KR101652124B1 - 명시적인 주파수 호핑을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템 - Google Patents

명시적인 주파수 호핑을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

무선 자원들의 효율적인 사용을 위해 가변 대역폭 할당 및 주파수 호핑이 사용된다. 가변 대역폭 할당은 상이한 수의 서브캐리어들을 자신들의 순간 채널 상태에 따라 상이한 이동 단말기들에 동적으로 할당함으로써 달성된다. 주파수 호핑 패턴들은 현재 대역폭 할당들에 기반하여 "온-더-플라이"로 결정된다. 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 스케줄링 그랜트로 이동 단말기에 시그널링된다.

Description

명시적인 주파수 호핑을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템{MULTICARRIER COMMUNICATION SYSTEM EMPLOYING EXPLICIT FREQUENCY HOPPING}
본 발명은 일반적으로 멀티캐리어(multicarrier) 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 주파수 호핑(frequency hopping)을 사용하는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)에 관한 것이다.
주파수 호핑은 많은 무선-통신 애플리케이션에 사용되는 확산 스펙트럼 기술이다. 주파수 호핑 확산 스펙트럼 시스템에서, 송신기는 시간에 대한 자신의 송신의 주파수를 의사랜덤(pseudorandom) 호핑 패턴(hopping pattern)에 따라 변경한다. 실제로, 송신기는 넓은 주파수 대역에 걸쳐 자체의 신호를 확산하기 위해서 송신하는 동안에 하나의 주파수를 다른 주파수로 "호핑"하지만, 주어진 순간에 송신된 신호는 협소한 주파수 대역을 점유한다. 본원에서 타임 슬롯(time slot)이라 칭해지는 호핑 주기는 주파수가 일정하게 존속되는 시간 간격이다. 주파수 호핑 패턴은 송신기가 호핑하는 주파수의 시퀀스를 포함한다.
주파수 호핑은, 서브캐리어(subcarrier)들 사이의 간격이 충분히 넓어서 페이딩(fading)이 상이한 주파수에 걸쳐 상관하지 않도록 제공되는, 다중 경로 페이딩 효과를 완화하는데 도움을 주는 주파수 다이버시티(diversity)를 제공한다. 대부분의 이동 통신 시스템은 송신기 측에서 채널 그리고 수신기 측에서 대응하는 채널 디코딩을 적용한다. 주파수 호핑에 의해 제공되는 주파수 다이버시티를 이용하기 위해, 코딩된 정보의 블록은 다중 홉(hop), 즉, 다중 타임 슬롯에 걸쳐 확산되어야만 한다.
주파수 호핑은 다수의 사용자 사이의 무선 자원을 공유하는데 사용될 수 있다. 종래의 주파수 호핑 시스템에서, 이동 통신 시스템의 동일한 셀 또는 섹터 내의 상이한 이동 단말기에는, 이동 디바이스가 동일한 타일 슬롯에서 동일한 주파수로 동시에 송신되지 않도록 서로 직교하는 주파수 호핑 패턴이 할당된다. 호핑 패턴을 확보하는 하나의 방법은 모든 이동 디바이스에 대해 동일한 기본 호핑 패턴을 사용하지만 각각의 이동 단말기에 대해 상이한 주파수 오프셋(offset)을 갖는 것이다.
셀들 간에는 통상적으로 상이한 비직교(mon-orthogonal) 주파수 호핑 패턴이 사용되는데, 이는 이웃하는 셀 내의 두 이동 디바이스로부터 동일한 타임 슬롯 중에 동일 주파수로 송신이 발생하는 것을 의미한다. 이것이 일어나면, "충돌"이 발생하는데, 이는 대응하는 타임 슬롯 동안의 높은 간섭 레벨을 의미한다. 그러나, 여러 홉을 스패닝(spanning)하는 채널 코딩으로 인해, 채널 디코더는 통상적으로 정보를 계속해서 정확하게 디코딩할 수 있다.
주파수 호핑은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에 적용될 수 있다. OFDM 시스템에서, 광대역 캐리어는 복수의 서브캐리어로 분할된다. 변조 심볼에 고속 푸리에 변환이 적용되어 광대역 캐리어의 다수의 서브캐리어에 걸쳐 변조 심볼이 확산된다. 주파수 호핑은 서브캐리어 할당을 가변함으로써 OFDM 시스템에서 구현될 수 있다.
최근에는, OFDM 시스템의 업링크에서 가변 대역폭 할당을 사용하는 데에 관심이 있어왔다. 기본 개념은 이동 단말기의 순간 채널 상태, 버퍼 레벨, 서비스 품질(Quality of Service : QoS) 요건, 및 다른 요인에 기반하여 상기 이동 단말기에 할당된 대역폭을 변화시키는 것이다. 네트워크 내의 스케줄러(scheduler)는 이동 단말기를 스케줄링하여 이동 단말기의 대역폭 할당을 결정한다.
가변 대역폭 할당을 사용하는 OFDM 시스템에서 이전에 주파수 호핑이 사용되지 않았다. 가변 대역폭 할당을 가능하게 하는 OFDM 시스템에 주파수 호핑 기술을 적용하는데 있어서의 하나의 문제는 대역폭 할당에 따라 이용 가능한 호핑 패턴의 수가 변한다는 점이다. 게다가, 하나의 서브프레임 내에서 상이한 대역폭을 사용하는(FDMA) 둘 이상의 이동 디바이스로부터의 송신을 혼합할 때, 각각의 이동 디바이스에 대한 호핑 가능성은 다른 이동 디바이스에 할당된 대역폭에 좌우된다. 다른 문제는 대역폭 할당은 이동 디바이스의 순간 채널 상태에 좌우됨으로써 미리 인지될 수 없다는 점이다. 주파수 패턴이 대역폭 할당을 고려하지 않고 설정되는 경우, 그러한 대역폭 할당은 시스템의 효율을 감소시킬 충돌을 피하게 행해져야만 한다.
따라서, 가변 대역폭 할당이 가능한 OFDM에서 주파수 호핑을 가능하게 하는 새로운 스케줄링 기술이 필요하다.
본 발명은 이동 단말기에 가변 대역폭 할당을 가능하게 하는 OFDM 시스템에서의 주파수 호핑을 구현하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 가변 대역폭 할당은 상이한 수의 서브캐리어를 상이한 이동 단말기들의 순간 채널 상태에 따라 상기 이동 단말기들로 동적으로 할당함으로써 달성된다. 주파수 호핑 패턴은 현재 스케줄링된 이동 단말기에 대한 현재 대역폭 할당에 기반하여 "온-더-플라이(on-the-fly)"로 결정된다. 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴은 스케줄링 그랜트(scheduling grant)로 이동 단말기에 시그널링된다. 주파수 호핑 패턴이 미리 규정되지 않기 때문에, 스케줄링 그랜트는 스케줄링 간격 내의 각 시간 슬롯에 대한 대역폭 할당 및 주파수 오프셋을 명료하게 시그널링한다.
본 발명은 유연한 대역폭 송신을 지원하는 시스템에서 업링크 주파수 호핑을 구현하는 매우 유연하고, 간소하며(낮은 복잡도의), 저 오버헤드(overhead) 방법을 제공한다.
도 1은 가변 대역폭 및 주파수 호핑을 갖는 단일 캐리어 OFDM를 구현하기 위한 예시적인 송신기를 도시한다.
도 2는 단일 캐리어 OFDM 송신기를 위한 예시적인 OFDM 프로세서를 도시한다.
도 3은 예시적인 OFDM 캐리어의 구조를 도시한다.
도 4는 단일 이동 단말기에 대한 예시적인 주파수 호핑 패턴을 도시한다.
도 5는 두 이동 단말기에 대해 상호 직교하는 주파수 호핑 패턴을 도시한다.
도 6은 가변 대역폭 할당이 이용 가능한 주파수 호핑 패턴에 어떻게 영향을 주는지를 도시한다.
도 7은 가변 대역폭 할당과 결합하는 예시적인 주파수 호핑 패턴을 도시한다.
도 8은 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 결정하기 위해 스케줄러를 포함하는 이동 통신 네트워크에서의 예시적인 액세스 노드를 도시한다.
도 9는 이동 통신 시스템에서 업링크 송신을 스케줄링하기 위해 스케줄러에 의해 구현되는 예시적인 방법을 도시한다.
이제 도면을 참조하면, 본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 송신기가 도시되고 일반적으로 숫자(10)로 표기된다. 송신기(10)는 단일 캐리어 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(Single Carrier Orthogonal Frequency Division Multiplexing : SC-OFDM)으로 공지된 송신 스킴을 구현하도록 구성된다. 가변 대역폭 할당 및 주파수 호핑은 무선 자원의 효율적인 사용에 이용된다. 가변 대역폭 할당은, 상이한 이동 단말기들의 순간 채널 상태에 따라 상기 이동 단말기들에 상이한 수의 서브캐리어를 동적으로 할당함으로써 달성된다. 주파수 호핑 패턴은 현재 대역폭 할당에 기반하여 "온-더-플라이"로 결정된다. 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴은 스케줄링 그랜트로 이동 단말기에 시그널링된다.
도 1을 참조하면, 송신기(10)는 송신 신호 프로세서(12), 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 프로세서(14), 및 송신기 전단(16)을 포함한다. 송신 신호 프로세서(12)는 원격 단말기로의 송신을 위해 코딩되고 변조된 신호를 발생시킨다. 송신 신호 프로세서(12)는 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation : QAM) 또는 직교 위상 시프트 키잉(quadrature phase shift keying: QPSK)과 같은 임의의 공지된 형태의 변조를 사용할 수 있다. OFDM 프로세서(14)는 송신 신호 프로세서(12)로부터 변조된 신호를 수신하고 송신 신호를 발생시키기 위해 OFMM 변조를 적용한다. 송신 신호 프로세서(12) 및 OFDM 프로세서(14)의 기능은 하나 이상의 디지털 신호 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 송신기 전단(16)은 송신 안테나(18)와 결합한다. 송신기 전단(16)은 송신 신호를 아날로그 형태로 변환시키는 디지털-대-아날로그 변환기 및 송신 신호를 필터링하고 증폭하는 무선 주파수 회로를 포함한다.
도 2는 단일 캐리어 OFDM(SC-OFDM)이라고 칭해지는 OFDM 송신의 형태를 구현한 예시적인 OFDM 프로세서(14)를 도시한다. 도 2에 도시된 컴포넌트들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 구현될 수 있는 기능 요소들을 나타낸다. OFDM 프로세서(14)는 이산 푸리에 변환(Discrete Fouier Transform : DFT) 모듈(22), 서브캐리어 매핑 회로(subcarrier mapping circuit)(24), 역이산 푸리에 변환(Inverse Discrete Fouier Transform : IDFT)(26) 및 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix : CP) 모듈(28)을 포함한다. 어떤 변조 알파벳(modulation alphabet) 내의 M으로 변조된 심볼의 블록은 크기-M의 DFT 모듈(22)에 입력된다. DFT 모듈(22)은 변조 심볼을 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하기 위해서 변조 심볼들에 대해 DFT를 수행한다. 매핑 회로(24)는 DFT 모듈(22)에 의해 출력된 주파수 샘플들을 대응하는 크기-N의 IDFT 모듈(26)의 입력들로 매핑하고, 여기서 N > M 이다. IDFT 모듈(26)의 사용되지 않은 입력들은 영(0)으로 설정된다. IDFT 모듈(26)은 주파수 샘플들을 시간 도메인으로 변환한다. 본 발명의 어떤 실시예에서, 대역폭 확장 및 스펙트럼 성형(spectrum shaping)(도시되지 않음)은 시간 도메인으로 역으로 변환되기 전에 주파수 도메인에 있는 주파수 샘플들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 성형 회로는 주파수 도메인 샘플들을 제곱근 상승 코사인(root-raised-cosine) 함수와 같은 스펙트럼 성형 함수로 곱하여 적용될 수 있다. 변조 심볼들의 단일 블록에 대응하는 송신 신호는 본원에서 OFDM 심볼이라고 칭해진다. 그리고나서 주기적 전치 부호 모듈(28)은 주기적 전치 부호를 OFDM 심볼에 적용한다.
도 2에 도시된 바와 같은 단일 캐리어 OFDM은 DFT-기반 선-코딩에 의해 OFDM으로 관찰될 수 있는데, 왜냐하면 각각의 IDFT 입력은 하나의 OFDM 서브캐리어에 대응하기 때문이다. 그러므로, DFT-확산 OFDM 또는 DFTS-OFDM은 종종 도 2의 송신기 구조를 기술하는데 사용된다. DFT-기반 선코딩의 사용은 최종 송신된 신호에 "단일 캐리어" 특성을 제공하는데, 이는 각각의 변조 신호가 전체 송신 대역폭에 걸쳐 "확산"되고 송신된 신호가 정상적인 OFDM 송신이 비해 비교적 낮은 피크-대-평균 전력비를 갖는다는 것을 의미한다. IDFT 모듈(26)의 출력에서의 fs의 샘플링 레이트(sampling rate)를 가정하면, 송신 신호의 공칭 대역폭(nominal bandwidth)은 BW=MIN· fs일 것이다.
도 1에 도시된 OFDM 송신기(10)는 변조 심볼들의 블록 크기 M을 DFT 모듈(22)로 변형시킴으로써 송신의 순간 대역폭에 있어서의 변화를 가능하게 한다. 블록 크기 M을 증가시키면 송신에 필요한 순간 대역폭을 증가시킬 것이며, 반면에 블록 크기 M을 감소시키면 송신에 필요한 순간 대역폭을 감소시킬 것이다. 게다가, DFT 출력이 매핑되는 IDFT 입력을 시프트(shift)함으로써, 송신된 신호는 주파수 도메인으로 변형될 것이다.
도 3은 업링크 송신에 대한 예시적인 OFDM 캐리어의 구조를 도시한다. 도 3에서의 수직축은 주파수 도메인을 나타내고 수평축은 시간 도메인을 나타낸다. 주파수 도메인에서, 무선 자원은 복수의 협소 대역 서브캐리어로 분할된다. 전형적인 OFDM 캐리어는 수백 또는 심지어 수천의 서브캐리어들을 포함할 수 있다. 시간 도메인에서, 무선 자원은 시간 슬롯으로 분할된다. 각각의 시간 슬롯은 복수의 심볼 주기를 포함한다. 이 예에서, 시간 슬롯은 일곱 개(7)의 심볼 주기를 포함한다. 각각의 시간 슬롯 내의 심볼 주기는 파일럿 심볼을 송신하는데 사용된다. 각각의 시간 슬롯에서 남은 여섯 개의 심볼들은 데이터 및/또는 제어 신호들을 송신하는데 사용된다. 시간 슬롯 내의 서브캐리어들은 자원 블록으로 공지된 단위로 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 본원에 게시된 예시적인 실시예에서 자원 블록은 한 시간 슬롯과 같은 주기 동안 열두 개(12)의 서브캐리어들을 포함한다.
업링크 스케줄링을 위해서, 업링크 무선 자원은 시간 도메인에서 서브프레임이라 칭해지는 스케줄링 유닛으로 분할된다. 서브프레임은 둘 이상의 시간 슬롯들을 포함한다. 본원에 기술된 예시적인 실시예에서, 서브프레임은 두 개(2)의 시간 슬롯들을 갖지만, 상이한 수의 시간 슬롯들이 또한 사용될 수 있다. 각각의 서브프레임 동안, 이동 통신 네트워크 내의 액세스 노드(node), 예를 들어, 기지국은 업링크 상에서 송신하는 하나 이상의 이동 단말기를 스케줄링할 수 있다. 액세스 노드는 다운링크 제어 채널 상에서 스케줄링 그랜트를 송신함으로써 스케줄링된 이동 단말기들을 표시한다.
어떤 시스템에서, 직교 멀티플렉싱 스킴과 함께 가변 대역폭 할당이 시스템 처리량을 개선하는데 사용될 수 있다. OFDM 시스템에서, 제공된 시간 슬롯 동안 전체 가변 대역폭을 단일 이동 단말기로 할당하는 것이 효율적이지 않을 수도 있다. 이동 디바이스가 달성할 수 있는 데이터 레이트는 이동 디바이스의 이용 가능한 전력에 의해서 제한될 수도 있다. 전체 이용 가능한 대역폭을 전력 제한 이동 디바이스로 할당하면 시스템 자원의 소비를 초래한다. 이동 디바이스가 전체 이용 가능한 대역폭을 사용할 수 없다면, 더 작은 송신 대역폭이 이동 디바이스에 할당될 것이고 남은 대역폭은 다른 이동 단말기에 할당될 것이다. 그러므로, 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM)과 같은 직교 멀티플렉싱 스킴은 이용 가능한 대역폭을 둘 이상의 이동 단말기들 사이에서 공유하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 주파수 호핑은 송신된 페이딩(fading)으로 송신되는 신호의 강인성(robustness)을 개선하여 송신 중에 발생할 수 있는 비트 에러(bit error)를 감소시키기 위해 가변 대역폭 할당과 공동으로 사용될 수 있다. 주파수 호핑 시스템에서, 송신기는 시간에 따라, 예를 들어, 의사랜덤 호핑 패턴에 따라, 자신의 송신의 주파수를 변경한다. 도 4는 12개의 자원 블록 및 12개의 시간 슬롯에 걸친 호핑 패턴을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 송신기는 광주파수대역에 걸쳐 자신의 신호를 확산하기 위해 하나의 주파수에서 다른 주파수로 "호핑"하는 반면에, 어떤 주어진 순간에, 송신된 신호는 협소 주파수 대역을 점유한다. OFDM 시스템에서, 주파수 호핑은 스케줄링 간격 동안 이동 단말기로 할당된 자원 블록의 주파수 위치를 시프트함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 사용된 스케줄링 간격이 하나의 서브프레임이라면, 이동 단말기에는 서브프레임 내의 각각의 시간 슬롯에서 상이한 자원 블록이 할당될 수 있다.
종래의 주파수 호핑 시스템에서, 이동 통신 시스템의 동일한 셀 또는 섹터 내의 상이한 이동 단말기들에는 이동 디바이스들이 동일한 시간 슬롯에서 동일한 주파수로 동시에 송신하지 않도록 상호 직교 주파수 호핑 패턴이 할당된다. 호핑 패턴이 상호 직교하는 것을 보장하는 하나의 방법은 모든 이동 디바이스에 대해 동일한 기본 호핑 패턴을 사용하지만 각 이동 단말기에 대해 상이한 오프셋을 사용하는 것이다. 도 5는 주파수 호핑이 둘 이상의 이동 디바이스 사이에서 이용 가능한 대역폭을 공유하는데 어떻게 사용되는지를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 이동 단말기는 동일한 주파수 호핑 패턴을 사용한다. 그러나, 이동 디바이스(2)는 이동 단말기(1)에 관하여 세 자원 블록들 중 하나의 오프셋을 갖는다. 자원 블록들은 랩-어라운드(wrap-around), 예를 들어 f5에 관한 세 개 중 하나의 오프셋은 f0과 동일하다.
주파수 호핑은 가변 대역폭 할당을 사용하는 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM) 및 OFDM 시스템에서 이전에 사용되지 않았다. 가변 대역폭 할당을 허용하는 시스템에 주파수 호핑 기술을 적용하는데 있어서의 하나의 문제는 이용 가능한 호핑 패턴의 수가 대역폭 할당에 따라 변한다는 것이다. 광대역 신호의 경우, 협소 대역 신호와 비교해서 보다 적은 호핑 옵션이 존재한다. 예로서, 주파수 도메인에서 8개의 자원 블록을 갖는 시스템에서, 하나의 자원 블록에 대응하는 송신 대역폭에 대해, 8개의 상이한 호핑 가능성이 존재한다(8개의 가능한 주파수 위치들). 그러나, 7개의 자원 블록들의 송신 대역폭에 대해, 단지 두 개의 호핑 가능성(두 개의 가능한 주파수 위치들)만이 존재한다. 그러므로, 동일한 호핑 패턴은 양 시나리오 모두에 사용될 수 없다.
게다가, 하나의 서브프레임(FDMA) 내의 상이한 대역폭들을 사용하는 둘 이상의 이동 디바이스들로부터의 송신들을 혼합하면, 각각의 이동 디바이스에 대한 호핑 가능성은 다른 이동 디바이스들에 할당된 대역폭에 좌우된다. 이 제한은 도 6에 도시된다. 도 6은 총 8개의 자원 블록들을 공유하는 두 이동 단말기들을 도시한다. 이동 단말기(1)에는 7개의 자원 블록들이 할당되고 이동 단말기(2)에는 단 하나의 자원 블록이 할당된다. 간소화된 예에서 확인되듯, 이동 단말기(1)에 대해 단 2개의 가능한 주파수 위치들만이 존재한다. 다른 사용자들이 부재하다면, 이동 단말기(2)는 8개의 가능성을 가질 것이다. 그러나, 이동 단말기(1)와의 충돌을 피하기 위해, 이동 단말기(2)도 또한 단 2개의 가능한 주파수 위치들로 제한된다.
세번째 문제는 대역폭 할당은 이동 디바이스의 순간 채널 상태에 좌우되어 미리 인지될 수 없다는 점이다. 주파수 패턴이 대역폭 할당을 고려하지 않고 설정되면, 소정의 주파수 호핑 패턴은 바람직하지 않게 대역폭 할당을 제한한다. 이 경우에, 시스템의 효율을 감소시킬 충돌을 피하기 위해 대역폭 할당이 행해져야만 한다.
본 발명은 가변 대역폭 할당을 허용하는 OFDM 시스템에서 주파수 호핑을 구현하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 기지국에서의 또는 네트워크 내의 스케줄러는 제공된 스케줄링 간격 동안 스케줄링된 각각의 이동 단말기에 의해서 사용되는 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 동적으로 결정한다. 그러므로 스케줄링은 미리 규정된 주파수 호핑 패턴에 기반하지 않는다. 이때 스케줄러는 스케줄링된 이동 단말기들에 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 명시적으로 스케줄링 그랜트로 스케줄링한다. 그러므로, 주파수 호핑 패턴은 대역폭 할당에 따라 하나의 스케줄링 간격에서 다음 간격으로 변화될 수 있다.
도 7은 하나의 예시적인 실시예에 따라 스케줄링이 어떻게 수행되는지를 도시한 간단한 예를 제공한다. 도 7은 24 블록들을 갖는 OFDM 캐리어를 도시한다. 다음 논의에서, 지수 i는 이동 단말기를 표시하고, 지수 j는 시간 슬롯을 표시하고, Li는 자원 블록들의 수로써 표현되는 i번째 이동 단말기에 대한 대역폭 할당이고, Ki(j)는 j번째 시간 슬롯에서의 i번째 이동 단말기에 대한 주파수 오프셋이다. 세 이동 단말기들은 두 시간 슬롯들, 예를 들어 하나의 서브프레임을 포함하는 스케줄링 간격 동안 동시에 송신되도록 스케줄링된다. 이동 단말기(1)로 표시되는 제 1 이동 단말기에는 8개의 자원 블록들이 할당되고, 이동 단말기(2)로 표시되는 제 2 이동 단말기에는 12개의 자원 블록들이 할당되며, 이동 단말기(3)로 표시되는 제 3 단말기에는 4개의 자원 블록들이 할당된다. 자원 할당은 스케줄링 간격 동안 각각의 시간 슬롯에서 동일하다. 제 1 시간 슬롯(슬롯 "0")에서, 이동 단말기(1)에는 주파수 오프셋 K1(0)=12가 할당되고, 이동 단말기(2)에는 주파수 오프셋 K2(0)=0이 할당되고, 이동 단말기(3)에는 주파수 오프셋 K3(0)=20이 할당된다. 제 2 시간 슬롯(슬롯 "1")에서, 이동 단말기(1)에는 주파수 오프셋 K1(1)=0이 할당되고, 이동 단말기(2)에는 주파수 오프셋 K2(1)=12가 할당되고, 이동 단말기(3)에는 주파수 오프셋 K3(1)=8이 할당된다.
도 7에 도시된 예로부터, 각각의 이동 단말기에 시그널링되는데 세 파라미터들이 필요하다는 것을 알 수 있을 것이다: 스케줄링 간격 동안의 대역폭 할당(Li), 제 1 시간 슬롯에 대한 주파수 오프셋(Ki(0)), 및 제 2 시간 슬롯에 대한 주파수 오프셋(Ki(1)). 미리 규정된 호핑 패턴이 사용되기 때문에, 제 2 시간 슬롯에 대한 주파수 오프셋은 제 1 시간 슬롯에서 사용된 주파수 오프셋에 좌우되지 않음을 주목해야 한다. 그러므로, 상기의 예에서, 기지국은 제 1 시간 슬롯뿐만 아니라 제 2 시간 슬롯에 대한 주파수 오프셋을 시그널링할 필요가 있다. 이 절차는 본원에서 명시적인 시그널링이라 칭해진다.
세 파라미터들(Li(다수의 자원 블록들에서 측정된 할당된 대역폭), Ki(0)(제 1 슬롯에 대한 할당의 주파수 오프셋) 및 Ki(1)(제 2 슬롯에 대한 할당의 주파수 오프셋))은 서로 독립적으로 시그널링될 수 있다. 그러나, Li의 값 및 Ki(0) 및 Ki(1)의 가능한 값 사이에 종속성이 존재한다. 더 정확하게, Li, Ki(0) 및 Ki(1)는 단지 0에서 N-Li 범위 내의 값을 취할 수 있고, 여기서 N은 이용 가능한 자원 블록의 총수이다. 그러므로, 파라미터들(Li, Ki(0) 및 Ki(1))을 결합해서 인코딩함으로써, Li, Ki(0) 및 Ki(1)를 시그널링하는 비트들의 총량이 감소될 수 있다. 이는 Li, Ki(0) 및 Ki(1)의 결합이 Li, Ki(0) 및 Ki(1)를 세 개의 상이한 독립 파라미터로서 시그널링하기보다는, 단일 파라미터로 시그널링되도록 표현될 수 있다.
일부 시나리오에서, 주파수 호핑이 항상 사용될 수 있는 건 아니다. 그러한 하나의 케이스는 주파수-도메인 채널-종속 스케줄링이 사용될 때다. 채널-종속 스케줄링이 사용되는 경우, Ki(1)의 명시적인 시그널링은 불필요한 오버헤드를 의미한다. 이를 방지하기 위해, 스케줄링 그랜트의 상이한 포맷이 제공될 수 있다: 하나의 포맷은 파라미터 Ki(1)을 포함하고 하나의 포맷은 파라미터 Ki(1)를 포함하지 않는다.
도 8은 이동 통신 시스템에서의 업링크 송신을 스케줄링하기 위한 예시적인 액세스 노드(50)를 도시한다. 액세스 노드(50)는 하나 이상의 이동 단말기들과 통신하기 위하여 안테나(54)와 결합된 송수신기 회로(52), 및 액세스 노드(50)의 동작을 제어하기 위한 제어 회로(56)를 포함한다. 제어 회로(56)는 무선 자원 제어와 같은, 다양한 제어 기능을 수행하는 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 제어 회로(56)는 상술한 바와 같은 업링크 송신을 스케줄링하기 위한 스케줄러(58)를 포함한다. 스케줄러(58)는 각각의 스케줄링 간격 동안 어느 이동 단말기를 스케줄링할지, 그리고 스케줄링된 이동 단말기에 스케줄링 그랜트를 송신할지를 결정하는 일을 한다.
도 9는 스케줄러(58)에 의해 구현된 예시적인 절차(100)를 도시한다. 도 9에 도시된 절차(100)는 주파수 호핑이 사용될 때 각각의 스케줄링 간격에서 반복된다. 제공된 스케줄링 간격의 시작 전에, 스케줄러(58)는 이동 단말기들을 선택하고 선택된 이동 단말기들에 대한 대역폭 할당을 결정한다(블록 102). 이동 단말기들의 선책 및 대역폭 할당의 결정은 채널 상태, 버퍼 레벨, 및 다른 관련 요인이 기반한다. 일단 대역폭 할당이 결정되면, 스케줄러(58)는 각각의 스케줄링된 이동 단말기에 대한 주파수 호핑 패턴을 결정하고(블록 104) 각각의 스케줄링된 이동 단말기에 스케줄링 그랜트를 송신한다(블록 106).
본 발명은, 유연한 대역폭 송신을 지원하는 시스템에서 업링크 주파수 호핑을 구현하기 위해 매우 유연하고, 간소하며(낮은 복잡성의), 저-오버헤드 방법을 제공한다. 일반적으로, 당업자는 본 발명이 상술한 설명 및 첨부 도면에 의해 제한되지 않음을 인정할 것이다. 대신, 본 발명은 청구항 및 청구항의 법적인 등가물에 의해서만 제한된다.

Claims (18)

  1. 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법에 있어서:
    둘 이상의 시간 슬롯들을 포함하는 스케줄링 간격 동안 적어도 하나의 스케줄링된 이동 단말기에 대한 대역폭 할당을 결정하는 단계;
    상기 스케줄링된 이동 단말기에 대한 상기 대역폭 할당에 기반하여 상기 스케줄링 간격에 걸쳐서 상기 스케줄링된 이동 단말기에 대한 주파수 호핑 패턴을 결정하는 단계; 및
    상기 스케줄링된 이동 단말기에 상기 스케줄링 간격에 대한 상기 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 스케줄링 그랜트로 송신하는 단계를 포함하며;
    상기 대역폭 할당을 결정하는 단계 및 상기 주파수 호핑 패턴을 결정하는 단계는 동일한 스케줄링 간격에서 둘 이상의 동시에 스케줄링되는 이동 단말기들에 대한 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 결정하는 단계를 포함하며;
    상기 둘 이상의 동시에 스케줄링되는 이동 단말기들에 대한 주파수 호핑 패턴들은 상기 스케줄링 간격의 제 1 시간 슬롯에서 상기 주파수 호핑 패턴들이 서로 직교가 되고, 상기 스케줄링 간격의 각 후속 시간 슬롯에서 각각의 이동 단말기에 대한 상기 주파수 호핑 패턴이 주파수 위치들의 수에 의해 주기적으로 시프트되도록 결정되고, 상기 수는 상기 시간 슬롯에서 모든 동시에 스케줄링되는 이동 단말기들에 대해 동일한 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    스케줄링된 이동 단말기에 대한 대역폭 할당을 결정하는 단계는 상기 이동 단말기에 대한 다수의 서브캐리어들을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케줄링 간격에 걸쳐서 상기 스케줄링된 이동 단말기에 대한 주파수 호핑 패턴을 결정하는 단계는 상기 스케줄링 간격에서 상이한 시간 슬롯들에 대한 상기 이동 단말기에 대한 주파수 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 업링크 송신에 스케줄링되고, 상기 이동 단말기로의 상기 스케줄링 간격에 대한 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴은 상기 대역폭 할당 및 주파수 호핑을 스케줄링 그랜트로 송신하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스케줄링된 이동 단말기에 스케줄링 그랜트를 송신하는 단계는 상기 스케줄링된 이동 단말기에 할당된 상기 다수의 서브캐리어들 및 상기 스케줄링 간격의 연속 시간 슬롯들에서 상기 스케줄링된 이동 단말기에 의해 사용하기 위한 주파수 오프셋들의 세트를 상기 스케줄링된 이동 단말기에 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 서브캐리어들 및 상기 주파수 오프셋들의 세트는 단일 파라미터로 송신되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    주파수 호핑 패턴을 결정하는 단계는 동시에 스케줄링되는 적어도 하나의 다른 이동 단말기에 대한 대역폭 할당에 부가적으로 기반하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 송신을 스케줄링하는 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 복수의 이동 디바이스들에 대한 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러에 있어서:
    둘 이상의 시간 슬롯들을 포함하는 스케줄링 간격 동안 적어도 하나의 스케줄링된 이동 단말기에 대한 대역폭 할당을 결정하고;
    상기 스케줄링된 이동 단말기에 대한 상기 대역폭 할당에 기반하여 상기 스케줄링 간격에 걸쳐서 상기 스케줄링된 이동 단말기에 대한 주파수 호핑 패턴을 결정하고;
    상기 스케줄링된 이동 단말기에 상기 스케줄링 간격에 대한 상기 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 스케줄링 그랜트로 송신하도록 구성되며;
    동일한 스케줄링 간격에서 둘 이상의 동시에 스케줄링되는 이동 단말기들에 대한 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴을 결정하도록 구성되며;
    상기 둘 이상의 동시에 스케줄링되는 이동 단말기들에 대한 주파수 호핑 패턴들은 상기 스케줄링 간격의 제 1 시간 슬롯에서 상기 주파수 호핑 패턴들이 서로 직교가 되고, 상기 스케줄링 간격의 각 후속 시간 슬롯에서 각각의 이동 단말기에 대한 상기 주파수 호핑 패턴이 주파수 위치들의 수에 의해 주기적으로 시프트되도록 결정되고, 상기 수는 상기 시간 슬롯에서 모든 동시에 스케줄링되는 이동 단말기들에 대해 동일한 것을 특징으로 하는 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동 단말기에 대한 다수의 서브캐리어들을 결정함으로써 스케줄링된 이동 단말기에 대한 대역폭 할당을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스케줄링 간격에서 상이한 시간 슬롯들에 대한 상기 이동 단말기에 대한 주파수 오프셋을 결정함으로써 상기 스케줄링 간격에 걸쳐서 상기 스케줄링된 이동 단말기에 대한 주파수 호핑 패턴을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동 단말기로부터 업링크 송신을 스케줄링하도록 구성되고, 상기 이동 단말기로의 상기 스케줄링 간격에 대한 대역폭 할당 및 주파수 호핑 패턴은 상기 이동 단말기에 상기 대역폭 할당 및 주파수 호핑을 스케줄링 그랜트로 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스케줄링된 이동 단말기에 할당된 상기 다수의 서브캐리어들 및 상기 스케줄링 간격의 연속 시간 슬롯들에서 상기 스케줄링된 이동 단말기에 의해 사용하기 위한 주파수 오프셋들의 세트를 상기 스케줄링된 이동 단말기에 송신하도록 구성되는 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 다수의 서브캐리어들 및 상기 주파수 오프셋들의 세트는 상기 스케줄러에 의해 단일 파라미터로 송신되는 것을 특징으로 하는 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러.
  16. 제 11 항에 있어서,
    동시에 스케줄링되는 적어도 하나의 다른 이동 단말기에 대한 대역폭 할당에 기반하여 주파수 호핑 패턴을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 송신을 스케줄링하기 위한 이동 통신 시스템에서의 스케줄러.
  17. 삭제
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