KR102169766B1 - 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은, 단말에 의해 송신된 네트워크 액세스 요청 메시지를 기지국이 실시간으로 획득하는 단계 - 상기 네트워크 액세스 요청 메시지는 상기 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준, 상기 단말의 액세스 서비스, 및 상기 액세스 서비스의 QoS(Quality of Service) 중 적어도 하나를 포함함 - 와; 상기 기지국이, 상기 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하는 단계; 및 상기 기지국이 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 상기 단말로 전송하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 상기 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 상기 단말이 서비스를 액세스하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예는 통신 기술 분야에 관한 것으로서, 특히, 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
지능형 단말의 대중화와 IoE(Internet of Everything)의 보급, 다양한 MBB(Mobile BroadBand) 서비스와 VR(Virtual Reality)/AR(Augmented Reality) 서비스에 의해 이동 통신 기술은 급속도로 발전하고, 2G/3G에서 4G로 빠르게 진화하였다. 5G 개발도 이미 아젠다에 반영되고 있다. 그러나 스펙트럼 자원은 항상 운영자에게 가장 귀중한 자원이다. 특히, 현재의 이동 시스템에서 사용되는 주파수 대역은 전파 특성의 관점에서 미래의 5G 고주파/초고주파 대역보다 명백한 이점을 가지며, 향후 5G 시대에도 여전히 뜨거울 것이다. 스펙트럼 자원을 적절하게 활용하고 스펙트럼 효율을 극대화하는 방법은 영원한 주제이다.
현재, 스펙트럼 자원의 완전한 이용 및 스펙트럼 효율의 개선에 관해서는, 예를 들어, 비표준 대역(non-standard bandwidth)을 사용하여, 높은 표준 시스템(high-standard system) 및 낮은 표준 시스템(low-standard system)에서 사용하기 위한 스펙트럼을 고정적으로 분할하는 것; 높은 표준 시스템 및 낮은 표준 시스템의 서로 다른 트래픽 부하에 기초하여, 높은 표준 시스템 및 낮은 표준 시스템에서 사용하기 위한 스펙트럼을 서로 다른 시간 세그먼트에서 반-정적으로(semi-statically) 분할하는 것; 및 높은 표준 시스템과 낮은 표준 시스템 사이에서, 스펙트럼으로부터 취해진 자원의 작은 부분의 동적 공유를 구현하는 것에 관한 몇몇 연구가 이루어져 왔다. 이들 스펙트럼 공유 기술은 효과가 있다. 그러나 공유의 유연성이 충분하지 않거나 공유 세분성이 매우 한정되어 있기 때문에, 스펙트럼 효율을 극대화하기 위한 운영자의 요구 조건을 충족시키는 것은 어렵다.
종래 기술의 전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예는 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 방법 및 장치를 제공한다.
제 1 양태에 따르면, 본 발명의 일 실시예는 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 방법을 제공하고, 방법은:
단말에 의해 송신된 네트워크 액세스 요청 메시지를 기지국이 실시간으로 획득하는 단계 - 네트워크 액세스 요청 메시지는 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준, 단말의 액세스 서비스, 및 액세스 서비스의 QoS(Quality of Service) 중 적어도 하나를 포함함 - 와;
기지국이, 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하는 단계; 및
기지국이 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 단말로 전송하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 단말이 서비스에 액세스하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서, 방법은:
기지국이, 복수의 상이한 네트워크 표준의 신호를 단말로 송신하는 단계 - 복수의 상이한 네트워크 표준의 신호는 동일한 스펙트럼 자원 상에서 동작함 -; 및
기지국이, 동일한 자원 스펙트럼을 통해 단말과 통신하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서, 기지국이, 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하는 단계는:
단말의 액세스 서비스 및 액세스 서비스의 QoS에 기초하여, 기지국이, 서비스 액세스 동안에 상이한 네트워크 표준에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 개별적으로 획득하는 것; 및
상이한 네트워크 표준에 의해 점유되는 시간-주파수 자원에 기초하여, 기지국이 스펙트럼 자원을 상이한 네트워크 표준에 할당하는 것을 포함한다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서, 기지국이, 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하는 단계는:
기지국이, 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준의 네트워크 우선순위를 획득하는 것; 및
기지국이, 네트워크 우선순위의 순서에 기초하여, 상이한 네트워크 표준에 스펙트럼 자원을 할당하는 것을 포함한다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서, 방법은:
단말에 의해 전송된 측정 정보를 기지국이 획득하는 단계;
측정 정보에 기초하여, 단말의 통신 품질이 액세스 서비스의 QoS를 충족시킬 수 없다고 판단된 경우, 기지국이, 네트워크 우선순위에 기초하여, 스펙트럼 자원을 상이한 네트워크 표준에 할당하는 단계; 및
기지국이, 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 단말로 전송하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해, 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 단말이 서비스를 액세스하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서, 상이한 네트워크 표준의 네트워크 우선순위를 획득하는 것은:
기지국이, 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준들 각각에 의해 사용되는 스펙트럼 자원의 점수, 액세스 서비스 우선순위의 점수 및 사용자 중요도 인덱스의 점수를 개별적으로 획득하는 것과;
기지국이, 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 가중치, 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치를 개별적으로 획득하는 것; 및
기지국이, 스펙트럼 자원의 점수, 액세스 서비스 우선순위의 점수, 사용자 중요도 인덱스의 점수, 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 가중치, 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치에 기초하여, 상이한 네트워크 표준의 네트워크 우선순위를 계산하는 것을 포함한다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서, 방법은:
기지국이, 단말에 의해 제 1 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 1 업 링크 데이터, 및 단말에 의해 제 2 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 2 업 링크 데이터를 개별적으로 획득하는 단계 - 제 1 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원은 제 2 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원과 부분적으로 또는 완전히 중첩됨 - ; 및
기지국이, 제 1 업 링크 데이터 및 제 2 업 링크 데이터에 대한 간섭 프로세싱을 개별적으로 수행하는 단계를 더 포함한다.
제 2 양태에 따르면, 본 발명의 일 실시예는 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 장치를 더 제공하고, 장치는:
단말에 의해 송신된 네트워크 액세스 요청 메시지를 실시간으로 획득하도록 구성된 수신기 - 네트워크 액세스 요청 메시지는 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준, 단말의 액세스 서비스 및 액세스 서비스의 QoS(Quality of Service) 중 적어도 하나를 포함함 - 와;
네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하도록 구성된 프로세서; 및
제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 단말로 송신하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 단말이 서비스에 액세스하도록 구성된 송신기를 포함한다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서,
송신기는, 복수의 상이한 네트워크 표준의 신호를 단말로 송신하도록 더 구성되고 - 복수의 상이한 네트워크 표준의 신호는 동일한 스펙트럼 자원 상에서 동작함 -; 또한
프로세서는, 동일한 자원 스펙트럼을 통해 단말과 통신하도록 더 구성된다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서,
프로세서는, 단말의 액세스 서비스 및 액세스 서비스의 QoS에 기초하여, 서비스 액세스 동안에 상이한 네트워크 표준에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 개별적으로 획득하도록 더 구성되고; 또한
프로세서는, 상이한 네트워크 표준에 의해 점유되는 시간-주파수 자원에 기초하여, 스펙트럼 자원을 상이한 네트워크 표준에 할당하도록 더 구성된다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서,
수신기는, 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준의 네트워크 우선순위를 획득하도록 더 구성되고; 또한
프로세서는, 네트워크 우선순위의 순서에 기초하여, 스펙트럼 자원을 상이한 네트워크 표준에 할당하도록 더 구성된다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서,
수신기는, 단말에 의해 송신된 측정 정보를 획득하도록 더 구성되고;
프로세서는, 측정 정보에 기초하여, 단말의 통신 품질이 액세스 서비스의 QoS를 충족시킬 수 없다고 판단된 경우, 네트워크 우선순위에 기초하여, 스펙트럼 자원을 상이한 네트워크 표준에 할당하도록 더 구성되며; 또한
송신기는, 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 단말로 송신하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 단말이 서비스에 액세스하도록 더 구성된다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서,
수신기는, 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준들 각각에 의해 사용되는 스펙트럼 자원의 점수, 액세스 서비스 우선순위의 점수 및 사용자 중요도 인덱스의 점수를 개별적으로 획득하도록 더 구성되고;
수신기는, 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 가중치, 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치를 개별적으로 획득하도록 더 구성되며; 또한
프로세서는, 스펙트럼 자원의 점수, 액세스 서비스 우선순위의 점수, 사용자 중요도 인덱스의 점수, 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 가중치, 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치에 기초하여, 상이한 네트워크 표준의 네트워크 우선순위를 계산하도록 더 구성된다.
본 발명의 이 실시예에서 제공되는 가능한 구현예에서,
수신기는, 단말에 의해 제 1 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 1 업 링크 데이터, 및 단말에 의해 제 2 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 2 업 링크 데이터를 개별적으로 획득하도록 더 구성되고 - 제 1 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원은 제 2 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원과 부분적으로 또는 완전히 중첩됨 - ; 또한
프로세서는, 제 1 업 링크 데이터 및 제 2 업 링크 데이터에 대한 간섭 프로세싱을 개별적으로 수행하도록 더 구성된다.
도 1은 정적으로 분할하는 자원의 개략도이다.
도 2는 스펙트럼 자원을 반-정적으로 분할하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 스펙트럼 자원 공유의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 스펙트럼 공유를 위한 결합의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 스펙트럼 공유의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 모드에서의 사용자의 경험 관리의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 모드에서의 사용자의 경험 관리의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 표준을 가진 시스템들의 시간 수순 관계(time sequence relationship)의 개략도이다.
도 9(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 시간 세그먼트에서 상이한 표준 시스템의 주파수 분할의 개략도이다.
도 9(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 시간 세그먼트에서 상이한 표준 시스템의 주파수 분할의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템들간의 상호 간섭의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일 채널 프로세싱 제거(co-channel interference cancellation)의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 시브 필터(sieve filter)의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 GSM 위장 신호(GSM masquerading signal)의 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 필터의 개략도이다.
도 2는 스펙트럼 자원을 반-정적으로 분할하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 스펙트럼 자원 공유의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 스펙트럼 공유를 위한 결합의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 스펙트럼 공유의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 모드에서의 사용자의 경험 관리의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 모드에서의 사용자의 경험 관리의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 표준을 가진 시스템들의 시간 수순 관계(time sequence relationship)의 개략도이다.
도 9(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 시간 세그먼트에서 상이한 표준 시스템의 주파수 분할의 개략도이다.
도 9(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 시간 세그먼트에서 상이한 표준 시스템의 주파수 분할의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템들간의 상호 간섭의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일 채널 프로세싱 제거(co-channel interference cancellation)의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 시브 필터(sieve filter)의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 GSM 위장 신호(GSM masquerading signal)의 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 필터의 개략도이다.
주요 용어의 약어 및 정의
GSM: Global System for Mobile Communications, 글로벌 이동 통신 시스템
LTE: Long Term Evolution, 롱텀 에볼루션
UMTS: Universal Mobile Telecommunications System, 범용 이동 통신 시스템
CDMA: Code Division Multiple Access, 코드 분할 다중 접속
TD-SCDMA: Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access, 시분할-동기 코드 분할 다중 접속
QoS: Quality of Service, 서비스 품질
FDD: Frequency Division Duplex, 주파수 분할 듀플렉스
TDD: Time Division Duplex, 시분할 듀플렉스
VR/AR: Virtual Reality/Augmented Reality, 가상 현실/증강 현실
MBB: Mobile BroadBand, 이동 광대역
UE: User Equipment, 사용자 장비
CA: Carrier Aggregation, 반송파 집합
DC/MC: dual-carrier/multi-carrier, 이중 반송파/다중 반송파
높은 표준/낮은 표준 시스템: 본 명세서에서 단말의 높은 표준/낮은 표준 시스템은 높거나 낮은 스펙트럼 효율에 기초하여 구별되는 이동 통신 시스템이다. 일반적으로 스펙트럼 효율이 낮은 초기 시스템은 낮은 표준 시스템이고, 스펙트럼 효율이 높은 최신 시스템은 높은 표준 시스템이다. 이 개념은 상대적인 정의이고, 이 개념으로 대표되는 특정 시스템은 통신 시스템의 발전에 따라 변경될 것이다.
기존 기술 1의 기술적 해법
도 1은 반-정적으로 분할하는 자원의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 자원은 기존 기술 1에서 정적으로 분할된다. 스펙트럼 자원은 상당한 스펙트럼 자원을 차지하는 표준에서 사용할 스펙트럼 자원을 감소시킴으로써 더욱 적절하게 분할된다. 예를 들어, GSM 시스템과 LTE 시스템이 동일한 주파수 대역에서 공존하는 시나리오의 경우, 운영자는 총 12M 스펙트럼 자원을 갖고 있다. GSM 시스템의 서비스가 감소하고, LTE 시스템의 서비스 요구가 증가함에 따라, 대부분의 스펙트럼 자원은 LTE 시스템용으로 사용하도록 제공된다. 예를 들어, 10M이 LTE 시스템용으로 제공되므로, 스펙트럼 효율성을 극대화할 수 있다. 그러나 GSM 시스템의 사용자는 그다지 빨리 감소하지 않는다. 이 경우, 남아있는 자원이 GSM 시스템에 제공되고, GSM 시스템이 서비스되고 있을 때 혼잡이 발생한다. 따라서, LTE 시스템의 스펙트럼 자원, 즉, 10M을 사용하는 것이 감소될 수 있다. 예를 들어, 0.8M은 GSM 시스템용으로 사용하도록 제외된다. 그러나, 이것은 LTE 시스템의 성능 손실을 야기한다. LTE 시스템의 더 많은 대역폭이 감소됨에 따라, GSM 시스템용으로 사용하도록 더 많은 자원이 할애될 수 있어, 스펙트럼 자원의 이점은 더 적다.
기존 기술 1의 단점
기존 기술 1에서, 스펙트럼은 높은 표준 시스템과 낮은 표준 시스템용으로만 사용하도록 고정적으로 분할될 수 있다. 높은 표준 시스템에 더 많은 스펙트럼이 할당되면, 혼잡할 때 낮은 표준 시스템의 자원은 충분하지 않을 수 있고; 또한 높은 표준 시스템에 더 적은 스펙트럼이 할당되면, 낮은 표준 시스템이 경량 트래픽(light traffic)으로 유휴 상태일 때 스펙트럼 자원은 낭비될 수 있다.
본 발명에 관한 기존 기술 2
기존 기술 2의 기술적 해법
도 2는 스펙트럼 자원을 반-정적으로 분할하는 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기존 기술의 해법 2는 기존 기술 해법 1을 개선하여, 시스템이 높은 트래픽으로 혼잡하거나 경량 트래픽으로 유휴 상태일 때, 스펙트럼 효율의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 이 해법에서, 스펙트럼 자원은 높은 표준 및 낮은 표준 시스템의 트래픽 피크에 기초하여 상응하게 분할된다. 낮은 표준 시스템이 높은 트래픽으로 혼잡하고 높은 표준 시스템이 경량 트래픽으로 유휴 상태일 때, 상대적으로 많은 자원이 낮은 표준 시스템에 할당되고 비교적 큰 대역폭을 가진 자원이 높은 표준 시스템에 할당된다. 낮은 표준 시스템이 경량 트래픽으로 유휴 상태이고 높은 표준 시스템이 높은 트래픽으로 혼잡할 때, 상대적으로 적은 자원이 낮은 표준 시스템에 할당되고 상대적으로 작은 대역폭을 갖는 자원이 높은 표준 시스템에 할당된다. 일반적으로 스펙트럼 자원은 단순히 두 가지 방식으로 분할되며, 두 방식은 각각 두 가지 트래픽 사례에 대응한다. 이것은 특정 시스템의 대역폭 변환과 관련되고, 대역폭 변환으로 인해 무선 주파수 유닛 또는 셀의 재시작을 야기하므로, 두 스펙트럼 자원 해법은 매우 낮은 주파수에서 전환된다. 예를 들어, GSM 시스템과 LTE 시스템용으로 사용하기 위한 12M 스펙트럼 자원이 여전히 존재한다. 주간(daytime)에, 서비스로 혼잡한 GSM 시스템의 요건을 충족시키기 위해, GSM 시스템은 7M 스펙트럼 자원을 사용하고, LTE 시스템은 5M 스펙트럼 자원을 사용한다. 밤에는, GSM 시스템의 트래픽이 비교적 경량이고, LTE 시스템의 데이터 트래픽이 상대적으로 높기 때문에, GSM 시스템은 2M 스펙트럼 자원을 사용하고, LTE 시스템은 10M 스펙트럼 자원을 사용한다. 야간에 GSM 시스템의 트래픽이 감소하고, 이른 아침에 GSM의 트래픽이 증가하면, 두 스펙트럼 해법은 전환된다.
기존 기술 2의 단점
기존 기술 1과 마찬가지로, 스펙트럼 자원을 반-정적으로 분할하는 유연성이 상대적으로 낮고, 스펙트럼 자원은 높은 표준 시스템 및 낮은 표준 시스템에만 비교적 정적으로 할당될 수 있다. 이 해법은 높은 표준 시스템의 트래픽과 낮은 표준 시스템의 트래픽 사이에 분명한 차이가 존재하고, 시간 세분성이 매우 개략적인(coarse) 시나리오에 적합한다. 기존 네트워크에서의 셀의 트래픽 모델은 상이하다. 이런 스펙트럼 할당을 위한 애플리케이션 시나리오를 발견하기는 매우 어렵다.
본 발명에 관한 기존 기술 3
기존 기술 3의 기술적 해법
도 3은 부분 스펙트럼 자원 공유의 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기존 기술 해법 3은 부분 스펙트럼 자원 공유의 해법이다. 이 기술에서, 전체 스펙트럼은 양 단에서 높은 표준 시스템 및 낮은 표준 시스템의 독점 사용을 위한 스펙트럼과, 높은 표준 시스템 및 낮은 표준 시스템 간의 공유를 위한 나머지 세그먼트의 세 가지 세그먼트로 구분된다. 공유 스펙트럼 자원이 높은 표준 시스템 또는 낮은 표준 시스템용으로 제공되는지 여부는 특정 공유 원칙에 기초하고 트래픽의 실시간 변경 상태와 조합하여 결정된다. 예를 들어, GSM 시스템과 LTE 시스템용으로 사용하기 위한 12M 스펙트럼 자원이 여전히 존재한다. 2M 스펙트럼은 GSM 시스템이 독점적으로 사용하고, 8M 스펙트럼은 LTE 시스템이 독점적으로 사용하며, 나머지 2M 스펙트럼은 GSM 시스템과 LTE 시스템간에 공유 스펙트럼 자원으로서 사용된다. GSM 시스템이 서비스로 혼잡한 반면, LTE 시스템이 서비스로 유휴 상태일 경우, 2M 공유 스펙트럼 자원은 GSM 시스템용으로 사용하기 위해 제공되거나; GSM 시스템이 유휴 상태인 반면, LTE 시스템이 서비스로 혼잡할 때, 2M 공유 스펙트럼 자원은 LTE 시스템용으로 사용하기 위해 제공된다. 공유 스펙트럼은 상대적으로 높은 유연성을 갖고 필요에 따라 실시간으로 할당된다.
기존 기술 3의 단점
기존 기술 1 및 2에 비해, 기존 기술 3은 상대적으로 유연하고, 또한 네트워크의 실제 서비스 조건을 충족한다. 그러나 기존 기술 3이 현재 운영자의 요구 조건을 충족시키는 것은 여전히 매우 어렵다. 전체 스펙트럼 자원에 대한 스펙트럼 공유에 사용될 수 있는 자원의 비율이 매우 제한되어 있기 때문에, 공유의 이점 또한 매우 제한적이다. 특히, 운영자의 전체 스펙트럼 자원은 종종 매우 제한적이다. 기존 기술 3이 사용되더라도, 운영자가 스펙트럼 효율 및 상업적 경쟁력을 개선하기 위해 높은 표준 시스템을 사용하는 동안, 낮은 표준 시스템의 일부 최종 사용자의 느낌과 경험을 동시에 고려하는 것은 여전히 어렵다.
본 발명의 기술적 해법에 대한 상세한 설명
본 발명에 의해 해결되는 기술적 과제
4G/5G 기술의 등장으로 기존의 2G/3G 서비스에 대한 수요가 점점 감소하고 있다. 그러나 기존 서비스의 최종 사용자는 짧은 시간 내에 완전히 이탈하지 않을 것이며, 즉, "긴 꼬리 효과(long tail effect)"가 존재한다. 스펙트럼 자원을 효율적으로 활용하고, 스펙트럼 효율을 극대화하여 운영자의 요구 조건을 만족시키고, 더 많은 상업적 가치를 창출하기 위한 기존 기술의 한계를 고려하면, 본 발명은 복수의 표준 이동 네트워크가 동일한 스펙트럼 자원에서 전체 자원 공유를 수행하는 해법을 제안한다. 이 기술을 통해, 표준간 스펙트럼의 완전한 공유는 운영자의 스펙트럼 대역폭 특성들과의 결합 및 고급 필터, 간섭 감소/저항/회피 기술, 표준 간의 공동 자원 스케줄링 및 관리 등을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, GSM 시스템, UMTS 시스템 및 LTE 시스템 사이에서; 또는 GSM 시스템, LTE 시스템 및 5G 시스템 사이에서; 또는 UMTS 시스템, LTE 시스템 및 5G 시스템 사이에서 동일한 스펙트럼이 완전히 공유된다.
본 발명의 기술적 구현의 특정 실시예
본 발명의 실시예 1
운영자의 스펙트럼 자원은 네트워킹에 충분하고, 각 표준의 최소 대역폭 요건을 충족한다. 실시예 1은 주로 이동 통신 네트워크 중에서 가장 일반적인 FDD 네트워크, 즉 GSM, UMTS 및 LTE가 공존하는 경우를 고려한 것이다. GSM 시스템의 각 반송 주파수의 대역폭은 200㎑이지만, GSM 시스템은 특정 주파수 재사용 요건을 갖고 있다. 예를 들어, 4*3의 주파수 재사용이 충족되어야 한다. 셀당 하나의 반송 주파수가 충족되면, 필요한 총 대역폭 자원 = 반송 주파수 당 대역폭*주파수 개수 = 200㎑*12 = 2.4㎒이다. UMTS 시스템의 각 반송 주파수의 시스템 대역폭은 5㎒이다. LTE는 1.4/3/5/10/15/20㎒를 지원한다. 그러나 더 큰 시스템 대역폭은 LTE 시스템의 높은 스펙트럼 효율을 더 잘 반영할 수 있다. 일반적으로 LTE 네트워크의 필요 시스템 대역폭은 5㎒ 이상이다. 따라서, 본 발명의 실시예 1은 운영자의 총 스펙트럼이 5㎒이고, GSM/UMTS/LTE의 3개의 표준 시스템이 동시에 배치될 수 있는 경우를 고려한 것이다. 이 경우, 제한된 스펙트럼에 대한 표준 시스템 간의 복잡한 간섭 관계는 기존의 네트워킹 기술에 기초한 전술한 네트워킹을 구현하는 것이 불가능하다고 판단한다. 본 발명은 현재 기술적 한계를 뛰어 넘어 제한된 스펙트럼 내에서 복수의 표준들간에 스펙트럼 자원 공유를 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 스펙트럼 공유를 위한 결합의 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 다양한 표준의 시스템들 사이의 간섭 문제를 해결하고, 실제적인 전체 스펙트럼 공유를 구현하기 위해 다음의 양태들로부터 시작한다:
1. 스펙트럼 사용 우선순위 정책을 구성한다.
2. 가장 적절한 표준 네트워크에 사용자를 연결한다.
3. 표준 간의 간섭 상태에 기초하여 적절한 자원 스케줄링을 수행한다.
4. 스펙트럼 공유의 품질을 보장하기 위해, 동시에 작동하는 복수의 표준 상에서 공동 간섭 감소 및 저항 관리를 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 스펙트럼 공유의 개략도이다. 도 5를 참조하여, 본 발명의 주요 내용이 여기에 상세하게 설명된다.
스펙트럼 우선순위 정책 결정
복수 표준의 시스템들 사이에서 공유되는 스펙트럼에 대해, 바람직한 효과를 달성하기 위해, 주파수 영역에서 표준간에 자원들이 세분될 수 있을 때, 시스템간의 간섭을 줄이기 위해 우선적으로 주파수 분할이 수행될 수 있다. 스펙트럼 자원이 세분될 수 없는 경우, 스펙트럼 자원 사용에 대한 우선순위가 먼저 결정되어야 한다. 이것은 자원이나 성능 충돌의 문제를 해결하기 위한 기초이다. 스펙트럼 자원 사용의 우선순위는 각 표준의 스펙트럼 효율, 각 표준의 서비스 특성 및 운영자의 네트워크 성능 고려 사항과 같은 인자에 기초하여 종합적으로 결정된다.
각 표준의 스펙트럼 우선순위는 네트워크 측면에서 종합적으로 스코어링되며, 다음 공식에 따라 결정될 수 있다.
스펙트럼 우선순위 점수 = a*시스템 점유 스펙트럼 자원 점수+b*시스템 서비스 우선순위 점수+c*시스템 사용자 중요도 점수
세 가지 스코어링 지표가 포함되어 있다. 각 지표는 각각의 표준 시스템에 대해 스코어링되어야 하며, 종합적인 스코어링은 상기의 공식에 따라 수행된다.
1. 시스템 점유 스펙트럼 자원 점수
이 점수는 시스템 점유 자원 대역폭과 시스템 스펙트럼 효율에 기초하여 결정된다. 시스템 점유 스펙트럼 자원 점수 = 시스템 스펙트럼 효율/시스템 정규 서비스에 의해 점유된 스펙트럼 자원 대역폭. 스펙트럼 효율은 보편적으로 단위 대역폭 전송 채널에서 초당 전송될 수 있는 비트의 양, 즉 bit/s/Hz로 정의된다. 시스템 점유 자원 대역폭은 일반적으로 통상적인 서비스에 할당되는 스펙트럼 자원 대역폭이다.
2. 시스템 서비스 우선순위 점수
이 항목은 운영자가 지정한 서비스의 중요도와 각 시스템에서 수행하는 상이한 서비스의 우선순위에 기초하여 스코어링된다. 각 시스템의 서비스 우선순위 점수 = Σ▒ [시스템에 의해 수행되는 서비스의 우선순위*서비스의 중요도 인자]. 상이한 서비스는 일반적으로 운영자의 특정 시스템의 네트워크 성능 지표 요건과 관련된 다른 운반 우선순위를 갖는다.
3. 시스템 사용자 중요도 점수
이 점수는 주로 각 시스템의 중요한 사용자 비율에 기초하여 결정된다. 중요한 사용자의 비율이 클 경우, 반영된 스펙트럼 우선순위가 높다.
a, b 및 c는 3개의 스코어링 항목의 가중치 인자이고, 운영자의 상이한 네트워크 동작 전략, 사용자 마케팅 전략 등에 기초하여 조정될 수 있다. 높은 종합적인 스펙트럼 우선순위 점수는, 스펙트럼 사용 시, 높은 시스템 우선순위를 나타낸다.
GSM/UMTS/LTE의 3개 표준 사이에서 공유되는 스펙트럼은 네트워크 측에서 스펙트럼 우선순위를 결정하는 특정 프로세스를 설명하기 위한 예로서 여기에 사용된다. 운영자는 주로 음성과 데이터의 두 가지 유형으로 행해지는 서비스를 고려하는 것으로 가정한다. 두 가지 유형의 서비스의 중요도 인자는 각각 음성 서비스가 0.7, 데이터 서비스가 0.3이다. GSM, UMTS 및 LTE 시스템의 나머지 관련 점수의 입력 조건은 표 1에 나타낸다.
1. GSM/UMTS/LTE 시스템 점유 스펙트럼 자원 점수 SpectrumScoreSpectrumScore_GSM = 1/0.2 = 5
SpectrumScore_UMTS = 5/5 = 1
SpectrumScore_LTE = 10/1 = 10
2. GSM/UMTS/LTE 시스템 서비스 우선순위 점수 ServiceScore
ServiceScore_GSM = 0.7*5+0.3*1 = 3.8
ServiceScore_UMTS = 0.7*3+0.3*2 = 2.7
ServiceScore_LTE = 0.7*2+0.3*5 = 2.9
3. GSM/UMTS/LTE 시스템 VIP 사용자 비율 VIPUserProportion
VIPUserProportion_GSM = 0.4*10 = 4
VIPUserProportion_UMTS = 0.6*10 = 6
VIPUserProportion_LTE = 0.8*10 = 8
서비스 전달이 가장 중요한 지표이고, 스펙트럼 자원 점수와 마지막으로 VIP 사용자 비율이 뒤따르는 경우, 시스템 우선순위 가중치 인자 b가 큰 값을 취하고, 뒤이어 a와 마지막으로 c로 된다. a, b 및 c가 각각 0.3, 0.6 및 0.1로 지정된다고 가정하면, GSM/UMTS/LTE 시스템의 스펙트럼 우선순위 점수 SpectrumPriorityScore는 각각 다음과 같다:
SpectrumPriorityScore_GSM = 0.3*5+0.6*3.3+0.1*4 = 3.88
SpectrumPriorityScore_UMTS = 0.3*1+0.6*2.7+0.1*6 = 2.52
SpectrumPriorityScore_LTE = 0.3*10+0.6*2.9+0.1*8 = 5.54
따라서 전체적인 스코어링을 통한 전술한 시스템 평가에 기초하여, GSM 시스템은 스펙트럼 자원 사용에서 가장 우선순위가 높고, 그 다음이 LTE 시스템이고, 마지막이 UMTS 시스템이다.
통합 사용자 경험 관리
복수의 표준 시스템이 스펙트럼을 공유할 때, 사용자가 더 나은 경험을 갖도록 하기 위해, 단말 유형, 사용자 서비스 유형 및 간섭 자원의 중첩 정도와 같은 측면을 고려해야 하고, 이로 인해 사용자가 네트워크에 최초로 액세스하거나 네트워크에의 접속을 수립한 경우에 가장 적합한 규격의 시스템으로 전환할 수 있게 되어, 사용자에게 지속적으로 안정적인 서비스 환경을 제공하고, 불필요한 시스템 간 스위칭(inter-system switching)을 줄이고, 사용자에게 최상의 서비스 경험을 제공하도록 한다.
사용자가 이미 이동 네트워크에 무선 접속하고 있는지 여부에 따라, 액세스 상태와 분류 후 접속 상태의 두 가지 모드가 있다. 단말, 기지국 및 네트워크 측 사이의 상호 작용 프로세스는 2개의 상이한 상태의 관점으로 이하에 별도로 상세하게 설명된다.
본 발명의 이 실시예에서의 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 작용한다는 점을 유의해야 한다.
액세스 상태에서의 사용자
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 상태에서의 사용자의 경험 관리의 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자는 아직 네트워크 측의 기지국에 대한 접속을 확립하지 않았고, 사용자는 서비스 요청을 개시하고 이동 네트워크에 대한 접속을 확립한다. 복수의 표준이 스펙트럼을 완전히 공유하는 네트워크에서, 사용자가 서비스를 개시할 때, 사용자는 사용자에 대해 최상의 서비스를 제공하는 가장 적절한 표준 시스템에 접속되어야 한다. 상세한 프로세스는 다음과 같다.
단계 1: 최종 사용자가 서비스 요구 조건이 있으면, 최종 사용자는 네트워크에 대한 무선 연결을 설정해야 하고, 먼저 기지국에 액세스 네트워크 요청을 전송한다. 여기서 액세스 네트워크 요청은 (어떤 표준 시스템을 지원하는) 단말 유형 및 서비스 유형(음성, 데이터 또는 기타)과 같은 정보를 전달하고, 특정 서비스 유형은 속도 또는 비트 에러율과 같은 QoS(Quality of Service) 요건을 암묵적으로 포함한다.
단계 2: 다중 모드 기지국(복수의 표준 시스템 사이에서 공유되는 기지국 시스템)이 단말에 의해 개시된 액세스 요청을 수신한 후에, 다중 모드 기지국은 먼저 단말에 의해 지원되는 표준 시스템의 유형에 기초하여 평가 대상 네트워크를 선택하고; 각각의 지원되는 표준 시스템의 현재 동작 상태 및 사용자의 서비스의 QoS 요건에 기초하여, 상이한 표준 시스템에 할당되어야 하는 시간-주파수 자원을 계산하며; 그런 다음 예비 추정 결과를 사용자 경험 관리 서버로 송신한다.
단계 3: 사용자 경험 관리 서버는 각 시스템에서의 스펙트럼 자원의 점유 상태를 저장하고; 기지국에 의해 송신된 예비 추정 결과를 수신한 후에, 스펙트럼 자원의 점유 상태, 시스템 간 간섭 및 사용자의 품질 요구 조건에 기초하여 가장 적절한 베어러 시스템(bearer system)을 얻도록 계산을 수행하며; 가장 적절한 베어러 시스템을 기지국에 통지한다.
단계 4: 사용자 경험 관리 서버에 의해 선택된 시스템에 대한 정보를 수신한 후, 기지국은 대응하는 표준 시스템에서 사용자의 액세스에 필요한 무선 자원을 준비하고, 예를 들어, 특정 시스템 프레임 및 액세스 채널 번호와 같은 액세스용의 대응하는 무선 자원의 시간-주파수 정보를 사용자에게 통지한다.
단계 5: 최종 사용자는 네트워크 측으로부터의 지시에 기초하여 특정 시스템에 액세스함과 동시에 멀티 모드 기지국은 사용자 경험 관리 서버에 저장할 현재 스펙트럼 점유 상태를 사용자 경험 관리 서버에 통지한다.
예를 들어, 현재 운영자의 5M 스펙트럼에서, LTE 시스템은 약 3M의 스펙트럼을 점유하고 있다. 이 경우, 한 사용자가 음성 서비스를 개시한다. 네트워크에 액세스할 때, 사용자는, 액세스 요구에서, 사용자가 GSM/UMTS/LTE를 지원하는 트리플 모드 단말로, 음성 서비스를 개시해야 한다는 것을 네트워크 측에 통지한다. 네트워크 측에서, 음성 서비스가 GSM 네트워크 또는 UMTS 네트워크에 의해서만 전달될 수 있는 정책이라면, 네트워크 측은 음성 서비스가 GSM 네트워크 또는 UMTS 네트워크에 의해 전달되어야 하는 사용자용으로 할당될 자원을 별도로 추정하고, 또한 200kHz 반송 주파수의 채널을 GSM 시스템에 할당하고, CS64K 코드 채널을 UMTS 시스템에 할당하여 UMTS 시스템이 5M 대역폭을 점유하도록 할 수 있다(만약, 협대역 필터를 사용하면, UMTS 네트워크의 스펙트럼 자원 점유가 감소될 수 있다). 기지국은 사용자 경험 관리 서버에 정보를 전송한다. 서버는 각 시스템의 이전 스펙트럼 점유 상태를 저장하고, 기지국에 의해 추정된 자원 점유 상태를 참조하여 시스템간의 간섭 상태를 분석한다. 이 경우, 200k GSM 채널이 할당되면, 200k GSM 채널은 LTE 시스템의 스펙트럼으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 음성 사용자가 GSM 시스템에 액세스하는 것으로 판단되고, 이 정보는 기지국으로 전송된다. 기지국은 GSM 시스템의 무선 자원을 준비하고, 사용자에게 GSM 시스템에 액세스하도록 지시한다. 사용자는 기지국에 의해 지시된 시간 및 채널에 기초하여 GSM 시스템에 액세스한다. 다중 모드 기지국은, 서버에 저장하기 위해, 사용자에 의해 점유된 GSM 시스템 자원의 점유 상태를 서버로 통지한다.
본 발명의 이 실시예에서의 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 작용한다는 점을 유의해야 한다.
연결된 상태에서의 사용자
네트워크의 특정 시스템에 이미 무선 접속되어 있는 사용자는 연결 상태이다. 네트워크가 사용자를 위해 제공하는 서비스가 비교적 안정적이면, 조정은 필요없다. 사용자의 이동 무선 환경이 변경되거나, 시스템 내 부하 변화 또는 다른 시스템 자원 점유 변화로 인해 액세스된 시스템의 간섭 상태가 변경되기 때문에, 사용자가 이동 상태에 있으면, 네트워크 측은 사용자를 제시간에 가장 적절한 시스템으로 조정하여, 사용자에게 최적의 서비스를 계속 제공해야 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 상태에서의 사용자의 경험 관리의 개략도이다. 상세한 프로세스는 다음과 같다.
단계 1: 연결된 상태에서 사용자가 이동하거나 현재 사용자에게 서비스를 제공하는 시스템의 네트워크 상태가 변경되면, 사용자는 서빙 다중 모드 기지국에 주기적으로 또는 특정 서비스 품질 조건(예컨대, 음성 서비스 품질 또는 데이터 서비스의 비트 오류율)이 충족될 때, 서빙 셀, 현재 시스템의 인접 셀 및 다른 시스템의 인접 셀의 수신된 신호 레벨/강도 및 신호 품질과 같은, 단말기에 의해 측정된 측정 정보를 보고한다.
단계 2: 다중 모드 기지국은 사용자가 보고한 측정 정보를 수신하고, 현재 시스템과 다른 시스템의 무선 자원 및 부하와 같은 현재 상태에 기초하여 현재 사용자가 상대적으로 적절한 작동 상태인지 여부 및 현재 사용자의 서비스가 요구 조건을 충족하는지 여부를 평가하고; 또한 서비스가 요구 조건을 충족하면, 어떤 프로세싱도 수행하지 않거나; 또는 서비스가 요구 조건을 충족하지 못하면, 사용자 요구 조건을 충족시키기 위해 신규 셀 또는 시스템으로 사용자를 넘겨야 하는지 여부를 평가함과 동시에 자원 점유의 예비 추정 결과를 사용자 경험 관리 서버로 송신한다.
단계 3: 액세스 상태에서 사용자를 프로세싱하는 절차와 유사하게, 다중 모드 기지국은 사용자 경험 관리 서버로 서비스를 전달하는 대신 다른 시스템이 사용되면 요구되는 예비 추정된 자원을 전송하고; 사용자 경험 관리 서버가 기지국으로부터 추정 결과를 수신하면, 각 시스템이 점유하고 있는 스펙트럼 자원의 저장 점유 상태, 시스템 간 간섭 및 사용자의 품질 요구 조건을 참조하여 가장 적절한 베어러 시스템을 계산하고; 또한 가장 적절한 베어러 시스템을 기지국에 통지한다. 사용자 경험 관리 서버는 불필요한 시스템 간 핸드오버(inter-system handover)와 같은 요인을 가능한 한 많이 줄이기 위해 다양한 시스템의 지속적인 커버리지 상태를 종합적으로 고려한다.
단계 4: 신규 셀 또는 신규 시스템으로의 핸드오버가 요구되는 경우, 다중 모드 기지국은 지시에 기초하여 타겟 인접 셀 또는 시스템으로의 핸드오버 요청을 개시하고; 타겟 인접 셀 또는 시스템이 요청을 수락하면, 핸드오버에 필요한 자원을 준비한다. 타겟 기지국은 현재 서비스 중인 기지국에 통지하고, 기지국은 사용자를 핸드오버하는데 필요한 액세스 정보(사용자 액세스 동안 요구되는 정보와 유사함)를 단말로 송신한다.
단계 5: 사용자는 기존 셀에 머무르거나 기지국으로부터의 지시에 기초하여 신규 셀 또는 신규 시스템으로 핸드오버된다. 신규 셀 또는 신규 시스템의 자원이 점유된 후, 대응하는 기지국은 사용자 경험 관리 서버에 최신 스펙트럼 자원 점유 상태를 통지하고, 최신 스펙트럼 자원 점유 상태를 저장한다.
접속 상태인 사용자의 사용자 경험의 관리는 액세스 상태에서의 사용자의 사용자 경험과 유사하며, 본 실시예에서는 상세에 대한 재설명을 생략한다.
본 발명의 이 실시예에서의 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 작용한다는 점을 유의해야 한다.
다중 표준 공동 자원 스케줄링
자원을 가장 적절하게 사용하고, 스펙트럼 효율 향상의 목적을 달성하기 위해, 스펙트럼 자원의 공동 관리가 복수의 표준 시스템간에 수행되어야 한다. 공동 자원 관리는 기지국에 의해 수행되고, 네트워크 내에서 활성 상태인 단말은 기지국에 의해 할당된 무선 자원에 기초하여 채널을 점유해야 한다. 커버리지나 용량과 같은 이유로 다른 주파수 대역 또는 다른 표준으로 전환해야 하는 경우, 특정 네트워크 베어러 전략에 기초하여 그것의 판정 조건 및 프로세스가 결정되고, 여기에서 상세한 설명은 생략한다.
현재 섹터/사이트에서의 공동 자원 스케줄링
복수의 표준 시스템은 스펙트럼을 완전히 공유한다. 네트워크 측 또는 단말에서, 유용한 신호를 도출하기 위해 동시에 수신된 복수의 혼합된 표준 신호로부터 간섭을 제거할 수 없는 경우에도, 주파수 분할은 여전히 스펙트럼 자원에 대해 수행되어야 한다. 상이한 표준 시스템의 자원 요건에 기초하여, 스펙트럼 자원은 상이한 시스템에 동적으로 세분화된다. 필요한 스펙트럼 자원은 먼저 높은 우선순위 표준에 할당되고, 다른 낮은 우선순위 시스템은 주파수 영역에서 중첩되지 않는 가능한 한 많은 다른 주파수 자원을 사용한다. 현재 섹터/사이트 내의 복수의 표준 시스템 간의 공동 자원 스케줄링은 다음의 단계들을 포함한다:
단계 1: 기지국은 현재 섹터/사이트의 표준의 스케줄링 우선순위를 지정한다.
단계 2: 기지국은 현재 가장 높은 우선순위의 표준에 의해 요구되는 최소 스케줄링 시간-주파수 유닛을 결정하고, 현재 이 유닛보다 크거나 같은 가용 자원이 존재하는지 여부를 확인하고; 현재 이 유닛보다 크거나 같은 가용 자원이 존재하는 경우, 이하의 원리에 기초하여 스케줄링될 사용자에게 자원을 할당하거나; 또는 현재 이 유닛보다 크거나 같은 가용 자원이 없는 경우, 단계 3으로 진행한다.
기지국이 자원 스케줄링을 수행할 때, 기지국은 선 시간 영역 및 후 주파수 영역(Time Domain First and Frequency Domain Next) 원칙을 따르고, 각 표준에서 사용자가 사용하는 스펙트럼을 연속적으로 또는 중앙 집중식으로 유지하려고 시도한다.
각 표준에 대한 스케줄링 동안, 각 표준에 의해 요구되는 최소 스펙트럼 세분성(granularity)이 하나의 단위로 사용된다. 스펙트럼 상의 현재 가용 주파수 또는 현재 가용 채널이 먼저 사용된다. 하나의 스펙트럼 단위의 자원은 다른 단위 스펙트럼의 시간 영역 자원이 할당될 때까지 점유되지 않는다.
각 유닛 스펙트럼상의 시간-주파수 자원의 일부 또는 전부가 더 높은 우선순위를 갖는 표준에 할당되었다면, 기지국은 표준 시스템과 시스템의 프레임 구조 특성 사이의 시간차에 기초하여, 일부 할당되지 않은 시간-주파수 자원의 사용을 위해 선택해야 한다.
본 발명의 이 실시예에서의 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 작용한다는 점을 유의해야 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 표준 시스템들의 시간 수순 관계의 개략도이며, 각 시스템의 프레임 구조의 시간 관계를 도시한다. 시스템 간의 자원 스케줄링의 관계는 절대 시간에 대한 각 시스템의 프레임 타이밍 차이에 기초하여 계산될 수 있다. 그러면, 시스템이 스펙트럼 자원을 점유하는 시간 세그먼트가 결정될 수 있다.
단계 3: 기지국은 표준 우선순위 리스트로부터 자원 할당이 완료된 표준을 삭제한다.
단계 4: 표준 우선순위 리스트에 스케줄링될 표준이 없으면, 단계 5가 계속되고; 그렇지 않으면 단계 2가 계속된다.
단계 5: 종료.
여전히 3개의 표준 GSM/UMTS/LTE가 하나의 섹터와 스펙트럼을 공유하는 예를 사용하여, 우선순위의 내림차순으로 정렬된 표준은 각각 GSM, LTE 및 UMTS이다. 서비스 모델을 단순화하기 위해, 업 링크 방향의 자원 할당이 일 예로서 사용된다. 스케줄링 시기가 도래하면, 특정 섹터의 GSM 서비스는 2개의 풀 레이트 채널(full-rate channel)을 점유할 필요가 있는 것으로 가정한다. 그 다음, 동일한 반송파 상의 2개의 인접 슬롯이 GSM 서비스에 우선 할당된다. LTE 서비스에 총 25 RB 자원이 필요한 경우, 먼저 서비스 우선순위에 기초하여 독립적인 RB 자원이 할당되고, 그 다음 GSM 시스템과 동일한 주파수를 갖는 RB 상에 일부 시간-주파수 자원이 할당된다. UMTS 시스템에도 또한 무선 자원에 대한 수요가 있고, 기지국이 현재 스케줄링 기간에 이용 가능한 시간-주파수 자원이 없다고 결정하면, UMTS 사용자는 다음 주기까지 스케줄링될 수 없다.
본 발명의 이 실시예에서의 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 작용한다는 점을 유의해야 한다.
도 9(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 시간 세그먼트에서 상이한 표준 시스템의 주파수 분할의 개략도이다. 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 자원은 상이한 시간 세그먼트에서 각 시스템의 요구 조건에 기초하여 상이한 방식으로 세분된다. 이러한 방식으로, 시스템들이 동일한 스펙트럼 자원을 공유하는 동안, 시간의 관점에서 시스템들 간의 주파수 중첩에 의해 야기되는 간섭이 회피된다.
인접 섹터/사이트와의 공동 자원 스케줄링
전술한 내용은 하나의 섹터/사이트에서의 공동 자원 스케줄링의 문제점을 해결한다. 실제 네트워크에서, 공동 자원 스케줄링 동안, 현재 섹터/사이트의 시스템들 간의 간섭 문제를 고려할 뿐만 아니라, 현재 섹터/사이트와 주변 섹터/사이트 간의 간섭 관계가 또한 고려되어야 한다. 또한, 가능한 최고의 스펙트럼 효율성을 달성하기 위해, 현재의 섹터/사이트는 주파수 내 자원 재사용을 구현하기 위해 다른 섹터/사이트와 동일한 스펙트럼 자원을 공유할 수 있어야 한다. 인접 사이트에서의 다른 표준 시스템의 경우, 동일한 스펙트럼 자원을 사용하고 서로에 대해 동일 채널 간섭을 갖는 사용자의 범위가 제어될 수 있어, 셀 중심에 있는 사용자만이 인접 사이트의 이종 시스템(heterogeneous system)과 동일한 빈도를 갖는 자원을 사용할 수 있도록 허용된다. 도 9(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 섹터/사이트와의 공동 자원 스케줄링의 개략도이다. 예를 들어, 도 9(b)의 어두운 영역에 있는 사용자의 경우, 그러한 거리에서의 격리는 시스템 간의 동일 채널 간섭을 감소시킬 수 있으므로, 동일한 주파수에서 자원을 재사용할 수 있다. 또한 시스템 간 상호 간섭을 줄이기 위해, 주파수 내 재사용이 가능한 시스템의 전송 전력 강도를 감소시켜, 두 시스템이 동일한 스펙트럼 자원을 안전하게 공유할 수 있다.
예를 들어, GSM 셀 A 및 LTE 셀 B는, 각각, 인접 사이트의 두 섹터이다. 셀 A와 셀 B가 스펙트럼 자원의 일부를 공유해야 하는 경우, 두 셀의 스케줄링 단계는 다음과 같다.
단계 1: 기지국은 GSM 및 LTE 스펙트럼 구성 및 사용에 기초하여 두 셀 A 및 B 각각의 독점 스펙트럼 및 공유 스펙트럼을 표시한다.
단계 2: 기지국은 2개의 셀 A 및 B 각각의 부하 상태(LoadThreshold보다 큰 부하가 높은 부하이고, LoadThreshold보다 작은 부하가 낮은 부하임)를 실시간으로 결정한다. 부하 상태가 낮으면 단계 3이 계속된다. 부하 상태가 높으면 단계 4가 계속된다.
단계 3: 경 부하 상태(light-load status)에서, 기지국은 독점 스펙트럼만을 사용자에게 할당하고 단계 7로 계속된다.
단계 4: 중 부하 상태(heavy-load status)에 진입한 후, 기지국은 단말에 의해 측정된 현재 셀 레벨값 및 인접 셀 레벨값에 기초하여 사용자의 위치를 결정한다. 현재 셀 레벨값 SCellRxLev>SCellRxLevThreshold 1일 때, 사용자는 근단 사용자(near-end user)이다. SCellRxLev<SCellRxLevThreshold 2일 때, 사용자는 원단 사용자(far-end user)이다. SCellRxLevThreshold 1≥SCellRxLev≥SCellRxLevThreshold 2일 때, 사용자의 위치 유형은 단말에 의해 측정된 인접 셀 레벨값 NCellRxLev에 기초하여 결정된다. 상술한 NCellRxLev는 두 셀 A와 B 사이에서 측정된 표준 간 주파수 내 레벨(inter-standard intra-frequency level)의 값일 수 있거나, 다른 셀의 표준 내 인접 셀(intra-standard neighboring cell)의 신호 레벨의 측정값일 수도 있으며, 여기서, 표준 내 인접 셀은 다른 셀과 동일한 섹터 및 동일한 커버리지를 갖는다. 예를 들어, 셀 A는 셀 B를 직접 측정할 수 있거나, 셀 B와 동일한 섹터를 갖는 GSM 셀 C를 측정할 수도 있고; 셀 B는 셀 A를 직접 측정할 수 있거나, 셀 A와 동일한 섹터를 갖는 GSM 셀 D를 측정할 수 있다. NCellRxLev≤NCellRxLevThreshold이면, 사용자는 근단 사용자(near-end user)이다. NCellRxLev>NCellRxLevThreshold이면, 사용자는 원단 사용자(far-end user)이다.
단계 5: 기지국은 사용자의 위치에 기초하여 사용자에게 자원을 할당한다. 독점 스펙트럼의 자원만이 원단 사용자에게 할당될 수 있고, 모든 가용 스펙트럼 자원이 근단 사용자에게 할당될 수 있다.
단계 6: 아직 스케줄링될 사용자가 있는 경우, 단계 2가 계속되거나; 또는 스케줄링될 사용자가 없는 경우 단계 7로 계속된다.
단계 7: 종료.
본 발명의 이 실시예에서의 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 작용한다는 점을 유의해야 한다.
다양한 표준의 특성에 기초한 다른 공동 자원 스케줄링 기술
다양한 이동 통신 표준 시스템의 상이한 특성에 기초하여 특정 시스템을 위한 다른 공동 자원 스케줄링 해법도 있다.
예를 들어, 복수의 반송파가 UMTS/LTE/5G 시스템에서 사용될 수 있는 경우, 다른 표준과 동일한 주파수를 갖는 부분이 CA/DC/MC의 2차 반송파로서 사용될 수 있다. 2차 반송파의 일부 스펙트럼 자원은 간섭의 변화 상태에 기초하여 실시간으로 유연하게 점유 또는 해제될 수 있다. LTE/5G 시스템은 또한 공유 스펙트럼에 대한 간섭을 줄이기 위해 제어 채널 전송을 생략함으로써 2차 캐리어를 이용할 수 있다. 이 경우 LTE/5G 시스템과 다른 표준 시스템 간의 공동 자원 스케줄링이 더욱 유연하고 편리해진다.
예를 들어, 2개의 섹터: 인접한 사이트의 섹터 A 및 섹터 B는 UMTS 시스템 및 LTE 시스템을 각각 배치하기 위해 동일한 스펙트럼 F1을 사용한다. 2개의 섹터가 각각 서로 상이한 표준 내 주파수 UMTS F2 및 LTE F3을 갖는 경우, F1은 F2 또는 F3의 2차 반송파로서 사용될 수 있다. 기지국은 부하 조건 및 사용자의 위치에 기초하여 2차 반송파를 사용할지, 2차 반송파의 전력을 송신할지 여부를 결정한다.
본 발명의 이 실시예에서의 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 작용한다는 점을 유의해야 한다.
공동 간섭 감소 및 저항 기술
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템들간의 상호 간섭의 개략도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 표준은 스펙트럼을 완전히 공유한다. 임의의 표준 시스템 및 다른 표준 시스템은 간섭하는/간섭받는 관계에 있다. 간섭하는 시스템의 경우, 가능한 한 다른 시스템에 대한 간섭을 감소시키는 것을 고려할 필요가 있다. 간섭받는 시스템의 경우, 다른 시스템의 간섭에 저항하는 기능을 향상시켜야 한다.
복수의 표준 시스템들 간의 간섭은, 동시 스펙트럼의 점유 상태에 기초하여, 동일 채널 간섭(co-channel interference) 및 인접 주파수 간섭(adjacent-frequency interference)으로 분류될 수 있다. 동일 채널 간섭은 복수의 시스템들간에 사용되는 스펙트럼 자원의 부분적 또는 완전한 중첩을 의미한다. 인접 주파수 간섭은, 시스템의 스펙트럼이 서로 중첩하지 않지만 서로 매우 근접할 때, 시스템의 스펙트럼 사이의 확산으로 인해 여전히 존재하는 간섭이다. 따라서, 스펙트럼 공유에 대해서는, 전술한 바와 같이, 자원의 적절한 할당 및 사용에 추가하여, 간섭 특성에 기초한 간섭 감소 및 저항 기술도 결합해야, 복수의 표준 시스템이 스펙트럼 공유 동안에 적절히 동작할 수 있고, 복수의 표준 시스템이 스펙트럼 공유를 수행할 때, 스펙트럼 효율이 개선될 수 있다. 각 시스템에 대해, 가능한 한 다른 시스템에 대한 간섭을 줄이고, 다른 시스템으로부터의 간섭에 저항하는 기능을 향상시켜야 한다.
이하에서는 전체 스펙트럼 공유를 위해 도입된 간섭 감소 및 저항 기술에 대해 설명한다.
동일 채널 간섭 제거
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일 채널 간섭 제거(co-channel interference cancellation)의 개략도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 기지국 또는 단말에 관계없이, 간섭 신호와 간섭받은 신호 간에 동일 채널 간섭이 존재할 때, 간섭 신호와 간섭받은 신호가 동일한 무선 주파수 채널을 동시에 사용하면, 동일 표준 시스템의 유용한 신호를 수신할 때, 수신기는 다른 표준 시스템으로부터 수신된 간섭 신호를 복조 및 재구성하여 간섭 신호를 제거할 수 있다.
표준 GSM/UMTS/LTE 사이에서 공유되는 스펙트럼이 여전히 일 예로서 사용된다. GSM 시스템은 비교적 제한된 스펙트럼 자원을 점유하고, 5M 스펙트럼에서 단지 200㎑를 점유하기 때문에, GSM 시스템과 UMTS 시스템 또는 LTE 시스템 간에 동일 채널 간섭이 주파수 분할 방식으로 회피될 수 있다. 그러나, UMTS 및 LTE 시스템에 의해 점유된 스펙트럼 자원은 비교적 넓고, 필연적으로 중첩하는 스펙트럼이 존재한다. UMTS 또는 LTE 시스템의 경우, LTE 또는 UMTS 시스템의 신호는 모두 동일 채널 간섭 신호이다. 그들 자신의 유용한 신호를 간섭 신호로부터 분리하기 위해, UMTS 시스템 및 LTE 시스템은 동일 채널 간섭 제거를 공동으로 수행할 필요가 있다. 일 예로서, 기지국 측에서의 수신을 이용하면, UMTS 시스템 및 LTE 시스템의 신호는 대역폭이 5M인 필터에 의해 수신된다. UMTS 시스템 신호 복조는 수신 신호의 하나의 채널상에서 제 1 시간 동안 수행되고, 동시에 LTE 시스템에 대한 UMTS 시스템의 간섭 신호가 재구성된 후 LTE 시스템의 주파수 내 신호 제거 모듈로 송신된다. LTE 시스템 신호 복조는 수신 신호의 다른 채널 상에서 제 1 시간 동안 수행되고, 동시에 UMTS 시스템에 대한 LTE 시스템의 간섭 신호가 재구성되고 나서, UMTS 시스템의 주파수 내 신호 제거 모듈로 송신된다. UMTS 시스템 및 LTE 시스템의 주파수 내 간섭 제거 후, UMTS 및 LTE 시스템의 유용한 신호가 획득되고 나서, UMTS 및 LTE 시스템 각각의 복조 모듈로 송신되어 제 2 시간 동안 신호 복조를 수행한다. 이러한 방식으로, 시스템 간섭 신호는 동일 채널 간섭 신호로부터 억제되고, 유용한 신호가 도출되어 UMTS 시스템 및 LTE 시스템의 주파수 내 수신을 가능하게 한다.
시브 필터(Sieve filter)
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 시브 필터의 개략도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 각 시스템의 방송 및 제어 채널은 키 채널 정보(ey channel information)이다. 낮은 우선순위의 시스템 또는 현재 트래픽이 상대적으로 경량인 시스템의 경우, 예를 들어, 파일럿 채널 또는 제어 채널과 같이 높은 우선순위의 시스템에 영향을 미치는 키 채널에 대응하는 시간-주파수 자원이 필터링될 수 있어, 시스템 자체의 부분적 성능을 손상시킴으로써 다른 시스템에 대한 간섭을 감소시킬 수 있다.
UMTS 또는 R13 이전의 LTE 시스템의 경우, 제어 채널과 파일럿 채널은 전체 시스템 대역폭으로 분배된다. UMTS 시스템 및 LTE 시스템은 GSM 시스템과 비교하여 광대역 시스템이기 때문에, GSM 시스템의 전력 스펙트럼 밀도는 UMTS 시스템이나 LTE 시스템의 전력 스펙트럼 밀도보다 훨씬 높다. GSM 시스템과 UMTS 시스템 및/또는 LTE 시스템의 주파수 내 재사용의 시나리오에서, UMTS 시스템 또는 LTE 시스템의 키 채널에 대한 GSM 시스템의 영향을 감소시키기 위해, UMTS 시스템 또는 LTE 시스템의 키 채널에 대응하는 시간-주파수 자원은 GSM 시스템 내부로부터 필터링될 수 있다. 이하의 도면은 GSM 시스템(주황색 블록)과 LTE 시스템 간의 시간-주파수 관계를 나타낸다. GSM 시스템은 LTE 시스템의 파일럿 성능을 향상시키기 위해 LTE 시스템에 대한 간섭을 감소시킬 수 있도록 LTE 파일럿과 중첩하는 시간-주파수 자원을 필터링한다.
위장 신호(Masquerading signal)
복수의 표준 시스템이 스펙트럼 자원을 공유할 때, 시스템 중 하나가 어떤 시간 주기에서 전달될 서비스를 갖지 않고, 브로드캐스트 또는 파일럿 정보를 전송할 필요가 없는 경우, 이들 시간 주기에서의 시간-주파수 자원은 다른 표준 시스템의 신호를 전송하는 데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 현재 시스템 사용자의 거주에는 영향을 미치지 않고, 다른 표준 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
일 예로서, GSM 시스템을 사용하면, 하나의 반송파는 200㎑ 스펙트럼을 점유하고 8개의 슬롯을 갖는다. BCCH가 위치하는 반송 주파수에서, BCCH/SDCCH/TCH 서비스가 송신되지 않는 슬롯의 경우, 본질적으로 더미 버스트(Dummy Burst)가 송신되어야 하고, 이 더미 버스트는 다른 표준 시스템에 대한 동일 채널 간섭이다. 다른 표준 시스템에 대한 간섭을 줄이기 위해, LTE 시스템이나 UMTS 시스템의 제어 채널 정보 또는 대응하는 주파수 자원 상의 데이터 정보가 이들 유휴 슬롯에서 전송될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이,
동적 필터는 서로 다른 시스템 간의 인접 주파수 간섭을 차단한다.
필터가 네트워크 측에 추가되는지 또는 단말 측에 추가되는지에 관계없이, 스펙트럼 확산으로 인한 간섭을 다른 표준 시스템에서 제어하기 위해, 신호 스펙트럼의 범위가 전송 방향으로 제한될 수 있고; 수신 방향에서, 필터링은 또한 다른 표준 시스템으로부터 수신된 간섭을 억제할 수 있다. 복수의 표준이 스펙트럼을 완전히 공유할 때, 스펙트럼은 정적으로 분할될 수 없다. 서비스에 의해 점유된 스펙트럼 자원의 상태에 기초하여 적절한 필터를 동적으로 활성화할 필요가 있다. 동적 필터는 여러 표준 시스템에서 사용되는 스펙트럼 자원을, 주파수 영역에서, 더 잘 분할하여 인접 시스템 간의 스펙트럼 간섭을 제어할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 필터의 개략도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, GSM/UMTS/LTE에서의 전체 스펙트럼 공유를 위한 동적 필터가 일 예로서 사용된다. 시각 T1에서, 각 시스템의 트래픽 상태에 기초하여, UMTS 사용자만 스펙트럼 자원을 점유해야 하고, GSM 시스템 및 LTE 시스템의 일부 공통 제어 채널만 송신을 수행한다. 이 경우, UMTS 사용자는 전체 5M 스펙트럼을 점유할 수 있다. 시각 T2에서, 5M 스펙트럼의 자원은 GSM 시스템 및 LTE 시스템에 할당되어 사용된다. 또한, GSM 시스템이 이 시각에 혼잡하기 때문에, 비교적 많은 스펙트럼 자원이 GSM 시스템에 할당된다. 시각 T3에서, 5M 스펙트럼의 자원은 GSM 시스템 및 LTE 시스템에 여전히 할당되어 사용된다. GSM 시스템의 트래픽이 감소함에 따라, 더 많은 스펙트럼 자원을 LTE 시스템용으로 사용할 수 있다. 시각 T4에서, 스펙트럼 자원은 UMTS 시스템 및 LTE 시스템에 할당되어 사용된다. 시각 T1 및 시각 T4에서 UMTS 시스템에 대하여, 5M 필터 및 대역폭이 작은, 예를 들어, 2.4M인 필터가 각각 적용되고, 이 필터는 서비스 요건에 따라 동적으로 스위칭된다. 시각 T2와 시각 T3에서의 LTE 시스템의 경우, LTE 시스템과 GSM 시스템 간의 간섭을 분리하기 위해, 2개의 필터가 동적으로 스위칭된다.
본 발명의 실시예 2
본 발명의 실시예 1에서, 현재의 가장 일반적인 FDD 시스템은 복수의 표준 시스템들이 동일한 스펙트럼 자원을 완전히 공유할 수 있는 경우를 설명하기 위해 일 예로서 사용된다. 실시예 1의 기술은 또한 CDMA 시스템과 같은 다른 FDD 시스템, 또는 TD-SCDMA 시스템과 같은 다른 TDD 시스템에도 적용되어 스펙트럼 자원의 완전한 공유를 구현하는 데 적용될 수 있다. 마찬가지로, 실시예 1의 내용은 새로운 미래의 통신 시스템에도 또한 보편적으로 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예 3
본 발명의 실시예 1은 GSM/UMTS/LTE를 통합하는 시스템의 최소 요건에 중점을 두며, 5㎒ 스펙트럼에서 자원의 전체 스펙트럼 공유에 대해 설명한다. 또한, 운영자의 스펙트럼 자원이 5㎒를 초과하는 경우에도, 본 발명의 실시예 1의 기술을 또한 적용할 수 있다. 아울러, 복수의 표준 시스템에 대해 스펙트럼 자원이 충분하다면, 일부 스펙트럼 자원이 공유될 수 있어, 자원을 더 적절하게 이용하고 더 나은 서비스가 사용자에게 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예의 유익한 효과는 이하와 같다:
본 발명은 실제적인 의미에서의 완전한 스펙트럼 공유에 관한 것이며, 현재의 이동 통신에서의 다양한 주류 주파수 대역에 적용될 수 있고, 상이한 스펙트럼 대역폭에 적용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 자원은 단말 유형, 서비스 요건 및 운영자의 요건과 결합하여 복수의 통신 표준 시스템 사이에서 공동으로 스케줄링되고 관리되고; 동일 채널 간섭 재구성 및 제거, 시브 필터(sieve filter), 신호 위장(signal masquerading), 동적 필터 등은 현재 기지국 또는 단말이 복수의 표준 시스템의 신호를 동시에 송수신할 수 있는 특성에 기초하여 구현되어, 다른 시스템에 대한 간섭을 감소시키고, 유용한 신호의 간섭 내성을 개선한다. 스펙트럼 자원은 이동 통신 시스템에서 항상 가장 귀중한 자원이다. 본 발명의 기술은 운영자가 대부분의 한정된 스펙트럼 자원 내에서 복수의 표준을 통합한 통신 시스템을 배치하는 데 도움을 줄 수 있다. 이러한 방식으로, 운영자는 구형의 최종 사용자의 요건에 기초하여 가장 필수적인 서비스를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 스펙트럼 자원을 효과적으로 활용하여 새로운 서비스에 대한 요건 및 브랜드 경쟁력 요건에 기초하여 고효율의 표준 시스템을 가능하게 하여, 스펙트럼 자원의 효율성을 극대화한다.
본 발명의 실시예에서 기지국은 복수의 표준 신호를 전송하고, 복수의 표준은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 동작하는 것임을 유의해야 한다.
본 발명의 기술적 요지와 보호 요점은 다음과 같다:
복수의 표준 시스템의 신호는 동일한 스펙트럼을 완전히 공유할 수 있고, 복수의 표준의 시스템은 동시에 작동할 수 있다.
복수의 표준 시스템이 동시에 작동하는 경우, 표준의 우선순위에 기초하여 가장 높은 우선순위의 표준 시스템의 정상 작동이 보장된다.
복수의 표준 시스템이 동시에 작동하는 경우, 각 표준 시스템은, 간섭의 영향을 감소시키기 위해, 현재 스펙트럼을 사용하는 표준 시스템에 영향을 미치는 대응 데이터 채널 또는 대응 제어/동기 채널을 필터링하거나 차감한다.
현재 공유 자원을 사용하는 표준 시스템은, 다른 표준의 시스템에 대한 영향을 감소시키기 위해, 시간 영역에서 다른 표준 시스템의 신호를 전송하기 위해 위장할 수 있다.
복수의 표준 시스템이 동시에 작동하고 있을 때, 스펙트럼 자원은 현재의 셀/사이트 내의 시스템 간 간섭 및 인접 사이트들 간의 간섭과 함께 스케줄링되고 관리된다.
또한, 본 발명의 실시예에서 제공되는 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 방법 및 장치는 네트워크 측 기지국에서 구현될 수 있거나, 사용자 측 단말에서 구현될 수 있음을 유의해야 한다.
Claims (14)
- 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 방법으로서,
단말에 의해 송신된 네트워크 액세스 요청 메시지를 기지국이 실시간으로 획득하는 단계 - 상기 네트워크 액세스 요청 메시지는 상기 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준, 상기 단말의 액세스 서비스, 및 상기 액세스 서비스의 QoS(Quality of Service)를 포함함 - 와;
상기 기지국이, 상기 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준들에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하는 단계;
상기 기지국이 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 상기 단말에 전송하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 상기 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 상기 단말이 서비스를 액세스하도록 하는 단계;
상기 기지국이, 상기 단말에 의해 제 1 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 1 업 링크 데이터, 및 상기 단말에 의해 제 2 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 2 업 링크 데이터를 개별적으로 획득하는 단계 - 상기 제 1 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원은 상기 제 2 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원과 부분적으로 또는 완전히 중첩됨 - ; 및
상기 기지국이, 상기 제 2 업 링크 데이터에 기초하여 상기 제 1 네트워크 표준을 통해 송신되는 상기 제 1 업 링크 데이터를 포함하는 제 1 신호에 대한 주파수 내 신호 제거(intra-frequency signal cancellation)를 수행하고 상기 제 1 업 링크 데이터에 기초하여 상기 제 2 네트워크 표준을 통해 송신되는 상기 제 2 업 링크 데이터를 포함하는 제 2 신호에 대한 주파수 내 신호 제거를 수행함으로써, 상기 제 1 업 링크 데이터 및 상기 제 2 업 링크 데이터에 대한 간섭 프로세싱을 개별적으로 수행하는 단계
를 포함하는, 스펙트럼 자원 할당 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기지국이, 복수의 상이한 네트워크 표준들의 신호를 상기 단말로 송신하는 단계 - 상기 복수의 상이한 네트워크 표준들의 신호는 동일한 스펙트럼 자원 상에서 동작함 -; 및
상기 기지국이, 상기 동일한 자원 스펙트럼을 통해 상기 단말과 통신하는 단계를 더 포함하는,
스펙트럼 자원 할당 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기지국이, 상기 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준들에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하는 단계는:
상기 단말의 액세스 서비스 및 상기 액세스 서비스의 QoS에 기초하여, 상기 기지국이, 서비스 액세스 동안에 상기 상이한 네트워크 표준들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 개별적으로 획득하는 것; 및
상기 상이한 네트워크 표준들에 의해 점유되는 상기 시간-주파수 자원에 기초하여, 상기 기지국이 상기 스펙트럼 자원을 상기 상이한 네트워크 표준들에 할당하는 것을 포함하는,
스펙트럼 자원 할당 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기지국이, 상기 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준들에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하는 단계는:
상기 기지국이, 상기 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상기 상이한 네트워크 표준들의 네트워크 우선순위를 획득하는 것; 및
상기 기지국이, 상기 네트워크 우선순위의 순서에 기초하여, 상기 상이한 네트워크 표준들에 상기 스펙트럼 자원을 할당하는 것을 포함하는,
스펙트럼 자원 할당 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 단말에 의해 전송된 측정 정보를 상기 기지국이 획득하는 단계;
상기 측정 정보에 기초하여, 상기 단말의 통신 품질이 상기 액세스 서비스의 QoS를 충족시킬 수 없다고 판단된 경우, 상기 기지국이, 상기 네트워크 우선순위에 기초하여, 상기 스펙트럼 자원을 상기 상이한 네트워크 표준들에 할당하는 단계; 및
상기 기지국이, 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 상기 단말로 전송하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 상기 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 상기 단말이 서비스를 액세스하도록 하는 단계를 더 포함하는,
스펙트럼 자원 할당 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 상이한 네트워크 표준들의 네트워크 우선순위를 획득하는 것은,
상기 기지국이, 상기 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준들 각각에 의해 사용되는 스펙트럼 자원의 점수, 액세스 서비스 우선순위의 점수 및 사용자 중요도 인덱스의 점수를 개별적으로 획득하는 것과;
상기 기지국이, 상기 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 가중치, 상기 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 상기 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치를 개별적으로 획득하는 것; 및
상기 기지국이, 상기 스펙트럼 자원의 점수, 상기 액세스 서비스 우선순위의 점수, 상기 사용자 중요도 인덱스의 점수, 상기 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 상기 가중치, 상기 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치에 기초하여, 상기 상이한 네트워크 표준들의 네트워크 우선순위를 계산하는 것을 포함하는,
스펙트럼 자원 할당 방법. - 삭제
- 전체 스펙트럼 공유를 위한 스펙트럼 자원 할당 장치로서,
단말에 의해 송신된 네트워크 액세스 요청 메시지를 실시간으로 획득하도록 구성된 수신기 - 상기 네트워크 액세스 요청 메시지는 상기 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준, 상기 단말의 액세스 서비스 및 상기 액세스 서비스의 QoS(Quality of Service)를 포함함 - 와;
상기 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상이한 네트워크 표준들에 스펙트럼 자원을 동적으로 할당하도록 구성된 프로세서; 및
제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 상기 단말로 송신하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 상기 제 1 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 상기 단말이 서비스에 액세스하도록 구성된 송신기
를 포함하되,
상기 수신기는, 상기 단말에 의해 제 1 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 1 업 링크 데이터, 및 상기 단말에 의해 제 2 네트워크 표준을 통해 송신되는 제 2 업 링크 데이터를 개별적으로 획득하도록 더 구성되고 - 상기 제 1 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원은 상기 제 2 네트워크 표준에 의해 사용되는 스펙트럼 자원과 부분적으로 또는 완전히 중첩됨 - ;
상기 프로세서는, 상기 제 2 업 링크 데이터에 기초하여 상기 제 1 네트워크 표준을 통해 송신되는 상기 제 1 업 링크 데이터를 포함하는 제 1 신호에 대한 주파수 내 신호 제거(intra-frequency signal cancellation)를 수행하고 상기 제 1 업 링크 데이터에 기초하여 상기 제 2 네트워크 표준을 통해 송신되는 상기 제 2 업 링크 데이터를 포함하는 제 2 신호에 대한 주파수 내 신호 제거를 수행함으로써, 상기 제 1 업 링크 데이터 및 상기 제 2 업 링크 데이터에 대한 간섭 프로세싱을 개별적으로 수행하도록 더 구성되는,
스펙트럼 자원 할당 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 송신기는, 복수의 상이한 네트워크 표준들의 신호를 상기 단말로 송신하도록 더 구성되고 - 상기 복수의 상이한 네트워크 표준들의 신호는 동일한 스펙트럼 자원 상에서 동작함 -; 또한
상기 프로세서는 상기 동일한 자원 스펙트럼을 통해 상기 단말과 통신하도록 더 구성되는,
스펙트럼 자원 할당 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 단말의 액세스 서비스 및 상기 액세스 서비스의 QoS에 기초하여, 서비스 액세스 동안에 상기 상이한 네트워크 표준들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 개별적으로 획득하도록 더 구성되고; 또한
상기 프로세서는, 상기 상이한 네트워크 표준들에 의해 점유되는 상기 시간-주파수 자원에 기초하여, 상기 스펙트럼 자원을 상기 상이한 네트워크 표준들에 할당하도록 더 구성되는,
스펙트럼 자원 할당 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 수신기는, 상기 네트워크 액세스 요청 메시지에 기초하여, 상기 상이한 네트워크 표준들의 네트워크 우선순위를 획득하도록 더 구성되고; 또한
상기 프로세서는, 상기 네트워크 우선순위의 순서에 기초하여, 상기 스펙트럼 자원을 상기 상이한 네트워크 표준들에 할당하도록 더 구성되는,
스펙트럼 자원 할당 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 수신기는, 상기 단말에 의해 송신된 측정 정보를 획득하도록 더 구성되고;
상기 프로세서는, 상기 측정 정보에 기초하여, 상기 단말의 통신 품질이 상기 액세스 서비스의 QoS를 충족시킬 수 없다고 판단된 경우, 상기 네트워크 우선순위에 기초하여, 상기 스펙트럼 자원을 상기 상이한 네트워크 표준들에 할당하도록 더 구성되며; 또한
상기 송신기는, 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지를 상기 단말로 송신하여, 대응하는 네트워크 표준을 통해 상기 제 2 네트워크 표준 액세스 지시 메시지에 기초하여, 상기 단말이 서비스에 액세스하도록 하게 더 구성되는,
스펙트럼 자원 할당 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 수신기는, 상기 단말에 의해 지원되는 네트워크 표준들 각각에 의해 사용되는 스펙트럼 자원의 점수, 액세스 서비스 우선순위의 점수 및 사용자 중요도 인덱스의 점수를 개별적으로 획득하도록 더 구성되고;
상기 수신기는, 상기 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 가중치, 상기 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 상기 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치를 개별적으로 획득하도록 더 구성되며; 또한
상기 프로세서는, 상기 스펙트럼 자원의 점수, 상기 액세스 서비스 우선순위의 점수, 상기 사용자 중요도 인덱스의 점수, 상기 스펙트럼 자원의 점수에 대응하는 상기 가중치, 상기 액세스 서비스 우선순위의 점수에 대응하는 가중치 및 사용자 중요도 인덱스의 점수에 대응하는 가중치에 기초하여, 상기 상이한 네트워크 표준들의 네트워크 우선순위를 계산하도록 더 구성되는,
스펙트럼 자원 할당 장치. - 삭제
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