KR101443620B1 - 그룹 스케줄링 방법, 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의선택적 수신 방법 및 이동통신 단말 - Google Patents

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Abstract

그룹 스케줄링 방법, 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법 및 이동통신 단말이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 그룹 스케줄링 방법은 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 나누어 자원 할당을 스케줄링하는 방법에 있어서, 데이터를 전송하고자 하는 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화하고, 상기 그룹 인덱스를 포함하는 그룹할당 정보요소를 MAP의 맨 앞에 배치하는 과정을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 그룹 스케줄링에 대한 정보를 그룹할당 정보요소를 이용하여 단말들에 전달함으로써, 매 프레임마다 전달되는 불필요한 정보를 단말이 읽지 않게 하여 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다.
광대역 무선 접속 시스템, 그룹 스케줄링, 그룹 인덱스, 그룹 아이디

Description

그룹 스케줄링 방법, 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법 및 이동통신 단말{Method for group scheduling and selective receiving information elements according to group scheduling, and Mobile communication terminal}
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서의 기지국과 이동 단말 사이의 자원할당에 관한 것으로, 기지국의 그룹 스케줄링에 따른 그룹 할당 정보를 단말에 전송하여 단말의 정보요소 독출 시의 전력 소모를 감소시킬 수 있는 방법 및 이에 적용되는 단말에 관한 것이다.
광대역 무선 접속 시스템에서 자원 할당 방법에 대해 설명한다. 기지국은 각 단말들의 채널 상태 (Channel Quality Information; 이하 'CQI'), 지연 정도 (Delay), 처리율 (Throughput), 서비스 품질 (Quality of Service; 이하 'QoS') 등을 고려하여 자원을 할당한다.
광대역 무선 접속 시스템에서는 다수의 단말들 각각에 대해 자원을 효율적으로 할당해야 하는데, 상기 자원을 할당하는 스케쥴링 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 송신기, 일 예로 기지국(Base Station; BS)에서 송신하는 1개의 채널, 일 예로 패킷 데이터 채널(packet data channel)은 복수의 수신기들, 일 예로 복수의 단말들이 공유하여 사용한다. 이 경우 단일 스케쥴러(scheduler)가 스케쥴링을 수행하는데 이를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 기지국의 스케쥴링 장치 내부 구조를 도시한 것이다. 도 1에서, 스케쥴링 장치는 M개의 MS 큐(queue)들, 즉 제1 MS큐(111) 내지 제M MS큐(119), 패킷 스케쥴러(120), 서브 채널 할당기(130), 채널 부호화기(140), 성상도 매핑기(150), OFDM 변조기(160), 무선 주파수(Radio Frequency; 이하 'RF') 처리기(170), 및 안테나(180)를 포함한다.
먼저, 기지국에서 서비스를 제공받고 있는 단말들의 개수가 M개라면, 즉 제1단말 내지 제M 단말이 존재한다고 가정하면, 제1단말 내지 제M 단말을 타겟으로 하는 패킷 데이터는 해당 큐들로 전달된다. 즉, 제1단말을 타겟으로 하는 패킷 데이터는 제1 MS 큐(111)로 전달되고, 제M 단말을 타겟으로 하는 패킷 데이터는 제M MS큐(119)로 전달된다. 제1 MS 큐(111) 내지 제M MS 큐(119)에 패킷 데이터들이 저장되면, 패킷 스케쥴러(120)는 스케쥴링 시점, 예를 들어, 전송 시구간(Transmit Time Interval; 이하 'TTI')마다 미리 설정되어 있는 스케쥴링 방식에 상응하게 해당 TTI에서의 자원(예를 들어, 단일 채널 자원)을 특정 단말에 할당하도록 제어한다. 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 단일 패킷 스케쥴러가 사용되므로, 도 1에 도시되어 있는 패킷 스케쥴러(120) 역시 단일 패킷 스케쥴러가 된다.
패킷 스케쥴러(120)는 해당 TTI에서의 서브 채널에 할당된 단말의 할당정보 를 서브 채널 할당기(130)로 출력한다. 여기서 해당 TTI에서의 서브 채널에 할당된 단말의 할당정보는 상기 스케쥴링 동작에 따라 결정된다.
서브 채널 할당기(130)는 패킷 스케쥴러(120)에서 출력한 해당 TTI에서의 서브 채널에 할당된 단말의 할당 정보에 상응하게 해당 TTI에서 서브 채널을 해당 단말에 할당한 후 OFDM 변조기(160)로 출력한다.
채널 부호화기(140)는 패킷 스케쥴러(120)에서 결정한 해당 단말의 데이터를 미리 설정되어 있는, 즉 해당 단말의 CQI에 따라 결정된 채널 부호화 방식에 상응하게 채널 부호화한 후 성상도 매핑기(150)로 출력한다.
성상도 매핑기(150)는 채널 부호화기(140)에서 출력한 신호를 QPSK 방식 등으로 성상도 매핑한 후 OFDM 변조기(160)로 출력한다.
OFDM 변조기(160)는 성상도 매핑기(150)에서 출력한 신호를 서브 채널 할당기(130)에서 출력한 서브 채널 할당 정보에 상응하게 OFDM 방식으로 변조한 후 RF 처리기(170)로 출력한다. 여기서, OFDM 변조기(160)의 OFDM 변조 동작은 패킷 스케쥴링 동작과 직접적인 연관이 없으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. RF 처리기(170)는 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등의 구성들을 포함하며, OFDM 변조기(160)에서 RF 처리한 후 안테나(180)를 통해 송신한다.
상기 패킷 스케쥴러(120)는 비례 공정(Proportional Fairness; 이하 'PF') 방식을 사용하여 스케쥴링 동작을 수행한다.
비례 공정 스케줄러 (Proportionally Fairness Scheduler; 이하 'PFS')는 OFDMA 시스템의 분산된 서브캐리어로 구성된 영역(Partial Usage of SubChannels; 이하 'PUSC')을 사용할 단말들을 결정하기 위해 사용된다. 하나의 프레임은 여러 개의 스케줄링 자원들로 분할되고, 기지국은 이들 자원이 모두 할당될 때까지 PFS를 순차적으로 수행한다. 이러한 과정은 매 프레임마다 반복된다. PFS의 결과에 따라, 기지국은 하나의 프레임에 하나 이상의 단말들을 할당할 수 있다. PFS는 수학식 1과 같이, 스케줄링 시점 t의 채널상황에 따른 최대 데이터 양(T_insti)을 실제 전송한 평균 데이터 양(T_smoothedi)으로 나눈 값 중 최대값을 갖는 단말들을 선택하는 방식이다.
Figure 112007086851751-pat00001
Figure 112007086851751-pat00002
이때 단말에 전송할 데이터가 없을 경우, 상기 과정을 수행하지 않는다.
분모 값인 평균 데이터 양은 수학식 2와 같이 자원을 할당한 후 매번 계산되며, 이 식의 매개 변수인 TPF는 윈도우 크기로써 데이터를 받지 않고 견딜 수 있는 크기이다.
Figure 112007086851751-pat00003
수학식 2에서 t 시점에 선택된 단말들을 제외한 모든 단말들의 현 전송 양(T_insti) 은 0이 된다.
표 1은 서비스에 대한 QoS를 나타낸다. UGS (Unsolicited Grant Service)는 전송지연에 민감한 서비스이고 BE (Best Effort)로 갈수록 전송지연에 민감하지 않은 서비스이다.
Service Definition Applications Mandatory QoS Parameters
UGS Real-time data streams
Consisting of fixed-size data
Packets issued at periodic Intervals		 T1/E1,
VoIP w/o
silence
Suppression		 - Max. Sustained Traffic Rate= Min. Reserved Traffic Rate
- Maximum Latency
- Tolerated Jitter
- Uplink Grant Scheduling Type
- Request/Transmission Policy
- Unsolicited Grant Interval (vender specific)
rtPS Real-time data streams consisting of variable-sized data packets that are issued at periodic intervals MPEG video - Minimum Reserved Traffic Rate
- Maximum Sustained Traffic Rate
- Maximum Latency
- Uplink Grant Scheduling Type
- Request/Transmission Policy
nrtPS Delay-tolerant data streams consisting of variable-sized data packets for which minimum data rate is required FTP - Minimum Reserved Traffic Rate
- Maximum Sustained Traffic Rate
- Traffic Priority
- Uplink Grant Scheduling Type
- Request/Transmission Policy
BE Data streams for which no
Minimum service level is
required and therefore may be handled on a space-available basis		 HTTP - Maximum Sustained Traffic Rate
- Traffic Priority
- Request/Transmission Policy
위와 같은 방법으로 할당된 자원 정보들은 MAP을 통해 단말들에게 매 프레임마다 전달된다.
상향 링크의 경우 UL-MAP을 통해 전달되는데, 이러한 정보는 심볼과 서브채널의 절대적인 오프셋과 할당 개수를 알려주는 블록 할당(block allocations) 방식, 상대적인 혹은 절대적인 오프셋과 할당 슬롯의 존속 구간을 알려주는 슬롯 할당(slot allocation) 방식을 이용하여 전달될 수 있다.
표 2는 상향링크 구간사용 코드(Uplink Interval Usage Code; UIUC)에 해당하는 각각의 용도를 나타낸다.
Figure 112007086851751-pat00004
블록 할당 방식은 표 2와 같이, Fast feedback (UIUC = 0), HARQ ACK CH region (UIUC-11 (Extended-2 UIUC) with Type = 8), CDMA ranging and BR allocations (UIUC = 12), PAPR/safety zone allocations (UIUC = 13)에서 사용되며 이들 모두는 슬롯 할당 방식을 사용하는 영역보다 앞 영역에 할당되어야 한다.
슬롯 할당 방식은 그 외 모든 UIUC에서 사용된다. 또한 non-AAS zones (non-adaptive antenna system zones)에서 슬롯 할당 방식을 사용할 경우, 맨 처음 영역의 시작점은 UL-MAP 내의 할당 시작 시간(Allocation Start Time) 필드(field)에 의해 결정되며, 그 외 할당 영역의 시작점은 UL-MAP 내의 직전 할당 영역들에 의해 결정된다(상대적인 오프셋). 반면 AAS UL zone에서 슬롯 할당 방식을 사용할 경우, 이 할당 영역의 시작점은 UL-MAP 내에 명시적으로 가리키고 있는 절대적인 오프셋에 의해 결정된다.
하향 링크의 경우 블록 할당 방식으로 DL-MAP을 통해 전달된다. 표 3은 하향링크 구간사용 코드(Downlink Interval Usage Code; DIUC)에 해당하는 각각의 용도를 나타낸다.
Figure 112007086851751-pat00005
기지국은 자신의 셀 내에 송수신할 데이터를 갖은 모든 단말들을 대상으로 스케줄링을 수행하여 자원을 할당하며, 이 할당 정보를 매 프레임마다 단말들에게 배포(broadcast)한다.
단말들은 자신에게 할당된 자원이 있는지를 확인하기 위해, 매 프레임마다 전송되는 MAP 내에 있는 모든 정보요소(Information Element; IE)를 읽어야 하는데, 이러한 방식은 단말의 전력 소모 측면에서 비효율적인 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 단말에서 불필요한 정보요소를 수신하지 않도록 그룹 정보를 생성하여 단말의 전력 소모를 줄일 수 있는 그룹 스케줄링 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 기지국에 의해 배포되는 그룹 정보를 이용하여 단말에서 필요한 정보요소만 수신하게 하는 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 상기의 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법이 적용된 이동통신 단말을 제공하는 데 있다.
상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그룹 스케줄링 방법은 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 나누어 자원 할당을 스케줄링하는 방법에 있어서, 데이터를 전송하고자 하는 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화하고, 상기 그룹 인덱스를 포함하는 그룹할당 정보요소를 MAP의 맨 앞에 배치하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 그룹 인덱스를 활성화하는 과정에서, 실시간 트래픽 데이터를 전송하고자 하는 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화하며, 비실시간 트래픽 데이터를 전송하고자 하는 단말들 중 상기 활성화된 그룹의 단말을 우선적으로 선택하고, 선택된 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화할 수 있다.
바람직하게는, 상기 그룹 인덱스를 활성화하는 과정에서, DCD 메시지에 포함된 총 그룹 수 및 상기 단말의 레인징 요청으로부터 추출한 맥 주소를 이용하여 연산된 그룹 아이디가 가리키는 그룹의 그룹 인덱스를 활성화할 수 있다.
바람직하게는, 상기 그룹 인덱스를 활성화하는 과정에서, 상기 그룹 인덱스 중 적어도 하나의 인덱스에 브로드캐스트 정보요소의 활성화 여부를 표시할 수 있다. 이때, 상기 브로드캐스트 정보요소는 상기 그룹할당 정보요소의 다음에 배치할 수 있다.
바람직하게는, 상기 그룹할당 정보요소는 하향링크 구간사용 코드 중 확장-2 DIUC의 리저브된 영역을 이용하여 하향링크 그룹할당 정보요소가 정의될 수 있다. 바람직하게는, 상기 그룹할당 정보요소는 상향링크 구간사용 코드 중 확장-2 UIUC의 리저브된 영역을 이용하여 상향링크 그룹할당 정보요소가 정의될 수 있다.
한편, 상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법은 하나 이상의 그룹으로 나누어진 복수의 단말에 자원 할당을 스케줄링하는 정보를 이용하여 MAP을 독출하는 방법에 있어서, 하향링크 프레임의 MAP으로부터 그룹할당 정보요소의 그룹 인덱스를 독출하고, 상기 그룹 인덱스 중 단말이 속한 그룹이 활성화되지 않은 경우 상기 MAP의 정보요소를 스킵하고, 상기 그룹 인덱스 중 단말이 속한 그룹이 활성화된 경우 상기 단말의 연결 식별자를 독출할 때까지 상기 MAP의 정보요소를 독출하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 MAP의 정보요소를 독출하는 과정에서, 기지국으로부터 수신되는 DCD 메시지에 포함된 총 그룹 수 및 단말 자신의 맥 주소를 이용하여 연산된 단말의 그룹 아이디가 가리키는 그룹이 상기 그룹 인덱스에서 활성화되었는지 확인할 수 있다.
바람직하게는, 상기 그룹 인덱스를 독출하는 과정에서, 상기 그룹 인덱스로부터 인덱스에 브로드캐스트 정보요소의 활성화 여부를 독출하고, 상기 브로드캐스트 정보요소가 활성화된 경우 상기 그룹할당 정보요소 다음에 위치하는 브로드캐스트 정보요소를 독출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 그룹할당 정보요소는 하향링크 구간사용 코드 중 확장-2 DIUC의 리저브된 영역을 이용하여 하향링크 그룹할당 정보요소가 정의될 수 있다. 바람직하게는, 상기 그룹할당 정보요소는 상향링크 구간사용 코드 중 확장-2 UIUC의 리저브된 영역을 이용하여 상향링크 그룹할당 정보요소가 정의될 수 있다.
한편, 상기의 세 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신 단말은 하나 이상의 그룹으로 나누어진 복수의 단말에 자원 할당을 스케줄링하는 정보를 이용하여 MAP을 독출하는 단말에 있어서, 하향링크 프레임의 MAP으로부터 그룹할당 정보요소의 그룹 인덱스를 독출하는 자원할당 확인부, 및 상기 그룹 인덱스 중 단말이 속한 그룹이 활성화되지 않은 경우 상기 MAP의 정보요소를 스킵하고, 상기 그룹 인덱스 중 단말이 속한 그룹이 활성화된 경우 상기 단말의 연결 식별자를 독출할 때까지 상기 MAP의 정보요소를 독출하는 선택적 수신부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 자원할당 확인부는 상기 그룹 인덱스로부터 인덱스에 브 로드캐스트 정보요소의 활성화 여부를 독출하고, 상기 선택적 수신부는 상기 브로드캐스트 정보요소가 활성화된 경우 상기 그룹할당 정보요소 다음에 위치하는 브로드캐스트 정보요소를 독출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 그룹 스케줄링에 대한 정보를 그룹할당 정보요소를 이용하여 단말들에 전달함으로써, 매 프레임마다 전달되는 불필요한 정보를 단말이 읽지 않게 하여 단말의 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 및 이동통신 단말의 블록도이다.
도 2의 기지국은 그룹 스케줄러(211) 및 프레임 생성부(212)를 포함한다.
그룹 스케줄러(211)는 데이터를 전송하고자 하는 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화한다. 그룹 스케줄러(211)는 복수의 그룹에 트래픽 상황에 따라 자원을 할당하기 위해 그룹 인덱스의 활성화를 관리한다. 또한, 그룹 스케줄러(211)는 그룹 인덱스 중 적어도 하나의 인덱스에 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소의 활성화 여부를 표시할 수 있다.
프레임 생성부(212) 그룹 인덱스를 포함하는 그룹할당 정보요소를 MAP의 맨 앞에 배치한다.
도 2에서, 단말(220)은 하나 이상의 그룹으로 나누어진 복수의 단말 중 어느 하나이다. 단말(220)은 자원할당 확인부(221) 및 선택적 수신부(222)를 포함한다.
자원할당 확인부(221)는 하향링크 프레임의 MAP으로부터 그룹할당 정보요소의 그룹 인덱스를 독출한다.
선택적 수신부(222)는 그룹 인덱스 중 단말(220)이 속한 그룹이 활성화되지 않은 경우 MAP의 정보요소를 스킵하고, 그룹 인덱스 중 단말(220)이 속한 그룹이 활성화된 경우 단말(220)의 연결 식별자를 독출할 때까지 MAP의 정보요소를 독출한다. 선택적 수신부(222)는 자원할당 확인부(221)에서 독출한 그룹 인덱스 중 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소의 활성화 여부가 표시되어 있으면, 그룹할당 정보요소 다음에 위치하는 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소를 독출하도록 구성될 수 있다.
기지국(210)은 하나의 프레임에 동일한 그룹의 단말들을 할당하도록 스케줄링하고 그 할당 정보를 전송함으로써, 단말들은 이 할당 정보를 통해 해당 프레임에 자신에게 할당된 자원이 있는지를 판단할 수 있다. 단말(220)에 할당된 자원이 없다면, 해당 단말(220)은 MAP 내에 있는 모든 정보요소를 읽을 필요가 없다. 결과적으로 단말(220)의 전력 소모를 줄일 수 있다.
이하에서는, 기지국과 단말에서의 단계별 절차를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 기지국에서 그룹 아이디를 연산하는 과정의 흐름도이다.
도 3은 위에서 설명한 그룹 스케줄링을 하기 위해 필요한 초기 절차를 나타낸다.
기지국은 단말들에게 DCD(Downlink Channel Descriptor) 메시지를 통해 총 그룹 수(최대 255)를 알려준다(S310). DCD 메시지는 하향링크의 무선 물리 계층의 특성을 기술하는 매체접근 제어(이하, 'MAC')에 관련된 메시지로서, 브로드캐스트 형태나 기본 연결(Basic Connection)을 이용하여 전송된다.
기지국은 단말의 네크워크 진입 및 초기화(Network entry and initialization) 과정에서 단말로부터 레인징 요청을 수신한다(S315).
기지국은 단말의 레인징 요청(RNG-REQ)에 포함된 MAC 주소(address), 이를 이용하여 연산된 해시(hash) 값과 총 그룹 수를 이용하여 해당 단말의 그룹 아이디(Group ID)를 계산한다(S319).
표 4는 그룹 스케줄링을 위한 DCD 추가 파라미터의 예이다.
Name Type (1 byte) Length Value
Total number of Group 38 1 The total number of group
단말의 MAC 주소는 레인징 요청을 통해 얻을 수 있으며, 해시 값은 MOB_PAG-ADV 메시지 내의 단말의 MAC 주소 해시 값을 도출하기 위해 사용되는 계산 방식을 통해 얻을 수 있다. 예를 들어, 해시 값은 MAC 주소와 수학식 3의 생성기 다항식(generator polynomial)을 이용하여 CRC-24를 계산함으로써 얻는다.
Figure 112007086851751-pat00006
수학식 4와 같이, 해당 단말의 그룹 아이디는 위의 계산식을 통해 얻은 해시 값을 총 그룹 수에서 1을 뺀 값으로 나눈 나머지 값에서 1를 더한 값이다.
GROUP ID(iMS) = ( HASH(iMS) mod ( TOTAL GROUP - 1 ) ) + 1
이때, 그룹 아이디 0은 브로드캐스트(broadcast) 혹은 멀티캐스트(multicast)를 위한 것이다.
바람직하게는, 하향 링크의 그룹 스케줄링에 대한 할당 정보는 DIUC 14의 확장-2(Extended-2) DIUC의 리저브된 영역 0x0D를 이용하여 하향링크 그룹할당 정보요소(DL group allocation IE)를 정의할 수 있다. 하향링크 그룹할당 정보요소의 형태는 표 5와 같다.
Syntax Size notes
DL group allocation IE { - -
Extended-2 DIUC 4 0x0D
Length 8
Group Index variable bitmap
}
바람직하게는, 상향 링크의 그룹 스케줄링에 대한 할당 정보는 UIUC 11의 확장-2(Extended-2) UIUC의 리저브된 영역 0x0C를 이용하여 상향링크 그룹할당 정보요소(UL group allocation IE)를 정의할 수 있다. 상향링크 그룹할당 정보요소의 형태는 표 6과 같다.
Syntax Size notes
UL group allocation IE { - -
Extended-2 UIUC 4 0x0C
Length 8
Group Index variable bitmap
}
한편, Extended-2 DIUC 혹은 Extended-2 UIUC를 인식하지 못하는 단말은 이러한 정보를 무시하고, 기존 방식대로 각각의 모든 MAP 정보요소를 읽는다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그룹 스케줄링 방법의 흐름도이다.
도 4의 과정들(S430-S460)은 기지국에서 매 프레임마다 수행된다. 먼저, 기지국은 Voice over IP와 같이 지연에 민감한 트래픽이 자원을 선점할 수 있도록 스케줄링 한다(S430-S442, S460).
보다 구체적으로, 기지국에서 전송할 실시간 트래픽 데이터가 존재하는 경우(S430), 실시간 트래픽 데이터를 전송하고자 하는 단말을 선택하고(S441), 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화한다(S442). 예를 들어, 그룹 인덱스에서 자원을 점유한 단말에 해당하는 그룹의 비트를 1로 설정한다.
기지국에서 전송할 실시간 트래픽 데이터가 존재하지 않거나 실시간 트래픽 데이터에 대한 자원 할당이 완료된 경우(S430), 비실시간 트래픽 데이터에 대한 자원 할당을 수행하고(S450), 절차를 종료한다.
다음, 실시간 트래픽 데이터에 대해 할당할 가용 자원이 존재하면(S460), 지연에 민감한 트래픽이 자원을 선점할 수 있도록 스케줄링하는 과정(S430-S442)을 반복한다. 한편, 기지국에서 전송할 데이터에 대해 할당할 가용 자원이 존재하지 않으면(S460), 모든 절차를 종료한다.
이러한 과정을 통해 할당된 자원의 정보인 그룹할당 정보요소를 기지국이 단말들에게 배포함으로써, 단말들은 어떤 그룹들이 해당 프레임의 자원을 점유했는지를 매 프레임마다 확인할 수 있다.
도 5는 도 4의 비 실시간 트래픽 데이터에 대한 자원할당 과정의 상세 흐름도이다.
기지국은 실시간 트래픽 데이터에 대한 자원 할당 과정을 마친 후, 기지국은 자원을 이미 점유한 그룹의 정보(예를 들어, 그룹 인덱스), 동일한 그룹 내에서 보낼 데이터가 존재하는 단말들의 수, 데이터의 크기 등을 고려하여 스케줄링할 그룹을 결정한다(S551). 예를 들어, 기지국은 비실시간 트래픽 데이터를 전송하고자 하는 단말들 중 실시간 트래픽 데이터 전송을 위해 활성화된 그룹을 우선적으로 선택할 수 있다.
다음, 선택된 그룹 내의 단말을 선택하고(S552), 선택된 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화한다(S553). 예를 들어, 기지국은 자원을 점유한 단말에 해당하는 그룹의 비트를 1로 설정한다. 스케줄링 결과에 따라, 그룹 인덱스의 모든 비트가 1로 설정될 수도 있다. 하나의 그룹에 대해서 그룹 인덱스 활성화 과정(S553)은 한 번만 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 동일한 그룹 인덱스에 대해서는 그룹 인덱스 활성화 과정(S553)을 반복할 필요가 없기 때문이다.
바람직하게는, 이 과정(S551-S553)에서 하나의 프레임에 동일한 그룹에 속한 단말들이 자원을 점유할 수 있도록 스케줄링하여 MAP 정보요소들을 읽는 단말의 수를 최소화한다.
다음, 비 실시간 트래픽 데이터에 대해 할당할 가용 자원이 존재하면(S554), 상기 선택된 그룹 내에 가용 단말이 존재하는지 판단한다(S555). 이때, 가용 단말이 존재하면 상기 선택된 그룹 내의 다른 단말을 선택하고(S552), 가용 단말이 존재하지 않으면 다른 그룹을 선택한다(S551).
한편, 비 실시간 트래픽 데이터에 대해 할당할 가용 자원이 존재하지 않으면(S554), 모든 절차를 종료한다.
도 6a는 도 4에 적용되는 그룹 인덱스의 일 예이다.
도 6a는 총 그룹의 수가 8일 때의 그룹 인덱스의 예시적인 형태를 나타내며, 이때의 길이(length)는 1이 된다. 도 6a에서 최상위 비트(MSB)는 그룹 아이디 7에 대응하고, 최하위 비트(LSB)는 그룹 아이디 0에 대응한다.
도 6b는 도 4의 자원할당 과정에 따라 생성된 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 6b와 같이, 광 대역 무선 접속 통신 시스템의 데이터 프레임은 그 프레임 내에 하향링크(DL) 및 상향링크(UL)를 모두 포함하며 상향링크와 하향링크 사이에 TTG(Transmit Time Gap) 및 RTG(Receive Time Gap)를 포함한다. 도 6b의 예에서는 좌측에 하향링크를 위한 서브 프레임(DL subframe)을 포함하고 우측에 업-링크를 위한 서브 프레임(UL subframe)을 포함한다. 각 프레임은 하나의 프리엠블(preamble), UL-MAP(Up-Link MAP)을 포함하는 DL 버스트 #1 및 DL-MAP(Down-Link MAP)을 포함한다.
상기 DL-MAP 및 UL-MAP은 하향링크 및 상향링크를 위한 서브 프레임(DL subframe 및 UL subframe)을 여러 개의 구간으로 나누고 각 구간의 위치 정보와 각 구간에 대한 연결 식별자(Connection ID; 이하 'CID'), DIUC 및 UIUC를 부여한다. 이때, 연결 식별자(CID)는 가입자 식별 코드로서 해당 구간이 어느 가입자 단말을 위한 데이터를 전송하고 있는 지를 나타내고, 상기 DIUC 및 UIUC는 사용용도, 변조 방식(modulation type) 및 인코딩 코드(예를 들어, FEC(Frame Error Control) 코드)를 나타내는 값으로서 해당 구간의 데이터가 어떤 용도로 사용되며 어떤 변조 방식으로 변조되고 어떤 코드로 인코딩되었는지를 나타낸다.
이와 같이 구조에서, 그룹할당 정보요소들은 각 MAP의 맨 앞에 배치할 수 있다. 즉, 도 6b와 같이, 하향링크 그룹할당 요소는 DL-MAP의 맨 앞에 배치하고, 상향링크 그룹할당 요소는 DL 버스트 #1 즉, UL-MAP의 맨 앞에 배치할 수 있다. 또한, 그룹 아이디가 0인 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소는 각 그룹할당 정보요소의 바로 뒤에 배치할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 단말에서 그룹 아이디를 연산하는 과정의 흐름도이다.
도 7의 과정들(S770-S779)은 단말에서 그룹 스케줄링을 하기 위해 필요한 초기 절차이다.
먼저, 단말은 기지국으로부터 총 그룹 수를 포함하는 DCD 메시지를 수신한다(S770). 다음, 단말은 DCD 메시지를 통해 받은 총 그룹 수, 자신의 MAC 주소, 기지국과 동일한 생성기 다항식을 이용하여 자신의 그룹 아이디를 계산한다(S775). 마지막으로, 단말은 레인징 요청을 기지국으로 전송한다(S779).
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법의 흐름도이다.
먼저, 단말은 매 프레임마다 전송되는 MAP의 그룹할당 정보요소를 수신한 후, 단말 자신이 속한 그룹에 할당된 자원이 존재하는지를 확인한다.
보다 구체적으로, 단말은 DL-MAP에서 하향링크 그룹할당 정보요소를 독출한다(S881).
독출된 하향링크 그룹할당 정보요소에 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소가 활성화되어 있으면(S882), 하향링크 그룹할당 정보요소의 다음에 위치한 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소를 독출한다(S883). 반면에, 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소가 활성화되어 있지 않으면(S882), 단말 자신이 속한 그룹에 할당된 자원이 존재하는지 확인하는 과정(S884)으로 진행한다.
다음, 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스가 활성화되어 있으면, 단말 자신의 연결 식별자를 확인할 때까지 나머지 DL-MAP의 정보요소를 독출하고(S885), 그렇지 않으면 절차를 종료한다.
예를 들어, 그룹 인덱스의 0번째 값이 1로 설정되어 있고 자신이 속한 그룹에 해당하는 비트가 1로 설정되어 있으면, 단말은 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소들과 단말 자신의 연결 식별자(CID)를 발견할 때까지의 정보요소들을 읽는다. 그리고 그룹 인덱스의 0번째 값이 1로 설정되어 있고 단말 자신의 그룹에 해당하는 비트가 1로 설정되어 있지 않으면, 단말은 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소만 읽는다. 그룹 인덱스의 0번째 값이 1로 설정되어 있지 않고 단말이 속한 그룹에 해당하는 비트가 1로 설정되어 있으면, 단말은 자신의 연결 식별자(CID)를 발견할 때까지의 정보요소들을 읽을 수 있다. 위의 모든 경우가 해당하지 않는 상황에서는 단말이 MAP 정보요소들을 읽을 필요가 없다. 즉, 단말은 그룹 인덱스의 0번째 값이 1로 설정되어 있지 않고 자신이 속한 그룹에 해당하는 비트가 1로 설정되어 있지 않으면, MAP을 읽지 않고 스킵한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법의 흐름도이다.
도 9의 과정은 도 8과 유사하지만, UL-MAP에 대해서 수행된다.
먼저, 단말은 UL-MAP에서 하향링크 그룹할당 정보요소를 독출한다(S891).
독출된 하향링크 그룹할당 정보요소에 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소가 활성화되어 있으면(S892), 하향링크 그룹할당 정보요소의 다음에 위치한 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소를 독출한다(S893). 반면에, 브로드캐스트 정보요소 또는 멀티캐스트 정보요소가 활성화되어 있지 않으면(S892), 단말 자신이 속한 그룹에 할당된 자원이 존재하는지 확인하는 과정(S894)으로 진행한다.
다음, 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스가 활성화되어 있으면(S894), 단말 자신의 연결 식별자를 확인할 때까지 나머지 UL-MAP의 정보요소를 독출하고(S895), 그렇지 않으면 절차를 종료한다.
도 6b의 프레임 구조를 가정할 때, 도 9의 과정은 도 8의 과정이 종료한 이후에 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명은 무선 접속 시스템에서 그룹 할당 정보를 생성하는 알고리즘, 그룹 할당 정보를 이용하여 불필요한 정보를 스킵하는 알고리즘, 그룹 할당 정보를 생성하는 스케줄링 장치, 이를 포함하는 기지국 장치, 기지국 장치로부터 수신한 그룹 할당 정보를 이용하여 정보 요소를 선택적으로 수신하는 단말 등 광대역 무선 접속 시스템의 관련 알고리즘 및 장치에 이용될 수 있다.
도 1은 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 기지국 측 스케줄링 장치의 블록도의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 및 이동통신 단말의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 기지국에서 그룹 아이디를 연산하는 과정의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그룹 스케줄링 방법의 흐름도이다.
도 5는 도 4의 비 실시간 트래픽 데이터에 대한 자원할당 과정의 상세 흐름도이다.
도 6a는 도 4에 적용되는 그룹 인덱스의 일 예이다.
도 6b는 도 4의 자원할당 과정에 따라 생성된 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 단말에서 그룹 아이디를 연산하는 과정의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그룹 스케줄링에 따른 정보요소의 선택적 수신 방법의 흐름도이다.

Claims (15)

  1. 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 나누어 자원 할당을 스케줄링하는 방법에 있어서,
    데이터를 전송하고자 하는 단말이 속한 그룹의 그룹 인덱스를 활성화하되, 상기 그룹 인덱스 활성화는 상기 단말이 전송할 데이터가 실시간 트래픽 데이터인지 여부를 판단하여,
    상기 단말이 전송할 데이터가 실시간 트래픽 데이터인 경우, 상기 단말을 선택한 후, 상기 단말이 속한 제 1 타입 그룹의 그룹 인덱스를 활성화하며,
    상기 단말이 전송할 데이터가 실시간 트래픽 데이터가 아닌 경우, 가용 자원 상황에 따라 하나 이상의 제 2 타입 그룹을 선택한 후, 상기 제 2 타입 그룹 인덱스를 활성화하여 상기 제 2 타입 그룹에 속한 단말이 비실시간 트래픽 데이터를 전송하도록 하는 것을 포함하며,
    상기 그룹 인덱스를 포함하는 그룹할당 정보요소를 MAP에 배치하는 것을 포함하는, 그룹 스케줄링 방법.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 그룹할당 정보요소는,
    상기 MAP의 맨 앞에 위치하는 것을 특징으로 하는, 그룹 스케줄링 방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 그룹 인덱스 활성화는,
    DCD 메시지에 포함된 총 그룹 수 및 상기 단말의 레인징 요청으로부터 추출한 MAC 주소를 이용하여 연산된 그룹 아이디가 가리키는 그룹의 그룹 인덱스를 활성화하는 것을 포함하는, 그룹 스케줄링 방법.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 그룹 인덱스 활성화는,
    상기 그룹 인덱스 중 적어도 하나의 인덱스에 브로드캐스트 정보요소의 활성화 여부를 표시하는 것을 포함하는, 그룹 스케줄링 방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 5 항에 있어서,
    상기 브로드캐스트 정보요소는,
    상기 그룹할당 정보요소의 다음에 위치하는 것을 특징으로 하는, 그룹 스케줄링 방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 그룹할당 정보요소는,
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 그룹할당 정보요소는,
    상향링크 구간사용 코드 중 확장-2 UIUC의 리저브된 영역을 이용하여 상향링크 그룹할당 정보요소가 정의되는 것을 특징으로 하는, 그룹 스케줄링 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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