS 요구사항 등이 포함될 수 있다.
S1109 단계에서, 서빙 셀은 사용 가능한 리소스와 핸드오버 그룹과 비교한다. 일 예로, 서빙 셀은 타겟 셀의 사용 가능한 리소스가 핸드오버 그룹 크거나 같으면 단말에 핸드오버 명령을 송신한다. 구체적으로, 서빙 셀은 핸드오버 그룹에 포함되는 각 단말에 핸드오버 명령 메시지를 송신하며, 이를 위해 서빙 셀은 각 단말에 브로드캐스트 또는 멀티캐스트를 위한 RNTI(예: G(group)-RNTI, C-RNTI)를 할당할 수 있다. 해당 RNTI는 사전에 시스템 정보를 통해 제공되거나 또는 측정에 대한 설정과 함께 제공될 수 있다.
S1111 단계에서, 서빙 셀은 타겟 셀의 사용 가능한 리소스가 핸드오버 그룹 보다 작은 경우, 사용 가능한 리소스만큼 핸드오버 그룹을 재형성한다. 구체적으로, 서빙 셀은, 처리 시간 tp 및 tin_n의 값 크기 순에 기반하여 핸드오버 그룹을 재형성할 수 있다. 일 예로, 서빙 셀은, 수신된 tin_n의 값이 처리시간 tp 이하인 것을 전제로, 단말로부터 수신된 tin_n의 값을 크기 순으로 배열한 후, tin_n이 작은 순서대로 사용 가능한 리소스만큼의 단말을 재형성된 핸드오버 그룹으로 설정할 수 있다. S1113 단계에서, 서빙 셀은, 재형성된 핸드오버 그룹에 포함된 단말에 핸드오버 명령을 송신할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 타겟 셀의 동작 절차의 예를 도시한다.
도 12를 참고하면, S1201 단계에서, 타겟 셀은 서빙 셀로부터 핸드오버 요청 메시지를 수신함에 따라 사용 가능한 리소스 R을 계산한다. 구체적으로, 타겟 셀은 사용 가능한 가용 대역폭, 주파수 자원, 셀 용량 및 QoS 요구사항 등을 계산할 수 있다.
S1203 단계에서, 타겟 셀은 핸드오버 요청 응답을 전송한다. 구체적으로, 타겟 셀은 사용 가능한 리소스 R을 포함하는 핸드오버 요청 응답을 서빙 셀에게 전송한다.
핸드오버 요청 응답은 타겟 셀의 사용 가능한 리소스 R을 포함할 수 있다. 일 예로, 리소스 R은 타겟 셀이 사용 가능한 가용 대역폭, 주파수 자원, 셀 용량 및 QoS 요구사항 등이 포함될 수 있다.
S1205 단계에서, 타겟 셀은 RACH를 수신하고 핸드오버를 완료한다. 타겟 셀은 핸드오버 명령 수신 후, 단말과 RACH 및 핸드오버를 수행한다. 구체적으로, 핸드오버 그룹에 포함된 각 단말과 타겟 셀은 랜덤 엑세스를 수행한다. 랜덤 엑세스를 수행하는 상기 단말은 핸드오버가 수행되는 핸드오버 그룹에 포함되는 단말에 한정될 수 있다. 단말은 프리앰블을 타겟 셀로 송신하고, 타겟 셀은 랜덤 엑세스에 대한 응답을 단말에게 송신한다.
전술한 다양한 실시예들에 따라, 조건부 핸드오버가 타겟 셀에 대한 RACH 없이 수행될 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 RACH 없는 조건부 핸드오버는 다양한 시나리오에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 타겟 셀이 위성 기지국인 경우, 전술한 RACH 없는 조건부 핸드오버가 수행될 수 있다. 일 예로, 타겟 셀들이 복수이고, 적어도 하나의 위성 기지국 및 적어도 하나의 지상 기지국이 포함되는 경우, 위성 기지국에 대하여만 RACH 없는 조건부 핸드오버가 적용되고, 지상 기지국에 대하여 RACH 있는 조건부 핸드오버가 수행될 수 있다. 이 경우, 전술한 타이밍 관련 정보, 상향링크 그랜트 정보는 위성 기지국인 타겟 셀에 대하여만 제공될 수 있다.
한편, 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 개시에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 그룹 핸드오버를 수행하기 위해 요구되는 장치에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    복수의 단말들로부터 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 시간 정보에 기반하여 유도된, 상기 처리 시간에 기반하여 상기 복수의 단말들에 대한 핸드오버 그룹을 형성하는 단계;
    타겟 기지국에 핸드오버 요청을 송신하는 단계;
    상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 단말들에 핸드오버 명령을 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 서비스는, 지연시간의 상한선을 보장하는 서비스 및 지연시간의 일관성을 보장하는 서비스를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시간 정보는, 적어도 상기 통신 서비스에 대한 지연 한도 시간 및 변동 한도 시간을 포함하고,
    상기 지연 한도 시간은, 지연시간의 상한선을 보장하는 서비스에 대한 임계시간을 포함하고,
    상기 변동 한도 시간은, 지연시간의 일관성을 보장하는 서비스에 대한 임계시간을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정 보고 메시지를 수신하는 단계는,
    상기 복수의 단말로부터 상기 기지국까지의 물리적 거리에 기반하는 대기 시간 동안 상기 측정 보고 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 대기 시간은, 상기 물리적 거리에 의해 발생하는 전파 지연 시간 및 신호의 세기를 측정하는 주기에 기반하여 결정되는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리 시간은, 상기 복수의 단말의 상기 통신 서비스에 대한 변동 한도 시간 중 최저 값으로 결정되는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 핸드오버 그룹은, 상기 통신 서비스에 대한 지연 한도 시간이 상기 처리 시간 미만에 해당하는 단말을 그룹화하여 형성되는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 핸드오버 그룹을 형성하는 단계는,
    상기 타겟 기지국의 사용 가능한 리소스와 상기 핸드오버 그룹에 요구되는 리소스를 비교하는 단계;
    상기 사용 가능한 리소스가 상기 요구되는 리소스 이상인 경우, 상기 핸드오버 그룹에 포함된 상기 복수의 단말들에 상기 핸드오버 명령을 송신하는 단계; 및
    상기 사용 가능한 리소스가 상기 요구되는 리소스 미만인 경우, 상기 요구되는 리소스가 상기 사용 가능한 리소스에 대등하도록 상기 핸드오버 그룹을 재형성하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 핸드오버 그룹을 재형성하는 단계는,
    상기 시간 정보에 포함된 지연 한도 시간의 크기 순서에 기반하여 단말을 그룹화하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 무선 통신 시스템의 단말 동작 방법에 있어서,
    신호의 세기를 측정하는 단계;
    핸드오버 조건 만족에 기반하여, 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 기지국에 송신하는 단계;
    기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신하는 단계;
    타겟 기지국으로 RACH(Random Access Channel)를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 단말은, 처리 시간에 기반하여 복수의 단말로 형성되는 핸드오버 그룹에 포함되고,
    상기 처리 시간은, 상기 시간 정보에 기반하여 계산되는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통신 서비스는, 지연시간의 상한선을 보장하는 서비스 및 지연시간의 일관성을 보장하는 서비스를 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 시간 정보는, 적어도 상기 통신 서비스에 대한 지연 한도 시간 및 변동 한도 시간을 포함하고,
    상기 지연 한도 시간은, 지연시간의 상한선을 보장하는 서비스에 대한 임계시간을 포함하고,
    상기 변동 한도 시간은, 지연시간의 일관성을 보장하는 서비스에 대한 임계시간을 포함하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 측정 보고 메시지를 송신하는 단계는,
    상기 기지국까지의 물리적 거리에 기반하는 대기 시간 동안 상기 측정 보고 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 대기 시간은, 상기 물리적 거리에 의해 발생하는 전파 지연 시간 및 신호의 세기를 측정하는 주기에 기반하여 결정되는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 처리 시간은, 상기 복수의 단말의 상기 통신 서비스에 대한 변동 한도 시간 중 최저 값으로 결정되는 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 핸드오버 그룹은, 상기 통신 서비스에 대한 지연 한도 시간이 상기 처리 시간 미만에 해당하는 상기 복수의 단말을 그룹화하여 형성되는 것인 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 핸드오버 명령을 수신하는 단계는,
    상기 타겟 기지국의 사용 가능한 리소스가 상기 핸드오버 그룹에 요구되는 리소스 이상인 경우, 상기 핸드오버 명령을 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 핸드오버 명령을 수신하는 단계는,
    상기 사용 가능한 리소스가 상기 요구되는 리소스 미만인 경우, 상기 시간 정보에 포함된 지연 한도 시간의 크기 순서에 기반하여 재형성된 상기 핸드오버 그룹에, 상기 단말이 포함되는 경우에만 상기 핸드오버 명령을 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    송수신기; 및
    상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    복수의 단말들로부터 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하도록 제어하고,
    상기 시간 정보에 기반하여 유도된, 상기 처리 시간에 기반하여 상기 복수의 단말들에 대한 핸드오버 그룹을 형성하도록 제어하고,
    타겟 기지국에 핸드오버 요청을 송신하도록 제어하고,
    상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신하도록 제어하고,
    상기 복수의 단말들에 핸드오버 명령을 송신하도록 제어하는 기지국.
  20. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    송수신기; 및
    상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    신호의 세기를 측정하는 단계;
    핸드오버 조건 만족에 기반하여, 통신 서비스에 대한 시간 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 기지국에 송신하도록 제어하고,
    기지국으로부터 핸드오버 명령을 수신하도록 제어하고,
    타겟 기지국으로 RACH를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 단말은, 처리 시간에 기반하여 복수의 단말로 형성되는 핸드오버 그룹에 포함되고,
    상기 처리 시간은, 상기 시간 정보에 기반하여 계산되는 단말.
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