Extended CCA 기반의 채널접속방식과 이를 활용한 LAA 트래픽 분배 방법

Abstract

개인 단말기와 M2M, IoT등의 사용이 증가함에 따라 모바일 데이터 사용량이 증가하고 있다. 이처럼 늘어나는 수요를 감당하기 위해서 Rel-13에서는 비면허대역 사용하는 LTE시스템인 LTE-LAA를 제안하였다 하지만 비면허대역을 사용하기 위해서는 LTE-LAA시스템과 WiFi시스템의 공존문제를 해결해야만 한다. 또한 공존문제 해결 이후에는 LTE-LAA시스템의 면허대역과 비면허대역으로의 트래픽 분배 방법이 필요하다.

본 연구에서는 비면허대역에서 LTE-LAA시스템과 WiFi시스템이 공존할 수 있도록 Listen-before-talk (LBT)의 유럽 기준 Load-based equipment (LBE)를 기반으로 하며 Extended Clear Channel Assessment (ECCA)의 연속발생횟수를 측정하여 채널의 경쟁상태를 판단하고, 이에 따라 Contention Window 크기를 유동적으로 조절하는 채널접속 메커니즘을 고안하고 NS3 시뮬레이터를 활용하여 제작한 LAA 시뮬레이터로 그 성능을 측정하였다. 고안한 채널접속 메커니즘을 적용한 결과 LTE와 WiFi가 공정하게 쓰루풋을 확보하면서도 두 시스템의 총합 쓰루풋은 높게 확보할 수 있었다. LTE-LAA시스템이 비면허대역을 사용 가능하게 되면 LTE-LAA시스템은 면허대역과 비면허대역을 동시에 운용하게 된다. 따라서 LTE-LAA시스템이 면허대역과 비면허대역을 모두 사용하기 위해서는 적절한 트래픽 분배 방법이 필요하다. 본 연구에서는 LTE의 면허대역과 비면허대역 두 채널에 대한 트래픽 분배 알고리즘을 제시하고 성능평가를 위하여 면허대역을 우선적으로 사용하는 방법, 비면허대역을 우선적으로 사용하는 방법과 성능을 비교하였다. 결과적으로 고안한 트래픽 분배 알고리즘을 사용하였을 때 LAA의 면허대역과 비면허대역 두 채널을 모두 안정적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.

결과적으로 본 연구에서는 LTE-LAA시스템의 비면허대역 사용을 위한 채널접속 메커니즘을 고안하였고, 이를 활용하여 LTE-LAA시스템의 면허대역과 비면허대역으로의 트래픽 분배 알고리즘 또한 고안하고 성능평가를 할 수 있었다.