KR20180083704A - 무선 통신 시스템에 있어서 기지국 및 이의 제어 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에 있어서 기지국 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 제어 방법은, 비면허 대역에서 단말로 전송하기 데이터를 포함하는 제1 패킷을 생성하는 단계, 제1 패킷의 생성이 완료된 경우, 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱의 완료 여부를 판단하는 단계 및 판단 결과, 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 제1 패킷의 전송을 생략하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에 있어서 기지국 및 이의 제어 방법 { BASE STATION AND CONTROL METHOD THEREOF IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM }
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 비면허 대역을 점유하고, 상기 비면허 대역에서 데이터 패킷을 전송하는 기지국 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 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) 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 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한, 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 디바이스들이 비면허 대역을 점유하고, 상기 점유한 비면허 대역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 경우, 전송 효율을 높이기 위한 방법의 필요성이 대두하였다.
상기와 같은 필요성에 의해, 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 디바이스가 비면허 대역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 경우, LBT(listen before talk)와 같은 채널 센싱을 수행하고 예약/점유 신호를 전송하는 시간을 포함하는 최대 점유 시간 동안 패킷의 전송 효율을 최대화할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 방법에 있어서, 비면허 대역에서 단말로 전송하기 데이터를 포함하는 제1 패킷을 생성하는 단계, 상기 제1 패킷의 생성이 완료된 경우, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱의 완료 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제1 패킷의 전송을 생략하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기지국은 신호를 송수신하는 송수신부 및 비면허 대역에서 상기 송수신부를 통해 단말로 전송하기 데이터를 포함하는 제1 패킷을 생성하고, 상기 제1 패킷의 생성이 완료된 경우, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱의 완료 여부를 판단하며, 상기 판단 결과, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제1 패킷의 전송을 생략하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 디바이스는 비면허 대역에서 데이터 패킷을 전송하는 경우, 전송 효율을 높일 수 있게 된다.
도 1a 내지 도 1f는 일반적인 실시 예에 따른, 비면허 대역에 대한 채널 센싱 및 채널 센싱 수행 후 패킷 전송 방법을 나타내는 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도,
도 5는 본 발명의 제2-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 제2-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도,
도 7은 본 발명의 제2-2 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 제2-2 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도,
도 9는 본 발명의 제3-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 제3-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도,
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3-2 내지 제3-4 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면, 그리고
도 14는 본 발명의 제어 방법에 따라, 비 면허 대역에서 데이터 패킷을 전송하는 디바이스의 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
본 발명에서의 단말은 일반적으로 이동 단말을 포함할 수 있으며, 이동 통신 시스템에 기가입되어 이동 통신 시스템으로부터 서비스를 제공 받는 기기를 지시할 수 있다. 상기 이동 단말에는 스마트폰, 태블릿 PC 같은 스마트 기기를 포함할 수 있으며, 이는 일 예시에 해당하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
비 면허 대역을 사용하는 통신 디바이스는 다른 디바이스들과의 주파수 채널을 공유하기 위해 데이터 패킷을 전송하기 전에 채널 센싱을 수행할 필요가 있다. 상기 채널 센싱은 무선 채널을 다른 디바이스가 사용하고 있는지 여부를 판단하는 동작일 수 있다. 예를 들면, 상기 채널 센싱 동작으로 LBT(listen before talk) 기술이 사용될 수 있다. 상기 LBT는 주파수 채널을 사용하기 전에 다른 디바이스가 해당 채널을 사용하고 있는지 먼저 확인하고, 해당 채널이 일정시간 동안 미사용인 경우(Idle)에 통신 신호를 전송하기 위한 기술이다.
3GPP Rel-13 LAA(licensed assisted access) 규격은 면허 대역의 주파수 자원과 비면허 대역의 주파수 자원을 결합하여 사용하는 표준으로, 비면허 대역에서의 LBT 기능을 도입하였다.
LBT로 인해 데이터를 전송하기 위해서는 지연구간(defer period) Td 와 9 μs x N 회(Random backoff) 시간 동안, 해당 채널이 미사용임이 감지되어야 전송할 수 있다. 상기 지연 구간 Td 는 무선 지연과 전송 우선순위에 따라 기다리는 일정 대기 시간을 의미할 수 있다. 또한, T d 와 N의 범위(CW: Contention Window)는 데이터 패킷의 전송 우선순위에 따라 달라질 수 있다. 또한, 한 번의 LBT로 연속하여 점유할 수 있는 최대 채널 점유 시간 T mcot (MCOT: Maximum Channel Occupancy Time)이 규제된다. 예를 들면, 최대 채널 점유 시간은 국가와 전송 우선순위에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 표 1은 3GPP 규격에서 정의하고 있는 전송 우선순위 P 에 따른 지연구간 T d 와 CW의 범위 N 과 채널 점유시간 T mcot 을 나타낸 표이다.
전송 우선순위
(P)		 지연구간
(T d )		 최대 채널 점유 시간 (T mcot,p ) CW 범위
(CW p )
1 25
Figure pat00001
 2ms {3,7}
2 25
Figure pat00002
 3ms {7,15}
3 43
Figure pat00003
 8 or 10ms {15,31,63}
4 79
Figure pat00004
 8 or 10ms {15,31,63,127,255,511,1023}
상기 표 1에서, 최대 채널 점유 시간이 10ms인 것은 해당 대역을 다른 기술이 오랜 시간 동안 사용하지 않는 것이 보장되는 경우를 의미할 수 있다. 일본은 LBT 이후에 최대 4ms 전송하고 34 μs 동안 채널 미사용이 감지되면 다시 최대 4ms 전송하도록 규정하고 있다. 또한, 상기 CW 값은 HARQ 결과에 따라 CW 범위에서 동적으로 변하는 것을 의미할 수 있다.
LTE 통신 시스템에서는 기본적으로 1ms의 서브프레임 단위로 자원을 할당할 수 있다. 반면, 비면허 대역의 LBT는 μs(microseconds) 단위로 동작할 수 있다. 그리고 LAA 기지국은 LBT의 종료 시점을 알 수 없으므로, PCell과 SCell의 시간 동기가 어긋날 수 있다. 따라서, 시간 정렬(timing alignment)이 필요할 수 있다. 예를 들면, LBT에 성공하여 채널이 미사용으로 판단하더라도, 비면허 대역으로 데이터를 전송하려는 디바이스는 데이터를 전송하기 위해 다음 서브 프레임의 경계까지 기다려야 한다. 이때, 상기 디바이스(예를 들면, 기지국)는 다른 디바이스들이 채널을 점유하지 못하도록 임의의 예약/점유 신호(reserved signal)를 전송할 수 있다. 상기 예약/점유 신호를 보내는 시간은 상기 디바이스의 채널에 대한 최대 점유 시간에 포함된다.
따라서, 3GPP Rel-13 LAA 표준에서는 예약/점유 신호를 보내는 시간을 짧게 하고, 최대 채널 점유 시간의 효율을 높이기 위해, Frame Structure 3가 도입되었다. Frame Structure 3은 데이터 전송을 슬롯(slot) 단위로 시작할 수 있다. 예를 들면, 두 번째 슬롯(slot)에서도 데이터 전송이 시작될 수 있다. 또한, Frame Structure 3에서는, 데이터 전송이 심볼(symbol) 단위로 종료될 수 있다. 예를 들면, 상기 데이터를 전송하는 마지막 서브프레임에서는 {3, 6, 9, 10, 11, 12} 심볼(symbol)의 단위로 종료될 수 있다.
한편, 3GPP Rel-13 LAA에서 LBT에 성공한 후, 디바이스는 다음 서브프레임 또는 슬롯 경계까지 예약/점유 신호(reserved signal)를 보내면서 전송을 대기해야 한다. 또한, LBT 성공 이후, 데이터의 처리 과정에 따라 수 ms(milliseconds)가 추가로 소요될 수 있다. 구체적으로, 도 1a에서 도시된 바와 같이, 상위 계층(Layer)으로부터 전달받은 데이터가 RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층을 거쳐 무선 채널로 전송되기까지의 처리과정에 따라, 수 ms가 추가로 소요될 수 있다.
한편, 도 1b는, 일반적으로, 디바이스가 LBT를 수행하고 전송 데이터를 포함하는 패킷을 생성하는 비 면허 대역에서의 데이터 전송을 나타내는 도면이다.
도 1b는 데이터 패킷 한 개를 생성하기 위한 RLC/MAC/PHY 처리 속도가 약 2ms이고, 전송 우선순위 3(p=3)일 때의 예(Frame Structure 3 사용 안 함)를 나타내었다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 디바이스는 패킷을 생성하는데 소요되는 시간 동안 예약/ 점유 신호(reserved signal)를 전송하므로, 일반적인 최대 채널 점유 시간 8ms 중 약 3ms를 데이터 전송에 사용하지 못하였다. 다시 말해, 동일 시간에서 면허대역 대비 전송기회가 감소되었다(전송효율=약5/8).
한편, 도 1c에서와같이 Frame Structure 3을 사용하여 슬롯 단위의 자원할당으로 RLC/MAC/PHY 처리를 수행하고, 마지막 서브프레임에서 자원을 심볼 단위로 할당하는 경우 최대 0.86ms의 전송기회가 증가할 수 있다. 그러나 도 1c에 도시된 실시 예에 의하는 경우에도, 디바이스는 약 2ms를 데이터 전송에 사용하지 못하였다.
도 1d는 채널 점유 시간 T mcot 이 4ms로 제한되어 있는 경우, 디바이스가 비면허 대역에서 LBT를 수행하고 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.
예를 들면, 일본에서는 최대 채널 점유 시간 Tmcot 이 4ms로 제한되어 있어 있다. 따라서, 디바이스는 LBT에 성공하고 초기 전송에서 최대 4ms를 연속 전송하고 34μs동안 채널이 미 사용인 경우에 최대 4ms를 다시 전송할 수 있다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 디바이스는 한 번의 LBT로 약 8ms의 전송기회를 얻었음에도 데이터 전송은 4ms 동안 가능하게 된다 (전송효율=4/8). 이때, Frame Structure 3을 사용하더라도 전송기회는 약 1ms 만 향상될 것이다.
한편, 도 1e에 도시된 바와 같이, 네트워크의 자원효율을 높이기 위해(다시 말해, 전송기회 향상을 위해), 서브프레임을 통해 전송할 데이터 패킷을 먼저 준비하고 해당 서브프레임의 전송 시간에 임박하여 LBT를 수행할 수 있다. 이때, 예약/점유 신호(reserved signal)를 보내는 시간이, 도 1b 및 도 1c 등에 개시된 방법보다 줄일 수 있으므로, 전송기회가 다소 향상될 수 있다.
다만, 도 1f에 도시된 바와 같은 방법에 의해서도, 다른 디바이스가 동일 대역을 사용하여 LBT가 늦어지는 경우에는 도 1f에 도시된 바와 같이 TTI (n+2)를 예상하고 준비한 패킷 ①을 전송할 수 없게 된다. 이 경우 단말에서는 TTI (n+2)의 패킷 ①을 수신하지 못하고, ARQ 타이머(예를 들면, 수 십 ms)가 만료되면, 상기 단말은 패킷 ①에 해당하는 RLC PDU(protocol data unit)의 ARQ 재전송을 요청하게 된다. 따라서, 단말이 작은 크기 또는 지연에 민감한 패킷을 요청했을 경우에 사용자 경험(user experience)가 나빠지게 된다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 비면허 주파수 대역에서 네트워크 전송효율 및 전송기회를 향상시키는 방법을 제안한다.
예를 들면, 본 발명은 Rel-13 LAA에서 비면허 주파수 자원을 결합하여 사용하는 경우에 네트워크 자원을 효율적으로 사용하는 데 활용할 수 있다. 또한, 본 발명은 LTE-U와 Rel-14 eLAA 등 비면허 주파수 자원을 결합하는 모든 기술 방식과 MuLTEfire와 같이 비면허 주파수 자원을 독자적으로 사용하는 모든 기술 방식에 활용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시 예는 비면허 주파수 대역에서 네트워크의 전송효율 및 전송기회를 향상시키기 위한 방법으로, 기지국이 서브프레임의 전송시간에 맞춰 LBT를 시도하는 방식이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, (n+2) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ①은 (n) TTI부터 생성이 시작될 수 있다. 그러나, (n+1) TTI에서 시작된 LBT가 길어져 상기 패킷 ①은 전송이 불가능하다. 이때, 기지국은 LBT 지연에 의해 패킷 ①을 전송하지 못한 것을 (n+2) TTI에서 바로 알 수 있다. 따라서, 기지국은 ARQ 또는 HARQ 프로세스를 인위적으로 즉시 수행하여 재전송 처리할 수 있다.
구체적으로 기지국은 (n) TTI부터 (n+2) TTI에서 전송할 패킷 ①을 생성할 수 있다. 그리고 상기 기지국은 (n+1) TTI부터 (n+3) TTI에서 전송할 패킷 ②을 생성할 수 있으며, 상기 기지국은 (n+2) TTI부터 (n+4) TTI에서 전송할 패킷 ③을 생성할 수 있다.
그러나, (n+1) TTI부터 시작된 LBT가 길어져 (n+2) TTI 중간의 임의의 시점부터 상기 비면허 주파수 대역을 점유한 경우, 상기 기지국은 서브프레임 단위로 데이터 패킷을 전송하기 위해, 상기 (n+2) TTI이 종료할 때까지 예약/점유 신호(reserved signal)를 전송할 수 있다.
따라서, 상기 기지국은 생성된 패킷 ①을 (n+2) TTI에서 전송할 수 없게 된다. 이때, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 LBT 동작이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 패킷 ①의 재처리를 수행하고, (n+3) TTI부터 상기 패킷 ①을 (n+5) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ①’ 을 생성할 수 있다.
또한, 상기 기지국은 (n+3) TTI에서 (n+3) TTI에서의 전송을 위해 생성된 패킷 ②를 전송하고, (n+4) TTI에서 (n+4) TTI에서의 전송을 위해 생성된 패킷 ③을 전송할 수 있다. 그리고 상기 기지국은 (n+5) TTI에서 (n+5) TTI에서의 전송을 위해 생성된 패킷 ①’ 을 전송할 수 있게 된다.
상술한 방법에 의해, 기지국은 상기 패킷들을 수신하는 단말로부터 ARQ 재전송 요청이 수신되기 전에, 전송이 누락된 패킷을 재생성하여 전송함으로써, 전송효율과 사용자 경험을 향상시킬 수 있게 된다 .
따라서, 도 2에서 설명한 바와 같이, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 LBT 동작이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정하는 방법에 의해, 즉시 패킷 ①의 재처리를 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 비면허 대역에서의 전송 효율이 향상되고, 단말에 대한 사용자 경험(user experience)이 향상될 수 있다.
한편, 도 3은 상기 제1 실시 예의 변형 예로써, LBT의 지연이 길어지는 경우를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 LBT가 (n+1) TTI부터 (n+5) TTI 중간까지 수행되는 경우, 상기 기지국은 생성된 패킷 ①을 (n+2) TTI에서 전송할 수 없게 된다. 이때, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 LBT 동작이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 패킷 ①의 재처리를 수행하고, (n+3) TTI부터 상기 패킷 ①을 (n+5) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ①’ 을 생성할 수 있다.
또한, 상기 기지국은 생성된 패킷 ② 및 패킷 ③도 상기 LBT의 지연에 의해 (n+3) TTI 및 (n+4) TTI에서 전송할 수 없게 된다. 따라서, 상기 기지국은 (n+3) TTI 및 (n+4) TTI 각각에 서도, 상기 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정할 수 있다. 상기 nack 신호를 수신한 것으로 결정한 상기 기지국은 (n+3) TTI에서 패킷 ②의 재처리를 수행하고, (n+4) TTI부터 상기 패킷 ②을 (n+6) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ②’ 을 생성할 수 있다. 그리고 상기 기지국은 (n+4) TTI에서 패킷 ③의 재처리를 수행하고, (n+5) TTI부터 상기 패킷 ②을 (n+7) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ③’ 을 생성할 수 있다.
재처리되어 생성된 (n+5) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ①’이 전송되지 못한 경우, 상기 기지국은 다시 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정할 수 있다. 그리고 상기 기지국은 (n+5) TTI에서 패킷 ①’의 재처리를 수행하고, (n+6) TTI부터 상기 패킷 ①’을 (n+8) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ①’’ 을 생성할 수 있다.
다시 말해, 상기 기지국은 LBT 수행이 완료될 때까지 연속적으로 가상의 피드백 프로세스에 의해 nack 신호를 수신할 것으로 결정할 수 있다. 이때, 상기 기지국에서는 LBT 수행시간 동안 데이터 전송을 하지 않았으므로, 단말은 처음으로 데이터를 수신한 (n+6) TTI부터 전송이 시작된 것으로 판단할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도이다. 먼저, S400 단계에서, 기지국은 비면허 대역에서 단말로 전송하기 데이터를 포함하는 제1 패킷을 생성할 수 있다. 상기 제1 패킷은 상기 비면허 대역을 점유하기 위한 채널 센싱이 수행되기 전부터 또는 동시에 생성될 수 있다.
단계 S410에서, 상기 기지국은 상기 제1 패킷의 생성 완료 시점에서, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱의 완료 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 상기 제1 패킷의 생성 완료 시점에서, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 S420에서 상기 기지국은 상기 제1 패킷의 전송을 생략할 수 있다. 구체적으로, 상기 기지국은 상기 제1 패킷의 생성 완료 시점에서 LBT 동작이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 연속적으로 패킷 ①의 재처리를 수행하고, 패킷 ①’ 을 생성할 수 있다.
한편, 상기 판단 결과, 상기 제1 패킷의 생성 완료 시점에서, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료된 경우, 상기 S430에서 상기 기지국은 상기 제1 패킷을 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 본 발명의 제2-1 실시 예는 복수 개의 전송 시간(TTI)에 대응하는 데이터 패킷을 동시에 생성하는 방법을 이용하여, LBT 지연에 따른 패킷의 전송 불가를 대비하는 방법이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 기지국은 (n) TTI부터 (n+2) TTI 및 (n+3) TTI 등에서의 전송을 위한 패킷 ①을 생성할 수 있다.
(n+1) TTI부터 시작된 LBT가 길어져 (n+2) TTI 중간의 임의의 시점부터 상기 비면허 주파수 대역을 점유한 경우, 상기 기지국은 서브프레임 단위로 데이터 패킷을 전송하기 위해, 상기 (n+2) TTI이 종료할 때까지 예약/점유 신호(reserved signal)를 전송할 수 있다.
상기 LBT에 의해, 상기 기지국은 생성된 (n+2) TTI에 대응하는 패킷 ①은 전송할 수 없게 된다. 다만, 상기 기지국은 (n+3) TTI에 대응하는 패킷 ①은 전송할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 (n+3) TTI에 대응하는 패킷 ①을 (n+3) TTI에서 전송할 수 있다.
한편, 도 5는 (n) TTI에서 (n+2) TTI 및 (n+3) TTI 등에서의 전송을 위한 패킷 ①을 생성하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 기지국은 (n) TTI에서 (n+2) TTI 이후의 복수개의 TTI에서의 전송을 위한 패킷 ①을 더 생성할 수도 있다.
그리고 상기 기지국은 (n+1) TTI부터 (n+3) TTI 및 (n+4) TTI 등에서의 전송을 위한 패킷 ②를 생성할 수 있다. 다만, (n+3) TTI에서 (n+3) TTI에 대응하는 패킷 ①이 전송되므로, 상기 (n+3) TTI에서의 전송을 위한 패킷 ②는 전송될 수 없다. 따라서, 상기 기지국은 (n+4) TTI에서의 전송을 위한 패킷 ②를 상기 (n+4) TTI 에서 전송할 수 있다.
한편, 도 5는 (n+1) TTI에서 (n+3) TTI 및 (n+4) TTI 등에서의 전송을 위한 패킷 ②를 생성하는 것으로 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 기지국은 (n+1) TTI에서 (n+3) TTI 이후의 복수개의 TTI에서의 전송을 위한 패킷 ②를 더 생성할 수도 있다.
상술한 방법에 의해, 상기 기지국은 LBT 결과에 따라, 예약/점유 신호(reserved signal)의 전송 시간을 최소화하면서, 데이터 패킷을 전송할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 제2-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 단계 S600에서, 기지국은 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱을 수행할 수 있다. 상기 채널 센싱이 LBT를 수행하는 동작일 수 있다.
단계 S610에서, 상기 기지국은 서로 다른 복수의 시간 구간에서 각각 전송하기 위한 복수 개의 패킷을 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 동일한 데이터를 포함하지만 서로 다른 시간 구간(예를 들면, TTI)에서 전송되도록 하는 복수 개의 패킷을 생성할 수 있다.
그리고 단계 S620에서, 상기 기지국은 상기 복수 개의 패킷의 생성이 완료된 후에 도래하는 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱의 완료 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제1 TTI까지 제2 TTI 내지 제5 TTI에 대응하는 복수개의 패킷을 생성한 경우, 상기 기지국은 상기 제2 TTI에서 상기 채널 센싱의 완료 여부를 판단할 수 있다.
판단 결과, 상기 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱이 완료된 경우, 단계 S630에서, 상기 기지국은 상기 임의의 시간 구간에 상응하여 생성된 제1 패킷을 상기 임의의 시간 구간에서 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 상기 제2 TTI에서 상기 복수개의 패킷 중에서 상기 제2 TTI에 대응하는 패킷을 전송할 수 있다.
한편, 상기 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 단계 S640에서, 상기 기지국은 상기 임의의 시간 구간에 상응하여 생성된 제1 패킷의 전송을 생략할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 상기 제2 TTI에 대응하는 패킷의 전송을 생략할 수 있다.
그리고 단계 S650에서, 상기 기지국은 다음 시간 구간에서, 상기 채널 센싱의 완료 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 제3 TTI에서 상기 채널 센싱의 완료여부를 판단할 수 있다.
판단 결과, 다음 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료된 것으로 판단되면, 단계 S660에서, 상기 기지국은 상기 다음 시간 구간에 상응하여 생성된 제2 패킷을 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 제3 TTI에서 채널 센싱의 완료된 것으로 판단되면, 상기 복수개의 패킷 중에서 상기 제3 TTI에 대응하는 패킷을 전송할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 제2-2 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면이다. 상기 제2-2 실시 예에 따르면, 기지국은, LBT 지연에 대비하기 위해, 동일한 데이터를 포함하는 복수개의 데이터 패킷을 다양한 전송 시점에 대응하여 생성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기지국은 (n) TTI부터 (n+2) TTI에서의 전송을 위한 패킷 ①을 생성할 수 있다. 그리고 상기 기지국은 (n+1) TTI부터 (n+3) TTI에서의 전송을 위한 패킷 ① 및 패킷 ②를 생성할 수 있다. 또한, 상기 기지국은 (n+2) TTI부터 (n+4) TTI에서의 전송을 위한 패킷 ①, 패킷 ② 및 패킷 ③을 생성할 수 있다.
(n+1) TTI부터 시작된 LBT가 길어져 (n+2) TTI 중간의 임의의 시점부터 상기 비면허 주파수 대역을 점유한 경우, 상기 기지국은 서브프레임 단위로 데이터 패킷을 전송하기 위해, 상기 (n+2) TTI이 종료할 때까지 예약/점유 신호(reserved signal)를 전송할 수 있다.
상기 LBT에 의해, 상기 기지국은 생성된 (n+2) TTI에 대응하는 패킷 ①은 전송할 수 없게 된다. 다만, 상기 기지국은 (n+3) TTI에 대응하는 패킷 ①은 전송할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 (n+3) TTI에 대응하는 패킷 ①을 (n+3) TTI에서 전송할 수 있다. 다만, 상기 기지국은 생성된 (n+3) TTI에 대응하는 패킷 ②는 전송할 수 없게 된다.
한편, 상기 기지국은 (n+3) TTI에서 패킷 ①을 전송하므로, 상기 (n+3) TTI부터는 (n+5) TTI에서의 전송을 위한 패킷 ②, 패킷 ③ 및 패킷 ④를 생성할 수 있다.
그리고 (n+4) TTI에서, 상기 기지국은 (n+4) TTI에 대응하는 패킷 ②를 전송할 수 있다. 또한, (n+5) TTI에서, 상기 기지국은 (n+5) TTI에 대응하는 패킷 ③을 전송할 수 있다.
상술한 방법에 의해, 상기 기지국은 LBT 결과에 따라, 예약/점유 신호(reserved signal)의 전송 시간을 최소화하면서, 데이터 패킷을 전송할 수 있게 된다.
한편, 도 8은 상술한 바와 같은 본 발명의 제2-2 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 단계 S800에서, 기지국은 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱을 수행할 수 있다. 상기 채널 센싱이 LBT를 수행하는 동작일 수 있다.
단계 S810에서, 상기 기지국은 임의의 시간 구간에서 각각 전송하기 위한 서로 다른 데이터를 포함하는 복수 개의 패킷을 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 서로 다른 데이터(예를 들면, 제1 내지 제n 데이터)를 포함하지만 임의의 시간 구간(예를 들면, TTI)에서 전송되도록 하는 복수 개의 패킷을 생성할 수 있다.
그리고 단계 S820에서, 상기 기지국은 상기 복수 개의 패킷의 생성이 완료된 후에 도래하는 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱의 완료 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 상기 임의의 구간에 대응하는 제1 내지 제n 데이터를 포함하는 복수개의 패킷을 생성한 경우, 상기 기지국은 상기 임의의 구간에서 상기 채널 센싱의 완료여부를 판단할 수 있다.
판단 결과, 상기 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱이 완료된 경우, 단계 S830에서, 상기 기지국은 상기 임의의 시간 구간에 상응하여 생성된 복수의 패킷 중에서, 제1 데이터를 포함하는 패킷을 상기 임의의 시간 구간에서 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 제1 TTI에서 채널 센싱의 완료된 것으로 판단되면, 상기 제1 TTI에 대응하는 복수개의 패킷 중에서 제1 데이터를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다.
한편, 상기 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 단계 S840에서, 상기 기지국은 상기 임의의 시간 구간에 상응하여 생성된 제1 데이터를 포함하는 패킷의 전송을 생략할 수 있다.
그리고 단계 S850에서, 상기 기지국은 다음 시간 구간에서, 상기 채널 센싱의 완료여부를 판단할 수 있다.
판단 결과, 다음 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료된 것으로 판단되면, 단계 S860에서, 상기 기지국은 상기 다음 시간 구간에 상응하여 생성된 제1 데이터를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 제2 TTI에서 채널 센싱의 완료된 것으로 판단되면, 상기 복수개의 패킷 중에서 상기 제2 TTI에 대응하는 패킷을 전송할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 제3-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면이다. 상기 제3-1 실시 예에 따르면, 기지국은 무작위 백오프 카운터(random backoff counter)를 (예를 들면, 2ms 이전에) 미리 생성하여, 전송 효율을 향상시킬 수 있다. random backoff counter는 비면허 대역을 사용하는 복수개의 디바이스 간의 충돌을 방지하기 위해, 랜덤 시간만큼 기다리기 위한 상수이다.
비면허 대역의 최대 점유 시간이 8ms이면서, frame structure 3가 사용되는 경우를 예로 든다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 상기 최대 점유 시간이 만료하기 전에, 순차적으로 패킷을 생성하고, 해당 시간 구간에서 생성된 패킷을 전송할 수 있다.
상기 기지국은 다음 전송 구간의 random backoff counter를 현재 전송 구간 만료 전에 미리 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 random backoff counter는 0부터 CWp 사이에서 균일한 분포를 하는 무작위 정수를 의미할 수 있다. 구체적으로, 채널 액세스 우선순위 P가 3인 경우, 허용된 CWp 사이즈는 {15,31,63} 일 수 있다. 또한, 상기 허용된 CWp 사이즈는 HARQ 결과에 따라서 변경되는 값일 수 있다.
상기 random backoff counter를 N으로 정의하면, 상기 기지국은 다음 전송 구간을 점유하기 위해, T d +Nx9μs의 시간만큼 채널 센싱(예를 들면, LBT)을 수행할 필요가 있게 된다. 채널 액세스 우선 순위 P가 3인 경우, T d 는 43μs일 수 있다.
따라서, 상기 기지국은, frame structure 3가 사용되는 경우, 최대 점유 시간의 마지막 서브프레임에서 다음 전송 구간을 위한 채널 센싱 시간(T d +Nx9μs)을 포함하는 심볼만큼 패킷을 전송하지 않을 수 있다. 다시 말해, 상기 기지국은 수학식 1을 만족하는 심볼 수(Ns)만큼 마지막 서브프레임에서 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
Figure pat00005
상기 수학식 1의 T d 는 지연구간(defer duration 또는 defer period)으로 채널 액세스 우선순위에 따라 25 μs 내지 79μs 사이의 임의의 값으로 결정되는 값이다. 또한, N은 상술한 바와 같이 random backoff counter 이다. 그리고 Ts는 심볼 한 개의 길이로써, 예를 들면 비면허 대역에서 데이터를 전송하는 시스템에서는, (1000/14) μs일 수 있다. Ns는 점유 구간의 마지막 서브프레임에서 상기 기지국이 데이터를 전송하기 위해 스케줄링을 수행하는 심볼의 개수를 의미할 수 있다.
예를 들면, random backoff counter, N이 5로 결정된 경우, 상기 기지국은 (43+5x9)μs, 88 μs만큼 LBT를 수행할 필요가 있다. 하나의 서브프레임에 14개의 심볼이 포함되는 경우, 심볼 한 개의 길이는 (1000/14) μs, 약 71.43 μs가 될 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 LBT를 수행하기 위해 최소한 두 개의 심볼이 필요하다. 그리고 상기 기지국은 마지막 서브 프레임에서 열두 개의 심볼을 통해 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 해당 점유 구간의 마지막 서브 프레임인 (n+5) TTI에서, 상기 기지국은 열두 개의 심볼을 통해 데이터 패킷을 전송하고, 나머지 두 개의 심볼을 통해 점유/예약 신호(reserved signal)를 전송하고, (43+5x9)μs, 88 μs 만큼 LBT를 수행할 수 있다.
따라서, 상기 기지국은 신규 점유 구간이 시작되면 최대 점유 구간을 모두 활용할 수 있게 된다.
한편, 도 10은 본 발명의 제3-1 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 단계 S1000에서, 기지국은 비면허 대역을 점유하는 제1 구간이 만료되기 전에, 제2 구간에 대응하는 무작위 백오프 카운터 (random backoff counter, N)를 생성할 수 있다.
단계 S1010에서, 상기 기지국은 지연 구간 (defer period, T d ) 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 포함하는 심볼의 개수를 확인할 수 있다. 그리고 단계 S1020에서, 상기 기지국은 상기 확인된 심볼의 개수에 상응하는 시간의 길이에서, 상기 T d 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 뺀 시간을 점유/예약 신호(reserved signal, RS)의 전송 길이로 결정할 수 있다.
단계 S1030에서, 상기 기지국은 상기 제1 구간이 만료되기 직전의 상기 결정된 개수의 심볼을 통해, 상기 결정된 전송 길이만큼의 RS를 전송할 수 있다. 그리고 단계 S1040에서, 상기 RS 전송 후, 상기 기지국은 상기 T d 및 9(μs)xN을 합한 시간 동안 상기 제2 구간을 점유하기 위한 채널 센싱을 수행할 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3-2 내지 제3-4 실시 예에 따른, 비면허 대역에서의 패킷 전송 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 최대 채널 점유 시간 T mcot 이 4ms로 제한된 경우에, 기지국의 패킷 전송 방법을 나타낸 도면이다.
예를 들면, 일본과 같은 국가는 LBT에 성공하면 최대 4ms를 연속 전송하고 34μs 동안 채널이 미사용인 경우에 최대 4ms를 다시 전송할 수 있도록 규정하고 있다. 이때 상술한 제3 실시 예를 변형하여 적용하면, 기지국은 첫 번째 전송 구간에서 Frame Structure type 3을 사용하여 서브프레임의 한 개의 심볼을 비우고 데이터를 전송할 수 있다. 비어 있는 한 개의 심볼(약 71.4μs)에서 약 37.4μs는 예약/점유 신호(reserved signal)를 전송하고 나머지 34μs 동안 채널이 미사용임을 감지하면, 상기 기지국은 두 번째 전송구간에서는 4ms 전체를 점유할 수 있다.
한편 도 12는 전술한 제1 실시 예 및 상기 제3-2 실시 예를 동시에 적용하는 경우, 기지국의 데이터 전송 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ①을 (n) TTI부터 생성할 수 있다. 그러나, (n+1) TTI에서 시작된 LBT가 길어져 상기 패킷 ①은 전송이 불가능하다. 이때, 기지국은 LBT 지연에 의해 패킷 ①을 전송하지 못한 것을 (n+2) TTI에서 바로 알 수 있다. 따라서, ARQ 또는 HARQ 프로세스를 기지국은 인위적으로 즉시 수행하여 재전송 처리할 수 있다.
구체적으로 기지국은 (n) TTI부터 (n+2) TTI에서 전송할 패킷 ①을 생성할 수 있다. 그리고 상기 기지국은 (n+1) TTI부터 (n+3) TTI에서 전송할 패킷 ②을 생성할 수 있으며, 상기 기지국은 (n+2) TTI부터 (n+4) TTI에서 전송할 패킷 ③을 생성할 수 있다.
그러나, (n+1) TTI부터 시작된 LBT가 길어져 (n+2) TTI 중간의 임의의 시점부터 상기 비면허 주파수 대역을 점유한 경우, 상기 기지국은 서브프레임 단위로 데이터 패킷을 전송하기 위해, 상기 (n+2) TTI이 종료할 때까지 예약/점유 신호(reserved signal)를 전송할 수 있다.
따라서, 상기 기지국은 생성된 패킷 ①을 (n+2) TTI에서 전송할 수 없게 된다. 이때, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 LBT 동작이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 (n+2) TTI에서 패킷 ①의 재처리를 수행하고, (n+3) TTI부터 상기 패킷 ①을 (n+5) TTI에서 전송하기 위한 패킷 ①’ 을 생성할 수 있다.
또한, 상기 기지국은 (n+3) TTI에서 (n+3) TTI에서의 전송을 위해 생성된 패킷 ②를 전송하고, (n+4) TTI에서 (n+4) TTI에서의 전송을 위해 생성된 패킷 ③을 전송할 수 있다. 그리고 상기 기지국은 (n+5) TTI에서 (n+5) TTI에서의 전송을 위해 생성된 패킷 ①’ 을 전송할 수 있게 된다.
다만, LBT 수행 후 최대 전송 구간이 최대 4ms인 경우, 상기 기지국은 (n+5) TTI에서 Frame Structure type 3을 사용하여 서브프레임의 한 개의 심볼을 비우고 데이터를 전송할 수 있다. 비어 있는 한 개의 심볼(약 71.4μs)에서 약 37.4μs는 예약/점유 신호(reserved signal)를 전송하고 나머지 34μs 동안 채널이 미사용임을 감지하면, 상기 기지국은 두 번째 전송구간에서는 4ms 전체를 점유할 수 있다.
한편, 도 13은 최대 채널 점유 시간 T mcot 이 4ms로 제한된 경우에, 상기 제3-1 실시 예를 변형하여 적용하는 방법을 나타낸 도면이다.
기지국은 첫 번째 전송 구간인 4ms가 종료되기 전에 무작위 백오프 카운터(random backoff counter)를 (예를 들면, 2ms이전에) 미리 생성할 수 있다.
도 13은 최대 채널 점유 시간 T mcot 이 4ms이면서, frame structure 3가 사용되는 경우를 예로 든다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 상기 최대 점유 시간이 만료하기 전에, 순차적으로 패킷을 생성하고, 해당 시간 구간에서 생성된 패킷을 전송할 수 있다.
상기 기지국은 다음 전송 구간의 random backoff counter를 현재 전송 구간 만료 전에 미리 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 random backoff counter는 0부터 CWp 사이에서 균일한 분포를 하는 무작위 정수를 의미할 수 있다. 상기 허용된 CWp 사이즈는 HARQ 결과에 따라서 변경되는 값일 수 있다.
상기 random backoff counter를 N으로 정의하면, 상기 기지국은 다음 전송 구간을 점유하기 위해, T d +Nx9의 시간만큼 채널 센싱(예를 들면, LBT)을 수행할 필요가 있게 된다. T d 는 채널 액세스 우선 순위 P에 따라 미리 결정된 값일 수 있다.
따라서, 상기 기지국은, frame structure 3가 사용되는 경우, 최대 점유 시간의 마지막 서브프레임에서 다음 전송 구간을 위한 채널 센싱 시간(T d +Nx9)을 포함하는 심볼만큼 패킷을 전송하지 않을 수 있다.
예를 들면, random backoff counter, N이 5로 결정된 경우, 상기 기지국은 (43+5x9)μs, 88 μs만큼 LBT를 수행할 필요가 있다. 하나의 서브프레임의 길이가 10ms이며, 14개의 심볼이 포함되는 경우, 한 개의 심볼의 길은 (1000/14) μs, 약 71.43 μs가 될 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 LBT를 수행하기 위해 최소한 두 개의 심볼이 필요하다. 그리고 상기 기지국은 마지막 서브 프레임에서 열두 개의 심볼을 통해 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 첫 번째 전송 구간의 마지막 서브 프레임인 (n+3) TTI에서, 상기 기지국은 열두 개의 심볼을 통해 데이터 패킷을 전송하고, 나머지 두 개의 심볼을 통해 점유/예약 신호(reserved signal)를 전송하고, (43+5x9)μs, 88 μs 만큼 LBT를 수행할 수 있다.
상기 기지국은 상기 LBT 수행 후, 두 번째 전송 구간인 4ms 동안 데이터 패킷을 생성하여 전송할 수 있다.
한편, 도 14는 본 발명의 제어 방법에 따라, 비 면허 대역에서 데이터 패킷을 전송하는 디바이스(1400)의 구성을 도시한 블록도 이다. 상기 디바이스(1400)는 전술한 실시 예들에 따라 데이터 패킷을 전송하는 기지국일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 디바이스(1400)는 송수신부(1410) 및 제어부(1420)를 포함할 수 있다.
상기 송수신부(1410)는 신호를 송수신하기 위한 구성요소이다. 그리고 제어부(1420)는 디바이스(1400)을 전반적으로 제어하기 위한 구성요소이다.
제어부(1420)는 회로, 응용 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC) 또는 적어도 하나의 프로세서일 수 있다.
상기 제어부(1420)는 비면허 대역에서 단말로 전송하기 데이터를 포함하는 제1 패킷을 생성할 수 있다. 그리고 상기 제어부(1420)는 상기 제1 패킷의 생성이 완료된 경우, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱의 완료 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제어부(1420)는 상기 제1 패킷의 전송을 생략할 수 있다.
한편, 상기 채널 센싱의 완료 여부의 판단은 다른 기기에 의해 상기 비면허 대역의 점유 여부를 판단하는 전송 전 감지(listen-before-talk, LBT) 동작의 완료 여부를 판단하는 것을 의미할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(1420)는 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정할 수 있다. 그리고 상기 제어부(1420)는 상기 데이터를 포함하는 제2 패킷을 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어부(1420)는 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱을 수행하고, 서로 다른 복수의 시간 구간에서 각각 전송하기 위한 복수 개의 패킷을 생성할 수 있다. 상기 복수 개의 패킷의 생성이 완료된 후에 도래하는 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱이 완료되었는지 여부에 기반하여, 상기 제어부(1420)는 상기 복수 개의 패킷 중 전송할 패킷을 결정할 수 있다.
예를 들면, 제1 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제어부(1420)는 상기 제1 시간 구간에 상응하여 생성된 제1 패킷의 전송을 생략할 수 있다.
또한, 제2 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료된 경우, 상기 제어부(1420)는 상기 제2 시간 구간에 상응하여 생성된 제2 패킷을 전송할 수 있다.
이때, 상기 제1 패킷 및 상기 제2 패킷은 동일한 데이터를 포함하며, 서로 다른 시간 구간에서 전송되도록 생성된 것일 수 있다.
한편, 상기 제어부(1420)는 서로 다른 데이터를 각각 포함하고 상기 임의의 시간 구간에 상응하는 복수 개의 패킷을 생성할 수도 있다. 이때, 상기 제어부(1420)는 상기 채널 센싱이 완료된 후에 도래하는 상기 임의의 시간 구간에서, 상기 복수의 패킷의 전송 순서에 기반하여, 전송할 패킷을 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어부(1420)는 상기 기지국이 비면허 대역을 점유하는 제1 구간이 만료되기 전에, 제2 구간에 대응하는 무작위 백오프 카운터 (random backoff counter, N)를 생성할 수 있다. 그리고 상기 제어부(1420)는 상기 무작위 백오프 카운터 값에 기반하여, 심볼의 개수를 확인할 수 있다. 상기 무작위 백오프 카운터 값 및 상기 결정된 심볼의 개수에 기반하여, 상기 제어부(1420)는 상기 결정된 개수의 심볼을 통해 전송될 예약 신호(reserved signal, RS)의 전송 길이를 결정할 수 있다. 그리고 상기 제1 구간이 만료되기 직전의 상기 결정된 개수의 심볼을 통해, 상기 제어부(1420)는 상기 결정된 전송 길이만큼의 RS를 전송하고, 상기 제2 구간을 점유하기 위한 채널 센싱을 수행할 수 있다.
이때, 상기 제어부(1420)는 지연 구간 (defer period, T d ) 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 포함하는 심볼의 개수를 확인하며, 상기 확인된 심볼의 개수에 상응하는 시간의 길이에서, 상기 T d 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 뺀 시간을 RS 전송 길이로 결정할 수 있다.
상술한 바와 같은, 디바이스에 의해 비면허 대역에서의 전송 효율이 향상되고, 단말에 대한 사용자 경험(user experience)가 향상될 수 있다.
상술한 디바이스의 구성요소들은 소프트웨어로 구현될 수 있다. 가령, 디바이스의 제어부는 플래시 메모리나 기타 비휘발성 메모리를 더 포함할 수 있다. 이러한 비휘발성 메모리에는 제어부의 각각의 역할을 수행하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
또한, 디바이스의 제어부는 CPU 및 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 제어부의 CPU는 비휘발성 메모리에 저장된 상술한 프로그램들을 RAM으로 복사한 후, 복사한 프로그램들을 실행시켜 상술한 바와 같은 단말의 기능을 수행할 수 있다.
제어부는 디바이스의 제어를 담당하는 구성이다. 제어부는 중앙처리장치, 마이크로프로세서, 프로세서, 운용체제(operating system) 등과 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 디바이스의 제어부는 단말에 포함된 통신 모듈 등의 다른 기능부와 함께 단일칩 시스템 (System-on-a-chip 또는 System on chip, SOC, SoC)로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 디바이스의 제어 방법은 소프트웨어로 코딩되어 비 일시적 판독 가능 매체(non-transitory readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비 일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.
비 일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
1400: 디바이스
1410: 통신부
1420: 제어부

Claims (20)

  1. 기지국의 제어 방법에 있어서,
    비면허 대역에서 단말로 전송하기 데이터를 포함하는 제1 패킷을 생성하는 단계;
    상기 제1 패킷의 생성이 완료된 경우, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱의 완료 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제1 패킷의 전송을 생략하는 단계; 를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    다른 기기에 의해 상기 비면허 대역의 점유 여부를 판단하는 전송 전 감지(listen-before-talk, LBT) 동작의 완료 여부를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생략하는 단계는,
    상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 데이터를 포함하는 제2 패킷을 생성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 기지국의 제어 방법에 있어서,
    비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱을 수행하는 단계;
    서로 다른 복수의 시간 구간에서 각각 전송하기 위한 복수 개의 패킷을 생성하는 단계;
    상기 복수 개의 패킷의 생성이 완료된 후에 도래하는 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱이 완료되었는지 여부에 기반하여, 상기 복수 개의 패킷 중 전송할 패킷을 결정하는 단계; 를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    제1 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제1 시간 구간에 상응하여 생성된 제1 패킷의 전송을 생략하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    제2 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료된 경우, 상기 제2 시간 구간에 상응하여 생성된 제2 패킷을 전송하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 패킷 및 상기 제2 패킷은 동일한 데이터를 포함하며, 서로 다른 시간 구간에서 전송되도록 생성된 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    서로 다른 데이터를 각각 포함하고 상기 임의의 시간 구간에 상응하는 복수 개의 패킷을 생성하며,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 채널 센싱이 완료된 후에 도래하는 상기 임의의 시간 구간에서, 상기 복수의 패킷의 전송 순서에 기반하여, 전송할 패킷을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 기지국의 제어 방법에 있어서,
    상기 기지국이 비면허 대역을 점유하는 제1 구간이 만료되기 전에, 제2 구간에 대응하는 무작위 백오프 카운터 (random backoff counter, N)를 생성하는 단계;
    상기 무작위 백오프 카운터 값에 기반하여, 심볼의 개수를 확인하는 단계;
    상기 무작위 백오프 카운터 값 및 상기 결정된 심볼의 개수에 기반하여, 상기 결정된 개수의 심볼을 통해 전송될 예약 신호(reserved signal, RS)의 전송 길이를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 구간이 만료되기 직전의 상기 결정된 개수의 심볼을 통해, 상기 결정된 전송 길이만큼의 RS를 전송하고, 상기 제2 구간을 점유하기 위한 채널 센싱을 수행하는 단계; 를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 심볼의 개수를 확인하는 단계는,
    지연 구간 (defer period, T d ) 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 포함하는 심볼의 개수를 확인하며,
    RS의 전송 길이를 결정하는 단계는,
    상기 확인된 심볼의 개수에 상응하는 시간의 길이에서, 상기 T d 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 뺀 시간을 RS 전송 길이로 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    비면허 대역에서 상기 송수신부를 통해 단말로 전송하기 데이터를 포함하는 제1 패킷을 생성하고, 상기 제1 패킷의 생성이 완료된 경우, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱의 완료 여부를 판단하며, 상기 판단 결과, 상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제1 패킷의 전송을 생략하도록 제어하는 제어부; 를 포함하는 기지국.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다른 기기에 의해 상기 비면허 대역의 점유 여부를 판단하는 전송 전 감지(listen-before-talk, LBT) 동작의 완료 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 가상의 피드백 프로세스에 의한 nack 신호를 수신한 것으로 결정하고, 상기 데이터를 포함하는 제2 패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    비면허 대역을 사용하기 위한 채널 센싱을 수행하고, 상기 송수신부를 통해 서로 다른 복수의 시간 구간에서 각각 전송하기 위한 복수 개의 패킷을 생성하며, 상기 복수 개의 패킷의 생성이 완료된 후에 도래하는 임의의 시간 구간에서, 상기 채널 센싱이 완료되었는지 여부에 기반하여, 상기 복수 개의 패킷 중 전송할 패킷을 결정하는 제어부; 를 포함하는 기지국.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제1 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료되지 않은 경우, 상기 제1 시간 구간에 상응하여 생성된 제1 패킷의 전송을 생략하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제2 시간 구간에서 상기 채널 센싱이 완료된 경우, 상기 제2 시간 구간에 상응하여 생성된 제2 패킷을 상기 송수신부를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 패킷 및 상기 제2 패킷은 동일한 데이터를 포함하며, 서로 다른 시간 구간에서 전송되도록 생성된 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    서로 다른 데이터를 각각 포함하고 상기 임의의 시간 구간에 상응하는 복수 개의 패킷을 생성하며, 상기 채널 센싱이 완료된 후에 도래하는 상기 임의의 시간 구간에서, 상기 복수의 패킷의 전송 순서에 기반하여, 전송할 패킷을 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 기지국이 비면허 대역을 점유하는 제1 구간이 만료되기 전에, 제2 구간에 대응하는 무작위 백오프 카운터 (random backoff counter, N)를 생성하고, 상기 무작위 백오프 카운터 값에 기반하여, 심볼의 개수를 확인하며, 상기 무작위 백오프 카운터 값 및 상기 결정된 심볼의 개수에 기반하여, 상기 송수신부를 이용하여 상기 결정된 개수의 심볼을 통해 전송될 예약 신호(reserved signal, RS)의 전송 길이를 결정하고, 상기 제1 구간이 만료되기 직전의 상기 결정된 개수의 심볼을 통해, 상기 결정된 전송 길이만큼의 RS를 전송하고, 상기 제2 구간을 점유하기 위한 채널 센싱을 수행하는 제어부; 를 포함하는 기지국.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어부는,
    지연 구간 (defer period, T d ) 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 포함하는 심볼의 개수를 확인하며, 상기 확인된 심볼의 개수에 상응하는 시간의 길이에서, 상기 T d 및 9(μs)xN을 합한 시간의 길이를 뺀 시간을 RS 전송 길이로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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