KR20180008488A - 무선 통신 시스템에서 경쟁 구간을 조정하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 경쟁 구간을 조정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 기지국이 제1서브 프레임에서 다수의 데이터를 송신하고, 상기 다수의 데이터에 대응하는 응답 신호들을 수신하고, 상기 응답 신호들 중 부정 응답(Negative Acknowledge: NACK) 신호의 비율을 판단하고, 상기 판단된 비율을 기반으로 경쟁 구간(contention window)을 조정하거나 유지한다.
본 개시는 4세대(4th-Generation: 4G) 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5세대(5th-Generation: 5G) 통신 시스템을 사물 인터넷(Internet of Things: IoT) 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 경쟁 구간을 조정하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서 경쟁 구간을 조정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
4세대(4th-Generation: 4G) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5세대(5th-Generation: 5G) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후(Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive Multi-Input Multi-Output: 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.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 사물 인터넷(Internet of Things: IoT) 망으로 진화하고 있다. IoE(Internet of Everything) 기술은 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅 데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 하나의 예가 될 수 있다.
IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술 등과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine: M2M), MTC(Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크, 사물 통신, MTC 등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅 데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
최근의 이동 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 이러한 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위하여 3세대 파트너쉽 프로젝트(3rd Generation Partnership Project: 3GPP)의 고속 하향링크 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access: HSDPA), 고속 상향링크 패킷 접속(High Speed Uplink Packet Access: HSUPA), 롱텀에볼루션(Long Term Evolution: LTE), LTE 어드밴스드(Long Term Evolution Advanced: LTE-A), 3GPP2의 고속 패킷 데이터(High Rate Packet Data: HRPD), 그리고 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE)의 802.16 등 다양한 이동 통신 표준이 개발되었다. 특히, LTE/LTE-A(이하 “LTE”라 칭함) 시스템은 지속적인 표준 개발 및 진화를 거듭하여 최대 주파수 효율을 얻을 수 있는 대표적인 시스템이다.
이 뿐만 아니라, 최근에는 다수의 주파수 대역을 이용하여 시스템을 운용할 수 있는 주파수 집적화 기술(carrier aggregation: CA)을 이용하여 데이터 전송률 및 시스템 용량을 최대화 할 수 있다. 하지만, 현재 LTE 시스템이 운용되고 있는 주파수 대역은 일반적으로 사업자가 고유의 권한을 갖고 사용할 수 있는 면허 대역(licensed spectrum, 또는 licensed carrier)이다. 일반적으로 이동 통신 서비스를 제공하는 주파수 대역(예를 들어, 5GHz 이하의 주파수 대역)의 경우 다른 사업자 또는 다른 통신 시스템에서 이미 점유하여 사용하고 있기 때문에, 사업자가 다수의 면허 대역 주파수를 확보하여 운용하는데 어려움이 따른다.
이러한 주파수 확보 문제 및 폭발적으로 늘어나는 모바일 데이터 처리를 위하여, 최근 상대적으로 주파수 확보에 용이한 비 면허 대역(unlicensed spectrum 또는 unlicensed carrier)을 LTE 시스템을 위해 활용하기 위한 기술이 연구 되고 있다. 비 면허 대역 내의 주파수 대역들 중, 특히 5GHz 대역은 상대적으로 적은 수의 기기들에 의해 사용되고 있으며, 매우 넓은 대역폭을 활용할 수 있도록 한다. 따라서, 5GHz 대역의 비 면허 대역이 활용될 경우, LTE 시스템 용량은 최대화되는데 용이하다.
예를 들어, 상기 언급한 LTE 시스템의 주요 기술 중 하나인 CA 기술을 기반으로 다수의 주파수 대역이 활용될 수 있다. 즉, 면허 대역에서의 LTE 셀을 PCell(또는 Pcell)로 간주하고, 비 면허 대역에서의 LTE 셀(LAA(Licensed Assisted Access) 셀, 또는 LTE-U(LTE-Unlicensed spectrum) 셀)을 SCell(또는 Scell)로 간주하여 기존 CA 환경과 같거나 유사한 방법으로 LTE 시스템을 비 면허 대역에서 운영할 수 있다. 이때, 상기 LTE 시스템은 면허 대역과 비 면허 대역간에 이상적인 백홀 (ideal backhaul)로 연결되는 CA 뿐만 아니라, 면허 대역과 비 면허 대역간에 비이상적인 백홀(non-ideal backhaul)로 연결되는 이중 접속(dual-connectivity) 환경에도 적용 가능하다.
일반적으로 LTE 시스템에서 사용되는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 방식은 멀티캐리어(multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(symbol)열을 병렬화하고 이들 각각을 상호 직교 관계를 가지고 다수의 멀티캐리어들, 즉 다수의 서브캐리어(sub-carrier 채널들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(multi carrier modulation) 방식의 일종이다.
OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간 축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼들로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수 축 상의 자원은 서로 다른 서브캐리어로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수 축 상에서 특정 서브캐리어를 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(Resource Element: RE)라고 칭한다. 서로 다른 RE들은 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신 측에서 수신될 수 있다.
물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트 열을 변조한 변조심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:OFDMA) 시스템에서는 송신하는 정보열의 용도나 수신기에 따라 복수의 물리 채널들을 구성하여 전송한다. 하나의 물리 채널을 어떤 RE에 배치하여 전송할 것인가는 송신기와 수신기가 미리 약속하여야 하는데 그 규칙을 맵핑(mapping)이라고 한다.
OFDM 통신 시스템에서 하향링크 대역(bandwidth) 은 다수 개의 자원 블록(Resource Block: RB)들을 포함하며, 각 물리적 자원 블록(Physical Resource Block: PRB)은 주파수 축을 따라 배열된 12개의 서브캐리어들과 시간 축을 따라 배열된 14개 또는 12개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 여기서 상기 PRB는 자원 할당의 기본 단위가 된다.
기준 신호(Reference Signal:RS)는 단말이 채널 추정을 수행할 수 있도록 기지국에 의해 송신되는 신호이다. LTE 시스템의 RS는 공통 기준 신호(Common Reference Signal: CRS)와 전용 기준 신호의 하나인 복조 기준 신호(DeModulation Reference Signal:DMRS)를 포함한다.
CRS는 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로서 모든 단말이 수신할 수 있으며, 채널 추정, 단말의 피드백 정보 구성, 또는 제어 채널 및 데이터 채널의 복조를 위해 사용된다. DMRS 역시 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로서 특정 단말의 데이터 채널 복조 및 채널 추정을 위해 사용되며, CRS와 달리 피드백 정보 구성을 위해서는 사용되지 않는다. 따라서 DMRS는 단말이 스케줄링 할 PRB 자원을 통해 전송된다.
시간 축 상에서 서브프레임(subframe)은 0.5msec 길이의 2개의 슬롯(slot), 즉 제1슬롯 및 제2슬롯으로 구성된다. 제어 채널 영역인 물리적 전용 제어 채널(Physical Dedicated Control Channel: PDCCH) 영역과 데이터 채널 영역인 ePDCCH(enhanced PDCCH) 영역은 시간 축 상에서 분할되어 전송된다. 이는 제어 채널 신호를 빠르게 수신하고 복조 하기 위한 것이다. 뿐만 아니라 PDCCH 영역은 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 위치하는데 하나의 제어 채널이 작은 단위의 제어 채널들로 분할되어 상기 전체 하향링크 대역에 분산되어 위치하는 형태를 가진다.
상향링크는 크게 제어 채널인 물리적 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel: PUCCH)과 데이터 채널인 물리적 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel: PUSCH)로 나뉜다. 하향링크 데이터 채널에 대한 응답 신호와 기타 피드백 정보는 데이터 채널이 없는 경우에는 제어 채널을 통해 전송되며, 데이터 채널이 있는 경우에는 데이터 채널을 통해 전송된다.
한편, LTE 셀의 기지국은 기존에 사용하고 있던 면허 대역에 추가적으로 비 면허 대역을 사용하여 단말과 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 면허 대역의 사용이 가능한 LTE 셀은 PCell(Primary Cell)로 칭해질 수 있으며, 비 면허 대역의 사용이 가능한 LAA 셀은 SCell(Secondary Cell)로 칭해질 수 있다.
상기 기지국이 비 면허 대역을 사용할 경우, 비 면허 대역에 적합한 채널 점유 동작 등을 수행해야 한다. 하지만, 기존의 비 면허 대역에 대한 동작은 LTE 셀의 기지국의 통신 특성에 적합하지 않은 사항이 존재하여, 비 면허 대역에서의 상기 기지국의 동작이 원할하지 않은 문제가 있다. 예를 들어, 비 면허 대역에서 경쟁 구간은 하나의 단말로부터 수신한 응답 신호를 기반으로 설정되지만, 상기 기지국은 동일한 시점에 다수의 단말로부터 응답 신호를 수신할 수 있어 상기 경쟁 구간을 설정해야 하는 기준이 모호하다. 따라서, 상기 기지국이 비 면허 대역에서의 통신을 원할하게 할 수 있는 방법이 요구된다.
한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.
본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 경쟁 구간을 조정하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 비 면허 대역의 채널에 접속하기 위한 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시 예는 비 면허 대역에 대한 기지국의 채널 점유 동작 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시 예는 비 면허 대역의 채널을 추가적으로 통신을 위한 채널로 사용할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은; 무선 통신 시스템에서 기지국이 경쟁 구간(contention window)을 조정하는 방법에 있어서, 제1서브 프레임에서 다수의 데이터를 송신하는 과정과, 상기 다수의 데이터에 대응하는 응답 신호들을 수신하는 과정과, 상기 응답 신호들 중 부정 응답(Negative Acknowledge: NACK) 신호의 비율을 판단하는 과정과, 상기 판단된 비율을 기반으로 상기 경쟁 구간을 변경하거나 유지하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는; 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서, 제1서브 프레임에서 다수의 데이터를 송신하는 송신기와, 상기 다수의 데이터에 대응하는 응답 신호들을 수신하는 수신기와, 상기 응답 신호들 중 부정 응답(Negative Acknowledge: NACK) 신호의 비율을 판단하고, 상기 판단된 비율을 기반으로 경쟁 구간(contention window)을 변경하거나 유지하는 제어기를 포함한다.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 개시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 일 실시 예는 비 면허 대역을 사용하는 기기들 중 송신기의 채널 점유 여부를 판단하기 위하여 채널 점유 여부를 판단하는 수신기에서의 블라인드 검출(blind detection) 수행 횟수를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 비 면허 대역의 경쟁 구간을 효과적으로 조정하여 사용할 수 있도록 하여, 비 면허 대역의 채널을 추가적으로 통신을 위한 채널로 효과적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시 예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 비 면허 대역에서의 채널 감지 및 점유 동작을 위한 서브프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 WiFi 시스템의 비 면허 대역에 대한 채널 접속 방식을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LAA 셀이 비 면허 대역의 채널을 점유하여 데이터 전송을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LAA 셀과 단말들 간 데이터 송수신에 따른 시간 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 전송과 제어 정보 전송 별로 경쟁 구간이 설정된 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 감지 동작을 위한 경쟁 구간을 설정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 UE의 블록 구성도이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
첨부된 도면을 참조한 다음의 설명은 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의된 본 개시의 다양한 실시 예에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그 이해를 돕기 위한 다양한 특정 세부 사항을 포함하지만, 이들은 단지 에시적인 것으로 간주되어야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
다음의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어 및 단어는 서지의 의미에 한정되지 않고, 본 발명의 명확하고 일관된 이해를 가능하게 하기 위해 발명자에 의해서만 사용된다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 다음의 설명은 설명의 목적으로만 제공되며 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 의해 정의된 본 개시를 제한하기 위한 것이 아님이 당업자에게 명백해야 한다.
단수 형태(a, an, the 등)는 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 예를 들어, "구성 요소 표면"에 대한 언급은 그러한 하나 이상의 표면에 대한 참조를 포함한다.
하기의 본 개시의 구체적인 설명 부분을 처리하기 전에, 이 특허 문서를 통해 사용되는 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들을 설정하는 것이 효과적일 수 있다: 상기 용어들 “포함하다(include)” 및 “포함하다(comprise)”와 그 파생어들은 한정없는 포함을 의미하며; 상기 용어 “혹은(or)”은 포괄적이고, “및/또는”을 의미하고; 상기 구문들 “~와 연관되는(associated with)” 및 “~와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), ~내에 포함되고(be included within), ~와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), ~내에 포함되고(be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(couple to or with), ~와 통신 가능하고(be communicable with), ~와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), ~로 가장 근접하고(be proximate to), ~로 ~할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 내용을 의미하고; 상기 용어 “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 혹은 그 부분을 의미하고, 상기와 같은 디바이스는 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어, 혹은 상기 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어 중 적어도 2개의 몇몇 조합에서 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관되는 기능성이라도 집중화되거나 혹은 분산될 수 있으며, 국부적이거나 원격적일 수도 있다는 것에 주의해야만 할 것이다. 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들은 이 특허 문서에 걸쳐 제공되고, 해당 기술 분야의 당업자는 많은 경우, 대부분의 경우가 아니라고 해도, 상기와 같은 정의들이 종래 뿐만 아니라 상기와 같이 정의된 단어들 및 구문들의 미래의 사용들에도 적용된다는 것을 이해해야만 할 것이다.
이하 본 발명의 일 실시 예에서는 롱텀에볼루션(Long Term Evolution: LTE) 시스템과 LTE 어드밴스드(Long Term Evolution Advanced: LTE-A) 시스템을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 일 실시 예는 면허 대역 및 비 면허 대역을 사용하는 여타의 통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.
도 1A는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1A를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(101)과 단말(104)을 포함한다. 상기 기지국(101)은 일 예로 소형 기지국이 될 수 있으며, 상기 기지국(101)의 셀 내에는 LTE 셀(102)과 LAA 셀(103)이 포함될 수 있다. LTE 셀(102)은 단말(104)이 면허 대역(105)을 사용하여 기지국(101)과 데이터 송수신을 수행할 수 있는 셀을 나타낸다. 그리고, LAA 셀(103)은 단말(104)이 비 면허 대역(106)을 사용하여 기지국(101)과 데이터 송수신을 수행할 수 있는 셀을 나타낸다. LTE 셀(102)이나 LAA 셀(103)의 듀플렉스(duplex) 방식에는 제한이 없다. 단, 상향링크 전송은 LTE 셀(102)이 PCell(Primary Cell)인 경우 LTE 셀(102)을 통해서만 전송하도록 제한 할 수 있다.
도 1B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 1B를 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크에서 넓은 커버리지를 위한 LTE 매크로(macro) 기지국(111)과 데이터 전송량 증가를 위한 LAA 소형 기지국(112)을 포함할 수 있다. 단말(114)은 면허 대역(116)을 사용하여 LTE 매크로 기지국(111)과 데이터 송수신을 수행할 수 있으며, 비 면허 대역(115)을 사용하여 LTE 매크로 기지국(111)과 데이터 송수신을 수행할 수 있다. LTE 매크로 기지국(111)이나 LAA 소형 기지국(112)의 듀플렉스 방식에는 제한이 없다. 단, 상향링크 전송은 LTE 매크로 기지국(111)이 PCell인 경우 LTE 매크로 기지국(111)을 통해서만 수행되도록 설정할 수 있다. 이때, LTE 매트로 기지국(111)과 LAA 소형 기지국(112)은 X2 인터페이스(113) 등과 같은 기지국 인터페이스를 기반으로 하는 이상적인 백홀망을 가질 수 있다. 따라서 빠른 기지국간 통신이 가능하여, 상향링크 전송이 LTE 매크로 기지국(111)에게만 전송되더라도, 기지국 간 통신을 통해 LAA 소형 기지국(112)이 관련 제어 정보를 LTE 매크로 기지국(111)으로부터 실시간으로 수신하는 것이 가능하다.
일반적으로 비 면허 대역은 동일한 주파수 대역을 복수의 기기들이 서로 공유하여 사용한다. 이때, 상기 비 면허 대역을 사용하는 기기들은 동일 시스템이거나 서로 다른 시스템일 수 있다. 따라서 다양한 기기들간에 상호 공존을 위하여 비 면허 대역에서 운용되는 기기들의 일반적인 동작은 다음과 같다. 데이터 또는 제어 신호 등을 포함하여 신호 전송을 필요로 하는 전송 기기는, 상기 신호 전송을 수행하려고 하는 무선 채널 또는 사전에 선택된 무선 채널에 대하여, 타 기기들의 상기 채널 점유 상태를 확인 하고, 판단된 채널 점유 상태에 따라 채널을 점유하거나 점유하지 못할 수 있다. 이러한 동작을 일반적으로 LBT(listen-before-talk)이라고 한다.
다시 말해, 상기 전송 기기는 일정 시간 동안 상기 채널을 감지하고, 상기 채널의 점유 여부를 판단하여야 한다. 이때, 상기 채널을 감지하는 시간은 사전에 정의 되거나, 임의로 선택될 수 있다. 또한, 상기 채널 감지 시간은 설정된 최대 채널 점유 시간에 비례하여 설정될 수 있다. 상기와 같이 채널 점유 여부를 판단하기 위한 채널 감지 동작은 상기 동작을 수행하는 비 면허 주파수 대역에 따라, 또는 지역, 국가별 규제에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 미국의 경우 5GHz 주파수 대역에서 레이더(radar) 감지를 위한 동작 외에 별도의 채널 감지 동작 없이 비 면허 대역을 사용할 수 있다.
비 면허 대역을 사용하고자 하는 전송 기기는, 상기와 같은 채널 감지 동작 (또는 LBT)을 통해 해당 채널을 사용하고 있는 다른 기기들이 감지 되지 않을 경우, 상기 채널 사용할 수 있다. 이때, 비 면허 대역을 사용하는 기기들은 점유할 수 있는 최대 시간인 최대 채널 점유 시간(channel occupancy time)을 설정하여 동작할 수 있다. 이때, 최대 채널 점유 시간은 정의된 규제에 따라 사전에 설정되거나, 다른 기기로부터 수신한 정보를 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어 단말의 경우 기지국으로부터 설정된 정보를 전달받아 최대 채널 점유 시간을 설정할 수 있다.
또한, 상기 최대 채널 점유 시간은 서로 다른 비 면허 대역 또는 지역, 국가별 규제에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 일본의 경우 5GHz 대역의 비 면허 대역에서 최대 채널 점유 시간은 4ms로 규제되어 있다. 반면에 유럽의 경우 10ms 또는 13ms까지 채널을 점유하여 사용할 수 있다. 따라서, 비 면허 대역을 사용하는 기기들은 해당 대역 및 지역, 국가별 규제에 따라 설정된 최대 채널 점유 시간 동안 채널을 사용할 수 있다. 최대 채널 점유 시간 동안 채널을 점유한 기기들이 해당 채널을 재점유하기 위해서는 상기와 같은 채널 감지 동작을 재수행하고, 다른 기기들의 상기 대역 사용 여부에 따라 다시 해당 채널을 점유하거나, 점유할 수 없게 된다.
상기와 같은 비 면허 대역에서의 채널 감지 및 점유 동작을 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 비 면허 대역에서의 채널 감지 및 점유 동작을 위한 서브프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에서는 기지국이 단말에게 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 과정을 일 예로 들어 설명하기로 한다. 하지만, 기지국이 단말에게 신호를 전송하는 경우에 한정되지 않고 단말이 기지국으로 신호를 전송하는 경우에도 적용할 수 있으며, 비 면허 대역을 사용하는 기기들 간의 신호 전송에 다양하게 적용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 1ms 길이를 갖는 하나의 서브프레임(subframe)(200)은 복수개의 OFDM 심볼들을 포함한다. 비 면허 대역을 이용한 통신이 가능한 기지국과 단말은 설정된 채널 점유 시간(또는 TXOP(Transmission opportunity))(250) 동안 해당 채널을 점유하여 통신할 수 있다. 상기 설정된 채널 점유 시간(250)이 끝난 상태에서 기지국이 추가적으로 전송해야 할 신호가 있을 경우, 상기 기지국은 채널 감지 구간(220)에서 채널 감지 동작을 수행한다. 그리고 상기 기지국은채널 감지 동작의 결과에 따라 해당 채널을 다시 점유하여 사용할 수 있다.
상기 채널 감지 구간(220)은 기지국과 단말 간에 사전에 설정되거나, 기지국이 설정하여 단말에게 상위 계층 신호(higher layer signaling) 등을 통해 전달할 수 있다. 이때, 상기 채널 감지 구간(220)은 주파수 대역 또는 지역, 국가 별 정의된 규제에 따라 다르게 설정될 수 있다. 또한, 상기 채널 감지 구간(220)은 채널 점유 시간(250)에 비례하여 설정될 수 있다. 일 예로, 유럽의 5GHz 대역에 관한 규제 중 로드 기반 장치(Load-based equipment)에 대한 채널 감지 및 점유 동작을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
최대 채널 점유 구간 이후 기지국이 추가적인 채널 사용이 필요할 경우, 최소 채널 감지 구간 동안 다른 기기들의 상기 채널 점유 여부를 판단한다. 이때, 최소 채널 감지 구간은 최대 채널 점유 구간에 따라 다음 수학식 1에 나타난 바와 같이 결정될 수 있다.
(수학식 1) - 최대 채널 점유 구간 : 13/32 x q, (q=4, … , 32)
- 최소 채널 감지 구간 : ECCA slot x rand(1, q)
상기 수학식 1에서, ECCA slot은 임의로 설정된 채널 감지 구간의 최소 단위를 나타내고, rand(1, q)는 1~q 사이의 값들 중 임의로 선택된 값을 나타낸다. 따라서, 최소 채널 감지 구간은 ECCA slot과 선택된 임의의 값의 곱의 결과가 될 수 있다. 한편, 최대 채널 점유 구간은 q를 기반으로 길이가 결정되는데, 일 예로 q가 32(q=32)로 설정된 경우 최대 채널 점유 구간은 13ms가 될 수 있다. 따라서 해당 기기는 최대 13ms 동안 채널 점유를 할 수 있다. 이처럼, 최대 채널 점유 구간과 최소 채널 점유 구간은 q에 따라 그 길이가 증가되거나 감소될 수 있으므로, 최대 채널 점유 구간이 증가할 경우 최소 채널 감지 구간 역시 증가하도록 설정할 수 있다.
한편, 상기 수학식 1에 나타난 바와 같은 최대 채널 점유 구간 및 최소 채널 감지 구간의 설정 방법은 하나의 예시일 뿐이며, 주파수 대역, 지역 및 국가 별 정의된 규제에 따라 다르게 적용될 수 있으며, 향후 주파수 규제 개정에 따라 변경될 수도 있다. 또한, 상기 주파수 규제에 따른 채널 감지 동작 외에 추가적인 동작(예를 들어, 추가적인 채널 감지 구간 도입) 등이 포함될 수도 있다.
기지국은 상기 채널 감지 구간(220)에서 해당 비 면허 대역을 사용하는 다른 기기들이 감지 되지 않으면, 즉, 해당 비 면허 대역의 채널이 유휴 상태인 것으로 판단되었을 경우, 그 즉시 상기 채널을 점유하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 채널 감지 구간(220)에서 다른 기기들의 채널 점유 여부에 대한 판단은 사전에 정의되거나 설정된 임계값을 이용하여 판단할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 상기 채널 감지 구간(220) 동안 다른 기기들로부터 수신된 수신 신호의 크기가 임계값(예를 들어 -62dBm) 보다 클 경우, 상기 채널이 다른 기기들에 의해 점유 되었다고 판단할 수 있다. 그리고 기지국은 상기 수신 신호의 크기가 임계값 보다 작거나 동일할 경우, 상기 채널을 유휴 상태로 판단할 수 있다. 상기 채널 감지 구간(220)에서 다른 기기들의 채널 점유 여부에 대한 판단은 상기와 같은 수신 신호의 크기를 기반으로 수행되는 방법 외에, 사전에 정의된 신호를 검출하는 방법 등을 포함한 다양한 방법들을 기반으로 수행될 수 있다.
기지국은 상기 채널 감지 구간(220)에서의 채널 감지 결과에 따라, 서브프레임 내의 특정 OFDM 심볼 구간에서 유휴 채널을 감지하고 채널 점유를 시작 할 수 있다. 하지만, 일반적인 LTE 시스템은 서브프레임 단위로 동작하므로(예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서부터 신호 전송 및 수신 동작 수행), 상기와 같이 특정 OFDM 심볼에서 신호를 송신 또는 수신 하지 못할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 서브프레임 내의 채널 감지 구간(220)에서 유휴 채널을 감지한 기지국은 상기와 같이 채널 감지 구간(220)이 종료된 시간부터 다음 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼 전송 직전까지의 구간(230) 동안 채널 점유를 위한 신호를 전송할 수 있다.
구체적으로, 기지국은 서브프레임(210 또는 240)에서 전송하는 제1신호(예를 들어, 제어 신호 및 데이터 신호)를 전송하기 이전에, 해당 비 면허 대역에 대한 채널 점유를 위하여 제2신호 (예를 들어, 제1동기 신호(primary synchronization signal: PSS)/제2동기 신호(secondary synchronization signal: SSS)/CRS 또는 새로 정의된 신호 등)를 전송할 수 있다. 상기 제2 신호는 채널 감지 동작의 종료 시점에 따라 전송되지 않을 수도 있다. 또한 기지국은 만약 해당 채널의 점유 시작 시점이 특정 OFDM 심볼 이내에 설정될 경우, 새로 정의된 제3신호를 다음 OFDM 심볼 시작 시점까지 전송한 후, 제2신호 또는 제1신호를 전송할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 채널 감지 구간(220)을 OFDM 심볼 단위를 이용하여 서술할 것이나, 채널 감지 구간(220)은 LTE 시스템의 OFDM 심볼과 무관하게 설정될 수 있다.
제2신호는 PSS/SSS/CRS를 재 사용하거나, 현재 면허 대역에서 사용하고 있는 루트 시퀀스(root sequence)와 다른 시퀀스를 사용하거나, PSS 및 SSS 중 적어도 하나를 사용하여 생성된 신호를 포함할 수 있다. 또한, 제2신호는 비 면허 대역 기지국 고유값(Cell ID)를 생성하는데 필요한 PSS/SSS 시퀀스를 제외한 다른 시퀀스를 사용하여 생성되어, 기지국 고유값과 혼동되지 않도록 사용할 수 있다. 또한, 제2신호는 CRS 또는 CSI-RS 중 적어도 하나를 포함하거나, (E)PDCCH 또는 PDSCH 또는 상기 신호가 변형된 형태의 신호를 포함할 수 있다.
제2신호를 전송하는 구간(230)은 채널 점유 시간에 포함되기 때문에, 제2신호를 통해 최소한의 정보를 전달할 수 있도록 할 경우 주파수 효율은 최대화 될 수 있다.
상기와 같이 비 면허 대역을 사용하는 LTE 시스템은 (이하, LAA 또는 LAA셀이라 칭함), 사용하고자 하는 비 면허 대역에 관한 규제를 만족시켜야 할 뿐만 아니라, 비 면허 대역을 사용하는 다른 시스템(이하 WiFi라 칭함) 들과의 상호 공존을 위하여 기존 면허 대역을 사용하는 것과 다른 새로운 형태의 채널 접속(channel access, 또는 LBT) 방식이 필요하다. 이하 도 3를 참조하여, WiFi 시스템의 비 면허 대역 사용을 위한 채널 접속 방식을 간략하게 설명하기로 한다.
도 3은 WiFi 시스템의 비 면허 대역에 대한 채널 접속 방식을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, WiFi 액세스 포인트(access point: AP)인 AP1(310)은 제1단말인 STA1(315)에게 데이터를 전송해야 할 경우, 채널 점유를 위하여 해당 채널에 대한 채널 감지 동작을 수행하여야 한다. 이때, 일반적으로 DIFS(DCF(Distributed Coordination Function) interframe space) 구간(330) 동안 상기 채널을 감지한다 상기 AP1(310)은 상기 DIFS 구간(330) 동안 해당 채널이 유휴 하다고 판단될 경우, 해당 채널을 점유하여 단말에게 데이터를 전송할 수 있다. DIFS 구간(330) 동안 채널 점유 여부를 판단하는 동작은 해당 시간 동안 수신된 신호의 세기 또는 사전에 정의된 신호가 검출되었는지 여부 등을 기반으로 채널 점유 여부를 판단하는 등 다양한 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 만약, 상기 AP1(310)은 상기 DIFS(330) 구간 동안 상기 채널이 다른 기기(320)에 의해 점유되었다고 판단될 경우, 설정된 경쟁 구간(contention window)(예를 들어, 1 ~ 16) 내의 임의의 값인 N을 선택한다. 그리고 상기 AP1(310)은 선택된 N의 길이를 갖는 백오프(backoff) 구간(355)을 설정하여 백오프 동작을 수행한다.
상기 AP1(310)는 미리 설정된 시간 (예를 들어 9us) 동안 상기 채널을 감지하고, 상기 채널이 유휴 상태로 판단 될 경우 N을 차감하여 상기 백오프 구간(355)을 줄인다.(즉, N=N-1이 된다.) 이와 달리, 상기 AP1(310)은 미리 설정된 시간 동안 상기 채널을 다른 기기가 점유하고 있다고 판단한 경우, N을 변경시키기 않고 상기 백오프 구간(355)을 그대로 유지한다.
AP2(320)가 송신한 데이터(340)를 제2단말인 STA2(325)가 수신하면, 상기 STA2(325)는 SIFS(Short Interframe Space) 시간(345) 이후, 상기 데이터 (340) 수신에 대한 ACK 또는 NACK(347)을 상기 AP2(320)에 전송한다. 이때, 상기 STA2(325)는 별도의 채널 감지 동작 수행 없이 ACK 또는 NACK(347)을 전송할 수 있다. 상기 STA2(325)의 ACK 또는 NACK(347) 전송이 끝난 이후, 상기 AP1(310)은 상기 채널이 유휴 상태임을 알 수 있다. 이때, 상기 AP1(310)은 DIFS(350) 시간 이후 미리 설정된 시간(예를 들어 9us) 동안 상기 채널을 감지한다. 상기 AP1(310)은 상기 채널이 유휴 상태로 판단 될 경우 N을 차감하여 백오프 구간(357)을 설정한다. (즉, N=N-1이 된다.)
상기 AP1(310)은 N=0이 될 경우, 상기 채널을 점유하여 데이터(360)를 STA1(315)에게 전송할 수 있다. 그러면 STA1(315)은 데이터(360)를 수신하고, SIFS 시간 후 데이터 수신에 대한 ACK 또는 NACK(370)을 AP1(310)로 전송할 수 있다. 만약 상기 AP1(310)이 상기 STA1(315)로부터 NACK을 수신한 경우, 상기 AP1(310)은 경쟁 구간을 증가시켜 증가된 경쟁 구간 내의 임의의 값인 N을 선택한다. 예를 들어, 앞서 사용된 경쟁 구간이 [1,16]일 경우, NACK을 수신한 AP1(310)은 경쟁 구간을 [1,32]로 변경하여 1~32 내의 임의의 수인 N을 선택할 수 있다.
WiFi 시스템의 경우, 일반적으로 동일한 시간에서 하나의 AP(또는 기지국)와 하나의 STA(또는 단말) 사이에서 통신이 이루어진다. 또한, 도 3의 참조번호 347 및 370에 나타난 바와 같이, STA는 데이터 수신 직후에 곧 바로 AP(또는 기지국)에게 데이터 수신 상태(예를 들어, ACK 또는 NACK)을 전송한다. 이때, 상기 AP1(310) 또는 AP2(320)는 상기 STA1(315) 또는 STA2(325)로부터 ACK 또는 NACK을 수신한 이후, 다음 데이터 송신 동작을 수행한다.
하지만, LAA 시스템의 경우, 동일한 시간에 하나의 기지국에서 복수개의 단말들에게 데이터 송신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 데이터를 동일한 시점(예를 들어, 시간 n)에 수신한 하나 이상의 단말은, 동일한 시간에(예를 들어 FDD 경우 n+4) 시간에 상기 기지국으로 ACK 또는 NACK을 전송할 수 있다. 따라서, 상기 LAA 기지국은 WiFi 시스템과 다르게 동일한 시점에 하나 이상의 단말로부터 ACK 또는 NACK을 수신할 수 있다. 또한, 단말의 ACK/NACK 전송 시점과 기지국의 데이터 전송 시간 차이는 최소 4ms 이상 발생할 수 있다. 즉, LAA 기지국이 WiFi와 같이 단말로부터의 ACK/NACK 송신에 의해 경쟁 구간을 설정할 경우, 상기 기지국은 특정 시간에 복수개의 단말로부터 ACK/NACK을 수신할 수 있기 때문에 경쟁 구간 설정에 모호함이 발생할 수 있다. 또한, 단말의 ACK/NACK 전송 지연으로 인하여, (재)설정된 경쟁 구간의 적용 시점이 불명확하다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에서는 LAA 기지국이 단말로부터 수신된 ACK/NACK 정보를 기반으로 경쟁 구간을 보다 명확하게 설정할 수 있는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 상기와 같은 비 면허 대역에서의 동작 특성을 반영하여 LTE 시스템이 비 면허 대역에서 올바르게 동작할 수 있도록 하는 방법 및 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 설명의 편의상 CA 환경만을 가정하여 설명할 것이나, 이에 국한되지 않고, 이중 접속 또는 비 면허 대역에서만 동작하는 환경(stand-alone)에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 설명의 편의를 위하여 일반적으로 LTE 시스템에서 기지국이 단말에게 전송하는 하향 링크를 기준으로 설명할 것이다. 즉, 신호 전송을 필요로 하는 전송 기기를 기지국으로, 신호 수신을 필요로 하는 전송 기기를 단말로 표현한다. 하지만, 본 발명은 하향 링크뿐만 아니라, 단말이 기지국으로 전송하는 상향 링크에 대해서도 구분 없이 적용 가능하며, 일반적인 전송기기 및 수신기기에 대한 동작으로 적용할 수 있다.
이하 도 4를 참조하여, LTE 셀의 기지국(이하 “LAA 셀”이라 칭함)이 비 면허 대역의 채널을 점유하여 데이터 전송을 수행하는 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LAA 셀이 비 면허 대역의 채널을 점유하여 데이터 전송을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 상기 LAA 셀은 401 단계에서 데이터 전송이 필요하지 않은 유휴 상태를 유지한다. 상기 유휴 상태는 상기 LAA 셀이 비 면허 대역에서 데이터를 전송하지 않는 상태를 포함한다.
상기 LAA셀은 402 단계에서 데이터 전송을 위하여 채널 점유가 필요한지 여부를 판단한다. 상기 LAA 셀은 상기 채널 점유가 필요하다고 판단한 경우, 403 단계에서 제1 채널 감지 동작을 수행한다. 이때, 상기 LAA셀은 제2의 채널 감지 동작에서 사용되는 경쟁 구간을 초기값으로 설정할 수 있다. 제1 채널 감지 동작은 설정된 시간 동안 수신된 신호의 세기 및 미리 정의된 신호가 검출되었는지 여부 등 중 적어도 하나를 기반으로 채널의 점유 상태를 판단하는 동작을 포함한다. 상기 제1 채널 감지 동작이 수행될 수 있는 제1 채널 감지 시간은 미리 설정된 값으로 설정되거나 기지국에 의해 재설정될 수 있다.
상기 LAA셀은 404 단계에서 상기 제1 채널 감지 동작의 결과로 해당 채널이 유휴 상태인 것으로 판단된 경우, 405 단계에서 해당 채널을 점유하여 데이터를 전송할 수 있다. 이와 달리, 상기 LAA셀은 404 단계에서 해당 채널이 다른 기기들에 의하여 점유되었다고 판단된 경우, 407 단계에서 설정된 경쟁 구간 [x, y] 내의 임의의 변수 N을 선택할 수 있다. 여기서, 상기 경쟁 구간은 미리 설정되거나 기지국에 의해 (재)설정될 수 있다. 또한, 상기 경쟁 구간은 상기 채널에 대한 점유 시도 횟수, 채널에 대한 점유율(예를 들어 트래픽 로드(traffic load)), 또는 상기 채널 점유시 전송한 데이터에 대한 단말의 수신 결과(예를 들어 ACK/NACK)을 이용하여 경쟁 구간을 재설정할 수 있다.
예를 들어, 405 단계에서 채널을 점유한 LAA셀이 406 단계에서 추가적으로 채널의 점유가 필요하다고 판단될 경우, 405 단계에서 수행된 데이터 전송 결과를 기반으로 414 단계에서 경쟁 구간을 재설정할 수 있다. 여기서, 데이터 전송 결과를 기반으로 경쟁 구간을 재설정하는 방식은 하나의 예일 뿐이며, 그 이전 채널 점유 및 데이터 전송 단계 또는 사전에 설정된 값을 기반으로 경쟁 구간을 재설정 할 수도 있다.
예를 들어, 상기 LAA셀은 상기 채널 점유 구간에서 단말에게 데이터 전송을 수행하고, 상기 단말로부터 상기 데이터 전송에 대한 수신 결과로 NACK을 수신하였을 경우 상기 경쟁 구간을 증가시킬 수 있다. 만약, 증가된 경쟁 구간을 이용하여 채널을 점유한 LAA셀이 상기 채널 점유 구간에서 단말에게 데이터 전송을 수행하고, 상기 단말로부터 상기 데이터 전송에 대한 수신 결과로 ACK을 수신하였을 경우, 상기 경쟁 구간을 감소시키거나 초기값으로 상기 경쟁 구간으로 설정할 수 있다. 상기 ACK/NACK을 이용하여 경쟁 구간을 설정하는 방식은 하나의 예일 뿐이며, 다른 기준을 이용하여 상기 경쟁 구간을 재설정할 수도 있다.
상기 LAA셀은 407 단계에서 경쟁 구간에서 임의의 변수 N이 설정된 경우, 408 단계에서 제2 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 상기 제2 채널 감지 동작은 상기 제1 채널 감지 동작과 동일하거나, 상기 제1의 채널 감지 시간 보다 짧은 제2 채널 감지 시간 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 채널 감지 시간은 34us로 설정되고, 상기 제2 채널 감지 시간은 9us로 설정될 수 있다.
상기 제2 채널 감지 동작은 설정된 시간 동안 수신된 신호의 세기 및 미리 정의된 신호가 검출되었는지 여부 중 적어도 하나를 기반으로 채널의 점유 상태를 판단하는 동작을 포함할 수 있으며, 상기 제1 채널 감지 동작과 다르게 설정될 수 있다. 상기 LAA셀은 408 단계에서 감지된 채널이 409 단계에서 유휴 채널인 것으로 판단된 경우, 410 단계에서 임의의 변수 N을 1만큼 차감한다. 상기 LAA셀은 411 단계에서 차감된 변수 N의 값이 0일 경우,405 단계에서 채널 점유 및 데이터 전송을 수행할 수 있다.
한편, 상기 LAA셀은 411 단계에서 변수 N의 값이 0이 아닐 경우, 408 단계에서 다시 제2 채널 감지 동작을 수행한다. 그리고 상기 LAA셀은 408 단계에서 감지된 채널이 409 단계에서 유휴 채널이 아닌 것으로 판단된 경우, 412 단계에서 제3 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 상기 제3 채널 감지 동작은 상기 제1 채널 감지 동작 또는 상기 제2 채널 감지 동작과 동일하게 설정될 수 있다. 또한, 상기 제3 채널 감지 동작은 별도의 채널 감지 또는 채널 점유 동작 없이 시간 지연을 발생하는 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
그리고, 상기 제3 채널 감지 동작이 수행될 수 있는 제3 채널 감지 시간은 상기 제1 채널 감지 시간 또는 상기 제2 채널 감지 시간 중 적어도 하나와 동일하거나 다르게 설정될 수 있다. 만일, 상기 제3 채널 감지 동작이 상기 제1 채널 감지 동작 또는 상기 제2 채널 감지 동작과 동일하게 설정되었을 경우, 상기 LAA셀은 상기 채널 감지 결과를 413 단계에서 판단한다. 상기 LAA셀은 413 단계에서 상기 제3 채널 감지 동작에 의해 감지된 채널이 유휴 상태일 경우, 408 단계에서 다시 제2 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 그리고 상기 LAA셀은 413 단계에서, 감지된 채널이 유휴 상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 412 단계에서 제3 채널 감지 동작을 수행한다.
상기에서 언급한 것과 같이, 경쟁 구간은 재설정 될 수 있다. 이때, 상기 경쟁 구간은 상기 채널에 대한 점유 시도 횟수, 채널에 대한 점유율(예를 들어 트래픽 로드), 또는 상기 채널 점유시 전송한 데이터 신호에 대한 단말의 수신 결과 (예를 들어 ACK/NACK)을 이용하여 경쟁 구간을 재설정할 수 있다. 하지만, 만약 전송 데이터 신호에 대한 단말의 수신 결과를 이용하여 경쟁 구간을 재설정할 경우 동일한 시간에 하나 이상의 단말로부터 ACK/NACK을 수신할 수 있는 LAA의 경우 상기 경쟁 구간 재설정 기준이 불명확할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 기지국이 전송한 데이터에 대한 단말의 수신 결과를 이용하여 경쟁 구간을 재설정 하는 방법을 제안한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LAA 셀과 단말들 간 데이터 송수신에 따른 시간 관계를 나타낸 도면이다.
도 5에서는, LAA셀(505)이 단말(user equipment: UE)1(510) 및 UE2(511)와 데이터를 송수신하는 과정을 일 예로 보이고 있다. 도 5를 참조하면, 상기 LAA셀(505)은 채널 감지 구간(520) 동안 채널 감지 동작을 수행하여 유휴 상태로 판단된 채널을 점유한다. 상기 LAA셀(505)은 도 4의 방식에 따라 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 LAA셀(505)은 상기 점유된 채널을 채널 점유 구간(530) 동안 사용할 수 있다. 또한 상기 LAA셀(505)은 채널 점유가 시작된 시점에 따라 채널 점유를 나타내기 위한 신호(525)를 서브프레임의 시작 시점(515) 전까지 전송할 수 있다. 상기 채널 점유를 나타내기 위한 신호는 PSS/SSS/CRS 및 새로 정의된 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530) 동안 데이터 스케줄링을 통하여 UE1(510) 및 UE2(511)에게 데이터를 전송할 수 있다. UE1(510)은 채널 점유 구간(530) 내의 서브프레임 n, n+1, n+3 및 n+4에서 데이터를 수신한다. 그리고 UE2(511)는 서브프레임 n, n+2, n+3 및 n+4에서 데이터를 수신한다.
상기 LAA셀(505)은 서브프레임 n(515)에서 UE1(510)과 UE2(511)에 대하여 서로 다른 주파수 자원(예를 들어, 자원블록(resource block)을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다. 만약 FDD 시스템의 경우, 서브프레임 n(515)에서 데이터를 수신한 UE1(510)과 UE2(511)은 서브프레임 n+4에서 상기 LAA셀(505)에게 데이터 수신 결과(550)(555)를 각각 송신한다. 상기 LAA셀(505)은 상기 데이터 수신 결과에 따라 데이터 재전송을 수행할 수 있다.
다시 말해, 상기 LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530) 동안 UE1(510) 및 UE2(511)에게 데이터 전송을 수행한 후, 서브프레임 n+4에서 n+8 동안 상기 UE1(510) 및 UE2(511) 로부터 데이터 수신 결과를 수신할 수 있다.여기서, 상기 LAA셀(505)은 상기 수신된 데이터 수신 결과를 이용하여 채널 감지 동작을 위한 경쟁 구간을 재설정 할 수 있다.
상기 LAA셀(505)이 경쟁 구간을 재설정하는 기준은 다음과 같이 설정될 수 있다.
- 방법1: LAA셀의 채널 점유 구간 동안 전송한 모든 데이터에 대한 UE의 수신 결과를 기반으로 경쟁 구간 재설정
- 방법2: LAA셀의 채널 점유 구간 내의 가장 마지막 시점 (또는 가장 마지막 전체 서브프레임(full subframe))에 전송한 데이터에 대한 UE의 수신 결과를 기반으로 경쟁 구간 재설정
- 방법3: LAA셀의 채널 점유 구간 중 설정된 시간 이전에 전송한 데이터에 대한 UE의 수신 결과를 기반으로 경쟁 구간 재설정
- 방법4: LAA셀의 채널 점유 구간 중 설정된 시간 이후에 전송한 데이터에 대한 UE의 수신 결과를 기반으로 경쟁 구간 재설정
상기 방법들에 따른 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 LAA셀(505)(또는 기지국)은 채널 점유 구간(530) 동안 UE1(510) 및 UE2(511)에게 데이터를 전송하고, 해당 셀의 설정된 듀플렉스 방식(일 예로, FDD 방식, TDD 방식) 또는 LAA셀(505) 동작을 위하여 새롭게 정의된 기지국-UE 간 ACK/NACK(이하 “A/N”이라 칭함) 전송 시간 관계에 따라 상기 전송된 데이터에 대한 UE의 수신 결과(A/N)를 정 된 시간에 따라 수신할 수 있다. 여기서, 상기 LAA셀(505)은 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 수신한 데이터 수신 결과 전체 혹은 일부를 이용하여 다음 채널 감지 동작을 위한 경쟁 구간을 재설정 할 수 있다.
도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 이하 전체 실시 예에서는 설명의 편의를 위하여 상기 LAA셀(505)이 FDD 방식을 기반으로 동작하는 경우를 가정하여 설명할 것이나, 상기 LAA셀(505)이 TDD 방식 또는 별도로 정의된 방식을 기반으로 동작하는 경우에도 적용 가능하다.
상기 LAA셀(505)이 FDD 방식을 기반으로 동작하는 경우, 서브프레임 n에서 상기 LAA셀(505)로부터 데이터를 수신한 UE1(510) 및 UE2(511)는 서브프레임 n+4에서 해당 데이터에 대한 수신 결과 (550)(555)를 각각 상기 LAA셀(505)로 송신한다. 따라서, 상기 LAA셀(505)은 상기 채널 점유 구간(530)에 따라 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 데이터 수신 결과를 [n+4 ~ n+8] 구간에서 수신할 수 있다. 이때, 상기와 같이 경쟁 구간 재설정을 위하여 UE들로부터 A/N을 수신하는 구간 (이하 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 표현)은 다음과 같이 설정할 수 있다.
- 방법 A-1: LAA셀의 채널 점유 구간 동안 전송한 모든 데이터에 대하여 일부 혹은 전체 UE로부터 데이터 수신 결과를 LAA셀이 수신하는 시간
- 방법 A-2: LAA셀의 채널 점유 구간 내의 가장 마지막 데이터 전송 시점에 전송한 데이터에 대하여 일부 혹은 전체 UE로부터 데이터 수신 결과를 LAA셀이 수신하는 시간
- 방법 A-3: LAA셀의 채널 점유 구간 내의 가장 첫 번째 데이터 전송 시점에 전송한 데이터에 대하여 일부 혹은 전체 UE로부터 데이터 수신 결과를 LAA셀이 수신하는 시간
- 방법 A-4: LAA셀의 채널 점유 구간 내의 특정 시점에 전송한 데이터에 대하여 일부 혹은 전체 UE로부터 데이터 수신 결과를 LAA셀이 수신하는 시간
- 방법 A-5: LAA셀의 채널 점유 구간 내의 특정 시점 이전 또는 이후에 전송한 데이터에 대하여 일부 혹은 전체 UE로부터 데이터 수신 결과를 LAA셀이 수신하는 시간
- 방법 A-6: 사전에 정의되거나 설정된 시간
도 5를 이용하여 방법 A-1을 설명하면 다음과 같다. LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530)에서 전송한 데이터에 대하여 [n+4 ~ n+8] 구간에서 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 데이터 수신 결과(550)(560)(570)(580)(555)(565)(575)(585)를 수신한다. 상기 [n+4 ~ n+8] 구간은 경쟁 구간 재설정을 위한 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정될 수 있다. 즉, 상기와 같이 LAA셀(505)은 특정 채널 점유 구간에서 송신한 데이터 전송에 대한 UE의 데이터 수신 결과를 수신하는 구간을 경쟁 구간 재설정을 위한 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다.
도 5를 이용하여 방법 A-2을 설명하면 다음과 같다. LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530)에서 전송한 데이터에 대하여 [n+4 ~ n+8] 구간에서 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 데이터 수신 결과(550)(560)(570)(580)(555)(565)(575)(585)를 수신한다. 여기서, LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530) 중 A/N 전송이 필요한 가장 마지막 데이터 전송 시점(또는 1ms 서브프레임(515)을 갖는 마지막 서브프레임 (n+4)에서 송신한 데이터에 대한 UE(510)(511)의 데이터 수신 결과(550)(555)를 수신하는 구간(n+8)을 경쟁 구간 재설정을 위한 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다.
도 5를 이용하여 방법 A-3을 설명하면 다음과 같다. LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530)에서 전송한 데이터에 대하여 [n+4 ~ n+8] 구간에서 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 데이터 수신 결과(550)(560)(570)(580)(555)(565)(575)(585)를 수신한다. 여기서, 상기 LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530) 내의 A/N 전송이 필요한 가장 첫 번째 데이터 전송 시점(또는 1ms 서브프레임을 갖는 첫 번째 서브프레임 (n)에서 송신한 데이터 전송에 대한 UE의 데이터 수신 결과를 수신하는 구간(n+4)을 경쟁 구간 재설정을 위한 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다.
도 5를 이용하여 방법 A-4 및 방법 A-5를 설명하면 다음과 같다. LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530)에서 전송한 데이터에 대하여 [n+4 ~ n+8] 구간에서 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 데이터 수신 결과(550)(560)(570)(580)(555)(565)(575)(585)를 수신한다. 여기서, LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530) 중 A/N 전송이 필요한 데이터 전송 시점(또는 1ms 서브프레임)에서 특정 서브프레임 또는 특정 서브프레임 이전 또는 이후 에서 송신한 데이터 전송에 대한 UE의 데이터 수신 결과를 수신하는 구간을 경쟁 구간 재설정을 위한 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다.
예를 들어, LAA셀(505)과 UE 간 사전에 정의된 UE의 A/N 전송 시간 관계에 따라서 경쟁 구간 설정 기준 시간을 설정할 수 있다. FDD 방식이 사용될 경우, 상기 LAA셀(505)과 UE 간 사전에 정의된 UE의 A/N 전송 시간 관계는 상기 LAA셀(505)이 데이터를 전송한 시점으로부터 4ms 이후의 시점에 A/N을 전송해야 함을 나타낸다. 따라서, 상기 LAA셀(505)은 채널 점유 구간(530)을 기준으로 UE의 A/N 전송 시간 관계를 이용하여 경쟁 구간 설정 기준 시간을 설정 할 수 있다.
예를 들어 채널 점유 구간(530)의 가장 마지막 데이터 전송 시점(또는 1ms 마지막 서브프레임)을 기준으로 정의된 단말의 A/N 전송 시간 관계 이전의 서브프레임을 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다. 즉, 채널 점유 구간(530)의 마지막 채널 점유 시점인 n+4에 대하여 A/N 전송 시간 관계 이전의 서브프레임, 즉 서브프레임 n에 대한 단말의 A/N 전송 구간 (n+4)을 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다. 여기서, 방법 A-5에서와 같이 상기 서브프레임 n을 포함하여 서브프레임 n+4 이전 또는 이후의 구간을 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다.
도 5를 이용하여 방법 A-6을 설명하면 다음과 같다. LAA셀(505)이 채널 점유 구간(530)에서 데이터 전송을 시작하는 시점(n), 또는 상기 채널 점유 구간(530)에서 전송한 데이터에 대하여 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 데이터 수신 결과를 수신하는 시작 시점(n+4)을 기준으로 사전에 설정되거나 LAA셀로부터 설정된 시간 A 시간을 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다. 예를 들어, A=100ms일 경우, 상기 LAA셀(505)은 데이터 전송을 시작하는 시점(n) 또는 전송한 데이터에 대하여 UE1(510) 및 UE2(511)로부터 데이터 수신 결과 수신하는 시작 시점(n+4)을 기준으로 100ms 이내 구간(n+100, 또는 n+104)을 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다.
이때, 상기 LAA셀(505)은 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간에 일부 혹은 전체 UE로부터 수신된 A/N 정보를 경쟁 구간 재설정을 위해 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간 중 데이터 수신에 대한 결과를 송신하는 모든 UE들을 경쟁 구간 변경 기준 UE로 설정할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 LAA셀(505)은 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간에서 데이터 수신 결과를 송신하는 모든 UE들 중에서 채널 품질 정보(또는 할당된 MCS(Modulation and Coding Scheme) 값)을 기반으로 일부의 UE를 선택하여 경쟁 구간 변경 기준 UE로 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 LAA셀(505)은 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간 내에 가장 낮은 MCS 값을 할당받은 UE 또는 사전에 설정되거나 LAA셀(505)이 선택한 범위 내의 MCS 값을 할당 받은 UE를 경쟁 구간 변경 기준 UE로 설정할 수 있다. 다시 말해, MCS 값이 낮은 UE는 인접 기기들로부터 간섭을 심하게 받고 있는 UE로 간주되어 상기 UE는 경쟁 구간 변경 기준 UE로 사용할 수 있다. 또는, 상기 LAA셀(505)은 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간 동안 데이터 수신 결과를 송신하는 UE들 중에서, 가장 최근에 상기 LAA셀(505)에게 측정된 채널 정보를 전달한 UE, 또는 UE 채널 환경을 전달하기 위하여 별도로 정의된 신호를 전달한 UE를 경쟁 구간 변경 기준 UE로 설정할 수 있다.
상기 LAA셀(505)은 상기와 같은 방법들을 각각 또는 조합하여 경쟁 구간 재설정을 위한 기준 UE를 설정할 수 있다. 또한, 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간은 상기 방법들 뿐만 아니라, 상기 방법들 간의 조합 또는 상기 방법들의 확장을 통하여 설정 가능하다. 일 예로, 방법 1에서 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간은 하나 이상의 LAA셀의 채널 점유 구간을 기준으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 채널 점유 구간(530 및 535)에 대응되는 구간이 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정될 수 있다. 상기에서 제시한 방법 및 예는 하나의 예시일 뿐이며 이에 한정되지 않는다.
상기 LAA셀(505)은 상기 방법들 각각 혹은 상기 방법들의 조합을 이용하여 UE로부터 수신한 데이터 수신 결과 전체 혹은 일부를 이용하여 다음 채널 감지 동작을 위한 경쟁 구간을 재설정 할 수 있다. 이때, 상기 LAA셀(505)이 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간 및 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE로부터 수신된 A/N 정보를 이용하여 다음 채널 감지 동작에 적용되는 경쟁 구간을 변경하는 방법은 다음과 같다.
- 방법 B-1: 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간 동안 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE로부터 적어도 하나 이상의 NACK이 수신될 경우, 다음 채널 감지 동작에 적용되는 경쟁 구간 증가
- 방법 B-2: 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간 동안 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE로부터 수신된 NACK(또는 ACK)의 수 또는 비율을 기준으로 다음 채널 감지 동작에 적용되는 경쟁 구간 증가 또는 감소
방법 B-1을 도 5를 이용하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 경쟁 구간 설정 기준 시간이 방법 A-1과 같이 상기 LAA셀(505)의 채널 점유 구간(530)에 대응되는 [n+4 ~ n+8]로 설정되고, 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE가 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간에 데이터 수신 결과를 전송하는 모든 UE로 설정되었을 경우, 도 5와 같이 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간 동안 상기 LAA셀(505)은 UE2(511)으로부터 NACK(555)를 수신하였으므로 경쟁 구간을 증가시킬 수 있다. 이때, 경쟁 구간을 증가시키는 하나의 예로 지수적인 증가 방식 (예, 16 -> 32 -> 64 -> 128 -> 1024)을 사용할 수 있다. 상기 지수적인 증가 방식은 하나의 일 예로 선형적인 증가 방식, 또는 사전에 설정된 경쟁 구간 후보 값들 (또는 set, {16, 32, 64, 256, 1024}) 중에서 하나의 값을 순차적으로 또는 임의로 선택하는 방식 등을 포함하여 경쟁 구간을 변경 시킬 수 있다.
만일, 상기 LAA셀(505)에서 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간 내에 경쟁 구간 설정 기준 UE로부터 ACK 또는 NACK을 받지 못하였을 경우, 상기 LAA셀(505)은 NACK을 수신한 것으로 판단하고 상기 경쟁 구간 증가시키거나, 기 설정된 경쟁 구간을 재사용할 수 있다. 또한, 상기 LAA셀(505)은 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간 내에 경쟁 구간 설정 기준 UE로부터 NACK을 수신하지 않았을 경우, 경쟁 구간을 변경하지 않거나, 초기 설정 값으로 경쟁 구간을 변경할 수 있다.
방법 B-2를 도 5를 이용하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 LAA셀(505)의 경쟁 구간 설정 기준 시간이 상기 LAA셀(505)의 채널 점유 구간(530)에 대응되는 (n+4 ~ n+8)로 설정되고, 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE가 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간에 데이터 수신 결과를 전송하는 모든 UE로 설정되었을 경우, 도 5에 나타난 바와 같이 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간 동안 상기 LAA셀(505)은 UE2(511)로부터 1개의 NACK(555)를 수신 할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 LAA셀(505)은 방법 B-2를 기반으로 2개 이상의 NACK 또는 P% (일 예로, 10%) 이상의 NACK을 수신하였을 경우를 경쟁 구간 변경 기준으로 설정하였을 경우, 경쟁 구간을 변경하지 않거나, 경쟁 구간을 초기 경쟁 구간으로 재설정 할 수 있다.
또한, 상기 LAA셀(505)은 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간 내에 경쟁 구간 설정 기준 UE로부터 2개 이상의 NACK 또는 P% 이상의 NACK을 수신하였을 경우, 경쟁 구간을 변경시킬 수 있다. 경쟁 구간을 변경시키는 하나의 예로 지수적인 증가 방식 (예, 16 -> 32 -> 64 -> 128 -> … -> 1024) 또는 감소 방식(예, 1024 -> 512 -> … -> 32 -> 16)을 사용할 수 있다. 상기 지수적인 증가 방식은 하나의 일 예로 선형적인 증가 방식, 또는 사전에 설정된 경쟁 구간 후보 값들 (또는 set, {16, 32, 64, 256, 1024}) 중에서 하나의 값을 순차적으로 또는 임의로 선택하는 방식 등을 포함할 수 있다.
상기 LAA셀(505)은 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간 내에 경쟁 구간 설정 기준 UE로부터 ACK 또는 NACK을 수신하지 못하였을 경우, NACK을 수신한 것으로 판단하고 상기 경쟁 구간 증가시키거나, 기 설정된 경쟁 구간을 재사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 전송과 제어 정보 전송 별로 경쟁 구간이 설정된 예를 도시한 도면이다.
LAA셀(600)은 LAA셀(600)의 채널을 점유하여 전달하고자 하는 신호 종류에 따라 상기 경쟁 구간 증가 또는 감소 방식이 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 일반적인 데이터 전송(PDSCH/PUSCH)에 대한 채널 점유에 대해서는 지수적 증가 방식을 이용한 경쟁 구간 증가 방식을 적용하고, 제어 정보 전달을 ((E)PDCCH/Discovery RS, SRS, CSI-RS 등) 위한 채널 점유에 대해서는 경쟁 구간을 초기 구간으로 설정하여 사용하거나 또는 선형적인 증가 방식을 활용할 수 있다.
상기와 같은 기준 및 방식에 의해 변경된 경쟁 구간은, 경쟁 구간 설정 기준 시간 및 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE, 경쟁 구간 변경 기준 및 방법이 결정된 시점 이후에 발생하는 채널 감지 동작(예를 들어, 제2 채널 감지 동작)에 적용될 수 있다. 하지만, 상기와 같이 경쟁 구간 변경을 수행하기 이전에 채널 감지 동작이 수행 될 수 있기 때문에, 상기와 같이 경쟁 구간 변경 시점 이전에 수행되는 채널 감지 동작을 위한 경쟁 구간 설정이 필요하다. 이를 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 LAA셀(600)은 UE(605)에게 데이터 전송을 수행하기 위하여 기 설정된 경쟁 구간(610) 동안 채널 감지 동작을 수행한다. 상기 LAA셀(600)은 채널 감지 동작에 따라 유휴 상태의 채널을 판단한다. 상기 LAA셀(600)은 상기 채널을 채널 점유 구간(620) 동안 점유하여 사용할 수 있다. 따라서, 상기 LAA셀(600)은 상기 채널 점유 구간(620) 동안 상기 UE(605)에게 데이터를 전송한다.
여기서, 상기 LAA셀(600)의 경쟁 구간 설정 기준 시간은 방법 A-2를 기반으로 설정되었고, 경쟁 구간 설정 기준 UE는 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간에 데이터 수신 결과를 전송하는 모든 UE로 설정되었고, 경쟁 구간 변경 방법은 상기 방법 B-1을 기반으로 설정되었다고 가정한다. 그러면, 상기 LAA셀(600)은 채널 점유 구간(620) 동안 전송한 데이터에 대한 A/N 중 마지막 서브프레임에 대한 A/N(674)을 기준으로 경쟁 구간을 변경한다.
하지만, 도 6에 나타난 바와 같이 상기 LAA셀(600)이 채널 감지 구간(620)에 대한 A/N(674)을 수신하기 이전, 다시 말해 경쟁 구간 변경 시점 이전에 상기 LAA셀(600)은 추가 채널 점유를 위하여 채널 감지 동작(630)을 재 수행한 후, 채널 감지 결과에 따라 채널 점유 구간(640)을 점유할 수 있다. 일반적인 WiFi 시스템에서는 채널 점유 후 다시 채널을 재점유하는 경우 경쟁 구간이 변경되게 된다. 즉, 상기 채널 점유 구간에서의 UE의 데이터 수신 결과에 따라 경쟁 구간이 증가하거나 감소하게 된다. 하지만 상기 LAA셀(600)의 경우, 상기와 같이 경쟁 구간 변경을 수행하기 이전에 채널 감지 동작(630)이 수행 될 수 있기 때문에, 상기와 같이 경쟁 구간 변경 시점 이전에 수행되는 채널 감지 동작(630)에 대한 경쟁 구간 설정이 필요하다.
상기와 같이 경쟁 구간 변경 시점 이전에 수행되는 채널 감지 동작(630)에 대한 경쟁 구간 설정은 다음과 같은 방법에 따라 설정될 수 있다.
- 방법 C-1: 이전 채널 점유 시 설정된 경쟁 구간 재사용
- 방법 C-2: 경쟁 구간 초기값 사용
- 방법 C-3: 채널 감지 동작 이전에 수신된 UE 수신 성능에 따라 변경
방법 C-1을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 도 6에 나타난 바와 같이 경쟁 구간 변경 시점 이전에 수행되는 채널 감지 동작(630)에 대한 경쟁 구간은 이전의 가장 최근 채널 감지 동작(610)에서 사용된 경쟁 구간과 동일하게 설정하여 사용될 수 있다. 또 다른 방법으로는 경쟁 구간 변경 시점 이전에 수행되는 채널 감지 동작(630)에 대한 경쟁 구간은 경쟁 구간 초기값을 이용하여 채널 감지 동작(630)을 수행하거나, 상기와 같이 경쟁 구간 변경 시점 이전에 수행되는 채널 감지 동작(630)에 대한 경쟁 구간을 특정 구간으로 사전에 정의하여 사용할 수 있다. 또 다른 방법으로는 경쟁 구간 변경 시점 이전에 수행되는 채널 감지 동작(630) 이전에 수신된 UE의 A/N 정보를 이용하여 변경할 수 있다. 이때, 상기 설정된 경쟁 구간 설정 기준 시간 및 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE 중 적어도 하나의 기준을 제외하거나 다른 방식으로 변경하여, 수신된 UE의 A/N 정보를 이용하여 경쟁 구간을 변경할 수 있다.
상기 LAA셀(600)이 채널 점유 구간(640) 점유 이후, 채널 재 점유를 시도할 경우 채널 감지 동작(650)을 통하여 채널을 점유 할 수 있다. 이때, 상기 채널 감지 동작(650)은 이전에 변경된 경쟁 구간을 이용하여 채널 감지 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 LAA셀(600)은 경쟁 구간 변경 시점 이후에 수행되는 채널 감지 동작에 대하여 기 변경된 경쟁 구간을 사용하지 않고 다른 경쟁 구간을 사용할 수 있다. 다시 말해, 상기 LAA셀(600)의 채널을 점유하여 전달하고자 하는 신호 종류에 따라 기 변경된 경쟁 구간을 사용하지 않거나, 별도로 정의된 경쟁 구간을 적용하여 채널 감지 동작을 수행 할 수 있다.
예를 들어, 일반적인 데이터 전송(PDSCH/PUSCH)(일 예로, 620, 640, 660)에 대한 채널 점유에 대해서는 기 변경된 경쟁 구간을 사용하여 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 이때, 만일 제어 정보 전달(예를 들어, (E)PDCCH, Discovery RS, SRS, CSI-RS 등)(685)을 위하여 채널 점유를 시도하는 경우, 기 변경된 경쟁 구간과 다른 경쟁 구간(680)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 초기 설정된 경쟁 구간으로 변경하여 사용하거나, 상기 제어 정보 전달을 위해 별도로 설정된 경쟁 구간을 이용하여 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제어 정보 전달을 위해서 별도의 채널 감지 동작 수행 없이 채널을 점유하여 사용할 수도 있다. 상기 제어 정보 전달을 위한 채널 점유 이후, 다시 일반적인 데이터 전송(695)를 위하여 채널을 점유할 경우, 상기 LAA셀(600)은 기 설정된 경쟁 구간(예를 들어, 채널 점유 구간(660)을 통해 변경된 경쟁 구간) 또는 기존 데이터 전송을 위한 채널 점유시 사용한 경쟁 구간(650에서의 경쟁 구간)을 사용하거나, 초기 경쟁 구간으로 설정하여 채널 감지 동작을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 감지 동작을 위한 경쟁 구간을 설정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, LAA셀은 701 단계에서 경쟁 구간 설정 기준 시간을 설정한다. 상기 LAA셀은 채널 점유 시간에 대한 UE의 A/N 전송 구간 전체 혹은 일부, 또는 A/N 전송 시간 관계를 이용하여 설정된 특정 시간을 경쟁 구간 설정 기준 시간으로 설정할 수 있다.
상기 LAA셀은 702 단계에서 경쟁 구간 설정 기준 UE를 설정한다. 상기 LAA셀은 상기 경쟁 구간 설정 기준 시간에서 A/N 전송을 수행하는 UE 전체 또는 일부를 경쟁 구간 설정 기준 UE로 설정할 수 있다.
상기 LAA셀은 703 단계에서 경쟁 구간 변경 기준을 설정한다. 즉, 상기 LAA셀은 701 및 702 단계에 따라 수신된 A/N 개수 또는 비율 등을 기반으로 경쟁 구간 기준을 설정한다.
상기 LAA셀은 704 단계에서 상기 경쟁 구간 설정 기준 UE가 송신한 데이터 수신 결과를 수신한다. 그리고 상기 LAA 셀은 701, 702 및 703 단계에서 설정된 경쟁 구간 변경 기준을 기반으로 705 단계에서 경쟁 구간을 변경해야 할지 여부를 판단한다. 예를 들어, 상기 LAA 셀은 응답 신호가 피드백될 수 있는 상기 LAA 셀이 가장 최근에 전송한 연속된 서브 프레임의 첫 번째(또는 시작) 서브 프레임에서 송신된 다수개의 데이터에 대한 응답 신호들을 수신한다. 상기 첫 번째 서브 프레임은 기지국에서 A/N 피드백이 이용(available)될 수 있는 서브 프레임을 나타낸다. 상기 LAA 셀은 상기 응답 신호들 중 NACK 신호의 비율이 미리 설정된 비율 이상인지를 기반으로 상기 경쟁 구간을 변경하거나 유지시켜야 할지 여부를 판단할 수 있다.
상기 LAA셀은 경쟁 구간을 증가시켜야 할 경우(예를 들어, 상기 응답 신호들 중 NACK 비율이 미리 설정된 비율(일 예로, 80%) 이상인 경우)706 단계에서 설정된 경쟁 구간 증가 방식에 따라 경쟁 구간을 증가시킨다.
그리고, 상기 LAA셀은 경쟁 구간 증가가 필요 없을 경우(예를 들어, 상기 응답 신호들 중 NACK 비율이 상기 미리 설정된 비율 미만인 경우), 707 단계에서 설정된 경쟁 구간 감소 방식에 따라 경쟁 구간을 감소시키거나, 기존의 경쟁 구간을 유지하거나, 경쟁 구간을 초기 값으로 설정한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도이다.
도 8을 참조하면, 상기 기지국은 제어기(800), 송신기(810) 및 수신기(820)를 포함한다. 상기 제어기(800), 송신기(810) 및 수신기(820)는 앞서 설명한 비 면허 대역에 대한 채널 점유 동작 및 경쟁 구간 설정 동작 등을 수행한다.
상기 수신기(810)는 기지국, UE 등으로부터 신호를 수신하거나, 기지국, UE 등으로부터의 채널을 측정하는 동작을 수행한다. 그리고 상기 수신기(810)는 상기 제어기(800)를 통해 설정된 채널 감지 동작에 대한 설정 값을 이용하여 비 면허 대역 채널을 감지하는 동작 등을 수행할 수 있다.
상기 제어기(800)는 상기 수신기(810)에서 감지된 비 면허 대역에 대한 정보를 기반으로 상기 비 면허 대역이 유휴 상태인지 아닌지를 판단할 수 있다. 상기 제어기(800)는 판단된 비 면허 대역이 유휴 상태일 경우 채널 점유를 위한 신호 또는 특정 단말에 대한 제어 채널 및 데이터 채널 정보를 전송하도록 상기 송신기(810)를 제어할 수 있다. 그리고 상기 제어기(800)는 판단된 비 면허 대역이 유휴 상태가 아닐 경우, 상기 수신기(820)에서 채널 감지 동작을 지속적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
상기 제어기(800)는 특정 UE에 대한 PDCCH/EPDCCH 등과 같은 제어 채널 전송 파라미터 설정, 다양한 종류의 기준 신호 전송 파라미터 설정, PDSCH/EPDSCH 스케줄링 등을 포함하여 기지국과 단말간 설정 또는 전달이 필요한 파라미터, 경쟁 구간 등 채널 감지 동작에 사용되는 변수 등의 일부 또는 전부를 결정할 수 있다. 상기 제어기(800)가 설정한 기지국과 UE 간의 파라미터들은 상기 송신기(820)를 제어하여 상기 UE에 통보될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 UE의 블록 구성도이다.
도 9를 참조하면, 상기 UE는 제어기(900), 송신기(910) 및 수신기(920)를 포함한다.
상기 제어기(900)는 상기 수신기(920)를 제어하여 기지국으로부터 면허 대역 및 비 면허 대역에서의 신호 전송을 위한 기지국-UE간의 설정 정보를 수신하고, 수신된 설정 정보를 기반으로 비 면허 대역을 사용한다. 상기 제어기(900)은 상기 수신기(920)을 통해 수신한 기지국이 설정한 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임에서의 스케줄링 가능 여부를 판단하는 설정 값, 기지국의 채널 점유 시작 심볼에 전송하는 신호에 대한 설정 값, 기지국이 면허 대역 또는 다른 비 면허 대역을 이용하여 UE에게 전송할 수 있는 비 면허 대역 상태 정보 등 중에서 적어도 하나를 이용하여 해당 비 면허 대역의 상태 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 제어기(900)는 기지국으로부터 수신한 데이터 신호에 대한 수신 결과를 판단하고, 상기 송신기(910)를 제어하여 기지국으로 데이터 수신 결과를 통보할 수 있다.
상기 제어기(900)는 상기 수신기(920)가 수신한 제어 정보로부터 PDSCH/EPDSCH 스케줄링 정보를 판단할 수 있다. 또한 상기 제어기(900)는 상기 수신기(920)을 통해 상기 PDSCH/EPDSCH를 수신하여, 상기 PDSCH/EPDSCH를 복호화하는 복호화기를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 경쟁 구간(contention window)을 관리하는 방법에 있어서,
    제1서브 프레임에서 다수의 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 다수의 데이터에 대응하는 응답 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 응답 신호들 중 부정 응답(Negative Acknowledge: NACK) 신호의 비율을 판단하는 과정과,
    상기 판단된 비율을 기반으로 상기 경쟁 구간을 조정하거나 유지하는 과정을 포함하는 경쟁 구간 조정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브 프레임은 상기 기지국이 전송하는 연속된 서브 프레임의 첫 번째 서브 프레임임을 특징으로 하는 경쟁 구간 조정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브 프레임은 상기 기지국에서 적어도 하나의 응답 신호를 이용할 수 있도록 상기 다수의 데이터를 송신하는 서브 프레임임을 특징으로 하는 경쟁 구간 조정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쟁 구간을 조정하거나 유지하는 과정은,
    상기 NACK 신호의 비율이 미리 설정된 비율 이상인 경우, 상기 경쟁 구간을 증가시키는 과정을 포함하는 경쟁 구간 조정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경쟁 구간을 증가시키는 과정은,
    상기 경쟁 구간을 미리 설정된 경쟁 구간 후보 값들 중 현재 설정된 경쟁 구간값 보다 큰 값으로 설정하는 과정을 포함하는 경쟁 구간 조정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경쟁 구간을 변경하거나 유지하는 과정은,
    상기 NACK 신호의 비율이 미리 설정된 비율 미만인 경우, 상기 경쟁 구간을 초기값으로 설정하는 과정을 포함하는 경쟁 구간 조정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 초기값으로 설정하는 과정은,
    상기 경쟁 구간을 미리 설정된 경쟁 구간 후보 값들 중 최소값으로 설정하는 과정을 포함하는 경쟁 구간 조정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 NACK 신호의 비율을 판단하는 과정은,
    상기 다수의 데이터 각각에 대하여 응답 신호가 검출되지 않은 경우, 해당 데이터에 대응하여 NACK 신호를 카운트하는 과정을 포함하는 경쟁 구간 조정 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 경쟁 구간 내의 임의의 값을 카운터값으로 설정하는 과정과,
    제1구간 동안 유휴(idle) 상태의 채널을 감지(sensing)하는 과정과,
    상기 유휴 상태의 채널이 감지되면 상기 카운터값을 감소시키고, 상기 카운터값을 기반으로 상기 감지된 채널을 사용하여 제2서브 프레임에서 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 유휴 상태의 채널이 감지되지 않으면 제2구간 동안 상기 유휴 상태의 채널을 감지하는 과정을 더 포함하며,
    상기 다수의 데이터를 송신하기 위해 사용된 채널과 상기 감지된 채널은 동일하거나 상이함을 특징으로 하는 경쟁 구간 조정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 카운터값을 기반으로 상기 감지된 채널을 사용하여 제2서브 프레임에서 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 카운터값이 미리 설정된 값과 동일한 경우 상기 감지된 채널을 사용하여 상기 제2서브 프레임에서 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 카운터값이 상기 미리 설정된 값보다 큰 경우 상기 카운터값을 지정된 값만큼 감소시키고, 제3구간 동안 상기 유휴 상태의 채널을 감지하는 과정을 포함하는 경쟁 구간 조정 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
    제1 서브프레임에서 다수의 데이터를 송신기;
    상기 다수의 데이터에 대응하는 응답 신호을 수신하는 수신기; 및
    상기 응답 신호들 중 부정 응답(Negative Acknowledge: NACK) 신호의 비율을 판단하고, 상기 판단된 비율을 기반으로 상기 경쟁 구간을 조정하거나 유지하는 제어기;를 포함하는 기지국.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1서브 프레임은 상기 기지국이 전송하는 연속된 서브 프레임의 첫 번째 서브 프레임임을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브 프레임은 상기 기지국에서 적어도 하나의 응답 신호를 이용할 수 있도록 상기 다수의 데이터를 송신하는 서브 프레임임을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 NACK 신호의 비율이 미리 설정된 비율 이상인 경우, 상기 경쟁 구간을 증가시키는 기지국.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 경쟁 구간을 미리 설정된 경쟁 구간 후보 값들 중 현재 설정된 경쟁 구간값 보다 큰 값으로 설정하는 기지국.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 NACK 신호의 비율이 미리 설정된 비율 미만인 경우, 상기 경쟁 구간을 초기값으로 설정하는 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 경쟁 구간을 미리 설정된 경쟁 구간 후보 값들 중 최소값으로 설정하는 기지국.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 다수의 데이터 각각에 대하여 응답 신호가 검출되지 않은 경우, 해당 데이터에 대응하여 NACK 신호를 카운트하는 기지국.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 경쟁 구간 내의 임의의 값을 카운터값으로 설정하고,
    제1구간 동안 유휴(idle) 상태의 채널을 감지(sensing)하고,
    상기 유휴 상태의 채널이 감지되면 상기 카운터값을 감소시키고,
    상기 카운터값을 기반으로 상기 감지된 채널을 사용하여 제2서브 프레임에서 데이터를 송신하도록 상기 송신기를 제어하고,
    상기 유휴 상태의 채널이 감지되지 않으면 제2구간 동안 상기 유휴 상태의 채널을 감지하며,
    상기 다수의 데이터를 송신하기 위해 사용된 채널과 상기 감지된 채널은 동일하거나 상이함을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 카운터값이 미리 설정된 값과 동일한 경우 상기 감지된 채널을 사용하여 상기 제2서브 프레임에서 데이터를 송신하도록 상기 송신기를 제어하고,
    상기 카운터값이 상기 미리 설정된 값보다 큰 경우 상기 카운터값을 지정된 값만큼 감소시키고, 제3구간 동안 상기 유휴 상태의 채널을 감지하는 기지국.
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