KR100523063B1 - Bit/Power Allocation Apparatus for Adaptive Mod/Demodulation Scheme with Variable Block Size and Method Thereof - Google Patents

Bit/Power Allocation Apparatus for Adaptive Mod/Demodulation Scheme with Variable Block Size and Method Thereof Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은, 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to an adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation apparatus having a variable block size and a method thereof.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은, 비활성화 부블록을 선정하고 적응형 블록 크기를 적용함으로써, 채널 상태에 따라 적응적으로 전송하고자 하는 비트의 수를 변경하여 시스템 성능을 향상시키고 높은 스펙트럼 효율을 얻기 위한, 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides a variable block size for improving system performance and obtaining high spectral efficiency by changing the number of bits to be adaptively transmitted according to channel conditions by selecting an inactive subblock and applying an adaptive block size. An object of the present invention is to provide an adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation device and a method thereof.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치에 있어서, 이웃한 두 채널 상태값의 차이를 계산하여 각 블록 크기에 대응하는 기울기값의 범위에 따라 블록 크기를 결정하기 위한 블록 크기 생성 수단; 신호대 잡음비(SNR)가 낮은 부블록을 선정하여 해당 부블록을 비활성화시키기 위한 비활성화 부블록 결정 수단; 적응적으로 결정된 블록 크기의 단위별로 신호대 잡음비(SNR)를 결정하기 위한 신호대 잡음비(SNR) 결정 수단; 및 블록별 변조 기법을 결정하기 위한 변조 방식 결정 수단을 포함함.According to the present invention, in an adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation device having a variable block size, a block size is determined according to a range of gradient values corresponding to each block size by calculating a difference between two neighboring channel state values. Block size generating means for; Deactivation subblock determination means for selecting a subblock having a low signal-to-noise ratio (SNR) to deactivate the subblock; Signal-to-noise ratio (SNR) determining means for determining a signal-to-noise ratio (SNR) for each unit of an adaptively determined block size; And means for determining a modulation scheme for determining a block-by-block modulation scheme.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 단일 사용자 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템 등에 이용됨.The invention is used in single user orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems and the like.

Description

가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치 및 그 방법{Bit/Power Allocation Apparatus for Adaptive Mod/Demodulation Scheme with Variable Block Size and Method Thereof} Bit / Power Allocation Apparatus for Adaptive Mod / Demodulation Scheme with Variable Block Size and Method Thereof}

본 발명은 단일 사용자 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하, 간단히 'OFDM'이라 함) 시스템 등에 적용되는 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적응형 변복조 기법을 사용하는 단일 사용자 OFDM 시스템 등에서 사용 가능한 부반송파의 선정과 적응형 블록 크기의 생성을 통해 시스템 성능을 향상시키고 복잡도를 줄이기 위한, 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation apparatus and method therefor having a variable block size applied to a single user orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter, simply referred to as 'OFDM') system. More specifically, the adaptive modulation and demodulation scheme with variable block size can be used to improve system performance and reduce complexity through the selection of subcarriers and adaptive block size, which can be used in single-user OFDM systems using adaptive modulation and demodulation techniques. Bit / power allocation device and method.

일반적으로, 비대칭 가입자 회선(Asymmetric Digital Subscriber Line; 이하, 간단히 'ADSL'이라 함)과 같은 유선 채널에서의 대표적인 적응형 변복조 방식으로는 'Hughes-Hartogs'의 알고리듬이나 초우(Chow)의 알고리듬이 있다.In general, representative adaptive modulation and demodulation methods in a wired channel such as an Asymmetric Digital Subscriber Line (hereinafter, simply referred to as 'ADSL') include 'Hughes-Hartogs' algorithm or Chow's algorithm. .

상기 'Hughes-Hartogs'의 알고리듬은 목표로 하는 데이터율에 도달할 때까지 한 비트를 추가하는데 있어서 최소한의 증분 전력을 요구하는 부반송파에 비트를 할당하는 그리디(greedy) 방식을 이용하므로, 연산량이 매우 큰 문제점이 있다.Since the algorithm of 'Hughes-Hartogs' uses a greedy method of allocating bits to subcarriers requiring a minimum incremental power in adding one bit until the target data rate is reached, There is a very big problem.

반면에, 초우의 알고리듬은 적절한 시스템 성능 마진을 찾은 후 최대 반복 횟수 내에서 전송하고자 하는 목표 데이터율까지 수렴시키되, 최대 반복 횟수가 넘어가면 강제적으로 비트를 가감하여 목표 데이터율로 수렴시킨다.On the other hand, Chow's algorithm finds an appropriate system performance margin and converges to the target data rate to be transmitted within the maximum number of iterations. When the maximum number of iterations is exceeded, it is forced to add or subtract bits to converge to the target data rate.

도 1은 종래의 적응형 변복조 방식 중 초우 알고리듬을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flow chart for explaining a super algorithm algorithm of the conventional adaptive modulation and demodulation method.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 초우 알고리듬은 'Hughes-Hartogs' 알고리듬보다는 목표 데이터율을 만족하는 알고리듬의 처리 속도가 빠르나, 여전히 큰 루프의 반복 과정이 존재하는 문제점이 있다.As shown in the figure, the conventional Chow algorithm has a faster processing speed of an algorithm that satisfies a target data rate than the 'Hughes-Hartogs' algorithm, but there is a problem that a large loop iteration process still exists.

한편, 실질적인 이동통신 환경에서는 채널의 상태가 시간에 따라 바뀌므로, 유선 채널에서 적용될 수 있는 적응형 변복조 방식보다 복잡도가 감소된 방식이 요구된다.On the other hand, since the state of the channel changes over time in a practical mobile communication environment, a method having a reduced complexity is required than an adaptive modulation and demodulation method that can be applied in a wired channel.

이와 같은 요구에 부응하여 제안된, 이동성이 있는 무선 채널에 적용될 수 있는 기존의 적응형 비트 및 전력 할당 알고리듬에는 크게 레케(Leke) 알고리듬 및 블록(Block) 로딩 알고리듬의 두 가지 방식이 있다.In order to meet these demands, there are two conventional adaptive bit and power allocation algorithms that can be applied to a mobile radio channel, a Leke algorithm and a block loading algorithm.

도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 적응형 비트/전력 할당 방식 중 레케 알고리듬 및 블록 로딩 알고리듬을 설명하기 위한 흐름도이다.2A and 2B are flowcharts for explaining a leke algorithm and a block loading algorithm in the conventional adaptive bit / power allocation scheme, respectively.

도 2a에 도시된 바와 같이, 종래의 레케 알고리듬은, 채널의 주파수 응답 크기를 정렬한 후 채널 상태가 나빠서 사용되지 않을 부반송파들을 사전에 미리 결정하여 사용하지 않음으로써, 주어진 전력 마진에 대해 전송 데이터율을 최대화하기 위해 다른 부반송파들로 전력을 재할당한다. 이 때, 전체 부반송파에 걸친 신호대 잡음 전력비와 각 반송파의 전력을 비교하여 비활성화 여부를 결정한다.As shown in Fig. 2A, the conventional Leke algorithm does not predetermine subcarriers that will not be used due to bad channel conditions after arranging the frequency response magnitudes of the channels, thereby transmitting data rates for a given power margin. Reallocates power to other subcarriers to maximize At this time, the signal-to-noise power ratio over the entire subcarriers and the power of each carrier are compared to determine whether to deactivate.

한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래의 블록 로딩 알고리듬은, 이동성이 있는 무선 채널 환경에서 요구하는 적은 양의 복잡도를 갖기 위해 적응형 변복조 레벨의 선정을 부반송파 단위로 하는 것이 아니라, 부반송파가 몇 개씩 묶여 있는 블록 단위로 처리하는 것이다.On the other hand, as shown in Fig. 2b, the conventional block loading algorithm does not select the adaptive modulation and demodulation level as a subcarrier unit in order to have a small amount of complexity required in a mobile radio channel environment. It is processed in units of blocks.

도 3a 및 도 3b는 상기 도 2a 및 도 2b의 알고리듬의 성능 비교를 위한 그래프이다.3A and 3B are graphs for performance comparison of the algorithms of FIGS. 2A and 2B.

도면에 도시된 바와 같이, 블록 로딩 알고리듬이 레케 알고리듬보다 성능이 우수함을 알 수 있다.As shown in the figure, it can be seen that the block loading algorithm outperforms the Leke algorithm.

다만, 상기 블록 로딩 알고리듬은, 할당된 비트의 총수가 목표 데이터량과 다를 때에는 초우의 알고리듬에서와 같이 강제적인 비트 가감 과정을 거치게 되나, 반복할 루프가 형성되어 있지 않아 시간적인 측면에서 적응형 변복조 방식의 적용이 가능하나, 이동통신 환경에서의 사용을 위해 복잡도 감소 및 스펙트럼 효율성을 더 향상시켜야 할 필요가 있다.However, when the total number of allocated bits is different from the target data amount, the block loading algorithm undergoes a forced bit decrement process, as in the algorithm of superwoofer, but since there is no loop to repeat, adaptive modulation and demodulation is performed in terms of time. Although the method is applicable, there is a need to further reduce the complexity and improve the spectrum efficiency for use in a mobile communication environment.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 비활성화 부블록을 선정하고 적응형 블록 크기를 적용함으로써, 채널 상태에 따라 적응적으로 전송하고자 하는 비트의 수를 변경하여 시스템 성능을 향상시키고 높은 스펙트럼 효율을 얻기 위한, 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems. By selecting an inactive subblock and applying an adaptive block size, the system performance is improved by changing the number of bits to be adaptively transmitted according to channel conditions. It is an object of the present invention to provide an adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation device having a variable block size and a method thereof for achieving high spectral efficiency.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치에 있어서, 이웃한 두 채널 상태값의 차이를 계산하여 각 블록 크기에 대응하는 기울기값의 범위에 따라 블록 크기를 결정하기 위한 블록 크기 생성 수단; 신호대 잡음비(SNR)가 낮은 부블록을 선정하여 해당 부블록을 비활성화시키기 위한 비활성화 부블록 결정 수단; 적응적으로 결정된 블록 크기의 단위별로 신호대 잡음비(SNR)를 결정하기 위한 신호대 잡음비(SNR) 결정 수단; 및 블록별 변조 기법을 결정하기 위한 변조 방식 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object is, in the adaptive modulation and demodulation type bit / power allocation device having a variable block size, by calculating the difference between two neighboring channel state values of the slope value corresponding to each block size Block size generating means for determining a block size according to a range; Deactivation subblock determination means for selecting a subblock having a low signal-to-noise ratio (SNR) to deactivate the subblock; Signal-to-noise ratio (SNR) determining means for determining a signal-to-noise ratio (SNR) for each unit of an adaptively determined block size; And means for determining a modulation scheme for determining a block-by-block modulation scheme.

한편, 본 발명의 방법은, 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 방법에 있어서, 이웃한 두 채널 상태값의 차이를 계산하여 각 블록 크기에 대응하는 기울기값의 범위에 따라 블록 크기를 결정하는 블록 크기 결정 단계; 각 부블록의 신호대 잡음비(SNR)를 총 블록에 대한 신호대 잡음비(SNR)와 비교하여 신호대 잡음비(SNR)가 낮은 부블록을 비활성화시키는 부블록 비활성화 단계; 적응적으로 결정된 블록 크기의 단위별로 신호대 잡음비(SNR)를 결정하는 신호대 잡음비(SNR) 결정 단계; 및 블록별 변조 기법을 결정하는 변조 기법 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the method of the present invention is a bit / power allocation method of an adaptive modulation / demodulation method having a variable block size, and calculates a difference between two neighboring channel state values to block according to a range of slope values corresponding to each block size. A block size determining step of determining a size; A subblock deactivation step of deactivating a subblock having a low signal-to-noise ratio (SNR) by comparing the signal-to-noise ratio (SNR) of each subblock with a signal-to-noise ratio (SNR) for a total block; Determining a signal-to-noise ratio (SNR) for determining a signal-to-noise ratio (SNR) for each unit of an adaptively determined block size; And a modulation technique determination step of determining a modulation technique for each block.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same number as much as possible even if displayed on different drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치의 일실시예 구성도이다.4 is a block diagram of an embodiment of an adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation device having a variable block size according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치는 적응형 블록 크기 생성부(401), 비활성화 부블록 결정부(402), 블록 단위 신호대 잡음비(SNR) 결정부(403), 및 변조 방식 결정부(404)를 포함한다.As shown in the figure, the adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation device having a variable block size according to the present invention includes an adaptive block size generation unit 401, an inactive subblock determination unit 402, and a block-to-block signal-to-noise ratio. (SNR) determination section 403, and modulation method determination section 404.

상기 적응형 블록 크기 생성부(401)는, 이웃한 두 채널 상태값의 차이를 계산하여 각 블록 크기에 대응하는 기울기값의 범위에 따라 블록 크기를 결정하는 기능을 담당한다.The adaptive block size generator 401 is responsible for determining a block size according to a range of gradient values corresponding to each block size by calculating a difference between two neighboring channel state values.

상기 비활성화 부블록 결정부(402)는 사용하지 않을(부블록의 신호대 잡음비(SNR)가 매우 낮은) 부블록들을 선정하여 해당 부블록을 비활성화(제외)시켜 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio; 이하, 간단히 'SNR'이라 함) 이득을 높이는 기능을 담당한다.The deactivation subblock determination unit 402 selects subblocks that are not to be used (very low signal-to-noise ratio (SNR) of the subblocks) and deactivates (excludes) the subblocks so that a signal-to-noise ratio (hereinafter, referred to as “sub-block”) is determined. Simply referred to as SNR).

상기 블록 단위 SNR 결정부(403)는 적응적으로 결정된 블록 크기의 단위별로 SNR을 결정(계산)하는 기능을 담당하며, 상기 변조 방식 결정부(404)는 목표로 하는 시스템 성능을 기반으로 원하는 시스템 전송률이 만족될 수 있도록 블록별 변조 기법을 결정하는 기능을 담당한다.The block unit SNR determination unit 403 is responsible for determining (calculating) the SNR for each unit of an adaptively determined block size, and the modulation method determination unit 404 is a desired system based on a target system performance. It is responsible for determining the modulation scheme for each block so that the data rate can be satisfied.

상기 도 4의 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치의 동작에 대하여, 이하 도 5 내지 도 9c를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.The operation of the adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation device having the variable block size of FIG. 4 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 9C.

도 5는 본 발명에 따른 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for allocating a bit / power of an adaptive modulation / demodulation scheme having a variable block size according to the present invention.

먼저, 이웃한 두 채널 상태값의 차이를 계산하여 각 블록 크기에 대응하는 기울기값의 범위에 따라 블록 크기를 결정한다(501). 이를 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.First, a block size is determined according to a range of gradient values corresponding to each block size by calculating a difference between two neighboring channel state values (501). This will be described in detail with reference to FIG. 6.

도 6은 상기 도 5의 가변 블록 크기 생성 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.FIG. 6 is a detailed flowchart illustrating an example of a process of generating a variable block size of FIG. 5.

먼저, 채널의 주파수 응답으로부터 이웃한 부반송파 각각의 부채널의 주파수 응답 크기()의 차, 즉, (단, 임)를 구한다(601). 이후, 해당 가 블록 크기 1, 2 또는 4에 대응하는 그룹인 R1, R2 및 R4 중 어느 곳에 매핑되는지를 결정한다(602, 603). 이는 다음의 처리 과정에 의해 결정될 수 있다.First, the frequency response magnitude of each subchannel of each neighboring subcarrier from the frequency response of the channel ( ), I.e. (only, (601). Since then Determine whether R 1 , R 2, and R 4 are mapped to groups corresponding to block sizes 1, 2, or 4 (602, 603). This can be determined by the following process.

즉, 이면 블록 크기를 1로 결정하고, i=i+2로 한다. 이면 블록 크기를 2로 결정하고 i=i+2로 한다. 한편, 이면, i=i+2에 대해 이면 블록 크기를 4로 결정하고 i=i+2로 한다. 그렇지 않으면 에 대해서는 블록 크기를 2로 하고, 에 대하여 위의 결정을 반복하여 수행한다.In other words, If so, the block size is set to 1, and i = i + 2. If so, set the block size to 2 and set i = i + 2. Meanwhile, If i = i + 2 If so, set the block size to 4 and set i = i + 2. Otherwise For block size is 2, Repeat the above decision for.

다시, 상기 도 5에서 상기와 같이 가변 블록의 크기를 결정한 후, 각 부블록의 신호대 잡음비(SNR)를 총 블록들에 대한 신호대 잡음의 전력비와 비교하여 채널 상태가 나쁜 부블록들을 사전에 비활성화(배제)시킨다(502). 이를 도 7을 참조로 상세히 설명하기로 한다.Again, after determining the size of the variable block as shown in FIG. 5, the sub-blocks having a poor channel state are previously deactivated by comparing the signal-to-noise ratio (SNR) of each sub-block with the signal-to-noise power ratio of the total blocks ( Exclusion) (502). This will be described in detail with reference to FIG. 7.

도 7은 상기 도 5의 비활성화 부블록 결정 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.7 is a detailed flowchart illustrating an embodiment of a deactivation subblock determination process of FIG. 5.

각 부블록의 활성화 여부는 워터필링 솔루션을 이용하여 부블록에 할당되는 에너지의 양이 음(-)일 경우에 그 부블록을 비활성화시킨다. 즉, m번째 부블록이 다음의 [수학식 1]의 조건을 만족하여 부블록이 활성화되면, 알고리듬을 종료한다.Whether or not each subblock is activated deactivates the subblock when the amount of energy allocated to the subblock is negative using a water filling solution. That is, when the m-th subblock satisfies the following Equation 1 and the subblock is activated, the algorithm ends.

여기서, Γ는 SNR 간격(gap), 은 단위 입력 에너지(unit input energy)를 갖는 n번째 부블록의 SNR을 의미한다. 상기 [수학식 1]의 우변항을 잡음대 신호비(Noise to Signal Ratio; 이하, 간단히 'NSR'이라 함)라 하기로 한다.Where Γ is the SNR gap, Denotes the SNR of the nth subblock having unit input energy. The right side term of Equation 1 will be referred to as a noise to signal ratio (hereinafter, simply referred to as 'NSR').

이후, 상기 도 5에서, 적응적으로 결정된 블록 크기의 단위별로 SNR을 결정하고(503), 목표로 하는 시스템 전송률을 만족시킬 수 있도록 블록별 변조 기법을 정한다. 즉, 할당된 모든 비트 수를 합하여(505) 전송하고자 하는 목표 데이터율과 비교한 후(506), 비트 가감 과정(508)을 거쳐 목표 데이터율을 달성하도록 한다. 이 때, 정보 데이터가 할당되는 각 반송파의 전력은 평균 1로 스케일링할 수 있다(507).Subsequently, in FIG. 5, the SNR is determined for each unit of the adaptively determined block size (503), and a block-specific modulation scheme is determined to satisfy a target system data rate. That is, the number of all allocated bits is added (505), compared with the target data rate to be transmitted (506), and then the target data rate is achieved through the bit addition process (508). In this case, the power of each carrier to which information data is allocated may be scaled to an average of 1 (507).

상기와 같은 본 발명은 페이딩을 겪는 무선 채널에 적합한 블록 로딩 알고리듬에서, 적응형 변조 레벨을 적용할 블록의 크기(그룹으로 묶여진 부반송파의 수)를 채널의 주파수 응답에 근거하여 가변적으로 변형함으로써, 기존의 블록 로딩 알고리듬보다 낮은 복잡도를 지향하면서 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention provides a block loading algorithm suitable for a radio channel experiencing fading, by varying the size of the block to which the adaptive modulation level is applied (the number of subcarriers grouped into groups) based on the frequency response of the channel. The system performance can be improved while aiming for a lower complexity than the block loading algorithm.

즉, 블록 로딩 알고리듬에서 블록 단위로 변조 레벨을 바꾼다는 실질적 의미가 블록 크기가 2이상을 말한다고 볼 때, 기존의 방법이 블록 크기 2에서 32개의 블록수를 갖는 반면에, 본 발명의 방법은 평균 블록의 크기가 28.4이면서 시스템의 비트에러율(BER) 성능이 기존의 블록 알고리듬에서 블록 크기가 1인 경우와 거의 유사한 우수한 성능을 갖는다. That is, the practical meaning of changing the modulation level in units of blocks in the block loading algorithm is that the block size is 2 or more, whereas the conventional method has 32 blocks in block size 2, while the method of the present invention averages. Although the block size is 28.4, the bit error rate (BER) performance of the system is almost as good as the block size of 1 in the conventional block algorithm.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 적응형 블록 크기 및 종래의 고정 블록 크기의 성능을 비교하기 위한 일예시도이며, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 사전 비활성화 부블록 결정을 적용한 것을 종래의 블록 로딩 알고리듬(BLA)과 그 성능을 비교하기 위한 일예시도이다.8A to 8C are exemplary diagrams for comparing the performance of the adaptive block size and the conventional fixed block size of the present invention, and FIGS. 9A to 9C are conventional blocks to which the prior deactivation subblock decision of the present invention is applied. An example of comparing the loading algorithm (BLA) and its performance.

도면에 도시된 바와 같이, 적응형 블록 크기를 갖는 본 발명의 방법은, 블록 크기가 2인 기존의 블록 로딩 방식(BLA)에 비해 처리해야 할 블록의 수가 약 4개정도 적으면서도, 실질적으로 블록 로딩 방식이라 할 수 없는 블록 크기가 1인 경우의 시스템 성능과 거의 유사한 성능을 가지므로, 낮은 복잡도로 우수한 에러 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.As shown in the figure, the method of the present invention having an adaptive block size is substantially a block, although the number of blocks to be processed is about 4 fewer than the conventional block loading scheme (BLA) having a block size of 2; It can be seen that excellent error performance can be obtained with low complexity because it has a performance almost similar to the system performance when the block size, which is not a loading method, is 1.

또한, 사전 비활성 부블록 선정(결정) 단계를 적용하면, 채널 상태가 좋지 않은 부블록의 사용을 사전에 차단하고, 이러한 부블록들에 할당될 전력을 다른 부블록들에 재할당할 수 있으므로, 약 1dB에 가까운 SNR 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있다.In addition, applying the pre-inactive subblock selection (determination) step, it is possible to block the use of subblocks in bad channel condition in advance, and to reallocate the power to be allocated to these subblocks to other subblocks, It can be seen that an SNR gain close to about 1 dB can be obtained.

다음의 [표 1]은 상기 도 2a의 레케 알고리듬과, 도 2b의 블록 로딩 알고리듬 및 본 발명에 따른 방법의 복잡도를 비교한 표이다.[Table 1] is a table comparing the complexity of the method according to the present invention, the block loading algorithm of Figure 2a, the block loading algorithm of Figure 2b.

여기서, M은 사용된 부반송파의 수이며, k는 반복 횟수, nb는 부블록의 수, λ는 변조 레벨의 수, 그리고 는 적응형 블록 크기를 적용한 경우에 대한 블록의 수를 각각 나타낸다. 평균 는 28.4이다.Where M is the number of subcarriers used, k is the number of repetitions, n b is the number of subblocks, λ is the number of modulation levels, and Denotes the number of blocks for the case of applying the adaptive block size, respectively. Average Is 28.4.

레케의 알고리듬인 경우는 앞에서도 언급하였듯이, 정렬, 비활성화될 부반송파(부블록) 결정, 그리고 kM개의 반복 횟수가 소요된다. 그러나, 블록 로딩 알고리듬의 경우에는 반복의 연산이 필요 없으며 단지 부블록의 SNR을 계산하는데 nb 만큼 필요하고, 각 부블록을 적절한 변조 레벨로 맵핑하는데 nb ×λ의 연산이 소요된다.In the case of the algorithm, as mentioned above, it takes the alignment, determination of subcarriers (subblocks) to be deactivated, and the number of kM repetitions. However, in the case of the block loading algorithm, iterative operation is not necessary, only n b is required to calculate the SNR of the sub-block, and n b × λ is required to map each sub-block to an appropriate modulation level.

적응형 블록 크기 및 사전 비활성화 부블록 결정의 두 단계를 모두 적용하였을 때, 본 발명의 복잡도는 크게 두 가지로 나뉜다. 사전 비활성화 부블록 결정과 적응형 블록 크기 적용에 필요한 연산 과, 블록별 SNR 계산과 블록별 변조 레벨 맵핑을 위한 이 그것이다.When both steps of adaptive block size and pre-deactivation subblock determination are applied, the complexity of the present invention is largely divided into two. Operations Required for Pre-Deactivation Subblock Determination and Adaptive Block Size Application For SNR calculation per block and modulation level mapping per block This is it.

두 가지 알고리듬을 모두 적용한 본 발명의 복잡도는 기존의 블록 로딩 알고리듬에 비해 만족할 만한 복잡도를 가지면서 SNR 이득을 얻을 수 있고, 레케 알고리듬의 복잡도보다 여전히 복잡도 측면에서 낮으면서 매우 우수한 시스템 성능을 유도할 수 있다.The complexity of the present invention applying both algorithms can achieve SNR gain with satisfactory complexity compared to the conventional block loading algorithm, and can lead to very good system performance while still being lower in complexity than the complexity of the rake algorithm. have.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기한 바와 같은 본 발명은, 페이딩을 겪는 무선 채널에 적합한 블록 로딩 알고리듬에서, 적응형 변조 레벨을 적용할 블록의 크기(그룹으로 묶여진 부반송파의 수)를 채널의 주파수 응답에 근거하여 가변적으로 변형함으로써, 기존의 블록 로딩 알고리듬보다 낮은 복잡도를 지향하면서 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, in a block loading algorithm suitable for a radio channel undergoing fading, by varying the size of the block (number of subcarriers grouped in a group) to apply the adaptive modulation level by varying based on the frequency response of the channel As a result, the system performance can be improved while aiming at a lower complexity than the conventional block loading algorithm.

도 1은 종래의 적응형 변복조 방식 중 초우 알고리듬을 설명하기 위한 흐름도.1 is a flow chart for explaining the algorithm of the likelihood of the conventional adaptive modulation and demodulation method.

도 2a는 종래의 적응형 비트/전력 할당 방식 중 레케 알고리듬을 설명하기 위한 흐름도.Figure 2a is a flow chart for explaining the algorithm of the conventional adaptive bit / power allocation scheme.

도 2b는 종래의 적응형 비트/전력 할당 방식 중 블록 로딩 알고리듬을 설명하기 위한 흐름도.2B is a flow diagram illustrating a block loading algorithm of a conventional adaptive bit / power allocation scheme.

도 3a 및 도 3b는 상기 도 2a 및 도 2b의 알고리듬의 성능 비교를 위한 그래프.3A and 3B are graphs for performance comparison of the algorithms of FIGS. 2A and 2B.

도 4는 본 발명에 따른 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치의 일실시예 구성도.4 is a block diagram of an embodiment of an adaptive modulation / demodulation type bit / power allocation device having a variable block size according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 방법에 대한 일실시예 흐름도.5 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for allocating a bit / power of an adaptive modulation / demodulation scheme with a variable block size according to the present invention.

도 6은 상기 도 5의 가변 블록 크기 생성 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.FIG. 6 is a detailed flowchart illustrating an embodiment of a variable block size generation process of FIG. 5. FIG.

도 7은 상기 도 5의 비활성화 부블록 결정 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.7 is a detailed flowchart illustrating an embodiment of a deactivation subblock determination process of FIG. 5.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 적응형 블록 크기 및 종래의 고정 블록 크기의 성능을 비교하기 위한 일예시도.8A-8C illustrate one example for comparing the performance of the adaptive block size and conventional fixed block size of the present invention.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 사전 비활성화 부블록 결정을 적용한 것을 종래의 블록 로딩 알고리듬(BLA)과 그 성능을 비교하기 위한 일예시도.9A to 9C are exemplary diagrams for comparing the performance of a conventional block loading algorithm (BLA) with its prior deactivation subblock determination according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

401 : 적응형 블록 크기 생성부 402 : 비활성화 부블록 결정부401: Adaptive block size generation unit 402: Deactivation subblock determination unit

403 : 블록 단위 SNR 결정부 404 : 변조 방식 결정부403: block unit SNR determination unit 404: modulation method determination unit

Claims (6)

가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치에 있어서,In the adaptive modulation and demodulation bit / power allocation device having a variable block size, 이웃한 두 채널 상태값의 차이를 계산하여 각 블록 크기에 대응하는 기울기값의 범위에 따라 블록 크기를 결정하기 위한 블록 크기 생성 수단;Block size generating means for calculating a difference between two adjacent channel state values and determining a block size according to a range of gradient values corresponding to each block size; 신호대 잡음비(SNR)가 낮은 부블록을 선정하여 해당 부블록을 비활성화시키기 위한 비활성화 부블록 결정 수단;Deactivation subblock determination means for selecting a subblock having a low signal-to-noise ratio (SNR) to deactivate the subblock; 적응적으로 결정된 블록 크기의 단위별로 신호대 잡음비(SNR)를 결정하기 위한 신호대 잡음비(SNR) 결정 수단; 및Signal-to-noise ratio (SNR) determining means for determining a signal-to-noise ratio (SNR) for each unit of an adaptively determined block size; And 블록별 변조 기법을 결정하기 위한 변조 방식 결정 수단Modulation Method Determination Means 을 포함하는 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치.Adaptive modulation and demodulation bit / power allocation device having a variable block size comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 블록 크기 생성 수단은,The block size generating means, 이웃한 부반송파 각각의 부채널의 주파수 응답 크기의 차를 결정한 후에, 상기 결정한 주파수 응답 크기의 차가 블록 크기에 대응하는 그룹 중 어느 하나에 매핑되도록 결정하는 것을 특징으로 하는 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치.After determining the difference between the frequency response magnitudes of the subchannels of each of the neighboring subcarriers, it is determined that the difference between the determined frequency response magnitudes is mapped to any one of the groups corresponding to the block sizes. Bit / power allocation device. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비활성화 부블록 결정 수단은,The deactivation subblock determination means, 부블록에 할당되는 에너지의 양이 음(-)인 경우에 해당 부블록을 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 장치.The adaptive modulation and demodulation type bit / power allocation device having a variable block size, wherein the subblock is deactivated when the amount of energy allocated to the subblock is negative. 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 방법에 있어서,In the bit / power allocation method of the adaptive modulation and demodulation method having a variable block size, 이웃한 두 채널 상태값의 차이를 계산하여 각 블록 크기에 대응하는 기울기값의 범위에 따라 블록 크기를 결정하는 블록 크기 결정 단계;A block size determining step of calculating a difference between two neighboring channel state values and determining a block size according to a range of gradient values corresponding to each block size; 각 부블록의 신호대 잡음비(SNR)를 총 블록에 대한 신호대 잡음비(SNR)와 비교하여 신호대 잡음비(SNR)가 낮은 부블록을 비활성화시키는 부블록 비활성화 단계;A subblock deactivation step of deactivating a subblock having a low signal-to-noise ratio (SNR) by comparing the signal-to-noise ratio (SNR) of each subblock with a signal-to-noise ratio (SNR) for a total block; 적응적으로 결정된 블록 크기의 단위별로 신호대 잡음비(SNR)를 결정하는 신호대 잡음비(SNR) 결정 단계; 및Determining a signal-to-noise ratio (SNR) for determining a signal-to-noise ratio (SNR) for each unit of an adaptively determined block size; And 블록별 변조 기법을 결정하는 변조 기법 결정 단계Modulation Technique Determination Step to Determine Block-by-block Modulation Technique 를 포함하는 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 방법.Adaptive modulation and demodulation bit / power allocation method having a variable block size comprising a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 블록 크기 결정 단계는,The block size determining step, 이웃한 부반송파 각각의 부채널의 주파수 응답 크기의 차 를 결정하는 단계; 및Difference in the magnitude of the frequency response of each subchannel of each neighboring subcarrier Determining; And 해당 가 블록 크기에 대응하는 그룹 중 어느 하나에 매핑되도록 결정하는 단계Applicable Determining that is mapped to any one of the groups corresponding to the block size 를 포함하는 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 방법.Adaptive modulation and demodulation bit / power allocation method having a variable block size comprising a. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 부블록 비활성화 단계는,The subblock deactivation step, 부블록에 할당되는 에너지의 양이 음(-)인 경우에 해당 부블록을 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 가변 블록 크기를 갖는 적응형 변복조 방식의 비트/전력 할당 방법.An adaptive modulation and demodulation method bit / power allocation method having a variable block size, wherein the subblock is deactivated when the amount of energy allocated to the subblock is negative.
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