KR100684315B1 - 휴대 인터넷 시스템에서 대역 적응적 변조 및 코딩 운용방법 - Google Patents

휴대 인터넷 시스템에서 대역 적응적 변조 및 코딩 운용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대 인터넷 시스템에서 이동성을 가지는 단말이 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC)으로 동작 중에도 기할당된 서브채널의 변경을 가능하게 하는 Band AMC 운용 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법은, a) 단말이 기지국으로 Band AMC 할당 요구를 위한 응답 메시지를 전송하는 단계; b) 상기 기지국이 상기 단말을 Band AMC용으로 설정할 경우, 하향링크/상향링크 맵(DL/UL MAP)의 서브채널 모드 필드에 Band AMC용 서브채널 인덱스 정보를 포함시키는 단계; c) 상기 단말이 상기 Band AMC용 서브채널 인덱스 정보가 포함된 무선신호(RF)를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 d) 상기 단말이 상기 DL/UL MAP의 서브채널 인덱스 정보를 참조하여 Band AMC로 동작하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이동성을 가지는 단말이 Band AMC로 동작 중에도 기할당된 서브채널의 변경을 가능하게 함으로써, 이동성을 갖는 가입자가 지속적으로 Band AMC로 운용될 수 있게 하고, 또한, IEEE 802.16 기반의 휴대 인터넷 시스템에서 Band AMC 운용의 효율성을 높일 수 있다.
대역 적응적 변조 및 코딩, Band AMC, 휴대 인터넷, 채널품질정보, CINR

Description

휴대 인터넷 시스템에서 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법 {Methods for managing the Band AMC(Adaptive Modulation and Coding) in High Portable Internet System}
도 1은 Band AMC 운용 장치의 구성도이다.
도 2는 Band AMC 과정의 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DL/UL MAP에 서브채널 모드 및 서브채널 인덱스를 포함시킬 경우의 Band AMC 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CQI 정보에 서브채널 인덱스를 포함시킬 경우의 Band AMC 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신규 MAC(Medium Access Control) 메시지에 의한 Band AMC 동작 흐름도이다.
본 발명은 휴대 인터넷 시스템에서 Band AMC 운용 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 휴대 인터넷 시스템에서 이동성을 가지는 단말이 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC)으로 동작 중에도 기할당된 서브채널의 변경을 가능하게 하는 Band AMC 운용 방법에 관한 것이다.
적응적 변조 및 코딩(Band Adaptive Modulation & Coding: AMC) 방식이란 셀(cell), 즉, 기지국과 이동국 사이의 채널 상태에 따라 서로 다른 데이터 채널의 변조 방식과 코딩 방식을 결정해서, 상기 셀 전체의 사용 효율을 향상시키는 데이터 전송 방식을 말한다.
이러한 AMC 방식은 복수개의 변조 방식들과 복수개의 코딩 방식들을 가지며, 상기 변조 방식들과 코딩 방식들을 조합하여 데이터 채널 신호를 변조 및 코딩한다. 통상적으로 상기 변조 방식들과 코딩 방식들의 조합들 각각을 변조 및 코딩 스킴(Modulation and Coding Scheme; MCS)이라고 하며, 상기 MCS 수에 따라 레벨 1에서 레벨 N까지 복수개의 MCS들을 정의할 수 있다. 즉, 상기 AMC 방식은 상기 MCS의 레벨을 현재 무선 접속되어 있는 이동국과 기지국 사이의 채널 상태에 따라 적응적으로 결정하여 전체 시스템 효율을 향상시키는 방식이다.
한편, 종래 기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2003-9380호(2003년 2월 14일 출원)에는 "이동통신용 주파수 대역 변환 중계장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있다.
구체적으로, 상기 선행 발명은, 셀룰러, PCS, IMT 2000 등의 이동통신 서비스에 있어서, 기지국 장치의 중계기 링크용 송수신 장치 내에 주파수 대역 변환기를 삽입하여 원거리 음영지역에 무선 전송함으로써, 주파수 대역을 효율적으로 사용할 수 있다. 즉, 상기 선행 발명은 셀룰러 또는 PCS 주파수 대역 전체를 상대적으로 많이 이격된 주파수 대역인 IMT-2000 주파수 대역으로 변환하여 재생함으로 써, 동시에 통화가 가능하며, 이에 따라 통화중 적체 현상을 해소할 수 있고, 보다 많은 가입자를 수용할 수 있다.
한편, 종래 기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2002-66109호(2002일 10월 29일 출원)에는 "이동통신 시스템에서의 무선 데이터 전송속도 변경 처리 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있다.
상기 선행 발명은, 이동통신 시스템에서 이동 단말기와 기지국 사이의 무선 구간에 대한 환경 변화로 인해 데이터 전송속도를 변경할 경우, 해당되는 이동 단말기로의 데이터 전송 중지 시간을 최소화함으로써, 이동통신 시스템의 데이터 전송 성능을 향상시킬 수 있는 무선 데이터 전송속도 변경 처리 방법을 개시하고 있다.
구체적으로, 상기 선행 발명은, 이동통신 시스템에서 무선 구간의 환경 변화에 따라 데이터 전송속도를 변경하는 경우, 저배속으로 변경할 경우와 고배속으로 변경할 경우를 구분하고, 이에 따라 데이터 전송 중지 시점을 달리 처리함으로써, 데이터 전송속도 변경을 위한 데이터 전송 중지 시간을 최소화하고, 또한, 이동통신 시스템의 무선 구간에 대한 데이터 전송 성능을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 불필요한 무선 용량의 낭비를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 종래 기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2003-1732호(2003년 1월 10일 출원)에는 "이동통신 시스템에서 역방향 데이터 전송 속도 제어 장치 및 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있다.
구체적으로, 상기 선행 발명은, 이동통신 시스템에서 역방향으로 데이터를 전송할 경우, 모든 단말의 공통적 비트와 각 단말이 추가된 비트를 적용하여, 단말이 이를 근거로 역방향 데이터 전송율을 관리함으로써, 시스템 용량을 향상시키고, 또한, 역방향의 데이터 전송 속도를 제어하는데 있어서 순방향에서 발생하는 간섭량을 최소화시키는 장치 및 방법을 개시하고 있다.
한편, 휴대 인터넷 시스템에서 추구하는 서비스는 공간과 시간의 제약 없이 이동성을 보장하면서 인터넷을 이용할 수 있도록 하는 서비스로서, 기존의 이동통신망이 음성 위주라면, 휴대 인터넷은 데이터 서비스가 중심이 되는 시스템이라고 할 수 있다. 이때, 데이터 서비스는 데이터 전송 속도가 중요한 요소로 작용하기 때문에, 데이터의 전송속도를 높이기 위한 노력들과 방법들이 제시되어야 한다. 이것은 무선이 갖고 있는 자원의 한계를 극복하기 위한 방법이기도 하다.
상기 데이터의 전송속도를 높이기 위해서, 휴대 인터넷에서는 각 서브채널의 상태를 고려하여, 좋은 채널과 상대적으로 좋지 못한 채널을 구별하여 각 단말에 자원이 허락하는 범위에서 서브채널들을 할당하는 Band AMC라고 하는 방법을 이용하고 있다. 이와 같이 Band AMC를 적용하면, 상태가 양호한 채널들로 구성된 자원을 할당받은 단말은 더욱 높은 용량을 갖도록 변조됨으로써, 고속의 데이터 전송이 가능하게 된다.
상기 Band AMC는 단말인 AT(Access Terminal)가 채널품질정보(Channel Quality Information: CQI)를 측정하여, 운용 중에 있는 서브채널의 채널 정보를 수집하고, 이를 기반으로 상태가 좋은 서브채널들로만 구성된 대역(Band)을 이용함으로써, 주변의 노이즈와 간섭의 영향을 덜 받게 되고, 이에 따라 상기 Band AMC가 적용된 단말은 코딩률(coding rate)을 높일 수 있고, 상대적으로 고속의 전송속도로 전송할 수 있게 된다.
한편, IEEE 802.16을 기반으로 한 휴대 인터넷에서는 일반적인 무선 상태인 다이버시티 모드(Diversity Sub-channel 방식)에서 동작을 하다가, 설정된 조건이 만족되면 Band AMC로 동작하게 된다. 즉, IEEE 802.16을 기반으로 한 휴대 인터넷에서는, 초기 동작 시에 일반적인 무선 상태인 다이버시티 모드에서 동작을 하고, 단말인 AT(Access Terminal)에서 CQI를 측정하여 현재 운용중의 각 서브채널의 채널 정보를 수집하고, 이후, 상기 수집된 채널 정보를 통해 각 서브채널의 상태를 확인할 수 있으며, 이들 확인된 서브채널 중에서 상태가 상대적으로 양호한 서브채널을 선별할 수 있다.
또한, 상기 휴대 인터넷에서는 상기 Band AMC 운용을 위해서 다이버시티 모드에서 동작하는 단말이 Band AMC로 동작하도록, 가장 상태가 좋은 서브채널들만을 선택하도록 기지국에 요청한다. 이때, 기지국은 자원 관리 규칙 등 기설정된 규칙에 따라 상기 요청을 허용하는 확인 메시지(Ack)를 단말에게 전송함으로써, 상기 단말이 Band AMC 모드로 동작하게 된다.
구체적으로, 상기 단말은 기지국인 AP(Access Point)에게 CQI 정보를 기반으로 선택한 서브채널로만 통신할 것을 요청하게 된다. 이 요청을 받은 기지국인 AP는 기지국의 채널 자원 할당 여부를 고려하여, 요청에 대한 수용 여부를 단말에게 알려 준다. 만일, 기지국이 단말의 Band AMC 요청을 수용할 경우, 이후의 프레임부터는 CQI를 기반으로 선택된 서브채널로만 통신하게 된다. 상기 Band AMC를 채 용할 경우, 서브채널을 다이버시티 방식으로 운용할 때보다 양질의 서브채널로만 구성된 대역(Band)만을 이용하기 때문에 잡음(noise)과 주변 셀의 간섭에 대해 보다 강하게 운용할 수 있고, 또한, 코딩률을 높일 수 있으므로 전송 속도를 고속화시킬 수 있다.
그런데, 휴대 인터넷에서는 상기 Band AMC를 사용하기 때문에 기존의 다이버시티 서브채널 방식에 비해 전송 속도를 높일 수 있지만, 실질적으로, 상기 단말은 이동성을 가지고 있고, 서브채널의 상태는 시시각각으로 변할 수 있고, 이에 따라 이미 Band AMC 모드로 운용중인 단말은 상기 Band AMC로 구성한 서브채널의 변경이 필요하게 된다.
따라서, 상기 단말은 상기 CQI를 통해 수집된 서브채널들의 정보에 따라 보다 좋은 상태의 서브채널은 포함시키고, 상태가 나빠진 서브채널은 탈락시키는 방식에 의해 다시 Band AMC용 서브채널을 재구성해야 한다. 이때, 상기 단말은 재구성한 서브채널로만 통신할 수 있도록, 기지국에게 새로운 서브채널로 구성된 Band AMC를 요청해야 한다.
그러나, 현재 휴대 인터넷의 기준이 되는 IEEE 802.16 규격에는 이와 같은 경우에 대한 적절한 절차를 기술하지 않고 있다. 즉, 기지국인 AP에서 이미 Band AMC로 운용 중인 단말이 서브채널의 변경을 요구할 경우, 이에 대한 응답을 단말에게 전달할 방법이 없다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 휴대 인터넷 시스템에서 이 동성을 가지는 단말이 Band AMC로 동작 중에도 기할당된 서브채널의 변경을 가능하게 함으로써, 이동성을 갖는 가입자가 지속적으로 Band AMC로 운용될 수 있게 하는 Band AMC 운용 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, IEEE 802.16 기반의 휴대 인터넷 시스템에서 Band AMC 운용의 효율성을 높이고, 기존 규격을 가지고 Band AMC용 서브채널을 변경 시에 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있는 Band AMC 운용 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법은,
a) 단말이 기지국으로 Band AMC 할당 요구를 위한 응답 메시지(REP-RSP)를 전송하는 단계;
b) 상기 기지국이 상기 단말을 Band AMC용으로 설정할 경우, 하향링크/상향링크 맵(DL/UL MAP)의 서브채널 모드 필드에 Band AMC용 서브채널 인덱스 정보를 포함시키는 단계;
c) 상기 단말이 상기 Band AMC용 서브채널 인덱스 정보가 포함된 무선신호(RF)를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
d) 상기 단말이 상기 DL/UL MAP의 서브채널 인덱스 정보를 참조하여 Band AMC로 동작하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법은,
a) Band AMC로 동작을 시작한 상기 단말이 기지국으로 전송하는 채널품질정보(CQI) 정보에 Band AMC용 CQI 값과 서브채널 인덱스 값을 동시에 전송하는 단계;
b) 상기 단말이 상향링크로 전송하는 상기 CQI값이 어느 서브채널의 값인지를 상기 기지국이 확인하는 단계; 및
c) 상기 확인 결과에 따라 상기 단말과 기지국 사이의 Band AMC용 서브채널 인덱스를 일치시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법은,
a) Band AMC로 동작 중인 단말이 Band AMC 운용을 위한 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)를 생성하는 단계;
b) 상기 단말이 상기 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)를 사용하여 상기 기지국에 Band AMC를 요청하는 단계; 및
c) 상기 기지국이 상기 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)에 대한 응답으로서, Band AMC 응답 메시지(BAMC-RSP)를 상기 단말로 전송하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 이동성을 가지는 단말이 Band AMC로 동작 중에도 기할당된 서브채널의 변경을 가능하게 함으로써, 이동성을 갖는 가입자가 지속적으로 Band AMC로 운용될 수 있게 하고, 또한, IEEE 802.16 기반의 휴대 인터넷 시스템에서 Band AMC 운용의 효율성을 높이고, 기존의 규격을 가지고도 Band AMC용 서브채널을 변경 시에 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 휴대 인터넷 시스템에서 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 Band AMC 운용 장치의 구성도로서, RF 처리부(110), 모뎀부(Modulator/Demodulator; 120), 채널품질정보(CQI) 처리부 및 (130)중앙 제어부(140)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 중앙 제어부(140)는 단말의 제반기능을 제어하는 주요 제어 보드로서, 총괄 기능을 수행한다. 즉, 중앙 제어부(140)에서 단말의 Band AMC를 위한 총괄적인 제어가 이루어진다.
변복조부인 모뎀부(120)는 신호를 변환하고 수신한 신호를 복원하는 기능을 수행하며, 상기 Band AMC에 따른 변복조 시에 필요한 코딩률(coding rate) 등 변복조의 조건을 상기 중앙 제어부(140)로부터 제공받는다. 이러한 변복조 조건을 기준으로 상기 모뎀부(120)는 변복조를 수행하게 된다.
RF 처리부(110)는 변조된 송신 데이터를 무선으로 전송하거나, 또는 기지국으로부터 전송되는 무선 신호를 수신하여 상기 모뎀부(120)에 전달하는 역할을 담당한다
CQI 처리부(130)는 상기 RF 처리부(110)가 수신하는 무선신호를 기준으로 해서 각 서브채널별의 캐리어 대 간섭 잡음비(Carrier-to-Interference-plus-Noise Ratio: CINR)를 측정하고 관리하는 기능을 수행하며, 상기 CINR 정보를 상기 중앙 제어부(140)로 전달하게 된다. 이때, 상기 중앙 제어부(140)는 각 서브채널별 CINR 값을 기준으로 Band AMC를 운용하게 된다.
본 발명의 실시예는 전술한 도 1의 Band AMC 운용 장치를 사용하여, 1) DL/UL MAP에 서브채널 모드 및 서브채널 인덱스를 포함시키거나, 2) CQI 정보에 서브채널 인덱스를 포함시키거나, 또는 3) Band AMC 운용을 위한 독립적인 MAC(Medium Access Control) 관리 메시지에 의해, 서브채널 인덱스가 항상 일치되는 Band AMC를 운용할 수 있다.
먼저, 상기 DL/UL MAP에 서브채널 모드 및 서브채널 인덱스를 포함시키는 방법은, 매 프레임 DL/UL MAP의 서브채널 인덱스 정보를 통해 Band AMC 동작 중에 기할당된 서브채널을 변경시키면, 이에 대한 기지국의 확인(Ack)을 상기 DL/UL MAP 상의 서브채널 인덱스 정보를 통해 확인할 수 있게 되어, 기지국과 단말간의 Band AMC용 서브채널 인덱스를 항상 일치시킬 수 있게 된다.
다음으로, CQI 정보에 서브채널 인덱스를 포함시키는 방법은, 단말에서 기지국으로 올리는 CQI 정보에 Band AMC용 CQI 값과 서브채널 인덱스 값을 동시에 올림으로써, 상기 단말에서 올리는 CQI값이 어느 서브채널의 값인지를 기지국이 알기 때문에 단말과 기지국 사이의 Band AMC용 서브채널 인덱스를 항상 일치시킬 수 있다.
다음으로, Band AMC 운용을 위한 독립적인 MAC(Medium Access Control) 관리 메시지를 만드는 방법은 기존에 채널 정보를 위해서 사용하던 상기 응답 메시지 (REP-RSP)에 Band AMC를 정보를 삽입하는 형태가 아니라, Band AMC 전용의 메시지를 사용함으로써, 기존에 DL/UL MAP을 통해 브로드캐스팅하지 않고도, 유니캐스트 방식으로 전송할 수 있기 때문에 자원을 절약할 수 있다. 또한, 상기 Band AMC로 이미 운용 중에 있는 단말에서도 Band AMC를 유지하면서 서브채널만 변경해야 할 경우, 상기 MAC(Medium Access Control) 관리 메시지를 사용함으로써, 상기 단말과 기지국 사이에 Band AMC용 채널 인덱스의 일치를 이룰 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예는, 채널의 양호성을 체크하여 항상 상태가 좋은 채널들로만 구성하고, 이러한 서브채널의 선택에 따라 전송율을 제어함으로써, 실시간 가변이 가능하고, 또한, 코딩률을 높이기 위해 양질의 서브채널을 구성함으로써, 실시간으로 서브채널의 변경이 가능하고, 해당 서브채널의 변경을 통해 전송속도의 변경이 가능하게 한다.
한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 Band AMC 과정의 동작 흐름도로서, 전술한 도 1의 Band AMC 장치의 구성을 참조하여, Band AMC 과정에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 먼저, 단말이 디폴트 모드인 다이버시티 모드로 동작을 하는데(S201), 구동 초기에 단말은 각 서브채널의 채널상태를 모르기 때문에 다이버시티 모드로 동작할 수밖에 없다.
이후, 기지국으로부터 UCD를 수신하게 된다(S202). 이때, 기지국은 휴대 인터넷 시스템의 운용 정보(System Information)를 셀(cell) 상에 있는 모든 단말에게 전달하기 위해서 시스템 정보용 MAC(Medium Access Control) 관리 메시지, 예를 들어, DL-MAP(Downlink Map 정보), UL-MAP(Uplink MAP 정보) 및 DCD/UCD(Downlink Channel Description/Uplink Channel Description) 신호를 브로드캐스팅 방식으로 전체 셀 영역으로 전송한다.
다음으로, 상기 UCD 내에서 B-AMC 관련 필드값을 획득하게 된다(S203). 즉, 상기 기지국으로부터 시스템 정보용 MAC 관리 메시지를 수신한 단말의 중앙 제어부(140)는 상기 시스템 정보용 MAC 관리 메시지 중에서 상기 UCD로부터 Band AMC용 정보를 추출하여, 이를 Band AMC 운용 기준으로 하게 된다. 이때, 운용 기준이 되는 Band AMC 관련 값으로 Band AMC 할당용 문턱값(Threshold) 및 타이머값(Timer) 등이 있다.
이후, 매 프레임마다 상기 단말 내의 CQI 처리부에서 대역별 CINR 값을 수집하게 된다(S204). 즉, 상기 중앙 제어부(140)는 CQI 처리부(130)를 기동시키게 되고, 기동을 시작한 상기 CQI 처리부(130)는 상기 RF 처리부(110)에 입력되는 무선 신호로부터 신호의 세기를 측정하고, 기설정된 연산 과정을 거쳐 CINR 값을 구하게 된다. 이후, 상기 CQI 처리부(130)는 상기 측정 및 연산된 CINR 값을 상기 중앙 제어부(140)로 전달한다.
다음으로, 상기 UCD의 할당 문턱값과 할당 타이머를 기준으로 하여 12개 대역의 CINR 값을 비교하게 된다(S205). 즉, 상기 중앙 제어부(140)는 상기 전달된 CINR 값을 가지고 Band AMC 운용 기준과의 일치 여부를 체크하게 된다. 이때, 일치 여부 체크는 Band AMC의 기준이 되는 Band AMC 할당용 문턱값(Threshold) 및 타이머값(Timer) 등을 이용한다.
다음으로, 상기 단말은 상기 비교된 CINR 값 소정 기준을 만족하는지 확인하여(S206), 상기 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 S203 단계로 되돌아가고, 상기 기준을 만족하는 경우, B-AMC 할당 요구를 위해 응답 메시지(REP-RSP)를 상기 기지국으로 송신하게 된다(S207).
즉, 각 서브채널의 CINR 값이 문턱값(Threshold) 이상을 유지하면서, 그 유지 시간이 타이머값(Timer) 이상이면, 상기 서브채널을 Band AMC용 서브채널로 사용할 수 있게 된다.
이와 같은 동작은 휴대 인터넷 시스템의 매 프레임마다, 예를 들어, 5msec마다 발생한다. 만일, 상기 조건을 만족하는 서브채널 수가 5개 이상이 되면, 상기 단말은 기지국으로 Band AMC를 요청한다. 여기서, 상기 Band AMC의 요청은 상기 응답 메시지(REP-RSP)라는 MAC 관리 메시지를 사용한다. 이때, 상기 응답 메시지(REP-RSP)에는 Band AMC용 채널 5개와 이들 채널들의 CQI 정보가 포함되어서 기지국으로 송출된다.
다음으로, 상기 단말 내의 모뎀부에서 MAP 디코딩 결과값을 액세스하여, 서브채널 할당 결과를 검사하고(S208), 상기 할당 결과가 소정 조건을 만족하는지 확인하게 된다(S209).
다음으로, 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, B-AMC를 미할당하고(S210), 상기 S205 단계로 되돌아가서, 다시 CINR 값을 비교하고, 만일, 상기 소정 조건을 만족하는 경우, B-AMC 모드로 동작하고(S211), 상기 S208 단계로 되돌아가게 된다. 즉, 상기 Band AMC 요청을 받은 기지국은 자원 관리 측면 등을 고려하여 수용 여부를 판단한다. 이때, 기지국의 판단 결과는 다음 프레임에 내려가는 DL/UL MAP에 포함된다. 예를 들어, 상기 MAP 상에 있는 서브채널 모드가 Band AMC로 되어 있으면, 단말의 Band AMC 요청이 허용된 것이고, 계속 다이버시티 모드일 경우는 단말의 요청이 거부된 것이다.
만일, 단말의 요청이 거부가 되면, 상기 단말은 계속 다이버시티 모드로 동작을 하게 되고, 상기 단말의 Band AMC 요청이 허용된 경우, 단말과 기지국 사이의 통신은 Band AMC 모드로 동작하게 된다.
이와 같이 Band AMC 모드로 동작하는 경우, 상기 기지국과 단말간의 시그널링 및 트래픽 통신은 모두 Band AMC로 할당된 서브채널로만 하게 된다. 또한, Band AMC로 동작 이후부터는 상기 단말은 상기 서브채널의 CQI 정보를 매 프레임마다 상기 기지국으로 송출함으로써, 상기 기지국도 CQI용 채널의 상태를 매 프레임마다 알 수 있게 한다.
한편, 휴대 인터넷 시스템의 단말은 이동성을 가지고 있으며, 특히, 60㎞ 이상의 속도 이상을 지원하여야 한다. 이러한 이동성 상황에서는 무선채널 환경의 변화가 크게 되고, 이에 따라 무선채널의 상태도 시시각각 변하게 된다. 따라서, 무선 채널의 상황의 변경은 Band AMC 모드로 동작중인 단말과 기지국 사이에도 당연히 영향을 주게 된다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 단말의 중앙 제어부(140)는 매 프레임마다 CQI 처리부(130)에서 전달되는 CQI 값들을 가지고, 가장 채널 상태가 좋은 서브채널을 체크한다. 상기 체크 결과에 따라, 기존에 할당된 Band AMC용 서브채널들과 차이 가 있는 경우, 기지국으로 다시 상기 응답 메시지(REP-RSP)를 통해 기할당된 Band AMC용 서브채널의 변경을 요청하게 된다.
그런데, 상기 서브채널의 변경 요청을 받은 기지국은 상기 단말의 요청 여부에 응답을 해야 하는데, 종래의 방법으로는 불가능하다.
즉, 종래의 방법은 DL/UL MAP 상에 서브채널 모드 필드를 통해 단말에게 알려 주는데, 다이버시티로 동작하던 단말이 Band AMC로 동작하는지 여부는 상기 서브채널 모드 필드가 다이버시티에서 Band AMC로 변경되며, 이것을 Band AMC 요청에 대한 확인(Ack)으로 받아들이게 된다. 하지만, 이미 Band AMC로 동작을 하고 있는 상태에서는 DL/UL MAP의 서브채널 모드가 계속 Band AMC로 설정된 상태로 수신되기 때문에 새로운 요청에 대한 확인(Ack)으로 보면, 문제가 발생할 수 있다.
더욱이, 상기 단말이 새로운 양질의 서브채널 할당을 위한 상기 응답 메시지(REP-RSP) 자체를 기지국이 수신하지 못한 경우에도, 계속해서 DL/UL MAP의 서브채널 모드가 기존 값인 Band AMC로 설정된 상태로 수신될 수 있다.
또한, 상기 단말이 이것을 신규 채널 할당에 대한 응답으로 간주할 경우, 이 프레임 이후부터 CQI 처리부(130)가 기지국으로 전달하는 것은 신규로 할당된 서브채널의 CQI 정보이기 때문에, 상기 단말과 기지국 사이에 Band AMC용으로 할당된 서브채널들의 인덱스 값이 불일치가 발생될 수 있다.
결국, 상기 서브채널들의 인덱스 값 불일치는 서로 다른 채널로 오인할 가능성을 제공하기 때문에, 상기 단말에서 올리는 CQI 정보 자체가 무의미해진다. 다시 말하면, 상기 단말이 전달하는 CQI 정보에 CQI 값만이 포함되어 있을 뿐이며, 어느 서브채널의 CQI인지를 나타내는 채널 인덱스 정보는 포함되어 있지 않기 때문이다.
물론, 휴대 인터넷의 규격이 되는 IEEE 802.16에는 다이버시티 모드에서 Band AMC 모드로 전환 시에는 종래의 방법으로 가능하지만, 이미 Band AMC로 동작중인 상태에서의 채널 변경에 대한 절차가 없기 때문에, 상기 단말과 기지국 사이에 Band AMC용으로 할당된 서브채널들의 인덱스 값이 불일치가 발생될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 Band AMC 운용 방법을 설명하기로 한다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 크게 세 가지 방식의 Band AMC 운용이 이루어진다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DL/UL MAP에 서브채널 모드 및 서브채널 인덱스를 포함시킬 경우의 Band AMC 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 단말(310)이 기지국(320)으로 상기 응답 메시지(REP-RSP)를 전송하면(S310), 상기 기지국(320)은 DL/UL MAP을 상기 단말(310)로 전송한다. 이후, 상기 DL/UL MAP의 서브채널 모드 필드 및 서브채널 인덱스를 참조하여 Band AMC 운용, 즉, Band AMC 동작이 시작될 수 있다(S330). 즉, 상기 DL/UL MAP의 서브채널 모드 필드에 Band AMC용으로 설정 시에 Band AMC용 서브채널의 인덱스 정보를 포함시킴으로써, Band AMC 운용이 이루어진다.
이 방법을 사용하면 단말(310)은 매 프레임 DL/UL MAP의 서브채널 인덱스 정보를 통해 Band AMC 동작 중에 기할당된 서브채널을 변경시키면, 이에 대한 기지국(320)의 확인(Ack)을 상기 DL/UL MAP 상의 서브채널 인덱스 정보를 통해 확인할 수 있게 되어, 기지국(320)과 단말(310)간의 Band AMC용 서브채널 인덱스를 항상 일치시킬 수 있게 된다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CQI 정보에 서브채널 인덱스를 포함시킬 경우의 Band AMC 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 단말(310)의 Band AMC 동작이 시작된 경우(S410), 매 프레임마다 CQI 정보를 송출한다(S421, S422, S423). 이때, 상기 CQI 정보에는 CQI 값과 서브채널 인덱스 값이 포함된다.
즉, 단말(310)에서 기지국(320)으로 올리는 CQI 정보에 Band AMC용 CQI 값과 서브채널 인덱스 값을 동시에 올린다. 이렇게 하면 단말(310)에서 올리는 CQI값이 어느 서브채널의 값인지를 기지국(320)이 알기 때문에 단말(310)과 기지국(320) 사이의 Band AMC용 서브채널 인덱스를 항상 일치시킬 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신규 MAC(Medium Access Control) 메시지에 의한 Band AMC 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 단말(310)이 Band AMC 동작 중인 경우(S510), 상기 단말(310)은 BAMC 요청 메시지(BAMC-REQ)를 상기 기지국으로 전송한다(S520). 이후, Band AMC용 서브채널 변경이 있는 경우, 상기 기지국(320)은 BAMC 응답 메시지(BAMC-RSP)를 상기 단말(310)로 전송하게 된다.
다시 말하면, 상기 S520 단계에서 Band AMC 운용을 위한 독립적인 MAC(Medium Access Control) 관리 메시지를 만든다. 즉, 기존에 채널 정보를 위해서 사용하던 상기 응답 메시지(REP-RSP)에 Band AMC를 정보를 삽입하는 형태가 아 니라, Band AMC 전용의 메시지를 사용한다.
다시 말하면, 다음과 같이 BAMC 요청 메시지(BAMC-REQ)로 상기 단말(310)이 Band AMC를 상기 기지국(320)에세 요청하면, 이에 대한 응답으로 기지국(320)은 BAMC 응답 메시지(BAMC-RSP)로 응답한다. 이렇게 함으로써, 기존에 DL/UL MAP을 통해 브로드캐스팅하지 않고도, 유니캐스트 방식으로 전송할 수 있기 때문에 자원을 절약할 수 있다. 또한, 상기 Band AMC로 이미 운용 중에 있는 단말(310)에서도 Band AMC를 유지하면서 서브채널만 변경해야 할 경우, 상기 BAMC 요청 메시지(BAMC-REQ)로 다시 요구하고, 이에 대한 응답을 상기 BAMC 응답 메시지(BAMC-RSP)지를 사용함으로써, 상기 단말(310)과 기지국(320) 사이에 Band AMC용 채널 인덱스의 일치를 이룰 수 있게 된다.
결국, 본 발명의 실시예는, 기존의 휴대 인터넷 규격인 IEEE 802.16이 가지고 있는 이동성을 갖는 단말이 Band AMC 동작 시에 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다. 즉, Band AMC 모드를 계속 유지하면서, Band AMC용 서브채널만을 변경하고 싶을 경우, 각 대역을 측정하고 채널의 양호도를 연산하며, 이에 따라 서브채널을 선택함으로써, 운용중인 서브채널 중에서 양질의 채널만을 골라 코딩률을 높이고, 이를 통해 전송속도를 높일 수 있고, 또한, 전송속도의 변경 시에 해당 서브채널의 선택을 통해 전송의 중지 없이 전송률의 변경을 가능하게 한다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자 라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 실제 휴대 인터넷 시스템이 이동성을 가짐에 따라 다이버시티 모드에서 Band AMC 모드로 서브채널 모드를 일단 변경하면, Band AMC에 할당된 서브채널 인덱스는 시간과 이동성에 따라 빈번하게 변경되는데, 이때, 이동성을 가지는 단말이 Band AMC로 동작 중에도 기할당된 서브채널의 변경을 가능하게 함으로써, 이동성을 갖는 가입자가 지속적으로 Band AMC로 운용될 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따르면, IEEE 802.16 기반의 휴대 인터넷 시스템에서 Band AMC 운용의 효율성을 높이고, 기존의 규격을 가지고도 Band AMC용 서브채널을 변경 시에 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (10)

  1. 휴대 인터넷 시스템의 단말에서 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC) 운용 방법에 있어서,
    a) 단말이 기지국으로 Band AMC 할당 요구를 위한 응답 메시지(REP-RSP)를 전송하는 단계;
    b) 상기 기지국이 상기 단말을 Band AMC용으로 설정할 경우, 하향링크/상향링크 맵(DL/UL MAP)의 서브채널 모드 필드에 Band AMC용 서브채널 인덱스 정보를 포함시키는 단계;
    c) 상기 단말이 상기 Band AMC용 서브채널 인덱스 정보가 포함된 무선신호(RF)를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    d) 상기 단말이 상기 DL/UL MAP의 서브채널 인덱스 정보를 참조하여 Band AMC로 동작하는 단계
    를 포함하는 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    e) 상기 단말이 Band AMC로 동작 중에 기할당된 서브채널을 변경시키는 경우, 이에 대한 기지국의 확인(Ack)을 상기 DL/UL MAP 상의 서브채널 인덱스 정보를 통해 확인하는 단계를 추가로 포함하는 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계는 매 프레임마다 상기 DL/UL MAP의 서브채널 인덱스 정보를 통해 상기 기지국과 단말간의 Band AMC용 서브채널 인덱스의 일치를 확인하는 것을 특징으로 하는 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법.
  4. 휴대 인터넷 시스템의 단말에서 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC) 운용 방법에 있어서,
    a) Band AMC로 동작을 시작한 상기 단말이 기지국으로 전송하는 채널품질정보(CQI)에 Band AMC용 CQI 값과 서브채널 인덱스 값을 동시에 전송하는 단계;
    b) 상기 단말이 상향링크로 전송하는 상기 CQI값이 어느 서브채널의 값인지를 상기 기지국이 확인하는 단계; 및
    c) 상기 확인 결과에 따라 상기 단말과 기지국 사이의 Band AMC용 서브채널 인덱스를 일치시키는 단계
    를 포함하는 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 a) 단계는 매 프레임마다 수행되는 것을 특징으로 하는 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법.
  6. 휴대 인터넷 시스템의 단말에서 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC) 운용 방법에 있어서,
    a) Band AMC로 동작 중인 단말이 Band AMC 운용을 위한 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)를 생성하는 단계;
    b) 상기 단말이 상기 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)를 사용하여 상기 기지국에 Band AMC를 요청하는 단계; 및
    c) 상기 기지국이 상기 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)에 대한 응답으로서, Band AMC 응답 메시지(BAMC-RSP)를 상기 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC) 운용 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)는 별도로 생성된 Band AMC 전용의 MAC(Medium Access Control) 관리 메시지인 것을 특징으로 하는 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC) 운용 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 a) 단계는 Band AMC로 이미 운용 중에 있는 단말이 Band AMC용 서브채널만 변경해야 할 경우, 상기 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ)를 사용하여 Band AMC를 요청하는 것을 특징으로 하는 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC) 운용 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 c) 단계는 상기 기지국으로부터 전송된 상기 Band AMC 응답 메시지(BAMC-RSP)에 따라 상기 단말과 기지국 사이에 Band AMC용 채널 인덱스를 일치시키는 것을 특징으로 하는 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 Band AMC 요청 메시지(BAMC-REQ) 및 상기 Band AMC 응답 메시지(BAMC-RSP)는 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송되는 것을 특징으로 하는 대역 적응적 변조 및 코딩 운용 방법.
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