KR20020093328A

KR20020093328A - 시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널스케줄링 방법

Info

Publication number: KR20020093328A
Application number: KR1020010032040A
Authority: KR
Inventors: 황민재
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-16

Abstract

본 발명은 섹터내 전체 평균 수율과 각 사용자의 요구 데이터 전송 속도 값을 기준으로 채널의 할당량을 동적으로 제어하도록 한 CDMA 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 기지국에서 현재 기지국 섹터 내 전체 데이터 트래픽 부하를 계산하여 사용자 트래픽 채널 할당량 계산의 판단 기준으로 사용하고, 상기 기지국에서 각 이동국의 트래픽 특성에 맞추어 각 사용자들의 요구 전송 속도 변화 추세를 트래픽 채널 할당량 계산의 변수로 사용하여, 이동국이 요구하는 데이터 전송 속도를 갖는 채널의 할당량을 제어하여 전체 수율을 높이도록 한다. 즉, 단순하고 쉬운 정보를 이용하여 현재 섹터내 사용자들의 무선 채널 자원 이용 분포 추이를 검토하고, 각 사용자들의 요구 데이터 전송 속도를 근간으로 하여 섹터내 트래픽 부하가 높을 경우 각 사용자들에게 할당되는 데이터 전송 속도를 낮추며, 트래픽 부하가 낮을 경우는 각 사용자들에게 할당되는 데이터 전송 속도를 높이는 방법을 적용하여, 채널을 효율적으로 할당해준다.

Description

시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법{Method for scheduling forward link channel in a CDMA communication system}

본 발명은 CDMA(코드 분할 다중 접속) 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법에 관한 것으로, 특히 섹터내 전체 평균 수율과 각 사용자의 요구 데이터 전송 속도 값을 기준으로 채널의 할당량을 동적으로 제어하도록 한 CDMA 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법에 관한 것이다.

CDMA 동기식 무선 접속 기술은, IS-95A, IS-95B, 표준화가 완료된 IS-2000 Release 0 및 Release A, 그리고 패킷 데이터 서비스만을 위한 1*EV-DO(Evolution Data Only), 음성과 패킷 데이터를 동시에 지원하고 IS-2000과의 호환 및 고속 데이터 서비스를 위한 1*EV-DV(Evolution Data & Voice) 등이 존재한다.

음성 위주의 서비스를 제공하는 IS-95와는 달리 저속 패킷 데이터 서비스를 지원하는 IS-95B, 144Kbps까지의 패킷 데이터 서비스를 지원하는 IS-2000 Release 0 등의 프로토콜의 경우에는 음성 사용자 및 데이터 사용자들을 위한 효율적인 무선 채널 자원 할당 알고리즘이 필요하다.

음성만을 지원하는 IS-95A의 경우, 자원 할당을 위한 알고리즘은 단순하게 구현이 가능하다. 즉, 하나의 이동국이 자원(음성 채널)을 요청할 때, 기지국이 자원을 충분히 보유하고 있을 경우, 순방향 및 역방향 링크에 각각 한 개씩 음성 채널을 할당하고, 채널이 부족할 경우에는 자원을 할당하지 않는 방법을 사용할 수 있다.

반면 음성 및 데이터 서비스가 동시에 제공되는 IS-2000 이후의 무선 프로토콜은 패킷 데이터 서비스 사용자를 위해서 기존의 음성 사용자들에 대한 스케줄링 방법과는 다른 방법으로 스케줄링이 수행되어야 한다. 즉, 데이터 전송 속도가 고속화되고 전송 트래픽도 다양화되면서 서로 다른 패킷 데이터 서비스의 요구사항을 만족시키기 위한 스케줄링 방법이 필요하게 된 것이다.

그러나 기존 CDMA 방식 통신 시스템에서 구현하고 있는 단순한 스케줄링 방법(예를 들어, 주지한 IS-95A의 스케줄링 방법)으로는, 서로 다른 패킷 데이터 서비스들에 대한 요구 사항을 만족하지 못하는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 CDMA 방식 무선 통신 기술에 적용된 단순한 채널 스케줄링 방법을 데이터 전송 속도가 고속화되고 전송 트래픽도 다양화된 무선 통신 시스템에 적용할 경우 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 섹터내 전체 평균 수율과 각 사용자의 요구 데이터 전송 속도 값을 기준으로 채널의 할당량을 동적으로 제어하도록 한 CDMA 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

기지국에서 현재 기지국 섹터 내 전체 데이터 트래픽 부하를 계산하여 사용자 트래픽 채널 할당량 계산의 판단 기준으로 사용하고, 상기 기지국에서 각 이동국의 트래픽 특성에 맞추어 각 사용자들의 요구 전송 속도 변화 추세를 트래픽 채널 할당량 계산의 변수로 사용하여, 이동국이 요구하는 데이터 전송 속도를 갖는 채널의 할당량을 제어하여 전체 수율을 높이고자 한 것이다.

다시 말해 본 발명은, 단순하고 쉬운 정보를 이용하여 현재 섹터내 사용자들의 무선 채널 자원 이용 분포 추이를 검토하고, 각 사용자들의 요구 데이터 전송 속도를 근간으로 하여 섹터내 트래픽 부하가 높을 경우 각 사용자들에게 할당되는 데이터 전송 속도를 낮추며, 트래픽 부하가 낮을 경우는 각 사용자들에게 할당되는 데이터 전송 속도를 높이는 방법을 적용하여, 채널을 효율적으로 할당해준다.

도 1은 일반적인 CDMA 방식 통신 시스템에서 본 발명이 적용되는 시스템의 구성을 보인 블록도이고,

도 2는 시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법을 보인 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4 ..... 기지국

6 ..... 원격 스테이션

10 ..... 기지국 제어기

12 ..... 채널 스케쥴러

20 ..... 데이터 소스

22 ..... 패킷 네트워크 인터페이스

30 ..... PSTN

이하 상기와 같은 기술적 사상을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 CDMA 방식 통신 시스템에서 본 발명이 적용되는 시스템의 구성을 보인 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 기지국 제어기(10)는 패킷망 인터페이스(PIN)(22), PSTN(30) 및 CDMA 망의 모든 기지국들(4)(단순화를 위하여 도 1에는 오직 하나의 기지국만이 도시됨)과 인터페이스한다. 기지국 제어기(10)는 CDMA 망의 원격 스테이션(6) 및 패킷망 인터페이스(22) 및 PSTN(30)에 연결된 모든 다른 사용자들 사이의 통신을 조정한다. PSTN(30)은 표준 전화망(도시 안됨)을 통하여 모든 사용자들과 인터페이스한다.

데이터 소스(20)는 원격 스테이션(6)에 전송될 많은 양의 정보를 포함한다.데이터 소스(20)는 데이터를 패킷망 인터페이스(22)에 제공한다. 데이터 소스(20)는 패킷망 인터페이스(22)로 데이터를 공급한다. 패킷망 인터페이스(22)는 데이터를 수신하여 그 데이터를 선택기 요소(14)에 제공한다. 기지국 제어기(10)는 많은 선택기 요소(14)를 포함하지만, 도 2에는 단순화를 위하여 오직 하나만이 도시되어 있다. 하나의 선택기 요소(14)가 하나 또는 그 이상의 기지국들(4) 및 원격 스테이션(6) 사이의 통신을 제어하기 위하여 할당된다. 만약 선택기 요소(14)가 원격 스테이션(6)에 할당되어 있지 않으면, 이것은 원격 스테이션(6)에 일차 코드 채널이 할당되지 않은 것을 의미하며, 패킷망 인터페이스(22)는 호제어 처리기(16)에게 원격 스테이션(6)을 페이징할 필요성을 알린다. 그러면 호제어 프로세서(16)는 기지국(4)이 원격스테이션(6)을 페이징하도록하며 일차 코드 채널을 원격스테이션(6)에게 할당한다. 원격 스테이션(6)에 일차 코드 채널이 할당되고, 선택기 요소(14)가 할당된 후, 패킷망 인터페이스(22)는 데이터를 데이터 소스(20)로부터 선택기 요소(14)로 전송한다. 선택기 요소(14)는 원격 스테이션(6)으로 전송될 데이터를 포함하는 큐를 유지한다.

채널 스케쥴러(12)는 기지국 제어기(10)내의 모든 선택기 요소들(14)에 연결된다. 채널 스케쥴러(12)는 고속 데이터 전송을 스케줄링하며 순방향 링크에서 고속 데이터 전송을 위하여 사용될 코드 채널들을 할당한다. 할당된 전송율의 스케줄은 선택기 요소(14)에 제공되며, 기지국(4)을 통하여 라우트되고 또한 원격 스테이션(6)으로 전송된다.

선택기 요소(14)는 데이터를 데이터 프레임의 형식으로 기지국(6)으로 보낸다. 여기서 데이터 프레임은 하나의 프레임 타임 내에 기지국(4)으로부터 원격 스테이션(6)으로 전송된 데이터의 양을 의미한다. 만약 데이터 전송이 다수의 코드 채널 상에서 발생하면, 데이터 프레임은 데이터부들(data portions)로 더 분할되며, 각 데이터부는 하나의 일차 또는 이차 코드 채널 상에서 전송된다. 그러므로 하나의 데이터부는 데이터 프레임의 분수이거나 데이터 프레임 전체일 수 있는 데, 이는 사용된 코드 채널들의 수에 따라 다르다. 각 데이터부는 부호화되고 그 부호화된 데이터는 코드 채널 프레임이라고 불린다.

데이터 프레임들은 선택기 요소(14)로부터 채널 요소(40a, 40b)로 보내진다. 채널 요소들(40a, 40b)은 데이터 프레임들을 포맷화하고 생성된 한 세트의 CRC 비트들 및 한 세트의 코드 데이터 비트들을 삽입하고, 데이터를 콘벌루션 부호화하고, 부호화된 데이터를 인터리빙한다. 그리고 채널 요소들(40a, 40b)은 인터리빙된 데이터를 긴 의사잡음(PN) 코드, 월시코드 및 짧은 PN코드를 가지고 확산한다. 확산된 데이터는 전송기(42)에 의하여 업컨버트되고, 필터링된 후 증폭되어 RF 신호를 얻게 된다. RF신호는 순방향 링크에서 안테나(44)를 통하여 공중으로 전송된다.

원격 스테이션(6)에서 RF신호는 안테나(60)에 의하여 수신되며 수신기(62)로 라우트된다. 수신기(62)는 필터링하고, 증폭하고, 다운컨버트하고 RF(64)신호를 양자화하여 디지털화된 베이스밴드 신호를 복조기(64)에게 제공한다. 디지털화된 베이스밴드 신호는 복조기(44)에 의하여 역확산되며 복조기(64)로부터의 복조된 출력은 복호화기(66)로 제공된다. 복호화기(66)는 기지국(4)에서 행해진 신호 처리의 역기능을 수행하는 데, 특히 디인터리빙, 콘벌루션 복호화 및 CRC 체크 기능을 수행한다. 복호화된 데이터는 데이터 싱크(68)로 제공된다. 전술한 바와 같이 하드웨어는 CDMA 네트워크를 통한 데이터 및 음성 통신 전송을 지원한다.

이와 같이 구성된 본 발명이 적용되는 CDMA 방식 통신 시스템을 참조하여, 이하 본 발명에 의한 시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법을 설명한다.

먼저 본 발명은 기지국이 수행하는 순방향 링크 스케줄링에서, 섹터 전체 평균 수율과 각 사용자들의 평균 요구 데이터 전송 속도를 근거로 하는 스케줄링을 수행하여 복잡도를 최소화하는 측면에서 높은 효율을 제공하도록 한다.

즉, 본 발명은 단순하고 사용하기 용이한 정보를 이용하여 현재 섹터내 사용자들의 무선 채널 자원의 이용 분포 추이를 검토하고, 각 사용자들이 요구하는 데이터 전송 속도를 근간으로 하여 섹터내 트래픽 부하가 높을 경우 각 사용자들에게 할당되는 데이터 전송 속도를 낮추며, 트래픽 부하가 낮을 경우는 각 사용자들에게 할당되는 데이터 전송 속도를 높이도록 한다.

첨부한 도면 도 2는 상기와 같은 기술적 사상을 전제로한 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 채널 스케쥴러(도1의 12)는, 스케쥴링시 i번째 프레임에서 현재 섹터내 전체 평균 수율()을 계산하는 단계(S101)와, 상기 계산한 평균 수율과 미리 설정된 기준 수율()을 비교하는 단계(S102)와, 상기 비교결과에 대응하여 i번째 프레임 스케쥴링시 사용되는 파라미터를 산출하는 단계(S103,S104)와, 각 사용자가 요구하는 데이터 전송 속도와 이전 프레임에서의 데이터 전송 속도를 비교하는 단계(S105)와, 상기 비교 결과에 대응하여 각 사용자의 데이터 전송 할당 슬롯 수를 산출하는 단계(S106, S107)와, 상기 산출한 데이터 전송 할당 슬롯 수를 해당 사용자에게 할당해주는 단계(S108)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 단계 S101에서 채널 스케쥴러(도1의 12)는, 스케쥴링시 i번째 프레임에서 현재 섹터내 전체 평균 수율()을 계산한다.

그리고 단계 S102에서 상기 계산한 현재 섹터내 전체 평균 수율()과 미리 설정된 기준 수율()을 비교한다.

상기 비교 결과 상기 계산한 현재 섹터내 전체 평균 수율이 미리 설정된 기준 수율보다 작을 경우에는, 단계 S103으로 이동하여 사용자 k의 i번째 프레임 스케쥴링시 사용되는 파라미터인를 산출한다. 즉, 상기는 이전 프레임에서의 파리미터 값인보다만큼 큰 값으로 설정된다.

또한, 상기 비교 결과 상기 계산한 현재 섹터내 전체 평균 수율이 미리 설정된 기준 수율 보다 클 경우에는, 단계 S104로 이동하여 사용자 k의 i번째 프레임 스케쥴링시 사용되는 파라미터인를 산출한다. 즉, 상기는 이전 프레임에서의 파리미터 값인보다만큼 작은 값으로 설정된다.

이를 종합적으로 설명하면 아래의 [수학식1]과 같다.

단,

여기서 상기 단계 S102 내지 S104는 순방향 링크 스케줄링 방안중 섹터내 전체 평균 수율을 근거로 각 사용자의 데이터 전송 속도를 동적으로 제어하기 위한 과정의 일부분이다.

다음으로, 단계 S105에서는 사용자 k의 이전 2개의 프레임에서의 요구 데이터 전송 속도()와 이전 2개의 프레임에서의 사용자 요구 데이터 전송 속도()를 비교한다.

이러한 비교는 순방향 링크 스케줄링 방안 중 각 사용자의 요구 데이터 전송 속도 추이를 근거로 각 사용자의 데이터 전송 속도를 동적으로 제어하기 위한 과정중의 하나이다.

한편, 상기 비교 결과 상기 사용자 k의 요구 데이터 전송 속도()가 이전 2개의 프레임에서의 사용자 요구 데이터 전송 속도()보다 크거나 같을경우, 단계 S106으로 이동하여 아래와 같은 [수학식2]에 의거 할당 슬롯 수()를 산출하고, 이와는 달리 상기 사용자 k의 요구 데이터 전송 속도()가 이전 2개의 프레임에서의 사용자 요구 데이터 전송 속도()보다 작을 경우에는 단계 S107로 이동하여 아래와 같은 [수학식3]에 의거 할당 슬롯 수를 산출한다.

이면,

즉, 사용자 k의 이전 2개의 프레임에서의 요구 데이터 전송 속도가 증가하거나 동일할 경우, 사용자에게 할당되는 슬롯 수는 상기 계산된 파라미터를 더해주어 슬롯 수를 산출하고, 사용자 k의 이전 2개의 프레임에서의 요구 데이터 전송 속도가 감소했을 경우에는 사용자에게 할당되는 슬롯 수는 상기 계산된 파라미터와는 무관하게 이전 할당 슬롯 수와 동일하게 슬롯 수를 산출한다.

즉, 상기 단계 S106 및 단계 S107은 순방향 링크 스케줄링 방안 중 각 사용자의 데이터 전송 할당 슬롯 수를 이전 할당 슬롯 수와 비교하여 증감을 동적으로 제어하기 위한 과정이다.

그런 후 단계 S108에서 순방향 링크를 통해 사용자에게 상기 산출한 할당 슬롯 수만큼 슬롯을 할당해준다.

이상에서 상술한 본 발명 "시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링 방법"에 따르면, 섹터 전체 평균 수율과 각 사용자들의 평균 요구 데이터 전송 속도를 근거로 순방향 링크 채널 스케줄링을 수행함으로써, 종래의 기술에 비해 복잡도를 최소화할 수 있으며, 높은 효율을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims

채널 스케쥴러와 선택 엘리먼트 및 통화 제어 프로세서로 이루어진 기지국 제어기, 복수개의 채널 엘리먼트와 전송기로 이루어진 기지국, 상기 기지국과 무선으로 음성 및 데이터를 송,수신하는 원격 스테이션으로 이루어진 CDMA 방식 이동통신 시스템에서 상기 기지국 제어기내 채널 스케쥴러의 순방향 링크 채널 스케줄링 방법에 있어서,

상기 스케쥴링시 특정(i번째) 프레임에서 현재 섹터내 전체 평균 수율()을 계산하는 제1단계와;

상기 계산한 평균 수율과 미리 설정된 기준 수율()을 비교하는 제2단계와;

상기 제2단계의 비교결과에 대응하여 특정(i번째) 프레임 스케쥴링시 사용되는 파라미터를 산출하는 제3단계와;

각 사용자가 요구하는 데이터 전송 속도와 이전 프레임에서의 데이터 전송 속도를 비교하는 제4단계와;

상기 제4단계의 비교 결과에 대응하여 각 사용자의 데이터 전송 할당 슬롯 수를 산출하는 제5단계와;

상기 산출한 데이터 전송 할당 슬롯 수를 해당 사용자에게 할당해주는 제6단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향링크 채널 스케줄링 방법.
제1항에 있어서, 상기 제3단계의 파라미터 산출은 아래와 같은 (수학식1)에 의거 산출하는 것을 특징으로 하는 시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링방법.

(수학식1)

단,
제1항에 있어서, 상기 제5단계의 할당 슬롯 수 산출은 아래와 같은 (수학식2)에 의거 산출하는 것을 특징으로 하는 시디엠에이 방식 통신 시스템에서 순방향 링크 채널 스케줄링방법.

(수학식2)

이면,

이면,