KR20160134530A - 통신 네트워크에서 통신 노드의 채널 접속 방법 - Google Patents

Abstract

무선 통신 네트워크에서 통신 노드의 채널 접속 방법이 개시된다. 통신 노드의 채널 접속 방법은 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 채널 접속 방법으로서, 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단하는 단계, 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 제1 메시지를 제1 통신 노드와 접속된 제2 통신 노드로 전송하는 단계, 트래픽 상태를 기반으로 생성되는 백오프 카운터의 선택 확률을 지시하는 이항분포에 관련된 파라미터가 포함된 제2 메시지를 제2 통신 노드로부터 수신하는 단계, 파라미터에 기초한 이항분포에 따라 백오프 카운터를 선택하는 단계 및 백오프 카운터에 기초한 백오프 동작을 통해 채널 접속을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

통신 네트워크에서 통신 노드의 채널 접속 방법{CHANNEL ACCESS METHOD OF COMMUNICATION NODE IN COMMUNICATION NETWORK}

본 발명은 통신 네트워크에서 통신 노드의 채널 접속 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이항분포를 기반으로 백오프(backoff) 동작을 수행하는 통신 노드의 채널 접속 방법에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 무선 통신 기술은 사용 대역에 따라 크게 면허 대역(licensed band)을 사용하는 무선 통신 기술, 비면허 대역(unlicensed band)(예를 들어, ISM(industrial scientific medical) 대역)을 사용하는 무선 통신 기술 등으로 분류될 수 있다. 면허 대역의 사용권은 한 사업자(operator)에게 독점적으로 주어지므로, 면허 대역을 사용하는 무선 통신 기술은 비면허 대역을 사용하는 무선 통신 기술에 비해 더 나은 신뢰성과 통신 품질 등을 제공할 수 있다.

면허 대역을 사용하는 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced) 등이 있으며, LTE(또는, LTE-A 등)를 지원하는 기지국 및 UE(user equipment) 각각은 면허 대역을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 비면허 대역을 사용하는 대표적인 무선 통신 기술로 IEEE 802.11 표준에서 규정된 WLAN(wireless local area network) 등이 있으며, WLAN을 지원하는 액세스 포인트(access point) 및 스테이션(station) 각각은 비면허 대역을 통해 신호를 송수신할 수 있다.

한편, 최근 모바일 트래픽은 폭발적으로 증가하고 있으며, 이러한 모바일 트래픽을 면허 대역을 통해 처리하기 위해서 추가적인 면허 대역의 확보가 필요하다. 그러나 면허 대역은 유한하고, 보통 면허 대역은 사업자들 간의 주파수 대역 경매 등을 통해 확보될 수 있으므로, 추가적인 면허 대역을 확보하기 위해 천문학적 비용이 소모될 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 비면허 대역을 통해 LTE(또는, LTE-A 등) 서비스를 제공하는 방안이 고려될 수 있다.

비면허 대역을 통해 LTE(또는, LTE-A 등) 서비스가 제공되는 경우, WLAN을 지원하는 통신 노드(예를 들어, 액세스 포인트, 스테이션 등)와의 공존이 필요하다. 비면허 대역에서 공존을 위해, LTE(또는, LTE-A 등)를 지원하는 통신 노드(예를 들어, 기지국, UE 등)는 비면허 대역을 사용하기 위해 CCA(clear channel assessment)(또는, ECCA(extended CCA)) 동작, 랜덤 백오프(random backoff) 동작 등을 수행할 수 있다.

비면허 대역에서 랜덤 백오프 동작에 기초하여 데이터가 전송되는 경우, 데이터의 전송 실패에 따라 경쟁 윈도우(contention window)의 크기는 급격히 증가(예를 들어, 지수적으로 증가)될 수 있다. 따라서, 경쟁 윈도우의 크기 증가에 따라 데이터 전송이 지연되는 문제가 발생될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 네트워크에서 이항분포를 기반으로 백오프 동작을 수행하는 통신 노드의 채널 접속 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드(node)의 채널 접속(channel access) 방법으로서, 상기 무선 통신 네트워크의 트래픽(traffic) 상태를 판단하는 단계, 상기 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 제1 메시지(message)를 상기 제1 통신 노드와 접속된 제2 통신 노드로 전송하는 단계, 상기 트래픽 상태를 기반으로 생성되는 백오프 카운터(backoff counter)의 선택 확률을 지시하는 이항분포(binomial distribution)에 관련된 파라미터가 포함된 제2 메시지를 상기 제2 통신 노드로부터 수신하는 단계, 상기 파라미터에 기초한 이항분포에 따라 백오프 카운터를 선택하는 단계 및 상기 백오프 카운터에 기초한 백오프 동작을 통해 채널 접속을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 통신 네트워크에서 백오프를 기반으로 동작하는 통신 노드 간의 통신 효율을 향상시킬 수 있고, 통신 네트워크에 존재하는 복수의 통신 노드들에 공정한 통신 기회를 부여할 수 있다.

도 1은 무선 통신 네트워크의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 무선 통신 네트워크의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3은 무선 통신 네트워크의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 무선 통신 네트워크의 제4 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 무선 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 채널 접속 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지 및 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지가 전송되는 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지 및 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지가 전송되는 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 채널 접속 방법에서 백오프에 대한 정보가 생성되는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 채널 접속 방법을 수행하는 경우에 대한 실험 결과를 도시한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

아래에서, 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 무선 통신 네트워크(wireless communication network)가 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 무선 통신 네트워크는 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 무선 통신 네트워크들에 적용될 수 있다.

도 1은 무선 통신 네트워크의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 제1 기지국(110)은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced), LAA(licensed assisted access) 등)를 지원할 수 있다. 제1 기지국(110)은 MIMO(multiple input multiple output)(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint), 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation; CA) 등을 지원할 수 있다. 제1 기지국은 면허 대역(licensed band)(F1)에서 동작할 수 있으며, 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110)은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 다른 기지국(예를 들어, 제2 기지국(120), 제3 기지국(130) 등)과 연결될 수 있다.

제2 기지국(120)은 제1 기지국(110)의 커버리지(coverage) 내에 위치할 수 있다. 제2 기지국(120)은 비면허 대역(unlicensed band)(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제3 기지국(130)은 제1 기지국(110)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제3 기지국(130)은 비면허 대역(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제2 기지국(120) 및 제3 기지국(130) 각각은 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11 표준에서 규정된 WLAN(wireless local area network)을 지원할 수 있다. 제1 기지국(110) 및 제1 기지국(110)에 접속된 UE(user equipment)(미도시) 각각은 면허 대역(F1)과 비면허 대역(F3) 간의 캐리어 애그리게이션(CA)을 통해 신호를 송수신할 수 있다.

도 2는 무선 통신 네트워크의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.

도 2를 참조하면, 제1 기지국(210) 및 제2 기지국(220) 각각은 셀룰러 통신(예를 들어, 3GPP 표준에서 규정된 LTE, LTE-A, LAA 등)을 지원할 수 있다. 제1 기지국(210) 및 제2 기지국(220) 각각은 MIMO(예를 들어, SU-MIMO, MU-MIMO, 대규모 MIMO 등), CoMP, 캐리어 애그리게이션(CA) 등을 지원할 수 있다. 제1 기지국(210) 및 제2 기지국(220) 각각은 면허 대역(F1)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제1 기지국(210) 및 제2 기지국(220) 각각은 매크로 셀을 형성하는 기지국의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제1 기지국(210)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 제3 기지국(230)과 연결될 수 있다. 제2 기지국(220)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 제4 기지국(240)과 연결될 수 있다.

제3 기지국(230)은 제1 기지국(210)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제3 기지국(230)은 비면허 대역(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제4 기지국(240)은 제2 기지국(220)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제4 기지국(240)은 비면허 대역(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제3 기지국(230) 및 제4 기지국(240) 각각은 IEEE 802.11 표준에서 규정된 WLAN을 지원할 수 있다. 제1 기지국(210), 제1 기지국(210)에 접속된 UE, 제2 기지국(220) 및 제2 기지국(220)에 접속된 UE 각각은 면허 대역(F1)과 비면허 대역(F3) 간의 캐리어 애그리게이션(CA)을 통해 신호를 송수신할 수 있다.

도 3은 무선 통신 네트워크의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 제1 기지국(310), 제2 기지국(320) 및 제3 기지국(330) 각각은 셀룰러 통신(예를 들어, 3GPP 표준에서 규정된 LTE, LTE-A, LAA 등)을 지원할 수 있다. 제1 기지국(310), 제2 기지국(320) 및 제3 기지국(330) 각각은 MIMO(예를 들어, SU-MIMO, MU-MIMO, 대규모 MIMO 등), CoMP, 캐리어 애그리게이션(CA) 등을 지원할 수 있다. 제1 기지국(310)은 면허 대역(F1)에서 동작할 수 있으며, 매크로 셀을 형성할 수 있다. 제1 기지국(310)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 다른 기지국(예를 들어, 제2 기지국(320), 제3 기지국(330) 등)과 연결될 수 있다. 제2 기지국(320)은 제1 기지국(310)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제2 기지국(320)은 면허 대역(F1)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제3 기지국(330)은 제1 기지국(310)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제3 기지국(330)은 면허 대역(F1)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다.

제2 기지국(320)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 제4 기지국(340)과 연결될 수 있다. 제4 기지국(340)은 제2 기지국(320)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제4 기지국(340)은 비면허 대역(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제3 기지국(330)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 제5 기지국(350)과 연결될 수 있다. 제5 기지국(350)은 제3 기지국(330)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제5 기지국(350)은 비면허 대역(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제4 기지국(340) 및 제5 기지국(350) 각각은 IEEE 802.11 표준에서 규정된 WLAN을 지원할 수 있다.

제1 기지국(310), 제1 기지국(310)에 접속된 UE(미도시), 제2 기지국(320), 제2 기지국(320)에 접속된 UE(미도시), 제3 기지국(330) 및 제3 기지국(330)에 접속된 UE(미도시) 각각은 면허 대역(F1)과 비면허 대역(F3) 간의 캐리어 애그리게이션(CA)을 통해 신호를 송수신할 수 있다.

도 4는 무선 통신 네트워크의 제4 실시예를 도시한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 제1 기지국(410), 제2 기지국(420) 및 제3 기지국(430) 각각은 셀룰러 통신(예를 들어, 3GPP 표준에서 규정된 LTE, LTE-A, LAA 등)을 지원할 수 있다. 제1 기지국(410), 제2 기지국(420) 및 제3 기지국(430) 각각은 MIMO(예를 들어, SU-MIMO, MU-MIMO, 대규모 MIMO 등), CoMP, 캐리어 애그리게이션(CA) 등을 지원할 수 있다. 제1 기지국(410)은 면허 대역(F1)에서 동작할 수 있으며, 매크로 셀을 형성할 수 있다. 제1 기지국(410)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 다른 기지국(예를 들어, 제2 기지국(420), 제3 기지국(430) 등)과 연결될 수 있다. 제2 기지국(420)은 제1 기지국(410)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제2 기지국(420)은 면허 대역(F2)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제3 기지국(430)은 제1 기지국(410)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제3 기지국(430)은 면허 대역(F2)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제2 기지국(420) 및 제3 기지국(430) 각각은 제1 기지국(410)이 동작하는 면허 대역(F1)과 다른 면허 대역(F2)에서 동작할 수 있다.

제2 기지국(420)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 제4 기지국(440)과 연결될 수 있다. 제4 기지국(440)은 제2 기지국(420)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제4 기지국(440)은 비면허 대역(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제3 기지국(430)은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 제5 기지국(450)과 연결될 수 있다. 제5 기지국(450)은 제3 기지국(430)의 커버리지 내에 위치할 수 있다. 제5 기지국(450)은 비면허 대역(F3)에서 동작할 수 있으며, 스몰 셀을 형성할 수 있다. 제4 기지국(440) 및 제5 기지국(450) 각각은 IEEE 802.11 표준에서 규정된 WLAN을 지원할 수 있다.

제1 기지국(410) 및 제1 기지국(410)에 접속된 UE(미도시) 각각은 면허 대역(F1)과 비면허 대역(F3) 간의 캐리어 애그리게이션(CA)을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 제2 기지국(420), 제2 기지국(420)에 접속된 UE(미도시), 제3 기지국(430) 및 제3 기지국(430)에 접속된 UE(미도시) 각각은 면허 대역(F2)과 비면허 대역(F3) 간의 캐리어 애그리게이션(CA)을 통해 신호를 송수신할 수 있다.

앞서 설명된 무선 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드(즉, 기지국, UE 등)는 비면허 대역에서 LBT(listen before talk) 절차에 기초하여 신호를 전송할 수 있다. 즉, 통신 노드는 에너지 검출(energy detection) 동작을 수행함으로써 비면허 대역의 점유 상태를 판단할 수 있다. 통신 노드는 비면허 대역이 아이들(idle) 상태로 판단된 경우 신호를 전송할 수 있다. 이때, 통신 노드는 랜덤 백오프(random backoff) 동작에 따른 경쟁 윈도우(contention window; CW) 동안 비면허 대역이 아이들 상태인 경우 신호를 전송할 수 있다. 반면, 통신 노드는 비면허 대역이 비지(busy) 상태로 판단된 경우 신호를 전송하지 않을 수 있다.

또는, 통신 노드는 CSAT(carrier sensing adaptive transmission) 동작에 기초하여 신호를 전송할 수 있다. 즉, 통신 노드는 미리 설정된 듀티 사이클(duty cycle)에 기초하여 신호를 전송할 수 있다. 통신 노드는 현재 듀티 사이클이 셀룰러 통신을 지원하는 통신 노드를 위해 할당된 듀티 사이클인 경우 신호를 전송할 수 있다. 반면, 통신 노드는 현재 듀티 사이클이 셀룰러 통신 외의 통신(예를 들어, WLAN 등)을 지원하는 통신 노드를 위해 할당된 듀티 사이클인 경우 신호를 전송하지 않을 수 있다. 듀티 사이클은 비면허 대역에 존재하는 WLAN을 지원하는 통신 노드의 수, 비면허 대역의 사용 상태 등에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다.

통신 노드는 비면허 대역에서 비연속 전송(discontinuous transmission)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 비면허 대역에서 최대 전송 기간(maximum transmission duration) 또는 최대 채널 점유 시간(maximum channel occupancy time; max COT)이 설정되어 있는 경우, 통신 노드는 최대 전송 기간(또는, 최대 채널 점유 시간) 내에 신호를 전송할 수 있다. 통신 노드는 현재 최대 전송 기간(또는, 최대 채널 점유 시간) 내에 신호를 모두 전송하지 못한 경우 다음 최대 전송 기간(또는, 최대 채널 점유 시간)에서 나머지 신호를 전송할 수 있다. 또한, 통신 노드는 비면허 대역에서 상대적으로 작은 간섭을 가지는 캐리어를 선택할 수 있고, 선택된 캐리어에서 동작할 수 있다. 또한, 통신 노드는 비면허 대역에서 신호를 전송하는 경우 다른 통신 노드로의 간섭을 줄이기 위해 전송 파워를 조절할 수 있다.

한편, 통신 노드는 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.

통신 노드 중에서 기지국은 노드B(NodeB; NB), 고도화 노드B(evolved NodeB; eNB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point; AP), 액세스 노드 등으로 지칭될 수 있다. 통신 노드 중에서 UE는 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다. 통신 노드는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 5는 무선 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, 통신 노드(500)는 적어도 하나의 프로세서(510), 메모리(520) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(530)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(500)는 입력 인터페이스 장치(540), 출력 인터페이스 장치(550), 저장 장치(560) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(500)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(570)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(510)는 메모리(520) 및 저장 장치(560) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(510)는 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit; GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(520) 및 저장 장치(560) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(520)는 읽기 전용 메모리(read only memory; ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다음으로, 무선 통신 네트워크에서 통신 노드의 동작 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, UE의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 UE의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 UE는 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 채널 접속 방법을 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하여, 제1 통신 노드가 이항분포를 기반으로 백오프 동작을 수행하는 구체적인 방법이 설명될 수 있다. 여기서, 이항분포는 B(n,p)와 같이 나타낼 수 있다. 이항분포 B(n,p)의 n은 시행 횟수에 따른 경쟁 윈도우(contention window)를 구성하는 타임 슬롯(time slot)의 수를 의미할 수 있다. 또한, 이항분포 B(n,p)의 p는 n이 선택되는 확률을 의미할 수 있고, 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수, 동일 채널에서 동작하는 통신 노드의 수 및 인접한 통신 노드 간의 트래픽 값 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.

먼저, 제1 통신 노드는 백오프 동작의 수행이 요구되는 경우, 무선 통신 네트워크의 트래픽(traffic) 상태를 판단할 수 있다(S100). 여기서, 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태는 제1 통신 노드와 인접한 지역에서 동일한 채널에서 데이터를 전송하는 동일 사업자(operator)의 기지국(예를 들어, eNB) 개수 또는 이들 간의 트래픽, 다른 사업자의 기지국 개수, 무선랜을 사용하는 장치(예를 들어, 액세스 포인트(access point) 및 단말(station) 등)의 개수 또는 이들 간의 트래픽 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 통신 노드가 LTE를 기반으로 통신하는 경우, PCI(Physical Cell ID)를 통해 기지국의 개수를 판단할 수 있고, 제1 통신 노드가 무선랜을 기반으로 통신하는 경우, 프레임의 프리앰블(preamble)에 포함된 어드레스(address) 정보를 통해 기지국의 개수를 판단할 수 있다. 또한, 제1 통신 노드에서 판단되는 트래픽과 관련된 정보는 인접한 무선 장치들을 검출한 후 채널을 점유하는 비율을 기반으로 판단될 수 있다.

이후, 제1 통신 노드는 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 제1 메시지를 생성할 수 있다(S200). 이후, 제1 통신 노드는 생성된 제1 메시지를 제1 통신 노드와 연결된 제2 통신 노드로 전송할 수 있다(S300). 여기서, 제1 메시지는 상기에서 설명된 이항분포 B(n,p)의 n이 나타내는 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이, 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단하는 단계(S100) 및 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 제1 메시지를 생성하고, 생성된 제1 메시지를 전송하는 단계(S200 및 S300)는 기지국(eNB) 또는 사용자 단말(UE, user equipment)에서 수행될 수 있다. 즉, 제1 통신 노드는 기지국(eNB) 또는 사용자 단말(UE)임을 의미할 수 있다. 이하에서, 도 7 내지 도 8을 참조하여, 제1 통신 노드가 기지국(eNB) 또는 사용자 단말(UE)인 경우가 설명될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지 및 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지가 전송되는 방법을 도시한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 제1 통신 노드가 사용자 단말(UE)인 경우를 의미할 수 있다. 기지국에 접속된 제1 단말은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있다. 이후, 제1 단말은 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S10).

또한, 기지국에 접속된 제2 단말은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있다. 이후, 제1 단말은 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S20).

제1 단말 및 제2 단말에서 수행되는 방법과 동일하게, 기지국에 접속된 제n 단말은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있다. 이후, 제n 단말은 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S30).

상술한 바와 같이, 기지국에 접속된 복수의 사용자 단말들(제1 단말 내지 제n 단말)은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있고, 판단된 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 도 6에서 설명한 바와 같이, 복수의 사용자 단말들에서 기지국으로 전송되는 메시지는 이항분포 B(n,p)의 n이 나타내는 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수에 대한 정보가 더 포함될 수 있다. 또한, 도 7에 따르면 제1 통신 노드가 사용자 단말(UE)인 경우, 제2 통신 노드는 기지국(eNB)일 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지 및 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지가 전송되는 방법을 도시한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 제1 통신 노드가 기지국(eNB)인 경우를 의미할 수 있다. MME(Mobility Management Entity)에 접속된 제1 기지국은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있다. 이후, 제1 기지국은 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S40).

또한, MME에 접속된 제2 기지국은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있다. 이후, 제2 기지국은 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S50).

제1 기지국 및 제2 기지국에서 수행되는 방법과 동일하게, MME에 접속된 제n 기지국은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있다. 이후, 제n 기지국은 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S60).

상술한 바와 같이, MME에 접속된 복수의 기지국들(제1 기지국 내지 제n 기지국)은 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태를 판단할 수 있고, 판단된 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성하여 MME으로 전송할 수 있다. 이때, 도 6에서 설명한 바와 같이, 복수의 기지국들에서 MME로 전송되는 메시지는 이항분포 B(n,p)의 n이 나타내는 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수에 대한 정보가 더 포함될 수 있다. 또한, 도 8에 따르면 제1 통신 노드가 기지국(eNB)인 경우, 제2 통신 노드는 MME일 수 있다.

다시, 도 6을 참조하면 제1 통신 노드의 제1 메시지 전송에 따라 제2 통신 노드는 제1 통신 노드로부터 무선 통신 네트워크의 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 제1 메시지를 수신할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 트래픽 상태를 기반으로 이항분포(binomial distribution)와 관련된 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다(S400). 구체적으로, 제2 통신 노드는 제1 통신 노드의 백오프 동작에 사용되는 이항분포 B(n,p)에서 n 및 p에 대한 값이 포함된 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다. 이하에서는, 도 9를 참조하여, 제2 통신 노드가 트래픽 상태를 기반으로 이항분포 B(n,p)의 파라미터(parameter)인 n 및 p에 대한 값을 결정하는 구체적인 방법이 설명될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 채널 접속 방법에서 백오프에 대한 정보가 생성되는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 제2 통신 노드는 제1 통신 노드로부터 수신된 제1 메시지에 포함된 트래픽 상태에 대한 정보 및 이항분포 B(n,p)의 n이 나타내는 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 기반으로 최종적인 이항분포 B(n,p)의 n 및 p에 대한 값을 의미하는 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다. 즉, 제2 통신 노드에 의해 생성되는 백오프에 대한 정보는 최종적인 이항분포 B(n,p)의 n 및 p에 대한 값을 의미할 수 있다.

도 9를 참조하여 설명되는 이항분포 B(n,p)에서 n_c는 현재의 n 값을 의미할 수 있고, 이는 현재 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 의미할 수 있다. 또한, n_n은 다음에 재설정될 n 값을 의미할 수 있고, 이는 재설정될 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 의미할 수 있다. 또한, n_min은 n의 최소값을 의미할 수 있고, 이는 최소 크기의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 의미할 수 있다. 또한, n_max는 n의 최대값을 의미할 수 있고, 이는 최대 크기의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 의미할 수 있다.

또한, 이항분포 B(n,p)에서 p_c는 현재의 p 값을 의미할 수 있고, 이는 n이 나타내는 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 백오프 카운터 값으로 선택되는 확률을 의미할 수 있다. 또한, p_n은 다음에 재설정될 확률 p 값을 의미할 수 있다. 또한, p_min은 설정 가능한 확률 p의 최소값을 의미할 수 있고, p_max는 설정 가능한 확률 p의 최대값을 의미할 수 있다. 또한, alpha, beta, gamma, omega는 무선 통신 시스템의 특성을 반영하여 미리 설정된 값을 의미할 수 있다.

먼저, 제2 통신 노드는 제1 통신 노드로부터 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 제1 메시지를 수신한 후, 제1 메시지에 포함된 트래픽 상태에 대한 정보를 획득할 수 있다(S411). 여기서, 제2 통신 노드는 제1 메시지에 포함된 제1 통신 노드의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 나타내는 이항분포 B(n,p)의 n에 대한 값을 더 획득할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 트래픽 상태에 대한 정보를 기반으로 트래픽 증가율의 절대값과 미리 설정된 임계값을 비교할 수 있다(S412). 예를 들어, 제2 통신 노드는 제1 메시지 보다 이전에 제1 통신 노드로부터 수신된 메시지에 포함된 트래픽 상태에 대한 정보를 기반으로 판단된 이전 트래픽 값과 제1 메시지에 포함된 현재 트래픽 상태에 대한 정보를 기반으로 판단된 현재 트래픽 값을 비교할 수 있다. 이후, 제2 통신 노드는 이전 트래픽 값과 현재 트래픽 값을 기반으로 증가율의 절대값과 미리 설정된 임계값을 비교할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 트래픽 증가율의 절대값이 미리 설정된 임계값 보다 큰 경우, p_n = p_c + alpha 를 수행할 수 있다(S413). 구체적으로, 제2 통신 노드는 트래픽 증가율의 절대값이 미리 설정된 임계값 보다 큰 경우, 현재의 p 값인 p_c를 미리 설정된 alpha 값만큼 증가시킬 수 있고, 증가된 값을 재설정될 p 값인 p_n으로 설정할 수 있다. 즉, 제2 통신 노드는 트래픽 증가율이 미리 설정된 임계값 보다 큰 경우, 현재의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수에서 백오프 카운터 값을 선택되는 확률 p를 미리 설정된 크기인 alpha 값만큼 증가시킬 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 p_n과 p_max를 비교할 수 있다(S414). 구체적으로, 제2 통신 노드는 재설정된 p_n이 p의 최대값인 p_max 보다 큰 값을 가지는지 판단할 수 있다. 즉, 제2 통신 노드는 재설정된 확률 p의 값이 확률 p의 최대 설정 가능한 값 보다 큰 값을 가지는 판단할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 p_n이 p_max 보다 큰 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, p_n = p_max 및 n_n = n_c + beta 를 수행할 수 있다(S415). 즉, 제2 통신 노드는 p_n이 p_max 보다 큰 경우, p_n을 p_max로 설정할 수 있다. 또한, 제2 통신 노드는 n 값으로 설정되는 값인 n_n을 현재의 n 값인 n_c에 미리 설정된 beta 값만큼 증가시킬 수 있다. 이때, 제2 통신 노드는 n_c + beta 와 n의 최대값인 n_max를 비교할 수 있고, n_c + beta 및 n_max 중 작은 값으로 재설정될 n 값인 n_n을 설정할 수 있다.

다시 말해, 제2 통신 노드는 재설정된 확률 p의 값이 확률 p의 최대 설정 가능한 값 보다 큰 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, 현재 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 미리 설정된 크기만큼 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 노드는 현재 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 15인 경우(경쟁 윈도우가 [0,15]인 경우), 미리 설정된 크기만큼 증가시켜 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 31이 되도록(경쟁 윈도우가 [0,31]가 되도록) 재설정할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 최종적으로 설정된 n_n 및 p_n 을 가지는 이항분포 B(n_n,p_n)을 기반으로 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다(S416). 즉, 제2 통신 노드는 최족적으로 설정된 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수 및 설정된 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 백오프를 위한 값으로 선택되는 확률을 포함하는 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다.

한편, 제2 통신 노드는 단계 S412에서 트래픽 증가율의 절대값이 미리 설정된 임계값과 동일하거나 미리 설정된 임계값 보다 작은 경우, 트래픽 감소율의 절대값과 미리 설정된 임계값을 비교할 수 있다(S417). 여기서, 제2 통신 노드에서 트래픽 감소율의 절대값과 미리 설정된 임계값을 비교하는 방법은 단계 S412에서 수행되는 방법과 동일할 수 있다. 또한, 단계 S412의 미리 설정된 임계값과 단계 S417의 미리 설정된 임계값은 서로 동일할 수 있고, 또는 서로 동일하지 않은 다른 값일 수도 있다.

이후, 제2 통신 도느는 트래픽 감소율의 절대값이 미리 설정된 임계값 보다 큰 경우, p_n = p_c - gamma 를 수행할 수 있다(S418). 구체적으로, 제2 통신 노드는 트래픽 감소율의 절대값이 미리 설정된 임계값 보다 큰 경우, 현재의 p 값인 p_c를 미리 설정된 gamma 값만큼 감소시킬 수 있고, 감소된 값을 재설정될 p 값인 p_n으로 설정할 수 있다. 즉, 제2 통신 노드는 트래픽 감소율이 미리 설정된 임계값 보다 큰 경우, 현재의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수에서 백오프 카운터 값을 선택되는 확률 p를 미리 설정된 크기인 gamma 값만큼 감소시킬 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 p_n과 p_min을 비교할 수 있다(S419). 구체적으로, 제2 통신 노드는 재설정된 p_n이 p의 최소값인 p_min 보다 작은 값을 가지는지 판단할 수 있다. 즉, 제2 통신 노드는 재설정된 확률 p의 값이 확률 p의 최소 설정 가능한 값 보다 작은 값을 가지는 판단할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 p_n이 p_min 보다 작은 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, p_n = p_min 및 n_n = n_c - omega 를 수행할 수 있다(S420). 즉, 제2 통신 노드는 p_n이 p_min 보다 작은 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, p_n을 p_min으로 설정할 수 있다. 또한, 제2 통신 노드는 n 값으로 설정되는 값인 n_n을 현재의 n 값인 n_c에 미리 설정된 omega 값만큼 감소시킬 수 있다. 이때, 제2 통신 노드는 n_c - omega 와 n의 최소값인 n_min을 비교할 수 있고, n_c - omega 및 n_min 중 큰 값으로 재설정될 n 값인 n_n을 설정할 수 있다.

다시 말해, 제2 통신 노드는 재설정된 확률 p의 값이 확률 p의 최소 설정 가능한 값 보다 작은 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, 현재 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 미리 설정된 크기만큼 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 노드는 현재 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 31인 경우(경쟁 윈도우가 [0,31]인 경우), 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 미리 설정된 크기만큼 감소시켜 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 15가 되도록(경쟁 윈도우가 [0,15]가 되도록) 재설정할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 최종적으로 설정된 n_n 및 p_n 을 가지는 이항분포 B(n_n,p_n)을 기반으로 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다(S416). 즉, 제2 통신 노드는 최족적으로 설정된 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수 및 설정된 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 백오프를 위한 값으로 선택되는 확률을 포함하는 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다.

한편, 제2 통신 노드는 단계 S414에서 p_n이 p_max와 동일한 값을 가지거나 p_max 보다 작은 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, 현재의 n 값인 n_c 및 p_n가 최종적인 이항분포 B(n,p)의 n 및 p인 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다(S421). 즉, 제2 통신 노드는 재설정될 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 최대 크기의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수와 동일하거나 이보다 작은 값을 가지지는 것으로 판단되는 경우, 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수만 재설정할 수 있다.

한편, 도 9에 도시되지는 않았으나 제2 통신 노드는 단계 S417에서 트래픽 감소율의 절대값이 미리 설정된 임계값과 동일하거나 미리 설정된 임계값 보다 작은 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, 현재의 n 값인 n_c 및 현재의 p 값인 p_c가 최종적인 이항분포 B(n,p)의 n 및 p인 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다. 즉, 트래픽 감소율의 절대값이 미리 설정된 임계값과 동일하거나 미리 설정된 임계값 보다 작은 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, 현재의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수 및 최초 설정된 확률을 유지할 수 있다.

한편, 제2 통신 노드는 단계 S419에서 p_n이 p_min과 동일한 값을 가지거나 p_min 보다 큰 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, 현재의 n 값인 n_c 및 p_n을 가지는 이항분포 B(n_c,p_n)을 기반으로 백오프에 대한 정보를 생성할 수 있다(S421). 즉, 제2 통신 노드는 재설정되는 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 최소 크기의 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수와 동일하거나 이보다 큰 값을 가지는 것으로 판단되는 경우, 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수만 재설정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제2 통신 노드는 S411 내지 S420을 기반으로 트래픽 상태에 대한 정보를 기반으로 이항분포 B(n,p)와 관련된 백오프에 대한 정보인 이항분포 B(n,p)의 n 및 p에 대한 값을 결정할 수 있다. 즉, 제2 통신 노드는 트래픽 상태에 대한 정보를 기반으로 이항분포 B(n,p)에서 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 나타내는 n 및 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수가 백오프 카운터의 선택에 사용되는 확률 p에 대한 정보를 생성할 수 있다.

다시, 도 6을 참조하면, 제2 통신 노드는 백오프에 대한 정보가 포함된 제2 메시지를 생성할 수 있다(S500). 즉, 제2 통신 노드는 이항분포 B(n,p)에서 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 나타내는 n 및 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯이 백오프 카운터로 선택되는 확률 p에 대한 정보가 포함된 제2 메시지를 생성할 수 있다.

이후, 제2 통신 노드는 생성된 제2 메시지를 제1 통신 노드로 전송할 수 있다(S600). 구체적으로, 도 7을 참조하면 제2 통신 노드가 기지국(eNB)인 경우, 기지국(eNB)은 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있다. 이후, 기지국(eNB)은 생성된 메시지를 제1 단말로 전송할 수 있다(S10-1). 또한, 기지국(eNB)은 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지를 제2 단말로 전송할 수 있다(S20-1). 또한, 기지국(eNB)은 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지를 제n 단말로 전송할 수 있다(S30-1).

또한, 도 8을 참조하면, 제2 통신 노드가 MME인 경우, MME는 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있다. 이후, MME는 생성된 메시지를 제1 기지국으로 전송할 수 있다(S40-1). 또한, MME는 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지를 제2 기지국으로 전송할 수 있다(S50-1). 또한, MME는 백오프에 대한 정보가 포함된 메시지를 제n 기지국으로 전송할 수 있다(S60-1).

이후, 다시 도 6을 참조하면 단계 S600에 따라 제1 통신 노드는 제2 통신 노드로부터 백오프에 대한 정보가 포함된 제2 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제1 통신 노드는 제2 메시지에서 백오프에 대한 정보를 획득할 수 있다. 즉, 제1 단말은 제2 메시지에 포함된 이항분포 B(n,p)의 n 및 p에 대한 값을 획득할 수 있다.

이후, 제1 통신 노드는 백오프에 대한 정보에 이항분포를 적용하여 백오프 카운터를 선택할 수 있다. 구체적으로, 제1 통신 노드는 백오프에 대한 정보에 포함된 이항분포 B(n,p)의 n 및 p에 대한 값을 기반으로 백오프 카운터를 선택할 수 있다(S700). 즉, 제1 통신 노드는 이항분포 B(n,p)에서 n이 나타내는 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수에서 확률 p를 기반으로 백오프 카운터 값을 선택할 수 있다.

예를 들어, 이항분포 B(n,p)의 확률 p의 값이 클수록 이항분포 B(n,p)에서 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 나타내는 n이 백오프 카운터로 선택될 가능성이 높을 수 있다. 반면, 이항분포 B(n,p)의 확률 p의 값이 작을수록 이항분포 B(n,p)에서 경쟁 윈도우를 구성하는 타임 슬롯의 수를 나타내는 n이 백오프 카운터로 선택될 가능성이 낮을 수 있다.

이후, 제1 통신 노드는 선택된 백오프 카운터에 기초한 백오프 동작을 통해 채널 접속을 수행할 수 있다(S800). 구체적으로, 제1 통신 노드는 선택된 백오프 카운터에 기초하여 백오프 동작을 수행하여 채널이 아이들 상태인 것으로 판단되는 경우, 채널을 점유할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 채널 접속 방법을 수행하는 경우에 대한 실험 결과를 도시한 그래프이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 이항분포를 기반으로 생성된 백오프에 대한 정보를 기반으로 전송률을 실험한 결과를 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 10에 도시된 그래프의 x 축은 무선 장치의 수를 의미할 수 있고, y축은 정규화된 전송률을 의미할 수 있다.

도 10에 나타난 실험 결과를 도시한 그래프에 따르면, 제1 통신 노드에서 균등분포(uniform distribution)를 기반으로 백오프 동작을 수행하는 경우 보다 본 발명에서 제안하는 이항분포를 기반으로 백오프 동작을 수행하는 경우에 더 나은 전송률이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드(node)의 채널 접속(channel access) 방법으로서,
   상기 무선 통신 네트워크의 트래픽(traffic) 상태를 판단하는 단계;
   상기 트래픽 상태에 대한 정보가 포함된 제1 메시지(message)를 상기 제1 통신 노드와 접속된 제2 통신 노드로 전송하는 단계;
   상기 트래픽 상태를 기반으로 생성되는 백오프 카운터(backoff counter)의 선택 확률을 지시하는 이항분포(binomial distribution)에 관련된 파라미터가 포함된 제2 메시지를 상기 제2 통신 노드로부터 수신하는 단계;
   상기 파라미터에 기초한 이항분포에 따라 백오프 카운터를 선택하는 단계; 및
   상기 백오프 카운터에 기초한 백오프 동작을 통해 채널 접속을 수행하는 단계를 포함하는 제1 통신 노드의 채널 접속 방법.

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