KR20190119448A - 무선 통신 시스템에서 자원 할당　방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 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.
본 개시는 상향링크(uplink, UL) 전용 영역 및 하향링크(downlink, DL) 전용 영역을 포함하는 전송 자원을 할당하는 방법으로서, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인(identify)하는 과정; 상기 전송 자원의 사용률 및 전계 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정; 및 상기 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상기 상향링크 전용 영역 및 상기 하향링크 전용 영역을 할당하는 과정; 을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 자원 할당　방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR RESOUCE ALLOCATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 무선 통신 시스템에서 자원 할당　방법 및 장치에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 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 사물인터넷 (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.
MTC 기술은 기존의 LTE 시스템을 이용하면서 일반적인 모바일 인터넷 통신 서비스가 아닌 다른 통신 서비스를 제공할 수 있다. 특히, MTC 기술에 포함되는 eMTC(enhanced MTC) 기술은 IoT 서비스를 제공하기 위한 무선 통신 수단을 제공할 수 있다.
구체적으로, eMTC 기술에 적용되는 eMTC UE(user equipment)를 포함하는 사물들(things)은 기지국과의 무선 통신을 수행함으로써, 시간과 공간의 제약 없이 무선 네트워크에 접속할 수 있다.
이에 기지국은 기존의 LTE 통신(이하, "광대역 통신", "LTE"로 지칭될 수 있다.)과 eMTC UE와의 협대역 통신(이하, "eMTC 통신", "eMTC"로 지칭될 수 있음)을 모두 중계할 수 있어야 한다.
본 개시는 기지국에 의한 광대역 통신의 일부 자원 영역을 이용하는 협대역 통신을 위한 상향링크(uplink, UL) 통신(이하, "UL", "상향링크"로 지칭될 수 있음) 및 하향링크(downlink, DL) 통신(이하, "DL", "하향링크"로 지칭될 수 있음)을 위한 자원을 동적으로 할당에 대한 구체적인 방법을 제안한다.
본 개시는 상향링크 또는 하향링크를 위한 자원의 사용량, 전계 특성 정보 및 QoS(Quality of Service) 중 적어도 하나를 이용하여 상향링크 또는 하향링크를 위한 자원을 할당하는 방법을 제안한다.
본 개시는 상향링크(uplink, UL) 전용 영역 및 하향링크(downlink, DL) 전용 영역을 포함하는 전송 자원을 할당하는 방법으로서, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인(identify)하는 과정; 상기 전송 자원의 사용률 및 전계 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정; 및 상기 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상기 상향링크 전용 영역 및 상기 하향링크 전용 영역을 할당하는 과정; 을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전송 자원의 사용률은, 상기 전송 자원에서 할당 가능한 UL 자원량에 대한 요구되는 UL 자원량의 비율인 UL 자원 사용률 및 상기 전송 자원에서 할당 가능한 DL 자원량에 대한 요구되는 DL 자원량의 비율인 DL 자원 사용률을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전송 자원은 주파수 축 상에서 구분되는 제1 전송 자원 및 제2 전송 자원을 포함하고, 상기 제1 전송 자원은 상기 제2 전송 자원보다 지연에 민감한 데이터 전송을 지원하며, 상기 제1 전송 자원의 제1 상향링크 전용 영역의 최대 길이는 상기 제2 전송 자원의 제2 상향링크 전용 영역의 최대 길이보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 전송 자원은 GBR (guaranteed bit rate) 타입의 데이터 전송을 지원하며, 상기 제2 전송 자원은 non-GBR 타입의 데이터 전송을 지원할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은, 상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 미만이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 이상인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은, 상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 이상이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은, 상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 제1 임계값 이상이며, 상기 DL 자원 사용률이 상기 UL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은, 상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 상기 제1 임계값 이상이며, 상기 UL 자원 사용률이 상기 DL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전계 특성 정보에 따라 구분되는 UE 그룹들에 대하여, UE의 개수 및 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호(preferred) 비율에 기초하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경할 수 있다.
본 개시는 상향링크(uplink, UL) 전용 영역 및 하향링크(downlink, DL) 전용 영역을 포함하는 전송 자원을 할당하는 기지국으로서, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인(identify)하고, 상기 전송 자원의 사용률 및 전계 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하며, 상기 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상기 상향링크 전용 영역 및 상기 하향링크 전용 영역을 할당하는 제어부; 및 상기 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상기 상향링크 전용 영역에 실리는 상향링크 데이터 또는 상기 하향링크 전용 영역에 실리는 하향링크 데이터를 전송하는 송수신부 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전송 자원의 사용률은, 상기 전송 자원에서 할당 가능한 UL 자원량에 대한 요구되는 UL 자원량의 비율인 UL 자원 사용률 및 상기 전송 자원에서 할당 가능한 DL 자원량에 대한 요구되는 DL 자원량의 비율인 DL 자원 사용률을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전송 자원은 주파수 축 상에서 구분되는 제1 전송 자원 및 제2 전송 자원을 포함하고, 상기 제1 전송 자원은 상기 제2 전송 자원보다 지연에 민감한 데이터 전송을 지원하며, 상기 제1 전송 자원의 제1 상향링크 전용 영역의 최대 길이는 상기 제2 전송 자원의 제2 상향링크 전용 영역의 최대 길이보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 전송 자원은 GBR (guaranteed bit rate) 타입의 데이터 전송을 지원하며, 상기 제2 전송 자원은 non-GBR 타입의 데이터 전송을 지원할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 미만이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 이상인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 이상이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 제1 임계값 이상이며, 상기 DL 자원 사용률이 상기 UL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 상기 제1 임계값 이상이며, 상기 UL 자원 사용률이 상기 DL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 전계 특성 정보에 따라 구분되는 UE 그룹들에 대하여, UE의 개수 및 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호(preferred) 비율에 기초하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경할 수 있다.
본 개시는 상향링크 통신 및 하향링크 통신을 위해 요구되는 물리 채널 자원을 동적으로 할당함으로써 자원 활용을 효율적으로 할 수 있다.
본 개시는 상향링크 또는 하향링크를 위한 자원의사용량에 기반하여 자원을 할당함으로써 정적인 자원 할당에 의해 발생되는 자원 낭비 문제 및 데이터의 지연 전송 문제를 해결할 수 있다.
본 개시는 상향링크 또는 하향링크를 위한 자원의 사용량에 기반하여 자원 할당 영역을 결정함으로써, 상향링크를 위한 자원 할당에서 하향링크를 위한 자원 할당으로의 불필요한 천이로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있다.
본 개시는 전계 특성 정보에 따라 분류되는 UE의 분포에 따라 상향링크 또는 하향링크를 위한 자원을 할당함으로써, 상향링크를 위한 자원 할당 및 하향링크를 위한 자원 할당에 있어 페어니스(fairness)를 제공할 수 있고, 다수의 UE를 위한 접속 환경에서 UE간에 페어니스(fairness)를 제공할 수 있다.
본 개시는 UE의 QoS(Quality of Service)에 따라 자원 영역을 구분하여 자원 할당함으로써 QoS에 따라 분류된 각각의 무선 통신 서비스의 품질을 만족시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 협대역 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 정적으로 구분되는 상향링크를 위한 자원 영역과 하향링크를 위한 자원 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 기지국에 의한 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 상향링크 및 하향링크를 위한 자원의 사용률을 이용하여 기지국에서 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5a 내지 도 5b는 일 실시예에 따른 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 방법에 따른 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 일 실시예에 따른 상향링크를 위한 자원 영역과 하향링크를 위한 자원 영역의 비율을 변경하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에 따른 전계 정보를 고려하여 상향링크 할당 가능 영역에 대한 하향링크 할당 가능 영역의 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 자원 타입에 따라 구분되는 할당되는 물리 채널 자원을 설명하기 위한 도면이다.
도 9b은 일 실시예에 따른 동적으로 구분되는 상향링크를 위한 자원 영역과 하향링크를 위한 자원 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 기지국 및 UE의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 실시예를 상세하게 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
5G NR (5G New Radio)의 주요 사용 시나리오로서, eMBB (enhanced mobile broadband), URLLC (ultra reliable low latency communication), 및 mMTC (massive machine type communication), eMTC(enhanced machine type communication)의 주요 성능 지표를 만족하기 위한 기술 개발이 수행되고 있다.
eMTC 기술과 관련해서는 높은 밀도로 배치되어 있는 저가형 장치들을 지원하는 것을 목표로 연구가 진행되고 있으며, 기존에 확정된 MTC 논의 사항을 기반으로 연구를 확장하고 있다.
구체적으로, eMTC 기술은 MTC 기술보다 머신 대 머신(machine to machine, M2M) 통신 특성 또는 D2D(device to device)통신의 특성을 강화하기 위한 기술이다. 사용 대역폭을 제한하여(예를 들어, 6RB(resource block)) 보다 저렴한 하드웨어를 포함하는 eMTC UE가 생산되고 있다. 또한, 사용 대역폭이 제한된 eMTC UE의 커버리지를 늘리기 위해 반복 전송 이 적용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 협대역 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기지국(base station, 120)은 UE(130) 및 eMTC UE(110)과 무선 통신을 수행하는 일 주체로서, BS, NodeB(NB), eNodB(eNB), AP(access point) 등으로 지칭될 수도 있다.
단말(user equipment, 130, 이하, "LTE 단말"로 지칭될 수 있다.)은 기지국과 LTE 통신을 수행하는 일 주체로서, UE, 이동국(mobile station; MS), 이동장비(mobile equipment; ME), 디바이스(device), 터미널(terminal)로 지칭될 수 있다.
eMTC UE(110)는 기지국(120)과 협대역 통신을 수행하는 일 주체로서, 실시예에 따라, eMTC UE(110)는 저비용(low-cost) 장치, 저복잡도 장치, 머신 대 머신(machine to machine, M2M)통신의 강화된 특성을 반영하여 BL-CE(bandwidth limited - coverage extension) UE 등으로 지칭될 수도 있다.
실시예에 따라, eMTC UE(110)는 3GPP에서의 eMTC 단말과 NB-IoT(Narrowband Internet of Things) 단말을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, NB-IoT 단말은 1RB의 주파수 자원이 할당될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 eMTC UE(110)의 예를 들어 설명하지만, 이는 일 실시에가 eMTC UE(110) 이외의 단말에 적용되는 것을 배제하는 것이 아니며, 무선 통신을 수행하는 UE 또는 협대역 통신을 지원하는 다른 UE에도 적용될 수 있음은 자명하다.
eMTC UE(110)는 대체적으로 저가형 장치를 가정하고 있으며 복잡도가 낮게 설계되어 있다는 특징을 가질 수 있다. eMTC UE(110)의 비용 절감을 위해 지원 가능한 라디오 주파수 대역은 LTE 통신의 일부 영역으로 제한될 수 있으며, 이때 eMTC 통신에 지원하는 대역은 LTE 통신의 주파수 대역에 상대적으로 좁아 협대역(narrowband, NB)으로 지칭될 수 있다.
협대역 통신은 기존 시스템 대역의 일부분인 1.4MHz의 대역으로 정의될 수 있으며, eMTC UE(110)는 1.4MHz의 대역의 신호를 수신하기 위한 RF 송수신기를 구비할 수 있다. 즉, eMTC UE(110)는 전체 시스템 대역이 아닌 1.4MHz 대역을 수신할 수 있는 송수신기를 이용할 수 있다. 실시예에 따라, eMTC UE(110)는 협대역(narrowband)을 옮겨가며 신호를 수신할 수 있다.
이와 관련하여, 기존의 LTE 통신을 지원하는 단말(130)에 대비하여 송수신 가능 대역이 좁은 상기 eMTC UE(110)에 대하여 커버리지 향상(CE: coverage enhancement)을 위한 방안이 필요하다.
eMTC는 제어 정보를 전송하는 제어 채널(예를 들어, PDCCH(physical downlink control channel))과 데이터 정보를 전송하는 데이터 채널(예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel))을 구분할 수 있다. 기지국은 제어 채널(예를 들어, MPDCCH(MTC PDCCH))와 데이터 채널(예를 들어, PDSCH)을 나누어 전송할 수 있다.
MPDCCH는 MTC 단말용 PDCCH(physical downlink control channel)를 간략히 칭한 것으로서, MPDCCH는 기존의 LTE 통신 규격에서 정의된 ePDCCH(enhanced PDCCH)와 같이 PDSCH(physical downlink shared channel) 자원 영역에서 전송될 수 있다. 상기 PDSCH 자원 영역이란, 서브프레임에서 PDCCH의 영역을 제외한 무선 자원 영역을 지시할 수 있다. 즉, eMTC 통신은 MPDCCH라는 새로운 제어 채널을 통해 제어 신호를 이용할 수 있다.
기지국이 eMTC UE에게 다운링크(downlink, DL) 통신을 지원하는 경우, 제어 신호를 보내기 위한 MPDCCH와 데이터 신호를 보내기 위한 PDSCH(physical downlink shared channel)를 다른 서브프레임으로 나누어 전송할 수 있다. 다시 말해서, 기지국에 의해 DL 자원이 할당될 때, MPDCCH와 PDSCH는 동일한 서브프레임에 전송되지 않는다. MPDCCH가 LTE 통신에서의 PDSCH 자원을 통해 전송되며, 실시예에 따라, 하나의 TTI(transmission time interval) 간격을 두고 PDSCH가 전송될 수 있다. 즉, eMTC 통신에서의 PDSCH는 MPDCCH가 전송되는 서브프레임과 다른 서브프레임으로 전송될 수 있다. 하나의 TTI는 연속하는 하나 또는 복수의 서브프레임을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라, 기지국에 의한 자원 할당의 기본 단위로 정의될 수 있거나, 시간 영역에서 데이터 전송의 최소 단위로 정의될 수 있다. 실시예에 따라, TTI는 특정 개수의 자원 블록(resource block, RB)를 전송하는데 요구되는 전송 시간으로 정의될 수 있다. 자원 블록은 데이터 전송을 위한 최소 자원 할당 단위를 나타낼 수 있다. TTI 마다, 기지국은 전송할 데이터의 우선 순위에 따라 자원 블록에 데이터를 할당할 수 있다.
기지국은 제어 신호 전송 이후 일정 시간의 간격을 두고 데이터 신호를 전송하는 교차 서브프레임 스케줄링(cross subframe scheduling)으로 eMTC 장치를 지원할 수 있다.
본 개시에 따른 무선 통신 시스템에서 전송 자원은 적어도 하나의 하향링크 할당 가능 영역 및 적어도 하나의 상향링크 할당 가능 영역으로 구성될 수 있다. 기지국은 하향링크 할당 가능 영역에서 단말에게 하향링크 트래픽을 전송할 수 있고, 상기 단말은 상향링크 할당 가능 영역에서 상기 기지국에서 상향링크 트래픽을 전송할 수 있다. 상기 기지국은 상향링크 수신과 하향링크 전송이 모두 가능하지만, 특정 시점에서는 상향링크 수신과 하향링크 전송 중 하나만 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 자원 내에서 하향링크 할당 가능 영역과 상향링크 할당 가능 영역은 시간의 흐름에 따라 교번적으로 배치될 수 있다.
본 개시에서 전송 자원은 전송에 사용되는 모든 형식의 자원을 포함하며 예를 들어 주파수 자원, 시간 자원 및 코드 자원 중 적어도 하나를 포함하는 조합(combination)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시에서 하향링크 할당 가능 영역은 전송 자원 중 하향링크 전송에 전용인(dedicated) 영역으로써 '하향링크 전용(dedicated) 영역' 또는 '하향링크 특정(specific) 영역'으로 호칭될 수 있다. 하향링크 전용 영역은, 실제로 하향링크 데이터가 전송되는지 여부와 관계 없이, 하향링크 데이터의 전송을 위해서만 할당될 수 있는 영역이다. 일 예로써, 하향링크 전용 영역은 전체 전송 자원 중 시간 축 상에서 구분되는 적어도 하나의 영역일 수 있다.
본 개시에서 상향링크 할당 가능 영역은 전송 자원 중 상향링크 전송에 전용인 영역으로써 '상향링크 전용 영역' 또는 '상향링크 특정 영역' 등으로 호칭될 수 있다. 상향링크 전용 영역은, 실제로 상향링크 데이터가 전송되는지 여부와 관계 없이, 상향링크 데이터의 전송을 위해서만 할당될 수 있는 영역이다. 일 예로써, 상향링크 전용 영역은 전체 전송 자원 중 시간 축 상에서 구분되는 적어도 하나의 영역일 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 정적으로 구분되는 상향링크를 위한 자원 영역과 하향링크를 위한 자원 영역을 설명하기 위한 도면이다.
eMTC UE의 DL 데이터는 PDSCH를 통해 전송될 수 있으며, 이에 앞서 기지국은 PDSCH 자원 할당 정보(즉, 해당 PDSCH가 어떤 시각에 어떤 RB에 얼만큼의 반복 전송으로 전송되는지)를 담고 있는 DL 그랜트(grant)를 MPDCCH로 전송할 수 있다. 상기 MPDCCH를 DL grant MPDCCH라고 지칭할 수 있다.
기지국은 각 eMTC UE의 PDSCH와 DL grant MPDCCH를 어떤 시각에 어떤 RB에 얼만큼의 repetition으로 전송할지를 결정할 수 있다. 상기 기지국의 상기 결정 동작을 DL 스케줄링이라고 지칭할 수 있으며, 기지국에서 DL 스케줄링을 수행하는 주체를 DL 스케줄러라고 지칭할 수 있다. DL 스케줄러의 스케줄링 결과, 할당된 DL 데이터(예를 들어, DL grant MPDCCH와 PDSCH)는 예를 들어, 하향링크 전용 영역(211, 213, 215) 동안 전송될 수 있다.
마찬가지로, eMTC UE의 UL 데이터는 PUSCH로 전송될 수 있으며, 이에 앞서 기지국은 PUSCH 자원 할당 정보를(즉, 해당 PUSCH가 어떤 시각에 어떤 RB에 얼만큼의 반복 전송으로 전송되는지) 담고 있는 UL grant를 MPDCCH로 전송할 수 있다. 상기 PUSCH 자원 할당 정보를 담고 있는 MPDCCH를 UL grant MPDCCH라고 지칭할 수 있다.
기지국은 각 eMTC UE의 UL grant MPDCCH를 어떤 시각에 어떤 RB에 얼만큼의 repetition으로 전송할지를 결정할 수 있다. 상기 기지국의 상기 결정 동작을 UL 스케줄링이라고 지칭할 수 있으며, 기지국에서 UL 스케줄링을 수행하는 주체를 UL 스케줄러라고 지칭할 수 있다. UL 스케줄러의 스케줄링 결과 할당된 UL 데이터(예를 들어, PUSCH)는 예를 들어, 상향링크 전용 영역(221, 223, 225) 동안 전송될 수 있지만, UL grant MPDCCH는 예를 들어, 하향링크 전용 영역(211, 213, 215) 동안 전송될 수 있다.
실시예에 따라, 기지국은 DL 스케줄러 및 UL 스케줄러 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. DL 스케줄러는 PDSCH를 스케줄링할 수 있으며, UL 스케줄러는 PUSCH를 스케줄링할 수 있다. 실시예에 따라, DL 스케줄러가 배타적으로 사용하는 하향링크 전용 영역(211, 213, 215)의 구간을 DL 턴(turn)이라고 지칭할 수 있으며, UL 스케줄러가 배타적으로 사용하는 상향링크 전용 영역(221, 223, 225)의 구간을 UL 턴이라고 지칭할 수 있다. 또한, DL 턴과 UL 턴이 전환되는 것을 각 스케줄링 주체가 턴을 돌려주고 돌려받는다 라고 지칭할 수 있다. 상기 DL 턴과 UL 턴이 전환되는 시점을 천이 시점(예를 들어, 231)이라고 지칭할 수 있다.
도 2에서, 기지국은 하향링크 통신을 위한 전송 자원의 영역 즉, 하향링크 전용 영역(211)과 상향링크 통신을 위한 전송 자원의 영역 즉, 상향링크 전용 영역(221)을 고정적으로 나눌 수 있다. 즉, 기지국은 하향링크 전용 영역(211)에서 상향링크 전용 영역(221)으로 천이되는 천이 시점(231)을 고정(fix)할 수 있다. 천이 시점(231)이 고정된 경우, 상향링크 전용 영역(221)과 하향링크 전용 영역(211)이 전송 자원을 점유하는 비율은 고정된다.
도 2a는 기지국이 고정된 천이시점을 이용하는 경우에, 천이 시점에서의 UL 트래픽(292) 량과 DL 트래픽(290) 양을 예시하고 있다. 기지국이 천이 시점(231)을 고정하여 상향링크 전용 영역(221)과 하향링크 전용 영역(211)을 할당하는 경우, 기지국과 eMTC UE 사이의 트래픽(traffic) 량을 자원 할당에 반영하기 어렵다. 예를 들어, 도 2에서는 상기 천이 시점(231)에 할당해야 할 UL 데이터가 적은데 반하여 전송해야 할 DL 데이터는 상대적으로 많이 남아 있음을 알 수 있다. 상기 천이 시점(231)에 전송할 UL 데이터가 없거나 DL 데이터에 비해 상대적으로 적더라도 기지국은 상향링크 전용 영역(221)을 스케줄링 하게 된다. 다시 말해서, UL 데이터가 없어도, DL 스케줄러는 UL 스케줄러에게 스케줄링 기회를 넘겨주게 된다. UL 스케줄러에게 스케줄링 기회를 넘겨준 이상, 하향링크 통신을 통해 전송이 요구되는 하향링크 데이터가 있더라도, 하향링크 통신을 위한 시간 스케줄링이 제한된다. 따라서, 자원의 사용이 요구되는 하향링크 데이터에 자원이 할당되지 못하고, 전송 자원 낭비를 초래한다.
도 2b를 참조하면, 기지국은 최대 할당 가능 시간 및 전송이 요구되는 데이터의 유무 판단에 따라 하향링크 전용 영역(213, 215)과 상향링크 전용 영역(223, 225)을 결정할 수도 있다.
예를 들어, 상향링크 전용 영역(223)에서 기지국은 UL 데이터의 유무를 판단할 수 있고, UL 데이터가 없다고 판단한 시점(235)을 하향링크 전용 영역(215)의 시작 시점으로 결정할 수 있다. 다시 말해서, UL 데이터가 없다고 판단되면, 기지국의 UL 스케줄러는 바로 DL 스케줄러에게 스케줄링 기회를 넘겨줄 수 있다.
이후, 하향링크 전용 영역(215)에 대한 최대 할당 가능 시간(237)이 경과하면, 기지국은 최대 할당 가능 시간(237)이 경과한 시점(237)을 상향링크 전용 영 (225)의 시작 시점으로 결정할 수 있다. 최대 할당 가능 시간의 경과 시, DL 스케줄러는 전송할 DL 데이터가 남아 있더라도 UL 스케줄러에게 스케줄링 턴을 넘겨줘야 한다. UL 스케줄러의 스케줄링 턴이 시작되는 시점(237)부터 UL 데이터가 없고, DL 데이터가 존재하더라도 DL 스케줄러가 자원을 할당할 수 없으므로, 자원 낭비가 발생할 수 있다.
도 2b에서 기지국의 DL 스케줄러는 이후 전송해야 할 DL 데이터 또는 UL 데이터의 량을 고려하지 않고, 단순히 현재 DL 데이터 또는 UL 데이터의 존재 여부 및 최대 할당 가능 시간에 의해 스케줄링 기회를 넘겨주게 된다. 최대 할당 가능 시간이 경과한 시점(237)에서 UL 데이터가 없다는 사정이 고려될 때, DL 턴으로부터 UL 턴으로의 천이는 불필요한 천이로 판단될 수 있고, UL 스케줄러가 다시 DL 스케줄러로 스케줄링 기회를 넘겨줄 때까지 오버헤드가 발생할 수 있다. 다시 말해서, UL 데이터는 없고 DL 데이터가 있음에도 불구하고, 아직 전송하지 못한 DL 데이터의 전송을 위해 DL 스케줄러는 UL 스케줄러로부터 스케줄링 기회를 돌려 받기 전까지의 시간을 추가적으로 대기하게 된다. 특히, 지연 전송에 민감한 데이터(예를 들어, VoLTE 데이터)가 일반 데이터와 혼재되어 있는 경우, 신속하게 스케줄링 기회를 넘겨 받기 위해 자원 할당 시간이 줄어들어야 한다. 즉, 하향링크 전용 영역(211, 213, 215) 및 상향링크 전용 영역(221, 223, 225)이 줄어들어야 한다. 하지만, 할당 가능 영역이 줄어들면 eMTC UE의 반복 전송이 어려울 수 있어 상기 eMTC UE의 커버리지가 줄어들 수도 있다.
이에, 본 개시에 따른 기지국은 UE의 전송 자원량, UE의 전계 특성 정보(예를 들어, SINR 분포, 수신 감도 정보) 및 QoS(quality of service) 중 적어도 하나를 고려하여 전송 자원의 상향링크 전용 영역과 하향링크 전용 영역을 결정하는 기법을 제안한다. 예를 들어, 상기 전송 자원의 DL 할당 또는 UL 할당은 시간 영역 또는 주파수 영역 상에서 수행될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 기지국에 의한 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 기지국은 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인(identify)할 수 있다(310).
기지국은 하향링크 데이터 또는 상향링크 데이터의 스케줄링 시작 시점에서 상향링크 전용 영역 및 하향링크 전용 영역을 확인한 후, 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인할 수 있다.
기지국은 전송 자원의 사용률 및 전계 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경할 수 있다(330).
전송 자원의 사용률은 전송 자원에서 할당 가능한 UL 자원량에 대한 요구되는 UL 자원량의 비율인 UL 자원 사용률 및 전송 자원에서 할당 가능한 DL 자원량에 대한 요구되는 DL 자원량의 비율인 DL 자원 사용률을 포함할 수 있다. UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 획득하는 방법에 대해서는 도 4에서 자세히 설명된다.
기지국은 330 과정에서 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라 상향링크 전용 영역 및 하향링크 전용 영역을 할당할 수 있다(330).
이후, 기지국은 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상향링크 전용 영역에 실리는 상향링크 데이터 또는 하향링크 전용 영역에 실리는 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 상향링크 및 하향링크를 위한 자원의 사용률을 이용하여 기지국에서 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 기지국은 제1 TTI에서의 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율(이하, "상대 비율"이라 함)을 확인(identify)할 수 있다(410).
기지국은 DL 데이터 또는 UL 데이터의 스케줄링 시작 시점에서 상향링크 전용 영역 및 하향링크 전용 영역을 확인할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 전용 영역은 하향링크 자원 할당 가능 시간을 기초로 결정될 수 있으며, 상향링크 전용 영역은 상향링크 자원 할당 가능 시간을 기초로 산출될 수 있다.
실시예에 따라, 전용 영역의 최대 길이는 DL 데이터 또는 UL 데이터의 발생 주기(예를 들어, 1ms 또는 5ms)로 결정될 수 있다. 또는, 전용 영역의 최대 길이는 자원 할당을 위한 단위 시간(예를 들어, 1ms)에 최대 반복 전송 횟수를 곱한 값으로 결정될 수 있다. 최대 반복 전송 횟수는 하향링크(또는 상향링크) 반복 전송의 횟수를 지시할 수 있으며, 최대 반복 전송 횟수가 클수록 최대 할당 가능 시간은 길어질 수 있다.
실시예에 따라, 전용 영역의 최대 길이는 DL 데이터 또는 UL 데이터의 QoS(quality of service)에 따라 달리 산출될 수 있다. 전용 영역의 최대 길이는 QoS에 포함되는 파라미터 중 자원 타입(resource type)에 따라 달리 결정될 수 있다. 예를 들어, 자원 타입이 GBR(guaranteed bit rate)인 데이터는 대역폭을 보장받을 수 있는 타입의 데이터로서 트래픽에 대한 수신 품질을 보장하기 위해 전용 영역의 최대 길이는 데이터 발생 주기(duration)로 결정될 수 있다. 예로써, GBR 데이터의 일 예인 VoLTE 트래픽의 경우 전용 영역의 최대 길이는 VoLTE 패킷의 발생 주기와 같게 설정될 수 있다.
기지국이 상향링크 전용 영역 및 하향링크 전용 영역을 확인한 후, 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인할 수 있다.
실시예에 따라, DL 데이터 또는 UL 데이터의 스케줄링 시작 시점에서 기지국은 데이터의 특성(예를 들어, 자원 타입) 등에 의해 하향링크 자원 할당 가능 영역 및 상향링크 자원 할당 가능 영역 각각에 대한 자원 할당 가능 시간을 확인할 수 있다.
예를 들어, 하향링크를 위한 자원 할당 가능 시간이 10ms 이고, 상향링크를 위한 자원 할당 가능 시간이 20ms 인 경우, 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 상대 비율은 1/2로 확인될 수 있다.
기지국은 상기 확인된 비율을 변경하기 전 변경할지 여부의 기준이 되는 UL 자원 사용률 및 DL 자원사용률을 획득할 수 있다(430).
UL 자원 사용률은 상향링크 전송을 위해 가능한 자원에 대한 사용 자원의 비율을 의미하고, DL 자원 사용률은 하향링크 전송을 위해 가능한 자원에 대한 사용 자원의 비율을 의미한다.
UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 획득하는 방법은 실제 할당된 자원량을 이용하는 제1 방법, 요구되는 자원량을 고려하는 제2 방법이 있다. 상기 제1 방법은 현재 TTI(또는 이전 TTI)에서 자원 할당이 어떻게 수행되었는지를 고려할 수 있다. 상기 제2 방법은 현재 TTI보다 이후 TTI에서 할당할 데이터의 량을 고려할 수 있다.
예를 들어, 제1 방법에 의해 획득된 UL 자원 사용률이 DL 자원 사용률보다 크면, 기지국은 현재 TTI에서 UL을 위한 자원을 DL을 위한 자원보다 많이 할당할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 방법에 의해 획득된 DL 자원 사용률이 UL 자원 사용률보다 크면, 기지국은 현재 TTI에서 DL을 위한 자원을 UL을 위한 자원보다 많이 할당할 수 있다.
먼저, 상기 제1 방법에 따라 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 획득하는 방법을 설명한다.
실시예에 따라, 제1 방법에 따른 UL 자원 사용률은 현재 스케줄링이 수행되는 제1 TTI에서 할당 가능 UL 자원량에 대한 할당된 UL 자원량의 비율로 정의될 수 있다. 유사하게, 제1 방법에 따른 DL 자원 사용률은 현재 스케줄링이 수행되는 제1 TTI 에서 할당 가능 DL 자원량에 대한 할당된 DL 자원량의 비율로 정의될 수 있다. UL 자원 사용률은 실제 상향링크 통신을 위해 할당된 자원 블록 개수에 기반하여 획득될 수 있다. 구체적으로, UL 자원 사용률은 제1 TTI에서의 상향링크 자원 할당을 위해 사용될 수 있는 자원 블록의 개수에 대한 제1 TTI에서의 실제 상향링크 통신을 위해 할당된 자원 블록의 개수의 비율(즉, 자원 블록의 비율)로 획득될 수 있다. 유사하게, DL 자원 사용률은 제1 TTI에서의 하향링크 자원 할당을 위해 사용될 수 있는 자원 블록의 개수에 대한 제1 TTI에서의 실제 하향링크 통신을 위해 할당된 자원 블록의 개수의 비율(즉, 자원 블록의 비율)로 획득될 수 있다.
제1 TTI에서의 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 획득하는 방법에 대해서는 도 6에서 설명한다. 상기 제1 방법에 따른 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률은 최대값이 1이다. 이미 할당된 자원 블록의 개수가 할당 가능한 자원 블록 개수와 같거나 할당 가능한 자원 블록 개수에 근접하는 경우, 해당 기지국의 DL 데이터 또는 UL 데이터에 대한 부하를 표현하는데 한계를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 제2 방법에 따른 기지국은, 전송이 요구되지만 아직 스케줄링되지 않은 DL 데이터 및 UL 데이터의 량으로서, 버퍼 점유량(buffer occupancy; BO)을 고려할 수 있다. 요구되는 데이터의 량은 할당 가능한 자원의 량보다 클 수 있으므로, 버퍼 점유량을 이용하여 획득된 제2 방법에 따른 DL 자원 사용률 및 UL 자원 사용률은 1보다 클 수 있다.
실시예에 따라, 제1 방법에 따라 제1 TTI 에서의 자원 블록의 비율로 결정되는 UL 자원 사용률 또는 DL 자원 사용률이 1에 근접하는 경우(예를 들어, 제1 방법에 따른 UL 자원 사용률 또는 DL 자원 사용률이 0.9인 경우)에 기지국은 제2 방법에 따라 버퍼 점유량을 이용하여 1보다 큰 DL 자원 사용률 및 UL 자원 사용률을 이용할 수 있다.
실시예에 따라, 제2 방법에 따른 UL 자원 사용률은 현재 스케줄링이 수행되는 제1 TTI 이후의 제2 TTI에서 할당될 할당 가능 UL 자원량에 대한 요구되는 UL 자원량의 비율로 결정될 수 있다. 상기 제2 방법에 따른 DL 자원 사용률은 현재 스케줄링이 수행되는 제1 TTI 이후의 제2 TTI에서 할당될 할당 가능 DL 자원량에 대한 요구되는 DL 자원량의 비율로 결정될 수 있다. 즉, 상기 제2 방법에 따른 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률은 이미 할당된 자원을 기준으로 하는 것이 아닌 할당이 요구되는 자원을 고려한 값으로 산출될 수 있다.
할당이 요구되는 자원을 고려하기 위해, 실시예에 따라 기지국은 기지국에 포함되는 버퍼의 버퍼 점유량을 고려할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 점유량은 기지국이 현재 단말에 대해 대기하고 있는 패킷량으로 산출될 수 있으며, 버퍼 점유량은 비트(bit) 또는 바이트(byte) 또는 바이트 단위의 개수로 표현될 수 있다. 버퍼 점유량은 버퍼에 전송할 데이터가 점유하고 있는 양을 지시할 수 있다.
기지국은 상기 제2 방법에 따른 자원 블록의 비율을 산출하기 위해, 버퍼 점유량 이외에 주파수 효율(spectral efficiency, SE)을 이용할 수 있다. 주파수 효율(SE)은 단위 자원 블록 당 전송 가능한 데이터량을 지시하기 때문에, 제2 TTI에서의 주파수 효율에 대한 제2 TTI에서의 버퍼 점유량(BO)의 비율은 제2 TTI에서 할당 가능한 자원 블록에 대한 요구되는 자원 블록의 비율을 지시할 수 있다.
구체적으로, 본 개시의 제2 방법에 따른 기지국은 제1 TTI 이후 제2 TTI 동안의 상향링크 할당 가능 자원 블록의 개수 및 하향링크 할당 가능 자원 블록의 개수를 확인확인할 수 있다. 상기 기지국은 상향링크 할당 가능 자원 블록의 개수에 대한 요구되는 상향링크 자원 블록의 개수의 비율로 산출되는 제2 방법에 따른 UL 자원 사용률을 획득할 수 있다. 이와 유사하게, 기지국은 하향링크 할당 가능 자원 블록의 개수에 대한 요구되는 하향링크 자원 블록의 개수의 비율로 산출되는DL 자원 사용률을 획득할 수 있다. 이때, 하향링크 자원 사용률은 단위 자원 블록 당 전송 가능한 데이터 량 및 하향링크를 위한 버퍼 점유량을 기초로 하며, 상향링크 자원 사용률은 단위 자원 블록 당 전송 가능한 데이터 량 및 상향링크를 위한 버퍼 점유량을 기초로 할 수 있다.
실시예에 따라, 제2 방법에 따른 자원사용률은 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.
[수학식 1]
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상기 수학식 1에서 BO(i)는 버퍼 점유량이며, UE(i)의 데이터 전송 요구량을 지시할 수 있으며, SE(i)는 주파수 효율이며 UE(i)의 단위 자원 블록 당 전송 가능한 데이터 량을 지시할 수 있다.
기지국은 상기 제1 방법 또는 제2 방법에 따라 획득된 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률의 각각의 크기에 근거하여 410 단계에서 확인된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율(즉, 상대 비율)을 변경할 수 있다(450).
기지국은 상기 획득된 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 제1 임계값 및 제2 임계값과 비교할 수 있다. 비교 결과에 따른 구체적 후속 동작에 대해서는 도 5a 내지 도 5d에서 설명한다.
기지국은 상기 변경된 상대 비율에 따라 결정된 상향링크 전용 영역 및 하향링크 전용 영역을 할당할 수 있다(470).
기지국은 상기 변경된 비율에 따라 결정된 상향링크 전용 영역을 통해 UE로부터 UL 데이터를 수신할 수 있고, 상기 변경된 상대 비율에 따라 결정된 하향링크 전용 영역을 통해 UE에게 DL 데이터를 송신할 수 있다.
이와 같이, 기지국은 실제 자원 사용률에 기초하여 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하거나, 요구되는 자원 사용률에 기초하여 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율(즉, 상대 비율)을 변경할 수 있다. 기지국은 상기 변경된 상대 비율에 따라 하향링크 전용 영역 및 상향링크 전용 영역의 크기(또는 길이)를 결정할 수 있다. 기지국은 주기적으로(또는 비주기적으로) 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경함으로써, UE의 변화하는 자원 사용량에 적응적으로 대처할 수 있다. 따라서, 상향링크 및 하향링크 사이의 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 일 실시예에 따른 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하여, 도 4의 410에서 확인된 상대 비율을 변경하는 과정(450)에 포함되는 과정에 대해 설명한다.
기지국은 UL 자원 사용률을 제1 임계값과 비교할 수 있고, DL 자원 사용률을 제1 임계값과 비교할 수 있다(510)
UL 자원 사용률이 제1 임계값 미만이며, DL 자원 사용률도 제1 임계값 미만인 경우(510의 "예"경로), 상향링크를 위한 자원 사용률도 낮고 하향링크를 위한 자원 사용률도 낮기 때문에 410 과정(도 4 참고) 에서 확인된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경할 필요가 없을 수 있다. 따라서, UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률 모두가 제1 임계값 미만인 경우, 기지국은 410 과정에서 확인한 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 유지(변경하지 않을)할 수 있다(515). 실시예에 따라, 하향링크 자원 사용률 및 상향링크 자원 사용률 모두 많지 않기 때문에, 선택적으로 기지국은 전계 정보를 고려하여 410 과정에서 확인된 상대 비율을 변경할 수 있다. 전계 정보를 고려하는 방법에 대해서는 도 8a 및 도 8b에서 자세히 설명된다.
상기 510 과정의 비교 결과가 '아니오'인 경우는 3가지 경우가 존재할 수 있다. 구체적으로, 상기 3가지 경우는 UL 자원 사용률이 제1 임계값 미만이며 DL 자원 사용률은 제1 임계값 이상인 경우(첫째 경우), UL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이며 DL 자원 사용률은 제1 임계값 미만인 경우(둘째 경우), UL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이며 DL 자원 사용률도 제1 임계값 이상인 경우(셋째 경우)이다. 상기 첫째 경우 및 상기 둘째 경우의 자세한 설명이 도 5a에서 예시되고, 상기 셋째 경우의 자세한 설명이 도 5b에서 예시된다.
기지국은 UL 자원 사용률이 제1 임계값 미만이고, DL 자원 사용률이 제1 임계값 이상인지 판단할 수 있다(530). UL 자원 사용률이 제1 임계값 미만이며, DL 자원 사용률이 제1 임계값 이상인 경우(530의 "예"경로), 기지국은 하향링크를 위한 자원 사용 정도가 상향링크를 위한 자원 사용 정도에 비해 상대적으로 많다고 판단할 수 있고, 이에 따라 410 과정에서 확인한 상향링크 자원 할당 가능 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율 보다 기 설정 비율만큼 크게 변경할 수 있다(535). 410 과정에서 확인된 상대 비율보다 큰 비율로 변경한다는 것은 하향링크 통신을 위한 자원 할당량을 상대적으로 증가시킨다는 것을 의미할 수 있다. 기 설정 비율만큼 큰 비율로 변경하는 방법은 도 7에서 자세히 설명될 것이다.
상기 비교(530)의 결과, UL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이거나, DL 자원 사용률이 제1 임계값 미만인 경우(530의 "아니오"경로), 기지국은, UL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이며, DL 자원 사용률이 제1 임계값 미만인지 비교할 수 있다(550).
상기 비교(550)의 결과, UL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이며, DL 자원 사용률이 제1 임계값 미만인 경우(550의 "예"경로), 기지국은 상향링크를 위한 자원 사용 정도가 하향링크를 위한 자원 사용 정도에 비해 상대적으로 많다고 판단할 수 있고, 이에 따라 410 과정에서 확인된 상대 비율 보다 기 설정 비율만큼 작게 변경할 수 있다(555). 410 과정에서 확인된 상대 비율을 작게 변경한다는 것은 상향링크 통신을 위한 자원 할당량을 하향링크 통신을 위한 자원 할당량에 비해 상대적으로 증가시킨다는 것을 의미할 수 있다. 기 설정 비율만큼 작은 비율로 변경하는 방법은 도 7에서 자세히 설명될 것이다.
기지국은, UL 자원 사용률이 제1 임계값을 초과하고, DL 자원 사용률도 제1 임계값을 초과하지 판단할 수 있다(570).
UL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이고, DL 자원 사용률도 제1 임계값 이상인 경우(570), 기지국은 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률의 크기를 제2 임계값과 비교할 수 있다(571). 실시예에 따라, 제2 임계값은 제1 임계값보다 클 수 있다.
UL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이지만 제2 임계값 미만이며, DL 자원 사용률도 제1 임계값 이상이지만 제2 임계값 미만인 경우(571의 "예"경로), 기지국은 410 과정에서 확인된 비율을 유지할 수 있다(572). 이하, 도 5b의 573 내지 587의 경우, UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률 모두 제1 임계값 이상인 점은 공통되기에, 제2 임계값에 대한 크기 비교만으로 설명한다.
기지국은 UL 자원 사용률이 제2 임계값 미만이며, DL 자원 사용률율이 제2 임계값 이상인지 판단할 수 있다(573).
UL 자원 사용률이 제2 임계값 미만이며, DL 자원 사용률이 제2 임계값 이상인 경우(573의 "예"경로), 기지국은 하향링크를 위한 자원 사용 정도가 상향링크를 위한 자원 사용 정도에 비해 상대적으로 많다고 판단할 수 있고, 이에 따라 410 과정에서 확인한 상향링크 자원 할당 가능 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율 보다 기 설정 비율만큼 크게 변경할 수 있다(574).
기지국은 UL 자원 사용률이 제2 임계값 이상이며, DL 자원 사용률이 제2 임계값 미만인지 판단할 수 있다(575).
UL 자원 사용률이 제2 임계값 이상이며, DL 자원 사용률이 제2 임계값 미만인 경우(575의 "예"경로), 기지국은 상향링크를 위한 자원 사용 정도가 하향링크를 위한 자원 사용 정도에 비해 상대적으로 많다고 판단할 수 있고, 이에 따라 410 과정에서 확인된 상대 비율 보다 기 설정 비율만큼 작게 변경할 수 있다(576). UL 자원 사용률이 제2 임계값 이상이며, DL 자원 사용률도 제2 임계값 이상인 경우, 기지국은 DL 자원 사용률과 UL 자원 사용률의 차이를 확인하기 위해 오프셋(offset)을 이용할 수 있다(583). 실시예에 따라, 오프셋은 기 설정된 값일 수 있다.
DL 자원 사용률이 UL 자원 사용률과 오프셋의 합 이상인 경우(583의 "예"경로), 기지국은 DL 자원 사용률과 UL 자원 사용률의 차이가 크다고 판단할 수 있고, 이에 따라, 410 과정에서 확인된 상대 비율 보다 기 설정 비율만큼 크게 변경할 수 있다(584). 다만, DL 자원 사용률이 UL 자원 사용률과 오프셋의 합 미만인 경우, 기지국은 UL 자원 사용률과 DL 자원 사용률의 차이가 크지 않다고 판단할 수 있고, 410 과정에서 확인된 상대 비율을 유지할 수 있다. 선택적으로 기지국은 전계 정보를 고려하여 410 과정에서 확인된 상대 비율을 변경할 수 있다.
UL 자원 사용률이 DL 자원 사용률과 오프셋의 합 이상인 경우(585의 "예"경로), 기지국은 UL 자원 사용률과 DL 자원 사용률의 차이가 크다고 판단할 수 있고, 이에 따라, 410 과정에서 확인된 상대 비율 보다 기 설정 비율만큼 작게 변경할 수 있다(586). 다만, UL 자원 사용률이 DL 자원 사용률과 오프셋의 합 미만인 경우, 기지국은 DL 자원 사용률과 UL 자원 사용률의 차이가 크지 않다고 판단할 수 있고, 410 과정에서 확인된 상대 비율을 유지할 수 있다. 선택적으로 기지국은 전계 정보를 고려하여 410 과정에서 확인된 상대 비율을 변경할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 방법에 따른 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 기지국은 할당된 자원의 사용률을 지시하는 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 획득할 수 있다.
예를 들어, 제1 TTI(610) 이전의 제2 TTI(620)에서 DL 자원 사용률은 하향링크를 위해 자원 할당이 허용되는(즉, 할당 가능한) 전체 영역(631)에 대한 실제 하향링크를 위해 할당된 자원 영역(633)의 비율로 산출될 수 있다.
제2 TTI(620)에서 UL 자원 사용률은 상향링크를 위해 자원 할당이 허용되는(즉, 할당 가능한) 전체 영역(641)에 대한 실제 상향링크를 위해 할당된 자원 영역(643)의 비율로 산출될 수 있다.
기지국은 매 TTI 마다 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제2 TTI(620)가 시작되는 시점 또는 제1 TTI(610)가 시작되는 시점(650)에 UL 자원 사용률 및 DL 자원 사용률을 산출할 수 있다.
도 7는 일 실시예에 따른 상향링크를 위한 자원 영역과 하향링크를 위한 자원 영역의 비율을 변경하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
기지국은 도 7의 테이블을 이용하여 도 4의 410 과정에서 확인된 비율을 도 4의 450 과정에서 변경할 수 있다.
예를 들어, 현재 상태의 인덱스가 #4인 경우, 현재 TTI에서 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율은 1:1로 확인될 수 있다.
이후, DL 자원 사용률이 제1 임계값 이상이고, UL 자원 사용률이 제1 임계값 미만인 경우(533, 도 5a 참조), 기지국은 상태 인덱스를 감소시킴으로써 현재 상태(#4)보다 작은 상태 인텍스 #3으로 변경시킬 수 있고, 이 경우 기 설정된 비율(2배)만큼 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율이 변경된다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에 따른 전계 정보를 고려하여 상향링크 할당 가능 영역에 대한 하향링크 할당 가능 영역의 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상향링크 통신을 위한 자원 사용률 및 하향링크 통신을 위한 자원 사용률이 모두 일정 수준 이상으로 크다고 판단되는 경우, 버퍼 점유량은 모두 높은 값으로 서로 유사하게 된다. 이때, 기지국은 자원 사용률의 산출 없이도, 전계 정보(예를 들어, SINR)를 고려하여 도 4의 410 과정에서 확인된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 1차적으로 eMTC UE들의 자원 사용률을 산출할 수 있다. 이때, 상향링크를 위한 자원 사용률과 하향링크를 위한 자원 사용률이 모두 상대적으로 높다고 판단되면, 2차적으로 기지국은 전계 특성을 고려하여 상향링크 자원량 및 하향링크 자원량을 결정할 수 있다.
기지국은 DL 자원 사용률 및 UL 자원 사용률을 획득하기 위한 복잡한 연산(예를 들어, 430의 제1 방법 또는 제2 방법)을 수행하지 않고, (연산의 복잡도가 낮은) 전계 정보를 이용하여 도 4의 410 과정에서 확인된 비율을 변경할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 eMTC UE들의 버퍼 점유량을 더 이상 수집하지 않을 수 있다. 이때, 기지국의 커버리지(coverage) 내 eMTC UE들의 버퍼 점유량은 유사하다고 가정할 수 있다.
기지국이 eMTC UE와 정보를 송수신할 수 있는 범위를 커버리지로 정의할 수 있다. 이때, 송신측 커버리지는 기지국의 무선 송신 강도에 의해 결정될 수 있고, 수신측 커버리지는 기지국이 eMTC UE 신호를 수신하는 수신 감도에 의해 결정될 수 있다. 즉, 기지국은 수신 감도 정보(또는, "전계 정보"로 지칭될 수 있다.)를 이용하여 eMTC UE 별 전계 특성을 확인할 수 있고, 수신 감도 정보에 따라 구분되는 적어도 하나의 그룹(예, 1, 2, 3,… )에 속하는 eMTC UE의 개수(예, I1, I2, I3,…)를 산출할 수 있다.
또한, 기지국은 그룹별로 설정된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호(preferred) 비율들에 기초하여 전체 UE를 위한 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 산출할 수 있다. 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호 비율은 커버리지 내에 위치하는 eMTC UE 의 개수에 따라 미리 설정된 비율일 수 있고, 실시예에 따라, 기지국의 운영자에 의해 미리 저장된 값일 수 있다. 예를 들어, 제1 품질 임계값을 초과하는 eMTC UE가 속하는 그룹 내의 UE 개수가 I1일 때, 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호 비율은 m1:n1 으로 미리 설정되어 있을 수 있다.
실시예에 따라, 수신 감도 정보는 신호 대 간섭 및 잡음 비(signal to interference plus noise ratio, SINR) 또는 채널 품질 지시자(channel quality indicator, CQI) 등을 포함할 수 있으나, 이들 실시예에 한정되지 않고, eMTC UE로부터 보고(report) 받는 수신 품질을 지시하는 정보는 모두 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 기지국은 도 8a 및 도 8b의 테이블을 이용하여 재조정 비율을 산출할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 제1 품질 임계값 및 (상기 제1 품질 임계값보다 작은) 제2 품질 임계값을 기준으로 3가지 그룹(810, 820, 830)을 구분할 수 있다. 각 그룹(810, 820, 830)은 각 그룹에 대응되는 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호 비율를 가질 수 있다. 상기 그룹 별 선호 비율은 기지국에 의해 미리 설정된 정보일 수 있다.
도 8a에 따라 eMTC UE의 개수가 산출되면, 기지국은 가중치가 적용된 선호 비율(X, 이하, "X"로 칭한다)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 제1 선호 임계값 및 (상기 제1 선호 임계값보다 낮은) 제2 선호 임계값을 기준으로 3가지 그룹(840, 850, 860)을 구분할 수 있다. 기지국은 X를 상기 그룹(840, 850, 860) 중 어느 그룹에 속하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, X가 그룹(850)에 속하는 경우, 기지국은 도 4의 410 과정에서 확인된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 m2:n2로 변경할 수 있다.
기지국은 전계 특성에 따라 분류되는 eMTC UE의 분포에 따라 상향링크 또는 하향링크의 전용 영역을 결정함으로써, 상향링크를 위한 자원 할당 및 하향링크를 위한 자원 할당 또는 다수의 eMTC UE를 위한 접속 환경에서 페어니스(fairness)를 제공할 수 있다. 페어니스가 제공됨으로써, 본 개시는 기지국과 상향링크 통신 또는 하향링크 통신을 수행하는 복수의 eMTC UE들에 동등한 네트워크 자원을 제공할 수 있다.
도 9a는 일 실시예에 따른 자원 타입에 따라 구분되는 할당되는 물리 채널 자원을 예시하기 위한 도면이며, 도 9b은 일 실시예에 따른 동적으로 구분되는 상향링크를 위한 자원 영역과 하향링크를 위한 자원 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도 9a와 도 9b은 자원 타입에 따라 할당되는 주파수 영역이 상이하다.
eMTC UE를 위해 기지국은 LTE 통신의 주파수 영역 중 일부 주파수 영역(910)에 DL 데이터 또는 UL 데이터를 할당할 수 있다. 일부 주파수 영역(910)은 복수의 협대역 영역(920)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 일부 주파수 영역(910)의 크기는 10MHz 일 수 있고, 협대역 영역(920)의 크기는 1.4MHz일 수 있으며, 산술적으로 6개의 협대역 영역을 통해 eMTC UE는 DL 데이터 또는 UL 데이터를 할당 받을 수 있다.
한편, 기지국은 DL 데이터 또는 UL 데이터의 QoS(quality of service)에 따라 자원 영역을 구분하여 할당할 수 있다. 기지국은 QoS에 포함된 파라미터 중 자원 타입이 GBR인 데이터와 non-GBR인 데이터를 구분할 수 있다. 기지국은 GBR인 데이터를 제1 주파수 영역(930)에 할당할 수 있고, non-GBR인 데이터를 제2 주파수 영역(940)에 할당할 수 있다. GBR인 데이터의 QoS 우선 순위는 non-GBR인 데이터의 QoS 우선 순위보다 상대적으로 높을 수 있다.
실시에에 따라, GBR인 데이터는 대역폭을 보장받을 수 있는 타입의 데이터로서 트래픽에 대한 수신 품질을 보장하기 위해 전용 영역의 길이가 non-GBR인 데이터가 할당되는 제2 주파수 영역의 전용 영역의 길이보다 상대적으로 짧을 수 있다. 예를 들어, 음성 통화 서비스를 위한 데이터는 딜레이(delay)에 민감한 정보로서, 대표적으로 VoLTE 서비스를 위한 데이터가 GBR인 데이터일 수 있다.
GBR인 데이터는 커버리지 확장을 보장하기 위한 반복 전송이 수행되는 것보다 데이터의 전송 지연을 방지하기 위해 최대 할당 가능 시간이 상대적으로 짧은 것이 바람직하며, 반면, non-GBR인 데이터는 상대적으로 커버리지 확장을 보장하기 위한 반복 전송을 수행하기 위해 최대 할당 가능 시간이 상대적으로 긴 것이 바람직하다. GBR인 데이터와 non-GBR인 데이터가 혼재되어 자원에 할당되는 경우, GBR인 데이터의 전송 지연이 발생할 수 있으며 non-GBR인 데이터의 커버리지 확장을 보장할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
따라서, 일 실시예에서 기지국은 GBR인 데이터와 non-GBR인 데이터의 전송을 위해 각기 다른 주파수 영역(930, 940)을 할당하고, 주파수 영역에 따라 전용 영역의 시간 구간의 길이를 달리 결정할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 GBR인 데이터로서 VoLTE 서비스를 위한 데이터가 할당된 주파수 영역의 전용 영역의 길이(T_VoLTE)를 VoLTE 서비스를 위한 데이터 패킷(Packet)의 발생 주기(예를 들어, 20ms 또는 40ms)로 설정할 수 있다. 또한, 기지국은 non-GBR인 데이터로서 VoLTE 서비스를 위한 것이 아닌 데이터가 할당된 주파수 영역의 전용 영역의 길이(T_nonVoLTE)를 자원 할당의 단위 시간(예를 들어, 1ms)과 반복 전송 횟수의 곱으로 설정할 수 있다. 실시예에 따라, 반복 전송 횟수는 eMTC UE마다 상이한 값을 가질 수 있고, 기지국 마다 상이한 값을 가질 수 있다.
도 9b를 참조하면, 기지국은 주파수 영역 및 시간 영역 각각에 대해 자원 할당 시 고려하는 요소를 달리할 수 있다. 도 9b에는 시간에 따른 트래픽 버퍼가 도시되며, 구체적으로, GBR UE를 위한 DL 트래픽 버퍼 점유량(932), GBR UE를 위한 UL 트래픽 버퍼 점유량(934), nonGBR UE 중 수신 감도가 높은 eMTC UE의 개수가 일정 개수보다 많은 경우의 DL 트래픽 버퍼 점유량(942), nonGBR UE 중 수신 감도가 높은 eMTC UE의 개수가 일정 개수보다 많은 경우의 UL 트래픽 버퍼 점유량(944), nonGBR UE 중 수신 감도가 낮은 eMTC UE의 개수가 일정 개수보다 많은 경우의 DL 트래픽 버퍼 점유량(946) 및 nonGBR UE 중 수신 감도가 낮은 eMTC UE의 개수가 일정 개수보다 많은 경우의 UL 트래픽 버퍼 점유량(948)이 도시되어 있다.
주파수 영역과 관련된 특징으로, 기지국은 eMTC UE들의 QoS를 고려하기 위해 GBR UE를 위한 데이터와 nonGBR UE를 위한 데이터 각각이 상이한 주파수 영역(930, 940)을 통해 전송되도록 할 수 있다.
여기에, 시간 영역과 관련된 특징을 추가적으로 고려하여, 기지국은 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 결정할 수 있다. 실시예에 따라, 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율은 상향링크 전용 영역의 시간 구간에 대한 하향링크 전용 영역의 시간 구간의 비율로 결정될 수 있다.
한편, GBR 밴드(GBR band, 930)에서 DL 전용 영역(931)에 대한 UL 전용 영역(933)의 제1 비율과 non-GBR 밴드(non-GBR band, 940)에서 DL 전용 영역(941)에 대한 UL 전용 영역(943)의 제2 비율, UL 전용 영역 (945)에 대한 DL 전용 영역 (947)의 제3 비율이 모두 상이할 수 있다.
실시예에 따라, GBR 밴드(930)의 DL 자원 할당 가능 영역의 시간 구간(931)의 크기 보다 non-GBR 밴드(940)의 DL 자원 할당 가능 영역의 시간 구간(941, 947)의 크기가 클 수 있다.
GBR 밴드(930)의 데이터 수신 품질을 보장하기 위해, DL 데이터의 송신 주기 및 UL 데이터의 수신 주기가 짧은 것이 바람직하며, 기지국은 GBR 밴드(930)의 DL 전용 영역의 시간 구간(931)의 크기를 상대적으로 짧게 할 수 있다. 즉, 기지국은 DL 스케줄링 및 UL 스케줄링을 짧은 주기로 교대로 수행하면서, 데이터의 송수신의 지연을 방지할 수 있다.
실시간으로 송수신되는 데이터의 지연에 민감한 GBR 밴드(930)와 달리, non-GBR 밴드(940)는 데이터 송수신이 가능한 커버리지의 확장을 고려하여 데이터의 반복 전송을 보장하기 위해 non-GBR 밴드(940)의 DL 전용 영역의 시간 구간(941, 947)의 크기를 상대적으로 크게 할 수 있다. UL 데이터를 위한 전용 영역의 시간 구간에 대해서도 유사할 수 있다.
실시예에 따라, non-GBR 밴드(940)에서 SINR이 낮은 UE의 개수가 많은 환경에서의 DL 전용 영역의 최대 길이(945) 및 UL 전용 영역의 최대 길이(947)는 SINR이 상대적으로 높은 UE가 많은 환경에서의 DL 전용 영역의 최대 길이(943) 및 UL 전용 영역의 최대 길이(941)보다 길게 결정될 수 있다.
기지국은 수신 감도의 고저를 기준으로 자신의 커버리지에 위치하는 eMTC UE를 분류할 수 있다. 실시예에 따라. 기지국은 수신 감도를 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR) 또는 채널 품질 지시자(CQI) 등을 기준으로 분류할 수 있으나, 이들 실시예에 한정되지 않고, eMTC UE로부터 보고 받는 수신 품질을 지시하는 정보는 모두 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 기지국은 도 8의 제1 품질 임계값(high SINR) 및 제2 품질 임계값(low SINR)을 기준으로 3가지 영역에 대응되는 그룹(810, 820, 830)을 구분할 수 있다. 기지국은 830 그룹으로 분류된 eMTC UE를 수신 감도가 낮은 eMTC UE로 판단할 수 있다.
예를 들어, 데이터를 송수신하는 eMTC UE 중 수신 감도가 낮은 UE가 많은 경우, 기지국은 데이터의 반복 전송을 증가시켜 커버리지를 확장시키기 위해, DL 전용 영역의 최대 길이(945) 및 UL 전용 영역의 최대 길이(947)를, 증가시킬 수 있다. 즉, 기지국은 수신 감도가 낮은 eMTC UE의 개수가 많은 주파수 자원의 전용 영역의 최대 길이를 증가 시켜서 커버리지 확장을 보장할 수 있다.
예를 들어, 데이터를 송수신하는 eMTC UE 중 수신 감도가 높은 UE가 많은 경우, 기지국은 DL 전용 영역의 최대 길이(943) 및 UL 전용 영역의 최대 길이(941)를 감소시킬 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 기지국 및 eMTC UE의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 기지국(1100)은 eMTC UE(1200) 또는 LTE 단말과 데이터 송수신을 수행하는 송수신부(1120)와, 기지국(1100)의 모든 동작을 제어하는 제어부(1110) 및 eMTC UE(1200)로 전송할 데이터를 포함하는 메모리(1130)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 상술된 기지국에서 수행되는 모든 기법 또는 방법들은 제어부(1110)의 제어에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 제어부(1110) 및 송수신부(1120)는 반드시 별도의 장치로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로써 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다.
eMTC UE(1200)는 기지국(1100)과 데이터 송수신을 수행하는 송수신부(1220)와, eMTC UE(1200)의 모든 동작을 제어하는 제어부(1210) 및 기지국(1100)으로 전송할 데이터를 포함하는 메모리(1230)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 상술된 단말에서 수행되는 모든 기법 또는 방법들은 상기 제어부(1210)의 제어에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 상기 제어부(1210) 및 상기 송수신부(1220)는 반드시 별도의 장치로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로써 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 도 1 내지 도 10가 예시하는 방법 예시도, 시스템의 구성도, 장치 구성도 등은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 10에 기재된 모든 구성 또는 동작이 본 개시의 실시를 위한 필수 구성요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성요소 만을 포함하여도 본 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.
앞서 설명한 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 통신 시스템의 기지국 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 기지국 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 기지국 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 상향링크(uplink, UL) 전용 영역 및 하향링크(downlink, DL) 전용 영역을 포함하는 전송 자원을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인(identify)하는 과정;
    상기 전송 자원의 사용률 및 전계 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정; 및
    상기 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상기 상향링크 전용 영역 및 상기 하향링크 전용 영역을 할당하는 과정;
    을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 자원의 사용률은,
    상기 전송 자원에서 할당 가능한 UL 자원량에 대한 요구되는 UL 자원량의 비율인 UL 자원 사용률 및
    상기 전송 자원에서 할당 가능한 DL 자원량에 대한 요구되는 DL 자원량의 비율인 DL 자원 사용률을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전송 자원은 주파수 축 상에서 구분되는 제1 전송 자원 및 제2 전송 자원을 포함하고, 상기 제1 전송 자원은 상기 제2 전송 자원보다 지연에 민감한 데이터 전송을 지원하며,
    상기 제1 전송 자원의 제1 상향링크 전용 영역의 최대 길이는 상기 제2 전송 자원의 제2 상향링크 전용 영역의 최대 길이보다 짧음을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전송 자원은 GBR (guaranteed bit rate) 타입의 데이터 전송을 지원하며, 상기 제2 전송 자원은 non-GBR 타입의 데이터 전송을 지원하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은,
    상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 미만이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 이상인 경우,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시키는 과정;
    를 포함하는,
    방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은,
    상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 이상이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시키는 과정;
    를 포함하는,
    방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은,
    상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 제1 임계값 이상이며,
    상기 DL 자원 사용률이 상기 UL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시키는 과정;
    을 포함하는,
    방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정은,
    상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 상기 제1 임계값 이상이며,
    상기 UL 자원 사용률이 상기 DL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시키는 과정;
    을 포함하는,
    방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전계 특성 정보에 따라 구분되는 UE 그룹들에 대하여, UE의 개수 및 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호(preferred) 비율에 기초하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는 과정을 더 포함하는,
    방법.
  10. 상향링크(uplink, UL) 전용 영역 및 하향링크(downlink, DL) 전용 영역을 포함하는 전송 자원을 할당하는 기지국에 있어서,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 확인(identify)하고, 상기 전송 자원의 사용률 및 전계 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하며, 상기 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상기 상향링크 전용 영역 및 상기 하향링크 전용 영역을 할당하는 제어부; 및
    상기 변경된 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율에 따라서 상기 상향링크 전용 영역에 실리는 상향링크 데이터 또는 상기 하향링크 전용 영역에 실리는 하향링크 데이터를 전송하는 송수신부
    를 포함하는 기지국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전송 자원의 사용률은,
    상기 전송 자원에서 할당 가능한 UL 자원량에 대한 요구되는 UL 자원량의 비율인 UL 자원 사용률 및
    상기 전송 자원에서 할당 가능한 DL 자원량에 대한 요구되는 DL 자원량의 비율인 DL 자원 사용률을 포함하는 기지국.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전송 자원은 주파수 축 상에서 구분되는 제1 전송 자원 및 제2 전송 자원을 포함하고, 상기 제1 전송 자원은 상기 제2 전송 자원보다 지연에 민감한 데이터 전송을 지원하며,
    상기 제1 전송 자원의 제1 상향링크 전용 영역의 최대 길이는 상기 제2 전송 자원의 제2 상향링크 전용 영역의 최대 길이보다 짧음을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전송 자원은 GBR (guaranteed bit rate) 타입의 데이터 전송을 지원하며, 상기 제2 전송 자원은 non-GBR 타입의 데이터 전송을 지원하는 기지국.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 미만이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 이상인 경우,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시키는,
    기지국.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 UL 자원 사용률은 제1 임계값 이상이고, 상기 DL 자원 사용률이 상기 제1 임계값 미만인 경우, 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시키는,
    기지국.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 제1 임계값 이상이며, 상기 DL 자원 사용률이 상기 UL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 증가시키는,
    기지국.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 UL 자원 사용량 및 DL 자원 사용량이 상기 제1 임계값 이상이며, 상기 UL 자원 사용률이 상기 DL 자원 사용률에 오프셋(offset)을 합한 값 이상인 경우,
    상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 감소시키는,
    기지국.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전계 특성 정보에 따라 구분되는 UE 그룹들에 대하여, UE의 개수 및 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 선호(preferred) 비율에 기초하여 상기 상향링크 전용 영역에 대한 하향링크 전용 영역의 비율을 변경하는,
    기지국.
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