KR100964446B1 - Method and system for allocating a channel in downlink - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다수의 시분할(TDD) 채널을 사용하는 시분할(TDD) 방식 다중 채널 시스템의 기지국에서 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 하향링크에서, 사용자 단말기가 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 각 채널별 간섭을 측정하여 기지국으로 보고하고, 기지국에서 이를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하며, 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 계산한 후, 계산된 우선순위에 따라 사용자 단말기에 대한 채널 자원을 할당하는, 하향링크 동적 자원 할당 방법 및 시스템에 관한 것으로서,According to the present invention, in a downlink transmission of data from a base station to a user terminal in a time division (TDD) type multi-channel system using a plurality of time division (TDD) channels, interference is performed for each channel with respect to data received by the user terminal from the base station. Measure and report to the base station, and the base station configures the available channel set for each user based on this, calculates the priority of all channels in the available channel set for each user, and then transmits to the user terminal according to the calculated priority As allocating channel resources for the downlink dynamic resource allocation method and system,
본 발명에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법은, (a) 이동국이 기지국으로부터 미드엠블이 포함된 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 미드엠블이 포함된 신호를 근거로 모든 채널의 간섭을 측정하고, 채널 간섭 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계; (c) 상기 기지국이 상기 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하는 단계; (d) 상기 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출하는 단계; 및 (e) 상기 우선순위를 기준으로 상기 각 사용자에 대한 채널을 할당하는 단계를 포함한다.A downlink dynamic resource allocation method according to the present invention comprises the steps of: (a) a mobile station receiving a signal including a midamble from a base station; (b) measuring interference of all channels based on the signal including the midamble, and transmitting channel interference information to the base station; (c) the base station configuring an available channel set for each user based on the channel interference information; (d) calculating priorities for all channels in the available channel set for each user; And (e) allocating a channel for each user based on the priority.
하향링크, 시분할, TDD, 자원할당, 채널, 기지국, 이동국, 간섭 Downlink, time division, TDD, resource allocation, channel, base station, mobile station, interference
Description
본 발명은 하향링크 동적 자원 할당 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 시분할(Time Division) 채널을 사용하는 시분할(TDD) 방식 다중 채널 시스템의 기지국에서 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 하향링크에서, 사용자 단말기가 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 각 채널별 간섭을 측정하여 기지국으로 보고하고, 기지국에서 이를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하며, 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 계산한 후, 계산된 우선순위에 따라 사용자 단말기에 대한 채널 자원을 할당하는, 하향링크 동적 자원 할당 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a downlink dynamic resource allocation method and system, and more particularly, a downlink for transmitting data from a base station to a user terminal in a TDD multichannel system using a plurality of time division channels. In, the user terminal measures the interference for each channel on the data received from the base station to report to the base station, the base station configures the available channel set for each user based on this, and for all channels in the available channel set for each user The present invention relates to a downlink dynamic resource allocation method and system for allocating channel resources for user terminals according to the calculated priorities after calculating the priorities.
일반적으로, 시분할(TDD:Time Division Duplex) 방식 다중 채널 시스템에서의 동적 자원 할당은 자원 요청과 이를 위한 자원 할당 결과에 따라 발생하는 시스템의 부하를 적절히 제어함으로써 자원을 보다 효율적으로 이용하기 위한 방법이 다. 이러한 동적 자원 할당은 각 시점에서 각 사용자가 사용할 채널을 결정하는 알고리즘으로 구현될 수 있다. In general, dynamic resource allocation in a time division duplex (TDD) multi-channel system is a method for more efficient use of resources by appropriately controlling the load of the system according to resource requests and resource allocation results. All. Such dynamic resource allocation may be implemented by an algorithm that determines a channel to be used by each user at each time point.
단일 채널 시스템에서는 하나의 채널만이 존재하므로 이러한 알고리즘이 고려되지 않았지만, 여러 개의 채널을 선택적으로 할당 할 수 있는 다중 채널 시스템에서는 각 사용자가 어느 채널을 사용할 것인가가 결정되어야 한다. This algorithm is not considered because only one channel exists in a single channel system. However, in a multichannel system that can selectively allocate several channels, it is necessary to determine which channel each user uses.
동적 자원 할당은 각 사용자에게 여러 개의 가용 채널 중 적절한 채널을 선택하여 할당 함으로써 작은 간섭을 겪으면서 원하는 성능을 유지할 수 있다. 간섭 제어를 위한 동적 자원 할당 기법 중의 하나로서 최소 간섭 채널 할당 기법(Least Interference Channel Allocation)을 예로 들 수 있다. Dynamic resource allocation can maintain the desired performance with little interference by selecting and assigning an appropriate channel among several available channels to each user. As one of dynamic resource allocation schemes for interference control, a least interference channel allocation scheme may be used.
최소 간섭 채널 할당 기법은 자원을 요청한 사용자에게 현재 할당이 가능한 채널 중에서 가장 간섭이 작은 채널을 할당하는 기법이다. 즉, 첫 번째로 자원을 요청한 사용자는 전체 채널 중 가장 좋은 채널(가장 간섭을 작게 미치는 채널)을 선점하게 되며, 두 번째로 자원을 요청한 사용자는 첫 번째 사용자가 사용하는 채널을 제외한 채널 중 가장 좋은 채널을 사용하게 된다. 이러한 최소 간섭 채널 할당 기법은 이미 할당된 채널을 제외한 채널 중 간섭이 작은 채널을 우선 할당하므로 시스템의 부하가 작을 때에는 간섭 완화에 의한 성능 향상을 기대할 수 있다. 하지만 자원 요청이 늘어남에 따라 나중에 채널을 할당 받은 사용자는 선택의 여지가 작아지게 되고, 이에 따라 적절하지 못한 자원 할당 결과를 초래하게 된다. The minimum interference channel allocation scheme is a technique for allocating the channel with the least interference among the channels currently allocated to the user requesting the resource. In other words, the first user requesting a resource preempts the best channel among all channels (the one with the least interference), and the second user requesting a resource is the best channel except the channel used by the first user. The channel will be used. Since the least interference channel allocation scheme allocates the least interference channel among the channels except the already allocated channel, it can be expected to improve the performance due to interference mitigation when the system load is small. However, as resource requests increase, users who are allocated channels later have less choice, which results in inappropriate resource allocation.
최소 간섭 채널 할당 기법의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 셀 분할 채널 할당 기법(Cell Partitioning Channel Allocation)을 들 수 있다. 셀 분할 채널 할 당 기법은 셀을 여러 개의 영역으로 나누고 사용자의 위치를 고려하여 각 사용자가 셀의 어느 영역에 위치해 있느냐에 따라 할당될 채널을 결정하는 알고리즘이다. 예를 들어, 셀을 중심으로부터 떨어진 거리에 따라 3 개의 영역으로 나누고 3 개의 영역에 3 개의 채널을 배치한 후, 사용자의 위치가 셀 중앙의 영역이면 중앙의 영역에 배치된 채널을 할당하고, 사용자가 셀 경계 영역에 위치해 있으면 경계 영역에 배치된 채널을 할당한다. 이와 같은 셀 분할 채널 할당 기법은 셀 별 영역 분할이 사전에 적절히 결정되었고, 각 영역에 사용자가 균일하게 분포되어 있을 경우에는 간섭의 완화에 따른 성능 향상을 기대할 수 있다. 하지만 각 영역 별 사용자 분포가 균일하지 못할 경우에는 일부 영역에서 자원 부족현상이 일어나고, 일부 영역에서는 자원이 남는 현상이 일어나게 된다. 셀 분할 채널 할당 기법은 남는 자원을 부족한 영역의 사용자에게 무작위로 할당하게 되며, 이에 따라 자원 사용 효율성이 떨어지게 되는 결과를 초래하는 문제점이 있다.Cell Partitioning Channel Allocation is a method for solving the problem of the minimum interference channel allocation scheme. Cell division channel allocation is an algorithm that divides a cell into several areas and determines a channel to be allocated according to which area of each cell is located in consideration of the user's location. For example, divide a cell into three areas according to the distance from the center and place three channels in three areas. If the user's location is in the center of the cell, assign a channel located in the center area. If is located in the cell boundary region, the channel disposed in the boundary region is allocated. Such cell division channel allocation scheme can be expected to improve performance according to interference mitigation when region division for each cell is appropriately determined in advance and users are uniformly distributed in each region. However, when the distribution of users in each area is not uniform, resource shortage occurs in some areas and resources remain in some areas. The cell division channel allocation scheme randomly allocates the remaining resources to the users of the scarce areas, resulting in a decrease in resource usage efficiency.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 다수의 시분할(TDD) 채널을 사용하는 시분할(TDD) 방식 다중 채널 시스템의 기지국에서 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 하향링크에서, 사용자 단말기가 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 각 채널별 간섭을 측정하여 기지국으로 보고하고, 기지국에서 이를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하며, 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 계산한 후, 계산된 우선순위에 따라 사용자 단말기에 대한 채널 자원을 할당하는, 하향링크 동적 자원 할당 방법 및 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above-described problem, the present invention, in the downlink transmission of data from the base station of the time division (TDD) multi-channel system using a plurality of time division (TDD) channel to the user terminal, the user terminal received from the base station Measure and report the interference for each channel on the data to the base station, configure the available channel set for each user based on the base station, calculate the priority for all channels in the available channel set for each user, and then calculate An object of the present invention is to provide a downlink dynamic resource allocation method and system for allocating channel resources for a user terminal according to priority.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법은, (a) 이동국이 기지국으로부터 미드엠블이 포함된 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 미드엠블이 포함된 신호를 근거로 모든 채널의 간섭을 측정하고, 채널 간섭 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계; (c) 상기 기지국이 상기 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하는 단계; (d) 상기 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출하는 단계; 및 (e) 상기 우선순위를 기준으로 상기 각 사용자에 대한 채널을 할당하는 단계를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, a method for allocating a downlink dynamic resource includes: (a) a mobile station receiving a signal including a midamble from a base station; (b) measuring interference of all channels based on the signal including the midamble, and transmitting channel interference information to the base station; (c) the base station configuring an available channel set for each user based on the channel interference information; (d) calculating priorities for all channels in the available channel set for each user; And (e) allocating a channel for each user based on the priority.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 기지국이 상기 채널 간섭 정보를 근거로 각 사 용자별 가용 채널 집합을 갱신하여 상기 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성한다.In addition, in the step (c), the base station updates the available channel set for each user based on the channel interference information to configure the available channel set for each user.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 기지국이 상기 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합에 채널을 추가하거나 채널을 제거하게 된다.In addition, in step (c), the base station adds or removes a channel from the available channel set based on the channel interference information.
또한, 상기 (d) 단계는, 할당하지 않은 다른 채널을 포함한 모든 채널의 간섭을 이용하여 우선순위 값을 계산하게 된다.Also, in the step (d), the priority value is calculated using interference of all channels including other channels that are not allocated.
또한, 상기 (e) 단계는, 상기 각 사용자별로 결정된 가용 채널 집합 내의 채널 수가 적은 사용자에게 우선적으로 채널을 할당하게 된다.In the step (e), a channel is preferentially allocated to a user having a small number of channels in the available channel set determined for each user.
또한, 상기 (e) 단계는, 상기 가용 채널 집합 내의 채널 수가 동일한 사용자들에 대해서, 계산된 우선순위 값을 기준으로 각 채널 별로 우선순위가 가장 큰 사용자를 선택하여 채널을 할당하게 된다.Also, in the step (e), for the users with the same number of channels in the available channel set, the user having the highest priority for each channel is selected and assigned a channel based on the calculated priority value.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 허용 간섭 수준보다 작을 경우에, 상기 기지국이 타이머를 증가시키고, 상기 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 상기 허용 간섭 수준보다 클 경우에, 타이머를 "0"으로 재설정하게 된다.Also, in the step (c), when the instantaneous interference size of the channel interference information is smaller than the allowable interference level, the base station increases the timer, and when the instantaneous interference size of the channel interference information is larger than the allowable interference level. Will reset the timer to "0".
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 타이머가 사전에 정의된 허용 간섭 수준의 시간이 되면, 상기 기지국이 해당 채널을 상기 가용 채널 집합에 추가시키고, 해당 사용자의 가용 채널 집합이 공집합으로 가용 채널이 존재하지 않는 경우에, 가장 작은 순시 간섭 크기를 갖는 채널을 상기 가용 채널 집합에 추가하게 된다.In addition, in the step (c), when the timer reaches a predefined allowable interference level, the base station adds the corresponding channel to the available channel set, and the available channel set of the corresponding user is an empty set of available channels. If not present, the channel with the smallest instantaneous interference magnitude is added to the set of available channels.
그리고, 상기 (c) 단계는, 상기 채널 간섭 정보를 근거로 상기 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘는 채널을 상기 가용 채널 집합에 서 제거하게 된다.In the step (c), based on the channel interference information, the channel in which the average interference exceeds a predetermined level among the channels in the available channel set is removed from the available channel set.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동적 자원 할당 시스템은, 각 채널의 간섭을 측정한 채널 간섭 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터 채널 할당 정보를 수신하는 이동국; 및 상기 이동국으로부터 수신한 상기 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하고, 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출하며, 상기 우선순위를 기준으로 상기 각 사용자에 대한 채널을 할당하는 기지국을 포함한다.On the other hand, the dynamic resource allocation system according to the present invention for achieving the above object, the mobile station for transmitting the channel interference information measuring the interference of each channel to the base station, and receives the channel allocation information from the base station; And configuring an available channel set for each user based on the channel interference information received from the mobile station, calculating a priority for all channels in the available channel set for each user, and for each user based on the priority. It includes a base station for assigning a channel for.
또한, 상기 기지국은, 상기 채널 간섭 정보를 근거로 상기 가용 채널 집합에 채널을 추가하거나 채널을 제거하게 된다.In addition, the base station adds or removes a channel to the available channel set based on the channel interference information.
또한, 상기 기지국은, 할당하지 않은 다른 채널을 포함한 모든 채널의 간섭을 이용하여 우선순위 값을 계산하게 된다.In addition, the base station calculates a priority value by using interference of all channels including other channels that are not allocated.
또한, 상기 기지국은, 상기 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 허용 간섭 수준보다 작을 경우에, 상기 기지국이 타이머를 증가시키고, 상기 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 상기 허용 간섭 수준보다 클 경우에, 타이머를 "0"으로 재설정하게 된다.In addition, the base station, when the instantaneous interference size of the channel interference information is less than the allowable interference level, the base station increases the timer, when the instantaneous interference size of the channel interference information is greater than the allowed interference level, timer Will reset to "0".
또한, 상기 기지국은, 상기 타이머가 사전에 정의된 허용 간섭 수준의 시간이 되면, 상기 기지국이 해당 채널을 상기 가용 채널 집합에 추가시키고, 해당 사용자의 가용 채널 집합이 공집합으로 가용 채널이 존재하지 않는 경우에, 가장 작은 순시 간섭 크기를 갖는 채널을 상기 가용 채널 집합에 추가하게 된다.In addition, when the timer reaches a time of a predefined allowable interference level, the base station adds the corresponding channel to the available channel set, and the available channel set of the user does not exist because the available channel set is empty. In that case, the channel with the smallest instantaneous interference magnitude is added to the set of available channels.
또한, 상기 기지국은, 상기 채널 간섭 정보를 근거로 상기 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘는 채널을 상기 가용 채널 집합에서 제거하게 된다.In addition, the base station removes from the available channel set a channel whose average interference exceeds a predetermined level among the channels in the available channel set based on the channel interference information.
또한, 상기 기지국은, 상기 각 사용자별로 결정된 가용 채널 집합 내의 채널 수가 적은 사용자에게 우선적으로 채널을 할당하게 된다.In addition, the base station preferentially allocates a channel to a user having a small number of channels in the available channel set determined for each user.
그리고, 상기 기지국은, 상기 가용 채널 집합 내의 채널 수가 동일한 사용자들에 대해서, 계산된 우선순위 값을 기준으로 각 채널 별로 우선순위가 가장 큰 사용자를 선택하여 채널을 할당하게 된다.The base station selects users with the highest priority for each channel based on the calculated priority value and assigns the channels to users having the same number of channels in the available channel set.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기지국의 동적 자원 할당 방법은, (a) 이동국으로부터 각 채널에 대한 채널 간섭 정보를 수신하는 단계; (b) 상기 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하는 단계; (c) 상기 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출하는 단계; 및 (d) 상기 우선순위를 기준으로 상기 각 사용자에 대한 채널을 할당하는 단계를 포함한다.On the other hand, the dynamic resource allocation method of the base station according to the present invention for achieving the above object, (a) receiving channel interference information for each channel from the mobile station; (b) configuring an available channel set for each user based on the channel interference information; (c) calculating priorities for all channels in the available channel set for each user; And (d) allocating a channel for each user based on the priority.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 기지국이 상기 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합에 채널을 추가하거나 채널을 제거하게 된다.In addition, in step (b), the base station adds or removes a channel from the available channel set based on the channel interference information.
또한, 상기 (c) 단계는, 할당하지 않은 다른 채널을 포함한 모든 채널의 간섭을 이용하여 우선순위 값을 계산하게 된다.Also, in the step (c), the priority value is calculated using interference of all channels including other channels that are not allocated.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 각 사용자별로 결정된 가용 채널 집합 내의 채 널 수가 적은 사용자에게 우선적으로 채널을 할당하게 된다.In the step (d), a channel is preferentially allocated to a user having a small number of channels in the available channel set determined for each user.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 가용 채널 집합 내의 채널 수가 동일한 사용자들에 대해서, 계산된 우선순위 값을 기준으로 각 채널 별로 우선순위가 가장 큰 사용자를 선택하여 채널을 할당하게 된다.Also, in the step (d), for the users having the same number of channels in the available channel set, the users having the highest priority for each channel are selected and assigned channels based on the calculated priority value.
그리고, 상기 (b) 단계는, 상기 채널 간섭 정보를 근거로 상기 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘는 채널을 상기 가용 채널 집합에서 제거하게 된다.In the step (b), a channel having an average interference exceeding a predetermined level among channels in the available channel set is removed from the available channel set based on the channel interference information.
본 발명에 의하면, 이동국에서 요청된 자원의 양, 또는 자원을 요청한 사용자의 분포에 관계 없이, 상호 간에 미치는 간섭을 고려하여 각 사용자에게 동적으로 하향 채널을 할당함으로써, 주어진 상황에서 시스템의 자원 사용 효율성을 극대화할 수 있다.According to the present invention, regardless of the amount of resources requested by a mobile station or the distribution of users requesting resources, the system efficiently allocates a downlink channel to each user in consideration of interference between each other. Can be maximized.
또한, 채널 할당 시에 현재 할당하려는 채널의 상태 뿐만 아니라 할당하지 않는 채널의 상태까지 반영하여 자원 할당 우선 순위를 조절할 수 있다.In addition, the resource allocation priority may be adjusted by reflecting not only the state of the channel to be allocated at the time of channel allocation but also the state of the channel not to be allocated.
또한, 다중 채널 시스템의 자원을 할당함에 있어서, 주어진 채널 상태에 기반하여 각 사용자 별 가용 채널 집합을 설정하고, 가용 채널 집합 내의 채널 수가 적은 사용자부터 할당함으로써, 자원 이용의 효율성을 극대화 시킬 수 있다.In addition, in allocating resources of a multi-channel system, by setting the available channel set for each user based on a given channel state, and assigning the user from the number of channels in the available channel set, the efficiency of resource use can be maximized.
그리고, 인접 셀 간의 간섭 완화 효과로 인해 셀 경계에서의 성능 열화를 최소화하는 효과가 있다.In addition, due to interference mitigation effects between adjacent cells, there is an effect of minimizing performance degradation at a cell boundary.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기지국은, 이동국으로부터 채널 간섭 정보를 수신하거나, 할당 채널 정보를 상기 이동국으로 전송하는 통신부; 상기 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 갱신하고, 각 사용자에 대한 사용 가능한 가용 채널 집합을 구성하는 가용채널 구성부; 상기 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출하는 우선순위 산출부; 상기 가용 채널 집합 내에서 채널 수가 적은 사용자부터 우선순위를 기준으로 상기 이동국의 채널을 할당하는 채널 할당부; 상기 이동국으로부터 수신한 상기 채널 간섭 정보를 근거로 상기 가용 채널 집합을 구성하고, 상기 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출한 후, 우선순위에 따라 각 사용자에 대한 채널을 할당하도록 제어하는 제어부; 및 상기 채널 간섭 정보를 근거로 구성된 가용 채널 집합을 저장하고, 우선순위를 기준으로 할당된 각 사용자에 대한 상기 할당 채널 정보를 저장하는 가용채널 데이터베이스를 포함한다.On the other hand, the base station according to the present invention for achieving the above object, the communication unit for receiving channel interference information from the mobile station, or transmits the assigned channel information to the mobile station; An available channel configuration unit which updates an available channel set for each user based on the channel interference information, and configures an available available channel set for each user; A priority calculator for calculating a priority of all channels in the available channel set; A channel allocator for allocating channels of the mobile station based on priorities of users having a small number of channels in the available channel set; Configuring the available channel set based on the channel interference information received from the mobile station, calculating a priority for all channels in the available channel set, and controlling to allocate a channel for each user according to the priority Control unit; And an available channel database for storing a set of available channels configured based on the channel interference information, and storing the allocated channel information for each user assigned based on priority.
또한, 상기 가용채널 구성부는 상기 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합에 채널을 추가하거나 채널을 제거하게 된다.In addition, the available channel configuration unit adds or removes a channel to the available channel set based on the channel interference information.
또한, 상기 가용채널 구성부는 시간 계수를 위한 타이머를 포함하고, 상기 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 허용 간섭 수준보다 작을 경우에, 상기 타이머를 증가시키고, 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 허용 간섭 수준보다 클 경우에, 상기 타이머를 "0"으로 재설정하게 된다.In addition, the available channel configuration unit includes a timer for counting the time, and if the instantaneous interference size of the channel interference information is less than the allowable interference level, the timer is increased, the instantaneous interference size of the channel interference information is allowed interference level If greater, the timer will be reset to " 0 ".
또한, 상기 가용채널 구성부는 상기 타이머가 사전에 정의된 허용 간섭 수준 의 시간이 되면, 해당 채널을 상기 가용 채널 집합에 추가시키고, 해당 사용자의 가용 채널 집합이 공집합으로 가용 채널이 존재하지 않는 경우에, 가장 작은 순시 간섭 크기를 갖는 채널을 가용 채널 집합에 추가하게 된다.In addition, when the timer reaches a predetermined allowable interference level, the available channel configuration unit adds the corresponding channel to the available channel set, and when the available channel set of the corresponding user does not exist, the available channel does not exist. In this case, the channel having the smallest instantaneous interference magnitude is added to the set of available channels.
또한, 상기 가용채널 구성부는 상기 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘는 채널을 가용 채널 집합에서 제거하게 된다.In addition, the available channel configuration unit removes from the available channel set a channel whose average interference exceeds a predetermined level among the channels in the available channel set based on the channel interference information.
또한, 상기 우선순위 산출부는 할당하지 않은 다른 채널을 포함한 모든 채널의 간섭을 이용하여 우선순위 값을 계산하게 된다.In addition, the priority calculator calculates a priority value using interference of all channels including other channels that are not allocated.
또한, 상기 채널 할당부는 각 사용자별로 결정된 가용 채널 집합 내의 채널 수가 적은 사용자에게 우선적으로 채널을 할당하게 된다.In addition, the channel allocator preferentially assigns channels to users having a small number of channels in the available channel set determined for each user.
그리고, 상기 채널 할당부는 상기 가용 채널 집합 내의 채널 수가 동일한 사용자들에 대해서, 계산된 우선순위 값을 기준으로 각 채널 별로 우선순위가 가장 큰 사용자를 선택하여 채널을 할당하게 된다.The channel allocator selects users with the highest priority for each channel based on the calculated priority value and assigns the channels to users having the same number of channels in the available channel set.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.Details of the object and technical configuration of the present invention and the resulting effects thereof will be more clearly understood by the following detailed description based on the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법이 적용된 이 동통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a mobile communication system to which a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이동통신 시스템은 이동국(MS:Mobile Station)(110) 및 기지국(120 ~ 124)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a mobile communication system according to the present invention includes a mobile station (MS) 110 and
여기서, 이동국(110)은 제1 기지국(120)의 기준 셀 내에 위치해 있으며, 제1 기지국(120)과 인접한 제2 기지국(122) 및 제3 기지국(124)으로부터 공통 미드엠블이 포함된 신호를 수신한다.Herein, the
기지국(120 ~ 124)은 공통 미드엠블이 포함된 신호를 무선으로 송출한다.The
또한, 기지국(120 ~ 124)은 기지국 전송기(BTS)와 기지국 제어기(BSC)를 포함하고, 이동통신 시스템은 전술한 구성 외에 이동통신 교환국(Mobile Station Controller, 이하 MSC)과 홈 위치 등록기(Home Location Register, 이하 HLR)를 포함하나, 이는 통상적인 기술에 해당하므로 도시하지 않고 생략한다.In addition, the
또한, 이동국(110)은 기지국(120)으로부터 시스템 정보를 수신하고, 이를 근거로 HLR에 위치 등록을 수행한다.In addition, the
또한, 이동국(110)은 기준 셀 영역 내의 제1 기지국(210)과 인접 셀 영역의 제2 기지국(212) 및 제3 기지국(214)으로부터 미드엠블이 포함된 신호를 수신하고, 이를 근거로 시스템의 모든 채널의 간섭을 측정하며, 측정된 채널 간섭 정보를 제1 기지국(120)으로 전송한다.In addition, the
그리고, 이동국(110)은 스프레딩 코드를 이용하여 기준 셀 및 인접 셀들의 시스템 행렬을 구하고, 여기에 제1 기지국(210) 셀의 시스템 행렬(A0)과 제2 기지 국(212) 셀의 시스템 행렬(A1) 및 제3 기지국(214) 셀의 시스템 행렬(A2)을 결합한 시스템 행렬에 의사 역 행렬을 곱함으로써, 간섭이 제거된 데이터(d0)를 검출하게 된다.The
기지국(120 ~ 124)은 이동국(110)으로부터 수신한 채널 간섭 정보를 근거로, 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하고, 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선 순위를 계산하며, 가용 채널 집합 내의 채널 수가 적은 사용자부터 채널을 할당하거나, 가용 채널 집합 내에서 동일한 수의 채널을 가진 사용자에 대해서는 계산된 우선 순위를 기준으로 채널을 할당한다.The
또한, 기지국(120 ~ 124)은 각기 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 이동국(110)에서 발생하는 통화 요청을 MSC로 전송하거나 자신이 관할하는 셀 영역에 존재하는 이동국(110)의 위치를 파악하는 위치 등록을 수행한다. In addition, each of the
기지국 전송기(BTS)는 GPS(Global Positioning System)로부터 기지국 전송기(BTS)가 위치한 위도와 경도 등의 정보를 얻을 수 있으며, 이러한 기지국 전송기(BTS)의 위치 정보를 하향 링크 호출 채널의 시스템 파라미터 메시지를 통하여 이동국(110)에게 전달한다. 이동국(110)은 자신이 속해 있는 셀의 기지국 전송기(BTS)의 위치 정보를 이용하여 이동국(110) 자신의 이동 거리를 계산함으로써 새로운 위치 정보를 등록할 수 있다.The base station transmitter (BTS) can obtain information such as latitude and longitude of the base station transmitter (BTS) from the Global Positioning System (GPS). Transfer to
위치 등록은 이동국(110)의 위치, 상태, 식별자, 슬롯 주기 및 그 밖의 다른 특징들을 해당 기지국 전송기(BTS)를 통하여 MSC에 알리는 처리 절차로서 기지국 전송기(BTS)가 이동국(110)으로 착신호를 설정하고자 할 때 이동국(110)을 효과적으로 호출할 수 있도록 하는 절차이다. 이러한 이동국(110)의 위치 등록은 이동국(110)의 전원을 온 또는 오프할 때, 이동국(110)이 MSC 간을 이동할 때, 그리고 이동국(110)의 파라미터가 변경되는 경우에 실시된다.Location registration is a processing procedure that informs the MSC of the location, status, identifier, slot period, and other features of the
기지국 제어기(BSC)는 다수의 기지국(120 ~ 124)을 제어 및 관리하면서 핸드 오프 등 무선 호 처리에 필요한 제반 기능을 수행한다. 또한, 기지국 제어기(BSC)는 위치 등록된 이동국(110)의 가입자 정보를 MSC로 전송한다.The base station controller (BSC) performs various functions necessary for radio call processing such as handoff while controlling and managing the plurality of
MSC는 무선 기지국들이 효율적으로 운용될 수 있도록 하는 통제 기능과 공중 전화망의 교환기와의 연동 기능을 가지고 있다. 이러한 MSC는 무선 기지국을 통하여 이동국(110)의 위치 등록이 수행되면, MSC 내 방문자 위치 등록기(VLR: Visitor Location Register)에 이동국(110)의 가입자 정보를 임시 저장한 후, HLR로 이동국(110)의 위치 등록을 요청한다.The MSC has control functions that enable wireless base stations to operate efficiently and interwork with exchanges in public telephone networks. When the MSC registers the location of the
여기서, HLR은 이동국(110)의 사용자의 가입자 정보에 관한 서비스 프로파일을 저장하고 있는 데이터베이스로서, 가입자의 전화 호를 비롯하여 이동국(110)의 단말 식별 번호(Mobile Identification Number: MIN), 단말기 고유 번호(Electronic Serial Number: ESN) 및 서비스 종류에 대한 정보를 가지고 있다. HLR은 이동국(110)이 위치한 기지국(120 ~ 124)과 MSC의 정보를 포함하는 가입자 정보를 저장하는 기능을 수행한다. MSC는 제어부, 통화로부 및 주변기기로 구성되어 있으며, 이동국(110)에 대한 과금 자료 수집 기능도 갖는다.Here, the HLR is a database that stores a service profile about subscriber information of a user of the
한편, 이동 통신망은 코드 분할 다중 접속(CDMA:Code Division Multiple Access), 광대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA:Wideband Code Division Multiple Access), 고속 다운링크 패킷 접속(HSDPA:High Speed Downlink Packet Access), 와이브로(WiBro : wireless broadband) 등의 이동통신 네트워크를 포함할 수 있다.Meanwhile, mobile communication networks include Code Division Multiple Access (CDMA), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), and WiBro ( It may include a mobile communication network such as WiBro (wireless broadband).
도 2는 본 발명이 적용된 TD-SCDMA 이동 통신망에서의 무선 전송의 기본 단위인 무선 프레임의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a radio frame that is a basic unit of radio transmission in a TD-SCDMA mobile communication network to which the present invention is applied.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 5 ms 길이의 부 프레임 2 개로 이루어져, 10 ms 길이를 갖는 무선 전송의 기본 단위를 구성한다. 부 프레임은 7 개의 타임슬롯(Timeslot)과 DwPTS(202) 및 UpPTS(205)로 구성된다. Referring to FIG. 2, the radio frame is composed of two subframes of 5 ms length and constitutes a basic unit of radio transmission having a 10 ms length. The subframe consists of seven timeslots, the
도 1에서, 화살표가 아래로 도시되어 있는 타임슬롯은 기지국에서 이동국으로 신호를 전송하는 하향(Downlink) 전송구간이고, 화살표가 위로 도시되어 있는 타임슬롯은 이동국에서 기지국으로 신호를 전송하는 상향(Uplink) 전송구간이다.In FIG. 1, the timeslots indicated by the arrows down are downlink transmissions for transmitting signals from the base station to the mobile stations, and the timeslots indicated by arrows up are the uplink transmissions from the mobile stations to the base stations. ) Transmission section.
TD-SCDMA 이동 통신망에서는 타임슬롯 단위로 상향전송구간과 하향전송구간이 변경되기 때문에 몇 가지 규칙을 적용하여 부 프레임의 타임슬롯들을 상향/하향전송구간으로 할당한다.In the TD-SCDMA mobile communication network, since the uplink and downlink sections are changed in units of timeslots, the time slots of the subframes are allocated to the uplink / downlink transmission sections by applying some rules.
도 1에서, 타임슬롯 0번(201)은 반드시 하향 전송에만 사용되어야 하며, DwPTS(202)는 이동국이 동기를 맞출 수 있도록 기지국에서 사전에 약속된 부호 시퀀스(Sequence)를 전송하는 구간이며, UpPTS(205)는 역방향 동기를 위해 이동국이 기지국으로 사전에 약속된 특정 부호 시퀀스를 전송하는 구간이다.In FIG. 1, timeslot 0 201 must be used only for downlink transmission, and
스위칭 포인트(Switching Point)(203)는 상향/하향 전송이 바뀌는 시점을 나 타내고, 보호구간(Guard Period, 이하 GP)(204)은 DwPTS(202)와 UpPTS(205)가 겹쳐서 서로 상대방에게 간섭을 주지 않기 위해서 설정하는 구간이다. 스위칭 포인트(203)는 상향으로 전송할 데이터가 많을 경우에 상향 타임슬롯의 수가 많게 설정되며, 하향으로 전송할 데이터가 많을 경우에 하향의 타임슬롯의 수가 많게 설정된다.Switching Point (203) indicates the time when the up / down transmission is changed, the Guard Period (GP) 204 is the
도 3은 부 프레임 내의 타임슬롯의 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of timeslots in a subframe.
도 3을 참조하면, 부 프레임 내의 타임슬롯은 데이터 심볼(302, 306)과 미드엠블(304) 및 GP(308)를 포함한다.Referring to FIG. 3, timeslots within subframes include data symbols 302 and 306, midamble 304, and GP 308. In FIG.
데이터 심볼(302, 306)은 상향 전송과 하향 전송에 동일하게 사용되는 구조이고, 미드엠블(304)은 상향 전송에 있어서 동일한 타임슬롯을 사용하는 이동국이나 기지국의 채널을 구별하는데 사용된다. The data symbols 302 and 306 are used in the same way for uplink transmission and downlink transmission, and the midamble 304 is used for distinguishing channels of a mobile station or a base station using the same timeslot for uplink transmission.
또한, 미드엠블(304)은 상향과 하향 전송에 있어서 채널 추정과, 하향 전송에 있어서 기지국에서 이동국으로의 채널 경로에 따른 손실이 얼마인지 측정하게 된다. 각 기지국들이 서로 다른 미드엠블을 사용함으로써 미드엠블은 기지국을 구별하는데 사용된다. 미드엠블(304)은 특정 시퀀스를 사용하며, 특정 시퀀스의 종류에는 128 개가 있다. 채널 부호와 미드엠블에서 사용되는 미드엠블 시퀀스는 특성 및 종류에 있어 서로 상이하다. 일 예로 상향 전송에서 사용되는 채널 부호는 데이터 심볼(302, 306)에 사용되는 직교 부호로서 데이터 심볼(302, 306)을 통해 데이터를 전송하는 이동국들의 데이터를 구별하는 역할을 한다.In addition, the midamble 304 measures channel estimation in uplink and downlink transmission, and how much loss is caused by the channel path from the base station to the mobile station in downlink transmission. Since each base station uses a different midamble, the midamble is used to distinguish the base station. The midamble 304 uses a specific sequence, and there are 128 kinds of the specific sequence. The midamble sequences used in the channel code and the midamble are different in characteristics and types. For example, the channel code used for uplink transmission is an orthogonal code used for the data symbols 302 and 306 to distinguish data of mobile stations transmitting data through the data symbols 302 and 306.
GP(308)는 현재 전송되고 있는 타임슬롯과 그 다음에 전송되는 타임슬롯 사이를 구별해 주는 역할을 수행하고, 상향 전송 타임슬롯 뒤에 하향 전송 타임슬롯이 오거나, 하향 전송 타임슬롯 뒤에 상향 전송 타임슬롯이 오는 경우 서로 간에 간섭 신호가 발생되지 않도록 구별해 주는 역할을 수행한다.The GP 308 serves to distinguish between the time slot being transmitted and the time slot being transmitted next, and the downlink transmission time slot is followed by the downlink transmission time slot or the uplink transmission time slot after the downlink transmission time slot. In this case, it plays a role of distinguishing each other from generating interference signals.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법이 적용된 이동국의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.4 is a configuration diagram schematically showing an internal configuration of a mobile station to which a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention is applied.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이동국(110)은 통신부(410), 채널간섭 측정부(420), 간섭정보 저장부(430), 제어부(440), 입력부(450) 및 표시부(460)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the
통신부(410)는 기지국으로 음성신호 또는 데이터를 송출하거나, 각 기지국으로부터 각각의 미드엠블이 포함된 신호를 수신한다.The
채널간섭 측정부(420)는 각 기지국으로부터 수신한 미드엠블을 근거로 모든 채널의 간섭을 측정한다.The channel
간섭정보 저장부(430)는 채널간섭 측정부(420)에 의해 측정된 각 채널의 간섭 정보를 저장한다.The interference
제어부(440)는 각 기지국으로부터 수신한 미드엠블을 근거로 모든 채널의 간섭을 측정하여 저장하고, 측정된 채널 간섭 정보가 기지국으로 전송되도록 제어한다.The
입력부(450)는 사용자로부터 통화나 데이터 전송에 관한 동작 명령을 입력받 는다.The
표시부(460)는 단말기의 동작 상태를 표시한다.The
전술한 구성의 이동국(110)은 자신이 위치해 있는 기준 셀의 제1 기지국(210)으로부터 미드엠블이 포함된 신호를 수신할 뿐만 아니라, 인접 셀의 제2 기지국(212) 및 제3 기지국(214)으로부터 미드엠블이 포함된 신호를 수신한다.The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 기능 블럭에 의한 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.5 is a schematic diagram showing an internal configuration of a functional block of a base station according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 기지국은 통신부(510), 가용채널 구성부(520), 우선순위 산출부(530), 채널 할당부(540), 제어부(550), 가용채널 데이터베이스(560)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the base station according to the present invention includes a
통신부(510)는 이동국(110)으로부터 채널 간섭 정보를 수신하거나, 할당 채널 정보를 이동국(110)으로 전송한다.The
가용채널 구성부(520)는 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 갱신하고, 각 사용자에 대한 사용 가능한 가용 채널 집합을 구성한다. 또한, 가용채널 구성부(520)는 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합에 채널을 추가하거나 채널을 제거한다.The available
또한, 가용채널 구성부(520)는 시간 계수를 위한 타이머를 포함하고, 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 허용 간섭 수준보다 작을 경우에, 타이머를 증가시키고, 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 허용 간섭 수준보다 클 경우에, 타이머 를 "0"으로 재설정하게 된다.In addition, the available
또한, 가용채널 구성부(520)는 타이머가 사전에 정의된 허용 간섭 수준의 시간이 되면, 해당 채널을 상기 가용 채널 집합에 추가시키고, 해당 사용자의 가용 채널 집합이 공집합으로 가용 채널이 존재하지 않는 경우에, 가장 작은 순시 간섭 크기를 갖는 채널을 가용 채널 집합에 추가하게 된다.In addition, when the timer reaches a predetermined allowable interference level, the available
그리고, 가용채널 구성부(520)는 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘는 채널을 가용 채널 집합에서 제거하게 된다.The available
우선순위 산출부(530)는 구성된 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출한다. 또한, 우선순위 산출부(530)는 할당하지 않은 다른 채널을 포함한 모든 채널의 간섭을 이용하여 우선순위 값을 계산하게 된다.The
채널 할당부(540)는 가용 채널 집합 내에서 채널 수가 적은 사용자부터 우선순위를 기준으로 채널을 할당한다. 또한, 채널 할당부(540)는 각 사용자별로 결정된 가용 채널 집합 내의 채널 수가 적은 사용자에게 우선적으로 채널을 할당하게 된다. 그리고, 채널 할당부(540)는 가용 채널 집합 내의 채널 수가 동일한 사용자들에 대해서, 계산된 우선순위 값을 기준으로 각 채널 별로 우선순위가 가장 큰 사용자를 선택하여 채널을 할당하게 된다.The
제어부(550)는 이동국(110)으로부터 수신한 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합을 구성하고, 구성된 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출한 후, 우선순위에 따라 각 사용자에 대한 채널을 할당하도록 제어한다.The
가용채널 데이터베이스(560)는 채널 간섭 정보를 근거로 구성된 가용 채널 집합을 저장하고, 우선순위를 기준으로 할당된 각 사용자에 대한 할당 채널 정보를 저장한다. 여기서, 가용채널 데이터베이스(560)는 기지국(120) 내에 구성할 수 있고, 기지국(120)과는 별개로 기지국(120)의 외부에 별도로 구성할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 제1 기지국(120)의 관할 영역 내에 위치해 있는 이동국(110)은 제1 기지국(120)과 제2 기지국(122) 및 제3 기지국(124)으로부터 미드엠블이 포함된 신호를 수신한다.Referring to FIG. 6, the
이동국(110)에서의 제어부(440)는 채널간섭 측정부(420)를 통해 각 기지국으로부터 수신한 미드엠블을 근거로 모든 채널의 간섭을 측정하고, 측정된 각 채널의 간섭 정보를 간섭정보 저장부(430)에 저장함과 더불어 채널 간섭 정보를 통신부(410)를 통해 제1 기지국(120)으로 전송한다(S610).The
제1 기지국(120)은 이동국(110)으로부터 수신한 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 갱신하여 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성한다(S620).The
여기서, 제1 기지국(120)은 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합에 채널을 추가하거나 채널을 제거하게 된다. Here, the
즉, 제1 기지국(120)에서 가용채널 구성부(520)는 채널 간섭 정보의 순시 간 섭 크기가 허용 간섭 수준보다 작을 경우에 타이머를 증가시키고, 채널 간섭 정보의 순시 간섭 크기가 상기 허용 간섭 수준보다 클 경우에 타이머를 "0"으로 재설정한다.That is, the available
가용채널 구성부(520)는 타이머가 사전에 정의된 허용 간섭 수준의 시간이 되면, 해당 채널을 가용 채널 집합에 추가시키고, 해당 사용자의 가용 채널 집합이 공집합으로서 가용 채널이 존재하지 않는 경우에, 가장 작은 순시 간섭 크기를 갖는 채널을 가용 채널 집합에 추가한다.The available
가용채널 구성부(520)는 채널 간섭 정보를 근거로 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘는 채널을 가용 채널 집합에서 제거한다.The available
여기서, 사용자 n의 채널 i의 시간 t에서의 순시 간섭의 크기를 In ,i(t)라 하고, 가용 채널 집합으로의 추가를 위해 사전에 정의된 허용 간섭 수준을 Ith , add라 하면, 가용채널 구성부(520)는 In ,i(t) < Ith , add 일 때마다 타이머를 증가시키고, In,i(t) ≥< Ith , add 이면 타이머를 "0"으로 재설정한다. 또한, 사용자의 가용 채널 집합이 공집합으로서, 가용 채널이 존재하지 않을 경우에, 가용채널 구성부(520)는 가장 작은 In ,i(t) 값을 갖는 채널을 가용 채널 집합에 추가한다.Here, the magnitude of instantaneous interference at time t of user n's channel i is referred to as I n , i (t), and the predefined allowable interference levels for addition to the set of available channels are I th , add , available
또한, 가용채널 구성부(520)는 다음 수학식 1과 같이 평균 간섭을 계산한다.In addition, the available
이때, α는 평균 계산을 위한 상수로서 0부터 1 사이의 값을 갖는다.In this case, α has a value between 0 and 1 as a constant for calculating the average.
가용채널 구성부(520)는 수학식 1과 같이 갱신되는 평균 간섭을 기준으로 하향링크 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘게 되면 해당 채널을 가용 채널 집합에서 제거하는 것이다.The available
이어, 제1 기지국(120)은 우선순위 산출부(530)를 통해 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 산출한다(S630).Subsequently, the
우선순위 산출부(530)는 할당하지 않은 다른 채널을 포함한 모든 채널의 간섭을 이용하여 우선순위 값을 계산한다.The
우선순위 산출부(530)는 하향링크 동적 자원 할당 과정에서 가용 채널 집합 내의 채널 수가 동일한 사용자에 대해서 다음 수학식 2와 같이 상대적인 우선순위를 계산한다.The
여기서, TSDL은 하향링크 채널의 집합을 나타내며, 
이어, 제1 기지국(120)은 전술한 바와 같은 과정으로 산출한 우선순위를 기준으로 각 사용자에 대한 채널을 할당한다(S640).Subsequently, the
제1 기지국(120)에서 채널 할당부(540)는, 각 사용자별로 결정된 가용 채널 집합 내의 채널 수가 적은 사용자에게 우선적으로 채널을 할당한다.In the
또한, 채널 할당부(540)는 가용 채널 집합 내의 채널 수가 동일한 사용자들에 대해서, 계산된 우선순위 값을 기준으로 각 채널 별로 우선순위가 가장 큰 사용자를 선택하여 채널을 할당한다.In addition, the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법에서, 기지국이 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 갱신하는 과정을 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a process of updating a set of available channels for each user based on channel interference information in a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 제1 기지국(120)에서 제어부(550)는 가용채널 구성부(520)를 통해 타이머가 사전에 정의된 허용 간섭 수준의 시간이 되었는지를 확인한다(S710).Referring to FIG. 7, the
제어부(550)는 타이머가 사전에 정의된 허용 간섭 수준의 시간이 되었는지를 확인하여, 가용 채널 집합에 제거할 채널이 있는지를 판단한다(S720).The
제거할 채널이 존재하는 경우에(S720-YES), 제어부(550)는 해당 채널을 가용 채널 집합에 제거시킨다(S730).If there is a channel to be removed (S720-YES), the
즉, 제어부(550)는 채널 간섭 정보를 근거로 가용채널 구성부(520)를 통해 가용 채널 집합 내의 채널 중에서 평균 간섭이 일정 수준을 넘는 채널을 가용 채널 집합에서 제거한다.That is, the
이어, 추가할 채널이 존재하는 경우에(S740-YES), 제어부(550)는 해당 채널 을 가용 채널 집합에 추가한다(S750).Subsequently, when there is a channel to be added (S740-YES), the
제어부(550)는 가용채널 구성부(520)를 통해 해당 사용자의 가용 채널 집합이 공집합으로서 가용 채널이 존재하지 않는 경우에, 가장 작은 순시 간섭 크기를 갖는 채널을 가용 채널 집합에 추가한다.The
제1 기지국(120)에서 제어부(550)는 전술한 바와 같은 과정을 사용자 1부터 사용자 n까지 반복하여, 가용 채널 집합에 채널을 추가하거나 제거한다.The
도 8은 본 발명에 따른 동적 자원 할당 방법에서, 각 방향에서의 간섭이 비교적 균일할 경우의 각 이동국의 가용 채널 분포를 나타낸 것이다. 8 illustrates an available channel distribution of each mobile station when the interference in each direction is relatively uniform in the dynamic resource allocation method according to the present invention.
도 8을 참조하면, 셀의 중앙 영역에서는 모든 채널에서의 간섭이 작으므로 이 영역에 위치한 사용자는 1, 2, 3번 채널 모두를 가용 채널 집합에 가지고 있다. Referring to FIG. 8, since interference in all channels is small in the center region of the cell, a user located in this region has all
반면에, 셀의 경계 영역에서는 대부분의 채널에서 큰 간섭을 가지게 되므로 세 개의 채널 중에서 가장 간섭이 작은 하나만을 가용 채널 집합 내에 포함하게 된다. On the other hand, since most of the channels have a large interference in the boundary region of the cell, only the smallest interference among the three channels is included in the available channel set.
한편, 가운데 영역에서는 2개의 채널을 가용 채널 집합 내에 포함하는 사용자들이 존재하게 된다.Meanwhile, in the middle region, users including two channels in the set of available channels exist.
도 9는 본 발명에 따른 동적 자원 할당 방법에서, 각 방향에서의 간섭이 균일하지 않을 경우에 해당하는 각 이동국의 가용 채널 분포를 나타낸 것이다.FIG. 9 illustrates an available channel distribution of each mobile station when the interference in each direction is not uniform in the dynamic resource allocation method according to the present invention.
도 9를 참조하면, 셀의 우측 방향으로부터 오는 간섭이 모든 채널에 대해 작 은 경우를 예시하고 있다. 셀의 우측 방향에 위치한 사용자는 1, 2, 3번 모든 채널에서 간섭이 작으므로 가용 채널 집합 내에 3개의 채널을 포함하고 있다. Referring to FIG. 9, the interference from the right direction of the cell is small for all channels. The user located in the right direction of the cell includes three channels in the available channel set because interference is small in all
한편, 셀의 우측을 제외한 나머지 방향에서 오는 간섭에 의해 좌측 영역을 제외한 셀 경계 영역에 위치한 사용자들은 모든 채널에서 어느 정도의 간섭을 받게 되며 이에 따라 가장 간섭이 작은 채널 1 개만을 가용 채널 집합 내에 포함하게 된다.On the other hand, users located in the cell boundary region except the left region receive some interference from all channels due to interference from the other directions except for the right side of the cell, so that only one channel having the least interference is included in the set of available channels. Done.
이와 같이 결정된 각 사용자 별 가용 채널 집합을 기반으로 기지국(120)은 각 사용자에게 적절한 채널을 할당하게 된다. Based on the determined set of available channels for each user, the
먼저, 하나의 채널만을 가용 채널 집합으로 갖는 사용자들에게 자원을 할당하고, 가장 많은 채널을 가용 채널 집합으로 갖는 사용자들에게 가장 마지막으로 자원을 할당한다. 동일한 수의 채널을 가용 채널 집합으로 갖는 사용자들에 대해서는 수학식 2와 같이 계산된 우선순위 값이 큰 사용자에게 우선적으로 자원을 할당 한다.First, resources are allocated to users having only one channel as an available channel set, and resources are allocated last to users having the most channels as an available channel set. For users who have the same number of channels as available channel sets, resources are preferentially allocated to users having a high priority value calculated as in
도 10은 본 발명에 따른 동적 자원 할당 방법에 따른 자원 효율성을 TD-SCDMA 시스템을 기반으로 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating resource efficiency according to a dynamic resource allocation method based on a TD-SCDMA system.
도 10을 참조하면, TD-SCDMA는 5ms길이의 서브프레임 안에 포함되는 6 개의 타임슬롯(time slot)을 상향링크와 하향링크에 분배 할당하고, 각 타임슬롯을 코드 분할하여 사용하는 다중 접속 방식이다. TD-SCDMA 시스템에서 64 kbps의 전송률의 서비스를 제공하기 위해서는 최대 2명의 사용자가 하나의 타임슬롯을 사용하게 된 다. 즉, 6 개의 타임슬롯을 통해 12 명의 사용자를 서비스 할 수 있다. Referring to FIG. 10, TD-SCDMA is a multiple access scheme in which six time slots included in a 5 ms long subframe are allocated to uplink and downlink, and each time slot is code-divided. . In TD-SCDMA system, up to two users use one timeslot to provide 64 kbps data rate. That is, 12 users can be serviced through 6 timeslots.
도 10과 같이 각 셀에 64 kbps 서비스를 받는 12 명의 사용자가 각각 위치해 있고, 셀 A(1010)와 셀 B(1020)는 6 개의 타임슬롯 중 3 개를 상향링크, 3 개를 하향링크로 사용하는 반면, 셀 C(1030)은 2 개의 타임슬롯을 상향링크, 4 개를 하향링크로 사용하고 있다. 즉, 셀 A와 B는 상,하향 각각 6 명씩의 사용자를 서비스하며, 셀 C는 상향에 4 명, 하향에 8 명을 서비스한다. As shown in FIG. 10, 12 users receiving 64 kbps services are located in each cell, and
도 10의 셀 C와 같은 경우, 셀 경계에 위치한 하향링크 사용자(1040)는 동적 자원 할당에 따라 큰 성능 차이를 보이게 된다. 셀 C가 하향링크로 사용하는 4 개의 타임슬롯 중 하나는 인접 셀 A, B에서 상향링크로 사용하고 있으며, 셀 A, B에서 셀 C근처에 위치한 사용자(1060, 1070)에게 이와 같은 교차 타임슬롯(crossed time slot)의 자원을 할당할 수도 있다. In the case of cell C of FIG. 10, the
이와 같이 교차 타임슬롯(crossed time slot)에 의한 인접 셀 간섭은 동적 자원 할당을 통해 셀 C의 기지국에서 사용자(1040)에게 작은 간섭 채널을 할당함으로써 해결 할 수 있다.As such, neighboring cell interference due to a crossed time slot can be solved by allocating a small interference channel to the
한편, 교차 타임슬롯(crossed time slot)에 의한 문제가 발생하지 않는다 하더라도 사용자(1050)와 같이 셀 경계에 위치해 있고 인접 셀의 사용자와 가까이에 위치해 있는 경우, 인접 셀로부터 동일 채널 간섭을 크게 받게 되며 이러한 경우 역시 동적 자원 할당을 통해 간섭이 작은 타임슬롯을 할당해 줌으로써 해결될 수 있다.On the other hand, even if the problem does not occur due to the crossed time slot (crossed time slot) is located at the cell boundary, such as the
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다수의 시분할(TDD) 채널을 사용하는 시분할(TDD) 방식 다중 채널 시스템의 기지국에서 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 하향링크에서, 사용자 단말기가 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 각 채널별 간섭을 측정하여 기지국으로 보고하고, 기지국에서 이를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 구성하며, 각 사용자별 가용 채널 집합 내의 모든 채널에 대한 우선순위를 계산한 후, 계산된 우선순위에 따라 사용자 단말기에 대한 채널 자원을 할당하는, 하향링크 동적 자원 할당 방법 및 시스템을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, in a downlink transmission of data from a base station to a user terminal in a time division (TDD) type multi-channel system using a plurality of time division (TDD) channels, the user terminal receives data received from the base station. It measures the interference for each channel for each channel and reports it to the base station.Based on this, the base station configures the available channel set for each user, calculates the priority for all channels in the available channel set for each user, and then calculates the priority. According to the present invention, a downlink dynamic resource allocation method and system for allocating channel resources for a user terminal can be realized.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all aspects. Should be. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
본 발명은 기지국에서 이동국으로 음성 또는 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에 적용할 수 있다. 또한, 기지국이 음성 또는 데이터를 전송하기 위해 각 이동국에 대해 채널을 할당하는 이동통신 시스템에 적용할 수 있다.The present invention can be applied to a mobile communication system for transmitting voice or data from a base station to a mobile station. Further, the present invention can be applied to a mobile communication system in which a base station allocates a channel to each mobile station for transmitting voice or data.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법이 적용된 이동통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a mobile communication system to which a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention is applied;
도 2는 본 발명이 적용된 TD-SCDMA 이동 통신망에서의 무선 전송의 기본 단위인 무선 프레임의 구성을 나타낸 도면,2 is a diagram illustrating a configuration of a radio frame that is a basic unit of radio transmission in a TD-SCDMA mobile communication network to which the present invention is applied;
도 3은 부 프레임 내의 타임슬롯의 구조를 도시한 도면,3 is a diagram showing the structure of a timeslot in a subframe;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법이 적용된 이동국의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,4 is a schematic diagram showing an internal configuration of a mobile station to which a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention is applied;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 기능 블럭에 의한 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,5 is a configuration diagram schematically showing an internal configuration by a functional block of a base station according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,6 is an operation flowchart for explaining a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 동적 자원 할당 방법에서, 기지국이 채널 간섭 정보를 근거로 각 사용자별 가용 채널 집합을 갱신하는 과정을 나타낸 흐름도,7 is a flowchart illustrating a process of updating a set of available channels for each user based on channel interference information in a downlink dynamic resource allocation method according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 동적 자원 할당 방법에서, 각 방향에서의 간섭이 비교적 균일할 경우의 각 이동국의 가용 채널 분포를 나타낸 도면,8 is a diagram illustrating an available channel distribution of each mobile station when the interference in each direction is relatively uniform in the dynamic resource allocation method according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 동적 자원 할당 방법에서, 각 방향에서의 간섭이 균일하지 않을 경우에 해당하는 각 이동국의 가용 채널 분포를 나타낸 도면, 그리고9 is a diagram illustrating an available channel distribution of each mobile station when the interference in each direction is not uniform in the dynamic resource allocation method according to the present invention; and
도 10은 본 발명에 따른 동적 자원 할당 방법에 따른 자원 효율성을 TD- SCDMA 시스템을 기반으로 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating resource efficiency according to a dynamic resource allocation method according to the present invention based on a TD-SCDMA system.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110 : 이동국 120 ~ 124 : 기지국110:
410 : 통신부 420 : 채널간섭 측정부410: communication unit 420: channel interference measurement unit
430 : 간섭정보 저장부 440 : 제어부430: interference information storage unit 440: control unit
450 : 입력부 460 : 표시부450: input unit 460: display unit
510 : 통신부 520 : 가용채널 구성부510: communication unit 520: available channel configuration unit
530 : 우선순위 산출부 540 : 채널 할당부530: priority calculating unit 540: channel allocation unit
550 : 제어부 560 : 가용채널 데이터베이스550: control unit 560: available channel database
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