KR20150051746A

KR20150051746A - 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지를 전송하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20150051746A
Application number: KR1020130133643A
Authority: KR
Inventors: 조희정; 최혜영; 이은종; 정재훈; 한진백
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-05-13
Also published as: US9185681B2; US20150126235A1

Abstract

클라우드(cloud) 무선 접속망(RAN; radio access network) 시스템에서 페이징 메시지를 전송하는 방법 및 장치가 제공된다. BBU(baseband unit) 또는 MME(mobility management entity)는 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 기반으로 단말의 위치 업데이트 범위를 결정하고, 이에 대한 정보를 단말로 전송한다. 단말은 수신된 정보 및 상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 원격 RF(radio frequency) 유닛(RRU; remote RF unit)에 대한 측정 결과를 기반으로 결정된 상기 단말의 이동 정보 및 상기 측정 결과를 상기 BBU 또는 MME로 전송한다. BBU 또는 MME는 상기 수신된 측정 결과 및 상기 단말의 이동 정보를 기반으로 상기 단말의 위치 업데이트 범위를 갱신하고, 갱신된 위치 업데이트 범위에 속한 적어도 하나의 RRU를 통해 상기 단말로 페이징 메시지를 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 페이징 메시지를 전송하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING PAGING MESSAGE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

UMTS(universal mobile telecommunications system)는 GSM(global system for mobile communications) 및 GPRS(general packet radio services) 등의 유럽 시스템(European system)들을 기반으로 WCDMA(wideband code division multiple access)에서 동작하는 3세대(3rd generation) 비동기(asynchronous) 이동 통신 시스템이다. 4세대(4th generation) 이동 통신 시스템으로 LTE(long-term evolution) 및 LTE-A(LTE-advanced)가 UMTS를 표준화한 3GPP(3rd generation partnership project)에 의해서 논의 중이다. 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A는 고속 패킷 통신을 위한 기술이다. 3GPP LTE는 사용자 및 공급자의 비용 감소, 서비스 품질의 향상, 확장되고 향상된 커버리지 및 시스템 용량, 주파수 대역(frequency band)의 유연한(flexible) 사용, 간단한 구조(simple structure), 개방 인터페이스(open interface) 및 단말의 적절한 전력 사용 등을 요구한다. 이를 위하여 많은 방식이 제안되어 왔다.

또한, 스마트폰을 통한 영상 서비스 및 초고속 데이터 서비스 등의 증가로 인해 데이터 트래픽에 대한 요구가 폭증할 것으로 예상된다. 따라서 이를 위한 해결 방안으로 4세대 이동 통신 시스템의 모든 부분에서 전방위적 효율 개선 및 성능 개선이 이루어져야 하는 동시에 추가로 신규 주파수 대역을 할당하는 방안에 대해서도 고려할 필요가 있다. 이에 따라 차세대 이동 통신 시스템인 5세대 이동 통신 시스템에 대한 논의가 시작되고 있다.

한편, 4세대 이동 통신 시스템 및 5세대 이동 통신 시스템에서는, 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell) 등의 다양한 형태의 소형 셀(small cell)들이 매크로 셀(macro cell)과 연동하는 형태로 무선 접속망(RAN; radio access network) 구조가 변화하고 있다. 이는 종래의 매크로 셀이 기본적으로 관여하는 수직적 계층의 다계층 셀들이 혼재하는 상황에서, 최종 사용자에게 높은 데이터 전송율을 제공함으로써 QoE(quality of experience)를 증진시킴을 목적으로 한다. 소형 셀은 효율적인 배치와 운영으로 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)을 증대하는 것을 목적으로 한다. 매크로 셀과 소형 셀 사이, 및/또는 소형 셀들 사이에서는 이상적(ideal)이거나 비이상적인(non-ideal) 백홀망(backhaul network)이 지원될 수 있다. 소형 셀은 저밀도의 배치(sparse deployment) 환경 및/또는 고밀도의 배치(dense deployment) 환경에서 모두 제공될 수 있다. 차세대 이동 통신 시스템에서 밀집 지역 및 실내 데이터 트래픽 증가를 지원하기 위한 소형 셀의 구축이 크게 증가할 것이고, 또한 소형 셀들의 성능 최적화에 대한 연구가 이루어지면서 향후에는 매크로 셀과 독립적인 형태의 운영 체제로 발전할 가능성도 있을 것이다.

현재 저전력 노드(low power node)들을 사용하는 실내/실외(indoor/outdoor) 시나리오들을 향상시키기 위한 논의가 진행되고 있다. 즉, 고전력 노드(high-power node)에 기반한 매크로 셀뿐만 아니라, 저전력 노들에 기반한 소형 셀을 통해 실내 및 실외에 무선 통신 서비스를 제공하기 위한 연구가 진행 중에 있다. 또한, 사용자가 동일한 혹은 다른 반송파(carrier)를 사용하는 매크로 셀 계층과 소형 셀 계층들에 동시적 연결성을 갖는 이중 연결(dual connectivity) 개념에 대한 이점들을 도출하는 작업이 논의되고 있다. 이와 같은 동향을 고려할 때, 향후 수많은 소형 셀들이 배치됨에 따라 최종 사용자들은 네트워크에 물리적으로 더 가까이 위치하게 될 것으로 예상된다.

따라서, 5세대 이동 통신 시스템의 무선 접속망에서는 종래의 물리적인 셀 기반의 통신이 아닌 사용자 중심의 가상 커버리지를 통한 통신이 이루어질 것으로 예상된다. 사용자 중심의 가상 커버리지를 통한 통신이 가능하기 위해서는 종래의 셀 기반의 서비스 제공 단위와 차별화되는 사용자 중심의 커버리지와 같은 서비스 제공 단위가 구현되어야 하며, 이는 현재의 무선 접속망에 큰 영향을 줄 수 있다. 일 예로, 사용자 중심의 가상 커버리지를 제공하는 경우, 기존의 트래킹 영역 업데이트 방법 및 페이징 메시지 전송 방법과는 다른 새로운 트래킹 영역 업데이트 방법 및 페이징 메시지 전송 방법이 요구될 수 있다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지를 전송하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명은 클라우드 무선 접속망(RAN; radio access network) 환경에서 단말의 궤적에 따라 페이징 메시지를 전송하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 클라우드 RAN 환경에서 단말의 궤적에 따라 위치 업데이트 절차를 수행하는 범위를 결정하고 위치 업데이트 절차를 수행하는 방법을 제공한다.

일 양태에 있어서, 클라우드(cloud) 무선 접속망(RAN; radio access network) 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 페이징 메시지를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 기반으로 결정된 상기 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 BBU(baseband unit) 또는 MME(mobility management entity)로부터 수신하고, 상기 수신된 위치 업데이트 범위에 관한 정보 및 상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 원격 RF(radio frequency) 유닛(RRU; remote RF unit)에 대한 측정 결과를 기반으로 결정된 상기 단말의 이동 정보 및 상기 측정 결과를 상기 BBU 또는 MME로 전송하고, 및 상기 전송된 측정 결과 및 상기 단말의 이동 정보를 기반으로 결정된 갱신된 위치 업데이트 범위에 속한 적어도 하나의 RRU를 통해 상기 MME로부터 페이징 메시지를 수신하는 것을 포함하되, 상기 클라우드 RAN 시스템은 적어도 하나의 가상 BBU 풀(pool)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 가상 BBU 풀은 계층 처리를 수행하는 복수의 BBU들과 무선 신호를 전송 또는 수신하는 복수의 RRU들을 포함하며, 하나의 RRU는 하나 이상의 BBU와 접속 게이트웨이(access gateway)를 통해 맵핑되어, 상기 하나 이상의 BBU의 제어를 받는다.

상기 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보는 상기 위치 업데이트 범위, 상기 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도(tolerance limit), 상기 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도, 상기 단말의 이동 정보의 측정 주기, 상기 위치 업데이트 범위의 갱신 주기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 단말의 이동 정보 및 상기 측정 결과는 상기 단말의 위치 업데이트 범위 내에 속하는 않는 RRU의 개수가 상기 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도를 넘거나, 상기 단말의 이동 속도가 상기 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도를 넘거나, 갱신 타이머가 종료되는 경우 전송될 수 있다.

상기 단말의 이동 정보를 수신할 때, 갱신 타이머가 시작할 수 있다.

상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 RRU에 대한 측정 결과는 상기 적어도 하나의 RRU가 전송하는 동기화 신호를 기반으로 측정될 수 있다.

상기 동기화 신호는 상기 적어도 하나의 RRU가 포함된 가상 BBU 풀의 가상 셀 ID(identifier) 및 상기 적어도 하나의 RRU의 ID를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 가상 BBU 풀에 포함된 상기 복수의 RRU들은 동일한 가상 셀 ID를 가질 수 있다.

다른 양태에 있어서, 클라우드(cloud) 무선 접속망(RAN; radio access network) 시스템에서 BBU(baseband unit) 또는 MME(mobility management entity)에 의한 페이징 메시지를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 기반으로 단말의 위치 업데이트 범위를 결정하고, 상기 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 상기 단말로 전송하고, 상기 전송된 위치 업데이트 범위에 관한 정보 및 상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 원격 RF(radio frequency) 유닛(RRH; remote RF unit)에 대한 측정 결과를 기반으로 상기 단말에 의해 결정된 상기 단말의 이동 정보 및 상기 측정 결과를 상기 단말로부터 수신하고, 및 상기 수신된 측정 결과 및 상기 단말의 이동 정보를 기반으로 상기 단말의 위치 업데이트 범위를 갱신하고, 및 상기 갱신된 단말의 위치 업데이트 범위에 속한 적어도 하나의 RRU를 통해 상기 단말로 페이징 메시지를 전송하는 것을 포함하되, 상기 클라우드 RAN 시스템은 적어도 하나의 가상 BBU 풀(pool)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 가상 BBU 풀은 계층 처리를 수행하는 복수의 BBU들과 무선 신호를 전송 또는 수신하는 복수의 RRU들을 포함하며, 하나의 RRU는 하나 이상의 BBU와 접속 게이트웨이(access gateway)를 통해 맵핑되어, 상기 하나 이상의 BBU의 제어를 받는다.

상기 단말의 위치 업데이트 범위는 상기 단말의 이동 방향을 고려하여, 상기 단말의 커버리지 및 상기 단말의 이동 속도에 대응되는 실수값 α을 기반으로 결정되는 개수의 RRU들로 결정될 수 있다.

상기 실수값 α는 네트워크에 의해 결정될 수 있다.

상기 실수값 α는 상기 단말의 이동 속도에 비례할 수 있다.

상기 단말의 위치 업데이트 범위는 상기 단말이 아이들 모드(idle mode)로 전환할 때 결정될 수 있다.

상기 방법은 상기 갱신된 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

클라우드 RAN 환경에서 효율적으로 페이징 메시지를 전송할 수 있다.

도 1은 LTE 시스템 구성을 나타낸다.
도 2는 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜의 제어 평면을 나타낸다.
도 3은 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자 평면을 나타낸다.
도 4는 페이징 메시지 전송을 나타낸다.
도 5는 트래킹 영역 업데이트 절차의 일 예를 나타낸다.
도 6은 트래킹 영역 업데이트 절차의 또 다른 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 클라우드 RAN 구성의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 클라우드 RAN 환경에서 단말의 궤적의 일 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 메시지 전송 방법의 일 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 LTE 시스템 구성을 나타낸다.

LTE 시스템 구성은 단말(10; user equipment), E-UTRAN(evolved-TUMS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved pack core)를 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. E-UTRAN은 복수의 기지국(20; eNB)들을 포함한다. 기지국(20)들은 단말(10)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공한다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

EPC는 제어 평면 기능을 담당하는 MME(mobility management entity)와 사용자 평면 기능을 담당하는 서빙 게이트웨이(serving gateway; S-GW)를 포함한다. EPC는 또한 PDN(packet date network) 게이트웨이(PDN-gateway; P-GW)를 더 포함할 수 있다. MME는 단말 접속 정보 또는 단말 능력 정보를 가지며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리를 위하여 주로 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 하는 게이트웨이이다. P-GW는 PDN을 종단점으로 하는 게이트웨이이다.

사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10)과 기지국(20)은 Uu 인터페이스를 통해 연결된다. 기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결된다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC와 연결된다. 기지국(20)은 S1-MME 인터페이스를 통해 MME와 연결되며, S1-U 인터페이스를 통해 S-GW와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/S-GW 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

이하에서, 하향링크(DL; downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL; uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.

도 2는 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜의 제어 평면을 나타낸다. 도 3은 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자 평면을 나타낸다.

단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호 접속(open system interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분될 수 있다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층(physical layer), 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 단말과 E-UTRAN에서 쌍으로 존재하며, Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당한다.

물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에게 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 전송 채널(transport channel)을 통해 상위 계층인 MAC(medium access control) 계층과 연결된다. 데이터는 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 간에 전송된다. 전송 채널은 채널의 공유 여부에 따라 전용(dedicated) 전송 채널과 공용(common) 전송채널로 나뉜다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리 계층 간에는 무선 자원을 이용하여 물리 채널을 통해 데이터가 전송된. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 사용하여 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. PDCCH(physical downlink control channel)는 단말에게 PCH(paging channel)와 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. PDCCH는 단말에게 UL 전송의 자원 할당을 알려주는 UL 그랜트(grant)를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)는 UL 전송의 응답으로 HARQ ACK/NACK(acknowledgement/non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 DL 전송에 대한 HARQ ACK/NAK, 스케줄링 요청(SR; scheduling request) 및 CQI(channel quality indicator)와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)을 나른다.

물리 채널은 시간 영역의 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역의 있는 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역의 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 RB는 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널은 시스템 정보(system information)를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel) 및 사용자 트래픽이나 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등이 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나르며, 모든 시스템 정보 블록들은 동일한 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 DL-SCH 또는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(random access channel)와 사용자 트래픽이나 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등이 있다.

MAC 계층은 L2에 속한다. MAC 계층의 기능은 복수의 논리 채널들과 복수의 전송 채널들 간의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 맵핑시키는 논리 채널 다중화(Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 논리 채널을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에 연결된다. 논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 나뉜다.

논리 채널은 전송 채널의 상위에 위치하며, 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel), MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다.

RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할(segmentation) 및 연결(concatenation)하여 하위 계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다.또한, 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS(quality of service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.

PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. IPv4나 IPv6와 같은 IP(Internet protocol) 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, PDCP 계층은 보안(security) 기능도 수행하는데, 이는 제3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화(ciphering)와 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호(integrity protection)로 구성된다.

L3의 속하는 RRC(radio resource control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정함을 의미한다. RB는 다시 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분된다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

셀은 기본적으로 DL 자원들과 선택적인(optionally) UL 자원들의 결합으로 기술되며, DL 자원들을 위한 반송파 주파수와 UL 자원들을 위한 반송파 주파수 간의 연결(linkage)은 DL 자원들을 통해 전달되는 시스템 정보에 명시된다.

이하 단말의 RRC 상태(RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결이 되어 있는지 여부를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)라 할 수 있다. RRC_CONNECTED의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역(TA; tracking area) 단위로 핵심망(core network)이 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서는 RRC_CONNECTED로 이동해야 한다. TA는 트래킹 영역 식별자(TAI; tracking area ID)를 통해 구분되며, TAI는 셀에서 브로캐스트 되는 정보를 통해 수신되는 트래킹 영역 코드(TAC; tracking area code)를 통해 구성될 수 있다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC_IDLE에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이한다. RRC_IDLE에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 UL 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요한 경우 등을 들 수 있다.

도 4는 페이징 메시지 전송을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 단계 S40에서 E-UTRAN은 단말로 페이징 메시지를 전송한다. 페이징 메시지는 RRC_IDLE의 단말에게 페이징 정보를 전송하는 경우, RRC_CONNECTED 및 RRC_IDLE의 단말에게 시스템 정보의 변경을 알리는 경우, ETWS(earthquake and tsunami warning system) 및 CMAS(commercial mobile alert system) 등의 긴급 정보를 알리는 경우에 전송될 수 있다. 페이징 정보는 상위 계층으로 제공되며, 상위 계층은 이에 대한 응답으로 착신 호출(incoming call)을 수신하기 위하여 RRC 연결 설정을 초기화할 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 핵심망은 TA 단위로 RRC_IDLE의 단말의 위치 정보를 관리하기 때문에, 핵심망은 단말이 현재 어느 셀에 위치하고 있는지를 알 수 없다. 따라서, 핵심망은 자신이 가지고 있는 TA 리스트에 포함된 모든 기지국에 페이징 메시지를 전달하고, 이를 수신한 기지국은 자신의 셀 내의 단말들에게 해당 페이징 메시지를 브로드캐스트한다. RRC_IDLE의 단말은 페이징 메시지를 수신한 후, RRC 연결을 설정하거나, 시스템 정보를 수신하거나, 또는 긴급 정보를 읽을 수 있다.

도 5는 트래킹 영역 업데이트 절차의 일 예를 나타낸다.

RRC_IDLE의 단말은 핵심망으로부터 수신한 TAI 리스트에 없는 다른 TA로 이동한 경우, 또는 주기적인 TA 갱신을 위한 타이머가 만료된 경우 등의 이유로 핵심망에게 자신의 현재 위치를 알리기 위해 트래킹 영역 업데이트(TAU; tracking area update) 절차를 수행할 수 있다. 단말이 다른 TA로 이동한 경우, 단말은 셀을 (재)선택한 후, 선택한 셀에서 브로드캐스트 되는 시스템 정보를 수신한다. 시스템 정보는 TAC를 포함할 수 있다. 단말은 시스템 정보를 통해 수신한 TAC와 단말 자신이 저장하고 있는 TAI 리스트를 비교한다. 단말이 저장하고 있는 TAI 리스트에 수신한 TAC가 있는 경우, 단말은 현재 TA에 있음을 알 수 있고 이때에는 TAU 절차를 수행하지 않는다. 단말이 저장하고 있는 TAI 리스트에 수신한 TAC가 없는 경우, 단말이 새로운 TA로 진입했음을 알 수 있다. 단계 S50에서 단말은 TAU 절차의 시작을 트리거한다.

단계 S51에서, 단말은 새로운 기지국으로 TAU 요청 메시지를 전송하고, 기지국은 이를 MME로 전달한다. 단계 S52에서, MME가 TAU 요청 메시지를 수신함에 따라 단말의 컨텍스트(context)가 생성된다. 단계 S53에서, MME는 단말로 TAU 승인 메시지를 전송한다. 단계 S54에서, 단말은 MME로 TAU 완료 메시지를 전송하고, 이에 따라 TAU 절차가 완료된다.

도 6은 트래킹 영역 업데이트 절차의 또 다른 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 제1 단말(UE1)은 제1 기지국(eNB1)의 영역 내에 존재한다. 제1 단말이 가지고 있는 TAI 리스트는 TAI1, TAI2에 대응된다. 제2 단말(UE2)은 제4 기지국(eNB4)의 영역 내에 존재한다. 제2 단말이 가지고 있는 TAI 리스트는 TAI2, TAI3에 대응된다. 제1 기지국은 TA1, 제2 기지국(eNB2)은 TA2, 제3 기지국(eNB3) 및 제4 기지국은 TA3에 대응된다. TA1 및 TA2을 제공하는 제1 기지국 및 제2 기지국과 제1 MME(MME1) 간에 인터페이스가 존재하며, TA2 및 TA3을 제공하는 제2 기지국 내지 제4 기지국과 제2 MME(MME2) 간에 인터페이스가 존재한다.

단말은 접속 절차(attach procedure) 등을 통해 획득한 TAI 리스트를 기반으로 TAU 절차를 수행할 수 있다. 단말은 자신이 보유한 TAI 리스트와 기지국이 시스템 정보를 통해 전송하는 TAI를 비교한다. 도 6을 참조하면, 제1 단말은 제1 기지국이 전송한 TAI가 TA1임을 알 수 있으며, 이는 자신의 TAI 리스트 내에 존재하는 TAI이므로 TAU 절차를 수행하지 않는다. 이는 제1 단말이 제2 기지국이 제공하는 셀로 이동해도 마찬가지이다. 그러나 제1 단말이 제3 기지국이 제공하는 셀로 이동하는 경우, 제1 단말은 제3 기지국이 전송한 TAI가 TA3임을 알 수 있다. 이는 자신의 TAI 리스트 내에 존재하는 TAI가 아니므로, 제1 단말은 TAU 절차를 수행해야 한다.

TAI는 TA가 속한 PLMN(public land mobile network) ID 및 TA의 TAC로 구성된다. PLMN ID는 12비트의 MCC(mobile country code) 및 최대 12비트의 MNC(mobile network code)로 구성되며, TAC는 16비트의 길이를 가진다. 따라서, TAI는 최대 40비트의 길이를 가질 수 있다.

향후 5세대 이동 통신 시스템이 논의됨에 따라, 많은 수의 소형 셀들이 밀도 있게 배치될 것으로 예상된다. 많은 수의 소형 셀들이 배치될 때, 사용자 중심의 연결성(connectivity) 제어가 중요한 이슈가 될 것으로 예상된다. 사용자 중심의 연결 제어를 위하여, 베이스밴드 유닛(BBU; baseband unit)과 원격 RF(radio frequency) 유닛(RRU; remote RF unit)이 분리된 클라우드(cloud) 무선 접속망(RAN; radio access network)과 같은 새로운 형태의 무선 접속망이 도입될 수 있다. BBU는 이동 통신 시스템을 처리하는 유닛으로, 물리 인터페이스를 통한 통신을 담당한다. RRU는 BBU와 연결되며, 신호의 전송 및/또는 수신을 담당한다. 기존의 무선 접속망이 BBU과 RRU가 결합된 기지국 기반의 이동 통신 시스템인 반면에, 클라우드 RAN은 기본적으로 BBU과 RRU가 분리된 상황을 가정한다. 즉, 복수의 BBU들은 사용자와의 위치에 관계 없이 하나의 물리적인 장소에 위치할 수 있고, 복수의 RRU들이 사용자와 근접하게 위치하여 신호를 전송하거나 수신할 수 있다. 복수의 BBU들은 복수의 RRU들과 시간이 지남에 따라 다양한 방법으로 맵핑되어 사용자에게 서비스를 제공할 수 있다. 하나의 RRU는 오직 하나의 BBU와 맵핑될 수 있고, 또는 하나의 RRU는 복수의 BBU들과 맵핑될 수 있다. 마찬가지로, 하나의 BBU는 오직 하나의 RRU와 맵핑될 수 있고, 또는 하나의 BBU는 복수의 RRU들과 맵핑될 수 있다.

클라우드 RAN이 도입됨에 따라, 현재까지 정의된 물리적인 셀 기반의 사용자 결합(association) 개념이 사라지고, 사용자 중심의 커버리지 기반의 사용자 결합 개념이 중요한 이슈가 될 것으로 예상된다. 즉, 종래에는 물리적인 셀이 존재하여 사용자들이 셀에 접속하여 서비스를 제공받는 형태였다면, 향후에는 종래의 셀 개념을 탈피하여 네트워크가 사용자 단위로 최적의 통신 환경을 제공할 수 있는 커버리지를 구성하고, 해당 커버리지를 기반으로 서비스가 제공될 수 있다. 사용자 중심의 커버리지 기반의 통신을 위해서, 사용자 주변의 시변적인 상황과 네트워크의 시변적인 상황이 모두 고려되어 사용자에게 항상 최적의 연결성을 제공할 수 있는 지능적인 상황인지 무선 접속이 필요하다. 또한, 공유 안테나 시스템(SAS; shared antenna system) RRU가 고려되는 경우, 시간에 따라 맵핑 관계를 달리할 수 있는 RRU가 배치될 수 있기 때문에, 이러한 환경에서 아이들 상태의 사용자를 위한 효율적인 페이징 방법이 필요할 수 있다. 즉, TA를 어떻게 구성되는지에 따라 페이징 메시지의 처리가 달라질 수 있기 때문에, 이에 대한 고려가 필요할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 클라우드 RAN 구성의 일 예를 나타낸다.

클라우드 RAN은 적어도 하나의 가상 BBU 풀(pool)을 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 클라우드 RAN이 가상 BBU 풀 A와 가상 BBU 풀 B를 포함한다. 각 가상 BBU 풀은 적어도 하나의 BBU를 포함할 수 있다. 가상 BBU 풀 내에 BBU들은 서로 다른 무선 접속 기술(RAT; radio access technology)을 지원하는 BBU들일 수 있다. 도 7을 참조하면, 가상 BBU 풀 A와 가상 BBU 풀 B는 LTE BBU, HSPA(high speed packet access) BBU, Wi-Fi BBU를 포함한다. 각 가상 BBU 풀은 MME 및/또는 S-GW와 연결된다. 가상 BBU 풀들은 X2 인터페이스 또는 다른 인터페이스를 통해 서로 연결될 수 있다.

가상 BBU 풀 내의 BBU들은 접속 게이트웨이(access gateway)를 통해 멀티 RAT을 지원하는 SAS RRU들과 맵핑된다. RRU는 맵핑된 BBU의 제어를 받는다. 각각의 RRU는 단순히 물리적 안테나일 수 있다. L1/L2/L3 계층 프로세싱은 가상 BBU 풀 내의 BBU들에 의해 수행된다. 특정 시간에 하나의 RRU는 하나 이상의 BBU들과 맵핑될 수 있고, BBU의 상황(예, 부하, 자원 사용 상황 등)에 따라 맵핑되는 BBU가 시간에 따라 달라질 수 있다. RRU와 맵핑되는 BBU는 가상 BBU 풀 내에서 달라질 수 있다. 가상 BBU 풀 내의 BBU들과 RRU들 간의 맵핑은 이상 백홀(ideal backhaul)을 가정한다. 동일한 가상 BBU 풀 내의 모든 RRU들은 동일한 가상 셀 ID를 가질 수 있다. DL 동기 획득을 위해 사용되는 동기화 신호(synchronization signal)가 각각의 RRU들에 의해 전송된다. 동기화 신호는 RRU들이 속한 가상 BBU 풀을 지시하는 가상 셀 ID 및/또는 각각의 RRU를 식별할 수 있는 RRU ID를 포함할 수 있다.

도 7에서 설명된 클라우드 RAN 구성에 의하여 가상 BBU 풀 단위로 사용자에게 서비스가 제공되는 경우, 사용자는 하향링크의 신호가 미리 정해진 수준 이상의 품질을 만족하는 RRU들을 감지하여, 해당 RRU들과 맵핑된 BBU들 중에서 가장 좋은 상황(부하, 자원 사용 상황 등)의 BBU와 맵핑된 RRU로 접속할 수 있다.

한편, 사용자로부터 버퍼 상태 보고(BSR; buffer status report)의 형태로 네트워크로 전송되는 UL 데이터나 네트워크로부터 사용자에게 전송되는 DL 데이터 발생시, 일반적으로 DL 데이터를 전송하는 데 필요한 자원의 양이 UL 데이터를 전송하는 데 필요한 자원의 의 양보다 많기 때문에, 사용자 중심 연결성 관점에서는 UL 연결성보다는 DL 연결성 더 많다고 가정할 수 있다. 사용자의 UL 연결성을 사용자 중심의 UL 커버리지로 보고, DL 연결성을 사용자 중심의 DL 커버리지로 보면, 사용자 중심의 커버리지란 비대칭적인 사용자 중심의 UL 커버리지와 사용자 중심의 DL 커버리지를 합한 개념으로 정의할 수 있다. 이러한 사용자 중심의 커버리지 설정은 클라우드 RAN 환경에서 사용자에게 최적의 연결성을 제공할 수 있는 BBU-RRU 쌍들을 판단하여 해당 사용자에게 최적의 서비스를 제공할 수 있도록 지원하기 위함이다. 이를 위해서, 사용자는 DL 커버리지와 UL 커버리지에 해당하는 BBU들 및 RRU들에 대한 정보를 가지고 있다고 가정한다.

도 7에서 설명한 바와 같이, 하나의 가상 BBU 풀 내에 적어도 하나의 BBU가 존재하며, 각 BBU는 적어도 하나의 RRU를 제어한다. 이때, 하나의 BBU에 맵핑된 상기 적어도 하나의 RRU는 지리적으로 서로 인접하지 않을 수 있다. 하나의 BBU에 맵핑된 복수의 RRU들이 지리적으로 인접하지 않도록 배치되는 경우, TA에 속한 모든 셀의 기지국이 페이징 메시지를 전송하는 기존의 페이징 전송 방식은 적용되기 어렵다. 클라우드 RAN에서 BBU는 RRU들의 지리적 위치와 상관 없이 맵핑될 수 있으므로, BBU 단위의 TA 구성이 어렵다. 즉, 클라우드 RAN에서는 기존의 TA 개념이 적용되기 어렵다. 또한, BBU 단위의 TA를 구성한다 하더라도, 가상 BBU 풀 내에 있는 모든 BBU에 맵핑된 모든 RRU들이 페이징 메시지를 전송하는 것은 심각한 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 발생시킬 수 있다.

이에 따라, 클라우드 RAN 환경에 맞는 새로운 페이징 메시지 전송 방법이 제안될 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말의 이동 속도, 이동 방향 등 단말의 궤적에 따른 계층적 페이징 메시지 전송 방법이 제안될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 클라우드 RAN 환경에서 단말의 궤적의 일 예를 나타낸다.

RRC_CONNECTED 상태의 단말의 궤적은 단말의 커버지리를 통해 표현될 수 있다. 단말의 커버리지는 단말이 접속 가능한 RRU들의 묶음이라 할 수 있다. 단말이 접속 가능한 RRU들의 묶음은 단말 특정 RRU 리스트 및 RRU가 전송하는 동기화 신호에 의해서 파악될 수 있다. 도 8을 참조하면, 단말이 이동하기 전에 단말이 접속할 수 있는 RRU들은 RRU 1, RRU 2 및 RRU 3이므로, 이를 제1 단말 커버리지라 할 수 있다. 단말의 이동이 완료된 후에 단말이 접속할 수 있는 RRU들은 RRU 2, RRU 4 및 RRU 5이므로, 이를 제2 단말 커버리지라 할 수 있다. RRU와 맵핑된 BBU 및 MME는 해당 단말의 커버리지 및 궤적을 통해 단말의 이동 속도와 이동 방향을 추정 및/또는 갱신할 수 있다. 즉, BBU 및/또는 MME는 단말이 측정한 각 RRU에 대한 신호 세기 등의 변화 등을 포함한 측정 보고(measurement report)를 단말로부터 수신하여, 해당 단말의 이동 방향을 추정할 수 있다. 또한, BBU 및/또는 MME는 시간당 (e.g., 단위: 초) 이동거리를 통해 해당 단말의 이동 속도를 추정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 메시지 전송 방법의 일 예를 나타낸다.

단계 S100에서, BBU/MME는 위치 업데이트 범위를 결정한다. BBU/MME는 단말로부터 수신한 측정 보고를 기반으로, 단말의 이동 방향 및/또는 이동 속도를 이미 추정한 것으로 가정한다. BBU/MME는 단말이 아이들 모드로 전환할 때, 추정된 단말의 이동 방향 및/또는 이동 속도를 이용하여 위치 업데이트 범위를 결정한다. 위치 업데이트 범위는 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.

<수학식 1>

위치 업데이트 범위 = RRU 리스트 [(단말 커버리지에 따른 RRU의 개수)×α, 이동방향]

수학식 1에서 α는 해당 단말의 이동 속도에 따른 어느 하나의 실수값일 수 있다. 또한, α는 네트워크에 의해 결정되며, 단말의 이동 속도와 비례한다. 즉, 단말의 이동 속도가 빨라짐에 따라 α도 커질 수 있다.

수학식 1을 참조하면, 위치 업데이트 범위는 단말의 커버리지와 단말의 이동 속도 및 단말의 이동 방향을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 클라우드 RAN 구성 및 단말의 궤적을 참조하면, 현재 단말의 커버리지는 RRU 2, RRU 4 및 RRU 5이고, 단말은 2시 방향으로 이동하는 것을 가정한다. 단말의 이동 속도에 대응되는 α=2라 가정하면, 3(단말의 커버리지에 따른 RRU의 개수)×2=6개의 RRU들이 위치 업데이트 범위로 결정될 수 있다. 단말의 이동 방향(2시)을 고려하면, RRU 5, RRU 6, RRU 7, RRU 8, RRU 10 및 RRU 11의 총 6개의 RRU들이 위치 업데이트 범위로 결정될 수 있다.

위치 업데이트 범위는 수학식 2에 의해서 결정될 수 있다.

<수학식 2>

위치 업데이트 범위 = RRU 리스트 [(단말 커버리지에 따른 RRU의 개수)×α, 이동방향] + 단말 커버리지

즉, 수학식 1에 의해서 결정되는 위치 업데이트 범위에 현재 단말의 커버리지가 추가로 위치 업데이트 범위로 결정될 수 있다. 즉, 도 8의 클라우드 RAN 구성 및 단말의 궤적을 참조하면, RRU 5, RRU 6, RRU 7, RRU 8, RRU 10 및 RRU 11 외에 RRU 2 및 RRU 4를 포함한 총 8개의 RRU들이 위치 업데이트 범위로 결정될 수 있다.

단계 S110에서, BBU/MME는 결정된 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 단말로 전송한다. BBU/MME가 전송하는 위치 업데이트 범위에 관한 정보는 위치 업데이트 범위, 해당 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도(tolerance limit)(=range_tolerance limits), 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도(=speed_tolerance limits), 단말의 이동 정보의 측정 주기, 위치 업데이트 범위의 갱신 주기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. BBU/MME가 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 단말에 전송할 때 갱신 타이머가 시작하며, 이하에서 설명하는 바와 같이 위치 업데이트 범위가 갱신될 때마다 갱신 타이머는 재시작할 수 있다. 단말은 전력 소모를 최소화하기 위해 휴면 모드(sleep mode)로 들어갈 수 있다.

단계 S120에서, 단말은 자신의 이동 정보를 BBU/MME로 전송한다. 아이들 모드에 있는 단말은 이동 정보의 측정 주기에 따라 자체적으로 RRU들에 대한 신호 세기 등을 측정한다. 측정 결과에 따라 아래와 같은 조건 중 적어도 하나가 충족된 경우, 단말은 측정 결과 및/또는 자신의 이동 정보를 BBU/MME로 보고한다.

- 위치 업데이트 범위 내에 속하지 않는 RRU들의 개수가 range-tolerance limits보다 크거나 같은 경우(또는, 위치 업데이트 범위 내에 속하는 RRU들의 개수가 range-tolerance limits보다 크거나 같은 경우): 예를 들어, 단말이 BBU/MME가 알고 있는 이동 방향과 다른 방향으로 이동하는 경우, 위치 업데이트 범위에 속하지 않는 RRU들의 개수가 range-tolerance를 초과할 수 있다. 이러한 경우 위치 업데이트 범위의 갱신이 요구된다.

- 단말의 이동 속도가 speed-tolerance limits보다 크거나 같은 경우: 단말이 BBU/MME가 알고 있는 단말의 이동 속도보다 훨씬 빠르게 이동하는 경우, 위치 업데이트 범위의 갱신이 요구된다.

- 갱신 타이머가 종료됨: 단말의 이동 속도 및/또는 이동 방향에 큰 변화가 없는 경우라도, 특정한 주기마다 위치 업데이트 범위의 갱신이 요구된다.

예를 들어, 도 8의 클라우드 RAN 구성 및 단말의 궤적을 참조하면, 현재 위치 업데이트 범위가 RRU 1, RRU 2 및 RRU 3이고, range-tolerance가 2이며, 도 8에 도시된 바와 같이 이동한다고 가정한다. 단말이 이동한 후에 접속 가능한 RRU들이 RRU 2, RRU 4 및 RRU 5임을 확인할 수 있다. 이때 위치 업데이트 범위에 속하지 않는 RRU의 개수가 2개(RRU4 및 RRU5)이고 range-tolerance가 2이므로, 단말은 위치 업데이트 범위를 갱신해야 한다.

단계 S130에서, BBU/MME는 단말로부터 수신한 RRU들에 대한 측정 결과 및/또는 단말의 이동 정보를 기반으로 위치 업데이트의 범위를 갱신한다. BBU/MME는 갱신된 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 단말로 전송한다. 갱신된 업데이트 범위에 관한 정보는 갱신된 업데이트 범위, 갱신된 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도(range_tolerance limits), 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도(=speed_tolerance limits), 단말의 이동 정보의 측정 주기, 위치 업데이트 범위의 갱신 주기 중 적어도 하나를 포함한다. 단말은 전력 소모를 최소화하기 위해 휴면 모드로 들어갈 수 있다.

단계 S140에서, BBU/MME는 단말로 페이징 메시지를 전송한다. MME는 최신의 위치 업데이트 범위에 속한 하나 이상의 RRU를 통해 단말에 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 즉, MME는 페이징 하고자 하는 단말의 정보와 함께 RRU 리스트를 BBU 풀 컨트롤러로 전송한다. 이때 BBU 풀 컨트롤러가 각 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 얻을 수 있는 경우, RRU 리스트는 전송되지 않을 수 있다. 해당 RRU 리스트에 있는 RRU와 맵핑된 하나 이상의 BBU는 수신된 하나 이상의 페이징 단말의 정보를 기반으로 페이징 메시지를 구성하여 이를 맵핑된 하나 이상의 RRU로 전송할 수 있다. RRU는 수신한 페이징 메시지를 단말로 전달한다.

또는, BBU/MME가 단말로 전송한 페이징 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하는 경우, BBU/MME는 현재 위치 업데이트 범위를 중심으로 페이징 메시지의 전송 범위를 확장하여 페이징 메시지의 재전송을 BBU 풀에 요청할 수 있다. 즉, 도 9에서 설명한 바와 같이 BBU/MME가 단말로부터 수신한 RRU들에 대한 측정 결과 및/또는 단말의 이동 정보를 기반으로 위치 업데이트의 범위를 갱신하는 것이 아니라, 단말로 전송한 페이징 메시지의 응답을 수신하지 못하는 경우에 위치 업데이트 범위를 확장하는 방법으로 위치 업데이트 범위를 갱신할 수 있다.

한편, 이상의 설명에서 가상 BBU 풀마다 서로 다른 셀 ID가 할당되는 것으로 가정하였으므로, 단말이 셀 ID가 다른 RRU를 인식한 경우 자신의 위치가 변경되었음을 네트워크에 추가적으로 알려야 한다. 이때 단말은 측정 결과 및/또는 자신의 이동 정보를 BBU/MME로 보고할 수 있다. BBU/MME는 단말로부터 수신한 RRU들에 대한 측정 결과 및/또는 단말의 이동 정보를 기반으로 위치 업데이트의 범위를 갱신한다. BBU/MME는 갱신된 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 단말로 전송한다. 갱신된 업데이트 범위에 관한 정보는 갱신된 업데이트 범위, 갱신된 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도(range_tolerance limits), 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도(=speed_tolerance limits), 단말의 이동 정보의 측정 주기, 위치 업데이트 범위의 갱신 주기 중 적어도 하나를 포함한다. 단말은 전력 소모를 최소화하기 위해 휴면 모드로 들어갈 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

BBU/MME(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; radio frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다. 또는, RF부(830)는 BBU(800)와 지리적으로 서로 떨어져 연결된 RRU일 수 있다.

단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

클라우드(cloud) 무선 접속망(RAN; radio access network) 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 페이징 메시지를 수신하는 방법에 있어서,
상기 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 기반으로 결정된 상기 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 BBU(baseband unit) 또는 MME(mobility management entity)로부터 수신하고;
상기 수신된 위치 업데이트 범위에 관한 정보 및 상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 원격 RF(radio frequency) 유닛(RRU; remote RF unit)에 대한 측정 결과를 기반으로 결정된 상기 단말의 이동 정보 및 상기 측정 결과를 상기 BBU 또는 MME로 전송하고; 및
상기 전송된 측정 결과 및 상기 단말의 이동 정보를 기반으로 결정된 갱신된 위치 업데이트 범위에 속한 적어도 하나의 RRU를 통해 상기 MME로부터 페이징 메시지를 수신하는 것을 포함하되,
상기 클라우드 RAN 시스템은 적어도 하나의 가상 BBU 풀(pool)을 포함하며,
상기 적어도 하나의 가상 BBU 풀은 계층 처리를 수행하는 복수의 BBU들과 무선 신호를 전송 또는 수신하는 복수의 RRU들을 포함하며,
하나의 RRU는 하나 이상의 BBU와 접속 게이트웨이(access gateway)를 통해 맵핑되어, 상기 하나 이상의 BBU의 제어를 받는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보는 상기 위치 업데이트 범위, 상기 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도(tolerance limit), 상기 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도, 상기 단말의 이동 정보의 측정 주기, 상기 위치 업데이트 범위의 갱신 주기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 단말의 이동 정보 및 상기 측정 결과는 상기 단말의 위치 업데이트 범위 내에 속하는 않는 RRU의 개수가 상기 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도를 넘거나, 상기 단말의 이동 속도가 상기 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도를 넘거나, 갱신 타이머가 종료되는 경우 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 단말의 이동 정보를 수신할 때, 갱신 타이머가 시작하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 RRU에 대한 측정 결과는 상기 적어도 하나의 RRU가 전송하는 동기화 신호를 기반으로 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 동기화 신호는 상기 적어도 하나의 RRU가 포함된 가상 BBU 풀의 가상 셀 ID(identifier) 및 상기 적어도 하나의 RRU의 ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가상 BBU 풀에 포함된 상기 복수의 RRU들은 동일한 가상 셀 ID를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
클라우드(cloud) 무선 접속망(RAN; radio access network) 시스템에서 BBU(baseband unit) 또는 MME(mobility management entity)에 의한 페이징 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
단말의 이동 속도 및 이동 방향을 기반으로 단말의 위치 업데이트 범위를 결정하고;
상기 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 상기 단말로 전송하고;
상기 전송된 위치 업데이트 범위에 관한 정보 및 상기 단말이 접속 가능한 적어도 하나의 원격 RF(radio frequency) 유닛(RRH; remote RF unit)에 대한 측정 결과를 기반으로 상기 단말에 의해 결정된 상기 단말의 이동 정보 및 상기 측정 결과를 상기 단말로부터 수신하고; 및
상기 수신된 측정 결과 및 상기 단말의 이동 정보를 기반으로 상기 단말의 위치 업데이트 범위를 갱신하고; 및
상기 갱신된 단말의 위치 업데이트 범위에 속한 적어도 하나의 RRU를 통해 상기 단말로 페이징 메시지를 전송하는 것을 포함하되,
상기 클라우드 RAN 시스템은 적어도 하나의 가상 BBU 풀(pool)을 포함하며,
상기 적어도 하나의 가상 BBU 풀은 계층 처리를 수행하는 복수의 BBU들과 무선 신호를 전송 또는 수신하는 복수의 RRU들을 포함하며,
하나의 RRU는 하나 이상의 BBU와 접속 게이트웨이(access gateway)를 통해 맵핑되어, 상기 하나 이상의 BBU의 제어를 받는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서,
상기 단말의 위치 업데이트 범위는 상기 단말의 이동 방향을 고려하여, 상기 단말의 커버리지 및 상기 단말의 이동 속도에 대응되는 실수값 α을 기반으로 결정되는 개수의 RRU들로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 실수값 α는 네트워크에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 실수값 α는 상기 단말의 이동 속도에 비례하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 단말의 위치 업데이트 범위는 상기 단말이 아이들 모드(idle mode)로 전환할 때 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보는 상기 위치 업데이트 범위, 상기 위치 업데이트 범위에 대한 용인 한도(tolerance limit), 상기 단말의 이동 속도에 대한 용인 한도, 상기 단말의 이동 정보의 측정 주기, 상기 위치 업데이트 범위의 갱신 주기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 갱신된 단말의 위치 업데이트 범위에 관한 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 더 포함하는 방법.