WO2016068668A2 - 이동통신 시스템에서 비면허 대역을 이용한 통신 방법 및 장치 - Google Patents
이동통신 시스템에서 비면허 대역을 이용한 통신 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a mobile communication system, and more particularly, to a communication method and apparatus using an unlicensed band in a mobile communication system.
- a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
- 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
- mmWave ultra-high frequency
- FD-MIMO massive array multiple input / output
- FD-MIMO massive array multiple input / output
- Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
- 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
- cloud RAN cloud radio access network
- ultra-dense network ultra-dense network
- D2D Device to Device communication
- wireless backhaul moving network
- cooperative communication Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
- Hybrid FSK and QAM Modulation FQAM
- SWSC Slide Window Superposition Coding
- ACM Advanced Coding Modulation
- FBMC Fan Bank Multi Carrier
- NOMA non orthogonal multiple access
- SCMA sparse code multiple access
- mobile communication systems have been developed to provide voice services while guaranteeing user activity.
- mobile communication systems are gradually expanding not only voice but also data services, and now they have developed to the extent that they can provide high-speed data services.
- a shortage of resources and users demand faster services, and thus, a more advanced mobile communication system is required.
- LTE Long Term Evolution
- 3GPP The 3rd Generation Partnership Project
- LTE is a technology that implements high-speed packet-based communication with a transmission rate of up to 100 Mbps, aiming for commercialization in 2010.
- various methods are discussed.
- the network structure can be simplified to reduce the number of nodes located on the communication path, or the wireless protocols can be as close to the wireless channel as possible.
- LAA licensed assisted access
- CA carrier aggregation
- time division duplexing may be applied to the LAA system. Accordingly, there is a need for a method of determining a TDD frame structure to be used in a LAA system and corresponding TDD configuration information.
- the present invention has been made to solve the above problems.
- the present invention proposes a method of determining a TDD frame structure and TDD configuration information to be used in a LAA system.
- the present invention proposes a method for determining a parameter for confirming channel occupancy of an unlicensed band according to channel conditions.
- the method of the base station in the mobile communication system of the present invention for solving the above problems, the step of checking the state of the channel in the unlicensed band, determining the parameters for checking whether the channel occupancy according to the state of the channel, And transmitting the determined parameter to the terminal.
- the method of the base station in the mobile communication system of the present invention for solving the above problems, the step of determining the configuration information for the subframe including the consecutive downlink subframe in the time length set in the unlicensed band, And transmitting the setting information to the terminal.
- the base station checks the state of the channel in the communication unit, unlicensed band for communicating with other network entities, and whether the channel occupies according to the state of the channel It is characterized in that it comprises a control unit for determining a parameter for performing the control to transmit the determined parameter to the terminal.
- the base station is configured for a communication unit for communicating with other network entities, a subframe including a continuous downlink subframe at a time length set in the unlicensed band It is characterized in that it comprises a control unit for determining the information, and controls to transmit the setting information to the terminal.
- the method of the terminal in the mobile communication system of the present invention for solving the above problems is to check the state of the channel in the unlicensed band, transmitting the state of the identified channel to the base station, the state of the channel And receiving a parameter from the base station to determine whether the channel occupancy is determined accordingly.
- the terminal in the mobile communication system of the present invention for solving the above problems is a communication unit for performing communication with other network entities;
- a controller configured to check a state of a channel in an unlicensed band, transmit a state of the identified channel to a base station, and receive a parameter from the base station to determine whether to occupy a channel determined according to the state of the channel. It is done.
- the present invention proposes a TDD frame structure to be used in the LAA system, so that the TDD operation can be efficiently performed in the unlicensed band.
- data throughput can be improved by determining CCA parameters according to channel conditions.
- 1 is a diagram illustrating TDD configuration information defined in LTE.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a process of a base station operating in a frame based equipment (FBE) and a load based equipment (LBE) scheme according to an embodiment of the present invention.
- FBE frame based equipment
- LBE load based equipment
- 3A is a diagram illustrating a TDD frame structure according to an embodiment of the present invention.
- 3B is a diagram illustrating another structure of a TDD frame according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a method of performing CCA for each channel type according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a case in which different traffic exists in different channels in an unlicensed band according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 6A illustrates a situation in which a user using a voice packet of an LAA system exists in an unlicensed band according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 6B is a diagram illustrating a situation in which a user using a data packet of an LAA system exists in a channel of an unlicensed band according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 7A is a flowchart illustrating a process of determining an LBT parameter according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 7B is a diagram illustrating a process of determining an LBT parameter based on a channel state according to another embodiment of the present invention.
- 7C is a diagram illustrating another process of determining an LBT parameter based on a channel state according to another embodiment of the present invention.
- 7D is a diagram illustrating another process of determining an LBT parameter based on a channel state according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a diagram illustrating channel state information confirmed by a base station according to an occupancy state of each channel according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of selecting a channel to which an LBT parameter determined according to a channel situation is applied according to another embodiment of the present invention.
- FIG 10 illustrates four channel groups classified according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a method of determining LBT parameters for each channel according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a flowchart illustrating a process of transmitting an LBT parameter to a terminal according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a base station according to the present invention.
- FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a terminal according to the present invention.
- each block of the flowchart illustrations and combinations of flowchart illustrations may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, those instructions executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be described in flow chart block (s). It creates a means to perform the functions. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s).
- Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block (s).
- each block may represent a portion of a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
- logical function e.g., a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
- the functions noted in the blocks may occur out of order.
- the two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in the reverse order, depending on the corresponding function.
- ' ⁇ part' used in the present embodiment refers to software or a hardware component such as an FPGA or an ASIC, and ' ⁇ part' performs certain roles.
- ' ⁇ ' is not meant to be limited to software or hardware.
- ' ⁇ Portion' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors.
- ' ⁇ ' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
- the functionality provided within the components and the 'parts' may be combined into a smaller number of components and the 'parts' or further separated into additional components and the 'parts'.
- the components and ' ⁇ ' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.
- 1 is a diagram illustrating TDD configuration information defined in LTE.
- the TDD communication system uses a common frequency for the downlink and the uplink, and separates transmission and reception of the uplink signal and the downlink signal in the time domain.
- uplink or downlink signals are classified and transmitted for each subframe.
- the uplink and downlink subframes are divided evenly in the time domain, or more subframes are allocated to the downlink or more uplink. Many subframes can be allocated and operated.
- the length of the subframe is 1ms, and 10 subframes are combined to form one radio frame.
- 'D' represents a subframe configured for downlink transmission
- 'U' represents a subframe configured for uplink transmission
- 'S' represents a dwonlink pilot time slot (DwPTS) and a GP
- DwPTS dwonlink pilot time slot
- UpPTS uplink pilot time slot
- the control information can be transmitted in the downlink as in the general subframe
- the downlink data can be transmitted if the length of the DwPTS is long enough according to the setting state of the special subframe.
- the GP is a section that accommodates the transition of the transmission state from the downlink to the uplink, and the length is determined according to the network configuration.
- UpPTS is used for transmitting a sounding referfence signal (SRS) of a terminal required for estimating an uplink channel state or for transmitting a random access channel (RACH) of a terminal for random access.
- SRS sounding referfence signal
- RACH random access channel
- downlink data and control information can be transmitted in subframes # 0, # 5, and # 9, and in subframes # 2, # 3, # 4, # 7, and # 8.
- Uplink data and control information can be transmitted.
- downlink control information and downlink data can be transmitted in some cases, and SRS or RACH can be transmitted in uplink.
- the base station may continue to use the continuous downlink subframe after successful CCA or extended CCA (ECCA) confirming channel occupancy. However, if the downlink subframe is discontinuously present, the base station must perform a new CCA or ECCA every time downlink (DL) transmission is restarted. This causes the base station to increase the probability of failing to occupy the channel when using the LAA system.
- CCA extended CCA
- the special subframe is increased to two. This may cause a phenomenon in which Wi-Fi occupies a channel when a base station or a terminal is not transmitting any signal in a special subframe.
- the TDD configuration information of the LTE operating in the licensed band is set based on 10 ms.
- the LAA operating in the unlicensed band occupies only the channel as much as there is data to be transmitted, it does not need to be set based on a fixed frame size as in LTE.
- the present invention proposes a method of determining a TDD frame structure and TDD configuration information for application to a LAA.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a process of a base station operating in a frame based equipment (FBE) and a load based equipment (LBE) scheme according to an embodiment of the present invention.
- FBE frame based equipment
- LBE load based equipment
- the graph 210 is a graph illustrating a process of transmitting data using an unlicensed band by a base station or a terminal operating as an FBE.
- a base station or terminal operating as an FBE may perform CCA in a CCA section 211.
- a clear channel assessment CCA may be performed for a predetermined time (for example, 20 ⁇ s) or more before performing data transmission.
- CCA is an operation in which the transmitter measures the amount of interference to determine whether another device is currently using an unlicensed band.
- the transmitter may perform transmission in the unlicensed band (213).
- the time at which the transmitter performs transmission may be referred to as a channel occupancy time 216.
- a base station or terminal operating as an FBE performs a CCA once, it can occupy an unlicensed band from at least 1 ms up to 10 ms, and then idles without performing transmission for at least 5% of the channel occupancy time (216). (214) must be maintained. This is called an idle section 217.
- the transmitter may determine that another device is currently using an unlicensed band. Accordingly, the transmitter may perform CCA in the next CCA period 212 without performing transmission.
- the transmitter may not perform the CCA for a predetermined time, thereby causing resource loss.
- the graph 220 is a graph illustrating a process of transmitting data using an unlicensed band by a base station or a terminal operating as an LBE.
- a CCA must be performed in a CCA section 221 of at least 20 ⁇ s before the transmitter performs data transmission.
- the transmitter may perform a transmission (224). However, if it is determined that another device is currently using an unlicensed band, the base station or terminal operating as an LBE may perform additional CCA. This additional CCA is called ECCA (extended CCA, 223).
- the ECCA consists of N CCAs, where N is a randomly chosen value between [1, q] and q is a given value.
- the transmitter may perform a transmission (224).
- the time at which the base station or the terminal operating as the LBE transmits data may be referred to as a channel occupation time 225.
- the channel occupancy time 225 may be up to (13/32 * q) ms and then stop data transmission in the idle period 227 which remains idle 226 for the time that the ECCA is performed.
- the base station may operate in an LBE scheme for downlink transmission
- the terminal may operate in an FBE scheme or an LBE scheme for uplink transmission.
- 3A is a diagram illustrating a TDD frame structure according to an embodiment of the present invention.
- the base station may detect an idle channel in the first CCA section 311 of the TDD frame 310. Since the TDD frame 310 of the present invention includes a continuous downlink subframe, the base station may perform downlink transmission in a subsequent downlink subframe 312. That is, all downlink subframes of the TDD frame 310 of the present invention may be continuously configured. At this time, the number of subframes for downlink transmission may be changed according to the amount of data to be transmitted. Accordingly, the base station can determine the configuration information for the subframe including the consecutive downlink subframe at the time length set according to the data amount and transmit it to the terminal.
- the TDD frame 310 shows a case in which six downlink subframes are allocated for downlink data transmission. Therefore, the base station can transmit the configuration information on the subframe configuration to the terminal. In addition, since one subframe is 1ms, the base station can transmit downlink data for 6ms.
- the TDD frame 310 may include a special subframe 313 and a continuous uplink subframe 314 after the continuous downlink subframe 312.
- the special subframe may include an idle period defined in the regulation.
- the base station and the terminal may transmit and receive data or control signals in the remaining sections except the idle section in the special subframe.
- the subframe index in the TDD frame 310 may be set to zero the subframe in which the initial signal is transmitted.
- the subframe through which the first data is transmitted and received after the initial signal is transmitted may be set to zero.
- the method of determining the index of the subframe is not limited thereto.
- the TDD frame 320 is a diagram illustrating a frame structure when the idle channel is not detected in the first CCA period 321.
- the base station may perform the eCCA (323) in the next subframe subframe 0 (322).
- an interval for performing the eCCA may be referred to as an eCCA interval.
- the eCCA section may be referred to as a channel occupancy check section.
- the base station determines the downlink signal in the continuous downlink subframe 326 from the next subframe, subframe 1 (324) Can be transmitted.
- another terminal may use the channel during the interval 325 from the detection of the idle state of the channel to the next subframe. Accordingly, the base station may occupy the channel by transmitting an initial signal to occupy the channel.
- the TDD frame 320 may include a special subframe 327 and an uplink subframe 328 after the continuous downlink subframe 326.
- a terminal performing transmission may be changed every uplink subframe.
- the terminal may receive information related to the subframe for uplink transmission from the base station. Accordingly, the UE may determine whether the channel is occupied by performing CCA or eCCA for uplink transmission in the allocated subframe. If it is determined that the channel is in the idle state, the terminal may transmit uplink data in the corresponding subframe. On the other hand, if it is determined that the channel is occupied, the terminal may not transmit uplink data in the corresponding subframe. At this time, the channel occupancy time of the terminal when uplink data transmission in the uplink subframe may be a multiple of 1ms or 1ms equal to the length of the subframe.
- the UE may perform CCA in the CCA period 329 included in the uplink subframe, and the CCA period 329 may include the last one or n symbols of the uplink subframe. Therefore, transmission and reception between the terminal and the base station may not be performed in the last one or n symbols of the uplink subframe.
- the UE allocated to the first uplink subframe may perform CCA or eCCA in the immediately preceding downlink subframe or the special subframe.
- the position and size of the interval for performing CCA or eCCA for uplink transmission in the uplink subframe may be changed. Details will be described in FIG. 3B.
- 3B is a diagram illustrating another structure of a TDD frame according to an embodiment of the present invention.
- the TDD frame 330 and the TDD frame 340 show an example in which positions and sizes of CCA sections are changed in an uplink subframe.
- the interval for performing the CCA may include the last one or n symbols of the previous subframe.
- the CCA section of the TDD frame 330 may include the first one or n symbols of the subframe.
- the UE may perform CCA or eCCA for uplink transmission in the first one or n symbols of each uplink subframe. Accordingly, transmission and reception between the terminal and the base station may not be performed in the first one or n symbols of the uplink subframe.
- start time start time, number of consecutive downlink subframes, location of special subframes, start time and number of consecutive uplink subframes, CCA and ECCA intervals of downlink subframes, CCA and ECCA of uplink subframes
- the TDD configuration information related to the TDD frame structure such as the interval may be changed at every transmission according to the size of data to be transmitted by the base station and the terminal.
- the TDD frame 340 illustrates a frame structure in which the number of consecutive downlink subframes, the number of consecutive uplink subframes, and the CCA interval are changed.
- the TDD frame 330 may include six consecutive downlink subframes, while the TDD frame 340 may include five consecutive downlink subframes.
- the number of CCA intervals may also be changed.
- the terminal transmits uplink data in a channel of the unlicensed band through the CCA
- the terminal may transmit data in two or more uplink subframes according to the amount of data to be transmitted.
- the UE may perform CCA at intervals of two subframes in an uplink subframe.
- the base station may dynamically allocate the number of subframes for uplink transmission to each terminal according to the amount of data to be transmitted by each terminal. Accordingly, the subframe interval for performing CCA may be dynamically changed.
- the base station occupies only the channel as long as there is data to be transmitted, it is not necessary to set the TDD frame based on a fixed frame size of 10 ms, such as LTE.
- the TDD frame 350 illustrates a frame structure having a dynamic subframe size according to the amount of data to be transmitted. Referring to the TDD frame 350, the number of consecutive downlink subframes and consecutive uplink subframes included in the TDD frame 350 may be changed, and thus the length of the entire frame may also be changed.
- the TDD frame 350 may include three consecutive downlink subframes for downlink transmission after eCCA and may include two consecutive uplink subframes.
- the frame length 351 may be set to 7 ms, which is smaller than 10 ms, which is the frame length in LTE.
- the TDD frame structure according to the present invention may include a continuous downlink subframe, a special subframe, and a continuous uplink subframe. That is, the TDD frame according to the present invention may be configured such that all downlink subframes and all uplink frames are continuously located. At this time, the positions of the continuous downlink subframe, the continuous uplink subframe, and the special subframe may be changed.
- the terminal that receives it knows the configuration of the uplink / downlink subframe after the current or m subframe Can be.
- the UE may receive a downlink control channel (PDCCH) only in a subframe including a downlink subframe and perform radio resource management (RRM) measurement or CSI measurement for a base station signal. Additionally, the UE may determine one result value for RRM measurement or CSI measurement for a contiguous downlink subframe bundle.
- the base station may also limit reception and measurement operations for a physical uplink control channel (PUCCH) or a sounding reference signal (SRS) by configuring an uplink subframe in the terminal.
- PUCCH physical uplink control channel
- SRS sounding reference signal
- the base station may transmit TDD configuration information for informing the UE of the TDD frame structure.
- the TDD configuration information may include at least one of the information included in the following [Table 1].
- each subframe is a general 1 ms subframe (subframe) or 1 ms Whether it is a shorter partial subframe, etc.
- the base station may inform the end point itself when transmitting information about the end point, such as the channel occupancy end point, frame end point, downlink section end point, uplink section end point, such as LTE, LTE, LTE It may be informed using the structure of a special subframe defined in FIG. As described above, in LTE, a special subframe is defined through a downlink pilot time slot (DwPTS), an upliknk pilot time slot (UpPTS), and a guard period (GP) as shown in Table 2 below.
- DwPTS downlink pilot time slot
- UpPTS upliknk pilot time slot
- GP guard period
- a method of providing an end time point to the terminal by using the base station as an example is as follows.
- the base station informs the user equipment that the nth subframe is the last downlink subframe and the nth subframe has a special subframe 0 configuration
- the user equipment receives the nth subframe. It can be seen that the end of the third symbol (symbol) of the) is the end of the downlink.
- the terminal is the 6th of the nth subframe. It can be seen that the symbol termination point is the downlink termination point.
- the start and end time and the number of frames, the CCA interval, etc. may be changed.
- the TDD configuration information may be changed whenever the base station performs CCA or every subframe, and thus the changed TDD configuration information may be transmitted to the terminal through a PDCCH.
- the base station may use at least one of the following methods to transmit the TDD configuration information.
- the base station When the base station performs CCA or eCCA for a subcarrier (SCell) operating in an unlicensed band, the base station may include TDD configuration information in a control channel of a main carrier (PCell) operating in a licensed band and transmit the same to the terminal.
- the control channel of the PCell includes a physical downlink control channel (PDCCH), a system information block (SIB), radio resource control (RRC) configuration information, and RRC It may include information such as reconfiguration.
- DCI downlink control indicator
- the base station can deliver the information shown in [Table 3] to the terminal.
- TDD configuration information to the control channel of the SCell, for example, information such as PDCCH, SIB, RRC configuration, RRC reconfiguration of the SCell It can be included and transmitted to the terminal.
- the base station if it occupies a channel through the CCA or eCCA for the SCell operating in the unlicensed band, it can be transmitted by including the TDD configuration information in the initial signal transmitted by the base station.
- the base station may transmit the TDD configuration information to the PCell to the terminal and additionally transmit the TDD configuration information to the SCell.
- the terminal may combine or overwrite the configuration information received by the SCell with the configuration information previously received by the PCell according to a preset condition.
- the UE starts downlink channel occupancy for the target carrier with a cross-carrier scheduling command. It is set through the control channel, and the terminal may be set to the channel occupancy type time point through the downlink control channel of the SCell while performing the downlink operation for the SCell in the target carrier.
- the terminal may determine the downlink subframe of the SCell in consideration of both the channel occupancy start time received from the PCell and the channel occupancy type time point received from the SCell.
- the channel occupancy start point and the channel occupancy end point for the target carrier together with a cross-carrier scheduling command.
- the terminal is configured through the downlink control channel of the PCell, and the terminal sets the channel occupancy end point (or remaining channel occupancy time) through the downlink control channel of the SCell while performing the downlink operation on the SCell in the target carrier. I can receive it.
- the terminal may overwrite or modify the channel occupation type time point received from the PCell based on the channel occupation end point (or remaining channel occupation time) received from the SCell.
- the UE may determine the downlink subframe of the SCell in consideration of both the channel occupancy start time received from the PCell and the end point of overwriting or modified channel occupancy.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a method of performing CCA for each channel type according to another embodiment of the present invention.
- the base station in order to use the unlicensed band in the LAA system, the base station must determine whether another device is using the unlicensed band.
- a parameter for determining whether another device occupies a channel of the unlicensed band may be referred to as a channel occupancy parameter.
- the channel occupancy parameter may include at least one information of a CCA start time, a CCA interval, a CCA threshold, an idle period, an ECCA interval, and a channel occupation time.
- Wi-Fi using an unlicensed band such as LAA
- CCA channel occupancy parameters
- LBT listen before talk
- the primary channel 410 and the secondary channel 420 of FIG. 4 may refer to channels classified according to functions.
- the channels classified according to functions may mean channels with different types of traffic or packets transmitted.
- different LBT parameters may be applied according to the type of channel in a multichannel operation in which two or more channels operate.
- an access point (AP) or a station (STA) in the primary channel 410 may perform eCCA during a DIFS period and a random backoff period.
- the AP or STA may determine whether it can occupy the channel by performing CCA during PIFS.
- the AP or STA since Wi-fi uses the same LBT parameter in different physical channels, the AP or STA does not prefer a specific channel. Accordingly, the AP or STA may select and use the channel having the lowest value by observing the average channel occupation time of each channel.
- the type of traffic present in each channel may be randomized.
- the channel allocation of the terminal in a centralized manner such as a base station in the LTE system
- the channel can be operated in a more improved manner, which will be described in detail below.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a case in which different traffic exists in different channels in an unlicensed band according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 5 illustrates that voice packets are transmitted through channel 1 510 and channel 2 520, data packets are transmitted through channel 3 530, and voice packets, data packets, and image packets through channel 4 540. This is a diagram showing the situation of transmission.
- the size of the voice packets 511 and 521 transmitted through the channel 1 510 and the channel 2 520 may be smaller than that of the data packet or the voice packet.
- the period in which the voice packet is generated may be changed according to the number of APs, and the voice packet may be transmitted in a relatively short period compared to the data packet or the video packet.
- the size of the data packet 531 transmitted through the channel 3 530 and the data packet 541 and the image packet 542 transmitted through the channel 4 540 may be relatively larger than that of the voice packet.
- the data packet and the video packet may be transmitted at a longer period than the voice packet.
- FIG. 6A illustrates a situation in which a user using a voice packet of an LAA system exists in an unlicensed band according to another embodiment of the present invention.
- a voice packet is transmitted through channels 1 610 and 2 620 in Wifi, a data packet is transmitted through channel 3 630, and channel 4 640.
- Video packets, data packets, and voice packets may be transmitted through the packet.
- the base station when the base station transmits the voice packet through the channel 1 610 and the channel 2 620 where the voice packet of the Wifi is present, the interval in which the voice packet of the Wifi is not transmitted even if the channel load is large.
- the base station may transmit voice packets 611 and 621.
- the base station when the base station transmits the voice packet through the channel 3 630 and the channel 4 640 where the data packet exists, the base station is voiced because the data packet of the Wifi is large even though the channel load is small.
- the interval between transmitting the packet and the interval between transmitting the data packet of Wifi may collide.
- the voice packets 631 and 632 of the LAA system transmitted to the channel 3 630 may collide with the data packet 633 of the channel 3.
- the voice packets 641 and 642 of the LAA transmitted on the channel 4 640 may collide with the data packet 643 and the image packet 644 of the channel 4.
- FIG. 6B is a diagram illustrating a situation in which a user using a data packet of an LAA system exists in a channel of an unlicensed band according to another embodiment of the present invention.
- voice packets are transmitted through channels 1 650 and 2 660 in Wifi, data packets are transmitted through channel 3 670, video packets through channel 4 680, and the like. Data packets and voice packets can be sent.
- a base station transmits a data packet in channel 1 650 and channel 2 660 where voice packets of Wifi exist.
- a section in which a voice packet of Wi-fi and a data packet of LAA are transmitted may collide.
- the data packet 651 of the LAA system transmitted on channel 1 650 may collide with the voice packet 652 of Wifi transmitted on channel 1 650.
- the data packet 681 of the LAA system transmitted on channel 4 680 may collide with the data packet 682 of Wifi transmitted on channel 4.
- the base station transmits the data packet in channel 3 670 where the Wifi data packet exists in the LAA system
- the base station of the LAA system avoids the data packet transmission interval of the Wifi. By sending data packets, collisions between data packets may not occur.
- the present invention proposes a method in which a LAA base station or a terminal determines a channel occupancy type of another device in each channel of an unlicensed band, and then sets and uses an LBT parameter suitable for each channel.
- FIG. 7A is a flowchart illustrating a process of determining an LBT parameter according to another embodiment of the present invention.
- the base station may check the occupancy state of each channel in step S710.
- the base station can scan for available channels present in the unlicensed band for a period of time and observe the occupancy of the channel over time.
- the base station may determine the channel state information for determining the LBT parameter using the channel occupancy situation identified in step S720.
- the channel state information may include at least one of the parameters of Table 5 below.
- Table 5 Average time the channel has been occupied by another device, the number of times the channel has been transitioned from the occupied state (hereafter used with the term busy state) to the idle state (hereafter used interchangeably with the idle state), idle state The number of transitions from to channel occupancy state, the average time of each channel occupied section, the total time of the channel occupied segment, the average time of each idle segment, the total time of the idle segment, the time standard deviation of each channel occupied segment, Time standard deviation
- FIG. 8 is a diagram illustrating channel state information confirmed by a base station according to an occupancy state of each channel according to another embodiment of the present invention.
- a period in which the base station checks the channel state of the unlicensed band may be referred to as an observation period 810.
- the base station may observe whether the unlicensed band is occupied during the observation interval and determine channel state information.
- the base station can identify the occupied period (hereinafter, may be used interchangeably with the term busy interval) and the idle interval (hereinafter, may be used interchangeably with the term idle interval) in the unlicensed band.
- the base station measures the strength of the received signal for a predetermined time, and may determine that the measured signal is an occupied period when the intensity of the measured signal is greater than a predetermined value. On the other hand, when the strength of the measured signal is smaller than the predetermined value, the base station may determine this as an idle period.
- the base station may determine that there are three occupying sections 820 and idle sections 830 of the unlicensed band.
- the base station may determine that the occupancy time in each occupancy period is B1 821, B2 822, and B3 823, respectively.
- the base station may calculate the average occupancy time and the standard deviation 824 of the occupancy time of the occupancy period by using the occupancy times B1, B2, and B3.
- the base station may determine that the idle time in the idle period is I1 831, I2 832, and I3 833, respectively. Accordingly, the base station may calculate the average time and standard deviation 834 in the idle period by using the idle times I1, I2, and I3.
- the base station may determine the channel occupancy ratio 840 using the length of the observation interval, the total occupancy time of the occupied interval, the total idle time of the idle interval, and the like.
- the base station may determine the number of transitions 850 between the occupied section and the idle section during the observation section 810.
- the base station may determine the number of transitions 850 using the number of occupied sections and idle sections in the observation section 810.
- the base station may determine the LBT parameter by using the number of times of switching between the occupied period and the idle period. Details will be described later.
- the base station may determine the number of idle slots.
- a slot means a unit of time for determining an idle state or an occupancy state.
- one slot may be configured to be 9us long. Accordingly, the base station may determine the idle state and the occupied state on the basis of slot units, and thus determine the number of idle slots and occupied slots.
- the base station may determine the number of idle slots by dividing the total of idle times by the length of one slot. In addition, the base station may determine the ratio of idle slots by dividing the total of the idle time by the length of the observation interval. In addition, the base station may determine the ratio of the number of idle slots and busy slots in the observation interval. For example, the base station may determine the ratio of the number of idle slots and busy slots by dividing the total of idle times by the total of occupancy times.
- the base station may determine the LBT parameter using at least one of the number of idle slots, the ratio of idle slots, or the ratio of idle slots and occupied slots.
- the base station confirms the channel state and determines the channel state information for convenience of description, but the present invention is not limited thereto. That is, the terminal may also check the channel state and determine the channel state information, and the base station may determine the LBT parameter while referring to the channel state information determined by the terminal.
- the base station having determined the channel state information may determine the LBT parameter for each channel using the channel related parameter in step S730.
- the base station may receive a result of the terminal checks the state of the channel, and may determine the LBT parameter with reference to this.
- the LBT parameter may include at least one of the parameters in Table 6 below.
- the ECCA interval may be determined by the contention window size of the LAA, and the base station switches from the occupied state to the idle state among the channel state information, the number of idle slots, or the number of idle slots and occupied slots.
- the contention window size can be used to determine the contention window size, and the ECCA interval can be determined.
- Various methods and algorithms may be used to determine the LBT parameters, which will be described later.
- the base station may transmit the LBT parameter for each channel to the terminal in step S740.
- the base station may transmit the LBT parameter to the terminal through the main carrier operating in the licensed band.
- the base station may transmit an LBT parameter by including a PDCCH, an SIB, an RRC connection configuration message, and an RRC reconnection configuration message of a primary carrier operating in a licensed band.
- FIG. 7B is a diagram illustrating a process of determining an LBT parameter based on a channel state according to another embodiment of the present invention.
- the base station may check the state of the channel in the unlicensed band in the observation period in step S751 and determine the channel state information in step S752. This is similar to steps S710 to S720 of FIG. 7A, and detailed description thereof will be omitted.
- the base station may compare the channel state information in step S753.
- the base station may compare the channel state information determined in the current observation interval with the channel state information determined in the previous observation interval.
- the base station may select at least one of the number of switching from the occupied section to the idle section, the average occupancy time of each occupancy section and the total occupancy time of the occupancy section among the parameters included in the channel state information as parameters for comparison. Therefore, the base station may compare the parameter selected in the current observation section and the previous observation section.
- the base station may initialize the contention window size to the smallest value in step S754.
- the base station may double the contention window size in step S755.
- the base station may mean that more users use the channel. Accordingly, the base station may double the contention window size to prevent collision of packets transmitted through the same channel. On the other hand, if the channel state information is reduced, the base station may initialize the contention window size.
- the base station may select a random number from the contention window size determined in step S756.
- the base station may perform a channel occupancy check (LBT) process for accessing an unlicensed band based on the selected number. Specifically, when the CCA succeeds by the selected number, the base station may access the unlicensed band.
- LBT channel occupancy check
- 7C is a diagram illustrating another process of determining an LBT parameter based on a channel state according to another embodiment of the present invention.
- the base station may check the state of the channel in the unlicensed band in the observation period in step S761 and may determine channel state information in step S762. This is similar to steps S710 to S720 of FIG. 7A, and detailed description thereof will be omitted.
- the base station may compare the channel state information in step S763.
- the base station may compare the channel state information determined in the current observation interval with the channel state information determined in the previous observation interval.
- the base station may select at least one of the number of switching from the occupied section to the idle section, the average occupancy time of each occupancy section and the total occupancy time of the occupancy section among the parameters included in the channel state information as parameters for comparison. Therefore, the base station may compare the parameter selected in the current observation section and the previous observation section.
- the base station multiplies the contention window size by a predetermined first constant value p in step S764 to obtain a new contention window size.
- the first constant value p may include a value larger than 0 and smaller than 1.
- the base station multiplies the contention window size by a second predetermined constant value q in step S765 to obtain a new contention window size.
- the second constant value q may include a value larger than 0 and smaller than 1.
- the p and q may be determined according to the ratio of the contention window size to be reduced or increased.
- p and q can be freely set in a state where 0 ⁇ p ⁇ 1 and q> 1 are satisfied.
- the base station may select a random number from the contention window size determined in step S766.
- the base station may perform a process of checking channel occupancy (LBT) for accessing the unlicensed band based on the selected number. Specifically, when the CCA succeeds by the selected number, the base station may access the unlicensed band.
- LBT channel occupancy
- 7D is a diagram illustrating another process of determining an LBT parameter based on a channel state according to another embodiment of the present invention.
- the base station may check the state of the channel in the unlicensed band in the observation period in step S771 and may determine channel state information in step S772. This is similar to steps S710 to S720 of FIG. 7A, and detailed description thereof will be omitted.
- the base station may determine the contention window size based on the mapping table and the channel state information stored in advance in step S773.
- the pre-stored mapping table may be configured as shown in Table 7.
- the base station may select at least one of the number of switching from the occupied section to the idle section, the average occupancy time of each occupancy section and the total occupancy time of the occupancy section as channel state information for determining the contention window size.
- the base station may determine the contention window size using the channel state information and the mapping table selected in the current observation interval.
- the base station may select a random number from the contention window size determined in step S774.
- the base station may perform a channel occupancy check (LBT) process for accessing an unlicensed band based on the selected number. Specifically, when the CCA succeeds by the selected number, the base station may access the unlicensed band.
- LBT channel occupancy check
- FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of selecting a channel to which an LBT parameter determined according to a channel situation is applied according to another embodiment of the present invention.
- the base station may check the average occupancy time of the channel occupied by the other device in step S910. This can be determined using the result of the base station or the terminal confirming the channel state of the unlicensed band.
- the base station may determine a channel with a low load and a high channel by using the average occupancy time in step S920. If the average occupancy time is smaller than a predetermined value, the base station may determine that the channel is a low load.
- the base station may determine a channel having a short length of the transmitted packet and a channel having a long length of the transmitted packet in step S930. Specifically, the base station uses the number of transitions from the occupied state to the idle state included in the determined channel state information, the number of transitions from the idle state to the occupied state, the average time of each occupied section, the average time of each idle section, and the like. The length of the packet transmitted from the channel can be determined.
- the base station may determine that the smaller the average occupancy time of the channel, the shorter the length of the packet transmitted on the channel. Accordingly, the base station may determine a channel having a shorter average occupancy time as a channel having a shorter packet length. Alternatively, the base station may determine a channel having a shorter packet length than a predetermined number of times of transition from the occupied state to an idle state and having an average occupancy time smaller than a predetermined value.
- the method described above is merely an example of determining the length of a packet, but is not limited thereto.
- the base station may determine whether the LBT parameter determined according to the channel condition is an applicable channel. That is, the base station can determine whether or not the information obtained in the previous step is valid. This is because the base station cannot determine and apply the LBT parameter according to the channel situation because the LBT parameter cannot be determined when the occupancy of the channel is irregular. At this time, the base station may use the standard deviation of each occupancy time, the standard deviation of each idle time to determine the validity.
- the base station may determine that the obtained information is not valid using the average of the occupancy time. Therefore, in this case, the base station may not apply the LBT parameter determined according to the channel situation for the channel having a large standard deviation of the occupancy time or idle time.
- the base station may determine that the obtained information is valid for the channel whose standard deviation of the occupancy time or idle time is smaller than a predetermined value, and may apply the LBT parameter.
- the base station may apply the LBT parameter determined in step S950. Specifically, the base station may classify the channels into four groups and apply LBT parameters for each channel.
- FIG 10 illustrates four channel groups classified according to another embodiment of the present invention.
- four channel groups include a first packet group 1010 having a large packet size and a high load, and a second packet group 1020 having a small packet size and a high load.
- the third channel group 1030 may include a fourth channel group 1040 having a large packet size and a high load.
- the base station may determine the channel occupancy state for the available unlicensed band channel in step S1010, and determine the load state of each channel using the channel occupancy state. For example, the base station may determine the load state of the channel using the average occupancy time or the channel occupancy ratio of each channel. At this time, the base station may compare the average occupancy time or channel occupancy ratio of the channel with a predetermined value to distinguish between the channel with a high load and the channel with a low load. That is, the base station may be divided into a channel with a high load when the average occupancy time or channel occupancy ratio of each channel exceeds a predetermined time.
- the base station may determine the length of the packet in step S1020.
- the base station may determine the length of the packet by using the number of switching between the occupied section and the idle section and the average time of the occupied section and the idle section.
- the base station may determine that the longer the average time of the occupancy period is the length of the packet. Therefore, the base station may determine that the packet length is long when the average time of the occupancy period is larger than the predetermined time.
- the base station may determine whether the LBT parameter determined according to the channel situation in step S1030 is applicable. At this time, the base station confirms the validity of the information obtained from the channel using the standard deviation of the occupied section and the idle section. If the standard deviation is smaller than the predetermined value, the base station determines that the information obtained from the channel is valid, it can determine and apply the LBT parameter accordingly. In addition, when it is determined that the information obtained from the channel is valid, the base station may include it in each channel group according to the nature of the channel.
- the base station may include a channel determined to have a high load and a long packet length to the first channel group.
- the base station that classifies the channel may apply the LBT parameter determined according to the channel situation.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a method of determining LBT parameters for each channel according to another embodiment of the present invention.
- a base station and a terminal store at least one predetermined LBT parameter set, and the base station transmits an index of the LBT parameter set determined for each channel to the terminal.
- the LBT parameter set may include at least one LBT parameter.
- the LBT parameter set may include a CCA interval, an ECCA interval, a CCA start time, and the like.
- An index of at least one LBT parameter set may be simultaneously stored in the base station and the terminal, and the base station may transmit the index of the currently used LBT parameter set to the terminal.
- a predetermined LBT parameter set 1 1111 and an LBT parameter set 2 1112 may be stored in a base station and a terminal.
- the base station may determine that channel 1 1130 uses the LBT parameters included in LBT parameter set 1 1111 for channel N 1133, thus using channel 1 1130 and channel N 1133.
- the index of the LBT parameter set 1 may be transmitted to the UE.
- the base station may decide to use the LBT parameters included in the LBT parameter set 2 1112 for the channel 2 1131 and the channel 3 1132, and may transmit an index of the LBT parameter set 2 to the terminal. .
- the second method is a method in which the base station determines the LBT parameter for each channel and directly informs the terminal.
- the base station may check a channel state for each channel, determine an LBT parameter according to the channel state, and transmit the same to the terminal.
- the base station having determined the LBT parameter to be applied to each channel may transmit the LBT parameter to the terminal through the SIB, PDCCH, RRC configuration message. Details thereof will be described with reference to FIG. 12.
- FIG. 12 is a flowchart illustrating a process of transmitting an LBT parameter to a terminal according to another embodiment of the present invention.
- a base station may use a licensed band as a primary carrier (PCell) and an unlicensed band as a subcarrier (SCell). Therefore, the base station can check the channel state of the unlicensed band in step S1210.
- the terminal may also check the channel state of the unlicensed band in step S1210. The step of the terminal confirming the channel state of the unlicensed band may be selectively applied.
- the base station may receive a measurement report on the channel state of the unlicensed band measured by the terminal in step S1220.
- the measurement information may include channel state information.
- the base station receiving the measurement report from the terminal may determine the LBT parameter based on the channel state and the received measurement report confirmed by the base station.
- the base station may determine the LBT parameter using the channel state measurement report received from the terminal and the occupancy related parameters determined by the base station through observation and analysis. For example, the base station may determine the ECCA interval by adjusting the contention window size according to the channel state.
- the base station having determined the LBT parameter may transmit the LBT parameter determined in step S1230 to the terminal. At this time, the base station may transmit the LBT parameter through at least one of the SIB, PDCCH or RRC configuration information.
- the base station may transmit an index or LBT parameter information of the LBT parameter set in at least one of the SIB, PDCCH or RRC configuration information.
- FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a base station according to the present invention.
- the base station of the present invention may include a communication unit 1310, a control unit 1320, and a storage unit 1330.
- the communication unit 1310 may communicate with other network entities.
- the communication unit 1310 may transmit the TDD configuration information of the determined TDD frame to the terminal.
- the communication unit 1310 may transmit downlink data to the terminal, and may receive uplink data from the terminal.
- the communication unit 1310 may receive a measurement report on the channel state measured by the terminal.
- the communication unit 1310 may transmit the LBT parameter determined according to the channel state to the terminal.
- the controller 1320 may determine whether the channel occupies the unlicensed band by performing the CCA in the first CCA interval. At this time, if it is determined that the channel is occupied, the controller 1320 may perform the eCCA in the next section.
- the base station may occupy the channel of the unlicensed band and transmit downlink data.
- the frame structure may include a continuous downlink subframe. Accordingly, the base station can transmit downlink data in consecutive downlink subframes. At this time, the number of downlink subframes may be changed.
- the controller 1320 may perform CCA or eCCA in the first one or n symbols of each subframe according to the configuration of the TDD frame. Alternatively, the controller may perform CCA or eCCA in the last one or n symbols of each subframe.
- the base station may generate TDD configuration information corresponding to the determined frame structure and transmit it to the terminal.
- the controller 1320 When the base station is performing CCA or eCCA on a subcarrier (SCell) operating in an unlicensed band, the controller 1320 includes TDD configuration information in a control channel of a PCell operating in a licensed band and transmits the information to the terminal. Can transmit At this time, the control channel of the PCell may include information such as PDCCH, SIB, RRC configuration, RRC reconfiguration.
- the control unit 1320 may control information of the SCell, for example, information such as PDCCH, SIB, RRC configuration, and RRC reconfiguration of the SCell.
- the TDD configuration information may be included in and transmitted to the terminal.
- the controller 1320 may include the TDD configuration information in the initial signal transmitted by the base station.
- the control unit 1320 may check the channel state of the unlicensed band and determine channel state information accordingly.
- the controller 1320 may determine the LBT parameter using the channel state information. In this case, when the channel state information increases compared to the previous observation section, the controller 1320 may increase the contention window size and determine the LBT parameter.
- the controller 1320 may perform an access process for accessing a channel of an unlicensed band by applying the determined LBT parameter.
- the controller 1320 may include the index of the LBT parameter set or the LBT parameter information in at least one of SIB, PDCCH, or RRC configuration information and transmit the same to the terminal.
- the controller 1320 determines the load state of the channel by using the occupancy time of the channel, the number of transitions from the occupied state to the idle state, the number of transitions from the idle state to the occupied state, the average time of each occupancy interval, The length of a packet transmitted from each channel can be determined using the average time of the idle section.
- the controller 1320 may determine the validity of the obtained information using the standard deviation of each occupancy time and the standard deviation of each idle time, and determine whether to apply the LBT parameter.
- the storage unit 1330 may store TDD configuration information related to the determined TDD frame structure.
- the storage 1330 may store CCA parameters for performing CCA.
- the storage unit 1330 may store an LBT parameter set composed of LBT parameters, and may store an index of the LBT parameter set.
- the storage unit 1330 may store channel state information determined according to the channel state.
- the storage unit 1330 may store information related to a channel state received from the terminal.
- FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a terminal according to the present invention.
- the terminal of the present invention may include a communication unit 1410, a control unit 1420, and a storage unit 1430.
- the communication unit 1410 may communicate with other network entities.
- the communication unit 1410 may receive the determined TDD configuration information from the base station.
- the communication unit 1410 may receive downlink data from the base station, and may transmit uplink data to the base station.
- the communication unit 1410 may transmit a measurement report on the measured channel state to the base station.
- the communication unit 1410 may receive the LBT parameter determined according to the channel state from the base station.
- the controller 1420 may determine whether the channel occupies the unlicensed band by performing CCA in an uplink subframe allocated from the base station. At this time, if it is determined that the channel is occupied, the terminal does not perform uplink data transmission. On the other hand, if it is determined that the channel is not occupied, the terminal may transmit uplink data to the base station.
- the controller 1420 may perform CCA or eCCA in the first 1 or n symbols of the allocated uplink subframe according to the structure of the TDD frame. Alternatively, the controller 1420 may perform CCA or eCCA in the last 1 or n symbols of the previous subframe.
- controller 1420 may receive data through consecutive downlink subframes when the channel of the unlicensed band is idle as a result of performing the CCA of the base station.
- controller 1420 may control to receive TDD configuration information corresponding to the determined frame structure from the base station.
- the controller 1420 may check the channel state of the unlicensed band and determine channel state information accordingly.
- the controller 1420 may control to transmit the determined channel state information to the base station.
- the channel state information can be used to determine the LBT parameter.
- the controller 1420 may receive the LBT parameter information determined from the base station.
- the controller 1420 may receive the LBT parameter set index or the LBT parameter information through at least one of SIB, PDCCH, or RRC configuration information.
- the storage unit 1430 may store the received TDD configuration information.
- the storage 1430 may store CCA parameters for performing CCA.
- the storage unit 1430 may store an LBT parameter set composed of LBT parameters and an index of the LBT parameter set.
- the storage 1430 may store channel state information determined according to the channel state.
Landscapes
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Abstract
본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명은 이동 통신 시스템에서 기지국의 방법에 있어서, 비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하는 단계, 상기 채널의 상태에 따라 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 결정하는 단계, 상기 결정된 파라미터를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동통신 시스템에서 비면허 대역을 이용한 통신 방법 및 장치를 제공한다.
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.
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.
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.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.
또한, 최근에는 주파수 효율을 증대시키기 위해 면허 주파수 대역(licensed band)과 비면허 주파수 대역(unlicensed band)를 활용하여 주파수 집성 기법(carrier aggregation: CA)을 수행하는 LAA(licensed assisted access: LAA) 시스템을 사용할 수 있다.
상기 LAA 시스템에는 LTE 시스템에서와 마찬가지로 시 분할 듀플렉싱(time division duplexing: TDD)이 적용될 수 있다. 따라서, LAA 시스템에서 사용될 TDD 프레임 구조 및 이에 따른 TDD 설정 정보를 결정하는 방법이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이다. 본 발명은 LAA 시스템에서 사용될 TDD 프레임 구조 및 TDD 설정 정보를 결정하는 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 채널 상태에 따라 비면허 대역의 채널 점유를 확인하기 위한 파라미터를 결정하는 방법을 제안한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 기지국의 방법은, 비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하는 단계, 상기 채널의 상태에 따라 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 결정하는 단계, 상기 결정된 파라미터를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 기지국의 방법은, 비면허 대역에서 설정된 시간길이에서 연속된 하향링크 서브프레임을 포함하는 서브프레임에 대한 설정 정보를 결정하는 단계, 상기 설정 정보를 단말에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 기지국은 다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행하는 통신부, 비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하고, 상기 채널의 상태에 따라 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 결정하고, 상기 결정된 파라미터를 단말에 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 기지국은 다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행하는 통신부, 비면허 대역에서 설정된 시간길이에서 연속된 하향링크 서브프레임을 포함하는 서브프레임에 대한 설정 정보를 결정하고, 상기 설정 정보를 단말에게 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 단말의 방법은 비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하는 단계, 상기 확인된 채널의 상태를 기지국에 전송하는 단계, 상기 채널의 상태에 따라 결정된 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 단말은 다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행하는 통신부;
비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하고, 상기 확인된 채널의 상태를 기지국에 전송하고, 상기 채널의 상태에 따라 결정된 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 기지국으로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 LAA 시스템에서 사용될 TDD 프레임 구조를 제안함으로써, 비면허 대역에서 효율적으로 TDD 동작이 수행될 수 있다. 또한, 채널 상태에 따라 CCA 파라미터를 결정함으로써 데이터 처리량을 향상시킬 수 있다.
도 1은 LTE에 정의된 TDD 설정 정보를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국이 FBE (Frame Based Equipment) 및 LBE (Load Based Equipment) 방식으로 동작하는 과정를 도시한 도면이다.
도 3a은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDD 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 TDD 프레임의 다른 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 종류 별로 CCA를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 비면허 대역에 서로 다른 채널에 서로 다른 트래픽이 존재하는 경우를 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 비면허 대역에서 LAA 시스템의 음성 패킷을 사용하는 사용자가 존재하는 상황을 도시한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 비면허 대역의 채널에서 LAA 시스템의 데이터 패킷을 사용하는 사용자가 존재하는 상황을 도시한 도면이다.
도 7a은 본 발명의 다른 실시예에 따라 LBT 파라미터를 결정하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상태에 기반하여 LBT 파라미터를 결정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상태에 기반하여 LBT 파라미터를 결정하는 다른 과정을 도시한 도면이다.
도 7d는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상태에 기반하여 LBT 파라미터를 결정하는 또 다른 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 기지국이 각 채널의 점유 상황에 따라 확인된 채널 상태 정보를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상황에 따라 결정된 LBT 파라미터를 적용할 채널을 선택하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 분류된 4개의 채널 그룹을 도시한 도면이다.
도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따라 각 채널에 대한 LBT 파라미터를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 LBT 파라미터를 단말에 전송하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 13은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 명세서에서 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.
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.
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.
이 때, 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. 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.
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.
이 때, 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. 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.
도 1은 LTE에 정의된 TDD 설정 정보를 도시한 도면이다.
일반적으로 TDD 통신 시스템은 하향링크 및 상향링크에 공통의 주파수를 사용하되, 시간영역에서 상향링크 신호와 하향링크 신호의 송수신을 구분하여 운용한다. LTE TDD에서는 서브프레임별로 상향링크 혹은 하향링크 신호를 구분하여 전송한다. 상향링크 및 하향링크의 트래픽 부하(traffic load)에 따라, 상/하향링크용 서브프레임을 시간영역에서 균등하게 분할하여 운용하거나, 하향링크에 더 많은 서브프레임을 할당하여 운용하거나 혹은 상향링크에 더 많은 서브프레임을 할당하여 운용할 수 있다. LTE에서 상기 서브프레임의 길이는 1ms이고, 10개의 서브프레임이 모여 하나의 라디오 프레임(radio frame)을 구성한다.
도 1을 참고하면, ‘D’는 하향링크 전송용으로 설정된 서브프레임을 나타내고, ‘U’는 상향링크 전송용으로 설정된 서브프레임을 나타내며, ‘S’는 DwPTS(dwonlink pilot time slot), GP(guard period), UpPTS(uplink pilot time slot)로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다. DwPTS에서는 일반적인 서브프레임과 마찬가지로 하향링크로 제어정보 전송이 가능하며, 스페셜 서브프레임의 설정 상태에 따라 DwPTS의 길이가 충분히 길 경우 하향링크 데이터 전송도 가능하다. GP는 하향링크에서 상향링크로 전송상태의 천이를 수용하는 구간으로 네크워크 설정 등에 따라 길이가 정해진다. UpPTS는 상향링크 채널상태를 추정하는데 필요한 단말의 SRS(sounding referfence signal) 전송 혹은 랜덤 억세스를 위한 단말의 RACH(random access channel) 전송에 사용된다.
예를 들어, TDD 설정 정보 #6의 경우 서브프레임 #0, #5, #9에 하향링크 데이터 및 제어정보 전송이 가능하고, 서브프레임 #2, #3, #4, #7, #8에 상향링크 데이터 및 제어정보 전송이 가능하다. 그리고 스페셜 서브프레임에 해당하는 서브프레임 #1, #6에서는 하항링크 제어정보와 경우에 따라 하향링크 데이터 전송이 가능하고 상향링크로는 SRS 혹은 RACH 전송이 가능하다.
한편, TDD 설정 정보를 LAA 시스템에 적용하는 경우 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 전환 주기(switch periodicity)가 5 ms인 경우 TDD 프레임의 하향링크 서브프레임(DL subframe)이 불연속적으로 존재한다. 만약 TDD 프레임의 하향링크 서브프레임이 연속적으로 존재한다면 기지국은 채널 점유 여부를 확인하는 CCA 또는 extended CCA(ECCA)에 성공한 후 연속적인 하향링크 서브프레임을 계속 사용할 수 있다. 하지만 하향링크 서브프레임이 불연속적으로 존재한다면 기지국은 하향링크(DL) 전송을 다시 시작할 때마다 새로운 CCA 또는 ECCA을 반드시 수행해야 한다. 이는 LAA 시스템을 사용하는 경우 기지국이 채널 점유에 실패할 확률을 높이는 원인이 된다.
둘째, 전환주기(switch periodicity)가 5 ms인 경우 스페셜 서브프레임(special subframe)이 2개로 증가한다. 이는 스페셜 서브프레임(special subframe)에서 기지국 또는 단말이 아무런 신호를 전송하고 있지 않을 때 Wi-Fi가 채널을 점유하는 현상을 유발할 수 있다.
셋째, 면허 대역에서 동작하는 LTE의 TDD 설정 정보는 10 ms을 기준으로 설정되어 있다. 하지만 비면허 대역에서 동작하는 LAA는 전송할 데이터가 있는 만큼만 채널을 점유하기 때문에 LTE와 같이 고정된 프레임 크기(frame size)를 기준으로 설정할 필요가 없다.
따라서, 본 발명에서는 LAA에 적용하기 위한 TDD 프레임 구조 및 TDD 설정 정보를 결정하는 방법을 제안한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국이 FBE (Frame Based Equipment) 및 LBE (Load Based Equipment) 방식으로 동작하는 과정를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 그래프(210)은 FBE로 동작하는 기지국 또는 단말이 비면허 대역을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 나타낸 그래프이다. FBE로 동작하는 기지국 또는 단말은 CCA 구간(211)에서 CCA를 수행할 수 있다. FBE로 동작하는 기지국의 경우 데이터 전송을 수행하기 전에 미리 정해진 시간 (예를 들어, 20 μs) 이상 동안 CCA (clear channel assessment)을 수행할 수 있다.
CCA란 송신기가 간섭의 크기를 측정하여 다른 기기가 현재 비면허 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하는 동작이다. 그 결과 간섭의 크기가 일정 값 미만인 경우에는 송신기는 비면허 대역에서 전송을 수행(213)할 수 있다. 이 때, 송신기가 전송을 수행하는 시간을 채널 점유 시간(216)이라 칭할 수 있다.
FBE로 동작하는 기지국 또는 단말이 한 번 CCA을 수행하면 최소 1 ms에서 최대 10 ms까지 비면허 대역을 점유할 수 있고 그 후 채널 점유 시간(216)의 최소 5 % 동안은 전송을 수행하지 않고 유휴 상태(214)를 유지해야 한다. 이를 유휴 구간(idle 구간, 217)이라고 한다.
반면, 간섭의 크기가 일정 값 이상인 경우 송신기는 다른 기기가 현재 비면허 대역을 사용하고 있다고 판단할 수 있다. 따라서, 송신기는 전송을 수행하지 않고 다음 CCA 구간(212)에서 CCA를 수행할 수 있다.
다만, 이와 같이 CCA 수행 결과 다른 기기가 비면허 대역을 사용하고 있다고 판단되면, 송신기는 일정 시간동안 CCA를 수행하지 못하므로, 자원 손실이 발생할 수 있다.
그래프(220)은 LBE로 동작하는 기지국 또는 단말이 비면허 대역을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 나타낸 그래프이다. LBE로 동작하는 기지국 또는 단말의 경우 FBE로 동작하는 기지국 또는 단말과 마찬가지로 송신기가 데이터 전송을 수행하기 전에 최소 20 μs 이상의 CCA 구간(221)에서 CCA을 수행해야 한다.
CCA 수행 결과 현재 비면허 대역을 사용하고 있는 기기가 없다고 판단되면 송신기는 전송을 수행(224)할 수 있다. 하지만 다른 기기가 현재 비면허 대역을 사용하고 있다고 판단되면 LBE로 동작하는 기지국 또는 단말은 추가적인 CCA을 수행할 수 있다. 이와 같은 추가적인 CCA를 ECCA (extended CCA, 223)라고 한다. ECCA는 N번의 CCA로 구성되는데 여기서 N는 [1, q] 사이에서 임의로 선택된 값이고 q는 주어진 값이다.
ECCA 수행 결과 현재 비면허 대역을 사용하고 있는 기기가 없다고 판단되면 송신기는 전송을 수행(224)할 수 있다. 이 때 LBE로 동작하는 기지국 또는 단말이 데이터를 전송하는 시간을 채널 점유 시간(225)이라 할 수 있다. 채널 점유 시간(225)은 최대 (13/32*q) ms 이고 그 후 ECCA을 수행한 시간 동안 유휴 상태(226)를 유지하는 유휴 구간(227)에서 데이터 전송을 중단 할 수 있다.
본 발명에서 하향링크 전송을 위해 기지국은 LBE 방식으로 동작할 수 있으며, 상향링크 전송을 위해 단말은 FBE 방식 또는 LBE 방식으로 동작할 수 있다.
도 3a은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDD 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3a를 참고하면, 기지국은 TDD 프레임(310)의 첫 CCA구간(311)에서 유휴(idle) 채널을 감지할 수 있다. 본 발명의 TDD 프레임(310)은 연속적인 하향링크 서브프레임을 포함하므로, 기지국은 이후의 연속적인 하향링크 서브프레임(312)에서 하향링크 전송을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 TDD 프레임(310)의 모든 하향링크 서브프레임은 연속적으로 구성될 수 있다. 이 때, 하향링크 전송을 위한 서브프레임의 개수는 전송해야 할 데이터의 양에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 기지국은 데이터 양에 따라 설정된 시간길이에서 연속된 하향링크 서브프레임을 포함하는 서브프레임에 대한 설정 정보를 결정하고 이를 단말에게 전송할 수 있다.
TDD 프레임(310)은 하향링크 데이터 전송을 위해 6개의 하향링크 서브프레임이 할당된 경우를 도시한 것이다. 따라서, 기지국은 상기 서브프레임 구성에 대한 설정 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 또한, 하나의 서브프레임은 1ms이므로, 기지국은 6ms 동안 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.
또한, TDD 프레임(310)은 연속적인 하향링크 서브프레임(312) 이후 스페셜 서브프레임(313) 및 연속적인 상향링크 서브프레임(314)을 포함할 수 있다.
스페셜 서브프레임은 규제(regulation)에서 정의하고 있는 유휴 구간을 포함할 수 있다. 또한, 스페셜 서브프레임에서 유휴 구간을 제외한 나머지 구간에서는 기지국 및 단말이 데이터 또는 제어 신호 등을 송수신 할 수 있다.
또한, TDD 프레임(310) 내의 서브프레임 인덱스는 초기 신호가 전송되는 서브프레임이 0번으로 설정될 수 있다. 또는, 초기 신호가 전송된 후 첫 번째 데이터가 송수신되는 서브프레임이 0번으로 설정될 수 있다. 다만, 서브프레임의 인덱스를 결정하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, TDD 프레임(320)은 첫 CCA 구간(321)에서 유휴 채널을 감지하지 못한 경우의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
TDD 프레임(320)의 첫 CCA 구간(321)에서의 CCA 결과 유휴 채널을 감지하지 못하는 경우, 기지국은 다음 서브프레임인 서브프레임 0(322)에서 eCCA(323)을 수행할 수 있다. 이 때, eCCA를 수행하는 구간을 eCCA 구간이라 칭할 수 있다. 또한, 상기 eCCA 구간은 채널 점유 확인 구간이라 칭할 수 있다.
서브프레임 0(322)에서 eCCA (323)를 수행한 결과 채널의 유휴 상태가 감지되는 경우, 기지국은 다음 서브프레임인 서브프레임 1(324)에서부터 연속적인 하향링크 서브프레임(326)에서 하향링크 신호를 전송할 수 있다.
다만, 채널의 유휴 상태를 감지한 이후부터 다음 서브프레임까지의 구간(325)동안 다른 단말이 상기 채널을 사용할 수 있다. 따라서, 기지국은 채널을 점유하기 위해 초기 신호(initial signal)를 전송하여 채널을 점유할 수 있다.
또한, TDD 프레임(320)은 연속적인 하향링크 서브프레임(326) 이후, 스페셜 서브프레임(327) 및 상향링크 서브프레임(328)을 포함할 수 있다.
상향링크 전송의 경우에는 매 상향링크 서브프레임 마다 전송을 수행하는 단말이 변경될 수 있다. 또한, 단말은 하향링크 데이터를 수신할 때, 상향링크 전송을 위한 서브프레임에 관련된 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 따라서, 단말은 할당된 서브프레임에서 상향링크 전송을 위한 CCA 또는 eCCA를 수행하여 채널의 점유 여부를 확인할 수 있다. 확인 결과, 채널이 유휴 상태라고 판단되는 경우, 단말은 해당 서브프레임에서 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 반면, 채널이 점유 상태라고 판단된 경우, 단말은 해당 서브프레임에서 상향링크 데이터를 전송하지 않을 수 있다. 이 때, 상향링크 서브프레임에서 상향링크 데이터 전송 시 단말의 채널 점유 시간은 서브프레임의 길이와 동일한 1ms 또는 1ms의 배수가 될 수 있다.
단말은 상향링크 서브프레임에 포함된 CCA 구간(329)에서 CCA를 수행할 수 있으며, CCA 구간(329)은 상향링크 서브프레임의 마지막 1개 또는 n개의 심볼을 포함할 수 있다. 따라서, 상향링크 서브프레임의 마지막 1개 또는 n 개의 심볼에서는 단말과 기지국 사이의 송수신이 수행되지 않을 수 있다.
TDD 프레임(320)에 포함된 서브프레임 7(325)에서와 같이 첫 번째 상향링크 서브프레임에 할당된 단말의 경우, 바로 앞의 하향링크 서브프레임 또는 스페셜 서브프레임에서 CCA 또는 eCCA를 수행할 수 있다.
다만, 상향링크 서브프레임에서 상향링크 전송을 위한 CCA 또는 eCCA를 수행하는 구간의 위치 및 크기는 변경될 수 있다. 구체적인 내용은 도 3b에서 설명한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 TDD 프레임의 다른 구조를 도시한 도면이다.
도 3b를 참고하면, TDD 프레임(330) 및 TDD 프레임(340)은 상향링크 서브프레임에서 CCA 구간의 위치 및 크기가 변경된 예를 도시한 것이다.
TDD 프레임(310) 및 TDD 프레임(320)의 경우, CCA를 수행하기 위한 구간은 이전 서브프레임의 마지막 1개 또는 n 개의 심볼을 포함할 수 있다. 한편, TDD 프레임(330)의 CCA 구간은 서브프레임의 처음 1개 또는 n 개의 심볼을 포함할 수 있다.
따라서, 기지국은 TDD 프레임(330)의 하향링크 서브프레임 0(331)의 가장 앞쪽에 위치한 CCA 구간(332)에서 CCA를 수행하고, CCA 수행 결과 유휴 채널을 감지하지 못하는 경우, 이후의 구간에서 ECCA를 수행할 수 있다.
또한, 단말은 상향링크 전송을 위한 CCA 또는 eCCA를 각 상향링크 서브프레임의 처음 1개 또는 n개의 심볼에서 수행할 수 있다. 따라서, 상향링크 서브프레임의 처음 1개 또는 n개의 심볼에서는 단말과 기지국 사이의 송수신이 수행되지 않을 수 있다.
한편, 연속된 하향링크 서브프레임의 시작 시점, 개수, 스페셜 서브프레임의 위치, 연속된 상향링크 서브프레임의 시작 시점 및 개수, 하향링크 서브프레임의 CCA 및 ECCA 구간, 상향링크 서브프레임의 CCA 및 ECCA 구간 등 TDD 프레임 구조와 관련된 TDD 설정 정보는 기지국 및 단말이 전송할 데이터의 크기 등에 따라 매 전송 시 변경될 수 있다.
TDD 프레임(340)은 연속된 하향링크 서브프레임의 개수, 연속된 상향링크 서브프레임의 개수 및, CCA 구간이 변경된 프레임 구조를 도시한 것이다.
TDD 프레임(340)을 참고하면, 전송할 데이터의 양이 적은 경우 TDD 프레임(340)에 포함된 연속된 하향링크 서브프레임의 개수는 감소할 수 있다. TDD 프레임(330)은 6개의 연속된 하향링크 서브프레임을 포함하는 반면, TDD 프레임(340)은 5개의 연속된 하향링크 서브프레임을 포함할 수 있다.
또한, CCA 구간의 개수 역시 변경될 수 있다. 단말이 CCA를 통해 비면허 대역의 채널에서 상향링크 데이터를 전송하는 경우, 전송할 데이터의 양에 따라 단말은 두 개 이상의 상향링크 서브프레임에서 데이터를 전송할 수 있다. 프레임 (340)을 참고하면, 단말은 상향링크 서브프레임에서 두 개의 서브프레임 간격으로 CCA를 수행할 수 있다. 다만, 각 단말이 전송할 데이터의 양에 따라 기지국은 상향링크 전송을 위한 서브프레임의 개수를 각 단말에게 동적으로 할당할 수 있으며, 이에 따라 CCA를 수행하는 서브프레임 간격은 동적으로 변경될 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 LAA 시스템의 경우, 기지국은 전송할 데이터가 있는 만큼만 채널을 점유하기 때문에 TDD 프레임을 LTE와 같이 고정된 프레임 크기인 10ms를 기준으로 설정할 필요가 없다.
TDD 프레임(350)은 전송할 데이터의 양에 따라 동적인 서브프레임 크기를 갖는 프레임 구조를 도시한 것이다. TDD 프레임(350)을 참고하면, TDD 프레임(350)에 포함된 연속적인 하향링크 서브프레임 및 연속적인 상향링크 서브프레임의 개수는 변경될 수 있으며, 이에 따라 전체 프레임의 길이 역시 변경될 수 있다.
구체적으로, TDD 프레임(350)은 eCCA 수행 이후, 하향링크 전송을 위한 3개의 연속적인 하향링크 서브프레임을 포함하며, 2개의 연속적인 상향링크 서브프레임을 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 프레임의 길이(351)는 7ms 로 LTE에서의 프레임 길이인 10ms보다 작게 설정될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 TDD 프레임 구조는 연속적인 하향링크 서브프레임과 스페셜 서브프레임 및 연속적인 상향링크 서브프레임을 포함할 수 있다. 즉 본 발명에 따른 TDD 프레임은 모든 하향링크 서브프레임과 모든 상향링크 프레임이 연속적으로 위치하도록 설정될 수 있다. 이 때, 연속적인 하향링크 서브프레임과 연속적인 상향링크 서브프레임 및 스페셜 서브프레임의 위치는 변경될 수 있다.
또한, 경우에 따라 상향링크 서브프레임이 존재하지 않고 연속적인 하향링크 서브프레임만 존재하거나, 하향링크 서브프레임이 존재하지 않고 연속적인 상향링크 서브프레임만 존재할 수도 있다.
한편, 기지국이 한 단말에 대하여 n 서브프레임 이전 또는 현재 서브프레임에서 TDD 프레임 구조에 관한 정보를 전달하여 주면, 이를 수신한 단말은 현재 또는 m 서브프레임 이후의 상/하향링크 서브프레임의 구성을 알 수 있다. 단말은 하향링크 서브프레임으로 구성된 서브프레임에서만 하향링크 제어채널(PDCCH)을 수신하고 기지국 신호에 대한 RRM(radio resource management) 측정(measurement) 또는 CSI 측정(measurement)를 수행할 수 있다. 추가적으로 단말은 연속된 하향링크 서브프레임 묶음에 대해서 RRM measurement 또는 CSI measurement에 대한 하나의 결과 값을 결정할 수 있다. 기지국 역시 단말에게 상향링크 서브프레임을 설정함으로써 상향링크 제어채널(physical uplink control channel: PUCCH)이나 SRS(sounding reference signal)에 대한 수신 및 측정 동작을 한정할 수 있다.
본 발명에서 제안한 TDD 프레임 구조를 LAA 시스템에서 활용하기 위해 기지국은 단말에게 TDD 프레임 구조를 알리기 위한 TDD 설정 정보를 전송할 수 있다. 이 때, TDD 설정 정보는 하기 [표 1]에 포함된 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
표 1
채널 점유 시작 시점, 채널 점유 종료 시점, 남아있는 채널 점유 시간, 프레임 길이, 프레임 시작 시점, 프레임 종료 시점, 하향링크 구간의 길이, 하향링크 구간의 시작 시점, 하향링크 구간의 종료 시점, 남아있는 하향링크 구간의 길이, 상향링크 구간의 길이, 상향링크 구간의 시작 시점, 상향링크 구간의 종료 시점, 남아있는 상향링크 구간의 길이, 하향링크 구간에서 기지국이 CCA 또는 ECCA을 수행하는 구간, 상향링크 구간에서 단말이 CCA 또는 ECCA을 수행하는 구간, Special subframe의 위치, 전체 채널 점유 구간에서 일부만 사용되는 부분 서브프레임(partial subframe)의 존재 여부, 각 subframe이 일반적인 1 ms 서브프레임(subframe)인지 아니면 1 ms 보다 짧은 부분 서브프레임(partial subframe)인지 여부 등 |
위의 정보 중에서 채널 점유 종료 시점, 프레임 종료 시점, 하향링크 구간의 종료 시점, 상향링크 구간의 종료 시점과 같이 종료 시점에 관한 정보를 단말에게 전송할 때, 기지국은종료 시점 자체를 알려줄 수도 있고, LTE에 정의되어 있는 스페셜 서브프레임(special subframe)의 구조를 활용하여 알려줄 수도 있다. 상술한 바와 같이 LTE에는 다음 표 2와 같은 DwPTS(downlink pilot time slot), UpPTS(upliknk pilot time slot), GP(guard period)을 통하여 special subframe을 정의하고 있다.
표 2
Configuration | 3GPPrelease | DwPTS | UpPTS | Number of slots / subframe | |||
(Ts) | (Ts) | Dw | GP | Up | |||
0 | 8 | 6592 | 2192 | 3 | 10 | 1 | |
1 | 8 | 19760 | 2192 | 9 | 4 | 1 | |
2 | 8 | 21952 | 2192 | 10 | 3 | 1 | |
3 | 8 | 24144 | 2192 | 11 | 2 | 1 | |
4 | 8 | 26336 | 2192 | 12 | 1 | 1 | |
5 | 8 | 6592 | 4384 | 3 | 9 | 2 | |
6 | 8 | 19760 | 4384 | 9 | 3 | 2 | |
7 | 8 | 21952 | 4384 | 10 | 2 | 2 | |
8 | 8 | 24144 | 4384 | 11 | 1 | 2 | |
9 | 11 | 13168 | 4384 | 6 | 6 | 2 |
이를 이용하여 기지국이 단말에게 종료 시점을 제공하여 주는 방법은 일 예로 다음과 같다.
만약 기지국이 단말에게 n번째 서브프레임(subframe)이 마지막 하향링크 서브프레임이고 n번째 서브프레임(subframe)은 스페셜 서브프레임(special subframe) 0번 configuration을 갖는다고 알려주면 단말은 n번째 서브프레임(subframe)의 3번째 심볼(symbol) 종료 시점이 하향링크 종료 시점임을 알 수 있다.
또한 기지국이 단말에게 n번째 서브프레임(subframe)이 마지막 하향링크 서브프레임이고 n번째 서브프레임(subframe)은 스페셜 서브프레임(special subframe) 9번 configuration을 갖는다고 알려주면 단말은 n번째 subframe의 6번째 심볼(symbol) 종료 시점이 하향링크 종료 시점임을 알 수 있다.
또한, 상기에서 설명한 바와 같이 매 전송 시 기지국 및 단말이 전송할 데이터의 크기 등에 따라서 TDD 프레임에 포함된 연속된 하향링크 서브프레임의 시작과 종료 시점 및 개수, 스페셜 서브프레임의 위치, 연속된 상향링크 서브프레임의 시작과 종료 시점 및 개수, CCA 구간 등이 변경될 수 있다. 따라서, 상기 TDD 설정 정보는 기지국이 CCA를 수행할 때마다 또는 매 서브프레임마다 변경될 수도 있으며, 이에 따라 변경된 TDD 설정 정보가 단말에게 PDCCH 등을 통해서 전송될 수 있다.
구체적으로, 기지국은 상기 TDD 설정 정보를 전송하기 위해 다음과 같은 방법 중 적어도 하나의 방법을 사용할 수 있다.
기지국이 비면허 대역에서 동작하는 부차반송파(SCell)에 대한 CCA 또는 eCCA를 수행하고 있는 경우, 면허 대역에서 동작하는 주반송파(PCell)의 제어 채널에 TDD 설정 정보를 포함시켜 단말에게 전송할 수 있다. 이 때, PCell의 제어 채널은 물리적 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH), 시스템 정보 블록(system information block: SIB), 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 설정(configuration)정보, RRC reconfiguration 등의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어 아래와 같은 PDCCH 내의 DCI(downlink control indicator)에 새로운 항목을 삽입하여 [표 3]에 나타난 정보를 기지국이 단말에게 전달할 수 있다.
표 3
Format 0 (예시, 다른 format에도 같은 형식으로 적용될 수 있음) | ||
Field name | Length | Comment |
Flag for format0/format1A differentiation | 1 | |
Hopping flag | 1 | |
N_ULhop | 1 (1.4 MHz)1 (3 MHz)1 (5 MHz)2 (10 MHz)2 (15 MHz)2 (20 MHz) | Applicable only when Hopping flag is set |
Resource block assignment | 5 (1.4 MHz)7 (3 MHz)7 (5 MHz)11 (10 MHz)12 (15 MHz)13 (20 MHz) | |
MCS and RV | 5 | |
NDI (New Data Indicator) | 1 | |
TPC for PUSCH | 2 | |
Cyclic shift for DM RS | 3 | |
UL index (TDD only) | 2 | This field is present only for TDD operation with uplink-downlink configuration 0 |
Downlink Assignment Index (DAI) | 2 | Only for TDDOperation with uplink-downlink configurations 1-6 |
CQI request (1 bit) | 1 | |
LAA information (새롭게 추가된 항목) | N bits | 표 1에 포함된 항목 중 적어도 하나 이상을 이러한 형식으로 기지국으로부터 단말에게 전송함 |
또는, 기지국이 비면허 대역에서 동작하는 SCell에 대한 CCA 또는 eCCA 통해 채널을 점유하게 되면, SCell의 제어 채널, 예를 들면, SCell의 PDCCH, SIB, RRC configuration, RRC reconfiguration 등의 정보에 TDD 설정 정보를 포함시켜 단말에 전송할 수 있다.
또는, 기지국이 비면허 대역에서 동작하는 SCell에 대한 CCA 또는 eCCA 통해 채널을 점유하게 되면, 기지국이 전송하는 초기 신호에 TDD 설정 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.
또는, 기지국은 단말에게 PCell로 상기 TDD 설정 정보를 전송하고 추가적으로 SCell로 상기 TDD 설정 정보를 전송할 수 있다. 단말은 미리 설정된 조건에 따라서 기존에 PCell로 수신한 설정 정보에 대해 SCell로 수신한 설정 정보를 조합하거나 덮어쓸 수 (Overwriting) 있다.
PCell을 통해 수신된 설정 정보와 SCell을 통해 수신된 설정 정보를 조합하는 방법에 대한 예시로써, 크로스 캐리어(cross-carrier) 스케줄링 명령과 함께 목표 캐리어에 대해 채널 점유 시작 시점을 단말이 PCell의 하향링크 제어채널을 통해 설정 받고, 이 단말이 목표 캐리어에서 SCell에 대한 하향링크 동작을 수행 중에 SCell의 하향링크 제어채널을 통해 채널 점유 종류 시점을 설정 받을 수 있다. 단말은 PCell로부터 수신한 채널 점유 시작 시점과 SCell로부터 수신한 채널 점유 종류 시점을 모두 고려하여 SCell의 하향링크 서브프레임을 결정할 수 있다.
PCell을 통해 수신된 설정 정보에 대해 SCell을 통해 수신된 설정 정보를 덮어쓰는 방법에 대한 예시로서, 크로스 캐리어(cross-carrier) 스케줄링 명령과 함께 목표 캐리어에 대해 채널 점유 시작 시점과 채널 점유 종료 시점을 단말이 PCell의 하향링크 제어채널을 통해 설정 받고, 이 단말이 목표 캐리어에서 SCell에 대한 하향링크 동작을 수행 중에 SCell의 하향링크 제어채널을 통해 채널 점유 종료 시점 (또는 남아있는 채널 점유 시간)을 설정 받을 수 있다. 단말은 PCell로부터 수신한 채널 점유 종류 시점을 SCell로부터 받은 채널 점유 종료 시점 (또는 남아 있는 채널 점유 시간)을 기반으로 덮어쓰거나 수정할 수 있다. 단말은 PCell로부터 수신한 채널 점유 시작 시점과 덮어쓰기 또는 수정한 채널 점유 종료 시점을 모두 고려하여 SCell의 하향링크 서브프레임을 결정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 종류 별로 CCA를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이 LAA 시스템에서 비면허 대역을 사용하기 위해서 기지국은 비면허 대역을 다른 기기가 사용하고 있는지 여부를 판단해야 한다. 이와 같이 다른 기기가 비면허 대역의 채널을 점유하고 있는지 여부를 판단하기 위한(또는, CCA를 수행하기 위한) 파라미터를 채널 점유 파라미터라 칭할 수 있다. 상기 채널 점유 파라미터에는 CCA 시작 시간, CCA 구간, CCA 임계 값, 유휴 기간, ECCA 구간, 채널 점유 시간 중 적어도 하나의 정보가 포함될 수 있다.
한편, LAA와 같이 비면허 대역을 사용하는 Wi-fi 역시 채널 점유 여부를 확인하기 위한 CCA를 수행해야 하며, Wi-fi의 경우 서로 다른 종류의 트래픽에 대해 별개의 채널 점유 파라미터가 적용될 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.11e에서는 EDCA(enhanced distributed channel access)를 정의하여 하기 표 4와 같이 채널 점유 파라미터(이하, CCA 파라미터 또는 LBT(listen before talk) 파라미터라는 용어와 혼용하여 사용한다).
표 4
Minimum contention window size (CWmin) | Maximum contention window size (CWmax) | Max TXOP | |
Background | 15 | 1023 | |
Best effort | 15 | 1023 | 3.008 ms |
Video | 7 | 15 | 1.504 ms |
Voice | 3 | 7 | |
Legacy | 15 | 1023 |
도 4를 참고하면, 도 4의 주채널(primary channel, 410) 및 부채널(secondary channel, 420)은 기능 별로 구분되는 채널을 의미할 수 있다. 이 때, 기능 별로 구분되는 채널이란 전송되는 트래픽 또는 패킷의 종류가 다른 채널을 의미할 수 있다. 상술한 바와 같이 Wi-fi는 서로 다른 종류의 트래픽에 대해 별개의 채널 점유 파라미터를 적용하므로, 두 개 이상의 채널이 동작하는 멀티 채널 동작에서는, 채널의 종류에 따라 서로 다른 LBT 파라미터가 적용될 수 있다.
예를 들어, 주채널(410)에서 AP(access point) 또는 STA(station)은 DIFS 구간 및 랜덤 백오프 주기 동안 eCCA를 수행할 수 있다. 반면, 부채널(420)에서 AP 또는 STA는 PIFS 동안 CCA 를 수행하여 채널을 점유할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
한편, Wi-fi는 서로 다른 물리적 채널에서는 동일한 LBT 파라미터를 사용하기 때문에 AP 또는 STA는 특정 채널을 선호하지 않는다. 따라서, AP 또는 STA는 각 채널의 평균 채널 점유 시간을 관찰하여 이 값이 가장 낮은 채널을 선택하여 사용할 수 있다.
이런 방식으로 채널을 선택하는 경우, 각 채널에 존재하는 트래픽의 종류가 랜덤화될 수 있다. 하지만, LTE 시스템에서의 기지국과 같이 중앙 집중화 된 방식으로 단말의 채널 할당을 하는 경우, 보다 개선된 방식으로 채널을 운영할 수 있으며, 이하에서 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 비면허 대역에 서로 다른 채널에 서로 다른 트래픽이 존재하는 경우를 도시한 도면이다.
도 5는 채널 1(510) 및 채널 2(520)을 통해 음성 패킷이 전송되며, 채널 3(530)을 통해 데이터 패킷이 전송되며, 채널 4(540)를 통해 음성 패킷, 데이터 패킷, 영상 패킷이 전송되는 상황을 도시한 도면이다.
채널 1(510) 및 채널 2(520)를 통해 전송되는 음성 패킷(511, 521)의 크기는 데이터 패킷 또는 음성 패킷에 비해 상대적으로 작을 수 있다. 또한, AP의 개수에 따라 음성 패킷이 발생하는 주기가 변경될 수 있으며, 음성 패킷은 데이터 패킷이나 영상 패킷에 비해 상대적으로 짧은 주기로 전송될 수 있다.
반면, 채널 3(530)을 통해 전송되는 데이터 패킷(531) 및 채널 4(540)을 통해 전송되는 데이터 패킷(541) 및 영상 패킷(542)의 크기는 음성 패킷에 비해 상대적으로 클 수 있다. 또한, 데이터 패킷 및 영상 패킷은 음성 패킷에 비해 긴 주기로 전송될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 비면허 대역에서 LAA 시스템의 음성 패킷을 사용하는 사용자가 존재하는 상황을 도시한 도면이다.
도 6a을 참고하면, 도 5에서와 마찬가지로 Wifi에서 채널 1(610) 및 채널 2(620)를 통해 음성 패킷이 전송되며, 채널 3(630)을 통해 데이터 패킷이 전송되고, 채널 4(640)를 통해 영상 패킷, 데이터 패킷 및 음성 패킷이 전송될 수 있다.
이 때, LAA 시스템에서 기지국이 Wifi의 음성 패킷이 존재하는 채널 1(610) 및 채널 2(620)를 통해 음성 패킷을 전송하는 경우, 채널의 부하가 크더라도 Wifi의 음성 패킷이 전송되지 않는 구간에서 기지국은 음성 패킷(611, 621)을 전송할 수 있다.
반면, LAA 시스템에서 기지국이 데이터 패킷이 존재하는 채널 3(630) 및 채널 4(640)를 통해 음성 패킷을 전송하는 경우, 채널의 부하가 작더라도 Wifi의 데이터 패킷의 크기가 크기 때문에 기지국이 음성 패킷을 전송하는 구간과 Wifi의 데이터 패킷이 전송되는 구간이 충돌할 수 있다. 예를 들어, 채널 3(630)에 전송되는 LAA 시스템의 음성 패킷(631), (632)은 채널 3의 데이터 패킷(633)과 충돌할 수 있다. 또한, 채널 4(640)에 전송되는 LAA의 음성 패킷(641), (642)는 채널 4의 데이터 패킷(643) 및 영상 패킷(644)과 충돌할 수 있다.
이와 같이 Wifi에서 전송되는 패킷과 LAA 시스템에서 전송되는 패킷이 충돌하는 경우, Wi-Fi 및 LAA 시스템의 데이터 처리량(throughput)이 감소될 수 있다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 비면허 대역의 채널에서 LAA 시스템의 데이터 패킷을 사용하는 사용자가 존재하는 상황을 도시한 도면이다.
도 6b를 참고하면, Wifi에서 채널 1(650) 및 채널 2(660)를 통해 음성 패킷이 전송되며, 채널 3(670)을 통해 데이터 패킷이 전송되고, 채널 4(680)를 통해 영상 패킷, 데이터 패킷 및 음성 패킷이 전송될 수 있다.
LAA 시스템에서 기지국이 Wifi의 음성 패킷이 존재하는 채널 1(650) 및 채널 2(660)에서 데이터 패킷을 전송하는 경우를 가정한다. 이와 같은 경우, 채널의 부하가 높지 않더라도 음성 패킷이 높은 빈도로 전송되는 경우, Wi-fi의 음성 패킷과 LAA의 데이터 패킷이 전송되는 구간이 충돌할 수 있다. 예를 들어, 채널 1(650)에서 전송되는 LAA 시스템의 데이터 패킷(651)은 채널 1(650)에서 전송되는 Wifi의 음성 패킷(652)와 충돌할 수 있다.
또한, 채널 4(680)에 전송되는 LAA 시스템의 데이터 패킷(681)은 채널 4에서 전송되는 Wifi의 데이터 패킷(682)과 충돌할 수 있다.
반면, LAA 시스템에서 기지국이 Wifi의 데이터 패킷이 존재하는 채널 3(670)에서 데이터 패킷을 전송하는 경우에도, Wifi의 데이터 패킷 전송 빈도가 높지 않은 경우, Wifi의 데이터 패킷 전송 구간을 피해서 LAA 시스템의 데이터 패킷을 전송함으로써, 데이터 패킷 간 충돌이 발생하지 않을 수 있다.
상기와 같이 채널의 점유 시간이 낮을수록, 채널에 유사한 트래픽이 존재할 수록, 채널을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 LAA 기지국 또는 단말이 비면허 대역의 각 채널에서 다른 기기의 채널 점유 형태를 파악한 후, 각 채널에 적합한 LBT 파라미터를 설정하여 사용하는 방법을 제안한다.
도 7a은 본 발명의 다른 실시예에 따라 LBT 파라미터를 결정하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 7a을 참고하면, 기지국은 S710 단계에서 각 채널의 점유 상황을 확인할 수 있다. 기지국은 일정 시간 동안 비면허 대역에 존재하는 사용 가능한 채널을 스캐닝하고, 시간에 따른 채널의 점유 상황을 관찰할 수 있다.
그리고, 기지국은 S720 단계에서 확인된 채널 점유 상황을 이용하여 LBT 파라미터를 결정하기 위한 채널 상태 정보를 결정할 수 있다.
이 때, 채널 상태 정보는 하기의 표 5의 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표 5
다른 기기에 의해 채널이 점유된 평균 시간, 채널 점유 상태(이하, busy 상태라는 용어와 혼용하여 사용할 수 있다)에서 유휴 상태(이하, idle 상태와 혼용하여 사용할 수 있다)로 전환된 횟수, 유휴 상태에서 채널 점유 상태로 전환된 횟수, 각 채널 점유 구간의 평균 시간, 채널 점유 구간의 총 시간, 각 유휴 구간의 평균 시간, 유휴 구간의 총 시간, 각 채널 점유 구간의 시간 표준 편차, 각 유휴 구간의 시간 표준 편차 |
상기 채널 상태 정보의 구체적인 내용은 도 8에서 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 기지국이 각 채널의 점유 상황에 따라 확인된 채널 상태 정보를 도시한 도면이다.
도 8을 참고하면, 기지국이 비면허 대역의 채널 상태를 확인하는 구간을 관찰 구간(observation period, 810)이라 할 수 있다. 기지국은 관찰 구간 동안 비면허 대역의 점유 여부를 관찰하고, 채널 상태 정보를 결정할 수 있다.
기지국은 비면허 대역에서의 점유 구간(이하, busy 구간이라는 용어와 혼용하여 사용할 수 있다)과 유휴 구간(이하, idle 구간이라는 용어와 혼용하여 사용할 수 있다)을 확인할 수 있다.
기지국은 일정 시간 동안 수신 신호의 세기를 측정하여, 측정된 신호의 세기가 미리 정해진 값보다 큰 경우 이를 점유 구간이라고 판단할 수 있다. 반면, 측정된 신호의 세기가 미리 정해진 값 보다 작은 경우, 기지국은 이를 유휴 구간이라고 판단할 수 있다.
도 8의 경우, 기지국은 비면허 대역의 점유 구간(820) 및 유휴 구간(830)은 각각 세 개씩 존재함을 확인할 수 있다. 또한, 기지국은 각 점유 구간에서의 점유 시간이 각각 B1(821), B2(822), B3(823)임을 확인할 수 있다. 또한, 기지국은 점유 시간 B1, B2, B3를 이용하여 점유 구간의 평균 점유 시간 및 점유 시간의 표준 편차(824)를 계산할 수 있다.
또한, 기지국은 유휴 구간에서의 유휴 시간이 각각 I1(831), I2(832), I3(833)임을 확인할 수 있다. 따라서, 기지국은 유휴 시간 I1, I2, I3를 이용하여 유휴 구간에서 평균 시간 및 표준 편차(834)를 계산할 수 있다.
또한, 기지국은 관찰 구간의 길이, 점유 구간의 총 점유 시간, 유휴 구간의 총 유휴 시간 등을 이용해 채널 점유 비율(840)을 결정할 수 있다.
또한, 기지국은 관찰 구간(810) 동안 점유 구간과 유휴 구간 사이의 전환 횟수(850)를 결정할 수 있다. 기지국은 관찰 구간(810) 내에서의 점유 구간과 유휴 구간의 수를 이용하여 전환 횟수(850)를 결정할 수 있다.
기지국은 상기 점유 구간과 유휴 구간 사이의 전환 횟수 정보를 이용하여 LBT 파라미터를 결정할 수 있다. 구체적인 내용은 후술한다.
또한, 기지국은 유휴 슬롯(idle slot)의 수를 결정할 수 있다.
슬롯이란 유휴 상태 또는 점유 상태를 결정하기 위한 시간 단위를 의미한다. 예를 들어, 한 슬롯은 9us의 길이로 구성될 수 있다. 따라서, 기지국은 슬롯 단위를 기준으로 유휴 상태와 점유 상태를 판단할 수 있으며, 이에 따라 유휴 슬롯 및 점유 슬롯의 수를 결정할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 유휴 시간의 총합을 하나의 슬롯의 길이로 나누어 유휴 슬롯의 수를 결정할 수 있다. 또한, 기지국은 유휴 시간의 총합을 관찰 구간의 길이로 나누어 유휴 슬롯의 비율을 결정할 수 있다. 또한, 기지국은 관찰 구간에서 유휴 슬롯과 점유 슬롯(busy slot) 수의 비율을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 유휴 시간의 총합을 점유 시간의 총합으로 나누어 유휴 슬롯과 점유 슬롯(busy slot) 수의 비율을 결정할 수 있다.
기지국은 상기 유휴 슬롯의 수, 유휴 슬롯의 비율, 또는 유휴 슬롯과 점유 슬롯의 비율 중 적어도 하나를 이용하여 LBT 파라미터를 결정할 수 있다.
다만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 기지국이 채널 상태를 확인하고 채널 상태 정보를 결정하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 단말도 채널 상태를 확인하고 채널 상태 정보를 결정할 수 있으며, 기지국은 상기 단말이 결정한 채널 상태 정보를 참고하며 LBT 파라미터를 결정할 수 있다.
도 7a의 설명으로 복귀하면, 채널 상태 정보를 결정한 기지국은 S730 단계에서 채널 관련 파라미터를 이용하여 각 채널 별 LBT 파라미터를 결정할 수 있다. 단말이 채널 상태를 확인하는 경우, 기지국은 단말이 채널의 상태를 확인한 결과를 수신하고, 이를 참고하여 LBT 파라미터를 결정할 수 있다.
LBT 파라미터는 하기의 표 6의 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표 6
CCA 시작 시간, CCA 구간, CCA 임계 값, 채널 점유 시간, 유휴 구간, ECCA 구간 |
여기서 ECCA 구간 채널 점유 확인 구간이라 칭할 수 있다. 또한, ECCA 구간은 LAA의 컨텐션 윈도우 크기(contention window size)에 의해 결정될 수 있으며, 기지국은 상기 채널 상태 정보 중 점유 상태에서 유휴 상태로 전환되는 수 또는 유휴 슬롯의 수 또는 유휴 슬롯과 점유 슬롯 수의 비율을 이용해 컨텐션 윈도우 크기를 결정하고, ECCA 구간을 결정할 수 있다. LBT 파라미터를 결정하기 위해 다양한 방법 및 알고리즘이 사용될 수 있으며, 구체적인 내용은 후술한다.
그리고, 기지국은 S740 단계에서 각 채널 별 LBT 파라미터를 단말에게 전송할 수 있다.
기지국은 LBT 파라미터를 면허대역에서 동작하는 주반송파를 통해 단말에게 전송할 수 있다. 구체적으로 기지국은 면허 대역에서 동작하는 주반송파의 PDCCH, SIB, RRC connection configuration message, RRC reconnection configuration message 등에 LBT 파라미터를 포함시켜 전송할 수 있다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상태에 기반하여 LBT 파라미터를 결정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7b를 참고하면, 기지국은 S751 단계에서 관찰 구간에서 비면허 대역의 채널의 상태를 확인하고, S752 단계에서 채널 상태 정보를 결정할 수 있다. 이는 도 7a의 S710 단계 내지 S720 단계와 유사하며, 구체적인 설명은 생략한다.
이후, 기지국은 S753 단계에서 채널 상태 정보를 비교할 수 있다. 기지국은 현재 관찰 구간에서 결정된 채널 상태 정보와 이전 관찰 구간에서 결정된 채널 상태 정보를 비교할 수 있다.
이 때, 기지국은 채널 상태 정보에 포함된 파라미터 중 점유 구간에서 유휴 구간으로의 전환 횟수, 각 점유 구간의 평균 점유 시간 및 점유 구간의 총 점유 시간 중 적어도 하나를 비교를 위한 파라미터로 선택할 수 있다. 따라서, 기지국은 현재 관찰 구간과 이전 관찰 구간에서 선택된 파라미터를 비교할 수 있다.
비교 결과, 현재 관찰 구간에서의 채널 상태 정보가 이전 관찰 구간에서의 채널 상태 정보보다 작은 경우, 기지국은 S754 단계에서 컨텐션 윈도우 크기를 가장 작은 값으로 초기화 할 수 있다.
반면, 현재 관찰 구간에서의 채널 상태 정보가 이전 관찰 구간에서의 채널 상태 정보보다 큰 경우, 기지국은 S755 단계에서 컨텐션 윈도우 크기를 2배로 증가시킬 수 있다.
즉, 기지국은 연속된 관찰 구간 동안 결정된 채널 상태 정보를 비교하여 채널 상태 정보가 증가한 경우에는 채널을 사용하는 사용자가 많아짐을 의미할 수 있다. 따라서, 기지국은 동일한 채널을 통해 전송되는 패킷의 충돌을 방지하고자 컨텐션 윈도우 크기를 2배로 증가시킬 수 있다. 반면, 기지국은 채널 상태 정보가 감소한 경우에는 컨텐션 윈도우 크기를 초기화 할 수 있다.
이 후, 기지국은 S756 단계에서 결정된 컨텐션 윈도우 크기에서 임의의 숫자를 선택할 수 있다. 그리고, 기지국은 S757 단계에서 상기 선택된 수에 기반하여 비면허 대역에 접속하기 위한 채널 점유 여부 확인(LBT)하는 과정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 상기 선택된 수만큼 CCA가 성공하는 경우, 비면허 대역에 접속할 수 있다.
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상태에 기반하여 LBT 파라미터를 결정하는 다른 과정을 도시한 도면이다.
도 7c를 참고하면, 기지국은 S761 단계에서 관찰 구간에서 비면허 대역의 채널의 상태를 확인하고, S762 단계에서 채널 상태 정보를 결정할 수 있다. 이는 도 7a의 S710 단계 내지 S720 단계와 유사하며, 구체적인 설명은 생략한다.
이후, 기지국은 S763 단계에서 채널 상태 정보를 비교할 수 있다. 기지국은 현재 관찰 구간에서 결정된 채널 상태 정보와 이전 관찰 구간에서 결정된 채널 상태 정보를 비교할 수 있다.
이 때, 기지국은 채널 상태 정보에 포함된 파라미터 중 점유 구간에서 유휴 구간으로의 전환 횟수, 각 점유 구간의 평균 점유 시간 및 점유 구간의 총 점유 시간 중 적어도 하나를 비교를 위한 파라미터로 선택할 수 있다. 따라서, 기지국은 현재 관찰 구간과 이전 관찰 구간에서 선택된 파라미터를 비교할 수 있다.
비교 결과, 현재 관찰 구간에서의 채널 상태 정보가 이전 관찰 구간에서의 채널 상태 정보보다 작은 경우, 기지국은 S764 단계에서 컨텐션 윈도우 크기에 미리 정해진 제1 상수 값(p)을 곱하여 새로운 컨텐션 윈도우 크기를 결정할 수 있다. 이 때, 제1 상수 값 p는 0보다 크고 1보다 작은 값을 포함할 수 있다.
반면, 현재 관찰 구간에서의 채널 상태 정보가 이전 관찰 구간에서의 채널 상태 정보보다 큰 경우, 기지국은 S765 단계에서 컨텐션 윈도우 크기에 미리 정해진 제2 상수 값(q)를 곱하여 새로운 컨텐션 윈도우 크기를 결정할 수 있다. 이 때, 제2 상수 값 q는 0보다 크고 1보다 작은 값을 포함할 수 있다.
상기 p와 q는 감소 또는 증가시키고자 하는 컨텐션 윈도우 크기의 비율에 따라 결정될 수 있다. 또한, p와 q는 0 < p < 1 및 q > 1을 만족시키는 상태에서 자유롭게 설정될 수 있다
이 후, 기지국은 S766 단계에서 결정된 컨텐션 윈도우 크기에서 임의의 숫자를 선택할 수 있다. 그리고, 기지국은 S767 단계에서 상기 선택된 수에 기반하여 비면허 대역에 접속하기 위한 채널 점유 여부 확인(LBT)하는 과정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 상기 선택된 수만큼 CCA가 성공하는 경우, 비면허 대역에 접속할 수 있다.
도 7d는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상태에 기반하여 LBT 파라미터를 결정하는 또 다른 과정을 도시한 도면이다.
도 7d를 참고하면, 기지국은 S771 단계에서 관찰 구간에서 비면허 대역의 채널의 상태를 확인하고, S772 단계에서 채널 상태 정보를 결정할 수 있다. 이는 도 7a의 S710 단계 내지 S720 단계와 유사하며, 구체적인 설명은 생략한다.
이후, 기지국은 S773 단계에서 미리 저장된 매핑 테이블 및 채널 상태 정보를 기반으로 컨텐션 윈도우 크기를 결정할 수 있다. 미리 저장된 매핑 테이블은 일 예로 표 7와 같은 형태로 구성될 수 있다.
표 7
채널 상태 정보 (X) | Contention window |
X < N0 | 16 |
N0 <= X < N1 | 32 |
N1 <= X < N2 | 64 |
N2 <= X < N3 | 128 |
N3 <= X < N4 | 256 |
N4 <= X < N5 | 512 |
N5 <= X | 1024 |
이 때, 기지국은 컨텐션 윈도우 크기를 결정하기 위한 채널 상태 정보로서 점유 구간에서 유휴 구간으로의 전환 횟수, 각 점유 구간의 평균 점유 시간 및 점유 구간의 총 점유 시간 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
따라서, 기지국은 현재 관찰 구간에서 선택된 채널 상태 정보와 매핑 테이블을 이용하여 컨텐션 윈도우 크기를 결정할 수 있다.
그리고, 기지국은 S774 단계에서 결정된 컨텐션 윈도우 크기에서 임의의 숫자를 선택할 수 있다. 그리고, 기지국은 S775 단계에서 상기 선택된 수에 기반하여 비면허 대역에 접속하기 위한 채널 점유 여부 확인(LBT)하는 과정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 상기 선택된 수만큼 CCA가 성공하는 경우, 비면허 대역에 접속할 수 있다.
한편, 비면허 대역의 특정 채널에 여러 종류의 트래픽을 사용하는 AP 및 STA가 혼재되어 있으면 채널의 점유 형태가 불규칙하기 때문에 LBT 파라미터를 결정하여 적용하기 어렵다는 문제가 있다. 따라서, 본 발명을 적용하기 위한 채널을 선택하는 방법이 필요하며, 구체적인 내용은 이하에서 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 상황에 따라 결정된 LBT 파라미터를 적용할 채널을 선택하는 과정을 도시한 순서도이다.
기지국은 S910 단계에서 다른 기기에 의해 점유된 채널의 평균 점유 시간을 확인할 수 있다. 이는 기지국 또는 단말이 비면허 대역의 채널 상태를 확인한 결과를 이용하여 결정할 수 있다.
그리고 기지국은 S920 단계에서 평균 점유 시간을 이용하여 부하가 낮은 채널과 높은 채널을 결정할 수 있다. 기지국은 평균 점유 시간이 미리 정해진 값보다 작은 경우, 부하가 낮은 채널이라고 판단할 수 있다.
이후, 기지국은 S930 단계에서 전송되는 패킷의 길이가 짧은 채널과 전송되는 패킷의 길이가 긴 채널을 결정할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 결정한 채널 상태 정보에 포함된 점유 상태에서 유휴 상태로 전환된 횟수, 유휴 상태에서 점유 상태로 전환된 횟수, 각 점유 구간의 평균 시간, 각 유휴 구간의 평균 시간 등을 이용하여 각 채널로부터 전송되는 패킷의 길이를 판단할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 채널의 평균 점유 시간이 작을수록 채널에서 전송되는 패킷의 길이가 짧다고 판단할 수 있다. 따라서, 기지국은 평균 점유 시간이 미리 정해진 값보다 작은 채널을 패킷의 길이가 짧은 채널로 결정할 수 있다. 또는, 기지국은 점유 상태에서 유휴 상태로 전환된 횟수가 미리 정해진 횟수 미만이고, 평균 점유 시간이 미리 정해진 값보다 작은 채널을 패킷의 길이가 짧은 채널로 결정할 수 있다. 다만, 상기에서 설명한 방법은 패킷의 길이를 판단하는 일 예일 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 기지국은 S940 단계에서 채널 상황에 따라 결정된 LBT 파라미터가 적용 가능한 채널인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 기지국은 이전 단계에서 획득한 정보의 유효성 여부를 판단할 수 있다. 채널의 점유 형태가 불규칙한 경우에는 LBT 파라미터를 결정할 수 없기 때문에 기지국은 채널 상황에 따라 LBT 파라미터를 결정하고 이를 적용할 수 없기 때문이다. 이 때, 기지국은 유효성을 판단하기 위해 각 점유 시간의 표준 편차, 각 유휴 시간의 표준 편차를 이용할 수 있다.
구체적으로, 점유 시간의 표준편차가 클수록 획득한 정보 간의 차이가 크다는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 표준편차가 크다는 것은 획득된 정보가 일정하지 않으므로, 기지국은 점유 시간의 평균을 이용하여 획득된 정보는 유효성이 없다고 판단할 수 있다. 따라서, 이와 같은 경우 기지국은 점유 시간 또는 유휴 시간의 표준 편차가 큰 채널에 대해서는 채널 상황에 따라 결정한 LBT 파라미터를 적용하지 않을 수 있다.
반면, 기지국은 점유 시간 또는 유휴 시간의 표준 편차가 미리 정해진 값보다 작은 채널에 대해서는 획득된 정보에 유효성이 있으며, LBT 파라미터를 적용할 수 있다고 판단할 수 있다.
획득된 정보에 유효성이 있다고 판단된 경우, 기지국은 S950 단계에서 결정된 LBT 파라미터를 적용할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 채널을 4개의 그룹으로 분류하고 각 채널에 대해 LBT 파라미터를 적용할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 분류된 4개의 채널 그룹을 도시한 도면이다.
도 10을 참고하면, 4개의 채널 그룹은 패킷의 크기가 크고 부하가 높은 제 1 채널 그룹(1010), 패킷의 크기가 작고 부하가 높은 제 2 채널 그룹(1020) 패킷의 크기가 크고 부하가 낮은 제 3 채널 그룹(1030), 패킷의 크기가 크고 부하가 높은 제 4 채널 그룹(1040)을 포함할 수 있다.
기지국은 사용 가능한 비면허 대역의 채널에 대해 S1010 단계에서 채널 점유 상태를 판단하고, 채널 점유 상태를 이용해 각 채널의 부하 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 각 채널의 평균 점유 시간 또는 채널 점유 비율을 이용하여 채널의 부하 상태를 판단할 수 있다. 이 때, 기지국은 채널의 평균 점유 시간 또는 채널 점유 비율과 미리 정해진 값을 비교하여 부하가 높은 채널과 낮은 채널을 구분할 수 있다. 즉, 기지국은 각 채널의 평균 점유 시간 또는 채널 점유 비율이 미리 정해진 시간을 초과하는 경우 부하가 높은 채널로 구분할 수 있다.
이후, 기지국은 S1020 단계에서 패킷의 길이를 판단할 수 있다. 기지국은 점유 구간과 유휴 구간 사이의 전환 횟수 및 점유 구간 및 유휴 구간의 평균 시간을 이용하여 패킷의 길이를 결정할 수 있다.
구체적으로, 기지국은 점유 구간의 평균 시간이 길수록 패킷의 길이를 길다고 판단할 수 있다. 따라서, 기지국은 점유 구간의 평균 시간이 미리 정해진 시간보다 큰 경우 패킷의 길이가 길다고 판단할 수 있다.
이 후, 기지국은 S1030 단계에서 채널 상황에 따라 결정된 LBT 파라미터가 적용 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 기지국은 점유 구간과 유휴 구간의 표준 편차를 이용하여 상기 채널로부터 획득한 정보의 유효성을 확인한다. 표준 편차가 미리 정해진 값 보다 작은 경우, 기지국은 채널로부터 획득한 정보가 유효하다고 판단하여, 이에 따라 LBT 파라미터를 결정하여 적용할 수 있다. 또한, 기지국은 채널로부터 획득한 정보의 유효하다고 판단된 경우, 채널의 성질에 따라 각 채널 그룹에 포함시킬 수 있다.
예를 들어, 기지국은 부하가 높고, 패킷의 길이가 길다고 판단된 채널을 제 1 채널 그룹에 포함시킬 수 있다.
이와 같이 채널을 분류한 기지국은 각 채널 상황에 따라 결정된 LBT 파라미터를 적용할 수 있다.
도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따라 각 채널에 대한 LBT 파라미터를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 11는 각 채널에 대한 LBT 파라미터를 결정하는 두 가지 방법을 도시하고 있다.
첫 번째 방법은, 기지국 및 단말이 미리 정해진 적어도 하나의 LBT 파라미터 세트를 저장하고, 기지국이 각 채널 별로 결정된 LBT 파라미터 세트의 인덱스를 단말에 전송하는 방법이다.
이 때, LBT 파라미터 세트에는 적어도 하나의 LBT 파라미터가 포함될 수 있다. 예를 들어, LBT 파라미터 세트에는 CCA 구간, ECCA 구간, CCA 시작 시간 등이 포함되어 있을 수 있다. 적어도 하나의 LBT 파라미터 세트의 인덱스는 기지국과 단말에 동시에 저장되어 있을 수 있으며, 기지국은 현재 사용하고 있는 LBT 파라미터 세트의 인덱스를 단말에게 전송할 수 있다.
도 11의 방법 1(1110)을 참고하면, 기지국과 단말에는 미리 정해진 LBT 파라미터 세트 1(1111) 및 LBT 파라미터 세트 2(1112)가 저장되어 있을 수 있다. 기지국은 채널 1(1130)는 채널 N(1133)에 대해서는 LBT 파라미터 세트 1(1111)에 포함된 LBT 파라미터를 사용하기로 결정할 수 있으며, 이에 따라 채널 1(1130) 및 채널 N(1133)을 사용하는 단말에 LBT 파라미터 세트 1의 인덱스를 전송할 수 있다.
한편, 기지국은 채널 2(1131) 및 채널 3(1132)에 대해서는 LBT 파라미터 세트 2(1112)에 포함된 LBT 파라미터를 사용하기로 결정할 수 있으며, 이에 LBT 파라미터 세트 2의 인덱스를 단말에 전송할 수 있다.
두 번째 방법은, 기지국이 각 채널에 대한 LBT 파라미터를 결정하고 이를 직접 단말에게 알려주는 방법이다.
도 11의 방법 2(1120)를 참고하면, 기지국은 각 채널에 대해 채널 상태를 확인하고, 상기 채널 상태에 따라 LBT 파라미터를 결정하여 이를 단말에게 전송할 수 있다.
이 때, 채널 상태를 확인하고, 채널 상태에 따라 LBT 파라미터를 결정하는 과정은 도 7에서 설명한 바와 동일하다.
각 채널에 대해 적용할 LBT 파라미터를 결정한 기지국은 SIB, PDCCH, RRC configuration message 등을 통해서 단말에게 LBT 파라미터를 전송할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 12에서 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 LBT 파라미터를 단말에 전송하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 12를 참고하면, LAA 시스템에서 기지국은 면허 대역을 주반송파(PCell)로, 비면허 대역을 부반송파(SCell)로 이용할 수 있다. 따라서, 기지국은 S1210 단계에서 비면허 대역의 채널 상태를 확인할 수 있다. 또한, 단말 역시 S1210 단계에서 비면허 대역의 채널 상태를 확인할 수 있다. 단말이 비면허 대역의 채널 상태를 확인하는 단계는 선택적으로 적용될 수 있다.
단말이 채널 상태를 확인하는 경우, 기지국은 S1220 단계에서 단말이 측정한 비면허 대역의 채널 상태에 측정 보고를 수신할 수 있다. 이 때, 상기 측정 정보에는 채널 상태 정보가 포함될 수 있다.
단말로부터 측정 보고를 수신한 기지국은 기지국이 확인한 채널 상태 및 수신된 측정 보고를 기반으로 LBT 파라미터를 결정할 수 있다.
기지국은 단말로부터 수신된 채널 상태 측정 보고 및 기지국이 관찰 및 분석을 통해 결정한 점유 관련 파라미터를 이용하여 LBT 파라미터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 채널 상태에 따라 컨텐션 윈도우 크기를 조절하여 ECCA 구간을 결정할 수 있다.
LBT 파라미터를 결정한 기지국은 S1230 단계에서 결정된 LBT 파라미터를 단말에 전송할 수 있다. 이 때, 기지국은 SIB, PDCCH 또는 RRC 설정 정보 중 적어도 하나의 정보를 통해 상기 LBT 파라미터를 전송할 수 있다.
또한, 기지국은 SIB, PDCCH 또는 RRC 설정 정보 중 적어도 하나의 정보에 LBT 파라미터 세트의 인덱스 또는 LBT 파라미터 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.
도 13을 참고하면, 본 발명의 기지국은 통신부(1310), 제어부(1320), 저장부(1330)으로 구성될 수 있다.
통신부(1310)는 다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신부(1310)는 결정된 TDD 프레임의 TDD 설정 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(1310)는 단말에게 하향링크 데이터를 전송할 수 있으며, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통신부(1310)는 단말이 측정한 채널 상태에 대한 측정 보고를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(1310)는 채널 상태에 따라 결정된 LBT 파라미터를 단말에 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(1320)는 최초 CCA 구간에서 CCA를 수행하여 비면허 대역의 채널 점유 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 채널이 점유되었다고 판단되는 경우, 제어부(1320)는 다음 구간에서 eCCA를 수행할 수 있다. CCA 또는 eCCA 수행 결과 비면허 대역의 채널이 유휴 상태라고 판단되는 경우, 기지국은 비면허 대역의 채널을 점유하고 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. 이 때, 프레임 구조는 연속적인 하향링크 서브프레임을 포함할 수 있다. 따라서, 기지국은 연속적인 하향링크 서브프레임에서 하향링크 데이터 전송을 할 수 있다. 이 때, 하향링크 서브프레임의 개수는 변경될 수 있다.
또한, TDD 프레임의 설정에 따라 제어부(1320)는 각 서브프레임의 처음 1개 또는 n개의 심볼에서 CCA 또는 eCCA를 수행할 수 있다. 또는 제어부는 각 서브프레임의 마지막 1개 또는 n개의 심볼에서 CCA 또는 eCCA를 수행할 수 있다.
또한, 기지국은 결정된 프레임 구조에 해당하는 TDD 설정 정보를 생성하고 이를 단말에 전송할 수 있다.
제어부(1320)는 기지국이 비면허 대역에서 동작하는 부차반송파(SCell)에 대한 CCA 또는 eCCA를 수행하고 있는 경우, 면허 대역에서 동작하는 주반송파(PCell)의 제어 채널에 TDD 설정 정보를 포함시켜 단말에 전송할 수 있다. 이 때, PCell의 제어 채널은 PDCCH, SIB, RRC configuration, RRC reconfiguration 등의 정보를 포함할 수 있다.
또는, 제어부(1320)는 기지국이 비면허 대역에서 동작하는 SCell에 대한 CCA 또는 eCCA 통해 채널을 점유하게 되면, SCell의 제어 채널, 예를 들면, SCell의 PDCCH, SIB, RRC configuration, RRC reconfiguration 등의 정보에 TDD 설정 정보를 포함시켜 단말에 전송할 수 있다.
또는, 제어부(1320)는 기지국이 비면허 대역에서 동작하는 SCell에 대한 CCA 또는 eCCA 통해 채널을 점유하게 되면, 기지국이 전송하는 초기 신호에 TDD 설정 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부(1320)은 비면허 대역의 채널 상태를 확인하고, 이에 따라 채널 상태 정보를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(1320)는 상기 채널 상태 정보를 이용하여 LBT 파라미터를 결정할 수 있다. 이 때, 제어부(1320)는 이전 관찰 구간에 비해 채널 상태 정보가 증가하는 경우, 컨텐션 윈도우 크기를 증가시키고 LBT 파라미터를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(1320)는 결정된 LBT 파라미터를 적용하여 비면허 대역의 채널에 접속하기 위한 접속 과정을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(1320)는 SIB, PDCCH 또는 RRC 설정 정보 중 적어도 하나의 정보에 LBT 파라미터 세트의 인덱스 또는 LBT 파라미터 정보를 포함시켜 단말에 전송할 수 있다.
한편, 채널의 점유 형태가 불규칙한 경우에는 채널 상태에 따라 결정된 LBT 파라미터를 적용할 수 없다. 따라서, 제어부(1320)는 채널의 점유 시간을 이용하여 채널의 부하 상태를 판단하고, 점유 상태에서 유휴 상태로 전환된 횟수, 유휴 상태에서 점유 상태로 전환된 횟수, 각 점유 구간의 평균 시간, 각 유휴 구간의 평균 시간 등을 이용하여 각 채널로부터 전송되는 패킷의 길이를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(1320)는 각 점유 시간의 표준 편차, 각 유휴 시간의 표준 편차를 이용하여 획득된 정보의 유효성을 판단하고, LBT 파라미터의 적용 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장부(1330)는 결정된 TDD 프레임 구조와 관련된 TDD 설정 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(1330)는 CCA를 수행하기 위한 CCA 파라미터를 저장하고 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 저장부(1330)는 LBT 파라미터로 구성된 LBT 파라미터 세트를 저장하고 있을 수 있으며, 상기 LBT 파라미터 세트의 인덱스를 저장하고 있을 수 있다. 또한, 저장부(1330)는 채널 상태에 따라 결정된 채널 상태 정보를 저장하고 있을 수 있다. 또한, 저장부(1330)는 단말로부터 수신된 채널 상태와 관련된 정보를 저장하고 있을 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다.
도 14를 참고하면, 본 발명의 단말은 통신부(1410), 제어부(1420), 저장부(1430)으로 구성될 수 있다.
통신부(1410)는 다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신부(1410)는 결정된 TDD 설정 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 또한, 통신부(1410)는 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있으며, 기지국으로 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통신부(1410)는 측정된 채널 상태에 대한 측정 보고를 기지국에 전송할 수 있다. 또한, 통신부(1410)는 채널 상태에 따라 결정된 LBT 파라미터를 기지국으로부터 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(1420)는 기지국으로부터 할당 받은 상향링크 서브프레임에서 CCA를 수행하여 비면허 대역의 채널 점유 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 채널이 점유되었다고 판단되는 경우 단말은 상향링크 데이터 전송을 수행하지 않는다. 반면, 채널이 점유되지 않았다고 판단되는 경우, 단말은 상향링크 데이터를 기지국에 전송할 수 있다.
이 때, TDD 프레임의 구조에 따라 제어부(1420)는 할당된 상향링크 서브프레임의 처음 1개 또는 n개의 심볼에서 CCA 또는 eCCA를 수행할 수 있다. 또는 제어부(1420)는 이전 서브프레임의 마지막 1개 또는 n개의 심볼에서 CCA 또는 eCCA를 수행할 수 있다.
또한, 제어부(1420)는 기지국의 CCA 수행 결과 비면허 대역의 채널이 유휴 상태인 경우, 연속적인 하향링크 서브프레임을 통해 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 제어부(1420)는 결정된 프레임 구조에 해당하는 TDD 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부(1420)는 비면허 대역의 채널 상태를 확인하고, 이에 따라 채널 상태 정보를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(1420)는 상기 결정된 채널 상태 정보를 기지국에 전송하도록 제어할 수 있다. 상기 채널 상태 정보는 LBT 파라미터를 결정하는데 사용될 수 있다.
또한, 제어부(1420)는 기지국으로부터 결정된 LBT 파라미터 정보를 수신할 수 있다. 제어부(1420)는 SIB, PDCCH 또는 RRC 설정 정보 중 적어도 하나의 정보를 통해 LBT 파라미터 세트의 인덱스 또는 LBT 파라미터 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장부(1430)는 수신된 TDD 설정 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(1430)는 CCA를 수행하기 위한 CCA 파라미터를 저장하고 있을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 저장부(1430)는 LBT 파라미터로 구성된 LBT 파라미터 세트 및 상기 LBT 파라미터 세트의 인덱스를 저장하고 있을 수 있다.
또한, 저장부(1430)은 채널 상태에 따라 결정된 채널 상태 정보를 저장하고 있을 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (24)
- 이동 통신 시스템에서 기지국의 방법에 있어서,비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하는 단계;상기 채널의 상태에 따라 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 결정하는 단계;상기 결정된 파라미터를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 결정 단계는,상기 확인 단계에서 확인된 채널 상태 정보에 포함된 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수에 기반하여 컨텐션 윈도우 크기를 결정하는 단계; 및상기 컨텐션 윈도우 크기에 기반하여 상기 파라미터에 포함된 채널 점유 확인 구간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2항에 있어서,상기 컨텐션 윈도우 크기는,상기 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수가 증가하는 경우 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 파라미터는,물리적 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH), 시스템 정보 블록(system information block: SIB), 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 설정 메시지 및 RRC 재설정 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 상기 단말에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 이동 통신 시스템에서 기지국의 방법에 있어서,비면허 대역에서 설정된 시간길이에서 연속된 하향링크 서브프레임을 포함하는 서브프레임에 대한 설정 정보를 결정하는 단계;상기 설정 정보를 단말에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 설정 정보는,상기 연속된 하향링크 서브프레임의 길이, 상기 연속된 하향링크 서브프레임의 시작 시점, 연속된 상향링크 서브프레임의 길이 또는 연속된 상향링크 서브프레임의 시작 시점 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 설정 정보는,전송될 데이터의 크기에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 설정 정보는,물리적 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH), 시스템 정보 블록(system information block: SIB), 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 설정 메시지 및 RRC 재설정 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 상기 단말에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 이동 통신 시스템에서 기지국에 있어서,다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행하는 통신부;비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하고, 상기 채널의 상태에 따라 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 결정하고, 상기 결정된 파라미터를 단말에 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 제 9항에 있어서,상기 제어부는,상기 채널 상태 확인 결과, 확인된 채널 상태 정보에 포함된 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수에 기반하여 컨텐션 윈도우 크기를 결정하고, 상기 컨텐션 윈도우 크기에 기반하여 상기 파라미터에 포함된 채널 점유 확인 구간을 결정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 제 10항에 있어서,상기 컨텐션 윈도우 크기는,상기 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수가 증가하는 경우 증가하는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 제 9항에 있어서,상기 파라미터는,물리적 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH), 시스템 정보 블록(system information block: SIB), 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 설정 메시지 및 RRC 재설정 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 상기 단말에 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 이동 통신 시스템에서 기지국에 있어서,다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행하는 통신부;비면허 대역에서 설정된 시간길이에서 연속된 하향링크 서브프레임을 포함하는 서브프레임에 대한 설정 정보를 결정하고, 상기 설정 정보를 단말에게 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 제 13항에 있어서,상기 설정 정보는,상기 연속된 하향링크 서브프레임의 길이, 상기 연속된 하향링크 서브프레임의 시작 시점, 연속된 상향링크 서브프레임의 길이 또는 연속된 상향링크 서브프레임의 시작 시점 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 제 13항에 있어서,상기 설정 정보는,전송될 데이터의 크기에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 제 13항에 있어서,상기 설정 정보는,물리적 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH), 시스템 정보 블록(system information block: SIB), 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 설정 메시지 및 RRC 재설정 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 상기 단말에 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
- 이동 통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하는 단계;상기 확인된 채널의 상태를 기지국에 전송하는 단계;상기 채널의 상태에 따라 결정된 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 17항에 있어서,상기 파라미터는 채널 점유 확인 구간을 포함하며,상기 채널 점유 확인 구간은 컨텐션 윈도우 크기에 기반하여 결정되고,상기 컨텐션 윈도우 크기는 확인된 채널 상태에 포함된 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 18항에 있어서,상기 컨텐션 윈도우 크기는,상기 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수가 증가하는 경우 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 17항에 있어서,상기 파라미터는,물리적 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH), 시스템 정보 블록(system information block: SIB), 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 설정 메시지 및 RRC 재설정 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 이동 통신 시스템에서 단말에 있어서,다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행하는 통신부;비면허 대역에서 채널의 상태를 확인하고, 상기 확인된 채널의 상태를 기지국에 전송하고, 상기 채널의 상태에 따라 결정된 채널 점유 여부를 확인하기 위한 파라미터를 기지국으로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
- 제 21항에 있어서,상기 파라미터는 채널 점유 확인 구간을 포함하며,상기 채널 점유 확인 구간은 컨텐션 윈도우 크기에 기반하여 결정되고,상기 컨텐션 윈도우 크기는 확인된 채널 상태에 포함된 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
- 제 22항에 있어서,상기 컨텐션 윈도우 크기는,상기 점유 상태에서 유휴 상태로의 전환 횟수가 증가하는 경우 증가하는 것을 특징으로 하는 단말.
- 제 21항에 있어서,상기 파라미터는,물리적 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH), 시스템 정보 블록(system information block: SIB), 무선 자원 제어(radio resource control: RRC) 설정 메시지 및 RRC 재설정 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.
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