KR100995830B1 - 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법 및 시스템 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 이러한 본 발명에 따른 기지국은 단말기의 채널 상태 정보를 초기 채널 상태 정보로 설정하여 데이터를 송신하고, 상기 데이터를 수신한 단말기는 하향링크 채널 상태 정보를 상기 기지국으로 송신하고, 상기 기지국은 상기 하향링크 채널 상태 정보를 기반으로 상기 단말기의 그룹을 설정하고, 미리 설정된 각 그룹의 주파수 호핑 패턴 중 상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴을 이용하여 상기 단말기로 데이터를 송신한다.
OFDMA, CSI, 서브 캐리어 호핑(Sub-carrier hopping), 밴드 호핑(Band hopping)

Description

이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법 및 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA USING CHANNEL STATE INFORMATION IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 각 CSI에 따른 주파수 호핑 방법을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 규칙을 적용한 하향링크에서의 데이터 송수신 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 규칙을 적용한 상향링크에서의 데이터 송수신 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 기지국 송신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 단말기 수신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 단말기 송신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 기지국 수신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면.
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법 및 시스템에 관한 것이다.
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일반적으로 무선 이동 통신 시스템에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인중 채널 환경 요인이 대부분을 차지한다. 상기 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 진보된 기술의 필요성이 대두되고 있다. 물론, 기존 이동 통신 시스템들에서 채택하고 있는 적응적 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식과, 복합 재전송(Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식 등과 같은 방식들 역시 상기 채널 변화에 적응적으로 대처하여 시스템 전체 성능은 크게 개선된다.
하지만, 상기에서 설명한 바와 같이 AMC 방식과 HARQ 방식 등과 같은 다양한 방식들을 적용한다고 하더라도 무선 자원(radio resource)의 부족 문제가 해결되는 것은 아니다. 즉, 시스템 용량을 최대화하는 동시에 멀티미디어 서비스에 필수적인 고속 데이터 전송을 가능하게 하기 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 다중 접속(multiple access) 방식의 연구 개발의 필요성이 따른다. 따라서, 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 위해서는 스펙트럼 효율이 우수하면서도 데이터의 우선순위(priority)를 보장할 수 있는 새로운 다중 접속 방식에 대한 필요성이 대두되고 있다.
한편, 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템은 주파수 자원을 단말기들에게 서브 캐리어 단위로 할당할 수 있다. 따라서 상기 OFDMA 이동 통신 시스템에서 적절한 적응 기법을 적용할 경우 주어진 채널 상황에서 데이터 전송률을 높일 수 있는 장점을 가지고 있다.
하지만, 일반적인 OFDMA 이동 통신 시스템에서의 동적 채널 할당 및 동적 자원 할당 방식은 주로 단말기들이 특정 위치에 고정되어 있다고 가정되는 고정 무선망을 위한 것이다. 이러한 경우 상기 단말기는 모든 서브 캐리어의 수신 신호대 잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio) 측정값을 기지국에게 전달하고, 상기 기지국은 이를 이용하여 각 단말기들에게 서브 캐리어 즉, 서브 캐리어 채널 및 자원을 할당한다. 이때, 특정 이동 단말기에 하나 혹은 그 이상의 특정 서브 캐리어들이 할당 되면, 상기 서브 캐리어들의 채널 상태는 변하지 않는다고 가정된다.
상기 OFDMA 기반의 이동 통신 시스템에서는 채널의 시변 특성으로 인하여 상기 단말기에서는 자신의 채널 상태 정보(CSI, Channel State Information)를 빈번하게 기지국으로 보고해야 한다. 이로 인하여 상기 OFDMA 이동 통신 시스템에서는 완벽한 채널 상태 정보에 기반한 상기 공동 비트(Joint Bit), 서브 캐리어 및 신호 전력 할당 알고리즘 등으로 인한 역방향 채널에서의 과다한 시그널링 오버헤드(overhead)가 발생하게 된다. 또한 상기 시그널링 오버헤드로 인하여 상기한 바와 같은 서브 캐리어 할당 방식들은 실제적으로 그 구현이 불가능하다.
따라서, 적절한 오버헤드 수준을 가지고 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 서브 캐리어 할당 기법에 관한 연구의 필요성이 대두되고 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 이동 통신 시스템에서 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 서브 캐리어 및 밴드 호핑 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보의 전송 부담을 줄이고, 동시에 시스템의 데이터 전송률을 향상시킬 수 있는 서브 캐리어 및 밴드 할당 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보 패턴을 정의하고, 상기 채널 상태 정보 패턴에 상응하여 서브 캐리어 호핑 및 밴드 호핑 패턴 속도를 다르게 적용하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
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상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법에 있어서, 기지국은 단말기의 채널 상태 정보를 초기 채널 상태 정보로 설정하여 데이터를 송신하는 과정과, 상기 데이터를 수신한 단말기는 하향링크 채널 상태 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정과, 상기 기지국은 상기 하향링크 채널 상태 정보를 기반으로 상기 단말기의 그룹을 설정하는 과정과, 상기 기지국은 미리 설정된 각 그룹의 주파수 호핑 패턴 중 상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴을 이용하여 상기 단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법에 있어서, 기지국은 각 단말기로부터 랜덤 액세스 신호를 수신하는 과정과, 상기 각 단말기의 채널 상태 정보를 초기 채널 상태 정보로 설정하고, 상기 초기 채널 상태 정보에 상응하는 주파수 자원을 상기 각 단말기로 할당하는 과정과, 상기 각 단말기는 상기 할당된 주파수 자원을 사용하여 상기 기지국으로 데이터를 송신하는 과정과, 상기 기지국은 상기 초기 채널 상태 정보에 상응하여 동작하는 각 단말기의 채널 상태 정보를 측정하는 과정과, 상기 기지국은 상기 각 단말기의 채널 상태 정보를 근거로 상기 각 단말기가 속하는 그룹을 재설정하는 과정과, 상기 기지국은 상기 재설정된 각 각 단말기가 속하는 그룹의 채널 상태 정보에 상응하는 주파수 자원을 상기 재설정된 각 각 단말기가 속하는 그룹별로 상이하게 할당하고, 상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시스템은; 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 시스템에 있어서, 각 단말기의 채널 상태 정보에 상응하여 상기 각 단말기를 소정의 그룹으로 구성하고, 상기 구성된 각 그룹에 대응되는 채널 상태 정보에 따라 상기 각 그룹별로 상이한 주파수 호핑 패턴을 적용하고, 상기 각 그룹에 적용된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 해당 그룹의 각 단말기와 데이터 송수신을 수행하는 기지국과, 상기 기지국에서 적용된 주파수 호핑 패턴에 상응하여 데이터 송수신을 수행하는 단말기를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 동작 실시예를 상세히 설 명하기로 한다. 그리고 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
제안하는 본 발명은 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 소정 기준에 상응하여 정의하고, 상기 채널 상태 정보에 따라 구성된 단말기들의 소정 그룹들에 대하여 호핑 패턴을 상이하게 할당할 수 있는 주파수 자원 운용 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉, 제안하는 본 발명은 소정 기준에 따라 단말기들을 그룹핑하고, 상기 각 그룹들에 대해 서로 다른 밴드를 각각 할당하여 주파수 자원을 운용하는 방법에 관한 것이다. 이때, 상기 각 그룹의 단말기들에게 할당되는 상기 주파수 자원은 본 발명에서 제안하는 소정 기준에 따라 밴드 호핑(Band Hopping)과 동시에 밴드내 서브 캐리어 호핑(Sub-carrier Hopping) 규칙을 따른다.
본 발명에서는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보(Channel State Information, 이하 'CSI'라 칭하기로 한다) 전송 부담을 줄임과 동시에 시스템에서의 데이터 전송률을 향상시킬 수 있는 자원 할당 방안을 제안한다. 이를 위하여 본 발명에서는 코히런스 타임(Tc, Coherence Time)와 코히런스 대역폭(Bc, Coherence Bandwidth) 각각의 크고 작음을 표시하는 4가지 종류의 CSI를 정의한다. 또한 상기 4가지 종류의 CSI들 중 동일한 CSI를 가지는 단말기들을 그룹핑한다. 이후, 상기 그룹핑에 의해 그룹 지어진 각각의 그룹들에 대해서는 전체 대역을 일정 크기의 밴드로 분할하여 할당하고, 상기 CSI의 값에 따라 밴드 호핑과 밴드내 서브 캐리어 호핑 패턴 속도를 달리하는 규칙들을 정의한다.
그러면, 이하에서는 본 발명에서 제안하는 코히런스 타임(Tc)과 코히런스 대역폭(Bc)의 크기에 따른 상기 CSI를 정의하고, 상기 CSI의 값에 따른 서브 캐리어 할당 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명에서 제안하는 CSI를 정의하면 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005053928365-pat00001
상기 <표 1>에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 채널의 상태를 코히런스 타임(Tc)과 코히런스 대역폭(Bc)의 크고 작음만으로 표시하여 4가지의 CSI를 정의한다.
상기 <표 1>에서 상기 코히런트 타임(Tc)의 크기를 나타내는 "large" 및 "small"은 소정의 OFDM 심볼 길이에 대한 상대 기준을 나타내며, 상기 코히런스 대역폭(Bc)의 크기를 나타내는 "large" 및 "small"은 전체 대역을 균등 분할한 밴드의 크기에 대한 상대 기준을 나타낸다. 즉, 상기 코히런스 대역폭(Bc)는 전체 대역을 W라고 할 때, 이를 G 개로 균등 분할한 밴드의 크기 B(B=W/G)에 대한 상대 기준을 나타낸다. 상기와 같이 본 발명에서는 상기 CSI를 4가지로 분류하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기와 같은 분류 방법을 비롯하여 다양한 분류가 가능함은 물론이다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에서 각 단말기들은 상기 <표 1>과 같이 정의된 CSI 값에 따라 분류된다. 즉, 상기 각 단말기들은 상기 CSI 값이 동일한 것들끼리 그룹핑되며, 상기 그룹핑된 각 그룹에는 하나의 밴드가 할당된다. 또한 상기 각 그룹들에는 상기 밴드 할당과 동시에 서로 상이한 주파수가 할당된다. 이를 나타내면 하기 <표 2>와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112005053928365-pat00002
상기 <표 2>는 본 발명에 따라 상기 <표 1>에 나타낸 CSI 분류에 상응하여 그룹핑된 각 그룹들에 대한 서브 캐리어 호핑(Sub-carrier hopping) 규칙 및 밴드 호핑(Band Hopping) 규칙을 나타낸 것이다.
상기 <표 2>에서 상기 CSI 값에 따른 서브 캐리어 호핑에서 상기 FSCH(Fast Sub-Carrier Hopping)는 서브 캐리어 단위의 빠른 호핑, 즉 서브 캐리어 호핑 패턴 속도를 빠르게 수행함을 나타내며, 상기 SSCH(Slow Sub-Carrier Hopping)는 서브 캐리어 단위의 느린 호핑, 즉 서브 캐리어 호핑 패턴 속도를 느리게 수행함을 나타낸다. 또한, 상기 CSI 값에 따른 상기 밴드 호핑에서 상기 FBH(Fast Band Hopping)는 밴드 단위의 빠른 호핑, 즉 밴드 호핑 패턴 속도를 빠르게 수행함을 나타내며, 상기 SBH(Slow Band Hopping)는 밴드 단위의 느린 호핑, 즉 밴드 호핑 패턴 속도를 느리게 수행함을 나타낸다. 이때, 상술한 바와 같은 빠름과 느림의 절대적 값은 시스템 상황에 상응하여 적응적으로 변화되는 값이다.
이하에서는, 상기 <표 1>과 <표 2>를 이용하여 본 발명의 실시예에서의 CSI에 따른 서브 캐리어/밴드 호핑 규칙에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 <표 1>에 나타낸 코히런스 타임 Tc가 미리 설정한 기준보다 큰(large) 경우 즉, CSI의 값이 0 또는 1인 경우에는 채널의 변화가 느리기 때문에 캐리어를 자주 바꾸어줘야 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 CSI 값이 0 또는 1을 가지는 경우에는 상기 서브 캐리어 단위로 빠른 호핑 즉, 상기 <표 2>에서 FSCH를 적용한다. 반면, 상기 <표 1>에 나타낸 코히런스 타임 Tc가 미리 설정한 기준보다 작은(small) 경우 즉, 상기 CSI의 값이 2 또는 3인 경우에는 채널의 변화가 빠르기 때문에 서브 캐리어를 변화시키지 않더라도 채널 변화 값을 얻을 수 있으며, 이로 인한 다이버시티 이득 역시 얻을 수 있다. 따라서, 상기 CSI 값이 2 또는 3을 가지는 경우에는 상기 서브 캐리어 단위로 느린 호핑 즉, 상기 <표 2>에서 SSCH를 적용한다.
마찬가지로 상기 <표 1>에 나타낸 코히런스 대역폭 Bc가 미리 설정한 기준보다 큰(large) 경우 즉, CSI의 값이 0 또는 1인 경우에는 채널의 변화가 느리기 때문에 밴드 안에서 충분한 다이버시티 이득을 얻을 수 없으므로 밴드를 자주 바꾸어줘야 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 CSI 값이 0 또는 1을 가지는 경우에는 상기 밴드 단위로 빠른 호핑 즉, 상기 <표 2>에서 FBH를 적용한다. 반면, 상기 <표 1>에 나타낸 코히런스 대역폭 Bc가 미리 설정한 기준보다 작은(small) 경우 즉, 상기 CSI의 값이 2 또는 3인 경우에는 채널의 변화가 빠르기 때문에 밴드를 느리게 하더라도 밴드 안에서 충분한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 CSI 값이 2 또는 3을 가지는 경우에는 상기 밴드 단위로 느린 호핑 즉, 상기 <표 2>에서 SBH를 적용한다. 이러한 구성을 하기 도 1a 내지 도 1d에 나타내었다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 각 CSI에 따른 호핑 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1a 내지 도 1d에 도시한 바와 같이, 상기 도 1a 내지 도 1d는 시간(time) 축과 주파수(frequency) 축으로 구분되며, 상기 시간 축에서 Tc는 OFDM 심볼 간격을 나타내며, 상기 주파수 축에서 Bs는 밴드의 크기를 나타내며,
Figure 112008007978519-pat00003
는 서브 캐리어 호핑의 기본 단위를 나타낸다.
상기 도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 상기 도 1a는 상기 <표 1>에서 정의한 바와 같이 상기 CSI가 '0'(CSI=0)인 경우에 따른 서브 캐리어/밴드 호핑 규칙을 나타낸 것이고, 상기 도 1b는 상기 CSI가 '1'(CSI=1)인 경우에 따른 서브 캐리어/밴드 호핑 규칙을 나타낸 것이고, 상기 도 1c는 상기 CSI가 '2'(CSI=2)인 경우에 따른 서브 캐리어/밴드 호핑 규칙을 나타낸 것이고, 상기 도 1d는 상기 CSI가 '3'(CSI=3)인 경우에 따른 서브 캐리어/밴드 호핑 규칙을 나타낸 것이다.
상기 도 1a에서 CSI=0일 때는 FSCH/FBH, 상기 도 1b에서 CSI=1일 때는 FSCH/SBH, 상기 도 1c에서 CSI=2일 때는 SSCH/FBH 및 상기 도 1d에서 CSI=3일 때는 SSCH/SBH의 호핑 규칙을 각각 적용한다.
삭제
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 규칙을 적용한 하향링크에서의 데이터 송수신 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
상기 도 2를 설명하기에 앞서, 상기 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 기지국과 하나의 단말기간 데이터 송수신 과정을 나타내었다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로, 본 발명의 실시예에서는 하나 또는 그 이상의 기지국과 하나 또는 그 이상의 단말기간 데이터 송수신에서도 적용 가능함은 물론이다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 기지국(230)은 단말기(210)의 CSI를 확보하지 않았기 때문에, 초기 상기 단말기(210)의 CSI는 '0'이라 가정하고, 데이터를 상기 단말기(210)로 전송한다(201단계). 상기 단말기(210)는 상기 기지국(230)으로부터 데이터를 수신하면 CSI를 측정하고, 그 측정값을 상기 기지국(230)으로 전송한다(203단계). 여기서, 상기 단말기(210)가 CSI를 측정하는 방법은 본 발명의 범위를 벗어나므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 기지국(230)에서는 상기 단말기(210)로부터 CSI를 수신하고, 상기 수신된 CSI에 상응하여 상기 단말기(210)의 그룹을 재설정한다. 다음으로 상기 기지국(230)은 상기 단말기(210)에 대하여 상기 CSI에 상응하는 호핑 규칙을 적용하여 데이터를 상기 단말기(210)로 전송한다(205단계). 즉, 상기 기지국(230)에서는 다수의 단말기들로부터 수신되는 CSI를 바탕으로 상기 단말기들을 재그룹핑하고, 상기 <표 2>에 따라 상기 재그룹핑된 각 그룹들에 상응하는 호핑 규칙을 적용하여 각 그룹에 속한 상기 단말기들로 데이터를 전송한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 규칙을 적용한 상향링크에서의 데이터 송수신 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
상기 도 3을 설명하기에 앞서, 상기 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 기지국과 하나의 단말기간 데이터 송수신 과정을 나타내었다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로, 본 발명의 실시예에서는 하나 또는 그 이상의 기지국과 하나 또는 그 이상의 단말기간 데이터 송수신에서도 적용 가능함은 물론이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 단말기(310)는 랜덤 액세스 신호(Random Access Signal)를 상기 기지국(330)으로 전송한다(301단계). 그러면 상기 기지국(330)은 상기 단말기(310)의 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하고, 상기 랜덤 액세스 신호의 도착 시간(ToA, Time-of-Arrival) 및 신호 세기를 측정한다. 이어서 상기 기지국(330)은 상기 랜덤 액세스 신호를 전송한 상기 단말기(310)에 대하여 CSI가 0이라고 가정하고 주파수를 할당한다(303단계). 즉, 상기 기지국은 상기 랜덤 액세스 신호를 전송한 단말기(310)의 CSI가 0이라고 가정하고, 상기 CSI가 0에 해당하는 호핑 규칙과 밴드 할당 정보를 상기 단말기(310)로 전송한다.
다음으로, 상기 단말기(310)는 상기 기지국(330)으로부터 상기 CSI=0에 해당하는 호핑 규칙과 밴드 할당 정보를 수신하면, 상기 수신한 호핑 규칙과 밴드 할당 정보에 상응하여 데이터를 상기 기지국(330)으로 전송한다(305단계).
상기 기지국(330)은 상기 CSI=0 모드로 동작하는 중인 각 단말기들의 코히런스 타임 Tc와 코히런스 대역폭 Bc를 측정한다. 즉, 상기 기지국(330)은 상기 CSI=0 모드로 데이터를 전송하는 단말기(310)의 CSI를 측정한다. 이후 상기 기지국(330)은 상기 측정된 CSI, 상기 데이터의 도착 시간 및 신호 세기를 확인하고, 상기 CSI, 도착 시간 및 신호 세기에 따라 상기 단말기(330)에 대한 그룹핑을 재수행 한다. 이어서 상기 기지국(330)은 상기 측정된 CSI와 상기 CSI에 따른 밴드 할당 정보 즉, 서브 캐리어 호핑 규칙 및 밴드 호핑 규칙 정보를 상기 단말기(310)로 전송한다(307단계).
여기서, 상기 기지국(330)은 상기 재그룹핑을 수행함에 있어, 측정된 CSI가 동일하고, 도착 시간 및 수신 신호 세기가 비슷한 다수의 단말기들을 하나의 그룹으로 재구성하게 된다. 즉, CSI=0에 속하는 단말기들의 그룹과, CSI=1에 속하는 단말기들의 그룹과, CSI=2에 속하는 단말기들의 그룹, CSI=3에 속하는 단말기들의 그룹 및 CSI=4에 속하는 단말기들의 그룹으로 그룹핑 한다. 이후 상기 기지국(330)은 상기 각 그룹별로 즉, 상기 CSI의 값에 따라 호핑 규칙을 적용하고, 상기 호핑 규칙을 각 그룹별 단말기들로 전송한다.
다음으로, 상기 단말기(310)는 상기 기지국(330)으로부터 상기 CSI에 해당하는 호핑 규칙과 밴드 할당 정보를 수신하면, 상기 호핑 규칙과 밴드 할당 정보에 따라 데이터를 상기 기지국(330)으로 전송한다(309단계).
삭제
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 기지국의 송신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신 장치는 본 발명에서 정의되는 각 그룹별로 독립적인 변조 장치를 가진다. 예컨대, 상기 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 기지국은 총 G 개의 변조 장치를 구비할 수 있다. 이하에서는 상기 G 개의 변조 장치 중, 하나의 변조 장치를 예로 하여 설명한다. 또한, 상기 기지국 송신 장치는 소정의 사용자들 예컨대, K명의 사용자들에 대한 신호들(d1, d2, ..., dK)을 상기 G 개의 변조 장치 각각에서 전송하는 것을 가정한다. 하지만, 이는 본 발명의 하나의 실시예일 뿐이며, 다양한 구조를 가질 수 있음은 물론이다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 상기 기지국 송신 장치는 다수개의 부호화기(Encoder)들(401)과, 다수개의 변조기(Modulator)들(403)과, 다수개의 병렬/직렬 변환기(Parallel to Serial Converter)들(405)과, 주파수 도약 및 결합부(407)와, 역 이산 푸리에 변환(Inverse Discrete Fourier Transform, 이하 'IDFT'라 칭하기로 한다)기(409)와, 직렬/병렬 변환기(Serial to Parallel Converter)(411)와, 보호구간 삽입기(Guard Interval Inserter)(413)와, 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리부(processing unit)(415)와, RSCH(Random Sub-Carrier Hopping)기(417)와, RBH(Random Band Hopping)기(419), 주파수 합성부(Frequency Synthesizer)(421) 및 안테나를 포함하여 이루어진다.
먼저, 각 사용자별 즉, 각 단말기별 신호들 예컨대, d1 내지 dK 신호들은 각각의 신호들에 상응하는 상기 부호화기들(401)로 입력된다. 즉, 첫 번째 사용자 신호의 시퀀스 d1은 첫 번째 부호화기로 입력되며, 두 번째 사용자 신호의 시퀀스 d2는 두 번째 부호화기로 입력된다. 마지막 사용자 신호의 시퀀스 dK는 K 번째 부호화기로 입력된다.
상기 부호화기들(401)은 전송하고자 하는 데이터가 발생하면, 즉, 상기 각 사용자별 신호들이 입력되면, 미리 설정되어 있는 설정 코딩(coding) 방식으로 인코딩한 후, 상기 각 부호화기들(401)에 각각 대응하는 상기 변조기들(403)로 출력한다. 여기서, 상기 코딩 방식은 소정 코딩 레이트(coding rate)를 가지는 터보 코딩(turbo coding) 방식 또는 컨벌루셔널 코딩(convolutional coding) 방식 등이 될 수 있다. 상기 변조기들(403)은 상기 부호화기들(401)에서 출력한 신호를 각각 입력하고, 상기 입력 신호에 대하여 미리 설정되어 있는 설정 변조 방식으로 변조하여 변조 심벌로 생성한 후 상기 병렬/직렬 변환기들(405)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기들(405)은 상기 변조기들(403)에서 출력한 신호를 직렬 변환한 후 상기 주파수 도약 및 결합부(407)로 출력한다.
상기 주파수 도약 및 결합부(407)는 상기 병렬/직렬 변환기들(405)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 신호에 할당되는 서브 캐리어들을 매핑한 후 상기 IDFT기(409)로 출력한다. 이때, 상기 주파수 도약 및 결합부(407)는 주파수 도약부와 사용자별 신호 결합부로 구성될 수 있다. 상기 주파수 도약부는 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 사용자별로 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 주파수 도약부는 송신하고자 하는 신호에 대한 주파수 도약을 적용하는 구성을 나타낸다. 상기 사용자별 신호 결합부는 상기 각 사용자별 신호 예컨대, 상기한 K명의 각 사용자들에 대한 신호들(d1, d2, ..., dK)에 대하여 각각 결합한다.
상기 주파수 도약 및 결합부(407)는 상기 사용자별로 서브 캐리어들을 할당함에 있어서, 상기 RSCH기(417)에서 결정되는 호핑 규칙에 상응하여 상기 서브 캐리어들을 매핑한다. 즉, 상기 RSCH기(417)는 상기 각 사용자들 즉, 각 단말기들이 전송하는 데이터 스트림을 입력받아, 상기 각 단말기별 CSI에 상응하여 각 단말기들에게 적용할 서브 캐리어 호핑 규칙을 결정하여 상기 주파수 도약 및 결합부(407)로 전송한다. 그러면, 상기 주파수 도약 및 결합부(407)는 상기 RSCH기(417)에서 전송되는 서브 캐리어 호핑 규칙에 상응하여 각 사용자별 신호에 서브 캐리어를 매핑하고, 이후 상기 IDFT기(409)로 출력한다.
상기 IDFT기(409)는 상기 주파수 도약 및 결합부(407)에서 출력한 신호를 입력하여 IDFT를 수행한 후 상기 직렬/병렬 변환기(411)로 출력한다. 상기 직렬/병렬 변환기(411)는 상기 IDFT기(409)에서 출력한 신호를 병렬 변환한 후 상기 보호구간 삽입기(413)로 출력한다.
상기 보호구간 삽입기(413)는 상기 직렬/병렬 변환기(411)에서 출력한 신호에 보호구간 신호를 삽입한 후 상기 RF 처리부(415)로 출력한다. 여기서, 상기 보호구간은 상기 OFDMA 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신할 현재 OFDM 심벌간에 간섭(interference)을 제거하기 위해서 삽입된다. 또한, 상기 보호구간은 시간 영역의 OFDM 심벌의 마지막 일정 샘플(sample)들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 'Cyclic Prefix' 방식이나 또는 시간 영역의 OFDM 심벌의 처음 일정 샘플들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 'Cyclic Postfix' 방식 중 어느 한 방식을 사용하여 삽입된다.
상기 RF 처리부(415)는 상기 보호구간 삽입기(413)에서 출력되는 신호를 입력하고, 상기 신호를 RF 대역으로 천이하여 상기 안테나를 통해 에어(Air) 상으로 전송한다. 이때, 상기 RF 처리부(415)에서는 상기 보호구간 신호와 함께 상기 RBH기(419)에서 제공되는 밴드 호핑 규칙에 따라 변화된 주파수 값을 혼합하여 출력하게 된다. 즉, 상기 RBH기(419)는 상기 각 사용자들 즉, 각 단말기별 CSI에 상응하여 각 단말기들에게 적용할 밴드 호핑 규칙을 결정하여 상기 주파수 합성부(421)로 전송한다. 그러면, 상기 주파수 합성부(421)에서는 상기 RBH기(419)의 밴드 호핑 규칙에 따라 서브 캐리어 주파수를 독립적으로 적용하기 위한 주파수 값을 변화시킨 후 상기 RF 처리부(415)로 전송한다. 그러면, 상기 RF 처리부(415)에서는 상기 보호구간이 삽입된 전송 신호에 상기 변화된 주파수 값을 혼합하여 RF 처리한 후 전송한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신 장치는 다수개의 단말기들로부터 전송되는 데이터 스트림(Data Stream)들을 입력 받고, 상기 각 단말기별 CSI에 따라, 즉 상기 RSCH기(417)에서 상기 측정된 CSI에 상응하여 서브 캐리어 호핑 규칙을 결정한다. 이후, 상기 서브 캐리어 호핑 규칙에 상응하여 상기 주파수 도약 및 결합부(407)에서 서브 캐리어를 매핑한 후 IDFT를 수행한다. 이어서, 상기 RBH기(419)에서 상기 CSI에 따라 밴드 호핑 규칙을 결정하고, 상기 밴드 호핑 규칙에 상응하여 상기 주파수 합성부(421)에서 주파수 값을 변화시킨 후 최종 신호를 송신한다.
이는, 본 발명에서는 RF 캐리어 주파수를 각 밴드별로 독립적으로 적용함을 나타낸다. 즉, 제안하는 본 발명에서는 각 밴드별로 독립적인 RF 캐리어 주파수를 가지고, 각 밴드별로 IDFT를 취하게 된다. 따라서, 전체 대역에 대해 하나의 중심 주파수로 IDFT를 취하는 방식에 비해 피크대 평균 전력비(Peak to Average Power Ratio, 이하 'PAPR'이라 칭하기로 한다)를 낮출 수 있는 이점을 가진다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 단말기의 수신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 단말기 수신 장치는 안테나와, RF 처리부(501)와, 보호구간 제거기(Guard Interval Remover)(503)와, 직렬/병렬 변환기(505)와, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, 이하 'DFT'라 칭하기로 한다)기(507)와, 주파수 환원기(Frequency Dehopper)(509)와, 병렬/직렬 변환기(511)와, 복조기(Demodulator)(513)와, 복호기(Decoder)(515)와, RBH기(517)와, 주파수 합성부(519) 및 RSCH기(521)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 기지국 송신 장치에서 송신한 신호는 다중 경로 채널(multipath channel)을 겪고 잡음, 간섭 및 신호 방해 등에 의해 변형된 형태로 상기 안테나를 통해 상기 RF 처리부(501)로 수신된다. 상기 RF 처리부(501)는 상기 수신된 신호를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역으로 다운 컨버팅(down converting)한 후 상기 보호구간 제거기(503)로 출력한다.
이때, 상기 단말기는 CSI에 따라 밴드 호핑 규칙을 찾는다. 즉, 상기 RF 처리부(501)에서는 상기 수신 신호와 함께 상기 RBH기(517)에서 제공되는 밴드 호핑 규칙에 따라 주파수 값을 변화 시키며, 상기 수신 신호를 기저대역 처리한다. 보다 구체적으로, 상기 RBH기(517)는 상기 CSI에 상응하여 적용된 밴드 호핑 규칙을 확인하고, 상기 주파수 합성부(519)로 전송한다. 그러면, 상기 주파수 합성부(519)에서는 상기 RBH기(517)의 밴드 호핑 규칙에 따라 주파수 값을 변화시킨 후 상기 RF 처리부(501)로 전송한다. 그러면, 상기 RF 처리부(501)에서는 상기 수신 신호에 상기 변화된 주파수 값을 혼합하여 RF 처리한 후 상기 보호구간 제거기(503)로 전송한다.
상기 보호구간 제거기(503)는 상기 RF 처리부(501)에서 출력한 신호를 입력하여 보호구간 신호를 제거한 후 상기 직렬/병렬 변환기(505)로 출력한다. 상기 직렬/병렬 변환기(505)는 상기 보호구간 제거기(503)에서 출력한 직렬 신호를 입력하여 병렬 변환한 후 상기 DFT기(507)로 출력한다. 상기 DFT기(507)는 상기 직렬/병렬 변환기(505)에서 출력한 신호에 대하여 DFT를 수행한 후 상기 주파수 환원기(509)로 출력한다.
상기 주파수 환원기(509)는 상기 기지국 송신 장치에서 수행하는 주파수 호핑 방식에 상응하는 방식으로 서브 캐리어 주파수를 도약환원(Dehopping)함으로써, 주파수 대역을 환원시킨 후 상기 병렬/직렬 변환기(511)로 출력한다. 이때, 상기 주파수 환원기(509)는 상기 RSCH기(521)에서 제공되는 서브 캐리어 호핑 규칙에 따라 주파수를 도약환원 한다. 즉, 상기 RSCH기(521)는 상기 CSI에 따라 자신에게 적용되는 서브 캐리어 호핑 규칙을 확인하고, 상기 주파수 환원기(509)로 전송한다. 그러면, 상기 주파수 환원기(509)는 상기 DFT기(507)에서 DFT된 기저대역 신호에 상기 서브 캐리어 호핑 규칙에 상응하여 주파수 도약환원한 후, 상기 병렬/직렬 변환기(511)로 전송한다.
상기 병렬/직렬 변환기(511)는 상기 주파수 환원기(509)에서 출력한 병렬 신호를 입력하여 직렬 변환한 후 상기 복조기(513)로 출력한다. 상기 복조기(513)는 상기 병렬/직렬 변환기(511)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 기지국 송신 장치에서 적용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조하여 상기 복호기(515)로 출력한다. 상기 복호기(515)는 상기 복조기(513)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 기지국 송신 장치에서 적용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호하여 수신 데이터를 복원한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말기 수신 장치는 상기 기지국 송신 장치로부터 전송되는 CSI와 밴드 할당 정보를 수신하고, 상기 RBH기(517)에서 상기 CSI에 따라 밴드 호핑 규칙을 검색하고, 상기 검색된 밴드 호핑 규칙에 상응하여 상기 주파수 합성부(519)에서 주파수 값을 변화시켜 상기 기지국으로부터 수신되는 신호를 기저대역 처리한다. 이후 상기 기저대역 신호는 DFT된 후, 상기 RSCH기(521)에서 상기 CSI에 따라 서브 캐리어 호핑 규칙을 검색하고, 상기 검색된 서브 캐리어 호핑 규칙에 상응하여 수신 데이터를 복원하게 된다.
삭제
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 단말기의 송신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 상기 단말기 송신 장치는 부호화기(601)와, 변조기(603)와, 병렬/직렬 변환기(605)와, 주파수 도약부(Frequency Hopper)(607)와, IDFT기(609)와, 직렬/병렬 변환기(611)와, 보호구간 삽입기(613)와, RF 처리부(615)와, RSCH기(617)와, RBH기(619), 주파수 합성부(621) 및 안테나를 포함하여 이루어진다.
상기 부호화기(601)는 전송하고자 하는 데이터가 발생하면, 미리 설정되어 있는 설정 코딩 방식으로 인코딩한 후 상기 변조기(603)로 출력한다. 여기서, 상기 코딩 방식은 소정 코딩 레이트(coding rate)를 가지는 터보 코딩(turbo coding) 방식 또는 컨벌루셔널 코딩(convolutional coding) 방식 등이 될 수 있다. 상기 변조기(603)는 상기 부호화기(601)에서 출력한 신호를 입력하고, 상기 입력 신호에 대하여 미리 설정되어 있는 설정 변조 방식으로 변조하여 변조 심벌로 생성한 후 상기 병렬/직렬 변환기(605)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(605)는 상기 변조기(603)에서 출력한 신호를 직렬 변환한 후 상기 주파수 도약부(607)로 출력한다.
상기 주파수 도약부(607)는 상기 병렬/직렬 변환기(605)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 신호에 할당되는 서브 캐리어들을 매핑한 후 상기 IDFT기(609)로 출력한다. 여기서, 상기 주파수 도약부(607)는 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 상기 전송 데이터에 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경하는 기능을 수행한다. 이때, 상기 주파수 도약부(607)는 상기 전송 데이터에 서브 캐리어들을 할당함에 있어서, 상기 RSCH기(617)에서 결정되는 호핑 규칙에 상응하여 상기 서브 캐리어들을 매핑한다. 즉, 상기 RSCH기(617)는 상기 기지국으로 전송하는 데이터 스트림을 입력받아, CSI에 상응하여 상기 단말기 자신에게 할당된 서브 캐리어 호핑 규칙을 결정하여 상기 주파수 도약부(607)로 전송한다. 그러면 상기 주파수 도약부(607)는 상기 RSCH기(617)에서 전송되는 서브 캐리어 호핑 규칙에 상응하여 상기 전송 데이터에 서브 캐리어를 매핑하고, 이후 상기 IDFT기(609)로 출력한다.
상기 IDFT기(609)는 상기 주파수 도약부(607)에서 출력한 신호를 입력하여 IDFT를 수행한 후 상기 직렬/병렬 변환기(611)로 출력한다. 상기 직렬/병렬 변환기(611)는 상기 IDFT 신호를 직렬 변환한다.
상기 보호구간 삽입기(613)는 상기 직렬/병렬 변환기(611)에서 출력한 신호에 보호구간 신호를 삽입한 후 상기 RF 처리부(615)로 출력한다. 여기서, 상기 보호구간은 상기 OFDMA 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신할 현재 OFDM 심벌간에 간섭(interference)을 제거하기 위해서 삽입된다. 또한, 상기 보호구간은 시간 영역의 OFDM 심벌의 마지막 일정 샘플(sample)들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 'Cyclic Prefix' 방식이나 또는 시간 영역의 OFDM 심벌의 처음 일정 샘플들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 'Cyclic Postfix' 방식 중 어느 한 방식을 사용하여 삽입된다.
상기 RF 처리부(615)는 상기 보호구간 삽입기(613)에서 출력되는 신호를 입력하고, 상기 신호를 RF 대역으로 천이하여 상기 안테나를 통해 에어(Air) 상으로 전송한다. 이때, 상기 RF 처리부(615)에서는 상기 보호구간 신호와 함께 상기 RBH기(619)에서 제공되는 밴드 호핑 규칙에 따라 변화된 주파수 값을 혼합하여 출력하게 된다. 즉, 상기 RBH기(619)는 상기 CSI에 상응하여 단말기 자신에게 할당된 밴드 호핑 규칙을 결정하여 상기 주파수 합성부(621)로 전송한다. 그러면, 상기 주파수 합성부(621)에서는 상기 RBH기(619)의 밴드 호핑 규칙에 따라 서브 캐리어 주파수 값을 변화시킨 후 상기 RF 처리부(615)로 전송한다. 그러면, 상기 RF 처리부(615)에서는 상기 보호구간이 삽입된 전송 신호에 상기 변화된 주파수 값을 혼합하여 RF 처리한 후 전송한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말기 송신 장치는 전송하고자 하는 사용자 신호에 대하여 적절한 코딩 및 변조를 거친 후, 상기 RSCH기(617)에서 지정받은 서브 캐리어 호핑 규칙에 따라 채널을 구성한 후, 상기 IDFT기(609)에서 IDFT를 수행한다. 이후 상기 IDFT를 통해 기저대역 신호로 변환이 완료되면, 상기 RBH기(619)에서 상기 CSI에 상응하는 밴드 호핑 규칙에 따라 상기 주파수 합성부(621)에서 주파수 값을 변화시킨 후 최종 신호를 송신한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 기지국의 수신 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 7을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 수신 장치는 본 발명에서 정의되는 각 그룹별로 독립적인 복조 장치를 가진다. 예컨대, 상기 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 기지국은 총 G 개의 복조 장치를 구비할 수 있다. 이하에서는 상기 G 개의 복조 장치 중, 하나의 복조 장치를 예로 하여 설명한다. 또한, 상기 기지국 수신 장치는 소정의 사용자들 예컨대, K명의 사용자들에 대한 신호들을 상기 G 개의 복조 장치 각각에 서로 독립적으로 할당한다. 하지만, 이는 본 발명의 하나의 실시예로서, 본 발명의 실시예를 통해 다양한 구조를 변형 가능함은 물론이다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 기지국 수신 장치는 안테나와, RF 처리부(701)와, 보호구간 제거기(703)와, 직렬/병렬 변환기(705)와, DFT기(707)와, 주파수 환원 및 분할부(709)와, 다수개의 병렬/직렬 변환기(711)와, 다수개의 복조기(713)와, 다수개의 복호기(715)와, RBH기(717)와, 주파수 합성부(719) 및 RSCH기(521)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 단말기 송신 장치에서 송신한 신호는 상기 안테나를 통해 상기 RF 처리부(701)로 수신된다. 상기 RF 처리부(701)는 상기 수신된 신호를 중간 주파수(IF) 대역으로 다운 컨버팅(down converting)한 후 상기 보호구간 제거기(703)로 출력한다.
이때, 상기 RF 처리부(701)에서는 상기 수신 신호와 함께 상기 RBH기(717)에서 제공되는 밴드 호핑 규칙에 따라 주파수 값을 변화 시키며, 상기 수신 신호를 기저대역 처리한다. 다시 말해, 상기 RBH기(717)는 상기 CSI에 상응하여 적용된 밴드 호핑 규칙을 확인하고, 상기 주파수 합성부(719)로 전송한다. 그러면, 상기 주파수 합성부(719)에서는 사기 RBH기(717)의 밴드 호핑 규칙에 따라 주파수 값을 변화시킨 후 상기 RF 처리부(701)로 전송한다. 그러면, 상기 RF 처리부(701)에서는 상기 수신 신호에 상기 변화된 주파수 값을 혼합하여 RF 처리한 후 상기 보호구간 제거기(703)로 전송한다.
상기 보호구간 제거기(703)는 상기 RF 처리부(701)에서 출력한 신호를 입력하여 보호구간 신호를 제거한 후 상기 직렬/병렬 변환기(705)로 출력한다. 상기 직렬/병렬 변환기(705)는 상기 보호구간 제거기(703)에서 출력한 직렬 신호를 입력하여 병렬 변환한 후 상기 DFT기(707)로 출력한다. 상기 DFT기(707)는 상기 직렬/병렬 변환기(705)에서 출력한 신호에 대하여 DFT를 수행한 후 상기 주파수 환원 및 분할부(709)로 출력한다.
상기 주파수 환원 및 분할부(709)는 상기 단말기 송신 장치에서 수행하는 주파수 호핑 방식에 상응하는 방식으로 서브 캐리어 주파수를 도약환원(dehopping)함으로써, 주파수 대역을 환원시킨 후 각 사용자별 데이터를 분할하여 해당 병렬/직렬 변환기(711)로 각각 출력한다. 이때, 상기 주파수 환원 및 분할부(709)는 상기 RSCH기(721)에서 제공되는 서브 캐리어 호핑 규칙에 따라 각 사용자별 데이터의 주파수를 도약환원 한다. 즉, 상기 RSCH기(721)는 상기 CSI에 따라 적용되는 서브 캐리어 호핑 규칙을 확인하고, 상기 주파수 환원 및 분할부(709)로 전송한다. 그러면, 상기 주파수 환원 및 분할부(709)는 상기 DFT기(707)에서 DFT된 데이터를 각 사용자별로 분할하고, 상기 분할된 각 사용자별 기저대역 신호에 상기 서브 캐리어 호핑 규칙에 상응하여 주파수 도약환원한 후, 각 사용자에 해당하는 병렬/직렬 변환기(711)로 전송한다.
상기 병렬/직렬 변환기(711)는 상기 주파수 환원 및 분할부(709)에서 출력한 병렬 신호를 입력하여 직렬 변환한 후 상기 복조기(713)로 출력한다. 상기 복조기(713)는 상기 병렬/직렬 변환기(711)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 단말기 송신 장치에서 적용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조하여 상기 복호기(715)로 출력한다. 상기 복호기(715)는 상기 복조기(713)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 단말기 송신 장치에서 적용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호하여 수신 데이터를 복원한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 수신 장치는 상기와 같이 각 단말기별 송신 장치로부터 전송되는 CSI와 밴드 할당 정보를 수신하고, 상기 RBH기(717)에서 상기 각 CSI에 따라 지정된 밴드 호핑 규칙을 검색하고, 상기 밴드 호핑 규칙에 따라 상기 주파수 합성부(719)에서 주파수 값을 변화시켜 상기 수신 신호를 기저대역 처리한다. 이후 상기 기저대역 신호는 DFT된 후, 상기 RSCH기(721)에서 상기 CSI에 따라 지정된 서브 캐리어 호핑 규칙에 상응하여 각 사용자별 신호를 구분한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 제안하는 본 발명에서는 기지국에서 동일한 CSI 값을 가지는 단말기들을 동일 그룹으로 구성하고, 상기와 같이 구성된 각 그룹에 대하여 상기 CSI 값에 상응하는 서브 캐리어 호핑 및 밴드 호핑을 수행하도록 하는 밴드 할당 정보를 전송한다. 그러면, 이를 수신한 단말기에서는 상기 할당 정보 즉, 상기 CSI에 상응하여 할당된 밴드를 통해 데이터를 전송한다. 또한 이러한 역과정도 가능함은 물론이다.
상기 본 발명에서는 채널의 상태를 코히런스 타임(Tc)와 코히런스 대역폭(Bc)의 크고 작음만으로 표시하는 4가지 종류의 CSI를 정의하고, 또한 동일 CSI를 가지는 단말기들을 같은 그룹으로 그룹핑한 후, 전체 대역을 일정 크기의 밴드로 구분하여 각 그룹에 할당되며, 상기 CSI의 값에 따라 밴드 호핑과 상기 밴드내 서브 캐리어 호핑 패턴 속도를 달리하는 규칙들을 정의하였다. 이를 통해, 제안하는 본 발명에서는 CSI의 전송 부담을 줄일 수 있으며, 이와 동시에 시스템의 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명의 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 주파수 자원 운용 장치 및 방법에 따르면, 단말기의 CSI 전송 부담을 줄임으로써 시스템의 과다한 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한 상기 CSI에 따라 데이터 전송을 위한 밴드를 할당하여 줌으로써, 시스템에서의 데이터 전송률을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.

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  16. 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법에 있어서,
    기지국은 단말기의 채널 상태 정보를 초기 채널 상태 정보로 설정하여 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 데이터를 수신한 단말기는 하향링크 채널 상태 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 기지국은 상기 하향링크 채널 상태 정보를 기반으로 상기 단말기의 그룹을 설정하는 과정과,
    상기 기지국은 미리 설정된 각 그룹의 주파수 호핑 패턴 중 상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴을 이용하여 상기 단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제16항에 있어서,
    상기 단말기의 그룹을 설정하는 과정은,
    상기 단말기의 그룹을, 상기 단말기의 채널 상태 정보와 동일한 채널 상태 정보를 가지는 다른 단말기의 그룹과 동일한 그룹으로 설정하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서,
    상기 하향링크 채널 상태 정보는 코히런스 타임(coherence time) 및 코히런스 대역폭(coherence bandwidth)을 근거로 설정된, 복수개의 채널 상태 정보 중 하나임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴은,
    상기 단말기에서 측정된 코히런스 타임이 기준 타임을 초과하거나, 상기 단말기에서 측정된 코히런스 대역폭이 기준값보다 큰 경우, 밴드 및 서브 캐리어 중 적어도 하나의 단위로, 현재 사용 중인 주파수 호핑 속도보다 빠른 주파수 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴은,
    상기 단말기에서 측정된 코히런스 타임이 기준 타임을 초과하지 않거나, 상기 단말기에서 측정된 코히런스 대역폭이 기준값보다 작은 경우, 밴드 및 서브 캐리어 중 적어도 하나의 단위로, 현재 사용 중인 주파수 호핑 속도보다 느린 주파수 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴은,
    상기 단말기가 속한 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 밴드 단위의 주파수 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴은,
    상기 단말기가 속한 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 밴드 단위의 주파수 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴은,
    상기 단말기가 속한 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 그룹의 주파수 호핑 패턴은,
    상기 단말기가 속한 그룹의 채널 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  26. 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용한 데이터 송수신 방법에 있어서,
    기지국은 각 단말기로부터 랜덤 액세스 신호를 수신하는 과정과,
    상기 각 단말기의 채널 상태 정보를 초기 채널 상태 정보로 설정하고, 상기 초기 채널 상태 정보에 상응하는 주파수 자원을 상기 각 단말기로 할당하는 과정과,
    상기 각 단말기는 상기 할당된 주파수 자원을 사용하여 상기 기지국으로 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 기지국은 상기 초기 채널 상태 정보에 상응하여 동작하는 각 단말기의 채널 상태 정보를 측정하는 과정과,
    상기 기지국은 상기 각 단말기의 채널 상태 정보를 근거로 상기 각 단말기가 속하는 그룹을 재설정하는 과정과,
    상기 기지국은 상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹의 채널 상태 정보에 상응하는 주파수 자원을 상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹별로 상이하게 할당하고, 상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보를 측정하는 과정은,
    상기 초기 채널 상태 정보에 상응하여 동작하는 각 단말기의 코히런스 타임(coherence time)과 코히런스 대역폭(coherence bandwidth)을 측정하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  28. 청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제26항에 있어서,
    상기 각 단말기가 속하는 그룹을 재설정하는 과정은,
    상기 각 단말기의 채널 상태 정보를 근거로, 동일한 채널 상태 정보를 가지는 단말기들을 하나의 그룹으로 설정하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹의 채널 상태 정보를 근거로, 상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹별로 다른 주파수 호핑 패턴을 사용하여 상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹 중 하나에 속한, 제1단말기에서 측정된 코히런스 타임이 기준 타임을 초과하거나, 상기 제1단말기에서 측정된 코히런스 대역폭이 기준값보다 작은 경우, 밴드 및 서브 캐리어 중 적어도 하나의 단위로, 현재 사용 중인 주파수 호핑 속도보다 빠른 주파수 호핑 속도로 생성된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 상기 제1단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹 중 하나에 속한 제1단말기에서 측정된 코히런스 타임이 기준 타임을 초과하지 않거나, 상기 제1단말기에서 측정된 코히런스 대역폭이 기준값보다 작은 경우, 밴드 및 서브 캐리어 중 적어도 하나의 단위로, 현재 사용 중인 주파수 호핑 속도보다 느린 주파수 호핑 속도로 생성된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 상기 제1단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  33. 제26항에 있어서,
    상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  35. 제26항에 있어서,
    상기 각 단말기로 데이터를 송신하는 과정은,
    상기 재설정된 각 단말기가 속하는 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
  36. 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 시스템에 있어서,
    각 단말기의 채널 상태 정보에 상응하여 상기 각 단말기를 소정의 그룹으로 구성하고, 상기 구성된 각 그룹에 대응되는 채널 상태 정보에 따라 상기 각 그룹별로 상이한 주파수 호핑 패턴을 적용하고, 상기 각 그룹에 적용된 주파수 호핑 패턴을 사용하여 해당 그룹의 각 단말기와 데이터 송수신을 수행하는 기지국과,
    상기 기지국에서 적용된 주파수 호핑 패턴에 상응하여 데이터 송수신을 수행하는 단말기를 포함하는 데이터 송수신 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 그룹별 채널 상태 정보를 근거로 채널 변화가 상대적으로 느린 그룹에, 밴드 및 서브 캐리어 중 적어도 하나의 단위로, 현재 사용 중인 주파수 호핑 속도보다 빠른 주파수 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 적용함을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 그룹별 채널 상태 정보를 근거로 채널 변화가 상대적으로 빠른 그룹에, 밴드 및 서브 캐리어 중 적어도 하나의 단위로, 현재 사용 중인 주파수 호핑 속도보다 느린 주파수 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 적용함을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  39. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 적용함을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  40. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 적용함을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  41. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 빠른 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 적용함을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  42. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 그룹 중 어느 하나에는 해당 그룹의 채널 상태 정보에 상응하여, 현재 사용 중인 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 서브 캐리어 단위의 주파수 호핑 속도 및 현재 사용 중인 밴드 단위의 주파수 호핑 속도보다 느린 밴드 호핑 속도에 따라 생성된 주파수 호핑 패턴을 적용함을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  43. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 단말기별 채널 상태 정보에 상응하여 상기 각 단말기에게 적용할 제1 주파수 호핑 패턴을 결정하고, 상기 결정된 제1 주파수 호핑 패턴에 상응하여 서브 캐리어들을 주파수 영역에 매핑하며, 상기 각 단말기별 채널 상태 정보에 상응하는 제2 주파수 호핑 패턴에 따라 주파수 값을 변화시키는 송신 수단을 포함하는 데이터 송수신 시스템.
  44. 제36항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 각 단말기의 채널 상태 정보를 수신하고, 상기 각 단말기의 채널 상태 정보에 상응하는 제1 주파수 호핑 패턴을 적용하고, 상기 제1 주파수 호핑 패턴에 상응하여 주파수 값을 변화시켜 기저대역 처리하고, 상기 각 단말기의 채널 상태 정보에 상응하는 제2 주파수 호핑 패턴에 따라 상기 각 단말기별 신호를 구분하는 수신 수단을 포함하는 데이터 송수신 시스템.
  45. 제36항에 있어서,
    상기 단말기는 지정된 제1 주파수 호핑 패턴에 상응하여 채널을 구성하고, 상기 단말기의 채널 상태 정보에 상응하는 제2 주파수 호핑 패턴에 따라 주파수 값을 변화시킨 후 데이터를 송신하는 송신 수단을 포함하는 데이터 송수신 시스템.
  46. 제36항에 있어서,
    상기 단말기는 지정된 채널 상태 정보에 상응하는 제1 주파수 호핑 패턴에 따라 주파수 값을 변화시켜 기저대역 처리하고, 상기 채널 상태 정보에 상응하는 제2 주파수 호핑 패턴에 따라 수신 데이터를 처리하는 수신 수단을 포함하는 데이터 송수신 시스템.
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