KR100960649B1 - 통신 시스템의 대역폭 복구를 위한 방법 - Google Patents

통신 시스템의 대역폭 복구를 위한 방법 Download PDF

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Abstract

통신 시스템용 대역폭 복구 방법은, 적어도 상기 통신 시스템의 복수 개의 통신 노드 내의 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 제1 업링크 스케줄링 메시지를 송신하는 단계; 제1 송신 개시 시간 이후에 상기 통신 채널이 아이들 상태(idle state)에 있는지 검출하는 단계; 및 상기 통신 채널이 상기 제1 송신 개시 시간 이후에도 상기 아이들 상태로 유지되는 것으로 발견되면, 제2 업링크 스케줄링 메시지를 상기 복수 개의 통신 노드들로 송신하는 단계를 포함한다.

Description

통신 시스템의 대역폭 복구를 위한 방법{Method for bandwidth recovery of communication system}
본 발명은 통신 시스템에 관련되며, 특히, 통신 시스템의 대역폭 복구를 처리하기 위한 방법에 관련된다.
무선 기술이 점점 더 널리 이용됨에 따라서, IEEE 802.16과 같은 관련된 표준들도 설립되어 왔다. IEEE 802.16 광대역 무선 접속 표준의 주요한 목표는 "마지막 마일(last mile)"과 관련되는 문제를 해결하는 것이다. IEEE 802.16 광대역 무선 접속 표준은 케이블 또는 디지털 가입자 루프(digital subscriber loops, DSL)를 이용하는 종래의 장거리 유선 송신 기술을 대체하기 위한 무선 전송 기술을 제공한다.
IEEE 802.11 표준에 의해 설립된 무선 접근 기술과는 상이하게, IEEE 802.16은 무선 자원들을 복수 개의 가입자국(Subscriber Stations, SS)으로 분배하기 위하여 매체 접근 제어(media access control, MAC)에 스케줄링 알고리즘을 적용한다. IEEE 802.16 표준에 따르면, 시간은 각각 고정된 크기를 가지는 복수 개의 프레임으로 분할된다. 또한, 각각의 프레임은 다운링크 서브 프레임(DL subframe) 및 업링크 서브 프레임(UL subframe)으로 더 분할된다. 그러나, DL 서브 프레임의 크기는 반드시 UL 서브 프레임의 크기와 동일하도록 제한되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
DL 서브 프레임에서, 기지국(BS) 및 가입자국 간의 통신 트래픽은 기지국부터 가입자국으로 데이터를 다운로드하고, UL 서브 프레임에서, 기지국 및 가입자국 간의 통신 트래픽은 가입자국으로부터 기지국까지 데이터를 업로딩한다.
DL 서브 프레임의 개시부에는, 업링크 스케줄링 메시지로서 동작하는 짧은 메시지가 존재하며, 이것은 IEEE 802.16 표준에 따르면 UL-MAP이라고도 명명된다. 업링크 스케줄링 메시지는 기지국으로부터 생성되고, 가입자국의 메시지 송신 스케줄링을 포함한다. 다시 말하면, 기지국은 가입자국이 데이터를 기지국으로 송신하도록 허용되는 타이밍을 스케줄링하고, 가입자국이 데이터를 기지국으로 송신하도록 허용되면 송신될 데이터 양을 스케줄링하기 위하여 업링크 스케줄링 메시지를 이용하고, 그러면, 기지국은 업링크 스케줄링 메시지를 자신에게 속한 가입자국으로 브로드캐스팅한다.
몇 가지 특정 조건에서(후술됨), 업링크 채널은 아이들 상태가 될 것이며, 그 결과 대역폭의 낭비가 발생될 것이다.
1. 아이들링 UL-버스트 기간(period) 문제점
잡음 간섭원이 BS로 접근하면, 업링크 스케줄링 메시지 내에서 운반되는 정보가 파손될 것이다. 결과적으로, 해당 기지국의 모든 가입자국들이 정확하게 업링크 스케줄링 메시지를 수신할 수 없게 되고, 따라서, 해당 가입자국들은 데이터 를 기지국으로 업로딩하기 위한 정보가 부족하게 된다. 다시 말하면, 가입자국들은 언제 데이터를 업로딩해야 하는지를 알 수 없다. 그 결과로서, 전체 UL-버스트 기간은 어떠한 가입자국도 데이터를 업로딩할 수 없기 때문에 아이들링 상태가 되며, 따라서 대역폭이 극심하게 낭비된다.
2. 업링크 구멍(uplink hole) 문제점
업링크 구멍 문제점은 잡음 간섭원이 가입자국들 중 일부에 접근함으로써, 영향을 받은 가입자국들이 업링크 스케줄링 메시지 내에서 운반된 정보를 정확하게 수신하지 못할 경우에 발생한다. 만일 업링크 스케줄링 메시지가 가입자국에게 데이터를 업로딩하여야 할 타이밍에 대하여 알려주기 위한 정보를 포함하면, 잡음 간섭원에 의하여 간섭이 발생된 가입자국에 대한 UL-버스트 기간 내의 원래 스케줄링된 간격들이 아이들링 상태가 될 수 있고, 따라서 대역폭이 낭비될 수 있다.
3. 패딩 낭비(padding waste) 문제점
IEEE 802.16 표준에 따르면, 만일 기지국이 가입자국이 실제로 데이터를 업로딩하기 위하여 요청한 것보다 더 긴 업링크 시간을 스케줄링하면, 해당 가입자국은 기지국으로 패딩 데이터(패딩 비트 또는 패딩 MPDU와 같은 패딩 데이터)를 송신함으로써 잔여 업링크 시간을 채우도록 할 것이다. 어떤 경우에는 패딩 데이터의 크기는 2041바이트에 달할 수 있으며, 이것은 업링크 채널 대역폭의 심각한 낭비를 초래한다.
IEEE 802.16 표준은 현재로는 전술된 세 가지 문제점들을 다루지 않는다. 그러므로, 전술된 대역폭 낭비 문제점을 해결하기 위한 대역폭 복구 방법이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술된 문제점들을 해결하기 위한 통신 시스템용 대역폭 복구 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 통신 시스템용 대역폭 복구 방법이 개시된다. 본 발명의 제1 측면에 따른 통신 시스템용 대역폭 복구 방법은, 적어도 상기 통신 시스템의 복수 개의 통신 노드 내의 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 제1 업링크 스케줄링 메시지를 송신하는 단계로서, 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드는 통신 채널을 공유하며, 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지는 상기 통신 채널 내의 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 통신 시간 세그먼트(communication time segment)를 분배하기 위하여 이용된다. 그러면, 본 발명의 제1 측면에 따른 통신 시스템용 대역폭 복구 방법은 제1 송신 개시 시간 이후에 상기 통신 채널이 아이들 상태(idle state)에 있는지 검출하는 단계로서, 상기 제1 송신 개시 시간은 상기 제1 통신 노드가 데이터 송신을 개시하도록 허용되는 시간인 단계; 및 상기 통신 채널이 상기 제1 송신 개시 시간 이후에도 상기 아이들 상태로 유지되는 것으로 발견되면, 제2 스케줄링 메시지를 상기 복수 개의 통신 노드들로 송신하는 단계로서, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는 통신 시간 세그먼트를 상기 통신 채널 내의 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 중 적어도 하나로 분배하기 위하여 이용되는 단계를 포함하는 수행한다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들은, 다양한 숫자 및 도면을 이용하여 예시된 바람직한 실시예에 대한 후술된 상세한 설명을 읽고 나면 당업자에 의하여 틀림없이 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 장점은 업링크 스케줄링 메시지(IEEE 802.16 표준 내에 정의된 UL-MAP과 같은 메시지)의 재송신 기법을 통하여, 원래 아이들 상태 상태였던 업링크 채널이 더 효율적으로 이용될 수 있기 때문에 종래 기술에 의한 대역폭 낭비 문제점을 해결할 수 있다는 점이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
도 1을 참조한다. 도 1은 기지국이 잡음 간섭을 겪을 때 채택되는 본 발명의 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다운링크 서브 프레임의 개시 부분에서, 우선 기지국 BS는 업링크 스케줄링 메시지(102)를 자신에게 속하는 가입자국(즉 통신 노드 SS1 내지 SS4)으로 송신한다. 간략화를 위하여, 후술되는 상세한 설명에서 업링크 스케줄링 메시지(102)는 예시적 목적 을 위하여 UL-MAP을 이용하여 구현되고, 가입자국의 개수는 네 개이다. 하지만, 해당 기지국 BS에 상응하는 가입자국의 개수는 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 업링크 스케줄링 메시지는 IEEE 802.16 표준을 따르는 UL-MAP에 한정되는 것이 아니라는 점에 주의하여야 한다. 바꾸어 말하면, 본 발명에서 게시된 업링크 스케줄링 방법은 IEEE 802.16 표준을 따르는 통신 시스템에 적용되도록 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 통신 시스템은 케이블 시스템 인터페이스 규격 상의 데이터(Data Over Cable System Interface Specification, DOCSIS) 규격에 따르는 시스템일 수도 있다.
업링크 스케줄링 메시지(102)는 각 가입자국(SS1 내지 SS4) 각각이 데이터를 기지국 BS으로 업로딩하기 위한 업링크 시간을 할당하기 위한 스케줄을 포함한다. UL-MAP 내의 콘텐츠는 주로 각각의 가입자국 SSi의 식별자, 각 가입자국의 개시 시간 ti, 및 각 가입자국의 송신 지속 시간 xi(아래첨자 i는 1 내지 4인데 그 이유는 도시된 실시예에 예시적 가입자국이 네 개 존재하기 때문이다)를 포함한다. 개시 시간 ti는 가입자국 SSi가 데이터의 송신을 개시하도록 허용되는 시점을 나타낸다. ti 및 xi 간의 관계는 다음 수학식 1과 같다.
xi + 1 = xi ＋ ti
업링크 스케줄링 콘텐츠(104)는 기지국 BS에 속하는 가입자국 SS1 내지 SS4 의 업링크 버스트 기간의 분배 조건(distribution condition)이다. 가입자국 SS1 내지 SS4 모두가 정확한 업링크 스케줄링 메시지(UL-MAP, 102)를 수신하는 정상적인 경우에, 각 가입자국들은 업링크 스케줄링 콘텐츠(104) 내에 구성된 스케줄을 추종하여 할당된 업링크 시간 기간(uplink time period)에 따라 데이터를 기지국 BS로 업로딩한다.
기지국 BS에 접근하는 잡음 간섭원이 있을 경우, 업링크 스케줄링 메시지(UL-MAP, 102)는 가입자국 SS1 내지 SS4에 정확하게 수신될 수 없다. 가입자국들 중 어느 것도 업링크 서브 프레임의 기간에서 데이터를 업로딩하지 않을 것이다. 전술한 바와 같은 대역폭 낭비 문제점을 해결하기 위하여, 도시된 실시예의 기지국 BS는 업링크 서브 프레임 지속 시간(duration) 동안에 업링크 채널이 아이들 상태에 있는지 여부를 검출할 것이며, 여기서 업링크 채널은 네 개의 가입자국 SS1 내지 SS4에 의하여 공유된다.
데이터를 업로딩도록 스케줄링된 가입자국 SSi가 개시 시간(즉, 도시된 실시예에서는 t1) 이후에 소정 시간 h1을 초과하는 기간 동안 업로드 동작을 실행하지 않으면, 기지국 BS는 시간 t1 + h1이 지난 뒤에 자신에게 속한 가입자국 SS1 내지 SS4를 향하여 업링크 스케줄링 메시지(106)를 송신할 것이며, 여기서 소정 시간 h1은 전파 시간(propagation time)보다 짧지 않은데, 그 이유는 가입자국은 무선 반송파(wireless carrier)가 전파 시간 동안 공중파를 통하여 이동할 경우에만 무선 반송파를 수신하기 때문이다.
본 발명은 두 개의 대역폭 복구 방법 R1 및 R2를 제공하여 전술된 바와 같은 대역폭 낭비 문제를 해결한다. 업링크 스케줄링 메시지(UL-MAP, 102)를 송신하기 이전에, 기지국 BS는 가입자국 SSi에 각각 상응하는 각각의 지속 시간 xi가 임계치를 초과하는지 여부를 분석할 것이다. 만일 모든 지속 시간 xi가 임계치를 초과하면, 기지국 BS는 복구 방법 R1 또는 복구 방법 R2 중 하나를 임의로 채택하도록 허용된다. 그렇지 않으면, 기지국 BS는 복구 방법 R1만을 채택하도록 허용된다. 수학식 및 임계치를 산출하는데 대한 관련된 설명이 이하 후술될 것이다.
복구 방법 R1에 관해서, 기지국 BS는 잔여 업링크 지속 시간(uplink duration)을 재정렬(re-arrange)한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 106) 내의 콘텐츠는 가입자국들로 할당된 신규한 개시 시간 ti * 및 신규한 지속 시간 xi *를 포함한다. 업링크 스케줄링 콘텐츠(108)는 업링크 송신의 새로운 스케줄이다. 가입자국 SS2의 새로운 개시 시간 t2 *는 t1 + h1 + h2와 같으며, 즉 t2 * = (t1 + h1 + h2)이다. 기간 h2는 업링크 스케줄링 메시지(UL-MAP, 106)가 브로드캐스팅된 시점 및 가입자국 SS2의 신규한 개시 시간 t2 *간의 시간차를 나타내고, 지속 시간 h2는 다음 수학식 2의 부등식을 만족한다.
h2 ≥ Tproc + TUM + STTG + u
수학식 2에서, Tproc는 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC)에 의해 필요한 처리 시간을 나타내고, TUM은 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 106)를 송신하는데 요구되는 시간을 나타내며, STTG는 가입자국 SS2가 수신 모드로부터 송신 모드로 전환하기 위하여 필요한 동작 시간(operating time)을 나타내고, u는 신호 전파 시간을 나타낸다.
업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 106)에 의하여 스케줄링된 신규한 개시 시간은, 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 106)의 송신 시간에 특정 지속 시간(즉, h2)을 더한 값과 같으며, 여기서 신규 개시 시간은 가입자국 SS2가 데이터 송신을 개시하도록 허용된 시간을 나타내고, 특정 지속 시간(즉, h2)은 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 106)의 송신 시간으로부터 시작하여 가입자국 SS2가 데이터 송신을 개시할 때까지의 동작 시간, 즉, Tproc + TUM + STTG + u 보다 짧지 않다.
도 2를 참조한다. 도 2는 가입자국(들)이 잡음 간섭을 겪을 때 채택되는 본 발명의 제1 예시적 실시예의 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다. 도 1에 도시된 동작과 유사하게, 기지국 BS가 업링크 서브 프레임 내의 소정 시간 h1을 초과하는 기간 동안에 업링크 채널이 아이들 상태에 있다는 것을 검출하면, 기지국 BS는 업링크 시간을 재정렬하고, 시간 t1 + h1에서 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 206)를 가입자국들(도시된 실시예에서는 SS1 내지 SS4)로 송신한다. 후속되는 절 차들과 관련된 동작들이 상세히 전술된 바 있기 때문에, 이러한 절차들에 대한 후속적인 설명은 명세서의 간략화를 위하여 생략된다.
도 3을 참조한다. 도 3은 기지국의 가입자국들이 잡음 간섭을 겪으며 신규한 업링크 스케줄링 메시지를 정확하기 수신하지 못한 경우에 채택되는 제1 예시적인 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 거의 모든 동작들은 도 1 및 도 2에 예시된 동작들과 유사하다. 주된 차이점은, 가입자국 SS2가 기지국이 신규한 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 306)를 송신할 때 잡음 간섭을 겪는다는 것이다. 그 결과, 가입자국 SS2는 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 306)를 정확하게 수신하지 못한다. 그러므로, 가입자국 SS2는 잡음 간섭 때문에 업로드 동작을 실행하지 않는다. 도 1 및 도 2에서 예시된 관련 동작들과 유사하게, 기지국 BS가 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 306)를 송신한 이후에 소정 값 h1을 초과하는 기간 동안 업링크 채널이 아이들 상태에 있다는 것을 검출하면, 기지국 BS는 잔여 업링크 기간을 재정렬하고, 시간 t1 + h1 + h2 + h1에 신규한 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 310)를 가입자국들로 송신한다. 가입자국 SS3 및 SS4는 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 310)에 의하여 배달된 업링크 스케줄에 따라서 데이터를 업로딩할 것이다.
전술된 실시예들로부터, 복구 방법 R1의 특징은, 기지국 BS가 업링크 스케줄링 메시지(UL-MAP)를 재송신할 때 가입자국들의 업링크 시간을 재정렬 및 재스케줄링한다는 것이다. 또한, 가입자국은 데이터를 송신할 기회를 가지지 못하기 때문 에 업링크 서브 프레임 동안에 청취 상태(listening state)로 유지되어야 하고, 데이터를 업로딩하도록 허용되기 전 전술된 STTBG 시간까지는 청취 상태로부터 송신 상태로 전이하지 않는다. 가입자국이 데이터를 업로딩하기 위하여 대기하는 동안에 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP)를 수신하지 않는 경우에는, 가입자국은 이러한 상황이 충돌 상태(collision state)인 것으로 결정하고, 따라서 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP)가 정확하게 수신될 때까지 일시적으로 업링크 스케줄링을 중단하여야 한다. 그러면, 가입자국은 신규한 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP) 내에 정의된 업링크 스케줄링에 따라서 기지국으로 데이터를 업로딩한다.
본 발명의 두 번째 대역폭 복구 방법 R2는, 다음 수학식 3의 조건이 만족될 때까지는 채택되도록 허용되지 않는다.
xi ≥ h1 + h2 + D + TBR, 1 ≤ i ≤ 4.
수학식 3의 조건이 1 ≤ i ≤ 4인 i에 대하여 성립하면 제2 대역폭 복구 방법 R2가 채택될 수 있는데, 여기서 D는 전제부 시간(preamble time) 더하기 STTG이고, TBR은 대역폭 요청을 송신하기 위하여 필요한 시간을 나타낸다.
다운링크 서브 프레임의 개시부에서, 기지국 BS는 우선 모든 자신에게 속한 가입자국들이 다음 수학식 4의 조건을 만족하는지 여부를 검출한다(만일 가입자국의 전체 개수가 N 이라면, 첨자 i는 1 내지 N의 값을 가진다).
xi - (h1 + h2) ≥ D + TBR
다시 말하면, 기지국 BS는 데이터를 송신하기 위한 잔여 시간(이 시간은 할당된 업링크 기간 xi로부터 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP)를 송신 및 처리하기 위하여 요청되는 시간을 공제한 결과와 동일하다)이 최소 데이터 단위를 송신하기 위하여 필요한 시간(즉, D + TBR)보다 긴 지 점검하는데, 여기서 최소 데이터 단위(minimum data unit)란 전제부 비트(preamble bits) 및 대역폭 요청(bandwidth request)의 합을 나타낸다. 그 이유는, 대역폭 복구 방법 R2가, 다운링크 서브 동안에 업링크 스케줄링 메시지를 수신하지 못하는 특정한 가입자국(들)을 제외하고는, 지속 시간 xi를 재정렬하지 않기 때문이다. 수학식 3의 조건 xi ≥ h1 + h2 + D + TBR은 대역폭 복구 방법 R2를 채택하기 위한 전제 조건(premise condition)이다.
도 4를 참조한다. 도 4는 가입자국(들)이 잡음 간섭을 겪을 때 채택되는 제2 예시적 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 다운링크 서브 프레임의 개시부에서, 기지국 BS는 제2 대역폭 복구 방법 R2 (xi ≥ h1 + h2 + D + TBR, 1 ≤ i ≤ 4인 모든 i에 대하여)를 채택하며, 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 402)를 자신에게 속한 가입자국들 SS1 내지 SS4로 송신한다. 가입자국 SS1 내지 SS4들은 업링크 스케줄링 콘텐츠(404)에 따라 업로드 동작을 실행할 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가입자국 SS1이 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 402)를 정확하게 수신하지 못하기 때문에, 가입자국 SS1은 개 시 시간 t1이후에 데이터를 기지국 BS로 업로딩하지 않는다. 기지국 BS가 해당 업링크 채널이 가입자국 SS1의 개시 시간 t1 이후 미리 결정된 시간 h1을 초과하고 있는 기간 동안 아이들 상태에 있다고 검출하면, 기지국 BS는 이번에는 우선 잔여 업링크 기간이 h2 + D + TBR보다 더 긴지 여부를 점검하고, 잔여 업링크 기간이 h2 + D + TBR보다 더 길 경우 자신에게 속하는 가입자국들 SS1 내지 SS4로 신규한 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 406)를 송신한다. 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에서는, 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 406)를 통하여 운반되는 업링크 스케줄링 콘텐츠(408) 및 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 402)를 통하여 운반되는 업링크 스케줄링 콘텐츠(404)는 대략적으로 같으나(예를 들어, 가입자국 SS2 내지 SS4에 대한 개시 시간 t2 - t4 및 지속 시간 x2 - x4들은 동일한 상태로 유지된다), 가입자국 SS1의 스케줄링만이 변경된다. 가입자국 SS1에 관해서는, 할당된 업링크 지속 시간이 단지 x1 - (h1 + h2)일 뿐이며, 이것은 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 402)에 의하여 설정된 애초에 할당된 업링크 지속 시간 x1보다 짧다.
본 발명에서, 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 406)도 역시 예를 들어 가입자국 SS4와 같은 다른 가입자국들로 추가적 지속 시간을 설정할 수 있다는 점에 주의하여야 하는데, 이러한 동작은 가입자국 SS1에 원래 할당된 잔여 업링크 지속 시간을 이용함으로써 수행된다. 그 결과로서, 가입자국 SS4는 데이터를 기지국 BS로 업로딩하기 위하여 할당된 두 개의 업링크 지속 시간을 가진다. 또한, 이와 같은 대안적 설계 역시 본 발명의 기술적 사상 내에 포함된다.
복구 방법 R1 및 R2 사이의 중대한 차이점은, 대역폭 복구 방법 R2가 구현되는 경우에 기지국 BS가 가입자국들의 업링크 지속 시간을 재정렬 및 재스케줄링하지 않는다는 점이다. 또한, 가입자국 SS1 내지 SS4들은 데이터의 업로딩을 개시하기 이전에 오직 한번만 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP)를 수신하도록 요구된다. 도 4에 제시된 바와 같이, 비록 가입자국 SS2가 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 406)를 수신하지 않는다 하여도, 가입자국 SS2는 할당된 개시 시간 t2에서 기지국 BS로 데이터를 송신할 수 있는데, 그 이유는 사전에 브로드캐스팅된 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 402)가 다운링크 서브 프레임의 개시 시점에 가입자국 SS2에 의하여 성공적으로 수신된 바 있기 때문이다.
도 5를 참조한다. 도 5는 업링크 채널이 패딩 낭비 상태에 놓여 있을 때 채택되는 제1 예시적 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에서, 만일 가입자국 SS2의 업링크 기간 x2가 실제로 요구되는 것보다 더 길다면, 가입자국 SS2가 송신 동작을 완료한 이후에, 가입자국 SS2는 패딩 데이터를 전달하지 않는다. 그 결과로써, 가입자국 SS2로 할당된 추가적 지속 시간 동안에 업링크 채널은 아이들 상태가 될 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기지국 BS는 우선 전술된 바와 같이 검출 동작을 수행하고, 그 이후에 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 506)를 송신한다. 현재의 실시예에서, 기지국 BS는 대역폭 복구 방법 R2를 채택하여, 애초에 가입자국 SS2에게 할당된 바 있는 지속 시간의 잔여분을 두 개의 가입자국 SS3 및 SS4로 각각 분배한다. 도 5에 도시된 바와 같이 지속 시간의 잔여분이 T3 + T4라고 가정한다. 신규한 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 506) 내에서, 가입자국 SS3의 신규한 지속 시간 x3 *는 x3 + T3에 의하여 설정되고(즉, x3 * = x3 + T3), 가입자국 SS4의 신규한 지속 시간 x4 *는 x4 + T4에 의하여 설정된다(즉, x4 * = x4 + T4). 도 5에 도시된 현재의 실시예에서, 잔여 가용 지속 시간은 가입자국 S3 및 S4로 균일하게 분배된다는 점에 주의하여야 한다. 그러나, 이것은 예시적인 목적으로 제공된 것일 뿐이며 본 발명의 기술적 범위를 한정하려는 것이 아니다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 데이터 송신을 위하여 가입자국 SS2에 의해 이용되지 않는 나머지 업링크 기간은 설계 요건에 따라 후속 가입자국들로 적당하게 분배될 수 있고, 후속 가입자국들에게 균일하게 분배되는 데에 한정되지 않는다. 이러한 대안적 설계들도 본 발명의 기술적 사상에 따르는 것이며 본 발명의 기술적 범위 내에 포함된다.
도 6을 참조한다. 도 6은 업링크 채널이 패딩 낭비 상태에 놓여 있을 때 채택되는 제2 예시적 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다. 가입자국 SS2의 업링크 기간 x2가 가입자국 SS2에 의하여 실제로 요구되는 것보다 더 길고, 가입자국 SS2가 업로딩 동작을 종결한 이후에는 패딩 데이터를 전달하지 않는다고 가정한다. 그 결과로써, 지속 시간 x2의 잔여부에서, 업링크 채널은 아이 들 상태가 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 기지국 BS는 우선 전술된 바와 같이 검출 동작을 수행하고, 그 이후에 지속 시간 x2의 잔여부가 H2 + D + TBR보다 긴지 여부를 점검한다. 잔여 지속 시간이 H2 + D + TBR보다 길다면, 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 606)가 송신된다. 기지국 BS는 대역폭 복구 방법 R2를 채택할 것이며, 즉, 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 602) 내의 업링크 스케줄링 콘텐츠(604)에 따라서 가입자국 SS2에 의하여 이용되지 않는 잔여 지속 시간을 직접 후속하는 가입자국 SS3에만 할당할 것이다. 잔여 지속 시간이 도 6에 도시된 바와 같이 t3라고 표시된다고 가정한다. 신규한 업링크 스케줄링 메시지(UP-MAP, 606)에서, 가입자국 SS3의 신규한 지속 시간 x3 *는 x3 + T3에 의하여 설정되고(즉, x3 * = x3 + T3), 가입자국 SS4의 신규한 지속 시간 x4 *는 여전히 x4와 같다(즉, x4 * = x4)이다.
도 1 내지 도 6에 예시된 바와 같은 전술된 실시예들로부터 개시된 대역폭 복구 방법은 예시적인 목적으로 제공된 것일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려고 하는 것은 아님을 명심한다. 더 나아가, 비록 전술된 실시예들이 IEEE 802.16 표준을 따르는 통신 시스템에 적용되는 것으로 도시되었으나, 본 발명에 의하여 제공되는 대역폭 복구 방법은 시분할 다중화(TDM) 시스템을 이용하는 모든 통신 시스템에도 적용될 수 있다는 점을 유념한다. 이들 모두는 본 발명의 기술적 범위 내에 포함된다.
본 발명의 장점은 업링크 스케줄링 메시지(IEEE 802.16 표준 내에 정의된 UL-MAP과 같은 메시지)의 재송신 기법을 통하여, 원래 아이들 상태 상태였던 업링크 채널이 더 효율적으로 이용될 수 있기 때문에 종래 기술에 의한 대역폭 낭비 문제점을 해결할 수 있다는 점이다.
당업자들은 본 발명의 교시 내용에 벗어나지 않는 범위에서 설명된 장치 및 방법에 다양한 수정을 가하거나 일부를 변경하는 것이 가능하다는 점을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 통신 시스템에 적용될 수 있으며, 특히 통신 시스템의 대역폭 복구를 처리하기 위하여 적용될 수 있다.
도 1은 기지국이 잡음 간섭을 겪을 때 채택되는 본 발명의 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다.
도 2는 가입자국이 잡음 간섭을 겪을 때 채택되는 본 발명의 제1 예시적 실시예의 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다.
도 3은 기지국의 가입자국들이 잡음 간섭을 겪으며 신규한 업링크 스케줄링 메시지를 정확하기 수신하지 못한 경우에 채택되는 제1 예시적인 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다.
도 4는 가입자국(들)이 잡음 간섭을 겪을 때 채택되는 제2 예시적 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다.
도 5는 업링크 채널이 패딩 낭비 상태에 놓여 있을 때 채택되는 제1 예시적 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다.
도 6은 업링크 채널이 패딩 낭비 상태에 놓여 있을 때 채택되는 제2 예시적 실시예에 따르는 대역폭 복구 방법을 예시하는 타이밍도이다.

Claims (16)

  1. 통신 시스템용 대역폭 복구 방법에 있어서,
    적어도 상기 통신 시스템의 복수 개의 통신 노드 내의 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 제1 업링크 스케줄링 메시지를 송신하는 단계로서, 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드는 통신 채널을 공유하며, 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지는 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 각각 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간(uplink duration)들을 설정하기 위하여 이용되는 단계;
    제1 송신 개시 시간 이후에 상기 통신 채널이 아이들 상태(idle state)에 있는지 검출하는 단계로서, 상기 제1 송신 개시 시간은 상기 제1 통신 노드가 데이터 송신을 개시하도록 허용되는 시점인 단계; 및
    상기 통신 채널이 상기 제1 송신 개시 시간 이후에 상기 아이들 상태로 유지되는 것으로 발견되면, 제2 업링크 스케줄링 메시지를 상기 복수 개의 통신 노드들로 송신하는 단계로서, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는 상기 통신 채널 내의 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 중 적어도 하나로 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간을 설정하기 위하여 이용되는 단계를 포함하며, 제1 송신 개시 시간 이후에 상기 통신 채널이 아이들 상태에 있는지 검출하는 상기 단계는,
    상기 통신 노드가 상기 제1 송신 개시 시간 이후에 소정 시간을 초과하는 기간(period) 동안 데이터를 송신하지 않는지 검출하는 단계로서, 상기 소정 시간은 전파 시간(propagation time)보다 짧지 않은 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 시분할 다중화(TDM) 시스템인 것을 특징으로 하는 대역 폭 복구 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 IEEE 802.16 표준을 따르는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 케이블 시스템 인터페이스 규격 상의 데이터(Data Over Cable System Interface Specification, DOCSIS)를 따르는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 통신 노드들 중 한 통신 노드로 할당된 상기 통신 채널 내의 특정 업링크 지속 시간이 상기 통신 노드에 의하여 실제로 필요한 업링크 지속 시간보다 길다면, 상기 통신 노드는 상기 통신 노드가 데이터 송신을 종료한 이후에 상기 특정 업링크 지속 시간 내에서 패딩 데이터를 송신하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 업링크 스케줄링 메시지의 스케줄링 설정은 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지의 스케줄링 설정과 상이하고, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는,
    상기 제1 업링크 스케줄링 메시지의 상기 스케줄링 설정 내에 원래 정의된, 적어도 상기 제2 통신 노드의 업링크 지속 시간을 재정렬하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 업링크 스케줄링 메시지에 의하여 스케줄링된 제2 송신 개시 시간은 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지의 송신 시간에 특정 기간을 합한 것이고,
    상기 제2 송신 개시 시간은 상기 제2 통신 노드가 데이터 송신을 개시하도록 허용된 시점을 정의하고,
    상기 특정 기간은, 상기 송신 시간으로부터 개시되어 상기 제2 통신 노드가 데이터의 송신을 개시하도록 허용되는 시점까지의 동작 시간(operating time)보다 짧지 않은 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 업링크 스케줄링 메시지의 스케줄링 설정은 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지의 스케줄링 설정과 상이하고, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는,
    상기 제1 업링크 스케줄링 메시지의 상기 스케줄링 설정 내에 원래 정의된, 적어도 상기 제2 통신 노드의 업링크 지속 시간을 유지하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 업링크 스케줄링 메시지를 송신하기 이전에, 잔여 업링크 지속 시간이 소정 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소정 값은 상기 업링크 스케줄링 메시지 및 최소 데이터 단위를 송신하는데 요구되는 동작 시간보다 짧지 않은 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는,
    상기 제1 업링크 스케줄링 메시지의 상기 스케줄링 설정 내에 원래 정의된 상기 제1 통신 노드의 업링크 지속 시간을 더 재정렬함으로써, 상기 제1 업링크 스 케줄링 메시지의 스케줄링 설정 내에 원래 정의된 상기 제1 통신 노드의 업링크 지속 시간의 잔여 가용 지속 시간 내에 속하는 추가적 지속 시간을 상기 제2 통신 노드로 분배(distributing)하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 업링크 스케줄링 메시지에 의하여 스케줄링되는 제3 송신 개시 시간은 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지의 송신 시간에 특정 기간을 합한 것이고,
    상기 제3 송신 개시 시간은 상기 제2 통신 노드가 데이터 송신을 개시하도록 허용된 시점을 정의하며,
    상기 특정 기간은, 상기 송신 시간으로부터 상기 제2 통신 노드가 데이터의 송신을 개시하도록 허용되는 시점까지의 동작 시간보다 짧지 않은 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  14. 통신 시스템용 대역폭 복구 방법에 있어서,
    적어도 상기 통신 시스템의 복수 개의 통신 노드 내의 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 제1 업링크 스케줄링 메시지를 송신하는 단계로서, 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드는 통신 채널을 공유하며, 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지는 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 각각 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간들을 설정하기 위하여 이용되는 단계;
    제1 송신 개시 시간 이후에 상기 통신 채널이 아이들 상태에 있는지 검출하는 단계로서, 상기 제1 송신 개시 시간은 상기 제1 통신 노드가 데이터 송신을 개시하도록 허용되는 시점인 단계;
    상기 통신 채널이 상기 제1 송신 개시 시간 이후에 상기 아이들 상태로 유지되는 것으로 발견되면, 제2 업링크 스케줄링 메시지를 상기 복수 개의 통신 노드들로 송신하는 단계로서, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는 상기 통신 채널 내의 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 중 적어도 하나로 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간을 설정하기 위하여 이용되는 단계;
    상기 복수 개의 통신 노드들 중 한 통신 노드로 할당된 상기 통신 채널 내의 특정 업링크 지속 시간이 상기 통신 노드에 의하여 실제로 필요한 업링크 지속 시간보다 길다면, 상기 통신 노드는 상기 통신 노드가 데이터 송신을 종료한 이후에 상기 특정 업링크 지속 시간 내에서 패딩 데이터를 송신하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  15. 통신 시스템용 대역폭 복구 방법에 있어서,
    적어도 상기 통신 시스템의 복수 개의 통신 노드 내의 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 제1 업링크 스케줄링 메시지를 송신하는 단계로서, 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드는 통신 채널을 공유하며, 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지는 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 각각 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간들을 설정하기 위하여 이용되는 단계;
    제1 송신 개시 시간 이후에 상기 통신 채널이 아이들 상태에 있는지 검출하는 단계로서, 상기 제1 송신 개시 시간은 상기 제1 통신 노드가 데이터 송신을 개시하도록 허용되는 시점인 단계; 및
    상기 통신 채널이 상기 제1 송신 개시 시간 이후에 상기 아이들 상태로 유지되는 것으로 발견되면, 제2 업링크 스케줄링 메시지를 상기 복수 개의 통신 노드들로 송신하는 단계로서, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는 상기 통신 채널 내의 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 중 적어도 하나로 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간을 설정하기 위하여 이용되는 단계를 포함하며,
    상기 제2 업링크 스케줄링 메시지의 스케줄링 설정은 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지의 스케줄링 설정과 상이하고, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는,
    상기 제1 업링크 스케줄링 메시지의 상기 스케줄링 설정 내에 원래 정의된, 적어도 상기 제2 통신 노드의 업링크 지속 시간을 재정렬하는 것을 특징으로 하는 대역폭 복구 방법.
  16. 통신 시스템용 대역폭 복구 방법에 있어서,
    적어도 상기 통신 시스템의 복수 개의 통신 노드 내의 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 제1 업링크 스케줄링 메시지를 송신하는 단계로서, 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드는 통신 채널을 공유하며, 상기 제1 업링크 스케줄링 메시지는 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 각각 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간들을 설정하기 위하여 이용되는 단계;
    제1 송신 개시 시간 이후에 상기 통신 채널이 아이들 상태에 있는지 검출하는 단계로서, 상기 제1 송신 개시 시간은 상기 제1 통신 노드가 데이터 송신을 개시하도록 허용되는 시점인 단계; 및
    상기 통신 채널이 상기 제1 송신 개시 시간 이후에 상기 아이들 상태로 유지되는 것으로 발견되면, 제2 업링크 스케줄링 메시지를 상기 복수 개의 통신 노드들로 송신하는 단계로서, 상기 제2 업링크 스케줄링 메시지는 상기 통신 채널 내의 상기 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 중 적어도 하나로 할당된 상기 통신 채널 내의 업링크 지속 시간을 설정하기 위하여 이용되는 단계를 포함하며,
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