KR20070086454A

KR20070086454A - 하이브리드 ｔｄｍａ/ｃｄｍａ 통신 시스템에서의 채널할당 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20070086454A
Application number: KR1020077013961A
Authority: KR
Inventors: 앨대드 제이라; 구동 장
Original assignee: 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2007-08-27
Also published as: TW200629780A; MY133431A; EP1388223A4; TWI261989B; CN101174889A; CA2447246A1; WO2002093785A1; JP2004527969A; US6714523B2; CN101174891A; JP3927499B2; CN101174888A; KR100801517B1; KR20030094419A; DE02736755T1; NO20035052L; KR20050091099A; CN100385830C; KR20070115983A; US20030026227A1

Abstract

본 발명은 하이브리드 TDMA/CDMA 무선 통신 시스템에서 사용자 서비스의 물리적인 채널(72)을 타임 슬롯 세트에 할당하는 방법 및 시스템을 제공한다. 타임 슬롯 세트의 각 타임 슬롯마다 간섭 측정치를 판정한다. 단편화 파라미터(74)를 제공한다. 단편화 파라미터는 타임 슬롯에 걸쳐 사용자 서비스의 물리적인 채널을 단편화하는 것에 대한 선호도를 나타낸다. 타임 슬롯 세트의 각 타임 슬롯과 관련된 간섭 측정치와 단편화 파라미터를 이용하여 타임 슬롯 세트의 어느 한 타임 슬롯에 사용자 서비스의 물리적인 채널(76)을 할당한다.

Description

하이브리드 ＴＤＭＡ/ＣＤＭＡ 통신 시스템에서의 채널 할당 방법 및 시스템{CHANNEL ASSIGNMENT IN HYBRID TDMA/CDMA COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 무선 통신 시스템의 물리적인 레이아웃을 도시하는 도면이다.

도 2는 무선 통신 시스템의 네트워크 레이아웃을 도시하는 도면이다.

도 3은 무선 자원 관리를 이용하는 무선 네트워크 제어기를 간략하게 도시하는 도면이다.

도 4는 무선 자원 관리를 이용하는 노드 B를 간략하게 도시하는 도면이다.

도 5는 무선 자원 관리를 이용하는 사용자 장치를 간략하게 도시하는 도면이다.

도 6은 단편화 파라미터를 이용하는 채널 할당/재할당의 흐름도이다.

도 7, 도 7a 내지 도 7d는 채널 할당/재할당의 흐름도이다.

본 발명은 무선 하이브리드 시분할 다중 접속/코드 분할 다중 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 그러한 시스템에서의 자원 관리에 관한 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템의 물리적인 레이아웃을 도시하고 있다. 이 무선 통 신 시스템은 복수의 기지국(20)을 포함한다. 각 기지국(20)은 자신의 운영 영역 또는 셀(23)에서 사용자 장치(UE)(22)와 통신한다. 기지국(20)으로부터 UE(22)로의 통신은 다운링크 통신이라고 부르고, UE(22)로부터 기지국(20)으로의 통신은 업링크 통신이라고 부른다.

도 2는 무선 통신 시스템의 네트워크 투시도이다. 이 무선 통신 시스템 내의 각 노드 B(24)는 관련 UE(22) 또는 사용자와 무선으로 통신한다. 각 노드 B(24)는 단일 또는 복수의 기지국(20)과 관련되어 있는 단일 사이트 제어기(SC)(34)를 포함한다. 노드 B(24) 그룹은 무선 네트워크 제어기(RNC)(28₁)에 연결되어 있다. RNC들(28)간의 통신을 위해서, RNC들(IUR)(26)간의 인터페이스를 이용한다. 각 RNC(28)는 모바일 스위칭 센터(MSC)(30)에 연결되어 있고, 그 MSC(30)는 코어 네크워크(32)에 연결되어 있다.

코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템의 경우, 동시에 동일한 스펙트럼을 통해 다중 통신이 이루어질 수 있다. 각 다중 통신은 자신의 코드에 의해 구별된다. CDMA를 이용한 TDD(TDD/CDMA) 통신 시스템과 같은 하이브리드 TDMA/CDMA 통신 시스템의 경우, 스펙트럼을 타임 슬롯(예컨대, 15개의 타임 슬롯)을 갖는 반복하는 프레임으로 시분할한다. 그러한 시스템의 경우, 선택된 코드를 이용하여 선택된 타임 슬롯에서 통신이 이루어진다. 하나의 물리적인 채널은 하나의 타임 슬롯에서 하나의 코드로서 정의된다. 16의 확산 인수와 함께 단일 타임 슬롯에서 단일 코드를 이용하는 것을 자원 단위라고 부른다. 그러한 시스템에서 사용자(UE)(22)에게 제공 되는 서비스의 종류를 기초로 해서, 복수의 물리적인 채널을 할당하여 사용자의 업링크 및 다운링크 통신을 지원할 수 있다.

그러한 시스템에서 물리적인 채널을 사용자에게 할당하는 것은 매우 복잡한 문제이다. 어느 한 타임 슬롯에서 이용되는 각 물리적인 채널은 그 타임 슬롯에서 이용되는 다른 채널과의 간섭을 야기한다. 따라서, 간섭을 최소화하도록 타임 슬롯을 선택하는 것이 바람직하다.

그러나, 간섭만을 기초로 해서 타임 슬롯을 선택하는 것에는 결점이 있다. 타임 슬롯을 덜 이용하여 통신하는 UE(22)는 통상적으로 전력 소비가 적을 것이다. 보다 적은 수의 타임 슬롯에서 코드를 적층함으로써, 다른 타임 슬롯을 새로운 사용자용으로 남겨 둘 수 있다. 게다가, 일부 UE(22)는 단지 소수(예컨대, 1 또는 2)의 타임 슬롯만을 이용할 수도 있다.

또한, 하이브리드 TDMA/CDMA 통신 시스템에서 효과적으로 자원을 관리하는 것이 바람직하다.

본 발명은 하이브리드 TDMA/CDMA 무선 통신 시스템에서 사용자 서비스의 물리적인 채널을 타임 슬롯 세트에 할당하는 방법 및 시스템을 제공한다. 타임 슬롯 세트의 각 타임 슬롯마다 간섭 측정치를 판정한다. 단편화(fragmentation) 파라미터를 제공한다. 단편화 파라미터는 타임 슬롯에 걸쳐 사용자 서비스의 물리적인 채널을 단편화하는 것에 대한 선호도를 나타낸다. 타임 슬롯 세트의 각 타임 슬롯과 관련된 간섭 측정치와 단편화 파라미터를 이용하여 타임 슬롯 세트의 어느 한 타임 슬롯에 사용자 서비스의 물리적인 채널을 할당한다.

무선 자원 관리(RRM)는 만족스러운 자원 할당을 위해서 물리적인 자원을 사용자(UE)(22)에게 할당하는 연속 과정이다. 모든 사용자에 의한 자원 단위에 대한 총수요의 관점에서 RRM을 통해 유효한 해결책을 찾고 있다.

도 3은 RRM에서 이용하는 RNC(28)를 간략하게 도시하고 있다. RNC(28)는 RRM 장치(36)와 측정치 수집 장치(38)를 포함한다. 측정치 수집 장치(38)는 노드 B(24), UE(22) 등의 다른 네트워크 구성 요소로부터 다양한 측정치를 수집한다. 이러한 측정치로는 송신 전력 레벨(업링크 및 다운링크), 경로 손실 정보 등이 있다. RRM 장치(36)는 그 측정치를 이용하여 다른 구성 요소에 보내는 유효한 자원 할당량을 판정한다.

도 4는 RRM에서 이용하는 노드 B(24)를 간략하게 도시하고 있다. 안테나(40)는 UE(22)로부터 무선 채널을 통해 무선 주파수 신호를 수신한다. 이 수신 신호는 아이솔레이터(42)를 거쳐 수신기(46)와 측정 장치(48)를 통과한다. 채널 할당 장치(44)는 RNC(28)로부터 채널 할당 정보를 받아, 수신기(46)가 송신 데이터를 검출할 수 있도록 물리적인 채널 및 타임 슬롯을 식별한다. 수신기(46)는 멀티유저 검출 장치(MUD)나 RAKE 또는 다른 종류의 수신기일 수 있다. 또한 수신기(46)는 UE(22)로부터 신호화된 정보, 예컨대 측정치 정보를 복원하여 RNC(28)에 중계한다.

측정 장치(48)는 노드 B(24)에서 다양한 측정치, 예컨대 간섭 레벨, 수신 전력 레벨 등을 측정한다. 이러한 측정치도 RNC(28)에 중계된다. 송신기(50)는 데이 터 및 신호화된 정보, 예컨대 채널 할당 정보, 노드 B 송신기(50)의 송신 전력 레벨 등을 UE(22)에 보낸다. 송신 전력 제어기(TPC)(54)는 노드 B 송신기(50)의 송신 전력 레벨을 판정한다. 일반적으로 개루프 전력 제어 알고리즘을 참조하여 이하 논의하겠지만, 다른 전력 제어 알고리즘, 예컨대 폐루프나 외부 루프 또는 그 조합을 이용할 수도 있다. TPC(54)는 증폭기(52)의 이득을 제어하여 송신 전력 레벨을 제어한다. 송신 신호는 아이솔레이터(42)를 통과한 후 안테나(40)를 통해 방사된다.

도 5는 RRM에서 이용하는 UE(22)를 간략하게 도시하고 있다. 안테나(56)는 노드 B(24)로부터 무선 채널을 통해 무선 주파수 신호를 수신한다. 이 수신 신호는 아이솔레이터(58)를 거쳐 수신기(66)와 측정 장치(68)를 통과한다. 채널 할당 검출 장치(64)는 업링크 및 다운링크 모두에 대한 UE의 채널 할당 정보에 관한 신호화된 정보를 복원한다. 수신기(66)는 멀티유저 검출 장치(MUD)나 RAKE 또는 다른 종류의 수신기일 수 있다.

측정 장치(68)는 UE(22)에서 다양한 측정치, 예컨대 간섭 레벨, 수신 전력 레벨 등을 측정한다. 이러한 측정치는 노드 B(24)에 송신됨으로써 RNC(28)에 중계된다. 송신기(70)는 데이터 및 신호화된 정보, 예컨대 측정치, 경로 손실 정보, UE 송신기(70)의 송신 전력 레벨 등을 노드 B(24)에 보낸다. 송신 전력 제어기(TPC)(60)는 UE 송신기(70)의 송신 전력 레벨을 판정한다. TPC(60)는 증폭기(62)의 이득을 제어하여 송신 전력 레벨을 제어한다. 송신 신호는 아이솔레이터(58)를 통과한 후 안테나(56)를 통해 방사된다.

TDD/CDMA 시스템과 같은 TDMA/CDMA 시스템에서 자원 단위를 할당하는 절차 중 하나는 고속 동적 채널 할당(F-DCA)을 이용한다. F-DCA는 자원 단위를 사용자에게 할당하는 프로세스이다. F-DCA는 새롭거나 변형된 서비스가 요구되거나, 사용자의 핸드오버 시에, 또는 간섭 레벨의 변동 시에 실행되는 것이 일반적이다. F-DCA 전에, 어떤 타임 슬롯이 할당 타임 슬롯으로 허용되는지에 대한 초기 판정이 이루어진다. 타임 슬롯 허용은 간섭 신호 코드 전력(ISCP)으로 측정되는 간섭 측정치나 다른 인자를 기초로 할 수 있다.

F-DCA에는 세가지 주요 규칙이 있다. 첫째로, F-DCA는 초기 할당용 자원 단위, 핸드오버 또는 사용자 자원 단위 재구성에 대한 판정에 이용된다. 재구성은 다른 사용자 또는 사용자 서비스가 중단되는 결과로서 더 유효한 자원 할당을 고려해서 행해진다. 둘째로, F-DCA는 사용자 또는 사용자 서비스가 심한 간섭을 당하거나 희망하는 서비스 품질(QOS)을 충족시킬 수 없는 경우에 이용되는 탈출 매커니즘이다. 세째로, F-DCA는 UE 및 시스템 자원 이용을 항상 적당한 수준으로 유지하기 위한 수단으로서 이용된다. 유효한 자원 단위 할당에는 두가지 경합 대상이 있는데, 그것은 바로 간섭 최소화와 단편화이다. 사용자가 보는 간섭 레벨을 최소화하는 것이 바람직하다. 간섭 레벨을 최소화하면, 시스템 능력이 증가한다. 간섭 레벨을 내리면, 대부분의 이용 가능한 타임 슬롯에 걸쳐 자원 단위를 보급할 수 있고, 따라서 각 타임 슬롯의 자원 단위수가 줄어들게 된다.

그러나, 복수의 타임 슬롯에 걸친 사용자의 자원 단위의 단편화를 줄이는 것이 또한 바람직하다. 타임 슬롯을 덜 이용하면, UE의 전력 소비가 줄어들고, 따라서 UE의 배터리 수명이 늘어나게 된다. 또한 단편화를 줄이면, 새로운 사용자가 이 용할 수 있는 타임 슬롯이 남게 된다. 일부 UE(22)는 제한된 수(예컨대, 1 또는 2)의 타임 슬롯에서만 통신할 수 있다. 이러한 UE(22)의 경우에는, 단편화를 줄이는 것이 필수적이다.

도 6은 단편화 파라미터를 이용하는 채널 할당의 흐름도이다. UE(22)는 입장 허가나 새로운 서비스 또는 재할당 시의 자원 단위 변화에 자원 단위를 필요로 한다(단계 72). RRM 장치(36)는 자원 단위를 UE(22)에 할당하여 새로운 서비스를 지원해야 한다. 자원 단위의 할당은 그 서비스의 코드 합성 전송 채널(CCTrCH)과 관련된 최대 슬롯수 또는 최대 슬롯 당 물리적인 채널수(예컨대, 3개의 타임 슬롯 및 슬롯 당 3개의 물리적인 채널)에 의해 제한될 수 있다. 그 CCTrCH에 대한 자원 단위 할당 시에, RRM 장치(36)는 이용 가능한 타임 슬롯 및 그 각각의 간섭 측정치를 이용한다. 이러한 정보를 기초로 해서, RRM 장치(36)는 많은 타임 슬롯에 걸쳐 자원 단위를 단편화하여 모든 타임 슬롯에서 간섭을 줄이려는 경향이 있다.

이러한 경향을 줄이기 위해서, 단편화 파라미터 P_j를 도입하여 RRM 장치의 자원 단위 할당을 조정한다. 낮은 값이 채널을 타임 슬롯에 할당하는 것에 대한 선호도가 높음을 나타내고 높은 값이 채널을 타임 슬롯에 할당하는 것에 대한 선호도가 낮음을 나타내도록 단편화 파라미터를 설정하는 것이 바람직하지만, 다른 파라미터값을 이용할 수도 있다. P_j는 CCTrCH를 j개의 타임 슬롯에 할당하는 것에 대한 패널티를 나타낸다(단계 74). 예로서, 하나의 타임 슬롯에 할당된 CCTrCH는 단편화 파라미터가 P₁이다. P₁은 제로 또는 낮은 단편화 패널티를 나타낸다. 두개의 타임 슬롯에 할당된 CCTrCH는 단편화 파라미터가 P₂이다. P₂는 제2 타임 슬롯을 이용하는 것에 대한 단편화 패널티를 나타내며, P₁이 무패널티를 나타내는 것과 마찬가지로, 약간 높은 것이 보통의 패널티를 나타내거나, 또는 "무한" 패널티가 제2 타임 슬롯에 대한 할당이 허용되지 않음을 나타낼 수 있다. CCTrCH에 더 많은 타임 슬롯이 이용되는 경우, 단편화 패널티는 P₃...P_n이다.

단편화 파라미터값은 일반적으로 운영자나 기계 장치에 의해 설정된다. 단편화 파라미터의 선택은 다양한 인자, 예컨대 전체 간섭 레벨, 용량 등을 기초로 한다. 3개의 타임 슬롯 및 슬롯 당 3개의 채널만을 지원할 수 있는 CCTrCH에 대한 단편화 패널티의 예를 표 1 및 표 2에 나타내었다.

P₁= 0

P₂= 10

P₃= 10

P₄내지 P_n= ∞

P₁= 0

P₂= 0

P₃= 10

P₄내지 P_n= ∞

값 0은 단편화 패널티가 없음을 나타낸다. 값 10은 높은 패널티, 예컨대 10 dB를 나타낸다. 값 ∞는 "무한" 패널티를 나타내며, 더 이상의 단편화를 방지한다. "무한" 패널티는 매우 높은 수이다. 표 1의 값들은 하나의 타임 슬롯을 이용하는 것에 대해 높은 선호도를 나타낸다. 표 2의 값들은 하나 또는 두개의 타임 슬롯을 이용하는 것에 대해 높은 선호도를 나타낸다. 3 이상의 타임 슬롯을 이용하는 것은 금지된다.

다른 할당 체계를 수학식 1로 나타내었다.

C_UE는 CCTrCH에 대한 최대 허용 타임 슬롯수이다. p는 증분 패널티값, 예컨대 3 dB이다. p = 3 dB이고 C_UE = 3이라고 하면, 그에 따른 단편화 파라미터는 P₁ = 0 dB, P₂ = 3 dB, P₃ = 6 dB, P₄...P_n = ∞이다. RRM 장치(36)는 단편화 파라미터와 간섭 측정치를 이용하여 타임 슬롯을 할당한다(단계 76).

F-DCA의 역할 중 하나는 링크 셋업에서 자원 단위를 판정하는 것이다. 도 7은 새로운 UE(2) 또는 새로운 UE 서비스에 자원 단위를 할당하는 흐름도이다. 물리적인 채널을 CCTrCH에 할당해야 한다(단계 78). 간섭 및 단편화에 대한 각 타임 슬롯의 품질 추정치를 판정한다. 타임 슬롯을 품질이 떨어지는 순서로 정렬한다(단계 80). 타임 슬롯 품질 측정치 중 하나가 감도 지수(figure of merit)이며, 이는 수학식 2와 같이 정의된다.

F_i는 i번째 타임 슬롯에 대한 감도 지수이다. △I_i는 그 타임 슬롯 동안 수신기에서 예컨대 ISCP를 이용하여 측정한 간섭 레벨과, 모든 타임 슬롯 동안의 최소 간섭 측정치간의 차이다. 그 결과, 최소 간섭 측정치를 갖는 타임 슬롯은 △I_i가 제로이다. f(C_i)는 i번째 타임 슬롯에서 CCTrCH에 대해 허용된 물리적인 채널수이다. α와 β는 가중 인수이다.

물리적인 채널을 할당하기 위해서는, 상이한 타임 슬롯 시퀀스를 얻어야 한다. 그러한 방법 중 하나는 예컨대 감도 지수의 가중치를 변화시킴으로써 간섭 및 단편화에 주어지는 가중치를 변화시키는 것이다. 감도 지수의 가중치를 변화시키고 타임 슬롯을 감도 지수가 감소하는 순서로 정렬하는 것을 기초로 해서, 이용 가능한 타임 슬롯을 배열하는 시퀀스를 판정한다. 그러한 방식 중 하나는 다음과 같다. 표 3에서와 같이 α와 β를 변화시켜 k + m + 1개의 시퀀스를 얻는다.

호의가 낮은 단편화	호의가 낮은 간섭
α= 1, β= 2⁰(시퀀스 1)	α= 2¹, β= 1(시퀀스 k + 1)
α= 1, β= 2¹(시퀀스 2)	α= 2², β= 1(시퀀스 k + 2)
α= 1, β= 2²(시퀀스 3)	α= 2³, β= 1(시퀀스 k + 3)
...	...
α= 1, β= 2^k(시퀀스 k)	α= 2^m, β= 1(시퀀스 k + m + 1)

k는 시험을 마친 낮은 단편화 시퀀스수이다. k는 일반적으로 4, 5 또는 6과 같은 실험값이다. m은 시험을 마친 낮은 간섭 시퀀스수이다. m도 일반적으로 4, 5 또는 6과 같은 실험값이다. 계산 요건을 줄이기 위해서, 리던던트 판정 시퀀스를 제거할 수도 있다.

할당용 채널을 희망하는 수신 품질, 예컨대 신호 대 간섭 비(SIR)에 따라 배열한다(단계 78 및 도 7a의 단계 92). SIR를 이용하는 것으로 설명하면, 모든 할당용 물리적인 채널을 희망하는 SIR이 감소하는 순서로 정렬한다. 각 시퀀스마다, 물리적인 채널을 그 시퀀스에서의 순서에 따라 타임 슬롯에 할당한다. 시퀀스에서의 제1 타임 슬롯으로 시작하는 상기 k + m + 1개의 시퀀스마다, 그 UE(22)가 이용 가능한 채널이 적어도 하나가 존재한다면, 제1 물리적인 채널을 그 타임 슬롯에 임시로 부가한다. 그 제1 채널을 그 타임 슬롯에 할당할 수 없다면, 다음 타임 슬롯에 대해 시도하고, 이러한 과정을 그 제1 채널을 타임 슬롯에 할당할 때까지 계속해 나간다.

제1 코드를 타임 슬롯에 할당한 후, 이 타임 슬롯에서 CCTrCH에 대한 잡음 상승 및 필수 송신 전력 레벨을 추정한다. 잡음 상승 및 필수 송신 전력 레벨을 기초로 해서, 그 타임 슬롯에서 그 채널을 지원할 수 있는지를 판정한다. 예로서, 어떤 송신기가 자신의 송신 전력 레벨 능력을 초과하거나 매우 근접하고, 또는 잡음 상승이 임계값을 초과하는 경우에는, 그 채널은 부가될 수 없다.

타임 슬롯이 물리적인 채널을 수용할 수 없다면, 그 타임 슬롯은 더 이상의 고려 대상에서 제외된다. 그 타임 슬롯을 포함하지 않도록 그 타임 슬롯 시퀀스를 갱신한다. 다음에 그 채널을 그 시퀀스에서의 다음 타임 슬롯에 할당하려고 한다. 그 채널을 위한 타임 슬롯을 발견할 수 없다면, 그 시퀀스는 실패한 것으로 폐기된다(단계 86). 그 채널이 사용자의 송신 전력 요건을 충족시키는 경우에는, UE(22)에 대한 단편화 패널티를 이용하여 그 채널을 이 타임 슬롯에 할당할 수 있는지를 판정한다. 예컨대, UE(22)는 3개의 타임 슬롯만을 이용할 수 있다. 이 코드 할당이 네번째 타임 슬롯(P₄ = ∞)을 필요로 하는 것이라면, 이러한 할당은 수용할 수 없는 것이고 따라서 그 시퀀스는 실패한 것으로 폐기된다(단계 86). 그 타임 슬롯이 수용할 수 있는 것이라면, 프로세스는 계속해서 다음 채널을 동일한 타임 슬롯에 부가한다. 남아 있는 채널이 없을 때, 가능한 할당 해법에 해당하여 그것을 기록한다(단계 84, 단계 88).

가능한 해법마다, 최고 품질 해법, 예컨대 물리적인 채널에 대한 단편화에 따라 조정된 전체 예상 간섭 측정치를 판정한다(단계 90). CCTrCH에 대한 가중 간섭 추정치는 각 물리적인 채널의 간섭치와 전체 CCTrCH에 대한 단편화 패널티를 합산한 것이다. 최저 단편화에 따라 조정된 간섭 레벨을 갖는 기록된 해법을 이용하여 물리적 채널을 서비스에 할당한다.

F-DCA의 역할 중 다른 하나는 물리적인 채널을 재할당하여 간섭을 줄이거나 단편화(팩 슬롯)를 감소시키는 것인데, 이를 "배경 동작"이라고 부른다. 이러한 재할당은 UE(32)가 세션을 중지하여 자원이 늘어났을 때 요구될 수 있다. 또한 차선의 전체 초기 할당이나 이동성 또는 외부 원인으로 인한 변화에 기인한 것일 수도 있다.

업링크 타임 슬롯과 다운링크 타임 슬롯에는 상이한 방법이 이용된다. 다른 시스템의 경우, 업링크 타임 슬롯과 다운링크 타임 슬롯을 동일한 타임 슬롯에 할당할 수 있다. 이하 업링크 타임 슬롯과 다운링크 타임 슬롯을 분리하여 논의한다. 그러나, 업링크 송신 신호와 다운링크 송신 신호를 동일한 타임 슬롯에서 송신하는 시스템의 경우, 모든 타임 슬롯에 대해 다운링크에서 설명한 것과 동일한 방법을 이용한다.

다운링크의 물리적인 채널을 재할당하는 경우, 다운링크의 물리적인 채널마다 감도 지수와 같은 품질 추정치를 판정한다(단계 78 및 도 7b의 단계 94). 감도 지수를 판정하는 방법 중 하나를 수학식 3으로 나타내었다.

F_i는 i번째 채널에 대한 감도 지수이다. △I_i는 그 타임 슬롯에서 i번째 채널에 대해 측정한 간섭치(예컨대, ISCP)와, 최소 간섭 측정치를 갖는 채널에 대해 측정한 간섭치간의 차이다. FR은 물리적인 채널의 단편화 게이지이다. FR을 판정하는 수학식 중 하나를 수학식 4로 나타내었다.

와

는 가중 인수이다.

가능한 재할당용 채널을 그 품질에 따라 품질이 증가하는 순서로 배열한다. 감도 지수를 이용하여 채널을 감도 지수가 증가하는 순서로 배열한다. 재할당의 복잡도를 줄이는 방법 중 하나는 최저 감도 지수(그 시퀀스에서 제1의 것)를 갖는 임 계 코드수를 고려하는 것이다. 이와 달리, 임계값을 이용할 수도 있다. 임계값 이하의 감도 지수를 갖는 물리적인 채널만을 고려한다. 재할당용 물리적인 채널마다 상이하게 처리한다. 채널의 현재의 타임 슬롯에서 간섭 측정치가 낮은 타임 슬롯이 없다면, 그 채널을 재할당할 수 없다. 그 채널을 재할당하려는 시도는 간섭이 더 높은 타임 슬롯에서의 간섭을 증가시킬 것이다.

재할당용 물리적인 채널을 판정(단계 78)한 후, 이용 가능한 타임 슬롯을 예컨대 감도 지수의 가중치를 변화시키는 등 다양하게 가중치를 적용한 간섭 및 단편화에 따라 조정된 품질을 기초로 해서 시퀀스로 배열한다. 그 시퀀스는 예컨대 감도 지수를 감소시키는 등 품질을 감소시킴으로써 타임 슬롯을 배열한다.

감도 지수를 판정하는 방법 중 하나는 다음과 같다. 업링크의 경우, 각 슬롯 i에 대한 감도 지수를 수학식 5로 나타내었다.

과

은 다운링크에 대한 가중 인수이다. 각 슬롯 i에 대한 감도 지수는 수학식 6으로 정의된다.

여기서, △T_i는 T_i-T_min으로 정의된다. T_i는 슬롯 i에서 측정한 노드 B의 송신 전력이 다. T_min은 모든 다운링크 슬롯 중에서의 최저 노드 B의 송신 전력이다. 업링크/다운링크에서, 감도 지수가 증가하는 순서로 하나씩 타임 슬롯을 검사한다.

표 3에서와 같이 α와 β를 변화시켜 k + m + 1개의 시퀀스를 얻는다. 시퀀스에서의 제1 타임 슬롯에서 시작하는 각 시퀀스마다, 그 채널의 UE(22)가 이용 가능한 채널이 적어도 하나가 존재한다면, 가능한 재할당 채널을 그 타임 슬롯에 부가한다. 그 채널을 그 타임 슬롯에 할당할 수 없다면, 다음 타임 슬롯에 대해 시도하고, 이러한 과정을 그 채널을 타임 슬롯에 할당할 때까지 계속해 나간다(단계 82).

채널을 타임 슬롯에 할당한 후, 이 타임 슬롯에서 CCTrCH에 대한 잡음 상승 및 필수 송신 전력 레벨을 추정한다. 잡음 상승 및 필수 송신 전력 레벨을 기초로 해서, 그 타임 슬롯에서 그 채널을 지원할 수 있는지를 판정한다. 예로서, 어떤 송신기가 자신의 송신 전력 능력을 초과하거나 매우 근접하고, 또는 잡음 상승이 임계값을 초과하는 경우에는, 그 채널은 부가될 수 없다.

타임 슬롯이 그 채널을 수용할 수 없다면, 그 타임 슬롯은 더 이상의 고려 대상에서 제외된다. 그 타임 슬롯을 포함하지 않도록 그 타임 슬롯 시퀀스를 갱신한다. 다음에 그 채널을 그 시퀀스에서의 다음 타임 슬롯에 할당하려고 한다. 그 채널을 위한 타임 슬롯을 발견할 수 없다면, 그 시퀀스는 실패한 것으로 폐기된다(단계 86).

그 채널이 송신 전력 요건을 충족시키는 경우에는, 단편화 패널티를 이용하 여 그 채널을 이 타임 슬롯에 할당할 수 있는지를 판정한다. 이러한 할당이 수용할 수 없는 것이라면, 그 시퀀스는 실패한 것으로 폐기된다(단계 86). 그 타임 슬롯을 그 코드 할당용으로 수용할 수 있는 것이라면, 그 시퀀스에서 다음 채널을 그 타임 슬롯에 부가하려 하여 할당 프로세스는 계속된다. 남아 있는 채널이 없을 때(단계 84), 할당 해법을 발견하여 그것을 기록한다(단계 88). 이러한 프로세스를 각 타임 슬롯 시퀀스마다 반복한다.

각 기록한 해법마다, 가중 간섭 개선치를 판정한다(단계 90). 가중 간섭 개선치는 단편화에 따라 조정된 제안된 재할당용의 모든 타임 슬롯의 추정 간섭치와, 단편화에 따라 조정된 현재의 측정 간섭치간의 차이다. 최대 개선치를 갖는 재할당을 재할당 마진과 비교한다. 재할당 마진은 2개의 근접한 해법 사이에서의 진동을 방지하고, 전체 개선치가 극미한 불필요한 재할당을 방지한다. 가장 개선된 재할당이 마진을 초과하는 경우에는, 그 재할당을 개시한다.

업링크 타임 슬롯의 경우, 한 타임 슬롯에서 모든 물리적인 채널이 동일한 간섭을 당하므로, 재할당용 기준은 단편화 게이지 FR이다. 높은 FR은 높은 단편화를 나타내고, 낮은 FR은 낮은 단편화를 나타낸다. 최고 FR에서 최저 FR로 재할당 채널을 정렬한다(단계 79 및 도 7c의 단계 96). 모든 채널에 대해 재할당 분석을 수행할 수 있지만, 바람직하게는 FR이 높은 임계 채널수만큼만 선택한다. 이와 달리, FR이 임계값을 초과하는 채널을 선택한다. 후보 채널을 배열한 후, 도 7에서와 같이 다운링크와 동일하게 재할당 절차를 밟는다.

재할당 절차의 한가지 다른 용도는 사용자 또는 사용자 서비스가 심한 간섭 을 당하는 경우에 탈출 매커니즘을 제공하는 것이다. 사용자 서비스가 심한 간섭을 당하는 경우에, RNC(28)는 간섭을 줄이기 위해서 그 서비스의 일부 또는 전체(CCTrCH)에 대한 재할당을 시도한다. 재할당을 시도하기 전에, CCTrCH가 이용하는 것과 다른 각 가능한 재할당 타임 슬롯의 측정 간섭치를 검사하여 CCTrCH의 최고 측정 간섭치의 타임 슬롯보다 못한 것이 있는지를 알아낸다. 더 나은 타임 슬롯이 없다면, 재할당을 시도할 이유가 없다.

"불량" CCTrCH에 속하는 물리적인 채널을 모두 검사하여 그것들 중 어떤 것(그것들 모두가 해당될 수도 있음)을 재할당해야 하는지를 선택한다. 간섭이 높은 슬롯에서 낮은 슬롯 순으로 재할당을 시도한다(도 7d의 단계 98). 각 슬롯에서는, 필수 SIR이 감소하는 순서로 물리적인 채널을 재할당한다(도 7d의 단계 100). 재할당할 물리적인 채널수는 다음과 같이 판정된다. 각 재할당에서, 배경 동작에서와 같이 새로운 슬롯에서의 간섭치를 계산하거나 추정한다. CCTrCH에서의 모든 물리적인 채널에 대한 평균 간섭치를 계산한다. 그 평균 간섭치가 일정한 데시벨(이것은 설계 파라미터임)만큼 떨어졌을 때 재할당을 그만둔다.

할당 절차를 간략하게 하는 방법 중 하나는 평균 측정 간섭치가 임계값을 넘는 타임 슬롯을 제거하는 것이다. 각 타임 슬롯의 간섭치를 판정한 후, 그 간섭치를 임계값과 비교한다. 임계값은 업링크와 다운링크가 다를 수 있고 또한 사용자마다 다를 수 있다. 임계값을 초과하는 타임 슬롯은 가능한 할당 대상에서 제외된다. 임계값은 운영자나 기계 장치가 간섭 레벨과 용량을 고려하여 설정한다.

본 발명에 의하면, 하이브리드 TDMA/CDMA 무선 통신 시스템에서 사용자 서비스의 물리적인 채널을 타임 슬롯 세트에 할당하는 방법 및 시스템이 제공된다.

Claims

하이브리드 시분할 다중 접속/코드 분할 다중 접속 통신 시스템에서의 이용을 위한 사용자 장치에 있어서:

채널 할당을 수신하도록 구성된 채널 할당 장치;

상기 채널 할당에 응답하여 코드 및 타임 슬롯을 이용한 하향링크 통신을 수신하는 수신기 및;

상기 채널 할당에 응답하여 코드 및 타임 슬롯을 이용한 상향링크 통신을 송신하는 송신기를 포함하고,

상기 하향링크 및 상향링크 통신을 위한 상기 채널 할당은 각각의 타임 슬롯들의 세트와 단편화 파라미터에 연관된 측정 간섭 레벨에 기초하고, 상기 단편화 파라미터는 타임 슬롯상의 물리 채널들의 단편화의 선호도를 나타내는 것인, 사용자 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 하향링크 및 상향링크 통신 각각은 타임 슬롯 할당 용의 복수의 물리 채널을 가진 코드 합성 전송 채널과 연관되는 것인, 사용자 장치.
제 1 항에 있어서 상기 간섭 측정은 간섭 신호 코드 전력을 이용하여 측정되는 것인, 사용자 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 단편화 파라미터의 값은 사용자 서비스에 이용되는 타임 슬롯 수에 따라 변하는 것인, 사용자 장치.
제4항에 있어서, 상기 단편화 파라미터의 낮은 값은 그 단편화 파라미터에 대응하는 수의 타임 슬롯에 할당하는 것에 대한 선호도를 표시하고, 높은 값은 그 단편화 파라미터에 대응하는 수의 타임 슬롯에 할당하지 않는 것에 대한 선호도를 표시하는 것인, 사용자 장치.
제4항에 있어서, 상기 단편화 파라미터값은 전체 간섭 레벨 및 용량에 일부 기초로 하는 것인, 사용자 장치.
제4항에 있어서, 상기 단편화 파라미터를 위한 무한값은 상기 단편화 파라미터의 타임 슬롯의 수에 할당을 금지하는 것을 표시하는 것인, 사용자 장치.