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KR100929094B1 - 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템에서 동적 자원 할당 시스템 및 방법 - Google Patents

직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템에서 동적 자원 할당 시스템 및 방법 Download PDF

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KR100929094B1
KR100929094B1 KR1020030065421A KR20030065421A KR100929094B1 KR 100929094 B1 KR100929094 B1 KR 100929094B1 KR 1020030065421 A KR1020030065421 A KR 1020030065421A KR 20030065421 A KR20030065421 A KR 20030065421A KR 100929094 B1 KR100929094 B1 KR 100929094B1
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손영문
이성진
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Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 동적으로 프레임 셀/서브 채널을 할당하는 시스템 및 방법에 있어서, 억세스 포인트는 다수의 가입자 단말기들로부터 피드백되는 채널 품질 정보들을 프레임 셀 단위로 수신하며, 상기 다수의 가입자 단말기들 중 현재 사용하고 있는 상기 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들이 존재함을 검출하면, 억세스 라우터로 상기 검출한 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 포함시켜 상기 검출한 가입자 단말기들에 대한 프레임 셀/서브 채널 변경을 요구하고, 상기 억세스 라우터는 상기 검출된 가입자 단말기들에 대해서 설정 방식에 상응하게 프레임 셀/서브 채널들을 선택하여 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하며, 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 대한 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하고, 상기 억세스 포인트는 상기 검출된 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 이용하여 상기 검출된 가입자 단말기들 각각에 대응되게 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 포함되는 프레임 셀/서브 채널들 중 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택하여 할당함을 특징으로 한다.
직교 주파수 분할 다중 접속 방식, 채널 품질 정보, 동적 채널 할당, 서비스 품질, 최소 대역폭

Description

직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 동적 자원 할당 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DYNAMIC RESOURCE ALLOCATION IN A COMMUNICATION SYSTEM USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SCHEME}
도 1은 일반적인 OFDMA 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 통상적인 OFDM 이동 통신 시스템에서 억세스 포인트 결정에 따라 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우의 시간 관계를 도시한 도면
도 3은 통상적인 OFDM 이동 통신 시스템에서 억세스 라우터 결정에 따른 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우의 시간 관계를 도시한 도면
도 4는 FH-OFCDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 시간-주파수 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템에서 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우의 시간 관계를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템의 동적 채널 할당 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 억세스 포인트 동작 과정을 도시한 순서도
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 억세스 라우터 동작 과정을 도시한 순서도
도 9는 도 8의 억세스 라우터 동작에 따른 FC/서브 채널 집합 할당의 예제를 도시한 도면
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 억세스 라우터 동작 과정을 도시한 순서도
도 11은 도 10의 억세스 라우터 동작에 따른 FC/서브 채널 집합 할당의 예제를 도시한 도면
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 억세스 라우터 동작 과정을 도시한 순서도
도 13은 도 12의 억세스 라우터 동작에 따른 FC/서브 채널 집합 할당의 예제를 도시한 도면
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 채널 상태에 따라 동적으로 자원을 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
1970년대 말 미국에서 셀룰라(cellular) 방식의 무선 이동 통신 시스템(Mobile Telecommunication System)이 개발된 이래 국내에서는 아날로그 방식의 1세대(1G: 1st Generation) 이동 통신 시스템이라고 할 수 있는 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 방식으로 음성 통신 서비스를 제공하기 시작하였다. 이후, 1990년대 중반 2세대(2G: 2nd Generation) 이동 통신 시스템으로서 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식의 시스템을 상용화하여 음성 및 저속 데이터 서비스를 제공하였다.
또한, 1990년대 말부터 향상된 무선 멀티미디어 서비스, 범 세계적 로밍(roaming), 고속 데이터 서비스 등을 목표로 시작된 3세대(3G: 3rd Generation) 이동 통신 시스템인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)은 현재 일부 상용화되어 서비스가 운영되고 있다. 특히, 상기 3세대 이동 통신 시스템은 이동 통신 시스템에서 서비스하는 데이터량이 급속하게 증가함에 따라 보다 고속의 데이터를 전송하기 위해 개발되었다.
또한, 현재는 3세대 이동 통신 시스템에서 4세대(4G: 4th Generation) 이동 통신 시스템으로 발전해나가고 있는 상태이다. 차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재 3세대(3G: 3rd Generation, 이하 '3G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384Kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환 경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다.
한편, 무선 근거리 통신 네트워크(LAN: Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다. 그래서 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
상기 고속 서비스, 일 예로 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서 광대역 스펙트럼(broadband spectrum) 자원을 사용하는 경우, 다중 경로 전송(multi-path propagation)에 의한 심볼간 간섭 문제(inter-symbol interference)이 발생하게 되고, 상기 심볼간 간섭은 시스템 전체 전송 효율을 감소시키게 된다. 상기와 같은 다중 경로 전송에 의한 심볼간 간섭 문제를 해결하기 위해 제안된 방식이 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식이다. 상기 OFDM 방식은 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들로 분할하여 전송하는 방식으로서, 상기 OFDM 방식을 사용할 경우 결과적으로 1개의 심볼 구간(symbol duration)이 증가하게 되어 심볼간 간섭 발생을 최소화시킬 수 있다.
상기 OFDM 방식은 멀티-캐리어(Multi-Carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(MCM : Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다. 이와 같은 멀티캐리어 변조 방식을 적용하는 시스템은 1950년대 후반 군용 HF radio에 처음 적용되었으며, 다수의 직교하는 서브 캐리어를 중첩시키는 OFDM 방식은 1970년대부터 발전하기 시작하였으나, 멀티 캐리어들간의 직교 변조의 구현이 난이한 문제였었기 때문에 실제 시스템 적용에 한계가 있었다. 그러나 1971년 Weinstein 등이 상기 OFDM 방식을 사용하는 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 효율적으로 처리가 가능함을 발표하면서 OFDM 방식에 대한 기술개발이 급속히 발전했다. 또한 보호구간(guard interval)을 사용과 cyclic prefix 보호구간 삽입 방식이 알려지면서 다중경로 및 지연 확산(delay spread)에 대한 시스템의 부정적 영향을 더욱 감소시키게 되었다. 그래서, 이런 OFDM 방식 기술은 디지털 오디오 방송(DAB: Digital Audio Broadcasting)과 디지털 텔레비젼, 무선 근거리 통신망(WLAN: Wireless Local Area Network) 및 무선 비동기 전송 모드(WATM: Wireless Asynchronous Transfer Mode) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되어지고 있다. 즉, 하드웨어적인 복잡도(Complexity)로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최근 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform， 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)과 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해 졌다.
상기 OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 서브 캐리어들간의 직교성(Orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가지며, 또한 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을수 있다는 특징을 가진다. 또한, 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강하고, 다중경로 페이딩에 강하고, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 영향을 줄일 수 있으며, 하드웨어적으로 등화기 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 통신시스템 구조에 적극 활용되고 있는 추세에 있다.
한편, 상기 OFDM 방식을 기반으로 한 다중 접속(multiple access) 방식이 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식이며, 상기 OFDMA 방식은 상기 전체 서브 캐리어들중 일부 서브 캐리어들을 서브 캐리어 집합으로 재구성하고, 상기 서브 캐리어 집합을 특정 가입자 단말기(AT: Access Terminal)에게 할당하는 방식이다. 상기 OFDMA 방식에서는 무선 전송로의 페이딩(fading) 특성에 따라 특정 가입자 단말기에게 할당되는 서브 캐리어 집합을 동적으로 할당할 수 있는 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)이 가능하다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 일반적인 OFDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템(이하 'OFDMA 이동 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)의 구조를 살펴보기로 한다.
상기 도 1은 일반적인 OFDMA 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템은 다중 셀(multi-cell) 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 억세스 포인트(AP: Access Point)(110)와, 상기 셀(150)을 관장하는 억세스 포인트(160)와, 상기 억세스 포인트들(110,160)을 제어하는 억세스 라우터(AR: Access Router)(120)와, 상기 억세스 포인트(110)로부터 서비스를 제공받는 가입자 단말기들(111,113,115)과, 상기 억세스 포인트(160)로부터 서비스를 제공받는 가입자 단말기들(161,163)과, 상기 억세스 포인트(110)로부터 서비스를 제공받는 중에 상기 억세스 포인트(160)로 핸드오버(handover)하는 가입자 단말기(131)로 구성된다. 여기서, 상기 억세스 라우터는 기지국 제어기(BSC: Base Station Controller)로서 동작하며, 억세스 포인트는 기지국(BS: Base Station)으로 동작하는 것이며, 다만 명칭만 상이할 뿐에 유의하여야 한다. 그리고, 상기 억세스 포인트들(110),(160)과 상기 가입자 단말기들(111,113,115,131,161,163)간의 신호 송수신은 상기 OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.
한편, 1개의 셀 내에 위치한 다수의 가입자 단말기들과 억세스 포인트 사이의 채널 활용도를 높이기 위해서는 자원을 공유해서 사용해야만 한다. 상기 OFDMA 이동 통신 시스템에서 다수의 가입자 단말기들이 공유하여 사용할 수 있는 자원중의 하나가 바로 상기 서브 캐리어이며, 상기 서브 캐리어를 서브 캐리어 집합으로 그룹화하고, 셀 내에 존재하는 다수의 가입자 단말기들에게 어떤 방식으로 상기 서브 캐리어를 할당하는지에 따라 시스템 전체 전송 효율이 증가하게 된다. 즉, 상기 서브 캐리어 할당을 위한 스케줄링(scheduling)은 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 성능 향상에 중요한 요인으로 작용하게 된다. 그런데, 상기 서브 캐리어의 할당은 채널 상태에 상응하게 결정되므로, 할당할 채널 상태를 정확하게 측정하여 서브 캐리어를 할당하는 방안에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러면 여기서 스케줄링 방식, 즉 상기 서브 캐리어를 할당하는 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 서브 캐리어를 할당하는 방식은 대표적으로 정적 채널 할당(Static Channel Allocation) 방식과 동적 채널 할당(DCA: Dynamic Channel Allocation, 이하 'DCA'라 칭하기로 한다) 방식으로 분류된다. 상기 정적 채널 할당 방식으로는 정적 서브 캐리어 할당(SSA: Static Sub-carrier Assignment, 'SSA'라 칭하기로 한다) 방식과, 의사 정적 할당(PSA: Pseudo Static Assignment, 이하 'PSA'라 칭하기로 한다) 방식과, 단순 회전 서브 캐리어 공간 할당(Simple RSSA: Simple Rotating Sub-carrier Space Assignment, 이하 'Simple RSSA'라 칭하기로 한다) 방식 등이 있고, 동적 채널 할당 방식에는 대표적으로 고속 동적 채널 할당(Fast DCA: Fast Dynamic Channel Allocation, 'Fast DCA'라 칭하기로 한다) 방식이 있다.
첫 번째로, 상기 SSA 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 SSA 방식은 가장 단순한 서브 캐리어 할당 방식으로서, 가입자 단말기들 각각에게 미리 설정한 설정 개수의 서브 캐리어들을 고정적으로 할당하는 방식이다. 즉, 상기 SSA 방식은 임의의 가입자 단말기에게 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 전체 서브 캐리어들중에서 채널 상태에 상관없이 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 고정적으로 할당하는 방식이다. 따라서, 상기 SSA 방식은 모든 가입자 단말기들에 대해서 동일한 개수의 서브 캐리어들을 고정적으로 할당하기 때문에 채널 할당의 공정성은 보장되지만, 반면에 상기 가입자 단말기들 각각에 할당되는 서브 캐리어들의 채널 품질은 보장할 수 없다는 단점을 가진다.
두 번째로, 상기 PSA 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 PSA 방식은 가입자 단말기들에 고정적으로 할당되어 있는 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 상기 가입자 단말기들 상호간에 교환하여 재할당하는 방식이다. 즉, 상기 PSA 방식은 모든 가입자 단말기들에 대해서 동일한 개수의 서브 캐리어들을 고정적으로 할당함에도 불구하고, 상기 가입자 단말기들간에 할당되어 있는 서브 캐리어들을 교체함으로써 가입자 단말기들의 채널 품질 저하를 방지할 수 있다. 결국, 상기 PSA 방식은 가입자 단말기들에게 서브 캐리어들을 할당함에 있어 비교적 채널 품질이 좋은 서브 캐리어들을 할당함으로써 상기 OFDMA 이동 통신 시스템 전체의 전송 효율을 증가시킨다는 이점을 가진다.
세 번째로, 상기 Simple RSSA 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 Simple RSSA 방식은 상기 PSA 방식과 유사한 방식으로서, 상기 PSA 방식에서와 마찬가지로 모든 가입자 단말기들에 대해서 동일한 개수, 즉 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 할당한다. 그러나, 상기 Simple RSSA 방식은 상기 PSA 방식과는 달리 우선 순위, 일 예로 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 한다) 우선 순위를 고려하여 우선 순위가 높은 가입자 단말기들에게 채널 품질이 우수한 서브 캐리어들을 우선적으로 할당한다. 따라서, 상기 Simple RSSA 방식은 할당되는 서브 캐리어들의 개수에 있어서는 공정성이 보장되지만, 상기 QoS를 고려하여 가입자 단말기에 채널을 할당하므로 채널 품질의 공정성은 보장되지 않는다.
마지막으로, 상기 Fast DCA 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 Fast DCA 방식은 셀내 간섭(intra-cell interference) 혹은 셀간 간섭(inter-cell interference)을 최소화하고, 채널 품질을 고려하여 가입자 단말기들 각각에게 최적의 채널 품질을 가지는 서브 캐리어들을 할당하는 방식이다. 즉, 상기 Fast DCA 방식은 채널 품질에 따라서 가입자 단말기들 각각에게 할당하는 서브 캐리어들을 동적으로 할당함으로써 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 전송 효율을 극대화시키는 것이다.
한편, 상술한 채널 할당 방식들 이외에 상기 OFDMA 방식의 특성을 고려하여 사용자 다이버시티(user diversity)를 극대화할 수 있도록 서브 캐리어들의 집합, 즉 서브 채널(sub-channel)을 가입자 단말기들에게 효율적으로 할당할 수 있는 방안에 대한 연구 역시 활발하게 진행되고 있다. 상기 가입자 단말기들에게 서브 채널을 효율적으로 할당하기 위해 제안된 방안은 상기 가입자 단말기에 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식을 적용하기 위해 피드백(feedback)하는 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)를 물리 계층(Physical layer)에서만 한정적으로 사용하지 않고, 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 계층에서까지 확대 사용하는 방안이다. 다시 말하자면, 상기 가입자 단말기들에게 서브 채널을 효율적으로 할당하기 위한 방안은 상기 물리 계층에서는 가입자 단말기로부터 피드백되는 CQI를 참조하여 상기 AMC 방식을 적용하고, 즉 해당 가입자 단말기에 적정한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨을 할당하고, 상기 MAC 계층에서는 상기 CQI를 사용하여 동적으로 서브 채널을 할당하는 방안이다.
따라서, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 전송 효율을 극대화시키기 위해 AMC 방식과 DCA 방식을 어느 계층에서 처리해야하는지에 대한 방안 역시 고려되어야만 한다.
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그러면 여기서 도 2를 참조하여 OFDM 이동 통신 시스템에서 억세스 포인트 결정에 따라 상기 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용하는 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 2는 통상적인 OFDM 이동 통신 시스템에서 억세스 포인트 결정에 따라 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우의 시간 관계를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 가입자 단말기(200)는 미리 설정되어 있는 CQI 송신 주기(204)로 상기 가입자 단말기(200) 자신이 속해있는 억세스 포인트(220)로 CQI를 송신한다(202단계). 여기서, 상기 CQI는 일 예로 신호 대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'이라 칭하기로 한다) 등이 될 수 있다. 상기 억세스 포인트(220)는 상기 가입자 단말기(200)에서 송신한 CQI를 참조하여 상기 가입자 단말기(200)에 대해 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용한다. 즉, 상기 억세스 포인트(220)는 상기 가입자 단말기(200)에서 송신한 CQI를 참조하여 상기 가입자 단말기(200)에 적용할 MCS 레벨을 결정하고, 서브 채널을 할당한다(222단계). 여기서, 상기 억세스 포인트(220)는 상기 가입자 단말기(200)에서 송신한 CQI를 참조하여 유휴 서브 채널들중 상기 가입자 단말기(200)에 최적인 서브 채널을 선택한다. 한편, 상기 도 2에 도시하지는 않았지만 상기 억세스 포인트(220)는 상기 가입자 단말기(200)로 상기 할당한 MCS 레벨 및 서브 채널에 대한 정보를 송신한다. 이에 따라, 상기 가입자 단말기(200)는 상기 할당받은 서브 채널을 통해서 상기 MCS 레벨에 상응하게 상기 억세스 포인트(220)와 통신을 수행한다.
상기에서 설명한 바와 같이 억세스 포인트(220) 결정에 따라 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용하는 경우, 결과적으로 상기 억세스 포인트(200)에서 가입자 단말기(200)가 사용할 MCS 레벨 및 서브 채널을 할당하기 때문에 네트워크(network)단에서 소요되는 백홀 지연 시간(back-haul delay time)을 최소화할수 있을 뿐만 아니라, 가입자 단말기(200)의 채널 상태를 고려하여 정확하게 MCS 레벨 및 서브 채널을 할당할 수 있다.
그러나, 상기 도 2에 도시된 바와 같이 가입자 단말기(200)가 핸드 오버(handover)를 수행할 경우, 상기 억세스 포인트(220)는 상기 가입자 단말기(200)의 핸드오버를 지원하기 위해서 상기 가입자 단말기(200)의 핸드오버에 필요한 정보를 억세스 라우터(240)로 전송해야만 한다(224단계). 상기 억세스 라우터(240)는 상기 억세스 포인트(220)에서 송신한 상기 가입자 단말기(200)에 대한 핸드오버 처리 정보를 참조하여 상기 가입자 단말기(200)가 상기 억세스 포인트(220)에서 다른 억세스 포인트(도시하지 않음)로 핸드오버할 수 있도록 처리한 후(244단계), 상기 핸드오버 처리에 따른 핸드오버 처리 정보를 상기 억세스 포인트(220)로 전송한다(226단계). 그러면, 상기 억세스 포인트(220)는 상기 억세스 라우터(240)에서 전송한 핸드오버 처리 정보를 사용하여 상기 가입자 단말기(200)의 핸드오버에 관련된 절차를 진행한다(230단계).
상기 핸드오버의 경우, 상기 억세스 포인트(220)에서 직접 상기 가입자 단말기(200)의 핸드오버 절차를 처리하는 것이 아니라 상기 억세스 라우터(240)와 연동하여 핸드오버 절차를 처리하기 때문에 지연시간이 발생한다. 즉, 상기 가입자 단말기(200)의 핸드오버를 위해서 필요한 핸드오버 처리 정보가 상기 억세스 라우터(240)로 도달하는데 소요되는 억세스 라우터의 송신 시간(242)과, 상기 억세스 라우터(240)에서 송신한 핸드오버 처리 정보가 상기 억세스 포인트(220)에 도달하는데 소요되는 억세스 포인트로의 송신 시간(228)과 같은 지연시간이 발생한다. 결과적으로, 핸드오버 처리를 위한 시간만큼 지연 시간이 발생하게 되고, 상기 지연 시간의 발생은 상기 가입자 단말기(200)의 신속한 핸드오버 수행을 방해하게 된다. 또한, 상기 핸드오버를 수행하기 위해 억세스 포인트(220)에서 억세스 라우터(240)로 패킷을 송신하는 경우 상기 핸드오버 수행 과정중에 상기 패킷이 중복되어 송신되는 경우도 발생하고, 상기 패킷이 손실되는 경우도 발생한다. 이렇게, 패킷이 손실되는 경우가 발생하므로 상기 도 2와 같이 억세스 포인트 결정에 따라 DCA 방식 및 AMC 방식을 적용하는 경우에는 전송되는 패킷들에 일련 번호(serial number)를 포함시켜 송신해야만 하는데, 상기 일련 번호 송신은 결과적으로 데이터 전송 효율을 저하시키게 된다는 단점을 가진다.
상기 도 2에서는 OFDM 이동 통신 시스템에서 억세스 포인트 결정에 따라 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용하는 과정을 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 OFDM 이동 통신 시스템에서 억세스 라우터 결정에 따라 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용하는 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 3은 통상적인 OFDM 이동 통신 시스템에서 억세스 라우터 결정에 따른 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우의 시간 관계를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 가입자 단말기(300)는 미리 설정되어 있는 CQI 송신 주기(304)로 가입자 단말기(300) 자신이 속해있는 억세스 포인트(320)로 CQI를 송신한다(302단계). 여기서, 상기 CQI는 일 예로 SNR 등이 될 수 있다. 상기 억세스 포인트(320)는 상기 가입자 단말기(300)에서 송신한 CQI를 수신하여 그대로 억세스 라우터(340)로 송신한다(322단계). 그러면 상기 억세스 라우터(340)는 억세스 라우터 처리 시간(344) 및 스케줄링 시간(346) 동안 상기 억세스 포인트(320)에서 전송한 상기 가입자 단말기(300)의 CQI를 참조하여 상기 가입자 단말기(300)에 대해 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용한다. 즉, 상기 억세스 라우터(340)는 상기 가입자 단말기(400)의 CQI를 참조하여 상기 가입자 단말기(300)에 적용할 MCS 레벨 및 서브 채널을 할당한다.
상기 도 3에서 설명한 바와 같이 억세스 라우터(340)의 결정에 따라 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우에는 네트워크 단에서의 백홀 지연 시간, 즉 억세스 포인트(320)에서 억세스 라우터(340)로의 CQI 송신 시간(342)과, 상기 억세스 라우 터(340)에서 할당한 MCS 레벨 및 서브 채널에 대한 정보를 상기 억세스 포인트(320)로 송신하는데 소요되는 시간(306) 등과 같은 백홀 지연 시간이 발생하게 된다. 이렇게, 네트워트단에서의 백홀 지연 시간은 가입자 단말기(300) CQI를 실시간으로 반영하지 못하여, 즉 가입자 단말기(300)의 채널 상태를 정확하게 반영하지 못하게 되어서 상기 억세스 라우터(340)의 MCS 레벨 및 서브 채널 할당의 신뢰성을 저하시키게 된다는 문제점을 가진다.
따라서, 본 발명의 목적은 OFDMA 이동 통신 시스템에서 채널 상태를 고려한 동적 자원 할당 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 OFDMA 이동 통신 시스템에서 채널 상태와 서비스 품질을 고려한 동적 자원 할당 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 이동 통신 시스템에서 채널 상태와, 서비스 품질 및 서비스 품질을 유지하기 위한 최소 대역폭을 고려한 동적 자원 할당 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하는 이동 통신 시스템에서 동적으로 프레임 셀/서브 채널을 할당하는 시스템에 있어서, 다수의 가입자 단말기들로부터 피드백되는 채널 품질 정보들을 프레임 셀 단위로 수신하며, 상기 다수의 가입자 단말기들 중 현재 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들이 존재함을 검출하면, 억세스 라우터로 상기 검출한 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 포함시켜 상기 검출한 가입자 단말기들에 대한 프레임 셀/서브 채널 변경을 요구하고, 상기 변경 요구에 따라 상기 억세스 라우터로부터 프레임 셀/서브 채널 집합에 대한 정보를 수신하면, 상기 검출한 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 이용하여 상기 검출한 가입자 단말기들 각각에 대응되게 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 포함되는 프레임 셀/서브 채널들 중 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택하여 할당하는 억세스 포인트와, 상기 검출한 가입자 단말기들에 대해서 설정 방식에 상응하게 프레임 셀/서브 채널들을 선택하여 상기 프레임/셀 서브 채널 집합을 생성하고, 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 대한 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하는 억세스 라우터를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하는 이동 통신 시스템에서 동적으로 프레임 셀/서브 채널을 할당하는 방법에 있어서, 억세스 포인트는 다수의 가입자 단말기들로부터 피드백되는 채널 품질 정보들을 프레임 셀 단위로 수신하며, 상기 다수의 가입자 단말기들 중 현재 사용하고 있는 상기 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들이 존재함을 검출하면, 억세스 라우터로 상기 검출한 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 포함시켜 상기 검출한 가입자 단말기들에 대한 프레임 셀/서브 채널 변경을 요구하고, 상기 억세스 라우터는 상기 검출된 가입자 단말기들에 대해서 설정 방식에 상응하게 프레임 셀/서브 채널들을 선택하여 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하며, 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 대한 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하고, 상기 억세스 포인트는 상기 검출된 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 이용하여 상기 검출된 가입자 단말기들 각각에 대응되게 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 포함되는 프레임 셀/서브 채널들 중 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택하여 할당함을 특징으로 한다.
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.
도 4는 주파수 도약-직교 주파수 코드 분할 다중 접속(FH-OFCDMA: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Code Division Multiple Access) 방식을 사용하는 통신 시스템의 시간-주파수 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4를 설명하기에 앞서, 일반적으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식은 서브 캐리어(sub-carrier)들간의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋다. 또한, 상기 OFDM 방식은 변조가 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)에 의해 구현되고, 복조가 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)에 의해 구현된다. 이와 같은 OFDM 방식에 근거한 다중 접속 방식으로는 전체 서브 캐리어들 중 일부 서브 캐리어들을 특정 가입자 단말기(AT: Access Terminal)에게 할당하여 사용하게 하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식이 있다. 상기 OFDMA 방식은 대역 확산(spreading)을 위한 확산 시퀀스(spreading sequence)가 필요로 되지 않으며, 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 특정 가입자 단말기에게 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경할 수 있다. 이렇게, 특정 가입자 단말기에게 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경하는 것을 동적 자원 할당(dynamic resource allocation) 방식이라 하며, 일예로 주파수 도약(FH: Frequency Hopping, 이하 'FH'라 칭하기로 한다) 방식 등 이 있다.
이와는 달리, 확산 시퀀스를 필요로 하는 다중 접속 방식은 시간 영역에서의 확산 방식(spreading in time domain)과 주파수 영역에서의 확산 방식(spreading in frequency domain)에 의해서 분류된다. 상기 시간 영역에서의 확산 방식은 시간 영역에서 가입자 단말기, 즉 사용자 신호를 대역 확산한 후, 상기 대역 확산된 신호를 서브 캐리어에 매핑(mapping)하는 방식이다. 상기 주파수 영역에서의 확산 방식은 사용자 신호를 시간 영역에서 역 다중화(de-multiplexing)하여 서브 캐리어에 매핑하고, 주파수 영역에서 직교 시퀀스(orthogonal sequence)를 사용하여 사용자 신호를 구분하는 방식이다. 상기 FH-OFCDMA 방식은 상기 OFDM 방식을 기반으로 하는 다중 접속 방법의 특성 외에도, 상기 CDMA 방식의 특성 및 FH 방식을 통해 주파수 선택성 페이딩에 강인한 특성을 동시에 갖게 된다.
상기 도 4를 참조하면, 도시하고 있는 단위 사각형은 미리 설정한 설정 개수의 서브 캐리어(sub-carrier)들로 구성되며, OFDM 심볼 구간(OFDM symbol interval)과 동일한 지속시간을 갖는 시간-주파수 셀(TFC: Time-Frequency Cell, 이하 'TFC'라 칭하기로 한다)로 정의한다. 상기 TFC에 대응하여서는 복수의 서브 캐리어들이 할당된다. 상기 FH-OFCDMA 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 'FH-OFCDMA 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서는 상기 TFC에 할당된 각 서브 캐리어들에 대응하는 데이터들은 CDMA 방식에 의해 처리된 후 상기 각 서브 캐리어들을 사용한 OFDM 방식에 의한 처리가 이루어진다. 상기 CDMA 방식에 의한 처리는 서브 캐리어별로 미리 설정되어 있는 고유의 채널화 코드(channelization code)에 의해 데이터를 확산(spreading)한 후 이를 미리 설정되어 있는 스크램블링 코드(scrambling code)에 의해 스크램블링하는 동작을 포함한다. 상기 도 4의 프레임 셀(FC: Frame Cell, 이하 'FC'라 칭하기로 한다)은 상기 TFC의 소정 배수(일 예, 32배)에 해당하는 대역폭(ΔfFC)과 소정 배수(일 예로, 16배)에 해당하는 지속 시간(frame duration)을 갖는 시간-주파수 영역으로 정의된다. 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템에서 상기 FC를 사용하고 있는 것은 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식을 적용할 경우 무선 전송에 대한 측정 결과, 즉 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)가 빈번하게 보고되는 것을 방지하기 위함이다.
상기 도 4에는 하나의 FC 내에서 서로 다른 두 개의 서브 채널(sub-channel)들인 서브 채널 A와 서브 채널 B가 도시되어 있다. 여기서, 상기 서브 채널이라 함은 미리 설정된 설정 개수의 TFC들이 시간의 변화에 따라 미리 설정된 설정 주파수 도약 패턴(frequency hopping pattern)에 따라 주파수 도약되어 전송되는 채널을 의미한다. 상기 서브 채널을 구성하는 TFC들의 개수와 주파수 도약 패턴은 시스템 상황에 따라 가변적으로 설정될 수 있음은 물론이며, 상기 도 4에서는 설명의 편의상 16개의 TFC들이 하나의 서브 채널을 구성한다고 가정하기로 한다. 상기 서로 다른 두 개의 서브 채널들 각각은 서로 다른 가입자 단말기에 할당되거나 혹은 하나의 가입자 단말기에 할당될 수도 있다. 한편, 상기 각 서브 채널들은 시간의 변화에 따라 일정한 주파수 간격만큼 도약된다. 이는 시간의 경과에 의해 변화하는 페 이딩(fading) 특성에 따라 각 가입자 단말기별로 할당되는 서브 채널이 동적으로 변경되는 것을 보이고 있다. 그리고, 상기 도 4에서는 상기 주파수 도약 패턴(frequency hopping pattern)을 하나의 고정된 패턴으로 제시하고 있으나, 상기 주파수 도약 패턴은 가변적으로 설정될 수 있음은 물론이다.
만약, 상기 AMC 방식을 사용할 경우, 상기 가입자 단말기는 미리 설정된 설정 주기로 무선 전송로의 상태를 측정하여 억세스 포인트(AP: Access Point)로 보고하는 절차를 수행하게 된다. 이에 대응하여 상기 억세스 포인트는 상기 가입자 단말기로부터 보고되는 무선 전송로 상태 정보에 의해 변조 및 코딩 방식을 조정하고, 상기 조정된 변조 방식 및 부호화 방식을 상기 가입자 단말기로 통보한다. 그 후 상기 가입자 단말기는 상기 억세스 포인트에 의해 조정된 변조 방식과 코딩 방식에 의해 신호를 송신한다. 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템에서는 상기 무선 전송로 상태 정보의 보고가 FC 단위로 이루어지도록 함으로써, AMC 방식을 적용함으로 인해 발생하는 시그널링 부하(signalling load)를 줄일 수 있도록 한다. 한편, 상기 FC는 상기 AMC 방식을 적용함으로써 감수해야 하는 오버 헤드 정보(overhead information)의 양에 따라 적응적으로 조절될 수 있음은 물론이다. 일 예로, 상기 오버헤드 정보가 많을 경우에는 상기 FC를 넓게 조절하고, 상기 오버헤드정보가 적을 경우에는 상기 FC를 좁게 조절한다.
상기 도 4에서는 FH-OFCDMA 통신 시스템에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명에서 제안하는 AMC 방식 및 동적 채널 할당(DCA: Dynamic Channel Allocation, 이하 'DCA'라 칭하기로 한다) 방식을 적용하는 과정을 설명하 기로 한다.
상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템에서 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우의 시간 관계를 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 가입자 단말기(500)는 미리 설정되어 있는 CQI 송신 주기(504)로 가입자 단말기(500) 자신이 속해있는 억세스 포인트(520)로 CQI를 송신한다(502단계). 여기서, 상기 CQI는 일 예로 신호 대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'이라 칭하기로 한다) 등이 될 수 있으며, 상기 가입자 단말기(500)는 FC 단위로 상기 CQI를 송신한다. 상기 가입자 단말기(500)이 FC 단위로 CQI를 전송하는 이유는 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 CQI 송신으로 인한 시그널링 로드와 간섭을 최소화하기 위함이다. 상기 억세스 포인트(520)는 억세스 포인트 복조 시간(522) 동안 상기 가입자 단말기(500)에서 송신한 FC 단위의 CQI들을 참조하여 AMC 방식을 적용하고, 상기 AMC 방식 적용 결과를 저장한다. 즉, 상기 억세스 포인트(520)는 상기 가입자 단말기(500)에서 송신한 FC 단위의 CQI들을 참조하여 FC들 각각에 대해서 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨(level)을 결정하고, 상기 결정된 FC들 각각에 대한 MCS 레벨들을 저장한다.
상기 억세스 포인트(520)는 상기 FC들 각각에 대해 결정된 MCS 레벨들을 저장한 후 억세스 라우터(AR: Access Router)(540)로 상기 FC들 각각의 CQI들을 송신한다(524단계). 여기서, 상기 억세스 포인트(520)에서 상기 억세스 라우터(540)로 상기 FC들 각각의 CQI들이 도달하는데 소요되는 시간이 억세스 라우터로의 송신 시간(542)이다. 상기 억세스 라우터(540)는 억세스 라우터 처리 시간(544) 및 스케줄링(scheduling) 시간(546) 동안 상기 억세스 포인트(520)에서 송신한 상기 FC들 각각의 CQI들을 참조하여 상기 가입자 단말기(500)에 DCA 방식을 적용한다. 즉, 상기 억세스 라우터(540)는 상기 가입자 단말기(500)의 FC들 각각의 CQI들을 참조하여 채널 상태가 가장 좋은 FC부터 채널 상태가 좋은 순서에 따라 순차적으로 정렬(ordering)한다. 본 발명에서는 채널 상태를 양호(이하 'good'이라 칭하기로 한다) 상태와, 일반(이하 'normal'이라 칭하기로 한다) 상태와, 열악(이하 'bad'라고 칭하기로 한다) 상태의 3가지 상태들로 구분하기로 하며, 따라서 상기 FC에 대한 채널 상태 역시 상기 3가지 상태들중 어느 한 상태가 되는 것이다.
따라서, 상기 억세스 라우터(540)는 상기 가입자 단말기(500)의 FC들 각각의 CQI들을 참조하여 상기 채널 상태에 따라 상기 good의 FC부터 순차적으로 bad의 FC까지 정렬한다. 그리고 나서 상기 억세스 라우터(540)는 상기 가입자 단말기(500)의 채널 상태에 최적인 FC 및 서브 채널을 미리 설정한 설정 개수만큼 선택한다. 여기서, 상기 선택된 설정 개수만큼의 FC들 및 서브 채널들을 'FC/서브 채널 집합'이라고 칭하기로 한다. 또한, 1개의 FC내의 서브 채널들은 모두 동일한 CQI를 가진다고 가정하기로 하며, 서브 채널을 할당하기 위해서는 상기 할당하고자 하는 서브 채널이 존재하는 FC를 같이 할당해주어야만 하기 때문에 'FC 및 서브 채널을 할당한다'라고 표기함에 유의하여야만 한다. 상기 억세스 라우터(540)는 상기 가입자 단말기(500)에 대해 할당한 FC/서브 채널 집합에 대한 정보를 상기 억세스 포인트(520)로 송신한다(526단계). 한편, 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템은 다수의 가 입자 단말기들을 고려해야만하므로 상기 억세스 라우터(540)는 상기 가입자 단말기(500)에 대해서 상기에서 설명한 바와 같이 채널 상태에 따라 FC/서브 채널 집합을 할당할 뿐만 아니라, 상기 가입자 단말기(500)와 동일한 억세스 포인트(520)에서 서비스를 받고 있는 다른 가입자 단말기들과의 관계 역시 고려하여 FC/서브 채널 집합을 할당해야만 하는 것이다. 상기 억세스 라우터(540)가 가입자 단말기들에 대해서 FC/서브 채널 집합을 할당하는 동작은 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 억세스 라우터(540)가 다른 가입자 단말기들의 FC/서브 채널 집합 할당까지 고려하여 할당한 상기 가입자 단말기(500)의 FC/서브 채널 집합에 대한 정보는 상기 억세스 포인트(520)로 전달되고, 상기 억세스 포인트(520)는 상기 억세스 라우터(540)로부터 전달받은 FC/서브 채널 집합내의 FC들에 대해서 상기 가입자 단말기(500)로부터 가장 최근에 수신한 해당 FC들의 CQI들과 비교한다. 상기 억세스 포인트(520)는 상기 비교 결과 FC/서브 채널 집합내의 FC들중 상기 가장 최근에 수신한 CQI들중 가장 좋은 CQI를 가지는 FC 및 서브 채널을 상기 가입자 단말기(500)의 서브 채널로 할당한다(510단계). 그리고 나서, 상기 억세스 포인트(520)는 상기 가입자 단말기(500)로부터 수신되는 FC 단위의 CQI들과 상기 할당한 FC 및 서브 채널 정보를 상기 억세스 라우터(540)로 송신한다(528단계).
상기 도 5에서는 FH-OFCDMA 통신 시스템에서 AMC 방식 및 DCA 방식을 적용할 경우의 시간 관계를 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템의 동적 채널 할당 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템의 동적 채널 할당 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 가입자 단말기(600)는 미리 설정되어 있는 CQI 송신 주기로 상기 가입자 단말기(600) 자신이 속해있는 억세스 포인트(620)로 FC 단위로 CQI를 송신한다(611단계). 상기 억세스 포인트(620)는 상기 가입자 단말기(600)로부터 수신되는 FC 단위의 CQI를 참조하여 상기 가입자 단말기(600)에 현재 할당되어 있는 FC/서브 채널의 채널 품질이 저하되었을 경우 억세스 라우터(640)로 상기 가입자 단말기(600)의 FC/서브 채널을 변경해주기를 요구한다(613단계). 상기 억세스 포인트(620)가 상기 억세스 포인트(620)가 서비스하고 있는 다수의 가입자 단말기들중 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들을 결정하는 방식은 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 한편, 상기 도 6에서는 1개의 가입자 단말기, 즉 가입자 단말기(600)로부터 FC/서브 채널 변경 요구가 송신되는 것으로 도시되어 있지만, 상기에서 설명한 바와 같이 실질적으로는 다수의 가입자 단말기들로부터 FC/서브 채널 변경 요구가 송신되는 것이다. 따라서, 상기 억세스 라우터(640)는 상기 억세스 포인트(620)로부터 다수의 가입자 단말기들의 FC/서브 채널 변경 요구를 감지하면 유휴 FC들 및 그 서브 채널들 중에서 상기 다수의 가입자 단말기들 각각에 할당할 FC/서브 채널 집합을 선택한다(615단계). 상기 억세스 라우터(640)가 상기 FC/서브 채널 변경 요구를 송신한 다수의 가입자 단말기들을 고려하여 상기 다수의 가입자 단말기들 각각에 할당할 FC/서브 채널 집합을 선택하는 구체적인 동작은 하 기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이후, 상기 억세스 라우터(640)는 상기 다수의 가입자 단말기들 각각에 할당한 FC/서브 채널 집합 정보를 포함시켜 상기 억세스 포인트(620)로 FC/서브 채널 변경 응답을 송신한다(617단계). 상기 억세스 라우터(640)로부터 FC/서브 채널 변경 응답을 수신한 상기 억세스 포인트(620)는 상기 FC/서브 채널 변경 응답에 포함되어 있는 FC/서브 채널 집합 정보를 검출하고, 상기 가입자 단말기(600)로부터 가장 최근에 수신한 FC 단위의 CQI를 참조하여 상기 FC/서브 채널 집합 정보에 해당하는 FC/서브 채널중에서 최적인 FC/서브 채널을 선택하여 상기 가입자 단말기(600)에 할당한다(619단계). 상기 억세스 포인트(620)가 다수의 가입자 단말기들을 고려하여 FC/서브 채널을 결정하는 동작은 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 상기 억세스 포인트(620)는 상기 가입자 단말기(600)에 할당한 FC/서브 채널 정보를 상기 억세스 라우터(640)로 송신하고(621단계), 또한 상기 가입자 단말기(600)로도 송신한다(623단계).
한편, 상기 도 6에서 설명한 바와 같이 억세스 라우터가 FC/서브 채널 변경을 요구한 다수의 가입자 단말기들을 고려하여 특정 가입자 단말기에 FC/서브 채널 집합을 할당하는 방식에는 3가지 방식이 존재하는데, 첫 번째 방식은 FC/서브 채널 변경을 요구한 순서에 상응하게 FC/서브 채널 집합 을 할당하는 방식이며, 두 번째 방식은 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 한다) 레벨에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 방식이며, 세 번째 방식은 QoS에 따른 최소 대역폭(minimum bandwidth)을 유지하도록 FC/서브 채널 집합을 할당하는 방식 이다.
그러면 여기서 상기 3가지 방식들을 고려하여 본 발명의 실시예들에 따른 억세스 포인트 및 억세스 라우터 동작을 설명하기로 한다.
그러면 여기서 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 억세스 포인트의 동작 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 억세스 포인트 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 7을 설명하기에 앞서, 상기 본 발명에서는 가입자 단말기에게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 방식이 FC/서브 채널 변경을 요구한 순서에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 방식과, QoS 레벨에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 선택하는 방식과, QoS에 따른 최소 대역폭을 유지하도록 FC/서브 채널 집합을 할당하는 방식의 3가지 방식들을 제안하는데, 상기 3가지 방식은 억세스 라우터에서 수행되는 방식이며, 억세스 포인트는 상기 억세스 라우터가 상기 3가지 방식들중 어떤 방식을 사용해서 FC/서브 채널 집합을 선택하는지에 상관없이 가입자 단말기에 FC/서브 채널을 선택한다. 따라서, 상기 도 7에서 설명하는 억세스 포인트의 동작 과정은 상기 억세스 라우터가 상기 3가지 방식들중 어떤 방식을 사용하여 FC/서브 채널 집합을 선택하더라도 동일하게 적용됨에 유의하여야만 하다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 711단계에서 상기 억세스 포인트는 매 프레임(frame)마다 가입자 단말기들로부터 CQI가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 CQI가 수신되면 상기 억세스 포인트는 713단계로 진행한다. 상기 713단 계에서 상기 억세스 포인트는 상기 가입자 단말기들로부터 수신된 CQI들을 저장한 후 715단계로 진행한다. 상기 715단계에서 상기 억세스 포인트는 상기 억세스 포인트 자신이 속한 억세스 라우터로 상기 가입자 단말기들로부터 수신한 CQI들을 송신하고 717단계로 진행한다. 여기서, 상기 억세스 포인트는 상기 수신한 모든 가입자 단말기들의 CQI들을 상기 억세스 라우터로 송신할 수도 있고, 혹은 현재 할당되어 있는 FC/서브 채널의 CQI가 bad를 나타내는 가입자 단말기들의 CQI들만을 상기 억세스 라우터로 송신할 수도 있다. 여기서, 상기 억세스 포인트가 수신한 모든 가입자 단말기들의 CQI들을 상기 억세스 라우터로 송신할 경우에는 상기 억세스 라우터가 상기 모든 가입자 단말기들에 대해 현재 할당되어 있는 FC/서브 채널의 CQI가 bad를 나타내는지를 검사하고, 상기 검사 결과 bad를 나타내는 가입자 단말기에 대해서만 FC/서브 채널 변경을 진행하도록 할 수 있다. 이와는 달리, 상기 억세스 포인트가 현재 할당되어 있는 FC/서브 채널의 CQI가 bad를 나타내는 가입자 단말기들의 CQI들만을 상기 억세스 라우터로 송신할 경우에는 상기 억세스 라우터는 이 가입자 단말기들에 대해서 FC/서브 채널 변경을 진행하도록 할 수 있다. 상기 도 7에서는 설명의 편의상 상기 억세스 포인트가 현재 할당되어 있는 FC/서브 채널의 CQI가 bad를 나타내는 가입자 단말기들의 CQI들만을 상기 억세스 라우터로 송신한다고 가정하기로 한다. 또한, 상기 억세스 포인트가 상기 가입자 단말기들에 대해서 CQI들을 송신한다는 것은 결과적으로 상기 가입자 단말기들에 대해서 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널을 변경해달라고 요구하는 것이다. 상기 억세스 포인트는 상기 가입자 단말기들에 대해서 FC/서브 채널 변경을 요구할 때 상기 억세스 라우터에서 지원하는 방식에 상응하게 더 필요로되는 정보를 보내주게 되는데 이는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
상기 717단계에서 상기 억세스 포인트는 상기 가입자 단말기들의 CQI들을 송신함에 따라 상기 억세스 라우터로부터 상기 가입자 단말기들에 대해서, 즉 현재 할당되어 있는 FC/서브 채널을 변경하기를 요청한 가입자 단말기들에 대해서 할당된 FC/서브 채널 집합 정보가 수신되는지를 검사한다. 상기 검사 결과 상기 억세스 라우터로부터 상기 FC/서브 채널을 변경하기를 요청한 가입자 단말기들에 대해서 할당된 FC/서브 채널 집합 정보가 수신되었을 경우 상기 억세스 포인트는 719단계로 진행한다. 상기 719단계에서 상기 억세스 포인트는 상기 FC/서브 채널을 변경하기를 요청한 가입자 단말기들 각각에 대해서 가장 최근에 수신한 CQI들을 참조하여 상기 억세스 라우터로부터 수신한 FC/서브 채널 집합 정보에 해당하는 FC/서브 채널중 최적의 FC/서브 채널을 할당한 후 721단계로 진행한다. 여기서, 상기 억세스 라우터로부터 수신한 FC/서브 채널 집합 정보에 해당하는 FC/서브 채널중 최적의 FC/서브 채널은 가장 최근에 수신한 CQI가 good인 FC/서브 채널인 것이다. 일 예로, 상기 억세스 라우터로부터 수신한 FC/서브 채널 집합 정보에 해당하는 FC들이 FC 1, FC 2이고, 상기 억세스 포인트가 가장 최근에 수신한 가입자 단말기의 CQI를 정렬한 결과 가장 좋은 채널 품질을 가지는 FC부터의 순서가 FC 4, FC 3, FC 2, FC 1일 경우 상기 억세스 포인트는 상기 가입자 단말기에 대해서 FC 2를 FC로 할당하게 되는 것이다.
상기 721단계에서 상기 억세스 포인트는 상기 가입자 단말기들 각각에 대해 서 할당한 FC/서브 채널 정보를 상기 억세스 라우터로 송신하여, 상기 억세스 라우터가 상기 할당된 FC/서브 채널을 인지할 수 있도록 한다.
다음으로 도 8을 참조하여 억세스 라우터가 FC/서브 채널 변경을 요구한 순서에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 억세스 라우터 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 8을 설명하기에 앞서, 본 발명의 제1실시예에서는 상기 억세스 라우터가 FC/서브 채널 변경을 요구한 순서에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 즉, 상기 억세스 라우터는 상기 가입자 단말기와 송수신하고 있는 데이터의 QoS에 상관없이 상기 억세스 포인터로부터 가입자 단말기들에 대해서 FC/서브 채널 변경을 요구한 순서에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 것이다. 이 경우, 상기 억세스 라우터는 상기 억세스 포인트에서 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기들에 대해서만 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 여기서, 상기 억세스 포인트가 상기 억세스 라우터로 가입자 단말기의 FC/서브 채널 변경을 요구하기 위해 송신되는 정보는 하기 표 1과 같다.
Figure 112003034853572-pat00001
상기 도 8을 참조하면, 먼저 811단계에서 상기 억세스 라우터는 억세스 포인트로부터 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들에 대한 CQI들을 수신하고 813단계로 진행한다. 상기 813단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들을 상기 CQI들을 수신한 순서대로, 즉 상기 FC/서브 채널 변경을 요구한 순서대로 정렬한 후 815단계로 진행한다.
상기 815단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 정렬한 순서에 따라 상기 가입자 단말기들 각각에 대해서 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템의 가용 FC/서브 채널들중 미리 설정되어 있는 설정 개수에 상응하게 good 혹은 normal 상태를 가지는 FC/서브 채널들을 FC/서브 채널 집합으로 할당한 후 817단계로 진행한다. 여기서, 상기 억세스 포인트는 FC/서브 채널들을 선택할 때 비교적 로드(load)가 적게 걸려있는, 즉 현재 서브 채널이 적게 할당되어 있는 FC의 서브 채널을 선택하도록 하여 시스템 전체 FC 자원의 효율성을 최대화시킨다. 여기서, 임의의 가입자 단말기에 대해서 FC/서브 채널 집합으로 할당해야할 FC/서브 채널을 이미 다른 가입자 단말기가 사용하고 있을 경우에는 상기 임의의 가입자 단말기에 대한 FC/서브 채널 집합으로 할당할 수 없다. 또한, 상기 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기에 대해서 FC/서브 채널을 변경해줄 수 없을 경우 상기 억세스 라우터는 상기 가입자 단말기가 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널 정보를 그대로 상기 억세스 포인트로 송신하여 상기 가입자 단말기가 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널 정보를 그대로 사용해야만 함을 알려주게 된다. 상기 817단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 가입자 단말기들 각각에 대해서 할당한 FC/서브 채널 집합 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하고 종료한다.
그러면 여기서 도 9를 참조하여 상기 도 8에서 설명한 바와 같이 FC/채널 변경을 요구한 순서에 따라 FC/서브 채널 집합을 할당하는 예제를 설명하기로 한다.
상기 도 9는 도 8의 억세스 라우터 동작에 따른 FC/서브 채널 집합 할당의 예제를 도시한 도면이다.
상기 도 9를 설명하기에 앞서, 먼저 억세스 포인트에서 FC/서브 채널을 할당받아 사용하고 있는 가입자 단말기들의 개수가 7개라고 가정하기로 하며, 상기 억세스 포인트에서 제공하는 FC들의 개수가 4개라고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 7개의 가입자 단말기들을 설명의 편의상 AT1 내지 AT 7이라고 칭하기로 하며, 상기 4개의 FC들을 설명의 편의상 FC 1 내지 FC 4라고 칭하기로 한다. 또한, 하기에서는 QoS 등급을 구분함에 있어서, Best Effort를 BE라고 칭하기로 하며, Real Time Service를 rt-PS라 칭하기로 하며, Non Real Time Service를 nrt-PS라 칭하기로 하며, Unsolicited Guarantee Service를 UGS라 칭하기로 한다. 여기서, 상기 QoS 등급들을 우선 순위에 따라 나타내면, USG, rt-PS, nrt-PS, BE 순이다.
상기 도 9를 참조하면, 먼저 임의의 i번째 프레임에서 AT1과 AT2는 FC1의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT4는 FC2의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT7과 AT3 및 AT6는 FC3의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT5는 FC4의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있다(911).
이후에 채널 상태가 변화하여 상기 AT1과 AT3 및 AT5가 사용하고 있는 FC/서브 채널의 채널 상태가 열악해졌다고, 즉 상기 AT1과 AT3 및 AT5가 사용하고 있는 FC/서브 채널이 bad라고 가정하기로 한다. 이 경우 상기 억세스 포인트는 상기 AT1과 AT3 및 AT5에 대해서 억세스 라우터로 FC/서브 채널 변경 요구를 송신하게 된다. 여기서, 상기 억세스 포인트는 상기 AT1 내지 AT 7 각각이 주기적으로 송신하는 CQI들을 가지고 상기 AT1 내지 AT 7의 채널 상태를 판단하게 되는 것이다.
상기 억세스 라우터는 상기 억세스 포인트로부터의 AT1과 AT3 및 AT5에 대한 FC/서브 채널 변경 요구를 감지하면, 상기 AT1과 AT3 및 AT5에 대한 FC/서브 채널 변경 동작을 수행하게 된다. 즉, 상기 억세스 라우터는 상기 AT1의 FC별 CQI를 참조하여 상기 AT1에는 good을 가지는 FC, 즉 FC3내의 서브 채널을 우선적으로 할당해야만 하지만, 이미 다른 AT들이 상기 FC3의 서브 채널들을 모두 사용하고 있으므로 다음으로 채널 상태가 좋은, 즉 normal을 가지는 FC, 즉 FC2의 유휴 서브 채널들중 서브 채널 2와 FC4의 유휴 서브 채널들중 서브 채널 3을 FC/서브 채널 집합으로 할당한다. 상기 도 9에서는 FC/서브 채널 집합에 포함되는 FC/서브 채널의 개수를 2개라고 가정한 것이다. 또한, 상기 억세스 라우터는 상기 AT3의 FC별 CQI를 참조하여 상기 AT3에는 good을 가지는 FC, 즉 FC1내의 유휴 서브 채널들중 서브 채널 1과 normal을 가지는 FC, 즉 FC4내의 유휴 서브 채널들중 서브 채널 2를 FC/서브 채널 집합으로 할당한다. 여기서, 상기 FC1의 서브 채널 1은 현재 AT1에 할당되어 있지만 상기 FC/서브 채널 변경 요구에 따라 할당 해제되므로 사용 가능하게 되는 것이다. 또한, 상기 억세스 라우터는 상기 AT5의 FC별 CQI를 참조하여 상기 AT3에는 good을 가지는 FC들, 즉 FC1내의 유휴 서브 채널들중 서브 채널 2와 FC2내의 유휴 서브 채널들중 서브 채널 3을 FC/서브 채널 집합으로 할당한다(913).
그리고, 상기 억세스 라우터는 상기 AT1과 AT3 및 AT5에 대해서 할당된 FC/서브 채널 집합 정보를 상기 억세스 포인트로 송신한다. 그러면 상기 억세스 포인트는 상기 억세스 라우터로부터 수신한 AT1과 AT3 및 AT5의 FC/서브 채널 집합 정보에 해당하는 FC들의 채널 상태를 가장 최근에 수신한 AT1과 AT3 및 AT5의 CQI들과 비교하여 최적의 FC/서브 채널을 할당하게 된다(915). 그래서 i+1번째 프레임에서는 AT2는 FC1의 서브 채널을 할당받아 사용하고, AT4와 AT5는 FC2의 서브 채널을 할당받아 사용하고, AT7과 AT6는 FC3의 서브 채널을 할당받아 사용하고, AT3과 AT1은 FC4의 서브 채널을 할당받아 사용하게 되는 것이다(917).
다음으로 도 10을 참조하여 억세스 라우터가 QoS 레벨에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 억세스 라우터 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 10을 설명하기에 앞서, 본 발명의 제2실시예에서는 상기 억세스 라우터가 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기들에 대해서 QoS 레벨에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 즉, 상기 억세스 라우터는 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기들 각각에 대해서 송수신하고 있는 데이터의 QoS 레벨에 상응 하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 것이다. 이 경우, 상기 억세스 라우터는 상기 억세스 포인트에서 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기들과 상기 QoS 레벨이 낮아 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기에게 FC/서브 채널을 빼앗긴 가입자 단말기들에 대해서 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 상기 본 발명의 제2실시예에서의 상기 억세스 포인트가 상기 억세스 라우터로 가입자 단말기의 FC/서브 채널 변경을 요구하기 위해 송신되는 정보는 하기 표 2와 같다.
Figure 112003034853572-pat00002
그러면 여기서, 상기 QoS 레벨들 각각에 대해서 설명하면 하기 표 3과 같다.
Figure 112003034853572-pat00003
상기 본 발명의 제2실시예를 지원하기 위해서는 상기 표 2에 나타낸 바와 같이 상기 억세스 포인트가 상기 억세스 라우터로 가입자 단말기의 FC/서브 채널 변경을 요구하기 위해 송신되는 정보에 QoS 레벨이 포함되어있어야만 하는 것이다.
상기 도 10을 참조하면, 먼저 1011단계에서 상기 억세스 라우터는 억세스 포인트로부터 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들에 대한 CQI들을 수신하고 1013단계로 진행한다. 상기 1013단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들을 그 QoS 레벨 순서대로 정렬한 후 1015단계로 진행한다. 여기서, 상기 본 발명의 제2실시예에서는 상기 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들은 실제 채널 상태가 열악한 가입자 단말기들 및 QoS 레벨이 낮아 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기에 할당되어 있던 FC/서브 채널을 빼앗긴 가입자 단말기들이다. 상기 1015단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 정렬한 순 서에 따라 상기 가입자 단말기들 각각에 대해서 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템의 가용 FC/서브 채널들중 미리 설정되어 있는 설정 개수에 상응하게 good 혹은 normal 상태를 가지는 FC/서브 채널들을 FC/서브 채널 집합으로 할당한 후 1017단계로 진행한다. 여기서, 상기 억세스 포인트는 상기 도 8에서 설명한 바와 같이 FC/서브 채널들을 선택할 때 상기 조건 이외에도 비교적 로드가 적게 걸려있는, 즉 현재 서브 채널이 적게 할당되어 있는 FC의 서브 채널을 선택하도록 하여 시스템 전체 FC 자원의 효율성을 최대화시킨다. 여기서, 상기 억세스 라우터는 상기 도 8에서 설명한 바와 같이 임의의 가입자 단말기에 대해서 FC/서브 채널 집합으로 할당해야할 FC/서브 채널을 이미 다른 가입자 단말기가 사용하고 있을 경우에는 상기 임의의 가입자 단말기에 대한 FC/서브 채널 집합으로 할당할 수 없다는 기본적인 원리를 적용하기는 하나 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기에는 상기 기본 원리를 적용하지 않고 상기 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기를 최우선적으로 하여 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 또한, 상기 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기에 대해서 FC/서브 채널을 변경해줄 수 없을 경우 상기 억세스 라우터는 상기 가입자 단말기가 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널 정보를 그대로 상기 억세스 포인트로 송신하여 상기 가입자 단말기가 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널 정보를 그대로 사용해야만 함을 알려주게 된다. 상기 1017단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 가입자 단말기들 각각에 대해서 할당한 FC/서브 채널 집합 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하고 종료한다.
그러면 여기서 도 11을 참조하여 상기 도 10에서 설명한 바와 같이 QoS 레벨 에 따라 FC/서브 채널 집합을 할당하는 예제를 설명하기로 한다.
상기 도 11은 도 10의 억세스 라우터 동작에 따른 FC/서브 채널 집합 할당의 예제를 도시한 도면이다.
상기 도 11을 설명하기에 앞서, 먼저 억세스 포인트에서 FC/서브 채널을 할당받아 사용하고 있는 가입자 단말기들의 개수가 7개라고 가정하기로 하며, 상기 억세스 포인트에서 제공하는 FC들의 개수가 4개라고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 7개의 가입자 단말기들을 설명의 편의상 AT1 내지 AT 7이라고 칭하기로 한다. 그리고 상기 AT1 내지 AT 7의 QoS 레벨에 따른 우선 순위는 하기 표 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112003034853572-pat00004
상기 도 11을 참조하면, 먼저 임의의 i번째 프레임에서 AT1과 AT2는 FC1의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT4는 FC2의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT7과 AT3 및 AT6는 FC3의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT5는 FC4의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있다(1111).
이후에 채널 상태가 변화하여 상기 AT1과 AT3 및 AT5가 사용하고 있는 FC/서 브 채널의 채널 상태가 열악해졌다고, 즉 상기 AT1과 AT3 및 AT5가 사용하고 있는 FC/서브 채널이 bad라고 가정하기로 한다. 이 경우 상기 억세스 포인트는 상기 AT1과 AT3 및 AT5에 대해서 억세스 라우터로 FC/서브 채널 변경 요구를 송신하게 된다. 여기서, 상기 억세스 포인트는 상기 AT1 내지 AT 7 각각이 주기적으로 송신하는 CQI들을 가지고 상기 AT1 내지 AT 7의 채널 상태를 판단하게 되는 것이다.
상기 억세스 라우터는 상기 억세스 포인트로부터의 AT1, AT3 및 AT5에 대한 FC/서브 채널 변경 요구를 감지하면, 상기 AT1, AT3 및 AT5에 대한 FC/서브 채널 변경 동작을 수행하게 된다. 즉, 상기 억세스 라우터는 AT1, AT3 및 AT5에 대해 FC별 CQI를 참조하여 FC/서브 채널을 할당하는데, 하기 표 5에서와 같이 상기 AT1, AT3 및 AT5보다 낮은 QoS 레벨을 가지는 AT들에게 이미 할당되어 있는 FC/서브 채널까지도 상기 AT1과 AT3 및 AT5에 할당할 수 있다.
Figure 112003034853572-pat00005
상기 표 5를 참조하면, AT1의 경우 good의 FC가 FC3이고, 이미 FC3의 모든 서브 채널들을 다른 AT들, 즉 AT3과 AT6과 AT7이 사용하고 있으나, 상기 AT1이 상기 억세스 포인트내의 다른 모든 AT들에 비해 가장 우선 순위가 높으므로 상기 억세스 라우터는 상기 FC3내의 서브 채널들을 사용하고 있는 AT들중 가장 낮은 우선 순위를 가지는 AT3의 FC/서브 채널을 빼앗아서 상기 AT1의 FC/서브 채널로 할당한다. 상기 도 9에서 설명한 바와 같이 FC/서브 채널 집합은 2개의 FC/서브 채널들로 구성되므로 상기 억세스 라우터는 상기 FC3 다음으로 채널 상태가 좋은 FC 2, FC4 중에서 임의로 FC2를 선택하여 상기 FC2내의 유휴 서브 채널들중 임의의 1개의 서브 채널, 즉 서브 채널 2를 선택하여 상기 FC/서브 채널 집합으로 할당한다. 결과적으로, 상기 AT1의 경우 억세스 라우터에서 할당받은 FC/서브 채널 집합에는 FC2/서브 채널2, FC3/서브 채널2가 포함되어 있는 것이다. 상기 AT3과 AT5역시 상기 AT1과 동일한 방법으로 각각 FC1/서브채널1, FC4/서브채널2와, FC1/서브 채널2, FC2/서브 채널3를 FC/서브 채널 집합으로 할당받는다(1113,1115,1117).
다음으로 도 12를 참조하여 억세스 라우터가 QoS 레벨에 따른 최소 대역폭에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 억세스 라우터 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 12를 설명하기에 앞서, 본 발명의 제3실시예에서는 상기 억세스 라우터가 QoS 레벨에 따른 최소 대역폭에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 즉, 상기 억세스 라우터는 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기들에 대해서 QoS 레벨에 따른 최소 대역폭에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 것이다. 이 경우, 상기 억세스 라우터는 상기 억세스 포인트에서 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기들과 상기 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기에게 FC/서브 채널을 빼앗긴 가입자 단말기들에 대해서 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 이를 다시 설명하면 다음과 같다.
상기 가입자 단말기의 QoS 레벨을 고려하여 FC/서브 채널 집합을 할당할 경우 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템에 과부하가 걸렸을 경우, 우선 순위가 밀리는 가입자 단말기의 경우 항상 FC/서브 채널 집합을 할당받을 수 없을 수도 있다. 또한 상기 QoS 레벨에 따라서 최소 대역폭을 유지해야 하는 서비스가 있을 수 있으므로, 상기 QoS 레벨에 따른 최소 대역폭 유지를 위한 최소의 FC/서브 채널 할당을 유지하면서 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기에게 FC/서브 채널을 할당해야만 한다. 이 경우 역시 FC/서브 채널을 변경하기를 요청하는 가입자 단말기에 대해서 현재 할당받을 수 있는 FC/서브 채널이 부족하거나 혹은 우수한 채널 상태의 FC/서브 채널을 우선 순위가 낮은 가입자 단말기가 사용하고 있을 경우 그 우선 순위가 낮은 가입자 단말기가 사용하고 있는 FC/서브 채널을 할당받아야 한다. 다만, 이 경우라도 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기의 최소 대역폭을 위한 할당 조건을 만족시켜야만 하는 것이다.
상기 본 발명의 제3실시예에서의 상기 억세스 포인트가 상기 억세스 라우터로 가입자 단말기의 FC/서브 채널 변경을 요구하기 위해 송신되는 정보는 하기 표 6과 같다.
Figure 112003034853572-pat00006
상기 도 12를 참조하면, 먼저 1211단계에서 상기 억세스 라우터는 억세스 포인트로부터 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들에 대한 CQI들을 수신하고 1213단계로 진행한다. 상기 1213단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들을 그 QoS 레벨 순서대로 정렬한 후 1215단계로 진행한다. 여기서, 상기 본 발명의 제3실시예에서는 상기 FC/서브 채널 변경이 요구되는 가입자 단말기들은 실제 채널 상태가 열악한 가입자 단말기들 및 QoS 레벨이 낮아 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기에 할당되어 있던 FC/서브 채널을 빼앗긴 가입자 단말기들이다. 상기 1215단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 정렬한 순서에 따라 상기 가입자 단말기들 각각에 대해서 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템의 가용 FC/서브 채널들중 미리 설정되어 있는 설정 개수에 상응하게 good 혹은 normal 상태를 가지는 FC/서브 채널들을 FC/서브 채널 집합으로 할당한 후 1217단계로 진행한다. 여기서, 상기 억세스 포인트는 상기 도 8 및 도 10에서 설명한 바와 같이 FC/서브 채널들을 선택할 때 상기 조건 이외에도 비교적 로드가 적게 걸려있는, 즉 현재 서브 채널이 적게 할당되어 있는 FC의 서브 채널을 선택하도록 하여 시스템 전체 FC 자원의 효율성을 최대화시킨다. 여기서, 상기 억세스 라우터는 상기 도 8에서 설명한 바와 같이 임의의 가입자 단말기에 대해서 FC/서브 채널 집합으로 할당해야할 FC/서브 채널을 이미 다른 가입자 단말기가 사용하고 있을 경우에는 상기 임의의 가입자 단말기에 대한 FC/서브 채널 집합으로 할당할 수 없다는 기본적인 원리를 적용하기는 하나 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기에는 상기 기본 원리를 적용하지 않고 상기 QoS 레벨이 높은 가입자 단말기를 최우선적으로 하여 FC/서브 채널 집합을 할당한다. 그러나, 상기 본 발명의 제3실시예는 상기 본 발명의 제2실시예에서와는 달리 아무리 우선 순위가 낮은 가입자 단말기라고 할지라도 서비스 제공을 위한 최소 대역폭을 유지할 수 있도록 하는 범위내에서 FC/서브 채널이 할당되도록 해야만 하는 것이다. 또한, 상기 FC/서브 채널 변경을 요구한 가입자 단말기에 대해서 FC/서브 채널을 변경해줄 수 없을 경우 상기 억세스 라우터는 상기 가입자 단말기가 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널 정보를 그대로 상기 억세스 포인트로 송신하여 상기 가입자 단말기가 현재 사용하고 있는 FC/서브 채널 정보를 그대로 사용해야만 함을 알려주게 된다. 상기 1217단계에서 상기 억세스 라우터는 상기 가입자 단말기들 각각에 대해서 할당한 FC/서브 채널 집합 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하고 종료한다.
그러면 여기서 도 13을 참조하여 상기 도 12에서 설명한 바와 같이 QoS 레벨에 따른 최소 대역폭에 상응하게 FC/서브 채널 집합을 할당하는 예제를 설명하기로 한다.
상기 도 13은 도 12의 억세스 라우터 동작에 따른 FC/서브 채널 집합 할당의 예제를 도시한 도면이다.
상기 도 13을 설명하기에 앞서, 먼저 억세스 포인트에서 FC/서브 채널을 할당받아 사용하고 있는 가입자 단말기들의 개수가 7개라고 가정하기로 하며, 상기 억세스 포인트에서 제공하는 FC들의 개수가 4개라고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 7개의 가입자 단말기들을 설명의 편의상 AT1 내지 AT 7이라고 칭하기로 하며, 상기 4개의 FC들을 설명의 편의상 FC 1 내지 FC 4라고 칭하기로 한다. 그리고 상기 AT1 내지 AT 7의 QoS 레벨에 따른 우선 순위 및 최소 대역폭은 하기 표 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112003034853572-pat00007
상기 도 13을 참조하면, 먼저 임의의 i번째 프레임에서 AT1과 AT2는 FC1의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT4는 FC2의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT7과 AT3 및 AT6는 FC3의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있고, AT5는 FC4의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있다(1311).
이후에 채널 상태가 변화하여 상기 AT1과 AT3 및 AT5가 사용하고 있는 FC/서브 채널의 채널 상태가 열악해졌다고, 즉 상기 AT1, AT3 및 AT5가 사용하고 있는 FC/서브 채널이 bad라고 가정하기로 한다. 이 경우 상기 억세스 포인트는 상기 AT1과 AT3 및 AT5에 대해서 억세스 라우터로 FC/서브 채널 변경 요구를 송신하게 된다. 여기서, 상기 억세스 포인트는 상기 AT1 내지 AT 7 각각이 주기적으로 송신하는 CQI들을 가지고 상기 AT1 내지 AT 7의 채널 상태를 판단하게 되는 것이다.
상기 억세스 라우터는 AT1과 AT3 및 AT5에 대해서 FC/서브 채널을 변경해주기 위해서 상기 억세스 포인트에서 서비스하고 있는 모든 가입자 단말기들을 우선 순위에 따라 정렬하고, 상기 정렬된 가입자 단말기들의 우선 순위는 하기 표 8과 같다.
Figure 112003034853572-pat00008
상기 표 8과 같이 상기 억세스 라우터는 상기 우선 순위에 따라 FC/서브 채널 집합을 할당하지만, 이 경우에라도 상기 최소 대역폭은 유지되도록 해야만 한다.
상기 AT1의 경우 good의 FC가 FC3이고, 이미 FC3의 모든 서브 채널들을 다른 AT들이 사용하고 있으나, 상기 AT1이 상기 억세스 포인트내의 모든 AT들중 가장 우선 순위가 높으므로 상기 억세스 라우터는 나머지 AT들중 가장 우선 순위가 낮은 AT3의 FC/서브 채널을 빼앗아서 상기 AT1에 할당해야만 한다. 그러나, 상기 FC3내의 서브 채널을 할당받아 사용하고 있는 AT3, AT6, AT7 모두 최소 대역폭으로 서브 채널 한 개를 요구하고 있으므로 상기 AT1은 아무리 우선 순위가 높더라도 FC3의 서브 채널을 할당받을 수 없게 된다. 따라서 그 다음으로 채널 상태가 우수한 FC 2,4를 선택해야만 한다. 상기 AT1의 경우 억세스 라우터에서 할당받은 FC/서브 채널 집합은 FC2/서브 채널2, FC4/서브 채널3이 된다. 상기 AT3과 AT5도 상기 AT1과 동일한 방법으로 각각 FC1/서브채널1, FC4/서브채널2와 FC1/서브채널2, FC2/서브채널 3을 할당받는다.
상기 억세스 포인트는 상기 가입자 단말기로부터 수신한 최신 CQI(1315)와, 상기 억세스 라우터로부터 수신한 프레임 셀/서브 채널 할당 정보(1313)를 참조하여 최종 할당 가능한 프레임 셀/서브 채널을 상기 가입자 단말기에 할당한다(1317). 결과적으로, 상기 AT1, AT3 및 AT5는 각각 FC4/서브 채널4, FC4/서브 채널2 및 FC2/서브 채널3을 재할당받는다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, OFDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 채널 품질 및 QoS 레벨까지 고려하여 동적으로 채널을 할당함으로써 자원 효율을 최대화시킨다는 이점을 가진다.

Claims (16)

  1. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하는 이동 통신 시스템에서 동적으로 프레임 셀/서브 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    억세스 포인트는 다수의 가입자 단말기들로부터 피드백되는 채널 품질 정보들을 프레임 셀 단위로 수신하고, 상기 다수의 가입자 단말기들 중 현재 사용하고 있는 상기 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들이 존재함을 검출하면, 억세스 라우터로 상기 검출한 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 포함시켜 상기 검출한 가입자 단말기들에 대한 프레임 셀/서브 채널 변경을 요구하는 과정과,
    상기 억세스 라우터는 상기 검출된 가입자 단말기들에 대해서 설정 방식에 상응하게 프레임 셀/서브 채널들을 선택하여 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하고, 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 대한 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하는 과정과,
    상기 억세스 포인트는 상기 검출된 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 이용하여 상기 검출된 가입자 단말기들 각각에 대응되게 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 포함되는 프레임 셀/서브 채널들 중 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택하여 할당하는 과정을 포함하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 억세스 라우터가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정은;
    상기 프레임 셀/서브 채널 변경을 요구받은 순서에 상응하게 상기 검출한 가입자 단말기들을 정렬하는 과정과,
    상기 정렬 결과에 따라 최우선 순위를 가지는 가입자 단말기부터 순차적으로 해당 가입자 단말기의 채널 품질 정보를 고려하여 상기 프레임 셀/서브 채널들을 선택하고, 상기 선택된 프레임 셀/서브 채널들을 포함하는 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정을 포함하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 억세스 라우터가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정은;
    상기 검출한 가입자 단말기들 각각의 데이터 서비스 품질 레벨들에 상응하게 상기 검출한 가입자 단말기들을 정렬하는 과정과,
    상기 정렬 결과에 따라 최우선 순위를 가지는 가입자 단말기로부터 순차적으로 해당 가입자 단말기의 채널 품질 정보를 고려하여 상기 프레임 셀/서브 채널들을 선택하고, 상기 선택된 프레임 셀/서브 채널들을 포함하는 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정을 포함하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 억세스 라우터가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정은;
    우선 순위가 높은 가입자 단말기가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합으로 생성하고자 하는 프레임 셀/서브 채널들이 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기들이 이미 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들인 경우, 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기부터 상기 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들을 할당 해제하는 과정과,
    상기 할당 해제한 프레임 셀/서브 채널들을 상기 우선 순위가 높은 가입자 단말기에게 할당하는 과정을 포함하는 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 억세스 라우터가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정은;
    상기 검출한 가입자 단말기들 각각의 데이터 서비스 품질 레벨들에 따라 요구되는 최소 대역폭들에 상응하게 상기 검출한 가입자 단말기들을 정렬하는 과정과,
    상기 정렬 결과에 따라 최우선 순위를 가지는 가입자 단말기로부터 순차적으로 해당 가입자 단말기에 대응되는 채널 품질 정보를 고려하여 상기 프레임 셀/서브 채널들을 선택하고, 상기 선택된 프레임 셀/서브 채널들을 포함하는 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정을 포함하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 억세스 라우터가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성하는 과정은;
    우선 순위가 높은 가입자 단말기가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합으로 할당하고자 하는 프레임 셀/서브 채널들이 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기들이 이미 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들인 경우, 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기들의 최소 대역폭들을 검출하는 과정과,
    상기 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들 중 상기 검출한 최소 대역폭에 해당하는 프레임 셀/서브 채널을 제외한 프레임 셀/서브 채널들을 할당 해제하는 과정과,
    상기 할당 해제한 프레임 셀/서브 채널들을 상기 우선 순위가 높은 가입자 단말기에게 할당하는 과정을 포함하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 억세스 포인트가 상기 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택하는 과정은;
    상기 검출한 가입자 단말기들 각각의 채널 품질 정보들을 참조하여 상기 프레임 셀/서브 채널 집합이 포함하는 프레임 셀/서브 채널들 중 양호한 채널 품질을 가지는 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택하는 과정을 포함하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 억세스 포인트가 현재 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들이 존재함을 검출하는 과정은;
    상기 다수의 가입자 단말기들 각각의 채널 품질 정보들을 참조하여 상기 다수의 가입자 단말기들의 프레임 셀/서브 채널들 각각에 대응되는 채널 품질들을 확인하는 과정과,
    상기 확인된 채널 품질들 각각과 미리 설정된 기준 채널 품질을 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과, 상기 확인된 채널 품질들 중에서 상기 기준 채널 품질 미만인 채널 품질들이 존재하는 경우, 상기 기준 채널 품질 미만의 채널 품질을 가지는 가입자 단말기들을 상기 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들로 검출하는 과정을 포함하는 프레임 셀/서브 채널 할당 방법.
  9. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하는 이동 통신 시스템에서 동적으로 프레임 셀/서브 채널을 할당하는 시스템에 있어서,
    다수의 가입자 단말기들로부터 피드백되는 채널 품질 정보들을 프레임 셀 단위로 수신하며, 상기 다수의 가입자 단말기들 중 현재 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들이 존재함을 검출하면, 억세스 라우터로 상기 검출한 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 포함시켜 상기 검출한 가입자 단말기들에 대한 프레임 셀/서브 채널 변경을 요구하고, 상기 변경 요구에 따라 상기 억세스 라우터로부터 프레임 셀/서브 채널 집합에 대한 정보를 수신하면, 상기 검출한 가입자 단말기들의 채널 품질 정보들을 이용하여 상기 검출한 가입자 단말기들 각각에 대응되게 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 포함되는 프레임 셀/서브 채널들 중 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택하여 할당하는 억세스 포인트와,
    상기 검출한 가입자 단말기들에 대해서 설정 방식에 상응하게 프레임 셀/서브 채널들을 선택하여 상기 프레임/셀 서브 채널 집합을 생성하고, 상기 프레임 셀/서브 채널 집합에 대한 정보를 상기 억세스 포인트로 송신하는 억세스 라우터를 포함함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 억세스 라우터는 상기 프레임 셀/서브 채널 변경을 요구받은 순서에 상응하게 상기 검출한 가입자 단말기들을 정렬하며, 상기 정렬 결과에 따라 최우선 순위를 가지는 가입자 단말기부터 순차적으로 해당 가입자 단말기의 채널 품질 정보를 고려하여 상기 프레임 셀/서브 채널들을 선택하고, 상기 선택된 프레임 셀/서브 채널들을 포함하는 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 억세스 라우터는 상기 검출한 가입자 단말기들 각각의 데이터 서비스 품질 레벨들에 상응하게 상기 검출한 가입자 단말기들을 정렬하며, 상기 정렬 결과에 따라 최우선 순위를 가지는 가입자 단말기로부터 순차적으로 해당 가입자 단말기의 채널 품질 정보를 고려하여 상기 프레임 셀/서브 채널들을 선택하고, 상기 선택된 프레임 셀/서브 채널들을 포함하는 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 억세스 라우터는 우선 순위가 높은 가입자 단말기가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합으로 생성하고자 하는 프레임 셀/서브 채널들이 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기들이 이미 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들인 경우, 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기부터 상기 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들을 할당 해제하고, 상기 할당 해제한 프레임 셀/서브 채널들을 상기 우선 순위가 높은 가입자 단말기에게 할당함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 억세스 라우터는 상기 검출한 가입자 단말기들 각각의 데이터 서비스 품질 레벨들에 따라 요구되는 최소 대역폭들에 상응하게 상기 검출한 가입자 단말기들을 정렬하며, 상기 정렬 결과에 따라 최우선 순위를 가지는 가입자 단말기로부터 순차적으로 해당 가입자 단말기에 대응되는 채널 품질 정보를 고려하여 상기 프레임 셀/서브 채널들을 선택하고, 상기 선택된 프레임 셀/서브 채널들을 포함하는 상기 프레임 셀/서브 채널 집합을 생성함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 억세스 라우터는 우선 순위가 높은 가입자 단말기가 상기 프레임 셀/서브 채널 집합으로 할당하고자 하는 프레임 셀/서브 채널들이 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기들이 이미 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들인 경우, 상기 우선 순위가 낮은 가입자 단말기들의 최소 대역폭들을 검출하며, 상기 사용하고 있는 프레임 셀/서브 채널들 중 상기 검출한 최소 대역폭에 해당하는 프레임 셀/서브 채널을 제외한 프레임 셀/서브 채널들을 할당 해제하고, 상기 할당 해제한 프레임 셀/서브 채널들을 상기 우선 순위가 높은 가입자 단말기에게 할당함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 억세스 포인트는 상기 검출한 가입자 단말기들 각각의 채널 품질 정보들을 참조하여 상기 프레임 셀/서브 채널 집합이 포함하는 프레임 셀/서브 채널들 중 양호한 채널 품질을 가지는 특정 프레임 셀/서브 채널을 선택함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 억세스 포인트는 상기 다수의 가입자 단말기들 각각의 채널 품질 정보들을 참조하여 상기 다수의 가입자 단말기들의 프레임 셀/서브 채널들 각각에 대응되는 채널 품질들을 확인하며, 상기 확인된 채널 품질들 각각과 미리 설정된 기준 채널 품질을 비교하고, 상기 비교 결과, 상기 확인된 채널 품질들 중에서 상기 기준 채널 품질 미만인 채널 품질들이 존재하는 경우, 상기 기준 채널 품질 미만의 채널 품질을 가지는 가입자 단말기들을 상기 프레임 셀/서브 채널을 변경해야하는 가입자 단말기들로 검출함을 특징으로 하는 프레임 셀/서브 채널 할당 시스템.
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