KR20050071488A

KR20050071488A - Ｏｆｍｄ 무선 통신 시스템 관리 방법, ｏｆｍｄ 무선 통신시스템, 슈퍼바이저 장치, 인터페이스 장치 및 컴퓨터 판독 가능 매체

Info

Publication number: KR20050071488A
Application number: KR1020057004047A
Authority: KR
Inventors: 루이기 아가로시; 루카 지안가스페로; 모레나 민토; 디에고 라가지
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-07-07
Also published as: US7561558B2; JP2005538642A; US20060128318A1; AU2003260837A1; WO2004025870A1; EP1540846A1

Abstract

MAC 층 및 슈퍼바이저 장치를 포함하는 PHY 층을 포함하는, 융통성있고 양방향인 OFDM 무선 통신 시스템에서 처리 및 전송 전력을 최소화하는 방법이 개시되며, 이 PHY층은 자신의 성능을 실시간으로 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함한다. 이 방법은 MAC 층으로부터 슈퍼바이저 장치로 타겟 레이트(필요한 정보 레이트), 타겟 BER(필요한 비트 에러 레이트) 및 최대 허용 지연(최대 허용 지연)을 포함하는 PHY 층의 QoS 요구 조건에 관한 제 1 입력 데이터의 세트를 공급하는 단계와, PHY층으로부터 슈퍼바이저 장치로 채널 전력 전송 함수 H={|Hi|²}(i는 i번째 서브 캐리어를 나타냄)를 포함하는 제 2 입력 데이터의 세트를 제공하는 단계와, 무선 통신 네트워크 시스템에서 처리 및 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계와, N, 변조, 코딩 파라미터 및 전송 전력 파라미터를 PHY층에 출력하는 단계를 포함한다. PHY 층으로의 코딩 파라미터 및 전송 전력 파라미터는 C: 코드 레이트 데이터, B: 블록 길이 데이터, n: 디코딩 반복 횟수에 관한 데이터, M={M_i}:서로 다른 서브 채널마다 채택된 전체적으로 서로 다른 성상도를 나타내는 코드의 세트에 관한 데이터(예컨대, M_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미하고, 서로 다른 값은 미리 정의된 사용가능한 세트에서 성상도의 타입을 나타낸다) 및 P={P_i}:서로 다른 서브 채널에 대해 채택된 전체적으로 서로 다른 전송 전력의 세트에 관한 데이터(예컨대, P_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미한다)를 포함한다. 이 방법은 무선 통신 시스템, 특히 슈퍼바이저 장치에서 수행된다.

Description

ＯＦＭＤ 무선 통신 시스템 관리 방법, ＯＦＭＤ 무선 통신 시스템, 슈퍼바이저 장치, 인터페이스 장치 및 컴퓨터 판독 가능 매체{TRANSMISSION POWER OPTIMIZATION IN OFDM WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 OFDM 무선 통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.

모든 최근 무선 기술의 발달은, 이들이 비록 서로 다른 시장의 요구 사항 및 애플리케이션에 의해 야기된 것이기는 하지만(예컨대 오피스 IP 기업에서의 휴대 접속용 WLAN, 케이블 대치용 WPAN 및 개인 구형 상호 접속(personal sphere interconnectivity) 등), 한편으로는 공통된 더 높은 성능의 밀도 및 링크 속도에 대한 요청을 특징으로 하며, 반면에 다양한 채널 상태 및/또는 트래픽 부하와 QoS 시스템 요구가 존재하는 중에서의 더 큰 신뢰도 및 융통성을 특징으로 한다.

이를 위해서, 시시 각각 변하는 서비스 요구 조건 및 채널 상태를 요구하는 시나리오에서 시스템 성능의 유동적인 최적화를 위해서, 하위 계층 간의 연결 적용 전략을 구현하는 아키텍처가 필요하다. 이러한 특성을 지원하기 위해서, 모든 기본적인 무선 인터페이스 방안(예컨대, 변조, 코딩, 액세스 방안 등)은 적절한 알고리즘 및 재구성 가능 서브 시스템에 의해 초기화된 그들의 파라미터의 매우 높은 입상(granular) 융통성 변화를 가능하게 하도록 설계되어야 한다. 또한, 물리층에서의 적응성을 효율적으로 하기 위해서, 가능한 솔루션은 슬롯(심볼) 및 프레임 길이를 구정된 상태로 유지하고, 변조 크기, 코드 레이트 및 전송 전력 3가지를 변화시키는 것이다.

이러한 종류의 송수신기 아키텍처가 도 1에 도시되어 있다. 송수신기는 송신기 측에 슈퍼바이저(4) 및 터보 인코더(6)에 접속된 MAC 층(2)을 포함한다. 슈퍼바이저는 터보 인코더(6) 및 이 터보 인코더(6)로부터의 출력을 수신하는 OFDM 변조기(8)에 접속된다. OFDM 변조기(8)의 출력은 고 전력 증폭기(10)에 의해서 안테나(12)로 공급된다.

수신기 측에서, 안테나(14)는 신호를 수신해서 이를 저잡음 증폭기(16)로 공급한다. 저잡음 증폭기(16)의 출력은 채널 평가부(18), OFDM 복조기(20) 및 터보 디코더(22)를 통해서 수신기 측의 MAC 층(24)으로 공급된다.

이러한 장치에서, 슈퍼바이저(4)가 요구된다. 슈퍼바이저는 실시간으로 미리 정한 시스템 최적화를 수행하도록 되어 있는 임의의 적절하고 재구성가능한 시스템의 기본적인 처리 및 제어 장치이다. 슈퍼바이저의 입력 및 출력은 파라미터 및 지시어 모두이다. 슈퍼바이저의 역할은, 최소 전송 전력을 사용하는 주어진 현재의 채널 상태(입력 파라미터)에서 MAC(매체 액세스 제어) 층으로부터의 QoS(서비스 품질) 요구 조건 문제를 해결하는 것이다. 출력 파라미터는 다른 코딩 및 변조 방안, 조정된 전송 전력 및 수행된 서브 캐리어의 서브셋이 될 수 있다. 채널(잡음을 제외한)은 양방향인 것으로 한다. 따라서, TX(송신기)는 RX(수신기)에서 행해지는 측정에 따라서 송신기 파라미터를 조정할 수 있다. 현재 사용 중인 송신기 파라미터의 값은 링크의 다른 측의 RX로 전송되고, 복조되어서 실제 데이터 복조를 가능하게 한다.

MAC 층에서, 비트 전송은 시분할 다중 액세스(TDMA) 방식으로 생성된다. 시간축은 프레임으로 분할되고, 이는 다시 시간 슬롯으로 분할되며, 고정된 프레임 시간을 나타내는 고정된 시간 및 수행되는 가변적인 비트 수를 특징으로 하되, 그 수는 채택된 코딩/변조 방식에 따라 달라진다.

도 1은 무선 통신 시스템 네트워크의 블록도,

도 2는 도 1의 시스템에 사용되는 슈퍼바이저 장치의 실시예의 개략도,

도 3은 도 2의 슈퍼바이저 장치의 세부도,

도 4a, 4b, 4c는 전체 레이트의 OFDM 시스템 및 감소된 레이트의 OFDM 시스템 및 크기 감소된 (I)FFT 처리 각각을 나타내는 그래프,

도 5a, 5b는 전송 전력 파라미터를 감소시키는 방법의 실시예의 알고리즘의 흐름도,

도 6은 전송 전력 최소화 처리를 위해서 처리 전력을 최소화시키는 도 5a, 5b의 알고리즘을 참조하는 방법의 실시예의 알고리즘의 흐름도,

도 7은 최소 사용가능 BER을 획득하기 위해서 전송 전력 파라미터(도 5a, 5b 참조)를 최소화시키는 방법의 실시예에 의해 요구되는 절차의 흐름도,

도 8은 전송 전력 파라미터를 최소화해서 최대 사용 가능 레이트를 획득하는 방법의 실시예가 요구하는 절차의 흐름도,

도 9는 채널 이득을 순차적으로 하기 위해서 전력 전송 파라미터를 최소화시키는 방법의 실시예가 요구하는 절차의 흐름도,

도 10a, 10b, 10c는 이 알고리즘을 사용해서 방법에 적용함으로써 획득되는 성능 결과를 도시하는 도면.

본 발명의 목적은, 융통성있고, 양방향인 예컨대 처리 및/또는 전송 전력을 최소화하면서 시스템 융통성을 관리하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

이를 달성하기 위해서, MAC 층 및 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템을 감시하는 방법이 제공되되, 이 PHY층은 슈퍼바이저 장치를 포함하며, 여기서

a) 타겟_레이트 및 타겟_BER을 포함하는 제 1 입력 데이터 세트가 슈퍼바이저 장치로 입력되고,

b) 제 1 입력 데이터 세트가 슈퍼바이저 장치에 의해 처리되며,

c) 코드 레이트 C 및 서브 채널의 성상도를 나타내는 코드의 세트 M={M_i}가 슈퍼바이저 장치로부터 출력된다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, MAC 층 및 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템에서 전송 전력을 최소화하기 위해서, PHY층은 자신의 성능을 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함하고, 이 방법은

a) 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계를 포함하고, 이 처리 단계는

b) 모든 서브 채널이 턴온되었을 때, 변조 k 및 코드 레이트 i로 표시되는 모든 커플 M/C에 의해 달성가능한 최대 비트 레이트를 계산하는 단계와,

c) 최대 달성 가능 비트 레이트가 필요한 비트 레이트 이하인 커플 M/C를 제거하는 단계와,

d) 유용한 모든 커플 M/C에 대해서,

d1) 비트 레이트 B를 달성하는 데 필요한 최소 서브 채널의 수를 계산하는 단계와,

d2) 시뮬레이션 기반 곡선으로부터 AWGN의 경우에 필요한 BER을 획득하는 데 필요한 SNR을 유도하고, 이를 사용해서 최악의 서브 채널이 요구하는 SNR을 유도하는 단계와,

e) 모두 N^(k,i)개의 서브 채널에 대해 전체 수신 전력을 계산하는 단계와,

f) P_r ^(k,i) 를 최소화시키는 "최적" 커플 M/C((M,C)_{min_pow})를 선택해서 출력하는 단계

를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 초기 정보가 최대 전송 전력 및 타겟_BER인 경우에, 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계는

a) 최대 수신 전력을 계산하는 단계와,

b) 고려되는 서브 채널의 전체 수 j에 대해서, 가장 약한 서브 채널에 대한 최소 SNR을 계산해서, 그 결과를 저장하는 단계와,

c) 모든 커플 M/C에 대해서, MAC 서브 층이 요구하는 BER을 내는 임계값 이상의 SNR을 가진 서브 채널의 수를 계산하는 단계와,

d) N^(k,i)개의 서브 채널을 사용해서 달성가능한 비트 레이트를 계산하는 단계와,

e) 최대 비트 레이트를 내는 M/C(소위 (M,C)_max)를 구하는 단계와,

f) "최적"의 커플 M/C(소위 (M,C)_max)를 선택해서 출력하는 단계

를 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, 초기 정보가 최대 전송 전력 및 타겟_레이트인 경우에, 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계는

a) 최대 수신 전력을 계산하는 단계와,

b) 모든 M/C에 대해서, 비트 레이트 타겟_레이트를 달성하는데 사용되는 서브 채널의 수를 계산하는 단계와,

c) 최악의 서브 채널에 대해서 SNR을 선택하는 단계와,

d) BER-SNR 곡선으로부터 변조 k 및 코드 레이트 i에서 최악인 서브 채널에 대응하는 BER을 계산하는 단계와,

e) 최소값을 내는 M/C(소위 (M,C)_min)를 구하는 단계와,

f) "최적" 커플 M/C(소위 (M,C)_min)를 선택해서 출력하는 단계

를 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, MAC 층 및 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신에서 처리 전력을 최소화하기 위해서 PHY 층은 PHY 층의 성능을 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함하고, 이 방법은

a) 제 1 및 제 2 입력 데이터의 세트를 처리하는 단계를 포함하고,

이 처리 단계는

b) 각각의 사용가능한 N(1부터 최대_사용가능_N까지)에 대해서 타겟_레이트와 레이트_(N)=C_*log(M_)*N를 비교하는 단계와,

c) 타겟_레이트≤레이트_(N)을 만족하는 N의 값을 선택해서 수용하는 단계와,

d) 이 값들을 오름차순으로 정리해서 [N_min, N_max]를 획득하는 단계와,

e) N_opt=N_min이라고 가정하는 단계와,

f) N_opt 및 최소 전송 전력 파라미터를 출력으로서 제공하는 단계

를 포함한다.

바람직한 실시예에 따라서, 본 발명의 방법은 N_opt=N_min이라고 가정한 이후에

전송 전력 제한이 만족되는지 체크하는 단계와,

만족되었다면, N_opt 및 최소 전송 전력 파라미터를 출력으로서 제공하는 단계를 포함하고,

만족되지 않았다면, 다른 값을 세트[N_min, N_max]에서 사용할 수 있는지 체크해서,

사용할 수 있다면 다음 N을 선택하고, N을 다음_N으로 설정하며, 타겟_레이트≤레이트_(N)를 만족하는 N의 값을 선택해서 수용하는 단계로 넘어가고,

사용할 수 없다면, N_opt=0으로 설정하고, N_opt 및 최소 전송 전력 파라미터를 출력으로 설정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터를 처리하는 단계는

가능한 윈도우 위치 중 최상의 위치

(최대_사용가능 N-(N_opt-1))

를 선택하는 단계와,

선택된 윈도우에서 채택된 전송 전력 최소화 알고리즘을 수행하는 단계

를 포함한다.

바람직한 실시예에 따라서, 본 발명의 방법은 MAC 층으로부터 슈퍼바이저 장치로 PHY 층의 QoS 요구 조건에 관한 제 1 입력 데이터의 세트를 공급하는 단계와, PHY층으로부터 슈퍼바이저 장치로 채널 전력 전송 함수 H={|Hi|²}(i는 i번째 서브 캐리어를 나타냄)를 포함하는 제 2 입력 데이터의 세트를 제공하는 단계와, 무선 통신 시스템에서 처리 및 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계와, N, 변조, 코딩 파라미터 및 전송 전력 파라미터를 PHY층에 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, MAC 층으로부터 슈퍼바이저 장치로 PHY 층의 QoS 요구 조건에 관한 제 1 입력 데이터 세트를 공급하는 단계는 최대_지연(최대 허용 지연)을 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 코딩 파라미터 및 전송 전력 파라미터를 PHY 층에 출력하는 단계는

N : IFFT/FFT 길이,

C : 코드 레이트 데이터,

B : 블록 길이 데이터,

n : 디코딩 반복 횟수에 관한 데이터,

M={M_i} : 서로 다른 서브 채널용으로 채택된 전체적으로 서로 다른 성상도를 나타내는 코드의 세트에 관한 데이터(예컨대 M_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미하고, 다른 값은 미리 정해진 사용가능한 세트의 성상도 타입을 나타낸다),

P={P_i} : 서로 다른 서브 채널용으로 채택된 전체적으로 서로 다른 전송 전력의 세트에 관한 데이터(예컨대, P_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미한다)

를 출력한다.

바람직한 실시예에 따라서, 본 발명의 방법은 실제 QoS 데이터를 MAC 층으로 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, 실제 QoS 데이터를 MAC 층으로 출력하는 단계는 실제_레이트(현재의 전송에 대해서 측정된 실제 레이트) 및 실제_BER(현재 전송에 대해서 측정된 실제 BER)을 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, MAC 층은 피드백_모드[0/1]를 나타내는 피드백을 요구하고(1 비트 정보는 MAC이 "현재" 최대 사용가능 레이트 또는 최소 사용가능 BER에 대한 피드백 정보를 가지려 하는 지를 나타낸다), 또한 서비스 모드[0/1]를 나타낸다(1 비트 정보는 MAC QoS 요구 조건이 레이트 보장된 서비스 또는 BER 보장된 서비스에 관한 것인지를 나타낸다).

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, 실제 QoS 데이터를 MAC 층에 출력하는 단계는 MAC 층으로부터의 피드백_모드 요구에 따라서, 최대 사용가능 레이트(BER 및 허용 가능 지연 요구 조건에 관한 현재 채널 상태에 대해서 최대 사용가능 레이트) 또는 최소 사용가능 BER(레이트 및 허용 가능 지연 요구 조건에 관한 현재 채널 상태에 대해서 최소 사용가능 BER)를 포함하는 MAC_리턴을 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, 무선 통신 네트워크 시스템에서 처리 및 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계는 주어진 현재의 채널 상태에서 최소 전력을 가지고, 타겟_레이트 및 타겟_BER 요구 조건을 만족시키는 데 필요한 N, M/C 커플 및 ON 서브 채널을 구하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, 최대 사용가능 전송 전력을 사용하는 데도 채널 상태가 필요한 QoS를 달성하는 것을 방해하는 경우에, 슈퍼바이저 알고리즘은 (서비스_모드에 따라서) 시스템 사양이 허용하는 주어진 현재 채널 상태 및 최대 전력에서 타겟_BER 요구 조건과 양립가능한 최대 레이트 또는 시스템 사양이 허용하는 주어진 현재 채널 상태 및 최대 전력에서 타겟_레이트 요구 조건과 양립가능한 최소 BER를 획득하는 데 요구되는 M/C 커플, ON 서브 채널의 수 및 위치를 구한다.

이 목적을 달성하기 위해서, MAC 층과 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템이 제공되며, 이 PHY 층은 무선 통신 시스템의 처리 및 전송 전력을 최소화하는 PHY 층의 성능을 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함하며, 이 슈퍼바이저 장치는 위의 방법들 중 어느 하나를 수행하도록 구성된다.

위의 목적을 달성하기 위해서, MAC 층과 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 네트워크 시스템 내의 슈퍼바이저 장치가 제공되며, 이 슈퍼바이저 장치는 PHY 층에 포함되어서 무선 통신 시스템의 전송 전력을 최소화하는 PHY층의 성능을 제어하고, 슈퍼바이저 장치는 위의 방법들 중 어느 하나를 수행하도록 구성된다.

위의 목적을 달성하기 위해서, MAC 층과 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 내의 인터페이스 장치가 제공되며, PHY 층은 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화시키는 PHY 층의 성능을 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함하고, 이 인터페이스 장치는 슈퍼바이저 장치와 MAC 층 사이에 위치되며, 여기서 인터페이스 장치는 위의 방법들 중 어느 하나를 수행하도록 구성된다.

위의 목적을 달성하기 위해서, MAC 층 및 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템의 처리 전력을 최소화하는 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공되며, PHY 층은 무선 통신 시스템의 처리 및 전송 전력을 최소화하도록 층의 성능을 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함하고, 여기서 이 프로그램은 슈퍼바이저에서 구현되고, 슈퍼바이저 장치에서 수행될 때 슈퍼바이저로 하여금 위의 방법들 중 임의의 하나를 수행하게 한다.

본 발명은 QoS를 달성하는 데 필요한 처리 및 전송 전력을 최소화하는 목적에 맞게 시스템을 맞출 수 있도록 실시간으로 재구성할 수 있도록하기 위해서, 시스템 구현에 도입되는 융통성을 설명한다.

본 발명은, 융통성있고, 양방향인 OFDM 무선 통신 네트워크 시스템에서 전송 전력을 최소화하는, 고성능의 융통성있는 QoS 인식 방법을 유익하게 제공하며, 여기서 전송 파라미터는 주어진 현재의 채널 상태에서, QoS를 달성하는 데 필요한 처리 및/또는 전송 전력을 최소화하는 목적에 맞게 시스템을 실시간으로 재구성하도록 하기 위해서, 처리의 복잡성이 감소되어 최적화된다. 특히, 이러한 시스템의 모바일 단말에서의 고유한 전력 소비를 감소시키는 것은 바람직하다.

이러한 본 발명을 특징짓는 신규성의 장점 및 특성은 본 발명의 일부를 이루는 첨부된 청구항과 함께 이해될 것이다. 그러나, 본 발명, 그 장점 및 사용을 통해서 획득되는 목적을 더 잘 이해하기 위해서, 본 발명을 이루는 도면도 참조해야 하며, 본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되는 상세한 설명을 참조해야 한다.

도 2는 도 1의 시스템에 사용되는 슈퍼바이저 장치의 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 도 2의 슈퍼바이저 장치를 더 상세하게 도시한 도 3에 도시된 바와 같이, 슈퍼바이저는 실시간 시스템 최적화를 수행하는 데 필요한 물리층의 빌딩 블록이다. 시스템 최적화는 실시간으로 주어진 비용 함수를 최소화하기 위한 융통성에 기초한 상황 인식(context-aware) 처리이다. 시스템이 적어도 적응 및/또는 재구성 가능한 경우에 이를 융통성이 있는 것으로 정의한다. 상황이란 변화하는 QoS 요구 및 채널 조건을 나타내고, 비용 함수는 예컨대 전력(전송 및/또는 처리 전력)이 될 수 있다. 슈퍼바이저 입력은 물리 및 MAC 층으로부터의 파라미터의 세트이다. 슈퍼바이저 출력은 물리 및 MAC 층에 대한 파라미터 및 지시어(directive) 모두의 세트이다. 슈퍼바이저의 목표는 주어진 현재의 입력에서 비용 함수를 최소화시키는 최상의 출력 지시어 및 파라미터를 찾는 것이다.

슈퍼바이저 입력은 단순한 파라미터이지만, 그 출력은 파라미터 및 지시어 모두가 될 수 있다. 용어 지시어는 수행될 액션의 표시(예컨대, 선택된 알고리즘의 요구를 만족시키는 몇 가지 서브 블록의 재구성)를 나타낸다.

슈퍼바이저는 PHY 레벨에서 그 최적화를 이루고, 이는 진정한 실시간 최적화를 가능하게 한다. 슈퍼바이저는 상위 레벨에 MAC_out 정보를 제공함으로써 MAC이 자신의 최적화 처리를 수행할 수 있게 한다.

슈퍼바이저 알고리즘 : 처리 전력의 최소화

저전력 애플리케이션을 위한 VLSI 및 ASIC 기술이 지속적으로 발달함으로써 배터리 수명에 대한 전력 소비의 영향을 감소시킬 수 있고, 따라서 이는 부분적인 솔루션만을 제공할 수 있다. 효율적인 결과를 획득하기 위해서는 이를 보완하는 몇 가지 대응책이 필요하다. 따라서 우리는 시스템 레벨의 관점에서 같은 문제를 접근했다.

더 상세하게, OFDM 기반 시스템을 상정하면, 레이트가 주 QoS 요구 사항이고, 송신기가 현재의 채널 상태를 알고 있다고 가정한다. 일반적인 OFDM 시스템에서, 이러한 정보는 예컨대 전송 전력 최소화를 위해서 비트 및 전력을 분배하는 최상의 방법을 찾는데 사용되었다. 필요한 레이트가 사양 또는 다른 것에 의해 허용되는 최대값이거나, 심지어 훨씬 적도라도, 처리 전력의 관점에서는 아무것도 변하지 않을 것이다. 낮은 레이트(예컨대 full_rate/4)는 덜 "액티브"한 서브 캐리어(예컨대 N_on/4)을 사용해서 수용될 것이며, 이는 일정 수의 0들을 OFDM 변조기(IFFT)에 공급한다(도 4B 참조). 이것이 전력 소비를 줄이는 데는 유용할지라도, 처리 전력에는 영향을 미치지 않으며, 처리 블록 FFT는 최고 속도로 계속해서 작업할 것이며, 이는 잠재적으로 같은 전체 대역폭이다.

크기 조정 가능 OFDM 변조기/복조기를 구비하는 것을 가정하면, 이것이 다른 속도로 다른 길이의 FFT를 수행할 수 있는 방식으로 (I)FFT 처리 블록이 구현된다는 것을 의미한다(FFT=고속 푸리에 변환, IFFT=반전 고속 푸리에 변환). 즉, 클록 주파수 f_CLK를 사용해서 N 포인트 FFT를 계산할 수 있다면, f_CLK/2ⁿ(n=1, 2,..)에서 N/2ⁿ 포인트 FFT를 수행할 수도 있다. 시스템의 관점에서, 이는 레이트 제한에 의한 요구 조건이 없다면, 시스템은 현재의 전송에 대해 더 작은 잠재적인 대역폭(예컨대, B/4)을 할당할 수 있어서, 더 저속(예컨대 f_CLK/4)(도 4A 참조)으로 동작할 수 있다는 것을 의미한다. 이는 처리 전력 요구량의 큰 감소를 의미하며, 그 이유는 이러한 처리 전력이 주로 클록 주파수에 기인한 것이기 때문이다. 일반적으로, 장치가 제공해야 하는 전체 비트 레이트가 최대값에 대해서 1/K라면, 클록 주파수 및 FFT/IFFT 포인트의 수는 이 값만큼 감소될 것이다. 이런식으로 전력 소비는 K²*log₂N/log₂(N/K)만큼 감소된다.

이러한 크기 조정 가능 FFT가 주어지면, 전송을 최적화시켜서 현재의 채널 상태 및 QoS 제한(타겟_레이트 및 타겟_BER)에 의해 요구되는 처리 전력을 하도록 이 시스템의 융통성을 관리하는데 문제가 있다.

이 알고리즘은 다음과 같다.

1. 입력 수용

a. 타겟_레이트: 필요한 정보 레이트

b. 타겟_BER : 필요한 비트 에러 레이트

c. 채널 상태 H={|H_i|²} : 채널 전력 전송 함수의 세트(i는 i번째 서브 캐리어(서브 채널)을 나타낸다.)

2. 각각의 사용가능한 N(1부터 사용가능 최대값_N까지)에 대해서 타겟_레이트와 레이트_(N)을 비교. 레이트_(N)=C_*log(M_)*N. 여기서 전체 서브 채널을 사용해서 획득할 수 있는 최대값을 N이라고 정의한다. 물론 이는 고려되는 시스템에서 사용할 수 있는 가장 높은 코드 레이트이며, 성상도(constellation)의 크기를 나타낸다.

3. 타겟_레이트≤레이트_(N)을 만족하는 N의 값을 선택해서 수용한다. 이로써 레이트 제한을 반영하지 않는 N의 값을 버릴 수 있게 된다.

4. 이 값들을 오름차순으로 정리해서 [Nmin, Nmax]를 구한다.

처리의 관점에서, Nmin이 언제나 최적의 값이겠지만, 처리 전력과 함께 전송 전력이 고려되어야 한다. Nmin의 전체 서브 채널의 경우에, 타겟_레이트를 획득하는 데는 높은 값 C 및 M이 요구되고, 타겟_BER을 획득하는 데 필요한 대응하는 전송 전력은 사용가능한 최대값을 초과할지도 모른다. 물론, 이는 Nmin 서브 채널이 경험하는 현재의 채널 상태에 따라 달라진다. (M, C) 커플이 현재의 채널 상태에 대한 전송 전력 제한을 만족시키지 못한다고 가정해 본다. 이는 전력 전송에 대한 새로운 체크 처리에 더 많은 수의 서브 채널이 필요하다는 것을 의미한다. 첫번째 솔루션을 찾을 때까지 "시험 및 체크" 처리가 반복되어야 한다. "체크"처리 시에, 시스템에 할당된 전체 대역폭에 대한 Nmin 서브 채널의 위치는 서로 다른 위치가 서로 다른 채널 계수의 세트에 대응하기 때문에 매우 중요하다. IF 이후에, 전송될 신호의 스펙트럼을 이동시킬 수 있는 성능이 있다고 가정하면(사용 가능한 N-(N_opt-1)의 최대값이 가능한 위치가 있다), 전력 최소 처리를 개선하기 위해서, 그 자유도가 고려되어야 한다.

5. N_opt=Nmin라고 가정한다.

(a) 가능한 윈도우 위치 중에서 최상의 것(사용 가능한 N-(N_opt-1)의 최대값)을 선택한다.

이는, 기존의 최소화 기준(minimization criterion)(예컨대 최소화가 최악의 서브 채널이 기초한다고 가정한다)인 전송 전력 최소화 처리 이전에 효율적으로 행해질 수 있다면, 최상의 윈도우는 최악의 서브 채널 중 가장 높은 값을 갖는 윈도우이다.

(b) 이 선택된 윈도우에서 조정된 전송 전력 최소화 알고리즘을 실행한다.

더 분명하게 하기 위해서, 전송 전력 최소화 알고리즘은 요구되는 최소 전송 전력을 가진 QoS(비트 레이트 및 BER)를 보장하는 전송 파라미터의 선택을 위한, 채널 상태 정보에 기초한 가능한 알고리즘 중 하나라고 간주한다(슈퍼바이저 알고리즘 : 전송 전력 최소화 참조).

(c) 전송 전력 제한이 만족되는지 체크한다. 만족되면, 단계 6으로 넘어가고, 만족되지 못하면 5(d)로 넘어간다.

(d) 세트[Nmin, Nmax]에서 다른 값을 사용할 수 있는 지 체크한다. 사용할 수 있다면, 다음(next_N) 을 선택해서 N을 next_N로 설정하고, 5a로 넘어간다. 사용할 수 없다면, N_opt=0으로 설정한다. 이는 N의 "최적" 솔루션이 존재하지 않는다는 것을 의미하는 기호로서 해석될 것이다.

6. 출력을 제공한다.

a. N_opt

b. 최소 전송 전력 파라미터

이 알고리즘은 크기 조정 가능 IFFT/FFT이 채택된 모든 OFDM 기반 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 전력 절감 특성으로부터 나오는 최대의 이익은 배터리 수명이 언제나 중요한 모바일/휴대형 무선 시스템에서 중요하다.

슈퍼바이저 알고리즘 : 전송 전력 최소화

최소 전송 전력 슈퍼바이저 알고리즘은 슈퍼바이저 장치에서의 실시간 적용 시스템의 최적화를 구현한다. 이는 코딩된 OFDM(직교 주파수 분할 멀티플렉스) 기반 시스템에서 주파수 선택 채널을 통한 전송을 최적화시킨다는 것을 의미한다. 주어진 현재의 채널 상태에서, 이 알고리즘은 최소 전송 전력을 사용해서 MAC 층으로부터 들어오는 QoS 요구 조건을 만족시키는 전송 파라미터의 최적의 조합을 결정한다. 이 조합은 종래의 솔루션에 비해서 알고리즘이 요구하는 낮은 계산 복잡성 면에서 "최적"이라고 생각되어야 한다.

슈퍼바이저는 PHY 레벨의 최적화를 수행하고, 이는 진정한 실시간 최적화를 가능하게 한다. 슈퍼바이저는 상위 계층에 MAC_out 정보를 제공함으로써 MAC이 자신의 최적화 처리를 수행할 수 있게 한다.

프로세싱 장치 인터페이스는 프로세싱 장치 블록, 예컨대 슈퍼바이저와, 다른 PHY 계층 블록 및 MAC 층 사이의 인터페이스이다. 이 인터페이스는 입력 파라미터로서 주어진 현재의 채널 상태 및 MAC으로부터의 QoS에서의 전송 전력의 최소화를 의미한다. 처리 장치 인터페이스는 2개의 서로 다른 출력을 제공하는 데, 하나는 다른 PHY 블록에 대한 것이고, 다른 하나는 MAC 계층에 대한 것이다. 다른 PHY에 대한 출력 인터페이스는 어떤 융통성있는 전송 시스템(즉, 비트 및/또는 전력 부하를 가지거나/가지지 않은 블록/컨볼루션/터보 코딩된 하나의/다수의 캐리어 변조 시스템)을 나타내기에 충분한 적절한 전송 파라미터의 세트이다. MAC 계층에 대한 출력 인터페이스는 수행되는 실제 성능을 나타내며, 현재의 채널 상태에서 PHY 계층의 최대 사용가능 성능에 관한 피드백 정보를 제공한다. 이러한 입력 및 출력은 도 2에 도시되어 있으며, 더 상세하게는 도 3에 도시되어 있다.

MAC으로부터:

PHY 층에서의 QoS 조건

타겟_레이트 : 필요한 정보 레이트

타겟_BER : 필요한 비트 에러 레이트

Max_지연 : 최대 허용 지연

MAC 피드백 요청 타입

서비스_모드[0/1] : MAC QoS 요구 조건이 레이트 보장된 서비스인지 혹은 BER 보장된 서비스인지를 나타내는 1비트 정보. 현재 채널 상태가 최대 사용가능 전력을 사용하는 경우에도 요구 조건을 만족시키는 경우에, 이 전력을 가지고, 타겟_레이트가 최소 사용가능 BER을 사용해서 보장될 것인지 또는 타겟 BER이 최대 사용가능 레이트를 사용해서 보장될 것인지를 결정한다.

피드백_모드[0/1] : 다음 QoS 요청을 정의하기 위해서, MAC이 "현재" 최대 사용가능 레이트 또는 최소 사용가능 BER(OUTPUT 참조)에 관한 피드백 정보를 갖고 있는지 나타낸다.

PHY로부터:

H={|Hi|²} : 채널 전력 전송 함수(i는 i는 i번째 서브 캐리어(서브 채널)를 나타내며, 단일 캐리어 시스템의 경우에 이 인덱스는 필요없다.)

PHY로의 출력

C : 코드 레이트

B : 블록 길이

N : 디코딩 반복 횟수(예컨대 N=0은, 채널 디코딩이 터보 디코딩 방안이 아니며, 미리 정해진 사용가능한 세트 내의 서로 다른 값이 필요한 디코딩 반복 횟수를 나타내는 것을 의미한다)

M={M_i}: 서로 다른 서브 채널용으로 채택된 전체적으로 서로 다른 성상도를 나타내는 코드의 세트(예컨대 M_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미하고, 다른 값은 미리 정해진 사용가능한 세트의 성상도 타입을 나타낸다),

P={P_i}: 서로 다른 서브 채널용으로 채택된 전체적으로 서로 다른 전송 전력의 세트(예컨대, P_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미한다).

MAC으로의 출력

실제_레이트 : 현재 전송에 대해서 실제로 측정되는 레이트. 타겟_레이트이상일 것으로 예상되지만, 현재의 채널 상태가 최대 사용가능 전력을 사용해도 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 더 작을 수도 있다. 이 경우, 서비스가 BER 보장된 것이면, 이 값은 최대 사용가능 레이트와 같다.

실제_BER : 현재 전송에 대해 실제 측정된 BER. 타겟_BER 이하일 것으로 예상되지만, 최대 사용가능 전력을 사용하는 경우에도 현재의 채널 상태가 요구 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 더 작을 수도 있다. 이 경우 서비스는 레이트 보장된 것으로 이 값은 최대 사용가능 BER과 같다.

MAC_리턴 : MAC으로부터의 피드백_모드 요청에 따라서, 최적화 처리 이후에 최대_사용가능_레이트 또는 최소_사용가능_BER이 제공된다.

최대_사용가능_레이트 : BER 및 허용 지연 조건이 고려되는 경우에, 현재의 채널 상태에 대한 최대 사용가능 레이트. 이 레이트는 시스템 사양이 정의하는 최대값과 전체 전력이 같을 때 얻어진다.

최소_사용가능_BER : 레이트 및 허용 지연 조건이 고려되는 경우에, 현재의 채널 상태에 대한 최소 사용가능 BER. 이 BER은 시스템 사양이 정의하는 최대값과 전체 전력이 같을 때 얻어진다.

고성능, 융통성 QoS 인식, 저전력 디지털 송수신기의 관점에서, OFDM 내부 무선 시스템의 빠른 전송 파라미터의 결합 최적화를 위한 복잡성이 감소된 알고리즘은 임의의 적절한 및 재구성 가능한 시스템의 기본 처리 및 제어 유닛인 슈퍼바이저 장치에 의해 조정되는 것으로, 이는 미리 정해진 시스템 최적화를 실시간으로 구현한다는 것을 의미한다. 제안된 알고리즘은 주파수 선택 환경에서 동작하는 OFDM 기반 시스템의 변조 및 채널 코딩 파라미터를 유동적으로 결정한다. 채널 상태 정보에 기초해서, 이 알고리즘은 최소 전송 전력을 사용해서 필요한 QoS(비트 레이트 및 BER)를 보장하는 전송 파라미터를 선택한다.

슈퍼바이저 알고리즘의 핵심은 주파수 선택 채널을 통한 OFDM 기반 전송의 최적의 성상도 크기, 채널 코드 레이트, 활성 서브 캐리어의 수 및 위치(서브 채널) 및 전송 전력을 계산하는 것이다. 여기서 최적이란 "최소" 전송 전력을 사용할 때 MAC 서브 층이 요구하는, 슈퍼바이저 알고리즘에 의해 선택된 현재의 채널 조건, 비트 레이트 및 BER에 대한 파라미터를 의미한다.

전력은 낮은 알고리즘 복잡도에 대해서 획득가능한 "최소값"으로 고려되어야 한다. 이 슈퍼바이저 알고리즘은 서브 채널 스위칭을 사용하며(즉 필요한 레이트를 획득하는 데 엄격하게 필요하지 않다면, 크게 감소된 서브 채널을 사용하지 않는다), 그 이유는 현재의 ON 서브 채널의 수 및 위치가 출력 정보의 일부이기도 하기 때문이다.

계산된 "최소" 전력이 최대 사용가능 시스템 전력보다 더 큰 경우에, 최대값은 현재의 "최소" 전력이라고 가정되며, 서비스의 타입에 따라서 이 알고리즘은 2개의 가능한 서브 최적 솔루션 외의 것을 제공할 수 있다. 슈퍼바이저 알고리즘은 대응하는 파라미터의 세트 및 필요한 BER의 최대 사용가능 비트 레이트 또는 대응하는 파라미터 및 필요한 비트 레이트의 최소 BER의 값을 제공한다. 제 1 솔루션은 BER 반응 서비스(파일 전송)에 적합하고, 제 2 솔루션은 레이트 반응 서비스(실시간 음성/비디오)에 적합하다.

다음과 같이 가정한다.

1. OFDM 기반 전송이 N개의 병렬인 독립 신호 캐리어 전송과 동등하게 고려될 수 있다.

2. 모든 서브 대역이 복소수 계수 H에 의해 정의된 플랫 채널 응답을 가진 AWGN 채널로서 모델링될 수 있다.

3. 수신기에서 경험하는 모든 서브 채널의 평균 경로 손실 및 채널 전력 이득 a=|H|²를 송신기에서 알고 있다.

4. 단일 캐리어 성상도 및 전력 전송은 모든 ON 서브 채널에 동일하다.

5. 코드 레이트는 코딩 방안의 유일하게 적용가능한 파라미터이다.

6. 각각의 사용가능한 성상도 및 코드 레이트에 대해서 AWGN 채널의 코딩 이득은 알려져 있다.

슈퍼바이저 알고리즘은 MAC 서브층으로부터 입력 데이터(필요한 BER 및 비트 레이트) 및 물리 층으로부터 입력 데이터(채널 상태 정보, 즉 서브 채널 당 하나인 채널 전력 이득)를 수신한다. 또한, 이는 AWGN 채널 내의 모든 결합 성상도/코드 레이트 M/C에 대한 코드 이득과 같은 내부 LUT(룩업 테이블)로부터 고정 데이터를 액세스할 수 있다. 피드백 모드 입력란 간단히 최적화 과정 이후에 MAC이 현재의 최대 사용가능 레이트 또는 최소 사용가능 BER에 관한 정보(MAC_리턴이라 함)를 재수신하려 하는 지를 나타낸다. 대신에, 서비스 모드는 서비스 타입인 SV에 대한 신호를 플래그한다. 1은 보장된 BER 서비스용이고, 0은 보장된 비트 레이트 서비스에 대한 것이다. 이 처리의 출력은 MAC 서브 층이 요구하는 BER 및 비트 레이트를 달성하는 데 요구되는 "최적"의 커플 M/C, 필요한 서브 채널의 수 및 위치 및 전송 전력이다. 전송 전력은 적은 복잡성의 최적화 알고리즘을 가지고 타겟 QoS를 획득하는 데 필요한 "최소" 전력이다. 슈퍼바이저 알고리즘은 수행된 실제 비트 레이트 및 BER을 MAC 서브 층으로 리턴하고, 이는 항상 필요한 정도 이상이여야 한다. 채널 상태가 필요한 QoS를 달성하는 것을 방해하는 경우에, 슈퍼바이저 알고리즘은 현재 전송의 모든 파라미터를 각각 보장된 BER 서비스 또는 보장된 비트 레이트 서비스를 위해서 최대 이용가능 레이트 또는 최소 이용가능 BER을 달성하도록 설정한다(서비스_모드는 서비스 타입을 나타낸다). 알고리즘은 현재의 채널 상태에서 획득할 수 있는 최대 사용가능 레이트 또는 최소 사용가능 BER과 같은 최대 성능에 관한 피드백 정보를 MAC에 제공하기도 한다. MAC은 피드백_모드 플래그를 사용해서 관심있는 값을 나타낸다. 피드백 정보는 다음 QoS 요구를 결정할 때 MAC을 지원할 수 있다.

알고리즘에 관한 상세한 설명

위에 설명된 바와 같이, 슈퍼바이저 알고리즘은 "최소" 전력 솔루션을 찾는데 있어서의 문제를 해결할 수 있다.

(I) 최소 전력을 사용해서 타겟_레이트 및 타겟_BER 요구를 맞추는 데 필요한 M/C 커플, ON 서브 채널의 수 및 위치를 찾는다.

최대 사용가능 전력을 사용해서도 채널 상태가 필요한 QoS를 달성하는 것을 방해하는 경우에, 슈퍼바이저 알고리즘은 보장된 BER 서비스 또는 보장된 비트 레이트 각각에 대해서 현재 전송의 모든 파라미터를 최대 사용가능 레이트 또는 최소 사용가능 BER을 달성하도록 설정한다(서비스_모드는 서비스 타입을 나타낸다). 따라서 다음과 같은 문제도 해결할 수 있다.

(Ia) 시스템 사양에 의해 주어진 현재의 채널 상태 및 최대 전력에서 타겟_BER 요구 조건과 양립가능한 최대 레이트를 획득하는 데 필요한 M/C 커플, ON 서브 채널의 수 및 위치를 찾는다.

(Ib) 시스템 사양에 의해 주어진 현재의 채널 상태 및 최대 전력에서 타겟_레이트 요구 조건과 양립가능한 최대 레이트를 획득하는 데 필요한 M/C 커플, ON 서브 채널의 수 및 위치를 찾는다.

타겟 레이트 및 타겟 BER의 최소 송신 전력

MAC 층으로부터의 입력 데이터는 타겟_BER 및 타겟_레이트 R이다. 미리 설정된 수의 서브 채널(약 8%)을 턴 오프시킴으로써 타겟_BER을 만족시키는데 필요한 최소 전력을 찾는데 같은 알고리즘이 적용될 수 있다는 것에 주목한다. 스텝 1의 N 대신에 (1-α)N을 고려하고(α는 OFF 서브 채널의 비율), 단계 3a는 스킵한다(N^(k,i)=(l-α)N)).

1. 모든 서브 채널이 턴 온되었을 때 변조 k 및 코드 레이트 i로 표시되는, 모든 커플 M/C에 의해서 달성가능한 최대 비트 레이트를 계산한다.

여기서 N은 전체 서브 채널의 수이고, R_n ^(k,i)는 변조 k 및 n번째 서브 채널이 수행하는 미리 코딩된 비트 레이트이고, Cⁱ는 코드 레이트이고, nbit_k는 모듈 심볼 당 비트의 수이다. 이 계산은 초기에 오프 라인으로 수행될 수 있다.

2. 최대 달성가능 비트 레이트가 필요한 비트 레이트 보다 적은 커플 M/C : 를 제거한다.

3. 모든 사용가능 커플 M/C에 대해서,

a. 비트 레이트 B를 달성하는 데 필요한 최소 서브 채널의 수를 계산한다.

여기서 는 다음 정수로의 올림이다. 실제 구현예에서, 서브 채널의 수는 OFDM 심볼당 정보 비트의 정수로 간주해서 계산된다. 그러나, 식 (2)가 올림되는 방법은 알고리즘의 나머지 단계에는 영향을 미치지 않는다.

2. 시뮬레이션 기반 곡선으로부터 AWGN의 경우에 필요한 BER을 획득하는 데 필요한 SNR을 유도한다(*). SNR_sub-channel ^(k,i)는, AWGN 채널이

라고 가정하면, 단일 서브 채널의 경우에, 변조 k 및 채널 코딩 i를 사용할 때 ＠BER을 동작시키는데 필요한 SNR이다. 여기서 SNR_sub-channel ^k는 변조 k가 요구하는 코딩되지 않은 SNR이고, G_c ⁱ는 코딩 이득 i(dB)이다. N^(k,i) 서브 채널을 사용해서, 수신된 전력은

이 될 것이며, 여기서 P_n은 n번째 서브 채널 대역에서의 기록 노이즈 전력이고, snr_sub-channel ^(k,i)은 변조 k 및 코드 i의 신호대 노이즈 비이다.

(*) 이는 단일 캐리어 단일 캐리어 코딩된 변조에 대해서 BER 및 SNR 사이의 관계를 유도하는 최상의 방법이다. 획득할 수 있다면, 복잡한 분석 관계가 수행될 필요가 없다. 실제 채널이 AWGN이 아닐 수 있다는 것에 주의해야 한다. 이 단계는 알고리즘의 시작 포인트로, 여기서 단계 3c에서 실제 채널이 고려된다.

c. 를 모두 N개의 서브 채널의 채널 전력 이득의 벡터라 한다. 전체적인 손실 없이 는 오름 차순으로 정리되는 것으로 가정하며, 앞의 N^(k,i) 성분을 고려한다.

a_N(k,i)은 N^(k,i)개의 필요한 서브 채널 사이의 더 낮은 이득이다. 이 서브 채널 상의 SNR이 필요한 SNR^(k,i)(변조 k 및 코드 레이트 i에 대해서) 이상인 경우에, 모두 N^(k,i)개의 서브 채널에 대해서 같은 상태가 분명히 유지될 것이다. 수신기에서의 신호 전력은 위의 상태가 최악의 서브 채널에 적용되도록 되어야 하며, 즉 단계 3에서 계산된 수신된 신호 전력이 1/a_N(k,i)배가 되어야 한다.

d. 모든 N^(k,i)개의 서브 채널에 대해서 전체 수신된 전력을 계산한다.

4. "최적"의 커플 M/C((M,C)_{min_pow}))은 Pr(k,i)를 최소화시키는 것이다(**).

최소 수신 전력(8)이 수신기의 감도의 임계값 T_r이하인 경우 전력의 추가 델타

는 최적의 커플이며, 즉 수신 전력은 감도의 임계값과 같게 설명된다.

(**) 이는 우리가 아는 최소 요구 전력의 상한이지만, 다양한 서브 채널의 서로 다른 BER로부터 전체 코딩된 OFDM 심볼의 실제 BER을 유도하는 방법은 없다. 있다고 해도, 이는 너무 복잡해서 구하기 어려울 것이다. 위에 도입한 상한에 기초한 시스템 설계는 복잡성과 성능을 적절하게 조절하면서 모든 경우에 고려될 수 있다.

5. 커플(M,C)_{min_pow}는 N_{min_pow}개의 서브 채널 및 최소 가능 전송 전력을 사용해서 실제 레이트 R_{min_pow}=N_{min_pow} ·nbit_k·Cⁱ 및 MAC이 요구하는 BER을 다음과 같이 달성할 수 있으며,

여기서 A는 dB에서의 평균 경로 손실이다. P_t,_{min_pow}가 시스템의 최대 전송 전력 P_t,MAX이상이면, 슈퍼바이저 알고리즘은 커플 M/C를 리턴해서, 서비스 모드 사양에 따라서 주어진 BER에 대해서 최대 사용가능 비트 레이트 또는 주어진 비트 레이트에서 최소 BER인 ＠P_t,MAX를 구한다. 어떤 경우든 슈퍼바이저 알고리즘은 MAC_리턴값(최대 사용가능 레이트 R_max 또는 최소 사용가능 BER BER_min) 및 현재 전송의 최대 출력(실제_레이트, 실제_BER, (M,C)_opt, N_opt 및 P_opt)을 MAC 서브 층에 공급한다.

타겟 BER 및 주어진 전력에 대해서 최대 사용가능 레이트

이 경우, 처음 정보는 최대 전송 전력 및 타겟_BER이다. 이 함수는 서비스 모드가 1로 설정되거나(P_t,_{min_pow}>P_t,MAX인 경우) 피드백 모드가 1로 설정되는 경우에 호출된다.

1. 최대 수신 전력을 계산한다.

여기서 A는 평균 경로 손실이다.

2. 를 모두 N개의 서브 채널의 채널 전력 이득의 벡터를 내림차순으로 정리한 것이고, 는 서브 채널 당 수신 전력의 벡터라 하며, j번째 서브 채널이 턴온되는 것으로 가정한다. 따라서, 고려되는 모두 j개의 서브 채널에 대해서 최소 SNR 및 가장 약한 서브 채널을 계산하는 용이한 방법이고, 그 결과를 벡터에 저장한다.

j번째 요소 는 간단히 고려되는 j개의 서브 채널 중 최악의 서브 채널의 SNR이다. SNR 벡터는 내림차순으로 정리된다.

3. 모든 커플 M/C에 대해서

a, MAC 서브층이 요구하는 BER을 내는 임계값 이상의 SNR을 갖는 서브 채널의 수를 계산한다.

여기서, 함수 는 상태 cond를 유지하는 최소값 인덱스 j를 리턴한다.

4. N(k,i)개의 서브 채널을 사용해서 달성할 수 있는 비트 레이트를 계산한다.

5. 최대 비트 레이트를 내는 M/C(소위 (M,C)max)를 구한다.

N_max는 (M,C)max에서 N^(k,i)개의 서브 채널이다.

타겟 레이트 및 주어진 전력에 대해서 최소 사용가능한 BER

초기 정보는 최대 전송 전력 및 타겟_레이트이다. 이 함수는 서비스 모드가 0으로 설정되거나(P_t,_{min_pow}>P_t,MAX인 경우) 피드백 모드가 0으로 설정되는 경우에 호출된다.

1. 최대 수신 전력을 계산한다.

여기서 A는 평균 경로 손실이다.

2. 모든 M/C에 대해서

a. 비트 레이트 R을 구하는데 사용되는 서브 채널의 수를 계산한다.

b. 최악의 서브 채널에서의 SNR(신호대 노이즈 비)는

이다.

c. 변조 k 및 코드 레이트 i에 대해서 BER-SNR 곡선으로부터 최악의 서브 채널에 대응하는 BER이 계산될 수 있다.

3. 최소 값을 내는 M/C(소위 (M,C)_min)를 구한다.

N_min은 (M,C)_min에서 N^(k,i)개의 서브 채널이다.

WIND-FLEX 시나리오에서 몇가지 시뮬레이션이 수행되었다. WIND-FLEX 시스템 아키텍처는 터보 채널 코딩, OFDM 변조 방식에 기초하며, 실시간 시스템 최적화를 위해 슈퍼바이저 유닛이 장착된다.

도 10a, 10b, 10c는 슈퍼바이저 알고리즘을 사용하는 방법을 적용해서 획득되는 성능 결과를, 이 알고리즘을 적용하지 않은 경우의 성능과 비교해서 도시하고 있다. 10a, 10b, 10c는 사용가능 서브 캐리어 변조 방식 BPSK(2진 위상 편이 키잉), QPSK(4상 위상 편이 키잉), 16 QAM 및 64 QAM에 대한 NLOS 채널의 평균 RX 전력을 도시한다. 도 10a에서, 전송 레이트는 72Mbit/s이고, ＠BER은 1e-5이며, 도 10b에서 전송 레이트는 72Mbit/s이고, ＠BER은 1e-6이며, 도 10c에서 전송 레이트는 108Mbit/s이고, ＠BER은 1e-5이다. 사용가능한 서브 캐리어 변조 방식은 적절하게 선택된다. 사용가능한 전체 서브 캐리어의 수는 100이지만, 적절한 수의 서브 캐리어가 적절하게 스위칭 오프될 수 있다(서브 채널 스위칭)

코딩 방식은 병렬 컨볼루션 터보 코드이다. 사용가능한 코드 레이트는 1/2, 2/3 및 3/4이고, 블록 길이는 코드 레이트, 성상도 크기 및 ON 서브 캐리어의 수에 따라 적절하게 달라진다.

WIND-FLEX 컨소시엄이 제공하는 17GHz 채널 모델이 채택되었다. 채널은 주파수 선택 동작을 나타내며, 이는 50MHz 폭의 스펙트럼 응답에서 약간 깊은 페이드(few deep fade)로 변환된다.

NLOS 채널 및 송신기로부터 최대 거리(5미터)인 최악의 시나리오를 고려한다. 각각의 시뮬레이션에 대해서 10000개의 채널 구현이 사용되었다. 즉 슈퍼바이저 알고리즘이 10000번 수행되었으며, 모든 채널 구현에 대해서 "최적"의 커플 M/C가 구해져서 최소 전송 전력을 사용해서 필요한 QoS를 제공한다. 최적의 커플 및 필요 전력이 다양한 채널 구현에서 항상 같은 것은 아니라는 점에 주의한다. 바닥 수평선의 최소 전력 라인이고, 그래프에서는 요구되는 최소 평균 수신 전력을 정의한다. 이는 최적의 M/C 커플의 수신 전력을 선택해서 각각의 채널을 구현하고, 전체 채널 구현의 수에 대한 평균을 구함으로써 획득된다. 이 그래프는 각각의 커플 M/C가 요구하는 평균 전력도 나타내고 있다. 일부 커플은 시스템 사양에 허용하는 최대값(10dBm EIRP 전송 전력)보다 큰 전력 레벨을 요구하기 때문에 제외되었다.

슈퍼바이저 알고리즘이 적용되지 않으면, 최적의 커플 M/C는 항상 모든 채널 구현에 대해 같다는 점에 주의한다(예컨대, 도 10a에서 3/4 레이트 컨볼루션 터보 코딩을 사용하는 16QAM, 따라서 최소 전력 라인의 레벨은 이 변조/코딩 방안이 요구하는 평균 전력에 의해 정의된다). 반면에 슈퍼바이저 알고리즘이 적용되면, 최적의 커플은 변할 수 있으며, 따라서 최소 전력 라인은 전체적으로 단일 커플이 요구하는 전력 레벨에 대응하지 않는다(도 10b 및 도 10c). 슈퍼바이저 알고리즘을 사용함으로써 특히, BER이 MAC층이 높은 비트 레이트/낮은 BER을 요구할 때 상당량의 전력이 절감되었다는 점에 주의한다.

임의의 적절한 QoS 인식 OFDM 수신기에 의해 수행될 수 있는 간단하고 효율적인 알고리즘이 개발되어서 제안되었다. 이 알고리즘은 서브 캐리어 스위칭 기술에 기초하고 있으며, 주어진 현재의 채널 상태에서, "최소" 전력을 사용해서 타겟_레이트 및 타겟_BER 요구를 만족시키는 데 필요한 변조/코딩 방식 및 ON 서브 캐리어의 수 및 위치를 구하는 데 있어서의 문제를 해결할 수 있다. 제안된 솔루션은 "워터 필링(water filling)" 솔루션이 제공하는 이론적인 최적값에 대해서 복잡성과 성능 사이의 적절한 절충 반안이라고 생각될 수 있다. 또한, 이 복잡성이 감소된 알고리즘은 실시간 애플리케이션에 적합하다. 이 문서에 설명되는 바와 같은 슈퍼바이저 알고리즘은 최소 필요 전력에 대한 상한 만을 제공한다. 다양한 서브 채널의 서로 다른 BER로부터 전체 코딩된 OFDM 심볼의 실제 BER을 구하는 방법은 WIND-FLEX 프로젝트의 테두리에서의 연구로 이루어진다.

바람직한 실시예를 요약하면, MAC 층 및 PHY 층을 포함하는, 융통성있고 양방향인 OFDM 무선 통신 시스템에서 처리 및 송신 전력을 최소화하는 방법이 개시되며, 이 PHY층은 PHY 층의 성능을 실시간으로 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함한다. 이 방법은 MAC 층으로부터 슈퍼바이저 장치로 타겟_레이트(필요한 정보 레이트), 타겟_BER(필요한 비트 에러 레이트) 및 최대_지연(최대 허용 지연)을 포함하는 PHY 층의 QoS 요구 조건에 관한 제 1 입력 데이터의 세트를 제공하는 단계와, PHY층으로부터 슈퍼바이저 장치로 채널 전력 전송 함수 H={|Hi|²}(i는 i번째 서브 캐리어를 나타냄)를 포함하는 제 2 입력 데이터의 세트를 제공하는 단계와, 무선 통신 네트워크 시스템에서 처리 및 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계와, N, 변조 및 코딩 파라미터, 전송 전력 파라미터를 PHY층에 출력하는 단계를 포함한다. PHY 층으로의 코딩 파라미터 및 전송 전력 파라미터는 C: 코드 레이트 데이터, B: 블록 길이 데이터, n: 디코딩 반복 횟수에 관한 데이터, M={M_i}:서로 다른 서브 채널마다 채택된 전체적으로 서로 다른 성상도를 나타내는 코드의 세트에 관한 데이터(예컨대, M_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미하고, 서로 다른 값은 미리 정의된 사용가능한 세트에서 성상도의 타입을 나타낸다) 및 P={P_i}:서로 다른 서브 채널에 대해 채택된 전체적으로 서로 다른 전송 전력의 세트에 관한 데이터(예컨대, P_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미한다)를 포함한다.

설명된 최소 전송 전력 슈퍼바이저 알고리즘은 슈퍼바이저 장치에서 적절한 시스템 최적화를 수행한다는 의미이다. 이는 링크 조절 알고리즘이다. 이 문서에 의해 커버되는 본 발명의 새로운 특성 및 장점이 위에 설명되었다. 그러나, 이 개시물은 다양한 측면에서 단지 예라는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 범주를 벗어남없이 부품의 모양, 크기 및 배치에서의 세부 사항에 변화가 있을 수 있다. 물론 본 발명의 범주는 첨부된 청구항이 기술되는 언어로 정의된다.

Claims

MAC 층 및 슈퍼바이저 장치를 포함하는 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법에 있어서,

a) 타겟_레이트 및 타겟_BER을 포함하는 제 1 입력 데이터 세트가 상기 슈퍼바이저 장치로 입력되는 단계와,

b) 상기 제 1 입력 데이터 세트가 상기 슈퍼바이저 장치에 의해 처리되는 단계와,

c) 코드 레이트 C 및 서브 채널의 성상도(constellations)를 나타내는 코드의 세트 M={M_i}가 슈퍼바이저 장치로부터 출력되는 단계

를 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 OFDM 무선 통신 시스템에서 전송 전력을 최소화하기 위해서 상기 PHY층은 자신의 성능을 제어하는 상기 슈퍼바이저 장치를 포함하며,

상기 방법은

a) 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계를 포함하되,

상기 처리 단계는

b) 모든 서브 채널이 턴온되었을 때, 변조 k 및 코드 레이트 i로 표시되는 모든 커플 M/C에 의해 달성가능한 상기 최대 비트 레이트를 계산하는 단계와,

c) 상기 최대 달성 가능 비트 레이트가 필요한 비트 레이트 이하인 커플 M/C를 제거하는 단계와,

d) 유용한 모든 커플 M/C에 대해서,

d1) 비트 레이트 B를 달성하는 데 필요한 최소 서브 채널의 수를 계산하는 단계와,

d2) 시뮬레이션 기반 곡선으로부터 AWGN의 경우에 요구되는 BER을 획득하는 데 필요한 SNR을 유도하고, 이를 사용해서 최악의 서브 채널이 요구하는 SNR을 유도하는 단계와,

e) 모두 N^(k,i)개의 서브 채널에 대해 전체 수신 전력을 계산하는 단계와,

f) P_r ^(k,i) 를 최소화시키는 "최적" 커플 M/C((M,C)_{min_pow})를 선택해서 출력하는 단계

를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 2 항에 있어서,

초기 정보가 최대 전송 전력 및 타겟_BER인 경우에, 상기 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계는

a) 최대 수신 전력을 계산하는 단계와,

b) 고려되는 서브 채널의 전체 수 j에 대해서, 가장 약한 서브 채널에 대한 최소 SNR을 계산해서 그 결과를 저장하는 단계와,

c) 모든 커플 M/C에 대해서, 상기 MAC 서브 층이 요구하는 상기 BER을 내는 임계값 이상의 SNR을 가진 서브 채널의 수를 계산하는 단계와,

d) N^(k,i)개의 서브 채널을 사용해서 달성가능한 상기 비트 레이트를 계산하는 단계와,

e) 상기 최대 비트 레이트를 내는 M/C(소위 (M,C)_max)를 구하는 단계와,

f) "최적"의 커플 M/C(소위 (M,C)_max)를 선택해서 출력하는 단계

를 포함하는

방법.
제 2 항에 있어서,

초기 정보가 최대 전송 전력 및 타겟_레이트인 경우에, 상기 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계는

a) 최대 수신 전력을 계산하는 단계와,

b) 모든 M/C에 대해서, 비트 레이트 타겟_레이트를 달성하는데 사용되는 서브 채널의 수를 계산하는 단계와,

c) 최악의 서브 채널에 대해서 SNR을 선택하는 단계와,

d) BER-SNR 곡선으로부터 변조 k 및 코드 레이트 i에서 최악인 서브 채널에 대응하는 BER을 계산하는 단계와,

e) 최소값을 내는 M/C(소위 (M,C)_min)를 구하는 단계와,

f) "최적" 커플 M/C(소위 (M,C)_min)를 선택해서 출력하는 단계

를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 1 항에 있어서,

MAC 층 및 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신에서 처리 전력을 최소화하기 위해서, 상기 PHY 층은 자신의 성능을 제어하는 슈퍼바이저 장치를 포함하고,

상기 방법은

a) 제 1 및 제 2 입력 데이터의 세트를 처리하는 단계

를 포함하고,

상기 처리 단계는

b) 각각의 사용가능한 N(1부터 최대_사용가능_N까지)에 대해서 타겟_레이트와 레이트_(N)=C_*log(M_)*N을 비교하는 단계와,

c) 타겟_레이트≤레이트_(N)을 만족하는 N의 값을 선택해서 수용하는 단계와,

d) 상기 값들을 오름차순으로 정리해서 [N_min, N_max]를 획득하는 단계와,

e) N_opt=N_min이라고 가정하는 단계와,

f) N_opt 및 최소 전송 전력 파라미터를 출력으로서 제공하는 단계

를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 N_opt=N_min이라고 가정하는 단계 이후에,

전송 전력 제한이 만족되는지 체크하는 단계와,

만족되었다면, N_opt 및 최소 전송 전력 파라미터를 출력으로서 제공하는 단계를 포함하고,

만족되지 않았다면, 다른 값을 세트[N_min, N_max]에서 사용할 수 있는지 체크해서,

사용할 수 있다면 다음 값(다음_N)을 선택하고, N을 다음_N으로 설정하며, 타겟_레이트≤레이트_(N)를 만족하는 N의 값을 선택해서 수용하는 단계로 넘어가고,

사용할 수 없다면, N_opt=0으로 설정하고, N_opt 및 최소 전송 전력 파라미터를 출력으로 설정하는 단계

를 더 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 무선 통신 네트워크 시스템의 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터를 처리하는 단계는

가능한 윈도우 위치 중 최상의 위치

(최대_사용가능 N-(N_opt-1))

를 선택하는 단계와,

상기 선택된 윈도우에서 채택된 전송 전력 최소화 알고리즘을 수행하는 단계

를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 MAC 층으로부터 상기 슈퍼바이저 장치로 상기 PHY 층의 상기 QoS 요구 조건에 관한 제 1 입력 데이터의 세트를 공급하는 단계와,

상기 PHY층으로부터 상기 슈퍼바이저 장치로 채널 전력 전송 함수 H={|Hi|²}(i는 i번째 서브 캐리어를 나타냄)를 포함하는 제 2 입력 데이터의 세트를 공급하는 단계와,

무선 통신 시스템에서 처리 및 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계와,

N, 변조, 코딩 파라미터 및 전송 전력 파라미터를 상기 PHY층에 출력하는 단계

를 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 MAC 층으로부터 상기 슈퍼바이저 장치로 상기 PHY 층의 상기 QoS 요구 조건에 관한 제 1 입력 데이터 세트를 공급하는 단계는 최대_지연(최대 허용 지연)을 공급하는 단계

를 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 코딩 파라미터 및 전송 전력 파라미터를 상기 PHY 층에 출력하는 단계는

N : IFFT/FFT 길이,

C : 코드 레이트 데이터,

B : 블록 길이 데이터,

n : 디코딩 반복 횟수에 관한 데이터,

M={M_i} : 서로 다른 서브 채널용으로 채택된 전체적으로 서로 다른 성상도를 나타내는 코드의 세트에 관한 데이터(예컨대, M_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미하고, 다른 값은 미리 정해진 사용가능한 세트의 성상도 타입을 나타낸다),

P={P_i} : 서로 다른 서브 채널용으로 채택된 전체적으로 서로 다른 전송 전력의 세트에 관한 데이터(예컨대, P_i=0은 i번째 서브 채널이 OFF라는 것을 의미한다)

를 출력하는 단계를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 8 항에 있어서,

실제 QoS 데이터를 상기 MAC 층으로 출력하는 단계를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실제 QoS 데이터를 MAC 층으로 출력하는 단계는

실제_레이트(현재의 전송에 대해서 측정된 실제 레이트)와,

실제_BER(현재 전송에 대해서 측정된 실제 BER)을 출력하는 단계

를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 MAC 층은 피드백_모드[0/1](1 비트 정보는 MAC이 "현재" 최대 사용가능 레이트 또는 최소 사용가능 BER에 대한 피드백 정보를 가지려 하는지를 나타낸다) 및 서비스 모드[0/1](1 비트 정보는 MAC QoS 요구 조건이 레이트 보장된 서비스 또는 BER 보장된 서비스에 관한 것인지를 나타낸다)를 나타내는 피드백을 요구하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

실제 QoS 데이터를 상기 MAC 층에 출력하는 단계는

MAC 층으로부터의 피드백_모드 요구에 따라서,

최대_사용가능_레이트(BER 및 허용 가능 지연 요구 조건에 관한 현재 채널 상태에 대해서 최대 사용가능 레이트) 또는 최소 사용가능 BER(레이트 및 허용 가능 지연 요구 조건에 관한 현재 채널 상태에 대해서 최소 사용가능 BER)를 포함하는 MAC_리턴을 출력하는 단계

를 더 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선 통신 네트워크 시스템에서 처리 및 전송 전력을 최소화하도록 제 1 및 제 2 입력 데이터 세트를 처리하는 단계는 주어진 현재의 채널 상태에서 최소 전력을 가지고, 타겟_레이트 및 타겟_BER 요구 조건을 만족시키는 데 필요한 N, M/C 커플 및 ON 서브 채널을 구하는 단계를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
제 15 항에 있어서,

최대 사용가능 전송 전력을 사용하는 데도 상기 채널 상태가 상기 요구되는 QoS를 달성하는 것을 방해하는 경우에, 상기 슈퍼바이저 알고리즘은 (서비스_모드에 따라서),

시스템 사양이 허용하는 주어진 현재 채널 상태 및 최대 전력에서 타겟_BER 요구 조건과 양립가능한 최대 레이트, 또는

시스템 사양이 허용하는 주어진 현재 채널 상태 및 최대 전력에서 타겟_레이트 요구 조건과 양립가능한 최소 BER

를 획득하는 데 요구되는 M/C 커플, ON 서브 채널의 수 및 위치를 구하는

OFDM 무선 통신 시스템 관리 방법.
MAC 층과 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템에 있어서,

상기 PHY 층은 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 개시된 방법을 수행하도록 구성된 슈퍼바이저 장치를 포함하는

OFDM 무선 통신 시스템.
MAC 층과 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 내의 슈퍼바이저 장치에 있어서,

상기 PHY 층에 포함되어서 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 개시된 방법을 수행하도록 구성된

슈퍼바이저 장치.
MAC 층과 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템 내의 인터페이스 장치에 있어서,

상기 PHY 층은 슈퍼바이저 장치를 포함하고,

상기 인터페이스 장치는 상기 슈퍼바이저 장치와 상기 MAC 층 사이에 위치되며, 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 개시된 방법을 수행하도록 구성되는

인터페이스 장치.
MAC 층 및 PHY 층을 포함하는 OFDM 무선 통신 시스템에서 사용되는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서,

상기 PHY 층은 슈퍼바이저 장치를 포함하고,

상기 프로그램은 상기 슈퍼바이저에서 구현되고, 상기 슈퍼바이저 장치에서 수행될 때 상기 슈퍼바이저로 하여금 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 개시된 방법을 수행하도록 하는

컴퓨터 판독 가능 매체.