KR102338687B1 - 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 채널 상태 정보 수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국이 단말의 고속 이동이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색한 후, 상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 단말로 전송하고, 해당 보고 채널을 통해 단말이 측정한 채널 상태 정보를 수신하여 즉각적으로 고속 링크 적응을 수행할 수 있는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

Description

고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치{RECEIVING METHOD OF CHANNEL STATUS INFORMATION FOR FAST LINK ADAPTATION AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 채널 상태 정보 수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국이 단말의 고속 이동이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 보고 채널을 통해 단말이 측정한 채널 상태 정보를 수신하도록 제어함으로써, 고속 링크 적응을 수행할 수 있는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 이동통신 시스템은 기지국을 중심으로 고정적인 서비스 커버리지를 제공하는 네트워크를 구축하고, 해당 커버리지 내의 이동국인 사용자의 단말로 양호한 전파 환경을 제공함으로써 안정적인 음성, 데이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 이동통신 시스템은 시간의 흐름에 따라 지속적으로 진화되고 있는데, 특히 최근에는 5G 이동통신 시스템에서 초고주파(mmWave) 대역의 광대역 이동통신 전송 기술이 주목 받고 있다.
초고주파 대역의 광대역 이동통신 전송 기술은 5G 통신 시스템에 활용될 것으로 예상되는 통신 방식으로, 직진성이 강하고 주파수 재사용률이 높은 초고주파 광대역을 이용한 통신 방식을 의미한다. 이러한 초고주파 대역의 광대역 이동통신 시스템 즉, 5G 이동통신 시스템은 28GHz로 대표되는 고주파 대역(26.5 ~ 29.5 GHz)은 물론 3.5GHz로 대표되는 저주파 대역(3.4 ~ 3.7GHz)을 이용하고자 하며, 고속 인터넷 접속을 위한 1Gbps 이상의 고속 전송을 목적으로 하는 이동통신 시스템을 의미한다.
최근에는 이러한 초고주파 대역의 광대역 이동통신 시스템을 사물인터넷(IoT), 자율 주행차 등과 같이 다양한 분야에 접목시키고자 하는 시도가 이뤄지고 있다. 그런데 자율 주행차 등과 같이 사용자의 단말이 고속으로 이동하는 환경에서 단말이 연결된 채널을 통해 수신하는 신호는 경로 손실, 잡음, 다중 경로에 의한 페이딩 현상, 간섭 또는 도플러 효과 등의 여러 가지 이유로 인해 신호 감쇄 특성을 나타내며 이러한 채널의 상태는 지속적으로 변경될 수 있다.
따라서, 신뢰성 있는 통신을 위해 기지국은 단말로부터 수신된 채널 상태 정보에 따라 고속 링크 적응(Fast Link Adaptation)을 수행할 수 있어야 한다. 예컨대, 채널 상태가 좋지 않다고 판단되면 기지국은 변조 차수를 낮추거나 부호화율(coding rate)을 낮춰 전송률을 낮출 수 있으며, 채널 상태가 좋다고 판단되면 변조 차수를 높이거나 부호화율을 높여 전송률을 높일 수 있다.
따라서, 이러한 기지국에서의 고속 링크 적응을 위해 단말은 측정한 채널 상태 정보를 즉각적으로 기지국으로 전송할 수 있어야 한다. 그러나, 시간 분할 듀플렉싱(Time Division Duplex, 이하 'TDD'로 지칭하도록 함) 통신 방식으로 정보를 송수신하는 광대역 이동통신 시스템의 경우, 단말이 채널 상태 정보를 생성하더라도 업링크 서브 프레임이 할당될 때까지 대기한 후 기지국으로 전송할 수 있어, 기지국에서의 고속 링크 적응이 어렵다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2010-0098263호, 2010.09.06 공개(명칭: 무선 통신 시스템에서 하향링크 멀티 캐리어에 대한 채널 품질 정보를 전송하는 방법)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 기지국이 단말의 고속 이동이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 FDD 통신 채널 또는 업링크 서브 프레임 비중이 높은 채널을 보고 채널로 지정하여, 해당 보고 채널을 통해 단말이 측정한 채널 상태 정보를 수신하도록 제어함으로써, 보다 신속하게 고속 링크 적응을 수행할 수 있는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법은 채널 상태 정보 측정 장치로부터 채널 상태 정보를 수신할 수 있는 채널 상태 정보 수신 장치에 있어서, 상기 채널 상태 정보 수신 장치가, 상기 채널 상태 정보 측정 장치와 채널이 연결된 상태에서, 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이 감지되면, 업링크에서 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색하는 단계; 상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계; 및 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 상기 보고 채널을 통해 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신하여 링크 적응을 수행하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다.
이때, 제1항에 있어서, 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계는 상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보 및 채널 상태 정보를 보고할 것을 지시하는 지시자를 포함하는 설정 정보를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송할 수 있다.
또한, 제1항에 있어서, 상기 탐색하는 단계 이후에, 탐색된 보고 채널이 존재하지 않을 경우, 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 상기 채널 상태 정보 측정 장치에 대응하여 기 설정된 무선 프레임 주기를 변경하는 단계; 상기 변경된 무선 프레임 주기를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계; 및 상기 변경된 무선 프레임 주기에 따라 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신하여 링크 적응을 수행하는 단계;를 더 포함하여 이뤄질 수 있다.
이때, 상기 보고 채널은 상기 채널 상태 정보 측정 장치가 접속할 수 있는 복수 개의 채널 중 FDD 채널 또는 업링크에서의 전송 지연이 낮은 TDD 채널일 수 있다.
또한, 상기 보고 채널이 LTE 통신 채널인 경우, 상기 채널 상태 정보는 상기 LTE 통신 채널을 경유하여 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 또는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 전달될 수 있다.
추가로 본 발명은 상술한 바와 같은 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 장치는 채널 상태 정보 측정 장치와의 채널 연결 과정을 제어하며, 상기 채널 상태 정보 측정 장치와 정보를 송수신하는 인터페이스부; 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경을 감지하는 판단부; 및 상기 판단부를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색하고, 상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 인터페이스부를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하며, 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 상기 보고 채널을 통해 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신하여 링크 적응을 수행하는 정보 설정부;를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 정보 설정부는 상기 탐색된 보고 채널이 없을 경우, 상기 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 무선 프레임 주기를 변경하고 변경된 무선 프레임 주기를 포함하는 설정 정보를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송할 수 있다.
또한, 상기 통신 채널이 LTE 통신 채널 및 5G 통신 채널을 포함하는 경우, 상기 정보 설정부는 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이 감지되면, 상기 LTE 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널을 설정하고 설정된 보고 채널에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 5G 통신 채널을 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하며, 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서 측정된 상기 5G 통신 채널에 대한 채널 상태 정보를 상기 LTE 통신 채널과 상기 5G 통신 채널 간의 인터페이스를 통해 수신할 수 있다.
또한, 상기 통신 채널이 저주파 5G 통신 채널 및 고주파 5G 통신 채널을 포함하는 경우, 상기 정보 설정부는 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이 감지되면, 상기 고주파 5G 통신 채널에 비해 높은 업링크 서브 프레임이 할당되어 업링크에서의 전송 지연이 낮은 저주파 5G 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널을 설정하고, 설정된 보고 채널에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 고주파 5G 통신 채널을 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하며, 상기 저주파 5G 통신 채널을 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서 측정된 상기 고주파 5G 통신 채널에 대한 채널 상태 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 의하면, 기지국이 단말의 고속 이동을 감지함에 따라 변화되는 채널 상태 정보를 신속하게 수신하기 위하여, 단말이 통신 가능한 채널 중 업링크 전송 지연이 낮은 채널을 보고 채널로 지정하여 해당 채널을 통해 채널 상태 정보를 수신함으로써, 전송 지연 없이 보다 신속한 채널 상태 정보 수신이 가능하며, 수신된 채널 상태 정보를 이용하여 고속 링크 적응이 가능할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기지국이 단말의 고속 이동을 감지함에 따라 변환되는 채널 상태 정보를 신속하게 수신하기 위하여, 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 무선 프레임 주기를 변경하여 단말로 제공함으로써 단말로부터 채널 상태 정보를 신속하게 수신할 수 있으며, 이를 통해 채널에 적합한 고속 링크 적응을 수행할 수 있어 통신의 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 단말로부터 HARQ ACA/NACK 피드백 메시지와 같이 기지국에서 신속한 정보의 수신이 필요한 경우, 기지국은 이를 위하여 복수 개의 통신 채널 중 업링크 지연 시간이 짧은 FDD 업링크 채널, 업링크 서브 프레임 비중이 높은 통신 채널을 선택하거나 업링크 서브 프레임 할당을 높여 단말로부터 특정 정보를 보다 더 신속하게 수신하고 이를 처리할 수 있게 된다.
아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 환경을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 전송 방식에서의 무선 프레임 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 환경을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 장치에서의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 측정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 또한 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 이때, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 환경에 대해 먼저 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 환경을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 단말(100)은 정보의 송수신을 위한 브라우저, 프로그램 및 프로토콜을 저장하는 메모리, 각종 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비할 수 있으며, 기지국(200)을 통해 무선 자원을 할당 받아 기지국(200)에 접속되는 과정을 수행할 수 있으며, 기지국(200)을 통해 코어 망에 연결되는 과정을 수행할 수 있다. 이러한 본 발명의 단말(100)은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다. 또한, 본 발명의 단말(100)의 사용자가 휴대할 수 있는 스마트 폰(smart phone), 타블렛 PC(Tablet PC), PDA(Personal Digital Assistants) 등의 이동 단말기 형태로 구현될 수 있으며, 차량에 장착될 수 있는 내비게이션(navigation) 장치 등의 형태로 구현될 수도 있다.
기지국(BS: Base Station, 200)은 단말(100)과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로, 통신 가능 거리 내에 존재하는 단말(100)의 무선 통신을 지원하고 접속망의 역할을 수행하는 네트워크 고정된 지점(fixed station)을 의미한다. 이러한 본 발명의 기지국(200)은 Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 즉, 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(200)은 자신이 지원하는 커버리지 내에 위치하는 단말(100)의 무선 접속을 지원하여 코어망으로의 연결되는 과정을 제어할 수 있다. 아울러, 기지국(200)은 하나 이상의 셀을 포함하며, 무선 자원 관리와 관련된 라디오 자원 관리 프로토콜(Radio Resource Control Protocol) 등의 제어 프로토콜에 따라 단말(100)의 채널을 설정하고, 설정된 채널을 통해 무선 프레임을 송수신하는 과정을 제어할 수 있다.
이때, 기지국(200)에서 단말(100)로의 통신은 다운링크(downlink) 통신이라 하며, 단말(100)에서 기지국(200)으로의 통신은 업링크(uplink) 통신이라 한다. 아울러, 다운링크에서 전송기는 기지국(200)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(100)의 일부분일 수 있다. 업링크에서 전송기는 단말(100)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(200)의 일부분일 수 있다. 또한, 다운링크와 업링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 같거나 다를 수 있다. 예컨대, 다운링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 업링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(200)은 TDD 전송 방식으로 동작을 수행할 수 있다. TDD 전송 방식은 다운링크 및 업링크에 공통의 주파수를 사용하나, 시간 영역에서 다운링크 신호 및 업링크 신호의 송수신을 구분하여 운용하는 전송 방식으로, 서브 프레임별로 다운링크 또는 업링크 신호가 구분되어 전송될 수 있다.
상기 과정에 대해 도 2를 참조하여 개략적으로 설명하면, 먼저, 일반적으로 무선 프레임(radio frame)은 서브 프레임 단위로 다운링크(Down Link, 601) 또는 업링크(Up Link, 602)의 스케줄링이 이루어진다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 다운링크 전송을 위해 사용되는 서브 프레임은 다운링크 서브 프레임으로 지칭하고자 하며, 업링크 전송을 위해 사용되는 서브 프레임은 업링크 서브 프레임으로 지칭하고자 한다. 그리고 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission Time Interval)이라 하며, TTI는 최소 스케쥴링 단위일 수 있다. 예컨대 각 서브 프레임의 길이는 1 ms이며, 하나의 서브 프레임을 구성하는 각각의 슬롯의 길이는 05.ms일 수 있으며, NR의 Numerology에 따라 이는 N배로 줄어들 수 있다.
한편, 업링크 서브 프레임의 경우, 다운링크 서브프레임과 마찬가지로 제어 신호를 포함하는 슬롯(604) 및 데이터를 포함하는 슬롯(602)으로 구분될 수 있으나, 다운링크 서브 프레임과는 다르게 제어 신호를 포함하는 슬롯(604)이 데이터를 포함하는 슬롯(602)의 뒤에 위치하게 된다. 또한 업링크 서브 프레임에는 제어 신호 SRS(Sounding Reference Signal) 등 Reference Signal이 할당될 수 있다. 여기서 SRS 신호는 기지국(200)이 채널 추정을 위해 활용되는 제어 신호를 의미한다. 이 외에도 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당될 수 있으며, 데이터를 포함하는 슬롯(602)에는 단말(100)이 업로드하고자 하는 데이터가 전달되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당될 수 있다.
TDD 무선 프레임은 하나의 무선 프레임에 상술한 바와 같은 업링크 서브 프레임과 다운링크 서브 프레임이 공존하게 되며, 기지국(200)은 사전에 미리 설정된 스케쥴링, 즉 무선 프레임의 설정 정보(configuration)에 따라 다운링크 서브 프레임을 통해 정보를 전송하거나 업링크 서브 프레임을 통해 정보를 수신할 수 있다.
무선 프레임의 설정 정보는 하나의 무선 프레임 내의 모든 서브 프레임에 다운링크와 업링크가 어떠한 규칙에 의해 할당(또는 예약)되는지에 대한 무선 프레임 주기를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 설정 정보에 따라 하나의 무선 프레임 내에서의 다운링크 서브 프레임과 업링크 서브 프레임의 배치 및 개수가 서로 다르게 정의되며, 다운링크에서 업링크로 변경되는 시점 또는 업링크에서 다운링크로 변경되는 시점을 전환 시점이라 하며, 전환 시점의 주기성(periodicity)은 무선 프레임의 주기를 의미하게 된다.
도 2에 도시된 예시도에서 다운링크와 업링크 서브 프레임은 4:1의 무선 프레임 주기에 따라 서브 프레임을 송수신하게 된다. 즉, 기지국(200)은 DL, DL, DL, DL의 서브 프레임을 통해 단말(100)로 정보를 전송하고, 그 다음 서브 프레임은 UL에 의해 예약된 상태이므로, 단말(100)로부터 UL 서브 프레임을 통해 정보를 수신할 수 있다. 이때, 본 발명의 단말(100)은 업링크 서브 프레임이 할당될 때까지 대기한 후 업링크 서브 프레임을 통해 SRS 및 PUCCH/PUSCH 신호를 기지국(200)으로 전송할 수 있으며, 이때 CQI/CSI와 같은 채널 상태 정보를 포함할 수 있다.
CQI(채널 상태 지시자, Channel Quality Indicator)는 단말(100)과 기지국(200) 사이의 채널 상태에 대한 정보를 의미하는 것으로, 이때의 CQI는 기지국(200)에 의해 미리 설정된 설정 정보에 따라 단말(100)이 측정하여 기지국(200)으로 전송될 수 있는 것으로, 단말(100)은 미리 설정된 무선 프레임 주기에 맞춰 CQI를 측정하고, 업링크 서브 프레임이 할당되면 측정된 주기적 CQI를 기지국(200)으로 전송할 수 있게 된다.
반면, 단말(100)이 고속 이동하는 환경과 같이 채널 상태의 변동이 클 경우, 단말(100)은 주기를 높이거나 혹은 비주기적으로 CQI를 측정하여 기지국(200)으로 전송할 수도 있다. 여기서, 비주기적 CQI의 전송은 기지국(200)의 요청에 따라 이뤄질 수 있다. 그러나 기지국(200)이 단말(100)로 비주기 CQI의 보고를 요청하고, 이에 따라 단말(100)이 비주기 CQI를 측정하더라도 업링크 서브 프레임의 할당까지 대기한 후 비주기 CQI를 전송할 수 있어, 비주기 CQI를 이용한 고속 링크 적응이 어렵다는 문제점이 있다.
예를 들어 도 1에서, 단말(100)이 cell 1에 위치하고 있는 상태에서 cell 1의 기지국(200)과의 연결된 채널에 대한 CQI를 측정한 후, 이를 기지국(200)으로 전송하기 위하여 업링크 서브 프레임이 할당될 때까지 대기하는 과정에서, 이미 cell 2로 이동하는 상황이 발생될 수 있으며, 단말(100)은 불필요한 cell 1에 대한 채널 상태 정보를 cell 2의 기지국(200)으로 전송하는 상황이 발생될 수 있다. 이에 기지국(200)은 단말(100)로부터 수신된 CQI를 이용하여 즉각적인 변조와 채널 코드 레이트 등을 조정하는 고속 링크 적응(Fast Link Adaptation)이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(200)은 단말(100)과 채널이 연결된 상태에서, 단말(100)이 고속 이동하는 상황인 것으로 판단되면, 보다 신속하게 단말(100)로부터 채널 상태 정보를 수신하기 위하여, 업링크 서브 프레임 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색한 후, 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 단말(100)로 전송하고, 단말(100)로부터 보고 채널을 통해 상기 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신하여, 링크 적응을 수행할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 보고 채널 탐색 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보고 채널 탐색 과정을 설명하기 위한 예시도로, 도 3은 LTE로 대표되는 4G 이동통신 시스템과 초고주파 광대역의 이동통신 시스템인 5G 이동통신 시스템이 하나의 코어망을 통해 연결된 NSA(Non-StandAlone) 환경을 도시한 것이며, 도 4는 4G 이동통신 시스템과 5G 이동통신 시스템의 코어망이 서로 독립된 환경(SA(StandAlone) + LTE Interworking)에서 연동을 수행하는 것을 도시한 것이다.
그리고, 설명의 편의를 위해 LTE 통신을 지원하는 기지국을 LTE 기지국(200a)으로 지칭하며, 5G 통신을 지원하는 기지국을 5G 기지국(200b)으로 지칭하도록 한다. 아울러, 일반적으로 LTE 기지국(200a)에서는 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplex, 이하 'FDD'로 지칭하도록 함) 전송 방식으로 동작할 수 있다. FDD 전송 방식은 서로 다른 주파수 대역별로 업링크와 다운링크 신호를 구분하여 통신하는 방식으로, 특정 주파수 대역에서는 업링크 전송만 가능할 수 있어, TDD 방식으로 통신하는 5G 기지국(200b)에 비해 업링크 자원 여유도가 높게 된다.
아울러, 단말(100)은 LTE 통신을 지원하는 LTE 기지국(200a)과 5G 통신을 지원하는 5G 기지국(200b)과 모두 연결될 수 있다. 이때, 단말(100)은 5G 기지국(200b)과 우선하여 통신 절차를 수립할 수 있으며, 5G 기지국(200b)과의 채널이 설정된 상태이며, 설정된 채널을 통해 다운링크 무선 프레임을 수신하거나 업링크 무선 프레임을 전송할 수 있다.
이러한 환경에서 도 3a를 참조하면, 본 발명의 5G 기지국(200b)은 무선 프레임 주기를 포함하는 설정 정보를 단말(100)로 전송할 수 있으며, 단말(100)은 5G 기지국(200b)으로부터 수신된 설정 정보에 따라 채널 상태 정보를 생성할 수 있으며, 생성된 채널 상태 정보를 할당된 업링크 서브 프레임을 통해 5G 기지국(200b)으로 전송할 수 있다.
이러한 상태에서 본 발명의 5G 기지국(200b)이 단말(100)의 고속 이동을 감지한 경우, 채널 상태 정보의 측정을 요청할 수 있으며, 단말(100)로부터 채널 상태 정보를 즉각적으로 수신하기 위하여 업링크 서브 프레임 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색할 수 있다.
이때, 본 발명의 5G 기지국(200b)은 인접한 위치에 LTE 통신을 지원하는 LTE 기지국(200a)이 있는 것으로 판단되면, LTE 기지국(200a)에서는 FDD 방식으로 동작을 수행하므로, TDD 방식에 비해 신속하게 업링크 전송이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 5G 기지국(200b)은 채널 상태 정보가 LTE 기지국(200a)을 경유하여 수신되도록 단말(100)로 보고 채널 정보를 포함하는 설정 정보를 전송하게 된다.
이를 수신한 단말(100)은 5G 기지국(200b)의 요청에 따라 채널 상태 정보를 측정하여 생성하고 생성된 채널 상태 정보를 LTE 기지국(200a)으로 전송하게 된다.
이후의 과정에 대해 도 3b를 참조하면, 단말(100)은 채널 상태 정보를 LTE 기지국(200a)으로 전송한다. 각 기지국(200a, 200b)은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol), RLC(Radio Link Control), MAC(Medium Access Control), PHY의 계층적 형태로 정보의 송수신을 지원할 수 있는데, 단말(100)로부터 전달된 채널 상태 정보를 LTE 기지국(200a)의 PHY 계층이 수신하고, 상기 채널 상태 정보의 무선 프레임을 복조한 후 디코딩하여 MAC - RLC - PDCP를 거쳐 상위로 전달될 수 있다. 그리고 LTE 기지국(200a)은 RRC 메시지를 통해 5G 기지국(200b)으로 채널 상태 정보를 수신함으로써, 5G 기지국(200b)은 단말(100)이 측정한 채널 상태 정보를 즉각적으로 수신할 수 있어 보다 신속하게 링크 적응과정을 수행할 수 있게 된다.
아울러, LTE 기지국(200a)과 5G 기지국(200b)은 가상화 기술 등을 활용하여 하나의 하드웨어 장치 형태로 구현 가능하므로, 두 기지국 간의 관련 정보의 공유는 신속하게 이뤄질 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 LTE 기지국(200a)과 5G 기지국(200b)은 PHY 계층은 하드웨어적으로 서로 구분된 독립된 형태로 구현될 수 있다. 즉, 단말(100)과 무선 프레임을 송수신하는 통신 모듈은 서로 독립된 형태로 구현될 수 있으며, 이때, 무선 프레임을 처리할 수 있는 상위 계층은 가상화 방식으로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 5G 기지국(200b)은 도 4a에 도시된 바와 같이 주파수 대역을 기준으로 3.5GHz로 대표되는 저주파 대역(3.4 ~ 3.7GHz)으로 통신을 수행하는 저주파 5G 기지국(200b_1)과 28GHz로 대표되는 고주파 대역(26.5 ~ 29.5 GHz)으로 통신을 수행하는 고주파 5G 기지국(200b_2)으로 구분될 수 있다.
그리고 단말(100)이 현재 고주파 5G 기지국(200b_2)에 연결된 상태라고 가정하면, 고주파 5G 기지국(200b_2)은 단말(100)의 고속 이동을 감지함에 따라, 먼저 셀 환경을 판단할 수 있다. 그리고 셀 환경을 판단하여, 저주파 5G 통신 채널을 지원하는 저주파 5G 기지국(200b_1)이 인접한 것으로 확인되면, 일반적으로 저주파 5G 통신에서는 고주파 5G 통신에 비해 업링크 서브 프레임이 할당이 많으므로, 채널 상태 정보를 저주파 5G 기지국(200b_1)을 통해 수신하도록 보고 채널 정보를 포함하는 설정 정보를 변경하고, 변경된 설정 정보를 단말(100)로 전송할 수 있다. 이때, 본 발명의 고주파 5G 기지국(200b_2)은 저주파 5G 통신 채널에서 지원하는 무선 프레임 주기를 함께 단말(100)로 전송할 수 있으며, 단말(100)은 고주파 5G 기지국(200b_2)으로부터 수신된 설정 정보에 따라, 업링크 서브 프레임 할당이 많은 저주파 5G 기지국(200b_1)으로 해당하는 업링크 서브 프레임 주기에 맞춰 채널 상태 정보를 전송할 수 있게 된다.
이후의 과정에 대해 도 4b를 참조하면, 본 발명의 저주파 5G 기지국(200b_1) 및 고주파 5G 기지국(200b_2)의 PHY 계층은 서로 구분된 형태로 동작을 수행할 수 있으며, 상위 계층은 가상화 방식으로 구현될 수 있다. 이러한 환경에서 5G 기지국(200)은 고주파 5G 통신을 담당하는 PHY_2를 통해 단말(100)로 변경된 설정 정보를 전송하고, 단말(100)은 저주파 5G 통신을 담당하는 PHY1_1을 통해 채널 상태 정보를 전송할 수 있다.
5G 기지국(200b)은 PHY1_을 통해 채널 상태 정보를 수신하고, 이에 따라 단말(100)에 대한 고속 링크 적응을 수행할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 5G 기지국(200b)은 셀 환경을 판단하여 업링크 서브 프레임 전송으로 지정된 서플리멘터리(supplementary) 채널이 존재하면, 해당 서플리멘터리 채널을 CQI 보고 채널로 결정할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법은 단말(100)이 통신 가능한 복수 개의 채널이 존재하는 환경에서는 복수 개의 채널 중 업링크 서브 프레임 전송 지연이 낮은 채널을 보고 채널로 지정함으로써, 해당 채널을 통해 채널 상태 정보를 보다 신속하게 수신할 수 있어 기지국(200)에서의 고속 링크 적응을 도모할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법에 대해 흐름도를 참조하여 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 5를 참조하여 설명하기에 앞서, 채널 상태 정보 송수신 관점에서, 단말(100)은 채널 상태 정보 측정 장치이며, 기지국(200)은 채널 상태 정보 수신 장치로 지칭될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 채널 상태 정보를 측정하는 장치는 단말(100)을 예로 들어 설명하고, 채널 상태 정보를 수신하여 고속 링크 적응을 수행할 수 있는 장치는 기지국(200)을 예로 들어 설명하도록 하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 채널 상태 정보는 기지국(200)이 측정할 수 있으며, 측정된 채널 상태 정보를 기지국(200)이 단말(100)로 전송하여, 단말(100)이 링크 적응을 수행할 수도 있다. 이 경우 기지국(200)은 채널 상태 정보 측정 장치이며, 단말(100)은 채널 상태 정보 수신 장치로 지칭될 수 있다.
이제, 도 5를 참조하면, 본 발명의 기지국(200)은 단말(100)과 채널이 설정된 상태에서, 무선 프레임 주기를 설정한다(S101). 무선 프레임은 적어도 하나의 다운링크 서브 프레임과 적어도 하나의 업링크 서브 프레임을 포함한다. 여기서 다운링크 서브 프레임은 기지국(200)이 단말(100)로 다운링크 전송을 위해 점유된(reserved) 서브 프레임이고, 업링크 서브 프레임은 단말(100)이 기지국(200)으로 업링크 전송을 위해 점유된 서브 프레임이다. 무선 프레임 주기는 하나의 무선 프레임 내에서 업링크 - 다운링크 서브 프레임 간의 전환 시점에 대한 주기성을 의미하며, 이러한 무선 프레임 주기에 대한 정보는 설정 정보를 통해 단말(100)로 전송될 수 있다. 이때 설정 정보는 기지국(200)이 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내에 위치하는 모든 단말(100)로 전송될 수 있으며, 해당 단말(100)에 대한 다운링크 제어 채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수도 있다.
기지국(200)으로부터 설정 정보를 수신한 단말(100)은 설정 정보에 따라 채널 상태 정보를 측정한다(S105). 예컨대, 본 발명의 단말(100)은 CQI를 측정할 수 있다. 이하의 설명에서는 본 발명의 단말(100)이 CQI를 측정하는 것을 예로 들어 설명하나, 상기 CQI에 한정되는 것은 아니며, 단말(100)은 채널에 대한 다양한 상태 정보를 측정할 수 있음에 유의해야 한다.
그리고, S105 단계에서 측정하는 CQI는 주기적 CQI가 될 수 있다. 주기적 CQI는 기지국(200)에 의해 미리 설정된 주기 또는 시스템 상에 미리 지정된 주기에 따라 기지국(200)으로부터의 별도의 요청이 없더라도 단말(100)이 측정하여 기지국(200)으로 전송하는 CQI를 의미한다. 단말(100)은 주기적 CQI 측정 및 전송을 위한 CQI 정보량, 변조 방식, 채널 부호화 방식 등을 미리 정해 놓을 수 있으며, CQI를 측정한 후 측정된 CQI를 할당된 업링크 서브 프레임을 통해 기지국(200)으로 전송하게 된다(S107).
기지국(200)은 단말(100)로부터 수신된 주기적 CQI를 통해 채널 상태를 확인할 수 있으며, 채널 상태에 따라 적합한 제어를 수행할 수 있게 된다.
이러한 상태에서 기지국(200)은 단말(100)에서의 고속 변경이 발생되는 지 여부를 감지한다(S111). 단말(100)의 고속 변경의 감지는 다양한 방식을 통해 이뤄질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 기지국(200)은 핸드오버 절차와 관련된 메시지를 통해 단말(100)이 고속 이동하는 상황임을 감지할 수 있다. 즉, 단말(100)은 이웃 셀에 대한 수신 신호의 세기를 측정 보고 메시지를 통해 주기적으로 연결된 기지국(200)으로 전송할 수 있으며, 본 발명의 기지국(200)은 단말(100)로부터 수신된 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 여부를 결정할 수 있다. 그리고 기지국(200)은 코어망과 연동하거나 직접 타겟 기지국을 결정할 수 있으며, 이러한 핸드오버 절차와 관련된 메시지를 통해 본 발명의 기지국(200)은 단말(100)이 어느 방향으로 이동하는 지 여부를 확인할 수 있다.
이 외에도 본 발명의 기지국(200)은 단말(100)과의 통신 절차에 따라 발생될 수 있는 다양한 정보들, 예컨대, 채널 설정에 따라 발생되는 RRC 메시지, 도플러(Doppler)에 의한 주파수 변환(frequency shift), 단말 정보 등을 이용하여 단말(100)의 고속 이동을 감지할 수 있다.
한편, 기지국(200)이 채널 상태 정보를 측정할 수 있는 채널 상태 정보 측정 장치로 동작하는 경우, 채널 상태 정보를 수신하여 고속 링크 적응을 수행하고자 하는 단말(100)은 기지국(200)과의 채널 상태가 고속으로 변경되는 지 여부를 감지할 수 있게 된다. 다시 말해, 본 명세서에서 정의하는 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이란, 단말(100)이 일정 속도 또는 일정 기준 횟수 이상으로 이동 또는 정보의 변경이 발생되어 고속 이동하는 상황으로 판단되는 경우, 기지국(200)과의 채널 상태가 일정 기준 이상 또는 일정 횟수 이상으로 변경되는 경우를 포함하는 개념이 될 수 있으며, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 기지국(200)이 단말(100)의 고속 이동을 감지하는 구성을 중심으로 설명하도록 한다.
S111 단계에서, 기지국(200)은 단말(100)이 고속 이동하는 것으로 판단되면, 단말(100)로 비주기 CQI 측정을 요청할 수 있으며, 단말(100)이 측정한 비주기 CQI를 신속하게 수신하기 위하여 보고 채널을 탐색한 후 탐색한 보고 채널에 대한 정보를 단말(100)로 전송할 수 있다(S113).
여기서, 보고 채널은 FDD 방식의 업링크 통신 채널, LTE에서의 FDD 방식의 업링크 통신 채널을 포함할 수 있다. 또한 TDD 방식의 업링크 채널 중 업링크 서브 프레임 할당이 많아 업링크에서의 전송 지연이 낮은 채널이 될 수 있다. 또한, TDD 방식의 업링크 채널 중 TTI가 짧은 업링크 채널이 될 수 있다.
즉, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 5G 통신 방식으로 동작을 수행하는 기지국(200)이 주변 셀 환경에 대한 정보를 확인하여, 단말(100)이 LTE 통신 채널에 접속할 수 있는 것으로 확인되면, 보고 채널을 LTE 통신 채널로 결정할 수 있다. 여기서 LTE 통신 채널은 일반적으로 FDD 방식으로 동작을 수행하게 되므로, 단말(100)은 채널 상태 정보를 업링크 전송에 점유된 주파수 자원을 통해 즉각적으로 기지국(200)으로 전송할 수 있게 된다.
반면, 본 발명의 기지국(200)이 고주파 대역을 지원하는 고주파 대역의 5G 기지국(200b_1)이며, 저주파 대역의 5G 기지국(200b_2)과의 통신 채널이 존재하는 것으로 확인되면 고주파 대역의 5G 기지국(200b_1)은 저주파 대역의 5G 통신 채널을 보고 채널로 결정할 수도 있다. 여기서 저주파 대역의 5G 통신 채널은 고주파 대역의 5G 통신 채널에 비하여 상대적으로 높은 업링크 서브 프레임이 할당되어 업링크에서의 전송 지연이 낮은 채널로, 단말(100)은 업링크에서의 전송 지연이 낮은 채널로 채널 상태 정보를 즉각적으로 전송할 수 있게 된다.
이러한 보고 채널 정보는 설정 정보에 포함되어 단말(100)로 전송될 수 있다. 이때, 전송되는 설정 정보는 다운링크 제어정보(downlink control information, 이하 DCI) 등을 통해 기지국(200)이 단말(100)로 전송할 수 있다.
또한, S115 단계에서 본 발명의 기지국(200)은 비주기 CQI 보고 요청에 대한 정보를 포함하여 단말(100)로 전송할 수 있으며, 이때, 전송되는 설정 정보에는 CQI 보고 요청 지시뿐 아니라 CQI 전송을 위한 무선 자원, 변조 방식, 코딩 방식 등의 전송 포맷은 물론 할당된 무선 자원에 대한 정보를 포함할 수도 있다.
단말(100)은 S115 단계에서 보고 채널 정보를 포함하는 설정 정보를 수신할 수 있으며, 설정 정보에 CQI 보고 요청(CQI request)과 같은 지시자가 포함되는지를 확인할 수 있다. 이에 따라 단말(100)은 비주기 CQI를 측정할 수 있으며, 측정된 비주기 CQI를 S115 단계에서 수신된 보고 채널을 통해 기지국(200)으로 즉각적으로 전송할 수 있게 된다(S119). 이때, 단말(100)은 비주기 CQI를 할당된 업링크 서브 프레임의 제어 신호에 대한 슬롯을 통해 전송할 수 있으며, 예컨대 RACH(Random Access Procedure) 제어 신호의 형태로 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
아울러, S119 단계에서 전달되는 비주기 CQI는 도면에서는 통신 채널이 연결된 기지국(200)에 바로 전달되는 형태로 도시하였으나, S113 단계에서 탐색된 보고 채널이 LTE 통신 채널인 경우, 단말(100)은 LTE 기지국으로 PUCCH 또는 PUSCH를 통해 비주기 CQI를 전송할 수 있으며, 기지국(200)은 LTE 기지국으로부터 전달되는 비주기 CQI를 수신하게 된다. 이때, 기지국(200)은 LTE 기지국과의 LTE - 5G 인터페이스를 통해 비주기 CQI를 수신할 수 있다. 또한, S113 단계에서 탐색된 보고 채널이 저주파 5G 통신 채널인 경우, 기지국(200)은 저주파 5G 통신 채널을 통해 전달되는 비주기 CQI를 수신할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법에 대해 설명하였다.
본 발명의 일 실시 예에서는 단말(100)이 연결할 수 있는 채널이 복수 개 존재하는 상황에서, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색한 후, 탐색된 보고 채널을 통해 채널 상태 정보를 즉각적으로 수신하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 구현 방식에 따라 무선 프레임의 주기를 변경하는 과정을 제어할 수도 있다.
이에 대해 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 기지국(200)은 단말(100)과 채널이 설정된 상태에서(S201), 설정된 채널을 통해 미리 정의된 무선 프레임 주기에 맞춰 무선 프레임을 전송할 수 있다(S203).
그리고, 기지국(200)은 단말(100)이 고속 이동하는 지 여부를 감지하게 된다(S205). 단말(100)의 고속 이동 감지는 도 5를 참조하여 설명한 과정과 동일하게 이뤄질 수 있다.
이후, 단말(100)이 고속 이동하는 것으로 확인되면 기지국(200)은 도 5의 S113 단계를 통해 설명한 바와 같이 보고 채널을 탐색하게 된다(S207). 이때 탐색된 보고 채널이 없을 경우, 즉 단말(100)이 현재 연결된 채널 이외의 다른 채널에 연결할 수 있는 상태가 아닌 경우, 본 발명의 기지국(200)은 업링크에서의 전송 지연이 낮아지도록 무선 프레임 주기를 동적으로 변경하고자 한다(S209). 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 미리 설정된 무선 프레임 주기가 DL, DL, DL, DL, UL의 4:1 주기로 설정된 상태라면, 기지국(200)은 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 무선 프레임 주기를 1:1의 주기, 즉 DL, UL, DL, UL, DL, UL, DL, UL, DL, UL의 형태로 무선 프레임 주기를 변경할 수 있다. 이를 통해 하나의 무선 프레임에서의 업링크 서브 프레임에 시간 자원을 보다 더 많이 할당함으로써, 업링크 서브 프레임 전송 시 발생 가능한 지연을 최소화시킬 수 있게 된다.
그리고 기지국(200)은 변경된 무선 프레임 주기에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 단말(100)로 전송하며(S211), 단말(100)이 측정한 비주기 CQI를 업링크 서브 프레임을 통해 보다 신속하게 수신할 수 있게 된다(S213).
한편, S207 단계에서 보고 채널이 탐색되면, 기지국(200)은 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 S211 단계에서 전송할 수도 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법에 대해 설명하였다.
본 발명의 실시 예에서는 기지국이 단말의 고속 이동을 감지함에 따라 업링크 서브 프레임 비중이 높은 채널을 채널 상태 정보 보고 채널로 결정하거나 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 무선 프레임 주기를 변경하여 단말로 전송하고, 단말로부터 이에 따라 채널 상태 정보를 수신하는 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 실시 예는 채널 상태 정보뿐 아니라 다양한 정보의 송수신에도 응용될 수 있다.
예를 들어 기지국(200)이 단말(100)로 다운링크 서브 프레임을 전송한 경우, 단말(100)은 기지국(200)으로 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK/NACK의 피드백 메시지를 전송하게 되는데, 신뢰성 있는 통신 및 저지연을 위해 상기 HARQ 피드백 메시지를 신속하게 수신해야 하는 경우가 발생될 수 있다.
이에, 본 발명의 기지국(200)은 HARQ 피드백 메시지의 신속한 수신을 위하여 업링크 서브 프레임 할당을 높이거나 복수 개의 통신 채널 중 업링크에서의 전송 지연이 낮은 통신 채널을 선택하여 단말(100)로 안내할 수 있으며, 단말(100)은 HARQ ACK/NACK 피드백 메시지를 기지국(200)으로 신속하게 전송할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 주요 구성을 논리적 관점에서 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보를 수신할 수 있는 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
여기서 채널 상태 정보를 수신할 수 있는 장치는 예컨대, 기지국(200)이 될 수 있다. 이러한 기지국(200)은 논리적 관점에서 인터페이스부(210), 정보 설정부(220) 및 판단부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 인터페이스부(210)는 단말(100)과 통신 채널을 연결하며, 상기 단말(100)로 설정 정보를 전송하고 상기 단말(100)로부터 채널 상태 정보를 수신하는 역할을 수행한다. 특히, 본 발명의 인터페이스부(210)는 적어도 하나 이상의 통신 채널을 통해 단말(100)가 정보를 송수신할 수 있으며, LTE 통신 채널 및 5G 통신 채널을 포함하는 환경에서 동작을 수행하거나 저주파 5G 통신 채널 및 고주파 5G 통신 채널을 포함하는 환경에서 동작을 수행할 수 있다.
그리고 판단부(230)는 단말의 고속 이동을 감지하는 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 판단부(230)는 단말(100)의 핸드오버 절차에 따라 발생되는 각종 메시지를 모니터링하여 단말(100)의 고속 이동을 감지할 수 있다. 또한, 판단부(230)는 채널 설정에 따라 발생되는 RRC 메시지, 도플러(Doppler)에 의한 주파수 변환(frequency shift) 등과 같은 정보를 이용하여 단말(100)의 고속 이동을 감지할 수 있다. 또한, 판단부(230)는 단말(100)로부터 수신된 센서 정보를 이용하여 확인할 수 있다.
정보 설정부(220)는 상기 판단부(230)를 통해 상기 단말의 고속 이동이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮아지도록 설정 정보를 변경하여, 상기 인터페이스부(210)를 통해 상기 단말(100)로 전송하고, 상기 설정 정보에 따른 채널 상태 정보가 상기 인터페이스부(210)를 통해 수신하게 된다.
이때, 본 발명의 정보 설정부(220)는 상기 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 무선 프레임 주기를 변경하고 변경된 무선 프레임 주기를 포함하는 설정 정보를 상기 단말(100)로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 정보 설정부(220)는 인터페이스부(210)가 LTE 통신과 연동이 가능한 경우, LTE 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널 정보를 설정하고, 설정된 보고 채널 정보를 포함하는 설정 정보를 단말(100)로 전송할 수 있으며, LTE 통신 채널을 통해 단말(100)에서 측정된 채널 상태 정보를 수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 정보 설정부(220)는 인터페이스부(210)가 저주파 5G 통신 채널 및 고주파 5G 통신 채널을 포함하는 경우, 저주파 5G 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널 정보를 설정하고, 설정된 보고 채널 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 고주파 5G 통신 채널을 통해 상기 단말(100)로 전송하는 과정을 수행할 수 있으며, 상기 저주파 5G 통신 채널을 통해 상기 단말에서 측정된 채널 상태 정보를 수신할 수도 있다.
그리고, 정보 설정부(220)는 수신된 채널 상태 정보에 따라 상기 단말(100)에 대한 고속 링크 적응, 예컨대, 단말(100)로부터 수신된 채널 상태 정보를 기초로 즉각적으로 변조와 채널 코드 레이트 등을 조정하는 과정을 수행할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 장치에서의 기본 동작에 대해 도 8을 참조하여 설명하면, 도 8을 통해 도시된 바와 같이 기지국(200)은 단말(100)과 채널이 설정된 상태에서(S301), 단말(100)로 연결된 채널에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다(S303). 여기서 설정 정보는 무선 프레임 주기에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 단말(100)은 상기 무선 프레임 주기에 맞춰 업링크 서브 프레임을 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
이러한 상태에서 기지국(200)이 단말(100)이 고속 이동하는 것으로 감지되면(S305), 업링크에서의 전송 지연이 낮아지도록 설정 정보를 변경할 수 있다(S307). 예컨대, 미리 전송된 무선 프레임 주기에서 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 무선 프레임 주기를 변경할 수 있으며, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 채널을 보고 채널로 지정하는 과정을 수행할 수도 있다.
그리고 변경된 설정 정보를 단말(100)로 전송하고, 기지국(200)은 단말(100)로부터 변경된 무선 프레임 주기에 따라 채널 상태 정보를 수신하거나, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 채널을 통해 채널 상태 정보를 보다 신속하게 수신할 수 있으며, 수신된 채널 상태 정보에 따라 고속 링크 적응 등의 과정을 수행할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 주요 구성을 논리적 관점에서 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 측정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
여기서, 채널 상태 정보 측정 장치는 예컨대, 단말(100)을 의미하며, 단말(100)은 논리적 관점에서 채널 상태 정보 생성부(110) 및 채널 연동부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
단말(100)의 채널 상태 정보 생성부(110)는 기지국(200)의 지시에 따라 채널 상태 정보를 생성하는 역할을 수행한다. 여기서, 채널 상태 정보는 단말(100)과 기지국(200) 사이의 연결된 채널에 대한 상태 정보를 포함하는 것으로, 예컨대, CQI(채널 상태 지시자, Channel Quality Indicator)를 포함할 수 있다. 이때, 채널 상태 정보 생성부(110)는 미리 설정된 무선 프레임 주기에 맞춰 주기적으로 CQI를 측정하고, 지정된 업링크 서브 프레임이 할당되면 측정된 주기적 CQI를 채널 연동부(120)를 통해 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
반면, 단말(100)이 고속 이동하는 환경과 같이 채널 상태의 변동이 클 경우, 채널 상태 정보 생성부(110)는 기지국(200)의 제어에 따라 비주기적으로 CQI를 측정하여 기지국(200)으로 전송할 수도 있다.
이를 위해 채널 상태 정보 생성부(110)는 채널 연동부(120)를 통해 CQI 보고 지시자를 포함하는 설정 정보를 기지국(200)으로부터 수신할 수 있으며, 이에 따라 비주기적으로 CQI를 측정하고 측정된 CQI를 단말 연동부(120)를 경유하여 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
단말 연동부(120)는 기지국(200)으로부터 수신된 설정 정보에 따라 채널 상태 정보 생성부(110)가 생성한 채널 상태 정보, 예컨대 CQI를 기지국(200)으로 전송하는 역할을 수행한다. 특히, 본 발명의 단말 연동부(120)는 기지국(200)으로부터 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 변경된 무선 프레임 주기를 포함하는 설정 정보를 수신하는 경우, 해당 업링크 서브 프레임이 할당되면 측정된 CQI를 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 단말 연동부(120)는 업링크에서의 전송 지연이 낮은 채널로 CQI를 보고할 것을 지시하는 보고 채널 정보를 포함하는 설정 정보를 수신하는 경우, 해당 채널을 통해 측정된 CQI를 기지국(200)으로 전송할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 대해 설명하였다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다.
특히, 본 발명의 컴퓨터 프로그램은 채널 상태 정보 측정 장치로부터 채널 상태 정보를 수신할 수 있는 채널 상태 정보 수신 장치에서 동작할 수 있으며, 상기 채널 상태 정보 수신 장치가, 상기 채널 상태 정보 측정 장치와 채널이 연결된 상태에서, 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이 감지되면, 업링크에서 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색하는 단계, 상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계 및 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 상기 보고 채널을 통해 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신하여 링크 적응을 수행하는 단계 등을 실행할 수 있다.
이러한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
본 발명은 채널 상태 정보 수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국이 단말의 고속 이동이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 보고 채널을 통해 단말이 측정한 채널 상태 정보를 수신하도록 제어함으로써, 고속 링크 적응을 수행할 수 있는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 의하면, 기지국의 단말로부터 특정 정보를 신속하게 수신하고자 할 경우에 적용될 수 있으며, 이를 통해 단말로부터 특정 정보를 신속하게 수신하여 고속 링크 적응 등 여러 가지 처리를 수행할 수 있어 보다 효율적인 이동통신 서비스를 제공할 수 있게 된다.
또한 이러한 본 발명은 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.
100: 단말
110: 채널 상태 정보 생성부
120: 채널 연동부
200: 기지국
210: 인터페이스부
220: 정보 설정부
230: 판단부

Claims (10)

  1. LTE 통신 채널 및 5G 통신 채널을 지원하는 통신 환경에서 수행되는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 수신 장치가,
    상기 채널 상태 정보 측정 장치와 채널이 연결된 상태에서, 상기 채널 상태 정보 측정 장치의 이동으로 통신 채널이 고속 변경되면, 업링크에서 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색하는 단계;
    상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 상기 보고 채널을 통해 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신한 후, 상기 수신된 채널 상태 정보를 기반으로 링크 적응을 수행하는 단계;를 포함하되,
    상기 5G 통신 채널을 지원하는 채널 상태 정보 수신 장치의 인접한 위치에 상기 LTE 통신 채널을 지원하는 기지국이 있는 경우,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 LTE 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널을 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 보고 채널에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 5G 통신 채널을 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법.
  2. 저주파 5G 통신 채널 및 고주파 5G 통신 채널을 지원하는 통신 환경에서 수행되는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 수신 장치가,
    상기 채널 상태 정보 측정 장치와 채널이 연결된 상태에서, 상기 채널 상태 정보 측정 장치의 이동으로 통신 채널이 고속 변경되면, 업링크에서 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색하는 단계;
    상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 상기 보고 채널을 통해 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신한 후, 상기 수신된 채널 상태 정보를 기반으로 링크 적응을 수행하는 단계;를 포함하되,
    상기 채널 상태 정보 수신 장치가 고주파 5G 통신 채널에 연결된 상태인 경우,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 고주파 5G 통신 채널보다 업링크에서의 전송 지연이 낮은 저주파 5G 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널을 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 보고 채널에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 고주파 5G 통신 채널을 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계 이후에,
    탐색된 보고 채널이 존재하지 않을 경우, 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 상기 채널 상태 정보 측정 장치에 대응하여 기 설정된 무선 프레임 주기를 변경하는 단계;
    상기 변경된 무선 프레임 주기를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 변경된 무선 프레임 주기에 따라 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신하여 링크 적응을 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보고 채널은
    상기 채널 상태 정보 측정 장치가 접속할 수 있는 복수 개의 채널 중 FDD 채널 또는 업링크에서의 전송 지연이 낮은 TDD 채널인 것을 특징으로 하는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보고 채널이 LTE 통신 채널인 경우,
    상기 채널 상태 정보는
    상기 LTE 통신 채널을 경유하여 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 또는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 전달되는 것을 특징으로 하는 고속 링크 적응을 위한 채널 상태 정보 수신 방법.
  6. 제1항, 제2항, 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  7. LTE 통신 채널 및 5G 통신 채널을 지원하는 통신 환경에서 구동되는 채널 상태 정보 수신 장치에 있어서,
    채널 상태 정보 측정 장치와의 채널 연결 과정을 제어하며, 상기 채널 상태 정보 측정 장치와 정보를 송수신하는 인터페이스부;
    상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경을 감지하는 판단부; 및
    상기 판단부를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색하고, 상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 인터페이스부를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하며, 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 상기 보고 채널을 통해 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신한 후, 상기 수신된 채널 상태 정보를 기반으로 링크 적응을 수행하는 정보 설정부;를 포함하되,
    상기 5G 통신 채널을 지원하는 채널 상태 정보 수신 장치의 인접한 위치에 상기 LTE 통신 채널을 지원하는 기지국이 있는 경우,
    상기 정보 설정부는
    상기 LTE 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널을 설정하고, 상기 설정된 보고 채널에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 5G 통신 채널을 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 수신 장치.
  8. 저주파 5G 통신 채널 및 고주파 5G 통신 채널을 지원하는 통신 환경에서 구동되는 채널 상태 정보 수신 장치에 있어서,
    채널 상태 정보 측정 장치와의 채널 연결 과정을 제어하며, 상기 채널 상태 정보 측정 장치와 정보를 송수신하는 인터페이스부;
    상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경을 감지하는 판단부; 및
    상기 판단부를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치에서의 고속 변경이 감지되면, 업링크에서의 전송 지연이 낮은 보고 채널을 탐색하고, 상기 탐색된 보고 채널에 대한 정보를 상기 인터페이스부를 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하며, 상기 채널 상태 정보 측정 장치로부터 상기 보고 채널을 통해 연결된 채널에 대응하여 측정된 채널 상태 정보를 수신한 후, 상기 수신된 채널 상태 정보를 기반으로 링크 적응을 수행하는 정보 설정부;를 포함하되,
    상기 채널 상태 정보 수신 장치가 고주파 5G 통신 채널에 연결된 상태인 경우,
    상기 정보 설정부는
    상기 고주파 5G 통신 채널보다 업링크에서의 전송 지연이 낮은 저주파 5G 통신 채널을 통해 채널 상태 정보가 수신되도록 보고 채널을 설정하고, 상기 설정된 보고 채널에 대한 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 고주파 5G 통신 채널을 통해 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 수신 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 정보 설정부는
    상기 탐색된 보고 채널이 없을 경우, 업링크 서브 프레임 비중이 높아지도록 무선 프레임 주기를 변경하고 변경된 무선 프레임 주기를 포함하는 설정 정보를 상기 채널 상태 정보 측정 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 수신 장치.
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