KR20060040949A - 시분할 다중 방식을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 통신시스템에서 적응적 시간 슬럿 할당에 따른 링크 적응 방법 - Google Patents

시분할 다중 방식을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 통신시스템에서 적응적 시간 슬럿 할당에 따른 링크 적응 방법 Download PDF

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KR20060040949A
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이연우
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이옥선
김형명
오혜주
강태성
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삼성전자주식회사
한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 시분할 다중 방식을 사용하며 셀룰라 구조를 가지는 통신 시스템에 관한 것이다. 링크 적응 방법에 있어서, 신호 전송을 위한 상향링크와 하향링크를 시간으로 구분하고, 상기 시간 구분에 의해 상향링크 신호 송수신 및 하향링크 신호 송수신을 하는 시간 슬럿들을 다수개 구비하며, 상기 시간 슬럿들 중 일부 구간인 적응적 시간 슬럿 구간을 신호 트래픽량에 따라 상향링크 또는 하향링크 구간으로 설정하는 제1과정과, 인접 셀 또는 섹터로부터 수신되는 간섭 신호량을 추정하는 제2과정과, 상기 추정된 간섭량에 상응하게 상기 적응적 시간 슬럿 구간의 상향 링크 또는 하향 링크 구간의 비율을 결정하는 제3과정을 포함함을 특징으로 한다.
링크 적응, 간섭 신호, 시분할 다중, 상향링크, 하향링크

Description

시분할 다중 방식을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 통신 시스템에서 적응적 시간 슬럿 할당에 따른 링크 적응 방법{METHOD FOR LINK ADAPTATION ACCORDING TO ALLOCATION OF ADAPTIVE TIME SLOT IN AN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING COMMUNICATION SYSTEM USING A TIME DIVISION DUPLEXING SCHEME}
도 1은 종래의 서로 다른 슬럿 비율을 가지는 프레임 구조들을 도시한 도면
도 2는 종래의 서로 다른 슬럿 비율을 가지는 셀간에 발생하는 간섭 현상을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 ATS가 포함된 프레임 구조를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ATS내의 상향/하향 링크 구간 비율을 결정하는 구조를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 링크 적응 과정을 도시한 흐름도
도 6은 본 발명의 실시예를 적용한 경우의 모의 실험 결과를 도시한 그래프
본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 시분할 다중(Time Division Duplexing, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 OFDM 통신 시스템에서 링크 적응(link adaptation) 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 셀룰라(cellular) 구조를 가지는 통신 시스템에서 상향링크(up-link) 또는 하향링크(down-link)를 통한 데이터 트래픽(traffic) 전송은 시간에 따라 버스트(burst)하고 비대칭적(asymmetry)인 특성을 가진다. 따라서, 상향링크 또는 하향링크의 슬럿(slot) 비율이 일정한 프레임 구조를 가지는 통신 시스템에서는 각 셀마다 버스트하고 비대칭적인 데이터 트래픽 특성으로 인해 이동 단말의 스케줄링을 효율적으로 수행하지 못한다. 이를 해결하고자, TDD 방식이 제안되었다. 즉, 상기 TDD 방식은 상/하향 링크간의 데이터 트래픽의 비대칭성 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 상향 링크 프레임 구간의 슬럿 길이와 하향 링크 프레임 구간의 슬럿 길이의 비율이 동일하거나 다른 프레임 구조를 제안하고 있다.
그러면, 도 1a 및 도 1b을 참조하여 종래의 서로 다른 슬럿 비율을 가지는 프레임 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 서로 다른 슬럿 비율을 가지는 프레임 구조들을 도시한 도면이다.
상기 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 먼저 프레임 100은 하향 링크 대 상향 링크 비율이 16:6이고, 프레임 150은 13:9의 하향 링크 대 상향 링크 슬럿 비율을 가진다. 이외에도, 동일한 슬럿 비율이나 다른 슬럿 비율을 가지는 프레임들이 있을 수 있다. 여기서는 설명의 편의상 상기 16:6과 13:9의 슬럿 비율을 가지는 프레임들로만 설명한다.
상술한 바와 같이, 상기 프레임 100과 프레임 150은 서로 다른 슬럿 비율을 가진다. 그리고, 셀 1, 셀 2로 이루어진 셀룰라 구조의 통신 시스템의 경우 상기 셀 1에서는 16:6의 슬럿 비율을 가지는 프레임을, 셀 2에서는 13:9의 슬럿 비율을 가지는 프레임을 이용하여 신호를 송수신 할 수 있다. 예컨대, t 시간 슬럿 구간동안에는 셀 1와 셀 2 모두 하향 링크 슬럿 구간이였다 하더라도 t+1 시간 슬럿 구간일 때는 셀 1이 하향 링크 슬럿 구간, 셀 2가 상향 링크 슬럿 구간이 될 수 있다. 이때 발생하는 셀간 신호 간섭(interference) 문제에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 서로 다른 슬럿 비율을 가지는 셀간에 발생하는 간섭 현상을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 셀 1(200)은 5 OFDM 심벌 구간동안은 하향 링크, 이후 2 OFDM 심벌 구간동안은 상향 링크 데이터 트래픽을 전송한다. 그리고, 셀 2(210)은 4 OFDM 심벌 구간동안은 하향 링크, 이후 3 OFDM 심벌 구간동안은 상향 링크 데이터 트래픽을 전송한다. 즉, 상기 셀 1(200)과 셀 2(210)는 상이한 슬럿 비율을 가지고 있음을 알 수 있다. 예컨대, 임의의 시간 t+1에서 셀 1(200)의 기지국(202)은 하향링크 슬럿 구간동안 이동 단말(204)로 신호를 전송한다. 그러나, 상기 기지국(202)이 전송하는 신호는 셀 2(210)의 기지국(212)의 상향 링크 슬럿 구간에 간섭 신호로 작용할 수 있다. 이에 따라, 상기 간섭 신호는 이동 단말 (216)의 전송율 저하를 초래하고, 최악의 경우 통신 두절이라는 상황을 발생시킨다.
또한, 이동 단말(214)이 t+1 상향 링크 슬럿 구간동안 전송하는 신호는 이동 단말(204)의 하향 링크 슬럿 구간동안 수신되는 신호에 간섭 성분으로 작용할 수 있다.
한편, 『D.J. Jeong and W.S. Jeon, "Time slot allocation in CDMA/TDD systems for mobile multimedia services", IEEE Commun. Lett., 2000』에서는 효율성을 최대화하기 위한 최적의 슬럿 할당 방안을 제안하고 있다. 하지만, 상기 방안에서는 인접 셀 간섭(intercell interference)을 무시하고, 각 시간 슬럿에서 얻을 수 있는 슬럿당 비트 전송율이 같다는 가정을 하였다. 그러나, 현재 구현된 시스템에서 하향링크 슬럿의 슬럿당 비트 전송율이 상향링크 슬럿당 전송율보다 높다. 즉, 상기 방안을 실제 시스템에 적용하는 것은 한계가 존재한다.
따라서, 각 셀마다 상이한 데이터 트래픽의 비대칭성 문제를 해결하기 위해 새로운 시간 슬럿 구조를 제안할 필요가 있으며, 셀 간 간섭을 최소화하여 시스템 전체 처리율(throughput)을 최대화시키기 위한 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 TDD 방식을 사용하는 통신 시스템에서 데이터 트래픽을 효율적으로 전송하기 위한 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 TDD 방식을 사용하는 통신 시스템에서 시스템 전체 처리율을 최대화하기 위한 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 TDD 방식을 사용하는 통신 시스템에서 셀 간 간섭을 최소화하기 위한 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 시분할 다중 방식을 사용하며 셀룰라 구조를 가지는 통신 시스템에서 링크 적응 방법에 있어서, 신호 전송을 위한 상향링크와 하향링크를 시간으로 구분하고, 상기 시간 구분에 의해 상향링크 신호 송수신 및 하향링크 신호 송수신을 하는 시간 슬럿들을 다수개 구비하며, 상기 시간 슬럿들 중 일부 구간인 적응적 시간 슬럿 구간을 신호 트래픽량에 따라 상향링크 또는 하향링크 구간으로 설정하는 제1과정과, 인접 셀 또는 섹터로부터 수신되는 간섭 신호량을 추정하는 제2과정과, 상기 추정된 간섭량에 상응하게 상기 적응적 시간 슬럿 구간의 상향 링크 또는 하향 링크 구간의 비율을 결정하는 제3과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 시분할 다중(TDD: Time Division Duplexing, 이하 'TDD'라 칭하리고 한다) 방식을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 또는 직교 주파수 분할 다중 접 속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing 또는 Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDM'또는 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 적응적 시간 슬럿(Adaptive Time Slot, 이하 'ATS'라 칭하기로 한다) 비율을 결정하는 방안을 제안한다.
즉, 본 발명에서는 상향 링크(up-link) 구간과 하향 링크(down-link) 구간으로 이루어진 프레임 구조의 일부 구간을 데이터 트래픽에 따라 적응적으로 상향 링크 또는 하향 링크 구간으로 대체할 수 있도록 한다. 이렇게 대체 가능 영역을 상기 ATS라 하며, 상기 ATS에서 상향 링크 대비 하향 링크 슬럿 길이의 비율을 결정한다. 여기서, 상기 ATS 비율 결정시에 각 셀별로 최대의 처리율을 고려하며, 인접셀에 간섭을 최소화하도록 한다. 본 발명에 따라 ATS를 프레임 구조에 적용하면, 상향 링크와 하향 링크간에 비대칭적인 데이터 트래픽 발생시 기존 방식에 비해 적응적으로 프레임 구조를 변화시켜 데이터 트래픽 처리율을 높일 수 있다.
그러면, 도 3을 참조하여 본 발명에서 제안하는 ATS에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 ATS가 포함된 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 전체 프레임은 ND개로 이루어진 전용(dedicated) 하향 링크 슬럿 구간(310)과, NU개로 이루어진 전용 상향 링크 슬럿 구간(330)과, N개의 슬럿으로 이루어진 ATS 구간(320)으로 이루어진다. 여기서, 기존에 상향 링크 슬럿 구간과 하향 링크 슬럿 구간을 구분하는 천이갭(transition gap)은 도시하지 않았다.
상기 ATS 구간(320)은 데이터 트래픽의 많고 적음에 따라 상향 링크 또는 하향 링크 또는 상향 링크와 하향 링크가 함께 존재하도록 비율을 결정할 수 있다. 다시 말하자면, N개의 슬럿 전체가 상향 링크로 또는 하향 링크로 결정할 수도 있고, 일부 슬럿은 상향 링크로, 나머지 슬럿만큼은 하향 링크로 결정할 수도 있다. 이후, 상기 ATS 중 하향 링크로 사용되는 구간을 'DL_ATS'라 칭하며, 상향 링크로 사용되는 구간을 'UL_ATS'라 칭하기로 한다.
그러면, 상기 ATS에서 DL_ATS 구간과 UL_ATS 구간간의 비율을 결정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ATS내의 상향/하향 링크 구간 비율을 결정하는 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 기지국 2 내지 기지국 7은 이미 ATS내의 DL_ATS와 UL_ATS 구간을 결정한 상태이며, 상기 결정된 정보를 인접 기지국인 기지국 1로 전송한다. 여기서, 상기 정보에는 DL_ATS:UL_ATS 비율 정보뿐만 아니라 슬럿당 분배된 평균 송신 전력 정보와, 소정의 방식에 의해 결정된 셀 구분 반경 정보도 포함되어 있다. 상기 기지국 1은 상기 기지국 2 내지 기지국 7로부터 수시한 상기 정보들을 참조하여 간섭량을 추정하여 ATS 비율을 결정할 수 있다. 상기 소정의 방식에 의해 결정된 셀 구분 반경이란, 하나의 셀이 1Km 직경을 가지는 원 구조라고 가정했을 때, 중심(기지국)에서부터 1Km보다 짧은 직경을 가지는 소정의 거리안에 존재하는 이동 단말들에 본 발명의 실시예에 따른 ATS가 포함된 프레임 구조를 적용한다. 반면에, 상기 소정의 거리 바깥에 존재하는 이동 단말들의 스케줄링을 위해 ATS가 포함되지 않은 기존의 전용 상/하향 링크만으로 이루어진 프레임 구조를 적용한다. 만약, 기지국 1이 최초로 ATS 구간 비율을 결정하는 것이라면, 시스템 자원 상태를 반영한 미리 결정된 구간 비율을 적용할 수 있다.
한편, 상기 기지국 1 내지 기지국 6은 자신의 차례가 왔을 경우에 ATS 구간 비율을 결정할 수 있다. 즉, 이전에 ATS 슬럿 구간 비율, 전력 할당등을 결정한 기지국들의 정보를 수신하여 최대의 처리량을 가지면서도 인접 기지국들에 간섭을 최소화시키는 전력량을 할당한다. 즉, 본 발명에 따른 동적(dynamic)으로 자원 할당이 가능하게 된다.
그러면, 상기 기지국 1이 ATS 구간 비율을 결정하기 위해 간섭량을 추정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 하나의 셀은 섹터(sector) 3개로 구분되는 셀룰라 구조를 가정한다. 이동 단말이 추정할 간섭 신호는 다음과 같이 구분할 수 있다.
상향 링크 슬럿 구간에서 상기 이동 단말은 하향 링크로 통신 중인 인접 기지국에서 송신한 신호에 의한 간섭(IBS->BS), 상향 링크로 통신 중인 인접 셀의 단말들로부터 수신되는 간섭(IMS->BS) 및 동일 셀 내의 인접 섹터에서 수신되는 간섭(IU, Sector) 신호를 수신할 수 있다.
하향 링크 슬럿 구간에서 상기 이동 단말은 인접 셀의 기지국으로부터 송신되는 신호에 의한 간섭(IBS->MS), 상향 링크 통신 중인 인접 셀의 이동 단말들로부터 수신되는 간섭(IMS->MS) 및 동일 셀 내의 인접 셀의 단말들로부터 수신되는 간섭(ID,Sector) 신호를 수신할 수 있다.
따라서, 상기 상향 링크 및 하향 링크 슬럿 구간동안 수신되는 이동 단말의 간섭 신호들은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004051492469-PAT00001
상기 수학식 1의 각각의 간섭 신호들의 추정량은 하기 수학식들과 같이 결정할 수 있다.
-
Figure 112004051492469-PAT00002
추정
인접 셀의 기지국으로퉈 수신하는 홈 셀의 기지국의 간섭은 인접 셀의 기지국에서 전송하는 평균 전력 레벨 정보를 이용하여 추정 가능하다.
-
Figure 112004051492469-PAT00003
추정
상향 링크로 통신 중인 인접 셀의 이동 단말들에 의한 홈 셀의 기지국에서의 간섭량 추정은 먼저 상기 인접 셀의 기지국과 홈 셀의 기지국간의 거리를 D라고 가정한다. 또한, 셀의 반지름 R로 정규화(normalized)된 거리를 L로 표기한다. 인접한 셀에서 스케줄링된 이동 단말들의 셀 커버리지(coverage)가
Figure 112004051492469-PAT00004
)이고, 전송하는 전력 레벨이 PTx_UL이면 간섭량은 다음과 같이 추정된다.
Figure 112004051492469-PAT00005
상기 수학식 2에서, x=r/R은 정규화된 반지름이고,
Figure 112004051492469-PAT00006
는 인접 셀의 이동 단말과 홈 셀의 기지국간의 거리를 의미한다. 홈 셀의 기지국을 중심으로 인접 셀의 기지국과 이동 단말사이의 각도 theta'는
Figure 112004051492469-PAT00007
로부터 구해진다. 또한,
Figure 112004051492469-PAT00008
이고, M은 인접 셀의 이동 단말의 밀도 및 커버리지로부터 결정할 수 있다. G(theta)는 섹터의 중심과 이동 단말이 위치간의 각도에서의 안테나 이득을 의미한다. 모의 실험에서 안테나는 각도가 0일때 15dB의 이득이 생기고 90도일때 3dB의 이득이 발생한다고 가정하였다.
-
Figure 112004051492469-PAT00009
추정
인접 섹터에 이동 단말이 Ms개 존재한다고 가정하면 상향 링크로 전송하는 이동 단말로부터 수신하는 기지국에서의 간섭량은 하기 수학식 3과 같이 추정할 수 있다.
Figure 112004051492469-PAT00010
-
Figure 112004051492469-PAT00011
추정
인접 셀에서 상향 링크로 통신 중인 이동 단말에 의한 홈 셀의 이동 단말이 수신하는 간섭량은 하기 수학식 4와 같이 추정할 수 있다.
Figure 112004051492469-PAT00012
여기서,
Figure 112004051492469-PAT00013
와 같다. 또한, c1은 홈 셀에서 스케줄링될 이동 단말의 커버리지를 의미하고, c2는 이전 주기에서 인접한 셀의 자원 할당 주기에서 결정된 사용자 커버리지를 의미한다.
-
Figure 112004051492469-PAT00014
추정
인접 셀들의 기지국들에 의해 홈 셀의 이동 단말이 수신하는 간섭을 추정하기 위해 인접 기지국들(예컨대, 6개)이 하향 링크 슬럿 구간동안 신호를 전송하는 경우를 가정한다. 그러면, 상기 홈 셀의 이동 단말이 추정하는 평균 간섭량은 하기 수학식 5와 같이 결정할 수 있다.
Figure 112004051492469-PAT00015
여기서,
Figure 112004051492469-PAT00016
와 같다. 상기 수학식 5에서
Figure 112004051492469-PAT00017
는 j번째 셀의 기지국과 홈 셀의 기지국과 홈 셀의 단말과의 각도 theta 로 정규화된 거리 x의 위치에 단말이 있을 때의 안테나 이득을 의미한다.
-
Figure 112004051492469-PAT00018
추정
인접 섹터의 이동 단말에 의한 간섭량 추정은 상기 수학식 3을 이용하여 결정할 수 있다.
이상을 정리하면, 하기 수학식 6 및 7과 같이 슬럿당 평균화된 간섭량을 추정할 수 있다.
Figure 112004051492469-PAT00019
Figure 112004051492469-PAT00020
상기 수학식 6 및 7을 이용하여 상/하향 링크 간섭량을 추정한 후, 하기 수학식 8을 이용해 ATS의 상향/하향 슬럿 비율을 결정할 수 있다.
Figure 112004051492469-PAT00021

상기 수학식 8은 전송 처리량(throughput)을 최대화하도록 ATS의 슬럿 비율을 결정하는 식이다. 여기서,
Figure 112004051492469-PAT00022
는 각각 하향, 상향 링크로 전송할 요구 트래픽(offered traffice)량을 의미하고, a, d는 각각 하향, 상향 링크로만 통신하는 슬럿에서의 슬럿당 평균 전송 비트수를 의미한다. 그리고, bi,ci는 ATS 구간의 상/하향 링크로 통신하는 슬럿의 평균 슬럿당 전송 비트를 나타낸다. T(SINR)은 주어진 SINR에 대한 처리율을 의미하는 함수이며,
Figure 112004051492469-PAT00023
는 j번째 셀의 i번째 UL_ATS에서의 간섭량을 의미한다.
Figure 112004051492469-PAT00024
는 양의 정수값을 의미한다. 그리고, M(1)은 홈 셀에서 슬럿당 할당될 이동 단말의 수를 의미하는데, 스케줄링 해줄 이동 단말의 커버리지와 셀 내의 이동 단말의 밀도에 의해서 결정된다.
또한, 상기 수학식 8에서 Tloss(j)는 홈 셀의 ATS 자원 할당에 따른 j번째 셀의 처리량 감소 정도를 예측하는 것으로 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004051492469-PAT00025
Figure 112004051492469-PAT00026
상기 수학식 9에 표기된 각 파라미터들을 정의하면 다음과 같다.
Figure 112004051492469-PAT00027
: j번째 셀의 DL_ATS의 수
Figure 112004051492469-PAT00028
: j번째 셀의 UL_ATS의 수
Figure 112004051492469-PAT00029
: j번째 셀에 할당된 전력
Figure 112004051492469-PAT00030
: i번째 DL_ATS에서 j번째 이동 단말의 간섭량
Figure 112004051492469-PAT00031
: i번째 UL_ATS에서 j번째 기지국의 간섭량
Figure 112004051492469-PAT00032
: 홈셀의 하향 링크 할당에 따른 j번째 셀의 i번째 슬럿에서 증가되는 간섭량
Figure 112004051492469-PAT00033
: 홈셀의 상향 링크 할당에 따른 j번째 셀의 i번째 슬럿에서 증가되는 간섭량
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 링크 적응 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 502단계에서 기지국은 인접 기지국들로부터 ATS 슬럿 비율 정보, 할당 전력 레벨, 셀의 이동 단말들의 밀도 및 셀 구분 반경에 대한 정보를 수신하고 504단계로 진행한다. 상기 504단계에서 상기 기지국은 자신의 셀내의 이동 단말들을 스케줄링 할 차례가 오면 소정의 셀 구분 반경을 결정하고 506단계로 진행한다. 여기서, 상기 기지국은 셀 중심에서부터 특정 거리내에 존재하는 이동 단말들을 본 발명에 따른 ATS 프레임 구조를 적용하게 된다. 반면에, 상기 특정 거리 외부에 존재하는 나머지 이동 단말들에게는 기존의 ATS가 포함되지 않은 프레임 구조를 적용한다. 상기 506단계에서 상기 기지국은 상기 ATS내의 하향 링크 대 상향 링크 비율을 결정하고 508단계로 진행한다. 상기 508단계에서 상기 기지국은 ATS 구간 비율과 셀 구분 반경을 결정하였으므로, 그에 따른 전력을 할당한다.
도 6은 본 발명의 실시예를 적용한 경우의 모의 실험 결과를 도시한 그래프이다.
먼저, 설정된 모의 실험 환경은 다음과 같다.
- 시뮬레이션 툴: MATLAB
- 주파수 도약 시퀀스: fast FH[1]
- 셀 구조: 2tier(19cell)
- 셀 반경: 1km
- 페이딩채널모델: ITU-VEH-A
- 새도잉 STD: 10
상기 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 방식이 기존 방식에 비해 트래픽 처리율이 높음을 알 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기존의 프레임 구조에 적응적 시간 슬럿(ATS) 구간이 포함된 프레임 구조를 셀 중심에서 일정거리내에 위치한 이동 단말들에 적용한다. 이 때, ATS 구간내에 상향 링크 대 하향 링크의 비율을 셀 전송 처리량이 최대화되도록 주변 기지국들로부터 수신한 자원 정보를 고려하여 적응적으로 결정한다. 이에 따라, 본 발명에서는 상향 링크 데이터 트래픽 및 하향 링크 데이터 트래픽 양의 비대칭성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다. 또한, 시스템 전체 처리량을 향상시키면서 셀 또는 섹터간에 작용하는 간섭 신호를 방지하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 시분할 다중 방식을 사용하며 셀룰라 구조를 가지는 통신 시스템에서 링크 적응 방법에 있어서,
    신호 전송을 위한 상향링크와 하향링크를 시간으로 구분하고, 상기 시간 구분에 의해 상향링크 신호 송수신 및 하향링크 신호 송수신을 하는 시간 슬럿들을 다수개 구비하며, 상기 시간 슬럿들 중 일부 구간인 적응적 시간 슬럿 구간을 신호 트래픽량에 따라 상향링크 또는 하향링크 구간으로 설정하는 제1과정과,
    인접 셀 또는 섹터로부터 수신되는 간섭 신호량을 추정하는 제2과정과,
    상기 추정된 간섭량에 상응하게 상기 적응적 시간 슬럿 구간의 상향 링크 또는 하향 링크 구간의 비율을 결정하는 제3과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1과정에서 주변 셀 정보를 수신하여 상기 적응적 시간 슬럿 구간을 상향링크 또는 하향링크로 설정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주변 셀 정보는 주변 기지국에서 결정한 적응적 시간 슬럿 구간의 상향 링크 또는 하향 링크 구간 비율과, 시간 슬럿들에 할당된 전력량, 셀 반경보다는 작은 범위를 가지는 셀 영역 정보 중 어느 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2과정에서 간섭 신호량은 상향링크 슬럿 구간동안의 간섭 신호량과 하향링크 슬럿 구간동안의 간섭 신호량으로 구분함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상향링크 슬럿 구간동안의 간섭 신호량은 기지국이 인접 기지국에서 수신하는 간섭 신호량과, 이동 단말이 인접 기지국에서 수신하는 간섭 신호량과, 인접 섹터에 존재하는 이동 단말들로부터 수신하는 간섭 신호량의 합임을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하향링크 슬럿 구간동안의 간섭 신호량은 기지국이 인접 셀의 이동 단 말들에서 수신하는 간섭 신호량과, 이동 단말이 인접 셀의 이동 단말들로부터 수신하는 간섭 신호량과, 인접 섹터에 존재하는 이동 단말들로부터 수신하는 간섭 신호량의 합임을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제3과정의 상향 링크 또는 하향 링크 구간의 비율을 결정은 하기 수학식 10과 같이 트래픽 최대 처리량을 고려하여 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
    Figure 112004051492469-PAT00034
    상기 수학식 10에서,
    Figure 112004051492469-PAT00035
    : 1번 셀의 DL_ATS의 수
    Figure 112004051492469-PAT00036
    : 1번 셀의 UL_ATS의 수
    Figure 112004051492469-PAT00037
    : 할당된 전력
    Figure 112004051492469-PAT00038
    : i번째 슬럿에서의 간섭량
    Figure 112004051492469-PAT00039
    : 각각 하향, 상향 링크로 전송할 요구 트래픽(offered traffice)량
    a, d: 각각 하향, 상향 링크로만 통신하는 슬럿에서의 슬럿당 평균 전송 비트수
    bi,ci: 적응적 시간 슬럿 구간의 상/하향 링크로 통신하는 슬럿의 평균 슬럿당 전송 비트
    T(SINR): 주어진 SINR에 대한 처리율 함수
    Figure 112004051492469-PAT00040
    : 양의 정수값
    M(): 홈 셀에서 슬럿당 할당할 이동 단말의 수를 의미함.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3과정 이후, 각 시간 슬럿에 할당할 전력 레벨을 결정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
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