KR20170016141A

KR20170016141A - 무선 통신 시스템에서 채널 할당 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170016141A
Application number: KR1020150109546A
Authority: KR
Inventors: 사공민; 윤여훈; 김태영; 설지윤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2017-02-13
Also published as: KR102651724B1; US20180206239A1; US10448409B2; WO2017023030A1

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 채널의 할당 및 사용에 대한 것으로, 단말의 동작 방법은, 채널 할당 정보를 수신하는 과정과, 상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 송신하는 과정을 포함한다. 또한, 본 발명은 상술한 실시 예와 다른 실시 예들도 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널의 할당에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 채널을 정의하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 다른 시스템의 보호대역 내에서 정의된 채널들을 이용하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 다른 시스템의 보호대역 내에서 정의된 채널들을 이용하여 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 다른 시스템으로의 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 채널에 대한 다른 시스템으로부터의 간섭량을 고려하여 채널을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 채널 할당 정보를 수신하는 과정과, 상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 송신하는 과정을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 단말로 채널 할당 정보를 송신하는 과정과, 상기 단말로부터 상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 수신하는 과정을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 채널 할당 정보를 수신하는 수신부와, 상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 송신하는 송신부를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말로 채널 할당 정보를 송신하는 송신부와, 상기 단말로부터 상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 수신하는 수신부를 포함한다.

여기서, 상기 채널 할당 정보는, 다른 시스템의 보호대역 내에 할당된 다수의 채널들 중 적어도 하나를 지시하며, 상기 다수의 채널들은, 상기 보호대역 내에서 발생하는 다른 시스템으로부터의 간섭량에 기초하여 결정된 등급들을 가진다.

무선 통신 시스템에서 보호대역을 제공하는 다른 시스템으로부터의 간섭량을 고려하여 채널들을 분류함으로써, 효율적으로 통신을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 통신 환경을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템 및 셀룰러 시스템 간 간섭의 형태들을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 허용 수신 신호 세기를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제공 가능한 어플리케이션들의 예들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 사용하는 대역의 특성을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 등급 분류의 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 통신 절차를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 제어 가능 여부 판단 절차를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 할당 절차를 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 변조 및 부호화 기법(modulation and coding scheme, MCS) 결정 절차를 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 하향링크 통신 절차를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 재전송 절차를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 재전송을 위한 채널 할당 절차를 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 재전송 절차를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 결합(channel bonding)을 이용한 통신 절차를 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 결합을 위한 채널 할당 절차를 도시한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 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 무선 통신 시스템에서 채널을 정의하고, 할당하기 위한 기술에 대해 설명한다. 특히, 본 발명은 사물 인터넷(Internet of Things, 이하 'IoT')을 위한 무선 통신 시스템에서 주어진 대역 내에서 정의된 채널들을 활용하기 위한 기술에 대해 설명한다.

이하 설명에서 사용되는 제어 정보를 지칭하는 용어, 타이머(timer)를 지칭하는 용어, 상태 변화를 지칭하는 용어(예: 이벤트(event)), 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

다양한 분야에서 IoT 기술이 각광받고 있으며, 통신 사업자 및 제조업체(vendor)들은 IoT를 이용한 여러 어플리케이션들 및 시스템들을 개발하고 있다. 다양한 IoT 해법(solution)들 중 셀룰러 시스템에 할당된 허가된(licensed) 주파수 대역을 이용하는 특히 셀룰러(cellular) IoT(이하, 'CIoT')가 주목받고 있다. 셀룰러 시스템이 비(non)-셀룰러 시스템에 비해 상대적으로 안정적인(reliable) 통신을 제공할 수 있고, 이에 따라 안정적인 서비스를 제공할 수 있기 때문이다. CIoT와 관련하여, eMTC(evolved machine type communication), GERAN(Global System for Mobile communications Enhanced Data rates for GSM Evolution Radio Access Network) CIoT 등 표준화 활동이 활발히 진행 중이고, 표준화 활동의 특성상 통신 사업자들의 요구(need)가 표준 결정에 결정적인 영향을 끼치는 경우가 많다.

비허가(unlicensed) 대역이 아닌 허가 대역에서 CIoT가 개발 및 구현되는 경우, 다음과 같은 장점이 존재한다. 첫째, 비허가 대역의 경우, 장치는 송신 및 수신 전에 채널을 사용하는 사용자가 있는지 여부를 검출(detect)한 후에 신호를 송신 또는 수신해야 한다. 또한, 송신 시 충돌(collision)이 발생할 가능성이 높기 때문에, 통신의 서비스 품질(quality of service, QoS)이 보장되기 용이하지 아니하다. 둘째, 비허가 대역의 경우, 주파수가 특정 사업자에게 귀속된 것이 아니므로, 주파수 이용에 대한 과금 정책 설정이 용이하지 아니하다.

반면, 허가 대역을 사용하여 CIoT를 구현함에 있어서, 다음과 같은 어려움들이 존재한다. 첫째, 이미 거의 모든 허가 대역들은 특정 시스템에 의해 사용 중이며, 각 허가 대역에서 운용 중인 어플리케이션들을 즉시 제거할 수 없는 상황이다. 둘째, 허가 대역의 주파수의 가격은 매우 높으며, 이에 따라 사업자들은 할당 받은 주파수를 현재 최대한 효율적으로 사용하고 있다.

상술한 바와 같이, 비허가 대역의 IoT에 비하여, CIoT가 다양한 장점들을 가지나, 주파수 대역 확보에 어려움이 있다. 따라서, 이하 본 발명은, 본 발명은 LTE와 같은 셀룰러 시스템에 보호대역(guardband)을 활용하여 CIoT를 설계하고, 운용하는 기술을 제안한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 통신 환경을 도시한다. 도 1을 참고하면, 허가 대역을 가지는 셀룰러 시스템의 셀룰러 기지국 125 및 셀룰러 단말 115이 통신을 수행한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 기지국 120 및 단말들 110-1, 110-2, 110-3이 통신을 수행한다. 단말들 110-1, 110-2, 110-3은 셀룰러 폰, 스마트 폰 등 통신 기능을 가진 전자 장치(예: 프린터, 모니터, 텔레비전 등)를 포함할 수 있다. 또한, 경우에 따라, 단말들 110-1, 110-2, 110-3은 셀룰러 기지국 125에 접속할 수 있는 능력을 가질 수 있고, 셀룰러 단말 115도 기지국 120에 접속할 수 있는 능력을 가질 수 있다.

셀룰러 시스템 및 본 발명에 따른 시스템은 서로 간섭을 줄 수 있다. 구체적으로, 기지국 125 및 기지국 120은 서로의 신호를 검출할 수 있는 범위 내에 설치되거나, 또는, 기지국 125의 커버리지 내의 단말 115이 기지국 120의 신호를 검출할 수 있거나, 또는, 기지국 120의 커버리지 내의 단말 110-1이 기지국 125의 신호를 검출할 수 있거나, 또는, 기지국 120의 커버리지 내의 단말 110-1 및 기지국 125의 단말 115의 단말이 서로의 신호를 검출할 수 있는 위치에 존재할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템은 셀룰러 시스템에 미치는 간섭을 고려하여 운용되어야 한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 기지국 및 단말은 인접한 셀룰러 시스템의 보호 대역을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 시스템은 셀룰러 시스템의 운용 대역에 인접한 대역을 통해 서비스를 제공할 수 있다. 이 경우, 상호 발생하는 간섭은 도 2와 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템 및 셀룰러 시스템 간 간섭의 형태들을 도시한다.

본 발명에 따른 시스템이 다른 시스템의 보호대역을 사용하는 경우에 나타나는 특징은 아래와 같다. 첫째, 다른 시스템 및 본 발명에 따른 시스템 간 상호 간섭이 존재한다. 본 발명에 따른 시스템이 다른 시스템의 보호대역에 배치(deploy)되므로, 다른 시스템과 본 발명에 따른 시스템은 서로 간섭을 미친다. 구체적으로, 도 2의 (a)를 참고하면, 다른 시스템은 다른 시스템의 대역 내에서 신호를 송신 및 수신하기 위해, 수신 필터를 사용한다. 이때, 본 발명에 따른 시스템이 인접한 대역을 사용하기 때문에, 인접 채널 누출 비(adjacent channel leakage ratio, 이하 'ACLR') 281에 상응하는 크기의 간섭이 다른 시스템의 시스템 대역 내에서 발생하고, 인접 채널 선택성(adjacent channel selectivity, 이하 'ACS') 282에 상응하는 크기의 간섭이 본 발명에 따른 시스템에 대해 발생한다. ACS 282에 상응하는 간섭은 다른 시스템의 수신 필터가 본 발명에 따른 시스템으로 간섭을 완벽히 제거(perfectly rejection)하지 못함으로 인해 발생하고, ACLR 281에 상응하는 간섭은 본 발명에 따른 시스템의 송신 필터가 본 발명에 따른 시스템 송신 신호의 테일(tail)을 완벽히 제거하지 못함으로 인해 다른 시스템으로 전달되는 간섭이다.

유사하게, 도 2의 (b)를 참고하면, 본 발명에 따른 시스템은 신호를 송신 및 수신하기 위해, 수신 필터를 사용한다. 이때, 본 발명에 따른 시스템이 다른 시스템의 인접한 대역을 사용하기 때문에, ACLR 291에 상응하는 크기의 간섭이 다른 시스템의 보호대역 내에서 발생하고, ACS 292에 상응하는 크기의 간섭이 다른 시스템의 시스템 대역 내에서 발생한다. ACS 292에 상응하는 간섭은 본 발명에 따른 시스템의 수신 필터가 다른 시스템으로의 간섭을 완벽히 제거하지 못함으로 인해 발생하고, ACLR 291에 상응하는 간섭은 다른 시스템의 송신 필터가 다른 시스템 송신 신호의 테일(tail)을 완벽히 제거하지 못함으로 인해 본 발명에 따른 시스템으로 전달되는 간섭이다.

상술한 바와 같이, 수신 필터 및 송신 필터가 이상적(ideal)으로 대역 외 신호를 제거할 수 없기 때문에, 본 발명에 따른 시스템 및 다른 시스템은 상호 간섭을 미친다. 다른 시스템은 시스템 대역에 대한 허가를 가지고 있으므로, 보호대역을 사용하는 본 발명에 따른 시스템이 간섭을 미치지 아니하도록 신호 세기를 조절해야 한다. 즉, 본 발명에 따른 시스템이 보호대역을 사용함으로 인해 다른 시스템의 성능이 열화되어서는 아니되므로, 본 발명에 따른 시스템에 대해 수신 전력 제어(power control)가 실시됨이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명에 따른 시스템의 허용되는 신호 세기 범위는 이하 도 3과 같이 정의될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 허용 수신 신호 세기를 도시한다. 도 3을 참고하면, 전력 제어를 수행할 경우, 다른 시스템의 신호 세기 305를 고려하여, 본 발명에 따른 신호 세기 301의 상한 및 하한이 결정될 수 있다.

구체적으로, 최대 송신 전력은 본 발명에 따른 시스템이 다른 시스템으로 영향을 주는 간섭을 고려하여 결정된다. 다른 시스템이 본 발명에 따른 시스템으로부터의 간섭의 영향을 가장 많이 받는 최악의 경우는 다른 시스템이 최저 변조 및 부호화 기법(modulation and coding scheme, 이하 'MCS')를 사용하는 경우이므로, 신호 세기의 상한은, (a)와 같이, 다른 시스템이 최저 MCS를 적용한 경우를 전제로 결정된다. 또한, 최소 요구 전력은 다른 시스템이 본 발명에 따른 시스템으로 영향을 주는 간섭과 본 발명에 따른 시스템의 변조 및 부호화 기법(modulation and coding scheme, MCS) 또는 다른 시스템으로부터의 누출(leakage) 간섭량을 고려하여 결정된다. 본 발명에 따른 시스템이 다른 시스템으로부터의 간섭의 영향을 가장 많이 받는 최악의 경우는 다른 시스템이 최대 MCS를 사용하는 경우이므로, 신호 세기의 하한은, (b)와 같이, 다른 시스템이 최대 MCS를 적용한 경우를 전제로 결정된다. 이에 따라, 수신 신호 세기가 상한 및 하한의 범위 내에서 존재하도록, 전력 제어가 수행되어야 한다.

전력 제어를 수행함에 있어서, 장치의 특성이 더 고려될 수 있다. 본 발명에 따른 시스템은 다양한 어플리케이션들을 제공하는 다양한 단말들을 포함할 수 있다. 어플리케이션들의 특성은 이하 도 4와 같을 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제공 가능한 어플리케이션들의 예들을 도시한다. 도 4는 다양한 어플리케이션들을 트래픽 간격(traffic interval) 및 요구 지연(latency)에 따라 분류하고, 각 어플리케이션의 장치 밀도(device density) 및 패킷 크기(packet size)를 표현한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 지능형 운송(intelligent transportation) 451, e-헬스(electronic health) 452, 스마트 계량(smart metering) 453, 스마트 홈 및 도시(smart home and city) 454, 차량 관리(fleet management) 455 등의 다양한 어플리케이션들이 제공될 수 있다. 이때, 어플리케이션에 따라, 요구되는 데이터 전송률(data rate)이 다르다. 이러한 다양한 어플리케이션들 중, 저가형 단말은 전력 제어를 지원하지 아니할 수 있다. 또는, 전력 제어를 지원하는 단말이라도, 특정 상황(예: 셀룰러 시스템의 리피터(repeater)가 인근에 존재)에서 전력 제어가 제한될 수 있다.

상술한 바와 같은 간섭의 문제점 등을 고려하여, 본 발명은 다음과 같은 기술적 과제들을 해소하고자 한다.

첫째, 다른 시스템의 보호대역을 사용하는 본 발명에 따른 시스템 시스템에 특화된 채널화(channelization) 기법이 제시된 바 없다. 이에 따라, 규격에 명시된 모든 MCS들을 모두 지원하는 채널만을 사용하게 되면, 높은 MCS를 필요로 하지 않는 단말들을 충분히 지원(support)할 수 있는 채널들의 사용 기회가 상실될 수 있다. 또한, 규격에 명시된 MCS들을 모두 지원하지 아니하는 채널들에 대하여, 종래의 방식과 같이 채널들을 운용하면, 다른 시스템으로 큰 간섭이 발생하거나, 또는, 본 발명에 따른 시스템에서 만족할 만한 성능이 얻어질 수 없다.

둘째, 보호대역을 사용하는 본 발명에 따른 시스템에 특화된 단말 분류(classification) 기법이 제시된 바 없다. 이에 따라, 인접 채널들 간 간섭이 발생하거나, 만족할 만한 성능이 얻어질 수 없다.

따라서, 본 발명은 상술한 기술적 과제들을 채널화 및 단말 분류 규칙과, 운용 기법과 이에 대한 다양한 실시 예들을 제안한다.

본 발명에 따른 시스템은 IoT 서비스를 제공할 수 있다. IoT 서비스의 특성 상, 송신 및 수신되는 정보의 요구 데이터 전송률이 낮을 수 있다. 이 경우, 대역을 다수의 협대역 채널들로 분할하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 협대역 채널들에서, 최대 송신 가능 전력(power) 및 다른 시스템으로부터의 누출 전력(leakage power)은 채널 별로 서로 상이할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 최대 허용 수신 전력, 다른 시스템으로부터의 누출 전력, 열 잡음 분산(thermal noise variance)를 이용하여 채널을 분류하고, 상술한 파라미터들을 이용하여 채널 당 지원 가능 품질(예: 신호 대 간섭 및 잡음비(signal to noise and interference ration, SINR))을 도출한다. 채널 별 최대 허용 수신 전력은 다른 시스템의 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, 이하 'FFT') 수신 필터의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. FFT 수신 필터의 특성은 다른 시스템의 동작 대역의 중심 주파수 및 대역폭(bandwidth)으로부터 도출될 수 있다. 또한, 다른 시스템과 본 발명에 따른 시스템이 동일 장소에 배치(co-location)된 경우, 본 발명에 따른 시스템은 다른 시스템의 수신 디지털 필터(digital filter)의 특성을 획득할 수 있으며, 수신 디지털 필터의 특성을 이용하여 보다 정밀한 최대 허용 수신 전력을 도출할 수 있다. 예를 들어, 10MHz 대역을 사용하는 다른 시스템이 96-탭(tap) 디지털 필터를 사용하는 경우, 최대 허용 수신 전력, 누출 전력, 지원 가능 채널 품질은 이하 도 5와 같다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 사용하는 대역의 특성을 도시한다. 도 5에서, (a)는 본 발명에 따른 시스템의 최대 허용 수신 전력을, (b)는 다른 시스템으로부터의 누출 전력을, (c)는 지원 가능 채널 품질(예: 신호 대 간섭 비(signal to interference ratio, SIR))를 예시한다. (a)에 도시된 바와 같이, 허가 대역을 사용하는 다른 시스템으로부터의 누출 전력은 다른 시스템의 부반송파(subcarrier) 간격을 주기로 증가 및 감소하는 경향을 보인다. 이에 따라, (b)에 도시된 바와 같이, 다른 시스템의 보호대역을 사용하는 본 발명에 따른 시스템의 최대 허용 수신 전력 역시, 다른 시스템의 부반송파 간격을 주기로 증가 및 감소하는 경향을 가질 수 있다. 또한, (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템에서의 지원 가능 채널 품질 역시, 다른 시스템의 부반송파 간격을 주기로 증가 및 감소하는 경향을 가질 수 있다.

단, 도 5의 (a)에 도시된 최대 허용 수신 전력은, 다른 시스템의 대역 외 제한(regulation)을 고려하지 아니하고 계산되었다. 대역 외 제한은, 허가된 대역을 사용함에 있어서, 허가된 대역으로부터 일정 주파수 범위를 벗어난 대역에서 임계치 이상의 신호 전력이 검출되어서 아니된다는 것이다. 상술한 대역 외 제한을 고려하면, 도 5의 (a)에 도시된 최대 허용 수신 전력은, 일정 주파수를 초과하는 영역에서, 주파수의 증가에 따라 감소하는 경향을 가지도록 정의될 수 있다. 이에 따라, 도 5의 (c)에 도시된 최대 허용 채널 품질 역시, 일정 주파수를 초과하는 영역에서, 주파수의 증가에 따라 감소하는 경향을 가지도록 정의될 수 있다.

도 5와 같은 분석 결과는, 보호대역을 제공하는 다른 시스템의 중심 주파수, FFT 크기 등에 기초한 모의실험을 통해 결정될 수 있다. 또는, 도 5와 같은 분석 결과는, 보호대역을 제공하는 다른 시스템의 신호에 대한 실측 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 도 5와 같은 분석 결과에 기초하여, 최대 허용 채널 품질을 기준으로 채널 등급들이 분류될 수 있다. 즉, 다른 시스템으로부터의 간섭 크기 및 주파수 별 간섭의 패턴을 예측할 수 있기 때문에, 사용할 대역(예: 다른 시스템의 보호 대역)에서 정의될 채널들의 등급이 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, 채널 등급들은 이하 도 6과 같이 분류될 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 등급 분류의 예를 도시한다. 도 6은 12개의 등급들로 정의된 채널 등급들을 예시한다. 도 6을 참고하면, 12개의 등급들로 분류되며, SIR이 높을 수록 등급 번호가 크게 정의된다. 예를 들어, 허용 SIR이 40dB 이상인 등급 12의 경우, 전력 제어가 수행되지 아니할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 채널들은 주파수 축에서 구분되고, 최대 허용 채널 품질에 따라 다수의 등급들로 분류된다. 본 발명에 따른 시스템의 대역 내에서 균등한 대역폭을 가지도록 분류될 수 있다. 각 채널은 보호대역을 제공하는 다른 시스템의 부반송파 간격보다 좁은 협대역을 점유할 수 있다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 각 채널은 보호대역을 제공하는 다른 시스템의 부반송파 간격과 동일한 대역폭을 가지도록 정의될 수 있다.

도 6은 13개의 채널 등급들을 예시하였으나, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라, 채널들은 12개 이하 또는 14개 이상의 등급들로 분류될 수 있다. 이때, 적어도 하나의 채널이 동기 신호를 송신하기 위해 할당될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 채널이 제어 정보(예: 시스템 정보 등)를 송신하기 위해 할당될 수 있다. 이때, 비교적 우수한 등급의 채널이 동기 신호 또는 제어 정보를 송신하기 위해 할당되는 것이 바람직하다.

도 6과 같은 채널들의 분류를 표로 표현하면, 하기 <표 1>과 같다.

채널번호	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	…
등급	X	2	5	2	4	8	4	5	10	5	…

도 6과 같은 분류에 기반하여, 등급 별 최대 지원 가능 MCS는 하기 <표 2>와 같이 정의될 수 있다.

등급	최대 지원 가능 MCS
0	0
1	1
2	2
3	3
4	4
5	5
6	6
7	7
8	8
9	9
10	10
11	11
12	11 (전력 제어 불필요)

상술한 채널 분류에 따르면, 품질이 우수할수록, 다시 말해, 다른 시스템으로부터의 간섭량이 적을수록, 등급을 나타내는 숫자가 크다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라, 간섭량과 등급을 나타내는 숫자의 대응 관계는 달리 정의될 수 있다. 이하 설명에서, 우수한 채널일수록 등급을 나타내는 숫자가 크게 정의된 경우가 전제된다. 이하 설명의 편의에 따라, 상대적으로 우수한 큰 숫자의 등급은 '높은 등급', '상위 등급'으로, 상대적으로 열악한 낮은 숫자의 등급은 '낮은 등급', '하위 등급'으로 지칭될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템에서, 단말들은 전력 제어 가능 여부, 최대 요구 데이터 전송률 등에 기초하여 분류될 수 있다. 여기서, 전력 제어 가능 여부는, 해당 단말이 전력 제어 기능을 구비하고 있는지, 전력 제어 기능을 구비하고 있지만 전력 제어를 활성화할 수 있는 상태인지를 고려하여 판단될 수 있다. <표 2>와 같은 MSC를 지원하는 경우, 단말들은 하기 <표 3> 또는 하기 <표 4>와 같이 분류될 수 있다.

최대 요구 데이터 전송률	전력 제어 가능 시	전력 제어 불가능 시
0	A0	B0
1	A1	B1
2	A2	B2
3	A3	B3
4	A4	B4
5	A5	B5
6	A6	B6
7	A7	B7
8	A8	B8
9	A9	B9
10	A10	B10
11	A11	B11

현재 요구 데이터 전송률	전력 제어 가능 시	전력 제어 불가능 시
0	A0	B0
1	A1	B1
2	A2	B2
3	A3	B3
4	A4	B4
5	A5	B5
6	A6	B6
7	A7	B7
8	A8	B8
9	A9	B9
10	A10	B10
11	A11	B11

초기 접속(initial access)을 위한 오버헤드(overhead)를 줄이기 위해 처음에 한 번 채널 할당 수행하는 경우, 최대 요구 데이터 전송률에 기반하여 단말을 분류하는 것이 바람직하다. 이 경우, <표 3>과 같은 분류가 적용될 수 있다. 또는, 스케줄링 요청(scheduling request)을 데이터 송신 전에 수행하고, 스케줄링 요청 내에 요구 데이터 전송률이 포함된 경우, 현재 요구 MCS에 기반한 채널 할당이 바람직하다. 또한, 채널 품질이 보고되고, 기지국에서 MCS를 결정하는 경우, 현재 요구 MCS에 기반한 채널 할당이 바람직하다. 이 경우, <표 4>와 같은 분류가 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 다른 시스템의 보호대역을 사용하는 경우, 다른 시스템으로부터의 누출 전력량이 미리 파악될 수 있다. 이에 따라, 보호대역 내에서 정의되는 채널들의 특성, 구체적으로, 간섭량, 최대 허용 전력, 허용 채널 품질 등이 미리 정해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따라, 기지국은 채널들의 채널 품질을 미리 알게 되고, 단말로부터의 피드백 정보를 활용함으로써, 단말의 상황에 따른 자원 운용이 가능하다. 또한, 채널들의 채널 품질을 미리 알수 있으므로, 기지국은 HARQ(hybrid automatic repeat request) 재전송 시 효율을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 기지국은 보다 우수한 채널을 재전송을 위해 할당함으로써 HARQ 지연(latency)를 개선할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다. 도 7은 단말 110의 구성을 예시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 7을 참고하면, 단말은 통신부 710, 저장부 720, 제어부 730를 포함한다.

통신부 710는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 710은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 710은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 710은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 710는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 710는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 710는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다.

통신부 710는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 710는 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 710에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

저장부 720는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 720는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 특히, 저장부 720는 채널 설정에 관한 정보를 저장할 수 있다. 채널 설정은 다른 시스템의 보호 대역 내에서 분류된 채널들에 관한 정보로서, 채널의 인덱스와 등급, 주파수의 관계를 정의할 수 있다. 그리고, 저장부 720는 제어부 730의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부 730는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 730는 통신부 710를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 730는 저장부 720에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 730는 적어도 하나의 프로세서(processor) 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 제어부 730는 기지국으로부터 수신되는 채널 할당 정보를 수신하고, 채널 할당 정보에 기초하여 데이터를 송신 또는 수신하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 730는 단말이 이하 도 9, 도 11, 도 12, 도 15, 도 16, 도 18, 도 19 등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다. 도 8은 기지국 120의 구성을 예시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 기지국은 무선통신부 810, 백홀통신부 820, 저장부 830, 제어부 840를 포함한다.

무선통신부 810는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 810는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부 810는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 810는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부 810는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 무선통신부 810는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.

또한, 무선통신부 810는 다수의 RF 체인(chain)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부 810는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, 무선통신부 810는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

무선통신부 810는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부 810는 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부 810에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

백홀통신부 820는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 820는 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

저장부 830는 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 830는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 특히, 저장부 830는 채널 설정에 관한 정보를 저장할 수 있다. 채널 설정은 다른 시스템의 보호 대역 내에서 분류된 채널들에 관한 정보로서, 채널의 인덱스와 등급, 주파수의 관계를 정의할 수 있다. 그리고, 저장부 830는 제어부 840의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부 840는 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 840는 무선통신부 810를 통해 또는 백홀통신부 820을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 840는 저장부 830에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 840는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 제어부 840는 단말에게 채널을 할당하고, 채널 할당 정보를 송신하고, 할당된 채널을 통해 데이터를 송신 또는 수신하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 840는 기지국이 이하 도 10, 도 11, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 도 19, 도 20 등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다. 도 9는 단말 110의 동작 방법을 예시한다.

도 9를 참고하면, 단말은 901단계에서 채널 할당 정보를 수신한다. 채널 할당 정보는 단말을 위해 할당된 적어도 하나의 채널을 지시한다. 즉, 채널 할당 정보는 본 발명에 따른 시스템을 위해 사용되는 대역을 주파수 축에서 구분한 다수의 채널들 중 적어도 하나를 지시한다. 여기서, 본 발명에 따른 시스템을 위해 사용되는 대역은 다른 시스템의 보호 대역의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 채널들 각각은 다른 시스템으로부터의 간섭, 다시 말해, 누출 전력에 기초하여 결정된 등급을 가진다. 즉, 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널은, 채널 등급들에 기초하여 할당된다. 나아가, 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널은, 채널들 간 간섭량 차이, 재전송 횟수, 부하 상태, 채널 품질 등을 더 고려하여 할당될 수 있다.

이후, 단말은 903단계로 진행하여 할당된 채널을 통해 데이터 신호를 송신 또는 수신한다. 채널 할당 정보와 함께, MCS 레벨이 함께 지시될 수 있다. 이 경우, 단말은 MCS 레벨에 따라 부호화 및 변조함으로써 송신 신호를 생성한다. 또는, 단말은 MCS 레벨에 따라 수신 신호를 복조 및 복호화한다. 여기서, MCS 레벨은 기지국에 의해 결정되며, 단말에게 할당된 채널에서의 다른 시스템으로부터의 간섭량을 고려하여 결정될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한다. 도 10은 기지국 120의 동작 방법을 예시한다.

도 10을 참고하면, 기지국은 1001단계에서 채널 할당 정보를 송신한다. 다시 말해, 기지국은 단말에게 다수의 채널들 중 적어도 하나를 채널을 할당하고, 할당된 적어도 하나의 채널을 지시하는 정보를 송신한다. 즉, 채널 할당 정보는 본 발명에 따른 시스템을 위해 사용되는 대역을 주파수 축에서 구분한 다수의 채널들 중 적어도 하나를 지시한다. 여기서, 본 발명에 따른 시스템을 위해 사용되는 대역은 다른 시스템의 보호 대역의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 채널들 각각은 다른 시스템으로부터의 간섭, 다시 말해, 누출 전력에 기초하여 결정된 등급을 가진다. 즉, 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널은, 채널 등급들에 기초하여 할당된다. 나아가, 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널은, 채널들 간 간섭량 차이, 재전송 횟수, 부하 상태, 채널 품질 등을 더 고려하여 할당될 수 있다.

이후, 기지국은 1003단계로 진행하여 할당된 채널을 통해 데이터 신호를 송신 또는 수신한다. 채널 할당 정보와 함께, MCS 레벨이 함께 지시될 수 있다. 이 경우, 기지국은 MCS 레벨에 따라 부호화 및 변조함으로써 송신 신호를 생성한다. 또는, 기지국은 MCS 레벨에 따라 수신 신호를 복조 및 복호화한다. 이를 위해, 기지국은 단말에게 할당된 채널에서의 다른 시스템으로부터의 간섭량을 고려하여 MCS 레벨을 결정할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 통신 절차를 도시한다. 도 11은 단말 110 및 기지국 120의 동작 방법을 예시한다.

도 11을 참고하면, 1101단계에서, 기지국 120은 파일럿(pilot) 신호를 송신하고, 단말 110은 파일럿 신호를 수신한다. 파일럿 신호는 기지국 120 및 단말 110 간 미리 약속된 자원을 통해 송신되는 미리 정의된 값의 신호로서, 채널 추정, 시스템의 발견/인지 등을 위해 사용될 수 있다. 파일럿 신호는 '동기 신호', '프리앰블(preamble)', '훈련 신호(training signal)' 등으로 지칭될 수 있다.

1103단계에서, 단말 110은 전력 제어가 가능한지 여부를 판단한다. 전력 제어가 가능한지 여부는, 전력 제어 기능을 구비하였는지 여부 및 전력 제어가 가능한 환경인지 여부에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 단말 110은 전력 제어 기능을 지원하는지 여부를 판단한다. 전력 제어 기능을 지원하지 아니하면, 단말 110은 전력 제어가 불가능함을 판단한다. 예를 들어, 단말 110은 장치 정보 등에 기록된 사항에 기초하여 전력 제어 기능의 구비 여부를 판단할 수 있다. 전력 제어 기능을 지원하면, 단말 110은 전력 제어가 가능한 상황인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 전력 제어가 가능한 상황인지 여부는 기지국 120의 신호 또는 주변의 신호에 기초하여 판단될 수 있다.

1105단계에서, 단말 110은 전력 제어 가능 여부를 지시하는 정보를 기지국 120으로 송신한다. 예를 들어, 단말 110은 랜덤 억세스(random access)를 수행하고, 전력 제어 가능 여부를 지시하는 정보를 송신할 수 있다. 구체적으로, 단말 110은 랜덤 억세스를 성공한 후, 또는 랜덤 억세스와 함께 전력 제어 가능 여부를 지시하는 정보를 송신할 수 있다. 여기서, 전력 제어 가능 여부는 명시적으로 지시되거나, 단말 110의 다양한 능력들을 대표하는 파라미터를 통해 간접적으로 지시될 수 있다. 이때, 전력 제어 가능 여부를 지시하는 정보는 랜덤 억세스를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다.

1107단계에서, 기지국 120은 전력 제어 가능 여부에 따라 단말 110에게 채널을 할당한다. 즉, 채널 할당의 과정은 전력 제어 가능에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 전력 제어 가능 여부에 따른 서로 다른 채널 할당 규칙들이 정의된다. 예를 들어, 전력 제어가 가능하지 아니한 경우, 기지국 120은 기준 이상의 우수한 품질을 가지는 채널을 할당할 수 있다. 반면, 전력 제어가 가능한 경우, 기지국 120은 할당 가능한 채널들 중 가장 우수한 채널을 할당할 수 있다.

1109단계에서, 기지국 120은 단말 110에 적용할 MCS 레벨을 결정한다. 이때, 기지국 120은 할당된 채널 및 랜덤 억세스 채널 간 간섭량 차이 고려하여 MCS 레벨을 결정한다. 기지국 120은 단말 110의 초기 접속 절차(예: 랜덤 억세스)에서 수신되는 신호를 통해 단말 110에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 그러나, 할당된 채널에서 발생하는 다른 시스템으로부터의 간섭량이 랜덤 억세스 채널과 상이하다면, 랜덤 억세스 채널에서 측정된 기지국 120 및 단말 110 간 채널 품질은 할당된 채널에서의 기지국 120 및 단말 110 간 채널 품질과 상이할 수 있다. 따라서, 기지국 120은 할당된 채널 및 랜덤 억세스 채널 간 간섭량 차이를 고려하여, 랜덤 억세스 채널에서 측정된 채널 품질에 대응하는 MCS 레벨보다 더 낮은 MCS 레벨을 선택할 수 있다. 다시 말해, 기지국 120은 기 획득한 단말의 채널 품질이 측정된 채널과 데이터 송신을 위해 할당된 채널 간 간섭량 차이를 고려하여 MCS 레벨을 결정한다.

1111단계에서, 기지국 120은 단말 110로 사용할 채널 및 MCS 레벨을 지시하는 정보를 송신한다. 다시 말해, 기지국 120은 채널 할당 정보 및 MCS 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보를 송신한다. 여기서, 자원 할당 정보는 다수의 채널들 중 제어 정보를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다.

1113단계에서, 단말 110은 기지국 120으로 데이터 신호를 송신한다. 구체적으로, 단말 110은 MCS 할당 정보에 의해 지시되는 MCS 레벨에 따라 부호화 및 변조함으로써 데이터 신호를 생성한다. 그리고, 단말 110은 채널 할당 정보에 의해 지시되는 채널을 통해 데이터 신호를 송신한다.

도 11에 도시된 절차에서, 단말 110은 전력 제어가 가능한지 여부를 판단한다. 상술한 바와 같이, 전력 제어가 가능한지 여부는, 전력 제어 기능을 구비하였는지 여부 및 전력 제어가 가능한 환경인지 여부에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 단말 110은, 저가의 장치로서, 전력 제어 기능이 탑재되지 아니한 장치일 수 있다. 구체적으로, 드물게(예: 하루에 한 번) 데이터를 송신하는 어플리케이션을 실행하는 경우, 장치는 지속적으로 연결(connection)을 유지하는 것보다 데이터를 송신할 것이 있는 경우에 일시적으로 망 연결을 시도하고, 데이터 송신 시 전력 제어 가능 여부를 보고하는 것이, 오버헤드 및 망 운용 측면에서 바람직하다.

전력 제어 기능이 탑재되지 아니한 장치이더라도, 전력 제어를 수행하지 못하는 상황은 다양하게 존재할 수 있다, 예를 들어, 다른 시스템의 리피터가 인근에 설치된 경우, 장치는 전력 제어를 수행할 수 없다. 리피터는 자동 이득 제어기(automatic gain controller)에 의해 제어됨으로 인해, 수신되는 신호의 전력에 무관하게 출력 신호의 전력 레벨을 일정하게 유지한다. 예를 들어, 리피터에 입력되는 신호의 전력이 -60dBM 내지 -30dBm의 범위에서 변화하더라도, 출력 신호는 항상 고정된 값(예: 10dBm)의 전력을 가진다. 일반적으로, 리피터는 대역-내(in-band) 신호는 물론 보호대역의 신호도 함께 증폭한다. 따라서, 리피터에 수신되는 신호 중 대역-내 신호의 전력이 적을수록, 증폭된 신호에서 보호대역의 신호의 전력은 커진다. 예를 들어, 리피터 출력이 10W인 경우, 리피터의 수신 신호 중 대역 내 신호 전력이 3W, 보호대역의 신호 전력이 2W라면, 리피터의 출력 신호 중 대역 내 신호 전력은 6W, 보호대역의 신호 전력은 4W가 된다. 반면, 리피터 출력이 10W인 경우, 리피터의 수신 신호 중 대역 내 신호가 없고, 보호대역의 신호 전력이 2W라면, 리피터의 출력 신호 중 대역 내 신호 전력은 0W, 보호대역의 신호 전력은 10W가 된다. 즉, 다른 시스템의 대역-내 신호의 존부에 따라, 보호대역을 사용하는 본 발명에 따른 시스템의 신호의 입력 전력이 동일함에도 불구하고, 단말 110에게 도달하는 신호의 전력은 변화할 수 있다.

기지국 120으로부터 수신되는 신호의 전력이 큰 폭으로 변화하면, 단말 110은 기지국 120과의 채널의 이득(gain)을 예측할 수 없고, 이에 따라, 전력 제어를 수행할 수 없다. 또한, 전력 제어를 수행하더라도, 단말 110에서 일정한 전력을 유지할 수 없다. 따라서, 단말 110은 기지국 120으로부터 수신되는 신호의 전력의 변화량에 따라, 전력 제어가 수행 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 단말 110은 기지국 120으로부터 수신되는 신호의 전력의 변화량에 따라, 인근에 다른 시스템을 위한 리피터의 설치 여부를 판단할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 제어 가능 여부 판단 절차를 도시한다. 도 12는 단말 110의 동작 방법을 예시한다. 도 12는 전력 제어 기능을 지원하는 단말에서 전력 제어가 가능한 상황인지 여부를 판단하는 방법을 예시한다. 도 12의 절차는 도 11의 1103단계에 포함될 수 있다.

도 12를 참고하면, 단말은 1201단계에서 동기 신호를 수신한다. 동기 신호는 기지국 및 단말 간 미리 약속된 자원을 통해 송신되는 미리 정의된 값의 신호로서, 채널 추정, 시스템의 발견/인지 등을 위해 사용될 수 있다. 동기 신호는 '파일럿 신호', '프리앰블', '훈련 신호' 등으로 지칭될 수 있다. 동기 신호는 랜덤 억세스 또는 제어 정보를 위해 할당된 채널을 통해 수신될 수 있다.

이어, 단말은 1203단계로 진행하여 동기 신호의 수신 세기 변화량을 결정한다. 즉, 단말은 반복적으로 동기 신호를 검출하고, 동기 신호의 수신 세기, 다시 말해, 수신 전력을 측정한다. 그리고, 단말은 수신 세기의 변화량을 산출한다. 여기서, 수신 세기의 변화량은, 이전 수신 시점 및 현재 수신 시점에서의 수신 세기 차이, 일정 구간 동안 측정된 수신 세기들의 최대값 및 최소값의 차이, 다수의 수신 세기들에 대한 분산(variance) 또는 표준 편차(standard deviation) 등의 형식으로 산출될 수 있다.

이후, 단말은 1205단계로 진행하여 수신 세기의 변화량이 임계치를 초과하는지 판단한다. 다시 말해, 단말은 수신 세기의 변화량을 미리 정의된 임계치와 비교한다. 경우에 따라, 1205단계는 보호대역을 제공하는 다른 시스템의 리피터가 인접하여 설치되어 있는지 여부를 판단하는 과정으로 표현되거나, 또는, 대체될 수 있다. 리피터가 인근에 설치된 경우, 다른 시스템의 셀 부하(cell loading)에 따라 기지국으로부터의 신호의 수신 세기가 큰 폭으로 변화할 수 있다. 따라서, 단말은 수신 세기의 변화폭이 일정 수준 이상인지 판단한다.

수신 세기의 변화량이 임계치를 초과하면, 단말은 1207단계로 진행하여 전력 제어가 불가한 상황임을 판단한다. 예를 들어, 단말은 다른 시스템의 리피터가 인접하여 설치되어 있음을 판단한다. 이에 따라, 도 12에 도시되지 아니하였으나, 단말은 기지국으로 전력 제어가 가능하지 아니함을 지시하는 정보를 송신할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 할당 절차를 도시한다. 도 13은 기지국 120의 동작 방법을 예시한다. 도 13의 절차는 도 11의 1107단계에 포함될 수 있다.

도 13을 참고하면, 기지국은 1301단계에서 단말이 전력 제어를 수행할 수 있는지 판단한다. 다시 말해, 기지국은 채널을 할당하고자 하는 단말이 전력 제어를 지원하는지 여부를 판단한다. 단말의 전력 제어 지원 여부는, 단말로부터 수신되는 제어 정보를 통해 확인될 수 있다.

만일, 단말이 전력 제어를 지원하면, 기지국은 1303단계로 진행하여 기준 이상의 상위 등급의 채널을 단말에게 할당한다. 기준은 구체적인 실시 예에 따라 다르게 정의될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 가장 높은 등급의 채널(예: 도 6의 등급 12)을 단말에게 할당할 수 있다. 만일, 모든 채널이 사용 중이면, 기지국은 전력 제어 가능한 단말에게 할당된 상위 등급의 채널을 회수하고, 전력 제어 불가능한 단말에게 재할당할 수 있다. 즉, 전력 제어 불가능한 단말은 전력 제어 가능한 단말에 비해 높은 우선순위를 가진다.

반면, 단말이 전력 제어를 지원하지 아니하면, 기지국은 1305단계로 진행하여 부하 상태 고려하여 허용 범위 내에서 상위 등급의 채널을 단말에게 할당한다. 다시 말해, 기지국은 채널 사용 현황을 고려하여 가능한 단말에게 채널을 할당한다. 예를 들어, 기지국은 사용 중이지 아니한 채널들을 확인하고, 확인된 채널들 중 가장 상위 등급의 채널을 단말에게 할당할 수 있다. 즉, 부하 포화(full loading)이 아닌 경우, 기지국은 우수한, 다시 말해, 높은 등급의 채널부터 할당할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 MCS 결정 절차를 도시한다. 도 14는 기지국 120의 동작 방법을 예시한다. 도 14의 절차 중 일부는 도 11의 1109단계에 포함될 수 있다.

도 14를 참고하면, 기지국은 1401단계에서 랜덤 억세스 채널에서 채널 품질을 측정한다. 단말은 기지국에 접속을 위해 랜덤 억세스 채널을 통해 랜덤 억세스를 시도한다. 다시 말해, 단말은 랜덤 억세스를 위한 시퀀스(sequence)를 송신함으로써 경쟁 기반으로 접속을 시도한다. 여기서, 시퀀스는 '랜덤 억세스 신호', '랜덤 억세스 프리앰블'로 지칭될 수 있다. 이때, 기지국은 초기 접속 절차에서 수신되는 신호를 이용하여 단말과의 채널 품질을 측정할 수 있다.

이어, 기지국은 1403단계로 진해하여 할당된 채널 및 랜덤 억세스 채널 간 간섭량의 차이를 결정한다. 즉, 도 14에 도시되지 아니하였으나, 기지국은 랜덤 억세스 채널 외 채널들 중 적어도 하나의 채널을 단말에게 할당한다. 보호대역을 사용하는 특성으로 인해, 단말 및 기지국 간 통신을 위해 사용 가능한 채널들에 대한 다른 시스템으로부터의 간섭량, 즉, 누출 전력이 미리 예측될 수 있다. 따라서, 기지국은 랜덤 억세스 채널의 간섭량 및 할당된 채널의 간섭량을 확인하고, 간섭량들 간 차이를 산출할 수 있다.

이후, 기지국은 1405단계로 진행하여 간섭량의 차이가 존재하는지 판단한다. 다시 말해, 기지국은 간섭량이 0인지 판단한다. 다시 말해, 기지국은 랜덤 억세스 채널의 간섭량 및 할당된 채널의 간섭량이 동일한지 판단한다. 이때, 구체적인 실시 예에 따라, 임계값 미만의 차이는 동일한 것으로 취급될 수 있다. 만일, 간섭량의 차이가 존재하지 아니하면, 기지국은 이하 1407단계를 생략한다.

반면, 간섭량의 차이가 존재하면, 기지국은 1407단계로 진행하여 간섭량 차이에 기초하여 채널 품질을 보정한다. 랜덤 억세스 채널의 간섭량 및 할당된 채널의 간섭량이 서로 다르면, 랜덤 억세스 채널에서 측정된 채널 품질은 할당된 채널에서 유지되지 아니한다. 채널 품질은 간섭량에 의해 달라지기 때문이다. 따라서, 기지국은, 예상되는 간섭량의 차이만큼, 미리 채널 품질을 보정할 수 있다. 랜덤 억세스 채널의 간섭량이 더 적은 경우, 간섭량의 차이가 클수록, 채널 품질은 낮아지도록 보정될 수 있다.

이후, 기지국은 1409단계로 진행하여 채널 품질에 기초하여 MCS 레벨을 결정한다. MCS 레벨은 미리 정의된 채널 품질 및 MCS 레벨의 대응 관계에 의해 결정될 수 있다. 즉, 대응 관계는 각 MCS 레벨을 적용하기 위해 요구되는 최소 채널 품질을 정의한다. 이때, 1405단계에서 간섭량의 차이가 존재함이 확인된 경우, 기지국은 1407단계에서 보정된 채널 품질에 기초하여 MCS 레벨을 결정한다. 따라서, 1407단계를 수행한 경우, 1407단계를 수행하지 아니한 경우에 비해 낮은 MCS 레벨이 선택될 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 하향링크 통신 절차를 도시한다. 도 15는 단말 110 및 기지국 120의 동작 방법을 예시한다.

도 15를 참고하면, 1501단계에서, 기지국 120은 동기 신호를 송신하고, 단말 110은 파일럿 신호를 수신한다. 파일럿 신호는 기지국 120 및 단말 110 간 미리 약속된 자원을 통해 송신되는 미리 정의된 값의 신호로서, 채널 추정, 시스템의 발견/인지 등을 위해 사용될 수 있다. 파일럿 신호는 '파일럿 신호', '프리앰블', '훈련 신호' 등으로 지칭될 수 있다. 동기 신호는 동기 신호를 위해 할당된 동기 채널을 통해 수신될 수 있다. 동기 채널은 랜덤 억세스 또는 제어 정보를 위해 할당된 채널과 공용일 수 있다.

1503단계에서, 단말 110은 채널 품질 지시자(channel quality indicator, 이하 'CQI')를 결정한다. 즉, 단말은 110은 동기 신호를 이용하여 기지국 120 및 단말 110 간 무선 링크의 채널 품질을 측정하고, 채널 품질을 지시하는 제어 정보를 생성한다. CQI는 채널 품질을 대표하는 인덱스로 구성될 수 있다. 여기서, 채널 품질은 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR), 신호 대 간섭 및 잡음비(signal to interference and noise ratio, SINR), 반송파 대 간섭 및 잡음비(carrier to interference and noise ratio, CINR), 신호 대 간섭 비(signal to interference ratio, SIR) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, CQI는 동기 채널에서의 채널 품질을 지시한다.

1505단계에서, 단말 110은 기지국 120으로 CQI를 송신한다. 다시 말해, 단말 110은 채널 품질을 지시하는 제어 정보를 송신한다. CQI는 제어 정보를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다. 즉, 단말 110은 제어 정보를 위해 할당된 채널의 주파수를 확인하고, 확인된 채널을 통해 제어 정보를 송신할 수 있다.

1507단계에서, 기지국 120은 셀 부하 및 단말 110의 우선순위를 고려하여 단말 110에게 채널을 할당한다. 여기서, 우선순위는 다양한 기준에 의해 부여될 수 있다. 예를 들어, 우선순위는 도 11을 참고하여 설명한 전력 제어 가능 여부에 따라 부여될 수 있다. 또는, 우선순위는 단말 110에서 실행하는 어플리케이션의 특성(예: 요구 전송률, 트래픽 발생 주기 등)에 따라 부여될 수 있다. 예를 들어, 상위 등급의 채널들이 모두 사용 중이지만, 단말 110 보다 우선순위 낮은 장치가 사용 중인 경우, 기지국 120은 상위 등급의 채널을 회수하고, 단말 110에게 재할당할 수 있다.

1509단계에서, 기지국 120은 단말 110에 적용할 MCS 레벨을 결정한다. 이때, 기지국 120은 할당된 채널 및 동기 채널 간 간섭량 차이 고려하여 MCS 레벨을 결정한다. 기지국 120은 1505단계에서 수신된 CQI에 기초하여 단말 110이 동기 채널에서 측정한 채널 품질을 확인할 수 있다. 그러나, 할당된 채널에서 발생하는 다른 시스템으로부터의 간섭량이 랜덤 억세스 채널과 상이하다면, 동기 채널에서 측정된 기지국 120 및 단말 110 간 채널 품질은 할당된 채널에서의 기지국 120 및 단말 110 간 채널 품질과 상이할 수 있다. 따라서, 기지국 120은 할당된 채널 및 랜덤 억세스 채널 간 간섭량 차이를 고려하여, 랜덤 억세스 채널에서 측정된 채널 품질에 대응하는 MCS 레벨보다 더 낮은 MCS 레벨을 선택할 수 있다.

1511단계에서, 기지국 120은 단말 110로 사용할 채널 및 MCS 레벨을 지시하는 정보를 송신한다. 다시 말해, 기지국 120은 채널 할당 정보 및 MCS 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보를 송신한다. 여기서, 자원 할당 정보는 다수의 채널들 중 제어 정보를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다.

1513단계에서, 기지국 120은 단말 110로 데이터 신호를 송신한다. 구체적으로, 기지국 120은 MCS 할당 정보에 의해 지시되는 MCS 레벨에 따라 부호화 및 변조함으로써 데이터 신호를 생성하고, 채널 할당 정보에 의해 지시되는 채널을 통해 데이터 신호를 송신한다. 이에 따라, 단말 110은 채널 할당 정보에 의해 지시되는 채널을 통해 데이터 신호를 수신하고, MCS 할당 정보에 의해 지시되는 MCS 레벨에 따라 복조 및 복호화한다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 재전송 절차를 도시한다. 도 16은 단말 110 및 기지국 120의 동작 방법을 예시한다.

도 16을 참고하면, 1601단계에서, 기지국 120은 단말 110로 사용할 채널 및 MCS 레벨을 지시하는 정보를 송신한다. 다시 말해, 기지국 120은 채널 할당 정보 및 MCS 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보를 송신한다. 여기서, 자원 할당 정보는 다수의 채널들 중 제어 정보를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다.

1603단계에서, 단말 110은 기지국 120으로 데이터 신호를 송신한다. 구체적으로, 단말 110은 MCS 할당 정보에 의해 지시되는 MCS 레벨에 따라 부호화 및 변조함으로써 데이터 신호를 생성한다. 그리고, 단말 110은 채널 할당 정보에 의해 지시되는 채널을 통해 데이터 신호를 송신한다.

1605단계에서, 기지국 120은 데이터 신호를 복조 및 복호화하고, 복호 실패를 판단한다. 즉, 기지국 120은 채널 할당 정보에 의해 지시되는 채널을 통해 데이터 신호를 수신하고, MCS 할당 정보에 의해 지시되는 MCS 레벨에 따라 복조 및 복호화한다. 그러나, 복호된 데이터의 오류 검사 결과, 기지국 120은 오류 발생을 판단한다. 예를 들어, 기지국 120은 순환 잉여 검사(cyclic redundancy check, 이하 'CRC') 비트를 이용하여 오류 검사를 수행할 수 있다.

1607단계에서, 기지국 120은 HARQ 재전송 시 사용할 자원을 할당한다. 다시 말해, 기지국 120은 단말 110의 재전송을 위해 사용할 채널을 할당한다. 이때, 보호대역을 제공하는 다른 시스템의 누출 전력 특성에 기초하여 채널들의 등급이 결정되어 있으므로, 기지국 120은 채널 등급을 이용하여 재전송을 위한 채널을 선택할 수 있다. 재전송을 위한 채널을 선택하기 위한 구체적인 규칙은 다양한 실시 예들에 따라 달라질 수 있다. 나아가, 재전송을 위한 채널을 선택하기 위한 규칙은 재전송 횟수에 따라 다르게 정의될 수 있다. 예를 들어, 기지국 120은 초기 전송을 위해 사용된 채널보다 더 우수한, 즉, 상위 등급의 채널을 선택할 수 있다.

1609단계에서, 기지국 120은 NACK(non-acknowledge) 신호 및 사용할 채널을 지시하는 정보를 송신한다. 다시 말해, 기지국 120은 데이터 복호의 실패를 통지함으로써 재전송을 지시한다. 그리고, 기지국 120은 재전송을 위해 할당된 채널을 알리는 채널 할당 정보를 송신한다. 이에 더하여, 기지국 120은 MCS 레벨을 지시하는 정보를 더 송신할 수 있다. 여기서, NACK 신호 및 채널 할당 정보는 다수의 채널들 중 제어 정보를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다.

1611단계에서, 단말 110은 기지국 120으로 재전송 데이터 신호를 송신한다. 구체적으로, 단말 110은 재전송 데이터를 부호화 및 변조함으로써 재전송 데이터 신호를 생성한다. 이때, 재전송 데이터는 초기 전송 데이터(예: 1603단계에서 송신된 데이터)와 다른 버전(version)의 패리티 비트(parity bit)들을 포함하거나, 또는, 동일한 신호로 구성될 수 있다. 그리고, 단말 110은 채널 할당 정보에 의해 지시되는 채널을 통해 재전송 데이터 신호를 송신한다.

상술한 실시 예에서, 재전송을 위한 채널을 선택하기 위한 규칙은 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 동일한 데이터에 대하여 미리 정의된 횟수 이상의 복호 오류가 발생 시, 더 상위 등급의 채널을 할당하도록 정의될 수 있다. 여기서, 미리 정의된 횟수는 1 이상으로 정의될 수 있다. 구체적으로, 더 상위 등급의 채널은 미리 정의된 등급 개수(예: 1개 등급, 2개 등급 등) 만큼 높은 등급의 채널이거나, 또는 가장 높은 등급의 채널일 수 있다.

나아가, 기지국은 재전송 횟수에 따라 순차적으로 채널 등급을 변경할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 1회 복호 오류 시 높은 등급의 채널을 할당하고, 2회 복호 오류 시 더 높은 등급의 채널을 할당할 수 있다. 또는, 기지국은, 매 N회(예: 2) 복호 오류 마다 할당되는 채널의 등급을 높일 수 있다. 이때, 오류 횟수에 대응되는 채널의 등급이 미리 정의되거나, 또는, 오류 횟수에 대응되는 등급의 상향 정도가 미리 정의될 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 재전송을 위한 채널 할당 절차를 도시한다. 도 17은 기지국 120의 동작 방법을 예시한다.

도 17을 참고하면, 기지국은 1701단계에서 데이터 신호를 포함한다. 데이터 신호는, 기지국에 의해 할당된 채널을 통해 수신된다. 이때, 데이터 신호는 초기 전송 데이터를 포함하거나, 또는, 재전송 데이터를 포함할 수 있다.

이어, 기지국은 1703단계로 진행하여 데이터를 복호하고, 복호가 성공되는지 판단한다. 즉, 기지국은 복호된 데이터에 대한 오류 검사를 수행하고, 오류 발생 여부를 확인한다. 예를 들어, 기지국은 데이터에 부가된 CRC 비트를 이용하여 오류 검사를 수행할 수 있다. 만일, 복호가 성공하면, 기지국은 본 절차를 종료한다. 이에 따라, 기지국은 다음 데이터를 수신할 수 있다.

반면, 복호가 실패하면, 기지국은 1705단계로 진행하여 상위 등급의 채널을 재전송을 위해 할당한다. 즉, 기지국은 재전송을 위한 채널을 선택하기 위한 규칙에 따라 단말에게 할당된 채널을 변경하며, 이에 따라, 1703단계에서 사용된 채널보다 더 상위 등급의 채널이 할당된다. 다시 말해, 기지국은 1703단계에서의 복호 실패로 인해 채널 등급 변경의 필요성을 판단하고, 1703단계에서 사용된 채널보다 더 상위 등급의 채널을 할당한다. 이때, 등급의 상향 정도는 구체적인 규칙의 내용에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 도 17에 도시되지 아니하였으나, 기지국은 단말로 NACK 및 채널 할당 정보를 송신한다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 재전송 절차를 도시한다. 도 18은 단말 110의 동작 방법을 예시한다.

도 18을 참고하면, 단말은 1801단계에서 데이터 신호를 전송한다. 데이터 신호는, 기지국에 의해 할당된 채널을 통해 송신된다. 이때, 데이터 신호는 초기 전송 데이터를 포함하거나, 또는, 재전송 데이터를 포함할 수 있다.

이어, 단말은 1803단계로 진행하여 NACK을 수신한다. 상기 NACK은 1801단계에서 송신된 데이터의 복호가 실패하였음을 지시한다. 이때, 도 18에 도시되지 아니하였으나, 단말은 채널 할당 정보를 더 수신할 수 있다. 여기서, 채널 할당 정보는 재전송을 위해 할당된 채널을 지시하며, 1801단계에서 사용된 채널보다 더 상위 등급의 채널을 지시한다. 이때, 등급의 상향 정도는 구체적인 규칙의 내용에 따라 달라질 수 있다.

이후, 단말은 1805단계로 진행하여 상위 등급의 채널을 통해 데이터를 재전송한다. 이때, 재전송 데이터는 이전 전송 데이터(예: 1801단계에서 송신된 데이터)와 다른 버전의 패리티 비트들을 포함하거나, 또는, 동일한 신호로 구성될 수 있다.

상술한 채널 등급의 분류는 채널 결합(channel bonding)을 위한 채널 선택에 활용될 수 있다. 채널 결합은 다수의 채널들을 동시에 할당함으로써 사용 가능한 자원량을 늘리고, 이에 따라 더 큰 용량의 전송을 지원하는 기법이다. 즉, 단말은 결합된 채널들의 개수만큼의 더 많은 자원을 이용하여 더 많은 트래픽을 더 짧은 시간 내에 송신할 수 있다. 이하, 채널 결합에 채널 등급이 활용되는 실시 예가 설명된다.

도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 결합을 이용한 통신 절차를 도시한다. 도 19는 단말 110 및 기지국 120의 동작 방법을 예시한다.

도 19를 참고하면, 1901단계에서, 단말 110은 기지국 120에 대한 랜덤 억세스를 수행한다. 즉, 단말 110은 랜덤 억세스 신호를 송신한다. 상기 랜덤 억세스 신호는 미리 정의된 시퀀스들 중 하나이며, '랜덤 억세스 프리앰블'로 지칭될 수 있다. 여기서, 랜덤 억세스 신호는 랜덤 억세스를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다. 이때, 기지국 120은 초기 접속 절차에서 수신되는 신호를 이용하여 단말과의 채널 품질을 측정할 수 있다.

1903단계에서, 기지국 120은 단말 110에 적용할 MCS 레벨을 결정한다. 이때, 기지국 120은 채널 품질을 고려하여 MCS 레벨을 결정한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 1903단계는 이하 1905단계 이후에 수행될 수 있다. 이 경우, 기지국 120은 할당된 채널들 및 1901단계에서 사용된 채널 간 간섭량 차이 고려하여 MCS 레벨을 결정할 수 있다. 다시 말해, 기지국 120은 간섭량 차이에 따라 채널 품질을 보정하고, 보정된 채널 품질에 기초하여 MCS 레벨을 결정할 수 있다.

1905단계에서, 기지국 120은 채널 등급들을 고려하여 채널 결합을 위한 다수의 채널들을 단말 110에게 할당한다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국 120은 동일한 등급을 가지는 다수의 채널들을 할당할 수 있다. 이에 따라, 주파수 축에서 서로 인접하지 아니한 다수의 채널들이 채널 결합을 위해 할당될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 기지국 120은 미리 정해진 차이 내의 등급들을 가지는 다수의 채널들을 할당할 수 있다. 즉, 채널 결합 가능한 채널들 간 등급 차이가 미리 정의될 수 있다.

1907단계에서, 기지국 120은 단말 110로 사용할 채널들을 지시하는 정보를 송신한다. 이때, 기지국 120은 MCS 레벨을 지시하는 정보를 더 송신할 수 있다. 다시 말해, 기지국 120은 채널 할당 정보 및 MCS 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보를 송신한다. 여기서, 자원 할당 정보는 제어 정보를 위해 할당된 채널을 통해 송신될 수 있다.

1909단계에서, 단말 110은 기지국 120으로 데이터 신호를 송신한다. 구체적으로, 단말 110은 MCS 할당 정보에 의해 지시되는 MCS 레벨에 따라 부호화 및 변조함으로써 데이터 신호를 생성한다. 그리고, 단말 110은 채널 할당 정보에 의해 지시되는 다수의 채널들을 통해 데이터 신호를 송신한다. 채널 결합에 기반한 신호 송신을 위해, 단말 110은 다수의 RF 체인들을 이용하거나, 또는, 샘플링율(sampling rate)를 조절함으로써 광대역 신호를 생성할 수 있다.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 결합을 위한 채널 할당 절차를 도시한다. 도 20은 기지국 120의 동작 방법을 예시한다.

도 20을 참고하면, 기지국은 2001단계에서 채널 결합이 필요한지 판단한다. 채널 결합의 필요성은 가용 채널 상황, 단말의 특성, 단말에서 실행되는 어플리케이션의 특성, 단말로부터의 요청 등에 기초하여 결정될 수 있다.

만일, 채널 결합이 필요하다 판단되면, 기지국은 2003단계로 진행하여 동일 등급의 채널들을 할당한다. 이에 따라, 주파수 축에서 서로 인접하지 아니한 채널들이 하나의 단말에게 할당될 수 있다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 기지국은 미리 정해진 차이 내의 등급들을 가지는 채널들을 할당할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 차이가 2인 경우, 기지국은 등급 i의 채널 및 등급 i+2의 채널을 할당할 수 있다.

반면, 채널 결합이 필요하지 아니하다 판단되면, 기지국은 2005단계로 진행하여 하나의 채널을 할당한다. 이때, 기지국은 단말의 우선순위, 전력 제어 가능 여부, 가용 채널 상황, 부하 상태 등을 고려하여 채널을 할당할 수 있다.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

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.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
채널 할당 정보를 수신하는 과정과,
상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 송신하는 과정을 포함하며,
상기 채널 할당 정보는, 다른 시스템의 보호대역 내에 할당된 다수의 채널들 중 적어도 하나를 지시하며,
상기 다수의 채널들은, 상기 보호대역 내에서 발생하는 다른 시스템으로부터의 간섭량에 기초하여 결정된 등급들을 가지는 방법.
청구항 1에 있어서,
전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 제어 신호를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 2에 있어서,
기지국으로부터 수신되는 신호의 수신 세기 변화량에 기초하여 상기 전력 제어가 가능한지 여부를 판단하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 채널보다 적은 간섭량에 대응하는 채널을 지시하는 채널 할당 정보 및 데이터 복호 실패를 알리는 정보를 수신하는 과정과,
상기 데이터 신호에 포함된 데이터를 재전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 채널은, 채널 결합(channel bonding)을 위해 할당된 동일한 등급을 가지는 다수의 채널들을 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다른 시스템으로부터의 상기 간섭량은, 상기 다른 시스템의 동작 대역의 중심 주파수 및 대역폭(bandwidth)으로부터 결정되는 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
단말로 채널 할당 정보를 송신하는 과정과,
상기 단말로부터 상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 수신하는 과정을 포함하며,
상기 채널 할당 정보는, 다른 시스템의 보호대역 내에 할당된 다수의 채널들 중 적어도 하나를 지시하며,
상기 다수의 채널들은, 상기 보호대역 내에서 발생하는 다른 시스템으로부터의 간섭량에 기초하여 결정된 등급들을 가지는 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 단말로부터 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 제어 신호를 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 단말이 전력 제어가 가능하지 아니하면, 기준 이상의 등급을 가지는 채널을 할당하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 단말이 전력 제어가 가능하면, 할당 가능한 채널들 중 가장 적은 간섭량에 대응하는 등급의 채널을 할당하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 단말의 채널 품질 및 상기 채널 품질을 측정하기 위해 사용된 신호를 전달한 채널와 상기 적어도 하나의 채널 간 간섭량 차이에 기초하여 변조 및 부호화 기법(modulation and coding scheme, MCS)을 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 단말의 초기 접속을 위해 사용된 채널에서 수신된 신호를 이용하여 상기 채널 품질을 측정하는 과정과,
상기 간섭량 차이에 기초하여 상기 채널 품질을 보정하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 11에 있어서,
동기 신호를 통해 측정된 상기 채널 품질을 수신하는 과정과,
상기 간섭량 차이에 기초하여 상기 채널 품질을 보정하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 데이터 신호에 포함된 데이터에 대한 복호가 실패되면, 상기 적어도 하나의 채널보다 적은 간섭량에 대응하는 등급의 채널을 지시하는 채널을 재전송을 위해 할당하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 적어도 하나의 채널은, 채널 결합(channel bonding)을 위해 할당된 동일한 등급을 가지는 다수의 채널들을 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 다른 시스템으로부터의 상기 간섭량은, 상기 다른 시스템의 동작 대역의 중심 주파수 및 대역폭(bandwidth)으로부터 결정되는 방법.
무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
채널 할당 정보를 수신하는 수신부와,
상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 송신하는 송신부를 포함하며,
상기 채널 할당 정보는, 다른 시스템의 보호대역 내에 할당된 다수의 채널들 중 적어도 하나를 지시하며,
상기 다수의 채널들은, 상기 보호대역 내에서 발생하는 다른 시스템으로부터의 간섭량에 기초하여 결정된 등급들을 가지는 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 송신부는, 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 제어 신호를 송신하는 장치.
청구항 18에 있어서,
기지국으로부터 수신되는 신호의 수신 세기 변화량에 기초하여 상기 전력 제어가 가능한지 여부를 판단하는 제어부를 더 포함하는 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 수신부는, 상기 적어도 하나의 채널보다 적은 간섭량에 대응하는 등급의 채널을 지시하는 채널 할당 정보 및 데이터 복호 실패를 알리는 정보를 수신하고,
상기 송신부는, 상기 데이터 신호에 포함된 데이터를 재전송하는 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 적어도 하나의 채널은, 채널 결합(channel bonding)을 위해 할당된 동일한 등급을 가지는 다수의 채널들을 포함하는 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 다른 시스템으로부터의 상기 간섭량은, 상기 다른 시스템의 동작 대역의 중심 주파수 및 대역폭(bandwidth)으로부터 결정되는 장치.
무선 통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
단말로 채널 할당 정보를 송신하는 송신부와,
상기 단말로부터 상기 채널 할당 정보에 의해 지시되는 적어도 하나의 채널을 통해 데이터 신호를 수신하는 수신부를 포함하며,
상기 채널 할당 정보는, 다른 시스템의 보호대역 내에 할당된 다수의 채널들 중 적어도 하나를 지시하며,
상기 다수의 채널들은, 상기 보호대역 내에서 발생하는 다른 시스템으로부터의 간섭량에 기초하여 결정된 등급들을 가지는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 단말로부터 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 제어 신호를 수신하는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 단말이 전력 제어가 가능하지 아니하면, 기준 이상의 등급을 가지는 채널을 할당하는 제어부를 더 포함하는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 단말이 전력 제어가 가능하면, 할당 가능한 채널들 중 가장 적은 간섭량에 대응하는 등급의 채널을 할당하는 제어부를 더 포함하는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 단말의 채널 품질 및 상기 채널 품질을 측정하기 위해 사용된 신호를 전달한 채널와 상기 적어도 하나의 채널 간 간섭량 차이에 기초하여 변조 및 부호화 기법(modulation and coding scheme, MCS)을 결정하는 제어부를 더 포함하는 장치.
청구항 27에 있어서,
상기 제어부는, 상기 단말의 초기 접속을 위해 사용된 채널에서 수신된 신호를 이용하여 상기 채널 품질을 측정하고, 상기 간섭량 차이에 기초하여 상기 채널 품질을 보정하는 장치.
청구항 27에 있어서,
상기 수신부는, 동기 신호를 통해 측정된 상기 채널 품질을 수신하고,
상기 제어부는, 상기 간섭량 차이에 기초하여 상기 채널 품질을 보정하는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 데이터 신호에 포함된 데이터에 대한 복호가 실패되면, 상기 적어도 하나의 채널보다 적은 간섭량에 대응하는 등급의 채널을 지시하는 채널을 재전송을 위해 할당하는 제어부를 더 포함하는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 적어도 하나의 채널은, 채널 결합(channel bonding)을 위해 할당된 동일한 등급을 가지는 다수의 채널들을 포함하는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 다른 시스템으로부터의 상기 간섭량은, 상기 다른 시스템의 동작 대역의 중심 주파수 및 대역폭(bandwidth)으로부터 결정되는 장치.