KR20130061936A

KR20130061936A - 무선 통신 시스템에서 안전한 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130061936A
Application number: KR1020110128263A
Authority: KR
Inventors: 손영문; 라케쉬 타오리; 강현정
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-12
Also published as: EP2786516A4; US9338766B2; US20130143583A1; WO2013081411A1; EP2786516B1; EP2786516A1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 안전한 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 신호를 송수신하는 송수신부와; 무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 생성하여 상기 무선 단말 및 상기 기지국들 중 적어도 하나의 기지국에게 전송하는 제어부를 포함하는 기지국을 제공한다.

Description

무선 통신 시스템에서 안전한 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SAFE COMMUNICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 기지국과 무선 단말 사이에서 안전하게 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 스마트 폰과 같은 무선 단말(110)의 이용이 증가되면서 대용량 데이터 전송 서비스 또는 다양한 성격의 모바일 서비스가 활발이 이루어지고 있다. 이러한 서비스의 제공을 위해 기지국과 무선 단말(110) 사이에서 제어 정보등의 송수신은 안전하게 이루어질 필요가 있는데, 링크 변동(Link Fluctuation), 무선 단말(110)의 순간적인 순환(Circulation)이나 편파(Polarization)로 인해 기지국과 무선 단말(110) 사이에서 통신이 차단되는 경우가 발생한다. 무선 단말(110)이 기지국으로부터 제어 정보등을 수신하지 못하는 경우에는 데이터 송수신을 수행할 수 없는 등 올바른 동작을 수행하기 어렵게 된다. 따라서, 기지국과 무선 단말(110) 사이에서 안전한 통신이 이루어질 수 있는 방안이 필요하다.

본 발명은 무선 통신 시스템의 기지국과 무선 단말 사이에서 안전하게 통신이 이루어질 수 있도록 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 무선 단말에게 제어 정보를 송신하는 기지국을 이중화하여 기지국과 무선 단말 사이에서 안전하게 통신이 이루어질 수 있도록 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부와; 무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 생성하여 상기 무선 단말 및 상기 기지국들 중 적어도 하나의 기지국에게 전송하는 제어부를 포함하는 기지국을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부와; 무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 수신하여 상기 무선 단말에 전송하는 제어부를 포함하는 기지국을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템의 무선 단말에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부와; 무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내의 적어도 2개 이상의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 시간적으로 동일 프레임에서 수신하여 통신하는 제어부를 포함하는 무선 단말을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템의 기지국의 통신 방법에 있어서, 무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 생성하는 단계와; 상기 무선 단말 및 상기 기지국들 중 적어도 하나의 기지국에 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템의 기지국의 통신 방법에 있어서, 무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 수신하는 단계와; 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 상기 무선 단말에 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템의 무선 단말의 통신 방법에 있어서, 무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내의 적어도 2개 이상의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 시간적으로 동일 프레임에서 수신하는 단계와; 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보에 기초하여 통신하는 단계를 포함하는 통신 방법을 제공한다.

본 발명은 무선 단말에 제어 정보를 송신하는 기지국을 이중화하여 무선 단말이 기지국으로부터 제어정보를 누락 없이 수신할 수 있어 기지국과 무선 단말 사이에서 안전하게 통신이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 무선 단말에 제어정보를 전송하는 기지국을 통신 환경에 적응적으로 변경할 수 있어, 무선 단말과 기지국 사이에서 안전하게 통신이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀을 설명하기 위한 도면.
도 2A 내지 도 2C는 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀에서 무선 단말의 빔 선택을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀에서 클라우드 마스터와 무선 단말의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀 업데이트를 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 클라우드 셀 업데이트를 설명하기 위한 흐름도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀(10)에서 제1 및 제2 클라우드 마스터와 무선 단말의 동작을 설명하기 위한 순서도.

이하, 본 발명의 실시예를 도면과 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀(Cloud Cell; 10)을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선 단말(110)의 이동 경로에 따라 독립적인 가상 셀(Virtual Cell)이 구성되는데, 이를 클라우드 셀(10)이라 한다. 클라우드 셀(10)에서 무선 단말(110)은 다수의 기지국(101, 102, 103, 104)으로부터 정보를 수신할 수 있으며, 다수의 기지국(101, 102, 103, 104)은 무선 단말(110)에 대한 정보를 공유하며, 무선 단말(110)에 대한 스케줄링(Scheduling)등에 동시 또는 시간 간격을 두고 참여할 수 있다. 클라우드 셀(10)을 구성하는 기지국(101, 102, 103, 104)은 무선 단말(110)으로의 수신 신호 세기가 강한 기지국들이며, 다수의 기지국(101, 102, 103, 104) 중 어느 하나의 기지국(일 예로 101)은 클라우드 마스터(Cloud Master)가 될 수 있다.

클라우드 마스터(101)는 무선 단말(110)에 대한 제어 시글널링(Signaling)을 수행하며, 무선 단말(110)에게 DL(Down Link) 또는 UL(Up Link) 리소스를 할당하는 기지국의 리소스 스케줄링에 대한 정보를 무선 단말(110)에게 제공한다. 또한, 클라우드 마스터(101)는 무선 단말(110)로부터 주변 기지국들에 대한 채널 측정(Channel Measurement) 결과를 보고 받으면 채널 측정 결과를 기초로 클라우드 셀(10)을 구성하는 다수의 기지국(102, 103, 104)에 관한 정보를 업데이트한다. 업데이트된 기지국 정보는 무선 단말(110) 및 다수의 기지국(102, 103, 104)에 전송되며 무선 단말(110) 및 다수의 기지국(102, 103, 104)도 클라우드 셀(10)을 구성하는 기지국(102, 103, 104)에 관한 정보를 업데이트 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서 클라우드 마스터는 제1 클라우드 마스터(Primary Cloud Master: PCM) 및 적어도 하나의 제2 클라우드 마스터(Secondary Cloud Master: SCM)로 이중화될 수 있는데, 클라우드 셀(10)을 구성하는 다수의 기지국(101, 102, 103, 104) 중 어느 하나의 기지국은 제1 클라우드 마스터가 되고, 다른 어느 하나의 기지국은 제2 클라우드 마스터가 되거나, 제1 클라우드 마스터를 제외한 다른 기지국들을 제2 클라우드 마스터가 될 수 있다. 제1 클라우드 마스터는 무선 단말(110)에 대한 제어 시그널링, 스케줄링, 매니지먼트(Management)등을 담당하며, 제2 클라우드 마스터는 무선 단말(110)과 제1 클라우드 마스터 사이에서 제어 시그널링 또는 제어 메시지의 전달 등을 담당할 수 있다.

도 2A 내지 도 2C는 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀(10)에서 무선 단말(110)의 빔 선택(Beam selection)을 설명하기 위한 도면이다.

무선 단말(110)은 클라우드 셀(10)에 속하는 모든 기지국(101, 102, 103, 104)에 대해 DL 데이터를 수신할 수 있도록 DL 빔 선택을 통해 파인 빔(Fine Beam)을 미리 파악하고 있어야 한다. 이하 설명에서는 클라우드 셀(10)을 구성하는 어느 하나의 기지국(101)과 무선 단말(110)과의 동작을 설명하지만, 클라우드 셀(10)을 구성하는 다른 기지국(102, 103, 104)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

도 2A를 참조하면, 기지국(101)은 어레이 안테나를 사용하여 DL 송신 빔 방향을 바꿔가며 방송 메시지(Broadcast Message)를 포함할 수 있는 데이터를 전송하며, 무선 단말(110)도 수신 빔을 바꿔가며 데이터를 수신한다. 기지국(101)과 무선 단말(110) 사이에서 최대 데이터 처리량(Data Throughput)을 얻기 위해서는 기지국(101)의 DL 송신 빔이 무선 단말(110)을 향해야 하며, 무선 단말(110)이 가진 액티브 어레이 안테나(Active Array Antenna)의 DL 수신빔 또한 기지국(101)을 향해야 한다.

구체적으로 살펴보면, 무선 단말(110)은 DL 수신 빔을 한 방향으로 설정한 후 기지국(101)의 DL 송신 빔들의 수신을 시도하는데, 이때 SCH(Shared Channel)을 통하여 빔 ID(Identification)를 포함하는 프리앰블(Preamble)을 수신하거나, BCH(Broadcast Channel)를 통하여 빔 ID를 포함하는 메시지를 수신한다. 이러한 과정은 DL 수신 빔을 바꿔가며 반복되는데, 반복과정을 마친 후에는 신호 세기가 가장 좋은 DL 송신 빔과 기지국(101)으로부터 신호세기가 좋은 DL 송신 빔을 수신하기 위해 단말이 이용하였던 DL 수신 빔이 결정된다. 무선 단말(110)은 각 기지국(101, 102, 103, 104)에게 무선 단말(110)과 각 기지국 (101, 102, 103, 104) 사이에 가장 신호 세기가 좋은 DL 송신 빔의 빔 아이디를 보고하여 DL 송신 빔 및 DL 수신 빔을 결정하며, DL 데이터의 송신 및 수신 준비를 한다. 또한, 무선 단말(110)은 클라우드 마스터에게는 클라우드 마스터가 된 기지국 이외의 다른 기지국과 무선 단말(110) 사이에 결정된 DL 송신 빔을 보고한다. 이러한 과정은 빔 포밍(Beam Forming) 과정으로 코스 빔 선택(Coarse Beam Selection)이라 할 수 있다.

또한, 기지국(101)과 무선 단말(110)은 최적화 차원에서 더 큰 커버리지 확장 및 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해, 코스 빔 선택에서 사용된 빔 너비(Beam Width) 보다 좁은(Narrow) 빔을 선택하기 위한 파인 빔 선택(Fine Beam Selection)과 같은 빔 포밍 과정을 수행할 수 있다.

구체적으로 도 2B를 참조하여 살펴보면, 코스 빔 선택에서는 SCH 및 BCH에 사용되는 넓은 빔이 아닌 좁은 빔이 이용되며 기지국(101)은 기준 신호(Reference Signal)를 각각의 DL 좁은 송신 빔을 통해 전송하는데, 기준 신호로는 미드앰블(Midamble) 또는 그에 준하는 신호가 이용되며, 좁은 빔 ID(Narrow Beam ID)를 가진다. 무선 단말(110)은 DL 좁은 수신 빔을 고정시켜 기지국(101)의 DL 좁은 송신 빔들을 수신하여 채널 측정을 수행하며, DL 좁은 수신 빔의 방향을 변경하는데, 이러한 과정은 무선 단말(110)에서 사용될 수 있는 DL 좁은 수신 빔들의 개수만큼 반복된다. 이를 통해 무선 단말(110)은 코스 빔 선택에서와 같이 신호세기가 가장 좋은 DL 좁은 송신 빔 및 이때 사용된 DL 좁은 수신 빔을 결정하며, 각 기지국(101, 102, 103, 104) 에게 DL 좁은 송신 빔을 보고하고, 무선 단말(110)과 기지국(101, 102, 103, 104) 사이에서 DL 좁은 송신 빔 및 DL 좁은 수신 빔을 이용하여 데이터를 송수신한다. 이때, 무선 단말(110)은 클라우드 마스터에게는 클라우드 마스터가 된 기지국 이외의 다른 기지국과 무선 단말(110) 사이에 결정된 DL 좁은 송신 빔을 보고한다.

한편, DL과 같이 UL에 대해서도 빔 선택 과정이 필요한데, 이 때는 무선 단말(110)이 클라우드 셀(10)의 모든 기지국(101, 102, 103, 104)에 대해 UL 빔 선택을 수행할 수도 있지만, 전력 소모 및 데이터 처리량 감소등을 방지하기 위해 무선 단말(110)과 클라우드 마스터 사이에서만 UL 빔 선택(Beam Selection)을 수행할 수 있다. 도 2C에서는 제1 기지국(101)이 클라우드 마스터가 된 것으로 본다.

UL 빔 선택 과정은 앞서 살펴본 코스 빔 선택 과정과 유사하지만, SCH 및 BCH 대신 무선 단말(110)의 레인징 과정을 통해 빔 선택을 수행한다. 즉, 무선 단말(110)은 UL 송신 빔을 통해 UL 송신 빔 ID를 가지는 레인징 코드를 기지국(101)에 전송하며, UL 송신 빔 방향을 바꿔가며 레인징 코드를 전송한다. 이와 같은 과정은 기지국(101)이 가지는 UL 수신 빔 개수만큼 반복되는데, 도 2C에서는 UL 수신 빔이 하나인 경우를 도시하였다.

반복 과정을 마친 후, 기지국(101)은 무선 단말(110)의 UL 송신 빔 중 가장 신호 세기가 좋은 UL 송신 빔을 결정하며, 가장 신호세기가 좋은 UL 송신 빔을 수신하기 위해 이용된 UL 수신 빔을 결정한다. 기지국(101)은 무선 단말(110)에게 데이터 전송시 사용할 UL 송신 빔을 RNG-ACK(Range Acknowledgement)등의 메시지를 통해 알려주어 무선 단말(110)과 기지국(101) 사이에 UL 데이터 송수신 준비를 마치게 된다. 이때, DL 경우와 같이 파인 빔 선택 과정을 수행하고, 빔 트래킹(Beam Tracking) 과정을 통해 가장 좋은 UL 빔을 업데이트 할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀(10)에서 클라우드 마스터와 무선 단말(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서 클라우드 셀(10)은 다수의 기지국(101, 102, 103)으로 구성되고, 그 중 제1 기지국(101)은 제1 클라우드 마스터가 되고, 제2 기지국(102)은 제2 클라우드 마스터가 되는 것으로 한다. 또한, 각 기지국(101,102,103)은 코어 네트워크(Core Network; 20)을 통해 외부 네트워크와 연결될 수 있다.

또한, 무선 단말(110)은 DL 수신을 위해 2개 이상의 RF 체인(Chain), UL 송신을 위해 2개 이상의 RF 체인을 포함하는 것으로 본다. 무선 단말(110)이 하나의 DL 수신을 위한 RF 체인, 하나의 UL 송신을 위한 RF 체인을 포함하고 있는 경우에는 동일 프레임 내에서 시간차를 두고 메시지를 수신하거나 송신하기 위한 스케줄링을 하여 2개 이상의 RF 체인을 포함하는 경우와 동일하게 동작할 수 있다. 이때, 단말이 포함하고 있는 RF 체인의 개수에 따라서 동작이 달라지는데 제1 클라우드 마스터는 단말의 RF 체인 개수를 Capability 협상 단계(메시지 트랜젝션)를 통해 파악할 수 있다.

또한, 각 기지국 및 무선 단말은 송수신부(미도시), 제어부(미도시)를 포함하며 제어부(미도시)는 이하에서 설명하는 기지국 및 무선 단말의 기능을 수행할 수 있다.

이하에서는 상술한 바와 같이 구성되는 클라우드 셀(10)에서의 제1 클라우드 마스터(101) 및 제2 클라우드 마스터(102)와 무선 단말(110)과의 통신 방법에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.

제1 클라우드 마스터(101)는 모든 리소스 스케줄링 및 제어 시그널링을 수행하는데, 이에 대한 리소스 할당 정보 엘리먼트를 포함하는 제어 정보는 제2 클라우드 마스터(102)를 포함하는 각 기지국에 전송되며 제1 및 제2 클라우드 마스터(101,102)는 함께 제어 정보를 무선 단말(110)에게 전송한다. 즉, 모든 결정은 제1 클라우드 마스터(101)에 의해 이루어지지만, 결정된 사항은 제1 및 제2 클라우드 마스터(101,102)에 의해 동시에 무선 단말(110)에 전송된다. 여기서, 동시에 전송된다는 것은 제1 및 제2 클라우드 마스터(102)가 동일한 제어 정보등을 시간적으로 동일 프레임에서 전송하는 것을 의미한다.

무선 단말(110)은 2개 이상의 DL 수신 체인을 이용하여 제1 및 제2 클라우드 마스터(101,102)로부터 제어정보를 동시에 수신할 수 있다. 모든 리소스 스케줄링은 DL 뿐만 아니라 UL 리소스 스케줄링도 포함되므로, 제1 및 제2 클라우드 마스터(101, 102)는 UL 제어 정보 전송을 위한 UL 리소스도 각자의 동일 프레임 내에서 할당한다.

또한, 제1 및 제2 클라우드 마스터(101,102)는 UL 피드백 채널(Feedback Channel)을 무선 단말(110)에게 할당하는데, 무선 단말(110)과 제2 클라우드 마스터(102) 사이의 채널 링크 상태는 무선 단말(110)과 제1 클라우드 마스터(101) 사이의 채널 링크 상태와 다르기 때문에, 물리 계층과 관련된 피드백(PHY-related feedback)은 제1 클라우드 마스터(101) 및 제2 클라우드 마스터(102) 각각이 처리할 수 있다. 즉, 제1 클라우드 마스터(101)에 의해 제1 및 제2 클라우드 마스터(102) 모두 동일 프레임 주기 내에서 UL 피드백 채널이 단말에게 할당되지만, 일반 MAC(Media Access Control) 계층 제어 메시지가 아닌, 물리 계층과 관련된 피드백 메시지는 제1 클라우드 마스터(101) 및 제2 클라우드 마스터(102) 각각이 개별적으로 처리할 수 있다. 이때, 물리 계층과 관련된 피드백이라도 제1 클라우드 마스터(101)에게 전달되고, 이를 토대로 제2 클라우드 마스터(102)에게 적절한 명령을 지시할 수 있다. 일 예로 제1 클라우드 마스터는 제어정보를 관장하므로 제2 클라우드 마스터가 제어 정보를 단말에게 전달 시 사용할 MCS 레벨등, 스케줄링 정보 등의 명령에 영향을 미칠 수 있다.

제1 및 제2 클라우드 마스터(101,102)는 클라우드 셀(10)의 다른 기지국(103)처럼 UL 데이터(데이터 트래픽)를 수신할 수 있지만, 제어 시그널링이 아닌 UL 데이터는 제1 클라우드 마스터(101)에서 소프트 컴바인닝(Soft Combining)을 수행하므로, UL로 전송되는 데이터가 제어 정보에 관한 것인지 구분하기 위해서 [표 1]과 같은 지시 정보를 UL 자원 할당 정보 엘리먼트에 포함시킨다. 이때, 지시 정보 대신 연결 ID(Connection ID)로 구분하거나, 또는 제어 메시지용 제어 ID가 UL 자원 할당 정보 엘리먼트에 이용되는 경우 제어 메시지용 제어 ID를 통해 구분할 수도 있다.

Control

1 bit

UL 자원(resource)이 제어 메시지를 위해 할당된 것인지 UL 데이터를 위해 할당된 것인지를 나타낸다.
0: Control 메시지를 위해 할당
1: UL 데이터를 위해 할당

한편, 제1 클라우드 마스터(101)는 무선 단말(110)이 파워 온(Power ON)이 될 때 최초로 초기 네트워크 엔트리(Initial Network Entry)를 수행한 기지국(101)이 될 수 있으며 무선 단말(110)은 제1 클라우드 마스터(101)와 지속적으로 통신을 수행한다. 여기서, 초기 네트워크 엔트리는 무선 단말(110)이 DL 코스 빔 선택 또는 DL 파인 빔 선택 과정을 수행 완료했음을 의미한다. 즉, 무선 단말(110)의 2개 이상의 RF 체인 중 하나의 RF 체인을 제1 클라우드 마스터(101)와의 DL 빔 선택에 사용하고 있음을 의미한다. 또한, 2개 이상의 UL 송신 RF 체인에서 하나의 RF 체인을 제1 클라우드 마스터(101)와의 UL 빔 선택에 사용하고 있음을 의미한다. 이때는 아직 제2 클라우드 마스터(102)가 결정되지 않은 상태이며, 제2 클라우드 마스터(102)는 스캐닝 과정 및 클라우드 셀(10) 엡데이트(Update) 과정을 통해 결정될 수 있다. 선택 가능한 일 실시예로서, 제1 클라우드 마스터(101)와 제2 클라우드 마스터(102)의 각각, 혹은 제2 클라우드 마스터(102)는 무선 단말(100)의 스캐닝 결과에 따라 상위의 수신 신호 세기를 가지는 기지국으로 계속하여 혹은 주기적으로 업데이트될 수 있다.

클라우드 셀(10)을 구성하는 각 기지국(101, 102, 103)은 단말이 Blind scanning을 수행하는 것을 방지하기 위해 자신의 주변에 위치하는 기지국 리스트를 주기적으로 방송하거나, 무선 단말(110)이 네트워크 엔트리를 수행할 때에 주변 기지국 리스트를 유니캐스트(Unicast)로 제공할 수 있다. 예컨대, RNG-RSP(Ranging Response) 메시지 안에 주변 기지국 리스트를 포함시키거나, 새롭게 정의되는 유니캐스트 메시지를 통해 단말에게 주변 기지국 리스트를 제공할 수 있다. 기지국 리스트에는 [표 2]와 같은 파라미터가 포함될 수 있다.

For(i=0; i<N; i++) {
BSID
Preamble ID (cell id)
}

[표 2]에서, 미드엠블(Midamble)이 프리엠블 ID에 의해 유도되는 미리 결정된 패턴(Pre-defined pattern)을 가지는 경우, 무선 단말은 프리엠블 ID(Preamble ID)를 통해 주변 기지국(BSID)이 사용하는 프리엠블 및 미드앰블(Midamble)까지 파악할 수 있다.

무선 단말(110)은 제1 클라우드 마스터(101)가 제공한 기지국 리스트를 통해 주변 기지국(102, 103)들에 대한 채널 측정과 같은 스캐닝을 수행한다. 이때 2개 이상의 DL RF 체인 중 제1 클라우드 마스터(101)로부터 DL 제어 정보 수신을 위해 사용하고 있는 RF 체인을 제외한 나머지 RF 체인을 이용하여 주변 기지국(102,103)들 각각에 대하여 코스 빔 선택 및 파인 빔 선택을 통하여 가장 좋은 신호 세기를 가지는 DL 빔을 결정한다. 이후, 무선 단말(110)은 주변 기지국(102,103)들에 대한 스캐닝 결과를 제1 클라우드 마스터(101)에게 보고하는데, 이때 사용되는 메시지는 스캔 레포트(Scan-Report)라 한다. 스캔 레포트는 [표 3]과 같은 파라미터들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

For(i=0; i<N; i++) {
BSID	48bits	기지국의 ID
DL Beam ID	8 bits	신호 세기가 가장 좋은 DL 빔을 식별하는데 사용되는 ID.
Measurement Type	2 bits	측정 유형(Type of Measurement)를 나타낸다. 일 예로, 0b00: RSSI (Received Signal Strength Indiation) 0b01: CINR (Carrier to Interference and Noise Ratio)
Measurement Result	8 bits	해당 기지국(BSID)에 대한 측정치 평균(measurement mean)을 의미한다.
}

이와 같은 스캐닝 결과를 수신한 제1 클라우드 마스터(101)는 클라우드 셀 엡데이트 메시지를 무선 단말(110)에게 전송하여, 클라우드 셀(10)을 구성하는 기지국 리스트를 업데이트 하도록 할 수 있는데, 클라우드 셀 업데이트를 통해 제1 또는 제2 클라우드 마스터(102)로 기능하는 기지국이 변경될 수 있다. 클라우드 셀 업데이트 메시지는 [표 4]와 같은 정보 필드들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 클라우드 셀의 업데이트는 "Frame Number to apply"가 지시하는 프레임에서 이루어진다.

Frame Number to apply	24bits	기지국 업데이트를 적용할 시기(프레임)을 나타낸다.
Primary Cloud Master Update		제1 클라우드 마스터가 무선 단말에게 제1 클라우드 마스터의 변경을 요청하는 경우 1로 세팅한다.
If(Primary Cloud Master Update == 1) {
Primary BSID	48 bits	무선 단말의 새로운 제1 클라우드 마스터가 될 기지국 ID
}
Secondary Cloud Master Update		제1 클라우드 마스터가 무선 단말에게 제2 클라우드 마스터의 변경을 요청하는 경우 1로 세팅한다.
If(Secondary Cloud Master Update == 1) {
Secondary BSID		무선 단말의 새로운 제2 클라우드 마스터가 될 기지국의 ID
}
Full_or_Partial
If(Full_or_Partial == 1) {		클라우드 셀에 포함되는 제1 및 제2 클라우드 마스터를 제외한 모든 기지국을 포함함을 의미한다.
For(i=0; i<N; i++) {
BSID	48bits	클라우드 셀에 포함되는 제1 및 제2 클라우드 마스터를 제외한 기지국의 BSID를 의미한다.
}
} else {		제1 및 제2 클라우드 마스터를 제외한, 변화가 필요한 기지국만 포함시킬 때 사용한다.
For(i=0; I < M; i++) {
BSID	48bit	변화가 필요한 기지국의 BSID를 의미한다.
ACTION		0b00: Remove this BSID from Cloud Cell 0b01: Add this BSID to Cloud Cell 0b10: Maintain BSID in Cloud Cell
}
}

클라우드 셀(10) 안의 모든 기지국(101, 102, 103)은 클라우드 셀 업데이트가 수행되는 프레임 번호(Frame Number to apply)가 지시하는 프레임 이전에 현재의 제1 및 제2 클라우드 마스터(101,102)를 알고 있어야 하므로, 제1 클라우드 마스터(101)는 업데이트가 적용되는 프레임 번호(Frame Number to apply)가 지시하는 프레임 이전에 클라우드 셀(10)을 구성하는 모든 기지국(102, 103)에게 클라우드 셀 업데이트 메시지를 전달하며, 클라우드 셀(10)에서 제거(remove)되는 기지국(미도시)에도 전달할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀 업데이트를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에서 클라우드 셀 업데이트 전에는 제2 기지국(102)은 제1 클라우드 마스터로 기능하고, 제1 기지국(101)은 제2 클라우드 마스터로 기능하는 경우를 도시하였다.

도 4를 참조하면, 무선 단말(110)이 제1 클라우드 마스터(102)가 제공한 기지국 리스트를 통해 각 기지국(101, 102, 103)에 대한 스캐닝을 하고, 스캔 레포트를 제1 클라우드 마스터(102) 및 제2 클라우드 마스터(101)에게 전송하면(400, 410), 제2 클라우드 마스터(101)는 무선 단말(110)로부터 전송된 스캔 레포트를 제1 클라우드 마스터(102)에게 전송한다(420).

제1 클라우드 마스터(102)는 스캔 레포트를 이용하여 클라우드 셀 업데이트를 수행한 후 클라우드 셀(10) 안의 다른 기지국(101,103) 및 무선 단말(110)에게 클라우드 셀 업데이트 메시지를 전송하며(430, 440, 450), 제2 클라우드 마스터(101)는 제1 클라우드 마스터(102)로부터 전송된 클라우드 셀 업데이트 메시지를 제1 클라우드 마스터(102)와 같은 프레임에서 무선 단말(110)에게 전송한다(445).

클라우드 셀 업데이트 메시지에서 제1 클라우드 마스터가 제1 기지국(101)으로, 제2 클라우드 마스터가 제3 기지국(103)으로 변경되는 내용을 나타내는 경우의 메시지 구성을 살펴보면, "Primary Cloud Master Update = 1"로 세팅하고, Primary BSID는 제1 기지국(101)의 BSID로 하며, "Secondary Cloud Master Update = 1" 로세팅하고, Secondary BSID는 제3 기지국(103)의 BSID로 한다.

클라우드 셀 업데이트 메시지를 수신한 각 기지국(101, 103)은 클라우드 셀 업데이트가 적용되는 프레임(490)에서 업데이트를 수행하는데, 도 4의 경우 해당 프레임에서 제1 기지국(101)은 제1 클라우드 마스터가 되며, 제3 기지국(103)은 제2 클라우드 마스터가 된다. 클라우드 셀 업데이트가 이루어지면, 무선 단말(110)은 스캔 레포트를 제1 및 제2 클라우드 마스터(101, 103)에게 전송하며(470,460), 제2 클라우드 마스터(103)는 무선 단말(110)로부터 수신한 스캔 레포트를 제1 클라우드 마스터(101)에게 전송한다(480).

한편, 도 4에서는 스캔 레포트에 포함되어 있는 각 기지국(101, 102, 103)에 대한 측정 결과를 기초로 제1 클라우드 마스터가 결정되는 예를 도시하였으나, 로드 밸런싱(Load Balancing) 차원이나 메인테인(Maintenance) 차원과 같이 다른 요인에 의해 제1 및 제2 클라우드 마스터를 변경하기 위한 클라우드 셀 업데이트가 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 클라우드 셀 업데이트를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5에서 클라우드 셀 업데이트 전에는 제2 기지국(102)은 제1 클라우드 마스터로 기능하고, 제1 기지국(101)은 제2 클라우드 마스터로 기능하는 경우를 도시하였다.

도 5를 참조하면, 무선 단말(110)은 제1 및 제2 클라우드 마스터(102, 101)로부터 CQI(Channel Quality Indicator) 코드를 전달할 수 있는 UL 피드백 채널을 할당 받으면, 특정한 CQI 코드를 이용하여 제1 및 제2 클라우드 마스터(102. 101) 사이의 빠른 스위칭(Switching)을 수행할 수 있다. 즉, 링크 변동(Severe Link Fluctuation)과 같은 이유로 무선 단말(110)에 대한 제1 클라우드 마스터(102)의 DL 신호 세기가 갑자기 나빠지는 경우, 무선 단말(110)은 기 할당된 피드백 채널을 통해 클라우드 마스터 스위칭을 위해 미리 결정된 CQI 코드(Pre-defined CQI code)를 제1 및 제2 클라우드 마스터(102,101)에게 전송할 수 있다(500, 510).

이 경우, 제2 클라우드 마스터(101)는 수신된 CQI 코드를 제1 클라우드 마스터(101)에게 전달하고(520), 제2 클라우드 마스터(101) 및 무선 단말(110)로부터 CQI 코드를 수신한 제1 클라우드 마스터(102)는 클라우드 셀(10) 안의 모든 기지국(101,103) 및 무선 단말(110)에게 클라우드 셀 업데이트 메시지를 전송한다(530,540,550). 또한, 제2 클라우드 마스터(101)는 제1 클라우드 마스터(102)로부터 전송된 클라우드 셀 업데이트 메시지를 제1 클라우드 마스터(102)와 같은 프레임에서 무선 단말(110)에게 전송한다(545).

클라우드 셀 업데이트 메시지에서 제1 클라우드 마스터가 제1 기지국(101)으로, 제2 클라우드 마스터가 제2 기지국(102)으로 변경되는 내용을 나타내는 경우의 메시지 구성을 살펴보면, "Primary Cloud Master Update = 1" 로 세팅하고, Primary BSID는 제1 기지국(101)의 BSID로 하며, "Secondary Cloud Master Update = 1" 로 세팅하고, Secondary BSID는 제2 기지국(102)의 BSID로 한다.

클라우드 셀 업데이트를 수신한 각 기지국(101, 102, 103)은 클라우드 셀 업데이트가 적용되는 프레임(590)에서 업데이트를 수행하는데, 도 5의 경우 해당 프레임에서 제1 기지국(101)은 제1 클라우드 마스터가 되며, 제2 기지국(102)은 제2 클라우드 마스터가 된다. 클라우드 셀 업데이트가 이루어지면, 무선 단말(110)은 스캔 레포트를 제1 및 제2 클라우드 마스터(101, 102)에게 전송하며(570,560), 제2 클라우드 마스터(102)는 무선 단말(110)로부터 수신한 스캔 레포트를 제1 클라우드 마스터(101)에게 전송한다(580).

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 클라우드 셀(10)에서 제1 및 제2 클라우드 마스터와 무선 단말 간의 동작을 설명하기 위한 순서도 이다.

도 6를 참조하면, 제1 클라우드 마스터가 클라우드 셀(10)에 대한 제어 정보를 제2 클라우드 마스터 및 무선 단말에 전송하면(610), 제2 클라우드 마스터는 제1 클라우드 마스터로부터 수신된 제어 정보를 무선 단말에 전송한다(620). 무선 단말은 제1 및 제2 클라우드 마스터로부터 수신된 제어 정보에 기초하여 동작한다(630).

한편, 클라우드 셀 업데이트에 관하여 도 7 및 도 8을 참조하여 살펴보면, 제1 클라우드 마스터에서 무선 단말로 클라우드 셀(10)을 구성하는 기지국 리스트를 전송하면(710), 무선 단말은 기지국 리스트를 이용하여 각 기지국에 대한 스캐닝을 수행하고(720), 스캔 레포트를 제1 및 제2 클라우드 마스터에게 전송한다(730). 이후, 제2 클라우드 마스터는 무선 단말로부터 수신한 스캔 레포트를 제1 클라우드 마스터에게 전송하며(740), 제1 클라우드 마스터는 스캔 레포트를 기초로 셀 업데이트 메시지를 생성하여 각 기지국 및 무선 단말에 전송한다(750). 클라우드 셀 업데이트 메시지를 수신한 각 기지국 및 무선 단말은 클라우드 셀 업데이트를 수행한다(760).

도 8은 제1 및 제2 클라우드 마스터가 상호 스위칭되는 경우를 나타내고 있는데, 무선 단말이 제1 및 제2 클라우드 마스터에게 미리 결정된 CQI 코드를 전송하면(800), 제2 클라우드 마스터는 무선 단말로부터 수신한 CQI 코드를 제1 클라우드 마스터에게 전송한다(810). 이후, 제1 클라우드 마스터에서 클라우드 셀 업데이트 메시지를 생성하여 각 기지국 및 무선 단말에 전송하면(820), 제1 클라우드 마스터는 제2 클라우드 마스터로 전환하고, 제2 클라우드 마스터는 제1 클라우드 마스터로 전환한다(830).

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 클라우드 셀 110 : 무선 단말
101 내지 104 : 기지국

Claims

무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신부와;
무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 생성하여 상기 무선 단말 및 상기 기지국들 중 적어도 하나의 기지국에게 전송하는 제어부를 포함하는 기지국.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 기지국들에 관한 정보를 상기 무선 단말에 전송하고, 상기 무선 단말 및 상기 적어도 하나의 기지국으로부터 수신된 상기 기지국들에 대한 스캔 레포트를 기초로 상기 셀에 대한 업데이트 메시지를 생성하여 상기 기지국들 및 상기 무선 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제2항에 있어서,
상기 스캔 레포트는 기지국 ID(Identification), 상기 무선 단말에 의해 결정된 신호 세기가 가장 좋은 DL(Down Load) 빔(Beam)을 식별하기 위한 DL 빔 ID, 상기 무선 단말에 의해 측정되는 측정 유형(Measurement Type) 및 측정 결과(Measurement Result) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제2항에 있어서,
상기 업데이트 메시지는 상기 업데이트가 적용되는 프레임 번호(Frame Number) 및 상기 기지국들의 기능을 제어하기 위한 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제2항에 있어서,
상기 업데이트 메시지는 상기 기지국의 기능이 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국에 의해 대체되는지 여부에 대한 정보 및 대체하는 기지국에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제2항에 있어서,
상기 업데이트 메시지는 상기 기지국으로부터 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 수신하여 상기 무선 단말에 전송하는 기지국의 기능이 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국에 의해 대체되는지 여부에 대한 정보 및 대체하는 기지국에 관한 정보를 포함하는 기지국.
제2항에 있어서,
상기 기지국에 관한 정보는 상기 기지국들 각각이 사용하는 프리엠블 (Identification) 및 미드앰블(Midamble) 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 무선 단말 및 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 미리 결정된 CQI 코드(Pre-defined CQI code)를 수신하면, 상기 기지국과 상기 어느 하나의 기지국 간의 기능을 상호 스위칭(Swiching)하는 셀 업데이트 메시지를 생성하여 상기 기지국들 및 상기 무선 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제1항에 있어서,
상기 기지국은 상기 무선 단말에 대하여 최초로 DL(Down Link) 코스 빔 선택(Coarse Beam Selection) 또는 DL 파인 빔 선택(Fine Beam Selection)에 관한 초기 네트워크 엔트리(Network Entry)를 수행하는 기지국인 것을 특징으로 하는 기지국.
무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신부와;
무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 수신하여 상기 무선 단말에 전송하는 제어부를 포함하는 기지국.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 어느 하나의 기지국이 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 상기 무선 단말에 전송하는 시간적으로 동일 프레임에서 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 무선 단말로부터 수신된 상기 셀에 포함된 기지국들에 대한 스캔 레포트를 상기 어느 하나의 기지국으로 전송하고, 상기 어느 하나의 기지국으로부터 수신된 셀 업데이트 메시지를 상기 무선 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 무선 단말로부터 수신된 미리 결정된 CQI 코드(Pre-defined CQI code)를 상기 어느 하나의 기지국으로 전송하고, 상기 어느 하나의 기지국으로부터 상기 기지국과 상기 어느 하나의 기지국 간의 기능을 상호 스위칭(Swiching)하는 셀 업데이트 메시지를 수신하여 셀 업데이트를 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국.
무선 통신 시스템의 무선 단말에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신부와;
무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내의 적어도 2개 이상의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 시간적으로 동일 프레임에서 수신하여 통신하는 제어부를 포함하는 무선 단말.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 수신된 상기 기지국들에 관한 정보에 기초하여 상기 기지국들에 대해 스캐닝을 한 후 상기 스캐닝 결과에 관한 스캔 레포트를 상기 어느 하나의 기지국을 포함하여 적어도 2개 이상의 기지국에 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 단말.
무선 통신 시스템의 기지국의 통신 방법에 있어서,
무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 생성하는 단계와;
상기 무선 단말 및 상기 기지국들 중 적어도 하나의 기지국에 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
제16항에 있어서,
상기 기지국들에 관한 정보를 상기 무선 단말에 전송하는 단계와;
상기 무선 단말 및 상기 적어도 하나의 기지국으로부터 수신된 상기 기지국들에 대한 스캔 레포트를 기초로 상기 셀에 대한 업데이트 메시지를 생성하는 단계와;
상기 업데이트 메시지를 상기 기지국들 및 상기 무선 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 통신 방법.
제16항에 있어서,
상기 무선 단말 및 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 미리 결정된 CQI 코드(Pre-defined CQI code)를 수신하는 단계와;
상기 기지국과 상기 어느 하나의 기지국 간의 기능을 상호 스위칭(Swiching)하는 셀 업데이트 메시지를 생성하는 단계와;
상기 업데이트 메시지를 상기 기지국들 및 상기 무선 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 통신 방법.
무선 통신 시스템의 기지국의 통신 방법에 있어서,
무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내에서 상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 수신하는 단계와;
상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 상기 무선 단말에 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
제19항에 있어서,
상기 무선 단말로부터 수신된 상기 셀에 포함된 기지국들에 대한 스캔 레포트를 상기 어느 하나의 기지국으로 전송하는 단계와;
상기 어느 하나의 기지국으로부터 수신된 셀 업데이트 메시지를 상기 무선 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 통신 방법.
제19항에 있어서,
상기 전송하는 단계는 상기 어느 하나의 기지국이 상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 상기 무선 단말에 전송하는 시간적으로 동일 프레임에서 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제19항에 있어서,
상기 무선 단말로부터 미리 결정된 CQI 코드(Pre-defined CQI code)를 수신하는 단계와;
상기 미리 결정된 CQI 코드를 상기 어느 하나의 기지국으로 전송하는 단계와;
상기 어느 하나의 기지국으로부터 상기 기지국과 상기 어느 하나의 기지국 간의 기능을 상호 스위칭(Swiching)하는 셀 업데이트 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 통신 방법.
무선 통신 시스템의 무선 단말의 통신 방법에 있어서,
무선 단말의 이동 경로에 포함되는 적어도 2개 이상의 기지국을 포함하는 셀 내의 적어도 2개 이상의 기지국으로부터 상기 무선 단말의 통신을 위한 리소스 스케줄링 및 제어 정보를 시간적으로 동일 프레임에서 수신하는 단계와;
상기 리소스 스케줄링 및 제어 정보에 기초하여 통신하는 단계를 포함하는 통신 방법.
제23항에 있어서,
상기 기지국들 중 어느 하나의 기지국으로부터 상기 기지국들에 관한 정보를 수신하는 단계와;
상기 기지국들에 대해 스캐닝을 수행하는 단계와;
상기 스캐닝 결과에 관한 스캔 레포트를 상기 어느 하나의 기지국을 포함하여 적어도 2개 이상의 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 통신 방법.