WO2016163831A1 - 비면허 대역을 사용하는 통신시스템에서 주파수 재사용을 위한 lbt 기법 - Google Patents

비면허 대역을 사용하는 통신시스템에서 주파수 재사용을 위한 lbt 기법 Download PDF

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WO2016163831A1
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ecca
channel
base station
cca
signal
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PCT/KR2016/003747
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문정민
박승훈
류선희
정병훈
정정수
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삼성전자 주식회사
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053—Allocation of signaling, i.e. of overhead other than pilot signals
    • H04L5/0055—Physical resource allocation for ACK/NACK

Definitions

  • the present disclosure relates to a listen before talk (LBT) scheme of a communication system using an unlicensed band, and relates to LBT operation of an LTE system.
  • LBT listen before talk
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is referred to as a Beyond 4G network communication system or a post LTE system.
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (e.g., 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • mmWave ultra-high frequency
  • FD-MIMO massive array multiple input and output
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) Device to device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, coordinated multi-points, and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • ultra-dense network ultra-dense network
  • D2D Device to device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication coordinated multi-points
  • interference cancellation interference cancellation
  • ACM advanced coding modulation
  • SWM hybrid FSK and QAM modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • FBMC filter bank multi carrier
  • SAP NOMA Non-orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • LAA Licensed Assisted Access
  • LBT clear channel assessment
  • the transmitter measures (sensing) a channel for a period of time (e.g., a CCA slot), and if the magnitude of the interference signal measured at the channel is less than the CCA threshold, (clear channel) and if the measured interference signal size is greater than or equal to the CCA threshold, the channel may be evaluated as a 'busy channel'.
  • the transmitter can transmit a signal only when it detects a clear channel. If the transmitter detects a busy channel, the transmitter cannot transmit a signal.
  • the transmitter may be a base station or a Wi-Fi access point (AP) for downlink (DL) and a user terminal for uplink (UL).
  • AP Wi-Fi access point
  • the cellular environment is designed to avoid the interference problem between base stations by the mobile operator, so even if two or more base stations transmit signals using the same unlicensed band simultaneously, The problem does not occur. Accordingly, the base station of the LTE system in the cellular environment is substantially achieving a frequency reuse rate of 1.
  • CCA should be performed according to the LBT regulation, and as a result, simultaneous transmission by another base station or a Wi-Fi transmitter may be limited.
  • unlicensed band transmission of the LAA system may not achieve frequency reuse rate 1.
  • the present disclosure proposes an LBT technique having both the advantages of LBE-based LBT and the advantages of FBE-based LBT. That is, the present disclosure proposes an LBT technique that can easily achieve frequency reuse rate 1 while increasing channel occupancy probability by performing ECCA.
  • the present disclosure provides a method of transmitting data based on measurements for a channel in an unlicensed band in a mobile communication system, the method comprising: selecting a random number for backoff counting; Determining whether to decrease the random number by one; Reducing the random number by 1 based on the determination; Measuring the channel to determine whether the channel is idle; Completing the backoff counting when the random number becomes zero; And transmitting data through the channel when the backoff counting is completed.
  • the present disclosure provides a device for transmitting data based on measurements for a channel in an unlicensed band in a mobile communication system, selecting a random number for backoff counting, determining whether to reduce the random number by one, and A controller configured to reduce the random number by 1 based on the determination, determine the channel as idle by measuring the channel, and complete the backoff counting when the random number becomes 0; And a transmitter / receiver for transmitting data through the channel when the backoff counting is completed.
  • An LBT technique is provided that has both the advantages of LBE-based LBT and the advantages of FBE-based LBT. According to the present disclosure, it is easy to achieve the frequency reuse rate 1 while increasing the channel occupancy probability by performing ECCA.
  • FIG. 1 is an illustration of FBE based LBT and LBE based LBT operation operating in an unlicensed band
  • FIG. 2 is an exemplary diagram of a communication system to which a proposed technique according to the present disclosure is applied;
  • FIG. 3 is an exemplary diagram of a method of performing CCA of a transmitter according to the present disclosure
  • FIG. 5 illustrates an example of a scheme in which ECCA termination timings coincide when a random number selected by a transmitter is different
  • FIG. 6 is an exemplary diagram of an ECCA termination time point that can be commonly set by multiple transmitters in a system
  • FIG. 7 is an exemplary diagram for a period of an ECCA termination time point that is commonly set by a plurality of base stations in a system
  • FIG. 8 is an exemplary diagram of a backoff counting method by detecting ECCA start time and clear channel when performing ECCA;
  • FIG. 9 is another exemplary diagram of a backoff counting method by ECCA start time and clear channel detection when performing ECCA;
  • 10 is an exemplary diagram of a backoff counting method by busy channel detection when performing ECCA
  • 11 is an exemplary diagram of a method in which a transmitter synchronizes a data transmission time point in an LBE based LBT using a reservation signal;
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a transmission operation when a transmitter detects a clear channel and an busy channel in initial CCA
  • 16 is another exemplary diagram of applying an explicit deferred interval when performing initial CCA
  • FIG. 17 is an illustration of a case where a base station detects a busy channel while performing ECCA and suspends backoff counting until the channel is cleared again;
  • 18 is an exemplary diagram of a method of synchronizing a data transmission time point using an implicit postpone period by a base station
  • 19 is a diagram illustrating a method of achieving frequency reuse 1 using a blank interval and initial CCA
  • 20 is an exemplary diagram of a method of achieving frequency reuse 1 using a known signal and initial CCA transmitted for a period of time;
  • 21A and 21B illustrate exemplary LBT techniques for selectively applying an initial signal, a blank interval, and an explicit deferral period in accordance with the present disclosure
  • 22 illustrates an example of a method of matching transmission time points using transmission time information or offsets
  • 23 is an exemplary diagram of a system for matching transmission time points based on an invitation signal
  • 24 is a diagram illustrating a method of applying a technique of the present disclosure according to the remaining time from when data is generated to when the ECCA ends.
  • 25 illustrates a technique for adaptively using CCA thresholds using reservation signals and time information
  • FIG. 26 is an exemplary diagram of a method of achieving frequency reuse by using a reservation signal transmitted by a neighbor base station and length information of the reservation signal;
  • 29 is a flowchart of an LBT method operating in an unlicensed band
  • FIG. 30 is another exemplary flow chart of an LBT method operating in an unlicensed band
  • 31 is another exemplary flow chart of an LBT method operating in an unlicensed band
  • 32A and 32B are views showing an example of a method of applying the delay operation of the present disclosure
  • 33A, 33B, 33C are three exemplary diagrams of performing a postpone operation by itself using a postpone section T defer ;
  • 34 is a flowchart illustrating the ECCA operation according to the present disclosure in more detail by applying a delay operation of a transmitter;
  • 35 is an exemplary view illustrating a method of simultaneously transmitting data by a plurality of terminals in an uplink environment according to the present disclosure
  • 36 is an exemplary data transmission method of a transmitter device according to the present disclosure.
  • FIG. 37 is a diagram schematically illustrating a configuration of a transmitter apparatus according to embodiments of the present disclosure.
  • a base station is a subject that communicates with a terminal and may be referred to as a BS, a NodeB (NB), an eNodB (eNB), or the like.
  • the LTE base station in the unlicensed band may be called a LAA eNB, and the Wi-FI base station in the unlicensed band may be called a Wi-Fi access point (AP).
  • LAA eNB the Wi-Fi access point
  • a user equipment is a subject that communicates with a base station and may also be referred to as a UE, a mobile station (MS), a mobile equipment (ME), a device, a terminal, or the like.
  • the terminal in the unlicensed band may be referred to as a LAA UE.
  • the transmitter is a base station or a WiFi AP
  • the techniques of this disclosure can also be applied to uplink transmission.
  • the uplink operation in the LBT operation of the terminal for the frequency reuse rate 1, the related variable and its operation will be determined according to the indication of the base station.
  • LBT includes Frame Based Equipment (FBE) based LBT and Load Based Equipment (LBE) based LBT. exist.
  • FBE Frame Based Equipment
  • LBE Load Based Equipment
  • FIG. 1 illustrates FBE based LBT and LBE based LBT operation operating in an unlicensed band.
  • the CCA execution time 100 of the transmitter is fixed. That is, the transmitter may perform CCA for a channel only at a fixed CCA execution time.
  • the transmitter may occupy the channel 120 from at least 1 ms (millisecond) up to 10 ms in the interval 110 (hereinafter, referred to as 'CCA interval') from the time when the CCA ends until the next CCA ends.
  • the channel 120 should be left empty for an idle period corresponding to at least 5% of the CCA interval 110.
  • the CCA execution time of the transmitter is not fixed but arbitrary, and the transmitter may perform CCA for a channel at an arbitrary time point 130 or 140 within the CCA interval 150.
  • the transmitter may perform additional CCA for a channel by selecting a random number N for backoff counting even after one failure of the CCA, and the transmitter may perform the random CC for the channel.
  • N may be determined as a value between 1 and q
  • q may indicate a contention window size (CWS), and may have a value such as 4 or 32, for example.
  • the LAA system uses an unlicensed band but is basically a cellular system, it is advantageous in terms of resource utilization to apply frequency reuse 1 as described above.
  • the FBE-based LBT will be described.
  • the CCA execution time of the transmitter is fixed.
  • simultaneous signal transmission of the base stations is possible, and as a result, frequency reuse rate 1 can be easily achieved.
  • the probability that the transmitter occupies the channel is relatively low. The low probability that the transmitter will occupy the channel means that the time to wait is long.
  • LBE based LBT will be described.
  • the transmitter can perform CCA at any time (not fixed time), and as a result, the probability that the transmitter occupies the channel is relatively low. high.
  • the random number selected when performing the ECCA may be different for each transmitter (for example, a base station), and the time points for terminating the ECCA for each transmitter may be different. If the ECCA termination time of the transmitter is different, simultaneous signal transmission of the transmitters is not performed, and as a result, frequency reuse rate 1 is difficult to be achieved.
  • the present disclosure proposes an LBT technique having both the advantages of LBE-based LBT and the advantages of FBE-based LBT. That is, the present disclosure proposes an LBT technique that can easily achieve frequency reuse rate 1 while increasing channel occupancy probability by performing ECCA.
  • the proposed scheme will be described based on the downlink operation. However, the proposed scheme can be applied to the uplink operation in the same principle.
  • the proposed scheme determines a node to perform transmission in a distributed manner, but base station belonging to the same operator (mobile network operator; MNO) can perform simultaneous transmission to achieve frequency reuse rate 1.
  • MNO mobile network operator
  • FIG. 2 illustrates a communication system to which the proposed technique according to the present disclosure is applied.
  • the proposed technique basically uses ECCA.
  • the transmitter ie, the base station
  • selects a random number within a given range detects a clear channel corresponding to the number, and transmits the signal before transmitting the signal through the unlicensed band.
  • Each base station present in system 200 may independently select a random number in performing ECCA.
  • the base stations 201, 203, 205, 205, 207, 209, and 211 in the system 200 may perform ECCA by sharing the end points of the ECCA. If the base station (for example, 201) shares the ECCA end time point, even if the random backoff (Random Backoff) for the ECCA can match the ECCA end time, consequently the simultaneous transmission of the base stations is possible.
  • Random backoff means backoff counting using a random number
  • backoff counting decrementing the value of the random number by one when a clear channel is detected through ECCA.
  • a method of performing a CCA of a transmitter may include: sharing a common ECCA end time between base stations, selecting a random number for ECCA, selecting an ECCA start time from an ECCA end time and a random number, and simultaneously (Eg, a common ECCA termination time point) may include at least one of operations for performing a plurality of base stations to transmit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of performing CCA of a transmitter according to the present disclosure.
  • the transmitter (eg, the LAA base station) may set an ECCA end time point shared with another transmitter as its ECCA end time point (300). To this end, the transmitter may further perform the operation of sharing (sending or receiving) information on the ECCA termination time point with other transmitters.
  • the base station shares the ECCA end time as follows.
  • a Mobility Management Entity determines an ECCA termination time
  • information about the ECCA termination time may be delivered to a plurality of base stations through an S1 interface or other interface.
  • the X2 interface (: inter-base station interface) to the base station (s) belonging to the base station group is determined.
  • Information on the end point of the ECCA may be transmitted through an air interface or other interface.
  • a central unit (CU) and a distributed unit (DU) are separated from each other, such as a cloud radio access network (C-RAN), a distributed antenna system (DAS), or a virtual cell system.
  • C-RAN cloud radio access network
  • DAS distributed antenna system
  • a virtual cell system such as a cloud radio access network (C-RAN), a distributed antenna system (DAS), or a virtual cell system.
  • information about the ECCA termination time may be transmitted to a plurality of DUs (ie, base stations) through an interface between the CU and the DU.
  • the CU may be called by other names such as a central office, a virtual base station
  • the DU may be called by other names such as a remote radio head (RRH) and an access unit (AU).
  • RRH remote radio head
  • AU access unit
  • the base station determines the CCA termination time or ECCA termination time, PDCCH, PUSCH, RRC message (for example, PCell (primary cell) operating in the licensed band (for example)
  • the RRC connection reconfiguration message or system information may be transmitted to the terminal through the information about the termination time.
  • the base station terminates the terminal through the PDCCH, PUSCH, RRC message (eg, RRC connection reconfiguration message) or system information (eg, SIB) of a SCell (secondary cell) operating in an unlicensed band. It may also convey information about the viewpoint.
  • the ECCA termination time point may be used, for example, as follows. For example, a frame boundary of an SCell operating in an unlicensed band, a subframe boundary of an SCell operating in an unlicensed band, and a kth slot boundary of an SCell operating in an unlicensed band (where 'Slot' is two slots constituting one subframe in an LTE system), an mth symbol boundary of an SCell operating in an unlicensed band, or an nth CCA slot boundary of an SCell operating in an unlicensed band. (In this case, the 'CCA slot' is a section in which one CCA is performed, and may have a length of 9 us or 20 us, for example.).
  • the SCell operating in the unlicensed band may or may not be synchronized with the PCell operating in the licensed band. If the SCell operating in the unlicensed band and the PCell operating in the unlicensed band are synchronized, the various SCell-related boundaries mentioned herein may be interpreted as boundaries applied to the PCell.
  • the transmitter checks whether there is data to be transmitted (302), and if there is data to be transmitted, performs a CCA or ECCA to transmit a signal. That is, when the transmitter wants to transmit a signal through the unlicensed band, the transmitter can first check whether it can transmit by performing ECCA.
  • An example of an ECCA process for the transmitter to transmit a signal is as follows.
  • the transmitter can select 304 a random number within a given range.
  • the transmitter may determine EC306 start time according to the proposed technique (306). For example, the transmitter may determine the ECCA start time in consideration of the set ECCA end time 300.
  • the transmitter may perform ECCA on the channel according to the proposed scheme (308).
  • the transmitter When the transmitter detects a clear channel by the selected random number by performing ECCA on the channel, the transmitter may transmit a signal through the channel of the unlicensed band.
  • an ECCA performing technique is described based on an environment in which a plurality of base stations transmit signals when a transmitter is a base station.
  • the proposed technique of the present disclosure may be applied in the same principle to prevent LBT failure due to self-interference between a plurality of cells or carriers operating in one base station.
  • the transmitter (s) may perform ECCA in a state in which the ECCA end point is shared. Operation 306 of FIG. 3 will be described in more detail with reference to FIG. 4.
  • the ECCA end time 400 may be set using information shared between transmitters.
  • the signal transmitted from the transmitter (for example, the base station) from the ECCA end time 400 may be any signal.
  • a signal transmitted from the transmitter from the end of ECCA may be an initial signal, a reservation signal, a cell-specific reference signal (CRS), or a primary synchronization signal (PSS). It may be a secondary synchronization signal (SSS), a discovery signal (discovery signal), a physical downlink control channel (PDCCH), an enhanced physical downlink control channel (ePDCCH), or a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • SSS secondary synchronization signal
  • discovery signal discovery signal
  • PDCCH physical downlink control channel
  • ePDCCH enhanced physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the receiver receives the transmitted signal to perform channel measurement, synchronization, AGC (Automatic Gain Control) setting (setting to determine the signal amplification degree of the terminal), or An operation such as a network allocation vector (NAV) may be performed.
  • AGC Automatic Gain Control
  • NAV network allocation vector
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a scheme in which ECCA end points coincide with each other when a random number selected by a transmitter is different.
  • each transmitter independently selects a random number for performing ECCA and there are no constraints on the ECCA start time and end time, it will be difficult for each of the plurality of transmitters to meet the ECCA end time. Therefore, it is difficult for a transmitter to achieve frequency reuse rate 1 in an LBE-based LBT that does not apply the technique of the present disclosure.
  • FIG. 5 assumes LAA base stations (eg, LAA eNB1, LAA eNB2, and LAA eNB3) as three transmitters, and assumes a situation in which the three base stations exist in an area capable of carrier sensing with each other. That is, when any one of the three base stations transmits a signal through a channel, the other two base stations detect the channel as a busy channel.
  • LAA base stations eg, LAA eNB1, LAA eNB2, and LAA eNB3
  • LAA eNB1 500 is an arbitrary number for performing ECCA
  • N 1 2
  • LAA eNB2 510 is an arbitrary number for performing ECCA
  • N 2 3
  • LAA eNB3 520 is an ECCA.
  • the LAA eNB1 500 to LAA eNB3 520 share an ECCA end point 530, and the LAA eNB1 500 to LAA eNB3 520 (if it continuously detects a clear channel).
  • ECCA start points are set to end their ECCA.
  • the LAA eNB1 500 to the LAA eNB3 520 may terminate the ECCA at the same time (ie, 530) even if they independently select random numbers for performing the ECCA. Accordingly, the LAA eNB1 500 to LAA eNB3 520 may simultaneously transmit signals through the channel of the unlicensed band. Thus, frequency reuse rate 1 of the LAA system can be achieved.
  • FBE-based LBT is designed to allow multiple transmitters to match CCA performance times, so frequency reuse rate 1 can be easily achieved, but if CCA fails once, CCA will perform CCA again for a given fixed frame period. There is no number.
  • the transmitter basically performs ECCA, if the backoff counting succeeds by a random number, a signal may be transmitted and ECCA may be started at any time. Therefore, according to the present disclosure, the transmitter can achieve frequency reuse rate 1 while performing LBE-based LBT, and unlike the FBE-based LBT, no waiting time is required to wait until CCA is performed again after CCA failure. Therefore, the transmitter according to the present disclosure can efficiently use resources.
  • FIG. 6 illustrates an example of an ECCA termination time point that can be commonly set by multiple transmitters in a system.
  • the ECCA termination time point may coincide with the k-th symbol boundary 602 in the subframe 600 defined in LTE (FIG. 6A). As another example, the ECCA termination time point may be set to any time points 604 and 606 in the subframe 600 defined in LTE (FIGS. 6B and 6C). As another example, the ECCA termination time point may coincide with the boundary 608 of the subframe 600 defined in LTE (FIG. 6D).
  • FIG. 7 illustrates an example of a period of an ECCA termination time point that is commonly set by a plurality of base stations in a system.
  • the period of ECCA end time may coincide with the subframe length defined in LTE, that is, 1 ms (700, 702, 704).
  • the period of the ECCA end time point may coincide with a multiple of the subframe length defined in LTE, that is, (k * 1) ms (710).
  • the period of the ECCA termination time point may coincide with a multiple of the slot or symbol length defined in LTE (720).
  • the period at the end of the ECCA may be any period.
  • FIG. 8 illustrates an example of a backoff counting method by detecting ECCA start time and clear channel when performing ECCA.
  • the time remaining from the ECCA determination time point 800 which is the time point at which the transmitter should transmit data, determines whether to perform ECCA, and the ECCA end time point 810 closest to the ECCA decision time point 800.
  • the ECCA duration 830 which is 820, and the transmitter selected by us (random number * CCA slot length).
  • the transmitter continuously performs channel measurements for the CCA, and the backoff counting of the transmitter is performed according to specific conditions. Therefore, in the present disclosure, 'ECCA start time point' may be interpreted to mean 'back off counting start time point'. In this case, the transmitter may determine that the CCA is performed from the ECCA determination time point 800 to the ECCA start time point (ie, the backoff counting start time point) 840 but does not decrease the backoff counter.
  • FIG. 9 illustrates another example of a backoff counting method by detecting ECCA start time and clear channel when performing ECCA.
  • the transmitter performs ECCA to the closest ECCA end point 920.
  • the remaining ECCA time 930 is compared with the remaining time 950 until the next ECCA end time 940.
  • the transmitter resumes ECCA at a time earlier than the ECCA time 930 from the ECCA end time 940.
  • the remaining ECCA duration is greater than the time 950 until the next ECCA end time, the ECCA can be continued until the ECCA end time 940 without stopping the ECCA.
  • the transmitter may determine the ECCA execution time (or resumption time) by repeating this process every ECCA determination time point or ECCA termination time point.
  • the transmitter continuously performs channel measurements for the CCA, and the backoff counting of the transmitter is performed according to specific conditions. Therefore, in the present disclosure, 'ECCA resumption time' may be interpreted to mean 'backoff counting resumption time'.
  • FIG. 10 illustrates an example of a backoff counting method by busy channel detection when performing ECCA.
  • the transmitter must detect four clear channels (i.e. four backoff counts) in order to transmit a signal over a channel in the unlicensed band.
  • the transmitter may determine whether to perform a decrease (backoff counting) by 1 of the random number. If the transmitter detects the busy channel from the third CCA 1000 after the transmitter detects the clear channel in two CCAs (for example, the neighboring Wi-Fi AP starts transmission 1010), the transmitter detects the busy channel. You can decide not to decrease the random numbers. For example, the transmitter may decide to suspend backoff counting until the channel is cleared again at a subsequent CCA.
  • N remaining 2 is a remaining backoff counter.
  • the transmitter determines when to resume ECCA (i.e. backoff counting resumption) so that ECCA (i.e., backoff counting) ends at the ECCA end point 1020, which is commonly set by multiple transmitters in the system. Can be.
  • ECCA end points of the transmitters are different. Therefore, the transmitter that first passes the ECCA starts transmission on the channel of the unlicensed band first, and neighboring transmitters that detect the busy channel due to the transmission of the transmitter that has passed the ECCA pause their respective backoff counters.
  • frequency reuse rate 1 it is not desirable for a transmitter such as a LAA base station to stop backoff counting by a neighboring LAA base station.
  • LTE since LTE is designed in consideration of the frequency reuse rate 1, even when a plurality of base stations simultaneously perform transmission, it can operate smoothly without interference problems.
  • LAA base station stops the backoff counting by a transmitter other than the LAA base station may not be considered undesirable. This is because LAAs must ensure fairness among other Radio Access Technologies (RATs) (eg Wi-Fi) using unlicensed bands.
  • RATs Radio Access Technologies
  • the present disclosure proposes a method in which a LAA base station occupies a channel by using a signal (that is, a reservation signal) that informs another LAA base station that it is a LAA base station.
  • a signal that is, a reservation signal
  • the 'reservation signal' may be referred to as an 'initial signal'.
  • the base station occupies a channel using a reservation signal as follows.
  • FIG. 11 illustrates a method in which a transmitter synchronizes a data transmission time point in an LBE based LBT using a reservation signal.
  • a plurality of base stations share information about a common reservation signal transmission time 1110, and each base station may set its common reservation signal transmission time to the shared common reservation signal transmission time.
  • each base station When each base station wants to transmit a signal through a channel of an unlicensed band, it can first check whether it can transmit by performing ECCA.
  • the base station may perform ECCA as follows.
  • the base station selects a random number within a given range.
  • the base station starts ECCA at any time. If the base station receives an interference larger than the CCA threshold while performing the ECCA and no individual reservation signal is detected, the base station stops counting backoff.
  • the individual reserved signal is transmitted by an individual base station, and is a signal for reserving (preempting) a channel for another RAT transmitter other than the LAA base station.
  • the interference signal for which the individual reserved signal is not detected is determined to be a signal transmission by another RAT. Because you can.
  • the individual reservation signal is introduced to avoid the phenomenon that the LAA base station stops backoff counting by the surrounding LAA base station. Therefore, the individual reservation signal may include an identifier indicating that the transmitter is a LAA. In order to avoid interruption of backoff counting by LAA base stations of the same operator only between LAA base stations belonging to the same operator, the individual reservation signal may include a PLMN identifier.
  • the base station If the base station receives an interference lower than the CCA threshold or receives an interference higher than the CCA threshold while performing the ECCA and an individual reserved signal is detected, the base station does not stop the backoff counting. This is because, since the individual reservation signal is a signal transmitted by the individual base station, when the individual reservation signal is detected, it may be determined that the interference is a signal for channel reservation of the LAA base station.
  • the individual reservation signal 1100 may be transmitted from an ECCA passing time to a predetermined common reservation signal transmission time 1110.
  • the base station may transmit a common reservation signal from a predetermined common reservation signal transmission time point to a subframe boundary or a predetermined time point.
  • the common reservation signal is a channel reservation signal transmitted by a plurality of base stations in common, and is a signal for reserving (or occupying) a channel for transmitters of all RATs.
  • the base station may transmit data and a signal (eg, CRS) to be used for the terminal to receive the data.
  • a signal eg, CRS
  • the individual reservation signal and the common reservation signal may be configured as various signals including an initial signal, a reservation signal, a CRS, a PSS, an SSS, a discovery signal, a PDCCH, an ePDCCH, a PDSCH, and the like.
  • the terminal may receive an individual reservation signal and a common reservation signal and perform an operation such as channel measurement, synchronization, and automatic gain control (AGC) setting.
  • AGC automatic gain control
  • the terminal may perform the operation such as channel measurement, synchronization, AGC setting, and the like more effectively than when an associated signal is transmitted at an arbitrary time point. This is because the UE does not always perform the operation of the channel measurement, synchronization, AGC setting, etc., but only at the fixed time point.
  • FIG. 12 illustrates an operation of providing information for efficient reception of a terminal by a base station.
  • the LAA base station 1200 may inform the LAA terminal 1210 information about the ECCA termination time or information about the common reservation signal transmission time.
  • the LAA base station 1200 may inform the end point of the ECCA or the transmission of the common reservation signal through a PDCCH, ePCDCCH, or an RRC message.
  • the methods described so far assume that the base station always performs ECCA. This assumption corresponds to current Wi-Fi operation.
  • the proposed technique of the present disclosure can be applied in the same manner even when the base station performs both the initial CCA (initial CCA) and the ECCA.
  • the BS performs initial CCA refers to a case in which initial transmission is performed immediately upon detecting a clear channel during one CCA slot and performing ECCA when detecting a busy channel.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a transmission operation when a transmitter detects a clear channel and an busy channel in initial CCA.
  • FIG. 13 (a) shows a case where the base station detects a clear channel by performing initial CCA.
  • the initial CCA execution time point 1300 may be set such that the initial CCA end time point 1302 is the same as the ECCA end time point commonly set by a plurality of base stations.
  • the initial CCA execution time point 1300 may be any time point separately determined.
  • the plurality of base stations may exchange information on the end point of the ECCA.
  • the proposed scheme can be applied to both the case where the CCA slot period applied to the initial CCA and the CCA slot period applied to the ECCA are the same and different.
  • the initial CCA slot duration may be 34 us and the ECCA slot duration may have a value such as 34 us, or may have a different value, such as 9 us or 10 us.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating DIFS of Wi-Fi, which is an example of an explicit postpone period.
  • Explicit defer intervals such as the DCF interframe space (DIFS) (1400) of Wi-Fi, start ECCA or random backoff from the point when the channel measured by the transmitter changes from busy to idle. It means a predetermined waiting time until.
  • DIFS DCF interframe space
  • the proposed technique of the present disclosure can be applied even when there is an explicit deferred interval.
  • the base station When performing initial CCA and ECCA, the base station does not perform initial CCA and ECCA as soon as the measured channel is converted from busy to clear (rather than backoff counting), but transitions from busy to clear. After waiting for a predetermined time after performing the initial CCA and ECCA (to perform the back-off counting), the waiting time is an explicit delay period.
  • the LAA base station does not determine when to perform initial CCA immediately after the end of channel occupancy of the Wi-Fi (1500), that is, immediately after the channel measured by the LAA base station is changed from the busy state to the clear state.
  • the initial CCA execution time is determined. If there is no explicit postpone period in the situation as shown in FIG. 15, the transmission may be performed after detecting the clear channel at the second initial CCA end time 1504, but if the explicit postpone period 1502 exists, 2 Since the first initial CCA end point 1504 is included in the explicit deferral period 1502, the LAA base station fails to perform the initial CCA during the explicit deferral period 1502, and clears the clear channel at the third initial CCA end point 1506. After detection, the transmission can be performed.
  • 16 shows another example of applying an explicit deferred interval when performing initial CCA.
  • the base station determines an initial CCA execution time in consideration of a predetermined initial CCA end time. Therefore, if the explicit deferred interval 1602 does not include the initial CCA end point 1604 and there is enough time to perform the initial CCA after the explicit deferred interval ends, the presence of the explicit deferred interval affects the timing of performing the initial CCA. Does not give.
  • FIG. 17 illustrates a case in which a base station detects a busy channel while performing an ECCA and suspends backoff counting until the channel becomes clear again.
  • the base station may start transmission from a predetermined ECCA end time 1720.
  • an ECCA end time point is predetermined through signaling between a plurality of base stations, and the base station starts ECCA at a time point 1802 preceding the selected random number so that the ECCA ends at the predetermined ECCA end time point 1800.
  • the LAA base station starts the ECCA from the moment 1810 at which the data to be transmitted is generated and the packet is formed, and implicitly from the time 1812 at which the ECCA is actually terminated to the predetermined time at the end of the ECCA 1814. While not transmitting during the implicit defer period 1816, transmission is performed from a predetermined ECCA end time 1814. In this case, the base station waits without transmitting during the implicit deferral period 1816 between when the ECCA is terminated 1812 and the predetermined ECCA end time 1814, in which the Wi-Fi AP transmits.
  • the interval 1816 may be advantageous in terms of the Wi-Fi AP because it may be performed. The same applies to FIG. 18 (a).
  • the base station starts ECCA from the moment 1820 at which data to be transmitted is generated and a packet is formed, and continuously performs ECCA until just before 1822 of the last CCA slot.
  • the last CCA 1824 remaining performs just before the predetermined ECCA end point 1826.
  • transmission may start from a predetermined ECCA end time 1826.
  • a section 1828 where a base station waits between the last CCA 1824 and the immediately preceding CCA is generated.
  • the Wi-Fi AP may perform transmission, so the section 1828 is a Wi-Fi AP. It may be advantageous from the side. The same applies to FIG. 18 (a).
  • FIG. 18B may be modified as shown in FIG. 18D.
  • the base station starts ECCA from the moment 1830 at which data to be transmitted and the packet is formed, and in the LAA standardization from the time 1834 when the ECCA actually ends to the predetermined ECCA end time 1832
  • An initial signal 1836, a reservation signal, a discovery signal, or a synchronization signal such as PSS, SSS, CRS, or the like may be transmitted.
  • a plurality of base stations predetermine an initial CCA and an ECCA end time through inter-base station signaling. Therefore, the initial CCA and ECCA start time is determined such that the initial CCA and ECCA is terminated at a predetermined initial CCA and ECCA end time. Therefore, a time interval in which the base station does not perform any operation until the base station performs the initial CCA and ECCA from the time when the data to be transmitted to the base station occurs.
  • the length of the time interval varies depending on when the data to be transmitted to the base station occurs and what random number the base station selects for ECCA. Thus, the time interval is called an implied delay period.
  • the LBE performs an initial CCA consisting of one CCA slot and then detects a clear channel so that transmission can be performed immediately. Therefore, the base station (s) currently performing transmission among the base station group to achieve frequency reuse 1 pauses transmission in a specific period, and the base station that is not currently performing transmission among the base station group to achieve frequency reuse 1 ( S) may achieve frequency reuse 1 since it will detect the clear channel if performing initial CCA in the period when the transmission is stopped. Since the blank of the transmission occurs in the specific period during which the transmission is paused, the specific period is called a blank section in the present disclosure.
  • 19 illustrates a method of achieving frequency reuse 1 using a blank interval and initial CCA.
  • the LAA base stations 1 to 3 (1900, 1902, 1904) are located within the carrier sensing range of each other. That is, when at least one of the LAA base stations 1 to 3 transmits, the remaining base stations detect the busy channel when performing the initial CCA or ECCA. If the LAA base station 1 1900 and the LAA base station 2 1902 simultaneously perform transmission from the predetermined ECCA end time point 1910 after performing the ECCA according to the proposed scheme, the base station 3 1904 having late data to be transmitted. Does not have a chance to perform transmission because it detects the CCA result busy channel until base station 1900 and base station 2902 terminate the transmission.
  • base station 3 1904 determines the blank period 1912. By performing the CCA 1914 in the CCA result busy channel can be avoided.
  • the base station 3 (1904) detects the busy channel when receiving the interference beyond the CCA threshold from other Wi-Fi devices or LAA base station in addition to the base station 1 (900) and base station 2 (1902) in the blank period (1912) You may not be able to perform the transfer.
  • the length of the blank section may be equal to or longer than the length of the initial CCA slot.
  • the location of the blank section may be as follows.
  • the occurrence period of the blank section may be as follows.
  • the base station can exchange information on the blank section with other base stations in the vicinity.
  • the information on the blank section includes the length of the blank section, the location of the blank section, the occurrence period of the blank section, and the like.
  • the information exchange method for the blank section may be a method using an X2 interface, or may be a method in which the LAA base station transmits the corresponding information to the air interface including the LAA preamble, the initial signal, and the reservation signal.
  • 20 illustrates a method of achieving frequency reuse 1 using a known signal and initial CCA transmitted over a period of time.
  • the base station may transmit a known signal of low transmission power in a predetermined period (for example, a period corresponding to the blank period).
  • a predetermined period for example, a period corresponding to the blank period.
  • the base station (s) currently performing transmission among the group of base stations to achieve frequency reuse transmit a predetermined signal at a predetermined time 2000.
  • the predetermined signal is a signal known between the base station (s), and may include an initial signal, a reservation signal, a discovery signal, a synchronization signal such as a PSS, an SSS, a CRS, a reference signal, and the like, which are currently discussed in LAA standardization.
  • base station (s) not currently performing transmission perform initial CCA 2002 at a predetermined time.
  • base stations included in the base station group to achieve frequency reuse are based on the power of the remaining signals except for the strength of the signal that the base stations transmit at a predetermined time. That is, the clear / busy state of the channel can be determined based on the following criteria.
  • the length of the predetermined signal transmission interval may be equal to or longer than the initial CCA slot length.
  • the position of the predetermined signal transmission interval may be as follows.
  • the generation period of the known signal transmission interval may be as follows.
  • the base station exchanges information about the known signal transmission interval with other base stations in the vicinity.
  • the information on the known signal transmission interval includes the length of the known signal transmission interval, the location of the known signal transmission interval, the occurrence period of the known signal transmission interval, and the like.
  • the information exchange method for the known signal transmission interval may be a method using an X2 interface, or may be a method in which the LAA base station transmits the air interface including the corresponding information to the LAA preamble, initial signal, reservation signal, and the like.
  • 21A and 21B illustrate various examples of LBT techniques for selectively applying an initial signal, a blank interval, and an explicit deferral period in accordance with the present disclosure.
  • FIGS. 21A and 21B illustrate a case where a blank section or an initial signal according to the present disclosure is used.
  • (B) and (d) in FIGS. 21A and 21B illustrate a case where a blank section or an initial signal and an explicit postpone section are used according to the present disclosure.
  • 22 is a diagram illustrating a method of matching transmission time points using transmission time information or offsets.
  • the present disclosure considers a method in which a plurality of base stations within the carrier sensing area 2200 transmits by matching transmission start time points for frequency reuse.
  • a plurality of base stations share an ECCA termination time point, and when the ECCA ends at the shared time point, the base stations simultaneously transmit.
  • a plurality of base stations within the carrier sensing area 2200 may exchange information regarding a transmission start time.
  • 22 (a) illustrates a case where multiple base stations are synchronized.
  • synchronization is performed between the plurality of base stations, that is, if the frame boundary or subframe boundary 2202 of the plurality of base stations coincides with each other, only the information about the aligned TX timing 2204 is shared. Transmission is possible. Examples of the matched transmission time information include symbol boundary information or subframe boundary information at which transmission starts.
  • synchronization is not performed between a plurality of base stations in the carrier sensing area 2200 (eg, a frame boundary, a subframe boundary, or a symbol boundary does not coincide between the base stations).
  • a frame boundary e.g., a frame boundary, a subframe boundary, or a symbol boundary
  • the base stations in order for the base stations to coincide with the transmission time, not only the information about the transmission time but also information about how the synchronization is different between the base stations should be shared. That is, if there is an upper entity (for example, an LAA base station serving as a cluster header, an MME, etc.) managing LAA base station 1 to LAA base station 3, the upper entity has a frame boundary and subframe of each base station based on a specific time point. You can collect information about how different the boundary or symbol boundary is.
  • an upper entity for example, an LAA base station serving as a cluster header, an MME, etc.
  • the upper entity is aligned TX timing information (denoted 'A') from a specific reference time point and a timing offset from a specific reference time point of each base station.
  • Each base station receiving the same subtracts the timing offset from the specific reference time from the sum of the matched transmission time points A from the specific reference time and then delays the subframe boundary (or frame boundary or symbol boundary) by the subtraction value.
  • the time point may be recognized as a common transmission start time point.
  • FIG. 22 illustrates an operation of matching transmission start time points by exchanging synchronization offset information from a specific reference time point and matched transmission time information information from a specific reference time point between base stations in the carrier sensing area 2200.
  • FIG. 23 illustrates a system for matching transmission time points based on an invitation signal.
  • a specific base station 2300 in the carrier sensing area transmits an invitation signal, so that other base stations in the carrier sensing area receive the time when the reception signal is received.
  • the invitation signal is composed of a reservation signal, an initial signal, a discovery signal, a synchronization signal such as PSS / SSS / CRS, a reference signal, and the like, which are currently discussed in LAA standardization.
  • Receiving a sequence or identifier it can be recognized that the invitation signal is a signal for matching the transmission start time.
  • the base station transmitting the invitation signal and the base stations receiving the invitation signal are T based on the time point at which the invitation signal is transmitted and received. It is also possible to set a time point after the common transmission start time. If this is expressed as an expression, it is as follows.
  • Ttx and Trx are time points at which the invitation signal is transmitted and time points at which the signal is received.
  • a plurality of base stations within the carrier sensing area exchange the corresponding information through an X2 interface or an air interface in order to share information about the Toffset.
  • 24 illustrates a method of applying the technique of the present disclosure according to the remaining time from when data is generated to when ECCA is terminated.
  • the transmitter determines the ECCA start time such that the ECCA is terminated at a predetermined ECCA end time for frequency reuse.
  • a waiting time that is, an implicit postpone period
  • whether to apply the proposed scheme may be determined according to remaining times 2404 and 2414 from the time points at which data occurs 2400 and 2410 to the closest ECCA end points 2402 and 2412.
  • the transmitter can operate as follows.
  • the remaining time Tremain (2404, 2414) is calculated from the time point at which the data is generated to the end time of the closest ECCA.
  • Tremain is larger than the threshold, as shown in FIG. 24 (a), ECCA can be immediately started without following the proposed technique. This is to prevent the transmitter from getting too long. Transmit priority is given to the transmitter by the transmitter immediately executing the ECCA and reserving (occupying) the channel.
  • the ECCA start time can be set to terminate the ECCA at a predetermined ECCA end time according to the proposed scheme.
  • LAA base stations may share a threshold with each other.
  • the sharing scheme may include signaling through an X2 interface, signaling through an LTE downlink (DL) control message, and a signal newly designed by the LAA standardization such as a reservation signal, an initial signal, and a discovery signal. There may be signaling via.
  • DL downlink
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a technique for adaptively using a CCA threshold using reservation signals and time information.
  • a method of adjusting a CCA threshold applied by a LAA base station by receiving a reservation signal (or an initial signal) transmitted by a neighboring LAA base station is described.
  • LAA base station 1 2500 Assume that a random number 5 selected by the LAA base station 1 2500 to perform ECCA is assumed.
  • the LAA base station 1 2500 detects five clear CCA slots and starts transmission. It is assumed that a reservation signal having a predetermined or variable length is transmitted before the LAA base station1 2500 transmits the LAA signal (ie, data).
  • the LAA base station 1 2500 transmits a reservation signal before transmitting the LAA signal.
  • the reservation signal may include time information T1.
  • the manner in which the time information T1 is included may be a sequence form (that is, the sequence includes only a sequence and the regular sequence corresponds to the T1 value 1: 1) or may be a message form (ie, directly including the T1 value).
  • the reserved signal can be detected by a LAA base station operated by the same MNO or different MNOs. Therefore, the neighboring base station, that is, the LAA base station 2 2510 that detects the reservation signal transmitted by the LAA base station 1 2500 and recognizes the time information T1, uses a CCA threshold of 0, which is the default CCA threshold. While the reservation signal is detected, a CCA threshold 1 different from the CCA threshold 0 is applied for the time T1 2512.
  • the CCA threshold is the upper limit of the magnitude of the interference signal for determining a specific channel as the clear channel
  • the larger the CCA threshold the higher the probability that the CCA result is the clear channel. Therefore, when CCA threshold 1 is higher than CCA threshold 0, the LAA base station that detects the reservation signal is more likely to pass the CCA check (detected as a clear channel), and the possibility of simultaneous transmission between LAA base stations, that is, frequency reuse, is increased.
  • T1 2512 may be considered as a time that the base station can occupy the channel after passing through the ECCA before performing CCA / ECCA again. Accordingly, the LAA base station 2 2510 that detects the reservation signal before the LAA base station 1 2500 finishes occupying the channel can perform simultaneous transmission with the LAA base station 1 2500.
  • each LAA base station performs ECCA independently of each other. That is, each base station starts the ECCA at a time independent of each other, and ends the ECCA at the independent time because it independently selects a random number for the ECCA. Therefore, simultaneous transmission, ie frequency reuse, between LAA base stations is not easily achieved. Therefore, here, each LAA base station independently performs ECCA, but proposes a method that can achieve the frequency reuse between the LAA base station by adjusting the length of the reservation signal transmitted after the end of the ECCA.
  • FIG. 26 illustrates an example of a method of achieving frequency reuse using a reservation signal transmitted from a neighbor base station and length information of the reservation signal.
  • the random number selected by the LAA base station 1 2600 for the ECCA is 5 and the random number selected by the LAA base station 2 2610 for the ECCA is 7.
  • the time point at which each base station starts ECCA is specified in FIG.
  • the LAA base station 1 2600 terminates the ECCA before the LAA base station 2 2610.
  • the LAA base station 1 2600 which has terminated the ECCA, transmits a reservation signal for the T2 time 2602.
  • the value of the T2 time 2602 may be a value defined in advance by the LAA system, and is set whenever the LAA base station transmits a reservation signal, so that the T2 time 2602 is set in a sequence form (that is, includes only a sequence and always corresponds to a T2 value 1: 1). May be included in the reservation signal in the form of a message (ie, directly including the T2 value). If LAA base station 1 2600 transmits a reservation signal for T2 time 2602 after terminating ECCA and LAA base station 2 detects it, LAA base station 2 2610 transmits LAA base station 1 2600 among all received interference.
  • the CCA i.e., whether the channel is busy or cleared, is determined except for interference by the reservation signal.
  • the LAA base station 2 2610 excludes the interference by the reservation signal transmitted by the LAA base station 1 2600 of the total received interference. ECCA will be performed.
  • LAA base station 2 (2610) that detects the reservation signal transmitted by the LAA base station 1 (2600) also transmits the reservation signal by the LAA base station 1 using the T2 information included in the reservation signal transmitted by the LAA base station 1 (2600) when the ECA finishes The reservation signal is transmitted until the completion time (2612). After the completion time 2612, the LAA base stations 1 and 2 simultaneously transmit normal LAA signals (eg, data). If LAA base stations operated by the same carrier or other carriers can also detect reservation signals transmitted from each other, frequency reuse can be achieved as shown in FIG. 26.
  • normal LAA signals eg, data
  • FIG. 27 assumes that base station 1 2700 selects 5 as an arbitrary number for ECCA and base station 2 2710 selects 7 as an arbitrary number for ECCA.
  • Base station 1 (2700) terminates ECCA and transmits a reservation signal for T2 time, but base station 2 (2710) proceeds with ECCA to 3, and detects busy channel due to interference due to neighboring Wi-Fi transmission. Counting of the off was frozen (ie stopped).
  • LAA base station 1 2700 transmits a normal LAA signal after transmitting a reserved signal for T2 time after ECCA termination, if LAA base station 2 2710 finishes transmitting the reserved signal, LAA base station 2 2700 Frequency reuse 1 may not be achieved unless ECCA is completed before.
  • FIG. 28 also shows an example of a case in which frequency reuse is attempted using a reservation signal and time T2 information transmitted from a neighboring base station as in FIG. 27 but fails. If T2, which is the time LAA base station 1 2800 transmits the reservation signal, is too short compared to the time that LAA base station 2 2810 spends on ECCA, LAA base station 2 2810 causes LAA base station 1 2800 to terminate ECCA and reserve. ECCA cannot be terminated until the completion of signal transmission (2802). Accordingly, frequency reuse is not performed, and only LAA base station 1 2800 transmits.
  • 29 is a flow chart of an LBT method operating in an unlicensed band.
  • N backoff counter
  • the intentional transmission delay (delay) of the base station is possible by maintaining the backoff counter without reducing it.
  • FIG. 30 is another example of a flowchart of an LBT method operating in an unlicensed band.
  • a transmitter ie, a LAA base station
  • the transmitter does not unconditionally backoff count, but backoff.
  • Backoff counting may be performed after determining 3030 whether the counter has been decremented. That is, when the transmitter detects a clear channel during ECCA, the transmitter may determine whether to perform self-defer. Therefore, if the base station decides to perform the postponement, the CCA is resumed in the next CCA slot without reducing the backoff counter. If the base station decides not to perform transmission delay, the backoff counter can be reduced by one and the ECCA can be continued.
  • the transmitter performs a self-defer operation as follows.
  • a plurality of base stations may select a random number for each ECCA and then perform a postpone operation to match the transmission start time between base stations equally.
  • One base station may select a random number for ECCA for each unlicensed carrier to perform transmission in a plurality of unlicensed bands, and then perform a deferred operation to match the transmission start time between unlicensed carriers equally.
  • the acting method may be operated in a different way.
  • 31 is another example of a flowchart of an LBT method operating in an unlicensed band.
  • FIG. 31 In comparison with FIG. 29, an operation 3124 is added in FIG. 31 in which the transmitter self defers transmission. In comparison with FIG. 30, the position of the operation postponed by the transmitter is different in FIG. 21.
  • Self-defer here is defer, implicit defer, indirect defer, freeze, self-freeze, implicit freeze, It may also be expressed as indirect freeze, pause, self-pause, implicit pause, indirect pause, or the like.
  • the base station in the unlicensed band may perform an LBT operation as shown in Table 2 below.
  • the base station can transmit data after the counter has reached zero.
  • the counter can be adjusted as shown in Table 2 as a result of channel sensing.
  • Table 2 shows the LBT operation of the LAA base station following this launch.
  • the procedure of Table 2 above corresponds to the operation flowchart of FIG.
  • N backoff counter
  • N is greater than 0 (N> 0) and N is decreased when the base station decides to reduce the backoff counter (the eNB chooses to decrement the counter).
  • N-1 the backoff counter
  • Figures 32a and 32b show an example of a method of applying the delay operation in the beginning of the present invention.
  • FIGS. 32A and 32B illustrate the method illustrated in FIG. 13 by applying the self-acting operation described in FIG. 30.
  • the base station does not decrease the back-off counter if the transmitter detects a non-persistent channel during a period designated as implicit smoke. Also, even if the transmitter detects a clear channel during the implicit smoke delay period (3200, 3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212), if the base station decides to perform the self-delay, it decreases the backoff counter. Don't let that happen.
  • 33A, 33B, and 33C illustrate three embodiments in which a smoke operation is performed by using a smoke section T defer .
  • 33A, 33B, and 33C show an example in which a plurality of base stations achieve frequency reuse according to the operation shown in FIG. 32.
  • the base station determines that it does not reduce the backoff counter by performing a postponing operation by itself during a T d (T defer ) period, and performs CCA in a next CCA slot. Therefore, the base stations 1 to 3 can start transmission at the same time.
  • 34 is a flowchart illustrating the ECCA operation according to the present disclosure in more detail by applying the delay operation of the transmitter.
  • FIG. 34 is a flowchart illustrating operation 308 of FIG. 3 in more detail.
  • the transmitter performs an operation 3404 of determining whether to perform the delay on its own (ie, to reduce the backoff counter) even when the result of the channel sensing 3402 is a clear channel.
  • the transmitter can start transmitting data at a desired point in time (eg, a shared ECCA end point) and achieve a frequency reuse rate of 1.
  • the present invention can be applied for frequency reuse between a plurality of base stations or a plurality of carriers (or cells) operating in one base station. 33 corresponds to this.
  • the technique of the present disclosure may be applied for frequency reuse between a plurality of terminals receiving services in the same cell. If frequency reuse between multiple terminals in the uplink is impossible, the LAA scheduler (eg, LAA base station) allocates resources to only one terminal at a specific time.
  • UE 1 and UE 2 are allocated the same resource. Further, suppose that UE 1 selects 4 as a random number for ECCA and UE 2 selects 6 as a random number for ECCA. After performing the ECCA, the UE transmits a reservation signal and performs uplink transmission at the subframe boundary. In this case, since the terminal 1 selects a smaller number than the terminal 2, the terminal 1 transmits a reservation signal. However, since UE 2 receives the reservation signal transmitted by UE 1 as interference, it detects a busy channel during the remaining CCA slots and thus does not successfully perform ECCA. Therefore, even though UE 1 and UE 2 are scheduled in the same subframe, only UE 1 may transmit, and UE 2 may not transmit.
  • the self-defferal function proposed in the present disclosure can also be applied to this uplink environment.
  • 35 illustrates a method in which multiple terminals simultaneously perform data transmission in an uplink environment according to the present disclosure.
  • UE 1 3500 selects 2 as a random number for ECCA
  • UE 2 3510 selects 3 as a random number for ECCA
  • UE 33620 selects 1 as a random number for ECCA.
  • UE 1 detects two clear slots UE 2 detects three clear slots
  • UE 3 detects one clear slot a random number for ECCA.
  • the ICCA 3502 may be performed once at the same time according to the subframe boundary, and transmission may be performed at the subframe boundary. In this case, each terminal independently selects a random number and then performs ECCA based on this.
  • the delay is performed by itself so that it does not interfere with each other. Therefore, all three UEs can successfully perform ECCA and can operate without problems even if a plurality of UEs are scheduled in one UL subframe.
  • the following procedure may be further considered in the UL operation.
  • the terminal determines the scheduled UL subframe according to the UL grant of the base station.
  • the UE can determine the CCA interval to perform the LBT based on the scheduled UL subframe.
  • the timing offset information may be indicated through a UL grant, indicated by an RRC message, or predetermined.
  • the timing offset includes a time point at which the LBT operation ends and may additionally indicate a time point at which the LBT operation starts.
  • the self-deferral operation may be applied differently depending on whether the last subframe of the DL burst is full or partial.
  • LBT of FBE method that is, LBT which performs ECCA by generating a small backoff counter value in one short CCA interval or backoff window.
  • the LBT operation may start and end when switching from a DL full subframe to an UL subframe, or within a short CCA period configured between the UL and UL subframes.
  • the base station may determine the LBT of the FBE scheme to the terminal by determining according to such a situation, or the terminal may receive a signal for the subframe structure of the base station to determine the LBT suitable for the situation.
  • DL partial is the last subframe, or if the UL burst independent of the DL starts:
  • LBT of LBE method that is, LBT which performs ECCA by generating an arbitrary large backoff counter value in the backoff window is performed.
  • the LBT operation is empty when the channel transitions from DL partial subframes to UL subframes, or when the base station allocates only UL subframes for the SCell in the PCell, or when a new UL burst with a distance from the preceding UL burst starts.
  • the LBT may be started and the LBT may be terminated immediately before the UL subframe to which the UE is allocated.
  • the base station may instruct the terminal LBT of the LBE method according to this situation, or the terminal may receive a signal for the subframe structure of the base station to determine the LBT appropriate to the situation by itself.
  • the base station may give detailed instructions to the terminal as follows.
  • the base station If the transmission timing indicated by the base station coincides with the CCA end time (PUSCH or SRS transmission time), it delays itself, and if it is earlier than the CCA end time, the reservation signal is transmitted first and maintained until the CCA end time.
  • the CCA end time PUSCH or SRS transmission time
  • the start time point is a) UL PUSCH start point, or b) UpPTS start point that can be known by the UE by special subframe information, or c) time point indicated by the base station. Can be.
  • the base station transmits a reservation signal after the backoff counter becomes 0 or after the end of the postponement is notified by the base station through 1) common downlink control information (DCI) or system information block (SIB) message. Or 2) Dedicated DCI, MAC CE, RRC message can be informed.
  • DCI downlink control information
  • SIB system information block
  • the RE element mapping information of the reservation signal may be separately instructed by the BS.
  • the base station may use a common RE mapping pattern according to the terminal / base station group or the PLMN.
  • the other terminal / base station group or the terminal / base station of another PLMN may be LBT failure due to the reservation signal, but the same terminal / base station group or the terminal / base station of the same PLMN performs LBT only for an unused RE, or the same group It is possible to adjust LBT related variables (CCA adjustment threshold value, transmission power, etc.) by distinguishing that it is a terminal / base station of / PLMN.
  • LBT related variables CCA adjustment threshold value, transmission power, etc.
  • the base station may indicate a small backoff counter or contention window value that can be performed within a short CCA period for one UL subframe.
  • the LBT is performed in a short CCA period using a backoff counter indicated by the base station or a backoff counter made from a contention window. If the backoff counter reaches 0 before a predetermined transmission time point (subframe boundary, PUSCH / SRS transmission time or reservation signal transmission time, etc.), the UE defers itself and proceeds to the transmission time.
  • the terminal If the terminal does not make the backoff counter to 0 due to the LBT failure until a predetermined transmission time, the terminal 1) in the CCA interval for the next allocated UL subframe, 1) the backoff counter or contention window indicated by the base station for this subframe; You can resume the LBT again using the new LBT or 2) maintaining the backoff counter value used in the previous LBT operation. Meanwhile, when the UE performs the LBE LBT, the UE performs the LBT using the backoff counter or the backoff counter made from the contention window already instructed by the base station, even if the UE receives the instruction for the current UL subframe. Keep the backoff counter you used.
  • the UE understands the backoff counter for this UL subframe as the time point when the UE terminates LBT and starts UL transmission. Therefore, even if the remaining backoff counter becomes 0, the terminal may perform a self-delaying operation to delay transmission until the transmission start time.
  • the base station may perform transmission including the PDSCH in the channel where the LAA Scell transmission is performed.
  • the counter N may be adjusted according to channel sensing as follows.
  • Table 3 is a first embodiment.
  • Table 4 is a second embodiment.
  • Table 5 is the third embodiment.
  • the base station may transmit the transmission including the PDSCH after sensing that the channel is idle in at least the slot period of the additional delay period Td.
  • the present disclosure is applied to the uplink, the portion specified as the base station in the description of the operation of the proposed scheme may be applied to the terminal.
  • 36 is a diagram illustrating a data transmission method of a transmitter device according to the present disclosure.
  • a transmitter that wants to transmit data through a channel of an unlicensed band may perform CCA. To this end, the transmitter may select a random number for backoff counting (3600).
  • the transmitter may determine whether to reduce the random number (3602).
  • the transmitter may reduce the random number by 1 according to the determination (3604).
  • the transmitter can measure the channel (3606).
  • the transmitter may determine whether to end backoff counting based on the measurement result of the channel (3608).
  • the transmitter may transmit data through the channel (3610).
  • FIG. 37 is a diagram schematically illustrating a configuration of a transmitter apparatus according to embodiments of the present disclosure.
  • the transmitter 3700 may include a transmitter / receiver 3710 that performs signal transmission and reception with an entity of another communication device or a network, and a controller 3720 that controls all operations of the communication device 3700. It may be understood that all operations of the LAA base station or the UE described above in the present disclosure are performed by the control of the controller 3720. However, the controller 3720 and the transceiver 3710 are not necessarily implemented as separate devices, but may be implemented as a single component in the form of a single chip.
  • FIGS. 1 to 37 are not intended to limit the scope of the present disclosure. That is, all of the components or steps of the operation described in FIGS. 1 to 37 should not be interpreted as essential components for the implementation of the present disclosure, and a range that does not impair the essence of the present disclosure even if only some of the components are included. It can be implemented within.
  • the above-described operations can be realized by providing a memory device storing the corresponding program code to an entity, a function, a base station, or any component in the terminal device of the communication system. That is, the controller of an entity, a function, a base station, or a terminal device can execute the above-described operations by reading and executing a program code stored in a memory device by a processor or a central processing unit (CPU).
  • a processor or a central processing unit (CPU).
  • the various components of an entity, function, base station, load manager, or terminal device, module, and the like described herein are hardware circuits, for example, complementary metal oxide semiconductors. It may be operated using underlying logic circuitry, hardware circuitry such as firmware, and software and / or hardware and a combination of firmware and / or software embedded in a machine-readable medium. As an example, various electrical structures and methods may be implemented using transistors, logic gates, and electrical circuits such as application specific semiconductors.

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 이동 통신 시스템에서 비면허 대역의 채널에 대한 측정에 기반하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 백오프 카운팅을 위한 랜덤 숫자를 선택하는 동작; 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시킬지 여부를 결정하는 동작; 상기 결정에 근거하여 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시키는 동작; 상기 채널을 측정하여 상기 채널이 아이들인지 여부를 결정하는 동작; 상기 랜덤 넘버가 0이 되는 경우 상기 백오프 카운팅을 완료하는 동작; 및 상기 백오프 카운팅이 완료되면 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 동작을 포함하는 방법을 제공한다.

Description

비면허 대역을 사용하는 통신시스템에서 주파수 재사용을 위한 LBT 기법
본 개시는 비면허 대역을 사용하는 통신 시스템의 LBT(listen before talk) 기법에 관한 것으로써, LTE 시스템의 LBT 동작에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
비면허 대역을 사용하는 LTE 시스템은 LAA(Licensed Assisted Access) 시스템이라고도 불리어진다. 이러한 LAA 시스템을 포함하여 비면허 대역을 사용하는 모든 통신 시스템(예를 들어, LTE, Wi-Fi 등)은 해당 대역에서 규정하고 있는 규제(regulation)을 반드시 준수해야 한다.
현재 LAA 설계에서 고려하고 있는 중요한 규제 중 하나는 LBT이다. 상기 규제(즉, LBT)에 따르면, 송신기는 비면허 대역을 통해서 신호를 전송하기 전에 반드시 CCA(Clear Channel Assessment; 클리어 채널 평가)를 수행해야 한다. CCA는 송신기가 전송할 채널의 클리어 여부를 평가하는 동작이다. 송신기는 일정 기간(예를 들어, CCA 슬롯) 동안 채널을 측정(센싱)하고, 상기 채널에서 측정된 간섭(interference) 신호의 크기가 CCA 임계값(CCA threshold)보다 작으면 상기 채널을 '클리어 채널(clear channel)'으로 평가하고 상기 측정된 간섭 신호 크기가 상기 CCA 임계값보다 크거나 같으면 상기 채널을 '비지 채널(busy channel)'으로 평가할 수 있다. 상기 송신기는 클리어 채널을 탐지한 경우에만 신호를 전송할 수 있다. 만약 상기 송신기가 비지 채널을 탐지하면 상기 송신기는 신호를 전송할 수 없다. 여기서, 송신기는 하향링크(downlink; DL)의 경우 기지국이나 Wi-Fi AP(access point)가 될 수 있고 상향링크(uplink; UL)의 경우 사용자 단말이 될 수도 있다.
셀룰러 환경을 기본으로 하는 LTE 시스템의 경우 이동통신사업자에 의해 기지국간 간섭 문제를 회피할 수 있도록 셀룰러 환경이 설계되므로, 2 이상의 기지국이 동시에 동일한 비면허 대역을 사용하여 신호를 전송하더라도 기지국간 간섭으로 인한 문제는 발생하지 않는다. 따라서, 셀룰러 환경의 LTE 시스템의 기지국은 실질적으로 주파수 재사용율 1을 달성하고 있다. 그러나, LTE 기지국이 비면허 대역에서 신호를 전송하고자 하는 경우, LBT 규제에 따라 CCA를 실시해야 하고 그 결과로 타 기지국 또는 Wi-Fi 송신기에 의한 동시 전송이 제한될 수 있다. 따라서, LAA 시스템의 비면허 대역 송신은 주파수 재사용률 1을 달성하지 못할 수 있다.
이에, 비면허 대역의 자원을 통한 LAA 시스템의 주파수 재사용율 1을 달성하기 위한 기법이 요구된다.
본 개시는 LBE 기반 LBT의 장점 및 FBE 기반 LBT의 장점을 모두 갖는 LBT 기법을 제안한다. 즉, 본 개시는 ECCA를 수행하여 채널 점유 확률을 높이면서도 주파수 재사용율 1의 달성이 용이한 LBT 기법을 제안한다.
본 개시는 이동 통신 시스템에서 비면허 대역의 채널에 대한 측정에 기반하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 백오프 카운팅을 위한 랜덤 숫자를 선택하는 동작; 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시킬지 여부를 결정하는 동작; 상기 결정에 근거하여 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시키는 동작; 상기 채널을 측정하여 상기 채널이 아이들인지 여부를 결정하는 동작; 상기 랜덤 넘버가 0이 되는 경우 상기 백오프 카운팅을 완료하는 동작; 및 상기 백오프 카운팅이 완료되면 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 동작을 포함하는 방법을 제안한다.
본 개시는 이동 통신 시스템에서 비면허 대역의 채널에 대한 측정에 기반하여 데이터를 전송하는 장치에 있어서, 백오프 카운팅을 위한 랜덤 숫자를 선택하고, 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시킬지 여부를 결정하고, 상기 결정에 근거하여 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시키고, 상기 채널을 측정하여 상기 채널이 아이들인지 여부를 결정하고, 상기 랜덤 넘버가 0이 되는 경우 상기 백오프 카운팅을 완료하는 제어부; 및 상기 백오프 카운팅이 완료되면 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 송수신부를 포함하는 장치를 제안한다.
LBE 기반 LBT의 장점 및 FBE 기반 LBT의 장점을 모두 갖는 LBT 기법이 제공된다. 본 개시에 따르면 ECCA를 수행하여 채널 점유 확률을 높이면서도 주파수 재사용율 1의 달성이 용이하다.
도 1은 비면허 대역에서 동작하는 FBE 기반의 LBT와 LBE 기반의 LBT 동작의 예시도;
도 2는 본 개시에 따른 제안 기법이 적용되는 통신 시스템의 예시도;
도 3은 본 개시에 따른 송신기의 CCA 수행 방법의 예시도;
도 4는 송신기가 ECCA을 수행하기 위해서 선택한 랜덤 숫자 N = 3인 경우에 ECCA 시작 시점을 결정하는 동작 예시도;
도 5는 송신기가 선택한 랜덤 넘버가 다른 경우에 ECCA 종료 시점이 일치되는 기법의 예시도;
도 6은 시스템 내 다수의 송신기가 공통적으로 설정할 수 있는 ECCA 종료 시점의 예시도;
도 7은 시스템 내 다수의 기지국들이 공통적으로 설정하고 있는 ECCA 종료 시점의 주기에 대한 예시도;
도 8은 ECCA 수행 시 ECCA 시작 시점 및 클리어 채널 탐지에 의한 백오프 카운팅 방법의 예시도;
도 9는 ECCA 수행 시 ECCA 시작 시점 및 클리어 채널 탐지에 의한 백오프 카운팅 방법의 다른 예시도;
도 10은 ECCA 수행 시 비지 채널 탐지에 의한 백오프 카운팅 방법의 예시도;
도 11은 송신기가 예약 신호를 이용하여 LBE 기반 LBT에서 데이터 전송 시점을 동기화 하는 방법의 예시도;
도 12는 기지국이 단말의 효율적 수신을 위해 정보를 제공하는 동작 예시도;
도 13은 송신기가 initial CCA에서 클리어 채널을 탐지한 경우와 비지 채널을 탐지한 경우의 전송 동작 예시도;
도 14는 명시적 연기 구간의 일 예인 Wi-Fi의 DIFS를 설명하는 도면;
도 15는 initial CCA을 수행할 때 명시적 연기 구간을 적용하는 예시도;
도 16는 initial CCA을 수행할 때 명시적 연기 구간을 적용하는 다른 예시도;
도 17은 기지국이 ECCA을 수행하는 도중에 비지 채널을 탐지하여 채널이 다시 클리어 상태가 될 때까지 백오프 카운팅을 중단한 경우의 예시도;
도 18은 기지국이 묵시적 연기 구간을 이용하여 데이터 전송 시점을 동기화 하는 방안 예시도;
도 19는 blank 구간 및 initial CCA를 이용하여 주파수 재사용 1을 달성하는 방법 예시도;
도 20은 일정 기간 전송되는 알려진 신호와 initial CCA를 이용하여 주파수 재사용 1을 달성하는 방법 예시도;
도 21a, 21b은 본 개시에 따른 초기 신호, blank 구간, 및 명시적 연기 기간을 선택적으로 적용하는 LBT 기법의 예시도;
도 22는 전송 시점 정보 또는 오프셋을 이용하여 전송 시점을 일치시키는 방법의 예시도;
도 23은 초대 신호 기반으로 전송 시점을 일치시키는 시스템 예시도;
도 24는 데이터가 발생한 시점부터 ECCA 종료 시점까지의 남은 시간에 따라서 본 개시의 기법을 적용하는 방법 예시도;
도 25는 예약 신호 및 시간 정보를 이용하여 CCA 임계값을 적응적으로 이용하는 기법을 예시하는 도면;
도 26은 주변 기지국이 전송한 예약 신호 및 예약 신호의 길이 정보를 이용하여 주파수 재사용을 달성하는 방법의 예시도;
도 27은 제안 방안을 적용하였지만 주파수 재사용에 실패한 예시도;
도 28은 제안 방안을 적용하였지만 주파수 재사용에 실패한 예시도;
도 29는 비면허 대역에서 동작하는 LBT 방법의 플로우 차트;
도 30은 비면허 대역에서 동작하는 LBT 방법의 플로우 차트의 다른 예시도;
도 31은 비면허 대역에서 동작하는 LBT 방법의 플로우 차트의 다른 예시도;
도　32a, 32b는　본　개시의　연기（ｄｅｆｅｒ）　동작을　적용한　ＬＢＴ　방법을　예시하는　도면;
도 33a, 33b, 33c은 연기 구간 Tdefer를 이용하여 스스로 연기 동작을 실시하는 3가지 예시도;
도 34는 본 개시에 따른 ECCA 동작을 송신기의 연기 동작을 적용하여 보다 자세히 설명한 순서도;
도 35는 본 개시에 따라서 업링크 환경에서 다수의 단말이 동시에 데이터 전송을 수행하는 방법 예시도;
도 36은 본 개시에 따른 송신기 장치의 데이터 전송 방법 예시도;
도 37은 본 개시의 실시예들에 따른 송신기 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 실시예를 상세하게 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 자세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대해 해석 가능한 의미의 예를 제시한다. 하지만, 아래 제시하는 해석 예로 한정되는 것은 아님을 주의하여야 한다.
기지국(Base Station)은 단말과 통신하는 일 주체로서, BS, NodeB(NB), eNodB(eNB), 등으로 지칭될 수 있다. 비면허 대역의 LTE 기지국은 LAA eNB로 호칭될 수 있고, 비면허 대역의 Wi-FI 기지국은 Wi-Fi AP(Access Point)로 호칭될 수 있다.
단말(User Equipment)은 기지국과 통신하는 일 주체로서, UE, 이동국(Mobile Station; MS), 이동장비(Mobile Equipment; ME), 디바이스(device), 터미널(terminal) 등으로 지칭될 수도 있다. 비면허 대역의 단말은 LAA UE로 호칭될 수 있다.
이하에서는, 다운링크를 가정하여 송신기가 기지국 또는 WiFi AP인 경우를 위주로 설명할 것이다. 그러나, 본 개시의 기법은 업링크 전송에도 적용될 수 있음을 주의하여야 한다. 다만, 업링크 동작에 적용될 시, 주파수 재사용율 1을 위한 단말의 LBT 동작에 있어서는 기지국의 지시에 따라 관련 변수 및 그에 따른 동작이 결정될 것이다.
LBT를 규정하고 있는 문서(예를 들어, ETSI(European Telecommunications Standards Institute) EN 301 893 V1.7.1)에 따르면, LBT에는 FBE(Frame Based Equipment) 기반의 LBT와 LBE(Load Based Equipment) 기반의 LBT가 존재한다.
도 1은 비면허 대역에서 동작하는 FBE 기반의 LBT와 LBE 기반의 LBT 동작을 도시한다.
도 1(a)는 FBE 기반의 LBT 동작을 예시한다. FBE 기반의 LBT에서는 송신기의 CCA 수행 시점(100)이 고정되어 있다. 즉, 상기 송신기는 고정된 CCA 수행 시점에서만 채널에 대한 CCA를 수행할 수 있다. 상기 송신기는 CCA가 종료한 시점으로부터 다음 CCA가 종료할 때까지의 구간(110)(이하, 'CCA 구간')에서 최소 1 ms(: millisecond)에서 최대 10 ms까지 채널(120)을 점유할 수 있고 상기 CCA 구간(110)의 최소 5 %에 해당하는 기간(idle period) 동안 상기 채널(120)을 비워두어야 한다.
도 1(b)는 LBE 기반의 LBT 동작을 예시한다. LBE 기반의 LBT에서는 송신기의 CCA 수행 시점이 고정되어 있지 않고 임의적(arbitrary)이며, 상기 송신기는 CCA 구간(150) 내 임의의 시점(130 또는 140)에서 채널에 대한 CCA를 수행할 수 있다. CCA 구간에서 CCA가 1회 수행되는 FBE 기반 LBT와 달리, LBE 기반의 LBT에서는 CCA 구간(150) 동안 2회 이상의 CCA 즉, ECCA(Extended CCA)가 허용된다. 즉, 송신기는 CCA를 1회 실패하여도 백오프 카운팅(backoff counting)을 위한 랜덤 숫자(random number) N를 선택하여 채널에 대해 추가적 CCA를 수행할 수 있고, 상기 송신기는 상기 채널에 대해 상기 랜덤 숫자만큼의 클리어 채널을 탐지하면 최대 (13/32*q) ms 동안 상기 채널을 점유(occupy)하면서 신호를 전송할 수 있다. ECCA가 수행될 때, 상기 N은 1 과 q 사이의 값으로 결정될 수 있고, q 는 경쟁 윈도우 크기(contention window size; CWS)를 나타내며 예를 들어, 4 또는 32와 같은 값을 가질 수 있다.
LAA 시스템은 비면허 대역을 사용하지만 기본적으로 셀룰러(cellular) 시스템이기 때문에, 앞서 설명한 바와 같이, 주파수 재사용율(frequency reuse) 1을 적용하는 것이 자원 활용 측면에서 유리하다.
주파수 재사용율 1 및 채널 점유 확률 관점에서 FBE와 LBE의 장점과 단점이 있다.
먼저, FBE기반 LBT 에 대해 설명한다. FBE 기반의 LBT에서는 송신기의 CCA 수행 시점이 고정되어 있다. 여러 기지국들의 CCA 수행 시점을 동일하게 설정됨으로써 상기 기지국들의 동시 신호 전송이 가능하게 되고, 결과적으로 쉽게 주파수 재사용율 1을 달성할 수 있다. 하지만 CCA 수행 기회는 FBE에서 정의하고 있는 고정 프레임 기간(fixed frame period)마다 1회만 허용되기 때문에 송신기가 채널을 점유할 확률이 비교적 낮다. 송신기가 채널을 점유할 확률이 낮다는 것은 대기해야 할 시간이 길어진다는 것을 의미한다.
이어서, LBE 기반 LBT 에 대해 설명한다. LBE 기반의 LBT에서는 아이들 기간(idle period)에 관한 규제를 만족시키면, 송신기가 (고정된 시점이 아니라) 임의의 시점에 CCA을 수행할 수 있고, 결과적으로 상기 송신기가 채널을 점유할 확률이 비교적 높다. 하지만, ECCA을 수행할 때 선택되는 랜덤 숫자가 송신기(예를 들어, 기지국)마다 다를 수 있고, 송신기 별로 ECCA을 종료하는 시점이 각각 다를 수 밖에 없다. 송신기의 ECCA 종료 시점이 다르면 송신기들의 동시 신호 전송이 이루어지지 않고, 결과적으로 주파수 재사용율 1을 달성하기 어렵다.
본 개시는 LBE 기반 LBT의 장점 및 FBE 기반 LBT의 장점을 모두 갖는 LBT 기법을 제안한다. 즉, 본 개시는 ECCA를 수행하여 채널 점유 확률을 높이면서도 주파수 재사용율 1의 달성이 용이한 LBT 기법을 제안한다.
이하에서 다운링크(downlink) 동작을 기반으로 제안 기법이 설명될 것이다. 하지만 제안 기법은 업링크(uplink) 동작에도 동일한 원리로 적용될 수 있다. 제안 기법은 분산적으로 전송을 수행할 노드를 결정하되 같은 사업자(이동망사업자; MNO)에 속한 기지국들은 동시 전송을 수행하도록 하여 주파수 재사용율 1을 달성할 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 제안 기법이 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
제안 기법은 기본적으로 ECCA를 활용한다. 송신기(즉, 기지국)는 비면허 대역을 통해서 신호를 전송하기 전에 주어진 범위 내에서 랜덤 숫자(random number)를 선택하고 해당 숫자만큼의 클리어 채널을 탐지한 후 신호를 전송한다. 시스템(200) 내에 존재하는 각각의 기지국은 ECCA을 수행함에 있어서 랜덤 숫자를 독립적으로 선택할 수 있다. 또한, 상기 시스템(200) 내의 기지국(201, 203, 205, 205, 207, 209, 211)은 ECCA 종료 시점을 공유하여 ECCA를 수행할 수 있다. 상기 기지국(예를 들어, 201)이 ECCA 종료 시점을 공유하면 ECCA을 위한 랜덤 백오프(Random Backoff)를 하더라도 ECCA 종료 시점을 일치 시킬 수 있고, 결과적으로 상기 기지국들의 동시 전송이 가능하다. 랜덤 백오프는 랜덤 넘버를 이용 백오프 카운팅(backoff counting)을 의미하고, 백오프 카운팅은 ECCA를 통해 클리어 채널을 탐지한 경우 상기 랜덤 넘버의 값을 1씩 줄이는(decrement) 것을 의미한다.
본 개시에 따른 송신기의 CCA 수행 방법은, 기지국 간 공통의 ECCA 종료 시점을 공유하는 동작, ECCA를 위한 랜덤 숫자를 선택하는 동작, ECCA 종료 시점 및 랜덤 넘버로부터 ECCA 시작 시점을 선택하는 동작, 및 동시(예를 들어, 공통의 ECCA 종료 시점)에 다수의 기지국들이 전송을 수행하는 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시에 따른 송신기의 CCA 수행 방법의 예시도이다.
송신기(예를 들어, LAA 기지국)은 타 송신기와 공유된 ECCA 종료 시점을 자신의 ECCA 종료 시점으로 설정할 수 있다(300). 이를 위해, 상기 송신기는 ECCA 종료 시점에 관한 정보를 타 송신기와 공유하는(송신 또는 수신하는) 동작을 더 수행할 수도 있다.
예를 들어, 상기 송신기가 기지국일 때 상기 기지국이 ECCA 종료 시점을 공유하는 방법으로는 다음과 같은 방법이 있다.
첫째, MME(Mobility Management Entity)가 ECCA 종료 시점을 결정한 후 다수의 기지국에게 S1 인터페이스 또는 기타 인터페이스를 통해서 상기 ECCA 종료 시점에 대한 정보를 전달할 수 있다.
둘째, 다수의 기지국 (또는 '기지국 그룹'이라 함) 중 하나의 기지국 ('대표 기지국'이라 함)이 ECCA 종료 시점을 결정한 후 상기 기지국 그룹에 속한 기지국(들)에게 X2 인터페이스(: 기지국간 인터페이스), 에어 인터페이스(air interface) 또는 기타 인터페이스 등을 통해서 상기 ECCA 종료 시점에 대한 정보를 전달할 수 있다.
셋째, 클라우드 RAN(cloud radio access network; C-RAN), 분산 안테나 시스템(DAS; distributed antenna system) 또는 가상 셀 시스템(virtual cell system)과 같이 CU(central unit)와 DU(distributed unit)가 분리되어 있는 시스템의 경우, CU가 ECCA 종료 시점을 결정한 후 다수의 DU(즉, 기지국)에게 CU와 DU 사이의 인터페이스 등을 통해서 상기 ECCA 종료 시점에 대한 정보를 전달할 수 있다. 여기서, CU는 센트럴 오피스(central office), 가상 기지국(virtual base station) 등 다른 이름으로 불릴 수 있고, DU는 RRH(remote radio head), AU(access unit) 등 다른 이름으로 불릴 수도 있다.
넷째, 본 개시의 기법이 업링크(uplink)에 적용될 경우에는, 기지국이 CCA 종료 시점 또는 ECCA 종료 시점을 결정하여 면허 대역에서 동작하는 PCell(primary cell)의 PDCCH, PUSCH, RRC 메시지(예를 들어, RRC connection reconfiguration 메시지) 또는 시스템 정보(예를 들어, SIB) 등을 통해서 단말에게 상기 종료 시점에 관한 정보를 전달할 수 있다. 또한, 상기 기지국은 비면허 대역에서 동작하는 SCell(secondary cell)의 PDCCH, PUSCH, RRC 메시지(예를 들어, RRC connection reconfiguration 메시지) 또는 시스템 정보(예를 들어, SIB) 등을 통해서 상기 단말에게 상기 종료 시점에 관한 정보를 전달할 수도 있다.
상기 ECCA 종료 시점은 예를 들어 다음과 같은 것들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 비면허 대역에서 동작하는 SCell의 프레임 경계(frame boundary), 비면허 대역에서 동작하는 SCell의 서브프레임 경계(subframe boundary), 비면허 대역에서 동작하는 SCell의 k번째 슬롯 경계(slot boundary)(여기서, '슬롯'은 LTE 시스템에서 하나의 서브프레임을 구성하는 2 개의 슬롯임), 비면허 대역에서 동작하는 SCell의 m번째 심볼 경계(symbol boundary), 또는 비면허 대역에서 동작하는 SCell의 n번째 CCA 슬롯 경계(여기서, 'CCA 슬롯'은 한 번의 CCA가 수행되는 구간으로 예를 들어 9 us 또는 20 us의 길이를 가질 수 있음) 등이 ECCA 종료 시점이 될 수 있다. 선택적으로, 비면허 대역에서 동작하는 SCell은 면허 대역에서 동작하는 PCell과 동기화 될 수도 있고 동기화되지 않을 수도 있다. 만약 비면허 대역에서 동작하는 SCell과 면허 대역에서 동작하는 PCell이 동기화된다면, 여기서 언급된 SCell 관련 각종 경계들은 PCell 에도 적용되는 경계로써 해석될 수 있다.
상기 송신기는 전송할 데이터가 있는지 체크하고(302), 상기 전송할 데이터가 있는 경우, CCA 또는 ECCA를 수행하여 신호를 전송할 수 있다. 즉, 상기 송신기가 비면허 대역을 통해서 신호를 전송하고자 할 때, 상기 송신기는 먼저 ECCA을 수행하여 전송 가능 여부를 확인할 수 있다.
상기 송신기가 신호를 전송하기 위한 ECCA 과정의 예는 다음과 같다.
상기 송신기는 주어진 범위 내에서 랜덤 숫자를 선택할 수 있다(304).
상기 송신기는 제안 기법에 따라서 ECCA 시작 시점을 결정할 수 있다(306). 예를 들어, 상기 송신기는 상기 설정된 ECCA 종료 시점(300)을 고려하여 상기 ECCA 시작 시점을 결정할 수 있다.
상기 송신기는 제안 기법에 따라서 채널에 대해 ECCA를 수행할 수 있다(308).
그리고, 상기 송신기가 상기 채널에 대해 ECCA를 수행하여 상기 선택한 랜덤 숫자만큼 클리어 채널을 탐지하면, 상기 송신기는 비면허 대역의 상기 채널을 통해서 신호를 전송할 수 있다.
도 3에서는 송신기가 기지국일 때 다수의 기지국이 신호를 전송하는 환경을 기준으로 ECCA 수행 기법이 설명되었다. 하지만 본 개시의 제안 기법은 하나의 기지국에서 운영되는 다수의 셀 또는 캐리어간 셀프 간섭(self-interference)에 의한 LBT 실패를 방지하기 위해, 동일한 원리로 적용될 수 있을 것이다.
이와 같이 송신기(들)은 ECCA 종료 시점을 공유한 상태에서 ECCA을 수행할 수 있다. 도 3의 306 동작에 대해 도 4를 참고하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 송신기가 ECCA을 수행하기 위해서 선택한 랜덤 숫자 N = 3인 경우에 ECCA 시작 시점을 결정하는 동작을 예시한다.
도 4에서 ECCA 종료 시점(400)은 송신기 간에 공유된 정보를 이용하여 설정될 수 있다. ECCA 시작 시점(410)은, 만약 상기 송신기가 클리어 채널만을 탐지한다면 상기 설정된 ECCA 종료 시점(400)에서 ECCA가 종료되도록 설정된다. 예를 들어 CCA 슬롯(CCA slot)의 길이가 20 us(: micro second) 이고 N = 3일 때 상기 ECCA 시작 시점(410)은 ECCA 종료 시점(400)으로부터 20*3 = 60 us 만큼 앞선 시점으로 결정된다. 만약 상기 송신기가 상기 결정된 ECCA 시작 시점(410)에 채널에 대해 ECCA을 시작하여 N = 3개의 연속된 클리어 채널을 탐지하였다면, 상기 송신기는 상기 ECCA 종료 시점(400)부터 상기 채널에서 신호를 전송할 수 있다. 이때, 상기 송신기(예를 들어, 기지국)가 ECCA 종료 시점(400)부터 전송하는 신호는 임의의 신호가 될 수 있다. 예를 들어, ECCA 종료 시점부터 상기 송신기가 전송하는 신호는, 초기 신호(initial signal), 예약 신호(reservation signal), 셀 특정 참조 신호(cell-specific reference signal; CRS), PSS(primary synchronization signal), SSS(secondary synchronization signal), 디스커버리 신호(discovery signal), PDCCH(physical downlink control channel), ePDCCH(enhanced physical downlink control channel), 또는 PDSCH(physical downlink shared channel)일 수 있다. 또한 수신기(예를 들어, 단말)는 상기 전송된 신호를 수신하여 채널 측정(channel measurement), 동기화(synchronization), AGC(Automatic Gain Control) 설정(: 단말의 신호 증폭 정도를 결정하는 설정), 또는 NAV(Network Allocation Vector) 등의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시에서 제안되는 기법의 장점은 도 5를 통해 설명된다.
도 5는 송신기가 선택한 랜덤 넘버가 다른 경우에 ECCA 종료 시점이 일치되는 기법을 예시하는 도면이다.
만일, 각 송신기가 ECCA을 수행하기 위한 랜덤 숫자를 독립적으로 선택하고 ECCA 시작 시점 및 종료 시점에 대한 제약이 없다면, 다수의 송신기 각각이 ECCA 종료 시점을 맞추기는 어려울 것이다. 따라서 본 개시의 기법을 적용하지 않는 LBE 기반의 LBT에서 송신기가 주파수 재사용율 1을 달성하기는 어렵다.
도 5는 3개의 송신기로서 LAA 기지국(예를 들어, LAA eNB1, LAA eNB2, LAA eNB3)을 가정하고, 상기 3개 기지국이 서로 캐리어 센싱(carrier sensing) 가능한 영역에 존재하는 상황을 가정하고 있다. 즉, 3개의 기지국 중 어느 1개의 기지국이 채널을 통해 신호를 전송하면 나머지 2개의 기지국은 상기 채널을 비지 채널으로 탐지하는 상황이다.
예로써, LAA eNB1(500)은 ECCA을 수행하기 위한 임의의 숫자로써 N1 = 2, LAA eNB2(510)은 ECCA을 수행하기 위한 임의의 숫자로써 N2 = 3, LAA eNB3(520)은 ECCA을 위한 임의의 숫자로써 N3= 1을 선택한 경우를 가정한다. LAA eNB1(500) ~ LAA eNB3(520)이 ECCA 종료 시점(530)을 공유하고, LAA eNB1(500) ~ LAA eNB3(520)이 (연속적으로 클리어 채널을 탐지한다면) 상기 공유된 ECCA 종료 시점(530)에 자신의 ECCA가 종료되도록 ECCA 시작 시점을 각각 설정한다. 따라서 LAA eNB1(500) ~ LAA eNB3(520)은 각각 독립적으로 ECCA을 수행하기 위한 랜덤 숫자를 선택하여도 같은 시점(즉, 530)에 ECCA을 종료할 수 있다. 따라서 상기 LAA eNB1(500) ~ LAA eNB3(520)은 동시에 비면허 대역의 상기 채널을 통해서 신호를 전송할 수 있다. 이로써, LAA 시스템의 주파수 재사용율 1이 달성될 수 있다.
FBE 기반 LBT는 다수의 송신기가 CCA 수행 시점을 일치시키도록 설계되었으므로 주파수 재사용율 1이 쉽게 달성될 수 있으나, CCA를 1회 실패할 경우 주어진 고정 프레임 기간(fixed frame period) 동안 다시 CCA를 수행할 수는 없다. 하지만 본 개시에 따르면 상기 송신기는 기본적으로 ECCA을 수행하기 때문에 랜덤 숫자만큼 백오프 카운팅을 성공하면 신호를 전송할 수 있으며, 임의의 시점에 ECCA을 시작할 수 있다. 따라서 본 개시에 따르면, 송신기는 LBE 기반 LBT를 수행하면서도 주파수 재사용율 1을 달성할 수 있고, FBE 기반 LBT와는 다르게 CCA 실패 후 다시 CCA을 수행할 때까지 기다려야 하는 대기 시간이 요구되지 않는다. 따라서 본 개시에 따른 송신기는 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
도 6은 시스템 내 다수의 송신기가 공통적으로 설정할 수 있는 ECCA 종료 시점의 예를 도시한다.
ECCA 종료 시점은 LTE에서 정의하고 있는 서브프레임(600) 내 k 번째 심볼 경계(602)와 일치할 수 있다(도 6a). 또 다른 예로써 ECCA 종료 시점은 LTE에서 정의하고 있는 서브프레임(600) 내 임의의 시점(604, 606))으로 설정할 수 있다(도 6b, 6c). 또 다른 예로써 ECCA 종료 시점은 LTE에서 정의하고 있는 서브프레임(600)의 경계(608)와 일치할 수도 있다(도 6d).
도 7은 시스템 내 다수의 기지국들이 공통적으로 설정하고 있는 ECCA 종료 시점의 주기에 대한 예를 도시한다.
ECCA 종료 시점의 주기(period of ECCA end)는 LTE에서 정의하고 있는 서브프레임 길이 즉, 1 ms와 일치할 수 있다(700, 702, 704). 또 다른 예로써 ECCA 종료 시점의 주기는 LTE에서 정의하고 있는 서브프레임 길이의 배수, 즉 (k*1) ms와 일치할 수 있다(710). 또 다른 예로써 ECCA 종료 시점의 주기는 LTE에서 정의하고 있는 슬롯 또는 심볼 길이의 배수와 일치할 수 있다(720). 또 다른 예로써 ECCA 종료 시점의 주기는 임의의 기간이 될 수도 있다.
도 8은 ECCA 수행 시 ECCA 시작 시점 및 클리어 채널 탐지에 의한 백오프 카운팅 방법의 예를 도시한다.
도 8의 설명을 위해, 송신기가 전송해야 할 데이터가 발생하여 ECCA 수행 여부를 결정한 시점인 ECCA 결정 시점(800), 상기 ECCA 결정 시점(800)으로부터 가장 가까운 ECCA 종료 시점(810)까지 남아있는 시간(820), 및 송신기가 선택한 (랜덤 숫자 * CCA 슬롯 길이) us 인 ECCA 소요 시간(830)을 고려한다.
만약 ECCA 소요 시간(830)이 가장 가까운 ECCA 종료 시점까지 남아있는 시간(820) 보다 작다면 ECCA 시작 시점(즉, 백오프 카운팅 시작 시점)은 가장 가까운 ECCA 종료 시점으로부터 ECCA 소요 시간만큼 앞선 시점(840)이 될 수 있다. 실제로는, 송신기는 CCA를 위한 채널 측정을 지속적으로 수행하고, 송신기의 백오프 카운팅이 특정 조건에 따라서 수행되는 것이다. 따라서, 본 개시에서 'ECCA 시작 시점'은 '백오프 카운팅 시작 시점'을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 이때, 상기 송신기는 상기 ECCA 결정 시점(800)부터 상기 ECCA 시작 시점(즉, 백오프 카운팅 시작 시점)(840)까지는 CCA를 수행하지만 백오프 카운터를 감소시키지 않을 것으로 결정할 수 있다.
도 9는 ECCA 수행 시 ECCA 시작 시점 및 클리어 채널 탐지에 의한 백오프 카운팅 방법의 다른 예를 도시한다.
만약 ECCA에 소요되는 시간(900)이 가장 가까운 ECCA 종료 시점까지 남아있는 시간(910)보다 크다면 송신기는 가장 가까운 ECCA 종료 시점(920)까지 ECCA을 수행한다. 그리고 남아있는 ECCA 소요 시간(930)과 그 다음 ECCA 종료 시점(940)까지 남아있는 시간(950)을 비교한다.
비교 결과, 남아있는 ECCA 소요 시간(930)이 그 다음 ECCA 종료 시점까지의 시간(950)보다 작다면 송신기는 ECCA 종료 시점(940)으로부터 ECCA 소요 시간(930)만큼 앞선 시점에서 ECCA을 재개한다. 반면, 남아있는 ECCA 소요 시간이 그 다음 ECCA 종료 시점까지의 시간(950)보다 크다면 ECCA를 멈추지 않고 ECCA 종료 시점(940)까지 ECCA을 계속 수행할 수 있다.
상기 송신기는 이러한 과정을 ECCA 결정 시점 또는 ECCA 종료 시점마다 반복함으로써 ECCA 수행 시점(또는 재개 시점)을 결정할 수 있다. 실제로는, 송신기는 CCA를 위한 채널 측정을 지속적으로 수행하고, 송신기의 백오프 카운팅이 특정 조건에 따라서 수행되는 것이다. 따라서, 본 개시에서 'ECCA 재개 시점'은 '백오프 카운팅 재개 시점'을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
도 10은 ECCA 수행 시 비지 채널 탐지에 의한 백오프 카운팅 방법의 예를 도시한다.
도 10에서는 송신기가 ECCA을 수행하기 위하여 선택한 랜덤 숫자가 N = 4인 경우를 보여주고 있다. 이 경우, 송신기가 비면허 대역의 채널을 통해서 신호를 전송하기 위해서는 4번의 클리어 채널을 탐지해야 한다(즉, 4번의 백오프 카운팅을 해야한다). ECCA 수행 중, 상기 송신기는 상기 랜덤 넘버의 1만큼 감소(백오프 카운팅)를 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 만약, 송신기가 2번의 CCA에서 클리어 채널을 탐지한 후 (주변의 Wi-Fi AP가 전송(1010)을 시작하는 등의 이유로) 3번째 CCA(1000)부터 비지 채널을 탐지하였다면, 상기 송신기는 상기 랜덤 숫자를 감소하지 않을 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 송신기는 후속의 CCA에서 상기 채널이 다시 클리어 상태가 될 때까지 백오프 카운팅을 중단할 것으로 결정할 수 있다. (주변의 Wi-Fi AP가 전송을 종료한 이유로) 다시 상기 채널이 클리어 상태가 되었다면, 상기 송신기는 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소할 것으로 결정할 수 있다. 즉, 상기 송신기는 남아있는 백오프 카운터인 Nremaining = 2부터 백오프 카운팅을 재개할 수 있다. 백오프 카운팅을 다시 시작할 때에도 시스템 내 다수의 송신기가 공통적으로 설정하고 있는 ECCA 종료 시점(1020)에 ECCA(즉, 백오프 카운팅)이 종료되도록 ECCA 재개 시점(즉, 백오프 카운팅 재개 시점)을 결정할 수 있다. 이와 같은 동작을 통해서 송신기는 처음 선택한 랜덤 숫자인 N = 4의 클리어 채널을 탐지하고 비면허 대역의 채널을 통해서 신호를 전송할 수 있다.
위에서는 다수의 기지국이 ECCA 종료 시점을 공유한 상태로 ECCA를 수행하는 방안에 대해서 설명하였다. 여기서는 각 송신기가 임의의 시점에 ECCA을 시작하여 임의로 선택한 랜덤 숫자만큼 클리어 채널을 탐지한 후 신호를 전송하는 LBE를 개선하는 방안을 설명한다.
본 개시에 따른 기법이 적용되지 않는 LBE 에서는 각 송신기의 ECCA 종료 시점이 서로 다르다. 따라서 ECCA을 가장 먼저 통과한 송신기가 가장 먼저 비면허 대역의 채널을 통해서 전송을 시작하며, 상기 ECCA를 통과한 송신기의 전송으로 인해 비지 채널을 탐지한 주변 송신기들은 각자의 백오프 카운터를 일시 정지시킨다. 주파수 재사용율 1의 측면에서 LAA 기지국과 같은 송신기가 주변의 LAA 기지국에 의해서 백오프 카운팅을 중단하는 현상은 바람직하지 않다. 앞서 설명하였듯이, LTE는 주파수 재사용율 1을 고려하여 설계한 시스템이기 때문에 다수의 기지국이 동시에 전송을 수행할 때에도 간섭 문제 없이 원활히 동작할 수 있기 때문이다. 하지만 LAA 기지국이 LAA 기지국 외의 송신기(Wi-Fi AP 등)에 의해서 백오프 카운팅을 중단하는 현상은 바람직하지 않다고 볼 수 없다. 왜냐하면 LAA는 비면허 대역을 사용하는 다른 RAT(Radio Access Technologies) (예를 들어, Wi-Fi) 사이에서 공평성을 보장해야 하기 때문이다.
따라서 본 개시에서는 LAA 기지국이 자신이 LAA 기지국임을 다른 LAA 기지국에게 알려주는 신호(즉, 예약 신호)를 활용하여 채널을 점유하는 방안을 제안한다. 상기 '예약 신호(reservation signal)'는 '초기 신호(initial signal)'으로 호칭될 수도 있다. 상기 기지국이 예약 신호를 활용하여 채널을 점유하는 방안은 다음과 같다.
도 11은 송신기가 예약 신호를 이용하여 LBE 기반 LBT에서 데이터 전송 시점을 동기화 하는 방법을 도시한다.
다수의 기지국은 공통 예약(common reservation) 신호 전송 시점(1110)에 관한 정보를 공유하고 각 기지국은 자신의 공통 예약 신호 전송 시점을 상기 공유된 공통 예약 신호 전송 시점으로 설정할 수 있다.
각 기지국은 비면허 대역의 채널을 통해서 신호를 전송하고자 할 때 먼저 ECCA을 수행하여 전송 가능 여부를 확인할 수 있다.
이때, 상기 기지국은 다음과 같이 ECCA 를 수행할 수 있다.
기지국은 주어진 범위 내에서 임의의 숫자를 선택한다. 상기 기지국은 임의의 시점에 ECCA을 시작한다. 만약 기지국이 ECCA을 수행하는 도중 CCA 임계값보다 큰 간섭을 수신하였는데 개별 예약(individual reservation) 신호가 검출되지 않았다면 기지국은 백오프 카운팅을 중단한다. 개별 예약 신호는 개별 기지국에 의해 송신되며, LAA 기지국이 아닌 타 RAT 송신기를 대상으로 채널을 예약(선점)하기 위한 신호로써, 개별 예약 신호가 검출되지 않은 간섭 신호는 다른 RAT에 의한 신호 전송이라고 판단할 수 있기 때문이다. 상기 개별 예약 신호는 LAA 기지국이 주변의 LAA 기지국에 의해서 백오프 카운팅을 멈추는 현상을 피하기 위해서 도입되었다. 따라서 개별 예약 신호는 송신기가 LAA 임을 명시하는 식별자가 포함될 수 있다. 동일 사업자에 속한 LAA 기지국 사이에서만 동일 사업자의 LAA 기지국에 의한 백오프 카운팅 중단을 피하기 위해서는 개별 예약 신호가 PLMN(public land mobile network) ID(identifier)를 포함할 수 있다.
만약 기지국이 ECCA을 수행하는 도중 CCA 임계값 보다 낮은 간섭을 수신하거나 CCA 임계값보다 큰 간섭을 수신하였는데 개별 예약 신호가 검출되었다면 기지국은 백오프 카운팅을 중단하지 않는다. 왜냐하면, 개별 예약 신호는 개별 기지국에 의해 송신되는 신호이므로, 개별 예약 신호가 검출되면 간섭은 LAA 기지국의 채널 예약을 위한 신호라고 판단할 수 있기 때문이다.
기지국이 ECCA을 통과하면 ECCA 통과 시점부터 미리 정해진 공통 예약 신호 전송 시점(1110)까지 개별 예약 신호(1100)를 전송할 수 있다.
기지국은 미리 정해진 공통 예약 신호 전송 시점부터 서브프레임 경계 또는 미리 정해진 시점까지 공통 예약 신호(common reservation signal)를 전송할 수 있다. 공통 예약 신호는 다수의 기지국들이 공통적으로 전송하는 채널 예약 신호로써, 모든 RAT의 송신기를 대상으로 채널을 예약(또는 점유)하기 위한 신호이다. 기지국은 서브프레임 경계 또는 미리 정해진 시점까지 공통 예약 신호를 전송한 후, 데이터 및 단말이 상기 데이터를 수신하는데 이용될 신호(예를 들어, CRS)를 전송할 수 있다.
여기서 개별 예약 신호 및 공통 예약 신호는 초기 신호(initial signal), 예약 신호(reservation signal), CRS, PSS, SSS, 디스커버리 신호, PDCCH, ePDCCH, PDSCH 등을 포함한 다양한 신호로써 구성될 수 있다. 또한 단말은 개별 예약 신호 및 공통 예약 신호를 수신하여 채널 측정, 동기화, AGC (Automatic Gain Control) 설정 등의 동작을 수행할 수 있다.
단말 관점에서 도 5 및 도 11의 장점은 기지국이 ECCA을 통과한 후 단말이 처음 신호를 수신하는 시점이 고정된다는 점이다. 따라서 단말은 채널 측정, 동기화, AGC 설정 등의 동작을 관련된 신호가 임의의 시점에 전송될 때보다 더욱 효과적으로 수행할 수 있다. 왜냐하면, 단말은 상기 채널 측정, 동기화, AGC 설정 등의 동작을 항상 수행하지 않고 상기 고정된 시점에만 수행하면 되기 때문이다.
도 12는 기지국이 단말의 효율적 수신을 위해 정보를 제공하는 동작을 예시한다.
LAA 기지국(1200)은 LAA 단말(1210)에게 ECCA 종료 시점에 대한 정보 또는 공통 예약 신호 전송 시점에 대한 정보를 알려줄 수 있다. LAA 기지국(1200)은 PDCCH, ePCDCCH, 또는 RRC 메시지 등을 통해서 상기 ECCA 종료 시점 또는 공통 예약 신호 전송 시점을 알려줄 수 있다.
지금까지 설명한 방안은 기지국이 항상 ECCA을 수행하는 경우를 가정하였다. 이러한 가정은 현재의 Wi-Fi 동작에 부응한다. 본 개시의 제안 기법은 기지국이 ICCA(initial CCA; 이니셜 CCA)와 ECCA을 모두 수행하는 경우에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다. 여기서 기지국이 initial CCA을 수행하는 경우란 initial CCA 수행하여 하나의 CCA 슬롯 동안 클리어 채널을 탐지하면 즉시 전송을 수행하고 비지 채널을 탐지하면 ECCA을 수행하는 경우를 말한다.
도 13은 송신기가 initial CCA에서 클리어 채널을 탐지한 경우와 비지 채널을 탐지한 경우의 전송 동작을 예시하는 도면이다.
도 13(a)는 기지국이 initial CCA을 수행하여 클리어 채널을 탐지한 경우를 보여준다. 여기서, initial CCA 수행 시점(1300)은, initial CCA 종료 시점(1302)이 다수의 기지국들에 의해 공통적으로 설정된 ECCA 종료 시점과 동일하도록 설정될 수 있다. 물론 initial CCA 수행 시점(1300)은 별도로 정해진 임의의 시점일 수도 있다. 이때 다수의 기지국들은 상기 ECCA 종료 시점에 대한 정보를 서로 교환할 수 있다.
도 13(b)는 기지국이 initial CCA을 수행하여 비지 채널을 탐지한 경우를 보여준다. 상기 기지국은 initial CCA에서 비지 채널을 탐지하였으므로 ECCA을 수행하게 된다. 여기서, ECCA을 위해서 기지국이 선택한 랜덤 숫자는 N = 4로 가정된다. LAA 기지국은 initial CCA을 수행하고 Wi-Fi의 전송(1310)으로 인해 채널이 점유되고 있음을 확인한다. 그 후 Wi-Fi가 전송을 종료했을 때(1312) ECCA을 시도하는데 미리 주어진 ECCA 종료 시점(1314)으로부터 N = 4만큼 앞선 시점(1316)에서 ECCA을 시작할 수 있다(백오프 카운팅을 시작할 수 있다). 그리고 4개의 클리어 채널을 관찰하였다면 상기 기지국은 전송을 수행할 수 있다(1320).
본 제안 방안은 initial CCA에 적용되는 CCA 슬롯 기간과 ECCA에 적용되는 CCA 슬롯 기간이 서로 같은 경우 및 다른 경우 모두에 적용될 수 있다. 예를 들어, initial CCA 슬롯 기간은 34 us 이고 ECCA 슬롯 기간은 34 us 와 같은 값을 가질 수도 있고, 9 us 또는 10 us 처럼 다른 값을 가질 수도 있다.
지금까지 설명한 제안 방안은 기지국이 initial CCA 및 ECCA을 수행할 때 명시적 연기(explicit defer) 구간이 없는 경우를 가정하였다.
도 14는 명시적 연기 구간의 일 예인 Wi-Fi의 DIFS를 설명하는 도면이다.
명시적 연기(explicit defer) 구간이란, Wi-Fi의 DIFS(DCF interframe space)(1400)와 같이 송신기가 측정한 채널이 비지 상태에서 아이들(idle) 상태로 변한 시점부터 ECCA 혹은 랜덤 백오프를 시작할 때까지의 미리 정해진 대기 시간을 의미한다.
본 개시의 제안 기법은 명시적 연기 구간이 존재할 때에도 적용될 수 있다. initial CCA 및 ECCA을 수행할 때, 기지국은 측정한 채널이 비지 상태에서 클리어 상태로 변환된 즉시 initial CCA 및 ECCA을 수행하는 것이 아니라(백오프 카운팅을 하는 것이 아니라), 비지 상태에서 클리어 상태로 변환된 후 일정 시간 동안 대기한 후 initial CCA 및 ECCA을 수행하는데(백오프 카운팅을 수행하는데), 상기 대기하는 일정 시간이 명시적 연기 구간이다.
도 15는 initial CCA을 수행할 때 명시적 연기 구간을 적용하는 예시를 보여준다.
LAA 기지국은 Wi-Fi의 채널 점유가 종료된 직후(1500) 즉, LAA 기지국이 측정한 채널이 비지 상태에서 클리어 상태로 변한 직후부터 initial CCA 수행 시점을 결정하는 것이 아니라, Wi-Fi의 채널 점유가 종료되고 명시적 연기 구간(1502)이 지난 후부터 initial CCA 수행 시점을 결정한다. 만약 도 15와 같은 상황에서 명시적 연기 구간이 존재하지 않는다면 2번째 initial CCA 종료 시점(1504)에서 클리어 채널을 탐지한 후 전송을 수행할 수 있지만, 상기 명시적 연기 구간(1502)이 존재한다면 2번째 initial CCA 종료 시점(1504)이 명시적 연기 구간(1502)에 포함되므로 LAA 기지국은 상기 명시적 연기 구간(1502) 동안에 initial CCA을 수행하지 못하고 3번째 initial CCA 종료 시점(1506)에서 클리어 채널을 탐지한 후 전송을 수행할 수 있다.
하지만 명시적 연기 구간의 존재 여부가 제안 방안에서의 initial CCA 수행 시점에 영향을 주지 않을 수도 있다. 도 16은 이에 대한 예시를 보여준다.
도 16는 initial CCA을 수행할 때 명시적 연기 구간을 적용하는 다른 예시를 보여준다.
도 16 에서 Wi-Fi가 전송을 종료한 직후(1600) 즉, 기지국이 측정한 채널 상태가 비지에서 클리어로 변경된 후 기지국이 명시적 연기 구간(1602) 동안 initial CCA을 수행하지 않고 대기한다고 하더라도, 상기 기지국은 미리 정해진 initial CCA 종료 시점을 고려하여 initial CCA 수행 시점을 결정한다. 때문에 명시적 연기 구간(1602)이 initial CCA 종료 시점(1604)을 포함하지 않고 명시적 연기 구간이 끝난 후 initial CCA을 수행할 충분한 시간이 있다면 명시적 연기 구간의 존재 여부는 initial CCA 수행 시점에 영향을 주지 않는다.
도 17은 기지국이 ECCA을 수행하는 도중에 비지 채널을 탐지하여 채널이 다시 클리어 상태가 될 때까지 백오프 카운팅을 중단한 경우를 도시한다.
ECCA을 위해서 기지국이 선택한 랜덤 숫자가 4이고 기지국이 2개의 클리어 CCA 슬롯(1700, 1702)을 탐지한 후 비지 채널을 탐지하였다면 채널이 다시 클리어 상태가 될 때까지 기다린 후 추가적으로 명시적 연기 구간(1710)만큼 대기한다. 명시적 연기 구간(1710)이 종료된 후에는 2개의 클리어 CCA 슬롯을 추가로 탐지한 후 전송을 수행할 수 있는데, 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1720)이 존재하므로 상기 기지국은 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1720)으로부터 2개의 CCA 슬롯 이전 시점(1730)부터 ECCA을 다시 수행한다(백오프 카운팅을 다시 수행한다). 즉, 상기 기지국은 상기 2개의 CCA 슬롯 이전 시점(1730)이 도달하기 전까지는 백오프 카운팅을 하지 않을 것으로 결정할 수 있다. 상기 상기 기지국이 2개의 클리어 CCA 슬롯을 탐지하면, 상기 기지국은 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1720)부터 전송을 시작할 수 있다.
도 18은 기지국이 묵시적 연기 구간을 이용하여 데이터 전송 시점을 동기화 하는 방안을 예시한다.
도 18(a)에서는 ECCA 종료 시점이 다수 기지국 간의 시그널링을 통해서 미리 정해지고 기지국은 선택한 랜덤 숫자만큼 앞선 시점(1802)에서 ECCA을 시작하여 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1800)에 ECCA가 종료되도록 한다.
도 18(b), 18(c)는 변형된 동작을 예시한다.
도 18(b)에서는, 전송할 데이터가 발생하고 패킷이 형성된 순간(1810)부터 LAA 기지국은 ECCA을 시작하며, 상기 ECCA가 실제로 종료된 시점(1812)부터 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1814)까지의 묵시적 연기(implicit defer) 구간(1816) 동안 전송을 하지 않고 대기하다가 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1814)부터 전송을 수행한다. 이때 실제로 ECCA가 종료된 시점(1812)과 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1814)까지의 묵시적 연기 구간(1816) 동안 상기 기지국은 전송하지 않고 대기하는데, 상기 구간(1816)에서 Wi-Fi AP가 전송을 수행할 수도 있으므로 상기 구간(1816)은 Wi-Fi AP 측면에서 유리하다고 볼 수 있다. 이는 도 18(a)에서도 마찬가지이다.
도 18(c)에서는, 전송할 데이터가 발생하고 패킷이 형성된 순간(1820)부터 기지국은 ECCA을 시작하며, 마지막 CCA 슬롯의 직전(1822)까지 연속으로 ECCA을 수행한다. 그리고 남아있는 마지막 CCA(1824)는 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1826)의 직전에 수행한다. 상기 마지막 CCA(1824)를 통과하면 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1826)부터 전송을 시작할 수 있다. 여기에서는 마지막 CCA(1824)와 그 직전 CCA 사이에 기지국이 대기하는 구간(1828)이 생기는데 상기 구간(1828)에서 Wi-Fi AP가 전송을 수행할 수도 있으므로 상기 구간(1828)은 Wi-Fi AP 측면에서 유리하다고 볼 수 있다. 이는 도 18(a)에서도 마찬가지이다.
도 18(b)는 도 18(d)와 같이 변형될 수 있다.
도 18(d)에서는, 전송할 데이터가 발생하고 패킷이 형성된 순간(1830)부터 기지국은 ECCA을 시작하며, 상기 ECCA가 실제로 종료한 시점(1834)부터 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1832)까지 LAA 표준화에서 논의되고 있는 초기 신호(1836), 예약 신호, 디스커버리 신호 또는 PSS, SSS, CRS 등의 동기 신호나 참조 신호(RS) 등을 전송할 수 있다.
도 18에서는 다수의 기지국들이 기지국 간 시그널링을 통해서 initial CCA 및 ECCA 종료 시점을 미리 정해둔다. 따라서 미리 정해진 initial CCA 및 ECCA 종료 시점에 initial CCA 및 ECCA가 종료되도록 initial CCA 및 ECCA 시작 시점을 결정한다. 따라서 기지국에 전송할 데이터가 발생한 시점부터 기지국이 initial CCA 및 ECCA을 수행할 때까지 어쩔 수 없이 기지국이 아무런 동작을 수행하지 않는 시간 구간이 발생하게 된다. 상기 시간 구간의 길이는 기지국에 전송할 데이터가 발생한 시점 및 기지국이 ECCA을 위해서 선택한 랜덤 숫자가 무엇인지에 따라서 변하게 된다. 이에 상기 시간 구간은 묵시적 연기 구간이라고 명명된다.
제안 방안의 변형된 형태로써 initial CCA을 활용한 주파수 재사용 방안이 있을 수 있다. LBT 규제에 따르면 LBE는 하나의 CCA 슬롯으로 구성된 initial CCA을 수행한 후 클리어 채널을 탐지하면 전송을 즉시 수행할 수 있다. 따라서 주파수 재사용 1을 달성하고자 하는 기지국 그룹 중 현재 전송을 수행하고 있는 기지국(들)은 특정 기간에 전송을 일시 정지하고, 주파수 재사용 1을 달성하고자 하는 기지국 그룹 중 현재 전송을 수행하지 않고 있는 기지국(들)은 상기 전송이 정지된 기간에 initial CCA을 수행하면 클리어 채널을 탐지할 것이므로 주파수 재사용 1을 달성할 수 있다. 전송이 일시 정지되는 상기 특정 기간에는 전송의 공백(blank)이 발생하므로, 본 개시에서 상기 특정 기간은 공백(blank) 구간이라고 명명된다.
도 19는 blank 구간 및 initial CCA를 이용하여 주파수 재사용 1을 달성하는 방법을 예시한다.
LAA 기지국 1 ~ 3(1900, 1902, 1904)이 서로 캐리어 센싱 범위 내에 위치한다고 가정한다. 즉, LAA 기지국 1 ~ 3 중 적어도 하나의 기지국이 전송을 수행하면 나머지 기지국들은 initial CCA 또는 ECCA을 수행하였을 때 비지 채널을 탐지하는 경우이다. 만약 LAA 기지국 1(1900) 및 LAA 기지국 2(1902)가 제안 방안에 따라서 ECCA을 수행한 후 미리 정해진 ECCA 종료 시점(1910)부터 동시에 전송을 수행하는 경우, 전송할 데이터가 뒤늦게 발생한 기지국 3(1904)은 기지국 1(1900)과 기지국 2(1902)가 전송을 종료할 때까지 CCA 결과 비지 채널을 탐지하므로 전송을 수행할 기회를 얻지 못한다. 기지국 1(1900)과 기지국 2(1902)가 일정한 시간 간격으로 blank 구간(1912)을 도입하고 상기 blank 구간(1912) 동안 전송을 일시적으로 중단한다면, 기지국 3(1904)은 상기 blank 구간(1912)에서 CCA(1914)을 수행함으로써 CCA 결과 비지 채널을 탐지하는 상황을 피할 수 있다. 물론 상기 blank 구간(1912)에서 기지국 1(1900) 및 기지국 2(1902) 이외에 다른 Wi-Fi 기기나 LAA 기지국으로부터 CCA 임계값 이상의 간섭을 수신하는 경우에 상기 기지국3(1904)는 비지 채널을 탐지하여 전송을 수행하지 못할 수도 있다.
여기서, blank 구간의 길이는 initial CCA 슬롯의 길이와 같거나 더 길 수 있다.
blank 구간의 위치는 예로써 다음과 같을 수 있다.
- ECCA 종료 시점과 동일한 시점
- ECCA 종료 시점과 별개인 독립적인 시점
- 매 서브프레임의 첫 번째 심볼
- 매 서브프레임의 마지막 심볼
- 초기 신호가 전송되기로 예정된 심볼
blank 구간의 발생 주기는 다음과 같을 수 있다.
임의의 N 서브프레임 (N = 1, 2, 3, ...)
- 최대 채널 점유 시간(Maximum channel occupancy time)
기지국은 주변의 다른 기지국과 blank 구간에 대한 정보를 교환할 수 있다.
- 상기 blank 구간에 대한 정보는 blank 구간의 길이, blank 구간의 위치, blank 구간의 발생 주기 등을 포함한다.
- blank 구간에 대한 정보 교환 방식은 X2 인터페이스를 활용한 방안이 될 수도 있고 LAA 기지국이 LAA 프리앰블, 초기 신호, 예약 신호 등에 해당 정보를 포함하여 에어 인터페이스로 전송하는 방식이 될 수도 있다.
또한 blank 구간에 신호를 완전히 전송하지 않는 방법 대신 신호를 전송하되 전송 전력을 낮추어 전송하는 것도 가능하다.
도 20은 일정 기간 전송되는 알려진 신호와 initial CCA를 이용하여 주파수 재사용 1을 달성하는 방법을 예시한다.
기지국은 일정 구간(예를 들어, 상기 blank 구간에 해당하는 기간)에 낮은 전송 전력의 알려진 신호를 전송할 수 있다. 주파수 재사용을 달성하고자 하는 기지국 그룹 중 현재 전송을 수행하지 않고 있는 기지국(들)이 현재 전송을 수행하고 있는 기지국들로부터 낮은 간섭을 받으므로 주파수 재사용 1을 달성할 가능성이 증가한다.
주파수 재사용을 달성하고자 하는 기지국 그룹 중 현재 전송을 수행하고 있는 기지국(들)은 미리 약속된 시간(2000)에 미리 정해진 신호를 전송한다. 여기서 미리 정해진 신호란 기지국(들) 사이에 알려진 신호이고, 현재 LAA 표준화에서 논의되고 있는 초기 신호, 예약 신호, 디스커버리 신호, PSS, SSS, CRS 등과 같은 동기 신호, 참조 신호 등이 있을 수 있다. 또한 주파수 재사용을 달성하고자 하는 기지국 그룹 중 현재 전송을 수행하고 있지 않는 기지국(들)은 미리 약속된 시간에 initial CCA(2002)을 수행한다. 여기서 채널의 클리어 또는 비지 상태를 판단할 때에는 주파수 재사용을 달성하고자 하는 기지국 그룹에 포함된 기지국들이 미리 약속된 시간에 전송하기로 한 신호의 세기는 제외하고 나머지 신호의 전력을 기준으로 한다. 즉, 아래와 같은 기준에 의해서 채널의 클리어/비지 상태를 판단할 수 있다.
표 1
Figure PCTKR2016003747-appb-T000001
여기서 미리 정해진 신호 전송 구간의 길이는 initial CCA 슬롯 길이와 같거나 더 길 수 있다.
또한 미리 정해진 신호 전송 구간의 위치는 다음과 같을 수 있다.
- 제안 방안에서 알려주는 ECCA end 시점과 동일한 시점
- 제안 방안에서 알려주는 ECCA end 시점과 별개로 독립적인 시점
- 매 subframe의 첫 번째 symbol
- 매 subframe의 마지막 symbol
- Initial signal이 전송되기로 예정된 symbol
또한 known signal 전송 구간의 발생 주기는 다음과 같을 수 있다.
임의의 N subframes (N = 1, 2, 3, ...)
- Maximum channel occupancy time
기지국은 주변의 다른 기지국과 known signal 전송 구간에 대한 정보를 교환한다.
- 여기서 known signal 전송 구간에 대한 정보는 known signal 전송 구간의 길이, known signal 전송 구간의 위치, known signal 전송 구간의 발생 주기 등을 포함한다.
- 여기서 known signal 전송 구간에 대한 정보 교환 방식은 X2 interface을 활용한 방안이 될 수도 있고 LAA 기지국이 LAA preamble, initial signal, reservation signal 등에 해당 정보를 포함하여 air interface로 전송하는 방법이 될 수도 있다.
도 21a, 21b은 본 개시에 따른 초기 신호, blank 구간, 및 명시적 연기 기간을 선택적으로 적용하는 LBT 기법의 다양한 예를 도시한다.
도 21a, 21b에서 (a), (c)는 본 개시에 따른 blank 구간 또는 초기 신호가 사용되는 경우를 예시한다. 도 21a, 21b에서 (b), (d)는 본 개시에 따른 blank 구간 또는 초기 신호와 명시적 연기 구간이 사용되는 경우를 예시한다.
도 22는 전송 시점 정보 또는 오프셋을 이용하여 전송 시점을 일치시키는 방법을 예시하는 도면이다.
본 개시는 캐리어 센싱 영역(2200) 내에 있는 다수의 기지국들이 주파수 재사용을 위해서 전송 시작 시점을 일치시켜서 전송하는 방법을 고려하고 있다. 일 예로써 다수의 기지국들이 ECCA 종료 시점을 공유하여 상기 공유된 시점에서 ECCA가 끝나면 상기 기지국들이 동시에 전송한다. 이를 위해서는 캐리어 센싱 영역(2200) 내에 있는 다수의 기지국들이 전송 시작 시점에 관한 정보를 주고 받을 수 있다.
도 22(a)는 다수 기지국들이 동기화된 경우를 예시한다.
만약 상기 다수 기지국들 사이에서 동기화가 이루어졌다면 즉, 상기 다수 기지국들의 프레임 경계 혹은 서브프레임 경계(2202)가 일치하는 경우에는 일치된 전송 시점(aligned TX timing)(2204)에 대한 정보만 공유하면 동시 전송이 가능해진다. 상기 일치된 전송 시점 정보의 예로는, 전송이 시작되는 심볼 경계 정보 혹은 서브프레임 경계 정보 등이 있다.
하지만 도 22(b)에서와 같이, 캐리어 센싱 영역(2200) 내에 있는 다수의 기지국들 사이에 동기화가 이루어지지 않았다면 (예를 들어, 상기 기지국들간에 프레임 경계, 서브프레임 경계 또는 심볼 경계가 일치하지 않는다면), 상기 기지국들이 전송 시점을 일치시키기 위해서는 전송 시점에 관한 정보뿐만 아니라 기지국들 사이에 동기가 얼마나 차이가 나는지에 대한 정보도 공유되어야 한다. 즉, LAA 기지국 1 ~ LAA 기지국 3을 관리하는 상위 엔티티(예를 들면 클러스터 헤더 역할을 하는 LAA 기지국, MME 등)가 존재한다면 상기 상위 엔티니는 특정 시점을 기준으로 각 기지국들의 프레임 경계, 서브프레임 경계 또는 심볼 경계가 얼마나 차이나는지에 대한 정보를 수집할 수 있다. 그리고 상기 상위 엔티티는 도 22(b)에 나타나 있는 것처럼 특정 기준 시점으로부터 일치된 전송 시점(aligned TX timing) 정보 ('A'로 표기) 및 각 기지국의 특정 기준 시점으로부터의 타이밍 옵셋(timing offset) 정보를 각각의 기지국에게 전달한다. 이를 수신한 각 기지국은 특정 기준 시점으로부터 일치된 전송 시점 A를 합한 값에서 상기 특정 기준 시점으로부터의 타이밍 옵셋을 뺀 후, 자신의 서브프레임 경계 (또는 프레임 경계 또는 심볼 경계)에서부터 상기 뺀 값만큼 지연된 시점을 공통된 전송 시작 시점으로 인지할 수 있다. 결론적으로 각 기지국들 사이에 특정 기준 시점으로부터의 동기 옵셋 정보 및 특정 기준 시점으로부터의 일치된 전송 시점 정보를 서로 주고 받는 동작이 필요하다.
도 22에서는 캐리어 센싱 영역(2200) 내의 기지국들 사이에 특정 기준 시점으로부터의 동기 옵셋 정보 및 특정 기준 시점으로부터의 일치된 전송 시점 정보를 서로 주고 받아서 전송 시작 시점을 일치하는 동작을 설명하였다.
도 23은 초대 신호 기반으로 전송 시점을 일치시키는 시스템을 예시한다.
기지국들 사이에 전송 시점을 일치시키기 위한 또 다른 방법으로써 도 23과 같이 캐리어 센싱 영역 내의 특정 기지국(2300)이 초대(invitation) 신호를 전송하여 캐리어 센싱 영역 내의 다른 기지국들은 초대 신호를 수신한 시점을 일치된 전송 시점으로 설정하는 방법이 있다. 여기서, 초대 신호는 현재 LAA 표준화에서 논의되고 있는 예약 신호, 초기 신호, 디스커버리 신호, PSS/SSS/CRS 등의 동기 신호, 참조 신호 등으로 구성되어 있으며 캐리어 센싱 영역 내의 다수의 기지국들은 초대 신호 내의 특정 시퀀스 혹은 식별자 등을 수신하면 상기 초대 신호가 전송 시작 시점을 일치시키기 위한 신호라는 사실을 인지할 수 있다. 또한 캐리어 센싱 영역 내의 특정 기지국이 초대 신호를 전송하고 캐리어 센싱 영역 내의 다른 기지국들이 초대 신호를 수신하였을 때 초대 신호를 전송한 기지국 및 이를 수신한 기지국들은 초대 신호를 전송 및 수신한 시점을 기준으로 T 시점 이후를 공통된 전송 시작 시점으로 설정할 수도 있다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
(초대 신호를 전송한 기지국) 일치된 전송 시점 = Ttx + Toffset
(초대 신호를 수신한 기지국) 일치된 전송 시점 = Trx + Toffset
Ttx 및 Trx는 각각 초대 신호를 전송한 시점 및 수신한 시점이 된다. 또한 캐리어 센싱 영역 내의 다수의 기지국들은 Toffset에 관한 정보를 서로 공유하기 위해서 X2 인터페이스 또는 에어 인터페이스(air interface)을 통해서 해당 정보를 주고 받는 동작을 취한다.
도 24는 데이터가 발생한 시점부터 ECCA 종료 시점까지의 남은 시간에 따라서 본 개시의 기법을 적용하는 방법을 예시한다.
송신기는 주파수 재사용을 위해서 미리 정해진 ECCA 종료 시점에 ECCA가 종료되도록 ECCA 시작 시점을 결정하는데, 이러한 경우 데이터가 발생한 시점부터 ECCA을 시작할 때까지 대기 시간(즉, 묵시적 연기 구간)이 발생할 수 있다. 따라서 데이터가 발생한 시점(2400, 2410)부터 가장 가까운 ECCA 종료 시점(2402, 2412)까지의 남은 시간(2404, 2414)에 따라서 제안 기법의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 송신기는 다음과 같이 동작할 수 있다.
(1) 데이터가 발생한 시점부터 가장 가까운 ECCA 종료 시점까지 남은 시간Tremain(2404, 2414)을 계산한다.
(2) Tremain을 임계값(Tthreshold)과 비교한다.
(3) 만약 Tremain이 임계값(Tthreshold)보다 큰 경우에는, 도 24(a)와 같이, 제안 기법을 따르지 않고 즉시 ECCA을 시작할 수 있다. 이것은 송신기의 대기 시간이 너무 길어지는 것을 방지하기 위함이다. 상기 송신기가 즉시 ECCA를 실시하고 채널을 예약(점유)함으로써 상기 송신기에게 전송 우선 순위가 부여된다.
(4) 만약 Tremain이 임계값(Tthreshold)보다 작은 경우에는, 도 24(b)와 같이, 제안 방안에 따라서 미리 정해진 ECCA 종료 시점에 ECCA가 종료되도록 ECCA 시작 시점을 설정할 수 있다.
(5) 이러한 동작을 수행하기 위해서 LAA 기지국들은 서로 임계값(Tthreshold)을 공유할 수 있다. 공유하는 방식으로는 X2 인터페이스를 통한 시그널링이 있을 수 있고, LTE DL(downlink) 제어 메시지를 통한 시그널링이 있을 수 있고, 또한 예약 신호, 초기 신호, 디스커버리 신호 등 현재 LAA 표준화에서 새롭게 설계하고 있는 신호를 통한 시그널링이 있을 수도 있다.
Part 9
도 25는 예약 신호 및 시간 정보를 이용하여 CCA 임계값을 적응적으로 이용하는 기법을 예시하는 도면이다.
LAA 기지국이 주변의 LAA 기지국이 전송한 예약 신호(또는 초기 신호)를 수신하여 자신이 적용하는 CCA 임계값을 조절하는 방법이 설명된다.
LAA 기지국 1(2500)이 ECCA을 수행하기 위해서 선택한 임의의 숫자가 5인 상황을 가정한다. LAA 기지국 1(2500)은 5개의 클리어 CCA 슬롯을 탐지한 후 전송을 시작한다. LAA 기지국1(2500)이 LAA 신호(즉, 데이터)를 전송하기 전에 미리 정해진 또는 가변적인 길이를 갖는 예약 신호가 전송된다고 가정하고 이를 활용한다.
LAA 기지국 1(2500)은 LAA 신호를 전송하기 전에 예약 신호를 전송하는데 상기 예약 신호에는 T1이라는 시간 정보가 포함될 수 있다. 여기서, T1이라는 시간 정보가 포함되는 방식은 시퀀스 형태(즉, 시퀀스만 포함하고 상시 기퀀스가 T1 값과 1:1 대응됨)일 수도 있고 메시지 형태(즉, T1 값을 직접 포함)일 수도 있다. 여기서 예약 신호는 같은 MNO 혹은 서로 다른 MNO가 운용하는 LAA 기지국에 의해서 탐지가 가능하다. 따라서 주변의 기지국 즉, LAA 기지국 1(2500)이 전송한 예약 신호를 탐지하고 T1이라는 시간 정보를 파악한 LAA 기지국 2(2510)은 평소에는 기본설정(default) CCA 임계값인 CCA 임계값 0을 사용하다가 상기 예약 신호를 탐지한 시점부터 T1 시간(2512) 동안 CCA 임계값 0과 다른 CCA 임계값 1을 적용한다.
CCA 임계값은 특정 채널을 클리어 채널로 판단하기 위한 간섭 신호의 크기의 상한이므로, CCA 임계값이 클수록 CCA 결과가 클리어 채널일 가능성이 높아진다. 따라서, CCA 임계값 1이 CCA 임계값 0보다 높으면 예약 신호를 탐지한 LAA 기지국은 CCA 체크를 통과할(클리어 채널로 탐지할) 가능성이 높아지고, LAA 기지국 사이의 동시 전송, 즉 주파수 재사용 가능성은 높아진다. 여기서 T1(2512)은 기지국이 ECCA 통과 후 다시 CCA/ECCA을 수행하기 전까지 채널을 점유할 수 있는 시간으로 생각할 수 있다. 따라서 LAA 기지국 1(2500)이 채널 점유를 마치기 전에 예약 신호를 탐지한 LAA 기지국 2(2510)가 LAA 기지국 1(2500)과 동시 전송을 수행할 수 있는 것이다.
도 26, 27, 28을 참조하여, 주변 기지국이 전송한 예약 신호 및 전송 대기 시간을 이용하여 주파수 재사용 1을 달성하는 방법을 설명한다. 일반적으로 각각의 LAA 기지국은 서로 독립적으로 ECCA을 수행한다. 즉, 각각의 기지국은 서로 독립적인 시점에 ECCA을 시작하고, ECCA을 위한 랜덤 숫자를 독립적으로 선택하기 때문에 독립적인 시점에 ECCA을 종료한다. 따라서 LAA 기지국 사이의 동시 전송 즉, 주파수 재사용이 쉽게 달성되지 않는다. 따라서 여기서는 각각의 LAA 기지국이 독립적으로 ECCA을 수행하되 ECCA 종료 후 전송되는 예약 신호의 길이를 조절하여 LAA 기지국 사이의 주파수 재사용을 달성할 수 있는 방법을 제안한다.
도 26은 주변 기지국이 전송한 예약 신호 및 예약 신호의 길이 정보를 이용하여 주파수 재사용을 달성하는 방법의 예시도이다.
LAA 기지국 1(2600)이 ECCA을 위해서 선택한 랜덤 숫자가 5인 경우 및 LAA 기지국 2(2610)가 ECCA을 위해서 선택한 임의의 숫자가 7인 경우를 가정한다. 각 기지국이 ECCA을 시작하는 시점은 도 26에 명시되어 있다. 이 경우 LAA 기지국 1(2600)은 LAA 기지국 2(2610)보다 먼저 ECCA을 종료하게 된다. ECCA을 종료한 LAA 기지국 1(2600)은 T2 시간(2602) 동안 예약 신호를 전송한다. 상기 T2 시간(2602)의 값은 LAA 시스템에 의해서 사전에 정의된 값일 수도 있고 LAA 기지국이 예약 신호를 전송할 때마다 설정하여 시퀀스 형태(즉, 시퀀스만 포함하고 상시 기퀀스가 T2 값과 1:1 대응됨)일 수도 있고 메시지 형태(즉, T2 값을 직접 포함)로 상기 예약 신호 내에 포함될 수도 있다. 만약 LAA 기지국 1(2600)이 ECCA을 종료한 후 T2 시간(2602) 동안 예약 신호를 전송하고 이를 LAA 기지국 2가 탐지한다면 LAA 기지국 2(2610)는 전체 수신 간섭 중 LAA 기지국 1(2600)이 전송하는 예약 신호에 의한 간섭을 제외하고 CCA 즉, 채널의 비지 또는 클리어 여부를 판단하도록 한다. LAA 기지국 2(2610)의 ECCA 중 4, 3, 2, 1로 명시된 부분에 대해서 상기 LAA 기지국 2(2610)는 전체 수신 간섭 중 LAA 기지국 1(2600)이 전송하는 예약 신호에 의한 간섭은 제외하고 ECCA을 수행하게 된다.
LAA 기지국 1(2600)이 전송하는 예약 신호를 탐지한 LAA 기지국 2(2610) 역시 ECCA을 마치면 LAA 기지국 1(2600)이 전송하는 예약 신호에 포함된 T2 정보를 활용하여 LAA 기지국 1이 예약 신호 전송을 완료하는 시점(2612)까지 예약신호를 전송한다. 그리고 상기 완료하는 시점(2612) 이후에는 LAA 기지국 1 및 2는 동시에 보통의 LAA 신호(예를 들어, 데이터)를 전송하게 된다. 같은 통신 사업자 또는 다른 통신 사업자가 운용하는 LAA 기지국도 서로 상대방이 전송하는 예약 신호를 탐지할 수 있다는 점을 활용하면 도 26과 같이 주파수 재사용을 달성할 수 있다.
하지만 제안 방안을 사용하더라도, 즉 ECCA을 종료한 후 T2 시간 동안 예약 신호를 전송하더라도 항상 주파수 재사용이 달성되는 것은 아니다.
도 27, 도 28은 제안 방안을 적용하였지만 주파수 재사용에 실패한 예를 도시한다.
도 27은 기지국 1(2700)이 ECCA을 위한 임의의 숫자로 5를 선택하고 기지국 2(2710)가 ECCA을 위한 임의의 숫자로 7을 선택한 경우를 가정한다. 기지국 1(2700)은 ECCA을 종료하고 T2 시간 동안 예약 신호를 전송하고 있으나 기지국 2(2710)는 ECCA을 3까지 진행하다가 주변의 Wi-Fi 전송으로 인한 간섭 등으로 인하여 비지 채널을 탐지하여 랜덤 백오프의 카운팅이 동결(freeze)(즉, 중단)되었다. 이 경우 LAA 기지국 1(2700)은 ECCA 종료 후 T2 시간 동안 예약 신호를 전송한 후 보통의 LAA 신호를 전송하기 때문에, 만약 LAA 기지국 2(2710)가 LAA 기지국 1(2700)이 예약 신호 전송을 마치기 전까지 ECCA을 마치지 못한다면 주파수 재사용 1은 달성되지 못할 수 있다.
도 28역시 도 27과 마찬가지로 주변 기지국이 전송한 예약 신호 및 시간 T2 정보를 이용하여 주파수 재사용을 시도하였으나 실패한 경우의 예를 보여 주고 있다. LAA 기지국 2(2810)가 ECCA에 소요하는 시간 대비 LAA 기지국 1(2800)이 예약 신호를 전송하는 시간인 T2가 너무 짧으면 LAA 기지국 2(2810)는 LAA 기지국 1(2800)이 ECCA을 종료하고 예약 신호 전송을 완료할 때(2802)까지 ECCA을 종료하지 못한다. 따라서 주파수 재사용은 이루어지지 않고 LAA 기지국 1(2800)만 전송을 수행하게 된다.
도 29는 비면허 대역에서 동작하는 LBT 방법의 플로우 차트이다.
도 28에 따르면 LAA 기지국은 ECCA을 수행하는 과정(2900, 2902, 2904, 2906, 2908, 2910, 2912 및 2914)에서 클리어 채널을 탐지하면 무조건 백오프 카운팅을 수행(즉, 백오프 카운터를 N = N - 1 과 같이 감소시키도록) 설계되어 있다. 이러한 설계는 기지국이 백오프 카운팅을 일시적으로 정지하여 의도적으로 전송을 연기(defer)시키고자 하는 동작을 어렵게 만든다.
따라서 본 발명에서는 기지국이 ECCA을 수행하는 과정에서 클리어 채널을 탐지하더라도 백오프 카운터를 줄이지 않고 유지하여 기지국의 의도적 전송 지연(연기)을 가능하게 한다.
도 30은 비면허 대역에서 동작하는 LBT 방법의 플로우 차트의 다른 예이다.
도 29와 비교할 때, 도 30에서는 송신기가 백오프 카운팅을 스스로 연기(self defer)하는 동작(3016)이 추가되었다.
도 30에 따르면 송신기(즉, LAA 기지국)는 ECCA을 수행하는 과정(3000, 3002, 3004, 3006, 3008, 3010, 3012 및 3014)에서 클리어 채널을 탐지하면 무조건 백오프 카운팅하는 것이 아니라, 백오프 카운터의 감소(decrement) 여부를 결정하고(3016) 나서 백오프 카운팅을 수행할 수 있다. 즉, 상기 송신기가 ECCA 수행 중에 클리어 채널을 탐지하였을 때 연기(self-defer) 수행 여부를 상기 송신기 스스로 결정할 수 있다. 따라서 기지국이 연기를 수행하기로 결정하였다면 백오프 카운터를 줄이지 않고 다음 CCA 슬롯에서 CCA을 재개하도록 한다. 만약 기지국이 전송 연기를 수행하지 않기로 결정하였다면 백오프 카운터를 1만큼 줄이고 ECCA을 계속할 수 있다.
여기서, 송신기가 연기(self-defer) 동작을 수행하는 경우는 다음과 같다.
- 다수의 기지국이 각자 ECCA을 위한 임의의 숫자를 선택한 후 기지국 간 전송 시작 시점을 동일하게 맞추기 위해서 연기 동작을 수행할 수 있다.
- 하나의 기지국이 다수의 비면허 대역에서 전송을 수행하기 위해서 각 비면허 캐리어 별로 ECCA을 위한 임의의 숫자를 선택한 후 비면허 캐리어 간 전송 시작 시점을 동일하게 맞추기 위해서 연기 동작을 수행할 수 있다.
위와 동일한 목적을 달성하기 위해서 연기 방식을 위와 다른 방식으로 동작시킬 수도 있다.
도 31은 비면허 대역에서 동작하는 LBT 방법의 플로우 차트의 다른 예이다.
도 29와 비교할 때, 도 31에서는 송신기가 전송을 스스로 연기(self defer)하는 동작(3124)이 추가되었다. 도 30과 비교할 때, 도 21에서는 송신기가 연기하는 동작의 위치가 상이하다.
도 31에 따르면 송신기(즉, LAA 기지국)는 ECCA을 수행하는 과정(3100, 3102, 3104, 3106, 3108, 3110, 3112 및 3114)에서 클리어 채널을 탐지하면 백오프 카운터 N이 0이 될 때까지 백오프 카운팅하지만, 그 후 N = 0이 되면 전송 여부를 결정할 수 있다(3124). 이때 전송을 하지 않고 연기를 결정한다면 상기 백오프 카운터를 1만큼 증가 시키고 (즉, N = N+1) 다음 CCA 슬롯에서 CCA을 재개할 수 있다.
여기서 스스로 연기(self-defer)는 연기(defer), 암시적 연기(implicit defer), 간접적 연기(indirect defer), 동결(freeze), 스스로 동결(self-freeze), 암시적 동결(implicit freeze), 간접적 동결(indirect freeze), 정지(pause), 스스로 정지(self-pause), 암시적 정지(implicit pause), 간접적 정지(indirect pause) 등으로 표현될 수도 있다.
비면허 대역의 기지국은 다음　표２와 같이 LBT 동작을 수행할 수도 있다.　아래　표　２에서　카운터　Ｎ이　０이　된　이후　상기　기지국은　데이터를　전송할　수　있다．　상기　카운터　Ｎ은　채널　센싱의　결과　표　２와　같이　조절될　수　있다.
표 2
Figure PCTKR2016003747-appb-T000002
표　２는　본　개시에　따른　ＬＡＡ　기지국의 LBT 동작을 보여주고 있다. 상기　표　２의　절차는　도　３０의 동작 순서도와 일치한다. 특히 표　２의 스텝 2）에서는 N (백오프　카운터)이 0보다 크고 (N > 0) 기지국이 백오프　카운터를 줄이기로 결정했을 때 (the eNB chooses to decrement the counter) N을 감소시킨다 (N = N - 1). 즉，본 개시에서 제안된　방법에 따르면 기지국은 클리어　채널을 탐지하더라도 연기　여부를 결정하고　연기를 수행하기로 결정하면 N을 감소시키지 않을 수도 있다. 물론 연기를 수행하지 않기로 결정하면 N을 감소시킬　수　있다.
도　３２a, 32b는　본　개시의　연기（ｄｅｆｅｒ）　동작을　적용한　ＬＢＴ　방법을　예시하는　도면이다．
도　３２a, 32b는　도　１８에서　예시된　방법을　도　３０에서　설명된　스스로　연기　동작을　적용하여　설명하고　있다. 도　32b를　참고하면，　암시적　연기（ｉｍｐｌｉｃｉｔ　ｄｅｆｅｒ） 라고 명시된 구간 동안 송신기가 비지　채널을 탐지하였다면 기지국은　백오프　카운터를 감소시키지 못한다. 또한 상기　암시적　연기　구간(3200, 3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) 동안 송신기가 클리어　채널을 탐지하였더라도 상기　기지국이 스스로　연기（ｓｅｌｆ－ｄｅｆｅｒ）를 수행하기로 결정하였다면 백오프　카운터를 감소시키지 않는다.
도 32b에서 (d)의 경우, 송신기는 ECCA을 위한 랜덤 숫자로 N = 3을 선택하였다. 그렇다면 데이터가 생성된 즉시 ECCA을 시작하고 총 N = 3개의 클리어 슬롯을 탐지한 후부터 스스로 연기를 수행할 수 있다. 그리고 서브프레임 경계 혹은 미리 정해진 시점 직전의 일정 시간 동안 initial CCA(3214)을 수행하고 initial CCA(3214) 결과 클리어 채널을 탐지하면 전송을 수행할 수 있다. 이는 상기 송신기가 전송을 수행할 때까지 총 N = 3개의 CCA 슬롯을 관찰하고 1개의 initial CCA을 추가적으로 수행하는 동작으로 볼 수 있다.
도 33a, 33b, 33c은 연기 구간 Tdefer를 이용하여 스스로 연기 동작을 실시하는 3가지 실시예를 도시한다.
도 33a, 33b, 33c은 도 32에 나타난 동작에 따라서 다수의 기지국이 주파수 재사용을 달성한 예시를 보여준다. 구체적으로, 기지국은 Td(Tdefer) 구간 동안 스스로 연기 동작을 수행함으로써, 백오프 카운터를 감소시키지 않을 것으로 결정하고 다음 CCA 슬롯에서 CCA를 수행하고 있다. 따라서 기지국 1 ~ 3이 동시에 전송을 시작할 수 있다.
도 34는 본 개시에 따른 ECCA 동작을 송신기의 연기 동작을 적용하여 보다 자세히 설명한 순서도이다.
도 34는 도 3에 나타나 있는 308 동작을 보다 자세히 설명한 플로우 차트이다.
특히, 송신기는 채널 센싱(3402)의 결과가 클리어 채널인 경우에도 스스로 연기를 수행할 것인지(즉, 백오프 카운터를 감소시킬 것인지) 결정하는 동작(3404)을 수행한다. 이렇게 함으로써, 송신기는 원하는 시점(예를 들어, 공유된 ECCA 종료 시점)에 데이터 전송을 시작할 수 있고, 주파수 재사용율 1을 달성할 수 있다.
본 개시는 다운링크 위주로 설명되었지만 업링크 전송에서도 동일한 원리로 적용 가능하다고 언급하였다.
다운링크에서는 다수의 기지국 또는 하나의 기지국에서 운영하고 있는 다수의 캐리어 (또는 셀) 사이의 주파수 재사용을 위해서 본 발명이 적용될 수 있다. 도 33이 이에 해당한다. 업링크에서는 같은 셀에서 서비스를 받고 있는 다수의 단말 사이의 주파수 재사용을 위해서 본 개시의 기법이 적용될 수 있다. 만약 업링크에서 다수의 단말 사이의 주파수 재사용이 불가능하다면 LAA 스케줄러(예를 들어, LAA 기지국)는 특정 시점에 한 단말에게만 자원을 할당하게 된다.
단말 1과 단말 2가 동일한 자원을 할당 받았다고 가정하자. 그리고 단말 1은 ECCA을 위한 랜덤 숫자로 4를, 단말 2는 ECCA을 위한 랜덤 숫자로 6을 선택하였다고 가정하자. 단말은 ECCA을 수행한 후 예약 신호를 전송하고 서브프레임 경계에서 업링크 전송을 수행한다. 여기서 단말 1은 단말 2보다 작은 숫자를 선택하였으므로 먼저 예약 신호를 전송하게 된다. 하지만 단말 2에게는 단말 1이 전송한 예약 신호가 간섭으로 수신되므로 남아있는 CCA 슬롯 동안 비지 채널을 탐지하게 되어 ECCA을 성공적으로 수행하지 못하게 된다. 따라서 단말 1과 단말 2는 같은 서브프레임에 스케줄링 되었음에도 불구하고 단말 1만 전송을 수행하게 되고 단말 2는 전송을 수행하지 못할 수 있다.
본 개시에서 제안한 스스로 연기(self-defferal) 기능을 이러한 업링크 환경에도 적용될 수 있다.
도 35는 본 개시에 따라서 업링크 환경에서 다수의 단말이 동시에 데이터 전송을 수행하는 방법을 예시한다.
도 35에서, 단말 1(3500)은 ECCA을 위한 랜덤 숫자로 2를, 단말 2(3510)는 ECCA을 위한 랜덤 숫자로 3을, 단말 3(3620)는 ECCA을 위한 랜덤 숫자로 1을 선택하였다. 그리고 각자 ECCA을 수행하는데 ECCA가 종료된 후 (즉, 단말 1은 2개의 클리어 슬롯을 탐지한 후, 단말 2는 3개의 클리어 슬롯을 탐지한 후, 단말 3은 1개의 클리어 슬롯을 탐지한 후) 즉시 전송을 수행하지 않고 각자 스스로 연기를 수행할 수 있다. 그리고 서브프레임 경계에 맞춰서 동시에 ICCA(3502)을 한 번 수행하고 서브프레임 경계에서 전송을 수행할 수 있다. 이렇게 되면 각 단말은 독립적으로 랜덤 숫자를 선택한 후 이를 기반으로 ECCA을 수행한다. 또한 서브프레임 경계 전까지 예약 신호를 전송하는 대신에 스스로 지연을 수행하므로 서로에게 간섭을 미치지 않는다. 따라서 세 단말 모두 ECCA을 성공적으로 수행할 수 있고 하나의 UL 서브프레임에 다수의 단말이 스케줄링되어도 문제 없이 동작할 수 있게 된다.
UL 동작에 있어서 하기 절차가 더 고려될 수 있다.
- 단말은 기지국의 UL 그랜트(UL grant)에 따라 스케줄된 UL 서브프레임을 판단한다. 단말은 스케줄된 UL 서브프레임을 기준으로 LBT를 수행할 CCA 구간을 파악할 수 있다. 타이밍 옵셋 정보는 UL 그랜트를 통해 지시하거나, RRC 메시지로 지시하거나, 사전에 정해져 있을 수 있다. 타이밍 옵셋은 LBT 동작이 끝나는 시점을 포함하며 추가로 LBT 동작을 시작하는 시점을 나타낼 수 있다. 타이밍 옵셋은 UL 서브프레임 경계(TUL=-Tta) 또는 DL 서브프레임 경계(TDL=0)를 기준으로 표현될 수 있다.
1) CCA구간이 스케줄된 UL 서브프레임의 처음에 위치하는 경우: 서브프레임 경계부터 CCA 구간이 시작되며, CCA 구간이 종료하는 시점, 즉 단말이 신호를 송신하는 시점은 타이밍 옵셋 To=N*Tcca 로 나타낼 수 있다. 따라서 CCA 구간은 [TUL, TUL+To] 또는 [TDL, TDL+To]로 표현된다.
2) CCA구간이 스케줄된 UL 서브프레임의 이전 서브프레임의 마지막에 위치하는 경우:
서브프레임 경계부터 CCA 구간이 시작되며, CCA 구간이 종료하는 시점, 즉 단말이 신호를 송신하는 시점은 타이밍 옵셋 To=N*Tcca 로 나타낼 수 있다. 따라서 CCA 구간은 [TUL, TUL+To] 또는 [TDL, TDL+To]로 표현된다.
한편 DL 버스트(burst)의 마지막 서브프레임(End subframe)이 전체(full)인지 부분(partial)인지에 따라 스스로 연기(self-deferral) 동작이 다르게 적용될 수 있다.
1) DL full 마지막 서브프레임인 경우, 또는 UL 버스트 중간의 CCA 구간인 경우:
FBE 방식의 LBT, 즉 한번의 짧은 CCA 구간 또는 백오프 윈도우에서 작은 백오프 카운터 값을 생성하여 ECCA를 수행하는 LBT를 수행한다. LBT 동작은 DL full 서브프레임에서 UL 서브프레임으로 전환할 때, 또는 UL과 UL 서브프레임 사이에 구성된 짧은 CCA 구간 내에서 시작과 종료가 완료될 수 있다. 기지국은 이러한 상황에 따라 판단하여 단말에게 FBE 방식의 LBT를 지시하거나, 기지국의 서브프레임 구조에 대한 신호를 단말이 수신하여 상황에 적합한 LBT를 스스로 결정할 수 있다.
2) DL partial 마지막 서브프레임인 경우, 또는 DL과 독립적인 UL 버스트가 시작하는 경우:
LBE 방식의 LBT, 즉 백오프 윈도우에서 임의의 큰 백오프 카운터 값을 생성하여 ECCA를 수행하는 LBT를 수행한다. LBT 동작은 DL partial 서브프레임에서 UL 서브프레임으로 전환할 때, 또는 기지국이 PCell에서 SCell에 대해 UL 서브프레임만 할당하였을 때, 또는 앞선 UL 버스트와 거리가 있는 새로운 UL 버스트가 시작할 때, 채널이 비어있는 어떤 시점에서 LBT를 시작하여 단말이 할당된 UL 서브프레임 직전에 LBT가 종료될 수 있다. 기지국은 이러한 상황에 따라 단말에게 LBE 방식의 LBT를 지시하거나, 기지국의 서브프레임 구조에 대한 신호를 단말이 수신하여 상황에 적합한 LBT를 스스로 결정할 수 있다.
한편 기지국은 세부적으로 단말에게 하기와 같은 지시를 내릴 수 있다.
- 기지국이 지시한 송신 타이밍이 CCA 종료 시점(PUSCH 또는 SRS 송신시점)과 일치하면 스스로 연기 동작하고, CCA 종료 시점보다 앞서면 예약 신호를 먼저 송신하여 CCA 종료 시점까지 유지한다.
- 예약 신호 전송이 필요한 경우 그 시작 시점은, a) UL PUSCH 시작 지점이거나, 또는 b) 스페셜 서브프레임(special subframe) 정보로 단말이 알 수 있는 UpPTS 시작 시점이거나, c) 기지국이 지시한 시점일 수 있다. 기지국이 지시하는 경우에, 상기 백오프 카운터가 0이 된 후 또는 스스로 연기 종료 후 예약 신호를 송신하는 시점은 기지국이 1) 공통 DCI(downlink control information) 또는 SIB(system information block) 메시지를 통해 알려주거나, 2) 전용(Dedicated) DCI, MAC CE, RRC 메시지를 통해 알려줄 수 있다.
- 예약 신호의 RE(Resource Element) 맵핑 정보는 기지국이 단말에게 별도로 지시할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 기지국은 단말/기지국 그룹 또는 PLMN에 따라 공통의 RE 맵핑 패턴을 사용할 수 있다. 다른 단말/기지국 그룹 또는 다른 PLMN의 단말/기지국은 예약 신호에 의해 LBT 실패가 될 수 있지만, 동일 단말/기지국 그룹 또는 동일 PLMN의 단말/기지국은 사용하지 않는 RE에 대해서만 LBT를 수행하거나, 동일 그룹/PLMN의 단말/기지국임을 구분하여 LBT 관련 변수(CCA 조정 임계값, 송신 전력 등)를 조정할 수 있다.
- 본 개시의 일 실시예에 따르면 기지국은 단말에게 하나의 UL 서브프레임을 위한 짧은 CCA 구간 내에서 수행할 수 있는 작은 백오프 카운터 또는 경쟁 윈도우(Contention Window) 값을 지시할 수 있다. 단말이 FBE LBT를 수행하는 경우에는 기지국이 지시한 백오프 카운터 또는 경쟁윈도우로부터 만들어진 백오프 카운터를 사용하여 짧은 CCA 구간에서 LBT를 수행한다. 단말은 정해진 송신 시점(서브프레임 경계, PUSCH/SRS 송신시점 또는 예약 신호 송신 시점 등) 이전에 백오프 카운터가 0이 되면 스스로 연기를 수행하여 상기 송신 시점까지 진행한다. 단말이 정해진 송신 시점까지 LBT 실패로 인하여 백오프 카운터를 0으로 만들지 못하면, 단말은 다음 할당된 UL 서브프레임을 위한 CCA 구간에서 1) 기지국이 이 서브프레임을 대상으로 지시한 백오프 카운터 또는 경쟁윈도우를 사용하여 새로 LBT를 하거나, 2) 이전 LBT 동작에서 사용하던 백오프 카운터 값을 유지하여 다시 LBT를 재개할 수 있다. 한편, 단말이 LBE LBT를 수행하는 경우에는, 단말은 기지국으로부터 이미 지시받은 백오프 카운터 또는 경쟁 윈도우로부터 만들어진 백오프 카운터를 사용하여 LBT를 수행하다가, 상기 이번 UL 서브프레임을 위한 지시를 받더라도 이전에 사용하던 백오프 카운터를 그대로 유지한다. 단, 단말은 이번 UL 서브프레임을 위한 백오프 카운터를 단말이 LBT를 종료하고 UL 송신을 시작하는 시점으로 이해한다. 따라서 단말은 잔여 백오프 카운터가 0이 되더라도 상기 송신 시작 시점까지 송신을 지연하는 스스로 연기 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 제안 기법을 실제로 구현할 때 어떤 방식으로 구현할 것인가에 대하여 설명한다. 기본적으로 3GPP 36.213 표준 문서에 기술된 동작을 기반으로 수행될 수 있다.
기지국은, 채널 측정 후 연기 구간 Td 동안 아이들이 검출된 후 그리고 카운터 N이 0이 된 후, LAA Scell 전송이 수행되는 채널에서 PDSCH 를 포함하는 전송을 할 수 있다. 상기 카운터 N은 다음과 같이 채널 센싱에 따라 조정될 수 있다.
후속 동작은 다음의 표들과 같은 실시예에 따라 수행될 수 있다.
표 3은 제1 실시예이다.
표 3
Figure PCTKR2016003747-appb-T000003
표 4는 제2 실시예이다.
표 4
Figure PCTKR2016003747-appb-T000004
표 5는 제3 실시예이다.
표 5
Figure PCTKR2016003747-appb-T000005
기지국이 LAA Scell이 수행되는 채널에서 PDSCH를 포함하는 전송을 전송하지 않은 경우, 상기 기지국은 적어도 추가적 연기 구간 Td 의 슬롯 구간에서 채널이 아이들임을 센싱한 이후에 PDSCH를 포함한 전송을 전송할 수 있다.
상기 표 3의 제 1 실시 예는 기지국이 N = 1에서 스스로 연기 수행 여부를 결정하는 동작이다. 또한 표 4의 제 2 실시 예는 기지국이 N = Ninit에서 스스로 연기 수행 여부를 결정하는 동작이다. 또한 표 5의 제 3 실시 예는 기지국이 N = 0이 된 후 스스로 연기 수행 여부를 결정하는 동작이다.
이 밖에도 본 개시에서는 기지국이 N = 랜덤 숫자에서 스스로 연기 수행 여부를 결정하는 동작을 포함한다. 또한 본 개시가 업링크에 적용된다면 제안 방안의 동작을 설명한 부분에서 기지국이라고 명시한 부분은 단말로 변경하여 적용할 수 있을 것이다.
도 36은 본 개시에 따른 송신기 장치의 데이터 전송 방법을 예시하는 도면이다.
비면허 대역의 채널을 통해 데이터를 전송하고자 하는 송신기는 CCA를 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 송신기는 백오프 카운팅을 위한 랜덤 숫자를 선택할 수 있다(3600).
상기 송신기는 상기 랜덤 숫자를 감소시킬 것인지 결정할 수 있다(3602).
상기 송신기는 상기 결정에 따라 랜덤 숫자를 1만큼 감소 시킬 수 있다(3604).
상기 송신기는 상기 채널을 측정할 수 있다(3606).
상기 랜덤 숫자가 0이 되면, 상기 송신기는 상기 채널의 측정 결과에 근거하여 백오프 카운팅을 종료할 것인지 결정할 수 있다(3608).
상기 백오프 카운팅이 종료하면 상기 송신기는 상기 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있다(3610).
도 37은 본 개시의 실시예들에 따른 송신기 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
송신기(3700)는 타 통신 장치 또는 네트워크의 엔터티와의 신호 송수신을 수행하는 송수신부(3710)와, 상기 통신 장치(3700)의 모든 동작을 제어하는 제어부(3720)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 상술한 LAA 기지국 또는 UE의 모든 동작들은 상기 제어부(3720)의 제어에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 상기 제어부(3720) 및 상기 송수신부(3710)는 반드시 별도의 장치로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로써 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 도 1 내지 도 37이 예시하는 방법의 예시도, 장치 구성도 등은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 37에 기재된 모든 구성부, 또는 동작의 단계가 본 개시의 실시를 위한 필수구성요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성요소 만을 포함하여도 본 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.
앞서 설명한 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 통신 시스템의 엔터티, 기능(Function), 기지국, 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 엔터티, 기능(Function), 기지국, 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 엔터티, 기능(Function), 기지국, 부하 관리자, 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 이동 통신 시스템에서 비면허 대역의 채널에 대한 측정에 기반하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    백오프 카운팅을 위한 랜덤 숫자를 선택하는 동작;
    상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시킬지 여부를 결정하는 동작;
    상기 결정에 근거하여 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시키는 동작;
    상기 채널을 측정하여 상기 채널이 아이들인지 여부를 결정하는 동작;
    상기 랜덤 넘버가 0이 되는 경우 상기 백오프 카운팅을 완료하는 동작; 및
    상기 백오프 카운팅이 완료되면 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 동작을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널이 아이들이 아닌 경우, 추가적 구간 동안 상기 채널을 센싱하는 동작을 더 수행함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 동작 이전에, 추가적 구간 동안 상기 채널을 측정하는 동작을 더 수행함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백오프 카운팅은 상기 시스템 내 통신 엔티티들 간 공유된 일정 시점에 완료됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 동작 이전에, 일정 구간 동안 상기 채널에 대해 예약 신호 또는 초기 신호를 전송하는 동작을 더 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 동작 이전에, 추가적 구간 동안 상기 채널에 대한 전송을 중단하는 동작을 더 포함하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 예약 신호 또는 초기 신호는 LAA 기지국임을 식별하는 정보를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 예약 신호 또는 초기 신호는 PLMN 식별자를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 백오프 카운팅이 완료되면 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 동작은;
    상기 백오프 카운팅이 완료된 시점이 DIFS에 포함되어 있지 않는 경우 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 동작임을 특징으로 하는 방법.
  10. 이동 통신 시스템에서 비면허 대역의 채널에 대한 측정에 기반하여 데이터를 전송하는 장치에 있어서,
    백오프 카운팅을 위한 랜덤 숫자를 선택하고, 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시킬지 여부를 결정하고, 상기 결정에 근거하여 상기 랜덤 숫자를 1만큼 감소시키고, 상기 채널을 측정하여 상기 채널이 아이들인지 여부를 결정하고, 상기 랜덤 넘버가 0이 되는 경우 상기 백오프 카운팅을 완료하는 제어부; 및
    상기 백오프 카운팅이 완료되면 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 송수신부를 포함하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 채널이 아이들이 아닌 경우, 추가적 구간 동안 상기 채널을 센싱하는 동작을 더 수행함을 특징으로 하는 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 데이터를 전송하는 동작 이전에, 추가적 구간 동안 상기 채널을 측정하는 동작을 더 수행함을 특징으로 하는 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 백오프 카운팅은 상기 시스템 내 통신 엔티티들 간 공유된 일정 시점에 완료됨을 특징으로 하는 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 데이터를 전송하는 동작 이전에, 일정 구간 동안 상기 채널에 대해 예약 신호 또는 초기 신호를 전송하는 동작을 더 포함하는 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 동작 이전에, 추가적 구간 동안 상기 채널에 대한 전송을 중단하는 동작을 더 포함하는 장치.
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