KR20190097920A - 통신 시스템에서 전용 프리앰블에 기초한 연결 설정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

통신 시스템에서 전용 프리앰블에 기초한 연결 설정 방법 및 장치가 개시된다. 이동체의 연결 설정 방법은, 비-전용 프리앰블 시퀀스에 기초하여 비-전용 RA 프리앰블을 생성하는 단계, 상기 비-전용 RA 프리앰블을 컨텐션 방식으로 기지국에 전송하는 단계, 및 상기 이동체와 상기 기지국 간의 통신을 위해 사용되는 전용 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함하는 RAR을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함한다. 따라서 통신 서비스의 품질이 향상될 수 있다.

Description

통신 시스템에서 전용 프리앰블에 기초한 연결 설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONNECTION CONFIGURATION BASED ON DEDICATED PREAMBLE IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에서 연결 설정 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속 배치 시나리오(high speed deployment scenario)에서 전용 프리앰블에 기초한 연결 설정 기술에 관한 것이다.

통신 시스템은 코어(core) 네트워크(예를 들어, MME(mobility management entity), S-GW(serving gateway), P-GW(PDN(packet data network) gateway) 등), 기지국(예를 들어, 매크로(macro) 기지국, 스몰(small) 기지국, 릴레이(relay) 등), 단말 등을 포함할 수 있다. 기지국과 단말 간의 통신은 다양한 RAT(radio access technology)(예를 들어, 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, WLAN(wireless local area network) 기술, WPAN(wireless personal area network) 기술 등)에 기초하여 수행될 수 있다.

한편, 급증하는 데이터 패킷의 처리를 위해, 4G 통신 시스템(예를 들어, LTE(long term evolution) 시스템, LTE-A 시스템 등)의 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이하의 주파수 대역)보다 높은 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 사용하는 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 시스템)이 고려되고 있다. NR 시스템은 6GHz 이상의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이하의 주파수 대역을 지원할 수 있고, LTE 시스템에 비해 다양한 통신 서비스 및 시나리오를 지원할 수 있다. 또한, NR 시스템의 요구사항들은 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), mMTC(massive Machine Type Communications), URLLC(Ultra-Reliable Low Latency Communications) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, NR 시스템은 고속 배치 시나리오(high speed deployment scenario)를 지원할 수 있고, 이 경우에 NR 시스템은 고속으로 움직이는 이동체(예를 들어, 차량, 고속열차, 드론 등)를 위한 통신을 지원할 수 있다. 다만, NR 시스템의 고속 배치 시나리오에서 이동체의 이동에 따라 이동체와 기지국 간의 연결이 해제될 수 있으며, 기존의 랜덤 액세스(random access) 절차에 기초하여 이동체와 기지국 간의 연결이 재설정되는 경우에 통신 단절 시간이 증가할 수 있다. 따라서 NR 시스템에서 통신 서비스 품질이 저하될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 전용 프리앰블 시퀀스에 기초한 연결 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동체의 연결 설정 방법은, 비-전용 프리앰블 시퀀스에 기초하여 비-전용 RA 프리앰블을 생성하는 단계, 상기 비-전용 RA 프리앰블을 컨텐션 방식으로 기지국에 전송하는 단계, 및 상기 이동체와 상기 기지국 간의 통신을 위해 사용되는 전용 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함하는 RAR을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하며, 상기 전용 프리앰블 시퀀스에 기초하여 생성되는 전용 RA 프리앰블은 컨텐션-프리 방식으로 상기 기지국에 전송된다.

여기서, 상기 통신 시스템에서 사용되는 M개의 프리앰블 시퀀스들 중에서 N개의 프리앰블 시퀀스들은 상기 비-전용 프리앰블 시퀀스로 설정될 수 있고, "M-N"개의 프리앰블 시퀀스들은 상기 전용 프리앰블 시퀀스로 설정될 수 있고, N은 1 이상의 정수일 수 있고, M은 N보다 큰 정수일 수 있다.

여기서, 상기 전용 프리앰블 시퀀스는 상기 이동체와 상기 기지국 간의 최초 어태치 절차에서 설정될 수 있다.

여기서, 상기 RAR은 TA 커맨드, UL 그랜트, 임시 C-RNTI 및 상기 전용 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 전용 프리앰블 시퀀스는 S 프리앰블 시퀀스 및 T 프리앰블 시퀀스로 분류될 수 있고, 상기 S 프리앰블 시퀀스는 상기 이동체의 핸드오버 절차에서 상기 이동체와 소스 기지국 간의 통신을 위해 사용될 수 있고, 상기 T 프리앰블 시퀀스는 상기 이동체의 핸드오버 절차에서 상기 이동체와 타겟 기지국 간의 통신을 위해 사용될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동체의 연결 설정 방법은, 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차가 수행되는 것으로 결정된 경우, 상기 타겟 기지국에 의해 설정된 T 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함하는 RRC 연결 재설정 메시지를 상기 소스 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 T 프리앰블 시퀀스에 기초하여 전용 RA 프리앰블을 생성하는 단계, 상기 전용 RA 프리앰블을 컨텐션-프리 방식으로 상기 타겟 기지국에 전송하는 단계, 및 상기 타겟 기지국으로부터 S 프리앰블 시퀀스를 포함하는 RAR을 수신하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 T 프리앰블 시퀀스는 상기 핸드오버 절차에서 상기 타겟 기지국과의 통신을 위해 사용되는 전용 프리앰블 시퀀스일 수 있고, 상기 S 프리앰블 시퀀스는 상기 핸드오버 절차의 완료 후에 상기 타겟 기지국과의 통신을 위해 사용되는 상기 전용 프리앰블 시퀀스일 수 있다.

여기서, 상기 통신 시스템에서 사용되는 M개의 프리앰블 시퀀스들 중에서 N개의 프리앰블 시퀀스들은 비-전용 프리앰블 시퀀스로 설정될 수 있고, "M-N"개의 프리앰블 시퀀스들은 상기 전용 프리앰블 시퀀스로 설정될 수 있고, N은 1 이상의 정수일 수 있고, M은 N보다 큰 정수일 수 있고, 상기 비-전용 프리앰블 시퀀스를 포함하는 비-전용 RA 프리앰블은 컨텐션 방식으로 전송될 수 있다.

여기서, 상기 RAR은 TA 커맨드, UL 그랜트, 임시 C-RNTI 및 상기 S 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 연결 설정 방법은 상기 이동체와 상기 타겟 기지국 간의 RRC 연결 재설정 절차가 완료된 경우, RRC 연결 재설정 완료 메시지를 상기 타겟 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 RRC 연결 재설정 절차는 상기 이동체와 상기 타겟 기지국 간의 RRC 연결 재수립 절차 없이 수행될 수 있다.

여기서, 상기 전용 RA 프리앰블은 상기 이동체와 상기 소스 기지국 간의 디태치 절차 및 상기 이동체와 상기 타겟 기지국 간의 하향링크 타이밍 획득 절차가 완료된 후에 전송될 수 있다.

여기서, 상기 이동체는 고정된 선로를 따라 움직일 수 있고, 상기 소스 기지국 및 상기 타겟 기지국은 고정된 선로를 따라 배치될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동체의 연결 설정 방법은, 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차가 실패한 경우, 상기 소스 기지국 및 상기 타겟 기지국 중에서 하나의 기지국을 선택하는 단계, 상기 선택된 하나의 기지국에 의해 설정된 전용 프리앰블 시퀀스를 포함하는 전용 RA 프리앰블을 컨텐션-프리 방식으로 상기 선택된 하나의 기지국에 전송하는 단계, 상기 전용 RA 프리앰블에 대한 응답인 RAR을 상기 선택된 하나의 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 선택된 하나의 기지국과의 RRC 연결 재설정 절차를 수행하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 선택된 하나의 기지국이 상기 타겟 기지국인 경우, 상기 전용 프리앰블 시퀀스는 핸드오버 준비 절차에서 상기 타겟 기지국에 의해 설정된 T 프리앰블 시퀀스일 수 있고, 상기 RAR은 상기 타겟 기지국에 의해 설정된 S 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 선택된 하나의 기지국이 상기 소스 기지국인 경우, 상기 전용 프리앰블 시퀀스는 상기 이동체와 상기 소스 기지국 간의 초기 어태치 절차에서 상기 소스 기지국에 의해 설정된 S 프리앰블 시퀀스일 수 있고, 상기 RAR은 상기 S 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 RAR은 TA 커맨드, UL 그랜트, 임시 C-RNTI 및 상기 선택된 하나의 기지국에 의해 설정된 전용 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 RRC 연결 재설정 절차는 상기 이동체와 상기 선택된 하나의 기지국 간의 RRC 연결 재수립 절차 없이 수행될 수 있다.

여기서, 상기 RRC 연결 재설정 절차를 수행하는 단계는 상기 선택된 하나의 기지국으로부터 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계, 및 상기 RRC 연결 재설정 절차가 완료된 경우, RRC 연결 재설정 완료 메시지를 상기 선택된 하나의 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 통신 시스템에서 사용되는 M개의 프리앰블 시퀀스들 중에서 N개의 프리앰블 시퀀스들은 비-전용 프리앰블 시퀀스로 설정될 수 있고, "M-N"개의 프리앰블 시퀀스들은 상기 전용 프리앰블 시퀀스로 설정될 수 있고, N은 1 이상의 정수이고, M은 N보다 큰 정수일 수 있고, 상기 비-전용 프리앰블 시퀀스를 포함하는 비-전용 RA 프리앰블은 컨텐션 방식으로 전송될 수 있다.

여기서, 상기 전용 프리앰블 시퀀스는 S 프리앰블 시퀀스 및 T 프리앰블 시퀀스로 분류될 수 있고, 상기 S 프리앰블 시퀀스는 상기 핸드오버 절차에서 상기 이동체와 상기 소스 기지국 간의 통신을 위해 사용될 수 있고, 상기 T 프리앰블 시퀀스는 상기 핸드오버 절차에서 상기 이동체와 상기 타겟 기지국 간의 통신을 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 랜덤 액세스 절차에서 사용되는 전용 프리앰블 시퀀스(예를 들어, S 프리앰블 시퀀스, T 프리앰블 시퀀스)가 설정될 수 있으며, 이 경우에 랜덤 액세스 절차는 전용 프리앰블 시퀀스를 포함하는 전용 RA(random access) 프리앰블에 기초하여 수행될 수 있다. 이 경우, RRC(radio resource control) 연결 재수립 절차의 수행 없이 RRC 연결 재설정 절차가 수행될 수 있으므로, 통신 단절 시간이 감소할 수 있다. 따라서 통신 서비스의 품질이 향상될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 4G 통신 시스템에서 이동체의 이동에 따른 수신 신호 품질의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 5G 통신 시스템에서 이동체의 이동에 따른 수신 신호 품질의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 통신 시스템에서 RRC 연결 재설정 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 통신 시스템에서 무선 자원의 해제 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 8은 이동 무선 백홀 시스템의 셀 구성의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 통신 시스템에서 S 프리앰블 시퀀스의 설정/할당 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 10은 프리앰블 시퀀스 집합의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11은 통신 시스템에서 RAR의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 12는 통신 시스템에서 핸드오버 준비 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 13은 통신 시스템에서 핸드오버 실행/완료 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 14는 통신 시스템에서 RRC 연결 재설정 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 15는 통신 시스템에서 RRC 연결 재설정 절차의 제3 실시예를 도시한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110, 121 내지 125)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신(예를 들어, NR(new radio) 통신) 등을 지원할 수 있다.

예를 들어, 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.

한편, 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)에서 기지국(110)은 매크로 셀(macro cell) 또는 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있고, 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 비(non)-아이디얼 백홀을 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 기지국(110)은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(121 내지 125)에 전송할 수 있고, 해당 단말(121 내지 125)로부터 수신된 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다. 복수의 단말들(121 내지 125)은 기지국(110)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 속할 수 있다. 복수의 단말들(121 내지 125)은 기지국(110)과 연결 확립(connection establishment) 절차를 수행함으로써 기지국(110)에 연결될 수 있다. 복수의 단말들(121 내지 125)은 기지국(110)에 연결된 후에 기지국(110)과 통신을 수행할 수 있다.

또한, 기지국(110)은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(121 내지 125) 각각은 기지국(110)과 대응하는 동작, 기지국(110)에 의해 지원되는 동작 등을 수행할 수 있다.

여기서, 기지국(110)은 노드B(NodeB), eNB, gNB, BTS(base transceiver station), RRH(radio remote head), TRP(transmission reception point), RU(radio unit), RSU(road side unit), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node) 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(121 내지 125) 각각은 UE(user equipment), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), OBU(on-broad unit) 등으로 지칭될 수 있다.

다음으로, 통신 시스템(예를 들어, NR 시스템의 고속 배치 시나리오(high speed scenario))에서 RRC(radio resource control) 연결 재설정(connection reconfiguration) 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 아래에서 설명되는 RRC 연결 재설정 방법들은 핸드오버(handover)의 실패, RLF(radio link failure), RLC(radio link control) 재전송의 실패, 물리(physical) 계층에서의 동기 실패, MAC(medium access control) 계층에서의 랜덤 액세스(random access) 절차의 실패시에 RRC 연결을 재설정하기 위해 사용될 수 있다.

도 3은 통신 시스템의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 통신 시스템은 이동체(300), BBU(baseband unit)들(310, 320, 330), RRH(remote radio head)들(311-313, 321-323, 331-333) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 고속 배치 시나리오에 따른 NR 시스템일 수 있고, 30GHz 주파수 대역에서 통신을 지원할 수 있다. RRH들(311-313, 321-323, 331-333)은 선로(예를 들어, 트랙(track))를 따라 배치될 수 있고, 선로를 따라 연속된 커버리지를 가지는 셀들이 형성될 수 있고, 해당 셀 내에 속한 이동체(300) 내의 탑승자의 단말에 통신 서비스를 제공할 수 있다.

이동체(300)는 선로를 따라 이동하는 고속열차일 수 있고, 높은 이동성(high mobility)을 가질 수 있다. 이동체(300)는 기지국(예를 들어, 릴레이 등)을 포함할 수 있고, 이동체(300)의 기지국과 RRH(311-313, 321-323, 331-333) 간에 무선 링크가 설정될 수 있고, 무선 링크를 통해 이동체(300) 내의 탑승자의 단말에 통신 서비스가 제공될 수 있다. RRH #11-13(311-313)은 BBU #1(310)에 연결될 수 있고, BBU #1(310)의 제어 따라 통신 서비스를 제공할 수 있다. RRH #21-23(321-323)은 BBU #2(320)에 연결될 수 있고, BBU #2(320)의 제어 따라 통신 서비스를 제공할 수 있다. RRH #31-33(331-333)은 BBU #3(330)에 연결될 수 있고, BBU #3(330)의 제어 따라 통신 서비스를 제공할 수 있다.

고속 배치 시나리오에서 이동체(300) 내의 탑승자에게 광역의 데이터 서비스를 제공하기 위해 이동 무선 백홀 시스템이 필요할 수 있다. 예를 들어, 이동체(300)의 기지국과 RRH(311-313, 321-323, 331-333) 간에 형성된 이동 무선 백홀 통해 이동체(300)마다 수 Gbps(gigabits per second)급의 대용량 통신 서비스가 제공될 수 있다.

고정된 선로를 따라 이동하는 이동체(300)를 위한 이동 무선 백홀 시스템에서 선로에 최적화된 셀 커버리지에 기초하여 셀 플레닝(planning)이 수행될 수 있다. RRH(311-313, 321-323, 331-333)에 의해 형성되는 빔은 선로를 따라 매우 좁은 빔 패턴(pattern)을 가질 수 있다. RRH(311-313, 321-323, 331-333)에서 빔포밍을 지원하는 안테나가 사용되는 경우, RRH(311-313, 321-323, 331-333)에 의해 방사되는 전파는 지향성의 매우 좁은 빔폭을 가질 수 있으며, 셀의 모양은 선로의 모양과 유사하게 상대적으로 길고 가늘게 설정될 수 있다.

한편, 이동체(300)가 셀 #1(예를 들어, RRH #22(322)에 의해 형성되는 셀)에서 셀 #2(예를 들어, RRH #23(323)에 의해 형성되는 셀)로 이동하는 경우, 소스(source) 기지국(예를 들어, RRH #22(322))으로부터 수신된 신호 세기는 감소할 수 있다.

도 4는 4G 통신 시스템에서 이동체의 이동에 따른 수신 신호 품질의 변화를 도시한 그래프이다.

도 4를 참조하면, 가로축은 이동체와 소스 기지국(예를 들어, 서빙(serving) 기지국) 간의 거리를 지시할 수 있고, 세로축은 기지국(예를 들어, 소스 기지국, 타겟(target) 기지국)으로부터 수신된 신호의 품질(예를 들어, 수신 신호 세기)을 지시할 수 있다. 이동체가 소스 기지국의 셀 #1로부터 타겟(target) 기지국의 셀 #2로 이동하는 경우, 소스 기지국으로부터 수신된 신호 세기는 서서히 감소할 수 있고, 타겟 기지국으로부터 수신된 신호 세기는 서서히 증가할 수 있다.

도 5는 5G 통신 시스템(예를 들어, 이동 무선 백홀 시스템)에서 이동체의 이동에 따른 수신 신호 품질의 변화를 도시한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 가로축은 이동체(300)와 소스 기지국(예를 들어, RRH #22(322)) 간의 거리를 지시할 수 있고, 세로축은 기지국(예를 들어, 소스 기지국, 타겟 기지국(예를 들어, RRH #23(323)))으로부터 수신된 신호의 품질(예를 들어, 수신 신호 세기)을 지시할 수 있다. 이동체(300)가 소스 기지국의 셀 #1로부터 타겟 기지국의 셀 #2로 이동하는 경우, 소스 기지국으로부터 수신된 신호 세기는 급격히 감소할 수 있고, 타겟 기지국으로부터 수신된 신호 세기는 서서히 증가할 수 있다.

핸드오버가 필요한 시점에서 소스 기지국으로부터 수신된 신호 세기가 급격히 감소하는 경우, 핸드오버 절차는 실패할 수 있다. 핸드오버 절차가 실패한 경우에 RRC 연결 재설정 절차가 수행될 수 있다. 통신 시스템(예를 들어, 4G 통신 시스템)에서 RRC 연결 재설정 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.

도 6은 통신 시스템에서 RRC 연결 재설정 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 통신 시스템은 이동체, 기지국 등을 포함할 수 있다. 이동체는 도 1에 도시된 단말(121-125) 또는 도 3에 도시된 이동체(300)(예를 들어, 이동체(300) 내의 기지국)일 수 있고, 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110) 또는 도 3에 도시된 RRH(311-313, 321-323, 331-333)일 수 있다. 이동체 및 기지국 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

핸드오버 실패가 인지된 경우, 이동체는 L1/L2(layer1/layer2) 설정(configuration) 동작을 수행할 수 있다(S600). 단계 S600에서, 이동체의 L1에서 디폴트 설정(default configuration) 동작이 수행될 수 있고, 이동체의 L2에서 SRB(signalling radio bearer)0을 제외한 모든 무선 베어러(radio bearer, RB)들은 서스펜드(suspend)될 수 있고, L2 내의 MAC 계층(예를 들어, MAC 엔터티(entity))은 리셋(reset)될 수 있다. 또한, L2 내의 MAC 계층에서 디폴트 설정 동작이 수행될 수 있다.

단계 S600이 완료된 경우, 이동체는 셀(예를 들어, 기지국)을 선택할 수 있다(S601). 이동체는 선택된 셀로부터 시스템 정보(예를 들어, MIB(master information block), SIB(system information block)) 등을 수신할 수 있다(S602). 또한, 이동체는 선택된 셀로부터 동기 신호(예를 들어, PSS(primary synchronization signal), SSS(secondary synchronization signal))를 수신할 수 있다.

이동체는 시스템 정보에 기초하여 랜덤 액세스(random access, RA) 프리앰블을 생성할 수 있고, RA 프리앰블을 기지국(예를 들어, 단계 S601에서 선택된 셀)에 전송할 수 있다(S603). RA 프리앰블의 전송 동작은 컨텐선(contention) 방식에 기초하여 수행될 수 있고, 컨텐션 방식으로 전송되는 RA 프리앰블은 "비-전용(non-dedicated) RA 프리앰블"로 지칭될 수 있다. 기지국은 이동체로부터 비-전용 RA 프리앰블을 수신할 수 있고, 비-전용 RA 프리앰블의 응답으로 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 생성할 수 있고, RAR을 이동체에 전송할 수 있다(S604). 이동체는 기지국으로부터 RAR을 수신할 수 있고, RAR의 송수신 절차가 완료된 경우에 이동체와 기지국 간의 RRC 연결 재수립(reestablishment) 절차가 수행될 수 있다.

RRC 연결 재수립 절차에서, 이동체는 RRC 연결 재수립 요청 메시지를 기지국에 전송할 수 있다(S605). 기지국은 이동체로부터 RRC 연결 재수립 요청 메시지를 수신할 수 있고, RRC 연결 재수립이 허용되는 경우에 RRC 연결 재수립 메시지를 이동체에 전송할 수 있다(S606). 이동체는 기지국으로부터 RRC 연결 재수립 메시지를 수신할 수 있고, RRC 연결 재수립 메시지에 기초하여 C-RNTI(cell-radio network temporary identifier)를 업데이트할 수 있다(S607). C-RNTI의 업데이트가 완료된 경우, 이동체는 SRB1 설정 동작을 수행할 수 있다(S608). 단계 S608에서, 이동체는 SRB1의 재수립 동작, 무선 자원 설정 동작, SRB1의 재개(resume) 동작 등을 수행할 수 있다. 또한, 이동체의 하위 계층들은 무결성 보호(integrity protection) 기능 및 사이퍼링(ciphering) 기능을 활성화하도록 설정될 수 있다.

단계 S608이 완료된 경우, 이동체는 RRC 연결 재수립 완료(complete) 메시지를 기지국에 전송할 수 있다(S609). 기지국은 단말로부터 RRC 연결 재수립 완료 메시지를 수신할 수 있다. RRC 연결 재수립 완료 메시지의 송수신 절차(즉, RRC 연결 재수립 절차)이 완료된 경우, RRC 연결 재설정(reconfiguration) 절차가 수행될 수 있다.

RRC 연결 재설정 절차에서, 기지국은 RRC 연결 재설정 메시지를 이동체에 전송할 수 있다(S610). RRC 연결 재설정 메시지가 기지국으로부터 수신된 경우, 이동체는 SRB2/DRB(data radio bearer)의 설정 동작을 수행할 수 있다(S611). 단계 S611에서, 이동체는 SRB2/DRB의 재수립 동작, 필요한 경우에 무선 자원 설정 동작, SRB2/DRB의 재개 동작 등을 수행할 수 있다. 단계 S611이 완료된 경우, 이동체는 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 기지국에 전송할 수 있다(S612). 기지국은 이동체로부터 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 수신할 수 있다.

한편, RRC 연결 재수립이 허용되지 않는 경우, 단계 S605 이후에 아래 절차들이 수행될 수 있다.

도 7은 통신 시스템에서 무선 자원의 해제(release) 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 기지국은 RRC 연결 재수립 요청 메시지(즉, 도 6의 단계 S605에서 RRC 연결 재수립 요청 메시지)에 대한 응답으로 RRC 연결 재수립 거절(reject) 메시지를 이동체에 전송할 수 있다(S700). RRC 연결 재수립 거절 메시지가 기지국으로부터 수신된 경우, 이동체는 모든 무선 자원들(예를 들어, PDCP(packet data convergence protocol)/RLC/MAC 엔터티들을 위한 무선 자원들)을 해제할 수 있다(S701). 무선 자원들이 해제된 경우, 이동체의 동작 상태는 RRC_연결(connected) 상태에서 RRC_휴지(idle) 상태로 천이될 수 있다(S702).

앞서 설명된 바와 같이 핸드오버 절차가 실패한 경우에 RRC 연결 재설정을 위해, 컨텐션 기반의 랜덤 액세스 절차, RRC 연결 재수립 절차 및 RRC 연결 재설정 절차가 수행될 수 있다. 이러한 절차들이 수행되는 경우, RACH(random access channel)의 설정, 스케쥴링(scheduling) 상황 등에 따라 이동체와 기지국 간의 통신 서비스는 수십 ms(millisecond) 정도 단절될 수 있다. 이에 따라, NR 시스템의 고속 배치 시나리오(예를 들어, 이동 무선 백홀 시스템)에서 통신 서비스의 품질이 저하될 수 있다.

한편, 고정된 선로를 따라 이동하는 이동체를 포함하는 이동 무선 백홀 시스템의 셀은 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 8은 이동 무선 백홀 시스템의 셀 구성의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 이동 무선 백홀 시스템은 이동체(800), 소스 기지국(810)(예를 들어, 소스 RRH), 타겟 기지국(820)(예를 들어, 타겟 RRH), BBU(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이동체(800)는 고정된 선로를 따라 이동할 수 있고, 소스 기지국(810) 및 타겟 기지국(820)은 선로를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 이동체(800), 소스 기지국(810) 및 타겟 기지국(820) 각각은 도 3에 도시된 이동체(300), RRH #22(322) 및 RRH #23(323)과 동일 또는 유사하게 설정될 수 있다. 소스 기지국(810)에 의해 셀 #1(예를 들어, 소스 셀)이 형성될 수 있고, 타겟 기지국(820)에 의해 셀 #2(예를 들어, 타겟 셀)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 이동 무선 백홀 시스템에서 이동체(800)를 중심으로 2개의 셀들(예를 들어, 소스 셀, 타겟 셀)이 존재할 수 있다. 이러한 특징은 RRC 연결 재설정 절차의 최적화에 유리할 수 있다. 핸드오버 절차에서 RRC 연결이 해제된 경우, 이동체는 소스 기지국의 셀 또는 핸드오버 준비 단계에서 이동체에 대한 어드미션 컨트롤(admission control)을 수행한 준비된(prepared) 기지국(예를 들어, 타겟 기지국)의 셀에서 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 랜덤 액세스 절차는 이동체를 위해 설정된 전용 프리앰블 시퀀스를 사용하여 수행될 수 있다. 전용 프리앰블 시퀀스는 특정 이동체를 위해 설정/할당될 수 있고, S 프리앰블 시퀀스 및 T 프리앰블 시퀀스를 포함할 수 있다. S 프리앰블 시퀀스는 소스 기지국의 셀에서 랜덤 액세스 절차(예를 들어, 전용 RA 프리앰블의 전송)를 위해 사용될 수 있고, T 프리앰블 시퀀스는 타겟 기지국의 셀에서 랜덤 액세스 절차(예를 들어, 전용 RA 프리앰블의 전송)를 위해 사용될 수 있다. S 프리앰블 시퀀스의 설정/할당 방법은 다음과 같을 수 있다.

도 9는 통신 시스템에서 S 프리앰블 시퀀스의 설정/할당 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 통신 시스템은 이동체, 기지국 등을 포함할 수 있다. 이동체는 도 1에 도시된 단말(121-125) 또는 도 3에 도시된 이동체(300)(예를 들어, 이동체(300) 내의 기지국)일 수 있고, 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110) 또는 도 3에 도시된 RRH(311-313, 321-323, 331-333)일 수 있다. 이동체 및 기지국 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

이동체의 S 프리앰블 시퀀스는 초기 어태치(initial attach) 절차에서 할당/설정될 수 있다. 예를 들어, 이동체는 기지국으로부터 시스템 정보 및 동기 신호를 수신할 수 있고, 시스템 정보 및 동기 신호에 기초하여 기지국의 하향링크 타이밍(timing)을 획득할 수 있다. 그 후에, 이동체는 프리앰블 시퀀스(예를 들어, 비-전용 프리앰블 시퀀스)에 기초하여 비-전용 RA 프리앰블을 생성할 수 있고, 비-전용 RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다(S900). 여기서, 비-전용 RA 프리앰블은 컨텐션 방식으로 전송될 수 있다.

비-전용 RA 프리앰블이 이동체로부터 수신된 경우, 기지국은 이동체를 위한 S 프리앰블 시퀀스를 설정할 수 있다(S901). S 프리앰블 시퀀스는 이동체와 기지국(즉, 소스 기지국) 간의 랜덤 액세스 절차에서 사용될 수 있다. S 프리앰블 시퀀스는 프리앰블 시퀀스 집합(set) 내에서 설정될 수 있으며, 프리앰블 시퀀스 집합은 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 10은 프리앰블 시퀀스 집합의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 10을 참조하면, 프리앰블 시퀀스 집합은 M개의 프리앰블 시퀀스들을 포함할 수 있고, 프리앰블 시퀀스 집합에 포함되는 프리앰블 시퀀스들은 기본(root) Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 이동(cyclic shift)에 기초하여 생성될 수 있다. 여기서, M은 64 이상의 정수일 수 있다. M개의 프리앰블 시퀀스들 중에서 N개의 프리앰블 시퀀스들(예를 들어, 프리앰블 시퀀스 #0 내지 #N-1)은 비-전용 프리앰블 시퀀스들일 수 있다. 여기서, N은 1 이상이고 M 미만인 정수일 수 있다. N개의 프리앰블 시퀀스들은 컨텐션 방식의 랜덤 액세스 절차에서 사용될 수 있고, 복수의 그룹들(예를 들어, 그룹 A 및 그룹 B)로 분류될 수 있다.

"M-N"개의 프리앰블 시퀀스들(예를 들어, 프리앰블 시퀀스 #N 내지 #M-1)은 전용 프리앰블 시퀀스들일 수 있고, 컨텐션-프리 방식의 랜덤 액세스 절차에서 사용될 수 있다. "M-N"개의 프리앰블 시퀀스들 중에서 일부는 S 프리앰블 시퀀스들로 설정될 수 있고, 나머지는 T 프리앰블 시퀀스들로 설정될 수 있다.

한편, 통신 시스템에 속한 통신 노드들(예를 들어, 기지국, 이동체)은 프리앰블 시퀀스 집합에 대한 정보(예를 들어, 비-전용 프리앰블 시퀀스, 그룹 A, 그룹 B, S 프리앰블 시퀀스, T 프리앰블 시퀀스 등)를 미리 알고 있을 수 있다. "RACH-ConfigCommon field"는 비-전용 프리앰블 시퀀스들의 개수를 지시하는 정보(numberOfRA-Preambles), 그룹 A의 크기를 지시하는 정보(sizeOfRA-PreambleGroupA), 전용 프리앰블 시퀀스들(예를 들어, S 프리앰블 시퀀스들 또는 T 프리앰블 시퀀스들)의 개수를 지시하는 정보 등을 포함할 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 단계 S901에서 기지국은 도 10에 도시된 S 프리앰블 시퀀스들 중에서 하나의 S 프리앰블 시퀀스를 이동체를 위해 설정할 수 있다. 기지국은 TA(timing advanced) 정보, UL 그랜트(grant), 임시(temporary) C-RNTI, 전용 프리앰블 시퀀스 정보(예를 들어, S 프리앰블 시퀀스 정보) 등을 포함하는 RAR을 생성할 수 있다(S902). RAR은 다음과 같이 설정될 수 있다.

도 11은 통신 시스템에서 RAR의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 11을 참조하면, RAR(1100)은 R(reserved) 필드(1101), TA 커맨드(command)(1102), UL 그랜트(1103), 임시 C-RNTI(1104), 전용 프리앰블 인덱스(1105) 및 전용 PRACH(physical random access channel) 마스크(mask) 인덱스(1106)를 포함할 수 있다. 전용 프리앰블 인덱스(1105)는 기지국에 의해 설정/할당된 전용 프리앰블 시퀀스(예를 들어, S 프리앰블 시퀀스 또는 T 프리앰블 시퀀스)를 지시할 수 있다. 전용 프리앰블 인덱스(1105)는 도 10에 도시된 N 내지 M-1 중에서 하나로 설정될 수 있다. 전용 PRACH 마스크 인덱스(1106)는 전용 프리앰블 인덱스(1105)에 의해 지시되는 전용 프리앰블 시퀀스를 포함하는 전용 RA 프리앰블이 전송되는 PRACH 관련 정보를 지시할 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 기지국은 RAR(예를 들어, 도 11에 도시된 RAR(1100))을 이동체에 전송할 수 있다(S903). 이동체는 기지국으로부터 RAR을 수신할 수 있고, RAR에 포함된 정보(예를 들어, TA 정보, UL 그랜트, 임시 C-RNTI, 전송 프리앰블 시퀀스 정보 등)를 확인할 수 있다. 초기 어태치 절차 이후의 랜덤 액세스 절차에서, 이동체는 초기 어태치 절차에서 설정/할당된 S 프리앰블 시퀀스를 포함하는 전용 RA 프리앰블을 생성할 수 있고, 전용 RA 프리앰블을 컨텐션-프리 방식으로 기지국에 전송할 수 있다. 여기서, 전용 RA 프리앰블은 초기 어태치 절차에서 수신된 RAR에 의해 지시되는 PRACH를 통해 전송될 수 있다. 전용 RA 프리앰블은 기지국에서 특정 이동체에 할당되므로, 전용 RA 프리앰블을 수신한 기지국은 이동체를 식별할 수 있다. 따라서 전용 RA 프리앰블이 사용되는 경우, 랜덤 액세스 절차에서 경쟁 해소(contention resolution) 단계가 수행되지 않을 수 있고, RRC 연결 재수립 절차는 RRC 연결 재수립 메시지의 사용 없이 전용 RA 프리앰블에 의해 식별된 이동체의 RRC 연결 재설정 메시지에 기초하여 완료될 수 있다. 즉, RRC 연결 재수립 메시지의 송수신 절차 없이 RRC 연결이 빠르게 재수립됨으로써 통신 단절 시간이 감소할 수 있고, 서비스 품질이 향상될 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 실시예의 완료 후에, 기지국은 이동체에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이동체가 선로를 따라 이동하는 경우, 이동체는 기지국(즉, 소스 기지국)의 셀에서 다른 기지국(즉, 타겟 기지국)의 셀로 이동할 수 있다. 이 경우, 핸드오버 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.

도 12는 통신 시스템에서 핸드오버 준비 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이고, 도 13은 통신 시스템에서 핸드오버 실행/완료 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 통신 시스템은 이동체, 소스 기지국, 타겟 기지국 등을 포함할 수 있다. 이동체는 도 1에 도시된 단말(121-125) 또는 도 3에 도시된 이동체(300)(예를 들어, 이동체(300) 내의 기지국)일 수 있고, 소스 기지국 및 타겟 기지국 각각은 도 1에 도시된 기지국(110) 또는 도 3에 도시된 RRH(311-313, 321-323, 331-333)일 수 있다. 이동체, 소스 기지국 및 타겟 기지국 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 도 13에 도시된 단계들은 도 12에 도시된 핸드오버 준비 절차가 완료된 후에 수행될 수 있다.

소스 기지국은 이동체의 측정 절차를 제어할 수 있다. 예를 들어, 소스 기지국은 측정 관련 정보를 이동체에 전송할 수 있다(S1200). 이동체는 소스 기지국으로부터 측정 관련 정보를 수신할 수 있고, 측정 관련 정보에 기초하여 측정 절차를 수행할 수 있다. 이 경우, 이동체는 소스 기지국으로부터 참조 신호(예를 들어, CSI-RS(channel state information-reference signal))를 수신할 수 있고, 수신된 참조 신호에 기초하여 이동체와 소스 기지국 간의 채널 품질(예를 들어, 수신 신호 세기 등)을 측정할 수 있다. 이동체는 측정 결과를 소스 기지국에 보고할 수 있다(S1201).

측정 결과가 이동체로부터 수신된 경우, 소스 기지국은 측정 결과에 기초하여 핸드오버 절차의 수행 여부를 결정할 수 있다(S1202). 예를 들어, 이동체에 의해 측정된 소스 기지국의 수신 신호 세기와 타겟 기지국의 수신 신호 세기 간의 차이가 미리 설정된 임계값(예를 들어, 핸드오버 마진(margin)) 이상인 경우, 소스 기지국은 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 소스 기지국과 타겟 기지국 간의 핸드오버 절차가 수행되는 것으로 결정된 경우, 소스 기지국은 핸드오버 요청 메시지를 타겟 기지국에 전송할 수 있다(S1203).

핸드오버 요청 메시지가 소스 기지국으로부터 수신된 경우, 타겟 기지국은 이동체에 대한 어드미션 컨트롤을 수행할 수 있다(S1204). 이 경우, 타겟 기지국은 이동체를 위한 T 프리앰블 시퀀스를 설정할 수 있다. T 프리앰블 시퀀스는 도 10에 도시된 프리앰블 시퀀스 집합 내에서 설정될 수 있고, 이동체와 타겟 기지국 간의 핸드오버 절차에서 사용될 수 있다. 타겟 기지국은 T 프리앰블 시퀀스 정보(예를 들어, T 프리앰블 시퀀스 인덱스)를 포함하는 핸드오버 요청 ACK(acknowledgment) 메시지를 생성할 수 있고, 핸드오버 요청 ACK 메시지를 소스 기지국에 전송할 수 있다(S1205).

소스 기지국은 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 ACK 메시지를 수신할 수 있고, 핸드오버 요청 ACK 메시지에 포함된 T 프리앰블 시퀀스 정보를 확인할 수 있다. 소스 기지국은 T 프리앰블 시퀀스 정보, 이동성 제어 정보(mobility control information) 등을 포함하는 RRC 연결 재설정 메시지를 생성할 수 있고, RRC 연결 재설정 메시지를 이동체에 전송할 수 있다(S1206). 이동체는 소스 기지국으로부터 RRC 연결 재설정 메시지를 수신할 수 있고, RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 T 프리앰블 시퀀스 정보를 확인할 수 있다. 이동체는 RRC 연결 재설정 메시지에 의해 지시되는 T 프리앰블 시퀀스를 사용하여 타겟 기지국과의 핸드오버 절차를 수행할 수 있다.

핸드오버 준비 절차가 완료된 후에 핸드오버가 실행될 수 있다. 예를 들어, 소스 기지국은 SN 상태 이송 메시지(sequence number status transfer message)를 타겟 기지국에 전송할 수 있다(S1207). SN 상태 이송 메시지는 UL/DL PDCP SN 상태를 지시할 수 있다. 타겟 기지국은 소스 기지국으로부터 SN 상태 이송 메시지를 수신할 수 있고, SN 상태 이송 메시지에 기초하여 UL/DL PDCP SN 상태를 확인할 수 있다. 또한, 소스 기지국은 버퍼(buffer)에 저장된 패킷, 전송중인 패킷(in-transit packet) 등을 타겟 기지국에 전송할 수 있다(S1208). 타겟 기지국은 소스 기지국으로터 패킷을 수신할 수 있다.

한편, RRC 연결 재설정 메시지를 수신한 이동체는 디태치(detach) 및 동기 절차를 수행할 수 있다(S1209). 예를 들어, 이동체는 소스 기지국의 셀과 디태치 절차를 수행할 수 있다. 또한, 이동체는 타겟 기지국의 시스템 정보, 동기 신호 등을 수신함으로써 타겟 기지국의 하향링크 타이밍을 획득할 수 있다. 그 후에, 이동체는 T 프리앰블 시퀀스에 기초하여 전용 RA 프리앰블을 생성할 수 있고, 컨텐션-프리 방식으로 전용 RA 프리앰블을 타겟 기지국에 전송할 수 있다(S1210). 전용 RA 프리앰블은 타겟 기지국에서 이동체에 할당되므로, RA 프리앰블을 수신한 타겟 기지국은 이동체를 식별할 수 있다.

전용 RA 프리앰블이 이동체로부터 수신된 경우, 타겟 기지국은 이동체를 위한 S 프리앰블 시퀀스를 설정할 수 있다(S1211). S 프리앰블 시퀀스는 핸드오버 절차가 완료된 후에 이동체와 타겟 기지국(즉, 새로운 서빙 기지국) 간의 통신 절차(예를 들어, 랜덤 액세스 절차)에서 사용될 수 있다. S 프리앰블 시퀀스는 도 10에 도시된 프리앰블 시퀀스 집합 내에서 설정될 수 있다. 타겟 기지국은 TA 정보, UL 그랜트, 임시 C-RNTI, S 프리앰블 시퀀스 정보 등을 포함하는 RAR을 생성할 수 있다(S1212). RAR은 도 11에 도시된 RAR(1100)과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 타겟 기지국은 RAR을 이동체에 전송할 수 있다(S1213).

이동체는 타겟 기지국으로부터 RAR을 수신할 수 있고, RAR에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 예를 들어, 이동체는 RAR에 의해 지시되는 S 프리앰블 시퀀스를 확인할 수 있다. 또한, 이동체는 RAR에 포함된 TA 정보에 기초하여 타겟 기지국의 상향링크 타이밍을 획득할 수 있다. 단계 S1206에서 수신된 RRC 연결 재설정 메시지에 따른 RRC 연결 재설정이 완료된 경우, 이동체는 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 타겟 기지국에 전송할 수 있다(S1214). RRC 연결 재설정 완료 메시지는 RAR에 포함된 UL 그랜트에 기초하여 전송될 수 있다.

RRC 연결 재설정 완료 메시지가 이동체로부터 수신된 경우, 타겟 기지국은 코어 네트워크(예를 들어, S-GW)와 경로 변경(path switch) 절차를 수행할 수 있다. 경로 변경 절차가 완료된 경우, 타겟 기지국은 컨텍스트 해제(context release) 메시지를 소스 기지국에 전송할 수 있다(S1215). 컨텍스트 해제 메시지가 타겟 기지국으로부터 수신된 경우, 소스 기지국은 이동체를 위해 설정된 자원을 해제할 수 있다(S1216).

한편, 도 12 및 도 13에 도시된 핸드오버 절차가 실패한 경우, 타겟 기지국과의 RRC 연결 재설정 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.

도 14는 통신 시스템에서 RRC 연결 재설정 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.

도 14를 참조하면, 통신 시스템은 이동체, 타겟 기지국 등을 포함할 수 있다. 이동체는 도 1에 도시된 단말(121-125) 또는 도 3에 도시된 이동체(300)(예를 들어, 이동체(300) 내의 기지국)일 수 있고, 타겟 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110) 또는 도 3에 도시된 RRH(311-313, 321-323, 331-333)일 수 있다. 이동체 및 타겟 기지국 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

도 12에 도시된 핸드오버 준비 절차가 완료된 후에 핸드오버가 실패한 경우, 이동체는 타겟 기지국과 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 핸드오버 절차의 실패를 인지한 이동체는 L1/L2 설정 동작을 수행할 수 있다(S1400). 단계 S1400에서, 이동체의 L1에서 디폴트 설정 동작이 수행될 수 있고, 이동체의 L2에서 모든 무선 베어러(RB)들은 서스펜드될 수 있고, L2 내의 MAC 계층(예를 들어, MAC 엔터티)은 리셋될 수 있다. 또한, L2 내의 MAC 계층에서 디폴트 설정 동작이 수행될 수 있다.

단계 S1400이 완료된 경우, 이동체는 셀들 중에서 하나의 셀(예를 들어, 타겟 기지국)을 선택할 수 있다(S1401). 선택된 셀이 타겟 기지국의 셀인 경우, 이동체는 선택된 타겟 기지국의 셀로부터 시스템 정보(예를 들어, MIB, SIB) 등을 수신할 수 있다(S1402). 또한, 이동체는 타겟 기지국으로부터 동기 신호를 수신할 수 있고, 시스템 정보 및 동기 신호에 기초하여 타겟 기지국의 하향링크 타이밍을 획득할 수 있다. 이동체는 핸드오버 준비 절차에서 타겟 기지국에 의해 할당된 T 프리앰블 시퀀스에 기초하여 전용 RA 프리앰블을 생성할 수 있고, 컨텐션-프리 방식에 기초하여 전용 RA 프리앰블을 타겟 기지국에 전송할 수 있다(S1403).

전용 RA 프리앰블은 타겟 기지국에서 이동체에 할당되므로, 전용 RA 프리앰블을 수신한 타겟 기지국은 이동체를 식별할 수 있다. 전용 RA 프리앰블이 이동체로부터 수신된 경우, 타겟 기지국은 이동체를 위한 S 프리앰블 시퀀스를 설정할 수 있다(S1404). S 프리앰블 시퀀스는 이동체와 타겟 기지국 간의 랜덤 액세스 절차에서 사용될 수 있다. S 프리앰블 시퀀스는 도 10에 도시된 프리앰블 시퀀스 집합 내에서 설정될 수 있다. 타겟 기지국은 TA 정보, UL 그랜트, 임시 C-RNTI, S 프리앰블 시퀀스 정보 등을 포함하는 RAR을 생성할 수 있다(S1405). RAR은 도 11에 도시된 RAR(1100)과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 타겟 기지국은 RAR을 이동체에 전송할 수 있다(S1406).

이동체는 타겟 기지국으로부터 RAR을 수신할 수 있고, RAR에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 예를 들어, 이동체는 RAR에 의해 지시되는 S 프리앰블 시퀀스를 확인할 수 있다. 또한, 이동체는 RAR에 포함된 TA 정보에 기초하여 타겟 기지국의 상향링크 타이밍을 획득할 수 있다.

전용 RA 프리앰블이 사용되는 경우, RRC 연결 재수립 절차 없이 RRC 연결 재설정 절차가 수행될 수 있다. 이에 따라, 이동체와 타겟 기지국 간의 통신 단절 시간이 감소할 수 있다. 예를 들어, 타겟 기지국은 이동체와 RRC 연결 재수립 절차 없이 RRC 연결 재설정 메시지를 이동체에 전송할 수 있다(S1407). RRC 연결 재설정 메시지가 타겟 기지국으로부터 수신된 경우, 이동체는 RB 설정 동작을 수행할 수 있다(S1408). 단계 S1408에서, 이동체는 모든 RB들의 재수립 동작, 무선 자원 설정 동작, 모든 RB들의 재개 동작 등을 수행할 수 있다. 또한, 이동체의 하위 계층들은 무결성 보호 기능 및 사이퍼링 기능을 활성화하도록 설정될 수 있다. 단계 S1408이 완료된 경우, 이동체는 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 타겟 기지국에 전송할 수 있다(S1409). RRC 연결 재설정 완료 메시지가 이동체로부터 수신된 경우, 타겟 기지국은 RRC 연결 재설정이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

한편, 도 12 및 도 13에 도시된 핸드오버 절차가 실패한 경우, 소스 기지국과의 RRC 연결 재설정 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.

도 15는 통신 시스템에서 RRC 연결 재설정 절차의 제3 실시예를 도시한 순서도이다.

도 15를 참조하면, 통신 시스템은 이동체, 소스 기지국 등을 포함할 수 있다. 이동체는 도 1에 도시된 단말(121-125) 또는 도 3에 도시된 이동체(300)(예를 들어, 이동체(300) 내의 기지국)일 수 있고, 소스 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110) 또는 도 3에 도시된 RRH(311-313, 321-323, 331-333)일 수 있다. 이동체 및 소스 기지국 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

핸드오버 절차가 실패한 경우(또는, RLF인 경우), 이동체는 소스 기지국과 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 핸드오버 절차의 실패(또는, RLF)를 인지한 이동체는 L1/L2 설정 동작을 수행할 수 있다(S1500). 단계 S1500에서, 이동체의 L1에서 디폴트 설정 동작이 수행될 수 있고, 이동체의 L2에서 모든 무선 베어러(RB)들은 서스펜드될 수 있고, L2 내의 MAC 계층(예를 들어, MAC 엔터티)은 리셋될 수 있다. 또한, L2 내의 MAC 계층에서 디폴트 설정 동작이 수행될 수 있다.

단계 S1500이 완료된 경우, 이동체는 셀들 중에서 하나의 셀(예를 들어, 소스 기지국)을 선택할 수 있다(S1501). 선택된 셀이 소스 기지국의 셀인 경우, 이동체는 선택된 소스 기지국의 셀로부터 시스템 정보(예를 들어, MIB, SIB) 등을 수신할 수 있다(S1502). 또한, 이동체는 초기 어태치 절차에서 소스 기지국에 의해 할당된 S 프리앰블 시퀀스에 기초하여 전용 RA 프리앰블을 생성할 수 있고, 컨텐션-프리 방식에 기초하여 전용 RA 프리앰블을 소스 기지국에 전송할 수 있다(S1503).

전용 RA 프리앰블은 소스 기지국에서 이동체에 할당되므로, 전용 RA 프리앰블을 수신한 소스 기지국은 이동체를 식별할 수 있다. 전용 RA 프리앰블이 이동체로부터 수신된 경우, 소스 기지국은 S 프리앰블 시퀀스(즉, 전용 RA 프리앰블에 포함된 S 프리앰블 시퀀스)를 포함하는 RAR을 생성할 수 있고, RAR을 이동체에 전송할 수 있다(S1504). RAR은 도 11에 도시된 RAR(1100)과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들어, RAR은 TA 정보, UL 그랜트, 임시 C-RNTI, S 프리앰블 시퀀스 정보 등을 포함할 수 있다. 이동체는 소스 기지국으로부터 RAR을 수신할 수 있고, RAR에 포함된 정보를 확인할 수 있다.

전용 RA 프리앰블이 사용되는 경우, RRC 연결 재수립 절차 없이 RRC 연결 재설정 절차가 수행될 수 있다. 이에 따라, 이동체와 소스 기지국 간의 통신 단절 시간이 감소할 수 있다. 예를 들어, 소스 기지국은 이동체와의 RRC 연결 재수립 절차 없이 RRC 연결 재설정 메시지를 이동체에 전송할 수 있다(S1505). RRC 연결 재설정 메시지가 소스 기지국으로부터 수신된 경우, 이동체는 RB 설정 동작을 수행할 수 있다(S1506). 단계 S1506에서, 이동체는 모든 RB들의 재수립 동작, 무선 자원 설정 동작, 모든 RB들의 재개 동작 등을 수행할 수 있다. 또한, 이동체의 하위 계층들은 무결성 보호 기능 및 사이퍼링 기능을 활성화하도록 설정될 수 있다. 단계 S1506이 완료된 경우, 이동체는 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 소스 기지국에 전송할 수 있다(S1507). RRC 연결 재설정 완료 메시지가 이동체로부터 수신된 경우, 소스 기지국은 RRC 연결 재설정이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 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.

Claims (1)

1. 통신 시스템에서 이동체의 연결 설정 방법으로서,
   비-전용 프리앰블 시퀀스(non-dedicated preamble sequence)에 기초하여 비-전용 RA(random access) 프리앰블을 생성하는 단계;
   상기 비-전용 RA 프리앰블을 컨텐션(contention) 방식으로 기지국에 전송하는 단계; 및
   상기 이동체와 상기 기지국 간의 통신을 위해 사용되는 전용 프리앰블 시퀀스의 정보를 포함하는 RAR(random access response)을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하며,
   상기 전용 프리앰블 시퀀스에 기초하여 생성되는 전용 RA 프리앰블은 컨텐션-프리(free) 방식으로 상기 기지국에 전송되는, 연결 설정 방법.

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