KR100943474B1 - 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 시스템 및 방법 - Google Patents

멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 캐리어(Multi-Carrier)를 사용하는 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 데이터의 우선순위에 따라 차별적인 신호 조합 방식을 적용하여 세그먼트(segment)를 운용하는 데이터 송수신 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 통신 시스템은 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하며; 단말기에서 채널 상태를 측정하고 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 과정과; 추출된 채널 상태 정보를 사용하여 단말기에서 세그먼트 타입을 추정하고 현재 할당되어 있는 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하는 과정과; 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우 기지국으로 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 전송하는 과정과; 기지국으로부터 세그먼트 타입 변경 요청에 따라 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 수신하여 그에 상응하는 세그먼트 타입으로 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.
OFDMA, 세그먼트 타입, 세그먼트 타입 추정, RT, NRT, 부하균형

Description

멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING DATA IN A COMMUNICATION SYSTEM USING MULTI-CARRIER}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 세그먼트 할당을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 지원하는 세그먼트 타입들을 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신 안테나의 개수가 4개 이상인 경우 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 지원하는 세그먼트 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 단말기 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 RT 세그먼트 타입 추정 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 NRT 세그먼트 타입 추정 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 기지국 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 단말기의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말기의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 세그먼트 타입의 할당에 따른 하향링크 프레임에서의 자원맵 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 부하 균형을 위해 변경하는 자원맵을 개략적으로 도시한 도면
본 발명은 멀티 캐리어(Multi-Carrier)를 사용하는 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 데이터의 우선순위에 따라 차별적인 신호 조합 방식을 적용하여 세그먼트(segment)를 운용하는 데이터 송수신 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도의 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하고자 한다.
이에 4세대 통신 시스템에서는 유·무선 채널에서 고속데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식을 활발하게 연구하고 있으며, 멀티 캐리어를 사용하여 데이터를 전송하는 방식 중의 하나인 상기 OFDM 방식은, 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(MCM : Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.
상기 OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중 접속(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 서브 캐리어들간의 직교성(Orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가지며, 또한 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다는 특징을 가진다. 또한, 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 및 다중경로 페이딩에 강하고, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 영향을 줄일 수 있으며, 하드웨어적으로 등화기 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 통신 시스템 구조에 적극 활용되고 있는 추세에 있다.
일반적으로, 상기 OFDM 방식은 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들간의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋다. 또한, 상기 OFDM 방식은 변조가 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)에 의해 구현되고, 복조가 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)에 의해 구현된다. 이와 같은 OFDM 방식에 근거한 다중 접속 방식으로는 전체 서브 캐리어들 중 일부 서브 캐리어들을 특정 단말기에게 할당하여 사용하게 하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식이 있다. 상기 OFDMA 방식은 대역 확산(spreading)을 위한 확산 시퀀스(spreading sequence)가 필요로 되지 않으며, 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 특정 단말기에게 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 4세대 통신 시스템은 결과적으로 보다 다양한 컨텐츠(contents)를 개발하려는 소프트웨어(software)적인 측면과 최선의 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 제공할 수 있도록 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)이 높은 무선 접속 방식을 개발하려는 하드웨어(hardware)적인 측면을 동시에 고려하는 방향으로 발전되고 있다.
또한, 상기 4세대 통신 시스템에서 고려하고 있는 하드웨어적인 면을 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로, 무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 무선 통신에서 채널 환경은 백색 가산성 가우시안 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise) 이외에도 페이딩 현상으로 인해 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 쉐도우잉(Shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(doppler) 효과, 타 단말기 및 다중 경로(multipath) 신호에 의한 간섭 등으로 인해 자주 변하게 된다. 따라서, 고속 무선 데이터 패킷 서비스를 제공하기 위해서는 기존 2세대 혹은 3세대 통신 시스템에서 제공되던 방식들 이외에도 상기 채널 변화에 적응적으로 대처할 수 있는 또 다른 진보된 기술이 필요하게 되었다. 물론, 기존 통신 시스템들에서 채택하고 있는 적응적 변조 및 부호화(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식과, 복합 재전송(HARQ: Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식 등과 같은 방식들 역시 상기 채널 변화에 적응적으로 대처하여 시스템 전체 성능은 크게 개선된다.
물론, 상기에서 설명한 바와 같이 AMC 방식과 HARQ 방식 등과 같은 다양한 방식들을 적용한다고 하더라도 무선 자원(radio resource)의 부족이라는 무선 통신에 있어서의 근본적인 문제가 해결되는 것은 아니다. 그러므로 가입자 용량을 최대화하는 동시에 멀티미디어 서비스에 필수적인 고속 데이터 전송을 가능하게 하기 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 다중 접속(multiple access) 방식의 연구 개발의 필요성은 지속적으로 유지된다.
이에 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 위해서 스팩트럼 효율이 우수하면서도 데이터의 우선순위(priority)를 보장할 수 있는 새로운 다중 접속 방식에 대한 논의가 이루어지고 있다. 그중의 하나가 통신 시스템에서 전송 전략을 차별화하여 데이터를 전송하는 것이며, 이러한 시스템 중의 하나로 차등 세그먼트 시스템(Different Segment System)에 대한 논의가 이루어지고 있다.
상기 차등 세그먼트 시스템은 채널 상태, 데이터의 종류 등에 따라서 각 세그먼트의 타입을 구분하고 전송 전략을 차별화하여 전송하는 시스템이다. 상기 차등 세그먼트 시스템은 여러 가지 세그먼트를 구분하고 각 세그먼트 타입에 따라서 데이터를 전송한다. 현재 세그먼트 타입을 설정해 주는 방안에 대해서는 구체적으로 제시되지 못하고 있으며, 더욱이 이러한 세그먼트 타입을 사용하여 상기 채널 변화에 대응하는 기술 등을 적용함으로서 세그먼트를 운용하는 통신 시스템에서 구체적인 세그먼트 운용 방안에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명의 목적은 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 세그먼트 운용에 따른 데이터의 송수신 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 채널 상태에 따라 세그먼트 타입을 설정하여 데이터를 송수신하는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 단말기와 기지국간 데이터 송수신을 위한 상기 단말기의 동작 방법에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 채널 상태를 측정 및 상기 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 과정과, 추출된 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입을 추정하고 현재 단말기 자신에게 할당되어 있는 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하는 과정과, 상기 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우 기지국으로 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 전송하는 과정과, 기지국으로부터 세그먼트 타입 변경 요청에 따라 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 수신하면 상기 수신 메시지에 상응하는 세그먼트 타입으로 데이터를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 단말기와 기지국간 데이터 송수신을 위한 상기 기지국의 동작 방법에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시 구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 수신하는 과정과, 세그먼트 타입 변경 요청에 상응한 세그먼트 타입의 변경이 가능한지를 판단하는 과정과, 상기 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 단말기로 전송하고 변경된 세그먼트 타입으로 단말기에 데이터를 송신하는 과정과, 상기 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 가능하지 않은 경우 기존의 세그먼트 타입을 통해서 데이터를 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 단말기와 기지국간 데이터 송수신을 위한 상기 단말기의 동작 방법에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 채널 상태를 측정 및 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 과정과, 추출된 채널 상태 정보를 기지국에 전송하고 기지국으로부터 세그먼트 타입 변경 메시지를 수신하면 상기 수신 메시지에 상응하는 세그먼트 타입을 통해 데이터를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송수신을 위한 상기 기지국의 동작 방법에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 채널 상태 정보를 수신하는 과정과, 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입을 추정하여 상기 단말기에 할당되어 있는 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하는 과정과, 상기 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 필요하면 세그먼트 타입의 변경이 가능한지를 판단하는 과정과, 상기 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 메시지를 상기 단말기로 전송하고 변경된 세그먼트 타입으로 단말기에 데이터를 송신하는 과정과, 상기 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 가능하지 않은 경우 기존의 세그먼트 타입을 통해서 데이터를 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터 송수신 시스템에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 상기 단말기는; 채널 상태를 측정 및 상기 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 채널 상태 정보 추출기와, 추출된 채널 상태 정보를 사용하여 실시간 세그먼트 타입을 설정하는 실시간 세그먼트 타입 추정기와, 채널 상태 정보를 사용하여 비실시간 세그먼트 타입을 설정하는 비실시간 세그먼트 타입 추정기와, 상기 실시간 타입 추정기와 상기 비실시간 타입 추정기에서 설정한 세그먼트 타입이 변경이 필요한지를 판단하여 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 히스토리 관리부를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 시스템은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터 송수신 시스템에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 상기 기지국은; 단말기에 전송할 데이터를 각 세그먼트 타입으로 분류하고 소정의 설정된 스케줄링 방식을 통해서 각 세그먼트 타입에 따라서 데이터를 스케줄링 하는 스케줄러와, 단말기의 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 수신하고 부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 세그먼트 타입 변경 요청에 상응한 세그먼트 타입의 변경이 가능한지 판단하여 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 단말기로 전송하는 타입 변경 관리부와, 상기 세그먼트 타입 분류에 따른 큐 상태를 관리하며 각 세그먼트 타입에 따라서 큐 상태에 대한 정보를 생성하는 큐 상태 관리부와, 타입 변경 관리부로부터 세그먼트 타입 변경에 대한 명령을 수신하여 각 세그먼트 타입별 부하 균형을 유지하도록 자원맵을 관리하는 자원맵 관리부를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 시스템은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터 송수신 시스템에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 상기 단말기는; 채널 상태를 측정 및 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하여 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하는 채널 상태 정보 추출기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 시스템은; 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터 송수신 시스템에 있어서, 통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고, 상기 기지국은; 단말기로부터 채널 상태 정보를 수신하여 비실시간 세그먼트 타입을 설정하는 비실시간 세그먼트 타입 추정기와, 실시간 타입 추정기와 비실시간 타입 추정기에서 설정한 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하는 히스토리 관리부와, 단말기에 전송할 데이터를 각 세그먼트 타입으로 분류하고 소정의 설정된 스케줄링 방식을 통해서 각 세그먼트 타입에 따라서 데이터를 스케줄링 하는 스케줄러와, 부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 히스토리 관리부의 판단 결과 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 상기 단말기로 전송하는 타입 변경 관리부와, 세그먼트 타입 분류에 따른 큐 상태를 관리하며 각 세그먼트 타입에 따라서 큐 상태에 대한 정보를 생성하는 큐 상태 관리부와, 타입 변경 관리부로부터 세그먼트 타입 변경에 대한 명령을 수신하여 각 세그먼트 타입별 부하 균형을 유지하도록 자원맵을 관리하는 자원맵 관리부를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설 명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 차등 세그먼트(Different Segment) 구조를 적용하고 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템, 즉 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템을 예를 들어 설명하기로 한다.
본 발명에서 세그먼트 운용 방법은 단말기의 평균 캐리어 대 간섭 잡음 비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다), 안테나간의 상관도, 이동 속도(Doppler frequency), (수신)안테나 개수 등과 같은 채널 환경 등을 고려하여 세그먼트 타입(segment type)을 추정한다. 그리고 상기 추정된 세그먼트 타입을 이용하며, 상기 세그먼트 타입 및 자원맵의 변경을 통해 기지국(Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 한다)은 단말기(Mobile Subscriber, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)로 데이터를 전송한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서는 상기 차등 세그먼트 구조를 사용하는 시스템을 일예로 설명하기로 하며, 상기 차등 세그먼트 시스템과 같이 채널 환경이나 트래픽 종류에 따라서 전송 전략을 차별화하여 데이터를 전송하는 다른 통신 시스템에도 본 발명을 적용하는 것이 얼마든지 가능하다. 그러면 상기 차등 세그먼트의 구조를 가지는 통신 시스템을 하기에 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 세그먼트 할당을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 가로축은 시간 영역(time-domain)을 나타내며, 세로축은 주파수 영역(frequency-domain)을 나타낸다. 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템 즉, OFDMA 통신 시스템은 전체 대역폭(total bandwidth)을 다수의 서브 캐리어(sub-carrier) 주파수 대역들로 분할하여 사용한다.
상기 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 시간 영역에서 미리 설정한 Nt개의 OFDM 심볼 구간(OFDM symbol interval)들을 점유하며, 주파수 영역에서 미리 설정한 Nf개의 서브 캐리어 주파수 대역들을 점유하는 영역을 '세그먼트(segment)'라고 정의하기로 한다. 따라서, 1개의 세그먼트는
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개의 변조된 OFDM 심벌들을 송신할 수 있게 된다. 이에 상기 세그먼트는 하나의 패킷을 전송하는 단위가 된다.
그리고 상기 세그먼트를 구성하는 OFDM 심볼 구간들의 개수 Nt와 서브 캐리어 주파수 대역들의 개수 Nf는 상기 OFDMA 통신 시스템의 시스템 상황에 따라 가변적으로 설정될 수 있음은 물론이다. 결과적으로, 상기 OFDMA 통신 시스템은 미리 설정되어 있는 시구간에서 다수의 세그먼트들을 구비하게 된다.
상기 도 1에서는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 방식을 사용하는 통신 시스템의 세그먼트 할당에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 OFDM 방식을 사용하는 통신 시스템에서 지원하는 세그먼트 타입들에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 지원하는 세그먼트 타입들을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 세그먼트를 우선순위에 따라 그 적용되는 신호 처리 방식(signal processing scheme)을 차별화시킴으로서, 차등 세그먼트(differential segment) 구조를 구현한다. 여기서 상기 우선순위는 지연 허용(delay tolerance) 조건에 따라, 즉 QoS 레벨 조건에 따라, 그리고 기지국으로부터의 거리(distance from BS) 조건에 따라, 즉 채널 품질(channel quality)을 고려하여 생성된다. 여기서, 상기 QoS 레벨 조건은 실시간(RT: Real Time) 서비스인지 혹은 비실시간(NRT: Non Real Time) 서비스인지를 구분하는 조건이며, 상기 채널 품질 조건은 셀 중심(cell center) 영역인지 혹은 셀 경계(cell boundary) 영역인지를 구분하는 조건이다. 그리하여 상기 셀 중심 및 셀 경계는 단순히 기지국과의 절대적인 거리를 의미하는 것이 아니며, 평균 CINR, 안테나 간 상관도 및 이동 속도 등과 같은 채널 정보를 복합적으로 고려하여 구분한다.
상기 우선순위에 따라 상기 세그먼트의 타입(type)을 4가지 타입들, 즉 제1타입(type Ⅰ) 내지 제4타입(type Ⅳ)의 4가지 타입들로 구분된다. 그리고 여기서 상기 4가지의 세그먼트 타입은 상기 지연 허용 조건과 기지국으로부터의 거리를 고려하여 제 1타입은 NRC(Non Realtime Center, 이하 'NRC'라 칭하기로 한다) 세그먼트 타입, 제 2타입은 RC(Realtime Center, 이하 'RC'라 칭하기로 한다) 세그먼트 타입, 제 3 타입은 NRB(Non Realtime Boundary, 이하 'NRB'라 칭하기로 한다) 세그먼트 타입, 제 4타입은 RB(Realtime Boundary, 이하 'RB'라 칭하기로 한다) 세그먼트 타입으로 구분된다.
다음으로 상기 차등 세그먼트 타입에 따른 세그먼트 구조에 대해서 하기에 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신 안테나의 개수가 4개 이상인 경우 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 지원하는 세그먼트 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 차등 세그먼트 구조에 따라 세그먼트 타입이 도시되어 있고, 상기 도 3에서 세로축은 주파수, 가로축은 시간을 나타낸다.
각 세그먼트 타입에 따라서 RC 세그먼트 타입, RB 세그먼트 타입, NRC 세그먼트 타입, NRB 세그먼트 타입을 일예로 나타내었다.
상기 비실시간(NonReal Time, 이하 'NRT'라 칭하기로 한다) 세그먼트 타입 즉, 상기 NRC 세그먼트 타입 및 NRB 세그먼트 타입은 Nt=64, Nf=8의 크기를 갖는다. 여기서 상기 Nt는 시간축으로 64 OFDM 심볼 전송구간이고 상기 Nf는 8의 부반송파를 가진다는 것을 의미한다. 하지만 상기 실시간(RealTime, 이하 'RT'라 칭하기로 한다) 세그먼트 타입 즉, RC 세그먼트 타입 및 RB 세그먼트 타입은 Nt=8이고 Nf는 RB 세그먼트 타입의 경우 64이고 RC 세그먼트 타입의 경우 32 와 16이다.
여기서 상기 NRC 세그먼트 타입과 상기 RC 세그먼트 타입은 셀 중심에 위치한 즉, 채널 환경이 양호한 사용자들에게 할당되는 채널이다. 따라서 공간 다중화를 이용한 병렬전송 기법을 통하여 큰 주파수 효율(spectral efficiency)을 얻을 수 있다.
상기 NRC 세그먼트 타입은 기회적 스케줄링(opportunistic scheduling) 기법을 사용하므로 다중 사용자 다이버시티를 극대화하기 위하여 각 공간 채널에 다른 사용자를 할당한다. 하지만 상기 RC 세그먼트 타입의 경우에는 안정적 전송을 하기위해서 모든 공간 채널을 한 사용자에게 할당하고, 이로서 공간 다이버시티를 극대화 한다. 또한 상기 RC 세그먼트 타입의 경우를 보면 공간축으로 2개 혹은 4개의 공간 채널이 존재하는데 이는 공간 축으로 멀티플렉싱하는 채널의 수에 따른 것이다. 그리고 상기 공간 채널은 모두 한 사용자에게 할당되므로 세그먼트 타입 당 같은 심볼 수를 가지기 위해서는 공간 채널 수에 따라 세그먼트의 모양이 변화하게 된다.
따라서 상기 기지국에 다중 안테나 전송 기법 중의 하나인 이중-시간 다이버시티(Double-STTD: Double-Space Time Transmit Diversity)기법이 적용되는 경우에는 공간 레이어가 2개가 생기게 된다. 그리고 상기 도 3에 도시된 RC-2 세그먼트와 같이 Nf=32의 값을 가지게 된다. 또한 상기 다중 안테나 전송 기법 중의 하나인 V-Blast(Vertical-Bell Laboratory Layered Space-Time) 방식이 적용되는 경우에는 공간 레이어, 즉 공간 채널은 4개가 생기게 된다. 그리고 상기 도 3에 도시된 RC-4 세그먼트와 같이 Nf=16이 된다.
상기 도 3의 차등 세그먼트 구조에 따른 상기 세그먼트들은 실제 서로 다른 크기와 모양을 가질 수 있으며, 이는 주파수 영역 및 시간 영역의 2차원 맵 구조를 가지게 된다. 그리고 상기 세그먼트 타입들 각각에 해당하는 단말기들과 트래픽(traffic), 즉 사용자 데이터(user data)의 분포가 상기 OFDMA 통신 시스템의 상황 에 상응하게 변경될 수 있으므로 상기 차등 세그먼트를 구조에 따른 상기 자원맵의 구조는 상기 도 3에 도시한 바와 같은 형태 및 크기로 한정되지 아니하며 얼마든지 다른 형태로 변경 가능함은 물론이다. 단, 상기 자원맵 구조의 형태는 상기 OFDMA 통신 시스템의 전송 효율을 최대화시키기 위한 형태로 변경되어야만 한다. 또한, 인접 셀(neighbor cell)들 간에는 셀간 간섭(ICI: Inter Cell Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)을 최소화시키기 위해 서로 다른 자원맵 구조를 가지도록 설계하는 것이 가능하다.
상기 도 3에서는 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 지원하는 세그먼트 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 프레임 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 프레임은 프리앰블(Preamble)(401), 방송채널(Broadcast Channel)(403), 트래픽 채널(Traffic channel)(405), 전용 제어 채널(dedicated control channel)(407), 파일롯 채널(pilot channel)(409)로 구성된다.
여기서 상기 프레임은 하향링크에 적용되는 프레임의 구조를 도시한 것이며 그 구조를 살펴보면, 상기 프리앰블(401)이 상기 프레임의 처음 부분에 위치하며, 동기화 및 셀 탐색을 위한 기능을 수행한다. 그리고 상기 방송 채널(403)은 셀 정보 및 페이징(paging) 정보를 포함한다. 또한 상기 전용 제어 채널(407)은 하향 링 크 및 상향 링크 스케줄링 결과를 알려주는 트래픽 제어 채널(Traffic Control CHannel, 이하 'TCCH'라 칭하기로 한다) 및 기회적 전송(opportunistic transmission)을 지원하기 위한 시그널링(signaling)이 포함된다. 상기 파일럿 채널(309)은 미세 동기 조정(fine synchronization) 및 코히어런트 복조(coherent demodulation)를 수행하고 전송율 적응을 위한 채널 상태 추정을 위하여 사용된다. 상기 파일롯 채널(409)은 이동국과의 동기를 위해 사용된다. 그리고 상기 트래픽 채널(405)을 통해서 사용자 데이터 즉, 상기 세그먼트 타입별(RC, RB, NRC, NRB)로 전송을 하기 위한 채널로 구분된다.
또한 상기 프레임 구조에서 각 세그먼트의 타입에 따라 전송하는 트래픽 채널의 구조가 일예로 도시되어 있다. 이를 살펴보면, 상기 NRC 세그먼트와 NRB 세그먼트를 위한 프레임의 자원맵이 구분되어 있으나 이는 상기 NRT 세그먼트는 기회적 스케줄링 기법에 기반하여 순시 채널 상태에 대한 피드백(feedback)을 수행한다. 따라서 상기 순시 채널 상태를 수신하게 되므로 NRC 세그먼트와 NRB 세그먼트 영역의 구분이 필요하다. 그리고 상기 RT 세그먼트, 즉 RC 세그먼트와 RB 세그먼트는 영역의 구분을 하지 않고 전송된다. 이는 기회적 스케줄링 등으로 인한 피드백 정보가 없기 때문이다. 그리고 하나의 클러스터(cluster)를 상기 64*56 grid, 즉 시간 축으로 64 OFDM 심볼 전송 시간, 주파수 축으로 56 부반송파라 정의하기로 하면, 상기 클러스터에는 공간 다중화를 고려하지 않는 경우를 가정하면 8개의 NRT 세그먼트 또는 RT 세그먼트가 존재할 수 있다. 따라서 트래픽 채널의 부반송파를 총 1288이라 가정하면, 64OFDM 심볼 전송 시간 동안 23개의 클러스터가 존재하므로 NRT 데이터와 RT 데이터의 비율에 따라서 각 세그먼트 타입별로 상기 클러스터를 나누어 사용한다. 그리고 상기 각 세그먼트들을 프레임에 할당하는 과정은 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
상기 도 4에서는 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 세그먼트들에 따른 프레임의 구조를 설명하였으며, 하기에 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 구조를 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 단말기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 단말기는 채널 상태 정보 추출기(501), RT 타입 추정기(503), NRT 타입 추정기(504), 히스토리 관리부(history manager)(507)로 구성된다.
우선 상기 채널 상태에 따라서 상기 세그먼트 타입을 설정하기 위해서는 채널 상태에 따른 정보를 필요로 한다. 여기서 상기 세그먼트 타입 설정을 위한 채널 상태 정보들을 예를 들어 설명하면, 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도, 수신 안테나 수 등을 예로 들 수 있다.
상기 채널 상태 정보 중 상기 평균 CINR은 상기 평균 CINR이 높은 경우 셀 중심으로 구분하며, 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing, 이하 'SDM' 이라 칭하기로 한다) 기법 등을 사용하여 전송율을 향상시킨다. 그리고 상기 평균 CINR이 낮은 경우에는 셀 가장지리로 구분하며 수신 성능을 높이도록 한다. 그리고 상기 안테나의 상관도는 안테나의 상관도가 낮은 경우 다중 병렬 채널을 이용한 전송이 가능하므로 셀 중심으로 구분하며, 안테나의 상관도가 높은 경우에는 다중 병렬 채널을 이용한 전송이 어려워지므로 셀 가장자리로 구분한다. 또한, 상기 이동 속도, 즉 도플러 주파수(doppler frequency)가 낮은 경우 공간 다중 신호들 간에 간섭 제어가 용이하므로 셀 중심으로 구분하고, 도플러 주파수가 높은 경우에는 공간 다중 신호들 간에 간섭 제어가 어려우므로 셀 가장자리로 구분한다. 또한 상기 안테나 수, 즉 단말기의 수신 안테나의 수 또한 그 개수에 따라서 수신 성능을 좌우하므로 셀 중심과 셀 가장자리로 구분하기 위한 정보로 사용된다. 따라서 상기 채널 상태 정보 추출기(501)는 상기 채널 상태에 따른 정보들을 추정하기 위해서 상기 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도(doppler frequency) 등을 추출한다. 그러나, 상기 수신 안테나 수는 단말기가 가지고 있는 고정된 안테나 수이므로 상기 채널 상태 정보 추출기가 상기 안테나 수에 대한 정보를 미리 내부에 저장하고 있다.
그리고 상기 채널 상태 정보를 사용하여 각 세그먼트 타입은 RT 세그먼트 타입과 NRT 세그먼트 타입으로 구분하여 추정한다. 따라서 상기 채널 상태 정보는 상기 RT 타입 추정기(503)와 NRT 타입 추정기(505)로 입력된다. 상기 RT 타입 추정기(503)는 상기 채널 상태 정보를 사용하여 미리 설정된 소정의 기준값들과 상기 채널 상태 정보들을 비교하여 각 타입을 결정하게 된다. 그래서 상기 RT 타입 추정기(503)에서는 상기 RT 세그먼트 타입을 추정하게 된다. 이에 따른 상기 RT 세그먼트 타입은 송신 안테나 개수가 4개 이상인 경우 RB 세그먼트, RC-2 세그먼트, RC-4 세그먼트로 구분된다.
또한, 상기 NRT 타입 추정기(505)도 상기 RT 타입 추정기와 같이 채널 상태 정보를 사용하여 NRT 세그먼트의 타입을 추정한다. 상기 NRT 타입 추정기(505)는 미리 설정된 소정의 기준값들과 상기 채널 상태 정보들을 비교하여 각 타입을 결정하게 된다. 이에 따른 상기 NRT 세그먼트 타입은 NRC 세그먼트, NRB 세그먼트로 구분된다.
상기 RT 타입 추정기(503)와 상기 NRT 타입 추정기(505)의 동작은 하기에서 상세히 서술할 것이므로 여기서는 생략하기로 한다.
그리고 상기 RT 타입 추정기(503)와 상기 NRT 타입 추정기(505)에서 추정한 RT 세그먼트 타입과 NRT 세그먼트 타입들은 히스토리 관리부(507)로 입력되며, 상기 히스토리 관리부(507)는 상기 세그먼트 타입 추정한 것을 일정 시간 종합한다. 또한 설정된 일정 시간이 경과한 후에 상기 추정된 세그먼트 타입이 변경된 세그먼트를 통해 기지국으로부터 데이터를 수신하는 것이 효율적인 경우라 판단되면, 상기 기지국으로 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 생성하고 상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 전송하게 된다. 특히, 상기 히스토리 관리부(507)에서 일정 시간을 두고 세그먼트 타입의 변경을 판단하게 되는 이유는 RT 세그먼트 타입들에 대하여 너무 자주 바뀌게 되어 발생하는 핑퐁현상을 방지하기 위한 것이다.
상기 도 5에서는 본 발명에 따른 단말기의 구조를 설명하였으며, 하기에 도 6과 도 7을 참조하여 상기 RT 타입 추정기와 NRT 타입 추정기의 동작을 살펴보기로 한다.
상기 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 RT 세그먼트 타입 추정 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 RT 타입 추정기의 동작을 도시한 것이며, 601단계에서 상기 RT 타입 추정기는 상기 채널 상태 추출기로부터 추출한 단말기의 채널 상태 정보 즉, 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도 및 안테나 개수 정보를 수신하고 603단계로 진행한다. 그리고 상기 603단계에서 상기 RT 타입 추정기는 안테나의 개수를 판단하고 605단계로 진행한다.
상기 605단계에서 상기 RT 타입 추정기는 상기 단말기의 상기 안테나의 개수가 1개인지를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 안테나의 개수가 1개인 경우에는 617단계로 진행하고, 수신 안테나의 개수가 1개가 아닌 즉, 2개 이상인 경우에는 607단계로 진행한다.
상기 617단계에서 상기 RT 타입 추정기는 RT 세그먼트의 타입을 RB 세그먼트로 설정하고 625단계로 진행한다. 상기 605단계에서 상기 안테나의 개수가 1개인 경우는 채널 환경이 좋다고 하더라도 SDM 방식을 적용하지 못하므로 상기와 같이 항상 RB 세그먼트 타입으로 설정한다. 그리고 상기 수신 안테나의 개수가 2개 이상인 경우에는 이중-시간 다이버시티(Double-STTD: Double-Space Time Transmit Diversity)기법, 시공간 블록 부호(STBC: Space Time Block Code), Blast(Bell Laboratory Layered Space-Time) 방식 등의 적용이 가능하며 이는 기준 CINR 보다 유리하므로 안테나 상관도 및 평균 CINR을 기준으로 각 세그먼트 타입을 구분하게 된다.
상기 607단계에서 상기 RT 타입 추정기는 상기 단말기의 안테나 상관도가 미 리 설정된 소정의 기준 안테나 상관도 미만인지를 비교하게 된다. 그래서 상기 비교 결과 상기 안테나의 상관도가 상기 기준 안테나 상관도 미만인 경우에는 상기 617단계로 진행한다. 그러나 상기 비교 결과 상기 안테나의 상관도가 상기 기준 안테나 상관도 이상인 경우에는 609단계로 진행한다.
상기 609 단계에서 상기 RT 타입 추정기는 단말기의 안테나 개수가 4개 이상인지를 판단하게 된다. 상기 판단 결과 상기 안테나의 개수가 4개 이상인 경우에는 상기 613단계로 진행한다. 하지만 상기 판단 결과 상기 안테나의 개수가 4개 미만인 경우에는 즉, 안테나의 개수가 2개 또는 3개인 경우에는 611단계로 진행한다.
상기 611단계에서 상기 RT 타입 추정기는 미리 설정된 소정의 기준 CINR이 평균 CINR 미만인지를 검사한다. 상기 검사 결과 상기 기준 CINR이 상기 평균 CINR 이상인 경우에는 상기 617단계로 진행한다. 그러나 상기 검사 결과 상기 기준 CINR이 상기 평균 CINR 미만인 경우에는 619단계로 진행한다. 상기 619단계에서 상기 RT 타입 추정기는 RT 세그먼트의 타입을 RC-2 세그먼트 타입으로 설정하고 625단계로 진행한다.
상기 613단계에서 상기 RT 타입 추정기는 미리 설정된 소정의 제 1 기준 CINR(High)과 제 2 기준 CINR(Low)이 상기 단말기의 평균 CINR 미만인지를 검사한다. 이때 상기 검사결과 상기 두개의 기준 CINR이 모두 상기 평균 CINR 미만인 경우에는 621단계로 진행한다. 그리고 상기 두개의 조건을 모두 검사한 결과 상기 제 1 기준 CINR은 평균 CINR 이상이고 제 2 기준 CINR은 평균 CINR 미만인 경우에는 상기 619단계로 진행한다. 그리고 상기 검사결과 상기 두개의 기준 CINR 모두 상기 평균 CINR 이상인 경우에는 623단계로 진행한다.
상기 621단계에서 상기 RT 타입 추정기는 RT 세그먼트의 타입을 RC-4 세그먼트로 설정하고 625단계로 진행한다. 그리고 상기 623단계에서 상기 RT 타입 추정기는 RT 세그먼트 타입을 상기 RB 세그먼트 타입으로 설정하고 625단계로 진행한다.
상기 625단계에서 상기 RT 타입 추정기는 각 설정된 RT 세그먼트 타입에 따라서 세그먼트 타입을 추정한다. 따라서 상기 RT 타입 추정기는 상기 채널 상태 정보를 수신하고 상기 채널 상태 정보를 사용하여 상기한 과정을 통해서 세그먼트 타입의 추정을 한다. 따라서 상기 RT 타입 추정기는 상기 단말기의 안테나의 개수가 한 개인 경우에는 RB 세그먼트 타입, 안테나의 개수가 2개 또는 3개인 경우 RB 세그먼트 타입 또는 RC-2 세그먼트 타입, 안테나의 개수가 4개 이상인 경우에는 RB 세그먼트 타입, RC-2 세그먼트 타입, RC-4 세그먼트 타입으로 구분하는 것이 가능하다. 여기서 상기 RC-2 세그먼트 타입이나 상기 RC-4 세그먼트 타입은 안테나의 개수가 확장됨에 따라서 공간 채널을 확장한 RC 세그먼트이고, 상기 안테나의 개수에 따라서 적응적으로 상기 RC 세그먼트 타입을 설정한다. 그리고 여기서 상기 안테나의 개수에 따른 세그먼트 타입은 일예로서 설명된 것으로 상기 세그먼트의 구조에 한정되지 아니한다.
상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 NRT 세그먼트 타입 추정 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 NRT 타입 추정기의 동작을 도시한 것이며, 701단계에서 상기 NRT 타입 추정기는 상기 채널 상태 추출기로부터 추출한 채널 상태 정보 즉, 상기 단말기의 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도, 안테나 수 등을 수신하고 703단계로 진행한다.
상기 703단계에서 상기 NRT 타입 추정기는 상기 단말기의 이동 속도가 미리 설정된 소정의 기준 이동 속도 미만인지를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 단말기의 이동 속도가 미리 설정된 소정의 기준 이동 속도 미만인 경우에는 711단계로 진행한다. 그러나 상기 판단 결과 상기 단말기의 이동 속도가 미리 설정된 소정의 기준 이동 속도 이상인 경우에는 705단계로 진행한다. 상기 711단계에서 상기 NRT 타입 추정기는 NRT 세그먼트 타입을 NRB 세그먼트 타입으로 설정하고 713단계로 진행한다.
그리고 상기 705단계에서 상기 NRT 타입 추정기는 상기 단말기의 안테나 상관도가 미리 설정된 소정의 기준 안테나 상관도 미만인지를 비교한다. 상기 비교결과 상기 안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 미만인 경우에는 상기 711단계로 진행한다. 하지만 상기 비교결과 안테나의 상관도가 상기 기준 안테나 상관도 이상인 경우에는 707단계로 진행한다.
상기 707단계에서 상기 NRT 타입 추정기는 평균 CINR이 미리 설정된 소정의 기준 CINR을 초과하는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 평균 CINR이 상기 기준 CINR을 초과하는 경우에는 709단계로 진행한다. 그러나 상기 검사결과 상기 평균 CINR이 상기 기준 CINR 이상인 경우에는 711단계로 진행한다. 상기 709단계에서 상기 NRT 타입 추정기는 NRT 세그먼트 타입을 NRC 세그먼트 타입으로 설정하고 713단계로 진행한다. 상기 713단계에서 상기 NRT 타입 추정기는 각 설정된 NRT 세그먼트 타입에 따라서 세그먼트 타입을 추정한다. 상기 도 7에서도 도 6과 유사한 절차를 수행하며, 상기 RT 타입 추정기와 같이 상기 채널 상태 정보를 수신하고 상기 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입 추정을 한다.
하지만 상기 NRT 타입 추정기가 RT 타입 추정기와의 차이점을 살펴보면, NRT 타입 추정기는 상기 단말기의 이동 속도가 중요한 역할을 한다. NRC 세그먼트 타입은 채널 상황이 좋은 경우에 사용되는 세그먼트 타입이며, 상기 NRC 세그먼트 타입은 간섭의 영향이나 변화가 적어 정확한 CINR을 예측하는 것이 가능하므로 정확한 채널 추정치를 반영하여 기회적 전송에 기반한 다중 빔을 활용한 전송 기법을 사용한다. 그러나 사용자의 속도가 빠른 경우에는 채널 궤환(feedback)에 따른 정보의 수신 성능이 저하된다. 따라서 사용자의 이동 속도가 빠른 경우에는 상기한 NRC 세그먼트 타입의 사용에 적절하지 못하므로 상기한 바와 같이 단말기의 이동 속도가 NRT 세그먼트 타입을 추정하는데 결정적인 요소가 된다.
상기 도 6과 도 7은 각 세그먼트 타입별로 세그먼트 타입을 추정하는 것을 나타내었다. 상술한 세그먼트 타입 추정을 위해 사용하는 미리 결정된 기준 안테나 상관도, 기준 CINR, 제 1 기준 CINR 또는 제 2 기준 CINR들은 시스템 상황이나 특성에 따라 얼마든지 변경적용 가능한 값을 가짐으로 인해 특정값으로 한정되지 아니한다.
다음으로 하기에 도 8을 참조하여 상기 단말기로 차등 세그먼트 구조를 사용하여 데이터를 송신하는 기지국의 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 기지국 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 기지국은 스케줄러(801), 타입 변경 관리부(803), 큐 상태 관리부(805), 자원맵 관리부(807)로 구성된다.
상기 타입 변경 관리부(803)는 부하 예측 정보, 즉 수락 제어 정보(미래의 부하 상태를 예측 가능하게 하는 정보)를 로딩한다. 다음으로 상기 타입 변경 관리부(803)는 세그먼트 타입별 부하 예측 정보 및 현재의 세그먼트 별 큐 상태를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측한다. 이때 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 현재의 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)을 예측한다. 여기서 상기 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하며 상기 예측 정보를 사용하여 세그먼트 변경 여부를 판단하게 된다.
상기 스케줄러(801)는 내부에 마스터 스케줄러(809)와 패킷 스케줄러(811)를 구비한다. 그리고 상기 마스터 스케줄러(801)는 내부에 패킷 타입 분배기(packet type divider)(813)와 세그먼트 타입 분류기(segment type classifier)(815)를 구비한다.
상기 스케줄러(801)는 입력되는 패킷 형태, 즉 데이터의 형태에 따라서 상기 마스터 스케줄러(809)의 패킷 타입 분배기(813)에서 입력되는 패킷의 형태에 따라서 RT 세그먼트과 NRT 세그먼트로 구분한다.
그리고 상기 기지국의 타입 변경 관리부(803)에서는 상기 단말기와 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 수신한다. 여기서 상기 세그먼트 타입 변경 요청은 상기 단말기가 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트의 타입을 추정하여 세그먼트 타입 요청을 위한 메시지를 상기 기지국으로 전송한 것이다. 상기 타입 변경 관리부(803)에서는 상기 단말기의 세그먼트 타입 변경 요청에 따라서 상기 세그먼트 타입 분류기(815)로 타입 변경 여부를 결정하여 전송한다.
여기서 상기 타입 변경 관리부(803)의 상기 타입 변경 여부에 대한 판단을 수행한다. 상기 타입 변경 관리부(803)는 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재의 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)과의 차가 k-번째 단말기의 우선도(P(k)) 미만인 경우에는 상기 단말기에 전송할 데이터의 세그먼트 타입을 변경한다. 그러나 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재의 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)과의 차가 k-번째 단말기의 우선도(P(k))값 이상인 경우에는 기존 상태를 유지, 즉 기존의 세그먼트 타입을 유지한다.
그래서 상기 세그먼트 타입 변경에 대한 명령을 상기 타입 변경 관리부(803)로부터 수신하면 상기 세그먼트 타입 분류기(815)는 상기 기지국이 전송하고자 하는 해당 단말기로 전송할 세그먼트 타입 즉, NRC 세그먼트 타입, NRB 세그먼트 타입, RC 세그먼트 타입, RB 세그먼트 타입으로 상기 스케줄러(801)를 제어함으로서 분류한다. 따라서 상기 자원맵 관리부(807)에서는 각 세그먼트 타입에 따라서 부하균형을 유지하도록 상기 자원맵을 관리하며, 상기 각 세그먼트 타입에 따라서 상기 자원맵을 적절히 변경한다.
이때 상기 타입 변경 관리부(803)는 상기 부하 예측 정보뿐만 아니라 현재 부하 상태까지도 고려하여 상기 세그먼트 타입의 변경 승낙을 결정하도록 적용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 스케줄러(801)의 세그먼트 타입 분류기(815)는 상기 세그먼트 타입을 상기 타입 변경 관리부(803)의 타입 변경 명령 통해서 각 세그먼트 타입으로 분류한다.
상기 타입 변경 관리부(803)는 상기 세그먼트 타입의 변경 여부를 결정한 경우, 세그먼트 타입 변경 여부를 나타내는 메시지를 해당 단말기에 하향 링크의 매체 접근 제어(MAC: Medium Access Control) 제어 메시지를 사용하여 전송한다. 이후에 상기 단말기는 세그먼트 타입의 변경의 승낙에 해당하는 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 수신하면, 이후의 데이터에 대해서 변경된 세그먼트 타입으로 메시지를 수신하게 된다.
그리고 상기 큐 상태 관리부(805)에서는 상기 마스터 스케줄러(809)에서 출력되는 큐들의 상태를 관리하며, 상기 세그먼트 타입에 따른 상기 큐들의 상태에 대한 정보를 생성하고 상기 큐 상태 정보를 타입 변경 관리부(803) 및 자원맵 관리부(805)로 전송한다.
상기 패킷 스케줄러(811)는 각 세그먼트 타입에 따라서 패킷들을 수신하고 상기 NRC 세그먼트 및 NRB 세그먼트는 기회적 스케줄링(Opportunistic scheduling) 방식을 통해 스케줄링을 수행하고, RC 세그먼트 및 RB 세그먼트는 채널 품질 정보 스케줄링(QoS scheduling) 방식을 통해 스케줄링을 수행한다. 그리고 상기 자원맵 관리부(807)는 상기 세그먼트 타입에 해당하는 큐의 상태를 파악하고 있으며, 부하가 가장 큰 세그먼트 타입의 큐에서 버퍼 점유율(Lmax)과 부하가 가장 작은 세그먼트 타입의 큐에서 버퍼 점유율(Lmin)의 차이가 임계치(TL)를 초과하는 경우 자원맵을 변경하도록 자원맵을 관리한다.
상기 타입 변경 관리부(803)는 만약 상기 단말기가 원하는 세그먼트 타입에 데이터가 집중되어 있는 경우 단말기의 우선순위, 부하 예측 정보 등을 사용하여 세그먼트 타입 변경 여부를 결정하고, 상기 세그먼트 변경 여부를 나타내는 메시지를 단말기로 전송한다. 따라서 상기 기지국으로 상기 단말기가 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 송신하더라도 상기 단말기가 상기 세그먼트 타입의 요청에 해당하는 세그먼트 변경 승낙 메시지를 수신하지 못한 경우에는 기존의 세그먼트 타입을 통해서 데이터를 수신한다.
상기 도 8에서는 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 기지국 구조를 설명하였으며, 다음으로 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 단말기의 동작 과정을 하기에 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 9를 참조하면, 901단계에서 상기 단말기는 채널 상태를 측정하고 상기 단말기의 채널 상태 정보 즉, 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도, 안테나 수 등의 정보를 추출하고 903단계로 진행한다. 그래서 상기 903단계에서 상기 단말기는 상기 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입 추정을 하고 905단계로 진행한다. 이때 상기 단말기의 세그먼트 타입을 추정하는 과정은 RT 세그먼트 타입과 NRT 세그먼트 타입으로 구분하여 상기 도 6 및 도 7에서 설명하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
상기 905단계에서 상기 단말기는 현재 단말기에 할당되어 있는 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하게 된다. 상기 판단 결과 세그먼트 타입의 변경이 필요하지 않은 경우에는 상기 903단계로 진행한다. 그러나 상기 판단 결과 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우에는 907단계로 진행한다.
상기 907단계에서 상기 단말기는 일정시간(Td) 이상 변경된 세그먼트 타입을 사용하는 것이 적합한지를 검사한다. 그래서 상기 검사 결과 일정 시간 이상 변경된 세그먼트 타입이 적합하지 않은 경우에는 상기 903단계로 진행한다. 하지만 상기 검사 결과 일정 시간 이상 변경된 세그먼트 타입이 적합한 경우에는 909단계로 진행한다. 상기 909단계에서 상기 단말기는 상기 기지국에 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 전송하고 911단계로 진행한다.
상기 911단계에서 상기 단말기는 상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지에 해당하는 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하였는지 확인한다. 상기 확인 결과 상기 단말기가 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하지 못하는 경우에는 상기 903단계로 진행한다. 상기 확인 결과 상기 단말기가 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 상기 기지국으로부터 수신한 경우에는 913단계로 진행한다. 상기 913단계에서 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 변경된 세그먼트 타입으로 데이터를 수신한다.
상기 도 9에서는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스 템에서 단말기의 동작 과정을 설명하였으며, 다음으로 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정을 하기에 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 10을 참조하면, 1001단계에서 상기 기지국은 부하 예측 정보, 즉 수락 제어 정보를 로딩하고 1003단계로 진행한다. 상기 1003단계에서 상기 기지국은 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고 1005단계로 진행한다.
이때 세그먼트 타입별 부하 상태의 예측은 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)을 예측하는 것이다.
상기 1005단계에서 상기 기지국은 상기 단말기로부터 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 수신하고 1007단계로 진행한다. 상기 1007단계에서 상기 기지국은 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)의 차이가 상기 해당 단말기(k)의 우선도(P(k))미만인지를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)의 차이가 상기 해당 단말기(k)의 우선도(P(k))미만인 경우에는 1011단계로 진행한다. 그러나 상기 판단 결과 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)의 차이가 상기 해당 단말기(k)의 우선도(P(k)) 이상인 경우에는 1009단계로 진행한다.
상기 1009단계에서 상기 기지국은 기존의 상태를 유지, 즉 기존 세그먼트 타입을 유지한다. 그리고 상기 단말기로 기존의 세그먼트 타입의 변경을 하지 않을 것임을 나타내는 메시지를 전송한다. 또는 해당 단말기로 별도의 메시지를 전송하지 않을 수 있다.
상기 1011단계에서 상기 기지국은 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 해당 단말기로 전송하고 1013단계로 진행한다. 상기 1013단계에서 상기 기지국은 세그먼트를 변경하여 변경된 세그먼트로 데이터 송신하게 된다.
여기서 도시되지는 않았으나 각 세그먼트 타입별로 부하 예측 정보뿐만 아니라 현재 부하 상태를 고려하여 상기 세그먼트 타입을 변경할 수 있다.
상기 도 9와 도 10에서 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 기지국과 단말기 사이의 동작 과정을 설명하였다. 상기와 같이 단말기가 세그먼트 타입을 추정함으로서 단말기가 세그먼트 타입 구분의 주체가 되는 경우 상술한 세그먼트 운용을 통해서 기지국과 단말기는 통신을 수행하게 된다. 상기 채널 상태가 특정 세그먼트 타입에 적합하도록 전환되는 경우에는 단말기는 기지국에게 타입 변경 요청을 수행한다.
상기 단말기가 세그먼트 타입의 추정을 수행하므로 채널 상태 정보, 즉 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도 등을 주기적으로 기지국으로 궤환할 필요가 없다. 그리고 채널 환경, 즉 채널 상태가 변화하여 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우 세그먼트 타입의 변경에 대한 요청 메시지만을 상기 기지국으로 송신하면 되므로 기지국에 전송해야하는 궤환 신호양은 적어지게 된다.
그리고 상기 기지국으로 상기 단말기가 초기 접속을 시도하는 경우 세그먼트 타입은 초기 접속 시에 단말기가 적절한 채널 타입을 추정하여 상기 기지국에 전송한다. 이때 상기 기지국에서는 상기 단말기에 부하 예측 정보와 부하 상태를 사용하여 승낙 메시지를 상기 단말기로 전송한다. 하지만 상기 초기 상태 메시지를 단말기가 전송하지 않는 경우에는 기지국에서 각 단말기에 적절한 세그먼트 타입을 결정하여 결정된 세그먼트 타입을 전송한다.
상기 단말기가 세그먼트 타입 구분의 주체가 되는 경우를 설명하였으나, 이와 반대로 상기 세그먼트 타입 구분의 주체가 상기 단말기가 아닌 기지국이 되는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 그러면 여기서 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 단말기의 동작과정을 하기에 도 11을 참조하여 설명하기로 한다. 상기 도 5와 도 8에 있는 단말기의 구조에서 상기 세그먼트 타입의 주체가 기지국이 됨에 따라서 앞서 도 9 및 도 10을 참조하여 살펴본 상기 단말기의 상기 RT/NRT 타입 추정기와 상기 히스토리 관리부는 상기 기지국의 구성요소에 포함된다. 따라서 상기 기지국에서 세그먼트 타입을 추정하는 동작을 수행하며, 상기 기지국은 세그먼트 타입 추정의 주체가 되는 것이다. 그리고 상기 단말기 채널 추정기를 통해서 상기 채널 추정 정보를 측정하고 채널 추정 정보를 기지국에 전송하게 된다.
상기 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말기의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 11을 참조하면, 1101단계에서 상기 단말기는 상기 단말기의 채널 상태 정보 즉, 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도 등의 정보를 추출하고 1103단계로 진행한다. 상기 1103단계에서 상기 단말기는 매 프레임마다 상기 채널 상태 정보를 기지국에 전송하고 1105단계로 진행한다. 여기서 상기 채널 상태 정보를 일정 주기를 간격으로 전송하는데 상기 1103단계에서 전송주기를 매 프레임 단위라고 하였으나 이는 일예로서 설명된 것이며 기지국과의 협상, 시스템 상황 등에 따라서 얼마든지 변경 가능하다. 그리고 안테나 수와 같이 한번만 기지국에 전송하여도 되는 정보들에 대해서는 초기 접속 시에만 상기 기지국에 전송한다. 따라서 상기 안테나의 수는 궤환 정보에서 제외 가능한 정보이다.
상기 1105단계에서 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 세그먼트 타입 변경 메시지를 수신하는지를 판단하게 된다. 상기 판단 결과 상기 세그먼트 타입 변경 메시지를 수신하지 못한 경우에는 상기 1103단계로 진행한다. 상기 판단 결과 상기 세그먼트 타입 변경 메시지를 수신한 경우에는 상기 1107단계로 진행한다. 상기 1107단계에서 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 변경된 세그먼트 타입으로 데이터를 수신한다.
상기 도 11에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 단말기의 동작 과정을 설명하였으며, 다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정을 하기에 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 12를 참조하면, 1201단계에서 상기 기지국에서는 부하 예측 정보, 즉 수락 제어 정보를 로딩하고 1203단계로 진행한다. 상기 1203단계에서 상기 기지국은 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고 1205단계로 진행한다.
이때 세그먼트 타입별 부하 상태의 예측은 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)을 예측하는 것이다. 상기 1205단계에서 상기 기지국은 상기 단말기로부터 채널 상태 정보를 수신하고 1207단계로 진행한다. 상기 기지국이 수신하는 상기 채널 상태 정보는 평균 CINR, 안테나 상관도, 이동 속도 등의 정보이며, 안테나의 수에 대한 정보는 예를 들어 초기 접속 시와 같은 경우 단말기로부터 수신한다.
상기 1207단계에서 상기 기지국은 상기 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입 추정을 하고 1209단계로 진행한다. 여기서는 상기 기지국이 상기 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입 추정을 하는 주체가 된다. 이때에는 상기 세그먼트 추정을 위한 구성 및 기능이 상기 기지국에 포함되며, 기지국이 세그먼트 타입을 추정한다. 그리고 여기서 상기 세그먼트 타입을 추정하는 과정은 RT 세그먼트 타입과 NRT 세그먼트 타입으로 구분하여 상기 도 6 및 도 7에서 설명하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
상기 1209단계에서 상기 기지국은 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하게 된다. 상기 판단 결과 세그먼트 타입의 변경이 필요하지 않은 경우에는 상기 1207단계로 진행한다. 상기 판단 결과 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우에는 1211단계로 진행한다. 상기 1211단계에서 상기 기지국은 일정시간(Td) 이상 변경된 세그먼트 타입에 적합한지를 검사한다. 그래서 상기 검사 결과 일정 시간 이상 변 경된 세그먼트 타입에 적합하지 않은 경우에는 상기 1207단계로 진행한다. 하지만 상기 검사 결과 일정 시간 이상 변경된 세그먼트 타입에 적합한 경우에는 1213단계로 진행한다. 상기 1213단계에서 상기 기지국은 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)의 차이가 상기 해당 단말기(k)의 우선도(P(k))미만인지를 확인한다. 상기 확인 결과 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)의 차이가 상기 해당 단말기(k)의 우선도(P(k))미만인 경우에는 1217단계로 진행한다. 그러나 상기 확인 결과 상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ld)과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율(Ls)의 차이가 상기 해당 단말기(k)의 우선도(P(k)) 이상인 경우에는 1215단계로 진행한다. 상기 1215단계에서 상기 기지국은 기존의 상태를 유지, 즉 기존 세그먼트 타입을 유지한다.
상기 1217단계에서 상기 기지국은 세그먼트 타입 변경 메시지를 해당 단말기로 전송하고 1219단계로 진행한다. 상기 1219단계에서 상기 기지국은 세그먼트를 변경하여 변경된 세그먼트로 데이터 송신하게 된다.
여기서 도시되지는 않았으나 각 세그먼트 타입별로 부하 예측 정보뿐만 아니라 현재 부하 상태에 따라서 상기 세그먼트 타입을 변경하여 데이터를 송신하는 것도 가능하다.
상기 도 12에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정 설명하였으며, 다음으로 도 13을 참조하여 본 발명 의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 세그먼트 타입에 따른 자원맵의 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 세그먼트 타입의 할당에 따른 하향링크 프레임에서의 자원맵 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 13을 참조하기에 앞서, 상기 세그먼트 할당을 통해서 데이터 송수신을 지속적으로 수행하는 경우에는 사용자 수의 증가에 따라서 세그먼트 타입 별로 부하의 불균형이 발생할 수 있다. 부하가 적은 세그먼트 타입에 대해서는 좋은 질의 서비스를 보장 하는 것이 가능하지만 부하가 큰 세그먼트 타입에 대해서는 좋은 질의 서비스를 보장하지 못한다. 따라서 상기 세그먼트 타입별 부하의 불균형이 발생하는 경우 부하 균형(load balancing)을 위해서 현재 부하 상태에 따라서 적절한 자원맵을 제공하여야 한다.
상기 도 13을 참조하면, 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 도시한 도면이며, 트래픽 채널에 상기 데이터의 비율에 따라서 여러 가지의 자원맵의 형태를 가지는 것이 가능하다. 그리고 데이터의 비율에 따른 여러 가지 자원맵은 맵 변경을 통한 부하 균형을 위해 사용된다.
상기 세그먼트 타입의 비율에 따른 여러 가지 자원맵의 구조는 기지국과 단말기 간에 미리 정해져 있으며, 상기 기지국에서는 현재 데이터의 분포에 따라서 적합한 자원맵의 구조에 해당하는 번호를 방송 채널 등을 통해서 일정주기 즉, 일예로 매 프레임마다 상기 기지국 서비스 영역내의 모든 단말기에 전송한다. 그리고 상기 단말기는 상기 방송 채널을 통해서 자원맵의 변경을 인식하게 되고 변경된 자원맵 상에서 자신에게 전송되는 트래픽을 수신하게 된다. 다만 초기 자원맵의 설정은 RT 및 NRT 데이터의 분포 및 셀내의 평균적인 NRC 세그먼트 타입과 NRB 세그먼트 타입의 사용자의 수에 따라 설정된다.
상기 세그먼트 타입에 따른 자원맵의 구조가 도 13에 일예로 도시되어 있으며, RT 세그먼트 타입과 NRT 세그먼트 타입의 비율이 7:16인 경우이고, 상기 NRC 세그먼트 타입과 상기 NRB 세그먼트 타입의 비율이 5:3인 경우의 자원맵을 도시한 것이다. 한 클러스터의 주파수 영역의 크기는 상술한 바와 같이 56이며, 이에 따라서 상기 세그먼트 타입이 자원맵에 할당되어 있는 것이 도시되어 있고, 상기한 구조의 자원맵은 NRT 세그먼트 타입의 데이터가 RT 세그먼트 타입의 데이터보다 많고, NRT 데이터 중에서도 NRC 데이터가 NRB 데이터보다 많은 환경에 적용된다.
상기 도 13에서 도시된 주파수 영역의 크기 및 세그먼트 타입에 따른 자원맵 구조는 예를 들어 설명한 것으로서 상기 자원맵 구조에 한정되지 아니하고, 상기 OFDMA 시스템 특성에 따라서 가변 적용 가능한 요소들이다.
상기 도 13에서는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 세그먼트 타입의 할당에 따른 자원맵의 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 자원맵의 변경을 개략적으로 설명하기로 한다.
상기 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 부하 균형을 위해 변경하는 자원맵을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 14를 참조하면, a에 도시되어 있는 자원맵에서 NRB 세그먼트 타입의 데이터의 부하가 크게 발생한다. 이때에는 NRB 세그먼트 타입의 비율이 큰 b에 도시된 자원맵으로 변경하여 부하 균형을 이룬다. 여기서 상기 기지국의 자원맵 관리부는 각 세그먼트 별로 큐의 상태를 확인하고 부하가 가장 큰 세그먼트 타입의 큐에서의 버퍼 점유율(Lmin)과 부하가 가장 작은 세그먼트 타입의 큐에서의 버퍼 점유율(Lmax)의 차이가 소정의 설정된 기준 임계치(T)를 초과하는 경우 Lmax - Lmin > T 이 되는 경우 자원맵을 변경한다. 상기한 자원맵의 변경을 통해서 일정 시간 후에 각 세그먼트 타입에 따른 부하는 일정한 값을 유지하도록 할 수 있다. 이때 상기 RC 및 RB 트래픽은 자원맵의 공유에 따라서 큐를 공유하여 사용한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 여러 개의 세그먼트 타입을 운용하여 데이터를 송수신하는 것을 제안하였다. 따라서 본 발명은 상기 세그먼트 타입을 채널 상태에 따라서 세그먼트 타입을 설정하여 데이터를 전송하는 이점을 갖는다. 특히, 상기 세그먼트 타입 선 정 시에 상기 통신 시스템의 단말기가 주체가 되는 경우에는 상기 기지국으로 전송되는 신호의 양이 감소한다는 이점을 갖는다. 그리고 상기 기지국에서는 하향링크 채널에 다수의 자원맵을 두어 각 세그먼트 타입에 따른 데이터의 부하균형을 이루어 데이터를 송수신한다는 이점을 갖는다.

Claims (64)

  1. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 상기 단말기의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    채널 상태를 측정 및 상기 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 과정과,
    상기 추출한 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입을 추정하고 현재 상기 단말기 자신에게 할당되어 있는 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하는 과정과,
    상기 판단결과 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우 기지국으로 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지에 대한 응답으로 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 수신하면 상기 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지에 상응하는 세그먼트 타입으로 데이터를 수신하는 과정을 포함하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 평균 캐리어 대 간섭 잡음 비, 안테나 상관도, 이동 속도 및 안테나 수 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입을 추정하는 과정에서 실시간 데이터인 경우,
    상기 채널 상태 정보를 수신하고 안테나의 개수가 한 개이면 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 개수가 두개 이상이고 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 개수가 두개 이상이고 상기 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 상기 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비를 초과하는 경우 실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정하는 과정을 더 포함하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 실시간 셀 중심 세그먼트 타입은 상기 안테나의 개수에 따라서 공간 채널을 확장한 셀 중심 세그먼트 타입임을 특징으로 하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입을 추정하는 과정에서 비실시간 데이터인 경우,
    상기 채널 상태 정보를 수신하고 상기 단말기의 이동 속도가 기준 이동 속도 이상인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    상기 평균 캐리어대 간섭 잡음비가 상기 미리 설정된 기준 캐리어대 간섭 잡음 비를 초과할 경우 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정하는 과정을 더 포함하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  8. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 상기 기지국의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 상기 단말기로부터 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지에 상응한 세그먼트 타입의 변경이 가능한지를 판단하는 과정과,
    상기 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 상기 단말기로 전송하고 변경된 세그먼트 타입으로 상기 단말기에 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 세그먼트 타입의 변경이 가능하지 않은 경우 현재 설정된 세그먼트 타입을 통해서 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입의 변경이 가능한지를 판단하는 과정은;
    변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율과 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율의 차이가 상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 송신한 단말기의 우선도 미만인 경우에는 상기 세그먼트 타입의 변경이 가능하고,
    상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율의 차이가 상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 송신한 단말기의 우선도 이상인 경우에는 상기 세그먼트 타입의 변경이 가능하지 않다고 판단하는 과정을 포함하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 상기 단말기의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    채널 상태를 측정 및 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 과정과,
    상기 추출한 채널 상태 정보를 기지국에게 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 채널 상태 정보를 사용하여 추정된 세그먼트 타입을 포함하는 세그먼트 타입 변경 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 수신한 세그먼트 타입 변경 메시지에 포함된 세그먼트 타입을 통해 데이터를 수신하는 과정을 포함하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  18. 제 1항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입은 상기 세그먼트의 지연 허용 조건과 기지국과 단말기의 거리를 사용하여 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입 및 실시간 셀 경계 세그먼트 타입을 포함함을 특징으로 하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 17항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 평균 캐리어 대 간섭 잡음 비, 안테나 상관도, 이동 속도, 및 안테나 수 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 단말기의 데이터 송수신 방법.
  20. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템에서, 상기 기지국의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 상기 단말기로부터 채널 상태 정보를 수신하는 과정과,
    상기 수신한 채널 상태 정보를 사용하여 세그먼트 타입을 추정하여 상기 단말기에 할당되어 있는 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하는 과정과,
    상기 세그먼트 타입의 변경이 필요하면 상기 세그먼트 타입의 변경이 가능한지를 판단하는 과정과,
    상기 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 메시지를 상기 단말기로 전송하고 변경된 세그먼트 타입으로 상기 단말기에 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 세그먼트 타입의 변경이 가능하지 않은 경우 현재 설정된 세그먼트 타입을 통해서 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  21. 제 8항 및 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입은 상기 세그먼트의 지연 허용 조건과 기지국과 단말기의 거리를 사용하여 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입 및 실시간 셀 경계 세그먼트 타입을 포함함을 특징으로 하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 평균 캐리어 대 간섭 잡음 비, 안테나 상관도, 이동 속도, 및 안테나 수 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  23. 삭제
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입을 추정하는 과정에서 실시간 데이터인 경우,
    상기 채널 상태 정보를 수신하고 안테나의 개수가 한 개이면 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 개수가 두개 이상이고 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 개수가 두개 이상이고 상기 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 상기 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비를 초과하는 경우 실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정하는 과정을 더 포함하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 실시간 셀 중심 세그먼트 타입은 상기 안테나의 개수에 따라서 공간 채널을 확장한 셀 중심 세그먼트 타입임을 특징으로 하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  26. 제 20항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입을 추정하는 과정에서 비실시간 데이터인 경우,
    상기 채널 상태 정보를 수신하고 상기 단말기의 이동 속도가 기준 이동 속도 이상인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하는 과정과,
    상기 평균 캐리어대 간섭 잡음비가 상기 미리 설정된 기준 캐리어대 간섭 잡음 비를 초과할 경우 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정하는 과정을 더 포함하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  27. 제 20항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입의 변경이 가능한지를 판단하는 과정은;
    변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율과 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율의 차이가 상기 세그먼트 타입 변경 메시지를 송신한 단말기의 우선도 미만인 경우에는 상기 세그먼트 타입의 변경이 가능하고,
    상기 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율과 상기 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율의 차이가 상기 세그먼트 타입 변경 메시지를 송신한 단말기의 우선도 이상인 경우에는 상기 세그먼트 타입의 변경이 가능하지 않다고 판단하는 과정을 포함하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  28. 제 20항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입을 통해서 데이터를 송신하는 과정은 상기 각 세그먼트 타입 별 부하가 균형을 유지하도록 하기 위한 자원 맵의 구조를 사용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  29. 청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 28항에 있어서,
    상기 자원 맵은 실시간 세그먼트 타입, 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 세그먼트 셀 경계 세그먼트 타입으로 구분됨을 특징으로 하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제8항 및 제 28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입의 비율에 따른 다수의 세그먼트 타입을 전송하는 자원 맵의 구조는 상기 기지국과 단말기 간에 미리 정해져 있음을 특징으로 기지국의 데이터 송수신 방법.
  31. 제 28항에 있어서,
    부하가 가장 큰 세그먼트 타입의 큐에서의 버퍼 점유율과 상기 부하가 가장 작은 세그먼트 타입의 큐에서의 버퍼 점유율의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인 경우 상기 자원 맵구조를 변경함을 특징으로 하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  32. 청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 28항에 있어서,
    상기 자원 맵의 구조를 일정 주기를 단위로 기지국 서비스 영역내의 단말기에게 전송함을 특징으로 하는 기지국의 데이터 송수신 방법.
  33. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터를 송수신하는 시스템에 있어서, 데이터를 송수신하는 단말기 장치에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    채널 상태를 측정 및 상기 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 채널 상태 정보 추출기와,
    상기 채널 상태 정보를 사용하여 실시간 세그먼트 타입을 설정하는 실시간 세그먼트 타입 추정기와,
    상기 채널 상태 정보를 사용하여 비실시간 세그먼트 타입을 설정하는 비실시간 세그먼트 타입 추정기와,
    상기 실시간 세그먼트 타입 추정기 및 상기 비실시간 세그먼트 타입 추정기에서 설정한 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하여 상기 세그먼트 타입의 변경이 필요한 경우 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 히스토리 관리부를 포함하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  34. 삭제
  35. 청구항 35은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 33항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 평균 캐리어 대 간섭 잡음 비, 안테나 상관도, 이동 속도 및 안테나 수 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  36. 제 33항에 있어서,
    상기 실시간 세그먼트 타입 추정기는 상기 채널 상태 정보를 수신하고 안테나의 개수가 한 개이면 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하고, 안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하고, 안테나의 개수가 두개 이상이고 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하며, 안테나의 개수가 두개 이상이고 상기 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 상기 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비를 초과하는 경우 실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 실시간 세그먼트 타입 추정기가 상기 실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정하는 경우, 상기 안테나의 개수에 따라서 공간 채널 확장을 적용한 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  38. 제 33항에 있어서,
    상기 비실시간 세그먼트 타입 추정기는 상기 채널 상태 정보를 수신하고 상기 단말기의 이동 속도가 기준 이동 속도 이상인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하고, 안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하고, 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하고, 상기 평균 캐리어대 간섭 잡음비가 상기 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비를 초과할 경우 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  39. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터를 송수신하는 시스템에 있어서, 데이터를 송수신하는 기지국 장치에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    상기 단말기에게 전송할 데이터를 각 세그먼트 타입으로 분류하고 미리 설정된 스케줄링 방식을 통해서 각 세그먼트 타입에 따라서 데이터를 스케줄링 하는 스케줄러와,
    상기 단말기로부터 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 수신하고, 부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지에 상응한 세그먼트 타입의 변경이 가능한지 판단하여 상기 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 상기 단말기로 전송하는 타입 변경 관리부와,
    상기 스케줄러가 분류한 각 세그먼트 타입에 따른 큐 상태를 관리하며 상기 각 세그먼트 타입에 따른 큐 상태에 대한 정보를 생성하는 큐 상태 관리부와,
    상기 타입 변경 관리부로부터 세그먼트 타입의 변경에 대한 명령을 수신하여 상기 각 세그먼트 타입 별 부하가 균형을 유지하도록 자원 맵을 관리하는 자원 맵 관리부를 포함하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 제 39항에 있어서,
    상기 스케줄러는 상기 단말기에 전송할 데이터를 실시간 세그먼트 타입과 비실시간 세그먼트 타입으로 분류하고, 상기 타입 변경 관리부의 제어를 통해 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입, 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 분류하는 마스터 스케줄러와,
    상기 분류한 각 세그먼트 타입을 상기 미리 설정된 스케줄링 방식을 통해서 스케줄링하는 패킷 스케줄러를 포함하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터를 송수신하는 시스템에 있어서, 데이터를 송수신하는 단말기 장치에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    채널 상태를 측정 및 채널 상태에 상응하는 채널 상태 정보를 추출하는 채널 상태 정보 추출기와,
    상기 추출한 채널 상태 정보를 기지국에 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 채널 상태 정보를 사용하여 추정된 세그먼트 타입을 포함하는 세그먼트 타입 변경 메시지를 수신하는 히스토리 관리 부를 포함하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  50. 제33항 및 제 49항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입은 상기 세그먼트의 지연 허용 조건과 기지국과 단말기의 거리를 사용하여 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입, 및 실시간 셀 경계 세그먼트 타입을 포함함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  51. 청구항 51은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 49항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 평균 캐리어 대 간섭 잡음 비, 안테나 상관도, 이동 속도, 및 안테나 수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보임을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 단말기 장치.
  52. 단말기와 상기 단말기로 서비스를 제공하는 기지국들을 구비하며, 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템의 데이터를 송수신하는 시스템에 있어서, 데이터를 송수신하는 기지국 장치에 있어서,
    통신 시스템의 전체 주파수 대역을 다수의 서브캐리어 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정한 설정 개수의 서브 주파수 대역들과, 미리 설정한 설정 개수의 시구간들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 다수의 세그먼트들을 생성하고 데이터 전송을 위해 세그먼트들 각각에 상응하는 다수의 세그먼트 타입들을 구분하고,
    상기 단말기로부터 채널 상태 정보를 수신하여 실시간 세그먼트 타입을 설정하는 실시간 세그먼트 타입 추정기와,
    상기 단말기로부터 채널 상태 정보를 수신하여 비실시간 세그먼트 타입을 설정하는 비실시간 세그먼트 타입 추정기와,
    상기 실시간 세그먼트 타입 추정기 및 상기 비실시간 세그먼트 타입 추정기에서 설정한 세그먼트 타입의 변경이 필요한지를 판단하는 히스토리 관리부와,
    상기 단말기에 전송할 데이터를 각 세그먼트 타입으로 분류하고 미리 설정된 스케줄링 방식을 통해서 각 세그먼트 타입에 따라서 데이터를 스케줄링 하는 스케줄러와,
    부하 예측 정보를 사용하여 세그먼트 타입별 부하 상태를 예측하고, 히스토리 관리부의 판단 결과 세그먼트 타입의 변경이 가능한 경우 세그먼트 타입 변경 승낙 메시지를 상기 단말기로 전송하는 타입 변경 관리부와,
    상기 스케줄러가 분류한 각 세그먼트 타입에 따른 큐 상태를 관리하며 상기 각 세그먼트 타입에 따라서 큐 상태에 대한 정보를 생성하는 큐 상태 관리부와,
    상기 타입 변경 관리부로부터 세그먼트 타입의 변경에 대한 명령을 수신하여 상기 각 세그먼트 타입 별 부하가 균형을 유지하도록 자원 맵을 관리하는 자원 맵 관리부를 포함하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  53. 제39항 및 제 52항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입은 상기 세그먼트의 지연 허용 조건과 기지국과 단말기의 거리를 사용하여 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입, 및 실시간 셀 경계 세그먼트 타입을 포함함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  54. 청구항 54은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 52항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 평균 캐리어 대 간섭 잡음 비, 안테나 상관도, 이동 속도, 및 안테나 수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보임을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  55. 제 52항에 있어서,
    상기 실시간 세그먼트 타입 추정기는 상기 채널 상태 정보를 수신하고 안테나의 개수가 한 개이면 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하며, 안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하고, 안테나의 개수가 두개 이상이고 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하며, 안테나의 개수가 두개 이상이고 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비를 초과하는 경우 실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  56. 제 55항에 있어서,
    상기 실시간 세그먼트 타입 추정기가 상기 실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정하는 경우, 안테나의 개수에 따라서 공간 채널 확장을 적용한 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  57. 제 52항에 있어서,
    상기 비실시간 세그먼트 타입 추정기는 채널 타입 정보를 수신하고 상기 단말기의 이동 속도가 기준 이동 속도 이상인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하며, 안테나의 상관도가 미리 설정된 기준 안테나의 상관도 이상인 경우에는 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하고, 평균 캐리어 대 간섭 잡음비가 미리 설정된 기준 캐리어 대 간섭 잡음 비 이하인 경우 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 설정하며, 평균 캐리어대 간섭 잡음비가 상기 기준 캐리어대 간섭 잡음 비 이상인 경우 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입으로 설정함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  58. 제 52항에 있어서,
    상기 스케줄러는 상기 단말기에게 전송할 데이터를 실시간 세그먼트 타입과 비실시간 세그먼트 타입으로 구분한 다음, 상기 타입 변경 관리부의 제어를 통해 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 셀 경계 세그먼트 타입, 실시간 셀 경계 세그먼트 타입으로 분류하는 마스터 스케줄러와,
    상기 각 세그먼트 타입을 미리 설정된 스케줄링 방식을 통해 스케줄링하는 패킷 스케줄러를 포함함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  59. 제 39항 및 제 52항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타입 변경 관리부는 변경하려는 세그먼트 타입의 예측 부하율과 현재 설정된 세그먼트 타입의 예측 부하율의 차이 및 상기 세그먼트 타입 변경 요청 메시지를 송신한 단말기의 우선도를 사용하여 상기 세그먼트 타입의 변경이 가능한지 여부를 판단함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  60. 제 39항 및 제 52항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자원 맵 관리부는 상기 각 세그먼트 타입 별 부하가 균형을 유지하도록 하기위한 자원 맵의 구조를 사용하여 데이터를 전송함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  61. 청구항 61은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 60항에 있어서,
    상기 자원 맵은 실시간 세그먼트 타입, 비실시간 셀 중심 세그먼트 타입, 비실시간 세그먼트 셀 경계 세그먼트 타입으로 구분됨을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  62. 청구항 62은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 60항에 있어서,
    상기 세그먼트 타입의 비율에 따른 다수의 세그먼트 타입을 전송하는 자원 맵의 구조는 기지국과 단말기 간에 미리 정해져 있음을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  63. 제 60항에 있어서,
    부하가 가장 큰 세그먼트 타입의 큐에 버퍼 점유율과 부하가 가장 작은 세그먼트 타입의 큐에서의 버퍼 점유율의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인 경우 상기 자원 맵 구조를 변경함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
  64. 청구항 64은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 60항에 있어서,
    상기 자원 맵의 구조를 일정 주기를 단위로 기지국 서비스 영역내의 단말기에게 전송함을 특징으로 하는 데이터를 송수신하는 기지국 장치.
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