KR20170027512A - 통신모드제어장치 및 통신모드 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, SCMA 기술 기반의 이동통신 시스템과 관련하여, 커버리지 내 접속 단말 수, 단말 위치, 및 무선 신호 세기 등을 고려하여 동작 파라미터를 적응적으로 변경하거나, 또는 기존 OFDM 기술을 사용함으로써, 주파수 효율성을 향상시킬 수 있는 통신모드제어장치 및 통신모드 제어 방법을 제안한다.

Description

통신모드제어장치 및 통신모드 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATION MODE CONTROL}
본 발명은 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 기술 기반의 이동통신 시스템과 관련하여, 커버리지 내 접속 단말 수, 단말 위치, 및 무선 신호 세기 등을 고려하여 동작 파라미터를 적응적으로 변경하거나, 또는 기존 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술을 사용하여 주파수 효율성을 향상시키기 위한 방안에 관한 것이다.
LTE 통신시스템에서 통신서비스의 종류 및 전송 요구 속도 등이 다양해짐에 따라, LTE 주파수 증설 및 5G 통신시스템으로의 진화가 활발하게 진행되고 있다.
이와 관련하여, 5G 통신시스템에서는 동일 시간, 주파수, 공간 자원 상 다수의 단말이 데이터를 동시 전송할 수 있도록 하는 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 기반의 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 기술이 제안되고 있다.
이러한 SCMA 기술은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술과, 주파수 축에서의 CDMA(Code Division Multiple Access) 기술을 결합함으로써, 기존 LTE 통신시스템에 적용된 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성(Spectral Effiency)을 보다 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
그러나, SCMA 기술에서는 앞서 언급한 바와 같이, 주파수 효율성을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 반면, 예컨대, 커버리지 내 동시 접속자 수(단말의 개수), 커버리지 내 간섭 등의 무선 환경에 따라 오히려 기존 OFDM 통신모드에 비해 주파수 효율성이 반감될 수 있다는 한계점 역시 존재할 수 있다.
결국, SCMA 기술을 따르는 이동통신 시스템에서 커버리지 내 환경을 고려하여 주파수 효율성을 향상시킬 수 있는 새로운 방안 모색이 필요하다 할 것이다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, SCMA 기술을 따르는 이동통신 시스템과 관련하여, 접속 단말 수, 단말 위치, 및 무선 신호 세기 등의 커버리지 내 환경을 고려하여 주파수 효율성을 향상시키는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치는, 제1단말 타입(LTE/LTE-Advanced와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치는, 커버리지 내 존재하는 다수의 단말 각각에 대해 다수의 부반송파를 서로 다른 조합으로 동시에 할당하는 제1통신모드(SCMA, Sparse Code Multiple Access)와 관련하여, 상기 다수의 부반송파 간에 발생될 수 있는 간섭을 예측하는 예측부; 상기 다수의 단말 개수 및 상기 부반송파 간의 간섭을 기초로 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하는 판별부; 및 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 상기 주파수 효율성의 크기가 임계치를 초과하는 크기로 판별될 수 있도록 상기 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터가 결정되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 다수의 부반송파는, 상기 제1통신모드에 따라 일정 개수의 부반송파가 동일하게 배열된 2 이상의 코드북그룹으로 그룹핑되며, 상기 다수의 단말에는, 상기 2 이상의 코드북그룹마다 동일하게 상기 일정 개수의 부반송파가 서로 다른 조합으로 할당되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 동작 파라미터는, 상기 2 이상의 코드북그룹 각각으로 그룹핑되는 부반송파의 개수, 및 상기 2 이상의 코드북그룹 각각에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 판별부는, 상기 다수의 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 많으며, 상기 경우의 수와 상기 다수의 단말 개수 간의 차이가 적을수록 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 큰 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 예측부는, 상기 다수의 부반송파 중 상기 다수의 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많거나, 또는 상기 다수의 단말 중 부반송파가 중복되어 할당된 단말의 개수가 많을수록 상기 다수의 부반송파 간 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 예측부는, 상기 커버리지 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말이 일정거리 이내로 서로 인접하여 위치하거나, 또는 상기 커버리지 내 기지국으로부터 멀어질수록 상기 다수의 부반송파 간의 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 임계치는, 상기 다수의 단말에게 부반송파를 중복하여 할당하지 않고 단말 별 부반송파를 배타적으로 할당하여 각 단말에 할당된 부반송파 간 직교성을 유지하는 제2통신모드(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기이며, 상기 제어부는, 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 상기 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 제2통신모드가 선택될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드 제어 방법은, 통신모드제어장치가, 커버리지 내 존재하는 다수의 단말 각각에 대해 다수의 부반송파를 서로 다른 조합으로 동시 할당하는 제1통신모드(SCMA, Sparse Code Multiple Access)와 관련하여 상기 다수의 부반송파 간에 발생될 수 있는 간섭을 예측하는 예측단계; 상기 통신모드제어장치가, 상기 다수의 단말 개수 및 상기 부반송파 간 간섭을 기초로 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하는 판별단계; 및 상기 통신모드제어장치가, 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 상기 주파수 효율성의 크기가 임계치를 초과하는 크기로 판별될 수 있도록 상기 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터가 결정되도록 하는 결정제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 다수의 부반송파는, 상기 제1통신모드에 따라 일정 개수의 부반송파가 동일하게 배열된 2 이상의 코드북그룹으로 그룹핑되며, 상기 다수의 단말에는, 상기 2 이상의 코드북그룹마다 동일하게 상기 일정 개수의 부반송파가 서로 다른 조합으로 할당되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 동작 파라미터는, 상기 2 이상의 코드북그룹 각각으로 그룹핑되는 부반송파 개수, 및 상기 2 이상의 코드북그룹 각각에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 판별단계는, 상기 다수의 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 많으며, 상기 경우의 수와 상기 다수의 단말 개수 간의 차이가 적을수록 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 큰 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 예측단계는, 상기 다수의 부반송파 중 상기 다수의 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많거나, 또는 상기 다수의 단말 중 부반송파가 중복되어 할당된 단말의 개수가 많을수록 상기 다수의 부반송파 간 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 예측단계는, 상기 커버리지 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말이 일정거리 이내로 서로 인접하여 위치하거나, 또는 상기 커버리지 내 기지국으로부터 멀어질수록 상기 다수의 부반송파 간의 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 임계치는, 상기 다수의 단말에게 부반송파를 중복하여 할당하지 않고 단말 별 부반송파를 배타적으로 할당하여 각 단말에 할당된 부반송파 간 직교성을 유지하는 제2통신모드(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기이며, 상기 방법은, 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 상기 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 제2통신모드가 선택될 수 있도록 하는 선택제어단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명의 통신모드제어장치 및 통신모드 제어 방법에 따르면, SCMA 기술 기반의 이동통신 시스템과 관련하여, 커버리지 내 접속 단말 수, 단말 위치, 및 무선 신호 세기 등을 고려하여 동작 파라미터를 적응적으로 변경하거나, 또는 기존 OFDM 기술을 사용함으로써, 주파수 효율성을 향상시킬 수 있는 효과를 성취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드 제어 환경을 도시한 예시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1통신모드를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 측정을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치에서의 동작 흐름을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드 제어 환경을 도시한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드 제어 환경은, 제1통신모드 또는 제2통신모드를 선택하는 기지국(10), 및 기지국(10)에서 제1통신모드 또는 제2통신모드를 선택하는 것을 제어하는 통신모드제어장치(100)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 기지국(10)과 통신모드제어장치(100)의 구성을 별도의 구성으로 구현하였지만, 위 통신모드제어장치(100)에서 통신모드를 선택하는 것을 제어하는 동작이 기지국(10)에서 자체적으로 처리될 수 있음은 물론일 것이다.
여기서, 제1통신모드는 예컨대, SCMA(Sparse Code Multiple Access) 통신모드를 일컫는 것으로서, NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 기술을 기반으로 함에 따라, 동일 시간, 주파수, 공간 자원 상 다수의 단말이 데이터를 동시 전송할 수 있도록 할 수 있다.
그리고, 제2통신모드는 예컨대, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 통신모드를 일컫는다.
이러한 제2통신모드를 따르는 기지국(10)에서는 다수의 부반송파(Sub-carrier) 모두를 커버리지(C) 내 존재하는 특정 단말에게 할당함으로써, 다수의 부반송파를 이용한 병렬적 신호 송수신이 가능하도록 할 수 있다.
한편, 제1통신모드를 따르는 기지국(10)에서는 커버리지(C) 내 존재하는 다수의 단말에 대해 다수의 부반송파를 동시 할당하는 동작이 이루어짐에 따라, 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성보다 향상된 주파수 효율성(예: 3배)을 기대할 수 있게 되는 것이다.
이러한, 제1통신모드와 관련된 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1통신모드를 따르기 위해선, 다수의 부반송파를 동일한 개수(예: 5개)로 분할하고, 분할된 부반송파를 각각의 코드북(Codebook)그룹 단위로 그룹핑하여야만 한다.
이처럼, 다수의 부반송파에 대한 그룹핑이 완료되면, 커버리지(C) 존재하는 다수의 단말 각각(UE#1, UE#2, UE#3, UE#4,…, UE#N)에 대해 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다른 조합으로 할당함으로써, 커버리지 내 존재하는 다수의 단말들에게 다수의 부반송파를 동시에 할당할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 다수의 단말들에게 할당된 부반송파는 코드북그룹 내 서로 다른 조합에 의해 고유의 코드 값이 지정될 수 있으며, 이러한 코드 값은 신호 송수신 시 단말을 식별할 수 있는 식별정보로서의 역할을 할 수 있다.
이와 관련하여, 도 3에는 제1통신모드에 따라 5개의 부반송파를 코드북그룹으로 그룹핑한 이후, 다수의 단말(UE#1, UE#2, UE#3, UE#4,…, UE#N)에 대해 각각의 데이터를 전송하는 구성을 보여주고 있다.
여기서, 제1단말(UE#1)에는 코드북그룹 내 첫번째, 네번째 배열의 부반송파가 할당된 상태이며, 제2단말(UE#2)에는 코드북그룹 내 두번째, 다섯번째 배열의 부반송파가 할당된 상태이며, 제3단말(UE#3)에는 코드북그룹 내 첫번째, 두번째 배열의 부반송파가 할당된 상태이며, 마지막으로 제4단말(UE#4)에는 코드북그룹 내 두번째, 네번째 배열의 부반송파가 할당된 상태임을 알 수 있다.
이 경우, 코드북그룹 내 위와 같은 서로 다른 조합의 부반송파 할당을 통해서 제1단말(UE#1)에 대해서는 '10010'의 코드 값, 제2단말(UE#2)에 대해서는 '01001'의 코드 값, 제3단말(UE#3)에 대해서는 '10100'의 코드 값, 마지막으로 제4단말(UE#4)에 대해서는 '01010'의 고유의 코드 값이 지정될 수 있다.
이처럼, 다수의 단말(UE#1, UE#2, UE#3, UE#4,…, UE#N)에 대한 코드북그룹 내 배열된 부반송파 할당이 완료되면, 각 단말에 전송될 데이터를 채널코딩하고, 이후 각 코드북그룹 내 할당된 부반송파에 매핑 및 역푸리에변환(iFFT, inverse Fast Fourier Transform) 후 각 단말로 전송할 수 있게 된다.
이에 대해, 각 단말(UE#1, UE#2, UE#3, UE#4,…, UE#N)은 수신된 신호에 대한 푸리에변환(FFT, Fast Fourier Transform)을 통해 코드북그룹 내 지정되는 자신의 코드 값을 확인함으로써, 부반송파에 매핑되어 있는 자신의 데이터를 정상적으로 수신할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 3을 참조한 앞서 예에 따르면, 코드북그룹으로 그룹핑된 5개의 부반송파 중 2개의 부반송파 배열을 서로 다르게 조합하는 방식으로 다수의 단말(UE#1, UE#2, UE#3, UE#4,…, UE#N) 각각에 부반송파를 할당하였음을 알 수 있다.
이처럼, 5개의 부반송파 중 2개의 부반송파 배열을 서로 다르게 조합하는 경우, 조합될 수 있는 경우의 수는 총 10개가 되며, 이는 곧 다수의 부반송파를 커버리지 내 존재하는 10개의 단말에 대해 부반송파를 동시에 할당할 수 있음을 의미하게 된다.
이와 관련하여, 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기를 '1'로 가정한다면, 제1통신모드에서 지원할 수 있는 최대 주파수 효율성(Spectral Effiency MAX)은 아래 [수식 1]에 따라 '2[(1/5)X(10)]'로 구해질 수 있으며, 이는 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기인 '1'보다 2배로 향상된 주파수 효율성의 크기를 가짐을 알 수 있다.
[수식 1]
Spectral Effiency MAX = (1/Size Codebook) X (Size Codebook C Non-zero element)
여기서, 'Size Codebook'은 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수이며, 'Size Codebook C Non-zero element'는 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수를 의미한다.
결국, 도 3을 참조한 앞선 예에서 5개의 부반송파 중 2개의 부반송파 배열을 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수만큼, 커버리지(C) 내 단말이 존재한다면, 앞서 언급한 바와 같이 제2통신모드에 지원할 수 있는 주파수 효율성보다 향상된 주파수 효율성을 지원할 수 있음을 알 수 있다.
헌데, 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수보다 적은 수의 단말이 커버리지(C)에 존재하는 경우라면, 앞서 언급한 바와 같이 제2통신모드를 따르는 경우보다 향상된 주파수 효율성을 보장할 수 없으며, 오히려 제2통신모드를 따르는 경우보다 낮아진 주파수 효율성만을 보장하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 앞선 도 3을 참조한 예와 마찬가지로 코드북그룹 내 5개의 부반송파 중 2개의 부반송파 배열을 서로 다르게 조합할 수 있음을 전제로, 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 ‘1’이며, 커버리지(C) 내 2개의 단말이 존재하는 경우를 가정할 수 있다.
이 경우, 제1통신모드에서 지원할 수 있는 최대 주파수 효율성(Spectral Effiency MAX)은 앞선 [수식 1]에 따라 '0.6[(1/5)X(2)]'로 구해질 수 있으며, 이는 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기인 '1'보다 40% 이상 열화된 크기에 해당하게 된다.
이로써, 커버리지(C) 내 단말 수 즉, 동시 접속자 수가 충분하지 않은 상태에서 제1통신모드를 따르게 된다면, 지원할 수 있는 주파수 효율성이 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성에도 못 미치게 되어, 오히려 통신 성능을 하향시키는 결과가 초래됨을 알 수 있다.
결국, 제1통신모드를 통해 제2통신모드보다 향상된 주파수 효율성을 기대하기 위해선 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수가 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수를 초과한 개수로 존재하는 것을 전제로 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수보다 많은 수의 단말이 존재하여야만 할 것이다.
여기서, 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수는 코드북그룹의 크기(Codebook Size) 즉, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수와, 논-제로엘리먼트(Non-Zero Element)의 수 즉, 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수에 따라 달라질 수 있다.
여기서, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수와, 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 모두 1개인 경우, 제2통신모드인 OFDMA 통신모드를 따르게 됨을 의미할 수 있다.
참고로, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수가 동일함을 전제로, 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 많아질수록 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수는 많아지게 되며, 이는 부반송파를 할당할 수 있는 단말의 개수를 증가시켜 제1통신모드에서의 주파수 효율성의 향상을 기대할 수 있다.
한편, 제1통신모드를 따르기 위해선, 부반송파 간 간섭의 영향이 충분히 고려되어야만 한다.
앞서 언급한 바와 같이 제1통신모드에서는 제2통신모드와는 달리 다수의 부반송파를 다수의 단말에게 동시 할당하게 되는 데, 이로써, 부반송파 간 간섭이 커지게 됨을 예상할 수 있다.
이러한, 부반송파 간 간섭은 제1통신모드에서의 주파수 효율성을 반감시키는 요인으로 작용할 수 있다.
즉, 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수가 제1통신모드를 적용하기에 충분한 개수 즉, 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수만큼 존재한다 하더라도, 부반송파 간 간섭의 크기가 크다면, 이는 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 크게 감소시키게 되어 최악의 경우 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기보다 작은 크기의 주파수 효율성만을 지원하게 되는 결과가 초래될 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 커버리지 내 다양한 통신 환경(예: 단말 수, 부반송파 간 간섭)을 고려하여 제1통신모드 또는 제2통신모드를 선택적으로 적용하기 위한 방안을 제안하고자 하며, 이하에서는 이를 구현하기 위한 통신모드제어장치(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치(100)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치(100)는, 부반송파 간 간섭을 예측하는 예측부(110), 주파수 효율성을 판별하는 판별부(120) 및 제1통신모드 또는 제2통신모드의 선택을 제어하는 제어부(130)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
이상의 예측부(110), 판별부(120), 및 제어부(130)를 포함하는 통신모드제어장치(100)의 전체 구성 내지는 적어도 일부는 소프트웨어 모듈 또는 하드웨어 모듈 형태로 구현되거나, 소프트웨어 모듈과 하드웨어 모듈이 조합된 형태로 구현될 수 있다.
결국, 본 발명이 일 실시예에 따른 통신모드제어장치(100)는 위 구성들을 통해 기지국(10)에서의 제1통신모드 또는 제2통신모드를 선택할 수 있도록 하는 데, 이하에서는 이를 위한 통신모드제어장치(100)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
예측부(110)는 부반송파 간 간섭을 예측하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 예측부(110)는 기지국(10)에서 제1통신모드를 따르는 경우에 부반송파 간에 발생될 수 있는 간섭을 예측하게 된다.
한편, 제1통신모드의 경우, 앞서 언급한 바와 같이 커버리지(C) 내 존재하는 다수의 단말에 대해 부반송파를 서로 다른 조합으로 동시에 할당하게 되므로, 각 단말에 코드북그룹 내 동일한 배열의 부반송파가 중복되어 할당되었는지 여부 등을 추가로 고려하여야만 할 것이다.
여기서, 코드북그룹 내 동일한 배열의 부반송파가 중복 할당되었다는 것은 다수의 단말이 동일한 부반송파를 이용하여 데이터 송수신을 수행한다는 것을 의미하므로, 부반송파 간 간섭의 우려가 커지게 된다.
이에, 예측부(110)는 다수의 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많거나, 또는 상기 다수의 단말 중 부반송파가 중복되어 할당된 단말의 개수가 많을수록 부반송파 간 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하게 된다.
여기서, 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많다는 것은, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수가 동일함을 전제로, 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 많다는 것을 의미한다.
결국, 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 많은 경우 그만큼 부반송파를 할당할 수 있는 단말의 개수가 많아지게 되어 주파수 효율성을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 반면, 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수 역시 증가하게 되어 간섭의 우려 또한 커지게 됨을 알 수 있다.
이와 관련하여, 도 5에는 커버리지(C) 내 존재하는 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#)에 대해 할당된 코드북그룹 내 부반송파의 할당 상태의 일례를 도시하고 있다.
도 5 (a)의 경우, 제1단말(UE#1)에 대해 첫번째, 세번째 배열의 부반송파를, 그리고 제2단말(UE#2)에 대해 두번째, 다섯번째 배열의 부반송파를 할당한 상태이며, 도 5 (b)의 경우, 제1단말(UE#1)에 대해 첫번째, 두번째 배열의 부반송파를, 그리고 제2단말(UE#2)에 대해 두번째, 네번째 배열의 부반송파를 할당한 상태이다.
여기서, 도 5 (a)에서는 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간에 서로 중복 할당된 부반송파가 존재하지 않으며, 도 5 (b)에서는 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간에 두번째 부반송파가 서로 중복되어 할당되어있을 알 수 있다.
이로써, 도 5 (a)에서는 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간에 서로 중복 할당된 부반송파가 존재하지 않는 관계로 간섭의 우려가 없으며, 도 5 (b)에서는 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간에 서로 중복 할당된 부반송파가 존재하게 되므로 간섭이 발생된다 할 것이다.
한편, 부반송파 간 간섭을 예측함에 있어서, 부반송파가 중복 할당된 단말들의 위치 또한 충분히 고려되어야만 한다.
즉, 부반송파가 중복 할당된 단말들이 커버리지(C) 내에서 일정거리 이내로 인접한 경우라면, 인접한 단말들은 서로 동일한 무선 환경에 위치하고 있다고 간주할 수 있다.
이로써, 커버리지(C) 내에서 일정거리 이내로 인접한 단말들은 서로 동일한 무선채널을 사용하여 기지국(10)과 신호를 송수신하게 되므로, 중복된 부반송파 간 간섭의 크기 또한 커질 수 있음을 예상할 수 있다.
여기서, 일정거리는, 예컨대, 단말들이 서로 동일한 무선 환경에 위치하고 있음을 간주할 수 있는 정도의 거리면 충분하며, 설정에 따라 거리가 달라질 수 있음은 물론이다.
이에, 예측부(210)는 커버리지(C) 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말이 일정거리 이내로 서로 인접하여 위치할수록 부반송파 간에 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하게 된다.
이와 관련하여, 도 6에는 부반송파가 서로 중복 할당된 제1단말(UE#1), 제2단말(UE#2) 그리고 제3단말(UE#3)에 대한 커버리지(C) 위치를 도시하고 있다.
여기서, 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2)은 커버리지(C) 내에서 동일한 무선 환경임을 판단할 수 있는 일정거리(d1)에 인접하여 위치하고 있는 상태인 반면 제1단말(UE#1)과 제3단말(UE#3)은 서로 동일한 무선 환경임을 판단할 수 있는 일정거리(d1)를 초과한 거리(d2)만큼 떨어져 위치하고 있음을 알 수 있다.
이 경우, 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간, 그리고 제1단말(UE#1)과 제3단말(UE#3) 간에는 부반송파 중복 할당으로 인해 모두 간섭이 발생되나, 단말 간의 거리가 가까운 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간에 발생되는 간섭의 크기가, 1단말(UE#1)과 제3단말(UE#3) 간에 발생되는 간섭의 크기보다 큰 것으로 예측될 수 있을 것이다.
또한, 부반송파가 중복 할당된 단말들이 커버리지(C) 내에서 일정거리 이내로 인접한 경우를 전제로, 기지국(10)과 단말들 간의 거리 역시 부반송파 간 간섭을 예측하는 데 중요한 파라미터가 된다.
즉, 기지국(10)과 단말들 간의 거리 차이에 따라 송수신 신호의 세기 역시 달라질 수 있으며, 만약 기지국(10)과 단말들 간의 거리가 멀어진다면 송수신 신호의 세기 또한 감소되어, 부반송파 간 간섭의 크기가 커지게 됨을 예상할 수 있다.
이에, 예측부(210)는 커버리지(C) 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말들의 위치가 기지국(10)과 멀어질수록 부반송파 간에 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하게 된다.
이와 관련하여, 도 6에는 부반송파가 서로 동일한 개수로 중복 할당된 제1단말(UE#1), 제2단말(UE#2) 쌍, 그리고 제3단말(UE#3)과 제4단말(UE#4) 쌍에 대한 커버리지(C) 내 위치를 도시하고 있다.
여기서, 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 쌍, 그리고 제3단말(UE#3)과 제4단말(UE#4) 쌍은, 커버리지(C) 내에서 서로 일정거리(d1)에 인접하여 위치하는 것을 전제로 한다.
이 경우, 제1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간, 그리고 3단말(UE#3)과 제4단말(UE#4) 간에는 기지국(10) 과의 거리를 무시한다면, 각각 동일한 간섭의 크기가 예측되어야만 하나, 1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 쌍의 기지국(10)과의 거리(d2)보다 3단말(UE#3)과 제4단말(UE#4) 쌍의 기지국(10)과의 거리(d3)가 먼 상태이므로, 거리에 따른 무선 신호 세기의 감소를 고려하여 1단말(UE#1)과 제2단말(UE#2) 간의 간섭의 크기보다 3단말(UE#3)과 제4단말(UE#4) 간의 간섭의 크기가 큰 것으로 예측할 수 있을 것이다.
참고로, 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 많은 경우 그만큼 부반송파를 할당할 수 있는 단말의 개수가 많아지게 되어 주파수 효율성을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 반면, 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수 역시 증가하게 되어 간섭의 우려가 커짐을 언급한 바 있다.
이처럼, 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수와 관련된 커버리지(C) 내 간섭의 크기는 아래 [수식 2]와 같이 정의될 수 있다.
[수식 2]
Coverage Expected = C Correlation X N Non-zero element
여기서, 'C Correlation'은 예측된 간섭의 크기를 의미하며, 'N Non-zero element'코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수를 의미한다.
결국, 위 [수식 2]에 따라 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 증가될수록 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수 역시 증가하게 되어 커버리지(C) 내 간섭 역시 커지게 됨을 알 수 있다.
판별부(120)는 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 판별부(120)는 제1통신모드에 따라 부반송파 간에 발생될 있는 간섭의 크기가 예측되면, 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하게 된다.
이때, 판별부(120)는 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수 및 예측된 부반송파 간 간섭을 고려하여 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하게 되며, 이때 적용되는 알고리즘은 아래 [수식 3]과 같이 표현될 수 있다.
[수식 3]
Spectral Effiency Expected = (1/Size Codebook) X N User X C Correlation
여기서, 'Size Codebook'은 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수이며, 'N User '는 커버리지(c) 내 존재하는 단말의 개수, 'C Correlation'은 예측된 간섭의 크기(예:0.5 ~ 1)를 의미한다.
이와 관련하여, 판별부(120)는 위 [수식 3]에 따라 커버리지(C) 내에 존재하는 단말의 개수가 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수 이하인 경우, 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성이 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성보다 작은 것으로 판별할 수 있다.
예를 들어, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수가 '5개'이며, 커버리지 내 존재하는 단말의 개수가 '3개'인 경우, 예측된 간섭의 크기를 무시('1'로 가정)하더라도, 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성은 앞선 [수식 3]에 따라 '0.6[(1/5)X(2)X(1)]'으로 판별될 수 있으며, 이는 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기인'1'보다 40% 이상 열화된 주파수 효율성크기에 해당된다.
결국, 판별부(120)는 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수가 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수를 초과하며, 코드북그룹 내 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수보다 많은 경우에, 제1통신모드에 대해 판별되는 주파수 효율성의 크기가 제2통신모드에서의 주파수 효율성의 크기보다 큰 것으로 판별할 수 있는 것이다.
다만, 제1통신모드에 대해 판별되는 주파수 효율성의 크기가 제2통신모드에서의 주파수 효율성의 크기보다 큰 것으로 판별하기 위해선, 위 [수식 2]에 따라 주파수 효율성을 감소시키는 요인이 되는 반송파 간 간섭의 크기가 일정 크기 미만인 것이 전제되어야만 할 것이다.
제어부(130)는 기지국(10)에서 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터를 결정하도록 제어하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 제어부(130)는 제1통신모드에 대한 주파수 효율성 판별과 관련하여, 제1통신모드가 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 최대 값으로 판별될 수 있도록 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터가 결정되도록 제어하게 된다.
여기서, 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터에는, 예컨대, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수, 및 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 포함될 수 있다.
이와 관련하여, 제어부(130)는 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수와 동일하거나 혹은 적은 개수로 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수가 결정되도록 하며, 또한 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수보다 많아지도록 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 결정될 수 있도록 한다.
이때, 제어부(130)는 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수와 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수 간의 차이가 적어질 수록 동작 파라미터가 결정되도록 제어함으로써, 제1통신모드가 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 최대 값으로 판별될 수 있도록 한다.
다만, 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 많아지는 경우, 부반송파를 할당할 수 있는 단말의 개수가 많아지게 되어 주파수 효율성의 크기를 향상시킬 수는 있으나, 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수 역시 많아지게 되므로 부반송파 간 간섭의 우려 또한 커지게 된다.
이에, 제어부(130)는 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수의 증감에 따라 서로 다르게 예측되는 부반송파 간 간섭의 크기를 고려하여, 최적의 동작 파라미터가 결정되도록 함으로써, 제1통신모드가 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기의 최대 값과, 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성 간의 비교를 통해 제1통신모드 또는 제2통신모드로의 선택이 최종적으로 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 제어부(130)는 기지국(10)에서 제1통신모드 또는 제2통신모드를 선택하도록 제어하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 제어부(130)는 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 판별이 완료되면, 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성의 크기와, 제2통신모드가 지원하는 주파수 효율성의 크기 간의 비교를 통해서 기지국(10)이 제1통신모드 또는 제2통신모드를 선택할 수 있도록 제어하게 된다.
이때, 제어부(130)는 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성의 크기가 상기 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기를 초과하는 경우, 기지국(10)에서 제1통신모드가 선택될 수 있도록 하며, 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성의 크기가 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성 크기 이하인 경우, 상기 제2통신모드를 선택할 수 있도록 한다.
결국, 제어부(130)는 제1통신모드가 지원하는 주파수 효율성과 제2통신모드에서 지원하는 주파수 효율성 간의 비교를 통해 기지국(10)이 제1통신모드 또는 제2통신모드를 적응적으로 선택할 수 있도록 제어함으로써, 주파수 효율성 향상을 도모할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치(100)에 따르면, 커버리지(C) 내 접속 단말 수, 단말 위치, 및 무선 신호 세기 등을 고려하여 동작 파라미터를 적응적으로 변경하거나, 또는 기존 OFDM 기술을 사용함으로써, 주파수 효율성이 제고되는 효과가 성취될 수 있는 것이다.
이하에서는, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치(100)에서의 동작 흐름을 설명하기로 한다.
먼저, 제어부(130)는 단계 'S110'에 따라 제1통신모드가 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 최대 값으로 판별될 수 있도록 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터가 결정되도록 제어한다.
여기서, 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터에는, 예컨대, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수, 및 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 포함될 수 있다.
이와 관련하여, 제어부(130)는 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수와 동일하거나 혹은 적은 개수로 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수가 결정되도록 하며, 또한 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수보다 많아지도록 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 결정될 수 있도록 한다.
이때, 제어부(130)는 코드북그룹 내 배열된 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수와 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수 간의 차이가 적어질 수록 동작 파라미터가 결정되도록 제어함으로써, 제1통신모드가 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 최대 값으로 판별될 수 있도록 한다.
다만, 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 많아지는 경우, 부반송파를 할당할 수 있는 단말의 개수가 많아지게 되어 주파수 효율성의 크기를 향상시킬 수는 있으나, 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수 역시 많아지게 되므로 부반송파 간 간섭의 우려가 커지게 된다.
이에, 제어부(130)는 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수의 증감에 따라 서로 다르게 예측되는 부반송파 간 간섭의 크기를 고려하여, 최적의 동작 파라미터가 결정되도록 함으로써, 제1통신모드가 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기의 최대 값과, 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성 간의 비교를 통해 제1통신모드 또는 제2통신모드로의 선택이 최종적으로 이루어질 수 있도록 한다.
그리고 나서, 예측부(110)는 기지국(10)과 관련된 제1통신모드 또는 제2통신모드의 선택 제어를 위해, 기지국(10)에서 제1통신모드를 따르는 경우에 부반송파 간에 발생될 수 있는 간섭을 예측하게 된다.
한편, 제1통신모드의 경우, 앞서 언급한 바와 같이 커버리지(C) 내 존재하는 다수의 단말에 대해 부반송파를 서로 다른 조합으로 동시에 할당하게 되므로, 각 단말에 코드북그룹 내 동일한 배열의 부반송파가 중복되어 할당되었는지 여부 등을 추가로 고려하여야만 할 것이다.
이에, 예측부(110)는 단계 'S120'에 따라 다수의 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많거나, 또는 상기 다수의 단말 중 부반송파가 중복되어 할당된 단말의 개수가 많을수록 부반송파 간 간섭의 크기가 큰 것으로 예측한다.
여기서, 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많다는 것은, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수가 동일함을 전제로, 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 많다는 것을 의미한다.
결국, 코드북그룹 내에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수가 많은 경우 그만큼 부반송파를 할당할 수 있는 단말의 개수가 많아지게 되어 주파수 효율성을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 반면, 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수 역시 증가하게 되어 간섭의 우려 또한 커지게 됨을 알 수 있다.
또한, 부반송파 간 간섭을 예측함에 있어서, 부반송파가 중복 할당된 단말들의 위치 또한 충분히 고려되어야만 한다.
즉, 부반송파가 중복 할당된 단말들이 커버리지(C) 내에서 일정거리 이내로 인접한 경우라면, 인접한 단말들은 서로 동일한 무선 환경에 위치하고 있다고 간주할 수 있다.
이로써, 커버리지(C) 내에서 일정거리 이내로 인접한 단말들은 서로 동일한 무선채널을 사용하여 기지국(10)과 신호를 송수신하게 되므로, 중복된 부반송파 간 간섭의 크기 또한 커질 수 있음을 예상할 수 있다.
이에, 예측부(210)는 단계 'S130'에 따라 커버리지(C) 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말이 일정거리 이내로 서로 인접하여 위치할수록 부반송파 간에 간섭의 크기가 큰 것으로 예측한다.
또한, 부반송파가 중복 할당된 단말들이 커버리지(C) 내에서 일정거리 이내로 인접한 경우를 전제로, 기지국(10)과 단말들 간의 거리 역시 부반송파 간 간섭을 예측하는 데 중요한 파라미터가 된다.
즉, 기지국(10)과 단말들 간의 거리 차이에 따라 송수신 신호의 세기 역시 달라질 수 있으며, 만약 기지국(10)과 단말들 간의 거리가 멀어진다면 송수신 신호의 세기 또한 감소되어, 부반송파 간 간섭의 크기가 커지게 됨을 예상할 수 있다.
이에, 예측부(210)는 단계 '140'에 따라 커버리지(C) 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말들의 위치가 기지국(10)과 멀어질수록 부반송파 간에 간섭의 크기가 큰 것으로 예측한다.
이어서, 판별부(120)는 단계 'S150'에 따라 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별한다.
이때, 판별부(120)는 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수 및 예측된 부반송파 간 간섭을 고려하여 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하게 된다.
이와 관련하여, 판별부(120)는 커버리지(C) 내에 존재하는 단말의 개수가 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수 이하인 경우, 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성이 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성보다 작은 것으로 판별할 수 있다.
예를 들어, 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수가 '5개'이며, 커버리지 내 존재하는 단말의 개수가 '3개'인 경우, 예측된 간섭의 크기를 무시('1'로 가정)하더라도, 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성 크기는 앞선 [수식 3]에 따라 '0.6[(1/5)X(2)X(1)]'으로 판별될 수 있으며, 이는 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기인 '1'보다 40% 이상 열화된 크기에 해당된다.
결국, 판별부(120)는 커버리지(C) 내 존재하는 단말의 개수가 코드북그룹 내 배열된 부반송파의 개수를 초과하며, 코드북그룹 내 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수보다 많은 경우에, 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성의 크기가 제2통신모드가 지원하는 주파수 효율성의 크기보다 큰 것으로 판별할 수 있는 것이다.
다만, 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성의 크기가 제2통신모드가 지원하는 주파수 효율성의 크기보다 큰 것으로 판별하기 위해선, 주파수 효율성을 감소시키는 요인인 예측된 간섭의 크기가 일정 크기 미만인 것이 전제되어야만 할 것이다.
이후, 제어부(130)는 단계 'S160'에 따라 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성의 크기와 제2통신모드가 지원하는 주파수 효율성의 크기를 서로 비교함으로써, 기지국(10)이 제1통신모드 또는 제2통신모드를 선택할 수 있도록 제어한다.
이와 관련하여, 제어부(130)는 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성이 상기 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 초과하는 경우, 단계 'S170'에 따라 기지국(10)에서 제1통신모드가 선택될 수 있도록 한다.
반면, 제어부(130)는 제1통신모드에 대해 판별된 주파수 효율성이 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성 이하인 경우, 단계 'S180'에 따라 기지국(10)에서 상기 제2통신모드를 선택할 수 있도록 한다.
결국, 제어부(130)는 제1통신모드가 지원하는 주파수 효율성과 제2통신모드에서 지원하는 주파수 효율성 간의 비교를 통해 기지국(10)이 제1통신모드 또는 제2통신모드를 적응적으로 선택할 수 있도록 제어함으로써, 주파수 효율성 향상을 도모할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모드제어장치(100)에서의 동작 흐름에 따르면, 커버리지(C) 내 접속 단말 수, 단말 위치, 및 무선 신호 세기 등을 고려하여 동작 파라미터를 적응적으로 변경하거나, 또는 기존 OFDM 기술을 사용함으로써, 주파수 효율성이 제고되는 효과가 성취될 수 있는 것이다.
한편, 여기에 제시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명에 따른 기지국장치 및 전송본 발명에 따른 통신모드제어장치 및 통신모드 제어 방법에 따르면, SCMA 기술을 따르는 이동통신 시스템과 관련하여, 접속 단말 수, 단말 위치, 및 무선 신호 세기 등의 커버리지 내 환경을 고려하여 주파수 효율성을 향상시킬 수 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
10: 기지국
100: 통신모드제어장치
110: 예측부 120: 판별부
130: 제어부

Claims (14)

  1. 커버리지 내 존재하는 다수의 단말 각각에 대해 다수의 부반송파를 서로 다른 조합으로 동시에 할당하는 제1통신모드와 관련하여, 상기 다수의 부반송파 간에 발생될 수 있는 간섭을 예측하는 예측부;
    상기 다수의 단말 개수 및 상기 부반송파 간의 간섭을 기초로 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하는 판별부; 및
    상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 상기 주파수 효율성의 크기가 임계치를 초과하는 크기로 판별될 수 있도록 상기 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터가 결정되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모드제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 부반송파는,
    상기 제1통신모드에 따라 일정 개수의 부반송파가 동일하게 배열된 2 이상의 코드북그룹으로 그룹핑되며,
    상기 다수의 단말에는,
    상기 2 이상의 코드북그룹마다 동일하게 상기 일정 개수의 부반송파가 서로 다른 조합으로 할당되는 것을 특징으로 하는 통신모드제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 동작 파라미터는,
    상기 2 이상의 코드북그룹 각각으로 그룹핑되는 부반송파의 개수 및 상기 2 이상의 코드북그룹 각각에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모드제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판별부는,
    상기 다수의 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 많으며, 상기 경우의 수와 상기 다수의 단말 개수 간의 차이가 적을수록 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 큰 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 통신모드제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 다수의 부반송파 중 상기 다수의 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많거나, 또는 상기 다수의 단말 중 부반송파가 중복되어 할당된 단말의 개수가 많을수록 상기 다수의 부반송파 간 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 통신모드제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 커버리지 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말이 일정거리 이내로 서로 인접하여 위치하거나, 또는 상기 커버리지 내 기지국으로부터 멀어질수록 상기 다수의 부반송파 간의 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 통신모드제어장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계치는,
    상기 다수의 단말에게 부반송파를 배타적으로 할당하여 각 단말에 할당된 부반송파 간 직교성을 유지하는 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기이며,
    상기 제어부는,
    상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 상기 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 제2통신모드가 선택될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 통신모드제어장치.
  8. 통신모드제어장치가, 커버리지 내 존재하는 다수의 단말 각각에 대해 다수의 부반송파를 서로 다른 조합으로 동시 할당하는 제1통신모드와 관련하여 상기 다수의 부반송파 간에 발생될 수 있는 간섭을 예측하는 예측단계;
    상기 통신모드제어장치가, 상기 다수의 단말 개수 및 상기 부반송파 간 간섭을 기초로 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성을 판별하는 판별단계; 및
    상기 통신모드제어장치가, 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 상기 주파수 효율성의 크기가 임계치를 초과하는 크기로 판별될 수 있도록 상기 제1통신모드와 관련된 동작 파라미터가 결정되도록 하는 결정제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모드 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 부반송파는,
    상기 제1통신모드에 따라 일정 개수의 부반송파가 동일하게 배열된 2 이상의 코드북그룹으로 그룹핑되며,
    상기 다수의 단말에는,
    상기 2 이상의 코드북그룹마다 동일하게 상기 일정 개수의 부반송파가 서로 다른 조합으로 할당되는 것을 특징으로 하는 통신모드 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 동작 파라미터는,
    상기 2 이상의 코드북그룹 각각으로 그룹핑되는 부반송파의 개수, 및 상기 2 이상의 코드북그룹 각각에서 조합이 이루어지는 부반송파의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모드 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 판별단계는,
    상기 다수의 부반송파를 서로 다르게 조합할 수 있는 경우의 수가 많으며, 상기 경우의 수와 상기 다수의 단말 개수 간의 차이가 적을수록 상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 큰 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 통신모드 제어 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 예측단계는,
    상기 다수의 부반송파 중 상기 다수의 단말 각각에 대해 중복 할당되는 부반송파의 개수가 많거나, 또는 상기 다수의 단말 중 부반송파가 중복되어 할당된 단말의 개수가 많을수록 상기 다수의 부반송파 간 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 통신모드 제어 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 예측단계는,
    상기 커버리지 내에서 부반송파가 중복되어 할당된 단말이 일정거리 이내로 서로 인접하여 위치하거나, 또는 상기 커버리지 내 기지국으로부터 멀어질수록 상기 다수의 부반송파 간의 간섭의 크기가 큰 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 통신모드 제어 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 임계치는,
    상기 다수의 단말에게 부반송파를 배타적으로 할당하여 각 단말에 할당된 부반송파 간 직교성을 유지하는 제2통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기이며,
    상기 방법은,
    상기 제1통신모드에서 지원할 수 있는 주파수 효율성의 크기가 상기 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 제2통신모드가 선택될 수 있도록 하는 선택제어단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모드 제어 방법.
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