KR20120015615A

KR20120015615A - 직교주파수분할다중 기반 다중접속방법 및 이를 제어하는 통신장치

Info

Publication number: KR20120015615A
Application number: KR1020100077862A
Authority: KR
Inventors: 임재성; 정준우
Original assignee: 아주대학교산학협력단
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-02-22
Also published as: KR101270021B1; US20130142179A1; WO2012020873A1; US9049654B2

Abstract

본 발명은 직교주파수분할다중(OFDM) 기반 다중접속방법 및 그 제어용 통신 장치에 관한 것이다.
본 발명의 OFDM 기반 다중접속 방법은 불특정 다수의 단말에 대하여 미리 결정된 동기제어 신호를 송신하고, 상기 다수의 단말로부터 상기 동기제어 신호에 대한 응답으로 테스트 메시지를 수신하는 단계; 상기 동기제어 신호의 송신 후 미리 결정된 기준시로부터 제1 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제1 그룹으로 분류하고, 상기 기준시로부터 임의의 n 번째 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제n 그룹으로 분류하는 단계; 서브채널들의 사용 허용 시간을 상기 그룹별로 할당하는 단계; 및 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들 및 심볼들을 부분적으로 점유하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 WiMAX 대비 시간 동기에 대한 오버헤드를 대폭 감소시켜 데이터 처리량 및 동시 서비스 이용자 수를 크게 증가시킬 수 있으며, 종래 무선랜 기술과 대비할 때에도 전송 채널의 사용 효율을 증가시키고 동시에 전송할 때 발생하는 충돌 확률을 감소시켜 다수의 사용자에 대한 서비스가 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

직교주파수분할다중 기반 다중접속방법 및 이를 제어하는 통신장치{MULTIPLE ACCESS BASED ON ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING(OFDM) AND COMMUNICATION EQUIPMENT FOR CONTORING THE SAME}

본 발명은 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing 이하, 'OFDM'이라 한다) 기반의 다중접속방법 및 이를 제어하기 위한 통신장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiMax(World Interoperability for Microwave Access), Wibro(Wireless broadband internet) 등과 같이 OFDM을 기반으로 한 다중접속 서비스 분야에 널리 응용 가능한 다중접속 방법 및 그 통신장치에 관한 것이다.

OFDM 방식은 방송 분야를 비롯하여 IEEE 802.11, IEEE 802.16 등 제4 세대 통신 분야에서 널리 표준으로 채택된 방식으로, 당해 분야의 통상의 기술자에게는 널리 주지된 기술이다.

또한, OFDM 기반 다중접속에 있어 단말들의 동기화가 매우 중요하다는 것도 잘 알려져 있다. 동기가 맞지 않는 단말들이 서로 다른 부반송파를 통해 동시에 데이터를 전송할 때 인접 부반송파간의 간섭(ICI)이 일어나 통신 효율이 저하될 수 있기 때문이다.

이에, IEEE 802.16a 규격(WiMax)의 MAC 계층에서는, 도1에 도시된 바와 같이, 단말들의 동기화를 위한 레인징 서브채널을 규정하고 있다.

레인징 서브채널은 (i) 처음 시스템에 접근하는 단말이 동기를 얻도록 하고, (ii) 서비스 중에도 주기적으로 동기를 재조정하며, (iii) 단말이 기지국에 자원 할당을 요청할 때 사용하도록 마련된 것이다. 동기화는 각 단말로부터 수신되는 신호의 타이밍 오프셋을 추정하고, 이 추정 결과를 토대로 서로 다른 위치에 놓인 각 단말의 전송시점을 조정함으로써 모든 단말의 수신 신호의 타이밍 동기를 맞추도록 진행된다.

그런데 레인징 서브채널의 사용이 항상 성공적으로 진행되지 않는 것은 아니라는 문제점이 있다. 예컨대, 동시에 다수의 사용자가 레인징 서브채널을 통해 심볼 전송을 시도하거나, 일부 중첩되게 심볼 전송을 시도할 때 모두 실패하게 된다.

시스템 사용자가 증가함에 따라 이러한 문제점은 더욱 심화된다.

이에, Hisham A. Mahmoud 외 2인은 2009년 Computer Communications에 발표한 "An efficient initail ranging for WiMAX(802.16e) OFDMA"의 논문을 통해 초기 레인징을 시도할 때 전송 효율을 개선할 수 있는 알고리즘을 발표한 바 있다. 종래 WiMAX 프로토콜 대비 크게 개선된 결과이지만, 논문에서 제시된 개선된 알고리즘에 의할 때에도 10명의 사용자가 랜덤하게 초기 레인징을 시도할 때 25% 가량의 전송 실패가 일어난다는 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다.

스마트폰의 대중화 등으로 인해 휴대 인터넷 사용자가 더욱 폭발적으로 증가하고 있다는 점을 감안할 때 단말의 동기화를 위한 오버헤드는 더욱 증가할 것으로 예측된다.

더욱이, 초기 레인징 작업이 실패하면 시간 동기가 맞을 때까지 계속해서 동기화를 위한 심볼 전송을 시도해야 하기 때문에, 시간 동기를 맞추기 위한 초기 레인징 작업에 대한 오버헤드는 누적되어 더욱 증가한다.

이와 같은 문제점은 MAC 계층으로 OFDMA을 사용하는 WiMax 외에도, MAC 계층으로 CSMA/CA 메커니즘을 사용하는 시스템인 IEEE 802.11의 WLAN 에서도 나타난다.

즉, CSMA/CA MAC 메카니즘은 심볼 기간 동안 오직 한 명의 사용자만이 자원을 사용하도록 하며, 전송채널이 사용 중인지 여부를 감지하고 경쟁적으로 자원을 사용하도록 한다.

따라서 CSMA/CA MAC 메카니즘 또한 폭발적으로 증가하는 사용자들의 수요를 해결하기 어려우며, 이에 수반되는 오버헤드 또한 매우 크다는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 시간 동기를 맞추는데 요하는 오버헤드를 감소시키고, 많은 수의 사용자가 접속하더라도 단번에 시간 동기를 맞출 수 있도록 하여 데이터 처리량을 크게 향상시키는 것을 목적으로 한다.

또한 비동기식 메카니즘에서도 다수의 서브채널을 동시에 다수의 사용자가 사용할 때 부반송파간 간섭을 배제하여, 많은 수의 사용자가 동시에 시스템을 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명의 일 양태에 따른 직교주파수분할다중(OFDM) 기반 다중접속방법에 있어서, 불특정 다수의 단말에 대하여 미리 결정된 동기제어 신호를 송신하고, 상기 다수의 단말로부터 상기 동기제어 신호에 대한 응답으로 테스트 메시지를 수신하는 단계; 상기 동기제어 신호의 송신 후 미리 결정된 기준시로부터 제1 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제1 그룹으로 분류하고, 상기 기준시로부터 임의의 n 번째 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제n 그룹으로 분류하는 단계; 서브채널들의 사용 허용 시간을 상기 그룹별로 할당하는 단계; 및 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들 및 심볼들을 부분적으로 점유하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속방법에 의해 달성될 수 있다.

여기에서, 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들 및 심볼들을 부분적으로 점유하여 데이터를 송수신하는 단계는, 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널의 점유를 요청하는 단계; 상기 서브채널의 요청에 응답하여 상기 단말들이 사용할 상기 서브채널 및 심볼 정보를 전송하는 단계; 및 허용된 서브채널 및 심볼을 통해 상기 단말이 데이터를 송수신하는 단계를 포함함으로써 자원 예약 방식으로 수행될 수 있다.

또는, 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들 및 심볼들을 부분적으로 점유하여 데이터를 송수신하는 단계는, 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널 및 심볼이 점유되었는지를 감지하여, 상기 서브채널 및 심볼이 점유되지 않은 때에 상기 서브채널 및 심볼에 데이터를 송수신하는 단계를 포함하여 서브채널 상에서 자원이 경쟁 방식으로 할당되도록 할 수 있다.

본 발명에서 상기 기준시는 상기 동기제어 신호의 송신시, 상기 동기제어 신호의 송신 후 가장 빠르게 수신되는 상기 테스트 메시지의 수신 시점, 상기 동기제어 신호의 송신시를 기준으로 미리 결정된 시간만큼 경과한 시점으로 등 자유롭게 결정될 수 있다. 또한, 상기 동기제어 신호는 비컨(beacon)을 이용할 수 있으며, 상기 단위시간은 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix) 이하의 시간 중 하나로 정할 수 있다.

또한, 상기 목적은 본 발명의 다른 양태에 따른 직교주파수분할다중(OFDM) 기반 다중접속 제어용 통신장치에 있어서, 불특정 다수의 단말에 대하여 미리 결정된 동기제어 신호를 송신하고, 상기 다수의 단말로부터 상기 동기제어 신호에 대한 응답으로 테스트 메시지를 수신하는 송수신부; 및 상기 비컨의 송신 후 미리 결정된 기준시로부터 미리 결정된 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제1 그룹으로 분류하고, 상기 기준시로부터 임의의 n 번째 상기 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제n 그룹으로 분류하며, 서브채널들의 점유 허용 시간을 상기 그룹별로 할당하여 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들을 점유하여 데이터를 송수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속 제어용 통신장치에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 종래 WiMAX 대비 시간 동기에 대한 오버헤드를 대폭 감소시켜 데이터 처리량 및 동시 서비스 이용자 수를 크게 증가시킬 수 있으며, 종래 무선랜 기술과 대비할 때에도 전송 채널의 사용 효율을 증가시키고 동시에 전송할 때 발생하는 충돌 확률을 감소시켜 다수의 사용자에 대한 서비스가 가능하게 하는 효과가 있다.

도1은 IEEE 802.16a 규격(WiMax)의 MAC 프로토콜을 나타내는 도표;
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MAC 프로토콜을 나타내는 도표;
도3은 도2의 MAC 기반 다중접속 방법을 나타낸 순서도;
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수신 시간을 CP 단위로 나누어 단말들을 그룹들로 분류하는 방법을 도식화한 그래프;
도5는 단말 개수에 따른 무선랜 처리량을 비교하는 결과를 나타내는 그래프;
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 MAC 프로토콜을 나타내는 도표; 및
도7은 도6의 MAC 기반 다중접속 방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MAC(Medium Access Control) 프로토콜을 나타내며, 도3은 도2의 MAC 기반 다중접속 방법을 나타낸 순서도이다.

도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중접속 방법은 기지국 또는 AP(Access Point)가 커버리지 내의 불특정 단말들에 대해 비컨(Beacon)을 송신함으로써 시작된다(S1).

커버리지 내에서 비컨을 수신한 단말들은 응답으로 테스트 메시지(R-MSG)를 기지국 또는 AP(이하, '기지국'이라 한다)로 전송하게 된다(S2). 이때, 각 단말들은 임의의 서브채널 또는 부반송파를 선택하여 R-MSG를 전송한다.

기지국은 R-MSG의 수신 시간을 체크하고, 수신 시간에 따라 R-MSG를 전송한 단말들을 몇몇 그룹으로 분류한다(S3).

이때, 단말들을 몇몇 그룹으로 분류하는데 수신 시간에 적용하는 기준으로서, 사이클릭 프리픽스(Cyclic prfix, 이하 "CP"라 한다)를 단위 기준으로 하여 분류할 수 있다.

예컨대, 도4에 도시된 바와 같이, 미리 결정된 기준시를 기준으로 1 CP 내에 R-MSG가 수신되는 단말들은 제1 그룹으로 분류한다. 유사한 방식으로 제n 번째 CP 내에 R-MSG가 수신되는 단말들은 제n 그룹으로 분류하는 것이다.

여기에서, 기준시는 비컨의 송신시로 결정할 수 있고, 또는 첫번째 R-MSG가 수신될 때로 삼을 수 있으며, 비컨의 송신시로부터 일정 시간이 경과한 시점을 기준시로 삼는 것이 가능한데, 이는 시스템의 규격을 정함에 있어 선택적으로 적용될 수 있는 사항이다. 다만, 본 제1 실시예에서 기준시는 비컨의 송신시로 선택하기로 한다.

CP를 단위 기준으로 하여 각 단말들을 분류하여 그룹으로 관리하는 유용성은, 동일한 CP 구간 내에 수신되는 단말들의 심볼간에는 다른 부반송파를 사용하는 경우 다중접속 간섭이 발생하지 않으며, 따라서 각 그룹별로 전송 허용 시간을 할애함으로써 다중접속 간섭을 배제할 수 있다는 점을 들 수 있다.

다음, 그룹 분류가 종료되면 기지국은 지정된 그룹 정보를 GA(Group Allocation) 패킷을 통해 전송범위 내 모든 단말에게 방송된다(S4). 이 패킷에는 각 단말의 할당 그룹 정보가 포함되며, 각 단말이 자원 예약을 위해 RTS(Reqeust To Send) 패킷을 전송할 서브채널의 정보가 또한 포함된다.

각 그룹은 서브채널 및 심볼을 사용할 수 있는 시간, 순서, 또는 타이밍이 미리 정해져 있다. 따라서, 제1 그룹에 속하는 단말들은 제1 그룹에 허용된 시간에만 데이터 버스트를 전송하는 것이 허용되고, 임의의 제n 그룹에 속하는 단말들은 제n 그룹에 허용된 시간에만 데이터 버스트를 전송하는 것이 허용되어 있다.

각 그룹 내에서도 각각의 단말이 데이터 버스트를 전송할 수 있는 시간을 할당받기 위해, 즉 자원을 예약 및 할당받기 위해 제어신호를 주고 받는다.

이를 위해 단말은 GA 패킷을 통해 할당받은 RTS 전송용 서브채널을 통해 RTS 패킷을 기지국에 전송한다(S5). 미리 결정된 q 개의 심볼 구간 동안 RTS 전송이 없는 경우에는, 일정 시간을 경과한 후 다음 그룹이 RTS 전송을 시작하도록 한다.

이때 단말이 서브채널의 수보다 많은 경우, 단말은 서브채널을 독점할 수 없다. 따라서 다수 단말이 하나의 서브채널을 공유하는 경우, 단말간 충돌 방지를 위해 임의의 q 심볼 구간 동안 IEEE 802.11 back off 알고리즘을 사용하여 랜덤하게 한 심볼을 선택하여 RTS 패킷을 전송하도록 할 수 있다.

기지국은 RTS 패킷에 대한 응답으로 데이터 버스트를 전송할 부채널 및 심볼을 블록 CTS(Clear To Send)를 통해 알려준다(S6).

이제 각 단말들은 할당받은 서브채널 및 심볼을 통해 데이터 버스트(Data Burst #1~n)를 전송한다(S7).

그리고, 기지국은 데이터 버스트 전송 후 SIFS 후에 블록 ACK를 통해 수신 결과를 알려준다(S8).

블록 ACK를 전송한 후 SIFS 후에 제2 그룹에 속하는 단말들의 자원 예약 및 할당이 진행되고, 데이터 버스트 및 블록 ACK 전송이 진행되게 된다. 이와 같은 절차가 제n 그룹까지 반복되며(S9), 모든 그룹들에게 순차적으로 데이터 버스트를 전송할 기회가 부여된 후에는 비컨 신호를 재전송하고 커버리지 내의 단말들로부터 테스트 메시지(R-MSG)를 수신하는 등 단말들의 그룹 분류를 갱신하는 절차가 재개될 수 있다.

도2 및 도3을 참조하여 설명된 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중접속 방법의 성능을 비교하고자, 본 발명인은 무선랜 환경에서 모의 실험을 수행하였다.

모의실험은 IEEE 802.11의 DCF와 RTS/CTS 기법과, H.M Alnuweiri 등이 ERASIP Journal on Wireless Comm. and Networks을 통해 2009년 발표한 "OFDMA - based Medium Access Control for next-generation WLANs"의 N-OFDMA 기법과의 비교 분석으로 수행되었다.

모의실험은 IEEE 802.11a[2]에서 사용하는 인자를 사용하며, q 길이는 8로 고정한다. 표준에 따르면 전송반경은 400m, 부반송파 개수는 64, CP 구간은 0.8㎲ 이다. 그러나 심볼간 시간지연 문제를 긴 CP로 해결하는 N-OFDMA 경의 CP 구간은 400m에 위치한 단말을 지원하기 위해 2.7㎲으로 고정한다.

도5는 단말 개수에 따른 무선랜 처리량을 비교하는 결과를 보여준다.

각 단말 동기를 얻기 위해 R-MSG 전송과 GA 패킷 등의 제어 패킷 전송으로 인해 단말 수가 적은 경우에는 일부 처리량이 낮게 나오는 구간이 존재하나, 단말의 수가 15개가 넘어갈 때부터 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중접속 방법(G-OFDMA)이 다른 기법들보다 월등히 성능이 좋은 것을 확인할 수 있다. 이는 다중접속 간섭이 없는 무선랜 환경에서 전송할 수 있는 장점으로 인해 블록 CTS/ACK를 보냄으로 제어 패킷의 수가 감소하며, 동시에 RTS 전송에 성공한 단말의 데이터 패킷을 전송하여 생기는 이득으로 인한 결과이다.

상기 모의실험은 무선랜 환경에서 수행된 것이지만, Wibro/WiMax에서도 단말의 수가 증가함에 따라 데이터 처리량의 효율이 더 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

지금까지 설명한 본 발명의 제1 실시예에서는 커버리지 내의 단말들이 테스트 메시지를 전송하도록 하기 위한 동기제어 신호로서 비컨이 이용되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 미리 결정된 다른 패킷으로 정의될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 제1 실시예는 단말을 그룹으로 분류하는데 기준시 이후 몇 번째 CP 내에 테스트 메시지가 수신되는지를 기준으로 하였으나, CP 대신 이에 대응하는 임의의 단위시간을 기준으로 제1 실시예를 적용하는 것이 가능하다. 예컨대, 단위시간은 CP와 동일하거나 이보다 짧은 임의의 시간으로 설정하는 것이 가능하다.

따라서, 지금까지 설명된 본 발명의 제1 실시예는 예시적인 것으로 이해되어야하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다는 것을 유의할 필요가 있다.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 MAC 프로토콜을 나타내며, 도7은 도6의 MAC 기반 다중접속 방법을 나타낸 순서도이다.

도6 및 도7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예는 그룹 할당에 이르기까지(T1~T4) 제1 실시예와 흡사하게 진행되는 것을 알 수 있다.

그룹에는 각 그룹에 속한 단말들이 서브채널을 사용할 수 있는 시간 내지 순서가 할당되어 있으며, GA 패킷을 통해 각 단말들은 자신이 속한 그룹 및 접속 허용된 서브채널을 지정받는다.

GA 패킷이 수신된 후, 먼저 제1 그룹에 속하는 단말들이 서브채널 사용을 시도한다(T5~T10).

단말들이 데이터 버스트를 전송하고자 하는 경우, 접속 허용된 서브채널이 다른 단말에 의해 사용되고 있는지 확인하고, 서브채널이 비어 있는 때에 해당 서브채널을 통해 데이터 버스트를 전송하게 된다. 이때, IEEE 802.11 MAC 프로토콜인 CSMA/CA 방식 또는 RTS/CTS 방식이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 무선상의 다른 사용자의 전송신호를 수신하지 못하는 숨은 단말(hidden terminal) 문제 해결에 유리한 RTS/CTS 방식이 이용되었다.

따라서 이하의 설명은 서브채널별로 병렬적으로 수행되는 과정이라는 점에 유의할 필요가 있다.

먼저, 단말은 접속 허용된 서브채널이 다른 단말에 의해 사용되고 있는지를 확인하기 위하여 일정한 인터벌(DIFS+contention window) 동안 대기한다(T5).

다른 단말이 서브채널을 사용하고 있다면, 모든 데이터 전송을 마칠 때까지 기다리고 다시 일정 시간을 대기한 후 RTS를 전송하지만, 제1 그룹에 허용된 시간 내에서만 서브채널을 사용할 수 있다.

다른 단말이 서브채널을 사용하고 있지 않을 때(T6), 단말은 RTS를 기지국으로 전송하고(T7), 기지국으로부터 CTS를 수신한 후(T8) 데이터를 전송하며(T9) 기지국으로부터 ACK를 수신(T10)하면서 데이터 송수신을 종료한다.

각각의 단말은 지정된 서브채널을 다수의 단말들과 공용으로 사용하게 되며, 동시에 다른 서브채널을 통해 데이터를 전송하는 동일 그룹내 다른 단말들과의 간섭을 회피할 수 있게 된다.

서브채널 내에서는 RTS/CTS 방식을 대신하여 CSMA/CA 방식을 이용하는 것도 가능하다.

이와 같은 과정이 각각의 서브채널에서 수행되며, 해당 그룹의 모든 단말들이 데이터 버스트를 전송하지 못하더라도, 그룹에 허용된 시간이 종료되면 약간의 인터벌을 두고 다음 그룹의 단말들이 채널 사용을 시작하게 된다.

전술한 본 발명의 제1 실시예는 기지국에서 CTS 및 ACK를 블록으로 처리할 수 있고 서브채널의 예약을 받아 할당할 수 있다는 점에서, 제2 실시예보다 더 효과적이라고 할 수 있다.

그러나 본 발명의 제2 실시예는 그룹 할당 방식이 IEEE 802.11의 MAC 프로토콜에도 활용될 수 있다는 것을 보여주는데 의의를 찾을 수 있다.

앞선 제1 및 제2 실시예에서 기지국은 OFDM을 기반하여 다수의 단말들이 다중접속하여 데이터를 송수신하는 통신 장치를 포함하는 개념으로 사용된 것으로서, AP(Access Point), 중계기 등을 포함하는 개념으로 사용되었다.

제1 및 제2 실시예에서 설명된 기지국의 기능은 유무선 송수신 모듈과 MAC 프로토콜에 따라 통신을 제어하는데 필요한 각종 소프트웨어, 프로세서 등으로 구성되는 제어부로 구현될 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다. 그러므로, 본 발명의 실시예로서 설명된 다중접속 방법을 수행하는 기지국의 통신 장치에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

지금까지 본 발명의 몇몇 실시예를 설명하였다.

그러나, 상기 실시예는 본 발명의 예시적인 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한할 수 없다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 상기 실시예의 변형이 충분히 가능하다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.

예컨대, 테스트 메시지를 전송함에 있어 각각의 단말은 임의의 부반송파를 선택하여 전송하도록 할 수 있으며, 이때 단말들 사이의 충돌을 막기 위해 QPSK와 같은 간단한 변조 방식을 활용하는 것이 가능하다.

또한, 제2 실시예에서 GA 패킷은 각 단말이 접속할 서브채널 정보를 지정하지 않고, 각각의 단말이 랜덤하게 서브채널의 사용 여부를 확인하고 접속하도록 하는 것도 가능하다.

그러므로, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 그 균등범위에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims

직교주파수분할다중(OFDM) 기반 다중접속방법에 있어서,
불특정 다수의 단말에 대하여 미리 결정된 동기제어 신호를 송신하고, 상기 다수의 단말로부터 상기 동기제어 신호에 대한 응답으로 테스트 메시지를 수신하는 단계;
상기 동기제어 신호의 송신 후 미리 결정된 기준시로부터 제1 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제1 그룹으로 분류하고, 상기 기준시로부터 임의의 n 번째 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제n 그룹으로 분류하는 단계;
서브채널들의 사용 허용 시간을 상기 그룹별로 할당하는 단계; 및
상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들 및 심볼들을 부분적으로 점유하여 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속방법.
제1항에 있어서,
상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들 및 심볼들을 부분적으로 점유하여 데이터를 송수신하는 단계는,
상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널의 점유를 요청하는 단계; 상기 서브채널의 요청에 응답하여 상기 단말들이 사용할 상기 서브채널 및 심볼 정보를 전송하는 단계; 및 허용된 서브채널 및 심볼을 통해 상기 단말이 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속방법.
제1항에 있어서,
상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들 및 심볼들을 부분적으로 점유하여 데이터를 송수신하는 단계는,
상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널 및 심볼이 점유되었는지를 감지하여, 상기 서브채널 및 심볼이 점유되지 않은 때에 상기 서브채널 및 심볼에 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속방법.
제1항에 있어서,
상기 기준시는 상기 동기제어 신호의 송신시인 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속 방법.
제1항에 있어서,
상기 기준시는 상기 동기제어 신호의 송신 후 가장 빠르게 수신되는 상기 테스트 메시지의 수신 시점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속 방법.
제1항에 있어서,
상기 기준시는 상기 동기제어 신호의 송신시를 기준으로 미리 결정된 시간만큼 경과한 시점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속 방법.
제1항에 있어서,
상기 동기제어 신호는 비컨(beacon)인 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단위시간은 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix) 이하의 시간 중 하나로 정해지는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속 방법.
직교주파수분할다중(OFDM) 기반 다중접속 제어용 통신장치에 있어서,
불특정 다수의 단말에 대하여 미리 결정된 동기제어 신호를 송신하고, 상기 다수의 단말로부터 상기 동기제어 신호에 대한 응답으로 테스트 메시지를 수신하는 송수신부; 및
상기 비컨의 송신 후 미리 결정된 기준시로부터 미리 결정된 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제1 그룹으로 분류하고, 상기 기준시로부터 임의의 n 번째 상기 단위시간 내에 상기 테스트 메시지가 수신되는 단말을 제n 그룹으로 분류하며, 서브채널들의 점유 허용 시간을 상기 그룹별로 할당하여 상기 단말들이 해당 그룹에 할당된 시간에 상기 서브채널들을 점유하여 데이터를 송수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반 다중접속 제어용 통신장치.