KR101428919B1 - 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법 및 장치 - Google Patents

다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법 및 장치 Download PDF

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최용훈
한영남
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Abstract

본 발명의 실시예는 다중 무선 접속 시스템에서의 효율적인 상향 링크 다중 접속 방법과 그 장치 제공에 관한 것이다. 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법에 있어서, 컴포넌트 캐리어들의 채널 상태를 측정하는 단계; 라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴(Newton) 방법을 통해 컴포넌트 캐리어들 중 데이터 전송을 위한 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 단계; 라그랑지안과 뉴턴 방법을 통해 최적해를 도출하는 단계; 및 최적해 중, 상향 링크에 동시 접속을 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계를 포함하는 상향 링크 다중 접속 방법이 제공될 수 있다.

Description

다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법 및 장치{UPLINK MULTI RADIO ACCESS METHOD AND SYSTEM IN HETERGENEOUS NETWORKS}
본 발명의 실시예는 다중 무선 접속 시스템에서의 효율적인 상향 링크 다중 접속 방법과 그 장치 제공에 관한 것이다.
4세대 이동통신 시스템은 무선 전송률을 높이기 위해 100 MHz까지의 다양한 대역폭을 제공한다. 3GPP 진영의 LTE-Advanced와 IEEE 802.16m과 같은 4세대 이동 통신 시스템은 사용자 단말이, 같거나 다른 주파수 밴드(Intra-band or Inter-band)에 있는 다중의 캐리어를 병합해서 사용할 수 있는 캐리어 병합 (Carrier Aggregation, CA) 기술을 제공한다.
LTE-Advanced 시스템은 높은 스펙트럼 효율을 제공하기 위해 하향링크에서 직교주파수분할다중접속(OFDMA), 상향링크에서 싱글 캐리어 주파수분할다중접속(SC-FDMA) 방식을 사용한다. LTE-Advanced 시스템의 캐리어 병합(CA)은 eNB와 사용자 단말(UE) 사이에서 넓은 전송 대역폭을 제공하기 위해, 같거나 다른 주파수 밴드의 컴포넌트 캐리어(CC)를 병합해서 사용할 수 있다. 캐리어 병합은 LTE-Advanced 시스템의 주요한 특징으로, 사용자 단말이 다중의 컴포넌트 캐리어를 동시에 이용하여 데이터를 전송함으로써 전송률을 높이는 방법이다.
3GPP LTE Release 10에서는 상향링크와 하향링크에서 5개까지의 캐리어 병합이 가능하도록 컨트롤 시그널링을 제공하고 있으나, 이는 시그널링 오버헤드를 증가시키는 측면이 있으며, 사용자 단말은 사용할 수 있는 전송 전력에 한계가 있기 때문에 상향 링크 다중 접속 시에 효율적인 자원할당 기법이 요구된다.
이와 관련하여 한국공개특허 제2011-0113128호에서는 “무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 송수신 방법 및 장치”에 대해서 제공하고 있다.
본 발명의 실시예는 LTE-Advanced 같은 다중 캐리어에 동시 접속이 가능한 시스템에서 사용자 단말이 데이터를 전송하고자 할 때 최대의 시스템 용량을 유지할 수 있는 상향 링크 캐리어 병합(CA) 방법을 제시하기 위한 것이다.
이때, 사용자 단말은 사용할 수 있는 전송 파워의 한계, 즉 배터리 파워의 한계가 있기 때문에 상향 링크 다중 접속을 할 때에 있어서 최적의 자원 할당 기법이 요구되는데, 다중 무선 접속 시스템 환경에서 채널 상태, 가용 주파수, 배터리 파워, 상향 링크 시스템 용량 등을 고려하여 라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴 방법(Newton Method) 등의 방법을 활용하여 최적의 솔루션을 도출하고자 한다.
계산된 최적의 자원할당 솔루션을 바탕으로 최대의 시스템 용량을 유지하면서 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있는 최소의 캐리어 병합 선택기준을 설정하는 기법과, 동시에 최적의 캐리어 병합을 활용할 수 있는 방법과 장치를 구현한다.
다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법에 있어서, 컴포넌트 캐리어들의 채널 상태를 측정하는 단계; 라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴(Newton) 방법을 통해 컴포넌트 캐리어들 중 데이터 전송을 위한 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 단계; 라그랑지안과 뉴턴 방법을 통해 최적해를 도출하는 단계; 및 최적해 중, 상향 링크에 동시 접속을 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계를 포함하는 상향 링크 다중 접속 방법이 제공될 수 있다.
일측에 있어서, 각 컴포넌트 캐리어의 채널 상태를 측정하는 단계는 각 컴포넌트 캐리어의 채널 상태를 측정하여 채널 이득 대 잡음의 비율을 결정할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 단계는, 라그랑지안과 뉴턴 방법을 사용하기 위한 초기 값인 초기 할당 주파수, 초기 할당 전송 전력 및 라그랑지안의 라그랑지 곱수(Lagrange Multiplier)를 설정하고, 할당 주파수를 결정한 후 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 라그랑지안과 뉴턴 방법을 통해 최적해를 도출하는 단계는 최적해가 도출되지 않았을 경우엔 라그랑지안의 라그랑지 곱수를 업데이트하고 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 단계를 다시 수행하여 최적해를 도출할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 상향 링크에 동시에 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계는, 도출된 최적해 중 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어의 수가 일정 개수 이상일 경우에, 일정 개수의 컴포넌트 캐리어를 채널 상황이 좋은 순서대로 선택하여 여분의 주파수와 전송 전력을 선택된 컴포넌트 캐리어로 할당하고, 선택된 컴포넌트 캐리어를 통해 데이터 통신을 수행할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 상향 링크에 동시에 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계는, 도출된 최적해 중 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어 수가 동시 접속을 위한 일정 개수와 일치할 경우에, 최적해 수만큼의 컴포넌트 캐리어를 통해 데이터 통신을 수행할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 상향 링크에 동시에 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계는, 도출된 최적해 중 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어 수가 동시 접속을 위한 일정 개수보다 적을 경우에, 최적해 수만큼의 컴포넌트 캐리어를 통해 데이터 통신을 수행하고, 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어가 없을 경우에, 데이터 통신을 수행하지 않을 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 조건은 최적해 중 최종 할당 주파수와 최종 전송 전력이 0이 아닌 것에 해당하는 것
다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 장치에 있어서, 컴포넌트 캐리어들의 채널 상태를 측정하는 측정부; 라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴(Newton) 방법을 통해 컴포넌트 캐리어들 중 데이터 전송을 위한 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 계산부; 라그랑지안과 뉴턴 방법을 통해 최적해를 도출하는 도출부; 및 최적해 중, 상향 링크에 동시 접속을 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 접속부를 포함하는 상향 링크 다중 접속 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예를 통해 다중 무선 접속 시스템에서 패킷 데이터를 전송할 때 최적의 자원할당 방법을 라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴 방법(Newton Method) 등을 이용하여 도출할 수 있다.
또한, 다중 무선 접속 시스템에서 상향 링크로 패킷 데이터를 전송할 때 최대 캐리어 병합의 개수를 2개로 제한하여 전송할 경우 최적해에 기반하여 다중 접속하는 경우와 비교하였을 때 시스템 용량이 거의 동일한 성능을 가진다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 컴포넌트 캐리어 병합 시스템의 모델을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 상향 링크에 동시 접속을 위한 컴포넌트 캐리어를 선택하고 이에 접속하는 것에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 컴포넌트 캐리어 병합 수에 따른 주파수 효율을 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 다중 무선 접속 시스템에서 상향 링크로의 다중 접속 방법과 그 장치에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
본 발명의 실시예는 인지 정보 기반의 인텔리전트 다중 무선 접속 시스템에서 상향 링크로 다중 라디오 접속을 할 때, 최대 시스템 용량을 유지하면서 시그널링 오버헤드(Signaling Overhead)를 줄이기 위한 효율적인 다중 접속 방법을 찾기 위한 것이다.
도 1은 컴포넌트 캐리어 병합의 개념도를 도시한 것이다. 도 1에서 다중 접속이 가능한 사용자 단말은 인터라 밴드(도 1의 CC 1과 CC 2, 또는 CC 3과 CC 4) 또는 인터 밴드(도 1의 Band 1과 Band 2)에서 m개의 컴포넌트 캐리어(CC)를 동시에 사용하여 데이터를 전송할 수 있다.
이러한 컴포넌트 캐리어 병합 시스템 모델에서 eNB의 안테나는 동일한 사업자에 의해 같은 곳에 설치되어 같은 빔 디렉션(Direction)과 빔 패턴을 가질 수 있다.
인터라 밴드 내의 컴포넌트 캐리어는 인접 셀 간의 간섭을 줄이기 위해 각기 다른 전송 전력을 가지도록 eNB에서 설계될 수 있다. 각 컴포넌트 캐리어의 커버리지 영역이 중첩된 곳에 위치한 사용자 단말은 인터라 밴드 또는 인터 밴드 캐리어 병합을 통해 전송률을 높일 수 있다.
캐리어 병합이 가능한 다중 무선 접속 시스템에서 패킷 데이터를 전송하기 위해 이하와 같은 접속 시나리오를 고려할 수 있다.
1) 컴포넌트 캐리어 선택: 도 1의 UE1과 같이 사용자 단말은 채널 상태에 기반하여 하나의 컴포넌트 캐리어를 선택하고, 데이터 전송을 위해 선택된 컴포넌트 캐리어에 전체 전송 전력을 할당한다.
2) m-CC(컴포넌트 캐리어) 동시 접속(m≥2): 도 1에서와 같이, 사용자 단말은 동시에 m개의 컴포넌트 캐리어에 접속하고, 각 컴포넌트 캐리어에 접속하기 위해 전송 전력을 분배하여 사용할 수 있다. 예컨대, UE2는 CC 1과 CC 2에, UE3은 CC 1 내지 CC 3까지, 그리고 UE4는 4개의 모든 컴포넌트 캐리어에 접속하고 있는 것을 도시하고 있다.
따라서, 캐리어 병합을 이용한 데이터 전송을 위해서는 다차원 자원 할당 기술이 요구된다. 실시예에 있어서, 무선 자원 할당 기법은 컴포넌트 캐리어의 병합 개수와 전송 전력을 적용적으로 변화시킬 수 있어야 한다. 섀넌(Shannon) 공식을 이용하여 U 개의 사용자 단말(u)과 C 개의 컴포넌트 캐리어(c)가 존재하는 통신 환경에서 상향 링크 용량을 구하면 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112013030673816-pat00001
여기서,
Figure 112013030673816-pat00002
는 컴포넌트 캐리어가 제공하는 효율,
Figure 112013030673816-pat00003
는 할당된 주파수를 의미하며,
Figure 112013030673816-pat00004
는 할당된 전송 전력,
Figure 112013030673816-pat00005
는 채널이득 대 노이즈의 비율이다. 이때의 목적함수는 컨케이브(Concave) 함수이므로 하기의 수학식 2와 같은 라그랑지안 (Lagrangian)을 이용하여 최적해를 구할 수 있다.
Figure 112013030673816-pat00006
여기서,
Figure 112013030673816-pat00007
와
Figure 112013030673816-pat00008
는 라그랑지안의 라그랑지 곱수(Lagrange Multiplier)이다.
최적해의 필요 조건을 얻기 위해 수학식 2의 라그랑지안을
Figure 112013030673816-pat00009
에 대해 미분하면 수학식 3과 같은 Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 조건을 구할 수 있다.
Figure 112013030673816-pat00010
수학식 3의 두 조건 식을 이용하면
Figure 112013030673816-pat00011
와
Figure 112013030673816-pat00012
가 조인트된 수학식 4와 같은 관계식을 도출할 수 있다. 이러한 수치 해석을 이용하여 다중 무선 접속 시스템에서 캐리어 병합을 이용하기 위한
Figure 112013030673816-pat00013
와
Figure 112013030673816-pat00014
의 자원 할당 방법을 알아낼 수 있다.
Figure 112013030673816-pat00015
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법의 세부적인 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(210)에서는 각 컴포넌트 캐리어의 채널 상태를 측정할 수 있다. 실시예에 있어서, 각 채널에 대해서 채널이득 대 노이즈 비율에 대해서 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예의 단계(220)에서는 라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴 방법(Newton Method) 등을 이용하여 채널에 할당할 주파수와 전송 전력을 결정할 수 있는데, 이를 위해서 먼저 라그랑지안과 뉴턴 방법 등을 사용하기 위한 초기값으로서 할당 주파수
Figure 112013030673816-pat00016
, 할당 전송 전력
Figure 112013030673816-pat00017
, 그리고 라그랑지 곱수인
Figure 112013030673816-pat00018
,
Figure 112013030673816-pat00019
에 대해서 설정할 수 있다. 초기값으로 입력된 할당 주파수 값과 할당 전송 전력 값은 채널 환경에 따라서 결과 값이 변경될 수 있다.
설정된 초기 값을 입력하여 하기 수학식 5를 통해 먼저 컴포넌트 캐리어에 할당할 주파수
Figure 112013030673816-pat00020
의 값을 결정할 수 있다.
Figure 112013030673816-pat00021
여기서,
Figure 112013030673816-pat00022
는 식의 반복을 위한 변수이다.
이에 주파수
Figure 112013030673816-pat00023
가 결정되면, 할당할 전송 전력
Figure 112013030673816-pat00024
을 결정할 수 있다. 이때, 수학식 4를 이용할 수 있다.
Figure 112013030673816-pat00025
이외에 결정되어 있는 변수를 입력하여 구할 수 있으며, 최적해를 도출하도록 한다.
따라서 단계(230)에서는 단계(220)를 통해 결정된 해가 최적해 인지에 대해서 검증할 수 있다. 최적해는 캐리어가 제공하는 효율 면에서 할당된 주파수와 전송 전력이 적절한지에 대한 것이며, 최적해는 도출되지 않거나 하나 이상의 개수로 도출될 수 있다.
만약, 단계(230)를 통한 검증에서 최적해가 도출되지 않았을 경우엔, 단계(220)로 다시 되돌아가 라그랑지 곱수 값을 하기의 수학식 6을 이용하여 업데이트하고 상기 수학식 5를 통해 최적해를 도출해낸다.
Figure 112013030673816-pat00026
여기서,
Figure 112013030673816-pat00027
는 컨버전스 속도와 관계가 있는 상수값이다.
이어서, 도출된 최적해에 대해서 단계(240)에서는 상향 링크에 동시 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속할 수 있다. 단계(240)와 관련하여, 도 3을 참조하여 자세히 설명할 수 있다. 최적해 중, 무선 전송을 위해 사용될 수 있는 캐리어에 대해서는 조건에 따라서 사용되거나 사용되지 않을 수 있다.
이러한 조건으로는 도출된 최적해 중
Figure 112013030673816-pat00028
인 해의 개수를 조건으로 하여 동시 접속할 수 있는 컴포넌트 캐리어를 선정할 수 있다.
본 발명의 실시예는 최대로 동시 접속할 수 있는 컴포넌트 캐리어의 수를 일정 개수로 제한하는데, 이는 캐리어의 수가 늘어날수록 주파수 효율이 계속 증가하지 않고, 일정 개수 이상이 되면 일정하게 나타나기 때문이다. 이에 대해서는 이하 도 4에서 자세히 설명하도록 한다. 실시예에 있어서, 최대 동시 접속 컴포넌트 캐리어의 수를 2로 제한하여 이하를 설명하도록 한다.
단계(231)에서는 도출된 최적해중
Figure 112013030673816-pat00029
인 개수가 2개 이상인 경우를 판별할 수 있다. 최대로 동시 접속할 수 있는 컴포넌트 캐리어 수를 제한하고 있기 때문에, 단계(232)에서는 2개 이상의 모든 최적해에 대해서 채널의 상태가 좋은, 예컨대 채널이득 대 노이즈 비율이 좋은 2개의 컴포넌트 캐리어를 선택할 수 있다. 선택된 컴포넌트 캐리어에 주파수와 전송 전력을 할당할 수 있다.
이어서, 단계(233)에서는 선택된 2개의 컴포넌트 캐리어를 통해서 데이터 무선 전송을 수행할 수 있다.
또한, 단계(231)에서
Figure 112013030673816-pat00030
인 개수가 2개 이상이 아닐 경우에 대해서는 단계(234)에서
Figure 112013030673816-pat00031
가 2인지 아닌지 판단할 수 있다. 실시예에 있어서, 최대 동시 접속 캐리어 개수가 2개로 제한되어 있는 상태에서, 최대 동시 접속 캐리어 개수만큼 조건에 부합하는 컴포넌트 캐리어에 대해서는 모든 컴포넌트 캐리어를 이용할 수 있도록 하며, 단계(233)을 통해 데이터를 무선 전송할 수 있다.
그리고 단계(235)를 통해
Figure 112013030673816-pat00032
인 개수가 1개인지 혹은 그 이하인지 판단할 수 있으며, 1개일 경우엔 단계(236)를 통해서 그 1개의 컴포넌트 캐리어를 이용하여 무선 데이터 전송이 가능하도록 하며,
Figure 112013030673816-pat00033
인 개수가 1개 이하, 즉 0일 경우엔 무선 전송에 적합한 컴포넌트 캐리어가 존재하지 않기 때문에 단계(237)에 의해서 이를 실시하지 않도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 캐리어 병합 수에 따른 주파수 효율(Spectrum Efficiency)을 비교한 그래프이다. 앞서 말했듯, 캐리어 병합 수에 따라 주파수 효율이 꾸준히 증가하는 것이 아니라 일정 개수 이상이 되면 일정하게 나타나기 때문에 본 발명에서는 동시 접속을 위한 캐리어 수를 제한한다.
도 4는 각 컴포넌트 캐리어 접속을 위해 제안된 자원 할당 기법을 바탕으로 캐리어 병합 수를 증가함에 따른 주파수 효율을 비교한 것이다. 도 4에 의하면, 4개의 컴포넌트 캐리어에 접속했을 때(Optimal Solution)와 두 개의 컴포넌트 캐리어에 접속했을 때(Proposed Solution)의 주파수 효율이 거의 동일하게 나타난다.
한편, 4개의 컴포넌트 캐리어를 동시에 사용하기 위해서는 2개의 컴포넌트 캐리어를 사용할 때 보다 훨씬 많은 오버헤드가 요구된다. 뿐만 아니라, 사용되지 않는 컴포넌트 캐리어에 대응하는 안테나의 off도 가능하기 때문에 eNB의 에너지 효율 측면에서도 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 제안된 자원 할당 기법이 적용된 상향 링크 다중 접속에서 동시 접속을 위한 컴포넌트 캐리어의 선택 수를 최대 2개로 제한할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 다중 무선 접속 시스템에서 상향 링크 다중 접속을 위한 장치(500)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 실시예에 따른 상향 링크 다중 접속 장치(500)는 도 2 내지 도 3을 통해 설명한 상향링크 다중 접속 방법을 수행하기 위한 것이며, 측정부(510), 계산부(520), 도출부(530), 접속부(540)을 포함하여 구성될 수 있다.
측정부(510)는 각 컴포넌트 캐리어의 채널 상태를 측정할 수 있다. 실시예에 있어서, 각 채널의 상태란 각 채널의 채널이득 대 노이즈 비율에 대한 것에 해당할 수 있다.
계산부(520)는 라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴 방법(Newton Method) 등을 이용하여 채널에 할당할 주파수와 전송 전력을 결정할 수 있는데, 이를 위해서 먼저 라그랑지안과 뉴턴 방법 등을 사용하기 위한 초기값으로서 할당 주파수
Figure 112013030673816-pat00034
, 할당 전송 전력
Figure 112013030673816-pat00035
, 그리고 라그랑지 곱수인
Figure 112013030673816-pat00036
,
Figure 112013030673816-pat00037
에 대해서 설정할 수 있다.
이에 주파수
Figure 112013030673816-pat00038
가 결정되면, 할당할 전송 전력
Figure 112013030673816-pat00039
을 결정할 수 있다. 이때, 상기의 수학식 4를 이용할 수 있다.
Figure 112013030673816-pat00040
이외에 결정되어 있는 변수를 입력하여 구할 수 있으며, 최적해를 도출하도록 한다. 최적해를 도출하기 위해 수학식 5를 이용할 수 있다.
도출부(530)는 도출된 해가 최적해인지에 대해서 검증할 수 있다. 최적해는 캐리어가 제공하는 효율 면에서 할당된 주파수와 전송 전력이 적절한지에 대한 것이며, 최적해는 도출되지 않거나 하나 이상의 개수로 도출될 수 있다.
만약, 도출된 해가 최적해가 아닐 경우엔, 계산부(520)는 라그랑지 곱수 값을 하기의 수학식 6을 이용하여 업데이트하고 상기 수학식 5를 통해 최적해를 다시 도출해낼 수 있다.
마지막으로 접속부(540)는 상향 링크에 동시 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속할 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 최대로 동시에 접속할 수 있는 컴포넌트 캐리어의 수는 제한되어 있기 때문에 최적해의 수에 따라, 그리고 조건에 부합하는지 여부에 따라 데이터 무선 전송을 위한 컴포넌트 캐리어가 결정될 수 있다. 이때, 조건은
Figure 112013030673816-pat00041
인지에 따라서 나타날 수 있다.
도 4에 의하면, 동시 접속을 위한 컴포넌트 캐리어의 선택 수를 최대 2개로 제한할 수 있으며, 이에 따라 조건에 부합하는 최적해가 2개 이상일 경우 상태가 좋은 컴포넌트 캐리어를 2개 이용하여 데이터 무선 전송을 실시하며, 2개일 경우엔 모든 컴포넌트 캐리어를 이용하고, 그 이하일 경우에도 조건에 부합하는 모든 컴포넌트 캐리어를 이용하여 데이터를 무선 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상향 링크 다중 접속 방법 및 장치는 다중 무선 접속 시스템에서 패킷 데이터를 전송할 때, 최적의 자원을 할당할 수 있으며, 이때 최대 캐리어 병합 수를 제한하여 최적해에 기반하여 다중 접속하는 경우와 비교하였을 때 그 효율을 높일 수 있다.
실시예에 따른 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
500: 상향 링크 다중 접속 장치
510: 측정부
520: 계산부
530: 도출부
540: 접속부

Claims (14)

  1. 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 방법에 있어서,
    컴포넌트 캐리어들의 채널 상태를 측정하는 단계;
    라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴(Newton) 방법을 통해 상기 컴포넌트 캐리어들 중 데이터 전송을 위한 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 단계;
    상기 라그랑지안과 뉴턴 방법을 통해 최적해를 도출하는 단계; 및
    상기 최적해 중, 상향 링크에 동시 접속을 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계
    를 포함하고,
    상기 라그랑지안과 뉴턴 방법을 통해 최적해를 도출하는 단계는,
    상기 최적해가 도출되지 않았을 경우엔 상기 라그랑지안의 라그랑지 곱수를 업데이트하고 상기 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 단계를 다시 수행하여 상기 최적해를 도출하는 단계
    를 포함하는 상향 링크 다중 접속 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 컴포넌트 캐리어의 채널 상태를 측정하는 단계는 상기 각 컴포넌트 캐리어의 채널 상태를 측정하여 채널 이득 대 잡음의 비율을 결정하는 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 단계는,
    상기 라그랑지안과 뉴턴 방법을 사용하기 위한 초기 값인 초기 할당 주파수, 초기 할당 전송 전력 및 상기 라그랑지안의 라그랑지 곱수(Lagrange Multiplier)를 설정하고,
    상기 할당 주파수를 결정한 후 상기 전송 전력을 결정하는 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상향 링크에 동시에 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계는,
    상기 도출된 최적해 중 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어의 수가 상기 일정 개수 이상일 경우에,
    상기 일정 개수의 컴포넌트 캐리어를 채널 상황이 좋은 순서대로 선택하여 여분의 주파수와 상기 전송 전력을 상기 선택된 컴포넌트 캐리어로 할당하고,
    상기 선택된 컴포넌트 캐리어를 통해 상기 데이터 통신을 수행하는 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상향 링크에 동시에 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계는,
    상기 도출된 최적해 중 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어 수가 상기 동시 접속을 위한 일정 개수와 일치할 경우에, 상기 최적해 수만큼의 컴포넌트 캐리어를 통해 상기 데이터 통신을 수행하는 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상향 링크에 동시에 접속하기 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 단계는,
    상기 도출된 최적해 중 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어 수가 상기 동시 접속을 위한 일정 개수보다 적을 경우에, 상기 최적해 수만큼의 컴포넌트 캐리어를 통해 상기 데이터 통신을 수행하고,
    상기 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어가 없을 경우에, 상기 데이터 통신을 수행하지 않는 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조건은 상기 최적해 중 최종 할당 주파수와 최종 전송 전력이 0이 아닌 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 방법.
  9. 다중 무선 접속 시스템에서의 상향 링크 다중 접속 장치에 있어서,
    컴포넌트 캐리어들의 채널 상태를 측정하는 측정부;
    라그랑지안(Lagrangian)과 뉴턴(Newton) 방법을 통해 상기 컴포넌트 캐리어들 중 데이터 전송을 위한 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하는 계산부;
    상기 라그랑지안과 뉴턴 방법을 통해 최적해를 도출하는 도출부; 및
    상기 최적해 중, 상향 링크에 동시 접속을 위한 일정 개수의 컴포넌트 캐리어에 접속하는 접속부
    를 포함하고,
    상기 도출부는,
    상기 최적해가 도출되지 않았을 경우엔 상기 라그랑지안의 라그랑지 곱수를 업데이트하고 상기 계산부는 다시 컴포넌트 캐리어의 할당 주파수와 전송 전력을 결정하여 상기 최적해를 도출하는
    상향 링크 다중 접속 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 각 컴포넌트 캐리어의 채널 상태를 측정하여 채널 이득 대 잡음의 비율을 결정하는 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 장치.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 접속부는,
    상기 도출된 최적해 중 조건을 만족하는 컴포넌트 캐리어의 수가 상기 일정 개수 이상일 경우에,
    상기 일정 개수의 컴포넌트 캐리어를 채널 상황이 좋은 순서대로 선택하여 여분의 주파수와 상기 전송 전력을 상기 선택된 컴포넌트 캐리어로 할당하고,
    상기 선택된 컴포넌트 캐리어를 통해 상기 데이터 통신을 수행하는 것
    을 특징으로 하는 상향 링크 다중 접속 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
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