KR20090057866A - 통신시스템에서, 중첩코딩을 이용한 다중 전송을 위한 다중사용자 전력 할당 방법 - Google Patents

통신시스템에서, 중첩코딩을 이용한 다중 전송을 위한 다중사용자 전력 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는, 다중 사용자 전력 할당 방법이 개시된다. 다중 사용자 전력 할당 방법은 통신시스템에서, 중첩코딩을 이용한 다중 전송을 위해 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
다중 전송, 중첩코딩, 오름차순, 오버레이(overlay), 내림차순, 언더레이(underlay), 전력 분할, 전력 할당

Description

통신시스템에서, 중첩코딩을 이용한 다중 전송을 위한 다중 사용자 전력 할당 방법{METHOD FOR ASSIGNING POWER TO MULTIUSER FOR MULTIPLEXING USING SUPERPOSITION CODING IN COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 다중 사용자 전력 할당 방법에 관한 것으로 특히, 통신시스템에서 중첩코딩을 이용한 다중 전송을 위하여 다중 사용자 단말로 전력을 할당하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT 성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-001-02, 과제명: 4세대 이동통신용 적응 무선접속 및 전송 기술개발사업].
다중 접속 방식은 시간, 주파수 등의 한정된 무선 자원을 여러 사용자나 시스템이 공유/분할하여 사용하는 기술이다. 예를 들어, 이러한 다중 접속 방식은 주파수를 분할하여 다수의 사용자를 수용하는 주파수분할 다중 접속(FDMA), 시간을 분할하여 다수의 사용자를 수용하는 시분할 다중 접속(TDMA), 코드로 다수의 사용자를 구분하는 코드분할 다중 접속(CDMA) 방식이 있다.
3세대 이동통신시스템에서 사용하는 다중 접속 방식은 코드분할 다중 접속 방식이다. 이러한 코드분할 다중 접속 방식은 주파수 재사용 계수가 1이 되도록 하여 셀 간 간섭을 허용하는 단점이 있으나, 주파수 재사용 효율을 높게 설정하여 기존의 주파수분할 다중 접속 방식이나, 시분할 다중 접속 방식들보다 높은 시스템 용량을 수용할 수 있도록 하였다. 그러나 코드분할 다중 접속은 신호를 코드로 확산하여 전송하기 때문에 신호 주파수 대역보다 아주 넓은 주파수 대역을 필요로 한다.
이 외에도 차세대 이동통신시스템은 수용 용량이 높으면서 고속 전송이 가능한 직교 주파수분할 다중 접속(OFDMA), 다중 반송파 코드분할 다중 접속(MC-CDMA) 방식을 사용한다. 이러한 차세대 이동통신시스템은 이러한 다중 접속 방식과 공간 다중화 방법을 결합하여 주파수 자원을 재사용할 수 있다. 그러나, 현재의 통신 서비스 수요 증가 추세를 감안하면, 향후 전개될 통신 서비스는 지금보다 매우 높은 주파수 효율성을 요구할 것으로 예상된다. 따라서, 기존의 다중 접속 방식으로 미래의 이동통신시스템의 요구를 충족시키기 어려울 것이다.
최근 들어 사용자간 수신전력 차이를 이용하여 수신전력이 낮은 사용자 단말의 신호와 수신전력이 높은 사용자 단말의 신호를 중첩 전송하여 주파수를 재사용하고 다중 전송하면서 채널 용량에 근접한 스루풋을 제공할 수 있는 중첩 코딩 방식이 새로운 다중 접속 방식의 하나로 제안되고 있다. 예를 들어, 이러한 중첩 코딩 방식은 수신전력이 낮은 사용자 단말에게 상대적으로 높은 송신전력을, 수신전력이 높은 사용자 단말에게 상대적으로 낮은 송신전력을 할당하여 수행될 수 있다.
그러나, 중첩 코딩 방식은 주어진 환경에 따라서만 사용자 단말들을 그룹핑 할 수 있으며, 임의의 사용자 단말들을 그룹핑하여 주파수를 재사용할 수 없다는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 통신시스템에서 전력을 분할하여 다수 사용자 단말을 수용함으로써 주파수 재사용 효율을 증가하는 중첩코딩 전송을 위한 다중 사용자 전력 할당 방법을 제공한다.
본 발명은 통신시스템에서 전력을 분할함으로써, 사용자 단말 별 요구조건을 만족시키면서 채널 용량에 근접한 스루풋을 제공하는 중첩코딩 전송을 위한 다중 사용자 전력 할당 방법을 제공한다.
본 발명은 통신시스템에서 사용자 단말의 우선순위를 결정함으로써, 보다 안정적이고 체계적인 다중 접속/전송을 수행하는 중첩코딩 전송을 위한 다중 사용자 전력 할당 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법은 통신시스템에서 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서, 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서, 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 전력 할당 우선순위를 정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 전력 할당 우선순위를 정함에 있어서, 상기 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널 조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서, 상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 다중 사용자 전력 할당 방법은 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 상기 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서, 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 전력 할당 우선순위를 정함에 있어서, 상기 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 채널조건이 좋은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채 널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서, 상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서, 다중 전송을 위한 사용자 그룹을 선정하고, 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 통신시스템에서 전력을 분할하여 다수 사용자 단말을 수용함으로써 주파수 재사용 효율을 증가할 수 있는 중첩코딩 전송을 위한 다중 사용자 전력 할당 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 통신시스템에서 전력을 분할함으로써, 사용자 단말 별 요구조건을 만족시키면서 채널 용량에 근접한 스루풋을 제공할 수 있는 중첩코딩 전송을 위한 다중 사용자 전력 할당 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 통신시스템에서 사용자 단말의 우선순위를 결정함으로써, 보다 안정적이고 체계적인 다중 접속/전송을 수행할 수 있는 중첩코딩 전송을 위한 다중 사용자 전력 할당 방법을 제공할 수 있다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실 시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법의 개괄적인 모습을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법은 다중 사용자 전력 할당 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 이 때, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)의 일예는 통신시스템에 포함된 기지국일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 통신시스템에서 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 단일 또는 복수 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당할 수 있다. 즉, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 단일 또는 복수 사용자 단말로 전력을 할당하여, 중첩코딩을 이용한 다중 전송에 이용할 수 있다. 이 때, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)가 중첩코딩을 위해 전력 할당을 이용하는 것은 기존의 주파수 또는 시간 할당을 이용하는 것과 구별되는 것이며, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 제한된 전력을 시간 또는 주파수와 같은 무선 자원의 개념으로 분배하여 할당함으로써 다수의 사용자 단말을 수용할 수 있다.
또한, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 분할된 전력을 상기 사용자 단말로 할당할 수 있다. 구체적으로, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 우선순위를 결정하고, 상기 우선순 위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 전력을 분할하여 상기 사용자 단말로 할당할 수 있다. 즉, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)가 할당하는 사용자 단말 별 전력은 사용자 단말 별 요구조건과 각각의 채널조건에 따라 결정될 수 있다.
이 때, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 상기 사용자 단말 각각의 채널조건 및 요구조건으로 결정된 전력의 크기만큼 총 송신전력 내에서 분배하여 할당하고, 할당된 전력을 이용하여 중첩코딩 전송을 수행할 수 있다. 또한, 상기 사용자 단말 중 해당 사용자 단말은 중첩코딩 전송된 신호에서 자신이 할당받은 전력보다 큰 전력을 할당받은(또는 높은 대역에 전력을 할당받은) 사용자 단말의 신호를 연속 간섭 제거(SIC: Successive interference cancellation) 단계에서 미리 검출하거나 또는 제거하고, 자신의 신호를 검출할 수 있다.
또한, 상기 해당 사용자 단말의 전력은 상기 해당 사용자 단말의 신호보다 이후에 검출되는 사용자 단말의 신호를 간섭으로 고려하여 결정할 수 있다. 따라서, 상기 사용자 단말 중 먼저 검출되어야 하는 사용자 단말의 신호는 점점 더 큰 간섭을 받게 되므로 일정 이상의 신호 품질(또는 전송율)을 유지하기 위해서 더 큰 전력을 요구하게 된다.
또한, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 상기 해당 사용자 단말이 자신의 신호를 검출하기 위해서 상기 연속 간섭 제거 단계에서 상기 해당 사용자 단말보다 수신 신호 전력이 큰 사용자 단말의 신호들을 검출 가능하도록 전력을 할당할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말 B가 사용자 단말 C의 신호를 자신의 신호보다 먼저 검출하는 경우, 사용자 단말 B는 사용자 단말 C를 먼저 오류 없이 검출할 수 있어야 한다. 즉, 사용자 단말 B가 사용자 단말 C의 신호를 검출하는데 충분한 신호 조건이 확보되어야 함을 의미할 수 있다. 수학식 1을 참조하면, 사용자 단말 B의 채널조건이 사용자 단말 C의 채널조건보다 좋은 경우,
Figure 112008028700997-PAT00001
의 조건을 만족하므로 사용자 단말 B는 먼저 사용자 단말 C의 신호를 오류 없이 검출하고, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)로부터 수신한 신호로부터 사용자 단말 C의 신호를 제고한 후에 자신의 신호를 검출할 수 있다. 따라서, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 연속 간섭 제거 단계에서 나중에 검출되는 사용자 단말의 채널조건은 먼저 검출되는 해당 사용자 단말의 채널조건보다 좋거나 같도록 할 수 있다. 결과적으로, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 채널조건이 좋은 사용자 단말로 작은 수신 신호 전력을 할당하고, 채널조건이 나쁜 사용자 단말로 큰 수신 신호 전력을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 채널조건은 채널상태, 채널 이득 또는 채널의 이득을 의미할 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00002
이 때,
Figure 112008028700997-PAT00003
는 사용자 단말 i가 수신한 사용자 단말 j 신호의 SINR(신호대비 잡음 및 간섭비),
Figure 112008028700997-PAT00004
는 잡음 전력, Pc는 사용자 단말 C의 할당 전력,
Figure 112008028700997-PAT00005
는 사용자 단말 B의 채널조건,
Figure 112008028700997-PAT00006
는 사용자 단말 C의 채널조건을 의미할 수 있다.
또한, 다중 사용자 전력 할당 장치(100)는 오름차순 또는 내림차순으로 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다. 이와 같은 오름차순 또는 내림차순에 따른 전력 할당 방법은 이후 도 2 내지 도 6을 통하여 설명하도록 하겠다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른, 다중 사용자 전력 할당 방법은 다중 사용자 전력 할당 장치에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 다중 사용자 전력 할당 방법은 상기 할당 장치가 통신시스템에서, 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 오름차순으로 전력을 할당함으로써 수행될 수 있다. 좀 더 구체적으로 상기 할당 장치는 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 오름차순으로 전력을 분할하고, 분할된 전력을 사용자 단말로 할당함으로써 상기 다중 사용자 전력 할당 방법을 수행할 수 있다.
또한, 오름차순에 따른 전력의 할당은 최하위 전력 대역에서부터 전력을 할당하거나 또는 작은 수신 신호 전력부터 할당하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 앞 서 도 1을 통한 설명을 참조하면, 상기 할당 장치는 채널조건이 좋은 사용자 단말로 작은 수신 신호 전력(또는 상대적으로 하위 전력 대역에 전력)을 할당하고, 채널조건이 나쁜 사용자 단말에게 큰 수신 신호 전력(또는 상대적으로 상위 전력 대역에 전력)을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 채널조건은 채널상태, 채널 이득 또는 채널 이득을 의미할 수 있고, 채널조건이 좋다는 것은 상기 채널 이득 또는 채널 이득이 크다는 것을 의미할 수 있다.
따라서, 오름차순에 따른 전력의 할당은 채널조건이 좋은 사용자 단말에게 높은 우선순위를 부여하도록 상기 사용자 단말의 우선순위를 결정하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 앞서 도 1을 통한 설명을 참조하면, 상기 사용자 단말 각각은 연속 간섭 제거 단계에서 자신이 할당받은 전력보다 상위 전력 대역에 할당된 사용자 단말의 신호를 제거한 후, 자신의 신호를 검출할 수 있다. 따라서, 오름차순에 따른 전력의 할당은 연속 간섭 제거 단계에서 나중에 검출되는 사용자 단말부터 전력을 할당하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 할당 장치는 오름차순에 따른 전력의 할당을 이용하여 주어진 총 송신전력으로 상기 할당 장치와 연관된 사용자 단말 그룹 내 모든 사용자 단말의 요구조건을 만족하도록 전력을 할당 할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 단계(S201) 내지 단계(S202)로 수행될 수 있다.
단계(S201)에서 상기 할당 장치는 통신시스템에서 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 오름차순으로 상기 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 상기 사용자 단말 각각의 우선순위를 결정할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 오름차순으로 전력을 할당하기 위해서, 상기 할당 장치는 채널조건이 좋은 사용자 단말로 높은 우선순위를 주어야 한다. 따라서, 상기 할당 장치는 상기 사용자 단말 각각의 채널조건을 비교하여, 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 할당 장치는 상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말로부터 작은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여할 수 있다. 즉, 상기 채널조건은 상기 채널 이득을 의미할 수 있다. 또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 채널조건은 채널 이득, 신호 대 잡음비 또는 신호 대 잡음 및 간섭비를 의미할 수 있다.
단계(S202)에서 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각으로 전력을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 전력을 할당할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건 및 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 총 송신전력 한도 내에서 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다. 즉, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 전력을 할당하되 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고, 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위(이미 전력을 할당받은) 사용자 단말로 할 당된 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
수학식 2는 상기 할당 장치가 제1 순위 내지 제i 순위 사용자 단말로 오름차순에 따라 할당하는 각각의 전력을 나타내고 있다. 이 때, 제1 순위 사용자 단말의 할당 전력은 간섭의 영향을 받지 아니하므로, 신호 대 잡음비(SNR)로 결정될 수 있다. 반면, 제2 순위 내지 제i 순위 단말의 전력은 자신보다 앞선 우선순위의 사용자 단말에 의한 간섭을 고려하기 때문에, 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)로 결정될 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00007
이 때, SNR1은 제1 순위 사용자 단말의 신호 대 잡음비이고, SINRi (단, i =2,3,4,...,K)는 제i 순위 사용자 단말의 신호 대 잡음 및 간섭비이고, Pi(단, i =2,3,...,K)는 제i 순위 사용자 단말에 할당된 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00008
는 잡음 전력,
Figure 112008028700997-PAT00009
(단, i =1, 2, 3,...,K)는 제i 순위 사용자 단말의 채널조건을 의미할 수 있다. 또한, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 단계(S202)에서 상기 할당 장치는 상기 총 송신전력 및 상기 사용자 단말로 상기 우선순위에 따라 단계적으로 할당한 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하고, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 마지막으로 전력을 할당 받은 사용자 단말로 모두 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말로 분배하여 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 별 가중치를 두어 전송율이 향상되도록 분배 할당하거나, 또는 상기 잔여전력을 상기 제1 순위 사용자 단말로 모두 할당할 수 있다.
또한, 이와 같은 단계(S201) 내지 단계(S202)에 대해서는 추후 도 3을 통하여 더욱 상세하게 살펴보도록 하겠다.
도 3은 오름차순으로 다중 사용자 단말로 전력을 할당하는 일예를 도시한 도면이다.
앞서 도 2와 같이 다중 사용자 전력 할당 방법은 다중 사용자 전력 할당 장치에 의해서 수행될 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 다중 사용자 전력 할당 장치는 통신 시스템에서 중첩코딩 전송을 위해 적어도 하나의 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 사용자 단말 각각의 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말로 앞선 우선순위를 부여하도록 상기 사용자 단말 각각의 우선순위를 결정할 수 있다. 또한, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 총 송신전력 한도 내에서 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 요구조건은 사용자 단말 별 요구 전송율을 의미할 수 있고, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 별 요구 전송율을 만족하도록 전력을 할당할 수 있다. 또한, 상기 요구 전송율은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 이 때, Ri *는 사용자 단말 별 요구 전송율이다.
Figure 112008028700997-PAT00010
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따른 제1 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하는 제1 전력을 계산하고, 총 송신전력이 상기 제1 전력을 수용 가능한 경우, 상기 총 송신전력의 최하위 전력 대역부터 상 기 제1 전력의 크기만큼 상기 제1 순위 사용자 단말로 할당하고, 상기 총 송신전력 및 상기 제1 전력을 이용하여 제1 잔여전력을 계산할 수 있다. 이 때, 상기 제1 전력 및 상기 제1 잔여전력은 수학식 4와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00011
이 때, P1 *은 제1 전력이고, PT는 총 송신전력이고, Prem (1)은 제1 잔여전력이고, R1 *은 제1 사용자 단말의 요구 전송율이고,
Figure 112008028700997-PAT00012
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00013
은 제1 사용자 단말의 채널조건이다. 이 때, 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 제1 순위 사용자 단말의 간섭을 고려하여 제2 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하는 제2 전력을 계산하고, 상기 제1 잔여전력이 상기 제2 전력을 수용 가능한 경우, 상기 제1 잔여전력의 최하위 전력 대역부터 상기 제2 전력의 크기만큼 상기 제2 순위 사용자 단말로 할당하고, 상기 제1 잔여전력 및 상기 제2 전력을 이용하여 제2 잔여전력을 계산할 수 있다. 이 때, 상기 제2 전력 및 상기 제2 잔여전력은 수학식 5와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00014
이 때, P1 *은 제1 전력이고, P2 *은 제2 전력이고, PT는 총 송신전력이고, Prem (2)은 제2 잔여전력이고, R2 *은 제1 사용자 단말의 요구 전송율이고,
Figure 112008028700997-PAT00015
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00016
은 제2 사용자 단말의 채널조건이다. 이 때, 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 앞선(이미 전력을 할당 받은) 사용자 단말의 신호들을 간섭으로 고려하여 사용자 단말 별 요구 전송율을 만족하는 최소 전력 Pi *(단, i = 1,2,3,...,K)를 단계적으로 계산하고, 수용이 가능한 사용자 단말을 계속적으로 수용하고, 총 송신전력 및 상기 Pi *(단, i = 1,2,3,...,K)를 이용하여 잔여전력을 계산할 수 있다. 이 때, 각 사용자 단말로 할당된 전력 및 잔여 전력을 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00017
이 때, Pi *는 사용자 단말 별 할당 전력이고, Ri *는 사용자 단말 별 요구 전송율이고, Prem (i)는 잔여전력이고, PT는 총 송신전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00018
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00019
은 사용자 단말 별 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 끝 순위(Kth) 사용자 단말까지 위의 과정을 반복하여 중첩코딩 전송이 가능한 사용자 그룹(S={1,2,3,...,M})을 선정할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 잔여전력을 수학식 7과 같이 마지막으로 전력을 할당한 사용자 단말로 모두 할당할 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00020
이 때, PM은 잔여전력을 할당받은 후의 마지막 순위 사용자 단말의 할당 전력이고, PM * 잔여전력을 할당받기 전의 마지막 순위 사용자 단말의 할당 전력이고, S는 중첩코딩 전송이 가능한 사용자 그룹이고, PT는 총 송신전력이고, RM은 잔여전력을 할당받은 후의 마지막 순위 사용자 단말의 요구 전송율이고,
Figure 112008028700997-PAT00021
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00022
은 마지막 순위 사용자 단말의 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 잔여전력을 수학식 8과 같이 이미 할당한 사용자 단말로 분배하여 할당할 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00023
이 때, RS *(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받기 전의 사용자 단말 별 요구 전송율이고, 상기
Figure 112008028700997-PAT00024
는 잔여전력 할당으로 인해 각 사용자 단말의 향상된 요구 전송율이고, PS(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받은 후의 사 용자 단말 별 할당전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00025
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00026
(단, S = {1,2,3,...,M})은 각 사용자 단말 별 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 잔여전력을 할당받은 각 사용자 단말의 신호 대 잡음 및 간섭비는
Figure 112008028700997-PAT00027
(단, i = {1,2,3,...,M})만큼 증가할 수 있다. 이 때, SINRi *는 상기 잔여전력을 할당받기 전의 각 사용자 단말의 신호 대 잡음 및 간섭비이다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 잔여전력을 수학식 9과 같이 사용자 단말 별로 가중치를 두어 전송율이 향상되도록 분배하여 할당할 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00028
이 때, RS *(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받기 전의 사용자 단말 별 요구 전송율이고, 상기
Figure 112008028700997-PAT00029
는 잔여전력 할당으로 인해 각 사용자 단말의 향상된 요구 전송율이고, WS(단, S = {1,2,3,...,M})는 각 사용자 단말 별 가중치이고, PS(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받은 후의 사용자 단말 별 할당전 력이고,
Figure 112008028700997-PAT00030
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00031
(단, S = {1,2,3,...,M})은 각 사용자 단말 별 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 잔여전력을 할당받은 각 사용자 단말의 신호 대 잡음 및 간섭비는
Figure 112008028700997-PAT00032
(단, i = {1,2,3,...,M})만큼 증가할 수 있다. 이 때, SINRi *는 상기 잔여전력을 할당받기 전의 각 사용자 단말의 신호 대 잡음 및 간섭비이다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 잔여전력을 수학식 10과 같이 채널조건이 가능 좋은 제1 순위 사용자 단말로 모두 할당할 수 있다. 이 때, 상기 할당 장치는 사용자 단말 별 전력을 단계적으로 계산할 수 없고, 전력을 할당 받은 사용자 그룹 내 모든 사용자 단말들의 할당 전력으로 역행렬 연산하여 계산할 수 있다. 다만, 상기 잔여전력을 할당받은 제1 순위 사용자 단말의 전송율이 최대 전송율 제한 값을 초과하는 경우, 제2 순위 사용자 단말로 상기 잔여전력을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 최대 전송율 제한 값은 전력 손실 또는 비효율적 전력 사용을 방지하기 위해 기 설정된 전력 할당 제한 값일 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00033
이 때, RS *(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받기 전의 사용자 단말 별 요구 전송율이고, PS(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받은 후의 사용자 단말 별 할당전력이고, PT는 총 송신전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00034
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00035
(단, S = {1,2,3,...,M})은 각 사용자 단말 별 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다. 또한, R1은 상기 잔여전력을 할당받은 제1 순위 사용자 단말의 요구 전송율이고, P1 상기 잔여전력을 할당받은 제1 순위 사용자 단말의 할당전력이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른, 다중 사용자 전력 할당 방법은 다중 사용자 전력 할당 장치에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 다중 사용자 전력 할당 방법은 상기 할당 장치가 통신시스템에서, 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 내림차순으로 전력을 할당함으로써 수행될 수 있다. 좀 더 구체적으로 상기 할당 장치는 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 내림차순으로 전력을 분할하고, 분할된 전력을 사용자 단말로 할당함으로써 상기 다중 사용자 전력 할당 방법을 수행할 수 있다.
또한, 내림차순에 따른 전력의 할당은 최상위 전력 대역에서부터 전력을 할당하거나 또는 큰 수신 신호 전력부터 할당하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 앞서 도 1을 통한 설명을 참조하면, 상기 할당 장치는 채널조건이 좋은 사용자 단말로 작은 수신 신호 전력(또는 상대적으로 하위 전력 대역에 전력)을 할당하고, 채널조건이 나쁜 사용자 단말에게 큰 수신 신호 전력(또는 상대적으로 상위 전력 대역에 전력)을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 채널조건은 채널상태, 채널 이득 또는 채널 이득을 의미할 수 있고, 채널조건이 좋다는 것은 상기 채널 이득 또는 채널 이득이 크다는 것을 의미할 수 있다.
따라서, 내림차순에 따른 전력의 할당은 채널조건이 나쁜 사용자 단말에게 높은 우선순위를 부여하도록 상기 사용자 단말의 우선순위를 결정하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 앞서 도 1을 통한 설명을 참조하면, 상기 사용자 단말 각각은 연속 간섭 제거 단계에서 자신이 할당받은 전력보다 상위 전력 대역에 할당된 사용자 단말의 신호를 제거한 후, 자신의 신호를 검출할 수 있다. 따라서, 내림차순에 따른 전력의 할당은 연속 간섭 제거 단계에서 먼저 검출되는 사용자 단말부터 전력을 할당하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 할당 장치는 내림차순에 따른 전력의 할당을 이용하여 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 요구 전력을 할당하고, 잔여 전력을 채널조건이 가장 좋은 사용자 단말로 할당하여 총 송신전력을 최대로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 단계(S401) 내지 단계(S402)로 수행될 수 있다.
단계(S401)에서 상기 할당 장치는 통신시스템에서 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 내림차순으로 상기 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 상기 사용자 단말 각각의 우선순위를 결정할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 내림차순으로 전력을 할당하기 위해서, 상기 할당 장치는 채널조건이 나쁜 사용자 단말로 높은 우선순위를 주어야 한다. 따라서, 상기 할당 장치는 상기 사용자 단말 각각의 채널조건을 비교하여, 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 채널조건이 좋은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 할당 장치는 상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말로부터 큰 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여할 수 있다. 즉, 상기 채널조건은 상기 채널 이득을 의미할 수 있다. 또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 채널조건은 채널 이득, 신호 대 잡음비 또는 신호 대 잡음 및 간섭비를 의미할 수 있다.
단계(S402)에서 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각으로 전력을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 전력을 할당할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건 및 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 총 송신전력 한도 내에서 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다. 즉, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 전력을 할당하되 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고, 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 다음 순위(앞으로 전력을 할당받을) 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
수학식 11은 상기 할당 장치가 제1 순위 내지 제i 순위 사용자 단말로 내림차순에 따라 할당하는 각각의 전력을 나타내고 있다. 반면, 제1 순위 내지 제i 순위 단말의 전력은 자신보다 다음 순위의 사용자 단말로 할당 가능한 전력에 의한 간섭을 고려하기 때문에, 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)로 결정될 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00036
이 때, SINRi(단, i =1,2,3,...,K)는 제i 순위 사용자 단말의 신호 대 잡음 및 간섭비이고, Pi(단, i =1,2,3,...,K)는 제i 순위 사용자 단말에 할당된 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00037
는 잡음 전력,
Figure 112008028700997-PAT00038
(단, i =1, 2, 3,...,K)는 제i 순위 사용자 단말의 채널조건을 의미할 수 있다. 또한, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 단계(S402)에서 상기 할당 장치는 상기 총 송신전력 및 상기 사용자 단말로 상기 우선순위에 따라 단계적으로 할당한 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하고, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 마지막으로 전력을 할당 받은 사용자 단말로 모두 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말로 분배하여 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 별 가중치를 두어 전송율이 향상되도록 분배 할당하는 할 수 있다.
또한, 이와 같은 단계(S401) 내지 단계(S402)에 대해서는 추후 도 5를 통하여 더욱 상세하게 살펴보도록 하겠다.
도 5는 내림차순으로 다중 사용자 단말로 전력을 할당하는 일예를 도시한 도면이다.
앞서 도 4와 같이 다중 사용자 전력 할당 방법은 다중 사용자 전력 할당 장치에 의해서 수행될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 다중 사용자 전력 할당 장치는 통신 시스템에서 중첩코딩 전송을 위해 적어도 하나의 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 사용자 단말 각각의 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말로 앞선 우선순위를 부여하도록 상기 사용자 단말 각각의 우선순위를 결정할 수 있다. 또한, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건 및 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 총 송신전력 한도 내에서 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 요구조건은 사용자 단말 별 요구 전 송율을 의미할 수 있고, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 별 요구 전송율을 만족하도록 전력을 할당할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따른 제1 순위 사용자 단말의 요구조건 및 상기 제1 순위 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 만족하는 제1 전력을 계산하고, 총 송신전력이 상기 제1 전력을 수용 가능한 경우, 상기 총 송신전력의 최상위 전력 대역부터 상기 제1 전력의 크기만큼 상기 제1 순위 사용자 단말로 할당하고, 상기 총 송신전력 및 상기 제1 전력을 이용하여 제1 잔여전력을 계산할 수 있다. 이 때, 상기 제1 전력 및 상기 제1 잔여전력은 수학식 12와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00039
이 때, P1 *은 제1 전력이고, PT는 총 송신전력이고, Prem (1)은 제1 잔여전력이고, R1 *은 제1 사용자 단말의 요구 전송율이고,
Figure 112008028700997-PAT00040
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00041
은 제1 사용자 단말의 채널조건이다. 이 때, 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따른 제2 순위 사용자 단말의 요구조건 및 상기 제2 순위 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 만족하는 제2 전력을 계산하고, 상기 제1 잔여전력이 상기 제2 전력을 수용 가능한 경우, 상기 제1 잔여전력의 최상위 전력 대역부터 상기 제2 전력의 크기만큼 상기 제2 순위 사용자 단말로 할당하고, 상기 제1 잔여전력 및 상기 제2 전력을 이용하여 제2 잔여전력을 계산할 수 있다. 이 때, 상기 제2 전력 및 상기 제2 잔여전력은 수학식 13과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00042
이 때, P1 *은 제1 전력이고, P2 *은 제2 전력이고, PT는 총 송신전력이고, Prem (2)은 제2 잔여전력이고, R2 *은 제1 사용자 단말의 요구 전송율이고,
Figure 112008028700997-PAT00043
는 잡 음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00044
은 제2 사용자 단말의 채널조건이다. 이 때, 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 나중에 할당될 사용자 단말의 신호들을 간섭으로 고려하여 사용자 단말 별 요구 전송율을 만족하는 최소 전력 Pi *(단, i = 1,2,3,...,K)를 단계적으로 계산하고, 수용이 가능한 사용자 단말을 계속적으로 수용하고, 총 송신전력 및 상기 Pi *(단, i = 1,2,3,...,K)를 이용하여 잔여전력을 계산할 수 있다. 이 때, 각 사용자 단말로 할당된 전력 및 잔여 전력을 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00045
이 때, Pi *는 사용자 단말 별 할당 전력이고, Ri *는 사용자 단말 별 요구 전 송율이고, Prem (i)는 잔여전력이고, PT는 총 송신전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00046
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00047
은 사용자 단말 별 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 끝 순위(Kth) 사용자 단말까지 위의 과정을 반복하여 중첩코딩 전송이 가능한 사용자 그룹(S={1,2,3,...,M})을 선정할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 잔여전력을 수학식 15와 같이 마지막으로 전력을 할당한 사용자 단말로 모두 할당할 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00048
이 때, PM은 잔여전력을 할당받은 후의 마지막 순위 사용자 단말의 할당 전력이고, PM * 잔여전력을 할당받기 전의 마지막 순위 사용자 단말의 할당 전력이고, S는 중첩코딩 전송이 가능한 사용자 그룹이고, PT는 총 송신전력이고, RM은 잔여전 력을 할당받은 후의 마지막 순위 사용자 단말의 요구 전송율이고,
Figure 112008028700997-PAT00049
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00050
은 마지막 순위 사용자 단말의 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다. 다만, 상기 잔여전력을 할당받은 마지막 순위 사용자 단말의 전송율이 공통 제한 전송율 제한 값을 초과하는 경우, 상기 마지막 순위 보다 바로 이전 순위 사용자 단말로 상기 잔여전력을 할당할 수 있다. 이 때, 상기 공통 제한 전송율 제한 값은 전력 손실 또는 비효율적 전력 사용을 방지하기 위해 기 설정된 전력 할당 제한 값일 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 잔여전력을 수학식 16과 같이 이미 할당한 사용자 단말로 분배하여 할당할 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00051
이 때, RS *(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받기 전의 사용자 단말 별 요구 전송율이고, 상기
Figure 112008028700997-PAT00052
는 잔여전력 할당으로 인해 각 사용자 단말의 향상된 요구 전송율이고, PS(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받은 후의 사용자 단말 별 할당전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00053
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00054
(단, S = {1,2,3,...,M})은 각 사용자 단말 별 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 상기 잔여전력을 수학식 17과 같이 사용자 단말 별로 가중치를 두어 전송율이 향상되도록 분배하여 할당할 수 있다.
Figure 112008028700997-PAT00055
이 때, RS *(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받기 전의 사용자 단 말 별 요구 전송율이고, 상기
Figure 112008028700997-PAT00056
는 잔여전력 할당으로 인해 각 사용자 단말의 향상된 요구 전송율이고, WS(단, S = {1,2,3,...,M})는 각 사용자 단말 별 가중치이고, PS(단, S = {1,2,3,...,M})는 잔여전력을 할당받은 후의 사용자 단말 별 할당전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00057
는 잡음 전력이고,
Figure 112008028700997-PAT00058
(단, S = {1,2,3,...,M})은 각 사용자 단말 별 채널조건이다. 이 때, 상기 채널조건은 채널 이득을 의미할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 다중 사용자 전력 할당 방법은 단계(S601) 내지 단계(S602)로 수행될 수 있다. 또한, 다중 사용자 전력 할당 방법은 다중 사용자 전력 할당 장치에 의하여 수행될 수 있다.
단계(S601)에서 상기 할당 장치는 중첩코딩을 이용한 다중 전송에서 상기 다중 전송을 위한 사용자 그룹을 선정할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 할당 장치는 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하고, 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 상기 사용자 단말 별로 전력을 할당하고, 총 송신전력 한도 내에서 수용 가능한 사용자 단말의 집합을 사용자 그룹으로 선정할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서, 상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여할 수 있다. 또한, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서, 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
또한, 이와 같은 단계(S601)에 대해서 설명하지 아니한 사항은 앞서 도 2 및 도 3을 통하여 설명한 오름차순에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법에서 설명한 내용과 동일하거나, 당업자라면 이로부터 용이하게 유추할 수 있는 내용으로 이하 설명을 생략하도록 하겠다. 다만, 단계(S601)에서 상기 할당 장치는 도 2 및 도 3의 설명 내용과 비교할 때, 총 송신전력 한도 내에서 사용자 단말로 전력을 할당한 후 잔여전력의 분배를 수행하지 아니하고, 상기 총 송신전력 한도 내에서 수용 가능한 사용자 단말의 집합을 사용자 그룹으로 선정하는 동작을 수행하게 된다.
단계(S602)에서 상기 할당 장치는 단계(S601)을 통하여 결정된 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 할당 장치는 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서, 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 중 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 채널조건이 좋은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여할 수 있다. 또한, 상기 할당 장치는 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서, 상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 상기 사용자 단말 별로 전력을 할당할 수 있다.
또한, 상기 할당 장치는 사용자 그룹 내 사용자 단말 중 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 채널조건이 좋은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서, 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여할 수 있다. 또한, 상기 할당 장치는 상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서, 상기 우선순위에 따라 총 송신전력 한도 내에서 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당할 수 있다.
또한, 이와 같은 단계(S602)에 대해서 설명하지 아니한 사항은 앞서 도 4 및 도 5를 통하여 설명한 내림차순에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법에서 설명한 내용과 동일하거나, 당업자라면 이로부터 용이하게 유추할 수 있는 내용으로 이하 설명을 생략하도록 하겠다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법의 개괄적인 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 오름차순으로 다중 사용자 단말로 전력을 할당하는 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 내림차순으로 따라 다중 사용자 단말로 전력을 할당하는 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 전력 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 다중 사용자 전력 할당 장치

Claims (24)

  1. 통신시스템에서,
    중첩코딩을 이용한 다중 전송에서,
    사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 전력 할당 우선순위를 정하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 전력 할당 우선순위를 정함에 있어서,
    상기 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서,
    상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 다중 사용자 전력 할당 방법은,
    상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 상기 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 총 송신전력 한도 내에서 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 단계적으로 전력을 할당하고,
    상기 총 송신전력 및 상기 사용자 단말로 상기 우선순위에 따라 할당한 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하고,
    상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 적어도 하나로 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따른 제1 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하는 제1 전력을 계산하고,
    총 송신전력이 상기 제1 전력을 수용 가능한 경우, 상기 제1 전력의 크기만큼 상기 제1 순위 사용자 단말로 할당하고,
    상기 총 송신전력 및 상기 제1 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따른 제1 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하는 제1 전력을 계산하고,
    총 송신전력이 상기 제1 전력을 수용 가능한 경우, 상기 제1 전력의 크기만큼 상기 제1 순위 사용자 단말로 할당하고,
    상기 총 송신전력 및 상기 제1 전력을 이용하여 제1 잔여전력을 계산하고,
    상기 제1 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 제2 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하는 제2 전력을 계산하고,
    상기 제1 잔여전력이 상기 제2 전력을 수용 가능한 경우, 상기 제2 전력의 크기만큼 상기 제2 순위 사용자 단말로 할당하고,
    상기 제1 잔여전력 및 상기 제2 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하고,
    상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 적어도 하나로 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잔여전력을 사용자 단말 중 적어도 하나로 할당함에 있어서,
    상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 마지막으로 전력을 할당 받은 사용자 단말로 모두 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말로 분배하여 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 별 가중치를 두어 전송율이 향상되도록 분배 할당하거나, 또는 상기 잔여전력을 상기 제1 순위 사용자 단말로 모두 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 사용자 단말 각각의 채널조건에 따라 전력 할당 우선순위를 정함에 있어서,
    상기 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 채널조건이 좋은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서,
    상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 다중 사용자 전력 할당 방법은,
    상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 상기 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 총 송신전력 한도 내에서 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 총 송신전력 한도 내에서 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 단계적으로 전력을 할당하고,
    상기 총 송신전력 및 상기 사용자 단말로 상기 우선순위에 따라 할당한 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하고,
    상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 적어도 하나로 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따른 제1 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 제1 순위 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 제1 전력을 계산하고,
    총 송신전력이 상기 제1 전력을 수용 가능한 경우, 상기 제1 전력의 크기만큼 상기 제1 순위 사용자 단말로 할당하고,
    상기 총 송신전력 및 상기 제1 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따른 제1 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 제 1 순위 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 제1 전력을 계산하고,
    총 송신전력이 상기 제1 전력을 수용 가능한 경우, 상기 제1 전력의 크기만큼 상기 제1 순위 사용자 단말로 할당하고,
    상기 총 송신전력 및 상기 제1 전력을 이용하여 제1 잔여전력을 계산하고,
    상기 우선순위에 따른 제2 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 제2 순위 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 제2 전력을 계산하고,
    상기 제1 잔여전력이 상기 제2 전력을 수용 가능한 경우 상기 제2 전력의 크기만큼 상기 제2 순위 사용자 단말로 할당하고,
    상기 제1 잔여전력 및 상기 제2 전력을 이용하여 잔여전력을 계산하고,
    상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 적어도 하나로 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잔여전력을 사용자 단말 중 적어도 하나로 할당함에 있어서,
    상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 중 마지막으로 전력을 할당 받은 사용자 단말로 모두 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말로 분배하여 할당하거나, 상기 잔여전력을 상기 사용자 단말 별 가중치를 두어 전송율이 향상되도록 분배 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    다중 전송을 위한 사용자 그룹을 선정하고, 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    다중 전송을 위한 사용자 그룹을 선정함에 있어서,
    채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하고,
    상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 상기 사용자 단말 별로 전력을 할당하고,
    총 송신전력 한도 내에서 수용 가능한 사용자 단말의 집합을 사용자 그룹으로 선정하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    채널조건이 좋은 사용자 단말부터 채널조건이 나쁜 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서,
    상기 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하고,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 앞 순위 사용자 단말로 할당된 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 중 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 채널조건이 좋은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 상기 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 상기 사용자 단말 별로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    사용자 그룹 내 사용자 단말 중 채널조건이 나쁜 사용자 단말부터 채널조건이 좋은 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여함에 있어서,
    상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 각각에 대한 채널 이득을 비교하여, 상기 채널 이득이 작은 사용자 단말부터 상기 채널 이득이 큰 사용자 단말 순으로 전력 할당 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하고,
    상기 우선순위에 따라 사용자 단말 각각의 요구조건을 만족하도록 사용자 단말 별로 전력을 할당함에 있어서,
    상기 우선순위에 따라 총 송신전력 한도 내에서 상기 사용자 그룹 내 사용자 단말 중 해당 순위 사용자 단말의 요구조건을 만족하고 상기 해당 순위 사용자 단말 보다 다음 순위 사용자 단말로 할당 가능한 전력의 간섭을 고려하여 상기 해당 순위 사용자 단말로 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 전력 할당 방법.
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