KR100909531B1 - 멀티캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 스케쥴링 장치 및방법 - Google Patents

멀티캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 스케쥴링 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템에서, K개의 수신기들과 통신을 수행하는 송신기의 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정하는 과정과, 상기 결정된, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정과, 상기 K개의 수신기들 각각에서 상기 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들이 결정되면, 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 CQI들을 수신하는 과정과, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 검출하는 과정과, 상기 검출한 서브 캐리어들 각각을 해당 서브 캐리어에 대해 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하는 과정과, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 과정을 포함하며, 상기 CQI 피드백량을 결정하는 과정은; 채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정과, 상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정을 포함한다.
Figure R1020040118314
CQI 피드백량, 전송량, 공평성, Max C/I 방식, 부분 CQI, 평균 CQI

Description

멀티캐리어를 사용하는 통신 시스템에서 스케쥴링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING IN A COMMUNICATION SYSTEM USING MULTI-CARRIER}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도
도 3은 도 1의 제1CQI 피드백량 결정기(111)의 내부 구조를 도시한 블록도
도 4는 도 1의 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 내부 구조를 도시한 블록도
도 5는 도 2의 제1CQI 생성기(223)의 내부 구조를 도시한 블록도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 송신기의 스케쥴링 및 신호 송신 과정을 도시한 순서도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 수신기의 신호 수신 및 CQI 생성 과정을 도시한 순서도
본 발명은 통신 시스템의 스케쥴링(scheduling) 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 멀티캐리어(multi-carrier)를 사용하는 통신 시스템(이하 '멀티캐리어 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 일부 캐리어들에 대한 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)들만을 사용하여 스케쥴링을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
즉, 상기 4G 통신 시스템이 고속, 고품질의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서는 광대역의 스펙트럼(spectrum) 자원이 필요하다. 하지만, 상기 광대역 스펙트럼 자원을 사용할 경우에는 다중 경로 전파(multipath propagation)에 따른 무선 전송로 상에서의 페이딩(fading) 영향이 심각해지며, 전송 대역 내에서도 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 따른 영향이 발생한다. 따라 서, 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해서 주파수 선택적 페이딩에 강인한 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식이 상기 4G 통신 시스템에 적극 활용되고 있는 추세에 있다.
상기 OFDM 방식은 멀티캐리어를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심벌(symbol)열을 병렬로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(MCM: Multi-Carrier Modulation) 방식의 일종이다. 상기 OFDM 방식은 상기 주파수 선택적 페이딩에 강하다는 장점이외에도 링크 적응(link adaptation) 방식을 사용하여 전송량(throughput)을 최대화시킬 수 있다는 장점을 가진다.
한편, 상기 OFDM 방식을 기반으로 한 다중 접속(multiple access) 방식이 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식이며, 상기 OFDMA 방식은 전체 서브 캐리어들중 일부 서브 캐리어들을 서브 채널(sub-channel)로 재구성하고, 상기 서브 채널을 특정 가입자 단말기(SS: Subscriber Station)에게 할당하는 방식이다. 여기서, 상기 서브 채널이라 함은 적어도 1개 이상의 서브 캐리어들로 구성된 채널을 나타낸다. 상기 OFDMA 방식을 사용할 경우에는 무선 채널의 페이딩 특성에 따라 특정 가입자 단말기에게 할당되는 서브 채널을 동적으로 할당할 수 있는 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)이 가능하고, 가입자 단말기들의 개수가 증가함에 따라, 즉 사용자들이 증가함에 따라 '다중 사용자 다이버시티 이득(multiuser diversity gain)'이 증가하므로 상기 OFDMA 방식은 비교적 큰 전송량을 요구하는 4G 통신 시스템에서 활발하게 연구되고 있다.
또한, 모든 통신 시스템에서는 다중 사용자 환경을 구현할 경우 사용자들, 즉 가입자 단말기들 각각에 대해 자원을 효율적으로 할당해야만 하며, 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 'OFDMA 통신 시스템'이라 칭하기로 한다) 역시 자원을 효율적으로 할당해야만 함은 물론이다. 이하 설명의 편의상 상기 다중 사용자 환경을 구현하는 통신 시스템(이하 '다중 사용자 환경 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)을 상기 OFDMA 통신 시스템의 일 예로 하여 설명하기로 한다. 그러면 여기서 다중 사용자 환경 통신 시스템에서 상기 자원의 효율적인 할당을 위해 제안된 스케쥴링(scheduling) 방식들에 대해서 살펴보기로 한다.
상기 스케쥴링 방식은 각 가입자 단말기들에 대한 자원을 할당하는 방식을 나타내며, 대표적인 스케쥴링 방식으로서는 최대 캐리어대 간섭비(Max C/I(Carrier to Interference ratio), 이하 'Max C/I'라 칭하기로 한다) 방식과, 최대 최소 공평성(MF: Maxmin Fairness, 이하 'MF'라 칭하기로 한다) 방식과, 비례 공평성(PF: Proportional Fairness, 이하 'PF'라 칭하기로 한다) 방식 등이 존재한다. 그러면 여기서, 상기 Max C/I 방식과, MF 방식과, PF 방식에 대해서 설명하기로 한다.
첫 번째로, 상기 Max C/I 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 Max C/I 방식은 상기 다중 사용자 환경 통신 시스템, 즉 OFDMA 통신 시스템에서 특정 서브 캐리어를 다수의 가입자 단말기들중 채널 상태가 가장 양호한 가입자 단말기에 할당되도록 스케쥴링하는 방식으로서, 상기 Max C/I 방식을 사용 할 경우에는 상기 다중 사용자 다이버시티 이득이 최대가 되어 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량을 최대화시킬 수 있다. 여기서, 상기 다수의 가입자 단말기들 각각은 해당 기지국(BS: Base Station)과의 채널 상태, 즉 채널 품질, 일 예로 C/I를 나타내는 CQI를 상기 기지국으로 피드백(feedback)시키는데, 상기 기지국은 상기 다수의 가입자 단말기들로부터 피드백되는 CQI들중 최대 C/I를 나타내는 CQI를 피드백한 가입자 단말기를 채널 상태가 가장 양호한 가입자 단말기로 판단한다.
상기 Max C/I 방식을 사용할 경우, 만약 특정 가입자 단말기의 채널 상태가 매우 열악하여 모든 서브 캐리어들에 대한 C/I가 매우 작은 값을 가질 경우에는 상기 특정 가입자 단말기는 어떤 서브 캐리어도 할당받지 못하게 되는 경우가 발생하게 된다. 즉, 상기 Max C/I 방식을 사용할 경우에는 상기 OFDMA 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들 각각에 대해 가장 채널 상태가 우수한 가입자 단말기에게 해당 서브 캐리어를 할당하기 때문에 채널 상태가 매우 열악한 가입자 단말기의 경우 1개의 서브 캐리어도 할당받지 못하게 되는 경우가 발생하게 되는 것이다.
이렇게, 상기 Max C/I 방식을 사용할 경우에는 기지국과 가입자 단말기간의 채널 상태에 따라서만 서브 캐리어를 할당하기 때문에 가입자 단말기들간의 공평성을 보장하지 못한다는 문제점을 가지고 있다. 물론, 상기 Max C/I 방식은 매우 간단한 방식으로 구현되므로 복잡도 측면에서는 어떤 다른 스케쥴링 방식에 비해서도 이점을 가진다.
상기에서 설명한 바와 같은 특성들로 인해 상기 Max C/I 방식은 가입자 단말기들간에 공평성이 보장되지 않더라도 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량을 최 대화시키고자 할 경우 주로 사용된다. 그런데, 상기와 같은 Max C/I 방식의 장점, 즉 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량을 최대화시킨다는 장점은 상기 가입자 단말기들 각각이 모든 서브 캐리어들에 CQI를 피드백시킬 경우에만 획득되는 장점이다. 즉, 상기 가입자 단말기들 각각이 상기 모든 서브 캐리어들이 아닌 일부의 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백시킬 경우 상기 Max C/I 방식의 장점인 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량을 최대화시킨다는 장점은 보장되지 않는다. 여기서, 상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 가입자 단말기가 상기 모든 서브 캐리어들이 아닌 일부의 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백시키는 경우를 고려하는 이유는 상기 모든 서브 캐리어들에 대한 CQI 피드백은 업링크 로드(uplink load)를 발생시키며, 또한 다른 가입자 단말기에 대한 업링크 간섭(uplink interference)으로 작용하기 때문에 상기 모든 서브 캐리어들이 아닌 일부의 서브 캐리어들에 대한 CQI만을 피드백시키는 연구가 활발하게 진행되고 있기 때문이다.
두 번째로, 상기 MF 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 MF 방식은 다수의 가입자 단말기들 각각의 전송량중 최소 전송량이 할당된 가입자 단말기의 전송량을 최대화시키기 위해 제안된 스케쥴링 방식으로서, 상기 Max C/I 방식에 비해 상기 가입자 단말기들간의 공평성을 보장할 수 있는 방식이다. 그러나, 상기 MF 방식은 상기 Max C/I 방식에 비해서 가입자 단말기들간 공평성은 최대화되지만 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량이 상기 가입자 단말기들간의 공평성으로 인해 저하된다는 문제점을 가진다.
일반적으로, 상기 MF 방식을 사용할 경우에는 채널 상태가 매우 열악한 가입 자 단말기가 존재할 때 상기 채널 상태가 매우 열악한 가입자 단말기를 위해 강제적으로 서브 캐리어가 할당된다. 따라서, 상기 할당된 서브 캐리어가 그 서브 캐리어에 대해 채널 상태가 가장 양호한, 즉 최대 C/I를 가지는 가입자 단말기에 할당되었을 경우에 비해 전송량 측면에서의 저하가 발생되어 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량이 저하되는 것이다.
상기에서 설명한 바와 같은 특성들로 인해 상기 MF 방식은 상기 OFDMA 통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서는 일반적으로 그 사용을 고려하고 있지 않으며, 소스(source)와 목적지(destination)간 링크들이 많이 셋업되어 병목 링크가 전체 통신 시스템의 성능에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 유선 통신 시스템에서 주로 그 사용을 고려하고 있다. 또한, 상기 MF 방식은 상기 Max C/I 방식에 비해 구현시 그 복잡도가 상당히 높기 때문에, 실제 OFDMA 통신 시스템에서는 상기 MF 방식의 사용을 거의 고려하지 않고 있다.
또한, 상기와 같은 MF 방식의 장점, 즉 가입자 단말기들간 공평성을 최대화시킨다는 장점은 상기 가입자 단말기들 각각이 모든 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 피드백시킬 경우에만 획득되는 장점이다. 즉, 상기 가입자 단말기들 각각이 상기 모든 서브 캐리어들이 아닌 일부의 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 피드백시킬 경우 상기 MF 방식의 장점인 가입자 단말기들간의 공평성을 최대화시킨다는 장점은 보장되지 않는다.
세 번째로, 상기 PF 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 PF 방식은 상기 Max C/I 방식과 MF 방식의 장점들을 조합한 방식으로 서, 가입자 단말기들간 공평성도 보장하면서 전체 전송량을 최대화시키는 스케쥴링 방식이다. 상기 PF 방식은 가입자 단말기간 공평성을 어느 정도 보장하면서도 전체 전송량을 최대화시키며, 성능 또한 비교적 우수하기 때문에 OFDMA 통신 시스템에서 일반적으로 사용되고 있는 스케쥴링 방식이다. 또한, 상기 MF 방식은 단일 캐리어(SC: Single Carrier)를 사용하는 통신 시스템(이하 '단일 캐리어 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서는 이미 비교적 낮은 복잡도로 구현될 수 있어 복잡도 측면에서도 이점을 가진다.
그러나, 상기 PF 방식이 상기 OFDM 통신 시스템 및 OFDMA 통신 시스템과 같은 멀티 캐리어 통신 시스템에서 사용되기 위해서는 복잡도면에서의 증가가 발생하는데, 상기 복잡도면에서의 증가에 대해서는 아직 구체적인 해결 방안이 제시되어있지 않은 상태이다. 또한, 상기와 같은 PF 방식의 장점, 즉 가입자 단말기들간 공평성도 보장하면서 전체 전송량을 최대화시킨다는 장점은 상기 가입자 단말기들 각각이 모든 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 피드백시킬 경우에만 획득되는 장점이다. 즉, 상기 가입자 단말기들 각각이 상기 모든 서브 캐리어들이 아닌 일부의 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 피드백시킬 경우 상기 PF 방식의 장점인 가입자 단말기들간 공평성도 보장하면서 전체 전송량을 최대화시킨다는 장점은 보장되지 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 Max C/I 방식과, MF 방식 및 PF 방식은 가입자 단말기들이 모든 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 피드백시키는 경우를 가정한 스케쥴링 방식들이다. 따라서, 상기 OFDMA 통신 시스템에서 모든 서브 캐리어들에 대한 CQI를 피드백시키지 않고 일부의 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백할 경우 상기 Max C/I 방식과, MF 방식 및 PF 방식의 장점들은 보장될 수 없다.
그런데, 상기 OFDMA 통신 시스템에서 일부의 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백할 경우 복잡도와 성능 측면 모두를 고려하면 상기 MF 방식 및 PF 방식에 비해서는 상기 Max C/I 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 Max C/I 방식의 경우 CQI 피드백량이 감소하면 전체 전송량이 감소한다는 것이 이미 증명된바가 있으나, 상기 CQI 피드백량이 감소할 경우 가입자 단말기들간 공평성에 대해서는 전혀 고려된 바가 없다. 여기서, CQI 피드백량이라 함은 CQI를 피드백시키는 서브 캐리어들의 개수를 나타낸다. 따라서, 상기 OFDMA 통신 시스템에서 가입자 단말기간 공평성을 유지하며, 전송량을 최대화시키면서도 최소의 복잡도를 가지는 새로운 스케쥴링 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 멀티캐리어 통신 시스템에서 스케쥴링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 멀티캐리어 통신 시스템에서 가입자 단말기간 공평성을 보장하는 스케쥴링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 멀티캐리어 통신 시스템에서 전송량을 최대화시키는 스케쥴링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 멀티캐리어 통신 시스템에서 가변 CQI 피드백량을 가지는 스케쥴링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명에서 제안하는 방법은; N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템에서, K개의 수신기들과 통신을 수행하는 송신기의 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정하는 과정과, 상기 결정된, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정과, 상기 K개의 수신기들 각각에서 상기 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들이 결정되면, 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 CQI들을 수신하는 과정과, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 검출하는 과정과, 상기 검출한 서브 캐리어들 각각을 해당 서브 캐리어에 대해 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하는 과정과, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 과정을 포함하며, 상기 CQI 피드백량을 결정하는 과정은; 채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정과, 상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 방법은; N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티 캐리어 통신 시스템에서, 수신기의 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information) 피드백 방법에 있어서, 송신기로부터 상기 송신기에 의해 결정된, 상기 N개의 서브 캐리어들 중 CQI를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 수신하는 과정과, 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출하는 과정과, 상기 수신한 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하는 과정과, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는 과정을 포함하며, 상기 수신기가, 상기 수신기가 포함된 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 갖는 수신기인 경우, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 송신기로부터 할당받는 것을 특징으로 하며, 상기 CQI 피드백량은; 상기 송신기가 채널 상태를 고려하여 결정한 CQI 피드백량인 경우, 상기 수신기에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신기가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량이며, 상기 송신기가 상기 채널 상태를 고려하지 않고 결정한 피드백량인 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신기가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량임을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 또 다른 방법은; N개의 서브 캐리어들을 사용하며, 송신기와 K개의 수신기들이 통신을 수행하는 멀티캐리어 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 송신기는 상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정한 후, 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정과, 상기 K개의 수신기들 각각은 상기 송신기로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량 중 자신의 CQI 피드백량을 수신하고, 이후 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출하는 과정과, 상기 K개의 수신기들 각각은 상기 수신된 자신의 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하고, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는 과정과, 상기 송신기는 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 CQI들을 피드백받으면, 상기 N개의 서브 캐리어들 중 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 상기 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하고, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 과정을 포함하며, 상기 송신기가 상기 CQI 피드백량을 결정하는 과정은, 채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정과, 상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템에서, K개의 수신기들과 통신을 수행하는 송신기의 스케쥴링 장치에 있어서, 상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정하는 CQI 피드백량 결정기와, 상기 K개의 수신기들 각각에서 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들이 결정되면, 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 CQI들을 피드백받는 수신부와, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 상기 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하고, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 스케쥴러와, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각에게 송신하는 송신부를 포함하며, 상기 CQI 피드백량 결정기는 채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하고, 상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정함을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 다른 장치는; N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티 캐리어 통신 시스템에서, 수신기의 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information) 피드백 장치에 있어서, 송신기로부터 상기 송신기에 의해 결정된, 상기 N개의 서브 캐리어들 중 CQI를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 수신하고, 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출하는 수신부와, 상기 수신한 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하고, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하는 CQI 생성기와, 상기 생성된 부분 CQI를 상기 송신기로 피드백하는 송신부를 포함하며, 상기 수신기가, 상기 수신기가 포함된 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 갖는 수신기인 경우, 상기 수신기는 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 송신기로부터 할당받음을 특징으로 하며, 상기 CQI 피드백량은; 상기 송신기가 채널 상태를 고려하여 결정한 CQI 피드백량인 경우, 상기 CQI 생성기에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신부가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량이며, 상기 송신기가 상기 채널 상태를 고려하지 않고 결정한 피드백량인 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신부가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량임을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 또 다른 장치는; N개의 서브 캐리어들을 사용하며, 송신기와 K개의 수신기들이 통신을 수행하는 멀티캐리어 통신 시스템의 스케쥴링 장치에 있어서, 상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정한 후, 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 송신기들 각각으로 전송하고, 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 CQI들을 피드백받으면, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 상기 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하고, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 상기 송신기와, 각각 상기 송신기로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량 중 자신의 CQI 피드백량을 수신하고, 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출한 후, 상기 수신된 자신의 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하고, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는, 상기 K개의 수신기들을 포함하며, 상기 송신기는 채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하고, 상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 멀티캐리어(multi-carrier)를 사용하는 통신 시스템(이하 '멀티캐리어 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 일부 캐리어(carrier)들의 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)들만을 사용하여 스케쥴링(scheduling)을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다. 특히, 본 발명은 일부 캐리어들의 CQI들을 사용하여 최대 캐리어대 간섭비(Max C/I(Carrier to Interference ratio), 이하 'Max C/I'라 칭하기로 한다) 방식에 따른 스케쥴링을 수행함으로써 전송량(throughput)을 최대화시킴과 동시에 가입자 단말기(SS: Subscriber Station)간 공평성(fairness)을 보장하는 스케쥴링 장치 및 방법을 제안한다. 이하, 설명의 편의상 상기 멀티캐리어 통신 시스템으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 한 다중 접속(multiple access) 방식인 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 'OFDMA 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)을 일 예로 하여 설명하기로 한다.
본 발명에서 제안하는 스케쥴링 방식에 대해서 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에서 제안하는 스케쥴링 방식은 상기 OFDMA 통신 시스템에서의 복잡도 측면을 고려하여 최소의 복잡도를 가지는 스케쥴링 방식인 Max C/I 방식을 기반으로 하고, 또한 가입자 단말기들간의 공평성을 보장하면서도 상기 OFDMA 통신 시스템의 CQI 피드백(feedback)에 따른 업링크 로드(uplink load) 및 업링크 간섭(uplink interference)을 고려하여 가입자 단말기들이 전체 서브 캐리어(sub-carrier)들이 아닌 일부의 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백하도록 제어하는 스케쥴링 방식이다. 여기서, 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 서브 캐리어들이 아닌 일부 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백하는 동작을 '부분 CQI 피드백(partial CQI feedback) 동작' 이라 칭하기로 하며, 상기 일부의 서브 캐리어들에 대한 CQI들을 '부분 CQI'라 칭하기로 한다. 또한, 본 발명에서 제안하는 스케쥴링 방식, 즉 부분 CQI를 사용하여 Max C/I 방식 기반으로 스케쥴링을 수행하는 방식 을 '적응적(adaptive) 스케쥴링 방식'이라고 칭하기로 한다.
따라서, 본 발명에서 제안하는 적응적 스케쥴링 방식을 사용할 경우에는 하기와 같은 3가지 이득을 획득할 수 있다.
(1) CQI 피드백량의 최소화
상기 CQI 피드백량의 최소화는 상기 OFDMA 통신 시스템과 같은 멀티캐리어 통신 시스템의 성능 향상에 있어 매우 중요한 요인으로 작용하는데, 이는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 CQI 피드백이 업링크 로드 및 업링크 간섭으로 작용하기 때문이다. 여기서, CQI 피드백량이라 함은 CQI를 피드백시키는 서브 캐리어들의 개수를 나타낸다.
(2) 스케쥴링 복잡도 최소화
상기 스케쥴링 복잡도의 최소화 역시 상기 OFDMA 통신 시스템과 같은 멀티캐리어 통신 시스템의 성능 향상에 있어 매우 중요한 요인으로 작용하는데, 이는 부품의 비용면에서 이득을 가져오기 때문이다. 여기서, 부품의 비용면에서 이득이 발생하는 이유는 상기 스케쥴링 복잡도가 최소화될 경우 전력 소모가 최소화될 뿐만 아니라 상기 멀티캐리어 통신 시스템을 구성하는 컴퍼넌트 블록(component block)들을 감소시킬 수 있기 때문에 부품을 비교적 저렴한 가격에 생산할 수 있기 때문이다.
특히, 멀티캐리어 통신 시스템의 경우 일반적인 단일 캐리어(SC: Single Carrier)를 사용하는 통신 시스템(이하 '단일 캐리어 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 주로 사용되고 있는 최대 최소 공평성(MF: Maxmin Fairness, 이하 'MF' 라 칭하기로 한다) 방식과, 비례 공평성(PF: Proportional Fairness, 이하 'PF'라 칭하기로 한다) 방식 등을 사용할 경우 그 복잡도가 증가하여 상기 MF 방식 및 PF 방식을 사용하는 것이 난이하게 된다.
3) 전송량과 공평성 최대화
실제 무선 통신 시스템에서는 상기 무선 통신 시스템의 전체 전송량을 최대화시키기 위해 가입자 단말기들간의 공평성 문제를 배제할 수 없고, 이와 동시에 가입자 단말기들간의 공평성을 최대화시키기 위해 전송량 문제를 배제할 수 없다. 즉, 전송량과 공평성 모두를 고려한 스케쥴링 방식이 최적의 스케쥴링 방식이며, 본 발명에서 제안하는 적응적 스케쥴링 방식은 상기 Max C/I 방식을 기반으로 하여 스케쥴링 동작을 수행하므로 전송량을 보장하고, 일부의 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백시킴으로써 공평성을 보장하도록 한다. 상기 일부의 서브 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백하는 방식, 즉 부분 CQI 피드백 방식에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하기로 한다. 이하, 설명의 편의상 상기 OFDMA 통신 시스템의 송신기를 기지국(BS: Base Station)을 일 예로 하여 설명하기로 하며, 또한 상기 OFDMA 통신 시스템의 수신기를 가입자 단말기를 일 예로 하여 설명하기로 한다.
상기 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 1을 참조하면, 먼저 상기 OFDMA 통신 시스템의 송신기, 즉 기지국은 제1CQI 피드백량 결정기(111)와, 제2CQI 피드백량 결정기(113)와, 선택기(selector)(115)와, 적응적 스케쥴러(adaptive scheduler)(117)와, 적응적 변조기(adaptive modulator)(119)와, 선택기(121)와, 역고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transformer, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)기(이하 'IFFT기'라 칭하기로 한다)(123)와, 병렬/직렬 변환기(parallel to serial converter)(125)와, 디지털/아날로그 변환기(digital to analog converter)(127)와, 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리기(processor)(129)를 포함한다.
먼저, 상기 기지국에서 서비스를 제공하고 있는 다수의, 일 예로 K개의 가입자 단말기들, 즉 제1가입자 단말기(SS#1) 내지 제K가입자 단말기(SS#K)의 사용자 데이터(user data)는 상기 적응적 스케쥴러(117)로 입력된다. 그러면 여기서 상기 적응적 스케쥴러(117)의 동작에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 적응적 스케쥴러(117)는 상기 Max C/I 방식을 기반으로 하는 스케쥴링 동작을 수행한다. 물론, 일반적인 Max C/I 방식을 사용하는 스케쥴러(이하 'Max C/I 스케쥴러'라 칭하기로 한다)는 각 가입자 단말기가 모든 서브 캐리어들에 대한 CQI들(이하 '전체 CQI'라 칭하기로 한다)을 피드백하고, 기지국이 상기 각 가입자 단말기가 피드백한 전체 CQI를 고려하여 각 서브 캐리어에 대해 전송량을 최대화시킬 수 있도록 서브 캐리어를 할당한다. 즉, 상기 Max C/I 스케쥴러는 각 서브캐리어별로 가장 채널 상태가 양호한, 즉 최대 C/I를 가지는 가입자 단말기를 선택하고, 상기 선택한 가입자 단말기에 해당 서브 캐리어를 할당한다.
그러나, 상기 적응적 스케쥴러(117)는 종래 일반적인 Max C/I 스케쥴러와는 달리 각 가입자 단말기로부터 전체 CQI를 피드백받는 것이 아니라 부분 CQI를 피드백받기 때문에 상기 Max C/I 방식을 기반으로 스케쥴링 동작을 수행할지라도 종래 Max C/I 스케쥴러와 상이하게 스케쥴링 동작을 수행한다.
(1) 제1규칙: 부분 CQI 피드백 기반의 경쟁 기반(contention-based) 스케쥴링 방식
적응적 스케쥴러(117)는 상기 부분 CQI 피드백을 기반으로 스케쥴링 동작을 수행하므로, 모든 가입자 단말기들이 모든 서브 캐리어들에 대해 CQI를 피드백하는 것이 아니라 일부의 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 피드백하기 때문에 특정 서브 캐리어에 대해서는 모든 가입자 단말기들이 피드백한 CQI들이 존재하는 것이 아니라 일부 가입자 단말기들이 피드백한 CQI들이 존재하게 된다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 특정 서브 캐리어에 대해 일부 가입자 단말기들에서만 피드백한 CQI들이 존재하므로, 상기 특정 서브 캐리어에 대해 CQI를 피드백한 가입자 단말기들끼리 경쟁 기반 방식으로 상기 특정 서브 캐리어를 할당받는다.
상기 적응적 스케쥴러(117)가 부분 CQI 피드백 기반의 경쟁 기반 방식에 따른 스케쥴링 동작을 수행하기 위해서는 모든 가입자 단말기들중 어떤 가입자 단말기가 몇 개의 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 피드백해야하는지가 결정되어야만 하는데, 이는 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)와 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 CQI 피드백량 결정 동작에 따라 상이해지며, 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)와 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 CQI 피드백량 결정 동작에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
(2) 제2규칙: CQI가 피드백되지 않을 경우의 스케쥴링 방식
각 가입자 단말기가 부분 CQI 피드백 동작을 수행하기 때문에, OFDMA 통신 시스템의 서브 캐리어들중 특정 서브 캐리어에 대해서는 어떤 가입자 단말기로부터도 CQI를 피드백받지 못하는 상황이 발생하게 된다. 이 경우, 상기 적응적 스케쥴러(117)는 어떤 가입자 단말기로부터도 CQI를 피드백받지 못한 서브 캐리어를 하기와 같은 2가지 스케쥴링 방식들에 의해 해당 가입자 단말기에게 할당한다.
첫 번째 스케쥴링 방식은 라운드 로빈(round robin, 이하 'round robin'이라 칭하기로 한다) 스케쥴링 방식이다. 상기 round robin 스케쥴링 방식은 기지국의 서비스 영역내의 모든 가입자 단말기들에 대해서 채널 상태에 대한 판단없이 단순하게 순차적으로 서브 캐리어를 할당하는 스케쥴링 방식이다. 상기 round robin 스케쥴링 방식은 상기에서 설명한 바와 같이 가입자 단말기들의 채널 상태에 대해 전혀 고려하지 않고 순차적으로 서브 캐리어를 할당하기 때문에 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량 측면에서는 손실이 발생하지만 모든 가입자 단말기들에게 동등한 서브 캐리어 할당의 기회를 부여한다는 측면에서 공평성을 보장할 수 있다.
또한, 상기 적응적 스케쥴러(117)는 어떤 가입자 단말기로부터도 CQI를 피드백받지 못한 상태이기 때문에 가장 열악한 채널 상태를 가지는 가입자 단말기를 고려하여 상기 round robin 스케쥴링 방식으로 할당한 서브 캐리어에 대해서는 상기 OFDMA 통신 시스템에서 지원하는 변조 차수(modulation order)들중에서 가장 강력 한(robust, 이하 'robust'라 칭하기로 한다) 변조 차수를 적용하도록 제어한다.
두 번째 스케쥴링 방식은 MF 방식이다.
상기 MF 방식은 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 가입자 단말기에게 서브 캐리어를 할당하는 방식으로서, 상기 어떤 가입자 단말기로부터도 CQI를 피드백받지 못한 서브 캐리어를 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 가입자 단말기에게 할당함으로써 공평성을 향상시키는 방식이다. 물론, 상기 적응적 스케쥴러(117)가 어떤 가입자 단말기로부터도 CQI를 피드백받지 못한 서브 캐리어를 할당하는 스케쥴링 방식에는 상기 round robin 스케쥴링 방식과, MF 방식 이외에도 다양한 스케쥴링 방식들이 존재할 수도 있음은 물론이며, 다만 본 발명에서는 설명의 편의상 상기 round robin 스케쥴링 방식과, MF 방식만을 일 예로 하여 설명한 것이다.
상기 적응적 스케쥴러(117)는 상기에서 설명한 바와 같은 방식으로 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기에 대해 스케쥴링 동작을 수행한 후, 즉 상기 OFDMA 통신 시스템의 서브 캐리어들 을 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기에 할당한 후 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 사용자 데이터를 상기 적응적 변조기(119)로 출력한다. 상기 적응적 변조기(119)는 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 사용자 데이터를 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기로부터 피드백받은 CQI에 상응하는 변조 방식으로 변조한 후 상기 선택기(121)로 출력한다.
여기서, 상기 적응적 변조기(119)는 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기로부터 피드백받은 CQI가 채널 상태가 열악함을 나타낼 경우에는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식 등과 같은 저차 변조 방식을 사용하여 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 사용자 데이터를 변조하고, 이와는 반대로 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기로부터 피드백받은 CQI가 채널 상태가 양호함을 나타낼 경우 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식 등과 같은 고차 변조 방식을 사용하여 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 사용자 데이터를 변조하는 것이다.
한편, 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)는 가입자 단말기들의 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정하며, 즉 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기에서 피드백받은 CQI를 참조하여 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 CQI 피드백량을 결정한 후, 상기 결정한 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 CQI 피드백량을 상기 선택기(115)로 출력한다. 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)의 CQI 피드백량 결정 동작에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)는 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)와는 달리 상기 가입자 단말기들의 채널 상태를 고려하지 않고 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 CQI 피드백량을 결정한 후, 상기 결정한 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기의 CQI 피드백량을 상기 선택기(115)로 출력한다. 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 CQI 피드백량 결정 동작에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 선택기(115)는 상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 가입자 단말기들의 채 널 상태를 고려하여 가입자 단말기들의 CQI 피드백량을 결정하는 방식을 사용할 경우에는 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)에서 출력하는 CQI 피드백량을 선택하여 상기 선택기(121)로 출력한다. 이와는 반대로 상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 가입자 단말기들의 채널 상태를 고려하지 않고 가입자 단말기들의 CQI 피드백량을 결정하는 방식을 사용할 경우에는 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)에서 출력하는 CQI 피드백량을 선택하여 상기 선택기(121)로 출력한다. 여기서, 상기 가입자 단말기들에 대한 CQI 피드백량은 일종의 제어 데이터(control data)가 되는 것이다.
한편, 상기 가입자 단말기들에 대한 CQI 피드백량은 가입자 단말기들 각각의 피드백량을 고려하여 다음과 같은 두 가지 방식들중 어느 한 가지 방식으로 제어 신호로 변환될 수 있다.
첫 번째 방식은, 각 가입자 단말기들의 CQI 피드백량이 가입자 단말기들마다 크게 상이할 경우 각 가입자 단말기에 대한 CQI 피드백량을 각 단말기마다 서로 다른 제어 신호로 발생하는 방식이다.
두 번째 방식은, 각 가입자 단말기들의 CQI 피드백량이 특정 가입자 단말기 그룹에 대해 상기 특정 가입자 단말기 그룹내의 가입자 단말기들마다 크게 상이하지 않을 경우, 즉 유사할 경우 상기 가입자 단말기 그룹내에 속하는 가입자 단말기들 각각에 대한 CQI 피드백량을 제어 신호들로 생성한 후, 그 생성한 제어신호들을 그룹핑하여 최종 제어 신호로 발생하는 방식이다. 상기 최종 제어 신호는 일종의 멀티캐스트 채널(multicast channel)을 통해 상기 가입자 단말기 그룹내 가입자 단말기들로 멀티캐스트 되는 것이다.
물론, 상기 2가지 방식들 뿐만 아니라 다른 방식들이 사용될 수 있음은 물론이며, 상기 제어 신호 발생 방식은 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 그 구체적인 추가 설명은 생략하기로 한다.
상기 선택기(121)는 해당 시구간이 제어 데이터를 송신할 시구간(이하 '제어 데이터 시구간'이라 칭하기로 한다)일 경우에는 상기 선택기(115)에서 출력한 신호를 상기 IFFT기(123)로 출력하고, 해당 시구간이 사용자 데이터를 송신할 시구간(이하 '사용자 데이터 시구간'이라 칭하기로 한다)일 경우에는 상기 적응적 변조기(119)에서 출력한 신호를 상기 IFFT기(123)로 출력한다. 상기 IFFT기(123)는 상기 선택기(121)에서 출력한 신호를 입력하여 N-포인트(point) IFFT를 수행하여 상기 병렬/직렬 변환기(125)로 출력한다. 여기서, 상기 제어 데이터라함은 상기 CQI 피드백량 뿐만 아니라 상기 기지국이 가입자 단말기들 각각에 대해 할당한 서브 캐리어들 정보, 즉 스케쥴링 정보와, 상기 가입자 단말기들 각각에 적용한 변조 방식 정보를 포함한다.
또한, 상기 병렬/직렬 변환기(125)로는 상기 IFFT기(123)에서 출력되는 신호 뿐만 아니라 길이 L의 Cyclic Prefix가 입력된다. 여기서, 상기 Cyclic Prefix는 일종의 보호 구간(guard interval) 신호로서, 상기 OFDMA 통신시스템에서 OFDM 심벌(symbol)을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신할 현재 OFDM 심벌간에 간섭(interference)을 간섭을 제거하기 위해서 삽입된다. 또한, 상기 보호 구간 신호는 시간 영역의 OFDM 심벌의 마지막 일정 샘플(sample)들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 Cyclic Prefix 방식 이나 혹은 시간 영역의 OFDM 심벌의 처음 일정 샘플들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 Cyclic Postfix 방식중 어느 한 방식을 사용하여 생성되는데, 상기 도 1에서는 상기 Cyclic Prefix 방식을 사용하여 상기 보호 구간 신호를 생성한 경우를 가정한 것이며, 상기 Cyclic Prefix 방식을 사용하여 생성한 보호 구간 신호 자체를 Cyclic Prefix라고 도시한 것이다.
그러면 상기 병렬/직렬 변환기(125)는 상기 IFFT기(123)에서 출력한 신호와 상기 Cyclic Prefix를 직렬 변환하여 상기 디지털/아날로그 변환기(127)로 출력한다. 상기 디지털/아날로그 변환기(127)는 상기 병렬/직렬 변환기(125)에서 출력한 신호를 입력하여 아날로그 변환한 후 RF 처리기(129)로 출력한다. 여기서, 상기 RF 처리기(129)는 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등을 포함하여 상기 디지털/아날로그 변환기(127)에서 출력한 신호를 에어(air)상에서 전송 가능하도록 RF 처리한 후 안테나(antenna)를 통해 전송한다.
상기 도 1에서는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 수신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 OFDMA 통신 시스템의 수신기, 즉 가입자 단말기는 RF 처리기(211)와, 아날로그/디지털 변환기(analog/digital converter)(213)와, 직렬/병렬 변환기(serial to parallel converter)(215)와, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform， 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)기(이하 'FFT기'라 칭하기로 한다)(217)와, 서브 캐리어 선택 및 적응적 복조기(219)와, 채널 추정기(channel estimator)(221)와, 제1CQI 생성기(223)와, 제2CQI 생성기(225)를 포함한다.
먼저, 기지국에서 송신한 신호는 다중 경로 채널(multipath channel) 등을 겪고 잡음(noise) 성분 등이 가산된 형태로 가입자 단말기의 안테나를 통해 수신된다. 상기 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 RF 처리기(211)로 입력되고, 상기 RF 처리기(211)는 상기 안테나를 통해 수신된 신호를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역으로 다운 컨버팅(down converting)한 후 상기 아날로그/디지털 변환기(213)로 출력한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(213)는 상기 RF 처리기(211)에서 출력한 아날로그 신호를 디지털 변환한 후 상기 직렬/병렬 변환기(215)로 출력한다.
상기 직렬/병렬 변환기(215)는 상기 아날로그/디지털 변환기(213)에서 출력한 신호를 입력하여 병렬 변환하여 길이 L의 Cyclic Prefix를 제거한 후 상기 FFT기(217)로 출력한다. 여기서, 상기 Cyclic Prefix는 상기 도 1에서 설명한 바와 같이 일종의 보호 구간 신호이다. 상기 FFT기(217)는 상기 직렬/병렬 변환기(215)에서 출력한 신호를 N-포인트 FFT를 수행한 후 상기 서브 캐리어 선택 및 적응적 복조기(219) 및 채널 추정기(221)로 출력한다.
상기 서브 캐리어 선택 및 적응적 복조기(219)는 상기 FFT기(217)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 기지국으로부터 수신한 스케쥴링 정보에 상응하게 상기 가입자 단말기에게 할당된 서브 캐리어를 선택한 후 상기 기지국에서 적용한 변조 방식에 대응하는 복조 방식으로 복조하여 상기 가입자 단말기의 사용자 데이터로 복원한다. 여기서, 상기 도 2에 별도로 도시하지는 않았으나 상기 송신기에서 전송한 제어 데이터는 제어 데이터 시구간에서 수신되며, 상기 수신한 제어 데이터의 스케쥴링 정보 및 변조 방식 정보에 상응하게 상기 서브 캐리어 선택 및 적응적 복조기(219)가 동작하는 것이다.
한편, 상기 채널 추정기(221)는 상기 FFT기(217)에서 출력한 신호를 입력하여 채널 추정을 수행한 후 상기 제1CQI 생성기(223)와 제2CQI 생성기(225)로 채널추정값을 출력한다. 여기서, 상기 채널 추정기(221)는 기준 신호(reference signal), 일 예로 파일럿(pilot) 신호와 같은 기준 신호 혹은 데이터 를 사용하여 상기 OFDMA 통신 시스템의 모든 서브 캐리어들 각각에 대한 채널 상태를 추정하여 채널 추정값을 상기 제1CQI 생성기(223)와 제2CQI 생성기(225)로 출력하는 것이다. 여기서, 상기 채널 추정값이라 함은 일 예로 C/I가 되는 것이다.
상기 제1CQI 생성기(223)는 상기 채널 추정기(221)에서 상기 OFDMA 통신 시스템의 모든 서브 캐리어들 각각에 대해 추정한 채널 추정값과 기지국으로부터 수신한 CQI 피드백량에 상응하게 부분 CQI를 생성한다. 상기 제1CQI 생성기(223)의 부분 CQI 생성 동작에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이와는 달리 상기 제2CQI 생성기(225)는 채널 추정기(221)에서 상기 OFDMA 통신 시스템의 모든 서브 캐리어들 각각에 대해 추정한 채널 추정값을 입력하여 상 기 모든 서브 캐리어들 각각에 대해 추정한 채널 추정값들, 즉 C/I들의 평균을 계산하고, 상기 평균 채널 추정값을 가지고 평균 CQI를 생성한다. 여기서, 상기 제2CQI 생성기(225)는 상기 채널 추정기(221)에서 상기 OFDMA 통신 시스템의 모든 서브 캐리어들 각각에 대해 추정한 채널 추정값을 산술 평균하거나 혹은 기하 평균하여 상기 평균 채널 추정값을 계산한다. 상기 제2CQI 생성기(225)의 평균 CQI 생성 동작에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 가입자 단말기는 상기 도 2에 별도로 도시하지는 않았으나 상기 OFDMA 통신 시스템에서 사용하는 CQI 피드백 방식이 부분 CQI를 피드백하는 방식일 경우에는 상기 제1CQI 생성기(223)에서 생성한 부분 CQI를 선택하고, 평균 CQI를 피드백하는 방식일 경우에는 상기 제2CQI 생성기(225)에서 생성한 평균 CQI를 선택하여 상기 기지국으로 피드백하는 것이다.
상기 도 2에서는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 수신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 상기 도 1의 제1CQI 피드백량 결정기(111)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 3은 도 1의 제1CQI 피드백량 결정기(111)의 내부 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)는 K개의 비교값 계산기들, 즉 제1가입자 단말기 비교값 계산기(311-1) 내지 제K가입자 단말기 비교값 계산기(311-K)의 K개의 비교값 계산기들과, CQI 피드백량 결정기(313)를 포함한 다. 먼저, 상기 K개의 가입자 단말기들중 임의의 가입자 단말기인 제k가입자 단말기의 평균 CQI를
Figure 112004063231272-pat00001
라고 표현하면, 상기 제1가입자 단말기 비교값 계산기(311-1) 내지 제K가입자 단말기 비교값 계산기(311-K) 각각은 하기 수학식 1과 같이 비교값 ck를 계산한다. 여기서, 상기 제1가입자 단말기 비교값 계산기(311-1) 내지 제K가입자 단말기 비교값 계산기(311-K) 각각이 상기 평균 CQI
Figure 112004063231272-pat00002
를 고려하여 비교값 ck를 계산하는 이유는 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)가 각 가입자 단말기의 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정하기 때문이다.
Figure 112004063231272-pat00003
상기 수학식 1에서, ck는 제k가입자 단말기의 비교값을 나타내며,
Figure 112004063231272-pat00004
는 제k가입자 단말기가 임의의 시구간 T동안 평균적으로 수신한 데이터량을 나타내며, 상기 시구간 T는 상기 OFDMA 통신 시스템의 상황에 따라 가변적으로 설정될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 기지국의 모든 가입자 단말기들에 대한 평균 수신 데이터량은 하기 수학식 2에 나타낸 바와 같이 1로 초기화한다.
Figure 112004063231272-pat00005
즉, 최초에 통신을 시작할 경우 기지국은 모든 가입자 단말기들에 대해서 평균 수신 데이터량을 인지할 수 없기 때문에 상기 기지국은 상기 수학식 2와 같이 모든 가입자 단말기들의 평균 수신 데이터량을 동일하게 1로 초기화시킨다.
상기 수학식 2와 같이 모든 가입자 단말기들의 평균 수신 데이터량을 동일하게 1로 초기화시킨 후 실제 통신을 수행하게 되면 상기 모든 가입자 단말기들의 평균 수신 데이터량은 하기 수학식 3과 같이 업데이트(update)된다.
Figure 112004063231272-pat00006
상기 수학식 3에서, Dk(T)는 상기 시구간 T에서 제k가입자 단말기가 수신하는 수신 데이터량을 나타내고, TW는 상기 제k가입자 단말기가 수신하는 수신 데이터량의 평균을 획득하는 시구간을 나타낸다. 여기서, 상기 제k가입자 단말기의 수신 데이터량의 평균을 획득하는 시구간인 TW는 일반적으로 굉장히 큰 시구간으로 설정된다.
한편, 상기 수학식 1에서 상기 제k가입자 단말기의 비교값 ck를 제k가입자 단말기의 평균 CQI
Figure 112004063231272-pat00007
와 상기 시구간 T에서의 평균 수신 데이터량
Figure 112004063231272-pat00008
에 반비례하게 하여 계산한 이유는 가입자 단말기간의 공평성을 증가시키기 위해서이다. 즉, 열악한 채널 상태를 가지는 가입자 단말기와 평균 수신 데이터량이 작은 가입자 단말기에게는 높은 우선 순위(priority)를 부여하여 스케쥴링 동작을 수행하도록 하여 가입자 단말기간의 공평성을 증가시키는 것이다.
상기에서 설명한 바와 같은 방식으로 상기 제1가입자 단말기 내지 제K가입자 단말기 각각의 비교값을 계산하면, 상기 CQI 피드백량 결정기(313)는 하기 수학식 4와 같은 방식으로 제k가입자 단말기의 CQI 피드백량을 결정한다.
Figure 112004063231272-pat00009
상기 수학식 4에서, Lk는 제k가입자 단말기의 CQI 피드백량을 나타내며, min() 함수(function)는
Figure 112004063231272-pat00010
과 N 중에 최소값을 선택하는 함수이며, N은 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 서브 캐리어들의 개수를 나타내며, round() 함수는 해당 값을 상기 해당값에 가장 근접한 정수로 생성하는 함수이며, β는 모든 가입자 단말기들의 전체 CQI 피드백량 혹은 모든 가입자 단말기들간 CQI 피드백량의 평균값에 적용되는 가중치(weight)를 낸다. 여기서, 상기 min() 함 수를 사용하여
Figure 112004063231272-pat00011
과 N 중에 최소값을 선택하는 이유는 상기 제k가입자 단말기가 CQI를 피드백하는 최대 서브캐리어들의 개수는 N을 초과할 수 없기 때문이다.
또한, 상기 가중치 β는 상기 OFDMA 통신 시스템의 시스템 상황에 따라 가변적으로 설정되는데, 상기 가중치 β를 설정하는 방식은 크게 2가지로 분류된다.
(1) 제1방식: 전체 CQI 피드백량이 고정적인 경우
상기 전체 CQI 피드백량을 Ltotal이라고 가정하면, 상기 가중치 β는 하기 수학식 5와 같이 계산된다.
Figure 112004063231272-pat00012
(2) 제2방식: 평균 CQI 피드백량이 고정적인 경우
상기 평균 CQI 피드백량을 Lavg이라고 가정하면, 상기 가중치 β는 하기 수학식 6과 같이 계산된다.
Figure 112004063231272-pat00013
상기 도 3에서는 도 1의 제1CQI 피드백량 결정기(111)의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 상기 도 1의 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 4는 도 1의 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 내부 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)는 K개의 비교값 계산기들, 즉 제1가입자 단말기 비교값 계산기(411-1) 내지 제K가입자 단말기 비교값 계산기(411-K)의 K개의 비교값 계산기들과, CQI 피드백량 결정기(413)를 포함한다. 먼저, 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)는 각 가입자 단말기의 채널 상태를 전혀 인식하지 못한 상태에서 각 가입자 단말기의 CQI 피드백량을 결정하기 때문에 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)에서 채널 상태를 인식하여 CQI 피드백량을 결정하는 경우와 비교하여 각 가입자 단말기로부터 CQI 피드백으로 인한 업링크 로드 및 간섭을 최소화할 수 있으므로 실제 통신을 고려할 경우 더욱 적합하다.
상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 CQI 피드백량 결정 동작은 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)의 CQI 피드백량 결정 동작과 거의 유사하며, 다만 상기 비교값 ck를 계산할 때 평균 CQI
Figure 112004063231272-pat00014
가 사용되지 않는다는 차이점을 가진다. 여기서, 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)가 상기 비교값 ck를 계산할 때 평균 CQI
Figure 112004063231272-pat00015
가 사용되지 않는 이유는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 제2CQI 피드백 량 결정기(113)는 각 가입자 단말기의 채널 상태를 고려하지 않고 CQI 피드백량을 결정하기 때문이다. 한편, 상기 제1가입자 단말기 비교값 계산기(411-1) 내지 제K가입자 단말기 비교값 계산기(411-K) 각각은 하기 수학식 7과 같이 비교값 ck를 계산한다.
Figure 112004063231272-pat00016
상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 CQI 피드백량 결정 동작중 상기 제1가입자 단말기 비교값 계산기(411-1) 내지 제K가입자 단말기 비교값 계산기(411-K) 각각이 상기 수학식 7과 같이 상기 평균 CQI
Figure 112004063231272-pat00017
를 사용하지 않고 상기 비교값 ck를 계산한다는 점이외의 동작은 상기 제1CQI 피드백량 결정기(111)의 동작과 동일하다. 따라서, 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 나머지 CQI 피드백량 결정 동작에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
결과적으로, 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 상기 제2CQI 피드백량 결정기(113)는 CQI 피드백량을 결정할 때 각 가입자 단말기의 채널 상태를 전혀 인식하지 않은 상태에서도 각 가입자 단말기의 CQI 피드백량을 결정할 수 있으므로, 각 가입자 단말기들이 채널 상태를 나타내기 위한 CQI를 반드시 피드백할 필요가 없게 된다. 따라서, 상기 각 가입자 단말기의 CQI 피드백으로 인한 업링크 로드 및 업링크 간섭을 최소화시킬 수 있게 된다.
상기 도 4에서는 도 1의 제2CQI 피드백량 결정기(113)의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 상기 도 2의 제1CQI 생성기(223)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 5는 도 2의 제1CQI 생성기(223)의 내부 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 도 2의 제1CQI 생성기(223)는 정렬기(ordering unit)(511)와 선택기(513)를 포함한다.
먼저, 채널 추정기(221)에서 출력한 임의의 가입자 단말기인 제k 가입자 단말기의 각 서브 캐리어의 채널 추정값, 즉 제1서브 캐리어 내지 제N 서브 캐리어 각각의 CQI를
Figure 112004063231272-pat00018
내지
Figure 112004063231272-pat00019
, 즉
Figure 112004063231272-pat00020
이라고 가정하기로 한다. 상기 채널 추정기(221)에서 출력한 상기 제1서브 캐리어 내지 제N 서브 캐리어 각각의 CQI
Figure 112004063231272-pat00021
는 상기 정렬기(511)로 입력된다.
상기 정렬기(511)는 상기 채널 추정기(221)에서 출력한 상기 제1서브 캐리어 내지 제N 서브 캐리어 각각의 CQI
Figure 112004063231272-pat00022
를 그 크기 순으로 정렬하고 상기 선택기(513)로 출력한다. 상기 도 5에서는 상기 제1서브 캐리어의 CQI
Figure 112004063231272-pat00023
가 최대 크기를 가지고, 순차적으로 제2서브 캐리어의 CQI
Figure 112004063231272-pat00024
가 그 다음 크기를 가지고, 이런 식으로 제N 서브 캐리어의 CQI
Figure 112004063231272-pat00025
가 최소 크기를 가진다고 가정하기로 한다(
Figure 112004063231272-pat00026
) .
상기 선택기(513)는 상기 정렬기(511)에서 그 크기 순으로 정렬한 총 N개의 서브 캐리어들에 대한 CQI들중 미리 설정한 설정 개수, 즉 상기 제k가입자 단말기의 CQI 피드백량인 Lk에 해당하는 개수의 서브 캐리어들을 선택하고, 그 선택한 Lk개의 서브 캐리어의 CQI들만을 선택하여 출력한다
Figure 112009025632911-pat00027
. 여기서, 상기 선택한 Lk개의 CQI들이
Figure 112009025632911-pat00028
인 이유는 상기에서 설명한 바와 같이 제1서브 캐리어의 CQI가 가장 크고, 순차적으로 감소하여 제N 서브 캐리어의 CQI가 가장 작다고 가정하였기 때문이다.
상기 선택기(513)가 크기가 큰 순서대로 상기 제k가입자 단말기에 대해 결정된 Lk개의 CQI들을 선택하는 이유는 상기 적응적 스케쥴러(117)가 Max C/I 방식을 기반으로 하는 스케쥴러이기 때문이다. 즉, 상기 적응적 스케쥴러(117)는 상기 Max C/I 방식을 사용하여 각 서브 캐리어를 해당 가입자 단말기들에게 할당하기 때문에 채널 상태가 양호한 서브 캐리어들에 대한 CQI들만 필요한 것이다. 즉, 상기 적응적 스케쥴러(117)는 상기 Max C/I 방식을 기반으로 각 서브 캐리어에 대해 채널 상태가 가장 양호한 가입자 단말기에게 그 서브 캐리어를 할당하기 때문에, 상기 서 브 캐리어를 할당받은 가입자 단말기의 채널 상태는 양호하게 되어 비교적 큰 CQI를 가지게 된다. 상기와 같은 적응적 스케쥴러(117)의 스케쥴링 특성으로 인해 채널 상태가 열악한 서브 캐리어의 CQI는 전송하지 않는 것이 업링크 로드 및 업링크 간섭 등의 측면에서 효율적이다.
상기 도 5에서는 도 2의 제1CQI 생성기(223)의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 상기 OFDMA 통신 시스템의 송신기, 즉 기지국의 스케쥴링 및 신호 송신 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 송신기의 스케쥴링 및 신호 송신 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 611단계에서 상기 OFDMA 통신 시스템의 송신기, 즉 기지국은 K개의 가입자 단말기들로부터 피드백받은 부분 CQI들을 사용하여 상기 K개의 가입자 단말기들 각각에 대해 상기 Max C/I 방식을 기반으로 스케쥴링을 수행한 후 613단계로 진행한다. 여기서, 상기 K개의 가입자 단말기들 각각에 대해 스케쥴링을 수행한다 함은 상기 K개의 가입자 단말기들 각각의 사용자 데이터를 전송할 서브 캐리어들을 할당함을 나타내며, 이는 상기 도 1에서 설명한 스케쥴링 동작과 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 613단계에서 상기 기지국은 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정할 것인지를 검사한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 CQI 피드백량을 결정하는 방식이 상기 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정하는 방식으로 설정되어 있을 경우에는 상기 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정하고, 상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 CQI 피드백량을 결정하는 방식이 상기 채널 상태를 고려하지 않고 CQI 피드백량을 결정하는 방식으로 설정되어 있을 경우에는 상기 채널 상태를 고려하지 않고 CQI 피드백량을 결정하는 것이다.
즉, 상기 기지국은 상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 CQI 피드백량을 결정하는 방식이 상기 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정하는 방식으로 설정되어 있을 경우에는 제1CQI 피드백량 결정기(111)를 사용하여 CQI 피드백량을 결정하고, 상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 CQI 피드백량을 결정하는 방식이 상기 채널 상태를 고려하지 않고 CQI 피드백량을 결정하는 방식으로 설정되어 있을 경우에는 제2CQI 피드백량 결정기(113)를 사용하여 CQI 피드백량을 결정하는 것이다.
상기 613단계에서 검사 결과 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정할 경우 상기 기지국은 615단계로 진행한다. 상기 615단계에서 상기 기지국은 상기 K개의 가입자 단말기들 각각의 CQI 피드백량을 채널 상태를 고려하여 결정한 후 619단계로 진행한다. 한편, 상기 613단계에서 검사 결과 채널 상태를 고려하여 CQI 피드백량을 결정하지 않을 경우 상기 기지국은 617단계로 진행한다. 상기 617단계에서 상기 기지국은 상기 K개의 가입자 단말기들 각각의 CQI 피드백량을 채널 상태를 고려하지 않고 결정한 후 상기 619단계로 진행한다.
상기 619단계에서 상기 기지국은 현재 시구간이 제어 데이터 시구간인지 검사한다. 상기 검사 결과 현재 시구간이 제어 데이터 시구간일 경우 상기 기지국은 621단계로 진행한다. 상기 621단계에서 상기 기지국은 제어 데이터, 즉 상기 결정한 CQI 피드백량과, 스케쥴링 정보와, 변조 방식 정보를 포함한 제어 데이터를 전 송하고 종료한다.
한편, 상기 619단계에서 검사 결과 현재 시구간이 제어 데이터 시구간이 아닐 경우, 즉 사용자 데이터 시구간일 경우 상기 기지국은 623단계로 진행한다. 상기 623단계에서 상기 기지국은 상기 K개의 가입자 단말기들의 부분 CQI에 해당하는 변조 방식으로 상기 K개의 가입자 단말기들 각각의 사용자 데이터를 변조한 후 625단계로 진행한다. 상기 625단계에서 상기 기지국은 상기 K개의 가입자 단말기들 각각의 변조된 사용자 데이터를 무선 처리, 즉 IFFT 연산과, 병렬/직렬 변환과, 디지털/아날로그 변환과, RF 처리 등을 수행하여 무선 처리하여 전송한 후 종료한다.
상기 도 6에서는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 송신기의 스케쥴링 및 신호 송신 동작에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 수신기의 신호 수신 및 CQI 생성 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 수신기의 신호 수신 및 CQI 생성 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 상기 OFDMA 통신 시스템의 수신기, 즉 가입자 단말기는 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 무선 처리한 후 713단계로 진행한다. 여기서, 상기 수신 신호를 무선 처리하는 동작은 상기 수신 신호를 무선 주파수 처리하여 IF 대역으로 다운 컨버팅하고, 아날로그/디지털 변환하고, 직렬/병렬 변환한 후 FFT를 수행하는 동작을 나타낸다. 상기 713단계에서 상기 가입자 단말기는 현재 시구간이 제어 데이터 시구간인지 검사한다. 상기 검사 결과 현재 시구간이 제어 데이터 시구간일 경우 상기 가입자 단말기는 715단계로 진행한다. 상기 715단계에서 상기 가입자 단말기는 제어 데이터, 즉 CQI 피드백량과, 스케쥴링 정보와, 변조 방식 정보를 포함한 제어 데이터를 수신하고 종료한다.
한편, 상기 713단계에서 검사 결과 현재 시구간이 제어 데이터 시구간이 아닐 경우, 즉 사용자 데이터 시구간일 경우 상기 가입자 단말기는 717단계로 진행한다. 상기 717단계에서 상기 가입자 단말기는 상기 무선 처리된 수신 신호를 채널 추정하여 각 서브 캐리어의 C/I를 추정한 후 719단계로 진행한다. 상기 719단계에서 상기 가입자 단말기는 미리 수신한 제어 데이터에 포함된 CQI 피드백량에 상응하게 부분 CQI를 생성하고 721단계로 진행한다. 여기서, 상기 부분 CQI를 생성하는 과정은 상기 도 5에서 설명한 바와 동일하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 721단계에서 상기 가입자 단말기는 상기 각 서브 캐리어의 C/I를 평균하여 평균 CQI를 생성하고 723단계로 진행한다. 상기 723단계에서 상기 가입자 단말기는 상기 제어 데이터에 포함된 스케쥴링 정보에 상응하게 서브 캐리어를 선택하고, 상기 선택한 서브 캐리어 신호를 상기 제어 데이터에 포함된 상기 기지국의 변조 방식 정보에 상응하게 복조하여 원래의 사용자 데이터로 복원하고 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 멀티캐리어 통신 시스템에서 일부의 캐리어들에 대해서만 CQI를 피드백받아 Max C/I 방식을 기반으로 하여 스케쥴링을 수행함으로써 가입자 단말기간 공평성을 유지하고, 전송량을 최대화시키면서도 최소의 복잡도를 가지는 스케쥴링을 가능하게 한다는 이점을 가진다. 그러면 여기서 본 발명의 효과를 정리하면 다음과 같다.
(1) CQI 피드백량 최소화
통신 시스템이 멀티 캐리어 통신 시스템으로 발전해나감에 따라 멀티캐리어에 대한 CQI 피드백이 업링크 로드 및 업링크 간섭으로 작용하게 되며, 따라서 본 발명에서 제안하는 바와 같은 부분 CQI를 피드백시키면 CQI 피드백량을 감소시킬 수 있다.
(2) 스케쥴링 복잡도 최소화
멀티 캐리어 통신 시스템에서는 스케쥴링 복잡도가 중요하게 부각되는데, 이는 부품의 비용과 연관되기 때문이다. 특히, 멀티캐리어 통신 시스템의 경우 일반적인 스케쥴링 방식인 MF 방식 및 PF 방식을 사용할 경우 스케쥴링 복잡도가 기하 급수적으로 증가하여 거의 불가능하고, 따라서 현재 최소 복잡도를 가지는 Max C/I 방식을 사용할 수 밖에 없다. 그런데, 상기 멀티캐리어 통신 시스템에서 상기 Max C/I 방식을 사용할 경우 전체 CQI를 피드백하면 사용자간 공평성이 저하된다는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명에서는 부분 CQI를 피드백하여 Max C/I 방식을 기반으로 스케쥴링을 수행함으로써 사용자간 공평성을 증가시키면서도 전송량을 보장 한다는 이점을 가진다.
(3) 전체 전송량과 사용자간 공평성의 조합
실제 무선 통신 시스템에서는 전체 전송량을 최대화시키기 위해 사용자간 공평성을 무시할 수 없고, 이와 동시에 사용자간 공평성을 최대화시키기 위해 전체 전송량을 무시할 수도 없다. 따라서, 이렇게 상반되는 특성을 가지는 전체 전송량과 사용자간 공평성을 모두 고려하는 스케쥴링 방식의 효율성이 가장 높은데, 본 발명에서 제안하는 적응적 스케쥴링 방식이 상기 전체 전송량과 사용자간 공평성을 모두 고려하면서도 성능 역시 우수하다는 이점을 가진다.

Claims (45)

  1. N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템에서, K개의 수신기들과 통신을 수행하는 송신기의 스케쥴링 방법에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정하는 과정과,
    상기 결정된, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정과, 상기 K개의 수신기들 각각에서 상기 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들이 결정되면, 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 CQI들을 수신하는 과정과,
    상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 검출하는 과정과,
    상기 검출한 서브 캐리어들 각각을 해당 서브 캐리어에 대해 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하는 과정과,
    상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 과정을 포함하며,
    상기 CQI 피드백량을 결정하는 과정은;
    채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정과,
    상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정을 포함하는 송신기의 스케쥴링 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 랜덤하게 상기 K개의 수신기들 중 임의의 수신기에게 할당하는 과정을 더 포함하는 송신기의 스케쥴링 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티 캐리어 통신 시스템에서, 수신기의 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information) 피드백 방법에 있어서,
    송신기로부터 상기 송신기에 의해 결정된, 상기 N개의 서브 캐리어들 중 CQI를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 수신하는 과정과,
    상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출하는 과정과,
    상기 수신한 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하는 과정과,
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는 과정을 포함하며,
    상기 수신기가, 상기 수신기가 포함된 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 갖는 수신기인 경우, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 송신기로부터 할당받는 것을 특징으로 하며,
    상기 CQI 피드백량은;
    상기 송신기가 채널 상태를 고려하여 결정한 CQI 피드백량인 경우, 상기 수신기에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신기가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량이며,
    상기 송신기가 상기 채널 상태를 고려하지 않고 결정한 피드백량인 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신기가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량임을 특징으로 하는 수신기의 CQI 피드백 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들을 선택하는 과정은;
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 가장 채널 상태가 열악한 CQI까지 순차적으로 정렬하는 과정과,
    상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 상기 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들을 선택하는 과정을 포함하는 수신기의 CQI 피드백 방법.
  8. 제6항에 있어서,상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는 과정은,
    상기 멀티 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 CQI 피드백 방식이 상기 부분 CQI를 피드백하는 방식인 경우 수행되는 과정임을 특징으로 하며,
    상기 CQI 피드백 방식이 상기 평균 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 평균하여 상기 평균 CQI를 생성하고, 상기 평균 CQI를 상기 송신기로 피드백하는 과정을 더 포함하는 수신기의 CQI 피드백 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 평균 CQI를 생성하는 과정은;
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 산술 평균하여 상기 평균 CQI를 생성하는 과정을 포함하는 수신기의 CQI 피드백 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 평균 CQI를 생성하는 과정은;
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 기하 평균하여 상기 평균 CQI를 생성하는 과정을 포함하는 수신기의 CQI 피드백 방법.
  11. N개의 서브 캐리어들을 사용하며, 송신기와 K개의 수신기들이 통신을 수행하는 멀티캐리어 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서,
    상기 송신기는 상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정한 후, 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정과,
    상기 K개의 수신기들 각각은 상기 송신기로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량 중 자신의 CQI 피드백량을 수신하고, 이후 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출하는 과정과,
    상기 K개의 수신기들 각각은 상기 수신된 자신의 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하고, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는 과정과,
    상기 송신기는 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 CQI들을 피드백받으면, 상기 N개의 서브 캐리어들 중 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 상기 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하고, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 과정을 포함하며,
    상기 송신기가 상기 CQI 피드백량을 결정하는 과정은,
    채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정과,
    상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 과정을 포함하는 스케쥴링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각이 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 선택하는 과정은;
    상기 K개의 수신기들 각각이 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 가장 채널 상태가 열악한 CQI까지 순차적으로 정렬하는 과정과,
    상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 상기 결정된 피드백할 CQI개수에 상응하는 개수의 CQI들을 선택하는 과정을 포함하는 스케쥴링 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 선택한 CQI들을 상기 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는 과정은, 상기 K개의 수신기들 각각이 상기 멀티 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 CQI 피드백 방식이 상기 부분 CQI를 피드백하는 방식인 경우 수행하는 과정임을 특징으로 하며,
    상기 CQI 피드백 방식이 상기 평균 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 K개의 수신기들 각각이 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 평균하여 상기 평균 CQI를 생성하고, 상기 평균 CQI를 상기 송신기로 피드백하는 과정을 더 포함하는 스케쥴링 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각이 상기 평균 CQI를 생성하는 과정은;
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 산술 평균하여 상기 평균 CQI를 생성하는 과정을 포함하는 스케쥴링 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각이 상기 평균 CQI를 생성하는 과정은;
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 기하 평균하여 상기 평균 CQI를 생성하는 과정을 포함하는 스케쥴링 방법.
  16. 삭제
  17. 제11항에 있어서,
    상기 송신기가 상기 N개의 서브 캐리어들 중 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 랜덤하게 상기 K개의 수신기들 중 임의의 수신기에게 할당하는 과정을 더 포함하는 스케쥴링 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티캐리어 통신 시스템에서, K개의 수신기들과 통신을 수행하는 송신기의 스케쥴링 장치에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정하는 CQI 피드백량 결정기와,
    상기 K개의 수신기들 각각에서 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들이 결정되면, 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 CQI들을 피드백받는 수신부와,
    상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 상기 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하고, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 스케쥴러와,
    상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각에게 송신하는 송신부를 포함하며,
    상기 CQI 피드백량 결정기는 채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하고, 상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정함을 특징으로 하는 송신기의 스케쥴링 장치.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서,
    상기 스케쥴러는 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 랜덤하게 상기 K개의 수신기들 중 임의의 수신기에게 할당함을 특징으로 하는 송신기의 스케쥴링 장치.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. N개의 서브 캐리어들을 사용하는 멀티 캐리어 통신 시스템에서, 수신기의 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information) 피드백 장치에 있어서,
    송신기로부터 상기 송신기에 의해 결정된, 상기 N개의 서브 캐리어들 중 CQI를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 수신하고, 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출하는 수신부와,
    상기 수신한 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하고, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하는 CQI 생성기와,
    상기 생성된 부분 CQI를 상기 송신기로 피드백하는 송신부를 포함하며,
    상기 수신기가, 상기 수신기가 포함된 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 갖는 수신기인 경우, 상기 수신기는 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 송신기로부터 할당받음을 특징으로 하며,
    상기 CQI 피드백량은;
    상기 송신기가 채널 상태를 고려하여 결정한 CQI 피드백량인 경우, 상기 CQI 생성기에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신부가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량이며,
    상기 송신기가 상기 채널 상태를 고려하지 않고 결정한 피드백량인 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 수신부가 평균적으로 수신한 데이터량이 사용되어 결정된 CQI 피드백량임을 특징으로 하는 수신기의 CQI 피드백 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 CQI 생성기는;
    상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 가장 채널 상태가 열악한 CQI까지 순차적으로 정렬하는 정렬기와,
    상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 선택하는 선택기를 포함하는 수신기의 CQI 피드백 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 CQI 생성기는 상기 멀티 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 CQI 피드백 방식이 상기 부분 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 선택한 CQI들을 상기 부분 CQI로 생성하는 제1CQI 생성기와,
    상기 CQI 피드백 방식이 상기 평균 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 평균하여 상기 평균 CQI를 생성하는 제2CQI 생성기를 포함하는 수신기의 CQI 피드백 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제2CQI 생성기는 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 산술 평균하여 상기 평균 CQI를 생성함을 특징으로 하는 수신기의 CQI 피드백 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 제2CQI 생성기는 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 기하 평균하여 상기 평균 CQI를 생성함을 특징으로 하는 수신기의 CQI 피드백 장치.
  30. N개의 서브 캐리어들을 사용하며, 송신기와 K개의 수신기들이 통신을 수행하는 멀티캐리어 통신 시스템의 스케쥴링 장치에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각에 대해 상기 N개의 서브 캐리어들 중 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 피드백할 서브 캐리어들의 개수인 CQI 피드백량을 결정한 후, 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 송신기들 각각으로 전송하고, 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 CQI들을 피드백받으면, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 적어도 1개의 수신기로부터 피드백받은 CQI가 존재하는 서브 캐리어들을 상기 CQI를 피드백한 수신기들 중 가장 양호한 채널 상태를 나타내는 CQI를 피드백한 수신기에게 할당하고, 상기 N개의 서브 캐리어들 중, 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 상기 K개의 수신기들 중 현재 시점에서 최소 전송량을 가지는 수신기에게 할당하는 상기 송신기와,
    각각 상기 송신기로부터 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량 중 자신의 CQI 피드백량을 수신하고, 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들 각각의 채널 추정값을 산출하고, 상기 산출된 각각의 채널 추정값을 사용하여 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 검출한 후, 상기 수신된 자신의 CQI 피드백량에 상응하도록 피드백할 CQI 개수를 결정하고, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들 중 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에상응하는 개수의 CQI들을 가장 채널 상태가 양호한 CQI 순으로 선택하고, 상기 선택한 CQI들을 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하는, 상기 K개의 수신기들을 포함하며,
    상기 송신기는 채널 상태를 고려하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 K개의 수신기들 각각에서 생성된 평균 CQI 및 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하고, 상기 채널 상태를 고려하지 않고 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정하는 경우, 상기 미리 결정된 시구간 동안 상기 K개의 수신기들 각각이 평균적으로 수신한 데이터량을 사용하여 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 결정함을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각은 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 가장 채널 상태가 열악한 CQI까지 순차적으로 정렬하고, 상기 가장 채널 상태가 양호한 CQI부터 상기 결정된 피드백할 CQI 개수에 상응하는 개수의 CQI들을 선택함을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각은 상기 K개의 수신기들 각각이 상기 멀티 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 CQI 피드백 방식이 상기 부분 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 선택한 CQI들을 상기 부분 CQI로 생성하여 상기 송신기로 피드백하고, 상기 CQI 피드백 방식이 상기 평균 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 평균하여 평균 CQI를 생성하고, 상기 평균 CQI를 상기 송신기로 피드백함을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각은 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 산술 평균하여 상기 평균 CQI를 생성함을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 K개의 수신기들 각각은 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 기하 평균하여 상기 평균 CQI를 생성함을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
  35. 삭제
  36. 제30항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 N개의 서브 캐리어들 중 상기 K개의 수신기들 중 어떤 수신기로부터도 피드백받은 CQI가 존재하지 않는 서브 캐리어들을 랜덤하게 상기 K개의 수신기들 중 임의의 수신기에게 할당함을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 제1항에 있어서,
    상기 결정된, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정은,
    상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 상이할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각 서로 다른 제어 신호로 생성한 후, 상기 각각의 서로 다른 제어 신호를 상기 K개의 수신기들 각각에 전송하는 과정과,
    상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 유사할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각의 제어 신호로 생성한 후, 상기 생성된 각각의 제어 신호를 그룹핑하여 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정을 포함하는 송신기의 스케쥴링 방법.
  40. 제1항에 있어서,
    K개의 수신기들 각각으로부터 상기 결정된 CQI 피드백량에 상응하는 CQI들을 수신하는 과정은,
    상기 멀티 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 CQI 피드백 방식이 부분 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 결정된 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들을 상기 부분 CQI로서 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 피드백받는 과정과,
    상기 CQI 피드백 방식이 상기 평균 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 평균하여 생성된 상기 평균 CQI를 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 피드백받는 과정을 포함하는 송신기의 스케쥴링 방법.
  41. 제11항에 있어서,
    상기 송신기가 상기 결정된 각각의 CQI 피드백량을 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정은,
    상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 상이할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각 서로 다른 제어 신호로 생성한 후, 상기 각각의 서로 다른 제어 신호를 상기 K개의 수신기들 각각에 전송하는 과정과,
    상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 유사할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각의 제어 신호로 생성한 후, 상기 생성된 각각의 제어 신호를 그룹핑하여 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정을 포함하는 스케쥴링 방법.
  42. 제20항에 있어서,
    상기 CQI 피드백량 결정기는 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 상이할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각 서로 다른 제어 신호로 생성하고, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 유사할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각의 제어 신호로 생성한 후, 상기 생성된 각각의 제어 신호를 그룹핑함을 특징으로 하는 송신기의 스케쥴링 장치.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 상이할 경우, 상기 각각의 서로 다른 제어 신호를 상기 K개의 수신기들 각각에 송신하고, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 유사할 경우, 상기 그룹핑된 제어 신호를 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송하는 과정을 포함하는 송신기의 스케쥴링 장치.
  44. 제20항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 멀티 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 CQI 피드백 방식이 부분 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 결정된 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량에 상응하는 개수의 CQI들을 상기 부분 CQI로서 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 피드백받고, 상기 CQI 피드백 방식이 상기 평균 CQI를 피드백하는 방식인 경우, 상기 N개의 서브 캐리어들의 CQI들을 평균하여 생성된 상기 평균 CQI를 상기 K개의 수신기들 각각으로부터 피드백받는 것을 특징으로 하는 송신기의 스케쥴링 장치.
  45. 제30항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 상이할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각 서로 다른 제어 신호로 생성한 후, 상기 각각의 서로 다른 제어 신호를 상기 K개의 수신기들 각각에 전송하고, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량이 서로 유사할 경우, 상기 K개의 수신기들 각각의 CQI 피드백량을 각각의 제어 신호로 생성한 후, 상기 생성된 각각의 제어 신호를 그룹핑하여 상기 K개의 수신기들 각각으로 전송함을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
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