KR20060064926A - 다중 모드 및 다중 대역 시스템에서의 모드 전환 및 대역전환 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TDD 모드와 FDD 모드가 혼재하는 하이브리드 듀플렉싱 시스템에서 이동 단말의 동작 모드를 전환하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 이동 단말의 동작 대역을 전환하는 방법을 제안한다. 이를 위해 본 발명에서는 이동 단말로부터 서비스를 위한 요청 정보를 수신하고, 상기 요청 정보에 의해 상기 이동 단말이 상기 서비스를 수행하는데 적합한 동작 모드를 결정한다. 그리고 상기 결정된 동작 모드를 수행하기 위해 필요한 자원을 상기 이동 단말에 대해 할당함으로써, 이동 단말이 새로이 결정된 동작 모드 혹은 동작 대역으로 전환할 수 있도록 한다.

HDT 시스템, TDD 모드, FDD 모드, 모드 전환, 자원할당, 다중 대역, 대역 전환

Description

다중 모드 및 다중 대역 시스템에서의 모드 전환 및 대역 전환 방법{METHOD FOR SWITCHING MODE AND BAND IN A MULTI-MODE AND MULTI-BAND SYSTEM}

도 1은 종래 FDD 모드와 TDD 모드가 혼재하는 HDT 시스템의 일 예를 보이고 있는 도면.

도 2는 하나의 기지국에 의해 TDD 모드와 FDD 모드를 지원하는 하나의 셀에서의 동작 모드 전환 예를 보이고 있는 도면.

도 3은 시간 축에서 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 TDD 모드와 FDD 모드에 있어서의 동작 모드 전환 예를 보이고 있는 도면.

도 4는 FDD 모드와 TDD 모드가 혼재하는 HDT 시스템에서 동작 모드의 전환이 발생할 수 있는 이동 단말의 이동 예들을 보이고 있는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 모드 전환을 적용함으로써 이루어지는 이동 단말의 상태 천이를 보이고 있는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 동작 모드의 전환에 성공하는 시나리오에 있어서의 시그널링을 보이고 있는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 동작 모드의 전환에 실패하는 시나리오에 있어서의 시그널링을 보이고 있는 도면.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 전환할 모드에 가용 자원이 있을 때까지 허용된 시간 지연 내에서 대기하다가 동작 모드의 전환에 성공하는 시나리오에 있어서의 시그널링을 보이고 있는 도면.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 모드를 전환하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 9에서의 모드 결정 리스트 생성 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 9에서의 모드 결정 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 12는 상기 도 9에서의 모드 전환 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 13은 상기 도 9에서의 다음 스케줄링 단말을 선택하는 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 14는 상기 도 10에서 보이고 있는 제어 흐름을 기반으로 하는 상태 천이를 보이고 있는 도면.

도 15는 순방향과 역방향에 대해 사용되는 주파수 대역의 전환 예를 보이고 있는 도면.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따라 주파수 대역의 전환에 성공하는 시나리오에 있어서의 시그널링을 보이고 있는 도면.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 대역을 전환하기 위한 제어 흐름 을 보이고 있는 도면.

도 18은 도 17에서의 대역 결정 리스트 생성 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 19는 도 17에서의 대역 결정 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 20은 도 17에서의 대역 전환 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 21은 본 발명의 제3실시 예에 따른 동작 모드 및 주파수 대역을 전환하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 22는 상기 도 21에서의 우선권 부여 서브루틴을 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 23은 상기 도 21에서의 모드/대역 전환 서브루틴을 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

본 발명은 하이브리드 듀플렉싱 시스템에서의 동작 모드 결정방법에 관한 것으로, 특히 TDD 모드와 FDD 모드가 혼재하는 이동통신망에서 이동 단말의 동작 모드를 전환하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 이동 단말의 동작 대역을 전환하는 방법에 관한 것이다.

무선 통신 산업의 발달로 인해 다양한 무선 통신 방식들이 제안되고 있다. 이로 인해 기존 특정 무선 통신 방식을 지원하는 이동통신망에 추가하여 기존 무선 통신 방식과 상이한 무선 통신 방식을 지원하는 이동통신망이 구현될 수 있다. 즉 서로 다른 무선 통신 방식을 지원하는 이동통신망이 혼재하는 무선 환경이 도래할 것이 예상된다. 이와 같은 무선 환경에서 이동성을 가지는 사용자들은 무선 상황에 따라 적절한 무선 통신 방식을 선택하여 사용할 필요가 있다.

통상적으로 이동 단말은 기지국으로부터 제어채널을 통해 제공되는 파일럿 신호를 수신하고, 상기 파일럿 신호의 수신 세기에 의해 채널 상황을 검사한다. 그리고 상기 이동 단말은 주기적으로 상기 파일럿 신호의 수신 세기와 자신의 위치 정보를 상기 기지국으로 보고한다. 상기 기지국은 상기 파일럿 신호의 수신 세기와 위치 정보를 참조하여 상기 이동 단말의 동작 모드를 결정한다. 상기 HDT 시스템을 가정하면, 상기 동작 모드는 FDD 모드와 TDD 모드로 구분된다. 상기 기지국은 상기 이동 단말의 동작 모드를 결정하면, 상기 결정된 동작 모드에 따른 채널, 즉 FDD 모드 채널 또는 TDD 모드 채널을 상기 이동 단말에 대해 할당한다. 따라서 상기 이동 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 채널을 사용하여 TDD 모드 또는 FDD 모드에 의해 동작하게 된다.

하지만 이동 단말의 이동성을 고려할 때, FDD 모드에 의해 동작하던 이동 단말이 기지국으로부터 TDD 모드로의 동작을 위한 채널을 할당 받거나 TDD 모드에 의 해 동작하던 이동 단말이 기지국으로부터 FDD 모드로의 동작을 위한 채널을 할당 받을 수 있다. 이 경우 상기 이동 단말은 동작 모드를 전환하여야만 한다.

도 1에서는 종래 FDD 모드와 TDD 모드가 혼재하는 HDT 시스템의 일 예를 보이고 있다.

상기 도 1을 참조하면, FDD 모드를 지원하는 기지국(110)과 TDD 모드를 지원하는 기지국(120)이 별도로 존재한다. 참조번호 112는 상기 기지국(110)에 의해 FDD 모드에 의한 서비스가 제공되는 영역(이하 "FDD 영역"이라 칭함)을 의미한다. 참조번호 122는 상기 기지국(120)에 의해 TDD 모드에 의한 서비스가 제공되는 영역(이하 "TDD 영역"이라 칭함)을 의미한다. 상기 도 1에서는 FDD 영역(112) 내에 TDD 영역(122)이 포함된 경우를 가정하고 있다. 따라서 상기 TDD 영역(122)에 위치하는 이동 단말(MS)의 경우에는 TDD 모드에 의한 서비스뿐만 아니라 FDD 모드에 의한 서비스도 제공받을 수 있는 상황에 있다 할 것이다.

하지만 기존에는 동작 모드의 전환에 대한 절차뿐만 아니라 그 기준이 마련되어 있지 않았다. 따라서 이동 단말은 TDD 모드에 의한 서비스뿐만 아니라 FDD 모드에 의한 서비스도 제공받을 수 있는 위치에 있다고 하더라도 동작 모드를 전환할 수 없었다. 예컨대 TDD 모드에 의한 서비스를 수행하던 이동 단말이 TDD 영역을 벗어나 FDD 영역으로 이동하게 되면, 기존 서비스를 유지할 수가 없었다. 이 경우에는 TDD 모드에 의한 서비스를 해제한 후 FDD 모드에 의한 서비스를 위해 별도의 절차를 수행하여야만 하였다. 그리고 그 반대의 이동이 발생하는 경우라 하더라도 동일한 절차을 수행하여야만 하였다.

뿐만 아니라 대역폭(bandwidth)이 서로 다른 복수의 주파수 대역들을 지원하는 시스템에서 이동 단말의 이동과 전파 환경의 변환에 따라 이동 단말이 사용할 대역을 전환하기 위한 어떠한 방안도 제시되지 않았다. 예컨대 광대역(wideband)에서 서비스를 수행하던 이동 단말이 협대역(narrowband)에서 동일한 서비스를 지속적으로 수행할 수 없었다. 이 경우에는 광대역에서의 서비스를 해제한 후 별도의 절차를 통해 협대역에 의한 서비스를 수행하여야만 하였다.

따라서 다양한 무선 통신 방식들이 공존하게 될 무선 망에서는 이동 단말의 동작 모드 또는 사용 주파수 대역을 전환하도록 하는 방안 마련이 절실하게 필요하다 할 것이다.

따라서 상기한 바와 같은 요구를 만족하기 위한 본 발명의 목적은 하이브리드 듀플렉싱 시스템에서 이동 단말의 듀플렉싱 모드를 선정하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 하이브리드 듀플렉싱 시스템에서 단말의 이동과 전파 환경 변화에 따른 동작 모드를 전환하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 이동 단말의 동작 대역을 선정하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 단말의 이동과 전파 환경 변화에 따른 동작 대역을 전환하는 방법을 제공함에 있 다.

본 발명은 TDD와 FDD의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템에서 이동 단말의 요구 사항과 특성에 맞게 듀플렉싱 모드를 설정하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 TDD와 FDD의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템에서 TDD 모드와 FDD 모드 간의 전환을 지원하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 TDD와 FDD의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템에서 TDD 모드와 FDD 모드 간의 전환을 위한 기준을 제시하는데 있다.

본 발명은 TDD와 FDD의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템에서 TDD 모드와 FDD 모드 간의 전환을 위한 이동 단말과 기지국간의 시그날링 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 TDD와 FDD의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템에서 이동 단말의 동작 모드를 결정하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 TDD와 FDD의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템에서 이동 단말의 동작 모드의 전환 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 TDD와 FDD의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템에서 동작 모드의 전환이 필요한 이동 단말을 선택하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 대역폭이 다른 대역 간의 전환을 지원하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 대역폭이 다른 대역 간의 전환을 위한 기준을 제시하는데 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 대역 간의 전환을 위한 이동 단말과 기지국간의 시그날링 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 이동 단말이 사용할 주파수 대역을 결정하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 이동 단말이 사용할 주파수 대역을 전환하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 사용할 주파수 대역의 전환이 필요한 이동 단말을 선택하는 방법을 제공함에 있다.

전술한 바를 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 서로 다른 복수의 통신 방식들에 의한 서비스가 혼재하는 이동통신망에서, 이동 단말의 동작 모드를 결정하는 방법에 있어서, 상기 이동 단말로부터 상기 서비스를 위한 요청 정보를 수신하는 과정과, 상기 요청 정보에 의해 상기 이동 단말이 상기 서비스를 수행하는데 적합한 동작 모드를 결정하는 과정과, 상기 결정된 동작 모드를 수행하기 위해 필요한 자원을 상기 이동 단말에 대해 할당하는 과정을 포함하며, 여기서 이동 단말은 상기 요청 정보의 변경이 발생할 때마다 상기 변경된 요청 정보를 전송함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

후술 될 본 발명의 실시 예는 동작 모드를 전환하기 위한 방안과 사용할 주파수 대역을 전환하는 방안으로 크게 구분할 수 있다.

후술 될 본 발명에서는 이동 단말의 동작 모드의 전환이 필요한 상황들에 대해 살펴보기로 한다. 그리고 동작 모드의 전환이 필요한 상황에서의 동작 모드 전환을 위한 동작을 구체적으로 살펴보도록 한다. 한편 후술 될 상세한 설명에서는 TDD 모드와 FDD 모드의 듀플렉싱 방식이 혼재하는 시스템과 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템을 가정하고 있으나 그 외의 동작 모드들이 혼재하는 시스템에서도 동일하게 적용할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

또한 후술 될 본 발명에서는 이동 단말이 사용할 주파수 대역의 전환이 필요한 상황들에 대해 살펴보기로 한다. 그리고 주파수 대역의 전환이 필요한 상황에서의 사용할 주파수 대역의 전환을 위한 동작을 구체적으로 살펴보도록 한다. 한편 후술 될 상세한 설명에서는 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템을 가정하고 있으나 그 외의 주파수 대역이 혼재하는 시스템에서도 동일하게 적용할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

A. 제1실시 예(동작 모드 전환)

이하 본 발명의 실시 예에 따라 TDD 모드와 FDD 모드의 듀플렉싱 방식이 혼 재하는 시스템에서 이동 단말의 동작 모드를 전환하기 위한 구체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.

A-1. 동작 모드 전환 예시

도 2는 하나의 기지국에 의해 TDD 모드와 FDD 모드를 지원하는 하나의 셀에서의 동작 모드 전환 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 2에서는 FDD 모드를 지원하는 서비스 영역 내에 TDD 모드를 지원하는 영역이 포함되어 있음을 가정하고 있다. 즉 상기 도 2에서 음영으로 표시한 TDD 서비스 영역(230)이 음영 표시가 되어 있지 않은 FDD 서비스 영역(220) 내에 존재한다. 한편 상기 도 2에서는 상기 FDD 서비스 영역(220)에 속하는 이동 단말에 대해 상향링크로는 FDD 모드를 지원하도록 하고, 하향링크로는 TDD 모드를 지원하는 것을 가정하고 있다. 그리고 상기 TDD 서비스 영역(230)에 속하는 이동 단말에 대해서는 상향링크와 하향링크 모두로 TDD 모드를 지원하는 것을 가정하고 있다. 즉 도 2에서의 동작 모드 전환은 상향링크에 대한 동작 모드의 전환을 의미한다.

상기 도 2를 참조하면, 기지국(210)은 TDD 모드에 의한 서비스와 FDD 모드에 의한 서비스를 동시에 제공한다. TDD 서비스 영역(230)은 상기 기지국(210)에 의해 TDD 모드에 의한 서비스가 이루어지는 서비스 영역을 나타낸다. 물론 상기 TDD 서비스 영역(230) 내에 존재하는 이동 단말이라 하더라도 자신이 FDD 모드에 의한 동작을 원하는 경우에는 FDD 모드에 의한 서비스가 지원될 수도 있다. FDD 서비스 영역(220)은 상기 기지국(210)에 의해 FDD 모드에 의한 서비스가 이루어지는 서비스 영역을 나타낸다.

통상적으로 고속을 요구하는 서비스(데이터 서비스 등)를 지원하기에는 FDD 모드에 비해 TDD 모드가 상대적으로 효율적이다. 따라서 상기 TDD 서비스 영역(230)이 상기 FDD 서비스 영역(220)에 비해 상기 기지국(210)으로부터 가까운 영역에 배치되도록 하고 있다.

상기 도 2에서는 제1이동 단말(MS #1)의 이동에 의한 동작 모드 전환과 제2이동 단말(MS #2)의 이동에 의한 동작 모드 전환을 예시하고 있다. 상기 FDD 서비스 영역(220)에 위치하는 상기 제1이동 단말(MS #1)은 상기 TDD 서비스 영역(230)으로 이동하게 된다. 따라서 상기 기지국(210)은 상기 제1이동 단말(MS #1)의 이동을 감지하고, 상기 제1이동 단말(MS #1)의 동작 모드를 FDD 모드에서 TDD 모드로 전환하기 위한 동작 모드 전환 절차를 수행하게 된다. 한편 상기 TDD 서비스 영역(230)에 위치하는 상기 제2이동 단말(MS #2)은 상기 FDD 서비스 영역(220)으로 이동하게 된다. 따라서 상기 기지국(210)은 상기 제2이동 단말(MS #2)의 이동을 감지하고, 상기 제2이동 단말(MS #2)의 동작 모드를 TDD 모드에서 FDD 모드로 전환하기 위한 동작 모드 전환 절차를 수행하게 된다.

도 3은 시간 축에서 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 TDD 모드와 FDD 모드에 있어서의 동작 모드 전환 예를 보이고 있는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, TDD 모드를 위해 사용되는 주파수 대역과 FDD 모드를 위해 사용되는 주파수 대역 간에는 보호 대역(guard band)이 존재한다. 상기 보호 대역을 두고 있는 것은 TDD 모드에 의한 신호와 FDD 모드에 의한 신호가 상호간에 간섭으로 작용하는 것을 방지하기 위함이다. 그리고 TDD 모드에서는 시간 축 상에서 하항링크 전송구간(TDD DL)과 상향링크 전송구간(TDD UL) 간에는 보호 시간(guard time)이 존재한다. 상기 보호 시간을 두고 있는 것은 TDD 모드의 하향링크와 상향링크 간의 간섭을 차단하기 위함이다. 본 발명에서 제안하는 동작 모드 전환을 통해서는 상향링크(TDD UL 또는 FDD UL) 용도로 할당된 사용 주파수 대역을 전환하는 것이다. 즉 TDD 모드를 사용하던 이동 단말이 동작 모드를 전환하게 되면, 하향링크로는 TDD 모드를 그대로 사용하고, 상향링크만을 FDD 모드로 사용하게 된다. 한편 FDD 모드를 사용하던 이동 단말이 동작 모드를 전환하게 되면, 하향링크로는 FDD 모드를 그대로 사용하고, 상향링크만을 TDD 모드로 사용하게 된다.

도 4에서는 FDD 모드와 TDD 모드가 혼재하는 HDT 시스템에서 동작 모드의 전환이 발생할 수 있는 이동 단말의 이동 예들을 보이고 있다. 상기 도 4에서는 FDD 모드에 의한 서비스 영역 내에 TDD 모드에 의한 서비스 영역이 포함되어 있다고 가정한다. 즉 참조번호 410, 420, 430이 FDD 모드에 의해 서비스가 이루어지고 있는 FDD 서비스 영역이라 가정하고, 참조번호 412, 422, 432가 TDD 모드에 의해 서비스가 이루어지고 있는 TDD 서비스 영역이라 가정한다. 하지만 TDD 서비스 영역이라 하더라도 FDD 모드에 의한 서비스가 가능하다. 즉 TDD 서비스 영역은 서로 다른 두 개의 동작 모드가 동시에 지원될 수 있는 영역이다. 한편 상기 도 4에서는 FDD 모드와 TDD 모드가 하나의 기지국(414, 424, 434)에 의해 서비스됨을 가정하고 있다.

상기 도 4를 참조할 때, 동작 모드의 전환 예는 크게 네 가지 형태로 구분될 수 있다. 즉 FDD 모드에서 FDD 모드로의 전환, FDD 모드에서 TDD 모드로의 전환, TDD 모드에서 TDD 모드로의 전환 및 TDD 모드에서 FDD 모드로의 전환으로 구분할 수 있다. 여기서 동일한 동작 모드로의 전환은 다른 서비스 영역으로의 이동을 전제하고 있다. 한편 도 4에서는 보이고 있지 않으나 다른 셀로 이동함으로 인한 FDD 모드와 TDD 모드 상호간의 동작 모드 전환도 이루어질 수 있다.

제1이동 단말(MS #1)을 통해서는 FDD 모드에서 FDD 모드로의 전환을 보이고 있으며, 제2이동 단말(MS #2)을 통해서는 TDD 모드에서 TDD 모드로의 전환을 보이고 있다. 제3이동 단말(MS #3)을 통해서는 FDD 모드에서 TDD 모드로의 전환을 보이고 있으며, 제4이동 단말(MS #4)을 통해서는 FDD 모드에서 TDD 모드로의 전환을 보이고 있다.

상기 MS #1은 제1FDD 서비스 영역(410) 내에서 제1기지국(414)로부터 FDD 모드에 의해 서비스를 수행하던 중 제2기지국(424)에 의한 제2FDD 서비스 영역(420)으로 이동(a)하였다. 따라서 상기 MS #1에 대해서는 상기 제1기지국(414)에서 제공하던 FDD 모드에 의한 서비스를 상기 제2기지국(424)에서 제공할 수 있도록 동작 모드를 전환하는 것이 필요하다.

상기 MS #2는 제1TDD 서비스 영역(412) 내에서 제1기지국(414)로부터 TDD 모드에 의해 서비스를 수행하던 중 제3기지국(434)에 의한 제3TDD 서비스 영역(432)으로 이동(b)하였다. 따라서 상기 MS #2에 대해서는 상기 제1기지국(414)에서 제공하던 TDD 모드에 의한 서비스를 상기 제3기지국(434)에서 제공할 수 있도록 동작 모드를 전환하는 것이 필요하다.

상기 MS #3은 제2FDD 서비스 영역(420) 내에서 제2기지국(424)로부터 FDD 모 드에 의해 서비스를 수행하던 중 상기 제2기지국(424)에 의한 제2TDD 서비스 영역(422)으로 이동(c)하였다. 따라서 상기 MS #3에 대해서는 상기 제2기지국(424)에서 제공하던 FDD 모드에 의한 서비스를 TDD 모드에 의한 서비스가 이루어질 수 있도록 동작 모드를 전환하는 것이 필요하다.

상기 MS #4는 제2TDD 서비스 영역(422) 내에서 제2기지국(424)로부터 TDD 모드에 의해 서비스를 수행하던 중 상기 제2기지국(424)에 의한 제2FDD 서비스 영역(420)으로 이동(d)하였다. 따라서 상기 MS #4에 대해서는 상기 제2기지국(424)에서 제공하던 TDD 모드에 의한 서비스를 FDD 모드에 의한 서비스가 이루어질 수 있도록 동작 모드를 전환하는 것이 필요하다.

A-2. 동작 모드 전환에 따른 이동 단말의 상태 천이

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 모드 전환을 적용함으로써 이루어지는 이동 단말의 상태 천이를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 5에서는 네 가지 상태, 즉 TDD 모드 상태(TDD mode state)(510), FDD 모드 상태(FDD mode state)(520), 대기 상태(Waiting state)(530) 및 드롭 상태(Drop)(540)를 가정하고 있다. 상기 TDD 모드 상태(TDD mode state)(510)는 TDD 모드에 의해 서비스를 수행하는 이동 단말의 상태이며, FDD 모드 상태(FDD mode state)(520)는 FDD 모드에 의해 서비스를 수행하는 이동 단말의 상태이다. 대기 상태(Waiting state)(530)는 자원이 부족하여 주어진 지연 시간 동안 동작 모드의 전환을 기다리는 이동 단말의 상태이며, 드롭 상태(Drop)(540)는 대기 상태(530)에 있던 이동 단말 중 주어진 지 연 시간이 경과한 이동 단말이 천이하게 되는 상태이다.

상기 도 5를 참조하면, TDD 모드 상태(510)에서는 세 가지의 상태 천이가 이루어질 수 있다. 즉 현재의 상태를 유지하기 위한 상태 천이(참조번호 512)와, FDD 모드 상태(520)로의 상태 천이(참조번호 514) 및 대기 상태(530)로의 상태 천이(참조번호 516)가 있다. 상기 현재의 상태를 유지하는 경우(참조번호 512)는 주어진 기준에 의하여 동작 모드 전환을 판단한 결과에 변화가 없을 때이다. 상기 FDD 모드 상태(520)로의 상태 천이(참조번호 514)는 동작 모드의 전환에 성공한 경우에 해당하며, 상기 대기 상태(530)로의 상태 천이(참조번호 516)는 자원이 부족하여 동작 모드의 전환에 실패하여 다음 스케줄링 주기에서 자원을 할당 받아 모드 전환이 되기를 기다리는 경우에 해당한다. 즉 상기 TDD 모드 상태(510)에 있는 이동 단말은 동작 모드 전환이 필요하지 않으면, 참조번호 512에 의한 상태 천이가 이루어질 것이다. 하지만 상기 TDD 모드 상태(510)에 있는 이동 단말은 동작 모드 전환이 필요하면, 그 성공 여부에 의해 참조번호 514 또는 참조번호 516에 의한 상태 천이가 이루어질 것이다. 상기 동작 모드 전환의 필요 여부를 판단하는 것에 대한 상세한 설명은 후술 될 것이다.

FDD 모드 상태(520)에서는 세 가지의 상태 천이가 이루어질 수 있다. 즉 현재의 상태를 유지하기 위한 상태 천이(참조번호 522)와, TDD 모드 상태(510)로의 상태 천이(참조번호 524) 및 대기 상태(530)로의 상태 천이(참조번호 526)가 있다. 상기 현재의 상태를 유지하는 경우(참조번호 522)는 주어진 기준에 의하여 동작 모드 전환을 판단한 결과에 변화가 없을 때이다. 상기 TDD 모드 상태(510)로의 상태 천이(참조번호 524)는 동작 모드의 전환에 성공한 경우에 해당하며, 상기 대기 상태(530)로의 상태 천이(참조번호 526)는 동작 모드의 전환에 실패한 경우에 해당한다. 즉 상기 FDD 모드 상태(520)에 있는 이동 단말은 동작 모드 전환이 필요하지 않으면, 참조번호 522에 의한 상태 천이가 이루어질 것이다. 하지만 상기 FDD 모드 상태(520)에 있는 이동 단말은 동작 모드 전환이 필요하면, 그 성공 여부에 의해 참조번호 524 또는 참조번호 526에 의한 상태 천이가 이루어질 것이다.

대기 상태(530)에서는 네 가지의 상태 천이가 이루어질 수 있다. 즉 현재의 상태를 유지하기 위한 상태 천이(참조번호 532)와, TDD 모드 상태(510)로의 상태 천이(참조번호 534), FDD 모드 상태(520)로의 상태 천이(참조번호 536) 및 드롭 상태(540)로의 상태 천이(참조번호 538)가 있다. 상기 현재 상태의 유지(참조번호 532)는 할당할 자원이 부족하나 허락된 지연이 초과되지 않은 경우에 해당한다. 상기 TDD 모드 상태(510)로의 상태 천이(참조번호 534)는 TDD 모드로의 전환에 필요한 자원이 존재하는 경우에 해당하며, 상기 FDD 모드 상태(520)로의 상태 천이(참조번호 536)는 FDD 모드로의 전환에 필요한 자원이 존재하는 경우에 해당하다. 상기 드롭 상태(540)로의 상태 천이(참조번호 538)는 할당된 지연이 경과할 때까지 동작 모드를 전환하는데 필요한 자원이 충분하지 않는 경우에 해당한다. 즉 상기 대기 상태(530)에 있는 이동 단말은 동작 모드 전환에 필요한 자원이 발생할 때까지 대기하며, 할당된 지연이 경과할 때까지 필요한 자원이 발생하지 않으면 동작 모드 전환을 포기하게 된다.

상기 도 5에서 보이고 있는 바와 같은 상태 천이를 수행하기 위해서는 각 동 작 모드에서 동작 모드 전환을 수행하게 되는 기준이 제시되어야 할 것이다. 그리고 상기 제시된 기준을 만족할 경우 원하는 동작 모드로 전환하기 위한 절차가 구체적으로 나타나야 할 것이다. 따라서 후술 될 본 발명의 상세한 설명에서는 이에 대해 구체적으로 살펴볼 것이다.

A-3. 동작 모드 전환에 따른 시그널링

이하 도 6 내지 도 8을 참조하며 본 발명의 실시 예에 따라 기지국과 이동 단말간에 이루어지는 시그널링 절차에 대해 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 동작 모드의 전환에 성공하는 시나리오에 있어서의 시그널링을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 이동 단말(MS)은 610단계에서 자신이 측정한 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보(request info)를 기지국(BS)으로 전송한다. 상기 요청 정보는 요구되는 트래픽 유형(required traffic type), 요구되는 데이터 율(required data rate)을 포함한다. 그리고 상기 요청 정보는 변경 시에만 전송된다.

상기 기지국은 상기 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보에 의해 상기 이동 단말에 대한 모드 전환 여부를 결정(mode switching decision)한다. 상기 기지국은 상기 모드 전환 여부를 결정함에 있어, 상기 이동 단말의 위치, 속도 및 SINR을 측정한다. 그리고 모드 전환이 결정되면, 모드 전환에 필요한 자원을 할당(resource allocation)한다(612단계). 상기 기지국은 614단계에서 할당된 채널 정보 (Allocated CH info)와 모드 전환 명령(Mode switching command)을 상기 이동 단말로 전송한다.

상기 이동 단말은 상기 모드 전환 명령이 수신되면, 상기 할당된 채널 정보에 의해 모드 전환을 수행한다(616단계). 한편 전술한 바에 의해 모드 전환이 이루어진 이동 단말은 소정 주기에 의해 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보를 상기 기지국으로 전송한다(618단계).

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 동작 모드의 전환에 실패하는 시나리오에 있어서의 시그널링을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 7을 참조하면, 이동 단말(MS)은 710단계에서 자신이 측정한 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보(request info)를 기지국(BS)으로 전송한다. 상기 요청 정보는 요구되는 트래픽 유형(required traffic type), 요구되는 데이터 율(required data rate)을 포함한다. 그리고 상기 요청 정보는 변경 시에만 전송된다.

상기 기지국은 상기 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보에 의해 상기 이동 단말에 대한 모드 전환 여부를 결정(mode switching decision)한다. 상기 기지국은 상기 모드 전환 여부를 결정함에 있어, 상기 이동 단말의 위치, 속도 및 SINR을 측정한다. 그리고 모드 전환이 결정되면, 모드 전환에 필요한 자원을 할당(resource allocation)한다. 하지만 712단계에서는 모드 전환이 결정되었으나 상기 모드 전환에 필요한 자원이 부족한 상황을 가정하고 있다. 이러한 상황이 발생하게 되면, 상기 기지국은 대기 타이머를 구동(waiting time on)한다. 상기 대기 타이머는 미리 결정된 지연이 경과하기 전까지 필요한 잉여 자원이 발생하는 지를 체크하기 위해 사용된다. 그 후 상기 기지국은 714단계에서 대기 상태로의 천이를 명령(waiting state command)한다.

상기 이동 단말은 상기 대기 상태로의 천이 명령이 수신되면, 상기 기지국으로부터 모드 전환 명령이 있을 때까지 대기하기 위한 대기 상태로 천이한다(716단계). 한편 전술한 바에 의해 대기 상태로 천이한 이동 단말은 소정 주기에 의해 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보를 상기 기지국으로 전송한다(718단계, 722단계, 726단계).

상기 기지국은 상기 이동 단말로부터 주기적으로 전송되는 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보를 수신한다. 그리고 상기 파일럿 신호의 수신 세기와 상기 요청 정보가 수신될 때마다 모드 전환이 유효한지와, 상기 대기 타이머를 확인한다. 상기 720단계와 상기 724단계에서는 모드 전환이 아직 유효할 뿐만 아니라 미리 결정된 지연이 경과하지 않았음을 가정한다. 하지만 상기 기지국은 728단계에서 모드 전환을 위한 지연을 검사하는 대기 타이머가 종료되었음을 확인한다. 상기 대기 타이머의 종료를 확인한 상기 기지국은 730단계에서 모드 전환을 포기할 것을 명령(Drop command)한다.

상기 모드 전환 포기 명령을 수신한 이동 단말은 732단계에서 상기 기지국으로의 새로운 접속을 시도하거나 슬립 모드(sleep mode)로 전환한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 전환할 모드에 가용 자원이 있을 때까지 허용된 시간 지연 내에서 대기하다가 동작 모드의 전환에 성공하는 시나리오에 있 어서의 시그널링을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 8을 참조하면, 이동 단말(MS)은 810단계에서 자신이 측정한 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보(request info)를 기지국(BS)으로 전송한다. 상기 요청 정보는 요구되는 트래픽 유형(required traffic type), 요구되는 데이터 율(required data rate)을 포함한다. 그리고 상기 요청 정보는 변경 시에만 전송된다.

상기 기지국은 상기 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보에 의해 상기 이동 단말에 대한 모드 전환 여부를 결정(mode switching decision)한다. 상기 기지국은 상기 모드 전환 여부를 결정함에 있어, 상기 이동 단말의 위치, 속도 및 SINR을 측정한다. 그리고 모드 전환이 결정되면, 모드 전환에 필요한 자원을 할당(resource allocation)한다. 하지만 812단계에서는 모드 전환이 결정되었으나 상기 모드 전환에 필요한 자원이 부족한 상황을 가정하고 있다. 이러한 상황이 발생하게 되면, 상기 기지국은 대기 타이머를 구동(waiting time on)한다. 상기 대기 타이머는 미리 결정된 지연이 경과하기 전까지 필요한 잉여 자원이 발생하는 지를 체크하기 위해 사용된다. 그 후 상기 기지국은 814단계에서 대기 상태로의 천이를 명령(waiting state command)한다.

상기 이동 단말은 상기 대기 상태로의 천이 명령이 수신되면, 상기 기지국으로부터 모드 전환 명령이 있을 때까지 대기하기 위한 대기 상태로 천이한다(816단계). 한편 전술한 바에 의해 대기 상태로 천이한 이동 단말은 소정 주기에 의해 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보를 상기 기지국으로 전송한다(818단계, 822단 계, 826단계).

상기 기지국은 상기 이동 단말로부터 주기적으로 전송되는 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보를 수신한다. 그리고 상기 파일럿 신호의 수신 세기와 상기 요청 정보가 수신될 때마다 모드 전환이 유효한지와, 상기 대기 타이머를 확인한다. 상기 820단계와 상기 824단계에서는 모드 전환이 아직 유효할 뿐만 아니라 미리 결정된 지연이 경과하지 않았음을 가정한다. 한편 상기 기지국은 828단계에서 모드 전환이 유효하고, 상기 모드 전환에 필요한 가용 자원이 발생하였음을 확인한다. 그러므로 상기 기지국은 상기 가용 자원을 상기 모드 전환을 위한 자원으로 할당하고, 상기 대기 타이머를 해제한다. 상기 기지국은 830단계에서 할당된 자원에 의한 채널 정보(Allocated CH info)와 함께 모드 전환 명령(Mode switching command)을 상기 이동 단말로 전송한다.

상기 이동 단말은 상기 모드 전환 명령이 수신되면, 상기 할당된 채널 정보에 의해 모드 전환을 수행한다(832단계). 한편 전술한 바에 의해 모드 전환이 이루어진 이동 단말은 소정 주기에 의해 파일럿 신호의 수신 세기와 요청 정보를 상기 기지국으로 전송한다(834단계).

A-4. 동작 모드 전환에 따른 동작 설명

이하 도 9 내지 13을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 동작 모드를 전환하는 구체적인 동작에 대해 살펴보도록 한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 모드를 전환하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다. 후술 될 설명에서는 검사 리스트를 생성하기 위한 서브루틴과 다음 스케줄링 이동 단말을 선택하기 위한 서브루틴을 포함하고 있다. 상기 검사 리스트 생성 서브루틴을 두고 있는 것은 전환 가능성이 거의 없는 이동 단말을 검사 대상에서 제외시킴으로써, 처리 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고 상기 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴을 두고 있는 것은 허용된 시간이 초과된 이동 단말을 드룹 시킴으로써, 이동 단말과 기지국 간의 시그널링 횟수를 줄일 수 있다. 하지만 본 발명의 실시 예에서는 상기 검사 리스트 생성 서브루틴과 상기 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴에 따른 절차를 생략할 수도 있다.

상기 도 9를 참조하면, 기지국은 이동 단말에서 요청한 데이터 율, 트래픽 형태 및 파일럿 신호의 수신 세기에 관한 정보를 제어 채널을 통해 수신한다. 그 후 상기 기지국은 910단계로 진행하여 모드 전환이 필요한 이동 단말들에 대한 검사 리스트를 생성하기 위한 서브루틴을 수행한다. 상기 검사 리스트 생성 서브루틴에 대해서는 도 10을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.

상기 기지국은 상기 검사 리스트에 대해서는 912단계로 진행하여 모드 전환을 위한 동작을 수행한다. 하지만 비 겸사 리스트에 대해서는 920단계로 진행하여 기존의 동작 모드를 유지하기 위한 동작을 수행한다. 이는 동작 모드의 전환 가능성이 거의 없는 이동 단말은 사전에 모니터링 대상에서 제외시킴으로써, 처리 시간을 단축하기 위함이다.

상기 기지국은 914단계로 진행하면, 상기 이동 단말에 대해 적절한 동작 모드를 결정하는 모드 결정 서브루틴을 수행한다. 상기 모드 결정 서브루틴은 이동 단말의 위치, SINR, 속도 및 데이터 율 등에 의해 결정될 수 있다. 즉 TDD 모드를 수행하기 위해 제시되는 조건들을 만족하는 이동 단말에 대해서만 TDD 모드를 동작 모드로 결정하게 된다. 상기 모드 결정 서브루틴에 대해서는 도 11을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다. 상기 모드 결정 서브루틴에 의해 상기 이동 단말에 대한 동작 모드가 결정되면, 상기 기지국은 916단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 모드 전환이 필요한 지를 판단한다. 즉 상기 판단은 상기 이동 단말의 현재 동작 모드와 앞에서 결정된 동작 모드가 일치하는 지를 확인하는 것에 의해 이루어진다. 상기 기지국은 상기 이동 단말에 대한 모드 전환이 필요할 시 918단계로 진행하며, 그렇지 않으면 상기 920단계로 진행한다.

상기 기지국은 918단계로 진행하면, 상기 이동 단말에 대한 모드 전환을 수행하는 모드 전환 서브루틴을 수행한다. 상기 모드 전환 서브루틴에 대해서는 도 12를 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.

상기 기지국은 918단계에서 이동 단말에 대해 결정된 동작 모드를 지원하기 위한 충분한 자원을 가지고 있는 지를 판단한다. 즉 결정된 동작 모드를 수행하기 위한 자원을 해당 이동 단말에 대해 할당할 수 있는 경우에만 동작 모드 전환이 이루어지도록 한다.

상기 기지국은 상기 912단계 또는 상기 916단계 및 상기 918단계로부터 상기 920단계로 진행하면, 상기 이동 단말에 대한 자원 할당을 위한 자원할당 서브루틴을 수행한다. 상기 이동 단말에 대한 자원할당이 이루어지면, 상기 기지국은 다음 스케줄링을 위한 이동 단말을 선택하기 위한 서브루틴을 수행한다. 상기 다음 스케 줄링 이동 단말 선택 서브루틴은 현재 대기 상태에 있는 이동 단말을 다음 스케줄링을 수행할 이동 단말 리스트에 추가할지 여부를 결정한다. 만약 상기 대기 상태에 있는 이동 단말들 중 상기 이동 단말 리스트에 추가되지 않는 이동 단말에 대해서는 드롭 상태로 천이하도록 함으로써, 새로운 자원을 할당 받을 수 있도록 한다. 이는 현재 스케줄링 주기에서 허용된 시간 지연이 초과되는 이동 단말을 드롭하는 방식을 사용하지 않고, 다음 스케줄링 주기에서 허용된 시간 지연을 초과할 이동 단말을 미리 드룹 시키는 방식을 사용한다. 이로써 이동 단말과 기지국간의 시그널링 횟수를 줄일 수 있다. 상기 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴에 대해서는 도 13을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.

상기 기지국은 다음 스케줄링 시점이 도래하면, 상기 선택된 이동 단말에 대응하여 전술한 동작 모드 전환 절차를 반복하여 수행한다.

한편 상기 916단계에서의 모드 전환 서브루틴을 수행하기에 앞서 우선권 부여 서브루틴을 수행할 수 있다. 상기 우선권 부여 서브루틴은 각 동작 모드 별로 요구되는 총 대역폭과 사용 가능한 대역폭을 비교하고, 대역폭이 부족할 경우 프리미엄 사용자들에게 동작 모드 전환의 우선권을 부여하기 위함이다. 상기 우선권 부여 서브루틴이 추가될 시 동작 모드 전환의 대상이 되는 이동 단말에 대해서만 모드 전환 서브루틴이 적용되도록 한다. 그 외에 다음 스케줄링을 위한 이동 단말에 대해서는 922단계에 의한 다음 스케줄링 이동단말 선택 서브루틴이 수행될 수 있도록 한다. 한편 동작 모드 전환의 대상이 되지 않는 이동 단말에 대해서는 920단계로 진행하여 자원 할당 서브루틴이 수행되도록 한다.

도 10은 상기 도 9에서의 모드 결정 리스트 생성 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 10에서 보이고 있는 제어 흐름은 도 14에서의 상태 천이를 기반으로 하고 있다. 상기 도 14를 참조하면, 계산된 속도가 일정 속도 이상인 이동 단말에 대해서만 모드 결정을 검사하기 위한 대상으로 선정한다. 상기 모드 결정을 검사하기 위한 대상에 속하는 이동 단말이 속도가 감소하여 일정 속도 이하로 떨어지면, 모드 결정을 검사하지 않는 검사 비 대상으로 변경한다. 이와 같이 검사 비 대상으로 변경된 이동 단말에 대해서는 FDD 모드에 의해 동작할 수 있도록 한다.

한편 검사 비 대상으로 선정된 이동 단말의 속도가 일정 속도 이하에서 유지되면, 계속하여 FDD 모드에서 동작하도록 한다. 그렇지 않고 이동 단말의 속도가 증가하고, 요청 정보가 수신될 시 해당 이동 단말을 모드 결정을 수행하는 검사 대상으로 변경하여 선정한다.

상기 도 10을 참조하면, 기지국은 검사 리스트 생성 서브루틴으로 진행하면, 1010단계에서 해당 이동 단말의 위치와 SINR 및 속도를 계산한다. 그리고 1012단계로 진행하여 해당 이동 단말의 현재 동작 모드가 FDD 모드인지를 확인한다. 현재 동작 모드가 FDD 모드가 아니라면, 1018단계로 진행한다. 하지만 현재 동작 모드가 FDD 모드이면, 1014단계로 진행하여 앞서 계산된 속도가 TDD 모드를 지원할 수 있는 속도인지를 판단한다. 만약 상기 계산된 속도가 TDD 모드를 지원할 수 있는 속도가 아니라면, 상기 1018단계로 진행하여 해당 이동 단말을 검사 리스트에 추가한다. 따라서 상기 이동 단말에 대한 모드 결정이 수행될 수 있도록 한다.

하지만 상기 계산된 속도가 TDD 모드를 지원할 수 없는 범위에 속하면, 상기 1016단계로 진행하여 모드 결정을 수행하지 않는 비 검사 리스트에 해당 이동 단말을 추가한다. 따라서 상기 이동 단말에 대해서는 모드 결정을 위한 동작을 수행하지 않도록 한다.

도 11은 상기 도 9에서의 모드 결정 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 11에 의해 이동 단말의 동작 모드를 결정하기 위해서는 FDD 모드와 TDD 모드를 결정하기 위한 기준이 마련되어야 할 것이다. 하기의 <표 1>에서는 이동 단말의 동작 모드를 TDD 모드로 결정할 지 아니면 FDD 모드로 결정할지를 판단하기 위한 기준을 제시하고 있다.

상기 <표 1>에서 제시한 각 동작 모드 별로의 기준을 마련하고, 상기 제시한 기준에 의해 각 이동 단말들의 동작 모드를 결정하도록 한다.

후술 될 모드 결정 서브루틴은 이동 단말과 기지국 간의 연결이 막 이루어진 상태에서는 모든 이동 단말들에 대한 동작 모드 결정을 수행한다. 그렇지 않은 경우에는 모니터링 대상인 이동 단말에 대해서만 동작 모드 결정을 수행하도록 한다.

상기 도 11을 참조하면, 기지국은 모드 결정 서브루틴으로 진행하면, 1110단계에서 해당 이동 단말이 TDD 서비스 영역에 위치하는 지를 검사한다. 상기 TDD 서비스 영역은 FDD 서비스 영역의 내측에 형성된다. 이는 상기 도 10에서 계산된 이동 단말의 위치에 의해 판단할 수 있다.

상기 이동 단말이 TDD 서비스 영역에 위치하면, 상기 기지국은 1112단계로 진행하여 상기 이동 단말의 SINR이 기준 SINR(SINR_th)에 비해 크거나 같은 지를 판단한다. 상기 이동 단말의 SINR은 상기 도 10에서 이미 계산되었다. 만약 상기 이동 단말의 SINR이 기준 SINR에 비해 크거나 같다면, 상기 기지국은 1124단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 FDD 모드로 결정한다. 하지만 상기 이동 단말의 SINR이 기준 SINR에 비해 크거나 같지 않다면, 상기 기지국은 1114단계로 진행한다.

상기 기지국은 상기 1114단계에서 상기 이동 단말의 속도(V)가 기준 속도(V_th)에 비해 작거나 같은지를 판단한다. 상기 이동 단말의 속도는 상기 도 10에서 이미 계산된 값이다. 상기 기지국은 상기 이동 단말의 속도가 상기 기준 속도에 비해 작거나 같지 않으면, 상기 1124단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 FDD 모드로 결정한다. 하지만 상기 이동 단말의 속도가 상기 기준 속도에 비해 작거나 같으면, 상기 기지국은 1116단계로 진행한다.

상기 기지국은 상기 1116단계에서 상기 이동 단말이 요구한 데이터 율(DR)이 기준 데이터 율(DR_th)에 비해 크거나 같은지를 판단한다. 상기 데이터 율은 요청 정보로써 이동 단말로부터 수신된다. 상기 기지국은 상기 이동 단말이 요구한 데이터 율이 상기 기준 데이터 율에 비해 크거나 같지 않으면, 상기 1124단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 FDD 모드로 결정한다. 하지만 상기 이동 단말이 요구한 데이터 율이 상기 기준 데이터 율에 비해 크거나 같으면, 상기 기지국은 1118단계로 진행한다.

상기 기지국은 상기 1118단계에서 상기 이동 단말에 의해 요구된 서비스가 데이터 트래픽인지를 판단한다. 상기 이동 단말에 의해 데이터 트래픽이 요구되지 않았으면, 상기 기지국은 상기 1124단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 FDD 모드로 결정한다. 여기서 상기 데이터 트래픽이 아닌 경우는 음성 트래픽이라 가정할 수 있다. 하지만 상기 기지국은 상기 이동 단말로부터 데이터 트래픽이 요구되었다고 판단하면, 1120단계로 진행한다.

상기 기지국은 상기 1120단계에서 상기 이동 단말에서 요구되는 서비스의 특성이 TDD 모드가 가지는 특성을 만족하는 지를 판단한다. 예컨대 상기 이동 단말로부터 요구된 서비스가 비대칭(asymmetry) 또는 불균등(reciprocity)의 특징을 가진다면, 이는 상기 TDD 모드의 특성을 만족한다고 할 것이다. 하지만 상기 이동 단말에 의해 요구된 서비스가 동시에 연속적인 전송을 특징으로 한다면, 이는 FDD 모드의 특성을 만족한다고 할 것이다. 상기 기지국은 상기 이동 단말이 요구한 서비스의 특징이 TDD 모드를 요구하는 특징이 아니라고 판단하면, 상기 1124단계로 진행 하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 FDD 모드로 결정한다. 하지만 상기 이동 단말이 요구한 서비스의 특징이 TDD 모드를 요구하는 특징이라고 판단되면, 상기 기지국은 1122단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 TDD 모드로 결정한다.

전술한 바와 같이 기지국은 이동 단말이 가지는 다양한 정보를 습득하고, 상기 습득한 정보들이 어떠한 동작 모드를 만족하는 지에 의해 해당 이동 단말의 동작 모드를 결정하도록 한다. 상기 동작 모드를 결정하기 위해서는 이동 단말의 위치, SINR, 이동 속도, 데이터 율, 트래픽 유형 및 요구되는 특성 등이 습득되어야 할 정보들이다.

한편 전술한 모드 결정 서브루틴은 어떠한 목적을 가지는지에 따라 그 구현이 달라 질 수 있다. 예컨대, 셀 가운데에 위치하면서 채널 상태가 좋고, 느린 이동 속도를 가지는 이동 단말을 우대하여 처리량을 높이기 위한 모드 결정 서브루틴이 제안될 수 있다. 그럴지 않고 셀 가장자리에 위치하여 채널 상태가 좋지 않고, 빠른 이동 속도를 가지는 이동 단말에게도 최소한의 서비스 질을 보장하여줌으로써 공평함을 보장하기 위한 모드 결정 서브루틴이 제안될 수 있다.

도 12는 상기 도 9에서의 모드 전환 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 상기 모드 전환 서브루틴은 모드 결정에서 현재의 동작 모드와 다른 동작 모드를 사용하는 것이 바람직하다고 결정될 시에 실시한다. 한편 이동 단말의 요구 사항의 변경에 의한 동작 모드의 전환이라면, 현재 동작 모드에서 자원이 부족하지만 않으면 현재 동작 모드를 유지할 수 있도록 한다. 이는 잦은 동작 모드의 전환에 따른 이동 단말과 기지국의 부담을 줄이기 위함이다. 하지만 동작 모드의 전환이 이동 단말의 요구 사항 변경으로 인한 것이 아닐 경우에는 전환할 동작 모드의 자원이 존재하면 동작 모드를 전환한다. 그리고 전환할 모드에서의 자원이 부족할 경우에는 요청된 동작 모드가 무엇인지에 따라 동작 모드의 전환 여부를 결정한다. 즉 TDD 모드에서 FDD 모드로의 전환을 요청한 경우에는 TDD 모드에서 서비스 받는 것이 더 이상 어렵다는 것을 뜻하므로 다음 스케줄링 주기에서 서비스를 받도록 한다. 하지만 FDD 모드에서 TDD 모드로의 전환을 요청한 경우에는 FDD 모드에서 계속 서비스를 받도록 한다. 이는 FDD 모드는 기본적인 동작 모드로 모든 단말에게 제공되기 때문이다.

상기 도 12를 참조하면, 기지국은 모드 전환 서브루틴으로 진행하면, 1210단계에서 이동 단말의 요청에 의한 모드 전환인지를 확인한다. 상기 이동 단말로부터 모드 전환이 요청되는 것은 요청 정보의 변경에 의한 것이다. 상기 이동 단말로부터의 요청 정보의 변경에 의한 모드 전환이라면, 상기 기지국은 1212단계로 진행하여 상기 이동 단말의 현재 모드를 지원하기 위한 가용 자원이 존재하는 지를 확인한다. 상기 기지국은 상기 이동 단말의 현재 모드를 지원하기 위한 가용 자원이 존재하면, 1214단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 현재의 동작 모드로 유지한다. 즉 상기 1214단계에서 상기 기지국은 상기 이동 단말에 대한 모드 전환을 수행하지 않는다.

상기 기지국은 모드 전환이 상기 이동 단말로부터의 요청 정보의 변경에 의한 것이 아니거나 상기 이동 단말의 현재 모드를 지원하기 위한 가용 자원이 충분 하지 않으면, 1216단계로 진행한다. 상기 기지국은 상기 1216단계로 진행하면, 상기 이동 단말이 전환할 동작 모드를 지원하기 위한 충분한 자원이 확보되었는지를 확인한다. 상기 기지국은 상기 이동 단말이 전환할 동작 모드를 지원하기 위한 가용 자원이 존재하면, 1218단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 앞서 결정된 동작 모드로 전환한다. 하지만 상기 이동 단말이 전환할 동작 모드를 지원하기 위한 가용 자원이 충분히 확보되지 않았으면, 1220단계로 진행한다. 상기 기지국은 상기 1220단계로 진행하여 상기 이동 단말로부터 TDD 모드가 동작 모드로 결정될 것을 요청하였는지를 확인한다. 상기 기지국은 이동 단말이 TDD 모드가 동작 모드로 결정될 것을 요청하였다면, 1222단계로 진행하여 FDD 모드를 유지한다. 하지만 상기 이동 단말이 FDD 모드가 동작 모드로 결정될 것을 요청하였다면, 1224단계로 진행하여 자원 부족 상태로 천이할 것을 상기 이동 단말로 명령한다. 상기 자원 부족 상태에 있는 이동 단말은 추후 한꺼번에 대기 상태로 천이될 것이다.

도 13은 상기 도 9에서의 다음 스케줄링 단말을 선택하는 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 13을 참조하면, 기지국은 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴으로 진행하면, 1310단계에서 해당 이동 단말이 현재 대기 상태에 있는 지를 확인한다. 상기 기지국은 상기 이동 단말이 대기 상태에 있지 않으면, 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴을 종료한 후 메인 루틴으로 리턴한다.

하지만 상기 이동 단말이 현재 대기 상태에 있으면, 상기 기지국은 1312단계에서 앞서 구동된 대기 타이머에 의해 측정된 시간(T)이 허락된 지연 시간을 경과 하였는지를 확인한다. 상기 대기 타이머는 상기 이동 단말이 대기 상태로 천이한 후 경과된 시간을 측정하기 위해 사용된다. 따라서 상기 대기 타이머에 의해 측정된 시간은 상기 이동 단말이 대기 상태로 천이한 후 경과된 시간을 의미한다.

상기 측정된 시간이 허락된 지연 시간을 초과하지 않았다면, 상기 기지국은 1314단계에서 상기 측정 시간(T)을 증가시킨다. 그리고 1316단계에서 상기 이동 단말을 대기 리스트에 추가한다. 하지만 상기 측정된 시간이 허락된 시간을 초과하였다면, 상기 기지국은 1318단계로 진행하여 상기 이동 단말에게 드롭 상태로 천이할 것을 명령한다. 상기 드롭 상태로의 천이 명령을 수신한 이동 단말은 새로운 접속을 시도하여야 한다.

전술한 바와 같이 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴에서는 동작 모드의 전환을 명령 받았으나 자원이 부족하면, 해당 이동 단말을 다음 스케줄링 주기에서 서비스를 받아야 할 대상으로 결정한다. 이때 다음 스케줄링 주기에서 시간 지연이 허용치를 넘어서면 해당 이동 단말을 드롭 시킨다. 그렇지 않으면 다음 스케줄링 주기에서 서비스 받도록 큐에 등록한다. 즉 스케줄링 주기가 시작될 때, 해당 스케줄링 주기에서의 시간 지연을 검사하여 드롭 여부를 결정하는 것 보다는 스케줄링 주기가 끝날 때 다음 스케줄링 주기에서의 시간 지연을 검사하여 드롭 여부를 결정하는 것이 이동 단말과 기지국 간의 시그널링 횟수를 줄일 수 있다. 또한 기지국의 버퍼도 그 만큼 절약할 수 있다.

B. 제2실시 예(주파수 대역 전환)

이하 본 발명의 실시 예에 따라 대역폭이 다른 대역이 두 개 이상 혼재하는 다중 대역 시스템에서 이동 단말이 사용할 주파수 대역을 전환하기 위한 구체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.

B-1. 주파수 대역 전환 예시

도 15는 순방향과 역방향에 대해 사용되는 주파수 대역의 전환 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 15에서는 광대역과 협대역이 혼재하는 시스템을 가정하고 있다.

상기 도 15를 참조하면, 순방향과 역방향에 대한 사용 주파수 할당을 네 가지 예들로 표현할 수 있다. 즉 순방향과 역방향 모두에 대해 광대역에 해당하는 주파수 대역을 사용(제1주파수 할당 예)하도록 하거나 순방향 및 역방향 모두에 대해 협대역에 해당하는 주파수 대역을 사용(제2주파수 할당 예)하도록 한다. 그리고 순방향에 대해 광대역에 해당하는 주파수 대역을 사용하도록 하고, 역방향에 대해서는 협대역에 해당하는 주파수 대역을 사용(제3주파수 할당 예)하도록 한다. 마지막으로 순방향에 대해 협대역에 해당하는 주파수 대역을 사용하도록 하고, 역방향에 대해서는 광대역에 해당하는 주파수 대역을 사용(제4주파수 할당 예)하도록 한다.

따라서 이동 단말이 사용할 주파수 대역의 전환은 전술한 네 가지 예들 간의 전환이 될 것이다. 예컨대 제1주파수 할당 예가 적용된 이동 단말에 대해 제3주파수 할당 예로의 주파수 전환을 수행하도록 하거나 제4주파수 할당 예가 적용된 이동 단말에 대해 제1주파수 할당 예로의 주파수 전환을 수행하도록 한다.

B-2. 주파수 대역 전환에 따른 시그널링

도 16은 본 발명의 실시 예에 따라 주파수 대역의 전환에 성공하는 시나리오에 있어서의 시그널링을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 16을 참조하면, 이동 단말(MS)은 1610단계에서 기지국을 호출하는 파일럿 신호를 전송하고, 기지국은 1612단계에서 파일럿 신호와 함께 프리앰블을 상기 이동단말로 전송한다. 이때 사용되는 주파수 대역은 협대역과 광대역 중에서 기본 동작 대역으로 제공되는 것을 사용한다. 상기 이동 단말은 1614단계에서 요청 정보(request info)와 대역 결정을 위한 피드백 정보(Feedback info. for band decision)를 기지국(BS)으로 전송한다. 변경 시에만 전송되는 상기 요청 정보는 요구되는 트래픽 유형(required traffic type), 요구되는 데이터 율(required data rate)을 포함한다. 그리고 위한 피드백 정보는 주파수 대역 전환을 위한 검사 리스트에 자신이 포함되어 있을 시에만 전송된다.

상기 기지국은 1616단계에서 상기 요청 정보와 해당 이동 단말에 대해 측정된 위치, 속도 및 SINR에 의해 주파수 대역 전환 여부를 결정(band switching decision)한다. 그리고 주파수 대역 전환이 결정되면, 상기 주파수 대역 전환에 필요한 자원을 할당(resource allocation)한다. 상기 기지국은 1618단계에서 파일럿 신호와 프리앰블 및 할당된 주파수 대역 정보(Allocated band info)와 주파수 대역 전환 명령(band switching command)을 상기 이동 단말로 전송한다.

상기 이동 단말은 상기 주파수 대역 전환 명령이 수신되면, 상기 할당된 주파수 대역 정보에 의해 주파수 대역을 전환한다(1620단계). 한편 전술한 바에 의해 주파수 대역의 전환이 이루어진 이동 단말은 소정 주기에 의해 파일럿 신호를 전송하며, 요청 정보는 변경될 시마다 상기 기지국으로 전송한다(1622단계).

B-3. 주파수 대역 전환에 따른 동작 설명

이하 도 17 내지 20을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 대역을 전환하는 구체적인 동작에 대해 살펴보도록 한다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 대역을 전환하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다.

상기 도 17을 참조하면, 기지국은 이동 단말에서 요청한 데이터 율과 트래픽 형태에 관한 정보(요구 정보)를 제어 채널을 통해 수신한다. 그 후 상기 기지국은 1710단계로 진행하여 주파수 대역 전환이 필요한 이동 단말들에 대한 검사 리스트를 생성하기 위한 서브루틴을 수행한다. 상기 검사 리스트의 생성은 해당 이동 단말의 위치, SINR 및 속도를 계산하는 것에서 시작된다. 그리고 상기 계산된 속도가 일정 속도 이상인 이동 단말에 대해서만 검사 리스트에 추가하고, 그렇지 않은 이동 단말에 대해서는 검사 리스트에 추가하지 않는다. 상기 검사 리스트에 추가되지 않는 이동 단말들은 비 검사 리스트를 생성하여 별도로 관리한다. 상기 검사 리스트 생성 서브루틴에 대해서는 도 18을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.

상기 기지국은 상기 검사 리스트에 대해서는 1712단계로 진행하여 전환하고자 하는 주파수 대역을 결정하는 동작을 수행한다. 하지만 비 검사 리스트에 대해서는 1720단계로 진행하여 자원할당을 위한 동작을 수행한다. 이는 주파수 대역의 전환 가능성이 거의 없는 이동 단말은 사전에 모니터링 대상에서 제외시킴으로써, 처리 시간을 단축하기 위함이다.

상기 기지국은 1712단계로 진행하면, 상기 이동 단말에서 사용할 적절한 주파수 대역을 결정하는 대역 결정 서브루틴을 수행한다. 상기 대역 결정 서브루틴은 이동 단말의 위치, SINR, 속도 및 데이터 율 등에 의해 결정될 수 있다. 즉 광대역을 사용하기 위해 제시되는 조건들을 만족하는 이동 단말에 대해서만 광대역을 사용할 주파수 대역으로 결정한다. 상기 대역 결정 서브루틴에 대해서는 도 19를 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.

상기 대역 결정 서브루틴에 의해 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역이 결정되면, 상기 기지국은 1714단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역의 전환이 필요한 지를 판단한다. 즉 상기 판단은 상기 이동 단말이 현재 사용하고 있는 주파수 대역과 앞에서 결정된 주파수 대역이 일치하는 지를 확인하는 것에 의해 이루어진다. 상기 기지국은 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역 전환이 필요할 시 1716단계로 진행하며, 그렇지 않으면 상기 1720단계로 진행한다.

상기 기지국은 1716단계로 진행하면, 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역 전환을 수행하는 대역 전환 서브루틴을 수행한다. 상기 대역 전환 서브루틴에 대해서는 도 20을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.

상기 기지국은 1718단계에서 이동 단말에 대해 결정된 주파수 대역을 지원하기 위한 충분한 자원을 가지고 있는 지를 판단한다. 즉 결정된 주파수 대역을 해당 이동 단말에서 사용하기 위한 자원이 충분한 경우에만 주파수 대역의 전환이 이루 어지도록 한다.

상기 기지국은 상기 1712단계 또는 상기 1714단계 및 상기 1718단계로부터 상기 1720단계로 진행하면, 상기 이동 단말에 대한 자원 할당을 수행한다. 상기 이동 단말에 대한 자원할당이 이루어지면, 상기 기지국은 다음 스케줄링을 위한 이동 단말을 선택하기 위한 서브루틴을 수행한다. 상기 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴은 현재 대기 상태에 있는 이동 단말을 다음 스케줄링을 수행할 이동 단말 리스트에 추가할지 여부를 결정한다. 만약 상기 대기 상태에 있는 이동 단말들 중 상기 이동 단말 리스트에 추가되지 않는 이동 단말에 대해서는 드롭 상태로 천이하도록 함으로써, 새로운 자원을 할당 받을 수 있도록 한다. 이는 현재 스케줄링 주기에서 허용된 시간 지연이 초과되는 이동 단말을 드롭하는 방식을 사용하지 않고, 다음 스케줄링 주기에서 허용된 시간 지연을 초과할 이동 단말을 미리 드롭 시키는 방식을 사용한다. 이로써 이동 단말과 기지국간의 시그널링 횟수를 줄일 수 있다. 전술한 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴은 제1실시 예에서 제시한 처리 절차가 그대로 적용될 수 있다.

그리고 본 발명의 실시 예에서는 상기 검사 리스트 생성 서브루틴과 상기 다음 스케줄링 이동 단말 선택 서브루틴에 따른 절차를 생략할 수도 있다.

도 18은 상기 도 17에서의 대역 결정 리스트 생성 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 18에서 보이고 있는 제어 흐름은 도 14에서의 상태 천이를 기반으로 하고 있다. 상기 도 14를 참조하면, 계산된 속도가 일정 속도 이상인 이동 단말에 대해서만 주파수 대역 결정을 검사하기 위한 대상으로 선정한다. 상기 주파수 대역 결정을 검사하기 위한 대상에 속하는 이동 단말이 속도가 감소하여 일정 속도 이하로 떨어지면, 주파수 대역 결정을 검사하지 않는 검사 비 대상으로 변경한다. 이와 같이 검사 비 대상으로 변경된 이동 단말에 대해서는 주파수 대역 전환을 검사하지 않는다.

한편 검사 비 대상으로 선정된 이동 단말의 속도가 일정 속도 이하에서 유지되면, 계속하여 비 검사 대상으로 관리된다. 그렇지 않고 이동 단말의 속도가 증가하고, 요청 정보가 변경될 시 해당 이동 단말을 검사 대상으로써 관리한다.

상기 도 18을 참조하면, 기지국은 검사 리스트 생성 서브루틴으로 진행하면, 1810단계에서 해당 이동 단말의 위치와 SINR 및 속도를 계산한다. 그리고 1812단계로 진행하여 앞에서 계산된 속도가 비 검사 대상으로 관리하기에 충분할 정도로 느린가를 확인한다. 만약 상기 계산된 속도가 충분히 낮다고 판단되지 않으면, 1816단계로 진행하여 해당 이동 단말을 검사 리스트에 추가한다. 따라서 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역 결정을 위한 동작이 수행될 수 있도록 한다.

하지만 상기 계산된 속도가 충분히 낮다고 판단되면, 1814단계로 진행하여 주파수 대역 결정을 수행하지 않는 비 검사 리스트에 해당 이동 단말을 추가한다. 따라서 상기 이동 단말에 대해서는 주파수 대역 결정을 위한 동작을 수행하지 않도록 한다.

도 19는 상기 도 17에서의 대역 결정 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 19에 의해 이동 단말의 동작 모드를 결정하기 위해서는 광 대역과 협대역을 결정하기 위한 기준이 마련되어야 할 것이다. 하기의 <표 2>에서는 이동 단말의 주파수 대역을 광대역으로 결정할 지 아니면 협대역으로 결정할지를 판단하기 위한 기준을 제시하고 있다.

상기 <표 2>에서 제시한 각 주파수 대역 별로의 기준을 마련하고, 상기 제시한 기준에 의해 각 이동 단말들이 사용할 주파수 대역을 결정하도록 한다.

후술 될 대역 결정 서브루틴은 이동 단말과 기지국 간의 연결이 막 이루어진 상태에서는 모든 이동 단말들에 대한 주파수 대역 결정을 수행한다. 그렇지 않은 경우에는 모니터링 대상인 이동 단말에 대해서만 주파수 대역 결정을 수행하도록 한다.

상기 도 19를 참조하면, 기지국은 대역 결정 서브루틴으로 진행하면, 1910단계에서 해당 이동 단말이 셀의 내측에 위치하는 지를 검사한다. 상기 셀의 내측은 기지국으로부터의 근거리를 의미하며, 무선 채널 환경이 양호함을 암시적으로 나타 낸다. 이는 상기 도 18에서 계산된 이동 단말의 위치에 의해 판단할 수 있다.

상기 이동 단말이 셀의 내측에 위치하면, 상기 기지국은 1912단계로 진행하여 상기 이동 단말의 SINR이 기준 SINR(SINR_th)에 비해 크거나 같은 지를 판단한다. 상기 이동 단말의 SINR은 상기 도 10에서 이미 계산되었다. 상기 이동 단말의 SINR이 기준 SINR에 비해 크거나 같지 않다면, 상기 기지국은 1914단계로 진행한다.

상기 기지국은 상기 1914단계에서 상기 이동 단말의 속도(V)가 기준 속도(V_th)에 비해 작거나 같은지를 판단한다. 상기 이동 단말의 속도는 상기 도 10에서 이미 계산된 값이다. 상기 이동 단말의 속도가 상기 기준 속도에 비해 작거나 같으면, 상기 기지국은 1916단계로 진행한다.

상기 기지국은 상기 1916단계에서 상기 이동 단말이 요구한 데이터 율(DR)이 기준 데이터 율(DR_th)에 비해 크거나 같은지를 판단한다. 상기 데이터 율은 요청 정보로써 이동 단말로부터 수신된다. 상기 이동 단말이 요구한 데이터 율이 상기 기준 데이터 율에 비해 크거나 같으면, 상기 기지국은 1918단계로 진행한다.

상기 기지국은 1918단계에서 상기 이동 단말에서 수행되고 있는 트래픽 타입이 광대역에 더 적합한 것인지를 판단한다. 상기 광대역에 의해 수행되는 트래픽 타입이 이라면, 상기 기지국은 1920단계로 진행한다. 상기 기지국은 1920단계로 진행하면, 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역을 광대역으로 결정한다. 하지만 상기 1910단계 내지 1918단계에서 제시한 조건들 중 어느 하나라도 만족하지 않으면, 상기 기지국은 1922단계에서 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역을 협대역으로 결정 한다.

전술한 바와 같이 기지국은 이동 단말이 가지는 다양한 정보를 습득하고, 상기 습득한 정보들이 어떠한 주파수 대역을 만족하는 지에 의해 해당 이동 단말의 주파수 대역을 결정하도록 한다. 상기 주파수 대역을 결정하기 위해서는 이동 단말의 위치, SINR, 이동 속도, 데이터 율, 트래픽 유형 및 요구되는 특성 등이 습득되어야 할 정보들이다.

한편 전술한 대역 결정 서브루틴은 어떠한 목적을 가지는지에 따라 그 구현이 달라 질 수 있다. 예컨대, 셀 가운데에 위치하면서 채널 상태가 좋고, 느린 이동 속도를 가지는 이동 단말을 우대하여 처리량을 높이기 위한 대역 결정 서브루틴이 제안될 수 있다. 그럴지 않고 셀 가장자리에 위치하여 채널 상태가 좋지 않고, 빠른 이동 속도를 가지는 이동 단말에게도 최소한의 서비스 질을 보장하여줌으로써 공평함을 보장하기 위한 대역 결정 서브루틴이 제안될 수 있다.

도 20은 상기 도 17에서의 대역 전환 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 상기 대역 전환 서브루틴은 주파수 대역 결정에서 현재의 주파수 대역과 다른 주파수 대역을 사용하는 것이 바람직하다고 결정될 시에 실시한다. 한편 이동 단말로부터의 요구 사항 변경에 의한 주파수 대역의 전환이라면, 현재 주파수 대역에서 자원이 부족하지만 않으면 현재 주파수 대역을 유지할 수 있도록 한다. 이는 잦은 주파수 대역의 전환에 따른 이동 단말과 기지국의 부담을 줄이기 위함이다. 하지만 주파수 대역의 전환이 이동 단말로부터의 요구 사항 변경으로 인하는 것이 아닐 경우에는 전환할 주파수 대역의 자원이 존재하면 주파수 대역을 전환 한다. 그리고 전환할 모드에서의 자원이 부족할 경우에는 요청된 주파수 대역이 무엇인지에 따라 주파수 대역의 전환 여부를 결정한다. 도 20에서는 협대역이 기본 대역으로 모든 단말에게 제공되는 경우이다. 여기서 광대역에서 협대역으로 주파수 대역 전환을 요청한 경우에는 광대역에서 서비스 받는 것이 더 이상 어렵다는 것을 뜻하므로 다음 스케줄링 주기에서 서비스를 받도록 한다. 하지만 광대역을 주파수 대역으로 요청한 경우에는 기본 대역인 협대역에서 계속 서비스를 받도록 한다.

반대로 광대역이 기본 대역으로 모든 단말에게 제공된다면, 협대역에서 광대역으로 주파수 대역 전환을 요청한 경우에는 협대역에서 서비스 받는 것이 더 이상 어렵다는 것을 뜻하므로 다음 스케줄링 주기에서 서비스를 받도록 한다. 하지만 협대역을 주파수 대역으로 요청한 경우에는 기본 동작 대역인 광대역에서 계속 서비스를 받도록 한다.

상기 도 20을 참조하면, 기지국은 대역 전환 서브루틴으로 진행하면, 2010단계에서 대역 전환이 이동 단말로부터 수신한 요청 정보의 변경에 의한 것인지를 판단한다. 즉 이동 단말의 요청에 의한 대역 전환인지를 확인한다. 상기 이동 단말로부터의 요청 정보가 변경되었기 때문에 발생한 대역 전환이라면, 상기 기지국은 2012단계로 진행하여 상기 이동 단말의 현재 주파수 대역을 지원하기 위한 가용 자원이 존재하는 지를 확인한다. 상기 기지국은 상기 이동 단말의 현재 주파수 대역을 지원하기 위한 가용 자원이 존재하면, 2014단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역을 현재의 주파수 대역으로 유지한다. 즉 상기 2014단계에서 상기 기지국은 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역 전환을 수행하지 않는다.

상기 기지국은 대역 전환이 상기 이동 단말로부터의 요청 정보의 변경에 의한 것이 아니거나 상기 이동 단말의 현재 주파수 대역을 지원하기 위한 가용 자원이 충분하지 않으면, 2016단계로 진행한다. 상기 기지국은 상기 2016단계로 진행하면, 상기 이동 단말이 전환할 주파수 대역을 지원하기 위한 충분한 자원이 확보되었는지를 확인한다. 상기 기지국은 상기 이동 단말이 전환할 주파수 대역을 지원하기 위한 가용 자원이 존재하면, 2018단계로 진행하여 상기 이동 단말에 대한 주파수 대역을 앞서 결정된 주파수 대역으로 전환한다. 하지만 상기 이동 단말이 전환할 주파수 대역을 지원하기 위한 가용 자원이 충분히 확보되지 않았으면, 2020단계로 진행한다. 상기 기지국은 상기 2020단계로 진행하여 상기 이동 단말로부터 협대역이 사용할 주파수 대역으로 결정될 것을 요청되었는지를 확인한다. 이동 단말로부터 협대역을 사용할 주파수 대역으로 결정하여 줄 것이 요청되었다면, 상기 기지국은 2022단계로 진행하여 그대로 광대역을 사용할 주파수 대역으로 유지한다. 하지만 상기 이동 단말로부터 광대역을 사용할 주파수 대역으로 결정하여 줄 것이 요청되었다면, 상기 기지국은 2024단계로 진행하여 자원 부족 상태로 천이할 것을 상기 이동 단말로 명령한다. 상기 자원 부족 상태에 있는 이동 단말은 추후 한꺼번에 대기 상태로 천이될 것이다.

C. 제3실시 예

이하 본 발명의 제3실시 예에 따른 모드/대역 전환을 위한 동작을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 21은 본 발명의 제3실시 예에 따른 동작 모드 및 주파수 대역을 전환하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다.

상기 도 21에서 보이고 있는 제어 흐름은 앞에서 살펴본 제 1 및 제2실시 예에서의 모드/대역 전환 서브루틴(2118단계)을 수행하기에 앞서 모드/대역 전환을 예측하기 위한 우선순위 부여 서브루틴을 수행하도록 구현한 것이다(2116단계). 상기 우선순위 부여 서브루틴(2116단계)은 각 동작 모드 또는 주파수 대역 별로 요구되는 총 대역폭과 사용 가능한 대역폭을 비교하고, 대역폭이 부족할 경우 프리미엄 사용자들에게 동작 모드 또는 주파수 대역 전환의 우선권을 부여하기 위함이다. 상기 우선순위 부여 서브루틴(2116단계)이 추가될 시 동작 모드 또는 주파수 대역 전환의 대상이 되는 이동 단말에 대해서만 모드/대역 전환 서브루틴(2118단계)이 적용된다. 상기 도 21에서 전술한 두 가지의 서브루틴들을 제외한 나머지 절차들은 앞서 살펴본 제1 및 제2실시 예에서의 절차들과 동일하다.

상기 우선순위 부여 서브루틴(2118단계)에서는 각 모드/대역 별로 요구되는 총 대역폭과 예측되는 사용 가능한 대역폭을 감안하여 이동 단말의 우선 순위에 따라 모드/대역 전환을 수행할 수 있도록 한다. 이를 위해 이동 단말의 우선 순위에 따라 어드미션 제어(admission control) 개념의 분류를 실시하고, 프레미엄 사용자에게 모드/대역 전환에 대한 우선권을 부여한다. 이때 상기 프레미엄 사용자가 사용할 자원이 충분하면, 상기 프레미엄 사용자를 모드/대역 전환 대상 리스트에 추가한다. 그리고 상기 프레미엄 사용자에게 우선권을 부여함으로써, 우선적으로 자원 할당이 이루어질 수 있도록 한다. 그리고 남는 자원으로 일반 사용자들의 모드/ 대역 전환을 지원하고, 자원이 부족하여 현재로서는 모드/대역 전환 지원이 불가능한 일반 사용자에 대해서는 다음 스케줄링 주기에서 모드/대역 전환의 기회를 갖도록 한다. 그렇지 않고 상기 프레미엄 사용자가 사용할 자원도 부족할 경우에는 프레미엄 사용자만을 전환 대상 리스트에 추가하고, 상기 일반 사용자는 다음 스케줄링 주기에서 모드/대역을 전환할 기회를 부여한다.

한편 상기 우선순위 부여 서브루틴(2116단계)을 적용함으로써, 제1 및 제2실시 예에서 살펴본 대역/모드 전환 서브루틴(2118단계)의 변경이 요구된다. 구체적으로 대역폭에 부족함이 없으면, 프레미엄 사용자 및 일반 사용자에 관계없이 모드/대역 전환을 수행한다. 하지만 대역폭이 부족하면 상기 프레미엄 사용자에 대해 우선적으로 모드/대역 전환을 수행하고, 남은 대역폭에 의해 일반 사용자에 대한 모드/대역 전환을 수행한다. 이때 상기 일반 사용자가 모드/대역 전환을 수행할 대역폭이 부족할 경우에는 상기 일반 사용자가 요청한 모드/대역의 종류에 의해 전환 여부를 결정한다. 즉 상기 일반 사용자에 의해 FDD/NB가 요청된 경우에는 다음 스케줄링 주기에서 모드/대역 전환이 이루어질 수 있도록 한다. 하지만 상기 일반 사용자에 의해 TDD/WB가 요청된 경우에는 대역폭이 남아 있는 범위에서 TDD/WB에 의한 서비스가 계속 이루어지도록 한다.

도 22에서는 상기 도 21에서의 우선순위 부여 서브루틴을 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.

상기 도 22를 참조하면, 기지국은 우선순위 부여 서브루틴으로 진행하면, 2210단계에서 요청 정보가 변경되었는지를 확인한다. 즉 단말의 요청에 의한 모드/ 대역 전환이 수행되는 것인지를 확인한다. 상기 요청 정보가 변경되었다면 2212단계로 진행하며, 상기 요청 정보가 변경되지 않았다면 2218단계로 진행한다. 상기 기지국은 2212단계로 진행하면 현재 모드/대역에서의 가용할 수 있는 자원이 존재하는 지를 판단한다. 상기 가용할 자원이 존재하지 않으면, 상기 2218단계로 진행하며, 상기 가용할 자원이 존재하면 2214단계로 진행한다. 상기 기지국은 상기 2214단계로 진행하면 해당 이동 단말에 대한 현재 모드/대역을 유지하도록 한다. 상기 기지국은 상기 2218단계로 진행하면 각 모드/대역 별로 요구되는 총 대역폭을 만족시킬 만큼의 가용 대역폭이 존재하는 지를 확인한다. 이는 각 모드/대역 별로 요구되는 총 대역폭과 각 모드/대역 별 사용 가능한 대역폭을 비교함으로써 확인이 가능하다. 상기 각 모드/대역 별로 요구되는 총 대역폭이 각 모드/대역 별 사용 가능한 대역폭에 비해 작거나 같은 경우 대역폭이 충분하다고 판단한다.

상기 기지국은 대역폭이 충분하다고 판단하면, 2220단계에서 전환 리스트에 모든 사용자들을 추가한다. 하지만 대역폭이 충분하지 않다고 판단하면, 상기 기지국은 2222단계에서 프레미엄 사용자들을 위한 대역폭이 존재하는 지를 확인한다. 이는 각 프레미엄 사용자들로부터 요구된 총 대역폭과 각 모드/대역 별 사용 가능한 대역폭을 비교함으로써 확인이 가능하다. 상기 각 프레미엄 사용자들로부터 요구된 총 대역폭이 각 모드/대역 별 사용 가능한 대역폭에 비해 작거나 같은 경우 대역폭이 충분하다고 판단한다.

상기 기지국은 프레미엄 사용자들을 위한 대역폭이 충분하다고 판단되면, 2224단계로 진행하여 프레미엄 사용자들과 일반 사용자들을 전환 리스트에 추가한 다. 하지만 상기 기지국은 상기 프레미엄 사용자들을 위한 대역폭이 충분하지 않다면, 2226단계로 진행하여 프레미엄 사용자들 중에서도 우선권이 더 높은 순으로 전환 리스트에 추가하고, 일반 사용자들은 다음 스케줄링 리스트에 추가한다.

도 23에서는 상기 도 21에서의 모드/대역 전환 서브루틴을 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.

상기 도 23을 참조하면, 기지국은 모드/대역 전환 서브루틴으로 진행하면, 2310단계에서 모드/대역 전환을 위한 대역폭이 부족한지를 확인한다. 이는 각 모드/대역 별로 요구되는 총 대역폭과 예측되는 각 모드/대역 별 사용 가능한 대역폭을 비교함으로써 확인이 가능하다. 상기 각 모드/대역 별로 요구되는 총 대역폭이 예측되는 각 모드/대역 별 사용 가능한 대역폭에 비해 큰 경우를 대역폭이 부족하다고 판단한다.

상기 기지국은 대역폭이 부족하지 않다고 확인되면, 2324단계에서 사용자의 우선순위에 관계없이 모든 사용자들, 즉 모든 이동 단말들에 대한 모드/대역 전환을 수행한다. 하지만 상기 기지국은 대역폭이 부족하다고 확인되면, 2312단계에서 프레미엄 사용자들에 대한 모드/대역 전환을 수행하기 위해 필요한 자원 외에 일반 사용자들을 위한 자원이 존재하는 지를 확인한다. 만약 일반 사용자들을 위한 자원이 존재하면, 상기 기지국은 상기 2324단계에서 우선 순위에 관계없이 모든 이동 단말들에 대한 모드/대역 전환을 수행한다. 하지만 상기 일반 사용자들을 위한 자원이 존재하지 않으면, 2314단계에서 상기 프레미엄 사용자들에 대해서만 모드/대역 전환을 수행한다.

그 후 상기 기지국은 2316단계에서 상기 일반 사용자들 각각으로부터 요청된 모드/대역이 TDD/WB인지를 판단한다. 상기 일반 사용자로부터 TDD/WB가 아닌 FDD/NB가 요청되었다면, 상기 기지국은 2318단계로 진행하여 해당 일반 사용자를 자원 부족 리스트에 추가한다. 하지만 상기 일반 사용자로부터 TDD/WB가 요청되었다면, 상기 기지국은 2320단계에서 해당 일반 사용자의 현재 모드/대역을 지원하는 것이 가능한지를 판단한다. 상기 일반 사용자의 현재 모드/대역을 지원할 수 있다면, 상기 기지국은 2322단계에서 상기 일반 사용자에 대해 TDD/WB를 유지하도록 한다. 하지만 상기 일반 사용자의 현재 모드/대역을 지원할 수 없다면, 상기 기지국은 상기 2318단계에서 해당 일반 사용자를 자원 부족 리스트에 추가한다. 이는 FDD가 기본 동작 모드로, NB가 기본 동작 대역으로 제공될 경우이고, 기본 동작 모드나 기본 동작 대역이 달라질 경우 실시예도 그에 맞게 달라진다.

전술한 바와 같이 본 발명은 서로 다른 통신 방식들이 혼재하는 HDT 시스템에서 이동 단말에 대한 동작 모드를 전환할 수 있도록 함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫 번째로, 차세대 이동 통신망을 구축하기 위한 해법을 제공할 수 있다. 그리고 두 번째로 HDT 시스템이 설계 완성도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 끊김 없는 서비스의 지원이 가능하다. 세 번째로 서비스 품질을 고려하여 이동 단말의 요구에 따라 적절한 듀플렉싱 모드와 주파수 대역을 선택하는 것이 가능하다. 네 번째로, 이동 단말에 대해 우선 순위를 부여하고, 전체적인 우선 순위에 따라 자원을 할당함으로써 서비스 품질을 고려하는 것이 가능하다. 다섯번째로 듀플렉싱 모드를 경정하는 기준과 듀플렉싱 모드 전환 절차를 마련함으로써, 여러가지 듀플렉싱 모드를 하나의 기지국에서 동시에 지원하는 시스템에서 사용 듀플렉싱 모드를 전환하는 것이 가능하도록 하였다. 마지막으로 주파수 대역을 결정하는 기준과 주파수 대역 전환 절차를 마련함으로써, 대역폭이 다른 주파수 대역을 하나의 기지국에서 동시에 지원하는 시스템에서 사용 주파수 대역을 전환하는 것이 가능하도록 하였다.

Claims (7)

1. 서로 다른 복수의 통신 방식들에 의한 서비스가 혼재하는 이동통신망과 대역폭이 다른 주파수 대역을 여러 개 사용하는 이동통신망에서, 이동 단말의 동작 모드를 결정하는 방법에 있어서,

   상기 이동 단말로부터 상기 서비스를 위한 요청 정보를 수신하는 과정과,

   상기 요청 정보에 의해 상기 이동 단말이 상기 서비스를 수행하는데 적합한 동작 모드 혹은 동작 대역을 결정하는 과정과,

   상기 결정된 동작 모드 혹은 동작 대역을 수행하기 위해 필요한 자원을 상기 이동 단말에 대해 할당하는 과정을 포함하며,

   여기서 이동 단말은 상기 요청 정보의 변경이 발생할 때마다 상기 변경된 요청 정보를 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 요청 정보는, 상기 이동 단말에 의해 요구된 트래픽 유형, 데이터 율을 적어도 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 동작 모드는, TDD 모드와 FDD 모드 중 하나로 결정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 동작 주파수 대역이 협대역과 광대역 중 하나로 결정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 요구된 트래픽 유형이 데이터 서비스이고, 상기 요구된 데이터 율이 높으면, 상기 이동 단말에 대한 동작 모드를 TDD 모드로 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 결정된 동작 모드를 수행하기 위한 자원이 충분하지 않을 시 상기 이동 단말을 대기 상태로 천이하도록 하고, 미리 결정된 지연 시간이 경과하기 전에 잉여 자원이 발생하면 상기 잉여 자원을 상기 결정된 동작 모드를 수행하기 위한 자원을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 미리 결정된 지연 시간이 경과할 때까지 잉여 자원이 발생하지 않으면, 상기 이동 단말에 대해 드롭 명령을 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.

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