KR20080071314A - 주파수 선택성에 따른 ｍｃｓ 인덱스 선택 방법, 장치, 및이를 위한 통신 시스템 - Google Patents

주파수 선택성에 따른 ｍｃｓ 인덱스 선택 방법, 장치, 및이를 위한 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 선택성에 따른 MCS 인덱스 선택 방법, 장치, 및 이를 위한 통신 시스템에 대한 것이다. 본 발명에 따르면, 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 결정되는 코딩율을 가지는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 인덱스를 선택함으로써, FER(Frame Error Rate) 등의 링크 성능 및 이에 따른 채널 처리율 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
MCS 인덱스

Description

주파수 선택성에 따른 ＭＣＳ 인덱스 선택 방법, 장치, 및 이를 위한 통신 시스템{Method And Apparatus For Selecting MCS Index According To Frequency Selectivity, And Communication System For The Same}
도 1은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템에서 적응형 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 기법을 적용하기 위한 구조를 도시한 도면.
도 2는 OFDM 시스템에서 AMC 기법을 적용하는 방법을 도시한 순서도.
도 3 및 도 4는 주파수 선택성이 상이한 채널 환경에서 다양한 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS)에 따른 성능을 비교하기 위한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에서, 주파수 선택성에 따라 코딩율을 선택하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에서, 수신 신호의 SNR에 따른 MCS 인덱스가 동일한 주파수 효율을 가지도록 미리 설정된 MCS 세트 범위 내인 경우, 그 MCS 세트 내에서 주파수 선택성에 따른 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에서, 주파수 선택성에 따라 선택된 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도.
본 발명은 직교 주파수 다중 분할(OFDM) 시스템의 적응형 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 기법에 관한 것으로서, 특히 주파수 선택성에 따른 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme :MCS) 인덱스를 선택하는 방법, 장치 및 이를 위한 통신 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 먼저, 일반적인 OFDM 시스템의 AMC 기법에 대해 설명한다.
도 1은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템에서 적응형 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 기법을 적용하기 위한 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 OFDM 시스템에서 송신단(100)은 인코더(101), 채널 인터리버(102), 매퍼(103), IFFT 모듈(104) 등의 구성과 함께 AMC 적용을 위한 MCS 룩업(look up) 테이블(105) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 인코더(101)는 데이터 비트에 여분의 비트를 삽입하는 코딩을 통해 채널에서 오는 효과나 잡음에 대한 효과를 줄이기 위한 것이며, 채널 인터리버(102)는 인코더(101)에 의해 코딩된(coded) 비트를 비트 단위로 섞어주어(셔플링(shuffling) 하여) 채널에서 일어날 수 있는 집중적인 에러(burst error)를 분산시키기 위한 것이다. 또한, 매퍼(103)는 채널 인터리버(102)에 의해 출력된 비트 정보를 심볼로 바꾸어주며, IFFT 모듈(104)은 이를 OFDM 심볼로 변조시켜 채 널(300)로 전송하는 역할을 수행한다.
또한, 송신단(100)에서, MCS 룩업 테이블(105)은 수신단(200)으로부터 귀환 받은 MCS 인덱스 등의 귀환 정보를 이용하여, MCS 룩업 테이블(105) 내의 해당 MCS 인덱스에 해당하는 변조율 및 코딩율을 선택하여, 각각 인코더(101)의 인코딩 및 매퍼(103)의 매핑 동작을 결정하는데 사용된다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 OFDM 시스템의 수신단(200)은 FFT 모듈(201), 디매퍼(202), 채널 디인터리버(203), 디코더(204) 등의 구성과 함께 AMC 적용을 위한 AMC 제어기(205) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, FFT 모듈(201)은 채널(300)을 통해 수신된 수신 OFDM 심볼을 IFFT 모듈(104)에 의한 변환의 역변환을 수행하며, 디매퍼(202)는 이 변환된 심볼을 비트 정보로 변환한다. 또한, 채널 디인터리버(203)는 셔플된 비트의 순서를 원래의 비트 순서로 다시 바꾸어 주는 역할을 수행한다. 아울러, 채널 디코더(204)는 추정된 데이터 비트를 출력한다.
또한, 수신단(200)에서, AMC 제어기(205)는 수신 신호의 신호대잡음비(SNR)을 측정하여, AMC 기법에 사용할 MCS 인덱스 등의 귀환 정보를 결정하여, 이를 송신단(100)으로 귀환시키는 역할을 한다.
도 1과 관련하여 상술한 설명 중 AMC와 관련된 부분을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 OFDM 시스템에서 AMC 기법을 적용하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같은 AMC 기법은 수신단에서 모든 부반송파에 대한 평균 SNR을 측정하여, 주어진 목표 QoS(Quality of service) 제한하에 전체 데이터 전송률을 최대로 할 수 있는 코딩율(code rate), 변조 크기(modulation size)를 최적화하여 선별하고, 그에 맞는 MCS 인덱스를 선택한 후, MCS 인덱스만 송신단으로 귀환시키는 방법에 대한 일례를 나타내고 있다.
구체적으로, 단계 S201에서 수신단은 채널 응답을 이용하여 모든 부반송파에 대한 평균 SNR을 계산한다. 이때, SNR을 계산하는 방법은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007009106849-PAT00001
여기서, N은 부반송파의 총 개수를, Hn은 n번째 부반송파에서의 채널 응답을, ES는 평균 신호 에너지를,
Figure 112007009106849-PAT00002
는 잡음 에너지를 나타낸다.
그 후, 단계 S202 및 단계 S303에서는, 단계 S201에서 측정된 SNR을 이용하여 목표 프레임 에러율(frame error rate: FER) 한계하에 데이터 전송율을 최대화할 수 있는 MCS 레벨의 인덱스를 선택한다.
구체적으로, 단계 S202에서는 단계 S201에서 측정한 SNR을 MCS 룩업 테이블에 포함되는 링크 커브 테이블의 각 레벨에 대한 SNR 임계치와 비교를 수행한다. MCS 룩업 테이블은 시스템에 사용되는 모든 변조 크기와 코딩율에 따른 시뮬레이션 결과를 이용하여 목표 FER 한계를 만족하는 SNR 임계치를 구해 놓은 링크 커브 테 이블을 포함한다. 이와 같은 MCS 룩업 테이블은 다양하게 존재할 수 있으며, 이에 대한 예를 다음과 같은 표로 나타낼 수 있다.
Figure 112007009106849-PAT00003
Figure 112007009106849-PAT00004
표 1 및 표 2를 통해 나타낸 MCS 룩업 테이블은 예시적인 것이며, 각 MCS 인덱스에 해당하는 SNR 임계치를 정해놓은 링크 커브 테이블의 표시는 생략하였다.
이와 같은 MCS 룩업 테이블의 링크 커브 테이블은 단계 S202에서는 단계 S201에서 측정된 SNR이 만족하는 최대 레벨의 SNR 임계치를 판정하는데 이용될 수 있다.
그 후, 단계 S203에서 이와 같이 측정된 SNR이 링크 커브 테이블 내에서 만족하는 최대 SNR 임계치를 나타내는 MCS 인덱스를 MCS 룩업 테이블 내에서 선택한다.
도 2와 관련하여 상술한 바와 같은 과정을 거쳐 구해진 MCS 인덱스는 그 후 송신측으로 귀환되어 전송될 수 있다. 송신단에서는 수신단으로부터 귀환받은 MCS 레벨 인덱스를 이용하여 동일한 MCS 룩업 테이블 내에서 데이터 전송에 이용할 변조율 및 코딩율을 결정할 수 있다. 이때, 결정되는 변조율 및 코딩율은 모든 부반송파에 동일하게 적용되는 것이 일반적이다.
다만, 상술한 바와 같은 종래 일반적인 AMC 기법은 수신단에서 수신 신호의 SNR만을 고려하여 MCS 레벨 인덱스를 결정하는 방식으로서, 채널의 주파수 선택성 등 다양한 요인을 고려하지 않고 있다. 특허, 본 발명자는 이하에서 설명하는 바와 같이 채널의 주파수 선택성(frequency selectivity) 정도에 따라 서로 상이한 코딩율을 적용하여 전송할 때, FER 등에 있어 큰 성능 차이를 가지는 것을 발견하였다. 따라서, 이와 같이 MCS 인덱스를 선택함에 있어, 수신 채널의 SNR뿐만 아니라 다양한 요인을 고려하여 MCS 인덱스를 선택하는 기술에 대한 논의가 필요하다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 수신 채널의 SNR뿐만 아니라 주파수 선택성의 정도를 고려하여, 이에 따라 적절한 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 방법, 장치 및 이를 위한 통신 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 이를 위해 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 규정하거나, 주파수 선택성에 따른 별도의 MCS 세트 등을 규정하여, 이를 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 달리 이용하는 방법 등을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법은, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 단계; 측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율(Coding rate)을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하는 단계; 및 측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 주파수 선택성 측정 단계는, 상기 수신 채널 상황에 따른 다중 경로 지연 프로파일(multi-path delay profile), 코히어런스 대역폭(Coherence Bandwidth), 상기 수신 채널의 각 부반송파 간의 상관(correlation) 정도, 전력 기울기, 및 전력 분산값 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다.
또한, 상기 주파수 선택성 측정 단계 및 상기 MCS 인덱스 선택 단계는 수신측에서 수행될 수도 있으나, 이와 달리 상기 주파수 선택성 측정 단계는 수신측에서 수행되며, 상기 수신측이 측정된 상기 주파수 선택성을 송신측에 전달하는 단계를 더 포함하며, 상기 MCS 인덱스 선택 단계는 상기 송신측에서 수신될 수도 있다.
또한, 상기 통신 시스템은 다중 송수신 안테나(MIMO) 시스템이며, 상기 주파수 선택성 측정 단계는 상기 다중 송수신 안테나 각각에 따른 각각의 채널별로 측정되며, 상기 MCS 인덱스 선택 단계는 상기 각각의 채널별로 MCS 인덱스를 선택할 수 있으며, 아울러, 상기 주파수 선택성 측정 단계는, 상기 수신 채널의 하나의 부반송파 또는 하나 이상의 부반송파로 구성된 그룹별 주파수 선택성을 측정하며, 상기 MCS 인덱스 선택 단계는, 상기 하나의 부반송파 또는 상기 하나 이상의 부반송파로 구성된 그룹별 MSC 인덱스를 선택할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법은, 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내의 MCS 인덱스를 선택하는 방법으로서, 수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 제 1 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 단계; 측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 미리 설정된 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계; 및 측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 미리 설정된 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계를 포함한다.
이때, 측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스 로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지지 않는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계일 수 있으며, 또한, 측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지지 않는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 주파수 선택성 측정 단계 및 상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는 수신측에서 수행될 수 있으나, 이와 달리 상기 주파수 선택성 측정 단계는 수신측에서 수행되며, 상기 수신측이 상기 제 1 MCS 인덱스 및 측정된 상기 주파수 선택성을 송신측에 전달하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는 상기 송신측에서 수신될 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법은, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 제 1 MCS 테이블, 및 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 테이블이 미리 설정된 통신 시스템에서 MCS 인덱스를 선택하는 방법으로서, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 단계; 측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 제 1 MCS 테이블의 MCS 인덱스를 선택하는 단계; 및 측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 제 2 MCS 테이블의 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함한다.
다른 한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 장치는, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 주파수 선택성 측정 모듈; 및 측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율(Coding rate)을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하고, 측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 MCS 인덱스 선택 모듈을 포함한다.
마지막으로, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 통신 시스템은, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 주파수 선택성 측정 모듈을 포함하는 수신기; 및 상기 수신기로부터 측정된 상기 주파수 선택성을 수신하여, 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율(Coding rate)을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하고, 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 MCS 인덱스 선택 모듈을 포함하는 송신기를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형 태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
한편, 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 수신측에서 수신 채널의 SNR뿐만 아니라 다양한 요인, 특히 주파수 선택성의 정도를 고려하여, 이에 따라 적절한 MCS 인덱스를 선택하는 방법을 제공하고자 한다. 이를 위해 먼저, 수신 채널의 주파수 선택성의 정도에 따라 서로 상이한 변조 및 코딩 방식을 적용하는 경우 FER 등에 있어서의 어떠한 영향이 발생하는지 구체적으로 살펴본다.
도 3 및 도 4는 주파수 선택성이 상이한 채널 환경에서 다양한 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS)에 따른 성능을 비교하기 위한 그래프이다.
도 3 및 도 4의 두 도면을 참조하면, 같은 주파수 효율(Spectral efficiency)을 가지는 두 MCS 레벨을 적용한 OFDM 시스템의 성능 결과를 비교하여 볼 수 있다. 여기서 "TU"은 'typical urban'에 해당하며 주파수 선택성이 상대적으로 큰 채널 환경을 나타내고, "PEDA"는 'Pedestrian A'에 해당하며 주파수 선택성이 상대적으로 작은 채널 환경을 나타낸다. 또한, 양 경우 모두 3km/h의 비교적 작은 이동 속도를 가정하였으며, 양 경우 모두 수신 안테나를 두 개로 세팅함으로써 안테나 다이버시티를 얻은 상태를 가정한 시뮬레이션 결과이다.
먼저, 도 3에 도시된, 같은 주파수 효율을 가지는 두 MCS 레벨로서 QPSK, 2/3 코딩율을 적용한 경우와, 16QAM, 1/3 코딩율을 적용한 경우의 그래프를 살펴본다. 주파수 선택성이 작은 채널 환경(PEDA)에서는 동일한 주파수 효율을 가지는 두 MCS 레벨 중 낮은 변조율과 높은 코딩율을 적용하는 경우(즉, QPSK, 2/3 코딩율의 경우)가 높은 변조율과 낮은 코딩율을 적용하는 경우(즉, 16QAM, 1/3 코딩율의 경우)에 비해 FER 성능이 더 좋음을 알 수 있다. 반면, 주파수 선택성이 큰 채널 환경(TU)에서는 높은 변조율과 낮은 코딩율을 적용했을 경우(즉, 16QAM, 1/3 코딩율의 경우)가 낮은 변조율과 높은 코딩율을 적용했을 경우(즉, QPSK, 2/3 코딩율의 경우)에 비해 FER 성능이 더 좋게 나옴을 알 수 있다.
이는 주파수 선택성이 작을 경우에는 OFDM 시스템에서 채널 코딩으로부터 얻을 수 있는 이득이 상대적으로 작고, 주파수 선택성이 클 경우에는 OFDM 시스템에 적용했을 때 채널 코딩으로부터 얻을 수 있는 이득이 상대적으로 크기 때문이다. 더 구체적으로, 채널 코딩에 따른 FER 등의 성능은 OFDM 시스템에 채널 코딩을 걸어 깊은 패이딩(deep fading)에 걸리는 부반송파를 얼마나 효율적으로 보상해 줄 수 있는가에 따른 결과인데, 주파수 선택성이 클수록 그로 인해 채널 코딩으로 얻을 수 있는 주파수 다이버시티(Frequency diversity)가 커지기 때문에 강한 채널 코딩(즉, 낮은 코딩율)을 걸어주는 것이 유리하기 때문이다. 반대로 얻을 수 있는 주파수 다이버시티가 작을 경우(즉, 주파수 선택성이 작을 경우)에는 상대적으로 채널 코딩으로부터 얻을 수 있는 효과가 작기 때문에 높은 코딩율로 전송하는 것이 더 유리하게 된다.
다음으로, 도 4에 도시된 동일한 주파수 효율을 가지는 두 MCS 레벨의 경우로서 QPSK, 5/6 코딩율을 적용한 경우와, 16QAM, 5/12 코딩율을 적용한 경우를 살펴본다.
도 4에서 채널의 주파수 선택성이 높은 TU 환경하에서 역시 상대적으로 낮은 코딩율을 적용하는 경우(즉, 16QAM, 5/12 코딩율을 적용하는 경우)가 상대적으로 높은 코딩율을 적용하는 경우(즉, QPSK, 5/6 코딩율을 적용하는 경우)에 비해 FER에 있어 더 좋은 성능을 보이는 것을 알 수 있다. 또한, 이들은 도 3의 경우에 비해 코딩율의 차이로 인한 성능 차이(즉, QPSK, 5/6 코딩율을 적용한 경우와 16QAM, 5/12 코딩율을 적용한 경우 사이의 성능 차이)를 더 크게 보이는 것을 알 수 있으며, 이는 도 3의 경우는 이미 강한 채널 코딩을 걸어 성능이 어느 정도 포화되어 있는 상태인 반면, 도 4의 경우 이들에 비해 상대적으로 약한 채널 코딩을 걸어주는 경우로서 채널 코딩에 따라 주파수 선택성으로부터 얻을 수 있는 주파수 다이버시티 이득에 더 큰 차이를 가지기 때문이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 시뮬레이션 결과는 수신 안테나를 두 개로 세팅함으로써 안테나 다이버시티를 얻은 상태이기 때문에, 만약 수신 안테나를 한 개로 했을 경우에는 더 큰 차이를 보일 수 있다. 또한, 채널의 다중경로의 수를 다르게 가정하면(즉, 좀더 주파수 선택성이 큰 채널이나 좀더 주파수 선택성이 작은 채널을 가정하면), 성능의 차이는 더 커지게 된다.
이처럼 채널 환경에 따라 시스템이 얻을 수 있는 성능은 다양하게 나타나기 때문에 채널 상황을 고려하지 않고 일정한 MCS 레벨 인덱스의 사용으로 AMC 기법을 적용하게 되면 시스템이 최적화된 성능을 얻을 수 없게 된다.
따라서, 이하의 본 발명의 실시형태들에서는 채널 환경, 특히 채널의 주파수 선택성을 고려한 AMC 기법을 적용함으로써 시스템 성능을 최적화시키는 방법을 제 안한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에서, 주파수 선택성에 따라 코딩율을 선택하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 먼저, 단계 S501에서 수신 채널의 주파수 선택성을 측정한다. 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 방법으로는 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 본 발명의 일 실시형태에서는 채널 상황에 따른 다중 경로 지연 프로파일 및 코히어런스 대역폭을 이용하여, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정할 수 있다.
예를 들어, 채널의 다중 경로 지연이 클 경우, 이에 따라 코히어런스 대역폭은 좁게 나타나며, 따라서 다중 경로 지연이 소정 임계치 이상이거나, 코히어런스 대역폭이 소정 임계치 미만인 경우 채널의 주파수 선택성이 높은 것으로 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 채널의 주파수 선택성을 측정하기 위해 상관기를 이용하여 각 부반송파간의 상관 정도를 측정할 수 있다. 이러한 방법은 채널의 다중 경로 지연 값이나 코히어런스 대역폭 값 등을 측정하기 힘들 경우에 이용될 수 있으며, OFDM의 각 부반송파 간의 상관 정도를 측정하여 채널의 주파수 선택성을 알아낼 수 있으며, 각 부반송파 간의 상관 정도를 측정하는 방법으로 다음의 식을 하나의 예로 사용할 수 있다.
Figure 112007009106849-PAT00005
여기서,
Figure 112007009106849-PAT00006
는 각 부반송파간의 상관값을, N은 부반송파의 총 수를, n, m은 부반송파 인덱스를, hn은 n번째 부반송파에서의 채널 응답을 나타낸다.
상기 수학식 2와 같이 상관값을 측정한 후, 그 값이 일정 임계치 값보다 클 경우 채널의 주파수 선택성이 높은 것으로 결정할 수 있으며, 그 값이 일정 임계치 이하인 경우 채널의 주파수 선택성이 낮은 것으로 결정할 수 있다. 여기서, 사용되는 채널 응답은 데이터 전송시 동시에 전송되는 파일럿 심볼이나 프리엠블 패킷 등을 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 채널의 주파수 선택성을 측정하기 위해 각 부반송파 채널 간의 전력 기울기 정도를 활용할 수 있다.
수신 채널의 주파수 선택성이 큰 경우, 각 부반송파 채널 간의 전력 기울기의 정도 역시 크다. 이와 같은 원리를 이용하여 주파수 선택성 정도를 각 부반송파 채널 간의 전력 기울기 정도를 통해 가늠하는 것이 가능하며, 전력 기울기는 다음과 같이 측정할 수 있다.
Figure 112007009106849-PAT00007
상기 수학식 3에서 각 아래 첨자는 부반송파의 인덱스를 나타내며, w1 내지 wN-m+1의 합은 1을 만족한다. 이와 같이 측정된 전력 기울기 값이 소정 임계치 이상인 경우 채널의 주파수 선택성이 크다고 판정하고, 측정된 전력 기울기 값이 소정 임계치 미만인 경우 채널의 주파수 선택성이 작다고 판정할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 채널의 주파수 선택성 정도를 측정하기 위해 각 부반송파 채널간의 전력 분산값을 이용할 수 있다. 채널의 주파수 선택성이 큰 경우, 해당 채널의 각 부반송파에서의 전력 분포 역시 크게되므로, 이를 이용하여 주파수 선택성 정도를 가늠할 수 있다. 이를 위해 각 부반송파에서의 전력 분산값을 측정하는 방법은 다음과 같은 수학식을 이용할 수 있다.
Figure 112007009106849-PAT00008
여기서, M은 채널 전력의 평균값을 나타내며, N은 부반송파의 총 개수, hi는 i번째 부반송파의 채널 응답을 나타낸다.
상기 수학식 4와 같이 측정된 각 부반송파에서의 전력 분산값이 소정 임계치보다 큰 경우, 수신 채널의 주파수 선택성이 큰 것으로 결정하고, 측정된 전력 분산값이 소정 임계치 미만인 경우, 수신 채널의 주파수 선택성이 작은 것으로 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이 채널의 주파수 선택성을 측정하는 방법은 본 발명에 따른 실시형태를 이루기 위한 구체적인 예에 해당하며, 그밖에 다양한 기술에 의해서도 수행될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
한편, 이와 같이 단계 S501에서 수신 채널의 주파수 선택성을 측정한 후, 단계 S502에서는 주파수 선택성의 정도가 소정 주파수 선택성 임계치(TS) 이상인지 여부를 판정한다. 여기서, 주파수 선택성 임계치(TS)는 주파수 선택성을 측정하기 위한 방법에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 또한, 특정 방법을 통해 주파수 선택성을 측정하는 경우에도 채널의 주파수 선택성에 따른 MCS 레벨간의 성능 차이는 도 3 및 도 4의 예에서 상술한 바와 같이 어떠한 변조나 채널 코딩율을 적용하는지에 따라 상이할 수 있기 때문에, 주파수 선택성 임계치(TS)는 각 상황에 맞추어 다양하게 조정될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면 단계 S502에서 채널의 주파수 선택성이 미리 결정된 소정 주파수 선택성 임계치(TS)이상으로 판정되는 경우 단계 S503으로 진행하여, AMC에 적용하기 위한 코딩율로서 낮은 코딩율을 선택하고, 채 널의 주파수 선택성이 상기 주파수 선택성 임계치(TS) 미만으로 판정되는 경우 단계 S504로 진행하여, AMC에 적용하기 위한 코딩율로서 높은 코딩율을 선택한다.
단계 S503 및 S504에서 낮은 코딩율 또는 높은 코딩율을 선택하는 것은 일반적으로 기존에 미리 설정된 MCS 룩업 테이블, 예를 들어 이하에서 설명할 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트 내에서 코딩율과 페어(pair)를 이루는 변조율을 선택하게 되며, 따라서 각각 낮은 코딩율과 높은 변조율을 가지는 MCS 인덱스 또는 높은 코딩율과 낮은 변조율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하게 된다. 다만, 시스템에서 요구되는 성능이, 좋은 FER 성능보다 전체 처리율(throughput)을 올리는 것이 더 중요할 경우가 존재할 수 있으며, 이 경우 상술한 바와 같이 미리 설정된 MCS 세트를 활용하지 않고, MCS 레벨 선택을 좀더 최적화시켜 시스템 처리율을 올려줄 수도 있다.
한편, 본 발명의 더 구체적인 일 실시형태로서 MCS 룩업 테이블 내에 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 인덱스 세트(이하 이를 "EM 세트"라 한다)를 미리 설정하여 활용하는 방법에 대해 설명한다.
상기 표 1 및 표 2를 통해 예시한 바와 같은 MCS 룩업 테이블 내에는 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 레벨 세트가 존재할 수 있다. 예를 들어, 표 1에서 레벨 3의 인덱스를 가지는 QPSK, 2/3 코딩율 세트는 레벨 5의 인덱스를 가지는 16QAM, 1/3 코딩율 세트와 동일한 주파수 효율을 가지며, 또한, 표 1에서 레벨 6의 인덱스를 가지는 16QAM, 1/2 코딩율 세트는 레벨 9의 인덱스를 가지는 64QAM, 1/3 코딩율 세트와 동일한 주파수 효율을 가진다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 주어진 MCS 룩업 테이블 내에서 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트를 EM 세트로서 규정하고, 수신 채널의 주파수 선택성의 정도에 따라 동일한 주파수 효율을 가지는 상기 EM 세트의 쌍 중 적절한 코딩율을 가지는 MCS 세트를 선택하는 방식을 제안한다. 이에 따라 상기 표 1 및 표 2에 따라 규정되는 EM 세트는 각각 다음의 표 3 및 표 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007009106849-PAT00009
Figure 112007009106849-PAT00010
상기 표 3 및 표 4와 같은 EM 세트를 활용하는 본 발명의 일 실시형태에 대해 이하의 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에서, 수신 신호의 SNR에 따른 MCS 인덱스가 동일한 주파수 효율을 가지도록 미리 설정된 MCS 세트 범위 내인 경우, 그 MCS 세트 내에서 주파수 선택성에 따른 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 먼저 단계 S601에서 수신측의 AMC 제어기는 수신 신호의 SNR을 측정한다. 그 후, 단계 S602에서는 측정된 SNR을 MCS 룩업 테이블의 각 SNR 임계치와 비교하고, 이를 통해 단계 S603에서, AMC에 사용할 MCS 레벨 인덱스를 결정한다.
그 후, 단계 S604에서는 단계 S603에서 결정된 MCS 레벨 인덱스가 미리 설정된 EM 세트에 포함되는지 여부를 판정하여, EM 세트에 포함되는 경우 단계 S606 이하에 따라 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 MCS 세트를 선택하는 절차를 수행한다. 예를 들어, 사용되는 기존의 MCS 룩업 테이블이 상기 표 1과 같고, 단계 S603에서 결정된 MCS 레벨 인덱스가 3(QPSK, 2/3 코딩율)인 경우, 이는 상기 표 3과 같이 본 발명의 일 실시형태에 따라 미리 설정된 EM 세트 범위 내에 있으므로, 이후 본 발명의 일 실시형태에 따라 EM 세트 내에서 주파수 선택성에 따른 적절한 MCS 세트를 선택하는 절차를 수행할 수 있다.
한편, 단계 S604의 판정 결과 단계 S603에서 결정된 MCS 인덱스가 EM에 포함되지 않는 경우 단계 S605으로 진행하여 단계 S603에서 결정된 MCS 인덱스를 유지하고, 필요 시 이를 송신측으로 귀환하게 된다.
한편, 단계 S604의 판정 결과 단계 S603에서 결정된 MCS 인덱스가 EM에 포함되는 것으로 판정되는 경우, 상술한 바와 같이 단계 S606으로 진행하며, 단계 S606에서는 수신 채널의 주파수 선택성을 측정한다.
단계 S606에서 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 방법으로는 도 5와 관련하여 상술한 실시형태에서와 같이 수신 채널 상황에 따른 다중 경로 지연 프로파일, 코히어런스 대역폭, 수신 채널의 각 부반송파 간의 상관 정도, 전력 기울기, 및 전력 분산값 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
그 후, 단계 S607에서는 단계 S606에서 측정된 수신 채널의 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치(TS) 이상인지 여부를 판정한다. 만일, 측정된 수신 채널의 주파수 선택성이 소정 임계치(TS) 이상인 것으로 판정되는 경우, 단계 S608로 진행하여 상술한 바와 같은 EM 내에서 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하며, 반대로 측정된 수신 채널의 주파수 선택성이 소정 임계치(TS) 미만인 것으로 판정되는 경우, 단계 S609로 진행하여 EM 내에서 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하게 된다.
예를 들어, 상기 표 1을 MCS 룩업 테이블로, 표 3을 EM 세트로 이용하며, 수신 신호의 SNR 측정 결과 레벨 3의 인덱스(QPSK, 2/3 코딩율)가 선택된 상술한 예에서, 해당 수신 채널의 주파수 선택성이 높은 것으로 판정되는 경우 표 3의 EM 세트에서 동일한 주파수 효율을 가지는 MCS 세트 중 코딩율이 낮은 세트인 16QAM, 1/3 코딩율의 MCS 세트를 선택하여, 이에 해당하는 MCS 인덱스(레벨 5)를 필요 시 송신측에 귀환할 수 있다. 또한, 동일한 예에서 수신 신호의 SNR 측정 결과 레벨 5의 인덱스(16QAM, 1/3 코딩율)이 선택되고, 해당 수신 채널의 주파수 선택성이 높은 것으로 판정되는 경우에는 해당 MCS 인덱스가 EM 내에서 낮은 코딩율을 가지는 경우에 해당하므로, 이 경우에는 결정된 MCS 인덱스를 그대로 유지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 EM 세트에 대한 정보는 수신단 및 송신단에서 미리 알고 있는 것을 가정하며, 송신단 및 수신단 모두 동일한 소정 EM 세트를 저장하고 있는 것을 가정한다.
이와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수신측에서 송신측으로 수신 신호의 SNR 측정에 따른 MCS 인덱스를 그대로 귀환하거나, 또는 채널의 주파수 선택성을 고려하여 변경한 MCS 인덱스를 귀환시킬 수 있다. 이와 같은 MCS 인덱스를 귀환받은 송신측에서는 종래 도 1과 같이 인코더(101) 및 매퍼(103)의 동작에 있어서의 코딩율 및 변조 방식을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같은 MCS 인덱스 선택 과정은 일반적으로 수신단에서 이루어지는 것이 필요한 정보 획득의 측면에서 유리하다. 하지만, 이와 같은 모든 동작이 수신단, 일반적으로는 하향링크에서의 단말기에서 이루어지는 경우 단말기의 복잡도 문제를 야기할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 하향링크의 경우 상대적으로 복잡도 부담이 적은 송신단, 예를 들어 기지국(또는 노드 B)에서 상술한 과정 중 일부 과정을 수행하도록 함으로써 이와 같은 수신단의 복잡도 문제를 해결하는 것을 제안한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에서는 도 5 및 도 6의 방법 중 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 단계는 수신단에서 수행하되, 이 측정된 주파수 선택성 정보를 송신단으로 귀환하여, 이후 수신 채널의 주파수 선택성에 따라 적절한 MCS 인덱스를 선택하는 단계들을 송신단에서 수행하도록 하는 것을 제안한다. 또한, 도 6의 방법에서는 측정된 주파수 선택성 정보뿐만 아니라 수신 신호의 SNR만을 고려하여 선택된 MCS 인덱스를 귀환하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같은 방법은 채널의 주파수 선택성 정보를 송신단으로 귀환시켜줄 수 있는 폐루프 시스템에 본 발명의 각 실시형태에 따른 방법을 적용함으로써 수행될 수 있으며, 송신단에서는 수신단으로부터 귀환 받는 MCS 레벨과 채널의 주파수 선택성 정보를 활용하여 MCS 인덱스 선택 모듈을 구동시킬 수 있고, MCS 인덱스 선택 과정은 상술한 본 발명의 각 실시형태의 경우와 동일하게 적용될 수 있다.
다만, 상술한 바와 같은 폐루프 시스템에서는 채널의 주파수 선택성 정보를 송신단으로 귀환시켜 주어야 하기 때문에, 귀환정보의 과부화(귀환 시그날링 오버헤드)가 야기될 수 있는바, 요구되는 시스템 환경이 귀환 채널의 과부화 문제보다 수신단의 복잡도 문제가 더 중요한 상황이면 송신단에서의 MCS 인덱스 선택 모듈을 활용하고, 수신단의 복잡도 문제보다 귀환 채널의 과부화 문제가 더 중요한 상황이면 수신단에서의 MCS 인덱스 선택 모듈을 활용하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는, 도 3 및 도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이 수신 채널의 주파수 선택성이 적은 채널 환경(PEDA)에서는 채널 코딩을 약하게(즉, 높은 코딩율을) 적용할수록, 수신 채널의 주파수 선택성이 큰 채널 환경(TU)에서는 채널 코딩을 강하게(즉, 낮은 코딩율을) 적용할수록 FER 등에 있어서 높은 성능을 나타내는 점을 이용하여, 채널의 주파수 선택성에 따라 가변적인 MCS 테이블을 활용하여, 성능을 최적화시키는 방식을 제안한다.
즉, 하나의 MCS 테이블은 코딩율을 낮게 적용시킨 MCS 레벨을 적용하고(이를 '제 1 MCS 테이블'이라 한다), 다른 MCS 테이블은 코딩율을 높게 적용시킨 MCS 레벨을 적용(이를 '제 2 MCS 테이블'이라 한다)할 수 있다. 이에 따라 변조율은 코딩율을 낮게 적용시킨 제 1 MCS 테이블에서 높은 변조율을 가지도록 설정될 수 있으나, 이에 관계없이 낮은 변조율을 가지도록 설정할 수도 있으며, 마찬가지로 코딩율을 높게 적용시킨 제 2 MCS 테이블에서 역시 변조율은 낮을 수도 높을 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법은 단일 안테나 시스템뿐만 아니라 모든 다중 안테나 시스템(MIMO 시스템)에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 각 실시형태에 따른 통신 시스템이 MIMO 통신 시스템인 경우, 상술한 도 5의 단계 S501 또는 상술한 도 6의 단계 S606 등과 같은 주파수 선택성 측정 단계에서 다중 안테나 각각에 따른 각각의 채널별로 주파수 선택성이 측정되고, 이와 같이 측정된 다중 안테나에 따른 각 채널의 주파수 선택성에 따라 주파수 선택성이 높은 채널에 대해서는 낮은 코딩율을 가지도록 MCS 인덱스를 재선택하고, 주파수 선택성이 낮은 채널에 대해서는 높은 코딩율을 가지도록 MCS 인덱스를 재선택함으로써, MIMO 통신 시스템의 성능을 최적화시킬 수 있다.
이때, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 모듈이나 그에 따라 MCS를 재 선택하는 모듈은 송수신 안테나 수에 따라 그 계산 양이 증가할 수도 있는바, 이와 같은 계산 양과 성능 향상을 비교하여 적절한 방식을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 각 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택방법을 다중 안테나 시스템에 적용 시에는, 각 전송 안테나별로 채널의 주파수 선택성을 고려한 MCS 레벨을 적용시켜서 전송을 할 수 있으며, 이에 따라 다중 전송 안테나로부터 얻는 다이버시티 효과를 더 극대화시켜 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따르면, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들에 따른 MCS 인덱스 선택 방법을 모든 OFDM 부반송파의 정보를 평균내에 하나의 MCS 인덱스를 귀환시키는 방식뿐만 아니라 각 부반송파를 단독으로 또는 소정 수의 부반송파들을 그룹핑하여 이들에 대한 MCS 인덱스를 선택하는 방식으로서 제공할 수 있다. 즉, 상술한 도 5의 단계 S501 또는 상술한 도 6의 S606 등과 같은 주파수 선택성 측정 단계에서, 주파수 선택성의 측정은 하나의 부반송파 또는 하나 이상의 부반송파로 구성된 그룹별 주파수 선택성을 측정하며, 도 5 및 도 6에서의 MCS 인덱스 선택단계에서는 이와 같은 하나의 부반송파 또는 하나 이상의 부반송파로 구성된 그룹별 MCS 인덱스를 선택하도록 할 수 있다.
이러한 경우, 각 부반송파 또는 부반송파 그룹별로 각각 적용되는 MCS 인덱스 정보의 수가 많아질 수 있는바, 이와 같은 정보 양의 증가와 시스템의 성능 증가를 비교하여 적절한 방법을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법을 수행하기 위한 MCS 인덱스 선택 장치 및 이를 수행하는 통신 시스템에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에서, 주파수 선택성에 따라 선택된 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 7에 도시되 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 장치는 주파수 선택성 측정 모듈(701), 및 MCS 인덱스 선택 모듈(702)을 포함할 수 있다.
구체적으로 주파수 선택성 측정 모듈(701)은 도 5 및 도 6 등과 관련하여 상술한 본 발명의 각 실시형태에 따른 MCS 인덱스 선택 방법에서 주파수 선택성을 측정하기 위한 방식(예를 들어, 수신 채널 상황에 따른 다중 경로 지연 프로파일, 코히어런스 대역폭, 수신 채널의 각 부반송파 간의 상관 정도, 전력 기울기, 및 전력 분산값 등을 이용하는 방식)에 따라 다양한 구성을 가질 수 있으나, 도 7은 그 중 다중 경로 지연 프로파일을 이용하는 방식에 따른 구성을 일례로서 도시하고 있다. 이에 따라 주파수 선택성 측정 모듈(701)은 수신 채널 신호의 다중 경로 지연 프로파일을 측정하기 위한 다중경로 지연 프로파일 측정부(701a) 및 이 측정값을 미리 설정된 소정 임계치와 비교하여 수신 채널의 주파수 선택성이 높은지 낮은지 여부를 결정하는 비교부(701b)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 주파수 선택성 측정 모듈(701)이 수신 채널의 주파수 선택성 정도를 결정한 후, 이에 따라 MCS 인덱스 선택 모듈(702)은 수신 채널의 주파수 선택성이 높은 경우 낮은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하고, 반대로 수신 채널의 주파수 선택성이 낮은 경우 높은 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택할 수 있다. 이와 같이 MCS 인덱스를 선택하는 방법은 상술한 바와 같이 코딩율만을 고려하는 방식, 표 3 및 표 4 등과 같은 EM 세트를 이용하는 방식, 코딩율이 높은 MCS 테이블과 코딩율이 낯은 MCS 테이블을 별도로 설정하여 이용하는 방식 등 다양하게 적용할 수 있다.
도 7과 관련하여 상술한 바와 같은 주파수 선택성 측정 모듈(701), 및 MCS 인덱스 선택 모듈(702)은 일반적으로 수신측에 위치하는 것이 필요한 정보의 획득 측명에서 유리할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 수신측(예를 들어, 단말기)의 복잡성 문제를 해결하기 위해 상기 구성 중 주파수 선택성 측정 모듈(701)은 수신측에 위치하되, MCS 인덱스 선택 모듈(702)을 송신측에 위치시켜 수신측의 복잡도를 감소시키는 통신 시스템을 제안한다. 이를 위해 수신측(단말기)에서는 측정된 주파수 선택성 정보를 송신측에 귀환시킬 필요가 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면 수신 채널의 SNR뿐만 아니라 주파수 선택성의 정도를 고려하여, 이에 따라 적절한 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 방법, 장치 및 이를 위한 통신 시스템을 제공할 수 있다.
더 구체적으로, 이와 같은 MCS 인덱스 선택 방법, 장치 및 이를 위한 통신 시스템에 따르면, 주파수 선택성 등의 채널의 환경에 맞는 최적화된 MCS 레벨 인덱스를 사용하여 전송이 일어나기 때문에, 링크 성능 측면에서 봤을 때 큰 성능의 향상을 기대할 수 있다. 이 성능 향상은 FER이 낮아지는 효과일 수도 있고, 목표 QOS(quality of service) 상수에 더 정확하게 매칭되는 것일 수도 있다.
또한, 일반적으로 시스템의 전송률은 링크 성능에 따라서 크게 좌우된다. 따라서, 상술한 바와 같이 채널의 상황에 맞게 최적화된 MCS 레벨 인덱스를 사용하였을 경우, 좋은 링크 성능을 얻어낼 수가 있게 되고, 그만큼 주파수 효율이 좋은 MCS 레벨 인덱스를 사용할 수가 있어, 이에 따라 전송률을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 단계;
    측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율(Coding rate)을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하는 단계; 및
    측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 선택성 측정 단계는,
    상기 수신 채널 상황에 따른 다중 경로 지연 프로파일(multi-path delay profile), 코히어런스 대역폭(Coherence Bandwidth), 상기 수신 채널의 각 부반송파간의 상관(correlation) 정도, 전력 기울기, 및 전력 분산값 중 어느 하나 이상을 이용하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 선택성 측정 단계 및 상기 MCS 인덱스 선택 단계는 수신측에서 수행되는, MCS 인덱스 선택 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 선택성 측정 단계는 수신측에서 수행되며,
    상기 수신측이 측정된 상기 주파수 선택성을 송신측에 전달하는 단계를 더 포함하며,
    상기 MCS 인덱스 선택 단계는 상기 송신측에서 수신되는, MCS 인덱스 선택 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 다중 송수신 안테나(MIMO) 시스템이며,
    상기 주파수 선택성 측정 단계는 상기 다중 송수신 안테나 각각에 따른 각각의 채널별로 측정되며,
    상기 MCS 인덱스 선택 단계는 상기 각각의 채널별로 MCS 인덱스를 선택하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 선택성 측정 단계는, 상기 수신 채널의 하나의 부반송파 또는 하나 이상의 부반송파로 구성된 그룹별 주파수 선택성을 측정하며,
    상기 MCS 인덱스 선택 단계는, 상기 하나의 부반송파 또는 상기 하나 이상의 부반송파로 구성된 그룹별 MSC 인덱스를 선택하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  7. 동일한 주파수 효율성을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 세트가 미리 설정되어 있는 통신 시스템에서 상기 MCS 세트 내의 MCS 인덱스를 선택하는 방법에 있어서,
    수신 신호의 신호대잡음비(SNR)를 통해 결정된 제 1 MCS 인덱스가 상기 MCS 세트 범위 내에 있는 경우, 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 단계;
    측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 미리 설정된 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계; 및
    측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 미리 설정된 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 인덱스를 재선택하는 단계를 포함하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우,
    상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는,
    상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지지 않는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계인, MCS 인덱스 선택 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우,
    상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는,
    상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 경우, 상기 제 1 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하고, 상기 제 1 MCS 인덱스가 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지지 않는 경우, 상기 MCS 세트 내에서 상기 제 1 MCS 인덱스 이외의 다른 MCS 인덱스를 상기 제 2 MCS 인덱스로서 재선택하는 단계인, MCS 인덱스 선택 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 주파수 선택성 측정 단계 및 상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는 수신측에서 수행되는, MCS 인덱스 선택 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 주파수 선택성 측정 단계는 수신측에서 수행되며,
    상기 수신측이 상기 제 1 MCS 인덱스 및 측정된 상기 주파수 선택성을 송신측에 전달하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 2 MCS 인덱스 재선택 단계는 상기 송신측에서 수신되는, MCS 인덱스 선택 방법.
  12. 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율을 가지는 제 1 MCS 테이블, 및 상기 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 제 2 MCS 테이블이 미리 설정된 통신 시스템에서 MCS 인덱스를 선택하는 방법에 있어서,
    수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 단계;
    측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 상기 제 1 MCS 테이블의 MCS 인덱스를 선택하는 단계; 및
    측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 제 2 MCS 테이블의 MCS 인덱스를 선택하는 단계를 포함하는, MCS 인덱스 선택 방법.
  13. 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 주파수 선택성 측정 모듈; 및
    측정된 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율(Coding rate)을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하고, 측정된 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 MCS 인덱스 선택 모듈을 포함하는, MCS 인덱스 선택 장치.
  14. 수신 채널의 주파수 선택성을 측정하는 주파수 선택성 측정 모듈을 포함하는 수신기; 및
    상기 수신기로부터 측정된 상기 주파수 선택성을 수신하여, 상기 주파수 선택성이 소정 주파수 선택성 임계치 이상인 경우, 소정 코딩율 임계치 미만의 코딩율(Coding rate)을 가지는 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 인덱스를 선택하고, 상기 주파수 선택성이 상기 소정 주파수 선택성 임계치 미만인 경우, 상기 소정 코딩율 임계치 이상의 코딩율을 가지는 MCS 인덱스를 선택하는 MCS 인덱스 선택 모듈을 포함하는 송신기를 포함하는, 통신 시스템.
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