KR101514001B1 - 무선통신시스템에서 주파수 재사용 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 전송 자원의 재사용률을 적응적으로 사용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 각각의 자원 재사용 조각에 할당된 자원을 재사용하는 적어도 하나의 자원 재사용 조각들로 전송 자원을 구성하는 과정과, 상기 자원 재사용 조각들의 자원을 할당할 셀 또는 섹터의 환경 정보를 확인하는 과정과, 상기 셀 또는 섹터의 환경 정보에 따라 각각의 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 조절하여 자원을 할당하는 과정을 포함하여, 이를 통해 상기 무선통신시스템은 인접 셀과의 채널간 충돌확률을 감소시키고 간섭 평균화를 이루며 주파수 자원의 사용 효율성을 높일 수 있는 이점이 있다.
주파수 재사용(Frequency reuse), 부분 주파수 재사용(Fraction Frequency reuse), 적응형 주파수 재사용(Adaptive Frequency Reuse), 주파수 재사용 조각(Frequency Reuse Fraction)

Description

무선통신시스템에서 주파수 재사용 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FREQUENCY REUSE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신시스템에서 주파수를 재사용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 무선통신시스템에서 적응적으로 주파수를 재사용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선통신시스템의 전송 자원은 한정되어 있다. 따라서, 상기 무선통신시스템은 주파수 재사용(Frequency reuse) 기술을 이용하여 한정된 전송 자원의 사용 효율을 높인다.
상기 주파수 재사용 기술을 사용하는 경우, 무선통신시스템은 전체 주파수 대역을 주파수 재사용 계수에 따라 분할하여 셀 또는 섹터별로 상기 분할한 주파수 대역을 할당한다. 예를 들어, 주파수 재사용 계수가 3인 경우, 상기 무선통신시스템은 전체 주파수 대역을 3개로 분할하여 셀 또는 섹터별로 상기 분할한 주파수 대역을 할당한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 상기 분할한 주파수 대역을 이용하여 인접한 셀 또는 섹터들이 서로 다른 주파수 대역을 사용하도록 자원을 할당한다.
상술한 바와 같이 주파수 재사용 기술을 사용하는 경우, 셀 또는 섹터들이 서로 다른 주파수 자원을 이용하므로 인접 셀 또는 섹터 간 상호 간섭(Interference)을 줄일 수 있어 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 하지만, 상기 주파수 재사용 기술을 사용하는 경우, 무선통신시스템은 전체 주파수 대역을 분할하여 셀 또는 섹터별로 할당하므로 전송 대역폭이 감소하여 전체 주파수 대비 전송 효율이 감소한다. 따라서, 셀 또는 섹터의 평균 데이터 전송률이 감소할 수 있다.
상술한 주파수 재사용 기술의 단점을 극복하기 위해 상기 무선통신시스템은 부분 주파수 재사용(Fraction Frequency reuse) 기술을 사용한다.
상기 부분 주파수 재사용 기술을 사용하는 경우, 무선통신시스템은 전체 주파수 대역을 주파수 재사용 대역과 공용 주파수 사용 대역으로 분할한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 인접 셀 또는 섹터와 서로 간섭으로 작용할 가능성이 있는 단말들에 대해 주파수 재사용 대역의 자원을 할당하고 셀 또는 섹터의 중심 지역에 위치하여 인접 셀 또는 섹터와 서로 간섭으로 작용할 가능성이 적은 단말들에 대해 공용 주파수 사용 대역의 자원을 할당한다.
상술한 바와 같이 주파수 재사용 기술 또는 부분 주파수 재사용 기술을 사용하는 경우, 전체 통신시스템이 동일한 주파수 재사용률 및 동일 부채널 구조를 가져야 한다. 따라서, 각 셀 또는 섹터 환경에 따른 유연한 주파수 재사용이 불가능하며 사용할 수 없는 주파수 대역이 발생하여 주파수 사용효율이 감소하는 문제가 발생한다. 여기서, 상기 셀 또는 섹터 환경은 채널 환경, 단말 분포, 사용자 특성 을 포함한다.
또한, 상기 무선통신시스템의 셀 또는 섹터들은 인접 셀 또는 섹터와 동일한 부채널 매핑 구조를 가지므로 인접 셀의 간섭이 발생하는 경우, 부채널내 모든 부반송파가 중복되어 채널의 충돌율이 높아 복호 성공율이 낮아지는 문제가 발생한다.
또한, 상기 무선통신시스템에서 주파수 재사용을 위해 전체 주파수 대역을 분할하여 주파수 대역폭이 감소하므로 주파수 다이버시티 효과가 감소하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 주파수 재사용을 적용하는 다수 개의 주파수 재사용 조각들을 이용하여 전체 주파수 자원을 재사용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 주파수 재사용 비율을 셀 또는 섹터 환경에 따라 적응적으로 조절하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 주파수를 재사용하는 경우, 인접한 주파수 대역들을 서로 다른 채널 구조로 구성하여 채널 간 충돌확률을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 자원을 재사용하기 위한 방법은, 각각의 자원 재사용 조각에 할당된 자원을 재사용하는 적어도 하나의 자원 재사용 조각들로 전송 자원을 구성하는 과정과, 상기 자원 재사용 조각들의 자원을 할당할 셀 또는 섹터의 환경 정보를 확인하는 과정과, 상기 셀 또는 섹터의 환경 정보에 따라 각각의 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 조절하여 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 자원을 재사용하기 위한 장치는, 각각의 자원 재사용 조각으로 할당한 자원을 재사용하는 적어도 하나의 자 원 재사용 조각들로 전송 자원을 구성하는 재사용 조각 생성부와, 상기 자원 재사용 조각의 자원을 할당할 셀 또는 섹터로부터 수신되는 신호에 따라 상기 셀 또는 섹터의 환경 정보를 확인하는 수신부와, 상기 셀 또는 섹터의 환경 정보에 따라 각각의 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 조절하여 자원을 할당하는 스케줄러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 무선통신시스템에서 주파수 재사용 비율을 셀 환경에 따라 적응적으로 조절하고 인접한 주파수 대역들을 서로 다른 채널 구조로 구성함으로써, 인접 셀과의 채널간 충돌확률을 감소시키고 간섭 평균화를 이루며 주파수 자원의 사용 효율성을 높일 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선통신시스템에서 주파수 재사용 비율을 셀 또는 섹터 환경에 따라 적응적으로 조절하기 위한 기술에 대해 설명한다. 여기서, 상기 셀 또는 섹터 환경은 셀 또는 섹터 내에서 전송할 데이터 량, 서비스를 제공하는 단말들의 위치, 인접 셀과의 간섭량을 포함한다.
상기 무선통신시스템은 주파수 재사용률을 조절하기 위해 전체 주파수 대역 또는 일부 주파수 대역을 하기 도 1에 도시된 바와 같이 주파수 재사용률이 1/N인 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성한다. 여기서 상기 N은 주파수 재사용 벡터로 1보다 큰 정수를 나타내지만 이하 설명에서는 상기 N이 3인 것으로 가정하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 분할한 주파수 대역을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 전체 주파수 대역 또는 일부 주파수 대역을 주파수 재사용률이 1/3인 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성한다. 여기서, 상기 주파수 재사용 조각들(100)은 동일한 주파수 재사용률을 갖거나 서로 다른 재사용률을 가질 수도 있다.
상기 무선통신시스템은 셀 또는 섹터 환경에 따라 주파수 재사용 비율을 적응적으로 조절하기 위해 상기 주파수 재사용 조각들(100) 중 일부 주파수 재사용 조각들(110)에 대해서는 주파수 재사용을 적용하여 자원을 할당한다. 또한, 상기 무선통신시스템은 상기 주파수 재사용 조각들(100) 중 일부 주파수 재사용 조각들(120)에 대해서는 주파수 재사용률을 1로 변경하여 자원을 할당한다.
상술한 바와 같이 무선통신시스템은 셀 또는 섹터 환경에 따라 주파수 재사용 조각들의 주파수 재사용률을 적응적으로 조절한다. 예를 들어, 상기 무선통신시스템에서 전체 주파수 대역을 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재 사용 조각들로 구성할 수 있다. 이때, 기지국은 단말들의 위치에 따라 하기 도 2에 도시된 바와 같이 주파수 재사용 조각들의 주파수 재사용률을 조절하여 자원을 할당한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 자원을 할당하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면 먼저 상기 기지국은 201단계에서 전체 주파수 대역을 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성한다.
이후, 상기 기지국은 203단계로 진행하여 자원을 할당할 단말들의 위치 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 단말들로부터 수신되는 신호의 세기에 따라 상기 단말이 셀 경계영역에 위치하는지 셀 중심 영역에 위치하는지 판단한다. 다른 실시 예를 들어, 상기 기지국은 상기 단말들로부터 제공받은 위치 정보에 따라 상기 단말이 셀 경계영역에 위치하는지 셀 중심 영역에 위치하는지 판단한다.
상기 단말들의 위치 정보를 확인한 후, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 단말들 중 셀 경계 영역에 위치하는 단말들이 존재하는지 확인한다.
만일, 셀 경계 영역에 위치하는 단말들이 존재하는 경우, 상기 기지국은 207단계로 진행하여 셀 경계 영역에 위치하는 단말들에 대해 상기 주파수 재사용 조각들 중 주파수를 재사용하는 주파수 재사용 조각의 자원을 할당한다. 즉, 상기 셀 경계 영역에 위치하는 단말들은 인접 셀 또는 섹터와 서로 간섭으로 작용할 가능성이 큰 것으로 판단하여 상기 단말들로 주파수를 재사용하는 주파수 재사용 조각의 자원을 할당한다.
한편, 셀 중심 영역에 위치하는 단말들이 존재하는 경우, 상기 기지국은 209단계로 진행하여 셀 중심 영역에 위치하는 단말들에 대해 상기 주파수 재사용 조각들 중 주파수 재사용률을 1로 변경한 주파수 재사용 조각의 자원을 할당한다. 즉, 상기 셀 중심 영역에 위치하는 단말들은 인접 셀 또는 섹터와 서로 간섭으로 작용할 가능성이 낮은 것으로 판단하여 상기 단말들로 주파수 재사용률을 1로 변경한 주파수 재사용 조각의 자원을 할당한다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 실시 예에서 기지국은 단말들의 위치 정보에 따라 주파수 재사용 조각들의 주파수 재사용률을 조절한다. 다른 실시 예를 들어 기지국은 셀 또는 섹터의 전송 데이터의 부하에 따라 하기 도 3에 도시된 바와 같이 주파수 재사용 조각들의 주파수 재사용률을 조절하여 자원을 할당한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 자원을 할당하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면 먼저 상기 기지국은 301단계에서 전체 주파수 대역을 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성한다.
이후, 상기 기지국은 303단계로 진행하여 서비스를 제공할 셀 또는 섹터의 데이터 부하량을 확인한다.
상기 셀 또는 섹터의 데이터 부하량을 확인한 후, 상기 기지국은 305단계로 진행하여 데이터 부하량을 기준 값과 비교한다.
만일, 상기 데이터 부하량이 상기 기준 값보다 작은 경우, 상기 기지국은 307단계로 진행하여 데이터 부하량이 작은 셀 또는 섹터에 대해 상기 주파수 재사용 조각들 중 주파수를 재사용하는 주파수 재사용 조각의 자원을 할당한다.
한편, 상기 데이터 부하량이 상기 기준 값보다 큰 경우, 상기 기지국은 209단계로 진행하여 데이터 부하량이 큰 셀 또는 섹터에 대해 상기 주파수 재사용 조각들 중 주파수 재사용률을 1로 변경한 주파수 재사용 조각의 자원을 할당한다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 무선통신시스템은 전체 주파수 대역 또는 일부 주파수 대역을 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성하여 셀 또는 섹터의 환경에 따라 각각의 주파수 재사용 조각의 주파수 재사용률을 조절하여 할당한다.
이때, 상기 무선통신시스템은 1/3 주파수 재사용률의 주파수 재사용 조각의 주파수 재사용률을 조절하기 위해 각각의 주파수 재사용 조각을 하기 도 4에 도시된 바와 같이 묶음 논리 채널과 분산 논리 채널로 구성한다. 여기서, 상기 묶음 논리 채널은 인접 셀 또는 섹터로 할당되는 묶음 논리 채널과 서로 중첩되지 않는 논리 채널을 의미한다. 또한, 상기 분산 논리 채널은 자신에게 할당된 묶음 논리 채널을 확장하기 위해 인접 셀 또는 섹터로 할당되는 묶음 논리 채널에 포함되는 각 부채널의 톤들을 이용하여 새롭게 구성한 채널을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 주파수 재사용률을 조절하기 위한 주파수 대역을 도시하고 있다. 여기서, 상기 무선통신시스템은 전체 주파수 대역을 주파수 재사용 조각들로 구성하여 각각의 셀별로 자원을 할당하는 것으로 가정한다.
상기 도 4를 참조하면 상기 도 4의 (a)는 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 주파수 재사용 조각들로 분할한 전체 주파수 대역을 나타낸다. 또한, 상기 도 4의 (b)는 묶음 논리 채널로 구성된 주파수 재사용 조각을 나타내고, 상기 도 4의 (c)는 묶음 논리 채널과 분산 논리 채널로 구성된 주파수 재사용 조각을 나타낸다. 또한, 상기 도 4의 (d)는 묶음 논리 채널과 분산 논리 채널을 이용하여 주파수 재사용률을 1로 변경한 주파수 재사용 조각을 나타낸다.
상기 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 무선통신시스템은 전체 주파수 대역을 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성한다.
상기 무선통신시스템은 상기 주파수 재사용 조각들 중 일부 주파수 재사용 조각들(400)에 대해서는 주파수 재사용을 적용하여 자원을 할당한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 상기 주파수 재사용 조각들(400)을 상기 도 4의 (b) 또는 상기 도 4의 (c)와 같이 구성할 수 있다.
또한, 상기 무선통신시스템은 상기 주파수 재사용 조각들 중 일부 주파수 재사용 조각들(410)에 대해서는 주파수 재사용률을 1로 변경하여 자원을 할당한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 상기 주파수 재사용 조각들(410)을 상기 도 4의 (d)와 같이 구성할 수 있다.
상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 주파수 재사용률에 따라 3개로 분할된 채널을 각각의 셀 별로 할당한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 각각의 셀들로 묶음 논리 채널(420)을 할당한다.
상기 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 주파수 재사용 률에 따라 3개로 분할된 채널을 각각의 셀들로 할당한다. 이때, 두 번째 분할 주파수 대역을 할당받은 두 번째 셀이 더 많은 자원을 필요로 할 때, 상기 무선통신시스템은 분산 논리 채널을 이용하여 상기 두 번째 셀에 추가적인 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 무선통신시스템은 첫 번째 분할 주파수 대역과 세 번째 분할 주파수 대역을 구성하는 각각의 부채널에서 하나 이상의 톤들을 선택하여 상기 두 번째 셀로 할당할 분산 논리 채널을 구성한다.
따라서, 상기 무선통신시스템은 상기 셀들로 묶음 논리 채널(420)과 분산 논리 채널(430)을 할당한다.
상기 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 주파수 재사용 조각들(410)의 주파수 재사용률을 1로 변경하여 자원을 할당한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 묶음 논리 채널에 대한 자원을 먼저 할당한 후, 인접한 셀의 묶음 논리 채널에 포함되는 부채널의 톤들을 선택하여 각각의 분산 논리 채널을 구성한다. 예를 들어, 상기 무선통신시스템은 첫 번째 셀에 대해 첫 번째 분할 주파수 대역을 묶음 논리 채널을 할당하고, 두 번째 셀에 대해 두 번째 분할 주파수 대역을 묶음 논리 채널을 할당하며, 세 번째 셀에 대해 세 번째 분할 주파수 대역을 묶음 논리 채널을 할당한다. 이후, 상기 무선통신시스템은 첫 번째 셀에 대해 두 번째 분할 주파수 대역과 세 번째 분할 주파수 대역에 포함되는 각각의 부채널의 톤들 중 일부를 선택하여 구성한 분산 논리 채널 2와 분산 논리 채널 3을 할당한다. 또한, 상기 무선통신시스템은 두 번째 셀에 대해 첫 번째 분할 주파수 대역과 세 번째 분할 주파수 대역에 포함되는 각각의 부채널의 톤들 중 일부를 선택하여 구성한 분산 논 리 채널 2와 분산 논리 채널 3을 할당한다. 또한, 상기 무선통신시스템은 세 번째 셀에 대해 첫 번째 분할 주파수 대역과 두 번째 분할 주파수 대역에 포함되는 각각의 부채널의 톤들 중 일부를 선택하여 구성한 분산 논리 채널 2와 분산 논리 채널 3을 할당한다.
상술한 바와 같이 무선통신시스템은 인접 셀로 할당한 묶음 논리 채널을 구성하는 부채널의 일부 톤들을 선택하여 묶음 논리 채널을 확장하기 위한 분산 논리 채널을 구성한다. 따라서, 상기 무선통신시스템은 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 주파수 재사용 조각의 주파수 재사용률을 1로 변경하여 사용할 수 있다. 이때, 각각의 셀들로 할당한 묶음 논리 채널들은 서로 분리되어 있으며 상기 분산 논리 채널들의 부채널들은 서로 다른 톤들로 구성된다. 따라서, 상기 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 주파수 재사용 조각의 주파수 재사용률이 1로 변경되어도 인접 셀의 채널과 정확히 일치하지 않으므로 간섭량을 평준화(Interference averaging) 시킬 수 있다.
이하 설명은 상기 무선통신시스템에서 분산 논리 채널을 구성하기 위한 부채널 구성에 대해 설명한다. 예를 들어, 상기 무선통신시스템은 12개의 톤들을 이용하여 3개의 부채널을 구성하는 주파수 재사용률이 1/3인 경우, 하기 도 5에 도시된 바와 같이 부채널을 구성한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 주파수 재사용률을 조절하기 위한 부채널 구성을 도시하고 있다. 이하 설명에서 하나의 부반송파는 하나의 톤을 나타낸다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 셀 0(530)에 첫 번째 분할 주파수 대역(500)을 묶음 논리 채널로 할당하고, 셀 1(540)에 두 번째 분할 주파수 대역(510)을 묶음 논리 채널로 할당하며, 셀 2(550)에 세 번째 분할 주파수 대역(520)을 묶음 논리 채널로 할당한다.
이후, 상기 무선통신시스템은 셀 0(530), 셀 1(540) 및 셀 2(550)에 대한 분산 논리 채널을 구성한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 인접 셀로 할당한 묶음 논리 채널에 포함되는 부채널에서 일부 부반송파를 선택하여 분산 논리 채널을 구성한다. 예를 들어, 상기 셀 0(530)의 채널 1에 대한 분산 논리 채널을 구성하는 경우, 상기 무선통신시스템은 셀 1(540)의 묶음 논리 채널에서 1번 부반송파와 4번 부반송파를 선택하고, 셀 2(550)의 묶음 논리 채널에서 8번 부반송파와 11번 부반송파를 선택하여 채널 1에 대한 분산 논리 채널을 구성한다. 또한, 상기 셀 0(530)의 채널 2에 대한 분산 논리 채널을 구성하는 경우, 상기 무선통신시스템은 셀 2(550)의 묶음 논리 채널에서 2번 부반송파와 5번 부반송파를 선택하고, 셀 1(550)의 묶음 논리 채널에서 7번 부반송파와 10번 부반송파를 선택하여 채널 2에 대한 분산 논리 채널을 구성한다.
다른 실시 예를 들어 상기 무선통신시스템은 24개의 톤들을 이용하여 6개의 부채널을 구성하는 주파수 재사용률이 1/3인 경우, 하기 도 6에 도시된 바와 같이 부채널을 구성한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 주파수 재사용률을 조절하기 위한 부채널 구성을 도시하고 있다. 이하 설명에서 하나의 부반송파는 하나의 톤을 나타낸다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 셀 0(660)에 첫 번째와 두 번째 분할 주파수 대역(600, 610)을 묶음 논리 채널로 할당하고, 셀 1(670)에 세 번째와 네 번째 분할 주파수 대역(620, 630)을 묶음 논리 채널로 할당하며, 셀 3(680)에 다섯 번째와 여섯 번째 분할 주파수 대역(640, 650)을 묶음 논리 채널로 할당한다.
이후, 상기 무선통신시스템은 셀 0(660), 셀 1(670) 및 셀 2(680)에 대한 분산 논리 채널을 구성한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 인접 셀로 할당한 묶음 논리 채널에 포함되는 부채널에서 일부 부반송파를 선택하여 분산 논리 채널을 구성한다. 예를 들어, 상기 셀 0(660)의 채널 1에 대한 분산 논리 채널을 구성하는 경우, 상기 무선통신시스템은 셀 1(660)의 묶음 논리 채널에서 2번 부반송파와 15번 부반송파 및 셀 2(680)의 묶음 논리 채널에서 10번 부반송파와 23번 부반송파를 선택하여 채널 1에 대한 제 1 부채널의 분산 논리 채널을 구성한다. 또한, 상기 무선통신시스템은 셀 1(660)의 묶음 논리 채널에서 8번 부반송파와 21번 부반송파 및 셀 2(680)의 묶음 논리 채널에서 4번 부반송파와 17번 부반송파를 선택하여 채널 1에 대한 제 2 부채널의 분산 논리 채널을 구성하여 채널 1에 대한 분산 논리 채널을 구성한다.
상기 셀 0(660)의 채널 2에 대한 분산 논리 채널을 구성하는 경우, 상기 무선통신시스템은 셀 1(660)의 묶음 논리 채널에서 9번 부반송파와 14번 부반송파 및 셀 2(680)의 묶음 논리 채널에서 5번 부반송파와 22번 부반송파를 선택하여 채널 2 에 대한 제 1 부채널의 분산 논리 채널을 구성한다. 또한, 상기 무선통신시스템은 셀 1(660)의 묶음 논리 채널에서 3번 부반송파와 20번 부반송파 및 셀 2(680)의 묶음 논리 채널에서 11번 부반송파와 16번 부반송파를 선택하여 채널 2에 대한 제 2 부채널의 분산 논리 채널을 구성하여 채널 1에 대한 분산 논리 채널을 구성한다.
이하 설명은 무선통신시스템에서 전체 주파수 대역을 1/3 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들에 대해 주파수 재사용률을 조절하여 자원을 할당하기 위한 기지국의 블록 구성에 대해 설명한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 시분할 복신 방식을 사용하는 것으로 가정하여 설명하지만 다른 통신방식을 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 자원을 할당하기 위한 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 RF스위치(700), 수신기(710), 스케줄러(720) 및 송신기(730)를 포함하여 구성된다.
상기 RF스위치(700)는 시분할 복신 신호에 따라 수신 구간 동안 안테나와 상기 수신기(710)를 연결하고, 송신 구간 동안 상기 안테나와 상기 송신기(730)를 연결한다.
상기 수신 장치(710)는 RF(Radio Frequency)처리기(711), 아날로그/디지털 변환기(ADC: Analog/Digital Converter)(713), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기(715), 복호화기(717) 및 메시지 처리기(719)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리기(711)는 상기 RF스위치(700)로부터 제공받은 고주파(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(713)는 상기 RF처리기(711)로부터 제공받은 아날로그 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM복조기(715)는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 통해 상기 아날로그/디지털 변환기(713)로부터 제공받은 시간 영역의 샘플데이터를 주파수 영역의 데이터로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조기(715)는 FFT(Fast Fourier Transform)연산기를 이용하여 푸리에 변환을 수행한다.
상기 복호화기(717)는 상기 OFDM복조기(715)로부터 제공받은 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택한다. 이후, 상기 복호화기(717)는 상기 선택한 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.
상기 메시지 처리기(719)는 상기 복호화기(717)로부터 제공받은 제어메시지를 분해하여 그 결과를 상기 스케줄러(720)로 제공한다.
상기 스케줄러(720)는 셀 또는 섹터 환경에 따라 서비스를 제공할 단말들에 대한 자원을 스케줄링한다. 이때, 상기 스케줄러(720)는 상기 주파수 재사용 조각 생성부(721)로부터 제공받은 1/3의 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들에 대해 주파수 재사용률을 셀 또는 섹터의 환경에 따라 적응적으로 조절한다. 예를 들어, 상기 주파수 재사용 조각 생성부(721)에서 전체 주파수 대역을 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성하는 경우, 상기 스케줄러(720)는 자원을 할당하는 셀 또는 섹터의 환경에 따라 주파수 재사용을 적용하는 주파수 재사용 조 각의 자원을 할당하거나, 주파수 재사용률을 1로 변환한 주파수 재사용 조각의 자원을 할당한다. 여기서, 상기 셀 또는 섹터 환경은 셀 또는 섹터 내에서 전송할 데이터 량, 서비스를 제공하는 단말들의 위치, 인접 셀과의 간섭량을 포함한다.
상기 주파수 재사용 조각 생성부(721)은 전체 주파수 대역 또는 일부 주파수 대역을 일정한 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성한다. 예를 들어, 상기 주파수 재사용 조각 생성부(721)는 상기 도 1 또는 도 4에 도시된 바와 같이 전체 주파수 대역 또는 일부 주파수 대역을 일정한 주파수 재사용률을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성한다. 여기서, 상기 주파수 재사용 조각들은 동일한 주파수 재사용률을 갖거나 서로 다른 주파수 재사용률을 갖을 수도 있다.
상기 송신기(730)는 메시지 생성기(731), 부호화기(733), OFDM 변조기(735), 디지털/아날로그 변환기(DAC : Digital/Analog Converter)(737) 및 RF처리기(739)를 포함하여 구성된다.
상기 메시지 생성기(731)는 상기 스케줄러(720)의 제어에 따라 자원 할당 메시지를 구성한다.
상기 부호화기(733)는 상기 메시지 생성부(731)로부터 제공받은 메시지를 해당 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. 상기 OFDM변조기(735)는 역 푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)을 통해 상기 부호화기(733)로부터 제공받은 주파수 영역 데이터를 시간 영역의 샘플데이터(OFDM심볼)로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 OFDM 변조기(735)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연 산기를 이용하여 역 푸리에 변환을 수행한다.
상기 디지털/아날로그 변환기(737)는 상기 OFDM 변조기(735)로부터 제공받은 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF처리기(739)는 상기 주파수 제어기(770)의 제어에 따라 상기 디지털/아날로그 변환기(737)로부터 제공받은 아날로그 신호를 해당 채널의 고주파 신호로 변환하여 출력한다.
상술한 실시 예에서 무선통신시스템은 주파수 자원을 주파 재사용율을 갖는 다수 개의 주파수 재사용 조각들로 구성하여 셀 또는 섹터 환경에 따란 주파수 재사용률을 조절한다.
이때, 상기 무선통신시스템은 주파수 자원뿐만 아니라 시간과 코드 자원 또는 주파수와 시간의 조합에서 동일하게 적용할 수도 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 분할한 주파수 대역을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 자원을 할당하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 자원을 할당하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 주파수 재사용률을 조절하기 위한 주파수 대역을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 주파수 재사용률을 조절하기 위한 부채널 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 주파수 재사용률을 조절하기 위한 부채널 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 자원을 할당하기 위한 블록 구성을 도시하는 도면.

Claims (25)

  1. 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    주파수 재사용 기술에 따라 제1셀(cell) 또는 제1섹터(sector)에 할당된 제1대역 내의 자원을 통해 데이터를 송신하는 과정과,
    상기 주파수 재사용 기술에 따라 제2셀 또는 제2섹터에 할당된 제2대역과 중첩되는 대역 내의 자원을 통해 데이터를 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 제1대역에 적용되는 부채널(subchannel) 구조는, 상기 제2대역에 할당되는 묶음(clustered) 논리 채널과 서로 중첩되지 않는 논리 채널인 묶음 논리 채널을 포함하고,
    상기 제2대역과 중첩되는 대역에 적용되는 부채널 구조는, 상기 제1대역의 상기 묶음 논리 채널을 확장하기 위해 상기 제2대역과 중첩되는 대역의 채널에 포함되는 묶음 논리 채널에 포함되는 각 부채널의 톤들 중 적어도 하나를 이용하여 구성한 채널인 분산(distributed) 논리 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    적어도 하나의 자원 재사용 조각들로 자원을 구성하는 과정을 더 포함하고,
    상기 자원은, 주파수 자원, 시간 및 코드 자원, 주파수 및 시간 자원 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    환경 정보를 확인하는 과정과,
    상기 환경 정보에 따라 각각의 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 결정하는 과정을 더 포함하고,
    상기 환경 정보는, 셀 또는 섹터 내에서 전송할 데이터 량, 서비스를 제공하는 단말들의 위치, 인접 셀과의 간섭량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    전체 자원을 동일한 자원 재사용률을 갖는 자원 재사용 조각들로 분할하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    전체 자원을 서로 다른 자원 재사용률을 갖는 자원 재사용 조각들로 분할하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 재사용률을 결정하는 과정은,
    상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 사용할 것인지 결정하는 과정과,
    상기 자원 재사용률을 사용하는 경우, 상기 자원 재사용 조각 내 분할된 채널들을 각 셀 또는 섹터 별로 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 분할된 채널들을 셀 또는 섹터별로 할당한 후, 추가적인 전송 자원을 필요로 하는 셀 또는 섹터가 존재하는지 확인하는 과정과,
    상기 추가적인 전송 자원을 필요로 하는 적어도 하나의 셀 또는 섹터가 존재하는 경우, 인접 셀 또는 섹터들로 할당한 채널에서 적어도 하나의 톤을 선택하여 하나의 채널을 구성하는 과정과,
    상기 채널을 상기 추가적인 전송 자원을 필요로 하는 셀 또는 섹터들로 추가 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 재사용률을 결정하는 과정은,
    상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 사용할 것인지 결정하는 과정과,
    상기 자원 재사용률을 1로 변환하는 경우, 상기 자원 재사용 조각 내 분할된 채널들을 셀 또는 섹터 별로 할당하는 과정과,
    인접 셀 또는 섹터들로 할당한 채널에서 적어도 하나의 톤을 선택하여 하나의 상기 자원 재사용 조각 내 채널들 중 자신에게 할당되지 않은 채널을 구성하는 과정과,
    상기 채널을 각각의 셀 또는 섹터들로 추가 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 채널들을 셀 또는 섹터 별로 할당하는 과정은,
    동일한 자원 재사용 조각에서 인접한 셀 또는 섹터들이 서로 다른 채널을 갖도록 채널들을 셀 또는 섹터 별로 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 재사용률을 결정하는 과정은,
    상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 사용하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 왼쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하는 과정과,
    상기 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 1로 변환하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 오른쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 재사용률을 결정하는 과정은,
    상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 사용하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 오른쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하는 과정과,
    상기 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 1로 변환하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 왼쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 자원 재사용률을 결정한 정보를 상기 셀 또는 섹터 내에서 서비스를 제공할 단말들로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    주파수 재사용 기술에 따라 제1셀(cell) 또는 제1섹터(sector)에 할당된 제1대역 내의 자원을 통해 데이터를 송신하고, 상기 주파수 재사용 기술에 따라 제2셀 또는 제2섹터에 할당된 제2대역과 중첩되는 대역 내의 자원을 통해 데이터를 송신하는 통신부를 포함하고,
    상기 제1대역에 적용되는 부채널(subchannel) 구조는, 상기 제2대역에 할당되는 묶음(clustered) 논리 채널과 서로 중첩되지 않는 논리 채널인 묶음 논리 채널을 포함하고,
    상기 제2대역과 중첩되는 대역에 적용되는 부채널 구조는, 상기 제1대역의 상기 묶음 논리 채널을 확장하기 위해 상기 제2대역과 중첩되는 대역의 채널에 포함되는 묶음 논리 채널에 포함되는 각 부채널의 톤들 중 적어도 하나를 이용하여 구성한 채널인 분산(distributed) 논리 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 자원은, 주파수 자원, 시간 및 코드 자원, 주파수 및 시간 자원 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    적어도 하나의 자원 재사용 조각들로 자원을 구성하고, 전체 자원을 동일한 자원 재사용률을 갖는 자원 재사용 조각들로 분할하는 주파수 재사용 조각 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 주파수 재사용 조각 생성부는, 전체 자원을 서로 다른 자원 재사용률 중 적어도 하나의 재사용률을 갖는 자원 재사용 조각들로 분할하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 통신부는, 자원 재사용 조각의 자원을 할당할 셀 또는 섹터로부터 수신되는 신호에 따라 상기 셀 또는 섹터의 환경 정보를 확인하고,
    상기 환경 정보는, 셀 또는 섹터 내에서 전송할 데이터 량, 서비스를 제공하는 단말들의 위치, 인접 셀과의 간섭량 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 환경 정보에 따라 각각의 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 결정하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 사용하는 경우, 상기 자원 재사용 조각 내 분할된 채널들을 각 셀 또는 섹터 별로 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 채널들을 셀 또는 섹터 별로 할당한 후, 추가적인 전송 자원을 필요로 하는 적어도 하나의 셀 또는 섹터가 존재하는 경우, 인접 셀 또는 섹터들로 할당한 채널에서 적어도 하나의 톤을 선택하여 하나의 채널을 구성하여 상기 셀 또는 섹터들로 추가 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 1로 변환하는 경우, 상기 자원 재사용 조각 내 분할된 채널들을 셀 또는 섹터로 할당하고, 인접 셀 또는 섹터들로 할당한 채널에서 적어도 하나의 톤을 선택하여 하나의 상기 자원 재사용 조각 내 채널들 중 자신에게 할당되지 않은 채널을 구성하여 상기 셀 또는 섹터들로 추가 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 사용하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 왼쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하고,
    상기 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 1로 변환하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 오른쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 환경 정보에 따라 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 사용하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 오른쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하고,
    상기 자원 재사용 조각들의 자원 재사용률을 1로 변환하는 경우, 상기 자원 재사용 조각들 중 왼쪽 자원 재사용 조각부터 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 13항에 있어서,
    상기 통신부는, 자원 재사용률을 결정한 정보를 상기 제1셀 또는 상기 제1섹터 또는 상기 제2셀 또는 상기 제2섹터 내에서 서비스를 제공할 단말들로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 삭제
  25. 삭제
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