KR20170001557A - 일괄적이며 점진적으로 신호를 송신하는 방법 및 장치 - Google Patents

일괄적이며 점진적으로 신호를 송신하는 방법 및 장치 Download PDF

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권태수
신재승
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Abstract

단말은, 기지국에게 제1 자원을 이용해 제1 정보를 전송한다. 상기 단말은, 상기 기지국으로부터 재전송 요청을 수신한다. 그리고 상기 단말은, 상기 재전송 요청에 상기 제1 자원의 정보가 포함된 경우에, 상기 제1 정보 중 상기 재전송 요청이 나타내는 일부 정보를, 재전송을 위한 제1 코드를 이용해 상기 기지국에게 전송한다.

Description

일괄적이며 점진적으로 신호를 송신하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EN BLOC AND INCREMENTALLY TRANSMITTING SIGNAL}
본 발명은 일괄적이며 점진적으로 신호를 송신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
사물 통신 환경에서는 다수의 사물 장치들이 기지국으로의 역방향 접속을 시도한다. 사물 통신 환경에서 사물 장치들은 기존의 무선 음성 혹은 데이터 단말에 비하여, 그 수가 매우 많은 반면에, 대부분의 시간을 휴면 상태에 있는 특징을 가진다. 즉, 전체 사물 장치의 수에 비하여, 실제 역방향 접속을 시도하는 사물 장치의 수는 적을 수 있다.
매우 많은 장치의 수와 낮은 활성도로 인해, 사물 장치들은 역방향 접속 시 랜덤 액세스 방식을 주로 이용한다. 랜덤 액세스 방식은, 공용 역방향 자원을 설정하고, 사물 장치들이 송신할 데이터가 있을 때 랜덤으로 공용 역방향 자원 중 하나를 선택하고, 선택된 자원을 이용해 데이터를 송신하는 방식이다.
한편, 기존의 랜덤 액세스 방식에서 신호 재전송의 증가는 신호 재전송 횟수만큼 랜덤 액세스 효율을 저하시킨다. 따라서, 전체 액세스 성능을 개선하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 역방향 액세스 성능을 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말의 송신 방법이 제공된다. 상기 단말의 송신 방법은, 기지국에게 제1 자원을 이용해 제1 정보를 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 재전송 요청을 수신하는 단계; 및 상기 재전송 요청에 상기 제1 자원의 정보가 포함된 경우에, 상기 제1 정보 중 상기 재전송 요청이 나타내는 일부 정보를, 재전송을 위한 제1 코드를 이용해 상기 기지국에게 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사물 통신을 지원하는 셀룰러 시스템에서, 매우 많은 수의 사물 장치들을 수용할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 신규 신호 처리 기법에 기반한 일괄적이며 점진적인 신호 전송 기법이 제공될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 매우 많은 수의 사물 장치들이 기존의 랜덤 액세스 방식에 기반한 역방향 접속을 시도하는 경우에 발생되는 성능 저하 문제가 해결될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 동시 접속 단말 수가 잘 못 예측되더라도 역방향 접속은 안정적으로 운용될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 활성도가 낮은 매우 많은 수의 사물 장치들이 기지국으로 슬롯 알로하(slotted Aloha) 방식을 통해 데이터 혹은 프리앰블을 송신하는 경우에, 신규 신호 처리 기법인 순차적 압축 센싱(sequential compressed sensing) 기술을 이용함으로써, 역방향 접속 성능이 개선될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 초기 접속 시 다수의 사물 장치들의 동시 접속으로 인해 데이터 전송이 실패할지라도, 재전송을 통해 재전송 신호와 초기 전송 신호가 신호 처리적으로 결합됨으로써, 역방향 접속 성능이 더욱 개선될 수 있다.
한편, 초기 전송 신호와 재전송 신호 간의 신호 처리적 결합을 신호를 누가 송신했는지 알 수 없는 랜덤 액세스 방식에 적용하는 것은 어려웠다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 단말의 희소성에 기반하여 각 단말의 활성도와 함께 데이터를 복원할 수 있는 압축 센싱 기술을 이용함으로써, 해당 문제점을 해결할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 부하량에 적응적인 액세스 방법이 제공될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 초기 전송 신호와 재전송 신호 간의 신호 처리적 결합 이득을 통해, 역방향 랜덤 액세스 성능이 개선될 수 있다.
도 1은 매우 많은 수의 사물 장치를 수용하는 셀룰러 사물 통신 환경을 나타내는 도면이다.
도 2는 랜덤 액세스 성능 저하 문제를 나타내는 도면이다.
도 3은 랜덤 액세스의 초기 전송 및 재전송 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 위한 기지국과 단말의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 위해 순차적 압축 센싱 기법이 사용되는 경우의 시스템 모델을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 순차적 압축 센싱 기법이 적용된 '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 개념적으로 표현한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 사물 장치, 이동 단말(mobile terminal), 이동국(mobile station), 진보된 이동국(advanced mobile station), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 접근 단말(access terminal), 사용자 장비(user equipment) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 사물 장치, 이동 단말, 이동국, 진보된 이동국, 고신뢰성 이동국, 가입자국, 휴대 가입자국, 접근 단말, 사용자 장비 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은, 진보된 기지국(advanced base station), 고신뢰성 기지국(high reliability base station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station), 리피터, 매크로 기지국, 소형 기지국 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 진보된 기지국, HR-BS, 노드B, eNodeB, 접근점, 무선 접근국, 송수신 기지국, MMR-BS, 중계기, 고신뢰성 중계기, 리피터, 매크로 기지국, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
한편, 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법 및 장치는, 사물 장치, 단말 등과 같은 매우 많은 수의 이동 통신 장치들을 동시에 수용할 수 있는 무선 접속 기술에 관한 것이다. 구체적으로, 최근 논의되는 3GPP(3rd generation partnership project) 사물 통신(예, MTC(machine-type communication)) 환경에서 하나의 기지국에 매우 많은 수의 사물 장치들이 역방향으로 데이터를 송신할 경우에 충돌이 발생할 수 있고, 이러한 충돌로 인해 성능 저하가 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 방법 및 장치는 이러한 성능 저하 문제를 해결하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 순차적 압축 센싱 기술을 응용한 신규 역방향 전송 기법은, 매우 많은 수의 이동 통신 장치들에 대한 역방향 무선 접속 자원 관리를 가능하게 한다.
도 1은 매우 많은 수의 사물 장치를 수용하는 셀룰러 사물 통신 환경을 나타내는 도면이다.
도 1에 예시된 바와 같이, 사물 통신 환경에서는 다수의 사물장치들이 기지국으로 역방향 접속(또는 상향링크 접속)을 시도한다. 사물통신환경에서 사물장치들은 대부분의 시간을 휴면 상태(또는 비활성 상태)에 있다. 즉, 전체 사물장치의 수에 비해, 실제 역방향 접속을 시도하는 사물장치의 수는 적을 수 있다.
매우 많은 장치의 수와 낮은 활성도로 인해 사물 장치들의 역방향 접속 방식으로써, 역방향 전용 자원의 할당을 통한 전용 자원 접속 방식이 아닌 랜덤 액세스 방식이 주로 고려된다. 랜덤 액세스 방식에 따르면, 부하량이 낮은 환경에서도 접속 충돌로 인한 전송 실패 확률이 여전히 존재한다. 또한 3GPP 랜덤 액세스 방식에서는 최초 랜덤 액세스 전송이 성공했을지라도, 이후 누가 송신했는지를 알리기 위해 장치 ID를 송신하는 별도의 단말 식별 과정이 필요하고, 이는 접속 지연 시간의 증가를 초래한다.
반면에, 전용 자원 접속 방식은 매우 많은 수의 사물장치들이 존재하는 환경에서는 매우 많은 수의 자원이 필요하다는 점과 사물장치들의 활성도(activity)가 낮다는 점으로 인해, 비효율적 자원 관리가 발생할 수 있다. 따라서, 랜덤 액세스 방식의 비효율성에도 불구하고, 랜덤 액세스 접속 확률 제어 및 자원 분리 등을 통한 제한적인 성능 개선이 연구되고 있다.
현재 3GPP에서 랜덤 액세스는 데이터 전송이 아닌 초기 접속 시 역방향 접속의 필요성만을 알리는(또는 역방향 동기 보정을 위한) PRACH(physical random access channel)에만 적용된다. 본 발명의 실시예에 따른 랜덤 액세스는 PRACH를 지칭하기 보다는, 자원이 분리된 환경에서 단말이 역방향 송신을 할 필요가 있는 경우에 임의의 자원을 선택하여 송신하는 슬롯 알로하(slotted Aloha) 방식을 지칭한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 방법은, PRACH 뿐만 아니라 특정 자원 풀(pool) 내의 임의의 자원을 이용하여 데이터를 기지국으로 송신하는 방법을 포함한다.
도 2는 랜덤 액세스 성능 저하 문제를 나타내는 도면이다.
도 2의 (a1)에 예시된 바와 같이, 랜덤 액세스 방식 또는 슬롯 알로하 방식에서는, 하나의 무선 자원(R1)에 두 개 이상의 단말(UE1, UE2, UE3)이 동시에 접속할 경우에 충돌이 발생하고, 동시 접속 단말의 수가 증가함에 따라 전송 성공 확률이 급격히 감소한다.
한편, 너무 적은 수의 단말(UE4)이 무선 자원(R2)에 접속할 경우에도, 자원의 활용도가 떨어져 그 성능이 저하된다.
따라서 하나의 랜덤 액세스 자원을 고려하며 각 단말들의 트래픽이 독립적으로 발생하는 프아송 프로세스(Poisson process)에 따르면, 성공적인 송수신 수의 평균값인 수율(throughput)은 평균 1개의 단말이 접속하는 부하에서 0.37의 최대값을 가짐이, 이론적으로 알려져 있다. 만약 2개 이상의 단말들이 기지국(또는 자원)에 동시에 접속하는 경우에, 도 2의 (a2)에 예시된 바와 같이, 랜덤 액세스 수율은 급격히 저하된다. 이를 해결하기 위해 단말은 재전송을 시도할 수 있는데, 재전송을 통해 보다 많은 자원을 소모한다. 랜덤 액세스 방식에서는, 기지국은 누가 신호를 송신했는지에 대한 정보를 가지고 있지 않기 때문에, 전용 자원 할당 방식과 달리, 초기 전송과 재전송 간의 신호 처리적인 결합에 의한 이득을 추가적으로 얻을 수 없는 한계가 존재한다. 따라서, 기존의 랜덤 액세스 방식에서, 재전송의 증가는 재전송 횟수만큼 랜덤 액세스의 효율을 저하시킨다. 만약 초기 전송이 실패할지라도, 초기 패킷과 재전송 패킷 간의 신호 처리적 결합 이득이 추가로 획득된다면, 재전송되는 정보의 양이 감소되어, 전체 액세스 성능이 더욱 개선될 수 있다.
이하에서는, 부하 적응적이며, 초기 전송 데이터와 재전송 데이터 간의 신호 처리적 결합 이득을 얻을 수 있는 역방향 접속 제어 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 역방향 접속 제어 방법은, 동시 접속 단말 수의 증가 시 수율이 급격히 감소하는 기존의 랜덤 액세스와 달리, 도 2의 (a2)에 예시된 바와 같이, 적정 성능 유지를 가능하게 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 이동 통신 장치가 단말인 경우를 예로 들어 설명한다. 다만, 이는 예시일 뿐이며, 이동 통신 장치가 단말이 아닌 다른 장치인 경우에도 본 발명의 실시예는 적용될 수 있다.
도 3은 랜덤 액세스의 초기 전송 및 재전송 동작을 나타내는 도면이다.
단말(UE1)이 랜덤 액세스의 초기 전송을 수행하는 경우에, 동일 자원에 대한 타 단말(UE2)의 전송으로 인해 충돌이 발생하면, 기지국이 충돌 발생을 알리거나, 일정 시간 동안 기지국의 응답이 없으면, 단말(UE1)은 다시 랜덤 액세스를 시도한다. 이 때, 랜덤 액세스를 다시 시도하는 단말(UE1)에 의해 송신되는 데이터는, 초기 전송 시 송신되었던 데이터와 동일하다. 이 때, 단말(UE1)의 재전송은 타 단말(UE3)의 전송 유무에 따라(즉, 충돌 발생 유무에 따라) 성공하거나 실패한다. 기지국은 랜덤 액세스의 특성 상 누가 신호를 송신했는지 알지 못하므로, 재전송된 데이터를 수신하는 경우에, 에러가 발생된 초기 전송 데이터를 수신 성능 개선을 위해 활용하지 못한다.
HARQ(hybrid automatic repeat request) 방식은 초기 전송된 패킷에 에러가 발생하면, 재전송을 통해 초기 전송된 패킷과 재전송된 패킷을 결합하여 보다 높은 패킷 송신 확률을 가능하게 한다. 이와 같은 기술을 적용하기 위해서는, 별도의 제어 정보를 이용해, 초기 전송 시 에러가 발생하더라도 누가 해당 신호를 송신했는지에 대한 정보가 유지될 필요가 있다. 랜덤 액세스는 임의의 단말이 송신하는 역방향 접속 방안이기 때문에, 랜던 액세스 방식에서는 이와 같은 동작이 불가능하다. 또한, 랜덤 액세스 방식은 얼마나 많은 단말이 동시에 기지국에 접속할 지 미리 알지 못하므로, 충돌이 발생한 후에 대략적인 부하량을 추정하여 랜덤 액세스 송신 확률을 제어하는 반응(reactive) 방식이 주로 사용된다. 따라서 많은 단말이 불규칙한 패턴으로 데이터를 송신하는 역방향 접속 시스템에서는, 잦은 성능 저하 현상이 발생할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 나타내는 도면이다.
역방향으로 송신할 데이터를 가지고 있는 단말(UE1)은 원(original) 데이터(D0)에 대한 인코딩을 수행하여, 기지국(BS1)에 의해 설정된 길이만큼의 정보량(인코딩 후의 정보량)을 가진 패킷(D1)을 생성하고, 패킷(D1) 또는 패킷(D1)의 일부(D1a)를 기지국(BS1)으로 송신한다. 역방향 송신을 하는 다른 단말(UE2)도 마찬가지 방법으로 패킷(D2) 또는 패킷(D2)의 일부(D2a)를 기지국(BS1)으로 송신한다. 이 때, 인코딩 방식은, 기지국(BS1)이 동시에 패킷(D1a, D2a)을 수신했을 때, 해당 무선 자원에서 패킷(D1a, D2a)을 송신하는 단말(UE1, UE2)의 수가 적정 수준 이하라면 성공적으로 패킷(D1a, D2a)을 수신할 수 있도록, 설정된다.
하나의 셀 내에 있는 단말(UE1, UE2)은 기지국(BS1)에 소속됨을 알리는 초기 등록 혹은 핸드오버 등록 절차를 수행하므로, 단말별 인코딩 방식은 이러한 등록 절차에서 미리 알려질 수 있다. 따라서, 데이터 송신을 위한 프리앰블 혹은 데이터 그 자체가 송신되는 시점에 단말별로 구분되는 인코딩 방식을 적용하는 것은 어렵지 않게 실현될 수 있다.
인코딩된 패킷(D1)은 원 데이터(D0)보다 더 많은 정보량을 가진다. 따라서 원 데이터(D0)가 하나의 랜덤 액세스 자원을 필요로 한다면, 인코딩된 패킷(D1)은 하나보다 많은 자원을 필요로 한다.
역방향 접속을 시도한 단말들(UE1, UE2)은 서로 동일한 자원을 사용하여 인코딩된 패킷들(D1, D2)을 송신하므로, 이는 상호 무선 간섭으로 작용된다. 인코딩된 패킷(D1, D2)이 압축 센싱 디코딩 방법과 같은 방법을 통해 기지국(BS1)에 의해 성공적으로 디코딩될 수 있다면, 기지국(BS1)은 누가 무슨 정보를 송신했는지를 알 수 있다. 만약 기지국(BS1)이 디코딩을 실패한다면, 기지국(BS1)은 디코딩 실패 사실(단말(UE1, UE2)의 초기 전송 실패)과 인코딩된 패킷(D1, D2) 중 추가적으로 얼마만큼의 정보(D1b, D2b)를 더 보내라는 명령을 이전에 인코딩된 패킷(D1a, D2a)을 송신했던 단말들(UE1, UE2)에게 전송한다. 그리고 기지국(BS1)으로부터 상기 명령을 수신한 단말들(초기 전송했던 단말들)(UE1, UE2)은 할당된 자원을 통해 부가적인 인코딩 정보(D1b, D2b)를 일괄적으로(en bloc) 송신한다. 한편, 기지국(BS1)이 얼마만큼의 추가 정보를 보내라는 명령을 단말들(UE1, UE2)에게 전송하지 않고, 단지 디코딩 실패 사실을 단말들(UE1, UE2)에게 전송할 수도 있다. 이러한 경우에, 디코딩 실패 사실을 수신한 단말들(UE1, UE2)은 기 설정된 양만큼의 추가 정보를 기지국(BS1)에 전송할 수 있다.
기지국(BS1)은 초기 디코딩에 실패한 수신 패킷들(D1a, D2a)에, 일괄적이며(en bloc) 점진적인(incremental) 수신 패킷들(D1b, D2b)을 결합(combine)하여, 패킷 디코딩을 시도한다. 따라서, 기지국(BS1)은 초기 전송된 패킷(D1a, D2a)과 부가 전송 정보(D1b, D2b) 간의 신호 처리적인 결합 이득을 얻을 수 있다. 만약 기지국(BS1)이 디코딩을 다시 실패한다면, 또 다시 부가적인 정보를 요청할 수 있다.
기존의 HARQ의 IR(incremental redundancy) 방법에서는 단일 링크에 대해 초기 전송된 정보와 재전송된 부가적인 정보 간의 결합이 이루어졌다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 방법에서는, 누가 송신할 지 모르는 초기 전송 상황에서는 누구나 패킷을 송신할 수 있고, 재전송 상황에서는 초기 전송했던 단말들에 한해서 해당 단말들 모두가 일괄적으로 부가 정보를 재전송할 수 있다. 이러한 동작은, 순차적 압축 센싱(sequential compressed sensing) 방법을 통해 실현될 수 있다. 임의의 단말들이 인코딩 후 초기 전송을 수행하고, 초기 전송을 실패하면, 초기 전송했던 해당 단말들이 일괄적으로 부가 정보를 송신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 위한 기지국과 단말의 동작을 나타내는 도면이다.
기지국(BS1)이 관장하는 셀 영역 내에 존재하는 단말(UE1, UE2, UE3)에 대한 초기 등록 시(S10, S11, S12), 기지국(BS1)은 단말들(UE1, UE2, UE3)에게 일괄적 및 점진적 전송을 위한 코드를 할당한다(S13, S14, S15).
기지국(BS1)은 일괄적 및 점진적 전송을 위한 자원을 방송한다(S16).
역방향으로 송신할 데이터를 갖는 단말들(UE1, UE3)은 기지국(BS1)에 의해 설정된 양의 자원에 맞게 데이터 인코딩을 수행한 후(S17, S18), 초기 전송을 수행한다(S19, S20).
만약 기지국(BS1)이 단말(UE1, UE3)의 패킷에 대한 디코딩을 실패한 경우에(S21), 기지국(BS1)은 초기 전송에 활용된 자원(S16 과정에서 방송된 자원)을 지칭하며 일괄적 및 점진적 전송을 요구하는 순방향 제어 메시지를 방송한다(S22). 구체적으로, 기지국(BS1)은 순방향 제어 메시지에, 필요한 부가 정보를 포함시킬 수 있다.
순방향 제어 메시지를 수신하고 순방향 제어 메시지가 나타내는 자원에서 초기 전송을 시도했던 단말(UE1, UE3)은, 일괄적 및 점진적 전송을 수행한다(S23, S24). 구체적으로, 단말(UE1, UE3)은 순방향 제어 메시지가 나타내는 부가 정보를 기지국(BS1)으로부터 할당받은 코드를 이용해, 일괄적 및 점진적으로 송신할 수 있다. 이 때, 기지국(BS1)은 누가 초기 전송을 수행했는지 알 필요가 없다. 단지, 기지국(BS1)은 초기 전송에 사용된 해당 자원만을 표시(예, 순방향 제어 메시지에 해당 자원의 정보를 포함)한다. 개별 단말들(UE1, UE3)은 자신이 해당 자원(순방향 제어 메시지가 나타내는 자원)을 통해 초기 전송을 했는지 안했는지를 알 수 있으므로, 일괄적 및 점진적 전송을 수행할지 말지를 결정할 수 있다.
물론, 일부 단말이 기지국(BS1)의 해당 방송 정보(S22 과정에서 방송된 정보)를 수신하지 못할 수도 있지만, 일부 단말이 오동작을 하더라도, 에러에 비교적 강인한 수신 알고리즘에 의해 기지국(BS1)은 성공적인 디코딩을 수행할 수 있는 여지를 갖는다.
기지국(BS1)은 단말(UE1, UE3)에 의해 초기 전송된 정보와 일괄적 및 점진적 전송된 정보를 결합하여, 패킷 디코딩을 수행한다(S25).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 위해 순차적 압축 센싱 기법이 사용되는 경우의 시스템 모델을 나타내는 도면이다. 구체적으로 도 6에는, 압축 센싱 기반의 송수신 동작이 고려되는 경우에, 일괄적 및 점진적 송신을 위한 시스템 모델이 예시되어 있다.
도 6에는 N개의 단말(UEi)이 자신의 데이터(si)를 송신하고자 하는 경우에, 기지국(BS1)으로부터 할당받은 길이 M'의 코드(일괄적 및 점진적 전송을 위한 코드)
Figure pat00001
중 길이 M의 코드
Figure pat00002
만을 활용하여 데이터(si)를 송신하는 경우가 예시되어 있다. 예를 들어, 단말(UE1)이 길이 M의 코드
Figure pat00003
을 활용하여 데이터(s1)를 송신하고, 단말(UE2)이 길이 M의 코드
Figure pat00004
을 활용하여 데이터(s2)를 송신하고, 단말(UEN)이 길이 M의 코드
Figure pat00005
을 활용하여 데이터(sN)를 송신할 수 있다.
hi는 단말(UEi)과 기지국(BS1) 간의 무선 채널을 나타낸다. 예를 들어, h1은 단말(UE1)과 기지국(BS1) 간의 무선 채널을 나타내고, h2은 단말(UE2)과 기지국(BS1) 간의 무선 채널을 나타내고, hN은 단말(UEN)과 기지국(BS1) 간의 무선 채널을 나타낸다. 이러한 무선 채널은 초기 전송 및 재전송 동안에 변하지 않는다고 가정한다.
단말(UEi)의 송신 동작은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00006
수학식 1에서 n는 수신 잡음을 나타내는 Nx1 벡터이다.
기지국(BS1)의 수신 동작은 압축 센싱 디코딩 방식으로 표현될 수 있으며, 대표적인 방법 중 하나의 예로써, 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00007
수학식 2에서, RN은 N개 단말(UEi)의 송신 비트들로 구성된 벡터를 나타낸다.
단지 길이 M의 코드만이 고려되는 경우에, 역방향 접속을 동시에 시도할 단말의 수가 잘못 예측되어 길이 M이 설계된다면, 기지국(BS1)의 디코딩이 실패할 개연성이 높아진다. 하지만 순차적 압축 센싱 기법이 적용된 '일괄적 및 점진적 송신 방법'에서는, 만약 한번의 점진적 재전송을 위해 길이 L의 코드가 활용되고 최대 T번의 재전송이 허용된다면, 기지국(BS1)은 단말(UEi)에 의해 등록될 초기 길이 M'=M+LT 의 코드를 단말(UEi)에게 할당할 수 있다. 이에 대해서 도 7을 참고하여 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 순차적 압축 센싱 기법이 적용된 '일괄적이며 점진적인 신호 송신 방법'을 개념적으로 표현한 도면이다.
구체적으로 도 7에는, 단말이 길이 M의 코드를 이용하여 초기 전송을 수행하고, 길이 L의 코드를 이용해 일괄적 및 점진적 재전송을 최대 T번 수행하는 경우가 예시되어 있다.
도 7과 같은 경우에, 초기 전송을 위한 수학식 1은 아래의 수학식 3과 같이, 확장될 수 있다.
Figure pat00008
수학식 3에서,
Figure pat00009
(단, i=1,2,...,N)은, 길이 L의 코드를 나타낸다.
구체적으로, 단말들은 길이 M의 정보를,
Figure pat00010
와 같이, 초기 송신한다. 기지국이 단말의 초기 송신에 대한 오류를 발견한 경우에, 추가 정보를 요청한다. 초기 전송했던 단말은 길이 L의 추가 정보를,
Figure pat00011
(단, j=1,2,...,L)와 같이, 일괄적 및 점진적으로 재전송한다.
한편, 단말이 t회 재전송을 수행한 후의 압축 센싱의 센싱 행렬(sensing matrix) A(M+ Lt )는 (M+Lt) Ⅹ (M+Lt) 행렬이 된다. 재전송 회수 t가 증가할수록 디코딩 에러 확률이 줄어든다. 하지만 재전송 회수 t가 증가할수록 무선 자원은 더 많이 필요하므로, M, L, T의 최적 설계가 요구된다.
한편, 기지국이 디코딩 에러를 판단하기 위하여, 길이 U1와 길이 U2 (단, U1<U2) 의 코드가 적용되는 경우에 대한 디코딩 값을 비교할 수 있다. 기지국은 상기 디코딩 값의 차이가 크면 에러가 발생되었다고 판단할 수 있다. 초기 전송을 위해서 길이 U1은 U1=M로, 길이 U2는 U2>M 로 설정됨으로써, 기지국은 단말의 초기 전송만으로도 에러 유무를 판단하고 일괄적 및 점진적 재전송을 요구할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 장치를 나타내는 도면이다.
이동 통신 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120), 및 RF(radio frequency) 변환기(130)를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 본 명세서에서 이동 통신 장치(예, 단말, 사물 장치)과 관련하여 기술된 기능, 절차, 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 이동 통신 장치(100)의 각 구성을 제어할 수 있다.
메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고, 프로세서(110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.
RF 변환기(130)는 프로세서(110)와 연결되고, 무선 신호를 송신 또는 수신한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국을 나타내는 도면이다.
기지국(200)은 프로세서(210), 메모리(220), 및 RF 변환기(230)를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 본 명세서에서 기지국과 관련하여 기술된 기능, 절차, 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 기지국(200)의 각 구성을 제어할 수 있다.
메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되고, 프로세서(210)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.
RF 변환기(230)는 프로세서(210)와 연결되고, 무선 신호를 송신 또는 수신한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 기지국에게 제1 자원을 이용해 제1 정보를 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 재전송 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 재전송 요청에 상기 제1 자원의 정보가 포함된 경우에, 상기 제1 정보 중 상기 재전송 요청이 나타내는 일부 정보를, 재전송을 위한 제1 코드를 이용해 상기 기지국에게 전송하는 단계
    를 포함하는 단말의 송신 방법.
KR1020160034298A 2015-06-24 2016-03-22 일괄적이며 점진적으로 신호를 송신하는 방법 및 장치 KR20170001557A (ko)

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