KR20090118098A - 이동통신시스템에서 사용되는 기지국장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

기지국장치는, 무선링크의 채널상태에 따라서 유저장치를 분류하는 분류수단과, 간헐수신을 수행하는 1 이상의 유저장치 각각이, 복수의 그룹 중 어느 것에 속하는지를 나타내는 정보를 저장하는 간헐수신 상황 메모리와, 간헐수신 상황 메모리에 저장되어 있는 정보를 참조하여, 분류수단에서 분류된 유저장치가 어느 그룹에 속해야하는지를 결정하는 결정수단과, 결정된 그룹을 유저장치에 통지하는 수단을 갖는다. 복수의 그룹 각각은 동시에 기동상태가 되는 1 이상의 유저장치를 포함한다. 채널상태가 비교적 나쁜 유저장치는, 동시에 기동상태가 되는 유저장치 수가 보다 적은 그룹에 속하도록 결정이 이루어진다.

기지국장치, 간헐수신, 기동상태, 휴지상태

Description

이동통신시스템에서 사용되는 기지국장치 및 방법 {BASE STATION DEVICE AND METHOD USED IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 기술분야에 관한 것으로, 특히 이동통신시스템에서 사용되는 기지국장치 및 방법에 관련한다.

이러한 종류의 기술분야에서는, 와이드밴드 부호분할 다중접속(W-CDMA) 방식, 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA) 방식, 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA) 방식 등의 후계가 되는 통신방식, 즉 롱 텀 에볼루션(LTE:Long Term Evolution)이, W-CDMA의 표준화단체 3GPP에서 검토되고 있다. LTE에서는, 인액티브(inactive)의(아이들 상태(idle state)의) 유저장치는, 간헐수신(DRX:Discontinuous Reception)을 수행하면서 셀 간을 이동가능하며, 위치등록 상태를 최신상태로 유지하면서 1 이상의 셀을 포함하는 트래킹 에어리어(TA:Tracking Area)마다 관리된다. 기지국은 유저장치가 DRX를 적절히 수행할 수 있도록, 그 유저장치에 대해서는 간헐적으로 하향 송신을 수행한다(DTX:Discontinuous Transmission). LTE에서는, 액티브의 유저장치에서도 주로 배터리 세이빙의 관점에서 필요에 따라서 간헐수신이 수행된다.

간헐수신을 수행하고 있는 유저장치(user apparatus)는, 일정한 주기(DRX 주기)로 기동상태(active state) 및 휴지상태(inactive state)를 전환하면서 동작하 고, 그 주기로 L1/L2 제어신호를 수신한다. 유저장치는 L1/L2 제어신호를 복조하고, 자장치(user apparatus)로의 정보의 존재여부를 확인한다. 그 정보는, 예를 들면 하향 데이터가 존재하는 것, 그것이 존재하는 경우에 사용되는 리소스블록 및 데이터 포맷(데이터 변조방식 등), 차회의 상향 데이터 송신에 사용가능한 리소스 블록 및 데이터 포맷 등을 포함할지도 모른다. 자장치로의 정보가 존재했다면, 그 정보에 따라서 예를 들면 하향 데이터를 수신한다. 그렇지 않으면 유저장치는 기동상태로부터 휴지상태로 천이하고, 차회의 기동 타이밍까지 대기한다. 일반적으로, DRX 주기가 길수록 배터리 세이빙 또는 소전력화의 효과가 커지나, DRX는 QoS에도 영향을 미친다는 점에 유의를 요한다.

여기서, 간헐수신을 수행하고 있는 다수의 유저장치가, 가능한 다른 서브프레임에서 기동하도록 배려할 수 있다.

도 1은 어느 DRX 주기에 대해서 10종류의 기동 타이밍(패턴 1∼10)이 마련되어 있는 상태를 나타낸다. 유저장치는 이들의 패턴 중 어느 하나에 따라서 간헐수신을 수행한다. 어느 패턴에서도 유저장치는 1TTI에 걸쳐서 기동하고, 9TTI에 걸쳐서 휴지한다. 다수의 유저장치가 특정의 패턴에 집중하지 않도록 배려된다. 예를 들면, 다수의 유저장치를 패턴 1∼10 중 어느 하나에 대응짓는 경우에, 패턴 1, 2, …, 10을 순회적으로 할당하는 방식이 사용되어도 좋다. 패턴 1∼10 중 어느 하나가 랜덤으로 사용되어도 좋다. 혹은, 유저장치의 식별번호를 10으로 나눈 나머지(예를 들면, C-RNTI mod 10)의 패턴 번호가 사용되어도 좋다. 어느쪽이든, 다수의 유저장치가 패턴 1∼10 전체에 분산하도록 배려된다.

L1/L2 제어채널이나 데이터신호용의 리소스량에는 제한이 있기 때문에, 동일 무선프레임에서 송신(스케줄)할 수 있는 유저장치 수에는 제한이 있다. 따라서, 도 2 상측에 도시되는 바와 같이, 동일 패턴에 속하는 유저장치 수가 적으면, 하향 데이터(공유 데이터 채널)의 전송용으로 리소스블록이 할당되기 쉬워진다. 그러나, 도 2 하측에 도시되는 바와 같이, 동일 패턴에 속하는 유저장치 수가 많아지면, 하향 데이터(공유 데이터 채널)의 전송용으로 리소스블록이 할당되기 어려워진다. DRX의 기동 타이밍에서 송신하고 싶은 데이터나 제어신호가 스케줄되지 않는 경우, 해당 유저장치로의 데이터나 제어신호는 다음 기동 타이밍까지 지연되게 된다.

다른 한편, 서비스 에어리어 내의 유저장치의 위치나 통신환경은 다양하므로, 무선베어러가 같아도 유저장치 개개의 채널상태 또는 무선 전파상황은 같지 않다.

채널상태가 좋지 않은 유저장치(예를 들면, 셀 단의 유저장치)에 대해서는, 하향 L1/L2 제어신호나 그것에 이어지는 데이터신호의 수신에 실패할 우려가 높다. 하향신호의 수신에 실패하면, 차회 기동하는 타이밍까지 불통 상태가 이어지고, 하향 신호의 전송지연은 길어져 버리는 것이 우려된다. 이 경향은 DRX 주기가 길게 설정되어 있을수록 심각해질 우려가 있다. 특히 셀 단에 위치하는 유저장치는, 기지국 근방에 위치하는 유저장치에 비하여 하향 신호의 수신을 실패하기 쉽다. 셀 단의 유저장치가 핸드오버 제어에 관한 정보를 송수신하는 경우에는, 상기 전파지연이 장기화하는 것은 특히 바람직하지 않다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

종래의 수법에서는 간헐수신 패턴 1∼10 각각을 이용하는 유저 수가 같은 정도로 분산하도록 할당이 수행되고 있다. 그러나 그 경우, 채널상태가 비교적 나쁜 유저장치에 대해서는, 상당히 긴 지연이 발생해버릴 우려가 있다.

본 발명의 과제는, 간헐수신을 수행하고 있는 복수의 유저장치 중, 채널상태가 비교적 나쁜 유저장치에서 발생할 우려가 있는 지연의 단축화를 도모하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 일 형태에서 사용되는 기지국장치는, 무선링크의 채널상태에 따라서 유저장치를 분류하는 분류수단(classification unit)과, 간헐수신을 수행하는 1 이상의 유저장치 각각이, 복수의 그룹 중 어느 것에 속하는지를 나타내는 정보를 저장하는 간헐수신 상황 메모리와, 간헐수신 상황 메모리에 저장되어 있는 정보를 참조하여, 상기 분류수단에서 분류된 유저장치가 어느 그룹에 속해야하는지를 결정하는 결정수단과, 결정된 그룹을 유저장치에 통지하는 수단을 갖는다. 상기 복수의 그룹 각각은 동시에 기동상태가 되는 1 이상의 유저장치를 포함한다. 채널상태가 비교적 나쁜 유저장치는, 동시에 기동상태가 되는 유저장치 수가 보다 적은 그룹에 속하도록, 상기 결정수단에 의해 결정이 이루어진다.

발명의 효과

본 발명에 따르면, 간헐수신을 수행하고 있는 복수의 유저장치 중, 채널상태가 비교적 나쁜 유저장치에서 발생할 우려가 있는 지연의 단축화를 도모할 수 있다.

도 1은 다양한 간헐수신 타이밍을 모식적으로 나타내는 도이다.

도 2는 특정의 기동 타이밍에 속하는 UE 수의 많고작음에 따라서, 리소스가 할당되는 기회가 증감하는 상태를 나타내는 도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에서 사용되는 기지국의 기능 블록도를 나타낸다.

도 4는 할당상황 메모리의 저장내용을 모식적으로 나타내는 도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국에서 수행되는 동작 예를 나타내는 흐름도이다.

부호의 설명

31 무선수신부(RxRF)

32 채널상태 측정부

33 판정부

34 DRX 그룹 결정부

35 할당상황 메모리

36 통지신호 생성부

37 무선송신부(TxRF)

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

본 발명의 일 형태에 따르면, 채널상태가 나쁜 유저장치(셀 단에 위치하는 유저장치)는, 동시에 기동상태가 되는 유저장치 수가 보다 적은 그룹에 속하도록, 소속 그룹이 결정된다. 그 유저장치는, 유저 수가 적은 그룹에 할당되므로, 그 그룹 중에서 무선리소스의 할당기회를 얻을 가능성은 높다. 채널상태가 나쁜 유저장치에 대해서, 이와 같은 배려를 수행하면서 소속 그룹을 결정함으로써, 그와 같은 유저장치에서 발생할 우려가 있는 지연의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 그 유저장치의 소속 그룹은, 유저 총 수보다도 오히려 채널상태가 나쁜 유저 수가 적은 그룹이, 소속 그룹으로서 결정되어도 좋다. 대체적으로 채널상태가 나쁜 유저용의 L1/L2 제어신호는, 채널상태가 좋은 유저의 것보다 소요품질 리소스가 크다(이것은, 상대적인 부호화율이 작은 MCS가 사용되는 것에 기인한다). 따라서 채널상태가 나쁜 유저가 같은 그룹에 많이 포함되어 있으면, 그 그룹에 대해서 사용되는 L1/L2 제어신호의 무선리소스량은 커지게 되고, 나아가서는 공유 데이터 채널용의 리소스도 그만큼 적어져 버린다. 하나의 그룹 중에 채널상태가 나쁜 유저가 가능한 적게 포함되도록 함으로써, 그 그룹에 관해서 사용되는 L1/L2 제어신호의 무선리소스량을 가능한 작게 하고, 공유 데이터 채널용의 리소스를 가능한 많이 확보할 수 있다.

상술한 바와 같이 채널상태가 나쁜 유저는, 그것이 좋은 유저보다도 하향신호의 수신에 실패할 우려가 크나, 채널상태가 나쁜 유저에는, 유저 수가 적은 DRX 그룹(소속 그룹)을 할당함으로써, 그와 같은 유저에 리소스가 할당되는 기회를 증 가시킬 수 있다. 그 결과, 유저가 체감하는 지연은, 채널상태가 좋아도 나빠도 같은 정도가 되도록(적어도 차이가 작아지게 되도록) 기대할 수 있다. 본 수법은 서비스 에어리어 내의 장소에 관계없이 균일한 서비스를 제공하는 데 크게 공헌할 수 있다.

설명의 편의상, 구체적인 수치가 사용되나, 특별히 단서가 없으면 그들의 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며, 필요에 따라서 다른 값이 사용되어도 좋다.

실시 예 1

도 3은 본 발명의 일 실시 예에서 사용되는 기지국의 기능 블록을 나타낸다. 도 3에는 무선수신부(RxRF)(31), 채널상태 측정부(32), 판정부(33), DRX 그룹 결정부(34), 할당상황 메모리(35), 통지신호 생성부(36) 및 무선송신부(TxRF)(37)가 도시되어 있다.

무선수신부(RxRF)(31)는, 안테나 및 듀플렉서를 통해서 유저장치로부터 수신한 무선신호에 대해서, 전력증폭처리, 주파수변환처리, 대역한정처리, 아날로그 디지털 변환처리, 복호 및 복조처리 등을 수행한다. 무선 수신신호에는, 하향 수신품질을 나타내는 정보(예를 들면, 하향 레퍼런스신호의 수신레벨로부터 도출된 채널품질 인디케이터 CQI), 및/또는 상향 레퍼런스신호가 포함되어 있어도 좋다.

채널상태 측정부(32)는, 유저장치로부터 하향 채널상태를 나타내는 채널품질 인디케이터(하향 CQI)를 수신하거나, 혹은 유저장치로부터 수신한 상향 레퍼런스신호의 수신품질 SIR을 측정하고, 상향 채널상태의 채널품질 인디케이터(상향 CQI)를 측정한다. 하향 CQI 및 상향 CQI의 쌍방 또는 일방에 기초하여, 채널상태의 좋고 나쁨이 판정된다. 채널상태는 엄밀하게는 상향과 하향에서 다르나, 본 실시 예에서는 순시적인 좋고 나쁨보다도 평균적인 좋고 나쁨이 후의 신호처리에 사용되므로, 채널상태 측정부(32)에서 마련되는 CQI는 상향용이어도 하향용이어도 쌍방이어도 좋다. 평균화는 예를 들면 로우 패스 필터(low pass filter)를 통과시킴으로써 실현되어도 좋다. 평균화된 CQI는, 순시 페이딩(instantaneous fading) 등에는 추종하지 않으나, 섀도잉(shadowing)이나 패스로스(전파손실) 등에는 추종하는 정도로 완만하게 변화하는 양이 된다.

판정부(33)는, 평균화된 CQI에 기초하여, 유저장치가 셀 단에 위치하는지 여부가 판정된다. 유저장치는, 평균화된 CQI가 나쁜 경우에는 셀 단에 위치하고, 그것이 좋으면 기지국의 가까이에 위치하도록 판정된다.

DRX 그룹 결정부(34)는, 유저장치가 셀 단에 위치하는지 여부에 기초하여 또 현재의 DRX 그룹의 할당상황에 기초하여, 그 유저장치가 속해야 할 DRX 그룹을 결정한다. 현재의 DRX 그룹의 할당상황은 할당상황 메모리(35)에 저장되어 있다.

도 4는 할당상황 메모리의 저장내용을 모식적으로 나타낸다. 도면 중, '그룹 번호'는 도 1의 '패턴 번호'에 상당하고, 그 번호로 특정되는 그룹에 속하는 1 이상의 유저장치는 모두 같은 타이밍에서 기동상태 및 휴지상태를 전환하면서 간헐수신을 수행하나, 그룹이 다른 유저장치는 동시에는 기동하지 않는다. 도면 중 오른쪽 열의 '총 UE 수'는, 대응하는 그룹 번호의 타이밍에서 간헐수신을 수행하는 유저장치의 총 수를 나타낸다. 중앙 열의 '셀 단 UE 수'는, 대응하는 그룹 번호의 타이밍에서 간헐수신을 수행하는 1 이상의 유저장치 중에서, 셀 단에 위치하는 유저 수를 나타낸다. 따라서, 셀 단이 아닌 위치의 유저장치 수는, (총 UE 수) 마이너스 (셀 단 UE 수)로 구할 수 있다.

도 3의 DRX 그룹 결정부(34)는, 판정부(33)로부터의 판정결과 및 현재의 할당상황에 기초하여, 고찰 대상의 유저장치(UE)가 어느 그룹에 속해야하는지를 결정한다. 본 실시 예에서는, 셀 단에 위치하는 UE는, 총 UE 수가 적고 그리고 셀 단 UE수가 적은 그룹에 할당된다. 셀 단에는 위치하고 있지 않는 것처럼 판정된 유저장치는, 총 UE 수가 적은 그룹에 할당되어도 좋다.

통지신호 생성부(36)는, 결정된 DRX 그룹을 유저장치에 통지하기 위한 통지신호를 작성한다. DRX 그룹은, 적절한 어떠한 수법으로 통지되어도 좋으나, 통상 DRX 그룹은 빈번하게는 변경되지 않으므로, DRX 그룹을 나타내는 정보는 L1/L2 제어신호에 이어지는 데이터신호 안에 포함된다. 보다 구체적으로는, DRX 그룹을 나타내는 정보는 MAC 컨트롤 PDU로 통지되어도 좋으며, L3-RRC 메시지로 통지되어도 좋다.

무선송신부(TxRF)(37)는, 듀플렉서 및 안테나를 통해서 유저장치에 무선신호를 송신하기 위한 처리를 수행한다. 그 처리에는, 디지털 아날로그 변환처리, 부호화 및 변조처리, 주파수변환처리, 대역한정처리, 전력증폭처리 등이 포함되어도 좋다. 무선신호는 L1/L2 제어신호 및 데이터신호를 포함하고, L1/L2 제어신호는 후속의 데이터신호가 어느 유저장치에 어느 리소스블록이 어떠한 전송포맷으로 할당되어 있는지를 나타내는 정보, 차회의 상향 데이터 송신에서 어느 유저장치가 어느 리소스블록에서 어떠한 전송포맷으로 송신해도 좋은지를 나타내는 정보, 과거의 상 향 데이터에 대한 송달확인정보(ACK/NACK) 등을 포함해도 좋다. 데이터신호에는, 유저장치로의 유저 트래픽 데이터에 더하여, DRX 그룹을 나타내는 통지신호가 포함되어도 좋다.

도 5는 기지국에서 수행되는 동작 예를 나타내는 흐름도이다. 단계 S1에서는, 유저장치로부터 하향 채널상태를 나타내는 채널품질 인디케이터(하향 CQI)를 수신하거나, 혹은 유저장치로부터 수신한 상향 레퍼런스신호의 수신품질 SIR을 측정하고, 상향 채널상태의 채널품질 인디케이터(상향 CQI)를 측정한다. 하향 CQI 및 상향 CQI의 쌍방 또는 일방은 평균화되고, 그 평균값에 기초하여, 채널상태의 좋고 나쁨이 판정된다. 평균화는 예를 들면 로우 패스 필터를 통과시킴으로써 실현되어도 좋다.

단계 S2에서는 채널상태의 좋고 나쁨에 기초하여, 유저장치가 셀 단에 위치하는지 여부가 판정된다. 유저장치는, 평균화된 CQI가 나쁜 경우에는 셀 단에 위치하고, 그것이 좋으면 기지국의 가까이에 위치하도록 판정된다.

단계 S3에서는 유저장치가 셀 단에 위치하는지 여부에 따라서, 현재의 그룹 할당상황을 참조하면서, 그 유저장치가 어느 DRX 그룹에 속해야하는지가 결정된다. 복수의 DRX 그룹의 각각은, 패턴 번호 1∼10과 같은 특정의 간헐수신 패턴에 대응한다. 같은 그룹에 속하는 유저장치는 모두 같은 간헐수신 패턴으로 기동상태 및 휴지상태의 상태천이를 수행하나, 다른 그룹에 속하는 유저장치는 동시에는 기동상태가 되지 않는다. 따라서 어느 DRX 그룹(그룹 번호 또는 패턴 번호)에 관련하는 총 UE 수는, 그 패턴에 따라서 전송되는 하향 L1/L2 제어신호 중에 포함될지도 모 르는 최대 다중 유저 수에 상당한다.

단계 S3에서는, 셀 단에 위치하는 UE는, 총 UE수가 적고 그리고 셀 단 UE 수가 적은 그룹에 할당된다. 셀 단에는 위치하고 있지 않는 것처럼 판정된 유저장치는, 총 UE 수가 적은 그룹에 할당되어도 좋다. 예를 들면 도 4의 예에서는, 셀 단에 위치하는 유저장치의 그룹을 새로이 결정하는 경우에는, 그룹 번호 3이나 4가 할당 후보(candidate)가 된다.

단계 S4에서는 단계 S3에서 결정된 DRX 패턴이 유저장치에 통지되고, 흐름은 종료된다.

또한, 상술한 실시 예에서는 DRX 주기 및 Duty비가 같은 DRX 패턴이 10가지 마련되어 있는 경우를 예로 설명하였으나, DRX 주기 및·혹은 Duty비가 다른 복수의 패턴이 마련된 경우에도 본 발명을 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 기동 타이밍이 일부 일치하는 복수의 패턴이 마련된 경우에 적용할 수 있다. 그 경우, 예를 들면 각 기동 타이밍에 있어서 동시에 기동상태가 되는 유저장치 수의 평균값을 패턴마다 계산하고, 계산된 평균값에 기초하여 본 발명과 동일한 DRX 패턴 할당 제어를 수행해도 좋다.

이상 본 발명은 특정의 실시 예를 참조하면서 설명되어 왔으나, 실시 예는 단순한 예시에 지나지 않으며, 당업자는 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등을 이해할 것이다. 발명의 이해를 촉진하기 위해 구체적인 수치 예를 이용하여 설명이 이루어졌으나, 특별히 단서가 없는 한, 그들의 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며 적절한 어떠한 값이 사용되어도 좋다. 설명의 편의상, 본 발명의 실 시 예에 따른 장치는 기능적인 블록도를 이용하여 설명되었으나, 그와 같은 장치는 하드웨어로, 소프트웨어로 또는 그들의 조합으로 실현되어도 좋다. 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신으로부터 일탈하지 않고, 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등이 본 발명에 포함된다.

본 국제출원은 2007년 3월 22일에 출원한 일본국 특허출원 제2007-075580호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 그 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.

Claims (2)

1. 무선링크의 채널상태에 따라서 유저장치를 분류하는 분류수단;

   간헐수신을 수행하는 1 이상의 유저장치 각각이, 복수의 그룹 중 어느 것에 속하는지를 나타내는 정보를 저장하는 간헐수신 상황 메모리;

   간헐수신 상황 메모리에 저장되어 있는 정보를 참조하여, 상기 분류수단에서 분류된 유저장치가 어느 그룹에 속해야하는지를 결정하는 결정수단;

   결정된 그룹을 유저장치에 통지하는 수단;

   을 가지며,

   상기 복수의 그룹 각각은 동시에 기동상태가 되는 1 이상의 유저장치를 포함하고, 채널상태가 비교적 나쁜 유저장치는, 동시에 기동상태가 되는 유저장치 수가보다 적은 그룹에 속하도록, 상기 결정수단에 의해 결정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
2. 이동통신시스템의 기지국장치에서 사용되는 방법에 있어서,

   무선링크의 채널상태에 따라서 유저장치를 분류하는 분류단계;

   간헐수신 상황 메모리에 액세스하고, 간헐수신을 수행하는 1 이상의 유저장치 각각이, 복수의 그룹 중 어느것에 속하는지를 나타내는 정보를 참조하여, 상기 분류단계에서 분류된 유저장치가 어느 그룹에 속해야하는지를 결정하는 결정단계;

   결정된 그룹을 유저장치에 통지하는 단계;

   를 가지며,

   상기 복수의 그룹 각각은 동시에 기동상태가 되는 1 이상의 유저장치를 포함하고, 채널상태가 비교적 나쁜 유저장치는, 동시에 기동상태가 되는 유저장치 수가 보다 적은 그룹에 속하도록, 상기 결정단계에서의 결정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.

Images