KR20060049058A

KR20060049058A - 슬롯 할당 장치 및 슬롯 할당 방법

Info

Publication number: KR20060049058A
Application number: KR1020050070903A
Authority: KR
Inventors: 사다유키 아베타; 마모루 사와하시
Original assignee: 가부시키가이샤 엔티티 도코모
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-05-18
Also published as: EP1626608B1; US20060034239A1; DE602005005116D1; US7522924B2; ES2300953T3; EP1626608A1; CN100594684C; ATE388595T1; DE602005005116T2; JP2006054597A; CN1734983A; KR100664610B1

Abstract

FDD/TDD 방식에 따라 다수의 이동국들과 통신하여 슬롯들을 할당하기 위한 슬롯 할당 장치는 (a) 입력 트래픽의 특성을 검출하기 위한 트래픽 특성 검출 수단; (d)상기 입력 트래픽의 검출된 특성으로부터 도출된 상기 트래픽의 우선순위에 기초하여, 업링크와 다운링크 중 어느 것이 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는지를 결정하기 위한 슬롯 할당 우선순위 결정 수단; 및 (c)상기 결정 결과에 기초하여, 상기 이동국들에 대해 업링크 및 다운링크 슬롯들을 할당하기 위한 슬롯 할당 수단을 포함한다.

Description

슬롯 할당 장치 및 슬롯 할당 방법{Slot allocation apparatus and slot allocation method}

도 1a, 1b, 1c는 듀플렉스 방식의 개요를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템의 구성을 도시하는 개략도.

도 3a 및 3b는 종래 기술과 대비되는 본 발명에 따른 FDD/TDD 방식에 의한 슬롯 할당 방법을 도시하는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 기지국의 구성예를 도시하는 기능 블록도.

도 5는 제 1 실시예에서 기지국의 동작 과정을 도시하는 흐름도.

도 6은 기지국에 도달된 데이터 패킷들을 버퍼들에 분배하기 위한 스케줄링부의 동작 예를 보여주는 개략도.

도 7은 제 1 실시예(No.1)에 따른 기지국에서의 슬롯 할당의 예를 도시하는 도면.

도 8은 제 1 실시예(No.2)에 따른 기지국에서의 슬롯 할당의 예를 도시하는 도면.

도 9는 제 2 실시예(No.1)에 따른 기지국에서의 동작 과정을 도시하는 흐름도.

도 10은 제 2 실시예(No.2)에 따른 기지국에서의 동작 과정을 도시하는 흐름 도.

도 11은 제 3 실시예에 따라 수신 SIR를 고려하여 업링크 및 다운링크를 위한 슬롯 할당의 예를 도시하는 도면.

도 12는 제 4 실시예에 따라 QoS 정보 및 전파 경로 정보의 두 개의 정보 아이템들의 고려하여 업링크 및 다운링크를 위한 슬롯 할당의 예를 도시하는 도면.

도 13 슬롯 관리 테이블의 예를 도시하는 도면.

도 14는 제 5 실시예에 따라 동일한 무선 영역에서 공존하는 FDD 단말 및 FDD/TDD 단말들의 경우에 통신 시스템의 구조를 도시하는 개략도.

도 15는 FDD/TDD 단말들 및 FDD 단말들의 공존 시스템에서의 슬롯 할당의 예를 도시하는 도면.

도 16은 제어 신호 전송의 예를 도시하는 도면.

도 17은 공통 제어 채널이 연속으로 전송되는 경우를 도시하는 도면.

도 18은 사용자들의 다수의 신호들이 기지국에서 다중화되어 하나의 슬롯에서 전송되는 경우를 도시하는 도면.

도 19는 CDMA-FDD/TDD 방식에 기초한 사용자 다중화의 원리를 도시하는 도면.

도 20은 다중-캐리어 FDD/TDD 방식에 기초한 사용자 다중화의 원리를 도시하는 도면.

도 21은 본 발명의 실시예에 따라 FDD/TDD 방식의 기지국에 적용된 전송 전력 제어의 경우에 동작 예를 도시하는 도면.

도 22는 본 발명의 실시예에 따라 FDD/TDD 방식의 기지국에 적용된 AMC 기술의 경우에 동작 예를 도시하는 도면.

이동 통신 시스템에서 동시 쌍방향 통신들(듀플렉스 전송들(duplex transmission))을 구현하기 위해서는, 기지국에서 이동국(예컨대, 이동전화기)으로의 다운링크 및 이동국에서 기지국으로의 업링크가 필요하다. 듀플렉스 방식들에 대해, 두 가지 방식 즉, 업링크와 다운링크가 주파수에 의해 분리되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식 및 동일한 주파수를 갖는 업링크와 다운링크가 시간에 의해 분리되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 존재한다.

또한, 업링크 채널 및 다운링크 채널은 프레임들로 구성되고, 하나의 프레임은 시간적으로 분할되어 있고 다수의 시간슬롯들(이하에서, 간단히 슬롯이라 함)로 구성된다.

이하, 도 1a 및 1b를 참조하여, 상술한 FDD 방식 및 TDD 방식의 개요가 제공되며, 일본, GSM(Global System for Mobile communications), 및 유럽에서 상업화된 PDC(Personal Digital Cellular)에 채택된 FDD/TDD 방식의 개요가 제공된다.

우선, FDD 방식의 개요가 도 1a를 참조하여 제공된다. 도 1a는 FDD 방식의 프레임 구성의 예를 도시한다.

FDD 방식은, 업 방향 및 다운 방향(f1,f2)에서의 주파수가 서로 다르기 때문 에 다운링크 슬롯의 전송(수신) 중에 업링크 슬롯의 전송(수신)이 가능한 W-CDMA 또는 cdma2000으로 표현되는 IMT-2000(제 3 세대 이동 통신 시스템)에 채택된다.

FDD 방식이 사용되는 이동 통신 시스템에서, 기지국에서 이동국으로의 다운링크 채널을 위한 통신 대역 및 이동국에서 기지국으로의 업링크 채널을 위한 통신 대역은 서로 분리되어 있고, 업 및 다운 신호들 간의 분리는 전송 신호와 수신 신호간의 간섭을 방지하기 위해 기지국 및 이동국의 전송부 및 수신부들에 필터들(듀플렉서들(duplexers))을 제공함으로써 구현된다.

하지만, 듀플렉서가 아날로그 회로이므로, 소형화가 어렵고, 이동전화기의 소형화에 장애가 된다.

다음으로, TDD 방식의 개요가 도 1b를 참조하여 제공된다. 도 1b는 TDD 방식의 프레임 구성의 예를 도시한다.

PHS와 같은 이동 통신 시스템들에 채택된 TDD 방식은 업링크와 다운링크의 전송들이 하나의 주파수(f0)에서 수행되므로 듀플렉서를 필요로 하지 않는다. 하지만, TDD 방식에서, 수신 중에 전송이 수행될 수 없다. 또한, 동일한 주파수가 업링크와 다운링크에 사용되기 때문에, 각 기지국들 간에 동기화를 유지할 필요가 있다. 그러므로, 수백 미터에서 수 킬로미터에 걸치는 영역을 지원하는 이러한 셀룰러 시스템은 전파 지연 등에 쉽게 영향을 받는다는 단점을 가지는 경향이 있다.

다음으로, FDD/TDD 방식의 개요가 도 1c를 참조하여 제공된다. 도 1c는 FDD/TDD 방식의 프레임 구성의 예를 도시한다.

개별 주파수들이 전송 및 수신을 위해 사용되고 전송 타이밍이 수신 타이밍 과 다른 FDD/TDD 방식은 듀플렉서를 필요로 하지 않는다. 이는 PDC 및 GSM이 음성 통신과 같은 라인 스위칭(line switching)에 근거한 시스템들이고, 전송 타이밍 및 수신 타이밍이 주기적으로 일정하다는 사실에 기초한다.

그런데, 장래 서비스를 위한 선행 요구사항은 음성 호출들(voice calls)에서 인터넷 상에서와 같은 데이터 통신(패킷 전송)으로 변할 것이다. 이러한 경우에, 트래픽의 특징들은, 업링크 채널이 정보를 요청하기 위해서만 사용되는 반면에, 다운링크 채널이 업링크 채널에 비해 음악, 이미지, 화상과 같은 대용량의 데이터를 전송하기 위해 사용되도록 기대될 수 있다. 달리 말해서, 비대칭 트래픽을 갖는 인터넷 액세스에 적합한 듀플렉스 방식이 필요하다.

이러한 이유로, 각각의 업 라인 및 다운 라인의 정보량의 총 합에 따라 각각의 업 라인 및 다운 라인에 대해 할당될 시간 슬롯들의 수를 제어함으로써 효과적으로 비대칭 정보량의 통신을 수용할 수 있는 CDMA-TDD 방식을 이용한 통신 시스템이 제안된다(예컨대, JP11-234242A 공보 참조).

또한, 유사한 관점으로, 기지국과 이동국 사이의 업 라인 및 다운 라인의 슬롯 간격 비율(slot interval ratio)을 변경함으로써 부드러운 시분할 이중 통신을 수행할 수 있는 TDD 방식을 이용한 이동 통신 시스템이 제안된다(예컨대, JP8-186533 A 공보 참조).

상술한 바와 같이, 종래의 FDD/TDD 방식은 라인 스위칭에 적합한데, 즉 정보량이 음성 통신과 같이 양방향으로 동일한 통신에 적합하고, 종래의 FDD/TDD 방식에서 전송 및 수신의 타이밍은 시스템에서 고정되어 있다. 그러므로, 업 방향 및 다운 방향에서의 비대칭 통신들에 대해, 종래의 TDD/FDD 방식에서는 유연한 슬롯 할당이 구현될 수 없다는 문제점이 존재한다.

또한, 상술한 공보들에 따라, TDD 방식에서, 각각의 업 라인 및 다운 라인의 정보량에 따라서 시간 슬롯들을 각각의 업 라인 및 다운 라인에 할당함으로써 효과적인 수용이 가능하며, 또는 TDD 방식에서, 업 라인과 다운 라인 사이의 정보량 차이에 따라 업 라인과 다운 라인의 슬롯 간격 비율을 변경함으로써 주파수 이용 효율이 개선된다; 하지만, FDD/TDD 방식의 경우에 슬롯 할당과 관련된 설명은 이들 공보들에서는 찾아 볼 수 없다.

한편, 개선된 성능뿐만 아니라 디바이스-규모에 있어서 크기의 소형화가 제 4 세대 이동 통신 시스템을 위해 요구되므로, 듀플렉서들을 필요로 하지 않는 FDD/TDD 방식이 설비를 최소화할 수 있는 듀플렉스 방식으로서 개발될 것으로 기대된다.

발명의 개요

그러므로, 본 발명의 목적은 종래 기술들에서의 문제점들을 해소하며, FDD/TDD 방식을 이용하는 통신 시스템에서 트래픽의 상태에 따라 유연하게 업링크 및 다운링크의 슬롯들을 할당할 수 있는 슬롯 할당 장치 및 슬롯 할당 알고리즘을 제공하는 것이다.

상기 문제점들을 해소하기 위해서, 본 발명의 한 양태에 따라, FDD/TDD 방식에 따라 다수의 이동국들과의 통신 시에 슬롯들을 할당하기 위한 슬롯 할당 장치가 제공되며, 슬롯 할당 장치는;

(a) 입력 트래픽의 특성을 검출하기 위한 트래픽 특성 검출 수단;

(b) 입력 트래픽의 검출된 특성으로부터 도출된 트래픽의 우선순위에 기초하여, 업링크 및 다운링크 중 어느 것이 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는지를 결정하기 위한 슬롯 할당 우선순위 결정 수단; 및

(c) 결정 결과에 기초하여 이동국에 대해 업링크 및 다운링크 슬롯들을 할당하기 위한 슬롯 할당 수단을 포함한다.

바람직하게는, 트래픽 특성 검출 수단은 입력 트래픽으로서 업링크 및 다운링크 트래픽을 입력하고, 각각의 입력 트래픽에 의해 요구되는 서비스의 품질에 기초하여 상기 트래픽의 우선순위를 검출한다.

바람직하게는, 서비스의 품질은 허용가능한 지연 시간, 허용가능하거나 요구된 IP 손실률, 정보 비율(information rate), 정보량, 사용자 정보, 상대편의 수행성능, 또는 이것들의 임의 조합으로써 표시된다.

바람직하게는, 슬롯 할당 장치는 이동국으로부터 수신된 신호에 기초하여 채널 상태를 추정하기 위한 채널 상태 추정 수단을 더 포함하며, 슬롯 할당 우선순위 결정 수단은 업링크와 다운링크 중 어느 것이 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는지를 결정하는데 있어 서비스 품질 및 채널 상태를 고려한다.

바람직하게는, 업링크 및 다운링크가 트래픽에 대해 동일한 우선순위이면, 다운링크는 채널 상태가 양호한 것으로 추정되는 경우에 슬롯 할당에 대해 보다 높은 우선순위를 부여받는 반면에, 업링크는 채널 상태가 불량한 것으로 추정되는 경 우에 슬롯 할당에 대해 보다 높은 우선순위를 부여받는다.

바람직하게는, 채널 상태는 수신 품질, 이동국으로부터의 도달 방향, 업링크 전송 전력, 지연 확산, 도플러 주파수, 다중-경로 수, 또는 그것들의 임의 조합으로써 표시된다.

바람직하게는, 전송 전력 제어, 적응성 변조 제어(adaptive modulation control), 자동 반복 및 요청 제어, 또는 그것들의 임의 조합이 이동국들에 대해 업링크 및 다운링크 슬롯들을 할당하는데 적용된다.

바람직하게는, 슬롯 할당 수단은 업링크 및 다운링크에 대해 슬롯들을 할당하는데 있어, 다중-캐리어 전송에 사용되는 서브-캐리어들, 전체 대역에서 대역폭의 일부, 또는 CDMA 전송에 사용되는 확산 코드들을 이용하여 동일한 슬롯을 다수의 사용자들에 할당한다.

바람직하게는, 슬롯 할당 장치는 공통 제어 채널을 다운링크의 슬롯들에 연속으로 할당하기 위한 수단을 더 포함한다.

바람직하게는, 슬롯 할당 장치는 FDD 방식으로 적용된 이동국과 통신할 수 있고, 슬롯 할당 장치는 FDD 방식으로 적용된 이동국 및 FDD/TDD 방식으로 적용된 이동국이 미리결정된 무선 영역에서 혼합되는 경우에, FDD/TDD 방식으로 적용된 이동국에 대해 공통 제어 채널의 다운링크 슬롯이 할당되는 타이밍에서 업링크 슬롯을 FDD 방식으로 적용된 이동국에 할당하기 위한 수단을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 이동국과 기지국 사이에서 통신하는 이동 통신 시스템을 위한 슬롯 할당 방법은 FDD/TDD 방식에 따라 수행되며,

(a) 각각의 입력 트래픽에 의해 요구된 서비스의 품질을 인식하도록 업링크 및 다운링크 트래픽을 입력하는 단계;

(b) 상기 인식에 기초하여 상기 트래픽의 우선순위를 검출하는 단계;

(c) 상기 트래픽의 검출된 우선순위에 기초하여, 업링크 슬롯과 다운링크 슬롯 중 어느 것이 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는지를 결정하는 단계; 및

(d) 결정 결과에 기초하여 이동국에 대해 업링크 슬롯 또는 다운링크 슬롯을 할당하는 단계를 포함한다.

본 발명의 상술한 양태들로, 업링크 및 다운링크의 우선순위를 고려하여 슬롯 할당이 수행되므로, 트래픽 등의 상태에 따른 유연한 슬롯 할당이 구현될 수 있어, 트래픽의 수용 효율을 줄이지 않고 이동국의 하드웨어 구성을 단순화할 수 있다.

본 발명의 다른 목적들, 특징들, 이점들은 첨부된 도면과 연관하여 읽을 때 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명은 첨부된 도면들과 연관하여 이하에서 상세히 설명된다.

본 발명의 실시예에 따른 슬롯 할당 방법이 적용되는 IP 네트워크에서의 통신 시스템은 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 구성된다.

도 2에서, 본 실시예에 따른 통신 시스템은 n 개의 이동국들(이동국(A11), 이동국(A12)) 및 무선 통신 링크들을 통해 이동국(A11)과 이동국(A12)에 접속된 기 지국(20)을 갖는다. 이동국(A11)과 이동국(A12)은 무선 영역 내에 위치되고, 기지국(20)은 (무선 기지국과의 통신이 가능한 영역)을 형성하고, 이동국(A11)과 이동국(A12)은 FDD/TDD 방식에 의해 기지국과의 패킷 통신을 수행한다.

또한, 기지국(20)은 IP 네트워크(100)를 통해 ISP(Internet service provider) 서버(110) 등에 접속되고, 각각의 이동국은 대량의 데이터 다운로드 또는 업로드와 같은 다양한 서비스들을 얻기 위해 ISP 서버(110)를 통해 인터넷에 액세스한다.

다음으로, 상술한 바와 같이 구성된 통신 시스템(1)에서의 기지국(20)의 동작 개념은 종래 기술에 따른 방법과 비교하여 설명된다. 도 3a,3b는 종래 기술과 대비되는 본 발명에 따른 FDD/TDD 방식에 의한 슬롯 할당 방법을 도시한다. 도 3a는 종래 기술에 따른 FDD/TDD 방식에 의한 슬롯 할당 방법을 도시하고, 도 3b는 본 발명에 따른 FDD/TDD 방식에 의한 슬롯 할당 방법을 도시한다.

종래 기술에 따른 FDD/TDD 방식에 의한 슬롯 할당 방법은 라인 스위칭을 위한 트래픽 처리를 위해 최적화되므로, 전송 타이밍 및 수신 타이밍은 독특하게 결정된다. 예를 들어, 기지국(20)이 목적지(도면에서 [A(전송)]으로 표시됨)의 이동국(A11)에 신호를 전송하면, 이동국(A11)은 미리결정된 수신 타이밍에 신호를 수신한다. 다른 이동국들에 대해서도 동일하다.

달리 말해서, 종래 기술에 따른 FDD/TDD 방식에 의한 슬롯 할당 방법으로는, 전송 및 수신 타이밍들이 시스템에서 고정되므로, 유연한 할당을 구현할 수 없다.

본 발명에 따른 FDD/TDD 방식에 의한 슬롯 할당 방법은 이러한 문제점을 해 소할 수 있다. 달리 말해서, 전송 데이터가 임의의 속도로 주기적으로 도달하지 않는 비대칭 통신에서도, 전송 및 수신 타이밍들을 이동(shift)시킴으로써 유연한 할당이 달성된다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 다수의 연속하는 슬롯들을 이동국(A11)에 할당하거나, 하나의 슬롯을 이동국(A11)에 할당하거나, 또는 어드레스된 슬롯들을 이동국(A12)에 할당함으로써 이동국(A11)에 어드레스된 연속하는 슬롯들 사이에서 자유로운 슬롯 할당이 구현된다.

다음으로, 여러 가지 실시예들이 설명된다.

[제 1 실시예]

우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 FDD/TDD 방식에 기초한 슬롯 할당이 적용된 기지국의 구성이 설명된다. 도 4는 본 발명에 따른 기지국의 구성예를 도시하는 기능 블록도이다.

도 4에서, 기지국(30)은 수신된 데이터 패킷의 헤더 정보에 기초하여 사용자가 요청한 통신 서비스의 품질(이하, QoS 정보라 함)을 위해 정보를 회복하여 스케줄링부(32)에 출력하는 버퍼링부(31); 버퍼링부(31)로부터 공급되는 트래픽의 QoS 정보 및 이하에서 설명되는 업링크 수신부(36)를 통해 공급되는 각 사용자들의 채널 상태에 대한 정보에 기초하여 기지국에서 이동국으로의 전파 경로인 다운링크(다운 라인) 및 이동국에서 기지국으로의 전파 경로인 업링크(업 라인)를 위한 슬롯 할당을 결정하는 스케줄링부(32); 스케줄링부(32)로부터의 지시에 따라 스위칭을 수행함으로써 기저대역 신호 처리부(34)에 패킷들을 출력하는 스위칭부(33); 기저대역 신호를 RF(무선 주파수) 신호로 변환시키고, 그것을 무선 링크에 의해 이동국 에 전송하는 무선 전송부(35); 및 이동국들로부터 수신된 수신 신호들에 기초하여 각 사용자들의 채널 상태를 추정하여, 그 추정 결과를 스케줄링부(32)에 출력하는 업링크 수신부(36)를 포함한다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 기지국의 동작이 도 5의 흐름도를 참조하여 설명된다. 본 실시예에 다른 기지국은 허용가능 지연과 같은 QoS 정보, 정보 비율 등에 기초하여 슬롯들을 할당하는 기능을 갖는다. 여기에서, QoS 정보는, 허용가능한 지연(예를 들어, VoIP, 동화상 이미지 통신에서와 같은 실시간 트래픽, 스트리밍과 같은 연속하는 재생 타입의 실시간 트래픽, 또는 FTP와 같은 비-실시간 트래픽)에 부가하여, 정보 비율, 허용가능거나 요구된 IP 손실률(예를 들어, TCP에서, 에러들은 혼잡으로서 오해되어, 결국에 전송 속도를 감소시키므로, 에러율을 줄이기 위해 지연을 허용할 필요가 있는 반면에; VoIP에서는, 패킷들이 제때에 도달하지 않는 경우 유익하지 않으므로, 약 10^-3의 비트 에러율이 허용됨), 정보량(패킷들의 양), 사용자 정보(예를 들어, 보다 높은 우선순위를 제공받는 사용자들), 및 이들의 임의 조합을 포함한다. 본 예에서는, 단순화를 위해, QoS 정보에 허용가능한 지연이 포함되어 있으며, QoS는 엄격하게, 허용가능한 지연에 따라 분류된다고 가정한다.

도 5에서, 단계 S1에 도시된 바와 같이, 기지국의 스케줄링부(32)가 IP 네트워크의 ISP 서버로부터 전송되어 이동국(A)에 어드레스되는 데이터 패킷을 수신할 때, 스케줄링부(32)는 허용가능한 지연을 인식(QoS 클래스(class)를 인식)하기 위 해 수신된 데이터 패킷의 헤더 정보를 참조한다. 달리 말해서, 스케줄링부(32)는 다운링크 트래픽의 QoS 분류를 인식한다.

또한, 스케줄링부(32)는 랜덤 액세스 방식에 따라 이동국(A)으로부터 전송된 보류 패킷(reservation packet)에 포함된 전송 데이터(QoS 클래스)의 허용가능한 지연을 인식한다. 달리 말해서, 스케줄링부(32)는 업링크 트래픽의 QoS 클래스를 인식한다. 전송 데이터의 QoS 정보뿐만 아니라 이동국의 ID 및 전송 데이터량 등이 보류 패킷에 포함된다는 것에 유의하자.

업링크/다운링크 트래픽의 QoS 클래스들을 인식한 후, 스케줄링부(32)는 인식된 QoS 클래스들에 기초하여 업링크/다운링크 트래픽 중에서 가장 높은 우선순위를 갖는 트래픽을 검출한다. 여기서, 다운링크 트래픽의 QoS 클래스가 '1'이고, 업링크 트래픽의 QoS 클래스가 '2'(이 예에서, 유사한 수를 갖는 값은 보다 높은 우선순위를 나타냄)이면, 다운링크 트래픽이 가장 높은 우선순위를 갖는 트래픽으로서 검출된다.

단계 S2에서, 상술한 바와 같이 검출된 가장 높은 우선순위를 갖는 트래픽이 다운링크에 해당하는지의 여부가 결정된다. 다운링크 트래픽이 가장 높은 우선순위를 갖는 트래픽이라고 결정되면(단계 S2, Yes), 우선순위에 기초하여 이동국(A)에 전송될 다운링크의 데이터 패킷에 대해 슬롯이 할당된다(단계 S3). 그 결과, 이동국(A)에 대해 업링크 슬롯을 할당할 수 없게 되어, 단계 S4에서, 스케줄링부(32)는 이동국(A)을 제외한 다른 이동국들(이동국(A)과 동일한 무선 영역에 할당됨) 중에서, 이동국(A)에 대해 다운링크 슬롯이 할당되는 전송 타이밍에서 업링크의 전송이 가능한 이동국을 선택하고, 선택된 이동국에 대해 업링크 슬롯을 할당한다.

한편, 가장 높은 우선순위를 갖는 트래픽이 업링크 트래픽(S2에서 No)이라고 결정되면(단계 S2), 스케줄링부(32)는 우선순위에 기초하여 이동국(A)으로부터 전송될 업링크의 데이터 패킷에 대해 슬롯을 할당한다. 이어서, 단계 S6에서, 스케줄링부(32)는 이동국(A)을 제외한 다른 이동국들 중에서, 이동국(A)에 대해 업링크 슬롯이 할당되는 전송 타이밍에서 다운링크의 전송이 가능한 이동국을 선택하고, 선택된 이동국에 대해 다운링크 슬롯을 할당한다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라서, 업링크와 다운링크의 QoS 요구들에 따른 전송 및 수신 타이밍들을 이동시킴으로써, 이동국들을 위한 슬롯 할당이 트래픽의 상태에 따라 유연하게 수행될 수 있으며, 특히, 엄격하게 허용가능한 지연을 갖는 트래픽 또는 높은 긴급(high emergency)의 트래픽과 같은, 가장 높은 우선순위를 제공받는 트래픽이 신뢰도를 가지고 통과될 수 있다.

또한, 유연한 슬롯 할당을 촉진시킴으로써, 슬롯들이 균형적으로 할당되므로 기지국의 무선 자원들(radio resources)이 효과적으로 이용할 수 있게 된다.

도 6은 버퍼들 중에서 기지국에 도달한 데이터 패킷들을 분할하기 위한 스케줄링부에서의 동작 예를 설명한다. 여기에서, 대응하는 허용가능한 지연 클래스를 위해 버퍼링부(31) 내의 각 버퍼(전송 버퍼들(#1 내지 #n) 각각)가 준비된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 스케줄링부(32)는 허용가능한 지연 클래스를 구별하기 위해 기지국에 도달된 데이터 패킷의 헤더를 체크하고, 어이서, 그 체크 결과에 기초하여, 대응하는 허용가능한 지연 클래스를 갖는 버퍼에 데 이터 패킷을 할당한다. 본 실시예에서 모든 사용자들을 위해 공통 버퍼들이 준비되지만, 모든 사용자에 대해 서로 다른 허용가능한 지연 클래스들을 갖는 버퍼들을 준비하는 것이 가능하다는 것에 유의하자. 스케줄링부(32)가 버퍼들로의 데이터 패킷들의 할당을 종료한 후에, 스케줄링부(32)는 가장 엄격하게 허용가능한 지연의 우선순위를 갖는 데이터 패킷이 가장먼저 회복되는 순서로 전송 버퍼들로부터 데이터 패킷들을 회복시키도록 스위칭부(33)에서 스위칭을 제어한다. 스케줄링부(32)의 제어 하에서 스위칭에 의해 스위칭부(33)로부터 회복된 전송 데이터 패킷은 기저대역 신호 처리부(34)에 공급된다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라서, 데이터 패킷들은 허용가능한 지연 클래스들에 따라 할당되지만; 본 발명은 이러한 할당에 제한되지 않으며, 상층에서 수행된 협상 결과로부터 우선순위 정보에 기초하여 데이터 패킷들의 할당을 수행할 수 있다.

다음으로, 상술한 기지국의 동작에 기초하여 슬롯 할당의 예가 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된다. 도 7은 이동국(A)에 대해 주기적으로 수행된 슬롯 할당의 경우에 있어 프레임 구조의 예를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 기지국은 도 5에 도시된 처리 결과에 기초하여, 우선순위에 따라 이동국(A)에 대해 주기적으로(2 슬롯들의 간격으로) 다운링크 슬롯을 할당한다. 또한, 2 슬롯들의 간격 동안, 다운링크 슬롯들은 다른 사용자들(이동국(B) 및 이동국(N))에 할당된다. 기지국의 슬롯에서의 "A(전송)"은 이동국(A)으로의 다운링크에서의 전송을 나타내고, 이동국의 슬롯에서의 "전송"은 이동국에서 수행된 전송을 나타내고 "수 신"은 수신을 나타낸다는 것에 유의하자.

도 8은 이동국들로부터의 데이터의 도달에 따라 비-주기적으로 수행되는 슬롯 할당의 경우에 있어 프레임 구조의 예를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 기지국은 이동국(A)을 위한 다운링크 슬롯을 비-주기적으로 할당하고, 도 5에 도시된 처리 결과에 기초하여, 이동국(A)을 위한 슬롯들의 간격 동안 다른 사용자들(이동국(B) 및 이동국(N))을 위해 다운링크 슬롯을 할당한다.

한편, 업링크를 위한 슬롯 할당과 관련하여, 업링크 트래픽이 일반적으로 다운링크에서의 트래픽과는 상이하므로, 수행된 전송들의 수가 수신들의 수와 항상 동일한 것은 아니다. 그러므로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 수신에 후속하는 전송은 일부 경우에는 수행되지만, 다른 경우들에서는 수행되지 않는다.

[제 2 실시예]

상술한 실시예에서, 기지국은 업링크/다운링크 트래픽 중에서, 가장 높은 우선순위의 클래스를 갖는 전송이 적용되는 트래픽을 검출하고, 우선순위에 기초하여 검출된 링크에 슬롯들을 할당하지만; 본 실시예에 따른 기지국은 미리 다운링크를 위한 슬롯 할당에 대해 보다 높은 우선순위를 제공하는 기능을 갖는다.

도 9는 본 실시예에 따른 기지국의 동작을 도시하는 흐름도이다.

도 9에서, 우선, 기지국은 단계 S11에서 임의의 이동국(예컨대, 이동국(A))의 다운링크에 대해 슬롯 할당을 결정한다. 그 후에, 단계 S12에서, 이동국은 이동국(A)을 제외한 다른 이동국들 중에서, 이동국(A)을 위한 다운링크 슬롯의 전송 타이밍에서 업링크 슬롯이 할당되는 이동국을 검출하고, 단계 13에서 검출된 이동국 에 대해 업링크 슬롯을 할당한다. 여기서, 다수의 이동국들 중에서 다운링크를 위한 슬롯 할당의 경우에, 다운링크 트래픽에 대해 보다 높은 QoS 요구를 갖는 이동국에 보다 높은 우선순위가 제공될 수 있다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라, 보다 높은 우선순위가 미리 다운링크에 제공되므로, 다운링크에서 고속 패킷 통신 서비스를 원하는 사용자들에 대해 적합한 슬롯 할당을 구현할 수 있게 되어, 사용자의 의도에 일치하는 서비스의 제공을 가능하게 한다.

또한, 본 실시예에 따라, 업링크의 QoS가 고려되지 않고, 우선순위가 다운링크에만 주어지므로, 기지국에서의 처리량은 제 1 실시예에 비해 감소될 수 있고, 기지국을 소형화할 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 다운링크에서 고속 패킷 통신을 원하는 사용자들의 수가 제한되는 소회의 홀(small conference hall)과 같은 핫 스폿(hot spot)에서 본 실시예에 따른 기지국을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 기지국은 미리 업링크를 위한 슬롯 할당에 대해 보다 높은 우선순위를 부여하는 기능을 갖는다.

도 10은 본 실시예에 따른 기지국의 동작을 보여주는 흐름도이다.

도 10에서, 우선, 기지국은 단계 S21에서 임의의 이동국(예컨대, 이동국(A))의 업링크를 위한 슬롯 할당을 결정한다. 그 후에, 단계 S22에서, 이동국은 이동국(A)을 제외한 다른 이동국들 중에서, 이동국(A)을 위한 업링크 슬롯의 전송 타이밍에서 다운링크 슬롯이 할당되지 않는 이동국을 검출하고, 단계 S23에서 검출된 이동국을 위한 다운링크 슬롯을 할당한다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라, 보다 높은 우선순위가 미리 업링크에 제공되고, 우선순위에 기초하여 대량의 데이터를 업로드하고자 하는 사용자들에 대해 업링크 슬롯을 할당할 수 있게 되어, 사용자의 의도에 일치하는 서비스를 구현한다.

[제 3 실시예]

제 1 실시예에서, 기지국이 QoS 정보에 기초하여 슬롯을 할당하는 방식이 설명되었지만, 본 실시예에 따른 기지국은 업링크 수신부(36)로부터 얻어진 전파 경로 정보에 기초하여 업링크 및 다운링크의 슬롯들을 할당하는 기능을 갖는다(도 4 참조).

각각의 이동국이 다운링크의 수신 중에 업링크의 제어 신호를 전송할 수 없지만, 할당이 수행되지 않는 타이밍에, 각각의 이동국은 다운링크의 수신 상태 또는 패킷들의 수신 품질과 같은 전파 경로 정보를 기지국에 전송한다.

기지국의 업링크 수신부(36)는 상술한 바와 같이 전송된 전파 경로 정보를 스케줄링부(32)에 출력하는 기능을 갖는다. 여기서, 이동국들에서 기지국으로 보고된 전파 경로 정보가 설명된다. 전파 경로 정보는 수신 품질에 대한 정보(예컨대, 수신 SIR(신호 대 간섭 비)), 사용자들의 도달 방향(DOA: Direction of arrival)을 나타내는 정보, 업링크 전송 전력에 대한 사용자들의 정보, 지연 확산(다중 경로를 통해 지연파의 전력이 임의의 전력보다 낮게 되기 전에), 도플러 주파수(이동국의 움직이는 속도에 따라 이동하는(shift) 이동국에서의 수신 주파수 등), 다중 경로 내의 전파 경로들의 수, 또는 이들간의 임의 조합을 포함한다. 이 예에서, 단순화 를 위해, 전파 경로 정보는 수신 SIR를 포함하는 것으로 가정한다.

도 11a 및 11b는 기지국이 각 이동국(각 이동국들(A-N))의 수신 상태(SIR)를 고려하여 슬롯들을 할당하는 예를 도시한다. 도 11a는 각 이동국의 수신 SIR를 도시하며, 여기서 수신 SIR은 수직축으로 나타내지고, 시간(t)은 수평축으로 나타내진다.

본 실시예에서, 기지국은 각 이동국의 수신 SIR를 획득하고, 특별히 높은 수신 SIR를 갖는 사용자에게 우선순위를 부여하여, 이 사용자에 대해 다운링크 슬롯을 할당한다. 특정한 예들이 이하에서 설명된다.

기지국의 업링크 수신부(36)는 이동국의 수신 SIR이 미리결정된 기간보다 긴 기간동안 미리결정된 값을 계속해서 초과하는지를 모니터한다. 이동국의 수신 SIR이 미리결정된 기간 보다 긴 기간동안 미리결정된 값을 계속해서 초과한다고 결정되면, 업링크 수신부(36)는 이동국의 우선순위가 현재 가장 높다는 것을 스케줄링부(32)에 알린다. 유사하게, 이동국의 수신 SIR이 계속해서 미리결정된 기간보다 긴 기간동안 미리결정된 값으로 되면, 업링크 수신부(36)는 이동국의 우선순위가 현재 가장 낮다는 것을 스케줄링부(32)에 보고한다.

일단, 스케줄링부(32)가 앞서 언급한 보고에 기초하여 가장 높은 수신 SIR를 갖는 이동국 또는 현재 가장 낮은 수신 SIR를 갖는 이동국을 인식하면, 스케줄링부(32)는 가장 높은 수신 SIR를 갖는 이동국에 대해 다운링크 슬롯을 할당한다.

예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 이동국(A)의 수신 SIR이 시간 기간(t1) 동안 미리결정된 값을 계속해서 초과하므로, 기지국은 이동국(A)(1)을 위해 다운링크 슬롯을 할당한다. 이때에, 기지국은 이동국(A)과는 다른 이동국(이 예에서는, 이동국(B))을 위해 업링크 슬롯을 할당한다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라, 다운링크의 채널 상태가 모니터되고, 채널 상태가 양호할 때, 다운링크를 위한 슬롯 할당이 데이터 패킷을 전송하도록 수행되므로, 이동국의 수신 특성 및 시스템 수율을 개선할 수 있게 된다.

수신 SIR이 미리결정된 기간보다 긴 기간동안 미리결정된 값을 계속해서 초과하는 이동국은 본 실시예에서 현재 가장 높은 우선순위를 갖는 이동국으로 고려되지만, 임의의 시간에서의 수신 SIR이 미리결정된 값을 초과하는 이동국이 가장 높은 우선순위를 갖는 이동국으로서 고려되는 결정 방법, 또한 다른 결정 방법들이 당연히 사용될 수 있다.

[제 4 실시예]

제 1 실시예에서, QoS 정보에 기초한 슬롯 할당 방식이 설명되었고, 전파 경로 정보에 기초한 슬롯 할당 방식이 설명되었지만, 본 실시예에 따른 기지국은 QoS 정보 및 전파 경로 정보 둘 모두에 기초하여 업링크 및 다운링크의 슬롯을 할당하는 기능을 갖는다.

본 실시예에 따른 기지국에 의해 수행되는 처리는 도 5에 도시된 처리와 동일하지만, 단계 S1에서의 처리는 QoS 정보 및 전파 경로 정보 둘 모두를 고려하여 연관된 일부 논점에서 상이하며, 단계 S1에서의 상이한 처리가 이하에서 설명된다.

도 12는 QoS 정보 및 전파 경로 정보의 2개의 정보 아이템들을 고려하여 업링크 및 다운링크를 위한 슬롯 할당을 결정하는 처리를 도시하는 흐름도이다.

도 12에서, 기지국의 스케줄링부(32)는 제 1 실시예의 경우와 같이, 임의의 이동국(이 예에서는, 이동국(A))의 업링크/다운링크 트래픽의 QoS 클래스들을 구별하고, 다운링크 트래픽의 QoS 클래스가 업링크 트래픽의 QoS 클래스와 동일한 우선순위를 갖는지의 여부를 결정한다(단계 S31). 그 처리는, 다운링크 트래픽의 QoS 클래스가 업링크 트래픽의 QoS 클래스와 동일한 우선순위를 갖는다고 결정되면(단계 S31, Yes), 업링크의 수신부(36)로부터 보고된 전파 경로 정보에 기초하여 다운링크의 채널 상태가 양호한지의 여부가 결정되는 다음 단계로 계속된다(단계 S32). 여기서, 채널 상태의 평가 표준은 제 3 실시예의 경우와 동일하다.

스케줄링부(32)가 다운링크의 채널 상태가 양호하다고 결정하면(단계 S32, Yes), 스케줄링부(32)는 도 5에 도시된 단계 S3의 처리의 경우와 같이, 우선순위에 기초하여 다운링크 슬롯을 할당한다.

한편, 단계 S32에서, 다운링크의 채널 상태가 불량하다고 결정되면(단계 S32, No), 스케줄링부(32)는 도 5에 도시된 단계 S5의 처리의 경우와 같이, 우선순위에 기초하여 업링크 슬롯을 할당한다.

단계 S31에서, 다운링크 트래픽의 QoS 클래스가 업링크 트래픽의 QoS 클래스와 동일한 우선순위를 갖지 않는다고 결정되면, 그 처리는, 높은 우선순위를 갖는 트래픽이 다운링크에 대응하는지의 여부가 결정되는 도 5에 도시된 단계 S2로 계속되고, 도 5에 도시된 처리들이 이어진다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라, QoS 클래스의 정보에 부가하여 채널 상태가 고려되므로, 채널 상태가 양호할 때 적절히 다운링크 데이터 패킷의 전송을 수행할 수 있고, 높은 QoS 요구로 데이터 수신 품질을 개선한다.

상술한 실시예에서, QoS 정보 또는 전파 경로 정보, 또는 QoS 정보와 전파 경로 정보에 기초하여 이동국에 대한 슬롯 할당이 설명되지만, 기지국의 스케줄링부(32)에서, 각 이동국을 위한 업링크 및 다운링크의 슬롯 할당 관리 테이블이 이동국들을 위한 업링크 및 다운링크의 슬롯들을 할당하데 참조된다. 도 13은 슬롯 할당 관리 테이블의 예이다.

도 13에서, 이동국들의 ID들의 컬럼(column)(200)은 이동국들을 균일하게 인식하는데 사용되는 이동국들의 ID 넘버들을 나타낸다. 이 예에서, ID 넘버들은 이동국(A)에 대해 "A" 및 이동국(B)에 대해 "B"와 같이 단순화된다. 컬럼들(201,202)은 각각의 업링크/다운링크 트래픽의 QoS 요구(QoS 클래스)를 보여준다. 컬럼(203)은 채널 상태를 보여준다. 컬럼(204)(랭킹)은 업링크와 다운링크의 QoS들 및 채널 상태를 고려하여 결정된 사용자들의 우선순위들을 보여준다. 이 예에서, 1은 업링크와 다운링크의 QoS들 및 채널 상태의 랭킹에 대해 2보다 높다. 컬럼(205)은 슬롯들의 할당 상태를 보여준다.

본 실시예에서, 테이블에 도시된 바와 같이, 이동국(A) 및 이동국(B) 트래픽 양자의 업링크 및 다운링크의 QoS 요구들은 이동국(A)의 채널 상태가 이동국(B)의 채널 상태보다 더 양호한 동안에 동일하다. 이러한 경우에, 양호한 채널 상태를 갖는 사용자가 가장 높은 우선순위를 부여받도록 우선순위들이 할당된다. 스케줄링부(32)는 이동국들 중 어느 것이 결정된 랭킹(순서)에 따라 우선순위에 기초하여 슬롯을 할당받게되는지를 결정한다. 본 실시예에서, 이동국(A)의 랭킹이 가장 높으므 로, 스케줄링부(32)는 이동국(A)에 대한 다운링크의 슬롯 할당이 가장 높은 우선순위를 부여받는다고 결정한다. 이어서, 스케줄링부(32)는 이동국(A)으로의 데이터 패킷 전송을 위해 가장 빠른 전송 타이밍에 전송될 수 있는 이용가능한 다운링크 슬롯들로부터 선택된 슬롯을 할당한다(도 13에서 슬롯 1,2의 표시 o를 참조).

또한, 이때에, 스케줄링부(32)는, 이동국(A)을 위한 슬롯들(슬롯들 1, 2)의 전송 타이밍에서 업링크의 전송이 가능한 선택된 이동국에 대해 업링크 슬롯을 할당하지만; 이동국의 이러한 선택은 상술한 랭킹을 고려하여 수행된다. 이 예에서, 이동국(B)이 이동국(A) 다음의 제 2 랭킹을 가지므로, 이동국(B)을 위한 업링크 전송 슬롯은 이동국(B)의 요구된 전송 타이밍(이 예에서는, 슬롯 2)에 할당된다(도 13에서 점선으로 표시된 프레임을 참조).

이런 식으로, 본 실시예에 따라, 사용자들이 랭킹에 의해 분류되고, 각 이동국에 대한 슬롯 할당 상태가 관리되므로, 슬롯 할당 상태에 기초하여 전송 및 수신 타이밍들을 제어하는 것이 가능하다. 이는 업링크와 다운링크의 슬롯들 사이의 간섭을 회피할 수 있고, 우선순위에 따라 업링크 및 다운링크를 위한 효과적인 슬롯 할당을 구현할 수 있다.

사용자들을 랭킹하는 방식은 상술한 방식에 제한되지 않음에 유의하자. 예를 들어, 제공된 서비스를 더 많이 사용하는 사용자에게 보다 높은 우선순위를 제공하거나, 또는 사용 이력들(histories)과 같은 데이터를 참조하여 랭킹들을 부여할 수 있다.

[제 5 실시예]

상술한 실시예들에서, FDD/TDD 방식을 이용하여 기지국과 무선 통신하는 이동국들을 위한 업링크 및 다운링크의 슬롯 할당이 개시되었지만, FDD 방식을 이용하여 기지국과 무선 통신하는 이동국(C13)(FDD 단말: 동시에 전송과 수신을 수행하는 성능을 갖춘 단말)이 도 14에 도시된 바와 같은 시스템(2)에서, 동일한 무선 영역(10) 내에 위치되고 혼합되는 상황을 또한 고려할 수 있다.

도 15는 도 14에 도시된 바와 같은 이동국(C)(FDD 단말)을 갖는 공존 시스템에 적용되는 본 발명의 슬롯 할당 방법의 경우에 슬롯 할당 예를 도시한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 이동국(C13)이 또한 이동국(A)에 대한 슬롯의 전송 타이밍에 동시에 전송 및 수신할 수 있으므로, 이동국(C)에 대한 업링크 슬롯의 할당이 가능한 반면에 이동국(B)에 대한 업링크 슬롯의 할당은 불가능하다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라, FDD 단말들을 갖는 공존 시스템에서 기지국의 성능 열화를 방지하는 것이 가능하다.

본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었다. 하지만, 본 발명이 상술한 실시예들에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 변형들 및 변경들이 가능함을 이해해야 한다.

[본 발명의 변형들]

상술한 실시예들에서, 데이터 패킷들이 본 발명에 따른 슬롯 할당 방법을 이용하여 업링크 및 다운링크에 할당되는 방식이 설명되었지만, 본 발명에 따른 슬롯 할당 방법은 이러한 종류의 응용에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제어 신호의 전송에 응용가능하다. 여기서, FDD 단말을 갖는 공존 시스템이 예로서 설명된다.

도 16은 본 실시예에 다른 제어 신호의 전송 예를 도시한다. 위에서 설명된 바와 같이, FDD/TDD 방식에 따라, 전송 및 수신을 동시에 수행하는 것이 불가능하다. 기지국에서 이동국으로 전송된 공통 제어 채널이 모든 사용자들에게 보고된 정보이므로, 공통 제어 채널은 FDD/TDD 방식에 따라 기지국에 의해 주기적으로 삽입된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 기지국이 다운링크에서 공통 제어 채널을 전송할 때, 모든 FDD/TDD 단말들의 사용자들(이동국(A) 내지 이동국(N))이 수신 상태에 있게 되므로, 업링크에서 전송을 수행하는 것이 불가능하다. 이러한 경우에, 업링크의 성능이 어느 정도 줄어들지만, 다운링크의 성능 열화는 존재하지 않는다. 달리 말해서, 본 발명에서, 이동국(C)(FDD 단말)이 이동국들(A 및 B)(FDD/TDD 단말들)과 공존할 때, 기지국은 공통 제어 다운링크 채널 전송의 타이밍에서 이동국(C)에 대해 업링크 슬롯을 할당한다. 이런 식으로, 이동국(C)은 공통 제어 채널을 수신하는 동안 데이터를 전송할 수 있고, 다운링크에서의 성능 열화를 방지할 수 있다.

하나의 공통 제어 채널이 본 발명에 따른 슬롯 할당 방법을 사용하여 전송되는 방식이 본 실시예에서 설명되지만, 다수의 공통 제어 채널들이 전송될 수 있다. 도 17은 다수의 타이밍들에 의해 공통 제어 채널이 연속으로 전송되는 경우를 도시하며, FDD/TDD 단자들만이 동일한 무선 영역에 있다고 가정한다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라, 이동국들(A 내지 N)은 기지국에 의해 전송된 다수의 공통 제어 채널들 중 하나를 수신할 수 있다. 이 예에서, 이동 국(A) 및 이동국(B)은 타이밍(1)에서 기지국으로부터 전송된 공통 제어 채널을 수신하는 반면에, 이동국(N)은 타이밍(2)에서 기지국으로부터 전송된 공통 제어 채널을 수신한다. 그러므로, 이동국(N)은 예를 들어 타이밍(1)에서 업링크의 전송을 수행할 수 있다.

이런 식으로, 본 발명에 따라, 다수의 타이밍들에 의해 공통 제어 채널을 전송함으로써, 비록 다운링크의 성능이 감소되지만, 업링크의 성능 열화는 줄어들 수 있다.

공통 제어 채널이 로우(row) 내의 2 슬롯들에 대해 전송되는 방식이 설명되었지만, 공통 제어 채널에 의해 보고된 정보가 그다지 중요하지 않은 경우에, 공통 제어 채널은 연속으로 전송될 필요는 없다는 것에 유의하자. 이 경우에, 기지국은 수신 타이밍에서 공통 제어 채널을 할당하지 않도록 하기 위해 이동국들 각각에서 간헐적인 수신 타이밍을 결정하도록 구성된다.

또한, 한 명의 사용자에 대한 전송이 하나의 슬롯에서 수행되는 방식이 실시예들(변형예를 포함)에서 설명되었지만, 본 발명은 이러한 방식에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다수의 사용자들은 하나의 슬롯에서 다중화(multiplex)될 수 있다.

도 18은 FDD/TDD 방식에 따라 기지국의 한 슬롯에서 다중화된 다수의 사용자들을 위해 전송이 수행되는 경우를 도시한다.

본 실시예에서, 기지국은 높은 우선순위를 갖는 이동국에 어드레스된 다운링크 트래픽을 검출하고, 검출 결과에 기초하여 하나의 슬롯에서 다중화될 사용자들을 선택하고, 그것들을 다중화한다. 도 19의 예에서, 왼쪽으로부터 제 1 슬롯(1)에 서 이동국(A), 이동국(B) 및 이동국(C)의 사용자들이 다중화되고, 왼쪽으로부터 제 2 슬롯(2)에서 이동국(A), 이동국(D) 및 이동국(G)의 사용자들이 다중화되는 경우가 도시된다.

이동국(A), 이동국(B) 및 이동국(C)의 서로 다른 사용자들의 신호들이 슬롯(1)에서 다중화되는 경우가 여기에서 예로서 설명되지만, 상술한 슬롯 타이밍(1)에서 이동국(A)만을 다중화하는 것이 또한 가능하다. 달리 말해서, 각 사용자를 위한 다중화 넘버가 우선순위 등에 따라 유연하게 변할 수 있다.

다음으로, CDMA-FDD/TDD 방식에 기초한 사용자 다중화의 원리가 다중화 방법의 상술한 원리들의 예인 도 19에 도시된다. 본 실시예에서, 기지국은 서로 다른 확산 코드들을 사용하여 사용자들을 다중화하는 기능을 갖는다.

도 19에 도시된 바와 같이, 기지국은 확산 기술(CDMA에서 사용됨)을 사용하여 사용자(i) 및 사용자(j)의 각 데이터를 확산시키고, 이어서 그것을 하나의 슬롯에서 다중화하여, 동일한 슬롯에서의 전송이 가능하게 된다. 이 예에서, 사용자(i) 및 사용자(j)를 위한 확산 계수들은 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 각각의 확산 계수들은 4, 8 또는 4, 32일 수 있다. 수신 측은 자신의 확산 코드들과의 상관(correlation)을 시험함으로써 자신의 신호만을 수신할 수 있다.

한편, 도 20은 다중-캐리어 FDD/TDD 방식에 기초하여 사용자를 다중화하는 원리를 도시하며, 주파수 방향으로 서브-캐리어들에 대해 다중화하는 예를 도시한다. 본 실시예에서, 기지국은 서로 다른 서브-캐리어들을 사용하여 사용자들을 다중화하는 기능을 갖는다.

도 20에 도시된 바와 같이, 슬롯(n)에 대해, 기지국은 사용자(i)에 서브-캐리어들(# 1 ~ # K)을 할당하고, 사용자(j)에 서브-캐리어들(# K ~ # N)을 할당한다. 이 예에서, 서브-캐리어들이 연속으로 분할되는 방식이 예시되지만, 연속적인 서브-캐리어들이 할당될 필요는 없다. 예를 들어, 서브-캐리어들(# 1, # 3, # 5, # 7,...)이 사용자(i)에 대해 할당되는 반면에, 서브-캐리어들(# 2, # 4, # 6, # 8,...)이 사용자(j)에 대해 할당될 수 있다.

상술한 바와 같이, 도 18 내지 도 20에 도시된 예에 따라, 다수의 사용자들이 확산 코드들을 사용하여 하나의 슬롯에서 다중화되거나 또는 캐리어의 일부에 할당될 수 있으므로, 가변 정보 비율들 및 가변 정보량을 갖는 하나의 슬롯에서 효과적인 전송을 수행하는 것이 가능하다. 또한, 각 사용자의 채널 상태에 따라 다중화하거나 다중화하지 않음으로써 사용자들 사이의 공평성(fairness)을 용이하게 제어하는 것이 가능하다.

그런데, FDD 방식(W-CDMA, cdma2000)을 채택하는 IMT-2000, IMT-2000 (W-CDMA, cdma2000) 또는 cdma2000 EV/DO의 확장된 버전인 HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)와 같은 시스템에서, 전송 전력 제어(TPC: Transmission Power Control)는 멀고도 가까운 문제점을 해소하기 위해서 이동국들의 필요한 전송 전력을 최소화한다.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 FDD/TDD 방식의 기지국에 전송 전력 제어가 적용되는 경우에서의 동작 예를 도시한다.

도 21에서, 기준 심볼(reference symbol)(1)에서, 기지국으로부터 이동국으 로 전송되는 SIR 측정을 위한 파일럿 신호가 전파 지연 시간(T_PD)을 통해 이동국에 의해 수신된다. 기준 심볼(2)에서, 이동국은 수신된 파일럿 신호를 이용하여 SIR를 측정한다. 기준 심볼(3)에서, 이동국은 TPC 비트(예컨대, SIR 측정치가 원하는 값보다 크면, 이동국에 대해 전송 전력을 줄일 것을 지시)를 생성하고, 그것을 프레임에 맵핑(mapping)하여 전송한다. 기지국은 전파 지연 시간(기준 심볼(4))을 통해 이동국으로부터 전송된 TPC 비트를 수신하고, (기준 심볼(5)에서) 전송 전력을 제어하기 위해 TPC 비트를 재생한다. 이런 식으로, 전송 및 수신 타이밍들이 서로 다른 FDD/TDD 방식의 기지국에서 전송 전력 제어를 적용하는 것이 가능하다. 특히, 라인 스위칭의 경우와 같이 균일한 속도로 전송 데이터가 유연하지 않게 전송되는 경우에 시스템 성능을 보장할 수 있다.

또한, FDD 방식에 따른 HSDPA에서, 저속으로 동작하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)가 파(wave) 수신 상태가 양호하지 않을 때 변조 방식으로서 사용되고, 반면에 고속으로 동작하는 16QAM(12 Quadrature Amplitude Modulation)파 수신 상태가 양호할 때 변조 방식으로서 사용되는 적응성 변조 및 채널 코딩(AMC) 기술, 및 기존 ARQ(Automatic Repeat Request)와 에러 수정 코드들의 조합인 하이브리드 ARQ(Automatic Repeat reQuest)가 사용된다. 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 FDD/TDD 방식의 기지국에 AMC 기술이 적용되는 경우에 변조 방식 선택 제어 과정을 도시한다.

도 22에서, 이동국은 기지국으로부터 전송된 파일럿 신호를 수신하고, SIR를 측정한다. 이동국은 CQI(Channel quality information) 비트를 생성하고, 그것을 프레임에 맵핑하여 전송한다. 기지국은 수신된 CQI 비트를 디코딩하고, 변조/코딩 방식을 선택하고(MCS(Modulation and coding scheme)선택), 선택된 변조/코딩 방식에 따라 변조된/코딩된 전송 데이터를 슬롯에 할당한다.

이런 식으로, 본 실시예에 따라, FDD/TDD 방식의 기지국에서 상술한 AMC를 적용함으로써 채널 상태에 따라 슬롯들을 유연하게 할당하는 것이 가능하다. 달리 말해서, 본 실시예는 CQI가 상술한 제 3 실시예에서의 전파 경로 정보로서 사용되는 경우를 예시한다.

또한, 슬롯의 적절한 위치에 CQI 또는 TPC의 제어 비트를 놓음으로써 제어 지연을 줄이고, 그에 의해 제어를 위해 추정된 신호의 추정 정확도를 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 변형으로서, 채널 상태는 TPC 비트에 기초하여 추정될 수 있으며, 슬롯들은 추정 결과에 기초하여 할당될 수 있다.

본 발명은 2004년 8월 10일에 출원된 일본특허출원 번호 제2004-233673호에 기초하여 그 출원의 이익을 청구하며, 그 전체 내용이 참조문헌으로써 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 종래 기술들에서의 문제점들을 해소하며, FDD/TDD 방식을 이용하는 통신 시스템에서 트래픽의 상태에 따라 유연하게 업링크 및 다운링크의 슬롯들을 할당할 수 있는 슬롯 할당 장치 및 슬롯 할당 알고리즘을 제공한다.

Claims

FDD/TDD 방식에 따라 다수의 이동국들과 통신하여 슬롯들을 할당하기 위한 슬롯 할당 장치에 있어서,

입력 트래픽의 특성을 검출하기 위한 트래픽 특성 검출 수단;

상기 입력 트래픽의 검출된 특성으로부터 도출된 상기 트래픽의 우선순위에 기초하여, 업링크와 다운링크 중 어느 것이 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는지를 결정하기 위한 슬롯 할당 우선순위 결정 수단; 및

상기 결정 결과에 기초하여, 상기 이동국들에 대해 업링크 및 다운링크 슬롯들을 할당하기 위한 슬롯 할당 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 슬롯 할당 장치.
제 1항에 있어서, 상기 트래픽 특성 검출 수단은 상기 입력 트래픽으로서 상기 업링크 및 다운링크 트래픽을 입력하고, 대응하는 상기 입력 트래픽에 의해 요구된 서비스 품질에 기초하여, 상기 트래픽의 우선순위를 검출하는, 슬롯 할당 장치.
제 2항에 있어서, 상기 서비스 품질은 허용가능한 지연 시간, 허용가능한 또는 요청된 IP 손실률, 정보 비율(information rate), 정보량, 사용자 정보, 상대편의 수행성능(performance), 또는 이것들의 임의 조합으로써 표시되는, 슬롯 할당 장치.
제 1항에 있어서, 상기 이동국으로부터 수신된 신호에 기초하여 채널 상태를 추정하기 위한 채널 상태 추정 수단을 더 포함하고,

상기 슬롯 할당 우선순위 결정 수단은, 상기 업링크와 다운링크 중 어느 것이 상기 슬롯 할당을 위해 가장 높은 우선순위를 부여받는지를 결정하는데 있어 서비스 품질 및 상기 채널 상태를 고려하는, 슬롯 할당 장치.
제 4항에 있어서, 상기 업링크 및 다운링크가 상기 트래픽을 대해 동일한 우선순위이면, 상기 다운링크는 상기 채널 상태가 양호한 것으로 추정되는 경우에 상기 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는 반면에, 상기 업링크는 상기 채널 상태가 불량한 것으로 추정되는 경우에 상기 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는, 슬롯 할당 장치.
제 4에 있어서, 상기 채널 상태는 수신 품질, 상기 이동국으로부터의 도달 방향, 업링크 전송 전력, 지연 확산, 도플러 주파수, 다중-경로 수, 또는 그것들의 임의 조합으로써 표시되는, 슬롯 할당 장치.
제 1항에 있어서, 전송 전력 제어, 적응성 변조 제어(adaptive modulation control), 자동 반복 및 요청 제어, 또는 그것들의 임의 조합은 상기 이동국들에 대해 상기 업링크 및 다운링크 슬롯들을 할당하는데 적용되는, 슬롯 할당 장치.
제 4항에 있어서, 전송 전력 제어, 적응성 변조 제어, 자동 반복 및 요청 제어, 또는 그것들의 임의 조합은 상기 이동국에 대해 상기 업링크 및 다운링크 슬롯들을 할당하는데 적용되는, 슬롯 할당 장치.
제 1항에 있어서, 상기 슬롯 할당 수단은, 상기 업링크 및 다운링크에 대해 슬롯들을 할당하는데 있어, 다중-캐리어 전송에 사용되는 서브-캐리어들, 전체 대역에서 기저대역의 일부, 또는 CDMA 전송에 사용되는 확산 코드를 사용하여 동일한 슬롯을 다수의 사용자들에 할당하는, 슬롯 할당 장치.
제 4항에 있어서, 상기 슬롯 할당 수단은, 상기 업링크 및 다운링크에 대해 슬롯들을 할당하는데 있어, CDMA 전송에 사용되는 확산 코드들 또는 다중-캐리어 전송에 사용되는 서브-캐리어들을 사용하여 동일한 슬롯을 다수의 사용자들에 할당하는, 슬롯 할당 장치.
제 1항에 있어서, 공통 제어 채널을 상기 다운링크의 슬롯에 연속으로 할당하기 위한 수단을 더 포함하는, 슬롯 할당 장치.
제 1항에 있어서, 상기 슬롯 할당 장치는 FDD 방식으로 적용된 이동국과 통 신할 수 있고,

상기 FDD 방식으로 적용된 이동국 및 FDD/TDD 방식으로 적용된 이동국이 미리결정된 무선 영역에서 혼합되는 경우에, 상기 FDD/TDD 방식으로 적용된 이동국에 대해 공통 제어 채널의 다운링크 슬롯이 할당되는 타이밍에서 상기 업링크 슬롯을 상기 FDD 방식으로 적용된 이동국에 할당하는 수단을 더 포함하는, 슬롯 할당 장치
이동국과 기지국 사이의 통신이 FDD/TDD 방식에 따라 수행되는 이동 통신 시스템을 위한 슬롯 할당 방법에 있어서,

대응하는 입력 트래픽에 의해 요구된 서비스 품질을 인식하기 위해 업링크 및 다운링크 트래픽을 입력하는 단계;

상기 인식에 기초하여 상기 트래픽의 우선순위를 검출하는 단계;

상기 트래픽의 검출된 우선순위에 기초하여, 업링크 슬롯과 다운링크 슬롯 중 어느 것이 상기 슬롯 할당을 위해 보다 높은 우선순위를 부여받는지를 결정하는 단계; 및

상기 결정 결과에 기초하여 상기 이동국에 대해 상기 업링크 슬롯 또는 다운링크 슬롯을 할당하는 단계를 포함하는, 슬롯 할당 방법.