KR20190078722A - 무선 자원 할당 방법 - Google Patents

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KR20190078722A
KR20190078722A KR1020170180016A KR20170180016A KR20190078722A KR 20190078722 A KR20190078722 A KR 20190078722A KR 1020170180016 A KR1020170180016 A KR 1020170180016A KR 20170180016 A KR20170180016 A KR 20170180016A KR 20190078722 A KR20190078722 A KR 20190078722A
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김대익
문정모
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한국전자통신연구원
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Abstract

협대역 사물인터넷 시스템에서 사용자 장비(User Equipment, UE)에게 무선자원을 할당하는 방법에서, 상기 UE로부터 수신된 프리앰블에 기반하여 상기 UE의 커버리지 레벨을 결정하는 단계, 상기 UE로부터 무선상태 정보를 수신하는 단계, 그리고 상기 UE의 커버리지 레벨과 무선상태 정보에 기반하여 무선자원을 할당하는 단계를 포함하는 무선자원 할당 방법이 제공된다.

Description

무선 자원 할당 방법{METHOD FOR RADIO RESOURCE ALLOCATION}
본 발명은 협대역 사물인터넷 시스템에서 이동 단말이 위치한 커버리지 레벨 및 파워 레벨을 기반으로 최적의 무선 자원을 할당하는 무선 자원 할당 방법에 관한 것이다.
사물인터넷(Internet Of Thing)은 인간을 포함한 모든 사물이 유무선 네트워크에 연결되어 유기적으로 정보를 수집하고 공유하며, 상호 협력하는 네트워크 인프라를 일컫는다. 이러한 사물인터넷을 위해서는 긴 배터리 수명, 광역 연결성 제공, 저가의 단말, 소량의 데이터 전송을 지원하는 네트워크 기술이 요구된다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 이러한 사물인터넷을 지원하기 위하여 기존 LTE(Long Term Evolution) 시스템을 고려하지 않고, 저전력 광대역 서비스가 가능한 새로운 무선 전송 기술인 협대역 사물인터넷(NarrowBand Internet Of Thing, NB-IOT) 기술을 정의하고 있다.
NB-IOT는 기존 LTE와는 다른 무선 전송 방식으로써, 180kHz의 협대역을 이용하고 GPRS(General Packet Radio Service) 대비 20dB의 확장된 서비스 영역을 제공하는 특징을 가진다. 또한, NB-IOT는 사물인터넷 서비스에 맞게 주파수 분할 반이중화(Half-Duplex Frequency Division Duplexing) 전송 방식으로 동작하고, 긴 대기 시간을 가질 수 있도록 설계되어 비교적 간단한 무선 전송 기술을 가진다.
NB-IOT는 기존 LTE 주파수 내의 일부 대역을 이용하는 "인-밴드(In-band) 운영모드", LTE 주파수 외부의 가드 밴드(Guard band)를 이용하는 "가드 밴드(Guard band) 운영모드" 및 LTE와는 독립적인 주파수를 이용하는 "스탠드얼론(Standalone) 운영모드"를 지원한다.
NB-IOT에서, 기지국은 180kHz를 하나의 캐리어(Carrier) 단위로 하여 여러 개의 캐리어를 운용할 수 있고 이동 단말은 하나의 캐리어를 통해서만 서비스를 받을 수 있다. 이때, 캐리어는 동기 신호 획득, 시스템 정보 획득, 랜덤액세스(Random access) 및 데이터 송수신을 수행할 수 있는 앵커 캐리어(Anchor carrier)와 데이터 송수신만 가능한 논-앵커 캐리어(Non-Anchor carrier)로 나뉜다. 이동 단말은 앵커 캐리어(Anchor carrier)에서 랜덤액세스를 수행한 후에 기지국의 지시에 따라 논-앵커 캐리어(Non-Anchor carrier)로 옮겨서 데이터 서비스를 수행할 수 있다.
NB-IOT는 180kHz 대역의 협대역을 이용하여 서비스를 제공하기 때문에 전달되는 데이터 크기에 제약이 있다. 또한, 신뢰성 있는 무선 전송을 위해 반복(Repetition) 전송 기능을 수행하기 때문에 반복이 길어질 경우 무선 구간의 전송률이 많이 저하될 수 있다. 이로 인해, NB-IOT는 일반적으로 최대 100kbps 정도의 낮은 전송률과 데이터 전송 간격이 큰 서비스를 지원한다.
도 1을 참조하면, NB-IOT는 넓은 영역에서 많은 사물인터넷 단말을 서비스 하기 위해 3개의 커버리지 레벨(Coverage Level)을 가진다. 일반적으로 커버리지 레벨 0은 LTE와 비슷한 수준의 커버리지 영역을 갖고, 커버리지 레벨 1과 2는 LTE보다 넓은 커버리지는 갖는다.
커버리지 레벨 0에 속해있는 이동 단말은 기지국에서 멀리 떨어져 있지 않기 때문에 일반적으로 반복 전송을 수행하지 않고, 오픈-루프 파워 컨트롤(Open-Loop Power Control)을 통해서 기지국에 전송하는 파워를 수학식 1과 같이 조절한다.
Figure pat00001
여기서, PCMAX는 이동 단말(100)이 전송할 수 있는 최대 파워를 나타낸다.
10log10(MPUSCH)는 NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared CHannel)에 전송된 서브캐리어(Subcarrier) 간격 및 멀티톤(Multi-tone)의 개수에 따라 결정되며 다음과 같다.
Figure pat00002
,
Figure pat00003
Figure pat00004
는 기지국에서 요구되는 수신 PSD를 나타내는 파라미터이다. PO_NOMINAL은 기지국(B) 내의 모든 이동 단말(100)이 같은 PSD(Power Spectral Density)로 수신되게 하는 값을 나타내고, PO_UE는 이동 단말(100)마다 전송 파워 설정과 경로 손실 측정 에러(Path loss estimation error)로 생기는 오차를 보정하는 값을 나타낸다. PO_NOMINAL은 [-126, 24] dBm 값을 가지고, PO_UE는 [-8, 7] dB 값을 가진다.
Figure pat00005
에서 a는 경로 손실을 모두 보상해서 전송할 것인지, 일부만 보상해서 전송할 것인지를 나타내고, {0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1}중에서 하나의 값으로 기지국에서 설정할 수 있다. PL은 이동 단말(100)에서 추정된 경로 손실을 나타낸다.
커버리지 레벨 1과 2에 속해있는 이동 단말은 기지국에서 멀리 떨어져있기 때문에 신뢰성 있는 데이터 송수신을 위해 반복 전송을 수행하며, 반복 전송하는 경우 전송 파워는 최대가 된다.
종래 NB-IOT에서는 상술한 바와 같이, 이동 단말이 위치한 커버리지 레벨에 따른 전송 파워(파워 레벨(Power Level)) 특성으로 인해 다음과 같은 문제점이 있었다.
커버리지 레벨 0에 있는 이동 단말 중 기지국에 가까이 있는 이동 단말에 대해 반복 전송을 설정하면, 이동 단말은 최대 파워로 전송을 수행하고 되고, 이로 인해 기지국에 들어오는 신호가 너무 커서 다른 이동 단말이 전송하는 신호와 간섭이 발생하게 되어 상향링크(Uplink) 오류를 많이 발생시키는 문제점이 있었다.
또한, 이동 단말이 커버리지 레벨 1에 있더라도 커버리지 레벨 1의 안쪽에 있는 경우 반복 전송 횟수를 많이 설정할 경우 필요 이상으로 무선 자원이 낭비되는 문제점이 있었다.
또한, 이동 단말의 무선자원을 할당하는 NB-IoT 기지국은 랜덤액세스 절차에서 멀티톤(Multi tone) 지원 유무와 멀티 캐리어(Multi carrier) 지원 유무 정보만 수신하였기 때문에, 이동 단말의 커버리지 레벨 및 파워 레벨에 기반하여 최적의 무선 자원을 할당할 수 없었다. 이로 인해, 무선자원의 낭비, 상향링크의 성능 저하 및 이동 단말의 배터리 소모가 극심해지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 협대역 사물인터넷 시스템에서 이동 단말이 위치한 커버리지 레벨 및 파워 레벨을 기반으로 최적의 무선 자원을 할당하는 무선 자원 할당 방법을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 자원 할당 방법은, 이동 단말의 커버리지 레벨을 결정하는 단계, 이동 단말로부터 무선상태 정보를 수신하는 단계, 그리고 상기 이동 단말의 커버리지 레벨과 무선상태 정보에 기반하여 무선자원을 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 무선 자원 할당 방법에 따르면, 협대역 사물인터넷 시스템에서 이동 단말이 위치한 커버리지 레벨 및 파워 레벨을 기반으로 최적의 무선 자원을 할당할 수 있다.
또한, 이동 단말의 무선 자원을 최적으로 할당함으로써, 무선 자원의 낭비를 최소화하고 기지국의 성능을 향상시킬 수 있으며, 이동 단말의 배터리 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 NB-IoT의 커버리지 레벨을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협대역 사물인터넷 시스템에서 이동 단말의 위치에 따른 커버리지 레벨과 파워 레벨을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당장치의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당방법의 협대역 사물인터넷 시스템의 기지국 내부의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당방법의 순서도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당방법의 순서도를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 이동국(mobile station, MS), 이동 단말(mobile terminal, MT), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE), 기계형 통신 장비(machine type communication device, MTC device) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(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.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협대역 사물인터넷(NarrowBand Internet Of Thing, NB-IOT) 시스템에서 이동 단말의 위치에 따른 커버리지 레벨과 파워 레벨을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 협대역 사물인터넷 시스템은 기지국(1)과 이동 단말(100)을 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당장치의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 기지국(1)은 무선 자원 할당장치(300)를 포함한다.
무선 자원 할당장치(300)는 송신부(310), 수신부(330), 제어부(350)를 포함한다.
송신부(310)는 이동 단말(100)에게 제어 메시지를 전송하고, 수신부(330)는 이동 단말(100)로부터 커버리지 레벨 정보와 무선 상태 정보를 수신한다.
제어부(350)는 스케줄러(351)와 할당부(352)를 포함한다.
스케줄러(351)는 이동 단말(100)의 커버리지 레벨에 따른 기본(Default) 스케줄링 기준에 따라 메시지(M2, M3)의 스케줄링을 수행한다.
할당부(352)는 이동 단말(100)의 커버리지 레벨과 무선 상태 정보에 기반하여 무선 자원을 할당한다.
이동 단말(100)은 기지국(1)이 전송하는 참조 신호(Reference Signal)를 측정하여 경로 손실(Path loss)을 계산하고, 이 경로 손실을 기반으로 커버리지 레벨을 선택하여 랜덤액세스 절차를 시작한다.
이동 단말(100)의 랜덤액세스 절차 중 기지국(1)에 메시지(M3)를 전송할 때, 파워 레벨(Power Level)을 보고한다.
표 1은 커버리지 레벨 0(Nomal coverage)에 위치한 이동 단말(100)에서 메시지(M3)를 전송하고 이동 단말(100)에 남은 파워 레벨인 PHR(Power Headroom Report)을 나타내는 표이다. 표 2는 커버리지 레벨 1, 2(Enhanced coverage)에 위치한 이동 단말(100)에서 메시지(M3)를 전송하고 이동 단말(100)에 남은 파워 레벨인 PHR(Power Headroom Report)을 나타내는 표이다.
보고값(Reported value) 측정값(Measured quantity value)(dB)
POWER_HEADROOM_0 23≤PH≤5
POWER_HEADROOM_1 5≤PH≤8
POWER_HEADROOM_2 8≤PH≤11
POWER_HEADROOM_3 PH≥11
보고값 측정값(dB)
POWER_HEADROOM_0 -23≤PH≤-10
POWER_HEADROOM_1 -10≤PH≤-2
POWER_HEADROOM_2 -2≤PH≤6
POWER_HEADROOM_3 PH≥6
PH(Power Headroom)는 식 1로부터 계산될 수 있고, PHR은 계산된 PH의 레벨에 따라서 표 1, 2와 같이 구성된다.
Figure pat00006
여기서, PCMAX는 이동 단말(100)이 전송할 수 있는 최대 파워를 나타낸다.
PO_PUSCH는
Figure pat00007
로써, 기지국에서 요구되는 수신 PSD를 나타내는 파라미터이다. PO_NOMINAL은 기지국(1) 내의 모든 이동 단말(100)이 같은 PSD(Power Spectral Density)로 수신되게 하는 값을 나타내고, PO_UE는 이동 단말(100)마다 전송 파워 설정과 경로 손실 측정 에러(Path loss estimation error)로 생기는 오차를 보정하는 값을 나타낸다. PO_NOMINAL은 [-126, 24] dBm 값을 가지고, PO_UE는 [-8, 7] dB 값을 가진다.
Figure pat00008
에서 α는 경로 손실을 모두 보상해서 전송할 것인지, 일부만 보상해서 전송할 것인지를 나타낸다. 기지국(1)은 α로서 {0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1}중에서 하나의 값을 설정할 수 있다. PL은 이동 단말(100)에 의해 추정된 경로 손실을 나타낸다.
표 1 및 표 2를 참조하면, 커버리지 레벨 0과 커버리지 레벨1, 2 모두에서 PHR은 4개의 값으로 보고되지만, 실제 나타내는 PH(Power Headroom) 값은 서로 다르다.
표 1 및 표 2를 참조하면, 커버리지 레벨 0에 대해서 POWER_HEADROOM_3을 보고한 이동 단말(100)은 기지국(1)과 매우 가까운 곳에 위치할 수 있고, POWER_HEADROOM_0을 보고한 이동 단말(100)은 커버리지 레벨 0의 가장자리에 위치할 수 있다. 또한, 커버리지 레벨 1, 2에서 POWER_HEADROOM_3을 보고한 이동 단말(100)은 커버리지 레벨 1의 안쪽에 위치할 수 있고, POWER_HEADROOM_0을 보고한 이동 단말(100)은 커버리지 레벨 2의 가장자리에 위치할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당방법의 협대역 사물인터넷 시스템의 기지국 내부의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 이동 단말(100)과 기지국(1) 사이의 제어 메시지는 시그널링 무선 베어러(Signaling Radio Bearer, SRB)를 통해서 송수신되며, 데이터는 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer, DRB)를 통해서 송수신된다. 또한, 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC)/무선 자원 관리(Radio Resource Management, RRM)(504) 메시지는 하위 프로토콜 스택(PHY(501)/MAC(502)/RLC(503)/PDCP)의 제어를 위해서 제어 서비스 접속 포인트(Control Service Access Point, CSAP)를 통해서 송수신된다. MAC(502) 계층의 스케줄러(351)와 RRC/RRM(504) 계층의 할당부(352)는 이동 단말(100)의 제어와 정보 교환을 위해서 CSAP를 통해 메시지를 주고 받는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당방법의 순서도를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당방법의 순서도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 설명하기에 앞서 NB-IOT 하향링크(Downlink) 및 상향링크(Uplink) 전송 기술을 설명한다.
NB-IOT 하향링크(Downlink)은 기존 LTE에서와 동일하게 15kHz의 서브캐리어 간격을 가지며, 스케줄링 및 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 전송하는 협대역 물리 하향링크 제어 채널(Narrowband Physical Downlink Control CHannel, NPDCCH)과 하향링크 데이터 전송을 위한 협대역 물리 하향링크 공유 채널(Narrowband Physical Downlink Shared CHannel, NPDSCH) 물리 채널이 있다.
NPDCCH와 NPDSCH는 보통 커버리지 보다 넓은 커버리지를 제공하기 위해 복수의 서브프레임으로 반복 전송될 수 있고, 최대 2048번 반복 전송이 가능하다.
상향링크 물리채널은 랜덤액세스를 위한 랜덤액세스 프리앰블(Preamble)을 전송하는 협대역 물리 랜덤 액세스 채널(Narrowband Physical Random Access CHannel, NPRACH)과 상향링크 데이터 및 하향링크 NPDSCH에 대한 HARQ 정보를 전송하는 협대역 물리 상향링크 공유 채널(Narrowband Physical Uplink Shared Channel, NPUSCH)로 구성된다. 상향링크 물리채널에는 단일톤(Single-tone) 및 멀티톤(Multi-tone) 전송이 지원된다. 멀티톤 전송은 15kHz 서브캐리어 간격에 대해서만 지원되며, 싱글톤 전송은 3.5kHz와 15kHz의 서브캐리어 간격에 대해서 지원된다.
하향링크와 마찬가지로 상향링크 NPRACH와 NPUSCH도 보통 커버리지 보다 넓은 커버리지를 제공하기 위해 복수의 서브프레임으로 반복 전송될 수 있고, 최대 128번 반복 전송이 가능하다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당방법은 이동 단말의 커버리지 레벨을 결정하는 단계(S100), 이동 단말로부터 무선상태 정보를 수신하는 단계(S300), 그리고 상기 이동 단말의 커버리지 레벨과 무선상태 정보에 기반하여 무선자원을 할당하는 단계(S500)를 포함한다.
이동 단말(100)의 커버리지 레벨을 결정하는 단계(S100)에서, 이동 단말(100)은 시스템 정보를 획득한 후 현재 위치에서의 하향링크 경로손실에 기반하여 커버리지 레벨을 선택하고, 선택된 커버리지 레벨에 해당하는 NPRACH 채널을 통해서 랜덤액세스 프리앰블을 전송한다.
이때, 기지국(1)의 무선자원 할당 장치(300)는 랜덤액세스 프리앰블을 수신하고, 수신된 프리앰블 정보에 기반하여 이동 단말(100)의 커버리지 레벨을 결정한다.
구체적으로, 기지국(1) PHY(501)는 수신된 프리앰블 정보와 프리앰블에 기반하여 결정된 커버리지 레벨 정보를 MAC(502)으로 전달한다. 스케줄러(351)는 이동 단말(100)의 커버리지에 따른 기본(Default) 스케줄링 기준에 따라 M2 메시지(Random Access response)와 M3 메시지의 스케줄링을 수행한다. 스케줄러(351)는 스케줄링 수행 후 M2 메시지 및 M3 메시지의 스케줄링 정보를 포함하는 DL_CONFIG.Req 메시지를 PHY(501)에게 전달한다. 스케줄링 정보는 PHY(501)에서 이동 단말(100)에게 M2 메시지를 통해 전송된다.
이동 단말(100)은 M2 메시지를 수신한 후 M2 메시지에 포함된 M3 메시지 스케줄링 정보를 사용하여 PHY(501)에게 M3 메시지를 전송한다. M3 메시지는 NB-IOT 네트워크의 RRC 연결 요청(RRCConnectionRequest-NB), 데이터 볼륨 및 파워 헤드룸 리포트(Data Volume and Power Headroom Report, DPR) MAC-CE, 셀-무선 네트워크 임시 식별자(Cell-Radio Network Temporary Identifier, C-RNTI) MAC-CE 등을 포함할 수 있다.
M3 메시지 전송 실패시 재전송이 이루어질 수 있으며, 이때 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme, MCS)와 반복(Repetition) 횟수 등이 바뀔 수 있다.
이동 단말(100)로부터 무선상태 정보를 수신하는 단계(S300)에서, 기지국(1) PHY(501)는 수신한 M3 메시지를 NPUSCH.Ind 메시지를 통해서 MAC(502) 계층에 전달한다. MAC(502) 계층은 M3 메시지에 포함된 RRCConnectionRequest-NB를 공통 제어 채널(Common Control CHannel, CCCH)을 통해서 RRC/RRM(504)의 할당부(352)에게 전송한다. 또한, MAC(502) 계층은 M3 메시지를 수신할 때까지 수집된 이동 단말(100)의 무선상태 정보(UE RadioStatusInfo)를 CSAP를 통해서 RRC/RRM(504)의 할당부(352)에게 전송한다.
표 3은 이동 단말(100)의 무선상태 정보(UE RadioStatusInfo)를 나타낸다.



이동 단말(100)의 무선상태 정보(UE RadioStatusInfo)		 -TEMP C-RNTI
-C-RNTI
-커버리지 레벨(Coverage Level)
-서브캐리어 간격(Subcarrier Spacing)
-멀티톤(Multitone)
-파워 레벨(Power Level)
-M3 메시지 반복 전송 횟수
-M3 메시지 재전송 횟수
여기서, TEMP C-RNTI(Temporary C-RNTI)는 M2 메시지에 의해 이동 단말(100)에 할당된 임시 식별자이다.
C-RNTI는 M3 메시지가 수신될 때 이동 단말(100)에게 할당된 식별자가 있는 경우 전송된다.
커버리지 레벨은 앞서 설명한 바와 같이, 이동 단말(100) 현재 위치에서 스스로 선택한 커버리지 레벨을 나타낸다. 커버리지 레벨은 RRC/RRM(504)의 할당부(352)에서 커버리지 레벨 정보를 통해 같은 커버리지 레벨의 이동 단말에게 같은 캐리어를 집중에서 할당할 지 또는 복수의 캐리어를 분산하여 할당할 지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다.
서브캐리어 간격은 MAC(502)의 스케줄러(351)가 M3 메시지 스케줄링을 수행할 때, 이동 단말(100)의 M3 메시지의 전송에 사용되는 서브캐리어를 결정해주는 값이다. 그 값은 3.75kHz 또는 15kHz 중 하나일 수 있다. 3.75kHz의 서브캐리어를 사용하는 이동 단말(100)의 경우 긴 시간동안 전송이 필요하므로, 3.75kHz의 서브캐리어 간격은 RRC/RRM(504)의 할당부(352)가 해당 단말에게 하나의 캐리어를 할당할 지 또는 복수의 캐리어를 분산하여 할당할 지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다.
멀티톤은 M3 메시지 스케줄링시 MAC(502)의 스케줄러(351)에 의해 결정되는 값으로서, 멀티톤의 사용 개수에 따라 기지국(1)에 근접해 있는 단말인지 여부를 기지국(1)이 판단하는 데 사용될 수 있다.
파워 레벨은 앞서 설명한 바와 같이, M3 메시지를 통해서 수신되며 이동 단말(100)의 현재 커버리지 레벨에서의 파워 레벨을 나타낸다. 파워 레벨을 통해, 기지국(1)은 이동 단말(100)의 기지국(1)과의 떨어진 정도를 추정할 수 있고, 이를 기반으로 최적의 반복 전송횟수를 결정할 수 있다.
M3 메시지 반복 전송 횟수는 MAC 스케줄링 알고리즘에 의한 재전송시 MCS 및 반복 전송 횟수 변경을 통해 기지국(1)이 M3 메시지를 성공적으로 수신했을 때의 반복 전송 횟수이다. 기지국(1)이 이동 단말(100)의 현재 위치에서 최적의 반복 전송 횟수를 결정하는데 사용될 수 있다.
M3 메시지 재전송 횟수는 M3 메시지를 성공적으로 수신할 때까지의 재전송 횟수로써, 이동 단말(100)의 현재 위치에서 M3 메시지 반복 전송 횟수와 조합하여 최적의 반복 전송 횟수를 결정하는데 사용될 수 있다(반복 전송 횟수는 한번 전송시 몇 번을 반복(Repetition)해서 전송하는 지에 대한 횟수이고, 재전송 횟수는 한번 전송이 실패할 경우 몇 번을 재전송(Retransmission)하는 지에 대한 횟수이다).
이동 단말(100)의 커버리지 레벨과 무선상태 정보에 기반하여 무선자원을 할당하는 단계(S500)에서, RRC/RRM(504)의 할당부(352)는 CCCH을 통해 수신된 RRCConnecitonReqeust-NB에 있는 이동 단말(100)의 능력 정보와 CSAP를 통해서 수신된 이동 단말(100)의 무선상태 정보에 기반하여 이동 단말(100)에게 최적의 무선자원을 할당한다.
RRC/RRM(504)의 할당부(352)는 무선자원 할당 후 하위계층을 통해 이동 단말(100)에게 M4 메시지(RRCConnectionSetup-NB)를 전송하고, 할당된 무선자원 정보를 CSAP를 통해 MAC(502) 계층으로 전달한다. MAC(502)의 스케줄러(352)에서 설정된 정보를 기반으로 스케줄링을 수행함으로써, 무선자원의 낭비를 최소화하면서 상향링크 성능향상 및 이동 단말(100)의 배터리 소모를 최소화할 수 있다.
표 4 및 표 5는 본 발명의 무선자원 할당 방법에 의해 결정되는 자원할당 파라미터를 나타낸다.

RRCConnectionSetup-NB		 -캐리어 인덱스(Carrier Index)
-Max NPDCCH Repetition
-HARQ-ACK Repetition


UEConfiginfo		 -캐리어 인덱스(Carrier Index)
-Max NPDCCH Repetition
-HARQ-ACK Repetition
-Start NPDCCH Repetition
-Start NPDSCH Repetition
-Start NPUSCH Repetition
여기서, 캐리어 인덱스는 기지국(1)이 운용하는 복수의 캐리어 중 하나일 수 있으며, 할당부(352)는 앞서 설명한 것과 같이 이동 단말(100)을 어느 캐리어에 할당하는 것이 최적인지를 판단하여 할당한다.
Max NPDCCH Repetition은 최대로 반복할 수 있는 NPDCCH 횟수이다.
HRQ-ACK Repetition는 HARQ-ACK를 전송하는 NPUSCH의 반복 전송 횟수이다.
Start NPDCCH Repetition, Start NPDSCH Repetition, Start NPUSCH Repetition는 이동 단말(100)의 현재 위치에서 최소로 필요로 하는 NPDCCH/NPDSCH/NPUSCH의 반복 전송 횟수이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 무선자원 할당 방법에 따르면, 협대역 사물인터넷 시스템에서 이동 단말이 위치한 커버리지 레벨 및 파워 레벨을 기반으로 최적의 무선 자원을 할당할 수 있다.
또한, 이동 단말의 무선 자원을 최적으로 할당함으로써, 무선 자원의 낭비를 최소화하고 기지국의 성능을 향상시킬 수 있으며, 이동 단말의 배터리 소모를 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 협대역 사물인터넷 시스템에서 사용자 장비(User Equipment, UE)에게 무선자원을 할당하는 방법에서,
    상기 UE로부터 수신된 프리앰블에 기반하여 상기 UE의 커버리지 레벨을 결정하는 단계,
    상기 UE로부터 무선상태 정보를 수신하는 단계, 그리고
    상기 UE의 커버리지 레벨과 무선상태 정보에 기반하여 무선자원을 할당하는 단계
    를 포함하는 무선자원 할당 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113950057A (zh) * 2020-07-15 2022-01-18 北京三星通信技术研究有限公司 信息处理的方法、装置、设备及计算机可读存储介质
KR20230037274A (ko) * 2021-09-09 2023-03-16 조선대학교산학협력단 LoRaWAN에서 단말의 이동성에 기반하여 자원을 할당하기 위한 방법 및 장치

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