직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 부채널 할당 장치및 방법 document_id A220623034163

차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 고속의 다양한 서비스 품질(Quality of Service: 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 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) 시스템과 같은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a/d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다. 이러한 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 종례의 부채널 할당방식을 단계로 구분하여 살펴보면 크게 2단계로 구분할 수 있다. 첫 번째 단계는 우선순위가 높은 사용자 순서로 부채널을 하나씩 할당하는 단계로서 할당되는 부채널은 현재 사용되지 않고 남아있는 여러 개의 부채널 중에서 채널 값이 가장 높은 부채널이다. 즉, 스케줄링 과정에서 가장 높은 우선순위를 얻은 사용자가 여러 부채널 중에서 채널 상태가 가장 좋은 부채널을 사용한다. 종례의 부채널 할당방식은 채널 상태가 가장 좋은 부채널을 우선적으로 선택하여 할당하는 방식을 취하기 때문에, 첫 번째 단계에서 시스템 용량(throughput)의 최대화를 얻을 수 있다. 두 번째 단계는 첫 번째 과정 후에 남아있는 부채널을 할당하는 단계이다. 보통의 경우 두 번째 단계를 통해 사용자 간의 공평성(fairness)과 사용자 각각의 QoS(Quality of Service)를 제공한다. 종례의 부채널 할당방법들은 대부분 하나의 OFDM 심볼에서 주어진 부채널들을 얼마나 효율적으로 할당하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있는가, 즉, 사용자와 부채널 사이에서의 효율적인 자원할당방안에 초점을 맞추고 있었다. 하지만 IEEE 802.16e 시스템과 같은 차세대 이동통신 시스템에서는 단일 OFDM 심볼단위가 아닌, 여러 개의 OFDM 심볼을 하나의 프레임 단위로 처리하는 프레임 구조 시스템이다. 따라서 종례의 사용자와 부채널에서의 자원할당에 추가적으로 어떤 OFDM 심볼(몇 번째 심볼, 혹은 특정 시간)을 사용할 것인가 역시 정해주어야만 한다. 그러므로 종례의 사용자-부채널에서의 자원할당방법은 사용자-부채널-시간(심볼)에서의 자원할당방식으로 변화하여야 한다. 또한, 종례의 부채널 할당방법은 각 사용자간의 부채널 선택시 하나의 부채널을 여러 사용자가 사용하기 원하는 충돌(contention)에 관한 문제를 사용자의 우선순위에 따라 우선순위가 높은 사용자에가 부채널을 할당하는 단순한 스케줄링 방법으로 해결하고 있다. 하지만 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템과 같은 프레임 구조 시스템에서는 여러 사용자가 특정 부채널 공유하여(시간적으로 구분하여) 사용할 수 있기 때문에 어떠한 방식으로 충돌 문제를 해결하는가에 따라 시스템 성능이 달라질 수 있다.