KR101561434B1 - 모바일 시스템에서의 통신을 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주국에서 복수의 2차국들로의 통신을 위한 방법에 관한 것으로서, 해시 함수에 기초하여 시간에 따라 상기 주국에서 자원을 상기 2차국들로 할당하는 단계를 포함하고, 상기 해시 함수는, 두 서브프레임들에서 두 2차국들에 공통 자원들이 할당될 확률이 제 1 서브프레임에서 상기 두 2차국들에 공통 자원이 할당될 확률 및 제 2 서브프레임에서 상기 두 2차국들에 공통 자원이 할당될 확률의 곱과 실질적으로 같게 하는 함수이다.

Description

모바일 시스템에서의 통신을 위한 방법{A METHOD FOR COMMUNICATING IN MOBILE SYSTEM}

본 발명은 주국(primary station) 및 복수의 2차국(secondary station)들 사이의 통신을 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 예를 들어, 모바일(mobile) 전기통신 시스템과 같은 전기통신 시스템들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 UMTS에 관한 것이다.

종래의 UMTS 시스템에서, PDCCH(Physical Downlink Control Channel: 물리 다운링크 제어 채널) 메시지는 1, 2, 4, 또는 8 채널 제어 요소(Channel Control Element)들(CCE들 또는 자원 요소들)을 사용할 수 있다 - CCE 집합 레벨들 1, 2, 4 또는 8로 칭해진다. 탐색 공간은 이동국(또는 사용자 장비(user equipment: UE) 또는 2차국)이 상기 집합 레벨에 대해 가능한 모든 PDCCH 페이로드(payload)들의 맹목적인 디코딩을 수행하는 집합되어 있는 CCE들(특정한 집합 레벨을 갖는)의 세트이다. 탐색 공간들은 집합 레벨에 대하여 규정되고; 그러므로 그와 같은 시스템 내의 2차국은 최대 네 개의 탐색 공간들을 가질 수 있다. 예를 들어, 집합 레벨 1(1-CCE로 칭해지는)에 대한 UE의 탐색 공간은 3, 4, 5, 6, 7, 8로 인덱싱(indexing)된 CCE들로 구성될 수 있고, 반면에 집합 레벨 8에 대한 자체의 탐색 공간은 1, 2, ..., 8 및 9, 10, ..., 16에 의해 각각 인덱싱된 CCE들로 구성되는 두 자원 세트들의 집합되어 있는 CCE들로 구성될 수 있다. 그러므로, 이 예에서, UE는 1-CCE들에 대해 6번의 맹목적 디코딩들 및 8-CCE들에 대해 2번의 맹목적 디코딩들을 수행한다.

예에서, 탐색 공간의 시작 지점을 결정하기 위해, 이동국들(또는 2차국들, 또는 3GPP 용어에서는 사용자 장비(User Equipment)들의 경우 UE들로 또한 칭해진다)은 해시 함수(hash function) f(UE_ID,s)를 계산하는데, 여기서 UE_ID는 (개별 UE들에 대하여 상이한) UE의 식별자이고 s는 시변(time-varying) 서브프레임 번호이다. 상이한 UE들은 가능한 드물게 충돌하는 것이 바람직하다(동일한 해시값을 가짐).

현재 3GPP 내에서 제안된 해시 함수는 형태가,

f(UE_ID,s) = K(UE_ID*16+s) + L 모듈로(modulo) M,

으로 이루어져 있고, 여기서 K, L 및 M은 상수들이고, UE_ID는 UE의 식별자이고, s는 서브프레임 번호이다. 이 특정한 해시 함수 f 내에, 일부 서브프레임 번호의 경우에서 충돌하는 두 UE들은 지속적으로, 즉, 모든 서브프레임 번호들의 경우에서도 충돌한다.

본 발명의 목적은 UE들의 충돌들의 확률이 감소되는 것이 가능한 통신을 위한 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 두 UE들이 반복해서 충돌하는 것을 방지하는 통신을 위한 방법을 제공하는 것이다.

이 목적을 위해, 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 주국에서 복수의 2차국으로의 통신을 위한 방법이 제안되고, 상기 방법은, 해시 함수에 기초하여 시간에 따라 상기 주국에서 자원을 상기 2차국들로 할당하는 단계를 포함하고, 상기 해시 함수는 두 서브프레임들에서 두 2차국들에 공통 자원들이 할당될 확률이 상기 제 1 서브프레임에서 상기 두 2차국들에 공통 자원이 할당될 확률 및 상기 제 2 서브프레임에서 상기 두 2차국들에 공통 자원이 할당될 확률의 곱과 실질적으로 같게 하는 함수이다.

이 결과로서, 본원에서 제공되는 상기 해시 함수들은 지속적인 충돌들의 확률을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 실제로, 상기 해시 함수들은, 상이한 UE들이 두 서브프레임들에서 충돌할 확률이 두 UE들이 이 서브프레임들 중 첫번째 서브 프레임에서 충돌할 확률에 두 UE들이 이 서브프레임들 중 두번째 서브프레임에서 충돌할 확률을 곱한 것과 거의 동일한, 그러한 함수들이다. 그러므로, 두 UE들이 반복해서 충돌할 가능성이 없다.

본 발명은 또한 주국과 통신하기 위한 수단을 포함하는 2차국에 관한 것으로서, 상기 2차국은,

복수의 탐색 공간들 중 적어도 하나를 탐색하도록 구성되는 제어 수단을 포함하고, 각각의 탐색 공간은 적어도 하나의 자원 세트를 포함하고, 적어도 하나의 자원 세트는 메시지를 상기 고려된 2차국에 송신하는데 사용될 수 있고, 상기 2차국의 탐색 공간은 해시 함수에 기초하여 결정되고, 상기 해시 함수는 상기 두 2차국들이 임의의 두 서브프레임들의 둘 모두에서 상기 탐색 공간들 내의 공통 자원들을 가지도록 구성될 확률이 상기 두 2차국들이 상기 제 1 서브프레임에서 공통 자원을 가지도록 구성될 확률 및 상기 두 2차국들이 제 2 서브프레임에서 공통 자원을 가지도록 구성될 확률의 곱과 실질적으로 같게 하는 함수이고;

상기 제어 수단은 상기 구성된 적어도 하나의 탐색 공간에서 상기 주국으로부터 고려된 2차국으로 어드레싱(addressing)되는 제어 메시지를 탐색하고, 상기 제어 메시지를 수신하도록 구성된다.

본 발명의 다른 양태에서, 복수의 2차국들과 통신하기 위한 수단을 포함하는 주국이 제안되고, 상기 주국은,

적어도 하나의 자원 세트를 복수의 탐색 공간들 중 적어도 하나 내에 주어진 2차국으로 할당하는 할당 수단을 추가로 포함하고, 각각의 탐색 공간은 적어도 하나의 자원 세트를 포함하고, 상기 주어진 2차국의 탐색 공간은 해시 함수에 기초하여 결정되고, 상기 해시 함수는 상기 두 2차국들이 임의의 두 서브프레임들의 둘 모두에서 상기 탐색 공간들 내의 공통 자원들을 가지도록 구성될 확률이 상기 두 2차국들이 상기 제 1 서브프레임에서 공통 자원을 가지도록 구성될 확률 및 상기 두 2차국들이 제 2 서브프레임에서 공통 자원을 가지도록 구성될 확률의 곱과 실질적으로 같게 하는 함수이다.

본 발명의 상기 및 다른 양태들은 이후에 설명되는 실시예들로부터 명확할 것이고 상기 실시예들을 참조하여 설명될 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해서, UE들의 충돌의 가능성이 감소하고, UE들이 반복해서 충돌되는 것이 방지되는 방법이 제공된다.

도 1은 주국 및 적어도 하나의 2차국을 포함하는 본 발명에 따른 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 할당된 탐색 공간들을 표현하는 타임 챠트.

이제 본 발명은 예를 통해 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다;

본 발명은 셀룰러 네트워크와 같은 네트워크에서 통신하기 위한 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 상기 네트워크는 도 1에 도시되는 바와 같이 UMTS 네트워크일 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 주국(BS)(100) 및 복수의 2차국들(MS)(110)을 포함한다. 주국(100)은 마이크로제어기(microcontroller: μC)(102), 안테나 수단(106)에 접속되는 송수신기 수단(Tx/Rx)(104), 송신되는 전력 레벨을 변경하기 위한 전력 제어 수단(PC)(107), 및 PSTN 또는 다른 적절한 네트워크로의 접속을 위한 접속 수단(108)을 포함한다. 각각의 MS(110)는 마이크로제어기(μC)(112), 안테나 수단(116)에 접속되는 송수신기 수단(Tx/Rx)(114), 및 송신되는 전력 레벨을 변경하기 위한 전력 제어 수단(PC)(118)을 포함한다. 주국(100)으로부터 이동국(110)으로의 통신은 다운링크 채널 상에서 발생하며, 반면에 2차국(110)에서 주국(100)으로의 통신은 업링크 채널 상에서 발생한다.

2차국들에 의해 수신되는 다운링크 제어 채널들 중 하나는 PDDCH이고, 여기서 각각의 2차국은 명세서의 서론에서 설명된 바와 같이 어떤 세트가 자신에게 할당되었는지를 찾기 위해 CCE들의 복수의 세트들을 맹목적으로 디코딩해야 한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 발명자들에 의해 수행된 다양한 시뮬레이션들의 결과들이 기술된다. 이 시뮬레이션들에 있어서, 48 개의 CCE들이 이용 가능하다고 가정된다. 이는 도시한 본 발명의 예시적인 제 1 실시예에 대응한다. 1-CCE들에 대한 48 탐색 공간들의 다양한 세트들이 고려되었다; 1-CCE가 송신될 각각의 사용자에게, 이 48개의 탐색 공간들 중 하나가 무작위로 할당된다(이 선택은 수들 1,2,...,48에 걸쳐 일정하도록 모델링(modeling)하는 상기 UE의 해시 함수(hash function)의 결과에 대응한다). 각각의 탐색 공간은 이 예에서 6개의 CCE들로 구성된다. 탐색 공간들의 다음의 세트들이 고려된다:

S_1 : 인접한, 즉 0≤i≤47일 때 형태 {i, i+1, i+2, i+3, i+4, i+5}의 모든 탐색 공간들(여기서 i는 CCE 인덱스이다), 및 모든 요소들 모듈로(modulo) 48.

S_5 : 0≤i≤47일 때 형태 {i, i+5, i+10, i+15, i+20, i+25}의 모든 탐색 공간들, 및 모든 요소들 모듈로 48.

S_7 : 0≤i≤47일 때 형태 {i, i+7, i+14, i+21, i+28, i+35}의 모든 탐색 공간들, 및 모든 요소들 모듈로 48.

S_d : 0≤i≤47일 때 형태 {i, i+1, i+3, i+7, i+12, i+22}의 모든 탐색 공간들, 및 모든 요소들 모듈로 48. S_d는 단지 1개의 CCE에서만 모든 탐색 공간들이 중첩하도록 설계된다. 그러므로, 예를 들어, i=25에 대응하는 S_5의 탐색 공간은 25, 30, 35, 40, 45, 2(50 모듈로 48은 2와 같다)에 의해 인덱싱되는 CCE들로 구성된다.

도 2는 제 1 실시예에 따라, 공동의 자원 요소들의 수가 최소화될 수 있도록 하는 패턴의 사용을, 종래 기술과 비교해서 도시한다. 도 2 상에, 이용 가능한 자원들의 세트(200)가 도시된다.

종래의 시스템에서, 1-CCE들 및 8-CCE들의 세트들만이 고려되는 경우, 8-CCE 메시지들(2 위치들(208)은 CCE들의 인접 그룹들로부터 구성된다)에 대한 하나의 2차국 또는 UE에 대한 탐색 공간이 도 2에 도시된다. 1-CCE 메시지들의 위치들(201)은 다른 UE가 8-CCE 메시지를 수신하고 있는 경우 모든 가능한 위치들이 차단될 가능성이 있는 그러한 위치들이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 이용 가능한 자원들(300)의 세트는, 2 위치들이 CCE들의 인접한 그룹들로부터 구성되는 도 2에서와 같이, 8-CCE 메시지들(308)에 대한 하나의 UE에 대한 탐색 공간을 포함한다. 1-CCE 메시지들에 대한 UE에 대한 탐색 공간에 관해서, 6개의 인접하지 않은 위치들(301)이 도시된다. 이 위치들은 비인접하므로, 이들은 더 높은 집합 레벨 탐색 공간과의 중첩을 감소시킴으로써 작은 메시지를 송신할 위치가 발견될 수 있는 가능성을 증가시킨다.

각각의 2차국의 탐색 공간의 시작을 결정하기 위해, 각각의 2차국은 해시 함수를 사용한다. 본 실시예에 따라 개시되는 해시 함수들은 지속적인 충돌들의 확률을 감소시키는 것이 목적이다. 실제로, 해시 함수들은 상이한 UE들이 두 서브프레임들에서 충돌할 확률이, 두 UE들이 이 서브프레임들 중 첫번째 서브 프레임에서 충돌할 확률에 두 UE들이 이 서브프레임들 중 두번째 서브프레임에서 충돌할 확률을 곱한 것과 거의 동일한, 그러한 함수들이다. 달리 진술하면, 상이한 서브프레임들에서의 충돌 사건들은 거의 독립적이다.

실제로, 함수들 f_s(x)를 x ∈ X, {0,1,...,M-1}로의 s ∈ {0,1,...,T-1}로 기술한다. 변수 x는 현재 상황에서 UE_ID에 대응하고, s는 서브프레임 번호에 대응한다. 함수들은 다음의 특성들을 갖는다.

1. 각각의 s ∈ {0,1,...,T-1}에 대해, 함수 f_s는 {0,1,...,M-1} 내의 각각의 요소를 흔히 대체로 동일하게 달성한다.

2. {0,1,...,T-1}에서의 모든 개별 s, t에 대해, X에서의 요소들 x의 수는 X여서 f_s(x)=i 및 f_t(x)=j가 i 및 j의 모든 값들에 대해 대체로 동일해진다.

형태 f_s(x) = (AxmodM _s )modM

의 해시 함수들의 세트들을 사용할 것을 제안하고, 여기서 A는 상수이고 M₀, M₁, ..., M_{T -1}은 서로 다른 수들이다. M₀, M₁, ..., M_{T -1}은 서로 그리고 M에 대해 상대적으로 소수(prime)인 경우 이롭다.

제 1 실시예의 변형예로서, 다음의 파라미터들이 선택된다:

T = 10, X = {0,1,...,2⁴²-1}에서의 UE ID, M=47, 및 A=1. 승수(multiplier)들 M₀, M₁, ..., M₉에 대해, 다음의 표에서 도시되는 바와 같이, 2¹²에 가까운 소수를 취한다.

T = 10 해시 함수들 각각의 "균일성", 즉 상기에서 특성 1을 테스트하기 위해, i=0,...,M-1에 대해 f_t(x)=i인 x∈X의 요소들의 수를 계산하였다. 이 수들 중 가장 작은 수 및 이 수들 중 가장 큰 수의 지수(quotient)가 계산된다. 균일한 분포의 경우, 이 지수는 1과 같을 것이다: 그러므로 상기 지수는 대략 1이 되기를 희망한다. M₀, M₁, ..., M₉의 특정한 선택의 경우, 계산된 지수들은 범위가 0.9885 내지 0.9906이다.

표 1. 승수들의 목록

해시 함수들 f_s 및 f_t의 독립성, 상기에서 특성 2를 테스트하기 위해, 모든 쌍들(i,j)에 대해 f_s(x)=i 및 f_t(x)=j인 요소들의 수 x∈X를 계산하였다.

다음으로, 이 M² 수 중에서 가장 작은 수 및 이 M² 수들 중에서 가장 큰 수의 지수를 계산하였다. 이상적으로, 이 지수가 1과 같기를 희망하였다. M₀, M₁, ..., M₉의 특정한 선택의 경우, 계산된 지수들은 범위가 0.9752에서 0.9808이다.

이 실시예에서, 해시 함수들은 거의 균일하고 거의 독립적이라는 결론에 도달할 수 있다.

구상된 응용예에서, T의 값들 및 범위 X는 M이 가변할 수 있는 동안 고정된다. 구현하기 위한 전제로서, M₀, M₁, ..., M_{T -1}이 M에 좌우되지 않는 것이 유용하다. M이 24로 변하는 경우, 균일성에 대해 계산된 지수들은 범위가 0.9941 내지 0.9952이고: 독립성을 테스트하기 위해 계산된 지수들은 범위가 0.9779 내지 0.9889이다. 그러므로, 또한 이 경우에 대해서도, 제안된 해시 함수들은 거의 균일하고 거의 독립적이다. M이 120으로 변하는 경우, 균일성에 대해 계산된 지수들은 범위가 0.9706 내지 0.9762이고: 독립성을 테스트한 계산된 지수들은 범위가 0.9330 내지 0.9474이다.

본 발명은 UMTS LTE 및 UMTS LTE-어드밴스드(Advanced)와 같은 모바일 전기통신 시스템들에 적용 가능할 수 있으나, 또한 일부 변형예들에서는 동적으로 또는 적어도 반 지속적으로 행해지는 자원들의 할당을 행하는 임의의 통신 시스템에 적용 가능할 수 있다.

본 명세서 및 청구항들에서 단어 요소들 앞의 "a" 또는 "an"은 그와 같은 요소들의 복수의 존재를 배제하지 않는다. 부가적으로, 단어 "포함하는"은 목록화된 요소들 또는 단계들과는 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.

청구항들에서 괄호 안에 참조부호들을 포함하는 것은 이해를 돕고자 하는 것이지 제한하고자 함은 아니다.

본 명세서를 판독함으로써, 당업자에게는 다른 수정들이 명백할 것이다. 그러한 수정들은 무선 통신 분야에서 이미 공지되어 있는 다른 특징들을 포함할 수 있다.

100 : 주국 102, 112 : 마이크로제어기
104, 114 : 송수신기 수단 106, 116 : 안테나 수단
107, 118 : 전력 제어 수단 108 : 접속 수단
110 : 이동국

Claims (9)

1. 주국 및 복수의 2차국들 사이의 통신을 위한 방법에 있어서:
   (a) 각각의 2차국이 복수의 탐색 공간들 중 적어도 하나를 탐색하도록 구성되는 단계로서, 각각의 탐색 공간은 적어도 하나의 자원 세트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 자원 세트는 메시지를 고려중인 2차국으로 송신하는데 사용될 수 있는, 상기 복수의 탐색 공간들 중 적어도 하나를 탐색하도록 구성되는 단계,
   (b) 주어진 2차국의 탐색 공간이 {0,1,...,M-1}로의 해시 함수 f_s(x)(x ∈ X, s ∈ {0,1,...,T-1})에 기초하여 결정되는 단계로서, 여기서 x는 상기 2차국의 식별자에 대응하고, s는 서브프레임 번호에 대응하고, 상기 해시 함수는 다음의 특성들, 즉
   각각의 s ∈ {0,1,...,T-1}에 대해, 함수 f_s는 종종 근사적으로 동일한 {0,1,...,M-1} 내의 각각의 요소를 얻는 특성,
   {0,1,...,T-1} 내의 모든 다른 s, t에 대해, X 내의 요소들 x의 수는 f_s(x)=i 및 f_t(x)=j가 i 및 j의 모든 값들에 대해 근사적으로 동일한 특성을 갖고, 여기서 t는 서브프레임 번호인, 상기 결정 단계, 및
   (c) 각각의 2차국에서, 상기 구성된 적어도 하나의 탐색 공간 내에서 상기 주국으로부터 상기 고려중인 2차국으로 어드레싱된 제어 메시지를 탐색하고 상기 제어 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 주국 및 복수의 2차국들 사이의 통신을 위한 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   두 별도의 서브프레임들 s 및 t에 대해서, 상기 해시 함수들의 출력들은 실질적으로 서로 독립적인, 주국 및 복수의 2차국들 사이의 통신을 위한 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 해시 함수는 형태:
   f(x, s) = (h(x)mod g(s))modM을 갖고,
   x는 각각의 2차국의 파라미터이고, s는 서브프레임 번호이고, h는 x에 따른 함수이고, g는 s에 따른 함수이고, M은 상수이고, mod는 모듈로 함수인, 주국 및 복수의 2차국들 사이의 통신을 위한 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   h는 상수의 승수인, 주국 및 복수의 2차국들 사이의 통신을 위한 방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 2차국의 파라미터는 상기 2차국의 식별자인, 주국 및 복수의 2차국들 사이의 통신을 위한 방법.
7. 제 4 항에 있어서,
   s의 각각의 값에 대해, g(s)는 소수인, 주국 및 복수의 2차국들 사이의 통신을 위한 방법.
8. 복수의 2차국들과 통신하기 위한 수단을 포함하는 주국에 있어서,
   상기 주국은:
   주어진 2차국에 대해 설정된 적어도 하나의 자원 세트를 복수의 탐색 공간들 중 적어도 하나에 할당하는 할당 수단을 더 포함하고, 각각의 탐색 공간은 적어도 하나의 자원 세트를 포함하고, 상기 주어진 2차국의 탐색 공간은 {0,1,...,M-1}로의 해시 함수 f_s(x)(x ∈ X, s ∈ {0,1,...,T-1})에 기초하여 결정되고, 여기서 x는 상기 2차국의 식별자에 대응하고, s는 서브프레임 번호에 대응하고, 상기 해시 함수는 다음의 특성들, 즉
   각각의 s ∈ {0,1,...,T-1}에 대해, 함수 f_s는 종종 근사적으로 동일한 {0,1,...,M-1} 내의 각각의 요소를 얻는 특성,
   {0,1,...,T-1} 내의 모든 다른 s, t에 대해, X 내의 요소들 x의 수는 f_s(x)=i 및 f_t(x)=j가 i 및 j의 모든 값들에 대해 근사적으로 동일한 특성을 갖고, 여기서 t는 서브프레임 번호인, 주국.
9. 주국과 통신하기 위한 수단을 포함하는 2차국에 있어서,
   상기 2차국은:
   복수의 탐색 공간들 중 적어도 하나를 탐색하도록 구성되는 제어 수단을 더 포함하고, 각각의 탐색 공간은 적어도 하나의 자원 세트를 포함하고, 적어도 하나의 자원 세트는 메시지를 고려중인 2차국에 송신하는데 사용될 수 있고, 상기 2차국의 탐색 공간은 {0,1,...,M-1}로의 해시 함수 f_s(x)(x ∈ X, s ∈ {0,1,...,T-1})에 기초하여 결정되고, 여기서 x는 상기 2차국의 식별자에 대응하고, s는 서브프레임 번호에 대응하고, 상기 해시 함수는 다음의 특성들, 즉
   각각의 s ∈ {0,1,...,T-1}에 대해, 함수 f_s는 종종 근사적으로 동일한 {0,1,...,M-1} 내의 각각의 요소를 얻는 특성,
   {0,1,...,T-1} 내의 모든 다른 s, t에 대해, X 내의 요소들 x의 수는 f_s(x)=i 및 f_t(x)=j가 i 및 j의 모든 값들에 대해 근사적으로 동일한 특성을 갖고, 여기서 t는 서브프레임 번호이고,
   상기 제어 수단은 상기 구성된 적어도 하나의 탐색 공간 내에서 상기 주국으로부터 상기 고려중인 2차국으로 어드레싱되는 제어 메시지를 탐색하고, 상기 제어 메시지를 수신하도록 구성되는, 2차국.

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