KR20160093573A - 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치 - Google Patents

비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명은 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 통신을 수행하는 방법 및 장치에 대한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따라 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 CCA 타이밍을 제어하는 방법은, CCA의 연속적인 성공 또는 실패 횟수를 정해진 임계값과 비교하여 CCA 타이밍의 변경 여부를 결정하는 과정과, 상기 CCA 타이밍의 변경이 결정된 경우, 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 과정을 포함한다.

Description

비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치{COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING AN UNLICENSED BAND}
본 발명은 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 통신 장치가 통신을 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
4G(4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-Generation) 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)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 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), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
공유 대역을 이용한 통신은 사용하는 대역에 대해 정해진 송신 규제를 따라야 한다. 이러한 송신 규제는 장치간 신호 간섭을 완화하기 위해 여러 종류의 방법을 사용한다. 일 예로 일정 거리에서의 수신 전력이 특정값 이상이 되지 않도록 송신 전력을 제한하거나, 시간 또는 주파수 도메인에서 자원의 위치를 홉핑(hopping)하거나, 전체 자원들 중 일정 자원만 사용하도록 하거나, 다른 장치로부터의 신호를 먼저 수신하여, 그 신호의 수신 전력이 특정값보다 작을 때 송신이 가능하도록 제한하는 방법 등이 있다. 이중에서 대표적으로 활용되는 주파수 대역은 "License-exempt" 또는 "Unlicensed" 대역이라고 불리우는 비면허 대역이다. 이하 본 명세서는 설명의 편의상 5 GHz 비면허 대역을 예로 들어 기술될 것이나, 유사한 공유 규제에 기초한 다른 주파수 대역에서도 이하 설명은 적용될 수 있다.
통신 시스템에서 비면허 대역을 사용하는 통신 장치는 예컨대, 프레임 기반 장치(Frame Based Equipment : FBE) 또는 부하 기반 장치(Load Based Equipment : LBE)로 구분될 수 있다. 각 통신 장치는 다음과 동일한 규제를 만족한다.
첫 번째, FBE의 경우 통신 장치가 전송을 수행하기 전에 최소 20us 이상 CCA(Clear Channel Assessment)을 수행한다. 상기 CCA는 통신 장치가 송신을 수행하기 전에 간섭의 크기를 측정하여 다른 통신 장치가 현재 비면허 대역을 사용하는지 여부를 판단하는 동작으로 이해될 수 있다. FBE는 상기 측정 결과 간섭의 크기가 일정 값 이상인 경우 전송을 수행하지 않고 간섭의 크기가 일정 값 미만인 경우에는 전송을 수행한다.
도 1a는 비면허 대역에서 FBE의 CCA 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1a를 참조하면, FBE는 한 번 CCA(101)를 수행하면 최소 1 ms 내지 최대 10 ms의 시간(103) 동안 비면허 대역을 점유할 수 있고 이후 그 점유 시간(103)의 최소 5 % 시간 동안은 전송을 수행하지 않고 휴식을 취해야 한다. 이를 아이들(idle) 구간(105)이라고 한다. 만약 FBE의 CCA 수행 결과 다른 통신 장치가 현재 비면허 대역을 사용하고 있다고 판단되면 상기 FBE는 고정 프레임 주기(fixed frame period)(107)가 지난 후 다시 CCA(109)를 수행할 수 있다.
두 번째, LBE의 경우 FBE와 마찬가지로 LBE가 송신을 수행하기 전에 최소 20 us 이상 CCA를 수행한다. 즉 FBE 방식과 LBE 방식에서 상기 CCA는 송신을 수행하기 전에 다른 통신 장치가 현재 비면허 대역을 사용하고 있는지 판단하는 동작이므로 송신측에서 수행되는 동작이다.
도 1b는 비면허 대역에서 LBE의 CCA 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1b를 참조하면, LBE는 CCA(111) 수행 결과 현재 비면허 대역을 사용하고 있는 다른 통신 장치가 없다고 판단되면 전송을 수행한다. 하지만 다른 통신 장치가 현재 비면허 대역을 사용하고 있다고 판단되면 LBE는 FBE와 다르게 추가적인 CCA을 수행할 수 있다. 상기 추가적인 CCA를 ECCA(Extended CCA)라 칭하기로 한다. ECCA(113)는 예컨대, N번의 CCA(115)로 구성되는데 여기서 N은 [1, q] 사이에서 임의로 선택된 값이고 q는 주어진 값이다. LBE는 ECCA(113) 수행 결과 현재 비면허 대역을 사용하고 있는 다른 통신 장치가 없다고 판단되면 전송을 수행한다. 이때 LBE가 비면허 대역을 점유할 수 있는 시간(117)은 최대 (13/32)*q ms이고 그 후 ECCA을 다시 수행하여 그 시간 동안 idle 구간(119)을 갖는다.
FBE와 LBE는 각각 다음과 동일한 장단점이 있다. 우선 비면허 대역을 점유할 확률 관점에서는 LBE가 FBE 보다 좋은 성능을 보일 것이다. 그 이유는 FBE는 CCA을 한 번 실패하면 고정 프레임 주기(fixed frame period) 동안 CCA를 다시 수행할 수 없지만 LBE는 CCA을 실패한 후 ECCA, 즉 N번의 추가적인 CCA을 수행하여 비면허 대역을 점유하기 위한 동작을 수행할 수 있기 때문이다. 다음으로 스케줄링(scheduling), 예컨대 LTE 시스템에서 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 전송 관점에서는 FBE가 LBE 보다 간단하다는 장점이 있다. FBE는 서브프레임 경계(subframe boundary)(즉 PDCCH 전송 시점)를 기준으로 비면허 대역을 사용할 수 있다. 하지만 LBE는 ECCA의 CCA 수행 횟수인 N을 임의로 선택하기 때문에 비면허 대역의 사용 시작 시점과 서브프레임 경계를 일치시킬 수 없다. 따라서 LBE의 경우 도 42의 예와 같이, 1번째 서브프레임(Subframe0)의 일부를 예약하고(4201) 2번째 서브프레임(Subframe1)(4203)부터 PDCCH 및 데이터 전송을 수행할 수 있다. 또한 FBE는 LBE에 비해 비면허 대역을 공유하고 있는 주변 Wi-Fi에게 적은 피해를 준다. 일반적으로 LBE가 FBE 보다 비면허 대역을 점유할 확률이 높은데 이는 Wi-Fi가 비면허 대역을 점유할 기회를 더 많이 빼앗는 것으로 볼 수 있기 때문이다.
한편 단말이 비면허 대역을 사용하더라도 이동 환경에서 신뢰성 있는 셀룰러 통신 서비스를 제공하기 위하여 면허 대역에 대한 접속은 유지하는 방식이 필요하다. 음성 등 지연에 민감한 서비스의 데이터는 면허 대역으로 전송하고, 지연에 민감하지 않은 데이터 서비스는 면허 대역에 추가하여 기회적으로 비면허 대역까지 사용하여 송신함으로써, 가능한 데이터 전송률을 향상할 수 있다.
비면허 대역을 셀룰라 시스템에서 사용하기 위해 고려되는 구조는 크게 CA(Carrier Aggregation) 과 DC(Dual Connectivity)가 있다. CA 구조는 PCell(Primary Cell)이 면허 대역에서 동작하고 하나 이상의 SCell을 비면허 대역에서 동작하게 하는 방식으로, 주요 제어절차를 위한 초기 접속, 임의 접속, 채널 품질 보고, ACK/NACK 보고 등을 PCell에서 동작하게 하여 성능을 보장할 수 있다. 반면 DC 구조는 PCell과 별도로 PUCCH를 가진 PSCell(PUCCH SCell)이 비면허 대역으로 설정되며, PSCell에서 주요 제어 절차를 위한 초기 접속, 임의 접속, 채널 품질 보고, ACK/NACK 보고 등을 할 수 있다. 본 명세서에서 상기 PCell은 PSCell또는 PUCCH외 다른 채널로 보고 자원이 설정된 SCell로 대체될 수 있다.
한편 LTE 시스템과 동일한 기존 셀룰라 통신 시스템에서는 송수신 링크의 전송 용량을 결정하기 위해 다음과 동일한 절차를 필요로 한다. 하향 링크에서는 기지국의 기준 신호(reference signal)를 단말이 측정하여 신호 품질을 기지국에게 보고한다. 기지국의 기준 신호는 그 기지국의 영역에서 모든 단말들에게 공통으로 주어지는 CRS(Common/Cell-specific Reference Signal) 또는 특정 단말에게만 주어지는 DRS(Dedicated Reference Signal), CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal) 등을 사용할 수 있다. 단말은 주기적으로 또는 비주기적으로 기지국에게 채널 품질을 CQI(Channel Quality Indicator)로 보고하도록 기지국에 의해 제어될 수 있다. 단말은 주기적인 보고를 위해서 상향 링크 제어 채널을 이용하고, 비주기적인 보고를 위해서 상향 링크 데이터 채널을 이용한다. 기지국은 단말이 보고한 CQI를 기반으로 물리 채널 자원 블록을 어느 단말에게 할당할지 결정하는 스케줄링 과정을 수행하고 그 결과에 따라 단말 별 할당 정보를 알려준다. 상기 할당 정보는 PDCCH를 통해 단말의 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity) 또는 M-RNTI(MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)-RNTI)로 스크램블한 제어 신호로 알려지며, 상기 할당 정보를 수신한 단말은 제어 신호에서 알려준 하향링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel : PDSCH)에서 할당된 물리 채널 자원 블록을 수신한다. 한편 상향 링크에서는 단말의 기준 신호를 기지국이 측정하여 신호 품질을 알 수 있다. 단말의 기준 신호는 기지국이 특정 단말에게 주기적(2~320ms)으로 할당해주는 SRS (Sounding Reference Signal)를 사용할 수 있다. 현재 규격과는 다르지만, 공유 대역에서의 동작을 위해 단말의 상향 링크 데이터 송신 시 함께 송신하는 DMRS (DeModulation Reference Signal)도 사용을 고려할 수 있다. 기지국은 단말이 송신한 기준 신호를 측정하여 얻은 CQI를 기반으로 물리 채널 자원 블록을 어느 단말에게 할당할지 결정하는 스케줄링 과정을 수행하고, 그 결과에 따라 단말 별 할당 정보를 알려 준다. 할당 정보는 PDCCH를 통해 단말의 C-RNTI 또는 M-RNTI로 스크램블한 제어신호로 알려지며, 상기 할당 정보를 수신한 단말은 제어 신호에서 알려준 상향링크 데이터채널(Physical Uplink Shared Channel : PUSCH)에서 할당된 물리 채널 자원 블록을 송신한다.
기지국은 단말과 채널 측정 및 링크 적응을 완료하기까지 필요한 신호 송수신 및 프로세싱으로 인해 일정 이상의 지연 시간이 걸린다. 예를 들어 하향 링크에서 동작을 살펴보면, 도 21의 예와 같이 기지국이 매 하향링크 서브프레임마다 송신하는 기준신호(2101)를 단말이 측정하고, CQI(2103)를 매 상향링크 서브프레임에 할당된 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel : PUCCH)로 보고하는데 2 개의 서브프레임이 필요하다. 기지국이 채널 예측(estimation)(2105)을 하는데 1 개의 서브프레임이 필요하고, 자원 할당 및 MCS(Modulation & Coding Scheme) 인덱스를 결정하기 위한 스케줄링을 위해 구현에 따라 1~k 개의 서브프레임들(2107)이 필요하다. 따라서 가능한 최소 CQI 피드백 지연은 4 ms가 필요하다. 상향 링크에서는 주기적인 CQI 보고 자원의 최소 주기가 2 개 서브프레임이므로 하향 링크에 비해 1 개 서브프레임 만큼의 지연이 더 발생하여 5ms가 필요하다. CQI 보고 자원의 주기가 길어지면 그만큼 전체 CQI 피드백 지연도 늘어나게 된다.
이와 같이 LTE 시스템은 주기적인 기준 신호를 측정하는 경우에 최소 CQI 피드백 지연을 제공할 수 있다. 그런데 서로 다른 통신 시스템들 간의 공존을 위한 규칙이 요구되는 비면허 대역 등 공유 대역에서 기존 링크 적응 기법을 적용하는데 있어 다음과 동일한 세 가지 문제점이 발생한다.
첫 번째 문제점은 주기적인 기준 신호 측정의 부정확성이다. LBT(Listen Before Talk) 규제로 인하여 기지국이 주기적인 기준 신호를 전송하는 것이 보장되지 않거나, 규제 문제가 없더라도 주기적인 기준 신호에 대한 측정량의 변동이 심할 가능성이 있다. 단말은 주기적으로 할당되어 있는 기준 신호 자원 위치에서 측정을 수행하는데, 기지국이 LBT를 성공하지 못한 경우 단말이 이 사실을 알지 못하면 측정을 취소하거나, 기준 신호가 실제로는 전송되지 않은 신호 자원에서 측정이 이루어지게 된다. 일 예로 유럽과 동일한 특정 지역에서는 LBT 규제가 있더라도, 짧은 제어 신호(Short Control Signal : SCS)의 경우 LBT를 사용하지 않도록 면제하고 있다. SCS의 조건은 송신 장치 입장에서 예컨대, 50 ms 내에서 5 %의 자원만을 점유하여 송신하도록 설계가 되어야 한다. 이렇게 주기적인 기준 신호 송신이 가능하더라도, 단말은 인접한 WiFi AP/단말 또는 비동기 셀 기지국이나 비동기 셀에 소속한 LTE 단말로부터의 불연속적인 간섭을 겪게 된다. 불연속적인 간섭의 원인은 CCA 또는 숨겨진 노드(hidden node)로부터 발생한다. 예를 들어, 어떤 장치가 CCA를 위한 임계값(threshold)이 설정되어 있으면, 다른 기지국으로부터의 간섭 신호를 수신하였을 때 CCA 임계값 보다 높은 전력으로 간섭 신호가 수신된 단말은 송신을 할 수 없다. 이때 기지국이 LBT를 성공했을 때와 실패했을 때, 기지국에 인접한 장치들의 송신 여부가 달라지므로, 간섭양의 차이가 두드러질 수 있다. 이러한 첫 번째 문제점은 상향 링크에서 단말의 SRS를 송신하는 경우에도 동일하게 발생한다.
두 번째 문제점은 비연속적인 무선 자원 사용이다. 일 예로 비주기적인 기준 신호를 측정하는 경우가 될 수 있다. 즉, 주기적인 기준 신호 측정의 문제점으로 인해 LBT 성공 후 데이터를 송신하는 서브프레임에서 기지국이 전송하는 기준 신호를 측정하더라도 문제가 발생할 수 있다. LBT 성공 여부는 임의성이 있으므로, 마지막에 LBT가 성공한 시점에 측정한 채널과 지금 LBT가 성공한 시점의 채널은 다를 확률이 높다. 하나의 단말이 연속적으로 복수의 서브프레임들을 할당 받은 경우에만 이전 서브프레임에서 측정한 채널 품질에 기반하여 기지국이 스케줄링을 해줄 수 있지만, 앞서 설명하였듯이 적어도 4 ms의 지연이 발생할 수 있다. 따라서 n번째 서브프레임에서 측정한 CQI를 기반으로 자원 할당이 이루어지는 시점은 n+4번째 서브프레임에서 가능하다. 따라서 적어도 n+4 번째 서브프레임 이상으로 하나의 단말에게 자원을 할당해주어야 하는데, 어느 시점에 대기 큐에 쌓여있는 트래픽 양이 항상 많지는 않기 때문에, 이를 보장할 수 없다. 그래서 기지국은 연속적인 서브프레임 할당을 위해서 하나의 단말에게 한 서브프레임에서 할당하는 물리 자원 블록(Physical Resource Block : PRB)의 수를 최소화할 수 있다. 하지만 할당한 데이터 자원에 포함된 DRS(Dedicated RS, 하향링크용)나 DMRS (DeModulation RS, 상향링크용)를 사용하기 때문에 기지국이 첫 서브프레임에서 할당한 PRB 외의 자원의 품질을 알 수 없다는 단점이 존재한다. 즉 여러 주파수 PRB에 대해 채널 품질을 비교할 수 없으므로, 상향 링크 신호만으로는 주파수 선택적(frequency selective) 스케줄링이 불가능하다.
세 번째 문제점은 CQI 보고 시점의 지연으로, CQI 보고를 위한 지연 시간이 발생하여 정확한 채널 측정이 어려워질 수 있다. 이는 하향 링크로 데이터 송신을 하고자 할 때 발생할 수 있는데, 기지국이 전송한 기준 신호를 측정한 단말이, 기지국이 할당한 상향 링크 자원으로 보고를 하려고 할 때, FBE 방식의 경우 CCA를 실패할 때 마다 한 CCA 주기(예를 들어 한 서브프레임) 씩 지연이 발생할 수 있다. LBE 방식의 경우 기지국의 서비스 영역 내 여러 단말들이 서로 경쟁하는 문제가 발생하므로 상향 링크에서 선호되지 않는다.
본 발명은 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 효율적인 통신 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 CCA 타이밍을 효율적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 공정성을 제공하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 비면허 대역 등 공유 대역에서 FBE 또는 LBE 방식으로 자원을 공유하는 무선 통신 시스템에서 효율적인 채널 품질 보고 방법과 링크 적응 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따라 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 CCA 타이밍을 제어하는 방법은, CCA의 연속적인 성공 또는 실패 횟수를 정해진 임계값과 비교하여 CCA 타이밍의 변경 여부를 결정하는 과정과, 상기 CCA 타이밍의 변경이 결정된 경우, 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 CCA 타이밍을 제어하는 기지국은, 데이터를 송수신하기 위한 송수신기와, CCA의 연속적인 성공 또는 실패 횟수를 정해진 임계값과 비교하여 CCA 타이밍의 변경 여부를 결정하고, 상기 CCA 타이밍의 변경이 결정된 경우, 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 것을 제어하는 제어기를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 공정성을 제공하는 방법은, 상기 비면허 대역에서 채널 점유 또는 비점유 상태가 미리 정해진 개수의 UL 구간 동안 지속되는 경우, 기본 TDD 서브프레임 구성에 서브프레임 단위의 순환 쉬프트를 적용하는 과정과, 상기 순환 쉬프트된 TDD 서브프레임 구성을 이용하여 CCA를 수행하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 공정성을 제공하는 기지국은, 데이터를 송수신하기 위한 송수신기와, 상기 비면허 대역에서 채널 점유 또는 비점유 상태가 미리 정해진 개수의 UL 구간 동안 지속되는 경우, 기본 TDD 서브프레임 구성에 서브프레임 단위의 순환 쉬프트를 적용하고, 상기 순환 쉬프트된 TDD 서브프레임 구성을 이용하여 CCA를 수행하는 것을 제어하는 제어기를 포함한다.
도 1a는 비면허 대역에서 FBE의 CCA 동작의 일 예를 나타낸 도면,
도 1b는 비면허 대역에서 LBE의 CCA 동작의 일 예를 나타낸 도면,
도 2는 동일한 비면허 대역에서 다수의 기지국들의 간의 동기가 일치하지 않는 경우를 설명하기 위한 도면,
도 3a 및 도 3b는 FBE 기반 LAA-LTE에서 지속적으로 CCA가 실패하는 경우를 설명하기 위한 도면,
도 4는 비면허 대역에서 제1 및 제2 기지국을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 서브프레임 레벨에서 CCA 타이밍을 랜덤화하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 심볼 레벨에서 CCA 타이밍을 랜덤화하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 CCA 타이밍을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 CCA의 온/오프 주기를 랜덤화하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 9a는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 하향 링크(DL) 구간 및 상향 링크(UL) 구간을 위한 TDD 프레임 구조를 나타낸 도면,
도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE의 프레임 구조에서 DL 및 UL 전송을 나타낸 도면,
도 10은 동일한 비면허 대역에서 다수의 기지국들의 간의 동기가 일치하는 경우를 설명하기 위한 도면,
도 11은 TDD 기반 LAA-LTE에서 기지국들 간에 동기가 일치하지 않는 경우를 예시한 도면,
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시 예에 따라 subframe 단위로 TDD의 subframe 구성을 circular shift 하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 13 내지 16은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 공정성을 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면,
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 공정성을 제공하기 위한 기지국의 방법을 나타낸 순서도,
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 CCA 타이밍 제어를 위한 기지국과 단말 간의 시그널링 방법을 나타낸 도면,
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 기본 TDD subframe 구성은 유지하면서 공정성을 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면,
도 21은 무선 통신 시스템에서 CSI 피드백 지연을 설명하기 위한 도면,
도 22a는 LTE 시스템에서 일반적인 TDD DL/UL 프레임 구조를 나타낸 도면,
도 22b는 비면허 대역과 같은 공유 대역에서 선호되는 TDD DL/UL 프레임 구조를 나타낸 도면,
도 23 내지 도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 FBE 방식의 LAA DL 동작의 다양한 예들을 나타낸 도면,
도 28 내지 도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 LBE 방식의 LAA DL 동작의 다양한 예들을 나타낸 도면,
도 32, 도 33은 본 발명의 실시 예에 따른 간소화된 FBE 방식과 LBE 방식의 다른 예를 나타낸 도면,
도 34는 비주기적 보고에 기반한 기존 LTE 규격의 하향링크 스케줄링 동작의 나타낸 도면,
도 35 내지 도 38는 본 발명의 실시 예에 따른 지연 할당에 기반한 하향링크 스케줄링 동작의 다양한 예들을 나타낸 도면,
도 39 내지 도 41은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국이 FBE 방식과 LBE 방식을 동적으로 선택할 수 있는 프레임 구조의 다양한 예들을 나타낸 도면,
도 42는 비면허 대역에서 예약 신호를 사용하는 LBE 방식의 일 예를 나타낸 도면,
도 43 내지 도 45는 본 발명의 실시 예에 따라 상향/하향 링크에서 LBT 성공/실패를 알리는 알림 신호의 예를 나타낸 도면,
도 46은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 장치의 구성을 나타낸 블록도.
하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 자세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대해 해석 가능한 의미의 예를 제시한다. 하지만 아래 제시하는 해석 예로 한정되는 것은 아님을 주의하여야 한다.
하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 자세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대해 해석 가능한 의미의 예를 제시한다. 하지만 아래 제시하는 해석 예로 한정되는 것은 아님을 주의하여야 한다.
기지국(Base Station)은 단말과 통신하는 일 주체로서, BS, BTS(base transceiver station), NodeB(NB), eNodB(eNB), AP(Access Point) 등으로 지칭될 수도 있다. 주 기지국과 보조 기지국으로 구성된 혼합형(Heterogenous) 네트워크가 본 발명의 주요 배경이며, 주 기지국은 Macro BS, PCell(Primary Cell) 등으로 지칭될 수 있으며, 보조 기지국은 Small BS, SCell(Secondary Cell) 등으로 지칭될 수 있다. 단말(User Equipment :UE)은 기지국과 통신하는 일 주체로서, UE, 장치(device), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 장비(Mobile Equipment; ME), 터미널(terminal) 등으로 지칭될 수 있다.
혼합형 네트워크에서 단말은 주요 시스템 정보 및 제어 신호 송수신, 음성과 같이 이동성에 민감한 트래픽은 PCell과 통신을 하고, 데이터와 같이 순시적인 전송량이 중요한 트래픽은 SCell과 통신을 할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에서는 SCell이 공유 대역으로 설정되어 있음을 가정한다. 이러한 형태의 셀룰라 통신 시스템의 예시로는 LTE LAA(License-assisted Access) 표준을 예로 들 수 있다. 이하 본 발명의 실시 예들에서 기존 면허 대역 외에 비면허 대역과 동일한 공유 대역을 추가로 사용하는 단말을 LAA 단말로 지칭하고, 기존 면허 대역만 사용하는 단말을 LTE 단말로 지칭할 것이다. 마찬가지로 기존 면허 대역 외에 비면허 대역과 동일한 공유 대역을 추가로 기지국을 LAA 기지국으로 지칭하고, 기존 면허 대역만 사용하는 기지국을 LTE 기지국으로 지칭할 것이다. 또한 비면허 대역에서 동작하는 LTE 시스템은 LAA-LTE(Licensed-Assisted Access Using LTE)라 칭하기로 한다. 이하 본 발명의 실시 예들은 LTE 시스템을 예로 설명될 것이나, 비면허 대역에서 통신을 지원하는 다른 통신 시스템에도 본 발명은 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 LAA-LTE의 성능 및 공정성(fairness)을 향상시키기 위한 기술을 제안한다. 먼저 LAA-LTE가 FBE 기반으로 동작하는 상황을 고려한다. 만약 특정 사업자가 설치한 다수의 기지국들이 동일한 비면허 대역을 사용하는 경우, 사업자는 기지국들 간의 동기를 일치시킬 수 있다.
도 10은 동일한 비면허 대역에서 다수의 기지국들의 간의 동기가 일치하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 기지국 1(1001) 및 기지국 2(1003)는 CCA을 동시에 시도하므로 기지국 1(1001)의 CCA 성공 또는 실패 여부가 기지국 2(1003)의 CCA 성공 또는 실패에 영향을 주지 않는다. 도 10의 예와 같이 LAA-LTE에서 기지국들(1001, 1003) 간의 동기가 일치하는 경우에는 기지국 별로 독립적인 CCA 수행이 가능하고 다수의 기지국들이 동시에 CCA를 성공했을 때에는 주파수 재사용률 1(frequency reuse 1)을 달성하여 LAA-LTE의 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 향상시킬 수도 있다.
반면 서로 다른 사업자들이 설치한 다수의 기지국들이 동일한 비면허 대역을 사용하는 경우, 그 기지국들 간의 동기가 일치하지 않을 수도 있다.
도 2는 동일한 비면허 대역에서 다수의 기지국들의 간의 동기가 일치하지 않는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, FBE 방식에서는 CCA를 정해진 시간, 즉 고정 프레임 주기(fixed frame period) 마다 수행하므로 기지국 1(201)이 기지국 2(203)보다 계속 CCA를 먼저 수행하는 상황이 발생할 수 있다. 따라서 기지국 1(201)이 CCA를 성공하면 기지국 2(203)는 기지국 1(201)이 비면허 대역을 점유하였다고 판단하기 때문에 CCA를 실패할 것이고, FBE 방식의 특성상 이러한 현상이 지속되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 FBE 기반 LAA-LTE에서 기지국들 간의 동기가 일치하지 않을 때 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법이 필요하다. 이러한 해결 방법은, 한 사업자가 설치한 다수의 기지국들이 서로 다른 동기를 갖고 동작하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편 FBE 기반 LAA-LTE와 LBE 기반 Wi-Fi가 동일한 비면허 대역을 사용할 때에도 LAA-LTE에서 지속적으로 CCA가 실패하는 경우가 발생할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 FBE 기반 LAA-LTE에서 지속적으로 CCA가 실패하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
앞에서 설명한 것처럼 FBE는 CCA를 정해진 시간, 즉 fixed frame period 마다 수행하는 반면 LBE는 idle time (즉, extended CCA 수행 시간 동안 idle 상태 유지) 규칙을 준수하면서 임의의 시점에 CCA를 수행할 수 있다. 따라서 도 3a 및 도 3b의 예와 같이 CCA 수행 시점에 비교적 제한이 없는 LBE 기반 Wi-Fi 기지국(301, 311)이 FBE 기반 LAA-LTE 기지국(303, 313)의 CCA 수행 시점마다 비면허 대역을 점유한다면 FBE 기반 LAA-LTE 기지국(303, 313)은 지속적으로 CCA를 실패할 것이다. 이러한 문제는 FBE 기반 LAA-LTE의 성능을 크게 저하시키므로 해결 방안이 요구된다. 또한 도시되지는 않았으나, FBE 기반 LAA-LTE 기지국과 LBE 기반 LAA-LTE 기지국이 동일한 비면허 대역을 사용하는 경우에도 도 3a 및 도 3b에서 설명한 문제는 동일하게 발생할 수 있다.
FBE 기반 LAA-LTE 시스템에서 서로 다른 동기를 갖는 기지국들이 동일한 비면허 대역에서 동작할 때 또는 FBE 기반 LAA-LTE 시스템에서 LBE 기반 LAA-LTE 기지국 또는 LBE 기반 Wi-Fi 기지국이 동일한 비면허 대역에서 동작할 때 FBE 기반 LAA-LTE 기지국이 연속적으로 CCA를 실패하는 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 실시 예에서는 다음과 동일한 기술을 제안한다.
첫째, 제안 기술은 FBE 기반 LAA-LTE 시스템에서 기지국이 CCA 수행 시점을 특정 조건에 따라서 랜덤화(randomization) 하는 것을 기본으로 한다.
둘째, CCA 수행 시점을 변경하는 조건은 다음 (a), (b), (c)에 따라서 세분화될 수 있다.
(a) CCA 수행 시점을 변경하는 기지국은 누구인가?
(b) CCA 수행 시점 변경을 결정하는 시점은 언제인가?
(c) 변경된 CCA 수행 시점은 어떻게 결정되는가?
셋째, 위와 동일한 기준에 의해서 세분화된 제안 기술은 다음 <표 1>과 같이 요약할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 정해진 횟수 이상 연속적으로 CCA를 성공하거나 또는 정해진 시간 이상 CCA를 성공하는 기지국을 제1 기지국이라 칭하고, 정해진 횟수 이상 연속적으로 CCA를 실패하거나 또는 정해진 시간 이상 CCA를 실패하는 기지국을 제2 기지국이라 칭하기로 한다. 또한 상기 제1 기지국은 점유 기지국, Aggressor 기지국 등 다양한 명칭으로 불리울 수 있다. 또한 상기 제2 기지국은 비점유 기지국, Victim 기지국 등 다양한 명칭으로 불리울 수 있다.
(a) CCA 시점 변경
대상 기지국		 (b) CCA 시점 변경 시점 (c) 변경된 CCA 시점
1 모든 기지국 고정된 시간 간격으로
임의의 시간 간격으로		 CCA timing randomization
- Subframe level
- Symbol level
CCA timing search
ON/OFF period randomization
2 제1 기지국 K번 연속적인 CCA 성공 시
T 시간 동안 X % CCA 성공 시
3 제2 기지국 K번 연속적인 CCA 실패 시
T 시간 동안 X % CCA 실패 시
Scheme 1-(a). 서브프레임 레벨에서 CCA 타이밍을 랜덤화(Randomize CCA timing in a subframe level)
- 대상 기지국: 모든 기지국 또는 제1 기지국 또는 제2 기지국
- 수행 시점: 대상 기지국에 따름
- 새로운 CCA 시점: CCA 타이밍 랜덤화(timing randomization)
상기 Scheme 1-(a)는 모든 기지국 또는 제1 기지국 또는 제2 기지국이 특정 시간 간격으로 CCA 타이밍을 랜덤화하는 방법이다. 여기서 scheme 1-(a)을 모든 기지국에 적용할 경우에는 각 기지국은 고정된 시간 간격으로 또는 임의의 시간 간격으로 CCA 타이밍을 랜덤화한다. 또한 scheme 1-(a)을 점유 기지국인 제1 기지국에 적용할 경우에는 해당 기지국이 K번 연속으로 CCA을 성공하거나 일정한 시간 T 동안 CCA 시도 대비 CCA 성공 비율이 정해진 비율(X %) 이상 되었을 때 CCA 타이밍을 랜덤화 한다. 마찬가지로 scheme 1-(a)을 비점유 기지국인 제2 기지국에 적용할 경우에는 해당 기지국이 K번 연속으로 CCA을 실패하거나 일정한 시간 T 동안 CCA 시도 대비 CCA 실패 비율이 정해진 비율(X %) 이상 되었을 때 CCA 타이밍을 랜덤화 한다.
도 4는 비면허 대역에서 제1 및 제2 기지국을 설명하기 위한 도면이다.
앞에서 설명한 것처럼 FBE 기반의 LAA-LTE 기지국은 정해진 시간, 즉 fixed frame period 마다 CCA을 수행한다. 따라서 서로 다른 동기를 갖는 기지국들이 동일한 비면허 대역에서 동작하는 경우 한 기지국이 다른 기지국보다 계속 CCA을 먼저 수행하는 상황이 발생하게 된다. 이러한 경우 도 4의 예와 같이, CCA 시점이 상대적으로 빠른 기지국, 즉 제1 기지국(401)은 비면허 대역을 연속적으로 점유할 수 있는 반면, CCA 시점이 상대적으로 늦은 기지국, 즉 제2 기지국(402)은 CCA 실패로 인하여 비면허 대역을 점유할 기회조차 얻지 못하게 된다. 이러한 불공정(unfairness)을 방지하기 위해 본 발명의 실시 예에서 제안하는 다수의 CCA 타이밍 랜덤화 기술이 요구된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 서브프레임 레벨에서 CCA 타이밍을 랜덤화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 고정 프레임 주기(fixed frame period)가 10 ms이고 0번 subframe의 첫 번째 (또는 첫 번째부터 n 번째까지의) symbol에서 CCA을 수행하는 FBE 기반 LAA-LTE 기지국을 가정한다. 이 FBE 기반 LAA-LTE 기지국이 주어진 시점에 CCA을 수행하다가 상기 scheme 1-(a)의 적용 대상이면서 그에 따른 수행 시점 조건을 만족시켰다면(CCA timing adjustment), FBE 기반 LAA-LTE 기지국은 임의의 숫자를 선택한다. 만약 임의로 선택된 숫자가 3이라면, 도 5의 (a)의 예와 같이, FBE 기반 LAA-LTE 기지국은 현재 fixed frame period 동안에는 CCA 및 전송을 수행하지 않고 다음 fixed frame period의 3번 서브프레임(511)의 첫 번째(또는 첫 번째부터 n 번째까지의) 심볼에서 CCA를 수행하고, 그 CCA 수행 결과에 따라 전송을 수행한다. 이후 FBE 기반 LAA-LTE 기지국은 3번 서브프레임(511)을 시작으로 하는 fixed frame period 동안을 새로운 frame(513)으로 설정하고, 매 3번 subframe 마다 CCA을 수행한다. 즉 도 5의 (a)의 예는 즉, 임의로 선택된 숫자를 기반으로 CCA를 수행하는 frame을 update 하는 방법이다.
한편 도 5의 (a)의 예와 같이 임의로 선택한 숫자를 기반으로 frame을 update 하는 것이 아니라 도 5의 (b)의 예와 같이 임의로 선택한 숫자를 일시적으로 적용하는 방법이 있다. 즉 도 5의 (b)에서 FBE 기반 LAA-LTE 기지국은 주어진 시점에 CCA을 수행하다가 상기 scheme 1-(a)의 적용 대상이면서 그에 따른 수행 시점 조건을 만족시켰다면 임의의 숫자를 선택한다. 만약 임의로 선택된 숫자가 3이라면, FBE 기반 LAA-LTE 기지국은 현재 fixed frame period 동안에는 CCA 및 전송을 수행하지 않고 다음 fixed frame period의 3번 서브프레임(501)의 첫 번째 심볼에서 CCA를 수행하고 그 CCA 수행 결과에 따라 전송을 수행한다. 이후 FBE 기반 LAA-LTE 기지국은 원래의 fixed frame period로 복귀하여 매 0번 subframe (503) 마다 CCA를 수행한다. 즉 도 5의 (b)의 예는 임의로 선택된 숫자를 기반으로 일시적인 frame을 만들어 CCA 및 전송을 시도한 후 원래의 frame으로 돌아가는 방법이다.
만약 모든 기지국들을 대상으로 상기 scheme 1-(a)을 적용한다면, 특정 기지국이 계속 점유 기지국인 제1 기지국이 되어 비면허 대역을 독점하거나, 특정 기지국이 계속 비점유 기지국인 제2 기지국이 되어 비면허 대역을 오랜 시간 동안 점유하지 못하는 종래 문제점을 해결할 수 있다. 그 이유는 순간적으로는 제1 및 제2 기지국들이 존재할 수 있지만 CCA 타이밍을 고정된 또는 임의의 시간마다 계속 변경하면 그 기지국들의 점유 상태가 바뀔 수 있기 때문이다. 만약 제1 기지국을 대상으로 상기 scheme 1-(a)을 적용한다면 제1 기지국이 확률적으로 제2 기지국에게 점유를 양보하는 것으로 해석할 수 있다. 또한 제2 기지국을 대상으로 상기 scheme 1-(a)을 적용한다면 제2 기지국이 확률적으로 제1 기지국에게 점유를 양보하는 것으로 해석할 수 있다.
Scheme 1-(b). 심볼 레벨에서 CCA 타미밍을 랜덤화(Randomize CCA timing in a symbol level)
- 대상 기지국: 모든 기지국 또는 제1 기지국 또는 제2 기지국
- 수행 시점: 대상 기지국에 따름
- 새로운 CCA 시점: CCA 타이밍 랜덤화
상기 Scheme 1-(b)는 상기 scheme 1-(a)와 거의 동일하다. 다만 상기 Scheme 1-(b)는 기지국이 임의로 선택한 숫자가 다음 fixed frame period에서 CCA을 수행할 서브프레임을 나타내는 것이 아니라 심볼을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 심볼 레벨에서 CCA 타이밍을 랜덤화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 먼저 Scheme 1-(b)가 필요한 이유는 다음과 같다. 만약 제1 기지국(603)과 제2 기지국(601) 간의 동기 오차가 한 서브프레임 보다 작은 경우를 가정하면, 동일한 subframe 내에서 CCA을 수행할 symbol만 변경하여도 현재 제1 기지국(603)과 제2 기지국(601)의 CCA 수행 시점에 대한 선후 관계를 변경할 수 있다. 이 경우 CCA를 수행할 subframe을 고정한 채 CCA을 수행할 symbol 변경을 통해서 FBE 방식의 문제점을 해결할 수 있게 된다.
Fixed frame period가 10 ms이고 0번 subframe의 첫 번째 (또는 첫 번째부터 n 번째까지의) symbol에서 CCA을 수행하는 FBE 기반 LAA-LTE 기지국을 가정한다. 제1 기지국(603)이 주어진 시점에 CCA를 수행하다가 scheme 1-(b)의 적용 대상이면서 그에 따른 수행 시점 조건을 만족시켰다면(CCA timing adjustment) 임의의 숫자를 선택한다. 만약 임의로 선택된 숫자가 6이라면 현재의 fixed frame period 동안에는 CCA 및 전송을 수행하지 않고 다음 fixed frame period의 0번 subframe의 6번째(또는 6번째부터 6 + n - 1 번째까지의) symbol(605)에서 CCA를 수행하고 그 결과에 따라서 전송을 수행한다. 이후 0번 subframe의 6번째(또는 6번째부터 6 + n - 1 번째까지의) symbol을 시작으로 fixed frame period 동안을 새로운 frame으로 설정하여 매 0번 subframe의 6번째 (또는 6번째부터 6 + n - 1 번째까지의) symbol 마다 CCA을 수행한다. 또한 제1 기지국(603)이 임의의 숫자로 6을 선택한 후 현재의 fixed frame period 동안에는 CCA 및 전송을 수행하지 않고 다음 fixed frame period의 0번 subframe의 6번째 (또는 6번째부터 6 + n - 1 번째까지의) symbol에서 CCA을 수행하고 그 결과에 따라서 전송을 수행한다. 이후 원래의 fixed frame period로 복귀하여 매 0번 subframe의 첫 번째 (또는 첫 번째부터 n 번째까지의) symbol 마다 CCA을 수행하는 것도 가능하다.
Scheme 2. CCA 타이밍 탐색(Search for CCA timing)
- 대상 기지국: 제2 기지국
- 수행 시점: 연속으로 K번 CCA을 실패하거나 T 시간 동안 X % 이상의 CCA을 실패했을 때
- 새로운 CCA 시점: CCA 타이밍 탐색
Scheme 2는 상기한 scheme 1-(a) 및 scheme 1-(b)와 유사하지만 비점유 기지국인 제2 기지국에 특화된 방법이다. Scheme 1-(a) 및 scheme 1-(b)에서는 기지국이 임의의 숫자를 선택하여 새로운 CCA 타이밍을 선택하였다. 이는 제1 기지국과 제2 기지국의 역할을 확률적으로 변경시켜 줄 수 있지만, 그 역할이 반드시 변경될 것을 보장하지는 않는다. 따라서 scheme 2는 제2 기지국이 가능한 경우 반드시 비면허 대역을 점유할 수 있도록 스스로 clear 상태인 CCA 타이밍을 탐색하여 선택하도록 하는 방법을 제안한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 CCA 타이밍을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7의 (a)는 프레임 업데이트가 이루어지지 않는 CCA 타이밍 탐색 방법의 예를 나타낸 것이고, (b)는 프레임 업데이트가 이루어지는 CCA 타이밍 탐색 방법의 예를 나타낸 것이다.
도 7의 실시 예에서 Fixed frame period는 10 ms이고 0번 subframe 에서 CCA을 수행하는 FBE 기반 LAA-LTE 기지국을 가정한다. 이 FBE 기반 LAA-LTE 기지국이 주어진 시점에서 CCA을 수행하다가 상기한 scheme 1의 적용 대상이면서 그에 따른 수행 시점 조건을 만족시켰다면(즉 제2 기지국으로써 연속으로 K번 CCA을 실패하거나 T 시간 동안 정해진 비율(X %) 이상 CCA를 실패했을 때(CCA timing adjustment), 제2 기지국은 현재 fixed frame period 동안에는 CCA 및 전송을 수행하지 않고 다음 fixed frame period의 0번 subframe에서 CCA를 수행한다. 만약 제2 기지국이 CCA를 성공하면 해당 subframe 부터 전송을 수행하고, 실패하면 다음 subframe에 다시 CCA를 시도하여 성공 시 전송, 실패 시 CCA 재시도를 반복한다. 즉 본 실시 예에서는 제2 기지국이 매 subframe 마다 CCA를 수행하면서 적합한 CCA 타이밍을 탐색한다. 만약 제2 기지국이 L개의 fixed frame period 동안 적합한 CCA 타이밍(즉 clear channel이 탐지되는 CCA 기회(opportunity))를 찾지 못한 경우에는 제2 기지국은 현재 CCA 시점을 유지하거나 다른 동작, 예를 들어 동작 주파수를 변경하는 동작을 수행할 수 있다.
Scheme 2에서도 scheme 1-(a) 및 scheme 1-(b)와 마찬가지로 적합한 CCA timing을 탐지한 후 fixed frame period을 업데이트 하거나 유지할 수 있다. 도 7의 (b)는 제2 기지국이 적합한 CCA 타이밍(711)을 탐지한 후 해당 subframe 부터 fixed frame period 동안을 새로운 frame(713)으로 업데이트한 예를 나타낸 것이다. 그리고 도 7의 (a)는 제2 기지국이 적합한 CCA 타이밍(701)을 탐지한 후 이를 계속 유지하지 않고 다시 원래의 fixed frame period로 복귀하는 예를 나타낸 것이다.
Scheme 3. CCA의 온/오프 주기를 랜덤화(Randomize ON/OFF period)
- 대상 기지국: 모든 기지국 또는 제1 기지국 또는 제2 기지국
- 수행 시점: 대상 기지국에 따름
- 새로운 CCA 시점: 온/오프 주기 랜덤화(ON/OFF period randomization)
Scheme 3은 fixed frame period 단위로 CCA의 ON/OFF를 적용하고 ON 주기와 OFF 주기의 길이를 랜덤화하는 방법이다. 이 방법에 따르면 ON 주기에서는 매 fixed frame period 마다 정해진 subframe 및 symbol에서 CCA를 수행하고 OFF 주기에서는 CCA을 수행하지 않는다. 따라서 두 CCA들 간의 간격이 fixed frame period 또는 OFF 주기의 길이가 되고, ON/OFF 주기의 길이가 랜덤이기 때문에 FBE 기반의 LAA-LTE 시스템에서 특정 기지국의 CCA 시점이 빠르다는 이유로 비면허 대역을 독점하는 문제를 해결할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 CCA의 온/오프 주기를 랜덤화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, Scheme 3에서는 fixed frame period 내에서 CCA를 수행하는 subframe 및 symbol이 고정되어 있는 상황을 가정한다. 만약 기지국이 CCA를 수행하여 clear channel을 탐지하였다면 해당 fixed frame period 동안 비면허 대역을 통해서 전송을 수행할 수 있다. 이와 함께 기지국은 CCA의 ON 주기의 길이를 결정하기 위해서 임의의 숫자 M을 선택한다(801). 이것은 기지국이 앞으로 M번 CCA 성공 및 전송 수행 후 OFF 주기로 진입하겠다는 것을 의미한다. 따라서 기지국은 CCA를 성공할 때마다 M을 하나씩 감소시켜서 M = 0이 되었을 때(803) OFF 주기로 진입한다. OFF 주기로 진입하면서 기지국은 OFF 주기의 길이를 결정하기 위해서 임의의 숫자 N을 선택한다(805). 이는 기지국이 앞으로 N번의 fixed frame period 동안 OFF 주기를 유지하겠다는 것을 의미한다. 따라서 기지국은 해당 OFF 주기 동안 CCA 및 전송을 수행하지 않고 OFF 주기가 종료될 경우(807) 다시 ON 주기로 진입하여 CCA 및 전송을 수행한다.
도 8의 실시 예에서는 ON 주기의 길이를 결정하는 parameter인 M과 OFF 주기의 길이를 결정하는 parameter인 N을 모두 임의로 설정하는 상황에 대해서 설명하였다. 하지만 ON 주기만 랜덤화하는 경우에는 M은 임의로, N은 고정으로 설정할 수 있다. 다른 실시 예로 OFF 주기만 랜덤화하는 경우에는 M은 고정으로, N은 임의로 설정할 수 있다.
이하 TDD(Time-Division Duplex) 기반 LAA-LTE에서 공정성(fairness)를 향상시키기 위한 본 발명의 실시 예들을 설명하기로 한다.
본 실시 예의 TDD 기반 LAA-LTE에서 하향 링크(DL) 구간 및 상향 링크(UL) 구간을 위한 TDD 프레임 구조는 아래 <표 2>와 같다.
DL 구간 UL 구간
규정
(regulation)		 LBE 기반으로 동작 FBE 기반으로 동작
채널 예약 전송됨 전송 안됨
특징 채널 점유 가능성 향상 다중 사용자 스케줄링 지원
도 9a는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 하향 링크(DL) 구간 및 상향 링크(UL) 구간을 위한 TDD 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 9a를 참조하면, 기지국으로부터 단말로의 DL 구간에서는 LBE 기반으로 동작하고, 단말로부터 기지국으로부터 UL 구간에서는 FBE 기반으로 동작한다. 도 9a의 예에서 LBE의 경우 1번째 서브프레임(Subframe0)의 일부를 예약하고(901) 2번째 서브프레임(Subframe1)부터 PDCCH 및 데이터 전송을 수행할 수 있다. 그리고 도 9a의 프레임 구조에서 상기 DL 구간과 UL 구간 사이에는 보호 구간을 포함한 특별(special) 서브프레임이 존재한다.
도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE의 프레임 구조에서 DL 및 UL 전송을 나타낸 도면이다. 도 9b의 (a)는 기지국 관점에서 DL 전송을 나타낸 것이고, 도 9b의 (b)는 단말 관점에서 UL 전송을 나타낸 것이다.
그리고 TDD 기반 LAA-LTE에서 기지국들 간에 동기가 일치하는 경우에는 기지국들 간에 공정한 경쟁이 수행될 수 있으며, 이 경우 전술한 도 10의 예와 같이, 기지국 별로 독립적인 CCA 수행이 가능하고 다수의 기지국들이 동시에 CCA을 성공했을 때에는 주파수 재사용률 1을 달성하여 LAA-LTE의 스펙트럼 효율을 향상시킬 수 있다. DL 구간에서는 ECCA 수행 시 작은 랜덤 숫자(random number)를 선택한 기지국이 채널을 점유할 수 있으며, UL 구간에서는 주파수 재사용률 1을 달성할 수 있다.
그러나 그리고 TDD 기반 LAA-LTE에서 기지국들 간에 동기가 일치하지 않는 경우에는 기지국들 간에 공정한 경쟁이 수행되기 어렵다.
도 11은 TDD 기반 LAA-LTE에서 기지국들 간에 동기가 일치하지 않는 경우를 예시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 두 기지국들(1101, 1103)이 서로 다른 subframe 동기를 갖고 있기 때문에 발생하는 문제를 나타낸 것이다. 이 경우 각 기지국(1101, 1103)의 CCA 수행 시점이 고정되어 있으면 특정 기지국(1103)이 항상 먼저 CCA을 수행하게 된다. 이는 채널 점유 측면에서 특정 기지국(1103)이 우선 순위를 갖게 되므로 불공정하다고 볼 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 도 11의 예와 같은 불공정 문제를 해결하기 위한 방법들을 제안한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 공정성을 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 13에서 두 기지국들(1301, 1303)은 서로 다른 subframe 동기를 갖고 있음을 가정한다.
도 13의 방법은, subframe 단위로 TDD subframe 구성을 shift 하는 것이다. 예를 들어 계속해서 채널을 점유하지 못한 기지국(1301)은 DL subframe 하나 혹은 n개를 맨 뒤로 옮긴다(1305). 이는 UL subframe을 앞으로 당기는 것(1307)과 동일한 효과를 주기 때문에 불공정성이 일부 해소될 수 있다. 또한 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 참조 번호 1201은 채널을 점유하지 못한 기지국이 DL subframe 하나를 맨 뒤로(화살표 방향으로) circular shift 하는 것을 나타낸 것이다. 그 결과 쉬프트된 TDD subframe 구성은 참조 번호 1211과 같다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 공정성을 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 14에서 두 기지국들(1401, 1403)은 서로 다른 subframe 동기를 갖고 있음을 가정한다.
도 14의 방법은, subframe 단위로 TDD subframe 구성을 shift 하는 다른 예로서, 계속해서 channel을 점유한 기지국(1403)은 DL subframe 하나 혹은 n개를 뒤로 shift 시킨다(1405). 이는 UL subframe을 뒤로 shift 시키는 것(1407)과 동일한 효과를 주기 때문에 불공정성이 일부 해소될 수 있다. 또한 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 참조 번호 1203은 채널을 점유한 기지국이 UL subframe 하나를 맨 앞으로(화살표 방향으로) circular shift 하는 것을 나타낸 것이다. 그 결과 쉬프트된 TDD subframe 구성은 참조 번호 1213과 같다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 공정성을 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 15에서 두 기지국들(1501, 1503)은 서로 다른 subframe 동기를 갖고 있음을 가정한다.
도 15의 방법은, 계속해서 channel을 점유한 기지국(1503)은 TDD configuration(DL 및 UL subframe 개수 및 위치)을 그대로 유지한 채 하나의 UL subframe을 추가적인 special subframe(1505)으로 대체한다. 이는 계속해서 channel을 점유한 기지국(1503)이 자신으로 인해서 계속해서 channel을 점유하지 못한 기지국(1501)을 위해 channel 점유 기회를 양보하는 동작으로 이해될 수 있다. 도 15에서 기본적인 special subframe은 "S", 추가적인 special subframe은 "S*"으로 도시되어 있다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 공정성을 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 16에서 두 기지국들(1601, 1603)은 서로 다른 subframe 동기를 갖고 있음을 가정한다.
도 16의 방법은, 계속해서 channel을 점유하지 못한 기지국(1601)은 일시적으로 special subframe 내 임의의 symbol(1605)(또는 DL 경우와 마찬가지로 CCA가 성공하는 symbol 위치로)에서 CCA를 수행한 후 만약 clear channel을 탐지하였다면 다가오는 UL subframe boundary까지 reservation signal(1607)을 전송한다. 도 16의 방법은 일시적으로 CCA 시점을 앞 당김으로써 계속해서 channel을 점유하지 못한 기지국(1601)이 channel 점유를 시도하는 방법을 제안한 것이다. 도 16에서 special subframe내 임의의 symbol(1605)에서 수행한 CCA 결과 전송되는 reservation signal(1607)을 "R"로 표시하였다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 공정성을 제공하기 위한 기지국의 방법을 나타낸 순서도로서, DL 구간은 LBE 기반으로 CCA를 수행하고, UL 구간은 FBE 기반으로 CCA를 수행함을 가정한다.
도 17을 참조하면, 1701 단계에서 기지국은 시스템에서 정해진 기본 TDD subframe 구성을 적용한다. 1703 단계에서 기지국은 단말이 CCA를 실패한 경우, 단말로부터 UL 서브프레임에 대한 busy 피드백을 수신한다. 즉 기지국은 CCA를 실패한 단말로부터 busy 피드백을 수신한다. 1705 단계에서 기지국은 하나의 UL 구간(period) 동안 채널 점유 여부를 판단하고, 1707 단계에서 기지국은 그 채널 점유 또는 비점유 상태가 미리 정해진 K 개의 UL 구간 동안 지속되는 경우, 1709 단계에서 단말에게 서브프레임 circular shift 명령을 전송한다. 그리고 1711 단계에서 기지국은 circular shift된 TDD subframe 구성을 적용한다. 여기서 상기 circular shift를 수행하는 방법은, 상기 도 12 내지 도 16에서 설명한 방법들 중 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.
상기한 도 12 내지 도 17의 방법들에 의하면, FBE 기반으로 동작하는 UL 구간에서 계속해서 channel을 점유하는 기지국이 있을 경우, subframe 단위로 TDD subframe 구성을 circular shift 하여 공정성을 향상시킬 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 기본 TDD subframe 구성은 유지하면서 공정성을 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제1 및 제2 기지국(2001, 2003)이 기본 TDD subframe 구성은 유지하면서 적어도 하나의 UL 구간의 온/오프를 랜덤화하여 공정성을 제공하는 방법을 예시한 것이다. 도 20은 UL 구간의 온/오프를 예시하였으나, 도 20의 방법은 DL 구간에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 CCA 타이밍 제어를 위한 기지국과 단말 간의 시그널링 방법을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 1801 단계에서 기지국(10)은 상기한 실시 예들에 따라 DL 혹은 UL CCA 타이밍을 결정하고, 1803 단계에서 상기 결정된 CCA 타이밍에 대한 정보를 단말(20)에게 전송한다. 상기 CCA 타이밍에 대한 정보는 PDCCH을 통해서 전송되는 DCI(Downlink Control Indicator) 메시지 혹은 PDSCH을 통해서 전송되는 RRC 연결 (재)설정 메시지(Connection Reconfiguration Message) 등을 이용하여 전송될 수 있다. 이후 1805 단계에서 상기 CCA 타이밍에 대한 정보를 수신한 단말(20)은 결정된 CCA 타이밍에서 CCA를 수행한다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 기반 LAA-LTE에서 CCA 타이밍 제어를 위한 기지국과 단말 간의 다른 시그널링 방법을 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 1901 단계에서 단말(20)은 기지국(10)에게 CCA 결과를 보고하고, 1903 단계에서 상기 CCA 결과 보고를 수신한 기지국(10)은 상기한 실시 예들에 따라 DL 혹은 UL CCA 타이밍을 결정하고, 1905 단계에서 상기 결정된 CCA 타이밍에 대한 정보를 단말(20)에게 전송한다. 상기 CCA 타이밍에 대한 정보는 PDCCH을 통해서 전송되는 DCI 메시지 혹은 PDSCH을 통해서 전송되는 RRC 연결 (재)설정 메시지 등을 이용하여 전송될 수 있다. 이후 1907 단계에서 상기 CCA 타이밍에 대한 정보를 수신한 단말(20)은 결정된 CCA 타이밍에서 CCA를 수행한다.
아래 <표 3>, <표 4>는 기지국(10)이 단말(20)에게 상기 DL 혹은 UL CCA 타이밍에 대한 정보를 전송할 때 사용될 수 있는 DCI 메시지(예컨대, DCI format 1)의 일 구성 예를 나타낸 것이다. 기재의 편의상 DCI 메시지의 구성을 <표 3>, <표 4>의 분리된 표로 기술하였으나, 실제 <표 3>, <표 4>는 DCI 메시지의 구성을 나타낸 하나의 표로 이해될 수 있다.
Field name Length (bits) Comment
Resource allocation header 1 RA type 0 or RA type 1
Resource block assignment for RA type 0 6 (1.4 MHz)
8 (3 MHz)
13 (5 MHz)
17 (10 MHz)
19 (15 MHz)
25 (20 MHz)		 Applicable only when resource allocation header = 0 (RA type 0)
Subset N/A (1.4 MHz)
1 (3 MHz)
1 (5 MHz)
2 (10 MHz)
2 (15 MHz)
2 (20 MHz)		 Applicable only when resource allocation header = 1 (RA type 1)
Shift N/A (1.4 MHz)
1 (3 MHz)
1 (5 MHz)
1 (10 MHz)
1 (15 MHz)
1 (20 MHz)		 Applicable only when resource allocation header = 1 (RA type 1)
Field name Length (bits) Comment
Resource block assignment for RA type 1 N/A (1.4 MHz)
6 (3 MHz)
13 (5 MHz)
14 (10 MHz)
16 (15 MHz)
22 (20 MHz)		 Applicable only when resource allocation header = 1 (RA type 1)
MCS 5
HARQ process 3 (FDD)
4 (TDD)
RV 2
TPC for PUCCH 2
DL CCA timing L번째 프레임 내 M번째 서브프레임의 N번째 심볼
DL CCA period TDL 서브프레임 기지국이 주기적으로 DL 전송을 위한 CCA을 수행할 때 적용
UL CCA timing L'번째 프레임 내 M'번째 서브프레임의 N'번째 심볼
UL CCA period TUL 서브프레임 단말이 주기적으로 UL 전송을 위한 CCA을 수행할 때 적용
또한 본 발명의 실시 예에서 단말은 기지국에게 UL 전송을 수행하기 위한 CCA 결과를 전달하여 상기 도 11에서 예시한 것과 같은, 불공정한 상황이 발생하고 있는지 여부를 알려준다. 이는 단말로부터 기지국으로 LTE 시스템에서 SR, CQI, PMI, RI, HARQ ACK/NACK 정보 등이 feedback 되는 PUCCH 등을 통해서 전송될 수도 있고 측정 보고(measurement report)와 동일한 RRC message 등을 통해서 전송될 수도 있다. 구체적으로 각 단말은 아래 CCA 결과를 포함한 PUCCH 전송 조건 또는 CCA 결과를 포함한 measurement report 전송 조건이 만족되었을 때 CCA 수행 결과를 포함한 PUCCH 또는 measurement report을 전송할 수 있다.
- CCA 결과를 포함한 PUCCH 전송 조건
1) 매 CCA 수행 시 busy channel을 탐지하였을 때, 이 경우 1-bit indicator (1: busy, 0: clear)가 PUCCH을 통해서 전송된다.
2) 일정 시간 동안 busy channel 탐지 빈도가 X % 이상 되었을 때, 이 경우 1-bit indicator (1: busy, 0: clear)가 PUCCH을 통해서 전송된다.
- CCA 결과를 포함한 measurement report 전송 조건
1) 일정 시간 동안 연속으로 K번 busy channel을 탐지하였을 때, 이 경우 1-bit indicator (1: busy, 0: clear)가 measurement report을 통해서 전송된다.
2) 일정 시간 동안 busy channel 탐지 빈도가 X % 이상 되었을 때, 이 경우 단말이 탐지한 busy channel의 빈도 또는 절대값이 measurement report을 통해서 전송된다.
이하 본 발명의 실시 예에 따라 비면허 대역 등 공유 대역에서 FBE 또는 LBE 방식으로 자원을 공유하는 무선 통신 시스템에서 효율적으로 채널 품질 보고를 수행하는 방법과 링크 적응 방법을 설명하기로 한다. 이를 통해 본 발명은 높은 대역 효율화를 기대할 수 있다.
기지국 영역 내에 있는 단말은 RRC IDLE 상태에 있거나 RRC CONNECTED 상태에 있다.
- RRC IDLE 상태 : 기지국(또는 셀(Cell)) 선택을 하고, Paging Channel을 감시(Monitor)하고, 시스템 정보(System Information, SI)을 획득하지만, 기지국과 데이터를 주고 받지는 않는 상태이다.
- RRC CONNECTED 상태 : 제어 채널(Control Channel)을 감시하고 데이터 채널(Data Channel)을 통해 기지국과 데이터를 주고 받는 상태이다. 기지국의 스케줄링을 돕도록 기지국과 주변 기지국의 여러 측정 결과들을 보고하는 상태이다.
본 발명의 실시 예에서는 배경 기술에서 비면허 대역 등 공유 대역에서 기존 링크 적응 기법을 적용하는데 세 가지 문제점을 해결하기 위한 방안(A, B, C)을 아래와 같이 제안한다.
A. 자원 할당 및 데이터 송신 이전에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법
B. 자원 할당 후 데이터 송신 시점에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법
C. 자원 할당과 데이터 송신 시점 사이에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법
또한 기준신호에 대한 채널 품질 보고를 할 때 또는 데이터송신에 대한 ACK/NACK 피드백을 할 때 PCell과 SCell 중 어느 기지국을 사용하느냐에 따라 네 가지 경우의 수가 있을 수 있다.
채널 품질 보고 ACK/NACK 피드백
I-1 PCell PCell
I-2 PCell SCell
II-1 SCell PCell
II-2 SCell SCell
채널 품질 보고 또는 ACK/NACK 피드백을 보내고자 할 때, LAA-LTE 시스템이 FDD 시스템 인지 또는 TDD시스템 인지에 따라 서로 다른 동작을 고려할 수 있다. 예를 들어 FDD시스템인 경우, 하나의 대역을 하향링크 또는 상향링크 중 어느 하나로만 설정할 수 있으므로, 일반적인 시나리오에서 공유 대역1번은 기본적으로 하향링크를 위해 설정된다. FDD시스템에서 공유대역으로 상향링크를 설정하려면 다른 공유 대역 2번을 사용해야 하므로 적어도 2개 이상의 공유대역에 대한 동시적인 무선자원 접속을 위한 동작이 고려되어야 한다. 즉, 단말이 두 개 이상의 공유대역 주파수에 대한 동작이 고려되어야 하는데 현재 LTE규격의 CA(Carrier Aggregation) 또는 HetNet 동작에 따르면, 복수의 공유대역에 대해 LBT수행을 지원하도록 변경하기가 쉽지 않다. 이러한 복잡한 동작을 피하기 위해서는 상향링크를 기존 PCell을 통해 수행할 수 있다. 또 다른 예를 들어 TDD 시스템인 경우, 하나의 대역에서 하향링크와 상향링크가 모두 설정될 수 있으므로, 하향링크 서브프레임에 대한 채널 측정 보고 또는 ACK/NACK 피드백을 상향링크 서브프레임에서 수행할 수 있다. 하지만 흔히 하향링크 서브프레임에 비해 상향링크 서브프레임의 비율이 적게 설정되므로, 상향링크에서 자원 획득에 실패하면 수 서브프레임 뒤로 상향링크 송신에 있어 지연이 발생한다. 이런 문제가 예상된다면, 오히려 상향링크 서브프레임을 비워두거나 다음 하향링크가 오기 일정 시간 전부터 LBT 성공에 이은 예약(reservation) 신호를 송신하는 편이 나을 수 있다. 이렇게 상향링크 서브프레임을 사용하지 않는 대신에 FDD시스템과 마찬가지로 상향링크 송신을 PCell에서 수행하여야 한다.
참고로 도 22a는 LTE 시스템에서 일반적인 TDD DL/UL 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 22b는 비면허 대역과 같은 공유 대역에서 선호되는 TDD DL/UL 프레임 구조를 나타낸 것이다.
본 발명의 실시 예에서 제안하는 링크 적응 기법은 아래와 같다.
[A. 자원할당 및 데이터 송신 이전에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법]
앞서 살펴보았듯이, LAA-LTE 시스템에서는 LBT 규제에 따라 채널 점유 방식이 크게 FBE 방식과 LBE 방식으로 나뉠 수 있다. LBT 규제는 기지국과 단말을 구분하지 않고 동일하게 적용된다. 본 발명의 실시 예에서는 기지국이 송신하는 하향링크의 예시로 링크 적응 기법을 설명한 것이나, 상향 링크에서의 적용도 역시 고려한다. 본 발명의 프레임 구조의 예시에서 Data 영역은 하향링크 또는 상향링크에 대해 모두 할당할 수 있다. 프레임 구조에서는 생략되어 있지만, 일반적으로 하향링크 신호를 송신하다가 상향링크를 송신하기 위해 시간적으로 Tx-Rx전환에 필요한 간격(gap)이 규정되어 있어야 한다. 상황에 따라, 상기 간격을 활용하여 CCA를 수행할 수 있다.
FBE 방식의 하향링크에서는 특정 주기(예를 들어 서브프레임)의 시작에 CCA를 수행하고 성공하면 기지국이 하향링크 신호를 송신한다. 다른 예시에서는 CCA가 매 서브프레임의 끝에 위치할 수 있으나 CCA 수행의 결과에 따라 신호를 송신하는 동작에 있어 차이는 없다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 FBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
기존 LTE 규격을 유지하고 CCA를 수행하는 동작만 추가한 경우, 도 23과 같이 구성될 수 있다. 기지국(2301)은 서브프레임#0에서 CCA 성공 이후 데이터 송신 구간에서 LAA-RS를 다중화하여 송신한다. LAA-RS는 기존 CRS와 같이 기지국 내 모든 단말이 들을 수 있는 공통 기준신호일 수 있고, 또는 DRS나 CSI-RS와 같이 특정 단말만 들을 수 있는 단말 별 기준신호일 수 있다. 기지국(2301)이 CCA를 성공한 상태에서 보내는 기준신호이므로 적어도 기지국으로부터 평균적으로 일정 거리 이내의 장치들은 이어지는 데이터 송신 구간에서 신호를 송신하지 않는다. 기지국에 소속한 단말들(2303)은 LAA-RS를 측정하고 이를 다음 보고 구간, 예를 들어 서브프레임#1에서 PCell 기지국에 보고한다. PCell또는 SCell기지국은 서브프레임#3과 #4동안 채널품질을 보고한 단말들에 대한 스케줄링을 수행하고 서브프레임#4에서 데이터를 송신한다. PCell과 SCell이 광케이블 등 고속망으로 연결되어 있지 않다면, 추가적인 지연시간이 발생할 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 FBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이는 SCell로 빠른 채널품질보고를 하는 경우를 나타낸 것이다.
도 24의 예는 기존 LTE 규격을 변경하여 기지국이 CCA 성공 이후 LAA-RS를 송신하고 이에 대해 단말이 바로 채널품질보고를 수행하는 방식으로 도23의 방식보다 빠른 보고가 가능하다. 기지국은 채널품질보고에 따라 미리 준비해둔 여러 MCS 인덱스에 대한 encoding 블록 중에서 채널품질에 대해 적절한 하나를 선택하여 이어지는 데이터 송신구간에서 보낸다. 기지국이 미리 하나의 단말에 대해 여러 MCS 인덱스에 대한 encoding 블록을 준비하기 어려운 경우에는, 하나의 물리자원블록(PRB)에 대해 복수 단말의 encoding 블록을 준비해 두었다가 예상했던 채널품질보다 못한 단말에 대해 할당을 하지 않도록 overbooking 기반의 스케줄링을 할 수 있다. 채널품질보고를 위한 FB(feedback) 구간의 구성은 시스템에 따라 FDMA, OFDMA, TDMA 또는 TDMA-OFDMA의 다양한 방식으로 복수의 단말을 지원할 수 있다. OFDMA의 경우 각 단말의 피드백 신호가 주파수 별 전송단위로 구분되는데, 규제에 따라서 피드백 신호를 송신하기 전에 LBT를 수행해야 할 수 있다. 이를 위해 LAA-RS와 FB사이에 단말용 CCA 구간을 추가하거나, LAA-RS 구간에 단말이 CCA를 수행하되, LAA-RS 신호에 대해서는 CCA 측정에서 배제하는 방법이 있을 수 있다. 상기 단말의 CCA 구간은 FB 자원과 동일한 주파수 서브캐리어에 대해 수행하거나 또는 전 대역에 대해 수행할 수 있다. FB 자원이 물리적으로 호핑하는 경우에는 호핑하는 모든 주파수 서브캐리어에 대해 CCA를 한번에 수행하여야 한다. WiFi와 동일한 다른 시스템이 CCA를 수행하고 송신을 수행하는 기회를 제공할 만큼 FB 구간이 길다면, FB구간 사이 사이에 기지국이 예약(R, reservation) 신호(2401)를 송신할 수 있다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 FBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이는 SCell로 빠른 채널품질보고를 하는 경우의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 25의 방식은, 도 24에서 나타낸 빠른 채널품질보고의 방식과 유사하나 성능이 낮은 단말의 경우, LAA-RS를 측정하고 바로 피드백 구간이 이어지므로 보고를 할 수 없는 상황을 고려하여, 피드백 구간(2501)을 서브프레임의 끝에 위치한 방식이다. 따라서 단말이 측정/보고한 서브프레임의 다음 서브프레임에서 자원할당이 가능하다. 시스템에 따라서, 기지국의 명령에 의해 단말은 제어채널을 수신한 서브프레임 n에 대해 n+k의 FB 자원에서 보고를 하도록 제어될 수 있다. 이 때, k는 1) 상위계층 메시지인RRC Connection Setup 또는 RRC Connection Reconfiguration 과정에서 설정되거나, 2) 물리계층 제어채널 내 DCI (Downlink Control Information)에 의해 설정되거나, 3) 임의 접속(RACH) 절차 중 RAR (Random Access Response) 메시지에 의해 설정되거나, 4) 물리계층 기준 신호(Reference Signal)의 ID 또는 그 위치에 의해 설정될 수 있다.
상기 k는 하나의 값 또는 값의 범위로 설정될 수 있다. k 값이 범위로 설정되는 경우에는 k=[a, a+b] 내의 FB 자원을 단말 간 공유하여 송신하여야 하므로, 물리계층에서 FDMA, CDMA, TDMA 등의 multiple access 방식 또는 LBT를 지원하여야 한다. 상기 값의 범위로 설정되는 또 다른 예시로는 기지국이 공통 메시지로 지시할 수 있는 이번 프레임의 연속적인 공통 상향링크 서브프레임 수, 또는 기지국이 단말에게 개별 메시지로 할당하는 연속적인 상향링크 서브프레임 수에 해당할 수 있다. 또는 k는 하나의 값이되, 단말은 FB 자원을 지연하여 보낼 수 있는 제한 시간에 대한 타이머를 설정받을 수 있다. 기지국은 방송 제어 채널(BCH, Broadcast Control Channel) 또는 Common DCI를 통하여 공통제어채널로 상기 k 또는 타이머의 값을 설정하거나, 단말 별 개별제어채널로 설정할 수 있다. 상기 k는 1) PCell의 절대시간 기준으로 결정하거나, 2) SCell에서 비연속적으로 기지국이 자원을 확보하는 동작을 고려하여 SCell에서 자원을 확보한 경우의 서브프레임에 대해서만 유효 서브프레임으로 보고 결정할 수 있다. 유효 서브프레임은 1) 기지국 또는 단말이 자원을 확보한 경우 (DL & UL), 2) 기지국만 자원을 확보한 경우 (DL), 또는 3) 단말만 자원을 확보한 경우 (UL) 에 대해서 유효성을 판단할 수 있다.
비면허대역의 프레임 구조에 따르면, DL과 UL이 동적으로 바뀔 수 있고, 또한 LBT 성공여부에 따라 자원 확보 여부가 결정되므로 상기 유효 서브프레임을 판별하기 위한 동작이 필요하다. 예시로, 상기 n+k의 지정된 서브프레임에서; 1) 기지국의 SCell에서의 하향링크 기준신호가 단말에 수신됨, 2) 단말이 FB 전 CCA를 성공함, 3) 기지국이 이전 서브프레임에서 현재 서브프레임을 포함하는 연속적인 하향링크 점유에 대한 정보를 보내고 이를 단말이 수신함, 4) 기지국이 이전 서브프레임에서 현재 서브프레임을 포함하는 연속적인 상향링크 점유에 대한 정보를 보내고 이를 단말이 수신함; 중 적어도 하나를 조건으로 유효 서브프레임임을 결정할 수 있다. 만일 n+k에서 유효 서브프레임이 아님을 판별하면, 단말은 n+k보다 큰 서브프레임에서 FB 자원이 할당되도록 제어되어 있는 가장 먼저 판별하는 유효 서브프레임에서 보고를 수행한다. 한편, 상기 k에서 단말이 보고를 시도하기 전에 LBT 를 위한 CCA의 결과가 실패하면, 타이머 만료 시점 또는 설정된 시간 전까지 가능한 다음 보고 자원에서 재시도한다.
추가적으로, 만약 1) 유효 서브프레임에서 상기 재시도가 특정 시점까지 성공하지 못하거나, 2) 일정 타이머 만료 때까지, 또는 기지국이 단말에게 지정한 시점까지 보고를 위한 유효 서브프레임이 사전에 확인되지 않으면, 단말은 기지국이 미리 설정한 하나 이상의 후보 SCell 중에서 1)임의의 하나를 선택, 2) 또는 어떤 기준에 따라 순서 상 최우선의 하나를 선택, 3) 특정 윈도우 내에서 가장 빠른 보고 자원이 있는 하나를 선택; 4)기지국이 L1 indication으로 지정한 하나; 중 적어도 하나의 방법에 따라 SCell을 선택하여 1) RACH(임의접속)를 수행하여 할당 받은 자원, 2) 기지국이 후보 SCell에 자원을 설정한 경우, 그 자원, 3) 자원을 할당 받지 않았지만, LBT 수행 후 자원이 쓰이지 않음을 확인한 자원; 중 적어도 하나의 자원으로 보고한다.
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 FBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이는 SCell로 빠른 채널품질보고를 하는 경우의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 26의 방식은, 도 25의 방식과 유사하나 하나의 서브프레임을 다른 용도의 여러 구간으로 나누기가 어려운 경우, 도 26의 (a)와 같이 하나의 서브프레임 내에 LAA-RS와 피드백 구간(2601)을 두는 구조이거나, 도 26의 (b)와 같이 두 연접한 서브프레임을 활용하여 앞 서브프레임에서는 기지국이 Data 구간 내 LAA-RS를 송신하고, 뒤 서브프레임에서는 피드백(2603)을 받는 구조에 따라 동작할 수 있다. FB만 수행하는 서브프레임에서 단말의 CCA 구간은 FB 자원과 동일한 주파수 서브캐리어에 대해 수행하거나 또는 전 대역에 대해 수행할 수 있다. FB 자원이 물리적으로 호핑하는 경우에는 호핑하는 모든 주파수 서브캐리어에 대해 CCA를 한번에 수행하여야 한다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 FBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이는 SCell로 빠른 채널품질보고를 하는 경우의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 27의 방식은 도 26의 방식과 유사하나, 여러 단말에 대해 TDM으로 기준신호와 피드백 자원(2701)을 할당하는 방식으로 TDMA 나 Beamforming 시스템에 적용할 수 있다.
도 28a는 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 LBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 28a를 참조하면, LBE 방식의 하향링크에서는 특정 서브프레임의 시작에 ECCA를 수행하고 성공하면 기지국(2801)이 하향링크 신호를 송신한다. 기존 LTE 규격을 유지하고 ECCA를 수행하는 동작만 추가한 경우, 도 28a와 같이 구성될 수 있다. 기지국(2801)은 서브프레임#0에서 ECCA 성공 이후 예약(Reservation)구간에서 LAA-RS(2803)를 송신한다. LAA-RS(2803)는 기존 CRS와 같이 기지국 내 모든 단말이 들을 수 있는 공통 기준신호일 수 있고, 또는 DRS나 CSI-RS와 같이 특정 단말만 들을 수 있는 단말 별 기준신호일 수 있다. 기지국이 ECCA를 성공한 상태에서 보내는 기준신호이므로 적어도 기지국으로부터 평균적으로 일정 거리 이내의 장치들은 각자의 CCA시도가 실패하고, 이어지는 데이터 송신 구간에서 신호를 송신하지 않는다. 기지국에 소속한 단말들은 LAA-RS를 측정하고 이를 다음 서브프레임#1에서 PCell 기지국에 보고한다. PCell또는 SCell기지국은 서브프레임#3과 #4동안 채널품질을 보고한 단말들에 대한 스케줄링을 수행하고 서브프레임#4에서 데이터를 송신한다. PCell과 SCell이 광케이블 등 고속망으로 연결되어 있지 않다면, 추가적인 지연시간이 발생할 수 있다.
도 28b는 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 LBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 28b의 실시 예는 도 28a과 기본적인 동작은 동일하며, 단말(2805)의 수신부의 채널 측정 방법만 변경하여 성능향상을 기대할 수 있다. 도 28b에서는 단말(2805)이 Reservation구간에서의 LAA-RS신호를 구분 가능하므로, 전체 서브프레임 중에서 LAA-RS가 수신되는 구간(2809)의 채널측정값과 수신되기 전 구간(2807)의 채널측정값을 단말(2805)이 구분하여 저장한다. 단말(2805)은 기지국에 두 가지 채널측정값을 보고하거나, 기존 LAA-RS에 대한 채널측정값을 보정하여 보고할 수 있다. 이 방법은 도23의 FBE 방식에서도 CCA구간에 대한 채널측정을 추가로 수행함으로써 적용이 가능하지만, CCA 구간이 9 us 에서 20 us 정도로 짧기 때문에 정확한 채널 측정이 어려울 수도 있다. 또한 FBE 방식에서는 데이터가 할당된 경우에만 채널측정이 가능한데 비해 LBE 방식에서는 예약 신호를 이용하여 채널측정이 가능하다.
기본적으로 LBE 방식에서 CCA를 제외한 나머지 구간을 위한 여러 변형들이 FBE 방식에서 ECCA와 Reservation 구간 이후에 마찬가지로 사용될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 조합에 대해서는 생략하고 FBE에서 Reservation구간을 활용한 변형에 주목한다.
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 LBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이는 SCell로 빠른 채널품질보고를 하는 경우의 예를 나타낸 것이다. 도 29를 참조하면, Reservation 구간(2901)에 LAA 기준신호와 채널품질보고를 위한 피드백신호를 보내는 구간을 구성한 방식을 나타낸다. 역시 TDMA, FDMA, OFDMA, TDMA-OFDMA 등 다중화 방식에 따라 적절한 구조를 사용할 수 있다. LBE 방식에서의 기술 이슈는 ECCA에서 채널을 점유하는 시점이 가변적이므로 Reservation 구간(2901)의 구조 역시 가변적이어야 한다는 점이다.
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 LBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이는 SCell로 빠른 채널품질보고를 하는 경우의 다른 예를 나타낸 것이다. 도 30의 실시 예는 도 29의 실시 예에 비해 잔여 Reservation 구간(3001)이 최소 일 때, LAA-RS를 위한 구간을 제외하고 가장 짧은 구간에 예약신호(3003)와 피드백채널(3005)을 구성한 경우를 나타낸다.
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 비면허 대역에서 LBE 방식의 LAA DL 동작의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이는 SCell로 빠른 채널품질보고를 하는 경우의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 30의 실시 예와 같이 짧은 Reservation 구간의 구성이 어려운 경우라면, 도 31의 실시 예와 같이 고정된 길이의 Reservation 구간(3103)을 사용하되, ECCA에서 채널을 점유하는 시점이 늦어지면 그 결과로 인해 Reservation 구간(3103)을 다음 서브프레임까지 침범할 수 있도록 설계되어야 한다. 하지만 이 방법은 시스템의 서브프레임 경계에 대한 기준을 무너뜨리므로 선호되지 않는다.
[B. 자원할당 후 데이터 송신 시점에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법]
앞서 살펴본 방법 A. 자원할당 및 데이터 송신 이전에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법은 기존 LTE의 스케줄링을 위한 주기적인 채널측정값이 부정확하므로 CCA나 ECCA로 채널을 점유하였을 때의 채널품질값을 지연을 최소화하여 적용하고자 하는 방법이다. 하지만 이를 위해 하나의 서브프레임 내에서 LAA 기준신호 및 피드백채널을 구성하고 기존 제어 및 데이터채널 구조를 새로 만들어야 한다는 부담이 존재한다. 따라서 방법 B에서는 기존 제어 및 데이터채널구조를 재활용하면서 데이터 송신할 때의 채널품질값을 스케줄링에 적용한다.
도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 간소화된 FBE 방식과 LBE 방식의 일 예를 나타낸 도면으로서, 도 32의 (a)는 FBE 방식, (b)는 LBE 방식을 나타낸 것이다. 각 방식에서 하향링크 동작을 수행할 때, 데이터 송신시 데이터와 다중화되어 송신되는 기준신호만을 사용하여 채널측정을 하는 방식을 나타낸다. 미리 단말로부터 채널측정보고를 받지 않으므로 첫 서브프레임#0부터 서브프레임#3까지는 미리 설정된 MCS 인덱스에 따라 송신한다. 미리 설정된 MCS 인덱스는 보수적으로 에러에 강건한 인덱스를 설정하기 때문에 시스템 성능을 감소시키는 원인이 된다. 다른 예시에 따르면 미리 설정된 MCS 인덱스 대신에 단말 별 가장 마지막에 보고한 MCS 인덱스를 사용할 수 있다. 또는 어떤 단말이 이전 라디오 프레임에서 데이터를 수신하지 않음에도 불구하고 다른 단말의 데이터 송신 구간에 대해 채널측정을 수행하도록 기지국이 그 단말을 제어할 수 있다. 기지국은 이전 라디오프레임에서 제어한 단말의 채널품질보고에 기반하여 이번 라디오프레임에서 스케줄링을 수행할 수 있다. 라디오프레임 별 채널품질보고의 신뢰성을 위해서 기본적으로 기지국은 라디오프레임 별 기준신호의 송신전력을 일정하게 유지하여야 한다. 기지국은 이렇게 다른 단말에게 송신한 데이터구간에서 기지국의 기준신호에 대한 채널품질을 측정하도록 한 단말 별, 단말 그룹 별, 기지국 내 connected 단말 전부 또는 기지국 내 단말 전부에 대해 별도의 제어신호로 제어할 수 있다. 채널품질보고는 PCell을 통해 예로, 매 서브프레임 보고를 위한 자원이 할당되는 경우에, FBE 방식은 서브프레임#1에서 바로 보고가 가능하고, LBE방식은 Reservation(3201)에 대한 채널측정이 이루어진 경우에만 서브프레임#1에서부터 보고가 가능하다.
도 32에 따르면, PCell에서 긴 주기로 보고를 위한 FB 자원이 설정되어 있거나, 비주기적인 FB 자원 설정을 따르는 경우, 기존 PCell을 통해 채널품질을 보고할 때의 공통적인 문제인 스케줄링 지연 문제가 존재하므로, 도 33과 같이 SCell을 통해 채널품질을 보고할 수 있다.
도 33은 본 발명의 실시 예에 따른 간소화된 FBE 방식과 LBE 방식의 다른 예를 나타낸 도면으로서, SCell로 빠른 채널 품질 보고를 하는 경우를 나타낸 것이다. 그리고 도 33의 (a)는 FBE 방식, (b)는 LBE 방식을 나타낸 것이다.
도 33의 (a)의 FBE 방식에서는 기존 LTE 규격에서의 단말의 SRS 구간을 재활용할 수 있는데, SRS 구간의 구조는 주파수로 다중화하거나 또는 code로 다중화할 수 있다. 기존 MCS 인덱스 정보를 SRS 구간에서 모두 보내기가 어려울 수 있으므로, 단말은 해당 서브프레임에서의 채널측정 결과에 기반하여 MCS 재조정 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어 단말은 +1, -1의 2bits 정보를 보내거나, +1, +2, -1, -2의 2bits 정보를 보낼 수 있다. 재조정에 의해 실제 MCS 인덱스의 변경은 델타(Δ)값만큼 곱해질 수 있다. 예를 들어 단말이 +1을 보낸 경우 실제 변경을 요청하는 MCS 인덱스는 + Δ이며, 단말이 -2를 보낸 경우 실제 변경을 요청하는 MCS 인덱스는 -2x Δ이다. Δ값은 기지국이 방송제어신호 또는 SIB(System Information Block) 또는 Common DCI 등 공통 제어 메시지로 알려줄 수 있다. 한편 기존 SRS 용도로 사용하는 SRS 자원과 채널보고 또는 ACK/NACK 등 FB 용도로 사용하는 SRS를 구분하기 위하여 기지국이 특정 서브프레임에 대한 SRS 용도를 미리 설정할 수 있다. 이 SRS 용도 지시자는 방송제어신호, SIB, Common DCI 등 공통 제어 메시지, 또는 Dedicated DCI 등 개별 제어 메시지, 또는 상위계층 메시지인 RRC Connection Setup/Reconfiguration 메시지로 설정할 수 있다.
마찬가지 방법이 PUSCH 또는PRACH 에 적용될 수 있다. PUSCH에 적용 시, PUSCH 자원의 특정 위치에서 ACK/NACK, CQI 중 적어도 하나에 대한 정보를 보낼 수 있다. PRACH에 적용 시, 1) 단말에게 할당한 preamble ID의 group 정보로 ACK/NACK을 구분하여 보고하거나, 2) RAR(Random Access Response)에 대한 단말의 PUCH 송신 시 포함된 TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)로 단말을 구분하고 함께 송신된 ACK/NACK, CQI 중 적어도 하나의 정보로 보고할 수 있다. 한 예로, 기지국이 특정 서브프레임을 보고용으로 설정하고, 그 서브프레임에 SRS, PUCCH, PUSCH, PRACH 중 둘 이상이 포함되어 있다면, 단말은 1) 상기 SRS, PUCCH, PUSCH, PRACH 간 설정된 우선순위에 따라 결정된 채널, 또는 2) 각 SRS, PUCCH, PUSCH, PRACH의 송신 가능 조건에 따라 가장 빨리 송신 가능한 채널; 중 적어도 하나의 채널로 보고할 수 있다.
[C. 자원할당과 데이터 송신 시점 사이에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법]
앞서 살펴본 A. 자원할당 및 데이터 송신 이전에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법"은 기존 LTE의 스케줄링을 위한 주기적인 채널측정값이 부정확하므로 CCA나 ECCA로 채널을 점유하였을 때의 채널품질값을 지연을 최소화하여 적용하고자 하는 방법이였다. 하지만 이를 위해 하나의 서브프레임 내에서 LAA 기준신호 및 피드백채널을 구성하고 기존 제어 및 데이터채널 구조를 새로 만들어야 한다는 부담이 존재한다. 또한 "B. 자원할당 후 데이터 송신 시점에 측정한 채널 품질 보고에 기반한 링크 적응 방법"은 간단하지만, 채널의 변화에 빠른 적응이 어렵다는 단점이 있다. 따라서 방법 C에서는 기존 제어 및 데이터채널구조를 재활용하면서 채널을 점유하였을 때의 채널품질값을 최소지연으로 스케줄링에 적용하고자 한다.
도 34는 비주기적 보고에 기반한 기존 LTE 규격의 하향링크 스케줄링 동작의 나타낸 도면이다.
도 34를 참조하면, 주기적 보고와 달리 비주기적 보고는 기지국의 지시(3401)에 따라 단말이 채널측정을 수행하고 기지국이 할당한 상향링크 자원에서 단말이 채널품질보고(3403)를 올린다. 하지만 기지국이 LBT성공 이후 비주기적으로 채널품질보고를 단말에게 지시하려면 상향링크 자원에 대한 채널측정 결과를 이용하여 단말에게 상향링크 자원을 할당하기 위해 지연이 발생한다. 또한 단말이 기지국 신호에 대한 채널품질보고를 PCell로 하지 않고 SCell로 한다면 LBT에 의한 지연이 추가적으로 발생할 수 있다.
따라서 세 번째 방법에서는 우선 상향링크로 채널품질보고를 하기 위한 주기적인 자원(semi-persistent)을 할당하여 지연을 감소하는 방식을 고려한다. 이 때 문제는 모든 단말에게 이러한 주기적인 자원을 할당하면 요구되는 자원의 양이 가용한 상향링크 자원보다 많아질 수 있다는 점이다. 따라서 기지국은 복수의 단말 그룹에게 동일한 자원을 보고용으로 할당해줄 수 있다. 상기 자원은 하나 또는 그 이상의 서브프레임에 대한 할당 자원일 수 있다. 기지국은 이전 스케줄링의 결과 및 시스템 성능에 기초하여 하나의 보고용 자원에 대한 복수의 단말 그룹 중에서 하나의 단말에게만 제어신호를 보내줄 수 있다. 이 제어신호는 기존 하향링크 제어채널(PDCCH) 또는 별도의 알림(Indication) 신호일 수 있다. 제어신호는 단말 별 고유의 C-RNTI 또는 M-RNTI로 스크램블되어 있으므로 해당 단말은 기지국의 지시여부를 확인할 수 있다. 지시를 받은 단말은 지시받은 서브프레임에서 LAA-RS를 측정하고, 미리 할당되어 있는 가장 가까운 가용한 주기적인 서브프레임에서 채널품질보고를 수행한다. 이 방법에서는 기지국이 상향링크 자원의 채널품질을 미리 판단하기 어려우므로 단말의 상향링크 신호를 채널에러에 강건하게 송신하여야 한다. 상기 측정과 보고 동작은 별도로 지시될 수도 있다. 이에 대한 추가적인 예시로; 상기 기지국의 하향링크 제어채널 또는 알림 신호를 수신한 단말은, PCell에서 알려주는 경우 상향링크 서브프레임이 구성된 동일한 서브프레임에서 또는 가장 가까운 가용한 주기적인 상향링크 서브프레임에서 채널 품질보고를 수행한다. 또는 SCell에서 알려주는 경우 가장 가까운 가용한 주기적인 상향링크 서브프레임에서 채널 품질보고를 수행한다. 이때 채널품질에 대한 측정은 가장 최근의 유효한 N개의 하향링크 서브프레임에 대한 측정 결과, 또는 가장 최근의 N 서브프레임 수 만큼의 시간 동안의 하향링크 서브프레임에 대한 측정 결과, 또는 가장 최근의 N ms (절대 시간) 동안의 하향링크 서브프레임에 대한 측정 결과, 또는 가장 최근의 N 크기의 평균 윈도우 내의 측정 결과 중 적어도 하나의 결과에 기반하여 결정할 수 있다. 채널품질 보고에는 채널 품질값과 함께 측정한 시점에 대한 정보가 함께 보고될 수 있는데, 이 정보는 SFN(System Frame Number), 서브프레임 인덱스, COT(Channel Occupancy Time) 구간에 대한 상대적인 회수(즉, 몇 번째 이전의 COT에서 측정했는지), 기지국이 설정한 측정 기회의 인덱스 중 적어도 하나를 기반으로 결정할 수 있다. 이러한 측정 시점 정보는 기지국이 송신전력 등 송신 변수를 동적으로 제어할 때, 이에 대한 측정값 변화를 고려하여 단말로부터의 채널품질 보고를 기반으로 특정 시점에서의 정확한 채널 분석 및 향후 품질 예상을 하는데 유용하다. 상기 "가장 가까운 가용한 상향링크 서브프레임"에 대해 가용함의 의미는, 기지국이 채널 품질 보고를 하도록 설정한 서브프레임, 또는 상향링크 LBT를 성공한 서브프레임, 또는 기지국이 확보하였음을 단말에게 알린 서브프레임, 기지국이 개별적으로 할당한 상향링크 서브프레임; 중 적어도 하나 또는 그 이상의 조건에 대한 AND/OR논리식의 결과를 만족하는 서브프레임을 의미한다.
상기 설명한 단말 그룹 별 주기적인 자원을 이용한 채널품질을 적용할 경우, 채널품질보고의 위치가 미리 예상되므로 도 35와 같이 채널품질보고를 위한 주기적인 상향링크 서브프레임에 바로 앞서 기지국이 단말에게 지연할당에 대한 지시를 수행할 수 있다. 예를 들어 기지국은 4 서브프레임 후에 해당 단말에게 데이터 송신을 할 것임을 미리 알려준다. 단말의 채널품질보고를 수신한 기지국은 스케줄링을 위한 지연시간 후에 미리 알려준 서브프레임에서 채널품질값에 기반해 결정한 MCS 인덱스를 제어채널(PDCCH)로 보내고 데이터채널(PDSCH)로 encoding한 데이터블록을 단말에게 송신한다. 이 방법의 장점은 기지국이 미리 지정한 자원에 대한 채널품질만 보고하면 되므로 보고에 의한 부하를 감소할 수 있다는 점에 있다. 예를 들어 기지국은 PRB 전체 50개 중 #0~4에 대한 채널품질 보고를 어떤 단말에게 지시할 수 있다. 단말은 기지국이 지시한 자원에 대한 채널품질을 측정하여 보고한다.
도 35는 본 발명의 실시 예에 따라 지연 할당에 기반한 하향링크 스케줄링 동작을 나타낸 도면이다.
도 35를 참조하면, 지연할당을 알려주는 새로운 제어신호(3501)가 필요하므로 기존 하향링크제어채널(PDCCH)을 다소 수정하여 동일한 동작을 수행하도록 할 수 있다. 즉 일부 단말에 대하여 PDCCH로 기지국은 n 서브프레임 이후에 데이터가 할당될 것임을 알려줄 수 있다. 기지국이 PDCCH에서 알려준 임시 MCS 인덱스는 n서브프레임 이후에 실제 송신이 이루어질 때, 변경되어 알려준다. 변경된 MCS 인덱스는 다시 PDCCH로 알려주거나 또는 별도의 신호로 알려줄 수 있다.
도 36은 본 발명의 실시 예에 따라 지연 할당에 기반한 하향링크 스케줄링 동작의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 36의 방식과 도 35의 방식은 처음에 가늠한 채널품질과 실제 단말이 보고한 채널품질 간에 차이가 생길 때 문제가 발생할 수 있다. 특히 실제 단말이 보고한 채널품질이 더 나쁠 때 에러가 더욱 발생할 수 있다. 따라서 기지국은 데이터를 보내는 시점에 미리 예정했던 송신을 취소(Withdrawal)하는 신호를 보낼 수 있다.
도 37과, 도 38은 본 발명의 실시 예에 따라 지연 할당에 기반한 하향링크 스케줄링 동작의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 37과, 도 38을 참조하면, 기지국이 지연할당을 각각 PDCCH(3701) 또는 지연할당지시(3801) 신호로 알려주는 경우에 예정했던 송신을 취소하는 동작을 보여준다. 취소신호는 기존 PDCCH에 포함되거나 별도의 신호로 구성될 수 있다. 단말은 취소신호를 수신하게 되면 미리 예약되었던 자원에 대한 데이터 수신을 포기한다. 상기 취소 신호의 변형으로 취소+재할당을 수행하는 Pending 신호를 고려할 수 있다. 이는 본 발명의 실시 예에서 예시한 취소 Indication과 지연할당 Indication 에 대한 정보를 함께 보내는 경우에 해당한다.
상기한 본 발명의 실시 예에서 주기적인 상향링크 자원을 나타내기 위해 사용한 PUCCH는 실제로는 주기적으로 할당된 PUSCH 자원이거나, 비주기적으로 할당된 PUSCH 자원과 주기적인 PUCCH 자원이 동일 서브프레임인 경우 단말이 PUSCH로 보고하는 경우에 대해, PUSCH로 바꾸어 표현해도 무방하다.
한편 SCell에서 LBT 실패로 인해 채널 품질 보고를 실패한 경우, 단말은 추가적인 상향링크 자원이 일정 시간 내 할당되어 있는지를 확인하고, 그러한 자원이 할당되어 있다면 가장 가까운 상향링크 자원에서 채널 품질 보고를 한다. 그렇지 않다면, 1) 바로 PCell에 할당된 주기적인 상향링크 자원으로 보고하거나, 2) PCell에 주기적인 상향링크 자원이 할당되어 있지 않으면 비주기적인 상향링크 자원이 할당되는지 일정 시간 내 PCell의 제어채널을 모니터링하면서 기다린다. 또는 PCell이나 SCell에서 일정 시간 내 상향링크 자원이 할당되지 않으면 3) RACH 절차를 통해 상향링크 자원을 요청하고 그 할당된 자원으로 채널품질 보고를 한다.
단말이 SCell에 대한 채널품질 보고를 다른 캐리어 즉 PCell로 보고하는 경우에 어떤 캐리어 (공유 대역 채널)에 대한 채널품질 값인지를 알려주어야 한다. 일반적인 cross carrier 스케줄링에서는 PCell과 SCell의 관계가 미리 설정되어 있으므로 필요없지만, 본 발명에서 채널품질 보고를 SCell로 보내다가 LBT 실패로 인해 SCell로 보고할 수 없을 때 PCell로 보고하는 경우가 발생하므로 별도의 정보가 필요하다. 따라서 기존 CIF(Carrier Indicator Field)를 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information)에 넣어서 보내거나 상위계층 신호에 동일한 정보를 실어서 보고할 수 있다. 이러한 방법은 채널 품질 보고 뿐 아니라 다른 종류의 보고, 예를 들어 ACK/NACK이나 수신 전력, 간섭량 보고에도 동일하게 적용이 가능하다.
한편, 명시적인 CIF정보를 사용하지 않는 방법이 필요하다면, 기지국이 SCell에서의 보고의 실패 및 지연을 기반으로 판단하여 단말에게 하항링크 제어채널로 특정 SCell에 대한 보고를 명령할 수 있다. 이때 이 명령에는 보고의 시점과 보고 자원의 위치가 추가로 설정될 수 있다. 설정한 자원에서의 보고를 기반으로 기지국은 별도의 CIF 정보 없이 특정 SCell에 대한 보고를 구분할 수 있다.
[채널품질보고와 ACK/NACK을 함께 또는 구분하여 보고하는 방법]
본 발명에서 채널품질 보고를 위한 절차에 따라 단말이 채널품질 보고를 할 때 보고의 방식(mode) 설정에 따라 채널 품질 보고와 ACK/NACK 보고를 결합하여 할 수도 있다. 일반적으로 ACK/NACK 보고는 하향링크 데이터가 할당된 n번째 서브프레임에 기준하여 미리 정해진 상향링크 서브프레임, 예를 들어 n+k 번째 서브프레임에서 보내도록 설정된다. 그래서 n+k 번째 상향링크 서브프레임과 채널품질 보고를 하도록 설정된 주기적 또는 비주기적 상향링크 서브프레임이 동일하면, 단말은 하나의 보고 자원을 통해 채널품질 보고와 ACK/NACK 보고를 함께 하도록 되어 있다. 하지만 본 발명에서 다루는 비면허 공유대역에서의 DL & UL TDD 프레임 구조는 DL/UL 서브프레임 수가 가변적이다. 따라서 하향링크 할당 자원에 대해 고정된 간격을 가진 상향링크 서브프레임이 있음을 보장할 수 없으므로 하기와 동일한 방법 중 적어도 하나에 따라 ACK/NACK 보고를 위한 자원을 결정할 수 있다.
1) DL 서브프레임 (n번째)에 대해 정해진 서브프레임 (n+k번째)보다 같거나 큰 서브프레임에서 가장 가까운 상향링크 자원에서 ACK/NACK 보고를 함께 보낸다. 이 때 충돌 방지를 위해 별도로 할당된 상향링크 자원(PUCCH 또는 PUSCH)이 확보되어 있어야 하는 조건이 있다.
2) DL 서브프레임 (n번째)에 대해 정해진 서브프레임 (n+k번째)보다 같거나 큰 서브프레임에서 가장 가까운 주기적인 상향링크 채널품질 보고 자원에서 ACK/NACK 보고를 함께 보낸다.
3) 상기 1), 2)에서 가장 가까운 상향링크 채널품질 보고 자원 또는 가장 가까운 주기적인 상향링크 채널품질 보고 자원이 일정 시간(타이머, 서브프레임, 프레임, COT 횟수) 내 없다면, 단말은 PCell에 할당된 주기적인 상향링크 자원으로 ACK/NACK 보고를 송신하거나 PCell로 비주기적인 상향링크 자원 할당을 요청한다. 상기 PCell은 PUCCH을 가진 SCell 또는 보고 자원이 설정된 SCell로 대체될 수 있다.
상기한 실시 예들에 의하면, 기존 부정확한 채널 품질 보고 절차를 보다 정확한 채널 품질 보고가 가능하도록 개선하거나, 부정확한 채널 품질 보고에 기반한 송수신의 실패율을 줄일 수 있다.
[멀티 CCA에 기반한 hidden node 문제 해결 방법]
하기 설명하는 방법은 LBE 방식의 하향링크 또는 상향링크의 여러 변형에 모두 적용할 수 있다. 도 43은 상향 링크에서 LBT 성공을 알리는 알림 신호(4301)와, 상향 링크에서 LBT 실패를 알리는 알림 신호(4303)의 예를 나타낸 것이다. 도 44는 하향 링크에서 LBT 성공을 알리는 알림 신호(4401, 4403)와, 도 45는 하향 링크에서 LBT 실패를 알리는 알림 신호(4501, 45013)의 예를 나타낸 것이다.
상향링크에서 CCA1과 CCA2를 겹치되, CCA1은 CCA2의 앞쪽 절반을 차지한다. CCA1은 기지국 용이고 CCA2는 단말 용이다. 기지국이 CCA1에서 성공하면 CCA2의 남은 구간에서 LBT 성공을 알리는 특정 신호를 송신한다. 단말은 미리 알고 있는 신호가 CCA2에서 수신될 경우, CCA 실패로 생각하지 않고 상향링크 송신을 수행한다. 규제에 따라서 상기 특정신호가 단말에서 특정 threshold 이상으로 수신되지 않도록 기지국이 CCA2에서 송신하는 특정 신호의 송신전력을 제한할 수 있다. 또는 기지국의 특정 신호에 비어 있는 자원이 있어 단말은 미리 비어 있는 자원의 패턴을 알고 해당 부분에서만 CCA2를 수행할 수 있다.
다른 일례로, 상향링크에서 CCA1과 CCA2를 겹치되, CCA1은 CCA2의 앞쪽 절반을 차지한다. CCA1은 기지국 용이고 CCA2는 단말 용이다. 기지국이 CCA1에서 실패하면 CCA2의 남은 구간에서 LBT 실패를 알리는 특정 신호를 송신한다. 단말은 1) 미리 알고 있는 신호가 CCA2에서 수신될 경우 또는 2) 수신 에너지 값이 일정 문턱값 이상일 경우; CCA 실패로 생각하고 상향링크 송신을 수행하지 않는다.
하향링크에서도 유사한 방법을 적용할 수 있다. 하향링크에서 CCA1과 CCA2를 겹치되, CCA1은 CCA2의 앞쪽 절반을 차지한다. CCA1은 단말 용이고, CCA2는 기지국 용이다. 단말이 CCA1에서 성공하면 CCA2의 남은 구간에서 1) composite 채널로 복수개의 단말이 LBT 성공을 알리는 동일한 특정 신호를 또는 2)FDM/CDM으로 단말 별 서로 다른 LBT 성공 신호를 송신한다. 기지국은 미리 알고 있는 신호가 CCA2에서 수신될 경우, CCA 실패로 생각하지 않고 하향링크 송신을 수행한다. 규제에 따라서 상기 특정신호가 기지국에서 특정 threshold 이상으로 수신되지 않도록 단말이 CCA2에서 송신하는 특정 신호의 송신전력을 제한하거나 기지국이 단말의 특정 신호 송신 여부를 제한하거나 미리 스케줄링할 수 있다. 또는 단말의 특정 신호에 비어 있는 자원이 있어 기지국은 미리 비어 있는 자원의 패턴을 알고 해당 부분에서만 CCA2를 수행할 수 있다.
다른 일례로, 하향링크에서 CCA1과 CCA2를 겹치되, CCA1은 CCA2의 앞쪽 절반을 차지한다. CCA1은 단말 용이고, CCA2는 기지국 용이다. 단말이 CCA1에서 실패하면 CCA2의 남은 구간에서 1) composite 채널로 복수개의 단말이 LBT 성공을 알리는 동일한 특정 신호를, 또는 2)FDM/CDM으로 단말 별 서로 다른 LBT 성공 신호를; 송신한다. 기지국은 1) 미리 알고 있는 신호가 CCA2에서 수신될 경우 또는 2) 수신 에너지 값이 일정 문턱값 이상일 경우; CCA 실패로 생각하고 하향링크 송신을 수행하지 않는다.
상기 방법의 장점은 미리 hidden node 문제를 해결하여 수신 성능을 보장할 수 있다는 점이다. 한편, CCA1과 CCA2의 물리적인 자원은 시간적으로 연속하지 않을 수도 있으며 그 간격을 reservation 신호 또는 일반적인 제어/데이터 신호를 보낼 수 있다. 또는 기지국은 LBE 방식의 ECCA를 수행하다가 백오프 카운터가 0이 되어 마지막으로 수행하는 CCA slot을 CCA1로 간주하고, 단말은 CCA2를 이어서 수행할 수 있다. 또는 단말은 LBE 방식의 ECCA를 수행하다가 백오프 카운터가 0이 되어 마지막으로 수행하는 CCA slot을 CCA1로 간주하고, 기지국은 CCA2를 이어서 수행할 수 있다. 또는 기지국과 단말이 모두 LBE 방식의 ECCA를 수행하다가 백오프 카운터가 0이 되어 마지막으로 수행하는 CCA slot을 각각 CCA2, CCA1로 (하향링크의 경우), 또는 각각 CCA1, CCA2으로(상향링크의 경우) 간주할 수 있다. 또는 CCA1과 CCA2를 각각 길이가 다른 ECCA 구간으로 간주할 수 있다.
[FBE와 LBE 방식을 모두 지원하는 프레임 구조]
도 39는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국이 FBE 방식과 LBE 방식을 동적으로 선택할 수 있는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 39의 프레임 구조를 이용하면, 기지국은 자유롭게 FBE와 LBE 방식을 동적으로 선택할 수 있다. 도 39의 프레임 구조의 특징은 어떤 서브프레임의 끝에 CCA가 위치하고, FBE를 지원하는 경우에는 그 다음 서브프레임도 동일하게 서브프레임의 끝에 CCA(3901)가 위치하고(가변구조1), LBE를 지원하는 경우에는 그 다음 서브프레임의 시작에 ECCA(3903)가 위치하는(가변구조2) 구조이다. 기지국은 방송 제어 채널 또는 SIB로 특정 라디오 프레임의 특정 서브프레임에서 가변구조 1 또는 2를 사용하는지를 모든 단말에게 알려주거나, 하향링크 제어채널로 개별 단말에게 알려주거나, 하향링크 데이터채널로 개별 단말에게 알려줄 수 있다. 개별 단말에게 알려준 경우 방송 제어 채널 또는 SIB로 알려준 정보는 덧씌워진다(overwriting). 가변구조 1 또는 2의 여부에 더하여 각 서브프레임의 햐향링크 또는 상향링크 여부를 알려줄 수 있다. 가변구조 2는 하향링크에서만 사용하고, 가변구조 1은 상향링크에서만 사용하는 시스템에서는 추가적인 정보 없이 가변구조 1/2 여부에 대한 정보에 따라 하향/상향링크 서브프레임에 해당하는 동작을 단말이 수행한다. 가변 구조 정보 신호가 n번째 서브프레임에서 PCell을 통해 수신되면 단말은 SCell의 동일한 서브프레임의 가변구조를 판단할 수 있다. 또한 다음 서브프레임에 대한 수신 준비를 위해 기지국은 n 번째 서브프레임에서 동일 서브프레임을 포함하지 않는 다음 k 개 서브프레임에 대한 가변구조 정보를 알려줄 수 있다. 다른 예시로, 다음 서브프레임에 대한 수신 준비를 위해 기지국은 n 번째 서브프레임에서 동일 서브프레임을 포함하는 다음 k 개 서브프레임에 대한 가변구조 정보를 알려줄 수 있다. 상기 k개 정보는 상위 계층 제어 메시지로 설정하거나 방송 제어 채널 또는 SIB로 기지국이 단말에게 공통 제어 메시지로 설정할 수 있다. 또는 기지국이 단말 별 개별 제어 신호로 k를 설정할 수 있다. 실시예에 따라 k는 미리 설정되거나 고정값일 수 있다.
도 40은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국이 FBE 방식과 LBE 방식을 동적으로 선택할 수 있는 프레임 구조의 다른 예를 나타낸 도면으로서, 도 40은 도 39의 가변적인 프레임 구조의 연속된 4개 서브프레임을 FBE로 사용하는 경우의 예시이다.
도 41은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국이 FBE 방식과 LBE 방식을 동적으로 선택할 수 있는 프레임 구조의 다른 예를 나타낸 도면으로서, 도 41은 도 39의 가변적인 프레임 구조의 연속된 4개 서브프레임을 LBE로 사용하는 경우의 예시이다.
도 46은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국과 단말에 적용될 수 있는 통신 장치 구성을 나타낸 블록도로서, 상기 통신 장치는 제어기(100)와 송수신기(200)를 포함한다. 도 20에서 제어기(100)는 장치 전반의 동작을 제어하고, 송수신기(200)는 네트워크를 통해 신호를 송신 또는 수신한다. 또한 제어기(100)는 상기한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나의 실시 예를 이용하여 CCA 타이밍 제어, 공정성 제공, 채널 품질 보고 및 링크 적응 중 적어도 하나가 수행되도록 제어한다. 그러나 제어기(100)와 송수신기(200)는 반드시 별도의 장치로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 동일한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.
상기한 실시 예들이 예시하는 LAA 단말의 구성도, LAA 제어/데이터 신호 송신 방법의 예시도, LAA 단말의 동작 절차 예시도, 자원 프레임 구성 예시도, 단말 장치의 구성도들은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기한 실시 예들에 기재된 모든 구성부, 엔터티, 또는 동작의 단계가 발명의 실시를 위한 필수구성요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성요소 만을 포함하여도 발명의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기지국이나 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 기지국 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 기지국 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 엔터티, 기지국 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 동일한 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 동일한 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.

Claims (14)

  1. 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 CCA(Clear Channel Assessment) 타이밍을 제어하는 방법에 있어서,
    CCA의 연속적인 성공 또는 실패 횟수를 정해진 임계값과 비교하여 CCA 타이밍의 변경 여부를 결정하는 과정; 및
    상기 CCA 타이밍의 변경이 결정된 경우, 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CCA 타이밍의 랜덤화는 서브프레임 레벨 또는 심볼 레벨에서 수행되는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 랜덤화하는 과정은,
    상기 서브프레임 레벨에서 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 경우, 서브프레임 번호에 대응되는 임의의 숫자를 선택하는 과정; 및
    다음 고정 프레임 주기에서 상기 선택된 숫자에 해당되는 서브프레임부터 상기 CCA를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 랜덤화하는 과정은,
    상기 심볼 레벨에서 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 경우, 서브프레임 번호에 대응되는 임의의 숫자를 선택하는 과정; 및
    다음 고정 프레임 주기에서 상기 선택된 숫자에 해당되는 심볼부터 상기 CCA를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 CCA 타이밍의 랜덤화에 따라 변경된 CCA 타이밍을 기준으로 프레임을 업데이트하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜덤화하는 과정은 상기 CCA의 온/오프 주기를 랜덤화하는 과정을 더 포함하는 방법.
  7. 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 CCA(Clear Channel Assessment) 타이밍을 제어하는 기지국에 있어서,
    데이터를 송수신하기 위한 송수신기; 및
    CCA의 연속적인 성공 또는 실패 횟수를 정해진 임계값과 비교하여 CCA 타이밍의 변경 여부를 결정하고, 상기 CCA 타이밍의 변경이 결정된 경우, 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 것을 제어하는 제어기를 포함하는 기지국.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 CCA 타이밍의 랜덤화는 서브프레임 레벨 또는 심볼 레벨에서 수행되는 기지국.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 서브프레임 레벨에서 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 경우, 서브프레임 번호에 대응되는 임의의 숫자를 선택하고, 다음 고정 프레임 주기에서 상기 선택된 숫자에 해당되는 서브프레임부터 상기 CCA를 수행하는 것을 더 제어하는 기지국.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 심볼 레벨에서 상기 CCA 타이밍을 랜덤화하는 경우, 서브프레임 번호에 대응되는 임의의 숫자를 선택하고, 다음 고정 프레임 주기에서 상기 선택된 숫자에 해당되는 심볼부터 상기 CCA를 수행하는 것을 제어하는 기지국.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 CCA 타이밍의 랜덤화에 따라 변경된 CCA 타이밍을 기준으로 프레임을 업데이트하는 것을 더 제어하는 기지국.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 CCA의 온/오프 주기를 랜덤화하는 것을 더 제어하는 기지국.
  13. 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 공정성을 제공하는 방법에 있어서,
    상기 비면허 대역에서 채널 점유 또는 비점유 상태가 미리 정해진 개수의 UL 구간 동안 지속되는 경우, 기본 TDD 서브프레임 구성에 서브프레임 단위의 순환 쉬프트를 적용하는 과정; 및
    상기 순환 쉬프트된 TDD 서브프레임 구성을 이용하여 CCA를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  14. 비면허 대역을 이용하는 무선 통신 시스템에서 공정성을 제공하는 기지국에 있어서,
    데이터를 송수신하기 위한 송수신기; 및
    상기 비면허 대역에서 채널 점유 또는 비점유 상태가 미리 정해진 개수의 UL 구간 동안 지속되는 경우, 기본 TDD 서브프레임 구성에 서브프레임 단위의 순환 쉬프트를 적용하고, 상기 순환 쉬프트된 TDD 서브프레임 구성을 이용하여 CCA를 수행하는 것을 제어하는 제어기를 포함하는 기지국.
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