KR101461972B1 - 상향링크 할당요청 피드백 방법 - Google Patents

Abstract

상향링크 할당요청 피드백 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 상향링크 할당요청 피드백 방법은 상기 기지국에서 단말의 대역 요청을 수신하고, 상기 대역 요청으로부터 코드를 검출하며, 상기 코드 검출시의 검출 실패나 코드 중복을 나타내는 대역 요청 결과 보고를 상기 단말에 전송하는 과정을 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기지국이 단말이 보낸 대역 요청의 결과를 단말에 바로 알려주어 타이머에 의한 대기 시간을 줄여서 대역 요청의 신속한 재전송이 가능하게 하는 효과가 있다.

IEEE 802.16m, WiMAX, Bandwidth request

Description

상향링크 할당요청 피드백 방법 {Method for feedback to uplink allocation request}

본 발명은 광대역 무선접속 시스템의 자원 할당에 관한 것으로, 특히, 상향링크의 자원을 얻기 위해 전송하는 할당요청에 대한 결과를 전달하는 방법에 관한 것이다.

광대역 무선접속 시스템에서 단말은 도 1과 같은 랜덤 접근 방식으로 상향링크 대역폭을 요청할 수 있다. 기지국은 일반적인 5-스텝 방식 (110-150)과 빠른 접근방식인 3-스텝 방식 (110, 140, 150)을 동시에 지원한다. 5-스텝 방식은 3-스텝 방식과 독립적으로 사용될 수 있으며, 3-스텝의 대체 방식으로 사용될 수 있다.

3-스텝 방식의 경우, 단말은 상향링크 대역폭 요청 정보 (MS ID, 요청 크기 등)를 포함하는 대역 요청 인디케이터(Bandwidth Request Indicator)를 전송한다(110). 단말이 전송한 인디케이터를 수신한 기지국은 상향링크 자원을 단말에게 할당한다(140). 단말은 할당된 영역을 통해 데이터를 전송한다(150). 이때, 단말은 추가적인 상향링크 대역폭 요청 정보를 전송할 수 있다.

5-스텝 방식의 경우, 단말은 대역 요청 인디케이터를 전송한다(110). 단말이 전송한 인디케이터를 수신한 기지국은 대역 요청(BW-REQ) 메시지를 전송하기 위한 상향링크 자원을 단말에 할당한다(120). 단말은 할당된 영역을 통해 대역 요청(BW-REQ) 메시지를 전송한다(130). 단말이 전송한 대역 요청(BW-REQ) 메시지를 수신한 기지국은 상향링크 자원을 단말에 할당한다(140). 단말은 할당된 영역을 통해 데이터를 전송한다(150). 이때, 단말은 추가적인 상향링크 대역폭 요청 정보를 전송할 수 있다.

종래의 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 요청 인디케이터를 전송한 이후, 단말은 상향링크 그랜트(UL grant) 메시지를 수신하기 전이나 단말의 타이머(contention-based reservation timeout)가 종료될 때까지 단말 자신이 보낸 대역 요청 인디케이터가 제대로 기지국에 전송되었는지 여부와 사용된 코드가 중복되었는지 여부 등을 전혀 유추할 수 없다. 그래서 해당 타이머가 종료될 때까지 상향링크 그랜트 메시지를 수신하지 못할 경우, 단말은 대역 요청 인디케이터를 재전송한다. 즉, 종래의 광대역 무선 접속 시스템에서 단말은 해당 타이머가 종료될 때까지 어떠한 행동도 취하지 않고 기다릴 수밖에 없다. 실시간 트래픽을 전송하기 위해 상향링크의 대역폭을 요청하려는 단말 입장에서 이러한 대기 시간은 너무 길고 불필요할 수 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기지국이 단말들로부터 수신한 대역 요청들에 대한 결과를 단말들에 알려주어 단말이 그에 맞는 행동을 취할 수 있게 해야 하는 상향링크 할당요청 피드백 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상향링크 할당요청 피드백 방법은 상기 기지국에서 단말의 대역 요청을 수신하고, 상기 대역 요청으로부터 코드를 검출하며, 상기 코드 검출시의 검출 실패나 코드 중복을 나타내는 대역 요청 결과 보고를 상기 단말에 전송하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 코드를 검출하는 과정에서, 상기 수신된 대역 요청에서 코드 검출에 성공하면, 상기 대역 요청의 정보를 디코딩할 수 있다.

바람직하게는, 상기 코드를 검출하는 과정에서, 상기 자원 유닛별로 수신된 대역 요청의 코드를 검출할 수 있다. 이때, 상기 대역 요청 결과 보고를 전송하는 과정에서, 상기 코드 검출에 실패하거나 코드 중복이 발생한 코드들을 포함하는 코드 보고와 검출에 실패한 자원 유닛을 나타내는 자원유닛 보고를 전송할 수 있다.

바람직하게는, 상기 대역 요청 결과 보고는 복수의 단말에 브로드캐스트되는 메시지에 포함될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상향링크 할당요청 피드백 방법은 상기 기지국에서 단말의 대역 요청을 수신하고, 상기 대역 요청으로부터 코드를 검출하며, 상기 코드 검출에 성공한 코드들을 나타내는 대역 요청 결과 보고를 상기 단말에 전송하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 코드를 검출하는 과정에서, 상기 자원 유닛별로 수신된 대역 요청의 코드를 검출할 수 있다. 이때, 상기 대역 요청 결과 보고를 전송하는 과정에서, 상기 자원 유닛별로 검출에 성공한 코드들을 나타내는 비트맵을 상기 단말에 전송할 수 있다.

바람직하게는, 상기 대역 요청 결과 보고는 일정 서브 프레임 간격으로 전송되는 브로드캐스트 메시지에 포함될 수 있다.

바람직하게는, 상기 대역 요청 결과 보고는 상기 단말에 대한 상향링크 그랜트 메시지에 앞서 전송될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 상향링크 할당요청 피드백 방법은 단말에서 상기 기지국에 대역 요청을 전송하고, 상기 대역 요청에서 상기 코드 검출 시의 검출 실패나 코드 중복을 나타내는 대역 요청 결과 보고를 상기 기지국으로부터 수신하며, 상기 대역 요청 결과 보고로부터 상기 단말의 코드가 검출에 실패한 코드이거나 중복된 코드임이 확인되면, 상기 대역 요청을 재전송하는 과정을 포함한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 상향링크 할당요청 피드백 방법은 단말에서 상기 기지국에 대역 요청을 전송하고, 상기 대역 요청에서 상기 코드 검출 시에 검출에 성공한 코드들을 나타내는 대역 요청 결과 보고를 상기 기지국으로부터 수신하며, 상기 대역 요청 결과 보고로부터 상기 단말의 코드가 검출에 성공한 코드가 아닌 것이 확인되면, 상기 대역 요청을 재전송하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 대역 요청 결과 보고는 자원 유닛별로 검출에 성공한 코드들을 나타내는 비트맵일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기지국이 단말이 보낸 대역 요청의 결과를 단말에 바로 알려주어 타이머에 의한 대기 시간을 줄여서 대역 요청의 신속한 재전송이 가능하게 하는 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.

본 발명의 일 실시 예에서는 코드 검출 과정의 결과를 단말에 통보하는 방법을 제공한다. 코드 검출 과정에서 발생할 수 있는 문제는 다음과 같다.

먼저, 코드의 중복 사용이다. 이는 두 개 이상의 사용자가 동일한 시점에 동일한 코드를 사용했을 경우를 의미한다. 다음으로, 간섭으로 인한 잘못된 검출(mis-detection)이다. 이 경우, 어떠한 코드도 검출하지 못하게 된다.

기지국은 상기 코드 검출 결과에 대한 실패 케이스(fail case)를 수행하거나 성공 케이스(success case)를 수행하여 단말에 결과를 통보한다.

실패 케이스 보고(Fail case report)는 해당 자원유닛에서 사용된 코드가 중 복된 것으로 판단되는 경우, 해당 자원유닛 번호와 코드 정보를 단말에 전송하는 것이다. 단말은 실패 케이스 보고의 해당 정보와 자신의 코드가 일치하는 경우 대역 요청을 재시도한다.

또한, 실패 케이스에서 기지국은 해당 자원유닛에서 간섭으로 인해 잘못 검출된 것으로 판단되는 경우, 해당 자원유닛 번호와 무효(invalid) 코드 정보를 전송하여 해당 자원유닛에 시도했던 단말 모두가 재시도하게 한다.

주기적인 데이터 전송 특성을 갖는 서비스(예를 들어, rtPS)를 요청해야 하는 시점에 해당 서비스 요청이 인식되지 않은 경우, 기지국은 해당 단말에 대한 정보(MS-ID, Flow-ID 등)를 전송함으로써, 해당 단말이 재시도하게 한다.

한편, 성공 케이스 보고(Success case report)는 기지국이 검출에 성공하고 실패 케이스에 속하지 않은 자원유닛마다 코드 정보를 전달하는 것이다. 상기 코드 정보는 비트맵 형식으로 전달될 수 있다. 이 경우, 성공 케이스 보고의 성공 케이스에 속하지 않는 단말은 자신이 보낸 코드가 정상적으로 전송되지 않았음을 확인하고 대역 요청을 재전송한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대역 요청의 절차를 도시한 것이다.

먼저, 자원 유닛을 카운트하기 위한 임시 변수 RU, 코드를 스캐닝하기 위한 임시 변수 code를 초기화한다(S210).

다음, 기지국은 단말들로부터 전송된 코드를 검출(Detect code black box)하는 동작을 수행한다.

코드 검출에 성공하면(S220), 검출된 코드에 대한 대역 정보를 디코 드(Detect and decode BR information black box)한다(S230). 코드 검출에 실패하면(S220), 다음 단계(S240)로 진행한다.

임시 변수 code가 스캐닝할 마지막 코드를 가리키지 않으면, 임시 변수 code를 1만큼 증가시키고(S250) 상기의 과정(S220, S230)을 반복한다.

또한, 기지국은 상기 과정에서의 결과를 저장(Save report black box)한다(S260).

다음, 기지국은 임시 변수 code, 코드 검출에 성공한 횟수를 카운트하기 위한 임시 변수 count, 코드 중복을 카운트하기 위한 코드 충돌 카운트인 collision 등을 초기화하고, 임시로 사용된 저장공간 등을 초기화한다(S270, S280).

기지국이 자원 유닛을 모두 스캐닝했다고 판단하면, 상기 저장된 결과를 단말에 전송(Send report)한다(S299).

자원유닛을 모두 스캐닝했다고 판단하지 않으면, 다음 자원 유닛에서 코드를 검출하기 위해 임시변수 RU를 1만큼 증가시키고(S295), 상기의 과정(S220-S280)을 반복한다. 즉, 상기의 과정은 가능한 모든 코드들의 수와 대역 요청 인디케이터를 전송하기 위해 할당된 자원 유닛의 개수만큼 반복 수행한다.

도 3은 도 2의 대역 요청 절차에서 코드 검출 과정(S220)의 세부 절차를 나타낸다.

먼저, 기지국은 단말들로부터 전송된 코드를 검출하는 동작을 수행하고, 코드 검출에 성공하면(S310), 임시 변수 count를 1만큼 증사킨다(S320). 한편, 코드 검출에 실패하면(S310), 해당 코드를 실패 케이스로 판단한다.

한편, 코드 검출이 성공한 경우에도 단말들이 중복된 코드를 사용했는지 판단한다(S330). 중복된 코드를 사용하지 않았으면, 해당 코드를 성공 케이스로 판단한다. 반면, 중복된 코드를 사용한 경우, 기지국은 코드 충돌 카운트 collision을 1만큼 증가시키고, 해당 코드를 기지국 내의 저장 공간에 저장한 후 실패 케이스의 절차를 수행한다(S340, S350).

도 4a는 도 2의 대역 요청 절차에서 결과 저장 과정(S260)의 세부 절차를 나타낸다.

만약 해당 자원유닛에서 어떠한 코드도 검출하지 못한 경우(S410), 기지국은 단말에 전송할 코드값에 무효 값을 넣는다(S440). 그렇지 않다면(S410), 기지국은 코드 충돌 카운트인 collision을 확인하여 코드 충돌 여부를 파악한다(S420). 만약 충돌이 발생한 코드가 있다면, 기지국은 단말에 전송할 코드값에 임시 저장 공간의 충돌 코드들을 넣는다(S430). 마지막으로, 기지국은 단말에게 전송할 자원유닛 번호 값에 해당 자원유닛 번호를 넣는다(S450).

도 4b는 도 4a에서 단말 관련 정보를 보고하는 예를 도시한 것이다.

기지국에서 해당 자원유닛에서 어떠한 코드도 검출되지 않으면(S410), 기지국은 단말에 전송할 코드값에 무효 값을 넣는다(S440). 그렇지 않다면(S410), 기지국은 코드 충돌 카운트(collision)으로부터 코드 충돌 여부를 확인한다(S420). 충돌이 발생한 코드가 존재하면, 기지국은 단말에 전송할 코드값에 임시 저장 공간의 충돌 코드들을 넣는다(S430). 기지국은 단말에게 전송할 자원유닛 번호 값에 해당 자원유닛 번호를 넣는다(S450).

기지국은 주기적으로 데이터를 전송하는 흐름(flow)을 갖는 단말에 대해, 요청 시점 등의 정보와 감지된 대역 요청 정보(MS-ID, 그랜트 스케줄링 타입(grant scheduling type) 등)를 비교하여 상기 요청 시점에 해당 단말의 요청을 감지한다.

이때, 기지국은 단말로부터 어떤 요청도 받지 못하면(S460), 이들 단말의 정보(MS-ID, flow-ID, grant scheduling type 등)를 결과 보고 변수에 저장한다(S470).

한편, 기지국은 실패 케이스의 보고만 하거나 성공 케이스의 보고만 수행하는 것도 가능하다. 특히, 오버헤드를 줄이기 위해 실패 케이스의 결과 보고만을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 성공 케이스의 결과 보고의 일 예를 도시한 것이다.

도 5는 대역 요청을 위한 할당된 자원유닛 개수가 2이고 해당 기지국에서 대역 요청 목적의 코드의 수가 10개일 때, 성공 케이스의 결과 보고(success report)가 프레임 단위로 전송되는 예를 나타낸다.

기지국이 정상적으로 수신된 자원유닛마다 코드 정보를 비트맵 형식으로 전달하여, 이들 정보에 속하지 않는 단말은 자신이 보낸 코드가 정상적이지 않음을 판단하게 한다. 이에 따라 단말은 대역 요청을 재전송한다. 이들 정보(자원유닛당 코드 정보)는 코드 분할 멀티플렉싱(CDM) 방식으로 전송되거나, 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM) 혹은 시간 분할 멀티플렉싱(TDM) 방식으로 전송될 수도 있다. 또한, 상기 결과 보고는 슈퍼 프레임, 프레임 혹은 서브프레임 단위로 전송될 수 있다.

도 6은 주기적 특성을 갖는 데이터 전송에 대한 실패 케이스의 결과 보고의 일 예를 나타낸다.

단말은 100ms의 주기를 갖는 rtPS 특성을 갖는 데이터를 전송하기 위해 대역 요청 인디케이터를 기지국에 전송한다(610). 도 6의 예에서, 상기 대역 요청 인디케이터는 기지국에 정상적으로 전달되지 않는다.

단말은 기지국으로부터 자신의 대역 요청 인디케이터가 제대로 수신되지 않았음을 통보 받는다(620). 이 경우, 단말은 대역 요청 인디케이터를 기지국에 다시 전송한다(630). 이후, 단말은 상기 요청이 기지국에 제대로 수신되었음을 상향링크 ACK 메시지를 통해 확인한다(640).

단말이 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 수신하면(650), 기지국이 할당한 자원을 통해 데이터를 전송한다(660).

단말은 100ms 주기마다 대역 요청 인디케이터를 전송한다(670). 단말은 상기 요청이 기지국에 제대로 수신되었음을 상향링크 ACK 메시지를 통해 확인한다(680). 단말이 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 수신하면(690), 기지국이 할당한 자원을 통해 데이터를 전송한다(699).

한편, 단말은 대역 요청을 할 시점에 대역 요청 인디케이터를 전송하는 것 이외에 다른 방법 (고속 피드백 채널(Fast Feedback Channel), 피기백 방식(piggybacking) 등)을 이용할 수도 있다. 따라서 단말은 기지국에 이러한 사실을 기존 MAC 메시지(DSC-REQ/RSP)나 새로운 MAC 메시지를 이용하여 알려주어 해당 시점에 대역 요청 인디케이터의 수신여부를 확인하지 않게 하거나, 기지국이 리포트 작업을 완료하기 전까지 대역 요청을 수신하도록 해야 한다.

도 7은 기지국이 특정 대역 요청에 대한 결과 보고를 하지 않게 하는 예를 나타낸다.

단말은 100ms 주기마다 대역 요청 인디케이터를 전송한다(710). 도 7의 예에서, 상기 대역 요청 인디케이터는 기지국에 정상적으로 전달되지 않는다. 단말은 기지국으로부터 자신의 대역 요청 인디케이터가 제대로 수신되지 않았음을 통보 받는다(720). 이 경우, 단말은 대역 요청 인디케이터를 기지국에 재전송한다(730).

단말은 동적 서비스 변경 요청(DSC-REQ) 메시지를 통해 기지국이 대역 요청 인디케이터의 수신 여부를 보고하지 않도록 지시한다(740). 기지국은 동적 서비스 변경 응답(DSC-RSP) 메시지를 통해 단말에 결과 보고를 하지 않을 것을 알린다(750).

이후, 단말이 고속 피드백 채널을 통해 대역 요청을 하면(760), 기지국은 대역 요청 인디케이터가 수신되지 않더라도 결과 보고를 하지 않게 된다.

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 상향링크의 자원을 얻기 위해 전송하는 할당요청에 대한 결과를 전달하는 방법에 관한 것으로, IEEE 802.16m, WiMAX 등의 시스템에서 기지국, 단말 등에 적용될 수 있다.

도 1은 광대역 무선접속 시스템에서 단말이 상향링크 대역폭을 요청하는 절차의 일 예를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대역 요청의 절차를 도시한 것이다.

도 3은 도 2의 대역 요청 절차에서 코드 검출 과정의 세부 절차를 나타낸다.

도 4a는 도 2의 대역 요청 절차에서 결과 저장 과정의 세부 절차를 나타낸다.

도 4b는 도 4a에서 단말 관련 정보를 보고하는 예를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 성공 케이스의 결과 보고의 일 예를 도시한 것이다.

도 6은 주기적 특성을 갖는 데이터 전송에 대한 실패 케이스의 결과 보고의 일 예를 도시한 것이다.

도 7은 주기적 특성을 갖는 데이터 전송에 대한 실패 케이스의 결과 보고의 다른 예를 도시한 것이다.

Claims (13)

1. 기지국에서 단말의 상향링크 할당요청에 대한 결과를 상기 단말에 보고하는 방법에 있어서,

   상기 기지국에서 단말의 대역 요청을 수신하는 단계;

   상기 대역 요청으로부터 코드를 검출하는 단계;

   상기 코드 검출시의 검출 실패나 코드 중복을 나타내는 대역 요청 결과 보고를 상기 단말에 전송하는 단계;

   상기 단말이 상기 대역 요청 결과 보고를 전송하지 않을 것을 상기 기지국에 요청하기 위한 동적 서비스 변경 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및

   상기 단말에 상기 대역 요청 결과 보고를 전송하지 않을 것임을 알리기 위한 동적 서비스 변경 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 상향링크 할당요청 피드백 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코드를 검출하는 단계는,

   상기 수신된 대역 요청에서 코드 검출에 성공하면, 상기 대역 요청의 정보를 디코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상향링크 할당 요청 피드백 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 코드를 검출하는 단계는,

   자원 유닛별로 수신된 대역 요청의 코드를 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는, 상향링크 할당요청 피드백 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 대역 요청 결과 보고를 전송하는 단계는,

   상기 코드 검출에 실패하거나 코드 중복이 발생한 코드들을 포함하는 코드 보고와 검출에 실패한 자원 유닛을 나타내는 자원유닛 보고를 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는, 상향링크 할당요청 피드백 방법.
5. 기지국으로부터 상향링크 할당요청에 대한 결과를 수신하는 방법에 있어서,

   단말에서 상기 기지국에 대역 요청을 전송하는 단계;

   상기 대역 요청에서 코드 검출 시의 검출 실패나 코드 중복을 나타내는 대역 요청 결과 보고를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;

   상기 대역 요청 결과 보고로부터 상기 단말의 코드가 검출에 실패한 코드이거나 중복된 코드임이 확인되면, 상기 대역 요청을 재전송하는 단계;

   상기 대역 요청 결과 보고를 전송하지 않을 것을 상기 기지국에 요청하기 위한 동적 서비스 변경 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및

   상기 단말에 상기 대역 요청 결과 보고를 전송하지 않을 것임을 알리기 위한 동적 서비스 변경 응답 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는, 상향링크 할당요청 피드백 방법.
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