KR101752436B1 - 무선 액세스 혼잡 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 액세스 혼잡 제어 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 타겟 셀이 핸드오버를 지원하는 방법은, 소스 셀로부터 상기 타겟 셀로 핸드오버하는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 상기 타겟 셀에 의해 상기 소스 셀로부터 수신하는 단계; 및 상기 혼잡 제어 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 혼잡 제어를 상기 타겟 셀에 의해 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함할 수 있다.

Description

무선 액세스 혼잡 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING WIRELESS ACCESS CONGESTION}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 액세스 혼잡 제어 방법 및 장치에 대한 것이다.

최근의 무선 통신 시스템에서는 사용자의 데이터 이용량이 이전에 비하여 크게 증가하였다. 이동 통신 네트워크의 용량(capacity) 및 처리율(throughput)이 지속적이으로 향상되어 왔음에도 불구하고, 사용자의 이용 방식, 이용 지역, 이용 시간대 등에 따라 네트워크 혼잡(congestion)은 여전히 발생하고 있다. 예를 들어, 개별 사용자가 무선 자원을 많이 소모하는 서비스를 요청하는 경우, 특정 셀에 많은 사용자가 집중되는 경우 등에 네트워크 혼잡이 발생할 수 있으며, 밤 시간 보다는 일과 시간에 네트워크 혼잡이 발생할 가능성이 높을 수 있다. 네트워크 혼잡이 발생하는 경우 새로운 이용자가 네트워크를 이용할 수 없거나, 개별 사용자가 요구하는 처리율의 서비스를 제공받지 못하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

이러한 네트워크 혼잡을 제어(control)하기 위한 다양한 방안들이 논의되고 있다. 그러나, 기존에 제안된 혼잡 제어 방안은, 소정의 우선순위에 따라서 특정 사용자, 특정 베어러(bearer), 또는 특정 IP 플로우(internet protocol flow)를 차별(differentiation)적으로 지원하는 등의 해결책에 기반하는데, 이 경우에는 어떤 사용자는 오랜 시간 동안 서비스를 받지 못하는 문제(이를, 무선 자원에 대한 기근(starvation)이라고 칭할 수 있음)가 발생할 수 있다.

특히, 사용자의 이동으로 인하여 핸드오버가 발생하는 경우에 이러한 기근 문제가 해결되지 못할 수 있다. 코어 네트워크 기반의 혼잡 제어 방식에서는 무선 액세스 네트워크(RAN)에서 핸드오버가 발생하더라도 코어 네트워크의 관리 노드가 변경되는 것은 아니므로 혼잡 제어가 가능할 수 있지만, 기존에 제안된 RAN 기반의 혼잡 제어 방식에서는 핸드오버 시의 기근 문제를 해결하지 못하였다.

본 발명은 기근 문제와 불공정성(unfairness)을 해결할 수 있는 네트워크 혼잡 제어 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 타겟 셀이 핸드오버를 지원하는 방법은, 소스 셀로부터 상기 타겟 셀로 핸드오버하는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 상기 타겟 셀에 의해 상기 소스 셀로부터 수신하는 단계; 및 상기 혼잡 제어 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 혼잡 제어를 상기 타겟 셀에 의해 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 소스 셀이 핸드오버를 지원하는 방법은, 상기 소스 셀에 의해서 서빙되는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 상기 소스 셀에 의해서 타겟 셀로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 혼잡 제어 정보는 상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어에 이용될 수 있다. 상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 지원하는 타겟 셀 장치는, 송수신 모듈; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 소스 셀로부터 상기 타겟 셀로 핸드오버하는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 상기 소스 셀로부터 수신하도록 상기 송수신 모듈을 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 혼잡 제어 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 혼잡 제어를 수행하도록 설정될 수 있다. 상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 지원하는 소스 셀 장치는, 송수신 모듈; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 소스 셀에 의해서 서빙되는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 타겟 셀로 전송하도록 상기 송수신 모듈을 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 혼잡 제어 정보는 상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어에 이용될 수 있다. 상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 적용될 수 있다.

상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위가 저하된 데이터 전달 시간에 대한 정보, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 폐기된 패킷의 개수, 양 또는 레이트 중의 하나 이상을 나타내는 정보, 또는 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 폐기된 패킷의 개수, 양 또는 레이트 중의 하나 이상이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 나타내는 정보 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 지속된 경우, 상기 단말에 대해서 이전에 설정되어 있는 우선순위에 비하여 높은 우선순위를 부여하는 것을 포함할 수 있다.

상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 지속된 경우, 상기 단말에 대해서 이전에 설정된 최대 비트 레이트 이상의 비트 레이트를 허용하는 것을 포함할 수 있다.

상기 혼잡 제어 정보는, X2 핸드오버 과정 중에 상기 소스 셀이 상기 타겟 셀에게 전송하는 메시지에 포함될 수 있다.

상기 혼잡 제어 정보는, 핸드오버 요청 메시지 또는 SN(Sequence Number) 상태 전달 메시지 중의 하나 이상에 포함될 수 있다.

상기 혼잡 제어 정보는, S1 핸드오버 과정 중에 상기 소스 셀이 상기 타겟 셀에게 전송하는 메시지에 포함될 수 있다.

상기 혼잡 제어 정보는, 핸드오버 요청됨을 나타내는 메시지, eNodeB 상태 전달 메시지, 또는 UE(User Equipment) 콘텍스트 해제 완료 메시지 중의 하나 이상에 포함될 수 있다.

상기 혼잡 제어 정보는, 상기 단말의 하나 이상의 베어러의 각각에 대한 혼잡 제어 정보를 포함할 수 있다. 상기 타겟 셀에 의한 혼잡 제어는, 상기 하나 이상의 베어러의 각각에 대해서 수행될 수 있다.

상기 혼잡 제어 정보는, 상기 단말의 특정 베어러의 하나 이상의 플로우 각각에 대한 혼잡 제어 정보를 포함할 수 있다. 상기 타겟 셀에 의한 혼잡 제어는, 상기 하나 이상의 플로우의 각각에 대해서 수행될 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

본 발명에 따르면 기근 문제와 불공정성(unfairness)을 해결할 수 있는 네트워크 혼잡 제어 방안이 제공될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 무선 통신 시스템의 일례로서 EPC에 연결된 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 종래 기술에 따른 혼잡 상황의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7에서는 종래 기술에 따른 혼잡 상황의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 X2 핸드오버의 경우에서의 혼잡 제어 방안을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 S1 핸드오버의 경우에서의 혼잡 제어 방안을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 방안이 적용되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일례에 따른 단말 장치 및 네트워크 노드 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 계열 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 관련하여 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 다양한 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 문서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.

- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술.

- EPS(Evolved Packet System): IP 기반의 packet switched 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE, UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.

- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.

- eNodeB: LTE의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.

- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. UE는 LTE와 같은 3GPP 스펙트럼(spectrum) 및/또는 WiFi, 공공 안전(Public Safety)용 스펙트럼과 같은 비-3GPP 스펙트럼으로 통신이 가능한 UE이다.

- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE와 코어 네트워크 사이에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.

- RANAP(RAN Application Part): RAN과 코어 네트워크의 제어를 담당하는 노드(MME(Mobility Management Entity)/SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)/MSC(Mobiles Switching Center)) 사이의 인터페이스.

- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.

- HNB(Home NodeB): UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 커버리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적인 사항은 표준문서 TS 25.467을 참조할 수 있다.

- HeNodeB(Home eNodeB): E-UTRAN(Evolved-UTRAN) 커버리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적인 사항은 표준문서 TS 36.300을 참조할 수 있다.

- CSG(Closed Subscriber Group): H(e)NB의 CSG의 구성원으로서 PLMN(Public Land Mobile Network) 내의 하나 이상의 CSG 셀에 액세스하는 것이 허용되는 가입자 그룹.

- PDN(Packet Data Network) 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는 UE와 APN(Access Point Name)으로 표현되는 PDN 간의 논리적인 연결.

EPC(Evolved Packet Core)

도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.

EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 능력을 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.

구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 능력(capability)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.

EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.

SGW(또는 S-GW)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.

PDN GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.

도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.

MME는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.

SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.

ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.

또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.

도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDNGW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDNGW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.

도 2는 무선 통신 시스템의 일례로서 EPC에 연결된 E-UTRAN 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. EPS(Evolved Packet System)는 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 EPS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 EPS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 2를 참조하면, EPS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

최근 3GPP는 LTE에 대한 후속 기술에 대한 표준화 작업을 진행하고 있다. 본 명세서에서는 상기 기술을 'LTE-A'라고 지칭한다. LTE-A 시스템은 최대 100MHz의 광대역을 지원할 것을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 복수의 주파수 블록을 사용하여 광대역을 달성하는 반송파 병합(carrier aggregation; CA) 기술을 사용하도록 하고 있다. CA는 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 주파수 블록을 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하도록 한다. 각 주파수 블록의 대역폭은 LTE 시스템에서 사용되는 시스템 블록의 대역폭에 기초하여 정의될 수 있다. 각각의 주파수 블록은 콤포넌트 캐리어(CC) 또는 셀(Cell)이라고 칭할 수 있다.

도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 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. 송신 측과 수신 측의 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)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 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 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 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, 단말에서 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 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 서치(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 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, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 서치 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 서치를 마친 단말은 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 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 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 단말은 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 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.

한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 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, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.

도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 5를 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(또는 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.

정규 CP(normal cyclic prefix)의 경우에 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13 내지 11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용될 수 있다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.

PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.

PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송 형식 정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

또한, 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다.

종래의 혼잡 제어 방안

네트워크 혼잡 제어 방안의 하나로서, 3GPP 시스템 구조에 대한 표준화 회의에서는 사용자 평면 혼잡 관리(User Plane Congestion Management; UPCON)라고 칭하는 기술에 대해 논의되고 있다. 구체적인 사항은 TS(Technical Specification) 22.805 문서 및 TR(Technical Report) 23.705 문서를 참조할 수 있다.

UPCON은 코어 네트워크가 RAN 구간의 혼잡 상태를 인지하면, 코어 네트워크 측에서 해당 단말 혹은 서비스에 대한 정책 규칙(Policy Rule)을 변경하여 QoS(Quality of Service) 등급을 낮추거나, 동일 베어러 (QoS별로 베어러가 생성 가능함) 내에 속하는 IP 플로우들의 우선순위를 표시(marking)하는 방법을 통해 혼잡 제어를 하는 방안이라고 요약할 수 있다. 예를 들어, 단말 별로 우선 순위를 할당하거나, 동일한 하나의 단말 내에서도 베어러 별로 우선 순위를 할당하거나, 동일한 하나의 베어러 내에서도 IP 플로우 별로 우선 순위가 할당될 수도 있다. 이에 따라, 혼잡이 발생하면 우선순위가 높은 것부터 차별적으로 지원하고, 우선순위가 낮은 것은 반대로 자원 할당의 양 또는 주기를 낮출 수 있다.

구체적으로, UPCON은 개별 사용자에 대한 가입 등급(Subscription Class) (예를 들어, 프리미엄, 골드, 실버 등의 등급으로 구분)을 정의하거나, 패킷 서비스 별로 우선순위를 정해서 특정 서비스(예를 들어, 서드파티(third party) 서비스)에 대한 우선순위는 낮추는 등의 방식을 통해, 혼잡 발생시에 우선순위가 높은 사용자 또는 서비스에 대한 품질을 유지하도록 하는 방식을 사용한다. 즉, 혼잡 상황이 발생하는 경우, 특정 사용자 또는 특정 서비스의 성능을 감소시킴으로써, 상대적으로 주요 사용자 또는 주요 서비스의 성능 감소를 최소화하는 방안이라고 할 수 있다.

이러한 사용자 차별화 또는 서비스 차별화 방안에 따르면, 특정 사용자 또는 특정 서비스에 대해서 오랜 시간 동안 자원이 할당되지 않아서(즉, 차별이 누적되어서), 데이터 누락(data dropping) 또는 기근(starvation)을 경험할 수도 있다.

이하에서는 종래의 혼잡 제어 방안에 따른 문제점에 대해서 구체적으로 살펴본다.

종래의 혼잡 제어 방안에 따르면, 셀룰러 네트워크의 혼잡은 다양한 방법으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 혼잡 상황에 따라서 액세스를 제외(barring)시킬 수도 있고, 서비스 중인 콜(call) 누락(drop)시키거나, 설정되어 있는 베어러를 해제(release)할 수도 있다. 현재 논의 중인 UPCON 기술은 가입 정보나 서비스 별로 보다 유연하게 혼잡 상황을 제어하기 위해서 제안되었고, 네트워크 기반 혼잡 저감(Network based congestion mitigation), RAN 기반 혼잡 저감, 단말(UE) 기반 혼잡 저감 방안에 대해서 논의되고 있다.

네트워크 기반 혼잡 저감은, 네트워크(즉, 코어 네트워크)의 노드가 RAN의 노드(예를 들어, eNB)로부터 혼잡 상황을 보고 받으면, 정책 제어 또는 P-GW의 패킷 누락 등을 통해서 코어 네트워크 측에서 RAN의 혼잡을 해결하는 방안을 의미한다. 네트워크 기반 혼잡 저감 및 RAN 기반 혼잡 저감의 경우, 해당 사용자의 가입 등급 및 사용 중인 패킷 플로우의 종류 등에 따라서, 혼잡 발생 시에 차별화된 혼잡 제어를 받을 수 있다. 한편, 특정 단말 또는 특정 패킷 플로우에 대해서 오랜 시간 동안 서비스가 제공되지 않는 기근(starvation)에 대한 제어는 표준화 회의에서 해결 방안을 정의하지는 않고, 네트워크 사업자나 제조사의 구현(implementation)시에 해결할 문제로 명시된 상태이다.

네트워크 기반 혼잡 저감의 경우에는 혼잡을 관리하는 주체가 코어 네트워크이기 때문에, 단말의 이동과 상관 없이 지속적인 QoS 제어가 가능하므로 기근 문제를 제어할 수 있다고 기대된다.

한편, RAN 기반 혼잡 저감의 경우에는 eNB의 제어에 따라서 단말에 대한 무선 자원(예를 들어, 하향링크 자원)의 할당이 가능하다. 예를 들어, 어떤 단말이 혼잡 상황에서 낮은 우선순위 또는 등급에 따라서 무선 자원을 할당받지 못하고 있던 상태에서, 해당 단말이 다른 셀(또는 다른 eNB)로 이동하는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, 혼잡 저감에 따른 무선 자원 할당에 대한 정보가 셀간에 (또는 eNB 간에) 공유되지 않으면, 해당 단말에 대한 기근 문제가 커질 수 있다. 만약 단말이 하나의 셀(또는 eNB)에 의해서만 지속적으로 제어되는 경우에는, 기근을 겪을 가능성이 있는 단말에게 가끔씩(또는 주기적으로) 자원을 할당하는 보상을 해 줄 수 있지만, 단말이 이동하는 경우 자원 할당 정보가 공유되지 않는다면, 단말이 이동해 간 새로운 셀(또는 eNB)에서는 해당 단말에게 자원을 할당하지 않을 수도 있다.

도 6은 종래 기술에 따른 혼잡 상황의 일례를 나타내는 도면이다.

도 6의 예시를 통하여 종래의 혼잡 제어 방식에 따르는 경우, 특정 단말에 대한 기근 관리가 안되는 경우를 설명한다. 도 6에서와 같이 단말 A가 Cell 1에서 Cell 2로 이동하는 경우를 가정할 수 있다. Cell 1의 혼잡 상황으로 인해서 오랜 시간 동안 우선순위에서 밀리는 단말 A에 대한(또는 단마리 A의 특정 베어러 또는 특정 패킷 플로우)에 대한 자원이 할당되지 않은 경우를 가정한다. 이 때, 단말 A가 이동하여 새로운 Cell 2의 커버리지로 들어갈 수 있는데, Cell 2 역시 혼잡 상황인 경우를 가정한다. Cell 2로 단말이 이동했을 때에 기존의 Cell 1에서의 자원 할당 히스토리를 Cell 2가 알지 못하기 때문에, Cell 2는 단말 A가 기근을 겪는다는 것을 알 수 없고 이를 관리(예를 들어, 단말 A에 대해서 자원 할당)할 수 없게 된다.

도 7에서는 종래 기술에 따른 혼잡 상황의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 7의 예시를 통하여 종래의 혼잡 제어 방식에 따르는 경우, 특정 단말에 대한 불공정성(unfairness) 문제가 발생하는 경우를 설명한다. 도 7에서와 같이 단말 A는 혼잡 상황인 Cell 1에서 역시 혼잡 지역인 Cell 2로 이동하고, 단말 B는 혼잡하지 않은(즉, 정상) 지역인 Cell 3에서 혼잡 지역인 Cell 2로 이동하는 경우를 가정한다. 또한, 단말 A와 단말 B가 동일한 가입 등급을 가지고, 현재 동일한 애플리케이션에 대해서 서비스를 요구하는 것으로 가정한다. 이에 따라, Cell 2에서는 혼잡 상황으로 인한 혼잡 제어가 필요하므로, 단말 A 및 B 모두 혼잡 제어 대상에 포함될 수 있다 (예를 들어, 다른 단말들에 비하여 자원 할당의 우선순위가 밀릴 수 있다). 공정성을 위해서는 단말 A 및 B가 비슷한 정도의 처리율 저하를 겪어야 하겠지만, 종래 기술에 따르면 이러한 공정성을 기대할 수 없게 된다. 예를 들어, 단말 A는 혼잡 상태인 Cell 1에서도 이미 자원 할당의 우선순위에서 밀려서 상당한 처리율 저하를 겪은 상태일 수 있고, 단말 B는 혼잡하지 않은 Cell 3에서 정상적인 서비스를 받은 상태일 수 있다. 그러나, Cell 2는 이웃 셀에서의 혼잡 제어 정보(또는 해당 단말에 대한 혼잡 제어 히스토리)를 알 수 없기 때문에, Cell 2가 단말 A와 단말 B 중에서 임의로 어느 하나의 단말(예를 들어, 단말 B)에게 자원 할당을 하는 경우, 단말 A는 단말 B와 동일한 가입 등급을 가지고 동일한 애플리케이션을 서비스 받으면서도 단말 B에 비하여 낮은 처리율로 서비스 받거나 더 높은 수준의 기근을 경험하게 되므로, 불공정성의 문제가 발생할 수도 있다. 또한, Cell 2가 단말 A와 단말 B에 대해서 동일한 정도의 우선 순위에 따른 자원 할당을 수행하는 경우, 오히려 단말 A는 단말 B와 동일한 가입 등급을 가지고 동일한 애플리케이션을 서비스 받으면서도 Cell 1와 Cell 2를 거치면서, Cell 3과 Cell 2를 거치는 단말 B에 비하여 낮은 처리율로 서비스 받거나 더 높은 수준의 기근을 경험하게 되므로, 불공정성의 문제가 발생할 수도 있다.

따라서, 본 발명에서는, 우선순위에 따라서 혼잡을 제어하는 기본적인 방식은 유지하더라도, 상대적으로 차별을 당하는 사용자 또는 서비스에 대해서 보상하는(즉, 기근 또는 불공정성의 발생을 최소화하는) 방안을 제안한다.

개선된 혼잡 제어 방안

본 발명에서는 RAN 구간에서 사용자 평면 혼잡 제어의 개선 방안에 대해서 제안한다. 특히, 단말이 다른 셀로 이동하는 경우(또는 핸드오버 상황에서) RAN 기반 사용자 평면 혼잡 제어에 대한 새로운 방안에 대해서 제안한다.

본 발명에 따르면, 단말이 셀간 핸드오버하는 경우에 대한 혼잡 제어 개선 방안으로서, 핸드오버의 소스(source) 셀/eNB (또는 제 1 셀/eNB)이 핸드오버하는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를 타겟(target) 셀/eNB (또는 제 2 셀/eNB)에게 알려주는 것을 제안한다. 이에 따라, 전술한 기근 문제와 불공정성 문제를 해결할 수 있다.

예를 들어, 특정 단말에 대한 데이터 전달(data delivery) 정보를 셀간 이동시에도 지속적으로 관리되도록 (또는 셀 간 공유되도록) 함으로써, 오랜 시간 동안 서비스를 받지 못하는 기근 문제를 해결(예를 들어, 도 6의 예시의 문제 해결)할 수 있고 , 동일한 등급 또는 우선순위의 단말들에 대한 불공정성 문제를 해결(예를 들어, 도 7의 예시에서 혼잡 셀에서 이동해 온 단말 A 보다 정상 셀에서 이동해 온 단말 B에게 서비스 우선순위를 낮게 부여하여 결과적으로 공정성이 확보되도록, 또는 혼잡 셀에서 이동해 온 단말 A에게 정상 셀에서 이동해 온 단말 B에 비하여 서비스 우선순위를 높게 부여하여 결과적으로 공정성이 확보되도록)할 수도 있다.

이러한 혼잡 제어 정보는, 해당 단말, 해당 단말의 특정 베어러, 또는 특정 베어러에 속한 특정 플로우에 대해서, 혼잡 제어가 적용됨으로써 서비스 우선순위가 낮아졌는지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 그 외에도, 혼잡 제어 정보는 다음과 같은 정보 중의 하나 이상을 추가적으로 포함할 수 있다: 특정 단말/베어러/플로우에 대해서 차별된(또는 낮은 우선순위가 부여된) 데이터 전달 시간(differed data delivery time) 정보, 단말/베어러/플로우에 대해서 폐기된 패킷(discarded packet)의 개수 또는 양에 대한 정보, 단말/베어러/플로우에 대해서 폐기된 패킷의 개수 또는 양의 합이 소정의 임계치 이상 또는 초과인지 여부를 나타내는 정보, 단말/베어러/플로우에 대해서 폐기된 패킷의 개수 또는 양의 합에 대한 레벨(level)을 나타내는 정보.

단말이 이동해 간 타겟 셀이 혼잡 상태인 경우, 해당 타겟 셀은 서빙 셀로 부터 제공 받은 혼잡 제어 정보를 이용하여, 이동해 온 해당 단말에 대한(또는 해당 단말의 특정 베어러/특정 플로우에 대한) 혼잡 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼잡 제어 정보를 고려하여 기근이 예상되는 단말/베어러/플로우에게는 원래의 서비스 우선순위에 비하여 높은 우선순위를 부여할 수도 있다. 또는, 상기 혼잡 제어 정보를 고려하여 다른 단말/베어러/플로우에 비하여 불공정하게 서비스받을 것이 예상되는 단말/베어러/플로우에게는 원래의 서비스 우선순위에 비하여 높은 우선순위를 부여할 수도 있다. 또는, 혼잡 제어 정보를 고려하여 기근 또는 불공정한 서비스가 예상되는 단말/베어러/플로우 이외의 다른 단말/베어러/플로우에게 원래의 서비스 우선순위에 비하여 낮은 우선순위를 부여함으로써, 기근 또는 불공정성을 방지할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일례에 따른 X2 핸드오버의 경우에서의 혼잡 제어 방안을 설명하기 위한 도면이다.

도 8의 예시에 따른 흐름도는 MME-내(intra-MME) 또는 SGW-내(intra-SGW) 핸드오버 절차의 세부적인 단계에 대해서 설명한다.

도 8의 단계 0에서 소스 eNB의 UE 콘텍스트(context)는 액세스 제한에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 이러한 정보는 단말의 연결 수립(connection establishment) 또는 마지막 트래킹영역(TA) 업데이트 시에 제공된 것일 수 있다.

도 8의 단계 1에서 소스 eNB는 액세스 제한 정보에 따라서 UE에게 측정(measurement) 수행에 대한 설정 정보를 제공할 수 있다.

또한, 소스 eNB는 UE가 측정을 수행 중에 UE와 패킷을 송수신할 수도 있고, 이를 코어 네트워크로부터 전달받거나 코어 네트워크로 전달할 수 있다. 또한, 소스 eNB는 UE에게 상향링크 자원을 할당(UL 할당)할 수도 있다.

도 8의 단계 2에서 UE는 소스 eNB에게 측정 보고를 전송할 수 있다.

도 8의 단계 3에서 소스 eNB는 측정 보고 및 RRM(radio resource management) 정보에 기초하여 UE를 핸드오버할 것으로 결정할 수 있다.

도 8의 단계 4에서 소스 eNB는 핸드오버 요청 메시지를 타겟 eNB로 보낼 수 있다. 여기서, 소스 eNB는 타겟 eNB 측에서 핸드오버를 준비하기 위해 필요한 정보(예를 들어, 소스 eNB에서의 UE X2 시그널링 콘텍스트 레퍼런스, UE S1 EPC 시그널링 콘텍스트 레퍼런스, 타겟 셀 ID, 소스 eNB에서의 해당 UE의 C-RNTI 등을 포함하는 RRC 콘텍스트, E-RAB(EUTRAN Radio Access Bearers) (S1 베어러와 대응하는 데이터 무선 베어러 사이의 연결을 식별하는 정보) 등)를 전달해 줄 수 있다.

추가적으로, 본 발명에서 제안하는 소스 eNB의 혼잡 제어 정보가 상기 핸드오버 요청 메시지에 포함될 수도 있다. 이 경우, 핸드오버 요청 메시지 내의 베어러 관련 정보에 상기 혼잡 제어 정보가 포함될 수 있어서, 베어러 별 혼잡 제어 정보가 타겟 eNB에게 제공될 수 있다.

도 8의 단계 5에서, 타겟 eNB는 수신된 E-RAB QoS 정보 등에 기초하여 성공적인 핸드오버가 가능하지 판단하는 등의 승인 제어를 수행할 수 있다.

도 8의 단계 6에서 타겟 eNB는 핸드오버를 준비하고 핸드오버 요청 ACK(Acknowledge) 메시지를 소스 eNB로 전송할 수 있다.

또한, 소스 eNB는 핸드오버 준비 중에도 UE에게 하향링크 자원을 할당(DL 할당)할 수 있다.

도 8의 단계 7에서 소스 eNB로부터 UE에게 핸드오버 수행을 위한 RRC 메시지(예를 들어, mobilityControlInformation를 포함하는 RRCConnectionReconfiguration 메시지)를 전송할 수 있다. 이러한 RRC 메시지는 타겟 eNB에 의해서 생성된 것이며, 이 메시지로부터 UE는 필요한 파라미터(예를 들어, 새로운 C-RNTI, 타겟 eNB 보안 알고리즘 식별자 등)을 수신할 수 있다. 또한, 이 메시지를 수신하여 UE는 소스 eNB에 의해서 핸드오버를 수행할 것으로 명령(command)을 받게 된다.

이에 따라, UE는 이전 셀에서 디태치하고 새로운 셀에 대한 동기화를 수행할 수 있다. 또한, 소스 eNB는 진행 중인 패킷에 대한 버퍼된 데이터를 타겟 eNB로 전달하여 줄 수 있다.

도 8의 단계 8에서 소스 eNB는 타겟 eNB에게 시퀀스 번호(SN) 상태 전달(SN STATUS TRANSFER) 메시지를 전송할 수 있다. 이는 E-RAB들의 상향링크 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) SN 수신기 상태 및 하향링크 PDCP SN 송신기 상태를 전달하는 메시지이다.

추가적으로, 본 발명에서 제안하는 소스 eNB의 혼잡 제어 정보가 상기 SN 상태 전달 메시지에 포함될 수도 있다. 이 경우, 소스 eNB의 최신의 혼잡 제어 정보를 타겟 eNB에게 알려줄 수 있는 장점이 있다.

또한, 소스 eNB는 타겟 eNB에게 데이터를 전달할 수 있고, 타겟 eNB는 소스 eNB로부터 수신된 데이터 패킷을 버퍼링할 수 있다.

도 8의 단계 9에서 UE는 상기 단계 7에서 RRC 메시지를 수신한 후에, 타겟 eNB에 대한 동기화를 수행(예를 들어, RACH를 통해서 타겟 셀에 액세스)할 수 있다.

도 8의 단계 10에서 타겟 eNB는 UL 할당 및 UE에 대한 타이밍 어드밴스(TA) 정보를 제공할 수 있다.

도 8의 단계 11에서 UE가 타겟 eNB에 성공적으로 액세스하면, UE는 RRC 메시지(예를 들어, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지)를 보내서 핸드오버를 확인할 수 있다. 이에 따라, 타겟 eNB는 UE에게 데이터 송신을 시작할 수 있다.

이러한 핸드오버 준비(handover preparation) 및 핸드오버 실행(handover execution) 단계를 마치면, 후속하여 핸드오버 완료(handover completion) 단계가 타겟 eNB와 코어 네트워크(MME 또는 SGW)와 소스 eNB 간에 수행될 수 있으며, 본 문서에서는 이에 대한 내용은 설명이 간명함을 위하여 생략한다.

전술한 바와 같이, X2 핸드오버의 경우에는 본 발명에서 제안하는 소스 eNB의 혼잡 제어 정보를 핸드오버 요청 메시지(도 8의 단계 4) 또는 SN 상태 전달 메시지(도 8의 단계 8)에 포함시켜 타겟 eNB에게 제공할 수 있다. 또는, X2 핸드오버 시에 혼잡 제어 정보 전달을 위한 새로운 메시지가 정의 및 이용될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일례에 따른 S1 핸드오버의 경우에서의 혼잡 제어 방안을 설명하기 위한 도면이다.

도 9에서는 UE가 PDN GW, 소스 SGW, 소스 eNB를 통하여 제공되는 하향링크 사용자 평면 데이터를 소스 eNB로부터 수신하는 것을 보여준다.

도 9의 단계 1에서 소스 eNB는 타겟 eNB으로의 S1을 통한 리로케이션(relocation)을 트리거하기로 (즉, S1-기반 핸드오버를 개시하기로) 결정할 수 있다. 이는 타겟 eNB에 대한 X2 연결이 없는 경우, X2-기반 핸드오버가 성공하지 못한 후에 타겟 eNB로부터의 에러 지시가 수신된 경우 등에 수행될 수 있다.

도 9의 단계 2에서, 소스 eNB는 핸드오버 요구됨(handover requried)을 나타내는 메시지를 소스 MME에게 전송할 수 있다. 소스 eNB는 어떤 베어러가 데이터 전달의 대상이 되는 것인지를 알려줄 수 있다.

추가적으로, 본 발명에서 제안하는 소스 eNB의 혼잡 제어 정보가 상기 핸드오버 요구됨을 나타내는 메시지에 포함되어 MME(들)을 통하여 타겟 eNB에게 전달될 수 있다.

도 9의 단계 3에서 소스 MME는 타겟 MME를 선택하고, MME를 리로케이트할 것으로 결정하면 전달 리로케이션 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 타겟 MME로 전송할 수 있다.

도 9의 단계 4에서 MME가 리로케이트되면, 타겟 MME는 소스 SGW가 UE를 계속하여 서빙하고 있는지를 확인할 수 있다. 그렇지 않다면, 타겟 MME는 새로운 SGW(즉, 타겟 SGW)를 선택하고 세션 생성 요청(create session request) 메시지를 타겟 SGW로 전송할 수 있다. 단계 4a에서 타겟 SGW는 이에 응답하여 세션 생성 응답(create session response) 메시지를 타겟 MME로 전송할 수 있다. 만약 MME가 리로케이트되지 않으면 서빙 MME가 이러한 동작 및 이하의 동작을 수행할 수 있다. 만약 소스 SGW가 계속하여 UE를 서빙 중이라면, 단계 4 및 4a는 수행되지 않을 수 있다. 이 경우, 타겟 SGW는 소스 SGW와 동일하다.

도 9의 단계 5에서 타겟 MME는 핸드오버 요청 메시지를 타겟 eNB로 전송할 수 있고, 단계 6에서 타겟 eNB는 타겟 MME로 핸드오버 요청 ACK 메시지를 전송할 수 있다.

도 9의 단계 6에서, 만약 SGW가 리로케이트되고 간접 전달(indirect forwarding)이 적용되는 경우, 타겟 MME는 간접 데이터 전달 터널 생성 요청(Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request)을 타겟 SGW로 전송함으로써 전달 파라미터를 설정할 수 있다. 단계 6a에서는 이에 응답하여 타겟 SGW가 타겟 MME로 간접 데이터 전달 터널 생성 응답(Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response) 메시지를 전송할 수 있다.

도 9의 단계 7에서 MME가 리로케이트된 경우, 타겟 MME는 전달 리로케이션 응답(Forward Relocation Response) 메시지를 소스 MME에게 전송할 수 있다.

도 9의 단계 8에서, 간접 전달(indirect forwarding)이 적용되는 경우, 소스 MME는 간접 데이터 전달 터널 생성 요청(Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request)을 소스 SGW로 전송할 수 있다. 단계 8a에서는 이에 응답하여 소스 SGW가 소스 MME로 간접 데이터 전달 터널 생성 응답(Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response) 메시지를 전송할 수 있다.

도 9의 단계 9에서 소스 MME는 핸드오버 명령 메시지를 소스 eNB에게 전송할 수 있고, 단계 9a에서 소스 eNB는 UE에게 핸드오버 명령 메시지를 전달할 수 있다. 이를 수신한 UE는, 타겟 셀에서 대응하는 EPS 무선 베어러를 수신하지 못한 EPS 베어러는 제거할 수 있다.

도 9의 단계 10에서 소스 eNB는 eNB 상태 전달 메시지를 MME(들)을 통하여 타겟 eNB로 전송할 수 있다.

추가적으로, 본 발명에서 제안하는 소스 eNB의 혼잡 제어 정보가 상기 eNB 상태 전달 메시지에 포함되어 MME(들)을 통하여 타겟 eNB에게 전달될 수 있다.

도 9의 단계 10a에서 MME 리로케이션이 있으면 소스 MME는 eNB 상태 정보를 타겟 MME에게 액세스 콘텍스트 전달 통지(Forward Access Context Notification) 메시지를 통해서 전송할 수 있다. 이에 응답하여 단계 10b에서 타겟 MME는 소스 MME에게 액세스 콘텍스트 전달 ACK(Forward Access Context Acknowledge) 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 단계 10c에서 타겟 MME는 타겟 eNB에게 MME 상태 전달 메시지를 통해서 상기 정보를 전달할 수 있다.

도 9의 단계 11에서 소스 eNB는 데이터 전달의 대상이 되는 베어러들에 대해서 타겟 eNB에게 하향링크 데이터의 전달을 시작할 수 있다. 이는 단계 11a의 직접 데이터 포워딩 또는 단계 11b의 간접 데이터 포워딩으로 수행될 수 있다.

또한, UE는 이전 셀에서 디태치하고 새로운 셀에 대한 동기화를 수행할 수 있다.

도 9의 단계 12에서 UE가 타겟 셀에 성공적으로 동기화를 수행하였다면, 핸드오버 확인(handover confirm) 메시지를 타겟 eNB로 전송할 수 있다. 이후, 소스 eNB로부터 전달된 하향링크 데이터가 타겟 eNB로부터 UE에게 전송될 수 있다. 또한, UE로부터의 상향링크 사용자 평면 데이터가 타겟 eNB로 전송되어, 타겟 SGW 및 PDN GW로 전달될 수 있다.

도 9의 단계 13에서 타겟 eNB는 핸드오버 통지(handover notify) 메시지를 타겟 MME로 전송할 수 있다.

도 9의 단계 14a에서 MME가 리로케이트된 경우 타겟 MME는 전달 리로케이션 완료 통지(Forward Relocation Complete Notification) 메시지를 소스 MME에게 전송할 수 있다. 단계 14b에서 소스 MME는 이에 응답하여 전달 리로케이션 완료 ACK 메시지를 타겟 MME로 전송할 수 있다.

MME가 리로케이트되는지 여부와 무관하게, 소스 MME에서는 소스 eNB의 자원을 (만약 SGW가 리로케이트되면 소스 SGW의 자원도) 언제 해제(release)할 것인지를 관리하기 위한 타이머가 시작된다.

도 9의 단계 15에서 타겟 MME는 PDN 연결 별로 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 타겟 SGW에게 전송할 수 있다.

도 16의 단계 16a에서 SGW가 리로케이트된 경우, 타겟 SGW는 PDN 연결 별로 베어러 수정 요청 메시지를 PDN GW로 전송할 수 있다. PDN GW는 자신의 콘텍스트 필드를 업데이트하고, 단계 16b에서 베어러 수정 응답 메시지를 타겟 SGW에게 전송할 수 있다.

도 9의 단계 17에서 타겟 SGW는 베어러 수정 응답 메시지를 타겟 MME에게 전송할 수 있다.

이후, UE는 PDN GW, 타겟 SGW, 타겟 eNB를 통하여 제공되는 하향링크 사용자 평면 데이터를 타겟 eNB로부터 수신할 수 있다.

도 9의 단계 18에서 UE는 트래킹 영역 업데이트(Tracking Area Update; TAU)의 트리거 조건이 만족되면 TAU 과정을 수행할 수 있다.

도 9의 단계 19a에서는 상기 단계 14에서 시작된 타이머가 만료되는 경우, 소스 MME가 UE 컨텍스트 해제 명령(UE Context Release Command) 메시지를 소스 eNB로 전송할 수 있다. 이에 따라 소스 eNB는 해당 UE에 관련된 자원을 해제하고, 단계 19b에서 UE 컨텍스트 해제 완료(UE Context Release Complete) 메시지를 소스 MME에게 전송할 수 있다.

추가적으로, 본 발명에서 제안하는 소스 eNB의 혼잡 제어 정보가 상기 UE 컨텍스트 해제 완료에 포함되어 MME(들)을 통하여 타겟 eNB에게 전달될 수 있다.

또한, 상기 단계 14에서 시작된 타이머가 만료되고 소스 MME가 전달 리로케이션 응답 메시지를 통해서 SGW 변경 지시를 수신하는 경우, 단계 19c에서 세션 삭제 요청(Delete Session Request) 메시지를 소스 SGW로 전송함으로써 EPS 베어러 자원을 삭제할 수 있다. 단계 19d 에서 소스 SGW는 이에 응답하여 세션 삭제 응답 메시지를 소스 MME로 전송할 수 있다.

도 9의 단계 20a에서 간접 전달이 사용되고 소스 MME에서 단계 14에서 시작된 타이머가 만료되는 경우, 소스 MME는 간접 데이터 전달 터널 삭제 요청(Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request) 메시지를 소스 SGW로 전송할 수 있다. 단계 20b에서 이에 응답하여 소스 SGW는 간접 데이터 전달 터널 삭제 응답(Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response) 메시지를 소스 MME로 전송할 수 있다.

도 9의 단계 21a에서 간접 전달이 사용되고 SGW가 리로케이트된 경우, 상기 단계 14에서 소스 MME에서 시작된 타이머가 만료되면, 타겟 MME는 간접 데이터 전달 터널 삭제 요청(Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request) 메시지를 타겟 SGW로 전송할 수 있다. 단계 21b에서 이에 응답하여 타겟 SGW는 간접 데이터 전달 터널 삭제 응답(Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response) 메시지를 타겟 MME로 전송할 수 있다.

전술한 바와 같이, S1 핸드오버의 경우에는 본 발명에서 제안하는 소스 eNB의 혼잡 제어 정보를 핸드오버 요청됨을 나타내는 메시지(도 9의 단계 2) 또는 eNB 상태 전달 메시지(도 9의 단계 10) 또는 UE 콘텍스트 해제 완료 메시지(도 9의 단계 19b) 등에 포함시켜 타겟 eNB에게 제공할 수 있다. 또는, S1 핸드오버 시에 혼잡 제어 정보 전달을 위한 새로운 메시지가 정의 및 이용될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 방안이 적용되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.

도 10의 예시에서는 Cell 1에서 혼잡 상황이 발생한 경우, Cell 1에서 서빙받던 단말 A가 혼잡하지 않은(또는 정상인) Cell 2로 이동하는 경우를 나타낸다.

이러한 핸드오버 상황에서, 본 발명에서 제안하는 혼잡 제어 정보를 소스 셀이 타겟 셀로 제공함으로써, 기근 또는 불공정 문제를 해결함은 물론, 추가적인 효과를 달성할 수 있다.

구체적으로, 혼잡한 Cell 1으로부터 혼잡하지 않은 Cell 2로 이동해 온 단말 A가, Cell 1에서 혼잡 제어의 적용을 받은(즉, Cell 1에서 단말 A에 대해서 낮은 서비스 우선순위가 할당되었던) 경험이 있는 경우, Cell 2는 Cell 1으로부터 단말 A의 핸드오버 시에 제공받은 혼잡 제어로부터 이러한 사실을 알 수 있다. 또한, Cell 2이 충분한 자원 할당의 여유가 있는 경우에는, 단말 A이 핸드오버 이전에 겪었던 서비스 품질 저하를 보상해 주기 위해서, Cell 2에서 더 많은 자원을 단말 A에게 할당하여 줄 수 있다. 예를 들어, 단말 A에게 설정된 AMBR(Aggregate maximum bit rate)이 최대로 만족될 수 있도록 자원을 할당하거나, 또는 AMBR을 초과하는 정도의 자원 할당을 해 줄 수도 있다. 이에 따라, 단말 A가 경험하는 평균적인 서비스 품질을, 혼잡하지 않은 상황에서 단말 A가 일반적으로 기대하는 수준으로 맞추어 줄 수 있다.

추가적으로, 코어 네트워크 기반 혼잡 제어 방식과 RAN 기반 혼잡 제어 방식을 조합하는 Combined CN-based/RAN-based 혼잡 제어 방안에 따르면, P-GW 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node) 에서 동일 베어러 내의 서로 다른 IP 플로우에 대해서 플로우 우선순위를 마킹하면, RAN(또는 eNB)에서 혼잡 발생 시에 각각의 IP 플로우를 차별적으로 취급(treat)하게 되는데, eNB는 각각의 IP 플로우에 대해서 우선순위가 낮아서 폐기(discard)되는 패킷의 개수를 카운트하여 그 개수가 소정의 임계치를 넘으면 이 사실을 코어 네트워크 측으로(예를 들어, P-GW 또는 GGSN에게) 보고하여, 과금(charging) 정보 및 QoS 레벨을 재조정하는 방안이 적용될 수 있다. 이러한 Combined CN-based/RAN-based 혼잡 제어 방안에 대해서도, 단말이 핸드오버를 수행하는 경우에는, 해당 단말의 특정 IP 플로우에서 폐기되는 패킷의 개수를 올바르게 카운트하기 위해서, 본 발명에서 제안하는 혼잡 제어 정보가 이용될 수 있다. 즉, 핸드오버의 소스 eNB가 타겟 eNB에게 전송하는 혼잡 제어 정보에, 소스 eNB에서 그동안 카운트한 폐기 패킷 개수 및/또는 그 레이트(rate)에 대한 정보를 포함시켜서 타겟 eNB에 전달할 수 있다. 이에 따라, 특정 단말(또는 베어러 또는 플로우)에 대해서 폐기되는 패킷의 개수가 소스 eNB에서 카운트하는 동안에는 임계치를 넘지 않았지만 이에 연속적으로 타겟 eNB에서 카운트하여 상기 임계치를 넘는 경우, 타겟 eNB가 코어 네트워크로 이 사실을 보고할 수 있다. 이에 따라, 단말이 핸드오버를 수행하는 경우에도 해당 단말에 대한 정확한 과금/QoS 정책 적용이 가능하게 된다.

전술한 본 발명의 다양한 예시에 따르면, 무선 액세스 구간에서 사용자 평면 혼잡이 발생한 경우에, 혼잡 제어의 적용으로 인해 차별(differenfiation)을 받아서(또는 낮은 우선순위가 부여되어) 성능 감소를 경험한 단말(또는 단말의 베어러/플로우)이 이웃 eNB/셀로 이동/핸드오버한 경우에, 이전 eNB/셀에서 해당 단말이 차별을 경험했는지 여부 및 그 세부 정보를 핸드오버 절차 또는 별도의 메시지를 통하여 소스 eNB/셀로부터 타겟 eNB/셀에게 제공함으로써, 해당 단말에 대한 기근 및 불공정성의 문제를 해결할 수 있고, 나아가, 해당 단말에 대한 성능 저하를 보상(compensation)할 수 있는 방안이 제안되었다. 이에 따라, 혼잡 상황에서 핸드오버가 발생한 상황에서 특정 단말에 대한 서비스 품질 저하를 방지하고 실질적으로 사용자의 성능 경험을 개선하는 효과를 가진다. 나아가, 단말(또는 단말의 특정 베어러/플로우)에 대한 혼잡 제어 정보(예를 들어, RAN 레벨에서 eNB에서 폐기되는 패킷의 개수 및/또는 그 레이트)가 단말의 셀간 이동 시에도 유지 및 업데이트될 수 있으므로, 해당 단말에 대한 과금 및 정책 제어가 연속성을 가지고 관리될 수 있다.

도 8 또는 9에서 설명하는 예시적인 방법은 설명의 간명함을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 본 발명에서 제안하는 방법을 구현하기 위해서 도 8 또는 9에서 예시하는 모든 단계가 반드시 필요한 것은 아니다.

도 8 또는 9에서 예시하는 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일례에 따른 단말 장치 및 네트워크 노드 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(100)는, 송수신모듈(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 송수신모듈(110)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 단말 장치(100)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 단말 장치(100) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 단말 장치(100)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 본 발명에서 제안하는 단말 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(130)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

도 11을 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치(200)는, 송수신모듈(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 송수신모듈(210)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 기지국 장치(200)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(220)는 기지국 장치(200) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 기지국 장치(200)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 본 발명에서 제안하는 기지국 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(230)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

또한, 위와 같은 단말 장치(100) 및 기지국 장치(200)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

예를 들어, 기지국 장치(200)는 본 발명의 예시에서 소스 셀/eNB 장치 또는 타겟 셀/eNB 장치에 대한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 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 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (13)

1. 무선 통신 시스템에서 타겟 셀이 핸드오버를 지원하는 방법에 있어서,
   소스 셀로부터 상기 타겟 셀로 핸드오버하는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 상기 타겟 셀에 의해 상기 소스 셀로부터 수신하는 단계; 및
   상기 혼잡 제어 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 혼잡 제어를 상기 타겟 셀에 의해 수행하는 단계를 포함하고,
   상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함하며,
   상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어는,
   상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 지속된 경우, 상기 단말에 대해서 이전에 설정되어 있는 우선순위에 비하여 높은 우선순위를 부여하는 것을 포함하는, 핸드오버 지원 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 혼잡 제어 정보는,
   상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위가 저하된 데이터 전달 시간에 대한 정보,
   상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 폐기된 패킷의 개수, 양 또는 레이트 중의 하나 이상을 나타내는 정보, 또는
   상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 폐기된 패킷의 개수, 양 또는 레이트 중의 하나 이상이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 나타내는 정보
   중의 하나 이상을 포함하는, 핸드오버 지원 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 혼잡 제어 정보는, X2 핸드오버 과정 중에 상기 소스 셀이 상기 타겟 셀에게 전송하는 메시지에 포함되는, 핸드오버 지원 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 혼잡 제어 정보는, 핸드오버 요청 메시지 또는 SN(Sequence Number) 상태 전달 메시지 중의 하나 이상에 포함되는, 핸드오버 지원 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 혼잡 제어 정보는, S1 핸드오버 과정 중에 상기 소스 셀이 상기 타겟 셀에게 전송하는 메시지에 포함되는, 핸드오버 지원 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 혼잡 제어 정보는, 핸드오버 요청됨을 나타내는 메시지, eNodeB 상태 전달 메시지, 또는 UE(User Equipment) 콘텍스트 해제 완료 메시지 중의 하나 이상에 포함되는, 핸드오버 지원 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 혼잡 제어 정보는, 상기 단말의 하나 이상의 베어러의 각각에 대한 혼잡 제어 정보를 포함하고,
   상기 타겟 셀에 의한 혼잡 제어는, 상기 하나 이상의 베어러의 각각에 대해서 수행되는, 핸드오버 지원 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼잡 제어 정보는, 상기 단말의 특정 베어러의 하나 이상의 플로우 각각에 대한 혼잡 제어 정보를 포함하고,
    상기 타겟 셀에 의한 혼잡 제어는, 상기 하나 이상의 플로우의 각각에 대해서 수행되는, 핸드오버 지원 방법.
11. 무선 통신 시스템에서 소스 셀이 핸드오버를 지원하는 방법에 있어서,
    상기 소스 셀에 의해서 서빙되는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 상기 소스 셀에 의해서 타겟 셀로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 혼잡 제어 정보는 상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어에 이용되고,
    상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함하며,
    상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어는,
    상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 지속된 경우, 상기 단말에 대해서 이전에 설정되어 있는 우선순위에 비하여 높은 우선순위를 부여하는 것을 포함하는, 핸드오버 지원 방법.
12. 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 지원하는 타겟 셀 장치에 있어서,
    송수신 모듈; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 소스 셀로부터 상기 타겟 셀로 핸드오버하는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 상기 소스 셀로부터 수신하도록 상기 송수신 모듈을 제어하도록 설정되고,
    상기 프로세서는, 상기 혼잡 제어 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 혼잡 제어를 수행하도록 설정되며,
    상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함하며,
    상기 단말에 대한 혼잡 제어는,
    상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 지속된 경우, 상기 단말에 대해서 이전에 설정되어 있는 우선순위에 비하여 높은 우선순위를 부여하는 것을 포함하는, 핸드오버 지원 타겟 셀 장치.
13. 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 지원하는 소스 셀 장치에 있어서,
    송수신 모듈; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 소스 셀에 의해서 서빙되는 단말에 대한 혼잡 제어 정보를, 타겟 셀로 전송하도록 상기 송수신 모듈을 제어하도록 설정되며,
    상기 혼잡 제어 정보는 상기 타겟 셀에 의한 상기 단말에 대한 혼잡 제어에 이용되고,
    상기 혼잡 제어 정보는, 상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 발생하였는지 여부를 포함하며,
    상기 단말에 대한 혼잡 제어는,
    상기 소스 셀에서 상기 단말에 대해서 서비스 우선순위의 저하가 지속된 경우, 상기 단말에 대해서 이전에 설정되어 있는 우선순위에 비하여 높은 우선순위를 부여하는 것을 포함하는, 핸드오버 지원 소스 셀 장치.

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