KR101256372B1 - Ｌｔｅ시스템에서 단일 사용자에 대한 다중 영역 ｃｑｉ를 이용한 자원 할당 방법 - Google Patents

Ｌｔｅ시스템에서 단일 사용자에 대한 다중 영역 ｃｑｉ를 이용한 자원 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LTE 시스템에서 CQI를 이용한 자원 할당 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LTE 시스템에서 각 서브밴드별로 수신된 CQI 정보를 이용하여 각 서브밴드별로 변조 방식을 달리 설정하는 방안에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 이동통신 시스템의 자원 할당 장치는 각 서브밴드별로 수신된 CQI 정보를 이용하여 복수의 서브밴드로 구성된 대역폭으로 전송 가능한 코드-비트의 수를 산출하여 저장하는 CQI 저장부; 설정된 코드를 이용하여 입력된 신호를 코딩하는 채널 코딩부; 상기 채널 코딩부로부터 출력된 신호가 갖는 비트 수를 상기 CQI 저장부에 저장되어 있는 전송한 코드-비트의 수로 매칭시키는 레이트 매칭부; 상기 레이트 매칭부로부터 출력된 신호를 상기 서브밴드별로 할당하는 비트 분배부; 상기 CQI 저장부에 저장되어 있는 각 서브밴드별 변조 차수에 대한 정보를 수신하여 해당 변조 차수로 상기 비트 분배부에 의해 분배된 신호를 변조하는 변조부; 상기 변조된 신호를 해당 서브밴드에 할당하는 자원 구성 매칭부를 포함한다.

Description

ＬＴＥ시스템에서 단일 사용자에 대한 다중 영역 ＣＱＩ를 이용한 자원 할당 방법{Method for resource allocation in LTE System}
본 발명은 LTE 시스템에서 CQI를 이용한 자원 할당 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LTE 시스템에서 각 서브밴드별로 수신된 CQI 정보를 이용하여 각 서브밴드별로 변조 방식을 달리 설정하는 방안에 관한 것이다.
LTE 시스템에서는 하향 링크의 공유 데이터(shared data) 및 상향 링크의 공유 데이터는 물리계층 채널인 PDSCH와 PUSCH로 전송되며 표준에서 정의한 자원 블록(Resource block, RB) 단위의 자원 할당을 해준다. 자원 블록은 12개의 서브 캐리어(subcarrier)와 7개의 OFDM 심볼로 구성된다. 물리 계층에서의 자원 할당은 자원 블록 단위로 할당을 한 후에 CQI(channel quality information, 채널 상태 정보)값에 따른 MCS(Modulation and Coding) 값을 설정하여 자원을 할당하게 된다. CQI에 따라 QPSK, 16QAM, 64QAM 중 하나가 결정되며 코딩 레이트 또한 결정되게 된다. 이런 과정을 통해 물리 계층에 성능을 높일 수가 있다. CQI가 낮을 경우에는 QPSK를 쓰고 코딩 레이트를 낮추어 전송하며, CQI가 높을 경우 64QAM 및 코딩 레이트를 높여 데이터 전송률 높일 수 있다. 즉 한 명의 사용자에 자원 블록을 할당 후 MCS를 설정하여 전송하게 된다. CQI값에 대응하는 MCS값을 설정하여 성능을 높일 수 있다. CQI값은 대역폭 전체에 대한 포괄적 정보인 와이드밴드(wideband) CQI와 대역폭을 여러 대역으로 나눈 후 각각의 대역에 대한 정보를 올려주는 서브 밴드(subband) CQI가 있다. 서브 밴드 CQI 정보는 특정 사용자 단말에게 여러 개의 서브 밴드를 할당 할 경우 높은 CQI를 갖는 서브 밴드를 선택하여 할당해 물리계층에서의 성능을 높일 수 있다.
도 1은 하나의 사용자 단말에 대한 자원 할당 및 MCS 적용을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 하나의 사용자 단말에 대한 자원 할당 및 MCS 적용하는 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 1에 의하면, LTE 시스템을 구성하고 있는 기지국은 전송 블록부, 채널 코딩부, 레이트 매칭부, 변조부, 자원 구성 매핑부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 LTE 시스템에 포함될 수 있다.
전송 블록부(100)는 전송하고자 하는 데이터를 전송 단위인 자원 블록 단위로 분할되어 출력된다. 전송 블록부(100)에서 출력된 데이터는 채널 코딩부(102)에서 수신단에서 수신 데이터의 손실에 대해 복구할 수 있도록 채널 코딩을 수행한다. 채널 코딩에 의해 전송 블록에서 출력된 신호는 코딩율에 따라 증가하게 된다. 일반적으로 채널 코딩 후의 비트를 코디 비트(coded bit)라 한다.
레이트 매칭부(104)는 물리계층에서 보낼 수 있는 전송 가능한 코드 비트를 고려하여 채널 코딩 후의 코드 비트에 대해 적절하게 반복하거나 폐기한다. 채널 코딩 이후의 총 코드 비트가 a개 이며, 물리 계층에 전송 가능한 코드 비트가 b개 라고 한다면, a〉b이면, a-b개를 폐기하며, a〈b이면 b-a만큼 동일한 데이터를 반복시킨다. 어느 비트를 폐기하거나 반복할지는 표준에 따른다.
물리 계층에서 전송 가능한 코드 비트는 변조 차수와 OFDM의 자원 할당 공간을 고려하여 계산된다. 즉, 물리 계층에서 전송 가능한 코드 비트는 변조 차수ㅧOFDM 자원에 할당된 서브 캐리어의 수가 된다. 변조 차수는 BPSK=1, QPSK=2, 16QAM=4, 64QAM=6 이 된다. 변조 차수에 따라 코드 비트가 달라지며, 변조 차수는 사용자 단말로부터 수신된 CQI 정보에 의해 결정된다. 변조부(106)를 거치면 코드 비트는 심벌로 변환된다. 이후 자원 구성 매핑부(108)는 해당 사용자 단말에게 할당된 자원에 심벌을 할당한다.
상술한 바와 같이 하나의 전송 블록에 대해서는 동일한 변조 방식과 채널 코딩율이 적용된다. 만약 복수의 사용자에 대해 각기 다른 서브밴드에 자원을 할당하여 데이터를 전송하는 경우 동일한 변조 방식과 채널 코딩율이 적용된다. 따라서 사용자 단말로부터 수신한 정보를 이용하여 서브밴드별로 적절한 변조 방식과 채널 코딩율을 적용하여 데이터를 전송하는 방안이 요구된다.
본 발명이 해결하려는 과제는 기지국에서 하나의 사용자 단말에 할당되는 자원공간에 대한 여러 개의 서브밴드 CQI가 수신되는 경우, 수신된 서브밴드 CQI를 이용하여 물리계층의 성능을 극대화하는 방안을 제안함에 있다.
이를 위해 본 발명의 이동통신 시스템의 자원 할당 장치는 각 서브밴드별로 수신된 CQI 정보를 이용하여 복수의 서브밴드로 구성된 대역폭으로 전송 가능한 코드-비트의 수를 산출하여 저장하는 CQI 저장부; 설정된 코드를 이용하여 입력된 신호를 코딩하는 채널 코딩부; 상기 채널 코딩부로부터 출력된 신호가 갖는 비트 수를 상기 CQI 저장부에 저장되어 있는 전송한 코드-비트의 수로 매칭시키는 레이트 매칭부; 상기 레이트 매칭부로부터 출력된 신호를 상기 서브밴드별로 할당하는 비트 분배부; 상기 CQI 저장부에 저장되어 있는 각 서브밴드별 변조 차수에 대한 정보를 수신하여 해당 변조 차수로 상기 비트 분배부에 의해 분배된 신호를 변조하는 변조부; 상기 변조된 신호를 해당 서브밴드에 할당하는 자원 구성 매칭부를 포함한다.
이를 위해 본 발명의 이동통신 시스템의 자원 할당 방법은 설정된 코드를 이용하여 입력된 신호를 코딩하여 출력하는 단계; 상기 출력된 신호가 갖는 비트 수를 각 서브밴드별로 수신된 CQI 정보를 이용하여 복수의 서브밴드로 구성된 대역폭으로 전송 가능한 코드-비트의 수를 산출하여 저장하고 있는CQI 저장부에 저장된 코드-비트의 수로 매칭시키는 단계; 매칭된 상기 신호를 상기 서브밴드별로 할당하는 단계; 상기 CQI 저장부에 저장되어 있는 각 서브밴드별 변조 차수에 대한 정보를 수신하여 해당 변조 차수로 상기 비트 분배부에 의해 분배된 신호를 변조하는 단계; 상기 변조된 신호를 해당 서브밴드에 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 물리 계층 성능 향상을 위한 자원 할당 방법은 기지국에서 하나의 사용자 단말에 할당되는 자원공간에 대한 여러 개의 서브밴드 CQI가 수신되는 경우, 수신된 서브밴드 CQI를 이용하여 물리계층의 성능을 극대화할 수 있게 된다. 즉, 서브밴드별로 고유한 CQI를 이용하여 변조 방식과 자원 매핑 방식을 적용함으로써 물리계층의 성능을 극대화할 수 있게 된다.
도 1은 하나의 사용자 단말에 대한 자원 할당 및 MCS 적용을 도시한 도면이며,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 LTE 시스템을 도시하고 있으며,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 비트 분배부에서 입력된 비트를 각 서브밴드별로 분배하는 과정을 도시하고 있으며,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 LTE 시스템에서 다중 사용자에 대한 자원 할당 방법을 도시하고 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 하나의 사용자 단말에 할당된 자원이 여러 개의 서브밴드에 걸쳐 할당된 경우, 서브밴드별로 수신된 CQI에 따라 다른 변조 방식과 코딩 방식을 사용하는 방안에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 LTE 시스템을 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 LTE 시스템에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 2에 의하면, LTE 시스템은 전송 블록부, 채널 코딩부, 레이트 매칭부, 비트 분배부, 변조부, 자원 구성 매핑부, CQI 저장부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 LTE 시스템에 포함될 수 있다.
전송 블록부(200)는 전송하고자 하는 데이터를 전송 단위인 자원 블록 단위로 분할되어 출력된다. 전송 블록부(200)에서 출력된 데이터는 채널 코딩부(202)에서 수신단에서 수신 데이터의 손실에 대해 복구할 수 있도록 채널 코딩을 수행한다. 채널 코딩에 의해 전송 블록에서 출력된 신호는 코딩율에 따라 증가하게 된다. 채널 코딩 후의 비트를 코디 비트(coded bit)라 한다.
레이트 매칭부(204)는 물리계층에서 보낼 수 있는 전송 가능한 코드 비트를 고려하여 채널 코딩 후의 코드 비트에 대해 적절하게 반복하거나 폐기한다. 채널 코딩 이후의 총 코드 비트가 a개 이며, 물리 계층에 전송 가능한 코드 비트가 b개 라고 한다면, a〉b이면, a-b개를 폐기하며, a〈b이면 b-a만큼 동일한 데이터를 반복시킨다. 어느 비트를 폐기하거나 반복할지는 표준에 따른다.
CQI 저장부(206)는 사용자 단말로부터 수신한 각 서브밴드별 CQI 정보를 저장하고 있다.
또한, CQI 저장부(206)는 수신한 CQI 정보를 이용하여 각 서브밴드별로 할당할 변조차수에 대한 정보를 저장할 수 있다. 즉, 제0서브밴드는 1차 변조 방식을 할당하며, 제1서브밴드는 3차 변조 방식을 할당한다는 정보를 CQI 저장부(206)는 저장할 수 있다.
비트 분배부(208)는 각 서브밴드별로 전송 가능한 코드 비트를 계산하고, 계산된 코드 비트에 따라 레이트 매칭부에서 출력된 코드 비트를 분배한다. 즉, 비트 분배부(208)는 사용자 단말로부터 수신한 각 서브밴드별 CQI에 따라 해당 서브밴드를 통해 전송할 코드 비트를 계산한다. 즉, CQI가 양호한 서브밴드에 대해서는 많은 코드비트를 할당하며, CQI가 불량한 서브밴드에 대해서는 적은 코드비트를 할당한다. 물론 비트 분배부(208)는 각 서브밴드별로 수신한 CQI에 대응하는 변조 차수를 산출하고, 산출한 변조 차수에 따른 코드비트를 산출할 수 있다.
이를 위해 비트 분배부(208)는 각 서브밴드별로 전송 가능한 계산된 코드비트의수를 미리 저장하고 있을 수 있으며, 이 정보를 이용하여 각 서브밴드별로 대응되는 코드 비트를 분배한다. 비트 분배 방식은 비트 시퀀스에서 순차적으로 선택되어 분배할 수 있으며, 인터리빙 방식으로 랜덤하게 비트를 선택하여 분배할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 비트 분배부에서 입력된 비트를 각 서브밴드별로 분배하는 과정을 도시하고 있다.
도 3에 의하면 비트 분배부는 입력된 코드-비트를 서브밴드순으로 순차적으로 할당하는 예를 도시하고 있다. 이외에도 상술한 바와 같이 비트 분배부(208)는 인터리빙 방식으로 순차적으로 각 서브밴드별로 코드-비트를 할당할 수 있다. 또한, 비트 분배부(208)는 CQI가 양호한 서브밴드 순으로 입력된 코드-비트를 할당할 수 있다.
변조 차수에 따라 코드 비트가 달라지며, 변조 차수는 사용자 단말로부터 수신된 CQI 정보에 의해 결정된다. 변조부(210)는 입력된 코드 비트를 설정된 변조 차수에 따라 변조를 수행하며, 이에 따라 코드 비트는 심벌로 변환된다. 변조 차수는 BPSK=1, QPSK=2, 16QAM=4, 64QAM=6 이 된다.
자원 구성 매핑부(212)는 변조부(210)에 의해 출력된 심벌을 해당 서브밴드에 할당한다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 LTE 시스템에서 다중 사용자에 대한 자원 할당 방법을 도시하고 있다. 이하 도 4를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 LTE 시스템에서 다중 사용자에 대한 자원 할당 방법에 대해 알아보기로 한다.
도 4에 의하면, LTE 시스템은 제0 내지 제(N-1) 전송 블록부, 제0 내지 제(N-1) 채널 코딩부, 제0 내지 제(N-1) 레이트 매칭부, 비트 분배부, 제0 내지 제(N-1) 변조부, 제0 내지 제(N-1) 자원 구성 매핑부, CQI 저장부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 LTE 시스템에 포함될 수 있다.
전송 블록부(400)는 전송하고자 하는 데이터를 전송 단위인 자원 블록 단위로 분할되어 출력된다. 전송 블록부(400)에서 출력된 데이터는 채널 코딩부(402)에서 수신단에서 수신 데이터의 손실에 대해 복구할 수 있도록 채널 코딩을 수행한다. 채널 코딩에 의해 전송 블록에서 출력된 신호는 코딩율에 따라 증가하게 된다.
레이트 매칭부(404)는 물리계층에서 보낼 수 있는 전송 가능한 코드 비트를 고려하여 채널 코딩 후의 코드 비트에 대해 적절하게 반복하거나 폐기한다. 채널 코딩 이후의 총 코드 비트가 a개 이며, 물리 계층에 전송 가능한 코드 비트가 b개 라고 한다면, a〉b이면, a-b개를 폐기하며, a〈b이면 b-a만큼 동일한 데이터를 반복시킨다. 어느 비트를 폐기하거나 반복할지는 표준에 따른다.
CQI 저장부(406)는 각 사용자 단말로부터 수신한 CQI 정보를 저장하고 있다.
또한, CQI 저장부부(406)는 수신한 CQI 정보를 이용하여 각 서브밴드별로 할당할 변조차수에 대한 정보를 저장할 수 있다. 즉, 제1 사용자 단말은 1차 변조 방식을 할당하며, 제2 사용자 단말은 3차 변조 방식을 할당한다는 정보를 CQI 저장부(406)는 저장할 수 있다.
비트 분배부(408)는 각 사용자 단말별로 전송 가능한 코드 비트를 계산하고, 계산된 코드 비트에 따라 레이트 매칭부(404)에서 출력된 코드 비트를 분배한다. 즉, 비트 분배부(408)는 각 사용자 단말로부터 수신한 CQI에 따라 해당 사용자 단말에 대응되는 서브밴드를 통해 전송할 코드 비트를 계산한다. 즉, CQI가 양호한 사용자 단말에 대응되는 서브밴드에 대해서는 많은 코드비트를 할당하며, CQI가 불량한 사용자 단말에 대응되는 서브밴드에 대해서는 적은 코드비트를 할당한다. 물론 비트 분배부(408)는 각 사용자 단말에 대응되는 서브밴드별로 수신한 CQI에 대응하는 변조 차수를 산출하고, 산출한 변조 차수에 따른 코드비트를 산출할 수 있다.
이를 위해 비트 분배부(408)는 각 사용자 단말에 대응되는 서브밴드별로 전송 가능한 계산된 코드비트의수를 미리 저장하고 있을 수 있으며, 이 정보를 이용하여 각 사용자 단말에 대응되는 서브밴드별로 대응되는 코드 비트를 분배한다. 비트 분배 방식은 비트 시퀀스에서 순차적으로 선택되어 분배할 수 있으며, 인터리빙 방식으로 랜덤하게 비트를 선택하여 분배할 수 있다.
변조 차수에 따라 코드 비트가 달라지며, 변조 차수는 단말로부터 수신된 CQI 정보에 의해 결정된다. 변조부(410)는 입력된 코드 비트를 설정된 변조 차수에 따라 변조를 수행하며, 이에 따라 코드 비트는 심벌로 변환된다. 자원 구성 매핑부(412)는 변조부(410)에 의해 출력된 심벌을 해당 서브밴드에 할당한다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
200: 전송 블록부 202: 채널 코딩부
204: 레이트 매칭부 206: CQI 저장부
208: 비트 분배부 210: 변조부
212: 자원 구성 매핑부

Claims (7)

  1. 각 서브밴드별로 수신된 CQI 정보를 이용하여 복수의 서브밴드로 구성된 대역폭으로 전송 가능한 코드-비트의 수를 산출하여 저장하는 CQI 저장부;
    설정된 코드를 이용하여 입력된 신호를 코딩하는 채널 코딩부;
    상기 채널 코딩부로부터 출력된 신호가 갖는 비트 수를 상기 CQI 저장부에 저장되어 있는 전송한 코드-비트의 수로 매칭시키는 레이트 매칭부;
    상기 레이트 매칭부로부터 출력된 신호를 상기 서브밴드별로 할당하는 비트 분배부;
    상기 CQI 저장부에 저장되어 있는 각 서브밴드별 변조 차수에 대한 정보를 수신하여 해당 변조 차수로 상기 비트 분배부에 의해 분배된 신호를 변조하는 변조부;
    상기 변조된 신호를 해당 서브밴드에 할당하는 자원 구성 매칭부를 포함하며,
    상기 비트 분배부는 CQI가 상대적으로 양호한 서브밴드 순으로 입력된 비트 코드를 할당하며, 비트 분배 방식은 인터리빙 방식으로 랜덤하게 분배함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 자원 할당 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 비트 분배부는,
    상기 레이트 매칭부로부터 출력된 신호를 복수의 변조부에 순차적으로 할당함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 자원 할당 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 비트 분배부는,
    상기 레이트 매칭부로부터 출력된 신호를 인터리빙 방식으로 랜덤하게 복수의 변조부에 할당함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 자원 할당 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 변조부의 변조 차수는,
    BPSK 변조 방식을 갖는 1차 변조, QPSK 변조 방식을 갖는 2차 변조, 16QAM 변조 방식을 갖는 4차 변조, 64QAM 변조 방식을 갖는 6차 변조 중 어느 하나의 변조 차수를 가짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 자원 할당 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 CQI 저장부는,
    각 서브밴드별로 할당되는 변조 차수 및 코드-비트의 수를 저장함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 자원 할당 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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