KR102010525B1 - 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 harq 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기지국의 기능을 분리하여 운용하는 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud Radio Access Network, C-RAN)에서 분리된 기지국 기능을 연결하는 프론트홀 망의 용량 및 지연 시간 요구 조건을 줄이기 위하여 제안된 것으로서, 프론트홀 망의 요구 조건 및 사용자 장치에서 기지국 시스템까지의 단대단 전송 성능을 함께 고려하여 병렬로 운용되는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치에 관한 것이다.

Description

클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치 {Method for controlling HARQ process in Cloud-RAN, base station system and user equipment therefor}
본 발명은 각 기지국의 기능을 분리하여 일부 기능은 서비스 지역에 분산시키고, 나머지 기능은 집중화시켜 운용하는 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud Radio Access Network, C-RAN)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기지국 기능의 분리에 따라서 나타나는 전송 지연을 고려하여 병렬로 운용되는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치에 관한 것이다.
최근 이동통신단말이 고성능화되어 멀티미디어 처리기능이 향상되면서, 이동통신단말 상에서 즐길 수 있는 비디오, 음악, 사진 등의 컨텐츠도 점점 더 대용량화 되어 가고 있다. 이로 인해 이동통신사업자의 망에서 데이터 트래픽은 폭증하고 있으며 이러한 추세는 앞으로 더욱 심화되어 갈 것으로 예측되고 있다.
폭증하는 데이터 트래픽에 대응하여 망 용량을 늘리기 위해서, 이동통신망의 셀 사이즈가 점점 작아지고 셀 사이트의 수는 증가하면서, 이로 인해 수많아진 셀 사이트들에 대한 구축 및 운용 비용이 증가되는 문제가 발생하였으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network, RAN)의 구조로서, Cloud-RAN이 제안되었다.
Cloud-RAN은 기존에 하나의 셀 사이트에 있던 기지국의 기능 중, 데이터 처리부(DU: Digital Unit)과 무선신호 처리부(RU: Radio Unit)을 분리하고, 분리된 다수 셀 사이트의 DU들은 모아서 집중화시키고, 셀 사이트에는 실제 무선 신호가 송수신되는 RU 및 안테나만을 배치한다. 이때, 서로 떨어져 다른 장소에 설치되는 DU와 RU간은 광케이블을 통해서 연결할 수 있다.
이렇게, DU와 RU가 분리됨에 따라서, 이들을 연결하는 프론트 홀(Front Haul) 망의 구축이 요구되며, DU와 RU 간의 통신을 위한 인터페이스 규격이 필요하다. 참고로, 현재 DU와 RU 간의 통신 인터페이스를 위해서 CPRI(Common Public Radio Interface), OBSAI(Open Baseband Remote Radiohead Interface) 등이 사용되고 있다.
그런데 최근 수백 MHz 이상의 광대역 특성 및 Massive MIMO, Multi-RAT 등이 적용되는 5G(5-Generation) 이동통신기술의 등장과 함께, 5G 이동통신 표준에서 요구되는 최대 전송 속도 20Gbps 및 전송 지연 1ms를 만족시키기 위한 새로운 기지국 구조가 논의되고 있다.
예를 들어 설명하면, LTE 망에서는 RU에 안테나가 2개 사용되고(2T2R), LTE 대역폭이 20MHz이므로, DU와 RU 간을 연결하는 프론트홀의I용량은 2.45Gbps가 요구된다. 반면, Massive MIMO 기반의 5G 이동통신에서 대역폭이 20MHz이고 16개의 안테나를 사용할 때, DU와 하나의 RU 간을 연결하는 프론트홀 망에는 19.66Gbps의 용량이 필요하다. 더하여, 상기 5G 이동통신에서 광대역을 사용하는 경우, 대역폭이 20MHz가 아닌 100MHz, 400MHz 등으로 확대되므로, 결국 RU 당 수십에서 수백 Gbps의 용량을 지원하는 프론트홀 망이 필요하게 된다. 그러나 이를 구현할 수 있는 광통신 장비는 매우 고가의 장비로 프론트홀(Front haul) 망에 적용하기에는 어려움이 있다.
따라서, 5G 이동통신기술의 개발과 함께, 프론트홀 망의 용량 및 지연 시간의 요구 조건을 줄이기 위한 새로운 기지국 구조 및 기술 개발이 요구된다.
한국공개특허 제10-2014-0093554호, 2014년 07월 28일 공개 (명칭: 분산 안테나 구조의 무선 통신 시스템에서의 부하 분산 제어 시스템 및 부하 분산 방법)
이에 본 발명은 기지국의 기능을 분리하여 운용하는 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud Radio Access Network, C-RAN)에서 분리된 기지국 기능을 연결하는 프론트홀 망의 용량 및 지연 시간 요구 조건을 줄이기 위하여 제안된 것으로서, 프론트홀 망의 요구 조건 및 사용자 장치에서 기지국 시스템까지의 단대단 전송 성능을 함께 고려하여 병렬로 운용되는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치를 제공하고자 한다.
더하여, 본 발명은 기지국에서 운용 가능한 최대 HARQ 프로세스의 개수를 고려하여 기지국의 기능을 동적으로 분리하여 C-RAN을 구성하면서, 사용자 장치에서 기지국 시스템까지의 단대단 전송 성능을 유지하면서 분리된 기지국 기능을 연결하기 위한 프론트홀 망의 요구 조건을 최소화시킬 수 있는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법, 이를 위한 기지국 시스템 및 사용자 장치를 제공하고자 한다.
상술한 과제의 해결 수단으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 기지국 기능이 분리되어 할당된 분산 처리 장치(DU: Distributed Unit) 및 집중화 처리 장치(CU: Central)로 이루어진 기지국 시스템과, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치를 연결하는 프론트홀 망을 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ(Hybrid Automation Repeat request) 프로세스 제어 방법을 제공한다.
상기 HARQ 프로세스 제어 방법은, 패킷을 송신하는 송신측 장치가, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 최소 전송 주기를 확인하는 단계; 상기 프론트홀 망의 전송 지연을 확인하는 단계; 상기 기지국 시스템에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 확인하는 단계; 상기 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 확인하는 단계; 및 상기 최소 전송 주기, 프론트홀 망의 전송 지연, 기지국 시스템의 처리 시간 및 사용자 장치의 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
더하여, 상기 HARQ 프로세스 제어 방법은, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에 TDD(Time Division Duplex) 방식을 사용하는 경우, 상기 결정하는 단계 이전에, 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 확인하는 단계를 더 포함하고, 상기 결정하는 단계는, 상기 최소 전송 주기, 프론트홀 망의 전송 지연, 기지국 시스템의 처리 시간 및 사용자 장치의 처리 시간, 및 상기 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 이용하여 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.
더하여, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 상기 최소 전송 주기와 프론트홀 망의 전송 지연과 기지국 시스템의 처리 시간과 사용자 장치의 처리 시간, 또는 상기 최소 전송 주기와 프론트홀 망의 전송 지연과 기지국 시스템의 처리 시간과 사용자 장치의 처리 시간과 상기 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 이용하여, 상기 사용자 장치와 기지국 시스템 간에 하나의 패킷을 전송 후 상기 패킷이 성공적으로 전송되었는 지를 나타내는 응답을 수신하여 처리하는데 요구되는 총 처리 시간을 산출하고, 상기 최소 전송 주기와 상기 HARQ 프로세스의 개수의 곱과 상기 총 처리 시간을 비교하여, 상기 총 처리 시간보다 상기 최소 전송 주기와 상기 HARQ 프로세스의 개수의 곱이 커지도록, 상기 HARQ 프로세스의 개수를 결정할 수 있다.
더하여, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법에 있어서, 상기 송신측 장치는, 패킷 전송 방향에 따라서 상기 사용자 장치 또는 기지국 시스템일 수 있다.
특히, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크의 기지국 시스템의 분리 구조를 확인하여, 물리 계층 기능에서 분리된 경우, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하도록 한다.
더하여, 본 발명은, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크는, 상기 프론트홀 망의 용량 및 전송 지연, 그리고 상기 기지국 시스템에서 운용 가능한 HARQ 프로세스의 최대 개수를 고려하여, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치로 기지국 기능이 분리된 것임을 특징으로 한다.
더하여, 본 발명은 상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 기지국 기능 중 일부 기능을 수행하도록 구현된 사용자 장치가 접속되는 하나 이상의 분산 처리 장치; 및 상기 하나 이상의 분산 처리 장치와 프론트홀 망을 통해 연결되어, 상기 기지국 기능 중 상기 분산 처리 장치에 구현되지 않은 잔여 기지국 기능을 수행하도록 구현된 집중화 처리 장치를 포함하고, 상기 집중화 처리 장치는, 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 상기 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 과제의 해결 수단으로서, 기지국 기능이 분리되어 할당된 하나 이상의 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치로 이루어진 기지국 시스템과, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치를 연결하는 프론트홀 망을 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에 접속하는 사용자 장치를 제공하며, 상기 사용자 장치는, 상기 기지국 시스템의 분산 처리 장치에 접속하여 패킷을 전송하고, 상기 패킷의 전송 성공 여부를 나타내는 응답을 수신하는 무선 통신부; 및 상기 패킷을 전송하기 전에, 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 기지국 시스템의 집중화 처리 장치 및 사용자 장치의 제어부는, 각각 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크가 TDD 방식을 사용하는 경우, 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 더 고려하여, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.
본 발명은 하나의 셀 사이트에 있던 기지국의 기능을 분리하고, 분리된 기능 중 일부를 집중화시킨 클라우드 무선 액세스 네트워크에서, 송신측에서 운용되는 HARQ 프로세스의 개수를 최적화시킴으로써, 사용자단에서 기지국단까지의 전송 지연 특성을 만족시키면서 분리된 기지국 기능 간을 연결하는 프론트홀망의 요구 사항을 감소시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 클라우드 무선 액세스 네트워크를 구축하는데 있어서, 프론트홀 망의 용량 및 지연시간뿐만 아니라, 기지국 단에서 운용가능한 최대 HARQ 프로세스의 개수를 고려하여 기지국의 기능을 동적으로 분리하고, 최대 HARQ 프로세스 이하의 범위에서, 실제 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정함으로써, 프론트홀 망에 요구되는 용량 및 무선 전송 지연(Air Latency)을 최소화시키면서 효율적인 클라우드 무선 액세스 네트워크의 구현을 가능하게 한다.
도 1은 클라우드 무선 액세스 네트워크의 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2는 이동통신시스템에서 요구되는 기지국 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 클라우드 무선 액세스 네트워크에 적용 가능한 기능 분리 구조를 예시한 도면이다.
도 4는 클라우드 무선 액세스 네트워크에 적용 가능한 기능 분리 구조 중 물리 계층에서의 분리 구조를 더 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법이 적용되는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 기지국 시스템의 구성을 나타낸 기능 블럭도이다.
도 6은 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 처리 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 적용될 프레임 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크의 동적 구성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 사용자 장치의 블럭구성도이다.
도 11은 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 집중화 처리 장치(CU)의 계층 구성도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
아울러, 본 발명의 범위 내의 실시 예들은 컴퓨터 실행가능 명령어 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 데이터 구조를 가지거나 전달하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, 범용 또는 특수 목적의 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 기타 자기 저장장치, 또는 컴퓨터 실행가능 명령어, 컴퓨터 판독가능 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 된 소정의 프로그램 코드 수단을 저장하거나 전달하는 데에 이용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 기타 매체와 같은 물리적 저장 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 이동통신시스템의 클라우드 무선 액세스 네트워크에 적용되는 기술로서, 특히, 프론트홀 망에 요구되는 용량 및 전송지연을 줄이기 위하여, 기지국의 디지털 처리 기능을 분리하여 그 일부를 RU에 적용하는 것이다. 여기서, 무선(RF) 처리 기능과 함께 일부 디지털 처리 기능이 탑재되어 각 서비스 영역에 분산 설치되는 RU를 분산 처리 장치(DU: Distributed Unit)이라 부르고, 나머지 디지털 처리 기능이 집중화되어 있는 DU를 집중화 처리 장치(CU: Central Unit)이라 부른다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신시스템, 특히, 클라우드 무선 엑세스 네트워크의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는, 서비스 대상 영역에 구성되어 백홀(Back Haul) 망(300)을 통해서 중앙의 코어망(200)에 연결되는 것으로서, 각 셀 사이트에 설치되는 복수의 분산 처리 장치(110)와, 상기 백홀 망(300)을 통해서 코어망(200)에 연결되는 집중화 처리 장치(120)와, 상기 복수의 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 연결하는 프론트홀 망(130)을 포함한다.
상기 분리되어 설치된 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)가 연동하여 기지국 기능을 수행한다.
구체적으로, 상기 분산 처리 장치(110)는 설치된 셀 사이트 내에 위치한 사용자 장치(20)와의 무선 통신을 수행하는 장치로서, 기본적으로 안테나를 구비하여 상기 사용자 장치(20)와의 무선 신호 송수신 및 송수신되는 신호의 필터링, 증폭, 아날로그/디지털 변환, 디지털/아날로그 변환 등과 같은 RF 신호 처리 기능을 수행한다.
더하여, 상기 분산 처리 장치(110)는 상술한 RF 신호 처리 기능 이외에, 디지털 신호 처리 기능, 더 구체적으로 L1(Layer 1)/L2(Layer 2)/L3(Layer 3) 계층에 대응하는 디지털 처리 기능 중 하나 이상을 더 처리하도록 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 복수의 분산 처리 장치(110)는 프론트홀 망(130)을 통해서 원격지에 위치한 집중화 처리 장치(120)로 연결되어, 상기 RF 신호 처리되는 디지털 신호 또는 L1/L2/L3 계층 기능을 하나 이상 수행한 데이터를 프론트홀 망(300)을 통해서 집중화 처리 장치(120)와 교환한다.
상기 집중화 처리 장치(120)는 프론트홀 망(130)을 통해 다수의 분산 처리 장치(110)와 연결되고, 백홀망(300)을 통해서 이동통신시스템의 코어망(200)에 연결되어, 상기 분산 처리 장치(110)에 접속된 사용자 장치(20)와 상기 코어망(200) 간에 데이터 트래픽을 중계한다. 이때, 상기 집중화 처리 장치(120)는 디지털 신호 처리 기능, 예를 들어, L1/L2/L3 계층 프로토콜 중 하나 이상에 따라서 상기 데이터 트래픽을 처리함으로써, 상기 분산 처리 장치(110)에서 수행된 기능 이외의 나머지 기지국 기능을 처리한다.
여기서, 코어망(200)은 이동통신시스템에서의 시그널링 제어, 데이터 트래픽 라우팅을 수행하기 위한 구성으로서, 예를 들어, LTE에 정의된 EPC(Evolved Packet Core)가 될 수 있다.
상기 프론트홀 망(130)은, 다수의 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 간에 데이터를 전달하기 위한 전송 네트워크로서, 광섬유 혹은 마이크로웨이브를 기반으로 스타, 트리, 체인, 링 등 다양한 구조로 구축될 수 있으며, 통신 인터페이스로서 CPRI(Common Public Radio Interface), OBSAI(Open Baseband Remote Radiohead Interface) 등이 이용되고 있다. 여기서, 집중화 처리 장치(120)와 프론트홀 망(130) 사이의 연결은, 집중화 방식 혹은 분배 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 프론트홀 망(130)은, 분산 처리 장치(110)에 의해 사용자 장치(20)가 송수신할 사용자 데이터뿐만 아니라, 이동통신시스템에서의 전송 제어 및 관리를 위한 제어 데이터 및 동기정보 등을 전송한다.
이러한 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는, 다수의 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)의 연동을 통해서, 기존의 기지국 장치(예를 들어, eNB)에서 수행되던 기지국 기능을 수행하게 된다.
이때, 상기 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)에 분리되어 처리되는 기지국 기능에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에서 처리하는 기지국 기능을 통신 프로토콜 스택 구조에 기반하여 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 처리될 기지국 기능은, OSI(Open System Interconnection) 7 계층 모델을 기준으로 할 때, RF 신호 처리 기능, 제1 계층(물리계층) 기능, 제2 계층(데이터 링크 계층) 기능, 제3계층(네트워크 계층) 기능으로 구분될 수 있다.
또한, 상기 기지국 기능은, 이동통신표준(예를 들어, LTE)을 기준으로 할 때, RF 신호 처리 기능, Physical 계층(PHY) 기능, Medium Access Control(MAC) 계층 기능, Radio Link Control(RLC) 계층 기능, Packet Data Convergence Protocol(PDCP) 계층 기능으로 구분될 수 있다.
상기 이동통신 표준의 PHY 계층은 OSI의 제1 계층에 대응되고, 이동통신표준의 MAC 계층 및 RLC 계층이 OSI의 제2 계층에 대응되며, 이동통신표준의 PDCP 계층은 OSI 제3 계층에 대응된다.
각 기능을 구체적으로 설명하면, RF 신호 처리 기능에서는, RF 신호의 송수신, 필터링, 증폭, 아날로그-디지털 변환, 디지털-아날로그 변환 등의 RF 신호에 대한 처리가 이루어진다.
기지국 기능 중 PHY 계층 기능은, RF 신호 처리 기능에서 처리되거나 처리되어야 할 비트 스트림의 변복조, 데이터 프레임 처리를 수행하며, MAC 계층 기능은, ARQ(Automatic Repeat-reQuest) 또는 HARQ(Hybrid ARQ), 논리적 채널 매핑 등을 수행하여, 무선 자원을 이동통신단말에 할당하고, 무선 베이러별로 협상될 QoS를 보장받을 수 있도록 QoS 제어 기능을 수행하며, PHY 계층으로 전송하기 위하여 무선 베어러들을 다중화한다.
이어서, RLC 계층 기능은 ARQ 적용 여부 판단, Segmentation, 순차 전송(In-order deliver) 등을 수행하여, PDCP에서 수신한 패킷을 무선 링크를 통해 전송하기 위하여 분할하거나 무선링크를 통해 수신한 패킷을 재결합하며, 패킷의 re-ordering 및 재전송을 처리한다.
PDCP 계층은, IP 패킷이 무선링크를 통하여 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 헤더 압축, AS 보안(ciphering 및 integrity protection)을 수행하고 핸드오버 동안 패킷 re-ordering 및 재전송을 처리한다.
본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에 있어서, 상술한 기지국 기능들은, 프론트홀 망(130)의 성능에 따라서 동적으로 분리되어, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 중 하나에 할당될 수 있다.
도 3은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 논의되고 있는 클라우드 무선 액세스 네트워크의 다양한 기능 분리를 설명하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 3GPP에서는 4 개의 계층, RF 계층, PHY 계층, MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층 중에서, PHY 계층, MAC 계층, 및 RLC 계층을 두 개로 더 세분화하여, 총 8개(Option 1~Option 8)의 분리 구조를 제안하였다.
여기서, PHY 계층과 RF 계층을 분리하는 Option 8은 LTE와 3G(3rd-generation) 이동통신에서 이미 사용되고 있으며, PDCP 계층과 RLC 계층 사이를 분리하는 Option 2는 현재 표준화 단계이며, PHY 계층 내부에서 분리하는 Option7은 아직 검토 중에 있다.
참고로, 도 3에 예시한 다양한 분리 구조에 있어서, Option 8쪽으로 향할수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 용량 및 지연시간이 더 커지며, 각각에서 지원되는 셀 코디네이션 레벨도 Option 8쪽으로 향할 수 록 높아진다. 반면에, 분산 처리 장치(110)의 구조는 Option 1쪽으로 갈수록 복잡해진다.
도 4는 PHY 계층 내부에서의 분리 구조를 더 상세하게 예시한 것으로서, 도시된 바와 같이, PHY 계층은 채널 코딩(Channel coding), 멀티플렉싱(Multiplexing), 변조 매핑(Modulation Mapping), 레이어 매핑(Layer Mapping), 프리코딩(Precoding), RE 매퍼(RE mapper), IFFT/CP 등의 기능을 순차적으로 수행하는데, 이러한 PHY 계층에 대하여 3가지 분리 구조(Option 7-1 ~ Option 7-3)가 제시되어 있다.
예를 들어, Option 7-3은 PHY 계층의 내부 기능 중, 채널 코딩과 멀티플렉싱 사이를 분리하여, PHY 계층 중 채널 코딩까지만 집중화 처리 장치(120)에서 수행토록 하고, PHY 계층의 나머지 기능, 멀티플렉싱, 변조 매핑, 레이어 매핑, 프리코딩, RE 매퍼, IFFT/CP를 분산 처리 장치(110)에서 처리되도록 분리하는 반면, 더 낮은 계층으로 분리되는 Option 7-1은 RE 매퍼와 IFFT/CP 사이를 분리하여, RF 계층에서 상기 IFFT/CP 기능까지를 분산 처리 장치(110)에 구현하고, 나머지 PHY 계층 기능들은 집중화 처리 장치(120)에 구현한다.
도 4에 도시한 바와 같이 각각 분리하는 경우, 프론트홀 망(130)에 예상되는 전송 용량은 Option 별로 큰 차이를 갖는다. 예를 들어, 100MHz 4096 FFT, 3196 subcarriers, DL 256QAM, UL 64QAM, DL 16 layer, UL 8 layer, 64 antenna가 적용되고, 전송 오버헤드(Transport Overhead)가 없다는 가정하에 Option 8은 수백 Gbps가 요구되는 반면, Option7-1, 7-2, 7-2는 수십Gbps가 요구되고, Option 6은 수Gbps 정도의 용량이 요구될 것으로 예측된다.
즉, 분산 처리 장치(110) 측에 디지털 처리 기능이 더 많이 구현될 수록 예상 전송용량이 낮아짐을 알 수 있다.
이와 같이, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는, 분산 처리 장치(130)와 집중화 처리 장치(140)에 어떻게 기능을 분배하는지에 따라서, 상기 분산 처리 장치(l10)와 집중화 처리 장치(120) 간에 전송되는 데이터의 크기가 달라지며, 그에 따라서 프론트홀 망(300)에 요구되는 성능(전송 용량 및 전송 지연)이 달라진다.
구체적으로, 분산 처리 장치(110)의 기능을 단순화할수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 전송 용량이 커지고 전송 지연은 작아지는 반면, 분산 처리 장치(110)에 더 많은 기능이 할당되어 복잡해 질수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 전송 용량은 작아지는 반면 전송 지연은 길어진다.
이는 특히, PHY 계층의 내부 기능 분리에 따라서도 적용될 수 있으며, PHY 계층의 내부 기능을 어떻게 분리하는지에 따라서 프론트홀 망(130)의 전송용량이 크게 달라진다. 따라서, 프론트홀 망(130)의 성능에 따라서 분산 처리 장치(10)와 집중화 처리 장치(120)에 적절하게 기능을 분배하여 구현할 필요가 있다.
상기 PHY 계층은, 앞서 설명한 바와 같이, RF 신호 처리 기능에서 처리되거나 처리되어야 할 비트 스트림의 변복조, 데이터 프레임 처리를 수행하며, MAC 계층 기능은, ARQ(Automatic Repeat-reQuest) 또는 HARQ(Hybrid ARQ), 논리적 채널 매핑 등을 수행하여, 무선 자원을 이동통신단말에 할당하고, 무선 베이러별로 협상될 QoS를 보장받을 수 있도록 QoS 제어 기능을 수행하며, PHY 계층으로 전송하기 위하여 무선 베어러들을 다중화한다.
이와 같이, 이동통신시스템에서는, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에서는, 사용자 단과 기지국 단 간의 무선 링크에 대한 신뢰성을 보장하기 위해서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and request)을 사용한다.
상기 HARQ는 기존에 유무선 통신에서 사용되는 에러 제어 방법인 FEC(Forward Error-Correcting coding)와 ARQ(Automatic Repeat and request) 방식의 혼합형으로서, 송신하는 패킷에 데이터와 CRC, 오류정정부호에 의한 패리티(parity)를 추가하여 수신측에서 데이터를 복호하고 CRC를 체크하여 패킷에 오류가 발생하면, 오류난 패킷을 재전송하는 타입-Ⅰ과, 수신측에서 한 패킷을 디코딩하기 위하여 여러 다른 재전송 패킷을 이용하는 타입-Ⅱ 방식이 있다.
타입-Ⅰ HARQ는 채널환경이 좋은 경우 일반적으로 기본 ARQ 방식보다 쓰루풋이 낮지만, 채널환경이 좋지 않을 경우 FEC 능력으로 일반 ARQ보다 좋은 스루풋을 얻을 수 있다.
통상적으로 송신측은 복수의 HARQ 프로세스를 병렬로 운용하여 패킷의 연속 전송과 함께, 전송된 패킷의 HARQ 처리를 수행하는데, 이때 병렬로 운용할 수 있는 HARQ 프로세스의 최대 개수는 미리 설정된다.
그런데 도 5와 같이 PHY 계층의 내부 기능이 분리되어, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)에 나누어져 구현되는 경우, HARQ 프로세스가 프론트홀망(130)을 통해서 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 간에 연동하여 이루어지기 때문에, 프론트홀의 전송 지연 요구조건은 상기 HARQ 프로세스에 의존하게 된다. 구체적으로, LTE의 경우 DL에서는 Asynchronous HARQ를 사용하고 있으나, UL에서 Synchronous HARQ를 사용하고 있어, HARQ 프로세스의 개수는 프론트홀 망(130)의 전송 지연에 의존하게 되며, 5세대 이동통신기술에서는 기본적으로 Asynchronous HARQ 프로세스를 사용하나, 일반적으로 활용되는 Interlaced HARQ의 경우에 HARQ 프로세스의 개수는 프론트홀망(130)의 전송 지연에 의존한다.
예를 들어, HARQ 프로세스의 개수가 8이고, Interlaced HARQ를 사용한다고 가정할 때, 도 5의 구조에서, 분산 처리 장치(110)에서의 I/Q 처리를 위해 대략 25sec의 지연이 발생하고, 사용자 장치(20)와 상기 분산 처리 장치(110) 및 집중화 처리 장치(120)에서의 L1 계층 처리를 위하여 대략 550sec의 지연이 발생하고, 집중화 처리 장치(120)에서 L2 계층(HARQ, 스케쥴러 등)의 처리에 대략 200sec의 지연이 발생한다. 참고로, 여기서 FDD 방식을 사용하고, TTI는 0.2msec로 가정한다. 따라서, 일방향으로 허용되는 전송 지연이 800sec일 때, 프론트홀 망(130)에서의 전송 지연으로 최대 25sec가 허용될 수 있다. 이 경우, 광섬유의 전송 지연을 5sec/km라 할 때, 프론트홀 망(130)은 최대 5km로 구축하여야 한다. 그러나, 현재 4세대 이동통신시스템에서 프론트홀 망(130)은 20km를 기준으로 설계되고 있으므로, 이를 만족하기 위해서 프론트홀 망(130)의 용량 및 전송지연에 대한 요구조건을 감소시킬 필요가 있다.
이러한 프론트홀 망(130)의 전송 지연 관점에서는 HARQ 프로세스의 개수를 가능한 늘리는 것이 바람직하나, HARQ 프로세스의 개수가 늘어날수록 사용자 단에서 기지국 단까지의 전체 단대단 전송지연이 증가하기 때문에 클라우드 무선 액세스 네트워크의 전송 지연 관점에서는 HARQ 프로세스의 개수를 가능한 줄이는 것이 바람직하다.
또한, HARQ 프로세서의 개수가 증가할수록 기지국 용량 및 처리 부하가 증가되므로, 기지국 용량 및 처리 부하 관점에서는 HARQ 프로세스를 가능한 줄이는 것이 바람직하다.
이에 본 발명은, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서, 단대단 전송 지연, 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 및 기지국 용량 및 처리부하를 모두 만족시킬 수 있도록 HARQ 프로세스의 개수를 결정하고자 하며, 본 발명에서 고려하는 4가지 파라메터에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서 먼저 도 6을 참조하여, 기본적인 HARQ 처리 절차를 설명한다.
도 6은 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서, HARQ 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 참고로, 도 6에서는 UL을 기준으로 HARQ 처리 절차를 도시하였으나, 이는 DL에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 송신측인 사용자 장치(20)에서 패킷을 전송한다(Transmission 0). 이는 공중을 통해서 분산 처리 장치(110)로 전송된다. 이때, 상기 사용자 장치(20)에서 분산 처리 장치(110)로 전송하는데 대략 1.5TTI의 전송 지연이 발생한다.
상기 분산 처리 장치(110)는 상기 n번째 패킷을 수신하여 RF 신호 처리 및 PHY 계층의 일부 처리를 수행한 후, 프론트홀 망(130)을 통해서 집중화 처리 장치(120)로 전송하며, 집중화 처리 장치(120)는 상기 n번째 패킷에 대하여 PHY 계층의 나머지 처리(HARQ 프로세스 포함)를 수행한 후, n번째 패킷의 전송 성공 또는 실패를 알리는 ACK/NACK를 전송한다. 상기 ACK/NACK는 분산 처리 장치(110)에서 PHY 계층의 일부 처리 및 RF 신호 처리가 수행된 후 무선망을 통해서 사용자 장치(20)로 전송된다.
사용자 장치(20)는 상기 응답으로 수신된 ACK/NACK를 처리하고, 상기 응답이 NACK인 경우 HARQ 타입에 따라서 해당하는 재전송 패킷을 구성하여 전송한다(Transmission 1).
이러한 처리 과정은, 송신측, 예를 들어, 상기 사용자 장치(20)에서 병렬로 운용되는 N개의 HARQ 프로세스에서 각각 이루어진다.
본 발명은 상술한 바와 같이 HARQ 처리 절차를 고려하여, 병렬로 동시에 운용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하기 위하여, 1) PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송 주기, 2) TDD 방식에서의 DL-UL 구조, 3) 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 4) 송신측과 수신측의 처리 시간 등을 주요 파라메터로 고려한다. 상기 4개의 파라메터는 예시에 불과하며, 병렬로 동시에 운용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하기 위하여 상술한 파라메터 이외에 다른 파라메터를 더 고려할 수 있다.
상기 4개의 파라메터에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.
1) PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송(스케쥴링) 주기
도 7을 참고하면, 본 발명이 적용되는 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 전송되는 하나의 무선 프레임(Radio Frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 1 서브프레임의 길이는 1ms이다. 4세대 이동통신표준인 LTE 및 5세대 이동통신에서는 데이터의 전송 주기 또는 스케쥴링의 최소 단위를 의미하는 TTI가 1ms로 정의되어 있으므로, 상기 서브프레임의 길이가 최소 전송 주기인 TTI가 된다.
이러한 최소 전송 단위인 TTI는 HARQ에 따른 패킷 전송 과정에서, 사용자 ㅈ장치(20)로부터 분산 처리 장치(110) 간의 전송 지연에 결정한다.
따라서, 도 6과 같은 한 HARQ 프로세스의 한 주기의 처리 과정 중, 사용자 장치(20)와 분산 처리 장치(110) 간에 2번의 전송이 이루어지며, 한번의 전송을 위해 대략 1.5TTI의 전송 지연이 발생하므로, TTI 파라메터에 따라서 대략 3TTI의 전송 지연이 나타난다.
한편, 5세대 이동통신표준에서는 주파수에 따라 혹은 어플리케이션에 따라서 각각 다른 슬롯(Slot)을 설정하는 것이 고려되고 있다. 여기서, 슬롯은 TTI와 유사한 최소 스케쥴링 단위를 의미한다.
도 7을 참조하면, 각 서브프레임을 다시 복수의 슬롯으로 나누되, OFDM의 주파수 간격(Subcarrier Spacing, 15kHz, 20kHz, 60kHz, 120kHz)별로 슬롯의 길이가 달라진다.
따라서, 5세대 이동통신시스템의 경우, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 따라서 최소 스케쥴링 단위 혹은 최소 전송 단위가 달라질 수 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 점을 고려하여, 최소 전송(스케줄링) 주기를 확인할 수 있다.
2) TDD 방식에서의 DL-UL 구조
이동통신시스템의 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)는 기지국단에서 사용자 단으로 데이터를 전송하는 DL(Down Link)과 사용자 단에서 기지국단으로 데이터를 전송하는 UL(Up Link)가 존재하며, 상기 DL과 UL를 위해 각각 주파수 대역을 다르게 할당하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과, DL과 UL이 동일한 주파수 대역을 시간을 나누어 사용하는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 적용가능하다.
FDD 방식은 TDD 방식에 비하여 주파수를 두 배로 사용하므로 전송속도가 TDD보다 빠르지만, 주파수 자원이 두배로 필요하다는 단점이 있으며, TDD 방식의 경우 DL과 UL에 사용되는 시간 비율을 조절할 수 있기 때문에 DL과 UL 간 트래픽 비대칭성을 고려할 수 있다는 장점이 있다.
4세대 이동통신 표준인 LTE에서 FDD 방식과 TDD 방식은 통신 계층 중 PHY 계층이 달라지나 그 상위 계층은 동일한 규격이 사용되는 것으로, 프레임 구조와 HARQ 구현 방식이 상이하다는 차이점이 있다.
LTE 방식을 예로 들어 설명하면, 1 프레임(frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 1 서브프레임의 길이는 1ms일 때, FDD 방식에서 1 프레임은 10개의 DL 서브프레임 또는 10개의 UL 서브프레임으로 구성되나, TDD 방식에서 1 프레임에 포함된 10개의 서브프레임은 DL 서브프레임, UL 서브프레임 및 스페셜 서브프레임(special subframe)으로 구성된다. TDD 방식에서 1 프레임에 포함되는 DL 서브프레임, UL 서브프레임 및 스페셜 서브프레임의 패턴은 UL-DL 구조(Configuration)에 따라서 달라진다. 따라서, TDD 방식의 경우, FDD 방식보다 전송지연이 더 크며, 그 전송 지연 값은 UL-DL 구성에 따라서 달라질 수 있다. 아울러 TDD 방식의 경우엔 일반적으로 DL 서브프레임이 UL 서브프레임보다 많기 때문에, DL HARQ 피드백을 UL로 번들링(Bundling) 또는 멀티플렉싱(multiplexing)을 통해 합쳐서 전송한다. 아울러, LTE에서 FDD의 경우 HARQ RTT(Round Trip Time)가 8ms로 고정되어 있으나, TDD 방식의 경우 UL-DL 구조에 따라서 HARQ 피드백 재전송 시점이 서브프레임별로 가변적이다.
따라서, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 TDD 방식과 FDD 방식 중 어느 것을 적용하는지 확인하여, TDD 방식의 경우 DL-UL 구조에 따라서 나타나는 전송 지연 값을 추가적으로 고려하여야 한다.
상기 DL-UL 구조에 따른 전송 지연은 프레임 구조에 따라서 나타나는 것이므로, FDD 방식 같은 프레임 구조와 비교하여 나타나는 전송 지연을 산출할 수 있다. 상기 TDD 방식에서의 DL-UL 구조에 따른 전송 지연은 TTDD로 표시한다.
3) 프론트홀 망(130)의 전송 지연
다음으로, 사용자 장치(10)로부터 송수신되는 패킷은 프론트홀 망(130)을 통해서 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120) 간에 전달되며, 상기 프론트홀 망(130)에서의 전송 지연을 Tfh라 할 때, HARQ 처리 과정 중, 프론트홀 망(130)에 의해서 2×Tfh의 전송 지연이 발생한다.
4) 송신측과 수신측의 처리 시간
아울러, 도 6과 같이 패킷을 처리하기 위해서는, 송신측(예를 들어, 사용자 장치(20)와, 수신측(예를 들어, 분산 처리 장치(110) 및 집중화 처리 장치(120))에서 해당 패킷을 처리하는데 시간이 소요되며, 이를 처리 시간(processing time)이라 하며, 사용자 장치(20)에서의 처리 시간은 TUE로 나타내고, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 포함하는 기지국 시스템의 처리 시간은 TgNB로 나타낸다. 상기 기지국 시스템의 처리 시간은 TgNB은 분산 처리 장치(110)에서 수신된 패킷 및 ACK/NACK)를 처리하는 시간 및 집중화 처리 장치(120)에서 패킷을 수신하여 ACK/NACK를 응답하는데 소요되는 시간을 모두 포함한다.
상술한 1) PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송 주기, 2) TDD 방식에서의 DL-UL 구조, 3) 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 4) 송신측과 수신측의 처리 시간은 모두 하나의 패킷에 대한 HARQ 처리를 수행하는데 영향을 미치지는 요소로서, 이를 모두 고려하여, 하나의 패킷에 대한 HARQ 처리 시에 발생하는 총 처리 시간을 산출할 수 있으며, 본 발명은 이렇게 산출된 총 처리 시간을 기준으로 병렬로 운용할 HARQ 프로세서의 최적 개수를 결정한다.
상기 도 6의 실시 예에서, HARQ 프로세서의 최적 개수(N)은 수학식 1과 같이 산출될 수 있다. 이는 일 실시예에 불과하며, 하기 수학식 1은 적용되는 파라메터에 따라서 달라질 수 있다.
Figure 112017085767690-pat00001
HARQ 처리에 있어서, HARQ 프로세스들은 각각 하나의 패킷을 최소 전송 주기(TTI)로 순차적으로 담당하여 상기 패킷을 송신하고 그에 대한 응답을 수신하여 처리한다. 상기 HARQ 프로세스들은 담당하는 패킷에 대한 ACK가 수신되거나, 재전송 패킷이 수신되면 상기 패킷에 대한 처리를 종료하고, 다음 패킷을 할당받아 처리하게 된다.
따라서, N개의 HARQ 프로세스가 병렬로 운용된다고 할 때, 상기 N개의 HARQ 프로세스가 모두 동작하는데 소요되는 시간은 N×TTI가 된다. 이때, 상기 N×TTI는 PHY 계층의 설계에 따른 최소 전송 주기, TDD 방식에서의 DL-UL 구조, 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 송신측과 수신측의 처리 시간을 모두 고려한 HARQ 프로세스의 총 처리 시간보다 큰 것이 바람직하며, 상기 N?TTI이
Figure 112017085767690-pat00002
보다 큰 값을 갖도록 HARQ 프로세스의 최적 개수 N을 결정할 수 있다.
다음으로, 도 8은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 동작 순서에 따라서 도시한 순서도이다. 도 8에 나타내는 HARQ 프로세스 제어 방법은 패킷을 송신하는 송신측 장치에 의해 실행된다. 예를 들어, DL의 경우 기지국 시스템에 의해 실행되며, UL의 경우 사용자 장치(20)에 의해 실행된다. 따라서, 이하의 설명에서 송신측 장치는 DL의 경우 기지국 시스템으로, UL의 경우 사용자 장치(20)로 이해될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법에서, 송신측 장치는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 단대단 전송 지연 특성을 유지하면서 프론트홀 망(130)의 전송 지연 요구조건을 최소화하도록 HARQ 프로세스의 개수를 결정하기 위하여 필요한 정보를 순차적으로 확인한다.
먼저, 본 발명에 따른 송신측 장치는, PHY 계층 설계에 따른 최소 전송(또는 스케쥴링) 주기를 확인한다(S110). LTE에서 상기 최소 전송 주기는 서브프레임의 길이인 TTI가 될 수 있으며, 5세대 이동통신에서는 서브프레임에서 주파수별 또는 어플리케이션에 따라서 다르게 설정되는 슬롯의 길이가 될 수 있다. 본 발명에서 상기 최소 전송 주기를 TTI로 표시한다.
다음으로, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)이 TDD 방식인지 여부를 확인하여(S120), TDD 방식을 기반으로 한 경우, DL-UL 구조에 따른 전송 지연값 TTDD를 확인한다(S130).
더하여, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 연결하는 프론트홀 망(130)의 전송 지연값 Tfh를 확인한다(S140).
더하여, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 사용자 장치(20)에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 TUE를 확인한다(S150).
또한, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)를 포함하는 기지국 시스템에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 TgNB를 확인한다(S160).
그리고, 본 발명에 따른 송신측 장치는, 상기 확인된 최소 전송 주기 TTI, TDD 방식에서의 DL-UL 구조에 따른 전송 지연값 TTDD, 프론트홀 망(130)의 전송 지연값 Tfh, 사용자 장치(20)에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 TUE, 기지국 시스템에서 패킷을 처리하는데 소요되는 처리 시간 TgNB를 수학식 1과 같이 연산하여, 송신측 장치와 수신측 장치 사이에서 하나의 패킷을 HARQ 처리 절차에 따라서 처리하는데 소요되는 총 처리 시간 TTotal을 산출한다(S170).
그리고, HARQ 프로세스의 개수(N)에 대응하는 복수의 HARQ 프로세스들의 총 스케쥴링 주기 N×TTI가 상기 총 처리 시간 TTotal보다 길도록 상기 N을 결정한다(S180).
상기 도 8에 나타낸 HARQ 프로세스 제어 방법은, 사용자 장치(20) 및 기지국 시스템에 모두 적용되나, 기지국 시스템의 경우, 상기 HARQ 프로세스 제어 방법에 따라서 HARQ 프로세서의 최적 개수를 결정하기 전에, 기지국 기능을 분리하여 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(120)에 동적으로 할당하여 구성하여야 하며, 그 과정 중에 HARQ 프로세스의 최적 운용 개수를 결정하게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크에서, 기지국 시스템의 동적 구성 방법을 나타낸 순서도이다. 참고로, 이하에서 설명하는 도 3의 순서도에 도시된 단계들은, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 구성 중 집중화 처리 장치(120)에 의해 수행될 수 있다.
도 9을 참조하면, 클라우드 무선 액세스 네트워크의 동적 구성을 위해서, 본 발명에 따른 집중화 처리 장치(120)는 프론트홀 망(300)을 통한 임의 분산 처리 장치(110)이 최초 연결되었는 지를 확인한다(S210).
이때, 상기 분산 처리 장치(110)는 클라우드 무선 액세스 네트워크(110)를 구성하기 위한 기지국 기능 중 상기 프론트홀 망(300)의 성능에 따라서 선택된 기능을 할당받아 처리하도록 구성된다. 여기서 프론트홀 망(130)의 성능은 상기 프론트홀 망(130)에서 전송 가능한 용량(Capacity) 및 지연시간(Latency) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 프론트홀 망(130)의 용량 및 지연시간은 프론트홀 망(130)을 구성하는 광케이블의 파장 및 거리 등에 따라서 달라진다.
따라서, 상기 분산 처리 장치(110)는 상기 프론트홀 망(300)의 용량 및 지연 시간 간의 기 정의된 관계에 따라서 도 3 및 도 4에 예시된 다양한 분리 구조 중 어느 하나에 따른 일부 기지국 기능을 구비할 수 있다.
참고로, 분산 처리 장치(110)에 구현되는 기지국 기능이 많아질수록 프론트홀 망(130)에 요구되는 용량이 적어지고 지연시간은 높아지고, 분산 처리 장치(110)에 구현되는 기지국 기능이 최소화될 경우, 유연한 자원 관리가 가능하고 집중화 처리 장치(120)를 통한 다양한 기능 구현이 가능하다.
따라서, 프론트홀 망(130)의 용량 및 지연시간에 따라서 분산 처리 장치(110)에 구현되는 기지국 기능을 선택될 수 있으며, 프론트 망(130)의 용량 및 지연 시간으로 지원 가능한 최소한의 기지국 기능을 구현하는 것이 바람직하다.
이렇게 기지국 기능 중 일부를 할당받은 분산 처리 장치(110)의 연결이 확인되면, 상기 집중화 처리 장치(120)는 상기 연결된 분산 처리 장치(110)로부터 상기 분산 처리 장치(110)에 설치된 기지국 기능을 나타내는 구성 정보를 수신한다(S220). 구체적으로, 상기 집중화 처리 장치(120)가 분산 처리 장치(110)로 파일롯 신호를 전송하고, 그에 따른 응답을 통해 상기 구성 정보를 수신할 수 있다.
상기 구성 정보는 구체적으로, 분산 처리 장치(110)에 구현된 기지국 기능, 및 이에 따른 인터페이스 타입을 포함한다. 참고로, 인터페이스 타입은, 상기 분산 처리 장치(110)에 구성된 최종 프로토콜 계층에 기반한 것으로서, 예를 들어, 분산 처리 장치(110)에 RF 신호 처리 기능 및 PHY 계층 기능이 구비된 경우, MAC-PHY 간 인터페이스가 필요하다는 정보가 전송될 수 있다.
이러한 구성 정보는, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 분리 구조를 복 수개 설정하고, 그 각각의 분리 구조에 대해 순차적으로 설정된 레벨 정보를 기반으로 확인할 수 있다. 더하여 이는 플러그앤플레이 등을 통해서 분산 처리 장치(110)의 연결을 확인한 집중화 처리 장치(120)로부터의 요청에 따라서 분산 처리 장치(110)에서 구성 정보를 전송하도록 할 수 있다.
이렇게 분산 처리 장치(110)의 구성 정보가 확인되면, 집중화 처리 장치(120)는 상기 확인된 구성 정보를 기반으로 분산 처리 장치(110)에 구비되어 있는 기지국 기능을 인지한다(S230). 이에 따라서, 상기 집중화 처리 장치(120)는, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 구현될 기지국 기능 중 상기 분산 처리 장치(110)에 구현되지 않은 잔여 기지국 기능을 확인할 수 있다.
그리고, 상기 집중화 처리 장치(120)는 가상화 기술을 통하여 상기 확인한 잔여 기지국 기능을 구현한다(S240). 이는 클라우드 컴퓨팅 기술, 예를 들어, SaaS(Software as a service)를 통해서 실행될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 집중화 처리 장치(120) 내에 도 2에 도시된 기지국 기능들이 각각 소프트웨어 또는 하드웨어 자원으로 구현되고, 이후 상기 집중화 처리 장치(120)는 클라우드 컴퓨팅 기술을 통해서 잔여 기지국 기능 등에 대응하는 소프트웨어 또는 하드웨어 자원들을 조합하여 상기 연결된 분산 처리 장치(110)에 대응하는 가상화 모듈을 구성한다.
특히, 본 발명에 있어서, 도 4와 같이, 물리 계층의 일부를 분산 처리 장치(110)에 할당하는 구조에서, 프론트홀 망(130)의 용량 및 지연시간과 함께 MAC 계층에 설정된 HARQ 프로세스의 최대 개수를 더 고려하여, 집중화 처리 장치(120)와 분산 처리 장치(110)간의 PHY 계층의 내부 기능을 분리할 수 있다.
상술한 바와 같이 집중화 처리 장치(120)과 분산 처리 장치(110)에 기지국 기능을 분리한 후, 상기 분리 구조가 PHY 계층의 기능 분리인 지 확인한다(S250).
확인 결과, PHY 계층에서 분리가 이루어진 구조인 경우, 상기 MAC 계층을 처리하는 집중화 처리 장치(120)는 도 8과 같은 HARQ 프로세스 제어 방법을 적용하여, 상기 MAC 계층에서 적용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정한다(S260). 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수는 상기 HARQ 프로세스의 최대 개수 이하로 결정된다.
그리고 나서, 상기 집중화 처리 장치(120)는 현재 동적으로 설정된 분리 구조에 맞추어 분산 처리 장치(110)과의 동기화 및 테스트를 수행한다(S270).
부연하면, 분산 처리 장치(110)는 집중화 처리 장치(120)와 주파수/시간 동기화가 이루어져야 하는데, 통상 수십 Km 이격되어 설치되기 때문에, 프론트홀 망(130)을 통한 통신 구간에서 디지털 신호의 시간 또는 위상이 틀어지는 지터(Jitter)가 발생할 수 있다. 따라서, 분산 처리 장치(110)와 집중화 처리 장치(200) 간의 주파수/시간 동기화가 필요하다. 이를 위해, 분산 처리 장치(110)는 집중화 처리 장치(120)로부터 전달되는 디지털 데이터를 통해 기준 클럭을 복원하고, 이를 이용하여 집중화 처리 장치(120)와 동기화된 클럭을 생성하여 사용하게 된다. 따라서, 상기 S270에서, 집중화 처리 장치(120)는 분산 처리 장치(110)로 동기화 신호를 송신하고, 이를 통해 분산 처리 장치(110)가 기준 클럭을 복원하여 생성하도록 한다.
또한, 상기 집중화 처리 장치(120)는 구성된 잔여 기지국 기능들이 분산 처리 장치(110)에 구성된 기지국 기능과 연동하여 정상 동작하는 지를 확인하기 위한 테스트 신호를 더 송신할 수 있다. 이때, 테스트 신호는, 분산 처리 장치(110)에 구성된 기지국 기능에 따라서, 대응하는 계층에 기반하여 생성될 수 있다.
본 발명은 상술한 과정을 통해서, 클라우드 무선 액세스 네트워크의(100)의 집중화 처리 장치(120)가 프론트홀 망(130)을 통해서 분산 처리 장치(110)가 연결되면, 새롭게 연결된 분산 처리 장치(110)를 인지한 후, 분산 처리 장치(110)에 설치되지 않은 잔여 기지국 기능을 자동으로 구현하는 플러그앤플레이(Plug & Play)를 가능하게 하며, 더하여, PHY 계층의 내부에서 분리가 발생할 경우, 프론트홀 망(130)의 요구 조건을 최소화하면서 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)의 단대단 지연 특성을 만족하도록 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.
다음으로, 도 10은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 수행하기 위한 사용자 장치(20)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
상기 사용자 장치(20)는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에 접속하여, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)를 통해 무선으로 데이터를 송수신하는 장치로서, 스마트폰, 휴대폰과 같은 이동통신기능을 구비한 장치가 될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 사용자 장치(20)는 무선 통신부(21)와, 제어부(22)를 포함한다. 참고로, 상기 도 10은 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어 방법을 수행하기 위한 필수 구성만을 도시한 것으로서, 상기 사용자 장치(20)는 도시된 구성 이외에 입력부, 디스플레이부, 카메라, 저장부 등의 다양한 구성을 더 포함할 수 있다.
상기 무선 통신부(21)는 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100), 특히, 사용자 장치(20)가 위치한 셀 사이트에 구비된 분산 처리 장치(110)에 접속하여 무선 채널을 형성하고, 상기 무선 채널을 통해서 데이터를 송수신한다. 이를 위하여, 상기 무선 통신부(21)는 안테나, RF 회로 및 프로토콜 통신 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 HARQ 프로세스 제어와 관련하여, 상기 무선 통신부(21)는 패킷을 전송하고, 상기 패킷의 전송 성공 여부를 나타내는 응답(ACK/NACK)을 수신한다.
상기 제어부(22)는 사용자 장치(20)의 동작 전반 및 사용자 장치(20)의 하드웨어 구성 요소들을 제어하기 위한 장치로서, 하나 이상의 프로세서(Processor) 및 상기 프로세서에 의해 로딩되어 실행되는 OS(Operating System) 프로그램에 의해 구현될 수 있다.
상기 제어부(22)는 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)와의 접속 및 통신을 수행하기 위하여, 소정의 통신 프로토콜에 따른 처리를 수행하는데, 특히, 패킷의 신뢰성 있는 전송을 위해 HARQ 기능을 수행한다.
이때, 상기 제어부(22)는, 패킷의 전송이 시작되기 전에, 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서의 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망(130)의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치(110) 및 집중화 처리 장치(120)에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 사용자 장치(20)에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용할 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정한다. 이때, 상기 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)가 TDD 방식을 사용하는 경우, 상기 제어부(22)는 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 더 고려하여, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정할 수 있다.
상기 HARQ 프로세스의 최적 개수는 도 8에 도시된 순서도 및 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(100)에서 집중화 처리 장치(120)의 계층 구성도이다.
도 11을 참조하면, 집중화 처리 장치(120)는, 프로세서, 메모리, 프론트홀 망 및 백홀망에 연결되는 통신 인터페이스, 스위치 등과 같은 하드웨어 계층(1010) 위에 미들웨어로서 상기 하드웨어 계층(1010)과 그 위의 소프트웨어 계층을 분리하는 가상화 계층(1020)이 구성된다. 상기 가상화 계층(1020)는 가상화 기술을 기반으로 도 2와 같은 다양한 기지국 기능들을 구현하는데, 이렇게 가상화된 기지국 기능들은 각각 독립적으로 운용될 수 있다.
더하여, 상기 가상화 계층(1020)을 통해 상기 하드웨어 계층(1010)을 기반으로 에지 기능부(1030), 분배된 코어 기능부(1040), Multi-RAT 기능부(1050) 등의 다양한 어플리케이션들이 실행될 수 있다.
예를 들어, 에지 기능부(1030)는, CDN(Contens Delivery Network)와 같이 네트워크의 에지에서 이루어지는 서비스 들이 수행되고, Multi-RAT 기능부(1050)는 GSM, UMTS, LTE 등과 같은 다양한 네트워크 접속 자원들의 공유 및 통합을 지원한다.
아울러, 집중화 처리 장치(120)는 상술한 기능 이외에 가상화된 기지국 기능을 기반으로 새로운 네트워크 기술이나 서비스 기능을 추가하여 확장시키기 위한 오케스트레이션 계층(1060)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 오케스트레이션 기술은 네트워크 기능 가상화(NFV: Network Function Virtualization)에서 더 나아가 가상화된 네트워크 기능을 활용하여 이동통신 서비스를 개발하거나 구축할 수 있는 기술을 의미한다.
참고로, 상기 집중화 처리 장치(120)는 GPP(General Purpose Platform) 기반과 non-GPP 기반으로 구성될 수 있는데, GPP 기반은 범용 플랫폼(예를 들어, 인텔 x86 서버)을 기반으로 전력 소모 감소, 캐싱 기술을 통한 룩업 테이블 방식으로 무선 알고리즘을 처리할 수 있고, 멀티 코어 지원을 통해 집중화 처리 장치(120)의 처리 능력을 대폭 향상 시킬 수 있다. GPP 기반의 경우, 하나의 집중화 처리 장치(120)는 스탠드얼론 서버 또는 하나 이상의 CPU 프로세싱 보드가 될 수 있다. non-GPP 방식으로는 특정 하드웨어와 소프트웨어 사용으로 운용되며, DSP, SoCs, FPGA그리고 ASIC을 사용하여 구성된다.
본 발명에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크의 동적 구성 방법은, 프로그램 모듈로 구현되어 상술한 바와 같이 구성된 집중화 처리 장치(120)의 가상화 계층(1020)에 적용될 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 설명한 주제의 특정한 실시형태를 설명하였다. 기타의 실시형태들은 이하의 청구항의 범위 내에 속한다. 예컨대, 청구항에서 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행되면서도 여전히 바람직한 결과를 성취할 수 있다. 일 예로서, 첨부도면에 도시한 프로세스는 바람직한 결과를 얻기 위하여 반드시 그 특정한 도시된 순서나 순차적인 순서를 요구하지 않는다. 특정한 구현예에서, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.
본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
본 발명은 하나의 셀 사이트에 있던 기지국의 기능을 분리하고, 분리된 기능 중 일부를 집중화시킨 클라우드 무선 액세스 네트워크에서, 송신측에서 운용되는 HARQ 프로세스의 개수를 최적화시킴으로써, 사용자단에서 기지국단까지의 전송 지연 특성을 만족시키면서 분리된 기지국 기능 간을 연결하는 프론트홀망의 요구 사항을 감소시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 클라우드 무선 액세스 네트워크를 구축하는데 있어서, 프론트홀 망의 용량 및 지연시간뿐만 아니라, 기지국 단에서 운용가능한 최대 HARQ 프로세스의 개수를 고려하여 기지국의 기능을 동적으로 분리하고, 최대 HARQ 프로세스 이하의 범위에서, 실제 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정함으로써, 프론트홀 망에 요구되는 용량 및 전송 지연을 최소화시키면서 효율적인 클라우드 무선 액세스 네트워크의 구현을 가능하게 한다.
100: 클라우드 무선 액세스 네트워크
110: 분산 처리 장치(DU: Distributed Unit)
120: 집중화 처리 장치(CU: Contral Unit)
130: 프론트홀(Fronthaul) 망
200: 코어망
300: 백홀망

Claims (10)

  1. 기지국 기능이 분리되어 할당된 분산 처리 장치(DU: Distributed Unit) 및 집중화 처리 장치(CU: Central Unit)로 이루어진 기지국 시스템과, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치를 연결하는 프론트홀 망을 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ(Hybrid Automation Repeat request) 프로세스 제어 방법에 있어서, 패킷을 송신하는 송신측 장치가,
    상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 최소 전송 주기를 확인하는 단계;
    상기 프론트홀 망의 전송 지연을 확인하는 단계; 및
    상기 기지국 시스템에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 확인하는 단계;
    상기 기지국 시스템에 접속한 상기 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 확인하는 단계; 및
    상기 최소 전송 주기, 프론트홀 망의 전송 지연, 기지국 시스템의 처리 시간 및 사용자 장치의 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 단계를 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클라우드 무선 액세스 네트워크에 TDD(Time Division Duplex) 방식을 사용하는 경우, 상기 결정하는 단계 이전에, 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 확인하는 단계를 더 포함하고,
    상기 결정하는 단계는, 상기 최소 전송 주기, 프론트홀 망의 전송 지연, 기지국 시스템의 처리 시간 및 사용자 장치의 처리 시간, 및 상기 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 이용하여 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 최소 전송 주기와 프론트홀 망의 전송 지연과 기지국 시스템의 처리 시간과 사용자 장치의 처리 시간, 또는 상기 최소 전송 주기와 프론트홀 망의 전송 지연과 기지국 시스템의 처리 시간과 사용자 장치의 처리 시간과 상기 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 이용하여, 상기 사용자 장치와 기지국 시스템 간에 하나의 패킷을 전송 후 상기 패킷이 성공적으로 전송되었는 지를 나타내는 응답을 수신하여 처리하는데 요구되는 총 처리 시간을 산출하고,
    상기 최소 전송 주기와 상기 HARQ 프로세스의 개수의 곱과 상기 총 처리 시간을 비교하여, 상기 총 처리 시간보다 상기 최소 전송 주기와 상기 HARQ 프로세스의 개수의 곱이 커지도록, 상기 HARQ 프로세스의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신측 장치는, 패킷 전송 방향에 따라서 상기 사용자 장치 또는 기지국 시스템인 것을 특징으로 하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기지국 시스템의 물리 계층 기능에서 분리되었는 지 확인하여, 물리 계층 기능에서 분리된 경우, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기지국 시스템은, 상기 프론트홀 망의 용량 및 전송 지연, 그리고 상기 기지국 시스템에서 운용 가능한 HARQ 프로세스의 최대 개수를 고려하여, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치로 기지국 기능을 분리한 것임을 특징으로 하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 HARQ 프로세스 제어 방법.
  7. 기지국 기능 중 일부 기능을 수행하도록 구현된 사용자 장치가 접속되는 하나 이상의 분산 처리 장치; 및
    상기 하나 이상의 분산 처리 장치와 프론트홀 망을 통해 연결되어, 상기 기지국 기능 중 상기 분산 처리 장치에 구현되지 않은 잔여 기지국 기능을 수행하도록 구현된 집중화 처리 장치를 포함하고,
    상기 집중화 처리 장치는, 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 상기 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 집중화 처리 장치는
    TDD 방식을 사용하는 경우, 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 더 고려하여, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  9. 기지국 기능이 분리되어 할당된 하나 이상의 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치로 이루어진 기지국 시스템과, 상기 분산 처리 장치와 집중화 처리 장치를 연결하는 프론트홀 망을 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크에 접속하는 사용자 장치에 있어서,
    상기 기지국 시스템의 분산 처리 장치에 접속하여 패킷을 전송하고, 상기 패킷의 전송 성공 여부를 나타내는 응답을 수신하는 무선 통신부; 및
    상기 패킷을 전송하기 전에, 클라우드 무선 액세스 네트워크에서의 최소 전송 주기, 상기 프론트홀 망의 전송 지연, 상기 분산 처리 장치 및 집중화 처리 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간, 사용자 장치에서 HARQ 처리를 수행하기 위한 처리 시간을 이용하여, 병렬로 운용되는 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 클라우드 무선 액세스 네트워크가 TDD 방식을 사용하는 경우, 다운링크와 업링크의 구조에 따른 전송 지연을 더 고려하여, 상기 HARQ 프로세스의 최적 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
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