KR20150109979A - 통신 시스템에서 단말의 버퍼 상태 보고 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국에 접속한 단말이 버퍼 상태를 보고하는 방법에 있어서, 신규 데이터가 발생하면, 랜덤 넘버를 생성하고, 상기 생성된 랜덤 넘버와 미리 정해진 분할 비율을 토대로 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 상기 신규 데이터가 포함된 버퍼 상태 보고를 전송하는 과정과, 상기 버퍼 상태 보고에 대한 응답으로 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 자원을 할당받는 과정과, 상기 할당된 자원을 이용하여 상기 신규 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

Description

통신 시스템에서 단말의 버퍼 상태 보고 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REPORTING BUFFER STATUS OF UE}

본 발명은 통신 시스템에서 단말의 이종 기지국 간 캐리어 집적(Inter-eNB carrier aggregation)또는 이종 기지국에 대한 이중 접속(Dual connectivity)시, 단말의 버퍼 상태에 대한 보고를 효과적으로 적용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다.

근래에는 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)시스템에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE 시스템은 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이며 현재 규격화가 거의 완료되었다.

최근 LTE 통신 시스템에 여러 가지 신기술을 접목해서 전송 속도를 향상시키는 진화된 LTE 통신 시스템(LTE-Advanced, 이하 LTE-A라 함)에 대한 논의가 본격화되고 있다. 상기 새롭게 도입될 기술 중 대표적인 것으로 캐리어 집적(Carrier Aggregation)을 들 수 있다. 캐리어 집적이란 종래에 단말이 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어만을 이용해서 데이터 송수신을 하는 것과 달리, 하나의 단말이 다수의 순방향 캐리어와 다수의 역방향 캐리어를 사용하는 것이다.

현재 LTE-A에서는 기지국 내 캐리어 집적(intra-ENB carrier aggregation)만 정의되어 있다. 이는 캐리어 집적 기능의 적용 가능성을 줄이는 결과로 이어져, 특히 다수의 피코 셀들과 하나의 마크로 셀을 중첩 운용하는 시나리오에서는 매크로 셀과 피코 셀을 집적하지 못하는 문제를 야기할 수 있다. 3GPP 는 Release 12에서 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘Small cell enhancement’ 라는 이름으로 스터디를 진행하고 있다. 이 스터디의 목표로는 다른 기지국에 종속된 서빙 셀을 통합하여 하나의 단말에게 높은 데이터 전송율을 보장하는 기지국 간 캐리어 집적(inter-ENB carrier aggregation)혹은 이종 기지국간 이중 접속(Dual connectivity)기술이 대표적으로 진행되고 있다(이하에서는 기지국 간 캐리어 집적 혹은 이종 기지국간 이중 접속을 dual connectivity(이중 접속)로 총칭한다). 물론 다른 이동성 지원과 같은 분야도 활발한 논의를 거치고 있으나 기존에 기지국 내에서만 지원되는 캐리어 집적 기술이 매크로 기지국과 피코 셀 혹은 스몰 셀 기지국 사이에서 가능하게 됨에 따라 향후 미래 통신 기술에 많은 영향을 끼칠 것으로 예상된다. 미래에 스마트 폰의 데이터 사용이 급증함에 따라 스몰 셀이 기하급수적으로 늘어날 것으로 예상되며, 기존의 원격 무선 헤드(RRH)를 이용한 스몰 셀 구성과 더불어 독립적으로 단말을 수용 가능한 스몰 셀 기지국이 시장에서 큰 부분을 차지할 것으로 예상된다. 이에 단말이 스몰 셀에 접속하여 데이터 전송을 받고 있을 경우, 동시에 매크로 기지국으로부터 다른 종류의 데이터를 수신 받을 수 있게 된다.

두 개의 기지국 (즉, 매크로, 스몰 기지국)에 대한 이중 접속을 지원하는 이동 통신 시스템에서는 기존의 단일 기지국이 해당 단말로부터 버퍼 상태에 대한 정보를 얻는 것과는 달리 독립적인 복수 기지국에 대한 단말의 버퍼 상태 정보를 보고해야 할 필요가 있다. 또한 단말의 하나의 베어러가 두 개의 기지국에 대한 연결을 사용하여 데이터를 상향 전송하는 경우, 하나의 베어러에 대해 두 개의 다른 버퍼 상태 보고를 해야 한다. 하지만 현재 표준에서는 기지국 간 캐리어 집적 또는 이중 접속 시 분리된 상향 베어러에 대한 단말의 버퍼 상태 보고 방안에 관해서 서술하고 있지 않으며, 따라서 해당 문제는 이중 접속을 위해 시급히 해결되어야 하는 중요한 과제이다.

그러므로 본 발명의 실시예에서는 이동 통신 시스템에서 이종 기지국 간 캐리어 집적 또는 이종 기지국에 대한 이중 접속 시 단말의 버퍼 상태 보고를 위한 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 실시예에서는 이동 통신 시스템에서 단말의 이종 기지국 간 캐리어 집적 또는 이종 기지국에 대한 이중 접속 시, 단말의 버퍼 상태에 대한 보고를 효과적으로 적용하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국에 접속한 단말이 버퍼 상태를 보고하는 방법에 있어서, 신규 데이터가 발생하면, 랜덤 넘버를 생성하고, 상기 생성된 랜덤 넘버와 미리 정해진 분할 비율을 토대로 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 상기 신규 데이터가 포함된 버퍼 상태 보고를 전송하는 과정과, 상기 버퍼 상태 보고에 대한 응답으로 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 자원을 할당받는 과정과, 상기 할당된 자원을 이용하여 상기 신규 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국에 접속한 단말이 버퍼 상태를 보고하는 방법에 있어서, 신규 데이터가 발생하면, 상기 제1 기지국과 제2 기지국에 상기 신규 데이터가 모두 포함된 버퍼 상태 보고를 전송하는 과정과, 상기 버퍼 상태 보고에 대한 응답으로 상기 제1 기지국과 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 자원을 할당받는 과정과, 상기 할당된 자원을 이용하여 상기 신규 데이터를 전송하는 과정을 포함하며, 상기 할당된 자원은 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국간의 버퍼 상태 정보 교환을 통해 할당된 것이다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국에 접속한 단말이 버퍼 상태를 보고하는 방법에 있어서, 신규 데이터가 발생하면, 전송할 상향링크 데이터의 양을 토대로 버퍼 상태 보고를 전송할 적어도 하나의 기지국을 선택하는 과정과, 상기 선택한 적어도 하나의 기지국에 상기 신규 데이터에 대한 버퍼 상태 보고를 전송하는 과정과, 상기 버퍼 상태 보고에 대한 응답으로 상기 제1 기지국과 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 자원을 할당받는 과정과, 상기 할당된 자원을 이용하여 상기 신규 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

도 1은 본 명세서의 일부 실시예가 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시예가 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면
도 3은 LTE-A 기지국 내 캐리어 집적을 설명하는 도면
도 4는 본 발명의 실시예가 적용되는 기지국 간 Dual connectivity 를 설명하는 도면
도 5는 본 발명의 실시예가 적용되는 Dual connectivity에서 상향 데이터가 MeNB와 SeNB에 걸쳐 분할되어 전송되는 상향 베어러 분할(uplink Bearer split)동작을 설명한 도면
도 6 은 본 발명의 실시예가 적용되는 베어러 분할(bearer split)를 위한 프로토콜 스택 구조를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 BSR에서 PDCP PDU들을 특정 비율에 따라 확률적으로 나누는 방법을 나타낸 메시지 흐름도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 베어러 분할(bearer split)에서 분할 비율에 기반한 본 발명의 실시예에 대한 동작 방안을 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 베어러 분할을 위한 BSR 에서 순차적인 PDCP 데이터 전송 시, BSR 값을 재 계산 과정을 위한 단말 동작 순서도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 네트워크에서 분할 비율을 조정하여 상향 무선 자원을 할당하는 방법을 위한 메시지 흐름도
도 11은 본 발명의 실시예인에 따른 상향 베어러 분할에서 PDCP 데이터가 두 BSR에 포함되는 방법을 나타내는 도면
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 BSR 트리거링 조건을 설명하기 위한 도면
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 BSR 전송 방법을 적용하기 위한 단말의 구조를 도시한 블록도
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

또한 본 명세서에서는 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 규격을 정한 LTE를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

이하 본 발명을 설명하기에 앞서 LTE 시스템 및 캐리어 집적에 대해서 간략하게 설명한다.

도 1은 본 명세서의 일부 실시예가 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국이라 한다)(105, 110, 115, 120)과 MME(Mobility Management Entity, 125)및 S-GW(Serving-Gateway, 130)를 포함한다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말(terminal))(135)은 ENB(105, 110, 115, 120)및 S-GW(130)를 통해 외부 네트워크에 접속한다. 도 1에서 ENB(105, 110, 115, 120)는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(135)와 무선 채널을 통해 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over Internet Protocol)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(105, 110, 115, 120)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation ＆ Coding, 이하 AMC라 한다)방식을 적용한다. S-GW(130)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(125)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다.

도 2는 본 발명의 실시예가 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol, 205, 240), RLC(Radio Link Control, 210, 235), MAC(Medium Access Control, 215,230)으로 이루어진다. PDCP(205, 240)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, RLC(210, 235)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ(Automatic Repeat reQuest)동작 등을 수행한다. MAC(215, 230)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(PHY, 220, 225)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행한다.

도 3은 LTE-A 기지국 내 캐리어 집적을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 하나의 기지국은 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들을 송출하고 수신한다. 예를 들어 기지국(305)으로부터 순방향 중심 주파수가 f1인 캐리어(315)와 순방향 중심 주파수가 f3(310)인 캐리어(310)가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말이 상기 두 개의 캐리어(315,310)중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하였다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말은 동시에 여러 개의 캐리어를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서 기지국(305)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말(330)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 단말(330)의 전송 속도를 높일 수 있다. 상기와 같이 하나의 기지국이 송출하고 수신하는 순방향 캐리어와 역방향 캐리어들을 집적하는 것을 기지국 내 캐리어 집적이라고 한다. 그러나 경우에 따라서 도 3에 도시된 바와는 달리 서로 다른 기지국에서 송출되고 수신되는 순방향 캐리어와 역방향 캐리어들을 집적하는 것이 필요할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예가 적용되는 기지국 간 Dual connectivity 를 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 기지국 1(매크로 셀 기지국 혹은 MeNB)(405)은 중심 주파수가 f1인 캐리어를 송수신하고 기지국 2(스몰 셀 기지국 혹은 SeNB)(415)는 중심 주파수가 f2인 캐리어(420)를 송수신할 때, 단말(430)이 순방향 중심 주파수가 f1인 캐리어와 순방향 중심 주파수가 f2인 캐리어를 집적하면, 하나의 단말이 둘 이상의 기지국으로부터 송수신되는 캐리어들을 집적하는 결과로 이어진다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 캐리어 집적을 기지국 간(inter-ENB)캐리어 집적 혹은 이중 접속(Dual connectivity)이라고 명명한다.

아래에서는 본 명세서에서 빈번하게 사용될 용어들에 대해서 설명한다.

전통적인 의미로 하나의 기지국이 송출하는 하나의 순방향 캐리어와 상기 기지국이 수신하는 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.

따라서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 역방향 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 따라서 기존 3GPP Release 10 표준에서 캐리어 집적은 복수의 서빙 셀을 설정한다는 것과 동일한 의미이며, 각 서빙 셀의 역할에 따라 프라이머리 서빙 셀(이하 PCell)과 세컨더리 서빙 셀(이하 SCell)로 나눌 수 있다. PCell은 단말의 네트워크에 대한 접속 및 이동성을 담당하는 주요한 서빙 셀이며, SCell은 단말의 상하향 데이터 송수신 속도를 증가시키기 위해 캐리어 집적시 추가로 설정된 서빙 셀로 주로 사용자 데이터를 전송하는데 사용된다.

Dual connectivity에서 서빙 셀들의 집합을 다음과 같이 새롭게 정의한다. 매크로 기지국의 서빙 셀들(상기 캐리어 집적을 위한 PCell 및 SCell 등)을 프라이머리 셀 그룹(primary cell group, PCG 또는 master cell group, MCG)과 스몰셀 기지국의 서빙 셀(SCell등)(secondary cell group, SCG)로 구분한다. MCG는 상기 PCell을 제어하는 매크로 기지국(이하 마스터 기지국 또는 MeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미하며, SCG란 PCell을 제어하는 기지국이 아닌 기지국(이하 세컨더리 기지국 또는 SeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미한다. 소정의 서빙 셀이 MCG 속하는지 SCG에 속하는지에 대한 정보는 해당 서빙 셀을 설정하는 과정에서 기지국이 단말에게 지시한다.

이러한 용어들의 주요한 사용 목적은 어떠한 셀이 특정 단말의 PCell을 제어하는 기지국의 제어를 받는지 구분하기 위한 것이며, 상기 셀이 특정 단말의 PCell을 제어하는 기지국(MeNB)의 제어를 받는 경우와 다른 기지국(SeNB)의 제어를 받는 경우에 대해 단말과 해당 셀의 동작 방식이 달라질 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예가 적용되는 Dual connectivity에서 상향 데이터가 MeNB와 SeNB에 걸쳐 분할되어 전송되는 상향 베어러 분할(uplink Bearer split)동작을 설명한 도면이다.

도 5를 참조하면, 단말(501, 502)이 MeNB(500)와 SeNB(503,504)에 속한 serving cell group, 즉 MCG 또는 SCG에 대한 측정 정보를 MeNB(500)에 전송함으로써, MeNB(500)가 dual connectivity를 위한 SeNB(503,504)의 서빙 셀을 단말(501,502)에 설정할 것인지 판단한다. 이 때, SCG의 서빙 셀 중에서 사용 가능한 범위에 포함된 셀에 대해 MeNB(500)는 RRC 메시지를 이용하여 해당 셀에 대한 접속 절차를 수행하도록 단말에게 명령한다(505). 이에 대한 다중 접속을 유지하고 있는 상태에서 단말(501,502)은 MeNB(500)와 SeNB(503,504)로부터 동시에 두 개 이상의 베어러를 전송 받을 수 있으며, 또한 하나의 베어러를 MCG와 SCG를 통해 동시에 전송 받음으로써 전송율을 향상시킬 수 있다. 이를 하향 베어러 분할(downlink bearer split)라 한다. 또한 두 개 이상의 상향 베어러 역시 도 5에서와 같이 SCG와 MCG로 나누어 전송될 수 있고, 또한 상향 베어러의 전송 속도를 증가시키기 위해서 사용될 수 있다. 이 때, 도 5와 같이 해당 베어러에 대한 버퍼 상태 보고를 MeNB(500)와 SeNB(503,504)에 따로 보고 할 수 있다(510).

도 6 은 본 발명의 실시예가 적용되는 베어러 분할(bearer split)를 위한 프로토콜 스택 구조를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 베어러 분할은 PDCP에서 분할되는 구조로, MeNB(600)의 PDCP에서 SeNB(610)의 RLC 계층으로 연결되어 있으며, 단말(605)에서는 내부 PDCP 계층 아래 두 개의 RLC가 각각 MCG와 SCG를 위한 MAC 계층으로 대응되는 구조로 되어 있다. MeNB(600)에서는 EPS(Enhanced Packet System)베어러가 PDCP 계층에서 MeNB(600)또는 SeNB(610)의 RLC로 PDCP PDU를 전송 스케줄링한다. 스케줄링 방법은 단말(605)에 대한 두 기지국(600,610)의 무선 링크 상태 혹은 두 기지국(600,610)의 트래픽 상태에 따라서 다양하게 구현될 수 있다. 단말(605)이 MeNB(600)와 SeNB(610)로부터 수신한 PDCP PDU를 순서에 맞게 리오더링(reordering) 해야 하는 기능을 PDCP에 구현해야 한다.

현재 PDCP 계층에서는 PDCP의 재 설정에 따라 손실된 PDCP PDU에 대해, 수신 측이 PDCP 상태 보고(STATUS REPORT)를 통해서 수신받지 못한 PDU에 대한 재전송을 요청하는 절차를 수행한다. 하지만 상기 베어러 분할을 통해 PDCP PDU가 순차적으로 수신되지 못하는 경우에 대한 PDCP 기능은 현재 표준에서 정의되지 않고 있다. 따라서 PDCP 계층에서는 상기와 같이 순차적으로 수신되지 못한 PDCP PDU에 대해 상위 계층으로 순차적인 PDCP SDU 전달을 위해서 특정 버퍼를 장치하여 수신되지 못한 PDU를 일정 시간 동안 기다릴 수 있다. 또는 시간 지연을 줄이기 위해서 수신 장치는 PDCP STATUS REPORT를 보내어 송신측으로부터 해당 PDCU PDU에 대해 재전송을 요청할 수 있다.

도 6에서 상향 베어러의 경우도 하향 베어러와 마찬가지로 EPS 베어러가 PDCP(631)계층에서 두 개의 RLC 계층으로 PDU들이 스케줄링 되며, 각각의 RLC(630, 640)은 MeNB(600) 또는 SeNB(610)로 분할되어 전송된다. 이 때 역시 PDCP에서 구현된 스케줄러가 각 기지국(600,610)에 대한 연결 상태 혹은 상향 자원 할당 상태에 따라서 동적으로 PDCP PDU들을 분할하여 보낸다. 여기에서 하나의 PDCP PDU는 분할(세그먼트)되어 보내지지 않으며 PDCP PDU 별로 두 개의 다른 연결로 스케줄링된다. 이 후, 무선 상태에 따라 자원에 적절하게 잘라서 보내는 기능은 RLC(630, 640)에서 수행된다.

BSR(Buffer status report)은 단말이 상향 데이터 상태에 대해 기지국에 보고하는 방식으로 처음으로 데이터가 발생하거나 상위 우선순위를 가지는 데이터가 발생했을 때 일어나며, 또는 주기적인 타이머에 의해 발생된다. BSR을 통해서 기지국은 단말의 버퍼 내 적체된 데이터 양을 알 수 있으며, 이에 따라 적절히 단말에게 상향 무선 자원 할당을 스케줄링 할 수 있다. Dual connectivity에서 독립적인 베어러가 MeNB 혹은 SeNB로 전송될 때는 기존의 표준에서 정의하는 BSR 동작에 따라 수행이 가능하나, 베어러 분할이 발생하는 경우 BSR 동작이 보다 복잡해 진다. 가령, 단말이 BSR에 포함시키는 버퍼 데이터 양은 크게 RLC 및 PDCP의 버퍼에 포함된 데이터를 가리킨다. RLC의 경우, 아래 MAC 계층으로 전송하기 위해 상향 자원에 맞게 세그먼트 된 PDCP PDU의 부분이나 MAC 계층의 PBR(priority bit rate)에 따라 LCP(Logical channel prioritization) 처리를 위해 특정 PDCP PDU 부분만 MAC 프레임에 포함된 경우, 나머지 부분은 RLC 버퍼에 대기해야 한다. 또한 PDCP 계층에서 처리된 일부 PDU와 RLC 제어 메시지 등이 존재할 수 있다. PDCP 계층 버퍼에서는 PDCP에 관련된 프로세스, 즉 RoHC, 암호화가 완료된 PDCP PDU와 처리되기 전의 PDCP SDU가 존재할 수 있다. 도 6에서와 같이 RLC 계층부터는 각 셀 그룹별로 해당되는 베어러 데이터가 구분될 수 있으나 PDCP의 경우는 스케줄링에 따라 MeNB MAC으로 전송될 수도 있고, SeNB MAC으로 전송될 수도 있으므로 두 개의 BSR 중에 어떤 부분에 포함되어야 할 지 부정확하다. 또한 현재 표준에서 정의되지 않고 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 베어러 분할에 따른 BSR 전송 방법을 제안한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 BSR에서 PDCP PDU들을 특정 비율에 따라 확률적으로 나누는 방법을 나타낸 메시지 흐름도이다.

도 6에서 설명한 바와 같이 상향 베어러 분할이 필요할 경우, MeNB와 SeNB에 보낼 BSR의 버퍼 상태 값이 정의될 필요가 있다. 만약 PDCP 계층의 데이터가 양쪽 BSR에 포함될 경우, MeNB와 SeNB는 해당 데이터에 대한 상향 무선 자원을 중복으로 할당 할 수 있다. 가령 PDCP 계층의 PDU 혹은 SDU가 1000 B(바이트)가 있다고 가정할 때, 단말이 양 기지국에 대한 BSR에 1000 B를 포함시킬 경우, MeNB에서 먼저 상향 자원을 할당하고 해당 데이터를 전송 완료했다면, SeNB에서 이후 할당한 자원에 대해서는 패딩(Padding), 즉 0으로 공간을 채워서 보냄으로써 자원을 버리게 된다. 따라서 상기 PDCP 계층의 데이터를 적절히 분할해서 보내는 것이 효율적이다. 그런데 단말은 각 기지국의 상향 자원의 상태를 알지 못하므로 기지국에서 단말에게 해당 비율을 알려주는 것이 적합하다.

가령 도 7에서와 같이 분할 비율(split ratio)을 0.2 대 0.8로 나눌 경우, MeNB(701)에는 1000 B 중에서 200 B를 BSR에 포함시키고, SeNB(702)는 나머지 800 B에 대한 데이터를 BSR에 포함시킨다. 하지만 PDCP 계층에서는 RLC 계층과 같이 세그먼트 동작을 하지 않으므로 하나의 PDCP PDU를 나눌 수 없다. 가령 PDCP 계층이 2개의 PDU를 가지고 있고, 각각 200 B와 800B 이라면 상기 비율로 첫 번째 PDU는 MeNB 에 해당하는 RLC로 다른 PDU는 SeNB에 해당하는 RLC로 전달할 수 있다. 그러나 만약 1000 B가 하나의 PDCP PDU라면 나눌 수 없으며 두 RLC 계층 중에 하나를 선택하여 보내야 한다. 이 과정에서 상기 분할 비율이 짧은 시간에서는 지켜질 수 없다는 것을 알 수 있다. PDCP 계층에 충분한 PDU가 적재되어 있는 경우에는 데이터 분할 평균이 비율에 수렴하게 스케줄링 할 수 있다. 가령 MeNB로 보낸 데이터 양을 D_m, SeNB로 보낸 데이터 양을 D_s, 스케줄링 할 PDU 데이터가 D라고 하면, ABS(0.2/0.8-(D_m+D/D_s))> ABS(0.2/0.8-(D_m/D_s+D))이면 SeNB의 RLC 버퍼에 PDU를 추가하고, 반대 경우에는 MeNB의 RLC 버퍼에 PDU를 추가하면서 평균값이 분할 비율에 수렴하도록 조정한다. 또는 상향 무선 자원의 할당에 따라 PDU 당 평균 값에 따라 스케줄링 하는 것 보다는 이동 평균 윈도우(Moving average window)를 가지고 윈도우 내에서 상기 분할 비율에 수렴하도록 스케줄링하는 것이 효율적일 수 있다.

도 7에서는 PDCP 계층에 충분한 데이터가 존재하지 않아서 상기 이동 평균 윈도우 내에 스케줄링이 자주 일어나지 않을 경우, 적절할 평균 값을 유추해 낼 수 없다. 이 경우에 분할 비율을 이용한 확률에 기반하여 스케줄링 한다. 단말(700)에 상향 데이터 500 B가 도착하면(703), 단말(700)은 랜덤 넘버(0 <= n <= 1)에 따라 해당 값이 0.2 보다 큰 경우 해당 PDCP PDU를 SeNB(702)를 통해서 전송하는 것으로 스케줄 하고, 그렇지 않은 경우 MeNB(701)를 통해 전송하는 것으로 스케줄 한다(704). 따라서 해당 500 B는 SeNB(702)에 대한 BSR에 포함된다(705). SeNB(702)는 상향 무선 자원을 300 B 할당하고(706), 단말(700)은 SeNB(702)의 RLC 계층에서 500 B PDU를 세그먼트(segmentation)하여 첫 번째 부분을 전송한다(707, 708). 이 때, 다시 2개의 SDU 500B와 1000B 가 어플리케이션에서 내려오면(709), 단말(700)은 랜덤 넘버를 생성하고 이에 따라 SDU1은 MeNB(701)로 SDU2는 SeNB(702)로 전송하기로 스케줄 한다(710). 따라서 단말(700)은 BSR에 PDCP에서 스케줄 된 1000B과 RLC에 남은 200B를 포함시켜서 전송한다(711). 그리고 단말(700)은 SDU1에 해당하는 500B에 대해서도 BSR을 보낸다(712). 현재 단말 구현에서 BSR에는 해당 PDCP 데이터가 포함될지라도 실제 전송은 순차적으로 자원이 할당되는 대로 보내진다.

다음, SeNB(702)로부터 1400 B에 대한 상향 자원이 할당되고(713), 단말(700)은SDU0에 남은 데이터와 SDU1을 보내고 또한 SDU2의 일부를 보낸다(714). 여기에서 SDU1의 경우는 MeNB(701)의 BSR에 포함되었음에도 순차적으로 SeNB(702))로 전송했다. 이와 같은 경우 MeNB(701)로부터 300 B가 할당되었지만(715) 이미 SDU1은 SeNB(702)로 전송을 완료한 상태이므로 더 이상 보낼 데이터가 없다(716). 따라서 단말(700)은 해당 자원에 패딩하여 전송한다(717).

그러므로 PDCP 데이터를 순차적으로 보내는 것보다는 스케줄에 따라 PDU에 태그로 표식하여 해당 연결을 사용해서 전송함으로써 패딩 가능성을 낮출 수 있다. 다시 말해, BSR로 요청한 상향 자원에 대해 해당 데이터가 전송되도록 한다. 그런데 PDCP 데이터에 대해 스케줄링 한 PDU에 대해 해당 기지국에 대한 연결을 사용해서 보내기 위해서는 특별한 장치가 필요하다. 또한 PDCP 계층에서 스케줄링 한 PDU에 대해 전달할 RLC에 대한 표식이 필요하다. 가령 PDCP에 태그 혹은 플래그(FLAG)를 이용하여 해당 PDU가 MeNB로 갈지 SeNB로 갈지를 표시할 수 있다. 따라서 PDCP 버퍼에서 RLC 버퍼로 PDU가 전달될 때 상기 PDU의 태그 표식을 보고 상기 PDU를 해당 RLC 버퍼로 큐 한다. 이렇게 함으로써 BSR에 포함된 데이터가 해당 기지국에서 할당한 상향 무선 자원으로 전달될 수 있다.

스케줄 된 PDCP 데이터가 해당 기지국의 상향 자원으로 전달되는 경우, 특정 기지국의 상향 자원 부족에 따른 전송 지연이 발생하면 전체 성능이 저하될 수 있다. 가령 PDCP 계층에서 MeNB로 보낼 데이터가 자원 부족으로 계속 지연 될 경우, 해당 데이터를 제외하한 데이터들이 어플리케이션으로 전송하고, TCP 같은 경우 데이터 손실에 따라 혼잡 제어(congestion control) 동작이나 재전송 요청 동작들을 시작하면서 성능이 급격히 저하된다. 이를 보완하기 위한 방법으로 도 7에서 설명한 바와 같이 특정 분할 비율을 이용하여 MeNB와 SeNB에 각각 다른 데이터에 대한 BSR을 전송하지만 데이터는 순차적으로 보낸다. 따라서 도 7에서는 특정 기지국에 보낸 BSR에 포함된 PDU를 해당 기지국에 전송하기 위해 필요한 태그나 플래그는 필요하지 않다. 또한 PDCP PDU가 순서에 맞지 않게 전송되어 발생할 수 있는 성능 저하를 막을 수 있다. 하지만 도 7에서와 같이 순차적으로 PDU를 전송할 경우, 앞서 설명한 바와 같이 다른 기지국으로 스케줄 된 데이터가 상향 자원을 소모하면서 정작 해당 기지국에서 늦게 할당된 자원은 패딩되어 버려지는 사태가 발생한다.

도 8은 이러한 문제를 해결하기 위한 베어러 분할(bearer split)에서 분할 비율에 기반한 본 발명의 실시예에 대한 동작 방안을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 서브 프레임 n(sf[n])에서 전체 1000 B 가 2개의 PDU 라고 가정하면(800), 분할 비율이 2:3 일 경우, MeNB로는 400 B 에 해당하는 PDU에 대한 BSR을, SeNB로는 600 B에 해당하는 PDU에 대한 BSR을 각각 보낸다. 그런데 n+9 서브프레임에서 MeNB로부터 상향 무선 자원이 먼저 할당되었다. 하지만 상위 버퍼(810)에서는 SeNB로 전송할 PDU가 순차적으로 전송되어야 한다. 따라서 400 B에 해당하는 PDU가 SeNB로 전송된다. 이에 따라, 서브프레임 n에서 전송한 BSR의 데이터에 따르면 SeNB에는 600 B를 보고하였으므로 200 B 만큼 부족하다. 이와 반대로 SeNB에는 다음에 전송해야 할 400 B은 BSR에 보고한 600 B에 비교하면 200 B 만큼 남는다. Dual connectivity에서는 eNB 상호간 BSR 정보를 교환할 수 있다고 가정할 수 없으므로 상기 정보에 대해서 다시 BSR을 수정하여 전송해야 한다. 즉, MeNB에 대한 BSR에는 811에 해당하는 데이터 200B 만큼을 추가한 데이터 양을 반영하여 보내고, SeNB에 대한 BSR에는 812에 해당하는 데이터를 제외한 데이터 양을 반영하여 보내야 한다.

요약하면, 상향 자원을 셀 그룹 1(cg1)에서 받았다고 가정하면, 해당 PDU size가 BSRcg1 보다 작다면 해당 PDU를 상향 자원에 할당하고 BSRcg1에 대한 값을 해당 size만큼 줄인다. 즉, 다음 표 1의 루프를 반복한다

>>If(PDUsize <= BSRcg) No action >>Else(PDUsize > BSRcg) BSRcg2 = BSRcg2 -(PDUsize - BSRcg1) BSRcg1 = BSRcg1 +(PDUsize - BSRcg1)

이와 같이 표 1의 루프를 반복할 때, BSRcg1 값과 PDU 들의 전체 값이 동일하면, 이는 단말이 보고한 BSR 내용이 해당 PDU에 일치한다고 가정할 수 있다. 물론 MeNB와 SeNB에 보고한 PDU들이 우연히 일치할 수도 있지만 이 경우에도 동작은 동일하다. 하지만 표 1의 마지막 루프 실행에서 최종 PDU 사이즈가 남은 BSRcg 사이즈보다 클 경우, 특정 PDU가 BSR에서 보고된 셀 그룹(여기에서는 cg2)이 아닌 cg1에서 할당한 자원에 포함되었음을 알 수 있다. 따라서 그러한 경우에, cg2의 BSR에서는 모자라는 해당 부분에 대해서 감소시키고, 반대로 cg1 BSR에는 해당 부분에 대해 더 추가함으로써 데이터 양을 보정할 수 있다.

한편, 상기와 같은 동작에서는 독립적인 베어러와의 공존에 문제가 있을 수 있다. 가령 특정 베어러가 낮은 우선 순위를 가지고 MeNB에 있다고 할 때, 분할 베어러가 높은 우선 순위를 가지고 동작할 경우, 상기 특정 베어러가 할당 요청한 상향 자원을 무작위로 소모할 수 있다. 다시 말해서 상기 특정 베어러가 MeNB에 상향 데이터를 전송하고자 BSR에 1000 B에 값을 포함시켜서 보냈고, 분할 베어러가 MeNB와 SeNB에 각각 1000 B의 값을 분할하여 BSR을 보냈을 경우, 기대되는 동작에서는 MeNB에서 2000 B 가 할당되면 상기 특정 베어러가 1000B를 사용하고 나머지 1000B 사용하고, 분할 베어러는 나머지 1000B를 보내기 위해서 SeNB에서 자원을 할당해 줄 때까지 기다려야 한다. 하지만 언급한 바와 같이 분할 베어러가 우선 순위가 높은 경우, MeNB에서 2000B를 할당할 때, 분할 베어러가 SeNB를 통해 전송해야 할 1000B를 같이 보낼 수 있다. 이 경우, 상기 특정 베어러는 우선 순위에서 밀려서 데이터 전송 지연이 발생하고, 이후 SeNB에서 할당하는 1000B는 사용하지 않고 버려지는 경우가 발생한다.

따라서 이를 방지하기 위해서 본 발명의 실시예에서는 분할 베어러가 PDU 사이즈가 BSR에서 지정한 값보다 클 경우에 해당 베어러를 최하위 우선 순위로 선정하여 다른 베어러들의 PBR이 우선적으로 서비스 될 수 있도록 한다. 가령 상기 일례에서 분할 베어러가 MeNB에 보낸 BSR이 1000B 이므로 단말이 첫 번째 PDU를 보내면 다음 PDU가 남은 BSRcg(MeNB)=0 이므로 두 번째 PDU는 MeNB에서 할당한 자원을 사용하는데 해당 PDU는 최 하위 우선 순위를 갖는다. 따라서 만약 다른 특정 베어러가 1000B가 아닌 500B PDU라면 우선적으로 남은 1000B에서 500B을 사용하고 다른 베어러가 사용하지 않는 경우에, 분할 베어러가 남은 500B를 사용한다. 이때, PDU 사이즈가 남은 BSR 보다 크므로, 도 8에서 설명한 바와 같이 BSR 재 계산 과정을 거쳐서 BSR 값을 조정한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 베어러 분할을 위한 BSR 에서 순차적인 PDCP 데이터 전송 시, BSR 값을 재 계산 과정을 위한 단말 동작 순서도이다.

도 9를 참조하면, 상향 무선 자원이 MCG에서 할당되었는지 SCG에서 할당되었는지를 확인하고(905), MCG에서 할당된 경우 MCG 를 위한 BSR 값을 조정하는 과정을 거친다(910). 해당 무선 자원이 찼는지 확인하고(915), 해당 무선 자원이 찰 때까지 계속 PDCP 버퍼에서 PDU를 가지고 온다(920). 다음으로 매 PDU 사이즈만큼 줄어드는 이전 BSR 값에 대해서 현재 버퍼에서 가져온 PDU 사이즈가 더 큰지 확인한다(925). 해당 PDU 사이즈가 더 큰 경우에는 큰 값만큼 다음 MCG BSR을 위해서 추가하고(930) SCG 를 위한 BSR에서 해당 값만큼 빼준다(935). 버퍼에서 가져온 PDU 사이즈가 요청한 BSR 의 남은 값보다 작은 경우, 계속 상기 상향 무선 자원을 채울 때까지 반복적으로 RLC를 통해 MAC 에 채운다(945). 그리고 해당 무선자원이 찼으면 BSR을 전송한다(950).

상향 무선 자원이 MCG가 아닌 SCG에서 할당 된 경우에도, MCG의 경우와 동일하게 동작한다(955 내지 995). 단지 다음 BSR 에 포함할 값을 조정하는 과정(975와 980)이 MCG와는 반대로 적용된다. 즉, 해당 PDU 사이즈가 더 큰 경우에는 큰 값만큼 다음 SCG BSR을 위해서 추가하고(975) MCG 를 위한 BSR에서 해당 값만큼 빼준다(980).

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 네트워크에서 분할 비율을 조정하여 상향 무선 자원을 할당하는 방법을 위한 메시지 흐름도이다.

도 10에서는 기지국이 설정한 분할 비율을 기반으로 단말이 PDCP 데이터를 스케줄하는 것이 아니라, 단말이 PDCP 데이터 전체를 두 기지국에 보고하고 두 기지국 MeNB와 SeNB가 X2 인터페이스를 통해서 해당 BS(버퍼 상태) 정보를 교환하여 서로 어느 정도의 상향 자원을 배분할 것인지 협상한다.

도 10을 참조하면, 처음 500B의 데이터가 발생하면(1003) 단말(1000)은 SeNB(1002)에 500B에 해당하는 BSR을 전송한다(1005). 이후 SeNB(1002)은 단말(1000)에게 300B 정도의 상향 자원을 할당하고(1006), 단말(1000)은 할당된 상향 자원으로 일부 데이터를 전송하고(1007,1008) 200B가 버퍼에 남는다. 이후 각각 500B인 2개의 SDU가 버퍼에 추가되고(1009), 다음 BSR 전송 시기에 SeNB(1002)에는 기존에 RLC에 남은 200B 와 새로 버퍼에 추가된 2개의 SDU에 해당하는 1000B가 더해져 전체 1200B에 대한 BSR이 전송되고(1011), MeNB(1001)에 대해서는 신규로 추가된 2개의 SDU 1000B에 대한 BSR을 전송한다(1012). 이후 MeNB(1001)와 SeNB (1002) 사이에서 BS 정보를 교환한다(1013). 이때, MeNB(1001)와 SeNB (1002) 각각에 대한 비율 중 하위 값을 기준으로 배분한다. 도 10에서는 두 기지국이 5:5 비율로 배분하는 것을 협의하고 있다고 가정하였으며, 따라서 1000B에 대해 500B와 500B를 할당할 것이다. 따라서 SeNB(1002)로부터 700B가 할당되고(1014) MeNB(1015)에서 500B가 할당된다(1016). 단말(1000)은 각각 할당 받은 자원을 이용하여 MeNB(1001)와 SeNB(1002)로 SDU를 전송한다(1015,1017).

도 10의 실시예에서 살펴보면, 기지국 입장에서 시간 t1에서 단말로부터 1000B 에 대한 BSR을 수신 받았을 경우, MeNB는 단말의 현재 버퍼에 1000B가 존재한다고 파악한다. 이후 t2에서 MeNB가 100B에 해당하는 상향 자원을 할당하고 이에 대한 데이터를 수신한다. 이와 동시에 SeNB가 500B에 해당하는 데이터를 단말로부터 수신 받았다고 하면, MeNB는 현재 단말이 400B 정도의 데이터가 남아 있음을 유추할 수 있다. 따라서 두 기지국은 BS 정보 교환을 통해 지정된 분할 비율을 단말의 버퍼 상태에 따라 유동적으로 조정할 수 있다.

한편, 도 10에서 설명한 바와 같이 단말이 PDCP 전체 데이터를 두 기지국에 대한 BSR에 포함시킬 경우, 기지국 간 특정 비율을 정해 놓거나 동적으로 상향 자원을 분할 하여 할당할 수 있지만, 단말이 자신의 버퍼 상태에 따라서 동적으로 BSR에 해당 PDCP 데이터를 다 포함시킬 것인지 여부를 결정할 수도 있다. 가령 도 10 에서와 같이 기지국이 임의로 분할 비율을 할당할 경우, 단말이 해당 기지국에 할당한 데이터가 정확하게 자원에 일치하지 않으면 패딩이 발생하며 자원 낭비가 발생할 수 있다. 따라서 상향 데이터가 많지 않을 경우는 해당 PDCP 데이터에 대한 BSR 보고에서 한 쪽 기지국으로만 포함시키고 다른 쪽에는 포함시키지 않는다. 이 같은 경우는 분할 비율이 100:0인 것과 동일하다. 단말이 특정 시점에서 한 기지국에서 할당하는 상향 무선 자원 대비 버퍼에 대기하는 데이터가 늘어나면 PDCP 데이터를 양쪽 BSR에 모두 포함시킨다. 예를 들어, 현재 버퍼에 75 KB(kilobyte)가 존재하고 최대 전송 속도가 RTT(Round Trip Time=0.008 sec)당 75 KB(=75Mbps*0.008/8)라고 하면 서브프레임 n에서 BSR에 75 KB를 SeNB로 보고하면 SeNB가 75 KB 에 해당하는 자원을 단말에게 내려주어 서브프레임 n+9에서 단말은 해당 데이터를 전송할 수 있다. 그 사이 75 KB가 다시 버퍼에 생성되면 단말은 n+9에 75 KB에 해당하는 BSR을 포함시켜서 보낸다. 이와 같이 RTT에서 발생되는 상향 데이터가 최대 전송 속도 이내에서는 MeNB에 BSR을 보내지 않는다. 하지만 150 KB 이상의 데이터가 발생할 경우, 계속 백로그(backlog)가 발생할 수 있다. 이런 경우, 단말은 MeNB에 BSR을 보내어 버퍼에 쌓인 데이터를 빨리 전송처리 할 수 있다. 따라서 단말은 상기 150 KB 와 같은 임계값을 지정할 수 있다. 즉, 버퍼의 데이터 볼륨(DATA VOLUME)이 임계치 이상이면 MeNB와 SeNB에 PDCP 데이터를 전체 포함하는 BSR을 보내고, 임계치 이하이면 SeNB에서 해당 상향 데이터를 처리하도록 SeNB에만 BSR을 전송한다. 상대적으로 많은 데이터를 처리하는 MeNB에 비해서 SeNB는 소수의 단말에 대해서 서비스하므로 보다 많은 상하향 자원을 가지고 있을 수 있다.

반대로 단말의 버퍼의 데이터가 줄어들 경우, 과도하게 할당된 상향 자원으로 패딩이 발생할 수 있다. 따라서 버퍼의 백로그가 줄어들기 시작할 시점에 단말이 어느 한쪽 기지국, 즉 MeNB에 BSR의 값을 0으로 설정하여 보냄으로써 추가적인 상향 자원 할당을 억제할 수 있다. 이때에도 임계값이 적용될 수 있으며 버퍼에 데이터가 증가할 때의 두 기지국에 BSR을 전송하기 위한 임계값과 같거나 다르게 설정할 수 있다.

한편, BSR의 정확한 트리거링(triggering)을 위해서 새로운 BSR triggering에 대해서 정의할 필요가 있다.

본 발명의 실시예에서는 PDCP 데이터를 양쪽 기지국에 모두 전송하기 위한 트리거링 조건을 재 정의한다. 기존의 표준에서는 단말의 버퍼의 데이터가 증가하거나 줄어드는 데에 따른 BSR을 트리거링하는 조건은 존재하지 않는다. 하지만 Dual connectivity에서의 상향 베어러 분할은 두 개의 독립적인 기지국에 의해서 스케줄 됨으로 기지국은 다른 기지국이 어느 정도의 데이터에 해당하는 자원을 할당할 지 알 수 없으므로, 어느 정도 자원을 계속 할당해야 할지 예측하기 어렵다. 따라서 단말의 버퍼의 데이터 변동량에 따른 BSR 트리거링은 기지국이 효율적으로 단말에 대한 무선 자원 할당을 할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 BSR 트리거링 조건은 하기 표 2와 같다.

New BSR trigger1: - ABS(BSR(reported for LCG)- DV(handled after BSR reporting for this LCG by this CG)-DV(LCG data still available for transmission))> ThresX

본 발명의 실시예에 따른 BSR 트리거링 조건을 보면, 이전 BSR에서 보고된 데이터 양이 해당 기지국으로부터 할당된 DATA 볼륨과 이후 전송 가능한 데이터를 제외한 데이터 양이 임계치 X(ThresX)보다 높을 경우 신규 BSR을 트리거링 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 상향 베어러 분할에서 PDCP 데이터가 두 BSR에 포함되는 방법을 나타내는 도면이다.

도 11 에서 1100은 subframe n에서 단말의 버퍼 상태를 나타낸다. 현재 전체 200 KB에 해당하는 데이터가 버퍼에 존재하므로 단말은 MeNB와 SeNB에 200KB 에 대한 BSR을 전송한다. 이 후 서브 프레임 n+9에서 실제 할당된 상향 무선 자원은 MeNB가 할당한 자원이 80KB 이고 SeNB가 할당한 자원이 40KB 일 때, 도 11의 1100과 같이 할당된다. 1101에서 n+9 서브프레임에서 단말은 버퍼에 남은 80KB에 대해 BSR을 보낼 것인지 판단하다. 도 11에서는 임계값(ThresX)을 75 KB로 설정하고 있으며, 버퍼에 남은 80 KB가 임계값보다 높으므로 BSR을 트리거링 한다. 하지만 앞서 언급한 바와 같이 현재 버퍼 데이터 양이 SeNB가 RTT에서 처리할 수 있는 임계값 150 KB 보다 적으므로 MeNB에는 BSR을 보내지 않고 SeNB에만 80KB에 대한 BSR을 보낸다.

본 발명의 다른 실시예에서는 도 11에서 설명한 2개의 서로 다른 MAC 에서 데이터 전송 값을 기반으로 트리거링 조건을 확인하는 방식은 단말 구현 상, 복잡도를 증가시킬 수 있으므로, 본 발명의 다른 실시 예로 정해진 2개의 임계값(TheshY1, TheshY2)을 통해서 트리거링 하는 다른 트리거링 조건을 하기 표 3과 같이 정의한다.

New BSR trigger2: - Trigger BSR data available goes above TheshY1 - Trigger BSR=0 to one CG, and normal BSR to other CG when data available becomes smaller than ThreshY2 Note that in both triggers, since they would always be applicable to both MAC’s with 100% reporting, a BSR would be transmitted to both eNB’s Note that Thresh Y1 would roughly correspond to a data buffered level where both eNB’s typically cannot together empty the buffer in one RTT. ThreshY2 would roughly correspond to the amount of data that one eNB could handle in one RTT.

도 12는 표 3의 BSR 트리거링 조건을 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 서브 프레임 n에서 버퍼의 데이터가 200 KB로 첫 번째 임계치 threshold Y1(TheshY1)=150 KB 보다 크므로, 단말은 양 기지국에 PDCP 데이터 전체 200KB 에 해당하는 BSR 을 전송한다. 따라서 각 BSR은 200 KB를 가리킨다(1200). 이에 대해 n+9 서브 프레임에서 MeNB와 SeNB가 각각 상향 무선 자원 50 KB와 80 KB를 단말에게 할당하였을 경우, 버퍼에 남은 데이터는 70 KB가 된다. 남은 70 KB는 threshold Y1 보다 낮으며, threshold Y2(TheshY2) = 75 KB보다도 낮다. 이 경우, 상기 남은 데이터는 SeNB에서 처리 가능하므로 단말은 SeNB에 70 KB에 해당하는 BSR을 보내고, MeNB에는 추후 상향 자원 할당을 억제하기 위해 0 KB에 해당하는 BSR을 보낸다(1201).

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 BSR 전송 방법을 적용하기 위한 단말의 구조를 도시한 블록도이다.

도 13을 참조하면, 단말은 상위 계층 장치(1310)를 통해 데이터 등을 송수신하며, 제어 메시지 처리부(1315)를 통해 제어 메시지들을 송수신한다. 그리고 단말은 기지국으로 제어 신호 또는 데이터 송신 시, 제어부(1320)의 제어에 따라 다중화 장치(1305)을 통해 상기 제어 신호 또는 데이터를 다중화한 후 송수신부(1300)를 통해 전송한다. 또한 수신 시에 단말은 제어부(1320)의 제어에 따라 송수신부(1300)로 물리 신호를 수신한 후, 역다중화 장치(1305)에서 수신 신호를 역다중화하고, 각각 메시지 정보에 따라 역다중화된 데이터를 상위 계층 장치(1310) 혹은 제어 메시지 처리부(1315)로 전달한다. 또한 본 발명 실시예에 따른 상향 무선 자원 할당에 관한 하향 제어 메시지 등은 제어 메시지 처리부(1315)로 전달되고 제어 메시지 처리부(1315)가 이에 해당하는 BS 정보를 생성하여 BSR 에 포함시킨다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

기지국 장치는 송수신부(1405), 제어부(1410), 다중화 및 역다중화부(1420), 제어 메시지 처리부(1435), 상위 계층 장치(1425, 1430) 및 스케줄러(1415)를 포함한다.

송수신부(1405)는 순방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송하고 역방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신한다. 다수의 캐리어가 설정된 경우, 송수신부(1405)는 상기 다수의 캐리어로 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.

다중화 및 역다중화부(1420)는 상위 계층 장치(1425, 1430)나 제어 메시지 처리부(1435)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(1405)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 장치(1425, 1430) 또는 제어 메시지 처리부(1435) 또는 제어부(1410)로 전달하는 역할을 한다. 제어부(1410)는 동적 노멀(normal) 또는 확장(extended) BSR 그리고 싱글(single) 또는 더블(double) triggering 설정을 특정 단말에게 적용할지를 결정하고, 상기 설정 정보를 RRCConnectionReconfiguration 메시지에 포함시킬지를 결정한다.

제어 메시지 처리부(1435)는 제어부(1410)의 지시를 받아, 단말에게 전달할 RRCConnectionRecnofiguraiton을 생성해서 하위 계층으로 전달한다.

상위 계층 장치(1425, 1430)는 단말 별 또는 서비스 별로 구성될 수 있으며, FTP나 VoIP 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화부(1420)로 전달하거나 다중화 및 역다중화부(1420)로부터 전달한 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다.

스케줄러(1415)는 단말의 버퍼 상태, 채널 상태 및 단말의 액티브 타임(Active Time) 등을 고려해서 단말에게 적절한 시점에 전송 자원을 할당하고, 송수신부(1405)에게 단말이 전송한 신호를 처리하거나 단말에게 신호를 전송하도록 스케줄 한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (3)

1. 통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국에 접속한 단말이 버퍼 상태를 보고하는 방법에 있어서,
   신규 데이터가 발생하면, 랜덤 넘버를 생성하고, 상기 생성된 랜덤 넘버와 미리 정해진 분할 비율을 토대로 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 상기 신규 데이터가 포함된 버퍼 상태 보고를 전송하는 과정과,
   상기 버퍼 상태 보고에 대한 응답으로 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 자원을 할당받는 과정과,
   상기 할당된 자원을 이용하여 상기 신규 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 버퍼 상태 보고 방법.
2. 통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국에 접속한 단말이 버퍼 상태를 보고하는 방법에 있어서,
   신규 데이터가 발생하면, 상기 제1 기지국과 제2 기지국에 상기 신규 데이터가 모두 포함된 버퍼 상태 보고를 전송하는 과정과,
   상기 버퍼 상태 보고에 대한 응답으로 상기 제1 기지국과 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 자원을 할당받는 과정과,
   상기 할당된 자원을 이용하여 상기 신규 데이터를 전송하는 과정을 포함하며,
   상기 할당된 자원은 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국간의 버퍼 상태 정보 교환을 통해 할당된 것임을 특징으로 하는 버퍼 상태 보고 방법.
3. 통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국에 접속한 단말이 버퍼 상태를 보고하는 방법에 있어서,
   신규 데이터가 발생하면, 전송할 상향링크 데이터의 양을 토대로 버퍼 상태 보고를 전송할 적어도 하나의 기지국을 선택하는 과정과,
   상기 선택한 적어도 하나의 기지국에 상기 신규 데이터에 대한 버퍼 상태 보고를 전송하는 과정과,
   상기 버퍼 상태 보고에 대한 응답으로 상기 제1 기지국과 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 자원을 할당받는 과정과,
   상기 할당된 자원을 이용하여 상기 신규 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 버퍼 상태 보고 방법.

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