KR20220150571A - Method for controlling random access and apparatuses thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 실시예들은 랜덤 액세스 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present embodiments relate to a random access control method and apparatus thereof.
최근에 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 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. 이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크 (sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 다양한 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. Recently, the Internet has evolved from a human-centered connection network in which humans generate and consume information to an Internet of Things (IoT) network in which information is exchanged between distributed components such as objects and processed. In order to implement IoT, technical elements such as sensing technology, wired/wireless communication and network infrastructure, service interface technology, and security technology are required, and recently, sensor networks for connection between objects and machine to machine , M2M), and MTC (Machine Type Communication) technologies are being studied. Accordingly, various attempts are being made to apply the 5G communication system to the IoT network. For example, technologies such as a sensor network, machine to machine (M2M), and machine type communication (MTC) are being implemented by various techniques.
또한, 셀룰러 이동통신 시스템에서는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 랜덤액세스 시스템을 사용한다. 예를 들어, LTE(long term evolution) 시스템에서, 단말은 상향링크 동기를 획득하기 위해, 또는 단말의 고유 식별자인 셀-무선 네트워크 임시 식별자(cell-radio network temporary identifier, C-RNTI)를 할당 받기 위해 랜덤액세스를 수행한다. 하지만, 복수의 단말이 동시에 랜덤액세스를 수행하면, 랜덤액세스 시 발생할 수 있는 충돌에 의해서 단말의 랜덤액세스 성공률이 감소하게 되고, 따라서 단말은 기지국에 접속할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.Also, in a cellular mobile communication system, a random access system is used for a terminal to access a base station. For example, in a long term evolution (LTE) system, a UE is assigned a cell-radio network temporary identifier (C-RNTI), which is a unique identifier of the UE, to obtain uplink synchronization. random access for However, if a plurality of terminals perform random access at the same time, the random access success rate of the terminals decreases due to collisions that may occur during random access, and thus the terminals may not be able to access the base station.
구체적으로, 랜덤액세스에 적용되는 기존의 Splitting 알고리즘 중에서 최적의 성능을 보여주는 First-Come First-Serve (FCFS)라고 알려진 알고리즘은 슬롯당 평균 0.487명의 사용자의 패킷을 전송할 수 있지만, 사용자들의 패킷 도착 시간이 중첩되지 않고, 명확하게 구별할 수 있어야 한다. 하지만, 통신시스템에서는 단일 시스템 클럭을 공통적으로 사용하고, 그 클럭의 resolution이 한정적인 상황에서, 사용자들의 패킷 도착 시간이 명확하게 구별되지 않는 문제점이 있다. Specifically, among existing splitting algorithms applied to random access, the algorithm known as First-Come First-Serve (FCFS), which shows the best performance, can transmit packets from an average of 0.487 users per slot, but the packet arrival time of users is They should not overlap and be clearly distinguishable. However, in a communication system, a single system clock is commonly used, and in a situation where the resolution of the clock is limited, there is a problem in that the arrival times of users' packets are not clearly distinguished.
따라서, 보다 간단한 방식으로 랜덤액세스 동작을 효과적으로 수행할 수 있는 랜덤액세스 제어 방법 및 장치를 필요로 하고 있다.Therefore, there is a need for a random access control method and apparatus capable of effectively performing a random access operation in a simpler manner.
이러한 배경에서, 본 실시예들은 전송 확율을 이용하면서도 높은 전송 효율을 가지는 Splitting 알고리즘 기반의 랜덤 액세스 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.Against this background, the present embodiments are to provide a splitting algorithm-based random access control method and apparatus having high transmission efficiency while using transmission probability.
일 측면에서, 본 실시예들은 기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법에 있어서, 복수의 단말로부터 적어도 하나 이상의 패킷을 수신하는 패킷 수신 단계, 동일 슬롯에서 슬롯의 상태가 패킷이 충돌되는 충돌(Collision) 상태로 판단되면, 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 분류하는 충돌 상태 분류 단계, 분류된 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출하는 전송 확률 산출 단계 및 단말로 전송 확률을 전송하는 전송 확률 전송 단계를 포함하는 랜덤 액세스 방법을 제공할 수 있다.In one aspect, the present embodiments are a method for a base station to control random access communication of a terminal, including a packet receiving step of receiving at least one packet from a plurality of terminals, a collision in which the state of a slot in the same slot is a packet collision ( Collision state, a collision state classification step of classifying collision states based on information on the number of users obtained by the base station, and a transmission probability calculation step of calculating the transmission probability of the next slot using a preset algorithm for each classified collision state. and a transmission probability transmitting step of transmitting the transmission probability to the terminal.
다른 측면에서, 본 실시예들은 단말이 랜덤 엑세스 통신을 수행하는 방법에 있어서, 기지국에게 각각의 슬롯으로 패킷을 전송하는 패킷 전송 단계, 동일 슬롯의 상태가 충돌 상태로 판단되면, 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 분류된 충돌(collision) 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 산출된 다음 슬롯의 전송 확률을 기지국으로부터 수신하는 전송 확률 수신 단계 및 기지국으로 상기 전송 확률에 기초하여 다음 슬롯의 패킷을 전송하는 패킷 전송 단계를 포함하는 랜덤 액세스 방법을 제공할 수 있다.In another aspect, the present embodiments are a method for performing random access communication by a terminal, including a packet transmission step of transmitting packets to a base station in each slot, and when the state of the same slot is determined to be a collision state, the base station obtains a user A transmission probability receiving step of receiving a transmission probability of the next slot calculated using a preset algorithm for each collision state classified based on number information from the base station, and transmitting a packet of the next slot to the base station based on the transmission probability It is possible to provide a random access method comprising the step of transmitting a packet to.
또 다른 측면에서, 본 실시예들은 단말의 랜덤 엑세스 통신을 제어하는 기지국에 있어서, 복수의 단말로부터 적어도 하나 이상의 패킷을 수신하는 수신부, 동일 슬롯에서 슬롯의 상태가 패킷이 충돌되는 충돌(Collision) 상태로 판단되면, 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 분류하고, 분류된 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출하는 제어부 및 단말로 전송 확률을 전송하는 송신부를 포함하는 기지국을 제공할 수 있다.In another aspect, the present embodiments are a base station for controlling random access communication of a terminal, a receiver for receiving at least one packet from a plurality of terminals, and a slot state in the same slot is a collision state in which packets collide If it is determined as , a control unit that classifies collision states based on the information on the number of users obtained by the base station and calculates a transmission probability of the next slot using a preset algorithm for each classified collision state, and a transmission unit that transmits the transmission probability to the terminal. A base station including a base station may be provided.
본 실시예들에 의하면, 전송 확율을 이용하면서도 높은 전송 효율을 가지는 Splitting 알고리즘 기반의 랜덤 액세스 제어 방법 및 그 장치을 제공할 수 있다. According to the present embodiments, it is possible to provide a splitting algorithm-based random access control method and apparatus having high transmission efficiency while using transmission probability.
도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 무선 통신 시스템에 대한 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 기지국 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 실시예에 의한 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 제 1 충돌 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 제 1 충돌 상태에서의 충돌 사용자 수 대비 전송 확률 및 충돌 해결 기간을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 제 1 충돌 상태에 적용되는 제 1 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 14은 본 실시예에 따른 제 2 충돌 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 실시예에 따른 제 2 충돌 상태에서의 충돌 사용자 수 대비 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 본 실시예에 따른 제 2 충돌 상태에 적용되는 제 2 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 실시예에 따른 제 3 충돌 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 실시예에 따른 제 3 충돌 상태에서의 충돌 사용자 수 대비 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 19는 본 실시예에 따른 제 3 충돌 상태에 적용되는 제 3 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the structure of an NR wireless communication system to which this embodiment can be applied.
2 is a diagram for explaining a frame structure in an NR system to which this embodiment can be applied.
3 is a diagram for explaining a resource grid supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.
4 is a diagram for explaining a bandwidth part supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.
5 is a diagram exemplarily illustrating a synchronization signal block in a radio access technology to which this embodiment can be applied.
6 is a diagram for explaining a random access procedure in a radio access technology to which this embodiment can be applied.
7 is a diagram for explaining CORESET.
8 is a diagram for explaining an operation of a base station according to the present embodiment.
9 is a diagram for explaining a terminal operation according to the present embodiment.
10 is a diagram for explaining the configuration of a base station according to this embodiment.
11 is a diagram for explaining a first collision state according to the present embodiment.
12 is a diagram exemplarily illustrating transmission probability and collision resolution period versus the number of collision users in a first collision state according to the present embodiment.
13 is a diagram for explaining a first algorithm applied to a first collision state according to the present embodiment.
14 is a diagram for explaining a second collision state according to the present embodiment.
15 is a diagram exemplarily illustrating the number of collision resolution periods and the number of successful transmissions versus the number of collision users in the second collision state according to the present embodiment.
16 is a diagram for explaining a second algorithm applied to a second collision state according to the present embodiment.
17 is a diagram for explaining a third collision state according to the present embodiment.
18 is a diagram illustratively showing the number of conflicting users versus the conflict resolution period and the number of successful transmissions in the third conflict state according to the present embodiment.
19 is a diagram for explaining a third algorithm applied to a third collision state according to the present embodiment.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION Some embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present technical idea, the detailed description may be omitted. When "comprises", "has", "consists of", etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless "only" is used. In the case where a component is expressed in the singular, it may include the case of including the plural unless otherwise explicitly stated.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present disclosure. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, order, or number of the corresponding component is not limited by the term.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In the description of the positional relationship of components, when it is described that two or more components are "connected", "coupled" or "connected", the two or more components are directly "connected", "coupled" or "connected". "It may be, but it will be understood that two or more components and other components may be further "interposed" and "connected", "coupled" or "connected". Here, other components may be included in one or more of two or more components that are “connected”, “coupled” or “connected” to each other.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the description of the temporal flow relationship related to components, operation methods, production methods, etc., for example, "after", "continued to", "after", "before", etc. Alternatively, when a flow sequence relationship is described, it may also include non-continuous cases unless “immediately” or “directly” is used.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.On the other hand, when a numerical value or corresponding information (eg, level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or its corresponding information is not indicated by various factors (eg, process factors, internal or external shocks, noise, etc.) may be interpreted as including an error range that may occur.
본 명세서에서의 무선 통신 시스템은 음성, 데이터 패킷 등과 같은 다양한 통신 서비스를 무선자원을 이용하여 제공하기 위한 시스템을 의미하며, 단말과 기지국 또는 코어 네트워크 등을 포함할 수 있다. A wireless communication system in the present specification refers to a system for providing various communication services such as voice and data packets using radio resources, and may include a terminal, a base station, or a core network.
이하에서 개시하는 본 실시예들은 다양한 무선 접속 기술을 사용하는 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예들은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(timedivision multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(singlecarrier frequency division multiple access) 또는 NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 기술에 적용될 수 있다. 또한, 무선 접속 기술은 특정 접속 기술을 의미하는 것뿐만 아니라 3GPP, 3GPP2, WiFi, Bluetooth, IEEE, ITU 등 다양한 통신 협의기구에서 제정하는 각 세대별 통신 기술을 의미할 수 있다. 예를 들어, CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced datarates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical andelectronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTSterrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. 이와 같이 본 실시예들은 현재 개시되거나 상용화된 무선 접속 기술에 적용될 수 있고, 현재 개발 중이거나 향후 개발될 무선 접속 기술에 적용될 수도 있다. The present embodiments disclosed below may be applied to wireless communication systems using various wireless access technologies. For example, the present embodiments include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), and singlecarrier frequency division multiple access (SC-FDMA). Alternatively, it may be applied to various radio access technologies such as non-orthogonal multiple access (NOMA). In addition, wireless access technology may mean not only a specific access technology, but also a communication technology for each generation established by various communication consultative organizations such as 3GPP, 3GPP2, WiFi, Bluetooth, IEEE, and ITU. For example, CDMA may be implemented as a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented with a radio technology such as global system for mobile communications (GSM)/general packet radio service (GPRS)/enhanced datarates for GSM evolution (EDGE). OFDMA may be implemented with a wireless technology such as institute of electrical and electronic engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like. IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e, and provides backward compatibility with a system based on IEEE 802.16e. UTRA is part of the universal mobile telecommunications system (UMTS). 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) that uses evolved-UMTSterrestrial radio access (E-UTRA). Adopt FDMA. As such, the present embodiments may be applied to currently disclosed or commercialized radio access technologies, and may also be applied to radio access technologies currently under development or to be developed in the future.
한편, 본 명세서에서의 단말은 무선 통신 시스템에서 기지국과 통신을 수행하는 무선 통신 모듈을 포함하는 장치를 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA, LTE, NR, HSPA 및 IMT-2020(5G 또는 New Radio) 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 단말은 사용 형태에 따라 스마트 폰과 같은 사용자 휴대 기기가 될 수도 있고, V2X 통신 시스템에서는 차량, 차량 내의 무선 통신 모듈을 포함하는 장치 등을 의미할 수도 있다. 또한, 기계 형태 통신(Machine Type Communication) 시스템의 경우에 기계 형태 통신이 수행되도록 통신 모듈을 탑재한 MTC 단말, M2M 단말, URLLC 단말 등을 의미할 수도 있다. Meanwhile, a terminal in the present specification is a comprehensive concept meaning a device including a wireless communication module that communicates with a base station in a wireless communication system, and in WCDMA, LTE, NR, HSPA, and IMT-2020 (5G or New Radio) It should be interpreted as a concept that includes not only User Equipment (UE), but also Mobile Station (MS), User Terminal (UT), Subscriber Station (SS), and wireless device in GSM. In addition, the terminal may be a user portable device such as a smart phone depending on the type of use, or may mean a vehicle or a device including a wireless communication module in the vehicle in the V2X communication system. In addition, in the case of a machine type communication system, it may mean an MTC terminal, an M2M terminal, a URLLC terminal, etc. equipped with a communication module to perform machine type communication.
본 명세서의 기지국 또는 셀은 네트워크 측면에서 단말과 통신하는 종단을 지칭하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), gNB(gNode-B), LPN(Low Power Node), 섹터(Sector), 싸이트(Site), 다양한 형태의 안테나, BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 포인트(예를 들어, 송신포인트, 수신포인트, 송수신포인트), 릴레이 노드(Relay Node), 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다. 또한, 셀은 주파수 도메인에서의 BWP(Bandwidth Part)를 포함하는 의미일 수 있다. 예를 들어, 서빙 셀은 단말의 Activation BWP를 의미할 수 있다. A base station or cell in this specification refers to an end that communicates with a terminal in terms of a network, and includes Node-B (Node-B), eNB (evolved Node-B), gNB (gNode-B), LPN (Low Power Node), Sector, site, various types of antennas, base transceiver system (BTS), access point, point (e.g. transmission point, reception point, transmission/reception point), relay node ), mega cell, macro cell, micro cell, pico cell, femto cell, remote radio head (RRH), radio unit (RU), and small cell. Also, a cell may mean including a bandwidth part (BWP) in the frequency domain. For example, the serving cell may mean the activation BWP of the terminal.
앞서 나열된 다양한 셀은 하나 이상의 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. 1) 무선 영역과 관련하여 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 스몰 셀(small cell)을 제공하는 장치 그 자체이거나, 2) 무선 영역 그 자체를 지시할 수 있다. 1)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호 작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 포인트, 송수신 포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. 2)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수도 있다.Since there is a base station controlling one or more cells in the various cells listed above, the base station can be interpreted in two meanings. 1) In relation to the radio area, it may be a device itself that provides a mega cell, macro cell, micro cell, pico cell, femto cell, or small cell, or 2) it may indicate the radio area itself. In 1), all devices providing a predetermined radio area are controlled by the same entity or all devices interacting to form a radio area cooperatively are directed to the base station. A point, transmission/reception point, transmission point, reception point, etc., according to a configuration method of a radio area, becomes an embodiment of a base station. In 2), the radio area itself in which signals are received or transmitted may be indicated to the base station from the viewpoint of the user terminal or the neighboring base station.
본 명세서에서 셀(Cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.In this specification, a cell refers to a component carrier having coverage of a signal transmitted from a transmission/reception point or a coverage of a signal transmitted from a transmission/reception point (transmission point or transmission/reception point), and the transmission/reception point itself. can
상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다. 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있으며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있다. 이때, 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 또한, 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.Uplink (UL, or uplink) means a method of transmitting and receiving data from a terminal to a base station, and downlink (DL, or downlink) means a method of transmitting and receiving data from a base station to a terminal do. Downlink may mean communication or a communication path from multiple transmission/reception points to a terminal, and uplink may mean communication or communication path from a terminal to multiple transmission/reception points. In this case, in the downlink, the transmitter may be a part of a multi-transmission/reception point, and the receiver may be a part of a terminal. Also, in uplink, a transmitter may be a part of a terminal, and a receiver may be a part of a multi-transmission/reception point.
상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 등과 같은 제어 채널을 통하여 제어 정보를 송수신하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터 채널을 구성하여 데이터를 송수신한다. 이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.In uplink and downlink, control information is transmitted and received through control channels such as a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical uplink control channel (PUCCH), and a physical downlink shared channel (PDSCH) and a physical uplink shared channel (PUSCH). It configures the same data channel to transmit and receive data. Hereinafter, a situation in which signals are transmitted and received through channels such as PUCCH, PUSCH, PDCCH, and PDSCH may be expressed as 'transmitting and receiving PUCCH, PUSCH, PDCCH, and PDSCH'.
설명을 명확하게 하기 위해, 이하에서는 본 기술 사상을 3GPP LTE/LTE-A/NR(New RAT) 통신 시스템을 위주로 기술하지만 본 기술적 특징이 해당 통신 시스템에 제한되는 것은 아니다.For clarity of explanation, 3GPP LTE/LTE-A/NR (New RAT) communication system is mainly described in the following technical idea, but the technical features are not limited to the corresponding communication system.
3GPP에서는 4G(4th-Generation) 통신 기술에 대한 연구 이후에 ITU-R의 차세대 무선 접속 기술의 요구사항에 맞추기 위한 5G(5th-Generation)통신 기술을 개발한다. 구체적으로, 3GPP는 5G 통신 기술로 LTE-Advanced 기술을 ITU-R의 요구사항에 맞추어 향상시킨 LTE-A pro와 4G 통신 기술과는 별개의 새로운 NR 통신 기술을 개발한다. LTE-A pro와 NR은 모두 5G 통신 기술을 의미하는 것으로, 이하에서는 특정 통신 기술을 특정하는 경우가 아닌 경우에 NR을 중심으로 5G 통신 기술을 설명한다. 3GPP develops 5G (5th-Generation) communication technology to meet the requirements of ITU-R's next-generation wireless access technology after research on 4G (4th-Generation) communication technology. Specifically, 3GPP develops a new NR communication technology separate from LTE-A pro and 4G communication technology, which has improved LTE-Advanced technology to meet the requirements of ITU-R as a 5G communication technology. Both LTE-A pro and NR refer to 5G communication technology. Hereinafter, 5G communication technology will be described focusing on NR when a specific communication technology is not specified.
NR에서의 운영 시나리오는 기존 4G LTE의 시나리오에서 위성, 자동차, 그리고 새로운 버티컬 등에 대한 고려를 추가하여 다양한 동작 시나리오를 정의하였으며, 서비스 측면에서 eMBB(Enhanced Mobile Broadband) 시나리오, 높은 단말 밀도를 가지되 넓은 범위에 전개되어 낮은 데이터 레이트(data rate)와 비동기식 접속이 요구되는 mMTC(Massive Machine Communication) 시나리오, 높은 응답성과 신뢰성이 요구되고 고속 이동성을 지원할 수 있는 URLLC(Ultra Reliability and Low Latency) 시나리오를 지원한다.Operating scenarios in NR defined various operating scenarios by adding consideration to satellites, automobiles, and new verticals in the existing 4G LTE scenarios. It is deployed in the range to support mMTC (Massive Machine Communication) scenarios that require low data rates and asynchronous access, and URLLC (Ultra Reliability and Low Latency) scenarios that require high responsiveness and reliability and can support high-speed mobility. .
이러한 시나리오를 만족하기 위해서 NR은 새로운 waveform 및 프레임 구조 기술, 낮은 지연속도(Low latency) 기술, 초고주파 대역(mmWave) 지원 기술, 순방향 호환성(Forward compatible) 제공 기술이 적용된 무선 통신 시스템을 개시한다. 특히, NR 시스템에서는 순방향(Forard) 호환성을 제공하기 위해서 유연성 측면에서 다양한 기술적 변화를 제시하고 있다. NR의 주요 기술적 특징은 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.In order to satisfy this scenario, NR discloses a wireless communication system to which a new waveform and frame structure technology, low latency technology, mmWave support technology, and forward compatible technology are applied. In particular, the NR system proposes various technical changes in terms of flexibility in order to provide forward compatibility. The main technical features of NR are described below with reference to the drawings.
<NR 시스템 일반><NR System General>
도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에 대한 구조를 간략하게 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically showing the structure of an NR system to which this embodiment can be applied.
도 1을 참조하면, NR 시스템은 5GC(5G Core Network)와 NR-RAN파트로 구분되며, NG-RAN은 사용자 평면(SDAP/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB와 ng-eNB들로 구성된다. gNB 상호 또는 gNB와 ng-eNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다. gNB와 ng-eNB는 각각 NG 인터페이스를 통해 5GC로 연결된다. 5GC는 단말 접속 및 이동성 제어 기능 등의 제어 평면을 담당하는 AMF (Access and Mobility Management Function)와 사용자 데이터에 제어 기능을 담당하는 UPF (User Plane Function)를 포함하여 구성될 수 있다. NR에서는 6GHz 이하 주파수 대역(FR1, Frequency Range 1)과 6GHz 이상 주파수 대역(FR2, Frequency Range 2)에 대한 지원을 모두 포함한다.Referring to FIG. 1, the NR system is divided into 5GC (5G Core Network) and NR-RAN parts, and NG-RAN controls the user plane (SDAP / PDCP / RLC / MAC / PHY) and UE (User Equipment) It consists of gNBs and ng-eNBs providing plane (RRC) protocol termination. The gNB mutual or gNB and ng-eNB are interconnected through the Xn interface. gNB and ng-eNB are each connected to 5GC through NG interface. 5GC may include an Access and Mobility Management Function (AMF) in charge of a control plane such as terminal access and mobility control functions, and a User Plane Function (UPF) in charge of a control function for user data. NR includes support for both frequency bands below 6 GHz (FR1, Frequency Range 1) and above 6 GHz frequency band (FR2, Frequency Range 2).
gNB는 단말로 NR 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단을 제공하는 기지국을 의미하고, ng-eNB는 단말로 E-UTRA 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단을 제공하는 기지국을 의미한다. 본 명세서에서 기재하는 기지국은 gNB 및 ng-eNB를 포괄하는 의미로 이해되어야 하며, 필요에 따라 gNB 또는 ng-eNB를 구분하여 지칭하는 의미로 사용될 수도 있다. gNB means a base station that provides NR user plane and control plane protocol termination to a terminal, and ng-eNB means a base station that provides E-UTRA user plane and control plane protocol termination to a terminal. The base station described in this specification should be understood as encompassing gNB and ng-eNB, and may be used to refer to gNB or ng-eNB separately as needed.
<NR 웨이브 폼, 뉴머롤러지 및 프레임 구조><NR wave form, numerology and frame structure>
NR에서는 하향링크 전송을 위해서 Cyclic prefix를 사용하는 CP-OFDM 웨이브 폼을 사용하고, 상향링크 전송을 위해서 CP-OFDM 또는 DFT-s-OFDM을 사용한다. OFDM 기술은 MIMO(Multiple Input Multiple Output)와 결합이 용이하며, 높은 주파수 효율과 함께 저 복잡도의 수신기를 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. In NR, a CP-OFDM waveform using a cyclic prefix is used for downlink transmission, and CP-OFDM or DFT-s-OFDM is used for uplink transmission. OFDM technology is easy to combine with multiple input multiple output (MIMO) and has the advantage of using a low-complexity receiver with high frequency efficiency.
한편, NR에서는 전술한 3가지 시나리오별로 데이터 속도, 지연속도, 커버리지 등에 대한 요구가 서로 상이하기 때문에 임의의 NR 시스템을 구성하는 주파수 대역을 통해 각각의 시나리오별 요구사항을 효율적으로 만족시킬 필요가 있다. 이를 위해서, 서로 다른 복수의 뉴머롤러지(numerology) 기반의 무선 자원을 효율적으로 멀티플렉싱(multiplexing)하기 위한 기술이 제안되었다. On the other hand, in NR, since the requirements for data rate, latency, coverage, etc. are different for each of the three scenarios described above, it is necessary to efficiently satisfy the requirements for each scenario through a frequency band constituting an arbitrary NR system. . To this end, a technique for efficiently multiplexing radio resources based on a plurality of different numerologies has been proposed.
구체적으로, NR 전송 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격(sub-carrier spacing)과 CP(Cyclic prefix)에 기초하여 결정되며, 아래 표 1과 같이 15 kHz를 기준으로 μ 값이 2의 지수 값으로 사용되어 지수적으로 변경된다.Specifically, the NR transmission numerology is determined based on the sub-carrier spacing and cyclic prefix (CP), and as shown in Table 1 below, the μ value is used as an exponent of 2 based on 15 kHz, changed adversely.
위 표 1과 같이 NR의 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격에 따라 5가지로 구분될 수 있다. 이는 4G 통신 기술 중 하나인 LTE의 서브캐리어 간격이 15 kHz로 고정되는 것과는 차이가 있다. 구체적으로, NR에서 데이터 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60, 120 kHz 이고, 동기 신호 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 120, 240 kHz 이다. 또한, 확장 CP는 60 kHz 서브캐리어 간격에만 적용된다. 한편, NR에서의 프레임 구조(frame structure)는 1ms의 동일한 길이를 가지는 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되는 10ms의 길이를 가지는 프레임(frame)이 정의된다. 하나의 프레임은 5ms의 하프 프레임으로 나뉠 수 있으며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임을 포함한다. 15 kHz 서브캐리어 간격의 경우에 하나의 서브프레임은 1개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 각 슬롯은 14개의 OFDM 심볼(symbol)로 구성된다. As shown in Table 1 above, the numerology of NR can be classified into five types according to the subcarrier spacing. This is different from the fact that the subcarrier interval of LTE, which is one of 4G communication technologies, is fixed at 15 kHz. Specifically, in NR, subcarrier intervals used for data transmission are 15, 30, 60, and 120 kHz, and subcarrier intervals used for synchronization signal transmission are 15, 30, 120, and 240 kHz. In addition, the extended CP is applied only to the 60 kHz subcarrier spacing. Meanwhile, a frame structure in NR is defined as a frame having a length of 10 ms composed of 10 subframes having the same length of 1 ms. One frame may be divided into half frames of 5 ms, and each half frame includes 5 subframes. In the case of a 15 kHz subcarrier spacing, one subframe consists of one slot, and each slot consists of 14 OFDM symbols.
도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining a frame structure in an NR system to which this embodiment can be applied.
도 2를 참조하면, 슬롯은 노멀 CP의 경우에 고정적으로 14개의 OFDM 심볼로 구성되나, 슬롯의 시간 도메인에서 길이는 서브캐리어 간격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 15 kHz 서브캐리어 간격을 가지는 뉴머롤러지의 경우에 슬롯은 1ms 길이로 서브프레임과 동일한 길이로 구성된다. 이와 달리, 30 kHz 서브캐리어 간격을 가지는 뉴머롤러지의 경우에 슬롯은 14개의 OFDM 심볼로 구성되나, 0.5ms의 길이로 하나의 서브프레임에 두 개의 슬롯이 포함될 수 있다. 즉, 서브프레임과 프레임은 고정된 시간 길이를 가지고 정의되며, 슬롯은 심볼의 개수로 정의되어 서브캐리어 간격에 따라 시간 길이가 달라질 수 있다. Referring to FIG. 2, a slot is fixedly composed of 14 OFDM symbols in the case of a normal CP, but the length of the slot in the time domain may vary according to the subcarrier interval. For example, in the case of a numerology having a 15 kHz subcarrier interval, a slot is 1 ms long and has the same length as a subframe. In contrast, in the case of numerology having a 30 kHz subcarrier interval, a slot is composed of 14 OFDM symbols, but two slots may be included in one subframe with a length of 0.5 ms. That is, subframes and frames are defined with a fixed time length, and slots are defined by the number of symbols, and the time length may vary according to subcarrier intervals.
한편, NR은 스케줄링의 기본 단위를 슬롯으로 정의하고, 무선 구간의 전송 지연을 감소시키기 위해서 미니 슬롯(또는 서브 슬롯 또는 non-slot based schedule)도 도입하였다. 넓은 서브캐리어 간격을 사용하면 하나의 슬롯의 길이가 반비례하여 짧아지기 때문에 무선 구간에서의 전송 지연을 줄일 수 있다. 미니 슬롯(또는 서브 슬롯)은 URLLC 시나리오에 대한 효율적인 지원을 위한 것으로 2, 4, 7개 심볼 단위로 스케줄링이 가능하다. Meanwhile, NR defines a basic unit of scheduling as a slot, and introduces a mini-slot (or sub-slot or non-slot based schedule) to reduce transmission delay in a radio section. When a wide subcarrier interval is used, the length of one slot is shortened in inverse proportion to a transmission delay in a radio section. Mini-slots (or sub-slots) are for efficient support of URLLC scenarios and can be scheduled in units of 2, 4, or 7 symbols.
또한, NR은 LTE와 달리 상향링크 및 하향링크 자원 할당을 하나의 슬롯 내에서 심볼 레벨로 정의하였다. HARQ 지연을 줄이기 위해 전송 슬롯 내에서 바로 HARQ ACK/NACK을 송신할 수 있는 슬롯 구조가 정의되었으며, 이러한 슬롯 구조를 자기 포함(self-contained) 구조로 명명하여 설명한다. Also, unlike LTE, NR defines uplink and downlink resource allocation at the symbol level within one slot. In order to reduce HARQ delay, a slot structure capable of directly transmitting HARQ ACK/NACK within a transmission slot has been defined, and this slot structure is named and described as a self-contained structure.
NR에서는 총 256개의 슬롯 포맷을 지원할 수 있도록 설계되었으며, 이중 62개의 슬롯 포맷이 3GPP Rel-15에서 사용된다. 또한, 다양한 슬롯의 조합을 통해서 FDD 또는 TDD 프레임을 구성하는 공통 프레임 구조를 지원한다. 예를 들어, 슬롯의 심볼이 모두 하향링크로 설정되는 슬롯 구조와 심볼이 모두 상향링크로 설정되는 슬롯 구조 및 하향링크 심볼과 상향링크 심볼이 결합된 슬롯 구조를 지원한다. 또한, NR은 데이터 전송이 하나 이상의 슬롯에 분산되어 스케줄링됨을 지원한다. 따라서, 기지국은 슬롯 포맷 지시자(SFI, Slot Format Indicator)를 이용하여 단말에 슬롯이 하향링크 슬롯인지, 상향링크 슬롯인지 또는 플렉시블 슬롯인지를 알려줄 수 있다. 기지국은 단말 특정하게(UE-specific) RRC 시그널링을 통해서 구성된 테이블의 인덱스를 SFI를 이용하여 지시함으로써 슬롯 포맷을 지시할 수 있으며, DCI(Downlink Control Information)를 통해서 동적으로 지시하거나 RRC를 통해서 정적 또는 준정적으로 지시할 수도 있다. NR is designed to support a total of 256 slot formats, of which 62 slot formats are used in 3GPP Rel-15. In addition, a common frame structure constituting an FDD or TDD frame is supported through a combination of various slots. For example, a slot structure in which all symbols of a slot are set to downlink, a slot structure in which all symbols of a slot are set to uplink, and a slot structure in which downlink symbols and uplink symbols are combined are supported. NR also supports that data transmissions are distributed and scheduled over one or more slots. Therefore, the base station can inform the terminal whether the slot is a downlink slot, an uplink slot, or a flexible slot using a slot format indicator (SFI). The base station may indicate the slot format by indicating the index of the table configured through UE-specific RRC signaling using SFI, dynamically indicating through DCI (Downlink Control Information), or static or static through RRC. It can also be given quasi-statically.
<NR 물리 자원 ><NR physical resources>
NR에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 대역폭 파트(bandwidth part) 등이 고려된다.Regarding physical resources in NR, antenna ports, resource grids, resource elements, resource blocks, bandwidth parts, etc. are considered do.
안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 시프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power) 및 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.An antenna port is defined such that the channel on which a symbol on an antenna port is carried can be inferred from the channel on which other symbols on the same antenna port are carried. Two antenna ports are quasi co-located or QC/QCL (quasi co-located or quasi co-location). Here, the wide range characteristics include one or more of delay spread, Doppler spread, frequency shift, average received power, and received timing.
도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a resource grid supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.
도 3을 참조하면, 자원 그리드(Resource Grid)는 NR이 동일 캐리어에서 복수의 뉴머롤러지를 지원하기 때문에 각 뉴머롤러지에 따라 자원 그리드가 존재할 수 있다. 또한, 자원 그리드는 안테나 포트, 서브캐리어 간격, 전송 방향에 따라 존재할 수 있다. Referring to FIG. 3 , since NR supports a plurality of numerologies in the same carrier, a resource grid may exist according to each numerology. Also, resource grids may exist according to antenna ports, subcarrier intervals, and transmission directions.
자원 블록(resource block)은 12개의 서브캐리어로 구성되며, 주파수 도메인 상에서만 정의된다. 또한, 자원 요소(resource element)는 1개의 OFDM 심볼과 1개의 서브캐리어로 구성된다. 따라서, 도 3에서와 같이 하나의 자원 블록은 서브캐리어 간격에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 또한, NR에서는 자원 블록 그리드를 위한 공통 참조점 역할을 수행하는 "Point A"와 공통 자원 블록, 가상 자원 블록 등을 정의한다. A resource block consists of 12 subcarriers and is defined only in the frequency domain. Also, a resource element is composed of one OFDM symbol and one subcarrier. Accordingly, as shown in FIG. 3, the size of one resource block may vary according to the subcarrier interval. In addition, in NR, “Point A”, which serves as a common reference point for the resource block grid, and common resource blocks and virtual resource blocks are defined.
도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a bandwidth part supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.
NR에서는 캐리어 대역폭이 20Mhz로 고정된 LTE와 달리 서브캐리어 간격별로 최대 캐리어 대역폭이 50Mhz에서 400Mhz로 설정된다. 따라서, 모든 단말이 이러한 캐리어 대역폭을 모두 사용하는 것을 가정하지 않는다. 이에 따라서 NR에서는 도 4에 도시된 바와 같이 캐리어 대역폭 내에서 대역폭 파트(BWP)를 지정하여 단말이 사용할 수 있다. 또한, 대역폭 파트는 하나의 뉴머롤러지와 연계되며 연속적인 공통 자원 블록의 서브 셋으로 구성되고, 시간에 따라 동적으로 활성화될 수 있다. 단말에는 상향링크 및 하향링크 각각 최대 4개의 대역폭 파트가 구성되고, 주어진 시간에 활성화된 대역폭 파트를 이용하여 데이터가 송수신된다. In NR, unlike LTE where the carrier bandwidth is fixed at 20Mhz, the maximum carrier bandwidth is set from 50Mhz to 400Mhz for each subcarrier interval. Therefore, it is not assumed that all terminals use all of these carrier bandwidths. Accordingly, in NR, as shown in FIG. 4, a bandwidth part (BWP) can be designated and used by a UE within a carrier bandwidth. In addition, the bandwidth part is associated with one numerology, is composed of a subset of consecutive common resource blocks, and can be dynamically activated according to time. Up to four bandwidth parts each of uplink and downlink are configured in the terminal, and data is transmitted and received using the active bandwidth part at a given time.
페어드 스펙트럼(paired spectrum)의 경우 상향링크 및 하향링크 대역폭 파트가 독립적으로 설정되며, 언페어드 스펙트럼(unpaired spectrum)의 경우 하향링크와 상향링크 동작 간에 불필요한 주파수 리튜닝(re-tunning)을 방지하기 위해서 하향링크와 상향링크의 대역폭 파트가 중심 주파수를 공유할 수 있도록 쌍을 이루어 설정된다.In the case of paired spectrum, the uplink and downlink bandwidth parts are set independently, and in the case of unpaired spectrum, to prevent unnecessary frequency re-tuning between downlink and uplink operations. For this purpose, the bandwidth parts of downlink and uplink are paired to share a center frequency.
<NR 초기 접속><NR initial connection>
NR에서 단말은 기지국에 접속하여 통신을 수행하기 위해서 셀 검색 및 랜덤 액세스 절차를 수행한다. In NR, a UE accesses a base station and performs a cell search and random access procedure to perform communication.
셀 검색은 기지국이 전송하는 동기 신호 블록(SSB, Synchronization Signal Block)를 이용하여 단말이 해당 기지국의 셀에 동기를 맞추고, 물리계층 셀 ID를 획득하며, 시스템 정보를 획득하는 절차이다. Cell search is a procedure in which a UE synchronizes with a cell of a corresponding base station using a synchronization signal block (SSB) transmitted by the base station, acquires a physical layer cell ID, and obtains system information.
도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다. 5 is a diagram exemplarily illustrating a synchronization signal block in a radio access technology to which this embodiment can be applied.
도 5를 참조하면, SSB는 각각 1개 심볼 및 127개 서브캐리어를 점유하는 PSS(primarysynchronization signal) 및 SSS(secondary synchronization signal) 및 3개의 OFDM 심볼 및 240 개의 서브캐리어에 걸쳐있는 PBCH로 구성된다. Referring to FIG. 5, the SSB consists of a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS) occupying 1 symbol and 127 subcarriers, and a PBCH spanning 3 OFDM symbols and 240 subcarriers.
단말은 시간 및 주파수 도메인에서 SSB를 모니터링하여 SSB를 수신한다. The UE receives the SSB by monitoring the SSB in the time and frequency domains.
SSB는 5ms 동안 최대 64번 전송될 수 있다. 다수의 SSB는 5ms 시간 내에서 서로 다른 전송 빔으로 전송되며, 단말은 전송에 사용되는 특정 하나의 빔을 기준으로 볼 때에는 20ms의 주기마다 SSB가 전송된다고 가정하고 검출을 수행한다. 5ms 시간 내에서 SSB 전송에 사용할 수 있는 빔의 개수는 주파수 대역이 높을수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 3GHz 이하에서는 최대 4개의 SSB 빔 전송이 가능하며, 3~6GHz까지의 주파수 대역에서는 최대 8개, 6GHz 이상의 주파수 대역에서는 최대 64개의 서로 다른 빔을 사용하여 SSB를 전송할 수 있다. SSB can be transmitted up to 64 times in 5 ms. A plurality of SSBs are transmitted in different transmission beams within 5 ms, and the UE performs detection assuming that SSBs are transmitted every 20 ms period based on one specific beam used for transmission. The number of beams usable for SSB transmission within 5ms may increase as the frequency band increases. For example, up to 4 SSB beams can be transmitted below 3 GHz, SSBs can be transmitted using up to 8 different beams in a frequency band of 3 to 6 GHz, and up to 64 different beams in a frequency band of 6 GHz or higher.
SSB는 하나의 슬롯에 두 개가 포함되며, 서브캐리어 간격에 따라 아래와 같이 슬롯 내에서의 시작 심볼과 반복 횟수가 결정된다.Two SSBs are included in one slot, and the start symbol and the number of repetitions within the slot are determined according to the subcarrier interval as follows.
한편, SSB는 종래 LTE의 SS와 달리 캐리어 대역폭의 센터 주파수에서 전송되지 않는다. 즉, SSB는 시스템 대역의 중심이 아닌 곳에서도 전송될 수 있고, 광대역 운영을 지원하는 경우 주파수 도메인 상에서 복수의 SSB가 전송될 수 있다. 이에 따라서, 단말은 SSB를 모니터링하는 후보 주파수 위치인 동기 래스터(synchronization raster)를 이용하여 SSB를 모니터링한다. 초기 접속을 위한 채널의 중심 주파수 위치 정보인 캐리어래스터(carrier raster)와 동기 래스터는 NR에서 새롭게 정의되었으며, 동기 래스터는 캐리어래스터에 비해서, 주파수 간격이 넓게 설정되어 있어서, 단말의 빠른 SSB 검색을 지원할 수 있다. On the other hand, SSB is not transmitted at the center frequency of the carrier bandwidth, unlike SS of conventional LTE. That is, the SSB can be transmitted even in a place other than the center of the system band, and a plurality of SSBs can be transmitted in the frequency domain when wideband operation is supported. Accordingly, the UE monitors the SSB using a synchronization raster that is a candidate frequency location for monitoring the SSB. The carrier raster and synchronization raster, which are the center frequency location information of the channel for initial access, are newly defined in NR, and the synchronization raster has a wider frequency interval than the carrier raster, so it can support fast SSB search of the terminal. can
단말은 SSB의 PBCH를 통해서 MIB를 획득할 수 있다. MIB(Master Information Block)는 단말이 네트워크가 브로드캐스팅하는 나머지 시스템 정보(RMSI, Remaining Minimum System Information)를 수신하기 위한 최소 정보를 포함한다. 또한, PBCH는 시간 도메인 상에서의 첫 번째 DM-RS 심볼의 위치에 대한 정보, SIB1을 단말이 모니터링하기 위한 정보(예를 들어, SIB1 뉴머롤러지 정보, SIB1 CORESET에 관련된 정보, 검색 공간 정보, PDCCH 관련 파라미터 정보 등), 공통 자원 블록과 SSB 사이의 오프셋 정보(캐리어 내에서의 절대 SSB의 위치는 SIB1을 통해서 전송) 등을 포함할 수 있다. 여기서, SIB1 뉴머롤러지 정보는 단말이 셀 검색 절차를 완료한 이후에 기지국에 접속하기 위한 랜덤 액세스 절차에서 사용되는 일부 메시지에서도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 랜덤 액세스 절차를 위한 메시지 1 내지 4 중 적어도 하나에 SIB1의 뉴머롤러지 정보가 적용될 수 있다. The UE may acquire the MIB through the PBCH of the SSB. MIB (Master Information Block) includes minimum information for the terminal to receive the remaining system information (RMSI, Remaining Minimum System Information) broadcast by the network. In addition, the PBCH includes information about the position of the first DM-RS symbol in the time domain, information for monitoring SIB1 by the UE (eg, SIB1 numerology information, information related to SIB1 CORESET, search space information, PDCCH related parameter information, etc.), offset information between the common resource block and the SSB (the location of the absolute SSB within the carrier is transmitted through SIB1), and the like. Here, the SIB1 numerology information is equally applied to some messages used in the random access procedure for accessing the base station after the UE completes the cell search procedure. For example, the numerical information of SIB1 may be applied to at least one of
전술한 RMSI는 SIB1(System Information Block 1)을 의미할 수 있으며, SIB1은 셀에서 주기적으로(ex, 160ms) 브로드캐스팅 된다. SIB1은 단말이 초기 랜덤 액세스 절차를 수행하는데 필요한 정보를 포함하며, PDSCH를 통해서 주기적으로 전송된다. 단말이 SIB1을 수신하기 위해서는 PBCH를 통해서 SIB1 전송에 사용되는 뉴머롤러지 정보, SIB1의 스케줄링에 사용되는 CORESET(Control Resource Set) 정보를 수신해야 한다. 단말은 CORESET 내에서 SI-RNTI를 이용하여 SIB1에 대한 스케줄링 정보를 확인하고, 스케줄링 정보에 따라 SIB1을 PDSCH 상에서 획득한다. SIB1을 제외한 나머지 SIB들은 주기적으로 전송될 수도 있고, 단말의 요구에 따라 전송될 수도 있다. The aforementioned RMSI may mean System Information Block 1 (SIB1), and SIB1 is periodically (eg, 160 ms) broadcast in a cell. SIB1 includes information necessary for the terminal to perform an initial random access procedure, and is periodically transmitted through the PDSCH. In order for the terminal to receive SIB1, it needs to receive numerology information used for SIB1 transmission and CORESET (Control Resource Set) information used for SIB1 scheduling through the PBCH. The UE checks scheduling information for SIB1 using the SI-RNTI in CORESET, and acquires SIB1 on PDSCH according to the scheduling information. The remaining SIBs except for SIB1 may be transmitted periodically or may be transmitted according to the request of the terminal.
도 6는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a diagram for explaining a random access procedure in a radio access technology to which this embodiment can be applied.
도 6을 참조하면, 셀 검색이 완료되면 단말은 기지국으로 랜덤 액세스를 위한 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 랜덤 액세스 프리앰블은 PRACH를 통해서 전송된다. 구체적으로, 랜덤 액세스 프리앰블은 주기적으로 반복되는 특정 슬롯에서 연속된 무선 자원으로 구성되는 PRACH를 통해서 기지국으로 전송된다. 일반적으로, 단말이 셀에 초기 접속하는 경우에 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행되며, 빔 실패 복구(BFR, Beam Failure Recovery)를 위해서 랜덤 액세스를 수행하는 경우에는 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 수행된다. Referring to FIG. 6, when cell search is completed, the terminal transmits a random access preamble for random access to the base station. The random access preamble is transmitted through PRACH. Specifically, the random access preamble is transmitted to the base station through a PRACH composed of contiguous radio resources in a periodically repeated specific slot. In general, when a UE initially accesses a cell, a contention-based random access procedure is performed, and when random access is performed for beam failure recovery (BFR), a non-contention-based random access procedure is performed.
단말은 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 수신한다. 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블식별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), 임시 C-RNTI(Temporary Cell - Radio Network Temporary Identifier) 그리고 TAC(Time Alignment Command) 이 포함될 수 있다. 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 랜덤 액세스 프리앰블식별자는 포함된 UL Grant, 임시 C-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위하여 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블식별자는 기지국이 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한식별자일 수 있다. TAC는 단말이 상향 링크 동기를 조정하기 위한 정보로서 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 응답은 PDCCH상의 랜덤 액세스 식별자, 즉 RA-RNTI(Random Access - Radio Network Temporary Identifier)에 의해지시될 수 있다.The terminal receives a random access response to the transmitted random access preamble. The random access response may include a random access preamble identifier (ID), UL Grant (uplink radio resource), temporary C-RNTI (Temporary Cell-Radio Network Temporary Identifier), and TAC (Time Alignment Command). Since one random access response may include random access response information for one or more terminals, the random access preamble identifier may be included to indicate to which terminal the included UL Grant, temporary C-RNTI, and TAC are valid. The random access preamble identifier may be an identifier for the random access preamble received by the base station. The TAC may be included as information for the UE to adjust uplink synchronization. The random access response may be indicated by a random access identifier on the PDCCH, that is, a random access-radio network temporary identifier (RA-RNTI).
유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보를 처리하고, 기지국으로 스케줄링된 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말은 TAC을 적용시키고, 임시 C-RNTI를 저장한다. 또한, UL Grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 이 경우 단말을 식별할 수 있는 정보가 포함되어야 한다.Upon receiving a valid random access response, the terminal processes information included in the random access response and performs scheduled transmission to the base station. For example, the UE applies TAC and stores the temporary C-RNTI. In addition, data stored in the buffer of the terminal or newly generated data is transmitted to the base station using the UL grant. In this case, information capable of identifying the terminal must be included.
마지막으로 단말은 경쟁 해소를 위한 하향링크 메시지를 수신한다.Finally, the terminal receives a downlink message for contention resolution.
<NR CORESET><NR CORESET>
NR에서의 하향링크 제어채널은 1~3 심볼의 길이를 가지는 CORESET(Control Resource Set)에서 전송되며, 상/하향 스케줄링 정보와 SFI(Slot format Index), TPC(Transmit Power Control) 정보 등을 전송한다. The downlink control channel in NR is transmitted in a CORESET (Control Resource Set) having a length of 1 to 3 symbols, and transmits up/down scheduling information, SFI (Slot Format Index), TPC (Transmit Power Control) information, etc. .
이와 같이 NR에서는 시스템의 유연성을 확보하기 위해서, CORESET 개념을 도입하였다. CORESET(Control Resource Set)은 하향링크 제어 신호를 위한 시간-주파수 자원을 의미한다. 단말은 CORESET 시간-주파수 자원에서 하나 이상의 검색 공간을 사용하여 제어 채널 후보를 디코딩할 수 있다. CORESET 별 QCL(Quasi CoLocation) 가정을 설정하였으며, 이는 종래 QCL에 의해서 가정되는 특성인 지연 스프레드, 도플러 스프레드, 도플러 쉬프트, 평균 지연 외에 아날로그 빔 방향에 대한 특성을 알리기 위한 목적으로 사용된다. In this way, NR introduced the concept of CORESET to secure the flexibility of the system. A control resource set (CORESET) means a time-frequency resource for a downlink control signal. The UE may decode the control channel candidate using one or more search spaces in the CORESET time-frequency resource. A Quasi CoLocation (QCL) assumption for each CORESET is set, which is used for the purpose of notifying the characteristics of the analog beam direction in addition to the delay spread, Doppler spread, Doppler shift, and average delay, which are characteristics assumed by the conventional QCL.
도 7은 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 7 is a diagram for explaining CORESET.
도 7을 참조하면, CORESET은 하나의 슬롯 내에서 캐리어 대역폭 내에서 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 시간 도메인 상에서 CORESET은 최대 3개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 또한, CORESET은 주파수 도메인 상에서 캐리어 대역폭까지 6개의 자원 블록의 배수로 정의된다. Referring to FIG. 7 , a CORESET may exist in various forms within a carrier bandwidth within one slot, and a CORESET may consist of up to three OFDM symbols in the time domain. In addition, CORESET is defined as a multiple of 6 resource blocks up to the carrier bandwidth in the frequency domain.
첫 번째 CORESET은 네트워크로부터 추가 구성 정보 및 시스템 정보를 수신할 수 있도록 초기 대역폭 파트 구성의 일부로 MIB를 통해서 지시된다. 기지국과의 연결 설정 후에 단말은 RRC 시그널링을 통해서 하나 이상의 CORESET 정보를 수신하여 구성할 수 있다.The first CORESET is indicated through the MIB as part of the initial bandwidth part configuration to allow additional configuration and system information to be received from the network. After establishing a connection with the base station, the terminal may receive and configure one or more CORESET information through RRC signaling.
본 명세서에서 NR(New Radio)과 관련한 주파수, 프레임, 서브프레임, 자원, 자원블록, 영역(region), 밴드, 서브밴드, 제어채널, 데이터채널, 동기신호, 각종 참조신호, 각종 신호 또는 각종 메시지는 과거 또는 현재 사용되는 의미 또는 장래 사용되는 다양한 의미로 해석될 수 있다.In this specification, a frequency, frame, subframe, resource, resource block, region, band, subband, control channel, data channel, synchronization signal, various reference signals, various signals, or various messages related to NR (New Radio) can be interpreted in various meanings used in the past or currently used or in the future.
도 8은 본 실시예에 따른 기지국 동작을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining an operation of a base station according to the present embodiment.
도 8을 참조하면, 기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법은 복수의 단말로부터 적어도 하나 이상의 패킷을 수신하는 패킷 수신 단계를 포함할 수 있다(S810). 일 예로, 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 복수의 단말로부터 적어도 하나 이상의 패킷을 임의의 슬롯에서 수신할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 동일 슬롯에서 복수의 패킷이 수신되면 패킷 간의 충돌로 인하여 복수의 패킷들의 수신을 실패할 수 있다. 반면에, 기지국은 동일 슬롯에 하나의 패킷이 수신되면 패킷의 수신을 성공할 수 있다.Referring to FIG. 8 , a method for a base station to control random access communication of a terminal may include a packet receiving step of receiving at least one packet from a plurality of terminals (S810). For example, a base station controlling random access communication of a terminal may receive at least one or more packets from a plurality of terminals in a random slot. For example, when a plurality of packets are received in the same slot, the base station may fail to receive the plurality of packets due to collision between packets. On the other hand, the base station can successfully receive the packet when one packet is received in the same slot.
기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법은 동일 슬롯에서 패킷이 충돌되면, 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 분류하는 충돌 상태 분류 단계를 포함할 수 있다(S820). 일 예로, 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 동일 슬롯에서 슬롯의 상태가 패킷이 충돌되는 충돌(Collision) 상태로 판단되면, 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 분류할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 슬롯의 상태가 충돌 상태에 해당되면, 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 제 1 충돌 상태, 제 2 충돌 상태 및 제 3 충돌 상태 중 하나의 충돌 상태로 분류할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 패킷의 충돌 발생 시 물리적 계층에서 충돌이 일어난 패킷의 개수를 어느 정도 알고 있는지 여부에 따라 충돌 상태를 분류할 수 있다. 다른 예를 들어, 기지국은 충돌이 발생된 충돌 사용자 수인 충돌을 일으킨 패킷의 수를 정확하게 알고 있는 충돌 상태를 제 1 충돌 상태로 분류할 수 있다. 또는, 기지국은 충돌이 발생된 충돌 사용자 수인 충돌을 일으킨 패킷의 수를 알 수 없는 충돌 상태를 제 2 충돌 상태로 분류할 수 있다. 또는, 기지국은 충돌에 관한 부분적인 정보만 알고있는 충돌 상태를 제 3 충돌 상태로 분류할 수 있다. 즉, 기지국은 충돌이 발생된 충돌 사용자 수가 2 또는 3 이상인 것만을 알고 있는 충돌 상태를 제 3 충돌 상태로 분류할 수 있다.The method for the base station to control the random access communication of the terminal may include a collision state classification step of classifying the collision state based on the number of users information when packets collide in the same slot (S820). For example, when the base station controlling the random access communication of the terminal determines that the state of the slot in the same slot is a collision state in which packets collide, the base station may classify the collision state based on information on the number of users obtained by the base station. . For example, if the slot state corresponds to a collision state, the base station may classify the collision state into one of a first collision state, a second collision state, and a third collision state based on user number information. Specifically, when a packet collision occurs, the base station may classify the collision state according to whether or not the number of packets colliding in the physical layer is known. For another example, the base station may classify a collision state in which the number of collided packets, which is the number of collided users, is accurately known as the first collision state. Alternatively, the base station may classify a collision state in which the number of collided packets, which is the number of collided users, is unknown as a second collision state. Alternatively, the base station may classify a collision state in which only partial information about the collision is known as a third collision state. That is, the base station may classify a collision state in which only the number of colliding users in which a collision occurs is 2 or 3 or more, into a third collision state.
기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법은 분류된 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출하는 전송 확률 산출 단계를 포함할 수 있다(S830). 일 예로, 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 분류된 충돌 상태에 따라 각각의 알고리즘을 이용하여 도착율(Arrival rate)을 산출하고 백로그 사이즈(Backlog Size)를 갱신하여 전송 확률을 산출할 수 있다. 여기서, 백로그 사이즈는 포아송 분포(Poisson distribution)에 기초하여 산출되는 사용자 분포일 수 있다. 예를 들어, 기지국은 충돌 사용자 수를 추정하는 방법에 있어서 충돌 상태에 따라 변수가 변경되도록 알고리즘을 미리 설정할 수 있다. 다른 예를 들어, 기지국은 임베디드 지점(embedded point)에 해당되는 동일 슬롯의 상태가 유휴(idle) 상태, 성공(Success) 상태 및 충돌(Collision) 상태 중 어느 상태에 해당되는지 판단하여, 상태에 따라 도착율을 산출하고 백로그 사이즈를 갱신하는 알고리즘을 미리 설정할 수 있다. The method for the base station to control the random access communication of the terminal may include a transmission probability calculation step of calculating the transmission probability of the next slot using a preset algorithm for each classified collision state (S830). For example, a base station controlling random access communication of a terminal may calculate an arrival rate using each algorithm according to a classified collision state and update a backlog size to calculate a transmission probability. . Here, the backlog size may be a user distribution calculated based on a Poisson distribution. For example, in a method for estimating the number of colliding users, the base station may preset an algorithm so that a variable is changed according to a collision state. For another example, the base station determines which state of the idle state, success state, and collision state corresponds to the state of the same slot corresponding to the embedded point, and according to the state You can preset an algorithm that calculates the arrival rate and updates the backlog size.
일 예로, 기지국은 패킷의 충돌 상태가 제 1 충돌 상태로 분류되는 경우, 충돌 해결 기간 동안에 CRPW를 사용하여 패킷을 전송하는 제 1 알고리즘을 이용할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 제 1 충돌 상태로 분류되면 도착율(Arrival rate), 가중치, 백로그 사이즈(Backlog Size), 충돌 해결 기간(collision resolution procedure, CRP) 및 충돌 사용자 수 중 적어도 하나를 이용하는 제 1 알고리즘으로 전송 확률을 산출할 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 알고리즘은 충돌 사용자 수에 기초하여 제 1 슬롯에서 임의의 전송 확률로 전송하고, 제 1 슬롯에서 전송되는 제 1 사용자 수와 충돌 해결 기간에 기초하여 제 2 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다. 여기서, 제 1 슬롯은 제2 슬롯과 시간적으로 연속되고, 제2 슬롯은 제1 슬롯보다 다음 시간(next time) 슬롯에 해당될 수 있다. For example, when the collision state of the packet is classified as the first collision state, the base station may use the first algorithm for transmitting the packet using the CRPW during the collision resolution period. For example, when the base station is classified as the first collision state, the base station performs the first collision using at least one of an arrival rate, a weight, a backlog size, a collision resolution procedure (CRP), and the number of collision users. The transmission probability can be calculated by an algorithm. For another example, the first algorithm transmits with a random transmission probability in the first slot based on the number of collision users, and transmits with a transmission probability in the second slot based on the first number of users transmitted in the first slot and the collision resolution period. can be calculated. Here, the first slot is temporally continuous with the second slot, and the second slot may correspond to a next time slot after the first slot.
예를 들면, 제 1 충돌 상태에 해당되는 경우, 기지국은 슬롯에서 충돌이 발생됨에 따라 슬롯의 상태를 충돌 해결 기간으로 만들어 해당 슬롯에서 CRPW를 수행할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 충돌이 일어날 때마다, 충돌을 일으킨 충돌 사용자 수 k를 알고 있으므로, 이를 저장하고, k에 해당하는 qk라는 전송 확률을 슬롯마다 전송할 수 있다. 그러면, 사용자는 0과 1사이의 임의의 숫자를 생성시켜 이 숫자가 qk보다 작으면 패킷을 전송할 수 있다. 반면에, 숫자가 qk보다 작지 않으면, 카운터를 생성시켜 0로 만들고 전송하지 않을 수 있다. 그리고, 사용자는 각 슬롯에서 충돌이 일어나면 카운터를 하나씩 증가하고, 기지국이 카운터를 감소시키라는 신호를 주면 카운터를 하나씩 감소할 수 있다. 사용자는 카운터가 0이 되는 경우에만 qk 라는 전송 확률을 이용해서 패킷을 전송한다. 따라서, 기지국은 충돌 해결 기간의 길이를 최소화하고, 시스템의 효율을 최대화하는 최적화된 qk라는 전송 확률을 산출할 수 있다. 또한, 기지국은 사용자가 성공적인 전송을 함에 따라 다음 전송을 대기하는 사용자들의 수를 알고 있기 때문에 카운터를 감소시키는 신호와 대기하는 사용자들의 수에 맞는 qk라는 전송 확률을 산출하여 제공할 수 있다.For example, in the case of the first collision state, the base station may perform CRPW in the slot by making the slot state a collision resolution period as a collision occurs in the slot. Specifically, whenever a collision occurs, since the base station knows the number k of colliding users, it can store it and transmit a transmission probability q k corresponding to k for each slot. Then, the user can generate a random number between 0 and 1 and transmit the packet if this number is smaller than q k . On the other hand, if the number is not less than q k , you can create a counter to zero it and not send it. In addition, the user may increase the counter by one when a collision occurs in each slot and decrease the counter by one when the base station gives a signal to decrease the counter. The user transmits a packet using a transmission probability of q k only when the counter becomes 0. Therefore, the base station can calculate the optimized transmission probability q k that minimizes the length of the collision resolution period and maximizes system efficiency. In addition, since the base station knows the number of users waiting for the next transmission as the user successfully transmits, the base station can calculate and provide a signal for decreasing the counter and a transmission probability q k corresponding to the number of waiting users.
다른 일 예로, 기지국은 패킷의 충돌 상태가 제 2 충돌 상태로 분류되는 경우, 충돌 해결 기간 동안에 CRPO를 사용하여 패킷을 전송하는 제 2 알고리즘을 이용할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 제 2 충돌 상태로 분류되면 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수 중 적어도 하나를 이용하는 제 2 알고리즘으로 전송 확률을 산출할 수 있다. 다른 예를 들어, 제 2 알고리즘은 제 1 슬롯에서 임의의 전송 확률로 전송하고, 제 1 슬롯에서 전송되는 제 1 사용자 수와 제 1 슬롯의 전송 결과에 따라 제 2 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다.As another example, when the collision state of the packet is classified as the second collision state, the base station may use the second algorithm for transmitting the packet using CRPO during the collision resolution period. For example, if the base station is classified as the second collision state, the base station may calculate the transmission probability with a second algorithm using at least one of an arrival rate, a weight, a backlog size, a collision resolution period, and the number of successful transmissions. For another example, the second algorithm may transmit with a random transmission probability in the first slot, and calculate the transmission probability of the second slot according to the number of first users transmitted in the first slot and the transmission result of the first slot. have.
예를 들면, 제 2 충돌 상태에 해당되는 경우, 기지국은 슬롯에서 충돌이 발생됨에 따라 슬롯의 상태를 충돌 해결 기간으로 만들어 해당 슬롯에서 CRPO를 수행할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 사용자가 충돌 해결 기간을 시작하는 제 1슬롯에서 다음 슬롯이 성공 또는 충돌이 발생할 때까지 전송 확률 0.5로 전송하도록 할 수 있다. 이 때, 기지국은 슬롯으로 전송한 사용자의 전송 결과가 성공이면 전송하지 못한 사용자가 다음 슬롯에서 전송 확률 1로 전송하도록 할 수 있다. 반면에 전송 결과가 충돌이면, 충돌 해결 기간이 종료될 때까지 전송하지 않고 대기하고 충돌 해결 기간이 종료되면 전송 확률 p+로 전송하도록 제공할 수 있다.For example, in the case of the second collision state, the base station may perform CRPO in the corresponding slot by making the slot state a collision resolution period as a collision occurs in the slot. Specifically, the base station may allow the user to transmit with a transmission probability of 0.5 from the first slot in which the collision resolution period starts until the next slot succeeds or a collision occurs. In this case, if the transmission result of the user who has transmitted in the slot is successful, the base station may allow the user who failed to transmit to transmit with a transmission probability of 1 in the next slot. On the other hand, if the transmission result is a collision, it may be provided to wait without transmitting until the collision resolution period ends, and transmit with a transmission probability p + when the collision resolution period ends.
또 다른 일 예로, 기지국은 패킷의 충돌 상태가 제 3 충돌 상태로 분류되는 경우, 충돌 해결 기간 동안에 CRPP를 사용하여 패킷을 전송하는 제 3 알고리즘을 이용할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 충돌 사용자 수가 2에 해당되면, 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 특정 상수 중 적어도 하나를 이용하는 제 3 알고리즘으로 전송 확률을 산출할 수 있다. 그리고, 기지국은 충돌 사용자 수가 3 이상에 해당되면 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수 중 적어도 하나를 이용하는 제 3 알고리즘으로 전송 확률을 산출할 수 있다.As another example, when the collision state of the packet is classified as the third collision state, the base station may use the third algorithm for transmitting the packet using CRPP during the collision resolution period. For example, when the number of colliding users corresponds to 2, the base station may calculate the transmission probability using a third algorithm using at least one of an arrival rate, a weight, a backlog size, a collision resolution period, and a specific constant. And, if the number of collision users is 3 or more, the base station may calculate the transmission probability using a third algorithm using at least one of the arrival rate, the weight, the backlog size, the collision resolution period, and the number of successful transmissions.
예를 들면, 제 3 충돌 상태에 해당되는 경우, 기지국은 슬롯에서 충돌이 발생됨에 따라 슬롯의 상태를 충돌 해결 기간으로 만들어 해당 슬롯에서 CRPP를 수행할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 동일 슬롯에 2개의 패킷이 전송되어 충돌된 충돌 상태와 3개 이상의 패킷이 전송되어 충돌된 충돌 상태를 구분할 수 있다. 따라서, 기지국은 충돌 해결 기간을 충돌 상태에 따라 충돌 해결 기간 1과 충돌 해결 기간 2로 구분할 수 있다. 우선, 충돌 해결 기간 1은 2개의 패킷 전송으로 충돌이 일어난 경우로 사용자는 전송 확률 0.5로 전송하며, 2개의 사용자가 전송이 종료되면 충돌 해결 기간 1은 종료될 수 있다. 그러면 기지국은 다른 사용자들이 전송 확률 p★를 이용할 수 있도록 충돌 해결 기간 1이 끝나는 슬롯에서 제 3 알고리즘을 통해 산출된 전송 확률 p★를 제공할 수 있다. 다음으로, 충돌 해결 기간 2는 3개 이상의 패킷 전송으로 패킷이 k개인 경우, 충돌 해결 기간 2가 시작되는 제 1 슬롯에서 사용자는 전송 확률 0.5로 패킷을 전송할 수 있다. 그리고, 제 1 슬롯에서 전송하는 패킷이 2개인 경우에는 2개의 전송이 종료될 때까지, k-2개의 패킷은 대기했다가 전송이 종료된 후 전송 확률 1로 전송할 수 있다. 이 때, 전송 결과가 성공이면 충돌 해결 기간 2는 종료되고, 전송 결과가 충돌이면전송 확률 0.5로 전송하는것을 반복할 수 있다. 또한, 제 1 슬롯에서 전송하는 패킷이 2개 이상인 경우에는 전송하지 않은 나머지 패킷들이 충돌 해결 기간 2가 종료될 때까지 대기했다가 충돌 해결 기간 2가 종료되면 사용자는 전송 확률 p★로 다음 슬롯에 전송할 수 있다. 즉, 기지국은 제 1 슬롯에 전송된 2개 이상의 패킷들이 다음 슬롯에 전송될 때, 충돌 해결 기간 2의 제 1 슬롯이 시작되는 것처럼 전송을 반복함으로써 CRPP를수행할 수 있다. 충돌 상태 및 알고리즘에 관한 상세한 내용은 도 11 내지 도 19를 참조하여 후술한다. For example, in the case of the third collision state, the base station may perform CRPP in the corresponding slot by making the slot state a collision resolution period as a collision occurs in the slot. Specifically, the base station can distinguish between a collision state in which two packets are transmitted and collided in the same slot and a collision state in which three or more packets are transmitted and collided. Accordingly, the base station may divide the collision resolution period into a
기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법은 단말로 전송 확률을 전송하는 전송 확률 전송 단계를 포함할 수 있다(S840). 일 예로, 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 슬롯의 상태가 충돌 해결 기간(Collision resolution period, CRP)이 아닌 슬롯 또는 충돌 해결 기간이 끝나는 슬롯에서 전송확률을 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 매 슬롯마다 사용자 수를 추정하고 이를 고려함과 동시에 충돌 해결 기간이 발생되는 것을 최소화하는 방향으로 산출된 전송 확률를 전송할 수 있다.The method for the base station to control the random access communication of the terminal may include a transmission probability transmission step of transmitting the transmission probability to the terminal (S840). For example, the base station controlling the random access communication of the terminal may transmit the transmission probability in a slot in which the state of the slot is not a collision resolution period (CRP) or in a slot in which the collision resolution period ends. In addition, the base station may estimate the number of users for each slot, take this into consideration, and transmit the calculated transmission probability in a direction that minimizes the occurrence of a collision resolution period.
도 9는 본 실시예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a terminal operation according to the present embodiment.
도 9를 참조하면, 단말이 랜덤 액세스 통신을 수행하는 방법은 기지국에게 각각의 슬롯으로 패킷을 전송하는 패킷 전송 단계를 포함할 수 있다(S810). 일 예로, 랜덤 액세스 통신을 수행하는 단말은 한 프레임에서 최대 한 개의 슬롯을 임의로(randomly) 선택하여 패킷을 전송할 수 있다. 다만, 복수의 패킷이 동일 슬롯에 수신되면 패킷 간의 충돌로 인하여 패킷 전송이 실패될 수 있다. 반면에 하나의 패킷이 동일 슬롯에 수신되면 패킷 전송이 성공될 수 있다.Referring to FIG. 9 , a method for performing random access communication by a terminal may include a packet transmission step of transmitting packets to a base station in each slot (S810). For example, a terminal performing random access communication may transmit a packet by randomly selecting up to one slot in one frame. However, when a plurality of packets are received in the same slot, packet transmission may fail due to collision between packets. On the other hand, if one packet is received in the same slot, packet transmission may be successful.
단말이 랜덤 액세스 통신을 수행하는 방법은 기지국으로부터 다음 슬롯의 전송 확률을 수신하는 전송 확률 수신 단계를 포함할 수 있다(S820). 수신되는 전송 확률은 전술한 바와 같이 산출될 수 있다. 일 예로, 랜덤 액세스 통신을 수행하는 단말은 기지국으로부터 충돌 해결 기간이 발생되는 것을 최소화하는 방향으로 산출된 전송 확률을 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말은 기지국으로부터 사용자 수 정보에 기초하여 분류된 충돌(collision) 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 산출된 다음 슬롯의 전송 확률을 기지국으로부터 수신할 수 있다. 또한, 단말은 분류된 충돌 상태에 따라 각각의 알고리즘을 이용하여 도착율을 산출하고 백로그 사이즈를 갱신하여 산출된 전송 확률을 수신할 수 있다. 여기서, 백로그 사이즈는 포아송 분포(Poisson distribution)에 기초하여 산출되는 사용자 분포일 수 있다. 구체적인 예를 들면, 단말은 패킷의 충돌 상태가 제 1 충돌 상태인 경우, 충돌 해결 기간 동안에 CRPW를 사용하는 제 1 알고리즘으로 산출된 전송 확률을 수신할 수 있다. 또는, 단말은 패킷의 충돌 상태가 제 2 충돌 상태인 경우, 충돌 해결 기간 동안에 CRPO를 사용하는 제 2 알고리즘으로 산출된 전송 확률을 수신할 수 있다. 또는, 단말은 패킷의 충돌 상태가 제 3 충돌 상태인 경우, 충돌 해결 기간 동안에 CRPP를 사용하는 제 3 알고리즘으로 산출된 전송 확률을 수신할 수 있다. A method for performing random access communication by a terminal may include a transmission probability reception step of receiving transmission probability of a next slot from a base station (S820). The received transmission probability may be calculated as described above. For example, a terminal performing random access communication may receive a transmission probability calculated in a direction that minimizes occurrence of a collision resolution period from a base station. For example, the terminal may receive from the base station a transmission probability of the next slot calculated using a preset algorithm for each collision state classified based on information on the number of users from the base station. In addition, the terminal may calculate the arrival rate using each algorithm according to the classified collision state, update the backlog size, and receive the calculated transmission probability. Here, the backlog size may be a user distribution calculated based on a Poisson distribution. As a specific example, when the collision state of the packet is the first collision state, the terminal may receive the transmission probability calculated by the first algorithm using the CRPW during the collision resolution period. Alternatively, when the collision state of the packet is the second collision state, the terminal may receive the transmission probability calculated by the second algorithm using CRPO during the collision resolution period. Alternatively, when the collision state of the packet is the third collision state, the terminal may receive the transmission probability calculated by the third algorithm using CRPP during the collision resolution period.
단말이 랜덤 액세스 통신을 수행하는 방법은 기지국으로 전송 확률에 기초하여 다음 슬롯의 패킷을 전송하는 패킷 전송 단계를 포함할 수 있다(S830). 일 예로, 랜덤 액세스 통신을 수행하는 단말은 기지국으로부터 수신된 전송 확률로 다음 슬롯의 패킷을 전송할 수 있다.A method for performing random access communication by the terminal may include a packet transmission step of transmitting a packet of the next slot based on the transmission probability to the base station (S830). For example, a terminal performing random access communication may transmit a packet of a next slot with a transmission probability received from a base station.
도 10은 본 실시예에 의한 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining the configuration of a base station according to this embodiment.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 의한 단말의 랜덤 엑세스 통신을 제어하는 기지국(1000)은 수신부(1010), 제어부(1020) 및 송신부(1030)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , a
일 예로, 수신부(1010)는 복수의 단말로부터 적어도 하나 이상의 패킷을 수신할 수 있다. For example, the receiving
제어부(1020)는 동일 슬롯에서 슬롯의 상태가 패킷이 충돌되는 충돌(Collision) 상태로 판단되면, 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 분류할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1020)는 슬롯의 상태가 충돌 상태에 해당되면, 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 제 1 충돌 상태, 제 2 충돌 상태 및 제 3 충돌 상태 중 하나의 충돌 상태로 분류할 수 있다. 여기서, 제 1 충돌 상태는 충돌이 발생된 충돌 사용자 수를 알고 있는 충돌 상태이고, 제 2 충돌 상태는 충돌 사용자 수를 알 수 없는 충돌 상태이고, 제 3 충돌 상태는 충돌 사용자 수가 2 또는 3 이상인 것만을 알고 있는 충돌 상태일 수 있다.If the
또한, 제어부(1020)는 분류된 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1020)는 분류된 충돌 상태에 따라 알고리즘을 이용하여 도착율(Arrival rate)을 산출하고 백로그 사이즈(Backlog Size)를 갱신하여 전송 확률을 산출할 수 있다. 여기서, 백로그 사이즈는 포아송 분포(Poisson distribution)에 기초하여 산출되는 사용자 분포일 수 있다. 구체적인 예를 들면, 알고리즘은 각 임베디드 지점(embedded point)에 해당되는 동일 슬롯의 상태가 유휴(idle) 상태, 성공(Success) 상태 및 충돌(Collision) 상태 중 어느 상태에 해당되는지 판단하여, 상태에 따라 도착율을 산출하고 백로그 사이즈를 갱신하는 알고리즘으로 설정될 수 있다.In addition, the
다른 예를 들어, 제어부(1020)는 충돌 상태가 제 1 충돌 상태로 분류되면, 제 1 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 제어부(1020)는 충돌 상태가 제 1 충돌 상태로 분류되는 경우, 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 충돌 사용자 수 중 적어도 하나를 이용하여 전송 확률을 산출하는 제 1 알고리즘을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 알고리즘은 충돌 사용자 수에 기초하여 제 1 슬롯에서 임의의 전송 확률로 전송하고, 제 1 슬롯에서 전송되는 제 1 사용자 수와 충돌 해결 기간에 기초하여 제 2 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다. For another example, if the collision state is classified as the first collision state, the
또 다른 예를 들어, 제어부(1020)는 충돌 상태가 제 2 충돌 상태로 분류되면, 제 2 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 제어부(1020)는 충돌 상태가 제 2 충돌 상태로 분류되는 경우, 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수 중 적어도 하나를 이용하여 전송 확률을 산출하는 제 2 알고리즘을 이용할 수 있다. 또한, 제 2 알고리즘은 제 1 슬롯에서 임의의 전송 확률로 전송하고, 제 1 슬롯에서 전송되는 제 1 사용자 수와 제 1 슬롯의 전송 결과에 따라 제 2 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다.For another example, if the collision state is classified as the second collision state, the
또 다른 예를 들어, 제어부(1020)는 충돌 상태가 제 3 충돌 상태로 분류되면, 제 3 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 제어부(1020)는 충돌 상태가 제 3 충돌 상태로 분류되는 경우, 충돌 사용자 수가 2에 해당되면, 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 특정 상수 중 적어도 하나를 이용하여 전송 확률을 산출하는 제 3 알고리즘을 이용할 수 있다. 그리고, 제어부(1020)는 충돌 사용자 수가 3 이상에 해당되면 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수 중 적어도 하나를 이용하여 전송 확률을 산출하는 제 3 알고리즘을 이용할 수 있다. For another example, if the collision state is classified as the third collision state, the
송신부(1030)는 단말로 산출된 전송 확률을 전송할 수 있다.The
이 외에도 제어부(1020)는 전술한 본 개시를 수행하기에 필요한 사용자 수 정보에 기초하여 충돌 상태를 분류하는 동작 및 분류된 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 전송 확률을 산출하는 동작 제어에 따른 전반적인 기지국(1000)의 동작을 제어할 수 있다. In addition to this, the
또한, 수신부(1010)와 송신부(1030)는 전술한 본 개시를 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용될 수 있다.In addition, the receiving
이하에서는 기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하기 위해서 분류된 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 전송 확률을 산출하는 구체적인 동작에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서는 액세스 포인트(AP)는 전술한 기지국을 의미할 수 있고, 사용자는 전술한 단말을 의미할 수 있다. 다만 이는 설명하기 위한 일 예로 액세스 포인트(AP)는 랜덤 엑세스 방식이 적용될 수 있고 무선 통신이 가능한 장치이면 이에 한정되지는 않는다. Hereinafter, a specific operation of calculating a transmission probability using a preset algorithm for each classified collision state in order for the base station to control random access communication of the terminal will be described in more detail with reference to the drawings. Also, hereinafter, an access point (AP) may mean the aforementioned base station, and a user may mean the aforementioned terminal. However, as an example for explanation, the access point (AP) is not limited thereto as long as it is a device to which a random access method can be applied and wireless communication is possible.
무선 통신 시스템에서 액세스 포인트(AP)는 셀의 중앙에 위치하며, 시간은 하나의 패킷 전송에 해당되는 슬롯과 동일한 길이의 슬롯들로 나뉠 수 있다. 각각의 단말이 액세스 포인트로 전송한 패킷들은 랜덤하게 수신될 수 있다. 따라서, 단말의 패킷이 랜덤하게 수신됨으로 인해 시스템의 활성 사용자 수인 백로그 크기는 시간이 지남에 따라 변경될 수 있다. 이는 랜덤 액세스 프로토콜을 설계하는 것을 어렵게 할 수 있다. 활성 사용자는 액세스 포인트에 의해 브로드캐스트된 특정 전송 확률로 패킷을 전송하므로 결과적으로 액세스 포인트에 도착한 패킷 수도 시간에 따라 달라질 수 있다. In a wireless communication system, an access point (AP) is located at the center of a cell, and time may be divided into slots having the same length as a slot corresponding to one packet transmission. Packets transmitted by each terminal to the access point may be randomly received. Accordingly, the size of the backlog, which is the number of active users of the system, may change over time due to the randomly received packets of the terminal. This can make designing a random access protocol difficult. Active users transmit packets with a specific transmission probability broadcast by the access point, and consequently the number of packets arriving at the access point may vary over time.
예를 들어, 액세스 포인트가 하나의 패킷을 수신하면, 패킷은 성공적으로 디코딩될 수 있다. 반면, 하나의 슬롯에서 동시에 여러 패킷을 수신하면 충돌이 발생될 수 있다. 이 때, 액세스 포인트는 충돌에 관여한 사용자들만을 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 재전송하는 충돌 해결 기간(collision resolution procedure, CRP)에서 재전송을 시작할 수 있다. 구체적인 내용은 도 13 내지 도 19를 참조하여 후술한다. 다만, 본 명세서에서 정상 슬롯은 충돌 해결 기간이 없는 슬롯으로 정의하고, 액세스 포인트는 피드백 정보를 제공할 수 있다고 가정한다. 피드백 정보는 각 슬롯의 끝에서 제공되는 성공 상태, 유휴 상태, 충돌 상태 및 충돌 해결 기간의 시작과 끝에 대한 정보일 수 있다. For example, if the access point receives one packet, the packet can be successfully decoded. On the other hand, if several packets are received simultaneously in one slot, collision may occur. At this time, the access point may start retransmission in a collision resolution procedure (CRP) for retransmitting only users involved in the collision using a preset algorithm. Details will be described later with reference to FIGS. 13 to 19 . However, in this specification, it is assumed that a normal slot is defined as a slot without a collision resolution period, and that the access point can provide feedback information. The feedback information may be information about a success state, an idle state, a conflict state, and the start and end of a conflict resolution period provided at the end of each slot.
도 11은 본 실시예에 따른 제 1 충돌 상태를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a first collision state according to the present embodiment.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따라 제 1 충돌 상태는 동일 슬롯에서 패킷이 충돌하는 경우에 충돌이 발생된 충돌 사용자 수를 알고 있는 충돌 상태일 수 있다. 일 예로, 액세스 포인트는 동일 슬롯에서 충돌 발생 시, 충돌된 사용자 수 정보를 획득할 수 있으면 제 1 충돌 상태로 분류할 수 있다. 이 때, CRPW(k)는 충돌 사용자 수가 k명인 충돌 해결 기간(CRP)을 시작하는 시기로 정의할 수 있다. 또한, CRPW(k)의 기간은 tk(k≥2)일 때, Tk=E[tk]로 정의할 수 있다. Referring to FIG. 11, according to the present embodiment, the first collision state may be a collision state in which the number of collision users in which collision occurs is known when packets collide in the same slot. For example, when a collision occurs in the same slot, the access point may classify it as a first collision state if information on the number of collided users can be obtained. At this time, CRPW(k) may be defined as the starting time of the collision resolution period (CRP) in which the number of conflicting users is k. In addition, the period of CRPW(k) can be defined as T k =E[t k ] when t k (k≥2).
일 예에 따라, 슬롯 2와 슬롯 5에서는 액세스 포인트에 의해 성공적으로 수신될 하나의 패킷만 전송될 수 있다. 또한, 슬롯 7에서는 2개의 패킷이 충돌함에 따라 3개의 슬롯(t2=3)이 지속되는 CRPW(2)가 시작될 수 있다. 그리고, 슬롯 13에서는 3개의 패킷이 충돌함에 따라 CRPW(3)가 시작되며, 지속시간은 t3=7 일 수 있다. 또한, 패킷 5와 패킷 6이 충돌 해결 기간 내 슬롯 14에서 다시 충돌하면, CRPW(2)가 다시 시작되고 슬롯 18에서 해결될 수 있다. 이 때, 충돌 해결 기간은 슬롯 13에서 시작되는 레벨 1과, 슬롯 15에서 시작되는 레벨 2로 구분될 수 있다.According to an example, only one packet to be successfully received by the access point may be transmitted in
여기서, 임베디드 포인트(embedded point)는 각 유휴(idle)슬롯, 성공(success)슬롯 및 각 레벨 1의 마지막 슬롯을 의미할 수 있다. 다만, 임베디드 포인트에는 충돌 해결 기간 내에서 발생된 유휴(idle)슬롯 및 성공(success)슬롯이 포함되지는 않는다. Here, the embedded point may mean each idle slot, each success slot, and the last slot of each
각 k에 대해 CRPW(k)의 평균 충돌 해결 기간을 최소화하는 랜덤 액세스 방법과 각 정상 슬롯에서 백로그된 사용자의 전송 확률을 제어하는 방법은 도 12 내지 도 13을 참조하여 후술한다. A random access method for minimizing an average collision resolution period of CRPW(k) for each k and a method for controlling transmission probabilities of backlogged users in each normal slot will be described later with reference to FIGS. 12 and 13 .
도 12는 본 실시예에 따른 제 1 충돌 상태에서의 충돌 사용자 수 대비 전송 확률 및 충돌 해결 기간을 예시적으로 나타낸 도면이다.12 is a diagram exemplarily illustrating transmission probability and collision resolution period versus the number of collision users in a first collision state according to the present embodiment.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따라 제 1 충돌 상태는 CRPW(k)에 해당되는 랜덤 액세스 방법을 적용할 수 있다. 일 예로, 충돌 사용자 수가 k인 경우, CRPW(k)는 충돌 해결 기간 내의 첫번째 슬롯인 제 1 슬롯에서 전송 확률 qk로 패킷을 전송할 수 있다. 액세스 포인트는 k를 알고 있지만, 충돌에 어느 사용자가 포함되는지는 알 수 없다. 또한, 제 1 사용자 수는 제 1 슬롯에서 전송되는 사용자의 수이고 j로 정의할 수 있다. Referring to FIG. 12 , a random access method corresponding to CRPW(k) may be applied to the first collision state according to the present embodiment. For example, when the number of collision users is k, CRPW(k) may transmit a packet with a transmission probability q k in a first slot that is a first slot within a collision resolution period. The access point knows k, but does not know which users are involved in the collision. Also, the first number of users is the number of users transmitted in the first slot and may be defined as j.
예를 들어, 제 1 사용자 수가 0 또는 k 이면, CRPW(k)는 두번째 슬롯인 제 2 슬롯에서 시작할 수 있다. 또는 제 1 사용자 수가 1이고, 전송이 성공하면, 나머지(k-1) 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPW(k-1)를 시작할 수 있다. 이 때, 전송 확률(q1)이 1로 설정되면, CRPW(1)은 최소 하나의 슬롯을 차지할 수 있습니다. 또는 제 1 사용자 수가 2 ≤ j ≤ k-1이면, CRPW(j)는 다음 슬롯에서 시작할 수 있다. CRPW(j)가 완료되면 나머지(k-j) 사용자는 결과 슬롯에서 CRPW(k-j)를 시작할 수 있다For example, if the first number of users is 0 or k, CRPW(k) may start from the second slot, that is, the second slot. Alternatively, if the first number of users is 1 and transmission is successful, the remaining (k-1) users may start CRPW(k-1) in the second slot. At this time, if the transmission probability (q1) is set to 1, CRPW(1) can occupy at least one slot. Alternatively, if the first number of users is 2 ≤ j ≤ k-1, CRPW(j) may start at the next slot. When CRPW(j) is complete, the remaining (k-j) users can start CRPW(k-j) in the resulting slot.
다른 예를 들어, 액세스 포인트는 k개의 충돌 사용자가 모두 성공적으로 전송되면 CRPW(k)를 종료할 수 있다. 액세스 포인트는 제 1 충돌 상태에서 k를 알고 있으므로 전송 확률 qk를 최적으로 제어할 수 있다. 따라서, 액세스 포인트는 충돌 해결 기간 CRP(k)의 평균 기간인 Tk를 최소화 할 수 있다. 이 때, qk는 k마다 다를 수 있다. For another example, the access point may terminate CRPW(k) when all k colliding users are transmitted successfully. Since the access point knows k in the first collision state, it can optimally control the transmission probability q k . Accordingly, the access point can minimize T k , which is an average period of the collision resolution period CRP(k). In this case, q k may be different for each k.
구체적인 예를 들면, 충돌 사용자 수가 2인 경우(k=2), CRPW(2)는 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 0 또는 2 일 수 있다. 그러면 전송 확률은 또는일 수 있다. CRPW(2)는 제 2 슬롯에서 다시 시작될 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+T2 일 수 있다. 또는, CRPW(2)는 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 1 일 수 있다. 그러면 전송 확률은 일 수 있다. 1 개의 사용자가 전송을 성공하면 남은 1 개의 사용자는 제 2 슬롯에서 전송 확률 q1은 1로 전송될 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+T1=2 일 수 있다. For example, when the number of colliding users is 2 (k=2), the first number of users j in the first slot of CRPW(2) may be 0 or 2. Then the transmission probability is or can be
T2는 수학식 1 및 수학식 2와 같이 표현할 수 있다. T 2 can be expressed as
여기서, q2 ∈ [0, 1]이면, CRPW(2)의 경우는 q2=0.5, T2=3일 수 있다. Here, if q 2 ∈ [0, 1], in the case of CRPW(2), q 2 =0.5 and T 2 =3.
구체적인 다른 예를 들면, 충돌 사용자 수가 3 이상인 경우(k≥3), 평균 충돌 해결 기간은 CRPW(k)의 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j로 구분될 수 있다. As another specific example, when the number of conflicting users is 3 or more (k≥3), the average conflict resolution period may be divided into the first number of users j in the first slot of CRPW(k).
제 1 사용자 수 j가 0 또는 2 인 경우, 전송 확률은 또는일 수 있다. 그리고, CRPW(k)는 제 2 슬롯에서 다시 시작될 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+Tk일 수 있다. 또는, 제 1 사용자 수 j가 1인 경우, 전송 확률은 일 수 있다. 그리고, CRPW(k-1)는 제 2 슬롯에서 다시 시작될 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+Tk-1일 수 있다. 또는, 제 1 사용자 수 j가 2 ≤ j ≤ k-1인 경우, 전송 확률은 일 수 있다. 그리고, CRPW(k-j)는 제 2 슬롯에서 다시 시작될 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+Tj+Tk-j일 수 있다. When the first user number j is 0 or 2, the transmission probability is or can be And, CRPW(k) may be started again in the second slot. In this case, the average conflict resolution period may be 1+T k . Alternatively, if the first number j of users is 1, the transmission probability is can be And, CRPW(k-1) may be started again in the second slot. In this case, the average conflict resolution period may be 1+T k-1 . Alternatively, when the first number j of users is 2 ≤ j ≤ k-1, the transmission probability is can be And, CRPW(kj) may be started again in the second slot. In this case, the average conflict resolution period may be 1+T j +T kj .
Tk는 수학식 3 및 수학식 4와 같이 표현할 수 있다. T k can be expressed as
도 12는 제 1 충돌 상태에서 충돌 사용자 수에 따라 변화하는 최적의 전송 확률과 최소 충돌 해결 기간을 나타낼 수 있다. 즉, 충돌 사용자 수가 증가함에 따라 충돌 해결 기간이 선형적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 12 may indicate an optimal transmission probability and a minimum collision resolution period that vary according to the number of colliding users in the first collision state. That is, it can be seen that the conflict resolution period increases linearly as the number of conflicting users increases.
일 예로, 정상 슬롯은 n개의 백로그 사용자가 있고, 전송 확률 p로 패킷을 전송할 수 있다. 그러면 Renewal Theory에 따라 예상 서비스 속도(service rate)은 수학식 5와 같이 정의할 수 있다. For example, a normal slot may have n backlog users and transmit packets with a transmission probability p. Then, according to the Renewal Theory, the expected service rate can be defined as in
따라서, 최적의 전송 확률 q는 n값을 수학식 5를 통해 산출할 수 있다.전송 확률 q는 서비스 속도를 최대화 할 수 있다. 이는 슬롯 당 제공되는 평균 패킷의 수를 최대화하여 시스템 처리량을 최대화하고 액세스 지연을 최소화하는 효과를 제공할 수 있다. Therefore, the optimal transmission probability q can be calculated through
도 13은 본 실시예에 따른 제 1 충돌 상태에 적용되는 제 1 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a first algorithm applied to a first collision state according to the present embodiment.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따라 제 1 알고리즘이 제 1 충돌 상태에서 전송 확률을 제어하는 절차를 설명할 수 있다. 일 예로, 제 1 알고리즘은 도착율(Arrival rate)을 산출하고 백로그 사이즈(Backlog Size)를 갱신할 수 있다. 예를 들어, 도착율은 이전 도착률에 가중치 θ를 적용하여 산출할 수 있다. 구체적으로 도착율은 제 1 알고리즘의 3, 6 및 11행에 의해 산출될 수 있다. 이 때, 가중치 θ는 0.99로 설정될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 13, a procedure for controlling the transmission probability in the first collision state by the first algorithm according to the present embodiment can be described. For example, the first algorithm may calculate an arrival rate and update a backlog size. For example, the arrival rate can be calculated by applying a weight θ to the previous arrival rate. Specifically, the arrival rate may be calculated by
다른 예를 들어, 백로그 사이즈는 v-x* 및 신규 사용자 수인 λE를 사용하여 갱신될 수 있다. 구체적으로 백로그 사이즈는 제 1 알고리즘의 4, 7 및 12 행에 의해 갱신될 수 있다. 또한, 전송 확률 p*은 제 1 알고리즘의 14 행에 의해 산출될 수 있다. 따라서, 충돌이 발생하면, 제 1 알고리즘의 8행과 같이, 기지국은 슬롯의 상태를 충돌 해결 기간으로 만들어 사용자들에게 알리고, CRPW 를 해당 슬롯에서 수행할 수 있다. As another example, the backlog size can be updated using vx * and λE, the number of new users. Specifically, the backlog size can be updated by
다른 일 예로, 제 1 알고리즘은 각 슬롯의 백로그 사이즈를 추정하기 위해 Bayes’rule을 적용할 수 있다. 백로그 사이즈는 상수 대신 Bayes’rule에 의한 분포로 추정될 수 있다. 이에 따라 각 슬롯은 재귀적으로 백로그 사이즈의 분포를 갱신할 수 있다. 또한, 각 슬롯의 백로그 사이즈는 포아송 분포(Poisson distribution)에 기초하여 산출되는 사용자 분포일 수 있다. As another example, the first algorithm may apply Bayes' rule to estimate the backlog size of each slot. The backlog size can be estimated as a distribution by Bayes' rule instead of a constant. Accordingly, each slot may recursively update the distribution of the backlog size. Also, the backlog size of each slot may be a user distribution calculated based on a Poisson distribution.
여기서, 백로그 사이즈 n의 분포는 평균 v를 가지는 포아송 분포일 수 있고, 수학식 6과 같이 표현할 수 있다. Here, the distribution of the backlog size n may be a Poisson distribution having an average v, and can be expressed as in
그리고, 평균 v는 각 슬롯에서 백로그 사이즈를 추정하기 위해 재귀적으로 갱신될 수 있다.And, the average v can be updated recursively to estimate the backlog size at each slot.
예를 들어, 서비스 속도는 백로그 사이즈 n에 기초하여 수학식 5을 이용하여 산출될 수 있다. 이 때, 백로그 사이즈 n의 분포가 Φv(n)이면, 평균 서비스 속도는 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.For example, the service rate may be calculated using
여기서, 일 수 있다. pv는 도 12에서 산출된 전송 확률과 충돌 해결 기간을 이용하여 산출할 수 있다. here, can be pv can be calculated using the transmission probability and the collision resolution period calculated in FIG. 12 .
또한, 전송 확률 p*는 수학식 8과 같이 표현할 수 있다. In addition, the transmission probability p * can be expressed as in
여기서, x*은 정상 슬롯에서 전송하는 평균 사용자 수를 의미할 수 있고 x*=1.8842 일 수 있다. 최대 서비스 속도는 수학식 9와 같이 표현할 수 있다. Here, x * may mean the average number of users transmitting in a normal slot and may be x * =1.8842. The maximum service rate can be expressed as in
다른 예를 들어, 정상 슬롯에서 n 개의 사용자 중 m 개가 송신되는 경우, 전송 확률 p는 수학식 10과 같이 표현할 수 있다.For another example, when m out of n users are transmitted in a normal slot, the transmission probability p can be expressed as
또한, Φn(v)이 선험적 분포인 경우, m 개의 무조건 전송 확률은 수학식 11과 같이 표현할 수 있다. In addition, when Φ n (v) is an a priori distribution, m unconditional transmission probabilities can be expressed as in
m 개의 사용자가 Bayes’rule에 의해 하나의 슬롯에서 동시에 전송되면 전송 확률은 수학식 12와 같이 표현할 수 있다. If m users are simultaneously transmitted in one slot according to Bayes' rule, the transmission probability can be expressed as in
여기서 백로그 사이즈 n의 사후 분포일 수 있다. 또한, 수학식 13에 의해 평균이 갱신될 수 있다. Here, it may be a posterior distribution of backlog size n. Also, the average may be updated by
갱신되는 평균은 수학식 8에 의해 산출되는 전송 확률 p* 를 적용하면 수학식 14와 같이 표현할 수 있다. The updated average can be expressed as in
여기서, x*은 1.8842 일 수 있고, 이 값은 다음 슬롯의 선험적 분포의 평균이 될 수 있다. m=0 및 m=1은 유휴 슬롯과 성공 슬롯을 의미할 수 있고, m이 2초과(m>2)는 충돌 해결 기간을 의미할 수 있다. 따라서, 충돌 해결 기간 이후의 평균은 충돌 해결 기간 내에서 m개의 사용자가 성공적으로 전송될 수 있기 때문에 m을 뺀 값으로 추정할 수 있다. 즉, 평균 백로그 사이즈는 m의 모든 값에 대해 v-x*에 의해 갱신될 수 있다. Here, x * may be 1.8842, and this value may be the average of the a priori distribution of the next slot. m=0 and m=1 may mean an idle slot and a successful slot, and m greater than 2 (m>2) may mean a conflict resolution period. Therefore, the average after the contention resolution period can be estimated by subtracting m since m users can be successfully transmitted within the contention resolution period. That is, the average backlog size can be updated by vx * for all values of m.
도 14은 본 실시예에 따른 제 2 충돌 상태를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining a second collision state according to the present embodiment.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따라 제 2 충돌 상태는 동일 슬롯에서 패킷이 충돌하는 경우에 충돌이 발생된 충돌 사용자 수를 알 수 없는 충돌 상태일 수 있다. 즉, 제 2 충돌 상태는 액세스 포인트가 충돌 발생에 따라 최소 2개의 사용자가 전송한 것은 알 수 있지만 충돌 사용자 수는 알 수 없는 충돌 상태일 수 있다. Referring to FIG. 14, according to the present embodiment, the second collision state may be a collision state in which the number of collision users in which collision occurs is unknown when packets collide in the same slot. That is, the second collision state may be a collision state in which the access point knows that at least two users transmitted data according to the occurrence of a collision, but does not know the number of collision users.
일 예로, 액세스 포인트는 동일 슬롯에서 충돌 발생 시, 충돌된 사용자 수 정보를 획득할 수 없으면 제 2 충돌 상태로 분류할 수 있다. 이 때, CRPO(k)는 충돌 사용자 수 정보가 없는 동안 k 개의 충돌 사용자 수로 인해 충돌 해결 기간(CRP)을 시작하는 시기로 정의할 수 있다. 또한, CRPO (k)는 tk(k≥2)일 때, CRPW(k)와의 차이가 있을 수 있다. For example, when a collision occurs in the same slot, the access point may classify the access point into a second collision state if collided user number information cannot be obtained. At this time, CRPO(k) may be defined as the time when the collision resolution period (CRP) starts due to the k number of conflicting users while there is no information on the number of conflicting users. In addition, CRPO (k) may differ from CRPW (k) when t k (k≥2).
예를 들어, 액세스 포인트는 충돌 사용자 수 k를 알 수 없기 때문에 K에따라 전송 확률을 제어할 수 없다. 따라서, 액세스 포인트는 충돌 사용자 수 k와 관계 없이 일정한 확률 q로 패킷을 전송할 수 있다. 또한, lk는 CRPO(k)의 충돌 해결 기간일 수 있고, sk는 CRPO(k) 내에서 성공한 전송 횟수일 수 있다. 여기서, Lk=E[lk] 및 Sk=E[sk]로 정의할 수 있다. For example, the access point cannot control the transmission probability according to K because it does not know the number of collision users k. Therefore, the access point can transmit packets with a constant probability q regardless of the number k of colliding users. Also, l k may be a collision resolution period of CRPO(k), and s k may be the number of successful transmissions within CRPO(k). Here, it can be defined as L k =E[l k ] and S k =E[s k ].
도 14를 참조하면, 슬롯 12에서는 패킷 5,6 및 7이 충돌에 관여하고 있는 반면에, 패킷 5와 6은 해당 CRPO(3)에서 성공적으로 전송되고, 패킷 7은 CRPO(k)를 떠난 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 패킷이 CRPO(k) 내에서 성공적으로 전송되면, 나머지(k-1) 사용자는 결과 슬롯에서 전송 확률 1로 패킷을 전송할 수 있다. 이를 통해, 현재 k가 1인지 여부를 확인할 수 있다. 그리고, CRPO(k)는 두번 연속으로 전송이 성공되면 종료될 수 있다.14,
도 15는 본 실시예에 따른 제 2 충돌 상태에서의 충돌 사용자 수 대비 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수를 예시적으로 나타낸 도면이다.15 is a diagram exemplarily illustrating the number of collision resolution periods and the number of successful transmissions versus the number of collision users in the second collision state according to the present embodiment.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따라 제 2 충돌 상태는 CRPO(k)에 해당되는 랜덤 액세스 방법을 적용할 수 있다. 일 예로, 액세스 포인트가 충돌 사용자 수를 알 수 없는 경우, k개의 충돌 사용자는 제 1 슬롯에서 전송 확률 q로 패킷을 전송할 수 있다. 여기서, 전송 확률 q는 0.5로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 제 1 사용자 수는 제 1 슬롯에서 전송되는 사용자의 수이고 j로 정의할 수 있다. Referring to FIG. 15 , a random access method corresponding to CRPO(k) may be applied to the second collision state according to the present embodiment. For example, when the access point does not know the number of collision users, k collision users may transmit packets with transmission probability q in the first slot. Here, the transmission probability q may be set to 0.5, but is not limited thereto. Also, the first number of users is the number of users transmitted in the first slot and may be defined as j.
예를 들어, 제 1 사용자 수가 0 또는 k 이면, CRPO(k)는 두번째 슬롯인 제 2 슬롯에서 시작할 수 있다. 또는, 제 1 사용자 수가 1이고, 전송이 성공하면, 나머지(k-1) 사용자는 제 2 슬롯에서 전송 확률 1로 전송할 수 있다. 이 때, 제 2슬롯의 전송 결과가 성공이면 CRPO(k)는 종료할 수 있지만, 전송 결과가 실패이면 제 3 슬롯에서 CRPO(k-1)를 시작할 수 있다. 또는, 제 1 사용자 수가 j≥2 이면, 새로운 충돌이 발생되고, j개의 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPO(j)를 시작할 수 있다. 그리고, 나머지(k-j) 사용자는 현재 충돌 해결 기간이 끝날 때까지 대기하거나 새로운 랜덤 액세스를 시작하기 위해 정상 슬롯에서 대기할 수 있다. For example, if the first number of users is 0 or k, CRPO(k) may start from the second slot, that is, the second slot. Alternatively, if the first number of users is 1 and transmission is successful, the remaining (k-1) users may transmit with a transmission probability of 1 in the second slot. At this time, if the transmission result of the second slot is successful, CRPO(k) may end, but if the transmission result is failure, CRPO(k-1) may start in the third slot. Alternatively, if the first number of users is j≧2, a new collision occurs, and the j number of users may start CRPO(j) in the second slot. Then, the remaining (k-j) users may wait until the current conflict resolution period ends or wait in normal slots to start a new random access.
다른 예를 들어, 액세스 포인트는 두번 연속으로 성공적인 전송이 발생되면 CRPO(k)를 종료할 수 있다.For another example, the access point may terminate CRPO(k) when two consecutive successful transmissions occur.
다른 일 예로, 충돌 사용자 수가 2인 경우(k=2), CRPO(2)는 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 0 또는 2 일 수 있다. 그리고 전송 확률이 또는 이면, CRPO(2)는 제 2 슬롯에서 다시 시작될 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+L2 일 수 있다. 또는, CRPO(2)는 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 1 일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, 1개의 사용자는 전송을 성공하고 나머지 1개의 사용자는 제 2 슬롯에서 전송 확률 1로 전송할 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+1=2 일 수 있다. As another example, when the number of colliding users is 2 (k=2), in CRPO(2), the first user number j in the first slot may be 0 or 2. and the transmission probability or , then CRPO(2) can be started again in the second slot. In this case, the average conflict resolution period may be 1+L 2 . Alternatively, in CRPO(2), the first number of users j may be 1 in the first slot. and the transmission probability , one user can transmit successfully and the other user can transmit with a transmission probability of 1 in the second slot. In this case, the average conflict resolution period may be 1+1=2.
L2는 수학식 15 및 수학식 16과 같이 표현할 수 있다.L 2 can be expressed as
다른 일 예로, 충돌 사용자 수가 3이상인 경우(k≥3), CRPO(k)는 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 0일 수 있다. 그리고 전송 확률 이면, CRPO(k)는 제 2 슬롯에서 시작될 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+Lk 일 수 있고, 평균적으로 성공한 전송 횟수는 Sk일 수 있다. 또는, 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 1일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, 나머지(k-1) 사용자는 제 2 슬롯에서 전송 확률 1로 전송할 수 있다. 구체적으로 k-1≥2 이면, 제 2 슬롯은 충돌이 발생하고, 나머지(k-1) 사용자는 제 3 슬롯에서 CRPO(k-1)를 시작할 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+1+Lk-1 일 수 있고, 평균적으로 성공한 전송 횟수는 1+Sk-1일 수 있다. 또는, 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 2 이상(j≥2)일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, j개의 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPO(j)를 시작할 수 있다. 나머지(k-j) 사용자는 현재 충돌 해결 기간이 끝날 때까지 대기할 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+Lj 일 수 있고, 평균적으로 성공한 전송 횟수는 Sj일 수 있다. As another example, when the number of colliding users is 3 or more (k≥3), CRPO(k) may be 0 for the first number of users j in the first slot. and transmission probability , CRPO(k) may start in the second slot. In this case, the average collision resolution period may be 1+L k , and the average number of successful transmissions may be S k . Alternatively, the first user number j may be 1 in the first slot. and the transmission probability , the remaining (k-1) users can transmit with a transmission probability of 1 in the second slot. Specifically, if k−1≥2, a collision occurs in the second slot, and the remaining (k−1) users may start CRPO (k−1) in the third slot. In this case, the average collision resolution period may be 1+1+L k-1 , and the average number of successful transmissions may be 1+S k-1 . Alternatively, the first number of users j in the first slot may be 2 or more (j≥2). and the transmission probability , then j users can start CRPO(j) in the second slot. The remaining (kj) users may wait until the current conflict resolution period ends. In this case, the average collision resolution period may be 1+L j , and the average number of successful transmissions may be S j .
따라서, Lk 및 Sk는 수학식 17과 같이 표현할 수 있고, 수학식 17에 기초하여 Lk 및 Sk를 수학식 18과 같이 표현할 수도 있다.Accordingly, L k and S k can be expressed as in
도 15는 제 2 충돌 상태에서 전송 확률 q가 0.5 일때, 충돌 사용자 수에 따라 변화하는 충돌 해결 기간(Lk) 및 성공한 전송 횟수(Sk)를 나타낼 수 있다. 즉, 충돌 사용자 수가 증가함에 따라 충돌 해결 기간이 점차 증가하는 반면에 성공한 전송 횟수는 충돌 사용자 수가 2인 경우를 제외하고는 2.5에 수렴할 수 있다.15 may show a collision resolution period (L k ) and the number of successful transmissions (S k ) that vary according to the number of colliding users when the transmission probability q is 0.5 in the second collision state. That is, while the collision resolution period gradually increases as the number of colliding users increases, the number of successful transmissions may converge to 2.5 except when the number of colliding users is 2.
일 예로, 정상 슬롯은 n개의 백로그 사용자가 있고, 전송 확률 p로 패킷을 전송할 수 있다. 그러면 Renewal Theory에 따라 예상 서비스 속도(service rate)은 수학식 19와 같이 정의할 수 있다. For example, a normal slot may have n backlog users and transmit packets with a transmission probability p. Then, according to the Renewal Theory, the expected service rate can be defined as in
여기서, 충돌 해결 기간(Lk) 및 성공한 전송 횟수(Sk)는 이미 알고 있기 때문에, 최적 전송 확률 p는 백로그 사이즈 n을 알면 산출될 수 있다.Here, since the collision resolution period (L k ) and the number of successful transmissions (S k ) are already known, the optimal transmission probability p can be calculated by knowing the backlog size n.
도 16은 본 실시예에 따른 제 2 충돌 상태에 적용되는 제 2 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining a second algorithm applied to a second collision state according to the present embodiment.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따라 제 2 알고리즘이 제 2 충돌 상태에서 전송 확률을 제어하는 절차를 설명할 수 있다. Referring to FIG. 16, a procedure for controlling the transmission probability in the second collision state by the second algorithm according to the present embodiment can be described.
일 예로, 제 2 알고리즘은 도착율(Arrival rate)을 산출하고 백로그 사이즈(Backlog Size)를 갱신할 수 있다. 예를 들어, 도착율은 이전 도착률에 가중치 θ를 적용하여 산출할 수 있다. 구체적으로 도착율은 제 2 알고리즘의 3, 6 및 13행에 의해 산출될 수 있다. 다른 예를 들어, 백로그 사이즈는 CRPO에서 관찰된 성공한 전송 횟수 s를 사용하여 갱신될 수 있다. 구체적으로 백로그 사이즈는 제 2 알고리즘의 4, 7 및 14행에 의해 갱신될 수 있다. 또한, 전송 확률은 제 2 알고리즘의 16 행에 의해 산출될 수 있다. For example, the second algorithm may calculate an arrival rate and update a backlog size. For example, the arrival rate can be calculated by applying a weight θ to the previous arrival rate. Specifically, the arrival rate may be calculated by
다른 일 예로, 백로그 사이즈 n의 분포가 Фv(n)이면, 평균 서비스 속도는 수학식 20과 같이 표현할 수 있다. As another example, if the distribution of backlog size n is Ф v (n), the average service speed can be expressed as
예를 들어, pv는 도 15에서 산출된 충돌 해결 기간(Lk) 및 성공한 전송 횟수(Sk)를 이용하여 산출할 수 있다. 또한, 전송 확률 p+는 수학식 21과 같이 표현할 수 있다. For example, pv can be calculated using the collision resolution period (L k ) calculated in FIG. 15 and the number of successful transmissions (S k ). In addition, the transmission probability p + can be expressed as
여기서, x+은 정상 슬롯에서 전송하는 평균 사용자 수를 의미할 수 있고 x+=1.2663 일 수 있다. 최대 서비스 속도는 수학식 22와 같이 표현할 수 있다. Here, x + may mean the average number of users transmitting in a normal slot and may be x + =1.2663. The maximum service rate can be expressed as
다른 일 예로, 제 2 알고리즘은 각 슬롯의 백로그 사이즈를 추정하기 위해 Bayes'rule을 적용할 수 있다. 또한, 각 슬롯의 백로그 사이즈는 평균 v를 가지는 포아송 분포일 수 있다. 예를 들어, 전송 확률이 P이고 m개(0 or 1)의 사용자가 하나의 슬롯에서 동시에 전송되면 사후 분포의 평균은 수학식 23및 수학식 24와 같이 표현할 수 있다. As another example, the second algorithm may apply Bayes' rule to estimate the backlog size of each slot. Also, the backlog size of each slot may be a Poisson distribution with mean v. For example, if the transmission probability is P and m (0 or 1) users are simultaneously transmitted in one slot, the mean of the posterior distribution can be expressed as
여기서, x+은 1.2663 일 수 있고, 이 값은 다음 슬롯의 선험적 분포의 평균이 될 수 있다. m=0 및 m=1은 유휴 슬롯과 성공 슬롯을 의미할 수 있다. 구체적인 예를 들면, m이 1(m=1)이면, 1개의 사용자가 성공적으로 전송되었으므로 갱신된 평균에서 1을 감할 수 있다. 따라서, 갱신된 평균은 v-x+일 수 있다. 다른 예를 들면, m이 2이상(m>2)이면, 충돌이 발생하고, 액세스 포인트는 m값을 인식할 수 없다. 따라서, 백로그 사이즈는 m을 이용하여 추정할 수 없고, 백로그 사이즈가 n일 때의 충돌이 발생될 확률은 수학식 25와 같이 표현할 수 있다. Here, x + may be 1.2663, and this value may be the average of the a priori distribution of the next slot. m=0 and m=1 may mean an idle slot and a success slot. For example, if m is 1 (m=1), 1 can be subtracted from the updated average since one user has been successfully transmitted. Thus, the updated average may be vx + . For another example, if m is 2 or more (m>2), a collision occurs and the access point cannot recognize the value of m. Therefore, the backlog size cannot be estimated using m, and the probability of collision when the backlog size is n can be expressed as Equation 25.
또한, 충돌이 발생될 무조건부 확률은 수학식 26과 같이 표현할 수 있다.In addition, the unconditional probability that a collision will occur can be expressed as Equation 26.
그리고, 충돌이 발생될 조건부 확률은 Bayesian rule을 적용하여 수학식 27과 같이 표현할 수 있다.And, the conditional probability that a collision will occur can be expressed as Equation 27 by applying the Bayesian rule.
그리고, 포아송 분포를 평균으로 근사화하면 수학식 28과 같이 표현할 수 있다.In addition, if the Poisson distribution is approximated by the mean, it can be expressed as Equation 28.
여기서, 최적 전송 확률 p가 적용되면 수학식 29와 같이 표현할 수 있다.Here, when the optimal transmission probability p is applied, it can be expressed as Equation 29.
여기서, 제 1 슬롯에서 전송 확률 q가 0.5일 때, c+는 1.2514일 수 있다. 그러므로, 평균 백로그 사이즈는 충돌 발생 시 v+c+에 의해 갱신될 수 있다.Here, when the transmission probability q in the first slot is 0.5, c + may be 1.2514. Therefore, the average backlog size can be updated by v+c + when a collision occurs.
도 17은 본 실시예에 따른 제 3 충돌 상태를 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining a third collision state according to the present embodiment.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따라 제 3 충돌 상태는 동일 슬롯에서 패킷이 충돌하는 경우에 충돌 사용자 수가 2 또는 3 이상인 것만을 알고 있는 충돌 상태일 수 있다. 구체적으로, 액세스 포인트는 충돌 사용자 수 k가 2인 경우(k=2)에는 k 값을 획득할 수 있다. 반면에 액세스 포인트는 충돌 사용자 수 k가 3이상인 경우(k≥3)에는 최소 3개의 사용자가 전송한 것은 알지만 k 값은 알 수 없다. 즉, 제 3 충돌 상태는 액세스 포인트가 두 사용자간에 충돌이 발생했는지 여부를 인식하는 충돌 상태일 수 있다. Referring to FIG. 17, according to the present embodiment, the third collision state may be a collision state in which only the number of colliding users is 2 or 3 or more when packets collide in the same slot. Specifically, the access point may obtain the value k when the number k of collision users is 2 (k=2). On the other hand, if the number k of collision users is 3 or more (k ≥ 3), the access point knows that at least 3 users have transmitted, but does not know the value of k. That is, the third collision state may be a collision state in which the access point recognizes whether a collision has occurred between two users.
일 예로, CRPP(k)는 충돌 사용자 수 k가 3이상인 경우(k≥3)에 k를 알 수 없는 동안 k개의 충돌 사용자로 인해 충돌 해결 기간(CRP)을 시작하는 시기로 정의할 수 있다. 다만, 충돌 사용자 수 k가 2이면, 액세스 포인트가 충돌 사용자 수 k를 알고 있기 때문에 CRPW(2)를 시작할 수 있다. CRPW(2)는 도 17의 슬롯 4에 해당될 수 있다. For example, CRPP(k) may be defined as the time at which the collision resolution period (CRP) starts due to k colliding users while k is unknown when the number k of colliding users is 3 or more (k≥3). However, if the number k of colliding users is 2, the access point can start CRPW(2) because it knows the number k of colliding users. CRPW(2) may correspond to slot 4 of FIG. 17 .
예를 들어, 액세스 포인트는 충돌 사용자 수 k를 알 수 없기 때문에 k에 따라 전송 확률을 제어할 수 없다. 따라서, 액세스 포인트는 충돌 사용자 수 k와 관계 없이 일정한 확률 r로 패킷을 전송할 수 있다. 여기서, 전송 확률 r은 0.5로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, dk는 CRPP(k)의 충돌 해결 기간일 수 있고, zk는 충돌 해결 기간 내에서 성공한 전송 횟수일 수 있다. 여기서, Dk=E[dk] 및 Zk=E[zk]로 정의할 수 있다. For example, the access point cannot control the transmission probability according to k because it does not know the number of collision users k. Therefore, the access point can transmit a packet with a constant probability r regardless of the number k of collision users. Here, the transmission probability r may be set to 0.5, but is not limited thereto. Also, d k may be a collision resolution period of CRPP(k), and z k may be the number of successful transmissions within the collision resolution period. Here, it can be defined as D k =E[d k ] and Z k =E[z k ].
도 17을 참조하면, 슬롯 9에서는 4개의 패킷이 충돌하는 반면에, 패킷 5,6 및 7만 CRPP(4)에서 성공적으로 전송할 수 있다. 예를 들어, CRPP(4)에서 Z4 는 3 일 수 있고, Dk 는 7일 수 있다. 또한, k가 2이면, CRPW(2)와 동일하게 Z2 는 2 일 수 있고, D2 는 3일 수 있다.Referring to FIG. 17, while 4 packets collide in
도 18은 본 실시예에 따른 제 3 충돌 상태에서의 충돌 사용자 수 대비 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수를 예시적으로 나타낸 도면이다.18 is a diagram illustratively showing the number of conflicting users versus the conflict resolution period and the number of successful transmissions in the third conflict state according to the present embodiment.
도 18을 참조하면, 본 실시에에 따라 제 3 충돌 상태는 CRPP(k)에 해당되는 랜덤 액세스 방법을 적용할 수 있다. 일 예로, 액세스 포인트가 충돌 사용자 수를 알 수 없는 경우, k개의 충돌 사용자는 제 1 슬롯에서 전송 확률 r로 패킷을 전송할 수 있다. 여기서, 제 1 사용자 수는 제 1 슬롯에서 전송되는 사용자의 수이고 j로 정의할 수 있다. Referring to FIG. 18, a random access method corresponding to CRPP(k) may be applied to the third collision state according to the present embodiment. For example, when the access point does not know the number of collision users, k collision users may transmit packets with transmission probability r in the first slot. Here, the first user number is the number of users transmitted in the first slot and may be defined as j.
예를 들어, 제 1 사용자 수가 0이면, 슬롯은 유휴(idle) 상태일 수 있고, k개의 사용자는 두번째 슬롯인 제 2 슬롯에서 CRPP(k)를 시작할 수 있다. 또는, 제 1 사용자 수가 1이고 전송을 성공하면, 나머지(k-1) 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPP(k-1)를 시작할 수 있다. 또는, 제 1 사용자 수가 2이면, 2개의 사용자는 새로운 충돌이 발생하여 CRPW(2)를 시작할 수 있다. 이 때, CRPW가 종료된 후, 나머지 (k-2) 사용자는 전송 확률 1로 전송할 수 있다. 만약, 전송 결과는 k-2가 1이면 성공인 반면에 k-2가 1이 아니면 충돌이 발생할 수 있다. 다만, 이 슬롯에서 CRPP는 전송 결과에 상관없이 종료될 수 있다. 또는, 제 1 사용자 수가 j≥3 이면, j개의 사용자는 CRPP(j)를 시작할 수 있다. 그리고, 나머지(k-j) 사용자는 현재 충돌 해결 기간이 끝날 때까지 대기하거나 새로운 랜덤 액세스를 시작하기 위해 정상 슬롯에서 대기할 수 있다. For example, if the first number of users is 0, the slot may be in an idle state, and k users may start CRPP(k) in the second slot, that is, the second slot. Alternatively, if the first number of users is 1 and transmission is successful, the remaining (k-1) users may start CRPP (k-1) in the second slot. Alternatively, if the first number of users is 2, a new collision between the two users may start CRPW(2). At this time, after the CRPW ends, the remaining (k-2) users can transmit with a transmission probability of 1. If k-2 is 1, the transmission result is success, whereas if k-2 is not 1, collision may occur. However, in this slot, CRPP may be terminated regardless of the transmission result. Alternatively, if the first number of users is j≧3, j users may start CRPP(j). Then, the remaining (k-j) users may wait until the current conflict resolution period ends or wait in normal slots to start a new random access.
다른 예를 들어, 액세스 포인트는 CRPO가 끝나는 지점의 슬롯 또는 CRPW(2)가 끝나는 지점 옆의 슬롯에서 CRPP(k)를 종료할 수 있다.For another example, the access point may terminate CRPP(k) in a slot where CRPO ends or in a slot next to the point where CRPW(2) ends.
다른 일 예로, 충돌 사용자 수가 3인 경우(k=3), CRPP(3)는 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 0 또는 3 일 수 있다. 그리고 전송 확률이 또는 이면, CRPP(3)는 제 2 슬롯에서 시작할 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+D3일 수 있고, CRPP에서 성공한 전송 횟수는 Z3일 수 있다. 여기서 1은 이미 점유된 제 1 슬롯을 의미할 수 있다. 또는, 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 1 일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, 1개의 사용자는 전송을 성공하고 나머지 2개의 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPO(2)를 시작할 수 있다. 다만, 액세스 포인트는 제 2 슬롯에서 CRPO에 관련된 사용자가 2개 이상임은 알지만 정확한 사용자 수는 알 수 없다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+L2=3 일 수 있고, 성공한 전송 횟수는 1+S2=3일 수 있다. 또는, 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 2 일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, 2개의 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPW(2)를 시작할 수 있다. 여기서 CRPW(2)가 종료되면, 나머지(k-j=1) 사용자는 확률 1로 전송하여 성공할 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+T2+1=4 일 수 있고, 성공한 전송 횟수는 1+2=3일 수 있다. 여기서 마지막 1은 나머지 사용자의 전송을 의미할 수 있다. As another example, when the number of colliding users is 3 (k=3), in CRPP(3), the first user number j in the first slot may be 0 or 3. and the transmission probability or , CRPP(3) may start in the second slot. In this case, the average collision resolution period may be 1+D 3 , and the number of successful transmissions in CRPP may be Z 3 . Here, 1 may mean a first slot already occupied. Alternatively, the first user number j may be 1 in the first slot. and the transmission probability , one user succeeds in transmission and the other two users can start CRPO(2) in the second slot. However, the access point knows that there are two or more users related to CRPO in the second slot, but cannot know the exact number of users. In this case, the average collision resolution period may be 1+L 2 =3, and the number of successful transmissions may be 1+S 2 =3. Alternatively, the first user number j may be 2 in the first slot. and the transmission probability , then the two users can start CRPW(2) in the second slot. Here, when CRPW(2) ends, the remaining (kj=1) users can transmit with
따라서, D3 및 Z3는 수학식 30과 같이 표현할 수 있고, 수학식 30에 기초하여 수학식 31과 같이 표현할 수도 있다.Accordingly, D 3 and Z 3 may be expressed as in
또 다른 일 예로, 충돌 사용자 수가 4이상인 경우(k≥4), 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 0 또는 k 일 수 있다. 그리고 전송 확률이 또는 이면, CRPP(k)는 제 2 슬롯에서 시작할 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+Dk일 수 있고, CRPP에서 성공한 전송 횟수는 1+Zk일 수 있다. 또는, 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 1일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, 1개의 사용자는 전송을 성공하고, 나머지(k-1) 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPO(k-1)을 시작할 수 있다. 다만, 액세스 포인트는 제 2 슬롯에서 CRPO에 관련된 사용자가 2개 이상임은 알지만 정확한 사용자 수는 알 수 없다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+Lk-1일 수 있고, CRPP에서 성공한 전송 횟수는 1+Zk-1일 수 있다. 또는, 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 2일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, 2개의 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPW(2)을 시작할 수 있다. 그리고 CRPW가 종료되면, 나머지(k-j) 사용자는 전송 확률 1로 전송하여 충돌 해결 기간을 종료할 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 1+T2일 수 있고, CRPP에서 성공한 전송 횟수는 2 일 수 있다. 또는, 제 1 슬롯에서 제 1 사용자 수 j가 3 이상(j≥3)일 수 있다. 그리고 전송 확률이 이면, j개의 사용자는 제 2 슬롯에서 CRPP(j)을 시작할 수 있고 나머지(k-j) 사용자는 충돌 해결 기간을 떠날 수 있다. 이 때, 평균 충돌 해결 기간은 Dj일 수 있고, CRPP에서 성공한 전송 횟수는 1+Zj일 수 있다. As another example, when the number of colliding users is 4 or more (k≥4), the first user number j in the first slot may be 0 or k. and the transmission probability or , CRPP(k) may start in the second slot. In this case, the average collision resolution period may be 1+D k , and the number of successful transmissions in CRPP may be 1+Z k . Alternatively, the first user number j may be 1 in the first slot. and the transmission probability If , one user succeeds in transmission, and the remaining (k-1) users can start CRPO (k-1) in the second slot. However, the access point knows that there are two or more users related to CRPO in the second slot, but cannot know the exact number of users. In this case, the average collision resolution period may be 1+L k-1 , and the number of successful transmissions in CRPP may be 1+Z k-1 . Alternatively, the first number of users j may be 2 in the first slot. and the transmission probability , the two users can start CRPW(2) in the second slot. When the CRPW is terminated, the remaining (kj) users may transmit with a transmission probability of 1 to end the collision resolution period. In this case, the average collision resolution period may be 1+T 2 , and the number of successful transmissions in CRPP may be 2. Alternatively, the first number of users j in the first slot may be 3 or more (j≥3). and the transmission probability , then j users can start CRPP(j) in the second slot and the remaining (kj) users can leave the conflict resolution period. In this case, the average collision resolution period may be D j , and the number of successful transmissions in CRPP may be 1+Z j .
따라서, Dk 및 Zk는 수학식 32와 같이 표현할 수 있고, 수학식 32에 기초하여 수학식 33과 같이 표현할 수도 있다.Accordingly, D k and Z k may be expressed as in Equation 32, or may be expressed as in Equation 33 based on Equation 32.
도 17은 제 3 충돌 상태에서 전송 확률 r이 0.5 일때, 충돌 사용자 수에 따라 변화하는 충돌 해결 기간(Dk) 및 성공한 전송 횟수(Zk)를 나타낼 수 있다. 즉, 충돌 사용자 수가 증가함에 따라 충돌 해결 기간이 점차 증가하는 반면에 성공한 전송 횟수는 충돌 사용자 수가 2 및 3인 경우를 제외하고는 2.71에 수렴할 수 있다.17 may show the collision resolution period (D k ) and the number of successful transmissions (Z k ) that vary according to the number of colliding users when the transmission probability r is 0.5 in the third collision state. That is, while the collision resolution period gradually increases as the number of colliding users increases, the number of successful transmissions may converge to 2.71 except for cases where the number of colliding users is 2 and 3.
일 예로, 정상 슬롯은 n개의 백로그 사용자가 있고, 전송 확률 p로 패킷을 전송할 수 있다. 그러면 Renewal Theory에 따라 예상 서비스 속도(service rate)은 수학식 34와 같이 정의할 수 있다. For example, a normal slot may have n backlog users and transmit packets with a transmission probability p. Then, according to the Renewal Theory, the expected service rate can be defined as in Equation 34.
여기서, 충돌 해결 기간(Dk) 및 성공한 전송 횟수(Zk)는 이미 알고 있기 때문에, 최적 전송 확률 p는 백로그 사이즈 n을 알면 산출될 수 있다.Here, since the collision resolution period (D k ) and the number of successful transmissions (Z k ) are already known, the optimal transmission probability p can be calculated if the backlog size n is known.
도 19는 본 실시예에 따른 제 3 충돌 상태에 적용되는 제 3 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for explaining a third algorithm applied to a third collision state according to the present embodiment.
도 19를 참조하면, 본 실시예에 따라 제 3 알고리즘이 제 3 충돌 상태에서 전송 확률을 제어하는 절차를 설명할 수 있다.Referring to FIG. 19, a procedure for controlling the transmission probability in the third collision state by the third algorithm according to the present embodiment can be described.
일 예로, 제 3 알고리즘은 도착율(Arrival rate)을 산출하고 백로그 사이즈(Backlog Size)를 갱신할 수 있다. 예를 들어, 도착율은 이전 도착률에 가중치 θ를 적용하여 산출할 수 있다. 구체적으로 도착율은 제 3 알고리즘의 3, 6, 11 및 13행에 의해 산출될 수 있다. 다른 예를 들어, 백로그 사이즈는 CRPP에서 관찰된 성공한 전송 횟수 s를 사용하여 갱신될 수 있다. 구체적으로 백로그 사이즈는 제 3 알고리즘의 4, 7, 12 및 19행에 의해 갱신될 수 있다. 또한, 전송 확률은 제 3 알고리즘의 21 행에 의해 산출될 수 있다. 다만, 제 3 알고리즘은 액세스 포인트가 CRPW(2)의 시작 기준인 충돌 사용자 수 2를 알고 있다는 점에서 제 2 알고리즘과 차이가 있다. For example, the third algorithm may calculate an arrival rate and update a backlog size. For example, the arrival rate can be calculated by applying a weight θ to the previous arrival rate. Specifically, the arrival rate may be calculated by
다른 일 예로, 백로그 사이즈 n의 분포가 Фv(n)이면, 평균 서비스 속도는 수학식 35와 같이 표현할 수 있다. As another example, if the distribution of the backlog size n is Ф v (n), the average service speed can be expressed as Equation 35.
예를 들어, pv는 도 18에서 산출된 충돌 해결 기간(Dk) 및 성공한 전송 횟수(Zk)를 이용하여 산출할 수 있다. 또한, 전송 확률 p★는 수학식 36과 같이 표현할 수 있다. For example, pv can be calculated using the collision resolution period (D k ) calculated in FIG. 18 and the number of successful transmissions (Z k ). In addition, the transmission probability p ★ can be expressed as Equation 36.
여기서, x★은 정상 슬롯에서 전송하는 평균 사용자 수를 의미할 수 있고 x★=1.3877일 수 있다. 최대 서비스 속도는 수학식 37과 같이 표현할 수 있다. Here, x ★ may mean the average number of users transmitting in a normal slot and may be x ★ =1.3877. The maximum service rate can be expressed as in Equation 37.
다른 일 예로, 제 3 알고리즘은 각 슬롯의 백로그 사이즈를 추정하기 위해 Bayes'rule을 적용할 수 있다. 또한, 각 슬롯의 백로그 사이즈는 평균 v를 가지는 포아송 분포일 수 있다. 예를 들어, 전송 확률이 P이고 m개(0 or 1)의 사용자가 하나의 슬롯에서 동시에 전송되면 사후 분포의 평균은 수학식 38및 수학식 39와 같이 표현할 수 있다. As another example, the third algorithm may apply Bayes' rule to estimate the backlog size of each slot. Also, the backlog size of each slot may be a Poisson distribution with mean v. For example, if the transmission probability is P and m (0 or 1) users are simultaneously transmitted in one slot, the mean of the posterior distribution can be expressed as Equations 38 and 39.
여기서, x★은 1.3877일 수 있고, 이 값은 다음 슬롯의 선험적 분포의 평균이 될 수 있다. m=0 및 m=1은 유휴 슬롯과 성공 슬롯을 의미할 수 있다. 구체적인 예를 들면, m=1 및 m=2이면, m개의 사용자가 성공적으로 전송되었으므로 갱신된 평균에서 m을 감할 수 있다. 따라서, 갱신된 평균은 v-x★일 수 있다. Here, x ★ may be 1.3877, and this value may be the average of the a priori distribution of the next slot. m=0 and m=1 may mean an idle slot and a success slot. As a specific example, if m=1 and m=2, then m can be subtracted from the updated average since m number of users have been transmitted successfully. Thus, the updated mean may be vx ★ .
다른 예를 들면, m이 3이상(m>3)이면, 액세스 포인트는 m값을 인식할 수 없다. 따라서, 백로그 사이즈는 m을 이용하여 추정할 수 없고, 백로그 사이즈가 n일 때의 충돌이 발생될 확률은 수학식 40과 같이 표현할 수 있다. For another example, if m is greater than or equal to 3 (m>3), the access point cannot recognize the value of m. Therefore, the backlog size cannot be estimated using m, and the probability of collision when the backlog size is n can be expressed as Equation 40.
또한, 충돌이 발생될 무조건부 확률은 수학식 41과 같이 표현할 수 있다.In addition, the unconditional probability that a collision will occur can be expressed as Equation 41.
그리고, 충돌이 발생될 조건부 확률은 Bayesian rule을 적용하여 수학식 42과 같이 표현할 수 있다.And, the conditional probability that a collision will occur can be expressed as Equation 42 by applying the Bayesian rule.
그리고, 포아송 분포를 평균으로 근사화하면 수학식 43과 같이 표현할 수 있다.In addition, if the Poisson distribution is approximated by the mean, it can be expressed as
여기서, 최적 전송 확률 p가 적용되면 수학식 44와 같이 표현할 수 있다.Here, when the optimal transmission probability p is applied, it can be expressed as Equation 44.
여기서, 제 1 슬롯에서 전송 확률 r이 0.5일 때, c★은 2.0397일 수 있다. 그러므로, 평균 백로그 사이즈는 충돌 발생 시 v+c★에 의해 갱신될 수 있다.Here, when the transmission probability r in the first slot is 0.5, c ★ may be 2.0397. Therefore, the average backlog size can be updated by v+c ★ when a collision occurs.
결과적으로 본 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법은 기존의 FCFS(First-Come First-Serve) 알고리즘을 이용한 방법보다 랜덤 액세스를 성공하는데 걸리는 평균 기간과 한 슬롯당 성공적으로 수행되는 랜덤 액세스 수를 기준으로 더 나은 성능을 제공할 수 있다. As a result, the random access method according to the present embodiment is longer than the method using the existing First-Come First-Serve (FCFS) algorithm based on the average period required for successful random access and the number of successful random accesses per slot. It can provide better performance.
이상에서 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 랜덤 액세스 제어 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. 특히, 전송 확율을 이용하면서도 높은 전송 효율을 가지는 Splitting 알고리즘 기반의 랜덤 액세스 제어 방법을 제공할 수 있다. 구체적으로 기지국이 충돌이 일어난 패킷의 개수를 인식한 정도에 기초하여 충돌 상태를 분류하고 각각의 알고리즘을 통해 전송 확률을 산출함으로써, 충돌 해결 기간을 최소화하고 시스템 효율을 최대화하는 Splitting 알고리즘 기반의 랜덤 액세스 제어 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present disclosure, a random access control method and apparatus can be provided. In particular, it is possible to provide a splitting algorithm-based random access control method having high transmission efficiency while using transmission probability. Specifically, splitting algorithm-based random access that minimizes the collision resolution period and maximizes system efficiency by classifying the collision state based on the degree to which the base station recognizes the number of collided packets and calculating the transmission probability through each algorithm. A control method and its device can be provided.
전술한 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 실시예들 중 본 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계, 구성, 부분들은 전술한 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 개시하고 있는 모든 용어들은위에서 개시한 표준 문서들에 의해 설명될 수 있다.The above-described embodiments may be supported by standard documents disclosed in at least one of IEEE 802, 3GPP, and 3GPP2, which are wireless access systems. That is, among the present embodiments, steps, configurations, and parts not described to clearly reveal the present technical idea may be supported by the above-mentioned standard documents. In addition, all terms disclosed in this specification can be explained by the standard documents disclosed above.
상술한 본 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The present embodiments described above may be implemented through various means. For example, the present embodiments may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to the present embodiments includes one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, or microprocessors.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the present embodiments may be implemented in the form of a device, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software codes may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor and exchange data with the processor by various means known in the art.
또한, 위에서 설명한 "시스템", "프로세서", "컨트롤러", "컴포넌트", "모듈", "인터페이스", "모델", 또는 "유닛" 등의 용어는 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전술한 구성요소는 프로세서에 의해서 구동되는 프로세스, 프로세서, 컨트롤러, 제어 프로세서, 개체, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러 또는 프로세서에서 실행 중인 애플리케이션과 컨트롤러 또는 프로세서가 모두 구성 요소가 될 수 있다. 하나 이상의 구성 요소가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 있을 수 있으며, 구성 요소들은 하나의 장치(예: 시스템, 컴퓨팅 디바이스 등)에 위치하거나 둘 이상의 장치에 분산되어 위치할 수 있다.Also, the terms "system", "processor", "controller", "component", "module", "interface", "model", or "unit" as described above generally refer to computer-related entities hardware, hardware and software. can mean a combination of, software or running software. For example, but is not limited to, a process driven by a processor, a processor, a controller, a control processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, a component can be both an application running on a controller or processor and a controller or processor. One or more components may reside within a process and/or thread of execution, and components may reside on one device (eg, system, computing device, etc.) or may be distributed across two or more devices.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present disclosure, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the technical idea. In addition, since the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but to explain, the scope of the present technical idea is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present disclosure should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of the present disclosure.
Claims (15)
복수의 단말로부터 적어도 하나 이상의 패킷을 수신하는 패킷 수신 단계;
동일 슬롯에서 상기 슬롯의 상태가 패킷이 충돌되는 충돌(Collision) 상태로 판단되면, 상기 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 상기 충돌 상태를 분류하는 충돌 상태 분류 단계;
분류된 상기 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출하는 전송 확률 산출 단계; 및
상기 단말로 상기 전송 확률을 전송하는 전송 확률 전송 단계;를 포함하는 랜덤 액세스 방법.A method for a base station to control random access communication of a terminal,
A packet reception step of receiving at least one or more packets from a plurality of terminals;
a collision state classifying step of classifying the collision state based on information on the number of users acquired by the base station when the state of the slot in the same slot is determined to be a collision state in which packets collide;
a transmission probability calculation step of calculating a transmission probability of a next slot using a preset algorithm for each of the classified collision states; and
A random access method comprising a transmission probability transmission step of transmitting the transmission probability to the terminal.
상기 충돌 상태 분류 단계는,
상기 슬롯의 상태가 상기 충돌 상태에 해당되면, 상기 사용자 수 정보에 기초하여 상기 충돌 상태를 제 1 충돌 상태, 제 2 충돌 상태 및 제 3 충돌 상태 중 하나의 충돌 상태로 분류하되,
상기 제 1 충돌 상태는 충돌이 발생된 충돌 사용자 수를 알고 있는 충돌 상태이고,상기 제 2 충돌 상태는 상기 충돌 사용자 수를 알 수 없는 충돌 상태이고, 상기 제 3 충돌 상태는 상기 충돌 사용자 수가 2 또는 3 이상인 것만을 알고 있는 충돌 상태인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법. According to claim 1,
In the collision state classification step,
If the slot state corresponds to the collision state, classify the collision state into one of a first collision state, a second collision state, and a third collision state based on the number of users information,
The first conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is known, the second conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is unknown, and the third conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is 2 or A random access method characterized in that it is a collision state in which only 3 or more are known.
상기 전송 확률 산출 단계는,
분류된 상기 충돌 상태에 EK라 상기 알고리즘을 이용하여 도착율(Arrival rate)을 산출하고 백로그 사이즈(Backlog Size)를 갱신하여 상기 전송 확률을 산출하되, 상기 백로그 사이즈는 포아송 분포(Poisson distribution)에 기초하여 산출되는 사용자 분포인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 1,
The transmission probability calculation step,
In the classified collision state, an arrival rate is calculated using the algorithm called EK, and the transmission probability is calculated by updating a backlog size, but the backlog size is Poisson distribution Random access method characterized in that the user distribution calculated based on.
상기 알고리즘은,
각 임베디드 지점(embedded point)에 해당되는 동일 슬롯의 상태가 유휴(idle) 상태, 성공(Success) 상태 및 충돌(Collision) 상태 중 어느 상태에 해당되는지 판단하여, 상기 상태에 따라 상기 도착율을 산출하고 상기 백로그 사이즈를 갱신하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 3,
The algorithm is
Determine which state of the same slot corresponding to each embedded point corresponds to an idle state, a success state, and a collision state, and calculate the arrival rate according to the state Random access method characterized in that for updating the backlog size.
상기 전송 확률 산출 단계는,
상기 충돌 상태가 상기 제 1 충돌 상태로 분류되는 경우, 상기 알고리즘은 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간(collision resolution procedure, CRP) 및 충돌 사용자 수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전송 확률을 산출하는 제 1 알고리즘인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 2,
The transmission probability calculation step,
When the collision state is classified as the first collision state, the algorithm calculates the transmission probability using at least one of an arrival rate, a weight, a backlog size, a collision resolution procedure (CRP), and the number of collision users. Random access method, characterized in that the first algorithm to do.
상기 제 1 알고리즘은,
상기 충돌 사용자 수에 기초하여 제 1 슬롯에서 임의의 전송 확률로 전송하고, 상기 제 1 슬롯에서 전송되는 제 1 사용자 수와 상기 충돌 해결 기간에 기초하여 제 2 슬롯의 전송 확률을 산출하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 5,
The first algorithm,
Transmission is performed with a random transmission probability in a first slot based on the number of collision users, and transmission probability in a second slot is calculated based on the number of first users transmitted in the first slot and the collision resolution period. random access method.
상기 전송 확률 산출 단계는,
상기 충돌 상태가 상기 제 2 충돌 상태로 분류되는 경우, 상기 알고리즘은 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전송 확률을 산출하는 제 2 알고리즘인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 2,
The transmission probability calculation step,
When the collision state is classified as the second collision state, the algorithm is a second algorithm for calculating the transmission probability using at least one of an arrival rate, a weight, a backlog size, a collision resolution period, and the number of successful transmissions. Random access method with.
상기 제 2 알고리즘은,
제 1 슬롯에서 임의의 전송 확률로 전송하고, 상기 제 1 슬롯에서 전송되는 제 1 사용자 수와 상기 제 1 슬롯의 전송 결과에 따라 제 2 슬롯의 전송 확률을 산출하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 7,
The second algorithm,
Random access method characterized by transmitting with a random transmission probability in a first slot, and calculating a transmission probability of a second slot according to the number of first users transmitted in the first slot and a transmission result of the first slot.
상기 전송 확률 산출 단계는,
상기 충돌 상태가 상기 제 3 충돌 상태로 분류되는 경우, 상기 알고리즘은 충돌 사용자 수가 2에 해당되면 도착율, 가중치, 백로그 사이즈, 충돌 해결 기간 및 특정 상수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전송 확률을 산출하고, 상기 충돌 사용자 수가 3 이상에 해당되면 상기 도착율, 상기 가중치, 상기 백로그 사이즈, 상기 충돌 해결 기간 및 성공한 전송 횟수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전송 확률을 산출하는 제 3 알고리즘인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 2,
The transmission probability calculation step,
When the collision state is classified as the third collision state, the algorithm calculates the transmission probability using at least one of an arrival rate, a weight, a backlog size, a collision resolution period, and a specific constant when the number of collision users corresponds to 2 Random, characterized in that a third algorithm for calculating the transmission probability using at least one of the arrival rate, the weight, the backlog size, the collision resolution period, and the number of successful transmissions when the number of collision users is 3 or more. access method.
기지국에게 각각의 슬롯으로 패킷을 전송하는 패킷 전송 단계;
동일 슬롯의 상태가 충돌 상태로 판단되면, 상기 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 분류된 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 산출된 다음 슬롯의 전송 확률을 상기 기지국으로부터 수신하는 전송 확률 수신 단계; 및
상기 기지국으로 상기 전송 확률에 기초하여 상기 다음 슬롯의 패킷을 전송하는 패킷 전송 단계;를 포함하는 랜덤 액세스 방법.A method for performing random access communication by a terminal,
A packet transmission step of transmitting packets to the base station in each slot;
If the state of the same slot is determined to be a collision state, a transmission probability receiving step of receiving, from the base station, a transmission probability of the next slot calculated using a preset algorithm for each collision state classified based on the number of users information obtained by the base station. ; and
and a packet transmission step of transmitting a packet of the next slot to the base station based on the transmission probability.
상기 충돌 상태는,
상기 사용자 수 정보에 기초하여 제 1 충돌 상태, 제 2 충돌 상태 및 제 3 충돌 상태 중 하나의 충돌 상태로 분류되며,
상기 제 1 충돌 상태는 충돌이 발생된 충돌 사용자 수를 알고 있는 충돌 상태이고, 상기 제 2 충돌 상태는 상기 충돌 사용자 수를 알 수 없는 충돌 상태이고, 상기 제 3 충돌 상태는 상기 충돌 사용자 수가 2 또는 3 이상인 것만을 알고 있는 충돌 상태인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 10,
The collision state is
It is classified into one of a first conflict state, a second conflict state, and a third conflict state based on the number of users information,
The first conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is known, the second conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is unknown, and the third conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is 2 or A random access method characterized in that it is a collision state in which only 3 or more are known.
상기 전송 확률은,
분류된 상기 충돌 상태에 따라 상기 알고리즘을 이용하여 도착율을 산출하고 백로그 사이즈를 갱신하여 상기 전송 확률을 산출하되, 상기 백로그 사이즈는 포아송 분포에 기초하여 산출되는 사용자 분포인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.According to claim 10,
The transmission probability is,
According to the classified collision state, the arrival rate is calculated using the algorithm and the transmission probability is calculated by updating the backlog size, wherein the backlog size is a user distribution calculated based on a Poisson distribution. Way.
복수의 단말로부터 적어도 하나 이상의 패킷을 수신하는 수신부;
동일 슬롯에서 상기 슬롯의 상태가 패킷이 충돌되는 충돌 상태로 판단되면, 상기 기지국이 획득한 사용자 수 정보에 기초하여 상기 충돌 상태를 분류하고, 분류된 상기 충돌 상태 별로 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 다음 슬롯의 전송 확률을 산출하는 제어부;및
상기 단말로 상기 전송 확률을 전송하는 송신부;를 포함하는 기지국.In the base station for controlling random access communication to the terminal,
a receiving unit for receiving at least one or more packets from a plurality of terminals;
In the same slot, if the state of the slot is determined to be a collision state in which packets collide, the base station classifies the collision state based on information on the number of users obtained, and uses a preset algorithm for each classified collision state in the next slot. A control unit for calculating the transmission probability of; And
A base station including a transmitter for transmitting the transmission probability to the terminal.
상기 제어부는,
상기 슬롯의 상태가 충돌 상태에 해당되면, 상기 사용자 수 정보에 기초하여 상기 충돌 상태를 제 1 충돌 상태, 제 2 충돌 상태 및 제 3 충돌 상태 중 하나의 충돌 상태로 분류하되,
상기 제 1 충돌 상태는 충돌이 발생된 충돌 사용자 수를 알고 있는 충돌 상태이고, 상기 제 2 충돌 상태는 상기 충돌 사용자 수를 알 수 없는 충돌 상태이고, 상기 제 3 충돌 상태는 상기 충돌 사용자 수가 2 또는 3 이상인 것만을 알고 있는 충돌 상태인 것을 특징으로 하는 기지국. According to claim 13,
The control unit,
If the slot state corresponds to a collision state, the collision state is classified into one of a first collision state, a second collision state, and a third collision state based on the number of users information,
The first conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is known, the second conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is unknown, and the third conflicting state is a conflicting state in which the number of conflicting users is 2 or A base station characterized in that it is a collision state that only knows that it is 3 or more.
상기 제어부는,
분류된 상기 충돌 상태에 따라 상기 알고리즘을 이용하여 도착율을 산출하고 백로그 사이즈를 갱신하여 상기 전송 확률을 산출하되, 상기 백로그 사이즈는 포아송 분포에 기초하여 산출되는 사용자 분포인 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 13,
The control unit,
The base station, characterized in that the arrival rate is calculated using the algorithm according to the classified collision state and the transmission probability is calculated by updating a backlog size, wherein the backlog size is a user distribution calculated based on a Poisson distribution.
Priority Applications (1)
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KR1020210057717A KR102509220B1 (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Method for controlling random access and apparatuses thereof |
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CN117336885A (en) * | 2023-11-03 | 2024-01-02 | 优备科技股份有限公司 | Access method and system of two-dimensional probability P-CSMA improved protocol |
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KR101333802B1 (en) * | 2009-12-09 | 2013-11-29 | 한국전자통신연구원 | Method for random access based on number of message |
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CN117336885B (en) * | 2023-11-03 | 2024-05-28 | 优备科技股份有限公司 | Access method and system of two-dimensional probability P-CSMA improved protocol |
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