KR20210128142A

KR20210128142A - Method and system for wireless data communication using idle slot

Info

Publication number: KR20210128142A
Application number: KR1020200045966A
Authority: KR
Inventors: 오진형; 강규민; 박재철; 임동우; 최수나; 황성현; 이호원; 최현호
Original assignee: 한국전자통신연구원; 한경대학교 산학협력단
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-10-26

Abstract

A wireless data communication method using an idle slot and a system thereof are disclosed. According to an embodiment, the communication method of a base station comprises the steps of: receiving data packets transmitted from a plurality of stations in a cell; detecting one or more idle slots in a frame based on the data packets; and transmitting a control packet including acknowledgment (ACK) information and request (REQ) information to the plurality of stations through the idle slots.

Description

Wireless data communication method and system using idle slot

아래 실시예들은 유휴 슬롯을 활용한 무선 데이터 통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.The following embodiments relate to a wireless data communication method and system utilizing an idle slot.

DFS-ALOHA(Dynamic Framed Slotted-ALOHA)는 각 프레임이 여러 개의 슬롯(slot)들로 구성되며, 프레임 당 슬롯 수는 동적으로 조절된다. 기지국(base station)은 프레임의 첫번째 슬롯에 REQ(request) 패킷, 또는 REQ(request) 정보와 ACK(acknowledgement) 정보를 포함하는 제어 패킷을 단말(station)로 방송(broadcasting)한다. REQ 패킷은 프레임을 구성하는 슬롯 수 및/또는 단말의 접속 제어를 위한 접속 확률값 등을 포함한다. ACK 패킷은 이전 프레임에서 단말로부터 전송된 데이터 패킷들에 대한 정상 수신 여부를 알려주는 표시(indication) 정보를 포함한다.In Dynamic Framed Slotted-ALOHA (DFS-ALOHA), each frame consists of several slots, and the number of slots per frame is dynamically adjusted. A base station broadcasts a REQ (request) packet or a control packet including REQ (request) information and ACK (acknowledgement) information to a station in the first slot of the frame. The REQ packet includes the number of slots constituting a frame and/or an access probability value for access control of the terminal. The ACK packet includes indication information indicating whether data packets transmitted from the terminal in the previous frame are normally received.

복수의 단말들은 REQ 패킷을 수신한 후 해당 프레임을 구성하는 슬롯 수를 확인하고 랜덤하게 하나의 슬롯을 선택하여 데이터 패킷을 기지국으로 송신한다. 데이터 패킷이 송신되는 슬롯은 성공(success) 슬롯, 충돌(collision) 슬롯 및 유휴(idle) 슬롯으로 나뉜다. 성공 슬롯은 한 슬롯에 하나의 데이터 패킷만 전송된 경우를 의미한다. 기지국은 성공 슬롯을 통해 데이터 패킷이 전송된 경우 에러 없이 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 충돌 슬롯은 한 슬롯에 두 개 이상의 데이터 패킷이 동시에 전송된 경우를 의미한다. 기지국은 충돌 슬롯에서 전송된 데이터를 정상적으로 디코딩할 수 없다. 반면, 유휴 슬롯은 어느 데이터 패킷도 전송되지 않은 슬롯을 의미할 수 있다.After receiving the REQ packet, the plurality of terminals check the number of slots constituting the frame, randomly selects one slot, and transmits the data packet to the base station. A slot in which a data packet is transmitted is divided into a success slot, a collision slot and an idle slot. The success slot means a case in which only one data packet is transmitted in one slot. The base station can receive the data packet without an error when the data packet is transmitted through the success slot. The collision slot means a case in which two or more data packets are simultaneously transmitted in one slot. The base station cannot normally decode data transmitted in the collision slot. On the other hand, the idle slot may mean a slot in which no data packet is transmitted.

기존의 DFS-ALOHA 프로토콜은 이전 프레임에서 발생한 성공 슬롯, 충돌 슬롯 및 유휴 슬롯의 개수를 기반으로 접속 단말의 개수를 추정하여 다음 프레임의 슬롯 개수를 동적으로 조절한다. 하지만, 이러한 유휴 슬롯은 데이터 패킷 등의 송수신에 사용되지 않기 때문에 결과적으로 전송 프레임의 처리율(throughput)을 떨어뜨린다.The existing DFS-ALOHA protocol dynamically adjusts the number of slots in the next frame by estimating the number of access terminals based on the number of successful slots, collision slots, and idle slots occurring in the previous frame. However, since these idle slots are not used for transmission and reception of data packets, as a result, the throughput of the transmission frame is reduced.

실시예들은 ACK(acknowledgement) 손실이 발생하는 환경에서, 기지국으로부터 셀 내의 모든 단말들이 유휴 슬롯마다 제어 패킷을 수신함으로써, ACK 수신 확률을 높이고, 전송 프레임의 처리율을 높일 수 있는 기술을 제공할 수 있다.The embodiments provide a technique capable of increasing the ACK reception probability and the throughput of a transmission frame by receiving a control packet for every idle slot from the base station to all terminals in the cell from the base station in an environment in which ACK (acknowledgement) loss occurs. .

다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems are not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

일 실시예에 따른 통신 방법은, 기지국(base station)의 통신 방법에 있어서, 셀 내 복수의 단말(station)들로부터 송신되는 데이터 패킷들을 수신하는 단계와, 상기 데이터 패킷들에 기초하여 프레임에서 하나 이상의 유휴(idle) 슬롯을 검출하는 단계와, ACK(acknowledgement) 정보 및 REQ(request) 정보를 포함하는 제어 패킷을 상기 유휴 슬롯을 통해 상기 복수의 단말들로 전송하는 단계를 포함한다.A communication method according to an embodiment comprises the steps of: receiving data packets transmitted from a plurality of terminals in a cell; Detecting the above idle slot, and transmitting a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information to the plurality of terminals through the idle slot.

상기 검출하는 단계는, 프레임마다 상기 유휴 슬롯을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The detecting may include detecting the idle slot for each frame.

상기 검출하는 단계는, 각 슬롯의 일정 시간 동안 데이터 패킷이 검출되지 않으면 상기 유휴 슬롯으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The detecting may include detecting as the idle slot if no data packet is detected for a predetermined time in each slot.

상기 전송하는 단계는, 상기 유휴 슬롯마다 상기 제어 패킷을 생성하여 상기 복수의 단말들로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The transmitting may include generating the control packet for each idle slot and transmitting the generated control packet to the plurality of terminals.

상기 전송하는 단계는, 상기 유휴 슬롯마다 ACK 정보 및 REQ 정보를 갱신하여 상기 제어 패킷을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The transmitting may include generating the control packet by updating ACK information and REQ information for each idle slot.

상기 ACK 정보는, 이전 프레임에서 상기 복수의 단말들이 송신했던 데이터 패킷들에 대한 표시(indication) 정보를 포함할 수 있다.The ACK information may include indication information on data packets transmitted by the plurality of terminals in a previous frame.

상기 REQ 정보는, 프레임을 구성하는 슬롯 수 및 상기 복수의 단말들에 대한 접속 확률값을 포함할 수 있다.The REQ information may include the number of slots constituting a frame and access probability values for the plurality of terminals.

일 실시예에 따른 통신 방법은, 단말(stataion)의 통신 방법에 있어서, 기지국으로부터 송신되는 ACK(acknowledgement) 정보 및 REQ(request) 정보를 포함하는 제어 패킷을 프레임의 유휴(idle) 슬롯을 통해 수신하는 단계와, 상기 제어 패킷에 기초하여 상기 유휴 슬롯을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.In a communication method according to an embodiment, in the communication method of a terminal, a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information transmitted from a base station is received through an idle slot of a frame and transmitting a data packet through the idle slot based on the control packet.

상기 유휴 슬롯은, 일정 시간 동안 데이터 패킷이 검출되지 않은 슬롯일 수 있다.The idle slot may be a slot in which a data packet is not detected for a predetermined time.

상기 제어 패킷은, 상기 유휴 슬롯마다 ACK 정보 및 REQ 정보가 갱신되어 생성될 수 있다.The control packet may be generated by updating ACK information and REQ information for each idle slot.

일 실시예에 따른 기지국은, 기지국(base station)에 있어서, 셀 내 복수의 단말(station)들로부터 송신되는 데이터 패킷들을 수신하는 송수신기와, 상기 데이터 패킷들에 기초하여 프레임에서 하나 이상의 유휴(idle) 슬롯을 검출하고, ACK(acknowledgement) 정보 및 REQ(request) 정보를 포함하는 제어 패킷을 상기 유휴 슬롯을 통해 상기 복수의 단말들로 전송하는 컨트롤러를 포함한다.A base station according to an embodiment, in a base station, includes a transceiver for receiving data packets transmitted from a plurality of terminals within a cell, and one or more idle in a frame based on the data packets. ) and a controller for detecting a slot and transmitting a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information to the plurality of terminals through the idle slot.

상기 컨트롤러는, 프레임마다 상기 유휴 슬롯을 검출할 수 있다.The controller may detect the idle slot for each frame.

상기 컨트롤러는, 각 슬롯의 일정 시간 동안 데이터 패킷이 검출되지 않으면 상기 유휴 슬롯으로 검출할 수 있다.The controller may detect a data packet as the idle slot if no data packet is detected for a predetermined time in each slot.

상기 컨트롤러는, 상기 유휴 슬롯마다 상기 제어 패킷을 생성하여 상기 복수의 단말들로 전송할 수 있다.The controller may generate the control packet for each idle slot and transmit it to the plurality of terminals.

상기 컨트롤러는, 상기 유휴 슬롯마다 ACK 정보 및 REQ 정보를 갱신하여 상기 제어 패킷을 생성할 수 있다.The controller may generate the control packet by updating ACK information and REQ information for each idle slot.

일 실시예에 따른 단말은, 단말(station)에 있어서, 기지국으로부터 송신되는 ACK(acknowledgement) 정보 및 REQ(request) 정보를 포함하는 제어 패킷을 프레임의 유휴(idle) 슬롯을 통해 수신하는 송수신기와, 상기 제어 패킷에 기초하여 상기 유휴 슬롯을 통해 데이터 패킷을 전송하는 컨트롤러를 포함한다.A terminal according to an embodiment, in the terminal (station), a transceiver for receiving a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information transmitted from a base station through an idle slot of a frame; and a controller configured to transmit a data packet through the idle slot based on the control packet.

도 1은 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템이 이용하는 DFS-ALOHA 프로토콜의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 통신 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 제2 통신 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 다른 통신 시스템의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제1 통신 장치가 제어 패킷을 송신하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제1 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 제2 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11 내지 도 13은 일 실시예에 따른 통신 시스템과 FS-ALOHA 프로토콜 및 DFS-ALOHA 프로토콜의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a communication system.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a DFS-ALOHA protocol used by the communication system shown in FIG. 1 .
3 is a diagram illustrating a communication system according to an embodiment.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the first communication device shown in FIG. 3 .
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the second communication device shown in FIG. 3 .
6 and 7 are diagrams for explaining a communication method of a communication system according to an embodiment.
8 is a diagram for explaining an operation of the first communication device transmitting a control packet.
9 is a flowchart for explaining the operation of the first communication device.
10 is a flowchart for explaining the operation of the second communication device.
11 to 13 are diagrams illustrating results of comparing the performance of the communication system and the FS-ALOHA protocol and the DFS-ALOHA protocol according to an embodiment.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시 예의 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the essence, order, or order of the component is not limited by the term. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, a description described in one embodiment may be applied to another embodiment, and a detailed description in the overlapping range will be omitted.

도 1은 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템이 이용하는 DFS-ALOHA 프로토콜의 일 예를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication system, and FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a DFS-ALOHA protocol used by the communication system shown in FIG. 1 .

통신 시스템(10)은 기지국(base station; 110) 및 복수의 단말(station)들(130)을 포함할 수 있다.The communication system 10 may include a base station 110 and a plurality of terminals 130 .

도 2에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(10)은 DFS-ALOHA(Dynamic Framed Slotted ALOHA) 프로토콜을 이용하여 통신을 수행한다. DFS-ALOHA는 각 프레임(frame)이 복수의 슬롯(slot)들로 구성되며, 프레임 당 슬롯 수는 동적으로 조절된다.As shown in FIG. 2 , the communication system 10 performs communication using a DFS-ALOHA (Dynamic Framed Slotted ALOHA) protocol. In DFS-ALOHA, each frame consists of a plurality of slots, and the number of slots per frame is dynamically adjusted.

기지국(110)은 셀(cell) 내의 복수의 단말들(130)과 통신을 수행한다. 셀은 기지국(110)의 통신 서비스 구역이고, 복수의 단말들(130) 및 기지국(110)은 셀을 구성한다.The base station 110 communicates with a plurality of terminals 130 in a cell. A cell is a communication service area of the base station 110 , and a plurality of terminals 130 and the base station 110 constitute a cell.

기지국(110)은 단말에게 데이터 전송을 요청하는 REQ(request) 패킷을 브로드캐스팅(broadcasting)한다. 기지국(110)은 이전 프레임에서 발생한 성공(success) 슬롯, 충돌(collision) 슬롯 및 유휴(idle) 슬롯의 개수에 기초하여 접속 단말의 개수를 추정함으로써 다음 프레임의 슬롯 개수를 동적으로 조절한다.The base station 110 broadcasts a REQ (request) packet requesting data transmission to the terminal. The base station 110 dynamically adjusts the number of slots in the next frame by estimating the number of access terminals based on the number of success slots, collision slots, and idle slots occurring in the previous frame.

기지국(110)은 REQ 패킷 또는 REQ와 ACK가 합쳐진 제어 패킷(REQ+ACK 패킷)을 프레임의 첫번째 슬롯을 통해 복수의 단말들(130)로 전송한다. 예를 들어, 기지국(100)은 첫번째 프레임의 첫번째 슬롯을 통해 REQ 패킷을 복수의 단말들(130)로 전송한 후에, 다음 프레임부터 첫번째 슬롯을 통해서는 제어 패킷(REQ+ACK 패킷)을 복수의 단말들(130)로 전송할 수 있다. REQ 패킷은 프레임을 구성하는 슬롯 수 또는 단말의 접속 제어를 위한 접속 확률값 등을 포함할 수 있다. ACK 패킷은 이전 프레임에서 단말로부터 전송된 데이터 패킷들에 대한 정상 수신 여부를 알려주는 표시(indication) 정보를 포함할 수 있다. 제어 패킷은 REQ 정보와 ACK 정보를 포함하는 것이다.The base station 110 transmits a REQ packet or a control packet (REQ+ACK packet) in which REQ and ACK are combined to the plurality of terminals 130 through the first slot of the frame. For example, the base station 100 transmits the REQ packet to the plurality of terminals 130 through the first slot of the first frame, and then transmits the control packet (REQ+ACK packet) to the plurality of terminals through the first slot from the next frame. It can be transmitted to the terminals 130 . The REQ packet may include the number of slots constituting a frame or an access probability value for access control of the terminal. The ACK packet may include indication information indicating whether data packets transmitted from the terminal in the previous frame are normally received. The control packet includes REQ information and ACK information.

복수의 단말들(130)은 REQ 패킷을 수신할 수 있다. 복수의 단말들(130)은 REQ 패킷에 응답하여 복수의 슬롯들 중에서 랜덤하게 어느 하나를 선택하고, 선택한 슬롯을 통해 데이터 패킷을 기지국(110)으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 데이터 패킷은 단말의 identification 정보, 센싱 정보 등을 포함할 수 있다.The plurality of terminals 130 may receive the REQ packet. The plurality of terminals 130 may randomly select one of the plurality of slots in response to the REQ packet, and transmit the data packet to the base station 110 through the selected slot. For example, the data packet may include identification information of the terminal, sensing information, and the like.

복수의 단말들(130) 중에서 같은 슬롯 번호를 선택한 단말들의 경우 충돌(collision)이 발생하여 데이터 전송에 실패할 수 있다. 복수의 단말들(130)은 한 슬롯에 한 단말만 접속한 경우 데이터 패킷의 전송에 성공(success)할 수 있다. 성공(success) 슬롯은 한 슬롯에 하나의 데이터 패킷만 전송된 경우를 의미하며, 기지국(110)은 이 경우에 에러 없이 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 충돌(collision) 슬롯은 한 슬롯에 두 개 이상의 데이터 패킷이 동시에 전송된 경우를 의미하며, 기지국(110)은 충돌 슬롯에서 전송된 데이터를 정상적으로 디코딩하지 못할 수 있다. 유휴(idle) 슬롯은 어느 데이터 패킷도 전송되지 않은 슬롯을 의미할 수 있다.In the case of terminals selecting the same slot number from among the plurality of terminals 130 , collision may occur and data transmission may fail. The plurality of terminals 130 may succeed in transmitting a data packet when only one terminal is connected to one slot. A success slot means a case in which only one data packet is transmitted in one slot, and in this case, the base station 110 may receive the data packet without an error. A collision slot means a case in which two or more data packets are simultaneously transmitted in one slot, and the base station 110 may not normally decode data transmitted in the collision slot. An idle slot may mean a slot in which no data packet is transmitted.

도 3은 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a communication system according to an embodiment.

통신 시스템(30)은 기지국(300) 및 복수의 단말들(400)을 포함한다.The communication system 30 includes a base station 300 and a plurality of terminals 400 .

통신 시스템(30)은 도 1에 도시된 통신 시스템(30)과 동일한 동작을 수행할 수 있다.The communication system 30 may perform the same operation as the communication system 30 shown in FIG. 1 .

통신 시스템(30)은 Slotted ALOHA 프로토콜의 유휴(idle) 슬롯을 활용하여 제어 패킷을 전송함으로써, 복수의 단말들(400)의 접속을 동적으로 제어할 수 있다. 통신 시스템(30)은 단말의 불필요한 접속을 막아 충돌(collision) 확률을 낮추고, 채널 처리율(throughput)을 높일 수 있다.The communication system 30 may dynamically control the connection of the plurality of terminals 400 by transmitting a control packet using an idle slot of the Slotted ALOHA protocol. The communication system 30 can reduce the probability of collision by preventing unnecessary access of the terminal and increase the channel throughput.

기지국(300)은 도 1에 도시된 기지국(110)과 동일한 동작을 수행할 수 있다.The base station 300 may perform the same operation as the base station 110 shown in FIG. 1 .

기지국(300)은 복수의 단말들(400)과 통신을 수행할 수 있다. 기지국(300)은 유휴 슬롯을 제어 정보를 전송하는데 이용함으로써 추가적인 자원 할당 없이 셀 내 복수의 단말들(400)에게 갱신된(updated) 제어 패킷을 지속적으로 전송할 수 있다.The base station 300 may communicate with a plurality of terminals 400 . The base station 300 may continuously transmit an updated control packet to the plurality of terminals 400 in the cell without additional resource allocation by using the idle slot to transmit control information.

기지국(300)은 유휴 슬롯을 통해 전송하는 제어 패킷을 통해 복수의 단말들(400)과의 접속 및/또는 통신을 제어할 수 있다. 기지국(300)은 유휴 슬롯을 통해 전송하는 REQ(request) 패킷을 통해 복수의 단말들(400)에게 갱신된 슬롯 개수 또는 접속 확률값을 브로드캐스팅할 수 있다. 기지국(300)은 이를 통해 복수의 단말들(400)의 충돌 확률을 낮추고 채널 처리율을 높일 수 있다.The base station 300 may control access and/or communication with the plurality of terminals 400 through a control packet transmitted through an idle slot. The base station 300 may broadcast the updated number of slots or access probability values to the plurality of terminals 400 through a REQ (request) packet transmitted through an idle slot. Through this, the base station 300 can reduce the collision probability of the plurality of terminals 400 and increase the channel throughput.

기지국(300)은 유휴 슬롯을 통해 전송되는 누적(cumulative) ACK 패킷을 통하여 ACK 손실이 발생하는 환경에서 ACK 수신률을 높임으로써, 복수의 단말들(400)의 불필요한 재접속을 막아 충돌 확률을 낮추고 채널 처리율을 높일 수 있다.The base station 300 increases the ACK reception rate in an environment in which ACK loss occurs through a cumulative ACK packet transmitted through an idle slot, thereby preventing unnecessary reconnection of a plurality of terminals 400 to reduce the collision probability and channel throughput can increase

기지국(300)은 복수의 단말들(400)과의 무선 통신을 위한 프레임을 제공할 수 있다. 프레임은 복수의 슬롯들을 포함할 수 있다.The base station 300 may provide a frame for wireless communication with the plurality of terminals 400 . A frame may include a plurality of slots.

기지국(300)은 제일 첫 번째 슬롯을 REQ 패킷을 전송하는데 사용할 수 있다. 기지국(300)은 프레임을 구성하는 슬롯들 중에서 제일 첫번째 슬롯 외의 나머지 슬롯을 복수의 단말들(400)이 기지국(300)에게 데이터 패킷을 전송하는 슬롯으로 제공할 수 있다.The base station 300 may use the first slot to transmit the REQ packet. The base station 300 may provide the remaining slots other than the first slot among the slots constituting the frame as slots through which the plurality of terminals 400 transmit data packets to the base station 300 .

기지국(300)은 현재 슬롯에 대해 슬롯 초기에 빠르게 유휴 슬롯을 검출할 수 있다. 기지국(300)은 검출한 유휴 슬롯을 통해 제어 패킷을 전송할 수 있다.The base station 300 may quickly detect an idle slot at the beginning of the slot with respect to the current slot. The base station 300 may transmit a control packet through the detected idle slot.

기지국(300)은 REQ 패킷 및/또는 제어 패킷을 통하여 단말의 접속을 제어할 수 있다. REQ 패킷은 프레임을 구성하는 슬롯 수 또는 단말의 접속 확률값 등을 포함할 수 있다.The base station 300 may control the access of the terminal through the REQ packet and/or the control packet. The REQ packet may include the number of slots constituting a frame or an access probability value of the terminal.

복수의 단말들(400)은 도 1에 도시된 복수의 단말들(130)과 동일한 동작을 수행할 수 있다.The plurality of terminals 400 may perform the same operation as the plurality of terminals 130 illustrated in FIG. 1 .

복수의 단말들(400)은 기지국(300)으로부터 수신한 REQ 패킷 및/또는 제어 패킷에 기초하여 기지국(300)과 무선 통신을 수행할 수 있다.The plurality of terminals 400 may perform wireless communication with the base station 300 based on the REQ packet and/or the control packet received from the base station 300 .

복수의 단말들(400)은 기지국(300)으로부터 REQ 패킷을 수신할 수 있다. 복수의 단말들(400)은 REQ 패킷을 통해 프레임이 제공하는 복수의 슬롯들에 대한 슬롯 수를 추출할 수 있다. 복수의 단말들(400)은 복수의 슬롯들 중 하나를 랜덤하게 선택하여 데이터 패킷을 기지국(300)으로 송신할 수 있다.The plurality of terminals 400 may receive the REQ packet from the base station 300 . The plurality of terminals 400 may extract the number of slots for a plurality of slots provided by a frame through the REQ packet. The plurality of terminals 400 may randomly select one of the plurality of slots to transmit a data packet to the base station 300 .

도 4는 도 3에 도시된 기지국을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the base station shown in FIG. 3 .

기지국(300)은 송수신기(310) 및 컨트롤러(350)를 포함할 수 있다.The base station 300 may include a transceiver 310 and a controller 350 .

송수신기(310)는 셀 내 복수의 단말들(400)로부터 송신되는 데이터 패킷들을 수신할 수 있다. 송수신기(310)는 데이터 패킷들을 컨트롤러(350)로 출력할 수 있다.The transceiver 310 may receive data packets transmitted from a plurality of terminals 400 in a cell. The transceiver 310 may output data packets to the controller 350 .

송수신기(310)는 제어 패킷을 유휴 슬롯을 통해 복수의 단말들(400)로 전송할 수 있다.The transceiver 310 may transmit the control packet to the plurality of terminals 400 through the idle slot.

컨트롤러(350)는 데이터 패킷들에 기초하여 프레임에서 하나 이상의 유휴 슬롯을 검출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(350)는 프레임마다 유휴 슬롯을 검출할 수 있다. 컨트롤러(350)는 각 슬롯의 일정 시간 동안 데이터 패킷이 검출되지 않으면 유휴 슬롯으로 검출할 수 있다.The controller 350 may detect one or more idle slots in a frame based on the data packets. For example, the controller 350 may detect an idle slot for each frame. If no data packet is detected for a predetermined time in each slot, the controller 350 may detect it as an idle slot.

컨트롤러(350)는 ACK 정보 및 REQ 정보를 포함하는 제어 패킷을 송수신기(310)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(350)는 유휴 슬롯마다 제어 패킷을 생성할 수 있다. 컨트롤러(350)는 유휴 슬롯마다 ACK 정보 및 REQ 정보를 갱신하여 제어 패킷을 생성할 수 있다. ACK 정보는 이전 프레임에서 복수의 단말들(400)이 송신했던 데이터 패킷들에 대한 표시(indication) 정보를 포함할 수 있다. REQ 정보는 프레임을 구성하는 슬롯 수 및 복수의 단말들(400)에 대한 접속 확률값을 포함할 수 있다.The controller 350 may output a control packet including ACK information and REQ information to the transceiver 310 . For example, the controller 350 may generate a control packet for each idle slot. The controller 350 may generate a control packet by updating ACK information and REQ information for each idle slot. The ACK information may include indication information on data packets transmitted by the plurality of terminals 400 in the previous frame. The REQ information may include the number of slots constituting the frame and access probability values for the plurality of terminals 400 .

도 5는 도 3에 도시된 단말을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the terminal shown in FIG. 3 .

단말(400)은 송수신기(410) 및 컨트롤러(450)를 포함할 수 있다.The terminal 400 may include a transceiver 410 and a controller 450 .

송수신기(410)는 REQ 패킷을 수신할 수 있다. 송수신기(410)는 REQ 패킷을 컨트롤러(450)로 출력할 수 있다. 송수신기(410)는 데이터 패킷을 송신할 수 있다.The transceiver 410 may receive the REQ packet. The transceiver 410 may output the REQ packet to the controller 450 . The transceiver 410 may transmit data packets.

송수신기(410)는 프레임의 유휴 슬롯을 통해 제어 패킷을 수신할 수 있다. 송수신기(410)는 제어 패킷을 컨트롤러(450)로 출력할 수 있다.The transceiver 410 may receive the control packet through an idle slot of the frame. The transceiver 410 may output a control packet to the controller 450 .

송수신기(410)는 데이터 패킷을 유휴 슬롯을 통해 전송할 수 있다.The transceiver 410 may transmit the data packet through the idle slot.

컨트롤러(450)는 REQ 패킷에 응답하여 데이터 패킷을 생성할 수 있다. 컨트롤러(450)는 제어 패킷에 기초하여 유휴 슬롯을 통해 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 컨트롤러(450)는 데이터 패킷을 송수신기(410)로 출력할 수 있다.The controller 450 may generate a data packet in response to the REQ packet. The controller 450 may transmit a data packet through an idle slot based on the control packet. The controller 450 may output the data packet to the transceiver 410 .

도 6 및 도 7은 기지국 및 단말의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are diagrams for explaining a communication method between a base station and a terminal.

기지국(300)은 통신 프로토콜, 예를 들어 Slotted ALOHA 프로토콜에서 유휴 슬롯이 발생하면 이를 슬롯 초기에 감지할 수 있다.When an idle slot occurs in a communication protocol, for example, the Slotted ALOHA protocol, the base station 300 may detect it at the beginning of the slot.

기지국(300)은 각 슬롯의 초기 일정 시간 동안 수신 신호(예를 들어, 데이터 패킷)가 검출되지 않으면 이 슬롯을 유휴 슬롯으로 검출할 수 있다. 기지국(300)은 유휴 슬롯을 검출하고, 유휴 슬롯을 통해 제어 패킷을 송신할 수 있다. 제어 패킷은 REQ 정보와 ACK 정보를 포함할 수 있다. 제어 패킷은 REQ+ACK 패킷일 수 있다. REQ 정보는 다음 프레임의 슬롯 수 또는 단말의 접속 제어 확률값을 포함할 수 있다. ACK 정보는 기존에 셀에 접속한 단말들에 대한 데이터 패킷 전송 성공 여부 정보를 포함할 수 있다. ACK 정보는 누적된 ACK 정보로 앞서 데이터 패킷을 전송 성공한 모든 단말들에 대한 정보를 누적할 수 있다.The base station 300 may detect the slot as an idle slot if a received signal (eg, a data packet) is not detected during an initial predetermined time of each slot. The base station 300 may detect an idle slot and transmit a control packet through the idle slot. The control packet may include REQ information and ACK information. The control packet may be a REQ+ACK packet. The REQ information may include the number of slots of the next frame or an access control probability value of the terminal. The ACK information may include information on whether or not data packet transmission is successful for UEs that have previously accessed a cell. The ACK information is accumulated ACK information, and information on all terminals that have previously successfully transmitted a data packet may be accumulated.

기지국(300)은 유휴 슬롯이 발생할 때마다 제어 패킷을 전송함으로써, 복수의 단말들(400)과의 무선 통신을 제어하기 위한 제어 패킷을 빈번하게 방송할 수 있다. 기지국(300)은 이를 통하여 복수의 단말들(400)의 랜덤 접속 제어를 보다 정확하게 수행할 수 있다.The base station 300 may frequently broadcast a control packet for controlling wireless communication with the plurality of terminals 400 by transmitting a control packet whenever an idle slot occurs. Through this, the base station 300 can more accurately perform random access control of the plurality of terminals 400 .

단말(400)은 데이터 패킷을 송신하지 않는 모든 슬롯에서 기지국(300)으로부터 제어 패킷이 전송되는지 여부를 항상 확인할 수 있다. 단말(400)은기지국(300)으로부터 제어 패킷을 수신한 경우, 제어 패킷에 기초하여 프레임을 구성하는 복수의 슬롯들 중 어느 하나를 랜덤하게 선택할 수 있다. 단말(400)은 선택한 슬롯을 통해 데이터 패킷을 송신할 수 있다. 단말(400)은 기지국(300)으로부터 제어 패킷을 수신한 경우, REQ 정보에 포함된 단말의 접속 제어 확률값에 따라 각 슬롯에서 데이터 패킷의 송신 여부를 확률적으로 결정할 수 있다.The terminal 400 can always check whether the control packet is transmitted from the base station 300 in all slots in which the data packet is not transmitted. When the terminal 400 receives the control packet from the base station 300 , the terminal 400 may randomly select any one of a plurality of slots constituting the frame based on the control packet. The terminal 400 may transmit the data packet through the selected slot. When the terminal 400 receives the control packet from the base station 300 , the terminal 400 may probabilistically determine whether to transmit the data packet in each slot according to the access control probability value of the terminal included in the REQ information.

단말(400)은 데이터 패킷을 전송한 경우 다음 제어 패킷에서 ACK 정보를 확인할 수 있다. 단말(400)은에러 없는 ACK 정보를 수신한 경우 전송에 성공했음을 확인하고 전송할 데이터가 없으면 전송을 종료할 수 있다.When the terminal 400 transmits the data packet, the terminal 400 may check the ACK information in the next control packet. When the terminal 400 receives the error-free ACK information, the terminal 400 may confirm that the transmission has been successful, and if there is no data to be transmitted, the transmission may be terminated.

단말(400)은 전송할 데이터가 남아있거나, ACK에 에러가 발생하여 ACK 정보를 제대로 확인하지 못한 경우 데이터 전송에 실패했다고 판단하고 다음 프레임에서 데이터 패킷을 재전송할 수 있다.The terminal 400 may determine that data transmission has failed and retransmit the data packet in the next frame when there is remaining data to be transmitted or when the ACK information is not properly checked due to an error in the ACK.

단말(400)은 유휴 슬롯마다 ACK 정보를 수신함으로써 ACK 손실이 발생하는 경우에도 ACK 수신률을 높일 수 있다.The terminal 400 may increase the ACK reception rate even when ACK loss occurs by receiving ACK information for each idle slot.

도 8은 기지국이 제어 패킷을 송신하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining an operation in which a base station transmits a control packet.

기지국(300)은 어느 한 슬롯의 일정 시간인 센싱 시간(Tsens) 동안 데이터 패킷이 검출되지 않으면 이 슬롯을 유휴 슬롯으로 검출할 수 있다. 기지국(300)은 어느 한 슬롯이 유휴 슬롯으로 검출된 경우 송신 시간(Tdata) 동안 데이터 패킷을 전송할 수 있다.The base station 300 may detect the slot as an idle slot if no data packet is detected during the sensing time Tsens, which is a predetermined time of one slot. When any one slot is detected as an idle slot, the base station 300 may transmit the data packet during the transmission time Tdata.

예를 들어, 기지국(300)은 슬롯 시간(Tslot), 전파 시간(Tproc), 센싱 시간(Tsens), rx/tx 스위칭 시간(Trxtx)을 고려할 때, 한 유휴 슬롯에서 사용 가능한 제어 패킷의 송신 시간(Tdata)은 Tdata=Tslot-2Tprop-Tsens-Trxtx로 결정할 수 있다. 제1 통신 장치(310)는 현실적인 시간값으로 Tslot =1 ms, Tproc =3.33 μs, Tsens =15 μs, Trxtx =4 μs를 고려할 때 Tdata =0.97 ms의 시간을 사용하여 제어 패킷을 송신할 수 있다. 따라서, 기지국(300)은 전체 Tslot= 1 ms에서 97% 정도의 충분한 시간을 제어 패킷을 송신하는데 사용할 수 있다.For example, when the base station 300 considers the slot time (Tslot), the propagation time (Tproc), the sensing time (Tsens), and the rx/tx switching time (Trxtx), the transmission time of the control packet available in one idle slot (Tdata) can be determined as Tdata=Tslot-2Tprop-Tsens-Trxtx. The first communication device 310 may transmit the control packet using a time of Tdata = 0.97 ms, considering Tslot = 1 ms, Tproc =3.33 μs, Tsens = 15 μs, and Trxtx =4 μs as realistic time values. . Accordingly, the base station 300 can use a sufficient time of about 97% in the total Tslot=1 ms to transmit the control packet.

도 9는 기지국의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.9 is a flowchart for explaining an operation of a base station.

기지국(300)은 REQ 패킷 전송 전 프레임이 포함하는 슬롯 수 또는 단말의 접속 확률값을 결정할 수 있다(910).The base station 300 may determine the number of slots included in the frame before the REQ packet transmission or the access probability value of the terminal ( 910 ).

기지국(300)은 프레임의 맨 처음 슬롯에 슬롯 수 및/또는 단말의 접속 확률값을 포함한 REQ 패킷을 송신할 수 있다(915).The base station 300 may transmit the REQ packet including the number of slots and/or the access probability value of the terminal in the first slot of the frame ( 915 ).

기지국(300)은 현재 슬롯에서 일정 시간 내에 데이터 패킷을 수신했는지 여부를 판단할 수 있다(920).The base station 300 may determine whether a data packet is received within a predetermined time in the current slot ( 920 ).

기지국(300)은 데이터 패킷을 수신한 때, 데이터에 대해 디코딩을 수행할 수 있다(925, 930).When the base station 300 receives the data packet, it may perform decoding on the data ( 925 and 930 ).

기지국(300)은 디코딩에 성공한 때 해당 단말의 데이터에 대한 ACK 정보를 갱신할 수 있다(935).When decoding is successful, the base station 300 may update ACK information for data of the corresponding terminal ( 935 ).

기지국(300)은 데이터 패킷을 수신하지 않은 때, 이를 유휴 슬롯으로 검출하고 슬롯 수 및/또는 단말의 접속 확률값을 갱신할 수 있다(940).When the base station 300 does not receive the data packet, it may detect it as an idle slot and update the number of slots and/or the access probability value of the terminal ( 940 ).

기지국(300)은 갱신된 슬롯 수 및/또는 단말의 접속 확률값을 포함하는 REQ 정보를 생성할 수 있다(945).The base station 300 may generate REQ information including the updated number of slots and/or the access probability value of the terminal ( 945 ).

기지국(300)은 남은 유휴 슬롯 구간을 이용하여 REQ 정보 및 ACK 정보를 포함하는 제어 패킷을 전송할 수 있다(950).The base station 300 may transmit a control packet including REQ information and ACK information using the remaining idle slot period ( 950 ).

기지국(300)은 디코딩에 실패한 때, 모든 단말로부터 데이터를 수신했는지 여부를 판단할 수 있다(955).When the decoding fails, the base station 300 may determine whether data has been received from all terminals (955).

모든 단말로부터 데이터를 수신하지 않은 때, 기지국(300)은 단계 920으로 돌아가 단계 920 내지 단계 950의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 어떤 슬롯에서 데이터 패킷을 수신하지 않았다면(즉, 해당 슬롯이 유휴 슬롯이라면), 기지국(300)은 이전 슬롯에서 수신한 데이터 패킷들의 디코딩 성공 및 실패 개수(즉, 이전 수신 데이터의 성공 또는 충돌 개수)에 기초하여 슬롯 수 및/또는 단말의 접속 확률값을 새롭게 결정하여 REQ 패킷을 생성할 수 있다. 기지국(300)은 남은 유휴 슬롯 구간에서 REQ 정보와 ACK 정보를 포함하는 제어 패킷을 전송할 수 있다. When data is not received from all terminals, the base station 300 may return to step 920 and perform the operations of steps 920 to 950 . For example, if a data packet is not received in a certain slot (ie, if the corresponding slot is an idle slot), the base station 300 determines the number of successes and failures in decoding data packets received in the previous slot (ie, the success of the previously received data). Alternatively, the REQ packet may be generated by newly determining the number of slots and/or the access probability value of the terminal based on the number of collisions). The base station 300 may transmit a control packet including REQ information and ACK information in the remaining idle slot period.

모든 단말로부터 데이터를 수신한 때, 기지국(300)은 ACK 패킷을 전송하고 동작을 종료할 수 있다(960). When data is received from all terminals, the base station 300 may transmit an ACK packet and end the operation ( 960 ).

도 10은 단말의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart for explaining the operation of the terminal.

단말(400)은 WAIT 상태에서 각 슬롯에서 발생한 이벤트에 따라 동작할 수 있다(1010, 1015).The terminal 400 may operate according to an event occurring in each slot in the WAIT state (1010, 1015).

단말(400)은 REQ 패킷을 수신한 경우, 전송할 데이터가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(1020, 1025).When receiving the REQ packet, the terminal 400 may determine whether there is data to be transmitted (1020, 1025).

단말(400)은 전송할 데이터가 존재하는 경우, 데이터 패킷을 전송할 슬롯을 랜덤하게 선택할 수 있다(1030).When there is data to be transmitted, the terminal 400 may randomly select a slot to transmit the data packet ( 1030 ).

단말(400)은 데이터 패킷을 전송할 슬롯을 랜덤하게 선택한 후 WAIT 상태로 천이할 수 있다(1035).The terminal 400 may randomly select a slot to transmit the data packet and then transition to the WAIT state (1035).

단말(400)은 ACK 정보를 수신한 경우, ACK 정보를 통해 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부를 판단할 수 있다(1040, 1045).When the terminal 400 receives the ACK information, the terminal 400 may determine whether decoding of the data packet is successful through the ACK information (1040, 1045).

단말(400)은 ACK 디코딩에 실패하거나 전송할 데이터가 남아 있으면 WAIT 상태로 천이할 수 있다(1050, 1055). 단말(400)은 ACK가 성공적으로 디코딩 된 때 전송할 데이터가 더 이상 없으면 동작을 종료할 수 있다.The terminal 400 may transition to the WAIT state if the ACK decoding fails or there is data to be transmitted (1050, 1055). The terminal 400 may end the operation if there is no more data to transmit when the ACK is successfully decoded.

단말(400)은 해당 슬롯이 데이터 패킷을 전송하려고 선택한 슬롯이면 데이터 패킷을 전송하고 WAIT 상태로 천이할 수 있다(1060, 1065).If the corresponding slot is a slot selected to transmit the data packet, the terminal 400 may transmit the data packet and transition to the WAIT state (1060 and 1065).

단말(400)은 이미 데이터 패킷을 전송해서 전송할 데이터가 없는 경우에는 동작을 종료할 수 있다.When there is no data to be transmitted because the terminal 400 has already transmitted the data packet, the operation may be terminated.

도 11 내지 도 13은 일 실시예에 따른 통신 시스템과 FS-ALOHA 프로토콜 및 DFS-ALOHA 프로토콜의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.11 to 13 are diagrams illustrating results of comparing the performance of the communication system and the FS-ALOHA protocol and the DFS-ALOHA protocol according to an embodiment.

FS-ALOHA(framed slotted ALOHA) 프로토콜은 충돌 확률, 처리율, 지연 측면에서 프레임 당 고정 슬롯 개수를 사용할 수 있다. DFS-ALOHA 프로토콜은 프레임 마다 동적 슬롯 개수를 사용할 수 있다.The FS-ALOHA (framed slotted ALOHA) protocol can use a fixed number of slots per frame in terms of collision probability, throughput, and delay. The DFS-ALOHA protocol can use a dynamic number of slots per frame.

도 11 내지 도 13에서 q 값은 ACK 패킷의 손실 확률로 q=0인 경우에 단말은 ACK를 에러없이 수신할 수 있다. 도 11 내지 도 13의 그래프에서와 같이, 통신 시스템(30)은 수시로 발생하는 유휴 슬롯에서 갱신된 REQ 정보를 지속적으로 송신함으로써 단말의 접속 제어를 보다 정확하게 하여 충돌 확률을 낮추고 처리율과 지연을 향상시킬 수 있다. 또한 통신 시스템(30)은 유휴 슬롯마다 누적 ACK 정보를 전송해줌으로써 ACK 수신 확률을 높이므로 ACK 손실이 존재하는 경우에 더 큰 이득을 제공할 수 있다.11 to 13 , the value q is the loss probability of the ACK packet, and when q=0, the UE may receive the ACK without error. 11 to 13, the communication system 30 continuously transmits the updated REQ information in the idle slot that occurs frequently to more accurately control the access of the terminal to lower the collision probability and improve the throughput and delay. can In addition, since the communication system 30 increases the ACK reception probability by transmitting the accumulated ACK information for each idle slot, it is possible to provide a greater gain when there is an ACK loss.

통신 시스템(30)은 slotted ALOHA 프로토콜의 유휴 슬롯을 활용하여 REQ 정보 및 ACK 정보를 포함하는 제어 패킷을 전송함으로써, 단말의 접속을 동적으로 제어하고 불필요한 접속을 막아, 충돌 확률을 낮추고 채널 처리율을 높일 수 있다.The communication system 30 utilizes an idle slot of the slotted ALOHA protocol to transmit a control packet including REQ information and ACK information, thereby dynamically controlling the access of the terminal and preventing unnecessary access, thereby reducing the probability of collision and increasing the channel throughput. can

통신 시스템(30)은 단말들과의 다음 접속 확률을 조정하여 데이터 전송을 시도함으로써, 단말들과의 접속 성공 확률을 향상시킬 수 있다.The communication system 30 adjusts the next access probability with the terminals and attempts data transmission, thereby improving the probability of success in accessing the terminals.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims

In the communication method of a base station (base station),
Receiving data packets transmitted from a plurality of terminals (stations) in a cell;
detecting one or more idle slots in a frame based on the data packets; and
Transmitting a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information to the plurality of terminals through the idle slot
A communication method comprising a.

According to claim 1,
The detecting step is
detecting the idle slot per frame
A communication method comprising a.

According to claim 1,
The detecting step is
Detecting as the idle slot if no data packet is detected for a predetermined time in each slot
A communication method comprising a.

4. The method of claim 3,
The transmitting step is
generating the control packet for each idle slot and transmitting the control packet to the plurality of terminals
A communication method comprising a.

According to claim 1,
The transmitting step is
generating the control packet by updating ACK information and REQ information for each idle slot;
A communication method comprising a.

According to claim 1,
The ACK information is
Including indication information on data packets transmitted by the plurality of terminals in the previous frame
communication method.

According to claim 1,
The REQ information is,
including the number of slots constituting the frame and access probability values for the plurality of terminals
A communication method further comprising a.

In the communication method of the terminal (station),
Receiving a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information transmitted from a base station through an idle slot of a frame; and
transmitting a data packet through the idle slot based on the control packet
A communication method comprising a.

9. The method of claim 8,
The idle slot is
A slot in which no data packet has been detected for a certain period of time.
communication method.

9. The method of claim 8,
The control packet is
ACK information and REQ information are updated and generated for each idle slot
communication method.

In the base station (base station),
a transceiver for receiving data packets transmitted from a plurality of terminals in a cell;
Detects one or more idle slots in a frame based on the data packets, and transmits a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information to the plurality of terminals through the idle slot controller
A base station comprising a.

12. The method of claim 11,
The controller is
Detecting the idle slot every frame
base station.

12. The method of claim 11
The controller is
If a data packet is not detected for a certain period of time in each slot, it is detected as the idle slot.
base station.

14. The method of claim 13
The controller is
generating the control packet for each idle slot and transmitting the control packet to the plurality of terminals
base station.

12. The method of claim 11
The controller is
generating the control packet by updating ACK information and REQ information for each idle slot
base station.

12. The method of claim 11
The ACK information is
Including indication information on data packets transmitted by the plurality of terminals in the previous frame
base station.

12. The method of claim 11
The REQ information is,
including the number of slots constituting the frame and access probability values for the plurality of terminals
base station.

In the terminal (station),
a transceiver for receiving a control packet including ACK (acknowledgement) information and REQ (request) information transmitted from a base station through an idle slot of a frame; and
A controller that transmits a data packet through the idle slot based on the control packet
A terminal comprising a.

19. The method of claim 18
The idle slot is
A slot in which no data packet has been detected for a certain period of time.
terminal.

19. The method of claim 18
The control packet is
ACK information and REQ information are updated and generated for each idle slot
terminal.