KR20090097062A - 직교주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 시스템에서 부분주파수 재사용을 고려한 부채널을 구성하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디버시티 부채널(diversity subchannel) 및 밴드선택 부채널(band AMC subchannel)을 지원하는 OFDMA 셀룰러 시스템에서 부분 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse:FFR)을 지원하기 위한 효과적인 부채널 구성 방법 및 장치를 제안한다. 기존의 OFDMA 셀룰러 시스템에서의 부채널 구성 방법은 FFR을 위한 재사용 1 및 재사용 N의 비율의 다양성 확보가 어렵거나 상향 링크 부채널에서는 FFR 지원 자체가 어려운 단점을 가지는 면에서 FFR을 지원하기 위해 부채널 구성 방법이 최적화되어 있지 않다.

본 발명은 FFR을 위한 재사용 1 및 재사용 N의 비율에 있어 다양성을 지원하고 하향 및 상향 링크 부채널 모두 FFR을 지원 가능하다. 또한 이와 같은 장점이 디버시티 부채널 및 밴드선택 부채널 두 경우에 모두 유지 가능한 장점을 제공함에 있다.

직교주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access:OFDMA), 부채널 형성(subchannelization), 부분 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse),

Description

직교주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 시스템에서 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널을 구성하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUBCHANNELING IN CELLULAR SYSTEM BASED OFDMA}

본 발명은 OFDMA 기반 셀룰러 시스템에 관한 것으로, 특히 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널 구성을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 직교주파수분할(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 방식은 선택적 주파수 페이딩 환경에서 강건하고 주파수 효율이 좋은 것으로 알려져 있어, 유ㆍ무선 채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로 최근 활발하게 연구되고 있다. 이러한 OFDM 방식은 여러 개의 반송파를 사용하는 다수 반송파 전송의 일종으로, 최근에는 OFDM과 주파수분할 다중접속 방식(Frequency Division Mulitple Access: FDMA)를 접목한 형태인 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)를 많이 사용하고 있다. IEEE 802.16 시스템이 대표적인 OFDMA를 사용하는 시스템이다. 이러한 OFDMA는 전체 부 반송파 중에서 일부의 부 반송파를 이용하여 시간에 제한을 받지 않고 이용하는데 부반송파의 할당은 사용자의 요구에 따라 동적으로 변할 수 있다.

그런데, OFDMA 다중 셀 구조로 설계할 경우 사용자 혹은 셀에 주파수 자원을 할당하는 방법은 시스템의 성능에 영향을 줄 수 있다. 만약 주파수 재사용 계수를 1로 하는 시스템을 구성할 경우 이웃 셀 단말로부터의 간섭(Interference)으로 인한 성능 열화가 심각하게 발생 가능하다. 이와 같은 간섭 수준은 데이터를 송수신하는 기지국과 단말의 관점에서 볼 때, 마치 기지국과 단말 사이의 경로 손실로 간주할 수 있다. 즉, 기지국과 단말 사이의 순수한 경로 손실에 더하여 간섭 수준 만큼의 경로 손실로 생각할 수 있다. 따라서 간섭 수준이 높을 경우와 낮을 경우를 비교할 경우 높은 경우는 경로 손실이 더 크다고 간주할 수 있고 결과적으로 셀 반경이 작아지는 효과를 보인다.

현재의 시스템은 주파수 재사용 계수를 1로 사용하는 방식이다. 따라서 셀 경계에 있는 단말은 상ㆍ하향 두 링크에 대하여 강한 셀간 간섭으로 인해 원하는 신호 품질을 보장받지 못한다. 이와 같은 문제로 인해 적어도 MAP과 같은 하향링크 제어정보는 주파수 재사용 계수를 3으로 하여 송수신함으로써 수신 품질을 향상시킨다. 이와 같이 주파수 재사용 계수(reuse factor)를 3으로 사용할 경우 셀 영역은 증가하지만, 주파수 사용 효율이 떨어짐으로 인하여 셀 수율 (throughput)에서 크게 손해를 본다.

이와 같은 고정된 전력에 대해 셀 커버리지 확장을 위한 주파수 계수 N의 사용과 이로 인한 셀 수율 감소의 문제를 해결하기 위한 FFR(Fractional Frequency Reuse)의 사용이 최근 활발히 이루어지고 있다. 상기 전체 부반송파를 다수의 부대역(subband)으로 직교 분할하고, 이들 부대역을 적절히 배치하여 각 셀에서 일부 부대역을 사용하지 않음으로써 인접 셀간의 동일 채널 간섭을 완화하는 기법을 고려할 수 있다.

현재 OFDMA 셀룰러 시스템에서는 하향링크에서는 재사용 계수 1 및 재사용 계수N의 비율 변화가 크게 제약받고 상향링크에서는 FFR 동작을 위한 서브채널 구조 자체가 지원되지 않는다.

예를 들면, IEEE 802.16e의 PUSC(Partial Usage of SubChannels) 부채널 구성 순서을 보면, 전체 가용 자원을 일정한 단위의 클러스터로 묶고(12 연속적 톤) 상기 클러스터들을 일정 개수로 묶어(12개 혹은 8개) 그룹을 생성시킨 후, 이를 다시 톤 단위에서 24개를 그룹핑한다. 이 경우 group 0, 2, 4는 6개의 톤으로 구성된 24개의 묶음이, group 1,3,5는 4개의 tone으로 구성된 24개의 묶음이 생성된다. 이를 각 섹터별 퍼뮤테이션(permutation)에 따라 24개의 묶음에서 하나의 톤씩을 뽑아옴으로써 PUSC 부채널을 구성하는 실질적인 물리적 톤을 완성시킨다.

여기서, PUSC 부채널을 사용하여 FFR을 적용하기 위해서는 FCH(Frame Control Header) 영역의 비트맵(bitmap)으로 섹터 간 사용하는 group을 같거나 다르게 함으로써 조절 가능하다. 하지만 이 경우 group별로 제 1 재사용 계수와 제 2 재사용 계수를 결정하기 때문에 제 1 재사용 계수와 제 2 재사용 계수의 비율 조절이 매우 큰 단위로 이루어지는 단점을 갖는다. 상기 제 1 재사용 계수는 모든 기지국에서 공통으로 사용되는 자원단위이고, 기지국에서 섹터간 간섭을 고려하여 사용 되는 자원단위이다. 예를 들어, 제 2 재사용 계수가 3이면, 3개의 서로 다른 자원단위가 각각의 섹터에서 사용되는 것이고, 제 2 재사용 계수가 2/3이면, 3개의 섹터에서 두 개의 섹터에서 2개 자원단위가 사용된다.

한편 기존 IEEE 802.16e의 상향 부채널인 UL PUSC의 경우, 부채널의 생성하는 데에 섹터간 고유 정보에 따라 퍼뮤테이션을 하는 이유로 제 1 재사용 계수와 제 2 재사용 계수의 독립적 물리적 공간을 보장하기 위해서는 섹터간 같은 (permutation base)를 사용해야 한다. 그러나 섹터간 같은 (permutation base)를 사용하여 부채널을 형성할 경우 부채널의 물리적 순서(physical index)와 논리적 순서(logical index)가 섹터간 동일해지기 때문에 상향 시스템 부하율에 상관없이 항상 과부하(full loading)인 것과 같은 문제를 갖는다. 결국 효과적인 FFR을 적용하기 힘들다.

더욱이 최근 들어 디버시티 부채널과 밴드선택 부채널을 시간으로 구분하는 TDM으로 지원하는 IEEE 802.16과 다르게 이를 FDM으로 지원하는 방식이 대두되고 있다. 이는 FDM으로 두 가지 부채널을 지원할 경우 시간적으로 지연 제약에서보다 자유롭고, 두 부채널 간 비율의 조절 자유도가 높으며, 두 가지 부채널의 위치를 알려주는 제어 신호의 오버헤드 측면에서 유리하기 때문이다.

상술한 바와 같이, 종래에는 하향 시스템의 FFR의 경우 제 1 재사용 ㄱ계계수 및 제 2 재사용 계수의 비율 자유도 적고(즉, 유연성이 떨어짐), 상향 시스템의 FFR 지원이 어렵고, 다이버시티 부채널과 밴드선택 부채널이 FDM으로 지원되는 시스템의 경우 FFR을 위한 부채널 구성 방법 및 장치가 부재하다.

본 발명에서 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 기반 셀룰러 시스템에서 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널 구성 장치 및 방법을 제안하여 해결하고자 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용를 고려한 부채널 구성을 위한 장치에 있어서, 전체 대역을 자원단위로 분할하는 과정과, 상기 분할된 자원단위를 소정의 그룹으로 그룹핑하여 공통 퍼뮤테이션을 수행하는 과정과, 상기 공통 퍼뮤테이션에 대해 제 1 재사용 계수 및 제 1 재사용 계수에 따라 자원을 분할하는 과정과, 상기 제 1 재사용 계수 및 상기 제 1 재사용 계수에 따라 분할된 제 1 부채널과 제 2 부채널의 비율에 따라 제 1 퍼뮤테이션과 제 2 퍼뮤테이션을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 성능 향상을 위해 FFR를 지원하는 부채널 구성 방법 및 장치를 제안함으로써, 다이버시티 부채널과 밴드선택 부채널이 FDM으로 지원되는 경우의 FFR 지원 부채널을 구성할 수 있고, 제 1 재사용 계수 및 제 2 재 사용 계수의 비율의 높은 자유도를 얻을 수 있다. 또한 FFR 지원하는 상ㆍ하향 링크에 모두 적용할 수 있으며, 다이버시티 부채널의 전 대역에서 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

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 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용를 고려한 부채널 구성을 위한 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다. 특히 부분 주파수 재사용에 따른 장점 및, 다이버시티 부채널 및 밴드선택 부채널의 장점을 유지하는 부채널 구성 장치 및 방법에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널 구성을 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 기지국은 전체 대역(100)을 일정 단위의 자원단위(Resource Unit: 이하 "RU"라 칭함)로 분할하고, 상기 N개의 RU(101)를 묶어 (이하 그룹 RU라 칭함)물리적 인덱스를 부여하고 그룹핑한다. 예를 들어 좌측부터 2개의 RU을 순차적으로 묶어 전체 주파수 대역(100)에 대해 K개의 그룹(총 RU개수/2=K)으로 그룹핑되면, 인덱스 0 내지 인덱스 K-1까지 부여된다. 이때 상기 자원단위(RU)는 연속적인 18톤과 6개 심볼로 구성된다. 구현에 따라 상기 RU는 N개의 톤과 M개의 심볼로 구성될 수 있다.

이후, 상기 기지국은 K 개(N_RU/2) 그룹핑된 RU 집합에서 모든 기지국 공통의 퍼뮤테이션 (permutation _common) 규칙에 따라 N개 묶음 RU 단위로 임의로 추출한 후, 논리적 인덱스를 부여한다. 예를 들면, 상기 물리적 인덱스가 K-1 번째인 그룹된 RU 단위가 M번째로 추출되면 논리 인덱스는 M이 된다. 여기서, 공통 퍼뮤테이션은 모든 기지국에 기정의된 순서에 따라 똑같은 퍼뮤테이션을 수행하는 것을 의미한다.

이후, 상기 기지국은 공통 퍼뮤테이션이 수행된 N_RU에 대해서 제 1 재사용 계수와 제 2 재사용 계수 비율에 따라 그룹 RU를 구분한다.

상기 제 1 재사용 계수에 따른 RU는 모든 기지국에서 공통으로 하는 자원단위이고, 상기 제 2 재사용 계수에 따른 RU는 섹터별 부분 주파수 재사용을 위한 자원단위이다. 예를 들면, 제 1 재사용 계수에 따른 그룹 RU가 100면 상기 100개의 그룹 RU은 모든 기지국에서 동시에 사용가능하며, 제 2 재사용 계수가 2 이라고 하면, 상기 제 2 재사용 계수에 따른 그룹 RU를 N등분할 시 N등분 중 2개를 사용한다 는 의미이다. 상기 제 1 재사용 계수 및 상기 제 1 재사용 계수의 비율은 상위 제어기에 의해 결정되어 상기 기지국으로 전송된다.

이후, 상기 기지국은 제 1 재사용과 제 2 재사용 계수에 따라 구분된 전체 대역에서 밴드 선택 부채널을 위한 선호하는 RU를 선택한다. 그리고, 선택된 선호하는 밴드 선택 부채널을 위한 RU를 제외한 나머지 그룹 RU를 다이버시티 부채널을 위한 RU로 사용한다. 여기서 밴드 선택 RU들과 다이버시티 RU들 사이의 비율은 기지국에 의해 결정된다.

다시 말해, 각 기지국은 최적인 다이버시티 부채널 및 밴드선택 부채널의 비율 및 밴드선택 부채널에 유리한 RU를 판단한다. 이때 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다.

각 기지국은 밴드선택 부채널을 위한 RU를 확보 후, 나머지 부채널(예: 다이버시티 부채널)에 대해 필요한 만큼의 RU를 확한 후, RU(120) 가운데 그 수에 해당하는 RU를 하위 자원단위(이하 mini RU)로 분할한다. 이때 RU는 물리적으로 연속한 부반송파로 이루어진 다수개의 mini RU로 분할된다. 이 과정은 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다. 한편, mini RU로 분할되지 않은 나머지 RU에 대해서는 섹터마다 고유한 제 3 퍼뮤테이션(permutation_sector0)을 수행한다. 밴드선택 부채널을 위해 확보된 RU를 제외한 RU는 모두 mini RU로 분할될 수도 있고 필요한 최소 양만큼만 분할될 수도 있다. 이의 양은 섹터마다 고유하게 결정될 수 있으며 긴 주기마다 단말에게 broadcasting되는 정보로 전송되어 단말로 하여금 적절한 수신 과정을 가능하게 한 다.

한편, 다수개의 mini RU로 분할된 자원은 섹터마다 고유한 제 1 퍼뮤테이션(permutation_sector1)을 수행한 다음 하향 제어채널을 위한 mini RU 제외한 다음 나머지 mini RU에 대해 데이터를 위한 다이버시티 부채널 형성을 위해 섹터마다 고유한 제 2 퍼뮤테이션(permutation_sector2)을 행한다(130). 이 과정은 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다. 제 1 퍼뮤테이션을 수행한 다음의 mini RU는 연속된 부반송파로 이루어지는 반면에 제 2 퍼뮤테이션을 수행한 다음의 mini RU는 불연속한 부반송파로 이루어지는 차이를 갖는다.

각 섹터마다 고유하게 수행된 제 2 퍼뮤테이션을 통해 형성된 논리적 miniRU는 불연속한 부반송파로 이루어지고, 이때의 불연속한 부반송파는 물리적으로 전 대역에 고르게 퍼져 있으므로 인해 전 대역에 대한 주파수 선택 이득을 갖는다.

각 기지국은 미리 선택된 밴드선택 부채널과 제 1 퍼뮤테이션 및 제 2 퍼뮤테이션, 그리고 제 3 퍼뮤테이션을 통해 형성된 다이버시티 부채널에 대해 논리적 인덱스를 부여한다(140).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 위한 부채널 구성 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하면, 기지국은 200 단계에서 단말의 서비스 불능 상태분포를 상위 제어기로 보고한다. 상기 기지국은 202 단계에서 상기 상위 제어기로부터 최적인 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수의 비율을 방송 채널 혹은 제어 채널 을 통해 수신한다.

이후, 상기 기지국은 204 단계에서 전체 대역을 일정 단위의 자원단위(RU)로 분할하여, 206 단계에서 N개의 RU를 묶어(그룹 RU라 칭함) 전체 대역에 대해 임의로 추출한 후 공통 퍼뮤테이션 규칙에 따라 인덱스를 부여한다. 상기 공통 퍼뮤테이션은 모든 기지국에서 같은 퍼뮤테이션 결과가 출력된다.

이후, 상기 기지국은 208 단계에서 상위 제어기로부터 수신한 비율대로 제 1 재사용 계수와 제 2 재사용 계수가 사용할 RU를 각각 배정한다(도 1에서 103, 105 참조).

이후, 상기 기지국은 210 단계에서 각 기지국은 기지국 상황에 최적인 디버시티 부채널 및 밴드선택 부채널의 비율 및 밴드선택 부채널에 유리한 RU를 판단한다. 이때 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다. 여기서, 다이버시티 부채널 및 밴드선택 부채널은 FDM(Frequency Division Multiplexing)으로 구분되어 할당된다.

이후, 상기 각 기지국은 212 단계에서 밴드선택 부채널을 위한 RU를 예약한 후, 214 단계에서 나머지 부채널에 대해 필요한 만큼의 RU를 하위 자원단위(이하 mini RU)로 분할한다. 이때 RU는 물리적으로 연속한 부반송파로 이루어진 다수개의 miniRU로 분할된다. 이 과정은 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다.

이후, 상기 기지국은 216 단계에서 다수개의 miniRU로 분할된 자원은 섹터마다 고유한 제 1 퍼뮤테이션(permutation1_sector)을 수행한 다음, 218 단계에서 하 향 제어채널을 위한 miniRU 제외한 다음 나머지 miniRU에 대해 데이터를 위한 디버시티 부채널 형성을 위해 섹터마다 고유한 제 2 퍼뮤테이션(permutation2_sector)을 수행한다. 이 과정은 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다.

여기서, 상기 제 1 퍼뮤테이션을 수행한 다음의 miniRU는 연속된 부반송파로 이루어지는 반면에 상기 제 2 퍼뮤테이션을 수행한 다음의 miniRU는 불연속한 부반송파로 이루어지는 차이를 갖는다.

따라서, 각 섹터마다 고유하게 수행된 상기 제 2 퍼뮤테이션을 통해 형성된 논리적 miniRU는 불연속한 부반송파로 이루어지고, 이때의 불연속한 부반송파는 물리적으로 전 대역에 고르게 분포되게 되므로 전 대역에 대한 주파수 선택 이득을 갖는다.

한편 214단계에서 필요한 만큼의 RU에 대해 miniRU로 분할하고 남은 나머지 RU에 대하여 219 단계에서는 제 3 퍼뮤테이션 (permutation3_sector)을 통해 RU 단위로 섹터간 다른 퍼뮤테이션을 수행한다. 이 과정은 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다.

이후, 상기 각 기지국은 220 단계에서 미리 선택된 밴드선택 부채널과 제 1 퍼뮤테이션 및 제 2 퍼뮤테이션을 통해 형성된 디버시티 부채널, 그리고 제 3 퍼뮤테이션을 통해 형성된 디버시티 부채널에 대해 논리적 인덱스를 부여한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널을 구성함으로써, 제 1 재사용과 제 2 재사용의 물리적 분리가 완벽히 가능하다. 또한, 제 1 재사용과 제 2 재사용의 비율 조절의 자유도가 크며, 섹터간 선호하는 밴드에 대하여 밴드선택 부채널로의 우선 할당이 가능하며, 섹터간 선호 밴드가 다르다고 하여도 상기 제 1 재사용과 제 2 재사용 계수의 물리적 분리에 영향을 주지 않는다.

마지막으로 제 1 재사용 혹은 제 2 재사용 영역이 작을 경우에도 다이버시티 부채널을 구성하는 물리적 자원이 전 대역에 분포하게 됨으로써 전대역에 대한 주파수 선택 이득을 확보할 수 있다.

이후, 본 발명의 부채널 구성 절차를 종료한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 위한 부채널 구성 단말 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 단말은 300 단계에서 동기화를 획득하여 기지국 식별자 정보(BS sector_ID)를 획득한다.

이후, 상기 단말은 302 단계에서 방송 채널을 통해 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수의 비율 정보 및 다이버시티 부채널과 밴드선택 부채널의 비율 정보를 각각 다른 주기로 수신한다.

이후 상기 단말은 303 단계에서 방송 채널을 통해 다이버시티 부채널 가운데 특정 영역의 크기를 나타내는 정보를 다른 주기로 수신한다.

이후, 상기 단말은 304 단계에서 수신한 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수의 비율 정보를 이용하여 기지국으로부터 자원을 할당받는다. 예를 들어, 다이버시티 부채널을 획득하고 상기 다이버시티 부채널을 획득하고 하향링크 할당을 통 해, 하향링크 제어채널을 획득한다.

이후, 상기 단말은 306 단계에서 부채널 형태에 상관없이 할당된 데이터 부채널을 액세스한다.

이후, 본 발명의 부채널 구성 절차를 종료한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널 구성을 위한 기지국 장치를 도시하고 있다.

상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 RF스위치(400), 수신기(410), 제어부(430), 자원 유닛 구성부(431), 부채널 구성부(433) 및 송신기(420)를 포함하여 구성된다.

상기 듀플레서(400)는 FDD에 따라 수신 구간 동안 안테나와 상기 수신기(410)를 연결하고, 송신 구간 동안 상기 안테나와 상기 송신기(420)를 연결한다. 구현에 따라서 TDD 모드로 동작할 수도 있다.

상기 수신 장치(410)는 RF(Radio Frequency)처리기(411), 아날로그/디지털 변환기(ADC: Analog/Digital Converter)(413), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기(415), 복호화기(417)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리기(411)는 수신되는 고주파(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(413)는 상기 RF처리기(411)로부터 제공받은 아날로그 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM복조기(415)는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 통해 상기 아날로그/디지털 변환기(413)로부터 제공받은 시간 영역의 샘플데이터를 주파수 영역의 데이터로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조기(415)는 FFT(Fast Fourier Transform)연산기를 이용하여 푸리에 변환을 수행한다.

상기 복호화기(417)는 상기 OFDM복조기(415)로부터 제공받은 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택한다. 이후, 상기 복호화기(417)는 상기 선택한 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.

상기 제어부(430)는 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 그리고, 단말의 서비스 불능 상태를 상위 제어기로 보고하고, 상기 상위 제어기로부터 최적인 제 1 재사용 계수 및 제 2 재사용 계수의 비율을 제공받는다.

상기 제어부(430)는 공통 퍼뮤테이션을 수행하여 결과를 자원 유닛 구성부(431)로 출력한다.

상기 자원 유닛 구성부(431)는 전체 대역을 일정 단위의 자원단위(RU)로 분할하여, N개의 RU를 묶어(그룹 RU라 칭함) 전체 대역에 대해 임의로 추출한 후 공통 퍼뮤테이션 규칙에 따라 인덱스를 부여한다. 상기 공통 퍼뮤테이션은 모든 기지국에서 같은 퍼뮤테이션 결과가 출력된다. 그리고, 상기 자원 유닛 구성부(431)는 상위 제어기로부터 수신한 비율대로 제 1 재사용 계수와 제 2 재사용 계수가 사용할 RU를 각각 배정한다.

상기 부채널 생성부(433)는 기지국 상황에 최적인 디버시티 부채널 및 밴드선택 부채널의 비율 및 밴드선택 부채널에 유리한 RU를 판단한다. 이때 제 1 재사 용 계수 및 제 2 재사용 계수 영역에 대해 각각 행해질 수 있다.

그리고, 상기 부채널 생성부(433)는 밴드선택 부채널을 위한 RU를 예약한 후, 나머지 부채널에 대해 RU를 하위 자원단위(이하 mini RU)로 분할한다. 이때 RU는 물리적으로 연속한 부반송파로 이루어진 다수개의 miniRU로 분할된다.

그리고, 상기 부채널 생성부(433)는 다수개의 miniRU로 분할된 자원은 섹터마다 고유한 제 1 퍼뮤테이션(permutation1_sector)을 수행한 다음, 하향 제어채널을 위한 miniRU 제외한 다음 나머지 miniRU에 대해 데이터를 위한 디버시티 부채널 형성을 위해 섹터마다 고유한 제 2 퍼뮤테이션(permutation2_sector)을 수행한다.

상기 부채널 생성부(433)는 미리 선택된 밴드선택 부채널과 제 1 퍼뮤테이션 및 제 2 퍼뮤테이션을 통해 형성된 디버시티 부채널에 대해 논리적 인덱스를 부여한다.

상기 송신기(420)는 부호화기(421), OFDM 변조기(423), 디지털/아날로그 변환기(DAC : Digital/Analog Converter)(425) 및 RF처리기(427)를 포함하여 구성된다. 상기 부호화기(421)는 상기 제어부(430)로부터 제공받은 메시지를 해당 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. 상기 OFDM변조기(423)는 역 푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)을 통해 상기 부호화기(421)로부터 제공받은 주파수 영역 데이터를 시간 영역의 샘플데이터(OFDM심볼)로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 OFDM 변조기(423)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산기를 이용하여 역 푸리에 변환을 수행한다.

상기 디지털/아날로그 변환기(425)는 상기 OFDM 변조기(423)로부터 제공받은 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF처리기(427)는 상기 디지털/아날로그 변환기(425)로부터 제공받은 아날로그 신호를 해당 채널의 고주파 신호로 변환하여 출력한다.

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 위한 부채널 구성 흐름도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 위한 부채널 구성 단말 흐름도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용을 고려한 부채널 구성을 위한 기지국.

Claims (1)

1. OFDMA 기반 셀룰러 통신시스템에서 부분 주파수 재사용를 고려한 부채널 구성을 위한 장치에 있어서,

   전체 대역을 자원단위로 분할하는 과정과,

   상기 분할된 자원단위를 소정의 그룹으로 그룹핑하여 공통 퍼뮤테이션을 수행하는 과정과,

   상기 공통 퍼뮤테이션에 대해 제 1 재사용 계수 및 제 1 재사용 계수에 따라 자원을 분할하는 과정과,

   상기 제 1 재사용 계수 및 상기 제 1 재사용 계수에 따라 분할된 제 1 부채널과 제 2 부채널의 비율에 따라 제 1 퍼뮤테이션과 제 2 퍼뮤테이션을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 부채널 구성 방법.

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