KR20060129014A - Ｔｄｍａ 셀룰러 통신 시스템의 무선자원 할당 방법,시스템, 장치 그리고 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 무선자원 할당 방법, 컴퓨터 프로그램, 장치 그리고 시스템이 공간 다이버시티와 셀-특정 무선 주파수 밴드를 적용한 TDMA 셀룰러 통신 시스템에 제공된다. 상기 무선자원 할당 시스템은 서로 재사용 거리 내에 위치되는 적어도 2개의 무선 셀들(214, 216)에 무선 주파수 밴드(306, 308)를 할당하는 주파수 할당 네트워크 요소(204)를 포함하며, 상기 무선 주파수 밴드들(306, 308) 사이에서 적어도 하나의 오버랩 영역(310)이 형성되며, 상기 적어도 하나의 오버랩 영역(310)은 상기 적어도 2개의 무선 셀들(214, 216)에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비된다. 본 발명은 서로에 대해 재사용 거리 내에 위치되는 무선 셀들에 주파수 재사용 성능을 제공한다.
셀룰러 통신 시스템, 무선자원 할당, 트레이닝 시퀀스, 공간 다이버시티

Description

ＴＤＭＡ 셀룰러 통신 시스템의 무선자원 할당 방법, 시스템, 장치 그리고 컴퓨터 프로그램{METHOD, SYSTEM, APPARATUS AND COMPUTER PROGRAM FOR ALLOCATING RADIO RESOURCES IN TDMA CELLULAR TELECOMMUNICATIONS SYSTEM}
본 발명은 셀룰러 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 셀룰러 통신 시스템의 무선자원 할당을 위한 방법, 시스템, 컴퓨터 프로그램, 그리고 장치에 관한 것이다.
주파수 이용 계획(frequency planning)은 TDMA(Time Division Multiple Access) 셀룰러 통신 시스템의 수행을 고려함에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 주파수 이용 계획은 대체적으로, 무선 셀들에 할당되는 무선주파수 밴드를 정의하고, 그들간의 최저 간섭레벨이 무선링크에 제공되도록 하는데 목적이 있다. 상기 최저 간섭레벨은 인접 셀의 무선주파수 밴드들을 서로 분리하듯이 셀-특정(cell-specific)의 무선 주파수 밴드를 무선 셀들에 할당함으로써 얻어진다.
TDMA 셀룰러 통신 시스템의 성능은 공간 다이버시티를 활용함으로써 상당히 향상될 수 있는데, 여기서 공간 다이버시티는 대개 인프라구조와 이동국 간의 무선신호 전송에서 다중 안테나 어레이를 적용함으로서 이루어진다. 그러나 공간 다이버시티를 고려하는 문제는 링크의 성능에 관여하는 자유도가 더 많이 소개되어야 하므로, 주파수 이용 계획을 복잡하게 한다. 따라서, 공간 다이버시티를 시스템에 적용하는 경우에는 무선자원 할당의 향상에 대한 문제를 고려할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 TDMA 셀룰러 통신 시스템의 향상된 무선자원 할당 방법, 시스템, 컴퓨터 프로그램, 그리고 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 무선자원 할당 방법은
TDMA 셀룰러 통신 시스템-상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 다수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정의 무선주파수 밴드에 무선 셀을 할당한다-의 무선자원 할당방법으로서,
둘 이상의 무선 셀들-상기 둘 이상의 무선 셀들은 서로 재사용 거리(reuse distance)만큼의 간격을 두어 위치한다-에 무선 주파수 밴드를 할당하고, 상기 무선 주파수 밴드들이 하나 이상의 오버랩 영역을 형성할 때, 상기 하나 이상의 오버랩 영역을 상기 둘 이상의 무선 셀에 대하여 동일한 전송방향에 동시 사용되도록 예비(Reserve)하는 방안을 제공한다.
본 발명의 제 2 양상에 따른 무선자원 할당 시스템은
TDMA 셀룰러 통신 시스템-상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 다수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정(cell-specific)의 무선주파수 밴드에 무선 셀을 할당한다-의 무선자원 할당 시스템으로서,
서로 재사용 거리만큼의 간격을 두어 위치하는 둘 이상의 무선 셀들에 무선 주파수 밴드를 할당하는 주파수 할당 네트워크 요소를 포함하고, 상기 무선 주파수 밴드들이 하나 이상의 오버랩 영역을 형성할 때, 상기 하나 이상의 오버랩 영역을 상기 둘 이상의 무선 셀에 대하여 동일한 전송방향에 동시 사용되도록 예비하는 방안을 제공한다.
본 발명의 제 3 양상에 따른 TDMA 셀룰러 통신 시스템의 무선자원 할당 컴퓨터 프로그램은
TDMA 셀룰러 통신 시스템-상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 다수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정의 무선주파수 밴드에 무선 셀을 할당한다-의 무선자원을 할당하는 컴퓨터 프로세스를 수행하고 컴퓨터 판독매체에서 구현되는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로세서는 둘 이상의 무선셀-상기 둘 이상의 무선셀은 서로 재사용 거리만큼의 간격을 두어 위치한다-에 무선 주파수 밴드를 할당하는 단계를 포함하고, 상기 무선 주파수 밴드들이 하나 이상의 오버랩 영역을 형성할 때, 상기 하나 이상의 오버랩 영역은 상기 둘 이상의 무선 셀에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용하도록 하는 방안을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선자원 할당 장치는
TDMA 셀룰러 통신 시스템-상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 다수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정의 무선주파수 밴드에 무선 셀을 할당한다-의 무선자원 할당 장치로서,
서로 재사용 거리만큼의 간격을 두어 위치하는 둘 이상의 무선 셀들에 무선 주파수 밴드를 할당하는 주파수 할당 수단을 포함하고, 상기 무선 주파수 밴드들이 하나 이상의 오버랩 영역을 형성할 때, 상기 하나 이상의 오버랩 영역을 상기 둘 이상의 무선 셀에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비하는 방안을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항에 기술되어 있다.
본 발명에 따른 방법, 시스템, 장치, 그리고 컴퓨터 프로그램은 몇 가지 장점을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 본 발명은 재사용 거리만큼의 간격을 두어 위치하는 무선 셀들에 관한 주파수 재사용 성능을 제공한다. 예를 들어, 상기 주파수 재사용 성능은 링크와 시스템 레벨에서 최대 수용량을 증가시키고, BTS의 수행범위를 넓히고, TDMA 셀룰러 통신 시스템의 인프라구조 사용에 대한 비용-효율성을 증가시킨다.
이하, 바람직한 실시예와 그에 따른 도면(아래)을 참조하여 본 발명을 상세히 기술하도록 한다. 먼저, 도면에 관한 설명은 다음과 같다.
도1A는 TDMA 셀룰러 통신 시스템 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도1B는 무선주파수 밴드 할당에 관한 종래 기술의 일 예를 나타낸 도면,
도2는 TDMA 셀룰러 통신 시스템 구조의 다른 예를 나타낸 도면,
도3은 무선주파수 밴드 할당에 관한 본 발명의 제1실시예를 나타낸 도면,
도4는 무선 셀 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도5는 무선주파수 밴드 할당에 관한 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면,
도6은 무선주파수 밴드 할당에 관한 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도 면, 그리고
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 나타낸 흐름도이다.
도1A은 TDMA(Time Division Multiple Access) 셀룰러 통신 시스템 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
예를 들어, TDMA 셀룰러 통신 시스템은 GSM (Global System for Mobile Communications) 시스템, GSM/EDGE (GSM/Enhanced Data Rates for Global Evolution) 시스템, GPRS (General Packet Radio Service) 시스템, E-GPRS (EDGE GPRS) 시스템, 또는 US-TDMA (US Time Division Multiple Access) 시스템을 포함한다. 본 발명이 GSM시스템에 한정되는 것은 아니나, 설명의 편의를 위해, 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 GSM시스템으로서 설명한다.
상기 일 예에 따른 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 핵심망(Core Network (CN), 102), BSC(Base Station Controller, 104), 상기 핵심망(102)과 연결된 외부 네트워크(EXT, 100), BTS(Base Transceiver Stations(BTS#1,BTS#2), 108,110), 그리고 이동국(mobile stations(MS#1,MS#2), 116,118)을 포함한다.
상기 핵심망(102)은 같은 통신 시스템에서 혹은 이동국(116, 118)과 외부 네트워크(100)사이에서, 이동국들(116, 118)간의 회선 교환 트래픽을 관리하는 회선 교환 도메인을 포함한다. 이때 상기 외부 네트워크(100)의 예로는 PLMN(Public Land Mobile Network)이나 PSTN(Public Switched Telephone Network)이 있을 수 있다.
상기 핵심망(102)은 같은 통신 시스템에서 혹은 이동국(116, 118)과 외부 네트워크(100)사이에서, 이동국들(116, 118)간의 패킷 교환 트래픽을 관리하는 패킷 교환 도메인을 포함한다. 이때 상기 외부 네트워크(100)의 예로는 인터넷이 있을 수 있다.
상기 핵심망(102)은 본발명의 기술분야에 알려진 것과 동일하며, 그 상세한 구조는 이후 본발명의 해당 기술을 설명할 때 언급될 것이다.
상기 BTS(108,110)는 상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템의 인프라구조의 송수신 기능을 제공한다. 상기 BTS(108,110)가 수행하는 임무에는 TA(timing advance)계산, 업링크 측정, 채널 코딩, 암호화, 복호화, 주파수 홉핑(frequency hopping), 그리고 간섭 제거 수단(interference cancellation means) 등이 있다. 상기 BSC(104)는 컴퓨터 프로세스를 처리하는 컴퓨터, 데이터나 컴퓨터 프로그램을 저장하는 메모리, 그리고 사용자 인터페이스 등을 포함한다. 상기 BTS(108,110)는 본발명의 기술분야에 알려진 것과 동일하며, 그 상세한 구조는 이후 본 발명의 해당 기술을 설명할 때 언급될 것이다.
상기 BSC(104)는 상기 BTS(108,110)를 제어하고, 일반적으로 다음과 같은 임무를 수행한다.
BTS(108,110)의 무선자원 관리, 셀간 핸드오버, 주파수 제어(예: 상기 BTS(108,110)와 이동국(116, 118)에 무선 주파수 밴드 할당), 주파수 홉핑 시퀀스 관리, 업링크의 시간 지연 측정, 오퍼레이션 구현과 인터페이스 유지, 그리고 전력 제어.
상기 이동국(116, 118)은 상기 무선 링크(120, 122)를 통해 상기 BTS(108, 110)와 통신하도록 하는 무선 모뎀을 구비한다.
또한, 이동국(116, 118)은 상기 텔레커뮤니케이션 시스템의 이동국(116, 118)을 식별하는 식별 모듈을 더 포함한다. 또한, 이동국(116, 118)은 안테나, 사용자 인터페이스, 간섭 제거 수단, 그리고 배터리를 더 포함한다. 상기 이동국(116, 118)은 본발명의 기술분야에 알려진 것과 동일하며, 그 상세한 구조는 이후 본발명의 해당 기술을 설명할 때 언급될 것이다.
하나의 BTS(108, 110)는 하나의 무선 셀(112 또는 114) 또는 다수의 무선 셀에 서비스를 제공한다. 일반적으로, 각각의 무선 셀(112, 114)은 TDMA 셀룰러 통신 시스템에 할당되는 다수의 무선 주파수 밴드 중의 하나, 즉 셀-특정의 무선 주파수 밴드를 할당받는다. 상기 셀-특정의 무선 주파수 밴드는 상기 무선 링크(120, 122)에 적용되는 주파수 범위를 정의한다.
도2에 도시된 바와 같이, TDMA 셀룰러 통신 시스템의 무선자원 할당 시스템(RRAS, 200)은 도3의 무선 주파수 밴드(306, 308)를 무선 셀(214, 216)에 할당하는 주파수 할당 네트워크 요소(FANE, 204)를 포함한다.
상기 주파수 할당 네트워크 요소(204)는 상기 BSC(104)나 BTS(210, 212)내에 위치할 수 있다.
상기 주파수 할당 네트워크 요소(204)는 컴퓨터나 소프트웨어에 의해 구현 가능하다.
도2의 예에서, 이동국(MS#1, 218)은 상기 무선 셀(C#1, 214)의 서비스 영역 에 위치하고, 상기 BTS(BTS#1, 210)와 연결하는 무선 링크(230)를 갖는다. 이동국(MS#1, 218)은 상기 BTS(BTS#2, 212)에 간섭신호(234)를 발생시킨다.
이동국(MS#2, 220)은 상기 무선 셀(C#2, 216)의 서비스 영역에 위치하고, 상기 BTS(BTS#2, 212)와 연결하는 무선 링크(232)를 갖는다. 이동국(MS#2, 220)은 상기 BTS(BTS#1, 210)에 간섭신호(236)를 발생시킨다.
본 발명에 따른 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 상기 BTS(210, 212)와 이동국(218, 220) 사이의 무선링크(230, 232)가 형성되도록 다이버시티 안테나를 정렬하는 공간 다이버시티를 이용한다. 상기 다이버시티 안테나의 정렬은 서로 편광각(polarization angle)을 이루고 일정 물리적 거리를 유지하는 둘 이상의 독립된 안테나의 배치이다.
상기 인접 안테나 간의 물리적 거리는 무선 반송파 주파수의 반 파장 이상 떨어진 거리이다. 상기 다이버시티 안테나 정렬은 본발명의 기술분야에 알려진 것과 동일하며, 이후 본 발명의 해당 기술을 설명할 때 언급될 것이다.
각각의 독립된 안테나는 일반적으로, 안테나 무선 주파수 신호와 기저대역 디지털 신호간의 변환을 수행하는 안테나-특정 변환 체인(antenna- specific conversion chain)과 연결된다. 상기 변환 체인은 송신 체인과 수신 체인으로 나누어 진다.
상기 송신 체인은 디지털 기저대역 송신신호를 안테나로 전송되는 무선 주파수 송신신호로 변환한다. 상기 송신 체인은 본발명의 기술분야에 알려진 것과 동일하며, 그 구조에 관한 설명은 생략한다.
상기 수신 체인은 안테나에 수신된 무선 주파수 수신신호를 디지털 기저대역 수신신호로 변환한다. 상기 수신 체인은 본발명의 기술분야에 알려진 것과 동일하며, 그 구조에 관한 설명은 생략한다.
상기 다이버시티 안테나 정렬이 상기 BTS(210, 212) 내에 위치하는 실시 예의 경우, 상기 이동국(218, 220)은 단일 안테나를 이용하거나 다이버시티 안테나 정렬을 이용할 것이다.
상기 다이버시티 안테나 정렬이 상기 이동국(218, 220) 내에 위치하는 실시 예의 경우, 상기 BTS(210, 212)는 단일 안테나를 이용하거나 다이버시티 안테나 정렬을 이용할 것이다.
도 2에서, 상기 BTS(BTS#1, 210)는 안테나-특정 송/수신 체인(미도시)에 연결된 적어도 2개의 개별 안테나(222A, 222B)를 포함한다. 상기 BTS(BTS#2, 212)는 안테나-특정 송/수신 체인(미도시)에 연결된 적어도 2개의 개별 안테나(224A, 224B)를 포함한다. 상기 BTS(210)와 BTS(212)는 서로 다른 개수의 안테나 요소들을 갖는다.
도 2에서, 상기 이동국(MS#1)과 이동국(MS#2)은 단일 안테나(226)와 단일 안테나(228)를 각각 구비한다.
재사용 거리(238)는 종래 기술에서 정의된 주파수 이용 계획 파라미터로서, 같은 전송 방향에서 동일한 주파수들을 동시에 적용하는 무선 셀의 최소 간격시 eparation)을 특징짓는다. 상기 재사용 거리(238)에 대한 정의는 셀룰러 통신 시스템이 공간 다이버시티를 적용하지 않거나 공간 다이버시티가 주파수 이용 계획의 제한된 방식인 것으로 간주되어 왔던 기존의 아이디어에 따른 것이다. 종래 기술에 따르면, 도 1B의 무선주파수 밴드(126, 128)와 같은 비-오버랩 무선주파수 밴드는 재사용 거리(238)에 위치한 무선 셀(112, 114)에만 할당된다.
일 실시 예로서, 무선 셀(214 및 216)은 서로 인접한 무선 셀이며, 이 경우 재사용 거리(238)는 대략, 셀 사이즈 정도 된다.
도3의 실시 예를 참조하면, 무선 주파수 밴드(BAND#1, 306)는 상기 무선 셀(C#1, 214)에 할당되고, 그에 대응하여 무선 주파수 밴드(BAND#2, 308)는 상기 무선 셀(C#2, 216)에 할당된다. 그리고 수평축(302)은 임의 단위의 무선 주파수를 보여준다.
따라서, 상기 무선 주파수 밴드(BAND#1, 306)와 무선 주파수 밴드(BAND#2, 308)는 서로 겹치며 오버랩 영역(310)을 형성한다. 상기 오버랩 영역(310)은 상기 무선셀(214 및 216)에 공통되는 하나 이상의 주파수 성분을 포함한다. 상기 오버랩 영역(310)은 상기 무선셀(214)과 무선셀(216)에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비되어 있다.
상기 오버랩 영역(310)이 상기 무선 셀(214 및 216)의 동일한 전송방향에서 동시 사용될 때, 상기 오버랩 영역(310)의 적어도 한 곳은, 동일한 전송방향을 가지고 동일한 타임 슬롯을 적용하는 상기 무선링크(230)와 무선링크(232)에 전용(dedicated)된다. 상기 전송방향은 상기 실시 예에서 정한 바에 따라 다운링크의 전송이 될 수도 있고 업링크의 전송이 될 수도 있다.
상기 무선 주파수 밴드(BAND#1, 306)는 서로 동일한 간격으로 떨어져 있는 반송파 주파수(6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F)를 포함한다. 반송파 주파수(6A ~ 6F)의 수는 상기 무선 주파수 밴드(BAND#1, 306)의 요구된 대역폭(312)과 상기 반송파 주파수들(6A ~ 6F)의 간격(separation)에 의해 결정된다.
상기 무선 주파수 밴드(BAND#2, 308)는 서로 동일한 간격으로 떨어져 있는 반송파 주파수(8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F)를 포함한다. 반송파 주파수(8A ~ 8F)의 수는 상기 무선 주파수 밴드(BAND#2, 308)의 요구된 대역 폭(314)과 상기 반송파 주파수들(8A ~ 8F)의 간격에 의해 결정된다.
상기 반송파 주파수(6A ~ 6F 및 8A ~ 8F)는 인접 반송파 주파수의 간격이 보통 200kHz정도인 GSM시스템의 반송파 주파수이다.
만일, 무선 주파수 밴드(306, 308)이 반송파 주파수에 의해 형성되는 경우, 상기 오버랩 영역(310)은 상기 무선 주파수 밴드(BAND#1, 306)와 무선 주파수 밴드(BAND#2, 308)에서 공통적으로 사용되는 하나 이상의 반송파 주파수를 포함한다. 도3의 예에서, 상기 무선 주파수 밴드(BAND#1, 306)의 반송파 주파수 그룹(6D,6E,6F)과 무선 주파수 밴드(BAND#2, 308)의 반송파 주파수 그룹(8A,8B,8C)은 반송파마다 서로 겹친다. 따라서, 상기 반송파 주파수들(6D,6E, 6F)은 상기 무선셀(214)과 무선셀(216)에 대하여 동일한 전송방향(업링크 혹은 다운링크)에 동시 사용되도록 예비된다.
상기 주파수 할당 네크워크 요소(204)는 주파수 할당이 가능한 반송파 리스트를 제공하는 반송파 레지스터를 포함한다. 상기 반송파는 반송파-특정 반송파 번호와 연관된다. 그리고 상기 반송파 번호는 상기 요구된 반송파나 상기 링크(230, 232)에 할당하기 위해, BTS(210, 212)와 이동국(218, 220)에 신호로 전송된다.
본발명에 따른 상기 시스템(200)은 셀-특정 트레이닝 시퀀스(training sequences)를 상기 둘 이상의 무선셀(214, 216)에 할당하는 트레이닝 시퀀스 할당 네트워크 요소(TSANE, 206)를 구비한다. 상기 셀-특정 트레이닝 시퀀스는 수신측으로 하여금, 동일한 주파수로 동시에 전송하는 두 송신자를 구별할 수 있게 해 주고, 정확한 송신기에 대한 채널 추정을 수행한다. 도 2에서, 상기 BTS(210)와 이동국(218)은 제 1 트레이닝 시퀀스를 할당받는다. 그리고 상기 BTS(212)와 이동국(220)은 상기 제 1 트레이닝 시퀀스와는 다른 제2트레이닝 시퀀스를 각각 할당받는다. 상기 다른 트레이닝 시퀀스를 이용함으로써, 상기 BTS(210, 212)는 상기 두 이동국(218, 220)의 트레이닝 시퀀스를 구별하게 하며, 상기 채널 추정과 정확한 이동국(218, 220)을 관련시킨다.
상기 트레이닝 시퀀스 할당 네트워크 요소(TSANE, 206)는 상기 BSC(104)나 BTS(108, 110)에 구비되고, 컴퓨터나 소프트웨어로서 구현된다. 상기 트레이닝 시퀀스에 관한 정보는 이미 알려진 신호 채널들을 통해 상기 BTS(210, 212)와 이동국(218, 220)으로 전송된다.
도 4에서, TDMA 셀룰러 통신 시스템은 무선셀(402 및 418)을 포함하는 무선셀 구조(400)를 갖는다. 표현상의 편의와 당업자의 이해를 돕기 위해, 상기 무선셀의 구조(400)를 다각형 모델(polygon model)로 도시하였으나, 이러한 무선셀의 구조가 본발명에 따른 무선셀의 정렬이나 형태를 한정하지는 않는다. 무선셀(C#1(402), C#2(404), 및 C#3(406))은 단일 BTS(210, 212)이나 셀-특정 BTS(210, 212)에 의해 형성된다.
재사용 거리(424)에 각각 위치하는 무선셀(C#1(402), C#2(404), 및 C#3(406))에 주파수를 할당하는 실시 예에서, 상기 재사용 거리(424)는 구(sphere)형태의 재사용 영역(428)을 정의한다. 그리고 상기 셀들(C#1(402), C#2(404), 및 C#3(406))은 동일한 재사용 영역(428)에 포함된다.
종래 기술에서는, 나뉘어진(separated) 주파수 밴드들만이 상기 재사용 영역(428) 내의 무선셀들 (C#1(402), C#2(404), 및 C#3(406))에 할당되었다.
예를 들어, 무선셀들 (C#2(404), C#4(408), 및 C#5(410))을 포함하는 또 다른 재사용 영역(430)은 상기 무선셀 구조(400)의 제 2 재사용 거리(426)에 의해 정의된다. 상기 재사용 영역(430) 내의 셀들(C#2(404), C#4(408), 및 C#5(410))에 대한 주파수 할당은 고려중인 재사용 영역(428 및 430) 모두에 속하는 오버랩 셀(C#2(404))의 주파수 할당을 참작하여 재사용 거리(428)를 설명한 상기 원리에 따라 수행된다. 도시된 원리에 의하여, 상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템의 전체 무선 셀 구조(400)에는 무선 주파수가 제공된다.
도5의 실시 예에서, 무선 주파수 밴드들(BAND#1(504), BAND#2(506), 및 BAND#3(508))은 상기 무선셀(C#1(402), C#2(404), 및 C#3(406))에 각각 할당된다. 그리고 상기 무선 주파수 밴드들(BAND#1(504), BAND#2(506), 및 BAND#3(508))은 각 주파수 범위(510, 512, 514)에까지 닿을 수 있도록 설정된다.
이 경우, 상기 무선 주파수 밴드(BAND#1(504))는 무선 주파수 밴드(BAND#2(506))와 겹쳐, 오버랩 영역 OVERLAP#1(516)을 형성한다. 상기 오버랩 영 역(OVERLAP#1(516))은 상기 무선셀 C#1(402)와 C#2(404)에 대하여 동일한 전송방향에 동시 사용되도록 예비된다.
일 실시예로서, 상기 무선 주파수 밴드(BAND#2(506))는 무선 주파수 밴드(BAND#3(508))와 겹쳐, 제2오버랩 영역 OVERLAP#2(518)을 형성한다. 상기 제2오버랩 영역(OVERLAP#2(518))은 상기 무선셀 C#2(404)와 C#3(406)에 대하여 동일한 전송방향에 동시 사용되도록 예비된다. 상기 두 오버랩 영역(516 및 518)은 동일한 전송방향에 동시 사용되거나, 동시에 사용되지 않도록 예비된다.
도 5의 예는 오버랩 영역(516과 518)이 두 개의 무선 주파수 밴드를 최대로 했을 경우를 나타낸 것이다. 만일, 상기 무선 주파수 밴드들(BAND#1(504), BAND#2(506), and BAND#3(508))이 업링크 방향으로 할당되는 경우, 상기 셀(402, 404, 406)의 BTS(210, 212)는 신호의 수신을 위해, 적어도 2개의 개별 안테나 요소(222A, 222B, 224A, 224B)를 적용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 두 오버랩 영역(516 및 518)은 같은 재사용 영역(428)에서 최대로 동작하는 상기 이동국(218과 220)을 위해 동시 사용되도록 예비되고, 각 이동국(218, 220)은 단일 전송 안테나를 무선링크에 적용한다.
도5의 예에서, 재사용 차수(reuse order) 즉, 단일 오버랩 영역(516, 518)을 형성하는 무선주파수 밴드의 수는 2이다. 상기 재사용 차수는 같은 오버랩 영역을 갖는 무선셀의 수, 즉 동일한 주파수를 사용하고 동일한 전송방향에서 동시에 적용되는 무선링크의 수를 가리킨다. 도 5의 예는 오버랩 영역(516, 518)이 대역폭(510, 512, 514)에서 증가하는 결과를 낳고, 그에 따라 재사용 영역(428)에서 수 용량이 향상되게 한다. 더욱이, 셀 레벨과 링크 레벨에서 최대 수용량이 증가되었다.
도 6에서, 무선 주파수 밴드(BAND#1(604), BAND#2(606), 및 BAND#3(608))는 각각 무선 셀(C#1(402), C#2(404) 및 C#3(406))에 할당된다. 상기 무선 주파수 밴드(BAND#1(604), BAND#2(606), BAND#3(608))는 각 주파수 범위(610, 612, 614)에 이른다. 이 경우, 상기 무선 주파수 밴드(BAND#1(604), BAND#2(606), BAND#3(608))는 주파수 밴드(604, 606 및 608) 모두의 주파수 성분을 포함하는 오버랩 영역(616)을 형성한다. 상기 오버랩 영역(616)은 상기 무선셀들(C#1(402), C#2(404), C#3(406))의 동일 전송방향에서 동시에 사용되도록 예비된다.
도 6의 예는 상기 오버랩 영역(616)이 3개의 무선 주파수 밴드에 의해 형성되는 경우를 나타낸다. 만일, 상기 주파수 밴드들(BAND#1(604), BAND#2(606) 및 BAND#3(608))이 업링크 방향에 할당되면, 상기 셀(402, 404, 406)에 제공되는 BTS(210, 212)는 신호의 수신을 위해, 적어도 3개의 개별 안테나 요소(222A, 222B, 224A, 224B)를 적용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 오버랩 영역(616)은 재사용 영역(428)에서 동작하는 최대 3개의 이동국(218, 220)을 위해 동시 사용되도록 예비되고, 각 이동국(218, 220)은 단일 전송 안테나를 구비한다.
도 6의 예에서, 상기 재사용 차수는 3이고, 도 5에 도시된 대역폭(510, 512, 514)과 비교했을 때 대역폭(610, 612, 614)에서 증가하게 된다.
상기 주파수 재사용 차수는 BTS(210, 212)와 이동국(218, 220)에 적용되는 개별 안테나의 수와 관련이 있다. 상기 주파수 재사용 차수를 R, 수신측의 수신 안 테나 수를 NR, 그리고 송신측의 송신 안테나 수를 NT라고 하자. 그리고 상기 기호들로서 하기의 식이 성립한다.
NR/NT ≥R (1)
식(1)은 동일한 전송방향에서의 동시 사용을 위해 하나 이상의 주파수 밴드(306, 308)가 무선셀(214, 216)에 할당될 수 있도록, 수신 안테나의 수(NR)가 송신 안테나의 수(NT)보다 많다는 사실을 나타낸다.
식(1)은 예를 들어, 상기 BTS(210, 211)의 NR이 4이고 상기 이동국(218, 220)의 NR이 1일 때, 최대 4개의 무선 셀이 동일 전송방향에서 같은 주파수를 동시에 사용할 수 있다는 것을 보여준다. 즉, 각기 다른 셀(214, 216)에 있는 4개의 이동국(218, 220)이 동시에 같은 주파수를 이용하여 상기 서비스 제공 BTS(210, 212)로 전송한다는 의미이다. 만일, NR=2이면, 동일 주파수 영역을 공유하는 무선 셀의 수는 2이 될 것이고, 동일 주파수로 신호 전송하는 이동국(218, 220)의 수도 2이 될 것이다.
식(1)은 다운링크의 경우에 적용된다. 예를 들어, BTS의 전송에 적용되는 안테나의 수가 2 (즉, NT=1)이면, 주파수 재사용 순서가 1보다 커지도록 하기 위해, 이동국의 독립된 수신 안테나의 최소 개수는 2 (즉, NR=2)이 된다. 이 경우, 상기 주파수 재사용 차수는 2 (즉, R=2)가 되고, 따라서 두 주파수 밴드(306, 308)가 오 버랩되게 한다. 즉, 동일한 재사용 영역을 갖는 2개의 BTS(210, 212)는 동일한 주파수를 사용하여 동시에 신호를 전송한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
단계(700)에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 시작한다.
단계(702)에서, 무선 주파수 밴드(306, 308)는 서로 재사용 거리(238)만큼의 간격을 두어 위치하는 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)에 할당된다. 그리고 상기 무선 주파수 밴드들(306, 308) 사이에 적어도 하나의 오버랩 영역(310)을 형성되는데, 상기 적어도 하나의 오버랩 영역(310)은 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)에 대하여 동일한 전송방향에 동시 사용하도록 예비된다.
단계(704)에서, 셀-특정 트레이닝 시퀀스는 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)에 할당된다.
단계(706)에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 종료된다.
상기 단계(702)의 일 예로서, 상기 무선 주파수 밴드(306, 308)는 서로 인접하는 적어도 2개의 무선 셀에 할당된다.
상기 단계(702)의 일 예로서, 상기 무선 주파수 밴드(306, 308)는 반송파 주파수를 각기 포함하는 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)에 할당되고, 상기 오버랩 영역(310)은 상기 무선 주파수 밴드(306, 308)에 의해 공유되는 적어도 하나의 반송파 주파수를 포함하고, 이때 상기 하나 이상의 반송파 주파수는 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비된다.
상기 단계(702)의 일 예로서, 상기 무선 주파수 밴드(306, 308)는 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)에 할당되고, 상기 오버랩 영역(310)은 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)의 업링크 방향으로 동시 사용되도록 예비된다.
상기 단계(702)의 일 예로서, 상기 무선 주파수 밴드(306, 308)는 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)에 할당되고, 상기 오버랩 영역(310)은 상기 적어도 2개의 무선 셀(214, 216)의 다운링크 방향으로 동시 사용되도록 예비된다.
일 양상에서, 본 발명은 상술되며 도 7에 도시된 컴퓨터 프로세스를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
상기 컴퓨터 프로그램은 CD (Compact Disc), 하드 디스크, 디스켓, 그리고 휴대용 메모리 유닛과 같은 데이터 캐리어에 저장된다. 그리고 인터넷과 같은 데이터망에서 전기적 신호로서 전송된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. TDMA 셀룰러 통신 시스템-상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 무선 셀들에는 복수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정 무선주파수 밴드가 할당된다-의 무선자원 할당방법으로서,
    적어도 2개의 무선 셀들에 무선 주파수 밴드들을 할당(702)하며, 여기서 상기 적어도 2개의 무선 셀들은 서로에 대해 재사용 거리(reuse distance) 내에서 위치되며, 상기 무선 주파수 밴드들 사이에서 하나 이상의 오버랩 영역이 형성되며, 상기 적어도 하나의 오버랩 영역이 상기 적어도 2개의 무선 셀에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 적어도 2개의 인접 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드를 할당(702)하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드들을 할당(702)하며, 여기서 무선 주파수 밴드 각각은 반송파 주파수들을 포함하며, 상기 오버랩 영역은 상기 무선 주파수 밴드들에 의해 공유되는 적어도 하나의 반송파 주파수를 포함하며, 상기 적어도 하나의 반송파 주파수는 상기 적어도 2개의 무선 셀에 대하여 동일한 전송 방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드를 할당(702)하며, 여기서 상기 오버랩 영역은 상기 적어도 2개의 무선 셀의 업링크 방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드들을 할당(702)하며, 여기서 상기 오버랩 영역은 상기 적어도 2개의 무선 셀들의 다운링크 방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 셀-특정 트레이닝 시퀀스들을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 방법.
  7. TDMA 셀룰러 통신 시스템- 상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 무선 셀들에는 복수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정 무선주파수 밴드가 할당된다 -에서의 무선자원 할당 시스템으로서,
    서로에 대해 재사용 거리(238) 내에 위치되는 적어도 2개의 무선 셀들(214, 216)에 무선 주파수 밴드들을 할당하는 주파수 할당 네트워크 요소(204)를 포함하며, 여기서 상기 무선 주파수 밴드들(306, 308) 사이에서 적어도 하나의 오버랩 영 역(310)이 형성되며, 상기 적어도 하나의 오버랩 영역(310)이 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 무선 셀들(214, 216)은 서로 인접하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 시스템.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 주파수 할당 네트워크 요소(204)는 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드들(306, 308)을 할당하며, 여기서 무선 주파수 밴드 각각은 반송파 주파수를 포함하며, 상기 오버랩 영역은 상기 무선 주파수 밴드들(306, 308)에 의해 공유되는 적어도 하나의 반송파 주파수를 포함하며, 상기 하나 이상의 반송파 주파수는 상기 적어도 2개의 무선 셀들(214, 216)에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 시스템.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 전송방향은 업링크 방향인 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 시스템.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 전송방향은 다운링크 방향인 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 시스템.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 시스템은 상기 적어도 2개의 무선 셀들(214, 216)에 셀-특정 트레이닝 시퀀스를 할당하는 트레이닝 시퀀스 할당 네트워크 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 시스템.
  13. TDMA 셀룰러 통신 시스템- 상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 무선 셀들에는 복수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정 무선주파수 밴드가 할당된다 -에서 무선자원을 할당하는 컴퓨터 프로세스를 실행하는, 컴퓨터 판독매체에서 구현되는 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로세스는 적어도 2개의 무선 셀들에 무선 주파수 밴드를 할당하는 단계(402)를 포함하며, 여기서 상기 적어도 2개의 무선 셀들은 서로에 대해 재사용 거리 내에서 위치되며, 상기 무선 주파수 밴드들 사이에서 적어도 하나의 오버랩 영역이 형성되며, 상기 적어도 하나의 오버랩 영역은 상기 적어도 2개의 무선 셀에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용하도록 예비되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서의 무선자원 할당 컴퓨터 프로그램.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로세스는 적어도 2개의 인접 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드들을 할당하는 단계(702)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서의 무선자원 할당 컴퓨터 프로그램.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로세스는 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드들을 할당하는 단계(702)를 포함하며, 여기서 무선 주파수 밴드 각각은 반송파 주파수를 포함하며, 상기 오버랩 영역은 상기 무선 주파수 밴드들에 공통되는 적어도 하나의 반송파 주파수를 포함하며, 상기 적어도 하나의 반송파 주파수는 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서의 무선자원 할당 컴퓨터 프로그램.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로세스는 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드들을 할당하는 단계(702)를 포함하며, 상기 오버랩 영역은 상기 적어도 2개의 무선 셀들의 업링크 방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서의 무선자원 할당 컴퓨터 프로그램.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로세스는 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 무선 주파수 밴드를 할당하는 단계(702)를 포함하며, 상기 오버랩 영역은 상기 적어도 2개의 무선 셀들의 다운링크 방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서의 무선자원 할당 컴퓨터 프로그램.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로세스는 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 상기 셀-특정 트레이닝 시퀀스를 할당하는 단계(704)를 포함하는 셀룰러 통신 시스 템에서의 무선자원 할당 컴퓨터 프로그램.
  19. TDMA 셀룰러 통신 시스템- 상기 TDMA 셀룰러 통신 시스템은 공간 다이버시티를 적용하고, 무선 셀들에는 복수의 무선 주파수 밴드에서 선택된 셀-특정 무선주파수 밴드가 할당된다 -에서의 무선자원 할당 장치로서,
    적어도 2개의 무선 셀들에 무선 주파수 밴드를 할당하는 주파수 할당 수단(204)을 포함하며, 상기 적어도 2개의 무선 셀들은 서로에 대해 재사용 거리 내에서 위치되며, 상기 무선 주파수 밴드들 사이에 적어도 하나의 오버랩 영역이 형성되며, 상기 하나 이상의 오버랩 영역은 상기 적어도 2개의 무선 셀들에 대하여 동일한 전송방향으로 동시 사용되도록 예비되는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당 장치.
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