KR100961453B1

KR100961453B1 - 광대역 무선접속 시스템에서 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100961453B1
Application number: KR1020070063231A
Authority: KR
Inventors: 정영호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-01
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2010-06-08
Also published as: KR20080039778A

Abstract

본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무선접속 시스템의 기지국에서 자원 할당 방법은, 자원 할당 정보를 이용하여 단말에게 자원을 할당하는 과정과, 상기 단말에게 할당한 하향링크 자원에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요한지 여부와, 계속적인 자원 할당이 필요하다면 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않는지 여부를 검사하는 과정과, 상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하고, 상기 단말에게 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

광대역 무선접속 시스템, 자원 할당, 갱신, 대여

Description

광대역 무선접속 시스템에서 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RENEWAL-BASED RESOURCE ALLOCATION IN BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 IEEE 802.20 MBFDD/MBTDD 시스템에서 정의하고 있는 운영모드 정보들을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 구성을 도시한 블럭도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 구성을 도시한 블럭도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 기지국에서 하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 단말에서 하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 단말에서 하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 기지국에서 상향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도, 및

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 단말에서 상향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도.

본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 자원 할당을 위해 요구되는 상/하향링크 제어 정보량을 최소화하기 위한 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 그러나 음성 위주의 통신시스템은 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸므로 급증하는 사용자들의 서비스 욕구를 충족시키지 못하였다. 게다가 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가로 인하여 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신시스템에 대한 필요성이 증대되었다. 이에 따라 급증하는 사용자들의 요구를 충족시킬 정도의 광대역을 갖고 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 광대역 무선접속 시스템이 도입되었다.

상기 광대역 무선접속 시스템은 음성뿐만 아니라 저속 및 고속의 다양한 데이터 서비스, 고화질 동영상 등의 멀티미디어 응용 서비스를 통합 지원하기 위한 시스템이다. 이러한 광대역 무선접속 시스템은 2GHz, 5GHz, 26GHz 및 60GHz 등의 광대역을 이용한 무선 매체를 기반으로 이동 또는 고정 환경에서 PSTN(Public Switched Telephone Network), PSDN(Public Switched Data Network), 인터넷 망, IMT2000망, ATM(Asynchronous Transfer Mode)망 등을 접속할 수 있으며, 2Mbps급 이상의 채널 전송률을 지원할 수 있다. 상기 광대역 무선접속 시스템은 터미널의 이동성(고정 또는 이동), 통신 환경(실내 또는 실외) 및 채널 전송률에 따라 광대역 무선 가입자 망, 광대역 이동 액세스 망 및 고속 무선 LAN(Local Area Network)으로 분류할 수 있다.

상기 광대역 무선접속 시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE 802.16, IEEE 802.20 등의 표준화 그룹에서 표준화되고 있다.상기 광대역 무선접속 시스템은 물리 채널(physical channel)을 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식을 사용하고 있다. 즉, 상기 광대역 무선접속 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하기 때문에 다수의 부반송파(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다.

상기 광대역 무선접속 시스템은 각 사용자에게 할당된 자원 및 해당 자원에 대한 운영모드(operation mode) 정보를 MAP, 공통 시그널링 채널(Shared Signaling Channel) 등의 방송 채널(broadcasting channel)을 통해 전송한다. 여기서, 상기 운영모드 정보는, 채널코딩(channel coding) 종류, 부호율(coding arte), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 타입, 다중 입력 다중 출력(Multi Input Multi Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 방식 등이 될 수 있다.

상기와 같이, 통신시스템의 서비스가 음성 중심에서 데이터 중심으로 바뀜에 따라 자원 할당 방식이 점차 복잡해지는 추세이다. 상기 음성 서비스의 경우, 회선 교환 기반의 서비스이므로, 세션이 유지되는 동안 일정량의 자원을 특정 사용자에게 할당해주면 되기 때문에 자원 할당 방식이 비교적 간단하다. 그러나, 상기 데이터 서비스의 경우, 패킷 교환 기반의 서비스이므로 세션이 유지되는 동안에도 동적으로 자원을 할당해주어야 하기 때문에 자원 할당 방식이 복잡하다. 이와 같이, 자원 할당 방식이 복잡해지면 사용자에게 주기적으로 혹은 비주기적으로 공지해야 하는 자원 할당 정보의 양도 증가할 수 밖에 없다. 특히, 고속의 무선 통신 서비스를 목적으로 하는 시스템에서는 스케줄링 주기가 짧고 채널 상황에 따라 동적으로 변조방식을 변환하는 등 자원 할당 정보 증가 요인이 많으므로, 상기 자원 할당 정보를 전송하는 메커니즘이 시스템 수율에 미치는 영향이 매우 크다.

한편, 종래 IEEE 802.16e 시스템에서 기지국은 매 자원할당 주기마다 단말의 기지국 접속을 위한 상/하향 링크 정보를 방송(broadcasting)하는데, 이를 각각 상향링크 맵(Uplink MAP)과 하향링크 맵(Downlink MAP)이라 하며, 이를 합쳐 맵(MAP) 정보라 하고, 상기 맵 정보는 프레임의 시작 부분에 전송된다. 이때, 상기 맵 정보를 수신한 단말은 상기 맵 정보를 해석하고, 상기 해석된 맵 정보의 상/하향링크 맵 정보 요소(UL/DL_MAP IE())를 통해 버스트(burst) 구간을 할당받아 상기 기지국의 상/하향링크에 접속하게 된다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 상/하향링크 맵 정보 요소(UL/DL_MAP IE())에 자신의 연결 식별자(Connection ID : 이하 'CID'라 칭함)가 존재하는지 여부를 검사하고, 상기 자신의 CID가 존재할 시, 상기 상/하향링크 맵 정보 요소(UL/DL_MAP IE())에 포함되어 있는 운영모드(operation mode) 정보 등의 추가 정보에 따라 데이터를 송수신한다. 여기서, 상기 단말에게 자원이 서킷(circuit) 형태처럼 지속적으로 할당될 경우, 상기 기지국은 할당 주기마다 계속해서 자원 할당 정보를 송신해야 하는 문제점이 있다.

IEEE 802.20 MBFDD(Mobile Broadband Frequency Division Duplex)/MBTDD(Mobile Broadband Time Division Duplex) 드래프트(draft)에서의 자원 할당은 각 PHY frame(자원 할당 단위)마다 사용자 별 자원 할당 정보를 별도 인코딩 블럭(encoding block)으로 만들어 전송하는데, 도 1과 같이, 다양한 종류의 할당 정보를 헤더(header)를 이용하여 구분하여 전송한다. 자원 할당 모드 중 스티키(Sticky) 채널 할당 방식은 한번 자원 할당이 되면 할당이 해제될 때까지 특정 무선 채널 자원을 단말에 고정 할당함으로써, 계속적으로 자원이 할당되는 경우 자원 할당 정보 전송량을 줄일 수 있다. 하지만, 전용으로 할당받은 자원에 일시적으로 보낼 데이터가 없는 경우, 해당 자원은 다른 사용자에 의해 사용되지 못하고, 해당 사용자는 커넥션(connection)이 유지되고 있음을 알리는 메시지(still alive message)를 전송하기 위해 상기 자원을 이용하므로, 해당 자원이 낭비되는 문제가 있다. 또한, 자원 할당 모드 별로 스티키(sticky), 넌 스티키(non sticky) 채널 할당 방식을 구분을 해야 하므로 모드 구분을 위한 헤더 비트 크기가 커지게 되는 문제점이 있다. 따라서, 연속적으로 자원 할당이 필요한 경우, 큰 오버헤드(overhead)를 필요로 하는 자원 할당 정보 전송을 매번 수행하지 않으면서도 잠깐의 휴지기 동안 사용하지 않는 자원을 다른 사용자가 대신 사용하도록 하여 자원의 낭비를 줄일 수 있는 자원 할당 방법의 제안이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 상/하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 자원 할당을 위해 요구되는 상/하향링크 제어 정보량을 최소화하는 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 연속적인 자원 할당이 필요한 경우, 큰 오버헤드(overhead)를 필요로 하는 자원 할당 정보 전송을 매번 수행하지 않으면서도 잠깐의 휴지기 동안 사용하지 않는 자원을 다른 사용자가 대신 사용하도록 하여 자원의 낭비를 줄일 수 있는 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선접속 시스템의 기지국에서 자원 할당 방법은, 자원 할당 정보를 이용하여 단말에게 자원을 할당하는 과정과, 상기 단말에게 할당한 하향링크 자원에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요한지 여부와, 계속적인 자원 할당이 필요하다면 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않는지 여부를 검사하는 과정과, 상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하고, 상기 단말에게 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선접속 시스템의 단말에서 자원 할당 정보 수신 방법은, 기지국으로부터 자원 할당 정보를 이용하여 사용 우선권이 부여된 자원을 할당받는 과정과, 상기 기지국으로부터 할당받은 하향링크 자원에 대한 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 기지국으로부터 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 수신하는 과정을 포함하며, 여기서, 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보는 종료 시그널링 정보, 대여 시그널링 정보, 갱신 시그널링 정보 중 하나임을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선접속 시스템의 기지국 장치는, 자원 할당 정보를 이용하여 단말에게 자원을 할당하고, 상기 단말에게 할당한 하향링크 자원에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요한지 여부와, 계속적인 자원 할당이 필요하다면 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않는지 여부를 검사하여, 상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하는 자원 할당부와, 상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 전송하는 갱신 정보 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선접속 시스템의 단말 장치는, 기지국으로부터 자원 할당 정보를 이용하여 사용 우선권이 부여된 자원을 할당받고, 상기 기지국으로부터 할당받은 하향링크 자원에 대한 할당 주기가 종료하였을 시, 갱신 정보 수신기로부터 수신되는 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보에 따라 해당 자원의 사용을 종료 혹은 계속 사용 혹은 대여기간 동안 대기한 후 해당 자원을 다시 사용하는 MAP 해독기와, 상기 기지국으로부터 수신되는 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 상기 MAP 해독기로 출력하는 상기 갱신 정보 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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아래에서 도면과 상세한 설명을 통하여 본 발명에서 나타내는 실시 예들의 구성과 장점을 살펴본다. 이하에서 동일한 숫자는 동일한 구성요소를 나타낸다. 이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.

이하 본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법에 대해 설명하도록 한다.

이하 설명에서는 IEEE 802.20에서 사용된 것과 유사한 개별 자원 할당 정보 전송 방식을 예로 들어 설명할 것이나, IEEE 802.16e에서 사용되는 것과 유사한 전체 자원 할당 정보 전송 방식에도 적용될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 자원 할당 정보 전송은 계속적인 자원 할당이 필요한 사용자와 계속적인 자원 할당이 필요하지 않은 사용자의 구분 없이 본 발명에 따른 동일한 형식의 자원 할당 정보를 전송하여 운용하는 것을 예로 들어 설명할 것이나, 계속적인 자원 할당이 필요한 사용자에 국한하여 본 발명에 따른 자원 할당 정보를 사용할 수도 있다. 마지막으로, 이하 설명에서 갱신 단위는, 별도 정보 전달이 없는 경우 초기 자원 할당 시 정해진 할당 주기(duration)와 동일하고, 데이터 피기백(data piggyback) 방식과 같이 추가 정보를 전송하기에 용이한 경우 주기(duration) 등의 정보를 추가로 할당할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 구성을 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국은 자원 할당부(200), MAP 생성부(202), 부호/변조기(204), 자원 매핑기(206), OFDM변조기(208), DAC(210), RF송신기(212), 시그널링 정보 송/수신기(214), RF수신기(220), ADC(222), OFDM복조기(224), 자원 디매핑기(226), 복호/복조기(228)를 포함하여 구성된다.

먼저, 자원(상/하향링크 자원) 스케쥴링을 수행하고, 스케쥴링 결과에 따라 MAP을 생성 및 전송하며, 하향링크 자원을 할당받은 단말에게 하향링크 데이터를 전송하기 위한 기지국의 동작을 살펴보도록 한다.

도 2를 참조하면, 자원 할당부(200)는 각 단말에 대한 채널정보(예 : CQI(Channel Quality Information)), 요청 대역폭, 서비스 종류 등을 이용해서 자원 스케쥴링을 수행하고, 스케쥴링 결과를 MAP 생성부(202)로 제공한다. 본 발명에 따라 상기 자원 할당부(200)는 단말에게 상/하향링크 자원을 할당하고, 각 자원을 할당받은 단말에게 해당 자원에 대한 사용 우선권 혹은 일시적인 사용권을 부여한다. 만약, 단말에게 일시적인 사용권이 부여된 자원 할당을 하였다면, 상기 자원 할당부(200)는 할당 주기동안만 해당 자원을 상기 단말에게 할당한다. 반면, 단말에게 사용 우선권이 부여된 자원 할당을 하였다면, 하향링크 자원의 경우, 상기 자원 할당부(200)는 할당 주기 종료 시점에서 해당 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요한지 여부 및 일시적으로 전송할 데이터가 없는지 여부에 따라 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 해당 단말에게 전달하여, 해당 단말에게 해당 자원의 할당을 종료 혹은 재할당 혹은 다른 단말에게 대여 기간 동안 대여한다. 또한, 상향링크 자원의 경우, 상기 자원 할당부(200)는 할당 주기 종료 시점에서 해당 단말로부터 수신되는 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보에 따라 해당 단말에게 해당 자원의 할당을 종료 혹은 재할당 혹은 다른 단말에게 대여 기간 동안 대여한다. 그리고, 상기 자원 할당부(200)는 상기 스케쥴링 결과에 따라 상기 기지국의 전반적인 송신 동작 및 수신 동작을 제어한다.

MAP 생성부(202)는 상기 자원 할당부(200)로부터의 스케쥴링 결과를 이용해서 MAP(DL-MAP/UL-MAP)을 생성하여 출력한다. 상기 MAP은 단말들로 전송되는 자원 할당 정보(표 1)들을 포함한다. 부호/변조기(204)는 하향링크 데이터 및 상기 MAP 생성부(202)로부터의 MAP을 미리 정해진 방식에 따라 부호(coding) 및 변조(modulation)하여 출력한다. 자원 매핑기(206)는 상기 부호/변조기(204)로부터의 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하여 출력한다. 이때, 상기 자원 할당부(200)는 하향링크 자원을 할당받은 단말에게 하향링크 데이터를 전송하도록 상기 부호/변조기(204), 자원 매핑기(206)의 동작을 제어한다.

OFDM변조기(208)는 상기 자원 매핑기(206)로부터의 자원 매핑된 데이터들을 OFDM변조하여 OFDM심볼을 발생한다. 여기서, 상기 OFDM변조는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산, CP(Cyclic Prefix) 삽입 등을 포함하는 의미이다. DAC(Digital to Analog Converter)(210)는 상기 OFDM변조기(208)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF송신기(212)는 상기 DAC(210)로부터의 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

시그널링 정보 송/수신기(214)는 상기 자원 할당부(200)로부터 입력되는 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 해당 단말에게 송신하거나 혹은 단말로부터 수신되는 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 상기 자원 할당부(200)로 출력한다.

이렇게 송신되는 MAP을 수신한 단말들은 상기 MAP에 따라 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하고, 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다. 이하 상향링크 자원을 할당받은 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하기 위한 기지국의 동작을 살펴보도록 한다.

RF수신기(220)는 단말로부터 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. ADC(Analog to Digital Converter)(222)는 상기 RF수신기(220)로부터의 기저대역 아날로그 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(224)는 상기 ADC(222)로부터의 샘플데이터를 OFDM복조하여 부반송파 값들을 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조는 CP 제거, FFT(Fast Fourier Transform) 연산 등을 포함하는 의미이다.

상기 자원 디매핑기(226)는 상기 OFDM복조기(224)로부터의 데이터 중 상기 단말에게 할당된 자원에 대응하는 데이터를 추출하여 상기 복호/복조기(228)로 출력한다. 상기 복호/복조기(228)는 상기 자원 디매핑기(226)로부터의 데이터를 미리 정해진 방식에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 상기 단말의 상향링크 데이터를 복원한다. 여기서, 상기 자원 할당부(200)는 상향링크 자원을 할당받은 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하도록 자원 디매핑기(226) 및 복호/복조기(228)의 동작을 제어한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 구성을 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단말기는, RF수신기(300), ADC(302), OFDM복조기(304), 자원 디매핑기(306), 복호/복조기(308), MAP 해독기(310), 시그널링 정보 송/수신기(312), 부호/변조기(320), 자원 매핑기(322), OFDM변조기(324), DAC(326), RF송신기(328)를 포함하여 구성된다.

먼저, 기지국으로부터 MAP을 수신하고, 상기 MAP에 따라 할당받은 하향링크 자원을 이용하여 하향링크 데이터를 수신하기 위한 단말의 동작을 살펴보도록 한다.

도 3을 참조하면, RF수신기(300)는 기지국으로부터 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. ADC(302)는 상기 RF처리기(300)로부터의 기저대역 아날로그 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(304)는 상기 ADC(302)로부터의 샘플데이터를 OFDM복조하여 부반송파 값들을 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조는 CP 제거, FFT(Fast Fourier Transform) 연산 등을 포함하는 의미이다.

자원 디매핑기(306)는 프레임내 미리 정해진 영역에서 수신되는 MAP 및 하향링크 데이터를 상기 OFDM복조기(304)로부터의 데이터에서 추출하여 출력한다. 복호/복조기(303)는 상기 자원 디매핑기(306)로부터의 데이터를 미리 정해진 방식으로 복조 및 복호하여 MAP 및 하향링크 데이터를 출력한다.

MAP 해독기(310)는 상기 복호/복조기(308)로부터의 MAP을 해독하고, 상기 MAP에 따라 상기 단말의 전반적인 송신 동작 및 수신 동작을 제어한다. 특히, 기지국으로부터 상/하향링크 자원을 할당받았는지 여부에 따라, 할당받은 하향링크 자원을 통해 하향링크 데이터를 수신하도록 자원 디매핑기(306) 및 복호/복조기(308)의 동작을 제어하고, 할당받은 상향링크 자원을 통해 상향링크 데이터를 송신하도록 부호/변조기(320) 및 자원 매핑기(322)의 동작을 제어한다. 본 발명에 따라 상기 MAP 해독기(310)는 기지국으로부터 할당받은 상/하향링크 자원에 대해 사용 우선권 혹은 일시적인 사용권이 부여된 할당인지 여부를 검사한다. 만약, 일시적인 사용권이 부여된 자원을 할당받았다면, 상기 MAP 해독기(310)는 할당 주기동안만 해당 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터를 송/수신한다. 반면, 사용 우선권이 부여된 자원을 할당받았다면, 하향링크 자원의 경우, 상기 MAP 해독기(310)는 할당 주기 종료 시점에서 기지국으로부터 수신되는 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보에 따라 해당 자원의 점유를 종료 혹은 계속적인 사용 혹은 대여 기간 동안 대기 후 해당 자원을 재사용한다. 또한, 상향링크 자원의 경우, 상기 MAP 해독기(310)는 할당 주기 종료 시점에서 계속적인 자원 점유가 필요한지 여부 및 일시적으로 전송할 데이터가 없는지 여부에 따라 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 생성하여 시그널링 방식에 따라 기지국에게 전달될 수 있도록 제어하고, 해당 자원의 점유를 종료 혹은 계속적인 사용 혹은 대여 기간 동안 대기 후 재사용한다.

시그널링 정보 송/수신기(312)는 상기 MAP 해독기(310)로부터 입력되는 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 기지국에게 송신하거나 혹은 기지국으로부터 수신되는 종료 시그널링 정보 혹은 갱신 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 상기 MAP 해독기(310)로 출력한다.

다음으로, 상기 MAP에 따라 할당받은 상향링크 자원을 이용하여 상향링크 데이터를 송신하기 위한 단말의 동작을 살펴보도록 한다.

부호/변조기(320)는 상향링크 데이터를 미리 정해진 방식에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. 자원 매핑기(322)는 상기 부호/변조기(320)로부터의 데이터를 상기 단말에게 할당된 자원에 매핑하여 출력한다.

OFDM변조기(324)는 상기 자원 매핑기(322)로부터의 자원 매핑된 데이터를 OFDM변조하여 출력한다. DAC(326)는 상기 OFDM변조기(324)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF송신기(328)는 상기 DAC(326)로부터의 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 기지국으로 송신한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 기지국에서 하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 기지국은 401단계에서 단말에게 정해진 기간 동안 하향링크 자원을 할당하고, 상기 자원 할당에 대한 자원 할당 정보를 포함하는 MAP 등의 풀(full) 자원 할당 정보를 생성하여 브로드캐스트한다. 이때, 상기 기지국은 단말에게 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기(duration) 동안 해당 자원에 대한 사용 우선권 혹은 일시적인 사용권을 부여하는 할당을 하게 되며, 둘 사이의 구분은 상기 자원 할당 정보에서 새로운 할당 지시자(indicator)를 이용하여 표시한다. 여기서, 상기 자원 할당 정보는 하기 <표 1>과 같은 파라미터로 구성된다.

사용자 ID	CID, MACID 등으로 표현됨
할당 자원 위치 정보	2차원 인덱싱, 1차원 인덱싱 모두 가능
할당 주기	해당 자원을 할당하는 기본 단위(예, 4 프레임, 8 프레임, 12 프레임, 16 프레임, …)
운영모드 정보	802.20의 헤더, 패킷 포맷, 802.16e의 DIUC(Downlink Interval Usage Code), UIUC(Uplink Interval Usage Code) 등에 해당되는 정보로 MCS(Modulation and Coding Selection) 레벨, HARQ, MIMO 모드 등 관련 운영모드의 정보
기타 운영모드별 필요 정보	운영모드별로 달라지는 정보 필드들
새로운 할당 지시자	해당 자원의 사용 우선권을 부여하는지, 일시적인 사용권을 부여하는지를 나타내는 지시자

이후, 상기 기지국은 403단계에서 상기 단말에 대한 자원 할당이 사용 우선권을 부여하는 할당이었는지 여부를 검사한다. 상기 단말에 대한 자원 할당이 사용 우선권을 부여하는 할당이 아닌 일시적인 사용권을 부여하는 할당이었을 시, 상기 기지국은 405단계에서 상기 단말에게 할당된 자원을 이용하여 하향링크 데이터를 해당 단말에 전송하고, 407단계로 진행하여 상기 단말에 대한 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사한다. 이때, 상기 단말에 대한 자원 할당 주기가 종료하지 않았다면, 상기 기지국은 상기 405단계로 돌아가 상기 자원 할당 주기가 종료될 때까지 이하 단계를 반복 수행하고, 상기 단말에 대한 자원 할당 주기가 종료하였다면, 상기 기지국은 해당 자원의 할당을 종료함으로써 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

반면, 상기 403단계에서 상기 단말에 대한 자원 할당이 사용 우선권을 부여하는 할당이었을 시, 상기 기지국은 409단계에서 상기 단말에게 할당된 자원을 이용하여 하향링크 데이터를 해당 단말에 전송하고, 411단계로 진행하여 상기 단말에 대한 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사한다. 이때, 상기 단말에 대한 자원 할당 주기가 종료하지 않았다면, 상기 기지국은 상기 409단계로 돌아가 상기 자원 할당 주기가 종료될 때까지 이하 단계를 반복 수행하고, 상기 단말에 대한 자원 할당 주기가 종료하였다면, 상기 기지국은 413단계로 진행하여 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요한지 여부를 검사한다.

상기 413단계에서 계속적인 자원 할당이 필요할 시, 상기 기지국은 417단계에서 상기 단말에게 일시적으로 전송할 데이터가 없는지 여부를 검사한다. 상기 단말에게 계속적인 자원 할당은 필요하지만 일시적으로 당장 전송할 데이터가 없을 시, 상기 기지국은 419단계에서 앞으로 대여 시그널링 정보에서 알려주는 기간(period) 동안 해당 자원을 다른 사용자가 사용하도록 대여하겠다는 상기 대여 시그널링 정보를 상기 단말에게 전송하고, 421단계로 진행하여 대여 기간이 종료하였는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 자원 할당에 대한 대여 시그널링 정보는 상기 자원에 대한 사용 우선권을 갖는 단말에게 명시적으로 알려줄 필요가 있는 경우에만 전송할 수도 있다. 상기 대여 기간이 종료하지 않았을 시, 상기 기지국은 상기 대여 기간이 종료될 때까지 대기하고, 상기 대여 기간이 종료하였을 시, 423단계에서 상기 사용 우선권을 갖는 단말에게 상기 정해진 기간 동안 해당 자원을 재할당한 후, 상기 409단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이 경우, 상기 단말은 상기 401단계에서 부여받은 해당 자원에 대한 사용 우선권을 계속 유지하게 되고, 해당 자원은 대여 기간동안 401 단계 내지 407 단계를 통해 다른 사용자에게 할당될 수 있다. 이로써, 상기 단말의 커넥션(connection)은 계속 유지하면서 해당 자원이 낭비되지 않도록 할 수 있다.

반면, 상기 417단계에서 상기 단말에게 계속적으로 전송할 데이터가 존재할 시, 상기 기지국은 425단계에서 상기 자원 할당에 대한 갱신 시그널링 정보를 상기 단말에게 전송하고, 427단계로 진행하여 상기 사용 우선권을 갖는 단말에게 상기 정해진 기간 동안 해당 자원을 재할당한 후, 상기 409단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이때, 상기 단말은 상기 401단계에서 부여받은 해당 자원에 대한 사용 우선권을 갱신한다. 여기서, 상기 자원 할당에 대한 갱신 시그널링 정보는 상기 자원에 대한 사용 우선권을 갖는 단말에게 명시적으로 알려줄 필요가 있는 경우에만 전송할 수도 있다.

반면, 상기 413단계에서 계속적인 자원 할당이 더 이상 필요하지 않을 시, 상기 기지국은, 필요한 경우 415단계에서 상기 단말에게 해당 자원 할당에 대한 종료 시그널링 정보를 전송한 후, 해당 자원의 할당을 종료함으로써 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다. 이때, 상기 기지국은 상기 401단계에서 상기 단말에게 부여하였던 해당 자원에 대한 사용 우선권도 다른 단말에게 이전한다.

여기서, 상기 자원 할당에 대한 갱신 시그널링 정보, 종료 시그널링 정보, 대여 시그널링 정보를 명시적으로 전송하기 위한 방법으로 3가지 방법을 제안한다.

먼저, 사용자에게 데이터 채널이 있는 경우, 기지국은 해당 사용자에게 할당한 자원의 마지막 전송 시점에서 해당 자원 할당이 갱신되는지 혹은 종료되는지 혹은 대여되는지 여부에 대한 정보를 데이터에 피기백(piggyback)하여 전송할 수 있다. 여기서, 상기 데이터에는 1비트 지시자(indicator)를 두어 상기 정보에 대한 피기백 여부를 나타낼 수 있으며, 1비트 이상의 지시자를 두어 상기 정보에 대한 피기백 여부 이외에 운영 모드의 변경 정보 등 추가 정보를 함께 피기백할 수도 있다. 예를 들어, 상기 지시자는 하기와 같은 필드로 구성될 수 있다.

- 0: 갱신 또는 대여, 1: 갱신 안 함(자원 할당 종료)

- 0: 갱신, 1: 커넥션 유지 + 대여

- 00: 갱신, 01: 커넥션 유지 + 대여(기본 할당 단위), 10: 커넥션 유지 + 대여 (기본 할당 단위 x 미리 약속된 수), 11: 갱신 안 함

다음으로, 별도의 방송채널을 이용하여 상기 자원 할당에 대한 갱신 시그널링 정보, 종료 시그널링 정보, 대여 시그널링 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 별도의 방송 채널을 통해 갱신 또는 대여 또는 종료되는 자원의 사용자 ID 또는 자원 위치 정보에 대응되는 ID를 전송할 수 있다.

마지막으로, 해당 사용자에게 전송되는 UL 응답(ACK) 채널이 존재하는 경우, UL 데이터 응답(ACK) 신호와 함께 상기 자원 할당에 대한 갱신 시그널링 정보 혹은 종료 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 2비트 UL 데이터 응답(ACK) 신호를 이용하여 하기와 같은 정보 전송이 가능하다.

- 00: NACK, 01: ACK + 자원 할당 종료, 11: ACK + 갱신, 10: ACK + 대여

- 00: NACK, 01: ACK + 자원 할당 종료, 11: ACK + 갱신 또는 대여,

10: NACK + 갱신 또는 대여

여기서, 상기 UL 데이터 응답(ACK) 신호를 표현하는 비트에 대해 비트 추가가 가능하다면, 하기와 같이, 보다 많은 정보를 전송할 수도 있다.

- 000: NACK, 001: NACK + 자원 할당 종료, 010: NACK + 갱신,

011: NACK + 커넥션 유지, 정해진 기간 동안 채널 대여

100: ACK, 101: ACK + 자원 할당 종료, 110: ACK + 갱신,

111: ACK + 커넥션 유지, 정해진 기간 동안 채널 대여

여기서, 상기 제안한 3가지 방법에 대해 상기 자원의 종류 별로(UL, DL 자원의 특성) 유리한 한가지 이상의 방법을 복합적으로 이용할 수도 있다.

한편, 상기 종료, 대여, 갱신 시그널링 정보의 전송에 있어서, 그 중 두 시그널링 정보는 상기 방법 중 하나 이상의 방법을 이용하여 명시적으로 전송하고, 나머지 하나의 시그널링 정보는 전송하지 않음으로써 간접적으로 해당 시그널링 정보를 전송할 수도 있다. 예를 들어, 대여 및 갱신 시그널링 정보는 명시적으로 전송하고, 종료 시그널링 정보는 전송하지 않음으로써, 자원 할당 종료 시점에 아무런 정보가 수신되지 않으면 단말로 하여금 해당 자원 할당이 종료되었음을 인식하도록 할 수 있다. 또 다른 일례로, 대여 및 종료 시그널링 정보는 명시적으로 전송하고, 갱신 시그널링 정보는 전송하지 않음으로써, 자원 할당 종료 시점에 아무런 정보가 수신되지 않으면 단말로 하여금 해당 자원 할당이 갱신되었음을 인식하도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 단말에서 하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 여기서, 갱신 및 대여 시그널링 정보는 기지국에서 단말로 상기에서 설명한 명시적 방식으로 송신되고, 종료 시그널링 정보에 대해서는 기지국이 아무런 정보를 송신하지 않음으로서 간접적으로 해당 시그널링 정보를 전송하는 상황을 가정한다.

상기 도 5를 참조하면, 단말은 501단계에서 기지국으로부터 MAP 등의 풀(full) 자원 할당 정보를 수신 및 디코딩하고, 503단계에서 상기 풀(full) 자원 할당 정보를 통해 새로운 하향링크 자원이 할당되었는지 여부를 검사한다. 새로운 자원이 할당되지 않았을 시, 상기 단말은 상기 501단계로 돌아가고, 새로운 자원이 할당되었을 시, 상기 단말은 505단계로 진행하여 상기 새로운 자원 할당이 사용 우선권이 부여된 자원 할당인지 여부를 검사한다.

상기 새로운 자원 할당이 사용 우선권이 부여된 자원 할당이 아닐 시, 상기 단말은 523단계에서 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기(duration) 동안만 상기 할당된 자원을 통해 수신되는 하향링크 데이터를 디코딩하고, 525단계에서 상기 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사하여, 상기 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 501단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.

반면, 상기 새로운 자원 할당이 사용 우선권이 부여된 자원 할당일 시, 상기 단말은 507단계에서 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기 동안 상기 할당된 자원을 통해 수신되는 하향링크 데이터를 디코딩하고, 509단계로 진행하여 상기 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사한다. 상기 자원 할당 주기가 종료하지 않았을 시, 상기 단말은 상기 507단계로 돌아가 상기 할당된 자원을 통해 수신되는 하향링크 데이터를 디코딩하고, 상기 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말은 511단계에서 상기 기지국으로부터의 시그널링 정보를 확인한다.

이후, 상기 단말은 513단계에서 상기 시그널링 정보가 존재하는지 여부를 검사한다. 상기 시그널링 정보가 존재하지 않을 시, 상기 단말은 기지국에 의해 해당 자원에 대한 사용 우선권이 회수되고 할당이 종료된 것으로 인식하여, 515단계에서 해당 자원을 통해 수신되는 하향링크 데이터에 대한 디코딩을 종료하고, 상기 501단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 시그널링 정보가 존재할 시, 상기 단말은 517 단계에서 상기 시그널링 정보가 갱신 혹은 대여 시그널링 정보인지 여부를 검사한다. 만약, 상기 시그널링 정보가 갱신 시그널링 정보일 시, 상기 단말은 상기 자원에 대한 할당이 갱신되었음을 판단하고, 상기 507단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 시그널링 정보가 대여 시그널링 정보일 시, 상기 단말은 519단계로 진행하여 상기 자원에 대해 대여된 기간 동안 대기한 후, 521단계에서 상기 대여 기간이 종료하였는지 여부를 검사하여 상기 대여 기간이 종료하였을 시, 상기 507단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 단말에서 하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 여기서, 종료 및 대여 시그널링 정보는 기지국에서 단말로 상기에서 설명한 명시적 방식으로 송신되고, 갱신 시그널링 정보에 대해서는 기지국이 아무런 정보를 송신하지 않음으로서 간접적으로 해당 시그널링 정보를 전송하는 상황을 가정한다. 여기서, 상기 도 6의 601 내지 611단계는 상기 도 5의 501 내지 511단계와 동일하고, 상기 도 6의 621 내지 623단계는 상기 도 5의 523 내지 525단계와 동일하며, 따라서 이하 설명에서는 해당 부분에 대한 설명을 생략하기로 한다.

상기 도 6를 참조하면, 이후, 상기 단말은 613단계에서 상기 시그널링 정보가 존재하는지 여부를 검사한다. 상기 시그널링 정보가 존재하지 않을 시, 상기 단말은 해당 자원에 대한 사용 우선권이 갱신된 것으로 인식하여, 607단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.

반면, 상기 시그널링 정보가 존재할 시, 상기 단말은 615단계에서 상기 시그널링 정보가 종료 혹은 대여 시그널링 정보인지 여부를 검사한다. 만약, 상기 시그널링 정보가 종료 시그널링 정보일 시, 상기 단말은 상기 자원에 대한 사용 우선권이 회수되고 할당이 종료된 것으로 판단하여, 601단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 시그널링 정보가 대여 시그널링 정보일 시, 상기 단말은 617단계로 진행하여 상기 자원에 대해 대여된 기간 동안 대기한 후, 619단계에서 상기 대여 기간이 종료하였는지 여부를 검사하여 상기 대여 기간이 종료하였을 시, 상기 607단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 기지국에서 상향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.

상기 도 7를 참조하면, 기지국은 701단계에서 단말에게 정해진 기간 동안 상향링크 자원을 할당하고, 상기 자원 할당에 대한 자원 할당 정보를 포함하는 MAP 등의 풀(full) 자원 할당 정보를 생성하여 브로드캐스트한다. 이때, 상기 기지국은 단말에게 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기(duration) 동안 해당 자원에 대한 사용 우선권 혹은 일시적인 사용권을 부여하는 할당을 하게 되며, 둘 사이의 구분은 상기 자원 할당 정보에서 새로운 할당 지시자(indicator)를 이용하여 표시한다. 여기서, 상기 자원 할당 정보는 상기 <표 1>과 같은 파라미터로 구성된다.

이후, 상기 기지국은 703단계에서 상기 단말에 대한 자원 할당이 사용 우선권을 부여하는 할당이었는지 여부를 검사한다. 상기 단말에 대한 자원 할당이 사용 우선권을 부여하는 할당이 아닌 일시적인 사용권을 부여하는 할당이었을 시, 상기 기지국은 705단계에서 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기(duration) 동안만 상기 할당된 자원을 통해 수신되는 상향링크 데이터를 디코딩하고, 707단계에서 상기 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사하여, 상기 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 해당 자원의 할당을 종료함으로써 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

반면, 상기 703단계에서 상기 단말에 대한 자원 할당이 사용 우선권을 부여하는 할당이었을 시, 상기 기지국은 709단계에서 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기(duration) 동안 상기 할당된 자원을 통해 수신되는 상향링크 데이터를 디코딩하고, 711단계로 진행하여 상기 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사한다. 상기 자원 할당 주기가 종료하지 않았을 시, 상기 기지국은 상기 709단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행하고, 상기 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 기지국은 713단계에서 상기 단말로부터의 UL 시그널링 정보를 확인한다.

이후, 상기 기지국은 715단계에서 상기 UL 시그널링 정보가 종료 혹은 대여 혹은 갱신 시그널링 정보인지 여부를 검사한다. 만약, 상기 UL 시그널링 정보가 갱신 시그널링 정보일 시, 상기 기지국은 상기 단말이 해당 자원을 계속 점유하고자 한다는 것을 판단하고, 717단계에서 정해진 기간 동안 상기 자원을 상기 단말에게 재할당한 후, 상기 709단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.

반면, 상기 UL 시그널링 정보가 대여 시간 정보를 포함하는 대여 시그널링 정보일 시, 상기 기지국은 해당 시간동안 상기 자원에 대한 대여가 가능함을 판단하고, 719단계에서 상기 자원을 타 사용자에게 대여 할당할지 여부를 결정한다. 만약, 해당 시간 동안 다른 사용자에게 대여하기로 결정한 경우, 상기 기지국은 721단계에서 MAP 등의 풀(full) 자원 할당 정보를 이용하여 상기 자원을 다른 사용자에게 대여 할당하고, 723단계로 진행하여 대여 기간 동안 상기 할당된 자원을 통해 상기 다른 사용자로부터 수신되는 데이터를 디코딩한다. 이후, 상기 기지국은 725단계에서 상기 자원에 대한 대여 기간이 종료하였는지 여부를 검사하고, 상기 대여 기간이 종료하였을 시, 727단계로 진행하여 상기 자원에 대해 사용 우선권을 갖는 단말에게 해당 자원을 재할당한 후, 상기 709단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이 경우, 상기 단말은 상기 701단계에서 부여받은 해당 자원에 대한 사용 우선권을 계속 유지하게 되고, 해당 자원은 대여 기간동안 721 내지 725단계를 통해 다른 사용자에게 할당될 수 있다. 반면, 상기 719단계에서 상기 자원을 타 사용자에게 대여하지 않기로 결정한 경우, 상기 기지국은 상기 725단계로 바로 진행하여 상기 대여 기간 동안 대기한 후, 상기 727단계로 진행한다. 이로써, 상기 단말의 커넥션(connection)은 계속 유지하면서 해당 자원이 낭비되지 않도록 할 수 있다.

반면, 상기 UL 시그널링 정보가 종료 시그널링 정보일 시, 상기 기지국은 상기 단말이 해당 자원의 점유를 종료하고자 한다는 것을 판단하고, 해당 자원에 대한 할당을 종료함으로써 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다. 이때, 상기 기지국은 상기 701단계에서 상기 단말에게 부여하였던 해당 자원에 대한 사용 우선권을 다른 단말에게 이전한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템의 단말에서 상향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.

상기 도 8을 참조하면, 단말은 801단계에서 기지국으로부터 MAP 등의 풀(full) 자원 할당 정보를 수신 및 디코딩하고, 803단계에서 상기 풀(full) 자원 할당 정보를 통해 새로운 상향링크 자원이 할당되었는지 여부를 검사한다. 새로운 자원이 할당되지 않았을 시, 상기 단말은 상기 801단계로 돌아가고, 새로운 자원이 할당되었을 시, 상기 단말은 805단계로 진행하여 상기 새로운 자원 할당이 사용 우선권이 부여된 자원 할당인지 여부를 검사한다.

상기 새로운 자원 할당이 사용 우선권이 부여된 자원 할당이 아닐 시, 상기 단말은 821단계에서 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기(duration) 동안만 상기 할당된 자원을 이용하여 상향링크 데이터를 전송하고, 823단계에서 상기 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사하여, 상기 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 801단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.

반면, 상기 새로운 자원 할당이 사용 우선권이 부여된 자원 할당일 시, 상기 단말은 807단계에서 상기 자원 할당 정보에 정의된 할당 주기 동안 상기 할당된 자원을 이용하여 상향링크 데이터를 전송하고, 809단계로 진행하여 상기 자원 할당 주기가 종료하였는지 여부를 검사한다. 상기 자원 할당 주기가 종료하지 않았을 시, 상기 단말은 상기 807단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행하고, 상기 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말은 811단계에서 상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요한지 여부를 검사한다.

상기 811단계에서 계속적인 자원 점유가 필요하지 않다고 판단될 시, 상기 단말은 825단계로 진행하여 필요시 상기 기지국으로 종료 시그널링 정보를 전송하고, 상기 801단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 계속적인 자원 점유가 필요하다고 판단될 시, 상기 단말은 813단계에서 상기 기지국으로 일시적으로 전송할 데이터가 없는지 여부를 검사한다. 상기 자원에 대한 계속적인 점유는 필요하지만 일시적으로 당장 전송할 데이터가 없을 시, 상기 단말은 해당 자원을 일시적으로 다른 사용자에게 대여할 수 있다고 판단하여, 815단계에서 필요한 경우 기지국으로 대여 기간 정보를 포함하는 대여 시그널링 정보를 전송하고, 817단계에서 상기 대여 기간 동안 대기한다. 이후, 상기 단말은 819단계에서 상기 대여 기간이 종료하였는지 여부를 검사하고, 상기 대여 기간이 종료하였을 시, 상기 807단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 기지국으로 지속적으로 전송할 데이터가 존재할 시, 상기 단말은 827단계에서 필요한 경우 갱신 시그널링 정보를 상기 기지국으로 전송한 후, 상기 807단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.

여기서, 상기 자원 할당에 대한 갱신 시그널링 정보, 종료 시그널링 정보, 대여 시그널링 정보를 명시적으로 전송하기 위한 방법으로 2가지 방법을 제안한다.

먼저, 사용자에게 데이터 채널이 있는 경우, 해당 단말은 할당받은 자원의 마지막 전송 시점에서 해당 자원 할당이 갱신되는지 혹은 종료되는지 혹은 대여되는지 여부에 대한 정보를 상향링크 데이터에 피기백(piggyback)하여 전송할 수 있다. 여기서, 상기 데이터에는 1비트 지시자(indicator)를 두어 상기 정보에 대한 피기백 여부를 나타낼 수 있으며, 1비트 이상의 지시자를 두어 상기 정보에 대한 피기백 여부 이외에 운영 모드의 변경 정보 등 추가 정보를 함께 피기백할 수도 있다. 예를 들어, 상기 지시자는 하기와 같은 필드로 구성될 수 있다.

- 0: 갱신 또는 대여, 1: 갱신 안 함(자원 할당 종료)

- 0: 갱신, 1: 커넥션 유지 + 대여

다음으로, 사용자의 하향링크 데이터에 대한 DL 응답(ACK) 채널이 존재하는 경우, DL 데이터 응답(ACK) 신호와 함께 상기 자원 할당에 대한 갱신 시그널링 정보 혹은 종료 시그널링 정보 혹은 대여 시그널링 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 2비트 DL 데이터 응답(ACK) 신호를 이용하여 하기와 같은 정보 전송이 가능하다.

- 00: NACK, 01: ACK + 자원 할당 종료, 11: ACK + 갱신, 10: ACK + 대여

- 00: NACK, 01: ACK + 자원 할당 종료, 11: ACK + 갱신 또는 대여,

10: NACK + 갱신 또는 대여

여기서, 상기 DL 데이터 응답(ACK) 신호를 표현하는 비트에 대해 비트 추가가 가능하다면, 하기와 같이, 보다 많은 정보를 전송할 수도 있다.

- 000: NACK, 001: NACK + 자원 할당 종료, 010: NACK + 갱신,

011: NACK + 커넥션 유지, 정해진 기간 동안 채널 대여

100: ACK, 101: ACK + 자원 할당 종료, 110: ACK + 갱신,

111: ACK + 커넥션 유지, 정해진 기간 동안 채널 대여

여기서, 상기 제안한 2가지 방법에 대해 상기 자원의 종류 별로(UL, DL 자원의 특성) 유리한 한가지 이상의 방법을 복합적으로 이용할 수도 있다.

한편, 상기 종료, 대여, 갱신 시그널링 정보의 전송에 있어서, 그 중 두 시그널링 정보는 상기 방법 중 하나 이상의 방법을 이용하여 명시적으로 전송하고, 나머지 하나의 시그널링 정보는 전송하지 않음으로써 간접적으로 해당 시그널링 정보를 전송할 수도 있다. 예를 들어, 대여 및 갱신 시그널링 정보는 명시적으로 전송하고, 종료 시그널링 정보는 전송하지 않음으로써, 자원 할당 종료 시점에 아무런 정보가 수신되지 않으면 기지국으로 하여금 해당 자원 할당의 종료를 인식하도록 할 수 있다. 또 다른 일례로, 대여 및 종료 시그널링 정보는 명시적으로 전송하고, 갱신 시그널링 정보는 전송하지 않음으로써, 자원 할당 종료 시점에 아무런 정보가 수신되지 않으면 기지국으로 하여금 해당 자원 할당의 갱신을 인식하도록 할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 상술한 바와 같이, 본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 상/하향링크 자원에 대한 갱신 기반의 자원 할당 장치 및 방법을 제공함으로써, 연속적인 자원 할당이 필요한 경우, 큰 오버헤드(overhead)를 필요로 하는 자원 할당 정보 전송을 매번 수행하지 않으면서도 잠깐의 휴지기 동안 사용하지 않는 자원을 다른 사용자가 대신 사용하도록 하여 자원의 낭비를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims

무선접속 시스템의 기지국에서 자원 할당 방법에 있어서,

자원 할당 정보를 이용하여 단말에게 자원을 할당하는 과정과,

상기 단말에게 할당한 하향링크 자원에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요한지 여부와, 계속적인 자원 할당이 필요하다면 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않는지 여부를 검사하는 과정과,

상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하고, 상기 단말에게 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보는 종료 시그널링 정보, 대여 시그널링 정보, 갱신 시그널링 정보 중 하나임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보들 중 한 개의 정보는 상기 단말에게 명시적으로 전송하지 않음으로써 상기 단말로 하여금 상기 한 개의 정보의 수신을 인식하도록 하고, 나머지 정보는 상기 단말에게 명시적으로 전송함으로써 상기 단말로 하여금 해당 정보의 수신을 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하는 과정은,

상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요하지 않을 시, 상기 자원에 대한 할당을 종료하는 과정과,

상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요하며 계속적으로 전송할 데이터가 존재할 시, 상기 자원을 상기 단말에게 재할당하는 과정과,

상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요하며 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않을 시, 상기 자원을 대여 할당할지 여부에 따라 대여기간동안 해당 자원을 다른 단말에 할당한 후, 상기 단말에게 상기 자원을 재할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보는 상기 단말에게 해당 자원에 대한 사용 우선권을 부여하는지 혹은 일시적인 사용권을 부여하는지를 나타내는 지시자를 포함하며, 상기 단말은 상기 자원에 대한 사용 우선권을 부여받은 단말임을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보에 상기 단말에게 해당 자원에 대한 일시적인 사용권을 부여하는 지시자가 포함되어 있는 경우, 상기 단말에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말에 대한 자원 할당을 종료하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 단말에게 상기 자원에 대한 할당을 종료한 경우, 상기 단말에게 부여된 해당 자원에 대한 사용 우선권을 다른 단말에게 이전하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보는 해당 단말에게 할당한 자원의 마지막 전송 시점에서 데이터에 피기백(piggyback)되어 송수신되거나 혹은 별도의 방송 채널을 이용하여 송수신되거나 혹은 상/하향링크 데이터에 대한 응답과 함께 소정 비트를 이용하여 송수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말에게 할당한 상향링크 자원에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말로부터 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 수신하는 과정과,

상기 수신되는 정보에 따라 상기 단말에게 해당 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 수신되는 정보에 따라 단말에게 해당 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하는 과정은,

상기 단말로부터 종료 시그널링 정보가 수신될 시, 상기 자원에 대한 할당을 종료하는 과정과,

상기 단말로부터 갱신 시그널링 정보가 수신될 시, 상기 자원을 상기 단말에게 재할당하는 과정과,

상기 단말로부터 대여 시그널링 정보가 수신될 시, 상기 자원을 대여 할당할지 여부에 따라 대여기간 동안 해당 자원을 다른 단말에게 할당한 후, 상기 단말에게 상기 자원을 재할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선접속 시스템의 단말에서 자원 할당 정보 수신 방법에 있어서,

기지국으로부터 자원 할당 정보를 이용하여 사용 우선권이 부여된 자원을 할당받는 과정과,

상기 기지국으로부터 할당받은 하향링크 자원에 대한 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 기지국으로부터 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 수신하는 과정을 포함하며,

여기서, 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보는 종료 시그널링 정보, 대여 시그널링 정보, 갱신 시그널링 정보 중 하나임을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 일시적인 사용권이 부여된 자원을 할당받았을 시, 상기 자원에 대한 할당 주기가 종료하면, 해당 자원의 사용을 종료하는 것을 특징으로 하는 방법.
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제 11 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보들 중 한 개의 정보는 상기 기지국에 의해 명시적으로 전송되지 않음으로써 상기 단말에 의해 수신이 인식되고, 나머지 정보는 상기 기지국에 의해 명시적으로 전송됨으로써 상기 단말에 의해 수신이 인식되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 종료 시그널링 정보가 수신될 시, 해당 자원의 사용을 종료하는 과정과,

상기 기지국으로부터 갱신 시그널링 정보가 수신될 시, 해당 자원을 계속 사용하는 과정과,

상기 기지국으로부터 대여 시그널링 정보가 수신될 시, 대여기간 동안 대기한 후, 해당 자원을 다시 사용하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보는 상기 할당된 자원의 마지막 전송 시점에서 데이터에 피기백(piggyback)되어 송수신되거나 혹은 별도의 방송 채널을 이용하여 송수신되거나 혹은 상/하향링크 데이터에 대한 응답과 함께 소정 비트를 이용하여 송수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 할당받은 상향링크 자원에 대한 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요한지 여부와, 계속적인 점유가 필요하다면 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않는지 여부를 검사하는 과정과,

상기 검사 결과에 따라 상기 기지국으로 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보 전송 과정은,

상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요하지 않을 시, 상기 기지국으로 종료 시그널링 정보를 전송하는 과정과,

상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요하며 계속적으로 전송할 데이터가 존재할 시, 상기 기지국으로 갱신 시그널링 정보를 전송하는 과정과,

상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요하며 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않을 시, 상기 기지국으로 대여 시그널링 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선접속 시스템의 기지국 장치에 있어서,

자원 할당 정보를 이용하여 단말에게 자원을 할당하고, 상기 단말에게 할당한 하향링크 자원에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요한지 여부와, 계속적인 자원 할당이 필요하다면 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않는지 여부를 검사하여, 상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 다른 단말에게 상기 자원을 일시적으로 대여하는 자원 할당부와,

상기 검사 결과에 따라 해당 단말에게 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 전송하는 갱신 정보 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 자원 할당부는,

상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요하지 않을 시, 상기 자원에 대한 할당을 종료하고, 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요하며 계속적으로 전송할 데이터가 존재할 시, 상기 자원을 상기 단말에게 재할당하며, 상기 단말에게 계속적인 자원 할당이 필요하며 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않을 시, 상기 자원을 대여 할당할지 여부에 따라 대여기간동안 해당 자원을 다른 단말에 할당한 후, 상기 단말에게 상기 자원을 재할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 자원 할당부는, 상기 단말에게 할당된 상향링크 자원에 대한 자원 할당 주기가 종료하였을 시, 갱신 정보 수신기로부터 수신되는 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보에 따라 상기 단말에게 해당 자원에 대한 할당을 종료 혹은 갱신 혹은 대여 기간 동안 다른 단말에게 상기 자원을 대여하며,

상기 단말로부터 수신되는 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 상기 자원 할당부로 출력하는 상기 갱신 정보 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
무선접속 시스템의 단말 장치에 있어서,

기지국으로부터 자원 할당 정보를 이용하여 사용 우선권이 부여된 자원을 할당받고, 상기 기지국으로부터 할당받은 하향링크 자원에 대한 할당 주기가 종료하였을 시, 갱신 정보 수신기로부터 수신되는 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보에 따라 해당 자원의 사용을 종료 혹은 계속 사용 혹은 대여기간 동안 대기한 후 해당 자원을 다시 사용하는 MAP 해독기와,

상기 기지국으로부터 수신되는 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 상기 MAP 해독기로 출력하는 상기 갱신 정보 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보는 종료 시그널링 정보, 대여 시그널링 정보, 갱신 시그널링 정보 중 하나임을 특징으로 하는 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 MAP 해독기는, 상기 기지국으로부터 할당받은 상향링크 자원에 대한 할당 주기가 종료하였을 시, 상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요한지 여부와, 계속적인 점유가 필요하다면 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않는지 여부를 검사하여, 상기 검사 결과에 따라 상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 출력하며,

상기 자원 할당 정보를 갱신하기 위한 정보를 상기 기지국으로 전송하는 갱신 정보 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 MAP 해독기는,

상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요하지 않을 시, 종료 시그널링 정보를 출력하고, 상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요하며 계속적으로 전송할 데이터가 존재할 시, 갱신 시그널링 정보를 출력하며, 상기 자원에 대한 계속적인 점유가 필요하며 일시적으로 전송할 데이터가 존재하지 않을 시, 대여 시그널링 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 장치.
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