KR101270708B1 - 통신 시스템에서 중심 주파수 설정 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 중심 주파수 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 보호 대역으로 구분되는 통신 시스템에서, 중심 주파수를 설정하는 방법에 있어서, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수와 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수 간의 차이가 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 설정한다.
보호 대역, 중심 주파수, 서브 캐리어

Description

통신 시스템에서 중심 주파수 설정 방법{METHOD FOR SETTING UP CENTER FREQUENCY IN COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 다수개의 서브 캐리어들을 사용하는 통신 시스템의 주파수 대역을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템간 중심 주파수 설정을 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 다양한 실시예들을 도시한 도면
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 중심 주파수를 설정하는 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템에서는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함) 방식 또는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식을 사용하여 고속 및 대용량의 서비스를 제공하기 위한 노력이 활발히 이루어지고 있다. 상기 OFDM 또는 OFDMA 방식은 서로 직교하는 다수의 서브 캐리어(subcarrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 및 대용량의 서비스 제공이 가능하다.
상기 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들의 개수는 일반적으로 2의 지수승을 가진다. 예컨대, 2048개의 서브 캐리어들을 사용하는 통신 시스템이 존재하는 반면에, 512개의 서브 캐리어들을 사용하는 통신 시스템도 존재할 수 있다. 이는 각 통신 시스템에 할당되는 채널 대역폭, 시스템에서 지원 가능한 이동국의 최대 속도, 해당 서비스 지역 채널의 다중 경로 특성, 최대 전송율 등의 조건들을 고려하여 전체 서브 캐리어들의 개수가 결정될 수 있는 것이다.
따라서, 상기와 같이 전체 서브 캐리어 개수가 상이한 통신 시스템들이 존재하는 경우, 이동국은 각 시스템들이 특정 주파수 대역에서 서브 캐리어 위치가 서로 다르거나, 시스템 간 중심 주파수가 서로 다른 경우 하드웨어적으로 복잡하게 구현되어야 하는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 중심 주파수를 효율적으로 설정하기 위한 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 방법은 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 보호 대역으로 구분되는 통신 시스템에서, 중심 주파수를 설정하는 방법에 있어서, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수와 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수 간의 차이가 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 설정하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 방법은 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 보호 대역으로 구분되는 통신 시스템에서, 중심 주파수를 설정하는 방법에 있어서, 상기 제1 주파수 대역의 DC(Direct Current) 서브 캐리어 및 상기 제2 주파수 대역의 DC 서브 캐리어를 선정하는 과정과, 상기 선정된 DC 서브 캐리어들간의 차이가 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 상기 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 폭을 동일하게 변경하는 과정을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 통신 시스템에서 중심 주파수를 서브 캐리어 간격(sub-carrier spacing)의 정수배로 설정하는 방법을 제안한다. 이러한 본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함) 방식 또는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식을 사용하는 통신 시스템에 바람직하게 적용할 수 있다.
도 1은 다수개의 서브 캐리어들을 사용하는 통신 시스템의 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 통신 시스템은 중심 주파수가 fc1이고, 서브 캐리어 간 간격은 fsc이고, 데이터 전송에 사용되는 유효 서브 캐리어들의 개수는 N1이다. 한편, 도 1에 도시하지는 않았지만 전체 서브 캐리어 개수는 M1이라 가정하며, 상기 M1은 상기 유효 서브 캐리어들의 개수와 데이터 전송에 사용되지 않는 서브 캐리어들의 개수의 합으로 결정된다. 즉, N1<M1=2k로 나타낼 수 있으며, 상기 통신 시스템은 M1-포인트 IFFT/FFT(Inverse Fast Fourier Transform/Fast Fourier Transform)를 사용한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템간 중심 주파수 설정을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 하단에 도시된 제1 통신 시스템은 도 1에 나타낸 도면과 일치하며, 상단에 도시된 제2 통신 시스템은 상기 제1 통신 시스템의 유효 서브 캐리어들의 개수를 절반으로 나눈 유효 서브 캐리어들에 해당하는 주파수 대역 2개를 운용한다. 즉, 상기 제1 통신 시스템은 도 1에서 설명한 바와 같이 전체 서브 캐리어 개수는 M1, 유효 서브 캐리어 개수는 N1인 반면에, 상기 제2 통신 시스템의 전체 서브 캐리어 개수는 M2, 각 주파수 대역별 유효 서브 캐리어 개수는 N2이며, 하나의 주파수 대역의 중심 주파수는 fc21이고 다른 하나의 주파수 대역의 중심 주파수는 fc22이다. 여기서, N2는 N1/2이거나 혹은 N1/2에 근사한 값을 가진다.
또한, 상기 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템의 서브 캐리어 간격은 동일 하며, 상기 제2 통신 시스템에서 두개의 주파수 대역간에는 보호 대역(guard band)이 존재한다. 본 발명에서 상기 제2 통신 시스템의 fc21과 fc22의 차는 서브 캐리어 간격의 정수배를 만족하여야 한다. 상기 보호 대역 역시 서브 캐리어 간격의 정수배로 설정할 수 있다.
한편, 상기 제1 통신 시스템의 주파수 대역에서 제2 통신 시스템으로의 주파수 대역 변경 운용은 사업자에 의해 구현 가능하며, 그 역으로도 변경 운용이 가능하다. 본 발명에서는 상기와 같이 이동국이 제1 통신 시스템에서 제2 통신 시스템으로 주파수 대역 운용(반대의 경우도 마찬가지)이 변경되는 경우에도 별도의 소자(module), 예컨대 고주파 처리기 및 중간 주파수 처리기(Intermediate frequency processor) 등을 구비할 필요가 없게 된다. 이는 시스템간 서브 캐리어의 위치가 동일하며, 중심 주파수 변경이 용이하기 때문이다.
도 3은 본 발명에 따른 다양한 실시예들을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, (a)는 4개의 주파수 대역을 운용하는 통신 시스템(이하, '(a) 통신 시스템'이라 칭함)을, (b)는 2개의 주파수 대역을 운용하는 통신 시스템(이하, '(b) 통신 시스템'이라 칭함)을, (c)는 1개의 주파수 대역을 운용하는 통신 시스템(이하, '(c) 통신 시스템'이라 칭함)을 나타낸 것이다.
보다 구체적으로 설명하면, (a) 통신 시스템에서 전체 서브 캐리어는 4개의 주파수 대역 각각의 서브 캐리어들 개수(N1/4)에다가 각 주파수 대역을 구분하기 위한 보호 대역에 해당하는 서브 캐리어들의 개수를 합한 개수를 가진다. 일 례로, 상기 (a) 통신 시스템은 2048개의 전체 서브 캐리어 개수를 가진다. 만약, 상기 (a) 통신 시스템의 서브 캐리어 간격이 10.9375KHz라면, 각 주파수 대역별 중심 주파수간 차이는 175KHz를 가질 수 있다.
물론, 상기 (b) 통신 시스템과 (c) 통신 시스템의 서브 캐리어 간격도 상기 (a) 통신 시스템과 동일하여야 하며, 각 주파수 대역별 중심 주파수간 차이도 서브 캐리어 간격의 정수배, 일 례로 175KHz를 만족하여야 한다.
상기 (c) 통신 시스템에서 (b) 통신 시스템으로 주파수 운용을 변경하는 경우, (b) 통신 시스템의 주파수 대역은 2개로 구분된다. 물론, 보호 대역이 별도로 존재한다. 따라서, 상기 2개의 주파수 대역 각각에서 중심 주파수를 결정하기 위해서는 각 주파수 대역의 중심에 위치하는 DC 서브 캐리어들이 먼저 선정되어야 한다. 선정된 DC(Direct Current) 서브 캐리어들간의 간격이 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 보호 대역의 서브 캐리어들을 유효 주파수 대역의 서브 캐리어들로 변경한다. 물론, 유효 주파수 대역의 서브 캐리어에서 보호 대역의 서브 캐리어로의 변경도 가능하며, 이 때에는 상기 보호 대역이 원래의 기능을 수행할 수 있는 최소한의 범위까지 변경이 가능하다. 이렇게 상기 2개의 주파수 대역 각각의 폭(bandwidth)을 서로 동일하게 변경함으로써 중심 주파수간 간격을 서브 캐리어간 간격의 정수배를 만족시킬 수 있게 된다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 통신 시스템에 할당된 전체 주파수 대역을 소정 개수의 서브 주파수 대역으로 분할하여 사용하는 경우에도 서브 주파수 대역별 중심 주파수 간 차이가 서브 캐리어 간격의 정수배를 만족하기 때문에, 이동국은 고주파 처리기 및 중간 주파수 처리기와 같은 소자를 별도로 구비하지 않아도 되므로 하드웨어 구현 비용을 절감시킬 수 있는 이점이 존재한다.

Claims (5)

1개의 주파수 대역을 운용하는 제1 통신 시스템과, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 보호 대역으로 구분되는 적어도 2개의 주파수 대역을 운용하는 제2 통신 시스템간의 주파수 대역 변경 운용이 가능한 통신 시스템에서, 각 주파수 대역의 중심 주파수를 설정하는 방법에 있어서,
상기 제1 통신 시스템의 서브 캐리어간 간격과 상기 제2 통신 시스템의 서브 캐리어간 간격을 동일하게 설정하고, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역 각각의 유효 서브 캐리어 개수를 상기 제1 통신 시스템의 유효 서브 캐리어 개수의 절반으로 설정하는 과정과,
상기 제1 주파수대역의 중심 주파수와 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수 간의 간격이 상기 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 설정하는 과정을 포함하는 중심 주파수 설정
제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수와 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수 간의 간격은 175KHz임을 특징으로 하는 중심 주파수 설정 방법.
1개의 주파수 대역을 운용하는 제1 통신 시스템과, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 보호 대역으로 구분되는 적어도 2개의 주파수 대역을 운용하는 제2 통신 시스템간의 주파수 대역 변경 운용이 가능한 통신 시스템에서, 각 주파수 대역의 중심 주파수를 설정하는 방법에 있어서,
상기 제1 통신 시스템의 서브 캐리어간 간격과 상기 제2 통신 시스템의 서브 캐리어간 간격을 동일하게 설정하고, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역 각각의 유효 서브 캐리어 개수를 상기 제1 통신 시스템의 유효 서브 캐리어 개수의 절반으로 설정하는 과정과,
상기 제1 주파수 대역의 중심에 위치하는 DC(Direct Current) 서브 캐리어 및 상기 제2 주파수 대역의 중심에 위치하는 DC 서브 캐리어를 선정하는 과정과,
상기 선정된 DC 서브 캐리어들간의 간격이 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 상기 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 폭을 동일하게 변경하는 과정을 포함하는 중심 주파수 설정 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 보호 대역은 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 설정함을 특징으로 하는 중심 주파수 설정 방법.
제3항에 있어서, 상기 선정된 DC 서브 캐리어들간의 간격이 상기 서브 캐리어 간격의 정수배가 되도록 상기 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 폭을 동일하게 변경하는 과정은,
상기 보호 대역에 해당하는 일부 서브 캐리어들을 상기 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 유효 주파수 대역의 서브캐리어들로 변경함을 특징으로 하는 중심 주파수 설정 방법.
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