KR100834677B1 - 주파수 분할 다중접속 방식의 무선 통신 시스템에서 자원할당 장치 및 방법 - Google Patents

주파수 분할 다중접속 방식의 무선 통신 시스템에서 자원할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 자원의 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 주파수 분할 다중 접속 방식의 무선 통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은, 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당을 위한 방법으로, 매 전송 시점마다 자원이 할당 양이 변경되는 동적 자원 할당 서비스와, 매 전송 시점마다 고정적인 자원 할당 양을 가지는 고정 자원 할당 서비스를 구분하는 과정과, 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 시작점을 결정하고 각 고정 자원 할당 서비스에 대하여 자원을 순차적으로 할당하는 과정과, 상기 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 반대편의 마지막에 위치한 자원을 시작점으로 하여 상기 고정 자원이 할당되고 남은 자원들을 상기 고정 자원 할당 서비스와 반대 방향으로 동적 자원 할당 서비스에 할당하는 과정을 포함한다.
OFDMA, 자원 할당, TTI 동적 자원 할당, 고정 자원 할당

Description

주파수 분할 다중접속 방식의 무선 통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING RESOURCE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM OF FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS}
도 1은 직교 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 자원이 할당 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 통신 시스템에서 1 차원적 자원 할당을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 기지국이 각 단말에 대한 자원을 할당 및 이에 대한 시그널링 과정의 제어 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 동적 자원 할당 및 고정 자원 할당의 자원 시작점들을 논리적 자원 상에서 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 1 차원 자원의 논리적 자원 할당을 설명하기 위한 구체적인 예시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국 송신기 블록 구성도.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 자원의 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 주파수 분할 다중 접속 방식의 무선 통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 무선 통신 시스템은 사용자의 위치에 관계없이 통신을 제공하기 위해 개발된 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템은 각 시스템마다 유한한 자원을 이용하여 사용자들을 구분하여 통신을 수행한다. 이와 같이 유한한 자원들을 어떻게 이용하는가에 따라 다양한 방식으로 구분이 가능하다. 예를 들어 특정한 직교 주파수 자원을 이용하여 사용자들을 구분하는 방식을 코드 분할 다중 접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식이라 하고, 시간 자원을 이용하여 사용자들을 구분하는 방식을 시간 분할 다중 접속(TDMA : Time Division Multiple Access)이라 하며, 주파수 자원을 이용하여 사용자들을 구분하는 방식을 주파수 분할 다중 접속(FDMA : Frequency Division Multiple Access)이라 한다.
상기한 바와 같이 각각의 방법들은 또한 세부적으로 구분하여 더 다양한 종류로 분할할 수 있으며, 둘 이상의 방법이 혼용되기도 한다. 예를 들어 주파수 분할 다중 접속의 경우 직교 주파수 자원을 특정한 방식으로 사용자마다 할당함으로써 통신을 수행하는 방법을 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access)이라 한다. 따라서 상기 직교 주파수 분할 다중 접속 방법은 넓게 주파수 분할 다중 접속 방법 중 하나이다. 이와 같이 다양한 시스템들에서는 각 시스템의 자원을 사용자들에게 할당함으로써 통신을 수행하게 된다. 그러면 이하에서 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 예로 들어 자원의 할 당에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1은 직교 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 자원이 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
직교 주파수 분할 다중 접속 방식은 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 이용하여 사용자에게 서로 다른 서브 캐리어들을 할당하여 다중 접속을 지원하는 시스템이다.
상기 도 1을 참조하면, 왼쪽에 도시한 그림은 논리적(logical) 자원을 나타내고 오른 쪽에 도시한 그림은 실제 물리적 자원을 나타낸다. 상기 도 1의 오른 쪽에 도시한 그림에서 가로축은 시간 축을 나타내고, 세로 축은 주파수 축을 나타낸다. 그러면 상기 도 1에 도시한 각 부분에 대하여 살펴보기로 한다. 참조부호 101 은 하나의 OFDM 심볼 구간을 나타내고, 참조부호 102는 하나의 서브 캐리어 혹은 인접된 여러 서브 캐리어의 묶음으로 구성되는 하나의 서브 채널을 나타낸다. 참조부호 103은 여러 개의 OFDM 심볼들로 구성되는 하나의 송신 시간 구간(Transmission Time Interval : 이하 "TTI"라 함)을 나타낸다. 상기 TTI란 하나의 데이터 블록이 전송되는 기본 시간 단위를 가리킨다. 또한 상기 도 1에서 논리적 자원은 상기 물리적 자원에 대한 자원 할당을 정의하기 위한 가상의 자원을 가리킨다. 즉, 상기 논리적 자원에서 자원 할당을 정의하고 상기 논리적 자원 및 물리적 자원의 매핑(104) 관계를 소정의 규칙에 의해 정의하면 실질적으로 사용하는 물리적 공간상에서의 자원이 정의되는 것이다.
논리적 자원을 각 사용자에게 할당되면, 할당된 자원의 정보를 사용자에게 알려야만 한다. 이와 같이 사용자에게 자원이 할당된 정보를 알리는 방법으로 시그널링 방법이 사용된다. 그러면 이하에서 상기 논리적 자원의 할당이 이루어지는 시그널링에 대하여 살펴보기로 한다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 왼쪽에 도시한 논리적 자원 그림에서 편의상 하나의 최소 사각형을 시간-주파수 유닛(Time-Frequency Unit : 이하 "FT 유닛"이라 칭한다.)이라고 칭하기로 하자. 상기 논리적 자원은 설명의 편의를 위해 가로 축, 세로 축 모두 7개의 TF 유닛이 존재하여 전체 49개의 TF 유닛이 존재한다고 가정하자. 통상적으로 기지국이 단말에게 자원을 할당한다라는 말은 상기 논리적 자원, 49개의 TF 유닛을 단말들에게 할당하는 것을 가리킨다.
이와 같은 자원들의 할당은 일반적으로 1차원 할당과 2차원 할당 등 여러 가지 방법에 의해 할당이 가능하다. 이하에서는 자원의 1차원 할당에 대하여만 살펴보기로 한다.
1 차원적으로 자원을 할당하는 경우란, 상기 49개의 전체 TF 유닛을 각 사용자들에게 연속적으로 할당하는 경우를 가리키는 것이다. 1 차원적 자원 할당의 일례를 도 1의 왼쪽 그림에 도시하였다. 즉, 상기 도 1에 도시한 바에 따르면 TF 유닛 1번부터 18번까지는 사용자 #1에게 할당하고, TF 유닛 19번부터 30번까지는 사용자 #2에게 할당하고, TF 유닛 31번부터 49번까지는 사용자 #3에게 할당되어 있다. 상기와 같은 자원 할당을 1 차원 자원 할당이라 부르는 이유를 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 2는 통신 시스템에서 1 차원적 자원 할당을 설명하기 위한 개념도이다. 이하 도 2를 참조하여 통신 시스템에서 1 차원적 자원 할당에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 도 2에 도시한 바와 같이 자원을 1 차원 상에서 펼치고, 자원 할당 정보를 하나의 자원 할당점만을 이용해 표현할 수 있다. 이와 같이 하나의 자원 할당점만을 이용하여 자원 할당 정보를 제공하는 것이 가능하기 때문에 이를 1 차원적 자원 할당이라 한다. 상기 도 2의 예에서는 앞에서 설명한 도 1의 사용자 #1, 사용자 #2 및 사용자 #3에 자원을 할당한 경우와 동일하게 할당한 경우를 예시하였다. 즉, 사용자 #1에게는 TF 유닛 1번부터 18번까지를 할당하였고, 사용자 #2에게는 TF 유닛 19번부터 30번까지를 할당하였으며, 사용자 #3에게는 TF 유닛 31번부터 49번까지를 할당하였다.
따라서 상기 도 2는 종래 기술에서의 1 차원적 자원 할당의 일례를 나타낸 도면이다. 상기 1 차원적 자원 할당에서는 자원 할당의 끝점만을 지칭함으로써 자원할당을 할 수 있다. 이를 보다 상세한 설명하기 위해 상기 도 2를 참조하면, 상기 도 1과 같은 논리적 자원들, 49개의 TF 유닛들이 1 ~ 49번까지 1 차원적으로 펼쳐진다. 상기 도 2에서 자원 할당의 시작점(201)이 TF 유닛 #1 이라는 것과 자원 할당이 이루어지는 방향은 참조부호 202로 도시한 방향으로 이루어진다라는 사실은 기지국과 단말간에 미리 약속된다. 따라서 기지국은 사용자 #1, 사용자 #2, 사용자 #3에게 자원 할당 정보에 대해 {18, 30, 49}이라는 정보만 순서대로 시그널링하면 상기 첫 번째 사용자인, 사용자 #1은 자신에게 할당된 자원이 자원 할당 시작점인 TF 유닛 #1에서부터 자원 할당 집합의 첫 번째 원소에 해당하는 TF 유닛 #18번까지가 자신에게 할당된 자원임을 인식하고, 상기 두 번째 사용자인, 사용자 #2는 자신에게 할당된 자원이 상기 자원 할당 집합의 첫 번째 원소가 지칭하는 TF 유닛 #18번의 다음 점인 TF 유닛 #19번에서부터 상기 자원 할당 집합의 두 번째 원소에 해당하는 TF 유닛 #30번까지가 자신에게 할당된 자원임을 인식한다. 그리고 마지막으로 세 번째 사용자인, 사용자 #3은 자신에게 할당된 자원이 상기 자원 할당 집합의 두 번째 원소가 지칭하는 TF 유닛 #30번의 다음 점인 TF 유닛 #31번에서부터 상기 자원 할당 집합의 세 번째 원소에 해당하는 TF 유닛 #49번까지가 자신에게 할당된 자원임을 인식한다. 이하에서는 이러한 TF 유닛들의 집합 즉, 할당 가능한 자원의 집합을 자원 할당 집합이라고 칭하기로 한다.
한편, 자원 할당에는 동적(Dynamic) 자원 할당과 고정(static) 자원 할당 방법이 있다. 상기 동적 자원 할당 방법은 매 TTI마다 자원을 새로이 할당하는 방법이다. 상기 동적 자원 할당 정보를 지원하기 위해 기지국은 통상적으로 매 TTI마다 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보를 전송한다. 즉, 제어 정보에 포함된 자원 g할당 정보는 이번 TTI 동안은 누구에게 얼마만큼의 자원이 할당되었다라는 정보를 가리킨다. 하기 <표 1>은 상기 제어 정보 구성의 일례를 도시하였다. 하기에 도시한 <표 1>은 상기 도 2에서 표시한 1 차원 자원 할당을 위한 제어 정보 구성을 예로 도시하였다. 기지국은 상기 <표 1>에 도시한 정보를 이용하여 앞에서 설명한 바와 같이 단말 식별자 1, 2, 3을 갖는 세 단말이 존재하고, 상기 각 단말에 대한 자원 할당 집합은 {18, 30, 49}가 된다는 정보를 단말들에게 제공한다. 그러면 각 단말은 상기 <표 1>의 정보를 수신하여 위에서 설명한 방법과 같이 자신에게 할당된 자원에 대한 정보를 얻어낸다.
제어 정보(field) Field 값
단말 식별자 1
자원 할당 정보 18
단말 식별자 2
자원 할당 정보 30
단말 식별자 3
자원 할당 정보 49
상기 <표 1>에서 단말 식별자들의 필드 값은 각각 사용자 #1, 사용자 #2 및 사용자 #3을 의미한다. 그리고 자원 할당 정보의 필드 값은 각각 도 2에 도시한 바와 같이 TF 유닛 자원들의 끝점을 의미한다.
또 다른 자원 할당 방법인 고정 자원 할당은 매 TTI 마다 자원을 새로이 할당하지 않고, 일정량의 고정 자원을 특정 단말에게 어느 정도의 시간 구간 동안, 즉, 복수 개의 여러 TTI 동안 고정적으로 할당하는 방법이다. 따라서, 상기 고정 자원 할당 방법에서는 원칙적으로 매 TTI 마다 자원 할당 정보를 전송할 필요는 없다.
통상적으로 상기 고정 자원 할당과 동적 자원 할당 방식은 함께 사용된다. 상기 고정 자원 할당 방식은 패킷이 일정하게 발생하는 서비스에 적합하고, 상기 동적 자원 할당 방식은 패킷이 불규칙하게 발생하는 서비스에 적합하기 때문이다. 직교 주파수 분할 다중 접속 방식의 시스템들은 대체로 1 차원적 자원 할당 방식을 취하고 있다. 일 예로 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 시스템인 IEEE 802.16e 시스템을 들 수 있다. 따라서 상기 IEEE 802.16e 시스템에서는 상술한 1 차원적 자원 할당 방식을 사용하며, 이때 상기 <표 1>과 같이 자원 할당에 있어 끝점만을 알려줌으로써 시그널링 오버헤드를 줄이기 위한 방법을 사용한다.
그런데, 상기한 방법은 고정 자원 할당이 적합한 단말과 동적 자원 할당이 적합한 단말을 구분하지 않고 자원을 할당한다. 이와 같이 단말들에게 제공이 적합한 방식을 결정하지 않고 시그널링을 수행함으로써 고정 자원 할당이 적합한 단말에게조차도 매 TTI마다 제어 정보를 전송해야만 한다. 왜냐하면, 매 전송 시점마다 시그널링을 통해 적절한 정보를 제공하지 않는다면 수신기에서는 이를 정확히 검출할 수 없기 때문이다. 이와 같이 고정 자원 할당이 적합한 단말에게 전송되는 시그널링은 전체 채널에 심각한 시그널링 오버헤드를 야기시키는 문제가 있다. 또한 이러한 시스템의 오버헤드 증가로 인하여 전체 대역폭의 낭비를 야기시키는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 1 차원 자원 할당 방식으로 자원을 할당할 시 오버헤드를 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 1 차원 자원 할당 방식으로 자원을 할당할 시 전체 대역폭의 낭비를 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당을 위한 방법으로, 매 전송 시점마다 자원이 할당 양이 변경되는 동적 자원 할당 서비스와, 매 전송 시점마다 고정적인 자원 할당 양을 가지는 고정 자원 할당 서비스를 구분하는 과정과, 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 시작점을 결정하고 각 고정 자원 할당 서비스에 대하여 자원을 순차적으로 할당하는 과정과, 상기 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 반대편의 마지막에 위치한 자원을 시작점으로 하여 상기 고정 자원이 할당되고 남은 자원들을 상기 고정 자원 할당 서비스와 반대 방향으로 동적 자원 할당 서비스에 할당하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당을 위한 장치로, 각 서비스마다 전송할 데이터의 양을 제공하는 사용자 데이터 버퍼와, 각 단말과 기지국간 채널 상태 정보를 수신하는 채널 품질 정보 수신부와, 상기 버퍼 및 상기 채널 품질 정보 수신부로부터 수신되는 정보를 이용하여 매 전송 시점마다 자원이 할당 양이 변경되는 동적 자원 할당 서비스와, 매 전송 시점마다 고정적인 자원 할당 양을 가지는 고정 자원 할당 서비스를 구분하고, 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 시작점을 결정하고 각 고정 자원 할당 서비스에 대하여 자원을 순차적으로 할당하며, 상기 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 반대편의 마지막에 위치한 자원을 시작점으로 하여 상기 고정 자원이 할당되고 남은 자원들을 상기 고정 자원 할당 서비스와 반대 방향으로 동적 자원 할당 서비스에 할당하는 스케줄러를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 1 차원 자원 할당 방법을 제시한다. 본 발명에 따른 1 차원 자원 할당 방법은 첫째로, 동적 자원 할당 방식을 취할 단말과 고정 자원 할당 방식을 취할 단말을 미리 구분한다. 둘째로, 동적 자원 할당의 자원 할당 시작점과 고정 자원 할당의 자원 할당 시작점을 서로 반대가 되도록 한다. 셋째로, 상기 동적 자원 할당 정보는 매 TTI마다 제어 정보에 포함시키도록 한다. 넷째로, 상기 고정 자원 할당 정보는 상기 고정 자원 할당 정보가 바뀔 때에만 전송하도록 한다.
전체 자원 중에서 고정 자원을 요구하는 단말에게 고정 자원이 할당된다. 고정 자원을 요구한 단말에 할당된 자원을 전체 고정 자원이라 한다. 전체 고정 자원들 중 일부를 할당받은 특정 단말의 서비스가 종료되는 경우가 발생할 수 있다. 서비스가 종료된 단말에 할당된 자원이 전체 자원들 중 가운데에 위치하는 경우에 혹은 그에 상응하는 경우에 상기 고정 자원이 할당된 단말들에 대한 자원 할당을 새로이 하도록 하여 중간에 비는 자원이 없도록 하는 방법을 제안한다.
그러면 이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 기지국이 각 단말에 대한 자원을 할당 및 이에 대한 시그널링 과정의 제어 흐름도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 기지국에서 각 단말에 대한 자원 할당 및 이에 대한 시그널링 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
기지국은 301단계에서 통신을 수행하고자 하는 모든 단말을 대상으로 동적 자원 할당이 필요한 단말과, 고정 자원 할당이 필요한 단말을 구분한다. 이러한 구분은 미리 결정된 시간동안 지속적으로 일정한 분량의 정보만을 전송해야 하는 단말들과 단말에 제공되는 서비스의 품질(QoS) 파라미터 등의 정보를 이용하여 구분할 수 있다. 또한 이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예에서 단말이라 칭하는 이유는 하나의 단말이 하나의 서비스만을 제공받는 경우를 가정하였기 때문이다. 따라서 만일 하나의 단말이 다수의 서비스를 제공받는 경우라면, 각 서비스에 대하여 상기와 같이 구분해야 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 하나의 단말이 하나의 서비스만을 제공받는 경우로 가정한다.
상기 301단계에서 단말들을 구분한 이후에 기지국은 302단계로 진행하여 1 차원 전체 자원 중에서 동적으로 자원을 할당할 자원의 시작점과 고정으로 자원을 할당할 자원의 시작점을 반대로 설정한다. 그러면 이와 같이 1 차원 자원에서 동적으로 자원이 할당되는 경우와 고정으로 자원이 할당되는 자원의 시작점에 대하여 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 동적 자원 할당 및 고정 자원 할당의 자원 시작점들을 논리적 자원 상에서 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 참조부호 401은 상기 동적 자원 할당의 시작점을 나 타내고, 참조부호 404는 고정 자원 할당의 시작점을 나타낸다. 즉, 도 4의 예에서는 논리적 자원 상에서 최초 자원의 시작점을 동적 자원 할당의 시작점으로 결정하였고, 고정 자원 할당의 시작점을 논리적 자원 상에서 마지막 자원부터 역으로 할당하는 경우를 도시한 것이다. 따라서 상기 도 4의 참조부호 402는 동작 자원이 할당되는 방향을 지시하며, 참조부호 403은 고정 자원이 할당되는 방향을 지시한다. 상기 도 4에서는 동적 자원 할당 시작점을 논리적 자원 상의 첫 번째 자원에서부터 할당하는 경우로 가정하였으나, 반대로 설정할 수도 있다. 즉, 논리적 자원 상의 첫 번째 자원부터 고정 자원을 할당하고, 마지막 자원부터 동적 자원을 할당하도록 구성할 수도 있다. 본 발명에서는 논리적 자원 상에서 동작 자원을 할당해야 하는 단말과 고정 자원을 할당해야 하는 단말의 자원 할당 시작점과 자원 할당 방향이 서로 반대로 구성한다는 점이다.
상기 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 자원을 할당한 이후에 기지국은 303단계로 진행하여 먼저 고정 자원을 할당해야 하는 단말에 대한 자원 할당을 수행한다. 즉, 상기 도 4에서 도시하는 것과 같이 참조부호 404를 시작점으로 하여 403과 같은 방향으로 자원 할당을 수행한다. 이와 같이 자원을 할당한 이후에 기지국은 304단계로 진행하여 303단계에서 할당한 자원에 대한 정보를 단말로 시그널링을 통해 전달한다. 여기서 유의할 점은 고정 자원 할당에 관한 정보는 매 TTI마다 전송되는 제어 정보에 포함되지 않는다는 점이다. 즉, 고정 자원 할당에 관한 정보는 고정 자원 할당이 변경될 때에만 상기 단말에게 시그널링 된다는 점이다.
상술한 바와 같이 고정 자원 할당 단말들에 대하여 시그널링이 완료되면 기지국은 305단계로 진행하여 동적 자원 할당 단말들에 대한 자원 할당을 수행한다. 상기 305단계는 도 4에서 전술한 바와 같이 참조부호 401을 시작점으로 하여 참조부호 402와 같은 방향으로 자원 할당을 수행한다. 즉, 고정 자원과 반대 지점의 논리적 자원 상에서 자원 할당이 이루어진다. 이와 같이 현재 전송할 TTI에 대한 자원 할당이 이루어지면, 기지국은 306단계로 진행하여 상기 동적 자원 할당 단말에 대한 자원 할당 정보를 시그널링하여 이를 알린다. 상기 동적 자원 할당에 대한 시그널링은 매 TTI마다 전송되는 제어 정보에 포함된다. 왜냐하면, 고정 자원 할당이 이루어지는 경우에는 그 다음 TTI에서도 동일한 자원이 할당되지만, 동적으로 자원이 할당되는 단말들에게는 매 TTI 시점마다 필요로 하는 자원이 다르기 때문이다. 따라서 동적 자원 할당 단말에게는 매 TTI마다 자원 할당 정보를 시그널링을 통해 전달하게 된다.
상기한 바와 같이 매 TTI마다 시그널링을 완료한 이후에 단말은 307단계로 진행하여 다음 TTI에서의 스케줄링을 위해 다음 TTI에서 자원 할당이 필요한 단말을 검사한다. 그런 후 상기 기지국은 308단계로 진행하여 고정 자원 할당에 변경이 발생하였는가를 검사한다. 상기 고정 자원 할당에 변경이란, 새로운 고정 자원의 할당이 필요한 경우와, 이전 TTI에서 할당된 자원을 회수하는 경우이다. 즉, 새로운 고정 자원의 할당이 필요한 경우는 고정 자원의 할당이 필요한 새로운 서비스 또는 새로운 단말이 발생하였는가를 검사하는 것이다. 또한 새로운 서비스가 아닌 경우라도 서비스 품질의 변경이 요구되어 현재 제공되고 있는 고정된 자원의 양보다 많은 양의 자원이 이후 계속적으로 필요한 경우도 이에 포함될 수 있다. 반대로 자원을 회수하는 경우는 현재 고정 자원을 할당받은 단말이 서비스를 종료하거나 또는 제공되는 서비스의 종류가 변경되어 보다 낮은 서비스 품질이 요구되거나 혹은 현재 제공되는 서비스의 품질을 보다 낮은 서비스 품질로 요구하는 경우 등이 될 수 있다.
상기 308단계의 검사결과 보다 고정 자원의 할당 변경이 필요한 경우 기지국은 303단계로 진행하여 다음 TTI의 자원 할당을 고정 단말부터 시작한다. 그러나 고정 자원의 할당 변경이 필요하지 않은 경우 기지국은 305단계로 진행하여 동적 자원 할당 단말에 대하여만 자원 할당 및 시그널링을 제공하면 된다. 이를 통해 시그널링의 양을 줄일 수 있으며, 무선 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
또한 상기 308단계 및 303단계에서 고정 자원 할당에 대해 본 발명에서 제안하는 방법은 하기의 4가지 경우에 대하여 자원을 새롭게 할당하여 중간에 비는 자원이 없도록 할 수 있게 한다. 그러면 본 발명에서 제안하는 4가지 경우에 대하여 살펴보기로 한다.
첫째로, 이미 고정 자원 할당을 받고 서비스 받고 있던 단말이 서비스를 마친 경우, 둘째로 어떤 다른 이유에 의해 상기 기지국이 상기 고정 자원 할당 단말에게 자원 할당을 변경하고 싶은 경우, 셋째로 상기 변경된 자원이 상기 고정 자원 으로 할당된 자원들 중 그 중간의 자원을 차지하고 있었던 경우, 넷째로 상기 고정 자원이 할당된 경우이다.
이를 예를 들어 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다. 상기 도 2에서 TF 유닛 #47, #48, #49가 고정 자원 할당에 사용되었고, 각각 단말 a, b, c 에게 할당되었 다고 가정하자. 이 경우, 동적 자원 할당은 #1부터 #46까지만 가능하다. 어느 시점에서 상기 b단말이 서비스를 마쳤을 때, 즉, 더 이상 상기 b단말에게 자원 할당이 필요 없는 경우, 상기 TF 유닛 #48은 회수를 하게 된다. 그러면, 상기 고정 할당 자원을 #47, #49가 사용되고 있다. 이 경우, 상기 동적 자원 할당은 여전히 #1 부터 #46 까지만 사용 가능하다. 따라서, 상기 동적 자원을 최대한 사용할 수 있도록 하기 위하여, 상기 단말 a 에게 #47을 사용하지 말고, #48을 사용하도록 자원 할당을 변경해 주도록 한다. 그러면, 상기 동적 자원할당은 #1부터 #47까지 사용 가능하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 1 차원 자원의 논리적 자원 할당을 설명하기 위한 구체적인 예시도이다.
상기 도 5를 참조하면, 앞에서 설명한 바와 같이 전체 자원은 TF 유닛 #1부터 #49까지 존재한다. 이때, 사용자 1, 사용자 2, 사용자 3, 사용자 4가 존재하고 사용자 1 및 사용자 2는 동적 자원 할당 사용자이고, 사용자 3 및 사용자 4는 고정 자원 할당 사용자로 가정한다. 그러면 앞에서 살핀 예에서와 같이 고정 자원 할당 사용자에게는 참조부호 505의 TF 유닛 #49부터 참조부호 506 방향으로 자원 할당을 수행하고, 동적 자원 할당 사용자에게는 참조 부호 501의 TF 유닛 #1부터 참조부호 502 방향으로 자원 할당을 수행한다. 상기 고정 자원 할당 사용자 3에게 '32' 라는 인덱스를 시그널링을 통해 알려준다. 즉, 사용자 3은 TF 유닛 #49부터 TF 유닛 #32까지 자원이 할당되었음을 시그널링을 통해 알려준다. 또한 고정 자원 할당 사용자 4 에게 '23' 라는 인덱스 값을 시그널링을 통해 알려준다. 그러면, 사용자 4는 TF 유닛 #31부터 TF 유닛 #23까지 자원이 할당되었음을 시그널링을 통해 알수 있게 된다.
한편, 상기 고정 자원 할당을 하고 남은 자원인 TF 유닛 #1부터 TF 유닛 #22까지가 동적 자원 할당에 사용된다. 상기 고정 자원 할당 사용자 1 에게 '11'이라는 인덱스를 시그널링을 통해 알려준다. 즉, 상기 사용자 1에게 TF 유닛 #1부터 TF 유닛 #11까지 자원이 할당되었음을 시그널링을 통해 알려주는 것이다. 또한 고정 자원 할당 사용자 2에게 '22'라는 인덱스를 시그널링을 통해 알려준다. 이를 통해 사용자 2에게 TF 유닛 #12부터 TF 유닛 #22까지 자원이 할당되었음을 시그널링을 통해 알려주는 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국 송신기 블록 구성도이다. 이하 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 기지국 송신기의 블록 구성 및 그 동작에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. 또한 상기 도 6에서는 기지국의 구성 중 본 발명에 필요한 부분만을 도시하였고, 나머지 부분들에 대하여는 도시하지 않았다.
스케줄러(601)는 자원 할당 즉, 동적 자원 할당 및 고정 자원 할당을 수행한다. 따라서 상기 스케줄러(601)는 이러한 자원 할당을 위해 스케줄링에 필요한 여러 가지 정보를 입력받아야 한다. 상기 도 6에서는 채널 품질 측정부(602)로부터 단말로부터 수신된 역방향 채널의 채널 품질을 측정한다. 이와 같이 역방향 채널 품질을 측정함으로써 기지국과 단말간의 채널 품질을 알 수 있다. 이와 다른 방법으로 단말이 기지국으로 채널 품질 정보를 송신하는 경우에는 채널 품질 측정부(602)를 채널 품질 정보 수신부로 대체할 수 있다. 이와 같이 채널 품질 정보 수신부로 대체되면, 상기 채널 품질 정보 수신부는 단말이 측정한 순방향 채널에 대한 채널 품질 정보를 수신하여 스케줄러(601)로 제공한다. 사용자 데이터 버퍼(603)는 각각의 사용자마다 또는 각각의 서비스마다 수신되어 전송할 데이터가 어느 정도 저장되어 있는지에 대한 정보를 스케줄러(601)로 제공한다.
또한 상기 스케줄러(601)는 각 사용자에게 제공될 또는 각 서비스마다의 서비스 품질 파라미터 등의 스케줄링에 필요한 정보를 수신한다. 이러한 정보는 기지국의 내부에 구비되는 제어부(도 6에 도시하지 않음)로부터 수신하거나 혹은 기지국 제어기 등의 상위로부터 수신된 정보를 기반으로 활용할 수 있다. 상기 스케줄러(601)로 제공되는 각각의 정보는 각 시스템마다 필요로 하는 정보가 다를 수 있기 때문에 여기서는 모두 살피지 못하므로, 일반적으로 필요한 사항만을 언급하였다. 그러나 각 시스템마다 필요한 스케줄링 정보는 해당 시스템에 대하여 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 알 수 있는 것이므로 여기서는 더 설명하지 않기로 한다.
상기 스케줄러(601)는 상기와 같은 여러 가지 정보를 입력으로 받아 본 발명에서 설명한 규칙에 따라 스케줄링을 수행한 후, 스케줄링 정보를 공통 제어 채널 송신부(605)로 출력한다. 상기 공통 제어 채널 송신부(605)는 제어 정보를 송신하는 부분이다. 따라서 공통 제어 채널 송신부(605)는 제어 정보를 수신하여 공통 제어 채널을 통해 송신하기 위한 형태로 변환한 후 무선 채널을 통해 송신한다. 이때 상기 공통 제어 채널 송신부(605)가 공통 제어 채널을 통해 제어 정보를 송신하는 절차에 대하여는 스케줄러(601)의 제어에 의해 이루어지거나 혹은 도 6에 도시하지 않은 기지국의 제어부의 제어에 의해 이루어진다.
이상에서는 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였 으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 살핀 바와 같이 본 발명에서 제안하는 자원 할당 방법 장치를 이용하면 주파수 분할 다중 접속 방식의 패킷 데이터 이동 통신 시스템에서 한정된 무선 자원을 보다 효율적으로 활용함으로써, 보다 높은 용량을 기대할 수 있다.

Claims (20)

  1. 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당을 위한 방법에 있어서,
    매 전송 시점마다 자원이 할당 양이 변경되는 동적 자원 할당 서비스와, 고정 자원 할당 서비스를 구분하는 과정과,
    1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 시작점을 결정하고 각 고정 자원 할당 서비스에 대하여 자원을 순차적으로 할당하는 과정과,
    상기 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 반대편의 마지막에 위치한 자원을 시작점으로 하여 상기 고정 자원이 할당되고 남은 자원들을 상기 고정 자원 할당 서비스와 반대 방향으로 동적 자원 할당 서비스에 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동적 자원 할당 서비스는 매 전송 시점마다 변경되는 자원 양을 요구하고, 상기 고정 자원 할당 서비스는 소정의 매 전송 시간 동안 고정된 자원 양을 요구함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 할당된 자원들을 제어 채널을 통해 서비스를 제공받는 단말로 시그널링하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 인덱스로 구성됨을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 고정 자원의 할당을 위한 시그널링 정보는,
    자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우에만 고정 자원 할당을 수행함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    서비스가 종료된 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    고정 자원을 할당받은 다른 서비스가 종료되어 고정 자원 할당의 변경이 필요한 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    제공되는 서비스의 요구되는 서비스 품질의 변경이 필요한 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    새로운 서비스가 요구되는 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  10. 제 3 항에 있어서, 동적 자원의 할당을 위한 시그널링 정보는,
    매 서비스 데이터 제공 시점마다 동적 자원의 할당 정보를 제공함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 방법.
  11. 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당을 위한 장치에 있어서,
    매 전송 시점마다 자원이 할당 양이 변경되는 동적 자원 할당 서비스와, 매 전송 시점마다 고정적인 자원 할당 양을 가지는 고정 자원 할당 서비스를 구분하고, 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 시작점을 결정하고 각 고정 자원 할당 서비스에 대하여 자원을 순차적으로 할당하며, 상기 1 차원으로 나열된 논리적 자원에서 고정 자원 할당 서비스의 반대편의 마지막에 위치한 자원을 시작점으로 하여 상기 고정 자원이 할당되고 남은 자원들을 상기 고정 자원 할당 서비스와 반대 방향으로 동적 자원 할당 서비스에 할당하는 스케줄러와,
    다수의 각 단말들로 자원 할당 정보를 제공하기 위해 상기 스케줄러로부터 자원들의 할당 정보를 수신하여 시그널링 메시지를 생성하여 송신하는 송신기를 포함함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 동적 자원 할당 서비스는 매 전송 시점마다 변경되는 자원 양을 요구하고, 상기 고정 자원 할당 서비스는 소정의 매 전송 시간 동안 고정된 자원 양을 요구함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 인덱스로 구성됨을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    각 서비스마다 전송할 데이터의 양을 제공하는 사용자 데이터 버퍼와,
    각 단말과 기지국간 채널 상태 정보를 수신하는 채널 품질 정보 수신부를 더 포함하며,
    상기 스케줄러는, 상기 사용자 버퍼와 상기 채널 품질 정보 수신기로부터 수신된 정보에 근거하여 자원을 할당함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 스케줄러가 제공하는 고정 자원의 할당 정보는,
    자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우에만 고정 자원 할당을 수행함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    서비스가 종료된 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    고정 자원을 할당받은 다른 서비스가 종료되어 고정 자원 할당의 변경이 필요한 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    제공되는 서비스의 요구되는 서비스 품질의 변경이 필요한 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  19. 제 15 항에 있어서, 자원 할당 정보의 변경이 필요한 경우는,
    새로운 서비스가 요구되는 경우임을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 스케줄러가 제공하는 동적 자원의 할당을 위한 정보는,
    매 서비스 데이터 제공 시점마다 동적 자원의 할당 정보를 제공함을 특징으로 하는 주파수 분할 다중 접속 방식의 통신 시스템에서 자원 할당 장치.
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