KR100970185B1 - 다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 채널 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 자원 할당을 요청한 단말들에 할당할 채널의 종류를 결정하는 과정과, 밴드에이엠씨 채널을 할당할 단말이 존재하는 경우 상기 단말이 선호하는 주파수 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 과정과, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 생성하는 과정과, 상기 가상 자원 공간 내에서 다이버시티 채널을 할당할 단말들에 대한 자원을 할당하는 과정을 포함하며, 다이버시티(Diversity) 채널과 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적으로 무선 자원을 할당할 수 있는 효과가 있다.
다중 채널, 다이버시티 채널, 밴드에이엠씨 채널, 자원 할당, 비트맵

Description

다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RESOURCE ALLOCATION IN MULTIPLE CHANNEL SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 무선 MAN 시스템의 프레임 구조도,
도 2는 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 특성이 다른 다이버시티 채널과 BandAMC 채널이 주파수 축을 기반으로 공존되어 나타나는 논리적인 부채널 구조도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2-3 트리 방식에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 한 프레임 내에서 밴드에이엠씨 채널과 다이버시티 채널이 공존하는 자원 할당 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 시스템에서의 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 절차를 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 단말에서 무선 자원의 할당 절차를 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당하 는 기지국의 블록 구성도, 및
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당받는 단말의 블록 구성도.
본 발명은 다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 다이버시티(Diversity) 채널 및 밴드에이엠씨(Band AMC(Adaptive Modulation and Coding scheme)) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적인 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
4세대 통신 시스템은 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)의 서비스들을 약 100Mbps의 전송 속도로 사용자들에게 제공하기 위한 기술이 요구된다. 더욱이, 상기 4세대 통신 시스템은 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템과 같이 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하기 위한 기술이 요구된다. 예를 들어, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 표준은 상기 4세대 통신시스템이 요구하는 이동성과 서비스 품질을 보장하는 형태의 고속 서비스를 제공하기 위한 기술에 대한 표준을 정의하고 있다.
상기 IEEE 802.16e 표준에 따른 통신 시스템은 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널을 시간 단위의 구역(Zone)으로 나누어 사용할 수 있다. 상기 통신시스템에서 다이버시티 채널을 사용하는 경우, 상기 통신시스템은 전체 주파수 대역에 분산된 채널을 사용하여 전체 주파수 분산 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 단말의 스케줄러는 기지국으로부터 할당받은 자원의 위치를 중요하게 생각하지 않는다.
만일, 상기 통신시스템에서 밴드에이엠씨 채널을 사용하는 경우, 상기 통신시스템은 채널 상태가 좋은 주파수 대역의 채널을 독점적으로 사용하여 통신을 수행한다. 따라서, 상기 밴드에이엠씨 채널을 사용하는 경우, 단말의 스케줄러는 주파수 대역의 채널 특성을 고려하여 상기 기지국으로 주파수 대역의 할당을 요청한다.
한편 상기 무선 MAN 시스템에서 채널에 대한 정보 수집 지연 시간은 시스템 성능과 밀접한 관계가 있다. 즉, 프레임 길이가 긴 경우, 기지국은 서비스 영역에 위치하는 단말들의 채널 정보를 수집하기 위해 많은 시간을 필요로 한다. 이 경우, 상기 기지국이 상기 단말들로부터 제공받은 채널 정보와 데이터를 전송하기 위한 실제 채널 정보를 사용하는 시간 사이에 채널이 심하게 변화할 수 있다. 따라서, 상기 프레임 길이가 긴 경우, 상기 통신시스템은 채널 상태에 대한 예측도가 떨어지게 되고 시스템 성능이 저하되는 현상을 가져 올 수 있다.
반대로 프레임 길이가 짧은 경우, 기지국은 짧은 시간 동안 서비스 영역에 위치하는 단말들의 채널 정보를 수집한다. 이 경우, 상기 기지국이 상기 단말들로부터 제공받은 채널 정보와 데이터를 전송하기 위한 실제 채널 정보를 사용하는 시간 사이에 채널 변화가 적어 보다 정확한 채널 예측이 가능하다. 따라서 프레임 길이를 줄이면서도 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 시스템의 개발의 중요성이 부각되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선 MAN 시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 무선 AMN 시스템은 물리적(PHY) 프레임의 길이를 1ms 정도로 짧게 운용할 수 있다.
상술한 바와 같이 통신시스템에서 프레임의 길이를 짧게 하는 경우, 채널에 대한 정보 수집 시간을 줄일 수 있다. 하지만, 프레임의 길이가 짧은 경우, 통신시스템에서 한 프레임이 유지되는 시간도 짧아진다. 따라서, 통신시스템에서 프레임을 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널을 시간 단위의 구역으로 나누어 쓰기에는 한 프레임의 길이가 너무 짧다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프레임의 길이가 짧은 시스템에서 프레임 안에 구역의 구분 없이 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널이 주파수 단위로 공존할 수 있도록 자원을 할당하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 채널 시스템에서 2-3트리 방식에 의해 밴드에이엠씨 채널을 할당한 후, 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당하는 다중 채널 시스템에의 자원 할당 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 다이버시티 채널 및 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 방법은, 자원 할당을 요청한 단말들에 할당할 채널의 종류를 결정하는 과정과, 밴드에이엠씨 채널을 할당할 단말이 존재하는 경우 상기 단말이 선호하는 주파수 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 과정과, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 생성하는 과정과, 상기 가상 자원 공간 내에서 다이버시티 채널을 할당할 단말들에 대한 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2견지에 따르면, 다중 채널 시스템의 단말에서 무선 자원을 할당받는 방법은, 기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신하는 과정과, 상기 자원 할당 정보로부터 상기 단말에게 할당된 채널의 종류를 확인하는 과정과, 상기 할당된 채널이 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않음 자원들의 집합인 가상 자원 공간을 확인하는 과정과, 상기 가상 자원 공간을 통해 상기 기지국으로부터 할당받은 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3견지에 따르면, 다중 채널 시스템의 기지국 장치는, 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널을 선호하는 단말이 선호하는 주파수 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 할당하고, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 이용하여 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 단말에 대한 자원을 할당하고, 상기 자원 할당 정보를 생성하는 스케줄러와, 상기 생성된 자원 할당 정보에 따라 상기 단말들에 대하여 자원을 할당하는 자원 할당기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4견지에 따르면, 다중 채널 시스템의 단말 장치는, 기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신받는 수신부와, 상기 자원 할당 정보를 통해 확인한 상기 단말에게 할당된 채널이 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 상기 단말에게 할당된 상기 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 할당 자원 확인부와, 상기 할당자원 확인부의 제어에 따라 해당 자원을 사용하는 서브채널 디매핑기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명에서는 다이버시티(Diversity) 채널과 밴드에이엠씨(Band AMC(Adaptive Modulation and Coding scheme)) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적으로 다이버시티 채널과 대역 적응 변조 및 코딩 채널에 사용자를 할당하기 위한 기술에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 특성이 따른 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널이 주파수 축을 기반으로 공존되어 나타나는 논리적인 부채널 구조에 대한 예를 나타낸 도면이다. 이하 설명은 논리적 부채널의 슬롯의 개수가 60개인 것으로 가정하여 설명한다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 통신시스템은 1번부터 60번까지의 부채널들을 모두 다이버시티 채널로 사용할 수 있다. 또한, 상기 통신시스템은 상기 1번부터 60번까지의 부채널들을 모두 밴드에이엠씨 채널로 사용할 수 있다. 또한, 상기 통신시스템은 상기 1번부터 60번까지의 부채널들을 상기 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널로 구분하여 사용할 수도 있다. 즉, 상기 통신시스템은 가상 자원 공간을 이용하여 동일한 시간 축 내에서 상기 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널을 혼용하여 할당할 수 있다. 여기서, 통신시스템에서 상기 부채널들을 밴드에이엠씨 채널로 사용하기 위해서 상기 1번부터 60번까지의 부채널들을 10개의 밴드로 구성한다. 이때, 동일한 밴드에 포함되는 슬롯은 단말에 대하여 동일한 주파수 특성을 갖는 것으로 가정한다. 따라서, 상기 밴드에이엠씨 채널을 사용하는 단말들은 밴드 단위로 자원을 할당받게 된다.
상기 통신시스템에서 상기 부채널들을 상기 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널로 구분하여 사용할 때 밴드에이엠씨 채널을 할당받는 단말들에 의해 다이버시티 채널 자원의 단편화(Fragmentation) 현상이 발생하게 된다. 즉, 밴드에이엠씨 채널을 할당받는 단말들은 할당받는 밴드 위치에 따라 주파수 특성이 달라지므로 할당받는 자원의 위치에 제약을 받는다. 따라서 밴드에이엠씨 채널을 할당받은 단말들이 존재할 경우 상기 단말들이 할당받은 밴드를 제외한 자원을 이용하여 다이버시티 채널을 사용하는 단말들로 자원을 할당하므로 자원의 단편화 현상이 발생하게 된다.
상기 자원의 단편화 현상을 해결하기 위해 다이버시티 채널을 사용하는 단말은 밴드에이엠씨 채널을 사용하는 다른 단말들로 할당한 자원을 확인하여 상기 다른 단말들로 할당하지 않은 자원으로 가상 자원 공간을 생성한다. 이후, 상기 단말은 상기 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당받을 수 있다.
이때 다이버시티 채널을 사용하는 단말이 밴드에이엠씨 채널을 사용하는 다른 단말들의 자원 할당 정보를 확인할 수 없는 경우, 상기 단말은 기지국으로부터 사용된 자원과 사용되지 않은 자원을 구분해 주는 비트맵을 수신받아 가상 자원 공간을 확인할 수 있다. 이후, 상기 단말은 상기 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당받을 수 있다.
상기 가상 자원 공간을 이용하여 다이버시티 채널의 자원을 할당하는 경우, 기지국은 위치-길이 할당 방법 또는 이진 트리 방법을 이용하여 상기 다이버시티 채널을 사용하는 단말로 가상 공간 자원을 할당할 수 있다. 여기서, 상기 위치-길리 할당 방법은 상기 가상 자원 공간에서 단말로 할당하는 자원의 시작 위치와 길이를 알려 주는 방식을 나타낸다. 또한, 상기 이진 트리 방법은 자원을 2의 배수 단위로 묶어 단말로 할당하는 자원을 알려 주는 방식을 나타낸다.
또한, 밴드에이엠씨 채널은 물리적 위치에 따라 자원의 성능에 제약을 받는다. 따라서 상기 밴드에이엠씨 채널을 사용하는 단말들은 할당받을 자원이 어느 밴드에 속하는지도 표현해 줄 필요가 있다.
상기 통신시스템에서 단말들에게 이진 트리 방식을 사용하여 자원을 할당하는 경우, 상기 이진 트리 방식은 2의 배수 단위로 자원을 할당한다. 하지만, 상기 도 2에 도시된 바와 같이 밴드 단위가 2^N 단위로 묶여 지지 않고 6의 배수로 묶여 진다면 기존의 이진 트리 방법으로는 자원을 할당할 수 없다. 따라서 본 발명에서는 하기 도 3에 도시된 바와 같이 2-3 트리 방식을 사용하여 자원을 할당한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2-3 트리 방식에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 2-3트리 방식은 무선 자원을 2개의 무선 자원 묶음과 3의 배수 단위의 무선 자원 묶음으로 트리를 구성할 수 있다. 만일, 상기 도 2에 도시된 60개의 자원을 가정하는 경우, 상기 2-3트리 방식은 상기 무선 자원들을 2개씩 묶은 자원, 3개씩 묶은 자원, 6개씩 묶은 자원 및 12개씩 묶은 자원으로 각각의 묶음에 인덱스 번호를 매핑하여 트리를 구성한다. 이때, 기지국은 상기 인덱스 번호를 통해 자원을 할당하고, 단말들은 상기 인덱스 번호를 통해 할당받은 자원을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 2-3트리 방식은 자원 할당 경우의 수가 총 125가지이므로 7비트(2^7)이 무선 자원을 이용하여 자원 할당이 가능하다.
예를 들어, 상기 2-3트리 방식을 이용하여 7, 8, 9번 자원을 특정 단말로 할당하는 경우, 기지국은 상기 자원을 할당받는 단말의 표시자와 7, 8, 9번 자원을 나타내는 93번 인덱스를 방송한다. 또한, 상기 기지국은 상기 자원을 할당받는 단말로 93번의 인덱스를 전송함으로써 상기 단말로 자원을 할당한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 한 프레임 내에서 밴드에이엠씨 채널과 다이버시티 채널이 공존하는 자원 할당 예를 나타낸 도면이다. 여기서, D는 다이버시티 채널을 나타내고, B는 밴드에이엠씨 채널을 나타낸다. 또한, 상기 D와 B의 뒤에 붙은 숫자는 단말들을 나타낸다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 한 프레임 내에서 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널을 단말들에게 할당할 수 있다. 즉, 단말 1, 2, 3, 4, 5는 다이버시티 채널을 할당받고, 단말 6, 7은 밴드에이엠씨 채널을 할당받는다.
이때, 상기 단말 1, 2, 3, 4, 5는 상기 단말 6, 7에 할당하지 않은 자원으로 생성한 가상 자원 공간을 이용하여 자원을 할당받으므로 상기 단말 3과 같이 쪼개져 있는 자원을 할당받을 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 시스템에서의 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면 먼저 기지국은 서비스 영역에 위치하는 단말들에 대해 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 할당한다. 이때, 상기 기지국은 상기 밴드에이엠씨 채널로 할당한 채널을 나타내는 비트맵(501)을 구성한다. 예를 들어, 1번부터 16번까지의 자원에 6번 , 10번 및 13번의 자원을 제외한 자원들을 밴드에이엠씨 채널로 할당하는 경우, 상기 기지국은 1111101110110111의 비트맵(501)을 구성한다. 여기서, 1은 밴드에이엠씨 채널로 할당된 자원을 나타내며, 0은 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 아니한 자원을 나타낸다. 이때, 상기 기지국은 상기 비트맵(501)을 이용하여 가상 자원 공간(503)을 생성할 수도 있다. 또한, 상기 기지국은 단말들이 가상 자원 공간(503)을 생성하도록 상기 비트맵(501)을 단말들로 전송할 수도 있다.
이후, 상기 기지국은 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위하여 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간(503)을 생성한다. 예를 들어, 기지국은 6번, 10번 및 13번의 자원을 가상으로 모아 가상 자원 공간(503)을 형성한다. 이때, 상기 기지국은 상기 가상 자원 공간(503)을 통해 단말들에게 다이버시티 채널의 자원을 할당한다.
상술한 바와 같이 상기 가상 자원 공간(503)을 이용하여 다이버시티 채널에 대한 자원을 할당하면 상기 도 4에서와 같이 단말 3에 대하여 쪼개어져 있는 자원인 10번, 13번의 자원을 할당할 수 있다. 이때 상기 가상 자원 공간(503)에 자원을 할당하는 방법으로는 상기 위치-길이 방법과 이진 트리 방법이 사용할 수 있다.
상기 위치-길이 방법을 사용하여 가상 자원 공간의 자원을 할당하는 경우, 기지국은 가상 자원 공간(503)에서 단말에게 할당할 자원의 위치 및 길이 정보를 (2, 2)와 같이 구성하여 상기 단말로 전송한다. 이때, 상기 단말은 상기 기지국과 동일한 가상 자원 공간(503)을 확인한다. 이후, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 제공받은 위치 및 길이 정보인 (2, 2)를 통해 상기 가상 자원 공간(503)에서 시작점이 2이고 길이가 2인 자원인 10번과 13번의 자원이 자신에게 할당된 자원인 것으로 확인할 수 있다.
상기 이진 트리 방법을 사용하여 가상 자원 공간의 자원을 할당하는 경우, 기지국은 2번, 3번 자원을 단말에게 할당하기 위해 상기 도 3의 하단에 표시된 인덱스인 (2, 3)을 상기 단말로 전송한다. 이때, 상기 단말은 상기 기지국과 동일한 가상 자원 공간(503)을 확인한다. 이후, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 제공받은 인덱스인 (2, 3)을 통해 상기 가상 자원 공간(503)에서 2번과 3번의 자원인 10번과 13번의 자원이 자신에게 할당된 자원인 것으로 확인할 수 있다.
상기 단말에서 상기 가상 자원 공간(503)을 확인하는 방법은 기지국이 상기 비트맵(501)을 전송하는 경우와 상기 비트맵(501)을 전송하지 아는 경우로 나뉠 수 있다.
먼저, 기지국에서 비트맵(501)을 전송하는 경우, 단말은 상기 기지국으로부터 제공받은 상기 비트맵(501)을 통해 가상 자원 공간(503)을 생성할 수 있다. 즉, 상기 단말은 다른 단말에게 할당된 자원 할당 정보를 확인할 수 없거나, 기지국에서 매 프레임마다 자원 할당 정보를 전송하지 아니하는 경우 상기 기지국으로부터 제공받은 비트맵(501)을 이용하여 상기 가상 자원 공간(503)을 생성할 수 있다.
한편 상기 비트맵(501)을 전송하지 않는 경우, 모든 단말들은 기지국으로부터 방송되는 MAP을 통해 다른 단말들에게 할당된 자원을 확인할 수 있다. 따라서, 단말은 상기 기지국에서 방송한 MAP을 통해 확인한 자원 할당 정보를 이용하여 가상 자원 공간(501)을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 다른 단말들에게 할당된 자원은 밴드에이엠씨 채널로 할당된 자원을 나타낸다. 따라서 상기 단말은 상기 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 아니한 자원들만을 모아 가상 자원 공간(503)을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 절차를 나타낸 순서도이다.
상기 도 6을 참조하면, 601단계에서, 상기 기지국은 사용자 단말들로부터 자원 할당 요청을 수신한다. 603단계에서, 상기 기지국은 자원 할당을 요청받은 상기 사용자 단말들에 대해서 할당할 채널을 결정한다. 이때, 상기 기지국은 상기 사용자 단말들로부터 제공받은 채널 품질 정보를 통해 상기 사용자 단말들에 밴드에이엠씨 채널을 할당할 지, 다이버시티 채널을 할당할 지를 결정할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 상기 단말들을 밴드에이엠씨 채널에 할당할 단말과 다이버시티 채널에 할당할 단말로 분류한다. 이때, 상기 기지국은 밴드에이엠씨 채널을 할당할 단말들에 자원을 할당하는 경우 605단계로 진행하고, 다이버시티 채널을 할당할 단말들에 자원을 할당하는 경우 611단계로 진행한다. 여기서 밴드에이엠씨 채널을 할당할 단말이 적어도 하나 이상인 경우 상기 기지국은 가상 자원 공간의 생성을 위하여 611단계보다 605단계를 먼저 수행하여야 한다.
605단계에서, 상기 기지국은 밴드에이엠씨 채널의 자원을 할당할 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택한다. 이때 상기 기지국은 상기 채널 품질 정보에 포함된 정보를 통해 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하는 것이 가능하다. 607단계에서, 상기 기지국은 상기 선택된 밴드내에서 전술한 2-3트리 방식에 따라 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당한다.
상기 기지국은 밴드에이엠씨 채널의 자원을 할당할 모든 사용자 단말들에 대하여 605단계 및 607단계를 반복하여 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원 할당을 완료한다. 이후 609단계에서, 상기 기지국은 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 않은 무선 자원들을 모아 가상 자원 공간을 생성한다.
이후 611단계에서, 상기 기지국은 상기 603단계에서 분류된 다이버시티 채널을 할당할 사용자 단말들에 대해서 상기 단계 609에서 생성한 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당한다. 이때 상기 기지국은 상기 위치-길이 방법 또는 이진 트리 방법을 이용하여 상기 가상 자원 공간에서 다이버시티 채널의 자원을 할당한다.
613단계에서, 상기 기지국은 상기 607단계 및 상기 609단계에서 할당한 내용에 따라 자원 할당 정보(MAP)를 생성하여 상기 사용자 단말들에게 방송한다. 이때 상기 자원 할당 정보는 밴드에이엠씨 채널을 위한 것인지 다이버시티 채널을 위한 것인지를 나타내는 자원 할당(Allocation) 비트를 포함할 수 있다. 예를 들어 자원 할당 비트가 0인 경우 다이버시티 채널의 자원 할당 정보를 나타내고, 자원 할당 비트가 1인 경우 밴드에이엠씨 채널의 자원 할당 정보를 나타낸다. 이때, 상기 자원 할당 정보를 수신한 단말은 상기 자원 할당 비트를 통해 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 단말에서 무선 자원의 할당 절차를 나타낸 순서도이다.
상기 도 7을 참조하면, 701단계에서, 사용자 단말은 기지국으로부터 자원 할당 정보(MAP)을 수신한다. 703단계에서, 상기 사용자 단말은 상기 자원 할당 정보를 통해 자신에 할당된 채널의 종류가 다이버시티 채널인지 밴드에이엠씨 채널인지를 판단한다. 즉, 상기 사용자 단말은 상기 자원 할당 정보에 포함된 자원 할당 비트를 통해서 자신에 할당된 채널의 종류를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 사용자 단말은 자신에 할당된 채널이 다이버시티 채널인 경우 705단계로 진행하고, 밴드에이엠씨 채널인 경우 707단계로 진행한다.
705단계에서, 상기 사용자 단말은 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당된 자원들을 확인하고 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원들을 모아 가상 자원 공간을 생성한다. 이후, 상기 사용자 단말은 상기 기지국으로부터 제공받은 가상 자원 공간 할당 정보를 이용하여 상기 가상 자원 공간에서 자신에게 할당된 자원을 확인한다.
다른 실시 예에 따르면 상기 사용자 단말은 상기 자원 할당 정보에 포함되거나 상기 기지국으로부터 주기적으로 방송되는 비트맵을 통해 가상 자원 공간을 확인할 수 있다.
707단계에서, 상기 사용자 단말은 전술한 2-3 트리 방식에 따라 자신에게 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원을 확인한다.
이후 709단계에서, 상기 사용자 단말은 상기 705단계 및 상기 707단계를 통해 확인한 자신에게 할당된 자원을 이용하여 기지국과의 통신을 수행한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당하는 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 기지국은 스케줄러(801), 부호기(803), 변조기(805), 서브채널 매핑기(807), OFDM 변조기(809) 및 자원 할당기(811)를 포함한다.
상기 도 8을 참조하면, 먼저 상기 스케줄러(801)는 각각의 사용자 단말에게 전송될 데이터를 입력받아 상기 사용자 단말별로 자원을 할당하기 위한 스케줄링을 수행한다. 이후, 상기 스케줄러(801)는 상기 스케줄링 정보에 따라 각각의 사용자 단말에게 전송하고자 하는 데이터를 상기 부호기(803)로 출력한다. 또한, 상기 스케줄러(801)는 상기 스케줄링 수행 정보인 자원 할당 정보를 상기 자원 할당기(811)로 출력한다. 특히, 상기 스케줄러(801)는 상기 사용자 단말들로 할당할 채널의 종류에 따라 밴드에이엠씨 채널을 할당할 사용자 단말들에 대해서 먼저 자원을 할당한다. 이후, 상기 스케줄러(801)는 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원들을 모아 가상 자원 공간을 생성하고, 상기 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당한다. 이때 상기 스케줄러(801)는 밴드에이엠씨 채널을 선호하는 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택한다. 이후, 상기 스케줄러(801)는 상기 선택된 밴드 내에서 상기 사용자 단말이 필요한 양만큼의 자원을 할당한다. 또한 상기 스케줄러(801)는 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 사용자 단말을 위해 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 자원 할당 정보를 생성한다.
상기 부호기(803)는 상기 스케줄러(801)로부터의 각 사용자별 데이터를 해당 부호화율로 부호화하여 부호화 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 부호기(803)는 길쌈부호기(convolutional encoder), 터보 부호기(turbo ecoder), LDPC(Low Density Parity Check) 부호기 등으로 구성될 수 있다.
상기 변조기(805)는 상기 부호화된 각 사용자별 데이터를 해당 변조방식에 따른 성상도(constellation)에 신호점 사상(mapping)하여 변조된 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 변조방식에는 1개의 비트를 하나의 신호점(복소심볼)에 사상하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 2개의 비트를 하나의 복소심볼에 사상하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 3개의 비트를 하나의 복소심볼에 사상하는 8PSK(10-ary Phase Shift Keying), 4개의 비트를 하나의 복소심볼에 사상하는 16QAM 등이 있다.
상기 서브채널 매핑기(807)는 상기 변조기(805)로부터 입력되는 각 사용자별 변조 데이터를 상기 자원 할당기(811)로부터의 서브 채널 매핑 정보에 따라 각각의 서브채널들로 매핑한다.
상기 OFDM 변조기(809)는 상기 서브채널 매핑기(807)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산하여 시간 영역의 신호로 변환한다, 이후, 상기 OFDM 변조기(809)는 상기 시간 영역의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후, 실제 전송 가능하도록 RF처리하여 송신안테나(Tx antenna)를 통해 무선채널로 전송한다.
상기 자원 할당기(811)는 상기 스케줄러(801)로부터 입력되는 스케줄링 정보인 각각 사용자 단말에 대한 자원 할당 정보를 이용하여 상기 변조기(805)에서 출력되는 각 사용자 단말별 변조 데이터가 매핑될 서브 채널을 확인한다. 이후, 상기 자원 할당기(811)는 상기 서브채널 매핑기(807)로 상기 각 사용자 단말별 변조 데이터가 매핑될 해당 서브 채널에 대한 정보인 서브 채널 매핑 정보를 출력한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당받는 단말의 블록 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 단말은 OFDM복조기(901), 서브채널 디매핑기(903), 복조기(1005), 복호기(907), 데이터 복호기(909) 및 할당자원 확인부(911)를 포함한다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 OFDM복조기(901)는 수신 안테나(Rx antenna)를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환 및 디지털 신호로 변환한다. 이후, 상기 OFDM복조기(901)는 상기 디지털 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 주파수 영역의 데이터로 변환하여 출력한다.
상기 서브채널 디매핑기(903)는 상기 OFDM복조기(901)를 통해 다수의 서브채널로 구분된 서브채널 중 상기 단말 자신에게 해당되는 서브채널을 선택하여 상기 복조기(905)로 출력한다. 여기서, 상기 서브채널 디매핑기(903)는 상기 할당자원 확인부(911)로부터 상기 단말 자신에게 할당된 서브채널의 정보를 입력받아 상기 할당된 서브채널을 선택할 수 있다.
상기 복조기(905)는 상기 선택된 서브채널을 해당 변조방식에 따라 복조하 여 부호화 데이터를 출력한다. 상기 복호기(907)는 상기 복조기(905)로부터의 부호화 데이터를 송신기의 부호방식에 따라 복호하여 상기 기지국에서 전송한 원래의 데이터로 복원한다. 상기 데이터 복호기(909)는 상기 복원된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 할당자원 확인부(911)는 상기 OFDM 복조기(901)로부터 제공받은 기지국에서 전송한 맵(MAP)에 포함된 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 자원을 확인할 수 있다. 여기서, 상기 맵에 포함된 자원 할당 정보는 자신에게 할당된 채널의 종류를 나타내는 자원 할당 비트를 포함한다. 또한 상기 자원 할당 정보는 가상 자원 공간을 나타내는 비트맵을 포함할 수 있다.
상기 할당자원 확인부(911)는 상기 자원 할당 정보에 포함된 자원 할당 비트를 통해 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단한다. 만일, 자신에게 밴드에이엠씨 채널이 할당된 경우, 상기 할당자원 확인부(911)는 상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인한다. 한편, 자신에게 다이버시티 채널이 할당된 경우, 상기 할당자원 확인부(911)는 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 자신에게 할당된 다이버시티 채널의 자원을 확인한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적으로 무선 자원을 할당 할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의하면 다이버시티 특성에 적합한 사용자와 밴드에이엠씨 채널에 적합한 사용자를 동시에 효과적으로 융합하여 할당할 수 있는 이점이 있다.

Claims (25)

  1. 다이버시티 채널 및 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 방법에 있어서,
    자원 할당을 요청한 단말들에 할당할 채널의 종류를 결정하는 과정과,
    밴드에이엠씨 채널을 할당할 적어도 하나의 단말이 존재하는 경우 상기 단말들이 선호하는 주파수 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 상기 단말들로 할당하는 과정과,
    상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 생성하는 과정과,
    상기 가상 자원 공간 내에서 다이버시티 채널을 할당할 단말들에 대한 자원을 할당하는 과정과,
    상기 밴드에이엠씨 채널의 자원을 할당한 후, 상기 밴드에이엠씨 채널에 할당한 자원과 상기 밴드에이엠씨 채널에 할당하지 않은 자원을 비트맵으로 구성하는 과정과,
    상기 비트맵 정보를 상기 단말들로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단말들로 자원을 할당하는 과정은,
    무선 자원을 2개의 묶음과 3의 배수 개의 묶음으로 분할하여 자원을 할당하는 2-3 트리 방식에 따라 상기 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단말들에 할당한 밴드에이엠씨 채널의 자원과 다이버시티 채널의 자원에 대한 자원 할당 정보를 생성하는 과정과,
    상기 자원 할당 정보를 상기 단말들로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는, 상기 단말들에 할당한 채널의 종류를 나타내는 자원 할당(Allocation) 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는, 비트맵으로 구성되는 가상 자원 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는, 상기 가상 자원 공간에서 상기 다이버시티 채널의 자원을 할당받은 단말에 할당한 자원의 시작 위치 및 길이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는, 상기 가상 자원 공간에서 상기 다이버시티 채널의 자원을 할당받은 단말에 할당한 자원의 그룹 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 가상 자원 공간은, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원을 할당한 시간 영역과 동일한 시간 영역에서 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하지 않은 자원의 집합인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 다중 채널 시스템의 단말에서 무선 자원을 할당받는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신하는 과정과,
    상기 자원 할당 정보로부터 상기 단말에게 할당된 채널의 종류를 확인하는 과정과,
    상기 할당된 채널이 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원들의 집합인 가상 자원 공간을 확인하는 과정과,
    상기 가상 자원 공간을 통해 상기 기지국으로부터 할당받은 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 과정을 포함하며,
    상기 가상 자원 공간을 확인하는 과정은,
    상기 기지국으로부터 비트맵 형태로 구성된 다른 단말들로 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원 할당 정보를 수신받는 과정과,
    상기 다른 단말들로 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원을 제외한 나머지 자원을 모아 상기 가상 자원 공간을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 과정은,
    상기 기지국으로부터 가상 자원 공간에 대한 자원할당 정보를 수신받는 과정과,
    상기 가상 자원 공간에 대한 자원 할당 정보에 따라 상기 가상 자원 공간에서 상기 단말에 할당된 자원을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 가상 자원 공간의 자원 할당 정보는, 상기 가상 자원 공간에서 할당하고자 하는 자원의 시작 위치 및 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 가상 자원 공간의 자원 할당 정보는, 상기 가상 자원 공간에서 할당하고자 하는 자원을 나타내기 위하여 자원 그룹의 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 할당된 채널이 밴드에이엠씨 채널인 경우, 상기 자원할당 정보로부터 상기 단말에게 할당된 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 다중 채널 시스템의 기지국 장치에 있어서,
    밴드에이엠씨(BandAMC) 채널을 선호하는 단말이 선호하는 주파수 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 할당하고, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 이용하여 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 단말에 대한 자원을 할당하고, 상기 자원 할당 정보를 생성하는 스케줄러와,
    상기 생성된 자원 할당 정보에 따라 상기 단말들에 대하여 자원을 할당하는 자원 할당기를 포함하여 구성되며,
    상기 자원 할당 정보는, 가상 자원 공간을 나타내는 비트맵을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 무선 자원을 2개의 묶음과 3의 배수 개의 묶음으로 분할하여 자원을 할당하는 2-3 트리 방식에 따라 상기 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 다이버시티 채널을 선호하는 단말로 할당하는 상기 가상 자원 공간의 시작 위치 및 길이 정보를 포함하는 상기 다이버시티 채널을 선호하는 단말에 대한 자원 할당 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 다이버시티 채널을 선호하는 단말로 할당하는 상기 가상 자원 공간의 자원 그룹의 인덱스를 포함하는 상기 다이버시티 채널을 선호하는 단말에 대한 자원 할당 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원을 할당한 시간 영역과 동일한 시간 영역에서 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하지 않은 자원을 모아 상기 가상 자원 공간을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 다중 채널 시스템의 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신받는 수신부와,
    상기 자원 할당 정보를 통해 확인한 상기 단말에게 할당된 채널이 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 않은 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 상기 단말에게 할당된 상기 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 할당 자원 확인부와,
    상기 할당자원 확인부의 제어에 따라 해당 자원을 사용하는 서브채널 디매핑기를 포함하여 구성되며,
    상기 할당 자원 확인부는, 상기 기지국으로부터 수신받은 비트맵 형태로 구성된 다른 단말들로 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원 할당 정보에 따라 상기 다른 단말들로 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원을 제외한 나머지 자원을 모아 상기 가상 자원 공간을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 할당 자원 확인부는, 상기 단말에게 할당된 채널이 밴드에이엠씨 채널인 경우, 상기 자원할당 정보로부터 상기 단말에게 할당된 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
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