KR20120043839A - 기지국 및 타겟 단말의 통신 방법 - Google Patents

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KR20120043839A
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Abstract

적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보 및 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 이용하여 기지국이 타겟 단말의 무선 자원을 결정하고, 결정된 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보를 이용하여서만 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백 하도록 함으로써 채널 피드백을 위해 사용하는 역방향 자원의 사용량을 줄일 수 있는 기지국 및 타겟 단말의 통신 방법이 제공된다.

Description

기지국 및 타겟 단말의 통신 방법{COMMUNICATION METHOD OF BASE STATION AND TARGET TERMINAL}
아래의 실시예들은 기지국 및 타겟 단말의 통신 방법에 관한 것이다.
이동 통신 시스템에서 차량 이동 단말이 서비스의 타겟 단말이 될 수 있고, 이러한 차량 이동 단말의 경우, 이동 속도가 증가하면 채널의 코히런스 타임(coherence time)이 짧아진다. 때문에 차량 이동 단말은 채널 피드백을 이용할 경우, 많은 피드백 오버헤드가 필요하다. 또한, 채널의 품질(quality)이 높을수록 채널 피드백 주기를 짧게 하면, 채널의 품질이 높더라도 항상 스케줄링 되는 것을 아니기 때문에 불필요한 피드백이 일어나게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 이 밖에도 채널의 품질에 따른 채널 정보의 피드백 주기를 어떻게 형성할 지에 대한 구체적인 정보 또한 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 통신 방법은 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 저장하는 채널 데이터베이스를 유지하는 단계; 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 획득하는 단계; 상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 상기 채널 데이터베이스에 저장된 정보에 기초하여 상기 타겟 단말의 무선 자원을 결정하는 단계; 및 상기 타겟 단말로 상기 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 채널 데이터베이스를 유지하는 단계는 계획된 경로를 갖는 적어도 하나의 차량 이동 단말을 이용하여 상기 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 획득하는 단계는 상기 적어도 하나의 차량 이동 단말로부터 상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 관한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 관한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신하는 단계는 상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널의 변화가 미리 설정된 레벨보다 큰 경우에 상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 대한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신하는 단계일 수 있다.
타겟 단말의 이동성에 관한 정보는 상기 타겟 단말의 위치 정보, 상기 타겟 단말의 속도 정보, 상기 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 상기 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 타겟 단말의 위치 정보는 상기 타겟 단말 또는 상기 타겟 단말의 GPS 서버로부터 수신하거나, 미리 결정된 측위 기법을 이용하여 측정된 것일 수 있다.
미리 정의된 비트맵을 이용하여 상기 무선 자원에 대한 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 상기 채널 데이터베이스에 저장된 정보에 기초하여 상기 타겟 단말의 무선 자원을 결정하는 단계는 상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 상기 채널 데이터베이스에 저장된 정보를 기초하여 상기 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 무선 자원을 결정하는 단계일 수 있다. 상기 피드백 무선 자원을 이용하여 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 피드백 무선 자원을 결정하는 단계는 상기 타겟 단말이 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 또는 상기 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계는 미리 설정된 채널 경계값과 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보에 대응하는 크기를 비교하는 단계; 및 상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 상기 비교 결과를 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계는 상기 타겟 단말의 채널의 품질, 상기 타겟 단말이 요구하는 트래픽 전송률(rate), 및 상기 타겟 단말의 채널의 신뢰성(reliability) 중 적어도 하나를 기초로 상기 채널 경계값을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계는 상기 타겟 단말이 요구하는 트래픽 전송률(traffic rate)에 대한 정보 또는 상기 타겟 단말의 허용 한계 지연 시간에 대한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 통신 방법은 기지국이 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보 및 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 기초로 상기 타겟 단말의 무선 자원을 결정한 경우, 상기 기지국으로부터 상기 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 타겟 단말의 무선 자원을 이용하여 상기 기지국으로 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.
상기 기지국으로 데이터를 송신하는 단계는 상기 타겟 단말의 무선 자원을 이용하여 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보는 상기 타겟 단말이 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용되는 피드백 시간 구간 또는 상기 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간에 대한 피드백 무선 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백하는 단계는 상기 타겟 단말이 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용되는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간을 카운트하는 타이머를 구동하는 단계; 및 상기 카운트가 종료됨에 따라 상기 기지국에게 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기지국으로 상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보는 상기 타겟 단말의 위치 정보, 상기 타겟 단말의 속도 정보, 상기 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 상기 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
미리 정의된 비트맵을 이용하여 상기 피드백 무선 자원에 대한 정보로부터 상기 피드백 무선 자원을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보 및 타겟 단말의 이동성에 관한 정보에 기초하여 기지국이 타겟 단말의 무선 자원을 결정 하도록 함으로써 다중 셀 환경에서 타겟 단말에게 효율적으로 무선 자원을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보 및 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 이용하여 기지국이 피드백 무선 자원을 결정하고, 결정된 피드백 무선 자원을 이용하여서만 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백 하도록 함으로써 채널 피드백을 위해 사용하는 역방향 자원의 사용량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국이 피드백 무선 자원을 적응적으로 조절함으로써 다중 셀 환경에서 채널 변화를 겪는 타겟 단말이 효율적으로 이용할 수 있는 피드백 무선 자원을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층 셀 시스템 및 계층 셀 시스템에서 차량 이동 단말이 겪는 채널 변화를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 피드백 무선 자원을 적응적으로 조절하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 통신 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층 셀 시스템에서 단말 및 기지국 간의 계층적 피드백 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 시간 구간 또는 지연 시간을 결정하기 위하여 이용되는 차량 이동 단말의 계층적 피드백 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 경계값을 적응적으로 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 무선 자원을 이용하여 다수의 타겟 단말들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서 '차량 이동 단말'은 차량에 구비된 통신 단말, 차량에 탑승 중인 사용자가 소지한 통신 단말 및 이와 유사한 기능을 수행할 수 있는 기타의 사용자 장치들을 모두 포함하는 개념이다. 여기서, 차량은 계획된 노선으로 이동하는 대중 교통 수단 및 내비게이션 등을 장착한 자가용 등을 모두 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 (a)계층 셀 시스템 및 (b)계층 셀 시스템에서 차량 이동 단말이 겪는 채널 변화를 나타낸 도면이다.
도 1(a)를 참조하면, 차세대 통신 시스템에서는 고속으로 이동하는 차량 이동 단말들에게 고용량 무선 서비스를 제공하기 위한 무선 백홀을 형성하기 위해 도심 환경의 도너(douner) 셀들의 소형화가 가능하다. 이러한 환경에서 차량 이동 단말들은 셀 소형화 및 고속 이동에 따른 다양한 채널 변화를 겪을 수 있다. 또한, 다양한 채널 변화 환경에서 채널 변화에 따른 채널 정보를 피드백하기 위해, 차량 이동 단말들은 많은 역방향 자원을 사용해야 한다. 따라서, 다중 셀 환경에서 다양한 채널 변화를 겪는 차량 이동 단말들 또는 그 밖의 단말들이 효율적으로 그들의 채널 상태 정보를 피드백 할 수 있는 방법이 요구된다.
도 1(b)를 참조하면, 차량 이동 단말이 도 1(a)와 같은 도심 환경에서 겪을 수 있는 채널 변화를 볼 수 있다.
예를 들어, 맨하탄 거리와 같이 격자형의 거리가 존재한다고 가정하자.
이러한 격자형의 거리에 대하여 WINNER B1 환경으로 모의 실험하면 도 1(b)의 우측 그래프와 같은 결과를 얻을 수 있다. 여기서, WINNER B1 환경은 기지국으로부터 직접 거리가 형성되는지의 여부에 따라 LOS(line of sight) 및 NLOS(non-line of sight)의 전파 환경을 다르게 가정한 환경이다.
도 1(b)의 좌측 그림에서 차량 이동 단말이 시작하는 출발점에서 C 지점까지는 NLOS 환경이고, C 지점에서 G 지점까지의 LOS 환경이다. 따라서, 차량 이동 단말은 출발점에서 C 지점까지 이동하는 동안은 C 지점에서 G 지점까지 얻을 수 있는 수신 신호 레벨보다 상당히 낮은 수신 신호 레벨을 얻게 된다. 반면에, 차량 이동 단말은 C 지점에서 G 지점까지는 좋은 채널 환경에서 서비스를 받으면, 고효율로 통신을 수행할 수 있다.
기지국은 해당 거리의 적어도 하나의 경로 각각에서 차량 이동 단말의 위치, 채널 정보, 이동 속도 등과 같은 채널에 관한 정보를 이용해서 차량 이동 단말이 최적의 서비스(예를 들어, 스케줄링(scheduling) 또는 핸드오버 등의 서비스)를 받을 수 있는 무선 자원을 결정할 수 있다. 차량 이동 단말이 최적의 서비스를 받을 수 있는 무선 자원으로는 피드백 무선 자원을 예로 들 수 있다. 여기서, 피드백 무선 자원으로는 해당 단말이 채널 상태 정보를 기지국으로 피드백 하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 및 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간 등이 해당될 수 있다.
피드백 시간 구간은 해당 단말이 최적의 서비스를 받을 것이라고 예상되는 채널 구간이고, 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간은 다음 피드백 시점까지의 송신 지연 시간을 나타낸다.
여기서, 차량 이동 단말은 기지국에 의해 결정된 피드백 시간 구간에서 단기(short-term) 채널 정보에 대한 피드백을 수행함으로써 역방향 자원 사용량을 최소화 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 도 2를 참조하면, 기지국은 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 저장하는 채널 데이터베이스를 유지한다(210).
210에서 기지국은 계획된 경로를 갖는 적어도 하나의 차량 이동 단말을 이용하여 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 계획된 경로는 버스 노선, 고속 도로, 고속화 국도 등 차량 이동 단말이 이동하는 경로를 미리 파악할 수 있는 경로를 포함할 수 있다.
기지국은 적어도 하나의 차량 이동 단말로부터 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 관한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신함으로써 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 관한 정보에는, 예를 들어, 차량 이동 단말이 보고하는 RSS(Received Signal Strength) 또는 차량 이동 단말이 수신하는 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio) 등의 채널 상태 값이 포함될 수 있다.
기지국은 상술한 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 관한 정보, 위치 정보 및 속도 정보를 주기적으로 또는 간헐적으로 업데이트할 수 있다.
차량 이동 단말이 내비게이션을 설치한 차량과 같이 한번 등록된 경로에서 벗어나서 이동하거나, 목적지 또는 이동 경로에 대한 정보를 미리 파악할 수 없는 경우, 기지국은 수시로 해당 차량 이동 단말로부터 변화된 채널에 관한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 재전송 받을 수 있다.
이때, 기지국은 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널의 변화가 미리 설정된 레벨(예를 들어, 채널 경계값)보다 큰 경우에 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 대한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신할 수 있다.
즉, 예를 들어, 노선 버스가 '강남역'에서 '신논현역'까지의 구간에서 이동 중에는 수신하는 채널의 변화가 거의 없다가 '신논현역'에서 '고속버스 터미널' 방향으로 이동함에 따라 수신하는 신호의 전력이 급격히 상승했다고 가정하자.
노선 버스는 '강남역'에서 '신논현역'까지의 구간을 제외하고, 노선 버스가 수신하는 신호의 전력이 급격히 상승하여 미리 설정된 레벨 보다 큰 구간('신논현역'에서 '고속버스 터미널' 방향으로 이동하는 구간)에서의 해당 노선 버스의 채널에 대한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보 등을 기지국으로 송신할 수 있다.
기지국은 타겟 단말로부터 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 획득한다(220).
이 때, 타겟 단말의 이동성에 관한 정보는 타겟 단말의 위치 정보, 타겟 단말의 속도 정보, 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
타겟 단말의 위치 정보는 기지국이 타겟 단말 또는 타겟 단말의 GPS 서버로부터 직접 수신하거나, 기지국이 미리 결정된 측위 기법을 이용하여 타겟 단말의 위치를 측정함으로써 획득할 수 있다.
기지국은 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 채널 데이터베이스에 저장된 정보에 기초하여 타겟 단말의 무선 자원을 결정한다(230). 230에서 기지국은 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 채널 데이터베이스에 저장된 정보에 기초하여 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 무선 자원을 결정할 수 있다.
기지국은 타겟 단말로 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보를 전송한다(240).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 피드백 무선 자원을 적응적으로 조절하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3을 참조하면, 기지국은 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 저장하는 채널 데이터베이스를 유지한다(310).310에서 기지국은 계획된 경로를 갖는 적어도 하나의 차량 이동 단말을 이용하여 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 계획된 경로는 버스 노선, 고속 도로, 고속화 국도 등 차량 이동 단말이 이동하는 경로를 미리 파악할 수 있는 경로를 포함할 수 있다.
그 후, 기지국은 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 획득한다(320).
여기서, 타겟 단말은 해당 단말의 채널 상태 정보를 기지국으로 피드백하는 데에 사용되는 피드백 무선 자원을 기지국이 미리 결정하여 알려주고자 하는 대상이 되는 단말로써, 차량 이동 단말 및 보행자에 의해 소지되어 이동 중인 보행 이동 단말을 포함하는 개념이다.
320에서 타겟 단말의 이동성에 관한 정보는 타겟 단말의 위치 정보, 타겟 단말의 속도 정보, 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기지국은 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 채널 데이터베이스에 저장된 정보를 이용하여 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 무선 자원을 결정(예측)한다(330).
피드백 무선 자원은 타겟 단말이 채널 상태 정보를 기지국으로 피드백하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 또는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간을 포함할 수 있다. 기지국은 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 또는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
또한, 기지국은 타겟 단말이 요구하는 트래픽 전송률(traffic rate)에 대한 정보 또는 타겟 단말의 허용 한계 지연 시간에 대한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
기지국은 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 미리 설정된 채널 경계값과 타겟 단말의 채널 상태 정보에 대응하는 크기를 비교할 수 있다. 기지국은 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 비교 결과를 사용할 수 있다.
채널 경계값을 이용하여 피드백 시간 구간 또는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 방법은 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 기지국은 타겟 단말의 채널의 품질, 타겟 단말이 요구하는 전송률(rate), 및 타겟 단말의 채널의 신뢰성(reliability) 중 적어도 하나를 기초로 채널 경계값을 적응적으로 조절할 수 있다. 기지국이 채널 경계값을 적응적으로 조절하는 방법에 대하여는 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
기지국은 미리 정의된 비트맵을 이용하여 피드백 무선 자원에 대한 정보를 생성할 수 있고(340), 비트맵에 의해 표시된 피드백 무선 자원에 대한 정보를 타겟 단말로 전송할 수 있다(350).
또한, 기지국은, 결정된 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간에 기반하여, 타겟 단말이 언제 채널 상태 정보를 기지국으로 피드백 해야 하는지를 알리는 제어 메시지를 생성할 수도 있다.
기지국은 타겟 단말의 채널 상태 정보를 수신했는지 여부를 판단할 수 있다(360). 360에서 기지국은 피드백 무선 자원을 이용하여 타겟 단말의 채널 상태 정보를 수신할 수 있다.
360에서 타겟 단말의 채널 상태 정보를 수신하면(피드백 받으면), 기지국은 타겟 단말에 대한 스케줄링을 수행하고(370), 타겟 단말과 데이터 송/수신을 수행할 수 있다(380). 360에서 기지국이 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백 받지 못하면, 기지국은 별다른 동작을 수행하지 않고 그대로 종료할 수 있다.
370에서 기지국은 타겟 단말의 채널 상태 정보를 이용하여 스케줄링뿐만 아니라 핸드오버 등과 같이 다양한 동작을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 통신 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 타겟 단말은 기지국으로 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 송신할 수 있다(410).
타겟 단말의 이동성에 관한 정보는 타겟 단말의 위치 정보, 타겟 단말의 속도 정보, 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
타겟 단말의 위치 정보는 기지국이 타겟 단말 또는 타겟 단말의 GPS 서버로부터 수신하거나, 기지국이 미리 결정된 측위 기법을 이용하여 측정한 타겟 단말 의 위치 정보일 수 있다.
타겟 단말은 자신의 위치 정보를 파악한 후, 급격한 채널 변화를 겪거나, 속도가 변하는 등의 위치 변화가 있을 때, 자신의 이동성에 관한 정보를 기지국으로 업데이트할 수도 있다.
타겟 단말은 기지국이 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보 및 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 기초로 타겟 단말을 위한 무선 자원을 결정한 경우, 기지국으로부터 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보를 수신한다 (420).
여기서, 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보는 타겟 단말이 채널 상태 정보를 기지국으로 피드백하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 또는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간에 대한 피드백 무선 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.
타겟 단말은 미리 정의된 비트맵을 이용하여 피드백 무선 자원에 대한 정보로부터 피드백 무선 자원을 검출할 수 있다.
타겟 단말은 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간을 카운트하는 타이머(timer)를 구동할 수 있다(430).
타겟 단말은 타이머의 카운트가 종료되었는지 여부를 판단하고(440), 타겟 단말은 카운트가 종료됨에 따라 타겟 단말의 무선 자원을 이용하여 기지국으로 데이터를 송신한다.
즉, 타겟 단말은 피드백 무선 자원에 대한 정보를 포함하는 타겟 단말의 무선 자원을 이용하여 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백할 수 있다(450). 여기서, 타겟 단말의 채널 상태 정보는 채널 상태 지시자(Channel Quality Indicator; CQI), 채널 방향 지시자(Channel Direction Indicator; CDI) 및 기타 채널의 상태를 나타낼 수 있는 다양한 정보를 포함할 수 있다.
만약, 440에서 타이머의 카운트가 종료되지 않았다면, 타겟 단말은 아무런 동작을 하지 않고 종료할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층 셀 시스템에서 단말 및 기지국 간의 계층적 피드백 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 계층적 피드백 동작을 설명하기 위한 네트워크는 제1 차량 이동 단말(501), 제2 차량 이동 단말(503), 타겟 단말(505) 및 기지국(507)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 차량 이동 단말(501) 및 제2 차량 이동 단말(503)은 타겟 단말(505)이 이동하는 계획된 적어도 하나의 경로(예를 들어, 동일한 노선 또는 동일한 도로 등)을 이동한 차량 이동 단말일 수 있다.
제1 차량 이동 단말(501)은 기지국(507)으로부터 서비스를 받는 동안 주기적으로 또는 비주기적으로 해당 경로에서의 채널에 관한 정보를 기지국(507)으로 피드백 한다(510).
기지국(501)은 피드백 된 정보(여기서는 해당 경로에서의 채널에 관한 정보)를 이용하여 해당 경로에서의 이동 경로/위치에 따른 채널에 관한 정보를 저장하는 채널 데이터베이스를 형성할 수 있다(515).
또한, 기지국은 제2 차량 이동 단말(503)로부터 적어도 하나의 경로에서의 채널에 관한 정보를 피드백 받아(520), 채널 데이터베이스를 업데이트할 수 있다(525).
그 후, 타겟 단말(505)이 기지국(507)으로 자신의 이동성에 관한 정보를 피드백 하면(530), 기지국(507)은 타겟 단말(505)의 이동성에 관한 정보 및 채널 데이터베이스에 저장된 정보를 이용하여 피드백 무선 자원을 결정(예측)한다(535).
여기서, 피드백 무선 자원은 타겟 단말(405)이 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 또는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기지국(507)은 피드백 무선 자원을 결정(예측)하기 위하여 타겟 단말(505)이 미래에 이동할 경로에서의 채널에 관한 정보를 미리 파악해야 한다.
기지국(507)은, 타겟 단말(505)이 미래에 이동할 경로에서의 채널에 관한 정보를 미리 파악하기 위해, 타겟 단말(505)이 이동할 경로를 미리 겪은 제1 차량 이동 단말(501)이 피드백 한 채널에 관한 정보 및 제2 차량 이동 단말(503)이 업데이트한 정보들을 활용할 수 있다.
기지국(507)이 피드백 무선 자원에 대한 정보를 타겟 단말(505)로 전송하면(540), 타겟 단말(505)은 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간을 카운트하는 타이머를 구동한다(545).
카운트가 종료됨에 따라, 타겟 단말(505)은 기지국(507)에게 타겟 단말(505)의 채널 상태 정보를 송신한다(550).
타겟 단말(505)의 채널 상태 정보는 예를 들어, 채널 상태 지시자(Channel Quality Indicator; CQI), 채널 방향 지시자(Channel Direction Indicator; CDI) 및 기타 채널의 상태를 나타낼 수 있는 다양한 정보들을 포함할 수 있다.
또한, 타겟 단말(505)의 채널 상태 정보는 단기(short-term) 채널 정보 및 장기(long-term) 채널 정보를 모두 포함할 수 있다.
기지국(507)은 타겟 단말(505)의 채널 상태 정보에 기초하여 타겟 단말(505)에 대한 스케줄링(scheduling) 또는 핸드오버 등과 같은 동작을 수행할 수 있다(555).
그 후, 타겟 단말(505)과 기지국(507)은 555에서 수행된 동작에 따라 요구되는 데이터를 서로 간에 송수신할 수 있다(560).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 시간 구간 또는 지연 시간을 결정하기 위하여 이용되는 차량 이동 단말의 계층적 피드백 개념을 설명하기 위한 도면이다.
차량 이동 단말은 계층적 피드백을 수행하기 위해서 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 기지국으로 피드백 한다. 도 1(b)에서 볼 수 있는 바와 같이 차량 이동 단말은 빌딩 블록 혹은 사거리를 지나면서 큰 채널 변화를 겪을 수 있다. 차량 이동 단말은 이처럼 채널 변화가 급격히 발생하는 구간(B-C 구간, C-D 구간)에서 기지국으로 자신의 채널에 대한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 전송한다.
각 차량 이동 단말은 자신의 위치 정보를 획득하기 위해 GPS 수신기, 도착 신호의 시간 차이(Time Difference of Arrival; TDoA), 셀 아이디(Cell ID), 수신 신호의 세기(Strength of Received Signal)에 기반한 삼각 측량법 등을 활용 할 수 있다.
차량 이동 단말이 상술한 정보들(채널에 대한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보)을 송신하면, 기지국은 타겟 단말의 이동성에 관한 정보와 타겟 단말이 요구하는 트래픽 전송률(traffic rate)에 대한 정보 또는 타겟 단말의 허용 한계 지연 시간에 대한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정(예측)할 수 있다.
이동성에 관한 정보는 타겟 단말의 위치 정보, 속도 정보, 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
기지국은 결정된 피드백 시간 구간에 기반하여 타겟 단말에게 다음 피드백 시간 구간(피드백 시점)까지 남은 지연 시간에 대한 정보를 방송할 수 있다.
예를 들어, 도 1(b)의 좌측 그림과 같은 이동 경로를 갖는 차량 이동 단말의 경우, 기지국은 출발 지점에서 B 지점까지는 채널 상태 정보의 피드백을 중지하고, B 지점에 도달할 것이라 예상되는 시점부터 채널 상태 정보를 피드백 하도록 할 수 있다.
이때, 빌딩 블록의 길이가 100m이고, 이동 단말의 속도가 30km/h (=8.33m/sec) 라고 가정하면, 출발 지점에서 B 지점까지 약 18초 (=150m/8.33m/sec) 동안의 채널 상태 정보를 피드백을 하지 않아도 되기 때문에 상당량의 역방향(상향 링크) 자원을 절약할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 경계값을 적응적으로 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
기지국은 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 또는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간 결정하기 위해 사용할 수 있는 채널 경계값을 미리 설정할 수 있다.
또한, 기지국은 타겟 단말의 채널의 품질(타겟 단말에 대하여 예측되는 미래의 채널 상황, 평균 SINR 등), 타겟 단말이 요구하는 전송률(rate) 및 타겟 단말의 채널의 신뢰성(reliability) 중 적어도 하나를 기초로 채널 경계값을 적응적으로 조절할 수 있다.
도 7을 참조하면, 기지국은 미리 설정된 채널 경계값을 기준으로 타겟 단말이 요구하는 전송률(rate)이 높거나, 타겟 단말의 채널의 품질이 높거나, 타겟 단말의 채널(즉, 피드백 채널)의 신뢰도가 높을수록, 타겟 단말의 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간을 결정하기 위한 채널 경계값을 높일 수 있다. 상술한 조건을 만족하는 경우, 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간을 줄이더라도 타겟 단말의 채널 상태 정보를 수신하는데 문제가 발생하지 않기 때문에 보다 적은 피드백 시간 구간으로도 충분히 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백 받을 수 있다.
이와 반대로, 기지국은 미리 설정된 채널 경계값을 기준으로 타겟 단말이 요구하는 전송률(rate)가 낮거나, 타겟 단말의 채널의 품질이 낮거나, 타겟 단말의 채널(즉, 피드백 채널)의 신뢰도가 낮을수록, 피드백 시간 구간에서의 재전송 및 필요한 무선 자원의 증가 문제 등에 대처하기 위해 채널 경계값을 높일 수 있다.
기지국은 미리 설정된 임의의 채널 경계값과 타겟 단말의 채널 상태 정보에 대응하는 크기를 비교하고, 비교 결과가 상술한 조건 중 어디에 해당하는지를 파악할 수 있다. 그 후, 기지국은 비교 결과에 따라 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
이 때, 기지국은 타겟 단말의 채널의 품질, 타겟 단말이 요구하는 전송률(rate), 및 타겟 단말의 채널의 신뢰성(reliability) 중 적어도 하나를 기초로 채널 경계값을 조절할 수 있다.
즉, 미리 설정된 임의의 채널 경계값에 따른 시간 구간의 크기가 '6'이고, 타겟 단말의 채널 상태 정보에 대응하는 (시간 구간의) 크기가 '3'이라고 가정하자.
이 때, 미리 설정된 채널 경계값과 타겟 단말의 채널 상태 정보에 대응하는 크기를 비교하면, 채널 경계값 보다 타겟 단말의 채널 상태 정보에 대응하는 크기가 작음을 알 수 있다. 이때, 해당 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백하기 위해서는 '3'에 해당하는 시간 구간만 있어도 충분하므로 기지국은 채널 경계값으로 높일 수 있다.
타겟 단말의 채널의 품질, 타겟 단말이 요구하는 전송률(rate), 및 타겟 단말의 채널의 신뢰성(reliability)의 경우에도 마찬가지 방법으로 채널 경계값을 조절하여 피드백 시간 구간 또는 남은 지연 시간을 결정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 무선 자원을 이용하여 다수의 타겟 단말들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 기지국은 타겟 단말로부터 피드백 된 이동성에 관한 정보 및 채널 데이터베이스에 저장된 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 이용하여 각 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백 하는데 사용하는 피드백 무선 자원을 결정할 수 있다.
이 때, 각 타겟 단말들은, 기지국이 방송하는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간에 대한 방송에 의해, 피드백 시간 구간을 파악할 수 있다. 각 타겟 단말들은 각각의 단기(short-term) 채널 상태 정보를 피드백하는 구간에서 역방향 자원을 활용하여 도 8과 같이 채널 상태 정보를 피드백 할 수 있다.
기지국은 이렇게 수신한 각 타겟 단말들의 채널 상태 정보를 이용하여, 자신이 결정한 피드백 시간 구간에 속하는 타겟 단말들(예를 들어, 점선으로 표시된 구간에 속하는 타겟 단말들)을 대상으로 스케줄링을 수행할 수 있다. 이때, 각 타겟 단말들의 채널 상태 정보는 기지국이 피드백 시간 구간에 채널 상태 정보를 피드백 할 것으로 예측한 타겟 단말들의 채널 상태 정보이다.
상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
501: 제1 차량 이동 단말
503: 제2 차량 이동 단말
505: 타겟 단말
507: 기지국

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 저장하는 채널 데이터베이스를 유지하는 단계;
    타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 획득하는 단계;
    상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 상기 채널 데이터베이스에 저장된 정보에 기초하여 상기 타겟 단말의 무선 자원을 결정하는 단계; 및
    상기 타겟 단말로 상기 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보를 전송하는 단계
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 데이터베이스를 유지하는 단계는
    계획된 경로를 갖는 적어도 하나의 차량 이동 단말을 이용하여 상기 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보를 획득하는 단계는
    상기 적어도 하나의 차량 이동 단말로부터 상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 관한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신하는 단계
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 관한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신하는 단계는
    상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널의 변화가 미리 설정된 레벨보다 큰 경우에 상기 적어도 하나의 차량 이동 단말의 채널에 대한 정보, 위치 정보 또는 속도 정보를 수신하는 단계인 기지국의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보는
    상기 타겟 단말의 위치 정보, 상기 타겟 단말의 속도 정보, 상기 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 상기 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 타겟 단말의 위치 정보는
    상기 타겟 단말 또는 상기 타겟 단말의 GPS 서버로부터 수신하거나, 미리 결정된 측위 기법을 이용하여 측정된 것인 기지국의 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    미리 정의된 비트맵을 이용하여 상기 무선 자원에 대한 정보를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 기지국의 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 상기 채널 데이터베이스에 저장된 정보에 기초하여 상기 타겟 단말의 무선 자원을 결정하는 단계는
    상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보 및 상기 채널 데이터베이스에 저장된 정보를 기초하여 상기 타겟 단말이 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 무선 자원을 결정하는 단계인 기지국의 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 피드백 무선 자원을 이용하여 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 기지국의 통신 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 피드백 무선 자원을 결정하는 단계는
    상기 타겟 단말이 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용하는 피드백 시간 구간 또는 상기 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계는
    미리 설정된 채널 경계값과 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보에 대응하는 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 상기 비교 결과를 사용하는 단계
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계는
    상기 타겟 단말의 채널의 품질, 상기 타겟 단말이 요구하는 트래픽 전송률(rate), 및 상기 타겟 단말의 채널의 신뢰성(reliability) 중 적어도 하나를 기초로 상기 채널 경계값을 조절하는 단계
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계는
    상기 타겟 단말이 요구하는 트래픽 전송률(traffic rate)에 대한 정보 또는 상기 타겟 단말의 허용 한계 지연 시간에 대한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 피드백 시간 구간 또는 상기 남은 지연 시간 중 적어도 하나를 결정하는 단계인 기지국의 통신 방법.
  14. 기지국이 적어도 하나의 경로 각각에서 채널에 관한 정보 및 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 기초로 상기 타겟 단말의 무선 자원을 결정한 경우,
    상기 기지국으로부터 상기 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 타겟 단말의 무선 자원을 이용하여 상기 기지국으로 데이터를 송신하는 단계
    를 포함하는 타겟 단말의 통신 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기지국으로 데이터를 송신하는 단계는
    상기 타겟 단말의 무선 자원을 이용하여 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백하는 단계
    를 포함하는 타겟 단말의 통신 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 타겟 단말의 무선 자원에 대한 정보는
    상기 타겟 단말이 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용되는 피드백 시간 구간 또는 상기 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간에 대한 피드백 무선 자원에 대한 정보를 포함하는 타겟 단말의 통신 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 피드백하는 단계는
    상기 타겟 단말이 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 데에 사용되는 피드백 시간 구간까지 남은 지연 시간을 카운트하는 타이머를 구동하는 단계; 및
    상기 카운트가 종료됨에 따라 상기 기지국에게 상기 타겟 단말의 채널 상태 정보를 송신하는 단계
    를 포함하는 타겟 단말의 통신 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 기지국으로 상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보를 송신하는 단계
    를 더 포함하는 타겟 단말의 통신 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 타겟 단말의 이동성에 관한 정보는
    상기 타겟 단말의 위치 정보, 상기 타겟 단말의 속도 정보, 상기 타겟 단말의 이동 방향 정보 또는 상기 타겟 단말이 이동하는 경로에 존재하는 신호등에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 타겟 단말의 통신 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    미리 정의된 비트맵을 이용하여 상기 피드백 무선 자원에 대한 정보로부터 상기 피드백 무선 자원을 검출하는 단계
    를 더 포함하는 타겟 단말의 통신 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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