KR101341493B1 - 채널 환경에 따른 ｍｃｓ 인덱스 선택 방법, 자원 할당방식 선택 방법 및 이를 위한 송신기 - Google Patents

채널 환경에 따른 ｍｃｓ 인덱스 선택 방법, 자원 할당방식 선택 방법 및 이를 위한 송신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 채널 환경에 따른 MCS 인덱스 선택 방법, 자원 할당 방식 선택 방법 및 이를 위한 송신기에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 송신단의 자원 할당 방식과 AMC 기법에서 선택되는 MCS 인덱스에 따른 코딩율과의 관계, 또한 추가적으로 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 적절한 MCS 인덱스를 선택하고, 자원 할당 방식을 선택할 수 있다.
MCS 인덱스, 자원 할당 방법

Description

채널 환경에 따른 ＭＣＳ 인덱스 선택 방법, 자원 할당 방식 선택 방법 및 이를 위한 송신기{Method For Selecting MCS Index, Method For Selecting Resource Allocation Scheme According To Channel Environment, And Transmitter For The Same}
도 1은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템의 일반적인 송수신단 구조를 도시한 도면.
도 2는 OFDM 시스템에서 적응형 자원 할당 방식을 적용하기 위한 구조를 도시한 도면.
도 3a 내지 도 3c는 OFDM 시스템에서 송신단이 행할 수 있는 자원 할당 방식들을 설명하기 위한 도면.
도 4는 OFDM 시스템에서 AMC 기법을 적용하는 방법을 도시한 순서도.
도 5 및 도 6은 상이한 송신단 자원 할당 방식을 이용하는 경우에 다양한 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS)에 따른 성능을 비교하기 위한 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에서, 송신단의 자원 할당 방식에 따라 코딩율을 선택하는 방법을 설명하는 순서도.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에서, 선택된 MCS 인덱스의 코딩율에 따라 송 신단 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 설명하는 순서도.
도 9는 수신 채널의 주파수 선택성이 큰 경우, 다양한 MCS에 따른 성능을 비교하기 위한 그래프.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에서, 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 설명하는 순서도.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에서, 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 미리 설정하고, 선택된 MCS 인덱스가 이 MCS 세트 내인 경우 송신단의 자원 할당 방식에 따라 이 MCS 세트 내에서 MCS 인덱스를 재선택하는 방법을 설명하는 순서도.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에서, 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 미리 설정하고, 선택된 MCS 인덱스가 이 MCS 세트 내인 경우 선택된 MCS 세트의 코딩율에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 설명하는 순서도.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에서, 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 미리 설정하고, 선택된 MCS 인덱스가 이 MCS 세트 내인 경우 선택된 MCS 세트의 코딩율에 따라 적응적으로 MCS 인덱스를 재 선택하는 방법을 설명하는 순서도.
도 14a 내지 도 14c는 채널의 주파수 선택성이 작은 채널 환경에서 적용되는 코딩율에 따른 성능을 비교하여 설명하기 위한 그래프.
도 15a 내지 도 15c는 채널의 주파수 선택성이 큰 채널 환경에서 적용되는 코딩율에 따른 성능을 비교하여 설명하기 위한 그래프.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에서, 송신단의 전송 방식에 따라 MCS 인덱스 를 제어하는 MCS 선택 제어기를 포함하는 송수신단 구조를 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 일 실시형태에서, MCS 인덱스 귀환 정보 및/또는 송신단의 전송 방식에 따라 MCS 인덱스 및/또는 송신단 전송 방식을 제어하는 MCS 및 자원 할당 선택 제어기를 포함하는 송수신단 구조를 도시한 도면.
본 발명은 직교 주파수 다중 분할(OFDM) 시스템의 적응형 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 기법과 자원 할당 방식에 관한 것으로서, 특히 채널 환경에 따라 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme :MCS) 인덱스를 선택하는 방법, 자원 할당 방식을 선택하는 방법 및 이를 위한 송신기에 관한 것이다.
이를 위해 먼저, 일반적인 OFDM 시스템의 자원 할당 방법에 대해 설명한다.
도 1은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템의 일반적인 송수신단 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 OFDM 시스템에서 송신단(100)은 인코더(101), 채널 인터리버(102), 매퍼(103), 자원 할당 모듈(104), 및 IFFT 모듈(105) 등의 구성을 포함할 수 있다.
구체적으로 송신단(100)의 동작을 살펴보면, 인코더(101)는 데이터 비트에 여분의 비트를 삽입하는 코딩을 통해 채널에서 오는 효과나 잡음에 대한 효과를 줄 이기 위한 것이며, 채널 인터리버(102)는 인코더(101)에 의해 코딩된(coded) 비트를 비트 단위로 섞어주어(셔플링(shuffling) 하여), 채널에서 일어날 수 있는 집중적인 에러(burst error)를 분산시키기 위한 것이다. 또한, 매퍼(103)는 채널 인터리버(102)에 의해 출력된 비트 정보를 심볼로 바꾸어주며, 자원 할당 모듈(104)은 이 심볼들을 전송 채널의 시간 주파수 영역의 자원 블록(Resource Block) 단위로 할당하여 주는 역할을 수행한다. 아울러, IFFT 모듈(105)은 이 심볼들을 OFDM 심볼로 변조시켜 채널로 전송한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 OFDM 시스템의 수신단(200)은 FFT 모듈(201), 자원 역할당 모듈(202), 디매퍼(203), 채널 디인터리버(204), 디코더(205) 등의 구성을 포함할 수 있다.
구체적으로, FFT 모듈(201)은 채널(300)을 통해 수신된 수신 OFDM 심볼을 IFFT 모듈(105)에 의한 변환의 역변환을 수행하며, 자원 역할당 모듈(202)은 시간 주파수 영역에 할당된 심볼 정보를 수집하는 역할을 수행한다. 또한, 디매퍼(203)는 이 심볼을 비트 정보로 변환하며, 채널 디인터리버(204)는 셔플된 비트의 순서를 원래의 비트 순서로 다시 바꾸어 주는 역할을 수행한다. 아울러, 채널 디코더(205)는 추정된 데이터 비트를 출력한다.
특히, 도 1의 송신단(100)은 자원 할당 모듈(104)이 고정된 방식으로 자원을 할당하는 구조를 도시하고 있다.
한편, OFDM 시스템에 있어서 송신단(100)의 자원 할당 방식은 이하에서 설명하는 바와 같이 다양한 방식이 존재할 수 있으며, 도 1과 같이 고정된 자원 할당 방식을 가지는 경우와 달리 채널 상황에 따라 자원 할당 방식을 변경할 수도 있다.
도 2는 OFDM 시스템에서 적응형 자원 할당 방식을 적용하기 위한 구조를 도시한 도면이다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같은 통신 시스템의 송신단(TX; 100)은 수신단(RX; 200)으로부터 채널 환경에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하여, 이를 피드백 정보 저장 버퍼(110)에 임시 저장할 수 있다. 그 후, 송신단(100)의 자원 할당 방식을 결정할 때, 이 피드백 정보를 비교 모듈(111)을 통해 소정 기준값들과 비교하여, 자원 할당 방식 결정 모듈(112)에 의해 적절한 자원 할당 방식을 결정할 수 있다. 이와 같이 결정된 자원 할당 방식에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 자원 할당 모듈(104)은 전송 정보를 시간 주파수 영역에 할당하며, 이때 이용될 수 있는 자원 할당 방식에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3c는 OFDM 시스템에서 송신단이 행할 수 있는 자원 할당 방식들을 설명하기 위한 도면이다.
OFDM 시스템에서 데이터 심볼들은 물리 채널의 각 부반송파(subcarrier)에 매핑되어 전송이 되게 되는데, 이때 데이터가 부반송파에 할당되는 방식은 다양하게 존재할 수 있다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같은 패턴은 사용자의 데이터를 부반송파에 연접하여 할당하는 지역 할당 방식(localized allocation scheme)에 따른 할당 패턴을 도시한 것이며, 도 3b에 도시된 바와 같은 패턴은 사용자의 데이터를 주파수 대역 전체로 분산되어 할당하는 분산 할당 방식(distributed allocation scheme)에 따른 할당 패턴을 도시한 것이다.
도 3a와 같은 지역 할당 방식은 사용자의 데이터가 부반송파에 연접해서 실리기 때문에, 채널 의존적(channel dependent) 스케줄링 기법을 활용할 수 있는 기법이고, 도 3b와 같은 분산 할당 방식은 사용자의 데이터가 주파수대역으로 분산되어 실리기 때문에 주파수 다이버시티(frequency diversity) 효과를 얻을 수 있는 기법이다.
한편, 도 3c에 도시된 바와 같은 패턴은 도 3a과 같은 지역 할당 방식 및 도 3b와 같은 분산 할당 방식이 절충된 방식에 따른 패턴이다. 이 경우는, 예를 들어 사용자의 이동성이 클 때, 도 3b와 같은 방식이 과도한 시그날링 오버헤드(signaling overhead)를 요구할 시 사용할 수 있는 기법으로, 주파수 다이버시티가 그룹단위로 얻어지게 됨으로써 다이버시티 이득은 줄어드는 대신, 시그날링 오버헤드는 상대적으로 줄여줄 필요가 있을 때 사용할 수 있다.
상술한 바와 같은 자원 할당 방식을 통해, 도 2에 도시된 바와 같은 자원 할당 방식을 적응적으로 변경할 수 있는 통신 시스템의 동작에 대해 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 사용자의 이동성이 커지게 되었을 경우, 이에 따라 채널의 상태도 달라지게 되며, 채널의 상태가 변하면 AMC 기법이나 채널 의존적 스케줄링 기법들은 더 이상 사용하기가 어렵게 된다.
만약, 도 1에 도시된 바와 같은 자원 할당 방식을 고정한 통신 시스템이 이러한 기법들을 사용하기 위하여 주파수 다이버시티 이득을 포기하고, 데이터를 연 접해서 할당시켜 전송시키는 시스템인 경우(즉, 도 3a의 지역 할당 방식 시스템인 경우), 채널 상태의 변화로 인해 시스템의 성능은 심각하게 열화를 겪을 수 있다.
반대로, 도 1에 도시된 바와 같은 자원 할당 방식을 고정한 통신 시스템이 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해 데이터를 전 주파수 대역으로 분산시켜 할당시켜 전송시키는 시스템인 경우(즉, 도 3b의 분산 할당 방식 시스템인 경우), 사용자의 이동성이 작아졌을 경우 AMC 기법이나 스케줄링 기법들을 사용했을 경우 대비 시스템의 성능이 떨어질 수가 있다.
이렇듯, 도 1에 도시된 바와 같은 고정된 할당 방식으로는 시스템의 성능을 최적화시키기가 어렵다. 이때 사용자의 이동성에 따른 채널의 상태를 파악하여 도 2에 도시된 바와 같이 송신단으로 그 정보를 귀환 시켜 전송 방법을 적응적으로 활용하게 되면, 사용자의 이동성에 상관없이 항상 시스템의 성능을 최적화시킬 수가 있다.
한편, OFDM 시스템에서는 도 1에 도시한 인코더(101)의 코딩율 및 매퍼(103)의 변조 방식 등을 적응적으로 조절하기 위한 적응형 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 기법이 이용될 수 있으며, 이에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 OFDM 시스템에서 AMC 기법을 적용하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같은 AMC 기법은 수신단에서 모든 부반송파에 대한 평균 SNR을 측정하여, 주어진 목표 QoS(Quality of service) 제한하에 전체 데이터 전송률을 최대로 할 수 있는 코딩율(code rate), 변조 크기(modulation size)를 최적화 하여 선별하고, 그에 맞는 MCS 인덱스를 선택한 후, MCS 인덱스만 송신단으로 귀환시키는 방법에 대한 일례를 나타내고 있다.
구체적으로, 단계 S201에서 수신단은 채널 응답을 이용하여 모든 부반송파에 대한 평균 SNR을 계산한다. 이때, SNR을 계산하는 방법은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007012431631-pat00001
여기서, N은 부반송파의 총 개수를, Hn은 n번째 부반송파에서의 채널 응답을, ES는 평균 신호 에너지를,
Figure 112007012431631-pat00002
는 잡음 에너지를 나타낸다.
그 후, 단계 S202 및 단계 S303에서는, 단계 S201에서 측정된 SNR을 이용하여 목표 프레임 에러율(frame error rate: FER) 한계하에 데이터 전송율을 최대화할 수 있는 MCS 레벨의 인덱스를 선택한다.
구체적으로, 단계 S202에서는 단계 S201에서 측정한 SNR을 MCS 룩업 테이블의 각 레벨에 대한 SNR 임계치와 비교를 수행한다. MCS 룩업 테이블은 시스템에 사용되는 모든 변조 크기와 코딩율에 따른 시뮬레이션 결과를 이용하여 목표 FER 한계를 만족하는 SNR 임계치를 구해 놓은 테이블이다. 이와 같은 MCS 룩업 테이블은 다양하게 존재할 수 있으며, 이에 대한 예를 다음과 같은 표로 나타낼 수 있다.
Figure 112007012431631-pat00003
Figure 112007012431631-pat00004
이와 같은 MCS 룩업 테이블을 이용하여, 단계 S202에서는 단계 S201에서 측정된 SNR이 만족하는 최대 레벨의 SNR 임계치를 판정하게 된다.
그 후, 단계 S203에서 이와 같이 측정된 SNR이 만족하는 최대 SNR 임계치를 나타내는 MCS 인덱스를 선택한다.
도 4와 관련하여 상술한 바와 같은 과정을 거쳐 구해진 MCS 인덱스는 그 후 송신측으로 귀환되어 전송될 수 있다. 송신단에서는 수신단으로부터 귀환받은 MCS 레벨 인덱스를 이용하여 동일한 MCS 룩업 테이블 내에서 데이터 전송에 이용할 변조율 및 코딩율을 결정할 수 있다. 이때, 결정되는 변조율 및 코딩율은 모든 부반송파에 동일하게 적용되는 것이 일반적이다.
다만, 상술한 바와 같은 종래 일반적인 자원 할당 방식 및 AMC 방식은 이하에서 설명할 바와 같이 시스템 성능에 있어 서로 밀접하게 연관되어 있음에 불구하고, 상호 간의 정보를 충분히 반영하고 있지 않다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 적응적인 자원 할당 방식을 취하는 경우라도, 사용자의 이동성 등에 따른 채널 환경의 변화 등에 대한 정보만을 고려할 뿐, 자원 할당 방식과 이에 따라 획득되는 주파수 다이버시티 이득 사이의 관계에 따른 AMC에 있어서의 코딩율과의 관계에 대해 고려하지 않고 있다.
반대로, AMC 기법에 있어서 MCS 인덱스를 선택함에 있어서도 수신 신호의 SNR 등에 대해서만 고려할 뿐, 송신단의 자원 할당 방식을 어떠한 방식으로 하는지를 고려하고 있지 않다.
또한, 상술한 바와 같은 종래 AMC 기법 및 MCS 인덱스 선택 방법은 수신 채널의 주파수 선택성 등 다양한 채널 환경을 충분히 고려하지 못하고 있다.
한편, OFDM 시스템은 채널의 코딩율에 따라 주파수 다이버시티를 얻는 정도가 다르다. 따라서, 상술한 바와 같이 SNR측정에 따라 주어진 MCS 레벨을 그대로 사용한다면 OFDM 시스템의 장점, 즉, 채널 코딩으로 인한 주파수 다이버시티를 충분히 활용하지 못하게 되어, FER 성능이나 전송율이 최적화기 힘들 수 있다.
따라서, 이와 같이 송신단의 자원 할당 방식과 AMC 방식에 있어서의 MCS 인덱스 사이의 관계, 및 해당 MCS 인덱스에 따른 코딩율 정도를 살펴보고, 각각에 따라 적절한 MCS 인덱스를 선택하는 기술 및/또는 적절한 자원 할당 방식을 선택하는 기술이 요구되고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 송신단의 자원 할당 방식과 AMC 기법에서 선택되는 MCS 인덱스에 따른 코딩율과의 관계에 따라 적절한 MCS 인덱스 선택 방법, 자원 할당 방법 선택 방법, 및 이를 위한 송신기를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른, 통신 시스템에서 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하는 방법은, 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계; 및 상기 송신단의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 송신단의 자원 할당 방식은, 소정 개수 이상의 자원 블록(Resouece block)을 주파수 영역에서 연속적으로 할당하는 경우 상기 지역 할당 방식으로 판정하고, 상기 소정 개수 미만의 자원 블록을 상기 주파수 영역에서 연 속적으로 할당하는 경우 상기 분산 할당 방식으로 판정할 수 있다.
또한, 상기 통신 시스템은 상기 송신단의 자원 할당 방식을 적응적으로 조절할 수 있는 통신 시스템이거나, 이와 달리 상기 송신단의 자원 할당 방식이 고정되어 있는 통신 시스템일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른, 통신 시스템에서 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법은, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계; 및 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 통신 시스템은 상기 송신단의 자원 할당 방식을 적응적으로 조절할 수 있는 통신 시스템일 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른, 통신 시스템에서 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법은, 수신 채널의 주파수 선택성을 포함하는 귀환 정보를 수신하는 단계; 상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계; 및 상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계 는, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme) MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함하며, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계는, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른, 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내의 MCS 인덱스를 선택하는 방법은, 수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 제 1 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 송신단의 자원 할당 방식을 판정하는 단계; 상기 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계; 및 상기 송신단의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계일 수 있으며, 또한, 상기 송신단의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우, 상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계일 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른, 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내에서 선택되는 MCS 인덱스에 따라 자원 할당 방식을 선택하는 방법은, 수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 상기 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치 이상인지 여부를 판정하는 단계; 상기 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 이상인 경우, 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계; 및 상기 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 미만인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른, 결정된 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme) 인덱스에 따라 코딩율 및 변조율을 결정하여 채널 코딩 및 변조를 각각 수행하는 인코더 및 매퍼를 포함하는 송신기는, 상기 송신기의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하고, 상기 송신기의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하 여 상기 인코더 및 매퍼의 동작을 제어하는 MCS 선택 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른, 결정된 자원 할당 방식에 따라 전송 데이터의 자원 할당을 수행하는 자원 할당 모듈을 포함하는 송신기는, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신기의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하고, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신기의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하여, 상기 자원 할당 모듈의 동작을 제어하는 자원 할당 방식 선택 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 결정된 자원 할당 방식에 따라 전송 데이터의 자원 할당을 수행하는 자원 할당 모듈을 포함하는 송신기는, 수신 채널의 주파수 선택성을 포함하는 귀환 정보를 수신하여, 상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하고, 상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는, 상기 자원 할당 모듈의 동작을 제어하는 자원 할당 방식 선택 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따라, 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되 어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내의 MCS 인덱스를 선택하는 방법은, 수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 제 1 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치 이상인지 여부를 판정하는 단계; 상기 제 1 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 이상인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 제 2 MCS 인덱스로 재선택하는 단계; 및 상기 제 1 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 미만인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로 재선택하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 소정 코딩율 임계치는 수신 채널에서 획득할 수 있는 주파수 다이버시티 이득을 고려하여 설정될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
한편, 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 송신단의 자원 할당 방식과 AMC 기법에 적용되는 MCS 인덱스 사이의 관계를 고려하여 적절한 MCS 인덱스를 선택하는 방법 및 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 제공하고자 한다. 이를 위해 먼저, 송신단의 자원 할당 방식에 따라 다양한 MCS 레벨을 적용한 경우 FER 등에 있어서 어떠한 영향이 있는지를 구체적으로 살펴본다.
도 5 및 도 6은 상이한 송신단 자원 할당 방식을 이용하는 경우에 다양한 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS)에 따른 성능을 비교하기 위한 그래프이다.
도 5 및 도 6의 두 도면을 참조하면, 같은 주파수 효율(Spectral efficiency)을 가지는 두 MCS 레벨을 적용한 OFDM 시스템의 성능 결과를 비교하여 볼 수 있다. 여기서, "Local"은 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 하는 경우를, "Dist"는 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 하는 경우를 나타낸다. 또한, 양 경우 모두 3 km/h의 비교적 작은 이동 속도, 수신 채널의 주파수 선택성이 비교적 작은 경우("Ped A", 즉 Pedestrian A)를 가정하였으며, 양 경우 모두 수신 안테나를 두개로 세팅한 경우를 가정하였다.
먼저, 도 5에 도시된, 같은 주파수 효율을 가지는 경우로서 QPSK, 2/3 코딩율을 적용한 경우와, 16QAM, 1/3 코딩율을 적용한 경우의 그래프를 살펴본다.
이 경우, 사용자의 데이터를 인접하여 스케줄링 이득 등을 얻기 위한 지역 할당 방식의 전송 방법을 적용했을 경우에는, 낮은 변조율과 높은 코딩율을 적용하는 경우(즉, QPSK, 2/3 코딩율을 적용하는 경우)가 높은 변조율과 낮은 코딩율을 적용하는 경우(즉, 16QAM, 1/3 코딩율을 적용하는 경우)에 비해 FER에 있어 성능이 더 좋음을 알 수 있다.
반면, 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해 데이터들을 주파수 대역으로 분산시켜 전송한 분산 할당 방식의 전송 방법을 적용했을 경우에는, 높은 변조율과 낮은 코딩율을 적용하는 경우(즉, 16QAM, 1/3 코딩율을 적용하는 경우)가 낮은 변조율과 높은 코딩율을 적용하는 경우(즉, QPSK, 2/3 코딩율을 적용하는 경우)에 비해 FER에 있어 성능이 더 좋게 나옴을 알 수 있다.
이는 주파수 다이버시티 이득을 적게 얻는 경우에는 OFDM 시스템에서 주파수 선택성으로 인한 채널 코딩으로부터 얻을 수 있는 이득이 상대적으로 작기 때문이고, 주파수 다이버시티를 크게 얻는 경우에는 OFDM 시스템에 적용했을 때 주파수 선택성으로 인한 채널 코딩으로부터 얻을 수 있는 이득이 상대적으로 크기 때문이다.
또한, 이는 OFDM 시스템에 채널 코딩을 걸어 깊은 패이딩(deep fading)에 걸리는 부반송파를 얼마나 효율적으로 보상해 줄 수 있는가에 따른 결과인데, 주파수 다이버시티 이득을 크게 얻을 수 있을 수록(즉, 주파수 선택성이 클수록) 그로 인해 채널 코딩으로 얻을 수 있는 주파수 다이버시티가 커지기 때문에, 강한 채널 코딩(즉, 낮은 코딩율)을 적용하는 것이 유리하고, 반대로, 얻을 수 있는 주파수 다이버시티가 작을 경우(즉, 주파수 선택성이 작을 경우), 상대적으로 약한 채널 코딩(즉, 높은 코딩율)을 적용하는 것이 유리하기 때문이다.
다음으로, 도 6에 도시된 동일한 주파수 효율을 가지는 두 MCS 레벨의 경우 로서 QPSK, 5/6 코딩율을 적용하는 경우와 16QAM, 5/12 코딩율을 적용하는 경우를 살펴본다.
도 6에 도시된 양 경우 역시 비교적 큰 주파수 다이버시티를 획득할 수 있는 분산 자원 할당 방식의 경우, 상대적으로 낮은 코딩율을 적용하는 경우(즉, 16QAM, 5/12 코딩율을 적용하는 경우)가 상대적으로 높은 코딩율을 적용하는 경우(즉, QPSK, 5/6 코딩율을 적용하는 경우)에 비해 더 양호한 FER 성능을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 도 6에서 분산 자원 할당 방식에 의한 경우를 도 5의 분산 자원 할당 방식에 의한 경우와 비교하는 경우, 도 5의 2가지 경우는 이미 강한 채널 코딩을 걸어 성능이 어느 정도 포화되어 있는 상태인 반면, 도 6의 2가지 경우는 도 5의 경우에 비해 각각 상대적으로 약한 채널 코딩을 걸어 줌으로써(즉, 1/3, 2/3의 경우에 비해 각각 높은 코딩율인 5/6, 5/12를 걸어 줌으로써), 채널 코딩율에 따라 더욱 큰 성능 차이를 나타내는 것을 알 수 있다.
도 5 및 도 6의 시뮬레이션 결과는 수신 안테나를 두 개로 세팅함으로써 안테나 다이버시티를 얻은 상태이기 때문에, 만약 수신 안테나를 한 개로 했을 시는 더 큰 차이를 보일 수도 있다. 또한, 전송 방법을 주파수 다이버시티를 더 많이 혹은 더 적게 주는 방법으로 적용한다면 성능의 차이는 더 커질 수 있다.
이처럼 송신단의 자원 할당 방식에 따라 시스템이 얻을 수 있는 성능은 다양하게 나타나기 때문에, 송신단의 자원 할당 방식의 특성을 고려하지 않고 고정된 MCS 레벨을 사용하게 되면 시스템이 최적화된 성능을 얻을 수 없게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 이와 같이 송신단의 자원 할당 방식을 고려하여 MCS 인덱스를 선택하는 방법을 제안한다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에서, 송신단의 자원 할당 방식에 따라 코딩율을 선택하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에서, 먼저 단계 S701에서는 송신단의 자원 할당 방식을 확인하고, 단계 S702에서는 이 자원 할당 방식이 지역 할당 방식에 의하는지, 또는 분산 할당 방식에 의하는지 여부를 판정한다. 한편, 송신단의 자원 할당 방식은 도 3a에 도시된 바와 같은 지역 할당 방식, 도 3b에 도시된 바와 같은 분산 할당 방식뿐만 아니라 도 3c에 도시된 바와 같이 지역 할당 방식과 분산 할당 방식을 절충한 방식일 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 송신단의 자원 할당 방식을 미리 결정된 소정 개수 이상의 자원 블록 시간 주파수 영역에서 연속적으로 할당하는 경우 이를 지역 할당 방식으로 판정하고, 그렇지 않은 경우 분산 할당 방식으로 판정하는 것을 가정한다. 이와 같은 판정 방식에 있어서, 구분의 기준이 되는 상술한 주파수 영역에서의 소정 개수의 자원 블록은 송신단의 자원 할당 방식에 따라 획득되는 주파수 다이버시티 이득의 정도에 따라 적절히 결정될 수 있다.
한편, 단계 S702에서 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식으로 판정되는 경우, 단계 S703으로 진행하며, 이에 따라 AMC 기법에 있어 상대적으로 높은 코딩율을 가지도록 선택한다. 이는 후술하는 바와 같이 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트 중 상대적으로 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 것일 수도, 결정되는 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 임의의 MCS 인덱스를 선택하는 것 일 수도 있다.
또한, 단계 S702에서 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식이 아닌 것으로 판정되는 경우, 즉 분산 할당 방식으로 판정되는 경우, 단계 S704로 진행하여 AMC에 있어서 상대적으로 낮은 코딩율을 가지도록 선택될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법은 송신단의 자원 할당 방식을 적응적으로 조절할 수 있는 적응형 자원 할당 방식에 의하는 시스템뿐만 아니라, 송신단의 자원 할당 방식이 고정되어 있는 시스템에도 제한 없이 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서, 결정된 MCS 인덱스에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에서, 선택된 MCS 인덱스의 코딩율에 따라 송신단 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 먼저 단계 S801에서 MCS 인덱스 정보를 수신한다. 수신단 또는 수신단의 귀환 정보를 이용한 송신단에서는 도 2와 관련하여 상술한 바와 같은 방법을 통해 적절한 MCS 인덱스를 선택할 수 있으며, 이를 이용하여 채널 코딩 및 변조에 이용되는 MCS를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 단계 S802에서, 이 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치(이하 "CRT"라 한다) 이상인지 여부를 판정한다. 만일, 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 이상으로 판정되는 경우 단계 S803으로 진행하여 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택한다. 반대로, 단계 S802의 판정 결과 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치 미만으로 판정되는 경우 단계 S804로 진행하여 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택한다.
도 8에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자원 할당 방식 선택 방법은 선택된 MCS 인덱스의 코딩율에 따라 자원 할당 방식을 적응적으로 변경시킬 수 있는 적응형 자원 할당 방식 시스템에 적용될 수 있다.
도 7 및 도 8과 관련하여 상술한 바와 같이 송신단의 자원 할당 방식과 AMC에 적용하는 MCS 인덱스의 상호 관계를 고려하여 선택함으로써, 전체 시스템의 링크 성능 및 이에 따른 처리율을 행상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 이와 같이 송신단의 자원 할당 방식과 MCS 인덱스에 따른 코딩율 사이의 관계뿐만 아니라, 수신 채널의 주파수 선택성 자체에 대해 추가적으로 고려하여 시스템의 성능을 향상시키는 방법을 제공하고자 하며, 이를 위해 수신 채널의 주파수 선택성과 자원 할당 방식 사이의 관계에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 9는 수신 채널의 주파수 선택성이 큰 경우, 다양한 MCS에 따른 성능을 비교하기 위한 그래프이다.
도 7 및 도 8 등과 관련하여 상술한 본 발명의 각 실시형태들은 채널의 주파수 선택성 정도에 관계없이 적용하는 경우에도 종래 송신단의 자원 할당 방식에 관 계없이 MCS 인덱스를 선택하는 경우 및 선택된 MCS 인덱스의 코딩율에 관계 없이 자원 할당 방식을 정하는 경우에 비해 전체 시스템의 성능을 행상시킬 수 있다. 하지만, 이하에서 설명할 바와 같이 수신 채널의 주파수 선택성을 고려하여 자원 할당 방식 등을 선택하는 경우 시스템 성능을 추가적으로 향상시킬 수 있다.
도 9에서는 도 5 및 도 6의 경우에 비해 상대적으로 채널의 다중 경로의 수가 많고 코히어런스(Coherence) 대역폭이 짧은, 즉 수신 채널의 주파수 선택성이 큰 채널 환경(즉, TU(Typical Urban) 환경)하에서, 도 6과 동일한 MCS 인덱스를 적용하는 경우의 시스템 성능을 나타내고 있다.
구체적으로, 수신 채널의 주파수 선택성이 큰 경우인 도 9에서 분산 자원 할당 방식에 의하는 2가지 예는, 주파수 선택성이 상대적으로 작은 경우인 도 6에서 분산 자원 할당에 의하는 2가지 예에 비해 더 양호한 FER 성능을 획득할 수 있음을 알 수 있다. 이는 채널의 주파수 선택성이 클수록 분산 자원 할당 방식을 이용하여 획득할 수 있는 주파수 다이버시티 이득이 더 크기 때문이다.
또한, 도 9에서 분산 자원 할당 방식에 의하는 동일한 주파수 효율을 가지는 2가지 경우 중 낮은 채널 코딩율을 적용하는 경우(즉, 16 QAM, 5/12 코딩율을 적용하는 경우)가 높은 채널 코딩율을 적용하는 경우(즉, QPSK, 5/6 코딩율을 적용하는 경우)에 비해 더 양호한 FER 성능을 나타내며, 양 경우의 성능 차이는 도 6에서 분산 자원 할당 방식에 의하는 동일한 주파수 효율을 가지는 2가지 경우의 성능 차이에 비해 상대적으로 크게 나타남을 알 수 있다. 이는, 채널의 다중 경로의 수나 코히어런스 대역폭 등에 따라 채널을 겪을 때 얻을 수 있는 주파수 다이버시티가 달 라지기 때문으로, 다중 경로의 수가 많아지거나 코히어런스 대역폭이 짧은 채널일수록, 즉 수신 채널의 주파수 선택성이 클수록 주파수 다이버시티를 많이 얻을 수 있는 낮은 코딩율의 MCS 인덱스를 사용할수록 이득이 크고, 멀티패스 수가 적어지거나 코히어런스 대역폭이 길어질수록, 즉 수신 채널의 주파수 선택성이 작을 수록 높은 코딩율의 MCS 인덱스를 사용했을 시의 이득이 크기 때문이다.
따라서, 채널의 주파수 선택성에 따라 송신단의 자원 할당 방식 및 MCS 인덱스 선택을 수행할 필요성이 존재하며, 본 발명의 일 실시형태에서는 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택하고, 더 바람직하게는 이에 따라 MCS 인덱스를 선택하는 방법을 제안하며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에서, 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자원 할당 방식 선택 방법은, 먼저, 단계 S1001에서, 수신 채널의 주파수 선택성을 포함하는 귀환 정보를 수신한다. 수신단에서 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 방법으로는 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 바와 같은 채널 상황에 따른 다중 경로 지연 프로파일 및 코히어런스 대역폭을 이용하여 수신 채널의 주파수 선택성을 측정할 수 있으며, 이와 달리 각 부반송파에서의 전력 기울기 또는 전력 분산값 등을 이용할 수 있다. 이들에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 채널의 주파수 선택성을 측정하기 위해 상관기를 이용하여 각 부반송 파간의 상관 정도를 측정하는 경우를 설명한다. 이러한 방법은 채널의 다중 경로 지연 값이나 코히어런스 대역폭 값 등을 측정하기 힘들 경우에 이용될 수 있으며, OFDM의 각 부반송파 간의 상관 정도를 측정하여 채널의 주파수 선택성을 알아낼 수 있고, 각 부반송파 간의 상관 정도를 측정하는 방법으로 다음의 식을 하나의 예로 사용할 수 있다.
Figure 112007012431631-pat00005
여기서,
Figure 112007012431631-pat00006
는 각 부반송파간의 상관값을, N은 부반송파의 총 수를, n, m은 부반송파 인덱스를, hn은 n번째 부반송파에서의 채널 응답을 나타낸다.
상기 수학식 2와 같이 상관값을 측정한 후, 그 값이 일정 임계치 값보다 클 경우 채널의 주파수 선택성이 높은 것으로 결정할 수 있으며, 그 값이 일정 임계치 이하인 경우 채널의 주파수 선택성이 낮은 것으로 결정할 수 있다. 여기서, 사용되는 채널 응답은 데이터 전송시 동시에 전송되는 파일럿 심볼이나 프리엠블 패킷 등을 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 채널의 주파수 선택성을 측정하기 위해 각 부반송파 채널 간의 전력 기울기 정도를 활용하는 방법은 다음과 같다.
수신 채널의 주파수 선택성이 큰 경우, 각 부반송파 채널 간의 전력 기울기의 정도 역시 크다. 이와 같은 원리를 이용하여 주파수 선택성 정도를 각 부반송파 채널 간의 전력 기울기 정도를 통해 가늠하는 것이 가능하며, 전력 기울기는 다음과 같이 측정할 수 있다.
Figure 112007012431631-pat00007
상기 수학식 3에서 각 아래 첨자는 부반송파의 인덱스를 나타내며, w1 내지 wN-m+1의 합은 1을 만족한다. 이와 같이 측정된 전력 기울기 값이 소정 임계치 이상인 경우 채널의 주파수 선택성이 크다고 판정하고, 측정된 전력 기울기 값이 소정 임계치 미만인 경우 채널의 주파수 선택성이 작다고 판정할 수 있다.
아울러, 채널의 주파수 선택성 정도를 측정하기 위해 각 부반송파 채널간의 전력 분산값을 이용할 수 있다. 채널의 주파수 선택성이 큰 경우, 해당 채널의 각 부반송파에서의 전력 분포 역시 크게 되므로, 이를 이용하여 주파수 선택성 정도를 가늠할 수 있다. 이를 위해 각 부반송파에서의 전력 분산값을 측정하는 방법은 다음과 같은 수학식을 이용할 수 있다.
Figure 112007012431631-pat00008
여기서, M은 채널 전력의 평균값을 나타내며, N은 부반송파의 총 개수, hi는 i번째 부반송파의 채널 응답을 나타낸다.
상기 수학식 4와 같이 측정된 각 부반송파에서의 전력 분산값이 소정 임계치보다 큰 경우, 수신 채널의 주파수 선택성이 큰 것으로 결정하고, 측정된 전력 분산값이 소정 임계치 미만인 경우, 수신 채널의 주파수 선택성이 작은 것으로 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이 채널의 주파수 선택성을 측정하는 방법은 구체적인 예에 해당하며, 그밖에 다양한 기술에 의해서도 수행될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이와 같이 측정된 주파수 선택성에 대한 정보를 수신한 후, 단계 S1002에서는 이 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치(TS) 이상인지 여부를 판정한다. 여기서 이용되는 주파수 선택성 임계치(TS)는 주파수 선택성을 측정하는 방식, 이에 대한 귀환 정보 전송 방법 및 시스템의 다양한 요구 조건에 따라 적절히 설정될 수 있다.
만일, 단계 S1002의 판정 결과 수신 채널의 주파수 선택성이 임계치 이상으로 판정된 경우, 단계 S1003으로 진행하며, 이에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택한다. 반면, 단계 S1002의 판정 결과 수신 채널의 주파수 선택성이 임계치 미만으로 판정되는 경우, 단계 S1004로 진행하며, 이에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택한다. 이와 같이 수신 채널의 주파수 선택성의 정도에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택함으로써 도 9와 관련하 여 상술한 바와 같이 시스템의 FER 등의 링크 성능을 향상시킬 수 있다.
아울러, 도 10에 도시된 본 발명의 일 실시형태에서는 이와 같이 송신단의 자원 할당 방식이 선택되는 경우, 이에 따라 AMC에 적용할 MCS 인덱스를 선택하여 추가적으로 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 단계 S1003에서와 같이 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 경우, 이에 따라 단계 S1005에서는 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하도록 할 수 있다. 또한 단계 S1004에서와 같이 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 경우, 이에 따라 단계 S1006에서는 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하도록 할 수 있다.
한편, 도 7과 관련하여 상술한 바와 같은 실시형태에 대한 더 구체적인 본 발명의 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법에서는 표 1 및 표 2 등과 같은 MCS 룩업 테이블 내에서 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 인덱스 세트(이하 이를 "EM 세트"라 한다)를 미리 설정하여 활용하며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 표 1 및 표 2를 통해 예시한 바와 같은 MCS 룩업 테이블 내에는 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 레벨 세트가 존재할 수 있다. 예를 들어, 표 1에서 레벨 3의 인덱스를 가지는 QPSK, 2/3 코딩율 세트는 레벨 5의 인덱스를 가지는 16QAM, 1/3 코딩율 세트와 동일한 주파수 효율을 가지며, 또한, 표 1에서 레벨 6의 인덱스를 가지는 16QAM, 1/2 코딩율 세트는 레벨 9의 인덱스를 가지는 64QAM, 1/3 코딩율 세트와 동일한 주파수 효율을 가진다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 주어진 MCS 룩업 테이블 내에서 동일 한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 EM 세트로서 규정하고, 송신단의 자원 할당 방식에 따라 동일한 주파수 효율을 가지는 상기 EM 세트의 쌍 중 적절한 코딩율을 가지는 MCS 세트를 선택하는 방식을 제안한다. 이에 따라 상기 표 1 및 표 2에 따라 규정되는 EM 세트는 각각 다음의 표 3 및 표 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007012431631-pat00009
Figure 112007012431631-pat00010
상기 표 3 및 표 4와 같은 EM 세트를 활용하는 본 발명의 일 실시형태에 대해 이하의 도 11을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에서, 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 미리 설정하고, 선택된 MCS 인덱스가 이 MCS 세트 내인 경우 송신단의 자원 할당 방식에 따라 이 MCS 세트 내에서 MCS 인덱스를 재선택하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 11에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법에서, 먼저 단계 S1101에서는 선택된 MCS 인덱스 및 송신단의 자원 할당 방식에 대한 정보를 획득한다. MCS 인덱스는 일반적으로 수신단으로부터의 귀환 정보로부터 획득될 수 있다. 그 후, 단계 S1102에서는 획득된 정보 중 MCS 인덱스가 상술한 바와 같이 미리 설정된 EM에 포함되는지 여부를 판정하며, 기 선택된 MCS 인덱스가 EM 내에 속하는 경우 단계 S1104로 진행한다. 예를 들어, 통신 시스템에서 사용되는 MCS 룩업 테이블이 상기 표 1과 같고, 기 선택된 MCS 인덱스가 3(QPSK, 2/3 코딩율)인 경우, 이는 상기 표 3과 같이 본 발명의 일 실시형태에 따라 미리 설정된 EM 세트 범위 내에 있으므로, 이후 본 발명의 일 실시형태에 따라 EM 세트 내에서 송신단의 자원 할당 방식에 따른 적절한 MCS 인덱스를 재선택하는 절차를 수행할 수 있다.
한편, 단계 S1102의 판정 결과 기 선택된 MCS 인덱스가 EM에 포함되지 않는 경우, 단계 S1103으로 진행하여 기 선택된 MCS 인덱스를 유지하게 된다.
다른 한편, 단계 S1102의 판정 결과 기 선택된 MCS 인덱스가 EM에 포함되는 경우, 상술한 바와 같이 단계 S1104로 진행하여, 단계 S1101에서 획득한 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인지 여부를 판정한다.
단계 S1104의 판정 결과 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식으로 판정되는 경우, 채널 코딩으로 인하여 획득할 수 있는 주파수 다이버시티 이득이 낮기 때문에, 단계 S1105로 진행하여 기 선택된 MCS 인덱스를 상기 EM 내에서 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스로 재선택한다. 이 과정은 기 선택된 MCS 인덱스가 상기 EM 내에서 높은 코딩율을 가지는 경우에는 그 MCS 인덱스를 다시 선택하고, 이와 달리 기 선택된 MCS 인덱스가 상기 EM 내에서 낮은 코딩율을 가지는 경우에는 EM 내에서 다른 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 과정일 수 있다.
구체적인 예로서 상술한 바와 같이 표 1을 기존의 MCS 룩업 테이블로, 표 3을 EM으로 이용하며, 기 선택된 MCS 인덱스가 3(QPSK, 2/3 코딩율)인 예에서 단계 S1104에서 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 이는 표 3의 EM 내에서 높은 코딩율을 가지는 경우에 해당하므로, 단계 S1105에서 기 선택된 MCS 인덱스인 3을 그대로 유지한다.
한편, 반대로 단계 S1104의 판정 결과 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식이 아닌 분산 할당 방식인 경우, 단계 S1106으로 진행하며, 이에 따라 기 선택된 MCS 인덱스를 EM 내에서 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스로 재선택하며, 이는 단계 S1105에서의 원리와 유사하다.
도 11과 관련하여 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법은 자원 할당 방식을 채널 환경에 따라 변경할 수 있는 적응형 자원 할당 방식 시스템에서도, 지원 할당 방식이 고정되어 있는 고정형 자원 할당 방식 시스템에서도 제한 없이 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 도 11과 관련하여 상술한 실시형태와 같이 미리 설정된 EM을 이용하되, 도 11의 실시형태와 대응되게 기 선택된 MCS 인덱스의 코딩율에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 제안하며, 이에 대해 이하의 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에서, 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 미리 설정하고, 선택된 MCS 인덱스가 이 MCS 세트 내인 경우 선택된 MCS 세트의 코딩율에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 12에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자원 할당 방식 선택 방법에서, 먼저 단계 S1201에서는 기 선택된 MCS 인덱스 정보를 획득한다. 이와 같은 MCS 인덱스는 일반적으로 수신단으로부터의 귀환 정보로부터 획득할 수 있다.
그 후, 단계 S1202에서는 기 선택된 MCS 인덱스가 미리 설정된 EM에 포함되는지를 판정하며, 기 선택된 MCS 인덱스가 미리 설정된 EM에 포함되지 않는 경우에는 단계 S1203으로 진행하여 기존의 자원 할당 방식을 그대로 유지하며, 프로세스를 종료한다.
한편, 단계 S1202의 판정 결과 기 선택된 MCS 인덱스가 EM 내에 속하는 경우, 단계 S1204로 진행하여 그 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치(CRT)이상인지 여부를 판정한다. 기 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 임계치 이상으로 판정되는 경우에는, 단계 S1205로 진행하여 송신단의 자원 할당 방식에 있어 채널 코딩을 약하게 적용하는 것이 상대적으로 효과적인 지역 할당 방식을 선택한다. 이와 달리 기 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 임계치 마만으로 판정되는 경우에는, 단계 S1206으로 진행하여 송신단의 자원 할당 방식에 있어서 채널 코딩을 강하게 적용하여 큰 주파수 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 분산 할당 방식을 선택한다.
도 12와 관련하여 상술한 실시형태에 따른 자원 할당 방식 선택 방법은 기본적으로 선택되는 MCS 인덱스의 코딩율에 따라 송신단의 자원 할당 방식을 변경할 수 있는 적응형 자원 할당 방식 통신 시스템에 적용될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 OFDM 시스템은 채널의 코딩율에 따라 주파수 다이버시티를 얻는 정도가 다르며, 이에 따라 상술한 본 발명의 각 실시형태에 있어서 SNR측정에 따라 주어진 MCS 레벨을 그대로 사용한다면 채널 코딩으로 인한 주파수 다이버시티를 충분히 활용하지 못하게 되어, FER 성능이나 전송율이 최적화기 힘들 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 시스템이 채널 코딩으로 인한 주파수 다이버시티를 충분히 활용하도록, 기 선택된 MCS의 코딩율에 따라 적응적으로 MCS를 재 선택하여 사용하는 방법을 제안하며, 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에서, 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 미리 설정하고, 선택된 MCS 인덱스가 이 MCS 세트 내인 경우 선택된 MCS 세트의 코딩율에 따라 적응적으로 MCS 인덱스를 재 선택하는 방법을 설명하는 순서도이다.
구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단계 S1301에서 수신 신호의 SNR 정보 등에 기초하여 일차적으로 선택된 MCS 인덱스 정보를 취득한다. 이 MCS 인덱스는 수신단으로부터 귀환 받을 수 있다. 그 후, 단계 S1302에서는 선택된 MCS 인덱스가 EM 세트내에 포함되는지 여부를 판정한다. 이 EM 세트는 상술한 실시형태에서와 같이 MCS 룩업 테이블 내에서 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS를 그룹핑한 세트일 수 있다.
단계 S1302의 판정 결과, 기 선택된 MCS 인덱스가 EM 내에 없는 경우 단계 S1303으로 진행하며, 이에 따라 기 선택된 MCS 인덱스를 그대로 유지한다. 반면, 단계 S1302의 판정 결과 기 선택된 MCS 인덱스가 EM 내에 있는 경우 단계 S1304로 진행하여 본 발명의 일 실시형태에 따라 소정 코딩율 임계치에 따라 MCS 인덱스를 재선택하는 절차를 진행한다.
구체적으로, 단계 S1304에서는 기 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치(CRT') 이상인지 여부를 판정한다. 여기서의 소정 코딩율 임계치(CRT')는 채널의 주파수 다이버시티를 충분히 획득할 수 있는 정도의 코딩율로서 각 시스템별 요구조건에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 해당 MCS의 변조율에 따라서도 달리 선택될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 예를 들어, 채널의 주파수 다이버시티를 충분히 획득할 수 있도록 미리 설정된 코딩율 임계치(CRT')로서 QPSK의 경우 2/3 코딩율, 16 QAM의 경우 1/3 코딩율을 임계치로 설정한 경우를 가정하여 설명한다.
단계 S1304의 판정 결과, 기 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 미리 설정된 소정 코딩율 임계치 이상으로 판정된 경우, 단계 S1305로 진행하여 EM 내에서 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스로 재선택한다. 이와 같은 MCS 인덱스 재선택은 기 선택된 MCS 인덱스가 EM 내에서 높은 변조율 및 낮은 코딩율에 해당할 경우에는 기 선택된 MCS 인덱스를 그대로 재선택하고, 기 선택된 MCS 인덱스가 EM 내에서 낮은 변조율 및 높은 코딩율에 해당할 경우, 이를 높은 변조율 및 낮은 코딩율을 가지는 MCS로 변경하여 재선택하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 단계 S1304의 판정 결과, 기 선택된 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 미리 설정된 소정 코딩율 임계치 미만으로 판정된 경우, 단계 S1306으로 진행하여 EM 내에서 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스로 재선택한다. 여기서의 재선택 역시 기 선택된 MCS 인덱스가 EM 내에서 높은 코딩율을 가지는 MCS 인지 여부에 따라 기 선택된 MCS 인덱스를 그대로 재선택할 수도, 이를 변경하여 MCS 인덱스를 재선택할 수도 있다.
이와 같이 재선택된 MCS 인덱스에 따른 변조율 및 코딩율에 따라 송신단의 인코더 및 매퍼의 동작이 제어될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따를 경우, MCS 재선택 모듈은 상술한 바와 같이 1차적으로 선택된 MCS 인덱스를 소정 코딩율 임계치에 따라 재선택하는 동작을 수행하게 된다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태에서와 같이 소정 코딩율 임계치에 따라 MCS 인덱스를 재선택하는 경우의 성능을 이하에서 구체적 예를 통해 설명하도록 한다.
수신 신호의 SNR측정에 따라 링크 커브 테이블 내의 SNR 임계치와의 비교를 통해 적절한 MCS 인덱스를 선택하기 위한 MCS 룩업 테이블의 일례로서 상기 표 1 및 표 2가 있을 수 있다. 다만, 이하의 본 실시형태에 대한 설명에서는 설명의 편의를 위해 다음과 같이 좀더 많은 인덱스를 가지는 MCS 룩업 테이블을 이용하는 것을 가정하기로 한다.
Figure 112007012431631-pat00011
Figure 112007012431631-pat00012
상기 표 5와 같은 MCS 룩업 테이블을 이용하는 예에서, 본 발명의 일 실시형태에 따라 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 인덱스를 묶은 EM 세트는 다음과 같은 예를 포함할 수 있다.
Figure 112007012431631-pat00013
즉, 상기 표 5 중 MCS 인덱스 2에 따른 QPSK, 1/6 코딩율과, 인덱스 12에 따른 16QAM, 1/12코딩율은 동일한 주파수 효율을 가지는 EM 세트가 될 수 있으며, 이와 유사하게 인덱스 8에 따른 QPSK, 2/3 코딩율과 인덱스 15에 따른 16 QAM, 1/3 코딩율, 그리고 인덱스 10에 따른 QPSK, 5/6 코딩율과 인덱스 16에 따른 16 QAM, 5/12 코딩율이 EM 세트로 묶일 수 있다.
상기 표 6과 같은 EM 세트를 이용하는 예에서, 적용하는 코딩율에 따라 다양한 채널 환경에서 어떠한 성능 차이를 가져오는지 살펴보면 다음과 같다. 이하의 도면에서 본 발명의 일 실시형태에 따라 설정되는 코딩율에 대한 소정 임계치는 상술한 바와 같이 QPSK에 대해 2/3 코딩율, 16 QAM에 대해 1/3 코딩율로 설정하는 것을 가정한다.
도 14a 내지 도 14c는 채널의 주파수 선택성이 작은 채널 환경에서 적용되는 코딩율에 따른 성능을 비교하여 설명하기 위한 그래프이다.
먼저, 도 14a에 도시된 바와 같이 채널 코딩율이 본 발명의 일 실시형태에 따른 코딩율 임계치 미만인 경우(즉, QPSK에 대해 1/6 < 2/3, 그리고 16QAM에 대해 1/12 < 1/3), 낮은 변조율 및 높은 코딩율의 MCS를 이용하는 경우의 FER 성능이 더 좋게 나타남을 알 수 있다. 이는 자원할당 방식으로서 분산할당 방식을 이용하는 경우 및 지역 할당 방식을 이용하는 경우 모두에 있어 동일하다. 또한, 도 14b에서는 이용된 코딩율이 본 발명의 일 실시형태에 따른 코딩율 임계치와 비슷하기 때문에 성능의 이득이 거의 없음을 알 수 있다. 아울러, 도 14c에서는 이용된 코딩율이 본 발명의 일 실시형태에 따른 코딩율 임계치보다 높기 때문에, 높은 변조율 및 낮은 코딩율을 가지는 MCS를 적용한 경우의 FER 성능이 더 우수함을 알 수 있다.
한편, 도 14c에서 자원 할당 방식으로서 지역 할당 방식을 이용하는 경우, 성능의 이득이 적은 이유는 채널의 주파수 선택성이 낮은 채널 환경에서, 자원 할당 방식 역시 주파수 다이버시티를 충분히 획득할 수 없는 지역할당방식을 이용하였기 때문이다.
따라서, 채널의 주파수 선택성이 적은 채널 환경에서, 자원 할당 방식을 분산 자원 할당 방식으로 이용하는 것이 유리함은 상술한 본 발명의 실시형태에서 설명한 바와 같다.
한편, 채널의 주파수 선택성이 높은 환경에서 적용되는 코딩율에 따른 성능 차이에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 15a 내지 도 15c는 채널의 주파수 선택성이 큰 채널 환경에서 적용되는 코딩율에 따른 성능을 비교하여 설명하기 위한 그래프이다.
도 15a 내지 도 15c의 경우에도 이용되는 EM 세트가 상기 표 6과 같고, 본 발명의 일 실시형태에 따라 설정되는 코딩율에 대한 소정 임계치가 상술한 바와 같이 QPSK에 대해 2/3 코딩율, 16 QAM에 대해 1/3 코딩율로 설정하는 것을 가정한 것이다.
도 15a 내지 도 15c에서도 도 14a 내지 도 14c에서와 마찬가지로 적용된 코딩율이 본 발명의 일 실시형태에 따른 코딩율 임계치 미만인 경우, 낮은 변조율 및 높은 코딩율을 가지는 MCS를 적용한 경우의 FER 성능이 보다 우수하며, 적용된 코딩율이 본 발명의 일 실시형태에 따른 코딩율 임계치 이상인 경우, 높은 변조율 및 낮은 코딩율을 가지는 MCS를 적용한 경우의 FER 성능이 보다 우수한 것을 알 수 있다.
한편, 도 15c에서 자원 할당 방식을 지역할당 방식으로 전송했을 때, 성능의 이득이 나는 이유는 전송 방식은 지역 할당 방식으로 주파수 다이버시티를 활용하지 못하지만, 채널 환경이 주파수 선택성이 높아 주파수 다이버시티를 충분히 활용할 수 있는 환경이기 때문에, MCS를 재 선택함으로 인한 OFDM 시스템에서의 성능 향상을 기대할 수 있는 것이다.
도 14a 내지 도 15c와 관련하여 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따라 기 선택된 MCS 인덱스의 코딩율에 따라 적응적으로 MCS 인덱스를 재선택하는 경우 FER 등의 링크 성능 측면에서 성능 향상을 가져올 수 있다.
아울러, 이와 같은 링크 성능의 향상은 시스템의 전송율 향상을 가져올 수 있다.
이상에서 상술한 본 발명의 각 실시형태들은 단일 안테나 통신 시스템뿐만 아니라 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 이때, 자원 할당이 어떠한가를 판별하는 모듈이나, 그에 따라 MCS를 재선택하게 하는 모듈은 송수신 안테나 수에 따라 그 계산 량이 증가할 수 있다.
본 발명의 상술한 실시형태들은 다중 안테나 통신 시스템에 적용하는 경우에는 각 전송 안테나별로 자원 할당 기법을 고려한 MCS 레벨 인덱스를 적용시켜서 전송을 하였을 때, 다중 전송 안테나로부터 얻는 다이버시티 효과를 더 극대화시켜 줄 수 있다.
또한, 이상에서 상술한 본 발명의 각 실시형태들은 물리 계층에 직접 적용시킬 수도 있지만, MAC 계층 등의 임의의 상위 계층에서 미리 스케줄링되어 적용될 수도 있다. 상위 계층에 본 발명에 따른 각 실시형태들을 적용하는 경우에는 다른 프로세스(예를 들어, AMC나 다중 사용자 스케줄링, 전력 제어 등)와 연동시켜 활용할 수도 있다.
한편, 도 11 및 도 12와 관련하여 상술한 실시형태들은 미리 설정된 EM 세트를 활용하는 것으로 설명하였으나, 시스템에 요구되는 성능이 좋은 FER 성능보다 전체 처리율을 올리는 것이 더 중요할 경우, 상술한 바와 같은 EM 세트를 활용하지 않고, MCS 레벨 선택을 좀더 최적화시켜 시스템 처리율을 올려줄 수 있다.
예를 들어, 도 6의 경우에, 만약 분산 자원 할당 방식을 적용하는 경우 중 QPSK, 5/6 코딩율의 정보를 받았을 때, MCS 레벨을 16QAM, 5/12 코딩율로 바꾸지 않고 목표 QOS(quality of service)를 만족하면서 16QAM, 5/12 코딩율 보다 주파수 효율성이 좋은 MCS 레벨(변조율은 16QAM과 동일)이 있다면, 그 MCS로 적용시킬 수 있다(예를 들어 16QAM, 1/2 코딩율 MCS 레벨).
이 경우, 시스템의 전체 처리율을 올리는 관점에서 봤을 때, FER성능은 목표 QOS를 만족하면서 많은 데이터를 보낼 수 있다면 그만큼 더 성능을 최적화시킬 수 있다. 이와 같은 기법은 송신단에 미리 저장되어 있는 MCS 룩업 테이블을 활용하여 목표 QOS 을 만족하면서 주파수 효율성이 더 좋은 MCS 레벨이 있는지를 비교하는 모듈이 추가되는 것이 바람직할 수 있다.
이하에서는 상술한 본 발명의 각 실시형태를 수행하기 위한 송신기 구조에 대해 살펴본다.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에서, 송신단의 전송 방식에 따라 MCS 인덱스를 제어하는 MCS 선택 제어기를 포함하는 송수신단 구조를 도시한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 송수신단 구조는 기존의 도 1에 도시된 바와 같은 송수신단 구조와 기본 구조에 있어 동일하다. 이와 같이 수신단(200)에서 결정된 MCS 인덱스에 따라 인코더(101)의 코딩율 및 매퍼(103)의 변조를 수행하는 송신단(100)에 있어서, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 송신단(100)의 자원 할당 방식에 대한 정보를 입력 받아, 이 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하고, 송신단(100)의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하여 상기 인코더(101) 및 매퍼(103)의 동작을 제어하는 MCS 선택 제어기(106)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 MCS 선택 제어기(106)를 포함하는 송신단(100)에서 자원 할당 모듈(104')은 도 16에 도시한 바와 같이 적응형 자원 할당 방식 모듈일 수도, 고정형 자원 할당 모듈일 수도 있으며, 어느 일정 방식에 제한될 필요는 없다.
도 17은 본 발명의 일 실시형태에서, MCS 인덱스 귀환 정보 및/또는 송신단의 전송 방식에 따라 MCS 인덱스 및/또는 송신단 전송 방식을 제어하는 MCS 및 자원 할당 선택 제어기를 포함하는 송수신단 구조를 도시한 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 송수신단 구조 역시 기존의 도 1에 도시된 바와 같은 송수신단 구조와 기본 구조에 있어서는 동일하다. 다만, 도 17에 도시된 송신단(100) 구조 중 MCS 인덱스 정보 및 송신단(100)의 자원 할당 방식 정보를 입력받아 이 MCS 인덱스가 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 경우, 송신단(100)의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하고, 그 MCS 인덱스가 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스인 경우에는, 송신단(100)의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하여, 자원 할당 모듈(104'')에 전달하는 자원 할당 방식 선택 제어기(107)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다. 다만, 도 17는 도 16에서의 MCS 인덱스 선택 제어기의 기능을 동시에 수행하는 경우의 예를 도시하고 있으며, 이에 따라 자원 할당 방식 선택 제어기를 MCS 및 자원 할당 방식 선택 제어기(107)로서 도시하고 있다.
이때, 도 17에 도시된 바와 같이 자원 할당 모듈(104'')은 '자원 할당 방식 선택 제어기(107)' 또는 'MCS 및 자원 할당 방식 선택 제어기(107)'의 동작에 따라 송신단(100)의 자원 할당 방식을 변경할 수 있는 적응형 자원 할당 모듈인 것이 바람직하다.
한편, 도 17에 도시된 바와 같은 MCS 및 자원 할당 방식 선택 제어기(107)는 수신단(200)으로부터 MCS 인덱스뿐만 아니라 수신 채널의 주파수 선택성에 대한 정보를 귀환받아, 이에 따라 주파수 선택성이 소정 임계치 이상인 경우 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하고, 주파수 선택성이 소정 임계치 미만인 경우 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 기능을 수행할 수도 있으며, 추가적으로 자원 할당 방식이 분산 할당 방식으로 선택되는 경우에는 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스로 MCS 인덱스를 재선택하고, 자원 할당 방식이 지역 할당 방식으로 선택되는 경우에는 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스로 MCS 인덱스를 재선택하는 기능을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면 송신단의 자원 할당 방식과 AMC 기법에서 선택되는 MCS 인덱스에 따른 코딩율과의 관계에 따라 적절한 MCS 인덱스 선택 방법, 자원 할당 방법 선택 방법, 및 이를 위한 송신기를 제공할 수 있다.
더 구체적으로, 이와 같은 MCS 인덱스 선택 방법, 자원 할당 방식 선택 방법 및 이를 위한 송신기에 따르면, 송신단의 자원 할당 방식에 맞는 최적화된 MCS 레벨 인덱스를 사용하여, 또는 MCS 레벨 인덱스에 최적화된 자원 할당 방식을 사용하여 전송이 일어나기 때문에, 링크 성능 측면에서 봤을 때 큰 성능의 향상을 기대할 수 있다. 이 성능 향상은 FER이 낮아지는 효과일 수도 있고, 목표 QOS(quality of service) 상수에 더 정확하게 매칭되는 것일 수도 있다.
또한, 일반적으로 시스템의 전송률은 링크 성능에 따라서 크게 좌우된다. 따라서, 상술한 바와 같이 최적화된 MCS 레벨 인덱스 및 자원 할당 방식을 사용하였 을 경우, 좋은 링크 성능을 얻어낼 수가 있게 되고, 그만큼 주파수 효율이 좋은 MCS 레벨 인덱스를 사용할 수가 있어, 이에 따라 전송률을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 통신 시스템에서 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하는 방법에 있어서,
    송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계; 및
    상기 송신단의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신단의 자원 할당 방식은,
    소정 개수 이상의 자원 블록(Resource block)을 주파수 영역에서 연속적으로 할당하는 경우 상기 지역 할당 방식으로 판정하고,
    상기 소정 개수 미만의 자원 블록을 상기 주파수 영역에서 연속적으로 할당하는 경우 상기 분산 할당 방식으로 판정하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 상기 송신단의 자원 할당 방식을 적응적으로 조절할 수 있는 통신 시스템인, MCS 인덱스 선택 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 상기 송신단의 자원 할당 방식이 고정되어 있는 통신 시스템인, MCS 인덱스 선택 방법.
  5. 통신 시스템에서 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법에 있어서,
    소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계; 및
    상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방식 선택 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 상기 송신단의 자원 할당 방식을 적응적으로 조절할 수 있는 통신 시스템인, 자원 할당 방식 선택 방법.
  7. 통신 시스템에서 송신단의 자원 할당 방식을 선택하는 방법에 있어서,
    수신 채널의 주파수 선택성을 포함하는 귀환 정보를 수신하는 단계;
    상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이 상인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계; 및
    상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방식 선택 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계는, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme) MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함하며,
    상기 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계는, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방식 선택 방법.
  9. 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내의 MCS 인덱스를 선택하는 방법에 있어서,
    수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 제 1 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 송신단의 자원 할당 방식을 판정하는 단계;
    상기 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계 치 이상의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계; 및
    상기 송신단의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계를 포함하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 송신단의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우,
    상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는,
    상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계인, MCS 인덱스 선택 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 송신단의 자원 할당 방식이 분산 할당 방식인 경우,
    상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는,
    상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계인, MCS 인덱스 선택 방법.
  12. 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내에서 선택되는 MCS 인덱스에 따라 자원 할당 방식을 선택하는 방법에 있어서,
    수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 상기 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치 이상인지 여부를 판정하는 단계;
    상기 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 이상인 경우, 송신단의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는 단계; 및
    상기 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 미만인 경우, 상기 송신단의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방식 선택 방법.
  13. 결정된 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme) 인덱스에 따라 코딩율 및 변조율을 결정하여 채널 코딩 및 변조를 각각 수행하는 인코더 및 매퍼를 포함하는 송신기에 있어서,
    상기 송신기의 자원 할당 방식이 지역 할당 방식인 경우, 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하고, 상기 송신기의 자원 할당 방식 이 분산 할당 방식인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하여 상기 인코더 및 매퍼의 동작을 제어하는 MCS 선택 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신기.
  14. 결정된 자원 할당 방식에 따라 전송 데이터의 자원 할당을 수행하는 자원 할당 모듈을 포함하는 송신기에 있어서,
    소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신기의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하고, 상기 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스가 선택되는 경우, 상기 송신기의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하여, 상기 자원 할당 모듈의 동작을 제어하는 자원 할당 방식 선택 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신기.
  15. 결정된 자원 할당 방식에 따라 전송 데이터의 자원 할당을 수행하는 자원 할당 모듈을 포함하는 송신기에 있어서,
    수신 채널의 주파수 선택성을 포함하는 귀환 정보를 수신하여, 상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 송신기의 자원 할당 방식을 분산 할당 방식으로 선택하고, 상기 귀환 정보에 따른 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 송신기의 자원 할당 방식을 지역 할당 방식으로 선택하는, 상기 자원 할당 모듈의 동작을 제어하는 자원 할당 방식 선택 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 송신기.
  16. 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내의 MCS 인덱스를 선택하는 방법에 있어서,
    수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 제 1 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 소정 코딩율 임계치 이상인지 여부를 판정하는 단계;
    상기 제 1 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 이상인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 제 2 MCS 인덱스로 재선택하는 단계; 및
    상기 제 1 MCS 인덱스에 따른 코딩율이 상기 소정 코딩율 임계치 미만인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로 재선택하는 단계를 포함하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 소정 코딩율 임계치는 수신 채널에서 획득할 수 있는 주파수 다이버시티 이득을 고려하여 설정되는, MCS 인덱스 선택 방법.
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