이동 통신 시스템에 있어서 신호 전송 방법 document_id A220623040168

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동 통신 시스템에서 신호 전송 방법에 관한 것이다. 도 1은 이동 통신 시스템인 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 망 구조를 설명하기 위한 도면이다. LTE시스템은 기존 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. LTE망은 크게 E-UTRAN과 CN(Core Network)으로 구분할 수 있다. E-UTRAN은 적어도 하나의 기지국(eNode B)을 포함하여 구성된다. 그리고, 망의 종단에 위치하여 외부망과 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway: 이하 AG로 약칭)를 포함한다. AG는 사용자 트래픽을 처리하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분을 포함하여 이루어진다. 이때는 새로운 사용자 트래픽을 처리하는 AG 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 AG 부분 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신을 할 수 있다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)을 포함하여 이루어질 수 있다. 기지국 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용된다. CN은 AG와 기타 UE의 사용자 등록 등을 위한 노드 등을 포함한다. 또한, E-UTRAN과 CN을 구분하기 위해 인터페이스가 사용될 수 있다. E-UTRAN을 구성하는 두 축은 바로 기지국과 단말이다. 한 셀에서의 무선 자원은 상향 무선자원과 하향 무선자원으로 구성된다. 기지국은 셀의 상향 무선자원과 하향 무선자원의 할당 및 제어를 담당한다. 즉 기지국은 어느 순간에 어떤 단말이 어떤 무선자원을 사용하는지를 결정한다. 예를 들어 기지국은 3.2초 후에 주파수 100Mhz 부터 101Mhz를 사용자 1번에게 0.2초 동안 하향 측 데이터 전송을 위해 할당한다고 결정할 수 있다. 그리고 기지국은 이런 결정을 내린 후에, 상기 해당하는 단말에 이 사실을 알려서 상기 단말이 하향 데이터를 수신하도록 한다. 마찬가지로 기지국은 언제 어떤 단말이 얼만큼의 어떤 무선자원을 사용하여 상향으로 데이터를 전송하도록 할지를 결정하며, 이 사실 또한 상기 시간 동안 상기 단말이 데이터를 전송하도록 한다. 종래와 달리 이렇게 기지국이 무선 자원을 다이나믹하게 관리하는 것은 효율적이다. 종래의 기술은 하나의 단말이 하나의 무선 자원을 호가 연결된 동안 계속 사용하도록 하였다. 이것은 특히 최근 많은 서비스들이 IP 패킷을 기반으로 하는 것을 고려하면 비합리적이다. 왜냐하면, 대부분의 패킷 서비스들은 호의 연결 시간 동안 꾸준하게 패킷을 생성하는 것이 아니라, 아무것도 전송하지 않는 구간이 많기 때문이다. 이런 경우에도 하나의 단말에 계속 무선 자원을 할당하는 것은 비효율적이다. 이를 해결하기 위해서, E-UTRAN시스템은 단말이 필요한 경우에만, 서비스 데이터가 있는 동안에만 단말로 상기와 같은 방식으로 무선자원을 할당하는 방식을 사용한다. 이하 망과 단말 사이의 데이터 전송하기 위한 상향 및 하향 전송 채널에 대해 설명한다. 망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송 채널로는 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)와 SCCH(Shared Control Channel)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터를 전송하는 상향 전송 채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)와 SCCH(Shared Control Channel)가 있다. 도 2 및 도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전송을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 무선 자원 제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 단말과 망간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC계층은 단말과 망간에 RRC메시지를 서로 교환한다. RRC계층은 기지국과 AG 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수 있고, 기지국 또는 AG에만 위치할 수도 있다. 이하 도 2를 참조하여 무선 프로토콜 제어 평면을 설명한다. 무선 프로토콜 제어 평면은 물리계층, 매체접속제어(Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)계층, 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭)계층 및 무선 자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층을 포함하여 이루어진다. 제1계층인 물리계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리 계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 제2계층의 MAC 계층은 논리 채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에는 RLC계층은 존재하지 않을 수도 있다. 제3계층의 가장 상부에 위치한 RRC 계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선 베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이하 도 3을 참조하여 무선 프로토콜 사용자 평면의 각 계층을 설명한다. 무선 프로토콜 사용자 평면은 물리계층, MAC 계층, RLC 계층 및 PDCP 계층을 포함하여 이루어진다. 제1계층의 물리계층과 제2계층의 MAC 계층, RLC 계층에 대한 설명은 도 2에서의 설명과 동일하므로 생략한다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 상기 RLC 계층에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면, RLC 계층의 기본 기능은 각 RB의 QoS에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송이다. RB 서비스는 무선 프로토콜의 제2계층이 상위에 제공하는 서비스이기 때문에 제2계층 전체가 QoS에 영향을 주지만, 그 중에서도 특히 RLC의 영향이 크다. RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 여기서 RLC엔티티는 하위단, 즉 MAC에서 결정한 무선 자원의 크기에 따라 RLC PDU(Protocol Data Unit)를 구성한다. 즉, 기지국에 위치한 RLC 엔티티는 MAC으로 RLC PDU를 전달할 때, MAC 엔티티에서 결정한 크기로 데이터를 구성해서 MAC 엔티티에 전달한다. 그리고, 단말에 위치한 RLC 엔티티도 하위단, 즉 MAC에서 결정한 알려주는 무선 자원의 크기에 따라 RLC PDU를 구성한다. 즉 단말의 RLC 엔티티는 MAC으로 RLC PDU를 전달할 때, MAC 엔티티에서 결정한 크기로 데이터를 구성해서 MAC 엔티티에 상기 RLC PDU를 전달한다.