KR20090053831A - 무선 통신 시스템에서의 리소스 할당 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 주파수 부반송파 세트들 및 복수의 심볼들을 포함하는 복수의 모바일 유닛들에 프레임의 부분들을 할당하는 방법을 제공한다. 방법은 복수의 부반송파 세트들 중 적어도 하나 및 복수의 심볼들 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 존을 결정하는 단계 및 복수의 서브존들을 결정하는 단계를 포함한다. 각각의 서브존은 적어도 하나의 존에서 복수의 부반송파 세트들 중 적어도 하나 및 복수의 심볼들 중 적어도 하나를 포함한다. 방법은 또한 복수의 모바일 유닛들의 각각을 서브존들 중 적어도 하나와 연관시키는 단계 및 각각의 서브존에서 심볼들 및 부반송파 세트들의 일부를 각각의 서브존에 연관된 모바일 유닛들에 할당하는 단계를 포함한다.
주파수 부반송파 세트, 심볼, 서브존

Description

무선 통신 시스템에서의 리소스 할당 방법{METHOD OF RESOURCE ALLOCATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템들에 관한 것이고, 특히 무선 통신 시스템들에 관한 것이다.
직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA)는 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE) 802.16e 표준(또한 와이맥스(WiMAX)로서 알려진)), 현재 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트(Third Generation Partnership Project; 3GPP)에 의해 표준화되고 있는, 범용 모바일 전기통신 시스템-롱 텀 에볼루션(Universal Mobile Telecommunications System-Long Term Evolution; UMTS-LTE), 및 현재 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트 2(3GPP2)에 의해 표준화되고 있는, 높은 레이트 패킷 데이터 개정 C(High Rate Packet Data Revision C)에 따라 작동되는 시스템들을 포함하는, 많은 무선 통신 시스템들에 대한 다중 액세스 기술로서 채택되어 왔다. OFDMA 시스템에서, 이용가능한 대역폭은 하나 이상의 서브채널들(subchannels)로 나누어질 수 있는, 복수의 부반송파 주파수들(subcarrier frequencies)(일반적으로 부반송파들로서 언급되는)로 분할될 수 있다. 상이한 서브채널들에 대한 부반송파들을 할당하는 처리(process)는 "서브채널화(subchannelization)"으로서 언급된다. 예시적인 서브채널화 방법들은 부분적으로 사용된 서브채널화(Partially Used Subchannelization; PUSC)와 완전히 사용된 서브채널화(Fully Used Subchannelization; FUSC)와 같은 분배된 부반송파 퍼뮤테이션들(Distributed Subcarrier Permutations), 및 밴드(band) 적응 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding; AMC)과 같은 인접한 부반송파 퍼뮤테이션들을 포함한다.
도 1은 IEEE 802.16e 표준에서 구현된 프레임 구조의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 각각의 프레임은 다운링크 및 업링크 서브프레임들(105, 110)로 분할되고, 각각의 프레임은 강제적인 제어 오버헤드(mandatory control overhead)의 전송으로 시작한다. 강제적인 오버헤드는 전형적으로 프리엠블(preamble)(115)(프레임 동기화, 채널 상태 추정치, 수신된 신호 세기 및 신호-대-간섭-플러스-잡음 비(Signal-To-Interference-Plus-Noise Ratio; SINR) 추정치에 대해 사용될 수 있는) 뿐만 아니라, 프레임 제어 헤더(Frame Control Header; FCH) 메시지(120), 다운링크 맵(DL-MAP) 메시지(125), 및 업링크 맵(UL-MAP) 메시지(130)를 포함한다. 이들 메시지들은 프레임의 구조와 구성을 기술한다. TTG(전송/수신 전이 갭(Transmit/Receive Transition Gap)) 및 RTG(수신/전송 전이 갭(Receive/Transmit Transition Gap))으로서 표시되는 시간 갭들은, 다운링크와 업링크 프레임들 및 각각의 프레임의 엔드(end)에서 삽입되어 시간이 전송 및 수신 기능들 사이에서 전이들에 대한 시간을 허용한다. 프레임들은 또한 하나 이상의 리소스 할당 유닛들(resource allocation units)(즉, 한명의 사용자 또는 애플리케이 션(application)에 할당된 리소스들) 또는 버스트들(bursts)(135)로 나누어진다. OFDMA 시스템들의 경우에서, 전송을 위해 할당될 수 있는 원자 단위(atomic unit)는 주파수 도메인에서 선택된 다수의 서브채널들(또는 더 넓은 용어들에서, 부반송파 세트들, 예를 들면, IEEE 802.16e에서 하나의 서브채널) 및 시간 도메인에서 선택된 다수의 OFDMA 심볼들(예를 들면, IEEE 802.16e의 경우에서, 다운링크에서의 두개의 심볼들 및 업링크에서의 세개의 심볼들)을 모음(aggregate)으로써 형성된다. 각각의 버스트는 통상적으로 적어도 하나의 단일 원자 단위를 포함하고 따라서 그들 심볼들 중 각각의 하나 동안 정수의 심볼들 및 주파수 부반송파들의 세트를 스패닝한다(span).
업링크 및/또는 다운링크 OFDMA 서브프레임들은 상이한 서브채널화 방법들, 상이한 반송파 주파수 재사용 팩터들(factors) 및/또는 상이한 서브채널 부분(segmentation) 또는 서브채널 재사용 팩터들, 및/또는 향상된 안테나(antenna) 기술들을 구현할 수 있는 퍼뮤테이션 존들(140, 145)로 나누어질 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 다운링크 서브프레임(105)의 제 1 퍼뮤테이션 존(140)은 PUSC를 구현하고 다운링크 서브프레임(105)의 제 2 퍼뮤테이션 존(145)은 밴드 AMC을 구현한다. 다수의 퍼뮤테이션 존들이 각각의 물리 계층 프레임 내에서 지원될 수 있기 때문에, 리소스들은 그들이 경험하는 채널 상태들 및 모바일 단말기 능력들을 고려함으로써 상이한 사용자들 사이에서 효과적으로 공유될 수 있다. 예를 들면, PUSC 서브채널화 기술은 전형적으로 빠르게 이동하는 사용자들에게 더 적합하고 밴드 AMC 기술은 전형적으로 느리게 이동하거나 정지한 사용자들에게 더 적합하다. 따라 서, 무선 통신 시스템에서 대략 70%의 사용자들이 느리게 이동하거나 정지되어 있고 대략 30%의 사용자들이 빠르게 이동하고 있다면, 대략 30%의 다운링크 서브프레임이 제 1 퍼뮤테이션 존에 할당될 수 있고 대략 70%의 다운링크 서브프레임이 제 2 퍼뮤테이션 존에 할당될 수 있다.
기지국들(base stations)은 전형적으로 업링크 및 다운링크 둘 모두에 대해 스케줄링된(scheduled) 작동을 위해 리소스들(즉, 버스트들)을 모바일 유닛들(mobile units)로 할당하도록 요구된다. 리소스들은 이동국들(mobile stations)로부터 채널 품질 피드백(channel quality feedback)에 기초하여 할당될 수 있다. 시스템 처리량의 관점에서, 좋은 채널 품질(즉, 피크 피킹(peak picking))을 경험하는 사용자들을 스케줄링하는 것은 이로운 것이다. 그러나, 다른 사용자들에 비해 상대적으로 긴 시간 동안 리소스들을 할당받지 않은 사용자들을 스케줄링함으로써 어느 정도의 공평성(fairness)을 확실하게 하는 것이 또한 바람직하다. 비례 공평한(Proportional Fair; PF) 스케줄링은 이들 목적들을 달성하기 위해 3G 시스템들(예를 들면, cdma2000 높은 레이트 패킷 데이터 또는 HRPD)에서 널리 사용된 채널에 민감한(channel-sensitive) 기술의 일례이다. PF 스케줄링에서, 기지국들은 동적으로 각각의 스케줄링 예에서 그들의 순간적인(instantaneous) 데이터 레이트의 비에 따라 모바일 사용자들을 그들의 서빙된(served) 레이트로 정렬시키고(rank) 그 다음 가장 높이 정렬된 사용자들에게 리소스들을 할당한다.
PF 스케줄러와 같은 단일 채널에 민감한 스케줄러는 동종의 패턴(예를 들면, 동일한 서브채널 재사용 팩터)을 각각의 OFDMA 존에 적용함으로써 각각의 섹터에서 구현될 수 있다. 이 접근법은 채널 상태들의 넓은 범위를 경험하는 모든 사용자들이 우선순위 측량(metric)에 기초하여 리소스들의 동일한 풀(pool)에 대해 경쟁하기 때문에 시스템 또는 사용자 성능의 관점에서 몇몇 단점들을 가진다. 예를 들면, 사용자들이 부족한 채널 품질 측면 "스타베이션(starvation)"을 경험한다면, 공평하고 채널에 민감한 스케줄러는 좋은 채널 품질을 경험하는 사용자들에 앞서서 이들 "부족한 사용자들(poor users)"에 리소스들을 허용할 수 있다. 결과적으로, 좋은 또는 더 뛰어난 채널 상태들을 경험하는 사용자들의 상태들은 모든 사용자들이 동일한 풀의 일부로서 취급받을 때 완전하게 이용되지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 상태들 하에서 시스템을 작동하는 것은 그의 달성가능한 성능을 제한할 것이다.
본 발명은 상기 설명된 문제들 중 하나 이상의 효과들을 해결하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 일부 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위하여 본 발명의 간략화된 요약이 이후 제공된다. 본 요약은 본 발명의 모든 것을 망라한 개요는 아니다. 이는 본 발명의 핵심 또는 중요한 요소들을 확인하기 위한 것 또는 본 발명의 범위를 정하기 위한 것으로 의도되지 않는다. 이것의 유일한 목표는 나중에 설명되는 보다 상세한 설명에 앞서 간략화된 형식으로 일부 개념들을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 프레임의 부분들을 복수의 주파수 부반송파 세트들과 복수의 심볼들을 포함하는 복수의 모바일 유닛들로 할당하는 방법이 제공된다. 방법은 복수의 부반송파 세트들 중 적어도 하나와 복수의 심볼들 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 존을 결정하는 단계와 복수의 서브존들을 결정하는 단계를 포함한다. 각각의 서브존은 적어도 하나의 존에서 복수의 부반송파 세트들 중 적어도 하나와 복수의 심볼들 중 적어도 하나를 포함한다. 방법은 또한 복수의 모바일 유닛들의 각각을 서브존들 중 적어도 하나에 연관시키는 단계와 각각의 서브존의 심볼들과 부반송파 세트들의 일부를 각각의 서브존에 연관된 모바일 유닛들로 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명은 동일 참조 번호들이 동일 요소들을 나타내는 첨부된 도면들과 함께 작성된 다음 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
도 1은 IEEE 802.16e 표준에서 구현된 종래의 프레임 구조의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른, 무선 통신 시스템의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른, 무선 통신 시스템에서 리소스들을 할당하는 방법의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른, 프레임 구조의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른, 서브존 파라미터의 함수들로서 평균 섹터 처리량(average sector throughput) 및 시스템 작동불능(system outage)을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른, 사용자 처리량의 CDF를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른, 서브존 파라미터의 함수들로서 평균 섹터 처리량 및 시스템 작동불능을 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른, 사용자 처리량의 CDF를 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경들 및 대안의 형식들에 대한 여지가 있으나, 그의 특정 실시예들이 도면들에서 예시의 방법으로 도시되었으며 본 명세서에서 상세히 설명된다. 그러나, 특정 실시예들의 본 명세서에서의 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태들로 제한하도록 의도되지 않으며, 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 규정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위에 속하는 모든 변경들, 등가물들 및 대안들을 포함하는 것임이 이해되어야 한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 이하에서 설명된다. 명확성을 위해, 실질적인 실행의 모든 특성들이 본 명세서에 기술되지는 않는다. 임의의 이러한 실질적인 실시예의 전개에서, 시스템에 관련된 그리고 사업과 관련된 제약들에 따르는 것과 같은, 하나의 실행으로부터 또 다른 실행으로 변화할 수 있는 개발자들의 특정 목표들을 성취하기 위해 다양한 실시에 특유한 결정들(numerous implementation-specific decisions)이 만들어 질 수 있다는 것이 당연히 이해될 것이다. 또한, 이러한 개발의 노력은 복잡하고 시간소모적(time-consuming)이지만, 그럼에도 불구하고 본 발명의 이득을 갖는 당업자에게는 일상적인 의무(routine undertaking)가 될 것임이 또한 이해될 것이다.
본 발명의 부분들 및 대응하는 상세한 설명은 소프트웨어에 의하여, 또는 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들 상의 동작들의 알고리즘들(algorithms) 및 심볼의 표현들에 의하여 제공된다. 이러한 기술들 및 표현들은 당업자가 다른 당업자에게 그들이 작업한 실질적인 내용을 효율적으로 전달할 수 있는 것들이다. 여기서 이용되는, 및 일반적으로 이용되는 용어로서의, 알고리즘은 원하는 결과를 도출하는 단계들의 자기 구성 시퀀스(self-consistent sequence)가 되는 것이라고 생각된다. 단계들은 물리적 양들의 물리적 처리들을 필요로 하는 것들이다. 일반적으로, 필수적인 것은 아니지만, 이러한 양들은 저장되고, 전송되고, 조합되고, 비교되며, 그렇지 않으면 조작될 수 있는 광학적, 전기적, 또는 자기적 신호들의 형태를 취한다. 이들은 때때로, 주로 일반적으로 이용하는 이유로, 이들 신호들을 비트들, 값들, 요소들, 심볼들, 특성들, 용어들, 숫자들 등으로 참조하는 것이 편리하다는 것이 증명되었다.
그러나, 모든 이들 및 유사한 용어들은 적절한 물리량들과 연관되며 단지 이러한 양들에 적용된 편리한 라벨들(labels)이라는 것에 주의하여야 한다. 달리 특별히 언급되지 않는 한, 또는 논의로부터 명백한 바와 같이, "처리(processing)" 또는 "컴퓨팅(computing)" 또는 "계산(calculating)" 또는 "결정(determining)" 또는 "표시(displaying)" 등과 같은 단어들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적, 전기적 양들로 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 표시 디바이스들 내의 물리량들로서 유사하게 표현된 다른 데이터로 처리하고 변환하는 컴퓨터 시스템, 또는 유사 한 전자 컴퓨팅 디바이스(electronic computing device)의 동작 및 처리들을 나타낸다.
본 발명의 소프트웨어로 구현된 양태들은 전형적으로 일부 형태의 프로그램 저장 매체 상에서 인코딩되거나 일부 타입의 전송 매체에서 구현된다는 것에 또한 주의한다. 프로그램 저장 매체는 자기적(예를 들면, 플로피 디스크 또는 하드 디스크) 또는 광학적(예를 들면, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리, 또는 "CD-ROM")일 수 있으며, 판독 전용 또는 랜덤 액세스일 수 있다. 유사하게, 전송 매체는 무선 전파 채널들(radio propagation channels), 연선(twisted wire pairs), 동축 케이블(coaxial cable), 광섬유(optical fiber), 또는 분야에 공지된 일부 다른 적절한 전송 매체일 수 있다. 본 발명은 임의의 주어진 구현의 이들 양태들에 의해 제한되지 않는다.
본 발명은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 다양한 구조들, 시스템들 및 디바이스들이 단지 설명의 목적들을 위해 도면들에 개략적으로 도시되어 당업자에게 공지된 사항들로 본 발명을 모호하게 하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 첨부된 도면들은 본 발명의 도시적인 예들을 기술하고 설명하기 위하여 포함된다. 본 명세서에서 이용된 단어들 및 어구들은 관련업자에 의한 그들 단어들 및 어구들의 이해와 일관되는 의미를 갖는 것으로 이해되고 해석되어야 한다. 용어 또는 어구의 특별한 규정은 없다, 즉, 당업자에 의해 이해되는 것처럼 일반적이고 습관적인 의미와 상이한 규정은 본 명세서에서의 일관된 용어 또는 어구의 이용에 의해 포함되는 것으로 의도된다. 용어 또는 어구가 특별한 의미, 즉, 당업자들에 의해 이해되는 것과 다른 의미들을 갖도록 의도되는 것으로 확장하기 위해서, 이러한 특별한 규정은 용어 또는 어구에 대한 특별한 규정을 직접적으로 그리고 명백하게 제공하는 명확한 방식으로 명세서에서 특별히 설명될 것이다.
도 2는 무선 통신 시스템(200)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 무선 통신 시스템(200)은 셀 같은, 지리적인 영역(area) 내에서 무선 접속성(wireless connectivity)를 제공하도록 구성된 기지국(205)을 포함한다. 단일 기지국(205)이 도 2에 도시되지만, 본 발명은 임의의 특정한 수의 기지국들(205)에 제한되지 않는다. 대안적인 실시예들에서, 하나 이상의 기지국(205)은 하나 이상의 지리적인 영역들에 무선 접속성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 기지국들(205)에 제한되지 않는다. 대안적인 실시예들에서, 무선 액세스 포인트들, 무선 라우터들, 기지국 라우터들, 등과 같은 다른 엔티티들(entities)은 무선 통신 시스템(200)에서 무선 접속성을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
기지국(205)은 무선 인터페이스들(air interfaces)(215(1 내지 3))을 통해 무선 접속성을 모바일 유닛들(210(1 내지 3))에 제공한다. 인덱스들(1 내지 3)은 개개의 모바일 유닛들(210(1 내지 3)) 및/또는 무선 인터페이스들(215(1 내지 3)), 또는 그의 서브세트들을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 인덱스들(1 내지 3)은 모바일 유닛들(210) 및/또는 무선 인터페이스들(215)을 집합적으로 언급할 때 드롭(drop)될 수 있다. 이 규정은 또한 도면들에 도시된 다른 요소들을 언급할 때 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 무선 접속성은 직교 주파수 분할 다중 액세 스(OFDMA) 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 제공된다. 따라서, 무선 인터페이스들(215)을 통해 전송되는 프레임들은 다운링크 및 업링크 서브프레임들로 분할될 수 있는 복수의 서브채널들(또는 부반송파 세트들)과 복수의 심볼들을 포함한다. 그러나, 본 발명은 OFDMA 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 작동하는 시스템들에 제한되지 않는다. 대안적인 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 기술들(techniques)은 다수의 서브채널들(또는 부반송파 세트들), 다수의 심볼들/슬롯들, 및/또는 무선 인터페이스들(215)을 통한 전송을 위한 다수의 코드들과 같은 리소스들을 제공하는 다른 시스템들에서 사용될 수 있다. 제한되지는 않지만, 예시적인 시스템들은 주파수-기반 다중 액세스(즉, 주파수 분할 다중 액세스(Frequency Division Multiple Access; FDMA)에 기초하는), 시간-기반 다중 액세스(즉, 시간 분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access; TDMA)에 기초하는), 코드-기반 다중 액세스(즉, 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access; CDMA)에 기초하는), 등을 이용하는 시스템들을 포함한다.
기지국(205)은 무선 인터페이스들(215)의 하나 이상의 특성들을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(205)은 모바일 유닛들(210)의 무선 인터페이스들(215) 및/또는 속도들 또는 도플러 팩터들(Doppler factors)을 통해서 채널 상태들을 추정하기 위해 모바일 유닛들(210)로 전송된 또는 모바일 유닛들(210)로부터 수신된 파일럿 신호들(pilot signals) 및/또는 프리엠블을 사용하여 측정들을 수행할 수 있다. 각각의 모바일 유닛(210)은 그 다음 서브존들 중 하나에 할당될 수 있다. 측정들은 모바일 유닛(210(1))이 상대적으로 높은 속도로 이동중이기 때문에 무선 인터페이스(215(1))에 대한 채널 품질이 상대적으로 좋고 모바일 유닛(210(1))에 대한 도플러 팩터가 상대적으로 높음을 나타낼 수 있다. 측정들은 또한 모바일 유닛(210(2))이 정지되어 있거나 상대적으로 느린 속도(예를 들면, 걷는 속도)로 이동중이기 때문에 무선 인터페이스(215(2))에 대한 채널 품질이 상대적으로 좋고 모바일 유닛(210(2))에 대한 도플러 팩터가 상대적으로 낮음을 나타낼 수 있다. 측정들은 또한 모바일 유닛(210(3))이 상대적으로 높은 속도로 이동중이기 때문에 무선 인터페이스(215(3))에 대한 채널 품질이 상대적으로 나쁘고(poor)(예를 들면, 모바일 유닛(210(3))이 기지국(205)으로부터 멀어지기 때문에) 모바일 유닛(210(3))에 대한 도플러 팩터가 상대적으로 높음을 나타낼 수 있다.
무선 인터페이스들(215)의 특성들의 측정들은 그 다음 트래픽 부하들(traffic loads), 어떤 무선 채널 상태들을 경험하는 모바일 유닛들(210)의 일부, 낮고/낮거나 높은 도플러 팩터들을 가지는 모바일 유닛(210)들의 일부, 등과 같은 시스템 파라미터들(parameters)을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 측정들은 모바일 유닛들(210)의 2/3에 대한 채널 품질이 상대적으로 좋고 모바일 유닛들(210)의 1/3에 대한 도플러 팩터가 상대적으로 높음을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 시스템 파라미터들은 직접적으로 기지국(205)에 의해 결정될 수 있다. 무선 인터페이스 특성들의 측정들 및/또는 시스템 파라미터들의 결정은 임의의 허가된 시간에 수행될 수 있다.
기지국(205)은 업링크 및/또는 다운링크 OFDMA 프레임들을 무선 통신 시스템(200)의 측정된 파라미터들에 기초하여 퍼뮤테이션 존들로 분할할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(205)은 OFDMA 다운링크 및/또는 업링크 서브프레임들을 하나 이상의 동종의 존들(예를 들면, 동일한 형태의 서브채널화 방법 및/또는 동일한 서브채널/반송파 주파수 재사용 팩터) 또는 이종의 존들(예를 들면, PUSC, 밴드 AMC, AAS와 같은 상이한 형태들의 서브채널화를 구현하는 존들, 및/또는 상이한 서브채널/반송파 주파수 재사용 팩터)로 분할될 수 있다. 예를 들면, 기지국(205)은 다운링크 서브프레임을 PUSC를 구현하는 제 1 퍼뮤테이션 존 및 밴드 AMC을 구현하는 제 2 퍼뮤테이션 존으로 분할할 수 있다. 분할(partitioning)은 채널 상태들 및/또는 도플러 팩터들과 같은 물리적인 파라미터들의 측정들을 반영(reflect)할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 시스템에서 대략 70%의 모바일 유닛들(210)이 저속이거나 정지된 상태이고 대략 30%의 모바일 유닛들(210)이 빠르게 이동중이면, 대략 30%의 다운링크 서브프레임은 제 1 퍼뮤테이션 존에 할당될 수 있고 대략 70%의 다운링크 서브프레임은 제 2 퍼뮤테이션 존에 할당될 수 있다.
각각의 퍼뮤테이션 존들은 그 다음 복수의 서브존들로 다시 나누어진다. 각각의 서브존에 할당된 리소스들은 버스트들로서 언급될 수 있다. 버스트는 기지국(205) 및/또는 모바일 유닛들(210)에서 지원된 애플리케이션들의 전송 요구들에 따라 주파수 도메인에서 부반송파들 또는 서브채널들의 집합 및 시간 도메인에서 OFDMA 심볼들의 집합을 지정(reserve)함으로써 형성된다. 일 실시예에서, 기지국(205)은 시스템 파라미터들의 측정들에 기초하여 서브존들에 대한 리소스들(예를 들면, 서브채널들, 심볼들, OFDMA의 수들)의 할당 및 각각의 퍼뮤테이션 존에 대한 서브존들의 수를 결정한다. 예를 들면, 상대적으로 좋은 채널 상태들을 가지는 모 바일 유닛들(210)은 하나의 서브존에 할당될 수 있고 상대적으로 나쁜 채널 상태들을 가지는 모바일 유닛들(210)은 상이한 서브존에 할당될 수 있다. 또 다른 예에서, 빠르게 변동하는 채널 상태들을 경험하는 모바일 유닛들(210)은 PUSC 존 내의 서브존 스케줄링 메커니즘(subzone scheduling mechanism)을 통해서 서빙될 수 있는 반면에 느리게 변동하는 채널 상태들을 경험하는 사용자들은 밴드 AMC 존 내의 서브존 스케줄링 메커니즘을 통해 적응(accommodate)될 수 있다.
서브존 경계들은 고정될 수 있거나 시간에 걸쳐서 변동될 수 있다. 예를 들면, 서브존 경계들은 평균 트래픽 부하들, 각각의 서브존 또는 스케줄러 카테고리(scheduler category), 등의 적합한 활성 사용자들의 평균 수와 같은 상대적으로 느리게 변동하는 파라미터들 또는 정적(static) 기능으로서 유사-정적으로(quasi-statically) 또는 정적으로 결정될 수 있다. 이들 파라미터들에 대해, 평균 처리는 통상적으로 원하는 상대적으로 긴 시간 윈도우(window)(예를 들면, 최번시(Busy Hour; BH)에 걸쳐서)에 걸쳐서 실행된다. 서브존 경계들에서 실제적인 변화들(예를 들면, 서브존 당 트래픽 부하들에서의 상당한 시프트들(shifts))을 야기한 이벤트들(Events)은 따라서 다소 큰 또는 매우 큰 시간 척도들(시간들/날들)에 걸쳐서 발생하는, 존들의 유사-정적인 분할을 야기할 수 있다. 서브존들은 또한 동적으로, 예를 들면, 프레임 단위로 결정될 수 있다. 퍼뮤테이션 존들의 서브존들로의 동적인 분할은 하나 이상의 시스템 파라미터들이 상대적으로 빠르게 변동하고 있을 때 수행될 수 있다. 동적인 존 분할의 경우에서, 각각의 서브존의 크기는 트래픽 카테고리 당 측정된 부하들 또는 각 서브존에서의 활성인 사용자들의 상대적 부분들(스 케줄러 카테고리)과 같은 하나 이상의 시스템 파라미터들에 따라 동적으로 조절될 수 있다.
각각의 모바일 유닛들(210)은 그 다음 서브존들의 적어도 하나에 할당될 수 있다. 예를 들면, 제 1 서브존이 상대적으로 좋은 채널 상태들을 가지는 모바일 유닛들(210)에 대해 규정되고 제 2 서브존이 상대적으로 나쁜 채널 상태들을 가지는 모바일 유닛들에 대해 규정된다면, 모바일 유닛들(210(1 내지 2))은 제 1 서브존에 할당될 수 있고 모바일 유닛(210(3))은 제 2 서브존에 할당될 수 있다. 다양한 대안적인 실시예에서, 각각의 서브존 내에서 리소스 할당에 대한 모바일 유닛(210)의
적합성(eligibility)은 바람직한 입도(granularity)의 레벨들로 결정된다. 예를 들면, 입도의 가장 좋은 레벨은 프레임 단위일 수 있고 입도의 조잡한(coarse) 레벨은 모바일 유닛들(210)의 적합성이 시간 또는 일 단위와 같은, 더 큰 시간 척도로 결정되게 한다. 리소스 할당 처리의 입도는 무선 채널 상태들을 변동시키는 것에 기초할 수 있어, 융통성(flexibility)을 제공하여 각 서브존에 대한 적합한 모바일 유닛들(210)의 풀을 동적으로 생성할 수 있다.
각각의 서브존은 원하는 시스템/사용자 측량 목적을 달성하도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 리소스 할당 메커니즘들의 제 1 세트는 OFDMA의 제 1 존 내에서 사용될 수 있어 제 1 품질 목적을 향상(enhance)시키고(예를 들면, 섹터 처리량을 최대화한다), 리소스 할당 메커니즘들의 제 2 세트는 동일한 OFDMA의 제 2 존 내에서 사용될 수 있어 제 2 품질 목적을 향상시킨다(예를 들면, 개개의 사용자 처리량들을 최대화하고 시스템 작동불능을 최소화한다). 각각의 서브존에 할당된 리소스 들의 비는 원하는 다양한 성능 측량들 사이의 원하는 트레이드오프(tradeoff)(섹터 처리량 대 시스템 작동불능)에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 스케줄러 문턱치들(thresholds)은 서브존들 중 적어도 하나 내에서 이용될 수 있어 서브존 리소스 할당 당의 메커니즘으로서 수용할 수 있는 품질 문턱치 하에서 무선 링크 품질을 경험하는 모바일 유닛들(210)의 허가를 방지하여 섹터 처리량들과 같은 핵심 시스템 표시자들(indicators)을 향상시킨다.
또 다른 실시예에서, 스케줄러 문턱치들의 사용은 동종 최강(best-in-class)의 무선 채널 상태들을 경험하는 사용자들의 스케줄링이 핵심 시스템 표시자들을 향상시키도록 하는 매커니즘들과 조합할 수 있다. 예를 들면, 좋은 채널 품질들을 가지는 모바일 유닛들(210)에 전용된 서브존이 할당된 모바일 유닛들을 갖고 있지 않다면, 예를 들면, 모든 모바일들(mobiles)로부터 기록된 채널 품질 측량들이 스케줄러 문턱치(들) 하에 있다면, 현재 가장 뛰어난 채널 품질들을 가지는 모바일 유닛들(210)이 서브존에 할당될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 스케줄러 문턱치들은 서브존들 중 적어도 하나 내에서 이용될 수 없어서 시스템 작동불능과 같은 다른 핵심 시스템 표시자들을 향상시키기 위해 덜 적합한(favorable) 무선 채널 상태들로 사용자들에 대한 스케줄링 기회들을 허용한다.
모바일 유닛들(210)의 상이한 세트들이 리소스 할당 주기(cycle) 동안 각각의 서브존에 할당되면, 모바일 유닛들(210)은 각각의 서브존 내에서 독립적으로, 예를 들면, 그들의 일반적인 채널 품질에 따라, 스케줄링된다. 따라서, 임의의 주어진 스케줄링 인스턴트(instant)에서(즉, 업링크/다운링크 서브프레임 동안), 주 어진 서브존에 할당된 모바일 유닛들(210) 사이의 경쟁(contention)은 서브존에 할당된 리소스들에 제한된다. 본 발명은 특정한 스케줄링 알고리즘(algorithm)에 제한되지 않고, 대안적인 실시예들에서, "피크 픽(peak pick)" 및 "비례 공평한(proportional fair)" 과 같은 알고리즘들은 각각의 서브존에 할당된 모바일 유닛들(210)을 스케줄링하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 상이한 스케줄링 알고리즘들은 상이한 서브존들에 할당된 모바일 유닛들(210)을 스케줄링하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 스케줄링 처리에 관련된 사용자-당 성능 측량들(per-user performance metrics)은 단지 서브존 단위로 기록(track)될 수 있어 모바일 유닛들(210)이 하나의 서브존에서 또 다른 서브존으로 이동할 때, 그들은 새로운 존에서 신규의 이력으로 시작한다. 또 다른 실시예에서, 스케줄링 측량들은 서브존들을 가로질러 기록될 수 있어, 모바일 유닛들(210)이 서브존들을 가로질러 이동할 때, 그들의 서빙 이력이 고려될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 무선 통신 시스템(200)과 같은, 무선 통신 시스템에서 리소스들을 할당하는 방법(300)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 트래픽 부하들, 어떤 채널 상태들을 경험하는 사용자들의 일부들, 등과 같은, 시스템 파라미터들이 측정된다(305 에서). 그 다음, 하나 이상의 프레임들 또는 서브프레임들이 하나 이상의 존들로 분할된다(310 에서). 상기 언급된 바와 같이, 각각의 존들은 동일하거나 상이한 서브채널화, 서브채널 재사용, 반송파 주파수 재사용, 안테나 작동 기술들, 등을 구현할 수 있다. 분할(310 에서)은 시스템 파라미터들의 측정들에 기초하여 수행될 수 있고 측정된 시스템 파 라미터들에서의 변동들과 같은 이벤트들에 응답하여 또는 임의의 허가된 구간(interval)에서 수행될 수 있다. 존들은 그 다음 상기 자세하게 언급된 바와 같이, 서브존들로 분할될 수 있다(315 에서). 모든 존들이 서브존들로 분할될 수 있다고 하더라도(315 에서), 본 발명은 모든 존들이 분할되는(315 에서) 실시예들에 제한되지 않는다. 몇몇의 실시예들에서, 모든 존들보다 적은 존들이 서브존들로 분할될 수 있다(315 에서). 존들의 서브존들로의 분할(315 에서)은 정적으로, 유사-정적으로, 및/또는 동적으로 수행될 수 있다.
도시된 실시예에서, 무선 통신 시스템은 하나 이상의 프레임들 또는 서브프레임들을 재-분할하는지의 여부를 결정한다(320 에서). 예를 들면, 무선 통신 시스템은 미리 결정된 시간 구간, 시스템 파라미터들의 측정들(305 에서)에 기초하여 결정된 시간 구간, 또는 몇몇 다른 기준에 기초하여 프레임들 또는 서브프레임들을 재-분할하는지의 여부를 결정한다(320 에서). 일 실시예에서, 무선 통신 시스템이 하나 이상의 프레임들 또는 서브프레임들을 재-분할한다고 결정하면(320 에서), 시스템 파라미터들은 측정될 수 있고(305 에서) 이 정보는 프레임들 또는 서브프레임들을 존들 및/또는 서브존들로 분할하기 위해(310 및/또는 315 에서) 사용될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예들 또는 방법(300)의 다른 반복들에서, 시스템 파라미터들을 측정하고(305 에서) 프레임을 존들로 재-분할하는 것(310 에서)이 바람직하거나 필요하지 않을 수 있다. 이들 경우들에서, 무선 통신 시스템은 단지 현재의 존들을 복수의 서브존들로, 예를 들면, 서브존들의 경계들을 수정함으로써, 재분할(파선의 화살표로 표시된 것과 같이, 315 에서)하도록 선택(elect)할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 시스템은 서브존들을 상대적으로 짧은 시간 척도로 재분할하는(315 에서) 동안, 존들을 상대적으로 긴 시간 척도로 재분할할 수 있다(310 에서).
무선 통신 시스템이 하나 이상의 프레임들 또는 서브프레임들을 재-분할할 필요가 없다고 결정하면, 모바일 유닛들은 하나 이상의 서브존들과 연관될 수 있다(325 에서). 각각의 모바일 유닛들이 서브존들 중 적어도 하나와 연관될 수 있다(325 에서). 예를 들면, 제 1 기준을 만족하는 모바일 유닛들을 포함하는 제 1 풀, 예를 들면 좋은 무선 채널 상태들을 경험하는 그들 모바일 유닛들은 제 1 서브존과 연관될 수 있고(325 에서) 제 2 기준을 만족하는 모바일 유닛들의 제 제 2 풀은 제 2 서브존과 연관될 수 있다(325 에서). 일 실시예에서, 모바일 유닛들의 제 2 풀은 모바일 유닛들의 제 1 풀에 할당되지 않은(325 에서) 모바일 유닛들 모두를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 예를 들면, 모든 모바일 유닛들은 리소스들의 제 2 풀에 할당될 수 있다. 서브존들의 모바일 유닛들은 그 다음 다른 서브존들의 모바일 유닛들과 무관하게 스케줄링될 수 있다(330 에서). 일 실시예에서, 동일한 채널에 민감한 스케줄러(예를 들면, PF)는 상이한 서브존들에 있다고 가정될 수 있다. 그러나, 다수의 서브존들에 적합한 모바일 유닛들에 대해, PF 스케줄링과 함께 처리량 이력과 같은, 어떤 스케줄러 측량들은 각각의 서브존에 대해 독립적으로 기록될 수 있다. IEEE 802.16e 용어를 사용하여, 서브존 스케줄링 매커니즘은 예를 들면 동일한 또는 상이한 서브채널 재사용 팩터들 또는 반송파 주파수 재사용 팩터들(예를 들면, 1/1 및 1/3)이 이용되고 상이한 서브채널화 방법들이 적용가능 한 것으로서 잠재적으로 사용되는 다수의 IEEE 802.16e 존들 내에서 또는 단일 존으로 구현될 수 있다.
도시된 실시예에서, 무선 통신 시스템은 모바일 유닛들과 서브존들의 연관(association)을 수정하는지의 여부를 결정할 수 있다(335 에서). 예를 들면, 무선 통신 시스템은 스케줄링 주기 다음의 모바일 유닛들과 서브존들의 연관을 수정하는지의(325 에서) 여부를 결정할 수 있다(335 에서). 결정은 프레임 단위로 또는 더 긴 시간 척도들에 걸쳐서 이루어진다(335 에서). 무선 통신 시스템이 모바일 유닛들과 서브존들의 연관이 수정되어야 한다고(325 에서) 결정하면(335 에서), 무선 통신 시스템은 또한 모바일 유닛들과 서브존들의 연관을 수정하는 것에 앞서 프레임들, 서브프레임들, 및/또는 존들을 재-분할하는지(310 및/또는 315 에서)의 여부를 결정한다(320 에서). 그러나, 본 발명의 이득을 가지는 당업자들은 모바일 유닛들과 서브존들의 연관을 수정하는 것(325 에서)에 앞서 프레임들 또는 서브프레임들을 재-분할하는지의 여부를 결정하는 단계(320 에서)가 선택적인 것임을 인식해야 한다. 또한, 상기 언급된 바와 같이, 서브존들은 반드시 시스템 파라미터들을 측정(305 에서) 및 존들을 재분할(310 에서)하지 않고 재분할될 수 있다(315 에서). 무선 통신 시스템이 모바일 유닛들과 서브존들의 연관을 수정할(325 에서) 필요가 없다고 결정하면(335 에서), 모바일 유닛들은 서브존들로 계속 스케줄링될 것이다(330 에서).
도 4는 프레임 구조(400)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 프레임 구조(400)는 본 명세서에 기술된 서브존 스케줄링 알고리즘의 일 실시예를 지원하는 IEEE 802.16e 다운링크 서브프레임에 대응한다. 시간의 변화(evolution)을 표현하는, 심볼 수는 수평 축을 따라 표시되고 오른쪽으로 증가하며, 주파수 도메인에서 서브채널들의 논리적인 넘버링(numbering)을 표현하는 서브채널 인덱스는 수직 축을 따라 표시되고 위로부터 아래로 증가한다. 프레임 구조(400)는 보호 대역들(guard bands)(TTG 및 RTG)에 의해 분리된 다운링크 서브프레임(401) 및 업링크 서브프레임(402)을 포함한다. 다운링크 서브프레임(401)의 하나 이상의 초기 심볼들 및 서브채널들은 프리엠블(405), DL-MAP(410), FCH(415), 및 UL-MAP(420)을 포함한다. 유사하게, 업링크 서브프레임에 관련되어 있는 다수의 OFDMA 리소스들(심볼들 및 서브채널들)은 레인징(ranging)(421), 메시지 확인응답(확인응답(ACK) 채널)(422), 및 빠른 피드백(feedback)(채널 품질 표시자 채널(Channel Quality Indicator Channel; CQICH)(423)과 같은 절차들을 지원하기 위해 업링크에서의 제어 정보에 대해 지정된다. 다운링크 서브프레임(401)은 또한 제 1 존(425) 및 제 2 존(430)으로 분할된다. 예를 들면, 제 1 존(425)은 PUSC 서브채널화를 사용할 수 있고 제 2 존(430)은 밴드 AMC 서브채널화를 사용할 수 있다. 이 예에서 서브프레임 당 두개의 존들의 사용은 단순성의 이유들을 위한 것임에 주의한다; 대안적으로, 서브프레임은 도 3의 단계(305)에 따라, 단지 단일 존을 사용할 수 있거나 두개 이상의 존들로 나누어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제 1 존(425)은 하나 이상의 버스트들(435, 440)을 포함하는 다수의 서브존들(이 예에서 두개의 서브존들)로 분할된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 서브존 내의 버스트들(435, 440)은 시간 또는 주파수 범 위(dimensions)에서 인접될 필요는 없다. 또한, 버스트 넘버링은 개념적이고 임의의 물리적인 맵핑 중요성을 갖고 있지 않다. 일 실시예에서, 1/1 서브채널 재사용은 서브존들(435, 440) 모두에 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 이득을 가지는 당업자들은 본 발명이 1/1 서브채널 재사용을 서브존들(435, 440) 모두에 적용하는 것으로 제한되지 않음을 인식해야 한다. 대안적인 실시예들에서, 상이한 서브채널 재사용 또는 반송파 주파수 재사용은 두개의 서브존들(435, 440)에 적용될 수 있다. 예를 들면, 1/3 서브채널 재사용은 서브존들(435, 440) 중 하나에 적용될 수 있다. 또한, 각각의 서브존(435, 440)은 그것에 할당된 다수의 리소스들(서브채널들 및 심볼들)을 갖고 일 실시예에서 제 1 서브존(435)은 좋은 링크 품질을 경험하는 모바일 유닛들을 스케줄링하기 위해 사용되는 반면에 제 2 서브존(440)은 모든 다른 사용자들을 스케줄링하기 위해 사용된다.
도 5는 서브존 파라미터의 함수들로서 평균 섹터 처리량 및 시스템 작동불능을 도시한 도면이다. 도 6은 동일한 실시예에 대한 사용자 처리량의 CDF를 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서, 퍼뮤테이션 존은 30Km/hr에서 PUSC, ITU 운송수단 A를 구현하고, 본 명세서에 기술된 서브존 스케줄링 매커니즘의 일 실시예를 구현한다. 도 5 및 도 6은 1/1 서브채널 재사용을 모두 이용하는, 두개의 분리된 서브존들로 나누어진 단일 PUSC를 나타내는(assume) 서브존 스케줄링 매커니즘의 구현으로부터 얻어진 결과들을 수집한다. 모든 사용자들은 우리의 PUSC 시나리오(scenario)에 대해 30Km/hr에서 ITU 운송수단 A 채널 상태들 하에서 작동한다. 총 15개의 버스트들이 이 예에서 1/1 서브채널 재사용으로 다운링크 서브채널 에 대해 이용가능하다는 점에 유의하라. 결과적으로, 서브존 크기 파라미터, 즉 제 1 서브존에 할당된 버스트들의 수는, 0과 15 사이의 임의의 정수 값을 나타낼 수 있다.
서브존 스케줄링 매커니즘의 성능은 모든 사용자들을 동일한 풀에 두고 PF 스케줄러의 단일 인스턴스로 작동하는 기준선 시스템(baseline system)과 비교될 수 있다. 도 5는 서브존 크기의 함수들로서 섹터 처리량 및 시스템 작동불능 측량들을 도시한 도면이다. 제안된 서브존 스케줄링 매커니즘의 작용(behavior)을 더 잘 이해하기 위해서, 제 1 서브존에 대해 4개의 상이한 스케줄링 상태들에 대응하는 4개의 분리된 경우들이 고려되는데, 즉 스케줄링 문턱치가 전혀 적용되지 않을 때(NoST), 및 6dB(ST6dB), 12dB(ST12dB) 및 22dB(ST22dB)이 스케줄링 문턱치 값들로서 사용될 때이다. NoST 경우는 기준선 경우(서브존이 없는)와 실제로 같다. 최대 섹터 처리량 값은 이 구현에서 22dB보다 더 크거나 같은 문턱치로 얻어진다; 리소스 유휴(resource idling)를 방지하는, 제 1 서브존 내에서 이용된 2-단계 스케줄링 처리 때문에, 이는 필수적으로 가장 높이 기록된 CQI 값을 갖는 사용자가 제 1 서브존에서 스케줄링되는(그래프에서 "MaxCQI"로서 라벨링된(labeled)) 경우에 대응한다. 제 1 서브존 내에서의 2-단계 스케줄링 처리는 그들이 스케줄러 문턱치, 22dB보다 더 좋은 채널 품질 표시자(들)을 기록한다면, 제 1 단계에서 모바일 유닛들의 제 1 세트를 식별하고, 그들을 서브존에 할당하고, 그들을 스케줄링을 위해 고려하는 단계로 구성된다; 모바일 유닛들의 세트가 제 1 단계 후에 비어버리면(empty), 스케줄링을 위해 적합한 사용자들의 세트는 임의의 스케줄링 기회에서 동종 최고의 채널 품질을 기록하는 적어도 모바일 유닛에 서브존을 할당함으로써 제 2 단계에서 생성된다. 본 발명의 실시예들 중 하나에 따라, 모든 사용자들은 사용자들을 또한 덜 적합한 무선 상태들로 스케줄링하도록 하기 위해서 제 2 서브존 내에서 스케줄링을 위해 적합하고, 따라서 제 1 서브존 내에서 스케줄링을 위해 적합할 수 있는 매우 좋은 채널 상태들을 경험하는 사용자들에 영향을 주지 않고 시스템 작동불능을 줄일 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 결과들은 서브존 스케줄링 매커니즘이 기준선 리소스 할당 매커니즘들(스케줄링 문턱치를 갖고 가지지 않는, 서브존들이 없는)에 비해 섹터 처리량 및 시스템 작동불능 사이의 더 좋은 트레이드오프를 달성하는 것을 나타낸다. 특히, 제 1 서브존에 의해 사용된 실제 스케줄러 문턱치에 관계없이, 시스템 작동불능이 원하는 작동 영역(PUSC의 경우에서 제 1 서브존에 대해 지정된 9개의 바스트들까지)에서 상당히 낮은 값(예를 들면, 5% 아래)으로 유지되는 것을 주의해야 한다. 목적 함수(objective function)가 섹터 처리량을 최대화하는 것이라면, 그 경우에서 가장 높은 섹터 처리량을 달성하는 서브존 스케줄링 매커니즘에 대해 파라미터들 설정들(parameters settings)(예를 들면, 서브존 파라미터 및 스케줄링 문턱치)을 결정하고 예를 들면 시스템 작동불능을 5% 가까이 유지하는 서브존 분할로 작동하도록 선택할 수 있다. 이들 상태들에 대해, 도 5에서 표시된 결과들은 기준선에 걸쳐서 대략 85%의 섹터 처리량 향상을 표시한다. 섹처 처리량을 최대화하는 해결책은 원하는 사용자 처리량 분배를 야기할 수 없고 결과적으로, 다소 낮은 섹터 처리량에도 불구하고 더 나은 사용자 분배들 및/또는 더 낮은 시스템 작 동불능을 지원하는 조합들이 선택될 수 있다. 도 6은 스케줄러 문턱치들을 이용하는 모든 경우들에서 4.8%의 시스템 작동불능에 대응하는 작동 포인트들(points)에 대해 서브존 스케줄링으로 생성된 사용자 처리량들의 CDF를 나타낸 도면이다. 도 5 및 도 6을 함께 고려하는 것은 서브존 스케줄링 알고리즘이 어떻게 시스템 용량과 사용자 경험 사이에서 많은 트레이드오프 옵션들(options)을 제공하는지 도시한다.
도 7은 서브존 파라미터의 함수들로서 평균 섹터 처리량 및 시스템 작동불능을 도시한 도면이다. 도 8은 동일한 실시예에 대한 사용자 처리량의 CDF를 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8에 도시된 실시예들에서, 퍼뮤테이션 존은 3Km/hr에서 밴드 AMC, ITU 보행자 B를 구현하고, 본 명세서에 기술된 서브존 스케줄링 매커니즘의 일 실시예를 구현한다. 도 7 및 도 8은 ITU 보행자 B, 3km/hr 채널 모델(channel model)을 나타내는 밴드 AMC로 서브존 스케줄링 알고리즘의 성능을 도시한 도면들이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 서브존 스케줄링 알고리즘은 다시 기준선 밴드 AMC 서브채널화 시나리오를 통해 상당한 섹터 처리량 이득들(예를 들면, 약 5% 시스템 작동불능에서 75%의 향상)을 제공한다.
본 명세서에서 기술된 서브존 스케줄링 접근법은 IEEE 802.16e에 더하여 OFDMA 시스템들에 폭넓게 적용가능하다. 그것은 공평한 채널에 민감한 스케줄러들과 결부하여 쉽고 효율적으로 이용될 수 있는, 특히 원하는 사용자 처리량 작용 및 시스템 작동불능을 달성하는 동안 섹터 처리량의 관점에서 시스템에 대한 더 효율적인 작동 포인트를 달성하기 위해 제어들을 제공한다.
상술된 특정 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명은 본 명세서의 교시 들의 이득을 갖는 당업자에게 명백한, 상이하지만 동등한 방식들로 변경되고 실행될 수 있다. 또한, 이하의 청구항들에 기술된 것과 다른, 본 명세서에 도시된 구성 또는 설계의 상세한 기술들을 제한하는 것으로 의도되는 것들은 없다. 따라서, 상술된 특정 실시예들은 변경되거나 수정될 수 있으며, 모든 이러한 변경들은 본 발명의 범위와 사상 내에서 고려된다는 것이 명백하다. 따라서, 본 명세서에서 얻어진 보호 사항은 이하의 청구항들에 기록된 바와 같다.

Claims (10)

  1. 복수의 주파수 부반송파 세트들(frequency subcarrier sets) 및 복수의 심볼들(symbols)을 포함하는 복수의 모바일 유닛들(mobile units)에 프레임의 부분들을 할당하는 방법에 있어서:
    상기 복수의 부반송파 세트들 중 적어도 하나 및 상기 복수의 심볼들 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 존(zone)을 결정하는 단계;
    복수의 서브존들을 결정하는 단계로서, 각각의 서브존은 상기 적어도 하나의 존에서 상기 복수의 부반송파 세트들 중 적어도 하나 및 상기 복수의 심볼들 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 복수의 서브존들 결정 단계;
    상기 복수의 모바일 유닛들의 각각을 상기 서브존들 중 적어도 하나에 연관시키는 단계; 및
    상기 각각의 서브존에서 상기 심볼들 및 상기 부반송파 세트들의 일부를 상기 각각의 서브존에 연관된 상기 모바일 유닛들에 할당하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 존을 결정하는 단계는 트래픽 부하 측량(traffic load metric), 채널 품질과 연관된 모바일 유닛들의 퍼센티지(percentage), 및 도플러 팩터(Doppler factor)와 연관된 모바일 유닛들의 퍼센티지 중 적어도 하나의 측정 들에 기초하여 상기 적어도 하나의 존을 결정하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 존을 결정하는 단계는 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임 중 적어도 하나를 서브채널화(subchannelization) 기술, 주파수 재사용 팩터, 서브채널 재사용 팩터, 및 안테나 작동 기술에 연관된 적어도 하나의 존으로 분할하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계는:
    각각의 존 내에서 다수의 서브존들을 결정하는 단계; 및
    상기 각각의 서브존에 대해 다수의 서브채널들 및 심볼들을 결정하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계는 적어도 하나의 측정된 시스템 파라미터(system parameter)에 기초하여 상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정된 시스템 파라미터에 기초하여 상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계는 트래픽 부하 측량, 평균 트래픽 부하, 상기 각각의 서브존에 연관된 모바일들(mobiles)의 수에 대해 측정된 측량, 서브존 당 모바일 유닛들의 평균 수, 트래픽 카테고리(traffic category) 당 측정된 부하, 및 상기 각각의 서브존에 연관된 모바일 유닛들의 관련된 부분 중 적어도 하나의 측정들에 기초하여 상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계는 상기 복수의 서브존들을 정적으로, 유사-정적으로(quasi-statically), 또는 동적으로 결정하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계는 시스템 또는 사용자 측량 목적(user metric objective) 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 서브존들을 결정하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 모바일 유닛들의 각각을 상기 서브존들 중 적어도 하나에 연관 시키는 단계는 상기 모바일 유닛과 연관된 도플러 팩터, 상기 모바일 유닛과 연관된 채널 품질, 및 스케줄러 문턱치(scheduler threshold value) 중 적어도 하나의 측정들에 기초하여 상기 복수의 모바일 유닛들의 각각을 상기 서브존들 중 적어도 하나에 연관시키는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 서브존에서 상기 심볼들 및 상기 주파수 부반송파 세트들을 상기 각각의 서브존에 연관된 상기 모바일 유닛들에 할당하는 단계는 적어도 하나의 스케줄링 알고리즘(scheduling algorithm)을 적용함으로써 상기 심볼들 및 상기 부반송파 세트들을 상기 각각의 서브존에 연관된 상기 모바일 유닛들에 할당하는 단계를 포함하는, 프레임의 부분들 할당 방법.
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