JP3640926B2 - 無線通信システムにおけるパケットデータサービスのためのスケジューリング装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムのトラヒックチャネル割り当て装置及び方法に関し、特に、パケットトラヒックチャネルを割り当てる装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の無線通信網の構造を示し、図２は、図１の従来の無線通信網で無線トラヒックチャネルを割り当てる方法を示す。
【０００３】
図１及び図２を参照して、従来の無線通信網で無線トラヒックチャネルを端末に割り当てる方法を説明する。
【０００４】
端末に無線パケットデータチャネルを割り当てる場合、基地局制御器(Base Station Controller:以下、ＢＳＣと称する)１１１−１１Ｍは、前記端末に無線パケットデータチャネルを割り当てることが可能であるか否かを該当基地局交換器(Base Transceiver System: 以下、ＢＴＳと称する)に問う。段階２１１で、前記無線パケットデータチャネル割り当て要求を受信すると、前記ＢＴＳは、段階２１３で、無線パケットデータチャネル(例えば、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいては付加チャネル(supplemental channel: 以下、ＳＣＨと称する))が使用できるか否かを確認する。この場合、前記ＢＴＳは、可用の電力があるか否か、または、ＣＤＭＡシステムにおける可用のコードがあるか否かに関しても確認する。前記無線パケットデータチャネルを割り当てることができる場合、前記ＢＴＳは、段階２１５乃至段階２１９を遂行することによって、前記ＢＳＣにチャネル割り当てメッセージを送信し、前記端末に割り当てる無線パケットデータチャネルに対する資源の位置を逆にして、他の端末が資源を使用することができないようにした後、無線パケットデータチャネル割り当てに関連した信号メッセージを前記端末と送受信する。可用の無線パケットデータチャネルが存在しない場合、前記ＢＴＳは、段階２２１で、拒絶メッセージ(reject message)を前記ＢＳＣに伝達し、所定の時間の後に前記無線パケットデータチャネルの割り当てを要求してみる。
【０００５】
しかしながら、前記のような無線トラヒックチャネル割り当て方法には、下記のような問題点がある。以下の説明において、“無線トラヒックチャネル”または“無線パケットトラヒックチャネル”は、無線パケットデータを伝送する付加チャネル(supplemental channel: ＳＣＨ)と同一であると仮定する。
【０００６】
まず、可用の無線パケットデータチャネルが存在する場合のチャネル割り当てに関して説明すると、前記基地局が前記端末とデータを送受信する以前の所定の時間から、他の使用者は割り当てられた無線パケットデータチャネルを利用することができない。つまり、前記無線パケットデータチャネルは、前記ＢＴＳが前記チャネルを割り当てる時間から予め該当使用者に割り当てられており、前記トラヒックが実際に送受信される以前までは、前記割り当てられたチャネルが浪費されるようになる。これは、前記無線パケットデータチャネルの性能をかなり低下させる。例えば、前記無線パケットデータチャネルを割り当てるためには３００ｍｓの時間が必要であり、実際に前記端末と前記基地局との間のトラヒック交換には、約３００ｍｓの時間がかかると仮定すると、前記無線パケットデータチャネルが該当端末に割り当てられる総時間は６００ｍｓになる。しかしながら、前記トラヒックが実際に交換される時間は３００ｍｓであるので、残りの３００ｍｓは他の端末によって使用できないようになり、前記割り当てられたチャネルは無駄になる。その結果、前記無線トラヒックチャネルの使用効率が低下する。
【０００７】
次に、前記無線パケットデータチャネルは特定使用者に回線形方式で割り当てられるので、前記使用者がチャネルを解除しないと、前記使用者が無線パケットデータチャネルを通してパケットデータを送受信していないとしても、他の使用者が該当資源を使用することはできない。従って、チャネル効率の低下及び使用者間の公定性(fairness)の問題が発生する。併せて、前記使用者は、前記無線パケットデータチャネルを通してパケットデータを送受信しなかったとしても、前記無線パケットデータチャネルが割り当てられた総時間に対して料金を払わなければならないので、実際に前記無線パケットデータチャネルを通して送受信されるパケットデータの量に比べて高い料金を払わなければならないことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、無線通信システムでパケットデータをサービスするための無線トラヒックトラヒックチャネルの割り当てを予約するスケジューリング装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、無線通信通信システムで無線パケットトラヒックチャネルを割り当てる装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のまた他の目的は、パケット交換方法を導入することによって、複数の使用者にチャネルを割り当て、前記使用者が前記割り当てられたチャネルを使用した後、直ちに前記割り当てられたチャネルを解除する装置及び方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局に複数のレッグ(Leg)が存在する時、パケットデータチャネルを割り当てるレッグ選択(leg selection)装置及び方法を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局でパケットデータチャネルを割り当てるための無線情報をまとめることによって、スケジューリングのための無線情報を得る装置及び方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局において、パケットデータ チャネルのフレームオフセット衝突の問題を解決する装置及び方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局において、端末に割り当てられるパケットデータチャネルの誤認識を解決する装置及び方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を解決するための本発明は、移動通信システムにおいて、複数の端末に対するパケットトラヒック伝送要求に応答して、伝送しようとするパケットデータを基地局の無線パケットデータチャネルに割り当てる方法を提供する。前記方法は、前記端末に対する前記無線パケットデータチャネルの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめる過程と、前記まとめられたパケットトラヒック伝送要求から前記端末のうち少なくとも１つを選択する過程と、前記選択された端末に対するデータ伝送率、データ伝送区間、及び前記データ伝送区間の開始時間に関する情報を含むチャネル割り当てメッセージを、各選択された端末に伝送する過程と、前記パケットデータを前記データ伝送区間の開始時間に前記データ伝送率で前記選択された端末に伝送する過程と、を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
【００１７】
下記の説明において、パケットデータチャネル及びパケットトラヒックチャネルを割り当てるために、無線パケットトラヒックチャネルにＳＣＨが使用され、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALは２６０ｍｓに設定され、データ伝送区間ＲDURATIONは８０ｍｓに設定され、無線パケットチャネルをスケジューリングする時は５個の候補端末のうち３つが選択されると仮定する。しかしながら、各種の変形が、本発明の範囲を逸脱しない限り、当該分野における者により可能なのは明らかである。
【００１８】
本発明の実施形態に関して説明する前に、まず、本発明による無線通信システムにおけるパケットデータチャネルのスケジューリング及び割り当て方法を要約して説明する。
【００１９】
本発明の実施形態では、無線パケットデータチャネルの割り当てのために、予約(または、スケジューリング)方式を導入する。従って、特定端末に無線パケットデータチャネルを割り当てるとしても、前記特定端末が実際に前記割り当てられた無線パケットチャネルを通してトラヒックを送受信することができるようになる前は、他の使用者が前記無線パケットデータチャネルを使用することができる。従って、前記無線パケットデータチャネルは、複数の使用者によって絶え間なくパイプライニング(pipe lining)で動作する。前記のような方法において、無線通信システムでは、前記パケットデータチャネルをスケジューリング方式で割り当てることによって、前記パケットデータのサービスのための前記無線チャネルの効率を極大化することができる。
【００２０】
また、本発明の実施形態では、無線通信システムにパケット交換概念が導入されることによって、前記端末に無線パケットデータチャネルが迅速に割り当てられるようになり、前記割り当てられた時間の間に前記無線パケットデータチャネルを使用した後、直ちに前記チャネルを解除するようになる。従って、前記無線通信システムでは、制限された高級の資源を有する前記無線パケットデータチャネルを少数の使用者が独占することを防ぐことができる。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態では、前記基地局に複数レッグが存在する場合、無線パケットデータチャネル割り当てのためのレッグ選択方法を提案することによって、ハンドオフの時にも効率的なチャネル割り当て性能を提供する。また、本発明の実施形態では、前記パケットデータチャネルをスケジューリングするための情報を収集するために、前記基地局が前記無線パケットデータチャネルの割り当てのための無線情報を収集する方法を提案する。さらに、前記基地局は、国際規格であるＣＤＭＡ−２０００のような環境で効率的な電力制御ができるようにするために、前記無線パケットデータチャネルの電力制御を効率的に遂行する方法を提案する。また、本発明の実施形態では、ＣＤＭＡ方式のフレームオフセットがスケジューリングアルゴリズムで動作する時に発生する問題を解決するために、前記基地局が前記無線パケットデータチャネルのフレームオフセット衝突の問題を解決する方法を提供する。さらに、本発明の実施形態では、前記基地局が前記端末で発生する無線パケットデータチャネル割り当てメッセージの誤認識の問題を解決する方法を提案することによって、前記端末の誤動作を防ぐ。
【００２２】
以下、前記のような本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
本発明で提案する無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリング方法は、ＣＤＭＡシステムを基にし、全ての高速伝送環境に適用することができる。従って、本発明の実施形態は、ＣＤＭＡシステムを基にし、高速無線データ伝送サービスを提供するＣＤＭＡ−２０００システム、ＵＭＴＳシステム、及び広帯域ＣＤＭＡシステムに適用することができる。
【００２４】
本発明の説明において、ＣＤＭＡ−２０００システムを基にする無線通信網を中心として説明する。
【００２５】
本発明の実施形態で提案する前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングの方法は、図３に示す無線通信網において遂行される。図３に示すように、本発明が適用される無線通信網は、下記の要素から構成される。
【００２６】
ここで、端末(Mobile Station: ＭＳ)は、無線通信加入者が携帯する通信装備を意味する。前記端末は、ＣＤＭＡ方式を基にした装置であり、音声及びデータの支援及び、音声とデータの複合支援ができる。基地局(Base Station System: ＢＳＳ)は、無線通信網で前記端末と直接的に通信を遂行する装備である。前記基地局は、無線資源の管理、端末の移動性制御、及び有線通信網とのインターフェースを遂行する。
【００２７】
特に、前記基地局は、基地局送受信器(Base Transceiver System: ＢＴＳ)１０１乃至１０Ｎ及び基地局制御器(Base Station Controller: ＢＳＣ)１１１乃至１１Ｍから構成される。前記ＢＴＳ１０１乃至１０Ｎは、主に前記端末との直接的なインターフェースを通して前記無線資源を管理し、前記ＢＳＣ１１１乃至１１Ｍは、それぞれ対応するＢＴＳ１０１乃至１０Ｎを制御する。ここで、前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳは、１つの装備に結合することもできる。しかしながら、一般的には、分離して構成されて、１つのＢＳＣに複数のＢＴＳが連結される。本発明の実施形態は、後者に適用され、図３に示す１つのＢＳＣに複数のＢＴＳ１０１乃至１０Ｎが連結されるツリー(tree)構造またはスター(star)構造またはリング(ring)構造を有する。
【００２８】
移動交換器(Mobile Switching Center: ＭＳＣ)１２０は、音声サービスの場合は、ＰＳＴＮ(Public Switched Telephone Network)のような有線音声交換網に対するゲートウェイ機能を支援し、回線形データサービスの場合は、インターワーキング機能(interworking function: ＩＷＦ)装置１５０を通したパケットデータ網とのインターワーキングを支援する。下記の説明において、前記有線音声交換網１６０はＰＳＴＮであると仮定する。さらに、前記ＭＳＣ１２０は、ＨＬＲ(Home Location Register)１２１及びＶＬＲ(Visitor Location Register)１２３とのインターフェーシングを通して前記端末の移動性管理を支援する。
【００２９】
前記ＨＬＲ１２１は、前記端末のホーム位置を貯蔵する装置である。前記ＨＬＲ１２１は、前記加入者に対する位置関連情報及びサービス品質情報のような主要加入情報を貯蔵する。
【００３０】
前記ＶＬＲ１２３は、前記端末の現在位置がホーム位置でない時、前記端末の位置を追跡するために、現在の端末の領域で位置管理を遂行する。
【００３１】
ＰＤＳＮ(Packet Data Serving Node)１３０は、有線パケットデータサービス網１４０と前記ＢＳＣ１１１乃至１１Ｍを連動させる。前記ＰＤＳＮ１３０を通して通信するデータは、前記パケットデータであり、前記有線パケットデータサービス網１４０に連結される。
【００３２】
本発明の実施形態は、図３のような前記無線通信網の構成要素のうち、前記端末及び前記基地局に適用される。下記の説明において、前記“基地局ＢＳＳ”は、前記基地局制御器ＢＳＣ及び基地局送受信器ＢＴＳを含む用語として定義される。さらに、前記無線通信網は、ＣＤＭＡ−２０００システムを基にすると仮定する。また、前記無線通信網は、ＭＳＣ、ＨＬＲ、ＶＬＲ、及ＰＤＳＮを含む現在の移動通信網を参照して説明するが、本発明は、ＭＳＣ、ＨＬＲ、ＶＬＲ、及びＰＤＳＮと類似の他の要素を含む別の移動通信構造にも適用することができる。
【００３３】
次に、本発明の実施形態による動作の説明において、ＣＤＭＡ−２０００無線通信網の無線チャネル構成を参照して説明する。
【００３４】
前記無線データサービスを支援するために、前記端末及び前記基地局には、お互いの信号情報の交換ができる経路が必要であり、前記経路をチャネルと言う。ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記信号情報を交換するチャネルとしては、基本チャネル(Fundamental Channel: ＦＣＨ)及び専用制御チャネル(Dedicated Control Channel: ＤＣＣＨ)があり、前記端末及び前記基地局は、これらのチャネルを利用して信号メッセージを交換することができる。ここで、前記ＦＣＨは、音声信号を伝送するために使用され、前記ＤＣＣＨは、制御情報を伝送するために使用される。また、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨの両方とも、通信中の端末と専用制御情報を交換する機能を遂行することができる。前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨにおいてもパケットデータサービスのためのトラヒックの送受信ができるが、これらのチャネルの場合は、非常に少ない量のパケットデータを低速の経路を通して送受信する。また、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨを利用するパケットデータサービスは、別のチャネル割り当て及びスケジューリングを必要としない。従って、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨを通してパケットデータを送受信する動作は、下記の説明から省略する。
【００３５】
しかしながら、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨとは違って、前記端末と前記基地局との間の高速パケットデータの送受信は、別の専用チャネルを通して遂行される。例えば、前記ＣＤＭＡ−２０００システムでは、データを専用に通信するための付加チャネル(Supplemental Channel: ＳＣＨ)を備え、前記ＳＣＨを利用して前記基地局と前記端末との間の高速無線パケットデータ送受信機能を支援する。前記ＳＣＨと前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨとの関係は、下記のようである。前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨは、前記端末と前記基地局との間にデータの送受信がない時にも維持され、これらのチャネルは、主に信号メッセージを送受信するために利用される。従って、送受信されるパケットデータトラヒックの量が増加すると、前記基地局は、前記ＦＣＨまたは前記ＤＣＣＨを通して前記端末と前記信号メッセージを送受信することによって、高速で前記パケットデータを通信するためのＳＣＨを割り当てる。前記ＳＣＨが割り当てられる場合、前記高速パケットトラヒックは、前記端末と前記基地局との間に前記ＳＣＨを通して送受信される。それから、送受信するトラヒックが存在しない場合、前記基地局及び前記端末は、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨを通して前記割り当てられたチャネルを解除するための信号メッセージを交換し、その後、前記割り当てられたＳＣＨを解除する。ここで、前記基地局と前記端末との間に前記割り当てられたチャネルを解除するための前記信号メッセージを送受信せずに、前記割り当てられたＳＣＨチャネルを解除することもできる。
【００３６】
従って、本発明の実施形態による前記パケットトラヒックチャネルのスケジューリング、割り当て、及び解除の方法に使用される高速無線トラヒックチャネルは、前記ＣＤＭＡ−２０００システムのＳＣＨチャネルにマッピングされると仮定し、高速無線トラヒックチャネルの割り当てのための前記端末と前記基地局との間の信号メッセージ送受信経路(または、チャネル)は、前記ＦＣＨまたは前記ＤＣＣＨとして定義される。
【００３７】
以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００３８】
高速無線通信網において、本発明の実施形態によるＣＤＭＡ−２０００の基地局は、パケット交換方式によって無線トラヒックチャネルをスケジューリングし、前記スケジューリング結果によって前記パケットトラヒックチャネルを割り当てる。
【００３９】
一般的に、無線トラヒックチャネルの割り当てには、回線形方式及びパケット交換方式の２つの方法がある。前記回線形方式は、音声サービスに対するトラヒックチャネルの割り当てのように、特定端末に無線トラヒックチャネルを割り当てた後、前記端末が前記割り当てられたチャネルを通して実際に前記トラヒックを送受信するか否かに関係なく、他の使用者によって前記割り当てられた無線トラヒックチャネルが利用できない構造を有する。前記パケット交換方式は、実際に前記パケットを送受信する必要のある加入者のみが前記無線トラヒックチャネルの割り当てを要求し、前記無線トラヒックチャネルの割り当ての時間も制限される構造を有する。従って、前記パケット交換方式で前記チャネルを割り当てる場合、“パイプ(pipe)”は、全ての使用者に所定の時間の間に割り当てられ、時間が終了すると、他の使用者に割り当てられる。以下、説明において、前記“パイプ”は、前記“チャネル”と同一の意味を有する。一般的に、前記回線形方式は、音声サービスのようにトラヒックが連続的に到着するサービスに適用される。しかしながら、前記パケット交換方式は、インターネットサービスのように、前記トラヒックのバースト特性によって、断続的に到着するサービスに適用される。前記回線形方式は、音声チャネルの割り当てに使用される方式と同一の方式で支援されることができる。
【００４０】
従って、本発明の実施形態において、回線形方式による前記ＳＣＨ処理は、下記のように遂行されると仮定する。ここでは、前記パケット交換方式の無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリング方法に関して記述し、前記回線形方式の無線パケットデータチャネルの運用方法に関する説明は省略する。さらに、本発明の実施形態で記述したスケジューリング方法は、音声呼及び回線形データ呼を支援した後、残りの帯域に対して遂行すると仮定する。
【００４１】
本発明の実施形態では、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのために、下記のように幾つかの用語を定義する。
【００４２】
第１、“無線トラヒックチャネル割り当て時間”は、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記無線トラヒックチャネルが前記ＳＣＨであるので、前記ＳＣＨ設定時間(SCH Setup Time : SS_Time)として定義される。前記無線トラヒックチャネル割り当て時間は、無線トラヒックチャネルのスケジューラが前記無線トラヒックチャネル(ＳＣＨ)の割り当てを決定した後、前記基地局及び前記端末が、前記無線トラヒックチャネルの送受信のための準備を完了し、無線トラヒックチャネルプロセッシングの開始によって実際に前記トラヒックを送受信する時に必要な時間である。前記無線トラヒックチャネル割り当て時間が短くなるほど、前記無線トラヒックチャネルを迅速に割り当てることができる。
【００４３】
可変伝送率(Variable data Rate)、前記ＳＣＨの不連続伝送(Discontinuous Transmission: ＤＴＸ)、及びスクランブリングコード(Scrambling Code)を使用する方法のように、前記端末と前記基地局との間に前記無線トラヒックチャネル割り当てのための信号メッセージの継続的な送受信が必要なくなる時、前記無線トラヒックチャネル割り当て時間は、０ｍｓに設定することができる。
【００４４】
第２、“無線トラヒックチャネルのスケジューリング区間”は、下記に説明されるスケジューラ運用パラメータであるＲSCHEDULING_INTERVALを意味する。前記無線トラヒックチャネルのスケジューリング区間は、前記無線トラヒックチャネルスケジューラが周期的に活性化されて動作する区間を示す。前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングの区間が短くなるほど、前記システムの負荷はだんだん増加するが、前記パケットデータトラヒックの効率的な伝送及び前記無線チャネルの変化に対する迅速な対応ができるようになる。
【００４５】
第３、“無線トラヒックチャネルの伝送単位時間”は、前記無線トラヒックチャネル割り当ての時に必要な最小時間単位であり、前記最小時間単位のＮ倍(ここで、Ｎ＝１、２、３、４、…)が、データ伝送区間ＲDURATIONとして定義される。下記の説明において、ＣＤＭＡ−２０００システムで前記ＳＣＨチャネルを通して伝送されるデータのフレーム区間は２０ｍｓであるので、前記無線トラヒックチャネルの伝送単位時間は２０ｍｓであると仮定する。本発明の実施形態において、ＲDURATIONは、前記無線パケットデータチャネルを通して前記パケットデータを伝送するための“データ伝送区間”と称する。前記無線トラヒックチャネルを通して前記データを伝送するための単位時間が短くなるほど、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及び解除がより頻繁に発生するので、無線リンクで前記端末と前記基地局との間に交換されるチャネル割り当て関連メッセージの量が増加する。
【００４６】
本発明の実施形態では、前記基地局から前記端末に伝送される順方向無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングを取り扱う。これに関連して、一般的に、前記無線データサービスは非対称の特性を有する。つまり、前記端末から前記基地局に伝送される逆方向リンク上の前記パケットトラヒックの量は少ないが、これに反して、前記基地局から前記端末に伝送される前記順方向リンク上の前記パケットトラヒックの量は多い。従って、前記無線資源の効率性を極大化するために、前記順方向無線トラヒックチャネルの効率を向上させる必要がある。従って、本発明の実施形態では、前記順方向無線トラヒックチャネルの運用のみを考慮し、前記逆方向無線トラヒックチャネルのためには低速伝送率のチャネルが割り当てられると仮定する。さらに、前記逆方向無線トラヒックチャネル(Reverse Supplemental Channel: Ｒ−ＳＣＨ)の割り当ては、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨのＣＡＣ(Call Admission Control)の手順を従うと仮定する。
【００４７】
本発明の実施形態では、運用パラメータを調整することによって、単純な構造も複雑な構造も提供することができる。例えば、前記単純な構造を支援する場合、本発明の実施形態による方法では、下記のような運営パラメータを設定することができる。つまり、単一無線トラヒックチャネル構造は、ファットパイプ(Fat-Pipe)構造(つまり、高速で前記パケットデータを伝送するために、１つまたは少数のＳＣＨチャネルを運用する構造)として支援され、前記加入者に前記無線トラヒックチャネルを通してデータを伝送する区間ＲDURATIONを同一に割り当てることによって開発及び実験が容易になる。
【００４８】
本発明の実施形態を具現する時は、幾つかのパラメータの調整の要性が発生することがある。つまり、本発明の実施形態をＣＤＭＡ−２０００システムに適用する時、下記のような制約が発生することができ、これらの制約は、適用しようとする技術によって適応されて、本発明の内容には影響を与えない。
【００４９】
第１、前記音声サービスの品質を極大化しようとする場合、ＣＡＣ過程の時、音声帯域割り当て値αによってデータサービスのために割り当てられた電力を、前記データサービスのためのチャネル割り当てに使用することができ、ＳＣＨスケジューリングの時、前記音声サービス帯域に残る電力は、ＳＣＨ割り当てのために使用することができない。つまり、本発明の実施形態では、前記音声サービスのために設定された電力を除いた残りの電力が前記ＳＣＨ割り当てのために使用されると仮定する。しかしながら、前記データサービスの処理率を向上させるためには、前記音声サービス帯域で使用されなかった電力(つまり、前記音声サービスのために設定された電力のうち、現在前記音声サービスのために使用されていない予備電力)を使用することもできる。
【００５０】
第２、前記基地局ＢＳＳは、前記設定されたスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの単位で、前記ＳＣＨを前記端末に割り当てるためのスケジューリングを遂行する。本発明の実施形態では、前記スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALを２６０ｍｓに仮定する。しかしながら、前記ＳＣＨのスケジューリング区間を２６０ｍｓの以上または以下にすることもできる。
【００５１】
第３、前記基地局ＢＳＳは、２６０ｍｓの区間で前記ＳＣＨスケジューリングのための無線情報を収集する。
【００５２】
第４、前記ＳＣＨのフレームオフセットが前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨのフレームオフセットと同一である場合、同一のスケジューリング区間内で前記ＳＣＨが割り当てられた加入者間にフレームオフセット衝突が発生する可能性がある。これを防ぐためには、前記ＳＣＨのフレームオフセットが前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨとは別に割り当てられるか、前記ＳＣＨのフレームオフセットが存在しない場合は、衝突時点を分散するためのガードインターバル(guard interval)を割り当てる。
【００５３】
第５、前記基地局ＢＳＳが前記基地局制御器ＢＳＣ及び前記基地局送受信器ＢＴＳに分けられる場合、前記ＢＳＣは、所定の量のＲＬＰ(Radio Link Protocol)パケットが前記ＢＴＳに存在するように、前記ＢＴＳとのフロー制御(flow control)を支援することができる。
【００５４】
第６、前記ＢＴＳは、ＲＬＰパケットバッファリング、シーケンス管理、及びＤＴＸの時にＲＬＰパケット伝送の留保機能を支援し、インバンド(inband)経路を通して前記ＢＳＣに“最後に伝送されたＲＬＰパケットのシーケンス”を知らせる。
【００５５】
第７、本発明の実施形態では、前記ＳＣＨのデータ伝送区間ＲDURATIONが８０ｍｓであると仮定する。しかしながら、前記ＳＣＨのデータ伝送区間は、８０ｍｓの以上または以下に設定することもできる。
【００５６】
第８、前記ＳＣＨの割り当てのためのＥＳＣＡＭ(Extended Supplemental Channel Assignment Message)は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの過程を省略することができる。
【００５７】
第９、前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨがソフトハンドオフを支援して、前記端末に対するレッグが２つ以上である場合は、前記レッグ選択アルゴリズムを遂行する。前記レッグ選択アルゴリズムを遂行することによって、前記２つ以上のレッグのうち１つを選択する。ここで、前記レッグは、前記基地局送受信器ＢＴＳのいずれか１つである。
【００５８】
さらに、本発明では、下記のような運用パラメータを定義する。
【００５９】
“スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVAL”は、無線トラヒックチャネルスケジューラが前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのために周期的に活性化する時間を示す。
【００６０】
前記スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの値は、前記基地局ＢＳＳが前記端末に前記無線トラヒックチャネルを割り当てる時に必要な時間値より大きく設定されるか、または、同一に設定されるべきである(ＲSCHEDULING_INTERVAL?(前記基地局が前記端末に前記無線トラヒックチャネルを割り当てる時に必要な時間))。
【００６１】
前記“データ伝送区間ＲDURATION”は、前記無線トラヒックチャネルスケジューラが無線トラヒック チャネルを前記端末に割り当てる区間であり、前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間は、前記該当端末が前記ＲDURATIONの間に前記無線パケットデータチャネルを通して前記基地局と専用に通信できる区間(または、時間)を示す。本発明の実施形態では、前記のように、前記データ伝送区間が８０ｍｓであると仮定する。また、本発明の実施形態において、前記ＲDURATIONは、全ての端末に対して同一に設定される。しかしながら、前記ＲDURATIONは、前記端末の等級によって可変的に設定することもできる。
【００６２】
“β”は、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて前記無線トラヒックチャネルのフレームオフセットが存在する場合、前記フレームオフセットをソーティングするために必要な時間値であり、２０ｍｓとして定義される。前記無線トラヒックチャネルのフレームオフセットが０ｍｓである場合、前記値βは０に設定される。
【００６３】
＜表１＞は、本発明の実施形態によるＣＤＭＡ−２０００システムのＳＣＨスケジューリングの方法に対する勧告パラメータ値を示す。
【表１】
【００６４】
前記パケットチャネル割り当て及びスケジューリングの技術を説明するために、本発明の実施形態では、前記基地局ＢＳＳが前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳに分けられるということを考慮する。また、本発明の実施形態では、前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳが論理的に複数のプロセッサで具現された環境を基準にして説明する。これは、本発明をより明確に説明するためである。しかしながら、実際の具現において、前記複数プロセッサは、1つのプロセッサに設計することができ、前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳも、単一の基地局装置に設計することができる。特に、本発明の実施形態では、前記無線パケットデータサービスを支援する時に必要なプロセッサのみに関して説明する。
【００６５】
まず、図３のＢＳＣ１１１乃至１１Ｍの構成を説明する。
【００６６】
ＭＭＣＰ(Main Media Control Processor)は、実際的なパケットデータの送受信のための経路を制御する機能及びエラー制御機能を支援するメディア制御プロセッサ(Media Control Processor)である。前記ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記ＭＭＣＰは、ＲＬＰ(Radio Link Protocol)、ＭＡＣ(Medium Access Control)、及び有線インターネット網とのインターフェーシングを提供する。前記ＭＭＣＰは、フロー制御機能を利用して、各使用者に伝達されるパケットデータをＲＭＣＰ(Radio Media Control Processor)に伝達する。
【００６７】
ＭＣＣＰ(Main Call Control Processor)は、前記端末と前記基地局との間の信号メッセージを処理する主要機能及び無線トラヒックチャネル割り当てメッセージの送受信機能を提供する呼制御プロセッサ(Call Control Processor)である。また、前記ＭＣＣＰは、前記端末から受信されるパイロット強度(pilot strength)に関する情報を収集する機能及び前記ＭＭＣＰに前記収集されたパイロット強度を伝達する機能を支援する。
【００６８】
次に、図３のＢＴＳ１０１乃至１０Ｎの構成を説明する。
【００６９】
ＲＲＭＰ(Radio Resource Management Processor)は、前記ＢＳＣのＲＭＣＰバッファ情報と共に前記無線チャネル情報を考慮することによって、特定使用者に前記無線トラヒックチャネルを割り当てる機能を支援する。前記ＲＲＭＰは、実際に前記無線トラヒックチャネルを割り当てるためにスケジューリング機能を遂行するプロセッサである。つまり、前記ＲＲＭＰは、本発明の実施形態によるＳＣＨスケジューラ機能を備える。
【００７０】
ＲＩＭＰ(Radio Information Measurement Processor)は、前記無線チャネル情報を収集し、前記ＢＳＣ及び前記ＲＲＭＰに前記収集された無線チャネル情報を伝達する機能を遂行する。
【００７１】
ＲＭＣＰは、前記フロー制御機能を通して前記ＭＭＣＰから受信された各使用者のパケットデータをバッファリングし、前記バッファリングされた使用者パケットの量に関する情報を前記ＲＲＭＰに提供することによって、前記ＳＣＨ無線トラヒックチャネルの割り当てを要求する。前記ＲＲＭＰによって前記無線トラヒックチャネルが割り当てられる時、前記ＲＭＣＰは、前記割り当てられた時間の間に前記受信されたパケットを前記無線トラヒックチャネルに送信する。
【００７２】
本発明の実施形態では、ＣＤＭＡ−２０００通信システムを基準にして、前記無線パケットトラヒックチャネルのスケジューリング及び割り当ての動作を説明する。
【００７３】
図４は、図３の前記無線通信網において、本発明の実施形態によるパケットトラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングの方法を示す。
【００７４】
図４は、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記高速無線パケットトラヒックチャネルがＳＣＨである場合のスケジューリング動作を示す。図４を参照して、本発明の実施形態による動作を順次に説明する。ここで、前記ＲＲＭＰは、前記無線トラヒックチャネルのスケジューリング及び割り当てのためにＳＣＨ使用要求信号をまとめるコレクタの機能、前記ＳＣＨの使用をスケジューリングするスケジューラの機能、及び前記スケジューリングされた結果を使用してスケジューリングメッセージを生成するメッセージ生成器の機能を備える。
【００７５】
図４において、区間ｔ0−ｔ1、ｔ1−ｔ2、ｔ2−ｔ3、ｔ3−ｔ4、ｔ4−ｔ5、…は、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALであり、本発明の実施形態では、それぞれ２６０ｍｓである。段階４１０で、前記ＲＲＭＰのコレクタは、区間ｔ0−ｔ1でＳＣＨ使用要求をまとめる。区間ｔ1−ｔ2において、前記スケジューラは、前記端末をスケジューリングすることによって、ｔ2の後の区間に前記ＳＣＨが使用できるように、チャネル割り当てのために駆動され(段階４２０)、前記メッセージ生成器は、前記端末に対するチャネル割り当てメッセージ(ここでは、ＥＳＣＡＭである)を生成する。ここで、前記コレクタによってまとめられた前記ＳＣＨ使用要求信号は、前記基地局のＲＭＣＰで発生する。つまり、本発明の実施形態による前記ＳＣＨのスケジューリングは、順方向リンクのＳＣＨに適用される。従って、前記ＳＣＨ使用要求信号は、前記順方向リンクのパケットデータを送信する必要がある時に発生する。従って、前記ＳＣＨ使用要求信号は、前記基地局が前記順方向リンクのＳＣＨを通して特定端末にパケットデータを送信する時、前記基地局によって発生する。また、チャネル割り当ての可能の端末に前記チャネル割り当てメッセージを同時に伝送する時、前記パケットデータは、前記メッセージによってバースト特性を有するようになる。従って、前記チャネル割り当てメッセージは、図４の段階４３０に示すように、分散することが望ましい。ここで、前記チャネル割り当てメッセージは、前記ＳＣＨの開始時間、前記ＳＣＨチャネルの伝送率、及びデータ伝送区間ＲDURATIONを含む。それから、段階４４０で、前記端末は、区間ｔ2−ｔ3で、前記設定された開始時間に前記設定された伝送率で前記設定されたデータ伝送区間ＲDURATIONの間に前記ＳＣＨを通して前記無線パケットデータを通信する。前記ＳＣＨチャネルの区間ｔ2−ｔ3で、前記基地局ＢＳＳは、参照番号４５０に示すように、前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATIONで、対応される端末に対する前記パケットデータを伝送する。つまり、前記基地局ＢＳＳは、１つのスケジューリング区間で、前記スケジューリングされた順序によって複数の端末(図４の３つの端末)に順次に前記パケットデータを伝送することができる。それから、前記端末は、前記割り当てられたデータ伝送区間の開始時点で、前記パケットデータを受信するために前記ＳＣＨをオンにして、前記データ伝送区間の終了時点で前記ＳＣＨを自動的にオフにする。
【００７６】
要するに、図４に示すように、第１スケジューリング区間ｔ0−ｔ1で前記ＳＣＨ使用要求信号をまとめる(段階４１０)。第２スケジューリング区間ｔ1−ｔ2では、前記まとめられたＳＣＨ使用要求による前記端末のスケジューリングによって前記ＳＣＨを割り当てるために、前記基地局のスケジューラが駆動される(段階４２０)。前記ＳＣＨは、１つのスケジューリング区間で、前記端末が相違するＳＣＨの開始時間を有するように割り当てられる(段階４３０)。それから、前記設定された開始時間に使用される伝送率及び伝送区間に関する情報を含む前記チャネル割り当てメッセージが生成され、前記生成されたチャネル割り当てメッセージは、分散された開始時点で該当端末に伝送される。それから、第３スケジューリング区間ｔ2−ｔ3で、前記基地局は、前記チャネル割り当てメッセージによって前記設定された開始時点で前記ＳＣＨを通して前記無線パケットデータを前記端末に順次に伝送する(段階４４０)。
【００７７】
前記のようなＳＣＨのスケジューリング及び割り当ての動作は、連続して遂行される。つまり、図４のように前記ＳＣＨが使用される時、前記コレクタは、区間ｔ0−ｔ1で、端末ａ、ｃ、及びｄを含むＳＣＨパケットトラヒック伝送要求をまとめる。
【００７８】
区間ｔ1−ｔ2で、前記スケジューラは、前記ＳＣＨを使用しようとする端末ａ、ｃ、及びｄをスケジューリングするために駆動され、前記メッセージ生成器は、前記スケジューリングされた結果によって前記ＳＣＨ割り当てメッセージを生成して伝送する。この時、前記コレクタは、端末ｂ、ｇ、及びｗを含むＳＣＨパケットトラヒック伝送要求をまとめる。
【００７９】
区間ｔ2−ｔ3で、前記ＲＭＣＰは、前記設定されたデータ伝送区間ＲDURATIONの間に、前記ＳＣＨを通して前記ＳＣＨが割り当てられた端末ａ、ｃ、及びｄに前記無線パケットデータを伝送する。また、前記スケジューラは、端末ｂ、ｇ、及びｗをスケジューリングするために駆動され、前記メッセージ生成器は、前記スケジューリングされた結果によって前記ＳＣＨ割り当てメッセージを生成して伝送する。この時、前記コレクタは、端末ａ、ｃ、及びｈを含むＳＣＨパケットトラヒック伝送要求をまとめる。
【００８０】
前述したように、それぞれのスケジューリング区間で、前記ＳＣＨ使用要求、前記ＳＣＨチャネルの割り当て、及び前記割り当てられたＳＣＨを通する前記無線パケットデータの伝送が、同時に遂行されることが分かる。前記のような動作は、連続的に遂行される。また、前記の説明から分かるように、前記ＳＣＨの割り当て及び解除は、前記スケジューリング区間で遂行される。従って、前記ＳＣＨチャネルの割り当て及び解除が迅速に遂行されることによって、前記ＳＣＨの使用効率を極大化することができる。
【００８１】
以下、前記のような動作を詳細に説明する。
【００８２】
第１、図４の段階４１０で、前記端末に伝送するパケットデータが前記基地局に存在する場合、前記ＲＭＣＰは、前記ＳＣＨ使用要求信号を発生し、前記ＲＲＭＰのコレクタは、前記ＳＣＨ使用要求情報をまとめる。
【００８３】
段階４１０の動作をより具体的に説明すると、前記有線パケットデータ網から受信されたトラヒックは、前記ＢＳＣのＭＭＣＰによってバッファリングされ、前記ＭＭＣＰは、前記パケットの到着及び前記受信されたトラヒックの量に対する情報を前記ＢＴＳに伝達する。この場合、前記ＢＴＳに伝達される前記情報は、前記ＭＭＣＰのバッファサイズ情報のみを含むか、または、前記実際ＲＬＰパケットを前記ＲＭＣＰと前記ＭＭＣＰとの間のフレー制御機能を通して前記ＢＴＳのＲＭＣＰに提供することができる。本発明の実施形態では、前記実際トラヒックを前記ＲＭＣＰに伝達するケースを中心として説明する。前記ＲＭＣＰは、ＲＭＣＰバッファのデータ量の情報を前記ＢＴＳのＲＲＭＰに伝達する。前記バッファサイズを前記ＲＲＭＰに知らせる方法としては、前記ＲＭＣＰが周期的に前記ＲＭＣＰの全体のＭＳ情報を提供するか、または、個々のＭＳのバッファサイズ情報を伝達して、前記ＲＲＭＰが前記情報を収集する方法がある。
【００８４】
第２、図４の段階４２０で、前記スケジューラが駆動されて、次のスケジューリング区間で前記ＳＣＨを使用しようとする複数の端末に対するＳＣＨを割り当てる。
【００８５】
段階４２０の動作をより具体的に説明すると、前記ＲＲＭＰのＳＣＨチャネル割り当てアルゴリズムは、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALごとに活性化する。前記ＲＲＭＰにおける知能的なＱｏＳ(Quality of Service)の適用のために、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムを適用することができる。前記ＲＲＭＰは、前記ＳＣＨチャネル割り当てアルゴリズムによって、ＳＣＨコード番号、開始時間、及び前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATIONに関する情報を該当ＭＳに割り当てる。前記ＲＲＭＰは、前記割り当てられた情報によって、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを前記ＭＣＣＰに提供する。前記ＲＲＭＰは、バッファリング及び開始時間の処理のために、前記ＲＭＣＰに前記ＳＣＨ割り当てメッセージを提供する。
【００８６】
第３、図４の段階４３０で、段階４２０で割り当てられた前記ＳＣＨチャネル割り当てメッセージが分散されて前記端末に伝送される。
【００８７】
段階４３０の動作をより具体的に説明すると、前記ＭＣＣＰは、前記受信されたＳＣＨ割り当てメッセージによって前記端末と信号メッセージを送受信する。前記 ＢＳＳがＳＣＨ割り当てのための信号メッセージの交換を開始する時点は、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALを通してそれぞれの端末に割り当てられる開始時間によって分散される。
【００８８】
第４、図４の段階４４０で、前記各端末は、前記設定された開始時間に前記設定された伝送区間の間に前記ＳＣＨチャネルを通してＲＬＰパケットデータを前記基地局と通信する。
【００８９】
段階４４０の動作をより具体的に説明すると、前記ＭＭＣＰは、前記伝送率及び前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間(Duration)によってフロー制御を通して前記ＲＬＰパケットを前記ＲＭＣＰに伝達し、前記ＲＭＣＰは、前記割り当てられた開始時間に前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATIONの間に前記設定された伝送率で前記トラヒックを伝送する。
【００９０】
第５、図４の段階４５０で、前記ＲＬＰパケットデータは、実際にスケジューリング区間で前記基地局と前記端末との間に前記ＳＣＨチャネルを通して伝送される。
【００９１】
段階４５０の動作をより具体的に説明すると、前記ＲＲＭＰで割り当てられた前記無線パケットの伝送開始時間及び伝送率は、各加入者によって相違することがある。段階４５０で、前記ＳＣＨチャネルの数は１つであると仮定する。しかしながら、前記ＳＣＨチャネルの数は、１つ以上になることもできる。前記ＳＣＨチャネルを通して伝送される前記無線パケットトラヒックの伝送開始時間は、次のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの内で各加入者に対して相違することもある。段階４５０で、前記パケットトラヒックデータ伝送区間ＲDURATIONは、例えば８０ｍｓの特定値に固定されると仮定する。しかしながら、前記データ伝送区間ＲDURATION は、加入者によって可変的に設定することができる。
【００９２】
つまり、本発明の実施形態による移動通信システムの基地局の無線パケットデータチャネル通信装置において、前記ＲＲＭＰは、前記ＳＣＨの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめるコレクタの機能、前記ＳＣＨの使用をスケジューリングするスケジューラの機能、及び前記スケジューリングされた結果によってメッセージを発生するメッセージ生成器の機能を遂行する。第１、前記コレクタの動作を説明すると、前記ＲＭＣＰは、前記端末から伝送された前記無線パケットデータチャネルの前記ＳＣＨパケットトラヒック伝送要求を受信して前記ＲＲＭＰに伝送する。それから、前記ＲＲＭＰのコレクタは、前記ＲＭＣＰから前記チャネルの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめる。第２、前記スケジューラの動作を説明すると、前記ＲＲＭＰは、前記無線パケットデータチャネルの使用を要求した前記端末から少なくとも１つの端末を選択することによって、前記無線パケットデータチャネルをスケジューリングし、それから、前記選択された端末は、伝送率、前記無線パケットデータチャネルが使えるデータ伝送区間、及び前記データ伝送区間の開始時間を決定する。第３、前記メッセージ生成器の動作を説明すると、前記ＲＲＭＰは、前記決定されたＳＣＨ割り当て情報を前記ＲＭＣＰに伝送し、前記ＲＭＣＰは、インバンド経路を通して前記チャネル割り当てメッセージを前記ＢＳＣのＭＭＣＰに伝送し、前記ＭＭＣＰは、前記受信されたチャネル割り当てメッセージを前記ＭＣＣＰに伝送する。そうなると、前記ＭＣＣＰは、前記ＳＣＨ割り当て情報を含む前記無線パケットデータチャネル割り当てメッセージを生成する。
【００９３】
そうなると、前記ＢＴＳの物理階層のチャネル送信器は、前記無線パケットデータチャネル割り当てメッセージを前記端末に伝送する。それから、チャネル送信器は、前記スケジューリングされた開始時点で前記決定された伝送区間の間に前記無線パケットデータチャネルを通してデータを伝送し、前記伝送終了時点で前記端末とのＳＣＨチャネルを解除する。
【００９４】
図５は、本発明の実施形態によるトラヒックチャネル割り当てアルゴリズムを示す。前記ＲＲＭＰは、前記無線トラヒックチャネル割り当て及びスケジューリング動作を前記スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALで遂行する。
【００９５】
図５を参照すると、前記ＢＴＳのＲＲＭＰは、段階５１１で、周期的に前記端末から前記ＳＣＨの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめて、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのためのプログラムを駆動する。ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記無線トラヒックチャネルは、前記ＳＣＨチャネルにマッピングされるので、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングを遂行するモジュールをＳＣＨスケジューラと称する。段階５１３で、前記ＳＣＨスケジューラは、前記ＳＣＨチャネルの使用を要求した端末のうち、前記ＳＣＨチャネルが使える端末を選択する。本発明の実施形態では、前記ＳＣＨスケジューラが、まず前記ＳＣＨチャネルの使用を要求した端末から５つの端末を選択し、前記選択された５つの端末から３つの端末を選択すると仮定する。従って、本発明の実施形態では、３つの端末が１つのスケジューリング区間で前記ＳＣＨを使うことができると仮定する。段階５１３で、５つの候補端末を選択する方法は、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムのような知能的なＱｏｓ支援法案を適用することができ、その結果として、前記ＳＣＨ割り当ての候補になる加入者を選択する。ここで、前記ＱｏＳパラメータは、加入者の等級、メッセージの等級、及びデータのサイズを含む。その後、段階５１５で、前記ＳＣＨスケジューラは、前記５つの端末を基にして、前記ＳＣＨがフレームオフセットを使用する環境でフレームオフセットの衝突のない端末を最終的に選択する。本発明の実施形態では、最終的に選択される端末の数が３つである場合に関して説明する。その後、段階５１７で、前記スケジューラは、前記選択されたそれぞれの加入者に対して、前記ＳＣＨチャネルの伝送率、前記ＳＣＨチャネルの開始時間、及び前記ＳＣＨチャネルの終了時点(前記データ伝送区間が終了する時点)を計算する。
【００９６】
段階５１９及び段階５２１で、前記ＳＣＨスケジューラは、前記最終に計算された情報を使用してスケジューラデータベースを更新した後、前記ＳＣＨ割り当てメッセージの前記端末との送受信を前記ＭＣＣＰに要求する。この時、前記ＢＳＣのＭＣＣＰは、前記各端末に対する前記ＳＣＨ割り当て開始時点を基にして、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを分散して伝送する。前記のようにすることによって、前記無線チャネルを上で前記ＳＣＨ割り当てメッセージが同時に伝送される時に発生する雑音の増加を抑制することができる。また、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを分散して伝送することによって、以前のスケジューリング区間で前記端末に割り当てされた前記ＳＣＨ割り当てメッセージと現在のＳＣＨ割り当てメッセージとの区別がつかない問題を解決することができる。つまり、本発明が適用されるＣＤＭＡ−２０００移動通信システムにおいて、前記ＳＣＨ割り当てメッセージが前記以前のスケジューリング区間で受信され、前記割り当てられたＳＣＨを通してデータが送受信される前、新しいＳＣＨ割り当てメッセージが次のスケジューリング区間で受信されると、前記端末は、前記２つのＳＣＨ割り当てメッセージを混同するようになる。この場合、前記端末は、先に受信されたＳＣＨ割り当てメッセージを無視する。従って、前記のようにＳＣＨ割り当てメッセージを分散して伝送すると、前記端末は、前記以前に割り当てられたＳＣＨを通してメッセージを伝送する時点(または、その後の時点)で、次のＳＣＨ割り当てメッセージを受信するので、前記のような混同の問題を解決することができる。
【００９７】
その後、段階５２３及び段階５２５で、前記基地局は、前記ＳＣＨ割り当てメッセージ伝送時間になるまで待機する。ここで、前記ＳＣＨ割り当てメッセージ時間になると、前記基地局は、段階５２７で、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを伝送する。また、段階５２９で、前記ＳＣＨ割り当てメッセージ伝送時間が到来することを待機するあるＳＣＨ割り当てメッセージが残っている場合、前記過程は段階５２３に戻る。一方、段階５２７乃至段階５２９において、前記到着されたＳＣＨ割り当てメッセージに含まれた開始時間が到来すると、設定された伝送率で前記伝送区間の間にデータ伝送が遂行される。本発明の実施形態によって、前記のような動作を３回繰り返す。
【００９８】
本発明で提案する方法は、現在のＣＤＭＡ−２０００標準において、前記ＳＣＨのフレームオフセットによる制限が発生する可能性がある。この問題を解決する方法を図６に示す。参照番号６４０に示すように、“［１］”は、前記スケジューラが決定する時点を示し、“［２］”は、前記ＳＣＨが前記端末に割り当てられる時点を示し、“［３]”は、前記端末がＳＣＨ処理を準備する時点を示し、“［４］”は、前記開始時間で前記ＳＣＨを開放する時点を示す。
【００９９】
図６を参照すると、参照番号６１０に示すように、前記ＳＣＨメッセージは、各伝送区間の開始時点で分散されて交換される。参照番号６２０に示すように、前記使用者は、フレームオフセット及び以前のスケジューリング区間情報によって選択される。つまり、前記ＳＣＨのフレームオフセットがＦＣＨ／ＤＣＣＨのフレームオフセットと同一に割り当てられる場合、現在のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALに割り当てられた使用者は、前記ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムによって選択された使用者から、下記の基準によって選択される。まず、前記ＰＦＱアルゴリズムによって前記ＳＣＨが割り当てられた５つの候補加入者を選択し、前記スケジューラは、前記ＰＦＱの結果として選択された加入者のうち、フレームオフセットの衝突のない３つの加入者を選択する。この場合、以前のスケジューリング区間の最後のＲＬＰフレームデータ伝送区間ＲDURATIONが割り当てられた加入者が、現在のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALで前記ＰＦＱによって候補として選択された時、前記選択された候補加入者は、前記スケジューリング設定時間(SS_Time)による前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATION間の衝突を避けるために、現在のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの最後のデータ伝送区間ＲDURATIONに割り当てられる。フレームオフセットの衝突が依然として発生する場合は、他の加入者を前記最後のデータ伝送区間に割り当てる。
【０１００】
つまり、図６の区間Ｔ1−Ｔ2でＡ使用者が前記割り当てられたＳＣＨを通して前記パケットデータを伝送する前のデータ伝送区間(Ｇ及びＨ使用者のデータ伝送区間)において、次の区間Ｔ2−Ｔ3でＡ使用者によって使用される前記ＳＣＨ割り当てメッセージが伝送されないようにスケジューリングする。ここで、Ａ使用者の前記パケットデータが区間Ｔ1−Ｔ2で伝送される前に、区間Ｔ2−Ｔ3で割り当てられるＡ使用者の前記ＳＣＨ割り当てメッセージが伝送される場合、区間Ｔ1−Ｔ2とＴ2−Ｔ3との間のＡ使用者のデータは、相互干渉するようになる可能性がある。また、参照番号６３０に示すように、前記ＳＣＨを使用しようとする端末がただ１つである場合(図６の区間Ｔ3−Ｔ4のＡ使用者)は、図６のＡ使用者に対する３番目のｓｃｈ割り当て手順のように、前記ＲＲＭＰスケジューラは、スケジューリング区間内の無線トラヒックチャネルの全てのデータ伝送区間ＲDURATION(図６の区間Ｔ4−Ｔ5)を単一の端末に割り当てることができる。
【０１０１】
図７は、本発明の実施形態によって、ＣＤＭＡ−２０００システムにおける無線パケットトラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのための呼処理過程を示す。基本環境で、前記ＲＲＭＰスケジューラは、前記ＲＬＰパケットを前記ＲＭＣＰに伝送し、前記ＲＭＣＰは、前記ＢＳＣから受信された前記ＲＬＰパケットをバッファリングし、前記ＲＲＭＰに前記ＳＣＨ割り当て要求を伝送する。図７で、ＢＴＳ−Ａは、選択されたＢＴＳ(selected BTS)であり、ＢＴＳ−Ｂは、以前のＢＴＳ(Old BTS)である。
【０１０２】
図７を参照すると、前記ＢＳＣのＭＣＣＰは、段階７０１で、該当端末(ＭＳ)のパイロット強度(Pilot Strength)情報を前記ＭＭＣＰに伝達する。これに関連して、前記端末のＰＳＭＭ(Pilot strength Measurement Message)／ＰＳＭＭＭ(Pilot strength Measurement Mini Message)の報告区間(report interval、または、伝送区間)及びＰＭＲＭ(Power Measurement Report Message)の報告区間が同一である場合、逆方向リンクの品質が低下する。従って、この場合、前記端末に対してフレームレベル(frame level)で送信時間を非同期させることが望ましい。
【０１０３】
段階７０２及び段階７０３で、前記ＢＴＳ−ＡのＲＩＭＰは、前記ＳＣＨに使用できる電力に関する情報を前記ＲＲＭＰ及びＲＭＣＰに伝達する。前記ＲＩＭＰから前記ＲＲＭＰに前記使用できる電力情報を伝送することは、前記ＳＣＨの伝送率を決定するためであり、前記ＲＩＭＰから前記ＲＭＣＰに前記使用できる電力情報を伝送することは、レッグを選択するためである。そうなると、前記ＲＭＣＰは、段階７０４で、前記ＲＩＭＰから受信された前記使用できる電力情報及び前記最後に伝送されたＲＬＰシーケンスを、前記インバンド経路を通して前記ＭＭＣＰに伝達する。ここで、前記ＲＭＣＰが前記端末に前記最後に伝送されたＲＬＰのシーケンス番号を伝送する理由は、ＤＴＸ機能を支援するためである。つまり、本発明の実施形態において、前記ＢＴＳは、前記チャネルリンクの環境によって前記ＲＬＰフレームの伝送を制御する。特に、前記ＢＴＳは、内部のＲＬＰフレーム情報をバッファリングした後、前記チャネル環境によって前記バッファリングされたＲＬＰフレームの伝送を制御する。従って、前記ＢＴＳは、前記ＢＳＣにＲＬＰ再伝送要求を伝送せず、代わりに、ただ現在伝送されているＲＬＰフレームの最後の番号を前記ＢＳＣに伝送する。前記ＢＳＣは、前記ＢＴＳから伝送された前記ＲＬＰフレームのサイズを知っているので、前記ＢＴＳから報告された前記ＲＬＰフレーム番号によって前記ＢＴＳのＲＬＰフレーム伝送状態を確認することができる。
【０１０４】
前記ＲＭＣＰから前記使用できる電力情報及び前記最後に伝送されたＲＬＰシーケンス番号を受信すると、前記ＭＭＣＰは、段階７０５で、段階７０１で受信された該当端末のパイロット強度情報を、前記インバンド経路を通して前記ＲＭＣＰに伝達する。その後、前記ＲＭＣＰは、段階７０６で、前記ＭＭＣＰから受信された前記端末のパイロット強度情報を前記ＲＲＭＰに伝達する。
【０１０５】
段階７１２乃至段階７１６で、前記ＢＴＳ−Ｂは、ＢＴＳ−Ａによって段階７０２乃至段階７０６で遂行された過程と同一な過程を通して、前記ＳＣＨに対して使用できる電力及び前記最後に伝送されたＲＬＰフレーム番号を前記ＢＳＣに伝達する。ここで、前記ＢＴＳ−Ａ及び前記ＢＴＳ−Ｂは、特定端末に対するレッグになる。
【０１０６】
前記のように、特定端末に対するレッグが２つ存在する場合、前記ＭＭＣＰは、段階７５０で、レッグ選択アルゴリズムを遂行する。前記レッグ選択アルゴリズムは、図８を参照して詳細に説明する。前記レッグ選択アルゴリズムによって前記レッグが変更される場合、前記ＭＭＣＰは、段階７１７で、ＲＭＣＰ−Ｂ(または、Ｏｌｄ ＲＭＣＰ)にハンドオフ指示(Handoff Indication)メッセージを、前記インバンド経路を通して伝達する。前記ハンドオフ指示メッセージを受信すると、前記ＲＭＣＰ−Ｂは、前記端末に対する前記ＳＣＨの割り当てが完了しなかった場合、前記割り当てられたデータ伝送区間まで前記ＲＬＰパケットを伝送した後、前記バッファをフラッシュ(flush)する。前記ＲＭＣＰ−Ｂが最終に伝送したパケットのシーケンスは、段階７０４で遂行された方法と同一の方法で前記ＭＭＣＰに伝達される。
【０１０７】
段階７５８で、前記ＭＭＣＰは、前記該当ＭＳに前記ＳＣＨを割り当てる前記ＢＴＳのＲＭＣＰ−Ａに、前記ＲＬＰフレームを伝送する。前記ＲＬＰフレームの伝送は、前記ＭＭＣＰと前記ＲＭＣＰ−Ａとの間のフロー制御アルゴリズムによって遂行され、伝送量は、前記端末に対するＲＭＣＰ−Ａのバッファ容量が特定範囲を維持するように決定される。そうすると、前記ＲＭＣＰ−Ａは、７５９段階で、周期的にまたは個々に前記端末のＲＬＰ Ｑ−Ｓｉｚｅ情報を含むＳＣＨ割り当て要求メッセージを前記ＲＲＭＰに伝達する。
【０１０８】
段階７６０で、前記ＲＲＭＰ−Ａは、図５の方法と同一の方法で、ＳＣＨスケジューリングを遂行する。前記ＲＲＭＰ−Ａは、段階７７０で、前記スケジューラによって決定されたスケジューリング結果によって、前記端末に対するＳＣＨ割り当て情報を前記ＲＭＣＰ−Ａに伝達する。そうすると、前記ＲＭＣＰ−Ａは、段階７７１で、前記スケジューラによって決定されたスケジューリング結果によって、前記ＳＣＨ割り当情報を、前記インバンド経路を通して前記ＭＭＣＰに伝達する。前記ＳＣＨ割り当てメッセージに応答して、前記ＭＭＣＰは、段階７７２で、ＳＣＨ割り当て命令を前記ＭＣＣＰに伝達する。そうすると、前記ＭＣＣＰは、段階７７３で、前記端末に対するＳＣＨ割り当てメッセージの送受信過程を遂行する。この場合、Ｌ２(Layer-2)の再伝送機能は、ＥＳＣＡＭに適用されない。前記ＭＣＣＰから伝送されたＥＳＣＡＭを受信すると、前記端末は、段階７７４で、付加的に前記ＥＳＣＡＭに対するアクナリッジメント信号ＡＣＫを伝送することができる。
【０１０９】
その後、前記ＲＭＣＰ−Ａは、段階７７５で、前記開始時間にデータ伝送区間の間に前記ＲＬＰパケットを前記端末へ伝送し、ＤＴＸモードで、前記ＲＭＣＰ−Ａは、前記ＲＬＰパケットの伝送を延期する。また、前記ＲＭＣＰ−Ａは、段階７０４のようにインバンド経路を通して、前記最後に伝送されたＲＬＰフレームのシーケンス番号を前記ＭＭＣＰに伝達する。さらに、前記ＲＬＰフレームのエラーの発生によるＲＬＰ再伝送は、前記ＢＳＣのＭＭＣＰと前記端末のＲＬＰとの間に遂行される。
【０１１０】
段階７５０のレッグ選択過程において、前記端末に対するレッグが２つ以上存在する場合、前記ＭＭＣＰは、前記レッグ選択アルゴリズムを駆動して、前記端末に対するレッグを選択する動作を遂行する。また、図５のように段階７６０のＳＣＨスケジューリング過程を遂行し、この過程で、前記ＲＲＭＰは、前記ＲＭＣＰから報告された前記ＲＬＰバッファサイズを基にして、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムによって前記ＳＣＨが割り当てられる端末を選択し、前記割り当てられたＳＣＨの開始時間及び前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間(duration)の終了時点を計算する。
【０１１１】
本発明の実施形態では、前記端末がＦＣＨ及びＤＣＣＨを通してハンドオフを遂行する場合を考慮して前記レッグ選択アルゴリズムを提供する。この場合、前記端末は、２つのＢＴＳと通信している状態(つまり、２つのＢＴＳがＦＣＨまたは／及びＤＣＣＨを通して１つの端末と連結されたハンドオフ状態)である。従って、２つのレッグは、以前のＢＴＳ(OLD BTS)及び新しいＢＴＳ(NEW BTS)に対する前記ＢＳＣに連結される。前記ＳＣＨは、１つまたは少数のチャネルを使用するファットパイプ(fat pipe)構造であるので、前記ＦＣＨまたは前記ＤＣＣＨに比べて非常に大きい送信電力を使用する。従って、前記ＳＣＨは、ハンドオフ状態で２つ以上のレッグに連結される時、大きい雑音を発生させる。従って、前記ＳＣＨは、ハンドオフ状態でも１つのレッグに連結されることが望ましい。
【０１１２】
まず、情報収集時間単位として、ＰＭＲＭ報告区間は、最小１８０であり、２６０ｍｓ、２８０ｍｓ、３４０ｍｓ、３６０ｍｓ、４２０ｍｓ、４４０ｍｓ、及び４８０ｍｓ( ５＊２n＋４＊ｋフレーム)が、前記ＰＭＲＭ報告区間のために使用できる。前記ＰＳＭＭ及び前記ＰＳＭＭＭは周期的でない。周期的なＰＳＭＭオーダー(Periodic PSMM order)の場合、最小の区間は８００ｍｓである。さらに、前記端末のＰＳＭＭ送信区間が、前記ＰＭＲＭ送信区間と同一である場合、前記逆方向リンクの品質は低下する。従って、前記端末間にはフレームレベルで非同期にデータを伝送することが望ましい。
【０１１３】
前記レッグ選択アルゴリズムの動作位置は前記ＭＭＣＰによって定義される。
【０１１４】
前記レッグ選択アルゴリズムの動作区間に関して、それぞれの使用者に対するレッグ選択フレームは相互一致しない(Frame Asynchronous)。本発明の実施形態において、前記データ呼出(Data call)に対するＰＭＲＭの区間は２６０ｍｓに設定される。また、前記レッグ選択結果は、前記ＲＭＣＰを通して前記ＲＲＭＰに提供される。
【０１１５】
この場合、前記ＢＴＳから前記レッグ選択に必要な情報は、図７に示すように各レッグ別に２つのタイプがある。１番目の情報は、図７に示すように、前記それぞれのＢＴＳは前記ＳＣＨに使用できる電力を前記ＢＳＣに伝送する。ここで、前記ＲＲＭＰから前記ＭＭＣＰへの直接経路がないので、前記ＢＴＳは、前記ＲＭＣＰから前記ＭＭＣＰへのイントラヒック経路(in-traffic path)を通して、前記使用できる電力情報を前記ＢＳＣに伝送する。２番目の情報は、パイロット強度情報である。前記パイロット強度情報の場合、前記ＭＣＣＰは、ＰＭＲＭ、ＰＳＭＭ、またはＰＳＭＭＭを処理して求められた最新の値を利用する。
【０１１６】
図８は、前記のような情報を利用して前記ＢＳＣでレッグを選択するアルゴリズムを示す。
【０１１７】
図８を参照すると、段階８１１で、制御情報を伝送するための専用チャネル(ＣＤＭＡシステムではＦＣＨ／ＤＣＣＨ: 以下、ＦＤＣＨと称する)のソフトハンドオフが開始される(FDCH Soft Handoff Start)。段階８１３で、ＦＤＣＨのソフトハンドオフが終了したか否かを検査する。前記ＦＤＣＨソフトハンドオフが終了した場合、前記ＢＳＣは、段階８３１で、前記ハンドオフされたＦＤＣＨレッグを選択する。
【０１１８】
一方、段階８１３で、前記ＦＤＣＨのソフトハンドオフが終了していない場合、前記ＢＳＣは、段階８１５で、パイロット強度情報であるＰＭＲＭ、ＰＳＭＭ、またはＰＳＭＭＭを受信する。その後、段階８１７で、前記ＢＳＣは、レートインジケータ(rate indicator)を最大化するレッグを探索する。ここで、前記探索されたレッグは、現在連結された以前のレッグ(old leg)にも、新しいレッグ(new leg)にもなる。前記レッグを探索した後、前記ＢＳＣは、段階８１９で、前記探索されたレッグが以前のレッグ(old leg)であるか否かを検査する。前記探索されたレッグが以前のレッグ(old leg)である場合、これは、現在のレッグが新しいレッグより良好の条件にあることを意味する。従って、前記ＢＳＣは、段階８２１で、前記探索されたレッグを以前のレッグ(old leg)として選択する。
【０１１９】
しかしながら、段階８１９で、前記探索されたレッグが以前のレッグ(old leg)でない場合、前記ＢＳＣは、段階８２５で、前記新しいレッグのレートインジケータが以前のレッグ(old leg)のレートインジケータとレッグ選択のために設定されたヒステリシス値(LEG_Sel_Hysteresis)との和より大きいか否かを検査する。つまり、本発明の実施形態において、前記新しいレッグのレートインジケータが前記以前のレッグ(old leg)のレッグインジケータより大きくて、前記設定されたヒステリシス値を満足する場合、前記新しいレッグを前記以前のレッグ(old leg)として選択する。従って、段階８２５で、前記のような条件を満足しない場合、前記ＢＳＣは、段階８２１に進行して前記以前のレッグ(old leg)を選択し、前記条件を満足する場合は、段階８２７に進行して前記新しいレッグを選択する。
【０１２０】
段階８２１または段階８２７で前記レッグを選択した後、前記ＢＳＣは、段階８２３で、前記選択されたレッグを以前のレッグ(old leg)として決定して、段階８１３に戻る。前記のように遂行することによって、前記ＢＳＣは、ソフトハンドオフ状態において、前記端末に連結された２つ以上のＢＴＳのうち、大きい伝送率を有するＢＴＳを選択する。
【０１２１】
以下、前記レッグ選択アルゴリズムをより具体的に説明する。
【０１２２】
前記レッグ選択アルゴリズムを駆動してレッグを選択する場合、基地局制御器ＢＳＣのＭＭＣＰは、前記ＭＣＣＰからパイロット強度を受信し、各ＢＴＳのＲＩＭＰから前記ＳＣＨに使用できる電力値を受信する。前記ＭＭＣＰは、まず、 前記端末に対して各レッグでサービスできる伝送率を計算し、その後、２つ以上のレッグに対して前記計算された伝送率のうち、最大の伝送率を支援するＢＴＳを選択する。
【０１２３】
本発明の実施形態において、各レッグの可用の速度(可用のＳＣＨ電力(LEG))を計算した後、最高の可用の速度(Rate_achiev)のレッグを選択する第１実施形態と、各レッグの可用のレートインジケータ(Rate_indicator)を計算した後、最大のレートインジケータ値を有するレッグを選択する第２実施形態に区分して説明する。
【０１２４】
まず、それぞれのレッグのＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖを計算した後、最高のＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖを有するレッグを選択する第１実施形態に関して説明する。
【０１２５】
前記使用者によって全ての可用のＳＣＨ電力が使用されると仮定すると、前記使用者に対して各レッグのＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖは、下記のように計算される。ここで、前記パイロット電力(Pilot Power(LEG))は、前記ＢＳＣが前記パイロット電力のために１つのスタティック値(static value)を使用するので、前記ＭＭＣＰに知られていると仮定する。
【０１２６】
それぞれのレッグのＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖは、前記レッグの可用のＳＣＨ電力、パイロット電力、前記端末から提供されるパイロットＥｃ／Ｉｏ、及び性能維持のために必要なＥｂ／Ｎｔ値を利用して、下記のように決定される。
Rate_achiev(LEG) = f(Available SCH Power(LEG)/Pilot Power(LEG), Pilot rx Ec/Io(LEG), Req Eb/Nt table)
【０１２７】
まず、前記可用のＳＣＨ電力及び前記パイロット電力を利用して、前記パイロット電力に対する前記可用のＳＣＨ電力の比であるＳＣＨオフセットを計算する。
SCH offset = (Available SCH Power) / (Pilot Power)
【０１２８】
この場合、前記可用のＳＣＨ電力のために割り当てられる最大のプロセッシングゲイン(processing gain: pg)は、下記のように計算される。
pg = Req Eb/Nt / (Pilot Ec/Io * SCH_offset)
ここで、Ｒｅｑ Ｅｂ／Ｎｔは、前記端末における受信Ｅｂ／Ｎｔ値で、シミュレーションを通して予め知られている値であり、Ｐｉｌｏｔ Ｅｃ／Ｉｏは、ＰＭＲＭまたはＰＳＭＭのようなシグナリングメッセージ(signaling message)を通して前記端末から提供されるパイロット受信Ｅｃ／Ｉｏ値である。
【０１２９】
最終的に、９.６Ｋｂｐｓの速度におけるプロセッシングゲインが１２８であるので、前記可用の速度は下記のように決定される。
Rate_achiev = 128/pg * 9.6kbps
【０１３０】
複数のレッグが存在する時、前記ＢＳＣは、前記それぞれのレッグに対して計算されたＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖのうち、最高の可用の速度を支援するＢＴＳを選択し、前記選択されたレッグにおいてデータ伝送を遂行する。
【０１３１】
前記逆方向ＦＣＨが割り当てられた時、逆方向ＳＥＲ(Symbol Error Ratio)が設定された臨界値ＳＥＲ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以上である場合、または、前記逆方向ＤＣＣＨが割り当てられた時、逆方向パイロットＥｃ／Ｎｔが設定された臨界値ＲＰＩＣＨ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以下である場合は、前記選択されたレッグがＲＲＭＰでスケジューリングされるまで、前記パケットはスケジューリングされない。
【０１３２】
次に、前記それぞれの可用のレートインジケータＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを計算した後、最大のＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを有するレッグを選択する第２実施形態に関して説明する。前記第２実施形態において、前記レートインジケータＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを下記のように計算することができる。 Rate_indicator(leg)=Pilot_Strength_dB(leg)+Available_SCH_Power_dB(leg)
【０１３３】
前記Ｒａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを利用して、本発明の第２実施形態によるレッグ選択アルゴリズムは、下記のように求められる。
【０１３４】
この場合、前記端末から提供されたパイロットＥｃ／Ｉｏ及び可用のＳＣＨ電力を利用して、前記それぞれのレッグのＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを計算した後、最大のレートインジケータ値を有するレッグを選択する。
for (each leg in the Active Set)
Rate_indicator(leg)=Pilot_Strength_dB(leg)+Available_SCH_Power_dB(leg);
Leg=argmaxleg(Rate_indicator(leg));
【０１３５】
つまり、前記端末における受信パイロット電力及び可用のＳＣＨ電力が大きいレッグをデータサービスのために選択する。
【０１３６】
一方、ハンドオフ地域におけるレッグのピンポン現状を防ぐために、新しく決定されたレッグの前記レートインジケータ値が、以前のレッグのレートインジケータ値にヒステリシス値を加算した値より小さい場合、既存のレッグで継続的にデータサービスを遂行する。
【０１３７】
本発明の第２実施形態によるレッグ選択方法は、図８のような過程で遂行され、前記Ｒａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒは、第１実施形態のＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖの代わりに使用される。ここで、前記Ｒａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒは、前記パイロット強度(dB)＋可用のＳＣＨ電力(dB)であり、前記基地局制御器ＢＳＣは、ハンドオフ状態で前記基地局送受信器ＢＴＳのＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを計算した後、最大のＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒ値を有するＢＴＳを選択する。前記レッグ選択の過程において、新しいレッグの選択の過程は、Rate_indicator(Leg)>Rate_indicator(Old_Leg)+Leg_Sel_Hysteresisの条件を満足する場合に遂行される。
【０１３８】
また、前記逆方向ＦＣＨが割り当てられる時に、逆方向ＳＥＲが設定された臨界値ＳＥＲ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以上である場合、または、前記逆方向ＤＣＣＨが割り当てられる時に、前記逆方向パイロットＥｃ／Ｎｔが設定された臨界値ＲＰＩＣＨ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以下である場合は、前記選択されたレッグが前記ＲＲＭＰでスケジューリングされるまで、前記パケットはスケジューリングされない。
【０１３９】
一方、前記本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、特許請求の範囲とそれに等価なものによって定められるべきである。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明の実施形態によるＳＣＨのスケジューリング及び割り当ての方法には、下記のような利点がある。
【０１４１】
(１)本発明の実施形態によって前記ＳＣＨを割り当てることによって、前記制限された無線資源を効率的に支援することができる。(２)本発明の実施形態は、スケジューリング概念によって前記無線チャネルを前記端末に割り当てることができる。従って、無線チャネル資源が存在しない区間を最小化することによって、前記無線チャネルの使用の効率性を極大化することができる。(３)本発明の実施形態は、スケジューリング概念を通して複数の使用者に公定にサービスを提供することができる。(４)本発明の実施形態は、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムをシステム運用者の要求の通りに適用することによって、システム運用者が希望するサービス品質(Quality of Service)を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の無線通信網の構成を示す図である。
【図２】 従来の無線通信システムにおける無線トラヒックチャネルの割り当ての方法を示すフローチャートである。
【図３】 本発明の実施形態による無線通信網の構造を示す図である。
【図４】 本発明の実施形態による無線通信システムにおける無線トラヒックチャネルの割り当ての方法を示す図である。
【図５】 本発明の実施形態による無線通信システムにおける無線トラヒックチャネルの割り当ての過程を示すフローチャートである。
【図６】 無線通信システムにおいて、最悪の条件で無線トラヒックチャネルを割り当てる例を示す図である。
【図７】 本発明の実施形態による無線通信網において、無線トラヒックチャネルを割り当てるための信号メッセージの交換手順を示す図である。
【図８】 本発明の実施形態による無線通信網において、無線パケットデータ通信の時、レッグを選択する手順を示すフローチャートである。
【図９】 図３に示すＢＴＳの構成を詳細に示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１乃至１０Ｎ 基地局送受信器
１１１乃至１１Ｍ 基地局制御器
１２０ 移動交換器
１２１ ＨＬＲ
１２３ ＶＬＲ
１３０ ＰＤＳＮ
１４０ 有線パケットデータサービス網
１５０ インターワーキング機能装置
１６０ 有線音声交換網
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムのトラヒックチャネル割り当て装置及び方法に関し、特に、パケットトラヒックチャネルを割り当てる装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の無線通信網の構造を示し、図２は、図１の従来の無線通信網で無線トラヒックチャネルを割り当てる方法を示す。
【０００３】
図１及び図２を参照して、従来の無線通信網で無線トラヒックチャネルを端末に割り当てる方法を説明する。
【０００４】
端末に無線パケットデータチャネルを割り当てる場合、基地局制御器(Base Station Controller:以下、ＢＳＣと称する)１１１−１１Ｍは、前記端末に無線パケットデータチャネルを割り当てることが可能であるか否かを該当基地局交換器(Base Transceiver System: 以下、ＢＴＳと称する)に問う。段階２１１で、前記無線パケットデータチャネル割り当て要求を受信すると、前記ＢＴＳは、段階２１３で、無線パケットデータチャネル(例えば、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいては付加チャネル(supplemental channel: 以下、ＳＣＨと称する))が使用できるか否かを確認する。この場合、前記ＢＴＳは、可用の電力があるか否か、または、ＣＤＭＡシステムにおける可用のコードがあるか否かに関しても確認する。前記無線パケットデータチャネルを割り当てることができる場合、前記ＢＴＳは、段階２１５乃至段階２１９を遂行することによって、前記ＢＳＣにチャネル割り当てメッセージを送信し、前記端末に割り当てる無線パケットデータチャネルに対する資源の位置を逆にして、他の端末が資源を使用することができないようにした後、無線パケットデータチャネル割り当てに関連した信号メッセージを前記端末と送受信する。可用の無線パケットデータチャネルが存在しない場合、前記ＢＴＳは、段階２２１で、拒絶メッセージ(reject message)を前記ＢＳＣに伝達し、所定の時間の後に前記無線パケットデータチャネルの割り当てを要求してみる。
【０００５】
しかしながら、前記のような無線トラヒックチャネル割り当て方法には、下記のような問題点がある。以下の説明において、“無線トラヒックチャネル”または“無線パケットトラヒックチャネル”は、無線パケットデータを伝送する付加チャネル(supplemental channel: ＳＣＨ)と同一であると仮定する。
【０００６】
まず、可用の無線パケットデータチャネルが存在する場合のチャネル割り当てに関して説明すると、前記基地局が前記端末とデータを送受信する以前の所定の時間から、他の使用者は割り当てられた無線パケットデータチャネルを利用することができない。つまり、前記無線パケットデータチャネルは、前記ＢＴＳが前記チャネルを割り当てる時間から予め該当使用者に割り当てられており、前記トラヒックが実際に送受信される以前までは、前記割り当てられたチャネルが浪費されるようになる。これは、前記無線パケットデータチャネルの性能をかなり低下させる。例えば、前記無線パケットデータチャネルを割り当てるためには３００ｍｓの時間が必要であり、実際に前記端末と前記基地局との間のトラヒック交換には、約３００ｍｓの時間がかかると仮定すると、前記無線パケットデータチャネルが該当端末に割り当てられる総時間は６００ｍｓになる。しかしながら、前記トラヒックが実際に交換される時間は３００ｍｓであるので、残りの３００ｍｓは他の端末によって使用できないようになり、前記割り当てられたチャネルは無駄になる。その結果、前記無線トラヒックチャネルの使用効率が低下する。
【０００７】
次に、前記無線パケットデータチャネルは特定使用者に回線形方式で割り当てられるので、前記使用者がチャネルを解除しないと、前記使用者が無線パケットデータチャネルを通してパケットデータを送受信していないとしても、他の使用者が該当資源を使用することはできない。従って、チャネル効率の低下及び使用者間の公定性(fairness)の問題が発生する。併せて、前記使用者は、前記無線パケットデータチャネルを通してパケットデータを送受信しなかったとしても、前記無線パケットデータチャネルが割り当てられた総時間に対して料金を払わなければならないので、実際に前記無線パケットデータチャネルを通して送受信されるパケットデータの量に比べて高い料金を払わなければならないことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、無線通信システムでパケットデータをサービスするための無線トラヒックトラヒックチャネルの割り当てを予約するスケジューリング装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、無線通信通信システムで無線パケットトラヒックチャネルを割り当てる装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のまた他の目的は、パケット交換方法を導入することによって、複数の使用者にチャネルを割り当て、前記使用者が前記割り当てられたチャネルを使用した後、直ちに前記割り当てられたチャネルを解除する装置及び方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局に複数のレッグ(Leg)が存在する時、パケットデータチャネルを割り当てるレッグ選択(leg selection)装置及び方法を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局でパケットデータチャネルを割り当てるための無線情報をまとめることによって、スケジューリングのための無線情報を得る装置及び方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局において、パケットデータ チャネルのフレームオフセット衝突の問題を解決する装置及び方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のまた他の目的は、無線通信システムの基地局において、端末に割り当てられるパケットデータチャネルの誤認識を解決する装置及び方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を解決するための本発明は、移動通信システムにおいて、複数の端末に対するパケットトラヒック伝送要求に応答して、伝送しようとするパケットデータを基地局の無線パケットデータチャネルに割り当てる方法を提供する。前記方法は、前記端末に対する前記無線パケットデータチャネルの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめる過程と、前記まとめられたパケットトラヒック伝送要求から前記端末のうち少なくとも１つを選択する過程と、前記選択された端末に対するデータ伝送率、データ伝送区間、及び前記データ伝送区間の開始時間に関する情報を含むチャネル割り当てメッセージを、各選択された端末に伝送する過程と、前記パケットデータを前記データ伝送区間の開始時間に前記データ伝送率で前記選択された端末に伝送する過程と、を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
【００１７】
下記の説明において、パケットデータチャネル及びパケットトラヒックチャネルを割り当てるために、無線パケットトラヒックチャネルにＳＣＨが使用され、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALは２６０ｍｓに設定され、データ伝送区間ＲDURATIONは８０ｍｓに設定され、無線パケットチャネルをスケジューリングする時は５個の候補端末のうち３つが選択されると仮定する。しかしながら、各種の変形が、本発明の範囲を逸脱しない限り、当該分野における者により可能なのは明らかである。
【００１８】
本発明の実施形態に関して説明する前に、まず、本発明による無線通信システムにおけるパケットデータチャネルのスケジューリング及び割り当て方法を要約して説明する。
【００１９】
本発明の実施形態では、無線パケットデータチャネルの割り当てのために、予約(または、スケジューリング)方式を導入する。従って、特定端末に無線パケットデータチャネルを割り当てるとしても、前記特定端末が実際に前記割り当てられた無線パケットチャネルを通してトラヒックを送受信することができるようになる前は、他の使用者が前記無線パケットデータチャネルを使用することができる。従って、前記無線パケットデータチャネルは、複数の使用者によって絶え間なくパイプライニング(pipe lining)で動作する。前記のような方法において、無線通信システムでは、前記パケットデータチャネルをスケジューリング方式で割り当てることによって、前記パケットデータのサービスのための前記無線チャネルの効率を極大化することができる。
【００２０】
また、本発明の実施形態では、無線通信システムにパケット交換概念が導入されることによって、前記端末に無線パケットデータチャネルが迅速に割り当てられるようになり、前記割り当てられた時間の間に前記無線パケットデータチャネルを使用した後、直ちに前記チャネルを解除するようになる。従って、前記無線通信システムでは、制限された高級の資源を有する前記無線パケットデータチャネルを少数の使用者が独占することを防ぐことができる。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態では、前記基地局に複数レッグが存在する場合、無線パケットデータチャネル割り当てのためのレッグ選択方法を提案することによって、ハンドオフの時にも効率的なチャネル割り当て性能を提供する。また、本発明の実施形態では、前記パケットデータチャネルをスケジューリングするための情報を収集するために、前記基地局が前記無線パケットデータチャネルの割り当てのための無線情報を収集する方法を提案する。さらに、前記基地局は、国際規格であるＣＤＭＡ−２０００のような環境で効率的な電力制御ができるようにするために、前記無線パケットデータチャネルの電力制御を効率的に遂行する方法を提案する。また、本発明の実施形態では、ＣＤＭＡ方式のフレームオフセットがスケジューリングアルゴリズムで動作する時に発生する問題を解決するために、前記基地局が前記無線パケットデータチャネルのフレームオフセット衝突の問題を解決する方法を提供する。さらに、本発明の実施形態では、前記基地局が前記端末で発生する無線パケットデータチャネル割り当てメッセージの誤認識の問題を解決する方法を提案することによって、前記端末の誤動作を防ぐ。
【００２２】
以下、前記のような本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
本発明で提案する無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリング方法は、ＣＤＭＡシステムを基にし、全ての高速伝送環境に適用することができる。従って、本発明の実施形態は、ＣＤＭＡシステムを基にし、高速無線データ伝送サービスを提供するＣＤＭＡ−２０００システム、ＵＭＴＳシステム、及び広帯域ＣＤＭＡシステムに適用することができる。
【００２４】
本発明の説明において、ＣＤＭＡ−２０００システムを基にする無線通信網を中心として説明する。
【００２５】
本発明の実施形態で提案する前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングの方法は、図３に示す無線通信網において遂行される。図３に示すように、本発明が適用される無線通信網は、下記の要素から構成される。
【００２６】
ここで、端末(Mobile Station: ＭＳ)は、無線通信加入者が携帯する通信装備を意味する。前記端末は、ＣＤＭＡ方式を基にした装置であり、音声及びデータの支援及び、音声とデータの複合支援ができる。基地局(Base Station System: ＢＳＳ)は、無線通信網で前記端末と直接的に通信を遂行する装備である。前記基地局は、無線資源の管理、端末の移動性制御、及び有線通信網とのインターフェースを遂行する。
【００２７】
特に、前記基地局は、基地局送受信器(Base Transceiver System: ＢＴＳ)１０１乃至１０Ｎ及び基地局制御器(Base Station Controller: ＢＳＣ)１１１乃至１１Ｍから構成される。前記ＢＴＳ１０１乃至１０Ｎは、主に前記端末との直接的なインターフェースを通して前記無線資源を管理し、前記ＢＳＣ１１１乃至１１Ｍは、それぞれ対応するＢＴＳ１０１乃至１０Ｎを制御する。ここで、前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳは、１つの装備に結合することもできる。しかしながら、一般的には、分離して構成されて、１つのＢＳＣに複数のＢＴＳが連結される。本発明の実施形態は、後者に適用され、図３に示す１つのＢＳＣに複数のＢＴＳ１０１乃至１０Ｎが連結されるツリー(tree)構造またはスター(star)構造またはリング(ring)構造を有する。
【００２８】
移動交換器(Mobile Switching Center: ＭＳＣ)１２０は、音声サービスの場合は、ＰＳＴＮ(Public Switched Telephone Network)のような有線音声交換網に対するゲートウェイ機能を支援し、回線形データサービスの場合は、インターワーキング機能(interworking function: ＩＷＦ)装置１５０を通したパケットデータ網とのインターワーキングを支援する。下記の説明において、前記有線音声交換網１６０はＰＳＴＮであると仮定する。さらに、前記ＭＳＣ１２０は、ＨＬＲ(Home Location Register)１２１及びＶＬＲ(Visitor Location Register)１２３とのインターフェーシングを通して前記端末の移動性管理を支援する。
【００２９】
前記ＨＬＲ１２１は、前記端末のホーム位置を貯蔵する装置である。前記ＨＬＲ１２１は、前記加入者に対する位置関連情報及びサービス品質情報のような主要加入情報を貯蔵する。
【００３０】
前記ＶＬＲ１２３は、前記端末の現在位置がホーム位置でない時、前記端末の位置を追跡するために、現在の端末の領域で位置管理を遂行する。
【００３１】
ＰＤＳＮ(Packet Data Serving Node)１３０は、有線パケットデータサービス網１４０と前記ＢＳＣ１１１乃至１１Ｍを連動させる。前記ＰＤＳＮ１３０を通して通信するデータは、前記パケットデータであり、前記有線パケットデータサービス網１４０に連結される。
【００３２】
本発明の実施形態は、図３のような前記無線通信網の構成要素のうち、前記端末及び前記基地局に適用される。下記の説明において、前記“基地局ＢＳＳ”は、前記基地局制御器ＢＳＣ及び基地局送受信器ＢＴＳを含む用語として定義される。さらに、前記無線通信網は、ＣＤＭＡ−２０００システムを基にすると仮定する。また、前記無線通信網は、ＭＳＣ、ＨＬＲ、ＶＬＲ、及ＰＤＳＮを含む現在の移動通信網を参照して説明するが、本発明は、ＭＳＣ、ＨＬＲ、ＶＬＲ、及びＰＤＳＮと類似の他の要素を含む別の移動通信構造にも適用することができる。
【００３３】
次に、本発明の実施形態による動作の説明において、ＣＤＭＡ−２０００無線通信網の無線チャネル構成を参照して説明する。
【００３４】
前記無線データサービスを支援するために、前記端末及び前記基地局には、お互いの信号情報の交換ができる経路が必要であり、前記経路をチャネルと言う。ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記信号情報を交換するチャネルとしては、基本チャネル(Fundamental Channel: ＦＣＨ)及び専用制御チャネル(Dedicated Control Channel: ＤＣＣＨ)があり、前記端末及び前記基地局は、これらのチャネルを利用して信号メッセージを交換することができる。ここで、前記ＦＣＨは、音声信号を伝送するために使用され、前記ＤＣＣＨは、制御情報を伝送するために使用される。また、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨの両方とも、通信中の端末と専用制御情報を交換する機能を遂行することができる。前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨにおいてもパケットデータサービスのためのトラヒックの送受信ができるが、これらのチャネルの場合は、非常に少ない量のパケットデータを低速の経路を通して送受信する。また、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨを利用するパケットデータサービスは、別のチャネル割り当て及びスケジューリングを必要としない。従って、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨを通してパケットデータを送受信する動作は、下記の説明から省略する。
【００３５】
しかしながら、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨとは違って、前記端末と前記基地局との間の高速パケットデータの送受信は、別の専用チャネルを通して遂行される。例えば、前記ＣＤＭＡ−２０００システムでは、データを専用に通信するための付加チャネル(Supplemental Channel: ＳＣＨ)を備え、前記ＳＣＨを利用して前記基地局と前記端末との間の高速無線パケットデータ送受信機能を支援する。前記ＳＣＨと前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨとの関係は、下記のようである。前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨは、前記端末と前記基地局との間にデータの送受信がない時にも維持され、これらのチャネルは、主に信号メッセージを送受信するために利用される。従って、送受信されるパケットデータトラヒックの量が増加すると、前記基地局は、前記ＦＣＨまたは前記ＤＣＣＨを通して前記端末と前記信号メッセージを送受信することによって、高速で前記パケットデータを通信するためのＳＣＨを割り当てる。前記ＳＣＨが割り当てられる場合、前記高速パケットトラヒックは、前記端末と前記基地局との間に前記ＳＣＨを通して送受信される。それから、送受信するトラヒックが存在しない場合、前記基地局及び前記端末は、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨを通して前記割り当てられたチャネルを解除するための信号メッセージを交換し、その後、前記割り当てられたＳＣＨを解除する。ここで、前記基地局と前記端末との間に前記割り当てられたチャネルを解除するための前記信号メッセージを送受信せずに、前記割り当てられたＳＣＨチャネルを解除することもできる。
【００３６】
従って、本発明の実施形態による前記パケットトラヒックチャネルのスケジューリング、割り当て、及び解除の方法に使用される高速無線トラヒックチャネルは、前記ＣＤＭＡ−２０００システムのＳＣＨチャネルにマッピングされると仮定し、高速無線トラヒックチャネルの割り当てのための前記端末と前記基地局との間の信号メッセージ送受信経路(または、チャネル)は、前記ＦＣＨまたは前記ＤＣＣＨとして定義される。
【００３７】
以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００３８】
高速無線通信網において、本発明の実施形態によるＣＤＭＡ−２０００の基地局は、パケット交換方式によって無線トラヒックチャネルをスケジューリングし、前記スケジューリング結果によって前記パケットトラヒックチャネルを割り当てる。
【００３９】
一般的に、無線トラヒックチャネルの割り当てには、回線形方式及びパケット交換方式の２つの方法がある。前記回線形方式は、音声サービスに対するトラヒックチャネルの割り当てのように、特定端末に無線トラヒックチャネルを割り当てた後、前記端末が前記割り当てられたチャネルを通して実際に前記トラヒックを送受信するか否かに関係なく、他の使用者によって前記割り当てられた無線トラヒックチャネルが利用できない構造を有する。前記パケット交換方式は、実際に前記パケットを送受信する必要のある加入者のみが前記無線トラヒックチャネルの割り当てを要求し、前記無線トラヒックチャネルの割り当ての時間も制限される構造を有する。従って、前記パケット交換方式で前記チャネルを割り当てる場合、“パイプ(pipe)”は、全ての使用者に所定の時間の間に割り当てられ、時間が終了すると、他の使用者に割り当てられる。以下、説明において、前記“パイプ”は、前記“チャネル”と同一の意味を有する。一般的に、前記回線形方式は、音声サービスのようにトラヒックが連続的に到着するサービスに適用される。しかしながら、前記パケット交換方式は、インターネットサービスのように、前記トラヒックのバースト特性によって、断続的に到着するサービスに適用される。前記回線形方式は、音声チャネルの割り当てに使用される方式と同一の方式で支援されることができる。
【００４０】
従って、本発明の実施形態において、回線形方式による前記ＳＣＨ処理は、下記のように遂行されると仮定する。ここでは、前記パケット交換方式の無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリング方法に関して記述し、前記回線形方式の無線パケットデータチャネルの運用方法に関する説明は省略する。さらに、本発明の実施形態で記述したスケジューリング方法は、音声呼及び回線形データ呼を支援した後、残りの帯域に対して遂行すると仮定する。
【００４１】
本発明の実施形態では、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのために、下記のように幾つかの用語を定義する。
【００４２】
第１、“無線トラヒックチャネル割り当て時間”は、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記無線トラヒックチャネルが前記ＳＣＨであるので、前記ＳＣＨ設定時間(SCH Setup Time : SS_Time)として定義される。前記無線トラヒックチャネル割り当て時間は、無線トラヒックチャネルのスケジューラが前記無線トラヒックチャネル(ＳＣＨ)の割り当てを決定した後、前記基地局及び前記端末が、前記無線トラヒックチャネルの送受信のための準備を完了し、無線トラヒックチャネルプロセッシングの開始によって実際に前記トラヒックを送受信する時に必要な時間である。前記無線トラヒックチャネル割り当て時間が短くなるほど、前記無線トラヒックチャネルを迅速に割り当てることができる。
【００４３】
可変伝送率(Variable data Rate)、前記ＳＣＨの不連続伝送(Discontinuous Transmission: ＤＴＸ)、及びスクランブリングコード(Scrambling Code)を使用する方法のように、前記端末と前記基地局との間に前記無線トラヒックチャネル割り当てのための信号メッセージの継続的な送受信が必要なくなる時、前記無線トラヒックチャネル割り当て時間は、０ｍｓに設定することができる。
【００４４】
第２、“無線トラヒックチャネルのスケジューリング区間”は、下記に説明されるスケジューラ運用パラメータであるＲSCHEDULING_INTERVALを意味する。前記無線トラヒックチャネルのスケジューリング区間は、前記無線トラヒックチャネルスケジューラが周期的に活性化されて動作する区間を示す。前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングの区間が短くなるほど、前記システムの負荷はだんだん増加するが、前記パケットデータトラヒックの効率的な伝送及び前記無線チャネルの変化に対する迅速な対応ができるようになる。
【００４５】
第３、“無線トラヒックチャネルの伝送単位時間”は、前記無線トラヒックチャネル割り当ての時に必要な最小時間単位であり、前記最小時間単位のＮ倍(ここで、Ｎ＝１、２、３、４、…)が、データ伝送区間ＲDURATIONとして定義される。下記の説明において、ＣＤＭＡ−２０００システムで前記ＳＣＨチャネルを通して伝送されるデータのフレーム区間は２０ｍｓであるので、前記無線トラヒックチャネルの伝送単位時間は２０ｍｓであると仮定する。本発明の実施形態において、ＲDURATIONは、前記無線パケットデータチャネルを通して前記パケットデータを伝送するための“データ伝送区間”と称する。前記無線トラヒックチャネルを通して前記データを伝送するための単位時間が短くなるほど、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及び解除がより頻繁に発生するので、無線リンクで前記端末と前記基地局との間に交換されるチャネル割り当て関連メッセージの量が増加する。
【００４６】
本発明の実施形態では、前記基地局から前記端末に伝送される順方向無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングを取り扱う。これに関連して、一般的に、前記無線データサービスは非対称の特性を有する。つまり、前記端末から前記基地局に伝送される逆方向リンク上の前記パケットトラヒックの量は少ないが、これに反して、前記基地局から前記端末に伝送される前記順方向リンク上の前記パケットトラヒックの量は多い。従って、前記無線資源の効率性を極大化するために、前記順方向無線トラヒックチャネルの効率を向上させる必要がある。従って、本発明の実施形態では、前記順方向無線トラヒックチャネルの運用のみを考慮し、前記逆方向無線トラヒックチャネルのためには低速伝送率のチャネルが割り当てられると仮定する。さらに、前記逆方向無線トラヒックチャネル(Reverse Supplemental Channel: Ｒ−ＳＣＨ)の割り当ては、前記ＦＣＨ及び前記ＤＣＣＨのＣＡＣ(Call Admission Control)の手順を従うと仮定する。
【００４７】
本発明の実施形態では、運用パラメータを調整することによって、単純な構造も複雑な構造も提供することができる。例えば、前記単純な構造を支援する場合、本発明の実施形態による方法では、下記のような運営パラメータを設定することができる。つまり、単一無線トラヒックチャネル構造は、ファットパイプ(Fat-Pipe)構造(つまり、高速で前記パケットデータを伝送するために、１つまたは少数のＳＣＨチャネルを運用する構造)として支援され、前記加入者に前記無線トラヒックチャネルを通してデータを伝送する区間ＲDURATIONを同一に割り当てることによって開発及び実験が容易になる。
【００４８】
本発明の実施形態を具現する時は、幾つかのパラメータの調整の要性が発生することがある。つまり、本発明の実施形態をＣＤＭＡ−２０００システムに適用する時、下記のような制約が発生することができ、これらの制約は、適用しようとする技術によって適応されて、本発明の内容には影響を与えない。
【００４９】
第１、前記音声サービスの品質を極大化しようとする場合、ＣＡＣ過程の時、音声帯域割り当て値αによってデータサービスのために割り当てられた電力を、前記データサービスのためのチャネル割り当てに使用することができ、ＳＣＨスケジューリングの時、前記音声サービス帯域に残る電力は、ＳＣＨ割り当てのために使用することができない。つまり、本発明の実施形態では、前記音声サービスのために設定された電力を除いた残りの電力が前記ＳＣＨ割り当てのために使用されると仮定する。しかしながら、前記データサービスの処理率を向上させるためには、前記音声サービス帯域で使用されなかった電力(つまり、前記音声サービスのために設定された電力のうち、現在前記音声サービスのために使用されていない予備電力)を使用することもできる。
【００５０】
第２、前記基地局ＢＳＳは、前記設定されたスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの単位で、前記ＳＣＨを前記端末に割り当てるためのスケジューリングを遂行する。本発明の実施形態では、前記スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALを２６０ｍｓに仮定する。しかしながら、前記ＳＣＨのスケジューリング区間を２６０ｍｓの以上または以下にすることもできる。
【００５１】
第３、前記基地局ＢＳＳは、２６０ｍｓの区間で前記ＳＣＨスケジューリングのための無線情報を収集する。
【００５２】
第４、前記ＳＣＨのフレームオフセットが前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨのフレームオフセットと同一である場合、同一のスケジューリング区間内で前記ＳＣＨが割り当てられた加入者間にフレームオフセット衝突が発生する可能性がある。これを防ぐためには、前記ＳＣＨのフレームオフセットが前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨとは別に割り当てられるか、前記ＳＣＨのフレームオフセットが存在しない場合は、衝突時点を分散するためのガードインターバル(guard interval)を割り当てる。
【００５３】
第５、前記基地局ＢＳＳが前記基地局制御器ＢＳＣ及び前記基地局送受信器ＢＴＳに分けられる場合、前記ＢＳＣは、所定の量のＲＬＰ(Radio Link Protocol)パケットが前記ＢＴＳに存在するように、前記ＢＴＳとのフロー制御(flow control)を支援することができる。
【００５４】
第６、前記ＢＴＳは、ＲＬＰパケットバッファリング、シーケンス管理、及びＤＴＸの時にＲＬＰパケット伝送の留保機能を支援し、インバンド(inband)経路を通して前記ＢＳＣに“最後に伝送されたＲＬＰパケットのシーケンス”を知らせる。
【００５５】
第７、本発明の実施形態では、前記ＳＣＨのデータ伝送区間ＲDURATIONが８０ｍｓであると仮定する。しかしながら、前記ＳＣＨのデータ伝送区間は、８０ｍｓの以上または以下に設定することもできる。
【００５６】
第８、前記ＳＣＨの割り当てのためのＥＳＣＡＭ(Extended Supplemental Channel Assignment Message)は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの過程を省略することができる。
【００５７】
第９、前記ＦＣＨ／ＤＣＣＨがソフトハンドオフを支援して、前記端末に対するレッグが２つ以上である場合は、前記レッグ選択アルゴリズムを遂行する。前記レッグ選択アルゴリズムを遂行することによって、前記２つ以上のレッグのうち１つを選択する。ここで、前記レッグは、前記基地局送受信器ＢＴＳのいずれか１つである。
【００５８】
さらに、本発明では、下記のような運用パラメータを定義する。
【００５９】
“スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVAL”は、無線トラヒックチャネルスケジューラが前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのために周期的に活性化する時間を示す。
【００６０】
前記スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの値は、前記基地局ＢＳＳが前記端末に前記無線トラヒックチャネルを割り当てる時に必要な時間値より大きく設定されるか、または、同一に設定されるべきである(ＲSCHEDULING_INTERVAL?(前記基地局が前記端末に前記無線トラヒックチャネルを割り当てる時に必要な時間))。
【００６１】
前記“データ伝送区間ＲDURATION”は、前記無線トラヒックチャネルスケジューラが無線トラヒック チャネルを前記端末に割り当てる区間であり、前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間は、前記該当端末が前記ＲDURATIONの間に前記無線パケットデータチャネルを通して前記基地局と専用に通信できる区間(または、時間)を示す。本発明の実施形態では、前記のように、前記データ伝送区間が８０ｍｓであると仮定する。また、本発明の実施形態において、前記ＲDURATIONは、全ての端末に対して同一に設定される。しかしながら、前記ＲDURATIONは、前記端末の等級によって可変的に設定することもできる。
【００６２】
“β”は、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて前記無線トラヒックチャネルのフレームオフセットが存在する場合、前記フレームオフセットをソーティングするために必要な時間値であり、２０ｍｓとして定義される。前記無線トラヒックチャネルのフレームオフセットが０ｍｓである場合、前記値βは０に設定される。
【００６３】
＜表１＞は、本発明の実施形態によるＣＤＭＡ−２０００システムのＳＣＨスケジューリングの方法に対する勧告パラメータ値を示す。
【表１】
前記パケットチャネル割り当て及びスケジューリングの技術を説明するために、本発明の実施形態では、前記基地局ＢＳＳが前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳに分けられるということを考慮する。また、本発明の実施形態では、前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳが論理的に複数のプロセッサで具現された環境を基準にして説明する。これは、本発明をより明確に説明するためである。しかしながら、実際の具現において、前記複数プロセッサは、1つのプロセッサに設計することができ、前記ＢＳＣ及び前記ＢＴＳも、単一の基地局装置に設計することができる。特に、本発明の実施形態では、前記無線パケットデータサービスを支援する時に必要なプロセッサのみに関して説明する。
【００６５】
まず、図３のＢＳＣ１１１乃至１１Ｍの構成を説明する。
【００６６】
ＭＭＣＰ(Main Media Control Processor)は、実際的なパケットデータの送受信のための経路を制御する機能及びエラー制御機能を支援するメディア制御プロセッサ(Media Control Processor)である。前記ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記ＭＭＣＰは、ＲＬＰ(Radio Link Protocol)、ＭＡＣ(Medium Access Control)、及び有線インターネット網とのインターフェーシングを提供する。前記ＭＭＣＰは、フロー制御機能を利用して、各使用者に伝達されるパケットデータをＲＭＣＰ(Radio Media Control Processor)に伝達する。
【００６７】
ＭＣＣＰ(Main Call Control Processor)は、前記端末と前記基地局との間の信号メッセージを処理する主要機能及び無線トラヒックチャネル割り当てメッセージの送受信機能を提供する呼制御プロセッサ(Call Control Processor)である。また、前記ＭＣＣＰは、前記端末から受信されるパイロット強度(pilot strength)に関する情報を収集する機能及び前記ＭＭＣＰに前記収集されたパイロット強度を伝達する機能を支援する。
【００６８】
次に、図３のＢＴＳ１０１乃至１０Ｎの構成を説明する。
【００６９】
ＲＲＭＰ(Radio Resource Management Processor)は、前記ＢＳＣのＲＭＣＰバッファ情報と共に前記無線チャネル情報を考慮することによって、特定使用者に前記無線トラヒックチャネルを割り当てる機能を支援する。前記ＲＲＭＰは、実際に前記無線トラヒックチャネルを割り当てるためにスケジューリング機能を遂行するプロセッサである。つまり、前記ＲＲＭＰは、本発明の実施形態によるＳＣＨスケジューラ機能を備える。
【００７０】
ＲＩＭＰ(Radio Information Measurement Processor)は、前記無線チャネル情報を収集し、前記ＢＳＣ及び前記ＲＲＭＰに前記収集された無線チャネル情報を伝達する機能を遂行する。
【００７１】
ＲＭＣＰは、前記フロー制御機能を通して前記ＭＭＣＰから受信された各使用者のパケットデータをバッファリングし、前記バッファリングされた使用者パケットの量に関する情報を前記ＲＲＭＰに提供することによって、前記ＳＣＨ無線トラヒックチャネルの割り当てを要求する。前記ＲＲＭＰによって前記無線トラヒックチャネルが割り当てられる時、前記ＲＭＣＰは、前記割り当てられた時間の間に前記受信されたパケットを前記無線トラヒックチャネルに送信する。
【００７２】
本発明の実施形態では、ＣＤＭＡ−２０００通信システムを基準にして、前記無線パケットトラヒックチャネルのスケジューリング及び割り当ての動作を説明する。
【００７３】
図４は、図３の前記無線通信網において、本発明の実施形態によるパケットトラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングの方法を示す。
【００７４】
図４は、ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記高速無線パケットトラヒックチャネルがＳＣＨである場合のスケジューリング動作を示す。図４を参照して、本発明の実施形態による動作を順次に説明する。ここで、前記ＲＲＭＰは、前記無線トラヒックチャネルのスケジューリング及び割り当てのためにＳＣＨ使用要求信号をまとめるコレクタの機能、前記ＳＣＨの使用をスケジューリングするスケジューラの機能、及び前記スケジューリングされた結果を使用してスケジューリングメッセージを生成するメッセージ生成器の機能を備える。
【００７５】
図４において、区間ｔ0−ｔ1、ｔ1−ｔ2、ｔ2−ｔ3、ｔ3−ｔ4、ｔ4−ｔ5、…は、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALであり、本発明の実施形態では、それぞれ２６０ｍｓである。段階４１０で、前記ＲＲＭＰのコレクタは、区間ｔ0−ｔ1でＳＣＨ使用要求をまとめる。区間ｔ1−ｔ2において、前記スケジューラは、前記端末をスケジューリングすることによって、ｔ2の後の区間に前記ＳＣＨが使用できるように、チャネル割り当てのために駆動され(段階４２０)、前記メッセージ生成器は、前記端末に対するチャネル割り当てメッセージ(ここでは、ＥＳＣＡＭである)を生成する。ここで、前記コレクタによってまとめられた前記ＳＣＨ使用要求信号は、前記基地局のＲＭＣＰで発生する。つまり、本発明の実施形態による前記ＳＣＨのスケジューリングは、順方向リンクのＳＣＨに適用される。従って、前記ＳＣＨ使用要求信号は、前記順方向リンクのパケットデータを送信する必要がある時に発生する。従って、前記ＳＣＨ使用要求信号は、前記基地局が前記順方向リンクのＳＣＨを通して特定端末にパケットデータを送信する時、前記基地局によって発生する。また、チャネル割り当ての可能の端末に前記チャネル割り当てメッセージを同時に伝送する時、前記パケットデータは、前記メッセージによってバースト特性を有するようになる。従って、前記チャネル割り当てメッセージは、図４の段階４３０に示すように、分散することが望ましい。ここで、前記チャネル割り当てメッセージは、前記ＳＣＨの開始時間、前記ＳＣＨチャネルの伝送率、及びデータ伝送区間ＲDURATIONを含む。それから、段階４４０で、前記端末は、区間ｔ2−ｔ3で、前記設定された開始時間に前記設定された伝送率で前記設定されたデータ伝送区間ＲDURATIONの間に前記ＳＣＨを通して前記無線パケットデータを通信する。前記ＳＣＨチャネルの区間ｔ2−ｔ3で、前記基地局ＢＳＳは、参照番号４５０に示すように、前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATIONで、対応される端末に対する前記パケットデータを伝送する。つまり、前記基地局ＢＳＳは、１つのスケジューリング区間で、前記スケジューリングされた順序によって複数の端末(図４の３つの端末)に順次に前記パケットデータを伝送することができる。それから、前記端末は、前記割り当てられたデータ伝送区間の開始時点で、前記パケットデータを受信するために前記ＳＣＨをオンにして、前記データ伝送区間の終了時点で前記ＳＣＨを自動的にオフにする。
【００７６】
要するに、図４に示すように、第１スケジューリング区間ｔ0−ｔ1で前記ＳＣＨ使用要求信号をまとめる(段階４１０)。第２スケジューリング区間ｔ1−ｔ2では、前記まとめられたＳＣＨ使用要求による前記端末のスケジューリングによって前記ＳＣＨを割り当てるために、前記基地局のスケジューラが駆動される(段階４２０)。前記ＳＣＨは、１つのスケジューリング区間で、前記端末が相違するＳＣＨの開始時間を有するように割り当てられる(段階４３０)。それから、前記設定された開始時間に使用される伝送率及び伝送区間に関する情報を含む前記チャネル割り当てメッセージが生成され、前記生成されたチャネル割り当てメッセージは、分散された開始時点で該当端末に伝送される。それから、第３スケジューリング区間ｔ2−ｔ3で、前記基地局は、前記チャネル割り当てメッセージによって前記設定された開始時点で前記ＳＣＨを通して前記無線パケットデータを前記端末に順次に伝送する(段階４４０)。
【００７７】
前記のようなＳＣＨのスケジューリング及び割り当ての動作は、連続して遂行される。つまり、図４のように前記ＳＣＨが使用される時、前記コレクタは、区間ｔ0−ｔ1で、端末ａ、ｃ、及びｄを含むＳＣＨパケットトラヒック伝送要求をまとめる。
【００７８】
区間ｔ1−ｔ2で、前記スケジューラは、前記ＳＣＨを使用しようとする端末ａ、ｃ、及びｄをスケジューリングするために駆動され、前記メッセージ生成器は、前記スケジューリングされた結果によって前記ＳＣＨ割り当てメッセージを生成して伝送する。この時、前記コレクタは、端末ｂ、ｇ、及びｗを含むＳＣＨパケットトラヒック伝送要求をまとめる。
【００７９】
区間ｔ2−ｔ3で、前記ＲＭＣＰは、前記設定されたデータ伝送区間ＲDURATIONの間に、前記ＳＣＨを通して前記ＳＣＨが割り当てられた端末ａ、ｃ、及びｄに前記無線パケットデータを伝送する。また、前記スケジューラは、端末ｂ、ｇ、及びｗをスケジューリングするために駆動され、前記メッセージ生成器は、前記スケジューリングされた結果によって前記ＳＣＨ割り当てメッセージを生成して伝送する。この時、前記コレクタは、端末ａ、ｃ、及びｈを含むＳＣＨパケットトラヒック伝送要求をまとめる。
【００８０】
前述したように、それぞれのスケジューリング区間で、前記ＳＣＨ使用要求、前記ＳＣＨチャネルの割り当て、及び前記割り当てられたＳＣＨを通する前記無線パケットデータの伝送が、同時に遂行されることが分かる。前記のような動作は、連続的に遂行される。また、前記の説明から分かるように、前記ＳＣＨの割り当て及び解除は、前記スケジューリング区間で遂行される。従って、前記ＳＣＨチャネルの割り当て及び解除が迅速に遂行されることによって、前記ＳＣＨの使用効率を極大化することができる。
【００８１】
以下、前記のような動作を詳細に説明する。
【００８２】
第１、図４の段階４１０で、前記端末に伝送するパケットデータが前記基地局に存在する場合、前記ＲＭＣＰは、前記ＳＣＨ使用要求信号を発生し、前記ＲＲＭＰのコレクタは、前記ＳＣＨ使用要求情報をまとめる。
【００８３】
段階４１０の動作をより具体的に説明すると、前記有線パケットデータ網から受信されたトラヒックは、前記ＢＳＣのＭＭＣＰによってバッファリングされ、前記ＭＭＣＰは、前記パケットの到着及び前記受信されたトラヒックの量に対する情報を前記ＢＴＳに伝達する。この場合、前記ＢＴＳに伝達される前記情報は、前記ＭＭＣＰのバッファサイズ情報のみを含むか、または、前記実際ＲＬＰパケットを前記ＲＭＣＰと前記ＭＭＣＰとの間のフレー制御機能を通して前記ＢＴＳのＲＭＣＰに提供することができる。本発明の実施形態では、前記実際トラヒックを前記ＲＭＣＰに伝達するケースを中心として説明する。前記ＲＭＣＰは、ＲＭＣＰバッファのデータ量の情報を前記ＢＴＳのＲＲＭＰに伝達する。前記バッファサイズを前記ＲＲＭＰに知らせる方法としては、前記ＲＭＣＰが周期的に前記ＲＭＣＰの全体のＭＳ情報を提供するか、または、個々のＭＳのバッファサイズ情報を伝達して、前記ＲＲＭＰが前記情報を収集する方法がある。
【００８４】
第２、図４の段階４２０で、前記スケジューラが駆動されて、次のスケジューリング区間で前記ＳＣＨを使用しようとする複数の端末に対するＳＣＨを割り当てる。
【００８５】
段階４２０の動作をより具体的に説明すると、前記ＲＲＭＰのＳＣＨチャネル割り当てアルゴリズムは、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALごとに活性化する。前記ＲＲＭＰにおける知能的なＱｏＳ(Quality of Service)の適用のために、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムを適用することができる。前記ＲＲＭＰは、前記ＳＣＨチャネル割り当てアルゴリズムによって、ＳＣＨコード番号、開始時間、及び前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATIONに関する情報を該当ＭＳに割り当てる。前記ＲＲＭＰは、前記割り当てられた情報によって、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを前記ＭＣＣＰに提供する。前記ＲＲＭＰは、バッファリング及び開始時間の処理のために、前記ＲＭＣＰに前記ＳＣＨ割り当てメッセージを提供する。
【００８６】
第３、図４の段階４３０で、段階４２０で割り当てられた前記ＳＣＨチャネル割り当てメッセージが分散されて前記端末に伝送される。
【００８７】
段階４３０の動作をより具体的に説明すると、前記ＭＣＣＰは、前記受信されたＳＣＨ割り当てメッセージによって前記端末と信号メッセージを送受信する。前記 ＢＳＳがＳＣＨ割り当てのための信号メッセージの交換を開始する時点は、スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALを通してそれぞれの端末に割り当てられる開始時間によって分散される。
【００８８】
第４、図４の段階４４０で、前記各端末は、前記設定された開始時間に前記設定された伝送区間の間に前記ＳＣＨチャネルを通してＲＬＰパケットデータを前記基地局と通信する。
【００８９】
段階４４０の動作をより具体的に説明すると、前記ＭＭＣＰは、前記伝送率及び前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間(Duration)によってフロー制御を通して前記ＲＬＰパケットを前記ＲＭＣＰに伝達し、前記ＲＭＣＰは、前記割り当てられた開始時間に前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATIONの間に前記設定された伝送率で前記トラヒックを伝送する。
【００９０】
第５、図４の段階４５０で、前記ＲＬＰパケットデータは、実際にスケジューリング区間で前記基地局と前記端末との間に前記ＳＣＨチャネルを通して伝送される。
【００９１】
段階４５０の動作をより具体的に説明すると、前記ＲＲＭＰで割り当てられた前記無線パケットの伝送開始時間及び伝送率は、各加入者によって相違することがある。段階４５０で、前記ＳＣＨチャネルの数は１つであると仮定する。しかしながら、前記ＳＣＨチャネルの数は、１つ以上になることもできる。前記ＳＣＨチャネルを通して伝送される前記無線パケットトラヒックの伝送開始時間は、次のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの内で各加入者に対して相違することもある。段階４５０で、前記パケットトラヒックデータ伝送区間ＲDURATIONは、例えば８０ｍｓの特定値に固定されると仮定する。しかしながら、前記データ伝送区間ＲDURATION は、加入者によって可変的に設定することができる。
【００９２】
つまり、本発明の実施形態による移動通信システムの基地局の無線パケットデータチャネル通信装置において、前記ＲＲＭＰは、前記ＳＣＨの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめるコレクタの機能、前記ＳＣＨの使用をスケジューリングするスケジューラの機能、及び前記スケジューリングされた結果によってメッセージを発生するメッセージ生成器の機能を遂行する。第１、前記コレクタの動作を説明すると、前記ＲＭＣＰは、前記端末から伝送された前記無線パケットデータチャネルの前記ＳＣＨパケットトラヒック伝送要求を受信して前記ＲＲＭＰに伝送する。それから、前記ＲＲＭＰのコレクタは、前記ＲＭＣＰから前記チャネルの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめる。第２、前記スケジューラの動作を説明すると、前記ＲＲＭＰは、前記無線パケットデータチャネルの使用を要求した前記端末から少なくとも１つの端末を選択することによって、前記無線パケットデータチャネルをスケジューリングし、それから、前記選択された端末は、伝送率、前記無線パケットデータチャネルが使えるデータ伝送区間、及び前記データ伝送区間の開始時間を決定する。第３、前記メッセージ生成器の動作を説明すると、前記ＲＲＭＰは、前記決定されたＳＣＨ割り当て情報を前記ＲＭＣＰに伝送し、前記ＲＭＣＰは、インバンド経路を通して前記チャネル割り当てメッセージを前記ＢＳＣのＭＭＣＰに伝送し、前記ＭＭＣＰは、前記受信されたチャネル割り当てメッセージを前記ＭＣＣＰに伝送する。そうなると、前記ＭＣＣＰは、前記ＳＣＨ割り当て情報を含む前記無線パケットデータチャネル割り当てメッセージを生成する。
【００９３】
そうなると、前記ＢＴＳの物理階層のチャネル送信器は、前記無線パケットデータチャネル割り当てメッセージを前記端末に伝送する。それから、チャネル送信器は、前記スケジューリングされた開始時点で前記決定された伝送区間の間に前記無線パケットデータチャネルを通してデータを伝送し、前記伝送終了時点で前記端末とのＳＣＨチャネルを解除する。
【００９４】
図５は、本発明の実施形態によるトラヒックチャネル割り当てアルゴリズムを示す。前記ＲＲＭＰは、前記無線トラヒックチャネル割り当て及びスケジューリング動作を前記スケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALで遂行する。
【００９５】
図５を参照すると、前記ＢＴＳのＲＲＭＰは、段階５１１で、周期的に前記端末から前記ＳＣＨの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめて、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのためのプログラムを駆動する。ＣＤＭＡ−２０００システムにおいて、前記無線トラヒックチャネルは、前記ＳＣＨチャネルにマッピングされるので、前記無線トラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングを遂行するモジュールをＳＣＨスケジューラと称する。段階５１３で、前記ＳＣＨスケジューラは、前記ＳＣＨチャネルの使用を要求した端末のうち、前記ＳＣＨチャネルが使える端末を選択する。本発明の実施形態では、前記ＳＣＨスケジューラが、まず前記ＳＣＨチャネルの使用を要求した端末から５つの端末を選択し、前記選択された５つの端末から３つの端末を選択すると仮定する。従って、本発明の実施形態では、３つの端末が１つのスケジューリング区間で前記ＳＣＨを使うことができると仮定する。段階５１３で、５つの候補端末を選択する方法は、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムのような知能的なＱｏｓ支援法案を適用することができ、その結果として、前記ＳＣＨ割り当ての候補になる加入者を選択する。ここで、前記ＱｏＳパラメータは、加入者の等級、メッセージの等級、及びデータのサイズを含む。その後、段階５１５で、前記ＳＣＨスケジューラは、前記５つの端末を基にして、前記ＳＣＨがフレームオフセットを使用する環境でフレームオフセットの衝突のない端末を最終的に選択する。本発明の実施形態では、最終的に選択される端末の数が３つである場合に関して説明する。その後、段階５１７で、前記スケジューラは、前記選択されたそれぞれの加入者に対して、前記ＳＣＨチャネルの伝送率、前記ＳＣＨチャネルの開始時間、及び前記ＳＣＨチャネルの終了時点(前記データ伝送区間が終了する時点)を計算する。
【００９６】
段階５１９及び段階５２１で、前記ＳＣＨスケジューラは、前記最終に計算された情報を使用してスケジューラデータベースを更新した後、前記ＳＣＨ割り当てメッセージの前記端末との送受信を前記ＭＣＣＰに要求する。この時、前記ＢＳＣのＭＣＣＰは、前記各端末に対する前記ＳＣＨ割り当て開始時点を基にして、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを分散して伝送する。前記のようにすることによって、前記無線チャネルを上で前記ＳＣＨ割り当てメッセージが同時に伝送される時に発生する雑音の増加を抑制することができる。また、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを分散して伝送することによって、以前のスケジューリング区間で前記端末に割り当てされた前記ＳＣＨ割り当てメッセージと現在のＳＣＨ割り当てメッセージとの区別がつかない問題を解決することができる。つまり、本発明が適用されるＣＤＭＡ−２０００移動通信システムにおいて、前記ＳＣＨ割り当てメッセージが前記以前のスケジューリング区間で受信され、前記割り当てられたＳＣＨを通してデータが送受信される前、新しいＳＣＨ割り当てメッセージが次のスケジューリング区間で受信されると、前記端末は、前記２つのＳＣＨ割り当てメッセージを混同するようになる。この場合、前記端末は、先に受信されたＳＣＨ割り当てメッセージを無視する。従って、前記のようにＳＣＨ割り当てメッセージを分散して伝送すると、前記端末は、前記以前に割り当てられたＳＣＨを通してメッセージを伝送する時点(または、その後の時点)で、次のＳＣＨ割り当てメッセージを受信するので、前記のような混同の問題を解決することができる。
【００９７】
その後、段階５２３及び段階５２５で、前記基地局は、前記ＳＣＨ割り当てメッセージ伝送時間になるまで待機する。ここで、前記ＳＣＨ割り当てメッセージ時間になると、前記基地局は、段階５２７で、前記ＳＣＨ割り当てメッセージを伝送する。また、段階５２９で、前記ＳＣＨ割り当てメッセージ伝送時間が到来することを待機するあるＳＣＨ割り当てメッセージが残っている場合、前記過程は段階５２３に戻る。一方、段階５２７乃至段階５２９において、前記到着されたＳＣＨ割り当てメッセージに含まれた開始時間が到来すると、設定された伝送率で前記伝送区間の間にデータ伝送が遂行される。本発明の実施形態によって、前記のような動作を３回繰り返す。
【００９８】
本発明で提案する方法は、現在のＣＤＭＡ−２０００標準において、前記ＳＣＨのフレームオフセットによる制限が発生する可能性がある。この問題を解決する方法を図６に示す。参照番号６４０に示すように、“［１］”は、前記スケジューラが決定する時点を示し、“［２］”は、前記ＳＣＨが前記端末に割り当てられる時点を示し、“［３]”は、前記端末がＳＣＨ処理を準備する時点を示し、“［４］”は、前記開始時間で前記ＳＣＨを開放する時点を示す。
【００９９】
図６を参照すると、参照番号６１０に示すように、前記ＳＣＨメッセージは、各伝送区間の開始時点で分散されて交換される。参照番号６２０に示すように、前記使用者は、フレームオフセット及び以前のスケジューリング区間情報によって選択される。つまり、前記ＳＣＨのフレームオフセットがＦＣＨ／ＤＣＣＨのフレームオフセットと同一に割り当てられる場合、現在のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALに割り当てられた使用者は、前記ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムによって選択された使用者から、下記の基準によって選択される。まず、前記ＰＦＱアルゴリズムによって前記ＳＣＨが割り当てられた５つの候補加入者を選択し、前記スケジューラは、前記ＰＦＱの結果として選択された加入者のうち、フレームオフセットの衝突のない３つの加入者を選択する。この場合、以前のスケジューリング区間の最後のＲＬＰフレームデータ伝送区間ＲDURATIONが割り当てられた加入者が、現在のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALで前記ＰＦＱによって候補として選択された時、前記選択された候補加入者は、前記スケジューリング設定時間(SS_Time)による前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間ＲDURATION間の衝突を避けるために、現在のスケジューリング区間ＲSCHEDULING_INTERVALの最後のデータ伝送区間ＲDURATIONに割り当てられる。フレームオフセットの衝突が依然として発生する場合は、他の加入者を前記最後のデータ伝送区間に割り当てる。
【０１００】
つまり、図６の区間Ｔ1−Ｔ2でＡ使用者が前記割り当てられたＳＣＨを通して前記パケットデータを伝送する前のデータ伝送区間(Ｇ及びＨ使用者のデータ伝送区間)において、次の区間Ｔ2−Ｔ3でＡ使用者によって使用される前記ＳＣＨ割り当てメッセージが伝送されないようにスケジューリングする。ここで、Ａ使用者の前記パケットデータが区間Ｔ1−Ｔ2で伝送される前に、区間Ｔ2−Ｔ3で割り当てられるＡ使用者の前記ＳＣＨ割り当てメッセージが伝送される場合、区間Ｔ1−Ｔ2とＴ2−Ｔ3との間のＡ使用者のデータは、相互干渉するようになる可能性がある。また、参照番号６３０に示すように、前記ＳＣＨを使用しようとする端末がただ１つである場合(図６の区間Ｔ3−Ｔ4のＡ使用者)は、図６のＡ使用者に対する３番目のｓｃｈ割り当て手順のように、前記ＲＲＭＰスケジューラは、スケジューリング区間内の無線トラヒックチャネルの全てのデータ伝送区間ＲDURATION(図６の区間Ｔ4−Ｔ5)を単一の端末に割り当てることができる。
【０１０１】
図７は、本発明の実施形態によって、ＣＤＭＡ−２０００システムにおける無線パケットトラヒックチャネルの割り当て及びスケジューリングのための呼処理過程を示す。基本環境で、前記ＲＲＭＰスケジューラは、前記ＲＬＰパケットを前記ＲＭＣＰに伝送し、前記ＲＭＣＰは、前記ＢＳＣから受信された前記ＲＬＰパケットをバッファリングし、前記ＲＲＭＰに前記ＳＣＨ割り当て要求を伝送する。図７で、ＢＴＳ−Ａは、選択されたＢＴＳ(selected BTS)であり、ＢＴＳ−Ｂは、以前のＢＴＳ(Old BTS)である。
【０１０２】
図７を参照すると、前記ＢＳＣのＭＣＣＰは、段階７０１で、該当端末(ＭＳ)のパイロット強度(Pilot Strength)情報を前記ＭＭＣＰに伝達する。これに関連して、前記端末のＰＳＭＭ(Pilot strength Measurement Message)／ＰＳＭＭＭ(Pilot strength Measurement Mini Message)の報告区間(report interval、または、伝送区間)及びＰＭＲＭ(Power Measurement Report Message)の報告区間が同一である場合、逆方向リンクの品質が低下する。従って、この場合、前記端末に対してフレームレベル(frame level)で送信時間を非同期させることが望ましい。
【０１０３】
段階７０２及び段階７０３で、前記ＢＴＳ−ＡのＲＩＭＰは、前記ＳＣＨに使用できる電力に関する情報を前記ＲＲＭＰ及びＲＭＣＰに伝達する。前記ＲＩＭＰから前記ＲＲＭＰに前記使用できる電力情報を伝送することは、前記ＳＣＨの伝送率を決定するためであり、前記ＲＩＭＰから前記ＲＭＣＰに前記使用できる電力情報を伝送することは、レッグを選択するためである。そうなると、前記ＲＭＣＰは、段階７０４で、前記ＲＩＭＰから受信された前記使用できる電力情報及び前記最後に伝送されたＲＬＰシーケンスを、前記インバンド経路を通して前記ＭＭＣＰに伝達する。ここで、前記ＲＭＣＰが前記端末に前記最後に伝送されたＲＬＰのシーケンス番号を伝送する理由は、ＤＴＸ機能を支援するためである。つまり、本発明の実施形態において、前記ＢＴＳは、前記チャネルリンクの環境によって前記ＲＬＰフレームの伝送を制御する。特に、前記ＢＴＳは、内部のＲＬＰフレーム情報をバッファリングした後、前記チャネル環境によって前記バッファリングされたＲＬＰフレームの伝送を制御する。従って、前記ＢＴＳは、前記ＢＳＣにＲＬＰ再伝送要求を伝送せず、代わりに、ただ現在伝送されているＲＬＰフレームの最後の番号を前記ＢＳＣに伝送する。前記ＢＳＣは、前記ＢＴＳから伝送された前記ＲＬＰフレームのサイズを知っているので、前記ＢＴＳから報告された前記ＲＬＰフレーム番号によって前記ＢＴＳのＲＬＰフレーム伝送状態を確認することができる。
【０１０４】
前記ＲＭＣＰから前記使用できる電力情報及び前記最後に伝送されたＲＬＰシーケンス番号を受信すると、前記ＭＭＣＰは、段階７０５で、段階７０１で受信された該当端末のパイロット強度情報を、前記インバンド経路を通して前記ＲＭＣＰに伝達する。その後、前記ＲＭＣＰは、段階７０６で、前記ＭＭＣＰから受信された前記端末のパイロット強度情報を前記ＲＲＭＰに伝達する。
【０１０５】
段階７１２乃至段階７１６で、前記ＢＴＳ−Ｂは、ＢＴＳ−Ａによって段階７０２乃至段階７０６で遂行された過程と同一な過程を通して、前記ＳＣＨに対して使用できる電力及び前記最後に伝送されたＲＬＰフレーム番号を前記ＢＳＣに伝達する。ここで、前記ＢＴＳ−Ａ及び前記ＢＴＳ−Ｂは、特定端末に対するレッグになる。
【０１０６】
前記のように、特定端末に対するレッグが２つ存在する場合、前記ＭＭＣＰは、段階７５０で、レッグ選択アルゴリズムを遂行する。前記レッグ選択アルゴリズムは、図８を参照して詳細に説明する。前記レッグ選択アルゴリズムによって前記レッグが変更される場合、前記ＭＭＣＰは、段階７１７で、ＲＭＣＰ−Ｂ(または、Ｏｌｄ ＲＭＣＰ)にハンドオフ指示(Handoff Indication)メッセージを、前記インバンド経路を通して伝達する。前記ハンドオフ指示メッセージを受信すると、前記ＲＭＣＰ−Ｂは、前記端末に対する前記ＳＣＨの割り当てが完了しなかった場合、前記割り当てられたデータ伝送区間まで前記ＲＬＰパケットを伝送した後、前記バッファをフラッシュ(flush)する。前記ＲＭＣＰ−Ｂが最終に伝送したパケットのシーケンスは、段階７０４で遂行された方法と同一の方法で前記ＭＭＣＰに伝達される。
【０１０７】
段階７５８で、前記ＭＭＣＰは、前記該当ＭＳに前記ＳＣＨを割り当てる前記ＢＴＳのＲＭＣＰ−Ａに、前記ＲＬＰフレームを伝送する。前記ＲＬＰフレームの伝送は、前記ＭＭＣＰと前記ＲＭＣＰ−Ａとの間のフロー制御アルゴリズムによって遂行され、伝送量は、前記端末に対するＲＭＣＰ−Ａのバッファ容量が特定範囲を維持するように決定される。そうすると、前記ＲＭＣＰ−Ａは、７５９段階で、周期的にまたは個々に前記端末のＲＬＰ Ｑ−Ｓｉｚｅ情報を含むＳＣＨ割り当て要求メッセージを前記ＲＲＭＰに伝達する。
【０１０８】
段階７６０で、前記ＲＲＭＰ−Ａは、図５の方法と同一の方法で、ＳＣＨスケジューリングを遂行する。前記ＲＲＭＰ−Ａは、段階７７０で、前記スケジューラによって決定されたスケジューリング結果によって、前記端末に対するＳＣＨ割り当て情報を前記ＲＭＣＰ−Ａに伝達する。そうすると、前記ＲＭＣＰ−Ａは、段階７７１で、前記スケジューラによって決定されたスケジューリング結果によって、前記ＳＣＨ割り当情報を、前記インバンド経路を通して前記ＭＭＣＰに伝達する。前記ＳＣＨ割り当てメッセージに応答して、前記ＭＭＣＰは、段階７７２で、ＳＣＨ割り当て命令を前記ＭＣＣＰに伝達する。そうすると、前記ＭＣＣＰは、段階７７３で、前記端末に対するＳＣＨ割り当てメッセージの送受信過程を遂行する。この場合、Ｌ２(Layer-2)の再伝送機能は、ＥＳＣＡＭに適用されない。前記ＭＣＣＰから伝送されたＥＳＣＡＭを受信すると、前記端末は、段階７７４で、付加的に前記ＥＳＣＡＭに対するアクナリッジメント信号ＡＣＫを伝送することができる。
【０１０９】
その後、前記ＲＭＣＰ−Ａは、段階７７５で、前記開始時間にデータ伝送区間の間に前記ＲＬＰパケットを前記端末へ伝送し、ＤＴＸモードで、前記ＲＭＣＰ−Ａは、前記ＲＬＰパケットの伝送を延期する。また、前記ＲＭＣＰ−Ａは、段階７０４のようにインバンド経路を通して、前記最後に伝送されたＲＬＰフレームのシーケンス番号を前記ＭＭＣＰに伝達する。さらに、前記ＲＬＰフレームのエラーの発生によるＲＬＰ再伝送は、前記ＢＳＣのＭＭＣＰと前記端末のＲＬＰとの間に遂行される。
【０１１０】
段階７５０のレッグ選択過程において、前記端末に対するレッグが２つ以上存在する場合、前記ＭＭＣＰは、前記レッグ選択アルゴリズムを駆動して、前記端末に対するレッグを選択する動作を遂行する。また、図５のように段階７６０のＳＣＨスケジューリング過程を遂行し、この過程で、前記ＲＲＭＰは、前記ＲＭＣＰから報告された前記ＲＬＰバッファサイズを基にして、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムによって前記ＳＣＨが割り当てられる端末を選択し、前記割り当てられたＳＣＨの開始時間及び前記無線トラヒックチャネルのデータ伝送区間(duration)の終了時点を計算する。
【０１１１】
本発明の実施形態では、前記端末がＦＣＨ及びＤＣＣＨを通してハンドオフを遂行する場合を考慮して前記レッグ選択アルゴリズムを提供する。この場合、前記端末は、２つのＢＴＳと通信している状態(つまり、２つのＢＴＳがＦＣＨまたは／及びＤＣＣＨを通して１つの端末と連結されたハンドオフ状態)である。従って、２つのレッグは、以前のＢＴＳ(OLD BTS)及び新しいＢＴＳ(NEW BTS)に対する前記ＢＳＣに連結される。前記ＳＣＨは、１つまたは少数のチャネルを使用するファットパイプ(fat pipe)構造であるので、前記ＦＣＨまたは前記ＤＣＣＨに比べて非常に大きい送信電力を使用する。従って、前記ＳＣＨは、ハンドオフ状態で２つ以上のレッグに連結される時、大きい雑音を発生させる。従って、前記ＳＣＨは、ハンドオフ状態でも１つのレッグに連結されることが望ましい。
【０１１２】
まず、情報収集時間単位として、ＰＭＲＭ報告区間は、最小１８０であり、２６０ｍｓ、２８０ｍｓ、３４０ｍｓ、３６０ｍｓ、４２０ｍｓ、４４０ｍｓ、及び４８０ｍｓ( ５＊２n＋４＊ｋフレーム)が、前記ＰＭＲＭ報告区間のために使用できる。前記ＰＳＭＭ及び前記ＰＳＭＭＭは周期的でない。周期的なＰＳＭＭオーダー(Periodic PSMM order)の場合、最小の区間は８００ｍｓである。さらに、前記端末のＰＳＭＭ送信区間が、前記ＰＭＲＭ送信区間と同一である場合、前記逆方向リンクの品質は低下する。従って、前記端末間にはフレームレベルで非同期にデータを伝送することが望ましい。
【０１１３】
前記レッグ選択アルゴリズムの動作位置は前記ＭＭＣＰによって定義される。
【０１１４】
前記レッグ選択アルゴリズムの動作区間に関して、それぞれの使用者に対するレッグ選択フレームは相互一致しない(Frame Asynchronous)。本発明の実施形態において、前記データ呼出(Data call)に対するＰＭＲＭの区間は２６０ｍｓに設定される。また、前記レッグ選択結果は、前記ＲＭＣＰを通して前記ＲＲＭＰに提供される。
【０１１５】
この場合、前記ＢＴＳから前記レッグ選択に必要な情報は、図７に示すように各レッグ別に２つのタイプがある。１番目の情報は、図７に示すように、前記それぞれのＢＴＳは前記ＳＣＨに使用できる電力を前記ＢＳＣに伝送する。ここで、前記ＲＲＭＰから前記ＭＭＣＰへの直接経路がないので、前記ＢＴＳは、前記ＲＭＣＰから前記ＭＭＣＰへのイントラヒック経路(in-traffic path)を通して、前記使用できる電力情報を前記ＢＳＣに伝送する。２番目の情報は、パイロット強度情報である。前記パイロット強度情報の場合、前記ＭＣＣＰは、ＰＭＲＭ、ＰＳＭＭ、またはＰＳＭＭＭを処理して求められた最新の値を利用する。
【０１１６】
図８は、前記のような情報を利用して前記ＢＳＣでレッグを選択するアルゴリズムを示す。
【０１１７】
図８を参照すると、段階８１１で、制御情報を伝送するための専用チャネル(ＣＤＭＡシステムではＦＣＨ／ＤＣＣＨ: 以下、ＦＤＣＨと称する)のソフトハンドオフが開始される(FDCH Soft Handoff Start)。段階８１３で、ＦＤＣＨのソフトハンドオフが終了したか否かを検査する。前記ＦＤＣＨソフトハンドオフが終了した場合、前記ＢＳＣは、段階８３１で、前記ハンドオフされたＦＤＣＨレッグを選択する。
【０１１８】
一方、段階８１３で、前記ＦＤＣＨのソフトハンドオフが終了していない場合、前記ＢＳＣは、段階８１５で、パイロット強度情報であるＰＭＲＭ、ＰＳＭＭ、またはＰＳＭＭＭを受信する。その後、段階８１７で、前記ＢＳＣは、レートインジケータ(rate indicator)を最大化するレッグを探索する。ここで、前記探索されたレッグは、現在連結された以前のレッグ(old leg)にも、新しいレッグ(new leg)にもなる。前記レッグを探索した後、前記ＢＳＣは、段階８１９で、前記探索されたレッグが以前のレッグ(old leg)であるか否かを検査する。前記探索されたレッグが以前のレッグ(old leg)である場合、これは、現在のレッグが新しいレッグより良好の条件にあることを意味する。従って、前記ＢＳＣは、段階８２１で、前記探索されたレッグを以前のレッグ(old leg)として選択する。
【０１１９】
しかしながら、段階８１９で、前記探索されたレッグが以前のレッグ(old leg)でない場合、前記ＢＳＣは、段階８２５で、前記新しいレッグのレートインジケータが以前のレッグ(old leg)のレートインジケータとレッグ選択のために設定されたヒステリシス値(LEG_Sel_Hysteresis)との和より大きいか否かを検査する。つまり、本発明の実施形態において、前記新しいレッグのレートインジケータが前記以前のレッグ(old leg)のレッグインジケータより大きくて、前記設定されたヒステリシス値を満足する場合、前記新しいレッグを前記以前のレッグ(old leg)として選択する。従って、段階８２５で、前記のような条件を満足しない場合、前記ＢＳＣは、段階８２１に進行して前記以前のレッグ(old leg)を選択し、前記条件を満足する場合は、段階８２７に進行して前記新しいレッグを選択する。
【０１２０】
段階８２１または段階８２７で前記レッグを選択した後、前記ＢＳＣは、段階８２３で、前記選択されたレッグを以前のレッグ(old leg)として決定して、段階８１３に戻る。前記のように遂行することによって、前記ＢＳＣは、ソフトハンドオフ状態において、前記端末に連結された２つ以上のＢＴＳのうち、大きい伝送率を有するＢＴＳを選択する。
【０１２１】
以下、前記レッグ選択アルゴリズムをより具体的に説明する。
【０１２２】
前記レッグ選択アルゴリズムを駆動してレッグを選択する場合、基地局制御器ＢＳＣのＭＭＣＰは、前記ＭＣＣＰからパイロット強度を受信し、各ＢＴＳのＲＩＭＰから前記ＳＣＨに使用できる電力値を受信する。前記ＭＭＣＰは、まず、 前記端末に対して各レッグでサービスできる伝送率を計算し、その後、２つ以上のレッグに対して前記計算された伝送率のうち、最大の伝送率を支援するＢＴＳを選択する。
【０１２３】
本発明の実施形態において、各レッグの可用の速度(可用のＳＣＨ電力(LEG))を計算した後、最高の可用の速度(Rate_achiev)のレッグを選択する第１実施形態と、各レッグの可用のレートインジケータ(Rate_indicator)を計算した後、最大のレートインジケータ値を有するレッグを選択する第２実施形態に区分して説明する。
【０１２４】
まず、それぞれのレッグのＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖを計算した後、最高のＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖを有するレッグを選択する第１実施形態に関して説明する。
【０１２５】
前記使用者によって全ての可用のＳＣＨ電力が使用されると仮定すると、前記使用者に対して各レッグのＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖは、下記のように計算される。ここで、前記パイロット電力(Pilot Power(LEG))は、前記ＢＳＣが前記パイロット電力のために１つのスタティック値(static value)を使用するので、前記ＭＭＣＰに知られていると仮定する。
【０１２６】
それぞれのレッグのＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖは、前記レッグの可用のＳＣＨ電力、パイロット電力、前記端末から提供されるパイロットＥｃ／Ｉｏ、及び性能維持のために必要なＥｂ／Ｎｔ値を利用して、下記のように決定される。
Rate_achiev(LEG) = f(Available SCH Power(LEG)/Pilot Power(LEG), Pilot rx Ec/Io(LEG), Req Eb/Nt table)
【０１２７】
まず、前記可用のＳＣＨ電力及び前記パイロット電力を利用して、前記パイロット電力に対する前記可用のＳＣＨ電力の比であるＳＣＨオフセットを計算する。
SCH offset = (Available SCH Power) / (Pilot Power)
【０１２８】
この場合、前記可用のＳＣＨ電力のために割り当てられる最大のプロセッシングゲイン(processing gain: pg)は、下記のように計算される。
pg = Req Eb/Nt / (Pilot Ec/Io * SCH_offset)
ここで、Ｒｅｑ Ｅｂ／Ｎｔは、前記端末における受信Ｅｂ／Ｎｔ値で、シミュレーションを通して予め知られている値であり、Ｐｉｌｏｔ Ｅｃ／Ｉｏは、ＰＭＲＭまたはＰＳＭＭのようなシグナリングメッセージ(signaling message)を通して前記端末から提供されるパイロット受信Ｅｃ／Ｉｏ値である。
【０１２９】
最終的に、９.６Ｋｂｐｓの速度におけるプロセッシングゲインが１２８であるので、前記可用の速度は下記のように決定される。
Rate_achiev = 128/pg * 9.6kbps
【０１３０】
複数のレッグが存在する時、前記ＢＳＣは、前記それぞれのレッグに対して計算されたＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖのうち、最高の可用の速度を支援するＢＴＳを選択し、前記選択されたレッグにおいてデータ伝送を遂行する。
【０１３１】
前記逆方向ＦＣＨが割り当てられた時、逆方向ＳＥＲ(Symbol Error Ratio)が設定された臨界値ＳＥＲ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以上である場合、または、前記逆方向ＤＣＣＨが割り当てられた時、逆方向パイロットＥｃ／Ｎｔが設定された臨界値ＲＰＩＣＨ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以下である場合は、前記選択されたレッグがＲＲＭＰでスケジューリングされるまで、前記パケットはスケジューリングされない。
【０１３２】
次に、前記それぞれの可用のレートインジケータＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを計算した後、最大のＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを有するレッグを選択する第２実施形態に関して説明する。前記第２実施形態において、前記レートインジケータＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを下記のように計算することができる。 Rate_indicator(leg)=Pilot_Strength_dB(leg)+Available_SCH_Power_dB(leg)
【０１３３】
前記Ｒａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを利用して、本発明の第２実施形態によるレッグ選択アルゴリズムは、下記のように求められる。
【０１３４】
この場合、前記端末から提供されたパイロットＥｃ／Ｉｏ及び可用のＳＣＨ電力を利用して、前記それぞれのレッグのＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを計算した後、最大のレートインジケータ値を有するレッグを選択する。
for (each leg in the Active Set)
Rate_indicator(leg)=Pilot_Strength_dB(leg)+Available_SCH_Power_dB(leg);
Leg=argmaxleg(Rate_indicator(leg));
【０１３５】
つまり、前記端末における受信パイロット電力及び可用のＳＣＨ電力が大きいレッグをデータサービスのために選択する。
【０１３６】
一方、ハンドオフ地域におけるレッグのピンポン現状を防ぐために、新しく決定されたレッグの前記レートインジケータ値が、以前のレッグのレートインジケータ値にヒステリシス値を加算した値より小さい場合、既存のレッグで継続的にデータサービスを遂行する。
本発明の第２実施形態によるレッグ選択方法は、図８のような過程で遂行され、前記Ｒａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒは、第１実施形態のＲａｔｅ＿ａｃｈｉｅｖの代わりに使用される。ここで、前記Ｒａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒは、前記パイロット強度(dB)＋可用のＳＣＨ電力(dB)であり、前記基地局制御器ＢＳＣは、ハンドオフ状態で前記基地局送受信器ＢＴＳのＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを計算した後、最大のＲａｔｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒ値を有するＢＴＳを選択する。前記レッグ選択の過程において、新しいレッグの選択の過程は、Rate_indicator(Leg)>Rate_indicator(Old_Leg)+Leg_Sel_Hysteresisの条件を満足する場合に遂行される。
【０１３８】
また、前記逆方向ＦＣＨが割り当てられる時に、逆方向ＳＥＲが設定された臨界値ＳＥＲ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以上である場合、または、前記逆方向ＤＣＣＨが割り当てられる時に、前記逆方向パイロットＥｃ／Ｎｔが設定された臨界値ＲＰＩＣＨ＿ＢＡＤ＿ＴＨＲＥＳＨの以下である場合は、前記選択されたレッグが前記ＲＲＭＰでスケジューリングされるまで、前記パケットはスケジューリングされない。
【０１３９】
一方、前記本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、特許請求の範囲とそれに等価なものによって定められるべきである。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明の実施形態によるＳＣＨのスケジューリング及び割り当ての方法には、下記のような利点がある。
【０１４１】
(１)本発明の実施形態によって前記ＳＣＨを割り当てることによって、前記制限された無線資源を効率的に支援することができる。(２)本発明の実施形態は、スケジューリング概念によって前記無線チャネルを前記端末に割り当てることができる。従って、無線チャネル資源が存在しない区間を最小化することによって、前記無線チャネルの使用の効率性を極大化することができる。(３)本発明の実施形態は、スケジューリング概念を通して複数の使用者に公定にサービスを提供することができる。(４)本発明の実施形態は、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムをシステム運用者の要求の通りに適用することによって、システム運用者が希望するサービス品質(Quality of Service)を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の無線通信網の構成を示す図である。
【図２】 従来の無線通信システムにおける無線トラヒックチャネルの割り当ての方法を示すフローチャートである。
【図３】 本発明の実施形態による無線通信網の構造を示す図である。
【図４】 本発明の実施形態による無線通信システムにおける無線トラヒックチャネルの割り当ての方法を示す図である。
【図５】 本発明の実施形態による無線通信システムにおける無線トラヒックチャネルの割り当ての過程を示すフローチャートである。
【図６】 無線通信システムにおいて、最悪の条件で無線トラヒックチャネルを割り当てる例を示す図である。
【図７】 本発明の実施形態による無線通信網において、無線トラヒックチャネルを割り当てるための信号メッセージの交換手順を示す図である。
【図８】 本発明の実施形態による無線通信網において、無線パケットデータ通信の時、レッグを選択する手順を示すフローチャートである。
【図９】 図３に示すＢＴＳの構成を詳細に示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１乃至１０Ｎ 基地局送受信器
１１１乃至１１Ｍ 基地局制御器
１２０ 移動交換器
１２１ ＨＬＲ
１２３ ＶＬＲ
１３０ ＰＤＳＮ
１４０ 有線パケットデータサービス網
１５０ インターワーキング機能装置
１６０ 有線音声交換網
Claims (13)
- 移動通信システムにおいて、複数の端末に対するパケットトラヒック伝送要求に応答して、伝送しようとするパケットデータを基地局の無線パケットデータチャネルに割り当てる方法において、前記端末に対する前記無線パケットデータチャネルの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめる過程と、前記まとめられたパケットトラヒック伝送要求から前記端末のうち少なくとも１つを選択する過程と、 前記選択された端末に対するデータ伝送率、データ伝送区間、及び前記データ伝送区間の開始時間に関する情報を含むチャネル割り当てメッセージを、各選択された端末に伝送する過程と、 前記データ伝送区間の開始時間に前記データ伝送率で前記パケットデータを前記選択された端末に伝送する過程と、を備え、
前記各過程は、連続されたスケジューリング区間でパケットデータチャネル割り当てがある場合、それぞれのスケジューリング区間で同時に遂行されることを特徴とする方法。 - 前記端末を選択する過程は、ＰＦＱ(Pseudo Fair Queuing)アルゴリズムによって候補端末を選択する過程を備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記端末を選択する過程は、前記候補端末のうち、以前の状態で前記無線パケットデータチャネルを使用した端末を優先して選択する過程を備えることを特徴とする請求項２記載の方法。
- 前記端末を選択する過程は、前記候補端末のうち、相違するフレームオフセットを有する端末を優先して選択する過程を備えることを特徴とする請求項２記載の方法。
- 前記端末にチャネル割り当てメッセージを伝送する過程は、前記データ伝送区間の開始時点を基にして前記チャネル割り当てメッセージを分散して伝送する過程を備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記無線パケットデータチャネルは付加チャネルであることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 移動通信システムの基地局における無線パケットデータチャネルのスケジューリング及び割り当ての方法において、第１スケジューリング区間において、端末から伝送される前記無線パケットデータチャネルのパケットトラヒック伝送要求をまとめる過程と、第２スケジューリング区間において、前記パケットトラヒック伝送要求をスケジューリングすることによって、前記無線パケットデータチャネルを使用しようとする少なくとも１つの端末を選択し、前記選択された端末によって使用される伝送率、データ伝送区間、及び開始時間を決定し、前記決定されたデータ伝送率、データ伝送区間、及び開始時間に関する情報を含む前記無線パケットデータチャネルのチャネル割り当てメッセージを生成して、前記選択された端末に伝送する過程と、第３スケジューリング区間において、前記チャネル割り当てメッセージに応じて前記無線パケットデータチャネルが順次に割り当てられたそれぞれの端末に決定されたデータ伝送区間の開始時点で対応される端末のパケットデータを伝送し、前記無線パケットデータチャネルが最後に割り当てられた端末のデータ伝送区間の終了時点でパケットデータの伝送を終了する過程と、を備え、
前記各過程は、連続されたスケジューリング区間でパケットデータチャネル割り当てがある場合、それぞれのスケジューリング区間で同時に遂行されることを特徴とする方法。 - 前記スケジューリング区間は、少なくとも２つのデータ伝送区間を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
- 前記データ伝送区間は、前記無線パケットデータチャネルのフレームサイズのＮ(Ｎ＝１、２、３、…)倍であることを特徴とする請求項８記載の方法。
- 前記無線パケットデータチャネルは、２０ｍｓフレームを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
- 前記スケジューリング区間は、少なくとも２つのデータ伝送 区間及び前記無線パケットデータチャネルが割り当てられる端末のフレームオフセット衝突を防ぐためのガードインターバル(guard interval)を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
- 前記端末に前記チャネル割り当てメッセージを伝送する過程は、前記データ伝送区間の開始時点を基にして前記チャネル割り当てメッセージを分散して伝送する過程を備えることを特徴とする請求項７記載の方法。
- 移動通信システムにおいて、複数の端末に対するパケットトラヒック伝送要求に応答して、伝送しようとするパケットデータを基地局の無線パケットデータチャネルに割り当てる装置において、前記端末に対する前記無線パケットデータチャネルの前記パケットトラヒック伝送要求をまとめるコレクタと、前記まとめられたパケットトラヒック伝送要求から前記端末のうち少なくとも１つを選択する選択器と、前記選択された端末に対するデータ伝送率、データ伝送区間、及び前記データ伝送区間の開始時間に関する情報を含むチャネル割り当てメッセージを生成して、前記選択された端末に伝送するメッセージ生成器と、前記データ伝送区間の開始時間に前記データ伝送率で、前記パケットデータを前記選択された端末に伝送する送信装置と、から構成され、
前記コレクタ、前記選択器、前記メッセージ生成器及び前記送信装置による動作は、連続されたスケジューリング区間でパケットデータチャネル割り当てがある場合、それぞれのスケジューリング区間で同時に遂行されることを特徴とする装置。
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