KR20060104897A

KR20060104897A - 기지국 장치 및 이를 이용한 무선 자원 관리 방법

Info

Publication number: KR20060104897A
Application number: KR1020050027395A
Authority: KR
Inventors: 곽노준; 이주호; 리에샤우트 게르트 잔 반; 이국희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-09
Also published as: CN101156334A; DK1708536T3; PT1708536E; BRPI0609556B1; RU2012154280A; US20110188433A1; EP1708536A2; JP2012019545A; WO2006104347A1; JP5530993B2; ES2444647T3; RU2536800C2; CN101156334B; US7643844B2; US7953430B2; EP1708536B1; US8271016B2; RU2008140839A; AU2006229511B2; US20060223567A1

Abstract

본 발명은 상향 링크를 통해 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 한 셀에서 현재 사용되고 있는 전체 무선 자원 (RoT)이 RNC가 미리 설정한 목표 자원(target RoT)보다 큰 오버로드 상황이 발생했을 때, Node B가 자신이 스케줄링하는 primary UE와 자신이 관리하지 않는 셀로부터 제어를 받는 non-primary UE의 신호 세기를 일정 비율로 맞추도록 해 primary UE와 non-primary UE들 간 상향 전송률이 공평하게 배분되도록 하는 방법이다.

EUDCH, Scheduling, overload, rate grant

Description

상향 채널 오버로드 제어 방법 및 장치{Method and Apparatus for controlling overload in Uplink Channel}

도 1은 E-DCH가 사용되는 상황에 대한 기본 개념도.

도 2는 일반적인 E-DCH의 송수신 기본 절차도.

도 3은 일반적인 소프트 핸드오버 상황에서의 한 셀의 상향 링크 RoT의 구성도.

도 4a는 본 발명에서 다루게 될 여러가지 셀 상황을 도시한 도면.

도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동작을 보여주는 도면.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예를 따르는 CRNC의 간략한 구성을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예를 따르는 Node B의 간략한 구성을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 target/real 비교부의 동작을 도시한 도면.

본 발명은 상향 링크를 통해 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 한 셀에서 현재 사용되고 있는 전체 무선 자원 (RoT)이 RNC가 미리 설정한 목표 자원 (target RoT)보다 큰 오버로드 상황이 발생했을 때, Node B가 자신이 스케줄링하는 primary UE와 자신이 관리하지 않는 셀로부터 제어를 받는 non-primary UE의 신호 세기를 일정 비율로 맞추도록 해 primary UE와 non-primary UE들 간 상향 전송률이 공평하게 배분되도록 하는 방법이다.

본 발명은 비동기 광대역 부호분할다중접속(Wide band Code Division Multiple Access: 이하 "WCDMA"라 칭함.) 통신시스템에서 향상된 역방향 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel), 즉 E-DCH가 사용되는 상황을 가정한다. 상기 E-DCH는 WCDMA 통신시스템에서 상향링크 통신에 있어서 새로운 기술의 도입을 통해 패킷 전송의 성능을 좀 더 높일 수 있도록 하는 목적으로 제안된 채널이다.

새로이 도입되는 기술에는 기존에 이미 고속 하향링크 패킷 접속 방식(High Speed Downlink Packet Access: 이하 "HSDPA"라 칭함.)에서 사용되고 있는 AMC(Adaptive Modulation and Coding)와 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission Request) 및 기지국 제어 스케쥴링(Node-B based scheduling)등의 방법이 있다.

도 1은 E-DCH가 사용되는 상황에 대한 기본 개념도이다.

도1을 참조하면, E-DCH를 지원하는 기지국(100)과, 상기 E-DCH를 수신하는 단말(101, 102, 103, 104)들로 구성된다. 상기 기지국(110)은 E-DCH를 사용하는 단말들의 채널 상황 및 버퍼 상태를 파악하여 각 단말들에게 알맞은 스케쥴링 명령을 수신하여 수행한다. 그러면, 상기 단말(101~104)들은 상기 스케쥴링 명령에 따라 상향 E-DCH 데이터의 최대 허용 데이터 레이트를 결정하여 전송한다.

상향링크에서 서로 다른 단말기들이 송신한 상향링크 신호들은 상호간에 동기가 유지되지 않기 때문에, 직교성이 없어서 상기 상향링크 신호들은 상호간에 간섭으로 작용하게 된다. 따라서, 기지국이 수신하는 상향링크 신호가 많아질수록 특정 단말기의 상향링크 신호에 대한 간섭의 양도 많아지게 되어 수신 성능이 저하된다. 이를 극복하기 위해서는 상향링크 송신전력을 크게 할 수 있지만, 이는 다시 다른 상향링크 신호에 대해 간섭으로 작용하여 수신 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이와 같은 현상으로 인해 기지국이 수신 성능을 보장하면서 수신할 수 있는 상향링크 신호의 양은 제한되게 된다. 이를 하기 <수학식 1>과 같이 정의되는 ROT(Rise Over Thermal)를 이용하여 설명할 수 있다.

상기에서 Io는 기지국의 전체 수신 광대역 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density)로서, 기지국이 수신하는 전체 상향링크 신호의 양을 나타내고, 상기 No는 기지국의 열잡음 전력 스펙트럼 밀도가 된다. 따라서, 허용되는 최대 ROT는 기지국이 상향 링크에서 사용할 수 있는 무선자원이라고 할 수 있다.

도 2는 일반적인 E-DCH의 송수신 기본 절차도이다.

도 2를 참조하면, E-DCH를 수신하고 있는 단말(202)과, 상기 단말(202)이 속해 있는 기지국(201)으로 구성된다.

203단계에서 기지국(201)과 단말(202)간의 E-DCH의 송수신 설정이 이루어진다. 상기 설정과정은 전용 전송 채널(dedicated transport channel)을 통한 메시지들의 전달 과정을 포함한다. 상기 E-DCH가 설정되면, 204단계에서 상기 단말(202)은 기지국(201)에게 스케쥴링 정보를 알려준다. 이때,상기 스케쥴링 정보로는 역방향 채널 정보를 알 수 있는 단말 송신 전력 정보, 또는 단말이 송신할 수 있는 여분의 전력 정보, 또는 단말의 버퍼에 쌓여 있는 송신되어야 할 데이터들의 양이 될 수 있다.

211단계에서 여러 단말들로부터 상기 정보를 수신한 기지국(202)은, 여러 단말들의 상기 스케쥴링 정보를 모니터링 하면서 각 단말들을 스케쥴링한다.

이후, 상기 기지국(201)이 단말(202)에게 역방향 패킷 전송을 허용하는 스케쥴링을 하려고 결정한 경우, 205단계에서 상기 기지국(201)은 단말(202)에게 스케쥴링 할당 정보를 전송한다. 212단계에서 상기 단말(202)은 상기 스케쥴링 할당 정보를 이용하여 역방향으로 전송할 E-DCH의 전송 형식(TF)을 결정하고, 206단계 내지 207단계에서 상기 결정된 TF 정보와 E-DCH를 함께 상기 기지국(201)으로 전송된다.

상기 206단계 내지 207단계의 E-DCH 채널을 수신한 기지국(201)은, 213단계에서 보이는 상기 수신한 TF 정보 및 EUDCH에서 오류가 있는지 판단하고, 208단계 에서 하나에라도 오류가 있을 경우 NACK 정보를, 모두 오류가 없을 경우는 ACK 정보를 ACK/NACK 채널을 통해 상기 단말(202)로 전송한다.

상기 208단계에서 ACK 정보가 전송되는 경우, 상기 207단계에서의 E-DCH 정보는 전송이 끝나게 되어 새로운 정보를 다시 E-DCH로 보낼 수 있게 된다. 반면, 상기 208단계에서 NACK정보가 전송되는 경우, 상기 단말(202)은 같은 정보의 E-DCH를 다음 시간에 다시 재전송 하게 된다.

이하, Node-B가 스케쥴링 하는 방식에 대해서 설명하고자 한다. 스케쥴링 방법은 크게 '전송율 스케쥴링 방법(Rate scheduling)'과 '시간 전송율 스케쥴링 방법(Time and Rate scheduling)'이 있다.

먼저, 전송율 스케쥴링은 Node-B가 E-DCH 서비스를 요구하는 모든 단말에 대해서 전송율을 매 스케쥴링 주기마다 일정 단계만큼씩 증기/유지/감소를 하는 방법이다. 즉, 현재 단말이 16, 32, 128, 256, 384, 568 kbps 단계의 전송율을 갖도록 TF 셋(set)을 갖고 있고, Node-B의 전송율 할당이 한 단계씩 증가/유지/감소하는 시스템일 경우를 예로 들자. 이때, 현재 할당된 최대 전송율이 '16kbps'일 경우, 다음 스케쥴링 주기에서 Node-B가 증가 명령을 내리면 현재 16kbps에서 한 단계만큼 증가시켜서 32kbps가 최대 허용 전송율이 된다.

상기 전송율 스케쥴링은 많은 단말을 스케쥴링하기 때문에, 매번 전송하는 시그널링의 정보량이 많은 경우, 시그널링 오버헤드를 가져올 수 있다. 따라서, 전송율 스케쥴링 기법에서는 스케쥴링 정보를 상대 허용치(relative grant)를 사용하여 스케쥴링 정보를 전송하게 된다. 상기 상대 허용치를 전달하는 방식이란 '+1/0/-1 '과 같은 제한된 정보를 시그널링 하게 되면 단말은 이를 수신하여 미리 지정된 단계로 현재 설정된 최대 허용 전송율을 증가/유지/감소를 하게 되는 방식이다.

즉, 상기 전송율 스케쥴링 방식은 전송에 필요한 정보량이 적어서 하향 링크의 시그널링 오버 헤드를 줄일 수 있는 장점이 있으나 전송율을 급격히 증가 시키고자하는 경우 필요한 시간이 커지게 되는 단점이 존재한다. 상기 상대 허용치는 1bit 정도의 비트를 필요로 하기 때문에 통상적으로 하나의 공용 채널을 시간 다중화 방식으로 각 단말 고유의 송신 타이밍을 정하여 시그널링 하거나, 직교 코드를 사용하여 각 단말에게 고유의 직교 코드를 할당하여 시그널링하는 방법을 사용할 수 있다.

다음으로, 시간 전송율 스케쥴링 방식은 단말의 E-DCH를 전송하는 시간까지 제어하는 방법으로서, 여러 단말 중에서 일부만 스케쥴링할 수 있고, 전송율을 급격히 증가 또는 감소시키는 것이 가능하다. 이를 위해서 시간 전송율 스케쥴링 방식에서는 절대 허용치(absolute grant) 방식으로 정보를 전달한다. 상기 절대 허용치를 전달하는 방법은 스케쥴링 하고자 하는 단말에게 스케쥴링 된 최대 전송율 자체의 값을 전송하여, 단말이 최대 허용 전송율을 상기 수신한 절대허용치로 설정하는 방식이다.

예를 들어, 상기 단말이 16kbps가 최대 허용 전송율일 때, 보내고자 하는 데이터가 많으면 Node-B는 다음 스케쥴링 주기에서 568kbps까지 전송이 가능하도록 해당 전송율을 할당할 수 있다. 이때, 상기 Node-B는 단말의 최대 허용 가능한 전 송율을 알고 있어야 하므로, 상기 단말의 최대 허용 가능한 전송률은 단말에게 할당된 TF 셋 값으로 정해지며 이를 'Node-B 포인터(pointer)'라고 한다. 상기와 같이 절대적인 값을 알려주기 위해서 필요한 정보량이 많기 때문에, 각 단말 별로 전용 채널을 이용하게 되면 하향링크의 전송파워를 많이 사용하게 된다. 따라서, HSDPA에서 HS-SCCH와 같이 공용 채널을 사용하되, 해당 단말에게 시그널링하는 정보임을 알 수 있도록 하는 단말 고유의 인식자를 이용하여 전송한다.

즉, 절대허용치를 전송하는 채널을 역방향 공용 제어 채널(E-SCCH)이라 할 수 있다. 상기한 바와 같은 두가지 스케쥴링 방식 모두 장단점이 있으므로, 역방향 패킷 전송 시스템에서는 상기 전송율 스케쥴링 방식과 시간 전송율 스케쥴링 방식 모두를 지원하도록 하여 단말의 지연 요구 조건을 만족하면 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있게끔 하고자 한다.

이하, 절대 허용치를 전송하기 위한 E-AGCH의 송신방법에 대해서 설명한다.

E-AGCH는 절대 허용치를 담고 있고, 셀 내의 모든 단말이 매 TTI(Transmit Time Interval)마다 절대적인 스케쥴링 방식으로 스케쥴링을 할 필요가 없기 때문에, 공용채널을 사용하여 전송한다. 상기 E-AGCH에서 해당 단말에게 시그널링하는 정보임을 알 수 있도록 단말 고유의 인식자 (이하, 'UE-id'라 칭함)를 할당한다. 이후, 상기 단말은 상기 UE-id를 이용하여 CRC 검사(check)과정을 통해서 성공하면, 해당 단말에게 전송된 정보라고 판단하여 상기 정보를 이용하여 E-DCH 전송을 하게 된다.

다음은 상기 절대 허용치와 상대 허용치가 동시에 사용될 시스템에서, 여러 Node-B가 존재하는 소프트 핸드오버 (Soft Hand Over)상황에서 어떻게 동작하는지 설명하고자 한다.

절대 허용치 정보 전달 방식은, 많은 정보를 포함하고 큰 파워를 사용하며 디코딩 하는 절차에서도 절대 허용치를 담고 있는 E-AGCH 채널의 디코딩 절차보다 복잡하다. 따라서, 하나의 Node-B로부터만 절대 허용치를 전송받는 것이 적합하다. 이때, 하나의 Node-B를 'primary Node-B'라고 하고 임의의 절차 또는 HSDPA와 같이 최적의 하향링크를 가지는 node-B를 선택한다. 즉, SHO의 단말은 여러 Node-B 중에서 primary Node-B로부터는 절대 허용치를 수신하고, 상기 primary Node-B 이외의 다른 'non-primary Node B'로부터는 상대 허용치를 수신하게 하는 방식이다.

상기 Non-primary Node-B는 해당 단말의 스케쥴링 권한을 가지지 않기 때문에 일반적인 상대 허용치 방식인 'up/down/keep'을 모두 시그널링하지 않고, 현재 셀의 RoT 상황을 고려하여 SHO에 있는 타 non primary UE들의 RoT가 차지하는 비율이 높은 경우 전송율을 낮추라고 알려주거나 그렇지 않는 경우는 아무 신호도 전달하지 않아 primary Node-B의 스케쥴링을 따르게끔 할 수도 있다. 이를 'overload indicator'라고 한다. 상기와 같은 경우 모든 단말에게 전용적으로 overload indicator를 시그널링할 수도 있고 downlink signaling overhead를 고려해서 공통적을 시그널링할 수도 있다.

도 3은 일반적인 소프트 핸드오버 상황에서의 한 셀의 상향 링크 RoT의 구성도를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 총 RoT는 하기와 같은 5개 부분이 차지하는 RoT의 합으로 나타난다. 구체적으로, 채널에 상존하는 채널 잡음(310)과, 기존 채널 (DCH 및 각종 제어 채널)이 차지하는 RoT(320) 및 EUDCH가 차지하는 RoT(330~350)로 구성된다. 참조번호 330은 상기에서 설명된 Node B에서의 스케줄링 없이 전송할 수 있는 non-scheduled EUDCH가 차지하는 RoT이며 참조번호 340과 350은, 상향 링크로 전송하려면 Node B가 스케줄링을 해 주어야 하는 scheduled EUDCH가 차지하는 RoT이다. 이 중 참조 번호 340은 현재 Node B가 관리하는 primary UE로부터 전송되는 EUDCH가 차지하는 RoT를 나타내고, 참조번호 350은 현재 Node B가 관리하지 않는 non-primary UE로부터 전송되는 EUDCH가 차지하는 RoT이다.

도 3에는 도시하지 않았지만 Node B에서는 셀마다 타겟(target) RoT 값을 두어 전체 RoT값이이 타겟 RoT를 넘어가지 못하도록 스케줄링을 한다. 또한, 참조번호 310내지 330은 Node B가 스케줄에 직접적으로 관여할 수 없기 때문에 Node B가 제어할 수 없고, Node B 스케줄러는 참조번호 340과 350의 크기를 조절함으로써 한 셀의 전체 RoT를 관리할 수 있다. 이 중 primary UE의 RoT (340)는 절대 허용치이나 상대 허용치(up/down/keep)로 제어할 수 있고, non-primary UE의 RoT (350)는 overload indicator를 이용하여 줄일 수 있다.

상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 소프트 핸드오버 상황에서는, non-primary node-B가 언제 overload indicator를 설정하여야 하는지가 명확치 않으므로 상기 overload indicator를 설정하는 방법이 필요로 하게 되었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, over load indicator를 설정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 한 셀에서 현재 사용되고 있는 전체 무선 자원이 RNC가 미리 설정한 목표 자원 (target RoT)보다 큰 오버로드 상황이 발생했을 때, Node B가 자신이 스케줄링하는 primary UE와 자신이 관리하지 않는 셀로부터 제어를 받는 non-primary UE의 신호 세기를 일정 비율로 맞추도록 해 primary UE와 non-primary UE들 간 상향 전송률이 공평하게 배분되도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예는, 향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말의 전송율을 제어하는 무선망 제어기에 있어서,

해당 셀의 특성을 고려하여 상기 제 1 단말과, 상기 제 2 단말의 타겟 전송 비율을 결정하는 결정부와,

상기 결정부로부터 결정된 타켓 전송 비율을 포함하는 메시지를 해당 단말이 포함되어 있는 기지국(Node B)로 전송하는 송신부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말의 전송율을 제어하는 기지국에 있어서,

무선망 제어기로부터 전송 비율을 수신하는 타겟 전송 비율 수신부와,

상기 제 1단말이 현재 사용하는 제 1무선 자원량(RoT_PR)과 상기 제 2 단말이 현재 사용하는 제 2무선 자원량(RoT_NPR) 및 현재 사용되는 총 무선자원량을 판단하는 판단부와,

상기 제 1단말의 최대 전송 가능 무선 자원량을 추정하는 추정부와,

상기 최대 전송 가능 무선자원량에 EK라 상기 제 1무선자원량 혹은 상기 제 2 무선자원량을 제어하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발며의 또 다른 실시예에 따른 향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 무선망 제엉기에서 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말을 제어하는 방법에 있어서,

해당 셀의 특성을 고려하여 상기 제 1단말과, 상기 제 2 단말의 타겟 전송율을 결정하는 과정과,

상기 결정된 제 1단말 혹은 제 2 단말의 전송 비율을 포함하는 메시지를 해당 단말이 포함되어 있는 기지국로 전송하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 기지국에서 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말을 제어하는 방법에 있어서,

무선망 제어기로부터 제 1단말 혹은 제 2 단말의 타켓 전송비율이 포함된 메시지를 수신하는 과정과,

상기 제 1 단말이 현재 사용하고 있는 제 1무선 자원량(RoT_PR)과 상기 제 2 단말이 현재 사용하고 있는 제 2무선 자원량(RoT_NPR) 및 현재 사용되고 있는 총 무선 자원량 및 상기 제 1 단말의 최대 전송 가능 무선자원량의 추정치(RoT_PR_est)에 따라 현재 셀의 실제 전송비율을 결정하는 과정과,

상기 타켓 전송 비율에 따라 상기 제 1무선자원량 혹은 상기 제 2무선 자원량에 오버로드가 발생하였을 경우, 상기 제 1무선 자원량과 상기 제 2무선자원량 둘 중 적어도 하나를 줄일 것을 판단하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 있어서 수 개의 대표적인 실시예를 제시할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 4a는 본 발명에서 다루게 될 여러가지 셀 상황을 도시한 도면이다. 여기서, 참조번호 411, 421, 431, 441은 Node B가 제어하지 못하는 부분의 RoT를 나타 내고, 참조번호 412, 422, 432, 442는 primary UE들로부터 오는 Node B 스케줄링이 필요한 EUDCH RoT를 나타내며, 참조번호 413, 423, 433, 443은 non-primary UE들로부터 오는 Node B 스케줄링이 필요한 EUDCH RoT를 나타낸다.

도 4a를 참조하면, (a)는 셀에 오버로드가 없는 경우이다.

즉, 현재 셀의 total RoT는 상기 참조번호 411, 412, 413을 합한 값으로, 상기 합한 값이 target RoT보다 작으므로 셀에 오버로드가 없는 상황이다. 이 경우 primary UE로부터 오는 RoT와 non-primary로부터 오는 RoT가 적정 비율로 존재하게 된다.

(b)는 상기 (a)의 상황에서 DCH등 legacy channel이 추가되어 오버로드가 발생하는 상황이다. 즉, 셀의 총 RoT가 target RoT보다 크게되어 셀에 오버로드가 발생한 상황으로 primary UE들에 대해서는 절대 허용치나 상대 허용치를 이용하여 전송률을 줄이라고 명령할 수 있고, non-primary UE들에 대해서는 overload indicator를 보내어 전송률을 줄이라고 명령할 수 있다. 이때, 스케줄러의 정책에 따라서 primary UE나 non-primary UE, 혹은 둘 다에 대해서 전송률을 줄이라는 명령을 줄 수 있다.

(c)는 primary UE들에게 너무 많은 자원을 할당해 셀에 overload가 발생한 경우이다.

이때, 만약 스케줄러가 non-primary UE들에게 overload indicator를 보내면 non-primary UE들은 현재 주변 node B에 작은 영향만을 미치고 있을 뿐인데도 전송률을 더 줄여야 해서 primary UE들과 non-primary UE들 사이에 공평성이 깨질 수 있고, non-primary UE들의 primary cell의 자원을 비효율적으로 이용할 가능성이 크다. 따라서 이러한 경우에는 primary UE들의 전송률을 줄이는 것이 바람직하다.

(d)는 non-primary UE들에게 너무 많은 자원을 할당하여 셀에 overload가 발생한 경우이다.

이때, 만약 스케줄러가 primary UE들에게 전송률을 줄이라는 명령을 보내면 primary UE들은 아주 작은 데이터량 밖에 보낼 수 없게 되어 primary UE들과 non-primary UE들 사이에 전송률의 불균형이 발생해 스케줄링의 공평성이 깨질 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 overload indicator를 이용해 non-primary UE들에게 전송률을 줄이도록 명령하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명은 상기 (c), (d)에 설명한 것과 같은 바람직한 동작을 위해 overload indicator를 설정하는 방법을 제시한다.

도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도면이다.

도 4b를 참조하면, target RoT (RoT_t)(491)은 한 셀에 할당할 수 있는 총 RoT를 의미하며, 예를 들어 '350'이라 가정하자. 참조번호 450은, DCH 채널 등 기존 채널들에 현재 할당된 RoT와 Noise 등을 포함하는 양으로 Node B 스케줄링으로 제어할 수 없는 부분(RoT_NC)이다.

Non-primary UE에 할당하는 RoT (이하, 'RoT_NPR'라 칭함)을 제어하기 위한 overload indicator를 설정하기 위해서, Minimum relative primary RoT(RoT_PR_r)(492)를 설정한다. 상기 Minimum relative primary RoT(RoT_PR_r)(492)는 primary UE들을 위해 할당하는 무선자원(RoT)의 최소값으로, target RoT(491)에서 제어할 수 없는 부분을 뺀 값(RoT_t - RoT_NC)인 제어할 수 있는 RoT에 일정 비율 (PR_ratio_t)을 곱해 얻어진다.

즉, primary UE와 non-primary UE에 할당하는 RoT의 비율을 60:40으로 잡았다면 PR_ratio_t = 0.6이 되며, 이 값에 제어 가능한 총 RoT (350-100 = 250)을 곱해 primary UE에게 할당하는 minimum RoT(492)를 계산한다.

참조번호 451, 461, 471, 481은 현재 primary UE들이 사용하고 있는 무선 자원의 양(RoT_PR)을 나타낸 것이고, 반면 452, 462, 472, 482는 현재 non-primary UE들이 사용하고 있는 무선 자원의 양(RoT_NPR)을 나타낸 것이다.

여기서 점선으로 표시한 참조번호 453, 473, 483은, primary UE들이 전송할 수 있는 최대 RoT의 추정치(RoT_PR_est)로 현재 RoT와, 전송률, UE의 버퍼 상태 등을 고려해 추정할 수 있다.

(b)는 RoT_PR(461)이 RoT_PR_r(492)보다 큰 상태로 overload indicator는 설정할 필요가 없으며, RoT_PR 와 RoT_NPR의 비율을 맞추기 위해서 스케줄러는 상대허용치와 절대 허용치를 이용해 primary UE를 스케줄한다.

(a), (c), (c)에서는 모두 현재 RoT_PR이 목표치인 RoT_PR_r(492)보다 작은 경우이다. (a)는 primary UE들이 전송할 수 있는 최대 RoT의 추정치(RoT_PR_est)(453)가 RoT_PR_r(451)보다 큰 경우로, 이때 overload indicator를 설정하여 non-primary UE의 전송율 RoT_NPR(452)을 떨어뜨린다.

(c)는 RoT_PR_est(473)가 RoT_PR_r보다 작지만 현재 primary UE들이 전송하고 있는 RoT_PR(471) 보다는 큰 상태이다. 이 경우, overload indicator를 설정해 non-primary UE의 전송률을 떨어뜨린다. 반면, (d)는 RoT_PR_est(483)가 RoT_PR_r(492)보다 작고, 현재 rimary UE들이 전송하고 RoT_PR(481) 보다 RoT_PR_est(483)가 작으므로 RoT_NPR(482)값이 큼에도 불구하고 overload indicator를 설정하지 않고 non-primary UE를 그대로 내버려둔다.

<<실시예>>

상기 도 4b의 (c), (d)에 설명한 것과 같이 바람직한 동작을 하기 위해서 본 발명은. primary UE들과 non-primary UE들이 사용하는 무선 자원 (RoT)의 비율을 일정하게 유지하게 하는 방법을 제시한다.

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 동작을 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 550단계에서 CRNC(510)는 primary UE들과 non-primary UE들이 사용하는 무선 자원 (RoT)의 target ratio에 관련된 정보를 NBAP 메시지에 실어 Node B (520)로 전달한다.

이때, 상기 NBAP 메시지는 셀이 처음 설정될 때 사용되는 CELL SETUP REQUEST나 셀의 설정을 바꿀 때 사용하는 CELL RECONFIGURATION REQUEST, 혹은 특정 무선 링크(radio link)를 설정하거나 추가 혹은 수정할 때 사용하는 RADIO LINK SETUP REQUEST, RADIO LINK ADDITION REQUEST, RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST를 사용할 수 있다. 또한, 공용 측정(measurement)을 위해 사용하는 COMMON MEASUREMENT INITIATION REQUEST 메시지도 사용 가능하다. 또한 본 목적을 위해 새로운 NBAP 메시지인 TARGET RATIO INDICATION을 새로 정의해 사용할 수 있다.

이하, <표 1>은 본 발명의 제 1실시예에 따라 상기 나열된 각 NBAP 메시지에 실리는 'information on target ratio'의 형태를 나타낸다.

Information on target ratio IE의 예

상기 <표 1>을 참조하면, 상기 NBAP 메시지에는 'Target PR ratio'와 'Target NPR ratio'에 primary UE들과 non-primary UE들이 사용하는 무선 자원 (RoT)의 비율이 각각 %로 설정되어 포함된다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예를 따르는 CRNC의 간략한 구성을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, CRNC는 크게 PN/PNR 결정부(610)와, PN/PNR 비율 송신부(620)로 구성된다.

상기 PN/PNR 결정부(610)는 상기 <표 1>과 같이 NBAP 메시지에 포함되는 target PR ratio나 target NPR ratio를 결정하는 부분으로, 이는 비교적 긴 기간을 통해 사업자가 설정할 수 있는 값이다. 예를 들어, 인접한 셀1과 셀2가 셀1은 업무지역, 셀2는 주거지역에 위치하고 있다면, 셀1은 낮 시간 동안에 전체 전송되는 데이터가 많을 것이고, 셀 2는 저녁과 밤 시간에 전송되는 데이터가 많을 것이다. 따라서, 셀1의 target PR ratio (target NPR ratio)를 낮과 밤을 차별적으로 분배하여 낮에는 80%(20%)로 밤에는 20%(80%)로 하는 등 탄력적으로 운영할 수 있다.

상기 PN/NPR 비율 송신부(620)는 상기 PN/PNR 결정부(610)로부터 결정된 target PR ratio나 target NPR ratio를 상기 <표 1>과 같은 메시지 형태로 구성한 뒤, 상기 나열된 여러 가지 NBAP 메시지 들 중 하나에 실어서 Node B로 전송한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예를 따르는 Node B의 간략한 구성을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, Node B는 RoT_PR/RoT_NPR 판단부(710), RoT_PR 추정부(720), PR/NPR 비율 수신부(730), Target/Real 비율 비교부(740) 및 Overload indicator 송신부(750), Absolute/relative grant 송신부(760)로 구성된다.

상기 PR/NPR 비율 수신부(730)는 CRNC로부터 전송된 NBAP메시지로부터 target PR_ratio 나 target NPR_ratio를 획득하여 저장한다. 상기 RoT_PR/RoT_NPR 판단부(710)는 현재 셀에서의 RoT_PR (도 3의 340에 해당) 및 RoT_NPR (도 3의 350에 해당)을 계산하고, 현재 사용되고 있는 전체 RoT 및 기존 legacy channel의 RoT도 계산하여 Target/Real 비율 비교부(740)로 전송한다.

RoT PR 추정부(720)는 현재 수신되고 있는 데이터 량, primary UE들의 버퍼 상태, 현재 primary UE들이 사용하고 있는 RoT등을 종합적으로 고려하여 primary UE들이 최대로 전송할 수 있는 RoT의 추정치 (RoT_PR_est)를 계산하여 Target/Real 비율 비교부(740)로 전송한다.

Target/Real 비율 비교부(740)는 상기 RoT_PR/RoT_NPR 판단부(710), RoT_PR 추정부(720)로부터 현재 RoT_PR, RoT_NPR 및 RoT_PR_est를 획득하고, 현재 셀에서의 실제 PR ratio(NPR ratio)를 계산한다. 이후, 상기 계산된 실제 PR ratio(NPR ratio) 및 RoT-PR 추정부(720)로부터 받은 Primary UE들이 최대로 전송할 수 있는 RoT의 추정치(RoT_PR_est) 상기 PR/NPR 비율 수신부(730)로부터 받은 target PR ratio (target NPR ratio) 등을 이용해 오버로드가 발생한 상황에서, RoT_NPR을 줄여야 하는지 여부와 RoT_PR의 스케쥴링을 어떻게 할 지를 판단한다. 참고로 상기 오버로드가 발생하였느지에 대한 판단은 현재 셀의 total RoT와 target RoT를 비교함으로써 알 수 있다.

상기 Overload indicator 송신부(750)와, Absolute/relative grant 송신부(760)는 상기 Target/Real 비율 비교부(740)로부터 결정된 RoT 제어에 따라 primary UE 및 non-primary UE의 스케줄링 신호를 전송한다.

상기 PR ratio와 NPR ratio는 하기 <수학식 2>와 같이 정의된다.

PR_ratio (%) = RoT_PR / RoT_controllable = RoT_PR / (RoT_PR + RoT_NPR) * 100

NPR_ratio (%) = RoT_NPR / RoT_controllable = RoT_NPR / (RoT_PR + RoT_NPR) * 100

여기서, RoT_PR 및 RoT_NPR은 도 3의 340과 350에 각각 대응하는 값이다. 즉, PR_Ratio는 현재 RoT_PR 값을 상기 RoT_PR 과 RoT_NPR을 합한 값으로 나누어 %계산한 값이고, PR_Ratio는 현재 RoT_NPR 값을 상기 RoT_PR 과 RoT_NPR을 합한 값으로 나누어 %계산한 값이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 target/real 비교부의 동작을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 810단계에서 Node B는 현재 셀의 총 RoT인 total_RoT 값과 RNC로부터 설정되어 Node B에 저장하고 있던 target_RoT 값을 비교한다. 상기 비교 결과 total_RoT가 target_RoT보다 클 경우, 오버 로드가 발생한 것을 의미하므로 820단계로 진행한다.

820단계에서 Node B는 현재 primary UE들이 사용하고 있는 RoT_PR과 UE들이 최대로 전송할 수 있는 RoT_est의 추정치를 비교한다. 상기 비교 결과 RoT_PR이 RoT_PR_est보다 클 경우, overload indicator를 세팅하지 않고 850단계에서 primary UE들을 스케줄한다.

상기 비교 결과 RoT_PR_est가 RoT_PR 보다 클 경우, 830단계로 진행한다. 830단계에서 Node B는 상기 도 5와 같이 CRNC로부터 수신한 NBAP 메시지를 통해 상기 <표 1>과 같은 형태로 획득한 target PR ratio (또는 target NPR ratio)와 현재 셀에서의 PR_ratio (또는 NPR_ratio)를 비교한다. 이때, PR_ratio (NPR_ratio)는 상기 <수학식 2>와 같이 계산된다. 참고로 이때 필요한 RoT_PR 과 RoT_NPR 값은 도 7의 RoT PR /RoT_NPR 판단부 (710)에서 계산된다.

상기 830단계에서의 비교 결과 실제 PR_ratio (NPR_ratio)가 target PR ratio (target NPR ratio)보다 크다면 (작다면) 실제 ratio를 target값에 맞추기 위해 850단계로 진행해 primary UE들의 전송률을 줄인 후, 810단계로 복귀한다. 상기 비교 결과 실제 PR_ratio (NPR_ratio)가 target PR ratio (target NPR ratio)보다 작다면 (크다면) 840단계에서 non-primary UE들에게 overload indicaor를 전송함으로써 상기 non-primary UE들의 전송율을 낮춘다.

본 발명은 상향 링크를 통해 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 한 셀에서 현재 사용되고 있는 전체 무선 자원 (RoT)이 RNC가 미리 설정한 목표 자원 (target RoT)보다 큰 오버로드 상황이 발생했을 때, Node B가 자신이 스케줄링하는 primary UE와 자신이 관리하지 않는 셀로부터 제어를 받는 non-primary UE의 신호 세기를 일정 비율로 맞추도록 함으로써, primary UE와non-primary UE들 간 상향 전송률이 공평하게 배분되도록 하는 효과가 있다.

Claims

향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말의 전송율을 제어하는 무선망 제어기에 있어서,

해당 셀의 특성을 고려하여 상기 제 1 단말과, 상기 제 2 단말의 타겟 전송 비율을 결정하는 결정부와,

상기 결정부로부터 결정된 타켓 전송 비율을 포함하는 메시지를 해당 단말이 포함되어 있는 기지국(Node B)로 전송하는 송신부로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 메시지는,

셀 셋업 요청 메시지, 셀 재형성 요청 메시지, 무선 링크 셋업 요청 메시지, 무선링크 추가 메시지, 무선링크 추가 메시지, 공용 측정 시작 요청 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 메시지는,

상기결정부로부터 결정된 타켓 전송율을 전송하기 위한 타겟 전송 비율 지시 자 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말의 전송율을 제어하는 기지국에 있어서,

무선망 제어기로부터 전송 비율을 수신하는 타겟 전송 비율 수신부와,

상기 제 1단말이 현재 사용하는 제 1무선 자원량(RoT_PR)과 상기 제 2 단말이 현재 사용하는 제 2무선 자원량(RoT_NPR) 및 현재 사용되는 총 무선자원량을 판단하는 판단부와,

상기 제 1단말의 최대 전송 가능 무선 자원량을 추정하는 추정부와,

상기 최대 전송 가능 무선자원량에 EK라 상기 제 1무선자원량 혹은 상기 제 2 무선자원량을 제어하는제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 4항에 있어서, 상기 제어부는,

하기 수학식을 이용하여 제 1단말 전송율(PR_ratio)과 제 2단말 전송율(NPR_ratio)을 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.

<수학식 >

PR_ratio (%) = RoT_PR / RoT_controllable = RoT_PR / (RoT_PR + RoT_NPR) * 100

NPR_ratio (%) = RoT_NPR / RoT_controllable = RoT_NPR / (RoT_PR + RoT_NPR) * 100
제 4항에 있어서, 상기 제어부로부터 결정된 제어에 따라 상기 제 1 단말 및 상기 제 2 단말의 스케줄링 신호를 전송하는 오버 로드 식별자 송신부와. 절대/상대 허용치 송신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 무선망 제엉기에서 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말을 제어하는 방법에 있어서,

해당 셀의 특성을 고려하여 상기 제 1단말과, 상기 제 2 단말의 타겟 전송율을 결정하는 과정과,

상기 결정된 제 1단말 혹은 제 2 단말의 전송 비율을 포함하는 메시지를 해당 단말이 포함되어 있는 기지국로 전송하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 메시지는,

셀 셋업 요청 메시지, 셀 재형성 요청 메시지, 무선 링크 셋업 요청 메시지, 무선링크 추가 메시지, 무선링크 추가 메시지, 공용 측정 시작 요청 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 메시지는,

상기 결정부로부터 결정된 제 1 단말 혹은 제 2 단말의 타켓 전송 비율을 전송하기 위한 전송비율 지시자 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
향상된 상향 링크를 사용하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서, 기지국에서 서빙 셀에 포함되는 제 1 단말과, 서빙 셀 이외에 포함되는 제 2 단말을 제어하는 방법에 있어서,

무선망 제어기로부터 제 1단말 혹은 제 2 단말의 타켓 전송비율이 포함된 메시지를 수신하는 과정과,

상기 제 1 단말이 현재 사용하고 있는 제 1무선 자원량(RoT_PR)과 상기 제 2 단말이 현재 사용하고 있는 제 2무선 자원량(RoT_NPR) 및 현재 사용되고 있는 총 무선 자원량 및 상기 제 1 단말의 최대 전송 가능 무선자원량의 추정치(RoT_PR_est)에 따라 현재 셀의 실제 전송비율을 결정하는 과정과,

상기 타켓 전송 비율에 따라 상기 제 1무선자원량 혹은 상기 제 2무선 자원량에 오버로드가 발생하였을 경우, 상기 제 1무선 자원량과 상기 제 2무선자원량 둘 중 적어도 하나를 줄일 것을 판단하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10항에 있어서, 상기 메시지는,

셀 셋업 요청 메시지, 셀 재형성 요청 메시지, 무선 링크 셋업 요청 메시지, 무선링크 추가 메시지, 무선링크 추가 메시지, 공용 측정 시작 요청 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.