KR101332937B1 - Ｏｆｄｍａ-기반 통신 네트워크 및 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법 - Google Patents

Ｏｆｄｍａ-기반 통신 네트워크 및 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법 Download PDF

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Abstract

OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법으로서, 그 네트워크는 네트워크 제어기 및 다수의 기지국들을 포함하고, 그 네트워크는 상이한 셀들 및/또는 섹터들로 분할되고, OFDMA 프레임 구조의 활성 직교 서브캐리어들의 서브세트들을 형성함으로써 서브채널들이 생성되며, 기지국들은 트래픽 부하, 및/또는 이웃 및/또는 다른 셀들 및/또는 섹터들로부터의 간섭을 측정하고, 셀 및/또는 섹터들에 대한 서브채널들의 할당은 측정들의 결과들에 기초하여 수행된다. 또한, OFDMA 기술을 적용하는 네트워크가 개시된다.

Description

ＯＦＤＭＡ-기반 통신 네트워크 및 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법{METHOD OF SUBCARRIER ALLOCATION IN AN OFDMA-BASED COMMUNICATION NETWORK AND NETWORK}
본 발명은 OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법에 관한 것으로, 그 네트워크는 네트워크 제어기 및 다수의 기지국들을 포함하고, 그 네트워크는 상이한 셀들 및/또는 섹터들로 분할되며, OFDMA 프레임 구조의 활성 직교 서브캐리어들의 서브세트들을 형성함으로써, 서브채널들이 생성된다.
또한, 본 발명은 OFDMA 기술을 적용하는 네트워크에 관한 것으로, 그 네트워크는 네트워크 제어기 및 다수의 기지국들을 포함하고, 그 네트워크는 상이한 셀들 및/또는 섹터들로 분할되며, OFDMA 프레임 구조의 활성 직교 서브캐리어들의 서브세트들을 형성함으로써, 서브채널들이 생성된다.
오늘날, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 는 다수의 근접하게 이격된 직교 서브캐리어들의 사용에 기초한 데이터 송신에 대한 널리 퍼져 있는 기술이다. 특히, 무선 통신 시스템들에서, OFDMA 는 더욱 더 수용되어 가고, 4G 이동 통신 표준들 및 무선 브로드밴드 네트워크들에 대한 후보로서 거명되어 왔다. 무선 통신 시스템들에서 OFDMA 의 애플리케이션에 대한 일반적인 예로서 WiMAX 가 참조된다. WiMAX 는 IEEE 802.16 의 표준 패밀리에 기초한 마이크로파 액세스를 위한 월드 와이드 상호운용성 (World Wide Interoperability for Microwave Access) 으로서 정의된다. OFDMA 의 애플리케이션에 대한 다른 일반적인 예는 LTE 이다. LTE 는 3GPP 표준 단체에 의해 특정된 표준들에 기초한 롱 텀 이볼루션 (Long Term Evolution) 으로서 정의된다.
기존의 OFDMA 통신 시스템들에서, OFDMA 프레임 구조는 주파수 도메인에서 서브캐리어들에 의해 분할되고, 시간 도메인에서 심볼들에 의해 분할된다. 데이터를 송신/수신하기 위해, 사용자들에게는 "버스트 (burst)" 라 호칭되는 2 차원 (시간 및 주파수 도메인들) 할당이 배정될 것이다. 종래 기술 솔루션들에 따르면, 주파수 도메인의 활성 직교 서브캐리어들은 서브캐리어들의 서브세트들로 분할되고; 각각의 서브세트는 서브채널이라 호칭된다. 예컨대, 도 1에서 도시된 모바일 WiMAX 에서 사용되는 바와 같은 TDD (Time Division Duplexing) OFDMA 프레임 구조를 고려하면, 주파수 도메인 (수직 축) 에서, 프레임 구조는 서브채널들 (s, s+1, s+2,..., s+L) 에 의해 분할되고, 각각의 서브채널은 다수의 OFDMA 서브캐리어들 (미도시) 로 구성되며, 시간 도메인에서, 프레임 구조는 (k 로 넘버링된) OFDMA 심볼들에 의해 분할된다.
OFDMA 통신 시스템들에서, 각각의 사용자에게 서브캐리어들의 서브세트가 배타적으로 배정되므로, 인트라-셀 간섭들이 회피된다. 그러나, 무선 네트워크들에 할당된 한정된 스펙트럼 리소스들로 인해, 상이한 셀들 사이의 간섭들은 어려운 문제이며, 스펙트럼의 효율적인 이용을 가능하게 하는 리소스 할당 기법들의 이용성은 필수적이다. 일반적으로, 더 낮은 네트워크 비용으로 고 용량 및 커버리지를 달성하기 위해, 네트워크 계획 스테이지 동안에 다양한 주파수 재사용 지수들이 구성된다. 예컨대, 주파수 재사용에 대한 특정 시나리오에 따르면, 네트워크의 모든 셀들 (또는 적어도 특정 수의 셀들) 이 동일한 주파수 대역 상에서 동작할 수도 있다. 이는, 상이한 셀들 내의 사용자들의 버스트들이 중첩할 수도 있고, 따라서 상당한 공통-채널 간섭 (co-channel interference; CCI) 을 도입한다는 의미이다.
CCI 를 감소시키기 위해, 3 의 (또는 더 높은) 주파수 재사용 지수가 소위 세그먼테이션 (segmentation) 을 사용함으로써 구현되어 스펙트럼 효율을 최대화할 수 있다. 예컨대, WiMAX 에서, 모든 서브채널들은 3 개로 (또는 더 많게) 더욱 그룹화되고, 서브채널들의 각각의 그룹은 세그먼트를 형성한다. 네트워크 계획 스테이지 동안에 각각의 세그먼트에 상이한 섹터들 또는 셀들이 할당되고, 따라서 간섭들을 회피한다. 도 2는, 공통-채널 간섭을 회피하기 위해, 세그먼트라 호칭되는, 서브채널들의 그룹을 네트워크의 상이한 섹터들에 어떻게 배정하는지에 대한 특정 예를 예시한다.
일반적으로, 네트워크에 대한 주파수 재사용의 구성은 네트워크 계획 스테이지에서 판정되고, 네트워크의 동작 동안에 고정될 것이다. 그러나, 오늘날, 네트워크는 그 동작 페이즈 동안에 정적이라 간주될 수 없다. 특히, 이동하는 중계국들 또는 펨토셀 (femtocell) 액세스 포인트들과 같은 노매딕 (nomadic) 기지국들의 꾸준하게 증가하는 채용 때문에, 최신의 통신 네트워크들의 토폴로지 및 특성들은 동작 동안에 동적으로 변화할 것이다. 결과로서, 네트워크의 초기 배치 동안에 최적의 방식으로 배정되었던 리소스 할당은 나중의 네트워크 동작 스테이지에서 부적당하게 되고 비효율적이게 될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 네트워크의 동작 페이즈 동안에 공통-채널 간섭이 최소화되고 무선 리소스 이용의 효율이 향상되는 방식으로, 처음에 설명된 타입의 네트워크 및 방법을 더욱 개발하고 향상시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 전술된 목적은 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 방법에 의해 달성된다. 그 청구항에 따르면, 그러한 방법은, 기지국들이 이웃 및/또는 다른 셀들 및/또는 섹터들로부터의 간섭 및/또는 트래픽 부하를 측정하며, 그 측정들의 결과들에 기초하여, 셀들 및/또는 섹터들에 대한 서브채널들의 할당이 수행된다.
또한, 전술된 목적은 청구항 제 15 항의 특징들을 포함하는 네트워크에 의해 달성된다. 그 청구항에 따르면, 그러한 네트워크는, 기지국들이 이웃 및/또는 다른 셀들 및/또는 섹터들로부터의 간섭 및/또는 트래픽 부하를 측정하도록 구성되며, 그 측정들의 결과들에 기초하여, 셀들 및/또는 섹터들에 대한 서브채널들의 할당을 수행하는 제어 수단이 제공된다.
본 발명에 따르면, 먼저, 네트워크 계획 스테이지 동안에 서브채널들의 배정을 판정하는 것은, 그 배정이 네트워크의 동작 페이즈 동안에 거의 고정되고, 따라서 동적으로 변화하는 간섭 상태 또는 동적으로 변화하는 네트워크 부하에 적응될 수 없다는 것을 의미한다는 것이 인식되었다. 또한, 노매딕 기지국들에 대해 사용되는 서브채널들이 이웃 셀들/섹터들 내의 기존의 기지국들에 대해 이미 사용되고 있는 서브채널들과 중첩하기 매우 쉬워서 공통-채널 간섭들을 발생시키므로, 네트워크에서 노매딕 스타일 기지국들이 사용되는 경우에 다소 심각한 문제가 된다는 것이 인식되었다. 본 발명에 따르면, 네트워크의 기지국들은, 셀들/섹터들 내의 총 트래픽 부하, 및/또는 이웃 셀들 및/또는 섹터들로부터 그 기지국들이 경험하는 간섭 전력의 측정들을 수행한다. 이들 측정들의 결과에 기초하여, 서브채널 할당이 수행된다. 결국, 서브채널들의 수 및 할당이 네트워크의 셀들/섹터들 내에서 동적으로 변화되어, 다양한 간섭 및 트래픽 부하 상황들에 대처할 수 있다. 본 발명에 따르면, 변화하는 네트워크 컨디션들에 대한 리소스 분배의 동적 적응이 가능하고, 따라서 한정된 스펙트럼 리소스들의 최적의 사용에 대하여 상당한 향상을 달성한다.
본 발명에 따른 방법은 WiMAX, LTE (Long Term Evolution), WiMAX 펨토셀, 및 LTE 펨토셀에 대해 가장 적합하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법이, 다양한 듀플렉싱 기법들, 특히, 대부분의 WiMAX 구현들에서 채용되는 TDD (Time Division Duplex) 및 셀룰러 2G 및 3G 네트워크들에서 공통으로 사용되고 대칭 다운링크 및 업링크 채널 쌍을 채용하는 FDD (Frequency Division Duplex) 에 적용가능하다는 것이 주의되어야 한다. 본 발명에 따른 방법을 FDD 기법들 (풀-듀플렉스 또는 하프-듀플렉스) 에 적용하는 경우에, 기지국 측정들 및 서브채널 할당은 대칭 다운링크 및 업링크 채널 쌍의 채널들 양자에서 개별적으로 수행될 것이다.
특정 실시형태에 따르면, 고정된 기지국들에 추가하여, 네트워크는 액세스 포인트들, 펨토-셀들이라 또한 알려진, 펨토 무선 기지국들 및/또는 중계국들, 홈 기지국들, 홈 BTS, 피코셀들, 또는 홈 NB들을 포함한다. 통상적으로, 기지국들의 이들 타입들은 노매딕 스타일이며, 즉 이들은 상당히 자주 그리고 다소 비구조화 기초로 인스톨/언인스톨되어, 로컬 기초로 네트워크의 빈번한 토폴로지 변화들을 발생시킨다. 본 발명은 특히, 그러한 종류의 변형들 및 변경들에 리소스 할당을 동적으로 적응시키는데 특히 적합하다. 그러나, "기지국들" 이라 지칭되는 경우에, 사용자들로 하여금 네트워크에 액세스할 수 있게 하는 네트워크에서 패킷들을 송신 및 수신하는 모든 가능한 종류의 디바이스들을 포함하도록 의도된다.
바람직하게는, 네트워크의 기지국들은 이들의 측정들의 결과들을 (상위 레이어) 네트워크 제어기에 보고하도록 구성된다. WiMAX 와 같은 현재의 시스템들은 ASN (Access Service Network) 게이트웨이들과 같은 상위 레이어 네트워크 제어기들에 그러한 레이어 원 (layer one) 정보를 전송하지 않는다.
바람직한 실시형태에 따르면, 기지국들이, 측정 결과들 이외에, 추가적인 정보를 네트워크 제어기에 전송하는 것이 제공될 수도 있다. 이들 추가적인 정보는, 예컨대, 주위의 기지국들의 ID들, 서브채널들의 요구되는 수, 그 서브채널들이 할당되어야 하는 시간, 지원되는 접속들의 최대 수, 및/또는 지원되는 최대 트래픽 부하를 포함할 수도 있다. 유리하게는, 네트워크 제어기는 공통-채널 간섭 및 부하 의존적 리소스 할당의 회피에 대하여 관련될 수도 있는 가능한 많은 정보를 처리한다.
다음의 단계에서, 네트워크 제어기가, 기지국들로부터 수신된 측정 결과들 (적절한 경우에 추가적인 정보와 함께) 에 기초하여, 네트워크의 각각의 셀 및/또는 섹터에 대한 서브채널들의 적절한 수를 계산하는 것이 제공될 수도 있다. 또한, 네트워크 제어기는 서브채널들의 계산된 적절한 수를 각각의 셀 및/또는 섹터에 할당할 수도 있다.
유리하게는, 네트워크 제어기는, 변화하는 트래픽 부하의 경우에, 셀들 및/또는 섹터들에 할당된 서브채널들의 수 및/또는 위치를 동적으로 조정한다. 유리하게는 또는 추가하여, 네트워크 제어기는, 네트워크의 기존의 기지국들이 비활성화되고/되거나 네트워크에 새로운 기지국들이 추가되는 경우에, 서브채널들을 재할당할 수도 있다. 기지국들의 측정 리포트들로부터, 네트워크 제어기는 이들 단계들을 수행하는데 요구되는 모든 정보를 수신할 것이다.
네트워크 제어기가 서브채널들을 조정/재할당하였을 때마다, 네트워크 제어기는 네트워크의 (중계국들, 펨토셀, 액세스 포인트들 등을 포함하는) 기지국들에 각각의 통지들을 전송하는 것이 제공될 수도 있다. 네트워크 제어기로부터 정보를 수신할 시에, 기지국들은 통지 내에 포함된 배정된 서브채널들을 사용할 수도 있다. 즉, 통지들의 수단에 의해, 기지국들은, 요구되는 경우에, 이들의 브로드캐스팅 및/또는 수신 특성들을 적응시킬 수 있게 된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 기지국들이 상위 레이어 네트워크 제어기에게 측정된 간섭 및 트래픽 부하 변화에 관하여 기지국들의 셀들/섹터들에 대한 서브채널들의 수 및 할당을 변경하도록 요청하는 것이 제공될 수도 있다.
할당을 업데이트된 상태로 항상 유지하는 것에 대하여, 기지국들에 의해 수행되는 측정들이 주기적으로 수행될 수도 있다. 결과로서, 네트워크 성능이 항상 최적 또는 거의 최적인 레벨로 유지되고 전체적인 네트워크 스루풋 (throughput) 이 최대화되도록, 가능한 스펙트럼 리소스 조정들 및 서브채널 재할당들이 규칙적으로 달성될 수 있다. 연속하는 측정들 사이의 시간 간격은, 예컨대 네트워크 내의 실제 다이나믹스 (dynamics) 에 따라 특정될 수도 있다. 예컨대, 네트워크가 다소 정적이라고 판명되는 경우에, 빈번한 토폴로지 변경들의 경우 및/또는 불규칙적이고 밸런싱되지 않은 트래픽 부하들의 경우에서보다 더 긴 시간 간격이 특정될 수도 있다.
높은 전체적인 제어에 대하여, 네트워크 제어기의 명령 하에서 측정들이 수행되는 것이 유익하다고 판명되었다. 특히, 상위 레이어 네트워크 제어기는 제어 시그널링을 전송함으로써, 트래픽 부하 및 간섭 전력에 대해 측정을 어떻게 수행해야 하는지를 기지국들에게 명령할 수도 있다. 예컨대, 네트워크 제어기는, 언제 그리고 얼마나 빈번하게 측정을 행하고 측정들의 결과들을 피드백해야 하는지를 네트워크 제어기에게 명할 수도 있다. 다른 예에서, 네트워크 제어기는, 간섭 측정들을 어떻게 행해야 하는지를 기지국들에게 명할 수도 있다. 간섭 측정들은 전체 대역에 걸친 프리앰블, 부분적인 대역에 걸친 프리앰블 서브캐리어들, 파일럿 프리앰블, 또는 다른 트레이닝 시퀀스들에 기초할 수도 있다. 몇몇 경우들에서, 기지국들은, 프리앰블들 또는 다른 트레이닝 시퀀스들을 스캐닝함으로써, 자신들 주위의 기지국들의 ID들만을 검출할 수 있다.
다음으로, 간섭 완화 및 펨토셀 액세스 포인트들에 대한 서브채널 할당에 관한 제 1 구현 시나리오가 더 상세히 설명된다. 그러한 경우에서, 구현에 대한 상세한 단계들은 다음과 같을 수도 있다:
1. 펨토셀 액세스 포인트들이 스위치 온되는 경우에, 펨토셀 액세스 포인트는, OFDMA 프레임 구조의 수신된 프리앰블들 또는 다른 트레이닝 시퀀스들을 검출함으로써, 펨토셀 액세스 포인트의 통신을 가능하게 간섭할 (중계국들, 액세스 포인트들 등을 포함하는) 이웃 기지국들을 스캐닝하기 시작할 것이다.
2. 펨토셀 액세스 포인트는 자신의 주위의 기지국들의 ID들을 상위 레이어 네트워크 제어기에 보고하며; 펨토셀 액세스 포인트는, 그 액세스 포인트에 의해 지원되는 최대 접속들 또는 그 액세스 포인트가 지원하는 최대 트래픽 부하와 같은 다른 파라미터들을 네트워크 제어기에 보고하여, 네트워크 제어기가 올바른 판정을 행하는 것을 보조할 수도 있다.
3. 네트워크 제어기는, 펨토셀 액세스 포인트를 둘러싸고 더 낮은 트래픽 부하를 갖는 하나 또는 다수의 기지국들로부터 몇몇 서브채널들을 재할당하기로 판정하여, 펨토셀 액세스 포인트가 네트워크에 액세스하기 위해 사용되게 허용할 것이다.
4. 펨토셀 액세스 포인트는 네트워크 제어기에 의해 할당된 서브채널들을 사용하기 시작한다.
다른 예시적인 구현 시나리오는 네트워크의 셀들/섹터들 내의 동적으로 변화하는 네트워크 트래픽 부하에 대한 적응에 관한 것이다. 여기서, 구현 단계들은 다음과 같을 수도 있다.
1. (중계국들, 액세스 포인트들 등을 포함하는) 기지국들은 자신들의 셀/섹터 내의 트래픽 부하를 주기적으로 측정한다.
2. 기지국들은 측정된 트래픽 부하를 상위 레이어 네트워크 제어기에 보고한다. 또한, 기지국은 자신의 트래픽 부하에 기초하여, 서브채널들의 수를 조정 (증가 또는 감소) 하도록 네트워크 제어기에게 직접 요구한다.
3. 네트워크 제어기는 기지국들에 의해 보고된 측정들 (또는 요청들) 에 기초하여, 각각의 셀/섹터에 대한 서브채널들의 수를 결정할 것이다.
4. 네트워크 제어기는 기지국들에 대한 서브채널들의 수/할당의 변화를 통지할 것이다.
5. 기지국들은 통신들에 대해 할당된 서브채널들을 사용하기 시작할 것이다.
본 발명의 교시를 유리한 방법으로 설계하고 더욱 개발하기 위한 여러 방법들이 존재한다. 이를 위해, 특허 청구항들 제 1 항 및 제 15 항에 대한 종속 특허 청구항들, 및 도면에 의해 예시되는 본 발명의 실시형태의 바람직한 예의 다음의 설명이 참조된다. 도면의 보조에 의한 본 발명의 실시형태의 바람직한 예의 설명에 함께, 본 교시의 일반적으로 바람직한 실시형태들 및 다른 개발들이 설명될 것이다.
도 1은 모바일 WiMAX 에 대해 현재 채용된 TDD OFDMA 프레임 구조를 도시한다.
도 2는 서브채널들의 그룹을 섹터에 배정함으로써, 최고 수준에 따른 공통-채널 간섭 시나리오를 예시한다.
도 3은 일 섹터 내의 추가적인 펨토셀 액세스 포인트를 갖는 도 2로부터의 공통-채널 간섭 시나리오를 예시한다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 동적 서브채널 할당에 대한 알고리즘의 플로우도이다.
도 2를 참조하면, 하부에서, 네트워크 (1) 는 총 3 개의 기지국들 (2a, 2b, 2c) 을 가지고 개략적으로 도시된다. 대응하는 셀들 (3a, 3b, 3c) 은 기지국들 (2a, 2b, 2c) 의 각각을 둘러싸는 육각형들에 의해 표시된다. 각각의 셀 (3a, 3b, 3c) 은 3 개의 섹터들로 분할된다. 셀 (3a) 에서, 이들 섹터들은 A, B, 및 C 라 지칭된다. 또한, 셀 (3b) 의 좌측 섹터는 D 라 명명되고, 셀 (3c) 의 상부 섹터는 E 라 명명된다.
도 2의 상부로부터 획득될 수 있는 바와 같이, OFDMA 주파수 도메인에서, 3 개의 세그먼트들 (#1, #2, 및 #3) 을 형성하기 위해 어떤 서브채널들이 그룹화되는지에 따라 소위 세그먼테이션이 구현된다. 공통-채널 간섭을 회피하기 위해, 초기 네트워크 계획 스테이지 동안에 각각의 세그먼트에 상이한 섹터들 또는 셀들이 배정된다. 예컨대, 셀 (3a) 에서, 세그먼트 (#1) 에는 섹터 (A) 가 배정되고, 세그먼트 (#2) 에는 섹터 (B) 가 배정되며, 세그먼트 (#3) 에는 섹터 (C) 가 배정된다.
일반적으로, 종래 기술 솔루션들에 따르면, 네트워크의 동작 동안에 네트워크에 대한 주파수 재사용의 구성이 고정될 것이다. 이는, 각각의 섹터 내의 동적으로 변화하는 네트워크 부하에 적응하는 것을 불가능하게 한다. 예컨대, 도 2에서, 섹터 (A) 가 섹터 (B 및 C) 와 비교하여 훨씬 더 높은 트래픽을 경험하고 있다. 또한, 섹터 (C) 가 매우 낮은 트래픽을 갖는다고 가정한다. 전체적인 네트워크 스루풋을 최대화하기 위해, 섹터 (C) 내의 서브채널들이 섹터 (A) 로 시프트/재할당되어야 하며, 이는 섹터 (A) 가 더 높은 트래픽 부하를 용이하게 하기 위한 더 많은 무선 리소스를 가질 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 종래 기술에서, 각각의 섹터에 배정된 서브채널들의 수는, 그러한 밸런싱 수단이 수행될 수 없도록, 네트워크를 동작시키는 동안에 고정된다.
도 3은, 새로운 펨토셀 액세스 포인트 (4) 가 네트워크 (1) 내에서 나타나는 것만이 상이한 도 2와 동일한 시나리오를 예시한다. 펨토셀 액세스 포인트 (4) 는 기본적으로 셀들 (3a, 3b, 및 3c) 의 교차 포인트에서 위치된다. 더 구체적으로, 액세스 포인트 (4) 의 커버리지 영역은 섹터들 (B, D, 및 E) 와 중첩한다. 이미 상술된 바와 같이, 서브채널들의 배정은 네트워크 계획 스테이지 동안에 판정된다. 이는, 도 2와 함께 설명되는 세그먼테이션이 네트워크 (1) 의 동작 페이즈 동안에 거의 고정된다는 것을 의미한다. 결국, 네트워크로의 펨토셀 액세스 포인트 (4) 의 도입에 의해 야기되는 동적으로 변화하는 간섭 상태에 대한 네트워크 (1) 내의 스펙트럼 리소스 분배의 적응은 불가능하다. 도 3의 특정 시나리오에서, 따라서, 펨토셀 액세스 포인트 (4) 는 섹터 (B) 내에서 할당되지 않을 수 있다. 기본적으로, 펨토셀 액세스 포인트 (4) 에 대해 사용되는 서브채널들이 섹터들 (B, D, 또는 E) 인 이웃 섹터들에 의해 사용되는 서브채널들에 의해 중첩될 것이므로, 고정된 서브채널 할당 기법을 사용함으로써 펨토셀 액세스 포인트 (4) 가 이웃 섹터들로부터의 간섭을 회피하는 것은 어렵다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 동적 서브채널 할당에 대한 알고리즘의 플로우차트를 도시한다. 주로, 예시되는 실시형태에 따른 동적 서브채널 할당 기법에는 5 개의 단계들이 존재한다:
제 1 단계: (중계국들, 액세스 포인트들 등을 포함하는) 네트워크의 기지국들은 자신들의 셀/섹터 내의 총 트래픽 부하, 및 이웃 셀들/섹터들로부터의 공통-채널 간섭 전력에 대해 측정들을 수행한다. 이 측정은 네트워크 제어기의 명령 하에서 주기적으로 수행될 수 있다. 상위 레이어 네트워크 제어기는 제어 시그널링을 전송함으로써, 트래픽 부하 및 간섭 전력에 대해 측정을 어떻게 수행해야 하는지를 기지국들에게 명령할 수도 있다. 예컨대, 상위 레이어 네트워크 제어기는, 언제 그리고 얼마나 빈번하게 측정을 행해야 하고 측정들의 결과들을 피드백해야 하는지를 기지국들에게 명할 수도 있다. 다른 예에서, 상위 레이어 네트워크 제어기는 간섭 측정을 어떻게 행해야 하는지를 기지국들에게 명할 수도 있다. 간섭 측정은, 전체 대역에 걸친 프리앰블, 부분적인 대역에 걸친 프리앰블 서브캐리어들, 파일럿 프리앰블, 또는 다른 트레이닝 시퀀스들에 기초할 수도 있다. 몇몇 경우들에서, 기지국들은 프리앰블들 또는 다른 트레이닝 시퀀스들을 스캐닝함으로써, 자신들을 둘러싸는 기지국들의 ID들만을 검출할 수 있다.
제 2 단계: 기지국들은, 셀/섹터 내의 트래픽 부하 및/또는 간섭 전력과 같은 측정의 결과들, 및/또는 자신들을 둘러싸는 기지국들의 ID들을 네트워크 제어기에 보고한다. 또한, 기지국들은 추가적인 정보를 네트워크 제어기에 전송할 수도 있다. 이 정보는, 서브채널들의 요구되는 수, 서브채널들이 할당되어야 하는 시간을 포함할 수도 있고, 따라서 상위 레이어 네트워크가 서브채널들을 배정하는 것을 용이하게 한다.
제 3 단계: 상위 레이어 네트워크 제어기는 기지국들로부터 보고된 측정들 및 추가적인 정보에 기초하여, 각각의 섹터/셀에 배정되는 서브채널들의 적절한 수를 계산한다.
제 4 단계: 상위 레이어 네트워크 제어기는 서브채널들의 수 및 할당을 기지국들에 통지한다.
제 5 단계: 기지국들은 통신들에 대해 할당된 서브채널들을 사용한다.
여기서 설명된 본 발명의 다수의 변형들 및 다른 실시형태들은 절술한 설명 및 연관된 도면에서 제공된 교시들의 이익을 갖는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 쉽게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명이 개시된 특정 실시형태들에 한정되지 않으며 첨부된 청구의 범위 내에 다른 실시형태들이 포함되도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 여기서 특정 용어들이 채용되지만, 이들은 일반적으로 설명의 의미로 사용될 뿐이고 한정의 목적을 위해 사용된 것이 아니다.

Claims (23)

  1. OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법으로서,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 네트워크 제어기 및 다수의 기지국들을 포함하고,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 상이한 셀들 또는 섹터들로 분할되고,
    서브캐리어들의 서브세트들을 형성함으로써 서브채널들이 생성되며,
    상기 기지국들은 측정들의 결과들 및 추가적인 정보를 상기 네트워크 제어기에 보고하고,
    상기 측정들의 결과들은 다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나이고,
    상기 추가적인 정보는 주위의 기지국들의 ID들을 포함하고,
    상기 네트워크 제어기는 상기 측정들의 결과들 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 서브채널들을 상기 셀들 또는 섹터들에 할당하는 것을 특징으로 하는 서브캐리어 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 기지국들은 액세스 포인트들, 중계국들 및 펨토 (femto) 무선 기지국들 중 적어도 하나를 포함하는, 서브캐리어 할당 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 추가적인 정보는 상기 서브채널들의 요구되는 수, 상기 서브채널들이 할당되어야 하는 시간, 지원되는 접속들의 최대 수, 및 지원되는 최대 트래픽 부하 중 적어도 하나를 더 포함하는, 서브캐리어 할당 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 네트워크 제어기는, 상기 기지국들로부터 수신된, 상기 측정 결과들 및 상기 추가적인 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 셀들 또는 섹터들 각각에 대한 서브채널들의 수를 계산하는, 서브캐리어 할당 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 네트워크 제어기는 상기 계산된 수의 서브채널들을 상기 셀들 또는 섹터들에 할당하는, 서브캐리어 할당 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크 제어기는, 변화하는 트래픽 부하의 경우에, 상기 셀들 또는 섹터들에 할당된 서브채널들의 수 및 위치 중 적어도 하나를 동적으로 조정하는, 서브캐리어 할당 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크 제어기는, 상기 OFDMA-기반 통신 네트워크의 기존의 기지국들이 비활성화되거나 상기 OFDMA-기반 통신 네트워크에 새로운 기지국들이 추가되는 경우에, 상기 서브채널들을 재할당하는, 서브캐리어 할당 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 네트워크 제어기는 상기 기지국들에게 할당/재할당을 통지하는, 서브캐리어 할당 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기지국들은, 상기 네트워크 제어기로부터의 각각의 통지 시에, 상기 셀들 또는 섹터들에 대해 상기 할당된 서브채널들을 사용하는, 서브캐리어 할당 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기지국들은, 상기 측정들의 결과에 기초하여, 상기 네트워크 제어기에게 상기 기지국들의 셀들 또는 섹터들에 대한 서브채널들의 수 및 할당을 변경하도록 요청하는, 서브캐리어 할당 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 측정들은 주기적으로 수행되는, 서브캐리어 할당 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 측정들은 상기 네트워크 제어기의 명령 하에서 수행되는, 서브캐리어 할당 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 간섭의 측정들은, 전체 주파수 대역에 걸친 OFDMA 프레임의 프리앰블, 부분적인 주파수 대역에 걸친 서브캐리어들의 프리앰블, 및 파일럿 프리앰블 중 적어도 하나에 기초하여 수행되는, 서브캐리어 할당 방법.
  15. OFDMA 기술을 적용하는 네트워크로서,
    상기 네트워크는 네트워크 제어기 및 다수의 기지국들을 포함하고,
    상기 네트워크는 상이한 셀들 또는 섹터들로 분할되고,
    서브캐리어들의 서브세트들을 형성함으로써 서브채널들이 생성되며,
    상기 기지국들은 측정들의 결과들 및 추가적인 정보를 상기 네트워크 제어기에 보고하도록 구성되고,
    상기 측정들의 결과들은 다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나이고,
    상기 추가적인 정보는 주위의 기지국들의 ID들을 포함하고,
    상기 네트워크 제어기는 상기 측정들의 결과들 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 서브채널들을 상기 셀들 또는 섹터들에 할당하는 것을 특징으로 하는 OFDMA 기술을 적용하는 네트워크.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다수의 기지국들은 액세스 포인트들, 중계국들 및 펨토 무선 기지국들 중 적어도 하나를 포함하는, OFDMA 기술을 적용하는 네트워크.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 네트워크 제어기는 ASN (Access Service Network) 게이트웨이인, OFDMA 기술을 적용하는 네트워크.
  18. OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법으로서,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 네트워크 제어기 및 다수의 기지국들을 포함하고,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 상이한 셀들 또는 섹터들로 분할되고,
    서브캐리어들의 서브세트들을 형성함으로써 서브채널들이 생성되며,
    상기 기지국들은 측정들의 결과들 및 추가적인 정보를 상기 네트워크 제어기에 보고하고,
    상기 측정들의 결과들은 다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나이고,
    상기 추가적인 정보는 주위의 기지국들의 ID들, 상기 서브채널들의 요구되는 수, 상기 서브채널들이 할당되어야 하는 시간, 지원되는 접속들의 최대 수, 및 지원되는 최대 트래픽 부하 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 네트워크 제어기는 상기 측정들의 결과들 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 서브채널들을 상기 셀들 또는 섹터들에 할당하는 것을 특징으로 하는 서브캐리어 할당 방법.
  19. OFDMA 기술을 적용하는 네트워크로서,
    상기 네트워크는 네트워크 제어기 및 다수의 기지국들을 포함하고,
    상기 네트워크는 상이한 셀들 또는 섹터들로 분할되고,
    서브캐리어들의 서브세트들을 형성함으로써 서브채널들이 생성되며,
    상기 기지국들은 측정들의 결과들 및 추가적인 정보를 상기 네트워크 제어기에 보고하도록 구성되고,
    상기 측정들의 결과들은 다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나이고,
    상기 추가적인 정보는 주위의 기지국들의 ID들, 상기 서브채널들의 요구되는 수, 상기 서브채널들이 할당되어야 하는 시간, 지원되는 접속들의 최대 수, 및 지원되는 최대 트래픽 부하 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 네트워크 제어기는 상기 측정들의 결과들 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 서브채널들을 상기 셀들 또는 섹터들에 할당하는 것을 특징으로 하는 OFDMA 기술을 적용하는 네트워크.
  20. OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 기지국으로서,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 네트워크 제어기를 포함하고,
    다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나를 측정하는 유닛; 및
    상기 측정의 결과 및 추가적인 정보를 네트워크 제어기로 전송하는 유닛으로서, 상기 추가적인 정보는, 주위의 기지국들의 ID들을 포함하여, 상기 네트워크 제어기에서 상기 측정의 결과 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 셀들 또는 섹터들에 서브채널들을 할당하기 위해 사용되는, 상기 전송 유닛을 포함하는, 기지국.
  21. OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 기지국으로서,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 네트워크 제어기를 포함하고,
    다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나를 측정하는 유닛; 및
    상기 측정의 결과 및 추가적인 정보를 네트워크 제어기로 전송하는 유닛으로서, 상기 추가적인 정보는, 주위의 기지국들의 ID들, 상기 서브채널들의 요구되는 수, 상기 서브채널들이 할당되어야 하는 시간, 지원되는 접속들의 최대 수, 및 지원되는 최대 트래픽 부하 중 적어도 하나를 포함하여, 상기 네트워크 제어기에서 상기 측정의 결과 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 셀들 또는 섹터들에 서브채널들을 할당하기 위해 사용되는, 상기 전송 유닛을 포함하는, 기지국.
  22. OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 네트워크 제어기로서,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 다수의 기지국들을 포함하고, 상이한 셀들 또는 섹터들로 분할되며,
    기지국들 중 적어도 하나로부터 측정들의 결과들 및 추가적인 정보를 수신하는 유닛으로서, 상기 측정들의 결과들은 다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나이고, 상기 추가적인 정보는 주위의 기지국들의 ID들을 포함하는, 상기 수신 유닛; 및
    상기 측정들의 결과들 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 셀들 또는 섹터들에 서브채널들을 할당하는 유닛을 포함하는, 네트워크 제어기.
  23. OFDMA-기반 통신 네트워크에서의 네트워크 제어기로서,
    상기 OFDMA-기반 통신 네트워크는 다수의 기지국들을 포함하고, 상이한 셀들 또는 섹터들로 분할되며,
    기지국들 중 적어도 하나로부터 측정들의 결과들 및 추가적인 정보를 수신하는 유닛으로서, 상기 측정들의 결과들은 다른 셀들 또는 섹터들로부터의 간섭 및 트래픽 부하 중 적어도 하나이고, 상기 추가적인 정보는 주위의 기지국들의 ID들, 상기 서브채널들의 요구되는 수, 상기 서브채널들이 할당되어야 하는 시간, 지원되는 접속들의 최대 수, 및 지원되는 최대 트래픽 부하 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 수신 유닛; 및
    상기 측정들의 결과들 및 상기 추가적인 정보에 기초하여 상기 셀들 또는 섹터들에 서브채널들을 할당하는 유닛을 포함하는, 네트워크 제어기.
KR1020117001131A 2008-06-17 2009-06-15 Ｏｆｄｍａ-기반 통신 네트워크 및 네트워크에서의 서브캐리어 할당의 방법 KR101332937B1 (ko)

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