KR20050032796A - 셀룰라 무선 패킷망에서 부하량 제어를 통한 망용량 증대방법 - Google Patents

셀룰라 무선 패킷망에서 부하량 제어를 통한 망용량 증대방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 복수의 기지국들과 복수의 단말기들이 패킷 데이터로 통신하는 셀룰라 무선 패킷망에서 전송하고자 하는 데이터들을 하나 이상의 슬롯으로 구성된 프레임에 매핑하여 전송하는 방법에 있어서, 상기 전송 프레임을 하나 이상의 슬롯들로 구성된 복수의 전송 그룹들로 분할하는 과정과, 상기 각 전송 그룹마다 할당되는 데이터의 부하량을 차등 적용하여 상기 전송 프레임을 구성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

셀룰라 무선 패킷망에서 부하량 제어를 통한 망용량 증대 방법{METHOD FOR CONTROLLING THE LOADING TO INCREASE SYSTEM THROUGHPUT IN WIRELESS PACKET CELLULAR NETWORK}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 셀룰라 무선 패킷망에서 망용량을 증대시키는 방법에 관한 것이다.
현재 이동통신 기술의 발달과 사용자의 다양한 서비스에 대한 욕구로 인하여 고속의 셀룰라 무선 패킷 서비스에 대한 요구가 매우 높아지고 있다. 이에 따라 상기 셀룰라 무선 패킷 시스템에서는 한정된 주파수 자원으로써 보다 많은 데이터의 전송을 가능하게 할 수 있는 방법들이 연구되고 있다.
한편, 상기 셀룰라 시스템에서 단위 면적당 채널수를 증가시키는 방법으로 셀반경을 줄이는 방법 외에 '주파수 재사용 계수'를 조절하는 방법이 있다. 상기 주파수 재사용 계수란 셀룰라 시스템에서 주파수 효율이 얼만인지를 나타내는 데 사용하는 파라미터로서, 전체 주파수 대역을 몇 개의 셀에 나누어 주는가를 나타낸다.
예컨대, 주어진 총 채널의 수를 7개로 나누고, 상기 7개의 나누어진 통화 채널들을 각각 7개의 셀에 나누어줄 경우 상기 주파수 재사용 계수는 7이 된다. 이때, 상기 각기 다른 주파수가 할당된 7개의 셀의 묶음을 셀 클러스터라 한다. 따라서, 상기 주파수 재사용 계수는 상기 셀 클러스터에 포함된 셀의 수를 말한다고 할 수 있다.
도 1은 여러가지 경우의 주파수 재사용 계수를 갖는 셀 클러스터의 모양을 보여주고 있다. 상기 도 1에서와 같이 셀 모양을 정육각형으로 가정하여 셀 클러스터의 셀수, 즉 주파수 재사용 계수가 3, 4, 7인 경우에 대해서 전방향셀(Omni-directional Cell)인 경우와 3 섹터셀(Sectored Cell)인 경우에 대해서 셀 클러스터의 셀배치 모양을 보여주고 있다. 상기 도 1의 (a), (b) 및 (c)는 전방향 셀에 대한 셀배치 모양을 나타내며, (d), (e) 및 (f)는 섹터셀인 경우의 셀배치를 나타낸 것이다.
여기서, 상기 전방향셀이란 기지국이 셀의 가운데 위치하여 수평 방향으로 360도 전방향으로 전자파를 송신하는 안테나를 사용하여 서비스하는 셀을 말하며, 섹터셀이란 기지국이 어떤 특정 방향으로 전자파를 송신하는 안테나를 사용하여 셀을 여러 개의 섹터로 분할하고, 각각의 섹터마다 서로 다른 안테나와 무선(RF; Radio Frequency) 장비를 사용하는 기지국으로, 상기 전방향셀에 비하여 간섭을 제어하기가 쉽고, 안테나 이득이 커서 하나의 기지국으로 서비스할 수 있는 면적이 상기 전방향셀에 비해서 넓다는 이점이 있다.
각각의 주파수 재사용 계수를 산출하기 위하여, 상기 도 1에서의 각 예들에 500개의 통화 채널을 가지고 셀당 할당할 수 있는 통화 채널수를 계산해 보면, 재사용 계수 N= 3인 경우는 500/3=166개, N=4인 경우는 500/4=125개, N=7인 경우에는 71개, N=12인 경우는 42개로, 주파수 재사용 계수가 작아질수록 각 셀에 배정할 수 있는 통화 채널수가 많아진다는 것을 알 수 있다. 즉, 가능하면 주파수 재사용 계수를 작게하면 셀당 할당할 수 있는 통화 채널수가 증가하여 단위 면적당 채널수가 증가한다는 것을 알 수 있다.
상기 셀 구조들 중에 주파수 재사용 계수가 7이 경우의 예로서 도 2에서는 같은 주파수를 재사용하는 셀을 나타내고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 인접셀에 대해서는 간섭을 고려하여 동일한 주파수를 사용하지 않으며, 상기 도 2와 같이 이격된 셀에서 동일한 주파수를 재사용하게 된다. 즉, 상기 도 2는 하나의 셀 클러스터당 7개의 주파수를 사용하는 주파수 재사용 계수가 7일 때의 셀 구조를 나타내고 있다.
한편, 상기 주파수 재사용 계수가 작아지면 상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 같은 주파수를 사용하는 셀이 가까워지기 때문에 서로의 간섭량이 증가하므로 무조건 주파수 재사용 계수를 줄일 수만은 없다.
상기 주파수 재사용 계수는 주변의 전파환경에도 영향을 받지만, 가장 큰 결정 요인은 이동통신 시스템이 요구하는 최소 신호대 간섭비(C/I)이며, 상기 이동통신 시스템이 요구하는 최소 신호대 간섭비(C/I)가 크면 클수록, 같은 주파수 채널을 사용하는 셀을 멀리 떨어지게 하여 서로의 간섭을 줄여야 한다. 반면, 상기 최소 신호대 간섭비(C/I)가 작으면, 간섭이 어느정도 증가하여도 되므로 상기 주파수 재사용 계수를 줄여서 같은 주파수를 사용하는 셀이 조금 가까워져도 신호를 복구할 수 있게 된다.
한편, 상기 주파수 재사용 계수에 따른 간섭량의 변화를 육각형 형태의 전방향 셀에 대해서 살펴보면, 하기 <수학식 1>과 같이 됨을 알 수 있다.
상기 <수학식 1>에서 D는 거리를 나타내며, R은 셀반경을 나타낸다. 상기 <수학식 1>을 참조하면 육각형 형태의 전방향 셀을 가정할 경우, 셀 반경과 같은 주파수를 사용하는 셀 사이의 거리는 주파수 재사용 계수의 함수임을 알 수 있다. 따라서, 상기 <수학식 1>을 적용하면 셀 반경이 2km인 셀의 주파수 재사용 계수가 7인 경우 같은 주파수를 사용하는 셀과의 간격이 9.2km라는 결과가 나온다.
한편, 일반적으로 흔히 사용되는 3 섹터셀을 기준으로 주파수 재사용 계수에 따른 셀 사이의 간격을 예를 살펴보면 도 3과 같다.
상기 도 3을 참조하면, 셀 사이의 간격은 셀반경에 비해서 몇 배인가로 나타내는 것이 바람직하다. 상기와 같은 이유는 전자파의 크기가 작아지는 가장 큰 원인이 거리이기 때문이다. 상기 도 3과 같이 3 섹터 셀이 분포하고 있을 경우, 같은 주파수를 사용하는 셀사이의 거리는 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
상기 <수학식 2>에서 N은 주파수 재사용 계수를 나타내며, D는 거리, R은 셀반경을 나타낸다. 상기 <수학식 2>에 따르면, 이동통신 시스템에서 신호복구에 필요한 시스템(기지국 또는 단말기)의 신호대 잡음비(C/I 또는 Eb/No)를 작게 설계하여, 주파수 재사용 계수를 줄이는 것이 채널 용량 증가에 크게 기여할 수 있음을 알 수 있다.
통상적으로, 디지털 방식의 셀룰라가 아날로그 방식의 셀룰라보다 용량이 크며, 주어진 주파수 대역으로 제공할 수 있는 통화 채널수만 비교해 볼때, 상술한 예를 다시 적용해보면, 15MHz 주파수 대역폭인 경우 아날로그 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 시스템에서는 통화 채널수가 500개이고, 디지털 방식인 GSM(Global System for Mobile Telecommunication)은 600개로, 총 통화 채널수만 비교하면 용량 차이가 1.2배가 됨을 알 수 있다.
그러나, 상기 AMPS 시스템의 경우에는 S/N비가 18dB 이어서, 주파수 재사용 계수를 7로 적용하고, GSM의 경우는 S/N비가 6dB로 주파수 재사용 계수를 4로 적용할 수 있다. 따라서, 결국 상기 GSM 방식이 AMPS 방식에 비해서 용량이 2배 이상임을 알 수 있다.
한편, CDMA 방식의 경우 이론적인 주파수 재사용 계수는 1이고, 실제의 경우에도 1/0.6 정도이므로 다른 무선 접속 방식(예컨대, 아날로그인 AMPS, TDMA(Time Division Multiple Access) 방식 또는 디지털 방식인 GSM 방식)에 비하여 각각 이론적으로는 주파수 재사용 계수만을 고려할 때 아날로그에 비해서 4배, TDMA 방식에 비해서 2 내지 2.4배 차이가 난다. 즉, 상기 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식이 다른 무선 접속 방식에 비해서 채널 용량이 가장 큰 이유가 상기 CDMA의 주파수 재사용 계수에 있음을 알 수 있다.
따라서, 셀룰라 시스템의 주파수 자원 사용 효율성을 높이기 위해서는 주파수 재사용 기법을 잘 활용하여야 한다. 즉, 상기 주파수 재사용 기법은 상술한 바와 같이 셀룰라 시스템의 특정 셀/섹터에서 사용한 주파수를 시스템 내 다른 셀/섹터에서 다시 사용하는 기법을 의미하며, 주파수 재사용률은 같은 주파수를 사용하는 셀/섹터간 이격을 의미한다.
한편, 상기 주파수 재사용률은 특정 셀룰라 시스템이 특정 전송 조건에서 동작하기 위해 필요한 수신 품질(신호대 간섭 잡음비; C/I)에 의해 결정될 수 있다. 특히, 같은 주파수를 모든 셀/섹터에서 사용하는 주파수 재사용률이 '1'인 시스템은 시스템 용량, 시스템의 설치 용이성 면에서 이득을 갖는다.
기존의 셀룰러 시스템에서는 사용자수의 증가를 위해 사용 가능한 대역/시간을 여러 개로 분할하는 방법들이 많이 사용되었다. 상기와 같은 시스템에서 고속의 패킷 서비스를 제공하기 위해서는 분할된 다수의 자원에 동시에 접근하여야 하고 이로 인한 비용이 증가하여 적절한 서비스 제공이 어렵게 된다. 따라서, 고속 무선 패킷 서비스를 제공하기 위해 광대역(자원)에 대한 사용자 접속이 가능하도록 하여야 한다.
한편, 상기 주파수 재사용률 '1'인 시스템의 신호대 간섭 잡음비는 수신 단말기의 위치에 의존한다. 따라서, 셀/섹터 경계지역 또는 음영 감쇄 지역 등에 있는 단말기의 경우 매우 낮은 신호대 간섭 잡음비를 겪게 된다. 또한, 기지국 인근의 수신 단말기의 경우 상대적으로 높은 신호대 간섭 잡음비를 겪게 된다.
그러나, 상기와 같이 주파수 재사용률이 상기 신호대 간섭 잡음비에 의존하고 있음에도 불구하고 동일 셀 내의 다른 신호대 간섭 잡음비들을 가지는 다수의 단말기들에 대하여 동일한 주파수 재사용률을 적용하는 것은 전체 시스템 측면에서 비효율적이라는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 셀룰라 무선 패킷망에서 전송 프레임 내의 부하량을 조절하여 망용량을 증대시키는 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 복수의 기지국들과 복수의 단말기들이 패킷 데이터로 통신하는 셀룰라 무선 패킷망에서 전송하고자 하는 데이터들을 하나 이상의 슬롯으로 구성된 프레임에 매핑하여 전송하는 방법에 있어서, 상기 전송 프레임을 하나 이상의 슬롯들로 구성된 복수의 전송 그룹들로 분할하는 과정과, 상기 각 전송 그룹마다 할당되는 데이터의 부하량을 차등 적용하여 상기 전송 프레임을 구성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 복수의 기지국들과 복수의 단말기들이 패킷 데이터로 통신하는 셀룰라 무선 패킷망에서 전송하고자 하는 데이터들을 하나 이상의 슬롯으로 구성된 프레임에 매핑하는 방법에 있어서, 복수의 단말기들에게 전송하고자 하는 사용자 패킷 데이터들을 상기 각 단말기들의 전송 품질에 따라 정렬하는 과정과, 상기 정렬된 패킷 데이터들 중에서 최소 전송 품질을 가지는 단말기에 대한 패킷들부터 상기 프레임 내의 기 정해진 소정의 시간 슬롯에 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명에서는 셀룰러 무선 패킷 시스템에서 동일 셀 내에 속하고 신호대 잡음비가 다른 다수의 단말기들에 대해 각각 다른 주파수 재사용률을 적용함으로써 시스템 효율을 향상시키는 방법을 제안한다.
상기 본 발명에 따른 방법을 시스템 효율 향상에 반영하기 위해서 각 사용자별 위치(또는 신호대 간섭 잡음비)에 따라 주파수 재사용률을 조절하는 방법을 고려해볼 수 있다. 특히, 광대역 셀룰라 무선 패킷망의 경우 특정 단위 시간 동안 자원의 할당량을 조절하여 간섭량을 제어할 수 있다. 즉, 특정 단위시간에 서로 간섭을 주는 송신측(예컨대, 기지국)의 자원 할당량(예컨대, 부하량)을 조절하여 셀/섹터간 간섭을 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 신호대 간섭 잡음비에 따른 자원의 시간 선택적 할당을 나타낸 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 낮은 신호대 간섭 잡음비(420)를 겪는 수신 단말기들에 대해서는 특정 단위시간(예컨대, 1 프레임 내의 소정의 슬랏 구간들) 동안 낮은 부하(자원)를 할당(440)하고, 높은 신호대 간섭 잡음비(400)를 겪는 수신 단말기들에 대해서는 상기 낮은 부하를 할당한 시간과 다른 특정 단위시간 동안 많은 부하(자원)를 할당(430)한다. 또한, 중간 정도의 신호대 간섭 잡음비(410)를 갖는 단말기들에 대해서는 상기 할당한 시간들과 또 다른 시간동안 중간 정도의 부하(자원)를 할당한다. 이렇게 상기와 같은 과정을 통하여 전체 시스템 효율을 개선할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 개념을 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식에 적용할 경우, 상기 TDMA 시간프레임을 전용구간과 공용구간으로 나누어 각각 차등의 부하량을 할당할 수 있다. 즉, 전용 구간에서는 상호간섭을 일으키는 송신기중 하나의 송신기만 송신하여 간섭의 양을 최대한 억제하고, 공용구간에서는 둘 이상의 송신기가 동시에 같은 자원(시간 단위)을 사용할 수 있도록 허용한다. 이러한 방법의 목적은 신호대 간섭 잡음비가 나쁜 단말기들과 좋은 단말기들이 각각 전용구간과 공용구간을 적절히 사용하여 전송품질을 향상시키는 데 있다.
또한, 상기 본 발명의 개념을 기지국과 단말이 모두 지향성 안테나를 사용하는 섹터 방식의 TDMA 고정 무선 패킷망에 상술한 간섭량(또는 부하량)조절 방법에 적용할 수 있다.
상기 방법을 보다 구체적으로 설명하면, 전용구간 없이 공용구간을 서로 다른 부하량을 갖는 정수개의 구간으로 나누어 사용하며, 새로 망에 들어온 단말기 또는 기존 단말기들에 대하여 각 기지국은 각 구간별로 정해진 순서에 따라 훈련신호를 전송한다. 상기 기지국과 단말기가 모두 지향성 안테나를 사용하는 섹터 방식 고정망의 특성을 고려하여 같은 셀 내의 각 섹터 기지국만 훈련신호 전송에 참여하고 다른 셀로부터의 간섭은 별도로 고려하지 않는다. 각 단말기는 상기 훈련 신호로부터 각 구간 동안의 전송품질을 측정하고 전송허용 구간 범위를 결정한다.
각 단말기에 대한 패킷 전송은 전송할 패킷이 발생한 경우 상기와 같이 미리 결정된 전송허용 구간 동안에만 이루어진다. 이러한 구간의 분할을 통하여 보다 효율적인 전송이 가능하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 보다 개선된 방법으로서, 상기와 같은 셀룰라 무선 패킷망에서 하나의 전송프레임을 다수개의 시간단위로 나누고 수신 단말기들의 위치 또는 간섭량에 따라 서로 다른 시간 단위로 전송하도록 구현될 수 있다. 특히, 상기 간섭량에 따라 할당되는 자원의 양을 다르게 하며 전 기지국 송신기의 자원 할당 경향을 동일하게 하여 다중셀 환경에서 전송 효율을 높일 수가 있다. 또한, 기지국별 조율 과정을 구현함에 있어 매우 간단히 구현 가능한 특징을 가진다.
이하, 상기 본 발명에 따른 방법을 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 MAC 계층에서의 프레임 생성 방법을 나타낸 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상위 계층으로부터 전달(501)된 사용자 데이터(또는, 제어 정보)는 MAC(Media Access Control) 계층(519)에서 개별 큐(Queue; 503 내지 507))를 통해 스케쥴러(Scheduller)로 전달된다. 상기 스케쥴러 내부의 자원 할당기는 설계 목적에 따라 전달된 데이터의 전송 순서 및 이를 위한 자원 할당(513)을 계획/실행한다. 이때, 상기 자원 할당은 다수의 개별 큐를 통해 입력되는 전송하고자 하는 데이터들을 상술한 바와 같이 본 발명에 따라 각 단말기와 기지국간의 신호대 간섭 잡음비를 고려하여 간섭이 분포되도록 함으로써 자원을 할당한다.
상기와 같이 자원 할당된 데이터는 논리적인 프레임으로 만들어져(515) 물리 계층(521)에 전달되고, 상기 물리 계층은 이를 셀룰라 패킷망에 적합한 전송 신호로 만들어 전송한다. 예컨대, 상기 물리 계층에서는 FEC(Forward Error Correcting) 또는 변조 등을 수행(517)하고, RF 처리하여 전송한다.
한편, 본 발명에 따라 상기 논리적 프레임 생성 블록(515)을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 논리적 프레임 생성 블록(515)은 수신 단말기들의 간섭 신호 분포 또는 이에 상응하는 분포를 이용하여 프레임 내 시간 단위별로 자원을 적절히 위치시켜 궁극적으로 다른 셀에 대한 간섭량, 즉 부하를 제어(511)한다. 즉, 상기 도 7의 간섭 분포 블록(509)에서는 수신 단말기들의 간섭 신호 분포를 확인하고, 상기 간섭 신호 분포 정보를 통해 부하 제어 블록(511)에서 상기 각 단말기별로 간섭량에 따라 차등적으로 부하가 할당되도록(예컨대, 다른 셀로부터의 간섭량이 큰 경우 낮은 부하가 할당되도록) 제어한다. 따라서, 상기 자원 할당 블록(513)에서는 간섭 분포 정보에 따라 각 단말기별로 데이터 전송을 위해 자원을 할당하고, 상기 자원 할당된 데이터들을 본 발명에 따라 부하 제어 블록(511)에 의해 프레임별로 부하가 차등 적용되도록 소정의 프레임에 매핑함으로써 논리적 프레임을 생성한다.
특히, 상기와 같은 간섭량의 제어가 전 기지국에서 동시에 이루어 질 경우 다른 셀에 의한 간섭의 양 또한 제어된다. 본 발명은 우선 하향 링크에 대하여 설명되나 상향링크에 대해서도 동일하게 적용 가능함은 자명하다.
이하, 상술한 방법에 따라 실제 전송 프레임에 자원이 할당되는 예들을 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰라 무선 패킷망에서 셀 구성을 나타낸 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 본 발명이 적용되는 셀룰라 무선 패킷망에서 기지국, 섹터, 셀을 도시된 바와 같이 배치할 수 있다. 상기 기지국은 각 6각형 셀의 중앙에 위치하고 섹터의 개수에 따라 방향성을 가지고 신호를 전송한다. 상기 도 6의 (a)는 상기 6각형 셀이 다수개 모여 있는 구성을 나타내며, 상기 각 셀에 표시된 c 값은 상기 각 셀들을 구별하기 위한 변수이다.
또한, 상기 도 6의 (b) 및 (c)는 개별 셀이 3개 또는 6개의 섹터로 분할된 모습을 보여준다. 상기 도 6에 도시된 3 또는 6개의 섹터 분할외에도 어떠한 개수의 섹터 분할에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 상기 도 6의 (b) 및 (c)에서는 상기 각 셀의 번호는 변수 c={1,2, ..., C}에 따라, 상기 각 셀 내 각 섹터의 번호를 변수 s={1, ..., S}를 사용하여 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 S는 한 셀 내 섹터의 총 개수이다. 이하, 설명에서 상기 변수 c 및 s는 개별 셀 및 섹터를 구분하는 변수로 사용된다.
특히, 본 발명은 상술한 CDMA 시스템에서와 같이 셀룰라 무선 패킷망에서 같은 주파수가 바로 인접한 섹터 및 셀에서 사용되는 시스템(즉, 주파수 재사용률 '1'인 시스템)을 고려한다. 이때, 하나의 기지국 신호가 인접 셀 및 섹터에 주는 간섭량은 해당 신호에 할당된 자원의 양으로 제어된다. 상기 방법에 대해서는 후술하기로 한다. 한편, 동일한 주파수가 멀리 떨어진 셀 및 섹터에서만 사용될 경우(즉, 주파수 재사용률이 '1'이 아닐 경우)에도 본 발명을 적용할 수 있음은 자명하다. 또한, 설명의 편의상 본 발명에서는 셀룰라 무선 패킷망에서 신호의 전송이 프레임 단위로 이루어짐을 전제하여 설명한다. 하지만, 상기 프레임의 길이를 무한히 증가시킴으로써 상기 조건은 일반화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임의 논리적 구조를 나타낸 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 셀룰라 패킷망에서는 하나의 전송 프레임(700)이 다수개의 사용자 패킷(물리적 burst)(710 내지 780)으로 구성될 수 있다. 상기 도 7에서 가로축은 시간축을 나타내며 세로축은 할당 가능한 자원을 나타낸다. 예컨대, 본원 발명이 FDMA(또는 OFDMA) 시스템에 적용될 경우 상기 자원은 주파수(또는 부반송파(서브캐리어; subcarrier))가 될 수 있으며, CDMA 시스템에 적용될 경우 상기 자원은 직교 코드가 될 수 있다.
특히, 상기 데이터 패킷망의 특성상 다수의 사용자들에 대한 각 패킷들은 상기 프레임(700)의 일부만을 점유하게 된다. 상기와 같은 프레임 내에서의 패킷의 점유는 곧 물리적으로 발생된 신호의 크기에 영향을 주게 되며, 상기 물리적인 신호는 인접한 셀 및 섹터에 간섭으로 작용하게 된다.
즉, 상기 도 7에서 사용자 1(710), 사용자 2(720), 사용자 3(730) 및 사용자 4(740)가 점유하고 있는 프레임 내 시간 단위는 가용한 모든 시간-자원 영역내의 자원을 정보 전송에 사용한다. 반면, 사용자 5(750)가 점유하고 있는 프레임 내 시간 단위는 일부의 자원만 할당되고, 나머지 자원에는 할당이 되지 않은 상태이다. 상술한 두 시간 영역에서 인접 셀 및 섹터에 주는 간섭의 양은 서로 다르게 된다. 또한, 사용자 6 내지 사용자 N(760 내지 780)해서도 각각 전송하고자 하는 데이터량에 따라 상기 시간-자원 영역내에서의 소정의 자원을 할당받는다.
이와 같이 다수의 사용자 패킷이 하나의 프레임 내에 다중화되고 이에 따라 프레임 내 시간 단위별 할당 자원의 양이 달라질 수 있는 예는 셀룰라 무선 패킷망에서 흔히 발생할 수 있다. 즉 TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access) 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 등의 다중 사용자 기법을 사용하는 무선 패킷망에서 시간, 코드, 주파수(부반송파) 및 시간 등의 할당에 따라 상기 도 7과 같은 전송 프레임의 구조가 생성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 개별 사용자 및 프레임의 전송 정보량을 나타낸 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 각 프레임 단위로 다수의 사용자들(810 내지 840) 각각이 전송해야 하는 정보의 변화 및 이를 수용하기 위해 매 프레임에서 전송해야 될 총 정보의 양(800)을 도식적으로 보여준다. 상기 도 8에 도시된 바와 같이 개별 사용자의 전송 정보(traffic)양은 매 프레임 마다 변할 수 있다. 따라서, 매 프레임마다 전송해야 할 전체 전송 정보량 또한 시간 또는 개별 섹터 및 셀 마다 다르다. 특히, 본 발명에 따른 스케쥴링 방법은 이러한 개별 사용자들의 전송 정보 요구량, 수신 단말기의 신호대 간섭 잡음비 및 QoS(Quality of Service)등을 고려하여 프레임 별 전송 정보량을 결정하고 자원을 할당한다.
한편, 스케쥴러에서 프레임에 할당할 수 있는 자원은 해당 셀룰라 무선 패킷망의 물리계층 전송 기법에 따라 다르다. 예컨대, 상술한 바와 같이 TDMA 시스템의 경우 시간을, CDMA 시스템의 경우 코드를, OFDMA 시스템의 경우 시간 및 주파수(부반송파)를 할당할 수 있는 자원으로 고려할 수 있다. 본 발명에서는 일반적인 셀룰라 무선 패킷망을 고려하므로 할당 자원의 종류에 관계 없이 시간, 코드, 주파수 및 전력 등 시스템에 주어진 모든 자원들의 할당에 적용 가능하다.
상기 스케쥴러는 한 프레임 동안 전송해야 될 정보량을 결정하고 해당하는 자원을 할당한다. 이하, 상기 하나의 프레임에 할당된 자원의 프레임내 평균을 Lc,s라 하며, 상기 Lc,s를 본 발명에서는 부하(loading)량이라고 정의한다. 상기 부하량은 상술한 바와 같이 프레임당 할당된 자원의 양에 의해 결정된다. 또한, 상기 부하량은 다른 셀 및 섹터에서 간섭량으로 작용하게 되며, 결과적으로 상기 할당된 자원양이 다른 셀 및 섹터에서 간섭량이 되는 것이다. 실제로 상기 Lc,s는 매 프레임 마다 바뀔 수 있으며, 상술한 바와 같이 프레임의 길이를 충분히 연장할 경우 시간적 변화는 무시할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임의 물리적 구조를 나타낸 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 상술한 도 8의 논리적 전송 프레임은 해당 셀룰라 무선 패킷망의 무선 접속 규격에 의하여 물리 프레임으로 매핑된다. 상기 하나의 물리 프레임은 길이가 T이고, 상기 한 프레임은 Ts 길이의 N개의 물리 시간단위(time slot)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 하나의 물리 시간단위는 물리계층의 처리과정이 진행되는 최소 단위를 의미한다. 예컨대, 채널코딩이 이루어지는 최소단위를 상기 물리 시간단위로 정의할 수 있다. 이때, 특정 사용자 패킷이 논리적 프레임 내에서 점유한 시간 단위가 물리적 구조의 상기 물리 시간단위로 대응될 수 있다. 즉, 다수의 사용자들(910 내지 980)에 대한 전송될 데이터들은 각각 본 발명에 따라 상기 프레임내의 물리 시간단위(990)에 매핑될 수 있다.
한편, 이하 상기 본 발명에 따라 셀룰러 무선 패킷망에서 자원을 할당하는 방법을 각 진행 단계별로 구체적으로 설명한다.
<단계 A : 부하량 제어 단계>
본 발명은 스케쥴러에 의해 할당된 부하량(Lc,s)의 프레임 내 분포를 제어하고 이를 통하여 시스템 용량 측면에서 이득을 얻는 것을 목적으로 한다. 따라서, 한 프레임내의 서로 다른 시간 단위에 대하여 서로 다른 부하량을 할당하면서 전체 부하량은 프레임에 할당된 부하량이 되도록 한다. 또한, 바람직하게는 모든 셀 및 섹터의 프레임 내 같은 위치의 시간 단위에 대해, 할당된 부하량의 크기의 동일 프레임 내 순서가 서로 같도록 한다. 이는 다음과 같이 표현할 수 있다.
N 개의 물리 시간단위에 할당된 부하를 각각 lc,s,n이라 하자. 여기서, c, s는 상술한 바와 같이 개별 셀 및 섹터를 나타내고 n = 1 내지 N의 물리 시간 단위를 나타낸다. 또한, 상기 n번째 물리 시간단위는 프레임의 시작점으로부터 Ts·(n-1)후에 전송된다. 이때, 상기 프레임에 할당된 자원(부하)은 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.
이때, 상기 lc,s,n는 모든 셀(c) 및 섹터(s)에 대하여 하기 <수학식 4>를 만족한다.
상기 <수학식 4>에서 사용된 MAG_ORD 함수는 크기 순서로 정렬 시키는 함수를 의미하며, MAG_ORD(seq1, seq2, L, seqn)와 같이 사용될 경우 seq n의 크기 순서(작은 값에서 큰 값)로 아래 첨자를 정렬시키는 함수이다. 한편, 두 값의 크기가 같을 경우 작은 값의 첨자부터 표시한다. 예컨대, MAG_ ORD(a1=3, a2=2, a3 =2,) = {2, 3, 1}이다. 또한, MAG_ORD(seq1, seq2, L, seqn)(m)와 같이 사용될 경우, (m)은 m번째 원소를 나타낸다. 따라서, MAG_ ORD(a1=3, a2=2, a3=2,)(3) = 1이다. 즉, 3번째 크기를 가지는 원소는 첫번째 원소(a1)라는 것을 표시한다. 한편, 상기 함수를 본 발명에 적용함에 있어 크기 순서를 큰 값에서 작은 값으로 하는 함수를 적용하여도 발명의 목적에 부합한다.
상기에서 프레임 내 시간단위의 전송이 첨자 n의 순서에 따라 정해진다는 것을 고려하면 상술한 자원 할당은 전 기지국에서 다음과 같은 조건이 만족되도록 한다. 즉, 적은 부하가 걸리는 시간 단위들은 다른 셀 및 섹터의 적은 부하가 걸리는 시간 단위들에 간섭을 주고 높은 부하가 걸리는 시간 단위들은 다른 셀 및 섹터의 많은 부하가 걸리는 시간 단위에 간섭을 준다. 이때, 각 기지국간 정보교환을 통하여 좀 더 정밀한 자원할당이 가능할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 상술한 부하량 제어 방법을 적용한 예를 나타내는 도면이다.
상기 도 10을 참조하면, 두개의 프레임(1000 및 1010)은 같은 프레임 구간 동안 발생된 서로 다른 기지국의 프레임이고 상술한 본 발명에 따른 부하량 제어 방법이 적용됐다. 상기 도 10에서는 설명의 편이를 위하여 N=3으로 제한하였다. 즉, 부하량의 차이에 따른 자원 할당을 3개의 시간 구간에 나누어 할당하도록 예시하였으며, 상기 시간 구간을 보다 많이 분할하여 각기 다른 부하량을 할당함으로써 본 발명을 동일하게 적용할 수 있다.
상기 도 10에서 프레임의 평균 부하량은 기지국별로 각각 0.7 및 0.8로 다르고 개별 시간 단위에 대한 부하량 또한 다르지만 상기 개별 시간단위에 할당된 부하량의 크기 순서는 서로 같음을 알 수 있다. 즉, 상기 평균 부하량 LC,S이 0.8인 기지국에서는 제1 슬랏(1001)에 0.6의 부하량을 할당(즉, lC,S,1=0.6)하고, 제2 슬랏(1003)에 0.8의 부하량을 할당(즉, lC,S,2=0.8)하며, 제3 슬랏(1005)에 1.0의 부하량을 할당(즉, lC,S,3=1.0)할 수 있다. 또한, 상기 평균 부하량 LC,S이 0.7인 기지국에서는 제1 슬랏(1001)에 0.4의 부하량을 할당(즉, lC',S',1=0.4)하고, 제2 슬랏(1003)에 0.7의 부하량을 할당(즉, lC',S',2=0.7)하며, 제3 슬랏(1005)에 1.0의 부하량을 할당(즉, lC',S',3=1.0)할 수 있다. 상기와 같이 부하량을 차등적으로 할당하고, 동일한 시간 슬롯에서 부하량을 기지국들간에 상호 고려하여 할당함으로써 상기 기지국들간의 간섭을 적게 받도록 시스템을 효율적으로 설계할 수 있다.
한편, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 직교 주파수 분할 다중 접속) 방식을 기반으로 하는 셀룰라 무선 패킷 시스템에서는 각 시간단위에 할당된 부반송파의 수를 달리하여 부하량을 조절할 수 있다. 또는, 다른 방법으로서 전체 부반송파를 일정 개수로 묶은 그룹을 부채널로 정의하고, 상기 각 단위시간에 할당된 부채널의 수를 달리하여 부하량을 조절할 수 있다. 마찬가지 방법으로 CDMA 또는 TDMA 시스템에서도 부호 또는 시간 단위의 할당을 통하여 부하량을 조절할 수 있다.
<단계 B: 프레임 내 시간 구간과 사용자 패킷간 대응 단계>
상술한 바와 같이 부하량이 할당된 프레임 시간 단위에 대하여 사용자 패킷의 대응(mapping)이 이루어 진다. 즉 사용자 패킷들은 수신기의 수신 상태에 따라, 부하량이 다른 시간 단위에 대응된다. 여기서 수신 상태라 함은 수신기에서의 간섭량, 즉 신호대 간섭 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio; CINR) 또는 이에 해당하는 측정값들을 말하는데 본 발명에서는 신호대 간섭 잡음비로 설명한다.
본 발명에 따라 상기 수신 상태에 따른 시간 단위 및 패킷간의 대응은 높은 신호대 간섭 잡음비의 수신기에 수신될 패킷부터 높은 부하가 할당된 시간단위에 대응하여 마지막에 남는 가장 낮은 신호대 간섭 잡음비의 수신기에 수신될 패킷을 가장 낮은 부하가 할당된 시간단위에 대응시키는 방식으로 이루어진다.
한편, 상기 방법과 반대로 낮은 신호대 간섭 잡음비의 수신기에 수신될 패킷부터 높은 신호대 간섭 잡음비의 수신기에 수신될 패킷의 순서로 하여도 같은 결과를 얻는다. 즉, 전체 부하량은 전송해야될 패킷에 필요한 부하량의 합과 일치하므로 상기와 같은 방식의 대응으로 스케쥴러의 전송 요구를 만족시킬 수 있다. 이때, 상기 할당의 유연성을 위해 MAG_ORD(lc,s,n : n=1~N)상의 연속된 몇 개의 시간단위들을 묶어 같은 방식의 대응을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 패킷을 프레임 내에 매핑 시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 도 11에서 n'=MAG_ORD(lc,s,n : n=1~N)(n)이고, cur_lc,s,n'은 n'번째 시간 단위에 현재까지 할당된 자원의 양이다.
우선 해당 프레임에서 전송해야 할 사용자 패킷을 패킷이 수신될 수신기의 신호대 간섭 잡음비(CINR)의 크기가 작은 순서로 정렬하여 버퍼에 저장(1100 단계)한다. 상기 정렬된 패킷을 낮은 부하의 시간 단위부터 매핑시키고 상기 매핑시킨 해당 패킷을 정렬된 순서에서 제거한다. 즉, 최소 CINR을 가지는 사용자 패킷을 상기 n'번째 시간 슬롯에 할당(1110 단계)하고, 상기 할당한 패킷을 상기 버퍼에서 제거(1120 단계)한다.
그런다음, 현 시간 단위에 할당된 패킷으로 인한 부하량(cur_lc,s,n')을 갱신(1130 단계)하고, 상기 현 시간 단위에 할당된 패킷으로 인한 부하량이 상기 도 10에서 상술한 바와 같은 정해진 부하량과 같은지 비교한다. 만약, 상기 현 시간단위에 할당된 패킷으로 인한 부하량이 상기 기 정해진 부하량과 같아지면(lc,s,n = cur_lc,s,n')(1140 단계), 다음으로 부하량이 큰 시간 단위에 남아 있는 패킷을 대응시킨다. 반면, 상기 현 시간단위에 할당된 패킷으로 인한 부하량이 앞서 정해진 부하량과 같지 않을 경우(1140 단계), 상기 패킷 할당 과정을 다시 반복한다.
한편, 상기와 같은 과정은 정렬된 모든 패킷이 프레임에 모두 대응될 때까지 반복(1150 및 1160 단계)된다.
상기와 같은 부하량 제어와 사용자 패킷 대응을 통하여 본 발명이 적용되는 셀룰라 무선 패킷망에서는 간섭을 덜 받는 위치의 단말기들은 높은 부하량으로 운용되고 간섭을 많이 받는 위치의 단말기들은 낮은 부하량으로 항상 운용되게 된다. 특히, 단말기의 이동, 인접 셀/섹터의 부하량 변동 등에 의해 신호대 간섭 잡음비의 변화가 매우 클 경우도 상기와 같은 특징은 지속적으로 유지된다.
<단계 C: 간섭량 정보의 궤환>
상술한 본 발명의 구현을 위하여 각 기지국은 단말기들의 신호대 간섭 잡음비를 알고 있어야 한다. 따라서, 상기 단말기 수신단의 수신 품질 정보(Channel Quality Information; CQI)의 궤환(feedback)이 필요하다. 한편, 구현의 효율성을 위하여 모든 시간 단위에서의 신호대 간섭 잡음비(CINR)값을 궤환시키는 대신 가장 높은 부하량에 해당하는 시간단위의 신호대 간섭 잡음비값만을 궤환시켜도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 상기와 같은 방법이 가능한 이유는 본 발명이 각 단말기의 신호대 간섭 잡음비에 따라 부하량을 상대적으로 조절하는 방법이기 때문이다. 따라서, 상기와 같은 성질은 이동 환경에서 수신 품질의 반복적 측정 및 궤환을 가능케하는 매우 중요한 특징이다.
반면, 경우에 따라서 부하량이 서로 다른 시간 단위의 신호대 간섭 잡음비(CINR) 또는 이에 상응하는 측정값을 모두 궤환시켜야 하는 경우도 있다. 이러한 경우 상기 신호대 간섭 잡음비 값을 모두 펄스 코드 변조(Pulse Code Modulation; 이하 'PCM'이라 한다)값으로 궤환시킬 수 있다. 다른 방법으로 하나의 신호대 간섭 잡음비값만을 PCM값으로 궤환시키고, 나머지 값들은 궤환된 PCM값에 대한 차만 궤환시켜 궤환정보의 양을 줄일 수 있다. 또 다른 방법으로서, 가장 큰 또는 작은 하나의 값만을 PCM값으로 궤환시키고 나머지 값들을 상기 PCM 값에 대한 내림차순 또는 오름차순 순서의 상호 차만을 궤환시킬 수 있다.
<단계 D: 하향링크에서의 특정 부하량을 갖는 시간 단위의 배치>
본 발명에서는 프레임 내 시간 단위의 부하량의 순서를 특정하지 않았지만 필요에 따라 특정 부하량을 갖는 시간 단위를 프레임내의 특정 위치에 매핑시키는 것이 유리할 수 있다. 특히, TDD(Time Division Duplex) 하향링크에서 현 프레임에 대한 제어정보는 수신기에서 우선적으로 수신하여야 할 정보이고 또 서비스 지역 내 모든 수신기들이 수신해야 하는 정보로써 프레임에 맨 앞에 오는 것이 유리하다. 따라서, 본 발명의 경우 낮은 부하의 시간단위를 TDD 하향 프레임의 앞쪽에 위치시킴으로써 본 발명의 목적을 보다 효율적으로 달성할 수 있다.
<실험결과>
이하, 섹터당 평균 단위 전송률(bits/Hz/Sec)에 대한 컴퓨터 모의 실험 결과를 이용하여 본 발명의 성능을 검증한다. 상기 모의 실험은 중앙 셀의 섹터에 대한 평균 단위 전송률을 3섹터 19셀 모델에 대하여 구현하였다. 또한, 경로 감쇄에 대한 지수로 3.8을 사용하였고, 페이딩(Fading)이 포함된 실험의 경우 단일 경로 모델을 고려하였으며, 음영 감쇄(shadowing)가 포함된 실험에서는 음영감쇄 표준편차 8dB를 사용하였다.
본 발명에 따른 상기 실험에서는 안테나 패턴이 이상적일 경우와 실제 안테나 패턴을 사용할 때에 대하여 비교하였다. 또한, 상기 비교를 위하여 같은 부하량을 프레임 전체에 균일하게 할당한 경우와 본 발명에서와 같이 각 시간 단위에 대하여 각기 다르게 할당한 경우를 실험하였다. 상기 실험결과를 하기 <표 1>에 정리하였다.
이상적 안테나 패턴(페이딩, 음영감쇄 없음) 실제 안테나 패턴(페이딩, 음영감쇄 없음) 실제 안테나 패턴(페이딩, 음영감쇄 있음)
Lc,s(%) 60 80 99.9 60 80 99.9 60 80 99.9
균일 할당(bps/Hz) 1.2290 1.4784 1.6940 0.8530 0.9715 1.0651 0.7548 0.8730 0.9645
발명 기법(bps/Hz) 1.6663 1.6711 1.6950 1.0588 1.0665 1.0658 0.9719 0.9646 0.9652
전송률이득(%) 35.5 13.0 0 24.1 9.8 0 28.8 10.5 0
상기 <표 1>을 참조하면, 안테나 패턴, 페이딩 및 음영감쇄에 상관없이 본 발명에 따른 방법이 균일 할당 기법에 비하여 더 높은 단위 전송률을 보여준다. 특히 전체 부하량이 적을수록 본 발명에 따른 효과가 더 크게 나타남을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 열악한 수신 품질의 단말기에 안정적인 수신이 가능한 기회를 줄 수 있고, 양호한 수신 품질의 단말기들은 높은 부하량(자원)을 할당 받아 시스템의 효율이 개선된다. 또한, 셀룰라 무선 패킷망의 특성인 시간에 따른 수신품질의 변화에 덜 민감하며, 궤환 정보의 양이 적어 셀룰러 무선 패킷망의 특징인 시간에 따른 수신품질의 변화를 보상하기 위한 주기적 수신품질 측정 및 측정정보 궤환에 유리하다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 주파수 재사용 계수에 따른 셀 패턴을 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 동일한 주파수 채널을 사용하는 셀에 대한 배치를 나타낸 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 주파수 재사용 계수에 따른 셀간 거리를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 신호대 간섭 잡음비에 따른 자원의 시간 선택적 할당을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 MAC 계층에서의 프레임 생성 방법을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰라 무선 패킷망에서 셀 구성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임의 논리적 구조를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 개별 사용자 및 프레임의 전송 정보량을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임의 물리적 구조를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 기지국의 프레임 구조를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 패킷을 프레임 내에 매핑 시키는 방법을 나타낸 흐름도.

Claims (26)

  1. 복수의 기지국들과 복수의 단말기들이 패킷 데이터로 통신하는 셀룰라 무선 패킷망에서 전송하고자 하는 데이터들을 하나 이상의 슬롯으로 구성된 프레임에 매핑하여 전송하는 방법에 있어서,
    상기 전송 프레임을 하나 이상의 슬롯들로 구성된 복수의 전송 그룹들로 분할하는 과정과,
    상기 각 전송 그룹마다 할당되는 데이터의 부하량을 차등 적용하여 상기 전송 프레임을 구성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 그룹의 부하량은 슬롯의 전송 순서에 따라 내림차순으로 적용함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전송 그룹의 부하량은 슬롯의 전송 순서에 따라 오름차순으로 적용함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 낮은 부하량을 가지는 전송 그룹을 가장 앞선 전송 슬롯에 매핑시킴을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    제어 신호를 포함하는 전송 그룹을 가장 앞선 전송 슬롯에 매핑시킴을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기지국과 인접 기지국들과의 상기 전송 그룹의 배열 순서를 동일하게 적용하여 상기 프레임을 구성함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전송하고자 하는 사용자 패킷 데이터를 상기 해당 단말기의 수신 품질에 따라 차등 적용하여 상기 전송 그룹에 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단말기의 수신 품질은 수신기에서 측정한 신호대 간섭 잡음비임을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 단말기의 수신 품질 정보는 일정한 주기마다 기지국으로 전송됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하고자 하는 단말기의 수신 품질이 낮은 경우, 상기 전송 그룹들 중에서 부하량이 낮은 전송 그룹에 상기 전송 데이터를 매핑시킴을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구성된 전송 프레임은 TDMA, CDMA, OFDM 및 OFDMA 전송 방식 중에서 선택된 어느 하나 이상의 방법을 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 각 전송 그룹들에 할당된 부하량의 합은 상기 전송 프레임 전체에 할당된 부하량과 같게 됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 복수의 기지국들과 복수의 단말기들이 패킷 데이터로 통신하는 셀룰라 무선 패킷망에서 전송하고자 하는 데이터들을 하나 이상의 슬롯으로 구성된 프레임에 매핑하는 방법에 있어서,
    복수의 단말기들에게 전송하고자 하는 사용자 패킷 데이터들을 상기 각 단말기들의 전송 품질에 따라 정렬하는 과정과,
    상기 정렬된 패킷 데이터들 중에서 최소 전송 품질을 가지는 단말기에 대한 패킷들부터 상기 프레임 내의 기 정해진 소정의 시간 슬롯에 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정렬된 패킷 데이터들은 버퍼에 임시 저장됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 전송 프레임을 하나 이상의 슬롯들로 구성된 복수의 전송 그룹들로 분할하는 과정과,
    상기 각 전송 그룹마다 할당되는 데이터의 부하량을 차등 적용하여 상기 전송 프레임을 구성하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 전송 그룹의 부하량은 슬롯의 전송 순서에 따라 내림차순으로 적용함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 전송 그룹의 부하량은 슬롯의 전송 순서에 따라 오름차순으로 적용함을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 낮은 부하량을 가지는 전송 그룹을 가장 앞선 전송 슬롯에 매핑시킴을 특징으로 하는 상기 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    제어 신호를 포함하는 전송 그룹을 가장 앞선 전송 슬롯에 매핑시킴을 특징으로 하는 상기 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 기지국과 인접 기지국들과의 상기 전송 그룹의 배열 순서를 동일하게 적용하여 상기 프레임을 구성함을 특징으로 하는 상기 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 전송하고자 하는 사용자 패킷 데이터를 상기 해당 단말기의 수신 품질에 따라 차등 적용하여 상기 전송 그룹에 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 단말기의 수신 품질은 수신기에서 측정한 신호대 간섭 잡음비임을 특징으로 하는 상기 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 단말기의 수신 품질 정보는 일정한 주기마다 기지국으로 전송됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하고자 하는 단말기의 수신 품질이 낮은 경우, 상기 전송 그룹들 중에서 부하량이 낮은 전송 그룹에 상기 전송 데이터를 매핑시킴을 특징으로 하는 상기 방법.
  25. 제13항에 있어서,
    상기 구성된 전송 프레임은 TDMA, CDMA, OFDM 및 OFDMA 전송 방식 중에서 선택된 어느 하나 이상의 방법을 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
  26. 제13항에 있어서,
    상기 각 전송 그룹들에 할당된 부하량의 합은 상기 전송 프레임 전체에 할당된 부하량과 같게 됨을 특징으로 하는 상기 방법.
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