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KR100566210B1 - 무선 통신 시스템에서 채널 할당 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널 할당 장치 및 방법 Download PDF

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KR100566210B1
KR100566210B1 KR1020030065704A KR20030065704A KR100566210B1 KR 100566210 B1 KR100566210 B1 KR 100566210B1 KR 1020030065704 A KR1020030065704 A KR 1020030065704A KR 20030065704 A KR20030065704 A KR 20030065704A KR 100566210 B1 KR100566210 B1 KR 100566210B1
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South Korea
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channel
transmission rate
wireless
wireless terminal
channels
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윤상보
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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
무선 통신 시스템에서 채널 할당을 위한 방법 및 그 방법을 수행하는 스케줄러 장치에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 처리율을 높일 수 있으며, 공평성을 제공할 수 있고, OFDMA 무선 통신 시스템에서 적용이 가능한 채널 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.
다. 발명의 해결방법의 요지
본 발명의 제1 실시 예에 따른 방법은, 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법으로서, 상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과, 각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 분산 값을 각 채널 별로 계산하고, 상기전송률 정보의 분산 값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과, 상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 분산 값을 사용하여 부산 값이 큰 채널부터 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 할당하는 과정을 포함한다.
라. 발명의 중요한 용도
무선 통신 시스템에 사용한다.
무선 통신 시스템, 채널 할당, 스케줄링, 분산, 평균.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING CHANNEL IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명을 적용한 무선 통신 시스템에서 채널 할당이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 기지국에서 채널 할당을 설명하기 위한 내부 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 기지국에서 수행되는 채널 할당 시의 제어 흐름도.
본 발명은 통신 시스템에서 채널의 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 채널의 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 무선 통신 시스템의 대표적인 시스템은 이동통신 시스템이 있다. 이러한 이동통신 시스템은 음성 통신을 위주로 하여 사용자의 위치에 제약 없이 통 신이 가능하도록 구성한 시스템이다. 상기한 이동통신 시스템은 현재에는 음성 통신과 짧은 데이터 서비스를 제공할 뿐 아니라, 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 시스템으로 발전하여 왔다. 이러한 이동통신 시스템의 발전에 힘입어 현재에는 무선 랜(Wireless LAN) 시스템과, 무선 로컬 루프(WLL) 시스템 등이 상용화에 박차를 가하고 있는 시점에 이르렀다.
상기한 시스템들은 무선 상으로 통신을 수행한다. 이러한 무선 자원은 극히 제한적인 자원이므로, 시스템 전체의 처리율(throughput)을 높이기 위해서는 무선 자원의 활용 효율을 높여야만 한다. 따라서 상기한 시스템들에서 채널을 할당하기 위해 많은 연구와 노력들이 이루어지고 있다. 상기한 시스템들 중 가장 극단적인 방법을 사용하는 시스템으로는 CDMA 1x EV-DO 시스템에서 사용하는 방식을 들 수 있다. 상기 CDMA 1x EV-DO 시스템에서 사용하는 방식을 상술하면 하기와 같다. 무선 단말들은 기지국으로 수신되는 파일럿 채널의 신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 파일럿 채널의 수신 세기 정보를 기지국으로 알린다. 그러면 기지국은 특정한 시점에서 가장 좋은 단말로만 순방향으로 채널을 할당하여 데이터를 전송한다. 즉, 기지국은 상기 기지국의 하위에 위치한 무선 단말들로부터 무선 단말이 측정하여 전송한 순방향 파일럿 채널의 수신 세기 정보들을 바탕으로 하여 가장 채널 상태가 좋은 무선 단말을 결정한다. 그리고, 그 다음 전송 시점에서 해당 무선 단말에 모든 채널 자원을 할당하여 데이터를 전송하는 방식을 사용하고 있다.
그런데, 상기한 방식은 공평성(fairness)에 문제를 가진다. 왜냐하면 특정한 무선 단말만이 계속하여 채널 상황이 좋고, 다른 무선 단말은 채널 환경이 좋지 않 은 경우라면 채널 환경이 나쁜 단말은 계속적으로 채널 할당을 받을 수 없다는 문제를 가진다. 그러나, 채널 환경이 나쁜 단말에 채널을 할당하는 경우에는 시스템의 처리율이 저하된다는 문제를 가진다.
한편, 현재까지 제공되고 있는 무선 통신 시스템들에서는 코드분할 다중접속 (CDMA) 방식을 사용하는 시스템과, 시분할 다중접속(TDMA) 방식을 사용하는 시스템들이 있다. 그런데, 상기한 시스템들에서는 더 이상 처리율을 높이는데 한계를 가지고 있다. 따라서 현재에는 이러한 시스템들에서 사용하는 방식 이외에 처리율을 높일 수 있는 방법들에 대하여 연구가 진행 중이다. 그러한 방식 중 하나의 방식이 직교성을 가지는 주파수를 이용한 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access : 이하 "OFDMA"라 함) 방식을 이용한 시스템의 사용이 제안되고 있다.
상기 OFDMA 시스템은 직교성을 가지는 주파수를 무선 단말에 할당함으로써 무선 통신을 수행하는 방법이다. 그런데, 현재까지는 직교성을 가지는 주파수 자원을 어떻게 할당할 것인지에 대한 기준 등에 대하여 제시된 바가 없다. 따라서 단순한 방법으로, 상기 현재까지 제안된 시스템에서 사용하는 채널 할당 방법을 그대로 적용할 수 없다는 문제가 있다. 또한 현재까지 제안된 방법을 사용하여 채널을 할당할 경우 전술한 바와 같이 처리율이 저하되거나 또는 공평성에 문제를 가질 수 있다. 따라서 OFDMA 시스템에서 사용할 수 있는 채널 할당 방법이 필요하다. 또한 상기 OFDMA 방식을 적용하며, 동시에 주파수 호핑(frequency hopping) 방식을 적용하는 시스템도 제안되고 있다. 이러한 시스템에서도 호핑 패턴을 결정할 시에 최적 의 호핑 패턴을 결정하거나 또는 시스템의 처리율을 높이기 위한 방법이 필요하다.
따라서 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 처리율을 높일 수 있는 채널 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 공평성을 제공할 수 있는 채널 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 무선 통신 시스템에서 처리율을 높이며, 공평성을 제공할 수 있는 채널 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방법은, 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법으로서, 상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과, 각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 분산 값을 각 채널 별로 계산하고, 상기 전송률 정보의 분산 값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과, 상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 분산 값을 사용하여 분산 값이 큰 채널부터 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 할당하는 과정을 포함한다.
또한, 채널 자원을 모두 할당한 이후에 채널 자원이 남는 경우 상기 남는 채널 자원에 대한 재 채널 할당하며,
이때, 상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구된 전송률의 초과 값이 최소인 무선 단말을 우선적으로 채널을 할당하거나, 상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구 전송률의 초과 값과 요구 전송률의 비가 최소인 무선 단말을 우선적으로 채널을 할당하거나 상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 채널 환경이 가장 양호한 무선 단말에 우선적으로 남은 채널 자원을 할당한다.
또한, 상기 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 모두 할당하고, 채널 자원이 모자라는 경우 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널을 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 할당하는 과정을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 할당한다. 예를 들어, 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 형평성 인덱스 값이 증가하는 경우 요구 전송률 대비 실제 할당된 전송률의 비율이 가장 낮은 단말에게 할당한다. 그리고 상기 자원 재할당 과정은 형평성 인덱스 값이 증가하는 동안 계속하여 반복한다.
상기 채널 자원이 부족하여 채널 자원의 재 할당 시 미리 결정된 형평성 인덱스 값을 만족할 때까지 반복하여 수행한다.
또한 분산 값으로 정렬된 순서에 따라 채널 할당 시, 분산 값이 가장 큰 채널부터 상기 채널에서 최대 전송률을 가지는 무선 단말을 우선적으로 할당하며, 상기 무선 단말의 요구 전송률이 만족될 시 상기 스케줄링에서 상기 요구 전송률을 만족한 무선 단말을 제외한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시 예에 따른 방법은, 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법으로서, 상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과, 각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 분산 값을 각 채널 별로 계산하고, 상기 전송률 정보의 분산 값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과, 상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 분산 값을 사용하여 분산 값이 가장 큰 무선 단말로부터 요구된 전송률을 만족할 때까지 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 포함한다.
또한 채널 자원을 모두 할당한 이후에 채널 자원이 남는 경우 상기 남는 채널 자원에 대한 재 채널 할당 과정을 더 포함할 수 있으며,
이때, 상기 재 채널 할당 시,
상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구된 전송률의 초과 값이 최소인 무선 단말을 우선적으로 채널을 할당하거나, 상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구 전송률의 초과 값과 요구 전송률의 비가 최소인 무선 단말을 우선적으로 채널을 할당하거나, 상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 채널 환경이 가장 양호한 무선 단말에 우선적으로 남은 채널 자원을 할당할 수 있다.
또한 상기 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 모두 할당하고, 채널 자원이 모자라는 경우 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널을 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 할당하는 과정을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 할당한다. 예를 들어, 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 형평성 인덱스 값이 증가하는 경우 요구 전송률 대비 실제 할당된 전송률의 비율이 가장 낮은 단말에게 할당한다. 그리고 상기 자원 재할당 과정은 형평성 인덱스 값이 증가하는 동안 계속하여 반복한다.
상기 채널 자원의 재 할당 과정은 미리 결정된 형평성 인덱스 값을 만족할 때까지 반복하여 수행한다.
그리고, 분산 값으로 정렬된 순서에 따라 채널 할당 시, 분산 값이 가장 큰 무선 단말부터 최대 전송률을 가지는 채널부터 요구된 전송률을 만족할 때까지 우 선적으로 할당한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제3실시 예에 따른 방법은, 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법으로서, 상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과, 각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 평균값을 각 채널 별로 계산하고, 상기 전송률 정보의 평균값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과, 상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 평균값을 사용하여 평균값이 가장 작은 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 포함한다.
또한 상기 평균값으로 정렬된 순서에 따라 채널 할당 시, 상기 평균값이 가장 작은 단말부터 우선적으로 채널을 할당한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제4실시 예에 따른 방법은, 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법으로서, 상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과, 상기 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 평균 값을 각 채널별로 계산하고, 상기 전송률 정보의 평균값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과, 상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 평균값을 사용하여 평균값이 큰 채널부터 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 포함한다.
또한 상기 평균값으로 정렬된 순서에 따라 채널 할당 시, 상기 평균값이 큰 채널부터 우선적으로 채널을 할당한다.
상기한 목적들들 달성하기 위한 본 발명의 제1실시 예에 따른 장치는,
둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당하기 위한 스케줄링 장치로서, 각 무선 단말들과 통신을 수행하며, 보고 채널을 통해 각 채널에 대한 전송률 정보를 수신하여 출력하는 무선 송수신부들과, 상기 무선 송수신부들로부터 출력되는 각 채널에 대한 전송률 정보를 각 무선 단말별로 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력되는 각 무선 단말별로 각 채널에 대한 전송률 정보의 분산을 계산하고, 계산된 채널의 분산 값에 따라 분산 값이 가장 큰 채널부터 그 채널에서 최대 전송률을 가지는 단말에 우선적으로 채널을 할당하여 스케줄링을 수행하는 스케줄러를 포함한다.
또한 상기 스케줄러는, 트래픽을 전송할 모든 무선 단말에 채널 자원을 할당하고, 남는 채널 자원이 존재할 경우 상기 남는 채널 자원들을 상기 트래픽을 전송할 무선 단말들에 더 할당할 수 있으며,
트래픽을 전송할 모든 무선 단말에 채널을 모두 할당하고 채널 자원이 모자라는 경우 채널 자원을 초과 할당 받은 무선 단말들의 채널을 전송률을 만족하지 못한느 무선 단말들에게 할당하는 과정을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 할당한다. 예를 들어, 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 형평성 인덱스 값이 증가하는 경우 요구 전송률 대비 실제 할당된 전송률의 비율이 가장 낮은 단말에게 할당한다. 그리고 상기 자원 재할당 과정은 형평성 인덱스 값이 증가하는 동안 계속하여 반복한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시 예에 따른 장치는, 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당하기 위한 스케줄링 장치로서, 각 무선 단말들과 통신을 수행하며, 보고 채널을 통해 각 채널에 대한 전송률 정보를 수신하여 출력하는 무선 송수신부들과, 상기 무선 송수신부들로부터 출력되는 각 채널에 대한 전송률 정보를 각 무선 단말별로 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력되는 각 무선 단말별로 각 채널에 대한 전송률 정보의 분산을 계산하고, 계산된 각 무선 단말의 채널에 대한 분산 값에 따라 무선 단말의 분산 값이 가장 큰 무선 단말부터 상기 단말이 최대 전송률을 가지는 채널을 우선적으로 할당하여 스케줄링을 수행하는 스케줄러를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한 하기 설명에서는 구체적인 메시지 또는 신호 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명을 적용한 무선 통신 시스템에서 채널 할당이 이루어지는 과 정을 설명하기 위한 도면이다. 그러면 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 할당을 위해 무선 단말과 기지국간 수행되는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
무선 단말(10)은 기지국(20)으로 소정의 채널(110)을 통해 채널 상태 정보를 보고한다. 이하의 설명에서 상기 무선 단말(10)이 기지국(20)으로 채널 상태를 보고하는 채널을 "보고 채널"이라 칭하기로 한다. 이러한 채널 상태 정보는 OFDMA 시스템에서 각 채널에 대한 상태 정보를 의미한다. OFDMA 시스템에서는 직교성을 가지는 주파수들을 이용하므로, 각 주파수들이 하나의 채널이 될 수 있다. 따라서 무선 단말(10)은 해당 채널에 대한 정보를 기지국(20)으로 보고하게 된다. 이를 예를 들어 설명하면 하기와 같다. OFDMA 시스템에서 순방향(Down Link)으로 사용할 수 있는 주파수의 숫자가 100개라고 가정하여 설명한다. 여기서 순방향이란, 기지국(20)에서 무선 단말(10)의 방향을 의미한다. 따라서 무선 단말(10)은 각 주파수에 즉, 100개의 주파수에 대하여 수신할 수 있는 전송률(Data Rate)을 계산한다. 그리고 무선 단말(10)은 상기 계산된 100개의 주파수마다 각각 수신할 수 있는 전송률의 정보를 소정의 채널(110)을 통해 기지국(20)으로 전송한다. 그러면 기지국(20)은 자신의 하위에 존재하는 즉, 기지국(20)의 셀 내에서 통신을 수행하는 모든 무선 단말들로부터 상기한 정보들을 수신하게 된다. 이를 통해 기지국(20)은 하기 <표 1>과 같은 테이블을 생성할 수 있다.
구분 단말 A 단말 B … 단말 M
채널 1 hA,1 hB,1 … hM,1
채널 2 hA,2 hB,2 … hM,2
… … … … …
채널 100 hA,100 hB,100 … hM,100
상기 <표 1>에서 hX,Y의 X는 특정 무선 단말을 지시하는 값이 되며, Y는 채널의 번호를 의미한다. 따라서 hX,Y는 X의 무선 단말이 Y 채널에서 전송 가능한 전송률이 된다. 기지국(20)은 상기 <표 1>과 같은 값을 이용하여 무선 자원을 할당하게 된다. 이러한 무선 자원의 할당에 대하여는 후술되는 도 2 및 도 3을 참조하여 더 상세히 설명하기로 한다. 후술될 도 2 및 도 3에서는 무선 자원의 효율적인 할당 방법과, 무선 단말들의 형평성을 고려한 무선 자원 할당 방법이 함께 고려되어 설명될 것이다.
기지국(20)은 상기 <표 1>과 같은 정보를 이용하여 무선 자원을 할당한 후 채널 할당을 위해 설정된 소정의 채널(120)을 통해 채널 할당 정보를 무선 단말(10)로 알린다. 이때 역방향의 무선 자원도 함께 할당될 수 있다. 역방향 무선 자원에 대하여도 동일한 방법을 적용할 수 있으므로, 역방향 무선 자원에 대하여는 특별히 구분하여 설명하지 않기로 한다. 이와 같이 무선 자원이 할당되면, 무선 단말(10)과 기지국(20)은 할당된 자원을 이용하여 트래픽 채널(130)을 설정하고, 데이터 통신을 수행하게 된다.
도 2는 본 발명이 적용되는 기지국에서 채널 할당을 설명하기 위한 내부 블록 구성도이다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 기지국에서 채널 할당을 위한 블록 구성 및 그 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
무선 송수신부들(201, 202, …, 20N)은 안테나(ANT)를 통해 무선 단말과 설정된 채널 즉, 주파수로 데이터 통신을 수행하는 장치들이다. 상기 무선 송수신부들(201, 202, …, 20N)은 또한 각 무선 단말들로부터 수신되는 채널 정보를 수신하면 이를 제어부(210)로 제공한다. 또한 상기 각 무선 송수신부들(201, 202, …, 20N)은 무선 인터페이스부(221)와 연결된다. 상기 무선 인터페이스부(221)는 내부에 특정 무선 단말로 전송할 데이터를 저장하는 버퍼(도 2에 도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 따라서 무선 인터페이스부(221)는 네트워크 인터페이스부(222)로부터 수신되는 데이터를 내부에 포함된 버퍼에 저장하고, 스케줄러(211)의 제어에 의해 저장된 데이터를 해당하는 무선 송수신부로 전송한다. 무선 인터페이스부(221)는 또한 특정한 무선 단말로 전송할 데이터가 저장되는 버퍼의 상태 정보를 스케줄러(211)로 제공한다. 그리고 무선 인터페이스부(221)는 무선 송수신부들(201, 202, …, 20N)로부터 수신되는 데이터를 네트워크 인터페이스부(222)로 전달한다. 무선 인터페이스부(221)는 내부에 스위치(도 2에 도시하지 않음)를 구비하고 있으며, 각 무선 단말로 전달할 데이터가 저장된 버퍼와 상기 무선 송수신부들(201, 202, …20N)을 통해 전달한다.
상기 네트워크 인터페이스부(222)는 무선 통신 네트워크 또는 그 외의 다른 네트워크와 연결되어 데이터를 송수신하는 인터페이스로서, 제어부(210)의 제어에 의해 무선 인터페이스부(221)로부터 수신되는 데이터 또는 제어부(210)로부터 수신되는 데이터를 네트워크(230)로 전달한다. 또한 네트워크(230)로부터 수신되는 데이터 중 제어부(210)에서 필요로 하는 데이터는 제어부(210)로 전달하며, 무선 인 터페이스부(221)로 전달해야 하는 트래픽의 경우 무선 인터페이스부(221)로 전달한다.
제어부(210)는 상기 기지국 내의 전반적인 제어를 수행하며, 각 처리 장치들의 상태를 점검하고, 점검 결과 데이터를 유지 보수를 위한 정보를 생성하여 네트워크 인터페이스부(222)를 통해 전달한다. 또한 제어부(210)는 상기 무선 송수신부들(201, 202, …, 20N)로부터 수신된 각 채널 정보들을 스케줄러(211)로 제공한다. 뿐만 아니라 제어부(210)는 필요에 따라서는 상기 스케줄러(211)에서 수행되는 연산의 일부를 수행하도록 구성할 수도 있다. 이와 달리 본 발명에서 필요한 연산이 모두 스케줄러(211)에서 수행되도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 연산이 수행되는 위치는 어디에서 수행하도록 할 것인가의 문제는 시스템의 구성에 대한 사항일 뿐이다. 중요한 점은 후술될 흐름도에 따른 동작을 수행하여 채널을 할당한다는 것이다.
스케줄러(211)는 제어부(210)로부터 각 무선 단말들로부터 보고된 채널들의 전송률 정보를 수신한다. 그리고, 스케줄러(211)는 무선 인터페이스부(221)의 내부에 구비된 버퍼에 저장된 트래픽의 특징 및 저장된 데이터 양을 고려하여 각 무선 단말들에 할당할 채널들을 결정한다. 이러한 채널 결정 사항은 후술되는 도 3에서 더 상세히 설명하기로 한다. 상기 스케줄러(211)는 채널을 결정한 이후에 무선 인터페이스부(221)를 제어하여 버퍼에 저장된 데이터를 특정 무선 송수신부로 전달하도록 스위칭 제어를 수행하고, 해당 무선 송수신부에서 사용할 채널의 설정을 제어한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 기지국에서 수행되는 채널 할당 시의 제어 흐름도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 기지국에서 수행되는 채널 할당 시의 제어 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
기지국(20)은 300단계에서 자신의 셀 내에 위치한 무선 단말들로부터 보고되는 채널의 상황 정보를 수집한다. 이러한 정보의 수집은 각 무선 송수신부들(201, 202, …, 20N)이 보고 채널을 통해 수신된 정보를 제어부(210)로 전달함으로써, 이루어지는 상황이다. 그러면 제어부(210)는 상기 <표 1>과 같이 각 무선 단말들로부터 보고된 채널 상황 정보를 테이블로 구성하여 스케줄러(211)로 전달한다.
상기 스케줄러(211)는 상기 제어부(210)로부터 채널 상황 정보를 수신하면, 310단계에서 무선 단말별 또는 채널별 평균 또는 분산을 계산한다. 즉, 본 발명에서는 상기한 정보들을 이용하여 무선 단말별로 계산을 수행하는 경우에 평균값을 이용하거나 분산 값을 이용할 수 있다. 이와 달리 상기한 정보들을 이용하여 채널별로 계산을 수행하는 경우에 평균값을 이용하거나 분산 값을 이용할 수 있다. 또한 단말과 채널에 대한 평균값 또는 분산 값을 이용할 수도 있으며, 단말과 채널에 대한 평균과 분산을 모두 이용할 수도 있다. 그러면 이러한 방법에 대하여 예를 들어 더 상세히 설명하기로 한다.
그러면 이하의 설명에서는 각 무선 단말들이 보고한 각 채널에 대한 평균 및 분산을 이용하는 경우를 설명하기로 한다. 이하에서 설명될 각 채널에 대한 평균 및 분산을 이용하는 경우와 동일하게 각 무선 단말들의 평균 및 분산을 이용하는 경우는 적용될 수 있다. 따라서 각 무선 단말별로 평균과 분산을 이용하는 경우에 대하여는 설명을 생략하기로 한다.
상기 <표 1>과 같이 수신된 정보를 이용하는 경우에 각 무선 단말들이 보고한 각 채널에 대한 평균을 부가하면 하기 <표 2>와 같이 구성할 수 있다.
구분 단말 A 단말 B … 단말 M 평균값
채널 1 hA,1 hB,1 … hM,1 M1
채널 2 hA,2 hB,2 … hM,2 M2
… … … … … …
채널 100 hA,100 hB,100 … hM,100 MN
상기 평균값은 각 무선 단말들로부터 보고된 각 채널의 전송률에 대한 평균값이다. 따라서 채널의 평균값이 높다는 의미는 결과적으로 각 무선 단말들에 대하여 높은 데이터 전송률을 만족할 수 있다는 정보가 된다. 이는 반대로, 각 단말별로 구성하는 경우에 특정 단말이 모든 채널에 대한 평균값이 높다면, 해당 무선 단말은 모든 채널을 수신하기에 양호하다는 의미로 해석될 수도 있다. 이와 같이 평균값을 계산하는 경우에 스케줄러(211)는 상기 <표 2>와 같이 평균값들을 각 채널별로 또는 각 무선 단말별로 계산할 수 있다.
다른 예로서, 분산을 이용하는 경우에 각 무선 단말들이 보고한 각 채널에 대한 상기 <표 1>의 값에 부가하여 계산된 분산 값은 하기 <표 3>과 같이 도시할 수 있다.
구분 단말 A 단말 B … 단말 M 분산 값
채널 1 hA,1 hB,1 … hM,1 V1
채널 2 hA,2 hB,2 … hM,2 V2
… … … … … …
채널 100 hA,100 hB,100 … hM,100 VN
상기 <표 3>에서 분산 값은 각 채널의 전송률 정보가 어떠한 형식으로 분포되어 있는가를 의미하는 것으로, 분산 값이 작다는 것은 모든 단말들이 보고한 전송률이 비슷하다는 것을 의미한다. 그리고 분산 값이 크다는 것은 각 단말마다 해당 채널에 대한 전송률의 변화가 심하다는 것을 의미한다. 따라서 분산 값만을 이용하거나 또는 평균값만을 이용하는 경우보다 평균값과 분산 값을 모두 이용하는 것이 보다 바람직하다.
이상에서 상술한 바와 같이 스케줄러(211)는 310단계에서 단말별 또는 채널별 평균 또는 분산을 계산한 이후에 320단계로 진행하여 스케줄러(211)는 계산된 값을 기준으로 내림차순 또는 오름차순으로 정렬한다. 즉, 평균과 분산에 따라 각 채널들을 정렬하는 것이다.
이와 같이 채널에 대하여 정렬을 수행한 이후에 스케줄러(211)는 330단계로 진행하여 1차 채널 할당을 수행한다. 본 발명에 따라 1차 채널 할당을 수행하는 방법은 하기의 4가지 방법에 따라 채널을 할당할 수 있다. 하기의 4가지 방법은 단말별 또는 채널별 평균 또는 분산 중 설명되는 사항만을 고려한 방법이다. 따라서 하기에서 설명되는 4가지 방법은 각각 사용되는 방법이 단말별 채널의 평균만을 이용하거나 또는 분산만을 이용하는 방식으로 설명될 것이다. 그러므로 각 방식에서 설명되지 않는 값들은 필요하지 않는 것이 되므로, 이러한 기준에 따라 상기 310단계에서의 계산도 달라질 수 있다.
(1) 자원의 할당 시에 가장 분산 값이 큰 무선 단말부터 해당 무선 단말에서 전송 가능한 용량이 높은 채널을 해당 무선 단말에 우선적으로 할당하는 방법이다. 이러한 방법을 이용하여 상기 무선 인터페이스부(221)의 버퍼에 저장된 데이터의 요구 전송률(Required Data Rate)을 만족할 때까지 채널들을 할당한다. 즉, 채널별 분산이 높다는 의미는 해당 무선 단말에서 특정한 채널은 매우 양호한 상태를 가지므로 높은 전송률로 전송이 가능하며, 다른 채널은 매우 불량한 상태를 가지므로 낮은 전송률로 전송이 가능한 경우이다. 따라서 이러한 무선 단말에게는 높은 전송률을 가지는 채널을 우선적으로 할당함으로써, 자원의 효율을 높일 수 있다. 이러한 방식으로 자원을 할당할 때, 해당 무선 단말의 요구 전송률에 따라 채널 할당이 완료된 이후에 다음 무선 단말에도 동일한 방법으로 채널을 할당한다.
(2) 자원의 할당 시에 가장 평균값이 작은 단말부터 채널 자원을 할당한다. 이러한 방법은 채널의 평균값이 작은 무선 단말인 경우 평균값이 큰 무선 단말에 비해 전반적인 채널 상황이 열악한 경우에 있는 것이므로, 평균값이 작은 무선 단말을 우선적으로 보호하고자 하는 경우에 사용할 수 있다.
(3) 자원의 할당 시에 분산 값이 큰 채널부터 그 채널에서 가장 높은 전송률을 가지는 단말에 해당 채널 자원을 할당하는 방식을 사용할 수도 있다. 이러한 경우 해당하는 무선 단말의 요구 전송률을 만족하는 무선 단말이 발생하면, 그 무선 단말을 스케줄링에서 제외한다. 그리고 나머지 무선 단말들에 대하여도 같은 방식으로 무선 자원을 할당할 수 있다. 이러한 방법을 사용하면, 분산 값이 큰 채널의 경우 각 무선 단말별로 동일한 채널에 대하여 각 무선 단말로 전송할 수 있는 전송률의 차이가 큰 상태이다. 따라서 자원의 활용 효율성에서 매우 높은 방식이 될 수 있다. 또한 분산 값이 작은 채널인 경우 대체로 고른(전송률이 전체적으로 높을 수 도 있고, 전체적으로 낮을 수도 있음) 상태에 있으므로, 어떠한 무선 단말에 해당 채널을 할당하여도 자원의 활용 효율이 비슷한 결과를 가지기 때문이다.
(4) 자원을 할당할 시에 평균값이 높은 채널부터 자원을 할당할 수도 있다. 이러한 경우 평균값이 높다는 의미는 해당 채널의 전송률이 높은 상태 값을 많이 가지고 있다는 것을 의미한다. 따라서 이러한 채널부터 할당을 수행할 때, 가장 높은 전송률을 보고한 무선 단말에 해당 채널을 할당하여 자원의 활용 효율을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 4가지 방식을 이용하여 330단계에서 1차 채널 할당을 수행한다. 이후 스케줄러(211)는 340단계로 진행하여 2차 채널 할당을 수행한다. 상기 2차 채널 할당은 2가지 경우에 수행될 수 있다. 첫째로, 모든 무선 단말에서 요구되는 전송률을 만족시킨 후 채널이 남는 경우에 2차 채널 할당을 수행한다. 둘째로, 모든 채널 자원을 할당한 이후에도 무선 단말에서 요구되는 전송률을 만족하지 못한 무선 단말이 존재하는 경우에 2차 채널 할당을 수행한다.
그러면 첫 번째 경우에 대하여 먼저 살펴보기로 한다. 첫 번째 경우에 2차 채널 할당은 형평성을 고려하여 할당할 수 있으며, 이때, 하기의 3가지 방법으로 채널 할당이 가능하다.
(a) 남는 자원에 대한 할당 시 모든 무선 단말들이 요구된 자원만큼을 확보한 상태이므로, 무선 단말들 중에서 요구된 전송률을 초과한 양이 가장 작은 무선 단말부터 남는 자원을 할당하는 방식을 사용할 수 있다. 이러한 경우 형평성을 맞춰 전송률을 더 할당할 수 있는 방법이 된다.
(b) 남는 자원에 대한 할당 시 모든 무선 단말들이 요구된 자원만큼을 확보한 상태이다. 따라서 요구된 양만큼을 초과한 값과 요구된 전송률의 비율이 가장 작은 무선 단말부터 남는 자원을 더 할당할 수 있다. 이러한 경우 높은 전송률을 요구한 무선 단말에 더 안정적으로 데이터를 전송할 수 있게 된다.
(c) 남는 자원에 대한 할당 시 모든 무선 단말들이 요구된 자원만큼은 이미 확보한 상태이므로, 더 이상 형평성을 고려하지 않고, 각 채널별로 상황이 가장 좋은 무선 단말에 남는 자원을 할당하는 방식을 사용할 수 있다. 이러한 경우 채널의 효율과 기지국의 전력 사용 효율이 가장 좋은 방법이 될 것이다.
다음으로 모든 채널의 자원을 다 할당한 이후에도 요구된 전송률을 만족하지 못한 무선 단말이 존재하는 경우에 대하여 살펴본다. 이러한 경우에는 기지국에서 과도하게 자원의 예약을 받은 상황이 된다. 따라서 실제로는 자원 할당을 통해 해결할 수 있는 문제가 아니다. 그러나, 이러한 상황이 계속되는 경우라면, 채널 상태가 좋지 않은 무선 단말에는 계속적으로 자원을 할당받지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 경우라면 우선 순위가 계속적으로 밀린 무선 단말들부터 부족한 자원을 할당할 수도 있다. 또한 모든 무선 단말들의 형평성을 만족시키는 것보다 일부 무선 단말이 요구한 전송률을 만족하는 것이 중요한 경우 이에 맞춰 2차 채널 할당을 다시 수행할 수도 있다.
이상에서와 같이 1차로 모든 채널 자원의 할당이 완료된 상태에서 무선 채널을 할당받지 못한 무선 단말들에게 채널 자원을 재할당하기 위해서 하기와 같은 방법을 사용할 수 있다. 자원을 할당받은 무선 단말들 중 요구된 전송률보다 많은 채 널 자원을 할당받은 무선 단말이 존재할 수 있다. 이러한 요구된 전송률보다 많은 채널 자원을 할당받은 무선 단말들을 찾은 후 해당 단말의 전송률에 맞춰 채널을 재 할당하고, 이후에 남는 자원을 이용하여 채널 자원을 할당받지 못한 무선 단말들 중 우선순위가 높은 단말부터 채널 자원을 다시 할당한다. 이러한 2차 자원 할당은 미리 결정된 형평성의 인덱스 값(Fairness Index value)을 만족할 때까지 반복하여 수행함으로써, 자원을 효율적으로 할당하며, 형평성을 맞출 수 있다. 상기 형평성의 인덱스 값은 하기 <수학식 1>과 같이 계산할 수 있다.
Measured Throughput : (T1, T2, …, Tn)
Fair Throughput (O1, O2, …, On)
Normalized Throughput : xi = Tj/Oi
Fairness Index =
Figure 112005068014738-pat00005
상기 <수학식 1>에서 "Measured Throughput"의 값들은 각 단말별로 측정된 처리율을 의미하며, "Fair Throughput"은 max-min fairness 등의 정의된 방법을 사용하여 계산된 단말별로 할당되어야 하는 처리율을 의미하며, "Normalized Throughput"은 "Measured Throughput"의 "Fair Throughput"에 대한 비율이다.
이와 같이 채널 자원이 부족한 경우에 굳이 채널이 나쁜 무선 단말들을 위해 나머지 무선 단말들이 정상적으로 할당받은 채널 자원을 포기하도록 하는 상기한 방법을 시스템에 적용할 것인가의 문제는 정책적(Policy)인 문제이다.
따라서 채널 상황이 좋지 않은 무선 단말들에 채널 자원을 할당하지 않도록 구성할 수도 있음에 유의해야 한다. 즉, 상기 2차 채널 할당은 본 발명에서 부가적인 사항이 된다.
그러면 이상에서 설명한 방식과 특정한 단말 또는 본 발명과 달리 트래픽의 특성에만 따라 우선권을 가지는 무선 단말에 순차적으로 채널을 할당하는 방식과의 효과를 비교하여 설명하기로 한다. 또한 이하에서 본 발명으로서 사용한 방법은 가장 분산 값이 큰 채널부터 자원을 할당하는 방법이다. 즉, 1차 채널 할당 시의 4가지 방법 중 3번째 방법을 이용하여 순차적인 방법과 비교하여 시뮬레이션 결과를 비교하기로 한다.
본 발명과 비교되는 방식과 본 발명에서 사용한 시뮬레이션 조건을 살펴보면, 하기와 같다. 첫째로 모든 무선 단말에 할당 가능한 자원이 충분한 경우로 가정하였으며, 모든 단말이 요구 전송률을 할당받은 이후에 남은 채널은 요구 전송률을 넘어서 할당받은 자원의 양이 최소인 무선 단말에 할당하는 것으로 가정하였다. 또한 10MHz의 대역폭에 256개의 채널과 8개의 무선 단말을 가정하였다.(Vehicular B 채널 모델) 그리고, 각 무선 단말에서 요구되는 전송률은 모두 32개의 채널로 동일하게 적용하였으며, 시뮬레이션은 500번의 matlab 시뮬레이션을 수행하였다. 이러한 결과에 따라 본 발명과 순차적인 할당 방식을 비교하면 하기 <표 4>와 같이 비교 결과를 도시할 수 있다.
구분 본 발명의 방법 순차적 방법
Average total throughput 302.2000 286,1040
Average efficiency 0.5019 0.4758
Average fairness index 0.9862 0.9841
Average simulation time 0.0632 0.0634
상기 <표 4>의 시뮬레이션 결과에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명을 적용하는 경우에 전체 평균 처리율(Average total throughput) 및 평균적인 효과와, 평균적인 형평성이 향상되는 것을 알 수 있다. 이를 보다 실질적으로 확인하기 위해 하기 <표 5>와 하기 <표 6>을 참조하여 설명하기로 한다.
만족 순서(단말 번호) 1 7 8 5 2 6 4 3
할당된 채널 수 8 49 57 67 130 137 147 149
만족 순서(단말 번호) 1 5 7 8 2 6 3 4
할당된 채널 수 16 55 57 68 96 151 160 171
상기 <표 5>는 본 발명을 적용한 경우의 무선 단말로부터 요구된 단말 번호에 대한 할당된 채널 수를 도시한 것이며, 상기 <표 6>은 현재 존재하는 순차적인 할당 방법에 의해 무선 단말로부터 요구된 단말 번호에 대하여 할당된 채널의 수를 도시한 것이다. 상기 <표 5>와 상기 <표 6>의 대비에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명을 적용하면, 무선 통신 시스템에서 채널의 할당이 보다 효율적으로 이루어짐을 알 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이 채널 자원을 할당할 경우에 형평성을 고려하면서도 채널의 활용도를 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (29)

  1. 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법에 있어서,
    상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과,
    각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 분산 값을 각 채널별로 계산하고, 상기 전송률 정보의 분산 값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과,
    상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 분산 값을 사용하여 분산 값이 큰 채널부터 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분산 값이 가장 큰 채널부터 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 모두 할당하고, 채널 자원이 남는 경우 상기 남는 채널 자원에 대해 우선적으로 채널을 재할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 우선적으로 채널을 재할당하는 경우,
    상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구된 전송률을 초과한 값이 최소인 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 우선적으로 채널을 재할당하는 경우,
    상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구 전송률을 초과한 값과 요구 전송률의 비가 최소인 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 우선적으로 채널을 재 할당 하는 경우,
    상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 채널 환경이 가장 양호한 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 모두 할당하고, 채널 자원이 모자라는 경우 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널을 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 채널 자원의 재할당 과정은 미리 결정된 형평성 인덱스 값을 만족할 때까지 반복하여 수행하며 상기 형평성 인덱스 값은 하기의 수학식 2임을 특징으로 하는 상기 방법.
    Measured Throughput : (T1, T2, …, Tn)
    Fair Throughput (O1, O2, …, On)
    Normalized Throughput : xi = Tj/Oi
    Fairness Index =
    Figure 112005068014738-pat00006
    상기 Measured Throughput은 각 단말별로 측정된 처리율을 의미하며, Fair Throughput은 단말별로 할당되어야하는 처리율을 의미하며, Normalized Throughput은 Measured Throughput의 Fair Throughput에 대한 비율임.
  8. 제1항에 있어서, 상기 채널 할당 시,
    상기 무선 단말의 요구 전송률이 만족하는 경우 상기 스케줄링에서 상기 요구 전송률을 만족한 무선 단말을 제외함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법에 있어서,
    상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과,
    각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 분산 값을 각 채널 별로계산하고, 상기 전송률 정보의 분산 값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과,
    상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 분산 값을 사용하여 분산 값이 가장 큰 무선 단말부터 요구된 전송률을 만족할 때까지 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 분산 값이 가장 큰 무선 단말부터 최대 전송률을 가진 채널을 순차적으로 요구된 전송률을 만족할 때까지 채널 자원을 모두 할당하고, 채널 자원이 남는 경우 상기 남는 채널 자원에 대해 채널을 재할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 우선적으로 채널을 재할당하는 경우,
    상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구된 전송률을 초과한 값이 최소인 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 우선적으로 채널을 재할당하는 경우,
    상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 요구 전송률을 초과한 값과 요구 전송률의 비가 최소인 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 우선적으로 채널을 재할당하는 경우,
    상기 채널 자원이 할당된 무선 단말들 중 채널 환경이 가장 양호한 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 모두 할당하고, 채널 자원이 모자라는 경우 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널을 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 채널 자원의 재 할당 과정은 미리 결정된 형평성 인덱스 값을 만족할 때까지 반복하여 수행하며 상기 형평성 인덱스 값은 하기의 수학식 3임을 특징으로 하는 상기 방법.
    Measured Throughput : (T1, T2, …, Tn)
    Fair Throughput (O1, O2, …, On)
    Normalized Throughput : xi = Tj/Oi
    Fairness Index =
    Figure 112005068014738-pat00007
    상기 Measured Throughput은 각 단말별로 측정된 처리율을 의미하며, Fair Throughput은 단말별로 할당되어야하는 처리율을 의미하며, Normalized Throughput은 Measured Throughput의 Fair Throughput에 대한 비율임.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 채널 할당을 하는 경우 각 무선 단말에 최대 전송률을 가지는 채널부터 우선적으로 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법에 있어서,
    상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과,
    각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 평균값을 각 채널별로 계산하고, 상기 전송률 정보의 평균값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과,
    상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 평균값을 사용하여 평균값이 가장 작은 무선 단말부터 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 소정 규칙은 오름차순 또는 내림차순임을 특징으로 하는 상기 방법.
  19. 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당 방법에 있어서,
    상기 기지국의 셀 내에 포함된 무선 단말들로부터 사용 가능한 채널들의 전송률 정보를 수신하는 과정과,
    각 무선 단말들로부터 수신한 전송률 정보의 평균값을 각 채널별로 계산하고, 상기 전송률 정보의 평균값들을 소정 규칙으로 정렬하는 과정과,
    상기 무선 단말들로 전송할 트래픽을 요구된 전송률을 만족하도록 정렬된 상기 평균값을 사용하여 평균값이 큰 채널부터 우선적으로 채널을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 소정 규칙은 오름차순 또는 내림차순임을 특징으로 하는 상기 방법.
  21. 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당하기 위한 스케줄링 장치에 있어서,
    각 무선 단말들과 통신을 수행하며, 보고 채널을 통해 각 채널에 대한 전송률 정보를 수신하여 출력하는 무선 송수신부들과,
    상기 무선 송수신부들로부터 출력되는 각 채널에 대한 전송률 정보를 각 무선 단말별로 출력하는 제어부와,
    상기 제어부로부터 출력되는 각 무선 단말별로 각 채널에 대한 전송률 정보의 분산을 계산하고, 계산된 채널의 분산 값에 따라 분산 값이 가장 큰 채널부터 그 채널에서 최대 전송률을 가지는 단말에 우선적으로 채널을 할당하여 스케줄링을 수행하는 스케줄러를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    트래픽을 전송할 모든 무선 단말에 채널 자원을 할당하고, 남는 채널 자원이 존재할 경우 상기 남는 채널 자원들을 상기 트래픽을 전송할 무선 단말들에 더 할당함을 특징으로 하는 상기 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    상기 각 채널별로 최대 전송률을 가지는 무선 단말에 해당 채널을 모두 할당하고, 채널 자원이 모자라는 경우 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널을 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  24. 둘 이상의 채널로 통신을 수행하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 할당하기 위한 스케줄링 장치에 있어서,
    각 무선 단말들과 통신을 수행하며, 보고 채널을 통해 각 채널에 대한 전송률 정보를 수신하여 출력하는 무선 송수신부들과,
    상기 무선 송수신부들로부터 출력되는 각 채널에 대한 전송률 정보를 각 무선 단말별로 출력하는 제어부와,
    상기 제어부로부터 출력되는 각 무선 단말별로 각 채널에 대한 전송률 정보의 분산을 계산하고, 계산된 각 무선 단말의 채널에 대한 분산 값에 따라 무선 단말의 분산 값이 가장 큰 무선 단말부터 상기 단말이 최대 전송률을 가지는 채널을 우선적으로 할당하여 스케줄링을 수행하는 스케줄러를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 소정 규칙은 오름차순 또는 내림차순임을 특징으로 하는 상기 방법.
  26. 제6항에 있어서,
    상기 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 상기 채널 자원을 초과 할당 받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  27. 제9항에 있어서,
    상기 소정 규칙은 오름차순 또는 내림차순임을 특징으로 하는 상기 방법.
  28. 제14항에 있어서,
    상기 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 방법.
  29. 제23항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    상기 전송률을 만족하지 못하는 무선 단말들에게 상기 채널 자원을 초과 할당받은 무선 단말들의 채널 중에서 가장 양호한 채널을 할당함을 특징으로 하는 상기 장치.
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