KR20090017750A - 무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치 Download PDF

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KR20090017750A KR1020070082132A KR20070082132A KR20090017750A KR 20090017750 A KR20090017750 A KR 20090017750A KR 1020070082132 A KR1020070082132 A KR 1020070082132A KR 20070082132 A KR20070082132 A KR 20070082132A KR 20090017750 A KR20090017750 A KR 20090017750A
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Abstract

본 발명은 무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것으로서, 기지국이 복수의 사용자 단말을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하는 과정과, 상기 기지국이 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 과정과, 상기 복수의 단말 각각이 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 과정과, 상기 채널 상태에 따라 상기 복수의 단말 중 하나의 단말이 상기 공유 자원을 점유하는 과정을 포함하여, 각 단말이 상기 그룹내 단말들의 채널 상태에 따라 상기 공유 자원을 적응적으로 점유함으로써, 하향링크를 통한 전송 제어 신호의 최소화를 유지하면서 조기 종료 이득을 획득할 수 있어 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
VoIP, 스케줄링, 자원 할당, 자원 공유

Description

무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR REOURCE ALLOCATING IN RADIO PACKET ACCESS SYSTEM}
본 발명은 무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 통해 자원을 할당할 시, 다수의 사용자 단말들을 그룹화하여 공유 자원을 할당하고, 상기 그룹내 사용자 단말들의 채널 상태에 따라 상기 공유 자원을 적응적으로 할당하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 이동통신 시스템에서는 무선 채널에서 고속 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 'OFDM'이라 칭함) 방식 혹은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single Carrier - Frequency division Multiple Access: 이하 'SC-FDMA'이라 칭함) 방식이 활발히 연구되고 있다. 또한, 현재 비동기 셀룰러 이동통신 표준단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 고속의 패킷 데이터 전송을 위하 여 상기 다중 접속(multiple access) 방식을 기반으로 하는 LTE(Long Term Evolution)에 대한 연구를 진행하고 있다. 예를 들어, 상기 LTE 시스템에서 VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스를 효율적으로 제공하기 위한 연구가 진행되고 있다.
상기 LTE 시스템에서는 상기 효율적인 VoIP 서비스를 위해 지속적 스케줄링(persistent scheduling) 방식을 이용하여 자원을 할당하는 방법을 제공하고 있다. 상기 지속적 스케줄링 방식은 상기 VoIP 서비스를 시작할 때, 기지국이 단말로 상향 링크 자원을 할당하는 제어 정보를 한 번만 전송한 후, 상기 기지국과 단말이 상기 제어 정보에 따라 VoIP 서비스를 위한 동작을 수행하는 방식을 의미한다. 이때, 상기 제어 정보 전송으로 할당된 자원은 주기 변경이 필요한 이벤트가 발생되기 전까지 지속된다. 여기서, 상기 주기 변경이 필요한 이벤트는 상기 VoIP 서비스를 이용하는 단말이 Talk-spurt 상태에서 silent period 상태로 천이되는 이벤트를 의미한다.
도 1은 일반적인 LTE 시스템에서 지속적 스케줄링 방식에 따른 자원 할당 구조를 도시하고 있다. 여기서, 상기 자원 할당 구조의 가로축은 시간 영역(time-domain)을 나타내고, 세로축은 주파수 영역(frequency-domain)을 나타낸다. 또한, 상기 시간 영역의 단위는 패킷 전송 단위인 전송 시간 간격(Transmission Time Interval: 이하 'TTI'라 칭함)을 나타내고, 상기 주파수 영역 단위는 자원 블럭(Resource Block: 이하 'RB'라 칭함)을 나타내며, 상기 한 개의 RB는 12개의 서브 캐리어(sub carrier)로 구성된다.
상기 도 1을 참조하면, 일반적인 LTE 시스템에서 지속적 스케줄링을 통해 각 VoIP 서비스 사용 단말에게 할당된 자원은 미리 정해진 반복 패턴 주기(Repeated pattern period)(101)의 시간 영역에서 고정된 평균 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 전송 횟수를 가지고, 상기 반복 패턴 주기(101)의 주파수 영역에서 고정된 RB 인덱스(index)를 가진다. 상기 지속적 스케줄링에서는 상기 VoIP 서비스 시작 시, 할당 정보를 나타내는 제어 정보를 한 번만 전송하기 때문에 상기와 같은 반복 패턴 주기(101)는 주기 변경을 위한 상태 천이가 발생되기 전까지 지속적으로 적용된다. 즉, K 번째 단말에 할당된 자원 A와 B는 상기 주기 변경을 위한 상태 천이가 발생되지 않는 한 상기 K 번째 단말이 계속적으로 이용(120, 122)하게 된다.
따라서, 상기 지속적 스케줄링 방식은 제어 정보를 매 TTI마다 전송하는 동적 스케줄링(dynamic scheduling) 방식과 달리 조기 종료(early termination) 이득을 획득할 수 없다. 즉, 상기 지속적 스케줄링 방식은 하향링크로 전송되는 제어 정보 신호량은 효과적으로 감소시킬 수 있으나, 상기 조기 종료 이득을 획득할 수 없게 된다. 여기서, 상기 조기 종료 이득은 상기 HARQ를 이용하는 전송 구조에서 데이터 패킷이 할당된 자원 블럭을 다 사용하지 않고도 전송이 완료되어 남은 할당 자원 블럭이 다른 단말에게 할당됨으로써, 전송 효율을 향상시켜 획득할 수 있는 이득을 의미한다.
상기와 같이 조기 종료 이득을 획득하지 못하는 경우, 기지국의 스케줄러 버퍼에 서비스 받지 못한 VoIP 패킷이 누적되면, 제한된 delay latency 값을 넘는 VoIP 패킷들은 전송되지 못하여 패킷 손실이 발생하게 된다. 따라서, 상기 하향 링 크를 통한 전송 제어 신호의 최소화를 유지하면서, 상기 조기 종료 이득을 획득하여 전송 효율을 증가시키기 위한 기술의 제공이 필요시 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 패킷 접속시스템에서 하향링크를 통한 제어 정보 신호량을 최소화하면서 조기 종료 이득을 획득하는 자원 할당 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 패킷 접속시스템에서 기지국이 복수의 단말을 그룹화하여 공유 자원을 적응적으로 할당하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 패킷 접속시스템에서 페어링 그룹 내에 속한 단말들의 채널 상황에 따라 각 단말이 공유 자원을 점유하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 패킷 접속시스템에서 단말 간의 페어링(pairing)을 이용하여 전송 효율을 증가시키는 자원 할당 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법은, 기지국이 복수의 사용자 단말을 그룹화하여 페어 링 그룹을 형성하는 과정과, 상기 기지국이 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 과정과, 상기 복수의 단말 각각이 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 과정과, 상기 채널 상태에 따라 상기 복수의 단말 중 하나의 단말이 상기 공유 자원을 점유하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2견지에 따르면, 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 자원 할당 방법은, 자원 할당 시, 복수의 단말들을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하는 과정과, 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3견지에 따르면, 무선 패킷 접속시스템에서 자원을 할당받는 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 자원 할당 정보를 나타내는 제어 정보를 수신하는 과정과, 상기 제어 정보로부터 공유 자원 정보와 페어링 그룹에 대한 정보를 확인하는 과정과, 상기 제어 정보에 포함된 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 과정과, 상기 채널 상태에 따라 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4견지에 따르면, 자원 할당하는 무선 패킷 접속시스템은, 복수의 사용자 단말을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하고, 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자 원을 할당하는 기지국과, 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하여 상기 공유 자원을 점유하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 5견지에 따르면, 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 자원 할당 장치는, 자원 할당 시, 복수의 단말들을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하는 그룹 형성부와, 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 6견지에 따르면, 무선 패킷 접속시스템에서 자원을 할당받는 단말의 장치는, 기지국으로부터 자원 할당 정보를 나타내는 제어 정보를 수신하는 송수신부와, 상기 제어 정보로부터 공유 자원 정보와 페어링 그룹에 대한 정보를 확인하는 데이터 처리부와, 상기 제어 정보에 포함된 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 채널 상태 확인부와, 상기 채널 상태에 따라 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 자원 확인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무선 패킷 접속시스템에서 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 통해 자원을 할당할 시, 기지국이 다수의 사용자 단말들을 그룹화하여 공유 자원을 할당하고, 단말이 상기 그룹내 단말들의 채널 상태에 따라 상기 공유 자원을 적응적으로 점유함으로써, 하향링크를 통한 전송 제어 신호의 최소화를 유지하면서 조 기 종료 이득을 획득할 수 있어 전송 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명에서는 무선 패킷 접속 시스템에서 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 통해 자원을 할당할 시, 기지국이 다수의 사용자 단말들을 그룹화하여 공유 자원을 할당하고, 상기 그룹내 단말들의 채널 상태에 따라 각각의 단말이 상기 공유 자원을 적응적으로 점유하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 지속적 스케줄링 방식에 따라 자원을 할당하는 구조를 도시하고 있다. 여기서, 상기 자원 할당 구조의 가로축은 시간 영역(time-domain)을 나타내고, 세로축은 주파수 영역(frequency-domain)을 나타낸다. 또한, 상기 시간 영역의 단위는 패킷 전송 단위인 전송 시간 간격(Transmission Time Interval: 이하 'TTI'라 칭함)을 나타내고, 상기 주파수 영역 단위는 자원 블럭(Resource Block: 이하 'RB'라 칭함)을 나타내며, 상기 한 개의 RB는 12개의 서브 캐리어(sub carrier)로 구성된다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, VoIP 서비스 시작 시에 제어 정보를 통해 각각의 단말에 할당된 자원들은 미리 정해진 반복 패턴 주기(Repeated pattern period)(201)마다 반복되어 해당 단말에 할당된다. 특히, 본 발명에 따라 상기 각각의 단말은 기지국에 의해 페어링 그룹으로 그룹화됨으로써, 자신의 페어링 그룹에 할당된 공유 자원을 적응적으로 점유하여 사용한다. 여기서, 상기 할당된 공유 자원을 점유하는 단말은 기지국과 각 단말 간의 채널 상태에 따라 상기 반복 패턴 주기마다 적응적으로 변화된다.
자세히 말해, 기지국이 복수의 단말을 포함하는 페어링 그룹을 생성하여 공유 자원을 할당하면, 상기 페어링 그룹에 포함된 각각의 단말은 반복 패턴 주기가 변경될 때마다 상기 페어링 그룹에 포함된 모든 단말들의 채널 상태를 확인하여 자신에게 상기 공유 자원을 점유할 권한이 있는지 여부를 판단함으로써, 상기 공유 자원을 적응적으로 점유하여 사용한다. 여기서, 상기 공유 자원의 점유 권한은 상기 채널 상태가 다른 단말들에 비해 상대적으로 좋지 않은 단말이 획득할 수 있을 것이다.
예를 들어, 기지국은 두 개의 단말을 K 번째 페어링 그룹으로 그룹화한 후, 상기 페어링 그룹으로 할당될 자원 A, B, C, D 중 자원 C를 공유 자원으로 지정하여 첫 번째 단말로 상기 A와 B를 할당하고, 두 번째 단말로 상기 공유 자원 C와 D를 할당할 수 있다. 여기서, 상기 자원, A, B, C, D는 시간 영역에서의 TTI와 주파수 영역에서의 자원 블록으로 이루어진 자원으로써, 상기 A와 B를 할당받은 첫 번째 단말은 반복 패턴 주기 동안 두 번의 전송을 수행할 수 있다.
상기 자원들을 할당받은 두 단말은 처음 반복 패턴 주기 동안에 상기 A와 B, C와 D를 각각 사용한 후, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점(203)에서 기지국과 단말 각각의 채널 상황을 확인하여 상기 공유 자원 C의 점유 권한이 어느 단말에게 주어지는지 판단함으로써, 해당 단말이 다음 반복 패턴 주기 동안 상기 공유 자원 C를 사용할 수 있도록 한다.
만약, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 첫 번째 단말이 기지국으로부터 NACK 신호를 수신하고, 상기 두 번째 단말이 ACK 신호를 수신하면, 상기 첫 번째 단말의 채널 상태가 상기 두 번째 단말의 채널 상태보다 좋지 않으므로, 다음 반복 패턴에서는 상기 첫 번째 단말이 상기 공유 자원 C를 점유할 수 있게 된다. 여기서, 상기 ACK/NACK 신호는 각 단말이 상기 경계 시점 바로 이전에 전송한 VoIP 패킷에 대한 응답 신호이다.
반면, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 첫 번째 단말이 상기 기지국으로부터 ACK 신호를 수신하고, 상기 두 번째 단말이 NACK 신호를 수신하면, 상기 두 번째 단말의 채널 상태가 상기 첫 번째 단말의 채널 상태보다 좋지 않으므로, 다음 반복 패턴에서도 상기 두 번째 단말이 상기 공유 자원 C를 계속적으로 점유하게 된다. 또한, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 첫 번째 단말과 상기 두 번째 단말이 상기 기지국으로부터 동일한 신호를 수신한 경우에는 상기 공유 자원 C를 점유하는 단말이 변경되지 않을 것이다.
즉, 상기 공유 자원의 점유하는 단말은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 상태 천이표를 참조하여 변경된다.
Event 1st pairing user's ACK channel 2nd pairing user's ACK channel status
1 ACK ACK Maintain the previous resource alignment scenario
2 ACK NACK Changing the previous resource alignment scenario
3 NACK ACK Changing the previous resource alignment scenario
4 NACK NACK Maintain the previous resource alignment scenario
상기 표 1은 하나의 페어링 그룹에 두 개의 단말을 포함하는 경우, 기지국과 각 단말 간의 채널 상태를 나타내는 ACK/NACK 신호에 따라 공유 자원을 점유하는 단말이 변경될 것인지 유지될 것인지 여부를 나타내고 있다. 예를 들어, 상기 이벤트 1 및 4와 같이, 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 두 단말이 동일한 신호를 수신하는 경우, 상기 공유 자원을 점유하는 단말은 이전과 같이 유지된다. 반면, 상기 이벤트 2 및 3과 같이, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 두 단말이 서로 다른 신호를 수신하는 경우, 상기 공유 자원은 채널 상태가 상대적으로 좋지 않은 단말, 즉, NACK 신호를 수신한 단말이 점유하게 된다.
상술한 설명에서는 하나의 페어링 그룹에 두 개의 단말이 포함된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 페어링 그룹에는 더 많은 수의 단말이 포함될 수 있으며, 이에 따라 상기 표 1과 같이, 상기 공유 자원을 점유하기 위한 상태 천이표도 변경될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 페어링 그룹 형성부(300), 스케줄러(302), 데이터 처리부(304), 송수신부(306), ACK/NACK 확인부(308), 공유 자원 관리부(310)를 포함하여 구성된다.
상기 페어링 그룹 형성부(300)는 VoIP 서비스를 사용 단말들을 검사하여 공유 자원을 할당하기 위한 페어링 그룹을 형성한 후, 상기 형성된 페어링 그룹 정보를 상기 스케줄러(302)와 공유 자원 관리부(310)로 제공된다.
상기 스케줄러(302)는 네트워크로부터 수신된 패킷들을 바탕으로 상기 기지국에 속한 해당 단말들의 상향링크 및 하향링크 자원 할당을 스케줄링하여 스케줄링 결과를 상기 데이터 처리부(304)로 제공한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 스케줄러(302)는 상기 스케줄링 시, 상기 페어링 그룹 형성부(300)에서 생성된 페어링 그룹에 공유 자원을 할당한다.
상기 데이터 처리부(304)는 상기 스케줄러(302) 및 상기 송수신부(306)로부터 입력되는 데이터를 처리하는 기능을 수행한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 데이터 처리부(304)는 상기 송수신부(306)를 통해 수신되는 단말의 신호를 검사하여 ACK/NACK 신호를 생성한 후, 상기 송수신부(306)로 제공한다.
상기 송수신부(306)는 안테나(미도시)를 통해 상기 기지국과 해당 단말 간 교환되는 신호를 송수신하는 기능을 수행하고, 상기 ACK/NACK 확인부(308)는 상기 데이터 처리부(304)에서 생성된 ACK/NACK 신호와 해당 단말을 확인하여 상기 공유 자원 관리부(310)로 제공한다.
상기 공유 자원 관리부(310)는 상기 페어링 그룹 형성부(300)로부터 페어링 그룹 정보를 입력받고, 상기 ACK/NACK 확인부(308)로부터 각 단말로 전송될 ACK/NACK 신호를 제공받아 동일한 페어링 그룹에 속한 단말들의 ACK/NACK 신호를 확인하여 다음 반복 패턴 주기에서 공유 자원을 점유할 단말을 확인한다. 이때, 상기 공유 자원 관리부(310)는 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하기 위해 상기 표 1과 같은 상태 천이표를 참조할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 송수신부(500), 데이터 처리부(402), 자원 확인부(404), ACK/NACK 확인부(406)를 포함하여 구성된다.
상기 송수신부(400)는 안테나(미도시)를 통해 상기 단말과 기지국 간 교환되는 신호를 송수신하는 기능을 수행하고, 상기 데이터 처리부(404)는 상기 기지국으로 송신하기 위한 데이터를 처리하여 상기 송수신부(404)로 제공하고, 상기 송수신부(400)로부터의 입력되는 데이터를 처리 및 확인하여 해당 블록으로 제공한다.
상기 자원 확인부(402)는 상기 데이터 처리부(402)로부터 입력되는 데이터에서 상기 단말 자신에게 할당된 자원과 페어링 그룹 정보, 즉, 자신과 동일한 페어링 그룹에 속한 단말들의 정보 및 공유 자원 정보를 확인한다. 상기 자원 확인부(402)는 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 자신과 동일한 페어링 그룹에 속한 단말들로 전송되는 ACK/NACK 신호를 수신하도록 상기 송수신부(400)를 제어한다. 상기 자원 확인부(402)는 상기 ACK/NACK 확인부(406)로부터 상기 페어링 그룹 내 단말들의 ACK/NACK 신호를 제공받아 다음 반복 패턴 주기에서 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인한다.
상기 ACK/NACK 확인부(406)는 상기 데이터 처리부(402)에서 처리된 데이터를 참조하여 상기 페어링 그룹에 속한 각각의 단말들이 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 ACK 신호를 수신하는지 NACK 신호를 수신하는지 여부를 확인한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 공유 자원 할당 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 501단계에서 VoIP 서비스 사용 단말들을 확인하여 페어링 그룹을 형성하고, 503단계로 진행하여 주기적 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말들에게 자원을 할당한다. 이때, 상기 기지국은 반복 패턴 주기를 결정하고, 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말들이 적응적으로 공유할 수 있는 공유 자원을 할당한다.
이후, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점이 되는지 검사한다. 상기 기지국은 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점이 아닐 시, 하기 511단계로 진행하고, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점일 시, 507단계로 진행하여 상기 페어링 그룹에 포함된 사용자 단말로 전송되는 ACK/NACK 신호를 확인한다. 이후, 상기 기지국은 509단계에서 상기 확인된 ACK/NACK 신호 정보에 따라 상기 페어링 그룹 내에 포함된 단말들 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인한다. 여기서, 상기 공유 자원은 동일한 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상대적으로 채널 상태가 좋지 않은 단말이 점유할 수 있다.
이후, 상기 단말은 511단계에서 상기 각 단말에게 할당 및 점유된 자원에 따라 VoIP 패킷을 송수신하고, 513단계에서 자원 할당 주기의 변경을 필요로 하는 이벤트가 발생되는지 검사한다. 상기 기지국은 상기 주기 변경을 필요로 하는 이벤트가 발생되지 않을 시, 상기 505단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행하며, 상기 주기 변경을 필요로 하는 이벤트가 발생되지 않을 시, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 단말의 공유 자원 점유 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 단말은 601단계에서 기지국으로부터 자원 할당 정보를 나타내는 제어 정보가 수신되는지 검사한다. 상기 자원 할당 정보를 나타내는 제어 정보가 수신될 시, 상기 단말은 603단계에서 제어 정보에서 자신에게 할당된 자원 및 반복 패턴 주기를 확인하고, 특히 본 발명에 따라 페어링 그룹 정보 및 공유 자원 정보를 확인한다.
이후, 상기 단말은 605단계에서 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점이 되는지 검사한다. 상기 단말은 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점이 아닐 시, 하기 611단계로 진행하여 이하 단계를 수행하고, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점이 될 시, 607단계로 진행하여 상기 기지국에서 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 각각으로 전송되는 ACK/NACK 신호를 수신한다.
이후, 상기 단말은 609단계에서 상기 수신된 ACK/NACK 신호를 바탕으로 상대적으로 채널 상태가 좋지 않은 단말을 확인하여 다음 반복 패턴 주기에서 상기 페어링 그룹에 할당된 공유 자원을 점유할 단말을 확인한다.
예를 들어, 상기 페어링 그룹에 단말 A와 B가 포함된 경우, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 단말 A가 기지국으로부터 NACK 신호를 수신하고, 상기 단말 B가 ACK 신호를 수신하면, 상기 단말 A의 채널 상태가 상기 단말 B의 채널 상태보다 좋지 않으므로, 다음 반복 패턴에서는 상기 단말 A가 상기 공유 자원을 점유할 할 단말임을 확인할 수 있다.
반면, 상기 반복 패턴 주기가 끝나는 경계 시점에서 상기 단말A 와 B가 동일하게 ACK 신호를 수신하거나 동일하게 NACK 신호를 수신하는 경우 이전 반복 패턴 주기에서 상기 공유 자원을 점유하던 단말이 다음 반복 패턴 주기에서도 상기 공유 자원을 계속해서 점유할 것을 확인할 수 있다.
이후, 상기 단말은 611단계에서 상기 할당 및 점유된 자원에 따라 상기 기지국과 VoIP 패킷을 송수신하고, 613단계에서 자원 할당 주기의 변경을 필요로 하는 이벤트가 발생되는지 검사한다. 상기 단말은 상기 주기 변경을 필요로 하는 이벤트가 발생되지 않을 시, 상기 605단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행하며, 상기 주기 변경을 필요로 하는 이벤트가 발생되지 않을 시, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
상술한 설명에서는 상향링크 VoIP 서비스를 자원 할당을 예로 들어 설명하였으나, 상기 본 발명은 하향링크 자원 할당에도 적용이 가능하다. 또한, 상술한 설명에서는 공유 자원의 적응적 점유를 위해 각 사용자 단말로 전송되는 ACK/NACK 정보를 이용하였으나, 다른 전송제어 정보를 이용 수도 있을 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일반적인 LTE 시스템에서 지속적 스케줄링 방식에 따른 자원 할당 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 지속적 스케줄링 방식에 따라 자원을 할당하는 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 공유 자원 할당 절차를 도시하는 도면, 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 패킷 접속시스템에서 단말의 공유 자원 점유 절차를 도시하는 도면.

Claims (38)

  1. 무선 패킷 접속시스템에서 자원 할당 방법에 있어서,
    기지국이 복수의 사용자 단말을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하는 과정과,
    상기 기지국이 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 과정과,
    상기 복수의 단말 각각이 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 과정과,
    상기 채널 상태에 따라 상기 복수의 단말 중 하나의 단말이 상기 공유 자원을 점유하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 과정은,
    상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말에 대한 자원을 할당하는 과정과,
    상기 페어링 그룹에 포함된 복수의 단말에 대한 공유 자원을 할당하는 과정과,
    상기 페어링 그룹으로 할당된 자원에 대한 정보를 나타내는 제어 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 각 단말에 할당된 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 할당된 공유 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말 정보, 반복 패턴 주기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 단말 각각이 일정 주기마다 채널 상태를 확인하는 과정은,
    반복 패턴 주기의 경계 시점이 되는지 확인하는 과정과,
    상기 반복 패턴 주기의 경계 시점이 될 시, 상기 기지국과 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말 간의 채널 상태를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 반복 패턴 주기의 경계 시점 이전에 상기 복수의 단말 각각이 상기 기지국으로 전송한 패킷에 대한 응답 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 과정과,
    상기 응답 신호를 이용하여 상기 채널 상태를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 상태에 따라 상기 복수의 단말 중 하나의 단말이 상기 공유 자원을 점유하는 과정은,
    상기 복수의 단말들 중 상기 채널 상태가 가장 나쁜 단말을 확인하는 과정과,
    상기 채널 상태가 가장 나쁜 단말이 상기 공유 자원을 점유하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 자원 할당 방법에 있어서,
    자원 할당 시, 복수의 단말들을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하는 과정과,
    지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 과정은,
    상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말에 대한 자원을 할당하는 과정과,
    상기 페어링 그룹에 포함된 복수의 단말에 대한 공유 자원을 할당하는 과정과,
    상기 페어링 그룹으로 할당된 자원에 대한 정보를 나타내는 제어 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 각 단말에 할당된 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 할당된 공유 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말 정보, 반복 패턴 주기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 일정 주기마다 자신과 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말 간의 채널 상태를 확인하는 과정과,
    상기 채널 상태에 따라 상기 복수의 단말 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 일정 주기마다 채널 상태를 확인하는 과정은,
    반복 패턴 주기의 경계 시점이 되는지 확인하는 과정과,
    상기 반복 패턴 주기의 경계 시점이 될 시, 상기 기지국과 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말 간의 채널 상태를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 반복 패턴 주기의 경계 시점 이전에 상기 복수의 단말들로부터 전송된 패킷에 대한 응답 신호를 이용하여 상기 채널 상태를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 채널 상태에 따라 상기 복수의 단말 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 과정은,
    상기 복수의 단말들 중 상기 채널 상태가 가장 나쁜 단말이 상기 공유 자원을 점유할 단말임을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 무선 패킷 접속시스템에서 자원을 할당받는 단말의 동작 방법에 있어서,
    기지국으로부터 자원 할당 정보를 나타내는 제어 정보를 수신하는 과정과,
    상기 제어 정보로부터 공유 자원 정보와 페어링 그룹에 대한 정보를 확인하는 과정과,
    상기 제어 정보에 포함된 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 과정과,
    상기 채널 상태에 따라 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 페어링 그룹은, VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스를 사용하는 복수의 단말로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 페어링 그룹에 포함된 각각의 단말에 할당된 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 복수의 단말에 할당된 공유 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말 정보, 반복 패턴 주기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 과정과,
    상기 제어 정보에 포함된 반복 패턴 주기를 확인하여 상기 주기의 경계 시점이 되는지 확인하는 과정과,
    상기 반복 패턴 주기의 경계 시점이 될 시, 상기 기지국과 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말 간의 채널 상태를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 반복 패턴 주기의 경계 시점 이전에 상기 페어링 그룹에 포함된 각각의 단말이 기지국으로 전송한 패킷에 대한 응답 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 과정과,
    상기 응답 신호를 이용하여 상기 채널 상태를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 채널 상태에 따라 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 과정은,
    상기 복수의 단말들 중 상기 채널 상태가 가장 나쁜 단말을 상기 공유 자원 점유 단말로 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 자원 할당하는 무선 패킷 접속시스템에 있어서,
    복수의 사용자 단말을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하고, 지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 기지국과,
    일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하여 상기 공유 자원을 점유하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 기지국은, 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말에 대한 자원을 할당하고, 상기 페어링 그룹에 포함된 복수의 단말에 대한 공유 자원을 할당하여 상기 할당된 자원에 대한 정보를 나타내는 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 각 단말에 할당된 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 할당된 공유 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말 정보, 반복 패턴 주기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 일정 주기는, 반복 패턴 주기의 경계 시점인 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 단말은, 반복 패턴 주기의 경계 시점 이전에 상기 복수의 단말 각각이 기지국으로 전송한 패킷에 대한 응답 신호를 상기 기지국으로부터 수신하여 상기 채널 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  25. 제 20항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 복수의 단말들 중 상기 채널 상태가 가장 나쁜 단말을 상기 공유 자원 점유 단말로 확인하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  26. 무선 패킷 접속시스템에서 기지국의 자원 할당 장치에 있어서,
    자원 할당 시, 복수의 단말들을 그룹화하여 페어링 그룹을 형성하는 그룹 형성부와,
    지속적(persistent) 스케줄링 방식을 이용하여 상기 페어링 그룹에 공유 자원을 할당하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말에 대한 자원을 할당하고, 상기 페어링 그룹에 포함된 복수의 단말에 대한 공유 자원을 할당하며,
    상기 할당된 자원에 대한 정보를 나타내는 제어 정보를 전송하는 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 각 단말에 할당된 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 할당된 공유 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말 정보, 반복 패턴 주기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 26항에 있어서,
    상기 일정 주기마다 자신과 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말 간의 채널 상태를 확인하는 채널 상태 확인부와,
    상기 채널 상태에 따라 상기 페어링 그룹에 포함된 단말 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 공유 자원 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 채널 상태 확인부는, 반복 패턴 주기의 경계 시점이 될 시, 상기 기지국과 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말 간의 채널 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 채널 상태 확인부는, 상기 반복 패턴 주기의 경계 시점 이전에 상기 복 수의 단말들로부터 전송된 패킷에 대한 응답 신호를 이용하여 상기 채널 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 공유 자원 관리부는, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상기 채널 상태가 가장 나쁜 단말이 상기 공유 자원을 점유할 단말임을 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 무선 패킷 접속시스템에서 자원을 할당받는 단말의 장치에 있어서,
    기지국으로부터 자원 할당 정보를 나타내는 제어 정보를 수신하는 송수신부와,
    상기 제어 정보로부터 공유 자원 정보와 페어링 그룹에 대한 정보를 확인하는 데이터 처리부와,
    상기 제어 정보에 포함된 일정 주기마다 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들의 채널 상태를 확인하는 채널 상태 확인부와,
    상기 채널 상태에 따라 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상기 공유 자원을 점유할 단말을 확인하는 자원 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 페어링 그룹은, VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스를 사용하는 복수의 단말로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제 33항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 페어링 그룹에 포함된 각각의 단말에 할당된 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 복수의 단말에 할당된 공유 자원 정보, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말 정보, 반복 패턴 주기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제 33항에 있어서,
    상기 채널 상태 확인부는, 상기 제어 정보에 포함된 반복 패턴 주기를 확인하여 상기 주기의 경계 시점이 되는지 확인하고, 상기 반복 패턴 주기의 경계 시점이 될 시, 상기 기지국과 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말 간의 채널 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 채널 상태 확인부는, 상기 반복 패턴 주기의 경계 시점 이전에 상기 페어링 그룹에 포함된 각 단말이 기지국으로 전송한 패킷에 대한 응답 신호를 확인하고, 상기 응답 신호를 이용하여 상기 채널 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제 33항에 있어서,
    상기 자원 확인부는, 상기 페어링 그룹에 포함된 단말들 중 상기 채널 상태가 가장 나쁜 단말을 상기 공유 자원 점유 단말로 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
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