문맥 (context)
본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에 관한 것으로서, 특히, 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 전송 용량을 최대화하기 위한 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 이동통신 시장의 급성장으로 인하여 무선 환경에서 다양한 멀티미디어 서비스가 요구된다. 따라서, 4세대 이동통신 시스템은 고속 통신을 가능하게 하고 더 많은 통화량을 수용하기 위하여 반경이 매우 작은 셀들이 설치된다. 이러한 무선 네트워크는 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국(Base station)의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 상술한 이유로 4세대 이동통신 시스템에서는 자율적 적응형 무선 네트워크의 구성이 요구된다.
상기 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 상기 자율적 적응형 무선 네트워크를 구현하기 위해 기지국과 단말 사이에 신호를 중계하는 중계국을 이용하는 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선 통신시스템의 연구가 진행되고 있다.
즉, 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템은 상기 중계국을 이용하여 주변 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 또한, 상기 다중 홉 중계 기법은 상기 기지국과 단말 사이에 중계국을 설치하여 상기 중계국을 통한 다중 홉 중계 경로를 구성함으로써, 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 단말에 제공할 수 있다. 더욱이 상기 광대역 무선통신시스템은 상기 다중 홉 중계 경로를 이용하여 음영 지역과 같이 상기 기지국과 통신을 수행할 수 없는 지역의 단말들에 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있어, 셀 영역을 확장시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(100)은 서비스 영역에 포함되는 단말과 직접 링크로 연결한다. 반면에, 상기 기지국(100)은 서비스 영역 밖에 위치하거나 서비스 영역 외곽에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말들(120, 130, 140)과 중계국(110)을 통해 중계 링크로 연결한다.
즉, 상기 기지국(100)은 서비스 영역의 외곽 또는 건물 등에 의해 차폐현상이 심한 음영지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말들(120, 130, 140)에 상기 중계국(110)을 이용하여 더욱 우수한 무선 채널을 제공할 수 있다. 이때 상기 중계국은 수신된 신호를 단순히 증폭하여 재전송하는 증폭 전송(Amplify and Forward) 방식과 수신 신호를 복조 및 복호화한 후, 다시 변조 및 부호화하여 전송하는 복호 전송(Decode and Forward) 방식으로 운용될 수 있다.
상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 중계국이 상기 증폭 전송 방식을 사용하는 경우, 상기 중계국은 각 데이터 스트림들을 수신하는 주파수 대역과 송신하는 주파수 대역이 동일해야한다. 만일, 상기 광대역 무선통신시스템의 송신 주파수 대역과 수신 주파수 대역이 다르게 할당되는 경우, 상기 중계국은 수신 주파수 대역의 수와 송신 주파수 대역의 수가 동일해야한다. 따라서, 상기 증폭 전송 방식을 사용하는 중계국은 주파수 활용 상의 자유도를 제약하게 되므로, 주파수 사용 효율이 감소한다.
또한, 상기 중계국이 복호 전송방식을 사용하는 경우, 상기 중계국은 상기 기지국으로부터 여러 사용자들의 스트림이 한꺼번에 긴 채널 부호로 부호화된 신호를 다수의 부채널을 통해 수신받는다. 이후, 상기 중계국은 상기 긴 채널 부호로 부호화된 신호를 복호하여 사용자 데이터 스트림 별로 각각 짧은 길이의 채널 부호로 부호화하여 다수의 부채널을 사용하여 각 단말로 전송한다. 이때, 상기 복호 전송 방식의 중계국은 기지국과 중계국 링크에 할당한 부채널 및 그 개수를 상기 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 및 그 개수가 일치시켜야 한다. 따라서, 상기 복호 전송 방식의 중계국은 주파수 활용 상의 자유도를 보장하여 주파수 사용 효율을 향상시킬 수 있다.
하지만, 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템이 상기 중계국을 사용하는 경우, 상기 기지국은 상기 중계국을 거쳐 2홉(hop)으로 상기 단말에게 신호를 전송한다. 반대로 상기 단말도 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 상기 기지국에게 신호를 전송한다. 이 경우, 상기 광대역 무선통신시스템은 상기 기지국과 중계국 링크와 중계국과 단말 링크에 각각 부채널을 할당해야 하므로 주파수 사용 효율이 반으로 감소하는 문제점이 발생한다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
복호 전송(Decode and Forward) 방식을 사용하는 중계국에서 기지국-중계국 링크와 중계국-단말 링크 간의 부채널 할당 시 지켜야 하는 관계 조건은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation복호 전송 방식 중계국이 기지국과 단말 사이의 링크에서 부채널을 어떻게 할당해야 하는지 그 관계를 파악해야 한다.
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2정보 추출
information_extraction복호 전송 방식 중계국의 동작 및 부채널 할당 조건에 관한 내용을 추출한다.
- 상기 복호 전송 방식의 중계국은 기지국과 중계국 링크에 할당한 부채널 및 그 개수를 상기 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 및 그 개수가 일치시켜야 한다.
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3근거 선택
evidence_selection두 링크 간의 부채널 및 개수 일치 조건을 직접적인 근거로 선택한다.
- 기지국과 중계국 링크에 할당한 부채널 및 그 개수를 상기 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 및 그 개수가 일치시켜야 한다.
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4논리 통합
logical_integration기지국-중계국 링크의 부채널 수와 중계국-단말 링크의 부채널 수가 동일해야 한다는 관계를 도출한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation두 링크 간의 부채널 및 그 개수가 일치해야 한다는 결론을 도출한다.
- 기지국과 중계국 링크에 할당한 부채널 및 그 개수를 상기 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 및 그 개수가 일치시켜야 한다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 문맥에 근거하여 명확하게 답변을 작성한다.
최종 답변 (final_answer)
복호 전송(Decode and Forward) 방식을 사용하는 중계국은 기지국과 중계국 링크에 할당한 부채채널 및 그 개수를 상기 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 및 그 개수와 일치시켜야 한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
복호 전송 방식을 사용하는 중계국은 기지국과 중계국 링크에 할당한 부채널 및 그 개수를 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 및 그 개수와 일치시켜야 한다.