KR20160052420A

KR20160052420A - 이동통신 시스템에서 비면허 대역을 이용한 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160052420A
Application number: KR1020150153220A
Authority: KR
Inventors: 문정민; 류선희; 안라연; 이성진; 정정수; 박승훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2016-05-12
Also published as: WO2016068668A3; CN107079455A; EP3214889A2; EP3214889A4; KR102375379B1; WO2016068668A2; US20170339588A1; CN107079455B; EP3214889B1; US10779172B2

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

이동통신 시스템에서 비면허 대역을 이용한 통신 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING USING UNLICENSED BAND}

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.

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.

Configuration	3GPP release	DwPTS	UpPTS	Number of slots / subframe
Configuration	3GPP release	(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.

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 TDD Operation 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).

	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.

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.

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.

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.

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

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; 및
상기 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.