KR101669968B1 - 우선순위를 고려한 경쟁 기반으로 스케줄링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우선순위를 고려한 경쟁 기반으로 스케줄링 방법에 대한 것으로서, 구체적으로 기지국에 속한 단말의 수 및 신호 송수신을 수행하지 않은 시간 단위의 수를 고려하여 결정된 우선순위에 따라 기지국간 경쟁 기반으로 스케줄링을 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다. 구체적으로, 특정 기지국 측면에서 제 1 시간 단위에서의 특정 하향링크 채널을 통해 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 임의로 선택된 숫자 정보를 상기 단말에 전송하고, 상기 단말로부터 수신한 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 기지국을 식별할 수 있는 식별 정보에 따라, 또는 상기 단말로부터 상기 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 수 없음을 나타내는 신호를 수신했는지 여부에 따라, 상기 제 2 시간 단위에서 상기 단말로 신호를 송수신하되, 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx) 및 상기 제 2 시간 단위 이전에 신호 전송을 수행하지 않은 시간 단위의 수(Wx)를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

우선순위를 고려한 경쟁 기반으로 스케줄링 방법{Contention Based Scheduling Method Considering Priority}
이하의 설명은 우선순위를 고려한 경쟁 기반으로 스케줄링 방법에 대한 것으로서, 구체적으로 기지국에 속한 단말의 수 및 신호 송수신을 수행하지 않은 시간 단위의 수를 고려하여 결정된 우선순위에 따라 기지국간 경쟁 기반으로 스케줄링을 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
기지국간의 간섭을 줄이기 위해 종래의 무선 통신 시스템에서의 기지국들은 주파수 자원, 전력 자원 혹은 코드 자원 등을 이용하였다. 주파수 자원을 이용하여 기지국 간 간섭을 제어하는 방식은 인접한 기지국끼리 서로 다른 주파수를 할당하여 물리적으로 간섭을 미치지 않게 하는 방식이다. 전력 자원을 이용하여 기지국 간 간섭을 제어하는 방식은 기지국 혹은 단말 상호 간에 심각한 간섭을 일으키지 않기 위해 일정 수준 이상의 전력을 사용하지 못하게 함으로써 간섭을 제어하는 방식이다. 또한, 코드 자원을 이용하여 기지국 간 간섭을 제어하는 방식은 기지국마다 다른 코드 또는 준-직교(quasi-orthogonal) 코드를 할당하여, 각 기지국이 신호를 전송할 경우 할당받은 고유한 코드를 곱하여 전송함으로써 간섭을 줄이는 방식이다.
이러한 3가지의 방식 중에서 주파수 자원을 이용하여 간섭을 제어하는 방식은 각 기지국에 할당한 주파수를 완전히 구분되게 할당하는 방식과 부분적으로는 겹치게 하되 셀 경계에 있는 사용자에게 전송할 경우에는 구분된 주파수를 사용하는 방식으로 나눌 수 있다. 또한 주파수 자원, 전력 자원 혹은 코드 자원을 독립되게 하나씩만을 이용하여 간섭을 제어하는 것이 아니라 혼합하여 사용하는 간섭 제어 방식도 널리 이용되고 있다.
근래의 무선 통신 시스템은 음성 통화를 넘어 멀티미디어 지원을 위한 고속의 전송률과 서비스 품질을 보장하는 추세로 발전해 가고 있다. 이와 같은 고속의 전송률과 서비스 품질을 보장하기 위해서는 최신의 물리계층 및 매체제어접속(MAC: Medium Access Control, 이하 MAC이라 칭함) 계층 기술을 도입하는 것과 함께 무선 통신에서 기본이라고 할 수 있는 신호대 간섭 및 잡음비(SINR, Signal to Interference plus Noise Ratio, 이하 SINR이라 칭함)를 향상시키는 것이 중요하다. SINR을 향상시키기 위한 가장 기본적인 방법은 단말과 기지국 사이의 거리가 짧도록 하는 것이다. 즉, SINR을 향상시키기 위해서는 다량의 기지국이 밀집하게 분포하고 있어야 한다. 근래에 많은 가정에서 개인이 직접 무선랜 기지국을 가정에 설치하는 것은 SINR을 증가시켜 통신 성능을 향상시키는 추세를 반영하는 것이라고 볼 수 있다. 또한, 초소형 기지국이라고도 불리는 펨토 접속 포인트(FAP: Femto Access Point, 이하 팸토 기지국이라 칭함)는 기지국 크기를 무선랜 기지국 수준으로 줄이고 가격을 낮춘 기지국이다. 이러한 팸토 기지국의 등장으로 향후의 무선 통신 시스템은 더 조밀하게 기지국이 분포될 것으로 예상된다.
펨토 기지국은 매크로 기지국이 커버하지 못하는 음영 지역에 설치될 수 있는 기지국 유형이다. 펨토 기지국은 매크로 기지국의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행할 수 있다. 펨토 기지국은 독립적으로 작동하는 네트워크 구성을 갖추고 있으며, 도심 또는 실내에 릴레이 기지국보다 월등히 많이 설치될 것이다. 따라서, 기지국이 단말에게 전송하는 인접 기지국 리스트에 펨토 기지국 리스트는 정보량이 너무 많기 때문에 포함되지 않는다.
도 1은 펨토 기지국이 추가된 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 펨토 기지국이 추가된 무선 통신 시스템은 펨토 기지국(110), 매크로 기지국(120), 펨토 네트워크 게이트웨이(femto network gateway, 이하 "FNG"라 함)(130), 접속 서비스 망(access service network, 이하 "ASN"라 함)(140) 및 연결 서비스 망(connectivity service network, 이하 "CSN"라 함)(150)을 포함한다. 매크로 기지국(120)은 종래의 무선 통신 시스템의 일반적인 기지국을 의미한다.
펨토 기지국(110)은 매크로 기지국(120)의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행한다. 펨토 기지국(110)은 TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol) 네트워크에 직접 접속하여 매크로 기지국(120)과 같이 독립적으로 작동하며 커버리지는 0.1 ~ 30m 정도이고, 하나의 펨토 기지국(110)이 수용할 수 있는 단말은 10~20개 정도이다. 펨토 기지국(110)은 매크로 기지국(120)과 같은 주파수를 사용할 수도 있고 다른 주파수를 사용할 수도 있다.
펨토 기지국(110)은 매크로 기지국(120)과 R1 인터페이스를 통해 연결되어, 매크로 기지국(120)의 하향링크 채널을 수신할 수 있고, 펨토 기지국(110)은 매크로 기지국(120)으로 제어 신호(control signal)를 전송할 수 있다.
펨토 기지국(110)은 매크로 기지국(120)이 커버하지 못하는 실내 또는 음영 지역을 커버할 수 있고, 높은 데이터 전송을 지원할 수 있다. 펨토 기지국(110)은 매크로 내에 오버레이(overlay) 형태로 설치될 수도 있고, 매크로 기지국(120)이 커버하지 않는 지역에 논-오버레이(non-overlay) 형태로 설치될 수도 있다.
펨토 기지국(110)은 두 가지 타입으로 분류된다. 첫 번째 타입은 CSG(closed subscriber group) 펨토 기지국이고, 두 번째 타입은 OSG(open subscriber group) 펨토 기지국이다. CSG 펨토 기지국은 자신에게 접근할 수 있는 단말들을 그룹핑해서 CSG ID(identification)를 부여하고, CSG ID를 부여받은 단말만 CSG 펨토 기지국에 접속할 수 있다. OSG 펨토 기지국은 모든 단말이 접속할 수 있는 기지국이다.
FNG(130)는 펨토 기지국(110)을 제어하는 게이트웨이로서 ASN(140) 및 CSN(150)과 Rx 인터페이스 및 Ry 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 펨토 기지국(110)은 FNG(130)를 통해 CSN(150)으로부터 서비스를 받을 수 있고, 펨토 기지국(110)에 접속되어 있는 단말은 인증, IMS 등의 기능을 FNG(130) 또는 CSN(150)으로부터 서비스 받을 수 있다. CSN(150)은 단말에게 인터넷, VoIP 등과 같은 응용서비스의 연결을 제공하고 인증 및 과금 기능을 제공하고, ASN(140)은 매크로 기지국(120)을 제어하고 매크로 기지국(120)과 CSN(150)의 연결을 관리한다.
종래의 간섭 제어 방식은 중앙 집중형 제어기가 인접한 기지국끼리의 간섭을 줄일 수 있도록 대부분 각 기지국들에 고유한 주파수 혹은 코드 자원을 할당하는 기능을 수행하였다. 무선 통신 시스템이 비약적으로 발전하는 현재의 추세를 고려할 때 앞으로의 무선 통신 시스템은 많은 기지국이 밀집하게 분포될 것으로 예상된다. 그러나, 이러한 중앙 집중형 방식은 기지국 간 간섭을 효과적으로 제거할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 확장성에 대하여 문제점을 가지고 있다.
또한, FAP와 같은 컴퓨팅 전력(computing power)이 부족하고 통신 사업자의 계획 없이 다수의 FAP 혹은 무선랜 기지국 등이 배포된 환경에서, 기존의 중앙 집중형 방식은 기지국에게 많은 계산량을 요구하기 때문에 효과적인 간섭 제어를 할 수 없는 문제가 있다.
나아가 원래 계획 없이 배포될 것을 고려하여 만든 무선랜과는 달리 FAP는 협력을 가정한 셀룰라 네트워크 시스템에서 동작할 것이기에 더 많은 간섭 문제를 초래할 문제점을 갖고 있다. 또한, 차후의 펨토셀 기지국의 용량이 증대되어 10개 이상의 단말까지 수용하게 되는 경우에, 기지국간 간섭을 줄일 수 있고 통신 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 스케줄링 방법이 요구된다.
이를 해결하기 위해 이웃 기지국간 경쟁 기반으로 기지국의 하향링크 신호 전송을 스케줄링하는 기술이 논의되고 있으나, 기지국간 공평성(fairness)를 확보하기 위한 추가적인 논의가 필요하다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 이하의 설명에서는 경쟁 기반으로 하향링크 신호 전송을 효율적으로 스케줄링하는 방법을 제공하고자 한다.
특히, 기지국 간의 간섭을 시간 스케줄링으로 줄이는 시스템에서 장기적으로뿐만 아니라 단기적으로도 공평성(fairness)을 확보하기 위한 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 단말에 인접한 인접 기지국들 각각이 경쟁 기반으로 스케줄링되는 무선 통신 시스템에서 상기 인접 기지국들 중 특정 기지국이 상기 단말에 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 제 1 시간 단위에서의 특정 하향링크 채널을 통해 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 임의로 선택된 숫자 정보를 상기 단말에 전송하는 단계; 및 상기 단말로부터 수신한 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 기지국을 식별할 수 있는 식별 정보에 따라, 또는 상기 단말로부터 상기 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 수 없음을 나타내는 신호를 수신했는지 여부에 따라, 상기 제 2 시간 단위에서 상기 단말로 신호를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx) 및 상기 제 2 시간 단위 이전에 신호 전송을 수행하지 않은 시간 단위의 수(Wx)를 고려하여 결정되는 기지국의 신호 송수신 방법을 제안한다.
이때, 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, fx * (Wx + 1)과 같이 규정되는 기본 우선순위 레벨(DPx)에 따라 결정될 수 있으며, 상기 fx는 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx)를 상기 인접 기지국들 전체에 소속된 단말의 수로 나눈 비율을 나타낸다.
또한, 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, fx의 확률로 DPx, 1-fx의 확률로 DPx +1 로 규정되는 보상 우선 순위 레벨(Px)에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 소정 개수의 우선순위 레벨은 2개 레벨이며, 상기 숫자 정보 중 최상위 1 비트는 우선순위 레벨을 나타낼 수 있으며, 본 발명의 다른 일 실시형태에서 상기 소정 개수의 우선순위 레벨은 4개 레벨이며, 상기 숫자 정보 중 최상위 2 비트는 우선순위 레벨을 나타낼 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 상기 단말에 인접한 인접 기지국들의 신호 송수신을 스케줄링하는 방법에 있어서, 상기 인접 기지국들 각각으로부터 제 1 시간 단위에서의 특정 하향링크 채널을 통해 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 임의로 선택된 숫자 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 숫자 정보에 기초하여 사전에 설정된 규칙에 따라 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 기지국을 결정하는 단계; 및 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 특정 기지국을 식별할 수 있는 식별 정보를 방송하거나, 상기 인접 기지국들 중 상기 특정 기지국을 제외한 나머지 기지국에 상기 제 2 시간 단위에서의 신호 송수신이 가능하지 않음을 나타내는 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx) 및 상기 제 2 시간 단위 이전에 신호 전송을 수행하지 않은 시간 단위의 수(Wx)를 고려하여 결정되는 단말의 스케줄링 방법을 제안한다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 단말에 인접한 인접 기지국들 각각이 경쟁 기반으로 스케줄링되는 무선 통신 시스템에서 상기 인접 기지국들 중 하나로서 상기 단말에 신호를 송수신하는 기지국 장치에 있어서, 상기 단말로 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 단말로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 숫자 정보를 임의로 선택하고, 제 1 시간 단위에서의 상기 전송 모듈이 특정 하향링크 채널을 통해 상기 선택된 숫자 정보를 전송하는 경우, 상기 단말로부터 수신한 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 기지국을 식별할 수 있는 식별 정보에 따라, 또는 상기 단말로부터 상기 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 수 없음을 나타내는 신호를 수신했는지 여부에 따라, 상기 제 2 시간 단위에서 상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 이용하여 상기 단말로 신호를 송수신하는 것을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx) 및 상기 제 2 시간 단위 이전에 신호 전송을 수행하지 않은 시간 단위의 수(Wx)를 고려하여 결정되는 기지국 장치를 제안한다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 무선 통신 시스템에서 인접한 인접 기지국들의 신호 송수신을 스케줄링하는 단말 장치에 있어서, 상기 인접 기지국들 각각으로부터 제 1 시간 단위에서의 특정 하향링크 채널을 통해 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 임의로 선택된 숫자 정보를 수신하는 수신 모듈; 상기 수신한 숫자 정보에 기초하여 사전에 설정된 규칙에 따라 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 기지국을 결정하는 프로세서; 및 상기 인접 기지국들로부터 신호를 전송하는 전송 모듈을 포함하며, 상기 프로세서는 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 특정 기지국을 식별할 수 있는 식별 정보를 상기 전송 모듈을 통해 방송하거나, 상기 인접 기지국들 중 상기 특정 기지국을 제외한 나머지 기지국에 상기 제 2 시간 단위에서의 신호 송수신이 가능하지 않음을 나타내는 신호를 상기 전송 모듈을 통해 전송하도록 구성되며, 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx) 및 상기 제 2 시간 단위 이전에 신호 전송을 수행하지 않은 시간 단위의 수(Wx)를 고려하여 결정되는 단말 장치를 제안한다.
상술한 바와 같은 실시형태들에 따를 경우 경쟁 기반으로 하향링크 신호 전송을 효율적으로 스케줄링하는 방법을 제공할 수 있으며, 특히, 기지국 간의 간섭을 시간 스케줄링으로 줄이는 시스템에서 장기적으로뿐만 아니라 단기적으로도 공평성(fairness)을 확보할 수 있다.
도 1은 펨토 기지국이 추가된 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 기본 우선순위 레벨을 이용하는 경우를 설명하기 위한 마르코프 체인(Markov Chain) 모델을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 보상 우선순위 레벨 방식만을 이용하는 경우를 설명하기 위한 마르코프 체인 모델을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 기본 우선순위 레벨 방식에 추가적으로 보상 우선순위 레벨 방식이 이용되는 경우를 설명하기 위한 마르코프 체인 모델을 도시한 도면이다.
도 5는 우선 순위 레벨 방식이 적용되지 않는 경우의 마르코프 체인 모델을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 각 기지국이 단말에 전송하는 경쟁 숫자 정보 포맷의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국 또는 단말 장치 구조를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
상술한 바와 같이 이하의 설명에서는 경쟁 기반으로 하향링크 신호 전송을 효율적으로 스케줄링하는 방법을 제공하고자 한다. 이를 위해 본 발명의 발명자는 2009년 9월 9일에 미국 출원된 미국출원번호 12/556,361(이하 '361출원)를 통해 기지국간의 경쟁과 경쟁결과에 따른 채널 액세스방법을 제안하였다. 본 '361 출원에서 본 발명의 발명자는 기지국이 조밀하게 분포되어 있는 환경에서 기지국간의 간섭문제 해결방안을 제시하였다. 상기 '361 출원 발명에 대해 간단히 설명하면, 각 기지국은 경쟁 주기마다 경쟁을 위해 임의의 숫자(이하 경쟁숫자)를 선택하고, 선택된 경쟁숫자가 주위의 간섭영역에 있는 기지국들이 선택한 경쟁숫자보다 우선순위가 클 때 경쟁에서 이겼다고 판단하여 채널에 액세스하는 방법이다. 따라서 간섭영역에 있는 기지국들은 동시에 채널에 액세스하지 않아 상호 간섭을 유발하지 않으며, 경쟁숫자를 임의로 선택하기 때문에 각 기지국들은 확률적으로 공평하게 채널에 액세스할 수 있게 된다.
한편, 상기 '361 출원 발명에서는 기지국간의 경쟁을 위해서는 단말의 도움이 필요하였고, 기지국과 단말이 경쟁관련 정보를 교환하기 위해서는 BBC/BIC 채널 쌍이 필요하였다. '361 출원 발명에 있어서 BBC(BS Bidding Channel)는 각 기지국이 단말들에게 경쟁숫자를 알려주기 위한 채널이고, BIC(BS Indicator Channel)는 기지국들의 경쟁숫자에 따른 경쟁결과를 각 단말이 기지국들에게 알려주기 위한 채널이다. 구체적으로 '361 출원 발명에서 단말은 BIC 채널을 통해 해당 프레임(스테이지)에서 신호 송수신이 가능하지 않은 기지국들에게 이를 알려주는 신호를 전송하였다.
이하의 설명에서는 상술한 '361 출원 발명에 따른 경쟁 기반 스케줄링 방식으로 인접 기지국들이 단말에 신호를 송수신하는 것을 기본적으로 그대로 이용한다. 다만, 상기 '361 출원 발명에서와 달리 별도의 BBC/BIC 채널을 이용하는 것이 아니라, 이웃 기지국들이 3GPP LTE 시스템에서 규정된 PBCH(Physical Broadcast Channel)의 MIB(Mater Information Block)의 여유 비트를 통해 단말에게 경쟁 관련 정보를 전송하고, 단말은 이웃 기지국 전체가 인지할 수 있는 상향링크 채널, 예를 들어 임의접속 채널(Random Access Channel)을 통해 다음 스테이지에서 경쟁에서 이긴 기지국을 알 수 있는 신호를 톤 신호 형태로 방송하는 방식 역시 적용할 수 있다.
상술한 바와 같은 경쟁 기반 스케줄링 방식을 기반으로 이하에서는 장기적/단기적 공평성(fairness)을 확보하는 방법에 대해 중점적으로 설명한다.
상술한 바와 같은 경쟁 기반 스케줄링 기법에 따를 경우, 각 기지국은 임의의 경쟁 숫자를 생성하여 BBC(BS bidding channel)에 담아 단말에 전송하고, 단말들은 BBC를 들어 인접 기지국 중 하나의 승자를 가려 BIC(BS indicator channel)로 보고 할 수 있다. BIC 결과에 따라 각 기지국은 다음번 시간 단위(예를 들어, 프레임)을 사용할 수 있는지를 파악할 수 있다. 이 같은 방식으로 각 기지국들은 분산적으로 시간 자원을 나누어 사용할 수 있다.
하지만 이 기법을 사용하는 경우, 경쟁에서 진 기지국은 n개의 프레임 동안 단말들과 전혀 통신할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 한 기지국이 경쟁을 연속으로 지는 경우가 발생한다면, 신호 전송을 수 프레임 동안 하지 못하는 상황이 생기고, 음성 및 멀티미디어 서비스를 원활히 지원할 수 없는 경우가 생길 것으로 예상할 수 있다.
또한, 분산적으로 기지국들이 시간 자원을 나눠 쓰는 경우에 각 기지국들이 얼마씩 시간 자원을 사용하느냐도 고려해야 할 문제이다. 예를 들어 두 개의 기지국이 경쟁을 하고 있을 경우 한 기지국에 많은 사용자가 있고 다른 기지국에 적은 사용자가 있을 때 두 개의 기지국이 동일하게 시간 자원을 나눠가지는 것이 합당하지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 공평성을 확보하기 위해 기지국간 우선순위를 설정하여 경쟁 숫자를 정하는 방식을 제안한다.
예를 들어, 경쟁 윈도우(Contention Window; 이하 CW)의 크기가 1024이고, 낮은 수를 가지는 기지국이 경쟁에서 승리한다고 가정하자. 이러한 상황에서 가장 낮은 우선 순위를 가지는 기지국들은 경쟁 숫자를 [768, 1024)와 같은 범위를 가지는 클래스에서 임의로 추출하고, 다음과 다다음 순위는 [512, 768), [256, 512)와 같은 범위를 가지는 클래스에서 임의로 추출하며, 가장 높은 우선 순위를 가지는 기지국은 [0,256)와 같은 범위를 가지는 클래스에서 임의로 선택하는 것을 제안한다.
한편, 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은 다음과 같이 결정될 수 있다.
각 기지국들에게 동일한 우선순위를 두는 방식과, 서비스하고 있는 사용자 수에 따라 차등한 우선순위를 두는 두 가지 방식의 동작에 대해 고려한다. 예를 들어, 2개의 기지국이 서로 경쟁하고 있는 상황에서 첫 번째 기법은 두 기지국 내의 사용자 수에 상관없이 각 기지국이 0.5씩의 시간 슬롯을 가져가게 해주는 기법이고, 두 번째 방식은 사용자 수의 비례하여 시간 슬롯을 가져가게 해주는 기법이다. 일반적으로 서비스되는 사용자 수에 따라 시간 슬롯을 가져가는 것이 장기적 관점에서 공평성을 가지기 때문에, 본 발명의 일 실시형태에서는 각 기지국에 의해 서비스되는 단말의 수를 고려하여 우선순위를 결정하는 것을 제안한다.
상술한 2가지 방식 중 2번째 방식에 따라 각 기지국이 가져갈 시간 슬롯의 비율을 fx라 하면, fx는 다음과 같이 결정된 수 있다.
Figure 112010063231314-pat00001
상기 수학식 1에서 nx는 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수를, N은 기지국 x를 포함한 인접 기지국 전체 집합을 나타낸다. 여기서 주변 기지국 내에 있는 사용자의 수는 백본(Backborn)을 통해서 또는 사용자 기기의 도움을 받아서 획득될 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 상술한 바와 같이 각 지기국에 속한 단말의 수에 추가적으로 각 기지국이 신호 송수신을 하지않고 대기한 시간 단위의 수(예를 들어, 시간 슬롯의 수; Wx)를 추가적으로 고려하는 것을 제안한다. 오랜 기간 신호를 송수신하지 않은 기지국에 높은 우선순위를 부여하는 것이 단기적 공평성을 확보할 수 있기 때문이다.
상술한 바에 따라 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 다음과 같이 각 기지국의 기본 우선순위 레벨(DPx)을 결정하는 것을 제안한다.
Figure 112010063231314-pat00002
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 기본 우선순위 레벨을 이용하는 경우를 설명하기 위한 마르코프 체인(Markov Chain) 모델을 도시한 도면이다.
도 2는 2개 기지국이 존재하며, 각 기지국에 의해 서비스되는 단말의 수가 동일한 경우를 가정하였다. 이하의 설명에서, 기지국 1이 신호 송수신을 하지 않고 대기한 시간 단위의 수를 W1, 기지국 2가 신호 송수신을 하지 않고 대기한 시간 단위의 수를 W2라 할 때, 마르코프 체인 값을 (W1, W2)로 표기하는 것을 가정한다. 따라서, 도 2의 마르코프 체인은 (0, 0)부터 시작한다.
만일, 기지국 1이 첫번째 시간 단위에서 신호를 송수신하는 경우, 다음 시간 단위에서는 기지국 1의 W1은 0으로, 기지국 2의 W2는 1로 설정될 수 있다. 반대로, 기지국 2가 첫번째 시간 단위에서 신호를 송수신하는 경우, 다음 시간 단위에서는 기지국 2의 W2는 0으로, 기지국 1의 W1은 1로 설정될 수 있다.
도 2는 각 경우에 대한 발생 확률과 이에 따른 (W1, W2) 조합을 도시하고 있다. 만일, 기지국 1가 신호 송수신을 하지않고 대기한 시간 단위의 수 W1가 n1까지 증가하는 경우, 다음 시간 단위에서 기지국 1이 신호 송수신을 수행할 확률은 상기 수학식 2에 따라 1이 되고, 이에 따라 다음 (W1, W2) 조합은 (0, 1)이 될 수 있다. 마찬가지로, 기지국 2가 신호 송수신을 하지않고 대기한 시간 단위의 수 W2가 n2까지 증가하는 경우, 다음 시간 단위에서 기지국 2가 신호 송수신을 수행할 확률은 상기 수학식 2에 따라 1이되고, 이에 따라 기본 우선 순위 조합은 (1, 0)이 될 수 있다.
상기 도 2에서 기지국 1의 W1가 n1에 다다를 때 까지, 또는 기지국 2의 W2가 n2에 다다를 때 까지는 DP1 및 DP2 모두 0이기 때문에, 기지국 1 및 기지국 2 각각이 경쟁에서 이길 확률은 모두 1/2이다. 이후 기지국 1의 W1가 n1에 다다르는 경우, DP1은 1, DP2는 0이므로, 기지국 1이 경쟁에서 이길 확률은 1이 되게 된다. 마찬가지로, 기지국 2의 W2가 n2에 다다르는 경우, DP2는 1, DP1은 0이므로, 기지국 2가 경쟁에서 이길 확률은 1이 되게 된다.
이와 같이 상기 수학식 2와 같이 기본 우선 순위(DP)를 이용하는 경우, 각 기지국이 신호 송수신을 수행하지 않고 쉰 횟수가 우선 순위 레벨 결정에 반영되어 공평성을 확보할 수 있다. 또한, fx가 각 기지국에 속한 단말의 수에 비례하기 때문에 기지국에 속한 단말의 수가 많은 기지국의 경우 신호 송수신을 수행하지 않은 시간 단위 수의 증가에 따라 빠르게 기본 우선 순위 레벨이 증가할 수 있어 공평성을 획득할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 다음과 같은 보상 우선 순위 레벨(Px) 개념을 제안한다.
Figure 112010063231314-pat00003
상기 보상 우선 순위 레벨(Px)는 기본 우선 순위 레벨(DPx)이 결정된 상태에서 각 기지국에 속한 단말 수의 비를 나타내는 fx를 추가적으로 고려한 것으로서, 장기적 공평성을 보상하기 위한 것이다. 즉, 기지국 x는 확률 fx로 DPx보다 하나 높은 우선 순위 레벨을 가지며, 확률 1-fx로는 DPx 자체를 가지는 것을 제안한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 보상 우선순위 레벨 방식만을 이용하는 경우를 설명하기 위한 마르코프 체인 모델을 도시한 도면이다.
도 3은 2개 기지국이 존재하며, 각 기지국에 의해 서비스되는 단말의 수에 따라 기지국 2의 fx, 즉 f2가 x로, 기지국 1의 fx, 즉 f1이 1-x로 설정된 경우를 가정하였다. 또한, 상기 수학식 3이 기본 우선 순위 레벨(DPx)이 결정된 상태에서 각 기지국에 속한 단말 수의 비를 나타내는 fx를 추가적으로 고려한 것임에 반해, 도 3은 2개 우선 순위 레벨과 fx만을 이용한 보상 우선순위 레벨 방식만을 이용하는 경우에 대한 것으로서, 이 경우 우선 순위 레벨은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010063231314-pat00004
먼저, 각 기지국이 신호 송수신을 하지 않고 대기한 시간 단위 조합은 (0, 0)에서 시작하게 된다. 상기 수학식 4와 같이 보상 우선순위 레벨 방식만을 이용하는 경우, 각 기지국이 대기한 시간 단위의 수는 고려되지 않기 때문에 도 4에 도시된 바와 같이 기지국 1이 경쟁에서 이길 확률은 항상 1-x, 기지국 2가 경쟁에서 이길 확률은 항상 x가 된다. 즉, 조합 (0, 0)에서 상기 수학식 4에 따라 확률 x로 기지국 2가 높은 보상 우선 순위를 가지게 되며, 이에 따라 다음 조합은 (0, 1)이 될 수 있다. 한편, 확률 1-x로 기지국 1이 높은 우선 순위를 가질 수 있으며, 이 경우 다음 조합은 (1, 0)이 될 수 있다. (0, 1), (1, 0) 상태에서도 각 기지국이 경쟁에서 이길 확률은 동일하게 되며, 따라서 기지국 1은 계속해서 1-x의 확률로 경쟁에서 이기고, 기지국 2는 계속해서 x의 확률로 경쟁에서 이기게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 기본 우선순위 레벨 방식에 추가적으로 보상 우선순위 레벨 방식이 이용되는 경우를 설명하기 위한 마르코프 체인 모델을 도시한 도면이다.
도 4는 2개 기지국이 존재하며, 각 기지국에 의해 서비스되는 단말의 수에 따라 기지국 2의 fx, 즉 f2가 x로, 기지국 1의 fx, 즉 f1이 1-x로 설정된 경우를 가정하였다. 또한, 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같이 기본 우선 순위 레벨(DPx)이 결정된 상태에서 각 기지국에 속한 단말 수의 비를 나타내는 fx를 추가적으로 고려하는 경우를 가정하였다. 도 4는 1비트 시그널링을 이용하여 각 기지국의 우선순위를 나타내는 경우의 예를 도시하고 있다.
이 경우 도 3과 대비하여 각 기지국이 연속해서 신호를 송수신하는 경우 다른 기지국이 신호 송수신을 대기한 시간 단위의 수가 계속 증가하게 된다. 또한, 일정 횟수 이상 특정 기지국의 신호 송수신이 반복되는 경우 계속해서 해당 기지국이 신호 송수신을 수행할 확률 1/2로 감소하게 된다. 예를 들어, (0, 0) 상태에서 x의 확률로 경쟁에서 이기는 기지국 1이 n2회 만큼 전송을 신호 송수신을 계속하고, 기지국 2가 신호 송수신을 대기한 경우, 기지국 1이 이후에 계속해서 경쟁에서 이길 확률은 x/2이 되게 된다. 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 복수의 비트 정보를 이용하여 기본 우선순위 레벨 방식에 추가적으로 보상 우선순위 레벨 방식이 이용되는 경우를 설명하기 위한 마르코프 체인 모델을 도시한 도면이다.
도 5를 도 4와 비교하여 살펴보면, 도 5의 경우에도 특정 기지국이 전송을 반복하는 경우, 해당 기지국이 이후에도 전송을 계속할 확률은 감소하게 된다. 다만, 도 5의 경우 2비트 정보를 이용하여 우선순위를 나타내기 때문에 일정 횟수 이상 전송이 반복되는 경우 계속해서 해당 기지국이 경쟁에서 이길 확률은 복수의 단계에 거쳐 감소하게 되며, 결국 상대 기지국이 경쟁에서 이길 확률이 1이 되는 지점에 다다른다. 예를 들어, p2의 확률로 경쟁에서 이기는 기지국 1이 계속해서 n2회 경쟁에서 이긴 경우, 기지국 1이 이후 계속해서 경쟁에서 이길 확률은 p4 (p4<p2)로 감소하고, 이와 같은 확률 감소는 우선순위에 할당되는 비트 수에 따라 복수의 단계를 가질 수 있다.
만일, 기지국 1이 n22회 연속해서 경쟁에서 이기는 경우, 다음 경쟁에서 기지국 2가 확률 1로 경쟁에서 이기게 된다.
정리하면, 오래 기다린 기지국에 높은 우선순위 레벨을 부여하기 위해 기본 우선순위 레벨 개념(이하 'DP')을 도입하고, 주변 기지국들에 비해 많은 사용자를 서비스해야 하는 기지국들에게 높은 우선순위 레벨을 부여하기 위한 보상 우선순위 레벨 개념(이하 'PC')을 제안하였다.
상술한 바와 같은 우선 순위 결정 기법인 DP와 PC를 사용하기 위해서는, DP로 인해 우선순위가 구분되는 2개의 클래스(class)와 PC로 한 번 더 구분되는 클래스까지 감안한다면, 최소 3 단계의 우선순위 레벨이 있는 것이 바람직하다. 즉, 우선 순위를 표시하기 위하여 2 비트의 자원이 이용될 수 있다. 물론, 더 많은 우선순위 레벨이 있는 경우에 다수의 기지국이 경쟁하는데 더 효과적인 우선 순위 나눔을 할 수 있다.
그러나 무선 자원이 매우 귀중하고, 특별히 경쟁을 위한 경쟁 숫자는 모든 사용자에게 전달되어야 한다는 것을 고려한다면, 우선 순위를 나누는 것에 2 비트의 자원을 사용하는 것은 무리일 수 있다. 따라서 1 비트만으로 우선순위 레벨을 나타낼 경우, 상술한 실시형태들이 어떤 성능을 보이는지를 검증해본다.
1 비트로 우선 순위를 구분하기 위하여 제안하는 기법의 몇 가지 조합을 생각해 볼 수 있다. 첫 번째로 DP만 적용하는 기법, 두 번째로 PC만 적용하는 기법, 마지막으로 DP와 PC 둘 다 적용하는데, 최대 우선순위 레벨이 1이고, 최소 우선순위 레벨이 0 기법을 생각할 수 있다. 간단히 2개의 기지국만이 경쟁하는 상황에서 1 비트에 의한 우선 순위 레벨 나눔을 수리적으로 분석한 결과는 다음과 같다.
1 비트,
DP만 적용		 1 비트,
PC만 적용		 1 비트,
DP+PC		 2 비트,
DP+PC
평균 에러 0.424932 0 0.099217 0.075952
Figure 112010063231314-pat00005
Figure 112010063231314-pat00006
Figure 112010063231314-pat00007
Figure 112010063231314-pat00008
상기 표 2 내지 표 5는 2개 기지국이 경쟁하는 상황에서, 사용자 수에 따른 비율 fx가 (f1, f2)로 나타낼 경우 (0.1, 0.9), (0.2, 0.8), (0.3, 0.7), (0.4, 0.6), (0.5, 0.5)인 경우에 대해 각각 1비트 정보를 이용하고 DP만을 적용한 경우, 1비트 정보를 이용하여 PC만 이용하는 경우, 1비트 정보를 이용하고 DP와 PC를 동시에 적용한 경우, 그리고 2비트 정보를 이용하고 DP와 PC를 동시에 적용한 경우에 대한 에러율을 나타낸 표이다. 여기서 에러는 장기적 공평성 측면에서 보았을 때 각 기지국이 차지하는 시간 비중이 f1, f2와 차이나는 정도를 나타낸 것이다. 이러한 측면에서 PC만을 이용하는 경우는 에러률이 0이 되나, 이 경우 단기적 공평성, 즉 특정 기지국이 연속해서 시간 자원을 이용하는 것에 대한 고려가 적용되지 않게 된다. 또한, 표 1은 이와 같은 데이터를 방식 별로 정리한 수치이다.
상기 에러률 수치로 볼때 1비트 DP만을 이용하는 경우 상당히 큰 에러율을 보이는 것을 확인할 수 있다.
1 비트를 사용하면서 DP와 PC를 모두 사용하는 경우에 약 9.9%의 오차를 가지고 원하는 결과를 얻을 수 있고, 2 비트를 사용하고 DP와 PC를 모두 사용하는 경우 7.6%의 오차를 가지고 있는 것을 확인하였다.
한편, 상술한 설명에 있어서 기지국간 경쟁에 이용되는 우선순위 클래스를 나타내기 위해 특정 수의 비트가 이용되는 경우를 가정하여 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시형태에서는 우선순위 클래스를 나타내기 위해 명시적인 비트를 이용하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 1024개의 임의의 경쟁 숫자를 이용하는 경우 명시적인 우선순위 시그널링 없이 클래스를 [0, 341], [342, 682], [683, 1024]로 나누어 사용할 수 있으며, 각 기지국은 상술한 실시형태에서 설명한 바와 같이 결정되는 우선순위 레벨에 따라 해당 클래스 내에서 경쟁 숫자를 선택하여 전송하되, 단말은 단순히 수신한 경쟁 숫자를 통해 경쟁에서 이기는 기지국을 판단하거나, 가장 우선순위가 높은 숫자를 방송하도록 설정될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같은 우선순위 레벨에 대한 설명에 기반하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 단말과 기지국의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국들은 신호를 전송할 기회를 획득하기 위해 BBC/BIC 채널 쌍을 획득해야 한다. 이와 같이 BBC/BIC 채널 쌍을 획득하기 위해 각 기지국은 임의의 시간 동안 BBC/BIC 채널의 정보를 수집할 수 있다. 확인 후 사용하지 않고 있는 BBC/BIC 채널 중 무작위로 하나의 채널을 선택하여 경쟁 숫자 정보 전송을 시도할 수 있다. 만약 선택한 BBC 채널에서 다른 기지국과 충돌이 일어난다면, 해당 채널을 사용하고 있는 기지국들은 BBC/BIC 채널 쌍 획득을 위한 절차를 수행하고, BBC/BIC 채널 쌍을 선택하여 경쟁 숫자 정보를 전송할 수 있다. 각 기지국은 이와 같은 과정을 충돌 없는 BBC/BIC 채널을 획득할 때까지 계속할 수 있다.
BBC 채널의 충돌은 단말의 도움을 받아 BIC 채널 혹은 임의접속 채널로 확인할 수 있다. BBC/BIC 채널 쌍 획득은 초기에 한 번 이루어지고, 충돌이 일어났을 때에 다시 이루어질 수 있다.
아울러, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 상술한 바와 같이 BBC/BIC 채널쌍 획득과 같은 상술한 과정 없이, 현재 정의된 채널을 통해 경쟁 숫자를 전송하는 것을 제안한다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서 정의된 PBCH를 통해 전송되는 MIB의 여유 비트 전체 또는 일부를 이용하여 상술한 우선순위 레벨 정보 및 경쟁 숫자 정보를 전송할 수 있다. 또한, PBCH를 통해서는 상술한 우선순위 레벨 정보 및 경쟁 숫자 정보가 전송되는 PDCCH 또는 PDSCH의 위치 정보만을 전송하고, 경쟁 숫자는 PDCCH/PDSCH를 통해 전송할 수도 있다.
본 발명은 각 기지국이 상술한 바와 같은 우선순위 레벨 정보 및 해당 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 선택된 경쟁 숫자 정보를 전송하고, 단말이 이에 기반하여 다음 시간 구간에서 통신을 수행할 기지국을 선택할 수 있는 한 그 구체적인 방식에 제한될 필요는 없다.
한편, 각 기지국이 전송하는 우선순위 레벨 정보 및 이에 기반하여 선택된 경쟁 숫자 정보는 다음과 같은 포맷을 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 각 기지국이 단말에 전송하는 경쟁 숫자 정보 포맷의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 2비트를 이용하여 각 기지국의 우선순위 레벨을 나타내고, 6비트를 이용하여 해당 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 선택된 경쟁 숫자를 전송하는 것을 도시하고 있으나, 구체적인 비트 수는 이에 한정될 필요는 없다.
예를 들어, 가장 높은 경쟁 숫자를 전송한 기지국이 경쟁에서 이기도록 설정된 경우, 도 6에서 경쟁 숫자는 [0, 256) 범위 내의 숫자를 [0, 64), [64, 128), [128, 192), [192, 256)과 같이 4개의 클래스로 나누고, 우선순위 레벨이 0인 경우, [0, 64)에서, 우선순위 레벨이 1인 경우 [64, 128)에서, 우선순위 레벨이 2인 경우 [128, 192)에서, 우선순위 레벨이 3인 경우 [192, 256)에서 경쟁 숫자가 선택되도록 할 수도 있다. 한편, 가장 낮은 경쟁 숫자를 전송한 기지국이 경쟁에서 이기도록 설정된 경우, 우선순위 레벨과 클래스의 맵핑 관계는 상술한 관계와 반대로 설정될 수도 있다.
단말의 입장에서 만일 하나의 경쟁 숫자만이 복호된 경우 단말은 경쟁하고 있는 기지국 없이 하나의 기지국만이 신호 전송을 시도하는 것으로 판단하고, 해당 기지국이 경쟁에서 이긴 것을 알리거나(이긴 기지국을 알려주는 실시형태에서), 아무런 동작을 수행하지 않을 수 있다(진 기지국을 알려주는 실시형태에서).
단말이 복수의 경쟁 숫자를 수신한 경우, 단말의 입장에서는 복수의 기지국으로부터 수신한 경쟁 숫자 정보 중 우선순위 부분이 다른 경우, 우선순위만을 통해서도 어떤 기지국이 경쟁에서 이기는지를 판정할 수 있으며, 만일 우선순위가 동일한 경우 경쟁 숫자 부분까지 확인하여 어떤 기지국이 경쟁에서 이기는지를 확인할 수 있다.
도 6에서는 우선순위 레벨 정보와 이에 따른 경쟁 숫자 정보가 하나의 포맷으로 전송되는 것으로 도시하고 있으나, 이들은 별도의 채널로 전송될 수도 있다.
이와 같은 경쟁을 통해, 경쟁에서 이긴 기지국들은 다음 시간 구간에서 신호 송수신을 수행할 수 있으며, 경쟁에서 탈락한 기지국들은 다음 시간 구간 신호 송수신을 수행하지 않는다.
이하에서는 상술한 바와 같은 실시형태들에 따라 경쟁 기반 스케줄링을 수행하고, 이에 기반하여 신호 송수신을 수행하는 기지국 및 단말의 장치에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국 또는 단말 장치 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국 또는 단말 장치(800)는 전송 모듈(840), 수신 모듈(810) 및 프로세서(820)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국 또는 단말 장치(800)는 경쟁 숫자 정보, 우선순위 레벨 정보 등을 임시 저장하는 메모리(830)를 추가적으로 포함할 수 있다. 전송 모듈(840)과 수신 모듈(810)은 기지국과 단말 사이의 신호 송수신에 이용된다.
만일 도 7의 장치(800)가 기지국인 경우, 프로세서(820)는 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 임의로 숫자를 선택할 수 있다. 이때 각 기지국들의 우선순위 레벨은 상기 수학식 2에 나타낸 DP 및 상기 수학식 3에 나타낸 PC가 고려되어 결정될 수 있다. 각 기지국의 프로세서(820)는 이와 같이 결정된 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 경쟁 숫자를 임의로 선택할 수 있다. 이와 같이 선택된 우선순위 레벨 정보 및 경쟁 숫자 정보는 전송 모듈(840)을 통해 단말에 전송될 수 있다.
한편, 도 7의 장치(800)가 단말인 경우, 단말의 수신 모듈(810)은 상술한 바와 같이 전송된 우선순위 레벨 정보 및 경쟁 숫자 정보를 수신할 수 있다. 단말 프로세서(820)는 만일 하나의 경쟁 숫자만이 수신된 경우, 경쟁에 참여하는 기지국의 숫자가 1인 것으로 판정하고 해당 기지국이 경쟁에서 이긴 것을 알리거나(이긴 기지국을 알려주는 실시형태에서), 아무런 동작을 수행하지 않을 수 있다(진 기지국을 알려주는 실시형태에서).
또한, 수신 모듈(810)을 통해 복수의 경쟁 숫자를 수신한 경우, 프로세서(820)는 복수의 기지국으로부터 수신한 경쟁 숫자 정보 중 우선순위 부분이 다른 경우, 우선순위만을 통해서도 어떤 기지국이 경쟁에서 이기는지를 판정할 수 있으며, 만일 우선순위가 동일한 경우 경쟁 숫자 부분까지 확인하여 어떤 기지국이 경쟁에서 이기는지를 확인할 수 있다.
이와 같은 프로세서(820)의 판정 결과에 따라 단말의 전송 모듈(840)은 경쟁에서 이긴 기지국에 해당 정보를 전송하거나, 경쟁에서 탈락한 기지국에게 해당 정보를 전송할 수 있다.
이에 따라 경쟁에서 이긴 기지국은 해당 시간 구간에서 단말에 신호를 전송하고, 경쟁에서 탈락한 기지국은 해당 시간 구간에서 신호 송수신을 수행하지 않게 된다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 무선 통신 시스템에서 단말이 상기 단말에 인접한 인접 기지국들의 신호 송수신을 스케줄링하는 방법에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각으로부터 제 1 시간 단위에서의 특정 하향링크 채널을 통해 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 임의로 선택된 숫자 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 숫자 정보에 기초하여 사전에 설정된 규칙에 따라 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 기지국을 결정하는 단계; 및
    상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 특정 기지국을 식별할 수 있는 식별 정보를 방송하거나, 상기 인접 기지국들 중 상기 특정 기지국을 제외한 나머지 기지국에 상기 제 2 시간 단위에서의 신호 송수신이 가능하지 않음을 나타내는 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx) 및 상기 제 2 시간 단위 이전에 신호 전송을 수행하지 않은 시간 단위의 수(Wx)를 고려하여 결정되는, 단말의 스케줄링 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은,
    fx * (Wx + 1)과 같이 규정되는 기본 우선순위 레벨(DPx)에 따라 결정되며,
    상기 fx는 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx)를 상기 인접 기지국들 전체에 소속된 단말의 수로 나눈 비율을 나타내는, 단말의 스케줄링 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은,
    fx의 확률로 DPx, 1-fx의 확률로 DPx +1 로 규정되는 보상 우선 순위 레벨(Px)에 따라 결정되는, 단말의 스케줄링 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정 개수의 우선순위 레벨은 2개 레벨이며, 상기 숫자 정보 중 최상위 1 비트는 우선순위 레벨을 나타내는, 단말의 스케줄링 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정 개수의 우선순위 레벨은 4개 레벨이며, 상기 숫자 정보 중 최상위 2 비트는 우선순위 레벨을 나타내는, 단말의 스케줄링 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 무선 통신 시스템에서 인접한 인접 기지국들의 신호 송수신을 스케줄링하는 단말 장치에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각으로부터 제 1 시간 단위에서의 특정 하향링크 채널을 통해 소정 개수의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스(Class)들 중 상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨에 대응하는 클래스에서 임의로 선택된 숫자 정보를 수신하는 수신 모듈;
    상기 수신한 숫자 정보에 기초하여 사전에 설정된 규칙에 따라 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 기지국을 결정하는 프로세서; 및
    상기 인접 기지국들로부터 신호를 전송하는 전송 모듈을 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 인접 기지국들 중 제 2 시간 단위에서 신호를 송수신할 특정 기지국을 식별할 수 있는 식별 정보를 상기 전송 모듈을 통해 방송하거나, 상기 인접 기지국들 중 상기 특정 기지국을 제외한 나머지 기지국에 상기 제 2 시간 단위에서의 신호 송수신이 가능하지 않음을 나타내는 신호를 상기 전송 모듈을 통해 전송하도록 구성되며,
    상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은, 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx) 및 상기 제 2 시간 단위 이전에 신호 전송을 수행하지 않은 시간 단위의 수(Wx)를 고려하여 결정되는, 단말 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은,
    fx * (Wx + 1)과 같이 규정되는 기본 우선순위 레벨(DPx)에 따라 결정되며,
    상기 fx는 상기 인접 기지국들 각각에 소속된 단말의 수(nx)를 상기 인접 기지국들 전체에 소속된 단말의 수로 나눈 비율을 나타내는, 단말 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각의 우선순위 레벨은,
    fx의 확률로 DPx, 1-fx의 확률로 DPx +1 로 규정되는 보상 우선 순위 레벨(Px)에 따라 결정되는, 단말 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 소정 개수의 우선순위 레벨은 2개 레벨이며, 상기 숫자 정보 중 최상위 1 비트는 우선순위 레벨을 나타내는, 단말 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 소정 개수의 우선순위 레벨은 4개 레벨이며, 상기 숫자 정보 중 최상위 2 비트는 우선순위 레벨을 나타내는, 단말 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100964446B1 (ko) * 2008-02-15 2010-06-16 에스케이 텔레콤주식회사 하향링크 동적 자원 할당 방법 및 시스템
KR101591093B1 (ko) * 2009-03-16 2016-02-19 엘지전자 주식회사 무선자원 할당 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748202B1 (ko) 2000-08-04 2007-08-10 인텔론 코포레이션 우선 순위 및 무경쟁 구간을 갖는 매체 접근 제어 프로토콜

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