KR20150096341A - 분산 무선통신 시스템의 자원 활용 방법 - Google Patents

Abstract

분산 무선통신 시스템의 자원 활용 방법이 개시된다. 제1 기능을 위해 사용되는 슬롯은 제1 서브 슬롯 및 제2 서브 슬롯으로 나누어 진다. 단말은 제1 서브 슬롯에서 다른 단말로부터 제1 신호가 전송되지 여부를 감지한다. 제1 서브 슬롯에서 제1 신호가 감지되는 경우, 단말은 제2 서브 슬롯에서 제1 기능과 다른 다른 제2 기능을 위해 신호를 전송한다.

Description

분산 무선통신 시스템의 자원 활용 방법{METHOD FOR UTILIZATION OF RESOURCE IN DISTRIBUTED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 분산 무선통신 시스템의 자원 활용 방법에 관한 것이다.

분산형 매체 접근 제어(MAC)의 대표적인 예로 무선랜(Wireless LAN, WLAN)의 DCF(Distributed Coordination Function)가 있다. 무선랜의 DCF에서, 각 단말들은 전송하고자 하는 패킷이 있을 경우 무선 자원을 다른 단말들이 사용하는지 여부를 감지한다. 각 단말들이 다른 단말들이 무선 자원을 사용하지 않는다고 판단하면 패킷을 전송하는 경쟁기반 매체 접근 제어 방법을 사용한다. 그러나, 이러한 경쟁기반 매체 접근 제어 방법은 다른 단말이 언제 패킷을 전송할지 알 수 없기 때문에, 단말이 패킷을 송신할 때를 제외하고 항상 수신 모드 상태를 유지해야 한다. 이로 인해 전력 소모가 많아지는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로, 시간 축을 주기적으로 반복되는 구간으로 나누고, 각 단말들은 구간 내 일정 부분에서만 수신 모드로 동작하고 나머지 구간에서는 수신을 멈추어, 전력 소모를 줄이는 방법이 있다. 예를 들어, 무선랜 시스템에서 AP(Access Point)가 주기적으로 비컨(beacon) 신호를 전송하여 주기적으로 반복되는 구간의 기준을 제공한다. 또 다른 예로, 분산형 D2D(Device to Device) 통신 시스템과 같은 분산형 무선 시스템에서는 분산동기 방식을 이용하여 주기적으로 반복되는 구간의 기준을 정할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 분산형 무선 시스템에서 분산동기 방식은 시간 축이 주기적으로 반복되는 동기 구간(Sychronization interval)으로 구성된다. 동기 구간(Synchronization interval)은 다시 동기 슬롯(sync slot), 탐색 슬롯(discovery slot), 그리고 데이터 슬롯(data slot)으로 나누어진다. 동기 슬롯(sync slot)에서는 단말들은 네트워크 내의 다른 단말들과 시간 동기를 유지하기 위한 동작을 할 수 있다. 예를 들어, 단말들은 동기 슬롯에서 기준 신호를 수신하거나 송신할 수 있다. 탐색 슬롯(discovery slot)에서, 단말들은 다른 단말 또는 서비스에 대한 검색을 위한 동작을 할 수 있으며, 예를 들면, 단말들은 디스커버리 패킷을 송신하거나 수신할 수 있다. 슬립 모드(sleep mode)에 있는 단말은 탐색 슬롯(discovery slot)에서 수신모드로 동작하면서 자신에게 전송된 디스커버리 패킷이 있는지 여부를 확인할 수 있다. 데이터 슬롯(data slot)에서는 슬립 모드(sleep mode)에 있지 않은 단말들이 데이터 패킷을 송수신한다. 따라서, 슬립 모드(sleep mode)에 있는 단말은 탐색 구간(discovery slot)에 해당하는 구간에서는 자신에게 전송된 디스커버리 패킷이 있는지를 알기 위해서 수신모드로 동작하지만 데이터 슬롯(data slot) 에서는 전력 소모를 줄이기 위해서 송수신을 멈출 수 있다.

그러나 이러한 분산형 무선 시스템의 분산동기 방식도 주기적인 반복 구간이 용도에 따라 세분화되어 있어서 자원 활용이 비효율적일 수 있다. 디스커버리 슬롯에 해당하는 구간은 슬립모드를 지원하기 위해서 사용하기 때문에, 네트워크 내에 디스커버리 패킷을 전송하는 단말이 존재하지 않는 경우에 디스커버리 슬롯을 데이터 패킷을 전송하는데 사용할 수 없다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 효율적인 자원 활용 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 분산 무선통신 시스템에서 제1 단말이 자원을 활용하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 상기 자원 중 제1 기능을 위해 사용되는 제1 슬롯을 제1 서브 슬롯, 제2 서브 슬롯으로 나누는 단계, 제1 서브 슬롯에서, 상기 제1 단말 외의 다른 단말로부터 제1 신호가 전송되는지 여부를 감지하는 단계, 그리고 상기 제1 서브 슬롯에서 상기 제1 신호가 감지되지 않는 경우, 상기 제2 서브 슬롯에서 상기 제1 기능과 다른 제2 기능을 위해 제2 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 분산 무선 시스템에서 특정 목적으로 할당된 시간 슬롯이 의도한 목적으로 사용할 필요가 없는 경우 그 시간 슬롯을 다른 용도로 사용함으로써, 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시간 축에서의 자원 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분산 통신 시스템의 자원 활용 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 단말은(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 분산 무선통신 시스템의 자원 활용 방법을 설명한다. 이하에서는 분산 무선통신 시스템 환경을 가정하여 설명하며, 분산 무선통신 시스템은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 바 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시간 축에서의 자원 구성을 나타내는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자원 구성은 시간 축이 주기적으로 반복되는 동기 구간(synchronization interval, 100)으로 나누어진다. 동기 구간(synchronization interval, 100)은 동기 슬롯(sync slot, 110)과 복수의 슬롯(slot 1 ~ slot N)을 포함한다.

동기 슬롯(sync slot, 110)에 해당하는 구간에서, 단말들은 네트워크 내의 다른 단말들과 동기를 유지하기 위한 동작을 수행한다. 예를 들면, 단말들은 동기 슬롯에서 동기를 유지하기 위한 기준 신호를 송신하거나 수신할 수 있다.

복수의 슬롯(slot 1 ~ slot N)은 각각 특정 목적으로 할당된 시간 슬롯이다. 이하에서는 설명의 편의상, slot n(n=1, 2,…N)은 '목적 n'으로 사용하기 위해 할당된 시간 슬롯이라고 가정한다.

그리고, 설명의 편의상 도 1의 슬롯 1(slot 1, 120)은 디스커버리를 목적으로 할당된 시간이라고 가정하여 설명한다.

슬롯 1(slot 1, 120)이 디스커버리만을 위해 사용된다고 제안되며 네트워크 내에 디스커버리 패킷을 보내고자 하는 단말이 존재하지 않는 경우, 슬롯 1(slot 1, 120)을 사용하는 단말들이 존재하지 않아 슬롯 1(slot 1, 120)의 자원이 낭비된다. 이러한 자원 낭비를 막기 위해, 본 발명의 실시예에서는 슬롯 1(slot 1, 120)에서 디스커버리 패킷이 아닌 다른 종류의 패킷의 전송을 허용하되, 디스커버리 패킷을 전송하고 하는 단말에게 슬롯 1(slot 1, 120)에 우선권을 준다.

본 발명의 실시예에서는 네트워크 내에 디스커버리 패킷을 전송하고자 하는 단말이 존재하지 않는 경우에는 슬롯 1(slot 1, 120)에서 데이터 패킷이 전송되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 슬롯 1(slot 1, 120)이 데이터 패킷 뿐만 아니라 다른 목적을 위해 사용될 수 있음은 당연하다.

이와 같이 슬롯 1(slot 1, 120)이 다른 목적을 위해 사용되기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 1(slot 1, 120)은 다시 지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)과 서브 슬롯 1(sub-slot 1, 122)로 나누어 진다.

단말이 디스커버리 패킷을 전송하기 위해서는 디스커버리 패킷의 전송에 앞서 지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)에서 물리 계층 신호를 전송한다. 그리고, 단말이 물리 계층 신호를 전송한 후 서브 슬롯 1(sub-slot 1, 122)에서 디스커버리 패킷을 전송한다. 여기서, 디스커버리 패킷을 전송하고자 하는 단말이 두 개 이상인 경우, 이 단말들 모두 지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)에서 물리 계층 신호를 전송한다. 이에 따라, 복수의 단말이 전송하는 물리계층 신호가 시간 축에서 서로 겹쳐서 전송될 수 있다.

한편, 네트워크 내에서 디스커버리 패킷을 전송하지 않는 단말들은 지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)에서 수신모드로 동작하며 물리 계층 신호가 전송되는지를 감지한다. 물리 계층 신호의 송신이 감지되는 경우, 네트워크 내에 디스커버리 패킷을 전송하고자 하는 단말이 존재함을 의미한다. 그리고, 물리 계층 신호의 송신이 감지되지 않는 경우에는 네트워크 내에 디스커버리 패킷을 전송하고자 하는 단말이 존재하지 않음을 의미한다.

여기서, 물리 계층의 신호의 송신이 감지되지 않는 경우에는 전송할 데이터 패킷이 있는 액티브 모드(active mode)의 단말은 서브 슬롯 1(sub-slot 1, 122)에서 데이터 패킷을 전송한다.

단말이 물리 계층 신호가 전송되었는지 여부를 감지하는 방법은 다음의 방법이 사용될 수 있다. 물리 계층 신호 감지 방법은 에너지 감지(energy detection) 방법, 그리고 전송된 물리 계층 신호의 구조를 이용하여 오토코릴레이션(auto-correlation) 또는 크로스코릴레이션(corss-correlation) 등의 방법이 사용될 수 있다. 에너지 감지 방법은 무선 채널 중에 존재하는 신호의 에너지를 감지하고, 감지한 값이 기준 값(threshold)보다 크면 신호가 존재하는 것으로 판단한다. 오토코릴레이션 방법은 물리 계층 신호가 반복 패턴을 가지는 경우, 수신된 신호('신호 A'라 함)와 신호 A를 반복주기만큼 지연시킨 신호('신호 B'라 함)의 상관 관계를 계산하고, 계산한 값을 기준 값(threshold) 비교하여 물리 계층 신호의 전송 여부를 판단한다. 크로스코릴레이션 방법은 전송된 물리 계층 신호의 모양을 미리 알고 있는 경우 수신된 신호와 미리 알고 있는 물리 계층 신호 사이의 상관 관계를 계산하고, 계산 값을 기준 값(threshold)과 비교하여 물리 계층 신호의 전송 여부를 판단한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분산 통신 시스템의 자원 활용 방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 디스커버리 패킷을 전송하고자 하는 단말은 지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)에서 물리 계층 신호를 전송한다(S220).

디스커버리 패킷을 전송하지 않는 단말은 지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)에서 물리 계층 신호가 전송되는지 여부를 감지한다(S220). 여기서, 물리 계층 신호 감지 방법은 상기에서 설명한 에너지 감지 방법, 오토코릴레이션 방법, 그리고 크로스코릴레이션 방법이 사용될 수 있다.

지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)에서 물리 계층 신호가 감지되지 않은 경우, 전송할 데이터 패킷이 있는 액티브 모드 단말은 서브 슬롯 1(sub-slot 1, 122)에서 데이터 패킷을 전송한다(S240). 즉, 서브 슬롯 1(sub-slot 1)이 디스커버리 패킷을 전송하는데 사용되는 것이 아니라 데이터 패킷을 전송하는데 사용된다.

한편, 상기 S220 단계에서 디스커버리 패킷을 전송한 단말은 지시 서브 슬롯(indication sub-slot 1, 121)에서 물리 계층 신호를 전송한 후 서브 슬롯 1(122)에서 디스커버리 패킷을 전송한다(S250).

상기 본 발명의 실시예에서는 슬롯 1(slot 1, 120)을 예를 들어 설명하였지만, 다른 슬롯slot 2 ~ slot N)에서도 상기에서 설명한 개념(즉, 슬롯은 표시 서브 슬롯 및 서브 슬롯으로 나누고, 서브 슬롯을 다른 목적을 위해 사용하는 것)이 적용될 수 있음은 당연하다.

또한 상기 본 발명의 실시예에서는 디스커버리 패킷이 우선권을 가지고 전송되며, 디스커버리 패킷이 존재하지 않는 경우 데이터 패킷이 전송되는 경우를 사용하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 특정 패킷의 종류에 제한되지 않으며 다른 종류의 패킷에도 동일하게 적용될 수 있음은 당연하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말(300)은 프로세서(310), 메모리(320) 및 RF 모듈(330)을 포함한다.

프로세서(310)는 도 1 및 도 2에서 설명한 절차, 방법 및 기능들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(320)는 프로세서(310)와 연결되고 프로세서(310)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.

RF 모듈은 안테나(도시 하지 않음)와 연결되고 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 그리고 안테나는 단일 안테나 도는 다중 안테나(MIMO 안테나)로 구현될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

1. 분산 무선통신 시스템에서 제1 단말이 자원을 활용하는 방법으로서,
   상기 자원 중 제1 기능을 위해 사용되는 제1 슬롯을 제1 서브 슬롯, 제2 서브 슬롯으로 나누는 단계,
   제1 서브 슬롯에서, 상기 제1 단말 외의 다른 단말로부터 제1 신호가 전송되는지 여부를 감지하는 단계, 그리고
   상기 제1 서브 슬롯에서 상기 제1 신호가 감지되지 않는 경우, 상기 제2 서브 슬롯에서 상기 제1 기능과 다른 제2 기능을 위해 제2 신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법.

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