KR100557191B1 - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환방법 - Google Patents

Abstract

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환 방법이 개시된다. 소프트 변조 전환 방법은, 액세스 포인트로부터 전송된 제1신호에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E)을 산출하는 단계; 에러율(E)이, 이웃하는 변조 방식이 혼재하는 혼재 영역에서 산출 가능한 에러율로 설정된 하한값과 상한값 사이의 값인지를 판단하는 단계; 에러율(E)이 혼재 영역에 위치한 경우, 상기 제1신호의 에러율(E)과 상기 제1신호 이후에 수신한 제2신호의 에러율(E1)의 차이값(H)을 산출하는 단계; 차이값(H)이 설정된 범위 내의 값이면, 변조 방식을 전환할 준비를 하는 단계; 및 제2신호 이후에 수신한 제3신호의 에러율(E2)과 제2신호의 에러율(E1)의 차이값(H2)이 설정된 값을 초과하면, 제1,2수신신호에 대한 제3수신신호의 수신 파워 레벨의 증감 여부에 따라 변조 방식은 전환하는 단계를 포함한다.

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Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환 방법{SOFT MODULATION CHANGING METHOD FOR CHANGING VARIABLY MODULATION WAY ACCORDING TO CELL COVERAGE RANGE IN BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEMS}

도 1은 셀 커버 영역에 따른 해당 변조 방식의 적용 범위를 표시한 도면,

도 2는 단말기가 액세스 포인트에서 멀어질 경우, 소프트 변조 전환 알고리즘을 적용한 예를 도시한 도면,

도 3은 단말기가 액세스 포인트에 근접할 경우, 소프트 변조 전환 알고리즘을 적용한 예를 도시한 도면,

도 4는 변조/코딩 정보의 양식을 나타낸 도면, 그리고

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 변조 전환 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 는, 광대역 무선 접속 통신 시스템의 채널 환경에 따라 변조 방식을 가변시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 함) 통신 시스템에서는 약 10Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS'라 함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다.

현재 3세대(3rd Generation; 이하 '3G'라 함) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다. 한편, 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 함) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다.

따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태의 새로운 통신 시스템을 개발하고 있으며, 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

그러나, 무선 MAN 시스템은 그 서비스 영역(coverage)이 넓고, 고속의 전송 속도를 지원하기 때문에 고속 통신 서비스 지원에는 적합하나, 사용자, 즉 가입자 단말기(SS; Subscriber Station)의 이동성을 전혀 고려하지 않은 시스템이기 때문 에 가입자 단말기의 고속 이동에 따른 핸드오프(handoff) 역시 전혀 고려되고 있지 않다.

한편 IEEE 802.16e는 랜의 기능을 포함하면서 최대 범위가 75㎞정도로 고속전송기능을 가진 네트워크인 도시지역통신망(MAN) 기술에 이동성을 추가한 무선 통신 기술이다. IEEE 802.16e는 점-대-다중점 망 구조에서 데이터, 비디오, 음성 서비스 등을 규정된 품질로 제공하기 위해서 만들어진 표준이다. 이러한 표준 규격에서 단말장치(subscriber station)는 고정되어 있는 것을 전제로 하고 광대역 서비스가 가능하다. IEEE 802.16e는 IEEE 802.16a 규격을 기반으로 하여 단말장치가 이동 중인 상태에서도 서비스를 제공받을 수 있도록 하고 핸드 오프 등의 기능을 추가하여 셀룰라 서비스 환경으로 확장하는 것을 목표로 하고 있다. IEEE 802.16e의 주요 내용으로는 링크버짓 향상, 단말 고속 이동시 통신 가능하게 하는 방안, 핸드 오프 추가, 저전력 모드 추가 등이 주된 내용이다.

IEEE 802.16e는 변조 방식을 한 가지 방식으로 고정하지 않고 채널 환경에 따라 적절하게 가변시킬 수 있도록 하고 있다. 이에 따라 IEEE 802.16e에서 이용할 수 있는 변조 방식으로는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식이 있다. 이러한 변조 방식들은 채널환경과 셀 커버 영역(cell coverage)에 적합하도록 가변적으로 적용된다.

종래의 변조 방식에서는 채널 환경 및 셀 커버 영역을 고려하여 QPSK에서 16QAM으로 변조 방식을 변경할 때, 단말기가 통화 중인지를 고려하지 않고 일방적 으로 변조 방식을 변경하는 것이 일반적이다. 이러한 채널 상태를 고려하지 않고 변조 방식을 급작스럽게 변경할 경우, 통화 중인 단말기들 간에 통화를 단절시키고 새로운 변조 방식으로 전환하기 때문에 재 통화를 위한 연결 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

한편, IEEE 802.16e에서는 채널 환경 및 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 QPSK, 16QAM, 64QAM의 3가지로 설정하고 있으나, 변조 방식 전환을 구체적으로 어느 시기에 해야 되는지는 언급하고 있지 않다. 즉, IEEE 802.16e에서는 언제(when), 어떤 기준(threshold)으로 변조 방식을 전환해야 되는지에 대한 구체적인 기준이 없으므로 사용자가 임의로 부적절하게 변조 방식을 가변시킬 수 있는 문제점이 있다.

또한, 종래의 IEEE 802.16e에서는 QPSK, 16QAM, 64QAM 각각의 셀 커버 영역의 경계 영역에서 단말기가 이웃하는 영역들 간에 이동이 잦을 경우, 각 셀 커버 영역에 대해 설정된 변조 방식들로 변조 방식의 변경이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라 셀 커버 영역의 경계 영역에 위치하면서 통화 중인 단말기는 재 통화 연결을 위한 시간이 많이 걸리기 때문에 원활한 채널 연결을 통한 통화가 불가능한 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 채널 환경 및 셀 커버 영역을 고려하여 통화가 단절되지 않으면서 변조 방식 전환에 걸리는 시간을 줄 일 수 있는 광대역 무선 접속 시스템의 변조 전환 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 셀 커버 영역의 경계 영역에 위치한 단말기가 통화 중일 때 보다 안정적인 통화를 제공하도록 변조 방식을 적절히 가변할 수 있는 광대역 무선 접속 시스템의 변조 전환 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적은 본 발명의 실시예에 따라, 액세스 포인트와 적어도 하나의 단말기로 구성된 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환 방법에 있어서, 액세스 포인트로부터 전송된 제1신호에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E)을 산출하는 단계; 에러율(E)이, 이웃하는 변조 방식이 혼재하는 혼재 영역에서 산출 가능한 에러율로 설정된 하한값과 상한값 사이의 값인지를 판단하는 단계; 에러율(E)이 혼재 영역에 위치한 경우, 상기 제1신호의 에러율(E)과 상기 제1신호 이후에 수신한 제2신호의 에러율(E1)의 차이값(H)을 산출하는 단계; 차이값(H)이 설정된 범위 내의 값이면, 변조 방식을 전환할 준비를 하는 단계; 및 제2신호 이후에 수신한 제3신호의 에러율(E2)과 제2신호의 에러율(E1)의 차이값(H2)이 설정된 값을 초과하면, 제1,2수신신호에 대한 제3수신신호의 수신 파워 레벨의 증감 여부에 따라 변조 방식은 전환하는 단계를 포함하는 소프트 변조 전환 방법에 의해 달성된다.

바람직하게는, 상기 하한값은 20%이고 상기 상한값은 25%이다. 또한 상기 차이값(H)의 크기를 비교하기 위해 설정한 범위는 1% 내지 3%이다. 그리고 상기 차이값(H2)의 초과 여부를 비교하기 위해 설정된 값은 3%이다. 본 실시예에서 전환 가능한 변조 방식은 64QAM, 16QAM, 및 QPSK이다. 상기 제1,2,3신호의 종류는 다운 링크 프리앰블이다.

한편, 상기와 같은 목적은 본 발명의 실시예에 따라, 액세스 포인트와 적어도 하나의 단말기로 구성된 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 단말기가 액세스 포인트로부터 멀어지는 경우 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환 방법에 있어서, 액세스 포인트로부터 전송된 제1신호에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E)을 산출하는 단계; 에러율(E)이, 이웃하는 변조 방식이 혼재하는 혼재 영역에서 산출 가능한 에러율로 설정된 하한값과 상한값 사이의 값인지를 판단하는 단계; 에러율(E)이 혼재 영역에 위치한 경우, 이웃하는 변조 커버 영역에 설정된 변조 방식으로의 전환을 준비하는 단계; 및 제1신호 이후에 수신한 제2신호에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E1)을 산출하여 상한값을 초과한 경우, 현재 설정된 변조 방식을 이웃하는 변조 커버 영역의 변조 방식으로 전환하는 단계를 포함하는 소프트 변조 전환 방법에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 단말기가 액세스 포인트로부터 멀어지는 경우 적어도 2개의 변조 방식의 적용이 가능한 범위에 위치한 단말기에 대해서 수신 신호에 대한 에러율의 상한값과 하한값을 설정하여 에러율이 상한값과 하한값 사이이면 현재 변조 방식을 유지하고 에러율이 상한값을 초과하면 이웃하는 셀 커버 영역에 적용되는 변조 방식을 적용함으로써, 단말기의 변조 방식 전환을 용이하게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명 한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 단말기(AT: Access Terminal)가 액세스 포인트(AP: Access Point)의 셀 커버 영역(cell coverage)안에 있을 경우 단말기의 수신 파워, 액세스 포인트와의 거리에 따라서 변조 방식을 가변적으로 전환하여 적용한다. 본 발명은 무선 채널 환경에 적합한 소프트 변조 전환 알고리즘(Soft Modulation Changing Algorithm)을 이용하여 해당 변조 방식을 전환하기 위해 설정한 시기와 거리에 따라 변조 방식을 적절하게 변경한다.

도 1은 셀 커버 영역에 따른 해당 변조 방식의 적용 범위를 표시한 도면이다.

액세스 포인트(50)를 중심으로 이상적인 원이 셀 커버 영역으로 형성될 경우, 64QAM은 액세스 포인트(50)로부터 가장 근접한 영역의 셀을 구성하고 QPSK는 가장 원거리 영역의 셀을 구성하며 16QAM은 64QAM과 QPSK의 중간 정도 영역의 셀을 구성한다.

도면에서 가로축은 단말기(60,70,80)가 액세스 포인트(50)로부터 떨어진 거리를 나타내고, 세로축은 액세스 포인트(50)에서 전송되는 파워를 나타낸다.

64QAM은 전송되는 비트 수가 가장 많기 때문에 원거리까지 데이터를 전송하려면 액세스 포인트(50)에서 많은 파워를 소모하게 된다. 따라서 64QAM은 액세스 포인트(50)와 가장 근접한 셀 커버 영역에서 적용되는 변조 방식이다. 도면에서 64QAM이 적용되는 셀 커버 영역은 액세스 포인트(50)부터 a지점 사이 영역이다.

16QAM이 적용되는 셀 커버 영역은 a지점부터 b지점 사이 영역이다.

QPSK는 전송되는 비트 수가 가장 작기 때문에 원거리까지 데이터를 전송하려면 액세스 포인트(50)에서 상대적으로 적은 파워가 요구된다. 따라서 QPSK는 액세스 포인트(50)와 가장 먼 거리의 셀 커버 영역(b지점부터 c지점 사이 영역)에서 적용되는 변조 방식이다.

도 2는 단말기가 액세스 포인트에서 멀어질 경우, 소프트 변조 전환 알고리즘을 적용한 예를 도시한 도면이다.

X축은 액세스 포인트로 부터 떨어진 거리를 나타내고, Y축은 액세스 포인트에서 전송되는 신호의 파워를 나타낸다. 액세스 포인트에서 가장 근접한 셀 커버 영역은 64QAM이 적용되고, 중간 셀 커버 영역은 16QAM이 적용되며, 가장 원거리 셀 커버 영역은 QPSK가 적용된다.

도면에서 각 'A'영역은 적용된 해당 변조 방식이 안정적으로 적용되는 셀 커버 영역으로써, 다른 변조 방식이 적용되는 인접 셀 커버 영역과는 독립되는 영역이다. 또한 각 'B'영역은 이웃하는 인접 셀 커버 영역과 중첩되는 구간으로써, 서로 다른 2개의 변조 방식이 혼재되는 셀 커버 영역이다.

도면에서 'error'는 에러율의 문턱치(threshold) 값으로써, 본 실시예에서는 서로 다른 변조 방식으로 해당 변조 방식을 전환하기 위한 기준이 되는 에러율의 문턱치 값은 각각 20%와 25%로 설정한다.

액세스 포인트가 전송한 신호를 수신한 단말기에서 수신신호의 에러율에 따 라 변조 방식을 전환하는 예를 도면을 통해 설명한다.

액세스 포인트로부터 전송된 64QAM변조된 신호를 수신한 단말기는 수신 신호의 에러를 체크하여 설정된 문턱치와 비교한다. 설정된 문턱치를 초과하는 값이면 단말기는 변조 방식을 전환하고 전화된 변조 방식으로 변조된 신호를 전송하도록 요구하는 신호를 액세스 포인트로 전송한다. 액세스 포인트는 단말기로부터 수신한 요구에 따라 변조 방식의 변환 여부를 결정하고, 요구한 변조 방식으로 신호를 변조하여 단말기로 전송한다.

한편, 단말기는 수신신호의 에러율이 20% 이하이면, 현재 변조 방식인 64QAM을 유지한다. 에러율이 20% 내지 25% 사이이면, 액세스 포인트는 64QAM과 16QAM이 혼재하는 영역에 단말기가 위치한 것으로 판단하고 64QAM 변조 방식을 유지한다.

64QAM 변조 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 25%를 초과하게 되면, 단말기는 변조 방식을 16QAM으로 전환하고 16QAM으로 변조된 신호를 전송하도록 하는 요구정보를 액세스 포인트에 전송한다. 이때 단말기는 16QAM으로 변조된 신호를 수신하고, 수신 신호의 에러율을 체크한다. 단말기는 수신신호의 에러율을 확인하고 16QAM 변조된 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 20% 이하이면, 현재 변조 방식인 16QAM을 유지한다. 에러율이 20% 내지 25% 사이이면, 단말기는 16QAM과 QPSK가 혼재하는 영역에 단말기가 위치한 것으로 판단하고 16QAM 변조 방식을 유지한다.

16QAM 변조 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 25%를 초과하게 되면, 단말기는 변조 방식을 QPSK로 전환한다. 이때 단말기는 액세스 포인트로부터 QPSK로 변조된 신호를 수신하고, 수신 신호의 에러율을 체크한다. 단말기는 액세스 포인트 로부터 수신한 에러율을 체크하고 QPSK 변조된 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 20% 이하이면, 현재 변조 방식인 QPSK를 유지한다. 에러율이 20% 내지 25% 사이에서도 단말기는 QPSK 변조 방식을 유지한다.

따라서, 단말기가 액세스 포인트로부터 멀어지는 경우 적어도 2개의 변조 방식의 적용이 가능한 범위에 위치한 단말기에 대해서 수신 신호에 대한 에러율의 상한값과 하한값을 설정하여 에러율이 상한값과 하한값 사이이면 현재 변조 방식을 유지하고 에러율이 상한값을 초과하면 이웃하는 셀 커버 영역에 적용되는 변조 방식을 적용함으로써, 단말기의 변조 방식 전환을 용이하게 할 수 있다.

도 3은 단말기가 액세스 포인트에 근접할 경우, 소프트 변조 전환 알고리즘을 적용한 예이다.

도면에서 서로 다른 변조 방식으로 해당 변조 방식을 전환하기 위한 기준이 되는 수신 신호의 에러율에 대한 문턱치 값은 각각 20%와 25%로 설정한다.

액세스 포인트로부터 전송된 QPSK 변조된 신호를 수신한 단말기는 수신 신호의 에러를 체크하여 변조 방식의 전환 여부를 결정한다. 단말기는 수신시호 에러율이 20% 이하이면, 현재 변조 방식인 QPSK를 유지한다. 에러율이 20% 내지 25% 사이이면, 단말기는 QPSK와 16QAM이 혼재하는 영역에 단말기가 위치한 것으로 판단하고 QPSK 변조 방식을 유지한다.

QPSK 변조 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 25%를 초과하게 되면, 단말기는 변조 방식을 16QAM으로 전환한다. 이때 단말기는 16QAM으로 변조된 신호를 수신하고, 수신 신호의 에러율을 체크하여 변조 방식의 전환 여부를 판단한다. 단말 기는 수신신호의 에러율을 확인한 결과 16QAM 변조된 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 20% 이하이면, 현재 변조 방식인 16QAM을 유지한다. 에러율이 20% 내지 25% 사이이면, 단말기는 16QAM과 64QAM가 혼재하는 영역에 단말기가 위치한 것으로 판단하고 16QAM 변조 방식을 유지한다.

16QAM 변조 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 25%를 초과하게 되면, 단말기는 변조 방식을 64QAM으로 전환한다. 이때 단말기는 64QAM으로 변조된 신호를 수신하고, 수신 신호의 에러율을 체크한다. 단말기는 에러율을 체크한 결과 64QAM 변조된 신호에 대한 수신 신호의 에러율이 20% 이하이면, 현재 변조 방식인 64QAM을 유지한다. 에러율이 20% 내지 25% 사이에서도 단말기는 64QAM 변조 방식을 유지한다. 64QAM 변조 방식을 유지하다가 에러율이 25%를 초과하면 16QAM 변조 방식으로 전환한다.

따라서, 단말기가 액세스 포인트로 근접하는 경우 적어도 2개의 변조 방식의 적용이 가능한 범위에 위치한 단말기에 대해서 수신 신호에 대한 에러율의 상한값과 하한값을 설정하여 에러율이 상한값과 하한값 사이이면 현재 변조 방식을 유지하고 에러율이 상한값을 초과하면 이웃하는 셀 커버 영역에 적용되는 변조 방식을 적용함으로써, 단말기의 변조 방식 전환을 용이하게 할 수 있다.

이하에서 단말기가 소프트 변조 전환 알고리즘을 적용하는 동작 절차를 설명한다. 이를 설명함에 있어 필요에 따라 도2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

IEEE 802.16e에서는 다운 링크 프리앰블(down link preamble)을 지원하기 때문에, 본 발명에서는 다운 링크 프리앰블이 있는 경우를 적용하여 본 발명의 동작 을 설명한다.

단말기가 다운 링크 프리앰블을 수신하면 첫 번째 다운 링크 프레임(down link frame)에서 다운 링크 프레임 프리픽스{Down Link(DL) Frame Prefix)를 확인한다. 다운 링크 프레임 프리픽스에는 변조/코딩정보(Rate_ID), 오에프디엠 심볼 개수(No_OFDM_Symbols), 서브 채널 개수(No_subchannels), 및 채널 상태정보(Prefix_CS)가 포함된다.

변조/코딩정보는 액세스 포인트가 다운 링크 맵에서 사용하는 변조/코딩(modulation/coding)을 단말기에 알려 주는데 정보이다.

도 4는 변조/코딩 정보의 양식을 나타낸 도면이다. 도시된 바에 따르면, 단말기가 액세스 포인트로부터 수신한 다운 링크 프리앰블에서 변조/코딩정보가 "0"이면, 수신신호가 QPSK1/2 변조 방식으로 변조된 신호임을 알 수 있다.

또한 단말기가 액세스 포인트로부터 수신한 다운 링크 프리앰블에서 변조/코딩정보가 "2"이면, 수신신호가 16QAM1/2 변조 방식으로 변조된 신호임을 알 수 있다. 단말기가 액세스 포인트로부터 수신한 다운 링크 프리앰블에서 변조/코딩정보가 "4"이면, 수신신호가 64QAM2/3 변조 방식으로 변조된 신호임을 알 수 있다.

한편, 오에프디엠 심볼 개수정보(No_OFDM_Symbols)는 액세스 포인트가 프레임의 첫 번째 심볼로 부터 시작되는 다운 링크 맵 메시지(DL_MAP message)를 위해서 오에프디엠 심볼의 개수를 단말기에 알려주는 정보이다.

서브 채널 개수정보(No_subchannels)는 액세스 포인트가 서브 채널 0번으로부터 시작되는 다운 링크 맵 메시지(DL_MAP message)를 위해서 단말기로 서브 채널 들의 개수를 알려주는 정보이다. 채널상태정보(Prefix_CS)는 액세스 포인트에서 단말기로 전송되는 정보로서, 단말기가 수신 신호에 대한 오류를 검출하기 위해 이용되는 정보이다.

단말기에서 수신신호에 대한 오류를 검출하기 위해 아래 [수학식 1]을 이용한다.

g(D)=D^8+D^2+D+1

여기서, g(D)는 사이클 코드의 생성값이고, 본 실시예서는 입력이 24비트일 때 8비트의 출력값이 생성된다. 이것을 (n,k)=(8,24)로 표시할 수 있다.

단말기는 변조/코딩정보(Rate_ID)를 확인하여 수신신호에 대해 해당되는 변조 방식을 알게 되고, 채널상태정보(Prefix_CS)를 통해 현재 채널 상태에 따른 에러를 확인한다.

이때 단말기는 채널상태정보를 통해 확인한 에러율이, 하한값과 상한값으로 각각 20%, 25%를 갖는 문턱치값과 비교한다. 단말기는 해당 셀에서 채널상태정보의 에러를 계산하여 에러가 문턱치값인 20% 내지 25% 사이의 값이면, 도 2 및 도 3에서 표시된 혼재영역 'B'에 위치하고 있음을 판단한다.

또한 단말기는 채널상태정보를 통해 확인한 에러율이 20% 미만이라면 안정 영역 'A' 있다고 판단하고, 채널상태정보를 통해 확인한 에러율이 25% 이상이면 채널 환경이 나쁘거나 다른 변조 방식을 사용하는 인접 셀 커버 영역에 위치하고 있음을 판단한다.

단말기가 액세스 포인트로 부터 멀어지면 도 2와 같은 형태가 되는데, 현재 사용 중인 변조 셀 커버 영역에서 멀어지면 채널상태정보를 통해 산출한 에러율이 증가하고 문턱치의 상한값인 25%에 근접하게 된다. 단말기는 현재 위치하고 있는 혼재 영역 영역에서부터 좀더 넓은 셀 커버 영역을 가지는 변조 방식이 적용되는 원거리 셀 커버 영역에 근접하게된다.

단말기는 이동 중이므로 계속해서 에러율은 변하게 되고 이 에러율이 25%를 넘기 전까지 현재 계산된 에러율과 이전에 계산한 에러율을 비교한다. 현재 에러율과 이전 에러율의 차이가 1% 이상 3% 미만이라면 단말기는 아직도 혼재 영역에서 벗어나지 못한 상황이므로 현재 사용하는 변조 방식을 사용하고 있지만, 단말기는 새로운 변조 방식이 적용될 것을 예측할 수 있기 때문에 인접 셀 커버 영역에서 사용되는 변조/복조 방식의 전환을 준비한다.

현재 에러율과 이전 에러율의 차이가 3% 이상이면 인접 셀 커버 영역에 근접하였으므로, 단말기는 새로운 변조/복조 방식을 적용한다. 이때 단말기는 해당 셀에서 수신 신호의 파워를 체크하여 증감 여부를 확인한다. 여기서 수신신호의 파워 레벨이 감소한 경우, 단말기는 현재 사용 중인 변조 방식보다 원거리에 적용되는 변조/복조 방식으로 전환한다. 이때 단말기는 전환한 변조/복조 방식에 따라 신호를 변조하여 전송하도록 액세스 포인트에 요구한다. 액세스 포인트는 이를 수신하여 단말기가 요구하는 변조 방식으로 신호를 변조하여 전송한다.

따라서, 단말기는 소프트 변조 전환 알고리즘에 따라 수신 신호의 에러율 및 수신 파워 레벨을 체크하여 미리 적용될 변조 방식으로 변조될 신호를 수신하여 복 조하고 미리 적용될 변조 방식으로 신호를 변조할 준비를 함으로써, 통화 단절 및 변조 방식 전환에 따른 시간 지연 없이 새로운 변조 방식을 보다 용이하게 적용할 수 있다.

단말기가 액세스 포인트에 근접하게 되면 도 3과 같은 형태가 되는데 현재 사용 중인 변조 셀 커버 영역에서 멀어지면 에러율은 증가하고 문턱치의 상한값인 25%에 근접하게 된다. 단말기는 현재 위치하고 있는 혼재 영역에서부터 좀더 좁은 셀 커버 영역을 가지는 변조 방식이 적용되는 근거리 셀 커버 영역에 근접하게 된다. 이후의 동작은 위에서 언급한 소프트 변조 전환 알고리즘이 적용된다. 만약 셀 수신 파워가 증가한 경우, 단말기는 현재 사용 중인 변조 방식 보다 근거리에 적용되는 변조 방식으로 변조/복조 방식을 전환하고 변조된 방식에 따라 신호를 변조하여 전송하도록 액세스 포인트에 요구한다.

본 발명에서 제시된 문턱치값은 채널 환경에 따라서 가변적임으로, 상황에 따라 알맞은 문턱치 값을 실험치에 따라 가변적으로 적용할 수 있다. 도 1에서 알 수 있듯이 변조 방식이 변하는 경계 지역에서의 급격한 변화, 경계 지역에서의 변조 방식 전환의 모호성을 없애기 위해서 도 2와 도 3에서는 히스테리시스(hysterisis) 영역을 설정하여서 안정 영역(A)과 혼재 영역(B)으로 구분하고 각각의 변조 방식별로 채널상태정보를 통한 에러율을 이용한 문턱치 값을 정한다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 변조 전환 방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저 단말기는 액세스 포인트로부터 전송된 다운링크 프리앰블(D)을 수신한 다. 단말기는 수신한 다운링크 프리앰블(D)에 포함된 변조/코딩정보로부터 수신 신호에 대한 변조 방식을 판별한다(S110). 또한 단말기는 다운링크 프리앰블(D)에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E)을 산출한다(S120). 이때 단말기는 산출한 에러율(E)이 설정한 문턱치의 하한값과 상한값인 20% 내지 25% 사이의 값인지를 판단한다(S130).

에러율(E)이 20% 내지 25% 사이의 값이 아닌 것으로 판단되면, 단말기는 에러율(E)이 20% 미만인지를 판단한다(S140). 에러율(E)이 20% 미만인 것으로 판단되면, 단말기는 안정 영역에 위치한 것으로 판단하고(S150) 현재 변조/복조 방식을 유지한다(S160).

S140 단계에서 에러율(E)이 20% 미만이 아닌 것으로 판단되면, 단말기는 에러율(E)이 25%를 초과하는 지를 판단한다(S170). 에러율(E)이 25%를 초과하는 것으로 판단되면, 단말기는 채널 환경이 열악한 것으로 판단하고(S180) 액세스 포인트와의 동기를 재 설정한다(S190).

한편, S130 단계에서 에러율(E)이 20% 내지 25% 사이의 값인 것으로 판단되면, 단말기는 혼재 영역에 위치한 것으로 판단하고(S210) 현재 변조/복조 방식을 유지한다(S220).

도 6을 참조하면, 단말기는 S220 단계 이후에 다운 링크 프레임(D1)의 수신 여부를 판단한다(S230). 다운 링크 프레임(D1)을 수신하지 않은 것으로 판단되면, 단말기는 S220 단계와 같이 현재 변조/복조 방식을 유지한다.

다운링크프레임(D1)을 수신한 것으로 판단되면, 단말기는 다운링크프레임(D1)에 대한 에러율(E1)을 산출한다(S240). 이때 단말기는 최초 산출한 에러율(E)과 현재 산출한 에러율(E1)의 차(H)를 산출한다(S250). 단말기는 에러율(E,E1)의 차이값(H)이 1% 내지 3% 사이의 값인지를 판단한다(S260).

차이값(H)이 1% 내지 3% 사이의 값인 것으로 판단되면, 단말기는 변조/복조 방식을 전환할 준비를 한다(S270). 단말기는 이후에 다운링크 프레임(D2)이 수신되면, 수신한 다운링크 프레임(D2)의 에러율(E2)을 산출하여 산출한 에러율(E2)과 이전에 산출한 에러율(E1)의 차가 3% 이상 차이가 나는 지를 판단한다. 이때 3% 이상 차이가 나는 것으로 판단되면, 단말기는 수신신호 파워 레벨의 증감을 체크하여 그 결과에 따라 변조 방식을 전환한다(S280). 여기서 수신신호의 파워 레벨이 증가하는 경우, 단말기는 변조 방식을 64QAM 또는 16QAM으로 전환한다. 보다 구체적으로 단말기는 현재 변조 방식이 16QAM인 경우에는 64QAM으로 전환하고, QPSK인 경우에는 16QAM으로 전환한다.

한편, S260 단계에서 차이값(H)이 1% 내지 3% 사이의 값이 아닌 것으로 판단되면, 단말기는 차이값(H)이 3%를 초과하는 값인지를 판단한다(S310). 차이값(H)이 3%를 초과하지 않는 것으로 판단되면, 단말기는 도 5의 S200 단계인 현재 변조/복조 방식을 유지한다.

차이값(H)이 3%를 초과하는 것으로 판단되면, 단말기는 수신 신호의 파워 레벨의 증감 여부를 체크한다(S320). 단말기는 다운링크 프레임(D1)의 수신 파워 레벨이 이전 수신한 다운 링크 프리앰블(D)에 대한 증감 여부를 비교한다(S330). 이때 파워 레벨이 이전 수신한 다운 링크 프리앰블(D)에 비해 증가한 것으로 판단되 면(S330), 단말기는 변조 방식을 64QAM 또는 16QAM으로 전환한다(S340). 또한 S330 단계에서 파워 레벨이 이전 수신한 다운 링크 프리앰블(D)에 비해 감소한 것으로 판단되면(S330), 단말기는 변조 방식을 16QAM 또는 QPSK로 전환한다(S340).

따라서, 수신 신호의 해당 변조 방식에서의 수신 에러율, 이웃하는 수신 신호의 에러율 간의 차, 및 수신 신호의 파워 레벨 증감 여부에 따라 변조 방식을 소프트하게 적용하여 전환함으로써, 통화시 안정된 통화를 할 수 있고 변조 방식 전환에 따른 재설정 시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 단말기가 액세스 포인트로부터 멀어지는 경우 적어도 2개의 변조 방식의 적용이 가능한 범위에 위치한 단말기에 대해서 수신 신호에 대한 에러율의 상한값과 하한값을 설정하여 에러율이 상한값과 하한값 사이이면 현재 변조 방식을 유지하고 에러율이 상한값을 초과하면 이웃하는 셀 커버 영역에 적용되는 변조 방식을 적용함으로써, 단말기의 변조 방식 전환을 용이하게 할 수 있다.

또한, 소프트 변조 전환 알고리즘에 따라 수신 신호의 에러율 및 수신 파워 레벨을 체크하여 미리 적용될 변조 방식으로 변조될 신호를 수신하여 복조하고 미리 적용될 변조 방식으로 신호를 변조할 준비를 함으로써, 통화 단절 및 변조 방식 전환에 따른 시간 지연 없이 새로운 변조 방식을 보다 용이하게 적용할 수 있다.

뿐만 아니라, 수신 신호의 해당 변조 방식에서의 수신 에러율, 이웃하는 수신 신호의 에러율 간의 차, 및 수신 신호의 파워 레벨 증감 여부에 따라 변조 방식 을 소프트하게 적용하여 전환함으로써, 통화시 안정된 통화를 할 수 있고 변조 방식 전환에 따른 재설정 시간을 단축시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (10)

1. 액세스 포인트와 적어도 하나의 단말기로 구성된 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환 방법에 있어서,

   상기 액세스 포인트로부터 전송된 제1신호에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E)을 산출하는 단계;

   상기 에러율(E)이, 이웃하는 변조 방식이 혼재하는 혼재 영역에서 산출 가능한 에러율로 설정된 하한값과 상한값 사이의 값인지를 판단하는 단계;

   상기 에러율(E)이 상기 혼재 영역에 위치한 경우, 상기 제1신호의 에러율(E)과 상기 제1신호 이후에 수신한 제2신호의 에러율(E1)의 차이값(H)을 산출하는 단계;

   상기 차이값(H)이 설정된 범위 내의 값이면, 변조 방식을 전환할 준비를 하는 단계; 및

   상기 제2신호 이후에 수신한 제3신호의 에러율(E2)과 상기 제2신호의 에러율(E1)의 차이값(H2)이 설정된 값을 초과하면, 상기 제1,2수신신호에 대한 상기 제3수신신호의 수신 파워 레벨의 증감 여부에 따라 변조 방식은 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 하한값은 20%이고 상기 상한값은 25%인 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 차이값(H)의 크기를 비교하기 위해 설정한 범위는 1% 내지 3% 인 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 차이값(H2)의 초과 여부를 비교하기 위해 설정된 값은 3%인 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 전환 가능한 변조 방식은 64QAM, 16QAM, 및 QPSK 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 제1,2,3신호의 종류는 다운 링크 프리앰블인 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
7. 액세스 포인트와 적어도 하나의 단말기로 구성된 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 액세스 포인트로부터 멀어지는 경우 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환 방법에 있어서,

   상기 액세스 포인트로부터 전송된 제1신호에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E)을 산출하는 단계;

   상기 에러율(E)이, 이웃하는 변조 방식이 혼재하는 혼재 영역에서 산출 가능한 에러율로 설정된 하한값과 상한값 사이의 값인지를 판단하는 단계;

   상기 에러율(E)이 상기 혼재 영역에 위치한 경우, 이웃하는 변조 커버 영역에 설정된 변조 방식으로의 전환을 준비하는 단계; 및

   상기 제1신호 이후에 수신한 제2신호에 포함된 채널상태정보로부터 에러율(E1)을 산출하여 상기 상한값을 초과한 경우, 현재 설정된 변조 방식을 상기 이웃하는 변조 커버 영역의 변조 방식으로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 하한값은 20%이고 상기 상한값은 25%인 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 전환 가능한 변조 방식은 64QAM, 16QAM, 및 QPSK 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 제1,2신호의 종류는 다운 링크 프리앰블인 것을 특징으로 하는 소프트 변조 전환 방법.

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