KR20070000321A - 직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서 동적 채널할당방법 - Google Patents

직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서 동적 채널할당방법 Download PDF

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KR20070000321A
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Abstract

본 발명은 직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서 동적 채널 할당을 위해 요구되는 피드백 정보를 전송하고, 이를 통해 자원을 할당하는 방법을 구현한다. 이를 위해 단말은 전체 주파수 대역 내에 분포하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득 변화 값을 피드백 정보로 제공한다. 이에 대응하여 기지국은 채널 이득 변화 값에 의해 채널 환경을 추정하고, 상기 추정된 채널 환경에 의해 단말에 대한 최적의 자원이 할당되도록 한다.

Description

직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서 동적 채널 할당방법{DYNAMIC CHANNEL ALLOCATION METHOD IN A ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서 동적 채널 할당방법에 관한 것으로, 특히 동적 채널 할당을 위해 요구되는 피드백 정보를 전송하고 이를 통해 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다.
사회구조가 고도화, 다양화됨에 따라, 이동통신의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 그러나, 이동통신에서 사용할 수 있는 주파수 자원은 제한되어 있어, 주파수 자원 부족 현상이 나타나고 있다. 이를 해결하기 위해, 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위한 대표적인 기술이 채널 할당방법이다.
통상적으로 이동통신시스템에서는 기지국이 자원 할당을 관장한다. 그리고 단말은 상기 기지국에 의해 할당된 자원을 이용하여 데이터를 송신하거나 수신한다. 이때 상기 기지국은 최적화된 자원 할당을 위해 현재의 채널 환경과 주파수 재사용 등을 고려한다.
이동통신시스템에서의 채널 할당방법은 크게 고정 채널 할당방법(FCA : Fixed Channel Assignment)과 동적 채널 할당방법(DCA : Dynamic Channel Assignment)으로 나눌 수 있다.
상기 고정 채널 할당방법은, 각 기지국이 사용하는 채널이 결정되어 있기 때문에 시스템의 제어가 간단하므로, 현재 가장 많이 사용되고 있다. 상기 동적 채널 할당방법은, 제한된 무선 주파수 채널을 시간적, 공간적인 면에서 효과적으로 이용하는 방법이다. 상기 동적 채널 할당방법은, 주파수 이용 효율을 향상시켜 시스템의 수용량을 증가시키는 효과를 가진다.
도 1은 이동통신시스템에서 이루어지는 통상적인 통신 절차를 개념적으로 보이고 있는 도면이다. 상기 도 1에서는 하향링크를 기준으로 설명하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 기지국(110)은 단말 별로 할당된 자원을 이용하여 데이터를 전송한다. 상기 단말들(112, 114)은 상기 기지국(110)으로부터의 데이터를 수신하고, 현재의 채널 환경을 측정한다. 그리고 상기 단말들(112, 114)은 피드백 정보로써 측정된 현재의 채널 환경에 관한 정보를 상기 기지국(110)으로 보고한다. 상기 기지국(110)은 상기 단말들(112, 114)로부터 보고되는 현재의 채널 환경에 관한 정보를 참조하여 단말 별로의 자원 할당을 수행한다.
도 2는 OFDMA 방식을 사용하는 이동통신시스템에서의 자원 할당 예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 제1단말(MS #1)은 제2주파수 대역에 비해 제1주파수 대역에서 상대적으로 양호한 채널 품질을 가지는 채널 변화 특성을 가진다. 제2단말(MS #2)은 제1주파수 대역에 비해 제2주파수 대역에서 상대적으로 양호한 채널 품질을 가지는 채널 변화 특성을 가진다. 즉 상기 제1주파수 대역에서는 상기 MS #1이 양호한 채널 품질을 가지며, 상기 제2주파수 대역에서는 상기 MS #2가 양호한 채널 품질을 가진다. 상기 주파수에 따른 채널 품질은 상기 MS #!과 상기 MS #2로부터의 피드백 정보에 의해 획득될 수 있다.
따라서 단말 별로 채널 품질이 양호한 주파수 대역을 할당하는 것이 최적의 자원 할당이라 할 수 있다. 즉 상기 MS #1에 대해서는 제1주파수 대역을 할당하고, 상기 MS #2에 대해서는 제2주파수 대역을 할당하는 것이 바람직하다.
도 3a와 도 3b는 종래 직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서 이루어지는 동적 채널 할당방법의 일 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 3a와 도 3b에서 보이고 있는 동적 채널 할당방법의 일 예는 현재의 채널 환경만을 고려한다. 그리고 전체 주파수 대역을 8개의 구간으로 구분하고, 각 구간 별로의 채널 품질 정보가 피드백 정보로 보고되는 것을 가정한다.
제1단말(User 1)과 제2단말(User 2)은 세 개의 부 채널 할당을 요구하며, 제3단말(User 3)은 두 개의 부 채널 할당을 요구한다. 그리고 각 단말들은 각 부 채널 별로의 채널 품질을 측정하고, 이를 기지국으로 보고한다. 예컨대 상기 도 3a에서는 전체 주파수 대역을 8개의 부 채널로 구분하고 있음에 따라, 채널 품질을 표현하기 위해서는 각 부 채널 당 3비트가 요구된다. 이는 상기 채널 품질이 각 부 채널의 채널 품질 순위인 경우를 가정한다. 따라서 각 단말이 전체 주파수 대역의 채널 품질을 보고하기 위해서는 24비트의 채널 품질 보고 비트가 요구된다.
통상적으로 직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서는 전체 주파수 대역을 64개의 부 채널들로 구분하고 있음에 따라, 각 단말들이 채널 품질을 보고하기 위해서는 각 부 채널 당 6비트가 요구된다. 따라서 각 단말들은 전체 주파수 대역에 대한 채널 품질을 보고하기 위해서는 384비트가 필요하다.
기지국은 각 단말들로부터 보고되는 채널 품질을 참조하여, 채널 품질이 양호한 순서에 의해 각 단말에 대한 자원을 할당한다. 즉 각 단말들에 대해 가장 채널 품질이 우수한 부 채널을 할당한다. 이로써 제1단말에 대해서는 첫 번째 부 채널을 할당하고, 제2단말에 대해서는 다섯 번째 부 채널을 할당하며, 제3단말에 대해서는 여덞 번째 부 채널을 할당한다.
그 후 각 단말들에 대해 그 다음으로 우수한 채널 품질의 부채널을 할당한다. 이로써 상기 제1단말에 대해서는 두 번째 부채널을 할당하고, 상기 제2단말에 대해서는 네 번째 부 채널을 할당하며, 상기 제3단말에 대해서는 일곱 번째 부 채널을 할당한다. 다음에서는 상기 제1단말에 대해 여덞 번째 부 채널을 할당하여야 하나 이미 상기 제3단말에 대해 할당되었으므로 다음으로 채널 품질이 좋은 세 번째 부 채널을 할당한다. 상기 제2단말에 대해서는 세 번째 부 채널, 여덞 번째 부 채널 및 일곱 번째 부 채널이 이미 할당된 상태임에 따라 여섯 번째 부 채널을 할당한다. 상기 제3단말에 대해서는 이미 두개의 부 채널이 할당되었음에 따라 추가로 부 채널을 할당하지 않는다.
도 3b에서는 전술한 바에 의해 각 단말 별로 할당된 부 채널을 보이고 있다. 결과적으로 제1단말에 대해서는 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 부 채널이 할당되었고, 제2단말에 대해서는 네 번째, 다섯 번째 및 여섯 번째 부 채널이 할당되었으며, 제3단말에 대해서는 일곱 번째와 여덞 번째 부 채널이 할당되었다.
통상적으로 이동통신시스템에서의 자원 할당은 피드백 정보를 최소화하고, 최적의 자원 분배가 이루어지도록 하는 것이 최선의 방법이라 할 것이다. 하지만 전술한 종래의 자원 할당방법의 경우에는 채널 상태가 측정되는 구간 별 오더링 정보가 피드백 정보로 제공되어야 함으로 많은 양의 피드백 정보가 요구된다. 또한 피드백 정보를 이용하여 각 단말들에 대해 자원을 할당하기 위한 복잡도가
따라서 본 발명은 자원 할당을 위한 피드백 정보를 최소화하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 각 채널 상태 측정 구간에서 채널 이득의 변화 형태를 표현하는 정보를 피드백 정보로 전송하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 각 채널 상태 측정 구간 별 채널 이득의 변환 형태에 관한 피드백 정보에 의해 자원을 할당하는 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 각 채널 상태 측정 구간에서 채널 이득의 변화 비트 값을 누적하고, 누적된 값에 의해 단말들에 대한 자원을 할당하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 시간에 따라 변화되는 채널 이득을 감안하여 자원을 할당하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 앞서 획득된 채널 이득과의 평균 값을 이용하여 자원을 할당하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 측정 시점에 따른 채널 이득의 신뢰도에 따라 서로 다른 가중치를 부여하여 채널 이득의 평균을 취하고, 상기 평균 값에 의해 자원을 할당하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 전체 주파수 대역 내에 분포하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 변화와 채널 이득의 변화 양을 피드백 정보로써 전송하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 각 단말 별로 채널 환경이 가장 우수한 순서에 의해 자원이 할당되도록 하는 방법을 제공한다.
전술한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 전체 주파수 대역 내에 존재하는 임의의 주파수를 기준 점으로 하여 상기 전체 주파수 대역을 제1주파수 대역과 제2주파수 대역으로 양분하고, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 상에 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 이득을 측정하며, 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 바로 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득을 비교하여 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득 변화를 나타내는 채널 상태 비트 값을 결정하고, 상기 각 채널 상태 측정 시점들에서 결정된 채널 상태 비트 값들을 피드백 정보로써 기지국에 보고함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 피드백 정보 전송방법을 제안한다.
이를 위해 보다 바람직하기로는, 제1주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점들 간의 채널 이득 변환 양의 평균 값과 제2주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점들 간의 채널 이득 변환 양의 평균 값을 계산하고, 상기 제1주파수 대역에서 계산된 평균 값과 상기 제2주파수 대역에서 계산된 평균 값을 피드백 정보로써 기지국에 보고하도록 한다.
전술한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 단말로부터 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 수신하는 과정과, 전체 주파수 대역 내에 존재하는 임의의 주파수를 기준 점으로 하여 상기 전체 주파수 대역을 제1주파수 대역과 제2주파수 대역으로 양분하고, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 상에 존재하는 각 채널 상태 측정 시점에서 채널 상태 비트 값의 누적 값을 계산하는 과정과, 상기 계산된 누적 값들이 큰 순서에 의해 자원을 할당하는 과정을 포함하며, 상기 누적 값은 상기 기준 점으로부터 누적 값을 계산하고자 하는 채널 상태 측정 시점 사이에 존재하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 가산하고, 상기 가산된 채널 상태 비트 값에 상기 누적 값을 계산하고자 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 가산하여 계산함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법을 제안한다.
이를 위해 보다 바람직하기로는, 각 부채널에 대응하여 단말 별로 계산된 누적 값들 중 가장 큰 누적 값을 가지는 단말을 선택하는 과정과, 상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되지 않았을 시 해당 부채널을 상기 선택된 단말에 대해 할당하는 과정과, 상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되었을 시 다음으로 큰 누적 값을 가지는 단말에 대해 해당 부채널을 할당하는 과정에 의해 자원이 할당될 수 있도록 한다.
이를 위해 보다 바람직하기로는, 각 부채널에 대응하여 계산된 누적 값들 중 가장 작은 누적 값을 선택하고, 그 크기 순서에 의해 자원 할당 순서를 결정하는 과정과, 상기 자원 할당 순서에 의해 지정된 부채널에 대응하여 단말 별로 계산된 누적 값들 중 큰 누적 값을 가지는 단말을 선택하는 과정과, 상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되지 않았을 시 해당 부채널을 상기 선택된 단말에 대해 할당하는 과정과, 상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되었을 시 다음으로 큰 누적 값을 가지는 단말에 대해 해당 부채널을 할당하는 과정에 의해 자원이 할당될 수 있도록 한다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될
후술 될 본 발명의 상세한 설명에서는 채널 상태를 측정하는 구간을 부 채널 단위로 가정하여 설명할 것이다. 하지만 상기 채널 상태를 측정하는 구간은 임의로 설정하여 본 발명을 적용할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서는 자원 할당을 위해 기지국으로의 피드백이 필요한 정보를 최소화하기 위한 방안과, 상기 피드백 정보에 의해 최적의 자원이 할당되기 위한 방안을 다양한 실시 예들을 통해 설명할 것이다.
본 발명의 제1실시 예에서는 전체 주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 변화를 표현하는 정보를 피드백 정보로 사용함으로써, 피드백 정보의 양을 감소시키는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 그리고 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 변환 누적 값을 계산하고, 상기 누적 값에 의해 양호하다고 판단되는 자원을 우선적으로 할당하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제2실시 예에서는 제1실시 예에 의해 제공되는 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값들을 시간 상에서 평균을 취하고, 상기 평균 값에 의해 자원 할당을 수행하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제3실시 예에서는 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 변화에 관한 정보뿐만 아니라 미리 결정된 주파수 영역에서의 채널 이득 변화 정도를 피드백 정보로 보고하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
그리고 마지막으로는 단말로부터의 피드백 정보에 의해 효율적인 자원 할당을 수행하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
A. 제1실시 예
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제1실시 예에서 단말은 전체 주파수 대역 상에서 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득을 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 비교하고, 상기 비교 결과가 증가인지 감소인지에 의해 상기 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다. 그리고 상기 전체 주파수 대역에 걸쳐 존재하는 모든 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 비트 값들을 피드백 정보로써 보고한다. 이때 상기 모든 채널 상태 측정 시점들은 상기 전체 주파수 대역 상의 임의의 시점을 기준 점으로 하여 양분된다. 상기 기준 점을 설정하는 것은 그 외의 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 비트 값을 결정하기 위해서는 기준이 되는 채널 이득이 필요하기 때문이다. 또한 본 발명에서 사용되는 채널 상태 측정 시점은 전체 주파수 대역 상에 존재하는 임의의 주파수로 정의될 수 있다.
예컨대 상기 기준 값에서의 채널 이득을 "0"으로 설정한다. 그리고 임의의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 이전 채널 측정 시점에서의 채널 이득에 비해 증가하면, 상기 임의의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 "+1"로 결정한다. 그렇지 않고 임의의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 이전 채널 측정 시점에서의 채널 이득에 비해 감소하면, 상기 임의의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 "-1"로 결정한다. 상기 단말은 필요에 따라 상기 채널 상태 비트 값들을 이진 값으로 부호화하여 전송할 수 있다.
이에 대응한 기지국에서는 각 단말들로부터 전체 주파수 대역 상에 분포하는 모든 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 비트 값들을 피드백 정보로 수신한다. 그리고 기준 점에서 양측 방향으로 존재하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값들을 누적한다. 상기 기지국은 계산된 누적 값들의 크기 순서에 의해 해당 단말에 대한 자원을 할당한다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 피드백 정보의 생성 및 이를 통한 자원 할당 예를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 4에서는 전체 주파수 대역 상에 16개의 채널 상태 측정 시점들이 존재하는 것을 가정하고 있다.
그리고 전체 주파수 대역에서 임의의 주파수를 기준 점으로 정하고, 상기 기준 점의 인덱스를 "0"으로 지정하였다. 상기 전체 주파수 대역은 상기 기준 점에 의해 두 개의 주파수 대역으로 나뉘어진다. 상기 두 개의 주파수 대역들 중 상기 기준 점보다 낮은 주파수 대역을 "제1주파수 대역"이라 하고, 상기 기준 점보다 높은 주파수 대역을 "제2주파수 대역"이라 한다.
상기 제1주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점에 대해서는 상기 기점 점으로부터 멀어질수록 낮은 인덱스(-1 내지 7)를 부여하였다. 그리고 상기 제2주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점에 대해서는 상기 기준 점으로부터 멀어질수록 높은 인덱스(1 내지 8)를 부여하였다. 상기 채널 상태 측정 시점은 채널 이득을 측정하고, 이를 통해 채널 상태 비트 값을 결정하는 시점으로 정의될 수 있다.
상기 도 4를 참조하며, 단말은 전체 주파수 대역에 걸쳐 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 이득을 측정한다. 그리고 상기 기점 점에서의 채널 상태 비트 값(bref)을 "0"으로 설정한다.
그 후 상기 단말은 제1주파수 대역과 제2주파수 대역을 구분하여 채널 상태를 측정한다. 즉 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 내에서 채널 이득의 변화에 따라 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다. 상기 채널 상태 비트 값은 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득의 비교에 의해 결정한다. 상기 채널 상태 비트 값은 -1 또는 +1로 결정된다. 상기 채널 상태 비트 값이 -1로 결정되는 것은, 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득에 비해 감소한 경우에 해당한다. 그리고 상기 채널 상태 비트 값이 +1로 결정되는 것은, 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득에 비해 증가한 경우에 해당한다.
먼저 상기 제1주파수 대역에 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 측정을 살펴보면, 상기 단말은 -1을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 기준 점에서의 채널 이득을 비교한다. 상기 단말은 상기 -1을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 상기 기준 점에서의 채널 이득보다 감소하였으므로, 상기 -1을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 -1로 결정한다. 이와 같은 방식에 의해 상기 단말은 -2, -3을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 이득이 모두 감소하였으므로, 해당 채널 상태 비트 값들을 -1로 결정한다. 그리고 상기 단말은 -4, -5, -6 및 -7을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 이득이 모두 증가하였으므로, 해당 채널 상태 비트 값들을 +1로 결정한다.
다음으로 상기 제2주파수 대역에 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 측정을 살펴보면, 상기 단말은 1을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 기준 점에서의 채널 이득을 비교한다. 상기 단말은 상기 1을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 상기 기준 점에서의 채널 이득보다 증가하였으므로, 상기 1을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 +1로 결정한다. 이와 같은 방식에 의해 상기 단말은 2, 3 및 4를 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 이득이 모두 증가하였으므로, 해당 채널 상태 비트 값들을 +1로 결정한다. 그리고 상기 단말은 5, 6, 7 및 8을 인덱스로 하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 이득이 모두 감소하였으므로, 해당 채널 상태 비트 값들을 -1로 결정한다.
따라서 전체 주파수 대역에서 채널 상태 비트 값들에 의한 피드백 정보는 상기 도 4에서 보이고 있듯이, "+1, +1, +1, +1, -1, -1, -1, 0, +1, +1, +1, +1, -1, -1, -1, -1"로 결정된다. 상기 단말은 상기 결정된 피드백 정보에 대해 부호화를 수행하여 전송한다. 상기 부호화를 통해 출력되는 이진 비트 값의 피드백 정보는 상기 도 4에서 보이고 있듯이 "0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, X, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1"가 된다.
기지국은 상기 단말로부터 부호화되어 전송되는 피드백 정보를 수신하여 복호화를 수행한다. 상기 기지국은 이진 비트 값으로 표현되는 상기 피드백 정보를 -1 또는 +1의 값으로 변경한다. 따라서 상기 지지국은 상기 단말에서 부호화가 이루어지기 전의 채널 상태 비트 값들을 획득한다. 그 후 상기 기지국은 각 채널 상태 측정 시점들에서의 누적 값을 계산한다. 상기 누적 값은 미리 알고 있는 기준 점에 의해 양분되는 제1주파수 대역과 제2주파수 대역을 구분하여 계산한다.
상기 제1주파수 대역 내에 존재하는 각 채널 상태 측정 시점에서 계산되는 누적 값은 하기 <표 1>과 같이 정리될 수 있다.
인덱스 채널 상태 비트 값 누적 값
0 0 0
-1 -1 -1
-2 -1 -2
-3 -1 -3
-4 +1 -2
-5 +1 -1
-6 +1 0
-7 +1 1
상기 제2주파수 대역 내에 존재하는 각 채널 상태 측정 시점에서 계산되는 누적 값은 하기 <표 2>과 같이 정리될 수 있다.
인덱스 채널 상태 비트 값 누적 값
0 0 0
1 +1 1
2 +1 2
3 +1 3
4 +1 4
5 -1 3
6 -1 2
7 -1 1
8 -1 0
상기 기지국은 상기 <표 1>과 상기 <표 2>와 같이 누적 값의 계산이 완료되면, 상기 누적 값들이 큰 순서에 의해 자원을 할당한다. 따라서 상기 기지국은 상기 <표 2>에서 굵은 글씨체로 표시한 주파수 대역을 상기 단말을 위한 자원을 할당한다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따라 단말이 피드백 정보를 구성하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 단말은 510단계에서 전체 주파수 대역에 존재하는 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널이득을 측정한다. 상기 단말은 512단계에서 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다. 상기 채널 상태 비트 값은 현재의 채널 상태 측정 시점과 바로 이전의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득의 비교에 의해 결정할 수 있다. 예컨대 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 바로 이전의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득보다 증가하였으면, 채널 상태 측정 비트 값을 "+1"로 결정한다. 하지만 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 바로 이전의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득보다 감소하였다면, 채널 상태 비트 값을 "-1"로 결정한다.
전술한 조건에 의해 모든 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 비트 값들이 결정되면, 상기 단말은 514단계에서 상기 결정된 채널 상태 비트 값들을 피드백 정보로 구성하여 기지국으로 전송한다.
도 6은 상기 도 5에서의 채널 상태 비트 값을 결정하기 위한 제어 흐름의 일 예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 단말은 610단계에서 채널 상태 측정 시점을 가리키는 인덱스 값 i와 k를 n으로 설정한다. 여기서 n은 기준 점의 인덱스 값이다. 상기 단말은 612단계 내지 616단계를 통해 제1주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다.
상기 단말은 612단계에서 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 바로 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득을 비교한다. 즉 i-1번째 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득 이 i번째 채널 상태 측정 시점(초기에는 기준 점)에서의 채널 이득 보다 큰지를 판단한다. 이는 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득()이 바로 이전의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득()보다 증가하였는지를 확인하는 것이다.
상기 단말은 상기 조건을 만족하면, 614단계로 진행하여 상기 i-1번째 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값 bi-1을 "+1"로 결정한다. 하지만 상기 조건을 만족하지 못하면, 상기 단말은 616단계로 진행하여 상기 i-1번째 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값 bi-1을 "-1"로 결정한다.
그리고 상기 단말은 618단계 내지 624단계를 통해 제2주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다.
상기 단말은 618단계에서 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 바로 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득을 비교한다. 즉 k+1번째 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득 이 k번째 채널 상태 측정 시점(초기에는 기준 점)에서의 채널 이득 보다 큰지를 판단한다. 이는 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득()이 바로 이전의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득()보다 증가하였는지를 확인하는 것이다.
상기 단말은 상기 조건을 만족하면, 622단계로 진행하여 상기 k+1번째 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값 bk+1을 "+1"로 결정한다. 하지만 상기 조건을 만족하지 못하면, 상기 단말은 624단계로 진행하여 상기 k+1번째 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값 bk+1을 "-1"로 결정한다.
상기 단말은 626단계에서 다음 채널 상태 측정 시점을 선택하기 위해, 상기 i를 1 감소시키고, k를 1 증가시킨다. 그리고 628단계에서 상기 증가된 i가 1보다 큰지를 판단한다. 이는 상기 제1주파수 대역에 존재하는 모든 채널 상태 측정 시점들에 대한 채널 상태 비트 값들을 결정하였는지를 판단하기 위함이다.
상기 단말은 상기 감소된 i가 1보다 크다면, 상기 612단계 내지 상기 616단계에서 상기 제1주파수 대역 내에 존재하는 다음 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다. 뿐만 아니라 상기 618단계 내지 624단계에서 상기 제2주파수 대역 내에 존재하는 다음 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다.
하지만 상기 단말은 상기 감소된 i가 1보다 크지 않으면, 630단계에서 상기 증가된 k가 최대 인덱스 값(Index_max)보다 큰지를 판단한다. 이는 상기 제2주파수 대역에 존재하는 모든 채널 상태 측정 시점들에 대한 채널 상태 비트 값들을 결정하였는지를 판단하기 위함이다.
상기 단말은 상기 증가된 k가 최대 인덱스 값보다 크지 않다면, 상기 618단계 내지 624단계에서 상기 제2주파수 대역 내에 존재하는 다음 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다. 하지만 상기 증가된 k가 최대 인덱스 값보다 크다면, 상기 단말은 채널 상태 측정 시점에서 채널 상태 비트 값을 결정하는 동작을 종료한다.
상기 도 6에서 보이고 있는 예는 제1주파수 대역에 존재하는 채널 상태 측정 시점의 수가 제2주파수 대역에 존재하는 채널 상태 측정 시점의 수보다 적음을 가정하고 있다. 만약 제1 주파수 대역에 존재하는 채널 상태 측정 시점의 수가 제2주파수 대역에 존재하는 채널 상태 측정 시점의 수보다 많도록 기준 점이 설정된다면, 628단계와 630단계를 일부 수정함으로써 용이하게 구현할 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따라 기지국에서 자원 할당을 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 기지국은 710단계에서 단말로부터의 피드백 정보를 수신한다. 그리고 상기 수신한 피드백 정보로부터 각 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 비트 값들을 확인한다.
상기 기지국은 712단계에서 구간 별로 상기 채널 상태 비트 값의 누적 값을 계산한다. 상기 누적 값의 계산은 앞에서도 설명한 바와 같이 기준 점에 의해 양분되는 제1주파수 대역과 제2주파수 대역 각각에 대해 이루어진다.
상기 기지국은 714단계에서 상기 계산된 누적 값들 중 높은 순서에 의해 s개의 누적 값을 선택한다. 여기서 상기 s는 단말로부터 할당이 요청된 자원의 양에 의해 결정할 수 있다. 상기 기지국은 716단계에서 선택된 s개의 누적 값에 대응한 자원을 상기 단말에 대해 할당한다. 상기 자원은 부 채널 또는 부 반송파 등으로 정의될 수 있다.
상기 기지국은 앞서 할당된 자원을 해당 단말로 통보함으로써, 자원 할당을 위한 모든 절차를 종료한다.
도 14는 본 발명의 제1실시 예를 적용할 시와 어떠한 오더링도 하지 않는 경우의 성능을 대비한 도면이다. 상기 도 14에서 보여지듯이 본 발명의 제1실시 예에 의해 자원을 할당하는 경우, 그렇지 않는 경우에 비해 6dB 정도의 성능 향상을 얻을 수 있다.
B. 제2실시 예
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제2실시 예에서는 복수의 피드백 정보를 이용하여 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값 또는 누적 값의 평균을 계산하고, 상기 평균 값에 의해 자원을 할당하는 방법을 구현한다. 이는 다이버시티 이득을 통해 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값에 발생할 수 있는 에러를 줄일 수 있는 방안이 될 수 있다.
여기서 복수의 피드백 정보는 현재 시점(T)에서 수신된 피드백 정보와 다로 이전 시점(T-1)에서 수신된 피드백 정보이다. 상기 시점(T-1, T)은 피드백 정보를 보고하는 주기로 정의된다. 상기 피드백 정보로 전송되는 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값은 앞서 설명된 제1실시 예와 동일한 방법에 의해 결정될 수 있다. 따라서 후술 될 본 발명의 제2실시 예에 대해 구체적인 설명에서는 기지국이 피드백 정보를 이용하여 자원을 할당하는 동작에 대해서만 살펴보도록 한다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따라 복수의 시점에서 제공되는 피드백 정보의 평균에 의해 자원을 할당하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 8에서는 연속하여 수신된 두 번의 피드백 정보를 이용하고 있으나 그 이상의 피드백 정보를 이용하여 구현할 수 있음은 자명할 것이다.
상기 도 8을 참조하면, 기지국은 수신 시점 T-1에서 수신된 피드백 정보를 통해 각 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 비트 값을 계산한다. 그리고 상기 기지국은 수신 시점 T에서 수신된 피드백 정보를 통해 각 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 상태 비트 값을 계산한다. 상기 T-1과 상기 T에서 수신된 피드백 정보에 의해 채널 상태 비트 값을 계산하는 것은 이미 제1실시 예에서 설명되었다.
상기 기지국은 상기 T-1과 상기 T에서 계산된 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값들의 평균을 계산한다. 그렇지 않고 상기 기지국은 상기 T-1과 상기 T에서 계산된 각 누적 값들의 평균을 계산할 수도 있다. 후술 될 설명에서는 채널 상태 비트 값들의 평균을 계산하는 것을 가정하여 설명하도록 한다.
상기 기지국은 상기 평균 값에 의해 할당할 자원을 결정한다. 즉 상기 평균 값들 중 높은 순서에 의해 해당 단말이 사용할 주파수 대역을 결정하고, 이를 해당 단말에 대해 할당하도록 한다.
한편 상기 기지국은 상기 수신 시점 별로 서로 다른 가중치를 부여할 수 있다. 이는 그 정보의 신뢰도 정도에 따라 부여되는 가중치를 차별화하기 위함이다. 예컨대 이전 수신 시점(T-1)에서의 채널 상태 비트 값에 비해 현재 수신 시점(T)에서의 채널 상태 비트 값에 상대적으로 높은 가중치를 부여할 수 있다. 상기 도 8에서는 이전 수신 시점(T-1)에서의 채널 상태 비트 값에 부여되는 가중치를 "1-ω"로 표기하였으며, 상기 현재 수신 시점(T)에서의 채널 상태 비트 값에 부여되는 가중치를 "ω"로 표기하였다. 이러한 표기에서도 알 수 있듯이 복수의 수신 시점들 각각에 대해 부여되는 가중치들의 합은 "1"이 된다.
한편 에러의 발생 확률은 기준 점에서 멀리 위치하는 채널 상태 측정 시점이 높게 나타난다. 따라서 상기 도 8에서와 같이 평균 값의 계산은 에러 발생 확률이 높은 채널 상태 측정 시점에 대해 부분적으로 수행될 수 있다.
도 9는 피드백 정보에 대한 평균을 취함으로써, 채널 이득이 개선됨을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 9에서는 기준점에 위해 양분되는 하나의 주파수 대역에 대해 개시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면, T-1에서 측정된 채널 이득과 T에서 측정된 채널 이득에는 일부의 오차가 존재함을 보이고 있다. 상기 T-1에서 측정된 채널 이득에 의해 채널 상태 비트 값은 "+1, +1, +1, -1, -1, +1, +1, +1, +1"로 결정된다. 그리고 상기 T에서 측정된 채널 이득에 의한 채널 상태 비트 값은 "+1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, +1, +1"로 결정된다.
기지국은 상기 T-1에서의 채널 상태 비트 값들과 상기 T에서의 채널 상태 비트 값을 피드백 정보로 수신한다. 그리고 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값들에 대한 평균을 취함으로써, 상기 T-1에서의 채널 이득 파형과 상기 T에서의 채널 이득 파형의 오차를 고려한 자원 할당이 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따라 자원 할당을 수행하는 기지국의 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 10에서는 누적 값의 평균에 의해 자원을 할당하는 경우를 가정하고 있다.
상기 도 10을 참조하면, 기지국은 1010단계에서 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신한다. 상기 기지국은 상기 피드백 정보에 의해 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 확인한다. 그 후 상기 기지국은 1012단계에서 상기 각 채널 상태 측정 시점들에 의해 형성되는 구간 별로의 누적 값을 계산한다. 상기 누적 값은 기준 점으로부터 해당 채널 상태 측정 시점까지의 채널 상태 비트 값을 누적함으로써 계산된 값이다.
상기 기지국은 1014단계에서 앞서 수신한 피드백 정보로부터 계산된 누적 값들과 상기 계산된 누적 값들을 채널 상태 측정 시점에 의해 형성되는 구간 별로 평균을 취한다. 따라서 상기 기지국은 각 채널 상태 측정 시점에서의 누적 값의 평균 값을 획득하게 된다.
상기 기지국은 1016단계에서 상기 평균 값들 중 높은 순서에 의해 s개의 평균 값을 선택한다. 여기서 상기 s는 단말로부터 할당이 요청된 자원의 양에 의해 결정할 수 있다. 상기 기지국은 1018단계에서 선택된 s개의 평균 값에 대응한 자원을 상기 단말에 대해 할당한다. 상기 자원은 부 채널 또는 부 반송파 등으로 정의될 수 있다.
상기 기지국은 앞서 할당된 자원을 해당 단말로 통보함으로써, 자원 할당을 위한 모든 절차를 종료한다.
한편 전술한 제2실시 예는 제1실시 예를 적용하는 경우를 가정하여 설명하고 있으나 기존 방식에 의해 전송되는 피드백 정보를 이용하여 구현할 수 있음에 유의하여야 한다.
C. 제3실시 예
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제3실시 예에서는, 단말에서 연속되는 채널 상태 측정 시점들 간의 채널 이득 차 값들의 평균을 계산하고, 상기 채널 이득 오차 평균 값을 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값과 함께 피드백 정보로 전송하는 방안을 제시한다. 따라서 피드백 정보의 크기는 제1실시 예에 비해 상기 채널 이득 오차 평균 값을 표현하기 위한 크기만큼이 증가한다. 상기 채널 이득 오차 평균 값은 기준 점에 의해 양분되는 제1주파수 대역과 제2주파수 대역 각각에 대해 계산한다. 상기 제1 및 제2주파수 대역 각각에 대응한 채널 이득 오차 평균 값은 3비트로 표현할 수 있으므로, 제1실시 예에 비해 6비트의 추가 비트가 필요하다. 하기의 설명에서는 상기 제1주파수 대역에 대응한 채널 이득 오차 평균 값을 "제1채널 이득 오차 평균 값"이라 칭하고, 상기 제2주파수 대역에 대응한 채널 이득 오차 평균 값을 "제2채널 이득 오차 평균 값"이라 칭한다.
이에 대응한 기지국에서는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값과 채널 이득 오차 평균 값에 의해 단말의 채널 상태를 보다 정확하게 추정할 수 있다. 이는 단말에 대해 최적화된 자원을 할당할 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 제3실시 예를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 11을 참조하면, 단말은 제1실시 예에서 제안하고 방안에 의해 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값들을 결정한다. 그리고 임의의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 바로 이전의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득을 비교하고, 그 채널 이득 오차를 계산한다.
그 후 상기 단말은 제1주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서 계산된 채널 이득 오차 값들의 평균을 계산하여 제1채널 이득 오차 평균 값으로 결정한다. 그리고 상기 단말은 제2주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서 계산된 채널 이득 오차 값들의 평균을 계산하여 제2채널 이득 오차 평균 값으로 결정한다. 상기 제1 및 제2채널 이득 오차 평균 값은 3비트로 표현될 수 있다.
상기 단말은 상기 제1채널 이득 오차 평균 값과 상기 제2채널 이득 오차 평균 값이 결정되면, 상기 제1 및 제2채널 이득 오차 평균 값과 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값으로 구성된 피드백 정보를 기지국으로 전송한다.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따라 단말에서 피드백 정보를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 12를 참조하면, 단말은 1210단계에서 전체 주파수 대역에서의 채널 이득을 측정한다. 그리고 상기 전체 주파수 대역 상에 존재하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 결정한다. 상기 채널 상태 비트 값을 결정하는 것을 제1실시 예에서 제안된 방안을 그대로 적용할 수 있다.
상기 단말은 1214단계에서 제1주파수 대역 내에서 이웃 하는 제1채널 상태 측정 시점과 제2채널 상태 측정 시점 간의 채널 이득 오차(Hvariation#1)를 계산한다. 상기 채널 이득 오차(Hvariation#1)의 계산을 일반화하면 하기 <수학식 1>로 정의될 수 있다.
여기서 H(fT)는 현재의 채널 상태 측정 시점(제1채널 상태 측정 시점)에서의 채널 이득이고, H(fT-1)은 바로 이전의 채널 상태 측정 시점(제2채널 상태 측정 시점)에서의 채널 이득이다.
그리고 상기 단말은 상기 제1주파수 대역 내에 존재하는 각 채널 상태 측정 시점에서 계산된 채널 이득 오차들의 평균을 계산하고, 이를 제1채널 이득 오차 평균 값(Haverage#1)으로 결정한다.
상기 단말은 1216단계에서 제2주파수 대역 내에서 이웃 하는 제1채널 상태 측정 시점과 제2채널 상태 측정 시점 간의 채널 이득 오차(Hvariation#2)를 계산한다. 상기 채널 이득 오차(Hvariation#2)의 계산을 일반화하면 하기 <수학식 2>로 정의될 수 있다.
여기서 H(fT)는 현재의 채널 상태 측정 시점(제1채널 상태 측정 시점)에서의 채널 이득이고, H(fT-1)은 바로 이전의 채널 상태 측정 시점(제2채널 상태 측정 시점)에서의 채널 이득이다.
그리고 상기 단말은 상기 제2주파수 대역 내에 존재하는 각 채널 상태 측정 시점에서 계산된 채널 이득 오차들의 평균을 계산하고, 이를 제2채널 이득 오차 평균 값(Haverage#2)으로 결정한다.
상기 단말은 1218단계에서 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값들과 상기 제1 및 제2채널 이득 오차 평균 값(Haverage#1, Haverage#2)으로 구성된 피드백 정보를 기지국으로 전송한다.
이에 대응한 기지국은 채널 상태 비트 값에 의해 현재의 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득이 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득에 비해 증가하였는지 감소하였는지를 판단할 수 있다. 상기 채널 이득이 감소하였다면, 상기 기지국은 이전 채널 이득보다 채널 이득 오차 평균 값만큼 감소된 채널 이득을 현재의 채널 이득으로 결정한다. 상기 채널 이득이 증가하였다면, 상기 기지국은 이전 채널 이득보다 채널 이득 오차 평균 값만큼 증가된 채널 이득을 현재의 채널 이득으로 결정한다. 앞에서도 밝혔듯이 상기 채널 이득 오차 평균 값은 제1주파수 대역과 제2주파수 대역에 대해 서로 다르게 부여된다.
전술한 바와 같이 기지국이 해당 단말에 대한 채널 이득을 보다 정확하게 추정할 수 있음에 따라 상기 단말에 대한 자원을 더 효율적으로 할당할 수 있게 된다.
D. 자원 할당 예
이하 본 발명의 실시 예들에 의해 획득된 채널 상황을 고려하여 자원을 할당하는 예들을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 대상 자원을 임의의 순서에 의해 할당하는 자원 할당방법과 최저 채널 환경을 가지는 자원을 우선하여 할당하는 자원 할당방법을 제안한다.
도 13a는 복수의 단말들에 대해 자원을 임의의 순서로 할당하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 13a에서는 8개의 부채널을 4명의 단말들에게 두개씩 할당하며, 단말 별로 각 부채널들에 대한 누적 값들은 이미 피드백 정보에 의해 계산되어 있음을 가정한다. 그리고 좌측에 임의의 결정된 자원 할당을 위한 순서를 기재하고 있다.
상기 도 13a를 참조하면, 기지국은 제2부채널(Sub 2)에 대응하여 각 단말들의 누적 값들을 확인하고, 상기 누적 값들 중 가장 큰 값을 가지는 단말에 대해 상기 제2부채널(Sub 2)을 할당한다. 이를 통해 상기 제2부채널(Sub 2)은 누적 값이 7인 제1단말(User 1)에게 할당된다. 여기서 누적 값이 가장 크다는 것은 채널 이득이 가장 높음(채널 상황이 가장 좋음)을 의미한다.
그 후 임의로 결정된 할당 순서에 의해 상기 기지국은 제5부채널(Sub 5)에 대응하여 가장 누적 값이 큰 제3단말(User 3)에 대해 상기 제5부채널(Sub 5)을 할당한다. 이와 같은 방식에 의해 제3부채널(Sub 3)은 상기 제1단말(User 1)에 할당하고, 제8부채널(Sub 8)은 제4단말(User 4)에 할당하며, 제4부채널(Sub 4)은 제2단말에 할당한다.
그리고 제1부채널은 상기 제1단말(User 1)에 대응한 누적 값이 가장 큼에 따라 상기 제1단말(User 1)에 할당되어야 할 것이다. 하지만 상기 제1단말(User 1)에 대해서는 이미 두 개의 부채널(제2부채널, 제3부채널)이 할당되었음에 따라 더 이상의 자원을 할당할 필요가 없다. 따라서 상기 기지국은 상기 제1부채널을 두 번째로 큰 누적 값을 가지는 단말에 대해 할당한다. 하지만 상기 제1단말(User 12)을 제외한 나머지 단말들은 모두 동일한 누적 값을 가진다. 따라서 상기 기지국은 상기 동일한 누적 값을 가지는 단말들 중 두개의 부채널이 할당되지 않은 단말에 대해 해당 부채널을 할당한다. 하지만 두개의 부채널이 할당되지 않은 복수의 단말이 존재할 경우에는 하나의 단말을 선택하여 해당 부채널을 할당한다. 상기 도 13a에서는 상기 제1부채널을 상기 제4단말(User 4)에 할당하였다.
다음으로 상기 기지국은 제6부채널(Sub 6)을 상기 제1단말(User 1)에게 할당할 수 없는 상황임에 따라 상기 제3단말(User 3)에게 할당한다. 마지막으로 제7부채널(Sub 7)은 제3단말(User 3)과 제4단말(User 4)에 할당할 수 없음에 따라 제2단말(User 2)에게 할당된다.
따라서 제1단말에 대해서는 제2부채널과 제3부채널을 할당하고, 제2단말에 대해서는 제4부채널과 제7부채널을 할당한다. 그리고 제3단말에 대해서는 제5부채널과 제6부채널을 할당하고, 제4단말에 대해서는 제1부채널과 제8부채널을 할당한다.
전술한 바와 같이 기지국은 각 부채널들에 대해 임의로 할당 순서를 지정하고, 상기 임의로 지정된 순서에 의해 부채널을 할당한다. 이때 상기 기지국은 해당 부채널을 상기 부채널에 대응하여 가장 큰 누적 값을 가지는 단말에 대해 할당한다. 그리고 부채널을 할당하고자 하는 단말에 대해 이미 필요한 자원이 할당된 경우에는 다음으로 누적 값이 큰 단말에 대해 해당 부채널을 할당한다. 즉 부채널을 할당할 시 각 단말의 누적 값과 현재 할당된 부채널의 양을 참조한다.
도 13b는 오더링을 통해 결정된 순서에 의해 자원을 할당하는 예를 도시하고 있는 도면이다.
상기 자원 할당 순서의 오더링은 부채널 별로 결정되는 각 단말들의 누적 값들에 의해 이루어진다. 즉 각 부채널 별로 최저의 누적 값을 파악하고, 상기 부채널 별로 파악된 최저 누적 값들의 크기 순서에 의해 자원 할당 순서를 결정한다.
상기 도 13b를 참조할 때, 각 부채널 별로 파악된 최저 누적 값과 상기 최저 누적 값에 의한 자원할당 순서는 하기 <표 3>과 같이 정리할 수 있다.
부채널 최저 누적 값 자원할당 순서
제1부채널 1 1
제2부채널 3 7
제3부채널 2 3
제4부채널 2 4
제5부채널 2 5
제6부채널 6 8
제7부채널 2 6
제8부채널 1 2
기지국은 상기 <표 3>의 자원 할당 순서에 의해 부채널들을 단말들에게 할당한다. 이때 단말에 대한 부채널의 할당은 상기 도 13a에서 이루어진 할당 방식과 동일하게 이루어진다. 즉 각 부채널에서 가장 큰 누적 값을 가지는 단말에 대해 해당 부채널을 할당한다.
따라서 제1단말에 대해서는 제1부채널과 제3부채널이 할당되고, 제2단말에 대해서는 제2부채널과 제4부채널이 할당된다. 그리고 제3단말에 대해서는 제5부채널과 제7부채널이 할당되고, 제4단말에 대해서는 제6부채널과 제8부채널이 할당된다.
전술한 바와 같이 자원 할당 순서를 오더링을 통해 결정하게 되면, 임의로 자원 할당 순서를 결정하는 경우에 비해 각 단말의 채널 상황을 보다 양호하게 유지할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예들에 대한 실험 결과를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 15에서 사용된 실험 환경은 변조방식으로 QPSK 방식을 사용하고, 512개의 부반송파, 크기가 8인 64개의 부채널 및 16개의 단말을 가정하고 있다. 상기 도 15에서 보이고 있듯이 본 발명에서 제안하고 있는 각 실시 예들을 적용함으로써, 성능이 개선됨을 알 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 피드백 정보를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 피드백 정보를 줄임으로써 발생할 수 있는 성능 감쇄를 보상하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 자원 할당을 위한 복잡도를 간소화함으로써, 실질적으로 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 이동통신시스템에서 이루어지는 통상적인 통신 절차를 개념적으로 보이고 있는 도면.
도 2는 OFDMA 방식을 사용하는 이동통신시스템에서의 자원 할당 예를 보이고 있는 도면.
도 3a와 도 3b는 종래 직교주파수분할 다중접속 이동통신시스템에서 이루어지는 동적 채널 할당방법의 일 예를 보이고 있는 도면
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 피드백 정보의 생성 및 이를 통한 자원 할당 예를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따라 단말이 피드백 정보를 구성하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 6은 상기 도 5에서의 채널 상태 비트 값을 결정하기 위한 제어 흐름의 일 예를 보이고 있는 도면.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따라 기지국에서 자원 할당을 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따라 복수의 시점에서 제공되는 피드백 정보의 평균에 의해 자원을 할당하는 예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 피드백 정보에 대한 평균을 취함으로써, 채널 이득이 개선됨을 보이고 있는 도면.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따라 자원 할당을 수행하는 기지국의 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 11은 본 발명의 제3실시 예를 개념적으로 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따라 단말에서 피드백 정보를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 13a는 임의의 순서에 의해 자원을 할당하는 예를 도시하고 있는 도면.
도 13b는 오더링을 통해 결정된 순서에 의해 자원을 할당하는 예를 도시하고 있는 도면.
도 14는 본 발명의 제1실시 예를 적용할 시와 적용하지 않을 경우의 성능을 대비한 도면.
도 15는 본 발명의 실시 예들에 대한 실험 결과를 보이고 있는 도면.

Claims (15)

  1. 전체 주파수 대역 내에 존재하는 임의의 주파수를 기준 점으로 하여 상기 전체 주파수 대역을 제1주파수 대역과 제2주파수 대역으로 양분하고, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 상에 존재하는 채널 상태 측정 시점들에서의 채널 이득을 측정하며,
    각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득과 바로 이전 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득을 비교하여 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 이득 변화를 나타내는 채널 상태 비트 값을 결정하고, 상기 각 채널 상태 측정 시점들에서 결정된 채널 상태 비트 값들을 피드백 정보로써 기지국에 보고함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 피드백 정보 전송방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널 상태 측정 시점은, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 상에서 부채널 단위로 지정함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 피드백 정보 전송방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점들 간의 채널 이득 변환 양의 평균 값과 상기 제2주파수 대역 내에 존재하는 채널 상태 측정 시점들 간의 채널 이득 변환 양의 평균 값을 계산하고, 상기 제1주파수 대역에서 계산된 평균 값과 상기 제2주파수 대역에서 계산된 평균 값을 피드백 정보로써 상기 기지국에 보고함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 피드백 정보 전송방법.
  4. 단말로부터 각 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 수신하는 과정과,
    전체 주파수 대역 내에 존재하는 임의의 주파수를 기준 점으로 하여 상기 전체 주파수 대역을 제1주파수 대역과 제2주파수 대역으로 양분하고, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 상에 존재하는 각 채널 상태 측정 시점에서 채널 상태 비트 값의 누적 값을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 누적 값들이 큰 순서에 의해 자원을 할당하는 과정을 포함하며,
    여기서 상기 누적 값은 상기 기준 점으로부터 누적 값을 계산하고자 하는 채널 상태 측정 시점 사이에 존재하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 가산하고, 상기 가산된 채널 상태 비트 값에 상기 누적 값을 계산하고자 하는 채널 상태 측정 시점에서의 채널 상태 비트 값을 가산하여 계산함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 채널 상태 비트 값은, +1 또는 -1 중 하나임을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 기준 점에서의 채널 상태 비트 값은 상기 누적 값에 영향을 미치지 않음을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 채널 상태 비트 값과 이전 전송 주기에서 수신한 채널 상태 비트 값을 채널 상태 측정 시점 별로 평균 값을 계산하고, 상기 평균 값에 의해 상기 누적 값을 계산함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 누적 값과 이전 전송 주기에서 계산된 누적 값을 채널 상태 측정 시점 별로 평균 값을 계산하고, 상기 평균 값의 크기에 의해 자원을 할당함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 채널 상태 비트 값과 이전 전송 주기에서 수신한 채널 상태 비트 값에 대해 서로 다른 가중치를 부여함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 누적 값과 이전 전송 주기에서 계산된 누적 값에 대해 서로 다른 가중치를 부여함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  11. 제4항에 있어서, 상기 채널 상태 측정 시점은, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 상에서 부채널 단위로 지정함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자원을 할당하는 과정은,
    각 부채널에 대응하여 단말 별로 계산된 누적 값들 중 가장 큰 누적 값을 가지는 단말을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되지 않았을 시 해당 부채널을 상기 선택된 단말에 대해 할당하는 과정과,
    상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되었을 시 다음으로 큰 누적 값을 가지는 단말에 대해 해당 부채널을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 부채널들에 대한 할당 순서는, 임의로 지정함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 자원을 할당하는 과정은,
    각 부채널에 대응하여 계산된 누적 값들 중 가장 작은 누적 값을 선택하고, 그 크기 순서에 의해 자원 할당 순서를 결정하는 과정과,
    상기 자원 할당 순서에 의해 지정된 부채널에 대응하여 단말 별로 계산된 누적 값들 중 큰 누적 값을 가지는 단말을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되지 않았을 시 해당 부채널을 상기 선택된 단말에 대해 할당하는 과정과,
    상기 선택된 단말에 대한 자원 할당이 완료되었을 시 다음으로 큰 누적 값을 가지는 단말에 대해 해당 부채널을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 자원 할당 순서를 결정함에 있어, 상기 선택된 누적 값들 중 작은 누적 값을 가지는 부채널에 대해 우선 순위를 부여함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 자원 할당방법.
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