KR100456480B1 - 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체 - Google Patents

직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및 방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 각 사용자에게 할당된 부반송파 그룹의 가중치 레지스터에 사용자의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하고, 최상위 우선순위의 사용자부터 후순위의 우선순위를 갖는 사용자를 고려하여 각 사용자가 요구하는 부반송파 그룹을 할당하기 위해 각 부반송파별 사용자의 가중치를 비교 연산을 수행하여, 그 비교 연산 결과에 의한 우선순위에 따라 사용자에게 부반송파별 그룹을 할당함으로써 상위 우선순위를 갖는 단말기의 부반송파 그룹의 할당을 하위 우선순위를 갖는 단말기를 고려하여 진행되어 기존의 시스템의 한계를 극복할 수 있고, 여러 단말기로부터 기지국에 전달되는 변조/코딩 방식(MCS) 관련 신호를 이용하여 시스템의 처리율을 향상시킬 수 있다.

Description

직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및 방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체{System for sub-carrier allocation of orthogonal frequency division multiplexing and method thereof, its program stored recording medium}
본 발명은 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및 방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 단말기의 우선순위에 따라 부반송파를 할당하기 위한 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및 방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것이다.
도 1은 무선 채널 환경에서의 이동통신 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 기지국이 세 명의 사용자(사용자#1, 사용자#2, 사용자#3)에게 무선 채널 환경을 통하여 데이터를 송신하고 있다. 각각의 사용자는 서로 다른 무선 채널 환경을 가지고 있으며, 각 사용자의 부반송파마다 서로 다른 채널 환경을 가지게 된다.
일반적으로, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) / FDD(Frequency Division Duplex) 통신 시스템에서 변조/코드 방식(Modulation and Coding Scheme, MCS)을 적용하기 위해, 각 단말기는 하향 링크로 전달되는 신호들의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)을 부반송파별로 측정을 하고, 이를상향링크를 통해서 기지국으로 전송한다.
그러면, 기지국은 단말기로부터 전송되는 부반송파별 신호대잡음비를 통해 변조/코드 방식을 결정한다.
그런데, 기지국에서 상향링크 채널을 통해 전달되는 정보를 계산하기 위해 변조/코드 방식이 7종류, 트래픽을 전달하는 부반송파의 개수가 1536 개라고 가정하면, 부반송파별로 MCS 레벨을 표현하기 위해 1536×3비트의 정보가 단말기에서 기지국으로 전달되어야 한다.
대개, 상향 링크의 트래픽 또는 제어 정보를 전달하는 채널은 사용자별로 제한되어 있으며, 이렇게 제한된 채널에서 각 사용자별로 1536×3비트이 MCS 제어정보를 업스트림하는 것은 불가능하다.
이를 극복하기 위해 OFDMA/FDD 통신 시스템의 주파수 비선택적 (Frequency non-selective) 채널 특성을 이용하여, 여러 개의 부반송파를 하나의 그룹으로 묶어 그 그룹에 대한 MCS를 결정하여 전달한다.
예를 들어, 32개의 부반송파를 한 개의 그룹으로 사용할 경우 그룹의 수는 48개로 총 48×3비트의 MCS 관련 제어 정보가 단말기마다 기지국으로 올라가야 한다. 그런데, 단말기는 48개의 그룹의 정보를 모두 올리는 것이 아니라 기지국에서 할당받은 또는 단말기에 가장 유리한 부반송파 그룹을 선택하고, 이 선택된 부반송파 그룹에 대한 MCS 관련 제어 정보를 기지국으로 송신한다.
이와 같이, 종래 기술에 따른 실시예의 OFDMA/FDD 통시 시스템에서는 각 단말기의 제한된 부반송파 그룹의 MCS 관련 제어 정보를 이용하여 기지국의 패킷 스케줄러는 각 단말기의 우선순위, 및 송신하고자 하는 트래픽의 전송량에 따라 부반송파 그룹을 할당한다.
그러나, 단말기의 제한된 MCS 관련 제어 정보로 인하여 상위 우선순위를 갖는 단말기와 하위 우선순위를 갖는 단말기와의 부반송파 그룹 충돌이 발생하고, 그로 인해 단말기 모두에게 적합한 부반송파 그룹을 할당하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.
또한, 상위 우선순위를 갖는 단말기가 하위 우선순위를 갖는 단말기를 고려하여 부반송파 그룹을 할당하기 위해, 각 단말기의 부반송파 그룹의 할당하는 방법에는 많은 경우의 수가 존재하여, 이 모든 경우의 수를 탐색하여 모든 단말기에게 부반송파 그룹을 할당하는 것은 처리 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.
본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상위 우선순위를 갖는 단말기의 부반송파 그룹 할당을 하위 우선순위를 갖는 단말기를 고려하여 할당하도록 하는 직교주파수 다중분할통신에서의 부반송파 할당 시스템 및 방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체를 제공하는 것이다.
도 1은 무선 채널 환경에서의 이동통신 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 기지국의 일부 구성요소인 부반송파 그룹 할당부의 내부 구성을 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 기지국의 일부 구성요소인 수신부가 가진 각 단말기별 MCS 정보 테이블을 도시한 것이다.
도 5는 부반송파 그룹에 사용자를 할당하기 위한 경우의 수를 나타낸 것이다.
도 6은 부반송파 그룹에 사용자를 할당하기 위한 경우의 수에 따라 부반송파별 그룹 할당을 위한 탐색 과정을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예의 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 8은 도 3의 일부 구성요소인 가중치 레지스터에 사용자 가중치가 저장된 상태를 도시한 것이다.
도 9는 도 3의 일부 구성요소인 비교 레지스터의 값의 변화 상태를 도시한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 직교파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템의 특징은, 무선 채널을 통해 트래픽을 전달하는 기지국과 단말기를 포함하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템에 있어서, 상기 기지국은, 상기 단말기와 지정된 부반송파 그룹을 이용하여 트래픽과 제어신호를 송수신하는 송수신부; 상기 송수신부에서 전송되는 제어 신호 중에서 변조/코딩 방식(Modulation and Coding Scheme, MCS) 관련 제어신호를 단말기별로 수집하는 MCS 수집부; 상기 MCS 수집부에서 수집된 MCS 관련 제어 정보를 이용하여 각 단말기의 부반송파 그룹의 할당 우선순위를 결정하는 우선순위 할당부; 및 상기 우선순위 할당부에 의한 우선순위에 따라 각 단말기별 부반송파 그룹을 할당하는 부반송파 그룹 할당부를 포함하고,
상기 단말기는, 상기 기지국과 트래픽 및 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어정보를 송수신하는 송수신부; 상기 송수신부에서 상기 기지국과 지정된 부반송파를 통해 전달되는 신호에서 각 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어 정보를 추출하는 채널 상태 추정부; 상기 채널 상태 추정부에서 전달되는 각 부반송파별 MCS 관련 제어 정보를 이용하여 단말기별 특정 MCS를 가지는 부반송파 그룹을 선택하는 MCS 선별부를 포함한다.
상기 단말기의 송수신부는 상기 MCS 선별부에서 선별된 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어 정보를 할당받은 상향 링크의 제어채널을 통해 기지국으로 송신한다.
상기 기지국의 부반송파 그룹 할당부는,
각 사용자의 부반송파 그룹별 단말기의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하는 가중치 레지스터; 최상의 우선순위를 갖는 단말기부터 현재 부반송파 그룹에 할당하고자 하는 사용자 가중치를 이미 존재하는 값과 더하여 각 부반송파별 비교 연산을 수행하는 비교 레지스터; 및 상기 비교 레지스터에서 사용자 가중치를 더한 결과 중에서 최소값에 해당하는 부반송파 그룹부터 우선순위별로 단말기에 할당하는 부반송파 그룹 선택수단를 포함한다.
상기 부반송파 그룹 선택수단은 상기 단말기보다 낮은 우선순위를 갖는 단말기들을 고려하여 상기 단말기가 요구하는 부반송파 그룹의 개수를 충족하는지를 판단하고, 해당 단말기에게 할당된 부반송파 그룹의 비교 레지스터에 고정 할당 여부를 나타낸다.
한편 본 발명에 따른 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법의 특징은, a) 각 사용자에게 할당된 부반송파 그룹의 가중치 레지스터에 사용자의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하는 단계; b) 상기 a) 단계가 완료되면, 최상위 우선순위의 사용자부터 후순위의 우선순위를 갖는 사용자를 고려하여 각 사용자가 요구하는 부반송파 그룹을 할당하기 위해 각 부반송파별 사용자의 가중치를 비교 연산을 수행하는 단계; c) 상기 b) 단계의 비교 연산 결과에 의한 우선순위에 따라 사용자에게 부반송파별 그룹을 할당하는 단계를 포함한다.
상기 b) 단계에서 비교 연산을 수행하는 단계는,
가) 상기 가중치 레지스터에 각 사용자 가중치를 초기화하고, 상기 비교 레지스터가 초기화되는 단계; 나) 상기 가) 단계에서 초기화된 비교 레지스터에 상위 우선순위의 사용자 가중치를 더하는 단계; 및 다) 상기 나) 단계에서 상위 우선순위의 사용자 가중치를 더한 비교 레스터에 후순위의 우선순위를 갖는 사용자 가중치를 더하는 단계를 포함한다.
상기 c) 단계에서 부반송파별 그룹을 할당하는 단계는,
가) 상기 비교 레지스터에서 사용자 가중치를 더한 값들 중 최소 값에 해당하는 부반송파 그룹을 상위 우선순위를 갖는 사용자에게 할당하는 단계; 나) 상기 가) 단계에서 상위 우선순위를 갖는 사용자가 요구하는 부반송파 그룹의 개수를 후순위의 우선순위를 갖는 사용자를 고려하여 충족시키는 단계; 및 다) 상기 나) 단계에서 상위 우선순위를 갖는 사용자가 할당받은 위치를 제외한 비교 레지스터의 값들을 모두 지우고 다음 우선순위를 갖는 사용자에게 부반송파별 그룹을 할당하기 위해 대기하는 단계를 포함한다.
직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법을 구현한 프로그램이 저장된 기록매체의 특징은, 각 사용자에게 할당된 부반송파 그룹의 가중치 레지스터에 사용자의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하는 제1 기능; 최상위 우선순위의 사용자부터 후순위의 우선순위를 갖는 사용자를 고려하여 각 사용자가 요구하는 부반송파 그룹을 할당하기 위해 각 부반송파별 사용자의 가중치를 비교 연산을 수행하는 제2 기능; 상기 비교 연산 결과에 의한 우선순위에 따라 사용자에게 부반송파별 그룹을 할당하는 제3 기능을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 무선 채널을 통해 트래픽을 전달하는 기지국(100)과 단말기(200)를 포함하고 있다.
먼저, 기지국(100)은 여러 단말기(200)로의 하향 링크의 트래픽 전달을 위해, 수신부(110), MCS 수집부(120), 우선순위 할당부(130), 부반송파 그룹 할당부(140), 송신부(150)를 포함하고 있지만 이에 한정되지는 않는다.
수신부(110)는 단말기(200)로부터의 트래픽 및 제어신호를 수신한다. MCS 수집부(120)는 수신부(110)에서 전송되는 제어 신호 중에서 MCS 관련 제어신호를 단말기별로 수집한다.
우선순위 할당부(130)는 MCS 수집부(120)에서 수집된 MCS 관련 제어 정보를 이용하여 각 단말기(200)의 부반송파 그룹의 할당 우선순위를 결정하고, 부반송파 그룹 할당부(140)는 우선순위 할당부(130)에 의한 우선순위에 따라 각 단말기별 부반송파 그룹을 할당한다.
도 3은 도 2의 기지국의 일부 구성요소인 부반송파 그룹 할당부의 내부 구성을 도시한것이다.
도 3에 나타나 있듯이, 부반송파 그룹 할당부(140)는 우선순위 할당부(130)에서 할당된 부반송파 그룹별 단말기의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하는 가중치 레지스터(141), 상의 우선순위를 갖는 단말기(200)부터 현재 부반송파 그룹에 할당하고자 하는 사용자 가중치를 이미 존재하는 값과 더하여 각 부반송파별 비교 연산을 수행하는 비교 레지스터(143), 및 비교 레지스터(143)에서 사용자 가중치를 더한 결과 중에서 최소값에 해당하는 부반송파 그룹부터 우선순위별로 단말기에 할당하는 부반송파 그룹 선택수단(145)을 포함한다.
송신부(150)는 부반송파 그룹 할당부(140)에서 지정된 부반송파 그룹을 이용하여 각 단말기(200)로 트래픽을 송신한다.
다음 단말기(200)는 수신부(210), 채널 상태 추정부(220), MCS 선별부(230), 송신부(240)를 포함하고 있지만 이에 한정되지는 않는다.
수신부(210)는 기지국(100)의 송신부(240)로부터 전달되는 트래픽을 수신하고, 채널 상태 추정부(220)는 모든 단말기(200)에 지정된 부반송파를 통해 전달되는 파일럿 신호 등을 이용하여 각 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어 정보를 추출한다.
MCS 선별부(230)는 채널 상태 추정부(220)에서 전달되는 각 부반송파별 MCS 관련 제어 정보를 이용하여 단말기별 가장 유리한 MCS를 가지는 부반송파 그룹을 선택한다. 송신부(240)는 MCS 선별부(230)에서 선별되 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어 정보를 할당받은 상향 링크의 제어 채널을 통해 기지국(100)의 수신부(110)로 전송한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 실시예의 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템의 동작을 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 실시예에서는 시스템 하향 링크의 트래픽을 전달하는 부반송파 개수는 1536개이며, 이를 최대 8명의 사용자(즉, 단말기)가 나누어 사용하며, 상향 링크의 트래픽을 전달하는 부반송파의 개수는 768개이며, 이를 동시에 4개의 단말기가 나누어 사용한다고 가정한다.
도 4는 도 2의 기지국의 일부 구성요소인 수신부가 가진 각 단말기별 MCS 정보 테이블을 도시한 것이다.
도 4를 참고하면, User#1은 부반송파 128개를 묶은 것의 평균을 낸 CGL(Cluster Group Level)-128의 #0, #3, #6 및 #10에 해당되는 MCS 정보를 단말기(200)로부터 받은 것이다.
이것을 CGL-32의 부반송파 그룹으로 보면, #0~#3, #12~#15, #24~27 및 #40~#43에 해당되며, 기지국(100)은 이러한 부반송파 그룹 중 해당 단말기의 전송량에 따라 적당한 부반송파 그룹의 개수를 선택하게 된다.
또한 User#2는 CGL-64의 MCS 정보를 단말기로부터 받은 것이다. 이것을 CGL-32의 부반송파 그룹으로 보면, #2, #3, #16, #17, #24, #25, #32, #33에 해당되며, 기지국은 이러한 부반송파 그룹 중 해당 단말기의 전송량에 따라 적당한 부반송파 그룹의 개수를 선택하게 된다.
또한 User #3은, #6, #16, #24 및 #40에 해당되는 CGL-32의 MCS 정보를 단말기로부터 받은 것이며, 기지국은 이러한 부반송파 그룹 중 해당 단말기의 전송량에 따라 적당한 부반송파 그룹의 개수를 선택하게 된다.
일반적으로, 기지국은 해당 단말기의 무선 채널 변화에 따라 CGL-32, CGL-64, CGL-128 및 CGL-256이 선택되게 된다. 이때, CGL-256은 인근 채널과의 채널 변화가 거의 없는 정도를 나타내며, CGL-32는 인근 채널과의 채널 변화가 많은 것을 나타낸다.
즉, CGL-256은 인근 채널과의 변화가 적으므로 하나의 대표 값으로 나타낼 수 있다는 의미이며, CGL-32는 인근 채널과의 변화가 많으므로 하나의 대표 값으로 CGL-64, CGL-128 및 CGL-256을 나타낼 수 없기 때문에 CGL-32 단위로 표현하는 것이다.
이와 같이 각 사용자들이 해당 부반송파 그룹의 MCS 관련 제어 정보를 기지국으로 전달하였을 경우에, 부반송파 그룹 할당부(140)는 각 단말기별 우선순위 할당부(130)로부터 전달된 각 단말기의 우선순위에 따라 각 단말기별로 부반송파 그룹을 할당한다.
User#1, User#2 및 User#3의 우선순위는 User#1이 가장 높고, User#2 및 User#3가 차례로 다음 순위라 가정하자.
부반송파 그룹에 사용자들을 할당하기 위해서, User#1이 전송하고자 하는 데이터의 양이 CGL-32 단위로 12개가 요구된다면, 16개 중 12개를 골라야한다. 또한, User#2가 전송하고자 하는 데이터의 양이 CGL-32 단위로 6개가 요구된다면, 8개 중 6개를 골라야하며, User#3가 전송하고자 하는 데이터의 양이 CGL-32 단위로 4개가 요구된다면, 4개 모두를 사용하여야 한다.
따라서, 부반송파 그룹 할당부(140)가 부반송파 그룹에 사용자들을 할당하는 경우의 수는 아래 수학식 1과 같다.
User #1의 부반송파 그룹 선택시 User#2가 선택할 수 있는 부반송파 그룹을 피해서 선택하면 보다 많은 사용자들이 부반송파 그룹을 선택할 수 있다.
예를 들면, 도 5는 부반송파 그룹에 사용자를 할당하기 위한 경우의 수를 나타낸 것이다.
구체적으로 도 5는 User A의 경우의 수가 4가지이고, User B의 경우의 수가 2가지, User C의 경우의 수가 4가지인 경우에 부반송파 그룹 할당을 나타낸 것이다.
도 5에서, User A는 부반송파 그룹 8개 중 #0, #2, #3, #5에 대한 MCS 관련 정보를 받았고, 이 중 3개로만 트래픽을 전송하면 되고, User B는 부반송파 그룹 8개 중 #1, #3에 대한 MCS 관련 정보를 받았고, 이중 1개로만 트래픽을 전송하면 되고, User C는 부반송파 그룹 8개 중 #0, #2, #4, #5에 대한 MCS 관련 정보를 받았고, 이중 3개로만 트래픽을 전송하면 된다고 가정한다.
User A의 경우, 부반송파 그룹을 선택하는 경우의 수는 3가지 경우가 발생한다. 첫 번째 경우는 #0, #2, #3을 선택하는 경우이며, 두 번째 경우는 #0, #2, #5을 선택하는 경우이며, 세 번째 경우는 #0, #3, #5을 선택하는 경우이며, 마지막으로 네 번째 경우는 #2, #3, #5을 선택하는 경우이다.
User B는 동일한 방법으로 두 가지의 경우, User C는 네 가지의 경우가 각각 존재한다.
도 6은 부반송파 그룹에 사용자를 할당하기 위한 경우의 수에 따라 부반송파별 그룹 할당을 위한 탐색 과정을 도시한 것이다.
기존의 부반송파 할당 방법에서는 User A, User B, User C순으로 할당 우선순위가 있는 경우, 각 사용자의 각각의 할당 경우의 수에 대해서 도 6과 같은 탐색을 수행하였다.
User A의 #1의 경우에 해당하는 부반송파 그룹을 할당하고, User B의 #1의 경우에 해당하는 부반송파 그룹을 할당한 후, 할당 가능하면 User C의 #1의 경우를 시도한다.
User C의 #1의 경우가 할당 가능하지 못하면 #2의 경우를 시도해보고 각 경우 모두 할당 가능하지 못하면, User B의 다른 경우에 대해서 시도한다. User A, User B, User C의 모든 경우에 대해서 시도한 후, User C까지 할당 가능하면 탐색을 마친다.
그러나, 사용자의 수가 많이 늘어나게 되면, 각 사용자의 경우의 수에 따라 탐색을 수행하여야 하므로 그 경우의 수가 무한히 늘어나게 된다. 이러한 경우, 원하는 시간 내에 부반송파 그룹을 할당하지 못하는 경우가 발생한다. 또한, 탐색 수행이 고정된 시간 내에 수행되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
위에서 도 5와 도 6은 기존의 부반송파 그룹 할당 방법에서의 각 사용자의 경우의 수, 그에 따른 부반송파 그룹 할당을 위한 탐색 과정을 살펴보았다.
이하, 본 발명에 따른 실시예의 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법을 살펴본다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예의 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 부반송파 그룹 할당부(140)는 각 사용자마다 부반송파 그룹의 가중치 레지스터(141)에 사용자 가중치를 저장한다.(S1) 그리고, 최상위 우선순위를 갖는 사용자부터 비교 레지스터(143)에 현재 부반송파 그룹에 할당하고자 하는 사용자의 가중치를 더한다.(S2)
이때, 각 사용자의 우선순위를 기지국(100)의 우선순위 할당부에서 할당되었으며, 가중치 레지스터(141)와 비교 레지스터(143)는 첫 번째 사용자를 위해 '0'으로 초기화되어 있다.
그 후, 비교 레지스터(143)에는 이미 존재하는 값에 현재 사용자의 다음 우선순위를 갖는 사용자의 가중치가 더해진다.(S3)
부반송파 그룹 선택수단(145)은 비교 레지스터의 값 중에서 최소 값부터 해당 사용자에게 부반송파 그룹을 할당한다.(S4) 이때, 부반송파 그룹 선택수단(145)은 이미 할당된 위치를 제외하고 비교 레지스터의 값들 중 작은 순서대로 해당 사용자가 요구하는 부반송파 그룹의 개수를 충족시키도록 모두 할당한다.
그런데, 비교 레지스터의 값들 중에서 할당되지 않는 위치들에 대해 해당 사용자보다 낮은 우선순위를 갖는 사용자 모두를 고려하여 해당 사용자가 요구하는 부반송파 그룹의 개수를 충족시킬 수 있는지를 판단한다.(S5)
해당 사용자보다 낮은 우선순위를 갖는 사용자를 고려해야 되는 경우에, 낮은 우선순위를 갖는 사용자에 대해 S2, S3, S4, S5 단계를 반복 수행한다.
그런데, 해당 사용자보다 낮은 우선순위를 갖는 사용자를 고려하지 않아도 되는 경우에, 해당 사용자가 요구하는 부반송파 그룹의 개수를 모두 충족시키고, 이전의 상위 우선순위를 갖는 사용자가 할당받은 위치와 해당 사용자가 할당받은 위치를 제외한 비교 레지스터의 값들 삭제하고 '0'으로 초기화한다.(S6)
그리고, 다음 우선순위를 갖는 사용자로 변경하여 부반송파 그룹 할당 과정을 다시 시작한다.(S7) 그런데, 최하위 우선순위를 갖는 사용자까지 위의 부반송파 그룹 할당 과정을 수행한 경우에는 부반송파 그룹 할당 과정을 모두 종료하고, 그렇지 않은 경우에 S2 단계로 되돌아간다.
도 8은 도 3의 일부 구성요소인 가중치 레지스터에 사용자 가중치가 저장된 상태를 도시한 것이고, 도 9는 도 3의 일부 구성요소인 비교 레지스터의 값의 변화 상태를 도시한 것이다.
도 8은 도 5에서 각 사용자에게 할당된 CGL-32의 번호에 해당되는 가중치 레지스터(141)에 사용자의 우선순위에 따라 가중치를 넣은 것을 나타낸다. 이때 가중치 값은 사용자의 우선순위에 따라 가장 높은 우선순위를 갖는 사용자는 1을, 그 다음 우선순위의 사용자는 2를, 다음 우선순위의 사용자는 3을, 각 우선순위의 사용자에 따라 각기 1씩 더해 나간다.
도 9를 참고하면, 각 사용자의 부반송파 그룹별 가중치 레지스터(141)에 각 사용자의 가중치를 초기화하고, 1단계에서 가장 우선순위가 높은 User#1의 부반송파 그룹별 할당을 위해 비교 레지스터와 User#1의 가중치 레지스터를 합한다.
이때, 첫 사용자를 위해 비교 레지스터는 모두 0으로 초기화된다. User#1이 요구되는 부반송파 그룹의 개수는 16개 중 12개 이며, 다음 우선순위의 사용자를 고려하여 부반송파 그룹을 선택하여야 한다.
2단계에서 현재의 비교 레지스터(143)에 다음 우선순위자인 User#2의 가중치를 더한다. 더하여진 후 비교 레지스터의 값들 중 작은 순서대로 User #1에 할당한다. 2,3,24,25번의 위치를 제외한 1의 값을 가진 비교 레지스터에 해당되는 부반송파 그룹은 모두 User#1에 할당된다
3 단계에서 User#1이 요구하는 12개중에 아직 2개를 더 할당하기 위해서, 할당되지 않은 2,3,24,25번에 대해 다음 우선순위를 갖는 사용자 User#3의 가중치를 더한다. 이때, 비교 레지스터(143)의 24번의 위치만 6으로 값이 바뀌었다.
따라서, 더 이상의 사용자가 없으므로 4 단계에서 2,3,25번의 위치 중 무작위로 2개를 선택한다. 이렇게 선택된 12개의 부반송파 그룹을 User#1에 할당되며, 그 외의 비교 레지스터의 값은 0으로 초기화 된다.
5 단계에서 다음 우선순위 사용자 User#2를 할당한다. User#2가 할당할 수 있는 부반송파 그룹 위치에 해당하는 비교 레지스터(143)에 User#2의 가중치를 더한다. 6 단계에서 User#2의 요구되는 부반송파 그룹을 모두 할당 가능하므로, 현재 선택된 모든 부반송파 그룹을 모두 User#2에 할당한다.
7 단계에서 다음 사용자 User#3를 할당하기위해 비교 레지스터를 초기화하고, User #3의 가중치를 더한다. 현재 할당 가능한 User #3의 부반송파 그룹을 모두 할당하여도 User#3의 부반송파 그룹 할당은 불가능하므로, 8 단계에서 User#3는 부반송파 그룹을 할당 받을 수 없다.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의한 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및 방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체는 상위 우선순위를 갖는 단말기의 부반송파 그룹의 할당을 하위 우선순위를 갖는 단말기를 고려하여 할당함으로써 기존의 시스템의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템 및 방법, 그 프로그램이 저장된 기록매체는 트래픽 처리량의 증가시키기 위해 각 무선 채널 환경에 따라 적응형 변조/코딩 방식을 수행하는 경우에 여러 단말기로부터 기지국에 전달되는 변조/코딩 방식(MCS) 관련 신호를 이용하여 시스템의 처리율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 무선 채널을 통해 트래픽을 전달하는 기지국과 단말기를 포함하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 단말기와 지정된 부반송파 그룹을 이용하여 트래픽과 제어신호를 송수신하는 송수신부;
    상기 송수신부에서 전송되는 제어 신호 중에서 변조/코딩 방식(Modulation and Coding Scheme, MCS) 관련 제어신호를 단말기별로 수집하는 MCS 수집부;
    상기 MCS 수집부에서 수집된 MCS 관련 제어 정보를 이용하여 각 단말기의 부반송파 그룹의 할당 우선순위를 결정하는 우선순위 할당부; 및
    상기 우선순위 할당부에 의한 우선순위에 따라 각 단말기별 부반송파 그룹을 할당하는 부반송파 그룹 할당부를 포함하고,
    상기 단말기는,
    상기 기지국과 트래픽 및 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어정보를 송수신하는 송수신부;
    상기 송수신부에서 상기 기지국과 지정된 부반송파를 통해 전달되는 신호에서 각 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어 정보를 추출하는 채널 상태 추정부;
    상기 채널 상태 추정부에서 전달되는 각 부반송파별 MCS 관련 제어 정보를 이용하여 단말기별 특정 MCS를 가지는 부반송파 그룹을 선택하는 MCS 선별부
    를 각각 포함하는 직교 주파수 분할 다중화 통신에서의 부반송파 할당 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말기의 송수신부는 상기 MCS 선별부에서 선별된 부반송파 그룹별 MCS 관련 제어 정보를 할당받은 상향 링크의 제어채널을 통해 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국의 부반송파 그룹 할당부는,
    각 사용자의 부반송파 그룹별 단말기의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하는 가중치 레지스터;
    최상의 우선순위를 갖는 단말기부터 현재 부반송파 그룹에 할당하고자 하는 사용자 가중치를 이미 존재하는 값과 더하여 각 부반송파별 비교 연산을 수행하는 비교 레지스터; 및
    상기 비교 레지스터에서 사용자 가중치를 더한 결과 중에서 최소값에 해당하는 부반송파 그룹부터 우선순위별로 단말기에 할당하는 부반송파 그룹 선택수단
    을 포함하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부반송파 그룹 선택수단은 상기 단말기보다 낮은 우선순위를 갖는 단말기들을 고려하여 상기 단말기가 요구하는 부반송파 그룹의 개수를 충족하는지를 판단하고, 해당 단말기에게 할당된 부반송파 그룹의 비교 레지스터에 고정 할당 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 시스템.
  5. a) 각 사용자에게 할당된 부반송파 그룹의 가중치 레지스터에 사용자의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하는 단계;
    b) 상기 a) 단계가 완료되면, 최상위 우선순위의 사용자부터 후순위의 우선순위를 갖는 사용자를 고려하여 각 사용자가 요구하는 부반송파 그룹을 할당하기 위해 각 부반송파별 사용자의 가중치를 비교 연산을 수행하는 단계;
    c) 상기 b) 단계의 비교 연산 결과에 의한 우선순위에 따라 사용자에게 부반송파별 그룹을 할당하는 단계
    를 포함하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 비교 연산을 수행하는 단계는,
    가) 상기 가중치 레지스터에 각 사용자 가중치를 초기화하고, 상기 비교 레지스터가 초기화되는 단계;
    나) 상기 가) 단계에서 초기화된 비교 레지스터에 상위 우선순위의 사용자가중치를 더하는 단계; 및
    다) 상기 나) 단계에서 상위 우선순위의 사용자 가중치를 더한 비교 레스터에 후순위의 우선순위를 갖는 사용자 가중치를 더하는 단계
    를 포함하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 부반송파별 그룹을 할당하는 단계는,
    가) 상기 비교 레지스터에서 사용자 가중치를 더한 값들 중 최소 값에 해당하는 부반송파 그룹을 상위 우선순위를 갖는 사용자에게 할당하는 단계;
    나) 상기 가) 단계에서 상위 우선순위를 갖는 사용자가 요구하는 부반송파 그룹의 개수를 후순위의 우선순위를 갖는 사용자를 고려하여 충족시키는 단계; 및
    다) 상기 나) 단계에서 상위 우선순위를 갖는 사용자가 할당받은 위치를 제외한 비교 레지스터의 값들을 모두 지우고 다음 우선순위를 갖는 사용자에게 부반송파별 그룹을 할당하기 위해 대기하는 단계
    를 포함하는 직교주파수 다중분할 통신에서의 부반송파 할당 방법.
  8. 각 사용자에게 할당된 부반송파 그룹의 가중치 레지스터에 사용자의 우선순위에 따라 사용자 가중치를 저장하는 제1 기능;
    최상위 우선순위의 사용자부터 후순위의 우선순위를 갖는 사용자를 고려하여 각 사용자가 요구하는 부반송파 그룹을 할당하기 위해 각 부반송파별 사용자의 가중치를 비교 연산을 수행하는 제2 기능;
    상기 비교 연산 결과에 의한 우선순위에 따라 사용자에게 부반송파별 그룹을 할당하는 제3 기능
    을 포함하는 프로그램이 저장된 기록매체.
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