KR20000071770A - 채널 할당 방법 및 장치 - Google Patents

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루센트 테크놀러지스 인크
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Abstract

복수의 기지국을 포함하는 통신 시스템으로써, 각각의 기지국은 대응하는 지리적 섹터와 통신하기 위해 사용되고, 각각의 채널이 복수의 기지국에 의해 사용될 대응하는 채널 번호를 갖는 N 개의 전송 채널을 할당하는 방법에 있어서, N 개의 난수의 세트를 발생한다. 상기 각각의 난수는 채널 번호에 대응한다. 상기 난수 세트를 복수의 섹터로 분할하고, 상기 각각의 섹터는 상기 복수의 기지국 중 하나에 의해 서비스되는 지리적 영역에 대응한다. 상기 난수의 분할된 세트에 근거하여, 기지국 중 각각의 하나에 의한 사용을 위해 대응하는 채널을 할당한다. 한 실시예에 따라, 동일 섹터 내의 두 채널 번호는 두 채널 번호 사이의 차이가 소정의 번호와 같거나 적을 경우 다른 섹터로 분리된다. 소정의 번호가 1이면, 두 연속적인 채널 번호는 분리된다.

Description

채널 할당 방법 및 장치{Pseudo-random frequency assignment}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이고, 특히, 주파수를 갖는 무선 통신 채널을 복수의 무선 전송으로 할당하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 전형적인 무선 원격 통신 시스템을 도시한다. 스위칭 센터(202)는 기지국(203-1 내지 203-5)에 의해 기술되는 복수의 기지국에 연결된다. 또한, 스위칭 센터(202)는 도시되지 않은 지역 또는 장거리 전화국에 연결된다. 단말기(201-1 내지 201-3)에 의해 기술되는 무선 단말기는 그 자체로서 같은 소정의 기하학적 영역 또는 셀에 위치하는 기지국과 통신한다. 예를 들어, 무선 단말기(201-1 및 201-2)들은 셀(G)에 위치하여, 이들은 셀(G)에 위치하고 서비스하는 기지국(203-1)과 통신한다.
무선 단말기(201-1)가 통신을 하기 위해, 무선 단말기는 무선파를 경유하여 신호를 기지국(203-1)에 보내고, 기지국(203-1)은 수신된 신호를 스위칭 센터(202)에 릴레이하고, 상기 신호의 부분으로서 공급된 지시에 따라 스위칭 센터(202)는 신호를 다른 곳에 릴레이한다. 만약 신호의 희망하는 목적지가 다른 무선 단말기라면, 스위칭 센터(202)는 이 신호를 수신하도록 의도된 무선 단말기로서 같은 셀내에 위치한 기지국에 이 신호를 릴레이하고, 기지국은 무선파를 경유하여 무선 단말기에 이 신호를 전송한다. 유사하게, 만약 희망하는 신호의 목적지가 유선 단말기(207)와 같은 유선 단말기라면, 스위칭 센터(202)는 유선을 경유하여 지역 또는 장거리 네트워크에 희망하는 목적지에 신호를 릴레이한다.
무선 통신 시스템에서, 기지국과 복수의 무선 단말기 사이의 동시적인 무선 전송을 허용하기 위해 채널 할당으로 인용되는 방법론이 사용된다. 통신 데이터는 반송 주파수를 갖는 반송 신호로 전송 및 수신된다. 각각의 반송 주파수는 채널을 소정의 통신 대역폭으로 정의한다. 채널 할당 계획하에서, 복수의 반송 주파수가 각각의 기지국에 할당된다. 제 1 채널 할당 계획에서, 각각의 기지국은 반송 주파수의 특정 세트를 할당받는다. 동적 채널 할당 계획에서, 반송 주파수는 필요에 따른 기지국 상의 기지국에 할당된다. 셀 내의 각각의 기지국은 반송 주파수의 할당된 그룹을 사용하여 통신 신호를 전송한다. 일부 예에서, 각각의 셀은 다양한 섹터(일반적으로 3 섹터)로 분할되어 각각의 섹터는 복수의 통신 채널을 할당 받는다. 일반적으로 북미 AMPS(진보된 이동 전화 시스템) 할당 스킴하에, 각각의 채널은 30kHz의 주파수 대역폭을 갖는다. 연방 통신 위원회(이하"FCC") 지침은 각각의 셀룰러 반송자에게 약 12MHz의 대역폭, 및 채널당 전형적인 30kHz로 제공하고, 각각의 셀룰러 운영자는 400 개의 별개의 주파수 채널을 갖는다.
도 2(a)는 7-셀 클러스터(4)를 도시한다. 7-셀 클러스터(4)의 셀(G)은 다른 6개의 셀로 둘러 싸인다. 간섭을 최소화하기 위해, 각각의 7셀은 클러스터의 나머지 6개의 셀에 의해 사용되는 주파수 세트와 다른 주파수 세트를 사용한다. 인접 7-셀 클러스터(5)는 7-셀 클러스터(4)와 같은 기하학을 가지므로, 주파수 세트(G)를 사용하는 셀은 주파수 세트(A 내지 F)를 사용하는 6개의 다른 셀로 둘러 싸인다. 재사용 거리(D)는 인접 7-셀 클러스터의 같은 주파수 세트를 사용하는 두 셀 간의 거리이다. 이 거리는 전형적으로 충분히 크기 때문에 한 셀로부터 명세된 주파수에 전송된 셀은 다른 셀내의 같은 주파수에 전송된 셀에의 간섭의 수용 가능한 레벨을 야기할 수 있다. 그러나, 도면에 도시된 육각형의 셀은 단지 무선 전송기에 의해 서비스되는 영역에 근접하고, 실제적인 셀의 모양은 영역의 지형학 또는 기하학과 같은 성분에 의존한다는 것을 주의해야 한다. 또한, 비록 7-셀 클러스터가 도시되지만, 무선 시스템은 어떤 수의 셀(예를 들어, 4- 또는 12-셀 클러스터)을 구성하는 클러스터를 사용할 수 있다는 것도 주의 해야한다.
도 2(b)는 각각의 셀이 전형적으로 3 섹터로 분할된 장치를 도시한다. 셀의 각각의 섹터는 이 셀의 나머지 두 섹터와 다른 주파수를 사용한다. 그리하여, 셀 당 3 섹터를 갖는 7-셀 클러스터에는 전형적으로 21 개의 다른 섹터가 있으며, 이들 각각은 다른 섹터와 다른 주파수 세트를 사용한다. 전형적으로 400 개의 활용 가능한 채널이 있으므로, 각각의 섹터는 전형적으로 19개의 다른 주파수를 할당받고, 이 섹터로 부터의 셀은 19개의 다른 주파수를 통하여 전송될 수 있을 것이다. 채널(1내지 400) 각각은 같은 대역폭을 갖고 동일하게 간격지워진다.
채널(1)로부터 시작하는 선행 기술의 주파수 할당 스킴에 따라, 이 채널은 소정의 오더로 순서적으로 할당된다. 그리하여, 예를 들어, 채널(1, 22, 43, 64, 85 등)은 7-셀 클러스터 내의 제 1 셀의 제 1 섹터에 할당된다. 유사하게, 채널(2, 23, 44, 65, 86 등)은 7-셀 클러스터 내의 제 1 셀의 제 2 섹터에 할당된다. 등등.
그러나, 이러한 방식으로 채널을 할당하는 것은 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출(out-of-bend spectral emission) 결과를 초래할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, FCC 지침은 각각의 무선 서비스 제공자가 미리 할당된 스팩트럼 대역폭 내에서 운영할 수 있도록 한다. 제공자의 미리 할당된 스팩트럼 대역폭의 외부 신호는 서비스 제공자에 대해 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출이다. FCC는 어떤 아웃-오브-스팩트랄 방출에 대해서도 매우 엄격한 제한을 둔다. 체계적이고 동일하게 간격지워지는 방법으로 할당된 신호를 전송하는 기지국의 증폭기는 바람직하게 않게 높은 피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출을 야기한다. 그리하여, 어떤 허용되지 않는 방출을 피하기 위해, 많은 서비스 제공자는 최적 용량보다 적은 기지국 증폭기를 사용하고, 이것은 효율성이 감소되는 결과를 초래한다. 특히, 서비스 제공자는 전압-클리핑 기술을 사용하므로 어떤 아웃-오브-밴드 방출의 피크 증폭은 소정의 지침 아래에 남는다. 그러한 전압-클리핑 기술은 기지국 증폭기 및 관련된 라인이 비-선형 특성 및 신호 왜곡을 나타내도록 할 수 있다. 그러한 신호 왜곡을 제거하기 위해서, 기지국은 역 또는 ITR 필터와 같은 부가적인 필터링 장치를 사용할 필요가있다. 그러한 필터는 제조 비용 및 기지국에 사용되는 증폭기의 복잡성에 이바지 할 수 있다.
그러므로, 증폭기 효율의 희생없이 및/또는 신호 왜곡을 야기하지 않고 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출을 실질적으로 경감하는 무선 통신 시스템에 채널을 할당하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명은 증폭기 효율의 희생없이 및/또는 신호 왜곡을 야기하지 않고 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출을 실질적으로 경감하는 무선 통신 시스템에 채널을 할당하기 위한 방법에 관한 것이다. 한 실시예에 따라, 본 발명은 복수의 기지국에 의해 사용될 N 개의 전송 채널을 할당하는 방법을 제공한다. 이 방법에서, N 개의 난수의 세트가 발생되고, 각각의 난수는 채널 번호와 대응한다. 난수의 세트는 복수의 세트로 분할되고, 각각의 섹터는 복수의 기지국 중 하나에 의해 서비스되는 지리적 영역에 대응한다. 난수의 분할된 세트는 기지국 중 각각의 하나에 의해 사용되기 위한 대응하는 채널을 할당하기 위해 사용된다. 한 실시예에 따라, 만약 두 채널 번호 간의 차이가 소정의 번호와 같거나 적을 경우, 같은 섹터내의 두 채널 번호는 다른 섹터로 분리된다. 소정의 번호가 하나와 같다면, 연속적인 두 채널은 분리된다.
한 실시예에 따라, 이 단계는 j번 반복된다. j 세트를 얻기위해, r 채널(r은 특정 섹터에 할당될 수 있는 채널의 수임, 즉 r=N/k)의 k 섹터(k는 클러스터 내의 섹터의 수), 및 각각의 j 세트의 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 포함하는 각각의 세트가 계산된다. j 세트가 비교되고 모든 j 세트에서 최소 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 갖는 세트가 선택된다.
다른 실시예에 따라, 본 발명은 차이가 1과 같은 섹터로 두 채널 번호를 분리하는 방법을 제공한다. 한 실시예에 따라, 같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널은 채널 s 및 채널 s+1로 지정된다. 채널 s+1은 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속할 경우 채널 s+2와 교체되고, 채널 s는 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속하지 않을 경우 채널 s-1과 교체된다. 이 방법은 같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널이 없을 때까지 이 단계를 반복한다.
도 1은 선행 기술에 따른 전형적인 무선 원격 통신 시스템을 도시하는 도면.
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 사용되는 무선 전송 영역의 7-셀 클러스터를 도시하는 도면.
도 2b는 본 발명의 한 실시예에 사용되는 3 섹터로 분할된 무선 통신 셀을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 사용되는 무선 통신 시스템의 몇몇 구성을 도시하는 도면.
도 4는 한 실시예에 따라, 본 발명에의해 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라, 섹터내의 두 연속적인 채널을 분리하기 위해 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라, 발생된 난수의 다른 세트를 사용하여 주파수 채널 할당을 비교하기 위해 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 7은 선행 기술에 따라 소정의 랜덤 페이스(phase) 세트에 대한 피크 아웃-오브-밴드 값(peak out-of-band values)을 도시하는 그래프.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라, 모든 페이스 세트와 모든 섹터에 대한 200 개의 다른 랜덤 주파수 할당에 대한 피크 아웃-오브-밴드 스팩터랄 값을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따라, 페이스 세트 할당을 랜덤하게 변화하는 결과를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따라, 다른 페이스 세팅에 대해 21 섹터에서 경험된 피크 아웃-오브- 밴드 스팩트랄 값을 도시하는 그래프.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따라, 무선 통신 채널의 할당을 도시하는 테이블.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
14:프로세서 16:난수 발생기
201:무선 단말기 202:스위칭 센터
본 발명은 다음의 설명으로부터 첨부된 도면을 참고로 더욱 이해될 수 있을 것이다.
한 실시예에 따른, 본 발명은 무선 메시지를 전송하기 위해 복수의 기지국에 의해 사용될 수 있는 주파수 채널을 할당하는 방법을 제공한다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 스위칭 센터(202)의 일부 구성을 도시한다. 도시된 바와 같이 프로세서(14)는 스위칭 센터의 동작을 제어하기 위해 구성된다. 특히, 프로세서(14)는 시스템에 사용되는 기지국 중 각각의 하나에 결합된 출력 단말기를 포함한다. 각각의 이러한 출력 단말기는 본 발명의 원리에 따라 각각의 기지국의 채널 할당을 제공한다.
또한 프로세서(14)는 난수 발생기(16)에 결합되고, 이것은 무선 서비스 제공자에 할당된 주파수 스팩트럼 내에 활용 가능한 채널에 대응하는 난수를 발생한다. 난수 발생기의 동작은 아래에 더욱 상세히 설명된다. 비록 도 3에서 난수 발생기가 프로세서(14)와 분리적으로 도시되었지만, 본 발명은 이런 관점의 범위에 제한되지 않는다는 것을 주의해야한다. 예를 들어, 프로세서(14)는 다양한 공지된 난수 발생기 스킴에 따라 난수를 발생할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 컴퓨터는 본 발명에 따라 채널 할당을 발생하기 위해 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라, 주파수 채널을 할당하기 위해 본 발명에 의해 수행된 단계를 도시하는 흐름도이다. 단계(100)에서, 난수 발생기(16)는 0과 1사이의 N 개의 난수의 세트를 발생한다. 난수 발생기(16)는 본 명세서에 완전하게 설명되면 완전하게 참고로 포함된 Donald E. Knuth, The Art of Computer Programming, Stanford University(제 2판)에 설명된 것과 같은 다양한 다른 방법으로 난수를 발생하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 한 실시예에 따라, 난수 발생기(16)는 선형 콘그루엔티얼(congruential) 방법에 따라 난수를 발생할 수 있다. 선형 콘그루엔티얼 방법에서, 난수 발생기(16)는 다음의 변수를 사용한다.
m, 나눗셈자; m>0,
a, 곱셈자; 0≤a<m,
c, 증분; 0≤c<m,
X0, 시작값; 0≤X0<m
난수 발생기(16)는 난수(Xn)의 희망하는 순서를 다음과 같이 세팅하여 발생한다.
Xn+1= (aXn+c)mod m, n≥0;
본 발명의 다른 실시예에서, 난수 발생기(16)는 2차 방정식 콘그루엔티얼 방법에 따라 난수를 발생한다. 2차 방정식 콘그루엔티얼 방법에 따라, 난수(Xn)의 희망하는 순서가 일반적으로 다음과 같이 세팅하여 발생한다.
Xn+1= (dXn 2+aXn+c)mod m, n≥0;
여기서, m, X, a 및 c는 위에서 정의되고, d는 정수이다. 그러나, 본 발명은 난수가 난수 발생기(16)에 의해 발생되는 방법에 의하는 범위에 제한되지 않는다.
도 4로 돌아와, 단계(102)에서, 프로세서(14)는 N 개의 난수의 세트를 배열 a(i)(여기서 i=1부터 N까지)에 저장한다. 단계(104)에서, 프로세서(14)는 발생된 난수의 값에 따라 오름순으로 배열 a(i)을 정렬하고, 단계(106)에서, 저장된 배열 a(i)를 리스트 b(I)로 저장한다. 단계(108)에서, 프로세서(14)는 인덱스"sorted_ch(I)"를 정의하여 a[sorted_ch(I)]=b(I)이다. 단계(110)에서, sorted_ch(I)는 K 섹터로 분할되고, 각각의 섹터는 r 채널 번호를 가지며, r= N/K이다. 그리하여, 단계(110) 후에, r 채널 번호의 제 1 그룹은 제 1 섹터(즉, -섹터 1은 sorted_ch(r)을 위한 sorted_ch(1)임), r 채널 번호의 다음 그룹은 제 2 섹터(즉, 섹터 2는 sorted_ch(2r)을 위한 sorted_ch(r+1)임)이다. 등등. 가급적이면 프로세서(14)는 400 개의 활용 가능한 채널 번호를 21 섹터로 분할하고, 각각의 섹터는 총 399 개의 사용된 채널에 대해, 19 채널에 대응하는 19 반송 주파수를 사용하도록 구성된다. 또한, 양호한 실시예에서, 21섹터는 7개의 다른 기지국에 대응하고, 각각의 기지국은 3 섹터를 포함하는 셀 또는 지리적 영역을 서비스한다.
단계(112)에서, 프로세서(14)는 어떤 섹터에서도 차이가 어떤 포지티브 정수인 소정의 번호 n과 동일하거나 적은 두 채널 번호가 있는지를 결정한다. n=1인 한 실시예에서, 프로세서(14)는 어떤 섹터에서 연속적인 두 채널 번호가 있는지를 결정한다. 그렇다면, 두 채널 번호는 다른 섹터로 분리된다. 본 발명의 한 실시예에 따라, 아래에서 더욱 상세히 설명될 도 5의 흐름도에 도시된 단계를 수행하여 두 채널 번호의 분리가 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 0과 1 사이의 N 개의 난수의 세트를 얻고 이들을 위에서 설명한 바와 같이 오르순으로 정렬하는 것 대신에, 1과 400 사이의 N 개의 의사-난수의 세트가 발생되어(발생된 번호가 반복되지 않으므로, 이 세트는 의사-랜덤임) 각각의 난수는 분리된 채널 번호에 대응한다는 것을 주의 해야한다. 그후, 난수의 발생된 세트는 위에서 설명한 바와 같이 섹터의 대응하는 번호로 분할된다.
단계(114)에서, 프로세서(14)는 j 세트의 채널 번호 할당을 얻기위해, 단계(100 내지 112)를 j번 반복한다. 단계(116)에서, j 세트들이 아래에서 더욱 상세히 설명될 도 6의 흐름도에 도시된 단계를 수행하여 비교된다. 마지막으로 단계(118)에서, 프로세서(14)는 j세트 중 최선의 세트를 선택한다. 본 발명의 한 실시예에 따라, j 세트중 최선의 세트는 최소의 "최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값"을 갖는 세트이며, "최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값"은 각각의 세트에서 경험된 가장 우수한 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출에 대응하는 값이다. 섹터내의 무선 전송은 이 섹터에 할당된 주파수 채널 중 하나에 전송된다.
본 발명은 난수 발생기(16)에 의해 발생된 번호의 램덤함의 양의 측정에 의해 범위가 제한되지 않는다. 일반적으로, 착상되었거나 착상될 램덤함의 어떤 측정은 여기서는 커버되도록 한다. 예를 들어, 난수 발생기(16)에 의해 발생된 어떤 난수의 세트는 모두가 Knuth 참조에 설명된 chi-정사각형 통계 테스트, Kolmogorov-Smirnov 테스트, 균등 분배 테스트, 직렬 테스트, 갭 테스트, poker 테스트, coupon collector's 테스트, permutation 테스트, 실행 테스트, 직렬 상관 테스트, 등을 만족한다고 고려된다.
또한, 실질적인 랜덤함의 어떤 정도는 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값이 소정의 임계값을 초과하지 않는 한 만족될 수 있다고 고려된다. 그러므로, 본 발명은 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값이 소정의 임계값을 초과하지 않는다면, 손으로 뽑은 번호, 또는 번호를 선택하는 다른 수단도 고려한다. 한 실시예에 따라, 실질적인 랜덤함의 정도는 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값이 채널의 동등-간격 할당에 의해 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값과 같거나 적은 경우에 만족한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라, 도 4의 흐름도의 단계(112)에 설명된 바와 같은 섹터 내의 두 연속적인(즉, n=1) 채널 번호를 분리하기 위해 수행되는 단계를 도시하는 흐름도이다. 단계(150)에서, 프로세서(14)는 채널 s 및 채널 s+1과 같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널 번호를 지정한다. 단계(152)에서, 프로세서(14)는 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속하는 지를 결정한다. 만약 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속할 경우, 프로세서(14)는 단계(154)를 진행한다. 단계(154)에서, 프로세서(14)는 채널 s+1을 채널 s+2와 교체한다. 만약 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속하지 않을 경우, 프로세서(14)는 단계(156)를 진행하고, 단계(156)에서, 프로세서(14)는 채널 s를 채널 s-1과 교체한다. 단계(154)또는 단계(156)의 완료에서, 프로세서(14)는 단계(158)를 진행한다. 단계(158)에서, 프로세서(14)는 같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널이 있는지의 여부를 다시 결정한다. 만약 같은 섹터내에 두 개의 연속적인 채널이 있다면, 프로세서(14)는 단계(150)로 되돌아오고 이미 설명된 단계를 반복한다. 같은 섹터내에 두 개의 연속적인 채널이 없을 경우, 프로세서(14)는 단계(160)를 진행하고, 이것은 도 4의 흐름도의 단계(114)까지 프로세서(14)를 되돌린다. 이미 언급된바와 같이, 연속적이지는 않고 간격 n>1로 이격된 채널은 필요하다면 분리될 수 있다. 예를 들어, n=3인 한 실시예에 따라, 도 5의 흐름도에 도시된 바와 같은 단계는 채널 인덱스 번호(8 및 10)가 같은 섹터 내에 있을 경우 수행된다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라, 도 4의 흐름도의 단계(116)에 설명된 바와 같은 j 세트를 비교하기 위해 수행되는 단계를 도시하는 흐름도이다. 단계(200)에서, j 세트의 세트가 선택된다. 단계(202)에서, 선택된 섹터 중 각각의 섹터에 대해, 프로세서(14)는 이 섹터에 속하는 모든 채널의 주파수에 대응하는 사인파의 합을 포함하는 전압 신호를 발생한다.
단계(204)에서, 프로세서(14)는 전압 신호로부터 순간 전원을 얻는다. 단계(206)에서, 프로세서(14)는 평균 전원 레벨의 x 배에 대응하는 순간 전원 레벨에 클리핑 레벨을 설정하고, 이 레벨에서 전압을 클리핑한다. x=8인 본 발명의 양호한 실시예에 따라, 단계(208)에서, 프로세서(14)는 클리핑된 전압 파형을 얻는다. 단계(210)에서, 프로세서(14)는 클리핑된 전압의 스팩트럼을 얻는다.
단계(212)에서, m 번째 섹터에 대해, 프로세서(14)는 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분을 결정한다. m 번째 섹터에 대한 이 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분은 f(m)로 지정된다.
단계(214)에서, 프로세서(14)는 단계(202)에서 단계(212)까지 복수의 다른 시작 페이스에 대해 반복한다. 도 9는 페이스 세트 할당을 랜덤하게 변화한 결과를 나타내는 그래프이다. 특히, 그래프 라인(901)은 한 섹터 내의 100 개의 다른 랜덤 페이스 세트 할당에 대해 랜덤 주파수 할당의 한 세트에 대한 피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 나타낸다. 그래프 포인트(902)는 섹터에 대해 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 나타낸다.
또한, 도 10은 랜덤하게 발생된 주파수 할당의 세트에 대해 모든 다른 페이스 세팅에 대한 각각의 21 섹터에서 경험된 피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 도시하는 그래프이다. 그래프 라인(1001)은 21 섹터를 가로지르는(섹터중 하나의 값은 도 9의 그래프 포인트(902)에 대응함)피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 나타낸다. 그래프 포인트(1002)는 모든 21 섹터에 대해 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값에 대응한다.
도 6의 흐름도로 돌아와, 단계(216)에서, 프로세서(14)는 선택된 세트 내의 모든 섹터에 대한 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분을 결정한다. 선택된 세트 내의 모든 섹터에 대한 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분은 F(m)로도 지정된 최대 f(m)이다.
단계(218)에서, 프로세서(14)는 단계(200) 내지 단계(216)를 반복하여 각각의 j 세트에 대한 F(m)의 값을 결정한다. 단계(220)에서, 프로세서(14)는 모든 m 섹터에 대해 F(m)의 최대 값을 얻고 각각의 jth세트에 대해 이 값을 S(j)로 나타내고, jth세트에 대한 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값으로 인용된다. 단계(222)에서, 프로세서(14)는 도 4의 흐름도의 단계(118)로 되돌아 가고, 모든 "j"세트에 대해 최소 S(j)를 갖는 최선의 채널 할당 세트를 선택한다. 그리하여, 최소량의 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출을 야기하는 채널 할당 스킴이 선택된다.
본 발명의 한 실시예에 따른 본 발명의 방법의 장점은 도 7내지 도 8을 참고로 설명된다. 선행 기술에 따라, 도 7은 동등-간격 주파수를 갖는 채널의 선택 방법을 위해 소정의 랜덤 페이스의 세트에 대한 피크 아웃-오브-밴드 값을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 피크 아웃-오브-밴드 값은 23.263이다.
대조적으로, 도 8은 모든 페이스 세트와 모든 섹터에 대한 200 개의 다른 랜덤 주파수 할당에 대한 피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 나타내는 그래프이다. 포인트(802)에 의해 도시된 바와 같이, 최선의 결과는 0.18의 피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값이다. 더 중요하게, 최악의 결과는 약 0.45의 피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값이다. 동등-간격 주파수가 사용된 경우에 얻어진 23.263의 피크 아웃-오브-밴드 값인 최악의 경우에 비교하여, 랜덤 주파수 할당이 사용된 경우의 최악의 피크 아웃-오브-밴드 값은 약 50배 낮은 전원을 갖는다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따라, 어떻게 무선 통신 채널이 할당될 수 있는지의 예를 나타내는 테이블이다. 도면에서, 21 섹터가 있으며, 종대로 나타나는 각각의 섹터는 여기에 할당된 19 반송자 주파수를 갖는다. 그러므로, 제 1 섹터에서(즉, 제 1 종대), 제 1 기지국은 제 1 무선 전송에 반송자 주파수 1을, 제 2 무선 전송에 반송자 주파수 45를 , 제 3 무선 전송에 반송자 주파수 70을 할당한다. 등등. 이 세트는 도 8의 포인트(802)에 대응한다.
피크 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 감소하는 것은 시스템에 부여된 FCC 제한을 초과하지 않도록 하기 위해 무선 기지국의 증폭기가 원래보다 상당히 낮은 전원으로 동작할 수 있도록 한다. 또한, 이것은 증폭기가 전형적으로 요구되는 크기 보다 더 작은 크기가 될 수 있도록 한다.
본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 변화 및 변경이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어 질 수 있다는 것을 당업자는 명백히 알 수 있을 것이다. 그러므로, 부가된 청구항은 본 발명의 진정한 정신 및 범위 내에 부합하는 모든 변화 및 변경을 커버한다고 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 채널을 효과적으로 할당하여, 증폭기 효율의 희생없이 및/또는 신호 왜곡을 야기하지 않고 아웃-오브-밴드 스팩트랄 방출을 실질적으로 경감할 수 있다.

Claims (23)

  1. 복수의 기지국을 포함하는 통신 시스템으로써,
    채널 각각이 대응하는 채널 번호를 갖고 상기 복수의 기지국에 의해 사용될 N 개의 전송 채널을 할당하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    (a) N 개의 난수의 세트를 발생하는 단계로써, 상기 각각의 난수는 채널 번호에 대응하는 단계,
    (b) 상기 난수 세트를 복수의 섹터로 분할하는 단계로써, 상기 각각의 섹터는 상기 복수의 기지국 중 하나에 의해 서비스되는 지리적 영역에 대응하는 단계, 및
    (c) 상기 난수의 분할된 세트에 근거하여, 상기 기지국 중 각각의 하나에 대응하는 채널을 할당하는 단계를 포함하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    어떤 섹터에서, 차이가 소정의 번호 n 과 같거나 적은 두 채널 번호가 있는 지를 결정하고, 있다면 상기 두 채널 번호를 다른 섹터로 분리하는 단계를 더 포함하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    n=1인 경우에, 상기 방법은 연속적인 두 채널 번호를 다른 섹터로 분리하는 단계를 포함하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    (a) 채널 s 및 채널 s+1과 같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널을 지정하는 단계,
    (b) 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속하는 지를 결정하고, 상기 채널 s-2가 상기 채널 s와 같은 섹터에 속할 경우, 채널 s+1을 채널 s+2와 교체하고, 상기 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속하지 않을 경우, 채널 s를 채널 s-1과 교체하는 단계를 더 포함하고,
    같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널이 없을 때까지 상기 단계(a 및 b)를 반복하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각이 대응하는 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값(out-of-band spectral value)을 갖는 j 섹터를 얻기 위해, 상기 단계(a 내지 c)를 j 번 반복하는 단계,
    상기 j 세트를 비교하는 단계,
    최소 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 갖는 상기 j 세트의 세트를 선택하는 단계를 더 포함하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 j 세트로부터 한 세트를 선택하는 단계,
    상기 선택된 세트의 상기 섹터 각각에 대해, 상기 섹터에 속하는 모든 상기 채널의 단일 톤(tones)의 합에 대응하는 전압 신호를 발생하는 단계,
    순간 전원 레벨을 얻는 단계,
    평균 전원 레벨의 x 배로 클리핑 레벨을 설정하고 상기 전압을 상기 클리핑 레벨로 클리핑하는 단계,
    상기 클리핑된 전압에 대응하는 파형을 얻는 단계,
    상기 클리핑된 전압 파형에 대응하는 스팩트럼을 얻는 단계,
    복수의 다른 시작 페이스(phase)에서 상기 섹터 각각에 대해 상기 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분을 결정하는 단계, 및
    상기 선택된 세트내의 모든 상기 섹터에 대해 상기 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분을 결정하는 단계를 더 포함하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    x=8인 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    N=399 채널이고, 상기 분할 단계는 상기 399 채널을 21 섹터로 분할하는 단계를 더 포함하며, 각각의 상기 섹터는 19 개의 주파수를 갖는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 발생 단계 후,
    상기 N 개의 난수의 세트를 i=1에서 N인 배열 a(i)에 저장하는 단계,
    상기 발생된 난수의 값에 따라 배열 a(i)을 오름순으로 정렬하는 단계,
    상기 정렬된 배열 a(i)을 리스트 b(I)로 저장하는 단계,
    a[sorted_ch(I)]=b(I)가 되도록 인덱스 "sorted_ch(I)"를 정의하는 단계, 및
    상기 인덱스 "sorted_ch(I)"를 상기 복수의 섹터로 분할하는 단계를 포함하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  10. 복수의 기지국을 포함하는 통신 시스템으로써,
    채널 각각이 대응하는 채널 번호를 갖고 상기 복수의 기지국에 의해 사용될 N 개의 전송 채널을 할당하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    (a) N 개의 실질적인 난수의 세트를 발생하는 단계로써, 상기 각각의 실질적인 난수는 채널 번호에 대응하는 단계,
    (b) 상기 실질적인 난수 세트를 복수의 섹터로 분할하는 단계로써, 상기 각각의 섹터는 상기 복수의 기지국 중 하나에 의해 서비스되는 지리적 영역에 대응하는 단계, 및
    (c) 상기 실질적인 난수의 분할된 세트를 근거로, 상기 기지국 중 각각의 하나에 대해 대응하는 채널을 할당하여, 상기 대응하는 채널 할당에 의해 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값이 소정의 임계값과 같거나 적게되는 단계를 포함하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 N 개의 실질적인 난수의 세트는 채널의 동등-간격 할당에 의해 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값과 같거나 적은 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 생성하는 N 개의 전송 채널 할당 방법.
  12. 무선 메시지를 전송하기 위해 구성된 복수의 기지국에 의해 사용되는 N 개의 주파수 채널을 할당하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는
    N 개의 난수의 세트를 발생하기 위해 구성된 난수 발생기로써, 상기 각각의 난수는 채널에 대응하고,
    상기 난수 발생기에 결합되고 상기 난수의 세트를 복수의 섹터로 분할하도록 구성된 프로세서로써, 상기 각각의 섹터는 상기 복수의 기지국 중 하나에 의해 서비스되는 지리적 영역에 대응하고, 상기 프로세서는 상기 난수의 분할된 세트를 근거로, 상기 기지국 각각의 하나에 대해 대응하는 채널을 할당하도록 더 구성되는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 무선 메시지를 상기 할당된 주파수 채널을 통해 전송하도록 더 구성되는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는 어떤 섹터 내에, 차이가 소정의 번호 n과 같거나 적은 두 채널 번호가 있는지를 결정하고, 있다면, 상기 두 채널 번호를 다른 섹터로 분리하도록 더 구성되는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    n=1인 경우에, 상기 프로세서는 연속적인 두 채널 번호를 다른 섹터로 분리하도록 구성되는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 두 연속적인 채널을 분리하기 위해,
    (a) 채널 s 및 채널 s+1과 같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널을 지정하고,
    (b) 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속하는 지를 결정하고, 상기 채널 s-2가 상기 채널 s와 같은 섹터에 속할 경우, 채널 s+1을 채널 s+2와 교체하고, 상기 채널 s-2가 채널 s와 같은 섹터에 속하지 않을 경우, 채널 s를 채널 s-1과 교체하도록 구성하며,
    같은 섹터에 속하는 두 연속적인 채널이 없을 때까지 상기 단계(a 및 b)를 반복하도록 구성되는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    각각이 대응하는 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 갖는 상기 j 섹터를 얻기 위해, 상기 단계(a 내지 c)를 j 번 반복하고,
    상기 j 세트를 비교하며,
    최소 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 갖는 상기 j 세트의 세트를 선택하도록 더 구성되는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 세트를 비교하기 위해,
    상기 j 세트로부터 한 세트를 선택하고,
    상기 선택된 세트의 상기 섹터 각각에 대해, 상기 섹터에 속하는 모든 상기 채널의 단일 톤(tones)의 합에 대응하는 전압 신호를 발생하며,
    순간 전원 레벨을 얻고,
    평균 전원 레벨의 x 배로 클리핑 레벨을 설정하고 상기 전압을 상기 클리핑 레벨로 클리핑하며,
    상기 클리핑된 전압에 대응하는 파형을 얻고,
    상기 클리핑된 전압 파형에 대응하는 스팩트럼을 얻고,
    복수의 다른 시작 페이스(phase)에서 상기 섹터 각각에 대해 상기 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분을 결정하며,
    상기 선택된 세트내의 모든 상기 섹터에 대해 상기 최대 아웃-오브-밴드 스팩트랄 성분을 결정하도록 구성된 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  19. 제 6 항에 있어서,
    x=8인 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  20. 제 12 항에 있어서,
    N=399 채널이고, 상기 프로세서는 상기 399 채널을 21 섹터로 분할하도록 더 구성되며, 각각의 상기 섹터는 19 개의 주파수를 갖는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 N 개의 난수의 세트를 i=1에서 N인 배열 a(i)에 저장하고,
    상기 발생된 난수의 값에 따라 배열 a(i)을 오름순으로 정렬하며,
    상기 정렬된 배열 a(i)을 리스트 b(I)로 저장하며,
    a[sorted_ch(I)]=b(I)가 되도록 인덱스 "sorted_ch(I)"를 정의하고,
    상기 인덱스 "sorted_ch(I)"를 상기 복수의 섹터로 분할하도록 더 구성되는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  22. 무선 메시지를 전송하기 위해 구성된 복수의 기지국에 의해 사용되는 N 개의 주파수 채널을 할당하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는
    N 개의 실질적인 난수의 세트를 발생하기 위해 구성된 난수 발생기로써, 상기 각각의 실질적인 난수는 채널에 대응하고,
    상기 난수 발생기에 결합되고 상기 실질적인 난수의 세트를 복수의 섹터로 분할하도록 구성된 프로세서로써, 상기 각각의 섹터는 상기 복수의 기지국 중 하나에 의해 서비스되는 지리적 영역에 대응하고, 상기 프로세서는 상기 기지국 각각의 하나에 대해 대응하는 채널을 할당으로서 상기 실질적인 난수의 분할된 세트를 할당하도록 더 구성하여 상기 번호의 세트와 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값이 소정의 임계값을 초과하지 않도록 하는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 N 개의 실질적인 난수의 세트는 채널의 동등-간격 할당에 의해 생성된 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값과 같거나 적은 아웃-오브-밴드 스팩트랄 값을 생성하는 N 개의 주파수 채널 할당 장치.
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