KR101082978B1 - 스펙트럼 대역에서 큐 오 에스 데이터를 위치시켜 보호 대역 크기 조절 - Google Patents

스펙트럼 대역에서 큐 오 에스 데이터를 위치시켜 보호 대역 크기 조절 Download PDF

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Abstract

동일한 또는 서로 다른 오퍼레이터들의 두 반송파들 사이에서의 보호 대역은, 감수 가능한 보호 대역 겹침을 조절하여 유연한 스펙트럼 이용을 허용하기 위해 두 반송파들 사이에서 보호 대역을 동적으로 변경하라는 요청을 개시함으로써 축소되거나 또는 동적으로 조절된다. 보호 대역 겹침과 더 좁은 보호 대역으로 인한 증가된 인접 채널 간섭으로부터의 영향을 최소화하기 위해, 가장 낮은 서비스 품질 (Quality of Service) 제약된 데이터가 반송파 스펙트럼 대역의 가장자리에 위치하도록 그리고 가장 높은 서비스 품질 제약된 데이터가 반송파 스펙트럼 대역의 중간에 위치하도록, 데이터는 서비스 품질의 기능으로서 반송파 스펙트럼 대역 내에 분배되거나 또는 위치 결정된다.

Description

스펙트럼 대역에서 큐 오 에스 데이터를 위치시켜 보호 대역 크기 조절 {Adjusting guard band size by QoS data positioning in the spectrum band}
관련 출원 상호 참조
본 출원은 2006.9.18.에 출원된 미국 임시 특허 출원 번호 60/845,562에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 무선 통신 시스템과 스펙트럼 이용의 분야에 일반적으로 관련되며, 더 상세하게는 스펙트럼 (spectrum)을 유연하게 사용하는 것을 허용하기 위해 인접한 두 반송파들 사이에서 보호 대역 (guard band)을 축소하거나 동적으로 조절하는 것을 다룬다.
무선 통신 시스템에서 과도한 인접 채널 간섭 (adjacent channel interference (ACI))을 방지하기 위해 반송파들 사이에 보호 대역이 위치한다. 보호 대역을 설계함에 있어서, 어렵고 복잡한 ACI 시나리오들이 강조되며, 이는 커다란 보호 대역들 그리고, 어떤 면에서는, 스펙트럼의 낭비의 조정된 결과가 될 수 있다. 반면, 보호 대역이 좁으면, ACI는, 높은 레벨의 ACI가 존재하는 겹치는 가장자리 부분으로 도 1에서 도시된 것과 같은, 반송파 스펙트럼의 특히 가장자리들에 관한 문제가 된다.
무선 통신 시스템들에서의 스펙트럼 자원들은 고정된 방식으로 오퍼레이터 (operator)들에게 할당된다. 오퍼레이터들로의 상기 할당이 좀 유연하게 이루어진다면, 부족한 스펙트럼 자원들은 더 효율적으로 이용될 수 있을 것이다.
유연한 스펙트럼 이용 (Flexible Spectrum Use (FSU))은 매일의 트래픽 패턴들 상에서의 변경은 물론이고 가입자들의 수에서의 변경을 반영하기 위해, 이용 가능한 스펙트럼을 네트워크로 적응시키는 것을 목표로 한다. FSU는, 예를 들면, 네트워크 내에서 트래픽 로드들을 변경하는 또는 다른 오퍼레이터들보다 더 집중된 커버리지를 제공하는 일부 오퍼레이터들을 구비한 네트워크의 더 다양한 동작을 가능하게 해야 한다. FSU는 규정된 스펙트럼 할당들에서의 지리적인 차이들에 관해서 충분한 시스템 유연성을 제공해야 한다. 증가하는 트래픽 요구에 따라 스펙트럼이 점차적으로 이용 가능하게 될 때에도, FSU는 시스템을 개시할 때에 여러 RAN들의 배치를 용이하게 하는 것을 또한 목표로 한다. 그런 유연성은 차량 통신에 적합한 주파수, 즉, 6 GHz 이하의 주파수의 광역 스펙트럼 대역을 필요로 하는 B3G 시스템에 특히 중요한 것으로 판명될 수 있을 것이다.
유연한 스펙트럼 이용 (FSU)를 위한 일부 접근 방법들은 EU 1ST WINNER Phase I (IST-2003-507581 WINNER D6.3 WINNER Spectrum Aspects: Assessment report, 2005) 그리고 EU 1ST OverDRiVE projects (IST-2001-35125 OverDRiVE D13 Specification and Performance of Dynamic Spectrum Allocation)에서 제시되었으며, 이것들 둘 다 여기에서 그 전부가 제시된 것과 같이 본원에 참조로 편입된다. 유연한 스펙트럼 이용 (FSU)을 위한 추가적인 접근 방법은 스펙트럼 공유에 연관되니 다른 연구 프로젝트들에서 제시된다.
유연한 스펙트럼 이용 (FSU)을 위한 상기의 참조 접근 방법들은 반송파 오퍼레이터들 사이에서의 정확한 동기화, 조정 또는 전반송파 (full carrier)들의 교환의 어느 하나를 필요로 한다. 유연한 스펙트럼 이용 (FSU)을 위한 상기의 참조 접근 방법들의 필요는 구현하기에는 종종 문제가 되고 복잡하고 어렵다.
본 발명은 감수 가능한 보호 대역 겹침을 조절하여 반송파들 사이에서의 유연한 스펙트럼 이용을 허용하기 위해 두 반송파들 사이에서의 보호 대역을 요청하는 동적인 변경 요청을 개시하여 동일한 또는 서로 다른 오퍼레이터들의 두 반송파들 사이에서의 보호 대역을 축소하거나 동적으로 조정하는 특징을 가진 방법과 장치를 제공한다. 보호 대역 겹침과 더 좁은 보호 대역으로 인해 증가된 인접 채널 간섭으로부터의 영향을 최소화하기 위해, 가장 낮은 서비스 품질 (Quality of Service) 제약된 데이터가 반송파 스펙트럼 대역의 가장자리에 위치하도록 그리고 가장 높은 서비스 품질 제약된 데이터가 반송파 스펙트럼 대역의 중간에 위치하도록, 데이터는 서비스 품질의 기능으로서 반송파 스펙트럼 대역 내에 분배되거나 또는 위치 결정된다.
도 1은 동일한 오퍼레이터 또는 서로 다른 오퍼레이터들에게 속하는 두 반송파들 사이에서의 인접 채널 간섭 (ACI)의 도시적인 일 예이다.
도 2는 낮은 서비스 품질 요구 사항을 가진 사용자/데이터의 위치 결정 및 더 높은 서비스 품질 요구 사항을 가진 사용자/데이터의 위치 결정에 관한 본 발명의 스펙트럼 구조의 도시적인 일 예이다.
도 3은 데이터 서비스 품질의 기능으로서 본 발명에 따른 스펙트럼 대역에서의 데이터 배치의 예이다.
도 4a는 본 발명의 일부 실시예들의 기본적인 단계들의 흐름을 보여준다.
도 4b는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 두 오퍼레이터들 사이에서의 반송파 분리를 동적으로 변경하는 한 방법의 예를 설명하는 흐름도를 보여준다. 이 예에서 두 반송파들 사이에서 동기화가 필요하지 않지만, 조정은 필요하다는 것에 주목해야 한다.
도 5a는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 보호 대역 크기를 줄이기 위해 두 RAN들 사이에서 그 두 RAN들 각각의 반송파 주파수를 시프트하는 조정을 위한 시스템의 일 예를 도시한다. 최적의 반송파 분리가 달성되는 것을 보장하기 위해 이 예에서 온라인 ACI 측정이 사용된다.
도 5b는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 보호 대역 크기를 최소화하기 위해 두 RAN들 사이에서 그 두 RAN들 각각의 반송파 주파수를 시프트하는 조정을 위한 시스템의 일 예를 도시한다. 이 예의 도시된 시스템에서, 온라인 ACI 측정에 대한 필요를 없애고 미리 결정된 분리를 달성하기 위해 필요한 제어 시그날링의 양을 축소하기 위해 미리 결정된 값의 접근이 고려된다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 조절 가능한 보호 대역이 가능한 장 치를 도시한다.
도 7은 다양한 통신 단말들, 그리고 특히 사용자 장비 단말 (UT) 및 무선 액세스 네트워크 (RAN)의 무선 단말을 포함하는, 본 발명이 구현될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록도/흐름도이다.
도 8은 도 7의 UT 또는 RAN의 무선 단말의 축소된 블록도이다 (본 발명에 관련된 부분들만이 도시됨).
도 9는 다중-계층의 통신 프로토콜 스택의 관점에서의 도 7의 두 통신 단말들의 축소된 블록도이다.
도 10은 두 통신 단말들을 링크하는 공중 인터페이스 통신 채널을 통해서 통신 신호들을 송신하고 수신하는데 사용되는 하드웨어 장비에 대응하는 기능적인 블록들의 관점에서 무선 액세스 네트워크의 무선 단말과 사용자 장비의 축소된 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조절 가능한 보호 대역이 가능한 UT를 구비한 E-UTRAN 구조의 일 예를 보여준다.
어느 정도까지 반송파들의 스펙트럼의 어깨 부분들 (spectral shoulders) 또는 심지어는 반송파들은 겹치도록 허용되며, 반송파 가장자리 상의 자원 유닛 (청크 (chunk))들은 엄격한 지연 요구사항 (requirement) 없이 사용된다. 다른 말로 하면, 신호 대역의 가장자리의 청크들에서의 간섭의 경향이 스케줄러에서 고려된다. 낮은 QoS (Quality of Service; 서비스 품질) 데이터 또는 정보 그리고 엄격한 (stringent) QoS 데이터 또는 정보를 배치하는 것이 도 2에 도시된다. 증가된 ACI를 겪지 않도록, 필요한, 기본적인 제어 정보가 스펙트럼의 중간에 위치한다.
전송에 있어서, 낮은 QoS 데이터는 스펙트럼 대역의 가장자리에 위치되며 더 높은 QoS 데이터는 스펙트럼 대역의 중간에 더 가깝게 위치되는, 도 3에서 예로서 도시된 것과 같이, 스케줄러들은 더 낮은 QoS를 필요로 하는 데이터를 반송파의 가장자리에 위치시키고 가장 높은 QoS 제약된 (constrained) 데이터를 반송파의 중간에 위치시킨다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 오퍼레이터들이 보호 대역의 가장자리 상에서의 더 높은 간섭 레벨을 기대하는 방식으로 자신들의 각 청크를 "규칙"으로서 조직하면 데이터는 더 낮은 코딩 속도로 인코드될 수 있으므로, 오퍼레이터들 사이에서의 동기화는 필요하지 않다. 이 실시예들에서, 본 발명의 개념은 오퍼레이터 간의 동기화가 다른 원인들로 인해 필요할 것 같은 TDD 시스템들보다는 FDD 시스템들에게 더 적합하다.
반송파들은 부분적으로 겹쳐지는 것이 허용되며, 반송파 가장자리들 상에서의 자원 유닛들 (청크들)이 엄격한 지연 요구사항들을 구비하지 않은 데이터를 위해 사용될 수 있다. 청크들은 링크들에 대한, 몇몇의 연속적인 심볼들과 몇몇의 인접한 부-반송파들을 포함하는 직사각형 시간-주파수 영역으로 구성된 기본적인 시간-주파수 자원 유닛을 언급하는 것이다. 증가된 ACI를 겪지 않도록, 필요한, 기본적인 제어 정보가 반송파의 중간에 위치한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 따라서, 반송파 분리 (carrier separation)는, 예를 들면, 반송파 대역폭을 확장하거나 축소하여 동적으로 조절된다. 그것은 RAN들의 BS들에 의해 온라인으로 만들어진 반송파 가장자리에서 청크들 상에서의 간섭 레벨 측정에 의해 제어되는 보호 대역의 연속적인, 예를 들면, 비-이산적인 (non-discrete) 시프트를 기반으로 할 수 있다. 계산된 보호 대역 크기는 약속된 해상도로 양자화된다.
반송파 대역폭의 확대/축소는 예를 들면 매 1 MHz 와 같은 (이는 하나의 예일 뿐이며 본 발명을 이 값만으로 묶어두는 것은 아니다) 특정 스펙트럼 정밀도를 이용한다. 주파수 분리는 온라인 측정을 기반으로 하여 BS들에 의해 제어될 수 있다.
반송파의 이산적인 시프트 (shift)의 경우에, 예를 들면, 미리 결정된 주파수 값을 이용하고, 낮은 QoS 요구사항 (느슨한 지연 요구사항들)을 가진 가장자리에서의 스펙트럼 대역의 크기에 의존하여, 반송파 분리의 미리 결정된 세트가 이용될 수 있을 것이다. 이런 반송파 분리들은 낮은 QoS 대역의 크기의 기능으로서 미리 계산될 수 있을 것이다. 미리 계산된 반송파 분리 테이블이 이용될 수 있다. 이는 최적 분리의 정확도 레벨을 축소할 수 있을 것이며 시그날링의 양을 축소시킬 수 있을 것이다.
새로운 반송파 중심 주파수와 대역폭을 UT로 전달하기 위해, 관계된 RAN들의 BS들은 자신의 UT들에게 상기 새로운 주파수 정보를 상기 반송파의 중간 부분 상의 시스템 정보의 일부로서 브로드캐스트 (broadcast) 하거나 또는 유니캐스트 (unicast) 한다.
일부 실시예에서, 본 발명은 RAN들 중의 하나의 현재의 또는 예측된 부하 (load)에 의해 트리거되거나 또는 주기적으로 트리거될 수 있을 것이다. 주기적인 해결 방안은 더 많은 시그날링을 필요로 할 수 있을 것이다.
본 발명의 일부 실시예들이 B3G 기술을 같이 사용한다는 것에 유의해야 한다. B3G 맥락에서, 미래의 모바일 통신 시스템은, 예를 들면, 100 또는 50 MHz을 구비한 WINNER 개념 또는 20 MHz를 구비한 LTE에서 고려된 것과 같은, 주파수의 면에서의 넓은 대역폭과 미세한 자원 할당 정밀도를 구비할 수 있을 것이다. 주파수에서의 넓은 대역폭과 미세한 자원 할당 정밀도는, 그것들이 본 발명에 유익하다고 하더라도, 본 발명을 이용하는 것에 대한 엄격한 요구사항은 아니다.
본 발명의 일부 실시예들이 유사한 ACI 문제점들에 직면하고 있는 무선 통신 시스템에 의해서도 사용될 수 있다는 것도 또한 인식될 것이다. 이는 WINNER 프로젝트에서 현재 연구하고 있는 WINNER 시스템과 같은 3세대 이후 (beyond third generation (B3G))의 어떠한 시스템도 포함한다. WINNER라는 용어는 예시적인 것이며 그래서 본 발명은 WINNER 시스템으로 한정되지 않는다.
일부 실시예들에서, 본 발명은 오퍼레이터 간의 동기화 또는 반송파 분리의 조절을 통해 모든 반송파들을 교환하는 엄격한 요구사항 없이 FDD 시스템에서 FSU를 구현하는 것을 허용한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명이 TDD 시스템들에 적용된다면, 오퍼레이터 간의 동기화는 필요하다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 스펙트럼을 릴리즈 (release)하는 오퍼레이터가 사용된 대역폭을 축소하고 다른 오퍼레이터는 (관련된 반송파 시프트들과 함께) 자신이 사용하는 대역폭을 확대할 수 있도록 FSU가 원칙적으로 구현된다. B3G 공중 (air) 인터페이스들은 개발된 WINNER 개념으로부터 주목될 수 있는 것과 같이 대역폭 상에서의 상대적으로 동적인 변경을 지원하기에 충분하게 기민할 것 같다.
실제적인 관점에서, 오퍼레이터들 사이에서의 조정의 일부 모습은 필요할 것 같다. 예를 들면, 동기화 및 조정은 반송파 분리의 "미세 조정"을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 발명은 MS에서 BS로의 ACI가 패킷 전송의 유형에 따라 임의적이고 버스트한 경우의 업링크에 주로 관련된다. 간섭 예측은 패킷 전송 및 주파수 영역 스케줄링 때문에 업링크에서는 어려울 수 있다.
BS가 여러 UT들을 서빙하여 전송된 데이터의 더 안정된 스트림의 결과를 가져오기 때문에 인접 채널 상에서의 BS 전송이 더 예측 가능할 수 있는 경우인 다운링크에서 간섭 예측이 고려될 수 있다. 그러나, 그 예측은 여전히, 간섭하는 셀의 평균 부하에 관련된 본질적인 시간-평균 간섭 레벨일 것이다.
본 발명은 FSU 만으로 제한되지 않는다. B3G 시스템이 FSU를 지원하지 않는 경우에, 스펙트럼적으로 인접한 반송파들 사이에서 최소의 보호 대역이 사용될 수 있도록, 본 발명의 개념들은 오퍼레이터들이 효율적으로 스펙트럼을 이용하는 것을 허용하도록 여전히 채택될 수 있을 것이다.
본 발명은 통신 시스템의 엘리먼트들 사이에서의 협력을 포함하거나 그것에 관련된다. 무선 통신 시스템의 예들은 GSM (Global System for Mobile Communication) 구현들 및 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 구 현들을 포함한다. 상기 통신 시스템들의 이런 엘리먼트들은 단지 예시적인 것이며 본 발명이 B3G 시스템들을 위해 사용될 수 있을 것 같다는 이유로 어느 경우에건 상기 통신 시스템들의 이와 같은 엘리먼트들로 본 발명을 묶거나 한정하거나 또는 제한하는 것은 아니다. 그런 무선 통신 시스템 각각은 무선 액세스 네트워크 (radio access network (RAN))를 포함한다. UMTS에서, RAN은 UTRAN (UMTS Terrestrial RAN)으로 불린다. 하나의 UTRAN은 하나 또는 그 이상의 무선 네트워크 제어기들 (Radio Network Controllers (RNCs))을 포함하며, 그 무선 네트워크 제어기들 각각은 하나 또는 그 이상의 노드 B들에 대한 제어를 하며, 그 노드 B들은 하나 또는 그 이상의 UT들에 통신이 가능하게 연결되도록 구성된 무선 단말들이다. 하나의 RNC와 그 RNC가 제어하는 노드 B들의 결합은 무선 네트워크 시스템 (Radio Network System (RNS))으로 불린다. GSM RAN은, 각각이 하나 또는 그 이상의 기지 전송국들 (base transceiver stations (BTSs))을 제어하는, 하나 이상의 기지국 제어기들 (base station controllers (BSCs))을 포함한다. 하나의 BSC와 그 BSC가 제어하는 BTS들이 결합된 것은 하나의 기지국 시스템 (base station system (BSS))으로 불린다.
이제 도 7을 참조하면, 본 발명이 구현될 수 있는 무선 통신 시스템 (10a)이 보여지며, 상기 시스템은 UT (11), 무선 액세스 네트워크 (12), 코어 네트워크 (14) 및 게이트웨이 (15)를 포함하며, 상기 게이트웨이를 경유하여 인터넷과 같은 다른 통신 시스템 (10b), (소위 예전의 보통의 전화 시스템을 포함하는) 유선 통신 시스템 및/또는 다른 무선 통신 시스템들로 연결된다. 상기 무선 액세스 네트워크 는 무선 단말 (12a) (예를 들면, 노드 B 또는 BTS) 및 제어기 (12b) (예를 들면, RNC 또는 BSC)를 포함한다. 상기 제어기는 상기 코어 네트워크와 유선으로 통신한다. 상기 코어 네트워크는 회선 교환 통신을 위한 모바일 교환 센터 (mobile switching center (MSC)) 및 패킷 교환 통신을 위한 GPRS (serving general packet radio service) 지원 노드 (SGSN)를 전형적으로 포함한다.
도 8은, 도 7의 UT (11) 또는 RAN 무선 단말 (12a)의 어느 하나일 수 있는, 통신 단말 (20)의 일부 컴포넌트들을 보여준다. 상기 통신 단말은, 모든 입력단과 출력단을 구비한, 상기 기기의 동작을 제어하는 프로세서 (22)를 포함한다. 속도/타이밍이 클락 (22a)에 의해 조절되는 상기 프로세서는 BIOS (basic input/output system)를 포함할 수 있을 것이며 또는 키보드로부터의 사용자 입력은 물론이며 사용자 오디오 및 비디오 입출력을 제어하기 위한 기기 핸들러 (handler)들을 포함할 수 있을 것이다. 상기 BIOS/기기 핸들러들은 네트워크 인터페이스 카드로부터의 입력과 그 카드로의 출력을 또한 허용할 수 있을 것이다. 상기 BIOS 및/또는 기기 핸들러들은 아마도 하나 또는 그 이상의 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), 주문형 집적 회로들 (application specific integrated circuits (ASICs)) 및/또는 FPGA들 (field programmable gate arrays)을 포함하는 트랜시버 (TRX) 인터페이스 (25)를 경유하여 트랜시버 (TRX) (26)로의 입력 및 출력에 대한 제어를 또한 제공한다. 상기 TRX는 유사하게 장비를 갖춘 다른 통신 단말과의 공중 (air)을 통한 통신을 가능하게 한다.
계속 도 8을 참조하면, 상기 통신 단말은 휘발성 메모리, 즉, 소위 실행 가 능한 메모리 (23)를 포함하고 비-휘발성 메모리 (24), 즉, 저장 메모리를 또한 포함한다. 상기 프로세서 (22)는 상기 비휘발성 메모리에 저장된 애플리케이션들 (예를 들면, 달력 애플리케이션 또는 게임)을 실행하기 위해 상기 실행 가능한 메모리로 복사할 수 있을 것이다. 상기 프로세서는 운영 시스템에 따라 동작하며, 그렇게 해서, 상기 운영 시스템의 상응하는 부분을 구동시키기 위해 상기 프로세서는 상기 운영 시스템의 적어도 일부를 상기 저장 메모리로부터 상기 실행 가능한 메모리로 적재할 수 있을 것이다. 상기 운영 시스템의 다른 부분들은, 특히 가끔은 상기 BIOS의 적어도 일부는, 상기 통신 단말 내에 펌웨어로서 존재할 수 있을 것이며, 그렇다면, 실행되기 위해 실행 가능한 메모리로 복사되지 않는다. 부팅 업 명령들은 운영 시스템의 그와 같은 일부이다.
이제 도 9를 참조하면, 도 7의 무선 통신 시스템이 통신이 실행되는 프로토콜 계층들의 관점에서 도시된다. 프로토콜 계층들은 프로토콜 스택을 형성하고, UT(11)와 CN (14) 내에 위치한 CN 프로토콜 계층들 (32) 및 (RAN 무선 단말 (12a)이나 RAN 제어기 (12b)의 어느 하나의) UT 내에 그리고 RAN (12) 내에 위치한 무선 프로토콜 계층들 (31a)을 포함한다. 통신은 피어-투-피어 (peer-to-peer)이다. 그래서, 상기 UT 내의 CN 프로토콜 계층은 상기 CN 내의 대응 계층과 통신하며, 그리고 그 반대로도 통신하며, 그리고 그 통신은 하위/중간 계층들을 경유하여 제공된다. 그러므로 상기 하위/중간 계층들은 프로토콜 스택에서 자신들 바로 위의 계층으로의 서비스로서 통신 유닛 (제어 신호 또는 사용자 데이터)의 패키징과 패키징 해제를 제공한다.
CN 프로토콜들은 하나 또는 그 이상의 제어 프로토콜 계층들 및/또는 사용자 데이터 프로토콜 계층 (예를 들면, 애플리케이션 계층, 즉, 캘린더 애플리케이션 또는 게임 애플리케이션과 같은 애플리케이션들과 직접적으로 인터페이스하는 프로토콜 스택의 계층)들을 전형적으로 포함한다
상기 무선 프로토콜들은 무선 자원 제어 (프로토콜) 계층을 전형적으로 포함하며, 그 계층은, 꽤 많은 다른 것들 중에서 자신이 책임질 것들로서, 무선 베어러들 (radio bearers)의 설립, 재구성 및 릴리즈 (release)를 구비한다. 다른 무선 프로토콜 계층은 무선 링크 제어/매체 액세스 제어 계층이다 (이 계층은 별도의 2개 계층들로서 존재할 수 있을 것이다). 사실상 이 계층은 물리 계층, 다른 무선 액세스 프로토콜 계층들 및 공중 인터페이스를 통해서 실제 통신을 가능하게 하는 계층과의 인터페이스를 제공한다.
상기 무선 프로토콜들은 UT 내에 그리고 RAN 내에 위치하지만, CN 에는 위치하지 않는다. CN 내에서 CN 프로토콜들과의 통신은 아마도 RAN 내의, 무선/CN 프로토콜 스택으로서 지시되는 다른 프로토콜 스택에 의해 실행된다. 무선/CN 프로토콜 스택 내의 계층과 RAN 내의 무선 프로토콜 스택 사이의 통신은, 중간의 하위 계층들을 경유하기보다는, 직접 발생할 수 있을 것이다. 도 9에서 보여지는 것과 같이, CN 내에 위치한 대응 무선/CN 프로토콜 스택이 존재하며, 그래서, UT 내의 애플리케이션 레벨과 CN 내의 애플리케이션 레벨 사이에서의 통신을 허용한다.
도 10은, 두 통신 단말들 (11, 12a)을 링크시키는 통신 채널을 통해서 통신 신호들을 송신하고 수신하는데 이용되는 전형적인 하드웨어 (하지만 일부 경우에는 소프트웨어) 장비에 상응하는 기능적인 블록들의 관점에서의, 도 7의 UT 통신 단말 (11)과 RAN 무선 통신 단말 (12a)의 축소된 블록도이다. 양 단말은 전송될 정보에 응답하는 소스 코더 (41a) 및 대응 소스 디코더 (41b)를 보통은 포함한다. 상기 소스 코더는 정보를 전달하기에 필요하지 않은, 상기 정보 내의 리던던시 (redundancy)를 제거한다. 양 단말은 채널 코더 (42a) 및 대응 채널 디코더 (42b)를 또한 포함한다. 상기 채널 코더는 오류를 정정하기 위해, 즉, 전방 오류 정정 (forward error correction (FEC)) 코딩을 실행하기 위해 사용될 수 있는 리던던시를 추가한다. 양 통신 단말들은 속도 정합기 (43a) 및 대응하는 역 속도 정합기 (43b)를 또한 포함한다. 상기 통신 단말들에 의해 사용되고 있는 물리 채널과 호환되는 속도로 비트 스트림을 제공하기 위해, 상기 속도 정합기는 상기 채널 코더에 의해 제공되는 비트 스트림에 (소위 펑처링 (puncturing))에 의해) 비트들을 추가하거나 제거한다. 양 통신 단말들은 인터리버 (45a) 및 디인터리버 (45b)를 또한 포함한다. 상기 인터리버는 비트들 (또는 비트들의 블록들)의 순서를 다시 정하여 관련된 정보를 나타내는 비트들의 스트링들이 출력 비트 스트림에서 연속되지 않도록 하며, 그래서 상기 통신이 소위 버스트한 오류들, 즉, 일시적인 원인들로부터의 오류들에 더 잘 견뎌서 제한된 시간동안에만 통신에 영향을 미치도록 하고, 그래서 전달되는 비트 스트림의 일부에만 영향을 미치도록 한다. 양 통신 단말들은 변조기 (47a) 및 복조기 (47b)를 또한 포함한다. 상기 복조기 (47a)는 상기 인터리버에 의해 제공된 비트들의 블록들을 (하나의 심볼 성상 (constellation) 당) 하나의 변조 방식/매핑에 따라 심볼들로 매핑한다. 그래서 그렇게 결정된 상기 변조 심볼들은 (예를 들면, WCDMA, TDMA, FDMA, OFDM, OFDMA, CDMA2000 등의 공중 인터페이스에 따라서) 공중을 통해서 전송할 하나 또는 그 이상의 반송파들을 변조하기 위해, 양 통신 단말들에 포함된 전송기 (49a)에 의해 이용된다. 양 통신 단말들은 상기 통신 단말을 감지하고 수신하며 변조 심볼들의 대응 스트림을 결정하는 수신기 (49b)를 또한 포함하며, 수신기는 그 대응 스트림을 복조기 (47b)로 전달하며, 상기 복조기는 대응하는 비트 스트림을 (아마도 오류들을 해결하기 위한 FEC 코딩을 이용하여) 결정하고, 그리고 (물론 상기 전송된 정보와 아주 꼭 같은 수도 있고 그렇지 않을 수도 있을) 수신된 정보를 결국은 제공한다. 보통은, 상기 채널 디코더는 소위 HARQ (hybrid automatic repeat request) 프로세싱을 제공하는 프로세스들을 컴포넌트들로서 포함하며, 그래서 채널 디코더에 의한 FEC 코딩을 기반으로 해서는 해결될 수 없는 오류의 경우에, 상기 해결될 수 없는 오류를 가지는 전송을 다시 송신하기 위한 요청을 상기 전송기로 (아마도 채널 코더 컴포넌트로) 보낸다.
상기에서 언급된 것과 같이, 본 발명은 B3G 무선 시스템, 예를 들면, UMTS와 같은 시스템들을 개선시킬 수 있는 신원 확인 기술들과 능력들에 목표를 두는 3GPP (Third Generation Partnership Project)를 포함하는 연구와 개발을 인용하는, LTE (Long Term Evolution) (3.9G로도 또한 알려짐)를 포함하지만 그에 한정되지는 않는 무선 시스템에도 사용될 수 있을 것이다.
일반적으로 말하면, 이 규칙에는 예외가 있을 것이지만, 대문자 또는 소문자 "E"의 접두 문자는 LTE를 의미한다. E-UTRAN은 eNB들 (E-UTRAN Node B)로 구성되어, E-UTRA 사용자 플레인 (RLC/MAC/PHY) 그리고 UE로의 제어 플레인 (control plane (RRC) 프로토콜 터미네이션을 제공한다. eNB들은 S1을 경유하여 액세스 게이트웨이 (aGW)로 인터페이스하고, X2를 경유하여 상호 연결된다.
E-UTRAN 구조의 일 예가 도 10에 도시된다. E-UTRAN의 이 예는 eNB들 (E-UTRAN Node B)로 구성되어, E-UTRA 사용자 플레인 (RLC/MAC/PHY) 그리고 UE로의 제어 플레인 (control plane (RRC)) 프로토콜 터미네이션을 제공한다. 상기 eNB들은 X2 인터페이스에 의해 서로 연결된다. 상기 eNB들은 S1 인터페이스에 의해 EPC (evolved packet core)로, 더 상세하게는 MME (mobility management entity)와 UPE (user plane entity)로 또한 연결된다. 상기 S1 인터페이스는 MME들/UPE들 및 eNB들 사이에서의 다-대-다 관계를 지원한다. 상기 S1 인터페이스는 MME와 UPE 사이에서의 기능적인 분리를 지원한다. 도 10의 예에서의 상기 MMU/UPE는 액세스 게이트웨어 (aGW)에 대한 하나의 옵션이다.
도 10의 예에서, 서로 통신하기를 원하는 eNB들 사이에 X2 인터페이스가 존재한다. 예외적인 경우 (예를 들면, PLMN 간 (inter-PLMN) 핸드오버)에 대해, LTE_ACTIVE eNB 간 (inter-eNB) 이동성은 S1 인터페이스를 경유한 MME/UPE 재할당에 의해 지원된다.
상기 eNB는 무선 자원 관리 (업링크와 다운링크 모두에서의 무선 베어러 제어, 무선 입장 (admission) 제어, 접속 이동성 제어, UE들로의 동적인 자원 할당), UE 부착 (attachment)에서의 이동성 관리 엔티티 (MME) 선택, 사용자 플레인 엔티티 (UPE)로의 사용자 플레인 데이터의 라우팅, (MME로부터 비롯된) 페이징 메시지들의 스케줄링 및 전송, (MME 또는 O&M에서 비롯된) 브로드캐스트 정보의 스케줄링 및 전송, 그리고 이동성과 스케줄링에 대한 측정과 측정을 보고하는 구성과 같은 기능들을 호스트할 수 있을 것이다. MME/UPE는 다음과 같은 기능들을 호스트할 수 있을 것이다: eNB들로의 페이징 메시지들의 분배, 보안 제어, IP 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림들의 암호화; 페이징 원인 (reason)들에 대한 U-플레인 패킷들의 터미네이션; UE 이동성을 지원하기 위한 U-플레인 스위칭. 아이들 (idle) 상태 이동성 제어, SAE 베어러 (bearer) 제어 및 NAS 시그날링 암호화 및 무결성 보호.
(무선 액세스 네트워크와 UT 모두에 대해서) 상기에서 설명된 기능성은 비활성 메모리에 저장된 소프트웨어 모듈들로서 구현될 수 있으며, 그 소프트웨어의 모두 또는 일부를 실행 가능 RAM (random access memory)으로 복사한 후에, 프로세서에 의해 필요한대로 실행될 수 있다. 대안으로, 그런 소프트웨어에 의해 제공되는 로직은 ASIC (application specific integrated circuit; 주문형 집적 회로)에 의해 또한 제공될 수 있다. 소프트웨어 구현의 경우에, 본 발명은 컴퓨터 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 프로그램 코드 -즉, 소프트웨어-를 구체화하는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 구조를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 제공된다.
상기에 설명된 배치들은 본 발명의 원칙을 응용하는 것을 오직 예시하는 것으로만 이해되어야 한다. 수많은 변형들과 대안의 배열들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 안출될 수 있을 것이다.
약자 목록
ACI: Adjacent Channel Interference (인접 채널 간섭)
ACPR: Adjacent channel power ratio (인접 채널 전력 비율)
AP: Access Point (액세스 포인트)
B3G: Beyond 3rd Generation
CHUNK (청크): Basic time-frequency resource unit (기본 시간-주파수 자원 유닛)
DL: Downlink (다운링크)
FDD: Frequency division duplex (주파수 분할 이중 통신)
LTE: Long Term Evolution
MT: Mobile Terminal (모바일 단말)
NB : Narrowband (WINNER system의 FDD 모드)
OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing (직교 주파수 분할 다중화)
RAN: Radio Access Network (무선 액세스 네트워크)
TDD: Time division duplex (시 분할 이중 통신)
UL: Uplink (업링크)
UT: User Terminal (사용자 단말)
WB: Wideband (WINNER 시스템의 TDD 모드)
WLAN: Wireless Local Area Network (무선 로컬 영역 네트워크)
WINNER: Wireless World Initiative New Radio
본 발명은, 무선 통신 시스템에서 사용되며, 보호 대역 겹침을 조절하여 반송파들 사이에서의 유연한 스펙트럼 이용을 허용하기 위해 이용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 보호 대역 (guard band)으로의 주기적인 동적 변경 요청 또는 동적 변경 요청을 트리거하는 것에 응답하여 무선 통신 시스템에서 두 반송파들 사이에서 반송파 분리 (separation) 또는 보호 대역을 동적으로 변경하고;
    상기 트리거하거나 또는 동적으로 변경하라는 주기적인 요청에 응답하여, 사용자들의 수와 각 사용자와 연관된 개개의 서비스 품질 (Quality of Service)을 결정하고;
    상기 반송파들 사이에서 보호 대역의 감수 가능한 (tolerable) 겹침을 계산하며;
    감수 가능한 겹침에 응답하여, 가장 낮은 서비스 품질 데이터 또는 사용자 요청 사항 (requirement) 기준을 선택하고;
    가장 낮은 서비스 품질 데이터를 지닌 사용자나 정보를 상기 보호 대역의 가장자리로 할당하고;
    상기 보호 대역에서 사용할 수 있는 주파수 스펙트럼의 양을 결정하고;
    상기 두 반송파들 사이에서의 분리를 증가시키거나 감소시키기 위해 대역폭을 확대하거나 축소하며; 그리고
    상기 두 반송파들 사이에서의 인접 채널 간섭 레벨을 계산하는 것을 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 두 반송파들 사이에서의 미리 결정된 분리를 달성하기 위해 상기 대역폭을 확대하거나 축소하는 것을 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    두 반송파들이 단일의 오퍼레이터 (operator)에 속하는, 방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 두 반송파들의 각 반송파는 서로 다른 오퍼레이터에게 속하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    이용 가능한 보호 대역 스펙트럼에 따라 상기 서비스 품질 데이터의 위치를 정하는 것을 더 포함하는, 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 반송파들의 분리를 "정밀하게 조정하기"위해 상기 보호 대역의 가장자리 상에서 기대되는 인접 채널 간섭의 더 높은 레벨에 적응하기 위해 상기 데이터가 더 낮은 코딩 속도로 인코드될 수 있도록, 상기 서로 다른 오퍼레이터들은 자신 들의 각 처크들을 동기화하고 조정하는 것을 더 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    하나의 반송파는 스펙트럼을 릴리즈 (release)하여 자신이 사용한 대역폭을 축소하고 다른 반송파는 상기 릴리즈된 스펙트럼을 사용하여 자신이 사용한 대역폭을 확대하는 것에 응답하여 유연한 스펙트럼 이용 (flexible spectrum use)을 구현하는 것을 더 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 주파수 분할 이중 통신 (frequency division duplex) 시스템인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 시 분할 이중 통신 (time division duplex) 시스템인, 방법.
  10. 서로 다른 또는 동일한 오퍼레이터의 두 반송파들 사이의 보호 대역을 동적으로 변경하는 요청을 개시하기 위해 구성된 트리거링 모듈;
    상기 반송파들 사이에서의 인접 채널 간섭에 대해 감수 가능한 겹침을 결정하기 위해 구성된 보호 대역 오버랩 모듈;
    서비스 품질 기능으로서 반송파 분리를 획득하기 위해 대역폭을 확대하거나 축소하기 위해 구성된 대역폭 조절 모듈; 및
    서비스 품질에 따라서 그리고 이용 가능한 보호 대역 주파수 스펙트럼에 따라서 데이터 위치 결정을 하기 위해 구성된 데이터 포지셔닝 모듈;을 포함하는 기기, 단말 또는 노드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 포지셔닝 모듈은 더 낮은 서비스 품질을 가진 데이터를 상기 보호 대역의 가장자리에 할당하도록 또한 구성된, 기기, 단말 또는 노드.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보호 대역에서 사용 가능한 주파수 스펙트럼의 양을 계산하기 위해 구성된 주파수 스펙트럼 결정 모듈을 더 포함하는, 기기, 단말 또는 노드.
  13. 반송파들 사이에서 유연한 스펙트럼 이용을 허용하기 위해, 감수 가능한 보호 대역 겹침을 조절하여 두 반송파들 사이에서 보호 대역을 동적으로 변경하는 요청을 개시하는 수단; 및
    보호 대역 겹침으로 인해 증가된 인접 채널 간섭으로부터의 영향을 최소화하기 위해, 가장 낮은 서비스 품질 제약된 (constrained) 데이터가 반송파 스펙트럼 대역의 가장자리에 위치하도록 그리고 가장 높은 서비스 품질 제약된 데이터가 반 송파 스펙트럼 대역의 중간에 위치하도록, 상기 반송파 스펙트럼 대역 내의 데이터를 분배하는 수단;을 포함하는, 장치.
  14. 컴퓨터 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 저장하는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    보호 대역 (guard band)으로의 주기적인 동적 변경 요청 또는 동적 변경 요청을 트리거하는 것에 응답하여 무선 통신 시스템에서 두 반송파들 사이에서 반송파 분리 (separation) 또는 보호 대역을 동적으로 변경하고,
    사용자들의 수와 각 사용자와 연관된 개개의 서비스 품질을 결정하여, 상기 트리거하거나 또는 동적으로 변경하라는 주기적인 요청에 응답하고,
    상기 반송파들 사이에서 상기 보호 대역의 감수 가능한 (tolerable) 겹침을 계산하고,
    상기 감수 가능한 겹침에 응답하여, 가장 낮은 서비스 품질 데이터 또는 사용자 요청 사항 기준을 선택하고,
    가장 낮은 서비스 품질 데이터를 지닌 사용자를 상기 보호 대역의 가장자리로 할당하고,
    상기 보호 대역에서 사용할 수 있는 스펙트럼의 양을 결정하고,
    미리 결정된 분리를 달성하기 위해 대역폭을 확대하거나 축소하며, 그리고
    실제의 채널 간섭 레벨을 계산하는 것을 포함하는,
    방법을 실행하기 위한 명령어들을 또한 포함하는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 방법은, 무선 통신 네트워크에서의 하나 이상의 기기들, 단말 또는 노드들의 프로세서, 제어기 또는 다른 모듈에서 동작하는 컴퓨터 프로그램을 경유하여 상기 방법의 단계들을 또한 구현하는, 방법.
  16. 보호 대역 (guard band)으로의 주기적인 동적 변경 요청 또는 동적 변경 요청을 트리거하는 것에 응답하여 무선 통신 시스템에서 두 반송파들 사이에서 반송파 분리 (separation) 또는 보호 대역을 동적으로 변경하고;
    상기 트리거하거나 또는 동적으로 변경하라는 주기적인 요청에 응답하여, 사용자들의 수와 각 사용자와 연관된 개개의 서비스 품질 (Quality of Service)을 결정하고;
    상기 반송파들 사이에서 보호 대역의 감수 가능한 (tolerable) 겹침을 계산하며;
    감수 가능한 겹침에 응답하여, 가장 낮은 서비스 품질 데이터 또는 사용자 요청 사항 (requirement) 기준을 선택하고;
    가장 낮은 서비스 품질 데이터를 지닌 사용자나 정보를 상기 보호 대역의 가장자리로 할당하고;
    상기 보호 대역에서 사용할 수 있는 주파수 스펙트럼의 양을 결정하고;
    상기 두 반송파들 사이에서의 분리를 증가시키거나 감소시키기 위해 대역폭을 확대하거나 축소하며; 그리고
    상기 두 반송파들 사이에서의 인접 채널 간섭 레벨을 계산하도록 구성된,
    주문형 집적 회로.
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