KR102083178B1

KR102083178B1 - 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102083178B1
Application number: KR1020150073614A
Authority: KR
Inventors: 엄중선; 강규민; 박승근; 박재철; 유성진; 이동훈; 정회윤; 최수나; 황성현
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2020-03-02
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: WO2016190520A1; KR20160139188A; US20180110090A1; US10701752B2

Abstract

본 발명은 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는, 비면허 대역의 채널에 대한 데이터 및 기준신호를 할당하는 서브프레임을 구성하고, 상기 서브프레임의 일부 심볼을 상호공존 자원으로 할당하는 프레임 구성부, 상기 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간 동안 다른 LTE 시스템 또는 WiFi 시스템의 신호를 검출하는 신호 검출부, 및 상기 전송 휴지구간 동안 다른 시스템의 신호가 검출되면, 다른 시스템이 상호공존 자원을 점유하는 동안 다음 서브프레임에 대한 자원을 점유하지 않고 상기 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료되면 다음 서브프레임에 대한 자원을 점유하도록 하는 전송 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치 및 방법{Apparatus and method for allocating coexistence resource on unlicensed band}

본 발명은 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 기존 면허대역에서 동작하는 LTE(Long Term Evolution system) 시스템을 5GHz의 비면허대역에서 활용하기 위한 표준 기술을 개발하고 있다. 면허대역과 비면허대역의 캐리어를 집성하여 운용하는 시나리오가 우선 검토되고 있으며, 비면허대역의 Duplex는 FDD(Frequency-Division Duplex)의 하향링크 또는 상/하향 링크를 모두 고려한 TDD(Time Division Duplex) 모드를 고려하고 있다.

3GPP LTE는 기지국(eNodeB)이 자원을 모두 제어하는 시스템으로 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)로 단말(UE)에 서로 다른 자원을 분배/할당한다.

다만, 기존의 면허 대역에서는 기지국이 연속적으로 사용 가능한 자원을 관리하였으나 비면허 대역에서는 그렇지 않아, 기존 사용자 및 다른 비면허 대역 LTE 셀과의 상호공존을 고려한 자원 점유 방법이 필요한 실정이다.

국내공개특허 제10-2010-0069487호

본 발명의 목적은, 비면허대역 및 공동사용 대역에서 LTE 시스템이 동종 또는 이종의 시스템과 상호공존하기 위해 전송 휴지구간을 할당하여 다른 네트워크의 자원접속 기회를 제공하도록 하는 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 비면허 대역의 채널에 대한 데이터 및 기준신호를 할당하는 서브프레임을 구성하고, 상기 서브프레임의 일부 심볼을 상호공존 자원으로 할당하는 프레임 구성부, 상기 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간 동안 다른 LTE 시스템 또는 WiFi 시스템의 신호를 검출하는 신호 검출부, 및 상기 전송 휴지구간 동안 다른 시스템의 신호가 검출되면, 다른 시스템이 상호공존 자원을 점유하는 동안 다음 서브프레임에 대한 자원을 점유하지 않고 상기 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료되면 다음 서브프레임에 대한 자원을 점유하도록 하는 전송 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 상호공존 자원은 데이터 및 기준신호가 할당되지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임 구성부는, 서브프레임의 마지막 한 개 내지 세 개의 심볼을 이용하여 상호공존 자원을 할당하는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임 구성부는, 일정 주기마다의 마지막 서브프레임에 상호공존 자원을 할당하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, 상기 전송 휴지구간 동안 다른 시스템의 신호가 검출되면, LTE 시스템에 대한 전송 중지구간의 최소 크기를 정의하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, 상기 전송 중지구간 이후 채널 관찰구간(Channel Observation Period) 동안 다른 시스템의 신호가 검출되지 않으면 자원을 점유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료된 후 SIFS(Short Inter-Frame Space) 또는 DIFS(Distributed Inter-Frame Space)와 같은 대기지연시간에서 Δt 후 채널이 휴지(Idle) 상태이면 자원을 점유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, L 개의 서브프레임 정지 후 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, M 개의 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 정지 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, N 개의 슬롯 정지(slot mute) 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점에 맞추어 자원을 점유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점과 상관없이 채널 모니터(Listen before talk) 후에 자원을 점유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, 상기 상호공존 자원의 할당 정보를 단말 또는 기지국에 알리는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 비면허 대역의 채널에 대한 데이터 및 기준신호를 할당하는 서브프레임을 구성하고, 상기 서브프레임의 일부 심볼을 상호공존 자원으로 할당하는 단계, 상기 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간 동안 다른 LTE 시스템 또는 WiFi 시스템의 신호를 검출하는 단계, 상기 전송 휴지구간 동안 다른 시스템의 신호가 검출되면, 다른 시스템이 상호공존 자원을 점유하는 동안 다음 서브프레임에 대한 자원을 점유하지 않고 신호 전송을 중지하는 단계, 및 상기 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료되면 다음 서브프레임에 대한 자원을 점유하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 할당하는 단계는, 서브프레임의 마지막 한 개 내지 세 개의 심볼을 이용하여 상호공존 자원을 할당하는 것을 특징으로 한다.

상기 할당하는 단계는, 일정 주기마다의 마지막 서브프레임에 상호공존 자원을 할당하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송 처리부는, 상기 전송 휴지구간 동안 다른 시스템의 신호가 검출되면, LTE 시스템에 대한 전송 중지구간의 최소 크기를 정의하는 단계를 더 포함하며, 상기 전송 중지구간 이후 채널 관찰구간(Channel Observation Period) 동안 다른 시스템의 신호가 검출되지 않으면 자원을 점유하는 것을 특징으로 한다.

상기 자원을 점유하는 단계는, L 개의 서브프레임 정지 후 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유하는 것을 특징으로 한다.

상기 자원을 점유하는 단계는, M 개의 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 정지 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유하는 것을 특징으로 한다.

상기 자원을 점유하는 단계는, N 개의 슬롯 정지(slot mute) 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유하는 것을 특징으로 한다.

상기 자원을 점유하는 단계는, 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점에 맞추어 자원을 점유하는 것을 특징으로 한다.

상기 자원을 점유하는 단계는, 다른 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점과 상관없이 채널 모니터(Listen before talk) 후에 자원을 점유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 비면허대역 및 공동사용 대역에서 전송 휴지구간을 할당하여 다른 네트워크의 자원접속 기회를 제공함으로써 LTE 시스템이 동종 또는 이종의 시스템과 상호공존하여 자원을 활용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치의 프레임 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치의 상호공존 자원 할당 동작에 대한 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치의 상호공존 자원 구간에서 신호 검출 동작에 대한 실시예를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치의 전송 휴지 구간에 대한 실시예를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치에서 면허대역 셀과 비면허대역 셀의 관계를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 장치가 적용된 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 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 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

3GPP 표준에서는 무선접속에 사용되는 주파수를 물리적으로는 캐리어(carrier), 논리적으로는 셀(Cell)이라는 용어를 사용한다. Release-10/11에서는 최대 5개의 캐리어를 집성하는 주파수대역 묶음(Carrier Aggregation) 기술이 정의되어 있으며, 각각의 캐리어는 부품 캐리어(Component Carrier)를 사용한다. 이때, 각 단말(UE) 관점에서 PCell(Primary Cell)과 SCell(Secondary Cell)이 정의되는 Scell은 Pcell과 달리 동기수행, 물리적 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel, PRACH), 물리적 업링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송 등을 수행하지 않는다. 또한, Scell은 Pcell에 대한 자원을 크로스 스케줄링(Cross Scheduling) 할 수 없다. 모든 단말(UE) 마다 PCell이 다를 수 있으며, PCell과 SCell의 전환은 핸드오버 절차(Handover Procedure)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 물리적으로 PCell과 SCell의 프레임 구조 및 제어채널의 차이가 없다.

한편, 비면허 대역의 경우 PCell로 동작할 수 없으므로 기존 면허대역의 SCell과 다른 프레임 구조로 사용되는 신호를 새롭게 정의할 수 있다. 따라서, WiFi와의 공유를 위한 새로운 프레임 구조와 함께 하위 호환성(backward compatibility)을 위해 사용되는 CRS(Common Reference Signal)를 제외하고 채널상태정보 기준신호(Channel State Indicator reference signal, CSI-RS)와 복조 기준신호(demodulation reference signal, DM-RS)만 존재하는 프레임 설계가 가능하다.

비면허 대역을 활용하는 LTE는 가능한 수 밀리초(millisecond) 동안 자원을 연속적으로 점유하여 데이터를 송수신 후 일정 시간 동안 WiFi를 위하여 자원을 비워 주는 것이 더 효율적일 수 있다. 따라서, 동시에 비면허 대역으로 데이터를 송수신하는 단말(UE)의 수가 적은 경우에는 가능한 짧은 시간(적은 수의 subframe)에 데이터 전송을 완료하는 것이 WiFi 시스템과의 상호 공존에 효과적이다.

따라서, 본 발명에서는 LTE가 일부 서브프레임(subframe)만 사용하여 데이터를 전송하고, 나머지 서브프레임은 아무런 데이터 또는 신호가 없는 자원으로 할당하여 WiFi 시스템이 채널을 점유할 수 있도록 하는 기술을 제안하고자 한다.

본 발명에서는 이러한 자원을 상호공존 자원(Coexistence Resource)이라고 정의하고, 상호공존 자원이 할당된 구간은 아무런 데이터 및 신호를 전송하지 않으므로 전송 휴지구간이라 정의할 수 있다.

이에, 도 1은 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치의 프레임 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치(이하에서는 '할당 장치'라 칭한다.)는 서브프레임 구성 시 서브프레임의 일부, 예를 들어, 서브프레임의 마지막 n개 심볼을 상호공존 자원으로 할당할 수 있다. 이때, 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간 동안, 할당 장치는 어떠한 데이터 및/또는 신호를 전송하지 않으므로 동족의 다른 LTE 시스템 및/또는 WiFi 시스템이 상호 공존자원을 점유할 수 있다.

할당 장치는 전송 휴지구간 동안 다른 시스템의 신호가 검출되지 않으면 다시 자원을 점유하지만, 다른 시스템의 신호가 검출되는 경우에는 신호 전송을 중지하고 해당 시스템의 자원 점유가 종료된 이후에 다시 자원을 점유하여 데이터 및/또는 신호를 전송하도록 한다. 이에, 할당 장치에 대한 구체적인 구성 및 동작 설명은 도 2의 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 할당 장치는 제어부(110), 통신부(120), 저장부(130), 프레임 구성부(140), 상호공존 자원 할당부, 신호 검출부(150) 및 전송 처리부(160)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(110)는 할당 장치의 각 부간에 전달되는 신호를 처리하는 역할을 수행한다.

통신부(120)는 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 LTE(Long Term Evolution)를 포함할 수 있다. 또한, 통신부(120)는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이 파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)와 같은 모듈을 포함할 수도 있다.

저장부(130)는 할당 장치가 동작하는데 필요한 데이터와 프로그램 등을 저장할 수 있다. 일 예로서, 저장부(130)는 상호공존 자원을 할당하는 알고리즘, 전송 휴지구간을 설정하는 알고리즘, 상호공존 자원 구간에서 신호를 탐색하는 알고리즘 등이 저장될 수 있다. 또한, 저장부(130)는 프레임 구성 정보, 상호공존 자원 할당 정보, 전송 휴지구간 설정 정보 등이 저장될 수 있으며, 자원을 다시 점유하기 위한 조건 정보 등이 저장될 수 있다.

여기서, 저장부(130)는 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드 디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리 등), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크, 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.

프레임 구성부(140)는 소정 크기의 서브프레임을 구성하고, 서브프레임의 일부 심볼을 상호공존 자원으로 할당할 수 있다. 여기서, 상호공존 자원은 데이터 전송에 사용되지 않는 자원으로서, 상호공존 자원이 할당된 구간은 전송 휴지구간이 된다. 이 경우, 동일 타입의 다른 LTE 시스템 또는 이종의 시스템은 전송 휴지구간을 통해 상호공존 자원을 이용할 수 있게 된다.

이때, 상호공존 자원은 1 내지 3개의 OFDM 또는 SCFDM 심볼이 할당될 수 있으며, 전송 휴지구간은 70㎲ 내지 210㎲의 범위가 될 수 있다.

일 예로, 프레임 구성부(140)는 1ms의 subframe 중 마지막 n 개(1 ≤ n ≤ 3)의 OFDM 또는 SCFDM 심볼을 상호공존 자원으로 할당할 수 있다. 이에, 상호공존 자원을 할당하는 동작에 대한 구체적인 실시예는 도 3을 참조하도록 한다.

도 3의 실시예는 두 개의 심볼 데이터를 포함하는 서브프레임을 나타낸 것으로, 도 3의 (a)에 도시한 서브 프레임(310)에서 (b)와 같이 데이터 및/또는 기준신호(reference signal)가 할당되지 않은 두 번째 슬롯(slot)(320)의 마지막 두 개 열(330)을 상호공존 자원으로 할당할 수 있다. 상호공존 자원은 데이터 및 기준신호(reference signal)를 포함하여 어떠한 신호도 전송하지 않는 자원이다.

또한, 프레임 구성부(140)는 상호공존 자원을 일정 주기마다 할당할 수도 있다. 프레임 구성부(140)는 일정 주기의 서브프레임 중 마지막 프레임의 일부 심볼에 상호공존 자원을 할당할 수 있다. 일정 주기마다 서브프레임에 상호공존 자원을 할당하는 동작에 대한 구체적인 실시예는 도 4를 참조하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 프레임 구성부(140)는 서브프레임 네 개를 한 주기로 하여, 각 주기마다 마지막 서브프레임(410, 420)에 상호공존 자원(415, 425)을 할당할 수 있다. 이 경우, 도 4의 실시예에서와 같이 네 개의 서브프레임마다 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간이 발생하게 된다.

프레임 구성부(140)에 의해 구성된 서브프레임은 전송 처리부(160)에 의해 전송될 수 있다. 이때, 전송 처리부(160)는 데이터 전송에 사용되지 않는 상호공존 자원을 고려하여 레이트 매칭(rate matching) 한 부호화 신호(coded signal)를 전송하도록 한다.

전송 처리부(160)는 자원할당구간에서 비면허대역의 기준신호(Reference Signal)를 사전에 정의된 자원(Resource Element)에만 전송하도록 한다. 여기서, 전송 처리부(160)는 데이터를 수신할 단말에 대해 복조 기준신호(DM-RS)를 이용할 수 있다. 또한, 전송 처리부(160)는 다른 셀 사이의 상호공존을 위하여 현재 동작 셀의 RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality) 등을 측정하기 위한 셀 특정 기준신호(Cell Specific Reference Signal)를

이때, 비면허 대역의 경우, 기존의 Scell(secondary cell)과는 특성이 다르고 하위 호환성(backward compatibility)를 보장하지 않아도 되므로 복조 기준신호(DM-RS)와 채널상태정보 기준신호(Channel State Indicator reference signal, CSI-RS)와 같은 사용자 단말 특정 기준신호만 할당하면 된다. 여기서, 복조 기준신호(DM-RS)는 커버리지 내의 단말기에 서로 다른 데이터 신호를 전송해 단말기를 구분하는 기술로 각 단말별로 다른 신호를 전송하기 때문에 간섭면에서 효율적인 성능을 갖는다. 또한, CSI-RS는 각각의 기지국들이 서로 다른 채널신호로 구분돼 있어 단말기와 통신을 하는 기술로, 복조 기준신호(DM-RS)를 추정하여 단말의 채널 상태 정보를 얻는데 이용될 수 있다.

이에, 상호공존 자원이 할당되는 DM-RS에 대한 실시예는 도 5를 참조하도록 한다. 도 5에서와 같이, 복조 기준신호(DM-RS)는 상호공존 자원이 할당되는 경우 DM-RS는 첫 번째 열이나 두 번째 열의 구조로 구성될 수 있다.

한편, 전송 처리부(160)는 프레임 구성부(140)에 의해 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간에 도달하면, 데이터 전송을 중지시키도록 한다. 이때, 신호 검출부(150)는 동종의 다른 LTE 시스템 또는 이종의 시스템, 예를 들어, WiFi 시스템 등으로부터의 신호를 탐색하도록 한다.

LTE 시스템의 전송 휴지구간에서, WiFi 시스템 및/또는 동종의 다른 LTE 시스템은 LTE 시스템의 상호공존 자원에 대한 자원 접속 기회를 획득하게 된다. 이때, 전송 휴지구간에서 신호 검출부(150)의 탐색 결과 WiFi 신호가 검출되면, 전송 처리부(160)는 정해진 구간 동안 다음 서브프레임의 자원을 점유하지 않고, 해당 자원을 WiFi 시스템에 양보하도록 한다. 이때, WiFi 시스템에 자원을 양보하는 구간은 전송 처리부(160)에 의해 결정될 수 있다.

전송 처리부(160)는 우선 LTE 시스템의 전송 중지구간의 크기를 정의하고, 신호 전송을 중지하도록 한다. 여기서, 전송 처리부(160)는 전송 중지구간의 최소 크기를 정의할 수 있다.

이때, 전송 처리부(160)는 최소 전송 중지구간 이후 채널 관찰구간(Channel Observation Period) 동안 다른 신호가 존재하지 않는 것으로 확인되면, 다시 자원을 점유하여 데이터는 전송하도록 한다.

여기서, 전송 처리부(160)는 상호공존 자원에 대한 WiFi 시스템의 자원 점유가 종료된 후 SIFS(Short Inter-Frame Space) 또는 DIFS(Distributed Inter-Frame Space)와 같은 대기지연시간에서 Δt 후 채널이 휴지(Idle) 상태이면 자원을 점유하도록 한다.

일 예로서, 전송 처리부(160)는 L 개의 서브프레임 정지 후 채널이 휴지상태이면 자원을 점유할 수 있다. 또한, 전송 처리부(160)는 M 개의 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 정지 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유할 수 있다. 또한, 전송 처리부(160)는 N 개의 슬롯 정지(slot mute) 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 자원을 점유할 수 있다. 이에 대한 실시예는 도 6a 내지 도 6c를 참조하도록 한다.

먼저, 도 6a는 전송 휴지구간에서 신호가 검출된 후 서브프레임 주기의 전송을 중지시킨 경우의 실시예를 나타낸 것이다. 도 6a에서와 같이, 서브프레임에 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간에서 WiFi 시스템 및/또는 동종의 다른 LTE 시스템은 상호공존 자원을 센싱할 수 있다. 이때, 전송 휴지구간에서 신호 검출부(150)에 의해 WiFi 신호 또는 다른 LTE 신호가 검출되면, 전송 처리부(160)는 서브프레임 주기의 전송을 중지시키도록 한다. 이후 전송 처리부(160)는 해당 채널이 휴지(idle) 상태가 되면 다시 자원을 점유하여 서브프레임의 데이터를 전송하도록 한다.

도 6b는 전송 휴지구간에서 신호가 검출된 후 OFDM 심볼의 전송을 중지시킨 경우의 실시예를 나타낸 것이다. 도 6b에서와 같이, 서브프레임에 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간에서 신호 검출부(150)에 의해 WiFi 신호 또는 다른 LTE 신호가 검출되면, 전송 처리부(160)는 OFDM 심볼의 전송을 중지시키도록 한다. 이후 전송 처리부(160)는 해당 채널이 휴지(idle) 상태임을 확인하고, 다시 해당 채널의 자원을 점유하여 OFDM 심볼을 전송하도록 한다.

도 6c는 전송 휴지구간에서 신호가 검출된 후 슬롯 전송을 중지시킨 경우의 실시예를 나타낸 것이다. 도 6c에서와 같이, 서브프레임에 상호공존 자원이 할당된 전송 휴지구간에서 신호 검출부(150)에 의해 WiFi 신호 또는 다른 LTE 신호가 검출되면, 전송 처리부(160)는 슬롯 전송을 중지시키도록 한다. 이후 전송 처리부(160)는 해당 채널이 휴지(idle) 상태임을 확인하고, 다시 해당 채널의 자원을 점유하여 슬롯을 전송하도록 한다.

이때, 무선자원을 재점유하는 시점은 UCell(Unlicensed Cell)과 PCell(Primary Cell)의 동기화 여부에 따라 구분 가능하다.

먼저, 전송 처리부(160)는 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점에 맞추어 자원을 점유하고 서브프레임의 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우, 자원 점유 시점 이전에 자원 접속을 위한 상호공존 신호(coexistence signal)를 먼저 전송할 수 있다. 여기서, 상호공존 신호는 자동이득제어(automatic gain control, AGC), 시간 동기, 자원 선전 등에 이용될 수 있다. 이에 대한 실시예는 도 7a를 참조하도록 한다.

반면, 전송 처리부(160)는 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점과 상관없이 채널 모니터(Listen before talk, LBT) 후에 자원을 점유할 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 전송 처리부(160)는 자원 점유 시점 이전에 자원 접속을 위한 상호공존 신호(coexistence signal)를 먼저 전송할 수 있다. 이에 대한 실시예는 도 7b를 참조하도록 한다.

이후, 전송 처리부(160)는 상호공존 자원 할당 정보를 기지국에 알려줄 수 있다.

일 예로, 상호공존 자원 할당 정보는 세미 통계적(Semi statistic) RRC(Radio Resource Control) 메시지로 전달될 수 있다. 이때, RRC 메시지는 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB)으로 각 단말에 전달될 수 있다. 이 경우, 기지국은 상호공존자원이 포함된 서브프레임을 지정할 수 있다. 이때, 기지국은 연속된 N번째 서브프레임마다 n 개의 심볼을 이용하여 상호공존 자원을 할당할 수 있다.

또한, 상호공존 자원 할당 정보는 물리적 다운링크 제어 채널(Physical downlink control channel, PDCCH)에 의해 각 서브프레임마다 동적으로 새롭게 정의되는 경우, PCell의 PDCCH에 관련 정보가 정의되거나 UCell의 PDCCH 또는 새로운 채널에 관련 정보가 정의될 수 있다. 이 경우, 기지국은 PDCCH의 공통 탐색 영역(Common Search Space)에 플래그(Flag)로 표시하거나 특정 시퀀스를 특정 자원(Resource Element)에 할당하여 상관 결과로 검출할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 제어 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명에 따른 비면허 대역의 상호공존 자원 할당 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 할당 장치는 프레임을 구성하여(S110), 서브프레임에 상호공존 자원을 할당하도록 한다(S120).

이때, 할당 장치는 서브프레임의 자원 점유 구간에 서브 프레임에 할당된 데이터 및/또는 기준신호를 포함하는 신호를 전송하도록 한다(S130).

한편, 서브프레임에서 상호공존자원이 할당된 구간, 즉, 전송 휴지구간에 도달하면(S140), 할단 장치는 동종의 다른 LTE 시스템 및/또는 WiFi 시스템으로부터의 신호를 탐색하도록 한다(S150).

만일, 'S150' 과정에서 WiFi 신호가 검출되지 않으면(S160), 할당 장치는 상호공존 자원이 할당된 구간이 종료될 때까지 신호를 탐색하고(S165, S150), 상호공존 자원이 할당된 구간이 종료될 때까지 다른 신호가 검출되지 않으면 'S130' 과정을 재수행하도록 한다.

반면, 'S150' 과정에서 WiFi 신호가 검출되면(S160), 할당 장치는 전송 중지구간을 설정하고(S170), 신호 전송을 중지하도록 한다(S180). 이 경우, 'S160' 과정에서 신호가 검출된 WiFi 시스템에 의해 상호공존 자원이 점유되어 신호를 전송하게 된다.

할당 장치는 WiFi 시스템의 자원 점유가 종료되고 채널이 휴지 상태가 되는지를 판단하여 자원의 점유 가능 상태를 확인한다. 만일, 'S190' 과정에서 자원 점유가 가능하다면, 할당 장치는 자원을 다시 점유하여(S200), 서브 프레임에 할당된 데이터 및/또는 기준신호를 포함하는 신호를 전송하도록 한다(S130). 여기서, 할당 장치는 t상호공존 자원에 대한 할당 정보를 기지국 등에 알리도록 한다(S210).

한편, 도 9는 본 발명에 따른 장치가 적용된 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC은 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 제어부 120: 통신부
130: 저장부 140: 프레임 구성부
150: 신호 검출부 160: 전송 처리부

Claims

비면허 대역에서의 상호공존을 지원하는 통신 노드로서,
프로세서(processor); 및
상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
비면허 대역의 채널에 대한 데이터 및 기준신호를 할당하는 서브프레임을 구성하고; 상기 서브프레임의 일부 심볼을 상호공존 자원으로 할당하고;
상기 상호공존 자원에서 다른 통신 시스템의 신호를 모니터링하고,
상기 상호공존 자원에서의 모니터링 결과를 기초로 상기 서브프레임의 다음 서브프레임의 전송을 중지하는 전송 중지구간을 설정하고;
상기 전송 중지구간 이후의 채널 관찰구간에서 상기 다른 통신 시스템의 신호를 검출하고;
상기 채널 관찰구간 동안 상기 다른 통신 시스템의 신호가 검출되면, 상기 다음 서브프레임의 전송을 중지하고; 그리고
상기 다른 통신 시스템의 자원 점유가 종료되면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되며,
상기 상호공존 자원은 데이터 및 기준신호가 할당되지 않는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
서브프레임의 마지막 한 개 내지 세 개의 심볼을 이용하여 상호공존 자원을 할당하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
일정 주기마다의 마지막 서브프레임에 상호공존 자원을 할당하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 상호공존 자원에서 상기 다른 통신 시스템의 신호가 검출되면, LTE 시스템에 대한 상기 전송 중지구간의 최소 크기를 정의하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 4에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 전송 중지구간 이후 상기 채널 관찰구간 동안 상기 다른 통신 시스템의 신호가 검출되지 않으면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
다른 통신 시스템의 상호공존 자원 점유가 종료된 후 SIFS(Short Inter-Frame Space) 또는 DIFS(Distributed Inter-Frame Space)와 같은 대기지연시간에서 Δt 후 채널이 휴지(Idle) 상태이면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 6에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
L 개의 서브프레임 정지 후 채널이 휴지(idle) 상태이면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 6에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
M 개의 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 정지 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 6에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
N 개의 슬롯 정지(slot mute) 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 다른 통신 시스템의 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점에 맞추어 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 다른 통신 시스템의 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점과 상관없이 채널 모니터(Listen before talk) 후에 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하도록 실행되는 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 상호공존 자원의 할당 정보를 단말 또는 기지국에 알리도록 더 실행되는 통신 노드.
비면허 대역에서의 상호공존을 지원하는 통신 노드의 동작 방법으로서,
비면허 대역의 채널에 대한 데이터 및 기준신호를 할당하는 서브프레임을 구성하고, 상기 서브프레임의 일부 심볼을 상호공존 자원으로 할당하는 단계;
상기 상호공존 자원에서 다른 통신 시스템의 신호를 모니터링하는 단계;
상기 상호공존 자원에 대한 모니터링 결과를 기초로 상기 서브프레임의 다음 서브프레임의 전송을 중지하는 전송 중지 구간을 설정하는 단계;
상기 전송 중지구간 이후의 채널 관찰구간에서 상기 다른 통신 시스템의 신호를 검출하는 단계;
상기 채널 관찰구간 동안 상기 다른 통신 시스템의 신호가 검출되면, 다음 서브프레임의 전송을 중지하는 단계; 및
상기 다른 통신 시스템의 자원 점유가 종료되면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하는 단계를 포함하며,
상기 상호공존 자원은 데이터 및 기준신호가 할당되지 않는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 할당하는 단계는,
일정 주기마다의 마지막 서브프레임의 마지막 한 개 내지 세 개의 심볼을 이용하여 상호공존 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 상호공존 자원에서 상기 다른 통신 시스템의 신호가 검출되면, LTE 시스템에 대한 전송 중지구간의 최소 크기를 정의하는 단계를 더 포함하며,
상기 전송을 재개하는 단계는,
상기 전송 중지구간 이후 상기 채널 관찰구간 동안 상기 다른 통신 시스템의 신호가 검출되지 않으면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 전송을 재개하는 단계는,
L 개의 서브프레임 정지 후 채널이 휴지(idle) 상태이면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 전송을 재개하는 단계는,
M 개의 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 정지 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 전송을 재개하는 단계는,
N 개의 슬롯 정지(slot mute) 후 해당 채널이 휴지(idle) 상태이면 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 전송을 재개하는 단계는,
상기 다른 통신 시스템의 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점에 맞추어 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 전송을 재개하는 단계는,
상기 다른 통신 시스템의 자원 점유가 종료된 후 자원의 재점유가 가능한 상태에서 PCell(Primary Cell)의 서브프레임 시점과 상관없이 채널 모니터(Listen before talk) 후에 상기 다음 서브프레임의 전송을 재개하는 것을 특징으로 하는 통신 노드의 동작 방법.