KR20070098285A - 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 인지(CR: Cognitive Radio) 통신 시스템에서 인접 채널 간섭(ACI: Adjacent Channel Interference) 발생을 방지하기 위한 데이터 송수신 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 제1주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제1시스템과, 상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제2시스템을 포함하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법에 있어서, 상기 제1주파수 대역에 의한 상기 제2주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하고, 상기 제2주파수 대역에 의한 상기 제1주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 정보를 수신하면, 상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하고, 상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 것을 포함한다.
무선 인지(Cognitive Radio) 통신 시스템, 인접 채널 간섭(Adjacent Channel Interference), 주파수 확산, 시간 확산, 전력 감소

Description

통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR TRANSMITTING/RECEIVING DATA IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 주 시스템과 부 시스템 간의 ACI를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정에 의한 데이터 결합을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 송신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 인지(CR: Cognitive Radio, 이하 'CR'이라 칭하기로 함) 통신 시스템에서 인접 채널 간섭(ACI: Adjacent Channel Interference, 이하 'ACI'라 칭하기로 함) 발생을 방지하기 위한 데이터 송수신 방법 및 시스템에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 함) 통신 시스템에서는 고속의 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN: Wireless Local Area Network, 이하 'WLAN'이라 칭하기로 함) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(WMAN: Wireless Metropolitan Area Network, 이하 'WMAN'이라 칭하기로 함) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a/d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다.
상기 BWA 통신 시스템인 IEEE 802.16a/d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대 역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a/d 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 함)가 고정된 상태, 즉 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있는 시스템이다. 이와는 달리 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)이라고 칭하기로 한다.
또한, 상기 BWA 통신 시스템은 한정된 자원, 즉 주파수(frequency) 자원과, 코드(code) 자원, 타임 슬럿(time slot) 자원 등을 상기 통신 시스템을 구성하는 다수의 셀들이 분할하여 사용하므로 상기 한정된 자원을 효율적으로 사용해야 한다. 특히, 무선 통신 시스템의 급격한 발전과 다양한 서비스의 등장으로 무선 자원 수요는 날로 증가하고 있다. 그러나, 현재 상업적으로 사용 가능한 거의 모든 주파수 대역이 할당됨으로 인하여 새로운 무선 플랫폼을 위한 주파수 자원이 매우 부족한 상황이 발생하고 있다. 현재의 주파수 이용 현황을 보게 되면 수 GHz 대역, 특히 낮은 주파수 대역은 사용할 수 있는 여지가 거의 없다. 이러한 주파수 부족 문제를 해결하기 위하여 CR 방식을 기반으로 한 CR 통신 시스템이 제안되었다. 상기 CR 통신 시스템은 주파수가 할당되어 있지만 실제로 사용되지 않고 있는 주파수 대 역을 감지하고, 이를 효율적으로 공유하여 사용할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 CR 통신 시스템은 현재 연구되고 있는 차세대 통신 시스템에 접목되어 사용될 수 있는 통신 시스템이다. 이러한 CR 통신 시스템의 대표적인 통신 시스템이 IEEE 802.22 WRAN(Wireless Regional Area Networks) 시스템이며, 상기 IEEE 802.22 WRAN 시스템은 TV 주파수 대역에 CR 기술을 도입하여, 사용하지 않는 TV 대역을 데이터 송수신을 위해 사용하고자 하는 것이다.
그러나, CR 통신 시스템에서, 부 시스템(Secondary System)이 주파수 자원을 확보하여 사용하고 있는 경우에도, 주 시스템(Primary System)이 상기 CR 통신 시스템이 사용하고 있는 주파수 대역을 사용하고자 한다면, 상기 부 시스템은 주파수 대역을 즉시 비워 주어야 한다. 여기서, 상기 주 시스템은 합법적인 주파수 대역의 사용에 대한 권리를 가지는 통신 시스템을 의미한다. 또한, 상기 부 시스템이 앞서 설명한 바와 같이 주 시스템이 사용하지 않는 주파수 대역을 사용할 경우, 상기 부 시스템과 주 시스템 간의 가변적인 상황에 의해, 즉 두 시스템들이 사용하는 주파수 대역이 가변적이므로 ACI가 발생한다. 이렇게 발생한 ACI에 의해 상기 두 시스템들의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 인지 통신 시스템에서 인접 채널 간섭 발생을 방지하여 시스템의 성능을 향상시키는 데이터 송수신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 제1주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제1시스템과, 상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제2시스템을 포함하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법에 있어서, 상기 제1주파수 대역에 의한 상기 제2주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하고, 상기 제2주파수 대역에 의한 상기 제1주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 정보를 수신하면, 상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하고, 상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 것을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 제1주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제1시스템과, 상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제2시스템을 포함하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 시스템에 있어서, 상기 제1주파수 대역에 의한 상기 제2주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하고, 상기 제2주파수 대역에 의한 상기 제1주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 정보를 수신하면, 상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하고, 상기 결정 한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 제2시스템을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 시스템을 제안한다. 여기서, 후술할 본 발명의 실시예에서는, 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d/e 통신 시스템에서 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 무선 인지(CR: Cognitive Radio, 이하 'CR'이라 칭하기로 함) 통신 시스템을 일예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 데이터 수신 방법 및 시스템은 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 소정의 주파수 대역의 사용에 대한 권리를 가지는 제1시스템, 즉 주 시스템(Primary System)이 상기 소정의 주파수 대역을 사용하지 않을 경 우, 상기 소정의 주파수 대역의 사용에 대한 권리를 갖지 않는 제2시스템, 즉 부 시스템(Secondary System)이 상기 소정의 주파수 대역을 사용할 수 있도록 한 통신 시스템에서 상기 시스템들의 송신기, 예컨대 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)과 상기 송신기로부터 통신 서비스를 제공받는 수신기, 예컨대 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함) 간의 데이터 송수신 방법 및 시스템을 제안한다.
후술할 본 발명의 실시예에서는, 전술한 소정의 주파수 대역의 사용에 대한 권리를 가지는 주 시스템이 상기 소정의 주파수 대역을 사용하지 않을 경우, 상기 소정의 주파수 대역의 사용에 대한 권리를 갖지 않는 부 시스템이 상기 소정의 주파수 대역을 사용할 수 있도록 한 통신 시스템을 상기 CR 통신 시스템이라고 칭하며, CR 통신 시스템에서 상기 제2시스템인 부 시스템이 사용 중인 주파수 대역, 즉 제2주파수 대역과 상기 제1시스템이 사용 중인 주파수 대역, 즉 제1주파수 대역 간의 인접 채널 간섭(ACI: Adjacent Channel Interference, 이하 'ACI'라 칭하기로 함) 발생을 방지하기 위한 데이터 송수신 방법 및 시스템을 제안한다. 여기서, 상기 제1주파수 대역과 제2주파수 대역에 대한 사용에 대한 권리는 제1시스템인 주 시스템만이 가지며, 상기 제2시스템인 부 시스템이 제2주파수 대역을 사용함은 전술한 바와 같이 제1시스템이 제2주파수 대역을 사용하지 않을 경우에만 사용한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 제1주파수 대역을 주 MS 채널이라고 하고, 제2주파수 대역을 부 MS 채널이라고 한다.
아울러, 본 발명은, 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 통신 시스템들에서, 상기 통신 시스템들의 데이터 송수신 전력에 의한 ACI 발생을 방지하기 위한 데이터 송수신 방법 및 시스템을 제안한다. 후술할 본 발명의 시스템에서는, CR 통신 시스템에서 ACI 발생을 방지하기 위한 적응적 주파수 확산(Adaptive Frequency Spreading)과, 적응적 시간 확산(Adaptive Time Spreading) 및 전력 감소(Power Reduction)에 따른 다중 반송파 통신 시스템으로 무선 인지-직교 주파수 분할 다중(CR-OFDM: Cognitive Radio-Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'CR-OFDM'이라 칭하기로 함)/무선 인지-직교 주파수 분할 다중 접속(CR-OFDMA: Cognitive Radio-Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'CR-OFDMA'이라 칭하기로 함)을 제안하며, 후술할 본 발명의 실시예에서는 상기 제안한 CR-OFDM/CR-OFDMA를 일예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 데이터 수신 방법 및 시스템은 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다. 또한, 후술할 본 발명의 실시예에서는 제1주파수 대역과 제2주파수 대역이 인접할 경로 한정하여 상기 제1주파수 대역과 제2주파수 대역 간의 발생하는 채널 간섭을 방지하기 위한 데이터 송수신 방법 및 시스템을 일예로 하여 설명하지만, 본 발명은, 서로 다른 주파수 대역 간의 발생하는 채널 간섭을 방지하기 위한 데이터 송수신 방법 및 시스템에도 적용 가능하다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, CR 통신 시스템은, 소정의 셀(100) 구조를 가지며, 상기 소정의 셀(100) 내에 앞서 설명한 바와 같이 소정의 주파수 대역의 사용에 대한 권리를 가지는 주 시스템과, 상기 주 시스템이 상기 소정의 주파수 대역을 사용하지 않을 경우, 상기 소정의 주파수 대역의 사용에 대한 권리를 갖지 않으나 상기 소정의 주파수 대역을 사용 가능한 부 시스템을 포함한다. 그리고, 상기 주 시스템은 주 BS(Primary BS)인 BS1(101)과 상기 BS1(101)로부터 통신 서비스를 제공받는 주 MS(Primary MS)인 MS1(111)을 포함하며, 상기 부 시스템은 부 BS(Secondary BS)인 BS2(103)와 상기 BS2(103)로부터 통신 서비스를 제공받는 부 MS(113)인 MS2(113)를 포함한다.
상기 주 시스템의 BS1(101)은 전술한 바와 같이 소정의 주파수 대역을 통해 통신 서비스를 MS1(111)로 제공하는 중에 상기 MS1(111)로부터 MS 자신의 현재 위치 정보와 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information, 이하 'CSI'라 칭하기로 함)를 피드백 받는다. 이때, 상기 부 시스템의 MS2(113)는, 자신의 통신 환경, 일예로 잡음 및 간섭 상황에 따른 간섭 정보를 측정하여 현재 자신이 존재하는 위치에서 점유되지 않은 채널, 즉 상기 주 시스템이 사용 권리를 갖는 상기 소정의 주파수 대역에서 주 시스템의 BS1(101)과 MS1(111)이 사용하지 않는 채널을 선택한 후, 최대 전력 감소(Maximal Power Reduction)의 크기를 BS2(103)에게 요청한다.
그러면, 상기 부 시스템의 BS2(103)는, 상기 MS2(113)가 상기 소정의 주파수 대역에서 선택한 채널의 인접한 채널을 사용 중인 상기 주 시스템에 MS1(111)의 링크 마진(Link Margin)을 BS1(101)로 요청하고, 상기 BS1(101)은 상기 BS2(103)의 상기 요청에 상응하여 MS1(111)의 링크 마진을 BS2(103)로 전송한다. 이렇게 주 시 스템의 BS1(101)과 MS1(111) 간에 링크 마진을 수신한 BS2(103)는 상기 링크 마진을 이용하여 상기 MS2(113)가 요청한 최대 전력 감소 크기를 결정하여 상기 MS2(113)로 전송한다. 상기 MS2(113)는, BS2(103)로부터 수신한 최대 전력 감소 크기 정보를 이용하여 적응적 시간 확산 및 전력 제어를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵(Subcarrier Power Allocation Map)을 결정하고, 앞서 측정한 간섭 정보를 이용하여 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정하고, 상기 결정한 서브캐리어 전력 할당 맵과 적응적 주파수 확산 파라미터를 BS2(103)로 전송한다.
이때, 상기 BS2(103)는 MS(113)로 전송할 데이터가 생성되면, MS2(113)로부터 수신한 적응적 주파수 확산 파라미터를 이용하여 상기 생성된 데이터를 주파수 확산한 후, 상기 수신한 서브캐리어 전력 할당 맵을 이용하여 시간 확산 및 송신 전력을 감소한 후 MS2(113)로 전송한다. 그러면, 상기 MS2(113)는 전술한 바와 같이 BS2(103)로 전송한 서브캐리어 전력 할당 맵을 이용하여 BS2(103)로부터 수신한 데이터를 시간 역확산(despreading) 및 송신 전력을 결합(combining)한 후, 상기 BS2(103)로 전송한 적응적 주파수 확산 파라미터를 이용하여 주파수 역확산(despreading)하여 데이터를 수신한다.
즉, CR 통신 시스템의 부 시스템에서 송신기인 BS2(103)는, 수신기인 MS2(113)로부터 수신한 적응적 주파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵을 이용하여 주파수 확산과, 시간 확산 및 송신 전력 감소를 하고, 상기 수신기인 MS2(113)는 BS2(103)의 송신 방식, 즉 주파수 확산과 시간 확산 및 송신 전력 감소에 상응하여 시간 역확산 및 송신 전력 결합과, 주파수 역확산을 수행한다. 여기 서, 도 2a와 도 2b를 참조하여 주 시스템과 부 시스템 간의 ACI를 설명하기로 한다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 주 시스템과 부 시스템 간의 ACI를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2a는 전술한 소정의 주파수 대역에서 부 시스템이 선택한 채널에 인접한 채널을 주 시스템이 사용할 경우, 상기 주 시스템이 사용하는 인접한 채널에 의한 상기 부 시스템이 선택한 채널로의 ACI를 나타낸 도면이고, 도 2b는 전술한 소정의 주파수 대역에서 부 시스템이 선택한 채널을 사용할 경우, 상기 부 시스템이 선택한 채널에 의한 상기 주 시스템이 사용하는 인접한 채널로의 ACI를 나타낸 도면이다.
우선, 도 2a를 참조하면, 주 시스템이 사용 권한을 갖는 소정의 주파수 대역에서 상기 주 시스템이 사용하지 않는 소정 채널을 부 시스템이 선택하여 사용할 경우, 상기 부 시스템이 사용하는 소정 채널, 즉 부 MS 채널(203)은, 상기 부 MS 채널(203)과 인접한 채널들을 상기 주 시스템이 사용하면 상기 주 시스템이 사용하는 채널, 즉 주 MS 채널들(201,205)로부터 ACI를 받는다. 특히, 상기 주 MS 채널들(201,205)과 인접한 대역의 부 MS 채널(203)이 전술한 ACI를 강하게 받으며, 그에 따라 부 MS 채널(203)에서 부 시스템의 BS와 MS 간의 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 함)(210)는 상기 주 MS 채널들(201,205)과 인접한 대역에서 급격하게 저하된다.
이때, 상기 부 MS 채널(203)에서 상기 주 MS 채널들(201,205)과 인접한 대역의 CINR은, 부 시스템의 BS와 MS 간의 데이터 송수신을 위한 타겟(target) 비트 오 류비(BER: Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 칭하기로 함)를 만족하는 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 함), 임계 SINR(SINRth) 이하가 된다. 그러므로, 상기 부 시스템의 MS는, 앞서 설명한 바와 같이 상기 선택한 부 MS 채널(203)에서 주 MS 채널들(201,205)에 의한 ACI를 측정하여 CINR을 산출하고, 상기 산출한 CINR에 상응하여 적응적 주파수 확산을 위한 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정한 후, 상기 결정한 적응적 주파수 확산 파라미터를 부 시스템의 BS로 전송한다. 여기서, 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정하는 방법에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
다음으로, 도 2b를 참조하면, 주 시스템이 사용 권한을 갖는 소정의 주파수 대역에서 상기 주 시스템이 사용하지 않는 소정 채널을 부 시스템이 선택하여 사용할 경우, 상기 부 시스템이 사용하는 소정 채널, 즉 부 MS 채널(253)과 인접한 채널들을 상기 주 시스템이 사용하면 상기 주 시스템이 사용하는 채널, 즉 주 MS 채널들(251,255)은 상기 부 MS채널(253)로부터 ACI를 받는다. 특히, 상기 부 MS 채널(253)과 인접한 대역의 주 MS 채널들(251,255)이 전술한 ACI를 강하게 받으며, 이러한 부 MS 채널(253)의 ACI가 상기 주 시스템에서의 간섭 임계값보다 클 경우, 상기 부 시스템에서 BS와 MS간 데이터 송수신 전력의 감소가 필요하다. 특히, 주 시스템의 데이터 송수신 성능에 영향을 주지 않도록 부 MS 채널(253)에서 상기 주 MS 채널들(251,255)과 인접한 대역의 전력 감소가 필요하므로, 상기 부 시스템은 주 MS 채널들(251,255)과 인접한 대역의 전력을 단계적으로 감소시킨다. 또한, 상기 부 시스템은, 자신에게 포함된 BS와 MS 간의 데이터 송수신 성능을 유지해야 하므로, 적응적 시간 확산이 필요하다.
이때, 상기 부 시스템의 MS는 선택한 부 MS 채널(253)에서의 최대 전력 감소의 크기를 부 시스템의 BS에게 요청하고, 상기 부 시스템의 BS는, 주 MS 채널들(251,255)을 사용 중인 상기 주 시스템에서 MS의 링크 마진을 상기 주 시스템의 BS에게 요청한다. 그러면, 상기 주 시스템의 BS는 상기 부 시스템 BS의 요청에 상응하여 주 시스템의 MS의 링크 마진을 부 시스템의 BS로 전송한다. 이렇게 주 시스템에서의 BS와 MS 간에 링크 마진을 수신한 부 시스템의 BS는 상기 링크 마진을 이용하여 상기 부 시스템의 MS가 요청한 최대 전력 감소 크기를 결정하여 상기 부 시스템의 MS로 전송한다.
그러면, 상기 부 시스템의 MS는, 수신한 최대 전력 감소 크기 정보를 이용하여 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하고, 상기 결정한 서브캐리어 전력 할당 맵을 상기 부 시스템의 BS로 전송한다. 여기서, 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하는 방법에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정하는 방법에 대해 구체적으로 설명하고, 도 4를 참조하여 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 3을 설명하기 전에, 앞선 도 2a에서 설명한 바와 같이, 상기 도 2a에서의 부 채널(203)은 주 MS 채널들(201,205)에 의해 ACI를 강하게 받으며, 그에 따라 부 MS 채널(203)에서 부 시스템의 BS와 MS 간 CINR(210)은 상기 주 MS 채널들(201,205)과 인접한 대역에서 급격하게 저하된다. 그에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서는, 부 시스템의 MS가 산출한 CINR을 상기 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정하기 위한 제어 변수로 이용한다.
도 3을 참조하면, 상기 도 3은, 전술한 도 2에서와 같이 부 시스템이 선택한 부 MS 채널의 상위 대역과 하위 대역 양측에 주 시스템이 사용 중인 주 MS 채널들이 존재하는 경우의 상기 부 MS 채널에서의 CINR을 나타낸다. 여기서, 설명의 편의를 위해 부 MS 채널의 상위 대역에 존재하는 주 MS 채널에 의한 ACI와 하위 대역에 존재하는 주 MS 채널에 의한 ACI가 동일하다고 가정한다. 이때, 전술한 바와 같이 부 시스템의 BS와 MS 간의 데이터 송수신을 위한 타겟 BER의 성능은 임계 SINR(SINRth)에 상응하여 결정되며, 상기 임계 SINR(SINRth)이 커지면, BER의 성능이 향상되지만 변조 방식, 예컨대 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 또는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)에 의한 확산된 심벌들의 개수가 증가하므로 데이터 처리율(throughput)이 감소한다.
그러므로, 기준 임계 SINR(SINRth_0)은 상기 타겟 BER 성능을 얻는데 필요한 최소 임계 SINR(SINRth)로 정의되며, 주파수 확산 길이는 2의 멱급수(
Figure 112006023003109-PAT00001
, k=1,2,3,…K)로 정의하며, 상기 2의 멱급수로 정의된 주파수 확산 길이에서 K는 2를 밑으로 하는 최대 주파수 확산 길이(Maximal Frequency Spreading Length)의 로그 함수의 결과값, 즉
Figure 112006023003109-PAT00002
로 정의된다. 여기서,
Figure 112006023003109-PAT00003
는 결과값의 올림을 의미하고, 상기 도 3에서 N은 역고속 퓨리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 함), 또는 상기 IFFT에 상응하는 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 함)의 길이(length) 또는 개수를 의미한다. 그러면, 상기 임계 SINR(SINRth)은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00004
상기 수학식 1에서 SINRth_k는 상기 2의 멱급수로 정의된 주파수 확산 길이의 임의 k에서의 임계 SINR을 의미하며, 그에 따라 상기 임계 SINR(SINRth)은 기준 임계 SINR(SINRth_0)을 기준으로 -3㏈ 단위로 다층 셋(set)으로 정의된다. 그러면, 임의의 i번째 서브캐리어의 CINR은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00005
상기 수학식 2에서
Figure 112006023003109-PAT00006
는 임의의 i번째 서브캐리어의 CINR을 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00007
는 임의의 i번째 서브캐리어의 수신 전력을 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00008
는 임의의 i번째 서브캐리어의 간섭 전력을 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00009
는 임의의 i번째 서브캐리어의 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 의미하며,
Figure 112006023003109-PAT00010
는 임의의 i번째 서브캐리어의 추정 채널 이득을 의미한다.
이렇게 수학식 1에 나타낸 임계 SINR(SINRth)과 수학식 2에 나타낸 임의의 i번째 서브캐리어의 CINR을 이용하여 서브캐리어들의 개수를 정의할 수 있으며, 상기 서브캐리어들의 개수는 하기 수학식 3의 조건을 만족하면 된다.
Figure 112006023003109-PAT00011
그에 따라, 앞서 설명한 바와 같이 변조 방식, 예컨대 QAM에 의한
Figure 112006023003109-PAT00012
배 확산된 심벌들의 개수는 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00013
상기 수학식 4에서 k는 K, K-1, …, 1의 값을 가지며,
Figure 112006023003109-PAT00014
는 계산값의 올림을 의미한다, 여기서,
Figure 112006023003109-PAT00015
은 0으로 가정한다. 그리고, 상기 K는 주파수 확산에서 가장 큰 파라미터이므로 상기 확산된 심벌들의 개수인
Figure 112006023003109-PAT00016
가 우선 순환적(recursively)으로 계산된다. 이때,
Figure 112006023003109-PAT00017
은 각 임계 SINR(SINRth)에 대응하는 서브캐리어들의 개수를 의미한다. 상기 수학식 4에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 주파수 확산 파라미터는 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00018
상기 수학식 5에서
Figure 112006023003109-PAT00019
는 주파수 확산 파라미터를 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00020
는 상기 수학식 4에서 설명한 바와 같이 주파수 영역에서
Figure 112006023003109-PAT00021
의 길이로 확산된 심벌 들의 개수를 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00022
는 주파수 영역에서 가장 큰 확산 길이를 의미한다.
이렇게 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템은, 부 시스템의 MS가 앞서 설명한 바와 같이 상기 선택한 부 MS 채널에서 주 MS 채널에 의한 ACI를 측정하여 CINR을 산출하고, 상기 산출한 CINR에 상응하여 적응적 주파수 확산을 위한 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정한 후, 상기 결정한 적응적 주파수 확산 파라미터를 부 시스템의 BS로 전송한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 4를 설명하기 전에, 앞선 도 2b에서 설명한 바와 같이, 상기 도 2b에서의 주 MS 채널들(251,255)은 상기 부 MS채널(253)로부터 ACI를 받는다. 특히, 상기 주 MS 채널들(251,255)에서 상기 부 MS 채널(253)과 인접한 주 MS 채널의 영역은 상기 부 MS채널(253)로부터 ACI를 강하게 받으며, 상기 부 MS 채널(253)의 ACI가 상기 주 시스템에서의 간섭 임계값보다 클 경우, 상기 부 시스템에서 BS와 MS간 데이터 송수신 전력, 특히 최대 전력 감소가 필요하다. 그에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서는, 부 시스템이 상기 소정의 주파수 대역에서 선택한 채널과 인접한 채널을 사용 중인 주 시스템으로 링크 마진을 요청하고, 상기 주 시스템은 상기 요청에 상응하여 주 시스템 자신의 링크 마진을 부 시스템으로 전송한다. 이렇게 주 시스템의 링크 마진을 수신한 부 시스템은 상기 링크 마진을 이용하여 부 시스템의 MS가 요청한 최대 전력 감소 크기를 결정하고, 상기 부 시스템의 MS는 수신한 최대 전력 감소 크기 정보를 이용하여 적응적 시간 확산 및 전력 제어를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하여 부 시스템의 BS로 전송한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서는, 링크 마진에 상응하여 결정된 최대 전력 감소 크기가 적응적 시간 확산 및 전력 제어를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하기 위한 제어 변수로 이용한다.
도 4를 참조하면, 상기 도 4는, 전술한 도 2에서와 같이 주 시스템이 자신이 사용하지 않은 채널을 부 시스템이 사용하는 경우의 상기 부 시스템의 BS와 MS 간의 데이터 송수신을 위한 전력의 크기를 나타낸다. 여기서, 설명의 편의를 위핸 부 MS 채널에 의한 주 MS 채널로의 ACI가 동일하다고 가정하면, 상기 도 4는 부 MS 채널과 상기 부 MS 채널과 인접한 주 MS 채널에서 시간 확산 및 최대 전력 감소 크기를 나타낸 도면이다. 그에 따라, 도 4는, 부 MS 채널, 즉
Figure 112006023003109-PAT00023
구간에서의 전력의 크기를 1이라고 가정하고, 상기 부 MS 채널에서의 전력의 크기와 주 MS 채널에서의 전력의 크기를 비교한 상대 전력의 크기, 즉 상기 부 MS 채널에서의 전력 크기를 최대 전력이라고 하면, 상기 부 MS 채널에서의 전력에 대한 주 MS 채널에서의 최대 전력 감소 크기를 나타낸다. 또한, 부 MS 채널에서의 전력 크기의 절반인 구간, 즉 전력의 크기가 1/2인
Figure 112006023003109-PAT00024
구간에서부터 주 MS 채널을 나타낸다.
보다 구체적으로 설명하면, 전술한 바와 같이 주 MS 채널은 상기 부 MS채널로부터 ACI를 받으며, 상기 부 MS 채널에 의한 ACI가 상기 주 시스템에서의 간섭 임계값보다 클 경우, 상기 부 시스템에서 BS와 MS간 데이터 송수신 전력의 감소가 필요하다. 특히, 주 시스템의 데이터 송수신 성능에 영향을 주지 않도록 부 MS 채널에서 상기 주 MS 채널과의 인접한 주파수 대역에서 전력 감소가 필요하며, 이때 상기 부 시스템은 주 MS 채널과 인접한 주파수 대역의 전력을 단계적으로 감소시킨다. 또한, 상기 부 시스템은 자신에게 포함된 BS와 MS 간의 데이터 송수신 성능을 유지해야 하므로, 적응적 시간 확산이 필요하다.
그에 따라, 부 시스템은, 주 MS 채널에서의 전력을 상기 부 MS 채널에서의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00025
(m=1,2,3,…,M)의 크기로 단계적으로 감소시킨다. 즉, 상기 주 MS 채널에서의 감소되는 전력이
Figure 112006023003109-PAT00026
로 정의되면, 상기 정의된 주 MS 채널에서의 M은, 2를 밑으로 하는 최대 전력 감소 크기의 로그 함수의 결과값, 즉
Figure 112006023003109-PAT00027
로 정의된다. 그러면, 도 4에서
Figure 112006023003109-PAT00028
는, 상기 부 MS 채널의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00029
으로 감소시키기 위해 정의된 서브캐리어의 개수, 즉 상기 부 MS 채널의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00030
의 전력 크기를 갖는 주 MS 채널의 서브캐리어 개수로 정의된다.
이러한 부 MS 채널의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00031
의 크기로 단계적으로 감소에 상 응하여, 즉 전력 감소 크기에 반비례하여 전송할 데이터를 시간 확산하여 전송하도록 하고, 이때 시간 확산 길이는, 2의 멱급수(
Figure 112006023003109-PAT00032
m=1,2,3,…,M)로 정의되며, 상기 M은 앞서 정의한 바와 같이
Figure 112006023003109-PAT00033
로 정의된다. 그에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵은 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00034
상기 수학식 6에서
Figure 112006023003109-PAT00035
는 서브캐리어 전력 할당 맵을 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00036
은 전술한 바와 같이 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00037
로 전력이 감소되는 서브캐리어들의 개수를 의미하며,
Figure 112006023003109-PAT00038
은 가장 큰 전력 감소의 크기를 의미한다. 이렇게 서브캐리어 전력 할당 맵은 최대 전력 감소에 상응하여 결정된다.
이렇게 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템은, 부 시스템의 MS가 전술한 바와 같이 상기 선택한 부 MS 채널에서의 최대 전력에 대한 주 MS 채널에서의 최대 전력 감소 크기를 산출하고, 상기 산출한 최대 전력 감소 크기에 상응하여 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 할당 맵을 결정한 후, 상기 결정 한 서브 캐리어 할당 맵을 부 시스템의 BS로 전송한다. 그러면, 부 MS 채널의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00039
로 전력을 감소시킨 주 MS 채널에서의 데이터는
Figure 112006023003109-PAT00040
의 시간까지 확산되고, 이렇게 확산된 데이터를 수신한 수신기는
Figure 112006023003109-PAT00041
심벌 시간 후에 수신한 데이터를 시간 영역에서 확산한 길이로 결합한다. 이러한 데이터 결합을 통해 전력 감소가 없는 데이터와 동일한 전력 이득을 얻을 수 있다. 그러면, 여기서 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 수신기의 수신된 데이터의 데이터 결합을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정에 의한 데이터 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 앞선 도 4에서 설명한 바와 같이, 주 MS 채널에서 전력 감소 크기, 즉 부 MS 채널의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00042
로 감소시킨 전력의 크기에 상응하여 시간 확산된 데이터는 시간 영역에서 확산된 길이만큼의 시간 후에 결합되며, 상기 결합된 데이터는 전력 감소가 적용되지 않는 데이터와 동일한 수신 이득을 갖는다.
예를 들어, 부 MS 채널의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00043
로 감소시킨 전력의 크기에 상응하여 2T 시간만큼 시간 확산된 데이터들(501,503,505,507)은 시간 영역에서 확산된 길이, 즉 처음 전송된 시점에서 2T 시간 후에 결합하고, 부 MS 채널의 최대 전력에서
Figure 112006023003109-PAT00044
로 감소시킨 전력의 크기에 상응하여 4T 시간만큼 시간 확산된 데이터들(511,513)은 시간 영역에서 확산된 길이, 즉 처음 전송된 시점에서 4T 시간 후에 결합함으로써, 전술한 바와 같이 전력 감소가 적용되지 않는 데이터와 동일한 수신 이득을 갖는다. 그러면, 이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서의 송신기와 수신기를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 송신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 후술한 설명에서는, 설명의 편의를 위해 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 전술한 바와 같은 수신기, 예컨대 MS가 적응적 주파수 확산 파라미터와 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하여 송신기, 예컨대 BS로 전송하면, 상기 송신기가 적응적 주파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵을 수신한 것으로 가정하고, 상기 도 6에서는 상기 송신기의 구조와 상기 송신기가 데이터를 수신기로 송신하는 과정을 설명하기로 한다.
또한, 후술할 도 7에서는, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 수신기의 구조와 상기 송신기가 송신한 데이터를 수신하는 과정을 설명하기로 한다. 상기 가정한 수신기가 적응적 주파수 확산 파라미터와 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하여 송신기로 전송하면, 상기 송신기 가 적응적 주파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵을 수신하는 과정은 앞서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 송신기는, 수신기로 전송할 데이터가 발생되면, 상기 데이터를 소정의 변조 방식, 예컨대 QAM, 또는 QPSK에 상응하여 변조하는 변조기(610)와, 상기 변조된 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 제1변환기(620)와, 상기 병렬 데이터를 수신기로부터 수신한 적응적 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 확산하는 제1확산기(640)와, 상기 주파수 확산된 데이터를 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 시간 확산 및 전력을 감소시키는 제2확산기(650)와, 상기 확산된 데이터를 IFFT하고 변환된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 제2변환기(660)와, 상기 변환된 직렬 데이터에 순환 접두어(CP: Cyclic Prefix, 이하 'CP'라 칭하기로 함)를 추가하는 CP 추가기(670), 및 상기 적응적 주파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵을 저장하고 상기 저장한 적응적 주파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵을 통해 상기 제1확산기(640)와 제2확산기(650)를 제어하는 제어기(630)를 포함한다. 여기서, 상기 적응적 주파수 확산 파라미터는 상기 수학식 5와 같이 정의되며, 상기 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵은 상기 수학식 6과 같이 정의된다.
상기 제1변환기(620)는 상기 변조기(610)에 변조된 직렬 형태의 심벌들을 병 렬 형태의 심벌들로 변환하고, 상기 변환된 병렬 형태의 심벌들, 즉 변조 심벌
Figure 112006023003109-PAT00045
를 제1확산기(640)로 전달한다. 이때, 상기 제어기(630)는 전술한 바와 같이 이미 수신기로부터 수신하여 저장된 적응적 주파수 확산 파라미터, 즉 상기 수학식 5에 의해 정의된
Figure 112006023003109-PAT00046
를 상기 제1확산기(640)로 전달한다. 그러면, 상기 제1확산기(640)에 구비된 주파수 확산기들(641,643)은, 상기 적응적 주파수 확산 파라미터의 주파수 확산 길이, 즉
Figure 112006023003109-PAT00047
(k=1,2,3,…K)에 비례하여 상기 변조 심벌
Figure 112006023003109-PAT00048
를 반복적으로 서브캐리어에 할당한다. 즉, 상기 적응적 주파수 확산 파라미터의 확산 길이인
Figure 112006023003109-PAT00049
만큼 상기 변조 심벌
Figure 112006023003109-PAT00050
을 반복적으로 서브캐리어 할당함으로써, 상기 변조 심벌
Figure 112006023003109-PAT00051
는
Figure 112006023003109-PAT00052
만큼 주파수 확산된다. 그런 다음, 상기 반복적으로 서브캐리어에 할당되어 주파수 확산된 심벌들은 제1확산기(640)에 구비된 직교 시퀀스(Orthogonal Sequence) 발생기들(645,647)로 전송된다. 여기서, 상기 주파수 확산된 심벌들의 개수는, 상기 주파수 확산 길이인
Figure 112006023003109-PAT00053
의 길이로 확산된 심벌들의 개수로서 상기 수학식 5의 적응적 주파수 확산 파라미터 정의에 따른
Figure 112006023003109-PAT00054
이다.
상기 직교 시퀀스 발생기(645,647)는 상기 적응적 주파수 확산 파라미터의 주파수 확산 길이인
Figure 112006023003109-PAT00055
에 상응하는 주파수 영역에서의 확산 코드를 상기 주파수 확산된 심벌들에 곱한다. 즉, 상기 직교 시퀀스 발생기들(645,647)은 다수의 곱셈기들을 포함하며, 상기 각 곱셈기들은 하기 수학식 7과 정의된 주파수 영역에서의 확산 코드를 곱한다.
Figure 112006023003109-PAT00056
여기서, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템이 OFDM/OFDMA 방식을 적용한 통신 시스템이므로 상기 확산 코드
Figure 112006023003109-PAT00057
는 직교 2진 아다마르 시퀀스(Orthogonal Binary Hadamard Sequence)이다.
이렇게 주파수 확산된 변조 심벌들에 확산 코드가 곱해진 심벌들은 제2확산기(650)로 전달된다. 이때, 상기 제어기(630)는 전술한 바와 같이 수신기로부터 수신하여 이미 저장된 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵, 즉 상기 수학식 6에 의해 정의된
Figure 112006023003109-PAT00058
를 상기 제2확산기(650)로 전달한다. 그러면, 상기 제2확산기(650)의 버퍼들(651,653)은 상기 서브캐리어 전력 할당 맵의
Figure 112006023003109-PAT00059
에 상응하여 주파수 확산된 전력 감소 크기에 비례하여 버퍼에 반복 저장한 후, 상기 저장된 심벌들은 전력 감소기들(655,657)로 전달된다. 즉, 상기 버퍼들(651,653)은 상기 서브캐리어 전력 할당 맵의
Figure 112006023003109-PAT00060
에 상응하여
Figure 112006023003109-PAT00061
으로 시간 확산하는 서브캐리어들의 개수에 상응하여 버퍼에 반복 저장함으로써, 상기 제2 확산기(650)로 전달된 심벌들은 시간 영역에서
Figure 112006023003109-PAT00062
만큼 시간 확산된다.
상기 전력 감소기들(655,657)은 다수의 곱셈기들을 포함하며, 상기 각 곱셈기들은 상기 서브캐리어 전력 할당 맵의 최대 전력 감소 크기, 즉 전력 감소 인자(factor)
Figure 112006023003109-PAT00063
와 하기 수학식 8과 같이 정의된 단순 코드를 곱한다.
Figure 112006023003109-PAT00064
상기 수학식 8에서 상기 단순 코드
Figure 112006023003109-PAT00065
는 임의의 시간에서 '+1', 또는 '-1'의 값을 갖는 단순 코드이다. 즉, 상기 전력 감소기들(655,657)은 시간 영역에서
Figure 112006023003109-PAT00066
만큼 확산된 심벌들을 전력 감소 인자
Figure 112006023003109-PAT00067
와 상기 수학식 8에 의해 정의된 단순 코드
Figure 112006023003109-PAT00068
를 곱함으로써 상기 서브캐리어 전력 할당 맵의
Figure 112006023003109-PAT00069
에 상응하여 최대 전력을 감소시킨다.
이렇게 변조기(610)로부터 전달된 변조 심벌
Figure 112006023003109-PAT00070
는 상기 제어기(630)에 저장된 적응적 주파수 확산 파라미터에 상응하여 제1확산기(640)에서 주파수 확산되고, 상기 주파수 확산된 심벌은 상기 제어기(630)에 저장된 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 제2확산기(650)에서 시간 확산 및 전력 감소되어 제2변환기(660)로 전달된다. 상기 제2변환기(660)로 전달된 임의의 i번째 서브캐리어는 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00071
즉, 상기 수학식 9에 정의된 바와 같이 변조기(610)로부터 전달된 변조 심벌
Figure 112006023003109-PAT00072
에 상기 제1확산기(640)의 직교 시퀀스 발생기들(645,647)에서 확산 코드
Figure 112006023003109-PAT00073
가 곱해지고, 그런 다음 상기 제2확산기(650)의 전력 감소기들(655,657)에서 단순 코드
Figure 112006023003109-PAT00074
와 전력 감소 인자
Figure 112006023003109-PAT00075
가 곱해진 심벌이 제2변환기(660)로 전달된다.
상기 수학식 9에서 N은 IFFT 길이, 또는 개수를 의미하고, u, k, m은 다음과 같이 정의된다.
우선, 임의의 i번째 서브캐리어에서 상기 i가
Figure 112006023003109-PAT00076
이하일 경우, 상기 i가 하기 수학식 10의 조건을 만족하면 상기 i번째 서브캐리어에서의 주파수 확산에 상응하는 k는 p가 된다.
Figure 112006023003109-PAT00077
한편, 상기 i가
Figure 112006023003109-PAT00078
보다 클 경우, 상기 i가 하기 수학식 11의 조건을 만족하면, 상기 i번째 서브캐리어에서의 주파수 확산에 상응하는 k는 p가 된다.
Figure 112006023003109-PAT00079
또한, 상기 임의의 i번째 서브캐리어에서의 u는 하기 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00080
상기 수학식 12에서
Figure 112006023003109-PAT00081
는 하기 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00082
또한, 상기 i가
Figure 112006023003109-PAT00083
이하일 경우, 상기 i가 하기 수학식 14의 조건을 만족하면 상기 i번째 서브캐리어에서의 상기 임의의 i번째 서브캐리어에서의 시간 확산과 전력 제어를 위한 파라미터 m은 q가 된다.
Figure 112006023003109-PAT00084
또한, 상기 i가
Figure 112006023003109-PAT00085
보다 클 경우, 상기 i가 하기 수학식 15의 조건을 만족하면 상기 i번째 서브캐리어에서의 상기 임의의 i번째 서브캐리어에서의 시간 확산과 전력 제어를 위한 파라미터 m은 q가 된다.
Figure 112006023003109-PAT00086
그러면, 상기 제2변환기(660)는 수신된 심벌을 IFFT한 후, 상기 IFFT된 병렬 형태의 데이터를 직렬 형태의 변환하여 CP 추가기(670)로 전달한다. 상기 CP 추가기(670)로 전달된 신호, 즉 상기 IFFT 후의 출력 샘플
Figure 112006023003109-PAT00087
은 하기 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00088
상기 수학식 16과 같이 나타낸 데이터를 수신한 CP추가기(670)는 상기 수신한 데이터에 CP를 추가한 후, 출력 데이터
Figure 112006023003109-PAT00089
을 수신기로 송신한다. 상기 출력 데이터
Figure 112006023003109-PAT00090
은 하기 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00091
상기 수학식 17에서
Figure 112006023003109-PAT00092
는 CP의 길이를 의미하고, 채널 임펄스 응답(CIR: Channel Impulse Response, 이하 'CIR'이라 칭하기로 함)의 길이를 L이라고 가정하고, 상기 L은 유한한 값의 L이라고 가정하면, CIR의 길이 L이 CP의 길이
Figure 112006023003109-PAT00093
보다 작을 경우 수신기로 송신되는 CP 추가기(670)의 출력 데이터, 즉 n번째 샘플
Figure 112006023003109-PAT00094
은 상기 수학식 17과 같이 정의된다.
이렇게 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 송신기는, 전술한 바와 같이 수신기가 결정하여 전송한 적응적 주파수 확산 파라미터와 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 수신하고, 상기 수신된 적응적 주 파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵을 제어기(630)에 저장한다. 그런 다음, 상기 송신기는, 수신기로 전송할 데이터가 소정의 변조 방식에 상응하여 변조된 변조 심벌을 상기 저장된 적응적 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 확산하고, 상기 주파수 확산된 심벌을 상기 저장된 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 시간 확산 및 전력을 감소시키고, 상기 시간 확산 및 전력 감소된 심벌을 IFFT한 후 CP를 추가하여 전송한다. 그에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서의 송신기는, 전술한 바와 같이 주파수 확산과 시간 확산 및 전력을 감소시켜 수신기로 데이터를 송신함으로써, 부 시스템이 사용 중인 부 MS 채널과 주 시스템이 사용 중인 주 MS 채널들 간의 ACI 발생을 방지한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도 7에 도시한 수신기는, 앞서 설명한 바와 같이 적응적 주파수 확산 파라미터와 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 결정하여 송신기로 송신하고, 상기 송신한 적응적 주파수 확산 파라미터 및 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 송신기로부터 데이터를 수신한다.
도 7을 참조하면, 수신기는, 송신기로부터 데이터가 수신되면, 상기 데이터에 포함된 CP를 제거하는 CP 제거기(710)와, 상기 CP가 제거된 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하고 상기 변환된 병렬 데이터를 FFT하는 제1변환기(720)와, 상기 FFT된 병렬 데이터를 상기 송신기로 전송한 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 시간 역확산 및 시간 역확산된 데이터를 결합하는 제1역확산기(740)와, 상기 결합 된 데이터를 적응적 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 역확산하는 제2역확산기(750)와, 상기 주파수 역확산된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 제2변환기(760)와, 상기 송신기의 변조 방식에 상응하여 상기 직력 데이터를 복조하는 복조기(770)와, 상기 송신기로 전송한 적응적 주파수 확산 파라미터와 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 저장하고, 상기 저장한 적응적 주파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵을 통해 상기 제1역확산기(740)와 제2역확산기(750)를 제어하는 제어기(730)를 포함한다. 여기서, 상기 제어기(730)에 저장된 적응적 주파수 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵은 상기 도 6에서 설명한 송신기의 제어기(630)와 대응하는 동작을 수행하며, 그에 따라 수신기의 제1역확산기(740)는 송신기의 제2확산기(650)와 대응하는 동작을 수행하고, 수신기의 제2역확산기(750)는 송신기의 제1확산기(640)와 대응하는 동작을 수행한다.
상기 CP 제거기(710)는 송신기의 CP 추가기(670)에서 추가한 CP를 제거하고, 상기 CP가 제거된 데이터를 제1변환기(720)로 전달된다. 여기서, 상기 수신된 데이터에서 CP가 제거된 데이터, 즉 수신 신호에서 n번째 샘플
Figure 112006023003109-PAT00095
은 하기 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00096
상기 수학식 18에서
Figure 112006023003109-PAT00097
는 컨벌루션(convolution)을 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00098
은 CIR을 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00099
은 주 MS 채널로부터의 ACI를 의미하고,
Figure 112006023003109-PAT00100
은 AWGN을 의미한다. 그러면, 상기 제1변환기(720)는 CP 제거된 직렬 형태의 데이터를 병렬 형태의 데이터로 변환한 후, 상기 병렬 형태의 데이터를 FFT하여 제1역확산기(740)로 전달한다. 상기 제1역확산기(740)에 의해 임의의 i번째 서브캐리어에서 FFT된 데이터는 하기 수학식 19와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006023003109-PAT00101
상기 수학식 19에서,
Figure 112006023003109-PAT00102
,
Figure 112006023003109-PAT00103
,
Figure 112006023003109-PAT00104
, 및
Figure 112006023003109-PAT00105
는 상기 수학식 18에서
Figure 112006023003109-PAT00106
,
Figure 112006023003109-PAT00107
,
Figure 112006023003109-PAT00108
,
Figure 112006023003109-PAT00109
을 각각 주파수 영역에서 나타낸 값들이다. 그에 따라, 전술한 바와 같이 부 시스템의 MS, 즉 수신기는 부 MS 채널에서 상기 수학식 2와 같이 임의의 i번째 서브캐리어에서 CINR을 산출한다. 그런 다음, 상기 수신기는, 상기 산출한 CINR에 상응하여 상기 수학식 5에 정의한 바와 같이 적응적 주파수 확산 파라미터를 결정하고, 상기 결정한 적응적 주파수 확산 파라미터를 송신기로 전송하며, 아울러 상기 제어기(730)에 저장한다.
상기 제어기(730)는 전술한 바와 같이 이미 저장된 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵, 즉 상기 수학식 6에 의해 정의된
Figure 112006023003109-PAT00110
를 제1역확산기(740)로 전달한다. 그러면, 상기 제1역확산기(740)에 구비된 코드화기들(741,743)은 다수의 곱셈기들을 포함하며, 상기 각 곱셈기들은, 송신기의 전력 감소기들(655,657)에서와 같이 상기 수학식 8에 정의된 단순 코드
Figure 112006023003109-PAT00111
을 곱한다. 그런 다음, 상기 단순 코드가 곱해진 데이터는 결합기들(745,747)로 전달되고, 상기 결합기들(745,747)은 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 시간 영역에서 확산된 길이
Figure 112006023003109-PAT00112
만큼 결합한다. 상기 수신기에서 수신된 데이터를 결합하는 방법은 앞선 도 5에서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
이렇게 시간 영역에서
Figure 112006023003109-PAT00113
만큼 결합된 데이터는 제2역확산기(750)로 전달되고, 상기 제2역확산기(750)에 구비된 직교 시퀀스 발생기들(751,753)은 다수의 곱셈기들을 포함하며, 상기 각 곱셈기들은 상기 수학식 7에서 정의된 주파수 영역에서의 확산 코드
Figure 112006023003109-PAT00114
를 곱한다. 여기서, 상기 확산 코드
Figure 112006023003109-PAT00115
는 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템이 OFDM/OFDMA 방식을 적용한 통신 시스템이므로 직교 2진 아다마르 시퀀스이다.
상기 확산 코드
Figure 112006023003109-PAT00116
가 곱해진 데이터는 상기 제2역확산기(750)에 구비된 합산기들(755,757)로 전달되고, 상기 합산기들(755,757)은 상기 적응적 주파수 확 산 파라미터의 주파수 확산 길이인
Figure 112006023003109-PAT00117
만큼 상기 확산 코드
Figure 112006023003109-PAT00118
가 곱해진 데이터를 합한 후, 상기 합한 결과값을 상기 주파수 확산 길이인
Figure 112006023003109-PAT00119
로 나눈다. 그에 따라, 주파수 역확산된 데이터는 제2변환기(760)로 전달되며, 상기 제2변환기(760)는 병렬 형태의 데이터를 직렬 형태의 데이터로 변환한 후 복조기(770)로 전달한다. 그러면, 상기 복조기(770)는 송신기의 변조 방식에 상응하여 전달된 데이터를 복조한다.
이렇게 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서 수신기는, 전술한 바와 같이 자신이 결정하여 송신기로 전송한 적응적 주파수 확산 파라미터와 적응적 시간 확산 및 전력 감소를 위한 서브캐리어 전력 할당 맵을 저장한다. 그런 다음, 상기 송신기로부터 적응적 확산 파라미터에 상응하여 주파수 확산되고, 상기 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 시간 확산 및 전력 감소된 데이터를 수신하면, 상기 저장한 적응적 시간 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 주파수 역확산과 시간 역확산 및 데이터를 결합한다. 그에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 CR 통신 시스템에서의 수신기는, 주파수 확산과 시간 확산 및 전력 감소된 데이터를 전술한 바와 같이 수신함으로써, 부 시스템이 사용 중인 부 MS 채널과 주 시스템이 사용 중인 주 MS 채널들 간의 ACI 발생을 방지한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술 하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, CR 통신 시스템이 결정한 적응적 주파수 확산 파라미터와 적응적 시간 확산 파라미터와 서브캐리어 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신함으로써, CR 통신 시스템의 부 시스템이 사용 중인 부 MS 채널과 주 시스템이 사용 중인 주 MS 채널들 간의 ACI 발생을 방지할 수 있으며, 그에 따라 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (62)

  1. 제1주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제1시스템과, 상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제2시스템을 포함하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법에 있어서,
    상기 제1주파수 대역에 의한 상기 제2주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고,
    상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하고,
    상기 제2주파수 대역에 의한 상기 제1주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고,
    상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 정보를 수신하면, 상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하고,
    상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 것을 포함함을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1시스템은, 상기 제1 및 제2주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖고, 상기 제2시스템은, 상기 제1 및 제2주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하는 과정은, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제2주파수 대역의 각 서브캐리어(subcarrier)들의 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)를 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하는 과정은, 상기 산출한 캐리어대 간섭 잡음비를 이용하여 상기 각 서브캐리어들에서의 임계 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)를 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 임계 신호대 간섭 잡음비를 산출하는 과정은, 기준 임계 신호대 간섭 잡음비를 기준으로 주파수 확산 길이에 상응하여 다층 셋(set)으로 정의되는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준 임계 신호대 간섭 잡음비는, 상기 제2시스템에서 데이터 송수신을 위한 타겟(target) 비트 오류비(BER: Bit Error Rate) 성능을 얻는데 필요한 최소 임계 신호대 간섭 잡음비인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 주파수 확산 길이는, 2의 멱급수(
    Figure 112006023003109-PAT00120
    , k=1,2,3,…K)로 정의되며, 상기 K는 2를 밑으로 하는 최대 주파수 확산 길이(Maximal Frequency Spreading Length)의 로그 함수의 결과값인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하는 과정은, 상기 주파수 확산 길이와 상기 주파수 확산 길이로 확산된 심벌들의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주파수 확산 길이로 확산된 심벌들의 개수를 결정하는 과정은, 상기 임계 신호대 간섭 잡음비에 대응하는 서브캐리어들의 개수에 상응하여 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 정보를 수신하는 과정은, 상기 측정한 채널 간섭 정보가 상기 제1시스템에서의 간섭 임계값보다 클 경우 상기 제1시스템으로 링크 마진(link margin)을 요청하고, 상기 요청에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 마진을 포함하는 링크 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하는 과정은, 상기 수신한 링크 정보에 상응하여 상기 제2주파수 대역에서의 전력 크기에 대한 상기 제1주파수 대역에서의 전력 감소 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2주파수 대역에서의 전력 크기에 대한 상기 제1주파수 대역에서의 전력 감소 크기를 결정하는 과정은, 상기 제2주파수 대역의 전력에서
    Figure 112006023003109-PAT00121
    (m=1,2,3,…,M)의 크기를 갖도록 단계적으로 결정하며, 상기 M은 2를 밑으로 하는 최대 전력 감소 크기의 로그 함수의 결과값인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하는 과정은, 상기 결정한 제1주파수 대역에서의 전력 감소 크기에 상응하여 시간 확산 길이를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 시간 확산 길이는, 2의 멱급수(
    Figure 112006023003109-PAT00122
    , m=1,2,3,…,M)로 정의되며, M은 2를 밑으로 하는 최대 전력 감소 크기의 로그 함수의 결과값인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하는 과정은, 상기 시간 확산 길이를 결정하고, 상기 결정한 시간 확산 길이로 전력을 감소시키는 서브캐리어의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 과정은, 상기 결정한 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 확산하고, 상기 주파수 확산된 데이터를 상기 전력 할당 맵에 상응하여 시간 확산 및 전력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 결정한 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 확산하는 과정은, 상기 제2주파수 대역으로 전송할 데이터가 발생되면, 상기 발생된 데이터를 상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 확산하고, 상기 주파수 확산된 데이터에 확산 코드를 곱하여 주파수 확산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발생된 데이터를 상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 확산하는 과정은, 상기 발생된 데이터를 상기 주파수 확산 길이 만큼 반복적으로 서브캐리어에 할당하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 확산 코드는, 직교 2진 아다마르 시퀀스(Orthogonal Binary Hadamard Sequence)인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 결정한 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 확산하는 과정은, 상기 제2주파수 대역으로 전송할 데이터가 발생되면, 상기 데이터를 소정의 방식으로 변조하고, 상기 변조된 데이터를 병렬 데이터로 변환하고, 상기 변환된 병렬 데이터를 상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 확산하는 것을 특징 으로 하는 데이터 송수신 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 전력 할당 맵에 상응하여 시간 확산 및 전력을 감소시키는 과정은, 상기 주파수 확산된 데이터를 상기 전력 할당 맵에 포함된 시간 확산 길이와 상기 시간 확산 길이로 전력을 감소시키는 서브캐리어의 개수에 상응하여 반복 저장하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 전력 할당 맵에 상응하여 시간 확산 및 전력을 감소시키는 과정은, 상기 서브캐리어의 개수에 상응하여 반복 저장된 데이터를 상기 시간 확산 길이로 전력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 과정은, 상기 시간 확산 길이로 전력을 감소시킨 데이터를 역고속 퓨리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)하고, 상기 역고속 퓨리에 변환된 데 이터를 직렬 데이터로 변환하고, 상기 변환된 직렬 데이터에 순환 접두어(CP: Cyclic Prefix)를 추가하여 상기 제2시스템의 수신기로 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 과정은, 상기 결정한 전력 할당 맵에 상응하여 시간 역확산 및 데이터를 결합하고, 상기 시간 역확산 및 결합된 데이터를 상기 결정한 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 역확산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 결정한 전력 할당 맵에 상응하여 시간 역확산 및 데이터를 결합는 과정은, 상기 제2주파수 대역으로 데이터가 수신되면, 상기 수신된 데이터를 상기 전력 할당 맵에 포함된 시간 확산 길이만큼 결합하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 시간 확산 길이만큼 결합하는 과정은, 상기 제2주파수 대역의 전력에서 시간 확산 길이만큼 감소시킨 전력의 크기에 상응하여 상기 수신된 데이터를 시간 영역에서 상기 시간 확산 길이만큼의 시간 후에 결합하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 결정한 전력 할당 맵에 상응하여 시간 역확산 및 데이터를 결합는 과정은, 상기 제2주파수 대역으로 데이터가 수신되면, 상기 수신된 데이터에 포함된 순환 접두어(CP: Cyclic Prefix)를 제거하고, 상기 순환 접두어가 제거된 데이터를 병렬로 변환하고, 상기 변환된 병렬 데이터를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하고, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터를 시간 역확산 및 데이터를 결합하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 시간 역확산 및 결합된 데이터를 상기 결정한 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 역확산하는 과정은, 상기 시간 역확산 및 결합된 데이터에 확산 코드를 곱하고, 상기 확산 코드가 곱해진 데이터를 상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 역확산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 역확산하는 과정은, 상기 확산 코드가 곱해진 데이터를 상기 주파수 확산 길이 만큼 합한 후, 상기 합한 결과값을 상기 주파수 확산 길이로 나누는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 확산 코드는, 직교 2진 아다마르 시퀀스(Orthogonal Binary Hadamard Sequence)인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 과정은, 상기 주파수 확산 길이로 역확산된 데이터를 직렬 데이터로 변환하고, 상기 변환된 직렬 데이터를 소정의 방식으로 복조하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  32. 제1주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제1시스템과, 상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역을 통해 통신 서비스를 제공하는 제2시스템을 포함하는 통신 시스템에서 데이터 송수신 시스템에 있어서,
    상기 제1주파수 대역에 의한 상기 제2주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 주파수 확산 파라미터를 결정하고, 상기 제2주파수 대역에 의한 상기 제1주파수 대역에서의 채널 간섭을 측정하고, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 정보를 수신하면, 상기 수신한 링크 정보를 이용하여 전력 할당 맵을 결정하고, 상기 결정한 주파수 확산 파라미터와 전력 할당 맵에 상응하여 데이터를 송수신하는 제2시스템을 포함함을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제1시스템은, 상기 제1 및 제2주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖고, 상기 제2시스템은, 상기 제1 및 제2주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 측정한 채널 간섭에 상응하여 상기 제2주파수 대역 의 각 서브캐리어(subcarrier)들의 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)를 산출하여 상기 주파수 확산 파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 산출한 캐리어대 간섭 잡음비를 이용하여 상기 각 서브캐리어들에서의 임계 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)를 산출하여 상기 주파수 확산 파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 기준 임계 신호대 간섭 잡음비를 기준으로 주파수 확산 길이에 상응하여 다층 셋(set)으로 정의되는 상기 임계 신호대 간섭 잡음비를 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 기준 임계 신호대 간섭 잡음비는, 상기 제2시스템에서 데이터 송수신을 위한 타겟(target) 비트 오류비(BER: Bit Error Rate) 성능을 얻는데 필요한 최소 임계 신호대 간섭 잡음비인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 주파수 확산 길이는, 2의 멱급수(
    Figure 112006023003109-PAT00123
    , k=1,2,3,…K)로 정의되며, 상기 최대값 K는 2를 밑으로 하는 최대 주파수 확산 길이(Maximal Frequency Spreading Length)의 로그 함수의 결과값인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 주파수 확산 길이와 상기 주파수 확산 길이로 확산된 심벌들의 개수를 결정하여 상기 주파수 확산 파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 임계 신호대 간섭 잡음비에 대응하는 서브캐리어들 의 개수에 상응하여 상기 주파수 확산 길이로 확산된 심벌들의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  41. 제32항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 측정한 채널 간섭 정보가 상기 제1시스템에서의 간섭 임계값보다 클 경우 상기 제1시스템으로 링크 마진(link margin)을 요청하고, 상기 요청에 상응하여 상기 제1시스템으로부터 링크 마진을 포함하는 링크 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  42. 제32항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 수신한 링크 정보에 상응하여 상기 제2주파수 대역에서의 전력 크기에 대한 상기 제1주파수 대역에서의 전력 감소 크기를 결정하여 상기 전력 할당 맵을 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 제2주파수 대역의 전력에서
    Figure 112006023003109-PAT00124
    (m=1,2,3,…,M)의 크기를 갖도록 단계적으로 상기 제2주파수 대역에서의 전력 크기에 대한 상기 제1주파수 대역에서의 전력 감소 크기를 결정하며, 상기 M은 2를 밑으로 하는 최대 전력 감소 크기의 로그 함수의 결과값인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 결정한 제1주파수 대역에서의 전력 감소 크기에 상응하여 시간 확산 길이를 결정하여 상기 전력 할당 맵을 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 시간 확산 길이는, 2의 멱급수(
    Figure 112006023003109-PAT00125
    , m=1,2,3,…,M)로 정의되며, M은 2를 밑으로 하는 최대 전력 감소 크기의 로그 함수의 결과값인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  46. 제44항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 시간 확산 길이를 결정하고, 상기 결정한 시간 확산 길이로 전력을 감소시키는 서브캐리어의 개수를 결정하여 상기 전력 할당 맵을 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  47. 제32항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 제2주파수 대역으로 전송할 데이터가 발생되면, 상기 발생된 데이터를 상기 결정한 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 확산하는 제1확산기와, 상기 주파수 확산된 데이터를 상기 전력 할당 맵에 상응하여 시간 확산 및 전력을 감소시키는 제2확산기를 갖는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 제1확산기는, 상기 발생된 데이터를 상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 확산하고, 상기 주파수 확산된 데이터에 확산 코드를 곱하여 주파수 확산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 제1확산기는, 상기 발생된 데이터를 상기 주파수 확산 길이 만큼 반복적으로 서브캐리어에 할당하여 상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 확산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  50. 제48항에 있어서,
    상기 확산 코드는, 직교 2진 아다마르 시퀀스(Orthogonal Binary Hadamard Sequence)인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  51. 제48항에 있어서,
    상기 송신기는, 상기 제2주파수 대역으로 전송할 데이터가 발생되면, 상기 데이터를 소정의 방식으로 변조하는 변조기와, 상기 변조된 데이터를 병렬 데이터로 변환하고 상기 변환된 병렬 데이터를 상기 제1확산기로 전달하는 제1변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  52. 제47항에 있어서,
    상기 송신기는, 상기 주파수 확산된 데이터를 상기 전력 할당 맵에 포함된 시간 확산 길이와 상기 시간 확산 길이로 전력을 감소시키는 서브캐리어의 개수에 상응하여 반복 저장하는 제2확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 제2확산기는, 상기 서브캐리어의 개수에 상응하여 반복 저장된 데이터를 상기 시간 확산 길이로 전력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 송신기는, 상기 시간 확산 길이로 전력을 감소시킨 데이터를 역고속 퓨리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)하는 제2변환기와, 상기 역고속 퓨리에 변환된 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 제3변환기와, 상기 변환된 직렬 데이터에 순환 접두어(CP: Cyclic Prefix)를 추가하여 상기 제2시스템의 수신기로 송신하는 추가기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  55. 제32항에 있어서,
    상기 제2시스템은, 상기 제2주파수 대역으로 데이터가 수신되면, 상기 수신된 데이터를 상기 결정한 전력 할당 맵에 상응하여 시간 역확산 및 데이터를 결합하는 제1역확산기와, 상기 시간 역확산 및 결합된 데이터를 상기 결정한 주파수 확산 파라미터에 상응하여 주파수 역확산하는 제2역확산기를 갖는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 제1역확산기는, 상기 수신된 데이터를 상기 전력 할당 맵에 포함된 시간 확산 길이만큼 결합하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 제1역확산기는, 상기 제2주파수 대역의 전력에서 시간 확산 길이만큼 감소시킨 전력의 크기에 상응하여 상기 수신된 데이터를 시간 영역에서 상기 시간 확산 길이만큼의 시간 후에 결합하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  58. 제55항에 있어서,
    상기 수신기는, 상기 제2주파수 대역으로 데이터가 수신되면, 상기 수신된 데이터에 포함된 순환 접두어(CP: Cyclic Prefix)를 제거하는 제거기와, 상기 순환 접두어가 제거된 데이터를 병렬로 변환하는 제1변환기와, 상기 변환된 병렬 데이터를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하고, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터를 제1역확산기로 전달하는 제2변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  59. 제55항에 있어서,
    상기 제2역확산기는, 상기 시간 역확산 및 결합된 데이터에 확산 코드를 곱하고, 상기 확산 코드가 곱해진 데이터를 상기 주파수 확산 파라미터에 포함된 주파수 확산 길이로 역확산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 제2역확산기는, 상기 확산 코드가 곱해진 데이터를 상기 주파수 확산 길이 만큼 합한 후, 상기 합한 결과값을 상기 주파수 확산 길이로 나누는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  61. 제59항에 있어서,
    상기 확산 코드는, 직교 2진 아다마르 시퀀스(Orthogonal Binary Hadamard Sequence)인 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
  62. 제59항에 있어서,
    상기 수신기는, 상기 주파수 확산 길이로 역확산된 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 제3변환기와, 상기 변환된 직렬 데이터를 소정의 방식으로 복조하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.
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