KR20090052083A

KR20090052083A - 실시간 서비스를 지원받는 단말을 위한 자원할당방법

Info

Publication number: KR20090052083A
Application number: KR1020070118614A
Authority: KR
Inventors: 윤애란; 공태곤; 조희정; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2009-05-25
Also published as: US8335185B2; KR101366285B1; WO2009066884A3; WO2009066884A2; US20100254332A1

Abstract

본 발명은 무선접속 시스템에서 실시간 서비스를 지원받는 단말에 효율적으로 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다. 실시간 서비스를 지원받는 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서, 상기 방법은 하나 이상의 단말들을 그룹핑하고, 그룹핑된 상기 하나 이상의 단말들의 상기 실시간 서비스 데이터 전송을 위한 대역폭 요청 정보 전송용 그룹 자원영역을 할당하는 단계와 상기 그룹 자원영역에 포함되고, 상기 하나 이상의 단말들 각각에 대한 개별 자원영역을 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 본 발명은 실시간 서비스를 지원받는 단말을 그룹핑하여 상향링크 자원을 효율적으로 할당하는 방법을 제시함으로써, 메시지 오버헤드를 줄이며 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.

실시간 서비스, 폴링, 대역폭 할당, rtPS, 그룹핑

Description

실시간 서비스를 지원받는 단말을 위한 자원할당방법{Method of allocating resource for Mobile Station to support real time service}

본 발명은 무선접속 시스템에서 실시간 서비스를 지원받는 단말에 효율적으로 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다.

이하에서는 일반적인 무선접속 시스템에서 사용되는 스케줄링 서비스에 대하여 살펴본다. 또한, 대역폭을 요청하는 방식에 대하여도 살펴본다.

스케줄링 서비스는 상향링크 대역폭 요청 및 그에 따른 자원할당을 효율적으로 수행하기 위한 서비스이다. 또한, 스케줄링 서비스는 연결(Connection)을 통한 데이터 전달의 경우 매채 접근 제어(MAC: Media Access Control) 스케줄러에 의해 지원되는 데이터 처리방법을 말한다. 기지국과 단말의 연결은 하나의 스케줄링 서비스와 관련된다. 스케줄링 서비스는 서비스 동작을 수행하는 일련의 QoS(Quality of Service) 파라미터들에 의해 정의될 수 있다.

스케줄링 서비스에는 발신(outbound) 전송 스케줄링과 상향링크 요청/허가(Uplink request/grant) 스케줄링이 있다.

발신 전송 스케줄링은 데이터를 전송하기 위해 특정 프레임을 선택하거나 대 역폭을 할당하는 것을 의미한다. 발신 전송 스케줄링은 기지국(예를 들어, 하향링크인 경우) 또는 단말(예를 들어, 상향링크인 경우)에서 수행될 수 있다.

상향링크 요청/허가 스케줄링은 상향링크 전송을 위한 대역폭을 해당 단말에 제공하거나, 대역폭을 요구할 기회를 해당 단말에게 제공하기 위해 기지국에서 수행한다. 스케줄링 타입 및 관련 QoS 파라미터들을 지정하면 기지국 스케줄러는 상향링크 트래픽의 처리량과 필요한 대기시간을 예측할 수 있으며, 적절한 때에 폴(poll) 또는 허가(grant)를 제공할 수 있다.

상향링크 요청/허가 스케줄링 타입으로서 UGS(Unsolicited Grant Service), rtPS(real time Polling Service), nrtPS(non-real time Polling Service) 및 BE(Best Effort Service) 서비스 타입이 있다.

UGS는 일정 크기의 데이터 패킷을 주기적으로 발생시키는 실시간 상향링크 서비스 플로우를 지원하기 위해 설계된 것이다. 예를 들어, 침묵 압축(silence suppresion)이 없는 VoIP(Voice over Internet Protocol) 또는 T1/E1 등이 있다. 또한, USG는 별도의 경쟁(Contention)이나 요청(Request)없이 고정된 크기의 슬롯 할당을 주기적으로 제공할 수 있다. 즉, 대역폭을 고정적으로 할당함으로써, 일정한 자원이 단말에 보장되는 방식이다.

rtPS는 화상전화 또는 MPEG(Moving Pictures Experts Group) 비디오와 같이 가변 길이의 데이터 패킷들을 주기적으로 발생시키는 실시간 상향링크 서비스 플로우 기능을 지원하도록 설계된 것이다. rtPS는 실시간 유니캐스트(unicast) 요구 기회들을 주기적으로 단말에 제공할 수 있다. 또한, 서비스 플로우(Service Flow)의 실시간 필요조건을 만족시키며, 이를 바탕으로 단말에서 원하는 자원의 크기를 지정하는 것이 허용된다. 이때, 단말은 주어진 요청 기회만 사용할 수 있고, 경쟁을 통한 요청을 할 수 없다.

nrtPS는 유니캐스트 폴 기능을 주기적으로 제공하며, 통신망 폭주 상태에서도 상향링크 서비스 플로우가 요구 기회를 수신할 수 있도록 보장할 수 있다. 일반적으로 기지국은 1초 이하의 간격에서 nrtPS CID들을 폴링한다. nrtPS는 높은 대역폭을 요구하는 파일 전송(File Transfer)과 같은 가변 크기의 버스트성 비실시간적 데이터 트래픽에 사용된다.

BE 허가 스케줄링의 목적은 상향링크에서 최선형(Best Effort) 트래픽을 위해 효율적인 서비스를 제공하는 것이다. BE 서비스는 단말에서 경쟁기반의 요구 기회를 이용할 수 있도록 허락하는 방식이다. 따라서 단말에서는 경쟁기반 요구 기회와 유니캐스트 요구 기회, 그리고 데이터 전송기회를 이용할 수 있다.

본 명세서에서는 상향링크 요청/허가 스케줄링 서비스 중에서 실시간 폴링 서비스(rtPS)를 예로 들어서 설명하기로 한다. 다만 다른 스케줄링 서비스들이 사용될 수 있으며 이는 시스템의 요구사항에 따라 달리 적용될 수 있다.

이하에서는 대역폭 할당 및 요청 방식(Bandwidth Allocation and request mechanism)에 대하여 간략히 살펴보도록 한다.

요청(request) 기능은 단말들이 상향링크 대역폭 할당을 필요로 한다는 것을 기지국에 알리기 위해 단말들이 사용하는 방법이다. 일반적인 광대역 무선접속 시스템에서 대역폭을 요청하는 방식에는 기본적인 요청(basic request) 방식과 랜덤 어세스 요청(Random Access Request) 방식이 있다.

기본적인 요청 방식은 기지국의 폴링(polling)에 의해서 단말이 유니캐스트로 상향링크 대역폭 할당을 요청하는 것이다. 또한, 단말은 기지국으로부터 이미 할당받은 대역폭의 남은 영역을 통해 피기백(piggy back)하여 상향링크 대역폭을 요청할 수 있다.

랜덤 어세스 요청 방식은 경쟁 기반(contention base)으로 다수의 단말이 하나의 상향링크 채널을 통해 경쟁적으로 대역폭 요청 메시지을 전송하고 상향링크 대역폭을 할당받는 방식이다.

폴링(polling)이란 하나의 통신회선을 공유하고 있는 장치들이 전송할 데이터가 있는지 여부를 확인하기 위하여 순차적 또는 주기적으로 점검하는 일종의 다중접근 제어(MAC: Multiple Access Control) 방식을 말한다. 특히 무선통신에 있어서의 폴링 방식이란 기지국이 단말에 송신요청의 유무를 순차적으로 확인하고, 요청이 있는 단말에 송신을 허락하는 엑세스 제어(접근제어)방식을 말한다.

즉, 폴링은 기지국이 단말들에게 상향링크 대역폭을 특별하게 할당하기 위한 절차이다. 대역폭 할당 방법은 메시지 형태가 아니라 UL-MAP에 포함되는 일련의 IE(Information Element) 형태로 수행될 수 있다. 일반적으로 폴링은 단말 단위로 수행될 수 있다. 대역폭은 항상 CID(Connection Identifier) 단위로 요구되며, 단말 단위로 할당된다.

도 1은 일반적으로 사용되는 유니캐스트 폴링 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1에서 사용되는 실시간 폴링 서비스(rtPS)는 MPEG 비디오와 같이 주기적으로 가변적인 크기의 데이터를 실시간으로 요청하기 위한 단말의 상향링크 스케줄링 타입이다.

도 1을 참조하면, 기지국(Serving BS #1)은 rtPS를 지원하는 단말(MS #1)로 하향링크를 통해 유니캐스트 폴링을 수행한다. 즉, 기지국은 단말이 대역폭 요청을 하기 위해 사용할 수 있는 상향링크 자원을 UL-MAP(UL-MAP_IE)을 사용하여 단말에 할당한다. 이때 UL-MAP 메시지는 주기적으로 전송될 수 있고, 그 주기는 서비스 플로우를 생성하는 과정(DSA)에서 설정된 값을 사용할 수 있다(S101).

단말은 S101 단계에서 할당받은 상향링크 자원을 통해 단말이 기지국으로 전송하려는 데이터 패킷의 크기에 해당하는 대역폭을 기지국에 요청한다. 이때, 단말은 대역폭을 요청하기 위해 BR 헤더(Bandwidth Request header)를 이용할 수 있다(S102).

단말로부터 상향링크 데이터 패킷을 전송하기 위한 대역폭 요청을 수신한 기지국은, 단말이 요청한 대역폭이 할당 가능한 경우에는 해당 상향링크 자원을 단말에 할당한다(S103).

기지국으로부터 상향링크 영역에 대한 대역폭을 할당받은 단말은, 할당받은 전송영역을 통해 상향링크 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다(S104).

즉, 일반적으로 rtPS를 제공받는 단말은 도 1에 도시된 절차에 따라 상향링크 자원을 요청하고 할당받을 수 있다.

도 2는 실시간 폴링 서비스를 지원하는 단말이 1개이고 상향링크 자원의 할 당 주기가 2인 경우에, 대역폭 요청을 위한 자원할당 방법을 프레임의 순서에 따라 나타낸 도면이다.

도 2에서 가로축은 시간의 순서에 따른 프레임 단위를 나타내고, 세로축은 주파수에 따른 서브채널의 단위를 나타낸다. 하나의 프레임은 하향링크 채널 및 상향링크 채널을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제 N 프레임에서 기지국이 대역폭 요청을 위한 상향링크 채널(channel, 또는 버스트)를 하향링크를 통해 단말에 할당한다. 단말은 제 N 프레임에서 기지국으로부터 할당받은 상향링크 채널(버스트)를 통해 기지국으로 대역폭 요청 헤더(Bandwidth Request header, 이하 BR 헤더)를 전송할 수 있다.

기지국은 제 N+1 프레임에서 하향링크를 통해, 단말이 기지국으로 데이터를 전송하기 위한, 상향링크 대역폭을 단말에 할당한다. 단말은 제 N+1 프레임에서 기지국으로부터 할당받은 상향링크 대역폭을 통해 기지국으로 데이터(data burst #1)를 전송할 수 있다.

단말은 할당받은 상향링크 대역폭을 통해 계속해서 기지국으로 데이터(data burst #2)를 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 주기적으로 폴링을 수행할 수 있다. 즉, 기지국은 주기적으로 하향링크를 통해 단말에 대역폭 요청을 위한 상향링크 대역폭을 할당한다. 따라서, 기지국은 제 N+2 프레임에서도 단말에 BR 헤더를 전송하기 위한 상향링크 자원을 할당한다. 이때, 단말에서 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 없는 경우에는 대역폭 요청을 하지 않을 수 있다.

또한, 기지국은 대역폭 요청을 위한 자원영역 할당 과정을 주기적으로 반복 할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 실시간 폴링 서비스를 지원받는 단말은 기지국으로부터 주기적으로 상향링크 자원을 할당받을 수 있다.

도 3은 일반적으로 사용되는 유니캐스트 폴링 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 3은 실시간 폴링 서비스를 지원하기 위한 상향링크 할당 과정을 나타낸다. 이때, 기지국(Serving BS #1)에는 하나 이상의 rtPS를 지원받는 단말이 존재할 수 있으며, 본 명세서에서는 두 개의 rtPS를 지원받는 단말(MS #1 및 MS #2)이 존재하는 경우를 예로서 설명한다. 도 3에서 동일한 도면부호는 같은 단계를 나타내며, 소문자 a 및 b의 첨자는 각 단말에 대한 메시지를 나타내기 위한 식별부호이다.

기지국은 제 N 프레임에서 하향링크로 제 1 단말(MS #1)과 제 2 단말(MS #2) 각각에 UL-MAP_IE를 포함하는 UL-MAP 메시지를 전송한다(S301a, S301b).

S301 단계에서 UL-MAP 메시지에 포함된 각각의 UL-MAP_IE는 상향링크 맵 정보로서, 각 단말에 상향링크 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당하기 위한 것이다. 각 단말에 전송되는 UL-MAP_IE는 32 비트(bit)이므로, 기지국은 두 개의 단말에 각각 상향링크 자원영역을 할당하기 위해 64 비트(32-bit * 단말 개수)를 사용해야 한다.

이때, rtPS를 지원받는 단말의 개수가 증가하면, 증가하는 단말의 수만큼 기지국은 각 단말마다 대역폭 요청을 위한 상향링크 자원영역을 할당해야 한다. 따라서, 기지국에서 UL-MAP 메시지의 전송에 따른 오버헤드는 단말의 개수에 비례하여 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.

단말은 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 있을 경우, 제 N 프레임에서 단말에 할당된 상향링크 자원영역을 통해 BR 헤더(Bandwidth header(48-bit))를 기지국으로 전송한다(S302a 및 S302b). S302 단계에서 BR 헤더는 단말에서 기지국으로 전송할 데이터의 크기에 해당하는 대역폭을 요청하기 위한 것이다.

S302 단계에서 기지국은 제 1 단말 및 제 2 단말로부터 전송된 BR 헤더를 수신함으로써 대역폭 할당을 할 것인지 여부를 판단한다. 기지국은 제 N+1 프레임에서 단말에 대역폭을 할당하기 위한 자원영역 정보를 포함하는 UL-MAP(BW allocation) 메시지를 각 단말에 전송한다(S303a 및 S303b).

각 단말들은 기지국으로부터 UL-MAP 메시지를 통해 각각의 상향링크 대역폭을 할당받았다. 따라서, 각 단말들은 제 N+1 프레임에서 할당받은 전송영역을 통해 상향링크 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다(S304a 및 S304b).

만약, 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 없을 경우, 각 단말은 BR 헤더의 BR 영역을 0으로 설정하여 기지국으로 전송한다. 이로써 상향링크 할당 절차는 종료되고 상기 S303 단계 및 S304 단계는 생략될 수 있다.

이때, BR은 단말이 전송할 데이터의 크기를 의미할 수 있다. 또한, 서비스 플로우를 생성하는 과정에서 설정된 주기(또는, interval) 마다 상기 S301 단계 내지 S304 단계가 수행될 수 있다.

도 4는 실시간 폴링 서비스를 지원하는 단말이 2개이고 폴링 주기가 2인 경우에, 상향링크 자원 할당 방법을 프레임의 순서에 따라 나타낸 도면이다.

도 4는 도 3의 방법에 따른 상향링크 자원을 할당하는 방법을 프레임의 순서에 따라 나타낸 것이다. 도 4에서 기지국(Serving BS)은 제 N 프레임에서 UL-MAP_IE를 포함하는 UL-MAP 메시지를 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)에 전송한다. 이때, UL-MAP_IE는 단말이 기지국으로 전송할 데이터가 있을 경우에, 단말이 기지국으로 상향링크 대역폭을 요청하기 위한 자원영역을 지정한다. 각 단말의 UL-MAP_IE는 32 비트의 크기를 가지며, 따라서 두 개의 단말이 있을 경우 기지국은 64 비트(32 bit * 단말 개수)를 사용하게 된다.

만약, 두 개 이상의 rtPS를 지원하는 단말이 있는 경우라면, 기지국이 UL-MAP 메시지를 전송하는 경우 기지국의 오버헤드는 단말의 개수에 비례하여 커지는 문제점이 발생할 수 있다.

제 N 프레임에서 각 단말은 UL-MAP 메시지를 통해 지시받은 상향링크 영역을 통해 기지국으로 데이터 전송을 위한 대역폭 요청을 할 수 있다. 이때, 각 단말은 BR 헤더를 이용할 수 있다.

기지국은 BR 헤더를 통해 단말에 필요한 대역폭을 인식하고, 이를 각 단말에 할당한다. 이를 위해, 기지국은 제 N+1 프레임에서 하향링크 전송영역을 통해 각 단말에 상향링크 대역폭을 할당한다. 또한, 각 단말은 제 N+1 프레임에서 할당받은 상향링크 대역폭을 통해 기지국으로 데이터를 전송할 수 있다.

기지국은 주기적으로 각 단말에게 대역폭 요청을 위한 상향링크 전송영역을 할당한다. 예를 들어, 도 4에서는 주기가 2 프레임이므로, 기지국은 제 N+2 프레임에서 다시 각 단말에게 상향링크 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당할 수 있다. 이때, 각 단말이 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 없는 경우에는 제 N+3 프레임에서의 데이터 전송과정은 생략될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 살펴보면, 일반적으로 사용되는 방법에서는 rtPS 단말의 개수가 많아지는 통신 환경에서는 기지국에서 발생하게 되는 오버헤드는 단말의 개수에 비례하여 계속 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.

일반적인 광대역 무선 접속 시스템에서, 기지국은 실시간 폴링 서비스(rtPS)를 지원받는 단말이 기지국으로 전송할 데이터의 존재 여부를 알기 위해서 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당해야 한다.

따라서, 기지국은 rtPS를 지원하는 단말이 증가할수록, 단말의 수에 비례하여 단말에 전송해야하는 UL-MAP 메시지의 전송 횟수도 증가하게 된다. 또한, UL-MAP 메시지의 크기도 단말의 수에 비례하여 커질 수 있다. 또한, 기지국은 각 단말의 상향링크 자원 할당을 위한 UL-MAP_IE를 전송하기 위해 하향링크를 다시 할당해야 하므로 자원이 효율적으로 사용되지 않는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실시간 서비스를 지원받는 단말에 무선자원을 효율적으로 할당하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실시간 폴링 서비스를 지원하는 단말의 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나 이상의 단말들을 그룹핑하고, 그룹핑된 단말들의 대역폭 요청을 위한 자원영역을 소정의 그룹 자원영역으로 할당하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 그룹 자원영역에 포함된 상기 그룹핑된 단말들 각각의 개별 자원영역을 할당함으로써, 각 단말의 대역폭 요청을 위한 자원영역 을 할당하는 방법을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 무선접속 시스템에서 실시간 서비스를 지원받는 단말에 효율적으로 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태로서, 실시간 서비스를 지원받는 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서, 상기 방법은 하나 이상의 단말들을 그룹핑하고, 그룹핑된 상기 하나 이상의 단말들의 상기 실시간 서비스 데이터 전송을 위한 대역폭 요청 정보 전송용 그룹 자원영역을 할당하는 단계와 상기 그룹 자원영역에 포함되고, 상기 하나 이상의 단말들 각각에 대한 개별 자원영역을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 방법은 바람직하게 상기 그룹 자원영역에 대한 정보 및 상기 개별 자원영역에 대한 정보를 포함하는 자원영역 할당정보를 포함하는 메시지를 상기 하나 이상의 단말들에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 방법은 바람직하게 상기 하나 이상의 단말들로부터 상기 그룹 자원영역에 대한 정보 및 상기 개별 자원영역에 대한 정보를 이용하여, 상기 하나 이상의 단말들 각각에 할당된 상기 개별 자원영역을 통해 대역폭을 요청하는 메시지를 수신하는 단계와 상기 대역폭을 요청하는 메시지에 따라, 데이터를 전송하기 위한 자원영역에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 방법에서 상기 대역폭을 요청하는 메시지는, 바람직하게 상기 하나 이상의 단말들 각각이 기지국으로 전송할 데이터의 크기를 나타내는 정보를 포 함할 수 있다.

또한, 상기 방법은 바람직하게 동일한 시간 단위의 프레임에 포함된 상기 하나 이상의 단말들을 그룹핑할 수 있다. 또한, 상기 그룹 자원영역에 관한 정보는 바람직하게 심볼 오프셋 정보 및 개수와 서브 채널 오프셋 정보 및 개수를 포함할 수 있다. 또한, 상기 개별 자원영역에 관한 정보는 바람직하게 연결 식별자 타입, 연결 식별자 개수, 연결 식별자 및 듀레이션 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서 상기 방법의 상기 그룹 자원영역을 할당하는 단계에서, 상기 그룹 자원영역은 바람직하게는 고정적인 전용 채널일 수 있다.

또한, 상기 방법은 고정적인 상기 전용 채널에 대한 정보를 포함하는 메시지를 상기 하나 이상의 단말들에 전송하는 단계와 상기 개별 자원영역에 대한 정보를 포함하는 메시지를 상기 하나 이상의 단말들에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서, 실시간 서비스를 지원받는 단말이 상향링크 자원을 할당받기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 그룹핑된 하나 이상의 단말들의 상기 실시간 서비스 데이터 전송을 위한 대역폭 요청 정보 전송용 그룹 자원영역에 관한 정보 및 상기 그룹 자원영역에 포함되고 상기 하나 이상의 단말들 각각에 대한 개별 자원영역에 관한 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와 상기 그룹 자원영역에 포함된 상기 개별 자원영역을 통해 대역폭 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계와 상기 대역폭 요청 메시지에 따라 데이터를 전송하기 위한 상향링크 자원영역에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 실시간 서비스를 지원하는 단말의 상향링크 자원을 효율적으로 할당할 수 있는 방법을 제시한다.

둘째, 실시간 서비스를 지원받는 단말을 그룹핑하여 상향링크 자원을 효율적으로 할당하는 방법을 제시함으로써, 메시지 오버헤드를 줄이며 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.

셋째, 일반적인 방법과 비교하여 rtPS 단말이 증가하더라도 기지국이 각 단말로 전송하는 메시지 오버헤드(message overhead)를 줄일 수 있다.

넷째, 상향링크 대역폭 요청을 위해 전용 채널(Dedicated Channel)을 사용하는 경우에는, 단말은 상기 전용 채널을 통해 코드워드(codeword)를 이용하여 데이터의 사이즈만을 전송함으로써, rtPS 단말이 증가하더라도 상향링크 자원의 효율성을 높일 수 있다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발 명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

하기 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경할 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예에 따른 방법들은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예에 따른 방법들은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명의 실시예들은 실시간 서비스를 지원받는 하나 이상의 단말들의 대역폭 할당 요청을 위한 자원영역을 할당하는 방법에 대한 것이다. 또한, 본 발명의 실시예들은 상기 하나 이상의 단말들 각각에 대한 자원영역을 그룹화하여 할당하는 방법을 제안한다. 본 발명의 실시예들에서는 상향링크의 경우를 예로 들어 설명하지만, 시스템 요구 상황 및 통신 환경에 따라 하향링크에도 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 그룹핑(Grouping)이란, 동일한 정보단위(예를 들어, 프레임 또는 PDU 등)에 포함되는 하나 이상의 단말들을 묶는 것을 말한다. 또한, 상기 하나 이상의 단말들의 자원영역을 하나의 그룹으로 구성하는 것을 의미할 수 있다.

본 발명의 실시예들에서는 다양한 스케줄링 서비스 중에서 실시간 폴링 서비스(rtPS)를 예로 들어 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예들은 사용자 요구 사항 또 는 통신 환경에 따라 다른 스케줄링 서비스에도 적용할 수 있다.

실시간 폴링 서비스를 지원하는 단말의 상향링크 스케줄링 타입은 메시지(Message)를 기반으로 하는 방법과 고정된 전용채널(dedicated Channel)을 기반으로 하는 방법으로 구분할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실시간 서비스를 지원받는 단말에 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 기지국(Serving BS #1)에는 하나 이상의 rtPS를 지원받는 단말이 존재할 수 있으며, 본 명세서에서는 두 개의 rtPS를 지원받는 단말(MS #1 및 MS #2)이 존재하는 경우를 예로서 설명한다. 도 5에서 동일한 도면부호는 같은 단계를 나타내며, 소문자 a 및 b의 첨자는 각 단말에 대한 메시지를 나타내기 위한 식별부호이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 기지국은 동일한 프레임에 속한 rtPS를 지원하는 하나 이상의 단말들을 그룹핑할 수 있다. 이때, 상기 하나 이상의 단말들 각각에 대한 대역폭 요청을 위한 자원영역을 그룹핑할 수 있으며 이를 그룹 자원영역이라 할 수 있다. 따라서, 기지국은 그룹핑된 모든 단말들의 대역폭 요청을 위해 그룹 자원영역을 할당할 수 있다. 즉, 기지국은 그룹핑된 단말들의 대역폭 요청을 위해 하나의 상향링크 채널(또는, 버스트)로서 자원영역을 할당할 수 있다.

따라서, 도 5에서 대역폭 요청을 위한 정보(UL-BR_IE)는 그룹핑된 제 1 단말(MS #1)과 제 2 단말(MS #2)에 대한 그룹 자원영역의 위치정보를 나타낼 수 있다. 또한, UL-BR_IE는 상기 그룹 자원영역에 포함된 각 단말 당 자원영역의 할당 위치, 데이터 사이즈 및 MCS(Modulation Coding Scheme) 정보 등을 포함할 수 있다.

따라서, 기지국은 UL-BR_IE를 포함하는 UL-MAP 메시지를 제 N 프레임에서 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2) 각각에 전송함으로써, 각 단말이 상향링크 대역폭 요청을 위한 전송영역을 할당할 수 있다(S501a, S501b).

다음 표 1 은 S501 단계에서 사용되는 UL-BR_IE 포맷의 일례를 나타낸다.

구문(Syntax)	크기(size)	내용(note)
UL-BR_IE{
Extended-2 UIUC	4 bits
Length	8 bits	바이트 단위 길이(Length in bytes)
BR CH use indicator	1 bits	0: BR 채널 사용(use BR channel) 1: BR 채널 사용 안함(not use BR channel)
If(BR CH use indicator==0){
OFDMA symbol offset	8 bits	DL 서브채널 시작시점의 오프셋(offset from the start symbol of DL subframe)
Subchannel offset	7 bits
Number of OFDMA symbols	7 bits
Number of Subchannels	7 bits
}
RCID_Type	2 bits	0b00 = Normal CID 0b01 = RCID 11 0b10 = RCID 7 0b11 = RCID 3
N_RCID	8 bits	RCID 개수(Number of RCID)
For(j=0; j<N_RCID; j++){
RCID
}
duration	6 bits	In OFDMA slots
Repetiton coding indication or UIUC	4 bits	Optional
}

표 1을 참조하면, UL-BR_IE에 포함된 확장된 제 2 상향링크 인터벌 사용 코드(Extended-2 Uplink Interval Usage Code, 이하 Extended-2 UIUC) 파라미터는 본 발명이 적용되는 단말을 위해 정의된 것이다. 또한, 길이(length) 파라미터는 UL-BR_IE의 길이를 나타낸다.

대역폭 요청 채널 사용 지시자(BR CH use indicator) 파라미터가 '0'으로 설정되면 BR 채널(또는, BR 버스트)을 사용하는 것을 나타내고, '1'로 설정되면 BR 채널을 사용하지 않는 것을 나타낸다.

예를 들어, 'BR CH use indicator' 파라미터가 '0'으로 설정되면, 그룹핑된 단말들의 그룹 자원영역에 대한 위치정보를 나타낼 수 있다. 즉, OFDMA 심볼 오프셋 및 개수와 서브채널의 오프셋 및 개수에 대한 정보를 각 단말에 알려줄 수 있다. 각 단말은 UL-BR_IE에 포함된 OFDMA 심볼 오프셋 정보 및 서브채널 오프셋 정보를 이용하여 그룹 자원영역의 위치를 인식할 수 있다.

또한, 표 1에서 축소된 연결 식별자(RCID: Reduced Connection ID)를 사용할 수 있다. 이때, RCID 타입(RCID_Type) 파라미터는 축소된 연결 식별자의 타입을 나타내는 파라미터이다. 만약, 축소된 연결 식별자의 타입이 '0b00'으로 설정되면 일반적인 CID를, '0b01'은 11비트를 사용하는 축소된 연결 식별자를, 'Ob10'은 7비트를 사용하는 축소된 연결 식별자를, '0b11'로 설정되면 3비트를 사용하는 축소된 연결 식별자를 나타낼 수 있다.

이때, RCID 개수(N-RCID) 파라미터는 rtPS를 지원하는 단말의 개수를 알려줄 수 있다. 또한, 듀레이션(duration) 파라미터는 각 단말 당 할당된 상향링크 영역의 크기(예를 들어, OFDMA 슬롯의 개수)를 나타낼 수 있다.

따라서, 그룹핑된 단말은 RCID 타입 파라미터, RCID 개수 파라미터, RCID 파라미터 및 듀레이션 파라미터를 이용하여, 상기 그룹 자원영역에 포함된 각 단말에 대해 개별적으로 할당된 각각의 자원영역(이하, 개별 자원영역)을 인식할 수 있다.

반복 코딩 지시 또는 UIUC(Repetiton coding idication or UIUC) 파라미터는 선택적으로 UL-BR_IE에 포함될 수 있는 것이며, 각 단말에 해당하는 MCS 레벨을 나타낸다.

즉, 각각의 단말은 표 1의 UL-BR_IE를 수신함으로써, 그룹핑된 단말의 전체 그룹 자원영역의 위치를 인식할 수 있고, 상기 그룹 자원영역에 포함된 각 단말에 대한 개별 자원영역을 인식할 수 있다. 따라서, 그룹핑된 각각의 단말은 개별 자원영역을 통해 대역폭을 요청할 수 있다.

만약, 표 1에서 'BR CH use indicator' 파라미터가 '1'로 설정되면 더 이상 UL-BR_IE는 그룹 자원영역을 나타내지 않는다. 그렇더라도, UL--BR_IE에 포함된 각 단말의 위치를 나타내는 파라미터들은 계속 유효하므로, 그룹핑을 하지 않고 기존의 방법대로 상향링크 대역폭 요청을 할 수 있다.

그룹핑을 통해 그룹 자원영역을 사용하고, 각 단말마다 MCS 레벨을 설정하는 경우를 살펴본다. 예를 들어, 표 1을 이용하여 2 개의 단말이 동일 프레임에서 그룹 자원영역을 할당받는 경우, 기지국은 UL-BR_IE를 위해 64비트(23 비트 + 29 비트(그룹 자원영역의 위치) + (6 비트(듀레이션) + Z(단말 개수) * 3 비트(0b11인 경우))) 내지 94 비트(Z * 21 비트(RCID 11 비트 + 듀레이션 6 비트 + UIUC 4 비트))를 사용할 수 있다. 바람직하게는 약 86 비트를 사용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서 제 N 프레임에 속한 단말의 개수가 증가하더라도, 다수의 단말을 그룹핑하여 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당하면 일반적인 자원영역 할당 방법보다 UL-MAP 메시지의 오버헤드를 줄일 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)은 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 있는 경우를 가정한다. 따라서, 각 단말은 제 N 프레임에서 기지국으로부터 할당받은 자원영역을 통해 BR 헤더(Bandwidth Request header)를 이용하여 데이터 크기에 해당하는 대역폭을 요청할 수 있다(S502a, S502b).

도 6은 도 5의 S502 단계에서 사용될 수 있는 BR 헤더 구조의 일례를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, BR 헤더는 바람직하게 48 비트의 크기를 가질 수 있다. BR 헤더의 구조를 살펴보면, HT 필드(1 비트)는 헤더의 타입을 나타내며, 타입(Type) 필드는 서브 헤더 및 특정 페이로드의 타입을 나타내며 3 비트의 크기를 가질 수 있다. 데이터의 크기를 나타내는 BR 필드는 BR MSB(11 비트) 및 BR LSB(8 비트)로 구성될 수 있다. 기지국은 BR 영역을 확인함으로써 단말에 할당할 대역폭의 크기를 결정할 수 있다.

또한, BR 헤더는 연결 식별자를 나타내는 CID MSB(8 비트) 및 CID LSB(8 비트) 필드를 포함할 수 있다. 또한, HCS 필드는 오류 검출 시퀀스로서, BR 헤더의 오류 검출을 위해 사용되는 것이다.

다음 표 2는 BR 헤더 필드의 일례를 나타낸다.

명칭(name)	길이(bits)	내용(descripiton)
BR	19	Bandwidth request. The number of bytes of UL bandwidth requested by ss. The BR for the CID. The request shall not include and PHY overhead.
CID	16	Connection Identifier
EC	1	Always set to zero
HCS	8	Header check sequence. Same usage as HCS entry
HT	1	Header type = 1
Type	3	Indicates the type of BR header

다시 도 5를 참조하면, 각 단말로부터 BR 헤더를 수신한 기지국은 각 단말이 전송할 상향링크 데이터의 크기를 인식할 수 있다. 따라서, 기지국은 각 단말이 요청한 상향링크 대역폭을 할당하기 위해 UL-MAP(BW allocation) 메시지를 각 단말에 전송할 수 있다(S503a, S503b).

이때, S503 단계에서 상기 UL-MAP 메시지에는 상향링크 대역폭 영역을 나타내는 BW allocation 필드가 포함될 수 있다. 또한, S503 단계의 UL-MAP 메시지는 제 N+1프레임에서 하향링크 영역을 통해 각 단말에 전송될 수 있다.

기지국으로부터 UL-MAP 메시지를 수신한 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)은, 상기 UL-MAP 메시지를 통해 할당받은 상향링크 대역폭을 이용하여 각 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다(S504a, S504b). S504 단계는 제 N+1 프레임의 상향링크 전송영역을 이용하여 각 단말에 의해 수행된다.

도 5의 S501 내지 S504 단계는 서비스 플로우(Service Flow)를 생성하는 과정(예를 들어, DSA과정)에서 지정한 폴링 인터벌(Polling interval) 간격으로 주기적으로 반복될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예와 일반적인 방법을 나타내는 도 3(32* rtPS 단말의 개수)을 비교하면, 본 발명의 일 실시예에서는 rtPS 단말이 증가하더라도 기지국이 각 단말로 전송하는 하향링크 메시지 오버헤드(message overhead)를 줄일 수 있다. 또한, 도 5의 S501 단계가 주기적으로 반복되므로 자원의 효율성을 더욱 높일 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 5의 방법을 이용하여 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 기지국은 제 N 프레임에서 해당 프레임에 속해 있는 다수의 단말에 대역폭 요청을 위한 상향링크 자원을 할당할 수 있다. 이때, 임의의 제 N 프레임은 하향링크 및 상향링크 자원영역으로 구성된다.

기지국은 제 N 프레임에서 하향링크를 통해 UL-BR_IE를 포함하는 UL-MAP 메시지를 rtPS를 지원하는 하나 이상의 단말에 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 동일 프레임에 존재하는 상기 하나 이상의 단말들을 그룹핑할 수 있다. UL-BR_IE에는 상기 하나 이상의 단말들이 그룹핑된 전체 그룹 자원영역(예를 들어, BR channel) 정보가 포함될 수 있다. 또한, UL-BR_IE에는 상기 그룹 자원영역 중 각 단말에 할당된 개별 자원영역의 위치 정보, 데이터 크기 정보 및 MCS 레벨 정보가 포함될 수 있다.

즉, 기지국은 rtPS를 지원하는 하나 이상의 단말들을 그룹핑하고, 그룹핑된 단말들의 그룹 자원영역을 하나의 BR 채널(또는, BR 버스트)로 할당할 수 있다. 또한, 기지국은 단말이 전송할 데이터에 대한 MCS 레벨을 지정할 수 있으며, 하나의 BR 채널에 포함된 각 단말의 대역폭 요청을 위한 자원영역을 지정할 수 있다.

따라서, 각 단말은 UL-BR_IE(표 1을 참조)에 포함된 RCID 타입 파라미터, RCID 개수 파라미터, RCID 파라미터 및 듀레이션 파라미터를 이용하여, 상기 그룹 자원영역에 포함된 각 단말의 개별 자원영역을 인식할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 BR 채널의 처음 오프셋부터 제 1 단말(MS #1)이 할당되고, 상기 제 1 단말에 대한 듀레이션(duration) 기간이 끝나면 제 2 단말에 대한 상향링크 자원영역이 할당된다.

이러한 방법으로 다수의 단말에 대한 각각의 상향링크 자원영역을 할당할 수 있으며, 각각의 단말은 할당받은 자원영역을 통해 대역폭 요청을 수행할 수 있다. 따라서, 그룹핑된 다수의 단말의 대역폭 요청을 위한 자원영역을 하나의 그룹 자원영역으로 설정하고, 그룹 자원영역에서 각 단말의 개별 자원영역을 알려줌으로써, 일반적으로 사용되는 방법보다 MAP 메시지 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 그룹핑된 단말들에 대역폭 요청을 위한 상향링크 자원영역을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 8은 전용 채널(Dedicated channel)을 이용하여 그룹핑된 다수의 rtPS를 지원하는 단말의 대역폭 요청을 위한 자원 할당방법을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 기지국(Serving BS #1)에는 하나 이상의 rtPS를 지원받는 단말이 존재할 수 있으며, 본 명세서에서는 두 개의 rtPS를 지원받는 단말(MS #1 및 MS #2)이 존재하는 경우를 예로서 설명한다. 도 8에서 동일한 도면부호는 같은 단계를 나타내며, 소문자 a 및 b의 첨자는 각 단말에 대한 메시지를 나타내기 위한 식별부호이다.

기지국은 하나 이상의 rtPS 단말의 대역 요청을 위한 상향링크 자원영역을 전용 채널을 이용하여 고정적으로 할당할 수 있다. 이때, 하나 이상의 rtPS 단말은 동일 프레임 내에 존재하는 것이다. 따라서, 기지국은 UL-MAP 메시지를 이용하여 고정된 자원영역(BR 버스트 또는 BR 채널)을 주기적으로 각 단말에 알려주거나, 상기 고정된 자원영역이 변경될 때 각 단말에 알려줄 수 있다.

도 8을 참조하면, 기지국은 하나 이상의 단말들을 그룹핑하고, 그룹핑된 단말들의 대역폭 요청을 위해 상향링크 서브프레임 일부를 고정적으로 할당할 수 있다. 이때, 기지국(BS #1)은 고정된 그룹 자원영역을 각 단말에 할당하기 위해, 대역폭 요청 채널 정보(BR-CH_IE)를 포함하는 UL-MAP 메시지를 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)에 전송할 수 있다(S801a, S801b).

다음 표 3은 S801 단계에서 사용되는 BR-CH_IE 포맷의 일례를 나타낸다.

구문(syntax)	크기(size)	내용(note)
BR channel IE(){
OFDMA symbol offset	8 bits
Subchannel offset	7 bits
No. OFDMA symbols	7 bits
No. Subchannels	7 bits
reserved	3 bits
}

표 3을 참조하면, BR-CH_IE(BR Channel IE)는 고정된 그룹 자원영역을 나타낸다. 즉, 기지국은 고정된 그룹 자원영역의 OFDMA 심볼 오프셋 및 개수와 서브채널의 오프셋 및 개수를 포함하는 BR-CH_IE를 각 단말에 전송함으로써 고정된 그룹 자원영역을 할당할 수 있다. 따라서, 각 단말은 UL-BR_IE를 수신함으로써, 고정된 그룹 자원영역의 위치를 인식할 수 있다.

표 3을 참조하면, S801 단계에서 기지국은 하향링크 채널을 통해 고정된 그룹 자원영역을 할당하기 위해 각 단말 당 29 비트 내지 32 비트를 사용할 수 있다.

도 8을 참조하면, 기지국은 대역폭 요청 할당 정보(BR-Alloc_IE)를 이용하여, 그룹핑된 단말들 각각의 대역폭 요청을 위한 자원영역(개별 자원영역)의 위치를 알려줄 수 있다. 따라서, 기지국은 BR-Alloc_IE를 포함하는 UL-MAP 메시지를 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)에 전송할 수 있다(S802a, S802b).

S802 단계에서 각 단말이 BR-Alloc_IE를 수신하면, 각각의 단말이 대역폭 요청 메시지를 고정된 전용 채널(예를 들어, BR 채널)의 어디로, 어떻게 전송할지에 대한 위치 정보를 인식할 수 있다.

다음 표 4는 S802 단계에서 사용되는 BR-Alloc_IE(BR Allocation IE)의 일례를 나타낸다.

구문(Syntax)	크기(size)	내용(note)
BR Allocation IE(){
Extended UIUC	4 bits
Length	4 bits	바이트 단위로 가변적인 메시지의 길이 (Length of the message in bytes(variable))
N_BRCH ID	8 bits
Report mode	1 bits	0: BR 헤더(BR header) 1: BR - 상기 단말에 의해 요청되는 상향링크 대역폭의 바이트 개수. 상기 BR은 BR ID에 관한 것(the number of bytes of UL bandwidth request by the MS. The BR is for the BR ID)
For(j=0; j<N_BRCH ID; j++)
BRCH ID	variable	BR 채널을 식별하기 위해 각 단말에 할당된 고유 인덱스(Index to uniquely identify the BR Channel resource assigned to the MS(3bits ~ 9 bits))
}
Allocation offset	6 bits
Period	2 bits	매 2^p 프레임 마다(Every 2^p frames)
Padding	variable	패딩 비트는 상기 IE의 크기가 정수의 바이트를 확보하기 위한 것. 바이트 길이를 맞추기 위해 다수의 0 비트가 필요(the padding bits is used to ensure the IE size is integer unmber of bytes. Number of bits required to align to byte length, shall be set to zero.)
}

표 4을 참조하면, BR-Alloc_IE에 포함된 확장된 상향링크 인터벌 사용 코드(Extended Uplink Interval Usage Code, 이하 Extended UIUC) 파라미터는 본 발명이 적용되는 단말을 위해 정의된 것이다. 또한, 길이(length) 파라미터는 BR-Alloc_IE의 길이를 나타낸다.

N_BRCH ID 파라미터는 고유한 대역폭 요청 채널 식별자의 개수를 나타낸다. 또한, 리포트 모드(Report mode) 파라미터는 BR-Alloc_IE를 수신한 단말이 기지국으로 대역폭을 요청할 메시지 타입을 지시한다. 예를 들어, 리포트 모드가 '0'으로 설정되면 기지국은 단말에 BR 헤더를 이용하여 대역폭을 요청할 것을 지시하고, '1'로 설정되면 기지국은 단말에 상향링크 대역폭의 크기만을 전송할 것을 지시할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 리포트 모드가 '1'로 설정된 것을 가정한다.

BRCH ID 파라미터는 각 단말에 할당된 BR 채널 자원의 고유 식별자를 나타낸다. 또한, 할당 오프셋(Allocation offset) 파라미터는 고정된 그룹 자원영역(예를 들어, BR 채널)에서 각 단말의 오프셋 위치를 나타낸다. 또한, 주기(period) 파라미터는 고정된 그룹 자원영역에서 각 단말이 할당되는 주기를 알려준다. 표 4에서는 2 프레임의 주기로 단말이 할당되는 것을 예로 들었다.

따라서, 그룹핑된 각 단말은 BRCH_ID 파라미터를 통해 자신에 할당된 BR 채널을 확인하고, 오프셋 정보를 이용하여 오프셋 위치를 확인하며, 주기 파라미터를 이용하여 자신이 몇 번째 프레임에 할당된 것인지를 인식할 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 기지국은 BR-Alloc_IE를 39 비트(BRCH ID가 8비트인 경우)를 사용하여 각 단말에 전송할 수 있다. 예를 들어, S802 단계에서 2 개의 단말이 동일 프레임에서 자원영역을 할당받는 경우, 기지국은 자원을 할당하기 위해 39 비트(17 + 2(단말 개수)*8(BRCH ID: 8) + 6(할당 오프셋)) 내지 43 비트(17 +2*10(BRCH ID:10) + 6(할당 오프셋))를 MAP 메시지 전송에 사용할 수 있다.

만약, BR-Alloc_IE가 주기성을 가진다면, 전용 채널(BR 채널)에서 각 단말이 할당될 때 처음에만 그 자원영역의 위치를 알려줄 수 있다. 만약 주기성을 가지지 않는다면, 기지국에서 주기적으로 각 단말에 전송할 수 있다.

표 4에서 BR-Alloc_IE의 리포트 모드가 '1'로 설정되면, 단말은 기지국으로 전송할 상향링크 데이터의 크기만을 전송하면 된다. 따라서, 단말은 기지국으로부터 할당된 상향링크 자원영역을 통해, 단말이 전송할 데이터의 크기를 코드워드(codeword)의 형태로 전송할 수 있다. 즉, 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)은 기지국으로부터 할당받은 상향링크 자원영역을 통해, 제 N 프레임에서 코드워드를 이용하여 대역폭 요청을 할 수 있다(S803a, S803b).

S803 단계에서 전용 채널(BR 채널)을 통해 코드워드를 전송하는 경우에는 단말 당 할당된 두 개의 슬롯(11 비트)을 이용하여 데이터 크기를 전송할 수 있다. 도 6에서 BR 헤더를 전송하는 경우에는 48 비트를 이용하므로, 도 8의 경우 더 적은 양의 무선자원을 사용하여 대역폭을 요청할 수 있다.

기지국은 제 N 프레임에서 상향링크를 통해 각 단말들로부터 코드워드를 수신함으로써 각 단말들이 요청한 대역폭의 크기를 알 수 있다. 따라서, 기지국은 제 N+1 프레임에서 각 단말마다 대역폭 할당 정보(Bandwidth allocation)를 포함하는 UL-MAP 메시지를 전송하여, 데이터 전송을 위한 대역폭을 할당할 수 있다(S804a, S804b).

기지국으로부터 데이터 전송을 위한 상향링크 대역폭을 할당받은 각 단말들은, 해당 영역을 통해 기지국으로 데이터를 전송한다(S805a, S805b).

도 8에서 설명한 본 발명의 실시예는, 서비스 플로우를 생성하는 과정에서(DSA) 지정한 폴링 인터벌(Polling Interval) 또는 BR 할당 정보(BR Allocation IE)에서 지정한 주기로 상기 S801 내지 S805 과정을 반복할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 8의 방법을 이용하여 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 기지국은 제 N 프레임에 속한 하나 이상의 단말들을 그룹핑하고, 그룹핑된 단말들의 대역폭 요청을 위한 자원영역을 하나의 고정된 그룹 자원영역(예를 들어, BR Channel)으로 할당할 수 있다. 이때, 그룹 자원영역은 전용 채널(dedicated channel) 또는 버스트로 불릴 수 있다.

즉, 기지국은 상기 고정된 그룹 자원영역에 대한 정보를 포함하는 BR 채널 정보(BR-CH_IE, 표 3 참조)를 생성하고, BR-CH_IE를 포함하는 MAP 메시지를 각 단말들에게 전송할 수 있다.

또한, 기지국은 제 N 프레임에 속한 하나 이상의 단말에게 하향링크를 통해 BR 할당 정보(BR-Alloc_IE, 표 4 참조)를 포함하는 MAP 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 기지국은 표 3의 BR 채널 정보를 이용하여, 그룹핑된 단말의 그룹 자원영역에 관한 위치정보를 각 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 기지국은 표 4의 BR 할당 정보를 이용하여 상기 그룹 자원영역에 포함된 각 단말의 개별 자원영역의 위치 정보를 각 단말에 알려 줄 수 있다.

따라서, 제 N 프레임에서 그룹핑된 단말들은 기지국으로부터 할당받은 자원영역을 통해 데이터 전송을 위한 상향링크 대역폭 요청을 할 수 있다.

도 8 내지 도 9에서 설명한 대역폭 요청을 위한 자원영역 할당 방법을 이용하면, 일반적으로 사용되는 방법보다 네트워크에서 발생되는 오버헤드를 줄일 수 있다. 특히, 대역폭 요청시 BR 헤더를 이용하지 아니하고, BR의 크기만을 코드워드를 통해 요청하는 경우 상향링크 자원의 효율성을 높일 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 8의 방법을 이용하여 대역폭 요청을 위한 자원영역을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 10은 네트워크에 포함된 단말의 개수가 2개(MS #1 및 MS #2)이고, 서비스 플로우를 생성할 때 설정한 데이터 전송 주기가 2인 경우를 예로 들어 설명한다. 이때, 같은 그룹에 포함된 단말들은 같은 전송 주기를 갖는 것을 가정한다. 다만, 본 발명의 실시예를 바람직하게 설명하기 위해 단말의 개수를 2개로 하였으나 그 이상인 경우에도 적용할 수 있다.

도 10을 참조하면, 기지국은 제 N 프레임에 속한 rtPS를 지원하는 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)을 그룹핑하고, 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)에 대역폭 요청을 위한 그룹 자원영역을 할당할 수 있다. 또한, 상기 기지국은 그룹 자원영역에 관한 정보를 BR 채널 정보(BR-CH_IE)에 포함하여 상기 각 단말에 전송할 수 있다.

기지국은 BR 할당 정보(BR-Alloc_IE)를 이용하여 상기 그룹 자원영역에 포함된 각 단말에 할당된 개별 자원영역에 관한 위치 정보를 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)에 전송할 수 있다.

즉, 제 1 단말(MS #1)은 기지국으로부터 BR-CH_IE 및 BR-Alloc_IE를 수신하면, 기지국으로 대역폭 요청을 하기 위한 고정된 그룹 자원영역 및 제 1 단말(MS #1)에 할당된 개별 자원영역을 인식할 수 있다. 또한, 제 2 단말(MS #2)도 그러하다. 따라서, 각 단말은 제 N 프레임에서 할당된 각각의 자원영역을 통해 기지국으로 데이터 전송을 위한 대역폭을 요청할 수 있다.

제 N 프레임에서 각 단말들로부터 대역폭 요청 메시지를 수신한 기지국은, 제 N+1 프레임에서 상기 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)에 대역폭을 할당한다. 각 단말들은 제 N+1 프레임에서 기지국으로부터 할당받은 상향링크 자원영역을 통해 기지국으로 데이터를 전송할 수 있다.

도 10에서 상술한 과정은 상기 설정한 주기를 이용하여 반복될 수 있다. 또한, 고정된 그룹 자원영역이 변경되는 경우에도 상술한 과정을 수행할 수 있다.

다음 표 5는 일반적인 자원할당방법과 본 발명의 실시예들에 따른 자원할당방법의 오버헤드를 단말의 개수(2, 5, 10 및 Z)에 따라 비교한 것이다.

Z_MS per Frame	2 (DL)	5 (DL)	10 (DL)	Z (DL)	Z (UL)
일반적인 자원할당 방법	64 bits	160 bits	320 bits	Z*32 bits	Z*48 bits
본 발명의 일 실시예데 따른 자원할당 방법(Message_based_method)	64~94 bits	73~157 bits	88~262 bits	(52+Z3bits+6bits) ~ (52+Z21 bits) - 3: RCID 3 bits - 21: RCID 11 bits, duration 6bits, UIUC 4 bits	Z*48 bits
본 발명의 다른 실시예에 따른 자원할당 방법(Dedicated_Channel_based_method)	61~77 bits	70~110bits	85~165 bits	BR Channel IE + BR Allocation IE 32(BR Channel IE)+ {23+(Z3 ~ Z11)} bits -3: BRCH ID 3bits -11: BRCH ID 9bits, period 2 bits, BR channel IE period may be longer than BR Allocation IE	Z*(11~48) bits

표 5를 참조하면, 하향링크(DL)에서 일반적인 자원할당 방법은 rtPS를 지원하는 단말의 개수가 증가할수록 단말의 개수에 비례(32*Z)하여 오버헤드가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들의 경우에는 단말의 개수가 증가하더라도 일반적인 방법과 비교할 때 오버헤드가 감소하는 것을 확인할 수 있다.

즉, 하향링크(DL)에서 본 발명의 실시예들에 따른 자원할당 방법의 경우에는 단말의 개수가 증가할수록 오버헤드의 크기가 증가 하지만, 일반적인 방법의 경우와 비교해보면 오버헤드의 증가 비율이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 일반적인 방법을 나타내는 도 3(32*Z bits)과 비교했을 때 rtPS 단말이 증가할수록 기지국이 각 단말로 전송하는 하향링크 메시지 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한, 그룹핑된 단말이 대역폭 요청을 위해 전용 채널(예를 들어, BR 채널)을 사용하는 경우에는 데이터의 사이즈만 전송할 수 있으므로, 단말이 증가하더라도 상향링크의 자원의 효율성을 높일 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 실시간 서비스를 지원받는 단말을 그룹핑하여 상향링크 자원을 효율적으로 할당하는 방법을 제시함으로써, 메시지 오버헤드를 효율적으로 줄일 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.

도 2는 실시간 폴링 서비스를 지원하는 단말이 1개이고 상향링크 자원의 할당 주기가 2인 경우에, 대역폭 요청을 위한 자원할당 방법을 프레임의 순서에 따라 나타낸 도면이다.

도 6은 도 5의 S502 단계에서 사용되는 BR 헤더 구조의 일례를 나타내는 도면이다.

Claims

실시간 서비스를 지원받는 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서,

하나 이상의 단말들을 그룹핑하고, 그룹핑된 상기 하나 이상의 단말들의 상기 실시간 서비스 데이터 전송을 위한 대역폭 요청 정보 전송용 그룹 자원영역을 할당하는 단계; 및

상기 그룹 자원영역에 포함되고, 상기 하나 이상의 단말들 각각에 대한 개별 자원영역을 할당하는 단계를 포함하는, 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 그룹 자원영역에 대한 정보 및 상기 개별 자원영역에 대한 정보를 포함하는 자원영역 할당정보를 포함하는 메시지를 상기 하나 이상의 단말들에 전송하는 단계를 더 포함하는, 자원할당방법.
제 2항에 있어서,

상기 하나 이상의 단말들로부터 상기 그룹 자원영역에 대한 정보 및 상기 개별 자원영역에 대한 정보를 이용하여, 상기 하나 이상의 단말들 각각에 할당된 상기 개별 자원영역을 통해 대역폭을 요청하는 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 대역폭을 요청하는 메시지에 따라, 데이터를 전송하기 위한 자원영역에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 자원할당방법.
제 3항에 있어서,

상기 대역폭을 요청하는 메시지는,

상기 하나 이상의 단말들 각각이 기지국으로 전송할 데이터의 크기를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 그룹핑은,

동일한 시간 단위의 프레임에 포함된 상기 하나 이상의 단말들을 그룹핑하는 것을 특징으로 하는 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 그룹 자원영역에 관한 정보는,

심볼 오프셋 정보 및 개수와 서브 채널 오프셋 정보 및 개수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 개별 자원영역에 관한 정보는,

연결 식별자 타입, 연결 식별자 개수, 연결 식별자 및 듀레이션 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 그룹 자원영역을 할당하는 단계에서,

상기 그룹 자원영역은 고정적인 전용 채널인 것을 특징으로 하는 자원할당방법.
제 8항에 있어서,

고정적인 상기 전용 채널에 대한 정보를 포함하는 메시지를 상기 하나 이상의 단말들에 전송하는 단계; 및

상기 개별 자원영역에 대한 정보를 포함하는 메시지를 상기 하나 이상의 단말들에 전송하는 단계를 더 포함하는, 자원할당방법.
제 9항에 있어서,

상기 개별 자원영역에 대한 정보는,

상기 하나 이상의 단말들 각각의 대역폭을 요청하기 위한 채널의 식별자, 자원영역이 할당된 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
실시간 서비스를 지원받는 단말이 상향링크 자원을 할당받기 위한 방법에 있어서,

그룹핑된 하나 이상의 단말들의 상기 실시간 서비스 데이터 전송을 위한 대 역폭 요청 정보 전송용 그룹 자원영역에 관한 정보 및 상기 그룹 자원영역에 포함되고 상기 하나 이상의 단말들 각각에 대한 개별 자원영역에 관한 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;

상기 그룹 자원영역에 포함된 상기 개별 자원영역을 통해 대역폭 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 및

상기 대역폭 요청 메시지에 따라 데이터를 전송하기 위한 상향링크 자원영역에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 자원할당방법.
제 11항에 있어서,

상기 대역폭을 요청하는 메시지는,

상기 기지국으로 전송할 데이터의 크기를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
제 11항에 있어서,

상기 메시지를 수신하는 단계에서 상기 메시지는,

상기 하나 이상의 단말들 각각의 데이터 크기 및 MCS 정보 등을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
제 11항에 있어서,

상기 그룹 자원영역은,

고정적인 전용 채널로 할당되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.