KR20160094255A

KR20160094255A - 비면허 대역에서의 채널 점유 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160094255A
Application number: KR1020150127884A
Authority: KR
Inventors: 차재선; 김은경; 백승권; 윤찬호; 장성철
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2016-08-09
Also published as: KR102279648B1

Abstract

채널에 대해 채널 센싱을 수행하는 단계, 그리고 채널 센싱의 종료 후 채널이 비어 있는 경우, 채널에 대한 예약 신호를 방송하는 단계를 통해 비면허 대역의 채널을 점유하는 방법 및 장치가 제공된다.

Description

비면허 대역에서의 채널 점유 방법 및 장치{Method and apparatus for channel occupancy in unlicensed band}

본 발명은 비면허 대역에서의 채널 점유 방법 및 장치에 관한 것이다.

4세대 이동통신의 출현 이후, 이동통신 시스템을 통해 서비스 되는 무선 트래픽은 매년 증가하고 있고, 이동통신 사업자들은 이동통신 시스템의 용량을 증가시키기 위한 연구를 진행하고 있다. 이동통신 시스템의 용량을 증가시키는 가장 쉬운 방법은, 데이터 전송에 필요한 주파수를 많이 확보하여 많은 데이터를 동시에 전송하는 것이다. 하지만, 이동통신 시스템에서 사용되는 주파수는 독점적 사용이 가능한 면허 대역 주파수로서, 가용한 주파수 대역이 한정적이고 사용료 또한 고가이기 때문에 원하는 만큼 주파수를 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제에 대한 해결책으로 3세대 파트너쉽 프로젝트(3rd generation partnership project, 3GPP)에서는 저가 또는 무료로 사용 가능한 비면허 대역의 주파수를 통해 이동통신 서비스를 제공하는 방법을 연구 중이다.

비면허 대역 주파수란, 특정 주파수 대역 또는 특정 지역에서 정의된 규제 요구사항(regulatory requirement)을 준수하면 누구나 사용 가능한 주파수 대역으로서, 현재 와이파이(wireless fidelity, WiFi) 또는 블루투스(Bluetooth) 등의 시스템에서 사용되는 주파수를 말한다. 규제 요구사항이란 동일한 비면허 대역 주파수를 이용하는 장치들이 서로 안전하고 공정하게 주파수를 사용할 수 있도록 하기 위해 모든 비면허 대역의 장치가 준수해야 하는 규제 사항이다. 예를 들어, 비면허 대역 주파수를 사용하려는 장치는 비면허 대역 주파수를 통해 데이터를 전송하기 전에, 다른 비면허 대역 장치가 해당 주파수를 사용하고 있는지 확인하고, 해당 주파수가 다른 비면허 대역 장치에 의해 사용되지 않을 경우에만 데이터를 전송할 수 있다.

하지만, 기존 엘티이(long term evolution, LTE)와 같은 이동통신 시스템은 면허 대역의 주파수를 사용하여 이동통신 서비스를 제공하기 위해 설계된 시스템이기 때문에, 현재 시스템을 그대로 비면허 대역에 설치하면 이동통신 시스템의 기지국은 비면허 대역 주파수의 일부를 항상 점유하게 되고, 이에 따라 다른 비면허 대역 기기들이 해당 주파수를 사용할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 비면허 대역 주파수를 사용하기 위해 준수해야 하는 규제 요구사항을 고려하여 현재 이동통신 시스템의 구조 및 기능을 개선할 필요가 있다. 이때, 이동통신 시스템의 기본 기능(예를 들어, 프레임 구조, 자원 할당 구조 등) 중 많은 부분이 변경되는 경우, 시스템 개발 기간 및 비용이 증가할 수 있기 때문에, 기존 이동통신 시스템의 기능 변경을 최소화하면서 동시에 규제 요구사항을 준수하고 다른 비면허 대역 장치와의 공정한 공존이 가능한 무선 채널 액세스 방식이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는, 비면허 대역의 규제 요구 사항을 준수하고 기존에 존재하는 다른 비면허 대역 장치와 공정하게 공존할 수 있는 채널 점유 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 비면허 대역의 제1 채널에 대해 채널 센싱을 수행하는 단계, 그리고 채널 센싱의 종료 후 제1 채널이 비어 있는 경우, 제1 채널에 대한 예약 신호를 방송하는 단계를 포함하는, 기지국이 비면허 대역의 채널을 점유하는 방법이 제공된다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, CCA를 통해 비면허 대역의 채널을 점유할 때 예약 신호를 전송함으로써 데이터 전송이 실제로 이루어지기 전 채널을 안정적으로 점유할 수 있다. 또한, 슬롯 단위 데이터 전송을 통해 실질 채널 점유 시간을 최대화 할 수 있다. 또한, 복수의 비면허 대역 캐리어가 운용되는 경우, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, 하나의 비면허 대역 채널을 통한 데이터 전송과 동시에 다른 하나의 비면허 대역 채널에 대한 채널 센싱을 수행하여 채널 상태에 따라 동적으로 캐리어를 변경할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 비면허 대역 이동통신 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 채널 액세스 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 채널 액세스 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 서브프레임 단위 채널 액세스 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시 예에 따른 채널 점유 통보 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시 예에 따른 동적 캐리어 변경 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시 예에 따른 동적 캐리어 변경 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

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

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

또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 매크로 기지국(macro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 비면허 대역 이동통신 시스템을 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 이동통신 시스템은, 이동통신 기지국(110), 라이선스 허가 접속(license assisted access, LAA) 기지국(120), 액세스 포인트(access point, AP)(130), 이동 단말(140), 그리고 비면허 대역 사용자(150)를 포함한다.

이동통신 기지국(110)은, 면허 대역 주파수를 통해 단말의 제어 및 데이터 서비스 제공을 수행한다.

LAA 기지국(120)은, 비면허 대역 주파수를 통해 단말에게 데이터 서비스를 제공하고, 통상 이동통신 기지국(110)보다 작은 커버리지를 관할한다. 이동통신 기지국(110)과 LAA 기지국(120)은 서로 유선 백홀로 연결되거나 물리적으로 같은 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 네트워크 구성에 따라 이동통신 기지국(110)과 LAA 기지국(120)은 서로 독립적으로 동작할 수도 있고 이동통신 기지국(110)이 LAA 기지국(120)을 제어할 수도 있다. 이때, 이동통신 기지국(110)만이 단말의 제어 권한을 보유하기 때문에 이동 단말(140)은 면허 대역 주파수를 통해 이동통신 기지국(110)과의 연결을 항상 유지해야하고, 이동통신 기지국(110)의 면허 대역 주파수 및 LAA 기지국(120)의 비면허 대역 주파수의 캐리어 집성(carrier aggregation, CA)을 통해 데이터 서비스를 제공 받을 수 있다. 그리고 LAA 기지국(120)은 네트워크 구성에 따라 상향링크 및 하향링크 데이터 서비스를 모두 제공할 수도 있고, 하향링크 데이터 서비스만 제공할 수도 있다.

비면허 대역 사용자(150) 및 액세스 포인트(130)는 LAA 기지국(120)에서 사용하는 비면허 대역 주파수와 동일한 대역의 주파수를 통해 데이터 통신을 수행한다. 동일한 비면허 주파수 대역이라고 하더라도 실제 통신에 사용되는 무선 채널의 주파수는 동일하거나 상이할 수 있다. 동일한 비면허 주파수 대역의 동일한 무선 채널이 사용되는 경우, LAA 기지국(120)과 비면허 대역 사용자(150) 및 액세스 포인트(130) 간의 공존 및 간섭 문제가 발생할 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 채널 액세스 방법을 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 채널 액세스 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 프레임의 시간 길이는 비면허 대역 최대 점유 시간이 될 수 있다. 비면허 대역 최대 점유 시간은 지역별 규제 사항에 따를 수 있고, 이 경우 LAA 프레임의 고정 길이가 변경될 수 있다. 최대 점유 시간이 늘어나는 경우, LAA 프레임에서 데이터 전송을 위해 사용되는 서브프레임의 개수가 증가된다. 본 발명의 한 실시 예에 따른 채널 액세스 방법은, 상향 및 하향 링크 데이터 서비스에 모두 적용되거나, 하향 링크 데이터 서비스에만 적용될 수 있지만, 아래에서는 하향 링크 데이터 서비스에만 적용되는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 프레임은, 채널 센싱(clear channel assessment, CCA) 구간, 확장된 채널 센싱(Extended CCA, eCCA) 구간, 채널 예약(channel reservation) 구간, 그리고 전송(transmission) 구간을 포함한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은 데이터 전송에 앞서, 주파수 채널이 다른 비면허 대역 장치에 의해 사용되고 있는지를 판단하기 위해, CCA를 수행한다(S301). 이때, LAA 기지국은 에너지 감지(energy detection) 방식을 통해 CCA를 수행할 수 있다. 예를 들어, LAA 기지국은 채널 센싱 구간 동안 무선 채널의 에너지를 측정하여 측정된 에너지가 미리 설정된 기준보다 높으면 현재 무선 채널이 다른 장치에 의해 점유됐다고 판단하고, 측정된 에너지가 미리 설정된 기준보다 낮으면 현재 무선 채널은 비어있다고 판단할 수 있다.

CCA 결과, 채널이 다른 비면허 대역 장치에 의해 사용되고 있다고 판단되면(S302), LAA 기지국은 eCCA를 수행한다(S303). eCCA의 목적이 채널의 사용 여부를 판단하기 위한 것이라는 점에서 eCCA는 CCA와 동일하지만, eCCA에서는 CCA와 달리 채널의 사용 여부가 여러 번 판단된다. eCCA를 위해 LAA 기지국은 미리 결정된 범위 내에서 eCCA 카운터 값을 선택할 수 있다. 이후, LAA 기지국은 채널 센싱을 수행하여 채널이 비어있다면 eCCA 카운터 값을 1씩 감소시킨다. 하지만, LAA 기지국의 채널 센싱 결과 채널이 다른 비면허 대역 장치에 의해 사용 중이면, eCCA 카운터 값을 감소시키지 않고 채널 센싱을 다시 수행한다. LAA 기지국은 eCCA 카운터 값이 0이 될 때까지 eCCA를 수행하며, 이후, eCCA 카운터 값이 0이 되면, LAA 기지국은 eCCA가 종료된 시점에 따라, 예약 신호의 전송을 시작하고(S304), 데이터 전송을 시작할 수 있다(S305).

또는 CCA 결과, 채널이 비어있다고 판단되면, LAA 기지국은 eCCA를 수행하지 않고 CCA가 종료된 시점에 따라 예약 신호의 전송을 시작하고(S304), 데이터 전송을 시작할 수 있다(S305).

LAA 시스템의 참조 시스템인 이동통신 시스템에서, 미리 결정된 프레임 또는 서브프레임을 기준으로 데이터 전송이 시작 및 종료될 수 있다. 따라서, LAA 기지국이 CCA 또는 eCCA가 종료된 시점에 데이터 전송을 항상 시작할 수 있는 것은 아니다. 도 2를 참조하면, 첫 번째 CCA에서 eCCA가 종료된 시점은 서브프레임의 중간 지점이고, 따라서, LAA 기지국은 해당 채널이 비어 있음에도 해당 채널을 통해 데이터 전송을 시작할 수 없다. 이 경우 LAA 기지국이 다음 서브프레임의 경계 지점까지 채널 액세스를 중지하면, 다른 비면허 대역 장치에 의해 채널이 점유될 수 있다.

따라서, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, CCA 또는 eCCA 직후, 데이터 전송이 가능한 시점까지 예약 신호를 방송함으로써, LAA 기지국이 점유하려는 무선 채널이 다른 비면허 대역 장치에 의해 점유되지 않도록 할 수 있다. 이때, 예약 신호는 다른 비면허 대역 장치가 무선 채널이 점유 중인 것을 인지할 수 있을 정도의 에너지를 포함하는 신호로서, 어떤 형식의 신호라도 사용될 수 있다. 예를 들어, 에너지만을 포함하는 신호, 하향 링크 동기를 위한 기존 LTE 시스템의 동기 신호, 셀 식별을 위한 프리앰블 등과 같은 신호들이 예약 신호로 사용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은 첫 번째 채널 액세스에서 CCA 및 eCCA를 통해 7번째 OFDM 심볼 시점에서 채널이 비어있음을 인지한다. 하지만, eCCA 직후 다음 서브프레임이 시작되지 않기 때문에, 다음 서브프레임의 시작 시점까지 예약 신호를 전송한다. 이후, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은 다음 서브프레임의 시작 시점부터 하향 링크 데이터 전송을 시작한다.

통상 이동통신 시스템에서는 데이터 전송의 시작 및 종료가 서브프레임 단위로 수행될 수 있다. 따라서, 제한된 채널 점유 시간(예를 들어, 4ms)이 만족되기 위해서는 예약 신호의 전송 이후, 최대 3개의 서브프레임이 하향 링크 데이터 전송에 사용될 수 있다. 하지만 이때, LAA 기지국의 실체 채널 점유 시간은 예약 신호를 전송하기 위한 시간(예를 들어, 0.5ms) 및 3개의 서브프레임 시간(예를 들어, 3ms)이므로, 최대 채널 점유 시간(이 경우, 4ms) 보다 작다. 따라서 본 발명의 한 실시 예에 따른 CCA 또는 eCCA의 종료 시점이 서브프레임의 시작 시점의 직후에 가까워질수록 실질 채널 점유 시간 및 최대 채널 점유 시간의 차이가 증가할 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 서브프레임 단위 채널 액세스 방법을 나타낸 개념도이다.

종래, LTE와 같은 이동통신 시스템에 따를 경우, 데이터 전송의 시작 및 종료는 서브프레임의 경계에서 발생해야 하므로, 본 발명의 한 실시 예에 따른 예약 신호는 LAA 기지국의 채널 점유 시점부터 다음 서브프레임의 시작 시점까지 전송될 수 있다. 이때, 예약 신호는 사용자의 데이터 전송을 위해 사용되는 신호가 아니고 최대 채널 점유 시간에 영향을 주기 때문에(실질 채널 점유 시간의 단축 효과) 무선 자원의 낭비를 유발할 수 있다. 또한, 서브프레임의 경계 지점에서는 데이터 전송을 항상 종료해야 하기 때문에 최대 채널 점유 시간이 효율적으로 사용될 수 없고 전체 자원 활용의 효율성도 떨어질 수 있다.

도 4를 참조하면, LAA 기지국의 첫 번째 채널 액세스의 경우, CCA(또는 eCCA)가 서브프레임의 중간 지점에서 종료되었기 때문에 예약 신호는 7개의 OFDM 심볼 동안 전송되었다. 따라서, 이 경우, 데이터 전송이 가능한 실질적 채널 점유 시간은 3 ms(즉, 3개의 서브프레임)이 된다. LAA 기지국의 두 번째 채널 액세스의 경우, CCA (또는 eCCA)가 서브프레임의 경계 근처에서 종료되었기 때문에 다음 서브프레임 경계 시점까지 전송되는 예약 신호는 첫 번째 채널 액세스의 경우보다 많지 않다. 하지만, 채널 점유 시점에서 다음 서브프레임 경계까지의 시간이 너무 짧으면 LAA 기지국이 스케줄링을 통해 하향 링크 데이터 전송을 준비하느 ㄴ시간이 부족하게 되어, 실제로 다음 서브프레임의 그 다음 서브프레임의 경계 시점까지 예약 신호를 전송해야 하는 경우가 발생할 수도 있어, 더 많은 자원이 낭비될 수 있다. 따라서, 자원 낭비를 최소화하기 위해 서브프레임보다 짧은 시간 단위를 기준으로 데이터 전송의 시작 및 종료가 이루어질 필요가 있다. 이때, OFDM 심볼을 단위로 데이터 전송의 시작 및 종료가 수행된다면, 자원 낭비는 최소화할 수 있지만 현재 이동통신 시스템의 구조가 많이 변경되어야 하고 이는 역방향 호환성 저하, 제품의 개발 및 생산 비용 증가를 초래할 수 있다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은 서브프레임의 시간 길이의 반에 해당하는 슬롯을 단위로 데이터 전송의 시작 및 종료를 수행할 수 있다. 이때, 데이터 전송의 시작 및 종료는 LTE 시스템의 스페셜 서브프레임에서 수행될 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, LTE 시스템의 스페셜 서브프레임에 포함된 하향 링크 파일롯 시간 슬롯(downlink pilot time slot, DwPTS)를 이용할 수 있다. DwPTS는 LTE 시스템의 시분할 이중통신(time division duplex, TDD) 프레임의 스페셜 서브프레임에 포함된 것으로서, 하향 링크에서 상향 링크로 변경되는 시점의 스페셜 서브프레임의 앞 부분에 위치한다. 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은 DwPTS를 서브프레임의 다양한 위치에서 사용함으로써, 실질 채널 점유 시간을 최대화 할 수 있다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, 데이터 전송의 시작 시점을 다음 서브프레임의 시작 시점 및 다음 슬롯의 시작 시점 중 먼저 발생되는 시점으로 결정할 수 있다. 도 2를 참조하면, 첫 번째 채널 액세스에서는 다음 서브프레임의 시작 시점까지 예약 신호가 전송되고 데이터 전송 또한 다음 서브프레임에서 시작된다. 하지만 두 번째 채널 액세스에서는 데이터 전송은 다음 슬롯의 시작 시점에서 시작될 수 있다. 또한 데이터 전송의 종료 시점도 다음 서브프레임의 종료 시점 및 다음 슬롯의 종료 시점 중 실질 채널 점유 시간이 최대 채널 점유 시간에 가까운 시점으로 결정될 수 있다. 따라서 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국 및 LAA 단말은 최대 채널 점유 시간에 최대한 가깝도록 실질 채널 점유 시간을 확보할 수 있다. 또한, 스케줄링에 따른 제약 시간 때문에 예약 신호를 추가로 전송하게 될 경우도 서브프레임이 아닌 슬롯 단위로 예약 신호가 전송될 수 있다.

도 5는 본 발명의 한 실시 예에 따른 채널 점유 통보 방법을 나타낸 개념도이다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, 임의의 시간에 CCA(또는 eCCA)를 수행하거나 임의의 시간에 채널을 점유할 수 있다. 따라서, LAA 기지국과 단말 사이의 원활한 데이터 통신을 위해서, 단말은, LAA 기지국이 언제 채널을 점유하여 데이터를 전송하는지 알 수 있어야 한다. 단말은 채널 점유 여부를 감지하거나, 또는 면허 대역의 기지국에 의해 채널 점유 여부를 통보 받음으로써, LAA 기지국의 채널 점유 여부를 알 수 있다.

단말이 채널 점유 여부를 감지하는 경우, 단말은 해당 채널에서 데이터 수신을 지속적으로 시도하고 데이터 수신의 성공 여부에 따라 LAA 기지국에 의해 채널이 점유되었는지 판단할 수 있다. 채널 또는 캐리어 관리 절차에 의해 특정 채널이 단말의 보조 셀로 할당되면, 단말은 매 서브프레임 마다 데이터 수신을 시도하고 서브프레임 내에 예약 신호 또는 제어 채널(예를 들어, PDCCH)이 포함되어 있는지 판단한다. 서브프레임에 예약 신호 또는 제어 채널이 포함되어 있는 경우, 단말은 해당 채널이 LAA 기지국에 의해 점유된 것으로 판단할 수 있다.

하지만, 단말이 채널 점유 여부를 감지하는 경우, 단말은 서브프레임에서 데이터 수신을 지속적으로 시도해야 하므로 전력 소모가 증가할 수 있다. 특히, 채널 부하가 높은 경우에는 LAA 기지국이 채널 점유에 성공할 확률이 낮으므로, 결과적으로 단말의 채널 점유 여부에 대한 감지가 불필요하게 될 확률이 높아진다. 반대로, 채널 부하가 낮은 경우에는 LAA 기지국의 채널 점유 성공 확률이 높으므로, 단말은 많은 전력을 낭비하지 않고 채널 점유 여부를 인지할 수 있다. 따라서, 채널 부하에 따라, 단말에 의한 채널 점유 감지 방법과 기지국에 의한 채널 점유 통보 방법이 서로 보완 운용될 수 있다.

기지국에 의해 LAA 기지국의 채널 점유 여부가 단말로 통보되는 경우, 기지국은, LAA 기지국이 채널 점유에 성공하면 단말에게 LAA 기지국의 채널 점유 여부를 통보하고 데이터 수신을 시작할 것을 지시할 수 있다. 단말은 면허 대역의 캐리어를 주 캐리어로 사용하고 비면허 대역의 캐리어를 보조 캐리어로 사용하고 있기 때문에, 항상 면허 대역 캐리어로부터 전송되는 제어 정보(예를 들어, PDCCH)를 수신한다. 따라서, LAA 기지국은 CCA(또는 eCCA) 이후 채널 점유에 성공하면, 채널 점유에 관한 정보를 제어 채널에 포함시켜 면허 대역 캐리어로 제어 채널을 전송한다. 면허 대역 캐리어를 통해 제어 채널을 수신한 단말은 LAA 기지국의 채널 점유를 인지하고 데이터 수신을 시작할 수 있다.

도 5를 참조하면, LAA 기지국은 비면허 대역에서 CCA(또는 eCCA) 이후 채널 점유에 성공하면, 예약 신호를 전송하고, 다음 서브프레임에서 면허 대역 캐리어를 통해 채널 점유 정보가 포함된 제어 채널을 단말로 전송한다. 이때, 단말이 면허 대역 캐리어로부터 제어 채널을 디코딩하여 데이터 수신을 시작할 때까지 비면허 대역 캐리어에 대한 채널 점유가 유지되어야 하므로, LAA 기지국은 다음 서브프레임의 시작 이후에도 미리 결정된 심볼 개수만큼의 시간동안 예약 신호를 전송한다.

단말은 면허 대역 캐리어를 통해 제어 채널을 수신하고, 수신된 제어 채널에 채널 점유 정보가 포함되어 있다면 데이터 수신을 시작한다. 기지국에 의한 채널 점유 통보 방법은, 단말이 직접 채널 점유 여부를 인지하는 경우에 비해 단말의 전력 소모를 최소화 할 수 있다는 장점이 있고, 단말이 제어 채널을 디코딩하고 데이터 수신을 시작할 때까지 더 많은 예약 신호가 전송될 필요가 있다는 단점이 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LAA 기지국은 제어 채널 외에 다른 수단을 통해 단말에게 채널 점유 정보를 전달할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LAA 기지국은, 하향 링크 제어 정보(downlink control information, DCI) 포맷에 채널 점유 여부를 알리기 위한 새로운 파라미터를 포함시킬 수 있다. 또는, LAA 기지국은, 단말에게 채널 점유 정보를 전달하기 위한 전용 DCI를 사용할 수 있다. 이 경우, LAA 기지국은 스케줄링 정보 없이 채널 점유에 관한 정보만 포함된 전용 DCI를 사용할 수 있다. 면허 대역 PCell에서 전송되는 전용 DCI는 해당 PCell이 지원하는 모든 비면허 대역 SCell에 대한 채널 점유 여부를 나타낼 수 있는 파라미터를 포함할 수 있고, PCell에 포함된 모든 단말에게 전용 DCI를 방송할 수 있다. 따라서, 전용 DCI의 길이는 면허 대역 PCell이 지원하는 최대 비면허 대역 SCell의 개수로 제한될 수 있다. 예를 들어, 면허 대역 PCell이 지원하는 최대 비면허 대역 SCell이 3개인 경우, 전용 DCI의 길이는 3비트로 고정될 수 있고, 각 비트는 각 비트에 대응되는 SCell의 채널 점유 여부를 나타낼 수 있다(예를 들어, 0: 채널 미 점유, 1: 채널 점유).

또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LAA 기지국은, 채널 점유 정보를 전달하기 위한 전용 하향링크 제어 채널을 사용할 수 있다. 이 경우 고정된 크기의 ㅈ정보가 포함된 전용 제어 채널을 통해 채널 점유 여부가 통보될 수 있고, 오버헤드 또는 전송 방식은 전용 DCI의 경우와 유사하지만, PDCCH가 아닌 전용 제어 채널을 통해 채널 점유 정보가 전달될 수 있다.

도 6은 본 발명의 한 실시 예에 따른 동적 캐리어 변경 방법을 나타낸 개념도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시 예에 따른 동적 캐리어 변경 방법을 나타낸 흐름도이다.

비면허 주파수 대역의 채널은 특정 시스템에 의해 독점적으로 사용될 수 없고, 복수의 비면허 대역 장치에서 공유되기 때문에, 연속적 데이터 전송이 불가능할 수 있다. 이때, 가용한 복수의 비면허 대역의 채널이 최대한 활용된다면, 데이터 전송의 연속성을 최대한 확보할 수 있다.

가용한 복수의 비면허 대역 캐리어가 LAA 단말에게 SCell로서 할당된 경우, LAA 기지국은 CCA(또는 eCCA)를 통해 후보 캐리어 중 현재 점유가 가능한 캐리어를 선택하여 데이터를 전송하고, 단말은 선택된 캐리어로 동작 캐리어를 변경하고 데이터를 수신할 수 있다. 캐리어 선택 및 변경은, 매 채널 액세스 마다 수행될 수 있지만, 캐리어 변경으로 인해 발생할 수 있는 오버헤드를 최소화하기 위해서 각 채널의 채널 부하를 고려하여 중/장기적으로 캐리어가 선택 및 변경될 필요가 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은 현재 데이터 전송에 사용되는 비면허 대역 캐리어뿐만 아니라, 다른 비면허 대역 캐리어에 대해서도 CCA(또는 eCCA)를 실시하고, 비면허 대역의 두 개의 캐리어 중 채널 점유가 가능한 캐리어를 판단한다. 채널 점유가 가능한 캐리어가 선택되면, LAA 기지국은 예약 신호를 전송하여 캐리어를 점유하고, 다음 서브프레임에서 면허 대역 캐리어를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 단말에게 캐리어 변경을 지시한다. 이후 PDCCH를 통해 캐리어 변경 지시를 수신한 단말은 바로 지시된 캐리어로 동작 캐리어를 변경하고, 지시된 캐리어를 통해 데이터 수신을 시작한다.

한편, LAA 기지국에서 캐리어가 변경되지 않고 통상의 채널 액세스를 수행하는 경우에는, LAA 기지국의 채널 점유 이후 다음 서브프레임 또는 다음 슬롯에서 데이터 전송이 시작될 수 있다. 하지만, 동적 캐리어 변경 시에는, 단말이 PDCCH를 수신하고 캐리어를 변경하는데 시간이 소요되므로, 단말에서 캐리어가 변경될 때까지 LAA 기지국은 예약 신호를 계속 전송한다. 도 6을 참조하면, PDCCH의 시간 길이 및 단말의 캐리어 변경에 소요되는 시간 길이는 모두 1 OFDM 심볼의 길이로 도시되었다. 이때, 단말이 캐리어 변경을 완료하였다고 하더라도, 서브프레임 또는 스페셜 서브프레임의 시작 시점에 데이터 전송이 가능하므로 예약 신호는 서브프레임 또는 스페셜 서브프레임의 시작 시점까지 계속 전송될 필요가 있다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은 하나의 비면허 대역 캐리어(제1 캐리어)를 통해 데이터를 전송하고, 다른 비면허 대역 캐리어(제2 캐리어)에 대해 지속적으로 CCA(또는 eCCA)를 수행한다. 이후, LAA 기지국은 제2 캐리어에 대한 채널 점유가 가능하다고 판단되는 경우, 제1 캐리어의 남은 채널 점유 시간을 고려하여 제2 캐리어의 채널을 점유할지 점유하지 않을지 판단한다.

도 7을 참조하면, LAA 기지국 및 단말은 제1 비면허 대역 SCell을 통해 데이터 송수신을 수행하고 있다(S701). 그리고, 데이터 송수신 동안 LAA 기지국은 제2 비면허 대역 SCell의 채널에 대해 CCA(또는 eCCA)를 수행할 수 있다(S702). 제2 비면허 대역 SCell의 채널에 대해 채널 점유가 가능한 경우, LAA 기지국은 제1 비면허 대역 SCell의 남은 채널 점유 시간을 고려하여 채널 점유 여부를 결정한다(S703). 만약 제1 비면허 대역 SCell의 남은 채널 점유 시간이 상당한 경우, LAA 기지국은 채널 점유를 포기하고(S704), 미리 설정된 시간이 지난 후 다시 제2 비면허 대역 SCell의 채널에 대해 CCA(또는 eCCA)를 수행할 수 있다.

하지만, LAA 기지국이 채널 점유를 결정한 경우, LAA 기지국은 예약 신호를 전송함으로써, 제2 비면허 대역 SCell의 비면허 대역 채널을 점유한다(S705). 그리고, LAA 기지국은, 캐리어 변경 지시가 포함된 제어 채널(예를 들어, PDCCH)을 면허 대역 PCell을 통해 전송한다(S706). 이후, 면허 대역 PCell을 통해 제어 채널을 수신한 단말이 제2 비면허 대역 SCell의 채널로 동작 캐리어를 변경하면, LAA 기지국 및 단말은 제2 비면허 대역 SCell의 채널을 통해 데이터를 송수신한다(S707). 이때, 제2 비면허 대역 SCell에서의 데이터 송수신 동작은 제1 비면허 대역 SCell의 경우와 동일하다.

한편, LAA 기지국은 단말이 제어 채널을 수신하고 제2 비면허 대역 SCell의 채널로 동작 채널을 변경할 때까지 제2 비면허 대역 SCell의 채널을 점유하기 위하여 예약 신호를 계속 전송한다. 또한, 제2 비면허 대역 SCell을 통해 데이터 송수신을 수행하는 동안에도 LAA 기지국은 제1 비면허 대역 SCell에 대한 CCA(또는 eCCA)를 수행하고 제1 비면허 대역 SCell의 채널에 대해 채널 점유가 가능한지 감시한다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, 매 채널 액세스에서 채널 변경을 시도하거나, 동작 채널의 부하가 크지 않은 경우 동작 채널의 부하에 따라서 중/장기적으로 채널 변경을 시도할 수 있다. 이때 캐리어 변경은, 캐리어 변경을 위한 상위 계층 간 메시지 교환 없이 신속하고 효율적으로 수행될 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, CCA를 통해 비면허 대역의 채널을 점유할 때 예약 신호를 전송함으로써 데이터 전송이 실제로 이루어지기 전 채널을 안정적으로 점유할 수 있다. 또한, 슬롯 단위 데이터 전송을 통해 실질 채널 점유 시간을 최대화 할 수 있다. 또한, 복수의 비면허 대역 캐리어가 운용되는 경우, 본 발명의 한 실시 예에 따른 LAA 기지국은, 하나의 비면허 대역 채널을 통한 데이터 전송과 동시에 다른 하나의 비면허 대역 채널에 대한 채널 센싱을 수행하여 채널 상태에 따라 동적으로 캐리어를 변경할 수 있다.

도 8은 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템은, 기지국(810)과 단말(820)을 포함한다.

기지국(810)은, 프로세서(processor)(811), 메모리(memory)(812), 그리고 무선 통신부(radio frequency unit, RF unit)(813)를 포함한다. 메모리(812)는 프로세서(811)와 연결되어 프로세서(811)를 구동하기 위한 다양한 정보 또는 프로세서(811)에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 저장할 수 있다. 무선 통신부(813)는 프로세서(811)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(811)는 본 발명의 실시 예에서 제안한 기능, 과정, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로토콜 계층은 프로세서(811)에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(810)의 동작은 프로세서(811)에 의해 구현될 수 있다.

단말(820)은, 프로세서(821), 메모리(822), 그리고 무선 통신부(823)를 포함한다. 메모리(822)는 프로세서(821)와 연결되어 프로세스(821)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 무선 통신부(823)는 프로세서(821)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(821)는 본 발명의 실시 예에서 제안한 기능, 단계, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로토콜 계층은 프로세서(821)에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 단말(820)의 동작은 프로세서(821)에 의해 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서와 연결될 수 있다. 메모리는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체이며, 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)를 포함할 수 있다.

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

Claims

단말이 비면허 대역의 채널을 통해 데이터를 수신하는 방법으로서,
기지국으로부터 면허 대역의 캐리어를 통해 제어 채널을 수신하는 단계, 그리고
상기 제어 채널에 포함된, 상기 기지국의 상기 비면허 대역의 채널에 대한 채널 점유 정보를 바탕으로 상기 제어 채널이 수신된 서브 프레임 또는 슬롯에서 데이터 수신을 시작하는 단계
를 포함하는 데이터 수신 방법.