KR101119275B1

KR101119275B1 - 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신시스템에서 채널 구성 방법과 그 송수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101119275B1
Application number: KR1020050064345A
Authority: KR
Inventors: 채찬병; 홍성권; 윤성렬; 조영권; 김영균; 박동식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2012-03-16
Also published as: KR20070009232A

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 적어도 하나의 단말기로부터 피드백되는 채널 상태 정보를 수신하고, 상기 수신된 채널 상태 정보를 근거로 상기 적어도 하나의 단말기의 채널 환경을 판단하고, 상기 판단된 채널 환경에 상응하여 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 모드 및 다이버시티 모드 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 모드에서 사용될 서브채널을 상기 적어도 하나의 단말기에게 할당하고, 상기 할당된 서브채널을 사용하여 상기 적어도 하나의 단말기로 데이터를 송신한다.

고속 무선 멀티미디어 서비스, 다중 접속, OFDMA 방식, 서브채널, 서브캐리어, 시간-주파수 자원

Description

직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 채널 구성 방법과 그 송수신 장치 및 방법{CONFIGURATION METHOD OF CHANNEL IN A COMMUNICATION SYSTEM USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SCHEME AND TRANSMITTING/RECEIVING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

도 1은 일반적인 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 통신 시스템에서 AMC 기술을 적용한 경우의 예를 도시한 도면,

도 2는 일반적인 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 통신 시스템에서 다이버시티 기술을 적용한 경우의 예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시간-주파수 자원의 활용 예를 보이고 있는 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 통신 시스템에서 고속 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면.

본 발명은 다중 접속 방식을 기반으로 하는 이동 통신 시스템에서의 송신 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 직교 분할 다중화 방식을 기반으로 하는 이동통신 시스템에서 채널을 구성하여 송신하는 송신 장치 및 그 운영 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 현재의 이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하는데서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위한 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신 시스템으로 발전하고 있다. 또한, 현재 비동기 방식 예컨대, 3GPP(3rd Generation Partnership Project, 이하 '3GPP'라 칭하기로 한다)와 동기식 방식 예컨대, 3GPP2로 양분되는 제3세대 이동통신 시스템은 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 서비스를 위한 표준화 작업이 이루어지고 있다.

그 예로서 상기 3GPP에서는 고속 순방향 접속(High speed Downlink Packet Access, 이하 'HSDPA'라 칭하기로 한다) 방식에 대한 표준화 작업이 진행되고 있으며, 상기 3GPP2에서는 1xEV-DV(1x Evolution Data and Voice, 이하 '1xEV-DV'라 칭하기로 한다)에 대한 표준화 작업이 진행되고 있다.

이러한 표준화 작업은 제3세대 이동통신 시스템에서 2Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 전송 서비스에 대한 해법을 찾기 위한 노력의 대표적인 반증이라 볼 수 있다. 또한 제4세대 이동통신 시스템은 그 이상의 고속, 고품질의 멀티미디어 서비스 제공을 근간으로 하고 있다.

이동통신 시스템에서 상기와 같은 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 서비스 를 위한 기술적 해결책으로 보다 다양하고 풍부한 콘텐츠(contents)를 개발하려는 소프트웨어적인 측면에서의 노력과, 양질의 서비스를 제공할 수 있는 스펙트럼(spectrum) 효율이 높은 무선 접속 기술의 개발이라는 하드웨어적인 측면에서의 노력이 병행되어야 할 것이다. 이하, 상기한 기술적 해결책 중 하드웨어적인 측면에서의 노력에 대해 살펴보면 다음과 같다.

무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 통상적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 무선 통신을 위한 채널은 백색 잡음 예컨대, 백색 가우시안 잡음(AWGN, Additive White Gaussian Noise) 외에도 페이딩(fading) 현상으로 인하여 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 쉐도잉(Shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(doppler) 효과, 타 사용자 및 다중 경로(multipath) 신호에 의한 간섭(interference) 등으로 인해 채널 환경이 자주 변하게 된다.

따라서, 무선 통신에서 상기의 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 서비스를 제공하기 위해서는 상기한 바와 같은 저해 요인을 효과적으로 극복하는 것이 필요하다. 즉, 기존 2세대 혹은 3세대 이동통신 시스템에서 제공되던 일반적인 기술 외에 채널 변화에 대한 적응 능력을 높일 수 있는 다른 진보된 기술이 필요하다. 기존 통신 시스템에서 상기 저해 요인들을 극복하기 위해서 사용되는 전송 방식 및 기술은 다음과 같이 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 즉, 첫 번째로 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 기법과 두 번째로 복합 자동 재전송(Hybrid Automatic Repeat Request, 이하 'HARQ'라 칭하기 로 한다) 기법이 공통적으로 언급되고 있다.

그러면, 먼저 상기 첫 번째 방식인 AMC 기법에 대해서 설명하기로 한다.

상기 AMC 기법은 하향링크(downlink)의 채널 변화에 따라 변조 방식과 채널 부호기의 부호율을 적응적으로 변화시켜 주는 방법이다. 여기서, 상기 하향링크의 채널 품질 정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)는 대기 단말기의 수신기에서 수신 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'이라 칭하기로 한다)를 측정하여 얻을 수 있다. 즉, 단말기(MS, Mobile Station)는 상기 하향링크의 CQI를 바탕으로 하여 상기 하향링크의 채널 상태를 예측하고, 그 예측된 값을 바탕으로 적절한 변조 방식과 채널 부호기의 부호율을 지정하게 되는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 단말기는 상기 하향링크의 CQI를 상향링크(Uplink)를 통해 기지국(BS, Base Station)으로 피드백(feedback)한다. 그러면 상기 기지국은 상기 단말기로부터 피드백되는 상기 하향링크의 CQI를 가지고 상기 하향링크의 채널 상태를 추정한다. 그리고 상기 기지국은 상기 추정된 채널 상태에 상응하게 변조 방식 및 부호화 방식을 조정하게 되는 것이다.

따라서, 상기 AMC 기법을 사용하고 있는 시스템에서는 좋은 채널 즉, 채널의 상태가 비교적 양호한 상태의 단말기에 대해서는 고차 변조 방식과 고 부호율을 적용한다. 하지만, 상대적으로 좋지 않은 채널 즉, 채널의 상태가 비교적 열악한 상태의 단말기에 대해서는 저차 변조 방식과 저 부호율을 적용한다. 여기서, 통상적으로 좋은 채널을 가지는 단말기는 기지국 근처에 위치하는 단말기가 될 수 있으며, 상대적으로 좋지 않은 채널을 가지는 단말기는 셀(cell)의 경계에 위치하는 단 말기가 될 수 있다. 상기와 같은 AMC 기법은 고속 전력 제어에 의존하던 기존 방식에 비해, 채널의 시변 특성에 대한 적응 능력을 높여 간섭 신호를 줄여줌으로써, 시스템의 평균 성능을 향상시켜 주게 된다.

다음으로, 상기 두 번째 방식인 HARQ 기법에 대해서 설명하기로 한다.

상기 HARQ 기법은 초기에 전송된 데이터 패킷에 오류가 발생했을 경우, 상기 오류가 발생한 패킷을 보상해 주기 위해 재전송이 요구되는데, 이때 사용되는 소정의 링크 제어 기법을 의미한다. 상기 HARQ 기법은 체이스 컴바이닝(Chase Combing) 기법, 전체 리던던시 증가(Full Incremental Redundancy, 이하 'FIR'이라 칭하기로 한다) 기법 및 부분적 리던던시 증가(Partial Incremental Redundancy, 이하 'PIR'이라 칭하기로 한다)으로 구분할 수 있다.

상기 체이스 컴바이닝은 재전송시 초기 전송과 동일한 전체 패킷을 전송하는 방식이다. 이때, 수신단에서는 상기 재 전송된 패킷과 초기 전송된 패킷을 결합(combining) 함으로써, 복호기로 입력되는 부호화 비트의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 전체적인 시스템 성능 이득을 얻을 수 있다. 여기서, 동일한 두 개의 패킷들을 결합하는 것은 반복 부호화와 유사한 효과가 발생하므로 평균적으로 약 3dB 정도의 성능 이득 효과를 얻을 수 있다.

상기 FIR은 동일한 패킷 대신에 채널 부호기에서 발생하는 잉여 비트(redundant bit)들로만 이루어진 패킷을 재 전송시켜 줌으로써 수신단에 있는 복호기의 부호화 이득(coding gain)을 개선시켜 주는 방법이다. 즉, 상기 복호기는 복호시 초기 전송된 정보뿐만 아니라 새로운 잉여 비트들을 이용함으로써 결과적으로 부호화 이득을 증가시킨다. 이는 복호기의 성능을 증대시켜 주게 된다. 일반적으로 낮은 부호율에 의한 성능 이득이 반복 부호화에 의한 성능 이득보다 더 크다는 것은 부호 이론에서 이미 잘 알려진 사실이다. 따라서 성능 이득만을 고려할 경우, 상기 FIR은 상기 체이스 컴바이닝에 비해 더 좋은 성능을 나타낸다.

상기 FIR과는 달리 상기 PIR은 재전송시 정보 비트들과 새로운 잉여 비트들의 결합으로 이루어진 데이터 패킷을 전송하는 방법이다. 이는 복호시에 정보 비트들에 대해서는 초기 전송된 정보 비트들과 결합(combining) 함으로써 상기 체이스 컴바이닝과 유사한 효과를 얻게 된다. 또한 잉여 비트들을 사용하여 복호화함으로써 상기 FIR과도 유사한 효과를 얻게 된다. 상기 PIR은 상기 FIR보다는 부호화 율이 다소 높게 되어 일반적으로 상기 FIR과 상기 체이스 컴바이닝의 중간 정도의 성능을 보여주게 된다. 하지만, 상기 HARQ 기법은 성능 이외에도 수신기의 버퍼 크기 및 시그널링 등 시스템의 복잡도 측면에서 고려되어야 할 사항이 많으므로 어느 한 가지를 결정하는 것은 바람직하지 않다.

상기에서 살펴본 바와 같은, 상기 AMC 기법과 상기 HARQ 기법은 채널의 변화에 대한 적응 능력을 높여주기 위한 독립적인 기술이나 상기 두 기법들을 결합해서 사용하면 시스템의 성능을 크게 개선시켜 줄 수 있다. 즉, 상기 AMC 방식에 의해 하향채널 상황에 적합한 변조 방식 및 채널 부호기의 부호율이 결정되면 이에 대응하는 데이터 패킷이 전송된다.

하지만, 전술한 두 가지 기법을 사용한다고 하더라도 무선 자원의 부족이라는 무선 통신에 있어서의 근본적인 문제가 해결되는 것은 아니다. 즉, 가입자 용량 을 최대화하는 동시에 멀티미디어 서비스에 필수적인 고속 데이터 전송을 가능하게 하기 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 다중 접속(multiple access) 방식의 연구 개발 또한 매우 중요하다 할 것이다. 따라서, 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 새로운 다중 접속 방식의 제안이 절실히 요구된다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 차세대 이동통신 시스템이 목표로 하는 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 효율적으로 제공하기 위한 송수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 차세대 이동통신 시스템이 목표로 하는 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해 광대역(wide-band)의 스펙트럼 자원을 효율적으로 할당함으로써, 고속, 고품질의 무선 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있도록 하는 송수신 장치 및 그 운용 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 적응적인 채널의 구성 방법을 제공하고, 그 방법을 통해 데이터를 송수신하는 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자마다 다른 환경을 적응적으로 반영하여 시간-주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 다중 접속 방법식과 그에 따 른 송수신 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고속 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 다중 접속 방법 및 시간-주파수 자원 활용 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중화 방식을 기반으로 하여 AMC 방식의 특징과 주파수 도약 방식의 특징을 모두 가지는 다중 접속 방식과 그에 따른 송신 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중화 방식을 기반으로 하여 AMC 방식의 특징과 주파수 도약 방식의 특징을 모두 가지는 다중 접속 방식에서의 순방향 채널 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중화 방식과 AMC 방식 및 주파수 도약 방식에서 채널 추정을 위해 사용될 파일럿의 비율을 다르게 적용할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중화 방식과 AMC 방식 및 주파수 도약 방식에서 서브 채널의 환경에 맞추어 각각 다른 다중 안테나를 적용할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송신 방법에 있어서, 적어도 하나의 단말기로부터 피드백되는 채널 상태 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 채널 상태 정보를 근거로 상기 적어도 하나의 단말기의 채널 환경을 판단하는 과정과, 상기 판단된 채널 환경에 상응하여 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 모드 및 다이버시티 모드 중 하나를 선택하는 과정과, 상기 선택된 모드에서 사용될 서브채널을 상기 적어도 하나의 단말기에게 할당하는 과정과, 상기 할당된 서브채널을 사용하여 상기 적어도 하나의 단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함한다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는, 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송신 장치에 있어서, 적어도 하나의 단말기로부터 피드백 신호가 수신되면, 상기 수신된 피드백 신호를 미리 결정된 수의 시퀀스들로 병렬 출력하는 적어도 하나의 직/병렬 변환기와, 상기 피드백 신호에 포함된 채널 상태 정보를 근거로 상기 적어도 하나의 단말기의 채널 환경을 판단하고, 상기 판단된 채널 환경에 상응하여 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 모드 및 다이버시티 모드 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 모드에 대한 정보를 출력하는 스케줄러와, 상기 출력된 정보에 따라 상기 선택된 모드에서 사용될 서브채널을 상기 적어도 하나의 단말기에게 할당하는 서브채널/서브밴드 할당기와, 상기 할당된 서브채널을 사용하여 상기 적어도 하나의 단말기로 데이터를 송신하는 무선부를 포함한다.

삭제

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 발명의 상세한 설명에 앞서, 제안하는 본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 하여 다중 접속(multiple access)을 지원하는 이동통신 시스템에서의 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명의 실시예에서는 OFDM 방식을 기반으로 하는 다중 접속 방법에 사용자의 특성을 반영하여 2가지의 채널화 구조를 통한 다중 접속 방법을 제안한다. 상기 2가지 채널화 구조는 서로 다른 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성을 다양한 사용자의 환경에 상응하여 적응적으로 적용할 수 있도록 한다.

본 발명에서는 차세대 이동통신 시스템이 목표로 하는 고속 무선 멀티미디어 서비스를 위한 효율적인 시간-주파수 자원 활용에 따른 다중 접속 방법과 이에 대응한 송수신 장치를 제안한다.

통상적으로, 상기 차세대 이동통신 시스템이 목표로 하는 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해서는 광대역(wide-band)의 스펙트럼 자원이 필요하다. 하지만, 광대역의 스펙트럼 자원을 사용할 경우에는 다중 경로 전송(multipath propagation)에 따른 무선 전송로의 페이딩(fading) 영향이 두드러지게 되며, 전송 대역 내에서도 주파수 선택성 페이딩을 쉽게 관측할 수 있다. 따라서, 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해서는 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 방식에 비해 주파수 선택성 페이딩에 강인한 OFDM 방식이 유리하다. 이로 인하여, 최근에는 OFDM 방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기 OFDM 방식은 서브 채널의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋다. 상기 OFDM 방식은 변조가 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)에 의해 구현되고, 복조가 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한 다)에 의해 구현된다. 이와 같은 OFDM 방식에 근거한 다중 접속 방식으로는 전체 서브캐리어(sub-carrier)의 일부를 특정 사용자에게 할당하여 사용하게 하는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식이 있으며, 상기 OFDMA 방식에서는 대역 확산(spreading)을 위한 확산 시퀀스(spreading sequence)를 필요로 하지 않는다. 상기 OFDMA 방식에서는 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 특정 사용자에게 할당되는 서브캐리어들의 집합을 동적으로 변경할 수 있으며, 이를 흔히 '동적 자원 할당(dynamic resource allocation)' 또는 '주파수 도약(frequency hopping)'이라 한다. 본 발명에서 상기 주파수 도약은 '다이버시티 밴드 할당(diversity band allocation)'과 같은 의미를 가진다.

이하, 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 통신 시스템에서 사용하는 일반적인 AMC 모드 및 다이버시티 모드에 대하여 설명하기로 한다.

상기 AMC 모드는 K명의 사용자들 즉, K 개의 단말기들에게 시간-주파수 자원을 할당함에 있어서, 인접된 서브캐리어들을 소정의 그룹으로 묶어서 해당 사용자에게 할당하는 방식을 말한다. 보다 구체적으로, 상기 과정이 이루어지기 전에 각 단말기들에서는 소정 개수의 서브캐리어들로 묶여진 서브밴드들에 각각 상응하는 채널 정보를 기지국으로 전송한다. 그러면 상기 기지국은 상기 단말기로부터 피드백 받은 상기 채널 정보를 통하여 상기 단말기가 가장 좋은 채널을 갖는 서브밴드를 할당한다. 이러한 경우 상기 서브밴드 내의 채널들은 서로 비슷한 채널 값을 갖게 되며, 이에 따라 상기 단말기는 상기 채널에 적합한 AMC를 적용할 수 있는 장점 이 있다. 그러나, 통상적으로 AMC 방식은 사용자의 이동 속도가 빨라짐에 따라 상기 단말기로부터의 피드백되는 피드백 정보의 신뢰도가 떨어져 고속 사용자에게는 적합하지 않다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기 AMC 방식에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 통신 시스템에서 AMC 기술을 사용하는 경우의 예를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 참조부호 101은 하나의 서브캐리어(subcarrier)를 나타내고, 참조 부호 102는 하나의 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 심볼(symbol)을 나타낸다. 상기 도 1에서 가로 축은 시간(time) 축을 나타내며, 세로 축은 주파수(frequency) 축을 나타낸다.

상기 도 1에 도시한 바와 같이, 통상적으로 AMC를 사용하는 OFDM 시스템에서는 전체 주파수 대역을 N 개의 서브캐리어 그룹(subcarrier group) 예컨대, 서브캐리어 그룹 1(103) 내지 서브캐리어 그룹 N(104)으로 나누고, 각 서브캐리어 그룹 별로 AMC 동작을 수행한다. 이하, 상기 하나의 서브캐리어 그룹을 하나의 AMC 서브밴드(sub-band)라 칭하기로 한다. 즉, 참조부호 103의 서브캐리어 그룹 1은 AMC 서브밴드 1이라 칭하고, 참조부호 104의 서브캐리어 그룹 N을 AMC 서브밴드 N이라 칭하기로 한다. 또한 통상의 시스템에서 스케줄링은 참조부호 105에서 도시한 바와 같이 복수개의 OFDM 심볼 단위로 이루어진다.

상술한 바와 같이 통상의 OFDM 시스템에서의 AMC 동작은 복수개의 AMC 서브밴드를 가지고서 각 서브밴드 별로 독립적으로 AMC 동작을 수행한다. 따라서, 각 단말기는 각 서브밴드 별로 CQI 정보를 피드백하며, 기지국은 단말기들로부터 각 서브밴드에 대한 CQI를 받아서 각 서브밴드에 대한 스케줄링을 실시하여 각 서브밴드 별로 사용자 데이터를 전송하는 것이다. 상기 스케줄링 과정의 일예로, 상기 기지국은 각 서브밴드 별로 최상의 채널 품질을 가지는 단말기를 선택하여 데이터를 전송하게 되면, 시스템 용량은 최대화 될 수 있는 것이다.

상술한 AMC 동작의 특징을 보면, 하나의 단말기에 대한 데이터를 전송하기 위해 필요한 복수의 서브캐리어들은 서로 인접해 있을수록 좋음을 알 수 있다. 왜냐하면, 다중 경로(multipath) 무선 채널로 인해 주파수 영역에서 주파수 선택도(frequency selectivity)가 발생하는 경우, 서로 인접한 서브캐리어끼리는 채널 응답의 세기가 비슷하지만, 멀리 떨어져 있는 서브캐리어끼리는 채널 응답의 세기가 크게 달라질 수 있기 때문이다. 또한 AMC 동작이 취하고자 하는 것은 채널 응답이 좋은 서브캐리어들을 모아서, 이들을 통해 데이터를 전송함으로써 시스템 용량을 극대화하는 것이므로, 채널 응답이 좋은 인접한 복수개의 서브캐리어들을 모아 데이터를 전송할 수 있는 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하기 때문이다.

상술한 AMC 기술은 특정 사용자에게 전송되는 데이터 송신에 적합하다. 왜냐하면, 복수의 사용자에게 전송되는 채널 예를 들면, 방송이나 공통 제어 정보 채널들은 어느 한 사용자의 채널 상태에 적응하는 것이 바람직하지 않기 때문이다. 또한, 상술한 AMC 기술은 지연(delay)에 덜 민감한 트래픽(traffic)의 전송에 적합하다. 왜냐하면, 상기 AMC 기술은 기본적으로 채널이 좋은 상태에 있는 단말기들을 골라서, 데이터를 전송하도록 하는 방식이므로, 지연에 민감한 트래픽 예를 들면, VoIP(Voice over IP)나 화상 미팅과 같은 실시간 트래픽들은 해당 사용자가 채널이 좋아질 때까지 계속 기다려 줄 수 없기 때문이다. 즉, 상기 실시간 트래픽을 서비스하고 있는 사용자들에 대해서는 지연의 한계를 보장해 주기 위해 채널이 좋지 않는 상황에서도 해당 사용자에게 데이터를 전송해 주어야 하기 때문이다.

다음으로 상기 다이버시티 모드는 상기 AMC 방식에 따른 문제 예컨대, 상기와 같이 단말기의 고속 이동에 따른 피드백 정보의 신뢰성 저하와 같은 문제를 해결하기 위하여 가장 멀리 떨어진 서브캐리어들을 이용하여 서브밴드를 구성하여 할당하는 방식을 말한다. 여러 사용자가 겹치지 않게 하기 위하여 할당 룰을 다양하게 정할 수 있다. 하지만 상기 다이버시티 모드는 고속 사용자에게는 유리하나 채널 환경에 상응하는 변조와 채널 코딩을 적용할 수 없음에 따라 성능이 저속 사용자의 AMC 모드에 비하여 좋지 않다.

일반적으로, 무선 채널은 시간 축에서도 다양하게 변화하며, 주파수 영역에서 또한 일부 영역에서는 채널이 좋고 일부 영역에서는 채널이 나쁘고 하는 현상이 반복된다. 이러한 채널 환경에서 특정 사용자의 채널에 적응하여 데이터를 전송할 수 없는 경우에는, 전송되는 데이터가 수신하는 각 단말기의 입장에서 보면, 때로는 채널이 좋은 상태에서 수신되기도 하고, 때로는 채널이 좋지 않은 상태에서 수신되기도 하는 현상은 피할 수가 없다.

이러한 환경 또는 트래픽에 사용하기에 적합한 기술이 다이버시티(Diversity) 기술이다. 상기 다이버시티 기술이란, 전송되는 데이터들이 최대한 좋 은 채널과 나쁜 채널을 골고루 겪도록 하는 것을 목적으로 한다. 그 이유는 특정 데이터 전송 예를 들어, 특정 하나의 데이터 패킷이 채널이 좋지 않은 상태에서 수신되면 패킷이 성공적으로 복조되기 어려울 것이므로, 수신 성능 입장에서 보면 하나의 패킷에 포함된 변조 심볼들이 나쁜 채널들을 겪는 심볼들도 존재하고 좋은 채널을 겪는 심볼들도 존재하면, 상기 좋은 채널을 겪은 심볼들을 이용해 패킷 복조가 가능할 수 있기 때문이다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기 다이버시티 방식에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 일반적인 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 통신 시스템에서 다이버시티 기술을 적용한 경우의 예를 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 도 2는 일반적인 OFDM 시스템에서 상기한 다이버시티 기술을 적용하여 사용자 데이터 혹은 공통 제어 정보 등이 전송되는 경우를 예로 나타낸 것으로, 상기 도 2를 통해 서로 다른 3개의 단말기 즉, MS1, MS2 및 MS3에게 기지국으로부터 데이터가 전송되고 있는 경우를 예로 하여 설명하면 다음과 같다.

상기 도 2에 도시한 바와 같이, 다이버시티 방식으로 데이터가 전송되는 경우, 한 사용자에게 전송되는 데이터는 주파수 영역 및 시간 영역에서 흩어져 있음을 알 수 있다.

보다 상세히 살펴보면, 참조부호 201로 표시된 OFDM 심볼동안 전송되는 MS1의 데이터 심볼들은 세 개의 서브캐리어를 점유하고 있다. 통상적으로 그 위치들은 주파수 영역에서의 다이버시티를 얻기 위하여 전 대역에 걸쳐 퍼뜨리는 것을 원칙으로 하며, 그 특정 위치들은 기지국과 단말기간에 서로 약속이 되어 있다. 또한, 참조부호 201로 표시된 OFDM 심볼 구간동안 MS1에게 전송되는 심볼들의 위치와 참조부호 202로 표시된 OFDM 심볼 구간동안 MS1에게 전송되는 심볼들의 위치가 서로 다름을 알 수 있다. 이는 시간 축에서의 다이버시티 효과를 극대화하기 위하여 매 OFDM 심볼들마다 혹은 기타 미리 정해진 다른 어떤 단위마다 어떤 서브캐리어를 통해 데이터 심볼들을 전송할지를 달리해 주는 것이다. 이를 통상적으로 주파수 도약(Frequency Hopping)이라 칭하며, 대부분의 다이버시티 기술을 적용하는 OFDM 시스템에서는 주파수 도약 기법을 함께 적용한다.

상술한 바와 같이, OFDM 통신 시스템에서 페이딩 현상을 극복하기 위해서 사용되는 두 가지 전송 방식 즉, 상기 AMC 방식과 상기 다이버시티 방식은 그 특징이 서로 대조적이며, 사용하기에 적합한 트래픽의 종류도 다름을 알 수 있다. 따라서, 어느 하나의 기술만을 적용하여 시스템을 적용하는 것보다는 두 가지 방식을 혼합하여 시스템 상황에 적응적으로 반영하여 운용할 수 있는 시스템의 필요성이 대두되고 있다.

즉, 상기에서 살펴본 다이버시티 방식과 AMC 방식은 그 장단점이 확연히 다르기 때문에 사용자의 상황에 따라서 다르게 사용되어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 AMC 방식과 다이버시티 방식을 혼용하여 다양한 사용자의 환경에 상응하여 적응적으로 시간-주파수 자원을 활용할 수 있는 방안을 제안한다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 동작 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시간-주파수 자원의 활용 예를 보이고 있는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 가로축은 시간 영역을 나타내며, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 상기 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 시간-주파수 자원은 2가지로 모드에 대응하여 구성되어 있다. 즉, AMC 모드와 다이버시티(Diversity) 모드로 구성되어 있으며, 각 모드에 대한 설명은 상기한 바와 같으며, 다만 본 발명의 실시예에서는 기존과는 달리 상기 도 3에 나타낸 바와 같은 시간-주파수 자원을 적절히 활용하여 다수의 사용자들 예컨대, K명의 사용자들에 대한 다양한 사용자 환경에 상응하여 적응적으로 할당할 수 있는 다중 접속 방식을 지원한다.

상기 도 3에서 각 블록별 해칭(hatching) 부분 즉, 참조 부호 310, 330, 350 및 370은 수신단 예컨대, 단말기에서 채널 추정을 하기 위한 파일럿(pilot)을 나타낸다. 이하, 상기와 같이 채널 추정을 위하여 사용되는 파일럿에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

상기한 도 3에서는 각 모드 즉, 다이버시티 모드 및 AMC 모드에 따른 파일럿을 나타내었다. 이때, 상기 도 3에서는 4개의 안테나를 사용하는 시스템의 경우를 예로 나타내며, 상기 4개의 안테나를 사용하는 시스템에 대한 채널 추정을 위하여 4개의 독립된 파일럿들을 나타내었다. 즉, 참조부호 310들은 제1안테나의 채널 추정을 위해 사용되는 파일럿들을 나타내며, 참조부호 330, 350 및 370들은 각각 제2안테나, 제2안테나 및 제4안테나의 채널 추정을 위해 사용되는 파일럿들을 나타낸 다.

본 발명의 실시예에서는 모드의 특성에 대응하여 상기한 바와 같은 파일럿들의 비중을 다르게 사용하고자 하는 것이다. 즉, 상기 도 3에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에서는 다이버시티 모드와 AMC 모드로 구분한다. 상기 다이버시티 모드를 통해서는 주로 이동 속도가 높은 사용자들, 즉 단말기들에 할당하는데 사용한다. 이때, 상기 다이버시티 모드에서는 채널 추정 정밀도를 높이기 위하여 좀 더 많은 파일럿 심볼을 사용할 수도 있다. 반면 상기 AMC 모드를 통해서는 주로 저속 사용자들, 즉 단말기들에 할당하는데 사용한다. 이때, 상기 AMC 모드에서는 상기 다이버시티 모드와 비교하여 좀 더 적은 파일럿 심볼들을 사용한다.

예를 들어 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 도 3에 도시한 바와 같이 상기 AMC 모드에서는 (1/a) 만큼 즉, a 개의 서브캐리어들 중 하나를 파일럿으로 할당하고, 상기 다이버시티 모드에서는 (1/b) 만큼 즉, b 개의 서브캐리어들 중 하나를 파일럿으로 할당한다. 이때, 상기 다이버시티 모드는 고속 사용자에게 할당되므로 좀 더 신뢰도 높은 채널 추정을 위하여 상기 a>b와 같이 구성할 수도 있다. 또한 상기 다이버시티 모드에서 데이터를 위해 할당하는 서브캐리어들이 줄어들 수 있으므로, 이러한 경우에는 각 모드 즉, AMC 모드 및 다이버시티 모드에서 사용된 서브캐리어(used subcarrier) 영역을 다르게 할당할 수도 있음은 물론이다.

또한 상기 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 각 모드 즉, 다이버시티 모드와 AMC 모드를 구분함에 있어서, 셀의 환경에 따라 그 비중을 다양하게 조절할 수 있다. 예컨대, 채널 환경이 우수한 셀에서는 상기 AMC 모드의 영역 이 상기 다이버시티 모드 영역보다 많이 사용할 수 있도록 하고, 고속 사용자가 많은 채널 환경이 좋지 않은 셀에서는 상기 다이버시티 모드 영역을 상기 AMC 모드 영역보다 많이 사용할 수 있도록 한다.

상기에서는 본 발명의 실시예에 따라 각 서브채널 구조의 특징을 적응적으로 반영하여 서로 다른 시스템 파라미터를 사용하는 방안 즉, 파일럿의 비중 및 사용된 서브캐리어(used subcarrier) 영역을 다르게 사용하는 방안에 대하여 설명하였다. 다음으로, 이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 다중 안테나와 결합하여 사용하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 상기한 바와 같이 상기 다이버시티 모드는 고속 사용자 및 수신 SNR이 낮은 사용자들에게 할당된다. 따라서, 상기 다이버시티 모드에서는 개루프(open loop) 방법 중 다이버시티 기법이나 하이브리드 기법을 적용한다. 반면 상기 AMC 모드는 저속 사용자 및 수신 SNR이 높은 사용자들에게 할당된다. 따라서, 상대적으로 동작 SNR이 높은 하이브리드 기법이나 공간 다중화 기법을 적용한다.

상기와 같은 경우, 각 모드에서 사용되는 다중 안테나 기법의 종류가 줄어들게 되므로, 이에 상응하여 단말기들로부터 피드백되는 피드백 양이 줄어드는 장점이 있다. 이하, 본 발명에서는 상기 다이버시티 기법, 하이브리드 기법 및 공간 다중화 기법에 대하여 예를 들어 간략하게 살펴보기로 한다.

먼저, 상기 다이버시티 기법은 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있으며, 상기 다이버시티 기법 적용을 위해 4개의 송신 안테나인 경우를 가정한다.

상기 <수학식 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 행렬(matrix) A는 4개의 송신(4Tx) 안테나 즉, 제1안테나(

) 내지 제4안테나(

)에 대한 순수 다이버시티 기법의 한 가지 예를 나타내고 있다. 이때, 상술한 바와 같은 OFDM 시스템의 경우 상기 행렬 A를 4 시간 심볼(time symbol)에 확장하여 적용할 수도 있으며, 4 주파수 서브캐리어(frequency subcarrier)에 확장하여 적용할 수도 있다. 또한 상기 행렬 A를 2 시간 심볼 및 2 주파수 서브캐리어에 적용할 수도 있음은 물론이다. 여기서, 상기 <수학식 1>은 2개의 주파수(frequency) 즉,

및

와 2개의 시간(time) 즉,

및

에 걸쳐 적용한 예를 나타낸다.

다음으로, 상기 하이브리드 기법은 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.

상기 <수학식 2>에 나타낸 바와 같이, 상기 행렬 B는 4번의 기준 시간/주파수 동안 2개의 스트림(stream)을 전송하는 경우를 나타내고 있다.

다음으로, 상기 공간 다중화 기법은 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.

상기 <수학식 3>에 나타낸 바와 같이, 상기 행렬 C는 각 안테나에 독립된 정보를 전송하여 스펙트럼의 효율(spectral efficiency)을 늘리는 기법이다.

상기에서 살펴본 바와 같은 3가지 다중 안테나 기술들을 사용함에 있어서, 각 모드 즉, AMC 모드 및 다이버시티 모드에는 각 모드에 상응하는 서로 다른 기술을 사용한다. 예를 들면, 상기 다이버시티 모드에서는 상기 <수학식 1>에 나타낸 행렬 A와 상기 <수학식 2>에 나타낸 행렬 B를 사용하고, 상기 AMC 모드에서는 상기 <수학식 2>에 나타낸 행렬 B와 상기 <수학식 3>에 나타낸 행렬 C를 사용한다. 상기와 같이 본 발명의 실시예에서는 각 모드에 상응하는 다중 안테나 기술을 달리 적용함으로써, 피드백 양을 줄일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 다중 안테나 기술을 적용하는 방법에 대하여 설명하였으며, 다음으로 본 발명의 실시예를 변복조 율(Modulation order) 및 채널 부호율(channel Code Rate)에 적용하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 즉 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 변복조 율 및 채널 부호율을 연관지어 하기와 같은 방법을 제안한다.

먼저, 상기한 바와 같이 상기 다이버시티 모드는 고속 사용자 및 수신 SNR이 낮은 사용자들에게 할당된다. 따라서, 상기 다이버시티 모드에서는 낮은 변복조 율 또는 낮은 채널 부호율을 적용한다. 반면 상기 AMC 모드는 저속 사용자 및 수신 SNR이 높은 사용자들에게 할당된다. 따라서, 상대적으로 동작 SNR이 높은 변복조 율 또는 채널 부호율을 적용한다.

상기와 같은 경우, 각 모드에서 사용되는 변복조 율 및 채널 부호율의 종류가 줄어들게 되므로, 이에 상응하여 단말기로부터 피드백되는 피드백 양이 줄어드는 장점이 있다. 이를 하기 <표 1a> 및 <표 1b>를 참조하여 보다 상세하게 살펴보 면 다음과 같다.

상기 <표 1a> 및 <표 1b>에 나타낸 바와 같이, 상기 <표 1a> 및 <표 1b>는 각 모드 즉, AMC 모드 및 다이버시티 모드에 따른 다른 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다)를 사용하는 예를 나타낸 것이다. 상기 <표 1a> 및 <표 1b>의 예에서는 변복조가 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM과 부호율이 1/3, 1/2, 2/3 및 3/4인 경우를 나타내고 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로, 상기 변복조 율과 부호율을 비롯하여 다른 변복조 율 및 채널 부호율에 대하여도 상기와 동일한 방법으로 정의할 수 있음은 물론이다.

상기 <표 1a>에 나타낸 바와 같이, 다이버시티 모드에서는 QPSK, 16QAM과 부호율 1/3, 1/2 및 2/3만을 적용하고, 상기 <표 1b>에 나타낸 바와 같이, AMC 모드에서는 16QAM, 64QAM과 부호율 1/2, 2/3 및 3/4만을 적용한다. 따라서, 상기와 같이 각 모드별 적용을 다르게 함으로써, 12가지를 피드백 해줘야 하는 기존 방식에 비해 6가지만을 피드백하면 되므로, 50%의 피드백 오버헤드를 줄일 수 있게 된다.

상기 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 사용자의 채널 환경에 따라 자원을 다르게 할당하기 위하여 시간-주파수 자원을 다이버시티 모드와 AMC 모드를 혼합하여 운용하여 다양한 사용자 환경에 상응하여 최적의 모드로 해당 사용자에게 자원을 할당할 수 있도록 한다. 즉, 파일럿의 비율을 다이버시티 모드와 AMC 모드를 사용자의 채널 환경에 상응하여 다르게 적용하면서, 동시에 전송할 데이터양을 다이버시티 모드와 AMC 모드를 일치하려 한다면 사용되는 서브캐리어(used subcarrier)들을 다르게 하여 똑같은 양을 전송할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 통신 시스템에서 고속 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 장치 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 다수의 단말기들로부터 피드백(feedback)되는 각 사용자별 신호들 예컨대, d₁, d₂, ..., d_k는 대응하는 시간지연 조절기들(401, 411, 421)로 각각 입력된다. 즉, 첫 번째 사용자 신호의 시퀀스 d₁은 시간지연 조절기(401)로 입력되며, 두 번째 사용자 신호의 시퀀스 d₂는 시간지연 조절기(411)로 입력된다. 마지막 사용자 신호의 시퀀스 d_k는 시간지연 조절기(421)로 입력된다. 상기 시간지연 조절기들(401, 411, 421)은 각 사용자별로 할당된 시간-주파수 영역의 시간 영역에 있어서, 상대적인 시작점을 조절한다. 예컨대, 상기 각 사용자별 시간-주파수 영역의 할당이 상기한 도 3과 같이 이루어졌다고 가정하면, 상기 시간지연 조절기(401)는 첫 번째 사용자에 대해 할당된 시간-주파수 영역의 시간 영역에 있어서, 상대적인 시작점을 조절하기 위한 목적으로 사용되며, 상기 시간지연 조절기(411)는 두 번째 사용자에 대해 할당된 시간-주파수 영역의 시간 영역에 있어서, 상대적인 시작점을 조절하기 위한 목적으로 사용되며, 상기 시간지연 조절기(421)는 K 번째 사용자에 대해 할당된 시간-주파수 영역의 시간 영역에 있어서, 상대적인 시작점을 조절하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.

다음으로, 상기 시간지연 조절기들(401, 411, 421)로부터 상대적인 시작점이 조절된 사용자별 신호들은 상기 시간지연 조절기들(401, 411, 421)에 각각 대응하는 직/병렬 변환기들(403, 413, 423)로 제공된다. 상기 각 직/병렬 변환기들(403, 413, 423)은 상기 사용자별 신호를 미리 결정된 가지(branch) 수(m₁, m₂, ..., m_K)만큼의 시퀀스들로 병렬 출력한다. 상기 직/병렬 변환기들(403, 413, 423) 각각에 대해서는 서로 다른 가지 수들

이 설정될 수 있으며, 동일한 가지 수들

이 설정될 수도 있다. 이때, 상기 직/병렬 변환기들(403, 413, 423)로부터 출력되는 가지별 신호들은 해당 입력 신호에 비해 상기 미리 결정된 가지 수(m₁, m₂, ..., m_k)만큼 증가된 지속 시간을 갖는다.

다음으로, 상기 직/병렬 변환기들(403, 413, 423)로부터의 출력은 서브채널/서브밴드 할당기(431)로 입력된다.

상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)는 상기 도 3에 나타낸 바와 같은 시간-주파수 자원에서 상기 직/병렬 변환기들(403, 413, 423)로부터 입력되는 사용자별 신호에 상응하여 다이버시티 밴드 할당(Diversity band allocation) 또는 AMC 밴드 할당(AMC band allocation)을 위한 주파수 도약부(Frequency hopper)와 AMC 밴드 할당부(AMC band allocator)를 포함하여 이루어진다. 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)는 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 사용자별로 할당되는 서브캐리어들의 집합을 동적으로 변경하는 기능을 수행한다. 본 발명에서는 상기 도 3에 나타낸 바와 같이 2가지의 다른 서브채널 구성 방법을 제안하며, 이에 대한 사용은 스케줄러(433)에 의한 스케줄링에 의해 구현될 수 있다. 즉, 상기 스케줄러(433)는 상기 해당 사용자 즉, 해당 단말기로부터 입력되는 CQI를 입력받고, 상기 입력된 CQI에 상응하여 상기 단말기가 현재 접속된 셀의 채널 환경을 확인한다. 이후 상기 스케줄러(433)에서는 상기 확인된 셀의 환경에 따라서 다이버시티 모드와 AMC 모드를 적응적으로 스케줄링하여 시간 축에서 바꿔가며 사용한다. 만약 상기 스케줄러(433)에서 다이버시티 모드를 사용한다고 하면, 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)에서는 상기 도 3에서 오른쪽 부분의 다이버시티 모드에서와 같이 사용될 서브캐리어들이 동적으로 할당된다. 반대로 상기 스케줄러(433)에서 AMC 모드를 사용한다고 하면, 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)에서는 각 단말기가 피드백해 준 CQI를 이용하여 가장 좋은 서브채널을 할당한다. 여기서 상기 서브채널은 인접된 여러 개의 서브캐리어들로 구성된다. 즉, 상기 서브채널/서브밴드 할당기(231)는 송신하고자 하는 신호에 대한 서브채널을 할당하는 역할을 수행한다.

상술한 바와 같이 상기 도 3에서 보이고 있는 시간-주파수 자원 활용 예는 특정 시점에서의 페이딩 특성에 따른 예를 나타낸 것이다. 또한 상기 도 4에서는 상기 시간지연 조절기들(401, 411, 421)과 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)가 별도의 구성으로 나타내었지만, 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)가 상기 시간지연 조절기들(401, 411, 421)을 포함하도록 구성할 수도 있으며, 이를 통해 각 사용자 신호별로의 시간 지연을 조절하는 기능을 수행하도록 하는 구현도 가능함은 물론이다. 이때, 상기와 같이 구현할 경우 상기 시간지연 조절기들(401, 411, 421)은 생략될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)에서 다이버시티 모드를 위한 구체적인 주파수 도약 형태들(frequency hopping pattern)을 언급하고 있지는 않다. 하지만, 사용자별로 할당되는 서브캐리어들의 집합이 중첩되지 않는 범위에서 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)를 위한 특정 주파수 도약 형태들은 다양하게 제안될 수 있다.

다음으로, 상기 서브채널/서브밴드 할당기(431)로부터의 출력신호는 역 푸리에 변환(Inverse Fourier Transform, 이하 'IFT'라 칭하기로 한다)기(435)로 입력된다. 그러면, 상기 IFT기(435)는 상기 주파수 영역의 출력 신호를 시간 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 IFT기(435)는 송신하고자 하는 신호에 대해 OFDM 변조 방식을 적용하는 구성을 가지며, 상기 IFT기(435)에 의해 시간 영역의 신호로 변환된 송신신호는 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 대역으로 천이되어 전송된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 다른 파일럿 비중을 가지는 다중 접속 장치 및 방법과 시간-주파수 자원 활용 방안을 통해, 시간-주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 스펙트럼 효율을 극대화 할 수 있는 이점을 가진다. 또한 상기한 효과를 통해 차세대 이동통신 시스템이 목표로 하는 고속, 고품질의 무선 멀티미디어 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 이점을 가진다. 사용자 시스템 상황에 상응하는 다른 모드를 적응적으로 적용함으로써, 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송신 방법에 있어서,

적어도 하나의 단말기로부터 피드백되는 채널 상태 정보를 수신하는 과정과,

상기 수신된 채널 상태 정보를 근거로 상기 적어도 하나의 단말기의 채널 환경을 판단하는 과정과,

상기 판단된 채널 환경에 상응하여 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 모드 및 다이버시티 모드 중 하나를 선택하는 과정과,

상기 선택된 모드에서 사용될 서브채널을 상기 적어도 하나의 단말기에게 할당하는 과정과,

상기 할당된 서브채널을 사용하여 상기 적어도 하나의 단말기로 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 데이터 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 중 하나를 선택하는 과정은,

상기 판단된 채널 환경이 좋은 것으로 판단된 경우, 상기 AMC 모드를 선택하고, 상기 판단된 채널 환경이 좋지 않은 경우, 상기 다이버시티 모드를 선택하는 과정을 포함하는 데이터 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 다이버시티 모드는 제1임계값 이상의 속도로 이동하는 고속 단말기 및 수신 신호대 잡음비가 제2임계값 미만인 단말기를 위해 선택되고, 상기 AMC 모드는 상기 제1임계값 미만의 속도로 이동하는 저속 단말기 및 수신 신호대 잡음비가 상기 제2임계값 이상인 단말기를 위해 선택됨을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 각각에서 다중 안테나 방식으로서 공간 다이버시티 방식 및 하이브리드 방식 중 하나가 사용되며, 상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 각각에서 사용되는 다중 안테나 방식은 서로 상이함을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 각각에서 사용되는 변복조 율(Modulation order) 및 부호율(code rate)은 서로 상이함을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 다이버시티 모드에서 할당되는 서브캐리어들의 수는 상기 AMC 모드에서 할당되는 서브캐리어들의 수보다 많으며, 상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 각각에서 사용되는 파일럿 심볼의 수는 서로 상이함을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드에서 사용되는 서브캐리어 영역은 시간-주파수 상에서 다르게 할당됨을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
삭제
직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 데이터 송신 장치에 있어서,

적어도 하나의 단말기로부터 피드백 신호가 수신되면, 상기 수신된 피드백 신호를 미리 결정된 수의 시퀀스들로 병렬 출력하는 적어도 하나의 직/병렬 변환기와,

상기 피드백 신호에 포함된 채널 상태 정보를 근거로 상기 적어도 하나의 단말기의 채널 환경을 판단하고, 상기 판단된 채널 환경에 상응하여 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 모드 및 다이버시티 모드 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 모드에 대한 정보를 출력하는 스케줄러와,

상기 출력된 정보에 따라 상기 선택된 모드에서 사용될 서브채널을 상기 적어도 하나의 단말기에게 할당하는 서브채널/서브밴드 할당기와,

상기 할당된 서브채널을 사용하여 상기 적어도 하나의 단말기로 데이터를 송신하는 무선부를 포함하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 피드백 신호가 수신되면, 상기 적어도 하나의 단말기 별로 할당된 시간-주파수 영역의 시간 영역에서 상대적인 시작점을 조절하는 적어도 하나 이상의 시간지연 조절기를 더 포함하는 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 서브채널/서브밴드 할당기는 상기 출력된 정보에 따라 다이버시티 밴드 할당을 위한 주파수 도약부를 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 서브채널/서브밴드 할당기는 상기 출력된 정보에 따라 AMC 밴드 할당을 위한 AMC 밴드 할당부를 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 서브채널/서브밴드 할당기는 특정 시점에서의 페이딩 특성에 따라 상기 적어도 하나의 단말기 각각의 신호별로 상대적인 시간 지연을 조절하기 위한 시간지연 조절기를 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 무선부는 상기 서브채널/서브밴드 할당기로부터 출력되는 주파수 영역의 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역의 신호로 출력하는 역 푸리에 변환기를 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 각각에서 사용되는 변복조 율(Modulation order) 및 부호율(code rate)은 서로 상이함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 스케줄러는 상기 판단된 채널 환경이 좋은 경우, 상기 AMC 모드를 선택하고, 상기 판단된 채널 환경이 좋지 않은 경우, 상기 다이버시티 모드를 선택함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 다이버시티 모드는 제1임계값 이상의 속도로 이동하는 고속 단말기 및 수신 신호대 잡음비가 제2임계값 미만인 단말기를 위해 선택되고, 상기 AMC 모드는 상기 제1임계값 미만의 속도로 이동하는 저속 단말기 및 수신 신호대 잡음비가 상기 제2임계값 이상인 단말기를 위해 선택됨을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 송신 장치는 AMC 모드와 다이버시티 모드 각각에서 다중 안테나 방식으로서 공간 다이버시티 방식 및 하이브리드 방식 중 하나가 사용되며, 상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 각각에서 사용되는 다중 안테나 방식은 서로 상이함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 다이버시티 모드에서 할당되는 서브캐리어들의 수는 상기 AMC 모드에서 할당되는 서브캐리어들의 수보다 많으며, 상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드 각각에서 사용되는 파일럿 심볼의 수는 서로 상이함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제22항에 있어서,

상기 서브채널/서브밴드 할당기는 상기 AMC 모드와 상기 다이버시티 모드에서 사용되는 서브캐리어 영역을 시간-주파수 상에서 다르게 할당함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.