KR20080038560A - 다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 채널 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 자원 할당 요청을 수신한 사용자 단말에 대해서 할당할 채널의 종류를 결정하는 과정과, 상기 사용자 단말에 할당할 채널이 밴드에이엠씨 채널인 경우 상기 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하여 상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 과정과, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 생성하고, 다른 사용자 단말에 대해 상기 가상 자원 공간 내에서 다이버시티 채널의 자원을 할당하는 과정과, 상기 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원 및 상기 할당된 다이버시티 채널의 자원에 대한 자원 할당 정보를 생성하여 방송하는 과정을 포함하며, 다이버시티 채널과 BandAMC 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적으로 무선 자원을 할당할 수 있는 효과가 있다.
다중 채널, 다이버시티 채널, 밴드에이엠씨 채널, 자원 할당, 비트맵

Description

다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RESOURCE ALLOCATION IN MULTIPLE CHANNEL SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 무선 MAN 시스템의 프레임 구조도,
도 2는 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 특성이 다른 다이버시티 채널과 BandAMC 채널이 주파수 축을 기반으로 공존되어 나타나는 논리적인 부채널 구조도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2-3 트리 방식에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 한 프레임 내에서 밴드에이엠씨 채널과 다이버시티 채널이 공존하는 자원 할당 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 시스템에서의 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 절차를 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 단말에서 무선 자원의 할당 절차를 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당하 는 기지국의 블록 구성도, 및
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당받는 단말의 블록 구성도.
본 발명은 다중 채널 시스템에서 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 다이버시티(Diversity) 채널 및 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적인 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE 802.16e 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 다이버시티(Diversity) 채널과 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널을 시간 단위의 구역(Zone)으로 나누어 쓸 수 있도록 되어 있다. 여기서 다이버시티 채널은 여러 주파수를 분산하여 사용함으로써 전체 주파수 분산 이득을 얻을 수 있는 채널이다. 따라서 단말은 여러 주파수 대역에 다양하게 분산된 자원을 할당 받을 수록 유리하기 때문에 스케줄러는 자원이 할당 받는 위치는 중요하게 생각하지 않는다. 반면 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널은 단말에게 좋은 특성을 가지는 주파수를 독점적으로 사용하는 채널이다. 따라서 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널은 스케줄러가 직접 특정 주파수의 할당을 요청해야 한다.
한편 상기 무선 MAN 시스템에서 채널에 대한 정보 수집 지연 시간은 시스템 성능과 밀접한 관계가 있다. 즉 프레임 길이가 길어서 기지국이 단말의 채널 정보를 수집하는 시간이 길어지면 단말이 기지국으로 보내온 채널 정보와 실제 채널 정보를 사용하는 시간 사이에 채널이 크게 변하게 된다. 그렇게 되면 채널 상태에 대한 예측도가 떨어지게 되고 시스템 성능이 저하되는 현상을 가져 올 수 있다. 반대로 프레임 길이가 짧아서 채널 정보 수집 시간이 짧아지면 단말이 보낸 정보와 그 정보를 적용하는 채널 사이의 시간 간격도 짧아지게 되어 보다 정확한 채널 예측이 가능하다. 따라서 프레임 길이를 줄이면서도 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 시스템의 개발의 중요성이 부각되고 있다. 도 1은 상기 무선 MAN 시스템의 프레임 예를 도시하고 있으며, PHY 프레임 길이는 1ms 정도로 짧게 운용될 수 있다. 프레임의 길이가 짧아지면 채널에 대한 정보 수집 시간을 줄일 수 있지만 프레임의 길이가 짧아질 수록 한 프레임이 유지되는 시간도 짧아진다. 이렇게 MAN 시스템의 PHY 프레임이 1ms 정도로 짧게 운용되는 경우 다이버시티(Diversity) 채널과 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널을 시간 단위의 구역(Zone)으로 나누어 쓰기에는 한 프레임의 길이가 너무 짧다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프레임의 길이가 짧은 시스템에서 프레임 안에 구역의 구분 없이 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널이 주파수 단위로 공존할 수 있도록 자원을 할당하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 채널 시스템에서 2-3트리 방식에 의해 밴드에이엠씨 채널을 할당한 후, 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당하는 다중 채널 시스템에의 자원 할당 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 다이버시티 채널 및 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 방법은 자원 할당 요청을 수신한 사용자 단말에 대해서 할당할 채널의 종류를 결정하는 과정과, 상기 사용자 단말에 할당할 채널이 밴드에이엠씨 채널인 경우 상기 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하여 상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 과정과, 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 생성하고, 다른 사용자 단말에 대해 상기 가상 자원 공간 내에서 다이버시티 채널의 자원을 할당하는 과정과, 상기 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원 및 상기 할당된 다이버시티 채널의 자원에 대한 자원 할당 정보를 생성하여 방송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2견지에 따르면, 다중 채널 시스템의 단말에서 무선 자원을 할당받는 방법은 기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신하는 과정과, 상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단하는 과정과, 상기 판단 결과 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널인 경우 상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 상기 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인하고, 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 가상 자원 공간을 통해 자신에게 할당된 상기 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3견지에 따르면, 본 발명에 따른 기지국 장치는 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널을 선호하는 사용자 단말을 위해 상기 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하여 상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 할당하며, 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 사용자 단말을 위해 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 자원 할당 정보를 생성하는 스케줄러와, 상기 생성된 자원 할당 정보에 따라 상기 사용자 단말들에 대하여 자원을 할당하는 자원 할당기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4견지에 따르면, 다중 채널 시스템의 무선 자원을 할당받는 단말 장치는 기지국으로부터 수신한 자원 할당 정보에 따라 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단하며, 상기 판단 결과 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널인 경우 상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 상기 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인하고, 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 가상 자원 공간을 통해 자신에게 할당된 상기 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 할당 자원 확인부와, 상기 할당자원 확인부의 제어에 따라 해당 자원을 사용하는 서브채널 디매핑기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 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 발명에서는 발명의 목적은 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적으로 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널에 사용자를 할당하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 특성이 다른 다이버시티 채널과 밴드에이 엠씨 채널이 주파수 축을 기반으로 공존되어 나타나는 논리적인 부채널 구조에 대한 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 논리적 부채널의 슬롯(Slot) 갯수는 총 60개이다. 1번부터 60번까지의 부채널을 모두 다이버시티(Diversity) 채널로도 사용될 수 있고 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널로도 사용될 수 있다. 밴드에이엠씨 채널은 총 10개의 밴드로 구성된다. 같은 밴드 안에 있는 슬롯은 단말에 대하여 같은 주파수 특성을 가진다고 가정한다. 따라서 밴드에이엠씨 채널 사용자는 밴드 단위로 자원을 할당받게 된다.
밴드에이엠씨 채널을 할당 받는 사용자는 할당 받는 밴드 위치에 따라 주파수 특성이 달라지므로 할당받는 자원의 위치에 제약을 받는다. 따라서 밴드에이엠씨 채널을 할당받은 단말이 존재할 경우 다이버시티 채널 자원의 단편화(Fragmentation) 현상이 발생하게 된다. 이러한 단편화 현상을 해결하기 위해 다이버시티 채널 사용자는 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널로 할당된 자원을 확인하여 가상 자원 공간을 생성하고, 상기 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당받을 수 있다. 이때 상기 사용자가 다른 단말의 할당 정보를 확인할 수 없는 경우에 사용자는 기지국으로부터 사용된 자원과 사용되지 않은 자원을 구분해 주는 비트맵을 수신하여 가상 자원 공간을 확인하고, 상기 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당받을 수 있다. 가상 자원 공간 위에서 사용자를 할당할 때는 할당하는 자원의 시작 위치와 길이를 알려 주는 위치-길이 할당 방법이 사용되거나 자원을 2의 배수 단위로 묶은 이진 트리 방법이 사용될 수 있다.
밴드에이엠씨 채널은 물리적 위치에 따라 자원의 성능에 제약을 받는다. 따라서 자원을 할당할 때 할당받을 자원이 어느 밴드에 속하는지도 표현해 줄 필요가 있다. 그리고 도 2의 예에서처럼 밴드 단위가 2^N 단위로 묶여 지지 않고 6의 배수로 묶여 진다면 기존의 이진 트리 방법으로는 자원을 할당할 수 없다. 따라서 본 발명에서는 새로운 2-3 트리 방식을 제안한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2-3 트리 방식에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 기존 이진 트리 방식은 3개씩 묶은 자원과 6개씩 묶은 자원을 한번에 할당 할 수 없었으나 2-3 트리에서는 두 경우에 대해 모두 한번에 할당이 가능하다. 즉 60개의 자원에 대해서 각 자원을 2개씩 묶은 자원, 3개씩 묶은 자원, 6개씩 묶은 자원 및 12개씩 묶은 자원에 대하여 도 3과 같이 각각 인덱스 번호를 미리 매핑해두었다가 상기 인덱스 번호를 통해 기지국은 자원을 할당하고, 단말은 할당된 자원을 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 상기 2-3트리 방식은 자원 할당 경우의 수가 총 125가지이므로 7비트(2^7)로 표현이 가능하다.
2-3트리 방식에 따른 자원 할당의 예로 7, 8, 9번 자원을 특정 사용자 단말에게 할당하기 위해서 기지국은 상기 사용자 단말의 표시자와 7, 8, 9번 자원을 나타내는 93번 인덱스를 방송하거나, 상기 사용자 단말로 93번의 인덱스를 전송함으로써 상기 사용자에 대해서 7, 8, 9번 자원을 할당해 줄 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 한 프레임 내에서 밴드에이엠씨 채널과 다이버시티 채널이 공존하는 자원 할당 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, D는 다이버시티 채널을 나타내고 B는 밴드에이엠씨 채널을 나타낸다. 그리고 D와 B의 뒤의 숫자 1, 2, 3은 사용자를 나타낸다. 예제에서 보면 사용자 1, 2, 3, 4, 5는 다이버시티 채널을 할당받았다. 다이버시티 채널 사용자는 가상 자원 공간을 통해 자원을 할당받으므로 사용자 3과 같이 쪼개어져 있는 자원에 대해서도 할당받을 수 있다. 사용자 6, 7은 밴드2의 밴드에이엠씨 채널을 할당받았다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 시스템에서의 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 각 사용자 단말에 대해서 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 할당한다. 이때 비트맵(501)의 1은 밴드에이엠씨 채널로 할당된 자원을 나타내며, 0은 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 아니한 자원을 나타낸다. 예로 상기 비트맵(501)은 1111101110110111가 되며, 상기 비트맵(501)은 기지국 내에서 가상 자원 공간을 생성하는 과정에서 필요하며, 또한 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 단말로 전송되어 질 수도 있다.
기지국은 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위하여 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간(503)을 생성한다. 예로 기지국은 6번, 10번 및 13번의 자원을 가상으로 모아 가상 자원 공간(503)을 형성한다. 기지 국은 상기 가상 자원 공간(503)을 통해 사용자 단말에게 다이버시티 채널의 자원을 할당한다. 이렇게 상기 가상 자원 공간(503)을 이용하게 되면, 도 4에서와 같이 사용자 3에 대하여 쪼개어져 있는 자원인 10번, 13번 자원에 대해서도 다이버시티 채널을 할당할 수 있다. 이때 상기 가상 자원 공간(503)에 자원을 할당하는 방법으로는 시작 위치 및 자원 길이 정보를 알려주는 방법과 이진 트리를 이용한 방법이 사용될 수 있다.
시작 위치 및 자원 길이 정보를 알려주는 방법의 경우, 기지국은 자원을 할당할 사용자 단말에게 상기 가상 자원 공간(503)에서 할당될 자원의 위치 및 길이 정보, 예로 (2, 2)를 전송하여 자원을 할당한다. 상기 자원의 위치 및 길이 정보(2, 2)를 수신한 사용자 단말은 후술할 방법에 의하여 가상 자원 공간(503)을 확인하고 상기 자원의 위치 및 길이 정보를 통해 시작점이 2이고, 길이가 2인 자원 즉 10번, 13번 자원을 자신에게 할당된 자원으로 확인할 수 있다.
이진 트리를 이용한 방법의 경우, 기지국은 2번, 3번 자원을 할당하기 위해 도 3의 하단에 표시된 것처럼 (2, 3)의 인덱스를 사용자 단말로 전송한다. 상기 인덱스(2, 3)를 수신한 사용자 단말은 상기 가상 자원 공간(503)을 확인하고, 상기 인덱스(2, 3)를 통해 상기 가상 자원 공간(503)에서 2번째 자원 및 3번째 자원 즉 10번, 13번 자원을 자신에게 할당된 자원으로 확인할 수 있다.
단말에서 상기 가상 자원 공간(503)을 확인하는 방법으로는 기지국이 상기 비트맵(501)을 전송하는 방법과 상기 비트맵(501)을 전송하지 아니하는 방법이 있을 수 있다. 상기 비트맵(501)을 전송하는 방법에서 단말은 상기 비트맵(501)을 통 해 가상 자원 공간(503)을 생성하여 자신에게 할당된 자원을 확인할 수 있다. 상기 비트맵(501)을 전송하는 방법의 경우 단말은 다른 단말에게 할당된 자원 할당 정보를 확인할 수 없거나, 매 프레임마다 자원 할당 정보를 전송하지 아니하는 경우에 유용하게 사용될 수 있다.
한편 상기 비트맵(501)을 전송하지 아니하는 방법의 경우, 모든 단말은 기지국으로부터 방송되는 MAP을 통해 다른 사용자 단말에게 할당된 자원을 확인 할 수 있으며, 이때는 별도의 가상 자원 공간을 확인하기 위한 상기 비트맵(501)의 전송이 불필요하다. 이때 사용자 단말들은 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널로 할당된 자원을 확인하고, 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 아니한 자원들만을 모아 가상 자원 공간(503)을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 절차를 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 601단계에서, 상기 기지국은 사용자 단말들로부터 자원 할당 요청을 수신한다. 603단계에서, 상기 기지국은 자원 할당을 요청받은 상기 사용자 단말들에 대해서 할당할 채널을 결정하여 밴드에이엠씨 채널에 할당할 단말 및 다이버시티 채널에 할당할 단말로 분류한다. 밴드에이엠씨 채널을 할당할 단말들에 대해서는 605단계로 진행하고, 다이버시티 채널을 할당할 단말들에 대해서는 단계 611로 진행한다. 여기서 밴드에이엠씨 채널을 할당할 단말이 적어도 하나 이상인 경우에는 가상 자원 공간의 생성을 위하여 611단계보다 605단계가 먼저 수행 되어야만 한다. 한편 상기 기지국은 상기 사용자 단말들로부터 수신한 채널 품질 정보를 통해 상기 사용자 단말들에게 밴드에이엠씨 채널을 할당할 지, 다이버시티 채널을 할당할 지를 결정할 수 있다.
605단계에서, 상기 기지국은 밴드에이엠씨 채널의 자원을 할당할 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택한다. 이때 상기 기지국은 상기 채널 품질 정보에 포함된 정보를 통해 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하는 것이 가능하다. 607단계에서, 상기 기지국은 상기 선택된 밴드내에서 전술한 2-3트리 방식에 따라 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당한다.
상기 기지국은 밴드에이엠씨 채널의 자원을 할당할 모든 사용자 단말들에 대하여 605단계 및 607단계를 반복하여 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원 할당을 완료한다. 이후 609단계에서, 기지국은 밴드에이엠씨 채널로 할당되지 아니한 무선 자원들을 모아 가상 자원 공간을 생성한다.
이후 611단계에서, 상기 기지국은 상기 603단계에서 분류된 다이버시티 채널을 할당할 사용자 단말들에 대해서 상기 단계 609에서 생성한 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당한다. 이때 상기 가상 자원 공간에 다이버시티 채널의 자원을 할당하는 방법에는 전술한 위치-길이 정보를 이용하는 방법과 이진 트리에 의한 방법이 사용될 수 있다.
613단계에서, 상기 기지국은 상기 607단계 및 상기 609단계에서 할당한 내용에 따라 자원 할당 정보(MAP)을 생성하여 상기 사용자 단말들에게 방송하여 전송한다. 이때 상기 자원 할당 정보는 밴드에이엠씨 채널을 위한 것인지 다이버시티 채널을 위한 것인지를 나타내는 자원 할당(Allocation) 비트를 포함할 수 있다. 예로 자원 할당 비트가 0인 경우 다이버시티 채널의 자원 할당을 위한 것이고, 자원 할당 비트가 1인 경우 밴드에이엠씨 채널의 자원 할당을 위한 것에 해당한다. 상기 자원 할당 정보를 수신한 단말은 상기 자원 할당 비트를 통해 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 단말에서 무선 자원의 할당 절차를 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 701단계에서, 사용자 단말은 기지국으로부터 자원 할당 정보(MAP)을 수신한다. 단계 703에서, 상기 사용자 단말은 상기 자원 할당 정보를 통해 자신에 할당된 채널의 종류가 다이버시티 채널인지 밴드에이엠씨 채널인지를 판단한다. 이때 상기 사용자 단말은 상기 자원 할당 정보에 포함된 자원 할당 비트를 통해서 자신에 할당된 채널의 종류를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과 다이버시티 채널이 할당된 경우 사용자 단말은 705단계로 진행하고, 밴드에이엠씨 채널이 할당된 경우 707단계로 진행한다.
705단계에서, 상기 사용자 단말은 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당된 자원들을 확인하고 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원들을 모아 가상 자원 공간을 생성하고, 상기 가상 자원 공간을 통해 자신에게 할당된 자원을 확인한다. 다른 실시예에 따르면 상기 사용자 단말은 상기 자원 할당 정보에 포함되거나 상기 기지국으로부터 주기적으로 방송되는 비트맵을 통해 가 상 자원 공간을 확인할 수 있다. 707단계에서, 상기 사용자 단말은 전술한 2-3 트리 방식에 따라 자신에게 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원을 확인한다.
이후 단계 709에서, 상기 사용자 단말은 상기 705단계 및 상기 707단계를 통해 확인한 자신에게 할당된 자원을 이용하여 기지국과의 통신을 수행한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당하는 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 기지국은 스케줄러(801), 부호기(803), 변조기(805), 서브채널 매핑기(807), OFDM 변조기(809) 및 자원 할당기(811)를 포함한다.
상기 도 8을 참조하면, 먼저 상기 스케줄러(801)는 각 사용자에게 전송될 데이터를 입력받아 각 사용자별로 자원을 할당하기 위한 스케줄링을 수행하고, 상기 각 사용자에게 전송하고자 하는 데이터를 상기 부호기(803)로 출력하며, 상기 스케줄링 수행 정보, 즉, 자원 할당 정보를 상기 자원 할당기(811)로 출력한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 스케줄러(801)는 사용자에게 할당할 채널의 종류에 따라 밴드에이엠씨 채널을 할당할 단말들에 대해서 먼저 자원을 할당하고, 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원들을 모아 가상 자원 공간을 생성하고, 상기 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당한다. 이때 상기 스케줄러(801)는 밴드에이엠씨 채널을 선호하는 사용자 단말을 위해 상기 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하여 상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 할당한다. 또한 상기 스케줄러(801)는 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 사용자 단말을 위해 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 자원 할당 정보를 생성한다.
상기 부호기(803)는 상기 스케줄러(801)로부터의 각 사용자별 데이터를 해당 부호화율로 부호화하여 부호화 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 부호기(803)는 길쌈부호기(convolutional encoder), 터보 부호기(turbo ecoder), LDPC(Low Density Parity Check) 부호기 등으로 구성될 수 있다.
상기 변조기(805)는 상기 부호화된 각 사용자별 데이터를 해당 변조방식에 따른 성상도(constellation)에 신호점 사상(mapping)하여 변조된 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 변조방식에는 1개의 비트를 하나의 신호점(복소심볼)에 사상하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 2개의 비트를 하나의 복소심볼에 사상하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 3개의 비트를 하나의 복소심볼에 사상하는 8PSK(10-ary Phase Shift Keying), 4개의 비트를 하나의 복소심볼에 사상하는 16QAM 등이 있다.
상기 서브채널 매핑기(807)는 상기 변조기(805)로부터 입력되는 각 사용자별 변조 데이터를 상기 자원 할당기(811)로부터의 서브 채널 매핑 정보에 따라 각각의 서브채널들로 매핑한다.
상기 OFDM 변조기(809)는 상기 서브채널 매핑기(807)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산하여 시간 영역의 신호로 변환하고 아날로그 신호로 변환한 후, 실제 전송 가능하도록 RF처리하여 송신안테나(Tx antenna) 를 통해 무선채널로 전송한다.
상기 자원 할당기(811)는 상기 스케줄러(801)로부터 입력되는 스케줄링 정보, 즉, 각 사용자에 대한 자원 할당 정보를 이용하여 상기 변조기(805)에서 출력되는 각 사용자별 변조 데이터가 매핑될 서브 채널을 확인하고, 상기 서브채널 매핑기(807)로 상기 각 변조 데이터가 매핑될 해당 서브 채널에 대한 정보, 즉, 서브 채널 매핑 정보를 출력한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 자원을 할당받는 단말의 블록 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 단말은 OFDM복조기(901), 서브채널 디매핑기(903), 복조기(1005), 복호기(907), 데이터 복호기(909) 및 할당자원 확인부(911)를 포함한다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 OFDM복조기(901)는 수신 안테나(Rx antenna)를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환 및 디지털 신호로 변환한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.
상기 서브채널 디매핑기(903)는 상기 OFDM복조기(901)를 통해 다수의 서브채널로 구분된 서브채널 중 상기 단말 자신에게 해당되는 서브채널을 선택하여 상기 복조기(905)로 출력한다. 여기서, 상기 서브채널 디매핑기(903)는 상기 할당자원 확인부(911)로부터 상기 단말 자신에게 할당된 서브채널의 정보를 입력받아 상기 할당된 서브채널을 선택할 수 있다.
상기 복조기(905)는 상기 선택된 서브채널을 해당 변조방식에 따라 복조하 여 부호화 데이터를 출력한다. 상기 복호기(907)는 상기 복조기(905)로부터의 부호화 데이터를 송신기의 부호방식에 따라 복호하여 상기 기지국에서 전송한 원래의 데이터로 복원한다. 상기 데이터 복호기(909)는 상기 복원된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 할당자원 확인부(911)는 기지국으로부터 수신되는 맵(MAP) 정보를 상기 OFDM 복조기(901)로부터 입력받고, 상기 맵에 포함된 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 자원을 확인할 수 있다. 여기서, 상기 맵에 포함된 자원 할당 정보는 자신에게 할당된 채널의 종류를 나타내는 자원 할당 비트를 포함하며, 또한 본 발명의 일 실시예에 따라 가상 자원 공간을 나타내는 비트맵을 포함할 수 있다.
상기 할당자원 확인부(911)는 상기 자원 할당 정보에 포함된 자원 할당 비트를 통해 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단한다. 상기 할당자원 확인부(911)는 상기 판단 결과 밴드에이엠씨 채널인 경우 상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 상기 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인하고, 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 자신에게 할당된 다이버시티 채널의 자원을 확인한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 다이버시티 채널과 밴드에이엠씨 채널이 공존하는 다중 채널 시스템에서 효율적으로 무선 자원을 할당 할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의하면 다이버시티 특성에 적합한 사용자와 밴드에이엠씨 채널에 적합한 사용자를 동시에 효과적으로 융합하여 할당할 수 있는 이점이 있다.

Claims (17)

  1. 다이버시티 채널 및 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널이 공존하는 다중 채널 시스템의 기지국에서 무선 자원을 할당하는 방법에 있어서,
    자원 할당 요청을 수신한 사용자 단말에 대해서 할당할 채널의 종류를 결정하는 과정과,
    상기 사용자 단말에 할당할 채널이 밴드에이엠씨 채널인 경우 상기 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하여 상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 과정과,
    상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 생성하고, 다른 사용자 단말에 대해 상기 가상 자원 공간 내에서 다이버시티 채널의 자원을 할당하는 과정과,
    상기 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원 및 상기 할당된 다이버시티 채널의 자원에 대한 자원 할당 정보를 생성하여 방송하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당하는 과정에서 기지국은 2-3 트리 방식에 따라 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 할당된 채널의 종류를 나타내는 자원 할당(Allocation) 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서
    상기 자원 할당 정보는 상기 가상 자원 공간에 대한 시작 위치 및 길이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 2진 트리 방식에 의해 상기 가상 자원 공간에 할당된 자원을 나타내는 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 상기 가상 자원 공간을 나타내는 비트맵을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 다중 채널 시스템의 단말에서 무선 자원을 할당받는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신하는 과정과,
    상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단하는 과정과,
    상기 판단 결과 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널인 경우 상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 상기 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인하고, 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 가상 자원 공간을 통해 자신에게 할당된 상기 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단말은 상기 자원 할당 정보에 포함된 할당 비트를 통해 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 비트맵을 포함하며, 상기 단말은 상기 비트맵을 통해 가상 자원 공간을 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 상기 가상 자원 공간에서 할당하고자 하는 자원의 시작 위치 및 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 상기 가상 자원 공간에서 할당하고자 하는 자원을 나타내기 위하여 이진 트리 방식을 따르는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 밴드에이엠씨 채널의 자원을 확인하는 과정에서 2-3 트리 방식에 따라 자원을 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널을 선호하는 사용자 단말을 위해 상기 사용자 단말이 선호하는 주파수 밴드를 선택하여 상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 할당하며, 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 사용자 단말을 위해 상기 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 자원을 모은 가상 자원 공간을 통해 다이버시티 채널의 자원을 할당하기 위한 자원 할당 정보를 생성하는 스케줄러와,
    상기 생성된 자원 할당 정보에 따라 상기 사용자 단말들에 대하여 자원을 할당하는 자원 할당기를 포함하는 기지국 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 선택된 밴드 내에서 필요한 양만큼의 자원을 할당함에 있어 기지국은 2-3 트리 방식에 따라 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 다이버시티 채널을 위한 상기 자원 할당 정보는 상기 가상 자원 공간에 대한 시작 위치 및 길이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 다이버시티 채널을 위한 상기 자원 할당 정보는 2진 트리 방식에 의해 상기 가상 자원 공간에 할당된 자원을 나타내는 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  17. 다중 채널 시스템의 무선 자원을 할당받는 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 수신한 자원 할당 정보에 따라 자신에게 할당된 채널의 종류를 판단하며, 상기 판단 결과 밴드에이엠씨(BandAMC) 채널인 경우 상기 자원 할당 정보로부터 자신에게 할당된 상기 밴드에이엠씨 채널에 대한 자원을 확인하고, 다이버시티 채널인 경우 다른 단말들에게 할당된 밴드에이엠씨 채널의 자원으로 할당되지 아니한 가상 자원 공간을 통해 자신에게 할당된 상기 다이버시티 채널의 자원을 확인하는 할당 자원 확인부와,
    상기 할당자원 확인부의 제어에 따라 해당 자원을 사용하는 서브채널 디매핑기를 포함하는 단말 장치.
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