WO2015111962A1 - Lte 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭 장치 - Google Patents

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WO2015111962A1
WO2015111962A1 PCT/KR2015/000748 KR2015000748W WO2015111962A1 WO 2015111962 A1 WO2015111962 A1 WO 2015111962A1 KR 2015000748 W KR2015000748 W KR 2015000748W WO 2015111962 A1 WO2015111962 A1 WO 2015111962A1
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WO
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base station
terminal
time division
data
switching
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PCT/KR2015/000748
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이충구
이용재
안준배
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(주)휴맥스 홀딩스
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Publication date
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    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for time division switching in LTE things communication. More particularly, the present invention relates to a time division switching device in LTE thing communication that performs switching to a device having a slow switching speed.
  • Object communication also known as machine type communication (MTC)
  • MTC machine type communication
  • Object communication also known as machine type communication (MTC)
  • MTC includes a plurality of wireless communication means such as 3G / 4G communication networks including WLAN and LTE for wireless terminals, and a mobile wireless terminal from a service server through wireless communication means.
  • 3G / 4G communication networks including WLAN and LTE for wireless terminals
  • MTC machine type communication
  • IoT communication is characterized by the fact that human intervention is not essential, there are a large number of potential terminals communicating with the server, and use less traffic per terminal.
  • the thing communication can be used in the fields of telemetry and control, e-health and the like. Therefore, one of the considerations in 3GPP LTE is to manufacture a communication terminal at low cost.
  • the timing accuracy of the internal device may be lowered when the low cost MTC terminal is applied, and the LTE system using the time division duplex (TDD) mode requires accurate signal timing. May cause a transmission error in.
  • TDD time division duplex
  • An object of the present invention is to provide an apparatus for time division switching in LTE thing communication that performs time division switching at wide intervals.
  • another object of the present invention is to provide an apparatus for time division switching in LTE things communication that can reduce the price of the communication terminal by providing time division switching that can be applied to a device with a slow switching speed.
  • the time division switching system allocates radio resources to a terminal for performing data communication with a terminal, a secondary base station for performing data communication with the terminal simultaneously with the primary base station, and a primary base station and a secondary base station. And a terminal for communicating data with the base station and resetting radio resource control when the link with the secondary base station is lost.
  • the terminal when the terminal is not normally connected to the secondary base station, the terminal transmits connection state information to the primary base station.
  • the primary base station also transmits link state information between the secondary base station and the terminal to the secondary base station.
  • the primary base station communicates with the secondary base station using any one of an X2 interface, a broadband network, and a wireless backhaul.
  • the primary base station includes a link state header, a link state, a base station ID, and a terminal ID indicating at least one of a link state between the primary base station and the terminal and a link state between the secondary base station and the terminal as information in a frame on information communicating with the secondary base station. It includes.
  • the apparatus for time division switching in LTE thing communication includes a thing communication module for performing thing communication with a base station.
  • the thing communication module may include a transmitter for transmitting data to the base station, a receiver for receiving data from the base station, an antenna matching with the base station to RF, and a switching unit for connecting the transmitter and the receiver by time division switching with the antenna.
  • the switching unit of the thing communication module may be switched to repeat the uplink or downlink with the base station at least two or more times.
  • the communication module performs transmission and reception by repeatedly repeating arbitrary data on a subframe two or more times in order.
  • the thing communication module may repeatedly transmit and receive data of any part of arbitrary data on a subframe.
  • the thing communication module may transmit the PHICH two or more times in succession to the base station.
  • the MTC module may repeatedly transmit another channel of the subframe including the PHICH together with the PHICH.
  • the time division switching system in LTE thing communication according to the present invention has an advantage of performing time division switching at a wide interval.
  • the time division switching system according to the present invention has the advantage of lowering the price of the communication terminal by performing switching to a device with a slow switching speed.
  • FIG. 1 is a block diagram of an LTE network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of dual connectivity for a case where the first base station of FIG. 1 operates as a primary base station and the second base station independently operates as a secondary base station.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a dual connection for a case where a first base station of FIG. 1 operates as a primary base station, a second base station operates as a secondary base station, and data is separated and combined through the primary base station.
  • FIGS. 2 and 3 are detailed block diagram illustrating a case in which the secondary base station of FIGS. 2 and 3 is disconnected from the terminal.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating in detail a case in which transmission power of a terminal is allocated to a primary base station or a secondary base station of FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 6 is a detailed diagram illustrating a case where a terminal randomly accesses a primary base station or a secondary base station of FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of LTE thing communication according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of an apparatus for time division switching in LTE thing communication according to the present invention.
  • FIG. 9 illustrates an example in which the IoT module of FIG. 7 continuously uses two or more UL and DL.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating that demodulation is possible when the thing communication module of FIG. 7 continuously transmits and receives two PHICHs.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention may be implemented.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an LTE network according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 to 6 are configuration diagrams for describing FIG. 1 in detail.
  • an LTE network structure includes a base station and a terminal.
  • the communication between terminals can be used by allocating a new frequency when the macro cell and the D2D channel are separately allocated.
  • the terminal-to-terminal communication may use at least one of adding a subchannel and utilizing a physical channel used in the macro cell. At least one of a channel management technique and a duplexing method may be used.
  • synchronization between terminals may use at least one of provision in the uplink, provision in the downlink, and simultaneous provision of uplink and downlink.
  • the first terminal 110 and the third terminal 130 is located in the cellular link radius of the first base station 310 and the fourth terminal 240 and the fifth terminal 250 is the second base station Located at the cellular link radius of 320.
  • the third terminal 130 is located at a distance capable of D2D communication with the first terminal 110, the second terminal 120, and the fourth terminal 240.
  • the D2D links of the third terminal 130 and the first terminal 110 are located in the same first base station 310, and the D2D links of the third terminal 130 and the fourth terminal 240 are located at different cellular radii.
  • the D2D link of the third terminal 130 and the second terminal 120 includes a second terminal 120 not located at any cellular radius and a third terminal 130 located at a cellular radius of the first base station 310. have.
  • the cellular link channel used between the first base station 310 and the third terminal 130 and the D2D link channel used by the third terminal 130 and the fourth terminal 240 may be allocated separately or simultaneously. .
  • the PDSCH is used. OFDM symbols of, PDCCH, PUSCH, and PUCCH may be separately allocated.
  • the first base station 310 may perform scheduling of allocation of synchronization signals, discovery signals, and time slots for transmission of HARQ for the D2D link channel used by the third terminal 130 and the fourth terminal 240. Can be.
  • the synchronization signal transmitted by the first base station 310 may be used simultaneously with the information of the cellular link of the first base station 310, but the synchronization signal used by the third terminal 130 and the fourth terminal 240, The discovery signal and the time slot for transmitting the HARQ may be scheduled so that the cellular link channel and the time slot used between the first base station 310 and the third terminal 130 do not overlap.
  • the third terminal is used.
  • the 130 and the fourth terminal 240 may use the OFDM symbols of the PDSCH, the PDCCH, the PUSCH, and the PUCCH exclusively, and may be scheduled by the third terminal 130 or the fourth terminal 240.
  • the first base station 310 uses the synchronization signal received by the first base station 310 from the first base station 310. Transmit to fourth terminal 240 via link channel, transmit to fourth terminal 240 via downlink channel used by first base station 310, or uplink downlink used by first base station 310 The channel is simultaneously provided using any one of methods for transmitting to the fourth terminal 240.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of dual connectivity for the case where the first base station 310 of FIG. 1 operates as the primary base station 101 and the second base station 320 independently operates as the secondary base station 201.
  • the primary base station 101 (master eNB) and secondary base station 201 (secondary eNB) used for dual connectivity are configured to be individually connected to the core network.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • LTE Long Term Evolution
  • RLC Radio Link Control
  • PDCP Packet Control
  • MAC Media Access Control
  • FIG. 3 illustrates a case in which a first base station 310 of FIG. 1 operates as a primary base station 101, a second base station 320 operates as a secondary base station 201, and data is separated and combined through the primary base station 101.
  • This is a schematic diagram of dual connectivity for.
  • the primary base station 101 and the secondary base station 201 used for dual connectivity are connected to the core network, only the primary base station 101 is connected to the core network and the secondary base station 201 connects to the primary base station 101. Connected with Core network.
  • the primary base station 101 performs separation and combining for data communicating in the core network. That is, the data separated from the primary base station 101 is transmitted to the secondary base station 201 or the data received from the secondary base station 201 is combined to communicate with the core network.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating in detail the case in which the secondary base station 201 of FIG. 2 and FIG. 3 is disconnected from the terminal 301.
  • the scheduling system in the LTE thing communication allocates radio resources to the terminal 301 to perform data communication with the terminal 301 and data communication with the terminal 301 simultaneously with the main base station 101.
  • the secondary base station 201 and the primary base station 101 and the secondary base station 201 simultaneously communicate data, and when the link with the secondary base station 201 is disconnected, the terminal 301 for resetting radio resource control (RRC).
  • RRC radio resource control
  • the terminal 301 may inform the connection state information to the primary base station 101.
  • the primary base station 101 may inform the secondary base station 201 of link state information between the secondary base station 201 and the terminal 301.
  • the terminal 301 if there is an error in connection with the primary base station 101, the terminal 301 resets the radio resource control and reports that the secondary base station 201 is connected to the primary base station 101 by the secondary base station 201. Report.
  • the communication between the primary base station 101 and the secondary base station 201 may add information to a frame in the X2 interface or use a broadband network, or may use a wireless backhaul when not connected by wire.
  • the information in the frame may use a signaling system including a link state header, a link state, a base station ID, and a terminal ID indicating a link state between the primary base station 101 and the secondary base station 201.
  • the terminal 301 reports to either of the primary base station 101 and the secondary base station 201 where there is no connection error.
  • the base station received by the report informs the base station that the connection is abnormal to check the connection state with the terminal 301.
  • the terminal 301 resets radio resource control so that the communication through the base station.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating in detail the case in which the transmission power of the terminal 301 is allocated to the primary base station 101 or the secondary base station 201 of FIGS. 2 and 3.
  • the scheduling system in the LTE thing communication allocates radio resources to the terminal 301 to perform data communication with the terminal 301 and data communication with the terminal 301 simultaneously with the main base station 101.
  • Terminal 301 is included.
  • the statistical analysis analyzes the transmission power ratio based on the average power transmitted by the terminal 301 to the primary base station 101 and the secondary base station 201, the terminal 301 is the primary base station 101 and the secondary base station 201 Report the upper limit of transmit power.
  • the terminal 301 is based on the average power of the maximum power that can be transmitted from the terminal 301 and the transmission value that is transmitted to the primary base station 101 and the secondary base station 201 (primary base station 101 and secondary base station ( 201) sets the power ratio to be sent.
  • the power ratios transmitted to the primary base station 101 and the secondary base station 201 are used by setting ratios such as 3: 1, 2: 2, and 1: 3.
  • the power to be transmitted first, to maintain the connection with the main base station 101 or to transmit the control signal is very important, in order to transmit such a signal, power to the main base station 101 first, The remaining power may be allocated for data transmission and reception with the secondary base station 201.
  • the power available when transmitting data to secondary base station 201 may change dynamically. That is, even if the radio channel does not change, the MCS value to be used may vary according to the available power.
  • the reporting period of the channel quality indicator (CQI) for the MCS change may be set so as not to occur at the same time as the power distribution change so as not to cause a data transmission error.
  • FIG. 6 is a detailed diagram illustrating a case where the terminal 301 randomly accesses the primary base station 101 or the secondary base station 201 of FIGS. 2 and 3.
  • the scheduling system in the LTE thing communication allocates radio resources to the terminal 301 to perform data communication with the terminal 301 and data communication with the terminal 301 simultaneously with the main base station 101.
  • At least one of the primary base station 101 and the secondary base station 201 may be configured to perform either the secondary base station 201, and the random access by triggering to the primary base station 101 and the secondary base station 201, and the random access without triggering. It includes a terminal 301 for sending to either.
  • triggering is performed by a triggering command of any one of PDCCH, MAC, and RRC, and the secondary base station 201 includes a base station to which the base station which can operate as the secondary base station 201 is connected first.
  • the random access is transmitted in the form of one of a preamble having no content, an initial access, a radio resource control message, and a terminal ID.
  • the random access is performed by the terminal 301 to the primary base station 101 or the secondary base station 201 such as initial access, establishment and re-establish of radio resource control, handover, and the like.
  • random access may be sent to either the primary base station 101 or the secondary base station 201, and the random access may be simultaneously transmitted to the primary base station 101 or the secondary base station 201.
  • random access may be transmitted by PDCCH, MAC, RRC (radio resource control) triggering from the primary base station 101 or the secondary base station 201, but may also be transmitted by the terminal itself triggering.
  • PDCCH Physical Downlink Control
  • MAC media access control
  • RRC radio resource control
  • the random access may be transmitted by using the remaining power other than the power distributed in the uplink for the random access.
  • neighboring terminals including the terminal 301 may perform random access at the same time, thereby causing an error in data communication due to the random access.
  • the terminal 301 may perform random access by additionally using a random time of about 10 seconds.
  • 10 seconds is a maximum random access time that can vary depending on the number of terminals and the number of base stations.
  • the maximum random access time may use any value within 1 second to 60 seconds depending on the environment.
  • the terminal 301 may use multiple antennas, the terminal 301 may identify a location transmitted from the primary base station 101 or the secondary base station 201 and perform random access toward the primary base station 101 or the secondary base station 201. The influence of interference can be minimized.
  • the terminal 301 may perform random access by sweeping 360 degrees.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of LTE thing communication according to another embodiment of the present invention.
  • the response by the command is that the thing communication module 100 responds to the information held by the thing communication module 100 by the command by the base station 200.
  • the command is used within 20 bytes and the response is within 100 bytes. You can respond within seconds.
  • the periodic report is 100 bytes at a predetermined interval Report the information to the base station 200.
  • M2T transmits not to exceed 1,000 bits using one antenna and can communicate within a bandwidth of 1.4 MHz.
  • the thing communication module 100 may drive the RF circuit using 25,344 bits as a soft buffer for communication with the base station 200 and one oscillator.
  • the apparatus for time division switching in the LTE thing communication includes a thing communication module 100 that performs thing communication with the base station 200.
  • the thing communication module 100 may include a transmitter 113 for transmitting data to the base station 200, a receiver 123 for receiving data from the base station 200, and an antenna 143 matching RF with the base station 200. And a switching unit 133 which connects the transmitter 113 and the receiver 123 to the antenna 143 by time division switching.
  • the thing communication module 100 may be implemented as a low cost / low specification terminal as compared to a legacy LTE terminal.
  • an inexpensive device having a slower switching time than the high specification switching device may also be used for the switching unit 133.
  • the 3GPP LTE TDD system may perform communication in subframe units including a downlink period and an uplink period. Therefore, when the switching time of the MTC terminal 100 is slow, such switching may cause a timing error in the uplink / downlink communication through the subframe.
  • the IoT communication module 100 switches the base station 200 and the uplink or the downlink to repeat at least two or more times, time division switching at a wide interval Can be performed. That is, the thing communication module 100 may transmit uplink data two or more times in succession through the transmitter 113, or may receive downlink data two or more times in succession through the receiver 123.
  • FIG. 9 illustrates an example in which the IoT module of FIG. 7 continuously uses two or more UL and DL.
  • the thing communication module 100 may switch to perform transmission and reception by repeatedly repeating any data on a subframe two or more times in order. For example, the thing communication module 100 may repeatedly transmit / receive any data ABC on a subframe to AABBCC or AAABBBCCC. In such a case, even if the A switching device cannot transmit / receive A at the beginning of the data sequence or C at the end of the data sequence, the data ABC is transmitted through the remaining data sequences. It is possible to restore the transmission error.
  • the thing communication module 100 may transmit or receive the first message.
  • the data may be repeatedly transmitted and received.
  • the thing communication module 100 may transmit and receive data ABC on a subframe by repeating only the first data portion with AABC or AAABC.
  • the thing communication module 100 may repeatedly transmit and receive data of any part of arbitrary data on a subframe.
  • the present invention has an advantage of preventing a transmission error even when a timing error occurs due to a slow switching speed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating that demodulation is possible when the thing communication module of FIG. 7 continuously transmits and receives two PHICHs.
  • the thing communication module 100 may be configured to transmit a physical HARQ indicator channel (PHICH) two or more times in succession to the base station 200.
  • PHICH physical HARQ indicator channel
  • the PHICH is used to transmit the HARQ-ACK, and is used to indicate whether the base station (eg, eNB) correctly received UL Shared Channel (UL-SCH) data on a physical uplink shared channel (PUSCH).
  • eNB base station
  • UL-SCH UL Shared Channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • the transmitter 113 of the thing communication module 100 may repeatedly transmit the PHICH, which is the response channel of the HARQ, to the base station 200 repeatedly two or more times in succession.
  • the PHICH must be transmitted reliably so that HARQ can operate normally.
  • a timing error may occur due to a slow switching time, and this timing error may cause HARQ malfunction due to a transmission failure of the PHICH. Therefore, the MTC module 100 according to an embodiment may transmit two PHICH data to determine whether the base station 200 correctly receives the UL-SCH data even when the timing error is included.
  • the timing error of the thing communication module 100 should not deviate from the cyclic prefix (CP) as the demodulation interval accuracy of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).
  • CP cyclic prefix
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the thing communication module 100 can successfully demodulate the PHICH even when the timing error is out of the CP.
  • the base station 200 does not affect the PHICH demodulation. Can be performed. That is, the MTC module 100 may repeatedly transmit another channel of the subframe including the PHICH together with the PHICH.
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • the present invention has the advantage of ensuring the reliability of the HARQ operation even when using a low-cost / low-specific communication module.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention may be implemented.
  • the wireless communication system according to FIG. 10 may include at least one base station 800 and at least one terminal 900.
  • the thing communication module 100 may be referred to as a kind of terminal 900, and the base station 200 communicating with the thing communication module 100 may also be regarded as a base station 800 of the wireless communication system.
  • the base station 800 may include a memory 810, a processor 820, and an RF unit 830.
  • the memory 810 may be connected to the processor 820 to store instructions and various information for executing the processor 820.
  • the RF unit 830 may be connected to the processor 820 to transmit / receive a radio signal with an external entity.
  • the processor 820 may execute the operations of the base station in the embodiments described above. Specifically, the operation of the base station 100, 101, 201, etc. in the above-described embodiments may be implemented by the processor 820.
  • the terminal 900 may include a memory 910, a processor 920, and an RF unit 930.
  • the memory 910 may be connected to the processor 920 to store instructions and various information for executing the processor 920.
  • the RF unit 930 may be connected to the processor 920 to transmit / receive a radio signal with an external entity.
  • the processor 920 may execute the operations of the terminal in the above-described embodiments. Specifically, the operation of the terminal 200, 300, 301, 400, etc. in the above-described embodiments may be implemented by the processor 920.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the described functions may be implemented in hardware, software, firmware, or any combination thereof. If implemented in software, these functions may be stored on or transmitted over as one or more instructions or code on a computer-readable medium.
  • Computer-readable media includes both computer storage media and communication media including any medium that facilitates transfer of a computer program from one place to another.
  • the functions described herein may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), It may be implemented in a processor, controller, microcontroller, microprocessor, other electronic units designed to perform the functions described herein, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the functions described herein may be implemented in software codes.
  • Software codes may be stored in memory units and executed by processors.
  • the memory unit may be implemented within the processor or external to the processor, in which case the memory unit may be communicatively coupled to the processor by various means as is known in the art.
  • the present invention can be applied to a wireless communication system and a mobile communication system using a thing communication that performs switching to a device having a slow switching speed.

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Abstract

본 발명은 시간 분할 스위칭을 넓은 간격으로 수행하는 방식에 관한 것이다. 본 발명의 스위칭 속도가 느린 소자로 스위칭을 수행하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치는 기지국과 사물 통신을 수행하는 사물 통신 모듈을 포함한다.

Description

LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭 장치
본 발명은 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 스위칭 속도가 느린 소자로 스위칭을 수행하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭 장치에 관한 것이다.
MTC(Machine Type Communication)로 알려진 사물 통신은 무선 단말기에 대해 무선랜(WLAN)과 LTE를 포함한 3G/4G 통신망과 같은 복수의 무선 통신 수단을 구비하고, 무선 통신 수단을 통하여 서비스 서버로부터 이동 무선 단말기에 대한 정보 서비스를 제공하는 기술이다.
사물 통신은 인간의 개입이 필수적이지 않고, 서버와 통신하는 매우 많은 숫자의 잠재적인 단말들이 존재하며, 단말당 적은 트래픽을 사용하는 특징을 가지고 있다. 예컨대, 사물 통신은 원격 측정 및 제어, e-health 등의 분야에 이용될 수 있다. 따라서, 3GPP LTE에서 고려하는 사항 중 하나는 사물 통신 단말을 저비용으로 제작하는 것이다.
그러나, 저비용 사물 통신 단말을 적용하는 경우에 내부 소자의 타이밍 정확도가 떨어질 수 있으며, 시 분할 듀플렉스(TDD) 모드를 이용하는 LTE 시스템은 경우 정확한 신호 타이밍을 요구하기 때문에 저비용 사물 통신 단말의 사용은 사물 통신에서의 전송 에러를 야기할 수 있다.
따라서, 저비용 사물 통신 단말을 사용하는 경우에도 타이밍 에러를 방지할 수 있는 스위칭 방식을 개발할 필요성이 있다.
본 발명의 목적은, 시간 분할 스위칭을 넓은 간격으로 수행하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명은 스위칭 속도가 느린 소자에도 적용할 수 있는 시간 분할 스위칭을 제공하여 사물 통신 단말의 가격을 낮출 수 있는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭 시스템은 단말기에 무선 자원을 할당하여 단말기와 데이터 통신을 수행하는 주 기지국, 주 기지국과 동시에 단말기와 데이터 통신을 수행하는 부 기지국, 및 주 기지국 및 부 기지국과 동시에 데이터를 통신하며 부 기지국과 링크가 끊기면 무선 자원 제어를 재설정하는 단말기를 포함한다.
여기서, 단말기는 부 기지국과 정상적으로 연결되지 않을 경우 연결 상태 정보를 주 기지국으로 송신한다.
또한, 주 기지국은 부 기지국으로 부 기지국과 단말기 간의 링크 상태 정보를 송신한다.
여기서, 주 기지국은 부 기지국과 X2 인터페이스, 브로드밴드 네트워크, 및 무선 백홀 중 어느 하나를 사용하여 통신한다.
또한, 주 기지국은 부 기지국과 통신하는 정보에 프레임 내 정보로 주 기지국과 단말기간의 링크상태 및 부 기지국과 단말기 간의 링크상태 중 적어도 어느 하나를 나타내는 링크상태헤더, 링크상태, 기지국ID, 및 단말기ID를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭 을 위한 장치는 기지국과 사물 통신을 수행하는 사물 통신 모듈을 포함한다.
여기서, 사물 통신 모듈은 기지국으로 데이터를 송신하는 송신부, 기지국으로부터 데이터를 수신하는 수신부, 기지국과 RF로 정합하는 안테나, 및 송신부와 수신부를 안테나와 시간 분할 스위칭하여 연결하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사물 통신 모듈의 스위칭부는, 상기 기지국과의 업링크 또는 다운링크를 적어도 두번 이상 연속 반복하도록 스위칭할 수 있다.
여기서, 사물 통신 모듈은 서브프레임 상 임의의 데이터를 순서대로 두번 이상 반복하여 송수신을 수행한다.
또한, 사물 통신 모듈은 서브프레임 상 임의의 데이터 중 어느 한 부분의 데이터만 반복하여 송수신을 수행할 수 있다.
여기서, 사물 통신 모듈은 기지국으로 PHICH을 연속으로 두 번 이상 전송할 수 있다.
또한, 사물 통신 모듈은 PHICH이 포함된 서브프레임의 다른 채널도 PHICH과 함께 반복하여 전송할 수 있다.
본 발명에 의한 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭 시스템은 시간 분할 스위칭을 넓은 간격으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭 시스템은 스위칭 속도가 느린 소자로 스위칭을 수행하여 사물 통신 단말의 가격을 낮출 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 네트워크의 구성도이다.
도 2는 도 1의 제 1 기지국이 주 기지국으로 동작하고 제 2 기지국이 부 기지국으로 독립적으로 동작할 경우에 대한 이중 연결의 구성도이다.
도 3은 도 1의 제 1 기지국이 주 기지국으로 동작하고 제 2 기지국이 부 기지국으로 동작하며 주 기지국을 통해 데이터가 분리 및 결합되는 경우에 대한 이중 연결의 구성도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 부 기지국이 단말기와 연결이 중단된 경우를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 2 및 도 3의 주 기지국 또는 부 기지국으로 단말기의 송신 전력을 할당하는 경우를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 2 및 도 3의 주 기지국 또는 부 기지국으로 단말기가 랜덤 액세스하는 경우를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명에 다른 실시예에 따른 LTE 사물 통신의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치의 구성도이다.
도 9는 도 7의 사물 통신 모듈이 두 개 이상의 UL과 DL을 연속으로 사용하는 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 7의 사물 통신 모듈이 두 개의 PHICH를 연속으로 송신 및 수신할 경우 복조가 가능함을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LTE 사물 통신에서의 스케줄링 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 네트워크의 구성도이며, 도 2 내지 도 6은 도 1을 상세히 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 사물 통신에서의 스케줄링 장치를 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 네트워크 구조는 기지국과 단말기로 이루어져 있다. 특히 단말간 통신은 매크로셀과 D2D 채널을 별도로 할당할 경우 새로운 주파수를 할당하여 사용할 수 있다.
한편, 매크로셀과 D2D 채널을 동시에 할당할 경우 단말간 통신은 서브채널의 추가 및 매크로 셀에서 사용중인 물리채널의 활용 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으며, 매크로셀과 D2D 간의 간섭은 채널 할당 기법, 채널 관리 기법, 및 듀플렉싱 방법 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 단말기 간의 동기(synchronization)는 업링크에서 제공, 다운링크에서 제공, 및 업링크, 다운링크 동시 제공 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
LTE 네트워크 구조를 상세히 살펴보면, 제 1 단말(110) 및 제 3 단말(130)은 제 1 기지국(310)의 셀룰러 링크 반경에 위치하고 제 4 단말(240) 및 제 5 단말(250)은 제 2 기지국(320)의 셀룰러 링크 반경에 위치한다.
또한, 제 3 단말(130)은 제 1 단말(110), 제 2 단말(120), 및 제 4 단말(240)과 D2D 통신이 가능한 거리에 위치한다. 제 3 단말(130)과 제 1 단말(110)의 D2D 링크는 같은 제 1 기지국(310) 내에 위치하고, 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)의 D2D 링크는 다른 셀룰라 반경에 위치하고 제 3 단말(130)과 제 2 단말(120)의 D2D 링크는 어느 셀룰라 반경에도 위치하지 않는 제 2 단말(120)과 제 1 기지국(310)의 셀룰라 반경에 위치하는 제 3 단말(130)로 이루어져 있다.
여기서, 제 1 기지국(310)과 제 3 단말(130) 간 사용하는 셀룰라 링크 채널과 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)에서 사용하는 D2D 링크 채널은 별도로 할당되거나 동시에 할당될 수 있다.
예를 들어, 제 1 기지국(310)과 제 3 단말(130) 간 사용하는 셀룰라 링크 채널과 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)에서 사용하는 D2D 링크 채널이 같은 주파수를 사용할 경우 PDSCH, PDCCH, PUSCH, PUCCH의 OFDM 심볼을 별도로 할당할 수 있다.
특히, 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)에서 사용하는 D2D 링크 채널을 위한 동기 신호, 디스커버리 신호, 및 HARQ의 송신을 위한 타임 슬롯의 할당 스케줄링을 제 1 기지국(310)이 수행할 수 있다.
여기서, 제 1 기지국(310)이 송신하는 동기 신호는 제 1 기지국(310)의 셀룰라 링크의 정보와 동시에 사용 가능하나, 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)에서 사용하는 동기 신호, 디스커버리 신호, 및 HARQ의 송신을 위한 타임 슬롯은 제 1 기지국(310)과 제 3 단말(130) 간 사용하는 셀룰라 링크 채널과 타임 슬롯이 겹치지 않도록 스케줄링 할 수 있다.
한편, 제 1 기지국(310)과 제 3 단말(130) 간 사용하는 셀룰라 링크 채널과 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)에서 사용하는 D2D 링크 채널이 다른 주파수를 사용할 경우 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)은 PDSCH, PDCCH, PUSCH, PUCCH의 OFDM 심볼을 전용으로 사용할 수 있으며, 제 3 단말(130) 또는 제 4 단말(240)에서 스케줄링 할 수 있다.
한편, 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)의 D2D 통신 수행 시 제 1 기지국(310) 및 제 1 단말(110)로부터 영향을 받는 간섭을 회피하여 사용한다. 특히, 제 3 단말(130)과 제 4 단말(240)과의 D2D 통신 수행시 제 3 단말(130)이 제 1 기지국(310)에서 수신하는 동기 신호를 제 1 기지국(310)에서 사용하는 업링크 채널을 통해 제 4 단말(240)로 송신, 제 1 기지국(310)에서 사용하는 다운링크 채널을 통해 제 4 단말(240)로 송신, 또는 제 1 기지국(310)에서 사용하는 업링크 다운링크 채널 동시에 제 4 단말(240)로 송신하는 방법 중 어느 하나를 사용하여 제공한다.
도 2는 도 1의 제 1 기지국(310)이 주 기지국(101)으로 동작하고 제 2 기지국(320)이 부 기지국(201)으로 독립적으로 동작할 경우에 대한 이중 연결의 구성도이다.
이중 연결을 위해 사용되는 주 기지국(101)(master eNB)과 부 기지국(201)(secondary eNB)은 코아 네트워크와 개별적으로 연결된 구성이다.
따라서, 모든 프로토콜은 주 기지국(101)과 부 기지국(201)이 독립적으로 이루어 지며, 특히 두 개의 기지국으로 통신하는 데이터의 분리 및 결합이 기지국에서 수행하지 않는 특징이 있다.
여기서, PDCP(Packet Data Convergence Protocol)는 IP 헤더 압축 및 압축 해지, 사용자 데이터의 전송, Radio Bearer에 대한 시퀀스 번호 유지를 수행하는 LTE 내 무선 트래픽 프로토콜 스택 중 하나이다.
또한, RLC(Radio Link Control)는 PDCP와 MAC 사이에서 무선 연결을 제어하는 프로토콜 스택이다.
그리고 MAC(Media Access Control)은 무선 채널의 다중접속을 지원하는 프로토콜 스택이다.
도 3은 도 1의 제 1 기지국(310)이 주 기지국(101)으로 동작하고 제 2 기지국(320)이 부 기지국(201)으로 동작하며 주 기지국(101)을 통해 데이터가 분리 및 결합되는 경우에 대한 이중 연결의 구성도이다.
즉, 이중 연결을 위해 사용되는 주 기지국(101)과 부 기지국(201)이 코아 네트워크와 연결되는데 있어서, 주 기지국(101)만 코아 네트워크와 연결되고 부 기지국(201)은 주 기지국(101)을 통해 코아 네트워크와 연결된다.
따라서, 주 기지국(101)에서 코아 네트워크에서 통신하는 데이터에 대한 분리와 결합을 수행한다. 즉, 주 기지국(101)에서 분리된 데이터를 부 기지국(201)으로 송신하거나 부 기지국(201)에서 수신된 데이터를 결합하여 코아 네트워크로 통신한다.
도 4는 도 2 및 도 3의 부 기지국(201)이 단말기(301)와 연결이 중단된 경우를 상세히 나타낸 구성도이다.
즉, LTE 사물 통신에서의 스케줄링 시스템은 단말기(301)에 무선 자원을 할당하여 단말기(301)와 데이터 통신을 수행하는 주 기지국(101), 주 기지국(101)과 동시에 단말기(301)와 데이터 통신을 수행하는 부 기지국(201), 및 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)과 동시에 데이터를 통신하며 부 기지국(201)과 링크가 끊기면 무선 자원 제어(RRC)를 재설정하는 단말기(301)를 포함한다.
여기서, 단말기(301)는 부 기지국(201)과 정상적으로 연결되지 않을 경우 연결 상태 정보(connection state information)를 주 기지국(101)으로 알려줄 수 있다. 또한, 주 기지국(101)은 부 기지국(201)으로 부 기지국(201)과 단말기(301) 간의 링크 상태 정보(link state information)를 알려줄 수 있다.
이와 마찬가지로 주 기지국(101)과 연결에 이상이 있을 경우 단말기(301)는 무선 자원 제어 재설정을 하며 이에 대한 보고를 부 기지국(201)으로 하여 부 기지국(201)이 주 기지국(101)으로 연결 이상을 보고한다.
이때, 주 기지국(101)과 부 기지국(201)간의 통신은 X2 인터페이스 내의 프레임에 정보를 추가하거나 브로드밴드 네트워크를 사용할 수 있으며, 유선으로 연결되지 않을 경우 무선 백홀을 사용하여 통신할 수도 있다. 프레임 내 정보는 주 기지국(101)과 부 기지국(201)의 링크상태를 나타내는 링크상태헤더, 링크상태, 기지국ID, 단말기ID를 포함한 신호체계를 사용할 수 있다.
따라서, 주 기지국(101) 및 부 기지국(201) 중 어느 하나의 연결에 이상이 있을 경우 단말기(301)는 이를 연결 이상이 없는 주 기지국(101) 및 부 기지국(201) 중 어느 하나에 보고를 하여 보고 받은 기지국은 연결이 이상이 있는 기지국에 이를 알려주어 단말기(301)와의 연결 상태를 점검할 수 있도록 한다.
한편, 주 기지국(101)과 부 기지국(201)이 모두 연결에 이상 있을 경우에도 단말기(301)는 무선 자원 제어를 재설정하여 기지국을 통하여 통신할 수 있도록 한다.
도 5는 도 2 및 도 3의 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)으로 단말기(301)의 송신 전력을 할당하는 경우를 상세히 나타낸 구성도이다.
즉, LTE 사물 통신에서의 스케줄링 시스템은 단말기(301)에 무선 자원을 할당하여 단말기(301)와 데이터 통신을 수행하는 주 기지국(101), 주 기지국(101)과 동시에 단말기(301)와 데이터 통신을 수행하는 부 기지국(201), 및 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)으로 송출하는 전력의 통계 분석을 토대로 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)의 송신 전력 상한 값 비율을 설정하는 단말기(301)를 포함한다.
여기서, 통계 분석은 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)으로 단말기(301)가 송출하는 평균 전력을 토대로 송신 전력 비율을 분석하며, 단말기(301)는 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)으로 송신 전력 상한 값 비율을 보고한다.
즉, 단말기(301)는 단말기(301)에서 송출할 수 있는 최대 전력과 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)으로 송출하는 송출 값에 대한 평균 값을 토대로 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)으로 송출하는 전력 비율을 설정한다.
예를 들어, 주 기지국(101)과 부 기지국(201)으로 송출하는 전력 비율을 3:1, 2:2, 및 1:3 등과 같이 비율을 정하여 사용한다.
또다른 예로서, 송신하는 전력의 배분에 있어서, 먼저, 주 기지국(101)과의 연결성 유지 또는 제어 신호의 전송이 매우 중요하므로 이러한 신호의 전송을 위하여, 주 기지국(101)에 전력을 먼저, 할당하고 남은 전력을 부 기지국(201)과의 데이터 송수신을 위하여 배분할 수 있다.
또다른 예로서, 데이터를 부 기지국(201)으로 송신할 때 사용 가능한 전력이 동적으로 변화할 수 있다. 즉, 무선채널이 변하지 않아도 사용 가능한 전력에 따라 사용할 MCS(Modulation and Coding Scheme)값이 달라질 수 있다.
이때, 전력배분과 MCS값이 동시에 변경될 경우 데이터 전송 에러를 유발할 수 있으므로, 전력 배분의 변경과 MCS 값의 변경은 동시에 수행하지 않을 수 있다.
또는 전력배분과 MCS값이 동시에 변경될 경우 데이터 전송 에러를 유발하지 않기 위해 피드백 신호 체계인 MCS 변경을 위한 CQI(Channel Quality Indicator)의 보고 주기를 전력 배분의 변경과 동시에 발생하지 않도록 설정할 수 있다.
한편, 단말기의 최대값, 사용하는 전력 비율, 전력 비율에 따른 기지국 별 최대 전송 전력, 및 현재 단말기에서 송출하는 전력 대비 기지국 별 송출할 수 있는 최대 전력과의 마진 중 적어도 어느 하나를 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)으로 보고할 수 있다.
도 6은 도 2 및 도 3의 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)으로 단말기(301)가 랜덤 액세스하는 경우를 상세히 나타낸 구성도이다.
즉, LTE 사물 통신에서의 스케줄링 시스템은 단말기(301)에 무선 자원을 할당하여 단말기(301)와 데이터 통신을 수행하는 주 기지국(101), 주 기지국(101)과 동시에 단말기(301)와 데이터 통신을 수행하는 부 기지국(201), 및 주 기지국(101) 및 부 기지국(201)으로 트리거링에 의한 랜덤 액세스, 트리거링 없는 자체 랜덤 액세스 중 어느 하나를 주 기지국(101) 및 부 기지국(201) 중 적어도 어느 하나에 송출하는 단말기(301)를 포함한다.
여기서, 트리거링은 PDCCH, MAC, RRC 증 어느 하나의 트리거링 명령에 의해 수행하며, 부 기지국(201)은 부 기지국(201)으로 동작할 수 있는 기지국 중 제일 우선으로 접속할 수 있는 기지국을 포함한다.
여기서, 랜덤 액세스는 내용이 없는 프리앰블(preamble), 초기 액세스(initial access), 무선자원제어 메시지, 및 단말기ID 중 어느 하나의 형태로 전송한다.
즉, 랜덤 액세스는 단말기(301)가 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)으로 초기 액세스(initial access), 무선자원제어의 설정(establish) 및 재설정(re-establish), 및 핸드 오버 등의 경우에 사용되는 것으로서, 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201) 중 어느 하나에 랜덤 액세스를 송출할 수도 있고 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)에 동시에 랜덤 액세스를 송출할 수도 있다.
이때, 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)으로부터의 PDCCH, MAC, RRC(radio resource control) 트리거링으로 랜덤 액세스를 송출할 수도 있으나 단말기 자체 트리거링으로도 송출할 수 있다.
또한, 상향 링크로 분배된 전력을 제외한 나머지 전력을 랜덤액세스에 사용하여 랜덤액세스를 송출할 수 있다.
한편, 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)이 신규로 ON 될 경우 단말기(301)를 포함한 주변 단말기가 동시에 랜덤액세스를 수행하여 랜덤액세스로 인해 데이터 통신에 에러가 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 영향을 줄이기 위해 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)이 신규로 ON 될 경우 10초 전후의 랜덤 시간을 추가로 사용하여 단말기(301)가 랜덤액세스를 수행할 수 있다. 여기서 10초는 단말기의 개수 및 기지국의 개수에 따라 가변할 수 있는 최대 랜덤액세스 시간이며, 이러한 최대 랜덤액세스 시간은 환경에 따라 1초에서 60초 이내의 어느 한 값을 사용할 수 있다.
한편, 단말기(301)는 다중 안테나를 사용할 수 있으므로, 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201)에서 송신하는 위치를 파악하여 주 기지국(101) 또는 부 기지국(201) 방향으로 랜덤액세스를 수행하여 간섭 영향을 최소화할 수 있다.
또는, 주 기지국(101)과 부 기지국(201)의 위치가 정확하지 않을 경우 단말기(301)는 360도 스윕하여 랜덤액세스를 수행할 수도 있다.
도 7은 본 발명에 다른 실시예에 따른 LTE 사물 통신의 구성도이다.
사물 통신은 도 1에서의 제 3 단말(130) 및 제 1 기지국(310)이 각각 사물통신에서의 사물 통신 모듈(100) 및 기지국(200)으로 운용될 경우 사물 통신 모듈(100)이 명령에 의한 응답(command-response), 이벤트 발생에 의한 보고(exception report), 및 주기적인 보고(periodic report) 등으로 기지국(200)과 통신하는 것이다.
명령에 의한 응답은 사물 통신 모듈(100)이 기지국(200)에 의한 명령에 의해 사물 통신 모듈(100)에서 보유한 정보를 응답하는 것으로서, 명령은 20바이트 이내, 응답은 100바이트 이내로 사용하며, 10초 이내로 응답할 수 있다.
이벤트 발생에 의한 보고는 사물 통신 모듈(100)에서 이벤트가 발생될 경우 100바이트 이내의 정보를 사용하여 3초 내지 5초 이내에 기지국(200)으로 보고하며, 주기적인 보고는 정해진 간격에 의해 100바이트 이내의 정보를 기지국(200)으로 보고한다.
한편, 사물통신은 1개의 안테나를 사용하여 1,000비트를 넘지 않도록 전송하며 1.4MHz의 대역폭 안에서 통신할 수 있다.
사물 통신 모듈(100)은 기지국(200)과 통신을 위한 소프트 버퍼를 25,344비트를 사용하고 1개의 오실레이터를 이용해 RF 회로를 구동할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치의 구성도이다. 이러한 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치는 기지국(200)과 사물 통신을 수행하는 사물 통신 모듈(100)을 포함한다.
여기서, 사물 통신 모듈(100)은 기지국(200)으로 데이터를 송신하는 송신부(113), 기지국(200)으로부터 데이터를 수신하는 수신부(123), 기지국(200)과 RF로 정합하는 안테나(143), 및 송신부(113)와 수신부(123)를 안테나(143)와 시간 분할 스위칭하여 연결하는 스위칭부(133)를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 사물 통신 모듈(100)은 레거시(legacy) LTE 단말에 비하여 저비용/저사양의 단말로서 구현될 수 있다. 이러한 경우, 스위칭부(133)에도 역시 스위칭 시간이 고사양의 스위칭 소자에 비하여 느린 저가의 소자가 사용될 수 있다.
3GPP LTE TDD 시스템은 다운링크 구간 및 업링크 구간을 포함하는 서브프레임 단위로 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 사물 통신 단말(100)의 스위칭 시간이 느린 경우, 이러한 스위칭은 서브프레임을 통한 업링크/다운링크 통신에서 타이밍 에러를 야기할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 사물 통신 모듈(100)은 기지국(200)과 업링크 또는 다운링크를 적어도 두 번 이상 연속 반복하도록 스위칭하여, 넓은 간격으로 시간 분할 스위칭을 수행할 수 있다. 즉, 사물 통신 모듈(100)은 송신부(113)를 통해 업링크 데이터를 연속으로 두 번 이상 송신하거나 또는 수신부(123)를 통해 다운링크 데이터를 연속으로 두 번 이상 수신할 수 있다.
도 9는 도 7의 사물 통신 모듈이 두 개 이상의 UL과 DL을 연속으로 사용하는 예를 나타낸 도면이다.
사물 통신 모듈(100)은 서브프레임 상 임의의 데이터를 순서대로 두번 이상 반복하여 송수신을 수행하도록 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 사물 통신 모듈(100)은 서브 프레임 상의 임의의 데이터 ABC를 AABBCC 또는 AAABBBCCC로 반복하여 송수신을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 느린 스위칭 시간으로 인하여 데이터 시퀀스의 맨 앞에 있는 A를 송신/수신하지 못하거나 또는 데이터 시퀀스의 맨 끝에 있는 C를 송신/수신하지 못하더라도, 송신/수신한 나머지 데이터 시퀀스를 통해 데이터 ABC를 복원할 수 있게 되어, 전송 에러를 방지할 수 있다.
한편, 사물 통신 모듈(100)의 스위칭 시간이 느릴 경우 데이터 ABC 중 첫번째 A가 송신 및 수신 시 에러가 발생할 확률이 크므로, 일 구현예에 따르면, 사물 통신 모듈(100)은 송신 및 수신의 첫번째 데이터를 반복하여 송수신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 사물 통신 모듈(100)은 서브프레임 상의 데이터 ABC를 AABC 또는 AAABC로 첫번째 데이터 부분만 반복하여 송수신을 수행할 수 있다.
더 나아가, 사물 통신 모듈(100)은 서브프레임 상 임의의 데이터 중 어느 한 부분의 데이터만 반복하여 송수신을 수행할 수 있다.
이러한 사물 통신 모듈(100)의 시간 분할 스위칭 방식을 통해, 본 발명은 느린 스위칭 속도로 인하여 타이밍 오차가 발생하더라도 전송 에러를 방지할 수 있는 장점을 가진다.
도 10은 도 7의 사물 통신 모듈이 두 개의 PHICH를 연속으로 송신 및 수신할 경우 복조가 가능함을 나타내는 도면이다.
또다른 실시예에 따른 사물 통신 모듈(100)은 기지국(200)으로 PHICH(Physical HARQ indicator channel)를 연속으로 두 번 이상 송신하도록 구성될 수 있다.
PHICH는 HARQ-ACK를 송신하는데 이용되며, 기지국(예컨대, eNB)이 PUSCH(physical uplink shared channel) 상에서 UL-SCH(UL Shared Channel) 데이터를 정확하게 수신하였는지 여부를 나타내기 위하여 사용된다.
즉, 사물 통신 모듈(100)의 송신부(113)는 기지국(200)으로 HARQ의 응답채널인 PHICH를 연속으로 두 번 이상 반복하여 송신할 수 있다.
PHICH는 신뢰성 있게 전송되어야 HARQ가 정상적으로 동작할 수 있다. 그러나, 저비용/저사양의 사물 통신 모듈(100)이 사용되는 경우에, 느린 스위칭 시간으로 인하여 타이밍 에러가 발생할 수 있으며, 이러한 타이밍 에러는 PHICH의 전송 실패로 인한 HARQ 오동작을 야기할 수 있다. 따라서, 일 구현예에 따른 사물 통신 모듈(100)은 두 개의 PHICH 데이터를 전송함으로써 타이밍 에러가 포함되어도 기지국(200)에서 UL-SCH 데이터가 정확하게 수신되었는지 여부를 확인할 수 있도록 한다.
구체적으로, 사물 통신 모듈(100)의 타이밍 에러는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 복조 구간 정확도로서 CP(Cyclic Prefix)를 벗어나지 않아야 한다. 그러나, 사물 통신 모듈(100)의 타이밍 에러가 CP를 벗어날 경우 PHICH를 복조하지 못하므로 HARQ를 제대로 수행하지 못할 수 있다.
그러나, PHICH를 연속으로 송신할 경우 동일한 타이밍 에러가 발생하여도 CP 구간 내에서 데이터가 변하지 않으므로, 기지국(200)은 PHICH를 정확히 수신할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 통신 모듈(100)은 타이밍 에러가 CP를 벗어난 경우에도 성공적으로 PHICH를 복조할 수 있다.
또한, 서브프레임을 통해 PHICH와 동시에 보내는 채널(예를 들어, PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel))도 연속으로 동일한 데이터를 송신할 경우 PHICH 복조에 영향을 주지 않으므로 기지국(200)은 신뢰성 있는 PHICH 복조를 수행할 수 있다. 즉, 사물 통신 모듈(100)은 PHICH이 포함된 서브프레임의 다른 채널도 PHICH과 함께 반복하여 전송할 수 있다.
이러한 구현예를 통해, 본 발명은 저비용/저사양의 사물 통신 모듈을 사용하는 경우라도, HARQ 동작의 신뢰성을 담보할 수 있는 장점을 가진다.
도 11은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 도 10에 따른 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(800) 및 적어도 하나의 단말기(900)를 포함할 수 있다. 여기서 사물 통신 모듈(100)은 일종의 단말기(900)라 할 수 있으며, 사물 통신 모듈(100)과 통신하는 기지국(200)도 무선 통신 시스템의 한 기지국(800)으로 볼 수 있다.
기지국(800)은 메모리(810), 프로세서(820) 및 RF부(830)를 포함할 수 있다. 메모리(810)는 프로세서(820)와 연결되어, 프로세서(820)를 실행시키기 위한 명령들 및 다양한 정보들을 저장할 수 있다. RF부(830)는 프로세서(820)와 연결되어, 외부의 엔티티(entity)와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 프로세서(820)는 전술한 실시예들에서의 기지국의 동작들을 실행시킬 수 있다. 구체적으로, 전술한 실시예들에서의 기지국(100, 101, 201 등)의 동작은 프로세서(820)에 의해 구현될 수 있다.
단말기(900)는 메모리(910), 프로세서(920) 및 RF부(930)를 포함할 수 있다. 메모리(910)는 프로세서(920)와 연결되어, 프로세서(920)를 실행시키기 위한 명령들 및 다양한 정보들을 저장할 수 있다. RF부(930)는 프로세서(920)와 연결되어, 외부의 엔티티와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 프로세서(920)는 전술한 실시예들에서의 단말기의 동작들을 실행시킬 수 있다. 구체적으로, 전술한 실시예들에서의 단말기(200, 300, 301, 400 등)의 동작은 프로세서(920)에 의해 구현될 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
하나 이상의 예시적인 실시예에서, 설명한 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 이 기능들은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장 또는 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함한다.
하드웨어 구현에서, 여기에서 설명한 기능들은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 디바이스(DSPD), 프로그래밍 가능 로직 디바이스(PLD), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 여기서 설명한 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 또는 이들의 조합 내에 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현에서, 여기서 설명한 기능들은 소프트웨어 코드들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛들에 저장될 수 있으며 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에 구현될 수도 있고 프로세서 외부에 구현될 수 있으며, 이 경우 메모리 유닛은 공지된 바와 같이 다양한 수단에 의해 프로세서에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 스위칭 속도가 느린 소자로 스위칭을 수행하는 사물 통신을 사용한 무선통신 시스템 및 이동통신 시스템에 적용 가능하다.

Claims (6)

  1. LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치로서,
    기지국과 사물 통신을 수행하는 사물 통신 모듈을 포함하며,
    상기 사물 통신 모듈은, 상기 기지국으로 데이터를 송신하는 송신부;
    상기 기지국으로부터 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 기지국과 RF로 정합하는 안테나; 및
    상기 송신부와 상기 수신부를 상기 안테나와 시간 분할 스위칭하여 연결하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사물 통신 모듈의 스위칭부는, 상기 기지국과의 업링크 또는 다운링크를 적어도 두번 이상 연속 반복하도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 사물 통신 모듈은, 서브프레임 상 임의의 데이터를 순서대로 두번 이상 반복하여 송수신을 수행하는 것을 특징으로 하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 사물 통신 모듈은, 서브프레임 상 임의의 데이터 중 어느 한 부분의 데이터만 반복하여 송수신을 수행하는 것을 특징으로 하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 사물 통신 모듈의 송신부는, 상기 기지국으로 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel)를 연속으로 두 번 이상 전송하는 것을 특징으로 하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 사물 통신 모듈의 송신부는, PHICH이 포함된 서브프레임의 다른 채널도 PHICH과 함께 반복하여 전송하는 것을 특징으로 하는 LTE 사물 통신에서의 시간 분할 스위칭을 위한 장치.
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