KR101141080B1 - 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서의 전력 제어 주파수 재사용 방법 - Google Patents

직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서의 전력 제어 주파수 재사용 방법 Download PDF

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Abstract

개시된 기술은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서의 전력 제어 주파수 재사용 방법에 관한 것으로서, 시스템 대역내의 부 반송파들을 상기 M개의 부 채널 집합으로 분할하고, 상기 부 채널 집합 각각을 상기 M개의 세그먼트들로 분할하는 단계; 상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류하고, 상기 클래스에 따라 송신 전력을 차등적으로 할당하는 단계; 및 사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 상기 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결정하고, 상기 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 상기 사용자 단말에 부 반송파를 할당하는 단계를 포함하는 주파수 재사용 방법을 제공한다.

Description

직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서의 전력 제어 주파수 재사용 방법{METHOD FOR FREQUENCY REUSE WITH POWER CONTROL IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEMS}
본 발명은 주파수 재사용 방법에 관한 것으로서, 보다 자세 하게는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access)시스템에서 셀 경계 사용자의 성능을 향상시키기 위한 전력 제어 순차적 주파수 재사용(SqFR, Sequential Frequency Reuse) 방법에 관한 것이다.
직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 OFDMA)을 기반으로 하는 셀룰러 환경에서는 시스템의 성능이 사용자의 위치에 따라 크게 좌우되는데 전체 주파수 대역을 모든 셀에서 재사용하는 주파수 재사용 계수(Frequency Reuse Factor, 이하 FRF)가 1인 경우, 셀 경계에 있는 사용자는 기지국으로부터 받는 송신 전력이 현저히 낮기 때문에 심각한 동일 채널 간섭(Co-channel Interference, 이하 CCI)을 경험하게 된다. 이로 인해 사용자의 전송속도가 크게 저하되고, 사용자는 만족스러운 품질의 서비스를 제공받지 못하게 된다. 이러한 셀 간의 간섭 문제를 해결하기 위해서 전통적으로 FRF를 3으로 하는 주파수 재사용 전략 및 부분적 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, 이하 FFR) 기법과 같은 기술들이 제안되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 FFR 방식에서의 주파수 분할 및 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에서는 셀의 타입이 세 가지일 때의 주파수 분할의 예를 도시하고 있으며, 이하에서 주파수를 사용자에게 할당하는 방법을 설명한다. 종래 기술에 의한 FFR은 전체 주파수 대역을 두 부분으로 나눈다. 한 부분은 셀 경계 사용자에게 할당되는 셀 경계 주파수 대역이고, 다른 한 부분은 셀 중앙 사용자에게 할당되는 셀 중앙 주파수 대역이다. 셀 중앙 주파수 대역은 시스템 내의 모든 셀에서 공통으로 재사용되며 셀 경계 주파수 대역은 셀의 타입에 따라 부분적으로 재사용된다. 셀 중앙 주파수 대역 대 전체 주파수 대역의 비(
Figure 112010056073411-pat00001
) 는 셀 중앙 주파수 대역의 크기를 결정하게 된다. FFR은 인접한 셀 간에 셀 경계 주파수 대역을 겹치지 않게 할당함으로써 셀 경계 사용자의 성능을 향상시키게 된다. 그런데, 셀 중앙 주파수 대역이 모든 셀에서 재사용되어 시스템의 용량을 증가시키기는 하지만, 각 셀은 타입에 따라 특정한 셀 경계 주파수 대역만을 사용하도록 허용되기 때문에, 사용 가능한 주파수 대역에 제한이 생긴다. 따라서, 각각의 셀은 셀 경계 주파수 대역의 1/3만 사용할 수밖에 없는 문제점이 발생한다.
개시된 기술이 해결하고자 하는 기술적 과제는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 셀 경계 사용자의 성능을 향상시키기 위한 전력 제어 순차적 주파수 재사용(SqFR) 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 주파수 재사용 계수(FRF)를 1로 하여 전체 주파수 자원을 효율적으로 활용하면서도, 부 반송파의 집합인 세그먼트를 미리 정해진 순서에 따라 각 셀에 할당함으로써 셀 간 동일 채널 간섭을 감소시킨다. 또한, 셀 경계 사용자에게 할당되는 부 반송파에 높은 송신 전력을 할당함으로써 셀 경계 사용자의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 주파수 재사용 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 개시된 기술의 제1 측면은 시스템 내의 셀들이 M개의 타입으로 분류되는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 기지국이 주파수를 재사용하는 방법에 있어서, 시스템 대역 내의 부 반송파들을 상기 M개의 부 채널 집합으로 분할하고, 상기 부 채널 집합 각각을 상기 M개의 세그먼트들로 분할하는 단계; 상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류하고, 상기 클래스에 따라 송신 전력을 차등적으로 할당 하는 단계; 및 사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 상기 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결정하고, 상기 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 상기 사용자 단말에 부 반송파를 할당하는 단계를 포함하는 주파수 재사용 방법을 제공한다.
개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
개시된 기술의 일 실시예에 따르면, 주파수 재사용 방법은 동일 채널 간섭(CCI, Co-channel Interference)을 감소시키고, 셀 경계 사용자에게 할당되는 부 반송파에 높은 송신 전력을 할당하여 셀 경계 사용자의 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 FFR 방식에서의 주파수 분할 및 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 전력제어 주파수 재사용 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀의 타입이 세 가지(M=3)인 경우, 주파수 분할 및 부 반송파 할당 시퀀스 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀의 타입이 네 가지(M=4)인 경우, 주파수 분할 및 부 반송파 할당 시퀀스 예를 도시한 도면이다.
도 5는 M=3 일 때, 균일 트래픽 부하 분포에서의 각각의 주파수 재사용 방법의 셀 i의 전체 처리율을 도시한 그래프이다.
도 6은 M=4 일 때, 균일 트래픽 부하 분포에서의 각각의 주파수 재사용 방법의 셀 i의 전체 처리율을 도시한 그래프이다.
도 7은 균일 트래픽 부하 분포에서의 각각의 주파수 재사용 방법의 셀의 셀 가장자리 사용자의 전체 처리율을 도시한 그래프이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
일 실시예에 따르면, 시스템 내의 셀들이 M개의 타입으로 분류되는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 OFDMA) 시스템에서, 각 셀의 주파수 재사용 계수(Frequency Reuse Factor, 이하 FRF)는 1로 할당된다. 각 셀은 FRF를 1로 함으로서, 전체 부 반송파는 모든 셀에서 재사용되어 할당된다.
도 2는, 개시된 기술의 일 실시예에 따른 전력제어 주파수 재사용 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
S210 단계는, 시스템 대역 내의 부 반송파들을 M개의 부 채널 집합으로 분할한다. 이때, 각각의 부 채널 집합은 복수의 부 채널들을 포함한다. 이때, 전체 부 반송파의 개수를 N이라고 한다면, 셀의 부 반송파를 0부터 N-1까지 인덱스 한다. 이어서 각 부 반송파에 해당되는 인덱스 번호에 따라 M개의 부 채널 집합으로 분할한다. 부 채널 분할은 수학식 1을 사용한다.
Figure 112010056073411-pat00002
수학식 1에서,
Figure 112010056073411-pat00003
는 k번째 부 반송파이고,
Figure 112010056073411-pat00004
는 i 번째 부 채널 집합,
Figure 112010056073411-pat00005
는
Figure 112010056073411-pat00006
이다.
Figure 112010056073411-pat00007
는
Figure 112010056073411-pat00008
를 넘지 않는 최대 정수이다.
S220 단계는, 부 채널 집합을 M개의 세그먼트들로 분할한다. 이때, 각각의 세그먼트들은 수학식 2를 사용하여 분할한다.
Figure 112010056073411-pat00009
여기서,
Figure 112010056073411-pat00010
는 i번째 부 채널 집합 중에서 j번째 세그먼트이고,
Figure 112010056073411-pat00011
는
Figure 112010056073411-pat00012
이다.
S230 단계는, 상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류한다. 복수의 클래스는, 경계 사용자 클래스 및 중앙 사용자 클래스를 포함하고, 경계 사용자 클래스는 각각의 세그먼트에 모듈러 M연산을 수행하여 인덱스를 할당한다. 경계 사용자 클래와 중앙 사용자 클래스는 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure 112010056073411-pat00013
Figure 112010056073411-pat00014
여기서
Figure 112010056073411-pat00015
는, 경계 사용자 클래스이고,
Figure 112010056073411-pat00016
는 중앙 사용자 클래스이다. F는 부 채널 집합 전체를 뜻한다. 한편, 사용자 단말이 복수의 클래스 가운데 어느 클래스에 해당되는지에 대한 결정은, 상기 사용자 단말의 신호 대 간섭 및 잡음비가
Figure 112010056073411-pat00017
(
Figure 112010056073411-pat00018
은 문턱 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR))과 같거나 크면 상기 중앙 사용자 클래스로 결정하고, 상기 사용자 단말의 신호 대 간섭 및 잡음비가
Figure 112010056073411-pat00019
보다 작으면 상기 경계 사용자 클래스로 결정한다.
S240 단계는, 상기 분류된 클래스에 따라 송신전력을 차등적으로 할당한다. 타입 i셀에서 셀 중앙 클래스에 해당하는 사용자 단말에게 할당되는
Figure 112010056073411-pat00020
클래스의 부 반송파의 송신 전력은
Figure 112010056073411-pat00021
이다. 타입 i셀에서 셀 경계 클래스에 해당하는 사용자 단말에게 할당되는
Figure 112010056073411-pat00022
클래스의 부 반송파의 전력은
Figure 112010056073411-pat00023
이다. 여기서
Figure 112010056073411-pat00024
는 전력 증폭 계수(PAF, Power Amplification Factor)로서, 셀 경계 클래스에 해당하는 사용자 단말에 할당되는 부 반송파에 더 높은 송신 전력을 할당 함으로서 SqFR은 셀 경계 사용자의 서비스 품질을 향상시킨다.
S250 단계에서, 사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결하고, 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 사용자 단말에 부 반송파를 할당한다.
Figure 112010056073411-pat00025
는 세그먼트 할당 시퀀스 0≤i<M의 일때, 각각의 셀 타입별로 정해진 클래스에 따라 부 반송파를 수학식 4에 의한 순서에 따라 각각 사용자 단말에 할당한다.
Figure 112010056073411-pat00026
보다 상세하게, 세그먼트 할당 시퀀스
Figure 112010056073411-pat00027
는 i번째 셀 타입의 경계 사용자 클래스에 속하는 사용자 단말의 시퀀스를
Figure 112010056073411-pat00028
로, i번째 셀 타입의 중앙 사용자 클래스에 속하는 사용자 단말의 시퀀스를
Figure 112010056073411-pat00029
로 결정하는 순서이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀의 타입이 세 가지(M=3)인 경우, 주파수 분할 및 부 반송파 할당 시퀀스 예를 도시한 도면이다. 각 부 채널 집합은 F0, F1, 및 F2로 나타내어 지고, 각 세그먼트들은 S0 ,0, S0 ,1, S0 ,2, S1 ,0, S1 ,1, S1 ,2, S2 ,0,S2 ,1,및 S2,2,로 나타내어 진다. 도 안의 화살표(The direction of the sub channel allocation)는 각 부 반송파 할당 시퀀스 타입의 부 반송파 할당 순서를 나타낸다. 이때, 셀 타입이 0이면, 각 클래스는
Figure 112010056073411-pat00030
={S0 ,0, S1,0, S2 ,0}과
Figure 112010056073411-pat00031
={S0 ,1, S0 ,2, S1 ,1, S1 ,2, S2 ,1, S2 ,2}로 표현된다. 각각의 셀 타입에 대하여, 부 반송파는 수학식 4에 의하여 다음과 같이 순차적으로 할당된다.
Figure 112010056073411-pat00032
타입 0 셀에 대하여 셀 경계 사용자가 새로운 자원을 요청하면, 우선적으로 S0,0 에 있는 부 반송파가 순차적으로 사용자 단말에게 할당된다. 만일, S0 ,0 에있는 모든 부 반송파가 셀 경계 사용자에게 할당되면, S1 ,0에 있는 부 반송파가 새로 들어오는 자원 요청에 대하여 셀 경계 사용자에게 할당된다. 그리고 S0 ,0 과 S1 ,0 의모든 부 반송파가 셀 경계 사용자에게 할당된 후에는 S2 , 0 의 부 반송파가 셀 경계 사용자에게 할당된다. 이와 유사하게, 셀 중앙 사용자 단말이 새로운 자원을 요청하면, 우선적으로 S0 ,1 에 있는 부 반송파가 순차적으로 셀 중앙 사용자 단말에게 할당되고, S0 ,1 에 있는 부 반송파가 셀 중앙 사용자 단말에게 모두 할당되면 S0 ,2, S1 ,1, S1,2, S2 ,1 및 S2 ,2,에 있는 부 반송파가 순차적으로 셀 중앙 사용자에게 할당된다. 타입 1 및 타입 2의 셀에 대해서도 상기 방법과 동일한 과정으로 부 반송파가 할당된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀의 타입이 네 가지(M=4)인 경우, 주파수 분할 및 부 반송파 할당 시퀀스 예를 도시한 도면이다. 이와 같은 경우도 상기 셀의 타입이 세 가지(M=3)인 경우와 동일한 방법으로 부 반송파를 사용자 단말에게 할당한다.
개시된 기술의 일 실시예에 따른 SqFR의 성능을 비교하기 위하여
Figure 112010056073411-pat00033
가 0.5인 FFR과 FRF가 1인 보편적인 주파수 재사용 방법(Universal Frequency Reuse, 이하UFR)을 고려하도록 한다. 이때,
Figure 112010056073411-pat00034
는 FFR에서 셀 중앙 주파수 대역 대 전체 주파수 대역의 비를 나타내는 파라미터로서 0과 1 사이의 값을 갖는다.
이하에서는, 본 발명에 따른 SqFR, 그리고 FFR 및 UFR이 적용된 시스템의 성능을 시뮬레이션한 결과를 설명한다.
셀의 수는 19, 기지국 간의 거리는 1km, 그리고 기지국의 송신 전력은 20W으로 설정한다. 또한, 사용자는 각 셀에서 균등하게 생성되며, 표 1은 그 외의 시뮬레이션 파라미터를 나타낸다.
Parameter Value
캐리어 주파수 2.3 GHz
셀의 지름 577 m
샘플링 주파수 10 MHz
FFT 사이즈 1024
데이터 부 반송파의 수 768
심볼 레이트 9.76 ksymbols/sec
잡음 밀도 -174 dBm/Hz
쉐도우잉 표준 편차 (
Figure 112010056073411-pat00035
)		 8 dB
캐리어 주파수와 셀 반경을 고려하면, 채널 모델로 쉐도우잉 효과가 첨가된 COST-WI 도심 마이크로 모델이 적용된다.
Figure 112010056073411-pat00036
여기서 d는 기지국과 사용자 간의 거리를, 그리고
Figure 112010056073411-pat00037
는 평균이 0이고 분산이
Figure 112010056073411-pat00038
인 실외 쉐도우잉을 나타낸다. 또한, 모듈레이션 스킴과 에러 정정 코드는 CINR에 의해 결정된다. 표 2는 SqFR과 FFR 및 UFR에 대한 모듈레이션 및 코딩 스킴(MCS) 테이블을 나타낸다.
Modulations Code Rate CINR
QPSK 1/12 - 4.34
QPSK 1/8 - 2.80
QPSK 1/6 - 1.65
QPSK 1/4 0.13
QPSK 1/3 1.51
QPSK 1/2 4.12
QPSK 2/3 6.35
16QAM 1/2 9.50
16QAM 2/3 12.21
64QAM 1/2 13.32
64QAM 2/3 16.79
64QAM 5/6 20.68
도 5는 M=3 일 때, 균일 트래픽 부하 분포에서의 각각의 주파수 재사용 방법의 셀 i의 전체 처리율을 도시한 그래프이다. 도 6은 M=4 일 때, 균일 트래픽 부하 분포에서의 각각의 주파수 재사용 방법의 셀 i의 전체 처리율을 도시한 그래프이다. 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 균일한 트래픽 부하 분포에서, SqFR은 중간 그리고 낮은 트래픽 부하에서 더욱 향상된 성능을 갖는다. 트래픽 부하의 증가에 따라 각 셀에서 재사용하는 부 반송파가 중복됨에 따라서 SqFR 플롯은 각 임계점에서 기울기가 작아진다. 즉, 도 5에서 도시한 바와 같이, M=3 일 때에는 SqFR의 임계점은 트래픽 부하가 0.33과 0.66일 때 나타난다. 트래픽 부하가 0.33인 경우, PAF가 3에서 1로 변화될 때, SqFR은 UFR과 비교하여 처리율을 24%에서 34% 가량 향상 되었으며, FFR과 비교하여 처리율을 14%에서 24% 가량 향상되었다. 또한 도 6에서 도시한 바와 같이, M=4 일 때에는 SqFR의 임계점은 트래픽 부하가 0.25, 0.5, 그리고 0.75일 때 나타난다. 트래픽 부하가 0.25인 경우, PAF가 3에서 1로 변화될 때, SqFR은 UFR과 비교하여 처리율을 32%에서 40% 가량 향상되었으며, FFR과 비교하여 처리율을 23%에서 30% 가량 향상되었다. M=3일 때보다 M=4일 때 처리율 성능이 더 좋음을 알 수 있는데, 이는 M=4일 때 셀 중앙 사용자에게 할당되는 부 반송파의 수가 M=3일 때보다 더 많기 때문이다. 한편, FFR은 트래픽 부하가 0.66일 때 처리율이 포화 되는데 이는 사용 가능한 주파수 대역에 제한이 생김으로 인한 결과이다.
도 7은 균일 트래픽 부하 분포에서의 각각의 주파수 재사용 방법의 셀 의 셀 가장자리 사용자의 전체 처리율을 도시한 그래프이다. PAF가 증가함에 따라서 SqFR의 전체 처리율은 미비하게 감소하지만, 도 7에서 도시한 바와 같이 셀 경계 사용자의 처리율은 획기적으로 향상된다. PAF가 증가함에 따라서 SqFR은 FFR 및 UFR과 비교하여 처리율을 월등하게 향상시킨다. 한편, 본 발명에 따른 SqFR은 M=4일 때의 처리율이 더 높은데 이는 셀 경계 사용자에게 할당되는 부 반송파의 송신 전력이 M=3일 때보다 더 높기 때문이다.
이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 시스템 내의 셀들이 M개의 타입으로 분류되는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 기지국이 주파수를 재사용하는 방법에 있어서,
    시스템 대역내의 부 반송파들을 상기 M개의 부 채널 집합(Sub-channel set)으로 분할하고, 상기 부 채널 집합 각각을 상기 M개의 세그먼트들로 분할하는 단계;
    상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류하고, 상기 클래스에 따라 송신 전력을 차등적으로 할당하는 단계; 및
    사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 상기 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결정하고, 상기 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 상기 사용자 단말에 부 반송파를 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 세그먼트 할당 시퀀스는,
    클래스에 따라 상기 세그먼트 할당 시퀀스가 포함하고 있는 세그먼트들이 서로 다르고,
    셀의 타입에 따라 상기 세그먼트 할당 시퀀스에 의하여 할당되는 주파수 재사용 방법.
  3. 시스템 내의 셀들이 M개의 타입으로 분류되는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 기지국이 주파수를 재사용하는 방법에 있어서,
    시스템 대역내의 부 반송파들을 상기 M개의 부 채널 집합(Sub-channel set)으로 분할하고, 상기 부 채널 집합 각각을 상기 M개의 세그먼트들로 분할하는 단계;
    상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류하고, 상기 클래스에 따라 송신 전력을 차등적으로 할당하는 단계; 및
    사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 상기 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결정하고, 상기 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 상기 사용자 단말에 부 반송파를 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 분할하는 단계는,
    Figure 112011094684412-pat00078
    (여기서,
    Figure 112011094684412-pat00079
    는 k 번째 부 반송파,
    Figure 112011094684412-pat00080
    는 i번째 부 채널 집합
    Figure 112011094684412-pat00081
    는
    Figure 112011094684412-pat00082
    ,
    Figure 112011094684412-pat00083
    는
    Figure 112011094684412-pat00084
    ,
    Figure 112011094684412-pat00085
    는
    Figure 112011094684412-pat00086
    를 넘지 않는 최대 정수를 나타냄)에 의해 시스템 대역 내의 부 반송파들을 M개의 부 채널 집합으로 분할하는 단계; 및
    상기 부 채널 집합 각각을
    Figure 112011094684412-pat00087
    (
    Figure 112011094684412-pat00088
    는 i번째 부 채널 집합의 j번째 세그먼트)에 의해 M개의 세그먼트로 분할하는 단계를 포함하는 주파수 재사용 방법.
  4. 시스템 내의 셀들이 M개의 타입으로 분류되는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 기지국이 주파수를 재사용하는 방법에 있어서,
    시스템 대역내의 부 반송파들을 상기 M개의 부 채널 집합(Sub-channel set)으로 분할하고, 상기 부 채널 집합 각각을 상기 M개의 세그먼트들로 분할하는 단계;
    상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류하고, 상기 클래스에 따라 송신 전력을 차등적으로 할당하는 단계; 및
    사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 상기 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결정하고, 상기 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 상기 사용자 단말에 부 반송파를 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 클래스는,
    경계 사용자 클래스 및 중앙 사용자 클래스를 포함하고, 상기 경계 사용자 클래스는,
    Figure 112011094684412-pat00089
    (
    Figure 112011094684412-pat00090
    는 경계 사용자 클래스 ,
    Figure 112011094684412-pat00091
    Figure 112011094684412-pat00092
    는 모듈러 M 연산을 통한 인덱스 할당을 뜻함),
    상기 중앙 사용자 클래스는,
    Figure 112011094684412-pat00093
    (
    Figure 112011094684412-pat00094
    는 중앙 사용자 클래스,
    Figure 112011094684412-pat00095
    는 전체 부 채널 집합)인 주파수 재사용 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 중앙 사용자 클래스의 부 반송파의 송신 전력은
    Figure 112010056073411-pat00057
    이고, 상기 경계 사용자 클래스의 부 반송파의 전력은
    Figure 112010056073411-pat00058
    (
    Figure 112010056073411-pat00059
    는 전력 증폭 계수)인 주파수 재사용 방법.
  6. 시스템 내의 셀들이 M개의 타입으로 분류되는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 기지국이 주파수를 재사용하는 방법에 있어서,
    시스템 대역내의 부 반송파들을 상기 M개의 부 채널 집합(Sub-channel set)으로 분할하고, 상기 부 채널 집합 각각을 상기 M개의 세그먼트들로 분할하는 단계;
    상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류하고, 상기 클래스에 따라 송신 전력을 차등적으로 할당하는 단계; 및
    사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 상기 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결정하고, 상기 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 상기 사용자 단말에 부 반송파를 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 세그먼트 할당 시퀀스는,
    클래스에 따라 상기 세그먼트 할당 시퀀스가 포함하고 있는 세그먼트들이 서로 다르고,
    셀의 타입에 따라 상기 세그먼트 할당 시퀀스에 의하여 할당되고,
    상기 복수의 클래스는 경계 사용자 클래스 및 중앙 사용자 클래스를 포함하고,
    상기 부 반송파를 할당하는 단계는,
    상기 사용자 단말의 신호 대 간섭 및 잡음비가
    Figure 112011094684412-pat00096
    (
    Figure 112011094684412-pat00097
    은 문턱 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR))과 같거나 크면 상기 중앙 사용자 클래스로 결정하고, 상기 사용자 단말의 신호 대 간섭 및 잡음비가
    Figure 112011094684412-pat00098
    보다 작으면 상기 경계 사용자 클래스로 결정하는 주파수 재사용 방법.
  7. 시스템 내의 셀들이 M개의 타입으로 분류되는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 기지국이 주파수를 재사용하는 방법에 있어서,
    시스템 대역내의 부 반송파들을 상기 M개의 부 채널 집합(Sub-channel set)으로 분할하고, 상기 부 채널 집합 각각을 상기 M개의 세그먼트들로 분할하는 단계;
    상기 세그먼트들을 복수의 클래스로 분류하고, 상기 클래스에 따라 송신 전력을 차등적으로 할당하는 단계; 및
    사용자 단말이 위치하는 셀의 타입 및 상기 사용자 단말의 채널 상태에 따라 결정되는 클래스를 기초로 세그먼트 할당 시퀀스를 결정하고, 상기 결정된 세그먼트 할당 시퀀스에 따라 상기 사용자 단말에 부 반송파를 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 부 반송파를 할당하는 단계는,
    세그먼트 할당 시퀀스
    Figure 112011094684412-pat00099
    는(i는, 0≤i<M 임),
    i번째 셀 타입의 경계 사용자 클래스에 속하는 사용자 단말의 시퀀스를
    Figure 112011094684412-pat00100
    로,
    i번째 셀 타입의 중앙 사용자 클래스에 속하는 사용자 단말의 시퀀스를
    Figure 112011094684412-pat00101
    로 결정하는 주파수 재사용 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 M값을 3으로 하는 경우,
    각 세그먼트
    Figure 112010056073411-pat00066
    는 각각의 셀 타입에 대하여,
    Figure 112010056073411-pat00067
    (
    Figure 112010056073411-pat00068
    ,
    Figure 112010056073411-pat00069
    및
    Figure 112010056073411-pat00070
    는 i값이 각각 0,1 및 2 일 때의 세그먼트할당 시퀀스 타입)의 순서에 따른 세그먼트의 상기 부 반송파를 각각의 사용자 단말에 할당하는 주파수 재사용 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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