KR101371504B1 - 멀티 셀 하향링크 시스템의 동적 채널 할당 장치 및 방법 - Google Patents

멀티 셀 하향링크 시스템의 동적 채널 할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 셀 하향링크 시스템의 동적 채널 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 할당받은 채널에 관한 정보를 삽입한 상향링크 프레임을 송신하는 단말기와, 채널할당을 요청받으면 주변 기지국들로부터 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 인접 셀 경계에 위치한 단말기가 송신하는 상향링크 신호를 수신하고, 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 단말기의 상향링크 신호를 이용하여 데이타 송신으로 인한 단말기간 간섭영향을 줄여 채널 할당함으로써 단위 면적당 처리량을 높이는 효과를 가진다.
멀티 셀 하향링크 시스템, 채널 할당, 간섭영역(Interference Range), 상향링크(Uplink)

Description

멀티 셀 하향링크 시스템의 동적 채널 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DYNAMIC CHANNEL ALLOCATION IN MULTI-CELL DOWNLINK SYSTEM}
도 1은 일반적인 멀티 셀 하향링크 시스템의 환경에서 기지국과 단말기 사이의 거리에 따른 간섭 영역을 표시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 간섭 영역을 고려하여 채널 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템에서 기지국 장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 간섭 영역을 고려하여 채널 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국 장치에서 스케줄러의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국과 단말기가 인접한 주변 기지국으로 송신하는 정보를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 송/수신하는 프레임의 구조를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 간섭영향을 고려하여 채널을 할당하는 과정을 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 간섭영향과 채널상태를 고려하여 채널을 할당하는 과정을 도시한 흐름도,
도 8은 각각 3개의 섹터를 가진 37개의 셀을 포함하는 멀티 셀 하향링크 시스템을 도시한 도면 및,
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템에서의 채널할당에 관한 성능을 도시한 그래프이다.
본 발명은 멀티 셀 하향링크 시스템의 동적 채널 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 채널을 할당할 때 주변 기지국에 속한 단말기의 간섭도를 측정하여 현재 셀 경계에서 서비스 중인 단말에 간섭이 되지 않도록 채널을 할당하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 이동통신 시스템에서 고려되는 주요 이슈 중에 하나는 바로 한정된 주파수, 시간, 공간을 사용자들 사이에 효과적으로 나누어 줄 수 있는 다중화 기술의 선택이다. 상기 다중화 기술의 선택은 사용자 서비스 품질(Quality of Service : 이하 'QoS'라 칭함)을 결정짓는데 중요하기 때문이다.
최근 주목받는 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency Division Multiplex Access : 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식은 주파수 분할 다중 액세 스(Frequency Division Multiplex Access : 이하 'FDMA'라 칭함)에서 모든 사용자는 하향링크에 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 공간을 공유하며 사용자의 데이터 전송률에 따라 부반송파를 할당할 받을 수 있다.
상기 OFDMA는 같은 셀의 사용자 간 간섭은 없지만, 셀 외각 사용자의 경우 인접 셀의 간섭의 영향이 크므로 사용자 QoS를 만족시키지 못할 확률이 크다. 다시 말해, 상기 OFDMA기술은 사용자 수 증가에 따른 복잡한 자원할당 및 낮은 주파수 사용 효율이라는 문제점을 가지며, 따라서, 인접 셀 간섭을 줄여주는 연구가 필요하다.
채널 할당을 위한 종래 자원 관리 기법으로는 크게 두 가지가 있다. 첫 번째는 단일 셀 환경에서 채널 할당을 다루는 기술이다. 초기 OFDMA 시스템의 연구가 이에 해당하는 것으로, 여러 서브 채널에 파워 할당을 하여 최대 처리량(throughput)을 얻거나 주어진 비율(rate) 조건을 만족하면서 최소 파워를 할당하는 연구들이 있다. 두 번째는 멀티 셀 환경에서 셀간 간섭을 줄이기 위한 연구가 있다. 여기서도 크게 두 가지 방향이 있어서 중앙 집중 방식과 분산 방식이 있다. 중앙집중 방식은 하나의 제어국(controller)이 망의 자원 할당 상황을 파악하여 최적의 할당을 결정한 후에 결과를 방송(broadcasting)하는 방식이다. 중앙 집중 방식에는 각 셀마다 사용 가능한 채널을 결정하는 주파수 재사용 률(FRF: Frequency Reuse Factor) 기법을 포함한다. 분산 방식으로는 각 셀마다 최소한의 주변 정보만을 수집하여 파워 제어(power control)로 간섭을 줄이려는 연구가 많았다.
　단일 셀 환경에서 자원 관리를 다루는 기술들은 멀티 셀 환경에서 바로 적 용할 수 없는 것들이 많다. 인접셀에서 오는 간섭에 대한 고려가 미흡하기 때문이다. 멀티 셀 환경에서 셀간 간섭을 줄이기 위한 기술 중 중앙집중 방식은 셀간 주고 받는 상태 정보에 대한 부하(overhead)가 크고 자원 할당의 계산이 복잡하여 실시간으로 적용하기가 쉽지 않다는 점이 문제이다. 또한 분산 방식에도 적용되는 문제로서 실제 OFDMA 시스템은 구현상 어려움에 비해 낮은 성능 향상으로 하향 링크에서 파워 제어를 하지 않는 것이 대부분이나 종래 기술들은 파워 제어를 통해 셀간 간섭을 줄이려고 한다는 점이다. 한편, FRF를 조정하는 기술들은 채널 환경과 사용자의 변화에 적응적이지 않은 문제가 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 멀티 셀 하향링크 시스템의 동적 채널 할당 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 멀티 셀 하향링크 시스템에서 간섭영역을 고려한 동적 채널 할당 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 채널을 할당할 때 주변 기지국에 속한 단말기의 간섭영역을 고려하여 채널을 할당하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 동적으로 채널을 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템은, 할당받은 채널에 관한 정보를 삽입한 상향링크 프레임을 송신하는 단말기와, 채널할당을 요청받으면 주변 기지국들로부터 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 인접 셀 경계에 위치한 단말기가 송신하는 상향링크 신호를 수신하고, 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 단말기의 상향링크 신호를 이용하여 데이타 송신으로 인한 단말기간 간섭영향을 줄여 채널할당함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 동적으로 채널을 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국은, 채널 할당을 요청받고 할당하지 않은 채널들 중에서 할당할 채널을 선택하는 채널 선택부와, 상기 채널 선택부에서 선택한 채널이 주변 기지국에 포함된 단말기인 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정하는 채널간섭 측정부와, 상기 채널간섭 측정부의 측정결과 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주지 않으면 상기 선택한 채널을 할당하는 채널 할당부를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 멀티 셀 하향링크 시스템에서 기지국의 동적 채널 할당 방법은, 채널 할당을 요청받으면, 할당되지 않은 채널이 존재하는지 확인하는 과정과, 확인결과 할당되지 않은 채널이 존재하면 할당할 채널을 선택하는 과정과, 상기 선택한 채널을 할당전 상기 선택한 채널이 주변 기지국에 포함된 단말기에 미치는 간섭을 측정하는 과정과, 측정결과값을 판단하여 채널을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 채널을 할당할 때 주변 기지국에 속한 단말기의 간섭영역을 측정하여 주변 기지국에 속한 단말기로의 간섭을 줄이는 동적 채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서 멀티 셀 하향링크 시스템에서 기지국과 단말기 사이의 거리에 따라 변동하는 단말기의 간섭영역에 대해 아래에서 도 1을 참조하여 설명하고자 한다. 도 1은 일반적인 멀티 셀 하향링크 시스템의 환경에서 기지국과 단말기 사이의 거리에 따른 간섭 영역을 표시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면 상기 멀티 셀 하향링크 시스템 환경의 예는 BS1 ~ BS7의 식별자로 구분되는 기지국(110 ~ 170)을 가지며, 그중 기지국(110)은 MT1~MT2의 식별자로 구분되는 두 개의 단말기(111, 112)를 포함한다.
이때, 상기 단말기(111, 112) 각각이 주변 기지국에 의해 간섭받을 수 있는 영역인 간섭영역(Interference Range)은 단말기와 기지국 사이의 거리에 영향을 받게 되는데, 단말기와 기지국 사이의 거리가 짧으면 상기 간섭영역의 크기는 작은 영역을 가지며 반대로 단말기와 기지국 사이의 거리가 길어질수록 상기 간섭영역의 크기는 큰 영역을 가지게 된다. 상기 도 1에서 점선으로 표시한 원은 기지국(110)과의 거리가 가까운 단말기(111)의 간섭영역을 표시한 것이고, 이점 쇄선으로 표시한 원은 기지국(110)과의 거리가 상대적으로 먼 단말기(112)의 간섭영역을 표시한 것이다.
즉, 단말기(111)의 경우 점선으로 표시한 간섭영역이 서비스를 제공받는 기지국(110)에 온전히 속함으로 주변 기지국에서 같은 채널을 할당하더라도 영향을 받지 않는다. 하지만 인접 셀에 위치한 단말기(112)의 경우 이점 쇄선으로 표시한 간섭영역의 주변 기지국(120 ~ 170)에서 같은 채널을 할당하는 경우 간섭현상이 발생하게 된다. 동일한 주파수를 사용하는 셀들내에서 채널을 할당할 때에 다수의 채널 중에서 랜덤하게 할당함으로써 인접 셀간에 동일 채널이 할당되는 경우 충돌이 발생하기도 한다. OFDMA통신의 경우 동일 셀 내에서는 같은 채널을 할당하는 것이 비효율적이지만 셀이 서로 다를 경우는 서로 미치는 간섭이 최소화하도록 채널을 할당할 경우 동일한 채널을 할당하는 것이 가능합니다.
그러면 상기 간섭영역의 측정방법을 살펴보면, 상기 간섭영역은 아래 <수학식 1>을 통해 측정할 수 있다.
Figure 112007019876967-pat00001
여기서, RI는 간섭영역의 반경이고, R은 기지국과 단말기의 거리이고, SINRth는 신호대 간섭 및 잡음의 비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio)의 한계값이고, α는 경로 손실 지수이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 간섭 영역을 고려하여 채널 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템에서 기지국 장치의 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 2를 참조하면 본 발명의 기지국 장치는 스케줄러(210), 변조기(220), 디지털/아날로그 변환기(230) 및, RF처리기(240)를 포함한다.
상기 스케줄러(210)는 채널할당을 요청받으면 주변 기지국들로부터 일정 간격으로 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 인접셀에 위치한 단말기(이하 "주변 단말기"라 칭함)가 송신하는 상향링크 신호를 수신하고, 예를 들어 단말에서 송신하는 파일롯 신호 등, 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기의 상향링크 수신 신호를 이용하여 상기 주변 단말기에 간섭영향이 없는 채널을 선택하여 할당하고, 할당한 채널에 송신할 데이터를 할당하여 상기 변조기(220)로 출력한다. 이때 상기 기지국에서 수신하는 상기 주변 단말기의 상향링크신호는 상기 기지국에서 수신 가능한 상기 주변 단말기의 상향링크 신호로서 상기 주변 기지국에 포함된 모든 단말기의 상향링크는 아니다. 예로, 주변 기지국에서 수신할 수 있는 주변 단말기의 송신 신호는 별도의 추가 신호를 송신함이 없이 기존 파일롯 신호를 이용할 수 있다. 각 기지국에서는 주변 단말기 이외의 타 기지국에 속한 단말기로 부터 송신된 파일롯 신호는 수신하지 않는다. 또는 주변 단말기가 주변 기지국의 하향링크 신호의 세기 즉, SINR 등을 측정하여 서비스 중인 기지국 뿐 아니라 SINR값이 높은 몇개의 기지국을 선택하고 측정된 SINR값을 송신하기 위해 별도 채널을 할당하여 선택된 기지국에 전송하는 방법 등도 있다. 상기 스케줄러(210)에서 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기의 상향링크를 이용하여 상기 주변 단말기에 간섭영향이 없는 채널을 선택하여 할당하는 방법에 대해서는 도 3의 상기 스케줄 러(210)의 세부 구성을 통해 후술하고자 한다.
상기 변조기(220)는 상기 스케줄러(210)로부터 각각의 채널에 할당된 데이터들을 제공받아 미리 정해진 변조 방식에 따라 변조하여 출력한다. 여기서, 상기 변조방식으로는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(16Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등을 사용할 수 있다.
상기 디지털/아날로그 변환기(230)는 상기 변조기(220)로부터의 출력을 아날로그의 기저대역 신호로 변환하여 상기 RF처리기(240)로 출력한다. 상기 RF처리기(240)는 상기 디지털/아날로그 변환기(230)에서 제공받은 기저대역 신호를 주파수 상향시켜 RF신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 간섭 영역을 고려하여 채널 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국 장치에서 스케줄러의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면 본 발명의 상기 스케줄러(210)는 채널 선택부(312), 채널간섭 측정부(314) 및, 채널 할당부(316)를 포함하여 구성한다.
상기 채널 선택부(312)는 채널 할당을 요청받으면 할당하지 않은 채널 중에서 하나를 선택하여 상기 채널간섭 측정부(314)로 제공한다. 이때 상기 채널 선택부(312)에서 할당하지 않은 채널 중에서 하나를 선택할 때 채널 상태가 양호한 채널을 선택할 수도 있다. 여기서 양호한 채널이라 함은 채널의 신호대 간섭 및 잡음의 비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio)값이 채널 상태를 구분하 기 위해 실험에 의해 기설정한 기준 SINR값보다 높은 채널이다.
상기 채널간섭 측정부(314)는 주변 기지국들로부터 일정 간격으로 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기가 송신하는 수신 가능한 상향링크 신호를 이용하여 상기 채널 선택부(312)로부터 제공받은 채널이 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주는지를 확인하고, 확인결과 상기 주변 단말기를 간섭하면 상기 채널 선택부(312)로 다른 채널을 선택하도록 요청하고, 확인결과 상기 주변 단말기를 간섭하지 않는다고 판단되면 상기 채널 할당부(316)로 선택받은 채널을 제공한다. 상기 주변 단말기가 송신하는 상향링크의 구성은 아래에서 도 5를 참조하여 후술한다.
상기 채널간섭 측정부(314)에서 상기 주변 기지국의 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기의 상향링크를 이용한 간섭여부 측정 방법은 상기 채널간섭 측정부(314)가 임의로 선택한 채널을 할당할 경우 할당한 채널에 의해 변화된 동일한 채널을 사용중인 주변 단말기의 SINR값을 측정하고, 측정한 상기 주변 단말기의 SINR값을 간섭 여부를 판단하는 기준이 되는 기설정된 간섭기준 SINR값과 비교하여 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 크면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받지 않는다고 판단하고, 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 작거나 같으면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받는다고 판단한다. 상기 기 설정된 SINR값은 시스템의 변수 값으로서 이에 변수로 작용하는 값은 데이타 타입(데이타, 음성), 서비스 이용이 많은 시간대별 변수값 등을 고려하여 결정할 수 있다.
그러면 상기 채널간섭 측정부(314)가 주변 기지국에 포함된 단말기인 주변 단말기의 간섭영역에 속하는지 여부를 판단하는 방법을 아래에서 <수학식 2>에서 <수학식 3>를 통해 설명하고자 한다.
기지국 i에서 채널 c에 전송이 있고, 기지국 j가 채널 c를 할당하려고 하는 경우를 살펴보면, 기지국 j가 채널 c를 할당할 경우, 기지국 i에 포함된 주변 단말기의 SINR은 아래 <수학식 2>와 같다.
Figure 112007019876967-pat00002
여기서, SIRNi는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기의 SINR 값이고, P0는 주변 기지국 i에서 포함된 단말기로 전송하는 데이터 신호의 세기값이고, gii는 주변 기지국 i와 그 셀에 포함된 같은 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, gij는 채널을 할당하려는 기지국 j와 주변 기지국 i에 할당하려는 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, Ii는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 이미 받고있는 간섭이고, Ni는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기의 가우시안 잡음이다.
채널을 할당하려는 기지국 j는 주변 단말기로의 간섭 여부를 판단하기 위해 서는 채널이득인 gii와 gij를 알아야 한다. 이때 Ni는 간섭에 비해 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정할 수 있고, Ii는 제안하는 채널 할당이 간섭의 양을 충분이 줄일 경우에 역시 작은 값을 가지게 되어 큰 영향을 미치지 않음으로 가정할 수 있다.
따라서 상기 <수학식 2>는 아래 <수학식 3>과 같이 변경할 수 있다.
Figure 112007019876967-pat00003
여기서, SIRNi는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기의 SINR 값이고, P0는 주변 기지국 i에서 포함된 단말기로 전송하는 데이터 신호의 세기값이고, gii는 주변 기지국 i와 그 셀에 포함된 같은 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, gij는 채널을 할당하려는 기지국 j와 주변 기지국 i에 할당하려는 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, PM은 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호의 세기이고, qj는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호를 기지국 j에서 수신했을 때의 신호 세기이다.
상기 <수학식 3>에서 qj는 시스템에서 아래 <수학식 4>를 통해 측정할 수 있다.
Figure 112007019876967-pat00004
여기서, qj는 주변 기지국에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호를 기지국 j에서 수신했을 때의 신호 세기이고, PM은 주변 기지국에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호의 세기이고, glj는 채널을 할당하려는 기지국 j와 주변 기지국 l에 할당하려는 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, S는 주변 기지국의 집합이다.
상기 <수학식 4>를 이용하여 qj를 측정하고, 이를 상기 <수학식 3>에 대입하여 선택한 채널의 간섭 여부를 판별하면 채널을 할당하려는 기지국 j가 상기 S에 속하는 어떠한 단말기 각각의 간섭영역에 속하지 않음에도 상기 <수학식 3>의 결과가 기설정된 간섭기준 SINR값보다 큰 간섭함으로 나타날 수 있다. 이는 상기 기지국 j의 채널 사용이 크지 않은 간섭이지만 상기 S에 속하는 많은 주변 단말기들에게 간섭하기 때문이다. 따라서 이 경우 상기 <수학식 3>을 이용한 판별에 따라 상기 채널을 사용하지 않는다.
즉, 상기 <수학식 2>에서 상기 <수학식 4>를 통해 살펴보면, 상기 채널간섭 측정부(314)는 선택받은 채널에 의한 주변 단말기들의
Figure 112007019876967-pat00005
값이 기설정된 간섭기준 SINR값보다 클 경우에 주변 단말기에 간섭영향을 끼치지 않음으로 판단한다.
상기 채널 할당부(316)는 상기 채널간섭 측정부(314)로부터 제공받은 채널을 할당하고 채널 할당에 관한 정보인 하향링크 채널 할당 정보를 생성하여 상기 주변 기지국들로 전송한다.
그러면 간섭 여부의 판단을 위해 필요한 주변 기지국의 하향링크 채널 할당 정보와 주변 단말기가 송신하는 상향링크의 송신을 아래에서 도 4를 통해 설명하고자 한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국과 단말기가 인접한 주변 기지국으로 송신하는 정보를 도시한 도면이다.
상기 도 4는 상기 도 1의 멀티 셀 하향링크 시스템 환경에서 본 발명이 적용될 경우 기지국과 단말기가 주변 기지국으로 송신하는 신호의 예를 설명하는 도면으로, 상기 도 4를 참조하면, 기지국(110)은 주변 기지국(120 ~ 140)으로 일정 시간 간격으로 하향링크 채널 할당 정보(400)를 송신하고, 상기 기지국(110)에 포함된 단말기(111 ~ 113)는 각각 상향링크 신호를 송신한다. 예를 들어 단말기(111)의 상향링크 신호(402)를 보면 기설정된 위치(명암처리된 '2')에 파일럿 신호를 삽입하여 송신한다.
그러면, 기지국(120)은 수신하는 상기 하향링크 채널 할당 정보(400)와 수신 가능한 상기 상향링크 신호(402)를 통해 채널 식별자가 '2'인 채널을 할당할 경우 상기 단말기(111)에 간섭을 주는지 여부를 판단할 수 있고, 간섭을 주지 않으면 채널 '2'를 할당할 수 있다.
본 방법은 채널 할당을 하기 위해 특정 기지국이 주변 기지국으로부터 수신한 상기 하향링크 채널 할당 정보와 기지국에서 측정한 단말의 상향링크 수신 신호를 고려하여 할당할 채널을 선택한 후 전송하나, 상위 기지국 제어국 등에서 채널 할당 스케쥴링을 하도록 할 수 있다. 즉, 각 기지국에서 하향링크 채널 할당 정보와 주변 단말의 상향 링크 수신 신호를 측정한 값을 송신하여 해당 값을 가지고 기지국 제어국에서 할당 가능한 채널 정보를 각 기지국으로 송신하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 송/수신하는 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 5를 참조하면 본 발명의 프레임 구조는 하향링크 프레임(510)과 상향링크 프레임(520)을 포함한다.
상기 하향링크 프레임(510)은 기본적으로 DL(downlink) MAP(511), UL(uplink) MAP(512) 그리고 여러 채널(513~516)의 하향링크 데이터 버스트들로 구성된다. 그리고, 상기 상향링크 프레임(520)은 본 발명에 따라 정의한 DCA-MAP(Downlink Channel Allocation MAP)(521)과, 레인징 영역(522), 상향링크 데이터 버스트 영역인 상향링크 채널(523)들로 구성된다.
상기 하향링크 프레임(510)의 상기 DL MAP(511)은 하향링크 데이터 버스트들의 영역을 알려주는 정보들을 포함하며, 상기 UL MAP(512)은 상향링크 프레임의 구 조를 알려주는 정보들을 포함한다.
상기 상향링크 프레임(520)의 상기 DCA-MAP(521)은 채널을 할당받은 단말 각각이 할당받은 채널에 상응하는 기설정된 영역에 삽입한 파일럿 신호를 포함한다. 상기 DCA-MAP(521)은 주변 기지국에서 간섭 여부를 판단하기 위한 정보로 사용된다. 상기 상향링크 프레임(520)의 상기 레인징 영역(522)은 기지국의 할당 없이 단말이 코드를 올릴 수 있는 영역으로, 네트워크 초기 접속을 수행하거나 핸드오프를 요청하거나, 자원할당을 요청하는 등의 목적으로 사용된다.
상기 프레임의 구성은 기지국에 의해 결정되며, 단말기은 기지국이 전송하는 하향링크 프레임의 상기 DL MAP(511)과 상기 UL MAP(512)를 매 프레임마다 수신함으로써 프레임 구조 및 할당 정보를 알 수 있다. 상기 도 5의 상기 하향링크 프레임(510)과 상기 상향링크 프레임(520)을 보면 상기 프레임을 송수신하는 기지국은 채널 '1', '2' 및, '3'을 할당하였음을 알 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템에서 간섭영역을 고려한 동적 채널 할당 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 간섭영향을 고려하여 채널을 할당하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 본 발명의 기지국은 600단계에서 채널할당 요청을 감지하면, 602단계로 진행하여 상기 기지국이 할당하지 않은 채널이 존재하는지 검사한다. 상기 602단계의 검사결과 할당하지 않은 채널이 존재하지 않으면, 상기 기지 국은 614단계로 진행하여 채널할당 실패를 알리고 종료한다.
상기 602단계의 검사결과 할당하지 않은 채널이 존재하면, 상기 기지국은 604단계로 진행하여 할당되지 않은 채널 중에서 할당할 채널을 하나 선택하고, 506단계로 진행하여 상기 선택한 채널을 할당할 경우 상기 선택한 채널에 의해 간섭받는 주변 기지국에 속한 주변 단말기가 존재하는지 여부를 확인한다.
상기 606단계의 간섭 여부의 확인 방법은 주변 기지국들로부터 일정 간격으로 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 기지국에 포함된 주변 단말기가 송신하는 상향링크 중에서 수신이 가능한 상향링크를 이용하여 상기 <수학식 3>을 통해 주변 단말기의 SINR값을 측정하고, 측정한 상기 주변 단말기의 SINR값을 간섭 여부를 판단하는 기준이 되는 기설정된 간섭기준 SINR값과 비교하여 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 크면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받지 않는다고 판단하고, 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 작거나 같으면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받는다고 판단한다.
상기 606단계의 확인결과 상기 선택한 채널에 의해 간섭받는 주변 단말기가 존재하면 상기 기지국은 상기 602단계로 돌아간다. 상기 606단계의 확인결과 상기 선택한 채널에 의해 간섭받는 주변 단말기가 존재하지 않으면 상기 기지국은 상기 610단계로 진행하여 상기 선택한 채널을 할당하고, 612단계로 진행하여 할당한 채널 정보들을 포함하는 하향링크 채널 할당 정보를 주변 기지국으로 송신한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에서 간섭영향과 채널상태를 고려하여 채널을 할당하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 7을 참조하면, 본 발명의 기지국은 700단계에서 채널할당 요청을 감지하면, 702단계로 진행하여 상기 기지국이 할당하지 않은 채널이 존재하는지 검사한다. 상기 702단계의 검사결과 할당하지 않은 채널이 존재하지 않으면, 상기 기지국은 714단계로 진행하여 채널할당 실패를 알리고 종료한다.
상기 702단계의 검사결과 할당하지 않은 채널이 존재하면, 상기 기지국은 704단계로 진행하여 할당되지 않은 채널 중에서 할당할 채널을 하나 선택하고, 506단계로 진행하여 상기 선택한 채널을 할당할 경우 상기 선택한 채널에 의해 간섭받는 주변 기지국에 속한 주변 단말기가 존재하는지 여부를 확인한다.
상기 706단계의 간섭 여부의 확인 방법은 주변 기지국들로부터 일정 간격으로 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 기지국에 포함된 주변 단말기가 송신하는 상향링크 중에서 수신이 가능한 상향링크를 이용하여 상기 <수학식 3>을 통해 주변 단말기의 SINR값을 측정하고, 측정한 상기 주변 단말기의 SINR값을 간섭 여부를 판단하는 기준이 되는 기설정된 간섭기준 SINR값과 비교하여 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 크면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받지 않는다고 판단하고, 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 작거나 같으면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받는다고 판단한다.
상기 706단계의 확인결과 상기 선택한 채널에 의해 간섭받는 주변 단말기가 존재하면 상기 기지국은 상기 702단계로 돌아간다. 상기 706단계의 확인결과 상기 선택한 채널에 의해 간섭받는 주변 단말기가 존재하지 않으면 708단계로 진행하여 상기 선택한 채널의 채널상태가 양호한지 여부를 확인한다.
상기 708단계의 상기 선택한 채널의 채널상태가 양호한지 여부를 판단하는 방법은 선택한 채널의 SINR값과 채널 상태를 구분하기 위해 실험에 의해 기설정한 기준 SINR값을 비교하여 높으면 양호한 채널이라고 판단하고 낮거나 같으면 불량한 채널이라고 판단한다.
상기 708단계의 확인결과 상기 선택한 채널의 채널상태가 불량하면 상기 기지국은 상기 702단계로 돌아간다. 하지만, 상기 708단계의 확인결과 상기 선택한 채널의 채널상태가 양호하면, 상기 기지국은 상기 710단계로 진행하여 상기 선택한 채널을 할당하고, 712단계로 진행하여 할당한 채널 정보들을 포함하는 하향링크 채널 할당 정보를 주변 기지국으로 송신한다.
상기 도 6과 상기 도 7의 차이점은 상기 도 7의 708단계에서 추가로 채널상태를 더 고려하는 것을 제외하고는 상기 도 6과 도 7을 동일하다 상기 도 7에서는 상기 채널상태를 판단하는 과정을 간섭여부를 판단하는 과정 후에 진행하고 있지만 그 순서는 바뀌어서 수행할 수도 있다.
그러면 상술한 바와 같은 본 발명을 아래에서 도 8과 도 9를 참조하여 실질적인 예를 통해 기타 다른 채널할당 방법과 그 성능을 비교하여 설명하고자 한다. 먼저 실험하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 환경은 아래 도 8과 같다.
도 8은 각각 3개의 섹터를 가진 37개의 셀을 포함하는 멀티 셀 하향링크 시스템을 도시한 도면이다. 상기 도 8을 참조하면 실험환경은 3개의 섹터로 나뉜 37개의 셀에서 채널 할당이 이루어지며, 그 성능 측정은 음역으로 표시한 내부의 7개 셀에서 하였다. 성능 측정을 내부 7개의 셀에서만 한 이유는 외부 셀로 갈수록 간섭이 적어져서 측정에 오차가 생기기 때문이다. 채널 모델은 -4 의 경로 손실 지수(path loss exponent)를 가지는 경로 손실을 사용하였고, 가우시안 잡음(Gaussian noise)은 무시하였다. 또한 간섭영역 측정시 필요한 SINRth와 간섭여부를 판단하는 간섭기준 SINR값을 5dB로 하였다. 채널은 21개를 두었으며, SINR에서 데이터 전송률(data rate)을 얻는 것은 아래 표 1의 WiBro 시스템의 MCS level을 사용하였다.
Level Modulation Coding rate Required SIR Data rate (kbps)
1 QPSK 1/12 -1.8 9.78
2 QPSK 1/6 -0.3 19.55
3 QPSK 1/3 2.6 39.11
4 QPSK 2/5 4.2 46.93
5 16QAM 1/4 5.2 58.67
6 16QAM 1/3 6.8 78.21
7 16QAM 2/5 8.3 93.87
8 16QAM 1/2 11.3 117.33
그러면 상술한 바와 같은 실험 환경하에서 본 발명과 기존의 다른 채널할당 기법들과의 성능을 아래에서 도 9를 통해 비교해 보겠다. 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 멀티 셀 하향링크 시스템에서의 채널할당에 관한 성능을 도시한 그래프이다.
상기 도 9를 참조하면 간섭여부를 고려한 상기 도 6(이하 'basic'으로 표기한다.)과 간섭여부와 채널상태를 모두 고려한 상기 도 7(이하 'comb'으로 표기한다.)의 본 발명을 기존의 다른 채널할당 기법인 FRF1, FRF3 및, conv와 비교하여 그 성능을 평가하고 있다.
여기서, FRF1은 주변기지국의 채널할당 여부를 고려하지 않고 하나의 기지국에서 할당하지 않은 채널을 선택하여 채널 할당하는 기법이고, FRF3는 FRF1과 마찬가지로 주변기지국의 채널할당 여부를 고려하지 않고 하나의 기지국에서 할당하지 않은 채널을 선택하여 채널 할당한다. 하지만 FRF3는 채널을 할당하기 전에 할당가능한 채널들을 3개의 그룹으로 분류하여 각각의 기지국별로 사용할 수 있는 채널그룹을 기설정하여 기설정한 그룹 내에 포함된 채널만을 이용하여 할당한다.
상기 FRF1와, 상기 FRF3의 상세한 설명은 다음 논문(S. Yoon, Y. Cho, C.-B. Chae, and H. Lee, "System level performance of OFDMA forward link with proportional fair scheduling," in Proc. PIMRC 2004, Barcelona, Spain, Sep. 2004.)을 참조할 수 있다.
상기 conv는 주변기지국의 채널할당 여부를 고려하지 않고 하나의 기지국에서 할당하지 않은 채널 중에서 채널상태가 가장 좋은 채널을 선택하는 기법이다. 상기 conv의 상세한 설명은 유럽의 차세대 이동통신 표준문서 "IST-2003-507581 WINNER D2.10, Final report on identified key radio interface technologies, system concepts and their assessment, Dec. 2005."를 참조할 수 있다.
상기 도 9를 참조하면, 섹터에서 단말기가 기지국으로부터 거리에 따른 단위면적당 얻는 단위량을 표현하고 있다. 이 결과는 단말기의 셀 내 위치에 따른 처리량의 공평성을 판단하기 위해 사용되었다. FRF 1은 셀 중앙에서는 제일 좋은 성능을 보이지만 가장자리로 갈수록 급격히 성능이 떨어진다. 즉, 매우 낮은 공평성을 가지고 있다. FRF 3은 위치에 상관없이 거의 일정한 성능을 보이고 있다. Conv는 FRF 1보다는 향상된 공평성을 가지고 있으나 셀 가장자리 단말기는 여전히 큰 간섭을 받고 있음을 알 수 있다. 반명에 제안하는 본 발명들은 공평성이 더욱 향상되고 셀 가장자리 단말기에게도 FRF 3과 비슷한 수준의 처리량을 제공하고 있다.
분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 할당받은 채널에 관한 정보를 삽입한 상향링크 프레임을 송신하는 단말기와, 채널할당을 요청받으면 주변 기지국들로부터 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 주변 기지국에 포함된 주변 단말기가 송신하는 상향링크를 수신하고, 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기의 상향링크를 이용하여 상기 주변 단말기에 간섭영향이 없는 채널을 선택하여 할당하는 기지국을 포함하는 멀티 셀 하향링크 시스템에 관한 것으로, 기지국과 단말기 사이의 거리에 따른 단말기의 간섭영역을 고려하여 채널을 할당하기 때문에 기지국과 단말기 사이의 거리에 따른 단위 면적당 처리량에 관한 성능이 다른 채널 할당 기법에 비해 우수한 효과를 가진다.

Claims (29)

  1. 채널을 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템에서 단말기의 채널 요청에 대하여 채널을 할당하기 위한 시스템에 있어서,
    인접 셀의 경계면에 위치한 단말기가 송신하는 상향링크 신호를 수신하는 채널 측정부와,
    인접한 주변 기지국들로부터 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 상기 인접 셀의 경계면에 위치한 단말기의 상기 상향링크 신호를 이용하여 상기 채널 할당을 요청한 단말기에 간섭영향이 없는 채널을 선택하는 채널 할당부와,
    상기 채널 할당부를 통해 할당된 채널로 송신함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 할당부에서 할당 가능한 채널을 선택함에 있어서, 상기 주변 기지국으로 부터 수신한 하향링크 채널 할당 정보값으로부터 상기 주변 기지국에서 사용되지 않는 채널을 선택함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 할당부에서 할당 가능한 채널을 선택함에 있어서, 상기 인접 셀의 경계면에 위치한 단말기로부터 수신한 상향링크 신호의 세기를 측정함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 주변 기지국은 단말로부터 수신한 상향링크 신호로 부터 SINR(Signal to noise ratio) 혹은 BER(bit error rate) 등을 측정함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 할당부에서 할당 가능한 채널을 선택함에 있어서, 상기 주변 기지국으로 부터 수신한 하향링크 채널 할당 정보값으로 부터 상기 인접 셀에 위치한 단말을 확인하고, 상기 인접 셀의 경계면에 위치한 단말로부터 수신한 상기 상향링크 수신 신호의 세기를 기 설정된 신호 세기 값과 비교하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 인접 셀의 경계면에 위치한 단말기에서 송신하는 상향링크 신호는 파일롯 신호임을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 인접 셀의 경계면에 위치한 단말기에서 상향링크 신호를 송신할 때에 채널에 대한 정보를 삽입하여 송신함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 할당부가 기지국 제어국에 있어, 상기 주변 기지국으로 부터 송신하는 하향링크 채널 할당 정보와 각 기지국에서 측정한 인접 셀에 위치한 단말의 상향링크 수신 신호 세기값을 수신하여 할당 가능한 채널을 선택하여 채널할당을 요구하는 단말이 속한 기지국에 전송함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 인접 셀의 경계면에 위치한 단말기의 상향링크 수신 신호가 신호의 세기 값을 포함함을 특징으로 하는 시스템, 상기 인접 셀의 경계면에 위치한 단말기는 주변 기지국의 하향신호의 신호를 측정하여 신호의 세기를 측정하여 이를 선택적으로 혹은 모든 주변 기지국에 전송함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  10. 채널을 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템에서 단말의 채널 요청에 대하여 채널을 할당하기 위한 시스템에 있어서,
    상향링크 신호를 송신할 때에 할당받은 채널에 관한 정보를 삽입하여 송신하는 단말기와,
    인접한 주변 기지국들로부터 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 상기 단말기로부터 수신한 상향링크 신호수신하여 상기 채널 할당을 요청한 상기 주변 단말기에 간섭영향이 없는 채널을 선택하는 채널 할당부와,
    상기 채널 할당부를 통해 할당된 채널로 송신함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  11. 동적으로 채널을 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국에 있어서,
    채널 할당을 요청받고 할당하지 않은 채널들 중에서 할당할 채널을 선택하는 채널 선택부와,
    상기 채널 선택부에서 선택한 채널이 주변 기지국에 포함된 단말기인 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정하는 채널간섭 측정부와,
    상기 채널간섭 측정부의 측정결과 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주지 않으 면 상기 선택한 채널을 할당하는 채널 할당부를 포함함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 채널 선택부는,
    할당하지 않은 채널들 중에서 상기 할당할 채널을 선택할 때 채널상태가 양호한 채널을 선택함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 채널상태가 양호한 채널은,
    채널의 신호대 간섭 및 잡음의 비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio) 값이 채널 상태를 구분하기 위해 실험에 의해 기설정한 기준 SINR값보다 높은 채널임을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 채널간섭 측정부는,
    상기 주변 기지국들로부터 일정 간격으로 수신하는 하향링크 채널 할당 정보 와 상기 주변 단말기가 송신하는 상향링크 중에서 수신이 가능한 상향링크를 이용하여 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 주변 단말기는,
    할당받은 채널에 관한 정보를 상향링크 프레임 전송시 상기 상향링크에 포함되는 DCA-MAP(Downlink Channel Allocation MAP)에서 상기 할당받은 채널에 상응하는 기설정된 위치에 파일럿 신호를 삽입하여 송신함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 채널간섭 측정부는,
    상기 주변 기지국의 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기의 상기 상향링크를 이용하여 상기 선택한 채널의 간섭 여부를 판단하기 위해 상기 주변 단말기의 간섭 및 잡음의 비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio)의 값을 측정하고, 측정한 상기 주변 단말기의 SINR값이 간섭 여부를 판단하는 기준이 되는 기설정된 간섭기준 SINR값과 비교하여 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간 섭기준 SINR값보다 크면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받지 않는다고 판단하고, 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 작거나 같으면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받는다고 판단함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 채널간섭 측정부는,
    상기 주변 단말기의 SINR값을 아래 <수학식 5>를 이용하여 측정함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템의 기지국.
    Figure 112007019876967-pat00006
    여기서, SIRNi는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기의 SINR 값이고, P0는 주변 기지국 i에서 포함된 단말기로 전송하는 데이터 신호의 세기값이고, gii는 주변 기지국 i와 그 셀에 포함된 같은 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, gij는 채널을 할당하려는 기지국 j와 주변 기지국 i에 할당하려는 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, PM은 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호의 세기이고, qj는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호를 기지국 j에서 수신했을 때의 신호 세기이다.
  18. 동적으로 채널을 할당하는 멀티 셀 하향링크 시스템에 있어서,
    할당받은 채널에 관한 정보를 삽입한 상향링크 프레임을 송신하는 단말기와,
    채널할당을 요청받으면 주변 기지국들로부터 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 주변 기지국에 포함된 주변 단말기가 송신하는 상향링크를 수신하고, 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기의 상향링크를 이용하여 상기 주변 단말기에 간섭영향이 없는 채널을 선택하여 할당하는 기지국을 포함함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 프레임을 송신하는 단말기는,
    할당받은 채널에 관한 정보를 상향링크 프레임 전송시 상기 상향링크에 포함되는 DCA-MAP(Downlink Channel Allocation MAP)에서 상기 할당받은 채널에 상응하는 기설정된 위치에 파일럿 신호를 삽입하여 송신함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 기지국은,
    채널을 할당하고 할당한 채널정보를 포함하는 하향링크 채널 할당 정보를 상기 주변 기지국으로 일정시간 간격으로 송신함을 특징으로 하는 멀티 셀 하향링크 시스템.
  21. 멀티 셀 하향링크 시스템에서 기지국의 동적 채널 할당 방법에 있어서,
    채널 할당을 요청받으면, 할당되지 않은 채널이 존재하는지 확인하는 과정과,
    확인결과 할당되지 않은 채널이 존재하면 할당할 채널을 선택하는 과정과,
    상기 선택한 채널을 할당할 경우 상기 선택한 채널이 주변 기지국에 포함된 단말기인 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정하는 과정과,
    측정결과 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주지 않으면, 선택받은 채널을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정하는 과정의 측정결과 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주면, 다시 할당할 채널을 선택하는 과정으로 돌아가 할당할 채널을 재 선택받는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 선택받은 채널을 할당하는 과정 전에,
    선택받는 채널의 채널 상태를 확인하는 과정을 더 포함하고,
    상기 선택받은 채널을 할당하는 과정은,
    상기 선택받은 채널이 측정결과 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주지 않고, 확인결과 채널상태가 양호하면 상기 선택받은 채널을 할당함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  24. 제 23항에 있어서
    선택받는 채널의 채널 상태를 확인하는 과정의 확인결과 선택받는 채널의 채널상태가 불량하면, 다시 할당할 채널을 선택하는 과정으로 돌아가 할당 할 채널을 재 선택받는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 채널상태가 양호한 채널은,
    채널의 신호대 간섭 및 잡음의 비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio) 값이 채널 상태를 구분하기 위해 실험에 의해 기설정한 기준 SINR값보다 높은 채널임을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  26. 제 21항에 있어서,
    상기 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정하는 과정은,
    상기 주변 기지국들로부터 일정 간격으로 수신하는 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기가 송신하는 상향링크 중에서 수신이 가능한 상향링크를 이용하여 상기 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 주변 단말기는,
    할당받은 채널에 관한 정보를 상향링크 프레임 전송시 상기 상향링크에 포함되는 DCA-MAP(Downlink Channel Allocation MAP)에서 상기 할당받은 채널에 상응하는 기설정된 위치에 파일럿 신호를 삽입하여 송신함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정하는 과정은,
    상기 주변 기지국의 상기 하향링크 채널 할당 정보와 상기 주변 단말기의 상기 상향링크를 이용하여 선택한 채널의 간섭 여부를 판단하기 위해 상기 주변 단말기의 간섭 및 잡음의 비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio)의 값을 측정하고, 측정한 상기 주변 단말기의 SINR값이 간섭 여부를 판단하는 기준이 되는 기설정된 간섭기준 SINR값과 비교하여 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 크면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받지 않는다고 판단하고, 상기 주변 단말기의 SINR값이 상기 간섭기준 SINR값보다 작거나 같으면 상기 주변 단말기는 선택한 채널에 의해 간섭받는다고 판단함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 주변 단말기에 간섭영향을 주는지 측정하는 과정은,
    상기 주변 단말기의 SINR값을 아래 <수학식 6>를 이용하여 측정함을 특징으로 하는 기지국의 동적 채널 할당 방법.
    Figure 112007019876967-pat00007
    여기서, SIRNi는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기의 SINR 값이고, P0는 주변 기지국 i에서 포함된 단말기로 전송하는 데이터 신호의 세기값이고, gii는 주변 기지국 i와 그 셀에 포함된 같은 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, gij는 채널을 할당하려는 기지국 j와 주변 기지국 i에 할당하려는 채널을 할당받은 단말기와의 채널 이득이고, PM은 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호의 세기이고, qj는 주변 기지국 i에 포함된 할당하려는 채널을 할당받은 단말기가 상향링크의 기설정 위치에 삽입한 파일럿 신호를 기지국 j에서 수신했을 때의 신호 세기이다.
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