KR20070060791A - Ｏｆｄｍａ 시스템에서 밴드 ａｍｃ 부채널의 부반송파할당 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치에서는 먼저 기준 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 각각 매핑될 복수의 부반송파의 인덱스를 메모리부에 저장한다. 그런 후에, 입력되는 기지국 식별자를 메모리부에 저장되어 있는 복수의 부반송파의 인덱스와 비교하여, 입력되는 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스를 할당한다. 그리고 할당된 부반송파 인덱스에 대응하는 데이터 심볼을 매핑한다. 이렇게 하면, 부반송파를 할당하는 장치의 연산량을 줄일 수 있다.

OFDMA, AMC, 부채널, 할당, 부반송파, 심볼

Description

ＯＦＤＭＡ 시스템에서 밴드 ＡＭＣ 부채널의 부반송파 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING SUBCARRIER OF BAND AMC SUBCHANNEL IN OFDMA SYSTEM}

도 1은 일반적인 AMC 부채널에서의 부반송파 할당을 나타낸 도면이다.

도 2는 수학식 1에 의거한 AMC 부채널의 부반송파 할당 결과를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치를 포함한 OFDMS 시스템의 송신 장치를 나타낸 도면이다.

도 4는 도 3에 도시된 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치를 나타낸 도면이다.

본 발명은 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템의 AMC(Adaptive Modulation Coding) 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식은 사용하고자 하는 주파수 대역을 여러 개의 작은 주파수 대역(부채널)으로 분할하여 각 부채널로 데 이터를 동시에 전송하는 다수 반송파 전송 방식이다.

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템은 한 프레임에 여러 사용자를 수용할 수 있도록 OFDM에 근간을 둔 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)라는 다중접속 방식을 사용하는 시스템이다. 이는 IEEE 표준인 802.16e WirelessMAN OFDMA PHY 계층에 적용되어 있는 무선 접속 규격으로 다중 접속을 위해 정의된 부채널마다 다른 알고리즘을 사용하여 유효한 부반송파를 할당한다. 여기에서, AMC 부채널을 구성하기 위해 각 심볼에서 널 부반송파를 제외한 전체 부반송파는 9개의 인접한 부반송파로 이루어진 빈이라는 단위로 나눠지고 이렇게 만들어진 인접한 빈 M개를 묶어서 밴드를 구성한다. AMC 부채널은 각 밴드 내에서 인접한 6개의 빈들로 구성된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, AMC 부채널을 구성하는 기본 단위는 빈이며, 하나의 AMC 부채널은 여섯 개의 빈으로 구성된다. 인접한 빈 6개를 구성하는 방법은 주파수-시간축 상에서 1빈×6심볼 블록, 2빈×3 심볼 블록, 3빈×2심볼 블록으로 구성할 수 있으며, 마지막으로 각 밴드 내에서 주파수 축 방향 그리고 시간축 방향으로 순서대로 인덱스를 지정한 후 앞에서부터 6개씩 나누어 부채널을 구성할 수 있다. 도 1에서는 2빈×3 심볼 블록을 도시하였다. 그리고 하나의 빈은 연속되는 9개의 부반송파로 구성되는 빈 내에서 특정 부반송파 한 개를 파일럿으로 할당함으로써 이루어진다. 그리고 빈 내에서 파일럿 부반송파의 위치는 심볼의 인덱스에 따라 달라진다. 빈 안의 9개의 부반송파의 인덱스를 0~8이라 하고 심볼의 인덱스를 m이라 할 때 파일럿 부반송파의 인덱스는 3l+1이 된다(l=m mod 3).

AMC 부채널 내에서 데이터 부반송파의 인덱스를 0에서 47까지로 하면, 첫 번째 빈의 첫 번째 데이터 부반송파의 인덱스는 0, 그 다음 데이터 부반송파 인덱스는 1이며 이와 같은 방식으로 빈 내의 모든 부반송파에 번호를 매긴다. 부반송파의 인덱스는 우선 부반송파를 따라 증가하고, 그 다음으로는 빈을 따라 증가한다. 부채널 내의 6개의 빈에 대한 인덱스는 6개 빈이 포함되어 있는 심볼 중 첫 번째 심볼 내의 가장 낮은 인덱스의 빈부터 시작하여 마지막 심볼 내의 가장 높은 인덱스를 갖는 빈에서 끝난다. 부채널에 대한 인덱스는 각 밴드 별로 행해지며, 먼저 빈 방향으로 인덱스가 증가하고 밴드의 끝에 도달하면 심볼 축으로 이동하여 증가한다.

AMC 부채널에 할당된 48개의 데이터 심볼 중 j 번째 데이터 심볼이

-번째 부반송파로 매핑된다.

는

의 j 번째 원소로 수학식 1과 같이 구해진다. 그리고 수학식 1의 결과로 도 2와 같이 48개의 데이터 심볼이 AMC 부채널의 부반송파에 매핑된다. 여기서, j의 범위는 0에서 47이다.

이때,

는 기본 순열

를

번 왼쪽으로 순환이동시킨 신호열 j 번째 원소이다. 순열

, 및

는 각각 수학식 2 내지 4에 의해 구해진다.

수학식 3 또는 4에서,

는

의 나머지를 나타내며,

은

보다 작거나 같은 최대의 정수를 나타낸다.

위의

를 구하는 식은

에서 정의되고,

상의 연산이 적용된다.

상의 덧셈은 각 자릿수 별로

연산을 수행하는 것이다. 예를 들어

에서 (56)+(34)=(13)이다.

그런데, 상향링크 및 하향링크에는 밴드 AMC 부채널 외에 여러 가지 종류의 부채널이 존재하며 부채널마다 다른 부반송파 할당 알고리즘이 적용된다. 그리고 대부분이 부반송파 할당 알고리즘이 위와 같이 규격에 정의된 식에 의해 설계가 이루어지기 때문에 OFDMA 시스템 설계에 있어서 부반송파 할당 알고리즘에 대한 설계가 복잡해진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 OFDMA 시스템에서 AMC 부채널의 부 반송파 할당 알고리즘에 대한 연산량을 줄여 그 설계 구조를 간단히 할 수 있는 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 밴드 AMC(Adaptive Modulation Coding) 부채널의 복수의 부반송파에 복수의 데이터 심볼을 할당하는 장치가 제공된다. 이 장치는, 기준 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 각각 매핑될 복수의 부반송파의 인덱스가 저장되어 있는 메모리부; 입력되는 기지국 식별자를 상기 메모리부에 저장되어 있는 상기 복수의 부반송파의 인덱스와 비교하여, 상기 입력되는 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스를 할당하는 부반송파 인덱스 할당부; 및 상기 할당된 부반송파 인덱스에 대응하는 데이터 심볼을 매핑하는 데이터 매핑부를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 밴드 AMC(Adaptive Modulation Coding) 부채널의 복수의 부반송파를 할당하는 방법이 제공된다. 이 방법은, a) 기준 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 매핑될 상기 복수의 부반송파 인덱스를 저장하는 단계; b) 상기 저장된 각 부반송파 인덱스와 입력되는 기지국 식별자의 인덱스를 비교하는 단계; c) 상기 비교 결과에 기초하여 상기 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스를 할당하는 단계; 및 d) 상기 할당된 인덱스의 부반송파에 대응하는 데이터 심볼을 매핑하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA 시스템에서 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA 시스템에서 부반송파 할당 장치를 포함하는 송신 장치를 나타낸 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, OFDMA 시스템의 송신 장치(100)는 직/병렬 변환부(110), 변조부(120), 부반송파 할당부(130), IFFT부(Inverse Fast Fourier Transform, 140), 보호구간 삽입부(150), 병/직렬 변환부(160) 및 RF부(150)를 포함한다.

직/병렬 변환부(110)는 직렬 수신되는 송신 데이터를 병렬 데이터로 변환한다.

변조부(120)는 직/병렬 변환부(110)로부터 변환된 병렬의 데이터를 변조하여 부반송파 할당부(120)로 전달한다.

부반송파 할당부(130)는 변조부(120)로부터 변조된 데이터를 해당 부채널의 부반송파에 매핑한다. 본 발명의 실시 예에서는 여러 종류의 부채널 중 AMC 부채널에 관한 것으로 아래에서는 부반송파 할당부(130)를 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치(130)로 칭한다.

IFFT부(140)는 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치(130)에 의해 AMC 부채널의 부반송파에 매핑된 데이터를 역고속 푸리에 변환하여 OFDM 심볼을 구성한다.

보호구간 삽입부(150)는 OFDM 심볼간 간섭을 방지하기 위해 연속된 OFDM 심볼 사이에 보호구간(GI: Guard Interval)을 삽입한다. 이때, 보호구간의 길이는 무선 채널의 최대 지연 확산보다 길어야 한다. 한편, 다른 부반송파에 왜곡을 주는 채널간 간섭이 발생하는 경우에는 보호구간 위치에 CP(Cyclic Prefix)를 삽입한다. CP를 삽입하게 되면 임의의 부반송파에 지연이 발생할 경우에도 FFT 구간 내에서 부반송파가 정수배 주기가 유지되어 직교성이 보장된다.

병/직렬 변환부(160)는 보호 구간이 삽입된 OFDM 심볼을 직렬 신호로 변환하여 RF부(170)로 출력한다.

RF부(170)는 병/직렬 변환부(160)로부터 직렬로 변환된 OFDM 심볼을 멀티플렉싱하여 하나의 프레임을 구성하고 아날로그 신호로 변환하여 특정 주파수 채널에서 전송되도록 주파수 상향 변환하여 안테나를 통해 전송한다.

한편, AMC 부채널의 부반송파 할당 장치(130)는 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 알고리즘을 하드웨어로 구현하려면 위에서 설명한 수학식 1 내지 4를 수행하도록 설계하여야 한다. 밴드 AMC 부채널은 상향링크와 하향링크 모두 동일하게 적 용되며 적용되는 시점에 따라 다르게 적용될 수 있으나 수학식 1에 의해 생성되는

의 결과가 필요하게 된다. 이

를 생성하는데 있어서 입력 파라미터가 되는 기지국 식별자(

)에 따라 부반송파 할당 결과가 도 2와 같이 다르게 생성되는데, 본 발명의 실시 예에 따른 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치(130)는 도 3과 같은 결과를 얻기 위해 수학식 1과 같은 방법으로 부반송파 할당 알고리즘을 구현하는 것이 아니라

를 미리 구한 후에 메모리부(도 4의 131)에 저장해 놓았다가 입력 파라미터인 기지국 식별자(

)에 따라 다음의 수학식 5로 간단히

를 구한다. 여기서,

은 0∼31까지 범위의 정수이다.

상향링크 및 하향링크에 적용되는 AMC 부채널은 적용되는 시점에 따라 다른 제어 신호가 생성될 수 있는데, 이와 같이

를 얻게 될 경우, 제어하는 블록이 아주 간단해진다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치를 나타낸 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치(130)는 메모리부(131), 부반송파 순서 생성부(132) 및 데이터 할당부(133)를 포함한다.

메모리부(131)에는 어느 하나의 기준 기지국 식별자(도 4에서는 기지국 식별자가 0)에 대한 0에서 47번 데이터 심볼이 매핑될 복수의 부반송파의 인덱스(

)가 저장되어 있다.

부반송파 인덱스 할당부(132)는 비교기(132a), 덧셈기(132b), 뺄셈기(132c) 및 다중화기(132d)를 포함한다.

비교기(132a)는 입력되는 기지국 식별자(

)와 메모리부(131)에 저장되어 있는

를 각각 비교하고, 그 비교 결과를 다중화기(132d)로 전달한다.

덧셈기(132b)는 메모리부(131)로부터 출력되는

에 (

)을 더한 값을 다중화기(132d)로 출력한다.

뺄셈기(132c)는 메모리부(131)로부터 출력되는

에서

을 뺀 값을 다중화기(132d)로 출력한다.

다중화기(132d)는 입력되는 기지국 식별자(

)과 메모리부(131)에 저장되어 있는

를 비교한 결과에 따라 덧셈기(132b)의 출력 값 또는 뺄셈기(132c)의 출력 값을 j 번째 데이터 심볼이 매핑될 부반송파의 인덱스로 선택하고, 선택된 j 번째 데이터 심볼이 매핑될 부반송파의 인덱스를 데이터 매핑부로 전달한다.

데이터 매핑부(134)는 다중화기(132d)로부터 전달받은 인덱스의 부반송파에 j 번째 데이터 심볼을 매핑한다.

구체적으로 설명하면, 메모리부(131)에 저장되어 있는 기준 식별자(

=0)에 대한 j(0∼47) 번째 데이터 심볼이 각각 매핑될 부반송파의 인덱스(

)가 도 2와 같이 {0, 32, 40, 16, 8, 24, 47, 17, 37, 22, …}일 경우에, 입력되는 기지국 식별자(

=1)의 0번째 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스는 47이 된다. 즉, 비교기(132a)는

(=0)과 입력되는 기지국 식별자의 인덱스(

(=1))를 비교한다. 한편, 덧셈기(132b)는

(=0)에 (48-

(=1))을 더한 후 다중화기(132d)로 출력하고, 뺄셈기(132c)는

에

(=1)을 뺀 후 다중화기(132d)로 출력한다. 이때, 다중화기(132d)는 비교기(132a)의 비교 결과에 따라 기지국 식별자의 인덱스(

(=1))가

(=0)보다 크므로, 덧셈기(132b)의 출력 값(0+47)을 출력한다. 이 출력 값이 기지국 식별자(

=1)의 0번째 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스로 된다. 이와 마찬가지 방법으로 기지국 식별자(

(=1))에 대한 복수의 데이터 심볼(1∼47)이 매핑될 부반송파 인덱스를 할당할 수 있다. 나머지 기지국 식별자의 경우도 동일하게 적용된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상의 실시 예들은 본원 발명을 설명하기 위한 것으로, 본원 발명의 범위는 실시 예들에 한정되지 아니하며, 첨부된 청구 범위에 의거하여 정의되는 본원 발명의 범주 내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.

전술한 구성에 의하여 AMC 부채널의 부반송파를 할당하기 위한 연산량이 줄어들며 그 구조가 간단해진다. 이로 인해 하드웨어의 면적과 전력 소모를 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (5)

1. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 밴드 AMC(Adaptive Modulation Coding) 부채널의 복수의 부반송파에 복수의 데이터 심볼을 할당하는 장치에 있어서,

   기준 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 각각 매핑될 복수의 부반송파의 인덱스가 저장되어 있는 메모리부;

   입력되는 기지국 식별자를 상기 메모리부에 저장되어 있는 상기 복수의 부반송파의 인덱스와 비교하여, 상기 입력되는 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스를 할당하는 부반송파 인덱스 할당부; 및

   상기 할당된 부반송파 인덱스에 대응하는 데이터 심볼을 매핑하는 데이터 매핑부

   를 포함하는 OFDMA 시스템에서 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 부반송파 인덱스 할당부는

   상기 메모리부에 저장되어 있는 제1 데이터 심볼이 매핑될 부반송파의 인덱스에 소정의 수를 더하는 덧셈기;

   상기 제1 데이터 심볼이 매핑될 부반송파의 인덱스에 소정의 수를 빼는 뺄셈기;

   상기 제1 데이터 심볼이 매핑될 부반송파의 인덱스와 상기 입력되는 기지국 식별자의 인덱스를 비교하는 비교부; 및

   상기 비교부의 결과에 따라 상기 덧셈기의 출력 값 또는 상기 뺄셈기의 출력 값을 상기 입력되는 기지국 식별자에 대한 상기 제1 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스로 선택하는 다중화기

   를 포함하는 OFDMA 시스템에서 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 덧셈기에서 더하는 상기 소정의 수는 상기 제1 데이터 심볼의 총 합에 상기 입력되는 기지국 식별자의 인덱스를 뺀 값이며,

   상기 뺄셈기에서 빼는 상기 소정의 수는 상기 입력되는 기지국 식별자의 인덱스의 값인 OFDMA 시스템에서 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 장치.
4. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 밴드 AMC(Adaptive Modulation Coding) 부채널의 복수의 부반송파를 할당하는 방법에 있어서,

   a) 기준 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 매핑될 상기 복수의 부반송파 인덱스를 저장하는 단계;

   b) 상기 저장된 각 부반송파 인덱스와 입력되는 기지국 식별자의 인덱스를 비교하는 단계;

   c) 상기 비교 결과에 기초하여 상기 기지국 식별자에 대한 복수의 데이터 심볼이 매핑될 부반송파 인덱스를 할당하는 단계; 및

   d) 상기 할당된 인덱스의 부반송파에 대응하는 데이터 심볼을 매핑하는 단계

   를 포함하는 OFDMA 시스템에서 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 c)단계는 다음의 관계식

   

   여기서,

   

   는 상기 기준 기지국 식별자의 상기 복수의 데이터 심볼이 매핑될 상기 복수의 부반송파의 인덱스이고, j는 데이터 심볼의 인덱스이며,

   

   은 입력되는 기지국 식별자의 인덱스이고, 48은 데이터 심볼의 개수임

   에 의거하여 상기 복수의 데이터 심볼이 매핑될 부반송파의 인덱스를 할당하는 OFDMA 시스템에서 밴드 AMC 부채널의 부반송파 할당 방법.

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