KR20050114712A

KR20050114712A - 패킷 데이터 전송에 있어서의 동적 자원 할당 방법

Info

Publication number: KR20050114712A
Application number: KR1020057018780A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 에드워드 쿠퍼
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-12-06
Also published as: GB2400280A; ES2256801T3; DK1465449T3; WO2004091245A3; US20040223483A1; GB0415066D0; EP1465448A3; JP2004312728A; EP1558051B1; WO2004091116A3; US20050135327A1; GB2400271B; EP1465449B1; DE602004000274T2; CN1799274A; WO2004091118A3; US7020105B2; ATE403357T1; JP2004312703A; DE602004000274D1

Abstract

통신 채널 할당의 선택사항을 추가하기 위하여, TDMA 무선 네트워크에 있어서 패킷 데이터 전송을 제어하는 방법이 제공된다. 동작 조건의 충돌을 회피하기 위해서 측정 및 리커버리 기간의 재할당을 실시한다. GPRS 시스템에 대한 재할당은, 간단한 식으로 환원할 수 있다.

Description

패킷 데이터 전송에 있어서의 동적 자원 할당 방법{DYNAMIC RESOURCE ALLOCATION IN PACKET DATA TRANSFER}

본 발명은, 다원 접속 통신 시스템에 관하며, 특히, 시분할 다원 접속 시스템에 있어서의 동적 자원(resource) 할당에 관한 것이다.

GSM등의 다원 접속 무선 시스템에 있어서는, 많은 이동국이 네트워크와 통신을 한다. 이동국이 사용하는 물리 통신 채널의 할당은 고정되어 있다. GSM 시스템에 대한 기술(記述)은, M.Mouly, M.B.Paulet, "The GSM System for Mobile Communications", ISBN reference 2-9507190-0-7, 1992에서 찾아볼 수 있다.

시분할 다원 접속(TDMA：Time Division Multiple Access) 시스템에 있어서의 패킷 데이터 통신의 도래와 함께, 자원의 할당, 특히 물리 통신 채널 사용에 있어서, 보다 높은 유연성이 요구되고 있다. 범용 패킷 무선 시스템(GPRS：General Packet Radio System)에 있어서의 패킷 데이터 전송을 위해, 많은 패킷 데이터 채널(PDCH：Packet Data CHannel)에 의해 물리 통신 링크가 제공된다. 시분할은 지속 시간 4.615 ms 프레임을 단위로 하며, 각 프레임은 8개 연속하는 0.577 ms 슬롯(slot)을 포함하고 있다. GPRS 시스템 기술은, (GSM 03.64 V 8.5 release 1999)에서 찾아볼 수 있다. 슬롯은 상향 또는 하향 통신에 사용된다. 상향 통신은, 이동국으로부터의 송신이며, 해당 이동국이 속하는 네트워크에 의해 수신된다. 네트워크로부터의 송신이며 이동국에 의한 수신은, 하향으로 불린다.

이용 가능한 대역을 가장 효율적으로 이용하기 위해서, 채널에 대한 접근(access)은, 채널 상태, 트래픽(traffic) 부하, 서비스의 질(QoS：Quality of Service), 및 서브스크립션(Subscription) 클래스의 변화에 맞추어 할당할 수 있다. 항상 변화하는 채널 상태 및 트래픽 부하 때문에, 이용 가능한 채널을 동적으로 할당하는 방법이 가능하다.

이동국이 하향 수신 또는 상향 송신에 이용하는 시간량은 다양하며, 슬롯은 그에 따라 할당된다. 수신 및 송신에 할당되는 슬롯 열(slot 列), 이른바 멀티 슬롯 패턴은, 통상, RXTY 형태로 표시된다. 할당된 수신(R) 슬롯의 수가 X이며, 할당된 송신(T) 슬롯의 수가 Y이다.

GPRS의 오퍼레이션(operation)을 위해 1에서 29까지의 많은 멀티 슬롯 클래스가 정의되어, 각 클래스에 대해 상향(Tx)과 하향(Rx)의 최대 슬롯 할당수가 규정되어 있다. 멀티 슬롯 클래스 12의 규격을 아래의 표 1에 나타낸다.

GPRS 시스템에 있어서, 공유 채널에 대한 접근은, 통신중인 각 이동국(MS)에 하향 송신되는 업링크 스테이터스 플래그(USF：Uplink Status Flag)에 의해 제어된다. GPRS에서는, USF를 수신했을 때에 어느 상향 슬롯이 이용 가능해지는 지에 대해 규정이 다른 2개의 할당 방법이 정의되어 있다. 본 발명은, 이동국에 의한 잠재적인 이용을 위해 동일한 수「N」의 PDCH를 할당하는 특별한 할당 방법에 관한 것이다. 여기서, 「PDCH」는, 서로 1대 1로 대응하는 한 쌍의 상향 슬롯과 하향 슬롯을 나타내고 있다. 상향 채널을 공유하는 특정한 이동국에 의한 실제 사용에 제공되는 상향 슬롯은 USF에 표시된다. USF는 V0부터 V7까지의 8개 값을 취할 수 있는 데이터 항목이다. 이 USF를 이용하여, 상향 자원을 최대 8대의 이동국(각 이동국은 이들 8개 값 중의 하나를 「유효」하다고 인식함)에 할당할 수 있다. 즉, 자원의 독점적 사용을 그 이동국에 부여할 수 있다. 확장 동적 할당 방법의 경우, 예를 들면, 현(現)프레임의 슬롯 2로 유효한 USF를 수신하면, 이것은 다음의 TDMA 프레임 또는 프레임군(群)에 있어서 송신 슬롯 2부터 N개를 실제로 송신 가능함을 나타내고 있다. 여기서, N은 할당된 PDCH의 수이다. 통상은, 수신 슬롯 n으로 유효하게 USF를 수신하면, 다음 송신 프레임에 있어서 송신 슬롯 n, n＋1, 이하 동일하게, 할당된 슬롯수 (N)까지의 송신 슬롯에서 송신이 실시된다. 여기서 정의한 확장 동적 할당 방법의 경우, 할당된 슬롯은 항상 연속하고 있다.

이동국은 수신 상태로부터 송신 상태로(반대도 마찬가지) 순간적으로 변경을 실시할 수 있는 것은 아니며, 이 리컨피규레이션(Reconfiguration)에 할당되는 시간은 턴어라운드(turnaround) 시간으로서 알려져 있다. 이 턴어라운드 시간은, 수신 상태로부터 송신 상태로의 변경에 필요한 시간, 즉, 송신 준비에 필요한 시간과 송신 상태로부터 수신 상태로의 변환에 필요한 시간, 즉, 수신 준비에 필요한 시간의 양쪽 모두를 포함하는 개념이다. 현재 정의되어 있는 바와 같이, 턴어라운드 시간은 이동국의 클래스에 의존한다. 후술하는 실시형태에서도 그러하듯이, 클래스 12의 이동국인 경우는, 1 슬롯의 턴어라운드 시간이 할당된다. 또, 이동국은, 패킷 전송 모드에 있을 때, 인접 셀 신호 레벨 측정을 실시할 필요도 있다. 이동국은, 끊임없이, BA(GPRS) 리스트에 표시된 모든 통보 제어 채널(BCCH : Broadcast Control CHannel) 반송파 및 서비스 제공(serving) 셀의 BCCH 반송파를 모니터 할 필요가 있다. 적어도 1개의 BCCH 반송파에 대해서, TDMA 프레임마다 수신 신호 레벨 측정 샘플이 취해진다(3 GPP TS 05.08 10.1.1.2).

이 인접 셀 신호 레벨 측정은, 수신으로부터 송신으로의 리컨피규레이션 전(前) 또는 송신으로부터 수신으로의 리컨피규레이션 전(前)에 실시된다. 멀티 슬롯 클래스 12의 경우, 이들 인접 셀 신호 레벨 측정 및 리컨피규레이션(턴어라운드)의 각 조합에 할당되는 슬롯수는 2이다. 또한, 인접 셀 신호 레벨 측정 및 턴어라운드의 조합에는, 후술 하는 바와 같이, 인접 셀 신호 레벨 측정 및 턴어라운드(송신 준비 또는 수신 준비, 이하 「송신/수신 준비」라고 약기함) 의 조합(2개)과 턴어라운드(송신/수신 준비) 만(2개)인, 합계 4개의 조합이 있다. 이하, 이러한 조합을 「턴어라운드(및 인접 셀 신호 레벨 측정)」라고 약기한다.

특정 슬롯을 턴어라운드(및 인접 셀 신호 레벨 측정)를 위해 할당해야만 하는 점에 기인하여, 몇 가지 제약이 발생하여, 잠재적인 동적 채널 할당을 잃게 된다. 이 제약으로 인해 상향 송신에 대한 슬롯의 이용 가능성이 저감된다, 즉, 데이터의 흐름이 저감되고, 변화하는 상태에 대한 응답의 유연성이 저감된다.

동적 할당에 관련하는 문제를 조금이라도 해결하기 위해서, 기존의 규정된 오퍼레이션 조건에 대해 철저한 기술 검토를 하여, 대폭적인 변경을 가하는 일이 예상될 수 있다. 그러나, 이것은 가능하기는 하지만, 그러한 대폭적인 변경 때문에 일어나게 될 상당한 곤란은 일반적으로 환영되지 않는 것이며, 기술적 문제에 대한 이 해결책은 있을 것 같지도 않다.

따라서, 기존의 종래 방법에 대한 영향을 최소한으로 하면서, 또 동적 채널 할당에 영향을 주는 문제의 해결책을 제공할 필요가 있다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 기존의 규정(prescript)에 대한 영향을 최소한으로 하면서, 동적 채널 할당에 영향을 주는 제약을 저감시키는 것이다.

본 발명에 의하면, 첨부한 청구 범위에 기재한 패킷 데이터 송신을 제어하는 방법이 제공된다.

본 발명의 경우, 종래의 GSM 타이밍 어드밴스 및 슬롯 할당 사용을 유지하면서, 본 발명에 의하지 않으면 규정된 규칙에 적합하지 않았을 몇가지 송신 패턴을 허용함으로써, 송신 능력의 향상이 가능해진다.

도 1은, 상향 및 하향 시간 슬롯(time slot)에 이용되는 번호부여 규칙을 나타내는 GPRS TDMA 프레임 구조를 나타내는 도면,

도 2는, 3 슬롯 할당 및 R3T0로부터 R3T2으로의 상태 이행을 나타내는 도면,

도 3 내지 도 5는, 각각, R2T0, R2T1, 및 R2T2에 대한, 관련하는 측정 및 턴어라운드 구간과 함께, 정상 상태에 있어서의 2 PDCH 확장 동적 할당을 나타내는 도면,

도 6은, 2PDCH 확장 동적 할당에 대한 상태 이행도,

도 7 내지 도 11은, 도 6의 상태 이행을 나타내는 도면,

도 12 내지 도 15는, 정상 상태에 있어서의 3 PDCH 확장 동적 할당을 나타내는 도면,

도 16은, 3 PDCH 확장 동적 할당에 대한 상태 이행도,

도 17 내지 도 25는, 도 16의 상태 이행을 나타내는 도면

도 26 내지 도 30은, 종래 기술의 정상 상태의 4 슬롯 확장 동적 할당을 나타내는 도면,

도 31 내지 도 35는, 본 발명에 관계되는 정상 상태의 4 슬롯 확장 동적 할당을 나타내는 도면,

도 36은, 본 발명에 관계되는 4 슬롯 확장 동적 할당에 대한 상태 이행도,

도 37 내지 도 50은, 도 36의 상태 이행을 나타내는 도면,

도 51은, 본 실시형태에 적합한 이동국의 일례를 나타내는 블록도,

도 52는, 도 51 중의 슬롯 할당 계산기(128)의 동작 일례를 나타내는 흐름도,

도 53은, 본 실시형태에 적합한 기지국의 일례를 나타내는 블록도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 실시형태에 있어서, 본 발명은, 확장 동적 할당에 있어서의 멀티 슬롯 클래스 12에 적용되는 규격에 따라 동작하는 GPRS 무선 네트워크에 적용된다.

도 1에는, GPRS TDMA 프레임 구조가 표시되어 있으며, 상향 및 하향의 시간 슬롯에 이용되는 번호 부여 규칙이 나타나 있다. 주목해야 하는 것은, 도면에 표시하지는 않지만, 실제상으로는 종래의 GSM 사용법에 기초한 타이밍 어드밴스(Timming Advance)에 의해, Tx는 Rx에 대해서 진척되어 있어도 좋은 점이다. 따라서, 실제상으로는 타이밍 어드밴스에 의해, 1 프레임의 최초의 Rx와 최초의 Tx와의 사이의 시간량을, 도면으로 표시하는 값인 3 슬롯에서 약간(1 슬롯에 못 미친 분량으로 함) 줄여도 좋다.

도 1은, 수신(Rx) 슬롯 및 송신(Tx) 슬롯을 따로따로 표시하면서, 2개의 연속하는 TDMA 프레임을 나타내고 있다. 제 1 프레임 내의 슬롯 위치는 1에서 8의 숫자로 표시되며, 송신 슬롯과 수신 슬롯의 오프셋(offset)은 3 슬롯 마진으로 표시되어 있다. 이것은, TDMA의 제 1 송신 프레임은 제 1 수신 프레임보다도 3 오프셋 분량 늦는다는 규칙에 따르는 것이다(따라서, 통상의 싱글 슬롯 GSM은 송신 슬롯 1과 수신 슬롯 1만 이용되는 특수한 경우로 간주할 수 있다).

나머지 도면(상태 이행도 및 블록도를 제외함)은 도 1과 동일하지만, 보다 한층 더 명확하게 하기 위해서 슬롯 번호는 제외시켰다. 사선을 친 슬롯은 특정 상태를 위해 할당된 슬롯이며, 화살표의 삽입 부분, 예를 들면, 도 4의 숫자 41 및 42는, 적용되는 턴어라운드(및 인접 셀 신호 레벨 측정) 구간 및 이러한 구간에 할당된 슬롯수를 나타내고 있다. 격자 모양을 가한 슬롯, 예를 들면, 도 4의 숫자 43은, 유효한 USF 수신을 나타내고 있다. 상기와 같이, 턴어라운드(및 인접 셀 신호 레벨 측정)를 위하여 슬롯을 할당할 필요가 있기 때문에 제약이 부과되고 있으며, 3GPP TS 05.02 Annex B에서는, 그를 위한 규정에 의해, 멀티 슬롯 클래스 12 예의 경우, 표 1로 나타내는 바와 같이 동적 할당이 제한되어 있다.

Tta는 MS가 인접 셀 신호 레벨 측정 및 송신 준비를 하는데 필요한 시간이다.

Ttb는, MS가 송신 준비를 하는데 필요한 시간이다.

Tra는, MS가 인접 셀 신호 레벨 측정 및 수신 준비를 하는데 필요한 시간이다.

Trb는, MS가 수신 준비를 하는데 필요한 시간이다.

주목해야 할 것은, 실제상으로는 타이밍 어드밴스에 의해, 시간 Tta 및 Ttb를 1 슬롯의 아주 조금만 줄여도 좋은 점이다.

확장 동적 할당을 위한, 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함한 기간은 Tra로서 규정되어 있다(3GPP TS 05.02.6.4.2.2). 즉, 인접 셀 신호 레벨 측정은 모두 제 1 수신 슬롯의 직전에 실시되며, 송신 슬롯의 전(前)에는 실시되지 않는다.

수신에 m개의 슬롯이 할당되고, 송신에 n개의 슬롯이 할당되어 있는 경우, 동일 슬롯 번호를 가지는 최소(m, n) 수신 및 송신 슬롯이 존재할 것이다.

여기서, 본 발명의 전제 기술인 확장 동적 할당 방법에 대해 설명해 둔다. 확장 동적 할당 방법에서는, 한 쌍의 수신 프레임과 송신 프레임이 소정의 오프셋을 가지고 1대1로 대응하고 있어, 유효한 USF가 수신된 수신 슬롯과 같은 번호의 송신 슬롯에서부터 송신이 개시된다. 송신의 개시는, 유효한 USF가 수신된 수신 프레임에 대응하는 송신 프레임의 다음 송신 프레임부터 실시된다. 또, 송신 프레임으로 송신되는 송신 슬롯의 수는, 그 송신 프레임에 할당된 슬롯수(N)와 동일하며, 또, 송신 프레임으로 송신되는 슬롯은, 항상 연속하고 있다. 송신 슬롯의 개시 위치는, 다음 유효한 USF가 수신될 때까지 유지된다.

예를 들면, 도 2를 참조하여, 동 도면에는, 상향 슬롯이 최초 할당되어 있지않는, R3T0→R3T2의 주석 첨부 3 슬롯 할당의 예가 표시되어 있다. 수신 슬롯 2로 수신된 유효한 USF 21에 의해, 다음 상향 프레임에 있어서 2개의 송신 슬롯이 허용된다. 주석 →은 상태의 변화를 나타내고 있다. 여기서, 상기와 같이, R3T0는, 수신 슬롯이 3이고, 송신 슬롯이 0임을 나타내고, R3T2는, 수신 슬롯이 3이고, 송신 슬롯이 2임을 나타내고 있다. 이 경우, R3T0 상태에 있어서, 유효한 USF 21이 수신 슬롯 2에서 수신되고 있기 때문에, 다음 송신 프레임(이행 후인 R3T2 상태)에 있어서 송신 슬롯의 개시 위치는, 송신 슬롯 2로 되어 있다. 이 때, 송신되는 송신 슬롯의 수는, 할당된 송신 슬롯수와 같은 2이며, 이 2개의 송신 슬롯은 연속하고 있다.

도 3 내지 도 5는, 주석에 따라 2 PDCH에 대한 정상 상태의 확장 동적 할당을 나타내고 있으며, 턴어라운드(및 인접 셀 신호 레벨 측정) 구간에는 표시가 붙어 있다. 예를 들면, 도 3의 할당의 경우, 정상 상태이기 때문에 연속하는 2 프레임은 동일한 상태이다. R2T0는, 수신 슬롯수가 2이고, 송신 슬롯수가 0임을 나타내고 있다. 이 경우, 송신이 없기 때문에 Ttb는 불필요하다. Tra는, 다음 프레임 수신의 2 슬롯 전(前)이다.

또, 도 4는, R2T1(수신이 2 슬롯, 송신이 1 슬롯)에 대한 정상 상태의 확장 동적 할당을 나타내고 있다. 이 경우, 수신 슬롯 2로 수신된 유효한 USF43에 의해, 다음 상향 프레임에 있어서 1개의 송신 슬롯이 허용되고 있다. 이 때, 허용되는 송신 슬롯의 개시 위치는, 상기한 확장 동적 할당 방법에 따라, 슬롯 번호가 유효한 USF43의 수신 위치(수신 슬롯 2)와 같은 송신 슬롯 2이다.

도 6은, 2 PDCH 확장 동적 할당에 대한 상태 이행도이며, 허용된 상태를 모두 나타내고 있다. 구체적으로는, 도 6에 나타내는 바와 같이, R2T0(수신이 2 슬롯, 송신이 0 슬롯)로부터 R2T1(수신이 2 슬롯, 송신이 1 슬롯)으로, R2T0로부터 R2T2(수신이 2 슬롯, 송신이 2 슬롯)로, R2T1로부터 R2T0로, R2T1로부터 R2T2로, 및 R2T2로부터 R2T0로의 합계 5개 상태 이행이 허용되어 있다.

도 7부터 도 11은, 도 6의 이행에 대한 슬롯 위치 및 적용되는 턴어라운드( 및 인접 셀 신호 레벨 측정)의 구간을 나타내고 있다.

예를 들면, 도 7은, R2T1로부터 R2T2로의 상태 이행을 나타내고 있다. 이 경우, R2T1 상태에 있어서, 유효한 USF 71이 수신 슬롯 1에서 수신되고 있기 때문에, 다음의 송신 프레임에 있어서 송신 슬롯의 개시 위치는, 송신 슬롯 1로 되어 있다.

도 12 내지 도 15에는, 정상 상태의 3 PDCH 확장 동적 할당이 표시되어 있다. 도 16에는, 3 PDCH에 대한 상태 이행이 표시되어 있으며, 도 17부터 도 25에는, 대응하는 슬롯 위치 및 턴어라운드(및 인접 셀 신호 레벨 측정) 구간이 표시되어 있다. 도시한 전부에 대해서, 턴어라운드(및 인접 셀 신호 레벨 측정) 구간의 적용에 기인하여 슬롯 할당에 대한 장해는 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

하지만, 4 슬롯 확장 동적 할당에 대해서는 문제가 발생하여, 규정 조건으로는 도 26에 나타내는 정상 상태의 R4T0부터 앞쪽 경우에 대해 실행이 불가능하다. 이것은, 송신 슬롯 4가 항상 사용되고 있어, 수신 슬롯 1 전에는 겨우 1 슬롯의 턴어라운드(수신 준비) 시간 밖에 남지 않기 때문에, 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함하기 위한 Tra=2의 제약을 적용할 수 없기 때문이다. 도 26 내지 도 30에는, 종래 기술에 관계되는 4 슬롯 확장 동적 할당이 허용되는 예와 금지되는 예가 표시되어 있다. 이들은 정상 상태를 나타내고 있으며, 도 26의, 4 수신 슬롯 및 송신 슬롯 없는 R4T0 상태는 허용된다. 도 27의 R4T1, 도 28의 R3T2, 도 29의 R2T3, 및 도 30의 R1T4에 있어서는, 금지된 할당 위에 「진입 금지(no entry)」의 로고(logo)(예를 들면, 도 30의 숫자 301)가 붙어 있다. 이 금지는, 인접 셀 신호 레벨 측정과 송신 준비를 위한 시간 Tra(인접 셀 신호 레벨 측정을 실시하는 한편 송신 준비를 하는데 필요한 시간)를 위해서 1 슬롯 밖에 허용되지 않는다고 하는 제한에 기인하여 발생하는 것임을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 상향 자원이 규정된 할당에 의해 제한되어 버릴 경우에는, 인접 셀 신호 레벨 측정 및 턴어라운드(송신/수신 준비) 기간을 재할당하여 상향 자원의 이용 가능성을 증가시킨다.

본 발명에 관계되는 방법을 적용함으로써, 이전에 금지된 도 27 내지 도 30의 할당이 도 32 내지 도 35에 나타내는 바와 같이 인정된다. N 슬롯이 할당되어, N＋Tra＋3≤8(프레임 내 슬롯수)인 경우는, Tra가 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함하는 구간으로서 이용되고, 그렇지 않고, N＋Tra＋3＞8인 경우는(조건 XX), Tta가 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함하는 구간으로서 이용된다.

여기서,

≤ 작거나 또는 동일하다

＞ 크다

Tta는, 인접 셀 신호 레벨 측정을 실시하는 한편 송신 준비를 하는데 필요한 시간이다.

도 32에는, 본 방법의, 정상 상태 R4T1에 대한 적용이 표시되어 있다.

PDCH의 할당수를 N=4, 인접 셀 신호 레벨 측정 및 턴어라운드 구간을 Tra=2로 하면, N＋Tra＋3＞8(4＋2＋3=9)이기 때문에, Tta가 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함하는 구간으로서 이용된다. 따라서, 도 32에 나타내는 방법을 적용함으로써, 도 27에 나타내는 오퍼레이션에 대한 장해가 제거된다.

이 절차는, 확장 동적 할당 방법을 이용하는 경우에 있어서, N개 PDCH의 할당을 받았을 때에, 무선 링크 측정 절차 시기를 정상적으로 선택하기 위해서 상기의 비교를 실시해야만 되는 이동국에서 실행된다.

네트워크 기기에 의해 행해지는 절차는, 「N」개 PDCH를 할당하는 경우에 있어서, N이 상기의 조건(XX)을 만족시킬 때는, 네트워크 기기가, Tta를 이용하여 인접 셀 신호 레벨 측정을 실시하는 이동국의 능력을 고려에 넣어야만 되는 점을 인식하여, N＋Trb＋3≤8이라는 조건으로, 그러한 수의 PDCH를 할당할 수 있다는 것이다.

본 방법은, 도 33, 도 34, 및 도 35에 나타내는 나머지 정상 상태에도 문제없이 적용할 수 있다. 또, 본 방법은, 도 36의 상태 이행도에 나타내는 4 슬롯 상태 이행의 전부에 대해서 유효하다. 4 슬롯 상태 이행의 설명은 도 37 내지 도 50에 되어 있다.

도 51은, 본 실시형태에 대응하는 이동국(MS)의 블록도이다.

이동국(무선 데이터 통신 단말)(100)은, 기지국(200)과 외부의 데이터 소스(source)/싱크(sink)(130) 간에서 쌍방향 데이터 전송이 가능하다.

다운링크(downlink)

기지국(200)은, GPRS 신호를 이동국(100)에 송신한다. 이 GPRS 신호는, 수신 안테나(102)로 수신되어 무선 주파수 복조기(108)에 의해 베이스밴드로 복조된다.

무선 주파수 복조기(108)는, 베이스밴드 신호를 베이스밴드 데이터 수신기(106)에 보낸다. 베이스밴드 데이터 수신기(106)는, 수신한 베이스밴드 데이터를 디멀티플렉서(de-multiplexer)(110)에 보낸다. 디멀티플렉서(110)는, 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 제어 입력에 의해, 상기 데이터를 처리하기 위해서 NCELL 측정 유니트(112) 또는 레이어 2 프로토콜 유니트(114)의 어느쪽인가를 선택한다.

하향 베이스밴드 데이터가 NCELL 측정 유니트(112)로 향할 경우, 이 유니트는, 인접 셀 신호 레벨 측정을 실시하고, 그 결과 얻어진 정보를 레이어 3 프로토콜 유니트(116)에 송신한다. 레이어 3 프로토콜 유니트(116)는, 이번에는, 데이터를 기지국(200)에 대해 상향으로 송신한다.

인접 셀 신호 레벨 측정에 이용되는 하향 베이스밴드 데이터는, 레이어 3 프로토콜 유니트(116)에 보내진다. 레이어 3 프로토콜 유니트(116)는, 사용자 플레인 데이터(plain data)와 제어 플레인 데이터(plain data)를 분리한다. 사용자 데이터는, 단말 인터페이스 유니트(118)에 보내지며, 단말 인터페이스 유니트(118)는, 이 데이터를 외부의 데이터 소스/싱크(130)로 보낸다.

제어

제어 플레인 데이터(plain data)는, 내부 제어 기능의 실행에 이용된다. 특히, 기지국(200)으로부터 보내 온 임의의 GPRS 슬롯 할당 프레임은, 파라미터 데이터를 슬롯 할당 계산기(128)에 보내는데 이용된다. 슬롯 할당 계산기(128)는, 데이터 수신, 데이터 송신, 및 인접 셀 신호 레벨 측정을 위해서 어느 TDMA 슬롯을 사용해야 할 것인지를 계산한다. 이 정보는 타이밍 컨트롤러 설정 계산기(126)에 보내진다. 타이밍 컨트롤러 설정 계산기(126)는, 수신 준비, 송신 준비, 및 인접 셀 신호 레벨 측정의 각 동작을 정확한 시간에 실시하도록, 타이밍 컨트롤러(120)를 재설정한다.

도 52는, 슬롯 할당 계산기(128)의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.

우선, 스텝(S1000)에서는, 파라미터 Tra_flag을 1로 설정함과 동시에, 파라미터 Tr, Tt를 각각 Tra[class], Ttb[class] 값으로 설정한다. 여기서, Tra_flag은, 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함한 구간으로서 Tra와 Tta의 어느 쪽을 사용해야할 것인지를 나타내는 파라미터이며, 1인 경우는 Tra를 사용하고, 0인 경우는 Tta를 사용해야 함을 나타낸다. 또, Tra[class] 및 Ttb[class]는, 각각, 입력 파라미터인 클래스(이동국 멀티 슬롯 클래스)로 할당된 Tra, Ttb의 값이다. 클래스의 번호는, 이동국의 속성이다. 또, 각 클래스에 대응하는 Tra, Ttb의 값은, 예를 들면, 표 1의 형태로, 미리 기억되어 있다.

그리고, 스텝(S1100)에서는, 파라미터 Rxmin를, 스텝(S1000)에서 설정한 Tr값으로 설정한다. 여기서, Rxmin는, 하향 수신 슬롯의 선두 슬롯의 번호를 나타내는 파라미터이다.

그리고, 스텝(S1200)에서는, 송신 슬롯수(Tx)와 수신 슬롯수(Rx)를 비교한다. 이 비교의 결과로서, Tx≥Rx일 경우는(S1200 : NO), 스텝(S1300)으로 진행되고, Tx＜Rx일 경우는(S1200 : YES), 스텝(S1500)으로 진행된다. 또한, Tx, Rx의 각 값은, 상위 레이어로부터의 무선 자원 제어 플레인 데이터에 포함되어 있다.

스텝(S1300)에서는, 또다시 Rx＋Tt가 3 미만인지 아닌지를 판단한다. 여기서, 「3」은, 하향과 상향의 오프셋 슬롯수이다. 이 판단의 결과로서, Rx＋Tt＜3일 경우는(S1300 : YES), 스텝(S1400)으로 진행되며, Rx＋Tt≥3일 경우는(S1300 : NO), 스텝(S1500)으로 진행된다.

스텝(S1400)에서는, 파라미터(Txmin)를 Tr＋3으로 설정한다. 한편, 스텝 (1500)에서는, 파라미터(Txmin)를 Tr＋Rx＋3으로 설정한다. 여기서, Txmin는, 상향 송신 슬롯의 선두 슬롯의 번호를 나타내는 파라미터이다. 또, Tr은, 스텝 (S1000)에서 설정한 값을 이용한다.

그리고, 스텝(S1600)에서는, 파라미터(Txmax)를 Txmin＋Tx로 설정한다. 여기서, Txmax는, 상향의 송신 슬롯의 말미(末尾) 슬롯의 다음 슬롯의 번호를 나타내는 파라미터이다. 또, Txmin는, 스텝(S1400) 또는 스텝(S1500)에서 설정한 값을 이용한다.

그리고, 스텝(S1700)에서는, 처리를 종료하는지 아닌지를 판단한다. 구체적으로는, 스텝(S1100) ~스텝(S1600)의 처리가 1회째인지 2회째인지를 판단한다. 이 판단의 결과로서, 처리를 종료하지 않는 경우, 즉, 스텝(S1100) ~스텝 (S1600)의 처리가 1회째일 경우는(S1700 : NO), 스텝(S1800)으로 진행되고, 처리를 종료하는 경우, 즉, 스텝(S1100) ~스텝(S1600)의 처리가 2회째일 경우는(S1700 : YES), 일련의 처리를 종료한다.

스텝(S1800)에서는, 스텝(S1600)에서 설정한 Txmax가 8 이하인지 아닌지를 판단한다. 여기서, 「8」은, 1 프레임에 포함되는 슬롯수이다. 이 판단의 결과로서, Txmax≤8일 경우는(S1800 : YES), 일련의 처리를 종료하고, Txmax＞8일 경우는(S1800 : NO), 스텝(S1900)으로 진행된다.

스텝(S1900)에서는, 파라미터 Tra_flag을 0으로 설정함과 동시에, 파라미터 Tr, Tt를 각각 Trb[class], Tta[class] 값으로 설정한 후, 스텝(S1100)으로 진행되어, 스텝(S1100) ~스텝(S1600)의 처리를 반복한다. 여기서, Trb[class] 및 Tta[class]는, 각각, 입력 파라미터인 클래스에 할당된 Trb, Tta의 값이다. 상기와 같이, 클래스의 번호는, 상위 레이어로부터의 무선 자원 제어 플레인 데이터에 포함되며, 또, 각 클래스에 대응하는 Trb, Tta의 값은, 표 1의 형태로, 미리 기억되어 있다. 또한, 스텝(S1100) ~스텝(S1600)의 처리가 완료하면(S1700 : YES), 일련의 처리를 종료한다.

스텝(S1800)의 판단 결과로서(S1800 : YES) 또는 스텝(S1700)의 판단 결과로서(S1700 : YES) 일련의 처리를 종료하면, 정보로서 종료시의 파라미터 Tra_flag, Rxmin, Txmin, Txmax의 각 값을 출력한다.

말하자면, 우선 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함한 기간으로서 Tra를 사용할 수 있는지 없는지, 즉, 구간의 조합으로서 Tra와 Ttb를 사용할 수 있는지 없는지를 체크한다. 구체적으로는, 하향의 수신 슬롯수(Rx)가 상향의 송신 슬롯수(Tx)보다 클 경우(S1200 : YES), 및, Rx＋Tt가 3 이상일 경우는(S1300 : NO), Txmin를 Tr＋Rx＋Tt로 하고(S1500), 그렇지 않으면, Txmin를 Tr＋3으로 한다(S1400). 그리고, Txmax를 Txmi＋Tx로 한다(S1600). 그리고, Txmax가 8 이하일 경우는(S1800 : YES), 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함한 기간으로서 Tra를 사용한다, 즉, 구간의 조합으로서 Tra와 Ttb를 사용한다. 이에 대해, Txmax가 8을 넘어 버리는 경우는(S1800 : NO), 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함한 기간으로서 Tta를 사용한다, 즉, 구간의 조합으로서 Trb와 Tta를 사용한다.

또, 도 52의 동작예에서는, 스텝(S1900) 뒤에 스텝(S1100) ~ 스텝(S1600)의 처리를 한번 더 실시하도록 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 출력으로서 Tra_flag 이외의 파라미터(예를 들면, Rxmin, Txmin, Txmax등)가 불필요하면, 즉, Tra_flag만 설정되어 있으면 되는 경우는, 스텝(S1900)의 뒤에, 스텝 (S1100) ~ 스텝(S1600)의 처리를 반복하는 일 없이, 즉시 종료하도록 해도 좋다.

타이밍 컨트롤러(120)는, 기지국(200)에 대한 신호의 송수신 타이밍을 결정하여 제어함과 동시에, 측정 데이터를 수신한다. 타이밍 컨트롤러(120)는, 슬롯 할당 계산기(128)의 계산 결과에 따라, 무선 주파수 변조기(122), 무선 주파수 복조기(108), 베이스밴드 데이터 수신기(106), 베이스밴드 송신기(124), 및 디멀티플렉서(110)의 정확한 타이밍 및 동작을 제어한다. 구체적으로는, Tra_flag=1일 경우는, 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함한 기간으로서 Tra를 사용하고, Tra_flag=0일 경우는, 인접 셀 신호 레벨 측정을 포함한 기간으로서 Tta를 사용하도록, 각 부를 제어한다.

업 링크

외부의 데이터 소스/싱크(130)로부터 송신되는 사용자 데이터는, 단말 인터페이스 유니트(118)에 의해 수취되어, 레이어 3 프로토콜 유니트(116)로 보내진다. 레이어 3 프로토콜 유니트(116)는, 이 데이터를 임의의 프로토콜 제어 데이터와 다중하여 레이어 2 프로토콜 유니트(114)를 경유하여 송신한다. 레이어 2 프로토콜 유니트(114)는, 이번에는, 그 다중 데이터를 베이스밴드 송신기(124)에 보낸다. 그 후, 다중 데이터는, 무선 주파수 변조기(122)에 의해 변조되어, 그 후, 송신 안테나(104)를 경유하여 송신된다.

도 53은, 본 실시형태에 대응하는 기지국의 블록도이다.

무선 기지국(200)은, 복수의 이동국(100)과 외부의 기지국 컨트롤러(BSC : Base Station Controller)(230)간에서의 쌍방향 데이터 전송이 가능하다.

업 링크

각 이동국(100)은, 정확하게 타이밍 된 GPRS 신호를 기지국(200)에 송신한다. 이 GPRS 신호는, 수신 안테나(202)로 수신되어 무선 주파수 복조기(208)에 의해 베이스밴드로 복조된다. 무선 주파수 복조기(208)는, 베이스밴드 신호를 베이스밴드 데이터 수신기(206)에 보낸다. 복수의 수신 주파수를 사용할 경우는, 1 주파수마다 1조의 무선 주파수 복조기(208)와 베이스밴드 데이터 수신기(206)가 설치되어 있다.

베이스밴드 데이터 수신기(206)는, 수신한 베이스밴드 데이터를 멀티플렉서 (MS210)에 보낸다. 멀티플렉서(MS210)는, 타이밍 컨트롤러(220)로부터의 제어 입력에 의해, 그 데이터가 어느 MS로부터 도착했는지를 기록한 다음, 모든 데이터를 레이어 2 프로토콜 유니트(214)로 전송한다. 레이어 2 프로토콜 유니트(214)는, 각 이동국(100)에 대한 개개의 콘텍스트(context)를 보관 유지한다.

NCELL 측정에 이용되는 하향 베이스밴드 데이터는, 레이어 3 프로토콜 유니트(216)에 보내진다. 레이어 3 프로토콜 유니트(216)는, 각 이동국(100)에 대한 개개의 콘텍스트를 보관 유지한다. 레이어 3 프로토콜 유니트(216)는, 사용자 플레인 데이터와 무선 자원 제어 플레인 데이터를 분리한다. 사용자 데이터 및 무선 자원 제어 플레인 데이터는, BSC 인터페이스 유니트(218)에 보내진다. BSC 인터페이스 유니트(218)는, 이 데이터를 외부의 기지국 컨트롤러(230)에 보낸다.

제어

무선 자원 제어 플레인 데이터는, 내부 제어 기능의 실행에 이용된다. 특히, 슬롯 할당 계산기(228)는, 통상은 필요한 데이터 레이트에 근거하여, 각 이동국(100)에 대해서 어느 GPRS 슬롯을 할당하는지를 계산한다. 이 정보는 레이어 3 프로토콜 유니트(216)에 보내진다. 레이어 3 프로토콜 유니트(216)는, 할당 정보를 이동국(100)에 보낸다. 또, 이 정보는, 타이밍 컨트롤러 설정 계산기(226)에도 보내진다. 또, 타MS슬롯 할당기(232)는, 외부의 기지국 컨트롤러(230)로부터 BSC 인터페이스 유니트(218)를 경유하여 필요한 데이터를 받아, 다른 이동국에 대한 할당 정보를 계산한다. 이 정보도 타이밍 컨트롤러 설정 계산기(226)에 보내진다. 타이밍 컨트롤러 설정 계산기(226)는, 각 이동국(100)에 대한 수신 및 송신의 각 동작을 정확한 시간에 실시하도록, 타이밍 컨트롤러(220)를 재설정한다.

타이밍 컨트롤러(220)는, 이동국(100)에 대한 신호의 송수신 타이밍을 결정하여 제어한다. 타이밍 컨트롤러(220)는, 슬롯 할당 계산기(228)의 계산 결과에 따라, 무선 주파수 변조기(222), 무선 주파수 복조기(208), 베이스밴드 데이터 수신기(206), 베이스밴드 송신기(224), 멀티플렉서(MS210), 및 디멀티플렉서(MS234)의 정확한 타이밍 및 동작을 제어한다.

다운링크

외부의 기지국 컨트롤러(230)로부터 송신되는 사용자 데이터 및 제어 데이터는, BSC 인터페이스 유니트(218)에 의해 수취되어, 레이어 3 프로토콜 유니트(216)에 보내진다. 레이어 3 프로토콜 유니트(216)는, 이 데이터를 임의의 무선 자원 제어 데이터와 다중하여 레이어 2 프로토콜 유니트(214)를 경유하여 송신한다. 레이어 2 프로토콜 유니트(214)는, 이번에는, 그 다중 데이터를 디멀티플렉서(MS234)에 보낸다. 디멀티플렉서(MS234)는, 각 이동국(100)에 대한 데이터를 정상적인 TDMA 슬롯에 실을 수 있도록 정상적인 베이스밴드 송신기(224)에 제공한다. 그 후, 이 데이터는, 무선 주파수 변조기(222)에 의해 변조되어, 그 후, 송신 안테나(204)를 경유하여 송신된다. 복수의 송신 주파수를 사용할 경우는, 1 주파수마다 1조의 무선 주파수 변조기(222) 및 베이스밴드 데이터 송신기(224)가 설치되어 있다.

Claims

이동 통신 시스템에 있어서의 패킷 데이터 송신을 제어하기 위한 방법으로서, 송신기 및 수신기가 상향 및 하향 동작 기간 중에 채널 자원을 동적으로 공유하고 있으며, 상향 기간과 하향 기간 사이의 측정 기간 및 하향 기간과 상향 기간 사이의 측정 기간 할당이 규정되어 있는 상기 방법에 있어서,

규정된 측정 기간의 할당으로서는 상향 자원이 제한되어 버리는 경우에, 측정 기간을 재할당함으로써, 상향 자원의 이용 가능성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전송에 있어서의 동적 자원 할당 방법.