KR101002909B1 - 셀룰러 통신 시스템 내의 자원 교환 디스커버리 - Google Patents

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Abstract

셀룰러 통신 시스템은 매체 접근 제어(MAC) 프레임 구조의 자원 할당에 있어서 원격 단말들에 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들을 전송하는 한 세트의 기지국(201, 203)을 포함한다. 디스커버리 메시지들은 한 기지국이 다른 기지국에 재할당에 이용가능한 자원을 갖거나, 한 기지국이 다른 기지국으로부터 할당될 자원을 찾고 있다는 것을 나타낼 수 있다. 원격 단말(205)은 적어도 제1 기지국(201)으로부터 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들중 제1 메시지를 수신하는 수신기(401, 403)를 포함한다. 디스커버리 메시지 송신 프로세서(407)는 제1 메시지로부터 결정된 자원 교환 데이터를 포함하는 업링크 자원 교환 메시지인 제2 메시지를 생성하여 제2 기지국(203)에 전송한다. 이어서 제2 기지국(203)은 제2 메시지 수신에 응답하여 제1 기지국에 의해 일시적 무선 인터페이스 자원 재할당을 개시한다.
셀룰러 통신 시스템, 매체 접근 제어, 디스커버리 메시지, 재할당, 무선 인터페이스

Description

셀룰러 통신 시스템 내의 자원 교환 디스커버리{RESOURCE EXCHANGE DISCOVERY IN A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 셀룰러 통신 시스템에서의 자원 교환 디스커버리(resource exchange discovery)에 관한 것으로 특히, 독점적이지는 않지만 IEEE 802.16 네트워크 또는 IEEE 802.22 네트워크에서 자원 교환에 관한 것이다.
지난 수십년간 무선 통신 시스템은 유비쿼터스화 되어 왔다. 예를 들어, 이동 통신 시스템등의 셀룰러 통신 시스템, 브로드밴드 Wireless Metropolitan Area Networks(WMAN) 및 무선 Loacl Area Networks(WLANs)은 효율적인 통신 서비스를 예를 들어, 이동 통신 장치에 제공하는 수단으로서 널리 보급되어 왔다. 그러나 무선 통신 시스템 보급의 증가로 무선 인터페이스 자원에 대한 필요가 급격히 증가되게 되었고, 이용가능한 자원을 효율적으로 융통성 있게 이용할 필요가 무선 시스템의 향후 발전을 위해 필수적으로 되었다.
무선 인터페이스 자원 이용을 효율적으로 증가시키기 위해 제안된 방법은 다수의 독립 네트워크들이 같은 주파수 스펙트럼을 사용할 수 있는 스펙트럼 공유이다. 주파수 스펙트럼은 각각의 네트워크들이 전송을 위해 다른 시간 간격들에 할당되어 있는 시분할에 의해 공유될 수 있다.
그러나 각 네트워크들에 대한 자원 요건이 급격히 변화하기 쉬우므로 다른 네트워크들에의 자원의 정적 할당은 일반적으로 이용가능한 자원을 최적으로 이용하지 못하게 된다. 그러나 공유 무선 인터페이스 자원의 각 네트워크들에의 동적 할당을 위한 현재의 방법들은 대개 복잡하므로, 각 네트워크들에 자원 공유 및 성능면에서 차선의 방법이다.
특히, 시공(space time) 변화 스펙트럼 사용은 같은 지리적 영역에서 같거나 다른 오퍼레이터들에 의해 동작된 여러 무선 액세스 시스템들 사이의 동적 스펙트럼 공유를 필요로 한다. 예를 들어, 소정의 무선 인터페이스 자원은 일반적으로 각 시스템 및/또는 셀에 고정 량의 자원을 할당함으로써 분할될 수 있다. 그러나 소정 셀 또는 시스템이 할당된 자원을 완전하게 이용하지 못하는 경우, 이 자원은 다른 시스템 또는 셀에 일시적으로 재할당되는 것이 바람직하다. 이러한 동적 재할당은 예를 들어, 비사용 자원을 갖는 제1 셀(primary cell)이 다른 셀들에 자원을 제공할 수 있는 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 이러한 제2 셀(secondary cell)들은 다른 셀들 또는 시스템들로부터 수신된 오퍼(offer)에 따라 하나 이상의 제2 셀들에 자원이 일시적으로 재할당될 수 있도록 예를 들어 자원에 입찰할 수 있다.
이러한 방식으로, 주파수 스펙트럼 자원, 시간 간격 자원 또는 코드 자원 등의 자원은 제1 셀들이 사용하지 않은 경우, 제2 시스템들 또는 셀들이 2차로 사용하도록 동적 및 일시적으로 재사용될 수 있다. 특히, 이러한 자원 공유는 제1 셀(제공자(offerer))이 추가의 무선 자원을 요구하는 하나 이상의 제2 셀들(임차 자(renter))에 무선 자원을 일시적으로 임대할 수 있는 멀티 셀 레벨에서 접근될 수 있다. 이러한 셀룰러 시스템의 일례가 도 1에 도시되어 있다.
이러한 셀들 사이의 공유는 공존 지역(co-existence neighborhood)에서 무선 인터페이스 MAC 프레임 구조의 공유를 통해 수행될 수 있다. 따라서 셀들 사이의 동적 실시간 및 분배식 임대 프로토콜은 MAC 레벨에서 사용될 수 있다. 경쟁하는 제2 셀들 사이의 무선 자원 스케줄링은 경매 인스파이어드(inspired) 메커니즘과 조합된 임대 프로토콜로 제어될 수 있다. 이러한 시스템의 일례를 예를 들어 [D. Grandblaise, K. Moessner, G. Vivier, R. Tafazolli, "Credit token based scheduing for inter BS Spectrum Sharing", 4th Karlsruhe Workshop on Software Radios (WSR'06), Karlsruhe, Germany, 22-23 March 2006]에서 볼수 있다.
이러한 방법은 셀들 사이의 자기 지배(a self of governance) 무선 자원 할당을 가능케 한다. 그러나 예를 들어, 이러한 임대 메커니즘의 실시는 포함된 기지국들이 이용가능하고 원하는 자원에 대한 정보를 교환하기 위한 효율적인 메커니즘을 필요로 한다.
이러한 정보 교환은 일반적으로 많은 통신 시스템에서 방해가 되고 신뢰할 수 없다. 예를 들어, 통신은 모든 기지국들을 상호접속하는 고정 네트워크를 통해 수행될 수 있지만, 이는 사실상 상호접속 네트워크에서 필요한 통신 자원을 증가시키기 쉬우므로 실시 및 동작 비용을 증가시킨다. 또한, 이러한 방법은 예를 들어 다른 시스템들이 서로 모르거나 통신을 위한 유선 인터커넥션을 갖지 않는 경우, 매우 융통성이 없기 쉽다.
다른 선택은 모든 기지국들이 예를 들어, 모든 인접 기지국들과 직접 물리적 RF 링크를 갖는 것이다. 그러나 이는 항상 가능하지는 않으며(긴 거리 및/또는 나쁜 무선 전파 조건으로 인해), 복잡하게 될 수 있으며, 및/또는 기지국들에서 추가의 회로를 필요로 할 수 있으므로 크기 및 비용을 증가시킨다. 더욱이 이는 예를 들어, 새로운 기지국이 도입된 경우 업그레이드하는데 융통성이 없고 방해가 된다.
따라서 개선된 통신 시스템이 바람직하고, 특히, 자원 공유에 지원을 개선하고 또한 융통성을 증가시키고, 실시를 용이하게 하고, 복잡도를 감소시키고, 비용을 감소시키고, 자원 공유를 개선하고, 용량을 증가시키고, 및/또는 성능을 개선하는 시스템이 바람직하다.
따라서 본 발명은 전술한 단점들중 하나 이상을 단독으로 또는 어떤 조합으로 바람직하게 경감, 완화 또는 제거하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 매체 접근 제어(MAC) 프레임 구조의 자원 할당에 있어서 원격 단말들에 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들(discovery messages)을 전송하도록 되어있는 한 세트의 기지국들; 한 세트의 기지국들중 적어도 제1 기지국으로부터 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들중 제1 메시지를 수신하는 수단, 제1 메시지로부터 결정된 자원 교환 데이터를 포함하는 업링크 자원 교환 메시지인 제2 메시지를 생성하는 수단, 제2 기지국에 제2 메시지를 전송하는 수단을 포함하는 적어도 하나의 원격 단말을 포함하고, 제2 기지국은 제2 메시지의 수신에 응답하여 제1 기지국에 의해 일시적 무선 인터페이스 자원 재할당을 개시하도록 되어있는 셀룰러 통신 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면 자원 공유가 개선되고 및/또는 자원 이용이 개선될 수 있다. 자원 공유의 효율적 관리가 이루어질 수 있다. 하나의 기지국에 대한 공칭 자원 할당의 모두 또는 그 일부가 실제적이고 효율적인 방식으로 다른 기지국에(또는 복수의 다른 기지국들에) 재할당될 수 있다. 특히, 자원 이용성 및 요건에 대한 정보의 효율적 보급이 달성되어 자원 교환이 이루어질 수 있다. 본 발명에 의해 위의 정보가 신뢰성있는 및/또는 복잡도가 낮은 메커니즘을 이용하여 통신될 수 있다.
본 발명에 따르면 특히, 공유를 위해 자유로운/이용가능한 자원들을 식별/검출하는 효율적인 수단을 제공함으로써 효율적인 스펙트럼 재사용 기회를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면 복잡도가 낮은 동작 및 복잡도가 낮은 장비가 사용될 수 있다. 특히, 데이터 통신을 위해 사용된 많은 기능이 자원 교환 메커니즘을 지원하도록 재사용될 수 있다.
제1 및 제2 기지국은 예를 들어, 같은 오퍼레이터에 의해 동작되는 같은 네트워크의 기지국들일 수 있거나 또는 예를 들어, 할당된 무선 인터페이스 할당의 독립 자원 할당을 이용할 수 있고 및/또는 독립적으로 관리 및 제어될 수 있는 다른 네트워크들 또는 액세스 시스템들의 기지국들일 수 있다. 통신 네트워크들은 예를 들어, 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템들일 수 있다. 예를 들어, 통신 네트워크들은 IEEE 802.11 네트워크 등의 무선 Local Area Networks(WLANs) 또는 IEEE 802.16 네트워크 등의 브로드밴드 와이어리스 무선 액세스 시스템 또는 IEEE 802.22 등의 무선 Regional Area Networks(WRANs)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 기지국들은 같은 액세스 기술을 사용할 수 있거나 다른 액세스 기술을 사용할 수 있다. 예를 들어, 하나의 기지국은 IEEE 802.11 표준을 따를 수 있고, 다른 기지국은 IEEE 802.16 표준을 따를 수 있다.
본 발명은 인가 및 비인가 시스템들에 적용될 수 있다.
본 발명은 몇몇 실시예들에서 분배 및 실시간 방식으로 스펙트럼 공유를 가능케하거나 용이하게 할 수 있다. 특히, 본 발명은 피어 투 피어(peer-to-peer) 배치를 이용하여 기지국들 사이에서 스펙트럼 공유를 위한 메커니즘을 제공할 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면 제1 기지국은 다른 기지국들에 위해 이용가능한 무선 인터페이스 자원을 갖는 기지국이고, 제1 메시지는 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 표시를 포함하는 디스커버리 메시지이다.
본 발명은 다른 기지국들에 자원 공유를 위해 이용가능한 무선 인터페이스 자원에 대한 정보를 보급하는 효율적인 수단을 제공할 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면 제2 기지국은 제1 원격 단말에 자원 평가 명령을 전송하는 수단을 포함하고; 제1 원격 단말은 자원 평가 명령에 응답하여 자원 평가 기준을 결정하는 수단을 포함하고; 전송 수단은 이용가능한 무선 인터페이스 자원이 자원 평가 기준과 부합하는 경우에만 제2 메시지를 전송하도록 되어있다.
따라서 동작 및/또는 성능을 개선할 수 있다. 특히, 상기 특징에 의해 통신 요건을 줄일 수 있고, 및/또는 제2 기지국에 의해 수행된 동작의 복잡도를 덜하게 할 수 있고 및/또는 줄일 수 있다. 특히, 상기 특징에 따르면 무선 인터페이스를 통한 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.
자원 평가 기준은 예를 들어, 복잡한 알고리즘, 또는 특정 스레숄드(specific threshold)에 대한 자원 파라미터의 비교와 같은 단순 비교일 수 있다. 자원 평가 명령은 소정의 자원 평가 기준의 범위에서 하나의 자원 평가 기준을 나타내는 단순한 명령일 수 있고, 예를 들어, 복잡한 자원 평가 알고리즘일 수 있다. 예를 들어, 자원 평가 명령은 다운로드가능한 수행가능한 코드일 수 있고, 및/또는 한 세트의 파라미터 및/또는 특정 평가 정책을 정의하는 요건일 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면, 제1 기지국은 다른 기지국들로부터 이용가능한 무선 인터페이스 자원을 요구하는 기지국이고, 제1 메시지는 상기 요구된 무선 인터페이스 자원의 표시를 포함하는 디스커버리 메시지이다.
본 발명은 무선 인터페이스의 일시적 추가 할당을 제공받고자 하는 기지국으로부터 다른 기지국들로 자원 공유를 위해 무선 인터페이스 자원 요건 또는 요구에 대한 정보를 보급하는 효율적인 수단을 제공할 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면, 제1 및 제2 기지국은 적어도 제1 및 제2 기지국을 상호접속하는 고정 네트워크를 이용하는 통신을 기초로 협상 프로세스를 통해 일시적 무선 인터페이스 자원 할당을 이루도록 되어있다.
따라서 효과적인 실시를 제공할 수 있으며, 특히, 자원 할당 프로세스의 다른 단계들에서 통신 기회의 최적 사용을 제공할 수 있다. 특히, 한 시스템에서 디스커버리 메시지들의 효율적으로 분배된 보급이 자원 교환을 수행하도록 신뢰성 있고 집중화된 목표한 프로세스와 조합될 수 있다. 예를 들어, 상기 특징에 의해 효율적인 자원 재할당이 고정 네트워크에서 집중형 서버에 의해 지원될 수 있으면서 고정 네트워크에서 통신 요건을 낮게 유지할 수 있다.
제1 및 제2 기지국은 특히, 집중형 서버를 통해 협상하도록 될 수 있다. 고정 네트워크는 코어 네트워크(core network) 및/또는 반 영구(일반적인 호들보다 긴 듀레이션(duration) 동안 존재) 통신 링크들에 의해 기지국들을 접속하는 백홀 네트워크(backhaul network)일 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면, 원격 단말은 비서빙(non-serving) 기지국들로부터 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들을 수신하도록 되어있다.
따라서 원격 단말들이 다른 셀들 사이에서 자원 교환을 효과적으로 지원할 수 있는 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면, MAC 프레임 구조는 자원 이용가능성 메시지들을 위한 제1 자원 할당 수 및 자원 요구 메시지들을 위한 제2 자원 할당 수를 포함한다.
따라서 용이한 관리가 가능한 동시에 효율적인 동작을 보증할 수 있다. 상기 제1 및 제2 수는 같을 수 있다. 각 자원 할당은 디스커버리 메시지 전송을 위한 시간 간격일 수 있다.
다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들은 이용가능한 자원을 갖는 기지국들로부터의 자원 이용가능성 메시지들 및 자원을 요구하는 기지국들로부터의 자원 요구 메시지들을 포함할 수 있다.
MAC 프레임 구조는 상기 한 세트의 기지국들에 의해 공유된 프레임 구조일 수 있고, 한 세트의 기지국들은 이 MAC 프레임 구조에 동기화된 프레임일 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면, MAC 프레임 구조는 반복하는 MAC 프레임 구조이고, 셀룰러 통신 시스템은 자원 교환을 시도하는 다수의 기지국들에 응답하여 제1 수와 제2 수중 적어도 하나를 설정하는 수단을 더 포함한다.
따라서 프레임 구조에서 자원 이용을 개선할 수 있으며, 특히, 디스커버리 메지지들이 현재 요건에 적용되도록 자원을 이용할 수 있다. 예를 들어, 제1 수는 다른 기지국들에 자원을 제공하고자 하는 다수의 기지국들에 대응하여 및/또는 다른 기지국들로부터 자원을 얻고자 하는 다수의 기지국들에 대응하여 결정될 수 있다. 유사하게, 제2 수는 다른 기지국들에 자원을 제공하고자 하는 다수의 기지국들에 대응하여 및/또는 다른 기지국들로부터 자원을 얻고하 하는 다수의 기지국들에 대응하여 결정될 수 있다.
본 발명의 임의의 특징에 따르면, 셀룰러 통신 시스템은 관련 무선 인터페이스 자원의 타이밍 특성에 응답하여 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들에 대해 MAC 프레임 구조에서 자원 슬롯들의 할당을 결정하는 수단을 더 포함한다.
따라서 동작을 개선할 수 있으며 및/또는 보다 효율적으로 자원을 이용할 수 있다. 예를 들어, 먼저 시작하는 자원 할당과 관련된 디스커버리 메시지들이 나중 시작하는 자원 할당과 관련된 디스커버리 메시지들 보다 높은 우선순위를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 셀룰러 통신 시스템에서 자원 교환 디스커버리 방법이 제공되는데, 이 방법은, 한 세트의 기지국들이 매체 접근 제어(MAC) 프레임 구조의 자원 할당에 있어서 원격 단말들에 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들을 전송하는 단계; 적어도 하나의 원격 단말이 한 세트의 기지국들중 적어도 제1 기지국으로부터 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들중 제1 메시지를 수신하는 단계, 제1 메시지로부터 결정된 자원 교환 데이터를 포함하는 업링크 자원 교환 메시지인 제2 메시지를 생성하는 단계, 제2 기지국에 제2 메시지를 전송하는 단계, 및 제2 기지국이 제2 메시지의 수신에 응답하여 제1 기지국에 의해 일시적 무선 인터페이스 자원 재할당을 개시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이들 및 기타 애스펙트들, 특징들 및 장점들은 이하 개시되는 부속 청구범위 및 실시예(들)로부터 명확해 질 것이고, 이들을 참조하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 일 예로서만 기술한다.
도 1은 자원 교환을 이용하는 통신 시스템의 일례를 도시한다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 통신 시스템의 일례를 도시한다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 MAC 프레임의 일례를 도시한다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 기지국의 일례를 도시한다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 원격 단말의 일례를 도시한다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 자원 교환 디스커버리 방법의 일례를 도시한다.
이하의 설명은 브로드밴드 Wireless Metropolitan Area Networks(WMAN) 및 특히, Institute of Electrical Engineers(IEEE) 802.16 표준 통신 시스템에 이용가능한 본 발명의 실시예들을 대상으로 한다. 그러나 본 발명은 이 응용으로 한정되지 않고, 예를 들어, WANs, 또는 IEEE 802.22(WRANs), GSM 또는 UMTS 등의 셀룰러 통신 시스템을 포함하는 많은 다른 시스템들에 적용될 수 있다. 본 발명은 인가 및 비인가 시스템들에 적용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 통신 시스템의 일례를 도시한다.
이 시스템에서, 제1 및 제2 기지국(201, 203)은 다수의 원격 국들을 지원하는데, 3개의 원격 국(205, 207, 209)이 도시되어 있다. 기지국(201, 203)은 특히 이 기술의 당업자에게 알려진 IEEE 802.16 표준에 따라 동작하는 WMAN 기지국들이다.
기지국(201, 203)은 기지국(201, 203) 사이에서 데이터가 교환되도록 하고, 다른 네트워크들에게 게이트웨이를 제공하는 고정 네트워크(211)로 상호접속되어 있다. 특히, 고정 네트워크는 기지국들에 대한 제어 및 관리 기능뿐만 아니라 인터넷에 대한 게이트웨이를 갖는다. 따라서 기지국(201, 203)은 특히, 원격 단말(205-209)에 대한 인터넷 액세스를 제공할 수 있다.
물론, 몇몇 실시예들에서, 기지국들, 원격 국들 및 고정 네트워크는 같은 오 퍼레이터에 의해 지원되고, 같은 액세스 기술을 사용하는 같은 통신 네트워크의 일부일 수 있다. 따라서 각각의 기지국들에 의해 지원된 셀들은 소정 영역을 커버하는 인접 셀들일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 및 제2 기지국(201, 203)은 다른 오퍼레이터들에 의해 관리되는 다른 네트워크들의 일부일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 고정 네트워크(211)은 적합한 인터페이스 기능으로 함께 결합된 두 개의 별개의 네트워크들을 포함할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 기지국(201, 203)은 같은 액세스 기술을 사용하거나 다른 액세스 기술을 사용할 수 있으며, 특히, OFDMA(직교 주파수 듀플렉스 다중 액세스)에 기반한 다른 IEEE 무선 네트워크 표준 또는 임의의 멀티 캐리어 기반 시스템에 부합할 수 있다.
도 2의 시스템에서, 기지국(201, 203)은 무선 인터넷 액세스를 제공하는 IEEE 802.16 기지국들이다. 이 예에서, 각 기지국은 예를 들어, 대도시권에 액세스를 제공하는 비교적 큰 셀을 지원한다. 또한, 이 예에서, 제1 및 제2 기지국(201, 203)은 다른 액세스 네트워크들에 속한다. 다른 액세스 네트워크들은 특히, 다른 오퍼레이터들에 의해 동작되는 네트워크들의 다른 인터넷 액세스 지점들이다. 따라서 이 예에서, 고정 네트워크(211)는 제1 네트워크와 제2 네트워크의 두 개의 인터넷 액세스 네트워크를 포함한다. 이들 개별 액세스 네트워크들은 직접적으로 결합되거나 또는 예를 들어, 인터넷을 통해서만 결합될 수 있고, 단지 제한된 공유 기능(예컨대, 이하에 기술하는 자원 재할당 기능)을 가질 수 있다.
따라서 도 2의 시스템에서, 다른 기지국(201, 203)은 부분적으로 또는 완전 히 중첩할 수 있는 다른 셀들에서 원격 국(205-209)에 인터넷 액세스를 제공한다. 도 2의 설명은 두 개의 다른 네트워크에 속하는 두개의 기지국들을 대상으로 하지만, 일반적인 응용은 큰 수의 네트워크들을 포함할 수 있으며, 각 네트워크는 큰 수의 기지국들을 포함할 수 있음은 물론이다.
도 2의 예에서, 다른 네트워크들은 같은 주파수 스펙트럼이 모든 네트워크들의 무선 인터페이스 통신에 의해 사용되는 스펙트럼 공유를 이용한다. 이 특정 실시예에서, 네트워크들은 네트워크들이 다른 시간에서 전체 주파수 스펙트럼에 액세스를 가질 수 있도록 시간 분할을 사용한다.
특히, 네트워크들은 무선 인터페이스에서 같은 MAC(Media Access Control) 프레임 구조를 사용하도록 되어있다. 네트워크들은 또한 무선 인터페이스를 통한 전송을 위해 MAC 프레임들이 프레임 동기화되도록 동기화 되어있다.
이 예에서, 네트워크들(기지국들) 각각은 각 프레임 내의 특정 시간 간격에 대응하는 공칭 자원 할당으로 할당된다. 특히, 다운링크(순방향 링크) 및 업링크(역방향 링크) MAC 프레임들은 같은 크기의 3개의 시간 간격으로 분할되는데, 하나의 시간 간격은 네트워크들(기지국들) 각각에 할당된다. (이 예에서, 업링크 및 다운링크 통신은 시분할 듀플렉스를 사용할 수 있거나, 다른 캐리어들이 업링크 및 다운링크에 사용되도록 주파수 분할 듀플렉스를 사용할 수 있다).
따라서 할당된 시간 간격내에서 적합한 네트워크들(기지국들)이 무선 인터페이스를 통해 자유롭게 통신하지만, 이는 다른 네트워크들(기지국들)에 할당된 시간 간격 동안에는 허용되지 않는다.
각각의 네트워크들은 네트워크들의 동작을 독립적으로 관리 및 제어한다. 특히, 네트워크들 각각은 소정 무선 인터페이스 자원을 임의 시간에 할당받으며, 이 무선 인터페이스 자원 할당의 관리는 다른 네트워크들의 동작을 전혀 고려하지 않고 수행된다. 따라서 특히, 각 네트워크에서 각 호들 및 기지국들에 대한 자원의 할당은 네트워크에 할당된 자원을 고려하지만 다른 통신 시스템들이 그들에 할당된 자원을 관리하는 방식은 고려하지 않고 수행된다.
스펙트럼 공유는 자원의 효율적인 공유를 제공할 수 있지만, 정적 할당은 각 네트워크들의 동적 및 다른 자원 요건을 고려할 수 없으므로 비효율적이다.
도 2의 시스템에서, 공통 주파수 대역의 자원 공유는 한 네트워크로부터 다른 네트워크로의 공칭 자원 할당의 자원에 대한 일시적 자원 재할당에 의해 개선될 수 있다. 특히, 도 2의 시스템은 한 네트워크(기지국)로부터 다른 무선 자원 수요가 있는 다른 네트워크(기지국)로 비사용 자원을 일시적으로 재할당할 수 있는 자원 재할당 서버(213)를 포함한다. 특히, 한 네트워크(기지국)가 할당된 시간 간격중 일부만을 사용하는 경우, 이 네트워크(기지국)에 할당된 시간 간격은 일시적으로 감소될 수 있는 반면, 다른 네트워크(기지국)에 할당된 시간 간격은 증가될 수 있다.
스펙트럼의 재할당은 예를 들어, 추가의 자원을 요구하는 네트워크들(기지국)이 다른 네트워크들(기지국)로부터 이용가능한 자원에 입찰하는 입찰 프로세스에 응답하여 수행될 수 있다. 따라서 소정의 네트워크 또는 기지국은 무선 인터페이스 자원을 이 자원에 더 수요가 있는 다른 네트워크 또는 기지국에 효과적으로 임대할 수 있다. 이용가능한 자원을 갖는 네트워크는 임의의 비용으로 이 자원이 이용될 수 있음을 나타낼 수 있다. 그러면 다른 네트워크는 그 비용을 지불할 준비가 되었음을 나타낼 수 있고, 그에 따라 자원 재할당 서버(213)가 특정 듀레이션 동안 자원을 재할당하고, 교환 비용을 기록하게 된다. 비용은 예를 들어, 금전적 가치에 대응할 수 있으며, 예를 들어 나중에 자원을 임대할 임대 네트워크(기지국)에 의해 사용될 수 있는 크레디트 토큰(credit tokens)에 대응할 수 있다.
이하에서, 다른 셀들에 재할당을 제안하고 있는 이용가능한 자원을 갖는 셀을 제1 셀이라 하는 한편, 추가 자원에 수요가 있는 셀을 제2 셀이라 한다.
기술한 방법은 셀들 및/또는 네트워크들 사이의 자기 지배 무선 자원 할당을 가능케 한다. 그러나 이러한 시스템의 실시는 제2 셀들이 제1 셀들의 오퍼를 알 수 있는 또한 제2 셀들이 추가 자원을 구하고 있다는 것을 제1 셀들에게 알리는 디스커버리 절차들을 필요로 한다. 도 1의 시스템에서, 이러한 디스커버리는 RF(무선 주파수)가 다른 셀들(기지국들) 사이를 연결할 때 원격 단말들의 사용을 기반으로 기지국들 사이의 무선 시그널링을 사용하여 수행된다.
특히, 도 1의 시스템은 다운링크 방향에서 원격 단말들에 자원 교환 디스커버리 메시지들이 전송될 수 있게 한다. 메시지들은 MAC 프레임 구조와 동기화된 공통 프레임의 자원 할당중 전송된다. 서빙 셀과 인접 셀 사이의 중첩 영역 내에 원격 단말들이 위치하고, 인접 셀로부터 원격 단말들이 다운링크 디스커버리 메시지를 수신해서 서빙 기지국에 전송되는 업링크 메시지를 생성한다. 업링크 메시지는 인접 기지국들로부터 이용가능하거나 또는 이 기지국들에 의해 탐색되는 자원에 대한 정보를 포함하고, 이 업링크 메시지에 의해 서빙 기지국은 일시적 자원 할당의 개시 여부를 결정할 수 있다.
특히, 시스템은 스펙트럼 공유 기회 디스커버리를 가능케 하는 MAC 레벨(무선을 통해)에서 효율적인 시그널링 절차를 제공한다. 시스템은 다운링크 디스커버리 메시지들을 원격 단말들에 전송하는데 사용되는 MAC 프레임에서 특정 시간 간격들(광고 시간 간격들(Advertisement Time Intervals)-ATIs이라고 함)을 제공한다. 따라서 제1 셀들이 인접 제2 셀들에 임대를 위한 이용가능한 자원에 대한 정보를 광고할 수 있다. 또는 혹은 또한 제2 셀들이 임대할 추가 무선 자원들에 대한 요구를 인접 셀들에게 알릴 수 있다.
도 3은 소정 주파수 채널에서 이용된 MAC 프레임 구조의 일례를 도시한다. 도면은 제1과 제2 셀들 사이의 일시적 무선 인터페이스 자원 재사용 기회의 디스커버리를 가능케 하거나 용이하게 하는 MAC 프레임 구조의 일례를 도시한다. MAC 프레임은 다음과 같이 구성된다.
● 광고 디스커버리 시퀀스가 아래의 두 경우에 대해 디스커버리를 지원하도록 데이터 프레임 내에 주기적으로 삽입된다(기간 Ts).
○ 제2 셀들에 의한 제1 셀 오퍼들의 디스커버리
○ 제1 셀들에 의한 제2 셀 요구들의 디스커버리
● 제1 셀 오퍼들의 디스커버리는 이후 제1 광고 시간 간격(PATIs)이라고 하는 프레임 구조의 반전 시간 간격들에서 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들 을 전송함으로써 가능하게 된다.
● 제2 셀 요구들의 디스커버리는 제2 광고 시간 간격(SATI)이라고 하는 프레임 구조의 반전 시간 간격들에서 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들을 전송함으로써 가능하게 된다.
소정 프레임 반복 내의 PATI(NPATI) 및 SATI(NSATI)의 수는 시스템의 환경에 대응하여 특히, 현재 액티브 상태의 제1 및/또는 제2 셀들의 수에 대응하여 조정될 수 있다. 따라서 디스커버리를 위해 이용가능한 자원의 보다 효율적인 이용을 할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, PATIs 및 SATIs의 수는 프레임 구조 #n 내에서 같다. 그러나 다른 예들에서는 프레임 반복에서 다른 수의 PATIs 및 SATIs가 있을 수 있다. 또한, PATIs 및 SATIs는 도면에 도시한 바와 같이 교대로 인터리브될 필요는 없다. PATI + SATI(NPATI + NSATI)의 총수는 공존 지역 내의 가능한 인접자들의 총수에 의해 제한될 수 있다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 기지국의 일례를 도시한다. 이 특정 예에서, 제1 및 제2 기지국(201, 203)은 사실상 동일할 수 있으며, 기지국들 모두는 도 4에 도시된 기능을 포함한다. 특히, 도 4는 제1 기지국(201)과 관련하여 기술된다.
제1 기지국(201)은 통신 시스템의 무선 인터페이스를 통해 원격 단말들과 통신하게 되어있는 트랜시버(401)를 포함한다. 특히, 트랜시버(401)는 IEEE 802.16 표준에 따라 원격 단말들과 통신하도록 동작할 수 있다.
트랜시버(401)는 원격 단말들에 대한 업링크 및/또는 다운링크 통신을 위해 자원 할당을 관리하도록 동작할 수 있는 자원 프로세서(403)에 접속되어 있다. 특히, 자원 프로세서(403)는 원격 단말들로부터의 자원 요구들을 수신하고, MAC 프레임의 시간 간격들을 원격 단말들에 할당하는 기능을 포함한다. 이 설명은 기지국(201)에 위치한 자원 프로세서(201)를 대상으로 하지만, 기능의 일부 또는 모두는 다른 실시예들에서, 고정 네트워크(211)의 일부인 기지국 제어기에서와 같이 통신 시스템의 다른 요소들에서 실시될 수 있음은 물론이다.
자원 프로세서(403)는 고정 네트워크(211)의 다른 네트워크 요소들과 통신할 수 있는 네트워크 인터페이스(405)에 접속되어 있다. 특히, 자원 프로세서(403)는 고정 네트워크(211)의 자원 제어기로부터 제1 기지국(201)의 셀에 대한 자원 할당을 수신할 수 있다. 특히, 자원 프로세서(403)는 네트워크 인터페이스(405)를 통해 자원 재할당 서버(213)와 통신할 수 있다.
자원 프로세서(403)는 또한 디스커버리 메시지 송신 프로세서(407)에 접속되어 있다. 자원 프로세서(403)는 특히, 제1 기지국(201)의 셀 내에서 현재의 자원 이용을 모니터할 수 있다. 자원 프로세서(403)가 현재 사용되지 않거나 가까운 장래에 사용될 것 같은 이용가능한 자원이 있다고 결정한 경우, 자원 프로세서는 일시적 재할당을 위해 다른 셀들 및/또는 네트워크들에 이 자원이 제공될 수 있다고 결정할 수 있다. 따라서 자원 프로세서는 자원 이용가능성에 대한 정보를 디스커버리 메시지 송신 프로세서(407)에 제공한다. 디스커버리 송신 프로세서(407)는 이에 응답하여 자원 이용가능성 메시지의 형태로 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지를 생성한다. 이 메시지는 다른 셀들에 임대를 위해 이용가능한 자원의 표시를 포함한다.
디스커버리 메시지 전송 프로세서(407)는 MAC 프레임의 PATI에서 자원 이용가능성 메시지를 전송하는 트랜시버(401)에 접속되어 있다.
또한, 자원 프로세서(403)는 제1 기지국(201)의 셀 내의 현재의 자원 이용이 전 용량에 근접하여 추가의 무선 인터페이스 자원이 바람직하다고 검출할 수 있다. 이에 따라 자원 프로세서(403)는 이 요구의 표시를 디스커버리 메시지 송신 프로세서(407)에 제공할 수 있다. 디스커버리 메시지 송신 프로세서(407)는 이에 응답하여 MAC 프레임의 SATI에서 전송된 자원 요구 메시지의 형태로 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 원격 단말의 일례를 도시한다. 원격 단말은 예를 들어, 제1 원격 단말(205)일 수 있다. 이 예에서, 제1 원격 단말(205)은 제1과 제2 기지국(201, 203)의 셀들 사이의 셀 중첩 영역에 있다.
제1 원격 단말(201)은 무선 인터페이스를 통해 기지국들과 통신하도록 되어있는 트랜시버(501)를 포함한다. 특히, 트랜시버는 IEEE 802.16 표준에 따라 무선 인터페이스를 통해 통신할 수 있다. 서빙 기지국과 통신하는 이외에, 트랜시버는 또한 적어도 SATIs 및 PATIs에서 비서빙 기지국들로부터 다운링크 메시지들을 수신할 수 있다.
트랜시버(501)는 MAC 프레임 구조의 PATs 및 SATs로부터 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들을 수신하는 디스커버리 메시지 프로세서(503)에 접속되어 있 다. 특히, 디스커버리 메시지 프로세서(503)는 다른 셀들 및 기지국들에 속하는 PATIs 및 SATIs에서 수신된 자원 이용가능 메시지들 및 자원 요구 메시지들을 전송받는다.
디스커버리 메시지 프로세서(503)는 또한 서빙 기지국에 업링크 메시지를 생성하도록 되어있는 업링크 메시지 프로세서(505)에 접속되어 있다. 업링크 메시지는 수신된 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들중 하나 이상에 대한 정보를 포함한다. 특히, 업링크 메시지는 다른 기지국들로부터 수신된 자원 이용가능성 및/또는 자원 요구들의 표시를 포함할 수 있다.
업링크 메시지는 간단히 수신된 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들중 하나, 그이상 또는 모두에서 수신된 데이터의 카피를 포함할 수 있다. 간단한 예로서, 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들이 수신될 때마다, 이 메시지들이 업링크 메시지에 임베디드될 수 있고, 서빙 기지국에 전송될 수 있다. 다른 실시예들에서, 원격 단말은 위의 정보를 처리하여 보다 콤팩트한 업링크 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 업링크 메시지는 간단히 원격 단말에 의해 검출된 모든 자원 이용가능성 및 모든 자원 요구들의 표시를 포함할 수 있다.
제1 기지국(201)은 또한 원격 단말들로부터 업링크 메시지들을 수신하는 디스커버리 메시지 수신 프로세서(409)를 포함한다. 디스커버리 메시지 수신 프로세서(409)는 다른 셀들/기지국들로부터 이용가능하고 요구된 자원에 대한 정보를 공급받는 자원 프로세서(403)에 접속되어 있다.
따라서 기술한 시스템에서 기지국들 및 원격 단말들의 기능에 의해 자원 교 환과 관련한 디스커버리 메시지들이 중간 원격 단말들을 통해 기지국들 사이에서 통신될 수 있다. 따라서 기지국들은 다른 기지국들이 추가의 자원을 일시적으로 할당받고자 찾고 있는 정보를 가질 수 있고, 이 다른 기지국들은 이용가능한 자원을 갖는다. 해당 기지국들에 보고를 허락받은 원격 단말들의 아이덴티티(identity)는 보고가 일어나기 이전에 기지국에 의해 특정될 수 있다. 따라서 보고하는 원격 단말들의 수를 줄일 수 있어서 무선을 통한 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.
특히, 한 기지국이 다른 기지국으로부터 자원 이용가능성을 알리는 업링크 메시지를 수신한 경우, 기지국은 이 자원이 사용될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 그런 경우, 기지국은 다른 기지국을 식별하고 이 자원의 일부 또는 모두를 요구하는 메시지를 자원 재할당 서버(213)에 전송할 수 있다. 이어서 자원 재할당 서버(213)는 자원 재할당 프로세스가 개시될 수 있도록 다른 기지국과 통신할 수 있다.
유사하게, 기지국이 다른 기지국으로부터 자원 요구를 알리는 업링크 메시지를 수신한 경우, 기지국은 이 자원의 일부 또는 모두가 기지국의 자원 할당으로부터 제공될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 그런 경우, 기지국은 다른 기지국을 식별하고 이 자원의 일부 또는 모두를 제공하는 메시지를 자원 재할당 서버(213)에 전송할 수 있다. 이어서 자원 재할당 서버(213)는 자원 재할당 프로세스가 개시될 수 있도록 다른 기지국과 통신할 수 있다.
자원 재할당 프로세르를 수행하는 임의의 적합한 방식이 본 발명을 손상하지 않고 사용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 자원 재할당 서버(213)는 관심 기지국들 또는 네트워크들로 하여금 이용가능한 자원을 구할 수 있게 하는 이용가능한 자원에 대한 경매 또는 입찰 프로세스를 동작시킬 수 있다.
이하에서, 도 2의 시스템의 동작은 몇몇 특정 예들에 의해 명확하게 된다.
특정 시스템에서, PATIs는 다음의 매너(manor)로 사용된다.
● PATIs는 다운링크에서 전송을 위해 특정 제1 기지국에 전용된다. 각 기지국들에 대한 PATIs의 할당은 예를 들어, 고정 네트워크에서 기지국 제어기에 의해 제어될 수 있다. 자원 이용가능성 메시지들을 전송하고자 하는 각 기지국은 응답적으로 이용가능한 PATI를 할당할 수 있는 제어기로부터 PATI의 할당을 요구할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기지국 제어기는 다른 네트워크들의 기지국들에 공통일 수 있는 한편, 다른 실시예들에서, 각 네트워크는 네트워크에 할당된 시간 간격 내에서 PATIs를 할당하는 제어기를 포함할 수 있다.
● PATI는 다운링크 방향에서 브로드캐스팅을 위해 제1 기지국에 사용된다. 소정 시간에서, 각 PATI는 공존 지역 중에서 단일 기지국에만 사용될 수 있다. 그러나 같은 PATI는 이전 기지국이 PATI를 해제한 후 다른 기지국에 사용될 수 있다.
● 임의의 PATI가 아직 공존 지역의 임의의 다른 제1 기지국에 사용되지 않았다면, 각 제1 기지국은 이 PATI를 사용할 수 있다.
● 각 PATI 내의 정보는 특히 다음을 포함할 수 있다.
○ 제1 기지국의 네트워크 어드레스. 특히, 제1 기지국의 IP 어드레스(IPid_P)(또는 제1 셀의 IP 프록시 어드레스)가 포함될 수 있다.
○ 제1 기지국의 아이덴티티. 특히, 제1 기지국 아이덴티티(BSid_P)가 포함될 수 있다.
○ 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 하나 이상의 특성들의 표시. 예를 들어, 그 채널에서 제1 셀에 의해 임대를 위해 시작된 기간의 시작 시간(TStart_P) 및/또는 그 채널에서 제1 셀에 의해 임대를 위해 시작된 기간의 종료 시간(TEnd_P)이 포함될 수 있다.
○ 이용가능한 무선 인터페이스 자원과 관련된 비용. 예를 들어, 그 채널에서 무선 자원 단위당 크레디트 토큰들의 수에서 표현된 최저경매가격 경매 비용(RPA_P)이 포함될 수 있다.
○ 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 표시. 예를 들어, 제1 셀이 또한 임대를 위해 자원들을 제공할 수 있는 다른 채널들의 리스트가 포함될 수 있다.
● 이 시스템에서, PATIs 및 SATIs를 할당하는 제어기는 교환을 위해 제공되거나 요구되는 자원의 타이밍 특성에 응답하여 기지국들에 자원 슬롯들을 할당하도록 되어있다. 특히, PATIs는 제1 PATI가 임대 기간이 첫째로 발생하는 제1 기지국에 할당되고(즉, TStart_P의 미니트(min)), 제2 PATI가 임대 기간이 둘째로 발생하는 제1 기지국에 할당되는 등등의 방식으로 할당되도록 할당된다. 이러한 할당은 새로운 제1 기지국이 나타날때 마다 동적으로 갱신된다. 이러한 메커니즘은 급하게 자원을 필요로 하는 제2 셀들이 이용가능 자원에 대한 정보를 더 빨리 받을 수 있을 때 더 빨리 자원 할당을 제공할 수 있다.
● 제어기는 또한 현재 시간 및 자원의 타이밍 특성에 응답하여 MAC 프레임 구조(즉, PATI 또는 SATI)에서 자원 슬롯의 할당을 해제할 수 있다. 특히, 셀의 경매 기간 시작시간이 지났을 때 제1 셀의 PATI가 해제된다. 따라서 새로 도래하는 제1 셀들이 추가 스펙트럼 사용 기회를 광고하는데 이 PATI를 사용할 수 있다.
유사하게 SATIs는 다음 매너로 사용된다.
● SATIs는 다운링크에서 전송을 위해 특정 제2 기지국에 전용된다. 각 기지국들에 SATIs의 할당은 예를 들어, 같은 기지국 제어기에 의해 PATIs와 같은 방식으로 제어될 수 있다.
● SATI는 다운링크 방향에서 브로드캐스팅을 위해 제2 기지국에 사용된다. 소정 시간에서, 각 SATI는 공존 지역 중에서 단일 기지국에만 사용될 수 있다. 그러나 SATI는 이전 기지국이 SATI를 해제한 후 다른 기지국에 사용될 수 있다.
● 임의의 SATI가 아직 공존 지역의 임의의 다른 제1 기지국에 사용되지 않았다면, 각 제1 기지국은 이 SATI를 사용할 수 있다.
● 각 SATI 내의 정보는 특히 다음을 포함할 수 있다.
○ 제1 기지국의 네트워크 어드레스. 특히, 제2 기지국의 IP 어드레스(IPid_P)(또는 제2 셀의 IP 프록시 어드레스)가 포함될 수 있다.
○ 제1 기지국의 아이덴티티. 특히, 제2 기지국 아이덴티티(BSid_P)가 포함될 수 있다.
○ 요구된 무선 인터페이스 자원의 특성들의 표시. 예를 들어, 기지국 이 그 채널에서 제2 셀에 의한 임대에 관심을 두고 있는 기간의 시작 시간(TStart_S) 및/또는 기간의 종료 시간(TEnd_S)이 포함될 수 있다.
○ 요구된 일시 무선 인터페이스 자원과 관련된 비용. 예를 들어, 그 채널에서 무선 자원 단위당 크레디트 토큰들의 수에서 표현된 자원에 대한 최고 가격이 포함될 수 있다.
이 시스템에서, MAC 프레임 내의 PATI 및 SATI 위치는 일반적인 타임 스탬프로 참조되고, 이들 위치는 제1 및 제2 원격 단말들로 알 수 있는데, 제1 단말은 제1 셀(에 의해 서빙되는)에 속하는 단말이고, 제2 단말은 제2 셀(에 의해 서빙되는)에 속하는 단말이다.
이 시스템에서, 제1과 제2 기지국 사이에 직접적인 디스커버리 통신은 발생하지 않는다. 디스커버리 통신은 다음과 같이 RF 브리지로서 동작하는 제1 및 제2 단말을 통해 수행된다.
○ 제2 단말은 그 제2 기지국과 제1 기지국 사이에서 RF 브리지를 수행한다(제1 셀의 커버리지가 제2 셀 영역과 중첩하고, 제2 단말이 중첩 영역에 위치한 경우).
○ 제1 단말은 그 제1 기지국과 제2 기지국 사이에서 RF 브리지를 수행한다(제2 셀의 커버리지가 제1 셀 영역과 중첩하고, 제1 단말이 중첩 영역에 위치한 경우).
이하에서, 제2 단말로서 동작하는 원격 단말의 동작의 일례를 기술한다.
이 예에서, 서빙 기지국은 자원 평가 명령을 제2 원격 단말에 전송할 수 있다. 제2 원격 단말은 또한 자원 평가 명령에 응답하여 자원 평가 기준을 결정하는 기능을 포함한다. 따라서 자원을 요구하는 제2 기지국은 자원의 타이밍과 같은 요구 자원에 대한 몇 가지 요건을 특정할 수 있다. 원격 단말이 PATI에서 자원 이용가능 메시지를 수신한 경우, 원격 단말은 이 메시지가 기준에 부합하는지를 결정하도록 특성을 평가할 수 있다. 그런 경우, 업링크 메시지가 전송될 수 있고, 그렇지 않은 경우, 업링크 메시지가 생성되지 않아서 제2 기지국에 전송되지 않는다.
특히, 이 단계 동안, 처음에 제2 기지국은 동작중인 원격 제2 단말들에게 원격 제2 단말들이 다른 PATIs로부터 메시지들을 수신할 때 적용하라고 명령한다(브로드캐스팅에 의해).
특히, 제2 기지국은 다음의 평가 요건을 제공할 수 있다.
(a) 이 제2 기지국이 할당된 추가 자원을 갖는 것에 관심을 두고 있는 시작(TStart_S) 및 종료(TEnd_S) 시간 간격. (b) 최대 최저경매가격 RPAmax_S(자원 단위당 크레디트 토큰 수로 표현) 등의 자원에 대한 최대 비용. (c) 해당 제2 기지국에 보고를 허락받은 원격 제2 단말들의 아이덴티티. 이들 아이덴티티는 보고가 일어나기 전에 제2 기지국에 의해 특정될 수 있다. 따라서 보고하는 원격 제2 단말들의 수를 감소시킬 수 있어서 무선을 통한 시그널링 오버헤드를 감소할 수 있다.
(a)와 (b)가 부합하는 경우, PATIs를 수신해서 기준 (c)와 부합할 수 있는 제2 단말들은 제1과 제2 셀 사이의 RF 브리지의 형성을 허락받은 유일한 단말들이다. 따라서 제2 단말들이 PATIs 제안과 관련한 피드백을 얻도록 요구받은 경우, 제2 기지국을 향하는 임의의 제2 단말로부터의 전송을 정책적으로 제어할 수 있다. PATIs가 제2 기지국들에 부합하지 않는 경우, 이러한 메커니즘에 의해 제2 기지국을 향하는 제2 단말들로부터의 전송 수를 감소하여 대역폭 자원을 절약할 수 있다.
이어서 제1 셀과 제2 셀 사이의 셀 중첩 영역내의 제2 단말들이 다른 PATIs를 연속적으로 모니터한다. 각 제1 셀의 경우에, 제2 단말들은 다음 정보 즉, IPid_P, BSid_P, TStart_P, TEnd_P, RPA_P를 얻을 수 있다.
정보(TStart_P, TEnd_P, RPA_P)가 수신된다면, 자원 평가가 수행될 수 있다. 따라서 제2 단말이 이 정보를 제2 기지국에 전송해야할지 여부를 결정할 수 있다. 평가 기준이 부합하는 경우, 제2 단말에 의해 수집된 정보는 제2 셀로 중계된다. 제2 단말이 전송하는 정보는 IPid_P, BSid_P, TStart_P, TEnd_P, 및 RPA_P를 포함한다. 이 정보가 제2 기지국에 의해 적절히 수신되는 것을 보증하도록 정보는 몇 개의 제2 원격 단말들에 의해 전송된다. 따라서 신뢰성 및 보안 검사를 개선할 수 있다.
업링크 메시지를 수신한 후, 제2 기지국은 제1 셀의 IPid_P 및 BSid_P에 대한 정보를 갖는다. 따라서 제1 셀과 제2 셀 사이의 통신은 예를 들어, 협상 및/또는 경매 프로세스를 개시함으로써 자원 재할당을 유발하도록 백홀(고정 네트워크)을 통해 수행될 수 있다. 특히, 크레디트 토큰 기반 경매/입찰 사이클의 나머지 단계들은 이 백홀을 통해 예를 들어, 자원 재할당 서버(213)를 포함하는 IP 기반 통신으로 수행될 수 있다.
이하에서 제1 단말로서 동작하는 원격 단말의 동작을 기술한다.
처음에, 제1 셀과 제2 셀 사이의 중첩 영역에서 제1 단말들은 다른 SATIs를 연속적으로 모니터한다. 각 제2 셀의 경우에, 이들 제1 단말들은 다음 정보 즉, IPid_S, BSid_S 및 TStart_S를 얻을 수 있다.
이 정보는 업링크 메시지에서 제1 단말에 의해 서빙 셀에 보고된다. 이 정보가 제1 기지국에 적절하게 수신되는 것을 보증하도록 정보는 몇 개의 제1 원격 단말들에 의해 전송된다.
업링크 메시지를 수신한 후, 제1 기지국은 제2 셀의 IPid_P 및 BSid_P를 알게 된다. 따라서 제1 셀과 제2 셀 사이의 통신은 예를 들어, 협상 및/또는 경매 프로세스를 개시함으로써 자원 재할당을 유발하도록 백홀(고정 네트워크)을 통해 수행될 수 있다. 특히, 크레디트 기반 토큰 경매/입찰 사이클의 나머지 단계들은 이 백홀을 통해 예를 들어, 자원 재할당 서버를 포함하는 IP 기반 통신으로 수행될 수 있다.
도 6은 도 2의 셀룰러 통신 시스템에서 자원 교환 디스커버리 방법을 도시한다.
단계(601)에서, 한 세트의 하나 이상의 기지국(201, 203)은 매체 접근 제어(MAC) 프레임 구조의 자원 재할당에 있어서 원격 단말(205-209)에 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들을 전송한다.
단계(601)와 동시에 일어날 수 있는 단계(603)에서, 제1 원격 단말(205)은 한 세트의 기지국들중 적어도 제1 기지국(201)으로부터 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들의 제1 메시지를 수신한다.
단계(603) 다음에 단계(605)가 뒤따르는데, 이 단계에서 제1 원격 단말(205)은 제1 메시지로부터 결정된 자원 교환 데이터를 포함하는 업링크 자원 교환 메시지인 제2 메시지를 생성한다.
단계(605) 다음에 단계(607)가 뒤따르는데, 이 단계에서 제1 원격 단말(205)은 제2 메시지를 제2 기지국(203)에 전송한다.
단계(607) 다음에 단계(609)가 뒤따르는데, 이 단계에서 제2 기지국(203)은 제2 메시지 수신에 응답하여 제1 기지국(201)에 일시적 무선 인터페이스 자원 재할당을 개시한다.
명료화를 위해 위의 설명은 다른 기능 장치 및 프로세서들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 기술하였음은 물론이다. 그러나 물론 다른 기능 장치 또는 프로세서들 사이의 기능에 대한 임의의 적합한 분배가 본 발명을 손상하지 않고 사용될 수도 있다. 예를 들어, 각 프로세서 또는 제어기들에 의해 수행되도록 개시된 기능은 같은 프로세서 또는 제어기들에 의해 수행될 수 있다. 따라서 특정 기능 장치들에 대한 참조는 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 구성을 나타내는 것이 아니라 기술한 기능을 제공하기 위한 적합한 수단에 대한 참조로만 해석되어야 한다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합을 포함 한 적합한 형태로 실시될 수 있다. 이와는 달리 본 발명은 하나 이상의 데이터 프로세서 및/또는 디지털 신호 프로세서에서 수행하는 컴퓨터 소프트웨어로서 적어도 부분적으로 실시될 수 있다. 본 발명의 실시예의 요소 및 부품들은 임의의 적합한 방식으로 물리적으로, 기능적으로 및 논리적으로 실시될 수 있다. 실제로, 위의 기능은 단일 장치에서, 복수의 장치에서 또는 다른 기능 장치들의 일부로서 실시될 수 있다. 따라서 본 발명은 단일 장치에서 실시될 수 있거나 다른 장치와 프로세서들 사이에서 물리적 및 기능적으로 분배될 수 있다.
본 발명을 몇몇 실시예들과 관련하여 기술하였지만, 여기에 개시된 특정 형태로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 이와는 달리 본 발명의 영역은 첨부 청구범위에 의해서만 한정된다. 또한, 특정 실시예들과 관련하여 한 특징이 기술되는 것으로 볼수 있지만, 이 기술의 당업자라면 기술한 실시예들의 여러 특징들은 본 발명에 따라 조합될 수 있음을 인식할 것이다. 청구범위에서, 용어 "포함하는"은 다른 요소 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
또한, 개별적으로 열거하였을 지라도, 복수의 수단, 요소들 또는 방법 단계들이 예를 들어, 단일 장치 또는 프로세서에 의해 실시될 수 있다. 또한, 각각의 특징들이 다른 청구범위에 포함될 수 있지만, 이들은 바람직하게 조합될 수도 있으며, 다른 청구범위에의 포함은 특징들의 조합이 실행할 수 없다거나 및/또는 장점이 없다는 것은 아니다. 또한, 청구범위의 한 카테고리에서 한 특징의 포함은 이 카테고리에 대한 한정을 의미하는 것이 아니라 이 특징이 적합한 다른 청구범위 카테고리에 동일하게 적용할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 청구범위에서 특징들 의 순서는 특징들이 동작해야할 임의의 특정 순서를 의미하지 않으며, 특히, 방법 청구범위의 각 단계들의 순서는 이 단계들이 이 순서로 수행되어야 하는 것을 의미하지 않는다. 이와는 달리, 이 단계들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다.

Claims (9)

  1. 셀룰러 통신 시스템으로서,
    매체 접근 제어(MAC) 프레임 구조의 자원 할당에 있어서 원격 단말들에게 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들(discovery messages)을 전송하도록 배치된 한 세트의 기지국들; 및
    상기 한 세트의 기지국들중 적어도 제1 기지국으로부터 상기 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들중 제1 메시지를 수신하는 수단, 및 상기 제1 메시지로부터 결정된 자원 교환 데이터를 포함하는 업링크 자원 교환 메시지인 제2 메시지를 생성하는 수단, 및 제2 기지국에게 상기 제2 메시지를 전송하는 수단을 포함하는 적어도 하나의 원격 단말
    을 포함하고,
    상기 제2 기지국은 상기 제2 메시지를 수신한 것에 응답하여 상기 제1 기지국과의 일시적 무선 인터페이스 자원 재할당을 개시하도록 되어있는 셀룰러 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기지국은 다른 기지국들을 위해 이용가능한 무선 인터페이스 자원을 갖는 기지국이고, 상기 제1 메시지는 상기 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 표시를 포함하는 디스커버리 메시지인 셀룰러 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 메시지는,
    a. 상기 제1 기지국의 네트워크 어드레스;
    b. 상기 제1 기지국의 아이덴티티(identity);
    c. 상기 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 적어도 하나의 특성의 표시;
    d. 상기 이용가능한 무선 인터페이스 자원과 관련된 비용; 및
    e. 다른 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 표시
    로 이루어진 그룹에서 선택된 파라미터의 표시를 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기지국은 제1 원격 단말에게 자원 평가 명령을 전송하는 수단을 포함하고, 상기 제1 원격 단말은 상기 자원 평가 명령에 응답하여 자원 평가 기준을 결정하는 수단을 포함하고, 상기 전송 수단은 이용가능한 무선 인터페이스 자원이 상기 자원 평가 기준과 부합하는 경우에만 상기 제2 메시지를 전송하도록 되어있는 셀룰러 통신 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    자원 평가 기준은 상기 제1 메시지의 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 적어도 하나의 특성이 자원 평가 명령으로 나타낸 자원에 대한 요건과 부합한다는 요건을 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 메시지는 상기 제1 기지국으로부터의 이용가능한 무선 인터페이스 자원의 표시를 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 기지국은, 상기 이용가능한 무선 인터페이스 자원이 상기 제2 기지국에서 요구된 무선 인터페이스 자원과 일치하는 경우, 상기 제1 기지국으로부터 상기 제2 기지국으로 자원에 대한 일시적 자원 할당 요구를 전송하는 수단을 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기지국은 다른 기지국들로부터 이용가능한 무선 인터페이스 자원을 요구하는 기지국이고, 상기 제1 메시지는 상기 요구된 무선 인터페이스 자원의 표시를 포함하는 디스커버리 메시지인 셀룰러 통신 시스템.
  9. 셀룰러 통신 시스템에서 자원 교환 디스커버리 방법으로서,
    한 세트의 기지국들이 매체 접근 제어(MAC) 프레임 구조의 자원 할당에 있어서 원격 단말들에게 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들을 전송하는 단계;
    적어도 하나의 원격 단말이, 상기 한 세트의 기지국들중 적어도 제1 기지국으로부터 상기 다운링크 자원 교환 디스커버리 메시지들중 제1 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 메시지로부터 결정된 자원 교환 데이터를 포함하는 업링크 자원 교환 메시지인 제2 메시지를 생성하는 단계, 및 제2 기지국에게 상기 제2 메시지를 전송하는 단계를 수행하는 단계; 및
    상기 제2 기지국이 상기 제2 메시지를 수신한 것에 응답하여 상기 제1 기지국과의 일시적 무선 인터페이스 자원 재할당을 개시하는 단계
    를 포함하는 자원 교환 디스커버리 방법.
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