KR20070050118A - Ｏｆｄｍａ 이동 통신 시스템의 채널할당방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특별한 가입자에게 특별한 채널을 할당하며, 그 채널 할당은 각각의 서브 채널들이 겪게 되는 채널 상황에 따라서 적당한 변조율과 코딩율을 가변하면서 전송할 수 있는 OFDMA 이동 통신 시스템의 채널할당장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은, OFDMA 이동 통신 시스템에서 채널을 할당하는 방법에 있어서, 송신측이 서브 캐리어들의 코히어런트 대역폭에 적어도 하나의 파일럿 채널을 설정하는 단계와, 수신측이 상기 설정된 파일럿 채널을 포함하는 상기 서브 캐리어 정보에서 얻은 모든 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 송신측으로 피드백하는 단계와, 상기 송신측은 상기 수신측으로부터 피드백된 상기 서브 캐리어들의 CQI들을 가지고 상기 서브 캐리어들에 대한 변조 방식 및 코딩 방식을 조정하는 단계와, 상기 송신측이 상기 변조 방식 및 코딩 방식이 조정된 서브 캐리어들을 상기 수신측으로 송신하는 단계를 포함하는 채널할당방법 및 그 장치를 제공한다.

페이딩, 파일럿 채널, OFDMA, CQI

Description

ＯＦＤＭＡ 이동 통신 시스템의 채널할당방법 및 그 장치{Channel allocation method and apparatus in OFDMA mobile communication system}

도 1은 OFDMA 이동 통신 시스템의 송신 주파수 응답 특성 및 수신 주파수 응답 특성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 OFDMA 이동 통신 시스템의 채널할당장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 OFDMA 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특별한 가입자에게 특별한 채널을 할당하며, 그 채널 할당은 각각의 서브 채널들이 겪게 되는 채널 상황에 따라서 적당한 변조율과 코딩율을 가변하면서 전송할 수 있는 OFDMA 이동 통신 시스템의 채널할당장치 및 그 방법에 관한 것이다.

1970년대 말 미국에서 셀룰라(cellular) 방식의 무선 이동 통신 시스템(Mobile Telecommunication System)이 개발된 이래 국내에서는 아날로그 방식의 1세대(1G: 1st Generation) 이동 통신 시스템이라고 할 수 있는 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 방식으로 음성 통신 서비스를 제공하기 시작하였다. 이후, 1990년대 중반 2세대(2G: 2nd Generation) 이동 통신 시스템으로서 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 방식의 시스템을 상용화하여 음성 및 저속 데이터 서비스를 제공하였다.

또한, 1990년대 말부터 향상된 무선 멀티미디어 서비스, 범 세계적 로밍(roaming), 고속 데이터 서비스 등을 목표로 시작된 3세대(3G: 3rd Generation) 이동 통신 시스템인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)은 현재 일부 상용화되어 서비스가 운영되고 있다. 특히, 상기 3세대 이동 통신 시스템은 이동 통신 시스템에서 서비스하는 데이터량이 급속하게 증가함에 따라 보다 고속의 데이터를 전송하기 위해 개발되었다.

또한, 현재는 3세대 이동 통신 시스템에서 4세대(4G: 4th Generation) 이동 통신 시스템으로 발전해 나가고 있는 상태이다. 상기 4세대 이동 통신 시스템은 이전 세대의 이동 통신 시스템들과 같이 단순한 무선 통신 서비스에 그치지 않고 유선 통신 네트워크와 무선 통신 네트워크와의 효율적 연동 및 통합 서비스를 목표로 하여 표준화되고 있다. 따라서, 무선 통신 네트워크에서 유선 통신 네트워크의 용량(capacity)에 근접하는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.

그래서, 상기 4세대 이동 통신 시스템에서는 유.무선 채널에서 고속 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식을 활발하게 연구하고 있다.

또한, 상기 OFDM 방식은 멀티-캐리어(Multi-Carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티 캐리어 변조(MCM: Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.

이와 같은 멀티 캐리어 변조 방식을 사용하는 시스템은 1950년대 후반 군용 HF 라디오에 처음 사용되었으며, 다수의 직교하는 서브 캐리어를 중첩시키는 OFDM 방식은 1970년대부터 발전하기 시작하였으나, 멀티 캐리어들간의 직교 변조의 구현이 난이한 문제였었기 때문에 실제 시스템 사용에 한계가 있었다. 그러나, 1971년 Weinstein 등이 상기 OFDM 방식을 사용하는 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 효율적으로 처리가 가능함을 발표하면서 OFDM 방식에 대한 기술개발이 급속히 발전했다.

또한, 보호구간(guard interval)의 사용과 cyclic prefix 보호구간 삽입 방식이 알려지면서 다중경로 및 지연 확산(delay spread)에 대한 시스템의 부정적 영향을 더욱 감소시키게 되었다. 그래서, 이런 OFDM 방식 기술은 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting: DAB)과 디지털 텔레비젼, 무선 근거리 통신망(WLAN:Wireless Local Area Network) 그리고 무선 비동기 전송 모드(WATM: Wireless Asynchronous Transfer Mode) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 사용되어지고 있다.

즉, 하드웨어적인 복잡도(Complexity)로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최 근 고속 푸리에 변환(FFT:Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기도 한다)과 역 고속 푸리에 변환기(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해 졌다.

상기 OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 서브 캐리어들간의 직교성(Orthogonality)을 유지하여 전송함으로써, 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가진다.

또한, 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어, 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다는 특징을 가진다.

또한, 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강하다.

또한, 다중경로 페이딩에 강하고, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI:Inter Symbol Interference) 영향을 줄일 수 있으며, 하드웨어적으로 등화기 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 통신 시스템 구조에 적극 활용되고 있는 추세에 있다.

한편, 상기 OFDM 방식에 기반한 다중 접속 방식이 상기 OFDMA 방식이다. 상기 OFDMA 방식은 한 개의 OFDM 심벌(symbol) 내의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 다수의 사용자들이 분할하여 사용하는 방식이다.

도 1은 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 송신 주파수 응답 특성 및 주파수 응답 특성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, OFDMA 이동 통신 시스템의 송신기, 일 예로 기지국(BS: Base Station)이 송신한 OFDMA 신호의 주파수 스펙트럼(frequency spectrum)(111)은 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 전체 주파수 대역에서 서브 캐리어 신호들별로 동일한 주파수 응답들을 가진다. 즉, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 전체 주파수 대역 내의 모든 서브 캐리어 신호들은 동일한 주파수 응답을 가지므로 전체 주파수 대역에서 동일한 주파수 응답 특성을 가진다.

이렇게, 동일한 주파수 응답을 가지는 전체 서브 캐리어 신호들을 서로 다른 사용자들, 즉 이동 가입자 단말기(MSS: Mobile Subscriber Station)들, 일 예로 제1MSS와 제2MSS로 송신한다고 가정하기로 한다. 물론, OFDMA 이동 통신 시스템에서는 전체 서브 캐리어들이 다수의 MSS들에게 분할되어 송신되지만, 상기 주파수 응답 특성을 비교하기 위해서 상기 제1MSS 및 상기 제2MSS에게 상기 전체 서브 캐리어 신호들을 동일하게 송신한다고 가정하기로 한다.

그러면, 상기 제1MSS는 상기 기지국에서 송신한 전체 서브 캐리어 신호들을 수신하게 되고, 상기 제1MSS가 수신한 전체 서브 캐리어 신호들의 주파수 스펙트럼(121)은 상기 기지국에서 송신한 전체 서브 캐리어 신호들의 주파수 응답들과 동일하지 않다. 즉, 상기 전체 서브 캐리어 신호들 중 복조에 가능한 임계값(threshold value) 이상의 주파수 응답을 가지는 서브 캐리어들도 존재하고, 상기 임계값 미만의 주파수 응답을 가지는 서브 캐리어들도 존재한다.

상기 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 제1MSS는 상기 전체 서브 캐리어 신호들중 4개의 서브 캐리어 신호들이 상기 임계값 미만의 주파수 응답을 가진다. 상기 임계값 미만의 주파수 응답을 가지는 4개의 서브 캐리어들을 통해서 상기 기지국이 상기 제1MSS로 데이터를 송신할 경우, 상기 제1MSS는 상기 선택적 주파수 페이딩으로 인해서 정상적으로 데이터를 수신할 수 없게 된다.

상기 제2MSS 역시 상기 기지국에서 송신한 전체 서브 캐리어 신호들을 수신하게 되고, 상기 제2MSS가 수신한 전체 서브 캐리어 신호들의 주파수 스펙트럼(131)은 상기 기지국에서 송신한 전체 서브 캐리어 신호들의 주파수 응답들과 동일하지 않다. 즉, 상기 전체 서브 캐리어 신호들 중 상기 임계값 이상의 주파수 응답을 가지는 서브 캐리어들도 존재하고, 상기 임계값 미만의 주파수 응답을 가지는 서브 캐리어들도 존재한다. 상기 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 제2MSS는 상기 전체 서브 캐리어 신호들 중 5개의 서브 캐리어 신호들이 상기 임계값 미만의 주파수 응답을 가진다. 상기 임계값 미만의 주파수 응답을 가지는 5개의 서브 캐리어들을 통해서 상기 기지국이 상기 제2MSS로 데이터를 송신할 경우 상기 제2MSS는 상기 주파수 선택적 페이딩으로 인해서 정상적으로 데이터를 수신할 수 없게 된다.

결국, 임의의 MSS에 대해서 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 전체 서브 캐리어들중 어떤 서브 캐리어들은 상기 임의의 MSS에게 할당하기에 적합한 반면, 또 다른 서브 캐리어들은 상기 임의의 MSS에게 할당하기에 부적합하다는 것을 알 수 있다.

그래서, 상기 주파수 선택적 페이딩으로 인한 성능 열화를 보상하기 위해서 제안된 방식이 주파수 선택적 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식이다.

상기 주파수 선택적 AMC 방식은 각 서브 캐리어의 주파수 응답 특성에 따라서 각 서브 캐리어에 할당되는 변조 방식 및 코딩 방식을 적응적으로 조정하는 방식이다.

여기서, 상기 변조 방식은 송신 전력(transmit power)을 조정하는 방식이며, 상기 코딩 방식은 코딩 레이트(coding rate)를 조정하는 방식이다.

또한, 상기 주파수 응답은 일 예로 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR:Carrier to interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)로 정의할 수 있으며, 이 경우 상기 서브 캐리어들 각각의 CINR 값에 상응하게 상기 변조 방식 및 코딩 방식이 적응적으로 조정된다.

상기 주파수 선택적 AMC 방식은 다수개의 변조 방식들과 다수개의 코딩 방식들을 가지며, 상기 변조 방식들과 코딩방식들을 조합하여 신호를 변조 및 코딩한다.

통상적으로 상기 변조 방식들과 코딩 방식들의 조합들 각각을 변조 및 코딩 방식(MCS; Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다)이라고 하며, 상기 MCS들의 수에 따라 레벨(level) 1에서 레벨(level) N까지 다수개의 MCS들을 정의할 수 있다.

결국, 상기 주파수 선택적 AMC 방식은 기지국과 MSS들의 주파수 응답 특성에 따라 상기 MCS의 레벨을 적응적으로 결정하여 기지국의 전송 용량을 증대시켜 전체 OFDMA 이동 통신 시스템의 시스템 효율을 향상시키는 방식이다.

이렇게, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템에서 AMC 방식을 사용하기 위해서는 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 전체 서브 캐리어들 각각에 대한 주파수 응답을 알아야만 한다.

이 경우, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템의 서브 캐리어들 각각에 대해서 주파수 응답, 즉 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다) 피드백 방법은, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템이 상기 MSS로 서브 캐리어들이 일단 할당되면 상기 할당된 서브 캐리어들의 채널 상태는 불변한다고 가정할 경우에만 적합하다.

그러나, 현재 4세대 이동 통신 시스템에서는 상기 OFDMA 방식을 고속의 이동 무선 통신 시스템에 사용하는 경우를 고려하고 있으며, 따라서 한번 할당된 서브 캐리어들의 채널 상태가 불변한다는 가정은 적합하지 않다. 즉, MSS에 서브 캐리어들을 할당하면, 상기 MSS에 할당한 서브 캐리어들의 채널 상태는 지속적으로 변하고, 따라서 상기 MSS는 상기 서브 캐리어들 각각에 대해서 변화하는 CQI를 피드백시켜야만 기지국에서 상기 AMC 방식을 정상적으로 사용할 수 있다.

그러나, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템에서 모든 서브 캐리어들에 대해서 CQI를 빈번하게 피드백하는 동작은 시그널링 오버헤드(signalling overhead)를 가져오고, 상기 서브 캐리어들에 대한 CQI를 피드백하는 시그널링은 업링크 간섭(uplink interference)으로 작용하게 된다는 문제점이 있다.

그래서, 상기 OFDMA 이동 통신 시스템에서 고속의 이동 통신 서비스를 지원 하면서도 상기 AMC 방식을 효율적으로 사용하기 위한 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 서브 캐리어에 파일럿 채널을 설정하여 둠으로써, 특별한 가입자에게 특별한 채널을 할당하며, 그 채널 할당은 각각의 서브 채널들이 겪게 되는 채널 상황에 따라서 적당한 변조율과 코딩율을 가변하면서 전송할 수 있는 OFDMA 이동 통신 시스템의 채널할당장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, OFDMA 이동 통신 시스템에서 채널을 할당하는 방법에 있어서, 송신측이 서브 캐리어들의 코히어런트 대역폭에 적어도 하나의 파일럿 채널을 설정하는 단계와, 수신측이 상기 설정된 파일럿 채널을 포함하는 상기 서브 캐리어 정보에서 얻은 모든 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 송신측으로 피드백하는 단계와, 상기 송신측은 상기 수신측으로부터 피드백된 상기 서브 캐리어들의 CQI들을 가지고 상기 서브 캐리어들에 대한 변조 방식 및 코딩 방식을 조정하는 단계와, 상기 송신측이 상기 변조 방식 및 코딩 방식이 조정된 서브 캐리어들을 상기 수신측으로 송신하는 단계를 포함하는 채널할당방법을 제공한다.

또한, 상기 변조 및 코딩 방식의 조정은 AMC 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전송하고자 하는 정보 데이터 비트에 대해 소정의 설정 변조 방식으로 변조하여 변조 심벌로 생성하는 심벌 매핑기와, 상기 심벌 매핑기에서 출력한 변조 심벌들을 입력하여 서브 채널 및 밴드를 할당하는 서브 채널/밴드 할당기와, 상기 서브 채널/밴드 할당기에서 출력하는 서브 채널 및 밴드가 할당된 직렬 변조 심벌들을 입력하여 병렬 변환하는 S/P 변환기와, 상기 S/P 변환기에서 출력한 병렬 변환된 심벌들에 대해 적어도 하나의 파일럿 채널을 삽입하는 파일럿 채널 삽입기와, 상기 파일럿 채널 삽입기에서 출력한 신호를 입력하여 N-포인트 역 고속 푸리에 변환을 수행하는 IFFT기와, 상기 IFFT기에서 출력한 신호를 입력하여 직렬 변환하는 P/S 변환기를 포함하는 채널할당장치를 제공한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.

도 2는 본 발명에 따른 OFDMA 이동 통신 시스템의 채널할당장치(200)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 채널할당장치(200)는, 심벌 매핑기(symbol mapper)(210)와, 서브 채널/밴드 할당기(sub-channel/band allocator)(220)와, S/P 변환기(serial to parallel converter)(230)와, 파일럿 채널 삽입기(pilot channel inserter)(240)와, IFFT기(Inverse Fast Fourier Transform, 역 고속 푸리에 변환기)(250)와, P/S 변환기(parallel to serial converter)(260)를 구비한다.

먼저, 전송하고자 하는 정보 데이터 비트(information data bits)가 발생하 면, 발생된 정보 데이터 비트가 심벌 매핑기(210)로 입력된다.

여기서, 상기 정보 데이터 비트는 사용자 데이터 비트(user data bits) 및 제어 데이터 비트(control data bits) 등이 포함될 수 있다.

또한, 상기 정보 데이터 비트가 심벌 매핑기(210)로 입력되기 전에 CRC(Cyclic Redundancy Check) 삽입기(미도시) 및 인코더(미도시)를 거칠 수 있다.

즉, 상기 CRC 삽입기는 상기 정보 데이터 비트를 입력하여 CRC 비트를 삽입한 후 상기 인코더로 출력하고, 상기 인코더는 상기 CRC 삽입기에서 출력한 신호를 입력하여 미리 설정되어 있는 코딩(coding) 방식으로 코딩한 후 상기 심벌 매핑기(210)로 출력한다. 이때, 상기 코딩 방식은 소정 코딩 레이트(coding rate)를 가지는 터보 코딩(turbo coding) 방식 혹은 컨벌루셔널 코딩(convolutional coding) 방식 등이 될 수 있다.

상기 심벌 매핑기(210)는 상기 인코더에서 출력한 코딩된 비트(coded bits)를 미리 설정되어 있는 설정 변조 방식으로 변조하여 변조 심벌로 생성한 후 상기 서브 채널/밴드 할당기(220)로 출력한다.

상기 서브 채널/밴드 할당기(220)는 상기 심벌 매핑기(210)에서 출력한 변조 심벌들을 입력하여 서브 채널 및 밴드를 할당한 후 상기 S/P 변환기(230)로 출력한다.

상기 S/P 변환기(230)는 상기 서브 채널/밴드 할당기(220)에서 출력하는 서브 채널 및 밴드가 할당된 직렬 변조 심벌들을 입력하여 병렬 변환한다.

상기 파일럿 채널 삽입기(240)는 상기 S/P 변환기(230)에서 출력한 병렬 변 환된 심벌들에 대해 파일럿 채널을 삽입한 후 상기 IFFT기(250)에 출력한다.

특히, OFDMA 방식에서 가변적인 전송속도를 위한 채널 적응을 위해서는 채널의 환경을 알고 그것에 알맞은 변조율과 코딩율을 결정해야 하는데, 본 발명에서는 그와 같은 채널 예측방법을 위해서 일반적으로 알려진 코히어런트 대역폭에 포함된 서브 캐리어들의 페이딩 특성을 대변할 수 있는 대표격인 하나의 파일럿 채널(pilot channel)을 설정하여 둠으로써, 그 서브 캐리어들에 실려 전송될 정보데이터들의 변조율과 코딩율을 결정할 수 있게 한다.

또한, 코히어런트 대역폭은 정보의 전송에서 거의 동일한 페이딩을 겪는 대역폭이라는 것을 생각할 때, 코히어런트 대역폭 내에 포함된 서브 캐리어들은 동일한 페이딩을 겪을 것이라고 생각할 수 있으며, 이것은 미리 정해진(즉, 송신기와 수신기에서 미리 알고 있는) 신호를 전송하는 파일럿 채널의 수신상태를 통해서 알 수 있다.

상기 IFFT기(250)는 상기 파일럿 채널 삽입기(240)에서 출력한 신호를 입력하여 N-포인트(N-point) 역 고속 푸리에 변환을 수행한 후 상기 P/S 변환기(260)로 출력한다.

상기 P/S 변환기(260)는 상기 IFFT기(250)에서 출력한 신호를 입력하여 직렬 변환한 후 수신 MSS로 송신한다.

즉, 파일럿 채널이 설정된 서브 캐리어 신호들(부반송파)이 서로 다른 다수의 이동 가입자 단말기(MSS: Mobile Subscriber Station)들에 분할되어 송신된다.

여기서, 보호구간 삽입기(guard interval inserter)(미도시), 디지털/아날로 그 변환기(digital to analog converter)(미도시), RF 처리기(RF: Radio Frequency)(미도시)가 더 구비될 수 있다.

상기 보호구간 삽입기는 상기 P/S 변환기(260)에서 출력한 신호를 입력하여 보호구간 신호를 삽입한 후 디지털/아날로그 변환기로 출력한다.

여기서, 상기 보호구간은 상기 OFDMA 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 송신할 때, 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신할 현재 OFDM 심벌 간에 간섭(interference)을 제거하기 위해서 삽입된다.

상기 디지털/아날로그 변환기는 상기 보호구간 삽입기에서 출력한 신호를 입력하여 아날로그 변환한 후 RF 처리기로 출력한다. 여기서, 상기 RF 처리기는 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등의 구성들을 포함하며, 상기 디지털/아날로그 변환기에서 출력한 신호를 실제 에어(air) 상에서 전송 가능하도록 RF 처리한 후 송신 안테나(Tx antenna)를 통해 에어(air)상으로 전송한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 채널할당장치를 통해 채널할당이 이루어지는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 본 발명에 따른 채널할당장치를 사용하는 기지국은 MSS로부터 서브 대역들 각각에 대한 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)를 수신하는데, 상기 MSS가 상기 서브 대역들 각각에 대한 채널 품질 정보를 피드백하는 과정에 대해 설명한다.

먼저, 일반적으로 알려진 서브 대역들의 코히어런트 대역폭에 하나의 파일럿 채널을 설정한다(S110).

가령, IEEE std 802.16e의 경우, 10MHz의 대역폭에서 신호 대역폭을 8.447MHz로 하며 서브 캐리어의 경우 9.765625KHz로 한다. 이와 같은 경우에 코히어런트 대역폭을 156.25KHz로 한다면, 하나의 파일럿 채널을 포함한 정보데이터 전송을 위한 17개의 서브 캐리어를 합한 채널이 54개가 사용될 수 있다.

또한, 코히어런트 대역폭을 어느 정도로 하느냐에 따라서 하나의 파일럿 채널이 대표하게 되는 서브 캐리어의 수가 결정된다.

만약, 코히어런트 대역폭을 넓게 설정하면, 그만큼의 파일럿 채널 수가 감소하게 되어 감소된 수 만큼의 대역을 정보전송에 사용할 수 있는 반면, 코히어런트 대역폭을 좁게 설정하면 파일럿 수가 그 만큼 증가하게 되고 이것은 정보를 전송할 수 있는 대역을 잃게 된다.

이후, 상기 MSS는 수신된 상기 파일럿 채널을 포함한 정보에서 얻은 모든 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 기지국으로 피드백하고(S120), 상기 기지국은 상기 MSS로부터 피드백된 서브 캐리어들의 CQI들을 가지고 해당 서브 캐리어들에 대한 변조 방식 및 코딩 방식을 조정한다(S130).

즉, 상기 MSS에 적응적 변조 및 코딩(AMC:Adaptive Modulation and Coding) 방식을 사용하기 위한 AMC 서브 채널을 할당한다.

이후, 상기 기지국은 상기 MSS에 할당된 AMC 서브 채널 정보를 송신한다(S140).

이를 통해, 본 발명은 특별한 가입자에게 특별한 채널을 할당하며, 그 채널 할당은 각각의 서브 채널들이 겪게 되는 채널 상황에 따라서 적당한 변조율과 코딩 율을 가변하면서 전송할 수 있게 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 OFDMA 이동 통신 시스템의 채널할당장치 및 그 방법은, 서브 캐리어에 파일럿 채널을 설정하여 둠으로써, 그 서브 캐리어들에 실려 전송될 정보데이터들의 변조율과 코딩율을 결정할 수 있게 한다.

즉, 특별한 가입자에게 특별한 채널을 할당하며, 그 채널 할당은 각각의 서브 채널들이 겪게 되는 채널 상황에 따라서 적당한 변조율과 코딩율을 가변하면서 전송할 수 있게 한다.

이를 통해 OFDMA 이동 통신 시스템에서 고속의 이동 통신 서비스를 지원하면서도 AMC 방식을 효율적으로 사용할 수 있게 한다.

Claims (3)

1. OFDMA 이동 통신 시스템에서 채널을 할당하는 방법에 있어서,

   송신측이 서브 캐리어들의 코히어런트 대역폭에 적어도 하나의 파일럿 채널을 설정하는 단계와,

   수신측이 상기 설정된 파일럿 채널을 포함하는 상기 서브 캐리어 정보에서 얻은 모든 서브 캐리어들의 CQI들을 상기 송신측으로 피드백하는 단계와,

   상기 송신측은 상기 수신측으로부터 피드백된 상기 서브 캐리어들의 CQI들을 가지고 상기 서브 캐리어들에 대한 변조 방식 및 코딩 방식을 조정하는 단계와,

   상기 송신측이 상기 변조 방식 및 코딩 방식이 조정된 서브 캐리어들을 상기 수신측으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널할당방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 변조 및 코딩 방식의 조정은 AMC 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 채널할당방법.
3. 전송하고자 하는 정보 데이터 비트에 대해 소정의 설정 변조 방식으로 변조하여 변조 심벌로 생성하는 심벌 매핑기와,

   상기 심벌 매핑기에서 출력한 변조 심벌들을 입력하여 서브 채널 및 밴드를 할당하는 서브 채널/밴드 할당기와,

   상기 서브 채널/밴드 할당기에서 출력하는 서브 채널 및 밴드가 할당된 직렬 변조 심벌들을 입력하여 병렬 변환하는 S/P 변환기와,

   상기 S/P 변환기에서 출력한 병렬 변환된 심벌들에 대해 적어도 하나의 파일럿 채널을 삽입하는 파일럿 채널 삽입기와,

   상기 파일럿 채널 삽입기에서 출력한 신호를 입력하여 N-포인트 역 고속 푸리에 변환을 수행하는 IFFT기와,

   상기 IFFT기에서 출력한 신호를 입력하여 직렬 변환하는 P/S 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널할당장치.

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