KR101608933B1 - Ofdma 시스템에서의 하향링크 송신장치 및 적응적 위상 회전 방법 - Google Patents

Ofdma 시스템에서의 하향링크 송신장치 및 적응적 위상 회전 방법 Download PDF

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Abstract

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서의 하향링크 송신장치로서, 제1 안테나와, 제2 안테나; 상기 제1 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 대하여 역 푸리에 변환을 수행하는 제1 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록과, 상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 대하여 역 푸리에 변환을 수행하는 제2 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록; 상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 관한 각각의 리소스 블록(Resource Block)에 대하여 매 타임슬롯(time slot)마다 위상 회전을 적용하여 상기 제2 IFFT 블록으로 출력하는 위상 회전부; 및 상기 데이터 스트림의 전송 성능이 향상되는 방향으로 상기 위상 회전의 방향을 결정하여 상기 위상 회전부를 제어하는 적응적 위상 제어부를 포함하는 OFDMA 시스템에서의 하향링크 송신장치가 제공된다.

Description

OFDMA 시스템에서의 하향링크 송신장치 및 적응적 위상 회전 방법{DOWNLINK TRANSMITTER OF ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS AND ADAPTIVE PHASE ROLLING METHOD THEREFOR}
본 발명은 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반의 이동통신 하향링크 시스템에서 사용자의 데이터 전송률을 향상시키기 위하여 송신단에서 데이터 전송 및 스케줄링을 하는 기술에 관한 것이다.
이동통신 하향링크 시스템에서 사용자(단말)로부터 정확한 채널 정보, 즉 CSI(Channel State Information)를 보고받는다면 빔포밍 기술을 적용하여 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있다. 그러나 CSI 정보는 그 양이 매우 크므로 CSI 정보를 활용한 빔포밍 기술을 적용하는 것은 쉽지 않다.
이동통신 하향링크 시스템에서 사용자의 수가 많고 채널의 변화가 충분히 있다면 사용자로부터 CSI 대신 CQI(Channel Quality Indication) 정보를 받아서 스케줄링을 함으로써 빔포밍에 버금가는 효과를 얻을 수 있다. CQI는 채널의 좋고 나쁨을 나타내는 정보로서 채널의 위상 등을 포함하는 CSI에 비해서 매우 적은 정보를 가진다. 송신단(예를 들어, 기지국 등)은 사용자(단말)로부터 받은 CQI 정보를 이용하여 사용자의 채널이 좋을 때 데이터 전송이 이루어지도록 하는 채널 인지 스케줄링 기술을 적용함으로써 성능을 향상시킬 수 있다.
그러나 사용자의 이동성이 적어서 채널의 변화가 크지 않다면 송신단에서 인위적으로 위상을 회전시키는 위상 회전 기술(Phase rolling technique)을 적용하여 채널을 충분한 속도로 변화하도록 만들 수 있다. 도 1은 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 각 리소스 블록(RB)에 대해서 위상 회전을 적용한 경우를 보여준다. 송신단에 2개 이상의 안테나가 있다고 가정할 경우 안테나로 출력되는 신호에 위상 회전을 곱함으로써 2개 이상의 안테나에서 전송되는 신호가 수신단에서 합쳐질 때 위상회전에 따라서 수신 신호의 크기가 커지거나 작아지게 된다. 도 2는 위상 회전에 따른 수신 신호 세기 혹은 채널의 에너지를 보여준다. 위상 회전이 이루어짐에 따라서 채널의 크기의 변화가 발생하므로, 수신 신호의 크기가 커졌을 때 스케줄링을 할 수 있다면 성능 향상을 이룰 수 있다. 수신단(예를 들어, 사용자 단말 등)에서는 수신 신호를 측정하여 CQI 정보를 기지국(송신단)에 보고하며 기지국은 CQI 정보를 이용하여 가급적 채널이 좋을 때 스케줄링이 이루어지도록 함으로써 성능(데이터 전송률)을 향상시킬 수 있다.
그러나 사용자의 수가 매우 적다면 항상 채널이 좋은 사용자를 선택할 수 없어서 성능이 떨어지게 된다. 따라서 종래의 위상 회전 기술을 적용한 채널 인지 스케줄링은 사용자의 수가 많을 경우 우수한 성능을 보이지만 사용자의 수가 줄어듦에 따라서 성능이 감소하게 된다.
본 발명은 전술한 종래 기술들의 문제를 해결하기 위하여 위상 회전을 할 때 성능(데이터 전송률 또는 채널 에너지)이 향상되는 방향으로 적응적으로 회전 방향을 정함으로써 스케줄링 성능을 향상시키는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서의 하향링크 송신장치로서,
제1 안테나와, 제2 안테나;
상기 제1 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 대하여 역 푸리에 변환을 수행하는 제1 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록과, 상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 대하여 역 푸리에 변환을 수행하는 제2 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록;
상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 관한 각각의 리소스 블록(Resource Block)에 대하여 매 타임슬롯(time slot)마다 위상 회전을 적용하여 상기 제2 IFFT 블록으로 출력하는 위상 회전부; 및
상기 데이터 스트림의 전송 성능이 향상되는 방향으로 상기 위상 회전의 방향을 결정하여 상기 위상 회전부를 제어하는 적응적 위상 제어부를 포함하는 OFDMA 시스템에서의 하향링크 송신장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 적응적 위상 회전부는, 상기 데이터 스트림의 전송률 또는 채널 에너지에 근거하여 상기 위상 회전 방향을 결정하되,
상기 데이터 스트림의 전송률 또는 채널 에너지는 상기 데이터 스트림의 수신단으로부터 보고된 CQI(Channel Quality Indication) 정보를 통해서 획득될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적응적 위상 회전부는, 각 리소스 블록에 대해,
금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 미만인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 반대되는 방향으로 결정하고,
금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 이상인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 동일하게 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 동일한 리소스 블록에 동일 목적지로 전송될 데이터 스트림이 연속적으로 할당되도록 제어하는 리소스 블록 스케쥴러를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리소스 블록 스케쥴러는,
이전 타임슬롯에 관한 스케쥴링 정보에 근거하여, 이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 목적지가 금번 타임슬롯에도 존재하는 경우, 해당 전송 목적지에 대해 이전 타임슬롯에 할당된 리소스 블록이 금번 타임슬롯에도 동일하게 할당되도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림은 매 타임슬롯 별로 상기 제1 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림과 동일한 데이터 스트림일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 안테나와 제2 안테나를 포함하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 하향링크 시스템에서의 위상 회전 방법으로서,
상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 관한 각각의 리소스 블록(Resource Block)에 대하여 위상 회전을 적용하는 단계;
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 전송된 데이터 스트림에 관한 전송 성능에 관한 정보를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 데이터 스트림의 전송 성능에 기초하여, 상기 전송 성능이 향상되는 방향으로 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 결정하는 단계를 포함하는 OFDMA 하향링크 시스템에서의 위상 회전 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 데이터 스트림에 관한 전송 성능에 관한 정보를 획득하는 단계는, 상기 데이터 스트림의 수신단으로부터 보고된 CQI(Channel Quality Indication) 정보를 통해서 상기 데이터 스트림의 전송률 또는 채널 에너지를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 결정하는 단계는, 각 리소스 블록에 대해,
금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 미만인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 반대되는 방향으로 결정하고,
금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 이상인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 동일하게 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 동일한 리소스 블록에 동일 목적지로 전송될 데이터 스트림이 연속적으로 할당되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 동일한 리소스 블록에 동일 목적지로 전송될 데이터 스트림이 연속적으로 할당되도록 제어하는 단계는,
이전 타임슬롯에 관한 스케쥴링 정보에 근거하여, 이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 목적지가 금번 타임슬롯에도 존재하는 경우, 해당 전송 목적지에 대해 이전 타임슬롯에 할당된 리소스 블록이 금번 타임슬롯에도 동일하게 할당되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 데이터 전송률 또는 채널 에너지가 향상되는 방향으로 적응적으로 위상 회전 방향을 정함으로써 스케줄링 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 사용자의 수가 적을 때에는 같은 RB(resource block)에 같은 사용자가 스케줄링되는 경우가 많으므로 CSI를 이용한 빔포밍과 유사한 성능을 얻을 수 있으며, 사용자의 수가 많을 경우에는 같은 RB에 같은 사용자가 스케줄링 되지 않을 것이므로 일반적인 위상 회전 기술과 유사한 성능을 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 위상 회전 기술(phase rolling technique)을 적용한 OFDMA 하향링크 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 위상 회전 기술이 적용되었을 때의 채널 에너지를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법(adaptive phase rolling technique)를 적용한 OFDMA 하향링크 시스템을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 하향링크 시스템에서의 적응적 위상 회전 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 5는 적응적 위상 회전 방법이 적용되었을 때의 위상 회전 방향을 설명하기 위한 도면.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법과 기존 방식 간의 성능을 비교하기 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프들.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법(adaptive phase rolling technique)를 적용한 OFDMA 하향링크 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 OFDMA 하향링크 시스템이 도시한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법과 관련된 구성부들만을 중심으로 도시한 것이다. 따라서 리소스 할당 맵퍼(110)의 전단의 일반적 구성인 인코더, 변조기, S/P 변환기(Serial to Parallel converter) 등은 도면 도시를 생략하였으며, 또한 IFFT 블록(121, 123)의 후단의 P/S 변환기(Parallel to Serial converter), CP 삽입기(131, 133)의 후단의 D/A 변환기(Digital to Analog converter), 주파수 상향 변환기(Frequency Up converter) 등의 일반적 구성도 도면 도시를 생략하였다. 또한 도 3은 OFDMA 하향링크 시스템에 초점을 둔 것이므로, 송신장치의 구성부를 중심으로 도시한 것이며, 동일 장치 내에 탑재될 수신장치의 구성부는 별도로 도시하지 않았음을 먼저 명확히 해둔다.
도 3의 OFDMA 하향링크 시스템의 송신장치는 2개의 안테나(제1 안테나 및 제2 안테나)를 포함하고 있다. 물론 3개 이상의 안테나를 포함할 수도 있지만, 본 명세서에서는 도면 도시의 편의 및 설명의 집중을 위해 2개의 안테나를 포함하며, 그 중 어느 하나의 안테나(즉, 도 3의 제2 안테나)를 통해 전송될 데이터 스트림에 관한 각 리소스 블록에 대하여 적응적 위상 회전이 적용되는 경우를 중심으로 설명한다.
또한 도 3에서는 제1 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림과 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림이 매 타임슬롯 별로 동일한 데이터 스트림인 경우를 예시하고 있다. 다만, 제1 및 제2 안테나를 통해 전송될 각각의 데이터 스트림은 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 목적에 따라, 송신 다이버시티(Diversity)를 위한 목적인 경우 제1 및 제2 안테나를 통해 동일 데이터 스트림이 전송될 수 있으며, MIMO(Multi Input Multi Output)를 위한 목적인 경우 제1 및 제2 안테나를 통해 서로 다른 데이터 스트림이 전송될 수 있을 것이다. 다만 이하에서는 도 3의 케이스를 중심으로 설명한다.
다시 도 3을 참조하면, OFDMA 하향링크 시스템의 송신장치는 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법의 구현을 위하여, 위상 회전부(140), 적응적 위상 제어부(150), 매 타임슬롯 별로 리소스 할당 맵퍼(110)에서의 리소스 블록 할당을 제어하는 리소스 블록 스케쥴러(160)를 포함한다. 여기서, 리소스 블록(Resource Block)은 N(2 이상의 자연수)개의 부반송파(Sub-carrier) 및 데이터 스트림을 구성하는 N개의 OFDM 심볼에 관한 2차원 리소스 엘리멘트로 구성된다. 또한 여기서, 타임슬롯(Time Slot)은 OFDM 심볼의 Time Duration을 의미한다. 적응적 위상 회전 방법의 핵심 구성인 위상 회전부(140), 적응적 위상 제어부(150), 리소스 블록 스케쥴러(160)의 구체적 기능 및 역할에 대해서는, 이하 도 4의 순서도를 중심으로 도 5를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 하향링크 시스템에서의 적응적 위상 회전 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 또한 도 5는 적응적 위상 회전 방법이 적용되었을 때의 위상 회전 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 단계 S410에서, 위상 회전부(140)는 제2 안테나를 통해 금번 타임슬롯의 데이터 스트림의 각각의 리소스 블록에 대하여 위상 회전을 적용한다. 여기서, 위상 회전부(140)에 의한 각 리소스 블록 별로 매 타임슬롯마다 위상 회전을 적용하게 될 것이나, 이때 위상 회전은 적응적 위상 제어부(150)에 의해 제어되는 것이다.
도 3을 다시 참조할 때, 각 리소스 블록 별로 적용될 위상 회전은 웨이팅 팩터(weighting factor)
Figure 112014058714925-pat00001
에 의해 실현된다. 이때, 제1 안테나 및 제2 안테나를 통한 송신 전력이 동일한 경우를 가정하면,
Figure 112014058714925-pat00002
는
Figure 112014058714925-pat00003
이되, 그 위상만이 소정 값을 갖게 될 것이다. 참고로, 종래의 위상 회전 기법에 의할 때,
Figure 112014058714925-pat00004
는 하기 수학식 1과 같이 표현된다.
[수학식 1]
Figure 112014058714925-pat00005

여기서, θ는 위상 회전량 또는 위상 회전 속도를 의미하는 것으로, 소정의 값으로 선택될 수 있다. 또한, 초기 웨이팅 팩터인
Figure 112014058714925-pat00006
는 임의로(randomly) 선택된다. 위 수학식 1은 종래의 위상 회전 기법에 관한 웨이팅 팩터를 나타낸 것이지만, 그 위상 회전량 및 초기 웨이팅 팩터는 본 발명의 실시예에 따른 위상 회전 기법에도 동일하게 적용될 수 있다.
상술한 단계 S410을 통해 제2 안테나를 통해 위상 회전이 적용된 데이터 스트림과 제1 안테나를 통해 해당 데이터 스트림이 동일 타임슬롯에서 함께 전송된다. 이후, 도 4의 단계 S420에서, 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 전송된 데이터 스트림에 관한 전송 성능에 관한 정보를 획득한다. 여기서, 전송 성능에 관한 정보는 데이터 스트림의 전송률 정보일 수 있다. 또는 일반적으로 데이터 스트림의 전송률은 채널 에너지와 비례적 관계를 나타낼 것이므로, 전송 성능에 관한 정보로는 채널 에너지 정보가 이용될 수도 있다. 이러한 데이터 스트림의 전송률 또는 채널 에너지 정보는, 해당 데이터 스트림의 수신단으로부터 매 타임슬롯 별로 보고되는 CQI(Channel Quality Indication) 정보를 통해서 획득될 수 있을 것이다.
상술한 단계 S420을 통해 전송 성능에 관한 정보가 획득되면, 적응적 위상 제어부(150)는, 그 다음번 타임슬롯의 각 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 결정하게 된다. 이때, 적응적 위상 제어부(150)는 그 전송 성능이 향상되는 방향으로 위상 회전 방향을 결정할 수 있다[단계 S440 및 도 5 참조]. 이때는 아래와 같은 방식이 이용될 수 있다.
예를 들어, 금번 타임슬롯에서 획득된 전송 성능이 그 이전의 타임슬롯에서의 전송 성능보다 낮은 경우, 적응적 위상 제어부(150)는, 금번 타임슬롯 다음의 타임슬롯의 해당 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 금번 타임슬롯에 적용되었던 위상 회전 방향과 반대되는 방향으로 결정할 수 있다. 반대로, 금번 타임슬롯에서 획득된 전송 성능이 그 이전의 타임슬롯에서의 전송 성능과 동일하거나 또는 그 전송 성능보다 높은 경우, 적응적 위상 회전 제어부(150)는 금번 타임슬롯 다음의 타임슬롯의 해당 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 금번 타임슬롯에 적용되었던 위상 회전 방향과 동일하게 유지할 수 있다.
일반적으로 사용자(해당 OFDMA 이동통신 시스템에서의 수신단 단말을 의미함)의 수가 적을 경우, 동일한 리소스 블록에 동일 사용자가 연속적으로 스케쥴링될 확률이 높다는 점에 착안할 때, 상술한 바와 같이 전송 성능이 향상되는 방향으로 위상 회전 방향을 선택하게 되면, 빔포밍 기법과 유사한 성능을 얻을 수 있다. 이는 이하 도 6 내지 도 9의 시뮬레이션 결과를 통해 명확히 확인할 수 있을 것이다.
그리고 종래의 위상 회전 기법과 비교할 때, 상술한 바와 같은 적응적 위상 회전 방법에서의 웨이팅 팩터는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014058714925-pat00007

여기서,
Figure 112014058714925-pat00008
는 적응적 위상 회전 방법에 적용되는 위상 회전 방향(phase rotation direction)을 나타내며, 이는 본 발명의 실시예에서 하기 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014058714925-pat00009

여기서,
Figure 112014058714925-pat00010
는 스케쥴된 사용자를 나타내고,
Figure 112014058714925-pat00011
는 데이터 스트림의 전송 성능을 나타낸다. 그리고
Figure 112014058714925-pat00012
은 1로 셋팅될 수 있다.
즉, 위 수학식 2 및 3을 함께 참조하면, 금번 타임슬롯의 전송 성능이 이전 타임슬롯의 전송 성능 미만인 경우(및 본 예에서는 이전 타임슬롯과 금번 타임슬롯의 동일 리소스 블록에 동일 사용자를 할당한 경우가 더 추가됨)에는 그 다음번 타임슬롯의 해당 리소스 블록에 관한 위상 회전 방향을 종전과 반대로 결정하게 되며, 그렇지 않은 경우는 위상 회전 방향을 그대로 유지함을 보여주고 있다.
상술한 바와 같은 적응적 위상 회전 방법은 연속한 타임슬롯에 대하여 동일한 사용자에 동일한 리소스 블록이 할당되는 경우에 더욱 큰 효과를 발휘한다. 앞서도 설명한 바이지만, 사용자 수가 적은 경우 리소스 할당의 의도적 제어를 하지 않더라도, 동일한 리소스 블록에 동일한 사용자가 연속적으로 할당될 가능성이 높지만, 도 4의 실시예에서는 동일한 리소스 블록에 동일한 사용자가 연속적으로 할당되도록 하는 의도적 제어를 추가하고 있다[단계 S430 참조].
이는 도 3의 리소스 블록 스케쥴러(160)에 의해 실행될 수 있다. 이를 위해, 리소스 블록 스케쥴러(160)는 이전 타임슬롯에 관한 스케쥴링 정보에 근거하여, 이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 목적지(즉, 해당 사용자)가 금번 타임슬롯에도 존재하는 경우, 이전 타임슬롯에 할당된 리소스 블록이 금번 타임슬롯에도 동일 사용자에게 할당되도록 제어할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법과 기존 방식 간의 성능을 비교하기 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프들이다. 본 시뮬레이션은 총 16개의 RB에 대하여 사용자 수를 1명에서 24명까지 변화시켜 가면서 실험하였으며, 구체적 시뮬레이션 파라미터들은 아래의 표 1과 같다. 본 시뮬레이션에서는 안테나 별로 동일한 전력 할당(power allocation)을 한 경우를 가정하였으며, CQI 추정 과정에서 실제 스케쥴링시 발생할 수 있는 딜레이는 무시하였다.
[표 1]
Figure 112014058714925-pat00013

도 6은 적응적 위상 회전 방법이 적용될 제2 안테나 측의 위상 궤적을 빔포밍 기술 및 종래의 위상 회전 기술과 비교한 나타낸 것으로, 사용자가 단 1명만 있을 경우를 가정하였을 때의 위상 회전의 결과를 보여주고 있다. 그리고 도 7은 도 6의 케이스에서의 채널 에너지를 비교한 것이다. 도 7을 참조하면, CSI를 이용한 빔포밍의 경우 항상 최적의 위상을 얻을 수 있으며, 이에 따라 최적의 채널 에너지를 나타낸다. 반면, 종래의 위상 회전 기술의 경우 위상이 한 방향으로 회전하며 이에 따라서 채널이 좋고 나쁨을 반복한다. 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법은 위상의 방향을 적응적으로 변화시킴으로써, 채널 에너지 측면에서 빔포밍과 유사한 결과를 나타내고 있다.
도 8은 일반적인 채널 인지 스케줄링 기술을 적용하였을 때의 데이터 전송률을 비교한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법은 특히 사용자의 수가 적을 경우(도 8의 경우 사용자 수가 약 5명 이내인 경우) 빔포밍 기술과 상당히 유사한 성능을 보이고 있다. 사용자의 수가 적을 경우에는 같은 RB에 같은 사용자가 연속적으로 스케줄링될 확률이 높기 때문이다.
도 9는 적응적 위상 회전 방법의 성능을 보다 향상시키기 위하여, 가급적 같은 RB에 같은 사용자가 스케줄링될 수 있도록 하는 스케줄링 방법을 적용하였을 때의 수정된 결과를 나타낸다. 적응적 위상 회전 방법은 빔포밍에 더욱 유사한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다. 또한, 빔포밍에 유사한 성능을 나타내는 사용자 수도 10명 이내까지로 확대되고 있음을 확인할 수 있다. 그리고 사용자 수가 15명 이상으로 많아지는 경우에는 본 발명의 실시예에 따른 위상 회전 방법과 종래의 위상 회전 기술은 대동소이한 성능을 나타냄을 확인할 수 있다.
이상에서 도 6 내지 도 9를 통해 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법을 적용하면, 사용자의 수가 적을 때에는 같은 RB에 같은 사용자가 스케줄링되는 경우가 많으므로 CSI를 이용한 빔포밍과 유사한 성능을 얻을 수 있으며, 사용자의 수가 많을 경우에는 같은 RB에 같은 사용자가 스케줄링 되지 않을 것이므로 일반적인 위상 회전 기술과 유사한 성능을 얻게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 적응적 위상 회전 방법에 의하면, 사용자 수가 많은 경우에도 최소한 종래의 위상 회전 기술과 유사한 성능은 확보되며, 사용자 수가 적을 때에는 이 보다 더욱 우수한 성능(빔포밍과 유사한 성능)을 실현할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
110 : 리소스 할당 맵퍼
121, 123 : IFFT 블록
131, 133 : CP 삽입기
140 : 위상 회전부
150 : 적응적 위상 제어부
160 : 리소스 블록 스케쥴러

Claims (11)

  1. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서의 하향링크 송신장치로서,
    제1 안테나와, 제2 안테나;
    상기 제1 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 대하여 역 푸리에 변환을 수행하는 제1 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록과, 상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 대하여 역 푸리에 변환을 수행하는 제2 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록;
    상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림에 관한 각각의 리소스 블록(Resource Block)에 대하여 매 타임슬롯(time slot)마다 위상 회전을 적용하여 상기 제2 IFFT 블록으로 출력하는 위상 회전부;
    이전 타임슬롯에 관한 스케쥴링 정보에 근거하여, 이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 목적지가 금번 타임슬롯에도 존재하는 경우, 해당 전송 목적지에 대해 이전 타임슬롯에 할당된 리소스 블록이 금번 타임슬롯에도 동일하게 할당되도록 제어하는 리소스 블록 스케쥴러; 및
    이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 성능과 금번 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 성능의 비교를 통해, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전의 방향을 결정하여 상기 위상 회전부를 제어하는 적응적 위상 제어부
    를 포함하는 OFDMA 시스템에서의 하향링크 송신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적응적 위상 제어부는, 이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림과 금번 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송률 또는 채널 에너지에 근거하여 상기 위상 회전 방향을 결정하되,
    상기 데이터 스트림의 전송률 또는 채널 에너지는 상기 데이터 스트림의 수신단으로부터 보고된 CQI(Channel Quality Indication) 정보를 통해서 획득되는, OFDMA 시스템에서의 하향링크 송신장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적응적 위상 제어부는, 각 리소스 블록에 대해,
    금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 미만인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 반대되는 방향으로 결정하고,
    금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 이상인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 동일하게 유지하는, OFDMA 시스템에서의 하향링크 송신장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림은 매 타임슬롯 별로 상기 제1 안테나를 통해 전송될 데이터 스트림과 동일한 데이터 스트림인, OFDMA 시스템에서의 하향링크 송신장치.
  7. 제1 안테나와 제2 안테나를 포함하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 하향링크 시스템에서의 위상 회전 방법으로서,
    이전 타임슬롯에 관한 스케쥴링 정보에 근거하여, 이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 목적지가 금번 타임슬롯에도 존재하는 경우, 해당 전송 목적지에 대해 이전 타임슬롯에 할당된 리소스 블록(Resource Block)이 금번 타임슬롯에도 동일하게 할당되도록 제어하는 단계;
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 전송된 이전 타임슬롯의 데이터 스트림 및 금번 타임슬롯의 데이터 스트림에 관한 전송 성능에 관한 정보를 획득하는 단계;
    이전 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 성능과 금번 타임슬롯에 전송된 데이터 스트림의 전송 성능의 비교를 통해, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 제2 안테나를 통해 전송될 다음 타임슬롯의 데이터 스트림에 관한 각각의 리소스 블록에 대하여 상기 결정된 위상 회전 방향에 따라 위상 회전을 적용하는 단계
    를 포함하는 OFDMA 하향링크 시스템에서의 위상 회전 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전송 성능에 관한 정보를 획득하는 단계는,
    상기 이전 타임슬롯의 데이터 스트림 및 금번 타임슬롯의 데이터 스트림의 수신단으로부터 보고된 CQI(Channel Quality Indication) 정보를 통해서 전송률 또는 채널 에너지를 획득하는, OFDMA 하향링크 시스템에서의 위상 회전 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 결정하는 단계는, 각 리소스 블록에 대해,
    금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 미만인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 반대되는 방향으로 결정하고,
    금번 타임슬롯에서의 전송 성능이 이전 타임슬롯에서의 전송 성능 이상인 경우, 다음 타임슬롯의 리소스 블록에 적용될 위상 회전 방향을 현재의 위상 회전 방향과 동일하게 유지하는, OFDMA 하향링크 시스템에서의 위상 회전 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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