WO2016140409A1 - 무선 통신 시스템에서 초기 접속을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 초기 접속을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016140409A1
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한진백
조희정
이은종
변일무
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for a terminal for performing an initial access for multiple connections through a base station.
  • next generation mobile communication for example 5G mobile communication
  • reliable communication has been discussed.
  • Error Free Transmission is required in the Mission Critical Service (MCS), an example of high reliability communication.
  • MCS Mission Critical Service
  • M2M communication there is a need for high reliability communication as a way to satisfy the real-time for traffic safety, traffic efficiency, efficient industrial communication, and the like.
  • High reliability communications can be used in a variety of applications, including delay sensitive applications, medical / emergency response, remote control, and sensing.
  • the criterion for evaluating the reliability of communication may be defined according to various methods, for example, may be defined as the quality of a wireless connection that satisfies a specific service level, but is not limited thereto.
  • An object of the present invention is to provide a method for quickly and efficiently establishing a multi-link including a serving link and an alternate link at the time of initial access by a terminal.
  • a method for supporting an initial access of a terminal by a temporary serving base station in a wireless communication system may include radio resource control (RRC) for initial access. Determining whether a terminal requesting connection establishment supports a predetermined service; When the terminal supports the predetermined service, requesting a report on a load status from candidate base stations accessible by the terminal; Requesting the candidate base stations to establish a multiple connection with the terminal according to a report on the load state obtained from the candidate base stations; Determining a base station to establish a serving link with the terminal based on a response to the multiple connection establishment request; And transmitting an RRC connection establishment response message including information on a base station for establishing the serving link, to the terminal.
  • RRC radio resource control
  • broadcasting system information including a plurality of thresholds for the given service, a maximum number of multiple links for the given service, and a list of neighboring base stations of the temporary serving base station. Can be.
  • the plurality of thresholds comprise: a first threshold indicating the quality of the serving link from which a first alternate link to replace the serving link is searched for; A second threshold indicating the quality of the serving link at which the RRC connection of the serving link is released; A third threshold indicating the quality of the first replacement link from which a second replacement link to replace the first replacement link is searched; And a fourth threshold indicating the quality of the first replacement link in which the RRC connection of the first replacement link is released.
  • the method further comprises receiving an RRC connection establishment request message including an indicator indicating whether the terminal supports the predetermined service and a list of the candidate base stations to which the terminal can connect, wherein the candidate base station These may be selected based on the list of neighboring base stations transmitted by the temporary serving base station.
  • the report on the load state may indicate the load state of the candidate base stations predicted for a future time point.
  • the base station having the lowest load state among the candidate base stations and the temporary serving base station that have accepted the multiple connection establishment request may determine that the serving link is established.
  • the remaining base stations except for the base station for establishing the serving link among the candidate base stations and the temporary serving base station that have accepted the multiple connection establishment request may establish an alternate link with the terminal in an inactive mode of unicast data transmission and reception. More preferably, when the quality of the serving link is less than or equal to a threshold, unicast data transmission and reception of the alternate link may be activated according to a request of the terminal or a request of a base station that has established the serving link.
  • the RRC connection establishment complete message of the terminal in response to the RRC connection establishment response may be transmitted to the base station that established the terminal and the serving link.
  • a method for performing an initial access by a terminal in a wireless communication system includes: candidate base stations to which the terminal is accessible as a temporary serving base station; Transmitting a radio resource control (RRC) connection establishment request message including an indicator indicating that the terminal supports a predetermined service; Receiving an RRC connection establishment response message including information on a base station for establishing the serving link among the temporary serving base station and the candidate base stations; And transmitting an RRC connection establishment complete message as a response to the RRC connection establishment response message, wherein the RRC connection establishment complete message includes: a base station for establishing the serving link among the temporary serving base station and the candidate base stations; Is sent to.
  • RRC radio resource control
  • the base station for establishing the serving link may be a base station having the lowest load state among the candidate base stations and the temporary serving base station.
  • the method may further include setting an alternate link in a deactivation mode of unicast data transmission / reception with the other base stations except the base station for establishing the serving link among the candidate base stations and the temporary serving base station. More preferably, when the quality of the serving link is less than or equal to a threshold, unicast data transmission and reception of the alternate link may be activated according to a request of the terminal or a request of a base station that has established the serving link.
  • a temporary serving base station supporting initial access (initial access) of the terminal RRC (Radio Resource Control) connection for the initial access Determine whether the terminal requesting the setting supports a predetermined service; when the terminal supports the predetermined service, request a report on load status from candidate base stations accessible by the terminal; A base station requesting the candidate base stations to establish a multiple connection with the terminal according to a report on the load state obtained from the candidate base stations, and establishing a serving link with the terminal based on a response to the multiple connection establishment request; A processor for determining; And a transmitter for transmitting an RRC connection establishment response message including information on a base station for establishing the serving link to the terminal.
  • RRC Radio Resource Control
  • the terminal since the base station to which the terminal is randomly accessed is not necessarily the base station of the serving link, but the serving link base station is determined according to the load state, the terminal includes a multiple link including a serving link and an alternate link at the initial access. Can be set quickly and efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a UE and an E-UTRAN based on a 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating radio link failure in an LTE system.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for searching for and updating a substitute link according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows an alternative link search procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates an alternative link search procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for searching for an alternative link according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates an initial access procedure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates an initial access procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates an initial access procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates an initial access procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a terminal and a base station in one embodiment of the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this as an example may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD scheme, but this is an exemplary embodiment of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD scheme or the TDD scheme.
  • the specification of the base station may be used as a generic term including a remote radio head (RRH), an eNB, a transmission point (TP), a reception point (RP), a relay, and the like.
  • RRH remote radio head
  • TP transmission point
  • RP reception point
  • relay and the like.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a UE and an E-UTRAN based on a 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by the UE and the network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources.
  • the physical channel is modulated in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme in downlink, and modulated in a Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) scheme in uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow bandwidth wireless interface.
  • IPv4 Packet Data Convergence Protocol
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, reconfiguration, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transfer between the UE and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connected between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode.
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to several UEs.
  • Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the downlink transport channel for transmitting data from the network to the UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH shared channel
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the UE to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • RAC random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast. Traffic Channel
  • FIG. 2 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301). To this end, the UE may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a cell ID. have. Thereafter, the UE may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the UE may check a downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After the initial cell discovery, the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the information on the PDCCH to obtain more specific system information. It may be (S302).
  • a physical downlink control channel (PDCCH)
  • a physical downlink control channel (PDSCH)
  • the UE may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through the Physical Random Access Channel (PRACH) (S303 and S305), and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE which has performed the above-described procedure, will then receive the PDCCH / PDSCH (S307) and the Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) / Physical Uplink Control Channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the UE receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the UE, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the UE to the base station through the uplink or received by the UE from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI), and a rank indicator (RI). ), And the like.
  • the UE may transmit control information such as the above-described CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or the PUCCH.
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 ⁇ Ts) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 x Ts).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers x 7 (6) OFDM symbols.
  • Transmission time interval which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating radio link failure in an LTE system.
  • a radio link failure (RLF) between the base station and the terminal may occur.
  • the radio link failure refers to a state in which signal transmission and reception are difficult because the quality of the radio link between the base station and the terminal is degraded.
  • a process of detecting an RLF and finding a new radio link will be described.
  • a Radio Resource Control (RRC) state between a base station and a terminal may be defined as an RRC_CONNECTED state and an RRC_IDLE state.
  • the RRC_CONNECTED state means a state in which an RRC connection between the base station and the terminal is established, and the terminal may transmit and receive data with the base station.
  • the RRC_IDLE state means a state in which an RRC connection between the base station and the terminal is released.
  • Radio link failure (RLF) related operations may be described as (1) detection of physical layer problems in the RRC_CONNECTED state, (2) recovery of physical layer problems, and (3) RLF detection.
  • the terminal When the terminal receives continuous "out-of-sync" indications from the lower layer by a predetermined value defined by N310, the terminal drives a timer defined as T310.
  • the "out-of-sync" indication may be provided to the upper layer when the demodulation of the PDCCH received by the lower layer (physical layer) is impossible or the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) is low.
  • SINR signal-to-interference plus noise ratio
  • N310 and T310 may be given as predefined values as upper layer parameters.
  • N311 may be given a predefined value as a higher layer parameter. RRC connection is maintained without explicit signaling when T310 timer is stopped
  • the UE expires the T310 timer, receives a random access problem indication from the MAC layer, or receives a signaling radio bearer (SRB) or data radio bearer (DRB) from the RLC. If an indication is received indicating that the maximum number of retransmissions for a second has expired, it is determined that an RLF has been detected. The UE initiates a connection reestablishment procedure according to the RLF detection.
  • the expiration of the T310 timer means that the T310 timer reaches a predetermined time T310 without stopping in the middle of driving.
  • connection reestablishment process is a process in which the UE sends a 'RRC connection reestablishment request' message to the base station, receives a 'RRC connection reestablishment' message from the base station, and sends a 'RRC connection reestablishment complete' message to the base station.
  • RLF related operation refer to 5.3.11 of 3GPP standard document TS36.331.
  • the RLF process may be referred to as a process of finding a new link when the link deterioration state continues while the terminal operates the internal timer.
  • the RLF process since it is difficult to predict a link (Uu link) between the base station and the terminal, as described above, it is determined whether to detect the RLF based on parameters such as N310, N311, and T310.
  • the UE determines the RLF only after the set timers (eg, T310, T312) have expired, even if a problem of the physical layer is recognized, and then, the RRC connection reestablishment procedure is performed. Should be.
  • the UE starts the T311 timer while performing the RRC connection reestablishment procedure, and if the RRC connection reestablishment is not successful before the T311 timer expires, the UE transitions to the RRC Idle state.
  • the current LTE / LTE-A system is designed to handle the recovery from the RLF fairly conservatively, to search for another available link that can be replaced quickly according to the channel conditions of the terminal, and to switch to the alternate link There is a problem that it is difficult to secure available alternative links. Thus, the LTE system is difficult to satisfy the reliability for the MCSs.
  • the LTE / LTE-A system assumes relatively good connectivity, which provides significantly lower data rates in case of severe interference or heavy network resources.
  • next generation mobile communication shall meet the error rate of 10 -6 or less and 10 -6 or less of the reliability required to support MCS. It is necessary to build a high-reliability system that can always receive MCSs without being aware of the interruption of the radio link.
  • Applicable exemplary services of the 5G mobile communication environment for MCS include, for example, remote control of robot arms for industrial automation, logistics delivery via remote control of automated guided vehicles (AGVs), and remote control.
  • AGVs automated guided vehicles
  • the terminal In order to provide services seamlessly, the terminal must search for and secure an alternative link in advance when the serving link connection quality decreases, and if the quality of the serving link drops to an unsuitable level for the MCSs, it should be quickly switched to the alternative link. That is, the terminal determines the quality degradation of the serving link more quickly, thereby securing the replacement link before the RLF occurs and switching to the replacement link.
  • searching for and maintaining an alternative link in addition to the link used by the terminal means that the terminal has radio links satisfying the minimum QoE for MCSs in a specific geographic area.
  • LTE / LTE-A The radio link availability of the LTE / LTE-A system depends entirely on the probability of providing network coverage.
  • LTE / LTE-A system is applied to block error rate (BER) 10 -1 for unicast transmission through PDSCH without distinction between C-Plane and U-Plane, and can provide sufficient reliability by HARQ retransmission I assume.
  • BER block error rate
  • a terminal in order to provide MCSs through a 5G mobile communication environment, a terminal must always maintain an alternative link to satisfy the target reliability of MCSs and always secure an alternative link.
  • the network instructs the terminal to utilize the radio links around itself.
  • a method of avoiding interruption of a radio link for providing an MCS may be considered by allowing a terminal to search for and secure available alternative links in the vicinity.
  • the terminal cannot know whether the secured serving link and the replacement link satisfy the reliability required for MCS.
  • RLA Radio Link Availability
  • Equation 1 an index of reliability for MCS is referred to as RLA (Radio Link Availability)
  • QoE Quality of Experience
  • Equation 1 RLQ is measured radio link quality, and QoE is a QoE requirement in terms of link quality.
  • Embodiments of the present invention may be classified as follows, and detailed terminal operations for each component will be described later.
  • the UE notifies the serving link base station of the alternative link, and establishes an RRC connection with the alternative link in unicast data transmission and reception (Inactive) mode.
  • a method for allowing a terminal to quickly recognize a deterioration in serving link quality and search for an alternate link is proposed.
  • the following thresholds are defined to determine signal degradation of the link.
  • First threshold (S MCS_U ): upper limit threshold defined for serving link quality (trigger point of alternate link search)
  • a MCS_U Upper Threshold defined for Alternate Link Quality (Trigger Point of Other Alternate Link Search)
  • a MCS_L Lower limit threshold defined for alternate link quality (trigger point of switching to another alternate link)
  • Such thresholds may be shared between the base station and the terminal through a system information block (SIB) or RRC signaling dedicated to the terminal.
  • SIB system information block
  • RRC signaling dedicated to the SIB or the UE may further include dedicated carrier information for the MCSs.
  • the thresholds are preferably set to meet the target BER of the physical layer for the MCSs. For example, if the target BER of the MCS is 10 -9 to 10 -6 , the MCS threshold corresponding to BER 10 -9 is set as the first threshold, and the MCS threshold corresponding to BER 10 -6 is set. Can be set to 2 thresholds.
  • the second threshold S MCS_L for serving link release should be set relatively higher than the RSRP / RSRQ threshold for handover.
  • the first threshold value S MCS_U of the deterioration of the serving link for the replacement link search should be set higher than the second threshold value S MCS_L for the serving link release.
  • the fourth threshold A MCS_L for releasing the replacement link may be set to be equal to or greater than the first threshold S MCS_U for searching for the replacement link.
  • the third threshold value A MCS_U of deterioration of the reserved replacement link for searching for another alternative link may be set to be equal to or greater than the fourth threshold value A MCS_L for releasing the replacement link. This is summarized as in Equation 2.
  • Figure 5 (a) shows the flow of the alternative link search method according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives service related information necessary to receive MCSs from a serving link base station (S505).
  • the service related information may include information on a MCS dedicated carrier, a serving link deterioration threshold, a substitute link deterioration threshold, and the maximum number of searchable substitute links.
  • the terminal starts searching for the first alternative link (S510).
  • the terminal transmits the search result of the first alternate link to the serving link base station (S515).
  • the base station and the terminal of the first alternative link establishes an RRC connection in which unicast data transmission and reception are disabled.
  • the terminal determines whether the quality of the serving link is less than or equal to the second threshold value (S520).
  • the terminal activates the RRC connection of the first replacement link and releases the RRC connection with the serving link (S525).
  • the activation of the first alternate link may be directly instructed by the terminal. Unlike this, the UE may notify the serving link base station that the quality of the serving link is less than or equal to the second threshold so that the serving link base station can request the base station of the first replacement link to instruct the activation of the RRC connection.
  • FIG. 6 illustrates an alternative link discovery procedure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal transmits an RRC connection establishment request message to the serving link base station (S605).
  • the RRC connection establishment request message includes an indicator indicating that the MCS Capable terminal.
  • the serving link base station transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S610).
  • the RRC connection establishment message includes information of a threshold (serving link, replacement link) for a dedicated carrier for MCS, and Radio Link Quality Degradation (RLQD).
  • a threshold serving link, replacement link
  • RQD Radio Link Quality Degradation
  • the terminal may transmit an indicator indicating the start and end of the MCS to the serving link base station (or terminal).
  • the serving link base station can know that threshold values for the MCS are applied.
  • the serving link base station can know that the thresholds for the MCS are no longer applied.
  • the terminal transmits an RLQD report to the serving base station (S620).
  • the terminal starts searching for an alternate link.
  • the RLQD report contains the results of the alternate link search.
  • the RLQD report includes an RLQD indicator indicating that the serving link quality is below the first threshold, RLQ status information indicating the radio link quality as high, medium or low, and information about candidate base stations of the searched alternate link (e.g., cell ID). It may include.
  • the UE transmits an RRC connection establishment request message to the base station of the alternate link (S625).
  • the RRC connection establishment request message transmitted to the alternate link base station may include an indicator that unicast data transmission and reception is in an inactive mode.
  • the RRC connection establishment request message may include information on the serving link base station.
  • the alternative link base station transmits an RRC connection setup message to the terminal (S630).
  • the alternative link base station transmits a result of setting the alternative link to the serving link base station (S635).
  • the alternative link base station may receive a request for activation of the alternative link from the serving base station according to the quality of the serving link.
  • the terminal transmits an RRC connection request to a candidate base station in order to set up an alternate link.
  • the serving link base station transmits an alternate link connection request to a candidate base station of an alternate link. The result of the response of the candidate base station is provided to the terminal.
  • the terminal transmits an RRC connection establishment request message to the serving link base station (S705).
  • the serving link base station transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S710).
  • the terminal If the serving link quality is less than or equal to the first threshold value S MCS_U , the terminal transmits an RLQD report to the serving base station (S720).
  • the terminal starts searching for an alternate link.
  • the RLQD report contains the results of the alternate link search.
  • the serving link base station transmits a replacement link establishment request to the alternative link candidate base stations based on the RLQD report received from the terminal (S725).
  • the replacement link establishment request may include an ID of the terminal, an indicator indicating that the terminal is an MCS capable terminal, and an indicator of a transmission / reception disable mode.
  • the serving link base station receives a response to the replacement link establishment request from the candidate base station of the alternative link (S730).
  • the response to the alternative link establishment request may include an indicator indicating whether to accept the alternative link establishment, carrier information for the MCS, and information about the RLQD threshold.
  • the serving link base station transmits the replacement link setting result to the terminal based on the information received from the candidate base station of the replacement link (S735).
  • the replacement link establishment result may include carrier information for the MCS, information on the RLQD threshold, and identifier information of the candidate base station that has accepted the replacement link.
  • the terminal synchronizes timing with the candidate base station of the alternate link.
  • the terminal transmits a preamble to the alternative link candidate base station and receives a response thereto but does not establish an RRC connection.
  • the terminal determines whether the quality of the first replacement link is smaller than the third threshold value A MCS_U (S535).
  • the UE searches for a second replacement link to replace the first replacement link (S540).
  • the UE reports the discovery result of the second alternative link to the serving link base station, and establishes an RRC connection in which unicast data transmission and reception is deactivated to the base station of the second alternative link.
  • the UE releases the RRC connection with the first replacement link base station (S550).
  • the terminal maintains an RRC connection in which unicast data transmission and reception are disabled with the second alternative link base station.
  • FIG. 8 illustrates a method for updating an alternate link of a terminal according to another embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with the above are omitted.
  • the terminal transmits an RRC connection establishment request message to the serving link base station (S805).
  • the serving link base station transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S810).
  • the terminal transmits an RLQD report to the serving base station (S820).
  • the terminal starts searching for the first alternate link.
  • the RLQD report includes the result of the first alternate link search.
  • the UE transmits an RRC connection establishment request message to the base station of the first substitute link (S825).
  • the base station of the first alternative link transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S830).
  • the base station of the first alternate link transmits the setting result of the first alternate link to the serving link base station (S835).
  • the terminal searches for a second replacement link to replace the first replacement link.
  • the terminal transmits the RLQD report including the search result of the second substitute link to the serving link base station (S840).
  • the terminal establishes an RRC connection in which unicast data transmission and reception are deactivated with the base station of the second alternative link.
  • the UE When the quality of the first replacement link is less than or equal to the fourth threshold value A MCS_L , the UE reports this to the serving link base station.
  • the serving link base station requests to release the RRC connection with the terminal to the first alternative link base station (S845).
  • the first alternative link base station releases the RRC connection with the terminal (S850).
  • FIG. 9 illustrates a method for updating an alternate link of a terminal according to another embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with the above are omitted.
  • the terminal transmits an RRC connection request to a candidate base station in order to set up an alternate link.
  • the serving link base station transmits an alternate link connection request to a candidate base station of the alternate link. The result of the response of the candidate base station is provided to the terminal.
  • the terminal transmits an RRC connection establishment request message to the serving link base station (S905).
  • the serving link base station transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S910).
  • the terminal transmits an RLQD report to the serving base station (S920).
  • the terminal starts searching for the first alternate link.
  • the RLQD report includes the result of the first alternate link search.
  • the serving link base station transmits a replacement link establishment request to the first alternative link candidate base stations based on the RLQD report received from the terminal (S925).
  • the replacement link establishment request may include an ID of the terminal, an indicator indicating that the terminal is an MCS capable terminal, and an indicator of a transmission / reception disable mode.
  • the serving link base station receives a response to the replacement link establishment request from the candidate base station of the first replacement link (S930).
  • the response to the alternative link establishment request may include an indicator indicating whether to accept the alternative link establishment, carrier information for the MCS, and information about the RLQD threshold.
  • the serving link base station transmits the first alternate link establishment result to the terminal based on the information received from the candidate base station of the first alternate link (S935).
  • the replacement link establishment result may include carrier information for the MCS, information on the RLQD threshold, and identifier information of the candidate base station which has accepted the first replacement link.
  • the terminal searches for a second replacement link to replace the first replacement link.
  • the terminal transmits the RLQD report including the search result of the second substitute link to the serving link base station (S940).
  • the UE When the quality of the first replacement link is less than or equal to the fourth threshold value A MCS_L , the UE reports this to the serving link base station.
  • the serving link base station requests the first alternate link base station to release the RRC connection with the terminal (S945).
  • the first alternative link base station releases the RRC connection with the terminal (S950).
  • the terminal looks at the procedures for establishing a connection to a plurality of base stations during initial access.
  • the following embodiments may be applied to an environment in which a small cell environment (the TA between the terminal and the base station is close to 0) and a new waveform-based asynchronous system are constructed when there is no need to synchronize the terminal and the base stations. have.
  • the base station to which the terminal attempts initial access is called a temporary serving base station.
  • the temporary serving base station serves as a serving base station in the initial access process of the terminal, but does not necessarily become a serving base station of the terminal even after the initial access process is terminated.
  • the serving base station may be a temporary serving base station or another base station according to the wireless communication environment.
  • the temporary serving base station is the serving base station as it is, the embodiments shown in FIGS. 10 and 12 are embodiments in which the base station other than the temporary serving base station is the serving base station of the terminal. .
  • FIG. 10 illustrates an initial access procedure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives system information for the MCS from the temporary serving base station (S1205).
  • the system information may be a system information block (SIB).
  • SIB system information block
  • the system information for the MCS may include at least one of information about an index table, a Radio Link Quality Degradation (RLQD) threshold and a maximum number of links for the candidate base station.
  • RQD Radio Link Quality Degradation
  • the index table for the candidate base station may be an index list of neighboring candidate base stations that the temporary serving base station grasps and holds (eg, index 1-Cell 1, index 2-Cell 2, ..., index n-Cell n). ).
  • the RLQD thresholds are threshold information for the multilink connection.
  • the RLQD threshold may include a minimum received signal quality threshold for finally selecting a serving base station upon initial access, a received signal quality threshold for alternate link discovery, a received signal quality threshold for release of a serving link (or alternate link), and the like.
  • Information may include
  • the information on the maximum number of links means the maximum number of serving links / alternative links that a terminal can simultaneously connect to.
  • the terminal transmits an RRC connection request message to the temporary serving base station (S1210).
  • the RRC connection request message may include index list information on candidate base stations identified by the terminal according to a minimum received signal quality threshold received from the temporary serving base station.
  • the temporary serving base station transmits a load query request to each candidate base station (S1215).
  • the temporary serving base station receives a load inquiry response from each candidate base station (S1220).
  • the load inquiry response may indicate the load status of candidate base stations as, for example, high, medium, or low.
  • the temporary serving base station may determine a candidate base station suitable for providing the MCS to the terminal in consideration of the load state.
  • the temporary serving base station transmits a multi-link connection request to the candidate base station in consideration of the load state of each candidate base station (S1225).
  • the temporary serving base station transmits a multi-link connection request to a candidate base station suitable for providing MCS to the terminal.
  • the multi-link connection request may include an identifier (eg, IMSI, GUTI), a user context (eg, RRC context, UE context), a transmit / receive deactivation indicator (Tx / Rx Inactive Indication), and a serving / candidate indicator (Serving / Candidate Indication).
  • the transmission / reception deactivation indicator indicates whether the connection between the candidate base stations and the terminal is set to the transmission / reception deactivation mode.
  • the serving / candidate indicator is an indicator indicating which candidate base station among the candidate base stations is the serving base station and which candidate base station is the alternate link base station when the temporary serving base station temporarily connected to the terminal is not the actual serving base station of the terminal. .
  • the temporary serving base station becomes the actual serving base station of the terminal. Therefore, the temporary serving base station will be referred to as a serving base station.
  • candidate base stations have all accepted the multi-link connection request. Thus, candidate base stations become alternative link base stations of the terminal.
  • the serving base station receives the multi-link connection response from the candidate base stations (S1230).
  • the multi-link connection response includes information about candidate base stations, which may include an indication of the success / failure of the C-RNTI and the multiple connection request.
  • the multi-link connection response may further include a terminal dedicated preamble.
  • the serving base station transmits an RRC connection setup message to the terminal (S1235).
  • the RRC connection establishment message may include an index list of serving or candidate base stations and a list of C-RNTIs received from candidate base stations.
  • the RRC connection establishment message may also include a serving / candidate base station indicator.
  • the serving / candidate base station indicator is an indicator for the temporary serving base station to inform the terminal of the serving base station and the candidate base station when the temporary serving base station is not the actual serving base station.
  • the RRC connection establishment message may further include a list of base stations and a list of UE-specific preambles.
  • the list of base stations may mean index information of a serving base station or candidate base stations.
  • the list of terminal dedicated preambles means a list of terminal exclusive preambles received from candidate base stations.
  • the terminal transmits an RRC connection setup complete message to the serving base station (S1240). After the RRC connection is established between the serving base station and the terminal, the serving base station maintains a list of alternative link base stations.
  • the terminal needs to perform synchronization with the candidate base stations for the alternative link configuration. Accordingly, the terminal transmits a random access preamble dedicated to the terminal to candidate base stations for establishing an alternate link (S1245 and S1255).
  • the terminal transmits a random access preamble dedicated to the terminal allocated by the first candidate base station to the first candidate base station.
  • the terminal transmits a random access preamble dedicated to the terminal allocated by the second candidate base station to the second candidate base station.
  • the terminal receives a random access response message from each candidate base station (S1250, S1260).
  • the random access response message includes the C-RNTI allocated to the terminal by each candidate base station.
  • steps S1245 to S1260 may be omitted.
  • the terminal transmits an RLQD indication message to the serving base station (S1265).
  • the terminal transmits an RLQD indication message to the serving base station.
  • the RLQD message may include an RLQ state (eg, high, normal, low), information about candidate base stations (eg, cell ID).
  • the terminal transmits a transmission / reception activation indication and a list of other candidate base stations to a predetermined candidate base station (S1270).
  • the predetermined candidate base station transmits an RRC connection release request to the serving base station (S1275).
  • the RRC connection release request may include an identifier of the terminal.
  • the serving base station releases the RRC connection with the terminal (S1280).
  • FIG. 11 illustrates an initial access procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with the above are omitted.
  • the terminal receives system information for the MCS from the temporary serving base station (S1305).
  • the terminal transmits an RRC connection request message to the temporary serving base station (S1310).
  • the temporary serving base station transmits a load query request to each candidate base station (S1315).
  • the temporary serving base station receives a load inquiry response from each candidate base station (S1320).
  • the temporary serving base station transmits a multi-link connection request to the candidate base station in consideration of the load state of each candidate base station (S1325).
  • the temporary serving base station receives a multi-link connection response from candidate base stations (S1330).
  • the temporary serving base station is not the serving base station of the terminal, but the first candidate base station is the serving base station of the terminal.
  • candidate base stations have all accepted the multi-link connection request. Thus, candidate base stations become alternative link base stations of the terminal.
  • the temporary serving base station transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S1335).
  • the RRC connection establishment message may indicate that the first candidate base station is a serving base station of the terminal.
  • the terminal needs to perform synchronization with the candidate base stations for the alternative link or serving link configuration. Accordingly, the terminal transmits a random access preamble dedicated to the terminal to candidate base stations for establishing an alternate link or serving link (S1340 and S1355). In addition, the terminal receives a random access response message from each candidate base station (S1345, S1360). However, if the synchronization between each base station is consistent, the synchronization process may be omitted.
  • the terminal transmits the RRC connection setup complete message to the first candidate base station instead of the temporary serving base station (S1350).
  • An RRC connection between the first candidate base station and the terminal is established.
  • the first candidate base station is called a serving base station.
  • the terminal transmits an RLQD indication message to the serving base station (S1365).
  • the terminal transmits a transmission / reception activation indication and a list of other candidate base stations to a predetermined candidate base station (S1370).
  • the predetermined candidate base station transmits an RRC connection release request to the serving base station (S135).
  • the serving base station releases the RRC connection with the terminal (S1380).
  • the terminal transmits an RLQD indication message to a serving base station, and the terminal transmits an indication for activation of transmission and reception to an alternative link base station.
  • the serving base station not the terminal, transmits an indication of activation of transmission and reception to the alternative link base station.
  • FIG. 12 illustrates an initial access procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with the above are omitted.
  • the terminal receives system information for the MCS from the temporary serving base station (S1405).
  • the terminal transmits an RRC connection request message to the temporary serving base station (S1410).
  • the temporary serving base station transmits a load query request to each candidate base station (S1415).
  • the temporary serving base station receives a load inquiry response from each candidate base station (S1420).
  • the temporary serving base station transmits a multi-link connection request to the candidate base station in consideration of the load state of each candidate base station (S1425).
  • the temporary serving base station receives a multi-link connection response from candidate base stations (S1430).
  • the temporary serving base station becomes the serving base station of the terminal.
  • candidate base stations have all accepted the multi-link connection request.
  • candidate base stations become alternative link base stations of the terminal.
  • the temporary serving base station transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S1435).
  • the terminal transmits an RRC connection setup complete message to the serving base station (S1440).
  • the terminal needs to perform synchronization with the candidate base stations for the alternative link configuration. Accordingly, the terminal transmits a random access preamble dedicated to the terminal to candidate base stations for establishing an alternate link (S1445 and S1455). In addition, the terminal receives a random access response message from each candidate base station (S1450, S1460). However, when synchronization between the base stations is consistent, steps S1445 to S1460 may be omitted.
  • the terminal transmits an RLQD indication message to the serving base station (S1465).
  • the serving base station transmits a transmission / reception activation indication and a list of other candidate base stations to a predetermined candidate base station (S1470).
  • the predetermined candidate base station transmits an RRC connection release request to the serving base station (S1475).
  • the serving base station releases the RRC connection with the terminal (S1480).
  • FIG. 13 illustrates an initial access procedure of a terminal according to another embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with the above are omitted.
  • the terminal receives system information for the MCS from the temporary serving base station (S1505).
  • the terminal transmits an RRC connection request message to the temporary serving base station (S1510).
  • the temporary serving base station transmits a load query request to each candidate base station (S1515).
  • the temporary serving base station receives a load inquiry response from each candidate base station (S1520).
  • the temporary serving base station transmits a multi-link connection request to the candidate base station in consideration of the load state of each candidate base station (S1525).
  • the temporary serving base station receives a multi-link connection response from candidate base stations (S1530).
  • the first candidate base station which is not the temporary serving base station, becomes the serving base station of the terminal.
  • candidate base stations have all accepted the multi-link connection request.
  • candidate base stations become alternative link base stations of the terminal.
  • the terminal needs to perform synchronization with the candidate base stations for the alternative link or serving link configuration. Accordingly, the terminal transmits a random access preamble dedicated to the terminal to candidate base stations for establishing an alternate link or serving link (S1540 and S1555). In addition, the terminal receives a random access response message from each candidate base station (S1545, S1560). However, if the synchronization between each base station is consistent, the synchronization process may be omitted.
  • the temporary serving base station transmits an RRC connection establishment message to the terminal (S1535).
  • the terminal transmits an RRC connection establishment complete message to a first candidate base station serving as a serving base station (S1550). If the radio link quality degradation is detected, the terminal transmits an RLQD indication message to the serving base station (S1565).
  • the serving base station transmits a transmission / reception activation indication and a list of other candidate base stations to a predetermined candidate base station (S1570).
  • the predetermined candidate base station transmits an RRC connection release request to the serving base station (S1575).
  • the serving base station releases the RRC connection with the terminal (S1580).
  • the present invention does not perform a procedure for link switching after recognizing the deterioration of the received signal quality, and secures an alternative link before the received signal quality deteriorates.
  • the terminal may be guaranteed sufficient service availability to be provided with the MCS by driving the connection establishment and update for the replacement links.
  • the proposed method can satisfy the short delay requirement and the high reliability requirement at the same time by detecting the neighbor channel change and determining the optimal alternative link. This enables fast response to RLF, high reliability connectivity, and improved data rates for receiving MCSs.
  • the base station may be a fixed cell or a mobile cell.
  • the terminal and the base station illustrated in FIG. 14 may each perform the above-described methods.
  • the base station 10 may include a receiver 11, a transmitter 12, a processor 13, a memory 14, and a plurality of antennas 15.
  • the plurality of antennas 15 means a base station supporting MIMO transmission and reception.
  • the receiver 11 may receive various signals, data, and information on uplink from the terminal.
  • the transmitter 12 may transmit various signals, data, and information on downlink to the terminal.
  • the processor 13 may control the overall operation of the base station 10.
  • Receiver 11 of base station 10 may act as a receiver of a backhaul link or may act as a receiver of an access link.
  • the transmitter 12 may act as a transmitter of the backhaul link or as a transmitter of the access link.
  • the processor 13 of the base station 10 performs a function of processing the information received by the base station 10, information to be transmitted to the outside, and the like, and the memory 14 stores the processed information and the like for a predetermined time. It may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the terminal 20 may include a receiver 21, a transmitter 22, a processor 23, a memory 24, and a plurality of antennas 25.
  • the plurality of antennas 25 refers to a terminal that supports MIMO transmission and reception.
  • the receiver 21 may receive various signals, data, and information on downlink from the base station.
  • the transmitter 22 may transmit various signals, data, and information on the uplink to the base station.
  • the processor 23 may control operations of the entire terminal 20.
  • the processor 23 of the terminal 20 performs a function of processing the information received by the terminal 20, information to be transmitted to the outside, and the memory 24 stores the processed information and the like for a predetermined time. It may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • embodiments of the present invention can be applied to various mobile communication systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 임시(temporary) 서빙 기지국이 단말의 초기 접속(initial access)을 지원하는 방법은, 초기 접속을 위하여 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정을 요청하는 단말이 소정의 서비스를 지원하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 단말이 상기 소정의 서비스를 지원하는 경우, 상기 단말이 접속 가능한 후보 기지국들에 부하 상태(load status)에 대한 보고를 요청하는 단계; 상기 후보 기지국들로부터 획득된 상기 부하 상태에 대한 보고에 따라서 상기 후보 기지국들에 상기 단말과의 다중 연결 설정을 요청하는 단계; 상기 다중 연결 설정 요청에 대한 응답에 기초하여 상기 단말과 서빙 링크를 설정할 기지국을 결정하는 단계; 및 상기 서빙 링크를 설정할 기지국에 대한 정보를 포함하는 RRC 연결 설정 응답 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 초기 접속을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 단말이 기지국을 통해서 다중 연결을 위한 초기 접속을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
차세대 이동 통신, 예컨대, 5G 이동 통신의 실현을 위하여 최근 고 신뢰 통신(Reliable Communication)이 논의되고 있다. 고 신뢰 통신의 일 예인 MCS(Mission Critical Service)에서는 무 에러 전송(Error Free Transmission)이 요구된다. M2M 통신 분야에서도 트래픽 안전성(Traffic Safety), 트래픽 효율성(Traffic Efficiency), 효율적 산업 통신(Efficient Industrial Communication)등을 위한 실 시간성을 만족시키는 방안으로서 고 신뢰 통신의 필요성이 제기되고 있다. 고 신뢰 통신은 지연에 민감한 애플리케이션, 의료/긴급 응답, 원격 제어, 센싱 등이 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.
3GPP 표준화 회의에서 논의된 MCS들에 따를 때, 종래 UMTS/LTE, LTE-A/Wi-Fi 대비 종단 간 지연(End-to-End Latency), 유비쿼티(Ubiquity), 보안(Security), 가용성/신뢰성(Availability/Reliability) 측면에서 많은 향상이 있을 것이 예상된다. 현재까지 제안된 상용 무선 기술들(e,g, 3GPP LTE, LTE-A)은 실시간 성의 측면과 신뢰성 측면에서 상술된 MCS의 요구 조건을 만족시키지 못한다. 한편, 통신의 신뢰성의 평가 기준은 다양한 방식에 따라서 정의될 수 있는데 일 예로, 특정 서비스 수준을 만족하는 무선 연결의 품질로 정의될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
MCS들을 위한 고 신뢰 통신을 통해 실현하기 위하여 무선링크 감지 및 제어 방법, 무선링크 연결 이중화 제어 방법, 신속한 무선링크 연결 복구 방법, 안전한 무선 전송을 위한 보안 키 관리, 인증, 개인 프라이버시 보호 방법 등의 향상이 요구된다. 이를 위하여 전력소모를 고려한 단말 주변의 가용 대체링크에 대한 빠른 탐색 및 유지 방안, 최적의 무선링크 상시 연결을 통한 서비스 제공 신뢰성/가용성 증진, 무선링크 끊김 시 빠른 복구를 통한 단말에 대한 서비스 중단 시간 최소화, 의도적 무선링크 훼손방지를 통한 안전한 통신 실현 등이 연구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단말이 초기 접속시 서빙 링크와 대체 링크를 포함하는 다중 링크를 신속하게 효율적으로 설정하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 본 발명의 실시예들로부터 유추될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서의 임시(temporary) 서빙 기지국이 단말의 초기 접속(initial access)을 지원하는 방법은, 초기 접속을 위하여 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정을 요청하는 단말이 소정의 서비스를 지원하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 단말이 상기 소정의 서비스를 지원하는 경우, 상기 단말이 접속 가능한 후보 기지국들에 부하 상태(load status)에 대한 보고를 요청하는 단계; 상기 후보 기지국들로부터 획득된 상기 부하 상태에 대한 보고에 따라서 상기 후보 기지국들에 상기 단말과의 다중 연결 설정을 요청하는 단계; 상기 다중 연결 설정 요청에 대한 응답에 기초하여 상기 단말과 서빙 링크를 설정할 기지국을 결정하는 단계; 및 상기 서빙 링크를 설정할 기지국에 대한 정보를 포함하는 RRC 연결 설정 응답 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 소정의 서비스에 대한 다수의 임계치들, 상기 소정의 서비스에 대한 다중 링크의 최대 개수 및 상기 임시 서빙 기지국의 이웃 기지국들의 리스트를 포함하는 시스템 정보를 브로드캐스팅 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 다수의 임계치들은, 상기 서빙 링크를 대체할 제1 대체 링크가 탐색되는 상기 서빙 링크의 품질을 지시하는 제1 임계치; 상기 서빙 링크의 RRC 연결이 해제되는 상기 서빙 링크의 품질을 지시하는 제2 임계치; 상기 제1 대체 링크를 대체할 제2 대체 링크가 탐색되는 상기 제1 대체 링크의 품질을 지시하는 제3 임계치; 및 상기 제1 대체 링크의 RRC 연결이 해제되는 상기 제1 대체 링크의 품질을 지시하는 제4 임계치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 단말이 상기 소정의 서비스를 지원하는지 여부를 나타내는 지시자 및 상기 단말이 접속 가능한 상기 후보 기지국들의 리스트를 포함하는 RRC 연결 설정 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 후보 기지국들은 상기 임시 서빙 기지국이 전송한 상기 이웃 기지국들의 리스트에 기초하여 선택될 수 있다.
또한, 상기 부하 상태에 대한 보고는, 미래 시점에 대하여 예측된 상기 후보 기지국들의 부하 상태를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 서빙 링크를 설정할 기지국을 결정하는 단계는, 상기 다중 연결 설정 요청을 수락한 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 부하 상태가 가장 낮은 기지국이 상기 서빙 링크를 설정하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 다중 연결 설정 요청을 수락한 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 상기 서빙 링크를 설정할 기지국을 제외한 나머지 기지국들은, 유니캐스트 데이터 송수신의 비활성화 모드로 상기 단말과 대체 링크를 설정할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 서빙 링크의 품질이 임계치 이하가 되면, 상기 단말의 요청 또는 상기 서빙 링크를 설정한 기지국의 요청에 따라서 상기 대체 링크의 유니캐스트 데이터 송수신이 활성화될 수 있다.
또한, 상기 RRC 연결 설정 응답에 대한 상기 단말의 RRC 연결 설정 완료 메시지는 상기 단말과 상기 서빙 링크를 설정한 기지국으로 전송될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서의 단말이 초기 접속(initial access)을 수행하는 방법은, 임시(temporary) 서빙 기지국으로 상기 단말이 접속 가능한 후보 기지국들 및 상기 단말이 소정의 서비스를 지원함을 지시하는 지시자를 포함하는 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 임시 서빙 기지국과 상기 후보 기지국들 중 상기 서빙 링크를 설정할 기지국에 대한 정보를 포함하는 RRC 연결 설정 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 RRC 연결 설정 응답 메시지에 대한 응답으로서, RRC 연결 설정 완료 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 RRC 연결 설정 완료 메시지는, 상기 상기 임시 서빙 기지국과 상기 후보 기지국들 중 상기 서빙 링크를 설정할 기지국으로 전송된다.
바람직하게는, 상기 서빙 링크를 설정할 기지국은, 상기 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 부하 상태가 가장 낮은 기지국일 수 있다.
바람직하게는, 상기 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 상기 서빙 링크를 설정할 기지국을 제외한 나머지 기지국들과 유니캐스트 데이터 송수신의 비활성화 모드로 대체 링크를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 서빙 링크의 품질이 임계치 이하가 되면, 상기 단말의 요청 또는 상기 서빙 링크를 설정한 기지국의 요청에 따라서 상기 대체 링크의 유니캐스트 데이터 송수신이 활성화될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 초기 접속(initial access)을 지원하는 임시(temporary) 서빙 기지국은, 초기 접속을 위하여 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정을 요청하는 단말이 소정의 서비스를 지원하는지 여부를 판단하고, 상기 단말이 상기 소정의 서비스를 지원하는 경우 상기 단말이 접속 가능한 후보 기지국들에 부하 상태(load status)에 대한 보고를 요청하고, 상기 후보 기지국들로부터 획득된 상기 부하 상태에 대한 보고에 따라서 상기 후보 기지국들에 상기 단말과의 다중 연결 설정을 요청하고, 상기 다중 연결 설정 요청에 대한 응답에 기초하여 상기 단말과 서빙 링크를 설정할 기지국을 결정하는 프로세서; 및 상기 서빙 링크를 설정할 기지국에 대한 정보를 포함하는 RRC 연결 설정 응답 메시지를 상기 단말에 전송하는 송신기를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 단말이 랜덤 엑세스한 기지국이 반드시 서빙링크의 기지국이 되는 것이 아니라 부하 상태에 따라서 서빙링크 기지국이 결정되므로, 단말이 초기 접속시 서빙 링크와 대체 링크를 포함하는 다중 링크가 신속하게 효율적으로 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 효과들이 본 발명의 실시예들로부터 유추될 수 있다.
도 1은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 UE과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4는 LTE 시스템에서의 무선 링크 실패(radio link Failure)를 설명하는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 대체링크 탐색 및 갱신 방법의 흐름을 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단말의 대체링크 탐색절차를 도시한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말의 대체링크 탐색절차를 도시한다
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 대체링크 탐색절차를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 대체링크 탐색 방법의 흐름을 도시한다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 단말과 기지국을 도시한 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
도 1는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 UE과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 UE와 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 UE과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, UE과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. UE과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, UE은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 UE에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 UE로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, UE에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 2은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
UE은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, UE은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, UE은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, UE은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 UE은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 UE은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, UE은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 UE은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 UE에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, UE이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 UE이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, UE은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 3은 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서의 무선 링크 실패(radio link Failure)를 설명하는 도면이다.
기지국과 단말간의 무선 링크 실패(Radio Link Failure; RLF)가 발생할 수 있다. 무선 링크 실패란 기지국과 단말 간의 무선 링크의 품질이 저하되어 신호 송수신이 어려운 상태를 것을 의미한다. 이하에서는 RLF를 검출하고 새로운 무선 링크를 찾는 과정에 대해서 설명한다.
3GPP LTE 시스템에서는 기지국과 단말 간의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 RRC_CONNECTED 상태와 RRC_IDLE 상태로 정의할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태는 기지국과 단말 간의 RRC 연결이 확립된(established) 상태를 의미하고, 단말은 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다. RRC_IDLE 상태는 기지국과 단말 간의 RRC 연결이 해제된(released) 상태를 의미한다.
무선 링크 실패(RLF) 관련 동작은, (1) RRC_CONNECTED 상태에서 물리 계층 문제(physical layer problems)의 검출, (2) 물리 계층 문제의 복구(recovery) 및 (3) RLF 검출로 설명할 수 있다.
(1) 단말이 N310 으로 정의되는 소정의 값 만큼 연속적인 "out-of-sync" 지시(indications)를 하위 계층으로부터 받게 되면, 단말은 T310이라고 정의되는 타이머를 구동시킨다. "out-of-sync" 지시는 하위 계층(물리 계층)에서 수신하는 PDCCH의 복조가 불가능하거나 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio)가 낮을 때 상위 계층으로 제공될 수 있다. N310 및 T310는 상위계층 파라미터로서 미리 정의된 값으로 주어질 수 있다.
(2) T310 타이머가 구동되고 있는 중에 단말이 N311 로 정의되는 소정의 값 만큼 연속적인 "in-sync" 지시(indications)를 하위계층으로부터 받게 되면, 단말은 T310 타이머를 정지한다. N311은 상위계층 파라미터로서 미리 정의된 값으로 주어질 수 있다. T310 타이머가 정지되면 명시적인 시그널링 없이 RRC 연결이 유지된다
(3) 반면, 단말은 T310 타이머가 만료(expiry)되거나, MAC 계층으로부터 랜덤 엑세스 문제 지시(random access problem indication)을 수신하거나, 또는 RLC로부터 SRB(signaling radio bearer) 또는 DRB(data radio bearer)에 대한 최대 재전송 회수가 초가되었음을 나타내는 지시가 수신되면, RLF 가 검출된 것으로 판단한다. 단말은 RLF 검출에 따라서, 연결 재확립 과정(connection re-establishment procedure)을 개시한다. T310 타이머가 만료되는 것은 T310 타이머가 구동 중간에 정지하지 않고 정해진 시간(T310)에 도달하는 것을 의미한다. 또한, 연결 재확립 과정이란, 단말이 기지국으로 'RRC 연결 재확립 요청' 메시지를 보내고, 기지국으로부터 'RRC 연결 재확립' 메시지를 수신하고, 기지국으로 'RRC 연결 재확립 완료' 메시지를 보내는 과정이다. RLF 관련 동작에 대한 구체적인 사항은 3GPP 표준 문서 TS36.331의 5.3.11 절을 참고할 수 있다.
전술한 바와 같이, RLF 과정은 송신기와 수신기 사이의 링크 상황이 악화되면, 단말이 내부 타이머를 동작시키는 동안에 링크 악화 상태가 지속되는 경우에, 새로운 링크를 찾는 과정이라 할 수 있다. 기존의 3GPP LTE 표준에 따른 시스템에서는 기지국과 단말 간의 링크(Uu 링크)에 대한 예측이 어렵기 때문에, 전술한 바와 같이, N310, N311, T310 등의 파라미터에 기초하여 RLF 검출 여부를 판정하게 된다.
이처럼, 복수의 타이머 기반으로 RLF를 제어할 경우, 단말은 물리 계층의 문제가 인지되더라도 설정된 타이머(e.g., T310, T312)가 만료된 이후에야 RLF를 판단하고, 이후, RRC연결 재확립 절차를 수행해야 한다. 단말이 RRC 연결 재확립 절차를 수행하면서 T311 타이머를 시작하며, T311 타이머가 만료되기 전에 RRC 연결 재확립 성공하지 못하면, RRC Idle 상태로 천이한다
이와 같은 현재 LTE/LTE-A 시스템은 RLF로부터의 복구를 상당히 보수적으로 처리하도록 설계되어 있어, 단말의 채널상황에 따라 신속하게 대체가 가능한 다른 가용링크를 탐색하고, 대체링크로의 연결전환을 위한 가용 대체링크의 확보가 어려운 문제점이 있다. 따라서, LTE 시스템은 MCS들을 위한 신뢰성을 만족하기는 어렵다. LTE/LTE-A 시스템은 상대적으로 좋은 연결성을 가정하고 있으므로, 극심한 간섭을 겪거나 네트워크 자원이 과부하 상태인 경우 현저히 낮은 전송률이 제공된다.
하지만, 상술된 바와 같이 차세대 이동 통신은 MCS들을 지원하기 위해 10-6이하의 에러 발생률과 10-6이하의 신뢰성 요구사항을 만족시켜야 한다. 단말이 무선링크의 중단을 인지하지 못하면서 항상 MCS들을 제공받을 수 있는 고 신뢰 시스템의 구축이 필요하다.
MCS에 대한 5G 이동통신 환경의 적용 가능한 예시적 서비스로서는, 예컨대, 산업 자동화를 위하여 원격으로 로봇 암(Robot Arm)을 제어하거나, AGV(Automated Guided Vehicle)들에 대한 원격 제어를 통한 물류 배송, 원격 의료 서비스, 드론 원격 제어, 자율 주행 서비스를 제공하기 위한 차량간 정보 교환, 차량의 센서(e.g., 카메라, 레이더)로 포착되지 않는 사각의 차량(Hidden Vehicle)이나 전방 충돌(Forward Collision)을 알리는 신호의 전송 등이 있으며, 이에 한정되지 않는다.
서비스들을 끊김 없이 제공하기 위해서는, 단말이 서빙 링크 연결 품질의 저하 시 대체 링크를 사전에 탐색 및 확보하여, 서빙링크의 품질이 MCS들을 위해 적합하지 않을 정도로 떨어지는 경우, 대체 링크로 신속히 전환 해야 한다. 즉, 단말이 서빙링크의 품질 저하를 보다 신속히 판단함으로써 RLF가 발생하기 이전에 미리 대체 링크를 확보하고, 대체링크로 전환한다.
이하에서 단말이 사용하고 있는 링크 이외에 대체링크를 탐색하고 유지한다는 것은 단말이 특정 지리적 영역 내에서 MCS들을 위한 최소한의 QoE 를 만족시키는 무선링크들을 보유하는 것을 의미한다.
LTE/LTE-A 시스템의 무선링크 가용성은 전적으로 네트워크 커버리지 제공 확률에 의존한다고 볼 수 있다. LTE/LTE-A 시스템은 C-Plane과 U-Plane의 구분 없이, PDSCH를 통한 유니캐스트 전송의 경우, BER(Block Error Rate) 10-1이 적용되고, HARQ 재전송으로 충분한 신뢰성을 제공할 수 있다고 가정하고 있다. 그러나, 5G 이동통신 환경을 통해 MCS들을 제공하기 위해서는 단말이 항상 대체링크를 유지하여 MCS들의 목표 신뢰성 만족시키면서 대체 링크를 항상 확보하여야 한다.
한편, 본 발명에서는 단말의 주변 상황에 따라 가능한 대체 링크를 네트워크가 일일이 지시하기는 어렵기 때문에, 네트워크는 단말이 스스로 자기 주변의 무선링크들을 활용할 것을 지시한다. 예컨대, 단말이 주변의 가용한 대체링크들을 탐색하여 확보하도록 함에 의해 MCS 제공을 위한 무선링크의 중단을 회피하는 방안을 고려해 볼 수 있다. 그러나, 단말은 확보된 서빙링크와 대체링크들이 MCS들을 위해 요구되는 신뢰성을 만족하는지 여부를 알 수 없다는 단점이 있다. 따라서, MCS를 위한 신뢰성을 만족시키는 대체 링크들을 탐색 및 유지하는 방법이 필요하다.
이하에서는 MCS 위한 신뢰성의 지표를 RLA(Radio Link Availability)로 명명하며, 단말의 QoE(Quality of Experience)가 Link Quality 측면에서 표현되는 경우에 대해 RLA를 수학식 1과 같이 정의하기로 한다.
[수학식 1]
RLA = Pr (RLQ >= QoE)
수학식 1에서 RLQ는 측정된 무선 링크 품질이고, QoE는 링크 품질 측면에서 QoE 요구 조건이다.
본 발명의 실시예들은 다음과 같이 분류될 수 있으며, 각 구성에 대한 자세한 단말 동작은 후술한다.
- 서빙링크 기지국의 품질 저하시 임계 값 기반으로 대체 링크를 탐색하는 과정
단말이 대체 링크를 서빙링크 기지국에 통보하고, 유니캐스트 데이터 송수신이 비활성화(Inactive) 모드로 대체링크와 RRC 연결을 설정하는 과정
- 탐색된 대체링크 기지국의 품질 변화에 따른 다른 대체링크 탐색 및 확보 과정
서빙링크 기지국의 품질 저하에 따른 대체 링크 탐색 및 연결 설정
단말이 서빙링크 품질 저하를 신속히 인지하고 대체 링크를 탐색하도록 하는 방법이 제안된다. 링크의 신호 품질 저하를 판단하기 위하여 다음과 같은 임계값들이 정의된다.
- 제1 임계값(SMCS_U):서빙링크 품질에 대하여 정의된 상한 임계치 (대체링크 탐색의 트리거 포인트)
- 제2 임계값(SMCS_L):서빙링크 품질에 대하여 정의된 하한 임계치 (대체링크로 전환의 트리거 포인트)
- 제3 임계값(AMCS_U):대체링크 품질에 대하여 정의된 상한 임계치 (다른 대체링크 탐색의 트리거 포인트)
- 제4 임계값(AMCS_L):대체링크 품질에 대하여 정의된 하한 임계치 (다른 대체링크로 전환의 트리거 포인트)
이와 같은 임계값들은 SIB(System Information Block) 또는 단말 전용의 RRC 시그널링을 통해 기지국과 단말간에 공유될 수 있다. SIB 또는 단말 전용의 RRC 시그널링은 MCS들을 위한 전용 캐리어 정보를 더 포함할 수 있다.
임계값들은 MCS들을 위한 물리 계층의 목표 BER을 만족시키도록 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, MCS의 목표 BER이 10-9~10-6이라고 하면, BER 10-9에 대응되는 MCS 임계값을 제1 임계값으로 설정하고, BER 10-6에 대응되는 MCS 임계값을 제2 임계값으로 설정할 수 있다.
위 임계값들과 핸드오버를 위한 RSRP/RSRQ Threshold 간의 관계를 살펴본다. 서빙링크 해제를 위한 제2 임계값(SMCS_L)은 핸드오버를 위한 RSRP/RSRQ 임계값보다는 상대적으로 높게 설정되어야 한다. 대체링크 탐색을 위한 서빙링크의 품질저하의 제1 임계값(SMCS_U)은 서빙링크 해제를 위한 제2 임계값(SMCS_L)보다는 높게 설정되어야 한다. 또한, 대체링크의 해제를 위한 제4 임계값(AMCS_L)은 대체링크 탐색을 위한 제1 임계값(SMCS_U)이상으로 설정될 수 있다. 다른 대체링크 탐색을 위한 확보된 대체링크의 품질저하의 제3 임계값(AMCS_U)은 대체링크의 해제를 위한 제4 임계값(AMCS_L)이상으로 설정될 수 있다. 이를 정리하면 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
RSRP/RSRQ Threshold ≪ SMCS _L< SMCS _U≤ AMCS _L≤ AMCS _U
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 대체링크 탐색 방법의 흐름을 도시한다.
도 5를 참조하면 단말은 서빙링크 기지국으로부터 MCS들을 제공받기 위해 필요한 서비스 관련 정보를 수신한다(S505). 서비스 관련 정보는 MCS 전용 캐리어, 서빙링크 품질 저하 임계값, 대체링크 품질 저하 임계값, 탐색 가능 대체 링크의 최대 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
서빙링크 품질이 제1 임계값 이하가 되면 경우, 단말은 제1 대체링크 탐색을 개시한다(S510).
제1 대체링크가 탐색되면 단말은 제1 대체링크의 탐색 결과를 서빙링크 기지국으로 전송한다(S515). 제1 대체링크의 기지국과 단말은 유니캐스트 데이터 송수신이 비활성화된 RRC 연결을 설정한다.
단말은 서빙링크의 품질이 제2 임계값 이하가 되는지 여부를 판단한다(S520).
서빙링크의 품질이 제2 임계값 이하가 되면, 단말은 제1 대체링크의 RRC 연결을 활성화시키고 서빙링크와의 RRC 연결을 해제한다(S525).
제1 대체링크의 활성화는 단말이 직접 지시할 수 있다. 이와 달리 단말이 서빙링크 기지국으로 서빙링크의 품질이 제2 임계값 이하임 알림으로써 서빙링크의 기지국이 제1 대체링크의 기지국으로 RRC 연결 활성화를 지시하도록 요청 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 대체링크 탐색 절차를 도시한다.
단말은 서빙링크 기지국에 RRC 연결 설정 요청 메시지를 전송한다(S605). RRC 연결 설정 요청 메시지는 MCS Capable 단말임 나타내는 지시자를 포함한다.
서빙링크 기지국은 RRC 연결 설정 메시지를 단말에 전송한다(S610). RRC 연결 설정 메시지는 MCS들을 위한 전용 캐리어, RLQD(Radio Link Quality Degradation)에 대한 임계값(서빙링크, 대체링크)의 정보를 포함한다.
한편, 단말(또는 서빙링크 기지국)은 MCS들의 시작과 종료를 알리는 지시자를 서빙링크 기지국(또는 단말)으로 전송할 수 있다. 단말이 MCS 시작을 서빙링크 기지국에 알리면, 서빙링크 기지국은 MCS를 위한 임계값들이 적용됨을 알 수 있다. 단말이 MCS의 종료를 알리면 서빙링크 기지국은 MCS를 위한 임계값들이 더 이 상 적용되지 않음을 알 수 있다.
서빙링크 품질이 제1 임계값(SMCS_U)이하가 되면, 단말은 서빙 기지국에 RLQD 보고를 전송한다(S620). 단말은 대체링크의 탐색을 시작한다. RLQD 보고는 대체링크 탐색의 결과를 포함한다. RLQD 보고는 서빙링크 품질이 제1 임계값 이하임을 나타내는 RLQD 지시자, 무선 링크 품질을 높음, 중간 또는 낮음으로 표시하는 RLQ 상태 정보 및 탐색된 대체링크의 후보 기지국들에 대한 정보(예컨대, 셀 ID)를 포함할 수 있다.
서빙링크보다 품질이 좋은 대체링크가 탐색되면, 단말은 대체링크의 기지국으로 RRC 연결 설정 요청 메시지를 전송한다(S625). 대체링크 기지국으로 전송하는 RRC 연결 설정 요청 메시지는, 유니캐스트 데이터 송수신이 비활성화된 모드임을 지시자를 포함할 수 있다. RRC 연결 설정 요청 메시지는 서빙링크 기지국에 대한 정보를 포함할 수 있다.
대체링크 기지국은 RRC 연결 설정 메시지를 단말에 전송한다(S630).
대체링크 기지국은 대체링크의 설정 결과를 서빙링크 기지국에 전송한다(S635) 대체링크 기지국은, 서빙링크의 품질저하에 따라 서빙 기지국으로부터 대체링크 활성화에 대한 요청을 수신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단말의 대체링크 탐색 절차를 도시한다. 상술된 내용과 중복되는 설명은 생략된다. 도 6의 실시예에서는 단말이 대체링크를 설정하기 위하여 후보 기지국에 RRC 연결 요청을 전송하였지만, 도 7의 실시예에서는 서빙링크 기지국이 대체링크의 후보 기지국으로 대체링크 연결 요청을 전송하고 요청에 대한 후보 기지국의 응답의 결과를 단말에 제공한다.
도 7을 참조하면, 단말은 서빙링크 기지국에 RRC 연결 설정 요청 메시지를 전송한다(S705). 서빙링크 기지국은 RRC 연결 설정 메시지를 단말에 전송한다(S710). 서빙링크 품질이 제1 임계값(SMCS_U)이하가 되면, 단말은 서빙 기지국에 RLQD 보고를 전송한다(S720). 단말은 대체링크의 탐색을 시작한다. RLQD 보고는 대체링크 탐색의 결과를 포함한다.
서빙링크 기지국은 단말로부터 수신한 RLQD 보고에 기초하여, 대체링크 후보 기지국들에 대체링크 설정 요청을 전송한다(S725). 대체링크 설정 요청은 단말의 ID, 단말이 MCS capable 단말임을 알리는 지시자, 송수신 비활성화 모드의 지시자를 포함할 수 있다.
서빙링크 기지국은 대체링크의 후보 기지국으로부터 대체링크 설정 요청에 대한 응답을 수신한다(S730). 대체링크 설정 요청에 대한 응답은, 대체링크 설정의 수락 여부를 나타내는 지시자, MCS를 위한 캐리어 정보, RLQD 임계치에 관한 정보를 포함할 수 있다.
서빙링크 기지국은 대체링크의 후보 기지국으로부터 수신한 정보에 기초하여 대체링크 설정 결과를 단말에 전송한다(S735). 대체링크 설정 결과는 MCS를 위한 캐리어 정보, RLQD 임계치에 관한 정보 및 대체링크를 수락한 후보 기지국의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
단말은 대체링크의 후보 기지국으로 타이밍 동기를 맞춘다. 단말은 대체링크 후보 기지국으로 프리엠블을 전송하고, 그에 대한 응답을 수신하지만 RRC 연결을 설정하지는 않는다.
탐색된 대체링크의 유지 및 갱신
도 5의 (b)는 단말이 대체 링크를 갱신하는 과정의 흐름을 도시한다.
단말은 제1 대체링크의 품질이 제3 임계값(AMCS_U)보다 작은지 여부를 판단한다(S535).
제1 대체링크의 품질이 제3 임계값(AMCS_U)보다 작으면, 단말은 제1 대체링크를 대체할 제2 대체링크를 탐색한다(S540). 제2 대체링크가 탐색되면, 단말은 제2 대체링크의 탐색결과를 서빙링크 기지국에 보고하고, 제2 대체링크의 기지국으로 유니캐스트 데이터 송수신이 비활성화된 RRC 연결을 설정한다.
제1 대체링크의 품질이 제4 임계값(AMCS_L)이하로 떨어짐을 감지하면(S545), 단말은 제1 대체링크 기지국과의 RRC 연결을 해제한다(S550). 단말은 제2 대체링크 기지국과 유니캐스트 데이터 송수신이 비활성된 RRC 연결을 유지한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단말의 대체링크 갱신 방법을 도시한다. 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략된다.
단말은 서빙링크 기지국에 RRC 연결 설정 요청 메시지를 전송한다(S805). 서빙링크 기지국은 RRC 연결 설정 메시지를 단말에 전송한다(S810).
서빙링크 품질이 제1 임계값(SMCS_U)이하가 되면, 단말은 서빙 기지국에 RLQD 보고를 전송한다(S820). 단말은 제1 대체링크의 탐색을 시작한다. RLQD 보고는 제1 대체링크 탐색의 결과를 포함한다. 서빙링크보다 품질이 좋은 제1 대체링크가 탐색되면, 단말은 제1 대체링크의 기지국으로 RRC 연결 설정 요청 메시지를 전송한다(S825). 제1 대체링크의 기지국은 RRC 연결 설정 메시지를 단말에 전송한다(S830). 제1 대체링크의 기지국은 제1 대체링크의 설정 결과를 서빙링크 기지국에 전송한다(S835).
제1 대체링크 품질이 제3 임계값(AMCS_U)이하가 되면, 단말은 제1 대체링크를 대체할 제2 대체링크를 탐색한다. 단말은 제2 대체링크의 탐색 결과를 포함하는 RLQD 보고를 서빙링크 기지국에 전송한다(S840). 단말은 제2 대체링크의 기지국과 유니캐스트 데이터 송수신이 비활성화된 RRC 연결을 설정한다.
제1 대체링크의 품질이 제4 임계값(AMCS_L)이하가 되면, 단말은 이를 서빙링크 기지국에 보고한다. 서빙링크 기지국은 제1 대체링크 기지국으로 단말과의 RRC 연결을 해제할 것을 요청한다(S845). 제1 대체링크 기지국은 단말과의 RRC 연결을 해제한다(S850).
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말의 대체링크 갱신 방법을 도시한다. 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략된다.
도 8의 실시예에서는 단말이 대체링크를 설정하기 위하여 후보 기지국에 RRC 연결 요청을 전송하였지만, 도 9의 실시예에서는 서빙링크 기지국이 대체링크의 후보 기지국으로 대체링크 연결 요청을 전송하고 요청에 대한 후보 기지국의 응답의 결과를 단말에 제공한다.
도 9를 참조하면, 단말은 서빙링크 기지국에 RRC 연결 설정 요청 메시지를 전송한다(S905). 서빙링크 기지국은 RRC 연결 설정 메시지를 단말에 전송한다(S910). 서빙링크 품질이 제1 임계값(SMCS_U)이하가 되면, 단말은 서빙 기지국에 RLQD 보고를 전송한다(S920). 단말은 제1 대체링크의 탐색을 시작한다. RLQD 보고는 제1 대체링크 탐색의 결과를 포함한다.
서빙링크 기지국은 단말로부터 수신한 RLQD 보고에 기초하여, 제1 대체링크 후보 기지국들에 대체링크 설정 요청을 전송한다(S925). 대체링크 설정 요청은 단말의 ID, 단말이 MCS capable 단말임을 알리는 지시자, 송수신 비활성화 모드의 지시자를 포함할 수 있다.
서빙링크 기지국은 제1 대체링크의 후보 기지국으로부터 대체링크 설정 요청에 대한 응답을 수신한다(S930). 대체링크 설정 요청에 대한 응답은, 대체링크 설정의 수락 여부를 나타내는 지시자, MCS를 위한 캐리어 정보, RLQD 임계치에 관한 정보를 포함할 수 있다.
서빙링크 기지국은 제1 대체링크의 후보 기지국으로부터 수신한 정보에 기초하여 제1 대체링크 설정 결과를 단말에 전송한다(S935). 대체링크 설정 결과는 MCS를 위한 캐리어 정보, RLQD 임계치에 관한 정보 및 제1 대체링크를 수락한 후보 기지국의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
제1 대체링크 품질이 제3 임계값(AMCS_U)이하가 되면, 단말은 제1 대체링크를 대체할 제2 대체링크를 탐색한다. 단말은 제2 대체링크의 탐색 결과를 포함하는 RLQD 보고를 서빙링크 기지국에 전송한다(S940).
제1 대체링크의 품질이 제4 임계값(AMCS_L)이하가 되면, 단말은 이를 서빙링크 기지국에 보고한다. 서빙링크 기지국은 제1 대체링크 기지국으로 단말과의 RRC 연결을 해제할 것을 요청한다(S945). 제1 대체링크 기지국은 단말과의 RRC 연결을 해제한다(S950).
단말의 초기 접속시 다중 연결 설정
단말이 초기 접속시 복수 개의 기지국들로 연결을 설정하는 절차들을 살펴본다. 이하의 실시예들은 단말과 기지국들간에 동기를 맞출 필요가 없는 경우, 예컨대, 스몰 셀 환경(단말과 기지국간의 TA가 0에 근접함), 신규 웨이브폼 기반의 비동기 시스템이 구축된 환경에 적용될 수 있다.
이하의 실시예들에서는 단말이 초기접속을 시도하는 기지국을 임시 서빙 기지국(Temporary Serving base station)이라고 명칭한다. 임시 서빙 기지국은 단말의 초기 접속 과정에서 서빙 기지국의 역할을 수행하지만, 초기 접속 과정이 종료된 이후에도 반드시 단말의 서빙 기지국이 되는 것은 아니다. 초기 접속 과정이 종료된 이후 서빙 기지국은 무선통신환경에 따라서 임시 서빙 기지국이거나 또는 또 다른 기지국 일 수 있다. 예컨대, 도 10 및 도 12에 도시된 실시예들은 임시 서빙 기지국이 그대로 서빙 기지국 되지만, 도 11 및 도 13에 도시된 실시예에서는 임시 서빙 기지국이 아닌 다른 기지국이 단말의 서빙 기지국이 되는 실시예이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다.
단말은 임시 서빙 기지국으로부터 MCS를 위한 시스템 정보를 수신한다(S1205). 시스템 정보는 SIB(System Information Block)일 수 있다. MCS를 위한 시스템 정보는, 후보 기지국에 대한 인덱스 테이블, RLQD(Radio Link Quality Degradation) 임계치 및 최대 링크 개수에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
후보 기지국에 대한 인덱스 테이블은, 임시 서빙 기지국이 파악하여 보유하고 있는 인접한 후보 기지국들에 대한 색인 리스트일 수 있다(예컨대, 인덱스 1 - Cell 1, 인덱스 2 - Cell 2, …, 인덱스 n - Cell n).
RLQD 임계치는 다중링크 접속을 위한 임계값 정보들이다. 예컨대, RLQD 임계치는 초기 접속시 최종적으로 서빙 기지국을 선택하기 위한 최소 수신 신호 품질 임계값, 대체링크 탐색을 위한 수신 신호품질 임계값, 서빙링크(혹은 대체링크) 해제를 위한 수신 신호품질 임계값 등의 정보를 포함할 수 있다.
최대 링크 개수에 관한 정보는 단말이 동시에 연결할 수 있는 서빙링크/대체링크의 최대 개수를 의미한다.
단말은 임시 서빙 기지국에 RRC 연결 요청 메시지를 전송한다(S1210). RRC 연결 요청 메시지는 임시 서빙 기지국으로부터 수신한 최소 수신 신호품질 임계값에 따라 단말이 파악한 후보 기지국들에 대한 색인 리스트 정보를 포함할 수 있다.
임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들에 부하 조회 요청(Load Query Request)를 전송한다(S1215).
임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들로부터 부하 조회 응답을 수신한다(S1220). 부하 조회 응답은 후보 기지국들의 부하 상태를 예컨대, 높음, 중간, 낮음으로 표시할 수 있다. 임시 서빙 기지국은 부하 상태를 고려하여 단말에 MCS를 제공하기 적합한 후보 기지국을 판단할 수 잇다.
임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들의 부하 상태를 고려하여 다중-링크 연결 요청을 후보 기지국에 전송한다(S1225). 예컨대, 임시 서빙 기지국은 단말에 MCS를 제공하기 적합한 후보 기지국으로 다중-링크 연결 요청을 전송한다. 다중-링크 연결 요청은, 단말의 식별자(예컨대, IMSI, GUTI), 사용자 컨텍스트(예컨대, RRC 컨텍스트, UE 컨텍스트), 송신/수신 비활성화 지시자(Tx/Rx Inactive Indication) 및 서빙/후보 지시자(Serving/Candidate Indication)를 포함할 수 있다. 송신/수신 비활성화 지시자는, 후보 기지국들과 단말의 연결이 송수신 비활성화 모드로 설정되는지 여부를 나타낸다. 서빙/후보 지시자는, 단말이 임시로 접속한 임시 서빙 기지국이 단말의 실제 서빙 기지국이 되지 않는 경우, 후보 기지국들 중 어떠한 후보 기지국이 서빙 기지국이고, 어떠한 후보 기지국이 대체링크 기지국인지를 나타내는 지시자이다.
도 10의 실시예에서는 임시 서빙 기지국이 단말의 실제 서빙 기지국이 된다고 가정한다. 따라서, 임시 서빙 기지국을 서빙 기지국으로 명칭하기로 한다. 아울러, 후보 기지국들이 모두 다중-링크 연결 요청을 수락한 것을 가정한다. 따라서, 후보 기지국들은 단말의 대체링크 기지국들이 된다.
서빙 기지국은 후보 기지국들로부터 다중-링크 연결 응답을 수신한다(S1230). 다중-링크 연결 응답은, 후보 기지국들에 대한 정보를 포함하는데, C-RNTI 및 다중 연결 요청의 성공/실패에 대한 지시자를 포함할 수 있다. 단말이 후보 기지국과의 동기화가 필요한 경우, 다중-링크 연결 응답은 단말 전용 프리엠블을 더 포함할 수 있다.
서빙 기지국은 RRC 연결 설정 메시지을 단말에 전송한다(S1235). RRC 연결 설정 메시지는 서빙 또는 후보 기지국들의 인덱스 리스트, 후보 기지국들로부터 수신한 C-RNTI들에 대한 리스트를 포함할 수 있다. RRC 연결 설정 메시지는 또한 서빙/후보 기지국 지시자를 포함할 수 있다. 서빙/후보 기지국 지시자는 임시 서빙 기지국이 실제 서빙 기지국이 아닌 경우, 임시 서빙 기지국이 단말에게 서빙 기지국과 후보 기지국을 알려주기 위한 지시자이다. RRC 연결 설정 메시지는 기지국들의 리스트 및 단말 전용 프리엠블의 리스트를 더 포함할 수 있다. 기지국들의 리스트는 서빙 기지국 또는 후보 기지국들의 색인 정보를 의미할 수 있다, 단말 전용 프리엠블의 리스트는, 후보 기지국들로부터 수신한 단말 전용의 프리엠블의 리스트를 의미한다.
단말은 RRC 연결 설정 완료 메시지를 서빙 기지국에 전송한다(S1240). 서빙 기지국과 단말 간의 RRC 연결이 설정된 이후 서빙 기지국은 대체링크 기지국들의 리스트를 유지한다.
만약, 각 기지국들간의 동기가 서로 상이한 경우, 단말은 대체링크 설정을 위하여 후보 기지국들과 동기화를 수행할 필요가 있다. 따라서, 단말은 대체링크를 설정할 후보 기지국들로 단말 전용의 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다(S1245, S1255). 단말은 제1 후보 기지국으로는 제1 후보 기지국이 할당한 단말 전용의 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다. 단말은 제2 후보 기지국으로는 제2 후보 기지국이 할당한 단말 전용의 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다. 또한, 단말은 각 후보 기지국으로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지를 수신한다(S1250, S1260). 랜덤 엑세스 응답 메시지에는 각 후보 기지국이 단말에 할당한 C-RNTI 가 포함된다. 다만, 각 기지국들 간의 동기가 일치하는 경우, S1245 내지 S1260 단계는 생략될 수 있다.
단말은 무선 링크 품질 저하가 검출되면 RLQD 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S1265). 예컨대, 서빙 기지국의 품질이 전술한 SMCS_L이하가 되면 단말은 서빙 기지국으로 RLQD 지시 메시지를 전송한다. RLQD 메시지는 RLQ 상태(예컨대, 높음, 보통, 낮음), 후보 기지국들에 대한 정보(예컨대, 셀 ID)를 포함할 수 있다.
단말은 소정의 후보 기지국에 송수신 활성화 지시 및 다른 후보 기지국들의 리스트를 전송한다(S1270).
소정의 후보 기지국은 서빙 기지국으로 RRC 연결 해제 요청을 전송한다(S1275). RRC 연결 해제 요청은 단말의 식별자를 포함할 수 있다.
서빙 기지국은 단말과의 RRC 연결을 해제한다(S1280).
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다. 상술된 내용과 중복되는 설명은 생략된다.
단말은 임시 서빙 기지국으로부터 MCS를 위한 시스템 정보를 수신한다(S1305). 단말은 임시 서빙 기지국에 RRC 연결 요청 메시지를 전송한다(S1310). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들에 부하 조회 요청(Load Query Request)를 전송한다(S1315). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들로부터 부하 조회 응답을 수신한다(S1320). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들의 부하 상태를 고려하여 다중-링크 연결 요청을 후보 기지국에 전송한다(S1325). 임시 서빙 기지국은 후보 기지국들로부터 다중-링크 연결 응답을 수신한다(S1330).
도 11의 실시예에서는 임시 서빙 기지국이 단말의 서빙 기지국이 되는 것이 아니라, 제1 후보 기지국이 단말의 서빙 기지국이 된다고 가정한다. 아울러, 후보 기지국들이 모두 다중-링크 연결 요청을 수락한 것을 가정한다. 따라서, 후보 기지국들은 단말의 대체링크 기지국들이 된다.
임시 서빙 기지국은 RRC 연결 설정 메시지을 단말에 전송한다(S1335). RRC 연결 설정 메시지는 제1 후보 기지국이 단말의 서빙 기지국임을 지시할 수 있다.
한편, 각 기지국들간의 동기가 서로 상이한 경우, 단말은 대체링크 또는 서빙링크 설정을 위하여 후보 기지국들과 동기화를 수행할 필요가 있다. 따라서, 단말은 대체링크 또는 서빙링크를 설정할 후보 기지국들로 단말 전용의 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다(S1340, S1355). 또한, 단말은 각 후보 기지국으로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지를 수신한다(S1345, S1360). 다만, 각 기지국들 간의 동기가 일치하는 경우, 동기화 과정은 생략될 수 있다.
단말은 RRC 연결 설정 완료 메시지를 임시 서빙 기지국이 아닌 제1 후보 기지국에 전송한다(S1350). 제1 후보 기지국과 단말의 RRC 연결이 설정된다. 제1 후보 기지국을 서빙 기지국으로 지칭한다.
단말은 무선 링크 품질 저하가 검출되면 RLQD 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S1365). 단말은 소정의 후보 기지국에 송수신 활성화 지시 및 다른 후보 기지국들의 리스트를 전송한다(S1370). 소정의 후보 기지국은 서빙 기지국으로 RRC 연결 해제 요청을 전송한다(S1375). 서빙 기지국은 단말과의 RRC 연결을 해제한다(S1380).
도 10 및 도 11의 실시예에서는 단말이 RLQD 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송하고, 단말이 송수신 활성화에 대한 지시를 대체링크 기지국으로 전송하였다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에 따르면 단말이 아니라 서빙 기지국이 송수신 활성화에 대한 지시를 대체링크 기지국으로 전송한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다. 상술된 내용과 중복되는 설명은 생략된다.
단말은 임시 서빙 기지국으로부터 MCS를 위한 시스템 정보를 수신한다(S1405). 단말은 임시 서빙 기지국에 RRC 연결 요청 메시지를 전송한다(S1410). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들에 부하 조회 요청(Load Query Request)를 전송한다(S1415). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들로부터 부하 조회 응답을 수신한다(S1420). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들의 부하 상태를 고려하여 다중-링크 연결 요청을 후보 기지국에 전송한다(S1425). 임시 서빙 기지국은 후보 기지국들로부터 다중-링크 연결 응답을 수신한다(S1430).
도 12의 실시예에서는 임시 서빙 기지국이 단말의 서빙 기지국이 된다고 가정한다. 아울러, 후보 기지국들이 모두 다중-링크 연결 요청을 수락한 것을 가정한다. 따라서, 후보 기지국들은 단말의 대체링크 기지국들이 된다.
임시 서빙 기지국은 RRC 연결 설정 메시지을 단말에 전송한다(S1435). 단말은 RRC 연결 설정 완료 메시지를 서빙 기지국에 전송한다(S1440).
만약, 각 기지국들간의 동기가 서로 상이한 경우, 단말은 대체링크 설정을 위하여 후보 기지국들과 동기화를 수행할 필요가 있다. 따라서, 단말은 대체링크를 설정할 후보 기지국들로 단말 전용의 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다(S1445, S1455). 또한, 단말은 각 후보 기지국으로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지를 수신한다(S1450, S1460). 다만, 각 기지국들 간의 동기가 일치하는 경우, S1445 내지 S1460 단계는 생략될 수 있다.
단말은 무선 링크 품질 저하가 검출되면 RLQD 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S1465).
서빙 기지국은 소정의 후보 기지국에 송수신 활성화 지시 및 다른 후보 기지국들의 리스트를 전송한다(S1470). 소정의 후보 기지국은 서빙 기지국으로 RRC 연결 해제 요청을 전송한다(S1475). 서빙 기지국은 단말과의 RRC 연결을 해제한다(S1480).
도 13는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 도시한다. 상술된 내용과 중복되는 설명은 생략된다.
단말은 임시 서빙 기지국으로부터 MCS를 위한 시스템 정보를 수신한다(S1505). 단말은 임시 서빙 기지국에 RRC 연결 요청 메시지를 전송한다(S1510). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들에 부하 조회 요청(Load Query Request)를 전송한다(S1515). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들로부터 부하 조회 응답을 수신한다(S1520). 임시 서빙 기지국은 각 후보 기지국들의 부하 상태를 고려하여 다중-링크 연결 요청을 후보 기지국에 전송한다(S1525). 임시 서빙 기지국은 후보 기지국들로부터 다중-링크 연결 응답을 수신한다(S1530).
도 13의 실시예에서는 임시 서빙 기지국이 아닌 제1 후보 기지국이 단말의 서빙 기지국이 된다고 가정한다. 아울러, 후보 기지국들이 모두 다중-링크 연결 요청을 수락한 것을 가정한다. 따라서, 후보 기지국들은 단말의 대체링크 기지국들이 된다.
한편, 각 기지국들간의 동기가 서로 상이한 경우, 단말은 대체링크 또는 서빙링크 설정을 위하여 후보 기지국들과 동기화를 수행할 필요가 있다. 따라서, 단말은 대체링크 또는 서빙링크를 설정할 후보 기지국들로 단말 전용의 랜덤 엑세스 프리엠블을 전송한다(S1540, S1555). 또한, 단말은 각 후보 기지국으로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지를 수신한다(S1545, S1560). 다만, 각 기지국들 간의 동기가 일치하는 경우, 동기화 과정은 생략될 수 있다.
임시 서빙 기지국은 RRC 연결 설정 메시지을 단말에 전송한다(S1535). 단말은 RRC 연결 설정 완료 메시지를 서빙 기지국인 제1 후보 기지국에 전송한다(S1550). 단말은 무선 링크 품질 저하가 검출되면 RLQD 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S1565).
서빙 기지국은 소정의 후보 기지국에 송수신 활성화 지시 및 다른 후보 기지국들의 리스트를 전송한다(S1570). 소정의 후보 기지국은 서빙 기지국으로 RRC 연결 해제 요청을 전송한다(S1575). 서빙 기지국은 단말과의 RRC 연결을 해제한다(S1580).
기존의 RLF 제어 방법으로는 대체 링크로의 신속한 전환이 불가능하였다. 반면 본 발명에서는 수신 신호품질이 나빠짐을 인지한 후에 링크전환을 위한 절차를 수행하는 것이 아니라, 수신 신호품질이 나빠지기 전에 미리 대체링크를 확보한다. 단말이 대체링크들에 대한 연결 설정 및 갱신을 주도함으로써, MCS들을 제공받기 위해 충분한 서비스 가용성을 보장받을 수 있다. 또한, 제안하는 방법을 통해 단말이 주변 채널 변화를 감지하고, 최적의 대체링크를 결정함으로써 짧은 지연 요구사항과 높은 신뢰도 요구사항을 동시에 만족할 시킬 수 있다. 이를 통해 RLF 에 빠르게 대처할 수 있고 고 신뢰도 연결성을 실현하며 MCS들을 제공받기 위한 데이터 레이트도 향상될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말과 기지국의 구조를 도시한 도면이다. 기지국은 고정 셀이거나 또는 이동 셀일 수 있다. 도 14에 도시된 단말과 기지국은 각각 상술된 방법들을 수행할 수 있다.
기지국(10)은, 수신기(11), 송신기(12), 프로세서(13), 메모리(14) 및 복수개의 안테나(15)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(15)는 MIMO 송수신을 지원하는 기지국을 의미한다. 수신기(11)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 송신기(12)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(13)는 기지국(10) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
기지국(10)의 수신기(11)는 백홀 링크의 수신기로 동작하거나 또는 엑세스 링크의 수신기로 동작할 수 있다. 송신기(12)는 백홀 링크의 송신기로 동작하거나 또는 엑세스 링크의 송신기로 동작할 수 있다.
기지국(10)의 프로세서(13)는 그 외에도 기지국(10)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(14)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
단말(20)은, 수신기(21), 송신기(22), 프로세서(23), 메모리(24) 및 복수개의 안테나(25)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(25)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말을 의미한다. 수신기(21)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 송신기(22)는 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(23)는 단말(20) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
단말(20)의 프로세서(23)는 그 외에도 단말(20)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(24)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술된 바와 같이 본 발명의 실시예들은 다양한 이동 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서의 임시(temporary) 서빙 기지국이 단말의 초기 접속(initial access)을 지원하는 방법에 있어서,
    초기 접속을 위하여 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정을 요청하는 단말이 소정의 서비스를 지원하는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 단말이 상기 소정의 서비스를 지원하는 경우, 상기 단말이 접속 가능한 후보 기지국들에 부하 상태(load status)에 대한 보고를 요청하는 단계;
    상기 후보 기지국들로부터 획득된 상기 부하 상태에 대한 보고에 따라서 상기 후보 기지국들에 상기 단말과의 다중 연결 설정을 요청하는 단계;
    상기 다중 연결 설정 요청에 대한 응답에 기초하여 상기 단말과 서빙 링크를 설정할 기지국을 결정하는 단계; 및
    상기 서빙 링크를 설정할 기지국에 대한 정보를 포함하는 RRC 연결 설정 응답 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 서비스에 대한 다수의 임계치들, 상기 소정의 서비스에 대한 다중 링크의 최대 개수 및 상기 임시 서빙 기지국의 이웃 기지국들의 리스트를 포함하는 시스템 정보를 브로드캐스팅 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 임계치들은,
    상기 서빙 링크를 대체할 제1 대체 링크가 탐색되는 상기 서빙 링크의 품질을 지시하는 제1 임계치;
    상기 서빙 링크의 RRC 연결이 해제되는 상기 서빙 링크의 품질을 지시하는 제2 임계치;
    상기 제1 대체 링크를 대체할 제2 대체 링크가 탐색되는 상기 제1 대체 링크의 품질을 지시하는 제3 임계치; 및
    상기 제1 대체 링크의 RRC 연결이 해제되는 상기 제1 대체 링크의 품질을 지시하는 제4 임계치 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 단말이 상기 소정의 서비스를 지원하는지 여부를 나타내는 지시자 및 상기 단말이 접속 가능한 상기 후보 기지국들의 리스트를 포함하는 RRC 연결 설정 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 후보 기지국들은 상기 임시 서빙 기지국이 전송한 상기 이웃 기지국들의 리스트에 기초하여 선택되는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 부하 상태에 대한 보고는,
    미래 시점에 대하여 예측된 상기 후보 기지국들의 부하 상태를 나타내는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 서빙 링크를 설정할 기지국을 결정하는 단계는,
    상기 다중 연결 설정 요청을 수락한 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 부하 상태가 가장 낮은 기지국이 상기 서빙 링크를 설정하는 것으로 결정하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 연결 설정 요청을 수락한 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 상기 서빙 링크를 설정할 기지국을 제외한 나머지 기지국들은, 유니캐스트 데이터 송수신의 비활성화 모드로 상기 단말과 대체 링크를 설정하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서빙 링크의 품질이 임계치 이하가 되면, 상기 단말의 요청 또는 상기 서빙 링크를 설정한 기지국의 요청에 따라서 상기 대체 링크의 유니캐스트 데이터 송수신이 활성화되는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 RRC 연결 설정 응답에 대한 상기 단말의 RRC 연결 설정 완료 메시지는 상기 단말과 상기 서빙 링크를 설정한 기지국으로 전송되는, 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서의 단말이 초기 접속(initial access)을 수행하는 방법에 있어서,
    임시(temporary) 서빙 기지국으로 상기 단말이 접속 가능한 후보 기지국들 및 상기 단말이 소정의 서비스를 지원함을 지시하는 지시자를 포함하는 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 임시 서빙 기지국과 상기 후보 기지국들 중 상기 서빙 링크를 설정할 기지국에 대한 정보를 포함하는 RRC 연결 설정 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 RRC 연결 설정 응답 메시지에 대한 응답으로서, RRC 연결 설정 완료 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 RRC 연결 설정 완료 메시지는, 상기 상기 임시 서빙 기지국과 상기 후보 기지국들 중 상기 서빙 링크를 설정할 기지국으로 전송되는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 서빙 링크를 설정할 기지국은,
    상기 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 부하 상태가 가장 낮은 기지국인, 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 후보 기지국들 및 상기 임시 서빙 기지국 중에서 상기 서빙 링크를 설정할 기지국을 제외한 나머지 기지국들과 유니캐스트 데이터 송수신의 비활성화 모드로 대체 링크를 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 서빙 링크의 품질이 임계치 이하가 되면, 상기 단말의 요청 또는 상기 서빙 링크를 설정한 기지국의 요청에 따라서 상기 대체 링크의 유니캐스트 데이터 송수신이 활성화되는, 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 단말의 초기 접속(initial access)을 지원하는 임시(temporary) 서빙 기지국에 있어서,
    초기 접속을 위하여 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정을 요청하는 단말이 소정의 서비스를 지원하는지 여부를 판단하고, 상기 단말이 상기 소정의 서비스를 지원하는 경우 상기 단말이 접속 가능한 후보 기지국들에 부하 상태(load status)에 대한 보고를 요청하고, 상기 후보 기지국들로부터 획득된 상기 부하 상태에 대한 보고에 따라서 상기 후보 기지국들에 상기 단말과의 다중 연결 설정을 요청하고, 상기 다중 연결 설정 요청에 대한 응답에 기초하여 상기 단말과 서빙 링크를 설정할 기지국을 결정하는 프로세서; 및
    상기 서빙 링크를 설정할 기지국에 대한 정보를 포함하는 RRC 연결 설정 응답 메시지를 상기 단말에 전송하는 송신기를 포함하는, 임시 서빙 기지국.
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