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1. (WO2019066473) PROCÉDÉ ET APPAREIL DE SÉLECTION DE RÉSEAU CENTRAL APPROPRIÉ POUR UN SERVICE DANS UN SYSTÈME DE COMMUNICATION MOBILE DE NOUVELLE GÉNÉRATION
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

8   9  

과제 해결 수단

10   11   12   13  

발명의 효과

14  

도면의 간단한 설명

15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25  

발명의 실시를 위한 형태

26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156   157   158   159   160   161   162   163   164   165   166   167   168   169   170   171   172   173   174   175   176   177   178   179   180   181   182   183   184   185   186   187   188   189   190   191   192   193   194   195   196   197   198   199   200   201   202   203   204   205   206   207   208   209   210   211   212   213   214   215   216   217   218   219   220   221   222   223   224   225   226   227   228   229   230   231   232   233   234   235   236   237   238   239   240   241   242   243   244   245   246   247   248   249   250  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8a   8b   9   10   11  

명세서

발명의 명칭 : 차세대 이동통신 시스템에서 서비스에 적합한 코어 네트워크를 선택하는 방법 및 장치

기술분야

[1]
본 발명은 무선통신 시스템에서, 보다 상세히는 3GPP 5G NR (New Radio) 기술에서, 서비스에 맞는 코어 네트워크를 선택하는 방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.
[3]
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
[4]
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
[5]
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다.
[6]
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
[7]
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[8]
차세대 이동통신 시스템에서 NR(New Radio) 코어 네트워크(5G 혹은 NR NGCore)가 LTE 무선접속 기술을 사용하는 기지국과 NR 무선접속 기술을 사용하는 기지국과 연결이 가능할 경우, 단말은 5G CN(NR 코어 네트워크)와 EPC(LTE 코어 네트워크)에 동시에 연결할 수 있어야 한다(기본적으로 LTE 무선 접속 기술을 사용하는 기지국의 LTE 코어 네트워크에 연결 가능하며, NR 무선 접속 기술을 사용하는 기지국은 NR 코어 네트워크와 연결이 가능하다). 즉, 단말은 EPC(Evolved Packet Core)와 5G CN(Core Network) NAS(Non Access Stratum)를 사용할 수 있어야 한다. 왜냐하면 단말은 LTE 무섭 접속 기술을 사용하는 기지국에 연결이 될 수도 있으며, NR 무선 접속 기술을 사용하는 기지국에 연결이 될 수 있고, 각 기지국은 상기에서 언급한 것처럼 모두 LTE 코어 네트워크와 NR(5G) 코어 네트워크에 연결될 수 있기 때문이다.
[9]
예를 들면, 5G CN에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우 항상 5G CN NAS를 선택할 수 있다. 하지만, 5G CN은 LTE의 EPC에서 지원하는 특정 기능(예를 들어 MBMS)을 지원하지 않을 수도 있다. 반면에 EPC에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우, 항상 EPC를 선택할 수 있다. 하지만 EPC는 5G CN에서 지원하는 QoS 혹은 슬라이스(slice 혹은 RAN slice 혹은 network slice) 서비스를 지원하지 않을 수 있다. 또한, 같은 단말이더라도 EPC와 5G CN에 각각 등록된 경우 서로 다른 서비스를 지원받을 수 있다. 그러므로 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성이 있고, 이를 단말이 받고자하는 서비스에 따라서 효율적으로 선택할 수 있도록 하는 것이 다양한 서비스를 코어네트워크 재설정이 필요 없이 빠르게 제공할 수 있다.

과제 해결 수단

[10]
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 단말 방법은, 기지국으로부터, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계, 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서, 상기 단말이 접속할 코어 네트워크 타입을 선택하는 단계 및 상기 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
[11]
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 기지국 방법에 있어서, 단말로, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송하는 단계 및 상기 단말로부터, 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
[12]
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 단말에 있어서, 송수신부 및 기지국으로부터, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말이 접속할 코어 네트워크 타입을, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서 선택하도록 제어하며, 상기 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
[13]
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 기지국에 있어서, 송수신부 및 단말로, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송하고, 상기 단말로부터, 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

발명의 효과

[14]
본 발명은 차세대 이동통신 시스템에서 5G CN(NR 코어 네트워크)과 EPC(LTE 네트워크)에 연결 가능한 단말이, 필요에 따라서 EPC 혹은 5G CN를 효율적으로 선택 혹은 재선택하는 방법을 제안함으로써 코어 네트워크 선택 혹은 재선택 과정을 구체화하고, 단말은 5G CN에서 지원하지 않는 기능 혹은 서비스들을 EPC로 연결을 옮겨서 지원받거나, EPC에서 지원하지 않는 기능 혹은 서비스를 5G CN으로 옮겨서 받을 수 있는 효과가 있다.

도면의 간단한 설명

[15]
도 1은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
[16]
도 2는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
[17]
도 3은 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
[18]
도 4는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
[19]
도 5는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC(LTE 코어 네트워크)와 5G CN(5G 코어 네트워크 혹은 NR 코어네트워크)에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
[20]
도 6은 본 발명에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 1실시 예를 도시한 도면이다.
[21]
도 7은 본 발명에서의 제안하는 제 1의 실시 예에 따라 단말이 선호하는 CN 유형 혹은 슬라이스 유형 정보를 NAS로 전달하고, CN(5G CN 혹은 EPC)에서 효율적으로 코어 네트워크(EPC 혹은 5G CN)를 선택/재선택하는 방법을 도시한 도면이다.
[22]
도 8a 및 도 8b는 본 발명에서 제안하는 제 2의 실시 예에 따라 단말이 선호하는 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 선택하고 결과를 지시함으로써, 코어 네트워크(5G CN 혹은 EPC)를 재설정하는 방법을 도시한 도면이다.
[23]
도 9는 본 발명에서 단말이 CN을 선택하는 단말 동작을 도시한 도면이다.
[24]
도 10은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
[25]
도 11은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[26]
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
[27]
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
[28]
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
[29]
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
[30]
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
[31]
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
[32]
이때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다.
[33]
구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
[34]
[35]
도 1은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
[36]
도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국)(a-05, a-10, a-15, a-20)과 MME(Mobility Management Entity, a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(a-35)은 eNB(a-05~a-20) 및 S-GW(a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
[37]
도 1에서 eNB(a-05~a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. eNB는 UE(a-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 eNB(a-05~a-20)가 담당한다.
[38]
하나의 eNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
[39]
[40]
도 2는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
[41]
도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol b-05, b-40), RLC(Radio Link Control b-10, b-35), MAC(Medium Access Control b-15, b-30)으로 이루어진다. PDCP(b-05, b-40)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
[42]
- header 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
[43]
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
[44]
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
[45]
- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)
[46]
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
[47]
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)
[48]
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
[49]
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
[50]
무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(b-10, b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
[51]
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
[52]
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))
[53]
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))
[54]
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))
[55]
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)
[56]
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))
[57]
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))
[58]
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))
[59]
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
[60]
MAC(b-15, b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
[61]
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
[62]
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)
[63]
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
[64]
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
[65]
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
[66]
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
[67]
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
[68]
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
[69]
- 패딩 기능(Padding)
[70]
물리 계층(b-20, b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.
[71]
[72]
도 3은 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
[73]
도 3을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR NB, c-10)과 NR CN(New Radio Core Network, 혹은 NG CN: Next Generation Core Network, c-05)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말, c-15)은 NR NB(c-10) 및 NR CN(c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
[74]
도 3에서 NR NB(c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(c-10)가 담당한다.
[75]
하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (c-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다. 또한, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(c-30)과 연결된다.
[76]
[77]
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
[78]
도 4를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(d-05, d-40), NR RLC(d-10, d-35), NR MAC(d-15, d-30)으로 이루어진다. NR PDCP(d-05, d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
[79]
- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
[80]
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
[81]
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
[82]
- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)
[83]
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)
[84]
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)
[85]
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
[86]
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
[87]
상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
[88]
NR RLC(d-10, d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
[89]
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
[90]
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
[91]
- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
[92]
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)
[93]
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)
[94]
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)
[95]
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)
[96]
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)
[97]
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)
[98]
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)
[99]
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
[100]
상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.
[101]
또한, 상기에서 RLC PDU들을 수신하는 순서대로 (일련번호, Sequence number의 순서와 상관없이, 도착하는 순으로) 처리하여 PDCP 장치로 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) 전달할 수도 있으며, segment인 경우에는 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 segment들을 수신하여 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 처리하여 PDCP 장치로 전달할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.
[102]
상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.
[103]
NR MAC(d-15, d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
[104]
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
[105]
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)
[106]
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
[107]
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
[108]
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
[109]
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
[110]
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
[111]
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
[112]
- 패딩 기능(Padding)
[113]
NR PHY 계층(d-20, d-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.
[114]
[115]
도 5는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC(LTE 코어 네트워크)와 5G CN(5G 코어 네트워크 혹은 NR 코어네트워크)에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
[116]
도 5에 도시되어 있듯이, 차세대 이동통신 시스템에서 5G 코어 네트워크(e-35)는 LTE 무선접속 기술을 사용하는 기지국(eNB, e-05)와 NR 무선접속 기술을 사용하는 기지국(gNB, e-10)에 연결이 가능하고, 5G CN에 연결 가능한 단말(e-20, e-25)은 5G CN(e-35)과 EPC(e-30)에 각각 연결할 수 있어야 한다. 즉, 단말은 EPC와 5G CN의 NAS(Non Access Stratum)에 모두 접속할 수 있어야 한다.
[117]
예를 들면, 5G CN에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우 항상 5G CN NAS를 선택할 수 있다. 하지만, 5G CN은 LTE의 EPC에서 지원하는 특정 기능(예를 들어 MBMS)을 지원하지 않을 수도 있다(반대로 LTE의 EPC는 5G CN에서 제공하는 슬라이스(slice, network slice, RAN slice)와 같은 기능을 지원하지 않을 수 있다. 상기에서 슬라이스 기능은 어떤 서비스를 특화해서 그 서비스에 맞는 QoS 혹은 요구사항을 만족시킬 수 있도록 전용 네트워크 혹은 전용 무선 접속 전송 자원 혹은 전용 데이터 링크를 제공하는 서비스일 수 있으며, 코어 네트워크(NAS, Non-Access Stratum) 혹은 무선 접속 기술(AS, Access Stratum)에서 복수 개의 슬라이스가 설정될 수 있다).
[118]
또한, 같은 단말이더라도 EPC와 5G CN에 각각 등록된 경우 서로 다른 서비스를 지원받을 수 있다. 그러므로 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성이 있고 반대로 EPC에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되어야 할 필요성이 있다.. 또한, EPC 연결 가능한 능력(UE capability)만 있는 LTE 단말(e-15)의 경우 EPC에 연결해서만 서비스 받을 수 있다.
[119]
상기에서 기지국이 5G CN과 EPC에 모두 연결이 가능하기 위해서는 새로운 5G 기지국(gNB)이 사용되거나, 혹은 기존의 LTE 기지국인 eNB의 경우, 5G CN 접속을 위해 업그레이드 되어야 한다(예를 들면 eLTE 기지국, enhanced LTE eNB).
[120]
본 발명에서는 상기 도 5에서 고려하고 있는 상황에서 단말이 처음 접속시 EPC와 5G CN에 모두 접속 가능한 경우, 이를 선택하는 과정 혹은 5G CN에 등록된 단말이 필요에 따라서 EPC로 재설정되는 과정 혹은 EPC에 등록된 단말이 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되는 과정, 즉, 코어 네트워크 선택/재선택 과정을 구체화한다. 자세한 동작은 이후의 실시 예에서 구체적으로 다루도록 한다.
[121]
[122]
도 6은 본 발명에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 1실시 예를 도시한 도면이다.
[123]
본 발명의 제 1 실시 예에서 PLMN(Public Land Mobile Network)을 검색하고 결정하는 방법은 AS(Access Stratum)에서 자동적으로 혹은, NAS를 통해 트리거링되어 수동적으로 수행된다. 일반적으로 단말은 HPLMN(Home PLMN)이나 EHPLMN(Equivalent Home PLMN)에서 동작하지만, VPLMN(Visited PLMN)이 선택될 수도 있다. 기본적으로 AS 레이어는 연결 가능한 PLMN들에 대한 리스트를 비롯한 PLMN 관련 모든 정보를 NAS로 보고하게 되고, AS 레이어는 우선순위 정보에 기반해서 추가적인 PLMN 선택 동작을 수행하게 된다. 즉, PLMN 선택을 위해 단말은 능력에 맞는 모든 RF(Radio Frequency) 채널들을 통해 E-UTRA 밴드들을 스캔하고, 유효한 PLMN을 검색하고, 신호가 가장 강한 셀에서의 시스템 정보를 읽고 그 셀에서 제공하는 PLMN 리스트에 따라 PLMN 선택 과정을 수행한다.
[124]
도 6은 수동 모드에서의 기본적인 PLMN 선택 과정을 나타내고 있다. f-05에서 단말은 전원을 키게 되면 주변에 등록된 PLMN(Registered PLMN, RPLMN)이 존재하는지 확인한다(f-10). 만약 전원을 킨 단말이 SIM(Subscriber Identity Module)을 가지고 있지 않거나 유효하지 않을 경우에는 SIM이 유효할 때까지 상태를 유지하게 된다(f-15). 단말이 RPLMN을 찾고 PLMN을 선택하면(f-20), 해당 PLMN에 접속을 시도하고(f-25), 성공적으로 등록과 연결이 완료될 경우 단말은 연결된 PLMN을 지시하고(f-30), 해당 PLMN에서 서비스를 수행한다(f-35). 하지만 상기의 등록과 연결 과정이 실패할 경우(f-40)에는 해당 PLMN에 연결할 수 없고(f-45), 단말이 우선순위 기반으로 선택(f-50)한 PLMN에 접속을 시도한다(f-55).
[125]
상기의 우선순위 기반의 PLMN 선택과정은 하기의 우선순위를 따른다.
[126]
1. 만약 EHPLMN 리스트가 존재할 경우에는 높은 우선순위의 EHPLMN을 선택하고, EHPLMN 리스트가 존재하지 않으면 HPLMN을 선택.
[127]
2. SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
[128]
3. SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
[129]
4. 높은 수신 신호 성능을 가지는 PLMN 조합 (무작위 순서로 결정)
[130]
5. 수신 신호의 내림차순으로 정렬된 PLMN 조합.
[131]
1. Available HPLMN list
[132]
2. Available PLMN/access technology list from the user controlled SIM data file
[133]
3. Available PLMN/access technology list from the operator controlled SIM data file
[134]
4. Available PLMN/access technology list with the highest received signal
[135]
5. Available PLMN/access technology list in order of decreased signal quality
[136]
[137]
도 7은 본 발명에서의 제안하는 제 1의 실시 예로서 단말이 선호하는 CN 유형 혹은 슬라이스 유형 정보를 NAS로 전달하고, CN(5G CN 혹은 EPC)에서 효율적으로 코어 네트워크(EPC 혹은 5G CN)를 을 선택/재선택하는 방법을 도시한 도면이다.
[138]
도 7에서 단말(g-01)은 5G CN과 EPC에 연결이 가능한 능력(UE capability)이 있는 단말로써, 초기 셀 탐색 수행하고 캠프 온하여 시스템 정보(예를 들면 SIB1)를 수신(g-05)하고, 해당 셀이 HPLMN인지 여부를 확인한다. 상기의 셀(g-02)은 5G 기지국(gNB) 혹은 LTE 기지국일 수 있으며, 혹은 5G CN에 연결할 수 있는 기능을 가진 업그레이드된 eLTE 기지국(eLTE eNB)일 수 있다.
[139]
또한, 상기 시스템 정보(예를 들면 SIB1)에는 어떤 무선 접속 기술을 사용하고 있는 지 RAT(Radio Access Technology) 정보(예를 들면 5G 무선 접속 기술 혹은 LTE 무선 접속 기술)와 PLMN 리스트(예를 들면 상기 무선 접속 기술에 해당하는 PLMN 리스트들)와 연결 가능한 CN 유형(예를 들면 상기 각 PLMN에서 적용 가능한 CN type, 즉 5G CN 혹은 EPC)이 포함될 수 있다.
[140]
상기 시스템 정보는 슬라이스 유형(예를 들면 상기 CN 유형에서 제공하는 슬라이스 유형) 정보를 포함할 수 있다. 상기와 같이 시스템 정보에서 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형의 정보를 제공함으로써, 초기에 접속하는 단말이 접속 가능한 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형 혹은 슬라이스 정보를 파악하고 현재 단말이 받고자 하는 서비스에 맞게 선호안을 선택할 수 있도록 할 수 있다.
[141]
차세대 이동 통신 시스템에서는 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성(혹은 반대로 EPC에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되어야 하는 필요성)이 있을 수 있기 때문에 코어 네트워크(CN) 재설정 기능을 위해 각 무선 접속 별, 각 PLMN 별 CN 유형(type) 혹은 슬라이스 유형(slice type)을 제공할 수 있다.
[142]
상기 시스템 정보를 수신하면 단말은 PLMN을 선택하게 되고 선택된 PLMN에 캠프온 하고, 나머지 시스템 정보를 수신한다. 상기의 PLMN을 결정하는 방법은 도 6에서 제안한 단말의 PLMN 선택방법의 제 1실시 예를 기반으로 결정될 수 있다.
[143]
상기 본 발명의 단말 PLMN 선택 방법의 제 1 실시 예가 아닌 다음에서 제안하는 본 발명의 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예를 기반으로 결정될 수도 있다.
[144]
[145]
본 발명의 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예에서 PLMN을 검색하고 결정하는 방법은 AS (Access Stratum)에서 자동적으로 혹은, NAS를 통해 트리거링되어 수동적으로 수행될 수 있다.
[146]
일반적으로 단말은 HPLMN(Home PLMN)이나 EHPLMN(Equivalent Home PLMN)에서 동작하지만, VPLMN이 선택될 수도 있다. 기본적으로 AS 레이어는 어떤 무선 접속 기술을 사용하고 있는지 RAT 정보(예를 들면 5G 무선 접속 기술 혹은 LTE 무선 접속 기술)와 연결 가능한 PLMN 리스트(예를 들면 상기 무선 접속 기술에 해당하는 PLMN 리스트들)와 연결 가능한 CN 유형(예를 들면 상기 각 PLMN에서 적용 가능한 CN type, 즉 5G CN 혹은 EPC) 혹은 슬라이스 유형(예를 들면 상기 CN 유형에서 제공하는 슬라이스 유형) 정보를 비롯한 PLMN 관련 모든 정보를 NAS로 보고하게 되고, AS 레이어는 우선순위 정보에 기반해서 추가적인 PLMN 선택 동작을 수행하게 된다.
[147]
즉, PLMN 선택을 위해 단말은 능력에 맞는 모든 RF 채널들을 통해 E-UTRA 밴드들을 스캔하고, 유효한 PLMN을 검색하고, 신호가 가장 강한 셀에서의 시스템 정보를 읽고 그 셀에서 제공하는 PLMN 리스트에 따라 PLMN 선택 과정을 수행한다.
[148]
단말은 단말 PLMN 선택 방법의 제 1실시 예와 유사한 절차를 수행할 수 있다. 하지만 단말은 다음과 같은 우선순위 기반으로 PLMN을 선택하여 접속을 시도할 수 있다.
[149]
본 발명에서 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예의 우선순위 기반의 PLMN 선택과정은 하기의 우선순위를 따른다.
[150]
1. 만약 EHPLMN 리스트가 존재할 경우에는 높은 우선순위의 EHPLMN을 선택하고, EHPLMN 리스트가 존재하지 않으면 HPLMN을 선택.
[151]
2. SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택.
[152]
3. SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택
[153]
4. SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
[154]
5. SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
[155]
6. 높은 수신 신호 성능을 가지는 PLMN 조합 (무작위 순서로 결정)
[156]
7. 수신 신호의 내림차순으로 정렬된 PLMN 조합.
[157]
[158]
1. Available HPLMN list
[159]
2. Available PLMN/access technology/CN type list from the user controlled SIM data file
[160]
3. Available PLMN/access technology/CN type list from the operator controlled SIM data file
[161]
4. Available PLMN/access technology list from the user controlled SIM data file
[162]
5. Available PLMN/access technology list from the operator controlled SIM data file
[163]
6. Available PLMN/access technology list with the highest received signal
[164]
7. Available PLMN/access technology list in order of decreased signal quality
[165]
[166]
본 발명에서 단말 PLMN 선택 방법의 제 3 실시 예의 우선순위 기반의 PLMN 선택과정은 하기의 우선순위를 따른다.
[167]
1. 만약 EHPLMN 리스트가 존재할 경우에는 높은 우선순위의 EHPLMN을 선택하고, EHPLMN 리스트가 존재하지 않으면 HPLMN을 선택.
[168]
2. SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형/슬라이스 유형 조합 선택.
[169]
3. SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형/슬라이스 유형 조합 선택
[170]
4. SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택.
[171]
5. SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택
[172]
6. SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
[173]
7. SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
[174]
8. 높은 수신 신호 성능을 가지는 PLMN 조합 (무작위 순서로 결정)
[175]
9. 수신 신호의 내림차순으로 정렬된 PLMN 조합.
[176]
[177]
1. Available HPLMN list
[178]
2. Available PLMN/access technology/CN type list/slice type from the user controlled SIM data file
[179]
3. Available PLMN/access technology/CN type list/slice type from the operator controlled SIM data file
[180]
4. Available PLMN/access technology/CN type list from the user controlled SIM data file
[181]
5. Available PLMN/access technology/CN type list from the operator controlled SIM data file
[182]
6. Available PLMN/access technology list from the user controlled SIM data file
[183]
7. Available PLMN/access technology list from the operator controlled SIM data file
[184]
8. Available PLMN/access technology list with the highest received signal
[185]
9. Available PLMN/access technology list in order of decreased signal quality
[186]
[187]
상기처럼 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예와 제 3 실시 예는 단말이 무선 접속 기술, PLMN 리스트, CN 유형, 슬라이스 유형 등의 정보를 고려하여 단말이 제공받고자 하는 서비스에 맞게 무선 접속 기술, PLMN 리스트, CN 유형, 슬라이스 유형 등의 선호안을 선택할 수 있다. 예를 들면, 선호하는 CN 유형이 있다면 선호하는 CN 유형을 지원하는 PLMN과 무선 접속 기술을 선택할 수 있으며, 선호하는 슬라이스 유형이 있다면 선호하는 슬라이스 유형을 지원하는 CN 유형과 PLMN과 무선 접속 기술을 선택할 수 있다.
[188]
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말(이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC(Radio Resource Control) 연결 확립(RRC connection establishment) 과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRC 연결 요청(RRCConnectionRequest) 메시지를 기지국으로 전송한다(g-10). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다.
[189]
기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRC 연결 설정(RRCConnectionSetup) 메시지를 전송한다(g-15). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB(Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다.
[190]
RRC 연결을 설정한 단말은 RRC 연결 설정 완료(RRCConnetionSetupComplete) 메시지를 기지국으로 전송한다(g-20). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 서비스 요청(SERVICE REQUEST)라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 상기 메시지에서 단말은 선호하는 PLMN, CN 유형 정보, 슬라이스 정보를 포함시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 SERVICE REQUEST 제어 메시지에 선택된 PLMN을 지시하는 지시자와 해당 PLMN에서의 CN 유형(type) 정보 혹은 슬라이스 유형 정보가 같이 수납될 수 있다.
[191]
기지국은 RRC 연결 설정 완료(RRCConnetionSetupComplete) 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지(g-40) 혹은 PLMN 지시자와 CN type 정보를 포함하는 CN 리디렉션 요청(RE-DIRECTION REQUEST) 제어 메시지(g-25)를 현재 연결된 MME(본 예제에서는 5G CN로 연결되었다고 가정하였다. 만약 EPC에 연결되었다고 한다면 이후의 모든 과정이 5G CN과 EPC를 바꾸어 수행될 수 있다.)로 전송한다.
[192]
상기 CN RE-DIRECTION REQUEST 제어 메시지(g-25)는 SERVICE REQUEST 메시지(g-40)와 동일한 내용을 수납하고 전달될 수 있으며, 상기 제어 메시지를 수신한 CN은 미리 정해진 방법에 따라 적절한 CN을 선택한다(g-30). 상기 선택은 미리 정해진 우선 순위에 따라 결정될 수 있으며, 단말의 종류 및 establishmentCause에 따라, 즉 서비스 종류에 따라 결정될 수도 있다.
[193]
초기 설정된 CN은 결정된 방법에 따라 현재 CN 연결을 유지할 지 다른 CN으로의 변경을 수신할지 결정하고 그 결과를 CN RE-DIRECTION 제어 메시지에 수납해서 기지국에게 전달한다(g-35). 이 과정에서 기지국은 단말의 선호안을 확인하고 5G CN 혹은 EPC로 설정/연결 혹은 재설정/재연결할지 결정할 수 있다. 혹은 이 과정에서 MME는 단말의 선호안을 확인하고, 5G CN 혹은 EPC로 설정/연결 혹은 재설정/재연결할지 결정할 수 있다. 혹은 이 과정에서 코어 네트워크는 단말의 선호안을 확인하고 5G CN 혹은 EPC로 설정/연결 혹은 재설정/재연결할지 결정할 수 있다.
[194]
상기의 CN RE-DIRECTION 제어 메시지(g-35)는 결정된 CN에 대한 정보만을 포함하거나 초기 컨텍스트 설정(INITIAL CONTEXT SETUP) 메시지(g-45)에 포함되어 전달될 수도 있으며, 혹은 INITIAL CONTEXT SETUP 메시지(g-45)에 포함되어야 하는 정보를 포함해서 전달될 수도 있다.
[195]
만약 CN이 변경되어야 한다면, 기지국은 변경되어야 하는 CN(본 예제에서는 EPC)에게 단말의 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지(g-50)를 전달하고, MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다.
[196]
판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 변경된 MME는 기지국에게 초기 컨텍스트 설정 요청(INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST)이라는 메시지(g-55)를 전송한다. 상기 메시지에는 DRB(Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보(예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다.
[197]
기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 보안 모드 명령(SecurityModeCommand) 메시지 (g-60)와 보안 모드 완료(SecurityModeComplete) 메시지(g-65)를 교환한다.
[198]
보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지를 전송한다(g-70). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRC 연결 재설정 완료(RRCConnectionReconfigurationComplete) 메시지를 전송한다(g-75).
[199]
단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 초기 컨텍스트 설정 완료(INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE) 메시지를 전송하고(g-80), 이를 수신한 MME는 S-GW(Serving Gateway)와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 베어러 설정(S1 BEARER SETUP) 메시지와 S1 베어러 설정 응답(S1 BEARER SETUP RESPONSE) 메시지를 교환한다. S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다(g-85 혹은 g-90).
[200]
상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(g-95). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한, 기지국은 소정의 이유로 단말에게 설정을 새로 해주거나 추가하거나 변경하기 위해서 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지를 전송할 수 있다(g-100).
[201]
[202]
도 8a 및 도 8b는 본 발명에서 제안하는 제 2의 실시 예로써 단말이 선호하는 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 선택하고 결과를 지시함으로써, 코어 네트워크(5G CN 혹은 EPC)를 재설정하는 방법을 도시한 도면이다.
[203]
도 8a 및 도 8b에서 단말(h-01)은 NR로의 연결 능력이 있는 단말로써, 초기 셀 탐색을 SIB1을 수신(h-05)하고, 해당 셀이 HPLMN인지 여부를 확인한다. 상기의 셀(h-02)은 NR 기지국(gNB) 혹은 LTE 기지국일 수 있으며, 혹은 5G CN에 연결할 수 있는 기능을 가진 업그레이드된 eLTE 기지국(eLTE eNB)일 수 있다.
[204]
또한, 상기 시스템 정보(예를 들면SIB1)에는 PLMN List와 각 PLMN에서 적용 가능한 CN 유형 혹은 슬라이스 유형이 포함될 수 있다. 즉, 어떤 무선 접속 기술을 사용하고 있는지 RAT(Radio Access Technology) 정보(예를 들면 5G 무선 접속 기술 혹은 LTE 무선 접속 기술)와 PLMN 리스트(예를 들면 상기 무선 접속 기술에 해당하는 PLMN 리스트들)와 연결 가능한 CN 유형(예를 들면 상기 각 PLMN에서 적용 가능한 CN 유형, 즉 5G CN 혹은 EPC)가 포함될 수 있다.
[205]
또한, 상기 시스템 정보에서는 슬라이스 유형(예를 들면 상기 CN 유형에서 제공하는 슬라이스 유형) 정보를 포함할 수 있다. 상기와 같이 시스템 정보에서 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형의 정보를 제공함으로써, 초기에 접속하는 단말이 접속 가능한 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형 혹은 슬라이스 정보를 파악하고 현재 단말이 받고자 하는 서비스에 맞게 선호안을 선택할 수 있도록 할 수 있다.
[206]
차세대 이동 통신 시스템에서는 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성(혹은 반대로 EPC에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되어야 할 필요성)이 있을 수 있기 때문에 CN 재설정 기능을 위해 각 무선 접속 기술 별 각 PLMN 별 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 제공할 수 있다.
[207]
h-20 단계에서 단말은 상기 시스템 정보를 수신하면 PLMN을 선택하게 되고 선택된 PLMN에 캠프온 하고, 나머지 시스템 정보를 수신한다. 상기의 PLMN을 결정하는 방법은 상기에서 제안한 단말 PLMN 선택 방법의 제 1 실시 예 혹은 제 2 실시 예 혹은 제 3 실시 예에 따라서 우선순위 기반으로 결정될 수 있다.
[208]
이후, 단말은 SIM에 기록된 CN 우선순위 혹은 PLMN 별 CN 우선순위 정보 등에 따라 해당 PLMN에서의 CN 값을 결정할 수 있다. 혹은 상기의 우선순위 정보는 NAS 메시지로 수신할 수도 있고 그 값을 단말이 블랙 리스트(black list)로 관리할 수 있다. 즉, 단말은 이전 접속 및 NAS 메시지 수신으로 PLMN과 CN의 우선순위를 결정하고, 이를 보관하고 있을 수 있다. 또한, 상기 단계에서 단말은 PLMN과 CN에 대한 선택을 동시에 수행할 수도 있다. 상기의 선택 조건은 다양하게 구현될 수 있다.
[209]
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말(이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다(h-15). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(h-20). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB(Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다.
[210]
RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다(h-20). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 또한, 본 발명에서는 SERVICE REQUEST 제어 메시지에 선택된 무선 접속 혹은 PLMN 및 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 지시하는 지시자가 수납된다.
[211]
기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지(h-30 혹은 h-40)를 현재 연결된 MME(본 예제에서는 5G CN로 연결되었다고 가정하였다. 만약 EPC에 연결되었다고 한다면 이후의 모든 과정이 5G CN과 EPC를 바꾸어 수행될 수 있다)로 전송한다. 상기 SERVICE REQUEST 제어 메시지(h-30 혹은 h-40)는 단말로부터 결정된 선호 CN 유형 혹은 선호 슬라이스 유형에 따라 선택되고, 해당하는 CN(5G CN 혹은 EPC)에게 전달될 수 있다. 상기의 SERVICE REQUEST 제어 메시지(h-30, h-40)에는 단말의 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 내용이 포함되고, MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다.
[212]
판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지(h-35 혹은 h-45)를 전송한다. 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다.
[213]
기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지(h-50)와 SecurityModeComplete 메시지(h-55)를 교환한다.
[214]
보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(h-60). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(h-65).
[215]
단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고(h-70), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다. S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다(h-75 혹은 h-80).
[216]
상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(h-85). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한, 특정 이유를 통해 현재의 CN에서 단말에게 CN 변경을 요청할 수 있다. 여기에는 현재 연결된 CN에서 단말이 요청하는 특정 서비스를 지원할 수 없다던지, 더 나은 서비스를 지원할 수 있도록 CN을 변경해야 함이 필요한 조건일 수 있다.
[217]
상기의 이유로 MME는 단말에게 UE CN RE-SELECTION 제어 메시지(h-90)를 전달할 수 있고, 혹은 기지국에게 전달(h-95)한 뒤 기지국이 RRCConnectionReconfiguration 메시지로 CN re-selection 우선순위를 전달할 수 있다(h-100).
[218]
상기의 NAS 제어메시지 혹은 RRC 제어 메시지를 수신한 단말은 CN re-selection 우선순위를 기반으로 다시 CN을 재선택하는 절차를 수행한다(h-105). 즉, h-15~h-25의 RRC 메시지를 대신해 새로운 RRC 메시지 혹은 앞서 수신한 RRCConnectionReconfiguration 메시지에 대한 응답 메시지인 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지가 CN re-selection 정보를 포함해서 기지국에 전달될 수 있다(h-110).
[219]
이후에는 CN 재선택을 위한 절차가 수행될 수 있으며, 이는 변경될 CN에 대한 연결 설정과 데이터 송수신을 위한 전체 절차를 포함하며 h-30~h-85와 매핑될 수 있다(h-115).
[220]
[221]
도 9는 본 발명에서 단말이 CN을 선택하는 단말 동작을 도시한 도면이다.
[222]
RRC IDLE 상태의 단말은 시스템 정보, 특히 SIB1을 수신해서 캠프온 할 셀을 결정하기 위한 PLMN 및 CN 정보를 수신하고, 적합한 PLMN을 지원하는 셀에 캠프온 한다(i-05). 상기 시스템 정보(예를 들면 SIB1)에는 PLMN 정보뿐만 아니라, 각 무선 접속 기술 별, 각 PLMN 별 5G CN과 EPC를 지원하는지를 나타내는 CN 유형 정보 혹은 슬라이스를 지원한다면 지원하는 슬라이스 유형 정보도 포함하고 있다. 단말의 AS에서는 시스템 정보로 수신한 상기의 정보를 단말의 NAS로 그대로 전달한다(i-10).
[223]
이후 단말의 NAS에서는 CN을 선택하는 절차를 수행한다. 미리 설정된 동작 방법에 따라 제 1 동작 및 제 2 동작으로 수행될 수 있으며, 제 1 동작일 경우 단말의 NAS는 수신한 무선 접속 기술 및 PLMN 및 CN 유형 및 슬라이스 유형 정보를 그대로 CN의 NAS로 전달한다. 상기의 CN은 기지국과 초기 설정된 기본 CN일 수 있으며, 재설정에 따라 다른 CN값으로 변경될 수 있다. 이 경우, CN의 재선택을 초기 설정된 CN에게 맡기게 되고 단말은 이후 동작에 대해 신경을 쓰지 않으며 기지국과 RRC 연결(i-20)을 통해 데이터 송수신을 수행한다(i-25).
[224]
만약 제 2 동작일 경우, 단말의 NAS에서 무선 접속 기술 및 PLMN 및 CN 유형 및 슬라이스 유형을 미리 정의된 방법에 따라 결정하고, 단말의 AS에 결과를 전달한 뒤 RRC 메시지를 통해 기지국에게 전달한다(i-15). 상기의 PLMN 및 CN을 결정하는 방법은 우선 순위 기반의 결정일 수 있으며, 단말이 저장하고 있는 black list에 따라 결정될 수 있다. 상기 black list는 CN으로부터 수신하는 NAS 메시지 및 SIB1에서 수신한 PLMN, CN의 매핑 정보를 통해 얻을 수 있다.
[225]
이후 단말은 기지국과 RRC 연결(i-20)을 통해 데이터 송수신을 수행한다(i-25). 또한, 상기의 모든 CN 선택 절차는 PLMN을 선택하는 절차(i-05)와 동시에 수행될 수도 있다.
[226]
또한, 현재 접속된 CN으로부터 단말의 CN 재설정을 요청 혹은 현재 CN에 대해 접속 거부(reject)를 지시하는 CN RE-SELECTION 제어 메시지를 수신할 수 있다. 혹은 기지국으로부터 상기 정보를 포함하는 RRC 메시지(RRCConnectionReconfiguration)를 수신할 수 있다(i-30).
[227]
단말이 상기 메시지를 수신하면 기존의 PLMN에서 CN을 바꾸라는 지시이므로 이를 승낙 혹은 비승낙할지 결정한 이후 결과 RRC 메시지를 기지국에게 전달한다. 혹은 상기 메시지를 연결된 CN에게 NAS 메시지로 전달할 수 있다. 이후, 기지국은 단말의 응답을 고려해서 CN의 재설정을 수행하고, 단말과 RRC 재설정 과정을 수행하고, 데이터 송수신을 계속하게 된다(i-40). 만약 i-30단계에서 단말이 아무런 메시지를 수신하지 않으면 현재 서빙 셀에서 데이터를 계속 송수신하게 된다(i-45).
[228]
[229]
도 10은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
[230]
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(j-10), 기저대역(baseband)처리부(j-20), 저장부(j-30), 제어부(j-40)를 포함한다.
[231]
상기 RF처리부(j-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(j-10)는 상기 기저대역처리부(j-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(j-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.
[232]
또한, 상기 RF처리부(j-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(j-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(j-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.
[233]
상기 기저대역처리부(j-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(j-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다.
[234]
또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(j-20)는 상기 RF처리부(j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(j-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다.
[235]
또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(j-20)은 상기 RF처리부(j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
[236]
상기 기저대역처리부(j-20) 및 상기 RF처리부(j-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(j-20) 및 상기 RF처리부(j-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(j-20) 및 상기 RF처리부(j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(j-20) 및 상기 RF처리부(j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
[237]
상기 저장부(j-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(j-30)는 제2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2 접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(j-30)는 상기 제어부(j-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
[238]
상기 제어부(j-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(j-40)는 상기 기저대역처리부(j-20) 및 상기 RF처리부(j-10)를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(j-40)는 상기 저장부(j-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(j-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(j-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
[239]
[240]
도 11은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
[241]
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(k-10), 기저대역처리부(k-20), 백홀통신부(k-30), 저장부(k-40), 제어부(k-50)를 포함하여 구성된다.
[242]
상기 RF처리부(k-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(k-10)는 상기 기저대역처리부(k-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(k-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.
[243]
또한, 상기 RF처리부(k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(k-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(k-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
[244]
상기 기저대역처리부(k-20)는 제1 무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(k-20)는 상기 RF처리부(k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(k-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다.
[245]
또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(k-20)는 상기 RF처리부(k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(k-20) 및 상기 RF처리부(k-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(k-20) 및 상기 RF처리부(k-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
[246]
상기 백홀통신부(k-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(k-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
[247]
상기 저장부(k-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(k-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(k-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(k-40)는 상기 제어부(k-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
[248]
상기 제어부(k-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(k-50)는 상기 기저대역처리부(k-20) 및 상기 RF처리부(k-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(k-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(k-50)는 상기 저장부(k-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(k-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
[249]
[250]
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 제안하는 방법들의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한, 상기 실시예들은 LTE/LTE-A 시스템을 기준으로 제시되었지만, 5G, NR 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
무선 통신 시스템에서, 단말 방법에 있어서, 기지국으로부터, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계; 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서, 상기 단말이 접속할 코어 네트워크 타입을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 방법.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 시스템 정보는 상기 단말의 AS(Access Stratum) layer를 통하여 수신되고, 상기 AS layer는, 상기 시스템 정보가 수신되면 상기 PLMN 리스트 및 상기 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 상기 NAS layer로 제공하는 것을 특징으로 하는 단말 방법.
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 코어 네트워크 타입은, evolved packet core (EPC) 타입 및 new radio core (NRC) 타입을 포함하고, 상기 메시지는, 상기 PLMN 리스트에 포함된 PLMN들 중 상기 선택된 코어 네트워크 타입을 적용하는 PLMN들로부터, 상기 NAS layer에 의하여 선택된 PLMN에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 방법.
[청구항 4]
제1항에 있어서, 상기 기지국으로 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 RRC 연결 요청 메시지에 대응하여, 상기 기지국으로부터 RRC 연결 설정 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 메시지는, 상기 RRC 연결 설정 메시지에 대응하여, 상기 기지국으로 전송되는 RRC 연결 설정 완료 메시지인 것을 특징으로 하는 단말 방법.
[청구항 5]
무선 통신 시스템에서, 기지국 방법에 있어서, 단말로, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송하는 단계; 및 상기 단말로부터, 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
[청구항 6]
제5항에 있어서, 상기 시스템 정보는 상기 단말의 AS(Access Stratum) layer를 통하여 수신되고, 상기 AS layer는, 상기 시스템 정보가 수신되면 상기 PLMN 리스트 및 상기 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 상기 NAS layer로 제공하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
[청구항 7]
제5항에 있어서, 상기 코어 네트워크 타입은, evolved packet core (EPC) 타입 및 new radio core (NRC) 타입을 포함하고, 상기 메시지는, 상기 PLMN 리스트에 포함된 PLMN들 중 상기 선택된 코어 네트워크 타입을 적용하는 PLMN들로부터, 상기 NAS layer에 의하여 선택된 PLMN에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
[청구항 8]
제5항에 있어서, 상기 단말로부터 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 RRC 연결 요청 메시지에 대응하여, 상기 단말로 RRC 연결 설정 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 메시지는, 상기 RRC 연결 설정 메시지에 대응하여, 상기 단말로부터 수신되는 RRC 연결 설정 완료 메시지인 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
[청구항 9]
무선 통신 시스템에서, 단말에 있어서, 송수신부; 및 기지국으로부터, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말이 접속할 코어 네트워크 타입을, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서 선택하도록 제어하며, 상기 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
[청구항 10]
제9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 시스템 정보가 상기 단말의 AS(Access Stratum) layer를 통하여 수신되도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 시스템 정보가 수신되면, 상기 PLMN 리스트 및 상기 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보가 상기 AS layer에서 상기 NAS layer로 제공되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
[청구항 11]
제9항에 있어서, 상기 코어 네트워크 타입은, evolved packet core (EPC) 타입 및 new radio core (NRC) 타입을 포함하고, 상기 메시지는, 상기 PLMN 리스트에 포함된 PLMN들 중 상기 선택된 코어 네트워크 타입을 적용하는 PLMN들로부터, 상기 NAS layer에 의하여 선택된 PLMN에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
[청구항 12]
제9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기지국으로 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 전송하고, 상기 RRC 연결 요청 메시지에 대응하여, 상기 기지국으로부터 RRC 연결 설정 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 메시지는, 상기 RRC 연결 설정 메시지에 대응하여, 상기 기지국으로 전송되는 RRC 연결 설정 완료 메시지인 것을 특징으로 하는 단말.
[청구항 13]
무선 통신 시스템에서, 기지국에 있어서, 송수신부; 및 단말로, PLMN(Public Land Mobile Network)의 리스트 및 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송하고, 상기 단말로부터, 상기 시스템 정보에 기반하여, 상기 단말의 NAS(Non Access Stratum) layer에서 선택된 코어 네트워크 타입과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
[청구항 14]
제13항에 있어서, 상기 시스템 정보는 상기 단말의 AS(Access Stratum) layer를 통하여 수신되고, 상기 AS layer는, 상기 시스템 정보가 수신되면 상기 PLMN 리스트 및 상기 각 PLMN에 적용되는 코어 네트워크 타입에 대한 정보를 상기 NAS layer로 제공하며, 상기 코어 네트워크 타입은, evolved packet core (EPC) 타입 및 new radio core (NRC) 타입을 포함하고, 상기 메시지는, 상기 PLMN 리스트에 포함된 PLMN들 중 상기 선택된 코어 네트워크 타입을 적용하는 PLMN들로부터, 상기 NAS layer에 의하여 선택된 PLMN에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
[청구항 15]
제13항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 단말로부터 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 수신하고, 상기 RRC 연결 요청 메시지에 대응하여, 상기 단말로 RRC 연결 설정 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 메시지는, 상기 RRC 연결 설정 메시지에 대응하여, 상기 단말로부터 수신되는 RRC 연결 설정 완료 메시지인 것을 특징으로 하는 기지국.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8a]

[도8b]

[도9]

[도10]

[도11]