KR100826913B1 - 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법에 관한 것으로, 주파수 대역 및 셀별로 주파수 정보를 시간 패턴에 따라 저장하는 단계와, 단말의 채널 할당 요구 시에 더 이상 할당을 할 수 없는지를 판단하는 단계와, 할당을 할 수 없는 것으로 판단되면 주파수 정보에 의거하여 프라이머리 사용자가 사용하지 않는 주파수를 시간 패턴을 사용하여 단말에 할당하는 단계를 포함하며, 기지국에서 단말의 채널 할당 요구가 많아 더 이상 할당을 할 수 없을 때에 사용하지 않는 주파수를 시간 패턴을 사용하여 해당 단말에 할당함으로써 시스템의 전반적인 호손율을 낮추며, 일정 시간이 지난 후에는 시간 패턴이 저장된 정보 테이블을 검색하여 재구성하는 과정을 거쳐 주파수 할당을 효율적으로 처리함으로써 비용과 시간 측면에서 유리한 이점이 있다.
무선 인지(Cognitive Radio), 주파수 할당, 시간 패턴, 프라이머리 사용자, 재구성

Description

이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법{FREQUENCY ASSIGNMENT METHOD IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 기지국 내의 주파수 할당 및 시간 조절 상태를 보인 구조도로서, 도 1a는 초기 설정 상태의 구조도, 도 1b는 프라이머리 사용자의 주파수 할당 요구에 의한 시간 패턴 재구성 상태의 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 기지국 내 프라이머리 사용자 요구 시에 주파수 할당 정보 시각을 저장하는 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 기지국 내 프라이머리 사용자의 요구 시에 주파수 할당 정보 테이블을 재구성하는 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 기지국 내 주파수 할당 정보 테이블의 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 기지국 내 프라이머리 사용자 요구 시간 패턴 정보 테이블의 예시도.
본 발명은 이동 통신 시스템의 주파수 할당에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말의 채널 할당 요구에 따라 기지국에서 주파수를 할당하는 방법에 관한 것이다.
현재의 이동 통신 시스템은 ITU나 정부에 의해 정해진 표준과 주파수 대역을 갖고 서비스되기 때문에 데이터의 용량 및 수요 증대에 의해 지역에 따라 특정 주파수 대역 혹은 시간만이 크게 혼잡해지는 현상을 초래할 수 있다. 즉 주변 채널 환경에 적합한 송수신 알고리즘이 아닌 그 서비스에 정의된 표준에 의해 서비스됨으로써 최적의 QoS를 보장하지 못하게 된다.
이러한 서비스 환경에 따라 2세대 이동통신 시스템인 PCS, CDMA2000/WCDMA와 같은 3세대 이동통신 시스템, HSDPA/WiBro와 같은 3.5세대 이동통신 시스템 등과 같이 멀티모드, 멀티밴드 송수신 환경에서 서비스 이동성을 보장하기 위해서는 해당 모드에 적합한 단말기 및 시스템 구축으로 인한 비용의 증가가 발생한다.
더욱이, 종래에는 한번 프라이머리(Primary) 사용자가 요청한 주파수에 대한 재사용 방법이 없어서 지역에 따라 특정 주파수 대역 혹은 시간만이 크게 혼잡해지는 현상이 심화될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 무선랜 환경에서 사용되고 있는 무선 인지(cognitive radio)와 같이 주파수를 재사용할 수 있는 기술을 적용해서 주파수 자원을 효율적으로 관리하고 사용할 필요가 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 기지국에서 단말의 채널 할당 요구가 많아 더 이상 할당을 할 수 없을 때에 프라이머리 사용자가 사용하지 않는 주파수를 시간 패턴을 사용하여 해당 단말에 할당함으로써 시스템의 전반적인 호손율을 낮추는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 프라이머리 사용자의 미사용 주파수를 시간 패턴을 사용하여 할당하였을 때에 프라이머리 사용자의 요구가 있을 경우에는 해당 주파수를 사용할 수 없게 되고 이러한 과정이 반복되면 더 이상 프라이머리 사용자의 미사용 주파수를 할당할 수 없는 상황에 이르게 되므로 일정 시간이 지난 후에는 시간 패턴이 저장된 정보 테이블을 검색하여 재구성하는 과정을 거쳐 주파수 할당을 효율적으로 처리하는 데에 있다.
이와 같은 목적들을 실현하기 위한 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법은, 주파수 대역 및 셀별로 주파수 정보를 시간 패턴에 따라 저장하는 단계와, 단말의 채널 할당 요구 시에 더 이상 할당을 할 수 없는지를 판단하는 단계와, 할당을 할 수 없는 것으로 판단되면 주파수 정보에 의거하여 프라이머리 사용자가 사용하지 않는 미사용 주파수를 시간 패턴을 사용하여 단말에 할당하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 요지는, 매 주파수 할당 시 마다 주파수를 검출하는 것이 아니라 시간 패턴을 갖고 있어 그 시간 패턴에 따라 사용하지 않는 주파수를 할당한다. 기존에 사용하는 주파수 할당이 더 이상 이루어질 수 없을 때에 특정 사용하지 않는 주파수가 셀별로 기지국에서 무선 인지 기술을 사용하여 할당할 수 있다. 기존에는 상시 주파수를 탐색하여 사용하지 않는 주파수 대역을 검출하거나 복잡한 DB를 관리하는 서버를 두어 시간과 지역에 따라 사용하지 않는 비인가된 주파수 대역을 활용하였으나, 본 발명에서는 항시 주파수 탐색을 하거나 서버를 두어 탐색하는 방법 대신에 주파수 대역 및 셀별로 주파수 정보를 시간 패턴에 따라 저장하여 활용하는 방법을 사용하여 상시 주파수를 탐색하지 않을 뿐만 아니라 서버와 같은 부가 시스템을 두지 않고도 미사용 주파수를 사용한다. 시간 패턴에 따라 주파수를 할당하고 프라이머리 사용자가 주파수 할당을 요구할 경우 해당 주파수 대역을 기본 시간 패턴에서 제외하는 시간 정보 테이블을 관리하고 재구성한다. 프라이머리 사용자의 요구에 의해 미사용 주파수 대역을 더 이상 활용할 수 없을 경우 일정 시간에 따라 더 이상 프라이머리 사용자가 요구하지 않는 대역을 찾아 사용 가능한 영역으로 재구성한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 기지국 내의 주파수 할당 및 시간 조절 상태를 보인 구조도로서, 도 1a는 초기 설정 상태의 구조도이며, 도 1b는 프라이머리 사용자의 주파수 할당 요구에 의한 시간 패턴 재구성 상태의 구조도이다.
특정 기지국의 셀 별로 주파수 대역(101)이 F1부터 F5까지 있는 경우 시간(102)별로 각 주파수 대역에서 사용 가능한 영역을 미리 지정한다. F5는 이미 다른 사용자에 의해 처음부터 사용하고 있어 재사용할 수 없는 주파수 대역(103)이고, F1~F4는 사용 가능한 주파수 대역을 갖고 있는 영역으로 F4의 경우 시간대에 따라 사용가능 주파수 대역(104)과 사용할 수 없는 대역(105)을 알고 있다.
예로서, F2에서 주파수를 할당 받아 사용하고 있다가 프라이머리 사용자에게 주어진 할당 시간이 되면 F4의 사용가능 주파수 대역(104)을 할당(106) 받아 서비스를 계속한다. 정상적인 주파수 할당 중에 프라이머리 사용자에 의한 미사용 주파수의 할당 요청이 들어오면 해당 주파수 대역은 더 이상 사용할 수 없는 영역(107)으로 설정하고, 이 후의 일반 사용자로부터 주파수 할당 요청이 들어오면 다른 가능 미사용 주파수 대역을 검색하여 할당(108)한다.
이와 같이 프라이머리 사용자의 미사용 주파수에 대한 할당 요구가 발생할 경우 시간 패턴을 재구성한다. 이러한 재구성은 일정 시간이 지나 사용할 수 없는 주파수 대역이 점점 늘어나서 더 이상 주파수를 할당할 수 없는 경우가 생기므로 이 때에는 재구성과정을 통하여 프라이머리 사용자의 미사용 주파수 요청이 일정 시간 동안 없는 대역(예로서, F4의 사용가능 주파수 대역)을 찾아 초기화하게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 프라이머리 사용자의 미사용 주파수를 시간 패턴을 사용하여 할당하고, 프라이머리 사용자의 미사용 주파수에 대한 할당 요구가 발생할 경우 시간 패턴을 재구성하기 위해서는 기지국 내에 주파수 할당 정보 테이블과 프라이머리 사용자 요구 시간 패턴 정보 테이블을 구축하여야 한다.
도 4는 본 발명에 따른 기지국 내 주파수 할당 정보 테이블의 예시도이다.
도 4를 참조하면 기지국 내 주파수 할당 정보 테이블은, 할당 영역(402)과 할당 대역(403)을 포함하는 주파수 정보(401), 그리고 기지국 내의 셀 별로 주파수 를 할당하도록 셀 정보(404)가 존재한다. 셀 정보(404)는 셀 ID(405)와 주파수 할당 개수(406)을 포함한다. 그리고 각각의 셀 정보에는 주파수 할당 개수(406)에 따라 프라이머리 사용자에 의해 사용해야 하나 미 사용되는 주파수 대역을 할당하기 위한 시작 시각(407)와 종료 시각(408)을 저장하고 있다. 그리고, 요청횟수(410)와 요청한 시각 정보를 가리키는 주소(411)를 포함하는 프라이머리 사용자 요구 주파수 할당 정보(409)를 포함한다.
여기서, 해당 주파수 대역을 사용 중에 프라이머리 사용자가 원래의 자기 주파수 대역을 사용하려고 요청할 경우를 대비하여 관련 주파수 할당 정보(409)를 초기화 한다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국 내 프라이머리 사용자 요구 시간 패턴 정보 테이블의 예시도이다.
도 5를 참조하면, 기지국은 프라이머리 사용자의 주파수 할당 요구가 있을 경우 현재 시간을 프라이머리 사용자 요구 시작 시각(501)에 저장하고, 사용자의 요청이 완료되었을 때에 종료 시각(502)에 완료 시간을 저장하여 해당 기간에 프라이머리 사용자 이외에 해당 주파수를 사용하지 못하도록 한다.
이와 같은 프라이머리 사용자 요구 시간 패턴 정보 테이블은 재구성과정(프라이머리 사용자가 특정 기간 동안에 더 이상 해당 시간의 주파수 할당 요청을 하지 않을 경우)을 통하여 프라이머리 사용자의 주파수를 재사용할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 기지국 내 프라이머리 사용자 요구 시에 주파수 할당 정보 시각을 저장하는 흐름도이다.
프라이머리 사용자 요구시 해당 주파수와 셀 ID를 검색하여(S201) 프라이머리 사용자 요구에 의한 주파수 할당 정보(409)의 요청횟수(410)를 1회 증가시킨다(S202).
그리고 프라이머리 사용자 요구 시각을 저장하기 위한 테이블(도 5)의 위치를 가리키는 시간 정보 주소(411)를 검색하여 저장한다(S203).
주소가 저장되면 해당 프라이머리 사용자 요구 시작 시각(501)에 현재 시간을 저장한다(S204).
프라이머리 사용자 요구가 완료되면 종료 시각(502)에 현재 시간을 저장한다(S205).
이러한 재구성 과정이 완료되어 더 이상 프라이머리 사용자 요구가 없을 경우에는 재구성 과정을 종료하며, 프라이머리 사용자 요구가 더 있을 경우에는 이전 단계들(S201 내지 S205)을 처음부터 다시 시작한다(S206).
도 3은 본 발명에 따른 기지국 내 프라이머리 사용자의 요구 시에 주파수 할당 정보 테이블을 재구성하는 흐름도이다.
특정 주기 동안에 미사용 프라이머리 사용자의 요구가 없을 경우에는 사용 가능하다고 판단하여 해당 주파수 정보를 검색한다(S301).
그리고 주파수 할당 정보 테이블(도 4)을 재구성한다(S302).
아울러, 프라이머리 사용자 요구에 의한 주파수 할당 정보(409)의 요청횟수(410)를 1회 감소시킨다(S303).
이전까지의 재구성 과정이 완료되었는지 검사, 즉 주파수 할당 정보(409)의 요청횟수(410)가 0인지 검사하여 완료되었을 경우 종료하고 아니면 이전 단계들(S301 내지 S303)을 처음부터 다시 시작한다(S304).
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 이동 통신 시스템의 기지국에서 단말의 채널 할당 요구가 많아 더 이상 할당을 할 수 없을 때에 사용하지 않는 주파수를 시간 패턴을 사용하여 해당 단말에 할당함으로써 시스템의 전반적인 호손율을 낮춘다.
아울러, 프라이머리 사용자의 요구가 있을 경우에는 해당 주파수를 사용할 수 없게 되며, 이러한 과정이 반복되면 더 이상 프라이머리 사용자의 미사용 주파수를 할당할 수 없는 상황에 이르게 되므로 일정 시간이 지난 후에는 시간 패턴이 저장된 정보 테이블을 검색하여 재구성하는 과정을 거쳐 주파수 할당을 효율적으로 처리함으로써 비용과 시간 측면에서 유리한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. (a) 주파수 대역 및 셀별로 주파수 정보를 시간 패턴에 따라 저장하는 단계와,
    (b) 단말의 채널 할당 요구 시에 더 이상 할당을 할 수 없는지를 판단하는 단계와,
    (c) 상기 할당을 할 수 없는 것으로 판단되면 상기 주파수 정보에 의거하여 프라이머리 사용자가 사용하지 않는 주파수인 미사용 주파수를 상기 시간 패턴을 사용하여 상기 단말에 할당하는 단계
    를 포함하는 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 할당 방법은,
    (d) 상기 (c) 단계에서 할당한 상기 미사용 주파수가 상기 프라이머리 사용자에게 주어진 할당 시간이 되면 상기 주파수 정보에 의거하여 다른 미사용 주파수을 상기 단말에 할당하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 할당 방법은,
    (e) 상기 (c) 단계에서 할당한 상기 미사용 주파수에 대해 상기 프라이머리 사용자에 의한 할당 요청이 들어오면 상기 시간 패턴을 재구성하여 해당 주파수 대역을 더 이상 사용할 수 없는 영역으로 설정하는 단계와,
    (f) 특정 주기 동안에 상기 미사용 주파수에 대한 상기 프라이머리 사용자의 요구가 없을 경우에 상기 시간 패턴을 재구성하여 해당 주파수 대역을 사용 가능한 영역으로 재구성하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주파수 할당 방법은, 기지국 내의 주파수 할당 정보 테이블과 프라이머리 사용자 요구 시간 패턴 정보 테이블을 이용하는
    이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주파수 할당 정보 테이블은, 할당 영역과 할당 대역을 포함하는 주파수 정보, 셀 ID와 주파수 할당 개수를 포함하는 셀 정보, 상기 프라이머리 사용자에 의해 미 사용되는 주파수 대역을 할당하기 위한 시작 시각과 종료 시각 정보, 요청횟수와 요청한 시각 정보를 가리키는 주소를 포함하는 프라이머리 사용자 요구 주파수 할당 정보 중에서 적어도 어느 하나의 정보를 포함하는
    이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프라이머리 사용자 요구 시간 패턴 정보 테이블은, 상기 프라이머리 사용자의 주파수 할당 요구가 있을 경우 현재 시간을 저장하는 프라이머리 사용자 요구 시작 시각 정보, 상기 프라이머리 사용자의 요청이 완료되었을 때에 완료 시간을 저장하는 종료 시각 정보 중에서 적어도 어느 하나의 정보를 포함하는
    이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    (e1) 상기 프라이머리 사용자에 의한 할당 요청시 상기 주파수 할당 정보 테이블에서 해당하는 상기 주파수 정보와 상기 셀 ID를 검색하여 상기 프라이머리 사용자 요구 주파수 할당 정보의 요청횟수를 1회 증가시키는 단계와,
    (e2) 상기 프라이머리 사용자 요구 시간 패턴 정보 테이블의 위치를 가리키는 시간 정보 주소를 검색하여 저장하는 단계와,
    (e3) 상기 시간 정보 주소가 저장되면 해당하는 상기 프라이머리 사용자 요구 시작 시각 정보에 현재 시간을 저장하는 단계와,
    (e4) 상기 프라이머리 사용자에 의한 할당 요청이 완료되면 상기 프라이머리 사용자 요구 종료 시각 정보에 현재 시간을 저장하는 단계
    를 포함하는 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f1) 특정 주기 동안에 상기 미사용 주파수에 대한 상기 프라이머리 사용자의 요구가 없을 경우에 사용 가능하다고 판단하여 해당하는 상기 주파수 정보를 검색하는 단계와,
    (f2) 상기 주파수 할당 정보 테이블을 재구성하여 상기 프라이머리 사용자 요구 주파수 할당 정보의 요청횟수를 1회 감소시키는 단계와,
    (f3) 상기 프라이머리 사용자 요구 주파수 할당 정보의 요청횟수가 0인지 검사하여 아니면 상기 (f1) 단계 및 (f2) 단계를 재수행하는 단계
    를 포함하는 이동 통신 시스템의 주파수 할당 방법.
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