WO2018030626A1 - 네트워크장치 및 기지국장치, 그 장치에 의해 수행되는 다운링크패킷 전송 기지국 재선택 방법 - Google Patents

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WO2018030626A1
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WO
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terminal
base station
downlink packet
packet
time
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장재성
박창민
김대혁
서정석
이상민
고득녕
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에스케이텔레콤 주식회사
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    • H04W48/20—Selecting an access point

Definitions

  • the present invention relates to the Internet of Things (IoT) technology.
  • IoT Internet of Things
  • the present invention relates to a technology capable of improving the quality of Internet of Things (IoT) services by increasing the reception success rate of downlink packets transmitted to the IoT terminal.
  • IoT Internet of Things
  • IoT Internet of Things
  • the IoT network structure for providing an IoT service based on the IoT technology will be briefly described as follows.
  • the IoT network includes a IoT terminal at a remote place, a customer terminal installed with an IoT application (hereinafter referred to as IoT app) for checking data of the IoT terminal at a remote place and controlling the IoT terminal, the IoT terminal and the customer. It is composed of a network device (or IoT app server) that connects terminals (IoT apps) between wired and wireless networks, a gateway (eg, a base station) that performs packet transmission and reception between an IoT terminal and a network device.
  • IoT app an IoT application
  • the quality of the IoT service provided in the IoT network structure is greatly influenced by the success rate of receiving uplink packets / downlink packets transmitted and received between three nodes of the IoT terminal / base station / network device.
  • the IoT terminal When the IoT terminal transmits an uplink packet to the network device, the IoT terminal transmits the uplink packet in a broadcast manner, and a plurality of base stations receive and transmit the uplink packet to the network device.
  • the success rate is excellent.
  • the network device transmits the downlink packet to the IoT terminal
  • the network device transmits the downlink packet to one base station previously selected for the IoT terminal, and one base station receiving the same transmits the downlink packet to the IoT terminal.
  • the base station recognizes the downlink packet collision and drops the downlink packet and drops the IoT. Since it does not transmit to the terminal, the reception success rate of the downlink packet is not considered to be excellent.
  • the current Internet of Things (IoT) technology does not propose a separate improvement for the downlink packet collision recognized by the base station.
  • the present invention proposes a new method for resolving a downlink packet collision recognized by the base station, and improves the reception success rate of the downlink packet transmitted to the IoT terminal.
  • An object of the present invention is to improve the quality of the Internet of Things (IoT) service by increasing the reception success rate of downlink packets transmitted to the IoT terminal.
  • IoT Internet of Things
  • the packet transmission unit for each terminal, the packet transmission unit for transmitting a downlink packet for transmission to the terminal to the base station selected for the packet transmission and reception with the terminal; A recognition unit for recognizing a specific terminal whose downlink packet reception failure is predicted at a specific base station; And a control unit for determining at least one of whether to reselect a base station for packet transmission and reception and a reselection time when the specific terminal is recognized.
  • the packet transmission unit for each terminal, the packet transmission unit for transmitting a downlink packet for transmission to the terminal to the base station selected for the packet transmission and reception with the terminal;
  • a recognition unit for recognizing a specific terminal whose downlink packet reception failure is predicted at a specific base station;
  • a controller for reselecting a base station for the specific terminal and retransmitting a downlink packet of the specific terminal to the reselected base station when the specific terminal is recognized.
  • the specific terminal after the transmission of the uplink packet, the downlink packet for the uplink packet can be received a specific number of times in units of a predetermined time interval, the recognition unit, the specific number for the uplink packet In relation to the downlink packet transmitted in the first time interval, the terminal that has received the failure prediction result predicting the transmission failure of the downlink packet from the specific base station may be recognized as the specific terminal.
  • control unit the packet transmission and reception time with the specific base station based on the transmission time of the downlink packet transmitted in the first time interval of the specific terminal and the reception time of receiving a failure prediction result for the downlink packet And estimate the base station for the specific terminal based on the packet transmission and reception time.
  • control unit based on the reception time, the predetermined time and the packet transmission and reception time for receiving the uplink packet of the specific terminal, when the downlink packet retransmission, the specific terminal receives the downlink packet in the first time interval It is possible to determine whether this is possible, and if the determination result can be received, the base station can be reselected for the specific terminal.
  • control unit among the base stations that receive the uplink packet of the specific terminal and transmits it to the network device, except for the specific base station has the best channel state (SNR: Signal to noise ratio) with the specific terminal.
  • SNR Signal to noise ratio
  • An operation method of a network apparatus includes: a packet transmission step of transmitting, for each terminal, a downlink packet for transmission to a terminal to a base station selected for packet transmission and reception with the terminal; A recognition step of recognizing, by a specific base station, a specific terminal whose downlink packet transmission failure is predicted; And reselecting a base station for the specific terminal and retransmitting a downlink packet of the specific terminal to the reselecting base station when the specific terminal is recognized.
  • the specific terminal after transmitting the uplink packet, the downlink packet for the uplink packet can be received a specific number of times in units of a predetermined time interval, the reselection step, the uplink of the specific terminal Packet transmission / reception with the specific base station based on a transmission time of a downlink packet transmitted in a first time interval of the specific number of packets and a reception time when a failure prediction result is received in connection with the downlink packet from the specific base station. It is possible to estimate the time and determine whether to reselect the base station for the specific terminal based on the packet transmission / reception time.
  • the reselection step based on the reception time, the predetermined time and the packet transmission and reception time when the uplink packet of the specific terminal is received, when the downlink packet retransmission, the specific terminal is downlink in the first time interval It may be determined whether packet reception is possible, and if it is possible to receive the determination result, the base station may be reselected with respect to the specific terminal.
  • the packet transmission unit for transmitting a downlink packet for transmission to the terminal to the base station selected for the packet transmission and reception with the terminal;
  • a recognition unit for recognizing a specific terminal whose downlink packet reception failure is predicted at a specific base station; And when the specific terminal is recognized, waits for a predetermined waiting time based on the recognized time of the specific terminal, and then reselects the base station for the specific terminal and retransmits the downlink packet of the specific terminal to the reselected base station. It includes a control unit.
  • the specific terminal after the transmission of the uplink packet, the downlink packet for the uplink packet can be received a specific number of times in units of a predetermined time interval, the recognition unit, the specific number for the uplink packet In relation to the downlink packet transmitted in the first time interval, the terminal that has received the failure prediction result predicting the transmission failure of the downlink packet from the specific base station may be recognized as the specific terminal.
  • the control unit estimates a packet transmission / reception time with the specific base station based on the time of reception of the failure prediction result recognized by the specific terminal, and receives the uplink packet of the specific terminal and the predetermined time. And based on the packet transmission / reception time, when the downlink packet is retransmitted, determines whether the specific terminal is capable of receiving a downlink packet in the first time interval, and if it is impossible to receive the determination result, when the second terminal enters the second time interval. After waiting for a predetermined waiting time until, it is possible to reselect the base station for the specific terminal.
  • the controller may reselect the base station with respect to the specific terminal without waiting by setting the predetermined waiting time to zero.
  • the controller waits for a predetermined waiting time until a second time interval entry time of the specific terminal, and then transmits to the specific terminal.
  • the base station can be reselected.
  • the controller may reselect a base station having the best signal to noise ratio (SNR) with the specific terminal among the base stations that receive the uplink packet of the specific terminal and transmit it to the network device.
  • SNR signal to noise ratio
  • An operation method of a network apparatus includes: a packet transmission step of transmitting, for each terminal, a downlink packet for transmission to a terminal to a base station selected for packet transmission and reception with the terminal; A recognition step of recognizing, by a specific base station, a specific terminal whose downlink packet transmission failure is predicted; And when the specific terminal is recognized, waits for a predetermined waiting time based on the recognized time of the specific terminal, and then reselects the base station for the specific terminal and retransmits the downlink packet of the specific terminal to the reselected base station. And a reselection step.
  • the specific terminal after transmitting the uplink packet, the downlink packet for the uplink packet can be received a specific number of times in units of a predetermined time interval, the reselection step, the specific terminal is recognized Estimating the packet transmission / reception time with the specific base station based on the failure prediction result reception time, and retransmitting downlink packets based on the reception time, the predetermined time and the packet transmission / reception time when the uplink packet of the specific terminal is received.
  • the specific terminal determines whether the downlink packet can be received in the first time interval of the specific number of times, and if it is impossible to receive the determination result, waits for a predetermined waiting time until the entry time of the second time interval of the specific terminal, The base station may be reselected for a specific terminal.
  • the reselection step may reselect the base station for the specific terminal without waiting by setting the predetermined waiting time to 0 when the determination result is received.
  • the specific terminal waits for a predetermined waiting time until the second time interval entry time, and then the specific terminal.
  • the base station may be reselected for the terminal.
  • the specific terminal in the process of transmitting the downlink packet received from the network device to the terminal, the specific terminal is predicted that the transmission failure of the downlink packet Prediction unit to check if there is; And a failure prediction result providing unit for providing the network device with a failure prediction result for the specific terminal when the specific terminal is identified.
  • the base station apparatus when the base station apparatus receives a downlink packet of another terminal from the network device while occupying a frequency resource for transmitting the next downlink packet after transmitting the downlink packet to any terminal,
  • the other terminal may be identified as a specific terminal for which transmission failure of the downlink packet is predicted.
  • the present invention by increasing the reception success rate of the downlink packet transmitted to the IoT terminal, the effect of improving the quality of the Internet of Things (IoT) service is derived.
  • IoT Internet of Things
  • FIG. 1 is an exemplary view showing an Internet of Things (IoT) network structure to which the present invention is applied.
  • IoT Internet of Things
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a network device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a situation in which reception of a downlink packet fails when a downlink packet collides according to the existing technology.
  • 5 and 6 are exemplary diagrams illustrating a situation in which downlink packet reception is successful even in a downlink packet collision according to the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for reselecting a downlink packet transmission base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a downlink packet transmission base station reselection method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an operation flowchart showing a method of operating a network device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an operation flowchart showing a method of operating a network device according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG 1 illustrates an Internet of Things (IoT) network structure to which the present invention is applied.
  • IoT Internet of Things
  • the IoT network structure is configured to check the data of a remote IoT terminal (for example, terminals 1, 2,... X), a remote IoT terminal, and confirm the data of the IoT terminal.
  • a network device 200, IoT app server), an IoT terminal, and a network device that connects a customer terminal (not shown) installed with an IoT app for controlling, an IoT terminal and a customer terminal (IoT app) through a wired or wireless network. It consists of a gateway (eg, base stations 1, 2, ... L) that performs packet transmission and reception between the 200.
  • the quality of the IoT service provided in the IoT network structure is greatly influenced by the success rate of receiving uplink packets / downlink packets transmitted and received between three nodes of the IoT terminal / base station / network device.
  • the IoT terminal When the IoT terminal transmits an uplink packet to the network device, the IoT terminal transmits the uplink packet in a broadcast manner, and a plurality of base stations receive and transmit the uplink packet to the network device.
  • the success rate is excellent.
  • the network device transmits the downlink packet to the IoT terminal
  • the network device transmits the downlink packet to one base station previously selected for the IoT terminal, and one base station receiving the same transmits the downlink packet to the IoT terminal.
  • the base station recognizes the downlink packet collision and drops the downlink packet and drops the IoT. Since it does not transmit to the terminal, reception failure of the downlink packet occurs.
  • the current Internet of Things (IoT) technology does not propose a separate improvement for the downlink packet collision recognized by the base station.
  • the present invention proposes a new method for resolving a downlink packet collision recognized by the base station, and improves the reception success rate of the downlink packet transmitted to the IoT terminal.
  • the present invention proposes a base station apparatus and a network apparatus for realizing a new scheme for resolving downlink packet collisions.
  • the base station apparatus 100 of the present invention may be one of the base stations 1, 2, ... L as the gateway shown in FIG. 1, and will be described assuming that the base station 1 is for convenience of description.
  • the base station apparatus 100 serves as a gateway in an IoT network, and includes a terminal interworking unit 110 and a network interworking unit 120 for this purpose.
  • the terminal interlocking unit 110 receives an uplink packet transmitted by a terminal (for example, terminal 1) within a coverage of the base station apparatus 100 in a broadcast manner and transmits the uplink packet to the network interlocking unit 120.
  • a terminal for example, terminal 1
  • the terminal interlocking unit 110 receives an uplink packet transmitted by a terminal (for example, terminal 1) within a coverage of the base station apparatus 100 in a broadcast manner and transmits the uplink packet to the network interlocking unit 120.
  • the terminal interlocking unit 110 transmits a downlink packet from the network device 200 received through the network interlocking unit 120 to a corresponding terminal (eg, terminal 1).
  • the network interlocking unit 120 transmits an uplink packet from the terminal (for example, terminal 1) received through the terminal interlocking unit 110 to the network device 200.
  • the network interlocking unit 120 transmits the downlink packet received from the network device 200 to the terminal interlocking unit 110 to transmit the downlink packet to the corresponding terminal (eg, terminal 1).
  • the base station apparatus 100 serves as a gateway for transmitting and receiving packets between the terminal (eg, terminal 1) and the network apparatus 200 as the IoT terminal through the terminal interworking unit 110 and the network interworking unit 120. Will be performed.
  • the base station apparatus 100 serving as a gateway in the IoT network implements the prediction unit 130 and the failure prediction result providing unit 140 to realize the method of the present invention proposed to resolve downlink packet collisions. Include.
  • the prediction unit 130 checks whether there is a specific terminal predicted that the reception failure of the downlink packet is expected.
  • the network apparatus selects a base station for packet transmission and reception with a terminal for each terminal.
  • UE1 and UE2 when UE1 transmits an uplink packet in a broadcast manner, a plurality of base stations receiving the UE transmits an uplink packet of UE1 to the network device. Done.
  • the network apparatus among the plurality of base stations that provide (transmit) the uplink packet of the terminal 1, the base station having the best channel state (SNR: Signal to noise ratio) with the terminal 1, the packet transmission and reception with the terminal 1 Select as the base station for.
  • SNR Signal to noise ratio
  • the network apparatus includes a base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 among the plurality of base stations providing (transmitting) the uplink packet of the terminal 2 as a base station for packet transmission and reception with the terminal 2.
  • SNR channel state
  • the network device selects the base station 1 for the terminal 1 and the terminal 2, and thus, the terminal 1 and the terminal 2 select the base station 1.
  • the network apparatus transmits the downlink packet of the terminal 1 to the base station 1.
  • the base station 1 will transmit the downlink packet of the terminal 1 received from the network device to the terminal 1.
  • the base station 1 After transmitting the downlink packet of the terminal 1 to the terminal 1 to occupy the frequency resource for a specified time (a) to transmit the next downlink packet of the terminal 1.
  • the base station 1 occupies the frequency resource for a specified time (a) based on the following two reasons.
  • terminals Internet of Things terminals
  • a type that can receive a packet a specific number of times (for example, two times) in a time interval unit of a predetermined time (for example, one second).
  • the terminal operating as an A type Internet of Things terminal
  • the terminal operating as an A type has the first time interval (RX1) 1 second after the uplink packet transmission after the uplink packet transmission.
  • the downlink packet can be received, and the downlink packet can be received in the second time interval RX2 one second after the first time interval RX1 ends.
  • a type is a terminal used in IoT technology (LoRa: Long Range), which is specialized in low-speed transmission ( ⁇ 1 kbps) and low-volume data transmission for wide area coverage among IoT technologies.
  • Internet terminals are mainly adopted / operated.
  • LoRa Long Range
  • LoRa networks transmit because the physical distance between the network device and the base station is far. It may take a long time.
  • the base station 1 has a factor 1 of a terminal (Object Internet terminal) operating in an A type having a time interval and a limited number of times in receiving a downlink packet, and the transmission time is long because the physical distance between the network device and the base station is far. Due to long factor 2, if there is a downlink packet to be transmitted to the terminal (Internet of Things terminal), it is necessary after transmitting the downlink packet of terminal 1 so that the terminal can receive it within a limited time interval and number of times. In order to transmit the next downlink packet of UE 1, the frequency resource is preferentially occupied for a specified time (a).
  • a network apparatus transmits the downlink packet of the terminal 2 to base station 1.
  • the base station 1 should transmit the downlink packet of the terminal 2 received from the network device to the terminal 2.
  • a base station as a gateway in an IoT network has a limitation that a downlink packet cannot be simultaneously transmitted to multiple terminals during downlink packet transmission.
  • the uplink packet is transmitted after the uplink packet is transmitted.
  • the downlink packet is not received within the first time interval RX1.
  • the prediction unit 130 checks whether there is a specific terminal predicted that the reception failure of the downlink packet is expected.
  • terminal 1 and 2 will be described in detail as described above.
  • the prediction unit 130 while the base station apparatus 100 occupies the frequency resources after transmitting the downlink packet to any terminal, such as terminal 1 (a), down the other terminal, such as terminal 2 from the network device 200 Upon receiving the link packet, the terminal 2 may be identified as a specific terminal for which failure in receiving the downlink packet is predicted.
  • the failure prediction result providing unit 140 when the specific terminal is confirmed by the prediction unit 130, provides the failure prediction result for the specific terminal to the network device 200.
  • the failure prediction result providing unit 140 provides the network apparatus 200 with the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 immediately after confirmation.
  • the base station apparatus 100 of the present invention while transmitting the downlink packet to the terminal 1, while occupying the frequency resources (a) the downlink packet of the terminal 2 is received, A failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 is provided to the network apparatus 200 when the downlink packet collision is recognized, that is, when the terminal 2 is identified.
  • TxACK failure prediction result
  • the base station apparatus 100 of the present invention provides the network apparatus 200 with a failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 instead of dropping the downlink packet of the terminal 2 at the time of recognizing the downlink packet collision.
  • TxACK failure prediction result
  • the network apparatus 200 may recognize the terminal 2 in which the downlink packet reception failure is predicted before the terminal 2 actually confirms the reception failure of the downlink packet.
  • the network apparatus 20 includes, for each terminal, a packet transmitter 210 for transmitting a downlink packet for transmission to a terminal to a base station selected for packet transmission and reception with a terminal, and receiving a downlink packet at a specific base station.
  • Recognizing unit 220 for recognizing a specific terminal predicted failure, and, if the specific terminal is recognized, the control unit 240 for determining whether to reselect the base station for the packet transmission and reception and the reselection time point for the specific terminal It includes.
  • the network device 200 also includes a packet receiver 220 for receiving an uplink packet.
  • the packet transmitter 210 transmits, for each terminal, a downlink packet for transmission to the terminal to a base station selected for packet transmission and reception with the terminal.
  • the network apparatus 200 selects a base station having the best channel state (SNR) with the terminal from among a plurality of base stations that provide (transmit) the uplink packet of the terminal. Select as a base station for packet transmission and reception.
  • SNR channel state
  • a plurality of BSs 1, 2, and 3 receiving the uplink packet receive the uplink packet of UE1.
  • a plurality of BSs 1, 2, and 3 receiving the uplink packet receive the uplink packet of UE1.
  • the network device 200 To the network device 200.
  • a plurality of base stations 1, 2, and 3 receiving the uplink packet transmit the uplink packet of the terminal 2 to the network apparatus 200.
  • control unit 240 transmits and receives a packet to and from the base station having the best channel state (SNR) with the terminal among the plurality of base stations 1, 2, and 3 providing (transmitting) the uplink packet of the terminal 1. Select as the base station for.
  • SNR channel state
  • control unit 240 for transmitting and receiving a packet with the terminal 2 of the base station having the best channel state (SNR) with the terminal among the plurality of base stations (1, 2, 3) provided (transmitted) uplink packet of the terminal 2 Select as base station.
  • SNR channel state
  • the network device 200 selects the base station 1 for each of the terminal 1 and the terminal 2, and thus, the terminal 1 and the terminal 2 select the base station 1.
  • the packet transmitter 210 transmits the downlink packet to the base station in the downlink packet of the terminal 1, that is, the first time interval RX1. Send at 1.
  • the downlink packet transmitted in the first time interval RX1 will be collectively defined as a downlink packet RX1.
  • the packet transmitter 210 determines the downlink packet RX1 in the downlink packet of the terminal 2, that is, the first time interval RX1. Is transmitted to the base station 1.
  • the recognition unit 220 recognizes a specific terminal for which a downlink packet reception failure is predicted at a specific base station.
  • the specific terminal after transmitting the uplink packet, the terminal capable of receiving the downlink packet for the uplink packet by a specific number of times (for example, two times) in units of time intervals of a predetermined time (for example, one second), that is, the aforementioned In the reception of the downlink packet may be a terminal operating in the A-type having a time interval and the number of times limit.
  • the recognition unit 220 is associated with the downlink packet (RX1) transmitted in the first time interval (RX1) of the specific number (for example, two times) for the uplink packet received through the specific base station, the specific base station Recognizes the terminal that has received the failure prediction result predicting the transmission failure of the downlink packet as a specific terminal.
  • the network apparatus 200 transmits a downlink packet to a terminal (for example, terminal 1) from among base stations 1, 2,. Then, while occupying a frequency resource to transmit the next downlink packet (a), if there is a base station that recognizes a downlink packet collision as receiving a downlink packet of another terminal (eg, terminal 2), the base station A failure prediction result (TxACK) for a terminal (for example, terminal 2) that is expected to receive a downlink packet is provided to the network apparatus 200.
  • a terminal for example, terminal 1
  • TxACK failure prediction result
  • the specific base station described above means a base station that recognizes a downlink packet collision and provides a failure prediction result (TxACK) to the network apparatus 200.
  • TxACK failure prediction result
  • the recognition unit 220 when a failure prediction result (TxACK) is received for a terminal (for example, terminal 2) from a specific base station (for example, base station 1), the terminal (for example, terminal 2) actually receives the downlink packet. It is possible to recognize a terminal (for example, terminal 2) that a downlink packet reception failure is predicted at a specific base station (for example, base station 1) before the time point at which the reception failure is confirmed.
  • TxACK failure prediction result
  • the terminal 2 will be referred to as a specific terminal for which failure to receive a downlink packet is predicted.
  • the controller 240 determines at least one of whether to reselect the base station for packet transmission and reception and the reselection time point for the terminal 2.
  • the controller 240 determines whether to reselect the base station for transmitting / receiving packets to the terminal 2 in which the downlink packet reception failure is predicted in the base station 1, or reselects the base station, and determines a reselection time point, or When reselecting a base station and determining a reselection, a reselection time may be determined.
  • control unit 240 Referring to the function of the control unit 240 according to an embodiment of the present invention in detail as follows.
  • the control unit 240 retransmits the downlink packet RX1 for reselecting the base station and transmitting the terminal 2 to the reselecting base station for the terminal 2 in which the downlink packet reception failure is predicted in the base station 1.
  • control unit 240 receives the uplink packet of the terminal 2 and transmits the channel state with the terminal 2 except for a specific base station, i. ) Can reselect the best base station.
  • the controller 240 predicts the failure of receiving the downlink packet of the terminal 2 through the base station 1 selected from the base stations 1, 2, and 3 that have received the uplink packet of the terminal 2 and transmit it to the network apparatus 200. Therefore, among the remaining base stations 2 and 3 except for base station 1, the base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 is reselected.
  • SNR channel state
  • the base station 2 is reselected for convenience of description.
  • control unit 240 retransmits the downlink packet RX1 for transmission to the terminal 2 to the reselected base station 2.
  • the base station 2 will transmit the downlink packet RX1 of the terminal 2 received from the network device 200 to the terminal 2.
  • the terminal 2 since the terminal 2 operates as an A type having a time interval (for example, 1 second) and a number of times (for example, 2 times) in the reception of the downlink packet as described above, if the downlink packet to the terminal 2 ( Even if the RX1) is retransmitted, if the downlink packet is not received in the first time interval RX1 in the terminal 2, the downlink packet RX1 will not need to be retransmitted.
  • a time interval for example, 1 second
  • a number of times for example, 2 times
  • the present invention it is possible to determine whether to reselect the base station according to whether or not it is necessary to retransmit the downlink packet.
  • the base station is reselected to perform the downlink packet retransmission.
  • the control unit 240 the base station 1 to the transmission time (B) of the downlink packet (RX1) transmitted in the first time interval (RX1) of the specific terminal, such as terminal 2 and the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2
  • the packet transmission / reception time (RTT) with the base station 1 is estimated based on the reception time C received from the base station 1.
  • the network apparatus ( 200 may be estimated by calculating a time (RTT) at which the packet is transmitted and received between the base station 1 and the base station 1.
  • the control unit 240 determines whether to reselect the base station for the terminal 2 based on the estimated packet transmission / reception time (RTT).
  • the control unit 240 the receiving time (A) receiving the uplink packet of the terminal 2, the predetermined time (for example, 1 second) that the A type adopted by the terminal 2 and the estimated packet transmission and reception time (RTT) Based on this, when retransmitting the downlink packet, the terminal 2 determines whether the downlink packet RX1 can be received in the first time interval RX1.
  • the time required for the retransmitted downlink packet to be received by the terminal 2 may be half of the estimated packet transmission / reception time (RTT / 2).
  • the terminal 2 goes down after transmitting the uplink packet.
  • the maximum time limit that can be received by the link packet RX1 can be known.
  • the terminal 2 subtracts the current time point from the maximum time limit A + 1 that can receive the downlink packet RX1 after transmitting the uplink packet, it means the remaining time that the terminal 2 can receive the downlink packet RX1. .
  • control unit 240 when the remaining time ((A + 1)-present time) minus the current time point from the maximum time limit (A + 1) is greater than RTT / 2, when the downlink packet retransmission terminal 2 It can be determined that the downlink packet RX1 can be received in the first time interval RX1.
  • the controller 240 determines and reselects the base station reselection for the terminal 2. It selects (base station 1-> base station 2) and retransmits the downlink packet RX1 for transmission to the terminal 2 to the selected base station 2.
  • the network apparatus 200 of the present invention transmits to the base station 1 and the terminal upon retransmission of the downlink packet (RX1) to the terminal 2 that is expected to receive a failure due to a downlink packet collision. If 2 is capable of receiving the downlink packet RX1 in the first time interval RX1, the downlink packet RX1 of the terminal 2 is retransmitted to the reselected base station 2.
  • the base station 2 transmits the downlink packet RX1 of the terminal 2 received from the network device 200 to the terminal 2, and the terminal 2 transmits from the base station 2 to the network device 200 within the first time interval RX1. It is possible to receive the downlink packet (RX1).
  • the base station 2 If the base station 2 reselects the terminal 2 and occupies a frequency resource for another terminal and the downlink packet dispatch is recognized again, the base station 2 also receives a failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 from the network device ( 200).
  • TxACK failure prediction result
  • the network apparatus 200 may determine the base station reselection if the terminal 2 is capable of receiving the downlink packet RX1 in the first time interval RX1 (when retransmission is required) when the downlink packet RX1 is retransmitted. And reselection, downlink packet RX1 retransmission may be repeated.
  • control unit 240 the function of the control unit 240 will be described in detail.
  • the controller 240 waits for a predetermined waiting time based on the recognized time point of the terminal 2, and then reselects the base station with respect to the terminal 2. Resend the downlink packet of 2.
  • the controller 240 receives a predetermined waiting time for the terminal 2 to wait until the base station reselection and downlink packet retransmission is performed, and the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 is received when the terminal 2 is recognized.
  • TxACK failure prediction result
  • control unit 240 estimates the packet transmission / reception time with the base station 1 based on the failure prediction result received by the terminal 2.
  • the control unit 240 receives the transmission time point B of the downlink packet RX1 transmitted in the first time interval RX1 of the terminal 2 and the failure prediction result TxACK for the terminal 2 from the base station 1. Based on C), the packet transmission / reception time (RTT) with the base station 1 is estimated.
  • the network apparatus ( 200 may be estimated by calculating a time (RTT) at which the packet is transmitted and received between the base station 1 and the base station 1.
  • the control unit 240 based on the reception time (A) receiving the uplink packet of the terminal 2, a predetermined time (for example, 1 second) of the type A adopted by the terminal 2 and the estimated packet transmission and reception time (RTT) In response to the downlink packet retransmission, the terminal 2 determines whether the downlink packet RX1 can be received in the first time interval RX1.
  • the time required for the retransmitted downlink packet to be received by the terminal 2 may be half of the estimated packet transmission / reception time (RTT / 2).
  • the terminal 2 goes down after transmitting the uplink packet.
  • the maximum time limit that can be received by the link packet RX1 can be known.
  • the terminal 2 subtracts the current time point from the maximum time limit A + 1 that can receive the downlink packet RX1 after transmitting the uplink packet, it means the remaining time that the terminal 2 can receive the downlink packet RX1. .
  • control unit 240 when the remaining time ((A + 1)-present time) minus the current time point from the maximum time limit (A + 1) is greater than RTT / 2, when the downlink packet retransmission terminal 2 It can be determined that the downlink packet RX1 can be received in the first time interval RX1.
  • the control unit 240 reselects the base station with respect to the terminal 2 without waiting for a predetermined waiting time as 0. Retransmit the downlink packet of the terminal 2.
  • the control unit 240, the base station 1, 2, 3 of receiving the uplink packet of the terminal 2 transmitted to the network device 200, the downlink packet reception failure of the terminal 2 is predicted through the previously selected base station 1 Therefore, among the remaining base stations 2 and 3 except for base station 1, the base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 can be reselected.
  • SNR channel state
  • the base station 2 is reselected for convenience of description.
  • control unit 240 reselects the base station (base station 1-> base station 2) to the terminal 2 as described above, and retransmits the downlink packet RX1 for transmission to the terminal 2 to the selected base station 2.
  • the network apparatus 200 of the present invention transmits to the base station 1 and the terminal upon retransmission of the downlink packet (RX1) to the terminal 2 which is expected to receive a failure due to a downlink packet collision. If 2 is capable of receiving the downlink packet RX1 in the first time interval RX1, the downlink packet RX1 of the terminal 2 is retransmitted to the reselected base station 2.
  • the base station 2 transmits the downlink packet RX1 of the terminal 2 received from the network device 200 to the terminal 2, and the terminal 2 transmits from the base station 2 to the network device 200 within the first time interval RX1. It is possible to receive the downlink packet (RX1).
  • the base station 2 even when the base station 2 reselected for the terminal 2 occupies frequency resources for another terminal and the downlink packet dispatch is recognized again, the base station 2 also predicts the failure of the terminal 2.
  • the result TxACK will be provided to the network device 200.
  • the controller 240 estimates the packet transmission / reception time (RTT) with the base station 2 based on the reception time C received from the base station 2 with the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2.
  • control unit 240 determines whether the remaining time ((A + 1) -current time) minus the current time point from the maximum time limit (A + 1) is greater than RTT / 2 to retransmit the downlink packet.
  • Terminal 2 will repeat the process of determining whether the downlink packet (RX1) can be received in the first time interval (RX1).
  • the control unit 240 when the terminal 2 can receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1, sets the base station to the terminal 2 without waiting for a predetermined waiting time as 0. It will reselect and retransmit the downlink packet of terminal 2.
  • the control unit 240 the base station 1, 2, 3 of the base station 1, 2, 3 received the uplink packet of the terminal 2 transmitted to the network device 200, through the base station 1, 2 selected by the terminal 2 fails to receive the downlink packet Since is predicted, it is possible to reselect one remaining base station 3 except for base stations 1 and 2.
  • the base station having the best channel state (SNR) with the terminal is selected in the order of 1-> 2-> 3.
  • the downlink packet RX1 of the terminal 2 is transmitted, the downlink packet reception failure of the terminal 2 may be predicted in all of the base stations 1,2,3.
  • the control unit 240 may receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1 but there is no base station that can be reselected to the terminal 2. After waiting for a predetermined waiting time until the entry of the second time interval (RX2), the UE reselects the base station for the terminal 2 and retransmits the downlink packet RX2 of the terminal 2 to the reselected base station.
  • the terminal 2 is a type A that can receive the downlink packet for the uplink packet after a certain number of times (for example, two times) in units of a predetermined time period (for example, one second) after transmitting the uplink packet. It works.
  • the downlink packet can be received in the first time interval RX1 for one second after the uplink packet transmission, and the second time interval RX2 for one second after the first time interval RX1 ends. Downlink packet reception is possible.
  • the first time interval RX1 and the second time interval RX2 may be continuous or spaced at regular time intervals.
  • the downlink packet transmitted in the second time interval (RX2) is defined as a downlink packet (RX2).
  • the network apparatus 200 of the present invention based on the time point when the terminal 2 predicted that the downlink packet reception failure is recognized (the failure prediction result reception time point), the base station that can be reselected no longer exists, so the downlink If it is determined that the packet retransmission is impossible, the second time interval (RX2) that the base station situation (frequency resource occupancy) is improved to enable the base station reselection without needlessly performing base station reselection and downlink packet retransmission for the terminal 2. It will hold for a certain time until it enters.
  • RX2 the second time interval
  • the controller 240 determines that the terminal 2 can receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1, and thus, if it is impossible to receive it, until the second time interval RX2 of the terminal 2 enters. After waiting for a predetermined waiting time, the base station is reselected for the terminal 2 and the downlink packet RX2 of the terminal 2 is retransmitted.
  • the terminal 2 when the downlink packet is retransmitted, if the terminal 2 cannot receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1, it may be considered that the first time interval RX1 of the terminal 2 has ended.
  • the network apparatus 200 when the first time interval (RX1) of the terminal 2 is terminated based on the time point when the terminal 2 is expected to receive the downlink packet (failure prediction result reception time). If it is determined that the terminal 2 cannot receive even if the downlink packet is retransmitted, the second base station 2 can receive the downlink packet without unnecessarily performing base station reselection and downlink packet retransmission for the terminal 2. It waits for a certain waiting time until entering the time interval (RX2).
  • the controller 240 may reselect a base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 among the base stations 1, 2, and 3 that have received the uplink packet of the terminal 2 and transmit it to the network apparatus 200.
  • SNR channel state
  • the controller 240 waits for a predetermined waiting time until the second time interval (RX2) entry time of the terminal 2, the history selected in the first time interval (RX1) of the terminal 2 of the base station 1, 2, 3 is The base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 can be reselected for all the base stations 1, 2, and 3 without needing to exclude the base station.
  • the base station 2 is reselected for convenience of description.
  • the base station 2 transmits the downlink packet RX2 of the terminal 2 received from the network apparatus 200 to the terminal 2, and the terminal 2 fails to receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1. However, it is possible to receive the downlink packet RX2 from the network device 200 in the second time interval RX2.
  • the base station apparatus 100 of the present invention in the process of transmitting the downlink packet received from the network device 200 to the terminal (Internet of Things terminal), that is, the role of the gateway in the IoT network, Instead of dropping the downlink packet when the downlink packet collision is detected, the network device 200 is immediately notified and notified of the terminal predicted to receive the downlink packet.
  • the terminal Internet of Things terminal
  • the network apparatus 200 unlike the conventional method in which a downlink packet reception failure due to a downlink packet collision at the base station is not recognized at all, is a terminal predicted to receive a downlink packet (Internet of Things) UE can quickly recognize whether to retransmit needs, and if necessary to retransmit base station reselection and downlink packet retransmission can be performed.
  • a downlink packet Internet of Things
  • the network apparatus 200 is different from the conventional scheme in which a failure in receiving a downlink packet due to a downlink packet collision at a base station is not recognized at all.
  • RX1 first time interval
  • RX2 waiting for a certain waiting time_RX2
  • the present invention by suggesting a new method for resolving the downlink packet collision recognized by the base station through the interworking between the base station / network device 2 nodes, by increasing the reception success rate of the downlink packet transmitted to the IoT terminal, The effect of improving the quality of IoT services is derived.
  • terminal 1 and 2 and the base station 1 and 2 will be described in the same manner as in the above-described embodiment.
  • the terminal 1 When the terminal 1 transmits an uplink packet in a broadcast manner, a plurality of base stations 1, 2, and 3 receiving the uplink packet transmit the uplink packet of the terminal 1 to the network apparatus 200 (S1).
  • the terminal 2 transmits an uplink packet in a broadcast manner
  • a plurality of base stations 1, 2, and 3 receiving the same transmit the uplink packet of the terminal 2 to the network device 200 (S2). .
  • the network apparatus 200 transmits a packet to the terminal 1 for a base station having the best channel state (SNR) with the terminal among a plurality of base stations 1, 2, and 3 that have provided (transmitted) an uplink packet of the terminal 1.
  • SNR channel state
  • the network apparatus 200 transmits a packet to and from a base station having the best channel state (SNR) with the terminal among a plurality of base stations 1, 2, and 3 that have provided (transmitted) an uplink packet of the terminal 2. Select the base station for (S20).
  • SNR channel state
  • the network device 200 selects the base station 1 for each of the terminal 1 and the terminal 2, and thus, the terminal 1 and the terminal 2 select the base station 1.
  • the network apparatus 200 transmits the downlink packet RX1 to the base station in the downlink packet of the terminal 1, that is, the first time interval RX1. Transmit to 1 (S30, S32).
  • the base station 1 Since the base station 1 does not occupy the frequency resource for another terminal when receiving the downlink packet RX1 of the terminal 1, the base station 1 transfers the downlink packet RX1 of the terminal 1 received from the network apparatus 200 to the terminal 1. It will transmit (S34).
  • the terminal 1 can receive the downlink packet RX1 from the network device 200 from the base station 1 within the first time interval RX1 after the uplink packet transmission.
  • the network apparatus 200 when the downlink packet for transmitting to the terminal 2 with respect to the uplink packet of the terminal 2 is generated, the network apparatus 200, the downlink packet of the terminal 2, that is, the downlink packet (RX1) in the first time interval (RX1) Is transmitted to the base station 1 (S40, S42).
  • the base station 1 while occupying the frequency resources for the terminal 1 (a) receives the downlink packet (RX1) of the terminal 2, the downlink packet collision is recognized, and the reception failure of the downlink packet is predicted
  • the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 is provided to the network device 200 (S44).
  • the network apparatus 200 When the network apparatus 200 receives the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 from the base station 1, the network apparatus 200 recognizes the terminal 2 where the reception failure of the downlink packet is predicted, and reselects the base station for the terminal 2 (the base station). 1-> Base Station 2) The downlink packet RX1 of the terminal 2 is retransmitted to the reselected base station 2 (S50, S52).
  • the base station 2 Since the base station 2 does not occupy the frequency resource for the other terminal when receiving the downlink packet RX1 of the terminal 2, the base station 2 transfers the downlink packet RX1 of the terminal 2 received from the network apparatus 200 to the terminal 2. To transmit (S54).
  • the terminal 2 can receive the downlink packet RX1 from the network device 200 from the base station 2 within the first time interval RX1 after the uplink packet transmission.
  • the operation method of the network device 200 receives an uplink packet from a terminal received through a base station.
  • an uplink packet from the terminal 2 received through the base station is received (S100).
  • the time point at which the uplink packet of the terminal 2 is received is called a reception time A.
  • the operation method of the network device 200 among the plurality of base stations 1, 2, 3 that provides (transmitted) uplink packet of the terminal 2 is selected the base station with the best channel state (SNR) with the terminal. In this case, it selects a base station (eg, base station 1) for packet transmission with the terminal 2.
  • SNR channel state
  • the downlink packet of the terminal 2 when a downlink packet for transmitting to the terminal 2 is generated with respect to the uplink packet of the terminal 2 (S110), the downlink packet of the terminal 2, that is, the first time interval.
  • the downlink packet RX1 is transmitted to the base station 1 that is selected.
  • the time point at which the downlink packet RX1 of the terminal 2 is transmitted is called a transmission time point B.
  • the base station 1 should transmit the downlink packet RX1 of the terminal 2 received from the network device 200 to the terminal 2.
  • the base station 1 recognizes this situation as a downlink packet collision, and fails to receive the downlink packet. Provides a failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 predicted to the network device 200.
  • TxACK failure prediction result
  • the downlink packet RX1 of the terminal 2 is transmitted to the base station 1, and it is determined whether a failure prediction result TxACK is received (S130).
  • a time point at which the failure prediction result TxACK is received is called a reception time point C.
  • the operation method of the network apparatus 200 includes a transmission time point when the downlink packet RX1 of the terminal 2 is transmitted from the reception time point C when the failure prediction result TxACK is received. Subtracting (B), it is possible to estimate the time (RTT) when the packet is transmitted and received between the network device 200 and the base station 1 (S140).
  • the operation method of the network device 200 the receiving time point (A) receiving the uplink packet of the terminal 2, a predetermined time (for example, 1 second) of the A type adopted by the terminal 2 and estimated Based on the packet transmission / reception time (RTT), upon retransmission of the downlink packet RX1, the terminal 2 determines whether the downlink packet RX1 can be received within the first time interval RX1 (S150).
  • a predetermined time for example, 1 second
  • RTT packet transmission / reception time
  • the time required for the retransmitted downlink packet to be received by the terminal 2 may be half of the estimated packet transmission / reception time (RTT / 2).
  • the terminal 2 goes down after transmitting the uplink packet.
  • the maximum time limit that can be received by the link packet RX1 can be known.
  • the terminal 2 may determine that the downlink packet RX1 can be received in the first time interval RX1 (S150 Yes).
  • the downlink packet retransmission determines that the terminal 2 can receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1 (when retransmission is necessary, S150 Yes)
  • the base station is reselected for the terminal 2 (S160).
  • the operation method of the network device 200 according to the present invention except for the base station 1 selected from the base station 1, 2, 3 received the uplink packet of the terminal 2 to the network device 200,
  • the base station with the best channel condition (SNR) 2 can be reselected.
  • the base station 1 through the base station 1 selected from the base stations 1, 2, and 3 that receive the uplink packet of the terminal 2 and transmit it to the network apparatus 200. Since failure in receiving the downlink packet is predicted, it is to reselect the base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 among the remaining base stations 2 and 3 except for base station 1.
  • SNR channel state
  • the base station 2 is reselected for convenience of description.
  • the downlink packet RX1 for transmission to the terminal 2 is retransmitted to the reselected base station 2 (S120).
  • the base station 2 If the base station 2 reselects the terminal 2 and occupies a frequency resource for another terminal and the downlink packet dispatch is recognized again, the base station 2 also receives a failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 from the network device ( 200, and the network apparatus 200 reselects the base station if the terminal 2 can receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1 when the downlink packet RX1 is retransmitted (when retransmission is required). And retransmitting the downlink packet RX1, steps S120 to S160 may be repeated.
  • TxACK failure prediction result
  • terminal 1 and 2 and the base station 1 and 2 will be described in the same manner as in the above-described embodiment.
  • steps S1 to S20 are the same as those of the embodiment shown in FIG. 7, the description thereof is omitted, and it is assumed that the network apparatus 200 selects the base station 1 for each of the terminal 1 and the terminal 2.
  • the network apparatus 200 transmits the downlink packet RX1 to the base station in the downlink packet of the terminal 1, that is, the first time interval RX1. Transmit to 1 (S30, S32).
  • the base station 1 Since the base station 1 does not occupy the frequency resource for another terminal when receiving the downlink packet RX1 of the terminal 1, the base station 1 transfers the downlink packet RX1 of the terminal 1 received from the network apparatus 200 to the terminal 1. It will transmit (S34).
  • the terminal 1 can receive the downlink packet RX1 from the network device 200 from the base station 1 within the first time interval RX1 after the uplink packet transmission.
  • the network apparatus 200 when the downlink packet for transmitting to the terminal 2 with respect to the uplink packet of the terminal 2 is generated, the network apparatus 200, the downlink packet of the terminal 2, that is, the downlink packet (RX1) in the first time interval (RX1) Is transmitted to the base station 1 (S40, S42).
  • the base station 1 while occupying the frequency resources for the terminal 1 (a) receives the downlink packet (RX1) of the terminal 2, the downlink packet collision is recognized, and the reception failure of the downlink packet is predicted
  • the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 is provided to the network device 200 (S44).
  • the network apparatus 200 When the network apparatus 200 receives a failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 from the base station 1, the network apparatus 200 recognizes the terminal 2 in which failure of the downlink packet is predicted, and waits for a predetermined time based on the time point at which the terminal 2 is recognized. After waiting for a time (S46), the base station is reselected for the terminal 2 and the downlink packet of the terminal 2 is retransmitted.
  • TxACK failure prediction result
  • the network apparatus 200 may determine that the terminal 2 is the first time interval (RX1) when retransmitting the downlink packet based on the time point at which the terminal 2 predicted to fail to receive the downlink packet is received (the failure prediction result reception time). If it is possible to receive the downlink packet (RX1) at, it will immediately reselect the base station for the terminal 2 with no constant waiting time as 0 (S60) and retransmit the downlink packet (RX1) (S62). .
  • RX1 the first time interval
  • the base station 2 receives the terminal 2 received from the network device 200.
  • the downlink packet RX1 will be transmitted to the terminal 2 (S64).
  • the terminal 2 can receive the downlink packet RX1 from the network device 200 from the base station 2 within the first time interval RX1 after the uplink packet transmission.
  • the network device 200 based on the time point when the terminal 2 is expected to receive the downlink packet (failure prediction result receiving time), when the downlink packet retransmission terminal 2 is down in the first time interval (RX1) If the reception of the link packet (RX1) is impossible, that is, when the first time interval (RX1) of the terminal 2 is terminated, after waiting for a predetermined waiting time until entering the second time interval (RX2) of the terminal 2, the terminal 2 The base station will be reselected for S60 and the downlink packet RX2 will be retransmitted (S62).
  • the base station 2 receives the terminal 2 received from the network device 200.
  • the downlink packet RX2 will be transmitted to the terminal 2 (S64).
  • the terminal 2 can receive the downlink packet RX2 from the network device 200 from the base station 2 within the second time interval RX2 after the uplink packet transmission.
  • the operation method of the network device 200 receives an uplink packet from a terminal received through a base station.
  • an uplink packet from the terminal 2 received through the base station is received (S100).
  • the time point at which the uplink packet of the terminal 2 is received is called a reception time A.
  • the operation method of the network device 200 among the plurality of base stations 1, 2, 3 that provides (transmitted) uplink packet of the terminal 2 is selected the base station with the best channel state (SNR) with the terminal. In this case, it selects a base station (eg, base station 1) for packet transmission with the terminal 2.
  • SNR channel state
  • the downlink packet of the terminal 2 when a downlink packet for transmitting to the terminal 2 is generated with respect to the uplink packet of the terminal 2 (S110), the downlink packet of the terminal 2, that is, the first time interval.
  • the downlink packet RX1 is transmitted to the base station 1 that is selected.
  • the time point at which the downlink packet RX1 of the terminal 2 is transmitted is called a transmission time point B.
  • the base station 1 should transmit the downlink packet RX1 of the terminal 2 received from the network device 200 to the terminal 2.
  • the base station 1 recognizes this situation as a downlink packet collision, and fails to receive the downlink packet. Provides a failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 predicted to the network device 200.
  • TxACK failure prediction result
  • the downlink packet RX1 of the terminal 2 is transmitted to the base station 1, and it is determined whether a failure prediction result TxACK is received (S130).
  • a time point at which the failure prediction result TxACK is received is called a reception time point C.
  • a failure prediction result (TxACK) of the terminal 2 is received (S130 Yes)
  • a predetermined waiting time is based on a time point at which the terminal 2 is recognized (a failure prediction result receiving time).
  • the base station is reselected for the terminal 2 and the downlink packet of the terminal 2 is retransmitted.
  • the operation method of the network apparatus 200 includes a predetermined waiting time until the base station reselection and downlink packet retransmission is performed for the terminal 2 predicted that the downlink packet reception failure is expected. Is applied differently depending on when the terminal 2 is recognized, that is, when the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 is received.
  • TxACK failure prediction result
  • the operating method of the network apparatus 200 includes a failure prediction for the transmission time point B and the terminal 2 of the downlink packet RX1 transmitted in the first time interval RX1 of the terminal 2.
  • the packet transmission / reception time (RTT) with the base station 1 is estimated based on the reception time C received from the base station 1 (T140).
  • the network apparatus ( 200 may be estimated by calculating a time (RTT) at which the packet is transmitted and received between the base station 1 and the base station 1.
  • the operating method of the network apparatus 200 includes a reception time A when the uplink packet of the terminal 2 is received, a predetermined time (eg, 1 second) of the A type adopted by the terminal 2, and estimated Based on the packet transmission / reception time (RTT), when retransmitting the downlink packet, the terminal 2 determines whether the downlink packet RX1 can be received in the first time interval RX1 (S150).
  • a predetermined time eg, 1 second
  • RTT packet transmission / reception time
  • the time required for the retransmitted downlink packet to be received by the terminal 2 may be half of the estimated packet transmission / reception time (RTT / 2).
  • the terminal 2 goes down after transmitting the uplink packet.
  • the maximum time limit that can be received by the link packet RX1 can be known, and if the present time point is subtracted from the maximum time limit A + 1, it means the remaining time remaining until the maximum time limit A + 1.
  • the terminal 2 may determine that the downlink packet RX1 can be received in the first time interval RX1 (S150 Yes).
  • the uplink packet of the terminal 2 is determined.
  • step S165 it is determined whether there is a base station that can be reselected among the base stations 1, 2, and 3 received and transmitted to the network apparatus 200.
  • the base station 1, 2 which receives the uplink packet of the terminal 2 and transmits it to the network apparatus 200, Among the remaining reselectable base stations 2 and 3 except for the selected base station 1, the base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 is reselected (S170).
  • SNR channel state
  • the base station 2 is reselected for convenience of description.
  • the base station is reselected to the terminal 2 (base station 1-> base station 2) as described above, and the downlink packet RX1 for transmission to the terminal 2 is transmitted. It retransmits to the reselected base station 2 (S120).
  • the base station 2 transmits the downlink packet RX1 of the terminal 2 received from the network device 200 to the terminal 2, and the terminal 2 transmits from the base station 2 to the network device 200 within the first time interval RX1. It is possible to receive the downlink packet (RX1).
  • the base station 2 even when the base station 2 reselected to the terminal 2 occupies frequency resources for another terminal and the downlink packet dispatch is recognized again, the base station 2 also predicts the failure of the terminal 2.
  • the result TxACK will be provided to the network device 200.
  • the operation method of the network device 200 based on the reception time (C) received the failure prediction result (TxACK) for the terminal 2 from the base station 2, the packet transmission and reception time (RTT) And estimate whether the remaining time ((A + 1) -current time) minus the current time point from the maximum time limit (A + 1) is greater than RTT / 2, so that UE2 first retransmits the downlink packet. Steps S120 to S150 determining whether the downlink packet RX1 can be received in the time interval RX1 will be repeated.
  • the terminal 2 when the downlink packet is retransmitted, the terminal 2 can receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1 (S150 Yes) but is reselectable with respect to the terminal 2. If the base station does not exist (S165 No), after waiting for a predetermined waiting time until the entry time of the second time interval (RX2) of the terminal 2 (S190), and reselects the base station for the terminal 2 (S200) to the reselected base station The downlink packet RX2 of the terminal 2 is retransmitted (S210).
  • the terminal 2 is a type A that can receive the downlink packet for the uplink packet after a certain number of times (for example, two times) in units of a predetermined time period (for example, one second) after transmitting the uplink packet. It works.
  • the downlink packet can be received in the first time interval RX1 for one second after the uplink packet transmission, and the second time interval RX2 for one second after the first time interval RX1 ends. Downlink packet reception is possible.
  • the downlink packet transmitted in the second time interval (RX2) is defined as a downlink packet (RX2).
  • a base station that can be reselected further exists based on a time point (a failure prediction result reception time point) at which UE 2 predicted a downlink packet reception failure is recognized. If it is determined that the downlink packet retransmission is not possible (S160 No), the second time interval during which the base station reselection and downlink packet retransmission for the terminal 2 is improved and the base station situation (frequency resource occupancy) is improved is enabled. It is to hold for a predetermined waiting time until entering (RX2) (S190).
  • the channel state (SNR) with the terminal 2 is determined among the base stations 1, 2, and 3 that receive the uplink packet of the terminal 2 and transmit it to the network apparatus 200.
  • the best base station can be reselected (S200).
  • the operation method of the network apparatus 200 is a situation in which the terminal 2 waits for a predetermined waiting time until the entry time of the second time interval RX2, the first time of the terminal 2 among the base stations 1,2,3.
  • RX1 the base station having a history selected in the section (RX1), it is possible to reselect the base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 for all base stations 1, 2, 3 (S200).
  • the base station 2 is reselected for convenience of description.
  • the base station 2 transmits the downlink packet RX2 of the terminal 2 received from the network apparatus 200 to the terminal 2, and the terminal 2 fails to receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1. However, it is possible to receive the downlink packet RX2 from the network device 200 in the second time interval RX2.
  • the base station is reselected for the terminal 2 (S200) and the downlink packet (RX2) of the terminal 2 is retransmitted (S210).
  • the terminal 2 when the downlink packet is retransmitted, if the terminal 2 cannot receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1, it may be considered that the first time interval RX1 of the terminal 2 has ended.
  • the first time interval (RX1) of the terminal 2 is based on the time point at which the terminal 2 is expected to receive a downlink packet (a failure prediction result receiving time). If it is determined that this is the case (S150 No), since the terminal 2 cannot receive even if the downlink packet is retransmitted, the base station reselection and downlink packet retransmission for the terminal 2, the terminal 2 receives the downlink packet. It is to hold for a certain waiting time until entering the second time interval (RX2) (S190).
  • the operation method of the network device 200 is a situation where the terminal 2 waits for a predetermined waiting time until the second time interval (RX2) entry time, the first time of the terminal 2 of the base station 1, 2, 3 There is no need to exclude the base station having a history selected in the section (RX1), it is possible to reselect the base station having the best channel state (SNR) with the terminal 2 for all base stations 1, 2, 3 (S200).
  • the base station 2 is reselected for convenience of description.
  • the base station 2 transmits the downlink packet RX2 of the terminal 2 received from the network apparatus 200 to the terminal 2, and the terminal 2 fails to receive the downlink packet RX1 in the first time interval RX1. However, it is possible to receive the downlink packet RX2 from the network device 200 in the second time interval RX2.
  • the quality of Internet of Things (IoT) service is improved by increasing the reception success rate of the downlink packet transmitted to the IoT terminal. To derive the effect of improving.
  • IoT Internet of Things
  • Implementations of the subject matter described in this specification may be implemented in digital electronic circuitry, computer software, firmware or hardware including the structures and structural equivalents disclosed herein, or one or more of them. It can be implemented in combination. Implementations of the subject matter described herein are one or more computer program products, ie one or more modules pertaining to computer program instructions encoded on a program storage medium of tangible type for controlling or by the operation of a processing system. Can be implemented.
  • the computer readable medium may be a machine readable storage device, a machine readable storage substrate, a memory device, a composition of materials affecting a machine readable propagated signal, or a combination of one or more thereof.
  • system encompasses all the instruments, devices, and machines for processing data, including, for example, programmable processors, computers, or multiple processors or computers.
  • the processing system may include, in addition to hardware, code that forms an execution environment for a computer program on demand, such as code constituting processor firmware, a protocol stack, a database management system, an operating system, or a combination of one or more thereof. .
  • Computer programs may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, or a priori or procedural languages. It can be deployed in any form, including components, subroutines, or other units suitable for use in a computer environment. Computer programs do not necessarily correspond to files in the file system.
  • a program may be in a single file provided to the requested program, in multiple interactive files (eg, a file that stores one or more modules, subprograms, or parts of code), or part of a file that holds other programs or data. (Eg, one or more scripts stored in a markup language document).
  • the computer program may be deployed to run on a single computer or on multiple computers located at one site or distributed across multiple sites and interconnected by a communication network.
  • Computer-readable media suitable for storing computer program instructions and data include, for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, such as magnetic disks such as internal hard disks or external disks, magneto-optical disks, and CDs. It may include all types of nonvolatile memory, media and memory devices, including -ROM and DVD-ROM disks.
  • semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, such as magnetic disks such as internal hard disks or external disks, magneto-optical disks, and CDs. It may include all types of nonvolatile memory, media and memory devices, including -ROM and DVD-ROM disks.
  • the processor and memory can be supplemented by or integrated with special purpose logic circuitry.
  • Implementations of the subject matter described herein may include, for example, a backend component such as a data server, or include a middleware component such as, for example, an application server, or a web browser or graphical user, for example, where a user may interact with the implementation of the subject matter described herein. It may be implemented in a computing system that includes a front end component, such as a client computer with an interface, or any combination of one or more of such back end, middleware or front end components. The components of the system may be interconnected by any form or medium of digital data communication such as, for example, a communication network.

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Abstract

본 발명은, 기지국에서 인지하는 다운링크패킷 충돌을 해결하기 위한 새로운 방안을 제안하여, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높임으로써, 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 기술을 개시하고 있다.

Description

네트워크장치 및 기지국장치, 그 장치에 의해 수행되는 다운링크패킷 전송 기지국 재선택 방법
본 발명은, 사물인터넷(IoT) 기술과 관련된 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높임으로써 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.
헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 스마트카, 스마트팜 등 다양한 분야에서 생활 속의 사물을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 기술이 등장하여 주목 받고 있다.
사물인터넷(IoT) 기술을 기반으로 사물인터넷(IoT) 서비스를 제공하기 위한 IoT 네트워크 구조를 간단히 설명하면, 다음과 같다.
IoT 네트워크는, 원격지의 사물인터넷단말과, 원격지의 사물인터넷단말의 데이터를 확인하고 사물인터넷단말을 제어하기 위한 사물인터넷용 어플리케이션(이하 IoT앱이라 함)이 설치된 고객단말과, 사물인터넷단말 및 고객단말(IoT앱) 간을 유무선 네트워크를 통해 연결해 주는 네트워크장치(또는, IoT앱 서버), 사물인터넷단말 및 네트워크장치 사이에서 패킷 송수신을 수행하는 게이트웨이(예: 기지국)로 구성된다.
이러한 IoT 네트워크 구조에서 제공되는 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질은, 사물인터넷단말/기지국/네트워크장치 3개의 노드 간에 송수신되는 업링크패킷/다운링크패킷 수신 성공률에 따른 영향을 많이 받게 된다.
사물인터넷단말이 업링크패킷을 네트워크장치로 전송할 때에는, 사물인터넷단말이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하고 이를 다수의 기지국이 수신하여 네트워크장치로 송신하기 때문에, 업링크패킷의 수신 성공률은 우수하다고 볼 수 있다.
반면, 네트워크장치가 다운링크패킷을 사물인터넷단말로 전송할 때에는, 네트워크장치가 사물인터넷단말에 대하여 기 선택한 하나의 기지국으로 다운링크패킷을 송신하고 이를 수신한 하나의 기지국이 사물인터넷단말에 전송한다.
이때, 기지국이 다른 사물인터넷단말로 다운링크패킷을 전송하고 있거나 전송을 위해 주파수자원을 점유하고 있는 등의 상황에서, 기지국은 다운링크패킷 충돌로 인지하고 다운링크패킷을 드롭(Drop)시키고 사물인터넷단말에 전송하지 않기 때문에, 다운링크패킷의 수신 성공률은 우수하다고 볼 수 없다.
하지만, 현재 사물인터넷(IoT) 기술에서는, 기지국에서 인지하는 다운링크패킷 충돌에 대한 별도의 개선 방안을 제시하고 있지 않은 실정이다.
이에, 본 발명에서는, 기지국에서 인지하는 다운링크패킷 충돌을 해결하기 위한 새로운 방안을 제안하여, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이고자 한다.
본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높임으로써, 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치는, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신부; 특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지부; 및 상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말에 대하여 패킷 송수신을 위한 기지국 재선택 여부 및 재선택 시점 중 적어도 하나를 결정하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치는, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신부; 특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지부; 및 상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하고 상기 재선택 기지국으로 상기 특정 단말의 다운링크패킷을 재송신하는 제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 특정 단말은, 업링크패킷 송신 후, 상기 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간의 시간구간 단위로 특정 횟수만큼 수신 가능하며, 상기 인지부는, 업링크패킷에 대하여 상기 특정 횟수 중 첫번째 시간구간에서 송신한 다운링크패킷과 관련하여, 상기 특정 기지국으로부터 다운링크패킷의 전송 실패를 예측한 실패예측결과가 수신된 단말을, 상기 특정 단말로 인지할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 특정 단말의 상기 첫번째 시간구간에서 송신한 다운링크패킷의 송신시점 및 상기 다운링크패킷에 대한 실패예측결과를 수신한 수신시점을 기반으로 상기 특정 기지국과의 패킷송수신시간을 추정하고, 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 상기 특정 단말에 대한 기지국 재선택 여부를 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신한 수신시점, 상기 일정 시간 및 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 상기 특정 단말이 상기 첫번째 시간구간에서 다운링크패킷 수신이 가능한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 수신 가능한 경우, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신하여 상기 네트워크장치로 송신한 기지국 중에서, 상기 특정 기지국을 제외하고 상기 특정 단말과의 채널상태(SNR: Signal to noise ratio)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 동작 방법은, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신단계; 특정 기지국에서, 다운링크패킷 전송 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지단계; 및 상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하고 상기 재선택 기지국으로 상기 특정 단말의 다운링크패킷을 재송신하는 재선택단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 특정 단말은, 업링크패킷 송신 후, 상기 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간의 시간구간 단위로 특정 횟수만큼 수신 가능하며, 상기 재선택단계는, 상기 특정 단말의 업링크패킷에 대하여 상기 특정 횟수 중 첫번째 시간구간에서 송신한 다운링크패킷의 송신시점 및 상기 특정 기지국으로부터 상기 다운링크패킷과 관련하여 실패예측결과를 수신한 수신시점을 기반으로, 상기 특정 기지국과의 패킷송수신시간을 추정하고, 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 상기 특정 단말에 대한 기지국 재선택 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 재선택단계는, 상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신한 수신시점, 상기 일정 시간 및 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 상기 특정 단말이 상기 첫번째 시간구간에서 다운링크패킷 수신이 가능한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 수신 가능한 경우, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치는, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신부; 특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지부; 및 상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말이 인지된 시점을 기반으로 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하고 상기 재선택 기지국으로 상기 특정 단말의 다운링크패킷을 재송신하는 제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 특정 단말은, 업링크패킷 송신 후, 상기 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간의 시간구간 단위로 특정 횟수만큼 수신 가능하며, 상기 인지부는, 업링크패킷에 대하여 상기 특정 횟수 중 첫번째 시간구간에서 송신한 다운링크패킷과 관련하여, 상기 특정 기지국으로부터 다운링크패킷의 전송 실패를 예측한 실패예측결과가 수신된 단말을, 상기 특정 단말로 인지할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 특정 단말이 인지되는 상기 실패예측결과 수신 시점을 기반으로 상기 특정 기지국과의 패킷송수신시간을 추정하고, 상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신한 수신시점, 상기 일정 시간 및 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 상기 특정 단말이 상기 첫번째 시간구간에서 다운링크패킷 수신이 가능한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 수신 불가능한 경우, 상기 특정 단말의 두번째 시간구간 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 판단 결과 수신 가능한 경우, 상기 일정 대기시간을 0으로 하여 대기 없이, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 판단 결과 수신 가능하나 상기 특정 단말에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않는 경우, 상기 특정 단말의 두번째 시간구간 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신하여 상기 네트워크장치로 송신한 기지국 중에서, 상기 특정 단말과의 채널상태(SNR: Signal to noise ratio)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 동작 방법은, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신단계; 특정 기지국에서, 다운링크패킷 전송 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지단계; 및 상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말이 인지된 시점을 기반으로 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하고 상기 재선택 기지국으로 상기 특정 단말의 다운링크패킷을 재송신하는 재선택단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 특정 단말은, 업링크패킷 송신 후, 상기 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간의 시간구간 단위로 특정 횟수만큼 수신 가능하며, 상기 재선택단계는, 상기 특정 단말이 인지되는 상기 실패예측결과 수신 시점을 기반으로 상기 특정 기지국과의 패킷송수신시간을 추정하고, 상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신한 수신시점, 상기 일정 시간 및 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 상기 특정 단말이 상기 특정 횟수 중 첫번째 시간구간에서 다운링크패킷 수신이 가능한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 수신 불가능한 경우, 상기 특정 단말의 두번째 시간구간 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
구체적으로, 상기 재선택단계는, 상기 판단 결과 수신 가능한 경우, 상기 일정 대기시간을 0으로 하여 대기 없이, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
구체적으로, 상기 재선택단계는, 상기 판단 결과 수신 가능하나 상기 특정 단말에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않는 경우, 상기 특정 단말의 두번째 시간구간 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말 및 네트워크장치 간 패킷을 송수신하는 기지국장치는, 상기 네트워크장치로부터 수신된 다운링크패킷을 단말로 전송하는 과정에서, 다운링크패킷의 전송 실패가 예측되는 특정 단말이 있는지 확인하는 예측부; 상기 특정 단말이 확인되면 상기 특정 단말에 대한 실패예측결과를 상기 네트워크장치로 제공하는 실패예측결과제공부를 포함한다.
구체적으로, 상기 예측부는, 상기 기지국장치가 임의의 단말로 다운링크패킷을 전송한 후 다음 다운링크패킷을 전송하기 위해 주파수자원을 점유하는 동안 상기 네트워크장치로부터 다른 단말의 다운링크패킷을 수신하면, 상기 다른 단말을 다운링크패킷의 전송 실패가 예측되는 특정 단말로 확인할 수 있다.
이에, 본 발명에 따르면, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높임으로써 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 효과를 도출한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 사물인터넷(IoT) 네트워크 구조를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 기존 기술에 따라서 다운링크패킷 충돌 시 다운링크패킷의 수신이 실패하는 상황을 보여주는 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따라서 다운링크패킷 충돌 시에도 다운링크패킷의 수신이 성공하는 상황을 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다운링크패킷 전송 기지국 재선택 방법(방안)을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다운링크패킷 전송 기지국 재선택 방법(방안)을 보여주는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 동작 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크장치의 동작 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 네트워크 구조를 보여주고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사물인터넷(IoT) 네트워크 구조는, 원격지의 사물인터넷단말(예: 단말1,2,...X), 원격지의 사물인터넷단말의 데이터를 확인하고 사물인터넷단말을 제어하기 위한 IoT앱이 설치된 고객단말(미도시)과, 사물인터넷단말 및 고객단말(IoT앱) 간을 유무선 네트워크를 통해 연결해 주는 네트워크장치(200, IoT앱 서버), 사물인터넷단말 및 네트워크장치(200) 사이에서 패킷 송수신을 수행하는 게이트웨이(예: 기지국1,2,...L)로 구성된다.
이러한 IoT 네트워크 구조에서 제공되는 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질은, 사물인터넷단말/기지국/네트워크장치 3개의 노드 간에 송수신되는 업링크패킷/다운링크패킷 수신 성공률에 따른 영향을 많이 받게 된다.
사물인터넷단말이 업링크패킷을 네트워크장치로 전송할 때에는, 사물인터넷단말이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하고 이를 다수의 기지국이 수신하여 네트워크장치로 송신하기 때문에, 업링크패킷의 수신 성공률은 우수하다고 볼 수 있다.
반면, 네트워크장치가 다운링크패킷을 사물인터넷단말로 전송할 때에는, 네트워크장치가 사물인터넷단말에 대하여 기 선택한 하나의 기지국으로 다운링크패킷을 송신하고 이를 수신한 하나의 기지국이 사물인터넷단말에 전송한다.
이때, 기지국이 다른 사물인터넷단말로 다운링크패킷을 전송하고 있거나 전송을 위해 주파수자원을 점유하고 있는 등의 상황에서, 기지국은 다운링크패킷 충돌로 인지하고 다운링크패킷을 드롭(Drop)시키고 사물인터넷단말에 전송하지 않기 때문에, 다운링크패킷의 수신 실패가 발생하게 된다.
하지만, 현재 사물인터넷(IoT) 기술에서는, 기지국에서 인지하는 다운링크패킷 충돌에 대한 별도의 개선 방안을 제시하고 있지 않은 실정이다.
이에, 본 발명에서는, 기지국에서 인지하는 다운링크패킷 충돌을 해결하기 위한 새로운 방안을 제안하여, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이고자 한다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는, 다운링크패킷 충돌을 해결하기 위한 새로운 방안을 실현하는 기지국장치, 네트워크장치를 제안하고자 한다.
먼저, 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치를 구체적으로 설명하겠다.
본 발명의 기지국장치(100)는, 전술의 도 1에 도시된 게이트웨이로서의 기지국1,2,...L 중 하나일 수 있으며, 설명의 편의상 기지국1인 것으로 가정하여 설명하겠다.
아울러, 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 사물인터넷단말로서의 단말1,2,...X 및 네트워크장치(200)를 언급하여 설명하도록 하겠다.
본 발명에 따른 기지국장치(100)는, IoT 네트워크에서 게이트웨이 역할을 수행하며, 이를 위해 단말연동부(110) 및 네트워크연동부(120)를 포함한다.
단말연동부(110)는, 기지국장치(100)의 커버리지 내에 있는 단말(예: 단말1)이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 송신하는 업링크패킷을 수신하여 네트워크연동부(120)로 전달한다.
단말연동부(110)는, 네트워크연동부(120)를 통해 수신된 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷을 해당되는 단말(예: 단말1)로 송신한다.
네트워크연동부(120)는, 단말연동부(110)를 통해 수신된 단말(예: 단말1)로부터의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신한다.
네트워크연동부(120)는, 네트워크장치(200)로부터 수신되는 다운링크패킷을 해당 단말(예: 단말1)로 송신하도록 단말연동부(110)로 전달한다.
이에, 기지국장치(100)는, 단말연동부(110) 및 네트워크연동부(120)를 통해서, 사물인터넷단말로서의 단말(예: 단말1) 및 네트워크장치(200) 간 패킷을 송수신하는 게이트웨이 역할을 수행하게 된다.
이처럼 IoT 네트워크에서 게이트웨이 역할을 수행하는 기지국장치(100)는, 다운링크패킷 충돌을 해결하기 위해 제안하는 본 발명의 방안을 실현하기 위해, 예측부(130) 및 실패예측결과제공부(140)를 포함한다.
예측부(130)는, 네트워크장치(200)로부터 수신된 다운링크패킷을 단말로 전송하는 과정에서, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 특정 단말이 있는지 확인한다.
우선, 도 4를 참조하여 기존 기술에 따라서 다운링크패킷 충돌 시 다운링크패킷의 수신이 실패하는 상황을 설명하겠다.
네트워크장치는, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위한 기지국을 선택하게 된다.
예를 들어, 단말1 및 단말2를 언급하여 설명하면, 단말1이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하면, 이를 수신하는 다수의 기지국이 단말1의 업링크패킷을 네트워크장치로 송신하게 된다.
이때, 네트워크장치는, 단말1의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국들 중에서 단말1과의 채널상태(SNR: Signal to noise ratio)가 가장 우수한 기지국을, 단말1과의 패킷 송수신을 위한 기지국으로 선택한다.
이와 마찬가지 방식으로, 네트워크장치는, 단말2의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국들 중에서 단말2과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말2와의 패킷 송수신을 위한 기지국으로 선택한다.
이에, 도 4에서는, 네트워크장치가 단말1 및 단말2 각각에 대해 기지국을 선택한 결과, 단말1 및 단말2 모두 기지국1을 선택한 것으로 가정하고 있다.
이에, 네트워크장치는, 단말1의 업링크패킷에 대하여 단말1로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말1의 다운링크패킷을 기지국1로 송신한다.
이렇게 되면, 기지국1은 네트워크장치로부터 수신한 단말1의 다운링크패킷을 단말1로 전송할 것이다.
이때, 기지국1은, 단말1의 다운링크패킷을 단말1로 전송한 후 단말1의 다음 다운링크패킷을 전송하기 위해 주파수자원을 지정된 시간(a) 동안 점유하게 된다.
이처럼, 기지국1이 주파수자원을 지정된 시간(a) 동안 점유하는 이유는, 다음의 2가지에 근거한다.
첫째, IoT 네트워크에서 단말(사물인터넷단말)은, 다운링크패킷 수신 방식에 있어서 수신가능시간에 따라 몇가지 타입으로 구분되는데, 이러한 타입 중 저전력 지원을 위해 업링크패킷 송신 후 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간(예: 1초)의 시간구간 단위로 특정 횟수(예: 2회)만큼 수신 가능한 타입(이하, A타입)이 있다.
일정 시간을 1초, 특정 횟수를 2회로 가정하면, A타입으로 동작하는 단말(사물인터넷단말)은, 업링크패킷 송신 후, 업링크패킷 송신시점을 기준으로 1초 이후의 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷 수신이 가능하고, 첫번째 시간구간(RX1)이 종료되는 시점을 기준으로 1초 이후의 두번째 시간구간(RX2)에서 다운링크패킷 수신이 가능하다.
전술한 A타입은, 사물인터넷(IoT) 기술 중에서도 광역 커버리지를 대상으로 하여 저속 전송(<1kbps) 및 저 전력을 지원하는 소량 데이터 전송에 특화된 IoT 기술(LoRa: Long Range)에서 사용되는 단말(사물인터넷단말)이 주로 채택/동작한다.
둘째, 네트워크장치와 게이트웨이로서의 기지국 사이에는 물리적 거리가 존재하므로 물리적 거리에 따른 전송 시간이 소요된다.
특히, 광역 커버리지/저속 전송(<1kbps)/저 전력/소량 데이터 전송에 특화된 IoT 기술(LoRa: Long Range)이 적용된 IoT 네트워크 즉 LoRa 네트워크에서는, 네트워크장치와 및 기지국 사이의 물리적 거리가 멀기 때문에 전송 시간이 길게 소요될 수 있다.
이에, 기지국1은, 다운링크패킷의 수신에 있어서 시간구간 및 횟수 제한이 있는 A타입으로 동작하는 단말(사물인터넷단말)이라는 요인1 및 네트워크장치와 및 기지국 사이의 물리적 거리가 멀기 때문에 전송 시간이 길게 소요되는 요인2 때문에, 단말(사물인터넷단말)로 전송해야 하는 다운링크패킷이 있을 경우 반드시 제한된 시간구간 및 횟수 내에 단말이 수신할 수 있도록 하기 위해, 단말1의 다운링크패킷을 전송한 후 필요 시 단말1의 다음 다운링크패킷을 전송하기 위해 주파수자원을 지정된 시간(a) 동안 우선적으로 점유하는 것이다.
한편, 네트워크장치는, 단말2의 업링크패킷에 대하여 단말2로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말2의 다운링크패킷을 기지국1로 송신한다.
이렇게 되면, 기지국1은 네트워크장치로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷을 단말2로 전송해야 한다.
하지만, 기지국1의 관점에서 볼 때, 단말1을 위해 주파수자원을 점유하고 있는 지정된 시간(a) 동안 단말2의 다운링크패킷이 수신된 경우라면, 이 상황을 다운링크패킷 충돌로 인지한다.
이는, IoT 네트워크에서 게이트웨이로서의 기지국은, 다운링크패킷 전송 시 동시에 여러 단말로 다운링크패킷을 전송할 수 없다는 제약이 있기 때문이다.
이에, 기존이라면 기지국1은, 도 4에 도시된 바와 같이, 단말1로 다운링크패킷을 전송한 후 주파수자원을 점유하고 있는 지정된 시간(a) 동안 단말2의 다운링크패킷이 수신된 경우, 다운링크패킷 충돌로 인지하고 단말2의 다운링크패킷을 드롭(Drop)시킨다.
이에, 다운링크패킷의 수신에 있어서 일정 시간(예: 1초)의 시간구간 및 횟수(예: 2회) 제한이 있는 A타입으로 동작하는 단말2에서는, 업링크패킷 송신 후 업링크패킷에 대하여 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 다운링크패킷을 수신하지 못하게 된다.
다시, 도 2를 참조하여 본 발명의 기지국장치(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다.
예측부(130)는, 네트워크장치(200)로부터 수신된 다운링크패킷을 단말로 전송하는 과정에서, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 특정 단말이 있는지 확인한다.
이하에서는, 전술과 같이 단말1,2를 언급하여 구체적으로 설명하겠다.
예측부(130)는, 기지국장치(100)가 임의의 단말 예컨대 단말1로 다운링크패킷을 전송한 후 주파수자원을 점유하는 동안(a), 네트워크장치(200)로부터 다른 단말 예컨대 단말2의 다운링크패킷을 수신하면, 단말2를 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 특정 단말로 확인할 수 있다.
실패예측결과제공부(140)는, 예측부(130)에서 특정 단말이 확인되면, 특정 단말에 대한 실패예측결과를 네트워크장치(200)로 제공한다.
즉, 실패예측결과제공부(140)는, 전술과 같이 특정 단말로서 단말2가 확인된 경우라면, 확인 즉시 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공하는 것이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 기지국장치(100, 기지국1)는, 단말1로 다운링크패킷을 전송한 후 주파수자원을 점유하는 동안(a) 단말2의 다운링크패킷이 수신되어, 다운링크패킷 충돌을 인지하는 시점 즉 단말2를 확인하는 시점에 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공한다.
이처럼, 본 발명의 기지국장치(100)는, 다운링크패킷 충돌을 인지하는 시점에, 단말2의 다운링크패킷을 드롭시키는 대신 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공함으로써, 실제로 단말2에서 다운링크패킷의 수신 실패를 확인하게 되는 시점 보다 앞서서, 네트워크장치(200)로 하여금 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2를 인지하게 할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치를 구체적으로 설명하겠다.
본 발명의 네트워크장치(20)는, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신부(210)와, 특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지부(220)와, 상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말에 대하여 패킷 송수신을 위한 기지국 재선택 여부 및 재선택 시점 중 적어도 하나를 결정하는 제어부(240)를 포함한다.
아울러, 네트워크장치(200)는, 업링크패킷을 수신하는 패킷수신부(220)도 포함한다.
패킷송신부(210)는, 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신한다.
앞서 설명한 바와 같이, 네트워크장치(200) 예컨대 제어부(240)는, 단말의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국들 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말과의 패킷 송수신을 위한 기지국으로 선택한다.
예를 들어, 단말1 및 단말2를 언급하여 설명하면, 단말1이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하면, 이를 수신하는 다수의 기지국1,2,3이 단말1의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하게 된다.
또한, 단말2가 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하면, 이를 수신하는 다수의 기지국1,2,3이 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하게 된다.
이에, 제어부(240)는, 단말1의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국1,2,3 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말1과의 패킷 송수신을 위한 기지국으로 선택한다.
또한, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국1,2,3 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말2와의 패킷 송수신을 위한 기지국으로 선택한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 네트워크장치(200)가 단말1 및 단말2 각각에 대해 기지국을 선택한 결과, 단말1 및 단말2 모두 기지국1을 선택한 것으로 가정하겠다.
이 경우, 패킷송신부(210)는, 단말1의 업링크패킷에 대하여 단말1로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말1의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷을 기지국1로 송신한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 첫번째 시간구간(RX1)에서 송신하는 다운링크패킷을, 다운링크패킷(RX1)이라 정의하여 통칭하겠다.
또한, 패킷송신부(210)는, 단말2의 업링크패킷에 대하여 단말2로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말2의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1)을 기지국1로 송신한다.
인지부(220)는, 특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지한다.
여기서, 특정 단말은, 업링크패킷 송신 후, 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간(예: 1초)의 시간구간 단위로 특정 횟수(예: 2회)만큼 수신 가능한 단말, 즉 전술한 바 있는 다운링크패킷의 수신에 있어서 시간구간 및 횟수 제한이 있는 A타입으로 동작하는 단말일 수 있다.
그리고, 인지부(220)는, 특정 기지국을 통해 수신된 업링크패킷에 대하여 특정 횟수(예: 2회) 중 첫번째 시간구간(RX1)에서 송신한 다운링크패킷(RX1)과 관련하여, 특정 기지국으로부터 다운링크패킷의 전송 실패를 예측한 실패예측결과가 수신된 단말을, 특정 단말로 인지한다.
구체적으로 설명하면, 네트워크장치(200)가 송신한 단말의 다운링크패킷을 수신하여 해당 단말로 전송하는 기지국1,2,...L 중에서, 단말(예: 단말1)로 다운링크패킷을 전송한 후 다음 다운링크패킷을 전송하기 위해 주파수자원을 점유하는 동안(a), 다른 단말(예: 단말2)의 다운링크패킷을 수신함에 따라 다운링크패킷 충돌을 인지하는 기지국이 있으면, 해당 기지국은 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말(예: 단말2)에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공한다.
이 경우에서 알 수 있듯이, 전술의 특정 기지국은, 다운링크패킷 충돌을 인지하고 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공하는 기지국을 의미한다.
이에, 인지부(220)는, 특정 기지국(예: 기지국1)로부터 단말(예: 단말2)에 대한 실패예측결과(TxACK)가 수신되면, 실제로 단말(예: 단말2)에서 다운링크패킷의 수신 실패를 확인하게 되는 시점 보다 앞서서 특정 기지국(예: 기지국1)에서 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말(예: 단말2)를 인지할 수 있게 된다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말로서, 전술의 예시에 따른 단말2를 언급하도록 하겠다.
제어부(240)는, 특정 단말로서 단말2가 인지되면, 단말2에 대하여 패킷 송수신을 위한 기지국 재선택 여부 및 재선택 시점 중 적어도 하나를 결정한다.
즉, 제어부(240)는, 기지국1에서 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2에 대하여, 패킷 송수신을 위한 기지국 재선택 여부를 결정하거나, 또는 기지국을 재선택하되 재선택 시점을 결정하거나, 또는 기지국 재선택 여부 결정 및 재선택 결정 시 재선택 시점을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 제어부(240)의 기능을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제어부(240)는, 기지국1에서 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2에 대하여, 기지국을 재선택하고 단말2에 전송하기 위한 다운링크패킷(RX1)을 재선택 기지국으로 재송신한다.
이때, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 특정 기지국 즉 기 선택된 기지국1을 제외하고 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다.
즉, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 기 선택된 기지국1을 통해서는 단말2의 다운링크패킷 수신 실패가 예측되므로, 기지국1을 제외한 나머지 기지국2,3 중 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택하는 것이다.
이하에서는, 설명의 편의 상 기지국2를 재선택한 것으로 설명하겠다.
이에, 제어부(240)는, 단말2에 전송하기 위한 다운링크패킷(RX1)을 재선택 기지국2로 재송신한다.
이렇게 되면, 기지국2는 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송할 것이다.
한편, 단말2는 전술한 바와 같이 다운링크패킷의 수신에 있어서 시간구간(예: 1초) 및 횟수(예: 2회) 제한이 있는 A타입으로 동작하기 때문에, 만약 단말2로의 다운링크패킷(RX1)을 재송신하더라도 단말2에서 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷 수신이 불가능하다면, 다운링크패킷(RX1)을 재송신할 필요가 없을 것이다.
이에, 본 발명에서는, 다운링크패킷을 재송신할 필요가 있는지 여부에 따라, 기지국 재선택 여부를 결정할 수 있다.
즉, 본 발명에서는, 다운링크패킷을 재송신할 필요한 경우에만, 기지국을 재선택하여 다운링크패킷 재송신을 수행하는 것이다.
구체적으로, 제어부(240)는, 특정 단말 예컨대 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)에서 송신한 다운링크패킷(RX1)의 송신시점(B) 및 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 기지국1로부터 수신한 수신시점(C)을 기반으로, 기지국1과의 패킷송수신시간(RTT)을 추정한다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 실패예측결과(TxACK)를 수신한 수신시점(C)에서 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 송신한 송신시점(B)을 빼면, 네트워크장치(200) 및 기지국1 사이에서 패킷이 송수신된 시간(RTT)를 계산하여 추정할 수 있다.
그리고, 제어부(240)는, 추정한 패킷송수신시간(RTT)을 기반으로, 단말2에 대한 기지국 재선택 여부를 결정한다.
구체적으로, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A), 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초) 및 추정한 패킷송수신시간(RTT)을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 여부를 판단한다.
예를 들어, 단말2로 다운링크패킷을 재송신한다면 재송신된 다운링크패킷이 단말2에 수신되는데 까지 걸리는 시간은, 앞서 추정한 패킷송수신시간(RTT)의 반(RTT/2)이라고 예측해도 무방할 것이다.
따라서, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A)에 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초)을 더하면(A+1), 단말2에서 업링크패킷 송신 후 다운링크패킷(RX1) 수신 가능한 최대한의 제한 시간을 알 수 있다.
단말2이 업링크패킷 송신 후 다운링크패킷(RX1) 수신 가능한 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 빼면, 단말2이 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있는 잔여시간을 의미한다.
이에, 제어부(240)는, 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 뺀 잔여시간((A+1)-현재시점)이 RTT/2보다 큰 경우, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(240)는, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 것으로 판단하면(재송신 필요 시), 단말2에 대하여 기지국 재선택을 결정 및 재선택(기지국1->기지국2)하고, 단말2에 전송하기 위한 다운링크패킷(RX1)을 재선택한 기지국2로 재송신한다.
이에, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 네트워크장치(200)는, 기지국1로 송신해서 다운링크패킷 충돌로 인해 수신 실패가 예측되는 단말2에 대하여, 다운링크패킷(RX1) 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우라면, 재선택한 기지국2로 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 재송신한다.
이렇게 되면, 기지국2는, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송할 것이고, 단말2는 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 기지국2로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있게 된다.
만약, 단말2에 대하여 재선택한 기지국2에서도, 다른 단말을 위해 주파수자원을 점유하고 있어 다운링크패킷 출동이 다시 인지되는 경우라면, 기지국2도 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공할 것이다.
이 경우, 네트워크장치(200)는 다운링크패킷(RX1) 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우(재송신 필요 시)라면, 전술의 기지국 재선택 결정 및 재선택, 다운링크패킷(RX1) 재송신을 반복할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 제어부(240)의 기능을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제어부(240)는, 기지국1에서 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지되면, 단말2가 인지된 시점을 기반으로 일정 대기시간 동안 대기한 후, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고 단말2의 다운링크패킷을 재송신한다.
즉, 제어부(240)는, 단말2에 대하여 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 수행하기까지 보류하는 일정 대기시간을, 단말2가 인지된 시점 즉 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)가 수신된 시점에 따라서 다르게 적용함으로써, 기지국 재선택 시점을 다르게 결정하는 것이다.
구체적으로, 제어부(240)는, 단말2가 인지되는 실패예측결과 수신 시점을 기반으로, 기지국1과의 패킷송수신시간을 추정한다.
제어부(240)는, 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)에서 송신한 다운링크패킷(RX1)의 송신시점(B) 및 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 기지국1로부터 수신한 수신시점(C)을 기반으로, 기지국1과의 패킷송수신시간(RTT)을 추정한다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 실패예측결과(TxACK)를 수신한 수신시점(C)에서 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 송신한 송신시점(B)을 빼면, 네트워크장치(200) 및 기지국1 사이에서 패킷이 송수신된 시간(RTT)를 계산하여 추정할 수 있다.
그리고, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A), 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초) 및 추정한 패킷송수신시간(RTT)을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 여부를 판단한다.
예를 들어, 단말2로 다운링크패킷을 재송신한다면 재송신된 다운링크패킷이 단말2에 수신되는데 까지 걸리는 시간은, 앞서 추정한 패킷송수신시간(RTT)의 반(RTT/2)이라고 예측해도 무방할 것이다.
따라서, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A)에 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초)을 더하면(A+1), 단말2에서 업링크패킷 송신 후 다운링크패킷(RX1) 수신 가능한 최대한의 제한 시간을 알 수 있다.
단말2가 업링크패킷 송신 후 다운링크패킷(RX1) 수신 가능한 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 빼면, 단말2이 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있는 잔여시간을 의미한다.
이에, 제어부(240)는, 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 뺀 잔여시간((A+1)-현재시점)이 RTT/2보다 큰 경우, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(240)는, 전술의 판단 결과 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우, 일정 대기시간을 0으로 하여 대기 없이, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고 단말2의 다운링크패킷을 재송신한다.
즉, 본 발명의 네트워크장치(200)는, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우라면, 즉시(일정 대기시간=0) 단말2에 대하여 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 수행하는 것이다.
이때, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 기 선택된 기지국1을 통해서는 단말2의 다운링크패킷 수신 실패가 예측되므로, 기지국1을 제외한 나머지 기지국2,3 중 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의 상 기지국2를 재선택한 것으로 설명하겠다.
이에, 제어부(240)는, 전술과 같이 단말2에 대하여 기지국을 재선택(기지국1->기지국2)하고, 단말2에 전송하기 위한 다운링크패킷(RX1)을 재선택한 기지국2로 재송신한다.
이에, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 네트워크장치(200)는, 기지국1로 송신해서 다운링크패킷 충돌로 인해 수신 실패가 예측되는 단말2에 대하여, 다운링크패킷(RX1) 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우라면, 재선택한 기지국2로 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 재송신한다.
이렇게 되면, 기지국2는, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송할 것이고, 단말2는 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 기지국2로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있게 된다.
헌데, 도 6에 도시된 바와 같이, 단말2에 대하여 재선택한 기지국2에서도, 다른 단말을 위해 주파수자원을 점유하고 있어 다운링크패킷 출동이 다시 인지되는 경우라면, 기지국2도 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공할 것이다.
이렇게 되면, 제어부(240)는, 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 기지국2로부터 수신한 수신시점(C)을 기반으로 기지국2와의 패킷송수신시간(RTT)을 추정한다.
그리고, 제어부(240)는, 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 뺀 잔여시간((A+1)-현재시점)이 RTT/2보다 큰지 여부를 판단하여, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 여부를 판단하는 과정을 반복할 것이다.
이에, 제어부(240)는, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우, 일정 대기시간을 0으로 하여 대기 없이, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고 단말2의 다운링크패킷을 재송신할 것이다.
이때, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 기 선택된 기지국1,2을 통해서는 단말2의 다운링크패킷 수신 실패가 예측되므로, 기지국1,2를 제외하고 남은 하나의 기지국3을 재선택할 수 있다.
한편, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우라도, 단말2에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않을 수도 있다.
예를 들어, 단말2의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국1,2,3 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국부터 1->2->3의 순서로 선택하여 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 송신하였으나 기지국1,2,3 모두에서 단말2의 다운링크패킷 수신 실패가 예측된 경우가 발생할 수도 있다.
이 경우라면, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능하다 하더라도, 단말2에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않는다.
이처럼, 제어부(240)는, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능하지만 단말2에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않는 경우, 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고 재선택한 기지국으로 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 재송신한다.
앞서 설명한 바와 같이, 단말2는, 업링크패킷 송신 후 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간(예: 1초)의 시간구간 단위로 특정 횟수(예: 2회)만큼 수신 가능한 A타입으로 동작한다.
이에, 단말2에서는, 업링크패킷 송신 후, 1초 동안의 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷 수신이 가능하고, 첫번째 시간구간(RX1)이 종료된 후 1초 동안의 두번째 시간구간(RX2)에서 다운링크패킷 수신이 가능하다. 이때, 첫번째 시간구간(RX1)과 두번째 시간구간(RX2) 사이는, 연속될 수도 있고 일정한 시간간격으로 이격될 수도 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 두번째 시간구간(RX2)에서 송신하는 다운링크패킷을, 다운링크패킷(RX2)라 정의하여 통칭하겠다.
즉, 본 발명의 네트워크장치(200)는, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 더 이상 재선택할 수 있는 기지국이 존재하지 않아 다운링크패킷 재송신이 불가능한 경우라고 판단하면, 단말2에 대한 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 불필요하게 수행하지 않고, 기지국 상황(주파수자원 점유)이 개선되어 기지국 재선택이 가능해지는 두번째 시간구간(RX2)에 진입할 때까지 일정 대기시간 동안 보류하는 것이다.
한편, 제어부(240)는, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 판단한 결과 수신 불가능한 경우, 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 재송신한다.
이때, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 불가능한 경우는, 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)이 종료된 경우로 보아도 무방할 것이다.
즉, 본 발명의 네트워크장치(200)는, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)이 종료된 경우라고 판단하면, 다운링크패킷을 재송신하더라도 단말2가 수신할 수 없기 때문에, 단말2에 대한 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 불필요하게 수행하지 않고, 단말2가 다운링크패킷을 수신할 수 있는 두번째 시간구간(RX2)에 진입할 때까지 일정 대기시간 동안 보류하는 것이다.
이때, 제어부(240)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다.
즉, 제어부(240)는, 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 상황이기 때문에, 기지국1,2,3 중 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)에서 선택한 이력이 있는 기지국을 제외할 필요 없이, 기지국1,2,3 모두를 대상으로 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의 상 기지국2를 재선택한 것으로 설명하겠다.
이렇게 되면, 기지국2는, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 단말2로 전송할 것이고, 단말2는 첫번째 시간구간(RX1)에 다운링크패킷(RX1) 수신에는 실패했지만 두번째 시간구간(RX2)에 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX2)을 수신할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기지국장치(100)는, 네트워크장치(200)로부터 수신된 다운링크패킷을 단말(사물인터넷단말)로 전송하는 과정 즉 IoT 네트워크에서 게이트웨이 역할을 수행하는 과정에서, 다운링크패킷 충돌 인지 시 다운링크패킷을 드롭시키는 대신 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말을 네트워크장치(200)로 즉시 알려 인지시킨다.
그리고, 본 발명의 네트워크장치(200)는, 기지국에서의 다운링크패킷 충돌로 인한 다운링크패킷 수신 실패를 전혀 인지할 수 없었던 기존 방식과 달리, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말(사물인터넷단말)을 빠르게 인지하여 재송신 필요 여부를 판단하고, 재송신 필요 시 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 네트워크장치(200)는, 기지국에서의 다운링크패킷 충돌로 인한 다운링크패킷 수신 실패를 전혀 인지할 수 없었던 기존 방식과 달리, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말(사물인터넷단말)을 빠르게 인지하여 인지 시점을 기반으로 판단한 재송신 시점(즉시_첫번째시간구간(RX1), 또는 일정 대기시간 대기 후_두번째 시간구간(RX2))에 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 수행할 수 있다.
이에, 본 발명에 의하면, 기지국/네트워크장치 2 노드 간 연동을 통해 기지국에서 인지하는 다운링크패킷 충돌을 해결하는 새로운 방안을 제안하여, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높임으로써, 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 효과를 도출한다.
이하에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다운링크패킷 전송 기지국 재선택 방법(방안)을 설명하겠다.
설명의 편의 상, 전술한 실시예와 마찬가지로 단말1,2 및 기지국1,2를 언급하여 설명하도록 한다.
단말1이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하면, 이를 수신하는 다수의 기지국1,2,3이 단말1의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하게 된다(S1).
또한, 단말2가 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하면, 이를 수신하는 다수의 기지국1,2,3이 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하게 된다(S2).
네트워크장치(200)는, 단말1의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국1,2,3 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말1과의 패킷 송수신을 위한 기지국으로 선택한다(S10).
또한, 네트워크장치(200)는, 단말2의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국1,2,3 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말2와의 패킷 송수신을 위한 기지국으로 선택한다(S20).
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 네트워크장치(200)가 단말1 및 단말2 각각에 대해 기지국을 선택한 결과, 단말1 및 단말2 모두 기지국1을 선택한 것으로 가정하겠다.
네트워크장치(200)는, 단말1의 업링크패킷에 대하여 단말1로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말1의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1)을 기지국1로 송신한다(S30,S32).
기지국1은, 단말1의 다운링크패킷(RX1) 수신 시 다른 단말을 위해 주파수자원 점유하고 있는 상황이 아니기 때문에, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말1의 다운링크패킷(RX1)을 단말1로 전송할 것이다(S34).
이에, 단말1은, 업링크패킷 송신 후 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 기지국1로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있게 된다.
한편, 네트워크장치(200)는, 단말2의 업링크패킷에 대하여 단말2로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말2의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1)을 기지국1로 송신한다(S40,S42).
이때, 기지국1은, 단말1을 위해 주파수자원을 점유하는 동안(a) 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 수신함에 따라, 다운링크패킷 충돌을 인지하고, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공한다(S44).
네트워크장치(200)는, 기지국1로부터 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 수신하면, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말2를 인지하고, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고(기지국1->기지국2) 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 재선택 기지국2로 재송신한다(S50,S52).
기지국2는, 단말2의 다운링크패킷(RX1) 수신 시 다른 단말을 위해 주파수자원 점유하고 있는 상황이 아니기 때문에, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송할 것이다(S54).
이에, 단말2는, 업링크패킷 송신 후 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 기지국2로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 동작 방법을 구체적으로 설명하겠다.
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 기지국을 통해서 수신되는 단말로부터의 업링크패킷을 수신한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 앞서 설명한 예시와 마찬가지로, 단말2를 언급하여 설명하겠다.
즉, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 기지국을 통해서 수신되는 단말2로부터의 업링크패킷을 수신한다(S100). 그리고, 단말2의 업링크패킷을 수신한 시점을 수신시점(A)라고 한다.
이때, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국1,2,3 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말2와의 패킷 송수신을 위한 기지국(예: 기지국1)으로 선택한다.
이후, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷에 대하여 단말2로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면(S110), 단말2의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1)을 기 선택한 기지국1로 송신한다(S120). 이때, 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 송신한 시점을 송신시점(B)라고 한다.
이에, 기지국1은, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송해야 한다.
헌데, 기지국1은, 단말1을 위해 주파수자원을 점유하고 있는 지정된 시간(a) 동안 단말2의 다운링크패킷이 수신된 경우, 이 상황을 다운링크패킷 충돌로 인지하고, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공한다.
이에, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 기지국1로 송신하고 실패예측결과(TxACK)가 수신되는지 판단한다(S130). 이때, 실패예측결과(TxACK)가 수신된 시점을 수신시점(C)라고 한다.
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 실패예측결과(TxACK)가 수신되면(S130 Yes), 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 재송신할 필요가 있는지 판단한다.
구체적인 실시예를 언급하면, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 실패예측결과(TxACK)를 수신한 수신시점(C)에서 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 송신한 송신시점(B)을 빼면, 네트워크장치(200) 및 기지국1 사이에서 패킷이 송수신된 시간(RTT)를 추정할 수 있다(S140).
이후, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A), 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초) 및 추정한 패킷송수신시간(RTT)을 기반으로, 다운링크패킷(RX1) 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 여부를 판단한다(S150).
예를 들어, 단말2로 다운링크패킷을 재송신한다면 재송신된 다운링크패킷이 단말2에 수신되는데 까지 걸리는 시간은, 앞서 추정한 패킷송수신시간(RTT)의 반(RTT/2)이라고 예측해도 무방할 것이다.
따라서, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A)에 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초)을 더하면(A+1), 단말2에서 업링크패킷 송신 후 다운링크패킷(RX1) 수신 가능한 최대한의 제한 시간을 알 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 뺀 잔여시간((A+1)-현재시점)이 RTT/2보다 큰 경우, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 것으로 판단할 수 있다(S150 Yes).
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 것으로 판단하면(재송신 필요 시, S150 Yes), 단말2에 대하여 기지국을 재선택한다(S160).
구체적으로, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 기 선택된 기지국1을 제외하고 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 기 선택된 기지국1을 통해서는 단말2의 다운링크패킷 수신 실패가 예측되므로, 기지국1을 제외한 나머지 기지국2,3 중 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택하는 것이다.
이하에서는, 설명의 편의 상 기지국2를 재선택한 것으로 설명하겠다.
이에, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2에 전송하기 위한 다운링크패킷(RX1)을 재선택 기지국2로 재송신한다(S120).
만약, 단말2에 대하여 재선택한 기지국2에서도, 다른 단말을 위해 주파수자원을 점유하고 있어 다운링크패킷 출동이 다시 인지되는 경우라면, 기지국2도 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공하고, 네트워크장치(200)는 다운링크패킷(RX1) 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우(재송신 필요 시)라면, 기지국 재선택 및 다운링크패킷(RX1)을 재송신하는, S120~S160단계를 반복할 수 있을 것이다.
이하에서는, 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다운링크패킷 전송 기지국 재선택 방법(방안)을 설명하겠다.
설명의 편의 상, 전술한 실시예와 마찬가지로 단말1,2 및 기지국1,2를 언급하여 설명하도록 한다.
아울러, S1~S20단계는, 도 7에 도시된 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략하며, 네트워크장치(200)가 단말1 및 단말2 각각에 대해 기지국1을 선택한 것으로 가정하겠다.
네트워크장치(200)는, 단말1의 업링크패킷에 대하여 단말1로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말1의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1)을 기지국1로 송신한다(S30,S32).
기지국1은, 단말1의 다운링크패킷(RX1) 수신 시 다른 단말을 위해 주파수자원 점유하고 있는 상황이 아니기 때문에, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말1의 다운링크패킷(RX1)을 단말1로 전송할 것이다(S34).
이에, 단말1은, 업링크패킷 송신 후 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 기지국1로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있게 된다.
한편, 네트워크장치(200)는, 단말2의 업링크패킷에 대하여 단말2로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면, 단말2의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1)을 기지국1로 송신한다(S40,S42).
이때, 기지국1은, 단말1을 위해 주파수자원을 점유하는 동안(a) 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 수신함에 따라, 다운링크패킷 충돌을 인지하고, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공한다(S44).
네트워크장치(200)는, 기지국1로부터 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 수신하면, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말2를 인지하고, 단말2가 인지된 시점을 기반으로 일정 대기시간 동안 대기한 후(S46), 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고 단말2의 다운링크패킷을 재송신한다.
예를 들어, 네트워크장치(200)는, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우라면, 일정 대기시간을 0으로 하여 대기 없이 즉시, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고(S60) 및 다운링크패킷(RX1)을 재송신할 것이다(S62).
재선택한 기지국을 기지국2라고 가정하면, 기지국2는, 단말2의 다운링크패킷(RX1) 수신 시 다른 단말을 위해 주파수자원 점유하고 있는 상황이 아니기 때문에, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송할 것이다(S64).
이에, 단말2는, 업링크패킷 송신 후 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 기지국2로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있게 된다.
한편, 네트워크장치(200)는, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 불가능한 경우, 즉 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)이 종료된 경우라면, 단말2의 두번째 시간구간(RX2)에 진입할 때까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고(S60) 및 다운링크패킷(RX2)을 재송신할 것이다(S62).
재선택한 기지국을 기지국2라고 가정하면, 기지국2는, 단말2의 다운링크패킷(RX2) 수신 시 다른 단말을 위해 주파수자원 점유하고 있는 상황이 아니기 때문에, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 단말2로 전송할 것이다(S64).
이에, 단말2는, 업링크패킷 송신 후 두번째 시간구간(RX2) 이내에 기지국2로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX2)을 수신할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크장치의 동작 방법을 구체적으로 설명하겠다.
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 기지국을 통해서 수신되는 단말로부터의 업링크패킷을 수신한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 앞서 설명한 예시와 마찬가지로, 단말2를 언급하여 설명하겠다.
즉, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 기지국을 통해서 수신되는 단말2로부터의 업링크패킷을 수신한다(S100). 그리고, 단말2의 업링크패킷을 수신한 시점을 수신시점(A)라고 한다.
이때, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷을 제공(송신)한 다수의 기지국1,2,3 중에서 단말과의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을, 단말2와의 패킷 송수신을 위한 기지국(예: 기지국1)으로 선택한다.
이후, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷에 대하여 단말2로 전송하기 위한 다운링크패킷이 발생하면(S110), 단말2의 다운링크패킷 즉 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1)을 기 선택한 기지국1로 송신한다(S120). 이때, 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 송신한 시점을 송신시점(B)라고 한다.
이에, 기지국1은, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송해야 한다.
헌데, 기지국1은, 단말1을 위해 주파수자원을 점유하고 있는 지정된 시간(a) 동안 단말2의 다운링크패킷이 수신된 경우, 이 상황을 다운링크패킷 충돌로 인지하고, 다운링크패킷의 수신 실패가 예측되는 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공한다.
이에, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 기지국1로 송신하고 실패예측결과(TxACK)가 수신되는지 판단한다(S130). 이때, 실패예측결과(TxACK)가 수신된 시점을 수신시점(C)라고 한다.
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 실패예측결과(TxACK)가 수신되면(S130 Yes), 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로 일정 대기시간 동안 대기한 후, 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고 단말2의 다운링크패킷을 재송신한다.
구체적인 실시예를 언급하면, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2에 대하여 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 수행하기까지 보류하는 일정 대기시간을, 단말2가 인지된 시점 즉 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)가 수신된 시점에 따라서 다르게 적용한다.
보다 구체적으로 설명하면 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)에서 송신한 다운링크패킷(RX1)의 송신시점(B) 및 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 기지국1로부터 수신한 수신시점(C)을 기반으로 기지국1과의 패킷송수신시간(RTT)을 추정한다(S140).
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 실패예측결과(TxACK)를 수신한 수신시점(C)에서 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 송신한 송신시점(B)을 빼면, 네트워크장치(200) 및 기지국1 사이에서 패킷이 송수신된 시간(RTT)를 계산하여 추정할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A), 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초) 및 추정한 패킷송수신시간(RTT)을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 여부를 판단한다(S150).
예를 들어, 단말2로 다운링크패킷을 재송신한다면 재송신된 다운링크패킷이 단말2에 수신되는데 까지 걸리는 시간은, 앞서 추정한 패킷송수신시간(RTT)의 반(RTT/2)이라고 예측해도 무방할 것이다.
따라서, 단말2의 업링크패킷을 수신한 수신시점(A)에 단말2가 채택한 A타입이 갖는 일정 시간(예: 1초)을 더하면(A+1), 단말2에서 업링크패킷 송신 후 다운링크패킷(RX1) 수신 가능한 최대한의 제한 시간을 알 수 있고, 이 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 빼면, 최대한의 제한 시간(A+1)까지 남아있는 잔여시간을 의미한다.
이에, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 뺀 잔여시간((A+1)-현재시점)이 RTT/2보다 큰 경우, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 것으로 판단할 수 있다(S150 Yes).
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 전술의 판단 결과 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우(S150 Yes), 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서 재선택 가능한 기지국이 존재하는지 판단한다(S165).
전술의 예시와 같이, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서 기지국1을 통해서만 단말2의 다운링크패킷 수신 실패가 예측된 경우라면, 재선택 가능한 기지국2,3이 존재하는 것으로 판단할 것이다(S165 Yes).
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 재선택 가능한 기지국2,3이 존재하는 것으로 판단하면, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중 기 선택된 기지국1을 제외한 나머지 재선택 가능한 기지국2,3 중에서, 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택한다(S170).
이하에서는, 설명의 편의 상 기지국2를 재선택한 것으로 설명하겠다.
이에, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 전술과 같이 단말2에 대하여 기지국을 재선택(기지국1->기지국2)하고, 단말2에 전송하기 위한 다운링크패킷(RX1)을 재선택한 기지국2로 재송신한다(S120).
이렇게 되면, 기지국2는, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX1)을 단말2로 전송할 것이고, 단말2는 첫번째 시간구간(RX1) 이내에 기지국2로부터 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX1)을 수신할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우라면, 즉시(일정 대기시간=0) 단말2에 대하여 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을 수행하는 것이다.
헌데, 도 6에 도시된 바와 같이, 단말2에 대하여 재선택한 기지국2에서도, 다른 단말을 위해 주파수자원을 점유하고 있어 다운링크패킷 출동이 다시 인지되는 경우라면, 기지국2도 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 네트워크장치(200)로 제공할 것이다.
이렇게 되면, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2에 대한 실패예측결과(TxACK)를 기지국2로부터 수신한 수신시점(C)을 기반으로 기지국2와의 패킷송수신시간(RTT)을 추정하고, 최대한의 제한 시간(A+1)에서 현재시점을 뺀 잔여시간((A+1)-현재시점)이 RTT/2보다 큰지 여부를 판단하여, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 여부를 판단하는 S120~S150과정을 반복할 것이다.
한편, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한 경우라도, 단말2에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않을 수도 있다.
본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능하지만(S150 Yes) 단말2에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않는 경우(S165 No), 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후(S190), 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고(S200) 재선택한 기지국으로 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 재송신한다(S210).
앞서 설명한 바와 같이, 단말2는, 업링크패킷 송신 후 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간(예: 1초)의 시간구간 단위로 특정 횟수(예: 2회)만큼 수신 가능한 A타입으로 동작한다.
이에, 단말2에서는, 업링크패킷 송신 후, 1초 동안의 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷 수신이 가능하고, 첫번째 시간구간(RX1)이 종료된 후 1초 동안의 두번째 시간구간(RX2)에서 다운링크패킷 수신이 가능하다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 두번째 시간구간(RX2)에서 송신하는 다운링크패킷을, 다운링크패킷(RX2)라 정의하여 통칭하겠다.
즉, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 더 이상 재선택할 수 있는 기지국이 존재하지 않아 다운링크패킷 재송신이 불가능한 경우라고 판단하면(S160 No), 단말2에 대한 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을, 기지국 상황(주파수자원 점유)이 개선되어 기지국 재선택이 가능해지는 두번째 시간구간(RX2)에 진입할 때까지 일정 대기시간 동안 보류하는 것이다(S190).
이때, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신한 기지국1,2,3 중에서, 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다(S200).
즉, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 상황이기 때문에, 기지국1,2,3 중 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)에서 선택한 이력이 있는 기지국을 제외할 필요 없이, 기지국1,2,3 모두를 대상으로 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다(S200).
이하에서는, 설명의 편의 상 기지국2를 재선택한 것으로 설명하겠다.
이렇게 되면, 기지국2는, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 단말2로 전송할 것이고, 단말2는 첫번째 시간구간(RX1)에 다운링크패킷(RX1) 수신에는 실패했지만 두번째 시간구간(RX2)에 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX2)을 수신할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 가능한지 판단한 결과 수신 불가능한 경우(S150 No), 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후(S190), 단말2에 대하여 기지국을 재선택하고(S200) 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 재송신한다(S210).
이때, 다운링크패킷 재송신 시 단말2가 첫번째 시간구간(RX1)에서 다운링크패킷(RX1) 수신이 불가능한 경우는, 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)이 종료된 경우로 보아도 무방할 것이다.
즉, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 단말2가 인지된 시점(실패예측결과 수신 시점)을 기반으로, 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)이 종료된 경우라고 판단하면(S150 No), 다운링크패킷을 재송신하더라도 단말2가 수신할 수 없기 때문에, 단말2에 대한 기지국 재선택 및 다운링크패킷 재송신을, 단말2가 다운링크패킷을 수신할 수 있는 두번째 시간구간(RX2)에 진입할 때까지 일정 대기시간 동안 보류하는 것이다(S190).
이때, 본 발명에 따른 네트워크장치(200)의 동작 방법은, 단말2의 두번째 시간구간(RX2) 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 상황이기 때문에, 기지국1,2,3 중 단말2의 첫번째 시간구간(RX1)에서 선택한 이력이 있는 기지국을 제외할 필요 없이, 기지국1,2,3 모두를 대상으로 단말2와의 채널상태(SNR)가 가장 우수한 기지국을 재선택할 수 있다(S200).
이하에서는, 설명의 편의 상 기지국2를 재선택한 것으로 설명하겠다.
이렇게 되면, 기지국2는, 네트워크장치(200)로부터 수신한 단말2의 다운링크패킷(RX2)을 단말2로 전송할 것이고, 단말2는 첫번째 시간구간(RX1)에 다운링크패킷(RX1) 수신에는 실패했지만 두번째 시간구간(RX2)에 네트워크장치(200)로부터의 다운링크패킷(RX2)을 수신할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다운링크패킷 전송 기지국 재선택 방법 및 네트워크장치의 동작 방법에 의하면, 사물인터넷단말로 전송하는 다운링크패킷의 수신 성공률을 높임으로써, 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 효과를 도출한다.
한편, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다.　 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 처리 시스템의 동작을 제어하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.
본 명세서에서 "시스템"이나 "장치"라 함은 예컨대 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터 혹은 다중 프로세서나 컴퓨터를 포함하여 데이터를 처리하기 위한 모든 기구, 장치 및 기계를 포괄한다. 처리 시스템은, 하드웨어에 부가하여, 예컨대 프로세서 펌웨어를 구성하는 코드, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제 혹은 이들 중 하나 이상의 조합 등 요청 시 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 형성하는 코드를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
한편, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 EPROM, EEPROM 및 플래시메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치, 예컨대 내부 하드디스크나 외장형 디스크와 같은 자기 디스크, 자기광학 디스크 및 CD-ROM과 DVD-ROM 디스크를 포함하여 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다.
본 명세서에서 설명한 주제의 구현물은 예컨대 데이터 서버와 같은 백엔드 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 어플리케이션 서버와 같은 미들웨어 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 사용자가 본 명세서에서 설명한 주제의 구현물과 상호 작용할 수 있는 웹 브라우저나 그래픽 유저 인터페이스를 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드 컴포넌트 혹은 그러한 백엔드, 미들웨어 혹은 프론트엔드 컴포넌트의 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 연산 시스템에서 구현될 수도 있다. 시스템의 컴포넌트는 예컨대 통신 네트워크와 같은 디지털 데이터 통신의 어떠한 형태나 매체에 의해서도 상호 접속 가능하다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 마찬가지로, 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다
이와 같이, 본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신부;
    특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지부; 및
    상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말에 대하여 패킷 송수신을 위한 기지국 재선택 여부 및 재선택 시점 중 적어도 하나를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  2. 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신부;
    특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지부; 및
    상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하고 상기 재선택 기지국으로 상기 특정 단말의 다운링크패킷을 재송신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 특정 단말은, 업링크패킷 송신 후, 상기 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간의 시간구간 단위로 특정 횟수만큼 수신 가능하며,
    상기 인지부는,
    업링크패킷에 대하여 상기 특정 횟수 중 첫번째 시간구간에서 송신한 다운링크패킷과 관련하여, 상기 특정 기지국으로부터 다운링크패킷의 전송 실패를 예측한 실패예측결과가 수신된 단말을, 상기 특정 단말로 인지하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 단말의 상기 첫번째 시간구간에서 송신한 다운링크패킷의 송신시점 및 상기 다운링크패킷에 대한 실패예측결과를 수신한 수신시점을 기반으로 상기 특정 기지국과의 패킷송수신시간을 추정하고,
    상기 패킷송수신시간을 기반으로, 상기 특정 단말에 대한 기지국 재선택 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신한 수신시점, 상기 일정 시간 및 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 상기 특정 단말이 상기 첫번째 시간구간에서 다운링크패킷 수신이 가능한지 여부를 판단하고,
    상기 판단 결과 수신 가능한 경우, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신하여 상기 네트워크장치로 송신한 기지국 중에서, 상기 특정 기지국을 제외하고 상기 특정 단말과의 채널상태(SNR: Signal to noise ratio)가 가장 우수한 기지국을 재선택하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  7. 각 단말 별로, 단말과의 패킷 송수신을 위해 선택한 기지국으로 단말에 전송하기 위한 다운링크패킷을 송신하는 패킷송신부;
    특정 기지국에서, 다운링크패킷 수신 실패가 예측되는 특정 단말을 인지하는 인지부; 및
    상기 특정 단말이 인지되면, 상기 특정 단말이 인지된 시점을 기반으로 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하고 상기 재선택 기지국으로 상기 특정 단말의 다운링크패킷을 재송신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 특정 단말은, 업링크패킷 송신 후, 상기 업링크패킷에 대한 다운링크패킷을 일정 시간의 시간구간 단위로 특정 횟수만큼 수신 가능하며,
    상기 인지부는,
    업링크패킷에 대하여 상기 특정 횟수 중 첫번째 시간구간에서 송신한 다운링크패킷과 관련하여, 상기 특정 기지국으로부터 다운링크패킷의 전송 실패를 예측한 실패예측결과가 수신된 단말을, 상기 특정 단말로 인지하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 단말이 인지되는 상기 실패예측결과 수신 시점을 기반으로 상기 특정 기지국과의 패킷송수신시간을 추정하고,
    상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신한 수신시점, 상기 일정 시간 및 상기 패킷송수신시간을 기반으로, 다운링크패킷 재송신 시 상기 특정 단말이 상기 첫번째 시간구간에서 다운링크패킷 수신이 가능한지 여부를 판단하고,
    상기 판단 결과 수신 불가능한 경우, 상기 특정 단말의 두번째 시간구간 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단 결과 수신 가능한 경우, 상기 일정 대기시간을 0으로 하여 대기 없이, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단 결과 수신 가능하나 상기 특정 단말에 대하여 재선택 가능한 기지국이 존재하지 않는 경우, 상기 특정 단말의 두번째 시간구간 진입 시점까지 일정 대기시간 동안 대기한 후, 상기 특정 단말에 대하여 기지국을 재선택하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 단말의 업링크패킷을 수신하여 상기 네트워크장치로 송신한 기지국 중에서, 상기 특정 단말과의 채널상태(SNR: Signal to noise ratio)가 가장 우수한 기지국을 재선택하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  13. 단말 및 네트워크장치 간 패킷을 송수신하는 기지국장치에 있어서,
    상기 네트워크장치로부터 수신된 다운링크패킷을 단말로 전송하는 과정에서, 다운링크패킷의 전송 실패가 예측되는 특정 단말이 있는지 확인하는 예측부;
    상기 특정 단말이 확인되면 상기 특정 단말에 대한 실패예측결과를 상기 네트워크장치로 제공하는 실패예측결과제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 기지국장치가 임의의 단말로 다운링크패킷을 전송한 후 다음 다운링크패킷을 전송하기 위해 주파수자원을 점유하는 동안 상기 네트워크장치로부터 다른 단말의 다운링크패킷을 수신하면,
    상기 다른 단말을 다운링크패킷의 전송 실패가 예측되는 특정 단말로 확인하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
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