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KR102746233B1 - 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법 - Google Patents

통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법 Download PDF

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KR102746233B1
KR102746233B1 KR1020170018845A KR20170018845A KR102746233B1 KR 102746233 B1 KR102746233 B1 KR 102746233B1 KR 1020170018845 A KR1020170018845 A KR 1020170018845A KR 20170018845 A KR20170018845 A KR 20170018845A KR 102746233 B1 KR102746233 B1 KR 102746233B1
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communication
base station
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김원익
백승권
송재수
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한국전자통신연구원
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Abstract

통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법이 개시된다. 본 발명은 통신 네트워크에서 제1 통신 노드에서 수행되는 동작 방법으로서, 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 RLC 기능을 지원하며, 기지국의 기능들 중에서 PDCP 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제1 메시지를 수신하는 단계, RLC 기능을 수행함으로써 수신된 제1 메시지를 처리하는 단계 및 기지국의 기능들 중에서 MAC 기능 및 PHY 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 처리된 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법{OPERATION METHOD OF COMMUNICATION NODE IN COMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신 네트워크에서 기지국의 기능 분할을 지원하는 통신 노드의 동작 방법에 관한 것이다.
이동 통신 환경에서 급격히 증가하는 트래픽을 지원하기 위해 기지국의 수가 급격히 증가하고 있다. 그러나, 기지국의 수를 증가하는 방법은 이동통신 사업제에게 막대한 설치 및 운용 비용의 부담을 야기한다. 이에 따라, 최근 이동 통신 환경에서 기지국의 기능 요소를 일체형으로 구성하지 않고, 설치 및 운용에 대한 효율이 높은 C-RAN(centralized radio access network) 구조를 기반으로 기지국의 기능 요소를 분할하는 방법이 활용되고 있다.
이와 같은, C-RAN 구조는 기지국의 기능 요소를 이분법적으로 분할하고, 각 기능 요소에 따른 장치를 물리적으로 분리하여 설치 및 운용하는 방법이다. 구체적으로, C-RAN 구조에서 기지국은 기지국의 데이터를 처리하는 디지털 장치(DU, digital unit) 및 무선 신호를 송수신하는 무선 장치(RU, radio unit)로 분리될 수 있다. 또한, C-RAN 구조에서 복수의 무선 장치들 각각의 디지털 장치는 한 곳(예를 들어, 하나의 건물과 같은 동일 공간을 의미함)에 집중되어 위치할 수 있다.
또한, C-RAN 구조에서 기지국의 무선 장치 및 디지털 장치 간을 프론트홀이 라 할 수 있고, 프론트홀은 프론트홀 인터페이스를 통해 구성될 수 있다. 예를 들어, 프론트홀 인터페이스는 CPRI(common public radio interface) 및 OBSAI(open base station architecture initiative)와 같은 통신 인터페이스일 수 있다. 여기서, C-RAN 구조에서 사용되는 프론트홀 인터페이스는 지연(latency) 및 지터(jitter) 등에 있어서 비교적 엄격한 요구사항을 가진다. 이에 따라, C-RAN 구조에서 프론트홀은 단일의 광 케이블을 통해 주로 구성되고 있다.
한편, 5G 이동 통신에 대한 연구가 활발하게 진행되면서, 기존의 CPRI와 같은 프론트홀 인터페이스에 기반한 C-RAN 구조가 가지는 한계가 나타나고 있다. 이와 같은 C-RAN 구조가 가지는 한계를 극복하기 위해, 기존의 CPRI 보다 상위의 통신 프로토콜 스택 상에서 기지국의 기능 요소를 분할하는 방법이 제안되고 있다. 즉, 기존의 CPRI 보다 상위의 통신 프로토콜 스택 상에서 기지국의 기능 요소를 분할하는 방법은 기지국을 무선 장치(RU)와 대응되는 개념인 분산된 장치(DU, distributed unit) 및 디지털 장치(DU)와 대응되는 개념인 집중된 장치(CU, centralized unit)로 분리하는 방법을 의미한다.
또한, 분산된 장치(DU) 및 집중된 장치(CU) 간을 미드홀(midhaul)이라 할 수 있으며, 미드홀을 이더넷(ethernet)과 같은 패킷 교환(packet switching) 기반의 네트워크로 구성하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 패킷 교환 기반의 네트워크로 구성되는 미드홀은 기존에 사용되고 있는 CPRI에 기반한 C-RAN 구조를 지원하기 어려운 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 네트워크에서 기지국의 기능 분할을 지원하면서 기능 분할 요구사항을 효과적으로 만족시키는 통신 노드의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법은 통신 네트워크(communication network)의 제1 통신 노드에서 수행되는 동작 방법으로서, 상기 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 RLC(radio link control) 기능을 지원하며, 상기 기지국의 기능들 중에서 PDCP(packet data convergence protocol) 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제1 메시지를 수신하는 단계, 상기 RLC 기능을 수행함으로써 상기 수신된 제1 메시지를 처리하는 단계 및 상기 기지국의 기능들 중에서 MAC(medium access control) 기능 및 PHY(physical) 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 상기 처리된 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 통신 노드의 동작 방법은 상기 제1 통신 노드가 상기 RLC 기능을 지원하고, 상기 기지국의 MAC 기능을 추가로 지원하는 경우, 상기 제2 통신 노드로부터 제2 메시지를 수신하는 단계, 상기 RLC 기능 및 상기 MAC 기능을 수행함으로써 상기 제2 통신 노드로부터 수신된 제2 메시지를 처리하는 단계 및 상기 PHY 기능을 지원하는 제4 통신 노드에 상기 처리된 제2 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드가 상기 RLC 기능 및 상기 MAC 기능을 지원하고, 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 추가로 지원하는 경우, 상기 제2 통신 노드로부터 제3 메시지를 수신하는 단계, 상기 RLC 기능, 상기 MAC 기능 및 상기 제1 통신 노드에서 추가로 지원하는 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 수행함으로써 상기 수신된 제3 메시지를 처리하는 단계 및 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 상기 제1 통신 노드에서 지원되지 않는 PHY 기능을 지원하는 제5 통신 노드에 상기 처리된 제3 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능은 상기 PHY 기능 중에서 CPRI(common public radio interface)를 기반으로 분할되는 기능일 수 있다.
여기서, 상기 통신 네트워크는 상기 기지국의 기능들이 분할되어 수행되는 클라우드 무선 접속 네트워크(Cloud RAN, cloud radio access network)일 수 있다.
여기서, 상기 기지국의 기능들은 상기 통신 네트워크의 프로토콜 스택(protocol stack) 상에서 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 인터페이스에서 요구되는 특성 및 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 인터페이스에서 요구되는 특성에 기초하여 분할된 기능들일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크는 제어 평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane)으로 구분되는 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크가 패킷 교환(packet switching) 기반의 네트워크인 경우, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 회선 교환(circuit switching) 기반의 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크는 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크와 서로 다른 전용(exclusive)의 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크와 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 하나의 네트워크로 통합 가능한 네트워크일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법은 통신 네트워크(communication network)의 제1 통신 노드에서 수행되는 동작 방법으로서, 상기 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 MAC(medium access control) 기능을 지원하며, 상기 기지국의 기능들 중에서 PDCP(packet data convergence protocol) 기능 및 RLC(radio link control) 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제1 메시지를 수신하는 단계, 상기 MAC 기능을 수행함으로써 상기 수신된 제1 메시지를 처리하는 단계 및 상기 기지국의 기능들 중에서 PHY(physical) 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 상기 처리된 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 통신 노드의 동작 방법은 상기 제1 통신 노드가 상기 MAC 기능을 지원하고, 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 추가로 지원하는 경우, 상기 제2 통신 노드로부터 제2 메시지를 수신하는 단계 상기 MAC 기능 및 상기 제1 통신 노드에서 추가로 지원하는 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 수행함으로써 상기 수신된 제2 메시지를 처리하는 단계 및 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 상기 제1 통신 노드에서 지원되지 않는 PHY 기능을 지원하는 제4 통신 노드에 상기 처리된 제2 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능은 상기 PHY 기능 중에서 CPRI(common public radio interface)를 기반으로 분할되는 기능일 수 있다.
여기서, 상기 통신 네트워크는 상기 기지국의 기능들이 분할되어 수행되는 클라우드 무선 접속 네트워크(Cloud RAN, cloud radio access network)일 수 있다.
여기서, 상기 기지국의 기능들은 상기 통신 네트워크의 프로토콜 스택(protocol stack) 상에서 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 인터페이스에서 요구되는 특성 및 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 인터페이스에서 요구되는 특성에 기초하여 분할된 기능들일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크는 제어 평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane)으로 구분되는 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크가 패킷 교환(packet switching) 기반의 네트워크인 경우, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 회선 교환(circuit switching) 기반의 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크는 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크와 서로 다른 전용(exclusive)의 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크와 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 하나의 네트워크로 통합 가능한 네트워크일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 통신 노드는 통신 네트워크(communication network)의 제1 통신 노드로서, 프로세서(processor) 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 상기 제1 통신 노드는 기지국의 PHY(physical) 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 지원하며, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 기지국의 기능들 중에서 PDCP(packet data convergence protocol) 기능, RLC(radio link control) 기능 및 MAC(medium access control) 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 메시지를 수신하고, 상기 기지국의 PHY(physical) 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 수행함으로써 상기 수신된 메시지를 처리하고, 그리고 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 상기 제1 통신 노드에서 지원되지 않는 PHY 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 상기 처리된 메시지를 전송하도록 실행된다.
여기서, 상기 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능은 상기 PHY 기능 중에서 CPRI(common public radio interface)를 기반으로 분할되는 기능일 수 있다.
여기서, 상기 통신 네트워크는 상기 기지국의 기능들이 분할되어 수행되는 클라우드 무선 접속 네트워크(Cloud RAN, cloud radio access network)일 수 있다.
여기서, 상기 기지국의 기능들은 상기 통신 네트워크의 프로토콜 스택(protocol stack) 상에서 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 인터페이스에서 요구되는 특성 및 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 인터페이스에서 요구되는 특성에 기초하여 분할된 기능들일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크가 패킷 교환(packet switching) 기반의 네트워크인 경우, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 회선 교환(circuit switching) 기반의 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크는 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크와 서로 다른 전용(exclusive)의 네트워크일 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크와 상기 제1 통신 노드 및 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 하나의 네트워크로 통합 가능한 네트워크일 수 있다.
본 발명에 의하면, Cloud RAN 구조에서 CPRI에 기반한 프론트홀 및 CPRI 대비 상위의 통신 프로토콜 상에서 기지국의 기능을 분할하는 방법에 따른 미드홀을 지원 할 수 있고, Cloud RAN 구조의 집중화 이득을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제1 통신 노드를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 통신 네트워크에 대한 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크에서 각 통신 노드들 간의 네트워크의 특성에 대한 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크에서 각 통신 노드들 간의 네트워크의 특성에 대한 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 통신 네트워크의 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
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.
이하에서 설명되는 통신 네트워크는 기지국(base station)의 기능이 분할되어 복수의 장치들에 의해 지원되거나 수행되는 통신 네트워크를 의미할 수 있다. 구체적으로, 통신 네트워크에서 기지국의 기능은 통신 네트워크의 프로토콜 스택(protocol stack)에 포함된 복수의 계층에 의해 지원되는 기능 상에서 분할될 수 있다.
예를 들어, 통신 네트워크의 프로토콜 스택에 포함된 복수의 계층들에 의해 지원되는 기능은 PDCP(packet data convergence protocol) 기능(10), RLC(radio link control) 기능(20), MAC(medium access control) 기능(30) 및 PHY(physical) 기능(40)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 PDCP 기능(10)은 메시지의 압축되지 않은 IP 헤더(IP header)를 압축하거나, 압축된 IP 헤더의 압축을 해제하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, PDCP 기능(10)은 암호화(ciphering) 되지 않은 메시지를 암호화하거나, 암호화된 메시지의 암호를 해독(deciphering)하는 기능 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신 네트워크에서 RLC 기능(20)은 메시지를 분할(segmentation)하는 기능 및 분할된 복수의 메시지 조각들을 순서에 기초하여 결합(concatenation)하고, 이를 상위 계층으로 전송하는 기능 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 MAC 기능(30)은 HARQ(hybrid ARQ) 재전송을 제어하는 기능 및 상향링크와 하향링크에 대한 스케줄링 기능 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신 네트워크에서 PHY 기능(40)은 메시지에 대한 코딩(coding) 및 디코딩(decoding) 기능, 변조(modulation) 및 복조(demodulation) 기능 및 안테나와 자원을 매핑(mapping)하는 기능 등을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 구체적인 방법이 설명될 수 있다.
도 1은 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 네트워크에서 기지국은 분할된 복수의 기능들을 수행하는 BBU(base band unit)(1) 및 RRH(remote radio head)(2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, BBU(1)는 기지국의 분할된 복수의 기능들 중에서 PDCP 기능(10), RLC 기능(20) 및 MAC 기능(30)을 지원할 수 있다. 또한, BBU(1)는 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능(40-1)을 추가로 지원할 수 있다. 또한, RRH(2)는 기지국의 BBU(1)에서 지원되지 않는 PHY 기능(40-2)을 지원할 수 있다.
즉, BBU(1) 및 RRH(2)은 기지국의 PHY 기능 중에서 서로 지원되지 않는 PHY 기능을 지원할 수 있다. 여기서, BBU(1)에서 수행되는 PHY 기능 및 RRH(2)에서 수행되는 PHY 기능은 기지국의 PHY 기능을 CPRI(common public radio interface)에 기초하여 분할된 기능을 의미할 수 있다.
이와 같이, 기지국의 분할된 기능들은 BBU(1) 및 RRH(2)에 의해 지원될 수 있다. 여기서, BBU(1) 및 RRH(2) 간의 네트워크 구간을 프론트홀(fronthaul)로 정의할 수 있다. 따라서, 이하에서 프론트홀은 프론트홀 네트워크와 동일한 의미일 수 있다.
도 2는 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 통신 네트워크에서 기지국은 분할된 복수의 기능들을 수행하는 CU(centralized unit)(100) 및 DU(distributed unit)(200)을 포함할 수 있다. 예를 들어, CU(100)는 기지국의 분할된 복수의 기능들 중에서 PDCP 기능(10)을 지원할 수 있다. 또한, DU(200)는 RLC 기능(20), MAC 기능(30) 및 PHY 기능(40)을 지원할 수 있다.
이와 같이, 기지국의 분할된 기능들은 CU(100) 및 DU(200)의해 지원될 수 있다. 여기서, CU(100) 및 DU(200) 간의 네트워크 구간을 미드홀(midhaul)로 정의 할 수 있다. 따라서, 이하에서 미드홀은 미드홀 네트워크와 동일한 의미일 수 있다.
상술한 바와 같이, 통신 네트워크에서 기지국의 분할된 복수의 기능들은 복수의 장치들을 통해 지원되거나 수행될 수 있다. 또한, 도 1을 참고하여 설명된 BBU(1) 및 도 2를 참고하여 설명된 CU(100)는 서로 대응되는 개념의 장치를 의미할 수 있다. 또한, 도 1을 참고하여 설명된 RRH(2) 및 도 2를 참고하여 설명된 DU(200)는 서로 대응되는 개념의 장치를 의미할 수 있다.
또한, BBU(1) 및 RRH(2) 간의 프론트홀에서 요구되는 특성은 CU(100) 및 DU(200) 간의 미드홀에서 요구되는 특성과 다를 수 있다. 예를 들어, 프론트 및 미드홀에서 요구되는 특성은 전송 지연(transport latency), 지터(jitter) 및 필요 대역폭(required bandwidth) 등과 같은 통신 특성을 의미할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같이, 통신 네트워크에서 기지국의 분할된 복수의 기능들을 수행하는 복수의 장치들 간의 네트워크는 기지국의 기능이 프로토콜 스택 상에서 분할되는 위치에 기초하여 프론트홀 네트워크 및 미드홀 네트워크로 구분될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법 및 이를 수행하는 통신 노드가 설명될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노도의 방법은 도 2를 참고하여 설명된 CU(100) 및 DU(200)의 개념에 기초하여 설명될 수 있다. 예를 들어, 이하에서 설명되는 통신 노드는 기지국의 분할된 복수의 기능들을 지원하거나 수행하는 CU, DU, RRH 및 BBU과 같은 장치를 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제1 통신 노드를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제1 통신 노드는 통신 네트워크에서 기지국의 분할된 복수의 기능들 중 적어도 하나의 기능을 지원하거나 수행하는 장치를 의미할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제1 통신 노드(300)는 적어도 하나의 프로세서(310), 메모리(320) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스 장치(330)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 통신 노드(300)는 입력 인터페이스 장치(340), 출력 인터페이스 장치(350), 저장 장치(360) 등을 더 포함할 수 있다. 제1 통신 노드(300)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(370)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(310)는 메모리(320) 및/또는 저장 장치(360)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(310)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(320)와 저장 장치(360)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(320)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다. 여기서, 프로세서(310)를 통해 실행되는 프로그램 명령은 본 발명에서 제안하는 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 복수의 단계들을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법은 도 3을 참조하여 설명된 제1 통신 노드에서 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크는 기지국의 기능이 분할되어 복수의 장치들에 의해 지원되거나 수행되는 클라우드 무선 접속 네트워크(C-RAN, cloud radio access network/centralized radio access network)일 수 있다.
도 4에서 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 RLC 기능을 지원하는 것으로 가정하여 설명될 수 있다. 여기서, RLC 기능은 메시지를 복수의 메시지 조각들로 분할하거나, 분할된 복수의 메시지의 조각들을 순서에 기초하여 결합하는 기능을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 PDCP 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제1 메시지를 수신할 수 있다(S410). 여기서, PDCP 기능은 메시지의 IP 헤더가 압축되지 않은 경우, 메시지의 IP 헤더를 압축하는 기능, 메시지의 IP 헤더가 압축된 경우, 메시지의 IP 헤더의 압축을 해제하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, PDCP 기능은 암호화되지 않은 메시지를 암호화 하는 기능 및 암호화된 메시지의 암호를 해독하는 기능을 포함할 수 있다.
이후, 제1 통신 노드는 RLC 기능을 수행함으로써 제2 통신 노드로부터 수신된 제1 메시지를 처리할 수 있다(S420). 예를 들어, 제1 통신 노드는 RLC 기능에 포함된 복수의 기능들 중 메시지를 복수의 메시지 조각들로 분할하는 기능을 수행함으로써 수신된 제1 메시지를 처리할 수 있다.
이후, 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 MAC 기능 및 PHY 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 처리된 제1 메시지를 전송할 수 있다(S430). 여기서, MAC 기능은 HARQ 재전송을 제어하는 기능 및 상향링크와 하향링크에 대한 스케줄링 기능을 포함할 수 있다. 또한, PHY 기능은 메시지에 대한 코딩 및 디코딩 기능, 변조 및 복조 기능 및 안테나와 자원을 매핑하는 기능을 포함할 수 있다.
한편, 제3 통신 노드는 제1 통신 노드로부터 제1 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제3 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 MAC 기능 및 PHY 기능을 수행함으로써 제1 통신 노드로부터 수신된 제1 메시지를 처리할 수 있다. 예를 들어, 제3 통신 노드는 MAC 기능에 포함된 복수의 기능들 중 하향링크 스케줄링 기능을 수행할 수 있고, PHY 기능에 포함된 복수의 기능들 중 코딩 기능, 변조 기능 및 안테나와 자원을 매핑하는 기능을 수행함으로써 수신된 제1 메시지를 처리할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법을 통해, 통신 네트워크에서 제1 통신 노드, 제2 통신 노드 및 제3 통신 노드는 기지국의 분할된 복수의 기능들을 지원하거나 수행할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같은 방법을 통해, 통신 네트워크에서 제1 통신 노드는 제2 통신 노드를 통해 제3 통신 노드로 제1 메시지를 전송할 수 있다.
한편, 상기에서는 제2 통신 노드에서 제1 통신 노드를 통해 제3 통신 노드로 제1 메시지가 전송되는 경우가 설명되었으나, 제3 통신 노드에서 제1 통신 노드를 통해 제2 통신 노드로 메시지가 전송되는 경우도 이와 동일한 방법을 통해 수행될 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 제3 통신 노드는 메시지를 수신하는 경우, 수신된 메시지를 MAC 기능 및 PHY 기능을 수행함으로써 메시지를 처리할 수 있다. 예를 들어, 제3 통신 노드는 PHY 기능에 포함된 복수의 기능들 중 디코딩 기능, 복조 기능 및 안테나와 자원을 디매핑(demapping) 하는 기능을 수행할 수 있고, MAC 기능에 포함된 복수의 기능들 중 상향링크 스케줄링 기능을 수행함으로써 수신된 메시지를 처리할 수 있다. 이후, 제3 통신 노드는 처리된 메시지를 RLC 기능을 지원하는 제1 통신 노드로 전송할 수 있다.
이에 따라, 제1 통신 노드는 제3 통신 노드로부터 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제1 통신 노드는 RLC 기능을 수행함으로써 제3 통신 노드로부터 수신된 메시지를 처리할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 노드는 RLC 기능에 포함된 복수의 기능들 중 수신된 메시지에 포함된 복수의 메시지 조각들을 순서에 기초하여 결합하는 기능을 수행함으로써 제3 통신 노드로부터 수신된 메시지를 처리할 수 있다. 이후, 제1 통신 노드는 처리된 메시지를 PDCP 기능을 지원하는 제2 통신 노드로 전송할 수 있다.
이에 따라, 제2 통신 노드는 제1 통신 노드로부터 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제2 통신 노드는 PDCP 기능을 수행함으로써 제1 통신 노드로부터 수신된 메시지를 처리할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 노드는 PDCP 기능에 포함된 복수의 기능들 중 메시지의 암호를 해독하는 기능 및 IP 헤더의 압축을 해제하는 기능을 수행함으로써 수신된 메시지를 처리할 수 있다.
이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 방법이 설명될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크의 환경은 도 4에서 설명된 통신 네트워크의 환경과 동일할 수 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크는 제1 실시예에 따른 통신 네트워크와 동일한 통신 네트워크를 의미할 수 있다.
도 5에서 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 RLC 기능을 지원하고, 기지국의 MAC 기능을 추가로 더 지원하는 것으로 가정하여 설명될 수 있다. 먼저, 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 PDCP 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제2 메시지를 수신할 수 있다(S510).
이후, 제1 통신 노드는 RLC 기능 및 MAC 기능을 수행함으로써 제2 통신 노드로부터 수신된 제2 메시지를 처리할 수 있다(S520). 이후, 제1 통신 노드는 PHY 기능을 지원하는 제4 통신 노드에 처리된 제2 메시지를 전송할 수 있다(S430).
상술한 바와 같은 방법을 통해, 통신 네트워크에서 제1 통신 노드, 제2 통신 노드 및 제4 통신 노드는 기지국의 분할된 복수의 기능들을 지원하거나 수행할 수 있다. 구체적으로, 제1 통신 노드, 제2 통신 노드 및 제4 통신 노드에서 도 5를 참조하여 설명된 기지국의 분할된 복수의 기능들을 지원하는 방법은 이하에서 도 6를 참조하여 설명될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제1 통신 노드를 sCU(semi centralized unit)(300)라 할 수 있다. 즉, 도 6에서 설명되는 sCU(300)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 제1 통신 노드(300)를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제2 통신 노드를 CU(100)라 할 수 있고, 제4 통신 노드를 DU(200)라 할 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 CU(100)는 기지국의 분할된 복수의 기능들 중에서 PDCP 기능(10)을 지원할 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 sCU(300)는 기지국의 분할된 복수의 기능들 중에서 RLC 기능(20) 및 MAC 기능(30)을 지원할 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 DU(200)는 기지국의 분할된 복수의 기능들 중에서 PHY 기능(40)을 지원할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해 기지국의 기능이 분할되는 경우, 통신 네트워크에서 CU(100) 및 sCU(300) 간의 네트워크 및 sCU(300) 및 DU(200) 간의 네트워크는 미드홀 네트워크로 정의될 수 있다. 이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 방법이 설명될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크의 환경은 도 4에서 설명된 통신 네트워크의 환경 및 제2 실시예에 따른 통신 네트워크의 환경과 동일할 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크는 제1 실시예에 따른 통신 네트워크 및 제2 실시예에 따른 통신 네트워크와 동일한 통신 네트워크를 의미할 수 있다.
도 7에서 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 RLC 기능 및 MAC 기능을 지원하고, 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 추가로 더 지원하는 것으로 가정하여 설명될 수 있다. 먼저, 제1 통신 노드는 기지국의 기증들 중에서 PDCP 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제3 메시지를 수신할 수 있다(S710).
이후, 제1 통신 노드는 RLC 기능, MAC 기능 및 제1 통신 노드에서 추가로 지원하는 기지국의 PHY 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행함으로써 제2 통신 노드로부터 수신된 제3 메시지를 처리할 수 있다(S720). 이후, 제1 통신 노드는 기지국의 PHY 기능 중에서 제1 통신 노드에서 지원되지 않는 PHY 기능을 지원하는 제5 통신 노드에 처리된 제3 메시지를 전송할 수 있다(S730).
상술한 바와 같은 방법을 통해, 통신 네트워크에서 제1 통신 노드, 제2 통신 노드 및 제5 통신 노드는 기지국의 분할된 복수의 기능들을 지원하거나 수행할 수 있다. 이하에서는, 도 8을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 분할되는 방법이 설명될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 도시한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제1 통신 노드를 sCU(300)라 할 수 있다. 즉, 도 8에서 설명되는 sCU(300)는 도 3, 도 4 및 도 7을 참조하여 설명된 제1 통신 노드(300)를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법을 수행하는 제2 통신 노드를 CU(100)라 할 수 있고, 제5 통신 노드를 DU(200)라 할 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 CU(100)는 기지국의 분할된 복수의 기능들 중에서 PDCP 기능(10)을 지원할 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 sCU(300)는 기지국의 분할된 복수의 기능들 중에서 RLC 기능(20), MAC 기능(30) 및 기지국의 PHY 기능(40) 중에서 적어도 하나의 기능(40-1)을 지원할 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 DU(200)는 기지국의 복수의 기능들 중에서 제1 통신 노드에서 지원되지 않는 PHY 기능(40-2)을 지원할 수 있다. 즉, 통신 네트워크에서 sCU(300) 및 DU(200)는 기지국의 PHY 기능 중에서 서로 지원되지 않는 PHY 기능을 지원할 수 있다. 여기서, sCU(300)에서 수행되는 PHY 기능 및 DU(200)에서 수행되는 PHY 기능은 기지국의 PHY 기능을 CPRI에 기초하여 분할된 기능을 의미할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해 기지국의 기능이 분할되는 경우, 통신 네트워크에서 CU(100) 및 sCU(300) 간의 네트워크는 미드홀 네트워크로 정의될 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 sCU(300) 및 DU(200) 간의 네트워크는 프론트홀 네트워크로 정의될 수 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법은 기지국의 기능을 복수의 기능들로 분할하는 구체적인 방법들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 기지국의 기능은 통신 네트워크의 프로토콜 스택 상에서 기지국의 분할된 복수의 기능들을 수행하는 복수의 통신 노드들 간의 네트워크에서 요구되는 특성에 기초하여 분할될 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하여 설명된 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 간의 네트워크에서 요구되는 특성은 제1 통신 노드 및 제3 통신 노드 간의 네트워크에서 요구되는 특성과 서로 다를 수 있다.
또한, 도 5를 참조하여 설명된 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 간의 네트워크에서 요구되는 특성은 제1 통신 노드 및 제3 통신 노드 간의 네트워크에서 요구되는 특성과 서로 다를 수 있다.
또한, 도 7을 참조하여 설명된 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 간의 네트워크에서 요구되는 특성은 제1 통신 노드 및 제5 통신 노드 간의 네트워크에서 요구되는 특성과 서로 다를 수 있다.
이와 같이, 통신 네트워크에서 기지국의 분할된 복수의 기능들을 수행하는 복수의 통신 노드들 간의 네트워크는 도 9 내지 도 11을 참조하여 구체적으로 설명될 수 있다.
도 9는 본 발명의 통신 네트워크에 대한 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 통신 네트워크에 포함된 CU(100) 및 sCU(300) 간의 네트워크와 sCU(300) 및 DU(200) 간의 네트워크는 서로 다른 별도의 네트워크로 정의될 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 CU(100) 및 sCU(300) 간의 네트워크를 "sCU-CU간 전송 네트워크"라 정의할 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 sCU(300) 및 DU(200) 간의 네트워크를 "DU-sCU간 전송 네트워크"라 정의할 수 있다.
예를 들어, 통신 네트워크에서 "sCU-CU간 전송 네트워크(" 및 "DU-sCU간 전송 네트워크"는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 서로 다른 특성을 가지는 네트워크일 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크에서 각 통신 노드들 간의 네트워크의 특성에 대한 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10을 참조하면, 통신 네트워크에서 CU(100) 및 sCU(300) 간의 네트워크는 제어 평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane)으로 구분되는 네트워크일 수 있다. 이와 같은 경우, 통신 네트워크에서 sCU(300) 및 DU(200) 간의 네트워크는 제어 평면 및 사용자 평면으로 구분되지 않는 네트워크일 수 있다.
이에 따라, 통신 네트워크에서 sCU(300)는 CU(100)와 송수신되는 메시지의 트래픽 타입을 구분할 수 있다. 예를 들어, 통신 네트워크에서 sCU(200)는 DU(200)로부터 메시지가 수신되는 경우, 수신된 메시지의 트래픽 타입을 제어 평면 트래픽 및 사용자 평면 트래픽 중 하나로 구분할 수 있고, 트래픽 타입이 구분된 메시지를 CU(100)로 전송할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 네트워크에서 각 통신 노드들 간의 네트워크의 특성에 대한 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11을 참조하면, 통신 네트워크에서 CU(100) 및 sCU(300) 간의 네트워크인 "sCU-CU간 전송 네트워크"는 "패킷 스위칭 기반의 sCU-CU간 전송 네트워크"일 수 있다. 즉, 통신 네트워크에서 CU(100) 및 sCU(300) 간에 송수신되는 메시지는 패킷 스위칭(packet switching) 방식을 기반으로 송수신될 수 있다.
이와 같은 경우, 통신 네트워크에서 sCU(300) 및 DU(200) 간의 네트워크인 "DU-sCU간 전송 네트워크"는 회선 교환 기반의 DU-sCU간 전송 네트워크"일 수 있다. 즉, 통신 네트워크에서 sCU(300) 및 DU(200) 간에 송수신되는 메시지는 회선 교환(circuit switching) 방식을 기반으로 송수신 될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 통신 네트워크에서 기지국의 기능이 복수의 기능들로 분할되는 제4 실시예가 구체적으로 설명될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 통신 네트워크의 통신 노드의 동작 방법을 도시한 흐름도이다
도 12를 참조하면, 통신 네트워크에서 제1 통신 노드는 기지국의 PHY 기능 중에서 적어도 하나의 기능을 지원하는 것으로 가정하여 설명될 수 있다. 먼저, 제1 통신 노드는 기지국의 기능들 중에서 PDCP 기능, RLC 기능 및 MAC 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 메시지를 수신할 수 있다(S1210). 여기서 도 12에서 설명되는 제2 통신 노드는 도 4, 도 5 및 도 7에서 설명된 제2 통신 노드와 다른 통신 노드를 의미할 수 있다.
이후, 제1 통신 노드는 기지국의 PHY 기능 중에서 제1 통신 노드에서 지원하는 적어도 하나의 기능을 수행함으로써 제2 통신 노드로부터 수신된 메시지를 처리할 수 있다(S1220). 이후, 제1 통신 노드는 기지국의 PHY 기능 중에서 제1 통신 노드에서 지원되지 않는 PHY 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 처리된 메시지를 전송할 수 있다(S1230). 여기서, 도 12에서 설명되는 제3 통신 노드는 도 4, 도 5 및 도 7에서 설명된 제3 통신 노드와 다른 통신 노드를 의미할 수 있다.
즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 통신 노드 및 제3 통신 노드는 서로 지원되지 않는 PHY 기능을 지원할 수 있다. 여기서, 제1 통신 노드에서 수행되는 PHY 기능 및 제3 통신 노드에서 수행되는 PHY 기능 기지국의 PHY 기능을 CPRI에 기초하여 분할된 기능을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 간의 네트워크는 패킷 교환 기반의 네트워크일 수 있다. 이와 같은 경우, 통신 네트워크에서 제1 통신 노드 및 제3 통신 노드 간의 네트워크는 회선 교환 기반의 네트워크일 수 있다.
상술한 바와 같은 방법을 통해, 통신 네트워크에서 제1 통신 노드, 제2 통신 노드 및 제3 통신 노드는 기지국의 분할된 복수의 기능들을 지원하거나 수행할 수 있다.
이하에서는, 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 통신 네트워크가 구성되는 형태에 대한 복수의 실시예들이 설명될 수 있다. 구체적으로, 통신 네트워크에서 기지국의 분할된 복수의 기능들을 수행하는 CU, sCU 및 DU로 예를 들어 설명될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 기지국은 제1 기지국의 분할된 복수의 기능들을 수행하는 제1 CU, 제1 sCU 및 제1 DU(200-1)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 네트워크에서 제2 기지국은 제2 기지국의 분할된 복수의 기능들을 수행하는 제2 CU, 제2 sCU 및 제2 DU(200-2)를 포함할 수 있다. 이와 같은 방법으로 복수의 기지국들은 자신의 분할된 복수의 기능들을 수행하는 CU, sCU 및 DU를 포함할 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 복수의 DU들은 물리적으로 분리된 위치에 설치될 수 있다. 즉, 복수의 DU들은 제1 DU(200-1), 제2 DU(200-2), 제3 DU(200-3), 제4 DU(200-4), 제5 DU(200-5), 제6 DU(200-6), 제7 DU(200-7) 및 제8 DU(200-8)를 포함할 수 있고, 각 DU는 물리적으로 분리된 위치에 설치될 수 있다.
또한, 통신 네트워크에서 복수의 sCU들은 미리 설정된 기준을 만족하는 sCU 별로 동일한 위치에 집중되어 설치될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 기준은 DU와 sCU 기능 분할에 요구되는 조건을 만족하는 물리적인 거리, DU와 sCU 기능 분할에 요구되는 조건을 만족하는 네트워크 홉(hop) 수, sCU에서 수행되는 기지국의 기능에 따른 기준 및 sCU를 통해 송수신되는 메시지의 종류에 따른 기준 등을 의미할 수 있다.
예를 들어, 통신 네트워크에서 제1 sCU 및 제2 sCU에서 수행되는 기지국의 기능이 동일한 경우, 제1 sCU 및 제2 sCU는 동일한 위치에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제1 sCU 및 제2 sCU는 관리 및 운용이 용이하도록 제1 sCU 세트(300-1)에 포함되는 형태로 설치될 수 있다. 여기서, 제1 DU(200-1) 및 제1 sCU 간의 네트워크와 제2 DU(200-2) 및 제2 sCU 간의 네트워크는 서로 별도의 DU-sCU간 전송 네트워크로 구성될 수 있다.
또한, 통신 네트워크에서 제3 sCU, 제4 sCU 및 제5 sCU에서 수행되는 기지국의 기능이 동일한 경우, 제3 sCU, 제4 sCU 및 제5 sCU는 동일한 위치에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제3 sCU, 제4 sCU 및 제5 sCU는 관리 및 운용이 용이하도록 제2 sCU 세트(300-2)에 포함되는 형태로 설치될 수 있다. 여기서, 제3 DU(200-3) 및 제3 sCU 간의 네트워크, 제4 DU(200-4) 및 제4 sCU 간의 네트워크 및 제5 DU(200-5) 및 제5 sCU 간의 네트워크는 서로 별도의 "DU-sCU간 전송 네트워크"로 구성될 수 있다.
또한, 통신 네트워크에서 제6 sCU, 제7 sCU 및 제8 sCU에서 수행되는 기지국의 기능이 동일한 경우, 제6 sCU, 제7 sCU 및 제8 sCU는 동일한 위치에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제6 sCU, 제7 sCU 및 제8 sCU는 관리 및 운용이 용이하도록 제3 sCU 세트(300-3)에 포함되는 형태로 설치될 수 있다. 여기서, 제6 DU(200-6) 및 제6 sCU 간의 네트워크, 제7 DU(200-7) 및 제7 sCU 간의 네트워크 및 제8 DU(200-8) 및 제8 sCU 간의 네트워크는 서로 별도의 "DU-sCU간 전송 네트워크"로 구성될 수 있다.
또한, 통신 네트워크에서 복수의 CU들은 미리 설정된 기준을 만족하는 sCU 세트의 CU별로 동일한 위치에 집중되어 설치될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 기준은 sCU와 CU 기능 분할에 요구되는 조건을 만족하는 물리적인 거리, sCU와 CU 기능 분할에 요구되는 조건을 만족하는 네트워크 홉(hop) 수, sCU 세트를 통해 송수신되는 메시지의 종류에 따른 기준 및 sCU 세트가 설치된 위치에 따른 기준 등을 의미할 수 있다.
예를 들어, 통신 네트워크에서 제1 sCU 세트(300-1), 제2 sCU 세트(300-2) 및 제3 sCU 세트(300-3) 간의 거리가 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 제1 sCU 세트(300-1), 제2 sCU 세트(300-2) 및 제3 sCU 세트(300-3)에 대한 복수의 CU들은 동일한 위치에 집중되어 설치될 수 있다. 구체적으로, 제1 sCU 세트(300-1), 제2 sCU 세트(300-2) 및 제3 sCU 세트(300-3)에 대한 복수의 CU들은 관리 및 운용이 용이하도록 제1 CU 세트(100-1)에 포함되는 형태로 설치될 수 있다. 여기서, 제1 sCU 세트(300-1) 및 제1 CU 세트(100-1) 간의 네트워크, 제2 sCU 세트(300-2) 및 제1 CU 세트(100-1) 간의 네트워크 및 제3 sCU 세트(300-3) 및 제1 CU 세트(100-1) 간의 네트워크는 서로 별도의 "sCU-CU간 전송 네트워크"로 구성될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 복수의 DU들 및 복수의 sCU들을 포함하는 복수의 sCU 세트들 간의 네트워크는 하나의 "DU-sCU간 전송 네트워크"로 구성될 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 제1 DU(200-1) 및 제2 DU(200-2)와 제1 sCU 세트(300-1) 간의 네트워크, 제3 DU(200-3), 제4 DU(200-4) 및 제5 DU(200-5)와 제2 sCU 세트(300-2) 간의 네트워크 및 제6 DU(200-6), 제7 DU(200-8) 및 제8 DU(200-8)와 제3 sCU 세트(300-3) 간의 네트워크는 하나의 "DU-sCU간 전송 네트워크"로 구성될 수 있다.
또한, 통신 네트워크에서 제1 sCU 세트(300-1), 제2 sCU 세트(300-2) 및 제3 sCU 세트(300-3)을 포함하는 복수의 sCU 세트들 및 복수의 CU들을 포함하는 제1 CU 세트(100-1) 간의 네트워크는 하나의 "sCU-CU간 전송 네트워크"로 구성될 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 제1 sCU(300-1) 및 제1 CU 세트(100-1) 간의 네트워크, 제2 sCU(300-2) 및 제1 CU 세트(100-1) 간의 네트워크 및 제3 sCU(300-3) 및 제1 CU 세트(100-1) 간의 네트워크는 하나의 "sCU-CU간 전송 네트워크"로 구성될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 복수의 DU들, 복수의 sCU 세트들 및 복수의 CU 세트들은 하나의 "통합 전송 네트워크"로 구성될 수 있다. 여기서, "통합 전송 네트워크"는 복수의 DU들, 복수의 sCU 세트들 및 복수의 CU 세트들로 송수신되는 메시지를 제어하는 제어하는 복수의 통신 노드들인 복수의 전송 노드들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 통신 네트워크에서 제1 CU 세트(100-1)에 포함된 복수의 CU들로 송수신되는 메시지는 제1 전송 노드(400-1)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 제1 sCU 세트(300-1)에 포함된 복수의 sCU들로 송수신되는 메시지는 제2 전송 노드(400-2)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 제1 DU(200-1), 제2 DU(200-2) 및 제3 DU(200-3)를 통해 송수신되는 메시지는 제3 전송 노드(400-3)에 의해 제어될 수 있다.
예를 들어, 제1 CU 세트(100-1)에 포함된 제1 CU에서 제1 DU(200-1)로 메시지를 전송하는 경우, 제1 CU 포함된 제1 CU는 메시지를 제1 전송 노드(400-1)로 전송할 수 있다. 이후, 제1 전송 노드(400-1)는 제1 CU 세트(100-1)에 포함된 제1 CU로부터 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제1 전송 노드(400-1)는 제1 CU로부터 수신된 메시지를 제2 sCU의 메시지를 제어하는 제2 전송 노드(400-2)로 전송할 수 있다. 이후, 제2 전송 노드(400-2)는 제1 전송 노드(400-1)로부터 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제2 전송 노드(400-2)는 제1 전송 노드(400-1)로부터 수신된 메시지를 제1 DU(200-1)의 메시지를 제어하는 제3 전송 노드(400-3)로 전송할 수 있다. 이후, 제3 전송 노드(400-3)는 제2 전송 노드(400-2)로부터 수신된 메시지를 제1 DU(200-1)로 전송할 수 있다. 상술한 바와 같은 방법을 통해, 통신 네트워크에서 제1 CU 세트(100-1)에 포함된 제1 CU는 제1 DU(200-1)로 메시지를 전송할 수 있다.
도 3 내지 도 15를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법은 프로토콜 스택에 포함된 복수의 계층들 상에서 기지국의 기능을 복수의 기능들로 분할하도록 지원할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법은 기지국의 기능을 수행하는 장치들 간의 네트워크에서 요구되는 특성을 고려하여 적절하게 기지국의 기능을 복수의 기능들로 분할할 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 (17)

  1. 기지국의 복수의 기능들을 지원 또는 수행하는 장치를 포함하고, 기지국의 기능들 중에서 RLC(radio link control) 기능, MAC(medium access control) 기능, 및 적어도 하나의 PHY(physical) 기능을 지원하는 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
    상기 기지국의 복수의 기능들을 지원 또는 수행하는 장치를 포함하고 상기 기지국의 기능들 중에서 PDCP(packet data convergence protocol) 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제1 메시지를 수신하는 단계;
    상기 RLC 기능, 상기 MAC 기능 및 상기 적어도 하나의 PHY 기능을 수행함으로써 상기 수신된 제1 메시지를 처리하는 단계; 및
    상기 기지국의 복수의 기능들을 지원 또는 수행하는 장치를 포함하고, 상기 기지국의 기능들 중에서 PHY 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 상기 처리된 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크는 상기 기지국과 단말 간의 통신 네트워크(communication network)와는 다른 미드홀(midhaul) 네트워크이며, 상기 제1 통신 노드와 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 상기 기지국과 상기 단말 간의 상기 통신 네트워크와는 다른 프론트홀(fronthaul) 네트워크이며,
    상기 미드홀 네트워크는 상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드를 포함하는 복수의 통신 노드들을 연결하는 네트워크이며, 상기 프론트홀 네트워크는 상기 제1 통신 노드와 상기 제3 통신 노드를 포함한 복수의 통신 노드들을 연결하는 네트워크인,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 미드홀 네트워크는 제어 평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane)으로 구분되는 네트워크인 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 미드홀 네트워크가 패킷 교환(packet switching) 기반의 네트워크인 경우, 상기 프론트홀 네트워크는 회선 교환(circuit switching) 기반의 네트워크인 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 미드홀 네트워크는 상기 프론트홀 네트워크와는 다른 네트워크인 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 미드홀 네트워크와 상기 프론트홀 네트워크는 하나의 네트워크로 통합되는 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  11. 기지국의 복수의 기능들을 지원 또는 수행하는 장치를 포함하고, 기지국의 기능들 중에서 RLC(radio link control) 기능, MAC(medium access control) 기능, 및 PHY(physical) 기능들 중 적어도 하나를 지원하는 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
    상기 기지국의 복수의 기능들을 지원 또는 수행하는 장치를 포함하고 상기 기지국의 기능들 중에서 PDCP(packet data convergence protocol) 기능을 지원하는 제2 통신 노드로부터 제1 메시지를 수신하는 단계;
    상기 RLC 기능, 상기 MAC 기능, 및 상기 PHY 기능들 중 적어도 하나를 수행함으로써 상기 수신된 제1 메시지를 처리하는 단계; 및
    상기 기지국의 PHY 기능들 중에서 상기 제1 통신 노드에서 지원되지 않는 PHY 기능을 지원하는 제3 통신 노드에 상기 처리된 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드 간의 네트워크는 상기 기지국과 단말 간의 통신 네트워크(communication network)와는 다른 미드홀(midhaul) 네트워크이며, 상기 제1 통신 노드와 상기 제3 통신 노드 간의 네트워크는 상기 기지국과 상기 단말 간의 상기 통신 네트워크와는 다른 프론트홀(fronthaul) 네트워크이며,
    상기 미드홀 네트워크는 상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드를 포함하는 복수의 통신 노드들을 연결하는 네트워크이며, 상기 프론트홀 네트워크는 상기 제1 통신 노드와 상기 제3 통신 노드를 포함한 복수의 통신 노드들을 연결하는 네트워크인,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 PHY 기능들 중에서 상기 적어도 하나는,
    상기 PHY 기능들 중에서 CPRI(common public radio interface)를 기반으로 분할되는 기능인 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 미드홀 네트워크는 제어 평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane)으로 구분되는 네트워크인 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 미드홀 네트워크가 패킷 교환(packet switching) 기반의 네트워크인 경우, 상기 프론트홀 네트워크는 회선 교환(circuit switching) 기반의 네트워크인 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 미드홀 네트워크와 상기 프론트홀 네트워크는 하나의 네트워크로 통합되는 것을 특징으로 하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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