KR100966586B1 - 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 효율적인 자원 할당을 통한 데이터 전송 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 통신 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서, 기지국은 밴드(band) 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 다이버시티(diversity) 방식의 이동 단말기들에게 할당하고, 상기 밴드 AMC 방식 또는 다이버시티 방식을 적응적으로 이용하여 데이터를 전송하는 과정과, 이동 단말기는 자신에게 할당된 자원을 확인하고, 상기 확인 결과에 상응하여 밴드 AMC 방식 또는 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

밴드 AMC, 다이버시티, 처리율, 호핑 패턴, 트리거링 조건

Description

통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR TRANSMITTING DATA IN A COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 통신 시스템에서 데이터 전송을 위한 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 일반적인 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식을 사용하는 사용자 분포를 설명하기 위해 도시한 도면.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 데이터 전송을 위한 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 이동 단말기의 동작 과정을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 데이터 처리율 성능 그래프를 개략적으로 도시한 도면.

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 효율적인 자원 할당을 통한 데이터 전송 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 최근 통신 시스템에서는 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 서비스를 위한 기술적 해결책으로 보다 다양하고 풍부한 콘텐츠를 개발하려는 소프트웨어적인 측면에서의 노력과, 양질의 서비스를 제공할 수 있는 스펙트럼 효율이 높은 무선 접속 기술의 개발이라는 하드웨어적인 측면에서의 노력이 병행되고 있다. 이하에서는, 상기 하드웨어적인 측면에서의 노력에 대해 살펴보면 다음과 같다.

상기 통신 시스템에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 통상적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 통신 시스템에서의 채널은 백색 잡음 예컨대, 백색 가우시안 잡음(AWGN, Additive White Gaussian Noise) 외에도 페이딩(fading) 현상으로 인하여 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 쉐도잉(Shadowing), 이동 단말기(MS, Mobile Station)의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(doppler) 효과, 타 사용자 및 다중 경로(multipath) 신호에 의한 간섭(interference) 등으로 인해 채널 환경이 자주 변하게 된다.

따라서 통신 시스템에서 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 서비스를 제공하기 위해서는 상기한 바와 같은 저해 요인을 효과적으로 극복하는 것이 필요하다. 예컨대, 기존 2세대 혹은 3세대 통신 시스템에서 제공되던 일반적인 기술 외에 채 널 변화에 대한 적응 능력을 높일 수 있는 기술이 필요하다. 기존 통신 시스템에서 상기 저해 요인들을 극복하기 위해서 사용되는 전송 방식으로는 다음과 같이 크게 두 가지로 분류할 수 있다.

즉, 첫 번째로 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 함) 방식과, 두 번째로 복합 자동 재전송(Hybrid Automatic Repeat reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 함) 방식으로 분류할 수 있다.

그러면, 먼저 상기 AMC 방식에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 AMC 방식은 하향링크(downlink)의 채널 변화에 따라 변조 방식과 채널 부호기의 부호율을 적응적으로 변화시켜 주는 방법이다. 여기서, 상기 하향링크의 채널 품질 정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 함)는 이동 단말기의 수신기에서 수신 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'이라 칭하기로 함)를 측정하여 얻을 수 있다. 즉, 상기 이동 단말기는 상기 하향링크의 CQI를 바탕으로 하여 상기 하향링크의 채널 상태를 예측하고, 상기 예측된 값을 바탕으로 적절한 변조 방식과 채널 부호기의 부호율을 지정하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 이동 단말기는 상기 하향링크의 CQI를 상향링크(Uplink)를 통해 기지국(BS, Base Station)으로 피드백한다. 그러면 상기 기지국은 상기 이동 단말기로부터 피드백되는 상기 하향링크의 CQI를 이용하여 상기 하향링크의 채널 상태를 추정한다. 그리고 상기 기지국은 상기 추정된 채널 상태에 상응하게 변조 방식 및 부호화 방식을 조정하게 된다.

따라서 상기 AMC 방식을 사용하는 시스템에서는 좋은 채널 즉, 채널의 상태가 비교적 양호한 상태의 이동 단말기에 대해서는 고차 변조 방식과 고 부호율을 적용한다. 하지만, 상대적으로 좋지 않은 채널 즉, 채널의 상태가 비교적 열악한 상태의 이동 단말기에 대해서는 저차 변조 방식과 저 부호율을 적용한다.

여기서, 통상적으로 좋은 채널을 가지는 이동 단말기는 기지국 근처에 위치하는 이동 단말기가 될 수 있으며, 상대적으로 좋지 않은 채널을 가지는 이동 단말기는 셀(cell)의 경계에 위치하는 이동 단말기가 될 수 있다. 상기와 같은 AMC 방식은 고속 전력 제어에 의존하던 기존 방식에 비해, 채널의 시변 특성에 대한 적응 능력을 높여 간섭 신호를 줄여줌으로써, 시스템의 평균 성능을 향상시켜 주게 된다.

다음으로, 상기 HARQ 방식에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 HARQ 방식은 초기에 전송된 데이터 패킷에 오류가 발생했을 경우, 상기 오류가 발생한 패킷을 보상해 주기 위해 재전송이 요구되는데, 이때 사용되는 소정의 링크 제어 방식을 의미한다. 상기 HARQ 방식은 체이스 컴바이닝(Chase Combing) 방식, 전체 리던던시 증가(Full Incremental Redundancy, 이하 'FIR'이라 칭하기로 함) 방식 및 부분적 리던던시 증가(Partial Incremental Redundancy, 이하 'PIR'이라 칭하기로 함) 방식으로 구분할 수 있다.

먼저, 상기 체이스 컴바이닝 방식은 재전송시 초기 전송과 동일한 전체 패킷을 전송하는 방식이다. 이때, 수신단에서는 상기 재전송된 패킷과 초기 전송된 패킷을 결합(combining)함으로써, 복호기로 입력되는 부호화 비트의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 이를 통해 전체적인 시스템 성능 이득을 얻을 수 있다. 여기서, 동일한 두 개의 패킷들을 결합하는 것은 반복 부호화와 유사한 효과가 발생하므로 평균적으로 약 3dB 정도의 성능 이득 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 상기 FIR 방식은 동일한 패킷 대신에 채널 부호기에서 발생하는 잉여 비트(redundant bit)들로만 이루어진 패킷을 재전송시켜 줌으로써, 수신단에 있는 복호기의 부호화 이득(coding gain)을 개선시켜 주는 방식이다. 즉, 상기 복호기는 복호시 초기 전송된 정보뿐만 아니라 새로운 잉여 비트들을 이용함으로써 결과적으로 부호화 이득을 증가시킨다. 이는 복호기의 성능을 증대시켜 주게 된다. 일반적으로 낮은 부호율에 의한 성능 이득이 반복 부호화에 의한 성능 이득보다 더 크다는 것은 부호 이론에서 이미 잘 알려진 사실이다. 따라서 성능 이득만을 고려할 경우, 상기 FIR 방식은 상기 체이스 컴바이닝 방식에 비해 더 좋은 성능을 나타낸다.

마지막으로, 상기 FIR 방식과는 달리 상기 PIR 방식은 재전송시 정보 비트들과 새로운 잉여 비트들의 결합으로 이루어진 데이터 패킷을 전송하는 방식이다. 이는 복호시에 정보 비트들에 대해서는 초기 전송된 정보 비트들과 결합함으로써, 상기 체이스 컴바이닝 방식과 유사한 효과를 얻게 된다. 또한 잉여 비트들을 사용하여 복호화함으로써 상기 FIR 방식과도 유사한 효과를 얻게 된다. 상기 PIR 방식은 상기 FIR 방식보다는 부호화 율이 다소 높게 되어, 일반적으로 상기 FIR 방식과 상기 체이스 컴바이닝의 중간 정도의 성능을 보여주게 된다. 하지만, 상기 HARQ 방식은 성능 이외에도 수신기의 버퍼 크기 및 시그널링 등 시스템의 복잡도 측면에서 고려되어야 할 사항이 많으므로 어느 한 가지를 결정하는 것은 바람직하지 않다.

상기에서 살펴본 바와 같은, 상기 AMC 방식과 상기 HARQ 방식은 채널의 변화에 대한 적응 능력을 높여주기 위한 독립적인 기술이나 상기 두 방식들을 결합해서 사용하면 시스템의 성능을 크게 개선시켜 줄 수 있다. 즉, 상기 AMC 방식에 의해 하향채널 상황에 적합한 변조 방식 및 채널 부호기의 부호율이 결정되면 이에 대응하는 데이터 패킷이 전송된다.

하지만, 전술한 두 가지 방식을 사용한다고 하더라도 무선 자원의 부족이라는 무선 통신에 있어서의 근본적인 문제가 해결되는 것은 아니다. 즉, 가입자 용량을 최대화하는 동시에 멀티미디어 서비스에 필수적인 고속 데이터 전송을 가능하게 하기 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 다중 접속(multiple access) 방식의 연구 개발 또한 매우 중요하다 할 것이다. 따라서 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 새로운 다중 접속 방식의 제안이 절실히 요구된다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명은 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식 사용에 따른 자원 낭비를 방지할 수 있는 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식을 동시에 적응적으로 사용할 수 있는 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식의 적응적 사용을 통해 최적화된 자원의 이용 및 처리율을 향상시킬 수 있는 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공한다.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 통신 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서, 기지국은 밴드(band) 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 다이버시티(diversity) 방식의 이동 단말기들에게 할당하고, 상기 밴드 AMC 방식 또는 다이버시티 방식을 적응적으로 이용하여 데이터를 전송하는 과정과, 이동 단말기는 자신에게 할당된 자원을 확인하고, 상기 확인 결과에 상응하여 밴드 AMC 방식 또는 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

또한, 상기한 바를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 통신 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서, 기지국은 각 이동 단말기들에게 할당할 밴드(band)들의 정보를 확인하는 과정과, 밴드 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식에서 사용되는 밴드들을 결정하는 과정과, 상기 밴드 AMC 모드에서 사용되지 못한 밴드들을 다이버시티(diversity) 방식의 이동 단말기에게 할당하는 과정과, 상기 밴드 AMC 방식 및 다이버시티 방식에 대한 할당 정보를 각 이동 단말기들로 전송하는 과정을 포함한다.

또한, 상기한 바를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 통신 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서, 이동 단말기는 기지국으로부터 전송되는 맵(MAP) 정보를 수신하면, 밴드(band) 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식을 이용하는 지 또는 다이버시티(diversity) 방식을 이용하는 를 판단하는 과정과, 상기 밴드 AMC 방식을 이용하는 경우 상기 이동 단말기 자신의 맵 정보를 이용하여 데이터를 전송하는 과정과, 상기 다이버시티 방식을 이용하는 경우 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 확인하여 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 개수를 확인하는 과정과, 상기 확인한 밴드들의 개수에 상응하여 자신이 이용할 다이버시티 패턴을 확인하는 과정과, 상기 이동 단말기 자신의 맵 정보와 상기 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

또한, 상기한 바를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시스템은, 통신 시스템에서 데이터 전송 시스템에 있어서, 밴드(band) 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 다이버시티(diversity) 방식의 이동 단말기들에게 할당하고, 상기 밴드 AMC 방식 또는 다이버시티 방식을 적응적으로 이용하여 데이터를 전송하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 할당된 자원을 확인하고, 상기 확인 결과에 상응하여 밴드 AMC 방식 또는 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 이동 단말기를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 통신 시스템에서, 예컨대 밴드(band) 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 함) 방식과 다이버시티(diversity) 방식을 사용하는 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템을 제안한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식의 동적(dynamic)인 사용을 통해 데이터 처리율(throughput)을 향상시킬 수 있는 자원 스케줄링을 이용한 데이터 전송 방법 및 시스템을 제안한다. 이때, 본 발명은 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 자원들을 이용하여 다이버시티 방식으로 전환함으로써, 자원의 낭비를 방지하여 자원의 이용 효율을 최대화한다.

여기서, 후술할 본 발명의 실시예에서는 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식의 적응적인 데이터 전송과, 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들을 이용하여 부분적인 다이버시티(partial diversity) 방식으로 데이터를 전송하는 방법 및 시스템을 제안한다.

일반적으로 밴드 AMC 방식의 복잡한 트리거링 조건(triggering condition)으로 인해, 많은 밴드들이 데이터가 실리지 않은 채 전송되어 밴드 AMC 방식에 할당된 많은 자원들의 낭비가 발생할 경우, 본 발명의 실시예에서는 상기 낭비되는 자원들을 다이버시티 방식으로 전환하여 전송함으로써, 처리율을 극대화하여 데이터를 전송한다.

또한, 후술할 본 발명의 실시예에서는 OFDM 방식을 기반으로 하여 밴드 AMC 방식 및 다이버시티 방식을 적응적으로 사용함으로써, 효율적으로 자원을 활용하여 데이터를 전송하는 방법 및 시스템을 제안한다.
즉, 후술할 본 발명의 실시예에서는 모든 밴드를 사용함으로써, 셀간 간섭 변동(inter-cell interference fluctuation)을 방지할 수 있으며 인접 셀간 간섭(interference)을 예측할 수 있다.

이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에서는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함) 방식을 기반으로 하여 다중 접속(multiple access)을 지원하는 통신 시스템을 일예로 하여 설명하지만 본 발명에서 제안하는 데이터 전송 방법 및 시스템은 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다.

통상적으로, 통신 시스템은 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 광대역(wideband)의 스펙트럼 자원이 필요하다. 하지만, 광대역의 스펙트럼 자원을 사용할 경우에는 다중 경로 전파(multipath propagation)에 따른 무선 전송로의 페이딩(fading) 영향을 받게 된다. 또한, 전송 대역 내에서도 주파수 선택성 페이딩 영향을 받게 된다. 따라서, 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해서는 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 함) 방식보다 주파수 선택성 페이딩에 강인한 OFDM 방식이 유리하며, 최근에는 OFDM 방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기 OFDM 방식은 서브 채널의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋다. 상기 OFDM 방식은, 변조가 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 함)에 의해 구현되고, 복조가 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 함)에 의해 구현된다.

이와 같은 OFDM 방식을 적용한 다중 접속 방식으로는 전체 서브캐리어(sub-carrier)의 일부를 특정 사용자 즉, 이동 단말기(MS, Mobile Station)에게 할당하여 사용하는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 함) 방식이 있으며, 상기 OFDMA 방식에서는 대역 확산(spreading)을 위한 확산 시퀀스(spreading sequence)를 필요로 하지 않는다. 상기 OFDMA 방식에서는 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 특정 사용자에게 할당되는 서브캐리어들의 집합을 동적으로 변경할 수 있으며, 이를 통상적으로 '동적 자원 할당(dynamic resource allocation)' 또는 '주파수 도약(frequency hopping)'이라 한다.

이하, 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 통신 시스템에서 사용하는 일반적인 밴드 AMC 방식 및 다이버시티 방식에 대해 설명하기로 한다.

상기 밴드 AMC 방식은 예컨대, K명의 사용자들 즉, K 개의 이동 단말기들에게 자원을 할당함에 있어서, 인접된 서브캐리어들을 소정의 그룹으로 묶어서 해당 사용자에게 할당하는 방식을 말한다.

보다 구체적으로, 각 이동 단말기들은 소정 개수의 서브캐리어들로 묶여진 서브밴드들에 각각 상응하는 채널 정보를 기지국(BS, Base Station)으로 전송한다. 그러면 상기 기지국은 상기 이동 단말기로부터 피드백 받은 상기 채널 정보에 상응하여 상기 이동 단말기에게 가장 좋은 채널을 갖는 서브밴드를 할당한다. 이러한 경우 상기 서브밴드 내의 채널들은 서로 비슷한 채널 값을 갖게 되며, 이에 따라 상기 이동 단말기는 상기 채널에 적합한 AMC를 적용할 수 있다. 그러나 통상적으로 밴드 AMC 방식은 사용자의 이동 속도가 고속화됨에 따라 상기 이동 단말기로부터 피드백되는 피드백 정보의 신뢰도가 떨어져 고속 사용자에게는 적합하지 않다.

상기 밴드 AMC 방식은, 하나의 이동 단말기에 대한 데이터를 전송하기 위해 필요한 다수의 서브캐리어들은 서로 인접해 있을수록 좋다. 즉, 다중 경로(multi-path) 무선 채널로 인해 주파수 영역에서 주파수 선택도(frequency selectivity)가 발생하는 경우, 서로 인접한 서브캐리어들 간에는 채널 응답의 세기가 비슷하지만, 원거리의 서브캐리어들 간에는 채널 응답의 세기가 크게 달라질 수 있으므로 데이터 전송을 위해 필요한 다수의 서브캐리어들은 서로 인접할수록 좋다. 또한, 밴드 AMC 방식은 채널 응답이 좋은 서브캐리어들을 모아서 이들을 통해 데이터를 전송함으로써 시스템 용량을 극대화하는 것이므로, 채널 응답이 좋은 인접한 다수개의 서브캐리어들을 모아 데이터를 전송할 수 있는 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 밴드 AMC 방식은 특정 사용자에게 전송되는 데이터 송신에 적합하다. 왜냐하면, 다수의 사용자에게 전송되는 채널, 예를 들어 방송이나 공통 제어 정보 채널들은 어느 한 사용자의 채널 상태에 적응하는 것이 바람직하지 않기 때문이다. 또한, 상기 밴드 AMC 방식은 지연(delay)에 덜 민감한 트래픽(traffic)의 전송에 적합하다. 왜냐하면, 상기 밴드AMC 방식은 기본적으로 채널이 좋은 상태에 있는 이동 단말기들을 선택하여 데이터를 전송하도록 하는 방식이므로, 지연에 민감한 트래픽, 예를 들면 인터넷 전화(Voice over Internet Phone, 이하 'VoIP'라 칭하기로 함)나 화상 미팅과 같은 실시간 트래픽들은 해당 사용자가 채널이 좋아질 때까지 계속 대기할 수 없기 때문이다. 즉, 상기 실시간 트래픽을 서비스하고 있는 사용자들에 대해서는 지연의 한계를 보장해 주기 위해 채널이 좋지 않는 상황에서도 해당 사용자에게 데이터를 전송해 주어야 하기 때문이다.

이상에서는 밴드 AMC 방식에 대해 설명하였으며, 다음으로 다이버시티 방식에 대해 설명하기로 한다.

일반적으로, 무선 채널은 시간 영역에서도 다양하게 변화하며, 주파수 영역에서 또한 채널 환경이 가변적, 즉 일부 영역에서는 채널이 좋고 일부 영역에서는 채널이 나쁘고 하는 현상이 반복된다. 이러한 채널 환경에서 특정 사용자의 채널에 적응하여 데이터를 전송할 수 없는 경우에는, 전송되는 데이터가 수신하는 각 이동 단말기의 입장에서 보면, 때로는 채널이 좋은 상태에서 수신되기도 하고, 때로는 채널이 좋지 않은 상태에서 수신되기도 하는 현상이 발생한다.

이러한 환경 또는 트래픽에 사용하기에 적합한 방식이 다이버시티 방식이다. 상기 다이버시티 방식은, 전송되는 데이터들이 최대한 좋은 채널과 나쁜 채널을 골고루 겪도록 하는 것을 목적으로 한다. 즉, 상기 다이버시티 방식은, 특정 데이터 전송, 예를 들어 특정 하나의 데이터 패킷이 채널이 좋지 않은 상태에서 수신되면 패킷이 성공적으로 복조되기 어렵고, 수신 성능 입장에서 보면 하나의 패킷에 포함된 변조 심볼들이 나쁜 채널들을 겪는 심볼들도 존재하고 좋은 채널을 겪는 심볼들도 존재하면, 상기 좋은 채널을 겪은 심볼들을 이용해 패킷 복조가 가능할 수 있도록 한다.

상기 다이버시티 방식은 다이버시티 효과를 극대화하기 위하여 매 OFDM 심볼들마다, 또는 미리 정해진 단위마다 임의 서브캐리어를 통해 데이터 심볼들을 전송할지를 다르게 한다. 이를 통상적으로 주파수 도약이라 칭하며, 대부분의 다이버시티 방식을 적용하는 통신 시스템에서는 주파수 도약 방식을 함께 적용하고 있다.

전술한 바와 같이, 통신 시스템에서 페이딩 현상을 극복하기 위해서 사용되는 두 가지 전송 방식 즉, 상기 밴드 AMC 방식과 상기 다이버시티 방식은 특징이 서로 대조적이며, 사용하기에 적합한 트래픽의 종류도 다름을 알 수 있다. 따라서, 어느 하나의 방식만을 통신 시스템에 적용하는 것보다는 두 가지 방식을 혼용하여 시스템 및 통신 환경에 적응적으로 반영하여 이용할 수 있는 통신 시스템이 필요하다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 상기 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식을 혼용하여 다양한 채널 환경에 상응하여 적응적으로 자원을 활용하여 데이터를 전송할 수 있는 방법 및 시스템을 제안한다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 OFDM/OFDMA 방식을 적용한 통신 시스템(이하, 'OFDM/OFDMA 통신 시스템'이라 칭하기로 함)에서는 통상적으로 주파수 재사용 계수(Frequency Reuse Factor, 이하 'FRF'라 칭하기로 함) 1을 사용한다. 즉, FRF 1을 사용함으로써, 인접한 셀들, 또는 상기 셀들을 관장하는 기지국들에서 동일한 주파수 대역을 사용하고, 그에 따라 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템에서와 유사한 유연한 셀 설계를 할 수 있다. 이때, 상기 OFDM/OFDMA 통신 시스템에서는 인접 셀간 상호 간섭을 균형되게 낮추는(interference averaging) 다이버시티 서브채널화(diversity subchannelization) 개념을 사용한다. 이에 따라, 방송 형 채널의 경우에 낮은 AMC 레벨을 적용하게 되지만, 사용자 버스트(Burst)에 대해서는 각 사용자별 채널 환경에 최적화된 AMC 레벨을 적용하여 전송할 수 있으므로 전반적인 시스템 성능을 보장할 수 있다.

또한, 상기 OFDM 통신 시스템에서는 자원 할당에 있어서, 한 심볼 구간에는 한 사용자에게만 자원을 할당할 수 있으므로 자원 할당의 최소 단위를 의미하는 그래뉴앨리티(granularity) 측면에서 한계가 있으나, OFDMA 통신 시스템에서는 주파수축(subchannels) 및 시간축(symbols) 2차원적으로 자원을 할당 할 수 있으므로 그래뉴앨리티 측면의 장점이 있다. 즉, 전송당 작은 자원을 요구하는 실시간 성격의 서비스 예컨대, VoIP 서비스 등의 제공 시 유리하다.

상기 OFDMA 통신 시스템의 채널은 전체 주파수 대역에 분포된 서브캐리어들로 구성되는 다이버시티 채널과 인접한 서브캐리어들로 구성되는 밴드 AMC 채널로서 구분된다. 즉, 상기 시스템은 동일한 프레임워크 내에서 이동 단말기의 채널 상황에 따라 다이버시티 채널 및 밴드 AMC 채널을 선택적으로 적용함으로써 시스템의 성능을 향상시키기 위한 규격을 제공하고 있다.

상기 다이버시티 채널은 기본 모드로서 이동 단말기의 이동 속도가 큰 경우에 주로 사용되며, 시간에 따른 채널의 변화가 크므로 전체 반송파 대역에 분포된 서브캐리어들로 구성되는 서브채널을 사용하며, 인접 기지국간 간섭을 평균적으로 상쇄시키는 방식을 사용함으로써 주파수 다이버시티 및 시간 다이버시티를 동시에 얻고자 하는 것이다.

반면, 이동 단말기의 이동성이 작고 채널이 안정되어 있는 경우에는 특정한 주파수 대역에 우수한 채널 특성을 보이는 주파수 선택성(frequency selectivity)을 활용하여, 우수한 채널 특성을 보이는 인접한 서브캐리어들로 구성된 밴드 AMC 채널을 사용함으로써 전송 속도를 높이는 효과를 얻고자 하는 것이다. 따라서 이는 이동 단말기의 이동 속도가 큰 경우에 유용할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기 밴드 AMC 방식에 따른 데이터 전송 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1은 일반적인 통신 시스템에서 데이터 전송을 위한 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 통상적으로 밴드 AMC 방식을 사용하는 통신 시스템에서는 전체 주파수 대역을, 예컨대 N 개의 서브캐리어 그룹(subcarrier group)으로 이루어진 밴드, 예컨대 밴드 1 내지 밴드 12로 나누어 각 밴드별로 자원을 할당하여 데이터를 전송한다. 즉, 전술한 바와 같이 일반적인 통신 시스템에서의 밴드 AMC 방식은 다수개의 AMC 밴드를 가지고서 각 밴드 별로 독립적으로 AMC 동작을 수행한다. 따라서, 각 이동 단말기는 각 서브밴드 별로 채널 품질 정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 함)를 피드백하며, 기지국은 각 이동 단말기들로부터 각 밴드에 대한 CQI를 피드백 받아서 각 밴드에 대한 스케줄링을 수행하여 각 밴드 별로 사용자 데이터를 전송한다.

일반적으로, 전술한 바와 같이 밴드 AMC 방식에서는 트리거링 조건(triggering condition)을 제안하고 있다. 즉, 통신 시스템에서 밴드 AMC 트리거링 조건을 살펴보면 크게 다음과 같이 나눌 수 있다. 첫 번째로, 각각의 밴드들의 캐리어대 간섭 잡음비(Carrier to Interference & Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 함)의 최대 표준 편차(maximum standard deviation)가 '밴드 AMC 할당 임계값(Band AMC Allocation Threshold)'보다 작아야 한다. 두 번째로, 전체 밴드의 평균(average) CINR이 '밴드 AMC 할당 타이머(Band AMC Allocation Timer)'보다 커야 한다.

이렇게 밴드 AMC 방식에서는 복잡한 트리거링 조건을 두고 있다. 하지만 실질적으로 통신 시스템에서 상기 밴드 AMC 트리거링 조건들을 만족시키는 사용자, 즉 이동 단말기가 많지 않다. 이에 반해 상기 트리거링 조건을 간소화하는 경우 밴드 AMC 성능을 나타낼 수 없는 문제점이 있다. 여기서, 상기 밴드 AMC 트리거링 조건을 만족시키기 위한 사용자의 요건에 대하여 개략적으로 나타내면 하기 표 1과 같이 나타낼 수 있다.

사용자	요건
셀 내부 사용자	높은 평균 CINR, 낮은 셀간 간섭
저속 사용자	정확한 채널 보고가 가능해야 함
작은 다중 경로 페이딩	밴드 내의 주파수 선택성이 적어야 함

다음으로, 상기 <표 1>에서 셀 내부 사용자인 경우에 대하여 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 2는 일반적인 통신 시스템에서 밴드 AMC를 사용하는 사용자 분포를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

상기, 도 2는 상기 밴드 AMC 트리거링 조건을 만족시키기 위한 사용자 요건에서, 셀 내부 사용자의 경우의 예를 그래프로 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 전체 사용자가 50명인 경우를 가정하면, 정규화 거리(normalized distance)가 0.5 이내에 있는 사용자는 대략 12.5명 정도를 나타냄을 알 수 있다. 또한, 전체 사용자가 100명인 경우를 가정하면, 정규화 거리가 0.5 이내에 있는 사용자는 대략 25명 정도를 나타냄을 알 수 있다.

이러한 경우는 일반적인 환경을 고려한 경우의 수치를 나타낸 것으로, 실제 환경에서는 상기 밴드 AMC 트리거링 조건들을 만족하며 저속으로 움직이는 사용자인 경우에 상기 밴드 AMC 방식을 적용할 수 있다. 또한 상기 정규화 거리가 0.5 이내인 사용자 중 상기 표 1에 나타낸 바와 같은 요건들, 예컨대 저속으로 이동하여 주파수 선택성(frequency selectivity)이 적은 사용자가 많지 않음을 예측할 수 있다. 따라서, 실제 환경에서는 밴드 AMC 방식 사용자가 많지 않음을 알 수 있다.

상기 밴드 AMC 트리거링 조건이 엄격한 경우에는 밴드 AMC 방식 사용자가 매우 적다. 따라서, 밴드 AMC 방식을 적용하기 위해 할당된 여러 밴드들이 채워지지 않고 데이터가 실리지 않은 채, 빈 상태로 전송됨에 따라 자원의 낭비가 발생한다. 또한, 기존 통신 시스템에서는 상기 밴드 AMC 방식으로 할당된 자원을 밴드 AMC 방식 사용자가 없는 경우에도 다이버시티 방식으로 사용할 수 없었다.

반면, 상기 밴드 AMC 트리거링 조건이 완만한 경우에는 밴드 AMC 방식 사용자가 많을 수 있다. 하지만 실제 환경에서 상기 밴드 AMC 트리거링 조건이 완만한 경우에는 밴드 AMC 방식의 실질적인 이득을 얻기가 어렵다. 예컨대, 채널 보고(Channel reporting)의 부정확성 및 평균적인 CINR이 낮다. 따라서, 상기 밴드 AMC 트리거링 조건이 완만한 경우에는 밴드 AMC 방식 사용의 의미가 없으며, 실제로 밴드 AMC 방식의 성능이 저하된다.

또한, 상기 밴드 AMC 방식에서는 밴드가 모두 사용되지 못하는 경우, 즉 밴드 AMC 방식 사용자가 적어서 모든 밴드를 사용하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 반면, 밴드 AMC 방식 사용자는 많지만, 상기 각 사용자들이 서로 원하는 밴드가 서로 중복됨으로써 모든 밴드를 사용하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이때, 강제적으로 밴드를 채우는 경우에는 밴드 AMC 방식 사용의 의미가 없으며 성능이 떨어지게 된다.

한편, 밴드 AMC 방식의 사용자가 많고, 변조 및 코딩 방식(Modulation & Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 함) 레벨이 좋지 않은 경우, 의도적으로 모든 밴드를 사용하여 데이터를 전송하기 위해서, 몇몇 밴드들의 MCS 레벨을 좋지 않은 값을 가지도록 할 수 있다. 그러나 밴드 AMC 방식은 자원 할당을 위해서 사용자마다의 맵 정보가 필요하기 때문에, 이는 오히려 큰 오버헤드(overhead)가 될 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 같은 MCS 레벨이라면 다이버시티 방식을 사용하는 것이 보다 효율적이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 밴드 AMC 방식의 복잡한 트리거링 조건(triggering condition)으로 인해, 많은 밴드들이 데이터가 실리지 않은 채 전송될 수 있다. 따라서, 밴드 AMC 방식에 할당된 많은 자원들의 낭비가 발생한다. 이에 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 낭비되는 자원들을 다이버시티 방식으로의 효율적인 사용을 통해 데이터 처리율을 극대화시킨다. 즉, 본 발명은 기존 통신 시스템에서 사용되지 못하는 밴드들을 이용하여 다이버시트 방식으로 데이터를 전송한다.

후술할 본 발명의 실시예에서는 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식의 동적 사용을 통해 데이터 처리율을 극대화시킨다. 또한, 후술할 본 발명의 실시예에서는 모든 밴드를 사용하도록 함으로써, 셀간 간섭 변동(inter-cell interference fluctuation)을 방지하며, 인접 셀간의 간섭을 예측한다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 밴드 AMC 방식에서 사용하는 밴드를 결정하고, 이때 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 밴드들을 다이버시티 방식 사용자들에게 할당함으로써, 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식을 적응적으로 사용한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 바람직한 동작 실시예들에 대해 살펴보기로 한다. 즉, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식을 적응적으로 이용하여 자원의 낭비를 방지할 수 있는 데이터 전송 방법 및 시스템을 설명하기로 한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 데이터 전송을 위한 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 기존 통신 시스템에서의 자원 할당, 예컨대, 도 1에 나타낸 바와 같이, 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 밴드들을 다이버시티 방식 사용자들에게 할당한다. 예컨대, 도 3a에 나타낸 바와 같이 밴드 AMC 방식에서 사용되는 밴드들, 즉 밴드 1, 밴드 4 내지 밴드 6 및 밴드 9 내지 밴드 11은 밴드 AMC 방식 사용자들에게 할당하고, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 밴드들, 즉 밴드 2, 밴드 3, 밴드 7, 밴드 8 및 밴드 12를 다이버시티 방식 사용자들에게 할당하여 데이터를 전송한다.

여기서, 상기 밴드가 모두 사용되지 못하는 경우에 대해 살펴보면, 전술한 바와 같이 밴드 AMC 방식 사용자가 적어서 모든 밴드를 사용하지 못하는 경우와, 밴드 AMC 방식 사용자는 많지만 서로 원하는 밴드가 많이 중복되어 모든 밴드를 사용하지 못하는 경우 등이 될 수 있다. 이러한 경우 본 발명의 실시예에서는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 사용되지 못하는 밴드들을 부분적 다이버시티(Partially diversity) 방식으로 사용함으로써 자원의 낭비를 막고, 추가적인 데이터 처리율 및 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드의 다이버시티 방식으로의 이용의 예를 나타내면 다음과 같이 분류할 수 있다. 즉, 도 3a에 나타낸 바와 같은 널링 및 호핑(Nulling & Hopping) 방식과 도 3b에 나타낸 바와 같이 비널링 및 다이버시티(No nulling & Diversity) 방식으로 나타낼 수 있다.

상기 널링 및 호핑 방식은, 기지국에서 전송시 밴드 AMC 방식으로 사용되는 밴드의 서브캐리어에는 정보를 싣지 않고, 사용되지 않는 밴드의 서브캐리어에만 정보를 싣는다. 이때, 이동 단말기에서는 복호(decoding) 시에 밴드 AMC 방식으로 사용되는 밴드에 포함되는 서브캐리어는 고려하지 않는다. 상기 비널링 및 다이버시티 방식은, 남는 밴드들을 이용하여 독립적인 다이버시티 방식 전송을 수행한다.

또한, 도 3b에서는, 남는 밴드의 개수에 따라 미리 약속된 패턴을 사용한다. 예컨대, 적어도 하나 이상에서 통신 시스템 설정에 따른 최대 개수에 대해 약속된 패턴을 사용한다. 즉, 사용되지 않는 밴드 개수가 파악되면 그에 따라 약속된 패턴을 사용한다.

여기서, 상기 남는 밴드들의 다이버시티 전송 방법의 예로는, 호핑 패턴(Hopping pattern) 사용, 코스타 시퀀스(Costas sequence) 사용 및 다이버시티 시퀀스(Diversity sequence) 사용 등이 있다. 이상에서와 같이 본 발명은 사용되는 다이버시티 방법에 상관없이 적용할 수 있다.

또한 상기 남는 밴드에 대한 사용 방법의 예로는, 상기와 같이 남는 밴드의 개수에 상응하여 약속된 패턴을 사용한다. 이때, 밴드의 개수가 n 개인 경우를 예로 하여 살펴보면, 먼저 1 내지 n 개에 대한 다이버시티 패턴은 미리 약속되어 있음을 가정한다. 이때, m 개의 밴드가 밴드 AMC로 사용되었다면, n-m 개에 대한 다이버시티 패턴을 이용한다. 상기와 같이 밴드 AMC로 사용되는 밴드의 수가 결정되면, 다음으로 나머지 밴드의 개수에 따라 해당 다이버시티 패턴을 이용한다. 여기서, 바람직하게는 매 프레임(frame) 별 사용되는 밴드의 수가 다르므로, 이에 상응하여 사용되는 다이버시티 패턴 역시도 다르게 적용한다.

한편, 이상에서 살펴본 바와 같은 밴드 AMC 및 다이버시티 자원 할당 정보는 하기 도 4에 나타낸 바와 같이 맵을 통해 알려줄 수 있다. 그러면 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 정보를 알려주기 위한 프레임 구조에 대하여 개략적으로 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조의 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프레임은, 밴드 AMC에서 사용하는 밴드들을 해당 버스트의 위치를 알려주는 밴드 AMC 맵(B-맵, Band AMC MAP)과, 밴드 AMC에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 알려주는 밴드 AMC 정보 맵(Band AMC Information MAP) 및 밴드 AMC에서 사용되지 않는 밴드들을 다이버시티 전송으로 사용할 수 있도록 해당 버스트의 위치를 알려주는 다이버시티 맵(D-맵, Diversity MAP)을 포함한다.

먼저, 기지국은 각 이동 단말기들로부터 피드백되는 채널 상태 정보, 예컨대 CQI를 통해 각 밴드들에 대한 스케줄링을 수행한다. 즉, 상기 기지국은 각 이동 단말기들에게 자원을 할당할 밴드들의 정보를 확인하고, 밴드 AMC 방식에서 사용하는 밴드들을 결정한다. 이후, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들을 다이버시티 방식에서 사용하는 밴드들로 결정한다. 즉, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들을 다이버시티 방식 사용자에게 할당한다.

이때, 상기 기지국에서는 상기와 같은 자원 할당 정보를 상기 맵을 이용하여 구성할 수 있다. 예컨대, 상기한 바와 같이 사용되지 않는 밴드들의 정보에 대해서는 상기 밴드 정보 맵을 통해 알려주며, 다이버시티 전송을 위한 버스트 위치 정보는 상기 다이버시티 맵을 통해 알려줄 수 있다.

상기와 같은 프레임 구조는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 실시예일 뿐이며, 시스템에 상응하여 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 상기 밴드 AMC 정보 맵을 생략하여 구성할 수도 있음은 물론이다. 이때, 상기와 같이 밴드 AMC 정보 맵이 없는 경우에는 이동 단말기에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 파악하도록 구성할 수도 있다. 또한 상기 사용되지 않는 밴드의 정보를 메시지 형태로 정의하여 알려줄 수도 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 501단계에서 각 이동 단말기로부터 피드백되는 채널 정보 예컨대, CQI를 수신하고 503단계로 진행한다. 상기 503단계에서 상기 기지국은 각 이동 단말기들에게 자원을 할당할 밴드들의 정보를 확인하고 505단계로 진행한다. 상기 505단계에서 상기 기지국은 밴드 AMC에서 사용되는 밴드들을 결정하고 507단계로 진행한다. 상기 507단계에서 상기 기지국은 상기 결정된 밴드들을 제외한 나머지 밴드 즉, 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들을 다이버시티 사용자에게 할당한 후 509단계로 진행한다. 상기 509단계에서 상기 기지국은 상기와 같이 할당된 자원 정보를 각 이동 단말기들로 전송한다. 이때, 상기 자원 할당 정보는 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 정보와, 다이버시티 전송으로 사용할 버스트들의 위치 정보를 포함하여 전송한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 이동 단말기의 동작 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 먼저 이동 단말기는 601단계에서 기지국으로부터 전송되는 맵 정보를 수신하여 확인하고 603단계로 진행한다. 이때 상기 이동 단말기는 자신의 현재 상태 정보 예컨대, 밴드 AMC 사용인지 또는 다이버시티 사용인지를 판단한다.

즉, 상기 603단계에서 상기 이동 단말기는 자신이 밴드 AMC 사용인지를 판단한다. 이때, 상기 이동 단말기 자신이 밴드 AMC 사용인 경우 605단계로 진행하여 자신의 맵 정보를 이용하여 패킷을 전송한다.

한편, 상기 603단계에서의 판단 결과, 상기 이동 단말기 자신이 밴드 AMC 방식을 사용하지 않는 경우에는 607단계로 진행하여 이동 단말기 자신이 다이버시티 방식을 사용하는 지를 판단한다. 상기 607단계에서의 판단 결과, 상기 이동 단말기 자신이 다이버시티 방식을 사용하지 않는 경우에는 아무 동작도 수행하지 않고 종료한다.

상기 607단계에서 판단 결과 상기 이동 단말기 자신이 다이버시티 사용인 경우에는 609단계로 진행하여 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 파악하고 611단계로 진행한다. 이때, 상기 609단계에서의 정보 파악은 기지국으로부터 밴드 AMC 정보 맵이 전달되는 경우에는 생략될 수 있다. 즉, 밴드 AMC 정보 맵이 있는 경우에는 사용되지 않는 밴드들의 정보를 상기 맵을 통해 확인할 수 있음에 따라 상기와 같은 정보 파악 절차는 생략 가능하다.

즉, 상기 이동 단말기는 사용되지 않는 밴드들에 대하여, 상기와 같이 밴드 AMC 정보 맵을 통해 확인할 수 있다. 또한 상기 사용되지 않는 밴드들에 대한 정보가 없는 경우에는 상기 609단계에서와 같이 모든 밴드 AMC 맵을 복호함으로써, 사용되지 않는 밴드들의 정보를 파악할 수 있다.

다음으로, 상기 611단계에서 상기 이동 단말기는 상기 609단계 또는 밴드 AMC 정보 맵을 통해 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 개수를 확인하면, 상기 밴드들의 개수를 통해 자신이 사용할 다이버시티 패턴을 파악한다. 이후 상기 이동 단말기는 613단계로 진행하여 자신의 맵 정보를 이용하여 상기 다이버시티 패턴에 상응하여 패킷을 전송한다.

여기서, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들을 이용할 때, 상기 이동 단말기는 기존의 호핑 패턴, 코스타 시퀀스 및 다이버시티 시퀀스 등을 이용할 수 있다. 또한 바람직하게는 상기 다이버시티 패턴은 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 개수에 상응하여 해당 다이버시티 패턴을 미리 결정할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 기존 통신 시스템에서는 밴드 AMC방식의 복잡한 트리거링 조건으로 인해 상기 밴드 AMC 방식에서 사용하지 못하는 밴드가 많이 존재하여 자원의 낭비가 발생하며, 또한 밴드 AMC 방식으로 할당된 자원을 다이버시티 방식으로 사용하도록 하는 대한 방안이 없었다. 그러나, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 밴드들을 다이버시티 방식으로 사용함으로써, 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 한다. 또한, 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식의 적응적인 사용을 통해 자원의 이용 효율 및 데이터 처리율을 극대화시킬 수 있다. 또한, 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 밴드들의 이용을 통해 데이터 처리율을 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식의 적응적인 사용을 통해, 최적화된 자원의 이용하여 데이터 처리율을 최대화하며, 밴드 AMC 방식만을 사용하는 경우에 발생하는 자원의 낭비를 방지한다. 이하, 이러한 본 발명의 특징을 기존 방안과 비교하여 설명하기로 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 기존 방안, 예컨대 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 밴드들을 다이버시티 방식으로 이용함으로써 데이터 처리율을 향상시킨다.

먼저, 5 밴드들이 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 경우,

- 밴드 AMC 방식: 3bands(16QAM 3/4) + 4bands(16QAM 1/2)

- 다이버시티 방식: 5bands(QPSK 1/2)

- 기존 방안:

- 제안 방안:

이렇게 본 발명의 실시예에 따른 방안은, 기존 방안에 비해 대략 29% 정도의 데이터 처리율을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 3 밴드들이 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 경우,

- 밴드 AMC 방식: 3bands(16QAM 3/4) + 4bands(16QAM 1/2) + 2bands(QPSK 1/2)

- 다이버시티 방식: 3bands(QPSK 3/4)

- 기존 방안:

- 제안 방안:

이렇게 본 발명의 실시예에 따른 방안은, 기존 방안에 비해 대략 24% 정도의 데이터 처리율을 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 데이터 처리율 성능 그래프를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 7을 참조하면, 상기 도 7에서는 전체 사용자 수가 80명이고, 정규화 거리가 0.5 이내의 셀 내의 사용자 수가 20명이고, 저속 사용자의 비율이 60/80/100% : 12/16/20명인 경우를 가정한다.

도 7을 참조하면, 본 발명에서는 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못하는 밴드들을 다이버시티 방식으로 사용함으로써 밴드 AMC 방식에서의 맵 자원을 절약할 수 있으며, 또한 60/80/100의 경우 다이버시티 방식으로 사용되는 밴드의 수가 각각 5/4/3개로서, 본 발명의 실시예에 따른 방안은 기존 방안에 비해 데이터 처리율을 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식을 적응적으로 사용함으로써, 최적화된 자원의 이용하여 데이터 처리율을 최대화 할 수 있다. 또한, 본 발명은, 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식만을 사용하는 경우에 발생하는 자원의 낭비를 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명은, 통신 시스템에서 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식을 효율적으로 이용함으로써 시스템의 호환성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 통신 시스템에서 사용되지 못하는 자원을 사용하고 밴드 AMC 방식과 다이버시티 방식을 동적으로 이용함으로써 데이터 처리율을 향상시킬 수 있으며, 인접 셀들에서 밴드 AMC 대역에 대한 셀간 간섭을 예측할 수 있다.

Claims (37)

1. 통신 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서,

   기지국은 밴드(band) 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 다이버시티(diversity) 방식의 이동 단말기들에게 할당하고, 상기 밴드 AMC 방식 또는 상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 상기 이동 단말기들로 전송하는 과정과,

   각 이동 단말기는 자신에게 할당된 자원을 확인하고, 상기 확인 결과에 따라서 상기 밴드 AMC 방식 또는 상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하며;

   상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 과정은, 상기 기지국이 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 부분적인 다이버시티(partial diversity) 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이동 단말기들에게 상기 밴드들을 할당하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용할 밴드들을 결정한 후, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들을 상기 다이버시티 방식의 이동 단말기에게 할당하는 데이터 전송 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들의 개수에 상응하여 미리 설정된 해당 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 호핑 패턴(Hopping pattern), 코스타 시퀀스(Costas sequence) 및 다이버시티 시퀀스(Diversity sequence) 중 적어도 하나를 이용하여 데이터를 상기 이동 단말기들로 전송하는 데이터 전송 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 기지국이 데이터를 전송하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 상기 이동 단말기들에게 할당한 후, 상기 할당 정보를 각 이동 단말기들에게 통지하는 데이터 전송 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 자원 할당 정보는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들의 정보를 포함하는 데이터 전송 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들의 정보는, 밴드 AMC 정보 맵(MAP)에 포함하는 데이터 전송 방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 자원 할당 정보는, 상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터가 전송되는 버스트들의 위치 정보를 포함하는 데이터 전송 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 이동 단말기가 데이터를 전송하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들의 개수를 확인한 후, 상기 확인한 밴드들의 개수에 상응하여 미리 결정된 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 데이터 전송 방법.
11. 제1항에 있어서,

    상기 할당된 자원을 확인하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들에 대한 정보 획득을 밴드 AMC 정보 맵을 통해 확인하는 데이터 전송 방법.
12. 제1항에 있어서,

    상기 할당된 자원을 확인하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들에 대한 정보 획득을 모든 밴드 AMC 맵 복호를 통해 확인하는 데이터 전송 방법.
13. 통신 시스템에서 기지국의 데이터 전송 방법에 있어서,

    각 이동 단말기들에게 각각 할당할 밴드(band)들의 정보를 확인하는 과정과,

    밴드 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식에서 사용되는 밴드들을 결정하는 과정과,

    상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들을 다이버시티(diversity) 방식의 이동 단말기들에게 할당하는 과정과,

    상기 밴드 AMC 방식 및 다이버시티 방식에 대한 할당 정보를 각 이동 단말기들에게 전송하는 과정을 포함하며;

    상기 이동 단말기들에게 할당하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 부분적인 다이버시티(partial diversity) 방식으로 할당하는 데이터 전송 방법.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서,

    상기 할당 정보는 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들의 정보를 포함하는 데이터 전송 방법.
16. 제15항에 있어서,

    상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들의 정보는 밴드 AMC 정보 맵(MAP)에 포함되는 데이터 전송 방법.
17. 제13항에 있어서,

    상기 할당 정보는, 상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터가 전송되는 버스트들의 위치 정보를 포함하는 데이터 전송 방법.
18. 통신 시스템에서 이동 단말기의 데이터 전송 방법에 있어서,

    기지국으로부터 전송되는 맵(MAP) 정보가 수신되면, 밴드(band) 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식을 이용하는지 또는 다이버시티(diversity) 방식을 이용하는지를 판단하는 과정과,

    상기 밴드 AMC 방식을 이용하는 경우 상기 이동 단말기 자신의 맵 정보를 이용하여 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 과정과,

    상기 다이버시티 방식을 이용하는 경우 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 확인하여 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 개수를 확인하는 과정과,

    상기 확인한 밴드들의 개수에 상응하여 자신이 이용할 다이버시티 패턴을 확인하는 과정과,

    상기 이동 단말기 자신의 맵 정보와 상기 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 데이터 전송 방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 확인하는 과정은, 상기 기지국으로부터 전송되는 밴드 AMC 정보 맵을 통해 확인하는 데이터 전송 방법.
20. 제18항에 있어서,

    상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 확인하는 과정은, 모든 밴드 AMC 맵을 복호하여 확인하는 데이터 전송 방법.
21. 제18항에 있어서,

    상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들의 정보를 확인하는 과정은, 상기 기지국으로부터 밴드 AMC 정보 맵이 전송되면 생략하는 데이터 전송 방법.
22. 제18항에 있어서,

    상기 다이버시티 패턴에 상응하여 데이터를 전송하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들의 개수에 상응하여 미리 설정된 해당 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 방법.
23. 제18항에 있어서,

    상기 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 전송하는 과정은, 호핑 패턴(Hopping pattern), 코스타 시퀀스(Costas sequence) 및 다이버시티 시퀀스(Diversity sequence) 중 적어도 하나를 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 방법.
24. 제18항에 있어서,

    상기 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 전송하는 과정은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들을 부분적인 다이버시티(partial diversity) 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 방법.
25. 통신 시스템에서 데이터 전송 시스템에 있어서,

    밴드(band) 적응 변조 및 부호화(AMC, Adaptive Modulation and Coding) 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 다이버시티(diversity) 방식의 이동 단말기들에게 할당하고, 상기 밴드 AMC 방식 또는 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 기지국과,

    상기 기지국으로부터 할당된 자원을 확인하고, 상기 확인 결과에 상응하여 밴드 AMC 방식 또는 상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 이동 단말기를 포함하며;

    상기 기지국과 상기 이동 단말기는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 부분적인 다이버시티(partial diversity) 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 시스템.
26. 제25항에 있어서,

    상기 기지국은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용할 밴드들을 결정한 후, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 상기 다이버시티 방식의 이동 단말기에게 할당하는 데이터 전송 시스템.
27. 삭제
28. 제25항에 있어서,

    상기 기지국과 상기 이동 단말기는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들의 개수에 상응하여 미리 설정된 해당 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 시스템.
29. 제25항에 있어서,

    상기 기지국과 상기 이동 단말기는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들을 호핑 패턴(Hopping pattern), 코스타 시퀀스(Costas sequence) 및 다이버시티 시퀀스(Diversity sequence) 중 적어도 하나를 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 시스템.
30. 제25항에 있어서,

    상기 기지국은, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용하지 않은 밴드들을 상기 이동 단말기들에게 할당한 후, 상기 할당 정보를 각 이동 단말기로 통지하는 데이터 전송 시스템.
31. 제30항에 있어서,

    상기 자원 할당 정보는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들의 정보를 포함하는 데이터 전송 시스템.
32. 제31항에 있어서,

    상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들의 정보는, 밴드 AMC 정보 맵(MAP)에 포함하는 데이터 전송 시스템.
33. 제30항에 있어서,

    상기 자원 할당 정보는, 상기 다이버시티 방식을 이용하여 데이터가 전송되는 버스트들의 위치 정보를 포함하는 데이터 전송 시스템.
34. 제25항에 있어서,

    상기 이동 단말기는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 못한 밴드들의 개수를 확인한 후, 상기 확인한 밴드들의 개수에 상응하여 미리 결정된 다이버시티 패턴을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송 시스템.
35. 제25항에 있어서,

    상기 이동 단말기는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않은 밴드들에 대한 정보 획득을 밴드 AMC 정보 맵을 통해 확인하는 데이터 전송 시스템.
36. 제25항에 있어서,

    상기 이동 단말기는, 상기 밴드 AMC 방식에서 사용되지 않는 밴드들에 대한 정보 획득을 모든 밴드 AMC 맵 복호를 통해 확인하는 데이터 전송 시스템.
37. 삭제

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