KR20170028786A

KR20170028786A - 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법 및 장치

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Publication number: KR20170028786A
Application number: KR1020150125837A
Authority: KR
Inventors: 이정호; 맹승주; 고영성; 김한석; 한규호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-14
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: EP3346793A4; KR102386383B1; WO2017039381A1; EP3346793A1; CN107950070B; EP3346793B1; CN107950070A; US11096215B2; US20180255577A1; EP3346793C0

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법 및 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로 기지국이 비면허(unlicensed) 주파수에서 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치에 대한 것이다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 기지국의 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한지 판단하는 단계; 상기 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한 경우, 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하기 전까지 상기 임의의 주파수에서 제 1 신호를 전송하는 단계; 및 상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 시, 단말에게 상기 임의의 주파수에서 제 1 데이터를 전송하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국이 다른 통신 장치들이 미사용 중인지 확인 후, 일정 기간 동안 자원 할당 주기보다 짧은 주기의 채널 예약 신호를 전송함으로써, 다른 통신 장치들과 공존을 도모함과 동시에 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법 및 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로 기지국이 비면허(unlicensed) 주파수에서 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치에 대한 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동 통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상의 문제점 등으로 인하여 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

한편, 데이터 서비스는 음성 서비스와 달리 전송하고자 하는 데이터의 양과 채널 상황에 따라 할당할 수 있는 자원 등이 결정된다. 따라서 이동통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서는 스케줄러에서 전송하고자 하는 자원의 양과 채널의 상황 및 데이터의 양 등을 고려하여 전송 자원을 할당하는 등의 관리가 이루어진다. 이는 차세대 이동통신 시스템 중 하나인 LTE(long-term evolution)에서도 동일하게 이루어지며 기지국에 위치한 스케줄러가 무선 전송 자원을 관리하고 할당한다.

LTE 통신 시스템은 면허(licensed) 주파수를 사용하는 시스템이므로 주파수 소유자가 원하는 방법으로 주파수 자원을 독점적으로 사용 가능하다. 그러나, 비면허 주파수를 사용하는 통신 장치는 다른 통신 장치들과 주파수 채널을 공유하며 사용해야 하므로 비면허 주파수에서 충돌 없이 공존할 수 있는 방법이 필요하다. 상기 방법으로 LBT(listen before talk) 방법이 사용되고 있으며, 이는, 선택한 주파수 채널이 현재 미사용 중인지 확인하고 통신 신호를 전송하는 방법을 지칭한다.

상기 LBT 방법은 통신 신호를 전송하기 전에 다른 통신 장치가 해당 채널을 사용하고 있는지 CCA(Clear Channel Assessment) 동작을 통해 먼저 확인하고, 해당 채널이 미 사용으로 확인 된 경우, 통신 신호를 전송 할 수 있다. 상기 CCA 시간은 LBT 유형과 무선 통신 기술에 따라 20us 이상, 18us, 9us 등이 있고, 확장된 CCA(Extended CCA, ECCA) 는 해당 CCA를 N번(Random factor) 반복하도록 하고 있다. 또한 해당 채널을 오랜 시간 독점할 수 없기 때문에 CCA 동작을 통해 해당 채널이 미 사용으로 확인된 경우라도, 최대 채널 점유 시간이 규제되고 있다.

도 1은 LTE 통신 시스템이 비면허 주파수 채널을 이용하여 다른 통신 기기와 공존할 때의 데이터 전송 시 발생하는 문제점에 대하여 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로, 도 1은 LTE 통신 시스템이 비면허(Un-licensed) 주파수를 사용하게 될 때, 앞서 설명한 LBT 방법을 적용하는 것이 요구되는 경우 기지국에서 발생하게될 문제점에 대한 설명이다.

LTE 통신 시스템이 LBT 방법 등을 이용하게 되는 경우, 기지국의 자원 할당 주기는 서브 프레임(1ms) 인 바, eNB(100)가 약 20μs의 CCA(120)를 통하여 선택한 주파수 채널이 미사용 중으로 확인 되더라도, 데이터 전송이 가능한 다음 자원 할당 주기가 도래할 때까지 신호를 전송하지 않고 대기 해야 한다. 이 경우, 다음 서브 프레임이 될 때까지 대기하는 동안 다른 통신 장치, 예를 들어, WiFi(110) 장치가 9 μs의 CCA(130)를 하여 해당 채널을 선점할 수 있다. 이 경우, 자원 할당 주기가 다른 통신 장치들에 비해 상대적으로 긴 LTE 통신 시스템은 비면허 주파수에서 상대적으로 점유율이 낮게 되어, 사용자에게 제공하는 서비스의 품질이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기지국이 비면허 주파수의 채널을 사용하기 전, 다른 통신 장치들이 미사용 중인지 확인하여 다른 통신 장치들과 공유하여 사용하되, 자원 할당 주기보다 짧은 주기의 채널 예약 신호를 전송하여 비면허 주파수의 채널의 점유율을 높이는 방법을 제안하고자 한다.

상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 기지국의 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한지 판단하는 단계; 상기 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한 경우, 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하기 전까지 상기 임의의 주파수에서 제 1 신호를 전송하는 단계; 및 상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 시, 단말에게 상기 임의의 주파수에서 제 1 데이터를 전송하는 단계;를 포함한다.

발명의 다른 실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 기지국에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한지 판단하고, 상기 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한 경우, 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하기 전까지 상기 임의의 주파수에서 제 1 신호를 전송하고, 상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 시, 단말에게 상기 임의의 주파수에서 제 1 데이터를 전송하는 것을 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국이 다른 통신 장치들이 미사용 중인지 확인 후, 일정 기간 동안 자원 할당 주기보다 짧은 주기의 채널 예약 신호를 전송함으로써, 비면허 주파수에서의 다른 통신 장치들과 공존을 도모함과 동시에 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 LTE 통신 시스템이 비면허 주파수 채널을 이용하여 다른 통신 기기와 공존할 때의 데이터 전송 시 발생하는 문제점에 대하여 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 인접 기지국의 채널 예약용 신호를 이용하여 데이터를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 업링크 신호 전송을 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국이 업링크 신호 전송을 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구조를 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 동작을 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로, 도 2는 기지국 내부의 Data Unit(DU)(200)와 RF 모듈(210) 간의 동작을 설명하는 도면이다. 상기 기지국(110)은 본 발명에서 통상의 LTE 시스템에서의 기지국인 evolved NodeB(eNB) 또는 WCDMA의 NodeB를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 상기 기지국(110)은 LTE 시스템에서의 기지국인 eNB를 예로 들어 설명하며, 본 발명에서 기지국, eNB는 혼용하여 사용될 수 있다.

상기 DU(200)는 기지국의 디지털 신호 처리 유닛으로 디지털 신호를 암호화, 복호화하는 역할을 한다. 상기 DU(200)는 단말에게 전송할 신호를 암호화하여 Radio Unit(RU)에게 전송한다. DU(200)로부터 신호를 수신한 RU는 기지국의 무선 신호 처리 유닛으로, 수신한 디지털 신호를 주파수 대역에 따라 RF 신호로 변환하여 안테나로 송수신하는 변환장치와 RF 증폭기로 구성된다.

상기 기지국이 LTE 통신 시스템의 eNB(evolved NodeB)인 경우, 상기 기지국의 RU가 단말에게 무선 신호를 전송하는 것은 자원 할당 주기, 즉 스케쥴링 주기에 기반한다. LTE 통신 시스템에서의 자원 할당 주기는 서브프레임(1ms)인 바, RU은 1ms를 주기로 단말에게 신호를 전송한다. 따라서, 상기 서브프레임보다 짧은 주기로 채널 예약용 신호를 전송하기 위하여 다른 통신 시스템의 RF 모듈(210)을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 RF 모듈(210)은 LTE 통신 시스템에서의 자원 할당 주기보다 짧은 주기의 신호를 전송할 수 있는 것으로, 예를 들어, WiFi, beacon frame 의 신호를 전송할 수 있다.

DU(200)는 채널 예약 필요 여부를 판단할 수 있다(S220). 즉, 상기 DU(200)는 비면허 주파수 상에서 현재 단말에게 전송할 데이터가 있는지 여부를 판단하여 채널 예약이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 전송할 데이터가 존재하지 않아 채널 예약이 필요하지 않은 경우, 초기로 돌아가서 일정 주기로 채널 예약이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.

상기 DU(200)는 전송할 데이터가 존재하여 채널 예약이 필요하다고 판단한 경우, RF 모듈(210)에게 채널 예약 요청을 전송할 수 있다(S230). 상기 RF 모듈(210)은 상기 요청에 응답하여 비면허 주파수 채널 상에서 CCA(Clear Channel Assessment) 동작을 통하여 채널 센싱을 수행할 수 있다(S240). 이후 RF 모듈(210)은 채널 가용 여부를 판단할 수 있다(S245). 즉, 상기 RF 모듈(210)은 데이터 전송을 위하여 사용하고자 하는 비면허 주파수 채널을 다른 통신 장치가 사용하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 RF 모듈(210)은 상기 채널을 사용 가능하다고 판단한 경우, 채널 예약용 신호를 전송할 수 있다(S250). 상기 채널 예약용 신호라 함은 앞서 말한 대로 WiFi, beacon frame 등의 신호를 포함할 수 있다. 상기 채널 예약용 신호는 상기 비면허 주파수 채널에 주기적으로 전송되어, 다른 통신 장치로 하여금 CCA 과정 시 일정 에너지 이상을 감지하게 하여, 채널을 점유하지 못하게 하는 신호이다.

이 후 RF 모듈(210)은 상기 채널 예약용 신호를 전송한 경우, DU(200)에게 예약 성공 신호를 전송할 수 있다(S260). 상기 예약 신호 성공 신호를 수신한 DU(200)는 RU를 통하여 다음 자원 할당 주기에서 다운 링크 데이터를 단말에게 전송할 수 있다(S270). 즉, 상기 RU는 다음 자원 할당 주기인 다음 서브프레임 또는 심볼의 시작 시간에 맞추어 다운 링크 데이터를 단말에게 전송할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 심볼단위로 자원 할당을 하는 경우, 다음 심볼에서 다운 링크 데이터를 단말에게 전송할 수 있다. 상기 RF 모듈(210)은 상기 예약 성공 신호를 전송한 이후, 다음 자원 할당 주기에서 채널 예약용 신호 전송을 중지할 수 있다(S280). 즉, 자원 할당 주기가 도래하는 다음 서브 프레임 시작 시간에 맞추어 채널 예약용 신호 전송을 중지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로 동일한 비면허 주파수의 채널에서 기지국(300)과 다른 통신 장치 중 하나인 WiFi AP(310)가 공존하는 경우, 기지국(300)이 CCA(330) 후 다음 도래하는 서브 프레임 또는 심볼에서 데이터를 전송(340)하기 전까지 채널 예약용 신호를 주기적으로 전송(335)하는 것을 설명한다.

기지국(300)은 비면허 주파수의 채널의 임의의 시점에서 데이터 전송이 필요하다고 판단한 경우, CCA를 통하여 채널을 센싱하여 해당 채널이 사용 가능한지 판단할 수 있다. 상기 CCA(330)시간은 이용하는 LBT 유형 및 통신 기술에 따라 20us 이상, 18us, 9us 등을 포함할 수 있다. 기지국(300)은 상기 CCA 에서 채널이 가용하다고 판단한 경우, 데이터를 전송할 수 있는 다음 서브프레임 또는 심볼(325)이 도래할 때까지 채널 예약용 신호를 주기적으로 전송(335)할 수 있다. 상기 채널 예약용 신호가 WiFi 신호인 경우, WiFi 데이터 심볼은 4μs단위 인 바, 상기 기지국 (300)은 WiFi 신호를 전송할 수 있는 RF 모듈(337)을 이용하여 4μs주기의 채널 예약용 신호를 상기 비면허 주파수의 채널에 전송할 수 있다. 이후, 상기 기지국은 다음 다음 서브 프레임 또는 심볼이 도래한 경우, RU(345)를 이용하여 상기 비면허 주파수 채널에 데이터를 전송할 수 있다.

WiFi AP (310)는 상기 채널 예약용 신호가 전송되고 있을 때에 CCA(350)를 하는 경우, 상기 짧은 주기로 전송되는 채널 예약용 신호를 감지하여, 채널이 사용 가능하지 않다고 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 CCA(350)는 데이터 전송을 하지 않고 대기할 수 있다(355). 즉, 기지국(300)은 CCA(330)이후 데이터를 전송할 수 있는 다음 서브프레임 또는 심볼이 도래할 때까지 채널 예약용 신호를 주기적으로 전송함으로써, WiFi AP (310)가 기지국의 데이터 전송이 가능한 시점이 도래되기 전에 비면허 주파수를 선점하게 하는 것을 막을 수 있다.

이하 도 4 내지 도 6에서는 기지국이 도 3에서 설명한 CCA, 채널 예약용 신호의 전송, 및 데이터의 전송 시간을 결정하는 실시예에 대하여 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 상기 CCA를 하는 시간을 CCA check 시간으로, 상기 채널 예약용 신호의 전송 및 데이터의 전송 시간을 합한 시간을 채널 점유 시간(channel occupancy time)으로, 상기 데이터의 전송 시간 이후 다시 신호를 전송하는 시점까지의 시간을 최소 유휴 시간(minimum idle time)으로 지칭한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로, CCA check 시간, 채널 점유 시간((channel occupancy time), 최소 유휴 시간(minimum idle time)에 대하여 아래 특정 규격을 준수하기 위한 기지국의 동작에 대하여 설명한다.

- CCA check 시간 ≥ 20μs

- 1ms≤채널 점유 시간((channel occupancy time)≤10ms

- 최소 유휴 시간(minimum idle time) = 채널 점유 시간((channel occupancy time) × 5%

비면허 주파수의 채널에 존재하는 다른 통신 장치의 하나인 WiFi AP(400)가 점유하는 시간(420)이 종료된 후, 상기 기지국(410)의 RF 모듈(413)이 CCA(430)을 하여 채널 센싱을 할 수 있다. 이 경우, 상기 RF모듈(413)은 상기 규격을 준수하기 위하여 상기 CCA(430)하는 시간을 20μs 초과로 할 수 있다. RF 모듈(413) 은 WiFi AP(400)의 채널 사용이 감지되지 않아 채널이 사용 가능하다고 판단한 경우, 채널 예약용 신호(435)를 일정 시간 동안 전송할 수 있고, 이후 RU(415)는 데이터(440)를 단말에게 전송할 수 있다.

기지국(410)의 RF 모듈(413)은 CCA(430)를 끝낸 시점부터 다음 자원 할당 주기(예를 들어, 서브 프레임)가 도래하기까지 채널 예약용 신호(435)를 전송할 수 있다. 또는, 자원 할당 주기가 심볼이라고 가정한 경우, 심볼 단위의 시간을 고려하여 데이터 전송 시간을 할당할 수 있다(485, 487). 또한, 기지국(410)은 상기 채널 점유 시간(channel occupancy time)의 조건을 만족하기 위하여, 상기 채널 예약용 신호(435)의 전송 시간에 기반하여 데이터(440) 전송 시간을 결정할 수 있다. 즉, 상기 채널 점유 시간(channel occupancy time)에서 상기 채널 예약용 신호(435)의 전송 시간을 감한 시간을 데이터(440)의 전송 시간으로 할당할 수 있다.

상기 기지국(410)의 RU(415)가 상기 할당된 데이터(440)의 전송 시간 만큼 비면허 주파수의 채널에 데이터를 전송한 이후, 상기 최소 유휴 시간(minimum idle time)을 상기 채널 점유 시간의 5%가 되도록 대기하고, RF 모듈(413)이 다시 CCA(450)를 수행하여 채널 예약용 신호(455)를 전송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로, 도 4와 마찬가지로 CCA check(또는 ECCA check) 시간, 채널 점유 시간((channel occupancy time)의 특정 규격을 준수하기 위한 기지국의 동작에 대하여 설명한다.

- CCA check 시간 ≥ 20μs

- 1 ≤ CCA check 횟수(N) ≤ q

- 채널 점유 시간((channel occupancy time) = (13/32) × q ms

본 실시예에서는 특히 확장된 CCA check를 사용하여, N번의 CCA를 수행하도록 한다. 상기 CCA의 수행 횟수인 N은 1 내지 q 까지의 수로 하되, 상기 q는 기지국의 제조자에 의하여 4 내지 32 중 하나로 결정될 수 있다.

비면허 주파수의 채널에 존재하는 다른 통신 장치의 하나인 WiFi AP (500)가 점유하는 시간(520)이 종료된 후, 상기 기지국(510)의 RF 모듈(513)이 CCA(530)을 하여 채널 센싱을 할 수 있다. 이 경우, 상기 RF모듈(513)은 상기 규격을 준수하기 위하여 20μs 초과의 시간으로 CCA(530)를 N번 수행할 수 있다. RF 모듈(513)은 WiFi AP (500)의 채널 사용이 감지되지 않아 채널이 사용 가능하다고 판단한 경우, 채널 예약용 신호(535)를 일정 시간 동안 전송할 수 있다.

기지국(510)의 RF 모듈(513)은 CCA(530)를 끝낸 시점부터 다음 자원 할당 주기(예를 들어, 서브 프레임)가 도래하기 까지 채널 예약용 신호(535)를 전송할 수 있다. 또는, 자원 할당 주기가 심볼이라고 가정한 경우, 심볼 단위의 시간을 고려하여 데이터 전송 시간을 할당할 수 있다(545, 547). 또한, 기지국(510)은 상기 채널 점유 시간(channel occupancy time)의 조건을 만족하기 위하여, 상기 채널 예약용 신호(535)의 전송 시간에 기반하여 데이터(540) 전송 시간을 결정할 수 있다. 즉, 상기 결정된 채널 점유 시간(channel occupancy time)에서 상기 채널 예약용 신호(535)의 전송 시간을 감한 시간을 데이터(540)의 전송 시간으로 할당할 수 있다. 이후, 다음 자원 할당 주기인 서브 프레임 또는 심볼이 도래한 경우, RU(515)는 데이터(540)를 전송할 수 있다.

도 6는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기지국이 비면허 주파수의 채널에서 데이터를 전송하기 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로, 도 4와 마찬가지로 CCA check(또는 ECCA check) 시간, 채널 점유 시간(channel occupancy time)의 특정 규격을 준수하기 위한 기지국의 동작에 대하여 설명한다.

- CCA check 시간 ≥ 20μs

- ECCA 슬롯 시간 = 18μs

- 1 ≤ ECCA 슬롯 횟수(N) ≤ q

- 채널 점유 시간((channel occupancy time) = 10ms

본 실시예에서는 확장된 CCA check를 사용하여, N번의 ECCA를 수행하도록 한다. 즉, 기지국의 RF 모듈(613)은 상기 비면허 주파수의 채널을 다른 통신 장치가 사용하고 있는지 관찰할 수 있다. 상기 복수의 ECCA는 복수의 관찰 슬롯의 관찰 기간을 가지며, 이를 확장된 CCA(Extended CCA) check라고 할 수 있다. 또한, 관찰 슬롯에서 다른 통신 장치가 사용하고 있지 않는 슬롯을 비점유 유휴 슬롯이라 하고, 다른 통신 장치가 사용되고 있는 슬롯을 Busy 슬롯이라 지칭할 수 있다. 또한, 상기 상기 ECCA의 수행 횟수인 N은 1 내지 q 까지의 수로 하되, 상기 q는 기지국의 16 (초기값), 32, 64, 128, 256, 512, 1024로 ECCA check를 수행할 때 마다 순차적으로 결정된다.

비면허 주파수의 채널에 존재하는 다른 통신 장치의 하나인 WiFi AP (600)가 점유하는 시간(620)이 종료된 후, 상기 기지국(610)의 RF 모듈(613)이 CCA(630)을 하여 채널 센싱을 할 수 있다. 이 경우, 상기 RF모듈(613)은 상기 규격을 준수하기 위하여 20μs 초과의 시간으로 CCA 또는 18μs 단위 ECCA(630)를 N번 수행할 수 있다. RF 모듈(613)은 다른 통신 기기(600)의 채널 사용이 감지되지 않아 채널이 사용 가능하다고 판단한 경우, 채널 예약용 신호(635)를 일정 시간 동안 전송할 수 있다. 기지국(610)의 RF 모듈(613)은 CCA(630)를 끝낸 시점부터 다음 자원 할당 주기(예를 들어, 서브 프레임)가 도래하기 까지 채널 예약용 신호(635)를 전송할 수 있다. 또는, 자원 할당 주기가 심볼이라고 가정한 경우, 심볼 단위의 시간을 고려하여 데이터 전송 시간을 할당할 수 있다(645, 647). 또한, 기지국(610)은 상기 채널 점유 시간(channel occupancy time)의 조건을 만족하기 위하여, 상기 채널 예약용 신호(635)의 전송 시간에 기반하여 데이터(640) 전송 시간을 결정할 수 있다. 즉, 상기 결정된 채널 점유 시간(channel occupancy time)에서 상기 채널 예약용 신호(635)의 전송 시간을 감한 시간을 데이터(640)의 전송 시간으로 할당할 수 있다. 이후, 다음 자원 할당 주기인 서브 프레임 또는 심볼이 도래한 경우, RU(615)는 상기 할당된 전송 시간 동안 데이터(640)를 전송할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 인접 기지국의 채널 예약용 신호를 이용하여 데이터를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로, 도 7은 하나의 LTE 기지국이 채널 예약용 신호를 전송하여 채널 예약 성공 시, 인접 LTE 기지국도 상기 채널 예약용 신호 이후의 데이터 전송 시간에 동일하게 데이터를 전송하는 방법에 대한 것이다.

먼저, 복수의 기지국(700, 705)가 존재하고, 다른 통신 장치, 예를 들어, WiFi AP(710, 715)가 존재하는 것을 가정하여 설명한다. 제 1 기지국(700)이 CCA(720)를 수행하고, 특정 비면허 주파수의 채널이 사용 가능하다고 판단되어 채널 예약용 신호(725)를 다음 자원 할당 주기가 도래하기 전까지 전송할 수 있다. 이 경우, 제 1 WiFi AP의 경우, 상기 채널 예약용 신호(725)가 주기적으로 전송되고 있는 시점에서 CCA(730)를 하게 되는 경우, 상기 비면허 주파수의 채널이 사용 가능하지 않다고 판단하게 되어, 그 이후로 데이터를 전송하지 않는다.

이후, 제 2 기지국(705)은 상기 제 1 기지국의 채널을 예약하고 있는지 확인할 수 있다(740). 이 경우, 상기 제 2 기지국(705)은, 내부의 RF 모듈을 이용하여 채널 예약용 신호를 감지할 수 있고, 상기 채널 예약용 신호에 포함된 상기 제 1 기지국의 식별자(identifier)를 확인하여 상기 제 1 기지국의 채널 예약용 신호임을 인지할 수 있다. 상기 제 1 기지국의 식별자(identifier)에는 BSSID(basic service set identifier) 또는 SSID(service set identifier)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 기지국(705)이 상기 제 1 기지국의 식별자를 통하여 제 2 기지국과 같은 사업자(operator) 소유의 제 1 기지국임을 확인한 경우, 추가적으로 채널 예약용 신호를 전송할 필요 없이, 다음 자원 할당 주기가 도래하는 시점에서 제 1 기지국과 함께 데이터(747)를 전송할 수 있다.

또는, 상기 제 1 기지국 및 제 2 기지국 간 연결된 메시지를 통하여 상기 제 1 기지국이 채널을 예약하고 있다는 정보를 확인한 경우에도, 추가적으로 채널 예약용 신호를 전송할 필요 없이, 다음 자원 할당 주기가 도래하는 시점에서 제 1 기지국과 함께 데이터(747)를 전송할 수 있다. 상기 기지국 간 연결된 메시지는 X2 메시지를 포함할 수 있다.

다만, 이 경우, 제 1 기지국이 감지하지 못한 제 2 기지국에 인접한 다른 통신 장치를 감지하기 위하여, 상기 제 2 기지국은 상기 자원 할당 주기가 도래하기 전 CCA(745)를 추가적으로 수행할 수 있다. 상기 제 2 기지국이 상기 비면허 주파수의 채널에서 데이터(747)를 전송하는 동안 제 2 WiFi AP가 CCA(750)를 수행하여도, 제 2 기지국이 채널을 사용하는 것이 감지되는 바, 이후에 데이터를 전송할 수 없게 된다.

기지국 간에 동시에 데이터를 전송하여도 LTE 통신 시스템에서는 기지국 간 고유의 간섭 제어 기술이 존재하므로, 단말이 데이터를 수신하는데 문제가 없는 바, 본 발명을 이용하여 제한된 비면허 주파수의 채널을 같은 LTE 기지국 간에 보다 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 업링크 신호 전송을 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

앞서 설명한 것은 기지국이 단말에게 데이터를 전송하는 다운 링크에 대한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법에 대한 것이다. 도 8 에서는 단말로부터 수신하는 업 링크에 대한 채널 예약용 신호를 추가적으로 전송하는 방법에 대하여 설명한다.

기지국(800)은 비면허 주파수의 채널에 대하여 CCA(830)를 하고, 채널이 사용 가능한 경우, 다운 링크에 대한 채널 예약용 신호(833)를 다음 자원 할당 주기가 도래할 때까지 주기적으로 전송할 수 있다. 이후, 단말에게 데이터(835)를 전송한 후, 상기 비면허 주파수의 채널에 업링크에 대한 채널 예약용 신호(837)를 전송할 수 있다. 상기 업링크에 대한 채널 예약용 신호(837)를 주기적으로 전송하고 있는 도중 다른 통신 장치인 WiFi AP(810)가 채널을 사용하기 위하여 CCA(840)를 하더라도, 상기 채널 예약용 신호(837)를 감지하여 데이터를 전송하지 않게 된다.

이후, 단말은 기지국의 스케쥴링에 따라 데이터 전송이 가능한 시점에서 기지국에게 데이터를 전송할 수 있다(850).

상기와 같은 방법으로 인하여, 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 후, 채널이 확보되지 않아 수신한 데이터에 대한 ACK 신호와 같은 제어 신호가 전송되지 못하는 문제점을 해결할 수 있다.

도 9 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국이 업링크 신호 전송을 위한 채널 예약용 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

보다 구체적으로, 도 8에서 설명한 바와 같이 기지국이 단말로부터 수신하는 업 링크에 대한 채널 예약용 신호를 전송하되, 단말이 기지국의 스케쥴링에 따라 신호를 전송하기 이전에 CCA 를 실시하여, 비면허 주파수의 채널에 다른 통신 장치가 존재하지 않는지 추가적으로 확인하는 동작을 설명한다.

기지국(900)은 비면허 주파수의 채널에 대하여 CCA(930)를 하고, 채널이 사용 가능한 경우, 다운 링크에 대한 채널 예약용 신호(933)를 다음 자원 할당 주기가 도래할 때까지 주기적으로 전송할 수 있다. 이후, 단말에게 데이터(935)를 전송한 후, 상기 비면허 주파수의 채널에 업링크에 대한 채널 예약용 신호(937)를 전송할 수 있다. 상기 업링크에 대한 채널 예약용 신호(937)를 주기적으로 전송하고 있는 도중 다른 통신 장치인 WiFi AP(910)가 채널을 사용하기 위하여 CCA(940)를 하더라도, 상기 채널 예약용 신호(937)를 감지하여 데이터를 전송하지 않게 된다.

이후, 단말은 기지국의 스케쥴링에 따라 데이터 전송이 가능한 시점에서 기지국에게 데이터를 전송할 수 있다(955). 다만, 상기 단말은 기지국이 스케쥴링한 데이터를 전송하는 시점 이전에 CCA(950)를 수행하여, 비면허 주파수의 채널을 다른 통신 장치가 사용하고 있는지 판단할 수 있다. 이는, 상기 기지국은 감지 하지 못하는 단말에 인접한 다른 통신 장치가 채널을 사용하고 있는지 여부에 대하여도 감지하기 위해서이다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구조를 설명하는 도면이다.

도 10을 참고하면, 상기 기지국은 제 1 송수신부(1000), 제 2 송수신부(1010), 제어부(1020)를 포함하는 것을 알 수 있다.

상기 제 1 송수신부(1000) 및 제 2 송수신부(1010)는 상기 기지국의 신호를 송수신할 수 있다. 상기 제 1 송수신부(1000)는 LTE 통신 시스템에서의 신호를 전송하는 Radio Unit(RU)를 포함할 수 있고, 상기 제 2 송수신부(1010)는 LTE가 아닌 다른 통신 방법, 예를 들어, WiFi 또는 다른 비면허 주파수를 사용하는 무선 통신 등의 신호를 전송하는 RF 모듈을 포함할 수 있다. 상기 기지국이 LTE 통신 시스템에 포함되어 있는 경우, 제 1 송수신부(1000)는 스케쥴링, 즉 자원 할당 주기인 1 TTI(transmission time interval), 즉 서브 프레임 단위로 신호를 전송할 수 있다. 상기 제 2 송수신부(1000)는 상기 다른 통신 방법에 따라, 다른 주기로 신호를 전송할 수 있다. 상기 제 2 송수신부(1000)가 WiFi 신호를 전송하는 RF 모듈을 포함하는 경우, 4μs의 주기의 신호를 전송할 수 있다. 또한, 상기 제 1 송수신부(1000)와 제 2 송수신부(1010)로 구분하여 서로 다른 주기의 신호를 전송하는 것 뿐만 아니라, 하나의 송수신부가 서로 다른 상기와 같이 서로 다른 주기의 신호를 전송할 수 있다.

상기한 바와 같이 데이터를 전송하는 신호의 자원 할당 주기와는 다른 주기의 신호를 전송할 수 있음으로써, 비면허 주파수의 채널이 가용함을 판단한 후, 데이터를 전송할 수 있는 시점 이전에 다른 통신 장치가 비면허 주파수의 채널을 선점하는 것을 방지하는 효과가 있다.

상기 제어부(1020)는 본 발명에 따른 기지국의 동작을 제어할 수 있다.

상기 제어부(1020)는 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한지 판단하고, 상기 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한 경우, 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하기 전까지 상기 임의의 주파수에서 제 1 신호를 전송하고, 상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 시, 단말에게 상기 임의의 주파수에서 제 1 데이터를 전송하는 것을 제어할 수 있다. 상기 제 1 신호는, 상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 전까지 주기적으로 전송되는 것을 특징으로 한다. 상기 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하는 것은, 상기 채널이 사용 가능하다고 판단된 시점 이후, 자원 할당 주기가 도래하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 신호는, 상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 전까지 주기적으로 전송되고, 상기 제 1 신호가 전송되는 주기는, 상기 자원 할당 주기보다 짧은 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제어부(1020)는 상기 제 1 데이터 전송 후 단말의 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하기 전까지 제 2 신호를 전송하고, 단말의 데이터 전송이 가능한 시점이 도래 시 단말로부터 제 2 데이터를 수신하는 것을 제어할 수 있다.

상기 제어부(1020)는 상기 임의의 주파수에서 다른 기지국으로부터 전송된 제 3 신호를 감지하고, 상기 다른 기지국에 대한 정보를 확인하고, 상기 확인된 다른 기지국에 대한 정보에 기반하여, 상기 제 3 신호를 감지한 이후 데이터 전송이 가능한 시점이 도래 시, 단말에게 제 3 데이터를 전송하는 것을 제어할 수 있다.

상기 제어부(1020)는 데이터 전송이 가능한 시점이 도래 전,상기 임의의 주파수에서 다른 기기의 채널 사용이 감지되는지 판단하고, 상기 다른 기기의 채널 사용이 감지되지 않는 경우, 상기 제 3 데이터를 전송하는 것을 제어할 수 있다. 상기 다른 기지국에 대한 정보는, 상기 제 1 신호에 포함된 상기 다른 기지국의 식별자(identifier) 또는, 기지국 간 연결 메시지에 포함된 정보 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 상기 다른 기지국의 식별자(identifier)는 BSSID(basic service set identifier) 또는 SSID(service set identifier)를 포함하고, 상기 기지국 간 연결 메시지는 X2 메시지를 포함할 수 있다.

또한 상기 제어부(1020)는 임의의 주파수에서 다른 기지국으로부터 전송된 제 1 신호를 감지하고, 상기 다른 기지국에 대한 정보를 확인하고, 상기 확인된 다른 기지국에 대한 정보에 기반하여, 상기 제 1 신호를 감지한 이후 데이터 전송이 가능한 시점이 도래 시, 단말에게 데이터를 전송하는 것을 제어할 수 있다. 상기 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하는 것은, 상기 채널이 사용 가능하다고 판단된 시점 이후, 자원 할당 주기가 도래하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 신호는, 상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 전까지 주기적으로 전송되고, 상기 제 1 신호가 전송되는 주기는, 상기 자원 할당 주기보다 짧은 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국의 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한지 판단하는 단계;
상기 임의의 주파수에서의 채널이 사용 가능한 경우, 데이터 전송이 가능한 시점이 도래하기 전까지 상기 임의의 주파수에서 제 1 신호를 전송하는 단계; 및
상기 데이터 전송이 가능한 시점 도래 시, 단말에게 상기 임의의 주파수에서 제 1 데이터를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.