KR20170091051A - 비면허 대역의 채널 액세스 방법 - Google Patents

비면허 대역의 채널 액세스 방법 Download PDF

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KR20170091051A
KR20170091051A KR1020170013019A KR20170013019A KR20170091051A KR 20170091051 A KR20170091051 A KR 20170091051A KR 1020170013019 A KR1020170013019 A KR 1020170013019A KR 20170013019 A KR20170013019 A KR 20170013019A KR 20170091051 A KR20170091051 A KR 20170091051A
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lbt
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band
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KR1020170013019A
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백승권
김효일
양현종
이하림
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한국전자통신연구원
울산과학기술원
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Abstract

LAA 네트워크의 기지국이 비면허 대역의 채널 중 제1 채널을 통해서 데이터를 전송하는 중, 비면허 대역의 채널 중 제2 채널에 대해서 LBT를 수행하는 단계, 그리고 제2 채널에 대한 채널 액세스를 획득하면, 제2 채널을 통해서 데이터를 전송하는 단계를 통해 비면허 대역의 채널에 액세스하는 방법이 제공된다.

Description

비면허 대역의 채널 액세스 방법 {METHOD FOR ACCESS OF CHANNEL IN UNLICENSED BAND}
본 기재는 비면허 대역의 채널 액세스 방법에 관한 것이다.
셀룰러 망에서 서비스 품질(Quality of Service, QoS)는 QoS 클래스 식별자(QoS class identifier, QCI) 별 성능 메트릭(metric)을 차별화하는 방식으로 정의된다. 아래 표 1은 QCI 별 QoS의 요구 조건을 나타낸다.
QCI 유형 패킷 지연 한도
(Packet delay budget)		 패킷 에러/손실율
(Pㅍacket error/loss rate)
1 GBR 100 ms 10-2
2 150 ms 10-3
3 50 ms
4 300 ms 10-6
5 Non-GBR 100 ms
6 300 ms
7 100 ms 10-3
8 300 ms 10-6
표 1을 참조하면, 패킷 당 지연의 한도(budget)가 미리 결정되어 있어서, 지연 시간에 민감한 서비스의 QoS가 보장될 수 있다. 하지만, 면허 대역에 기반한 서비스 프로비져닝(provisioning) 방식에서는, 급격히 증가하는 모바일 트래픽의 QoS가 보장될 수 없다. 면허 대역의 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 최근 3GPP에는 LAA(License-Assisted Access) 방식이 제안되었다. LAA는 LTE 시스템의 면허 대역과 5 [GHz] 비면허 대역을 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 사용하여 결합함으로써 서비스를 제공하는 방식이다. LAA는 대역폭을 확장시켜서 이동 통신 네트워크의 용량을 증대시킬 수 있고, 따라서 QoS를 개선할 수 있다. 또한, LAA는 각 QoS 트래픽을 면허 대역 및 비면허 대역에 선택적으로 할당하여 QoS를 보장할 수 있다.
LAA는 비면허 대역을 사용하기 때문에, WiFi와 같은 기존의 비면허 대역의 사용자와 공존을 위한 메커니즘이 제시되어야 한다. 3GPP에서는 LBT(Listen Before Talk) 기법을 고려하고 있으며, LBT는 WiFi의 분산 협력 기능(distributed coordination function, DCF) 프로토콜과 유사하다. DCF와 마찬가지로, LAA의 LBT는 에너지 탐지(energy detect, ED) 기반의 CCA(clear channel assessment)를 통해서 각 비면허 대역의 채널의 사용중/비사용중(busy/idle) 상태를 파악하고 랜덤 백오프(random backoff)를 수행한다. 즉, LAA의 LBT에서는, 각 슬롯의 상태가 idle일 때마다 백오프 카운터(backoff counter)가 1씩 감소되고, 백오프 카운터가 0이 되면 채널 액세스가 허용된다. 채널 액세스가 허용된 이후에는 최대 채널 점유 시간(maximum channel occupancy time, MCOT) 동안 데이터 전송이 허용되고, 단말은 MCOT 이후에 다시 LBT를 수행하여 채널에 액세스 한다. 단말은 비면허 대역의 채널을 MCOT에 기반하여 사용할 수 있으므로, LAA에서 비면허 대역의 채널 활용은 면허 대역과 달리 비연속적인 패턴을 갖게 되고, 이를 DTX(discontinuous transmission)이라고 한다. 하지만, 비면허 대역의 DTX로 인해서 QoS가 더욱 보장되기 어렵다. 또한, LBT에 따라 채널 액세스가 수행되면 추가적으로 딜레이가 발생하므로, 패킷 지연 한도를 만족시키기 어렵다.
한 실시예는, P-LBT를 통해 비면허 대역의 채널에 액세스하는 방법을 제공한다.
한 실시예에 따르면, 비면허 대역의 채널 중 제1 채널을 통해서 데이터를 전송하는 중, 비면허 대역의 채널 중 제2 채널에 대해서 LBT를 수행하는 단계, 그리고 제2 채널에 대한 채널 액세스를 획득하면, 제1 채널에서 제2 채널로 채널 스위칭을 수행하고, 제2 채널을 통해서 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 채널 액세스 방법이 제공된다.
비면허 대역의 채널에서 P-LBT를 수행함으로써, 데이터 전송의 QoS가 보장될 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 비면허 대역의 셀룰러 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 사전 LBT 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 사전 LBT 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 기재의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 기재는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 기재를 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(femto 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 한 실시예에 따른 비면허 대역의 셀룰러 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 비면허 대역을 사용하는 LAA 네트워크(100)가 도시되어 있고, 기지국(110)은 하향링크 데이터 전송을 위해서 비면허 대역을 사용하는 이동통신 시스템의 기지국이고, 단말(120)은 기지국(110)과 연동되어 있다. 비면허 대역의 채널은 WiFi AP(access point) 및 스테이션(station, STA)과 공유되고, LAA 네트워크에서 채널 액세스는 LBT 방식에 기반한다.
기지국(110) 및 단말(120)은, LAA 네트워크의 CAA, 랜덤 백오프 등의 LBT 동작을 제어할 수 있는 소프트웨어 스택(앞으로 'LBT 스택'이라 함)을 포함한다. 한 실시예에 따르면, 기지국(110)은 복수의 LBT 스택 및 복수의 비면허 대역 안테나를 포함하고, 단말(120)은 적어도 하나의 LBT 스택 및 적어도 하나의 비면허 대역 안테나를 포함할 수 있다. 단말(120)은, LAA 전용 스택 및 WiFi 전용 스택을 동시에 포함할 수 있다.
한 실시예에 따른 LAA 네트워크에서는 면허 대역 및 비면허 대역이 CA를 통해 함께 운용되므로, 하향링크 트래픽은 면허 대역 및 비면허 대역으로 분할되어 할당될 수 있고, 상향링크 트래픽은 면허 대역을 통해 전송될 수 있다. 기지국(110) 및 단말(120)이 복수의 LBT 스택 및 복수의 안테나를 포함하는 경우, 기지국(110)과 단말(120)은 복수의 LBT 스택 및 복수의 안테나 중 하나의 LBT 스택 및 하나의 안테나를 사용하여 비면허 대역에서 데이터 송수신을 수행하고, 나머지 LBT 스택 및 안테나를 사용하여 비면허 대역의
도 2는 한 실시예에 따른 사전 LBT 방법을 나타낸 개념도이고, 도 3은 한 실시예에 따른 사전 LBT 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, LAA 네트워크에서 기지국은 비면허 대역의 채널 중 하나의 채널을 운용 채널(operating channel)로 결정하고, LBT에 기반하여 운용 채널에 접속한 후 운용 채널을 통해서 데이터를 전송한다(S110). 도 2에서 운용 채널은 WiFi 네트워크의 제1 인터페이스(WiFi IF 1)이고, 후보 채널(candidate channel)은 WiFi 네트워크의 제2 인터페이스(WiFi IF 2)이다. 그리고 기지국은 운용 채널에 대응하는 LBT 스택 및 안테나 이외에 다른 유휴 LBT 스택 및 안테나를 사용하여, 다른 비면허 대역의 채널 중 적어도 하나의 채널을 후보 채널로 결정하고, 후보 채널에 대해 LBT를 수행한다(S120). 이때, 후보 채널에 대한 LBT를 사전 LBT(proactive LBT, P-LBT)라고 한다.
이후, 기지국은 후보 채널에 대한 채널 액세스를 획득하면(즉, 백오프 카운터가 0이 된 경우), 운용 채널에서 후보 채널로 채널 스위칭을 수행한다(S130). 이때, 채널 스위칭은 운용 채널의 MCOT 내에서 수행된다. 이후, 기지국은 운용 채널을 통해 수행되던 데이터 전송을 채널 액세스가 획득된 후보 채널에서 계속한다(S140). 이때 후보 채널은 새로운 운용 채널로 설정된다.
이때, 채널 스위칭이 개시되는 시점부터 완료되는 시점까지의 지연 시간을 채널 스위칭 대기 시간(channel switching latency)라고 한다. 기지국은 채널 스위칭 대기 시간 동안 후보 채널에 대한 액세스 권한을 상실하지 않기 위해서, 선점 신호(pre-occupation signal)를 후보 채널에 전송할 수 있다. 이때 선점 신호는 에너지 버스트(energy burst) 형태로서, 채널 점유 상태를 나타내기 위해 충분한 에너지를 가진 임의의 신호일 수 있다. 그리고 후보 채널에서의 MCOT는 채널 스위칭 대기 시간을 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 기지국의 유휴 LBT 스택 및 안테나가 두 개 이상이면, 기지국은 유휴 LBT 스택 및 안테나의 개수만큼의 후보 채널에서 동시에 P-LBT를 수행할 수 있다. 이때, 기지국은 채널 액세스가 획득된 각 후보 채널에서 선점 신호를 송신할 수 있다. 또한, 복수의 후보 채널이 선점되면, 기지국은 선점된 복수의 후보 채널 중 하나를 선택하여 채널 스위칭을 수행하고, 나머지 후보 채널에서는 선점 신호 전송을 취소하고 채널의 선점을 종료할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 유휴 LBT 스택 및 안테나를 가진 단말은, 후보 채널에서의 P-LBT에 참여할 수 있다. 이때 유휴 LBT 스택 및 안테나를 가진 단말이 참여하는 P-LBT를 협력 P-LBT(cooperative P-LBT)라고 한다. 기지국은 협력 P-LBT를 수행하기 위해서, P-LBT가 수행될 후보 채널의 리스트 및 P-LBT의 수행 순서를 알리기 위한 제어 신호를 단말에게 전송할 수 있다. 협력 P-LBT에 참여할 수 있는 단말은 P-LBT의 수행 순서에 따라서 기지국과 동일한 후보 채널에서 P-LBT를 수행한다. 이때 각 단말에서 수집된 후보 채널의 채널 상태 정보(idle 또는 busy)는 면허 대역 채널을 통해서 기지국으로 보고될 수 있다. 협력 P-LBT를 통해 수집된 적어도 하나의 단말의 CCA 슬롯 별 CCA 결과는, 기지국에서 수집된 CCA 결과와 조합되어, 채널 상태를 결정하기 위해서 사용된다. 적어도 하나의 단말의 CCA 결과와 기지국의 CCA 결과를 조합하는 방식은 다음 4가지 방식 중 하나이다.
- OR 방식: 기지국 및 단말의 CCA 결과 중 한 개 이상이 busy일 때, 채널 상태가 busy로 결정된다.
- AND 방식: 기지국 및 단말의 CCA 결과가 모두 busy일 때만, 채널 상태가 busy로 결정된다.
- 다수결 방식: 기지국 및 단말의 CCA 결과 중 과반수가 busy일 때, 채널 상태가 busy로 결정된다.
- 가중치 방식: 기지국 및 단말의 CCA 결과에 서로 다른 가중치를 적용한 후 합산하여, 채널 상태가 결정된다. 예를 들어, 협력 P-LBT에 참여하는 단말의 개수가 N개이고, 기지국의 busy에는 가중치 2점을 적용하고, 단말의 busy에는 가중치 1점을 적용하며, 기지국 및 단말의 idle에는 가중치 0점을 적용할 수 있다. 그리고 CCA 결과의 합계가 (N+2)/2 점 이상이면 채널 상태가 busy로 결정될 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따르면, LAA 네트워크에서는 P-LBT와 함께 동적 캐리어 선택(dynamic carrier selection, DCS) 방식이 사용될 수 있다. DCS 방식은 LAA 네트워크에 의해 점유된 면허 대역이 QoS 트래픽의 성능을 보장하지 못할 때, CA를 이용하여 비면허 대역의 캐리어를 결합하기 위한 것이다.
DCS 방식에서 사용되는 메트릭은, R1, R2, D1(k), D2(k), 그리고 B(k)를 포함한다. R1은 면허 대역에서 지연에 관한 QoS 요구조건이 만족되는 패킷의 비율이다. R2는 비면허 대역에서 지연에 관한 QoS 요구조건이 만족되는 패킷의 비율이다. D1(k)는 면허 대역에서 QCI 클래스 k에 속하는 패킷의 평균 지연이다. D2(k)는 비면허 대역에서 QCI 클래스 k에 속하는 패킷의 평균 지연이다. B(k)는 QCI 클래스 k의 지연 한도이다. DCS 방식의 메트릭에서 R1, R2, D1(k), 그리고 D2(k)는 누적된 모든 패킷을 대상으로 측정되거나, 또는 시간 도메인에서 이동 윈도우(moving window)를 적용하여 이동 윈도우에 포함된 시간 동안의 패킷을 대상으로 측정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, DCS 방식은 아래 수학식 1이 만족되면 활성화될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 첫 번째 조건은 평균 지연에 기반한 DCS 활성화 방법이고, 두 번째 조건은 지연 만족 확률(또는 위배 확률)에 기반한 DCS 활성화 방법이다. F1은 B(k)의 크기 조정 인수(scaling factor)이고, 0보다 큰 값으로 미리 설정된다. T1 및 T2는 임계치이고, T1은 0이상의 값으로 미리 설정되며, T2는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 값으로 미리 설정된다. F1, T1, 그리고 T2는 LAA 네트워크의 구현 방식, 운용 환경, 또는 서비스 정책에 따라서 다르게 설정될 수 있다.
DCS가 활성화되어 있는 동안, 기지국에 유휴 LBT 스택 및 안테나가 존재하면, P-LBT는 자동으로 활성화된다. 기지국은 P-LBT가 활성화되어 있더라도 후보채널에서 LBT를 수행하는 것이 도움이 되지 않는다고 판단하면 선택적으로 후보채널에서의 LBT를 중단하고 비면허 대역의 운용 채널만을 유지할 수 있다.
DCS가 활성화되어 있는 동안, 면허 대역에 할당된 트래픽은 비면허 대역으로 이전될 수 있고, 또는 비면허 대역에 할당된 트래픽이 면허 대역으로 이전될 수 있다. 이때, 트래픽의 이전은 세션 단위로 수행되고, 세션에 포함된 모든 패킷이 면허 대역에서 비면허 대역으로 또는 비면허 대역에서 면허 대역으로 이전된다. 그리고, 비면허 대역은 면허 대역과 달리 경쟁(contention)으로 인한 추가 지연이 발생할 수 있으므로, 세션은 B(k)의 내림차순으로 이전될 수 있다.
DCS가 활성화되면, 면허 대역 및 비면허 대역 간 트래픽 이전은, R1 및 R2의 크기 비교를 통해 수행될 수 있다. R1<R2인 동안, 트래픽은 면허 대역에서 비면허 대역으로 이전되고, R1≥R2인 동안, 트래픽은 비면허 대역에서 면허 대역으로 이전된다. 비면허 대역에 대해 R2가 측정되지 않는 동안에는, R2=1로 간주될 수 있다. R1 및 R2의 크기 비교에서, 등호(=)는 어느 쪽에도 존재할 수 있고, 둘 중 한쪽에만 존재한다.
R1 및 R2가 유사하면, 면허 대역 및 비면허 대역 사이에서 트래픽 이전이 빈번하게 발생할 수 있으므로, R1 및 R2의 차이가 미리 결정된 값보다 작은 동안에는 트래픽 이전이 유보될 수 있다. 즉, |R1-R2|<M1이면, 면허 대역 및 비면허 대역 간 트래픽 이전이 유보된다. 이때, M1은 0에서 1사이의 임의의 값으로서, LAA 네트워크의 구현 방식, 운용 환경, 또는 서비스 정책에 따라서 결정될 수 있다.
DCS가 시작된 이후, 아래 조건이 만족되면 DCS가 해제되고 LAA 네트워크에서는 면허 대역만이 사용된다.
- 모든 세션이 면허 대역으로 이전된 경우, 또는
- 사용 가능한 비면허 대역의 채널이 없는 경우(예를 들어, 서비스 정책 상 채널 점유율 0.7 이상의 비면허 대역의 채널은 DCS에서 제외되는 경우), 또는
- R2<R1×F2 이고, R2<T3인 경우
위에서 세 번째 조건은 지연 만족 확률(또는 위배 확률) 측면에서 비면허 대역의 사용의 이득이 현저히 떨어진다는 것을 의미한다. F2 및 T3는 미리 결정된 임의의 값으로서, 0보다 크고 1보다 작거나 같은 값이며, LAA 네트워크의 구현 방식, 운용 환경, 또는 서비스 정책에 따라서 결정될 수 있다.
한편, 또 다른 실시예에 따르면, P-LBT가 수행될 때, 비면허 대역의 채널 중 어떤 채널이 운용 채널 및 후보 채널로 설정되는지 미리 결정될 필요가 있다. 따라서 기지국은 비면허 대역의 채널 정보를 수집하고, 수집된 채널 정보를 바탕으로 비면허 대역의 채널의 우선 순위를 결정할 수 있다. 또한, 기지국은 채널 정보 수집의 효율성을 위해서, 미리 결정된 개수의 채널을 후보 채널 집합으로 선정하고, 후보 채널 집합을 관리할 수 있다. 아래에서는 기지국이 비면허 대역의 채널 정보를 수집하는 방법을 설명한다.
운용 채널에서는 패킷이 전송되므로, 기지국은 특정 비면허 대역의 채널이 운용 채널인 동안 R2 및 D2(k)를 측정할 수 있다. 위에서 설명한 것과 같이, 기지국은 누적된 모든 패킷을 대상으로 메트릭을 측정하거나, 또는 이동 윈도우를 적용하여 이동 윈도우 내의 시간 동안의 패킷을 대상으로 메트릭을 측정할 수 있다.
후보 채널 집합에 포함된 채널 중에서, 운용 채널이 아닌 채널에서는 패킷이 전송되지 않으므로, 기지국은 다음 두 가지 경우에 채널 정보를 수집할 수 있다.
- 채널이 P-LBT 수행 중 후보 채널로 선택되었을 때 채널 정보를 얻는 경우
- 채널이 P-LBT 수행 중 후보 채널로 선택되지는 않았지만, 기지국 또는 단말이 유휴 LBT 스택 및 안테나를 이용하여 채널을 모니터링하여 채널 정보를 얻는 경우
채널이 운용 채널인 것과 무관하게 수집될 수 있는 채널 정보는 다음과 같다.
- 채널 활용률(utilization): 채널이 시간 도메인에서 busy인 비율
- 채널을 사용하고 있는 WiFi STA의 총 개수
- 미리 결정된 임계치(예를 들어, -62 [dBm])보다 큰 수신 신호 세기(received signal strength, RSS)를 갖는 WiFi STA의 개수
- 미리 결정된 임계치(예를 들어, -62 [dBm])보다 작은 RSS를 갖는 WiFi STA의 개수
- 각 WiFi STA 별 새로운 패킷의 전송 빈도, 채널 액세스 빈도, 평균 패킷 사이즈
위 정보 중 채널 활용률은, 각 CCA 슬롯 별 busy/idle 값의 비율로서 계산되거나, 또는 WiFi 프레임의 헤더(header)의 지속 구간(duration) 필드를 통해서 획득된 네트워크 할당 벡터(network allocation vector, NAV) 정보를 고려하여 얻어질 수 있다. 이때, 채널의 NAV 동안 CCA가 수행되지 않더라도, NAV에 포함된 CCA 슬롯이 busy로 간주되고 비율 계산에 반영될 수 있다. 두 번째 내지 다섯 번째 채널 정보는 WiFi 프레임의 복조를 통해 수집될 수 있다.
기지국이 채널 정보를 이용하여 비운용 채널의 D2(k)를 예측할 때, 기지국은 각 패킷이 기지국에 도달하여 전송 큐(queue)에 저장되는 시간부터, 채널을 통해 패킷 전송이 시작되는 시간까지의 큐잉 시간(queueing time)을 추정함으로써 패킷 당 평균 지연을 예측할 수 있다. 이때 기지국은 비운용 채널을 통한 패킷 전송을 큐잉 시스템(queueing system)으로 모델링하고, 모델링된 큐잉 시스템에 도달율(arrival rate) 및 서비스 시간(service time)을 적용하여 패킷이 큐에 머무르는 평균 시간을 예측할 수 있다. 이때 도달율은 단위 시간당 기지국에 도착한 평균 패킷 개수가 될 수 있고, 서비스 시간은, 비운용 채널에서 P-LBT가 수행되는 경우 채널 액세스 권한이 획득될 때까지(즉, 백오프 카운터가 0이 될 때까지) 소요된 평균 시간이 될 수 있다.
특정 채널에 대해서 운용 채널일 때 측정된 D2(k) 및 비운용 채널일 때 예측된 D2(k)가 모두 존재할 때, 두 정보 중 하나만 사용되거나 또는 두 정보가 결합되어 사용될 수 있다. 운용 채널일 때 측정된 D2(k) 및 비운용 채널일 때 예측된 D2(k)는 아래 수학식 2와 같이 결합될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2에서 D21은 채널이 운용 채널일 때 측정된 D2(k)이고, D22는 채널이 비운용 채널일 때 예측된 D2(k)이고, I1은 채널이 운용 채널로서 사용된 시간이며, I2는 채널이 비운용 채널일 때 채널 정보의 수집에 소모된 시간이다.
한편, 또 다른 실시예에 따르면, P-LBT가 수행될 후보 채널이 선정될 때, 후보 채널은 아래와 같은 방법으로 후보 채널 집합에서 우선 순위가 결정될 수 있다.
- 채널 별 평균 지연의 오름차순
- 최우선 순위인 클래스 k에 대해, 채널 별 D2(k)의 오름차순
- 채널 활용률의 내림차순
- 채널에 존재하는 WiFi STA 개수의 내림차순
- 라운드 로빈(round robin, RR) 또는 웨이티드 RR(weighted RR) 방식
- 무작위
위에서 채널 별 평균 지연은 다음과 같이 계산될 수 있다. 먼저, 비면허 대역에서의 패킷 전송 내역을 이용하여, 전체 패킷 개수 대비 각 클래스 k에서 전송된 패킷의 개수의 비율 w(k)를 계산한다. 그리고 각 채널 별로 모든 클래스 k에 대해서 D2(k)를 측정하거나 예측한다. 마지막으로 각 채널의 모든 클래스 k에 대한 w(k)×D2(k)의 합이 채널 별 평균 지연으로 간주된다.
모든 비운용 채널이 후보 채널 집합에 포함되면, 채널 모니터링에 오버헤드가 과도하게 발생할 수 있고 채널 별 모니터링 빈도가 감소되므로, 후보 채널 집합은 전체 비운용 채널 중 일부 채널을 포함할 수 있다. 이때 후보 채널 집합에 포함되지 않은 채널은 P-LBT 및 모니터링에서 제외되므로, 주기적 또는 비주기적으로 후보 채널 집합에 포함된 채널과 후보 채널 집합에 포함되지 않은 채널이 교환될 필요가 있다. 후보 채널 집합에 포함된 채널은 위에서 설명한 우선 순위 방식에 따라 정렬된 후 하위 N1개의 채널이 후보 채널 집합에 포함되지 않은 임의의 N1개의 채널과 교환될 수 있다. 교환되는 채널의 개수 N1은 후보 채널 집합에 포함된 채널의 개수에 따라서 결정될 수 있다.
한편, 또 다른 실시예에 따른 LAA 네트워크에서, 비면허 대역에서 동작하는 인접 셀 간 협력이 수행될 수 있다. 비면허 대역에서 동작하는 인접한 셀 간 협력을 통해서, 채널 모니터링에 따른 오버헤드가 개선되고, 비면허 대역의 채널 액세스 시 발생할 수 있는 인접 셀 간 충돌 또는 간섭 확률이 줄어들 수 있다. 인접한 기지국 간 정보 교환 및 협력은 기지국 사이의 X2 인터페이스와 같은 기존의 인터페이스를 통해 수행될 수 있다.
먼저 비면허 대역의 채널에 대한 채널 모니터링에서의 인접 셀 간 협력을 설명한다. 인접한 기지국은 각 셀에서 수집 및 추정된 채널 별 지연 정보를 교환할 수 있다. 또한, 인접한 기지국은 협력을 통해서, 각 셀의 후보 채널 집합에 포함된 채널이 서로 겹치지 않도록 하거나 또는 일부만 겹치도록 관리할 수 있다. 기지국은 후보 채널 집합에 포함되어 있지 않은 채널에 관한 정보를 인접 셀의 기지국으로부터 수신하면, 위에서 설명한 채널 교환시 후보 채널 집합에 포함되지 않은 채널의 우선 순위를 결정하기 위해서 인접 셀의 기지국으로부터 수신한 채널 정보를 사용할 수 있다.
다음, 비면허 대역의 채널에 대한 채널 액세스에서의 인접 셀 간 협력을 설명한다. 인접한 기지국이 동일한 비면허 대역의 채널을 측정하면 유사한 채널 상태(idle 또는 busy)가 측정될 가능성이 높으므로, 후보 채널을 선정할 때 유사성이 발생하고 인접한 기지국끼리 동일한 채널에서 공존 및 경쟁할 가능성이 크다. 이를 해결하기 위해서, 기지국은 인접 셀 간 협력을 통해 각 셀 별 후보 채널 집합이 서로 겹치지 않도록 하거나 또는 일부만 겹치도록 관리할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템은, 기지국(410)과 단말(420)을 포함한다.
기지국(410)은, 프로세서(processor)(411), 메모리(memory)(412), 그리고 무선 통신부(radio frequency unit, RF unit)(413)를 포함한다. 메모리(412)는 프로세서(411)와 연결되어 프로세서(411)를 구동하기 위한 다양한 정보 또는 프로세서(411)에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 저장할 수 있다. 무선 통신부(413)는 프로세서(411)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(411)는 본 기재의 실시예에서 제안한 기능, 과정, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 기재의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로토콜 계층은 프로세서(411)에 의해 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따른 기지국(410)의 동작은 프로세서(411)에 의해 구현될 수 있다.
단말(420)은, 프로세서(421), 메모리(422), 그리고 무선 통신부(423)를 포함한다. 메모리(422)는 프로세서(421)와 연결되어 프로세서(421)를 구동하기 위한 다양한 정보 또는 프로세서(421)에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 저장할 수 있다. 무선 통신부(423)는 프로세서(421)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(421)는 본 기재의 실시예에서 제안한 기능, 단계, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 기재의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로토콜 계층은 프로세서(421)에 의해 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따른 단말(420)의 동작은 프로세서(421)에 의해 구현될 수 있다.
본 기재의 실시예에서 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 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 비면허 대역의 채널에 액세스하는 방법으로서,
    상기 비면허 대역의 채널 중 제1 채널을 통해서 데이터를 전송하는 중, 상기 비면허 대역의 채널 중 제2 채널에 대해서 LBT(listen before talk)를 수행하는 단계, 그리고
    상기 제2 채널에 대한 채널 액세스를 획득하면, 상기 제1 채널에서 상기 제2 채널로 채널 스위칭을 수행하고, 상기 제2 채널을 통해서 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 채널 액세스 방법.
KR1020170013019A 2016-01-28 2017-01-26 비면허 대역의 채널 액세스 방법 KR20170091051A (ko)

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