KR100862271B1 - Apparatus and Method for Channel Allocation for OFDMA System - Google Patents

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KR100862271B1 KR1020060136796A KR20060136796A KR100862271B1 KR 100862271 B1 KR100862271 B1 KR 100862271B1 KR 1020060136796 A KR1020060136796 A KR 1020060136796A KR 20060136796 A KR20060136796 A KR 20060136796A KR 100862271 B1 KR100862271 B1 KR 100862271B1
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이제민
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Abstract

위한 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서의 채널 할당 장치 및 방법을 제시한다.An apparatus and method for allocating a channel in an orthogonal frequency division multiple access system for the same are provided.

본 발명의 채널 할당 장치는 복수의 이동통신 단말기 각각으로부터 채널 품질 정보를 수신하는 CQI 수신부, CQI 수신부에서 수신한 채널 품질 정보를 이용하여 각 이동통신 단말기에 대하여 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부 및 채널 품질 정보로부터 유효성 알림 함수를 추출하고, 유효성 알림 함수 및 대역폭 할당부에서 할당한 각 이동통신 단말기별 대역폭을 참조하여, 각각의 부반송파별로 해당 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 이동통신 단말기의 개수를 산출하고, 각 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 총 이동통신 단말기의 개수에 따라 부반송파 할당 순서인 다이버시티 차수를 산출하여, 다이버시티 차수가 낮은 부반송파부터 오름차순으로 부반송파를 할당하는 부반송파 할당부를 포함하여, 유효성 알림함수를 이용하여 다중 사용자 다이버시티 차수를 기반으로 부반송파 할당을 수행함으로써 아웃티지 확률을 현저히 낮춰 효율적으로 서비스 품질을 보장할 수 있고, 낮은 복잡도로 부반송파 할당 기법을 구현할 수 있다.The channel allocating apparatus of the present invention includes a CQI receiving unit for receiving channel quality information from each of a plurality of mobile communication terminals, a bandwidth allocating unit for allocating bandwidth to each mobile terminal using channel quality information received at the CQI receiving unit, and channel quality. Extracting a validity notification function from the information, referring to the bandwidth of each mobile communication terminal allocated by the validity notification function and the bandwidth allocation unit, and calculating the number of mobile communication terminals for which the corresponding subcarrier is valid for each subcarrier; A diversity order, which is a subcarrier allocation order, is calculated according to the total number of mobile terminals for which the subcarriers are determined to be valid, and the subcarrier assignment unit assigns subcarriers in ascending order from a subcarrier having a low diversity order, using a validity notification function. Multi-user die By carrying out the subcarrier allocation based on the city, and the order can ensure efficient quality of service to significantly lower the outage probability, to implement the sub-carrier allocation scheme with low complexity.

OFDMA, 유효성 알림 함수 OFDMA, validity notification function

Description

직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치 및 방법{Apparatus and Method for Channel Allocation for OFDMA System}Apparatus and Method for Channel Allocation for OFDMA System for Orthogonal Frequency Division Multiple Access System

도 1은 OFDMA 시스템에서 일반적인 채널 할당 개념을 설명하기 위한 도면,1 is a diagram illustrating a general channel allocation concept in an OFDMA system;

도 2는 OFDMA 시스템에서 일반적인 채널 품질 알림 정보의 구성을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a configuration of general channel quality notification information in an OFDMA system;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDMA 시스템을 위한 채널 할당 장치의 구성도,3 is a block diagram of a channel allocation apparatus for an OFDMA system according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명에 적용되는 채널 품질 알림 정보의 구성을 설명하기 위한 도면,4 is a view for explaining the configuration of channel quality notification information applied to the present invention;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDMA 시스템을 위한 채널 할당 방법을 설명하기 위한 흐름도,5 is a flowchart illustrating a channel allocation method for an OFDMA system according to an embodiment of the present invention;

도 6은 도 5에 도시한 대역폭 할당 과정의 일 예를 설명하기 위한 흐름도,6 is a flowchart for explaining an example of the bandwidth allocation process shown in FIG. 5;

도 7은 도 5에 도시한 대역폭 할당 과정의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도,7 is a flowchart for explaining another example of the bandwidth allocation process shown in FIG. 5;

도 8a 내지 8d는 채널 할당 방법에 따른 사용자 수별 아웃티지 확률을 설명하기 위한 그래프이다.8A to 8D are graphs for explaining the outage probability for each user according to a channel allocation method.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 채널 할당 장치 110 : CQI 수신부100: channel allocation device 110: CQI receiving unit

120 : 대역폭 할당부 130 : 부반송파 할당부120: bandwidth allocation unit 130: subcarrier allocation unit

1310 : 유효성 알림함수 확인 모듈 1320 : 다이버시티 차수 산출 모듈1310: validity notification function check module 1320: diversity order calculation module

1330 : 부반송파 할당 모듈1330: subcarrier allocation module

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동통신 단말기로부터 전송되는 채널 품질 정보에 따라 기지국에서 적응적으로 채널을 할당하기 위한 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서의 채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an orthogonal frequency division multiple access system, and more particularly, to an apparatus for allocating a channel in an orthogonal frequency division multiple access system for adaptively allocating channels in a base station according to channel quality information transmitted from a mobile communication terminal; It is about a method.

4세대 이동통신 시스템에서는 무선 채널에서 고속 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하, OFDM) 방식이 활발히 연구되고 있다. 다중경로 페이딩을 갖는 무선통신 채널에서 심볼 주기가 짧은 고속 데이터 전송시 단일 반송파 방식을 사용하게 되면 심볼간 간섭이 더욱 심해지기 때문에 수신단의 복잡도가 크게 증가하는 반면, 다중 반송파 방식의 경우에는 데이터 전송속도를 그대로 유지하면서 각 부반송파에서의 심볼 주기를 부반송파의 수만큼 확장시킬 수 있기 때문에 간단한 등화기로 다중 경로에 의한 심각한 주파수 선택적 페이딩 채널을 잘 대처할 수 있다.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) schemes are being actively studied as a useful method for high-speed data transmission in a wireless channel. When using a single carrier method for high-speed data transmission with short symbol periods in a wireless communication channel with multipath fading, the inter-symbol interference becomes more severe, whereas the complexity of the receiving end is greatly increased. Since the symbol period in each subcarrier can be extended by the number of subcarriers while maintaining the same, the simple equalizer can cope with the severe frequency selective fading channel by multipath with a simple equalizer.

OFDM 방식에서는 다중 부반송파를 사용하는 데이터 전송방식으로서 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파들로 변조하여 고속 전송을 가능케 한다. 이러한 OFDM 방식에 기반한 다중 접속 방식이 직교 주파수 분할 다중 접속방식(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하, OFDMA) 방식이며, 한 개의 OFDM 심벌내의 부반송파들을 다수의 사용자들, 즉 다수의 이동통신 단말기들이 분할하여 사용하는 방식이다. OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템으로서는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 및 와이브로(Wibro)와 같은 통신 시스템을 들 수 있다.In the OFDM scheme, a data transmission scheme using multiple subcarriers enables parallel transmission of serially inputted symbol strings and modulates each of them into a plurality of subcarriers having mutual orthogonality to enable high-speed transmission. The multiple access scheme based on the OFDM scheme is an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme, and a plurality of users, that is, a plurality of mobile communication terminals, divide subcarriers in one OFDM symbol. This is how you use it. Examples of communication systems using the OFDMA method include IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a communication system and communication systems such as IEEE 802.16e and Wibro.

OFDMA 시스템에서 통신 용량을 증가시키는 방법으로, 현재의 채널 상태를 전송받아 적응적으로 동작하는 동적 부반송파 할당 기법(Dynamic Subcarrier Allocation; 이하, DSA)이 알려져 있다. 무선 채널 환경에서 발생되는 다중경로로 인해 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)이 발생되기 때문에 채널 이득은 서로 다른 부반송파에 대하여 서로 다르며, 하나의 가입자에 대하여 디프 페이드(deep fade)에 있는 부반송파는 경우에 따라, 다른 가입자에 대하여 높은 채널 이득을 제공할 수 있다. 따라서, 부반송파를 가입자에게 적응적으로 할당하여 각각의 가입자가 높은 채널 이득을 향유할 수 있는 것이 OFDMA 시스템에서는 유리하다.As a method of increasing communication capacity in an OFDMA system, a dynamic subcarrier allocation (DSA) technique known to operate by adaptively receiving a current channel state is known. The channel gain is different for different subcarriers because multipath occurs in a wireless channel environment, and subcarriers in deep fade for one subscriber are different. Thus, high channel gains can be provided for other subscribers. Accordingly, it is advantageous in an OFDMA system that a subcarrier is adaptively allocated to each subscriber so that each subscriber can enjoy a high channel gain.

OFDMA에서 부반송파를 할당하는 한 가지 방법으로 결합 최적화 조작(joint optimization operation) 방법을 들 수 있는데, 이는 많은 계산 량이 요구되어 실제 무선 시스템에서 비실용적이다.One method of allocating subcarriers in OFDMA is a joint optimization operation method, which requires a large amount of computation and is impractical in an actual wireless system.

이러한 비실용적 문제점을 개선하기 위해 결합 최적화 조작을 하지 않고 이 동통신 단말기에게 대역폭을 할당한 후, 할당된 대역폭만큼 각 부반송파를 할당하는 과정을 독립적으로 수행함으로써 DSA를 수행할 수 있다.To alleviate this impractical problem, the DSA may be performed by independently assigning bandwidth to the mobile communication terminal without performing a joint optimization operation and then independently assigning each subcarrier to the allocated bandwidth.

도 1은 OFDMA 시스템에서 일반적인 채널 할당 개념을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a general channel allocation concept in an OFDMA system.

DSA를 수행하기 위해서는 이동통신 단말로부터 피드백되는 트래픽 및 부반송파 정보 즉, 채널 품질 알림 정보(Channel Quality Indicator; CQI)를 수신하여야 한다. 그리고, 스케쥴러(12)에서 데이터 전송을 위한 사용자 그룹이 선택되면, 기지국의 대역폭 할당부(14)에서는 각 이동통신 단말기별로 대역폭을 할당하고, 부반송파 할당부(16)는 해당 대역폭만큼 각 이동통신 단말기에게 부반송파를 할당하는 과정을 수행한다. 마지막으로, 전력 할당부(18)에서 정해진 변조 및 부호 레벨에 따른 전력을 할당하여 이동통신 단말기로 전송하게 되며, 이러한 정보는 순방향 제어 채널을 통해 각 이동통신 단말기에게 부반송파 할당정보를 제공하게 된다.In order to perform the DSA, traffic and subcarrier information fed back from the mobile communication terminal, that is, channel quality indicator (CQI), must be received. When the user group for data transmission is selected in the scheduler 12, the bandwidth allocation unit 14 of the base station allocates bandwidth to each mobile communication terminal, and the subcarrier allocation unit 16 corresponds to each mobile communication terminal by the corresponding bandwidth. Allocates a subcarrier to the receiver. Finally, the power allocator 18 allocates the power according to the modulation and code levels determined by the power allocator 18 and transmits the power to the mobile communication terminal. The information is provided to the mobile communication terminal through the forward control channel.

이러한 채널 할당 기법은 대역폭 할당과 부반송파 할당을 독립적으로 수행하는 기법이며, 여기에서 대역폭 할당 기법으로는 신호대 잡음비에 기반한 대역폭 할당 기법(Bandwidth Allocation Based on Signal to noise ratio; 이하, BABS)을 적용할 수 있고, 부반송파 할당 기법으로는 레이트 크레이빙 그리디(Rate Craving Greedy; 이하, RCG) 기법 또는 앰플리튜드 크레이빙 그리디(Amplitude Craving Greedy; 이하, ACG)기법을 적용할 수 있다. RCG 기법은 부반송파를 초기 할당하고 재할당하는 과정에서 재할당의 단계를 줄여 계산량을 줄이는 방법이고, ACG 기법은 불규칙적으로 부반송파를 선택하고 큰 채널 이득을 갖는 채널을 소유한 사용자에게 해당 채널을 할당함으로써 재할당 과정이 없도록 하는 방법이다.The channel allocation scheme is a technique for independently performing bandwidth allocation and subcarrier allocation. Here, the bandwidth allocation scheme may be applied to a bandwidth allocation scheme based on signal to noise ratio (BABS). As a subcarrier allocation scheme, a Rate Craving Greedy (RCG) technique or an Amplitude Craving Greedy (ACG) technique may be applied. The RCG technique reduces the amount of computation by initializing and reallocating subcarriers, and the ACG technique randomly selects subcarriers and allocates the channel to a user who owns a channel having a large channel gain. There is no reallocation process.

ACG 기법은 복잡도가 낮아 비실용적인 문제점을 극복하였으나, ACG를 적용하기 위해서는 기지국에서 각 이동통신 단말기로부터 페이딩 상태에 관한 정확한 CQI 정보를 제공받아야 하며, 이를 위해 많은 양의 CQI 정보 전송이 필요하다.Although the ACG technique overcomes impractical problems due to its low complexity, in order to apply the ACG, the base station needs to receive accurate CQI information about a fading state from each mobile communication terminal, and a large amount of CQI information needs to be transmitted.

도 2는 OFDMA 시스템에서 일반적인 채널 품질 알림 정보의 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the configuration of the general channel quality notification information in an OFDMA system.

도시한 것과 같이, CQI 정보는 각 이동통신 단말기의 요구 전송률, 각 부반송파별 M 비트의 채널 상태 정보가 포함되며, 따라서 부반송파의 개수가 N개일 때 M*N비트의 채널 상태 정보가 이동통신 단말기로부터 기지국으로 전송되어야 한다.As shown, the CQI information includes the required data rate of each mobile communication terminal and channel state information of M bits for each subcarrier. Therefore, when the number of subcarriers is N, M * N bit channel state information is obtained from the mobile communication terminal. Must be sent to the base station.

이와 같이, 많은 양의 데이터 전송이 필요한 채널 정보는 소량의 제어 신호 전송을 목적으로 만들어진 피드백 채널에 적합하지 않을 뿐 아니라, 실제적인 구현 또한 어렵기 때문에, 최근에는 CQI 정보량을 줄이기 위한 기법들이 제시되고 있다.As such, since channel information requiring a large amount of data transmission is not suitable for a feedback channel made for transmitting a small amount of control signals, and practical implementation is difficult, recently, techniques for reducing the amount of CQI information have been proposed. have.

CQI 정보량을 줄이기 위한 기법 중 하나로, 채널의 상태 정보를 표현함에 있어, 소수점 채널 정보를 일정하게 통일함으로써 피드백 정보량을 줄이는 방법, 최소한의 비트 정보로도 동적 채널 할당의 성능 열화가 적도록 채널 이득의 차를 이용한 피드백 정보 감소 기법(Differential Feedback Reduction Scheme; 이하, DFRS)을 들 수 있다.One of the techniques for reducing the amount of CQI information is to reduce the amount of feedback information by uniformly unifying the decimal point channel information in expressing channel state information, and to reduce the performance gain of dynamic channel allocation with minimal bit information. Differential Feedback Reduction Scheme (hereinafter referred to as DFRS) may be used.

DFRS 기법은 연속적인 주파수축 채널이득 사이의 차이 값을 이용하는 델타 변조 기법을 근간으로 하기 때문에, 이때의 피드백 정보는 한 사용자의 채널이득을 상대적인 순서로 표현함으로써 되돌림 정보량을 줄였다. 그러나 DFRS를 통해 제공 된 되돌림 정보는 채널의 상대적 변화를 표현하는 1비트(bit)의 정보로 구성되어 있기 때문에, 부반송파별 채널 상태의 차이가 클 경우 채널 정보가 부정확하게 되며, 이로 인하여 동적 채널 할당의 성능 열화가 발생할 수 있는 문제점이 있다.Since the DFRS method is based on the delta modulation method using the difference value between successive frequency axis channel gains, the feedback information at this time reduces the amount of return information by expressing the channel gains of a user in a relative order. However, since the return information provided through the DFRS is composed of 1 bit of information representing the relative change of the channel, the channel information becomes inaccurate when the channel state of each subcarrier is large, which causes dynamic channel allocation. There is a problem that can cause performance degradation.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, OFDMA 시스템에서 이동통신 단말기로부터 피드백되는 채널 품질 정보의 양을 줄이면서도, 이를 이용하여 부반송파를 효율적으로 할당할 수 있는 채널 할당 장치 및 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides an apparatus and method for allocating subcarriers efficiently by reducing the amount of channel quality information fed back from a mobile communication terminal in an OFDMA system. There is a technical challenge.

본 발명의 다른 기술적 과제는 OFDMA 시스템에서 이동통신 단말기로부터 피드백되는 채널 품질 정보로부터 획득한 유효성 알림 함수에 따라, 이동통신 단말기별로 유효한 부반송파를 산출하고, 각각의 부반송파가 어떤 이동통신 단말기에게 유효한지를 판별하여, 유효한 이동통신 단말기의 개수가 적은 부반송파를 먼저 할당함으로써, 다이버시티 이득을 향상시키고, 부반송파 할당시의 복잡도를 감소시킬 수 있도록 하는 데 있다.Another technical problem of the present invention is to calculate a valid subcarrier for each mobile communication terminal according to a validity notification function obtained from channel quality information fed back from a mobile communication terminal in an OFDMA system, and determine which mobile communication terminal each subcarrier is valid for. Thus, by allocating subcarriers having a small number of valid mobile communication terminals, the diversity gain can be improved and the complexity at the time of subcarrier allocation can be reduced.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 채널 할당 장치는 복수의 이동통신 단말기 각각으로부터 채널 품질 정보를 수신하는 CQI 수신부; 상기 CQI 수신부에서 수신한 채널 품질 정보를 이용하여 각 이동통신 단말기에 대하여 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부; 및 상기 채널 품질 정보로부터 유효성 알림 함수를 추출하고, 상기 유효성 알림 함수 및 상기 대역폭 할당부에서 할당한 각 이동통신 단말기별 대역폭을 참조하여, 상기 각각의 부반송파별로 해당 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 이동통신 단말기의 개수를 산출하고, 각 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 총 이동통신 단말기의 개수에 따라 부반송파 할당 순서인 다이버시티 차수를 산출하여, 상기 다이버시티 차수가 낮은 부반송파부터 오름차순으로 부반송파를 할당하는 부반송파 할당부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a channel assignment apparatus, including: a CQI receiver configured to receive channel quality information from each of a plurality of mobile communication terminals; A bandwidth allocator configured to allocate bandwidth to each mobile communication terminal using channel quality information received by the CQI receiver; And extracting a validity notification function from the channel quality information, referring to the validity notification function and the bandwidth of each mobile communication terminal allocated by the bandwidth allocation unit, and determining that the corresponding subcarrier is valid for each subcarrier. A subcarrier allocator configured to calculate a diversity order of subcarrier allocation orders according to the total number of mobile communication terminals for which each subcarrier is determined to be valid, and to assign subcarriers in ascending order from the subcarrier having the diversity order; It includes.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 채널 할당 방법은 이동통신 단말기로부터 채널 품질 정보를 수신함에 따라, 대역폭을 할당하는 제 1 단계; 상기 채널 품질 정보로부터 유효성 알림 함수를 추출하는 제 2 단계; 상기 유효성 알림 함수를 참조하여, 각 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 이동통신 단말기의 개수를 합산하는 제 3 단계; 상기 각 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 이동통신 단말기의 개수에 따라 다이버시티 차수를 산출하는 제 4 단계; 상기 다이버시티 차수가 낮으며 부반송파 할당에 사용하지 않은 부반송파를 선택하는 제 5 단계; 상기 선택된 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 이동통신 단말기를 선택하는 제 6 단계; 상기 제 6 단계에서 선택된 이동통신 단말기에 대하여 부반송파 할당이 완료되었는지 확인하는 제 7 단계; 상기 제 7 단계의 확인 결과, 부반송파 할당이 완료되지 않은 경우에는 상기 선택된 이동통신 단말기에 상기 선택된 부반송파를 할당하는 제 8 단계; 모든 부반송파에 대한 할당 과정이 완료되었는지 확인하는 제 9 단계; 상기 제 9 단계의 확인 결과, 모든 부반송파에 대한 할당 과정이 완료되지 않은 경우에는 상기 제 5 단계로 복귀하는 제 10 단계;를 포함한다.In addition, the channel allocation method according to an embodiment of the present invention, the first step of allocating bandwidth in response to receiving the channel quality information from the mobile communication terminal; Extracting a validity notification function from the channel quality information; A third step of adding up the number of mobile communication terminals for which each subcarrier is valid by referring to the validity notification function; A fourth step of calculating a diversity order according to the number of mobile communication terminals for which each subcarrier is confirmed to be valid; A fifth step of selecting a subcarrier having a low diversity order and which is not used for subcarrier allocation; A sixth step of selecting a mobile communication terminal which determines that the selected subcarrier is valid; A seventh step of confirming whether subcarrier allocation is completed for the mobile communication terminal selected in the sixth step; An eighth step of allocating the selected subcarrier to the selected mobile communication terminal when the subcarrier allocation is not completed as a result of the checking of the seventh step; A ninth step of checking whether an allocation process for all subcarriers is completed; And a tenth step of returning to the fifth step if the assignment process for all subcarriers is not completed as a result of the confirmation of the ninth step.

여기에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 대역폭 할당 과정은 하나의 부 반송파를 통하여 전송할 수 있는 최대 비트수에 대한 단위 시간동안 이동통신 단말기가 요구하는 최소의 비트수의 비율에 따라 대역폭을 1차 할당하는 제 2-1 단계; 상기 대역폭 1차 할당 후, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우지 확인하여, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우 대역폭을 2차 할당하는 제 2-2 단계; 및 상기 잔여하는 부반송파가 존재하지 않는 경우 대역폭을 가장 적게 요구하는 이동통신 단말기의 입장을 제한하는 제 2-3 단계;를 포함한다.In this case, the bandwidth allocation process according to an embodiment of the present invention provides a bandwidth according to the ratio of the minimum number of bits required by the mobile communication terminal for a unit time with respect to the maximum number of bits that can be transmitted through one subcarrier. Secondly allocating step 2-1; A step 2-2 of determining whether there is a residual subcarrier after the primary allocation of the bandwidth and secondly allocating the bandwidth when the remaining subcarrier exists; And step 2-3 of restricting the entry of the mobile communication terminal that requires the least bandwidth when the remaining subcarriers do not exist.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 상기 대역폭 할당 과정은 n번째 부반송파의 평균 채널 이득(

Figure 112006097829768-pat00001
)에서 k번째 사용자가 주어진 비트 오율(BERk)을 만족하면서 n번째 부반송파를 통해 rk(n)비트를 전송하기 위해 필요한 전력(
Figure 112006097829768-pat00002
)을 산출하는 제 2-1 단계; 상기 k번째 사용자의 모든 부반송파가 평균 채널 이득을 갖는 경우의 요구 전력(
Figure 112006097829768-pat00003
)을 산출하고, 동등한 전력(Pc )할당을 수행하는 제 2-2 단계; 상기 비트 오율(BERk)을 만족하는 전송률(
Figure 112006097829768-pat00004
)을 추출하는 제 2-3 단계; 상기 전송률(rk)대한 단위 시간동안 k번째 사용자가 요구하는 최소의 비트수의 비율에 따라 대역폭을 1차 할당하는 제 2-4 단계; 상기 대역폭 1차 할당 후, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우지 확인하여, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우 대역폭을 2차 할당하는 제 2-2 단계; 및 상기 잔여하는 부반송파가 존재하지 않는 경우 대역폭을 가장 적게 요구 하는 이동통신 단말기의 입장을 제한하는 제 2-3 단계;를 포함한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the bandwidth allocation process includes the average channel gain of the nth subcarrier (
Figure 112006097829768-pat00001
), The power required to transmit the r k (n) bits on the nth subcarrier while satisfying the given bit error rate (BER k )
Figure 112006097829768-pat00002
Calculating step 2-1; Power required when all subcarriers of the k-th user have an average channel gain
Figure 112006097829768-pat00003
) The second step 2-2 is calculated, and performs the assigned equal power (P c); A rate that satisfies the bit error rate (BER k )
Figure 112006097829768-pat00004
2-3) step of extracting; A step 2-4 of firstly allocating a bandwidth according to a ratio of the minimum number of bits required by a k-th user during the unit time to the transmission rate r k ; A step 2-2 of determining whether there is a residual subcarrier after the primary allocation of the bandwidth and secondly allocating the bandwidth when the remaining subcarrier exists; And step 2-3 of limiting the entry of the mobile communication terminal that requires the least bandwidth when the remaining subcarriers do not exist.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDMA 시스템을 위한 채널 할당 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a channel allocation apparatus for an OFDMA system according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 의한 채널 할당 장치(100)는 CQI 수신부(110), 대역폭 할당부(120) 및 부반송파 할당부(130)를 포함한다.The channel allocation apparatus 100 according to the present invention includes a CQI receiving unit 110, a bandwidth allocation unit 120, and a subcarrier allocation unit 130.

OFDMA 시스템이 총 K개의 이동통신 단말기에게 데이터를 제공하고 있고, N 개의 부반송파가 존재한다고 하자. 또한, 단위 시간동안 k번째 사용자가 보내야 할 데이터를 Rk, 사용자 k가 n번째 부반송파에서 전송할 수 있는 비트수를 rk(n) 이라고 하자. 이때 DSA의 목적은 소비되는 전체전력을 최소화 하는 것이며 다음과 같이 [수학식 1]로 표현될 수 있다.Assume that an OFDMA system provides data to a total of K mobile terminals and there are N subcarriers. The number of bits that can also transmit data to the k-th user be sent per unit time in the R k, the n user k-th subcarrier Let r k (n). In this case, the purpose of the DSA is to minimize the total power consumed, and may be expressed as Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112006097829768-pat00005
Figure 112006097829768-pat00005

PT 는 기지국에서 방사하는 전체 전력의 합이며, BERk는 사용자 k를 위해 요구되는 비트오율이다. 그리고

Figure 112006097829768-pat00006
는 크로네커 델타(Kronecker delta) 함수이며,
Figure 112006097829768-pat00007
는 전송률과 전력과의 관계를 나타내는 함수로서, 주어진 비트오율과 전송률을 만족하기 위해 요구되는 전력을 나타낸다.P T is the total power radiated from the base station, and BER k is the bit error rate required for user k. And
Figure 112006097829768-pat00006
Is the Kronecker delta function,
Figure 112006097829768-pat00007
Is a function representing the relationship between transmission rate and power, and represents the power required to satisfy a given bit error rate and transmission rate.

[수학식 1]을 만족하는 동적 자원할당 기법이 동작하기 위해서, 이동통신 단말기들은 각 부반송파가 겪는 채널의 상태 정보를 양자화 하여 기지국에게 전송하게 되고, 기지국은 각 이동통신 단말기로부터 받은 CQI 정보를 통해 기지국은 대역을 할당하고 동적 부반송파 할당을 수행한다.In order to operate the dynamic resource allocation scheme that satisfies [Equation 1], the mobile communication terminals quantize the state information of the channel experienced by each subcarrier and transmit it to the base station, and the base station uses the CQI information received from each mobile communication terminal. The base station allocates a band and performs dynamic subcarrier allocation.

이때 기지국이 각 이동통신 단말기의 평균채널 이득과 평균채널 이득보다 큰 이득을 갖는 부반송파를 알 수 있다면, 기지국은 사용자의 평균채널 이득을 이용하여 사용자별로 전송 가능한 변조 및 부호 레벨(MCS: modulation and coding scheme)을 선택할 수 있다. 또한, 부반송파의 이득이 평균 채널이득보다 클 경우, 해당 사용자에게 부반송파를 할당함으로 신호대 잡음비 아웃티지(SNR outage)없는 전송이 가능하다.At this time, if the base station can know the subcarrier having a gain greater than the average channel gain and the average channel gain of each mobile communication terminal, the base station can transmit the modulation and code level (MCS: modulation and coding) per user using the average channel gain of the user scheme). In addition, when the gain of the subcarrier is larger than the average channel gain, the subcarrier is allocated to the user so that transmission without signal-to-noise ratio (SNR outage) is possible.

이를 위하여, CQI 수신부(110)는 이동통신 단말기로부터 피드백되는 CQI 정보를 수신하는데, 본 발명에서는 패드백 채널이 소량의 제어 신호 전송을 목적으로 만들어진다는 점을 고려하여, 도 4와 같이 CQI 정보를 구성한다.To this end, the CQI receiver 110 receives CQI information fed back from the mobile communication terminal. In the present invention, in consideration of the fact that the padback channel is made for a small amount of control signal transmission, the CQI information is received as shown in FIG. 4. Configure.

도 4는 본 발명에 적용되는 채널 품질 알림 정보의 구성을 설명하기 위한 도면으로, 요구 전송률 필드, 전체 부반송파에 대한 평균 채널 이득 필드 및 각 부반송파별 유효성 알림 함수(Availability Indication Function; 이하, AIF) 필드를 포함하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, CQI 정보는 M+N비트만으로 표현되어, 상술한 도 2의 CQI 정보가 M*N비트인 것에 비하여 정보량이 대폭 줄어든 것을 알 수 있 다.4 is a view for explaining the configuration of the channel quality notification information applied to the present invention, the request rate field, the average channel gain field for all subcarriers, and the availability indication function (AIF) field for each subcarrier It can be seen that it includes. Accordingly, the CQI information is represented by only M + N bits, and it can be seen that the amount of information is greatly reduced as compared with the above-mentioned CQI information of FIG. 2 having M * N bits.

여기에서, AIF 필드는 각각 1비트 정보이며, [수학식 2]에 의해 표현된다.Here, the AIF field is 1 bit of information, respectively, and is represented by [Equation 2].

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112006097829768-pat00008
Figure 112006097829768-pat00008

여기에서,

Figure 112006097829768-pat00009
(=(
Figure 112006097829768-pat00010
는 각 이동통신 단말기의 평균채널 이득을 나타내고, k는 k번째 사용자, n은 n번째 부반송파를 의미하며, N은 총 부반송파의 수를 나타낸다.From here,
Figure 112006097829768-pat00009
(= (
Figure 112006097829768-pat00010
Denotes the average channel gain of each mobile communication terminal, k denotes the kth user, n denotes the nth subcarrier, and N denotes the total number of subcarriers.

즉, AIF는 각각의 부반송파가 각각의 이동통신 단말기에게 유효한지의 여부를 알려 주는 정보로, k번째 이동통신 단말기에서 n번째 부반송파의 채널 이득이 평균채널 이득 이상인 경우 1, 그렇지 않은 경우 0으로 표현되게 된다.That is, AIF is information indicating whether each subcarrier is valid for each mobile communication terminal. The AIF is expressed as 1 when the channel gain of the nth subcarrier is greater than the average channel gain in the k-th mobile communication terminal, and 0 otherwise. Will be.

한편, 대역폭 할당부(120)는 CQI 수신부(110)에서 수신한 CQI 정보를 이용하여 각 이동통신 단말기에게 할당된 대역폭 즉, 부반송파의 개수(mk)를 산출한다. 이때에는 신호대 잡음비에 기반한 대역폭 할당 기법(Bandwidth Allocation Based on Signal to noise ratio;BABS) 또는 개선된 BABS(Modified ABAS; 이하, MBABS)를 이용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술할 것이다.Meanwhile, the bandwidth allocator 120 calculates the bandwidth, that is, the number of subcarriers m k , allocated to each mobile communication terminal using the CQI information received by the CQI receiver 110. In this case, Bandwidth Allocation Based on Signal to Noise Ratio (BABS) or an improved Modified ABAS (hereinafter referred to as MBABS) may be used, which will be described later.

그리고, 부반송파 할당부(130) 이동통신 단말기의 부반송파별 AIF를 확인하고, 각각의 부반송파별로 해당 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 이동통신 단말 기의 개수를 산출한 다음, 이를 바탕으로 하여 부반송파 할당 순서 즉, 다이버시티 차수를 산출한다. 그리고, 다이버시티 차수가 낮은 부반송파부터 오름차순으로 부반송파를 할당하는데, 각 부반송파에 대하여 AIF가 1인 이동통신 단말기 즉, 해당 부반송파를 유효한 부반송파로 이용할 수 있는 이동통신 단말기에 대하여 해당 부반송파를 할당하는 것이다.Then, the subcarrier assignment unit 130 checks the AIF for each subcarrier of the mobile communication terminal, calculates the number of mobile communication terminals for which the corresponding subcarrier is valid for each subcarrier, and based on this, the subcarrier allocation order, that is, Calculate the diversity order. The subcarriers are allocated in ascending order from a subcarrier having a low diversity order. The subcarriers are allocated to a mobile communication terminal having an AIF of 1 for each subcarrier, that is, a mobile communication terminal that can use the corresponding subcarrier as a valid subcarrier.

[표 1]은 본 발명에 의한 부반송파 할당 방법의 예를 설명하기 위한 것으로, 4개의 이동통신 단말기(MS)에 8개의 부반송파(SC)를 할당하는 방법을 나타낸다.Table 1 illustrates an example of a method for allocating subcarriers according to the present invention and shows a method for allocating eight subcarriers (SCs) to four mobile communication terminals (MSs).

[표 1]TABLE 1

SC1SC1 SC2SC2 SC3SC3 SC4SC4 SC5SC5 SC6SC6 SC7SC7 SC8SC8 MS1MS1 1One 00 1One 00 1One 1One 1One 00 MS2MS2 00 00 1One 00 1One 1One 00 00 MS3MS3 1One 1One 1One 1One 1One 00 00 1One MS4MS4 00 1One 00 00 1One 00 00 1One AIF=1인 MS의 수Number of MSs with AIF = 1 22 22 33 1One 44 22 1One 22 다이버시티 차수Diversity Order 33 44 77 1One 88 55 22 66

[표 1]에서, 이동통신 단말1(MS1)은 부반송파 1, 3, 5, 6 및 7을 유효하게 사용할 수 있고, MS2는 부반송파 3, 5 및 6을, MS3는 부반송파 1내지 5 및 8을, MS4는 부반송파 2, 5 및 8을 유효하게 사용할 수 있다.In Table 1, MS 1 can effectively use subcarriers 1, 3, 5, 6, and 7, MS2 represents subcarriers 3, 5, and 6, and MS3 represents subcarriers 1 through 5, and 8. , MS4 can effectively use subcarriers 2, 5, and 8.

이에 따라, 부반송파 1(SC1)을 유효하게 사용할 수 있는 이동통신 단말기의 개수는 2가 되고, 마찬가지 원리에 의해 SC2는 4, SC3는 7, SC4는 1, SC5는 8, SC6은 5, SC7은 2, SC8은 6개의 이동통신 단말기가 해당 부반송파를 유효하게 사용할 수 있는 것으로 확인된다.Accordingly, the number of mobile communication terminals that can effectively use subcarrier 1 (SC1) becomes 2, and according to the same principle, SC2 is 4, SC3 is 7, SC4 is 1, SC5 is 8, SC6 is 5, and SC7 is 2, SC8 confirms that six mobile communication terminals can effectively use the corresponding subcarriers.

여기에서, 부반송파 4의 경우 이동통신 단말 3만이 해당 부반송파를 유효하게 사용할 수 있고, 부반송파 7의 경우 이동통신 단말 1만이 해당 부반송파를 유효 하게 사용할 수 있으므로, 부반송파 4는 이동통신 단말 3에, 부반송파 7은 이동통신 단말 1에 할당하는 것이 바람직하다. 또한, 부반송파 5의 경우 모든 이동통신 단말기에서 유효하게 사용할 수 있으므로, 부반송파 5는 어떤 이동통신 단말기에 할당되어도 우수한 품질을 획득할 수 있다. 따라서, 부반송파 할당 순서를 결정할 때 부반송파 4 및 7이 우선순위를 갖도록 하여, 부반송파 5와 같이 늦게 할당되는 부반송파의 다중 사용자 다이버시티 이득을 높일 수 있다.Here, in the case of subcarrier 4, only the mobile communication terminal 3 can effectively use the corresponding subcarrier, and in the case of subcarrier 7, only the mobile communication terminal 1 can effectively use the corresponding subcarrier. Is preferably assigned to the mobile communication terminal 1. In addition, since subcarrier 5 can be effectively used in all mobile communication terminals, subcarrier 5 can obtain excellent quality even if it is assigned to any mobile communication terminal. Accordingly, when determining the subcarrier allocation order, subcarriers 4 and 7 have priority, so that multi-user diversity gain of subcarriers allocated later, such as subcarrier 5, can be increased.

이와 같은 원리로, AIF의 합이 작은 부반송파로부터 오름차순으로 다이버시티 차수를 결정하고, 다이버시티 차수대로 부반송파를 할당하며, 해당 부반송파를 할당하기 위한 이동통신 단말기에 할당된 대역폭(mk)를 고려하여, 부반송파 할당이 완료된 이동통신 단말기에는 더 이상의 부반송파가 할당되지 않도록 한다.In this way, the diversity order is determined in ascending order from subcarriers with a small sum of AIF, the subcarriers are allocated according to the diversity order, and the bandwidth (m k ) allocated to the mobile communication terminal for allocating the corresponding subcarriers is considered. Therefore, no further subcarriers are allocated to the mobile communication terminal in which subcarrier allocation is completed.

다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 부반송파 할당부(130)는 유효성 알림함수 확인 모듈(1310), 다시버시티 차수 산출 모듈(1320) 및 부반송파 할당 모듈(1330)을 포함한다. 유효성 알림함수 확인 모듈(1310)은 CQI 수신부(110)에서 수신한 CQI 정보에 포함된 각 이동통신 단말기의 부반송파별 AIF를 확인한다. 그리고, 다이버시티 차수 산출 모듈(1320)은 각 부반송파별로 AIF가 1인 이동통신 단말기의 개수를 산출한 후, AIF가 1인 이동통신 단말기의 개수가 적은 순서대로 다이버시티 차수를 산출한다.Referring back to FIG. 3, the subcarrier allocation unit 130 of the present invention includes a validity notification function checking module 1310, a reversibility order calculating module 1320, and a subcarrier allocation module 1330. The validity notification function check module 1310 checks the AIF for each subcarrier of each mobile communication terminal included in the CQI information received by the CQI receiver 110. The diversity order calculating module 1320 calculates the number of mobile communication terminals having an AIF of 1 for each subcarrier, and then calculates the diversity order in order of decreasing number of mobile communication terminals having an AIF of 1.

그리고, 부반송파 할당 모듈(1330)은 다이버시티 차수와 이동통신 단말기별로 할당된 대역폭(mk)를 참조하여, 다이버시티 차수가 낮은 부반송파부터 해당 부 반송파에 대한 AIF가 1인 이동통신 단말기에 해당 부반송파를 할당하되, 기 할당된 대역폭만큼 부반송파를 할당한다.The subcarrier allocation module 1330 may refer to the subcarrier from the subcarrier having the low diversity order to the mobile communication terminal having the AIF of the subcarrier 1 by referring to the diversity order and the bandwidth (mk) allocated for each mobile communication terminal. The subcarriers are allocated as much as the previously allocated bandwidth.

본 실시예에서는 이동통신 단말로부터 요구 전송률, 전체 부반송파 평균 채널 이득 및 각 부반송파별 유효성 알림 함수가 수신되는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 이동통신 단말기로부터는 기존의 CQI 정보를 수신하고, 채널 할당 장치에서 이동통신 단말기로부터 수신한 CQI 정보로부터 유효성 알림 함수를 도출한 다음, 이를 바탕으로 부반송파를 할당하는 것도 가능함은 물론이다.In the present embodiment, the case in which the request rate, the total subcarrier average channel gain, and the validity notification function for each subcarrier are received from the mobile communication terminal is described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the existing CQI information is received from the mobile communication terminal, the validity notification function is derived from the CQI information received from the mobile communication terminal in the channel assignment apparatus, and then the subcarrier is derived based on this. Of course, it is possible to assign.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDMA 시스템을 위한 채널 할당 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a channel allocation method for an OFDMA system according to an embodiment of the present invention.

OFDMA 시스템에서 채널 할당을 위하여, 본 발명의 채널 할당 장치(100)는 먼저 이동통신 단말기로부터 CQI 정보를 수신하고, 각 이동통신 단말기별로 대역폭을 할당한다(S101). 대역폭 할당시에는 BABS 또는 MBABS 방식을 이용할 수 있으며, 이에 대해서는 후술할 것이다.For channel allocation in an OFDMA system, the channel allocation apparatus 100 of the present invention first receives CQI information from a mobile communication terminal, and allocates bandwidth to each mobile communication terminal (S101). When allocating bandwidth, a BABS or MBABS scheme may be used, which will be described later.

대역폭 할당이 완료되면, 유효성 알림함수 확인 모듈(1310)에서 각 이동통신 단말기로부터 수신한 CQI 정보에 포함된 각 부반송파별 AIF를 확인하고(S103), 각 부반송파별로 AIF가 1인 이동통신 단말기의 개수를 합산한다(S105).When the bandwidth allocation is completed, the validity notification function check module 1310 checks the AIF for each subcarrier included in the CQI information received from each mobile communication terminal (S103), and the number of mobile communication terminals having an AIF of 1 for each subcarrier. To sum (S105).

다음, AIF가 1인 이동통신 단말기의 개수는 다중 사용자 다이버시티 차수로 간주될 수 있으므로, 다이버시티 차수를 산출한다(S107). AIF가 1인 이동통신 단말기의 개수 즉, 다중 사용자 다이버시티 차수가 낮은 순서로 할당할 부반송파의 순서를 정하여, 다이버시티 차수가 낮으며 부반송파 할당에 사용하지 않은 부반송파를 선택하고(S109), 해당 부반송파에 대하여 AIF가 1인 이동통신 단말기를 선택한다(S111). 이때 AIF가 1인 이동통신 단말기가 복수개 존재하는 경우에는 랜덤한 순서로 이동통신 단말기를 선택하여 부반송파를 할당한다.Next, since the number of mobile communication terminals having an AIF of 1 may be regarded as a multi-user diversity order, a diversity order is calculated (S107). The number of mobile terminals having AIF equal to 1, that is, the order of subcarriers to be allocated in order of low multi-user diversity order, selects subcarriers having a low diversity order and is not used for subcarrier allocation (S109). In step S111, a mobile communication terminal having an AIF of 1 is selected. In this case, when there are a plurality of mobile communication terminals having an AIF of 1, subcarriers are allocated by selecting the mobile communication terminals in a random order.

그리고, 선택된 이동통신 단말기에 대하여 부반송파 할당이 완료되었는지 확인하여(S113), 부반송파 할당이 완료되지 않은 경우에는 선택된 이동통신 단말기에 해당 부반송파를 할당하고(S115), 모든 부반송파에 대한 할당 과정이 완료되었는지 확인한다(S117). 확인 결과, 모든 부반송파에 대한 할당 과정이 완료되지 않은 경우에는 단계 S109로 진행하여 이후의 과정을 반복한다.In addition, when the subcarrier allocation is completed for the selected mobile communication terminal (S113), if the subcarrier allocation is not completed, the subcarrier is allocated to the selected mobile communication terminal (S115), and all the subcarriers are allocated. Check (S117). As a result of the check, if the allocation process for all subcarriers is not completed, the process proceeds to step S109 and repeats the following process.

한편, 단계 S113의 확인 결과, 선택된 이동통신 단말기에 대하여 부반송파 할당이 완료된 경우에는 해당 부반송파에 대하여 AIF가 1인 다른 이동통신 단말기가 존재하는지 확인한다(S119). 확인 결과, AIF가 1인 다른 이동통신 단말기가 존재하는 경우에는 단계 S111로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 S117로 진행하여, 모든 이동통신 단말기에 대하여 부반송파 할당 과정이 수행되도록 한다.On the other hand, when the subcarrier allocation is completed for the selected mobile communication terminal as a result of checking in step S113, it is checked whether another mobile communication terminal having an AIF of 1 exists for the corresponding subcarrier (S119). As a result of the check, if there is another mobile communication terminal having an AIF of 1, the process proceeds to step S111, and if not, the process proceeds to step S117 so that the subcarrier allocation process is performed for all the mobile communication terminals.

이와 같이, 본 발명에서는 각 부반송파에 대하여 AIF가 1인 이동통신 단말기의 개수를 확인하고, 이로부터 다이버시티 차수를 산출한 다음, 다이버시티 차수를 오름차순으로 정렬한다. 그리고, 정렬된 다이버시티 차수 순서에 따라 해당 부반송파에 대하여 AIF가 1인 이동통신 단말기에 해당 부반송파를 할당하되, 이동통신 단말기에 대하여 기 할당된 대역폭만큼의 부반송파만 할당한다. 이에 따라, AIF를 이용하여 다이버시티 차수를 산출한 후에는 별도의 연산 과정이 필요없어 계산량을 최소화할 수 있고, 채널 할당 장치를 낮은 복잡도로 구현할 수 있다.As described above, in the present invention, the number of mobile communication terminals having an AIF of 1 is checked for each subcarrier, the diversity order is calculated therefrom, and the diversity orders are arranged in ascending order. The subcarriers are allocated to the mobile communication terminal having the AIF of 1 for the corresponding subcarriers according to the sorted diversity order, but only the subcarriers corresponding to the bandwidth allocated to the mobile communication terminal are allocated. Accordingly, after calculating the diversity order using AIF, a separate calculation process is not required, thereby minimizing a calculation amount, and a channel allocation apparatus can be implemented with low complexity.

도 6은 도 5에 도시한 대역폭 할당 과정의 일 예를 설명하기 위한 흐름도로서, BABS 기법을 이용한 대역폭 할당 과정을 나타낸다.FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the bandwidth allocation process illustrated in FIG. 5 and illustrates a bandwidth allocation process using a BABS scheme.

BABS 기법에서는 먼저, 각 이동통신 단말기로부터 CQI를 수신하여(S201), 요구 전송률 및 부반송파별 평균 채널 이득을 확인한다(S203).In the BABS scheme, first, a CQI is received from each mobile communication terminal (S201), and a required transmission rate and an average channel gain for each subcarrier are checked (S203).

그리고, 다음의 [수학식 3]을 만족시키면서 각 사용자에게 할당될 대역폭, 즉, 부반송파의 개수 mk를 찾는다.Then, the bandwidth to be allocated to each user, that is, the number of subcarriers m k is found while satisfying Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112006097829768-pat00011
Figure 112006097829768-pat00011

여기에서, Rmin k는 단위 시간동안 사용자 k가 요구하는 최소의 비트수이며, Rmax는 하나의 부반송파를 통하여 전송할 수 있는 최대 비트수이다. 최적의 mk를 찾기 위하여 BABS는 두 단계로 대역폭 할당을 수행한다.Here, R min k is the minimum number of bits required by the user k during the unit time, and R max is the maximum number of bits that can be transmitted on one subcarrier. To find the optimal m k , BABS performs bandwidth allocation in two steps.

첫 번째 단계에서는 다음 [수학식 4]와 같이 부반송파가 전송할 수 있는 최대 비트수를 이용하여 초기할당이 이루어진다(S205).In the first step, initial allocation is performed using the maximum number of bits that the subcarrier can transmit, as shown in Equation 4 below (S205).

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112006097829768-pat00012
Figure 112006097829768-pat00012

이후, 초기할당을 수행한 후 남은 부반송파가 존재하는지 확인하여(S207), 부반송파가 남아 있을 경우에는 전체 전송 전력을 낮추기 위해 부반송파를 사용자에게 나누어 주고(S209), 초기할당과정에서 부반송파의 수가 부족할 경우에는 대역폭을 가장 적게 요구하는 사용자의 입장을 제한한다(S211).Subsequently, after performing initial allocation, it is determined whether the remaining subcarriers exist (S207), and when the subcarriers remain, the subcarriers are divided to the user in order to lower the total transmission power (S209). In this case, the position of the user who requires the least bandwidth is restricted (S211).

그런데, 이러한 BABS를 이용한 대역폭 할당 과정에서는 모든 부반송파가 전송 가능한 최대 비트수를 이용하여 초기할당을 하기 때문에 평균 채널이득 (

Figure 112006097829768-pat00013
)이 작은 사용자는 충분한 대역폭을 할당 받지 못한다. 이렇게 사용자별 SNR정보가 반영되지 못하기 때문에 채널환경이 열악한 사용자는 요구하는 전송율을 만족시키기 힘들게 된다.However, in the bandwidth allocation process using BABS, since all subcarriers are initially allocated using the maximum number of bits that can be transmitted, the average channel gain (
Figure 112006097829768-pat00013
This small user is not allocated enough bandwidth. Since the user-specific SNR information is not reflected, it is difficult for a user having a poor channel environment to satisfy a required data rate.

따라서 본 발명의 다른 실시예에서는 모든 부반송파가 같은 채널 이득을 갖는다는 가정 하에, 사용자별 단위시간동안 전송 가능한 비트수를 계산하여 이를 초기할당에서 사용함으로써 사용자별 SNR정보를 반영하였다. 이를 개선된 BABS 즉, MBABS라 칭하기로 하며, 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Therefore, in another embodiment of the present invention, assuming that all subcarriers have the same channel gain, the number of bits that can be transmitted during a user unit time is calculated and used in initial allocation to reflect SNR information for each user. This is referred to as an improved BABS, that is, MBABS, and will be described with reference to FIG. 7 as follows.

도 7은 도 5에 도시한 대역폭 할당 과정의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도로서, MBABS 기법을 이용한 대역폭 할당 과정을 나타낸다.FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of the bandwidth allocation process illustrated in FIG. 5 and illustrates a bandwidth allocation process using the MBABS technique.

MBABS 기법에서는 먼저, 각 이동통신 단말기로부터 CQI를 수신하여(S301), 요구 전송률 및 부반송파별 평균 채널 이득을 확인한다(S303).In the MBABS scheme, first, a CQI is received from each mobile communication terminal (S301), and the required channel rate and the average channel gain for each subcarrier are checked (S303).

다음, k번째 사용자가 주어진 BERk 를 만족하면서 n번째 부반송파를 통해 rk(n)비트를 전송하기 위해 필요한 전력을 다음의 [수학식 5]를 이용하여 산출한다.Next, the power required to transmit the r k (n) bits through the n th subcarrier while satisfying the given BER k by the k th user is calculated using Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112006097829768-pat00014
Figure 112006097829768-pat00014

그리고, 사용자 k의 모든 부반송파가 평균 채널 이득을 갖는다고 가정하여,각 이동통신 단말별로 요구되는 전력을 다음과 같이 산출한다(S305).Assuming that all subcarriers of user k have an average channel gain, power required for each mobile communication terminal is calculated as follows (S305).

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112006097829768-pat00015
Figure 112006097829768-pat00015

이후, 동등한 전력 Pc 할당을 가정하여, 주어진 BERk 를 만족하면서 보낼 수 있는 전송률을 산출한다(S307).Subsequently, assuming the same power P c allocation, a transmission rate that can be transmitted while satisfying the given BER k is calculated (S307).

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112006097829768-pat00016
Figure 112006097829768-pat00016

본 실시예에 의한 대역폭 할당기법에서는 CQI 피드백 정보의 평균 채널 이득을 이용하여 변조 및 부호 레벨을 선택할 수 있으며, 이를 바탕으로 각 사용자의 평균 SNR이 반영된 대역폭 할당을 수행할 수 있게 된다.In the bandwidth allocation method according to the present embodiment, modulation and code levels can be selected using the average channel gain of the CQI feedback information. Based on this, the bandwidth allocation reflecting the average SNR of each user can be performed.

[수학식 7]에 의해서 계산된 단위시간 동안 전송 가능한 비트수(전송률)를 Rpos k(=rk)라고 했을 때, 본 발명의 대역폭 할당기법의 첫 번째 단계는 Rpos k를 이용하 여 초기할당을 다음과 같이 수행한다(S309).When the number of bits (transmission rate) that can be transmitted during the unit time calculated by Equation 7 is R pos k (= r k ), the first step of the bandwidth allocation method of the present invention is initially performed using R pos k . The allocation is performed as follows (S309).

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112006097829768-pat00017
Figure 112006097829768-pat00017

그리고, 두 번째 단계에서는 초기할당을 수행한 후 남은 부반송파가 존재하는지 확인하여(S311), 부반송파가 잔재하는 경우 전체 전송 전력을 낮추기 위해 부반송파를 사용자에게 나누어 주고(S313), 초기 할당과정에서 부반송파의 수가 부족할 경우에는 대역폭을 가장 적게 요구하는 사용자의 입장을 제한한다(S315).In the second step, after the initial allocation is performed, it is determined whether the remaining subcarriers exist (S311), and when the subcarriers remain, the subcarriers are divided to the user to lower the total transmission power (S313). If the number is insufficient, the position of the user who requires the least bandwidth is restricted (S315).

상기와 같이 대역폭을 할당함으로써, 각 이동통신 단말기의 평균채널을 바탕으로 대역폭을 할당할 수 있어, 셀 가장자리에 있어 채널환경이 좋지 않아 변조 및 부호화 레벨이 낮게 설정된 사용자에게 보다 많은 채널을 할당할 수 있게 됨으로써, 각각의 사용자가 요구하는 전송률을 만족할 수 있게 한다.By allocating the bandwidth as described above, the bandwidth can be allocated based on the average channel of each mobile communication terminal, and more channels can be allocated to a user whose modulation and coding level is low due to poor channel environment at the cell edge. By doing so, the transmission rate required by each user can be satisfied.

이와 같이, 본 발명의 채널 할당 기법에서는 다중사용자 다이버시티 차수가 낮은 부반송파를 먼저 할당하여, 늦게 할당되는 부반송파에 대해서도 높은 다중 사용자 다이버시티 차수를 갖게 하여 나중에 할당되는 사용자의 SNR을 보장함으로써 요구되는 전송율을 충족시킴과 동시에, 적은 양의 CQI 정보량을 요구하고 복잡도 또한 매우 낮다. 또한, 본 발명의 대역폭 할당 기법에서는 초기할당 과정에서 충분한 SNR 정보를 반영함으로써 셀 가장자리의 채널 환경이 좋지 않은 이동통신 단말에 충분한 대역폭을 할당하여 요구하는 전송률을 만족하게 한다.As described above, in the channel allocation scheme of the present invention, a subcarrier having a low multi-user diversity order is allocated first, and a higher multi-user diversity order is ensured even for a later allocated subcarrier, thereby ensuring the SNR of a user allocated later. At the same time, it requires a small amount of CQI information and the complexity is very low. In addition, in the bandwidth allocation scheme of the present invention, sufficient bandwidth is allocated to a mobile communication terminal having a poor channel environment at the cell edge by reflecting sufficient SNR information in an initial allocation process, thereby satisfying a required transmission rate.

도 8a 내지 8d는 채널 할당 방법에 따른 사용자 수별 아웃티지 확률을 설명 하기 위한 그래프이다.8A to 8D are graphs for explaining the outage probability for each user according to a channel allocation method.

먼저, 도8a는 대역폭 할당 방식으로 BABS를 이용한 경우, 본 발명에 의해 간략화된 CQI 정보를 이용한 경우(O), 기존의 CQI 정보를 이용한 ACG 기법을 적용한 경우(□) 및 DFRS 기법을 이용한 개선된 ACG(MACG) 기법(부반송파의 선택 순서를 채널 환경이 열악한 부반송파에게 우선권을 주는 ACG 기법)을 적용한 경우(△), 사용자 수에 따른 아웃티지 확률을 나타낸다.First, FIG. 8A illustrates a case in which BABS is used as a bandwidth allocation method, when using CQI information simplified by the present invention (O), when applying ACG method using existing CQI information (□), and using DFRS. When the ACG (MACG) technique (ACG technique that gives priority to subcarriers with poor channel environment in order of subcarrier selection) is applied (Δ), the probability of outage according to the number of users is shown.

도 8a에서 본 발명의 채널 할당 기법을 이용한 경우, 종래의 CQI 정보를 이용한 ACG 기법과 비교할 때 아웃티지 확률이 거의 유사하고, MACG 기법을 사용한 경우 열화된 성능을 보이는 것을 알 수 있다.In FIG. 8A, when the channel allocation scheme of the present invention is used, the outage probability is almost similar to that of the ACG scheme using the conventional CQI information, and the degradation performance is shown when the MACG scheme is used.

즉, 동일한 대역폭 할당 기법을 사용할 경우, 본 발명의 채널 할당 기법에서는 채널의 상태를 M비트로 표현할 경우 ACG 기법에 비해 1/M 정도의 CQI 정보만을 이용하여 유사한 아웃티지 확률을 가지며, 계산량 또한 현저히 줄어들게 된다.That is, when the same bandwidth allocation scheme is used, the channel allocation scheme of the present invention has a similar outage probability using only 1 / M CQI information compared to the ACG scheme when the channel state is expressed in M bits, and the computation amount is also significantly reduced. do.

도 8b는 대역폭 할당 방식으로 MBABS를 이용한 경우, 본 발명에 의해 간략화된 CQI 정보를 이용한 경우(O), 기존의 CQI 정보를 이용한 ACG 기법을 적용한 경우(□) 및 DFRS 기법을 이용한 개선된 ACG(MACG) 기법(부반송파의 선택 순서를 채널 환경이 열악한 부반송파에게 우선권을 주는 ACG 기법)을 적용한 경우(△), 사용자 수에 따른 아웃티지 확률을 나타낸다.8B illustrates a case in which MBABS is used as a bandwidth allocation scheme, a case of using CQI information simplified by the present invention (O), a case of applying an ACG technique using existing CQI information (□), and an improved ACG (using DFRS technique). MACG) technique (ACG technique that gives priority to subcarriers with poor channel environment in order of subcarrier selection) is applied (Δ), which indicates outage probability according to the number of users.

이 경우에도, 본 발명의 채널 할당 기법은 이상적인 CQI 정보를 사용하는 ACG 기법과 유사한 성능을 가지며, 종래의 MACG 기법은 매우 열악한 성능을 갖는 것을 알 수 있다.Even in this case, it can be seen that the channel allocation scheme of the present invention has a performance similar to that of the ACG scheme using ideal CQI information, and the conventional MACG scheme has a very poor performance.

도 8a와 비교할 때, MBABS 기법을 이용하는 경우 본 발명의 채널 할당 기법은 BABS 기법을 이용하는 경우보다 아웃티지 확률을 매우 낮게 하여 사용자의 서비스 품질(QoS)를 보다 우수하게 보장할 수 있음을 알 수 있다.Compared to FIG. 8A, it can be seen that the channel allocation scheme of the present invention can guarantee the quality of service (QoS) of the user better by using a very low outage probability than when using the BABS scheme. .

도 8c는 대역폭 할당 방식으로 BABS를 이용한 경우, 본 발명에 의해 간략화된 CQI 정보를 이용한 경우(O), 기존의 CQI 정보를 이용한 ACG 기법을 적용한 경우(□) 및 DFRS 기법을 이용한 개선된 ACG(MACG) 기법(부반송파의 선택 순서를 채널 환경이 열악한 부반송파에게 우선권을 주는 ACG 기법)을 적용한 경우(△), 사용자 수에 따른 스루우풋을 나타내고, 도 8d는 대역폭 할당 방식으로 MBABS를 이용한 경우 사용자 수에 따른 스루우풋을 나타낸다.8C illustrates a case in which BABS is used as a bandwidth allocation method, CQI information simplified by the present invention (O), ACG technique using existing CQI information (□), and improved ACG using DFRS technique ( MACG) technique (ACG technique that gives priority to subcarriers with poor channel environment in order of subcarrier selection) (Δ), shows throughput according to the number of users, and FIG. 8D shows the number of users when MBABS is used as the bandwidth allocation method. Throughput according to

도 8c 및 8d에서 알 수 있듯이, 전체 시스템 부하가 77% 일 때, 즉 41명의 사용자가 입장되었을 경우, 본 발명의 채널 할당 기법은 ACG가 적용된 기법에 비하여 45.9%의 아웃티지 성능의 이득이 있는 반면, 전송률 성능은 단지 7.25%만 저하시킬 뿐이다. 또한, 본 발명의 채널 할당 기법은 종래의 ACG 기법에 비해 1/3.4의 계산량으로 부반송파 할당이 가능하여, OFDMA 시스템에서 스펙스트럼 효율을 높일 뿐 아니라 효율적으로 QoS를 보장하면서도 낮은 복잡도로 구현할 수 있는 이점이 있다.As can be seen in Figures 8c and 8d, when the total system load is 77%, i.e. 41 users are entered, the channel allocation scheme of the present invention has an advantage of 45.9% outage performance over the ACG scheme. On the other hand, the rate performance only degrades 7.25%. In addition, the channel allocation scheme of the present invention is capable of allocating subcarriers with a calculation amount of 1 / 3.4, compared to the conventional ACG scheme, thereby improving the spectrum efficiency in an OFDMA system and efficiently implementing QoS with low complexity. There is this.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

본 발명에 의하면, 사용자의 평균 부반송파 이득과 각각의 부반송파 별로 1비트의 유효성 알림 함수만을 포함한 CQI 구조를 통해, 각각의 이동통신 단말이 역방향 제어 채널을 통해 피드백해야 할 정보량을 낮춰 스펙트럼 효율을 증대시킬 수 있다.According to the present invention, through the CQI structure including only the average subcarrier gain of the user and a 1-bit validity notification function for each subcarrier, each mobile communication terminal can increase the spectrum efficiency by lowering the amount of information to be fed back through the reverse control channel. Can be.

또한, 사용자의 평균 부반송파 이득을 반영하여 대역폭 할당을 수행하고, 유효성 알림함수를 이용하여 다중 사용자 다이버시티 차수를 기반으로 부반송파 할당을 수행함으로써 아웃티지 확률을 현저히 낮춰 효율적으로 서비스 품질을 보장할 수 있고, 낮은 복잡도로 부반송파 할당 기법을 구현할 수 있다.In addition, the bandwidth allocation is performed by reflecting the average subcarrier gain of the user, and the subcarrier allocation is performed based on the multi-user diversity order using the validity notification function, thereby effectively reducing the outage probability, thereby efficiently guaranteeing the quality of service. Therefore, the subcarrier allocation scheme can be implemented with low complexity.

Claims (15)

직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치로서,A channel assignment apparatus for an orthogonal frequency division multiple access system, 복수의 이동통신 단말기 각각으로부터 채널 품질 정보를 수신하는 CQI 수신부;A CQI receiver configured to receive channel quality information from each of the plurality of mobile communication terminals; 상기 CQI 수신부에서 수신한 채널 품질 정보를 이용하여 각 이동통신 단말기에 대하여 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부; 및A bandwidth allocator configured to allocate bandwidth to each mobile communication terminal using channel quality information received by the CQI receiver; And 상기 채널 품질 정보로부터 유효성 알림 함수를 추출하고, 상기 유효성 알림 함수 및 상기 대역폭 할당부에서 할당한 각 이동통신 단말기별 대역폭을 참조하여, 각각의 부반송파별로 해당 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 이동통신 단말기의 개수를 산출하고, 각 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 총 이동통신 단말기의 개수에 따라 부반송파 할당 순서인 다이버시티 차수를 산출하여, 상기 다이버시티 차수가 낮은 부반송파부터 오름차순으로 부반송파를 할당하는 부반송파 할당부;The number of mobile communication terminals determined to be valid for each subcarrier by extracting a validity notification function from the channel quality information and referring to the validity notification function and the bandwidth of each mobile communication terminal allocated by the bandwidth allocator. A subcarrier allocator configured to calculate a diversity order of subcarrier allocation order according to the total number of mobile communication terminals for which each subcarrier is determined to be valid, and to assign subcarriers in ascending order from a subcarrier having a low diversity order; 를 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치.Channel allocation apparatus for an orthogonal frequency division multiple access system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부반송파 할당부는, 상기 CQI 수신부에서 수신한 채널 품질 정보를 참조하여, 각 이동통신 단말기의 부반송파별 유효성 알림 함수를 확인하는 유효성 알림함수 확인 모듈;The subcarrier assignment unit may include: a validation notification function checking module for confirming a validation notification function for each subcarrier of each mobile communication terminal by referring to channel quality information received by the CQI receiving unit; 상기 각 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 이동통신 단말기의 개수를 산출 하고, 상기 이동통신 단말기의 개수가 적은 순서대로 다이버시티 차수를 산출하는 다이버시티 차수 산출 모듈; 및A diversity order calculating module for calculating the number of mobile communication terminals in which the respective subcarriers are valid and calculating the diversity order in the order of the small number of the mobile communication terminals; And 상기 다이버시티 차수와, 상기 대역폭 할당부에서 이동통신 단말기별로 할당된 대역폭을 참조하여, 상기 다이버시티 차수가 낮은 부반송파부터 해당 부반송파가 유효한 것으로 판단되는 이동통신 단말기에 해당 부반송파를 할당하되, 상기 대역폭 할당부에서 할당한 대역폭만큼 부반송파를 할당하는 부반송파 할당 모듈;By referring to the diversity order and the bandwidth allocated to each mobile communication terminal by the bandwidth allocation unit, a corresponding subcarrier is allocated to a mobile communication terminal determined to be valid from a subcarrier having a low diversity order, wherein the bandwidth allocation is performed. A subcarrier allocation module for allocating subcarriers by the bandwidth allocated by the subcarrier; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치.Channel allocation apparatus for an orthogonal frequency division multiple access system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 품질 정보는 요구 전송률 필드, 전체 부반송파에 대한 평균 채널 이득 필드 및 각 부반송파별 유효성 알림 함수 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치.The channel quality information includes a request rate field, an average channel gain field for all subcarriers, and a validity notification function field for each subcarrier. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유효성 알림 함수(Ck(n))는 상기 각각의 부반송파가 상기 이동통신 단말기에게 유효한지의 여부를 알려 주는 정보이며, 상기 부반송파의 채널 이득이 상기 평균 채널 이득 이상인 경우 1, 상기 부반송파의 채널 이득이 상기 평균 채널 이득보다 작은 경우 0으로 표현되는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접 속 시스템을 위한 채널 할당 장치.The validity notification function C k (n) is information indicating whether each subcarrier is valid for the mobile communication terminal, and when the channel gain of the subcarrier is equal to or greater than the average channel gain, 1, the channel of the subcarrier And a gain is expressed as 0 when the gain is less than the average channel gain. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 품질 정보는 전체 부반송파에 대한 평균 채널 이득 필드를 포함하고, 상기 부반송파 할당부는, 상기 각 부반송파의 채널 이득과 상기 평균 채널 이득에 따라 유효성 알림 함수를 추출하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치.The channel quality information includes an average channel gain field for all subcarriers, and the subcarrier allocator extracts a validity notification function according to the channel gain and the average channel gain of each subcarrier. Channel allocation device for the system. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 유효성 알림 함수는, 상기 부반송파의 채널 이득이 상기 평균 채널 이득 이상인 경우 1, 상기 부반송파의 채널 이득이 상기 평균 채널 이득보다 작은 경우 0으로 표현되는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치.The validity notification function is expressed as 1 when the channel gain of the subcarrier is greater than or equal to the average channel gain and 0 when the channel gain of the subcarrier is less than the average channel gain. Allocation unit. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 대역폭 할당부는, 하나의 부반송파를 통하여 전송할 수 있는 최대 비트수에 대한 단위 시간동안 k번째 사용자가 요구하는 최소의 비트수의 비율에 따라 대역폭을 1차 할당하고, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우 대역폭을 2차 할당하며, 잔여하는 부반송파가 존재하지 않는 경우 대역폭을 가장 적게 요구하는 이동통신 단말기의 입장을 제한하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시 스템을 위한 채널 할당 장치.The bandwidth allocation unit allocates bandwidth according to the ratio of the minimum number of bits required by the kth user during the unit time to the maximum number of bits that can be transmitted through one subcarrier, and if there is a remaining subcarrier, the bandwidth 2. The apparatus for allocating a channel for an orthogonal frequency division multiple access system according to claim 1, wherein the second allocation is restricted and the entry of the mobile communication terminal that requires the least bandwidth when the remaining subcarriers do not exist. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 대역폭 할당부는, n번째 부반송파의 평균 채널 이득(
Figure 112008042082031-pat00018
)에서 k번째 사용자가 주어진 비트 오율(BERk)을 만족하면서 n번째 부반송파를 통해 rk(n)비트를 전송하기 위해 필요한 전력(
Figure 112008042082031-pat00019
, f()는 주어진 비트 오율과 전송률을 만족시키기 위해 요구되는 전력)에 대하여, k번째 사용자의 모든 부반송파가 평균 채널 이득을 갖는 경우의 요구 전력(
Figure 112008042082031-pat00020
)에 동등한 전력(Pc )할당을 수행하여, 상기 비트 오율(BERk)을 만족하는 전송률(
Figure 112008042082031-pat00021
)을 추출하고, 상기 전송률(rk)대한 단위 시간동안 k번째 사용자가 요구하는 최소의 비트수의 비율에 따라 대역폭을 1차 할당하고, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우 대역폭을 2차 할당하며, 잔여하는 부반송파가 존재하지 않는 경우 대역폭을 가장 적게 요구하는 이동통신 단말기의 입장을 제한하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 장치.
The bandwidth allocator may include an average channel gain of the nth subcarrier (
Figure 112008042082031-pat00018
), The power required to transmit the r k (n) bits on the nth subcarrier while satisfying the given bit error rate (BER k )
Figure 112008042082031-pat00019
f () is the power required to satisfy a given bit error rate and transmission rate, and the required power (when all subcarriers of the k th user have an average channel gain)
Figure 112008042082031-pat00020
By performing power (P c ) allocation equal to), the data rate satisfying the bit error rate (BER k )
Figure 112008042082031-pat00021
), And firstly allocate a bandwidth according to the ratio of the minimum number of bits required by the k-th user during the unit time to the transmission rate (r k ), and if the remaining subcarriers exist, secondly allocate the bandwidth, Channel allocation apparatus for an orthogonal frequency division multiple access system, characterized in that the entry of the mobile communication terminal that requires the least bandwidth when there is no remaining subcarrier.
직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법으로서,A channel allocation method for an orthogonal frequency division multiple access system, 이동통신 단말기로부터 채널 품질 정보를 수신함에 따라, 대역폭을 할당하는 제 1 단계;A first step of allocating bandwidth in response to receiving channel quality information from a mobile communication terminal; 상기 채널 품질 정보로부터 유효성 알림 함수를 추출하는 제 2 단계;Extracting a validity notification function from the channel quality information; 상기 유효성 알림 함수를 참조하여, 각 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 이동통신 단말기의 개수를 합산하는 제 3 단계;A third step of adding up the number of mobile communication terminals for which each subcarrier is valid by referring to the validity notification function; 상기 각 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 이동통신 단말기의 개수에 따라 다이버시티 차수를 산출하는 제 4 단계;A fourth step of calculating a diversity order according to the number of mobile communication terminals for which each subcarrier is confirmed to be valid; 상기 다이버시티 차수가 낮으며 부반송파 할당에 사용하지 않은 부반송파를 선택하는 제 5 단계;A fifth step of selecting a subcarrier having a low diversity order and which is not used for subcarrier allocation; 상기 선택된 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 이동통신 단말기를 선택하는 제 6 단계;A sixth step of selecting a mobile communication terminal which determines that the selected subcarrier is valid; 상기 제 6 단계에서 선택된 이동통신 단말기에 대하여 부반송파 할당이 완료되었는지 확인하는 제 7 단계;A seventh step of confirming whether subcarrier allocation is completed for the mobile communication terminal selected in the sixth step; 상기 제 7 단계의 확인 결과, 부반송파 할당이 완료되지 않은 경우에는 상기 선택된 이동통신 단말기에 상기 선택된 부반송파를 할당하는 제 8 단계;An eighth step of allocating the selected subcarrier to the selected mobile communication terminal when the subcarrier allocation is not completed as a result of the checking of the seventh step; 모든 부반송파에 대한 할당 과정이 완료되었는지 확인하는 제 9 단계;A ninth step of checking whether an allocation process for all subcarriers is completed; 상기 제 9 단계의 확인 결과, 모든 부반송파에 대한 할당 과정이 완료되지 않은 경우에는 상기 제 5 단계로 복귀하는 제 10 단계;A tenth step of returning to the fifth step if the allocation process for all subcarriers is not completed as a result of the checking of the ninth step; 를 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법.Channel allocation method for an orthogonal frequency division multiple access system comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 4 단계는 상기 각 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 이동통신 단 말기의 개수가 작은 순서부터 오름차순으로 다이버시티 차수를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법.The fourth step is a channel allocation method for orthogonal frequency division multiple access systems, characterized in that the step of calculating the diversity order in ascending order from the smallest number of mobile communication terminals that each subcarrier is confirmed to be valid. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 7 단계의 확인 결과, 상기 선택된 이동통신 단말기에 대하여 부반송파 할당이 완료된 경우, 상기 선택된 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 다른 이동통신 단말기가 존재하는지 확인하는 제 11 단계; 및An eleventh step of checking whether there is another mobile communication terminal for confirming that the selected subcarrier is valid when subcarrier allocation is completed for the selected mobile communication terminal as a result of the checking of the seventh step; And 상기 선택된 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 다른 이동통신 단말기가 존재하는 경우에는 상기 제 6 단계로 복귀하는 제 12 단계;A twelfth step of returning to the sixth step when another mobile communication terminal in which the selected subcarrier is confirmed to be valid exists; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법.Channel allocation method for an orthogonal frequency division multiple access system, characterized in that it further comprises. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제 11 단계의 확인 결과, 상기 선택된 부반송파가 유효한 것으로 확인되는 다른 이동통신 단말기가 존재하지 않는 경우에는 상기 제 9 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법.And if there is no other mobile communication terminal for which the selected subcarrier is valid as a result of the checking in the eleventh step, returning to the ninth step, the channel allocation method for the orthogonal frequency division multiple access system. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 유효성 알림 함수는 상기 채널 품질 정보에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법.The validity notification function is included in the channel quality information and transmitted, characterized in that the channel allocation method for an orthogonal frequency division multiple access system. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 1단계는, 하나의 부반송파를 통하여 전송할 수 있는 최대 비트수에 대한 단위 시간동안 이동통신 단말기가 요구하는 최소의 비트수의 비율에 따라 대역폭을 1차 할당하는 제 1-1 단계;The first step includes the steps 1-1 of allocating the bandwidth according to the ratio of the minimum number of bits required by the mobile communication terminal during the unit time to the maximum number of bits that can be transmitted through one subcarrier; 상기 대역폭 1차 할당 후, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우지 확인하여, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우 대역폭을 2차 할당하는 제 1-2 단계; 및After the bandwidth primary allocation, checking whether there is a residual subcarrier, and performing a second allocation of bandwidth when there is a residual subcarrier; And 상기 잔여하는 부반송파가 존재하지 않는 경우 대역폭을 가장 적게 요구하는 이동통신 단말기의 입장을 제한하는 제 1-3 단계;A first to third step of restricting entry of a mobile communication terminal that requires the least bandwidth when the remaining subcarriers do not exist; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법.Channel allocation method for an orthogonal frequency division multiple access system comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 1 단계는, n번째 부반송파의 평균 채널 이득(
Figure 112008042082031-pat00022
)에서 k번째 사용자가 주어진 비트 오율(BERk)을 만족하면서 n번째 부반송파를 통해 rk(n)비트를 전송하기 위해 필요한 전력(
Figure 112008042082031-pat00023
, f()는 주어진 비트 오율과 전송률을 만족시키기 위해 요구되는 전력)을 산출하는 제 1-1 단계;
The first step is the average channel gain of the nth subcarrier (
Figure 112008042082031-pat00022
), The power required to transmit the r k (n) bits on the nth subcarrier while satisfying the given bit error rate (BER k )
Figure 112008042082031-pat00023
f () is the first step of calculating the power required to satisfy a given bit error rate and transmission rate;
상기 k번째 사용자의 모든 부반송파가 평균 채널 이득을 갖는 경우의 요구 전력(
Figure 112008042082031-pat00024
)을 산출하고, 동등한 전력(Pc )할당을 수행하는 제 1-2 단계;
Power required when all subcarriers of the k-th user have an average channel gain
Figure 112008042082031-pat00024
Step 1-2, and performing an equivalent power (P c ) allocation;
상기 비트 오율(BERk)을 만족하는 전송률(
Figure 112008042082031-pat00025
)을 추출하는 제 1-3 단계;
A rate that satisfies the bit error rate (BER k )
Figure 112008042082031-pat00025
Extracting step 1-3;
상기 전송률(rk)대한 단위 시간동안 k번째 사용자가 요구하는 최소의 비트수의 비율에 따라 대역폭을 1차 할당하는 제 1-4 단계;A first step of first allocating a bandwidth according to a ratio of the minimum number of bits required by a k-th user during the unit time to the rate r k ; 상기 대역폭 1차 할당 후, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우지 확인하여, 잔여하는 부반송파가 존재하는 경우 대역폭을 2차 할당하는 제 1-5 단계; 및A step 1-5 of determining whether a remaining subcarrier exists after the primary allocation of the bandwidth and secondly allocating the bandwidth when the remaining subcarrier exists; And 상기 잔여하는 부반송파가 존재하지 않는 경우 대역폭을 가장 적게 요구하는 이동통신 단말기의 입장을 제한하는 제 1-6 단계;A step 1-6 of restricting entry of the mobile communication terminal that requires the least bandwidth when the remaining subcarriers do not exist; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 채널 할당 방법.Channel allocation method for an orthogonal frequency division multiple access system comprising a.
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