KR20060047919A

KR20060047919A - 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향링크 채널 스케쥴링 방법 및 장치와 시스템

Info

Publication number: KR20060047919A
Application number: KR1020050040345A
Authority: KR
Inventors: 송종호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-05-18
Also published as: KR100689454B1; US7440437B2; US20050265223A1

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 하향 링크에서 최적의 시스템 성능을 얻을 수 있도록 된 하향 링크(Down link) 채널 스케쥴링 방법 및 그 장치에 대한 것으로서, 이는 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 기지국과 다수의 사용자 단말 간에 수행되는 하향 링크 채널 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 사용자 단말이 다수의 채널 성능을 연산하여 최적 성능을 갖는 채널을 찾고, 상기 최적 성능을 갖는 채널의 채널 번호와 그 성능값이 포함된 궤환 정보를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 기지국에서 상기 궤환 정보를 근거로 상기 사용자 단말 마다 최적 성능을 갖도록 채널 할당을 수행하고, 상기 기지국은 채널 할당 결과 채널을 할당받지 못한 사용자 단말이 존재하는 경우 상기 윈도우 비트를 이용하여 인접 채널에 대한 채널 할당을 수행함을 특징으로 한다.

OFDM, OFDMA, 채널, 성능, 할당, 궤환, 스케쥴링, 스케쥴러

Description

직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향 링크 채널 스케쥴링 방법 및 장치와 시스템{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING A DOWN LINK CHANNEL IN A ORTHOGONAL FREQUENCY DIVSION MULTIPLEXING ACCESS SYSTEM AND SYSTEM USING THE SAME}

도 1은 본 발명이 적용되는 OFDMA 무선 통신 시스템의 채널 구조를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 OFDMA 무선 통신 시스템의 구성을 간략히 나타낸 블록 구성도

도 3은 본 발명에 따른 하향 링크 채널 스케쥴링 방법에 이용되는 상기 윈도우 기법을 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명에 따른 하향 링크 채널 스케쥴링 방법에 이용되는 궤환 정보의 필드 구성을 나타낸 도면

도 5는 본 발명에 따른 궤환 정보 생성 장치의 내부 구성을 나타낸 블록 구성도

도 6은 본 발명에 따른 궤환 정보 생성 과정을 설명하기 위한 플로우챠트

도 7은 본 발명에 따른 스케쥴링 장치의 내부 구성을 나타낸 블록 구성도

도 8은 본 발명에 따른 스케쥴링 과정을 설명하기 위한 플로우챠트

도 9는 본 발명에 따른 스케쥴링 방법을 수행한 경우 시스템 성능을 나타낸 도면

도 10은 본 발명에 따른 스케쥴링 방법을 수행한 경우 채널 할당 시 동일한 채널로 중복되어 평균적으로 채널을 할당하지 못하는 횟수를 나타낸 도면

도 11은 본 발명에 따른 스케쥴링 방법에서 PF 스케쥴러를 적용한 경우 시스템의 성능을 나타낸 도면

도 12는 본 발명에 따른 스케쥴링 방법에서 사용자 단말의 수에 따른 공정성 성능(CoV)를 나타낸 도면

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템의 채널 할당 방법 및 그 장치에 대한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 하향 링크에서 최적의 시스템 성능을 얻을 수 있도록 된 하향 링크(Down link) 채널 스케쥴링 방법 및 그 장치에 대한 것이다.

일반적으로 다중 반송파 전송 방식을 적용하는 무선 통신 시스템은 1950 년대 후반 군용 라디오에 처음 적용되었으며, 다수의 직교하는 부반송파를 중첩시키는 대표적인 다중 반송파 전송 방식인 OFDM 방식이 1970 년대부터 발전하기 시작하 였다. 상기 OFDM 방식은 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파를 통해 변조하여 전송하는 방식으로 상기한 OFDM 방식은 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting : DAB)과 디지털 텔레비젼, 무선랜(Wireless Local Area Network: WLAN) 및 무선 ATM(Wireless Asynchronous Transfer Mode) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용될 수 있다.

상기 OFDM 방식은 다중 경로에서 직선 신호 성분(Line of Sight : LOS)이 보장되지 않는 무선 통신 환경에 적합한 시스템으로 다중경로 페이딩에서 강인한 장점을 이용하여 고속 데이터 전송을 위한 효율적인 플랫폼 제공이 가능한 것으로 알려져 있다. 즉 상기 OFDM은 전 채널을 다수의 직교성을 갖는 협대역 부채널(Sub-channel)로 나누어 전송하므로 주파수의 선택적 페이딩을 효율적으로 극복할 수 있다.

또한 상기 OFDM 방식은 심볼의 앞단에 채널의 지연 확산(Delay Spread) 보다 긴 순환 전치 심볼(Cyclic Prefix : CP)를 삽입하므로 심볼 간섭(Inter Symbol Interference : ISI)을 제거할 수 있으므로 고속 데이터 전송에 가장 효과적이다. 이러한 장점으로 인해 IEEE 802.16a가 표준화되었으며, 802.16a는 단일 캐리어 시스템(Single Carrier System)은 물론, 다중 캐리어 시스템인 OFDM, OFDMA를 지원하고 있다.

여기서 상기 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)는 주파수 영역을 다수의 부반송파로 이루어진 부채널(sub channel)로 구분하고, 시간 영역을 다수의 타임슬롯으로 구분한 후, 부채널을 사용자별로 할당하여 시간 및 주파수 영역을 모두 고려한 자원 할당을 수행하여 제한된 주파수 자원으로 다수의 사용자를 수용할 수 있는 다중 접속 방식이다.

상기 OFDMA 시스템에서는 다른 부반송파들로 구성된 부채널들을 각기 다른 사용자에게 할당할 수 있으므로 상기 OFDMA 시스템에 802.16a 규격에 의거 시스템 용량을 높이기 위한 방안인 적응 안테나 시스템(Adaptive Antenna System : AAS)를 적용하면 인접된 부반송파로 부채널을 구성할 수 있다. 이러한 점을 이용하여 각기 다른 채널 환경을 겪는 사용자에게 가장 좋은 채널을 할당하므로 다중 사용자 다이버서티(multi-user diversity) 이득을 얻을 수 있다.

한편 상기 AAS의 대표적인 예인 다중 입력 다중 출력(Multiple Input and Multiple Output : MIMO) 시스템은 정보를 공간 다중화하여 정보를 전송하므로 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 MIMO 환경에서의 시스템 성능은 이미 실험적, 분석적으로 증명되어 있다. 그리고 IEEE 802.16a 기반의 상기 OFDMA 시스템은 상향 링크와 하향 링크의 주파수 대역을 동일하게 사용하는 TDD(Time Division Duplex) 방식과, 그 주파수 대역을 서로 다르게 사용하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식으로 구분된다.

상기 OFDMA 시스템 중 OFDMA/FDD 시스템에서 상기 AAS를 적용하여 다중 사용자 다이버서티(multi-user diversity) 이득을 얻기 위해서는 기지국은 활성화된(active) 모든 사용자 단말로부터 채널 할당 스케쥴링을 위한 각 채널 성능(Capacity) 정보가 포함된 궤환(feedback) 정보를 전달받아야 한다. 그러나 모든 사용자 단말로부터 각 채널의 성능 정보를 궤환 정보로 전달받은 경우 기지국의 시스템 부하가 상당한 문제점이 발생된다.

본 발명의 목적은 상향과 하향의 주파수 영역이 다른 OFDMA/FDD 시스템에서 각 사용자 단말의 채널 상황을 고려하여 최적의 시스템 성능을 얻기 위한 하향 링크 채널 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 OFDMA/FDD 시스템에서 각 사용자 단말이 채널 할당을 위해 기지국으로 전송하는 궤환 정보의 정보량을 감소시킬 수 있는 하향 링크 채널 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA/FDD 시스템에서 각 사용자 단말로부터 채널 할당을 위한 궤환 정보를 수신한 기지국이 다수의 사용자 단말에 대해 적응적으로 부채널을 할당하기 위한 하향 링크 채널 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA/FDD 시스템에서 기지국이 다수의 사용자 단말이 동등하게 채널 자원을 점유할 수 있도록 공정성을 보장하기 위한 하향 링크 채널 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 기지국과 다수의 단말들 간에 수행되는 하향 링크 채널 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 단말들이 다수의 채널 성능을 연산하여 최대 성능을 갖 는 채널을 찾는 과정과, 상기 단말들이 최대 성능을 갖는 채널의 채널 번호와 성능값이 포함된 궤환 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 기지국에서 상기 궤환 정보를 근거로 각 단말마다 최적 성능을 갖는 채널을 할당하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에 있어서, 다수의 채널 성능을 연산하여 최대 성능을 갖는 채널을 찾고, 상기 최대 성능을 갖는 채널의 채널 번호와 성능값이 포함된 궤환 정보를 생성하여 무선망으로 송출하는 다수의 단말들과, 상기 다수의 단말들로부터 수신된 다수의 궤환 정보를 근거로 단말들마다 최적 성능을 갖는 채널을 할당하는 기지국을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 기지국의 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 단말의 궤환 정보 생성 방법에 있어서, 다수의 채널 중 최대 성능을 갖는 채널을 찾는 과정과, 상기 최대 성능을 갖는 채널의 인접 채널 범위를 추정하는 과정과, 상기 인접 채널 범위를 결정하는 소정 윈도우 비트를 생성하는 과정과, 상기 최대 성능 채널의 채널번호와 성능값 및 상기 윈도우 비트가 포함된 궤환 정보를 생성하는 과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 단말의 궤환 정보 생성 장치에 있어서, 다수의 채널 성능을 연산하여 최대 성능을 갖는 채널을 찾는 채 널 성능 연산부와, 상기 최대 성능을 갖는 채널의 인접 채널 범위를 추정하는 윈도우 추정부와, 상기 인접 채널 범위를 결정하는 소정 윈도우 비트를 생성하는 윈도우 비트 생성부와, 상기 최대 성능 채널의 채널번호와 그 성능값 및 상기 윈도우 비트가 포함된 궤환 정보를 생성하는 궤환 정보 결합부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 기지국의 스케쥴링 방법에 있어서, 다수의 단말들로부터 각각 최대 성능을 갖는 채널 정보와 인접 채널 범위를 지시하는 소정 윈도우 비트가 포함된 궤환 정보를 수신하는 과정과, 상기 궤환 정보를 근거로 각 단말마다 최대 성능을 갖는 채널을 할당하는 과정과, 채널을 할당받지 못한 단말이 존재하는 경우 해당 단말에 대해 상기 윈도우 비트를 이용하여 상기 인접 채널을 할당하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 기지국의 스케쥴링 장치에 있어서, 채널 할당을 위해 다수의 단말들로부터 전송된 소정 궤환 정보를 수신하여 각 단말에 대해 최대 성능의 채널을 할당하는 제1 채널 할당부와, 상기 궤환 정보를 근거로 결정되는 상기 최대 성능 채널의 인접 채널 범위로 상기 단말의 채널 할당을 수행하는 제2 채널 할당부를 포함하며, 상기 궤환 정보는 상기 최대 성능을 갖는 채널 정보와 인접 채널 범위를 지시하는 소정 윈도우 비트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서는 먼저 1을 참조하여 본 발명이 적용되는 802.16a OFDMA/FDD에서 AAS가 적용된 채널 구조를 설명하기로 한다.

즉 도 1은 본 발명이 적용되는 OFDMA 무선 통신 시스템의 채널 구조를 나타낸 도면이다.

도 1의 채널 구조는 전체 2048개의 부반송파들(Sub carriers)로 구성되며, 상기 부반송파들 중 보호 구간(Gurard Interval)에 할당되는 보호 반송파(guard carrier)를 제외하고 사용되는 부반송파는 총 1696개로, 파일롯(Pilot) 신호와 데이터 전송을 위한 53개의 부반송파로 하나의 부채널을 구성하며, 전체 부채널의 개수는 32개이다. 여기서 하나의 부채널은 도 1과 같이 48 개의 데이터 전송용 부반송파와 5 개의 파일럿 신호용 부반송파가 포함된 53 개의 부반송파로 구성되며, 본 발명에서는 서로 다른 채널 경로를 겪는 사용자의 채널 특성을 고려하여 한 개의 부채널에 하나의 사용자 단말을 할당하는 것을 가정하였다.

본 발명은 도 1의 채널 구조에서 하나의 부채널에 하나의 사용자 단말을 할당하되 각 사용자 단말로 하여금 모든 채널의 성능(capacity)을 파악하도록 한 후, 파악된 채널 성능 정보를 근거로 기지국의 채널 할당 동작을 수행하기 위한 궤환 정보로 제공한다. 여기서 본 발명은 후술할 윈도우 기법을 이용하여 상기 궤환 정보의 정보량을 절감하고, 후술할 공정성(fairness) 기법을 이용하여 각 사용자 단말에 타임 슬롯이 공평하게 할당되도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 OFDMA 무선 통신 시스템의 구성을 간략히 나타낸 블록 구성도로서, 이는 상기 윈도우 기법을 수행하여 상기 궤환 정보를 생성하고 전송하는 사용자 단말(100)과, 상기 사용자 단말(100)로부터 전송된 궤환 정보를 수신하여 각 사용자 단말(100)에 대한 채널 할당 스케쥴링을 수행하는 기지국(200)을 포함하여 구성된다. 상기 사용자 단말(100)과 기지국(200)은 인접된 부반송파들로 부채널을 형성하도록 적응 안테나 시스템(AAS)을 이용하며, 이를 위해 사용자 단말(100)과 기지국(200)은 각각 적어도 두 개의 안테나(110, 230)를 사용한다.

도 2에서 상기 사용자 단말(100)은 무선망을 통해 수신되는 데이터를 안테나(110)를 통해 수신하고, 고속 푸리에 변환부(Fast Fourier Transform: FFT)(120)를 통해 수신된 데이터를 주파수 도메인으로 변환하고, 영 강제(Zero-Forcing : ZF) 수신기(130)는 채널 H_k(f)로부터 OFDMA 심볼을 수신하여 출력한다. 그리고 상기 OFDMA 심볼을 수신한 궤환 정보 생성부(140)는 각 채널의 성능을 연산하여 최적의 성능을 갖는 채널을 찾음과 아울러 그 최적 채널의 인접 채널에 대한 성능을 본 발명에 따른 윈도우 기법을 이용하여 추정하여, 인접 채널의 범위를 결정하는 소정 윈도우 비트를 정하게 된다. 상기 최적 성능을 갖는 채널 정보와 인접 채널에 대한 정보 및 상기 윈도우 비트를 결합한 궤환 정보를 생성하여 기지국(100)으로 전송한 다.

상기 기지국(200)은 사용자 단말(100)로부터 전송된 궤환 정보를 근거로 각 사용자 단말(100)로 할당되는 채널을 스케쥴링한다. 여기서 기지국(200)의 스케쥴러(210)는 먼저 각 사용자 단말(100)에 대한 최적 성능의 채널을 찾은 후, 최적 채널이 다른 사용자에게 이미 할당된 경우 상기 윈도우 비트를 통해 결정되는 인접 채널의 범위 내에서 해당 사용자 단말(100)에 대한 채널 할당이 이루어지도록 스케쥴링 동작을 수행한다.

상기 기지국(200)의 역고속 푸리에 변환부(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)(220)는 사용자 단말(100)로 전송되는 데이터를 시간 도메인으로 변환하는 역고속 푸리에 변환을 수행하여 OFDMA 심볼을 생성한 후, 안테나(230)를 통해 무선망으로 송출하게 된다.

도 1의 채널 구조는 하나의 안테나 적용되므로 적어도 두 개의 안테나를 사용하는 본 발명의 시스템은 도 1의 채널 구조를 쌍으로 이용하여 OFDMA 심볼을 전송하게 된다. 즉 AAS를 적용하면 인접 부반송파들로 부채널을 구성할 수 있고, 각 사용자의 통계적이며 독립적인 페이딩 특성을 이용하여 각 부채널에 최적의 성능을 갖는 사용자 단말(200)을 선택함으로써 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻게 된다. 한편 상기 AAS는 본 발명을 OFDMA/FDD에 적용하는 경우 사용되며, HPi 등 다른 방식의 이동통신 시스템에 적용하는 경우 하나의 안테나를 사용하는 것도 가능함에 유의하여야 할 것이다.

이때 다중 사용자에 사용되는 궤환 정보는 각 사용자 단말(200)의 부채널 성 능으로 53개의 부반송파의 평균 성능을 이용한다. AAS가 적용된 시스템의 기지국(100)에 활성화된 사용자 단말(200) k의 i 번째 부채널의 성능은 점유된 채널을 구성하는 53개 부반송파의 성능 합으로 나타낸다. 각 부채널을 구성하는 부반송파들과 부채널의 성능은 채널 H_k(f)를 갖는 백색 가우스 잡음(Additive White Gaussian Noise : AWGN) MIMO 시스템에 대해 영 강제(Zero-Forcing : ZF) 수신기를 이용할 때 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 f∈{1, 2, 3, ... ,1696}는 부반송파의 번호(index)를 나타내며, i∈{1, 2, 3, ... ,32}는 각 부채널 번호를 나타내고, N_k(f)는 사용자 단말 k에 대한 잡음 전력 밀도를 나타낸 것이다. 그리고 P_k(f)는 사용자 단말 k로 부반송파 f를 통해 전송된 신호 전력 밀도, H_k(f)은 사용자 단말 k에 대한 주파수 응답을 나타낸다. 기지국은 다중 사용자 다이버서티를 얻도록 스케쥴링을 하기 위해 각 사용자 단말로부터 채널 성능 관련 정보를 궤환 받아야 하며, 각 사용자 단말들은 양자화된 채널 성능 값을 전송하게 된다.

이때 최대의 성능을 만족하기 위하여 요구되는 궤환 정보의 비트수를 일반적 인 방식으로 계산하게 되면, 32개의 부채널 번호를 표시하기 위한 5 비트와, 양자화된 채널 성능을 표시하기 위한 비트 수를 M 비트로 가정하면 전체 32개 부채널이 있으므로 (5+M)×32 비트 만큼의 비교적 큰 비트수의 궤환 정보가 요구된다.

이하에서는 본 발명에서 상기 궤환 정보의 비트수를 줄이기 위한 윈도우 기법을 설명하기로 한다.

상기 윈도우 기법은 사용자 단말이 사용하는 OFDMA 시스템의 32개 부채널 가운데 성능이 가장 좋은 채널과, 해당 채널의 성능값 그리고 상기 성능이 가장 좋은 채널의 인접 채널 범위를 결정하는 예컨대, 1 bit의 윈도우 비트를 전송하도록 제안된 것이며, 본 출원인의 실험에 의하면, 상기 윈도우 기법에 의한 경우와 일반적인 방식으로 모든 부채널에 대한 정보를 궤환하는 경우를 비교하였을 때 거의 동일한 성능을 보임을 알 수 있었다. 상기 실험 결과에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 윈도우 기법은 채널을 통과 한 OFDMA 심벌에서 인접 부반송파의 주파수 특성이 코히어런트(coherent) 하므로 가장 좋은 채널의 인접 채널도 비슷한 성능을 갖게 되는 성질을 이용하였다. OFDMA 심벌을 전송하는 각 부채널의 성능 정보는 하기 <수학식 2>를 이용하여 수집한다.

상기 <수학식 2>에서 i_max는 최대 성능을 갖는 부채널 번호이고, C_ZF,k(i)는 i 번째 부채널에서 채널 성능이며, C_max,k(i)는 i 번째 부채널이 최대 성능을 갖는 경우 그 성능을 나타낸 것이고, C_avr,k(i)는 평균 채널 성능을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 하향 링크 채널 스케쥴링 방법에 이용되는 상기 윈도우 기법을 설명하기 위한 도면으로서, 이는 사용자 단말 k의 궤환 정보에서 인접 채널 정보와 윈도우 비트를 결정하는 과정의 일예를 나타낸 것이다.

도 3에서 가로축은 예컨대, 채널의 평균 성능을 의미하고, 상기 인접 채널의 범위는 채널의 평균 성능을 하한으로 하여 그 범위가 결정된다. 도 3에서 가능한 인접 채널의 범위를 살펴보면, 평균 성능 보다 큰 범위로 최대 성능을 갖는 부채널의 왼쪽 범위(left width) 1과 오른쪽 범위(right width) 5가 정해짐을 알 수 있다.

본 실시예에서는 도 3의 양 범위 가운데 최소값인 왼쪽 범위 1이 결정된다. 그리고 최대한 코히어런트 대역폭(coherent bandwidth)내에서 채널이 할당되도록 하기 위하여 최대 범위인 2 채널 범위로 윈도우(window)의 한계를 정해놓았다. 다 음 채널의 최대 범위 임계값인 2(±2)와 왼쪽 범위 1 중에서 최소값인 왼쪽 범위 1로 인접 채널의 범위가 결정된다.

한편 기지국에서는 예를 들어 도 3과 같이 사용자 단말로부터 전달된 궤환 정보에서 가장 성능이 좋은 13 번 부채널에 채널 할당을 시도하고, 만약 다른 사용자 단말의 채널 성능이 더 우수하여 13 번 부채널이 이미 할당된 경우 즉, 채널 할당에 실패하면 윈도우 비트 "1"이 전송됨에 따라 상기 13 번 부채널에서 좌우로 1 윈도우 범위인 12와 14번 부채널에서 점유되지 않은 채널을 다시 한번 찾게 된다. 한편 사용자 단말 k의 인접 채널 범위 결정 과정을 수식으로 정리하면 하기 <수학식 3>과 같다

상기 <수학식 3>에서 "window"는 최대 성능을 갖는 채널을 기준으로 하였을 때 좌우측으로 평균 성능을 넘는 인접 채널의 범위를 정하는 수식을 정의한 것이고, "winwidth"는 예컨대, 최대 성능을 갖는 채널의 좌,우측 범위와 좌,우측 범위의 임계값을 비교하여 이중 낮은 값을 인접 채널의 좌,우측 범위로 정하는 수식을 정의한 것이다. 아울러 "feedwidth"는 전술한 윈도우 비트로서 인접 채널의 범위가 정해진 경우 그 좌,우측 범위가 각각 1인 경우 "0"의 값을 갖고, 그 좌,우측 범위 가 각각 2인 경우 "1"의 값을 갖는다.

도 4는 본 발명에 따른 하향 링크 채널 스케쥴링 방법에 이용되는 궤환 정보의 필드 구성을 나타낸 일예로서, 도 4의 (a)는 일반적인 방법으로 모든 채널의 성능을 연산하여 궤환 정보를 만드는 경우이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 방법으로 최적의 성능을 갖는 채널의 채널 번호(401)와, 그 채널의 성능(403) 및, 전술한 윈도우 비트(405)를 의미한다.

그리고 상기 <수학식 3>에 의해 결정된 사용자 단말 k의 전체 궤환 정보는 도 4의 (b)와 같이 구성되어 기지국으로 전송된다. 기지국에서는 각 사용자 단말로부터 전송되는 궤환 정보를 이용하여 점유되지 않은 채널을 찾아 각 사용자 단말에 할당하게 된다. 제한된 궤환 구조로부터 기지국에서 OFDMA 부채널에 사용자 단말을 할당하는 과정은 다음과 같다. 먼저 OFDM 심벌의 각 부채널에 가장 큰 성능을 갖는 사용자 단말의 순서대로 정돈한 후, 가장 좋은 사용자 단말로부터 32번째의 성능을 갖는 사용자 단말 사이에서 중복되지 않는 부채널부터 채널을 할당한다. 중복된 채널로 인하여 채널이 할당되지 못한 사용자 단말과 32 번째 이후의 성능을 갖는 사용자 단말을 채널 용량 순서대로 다시 한 번 정렬한 후, 예컨대, 한 비트의 윈도우 비트(feedwidth)를 이용하여 할당되지 않은 채널을 다시 한 번 찾게 된다.

채널 성능이 가장 좋은 채널을 중심으로 윈도우 비트가 0이면 부채널 번호 i_max-1,->i_max+1 순서로 할당되지 않은 인접 채널을 찾게 되고, 윈도우 비트가 1이면, 부채널 번호 i_max-1,->i_max+1->i_max-2->i_max+2 순서로 할당되지 않은 인접 채널을 찾아 할당한다. 만약 윈도우 비트내 모든 인접 채널이 점유된 상태이면 채널을 할당하지 못하고, 이런 경우 기지국은 채널이 할당되지 않은 단말 몫의 전력을 채널이 할당된 다른 사용자 단말에게 공평하게 분배한다. 이와 같이 전술한 윈도우 기법은 각 사용자 단말의 채널 할당 시 이미 다른 사용자 단말에 해당 채널이 할당되어 중복될 경우 2 차적 할당기회를 줌으로써 적은 비트수의 궤환 정보로도 시스템 성능을 향상시킬 수 있도록 한 기법이다.

이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 궤환 정보 생성 장치의 내부 구성을 나타낸 블록 구성도로서, 이는 도 2의 궤환 정보 생성부(140)의 구성을 나타낸 것이다.

도 5에서 채널 성능 연산부(141)는 OFDM 심볼을 수신하고, 상기 <수학식 1>과 <수학식 2>를 이용하여 최적의 성능을 갖는 채널을 찾고 인접 채널 범위를 결정하기 위한 관련 정보를 연산하여 윈도우 추정부(143)로 전달한다. 상기 윈도우 추정부(143)는 상기 <수학식 3>에 따라 좌측 인접 채널, 우측 인접 채널의 범위를 좁혀 가면서 윈도우 비트 결정을 위한 최소 인접 채널 범위를 결정하게 된다. 그리고 윈도우 비트 결정부(145)는 상기 윈도우 추정부(143)를 통해 결정된 최소 인접 채 널 범위와 미리 정해진 코히어런트 대역폭(coherent bandwidth)내 최대 임계값을 비교하여 이 중 최소값을 기준으로 윈도우 비트를 결정한다. 즉 상기 <수학식 4>와 같이 상기 최소값을 기준으로 최대 성능을 갖는 채널의 좌,우 인접 채널 범위가 ±1인 경우 윈도우 비트는 "0"의 값을 갖고, 좌,우 인접 채널 범위가 ±2인 경우 윈도우 비트는 "1"의 값을 갖는다. 그리고 궤환 정보 결합부(147)는 최적의 성능을 갖는 채널번호(401)와 채널의 성능(403) 및 전술한 윈도우 비트(405)를 결합하여 도 4의 궤환 정보를 생성한 후, 기지국(100)으로 전송한다.

도 6은 본 발명에 따른 궤환 정보 생성 과정을 도시한 순서도로서, 도 6의 각 과정은 도 2의 궤환 정보 생성부(140)를 통해 수행된다.

먼저 601 단계에서 32 개의 부채널중 가장 성능이 좋은 부채널을 i_MAX라 했을 때 좌측 인접 채널 i_left와 우측 인접 채널 i_right을 각각 i_MAX로 초기 설정한다. 603 단계에서 윈도우 추정부(143)는 좌측 인접 채널 i_left의 번호를 1씩 감소시키면서 좌측 인접 채널 i_left의 성능 C_ZF,k(i_left)이 상기 <수학식 2>로 결정된 평균 채널 성능 C_Average,k 보다 좋거나 같은 채널 범위의 하한을 찾는다. 이후 605 단계에서 윈도우 추정부(143)는 우측 인접 채널 i_right의 번호를 1씩 증가시키면서 우측 인접 채널i_right의 성능 C_ZF,k(i_right)이 평균 채널 성능 C_Average,k 보다 좋거나 같은 채널 범위의 상한을 찾는다.

이후 611 단계에서 윈도우 추정부(143)는 상기 601 단계 내지 609 단계에 따 라 결정된 좌측 인접 채널 i_left과 우측 인접 채널 i_right중 최대 성능을 갖는 부채널 i_MAX을 기준으로 최소 범위를 갖는 상기 최소 인접 채널 범위를 결정한다. 그리고 613 단계에서 윈도우 비트 결정부(145)는 윈도우 추정부(143)를 통해 결정된 최소 인접 채널 범위와 미리 정해진 코히어런트 대역폭내 최대 임계값(예컨대, 2)을 비교하여 이 중 최소값 winwidth을 기준으로 상기 <수학식 3>과 같이 0 또는 1의 윈도우 비트 feedwidth를 결정한다.

그리고 도 7에는 도시되지 않았으나 궤환 정보 결합부(147)는 도 4와 같이 최적의 성능을 갖는 채널번호와 채널의 성능 값 및 상기 윈도우 비트를 결합하여 궤환 정보를 생성한다. 여기서 최적 성능을 갖는 채널만을 할당하는 경우 상기 윈도우 비트를 생략하여 궤환 정보를 생성할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 스케쥴링 장치의 내부 구성을 나타낸 블록 구성도로서, 이는 도 2의 기지국에 구비된 패킷 스케쥴러(210)의 구성을 나타낸 것이다.

도 7에서 제1 채널 할당부(211)는 사용자 단말(100)로부터 전달된 궤환 정보를 근거로 각 사용자 단말(100)에 대한 최적 성능의 채널을 할당한다. 이때 다른 사용자 단말(100)이 동일한 채널을 점유하여 채널을 할당받지 못한 경우 제2 채널 할당부(213)는 궤환 정보의 윈도우 비트를 참조하여 인접 채널 범위를 설정하고, 최적 성능의 채널로부터 범위가 ±1 또는 ±2의 범위를 갖는 좌,우 인접 채널이 다른 사용자 단말(100)에 할당되었는지 다시 스케쥴링을 한다. 여기서 상기 제2 채널 할당부(213)는 상기 도 6에 따라 결정된 윈도우 비트의 값을 확인한 후, 그 비트 값이 '0'인 경우 좌,우 인접 채널 범위 ±1에 대해 할당 가능 여부를 확인하여 채널 할당을 수행하고, 그 비트값이 '1'인 경우 좌,우 인접 채널 범위 ±1과 ±2에 대해 순차로 할당 가능 여부를 확인하여 채널 할당을 수행한다. 그래도 채널을 할당받지 못한 사용자 단말(100)이 있는 경우 다음 사용자로의 채널 할당을 수행하며, 도 7의 전력 제어부(215)는 채널이 할당되지 않은 단말 몫의 전력을 채널이 할당된 다른 사용자 단말에게 공평하게 분배한다.

도 8은 본 발명에 따른 채널 할당 스케쥴링 과정을 도시한 순서도로서, 도 8의 각 과정은 도 2의 패킷 스케쥴러(210)를 통해 수행된다. 아울러 도 8에 도시된 과정은 궤환 정보를 수신하고 각 사용자 단말(100)에 최적 성능의 채널을 할당하는 제1 할당을 수행한 후, 다른 사용자 단말(100)에 동일 채널이 이미 할당되어 제2 할당을 수행하는 경우를 가정한 것이다. 여기서 제1 및 제2 할당은 실시 형태에 따라 전체 사용자 단말(100)에 대해 제1 할당을 먼저 수행한 후, 제1 할당 결과 채널을 할당받지 못한 사용자 단말(100)에 대해 제2 할당을 수행하거나 혹은 사용자 단말(100) 마다 제1 할당을 먼저 수행한 후, 앞선 사용자 단말(100)에 해당 채널이 이미 할당된 경우 제2 할당을 수행할 수도 있을 것이다.

도 8의 801 단계에서 기지국(200)은 사용자 단말(100)로부터 전송된 궤환 정보를 수신한 상태이다. 이후 802 단계에서 도 7의 제2 할당부(213)는 궤환 정보에 포함된 윈도우 비트를 확인하여 윈도우 비트가 '0'으로 확인된 경우 803, 805 단계에 따라 가장 성능이 좋은 부채널을 i_MAX를 기준으로 좌측 인접 채널 범위 -1에 대 해 할당 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 831 단계로 이동하여 채널 할당을 수행하고, 가능하지 않은 경우 807, 809 단계에 따라 우측 인접 채널 범위 +1에 대해 할당 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 상기 831 단계로 이동하여 채널 할당을 수행한다.

한편 상기 802 단계에서 도 7의 제2 할당부(213)는 궤환 정보에 포함된 윈도우 비트를 확인하여 윈도우 비트가 '1'로 확인된 경우 좌,우 인접 채널 범위 ±1과 ±2에 대해 순차로 채널 할당 가능 여부를 확인한다. 즉 제2 할당부(213)는 813, 815 단계에 따라 가장 성능이 좋은 부채널을 i_MAX를 기준으로 좌측 인접 채널 범위 -1에 대해 할당 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 831 단계로 이동하여 채널 할당을 수행하고, 가능하지 않은 경우 817, 819 단계에 따라 우측 인접 채널 범위 +1에 대해 할당 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 상기 831 단계로 이동하여 채널 할당을 수행한다.

또한 좌,우 인접 채널 범위 ±1에 대해 할당 가능한 채널이 존재하지 않는 경우 제2 할당부(213)은 813, 815 단계에 따라 가장 성능이 좋은 부채널을 i_MAX를 기준으로 좌측 인접 채널 범위 -2에 대해 할당 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 831 단계로 이동하여 채널 할당을 수행하고, 가능하지 않은 경우 817, 819 단계에 따라 우측 인접 채널 범위 +1에 대해 할당 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 상기 831 단계로 이동하여 채널 할당을 수행한다.

그리고 상기 831 단계와 같이 채널 할당이 완료되었거나 또는 상기 809, 827 단계에서 채널 할당이 가능하지 않아 811, 829 단계와 같이 사용자 단말(100)에 대한 채널 할당이 실패로 간주된 경우 833 단계로 이동하여 다음 사용자에 대한 채널 할당을 수행한다.

이하에서는 기지국이 다수의 사용자 단말들이 동등하게 채널 자원을 점유할 수 있도록 공정성을 보장하기 위한 스케쥴링 방법을 설명하기로 한다. 상기 공정성 보장을 위한 스케쥴링은 도 7의 전력 제어부(215)를 통해 수행된다.

먼저 공정성(Fairness)은 도 2의 기지국(200)에 포함된 스케쥴러(210)의 성능을 결정하는 또 다른 요소이다. 상기 공정성은 활성화된 사용자 단말(100)들에게 골고루 타임 슬롯이 할당될 수 있도록 하는 것이다, 일반적으로 채널 상태가 좋은 사용자 단말을 선택하는 방식에서는 채널 상태가 좋은 사용자에게 타임 슬롯이 독점되는 문제가 발생된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 스케쥴링 방식으로 비례적 공정 방식(Proportional Fair : PF)과 라운드 로빈 방식(Round Robin : RR)을 들 수 있다. 상기 PF 기법은 다중 접속 시스템에 대하여 여러 사용자들 중에서 각 평균 성능값에 비해 상대적으로 채널 상태가 좋은 사용자를 선택하여 시스템 성능과 고정성을 향상시키는 방법이다. 802.16a에서는 한 타임 슬롯에 32개의 부채널 만큼의 사용자를 선택할 수 있다. 그러나 시변하는 채널 특성으로 인해 매 타임 슬롯 당 각 사용자들에게 새로이 채널이 할당되므로 시간 영역에서 각 사용자의 평균 성능을 추정하는 것은 어렵다. 이에 전술한 윈도우 기법(WFB)을 상기 PF에 적용하기 위하여 전체 32 개의 부채널에 대한 주파수 영역에서의 평균 성능을 이용하여 사용자 단말 k 의 PF 우선 매트릭스(priority matrix)(l_k)를 구한다. 이를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 5>와 같다.

상기 <수학식 5>에 의한 기지국에서의 사용자 단말 선택 과정은 앞에서와 동일한 과정으로 이루어진다. 따라서 전술한 윈도우 기법에 의한 궤환 정보의 정보량으로 간단히 상기 PF에 적용할 수 있다. 이 경우 2차 채널 할당으로 인한 채널 성능이 증가하면서도 고정성을 보장하는 장점을 얻게 된다. 두 번째로 상기 RR 로빈 방식에 의한 경우 802.16a OFDMA 시스템에서의 도 2의 스케쥴러(210)는 하나의 사용자 단말만이 선택되는 것이 아니므로 사용자 단말로부터 궤환 정보를 받아 부채널을 할당하면 기존 RR에 비하여 성능이 크게 향상될 수 있다.

또한 상기 <수학식 5>로 표현되는 공정성 보장 방법은 OFDMA/FDD 시스템은 물론 IEEE 802.16 d/e 기반의 OFDMA/TDD 시스템에도 적용될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 스케쥴링 방식으로 채널을 할당하는 경우 시스템 성능의 시뮬레이션 결과를 설명하기로 한다.

제안한 기법의 성능 비교를 위해서 다음과 같은 환경에서 실험을 수행하였다. 기지국과 각 수신기의 안테나 간격이 coherent distance보다 훨씬 크다는 것을 가정하여 2 x 2 MIMO Rayleigh Fading Channel Matrix 모델을 사용하였다. 각 사용자 단말의 mean rms delay spread는 80nsec, coherent bandwidth 1.25MHz로 설정하였으며 스케쥴링 시간 동안에는 채널이 변하지 않는다는 것을 가정한다. 또한 공평한 조건을 위하여 전체 K 명의 사용자에 대하여 채널환경이 양호한 사용자와 양호하지 못한 사용자 사이에 고르게 분포되도록 하기 위하여 신호 대 잡음비(SNR)를 0~20dB 사이에서 균일하게 분포되도록 하였다.

그리고 상기한 실험환경 하에서 실험 결과는 하기와 같다.

Multi-user diversity를 이용하는 스케쥴링 기법은 사용자 수가 증가할수록 시스템 성능이 증가하게 된다. 이때 본 발명에서 제안한 윈도우 기법(WFB)과 성능 비교를 위해 사용자 단말의 32개의 모든 부채널에 대한 채널 성능 정보를 궤환하는 종래 full feedback 기법과, 가장 좋은 채널을 갖는 채널번호와 이때의 성능값을 전송하는 기법, 그리고 가장 좋은 채널번호와 성능값 그리고 두 번째로 좋은 채널번호와 성능값을 전송하는 기법을 대조 군으로 설정하였다.

도 9는 본 발명에 따른 스케쥴링 방법을 수행한 경우 평균 채널 성능 즉 시스템 성능을 나타낸 것으로서, 제안한 윈도우 기법(WFB)를 사용한 경우가 종래 full feedback 기법에 가장 근사함을 알 수 있다. 이는 사용자가 궤환한 가장 좋은 채널이 할당되지 못하더라도 제안한 기법에서는 사용되는 인접 채널 범위 중에서 가장 좋은 채널에 가까운 비어있는 채널로 할당시키기 때문이다. 즉 인접 채널 주파수 특성이 유사하여 비슷한 성능을 갖기 때문에 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 스케쥴링 방법을 수행한 경우 기지국에서 사용자 단말의 궤환 정보 전송에 의한 채널 할당 시 동일한 채널로 중복되어 평균적으로 채널을 할당하지 못하는 횟수를 나타낸 것이다. 도 10에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 윈도우 기법(WFB)이 채널 할당 확률이 가장 좋게 나타남을 알 수 있다. 이것으로부터 제안한 기법이 단기간 공정성(short term fairness)에 유리함을 알 수 있다.

한편 공정성과 관련하여 공정성 정도를 평가하기 위하여 일반적으로 계수변화(Coefficient of Variation : CoV)를 사용한다. 각 사용자에게 점유된 전체 타임 슬롯의 개수에 대한 CoV는 하기 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있으며 낮은 CoV일수록 좋은 공정성 성능을 갖게 된다.

도 11은 본 발명에 따른 스케쥴링 방법에서 PF 스케쥴러를 적용한 평균 채널 성능 즉, 시스템의 성능을 나타낸 것으로서, 본 발명에서 제안하는 기법이 종래 full feedback에 비하여 사용자 수가 적을 경우 사용자의 궤환 채널이 중복되어 채널이 점유되지 못함에 따른 약간의 성능 저하를 보인다. 그러나 사용자 수가 많아짐에 따라 거의 종래 full feedback 경우에 근사함을 알 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 스케쥴링 방법에서 사용자 단말의 수에 따른 공정성 성능(CoV)를 나타낸 것으로서, 사용자 수가 적은 경우 본 발명에서 제안하는 기법 의 공정성 성능이 더 양호하나 사용자 수가 증가될수록 비슷한 성능을 보이고 있다. 그러나 본 발명에서 제안하는 기법은 도 10에서와 같이 가장 좋은 채널 전송(1 st only FB)의 경우와 가장 좋은 채널과 두 번째 좋은 채널을 전송 (1st & 2st FB+PF)하는 경우에 비하여 한번의 스케쥴링 시간 동안 할당할 수 있는 사용자 수가 많아지기 때문에 단기간 공정성(short term fairness)면에서도 유리하다. 즉 발명에 의한 윈도우 기법에 기존 RR을 병행하게 되면, 궤환 정보에 따른 multi-user diversity 영향으로 기존 라운드 로빈 방식(RR)에 비하여 성능이 매우 우수함을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, OFDMA/FDD 시스템에서 각 사용자 단말의 채널 상황을 고려하여 최적의 채널 성능을 제공하는 하량 링크 스케쥴링 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 스케쥴링 시 정보량이 감소된 궤환 정보를 이용하여 시스템 부하를 절감하며, 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity) 이득을 통하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러 스케쥴링 시 사용자별로 균등한 타임 슬롯 할당을 위하여 개선된 공정성 향상 방안을 제공할 수 있다.

Claims

직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 기지국과 다수의 단말들 간에 수행되는 하향 링크 채널 스케쥴링 방법에 있어서,

상기 단말들이 다수의 채널 성능을 연산하여 최대 성능을 갖는 채널을 찾는 과정과,

상기 단말들이 최대 성능을 갖는 채널의 채널 번호와 성능값이 포함된 궤환 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과,

상기 기지국에서 상기 궤환 정보를 근거로 각 단말마다 최적 성능을 갖는 채널을 할당하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 궤환 정보는 상기 최대 성능을 갖는 채널의 인접 채널 범위를 결정하는 소정 윈도우 비트 정보를 추가로 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
제 2 항에 있어서,

채널을 할당받지 못한 단말이 존재하는 경우 해당 단말에 대해 상기 윈도우 비트를 이용하여 상기 인접 채널을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상 기 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 윈도우 비트는 적어도 1 비트 값을 가지며, 상기 비트 값으로 결정되는 제1 조건에서 상기 인접 채널은 상기 최대 성능을 갖는 채널 번호의 좌,우 ±1 범위 내에서 결정되며, 제2 조건에서 상기 인접 채널은 상기 최대 성능을 갖는 채널 번호의 좌,우 ±2 범위 내에서 결정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 윈도우 비트는 하기 <수학식 7>로 결정됨을 특징으로 하는 상기 방법,

상기 <수학식 7>에서 상기 "window"는 상기 최대 성능을 갖는 채널을 기준으로 좌,우측으로 평균 성능 이상인 제1 인접 채널 범위를 결정하고, 상기 "winwidth"는 상기 제1 인접 채널 범위 중 최소 인접 채널 범위와 코히어런트 대역 폭내 최대 임계값(2)을 비교하여 이중 낮은 값을 제2 인접 채널 범위로 결정하며, 상기 "feedwidth"는 상기 윈도우 비트로서 상기 제2 인접 채널 범위가 1로 결정된 경우 0의 값을 갖고, 2로 결정된 경우 1의 값을 가짐을 특징으로 하는 상기 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 단말이 상기 윈도우 비트를 설정하는 과정은

상기 최대 성능을 갖는 채널의 좌,우측으로 평균 성능 이상인 제1 인접 채널 범위를 결정하는 과정과,

상기 제1 인접 채널 범위 중 최소 인접 채널 범위와 코히어런트 대역폭내 최대 임계값을 비교하여 이중 낮은 값을 제2 인접 채널 범위로 결정하는 과정과,

상기 제2 인접 채널 범위에 대응되게 상기 윈도우 비트 값을 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 할당될 인접 채널이 존재하지 않는 경우 해당 단말에 할당될 전력을 다른 단말에게 분배하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 스케쥴링 수행 시 비례적 공정(Proportional Fair : PF) 방식으로 상기 단말에 타임 슬롯을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제 3 항에 있어서,

전체 채널의 주파수 영역에서 채널 평균 성능을 이용한 단말 k의 PF 우선 매트릭스는 하기 <수학식 8>로 결정됨을 특징으로 하는 상기 방법,

상기 <수학식 8>에서 l_k(i)는 상기 우선 매트릭스, i_MAX는 가장 성능이 좋은 부채널의 인덱스, C_ZF,k(f)는 주파수 f에서 채널 성능이며, C_avr,k(f)는 평균 채널 성능을 의미함.
제 9 항에 있어서,

상기 PF 매트릭스는 OFDMA/FDD 시스템에 적용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 PF 매트릭스는 OFDMA/TDD 시스템에 적용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 스케쥴링 수행 시 라운드 로빈(Round Robin : RR) 방식으로 상기 단말에 타임 슬롯을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에 있어서,

다수의 채널 성능을 연산하여 최대 성능을 갖는 채널을 찾고, 상기 최대 성능을 갖는 채널의 채널 번호와 성능값이 포함된 궤환 정보를 생성하여 무선망으로 송출하는 다수의 단말들과,

상기 다수의 단말들로부터 수신된 다수의 궤환 정보를 근거로 단말들마다 최적 성능을 갖는 채널을 할당하는 기지국을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 궤환 정보는 상기 최대 성능을 갖는 채널의 인접 채널 범위를 결정하는 소정 윈도우 비트 정보를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 기지국은 채널을 할당받지 못한 단말이 존재하는 경우 해당 단말에 대해 상기 윈도우 비트를 이용하여 상기 인접 채널을 할당하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 상기 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 기지국은 하향 링크 채널 스케쥴링 수행 시 비례적 공정(Proportional Fair : PF) 방식으로 상기 다수의 단말들에 타임 슬롯을 할당하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 상기 시스템.
직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 기지국의 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 단말의 궤환 정보 생성 방법에 있어서,

다수의 채널 중 최대 성능을 갖는 채널을 찾는 과정과,

상기 최대 성능을 갖는 채널의 인접 채널 범위를 추정하는 과정과,

상기 인접 채널 범위를 결정하는 소정 윈도우 비트를 생성하는 과정과,

상기 최대 성능 채널의 채널번호와 성능값 및 상기 윈도우 비트가 포함된 궤환 정보를 생성하는 과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 윈도우 비트는 적어도 1 비트 값을 가지며,

상기 인접 채널 범위를 추정하는 과정은 상기 윈도우 비트가 '0'인 경우 상기 인접 채널을 상기 최대 성능을 갖는 채널 번호의 좌,우 ±1 범위 내에서 결정하는 과정과,

상기 윈도우 비트가 '1'인 경우 상기 인접 채널을 상기 최대 성능을 갖는 채널 번호의 좌,우 ±2 범위 내에서 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 윈도우 비트는 하기 <수학식 9>로 결정됨을 특징으로 하는 상기 방법,

상기 <수학식 9>에서 상기 "window"는 상기 최대 성능을 갖는 채널을 기준으로 좌,우측으로 평균 성능 이상인 제1 인접 채널 범위를 결정하고, 상기 "winwidth"는 상기 제1 인접 채널 범위 중 최소 인접 채널 범위와 코히어런트 대역폭내 최대 임계값(2)을 비교하여 이중 낮은 값을 제2 인접 채널 범위로 결정하며, 상기 "feedwidth"는 상기 윈도우 비트로서 상기 제2 인접 채널 범위가 1로 결정된 경우 0의 값을 갖고, 2로 결정된 경우 1의 값을 가짐을 특징으로 하는 상기 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 단말이 상기 윈도우 비트를 생성하는 과정은

상기 최대 성능을 갖는 채널의 좌,우측으로 평균 성능 이상인 제1 인접 채널 범위를 결정하는 과정과,

상기 제1 인접 채널 범위 중 최소 인접 채널 범위와 코히어런트 대역폭내 최대 임계값을 비교하여 이중 낮은 값을 제2 인접 채널 범위로 결정하는 과정과,

상기 제2 인접 채널 범위에 대응되게 상기 윈도우 비트 값을 설정하는 과정 을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 단말의 궤환 정보 생성 장치에 있어서,

다수의 채널 성능을 연산하여 최대 성능을 갖는 채널을 찾는 채널 성능 연산부와,

상기 최대 성능을 갖는 채널의 인접 채널 범위를 추정하는 윈도우 추정부와,

상기 인접 채널 범위를 결정하는 소정 윈도우 비트를 생성하는 윈도우 비트 생성부와,

상기 최대 성능 채널의 채널번호와 그 성능값 및 상기 윈도우 비트가 포함된 궤환 정보를 생성하는 궤환 정보 결합부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 윈도우 추정부는 상기 최대 성능을 갖는 채널의 좌,우측으로 평균 성능 이상인 제1 인접 채널 범위를 결정한 후, 상기 제1 인접 채널 범위 중 최소 인접 채널 범위를 추정하도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 윈도우 비트 생성부는 상기 최소 인접 채널 범위와 코히어런트 대역폭내 최대 임계값을 비교하여 이중 낮은 값을 제2 인접 채널 범위로 결정하고 상기 제2 인접 채널 범위에 대응되게 상기 윈도우 비트 값을 생성하도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 기지국의 스케쥴링 방법에 있어서,

다수의 단말들로부터 각각 최대 성능을 갖는 채널 정보와 인접 채널 범위를 지시하는 소정 윈도우 비트가 포함된 궤환 정보를 수신하는 과정과,

상기 궤환 정보를 근거로 각 단말마다 최대 성능을 갖는 채널을 할당하는 과정과,

채널을 할당받지 못한 단말이 존재하는 경우 해당 단말에 대해 상기 윈도우 비트를 이용하여 상기 인접 채널을 할당하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
제 24 항에 있어서,

상기 할당될 인접 채널이 존재하지 않는 경우 해당 단말에 할당될 전력을 다른 단말에게 분배하는 과정을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
직교 주파수 분할 다중 접속 무선 통신 시스템에서 하향 링크 채널 스케쥴링을 위한 기지국의 스케쥴링 장치에 있어서,

채널 할당을 위해 다수의 단말들로부터 전송된 소정 궤환 정보를 수신하여 각 단말에 대해 최대 성능의 채널을 할당하는 제1 채널 할당부와,

상기 궤환 정보를 근거로 결정되는 상기 최대 성능 채널의 인접 채널 범위로 상기 단말의 채널 할당을 수행하는 제2 채널 할당부를 포함하며,

상기 궤환 정보는 상기 최대 성능을 갖는 채널 정보와 인접 채널 범위를 지시하는 소정 윈도우 비트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 제2 채널 할당부을 통해서 할당될 채널이 존재하지 않는 경우 해당 단말에 할당될 전력을 다른 단말에게 분배하는 전력 분배부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.