KR101343056B1 - Apparatus and method for allocating sub-channel in a orthogonal frequency division multiplexingaccess system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 수신하는 신호의 프리엠블을 이용하여 기설정한 각각의 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려하여 프리엠블 부채널을 구성하고, 구성한 상기 프리엠블 부채널들 중에서 가장 높은 성능을 가지는 프리엠블 부채널을 생성할 때 고려한 반송파 집단수를 피드백(Feedback)하는 단말기와, 가장 많은 단말기에서 피드백한 반송파 집단수를 고려하여 부채널을 구성하는 기지국을 포함하여 채널 상태에 적응하는 부채널을 구성하여 할당함으로 시스템의 성능이 향상되는 효과를 가진다.The present invention relates to an apparatus and a method for allocating subchannels in an orthogonal frequency division multiple access system. The present invention relates to a preamble subchannel in consideration of each carrier in cluster set using a preamble of a received signal. And a terminal that feeds back the number of carrier groups considered when generating a preamble subchannel having the highest performance among the configured preamble subchannels and the number of carrier groups feedbacked from the most terminals. In addition to the base station constituting the channel by configuring and assigning the sub-channel to adapt to the channel state has the effect of improving the performance of the system.
직교 주파수 분할 다중 접속 시스템, OFDM, 부채널, 부반송파, FUSC, 다이버시티(Diversity) Orthogonal Frequency Division Multiple Access System, OFDM, Subchannel, Subcarrier, FUSC, Diversity
Description
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 단말기에서 피드백하는 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려하여 부채널을 구성할 때 반송파 집단수 만큼씩의 인접한 부반송파를 선택하여 부채널을 구성하는 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for allocating subchannels in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) system, and more particularly, to configure a subchannel in consideration of a carrier in cluster fed back from a terminal. The present invention relates to a subchannel allocation apparatus and method for configuring a subchannel by selecting adjacent subcarriers by the number of carrier groups.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 고속의 다양한 서비스 품질(Quality of Service: 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(LAN: Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템과 같은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a/d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다.In a 4G (4th Generation) communication system, which is a next generation communication system, services having a variety of high-speed and various Quality of Service (hereinafter referred to as 'QoS') are provided to users Active research is underway. In particular, in the current 4G communication system, a wireless local area network (LAN) system and a wireless metropolitan area network (MAN) system are called. Researches are being actively conducted to support high-speed services in a form of guaranteeing mobility and quality of service (QoS) in a broadband wireless access communication system, such as the IEEE. Electrical and Electronics Engineers) 802.16a / d communication system and IEEE 802.16e communication system.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선통신 시스템의 물리 채널(Physical Channel)에 광대역(Broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식을 적용한 통신 시스템이다. The IEEE 802.16 communication system is divided into the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) to support a broadband transmission network on a physical channel of the wireless communication system, (Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme).
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 다이버시티(Diversity) 채널 및 적응형 변조 및 부호화(AMC : Adaptive Modulation and Coding) 채널을 지원한다. 상기 다이버시티 채널은 하나의 단말로 송신하는 신호를 임의의 주파수 대역으로 분산하여 송신함으로써 특정 단말의 수신 성능 열화를 방지하기 위한 채널이다. 또한, 상기 에이엠씨 채널은 단말이 선호하는 주파수 대역을 통해 상기 단말과 통신을 수행하는 채널이다.The IEEE 802.16 communication system supports a diversity channel and an adaptive modulation and coding (AMC) channel. The diversity channel is a channel for preventing deterioration in reception performance of a specific terminal by distributing and transmitting a signal transmitted to one terminal in an arbitrary frequency band. In addition, the MC channel is a channel for communicating with the terminal through a frequency band preferred by the terminal.
현재 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 부채널 할당방법으로 다이버시티 채널할당과 에이엠씨 채널할당을 모두 지원하고 있다. 다이버시티 채널할당과 에이엠씨 채널할당은 채널의 변화에 따라 서로 다른 성능을 보이는데 다이버시티 채널은 일 반적으로 고속에서 높은 성능을 보이고, 에이엠씨 채널할당은 저속에서 높은 성능을 보인다.Currently, the IEEE 802.16 communication system supports both diversity channel allocation and AMC channel allocation as a subchannel allocation method. Diversity channel allocation and MC channel allocation show different performance according to channel change. Diversity channel generally shows high performance at high speed, and MC channel allocation shows high performance at low speed.
그러면, 아래에서 도 1을 참조하여 다이버시티 채널할당 기법의 하나인 FUSC(Full Usage of Subchannels)를 설명하고자 한다. 도 1은 종래 기술에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 FUSC를 이용하여 부채널의 구성 방법을 도시한 도면이다. Next, full usage of subchannels (FUSC), which is one of diversity channel allocation schemes, will be described below with reference to FIG. 1. 1 is a diagram illustrating a method of configuring a subchannel using FUSC in an orthogonal frequency division multiple access system according to the prior art.
상기 도 1을 참조하면, 한 개의 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파들 가운데 보호대역과 DC 반송파를 제외한 나머지 데이터 부반송파들은 순차적으로 번호가 매겨진다. 상기 데이터 부반송파들은 일정한 크기의 그룹으로 나누어진다. 또한 상기 하나의 부채널은 각 그룹으로부터 부반송파를 한 개씩 꺼내어 형성된다. 다른 부채널은 앞서 구성한 부채널에 사용된 부반송파를 제외하고 남은 부반송파들로부터 상기와 마찬가지 방법을 적용하여 구성한다.Referring to FIG. 1, among the subcarriers constituting one OFDM symbol, the remaining data subcarriers except the guard band and the DC carrier are sequentially numbered. The data subcarriers are divided into groups of constant size. In addition, the one subchannel is formed by taking out one subcarrier from each group. The other subchannel is configured by applying the same method to the above from the remaining subcarriers except for the subcarriers used in the above-described subchannel.
하지만, 다양한 채널변화를 다이버시티 채널과 에이엠씨 채널 만으로 구성하는것은 성능향상의 제약이 될수 있다. 따라서 채널변화에 따라 능동적으로 채널을 구성하는 부채널 할당 장치 및 방법이 요구된다. However, configuring various channel changes only with the diversity channel and the MC channel may be a limitation in performance improvement. Accordingly, there is a need for a subchannel allocation apparatus and method for actively configuring a channel according to a channel change.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 부채널 할당 장치 및 방법 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a subchannel allocation apparatus and method in an orthogonal frequency division multiple access system.
본 발명의 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적으로 부채널을 구성하여 할당 장치 및 방법 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an allocation apparatus and method by configuring a subchannel adaptively to a channel change in an orthogonal frequency division multiple access system.
본 발명의 또 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널 변화를 고려하여 구성된 부채널을 할당받기 위해 캐리어 집합수를 계산하여 요청하는 단말기 장치 및 그의 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a terminal apparatus and a method thereof for calculating and requesting the number of carrier sets to be allocated a subchannel configured in consideration of a channel change in an orthogonal frequency division multiple access system.
본 발명의 또 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화를 고려하여 부채널을 구성하여 할당하는 기지국 장치 및 그의 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a base station apparatus and method for configuring and allocating subchannels in consideration of channel changes in an orthogonal frequency division multiple access system.
본 발명의 또 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 가장 많은 단말기에서 요청하는 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려하여 부채널을 구성할 때 반송파 집단수 만큼씩의 인접한 부반송파를 선택하여 부채널을 구성하는 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.Another object of the present invention is to select a subchannel by selecting adjacent subcarriers by the number of carrier groups when configuring a subchannel in consideration of the carrier in cluster requested by most terminals in an orthogonal frequency division multiple access system. An apparatus and method for allocating subchannels to constitute a subchannel are provided.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 부채널 할당 장치는, 수신하는 신호의 프리엠블을 이용하여 기설정한 각각의 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려하여 프리엠블 부채널을 구성하고, 구성한 상기 프리엠블 부채널들 중에서 가장 높은 성능을 가지는 프리엠블 부채널을 생성할 때 고려한 반송파 집단수를 피드백(Feedback)하는 단말기와, 가장 많은 단말기에서 피드백한 반송파 집단수를 고려하여 부채널을 구성하는 기지국을 포함함을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, the subchannel allocation apparatus in the orthogonal frequency division multiple access system, the carrier number in each carrier set using the preamble of the received signal (Carrier in Cluster) In the preamble subchannel configuration, the terminal that feeds back the number of carrier groups considered when generating the preamble subchannel having the highest performance among the preamble subchannels configured, It is characterized in that it comprises a base station constituting a sub-channel in consideration of the number of carrier groups fed back.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 단말기에서 부채널 할당 장치는, 수신한 데이터에서 프리엠블 부반송파들을 추출하는 부반송파 디매핑기와, 상기 추출한 프리엠블 부반송파들의 신호대비 간섭잡음비(CINR : Carrier-to-Interference plus Noise Ratio)를 측정하는 CINR 측정기와, 상기 프리엠블 부반송파들을 이용하여 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려한 프리엠블 부채널을 기설정한 반송파 집단수별로 각각 구성하고, 상기 프리엠블 부반송파들의 CINR 값을 이용하여 각 프리엠블 부채널들의 CINR 분산을 측정하고, CINR 분산이 가장 작은 프리엠블 부채널을 구성할 때 고려한 반송파 집단수를 확인하여 기지국으로 피드백(Feedback)하는 반송파 집단수 측정기를 포함함을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above objects, a subchannel allocation apparatus in a terminal of an orthogonal frequency division multiple access system includes: a subcarrier demapping unit for extracting preamble subcarriers from received data, and the extracted preamble A CINR measuring unit measuring a carrier-to-interference plus noise ratio (CINR) of subcarriers, and a preamble subchannel considering carrier carriers using the preamble subcarriers Configure each carrier group number, measure the CINR variance of each preamble subchannel using the CINR value of the preamble subcarriers, and check the number of carrier groups considered when configuring the preamble subchannel with the smallest CINR variance. It characterized in that it comprises a carrier group number meter for feeding back to the base station (Feedback).
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 기지국에서 부채널 할당 장치는, 각 단말기들이 피드백(Feedback)하는 각각의 반송파 집단수를 수신하여, 가장 많은 단말기에서 피드백하는 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 확인하는 반송파 집단수 추정기와, 상 기 반송파 집단수 추정기에서 확인한 가장 많은 단말기에서 피드백한 반송파 집단수 고려하여 부채널을 구성하는 부채널 구성기를 포함함을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above objects, the subchannel allocation apparatus in the base station of the orthogonal frequency division multiple access system receives the number of respective carrier groups fed back by each terminal, A carrier group estimator for identifying a carrier in cluster fed back from a terminal, and a sub-channel configurator for configuring a subchannel in consideration of the number of carrier groups fed back from the most terminals identified by the carrier group estimator; It is characterized by.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 부채널 할당 방법은, 단말기에서 수신하는 신호의 프리엠블을 이용하여 기설정한 각각의 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려하여 프리엠블 부채널을 구성하고, 구성한 상기 프리엠블 부채널들 중에서 가장 높은 성능을 가지는 프리엠블 부채널을 생성할 때 고려한 반송파 집단수를 피드백(Feedback)하는 과정과, 기지국에서 가장 많은 단말기에서 피드백한 반송파 집단수를 고려하여 부채널을 구성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention for achieving the above objects, a subchannel allocation method in an orthogonal frequency division multiple access system, each carrier group preset by using a preamble of a signal received from a terminal configuring a preamble subchannel in consideration of a cluster, and feeding back the number of carrier groups considered when generating a preamble subchannel having the highest performance among the preamble subchannels configured therein; The method includes configuring a subchannel in consideration of the number of carrier groups fed back from the most terminals.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 단말기에서 부채널 할당 방법은, 수신한 데이터에서 프리엠블 부반송파들을 추출하는 과정과, 상기 추출한 프리엠블 부반송파들의 신호대비 간섭잡음비(CINR : Carrier-to-Interference plus Noise Ratio)를 측정하는 과정과, 상기 프리엠블 부반송파들을 이용하여 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려한 프리엠블 부채널을 기설정한 반송파 집단수별로 각각 구성하는 과정과, 상기 프리엠블 부반송파들의 CINR 값을 이용하여 구성한 각각의 프리엠블 부채널들의 CINR 분산을 측정하는 과정과, CINR 분산이 가장 작은 프리엠블 부채널을 구성할 때 고려한 반송파 집단수를 확인하여 기지국으로 피드백(Feedback)하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention for achieving the above objects, a subchannel allocation method in a terminal of an orthogonal frequency division multiple access system includes extracting preamble subcarriers from received data, and extracting the preamble subcarriers from the received data. Carrier-to-Interference plus Noise Ratio (CINR) measurement process, and the number of carrier groups that pre-set the preamble subchannel considering the carrier in cluster using the preamble subcarriers Each process, measuring CINR dispersion of each preamble subchannel configured using CINR values of the preamble subcarriers, and the number of carrier groups considered when configuring a preamble subchannel having the smallest CINR dispersion. It is characterized in that it comprises a process of feedback to the base station (Feedback) to check.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 6 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 기지국에서 부채널 할당 방법은, 각 단말기들이 피드백(Feedback)하는 각각의 반송파 집단수를 수신하는 과정과, 가장 많은 단말기에서 피드백하는 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 확인하는 과정과, 가장 많은 단말기에서 피드백한 상기 반송파 집단수 고려하여 부채널을 구성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to a sixth aspect of the present invention for achieving the above objects, a subchannel allocation method in a base station of an orthogonal frequency division multiple access system includes the steps of: receiving a respective number of carrier groups fed back by respective terminals; And a process of identifying a carrier in cluster fed back from the largest number of terminals and configuring a sub-channel in consideration of the number of carrier groups fed back from the largest number of terminals.
상술한 바와 같이 본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 가장 많은 단말기가 요청하는 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려하여 부채널을 구성할 때 반송파 집단수 만큼씩의 인접한 부반송파를 선택하여 부채널을 구성하는 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것으로 채널환경에 따라 반송파 집단수를 적응적으로 변경하여 부채널을 구성하여 채널상태에 보다 적응적인 부채널을 할당하여 시스템의 성능을 높이는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, when configuring a subchannel in consideration of a carrier in cluster (Requested by the largest number of terminals in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) system), The present invention relates to a subchannel allocation apparatus and method for configuring subchannels by selecting adjacent subcarriers, and adaptively changing the number of carrier groups according to the channel environment to configure subchannels to allocate subchannels more adaptive to channel conditions. This will increase the performance of the system.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Further, if it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred, detailed description thereof will be omitted.
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 가장 많은 단말기가 요청하는 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려하여 부채널을 구성할 때 반송파 집단수 만큼씩의 인접한 부반송파를 선택하여 부채널을 구성하는 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.According to the present invention, when a subchannel is configured in consideration of a carrier in cluster requested by the largest number of terminals in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) system, adjacent subcarriers as many as the number of carrier groups are used. The present invention relates to a subchannel allocation apparatus and method for configuring a subchannel by selecting a subchannel.
본 발명의 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 각 단말기는 기지국으로부터 수신하는 신호에서 프리엠블(Preamble)을 이용하여 미리 정한 반송파 집단수(Carrier in Cluster) 별로 부채널을 구성하고 그중에서 채널상태가 가장 좋은 부채널의 반송파 집단수를 확인하여 이를 기지국으로 피드백한다. 그러면, 본 발명의 기지국은 상기 단말기들로부터 각각의 반송파 집단수를 수신하면 가장 많은 단말기에서 요청하는 반송파 집단수를 이용하여 반송파 집단수 만큼씩의 인접한 부반송파를 선택하여 부채널을 구성하여 구성한 부채널을 할당한다. In the orthogonal frequency division multiple access system of the present invention, each terminal configures subchannels according to a predetermined carrier in cluster by using a preamble in a signal received from a base station, and among them, the channel state is best. The carrier group number of the subchannels is identified and fed back to the base station. Then, when the base station of the present invention receives each number of carrier groups from the terminals, the base station selects adjacent subcarriers by the number of carrier groups using the number of carrier groups requested by the largest number of terminals and configures subchannels. Allocate
아래에서 도 2를 참조하여 반송파 집단수가 2인 경우에 부채널을 구성하는 과정을 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 부채널를 구성하는 예를 도시한 도면이다.Hereinafter, a process of configuring a subchannel when the number of carrier groups is 2 will be described with reference to FIG. 2. 2 is a diagram illustrating an example of configuring a subchannel in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 2를 참조하면, 한 개의 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파들 가운데 보호대역과 DC 반송파를 제외한 나머지 데이터 부반송파들은 순차적으로 번호가 매겨진다. 상기 데이터 부반송파들을 반송파 집단수를 고려하여 일정한 크기의 그룹으로 나눈다. 이때 그룹을 나누는 기준은 각각의 그룹에서 반송파 집단수 만큼의 반송파를 선택하여 하나의 부채널을 구성할 수 있도록 나눈다. 결국, 본 발명의 그룹의 수는 부채널을 구성하는 반송파의 수를 반송파 집단수로 나눈 수이다. 상기 도 2의 경우는 반송파 집단수가 2인 경우임으로 24개의 그룹으로 나누고 각 그룹에서 인접한 2개의 반송파를 선택하여 하나의 부채널을 구성한다.Referring to FIG. 2, among the subcarriers constituting one OFDM symbol, the remaining data subcarriers except the guard band and the DC carrier are sequentially numbered. The data subcarriers are divided into groups of a predetermined size in consideration of the number of carrier groups. In this case, the criteria for dividing the group are divided so that one subchannel can be configured by selecting as many carriers as the number of carrier groups in each group. After all, the number of groups of the present invention is the number of carriers constituting the subchannel divided by the number of carrier groups. In the case of FIG. 2, since the number of carrier groups is 2, it is divided into 24 groups and two adjacent carriers are selected from each group to configure one subchannel.
그러면 본 발명의 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 기지국과 단말기의 구성을 아래에서 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다.Next, a configuration of a base station and a terminal in an orthogonal frequency division multiple access system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적인 부채널 할당을 요청하는 단말기의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a terminal for requesting subchannel allocation adaptive to channel change in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면 본 발명에 단말기는 RF처리기(302), 아날로그/디지털 변환기(304), OFDM복조기(306), 부반송파 디매핑기(308), 채널추정기(310), 등화기(312), 복조기(314), 복호기(316), CINR 측정기(318) 및, 반송파 집단수 측정기(320)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the terminal includes an
상기 RF처리기(302)는 전처리기(front end unit)와 필터(filter) 등의 구성들을 포함하며, 무선채널을 통과한 고주파 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(304)는 상기 RF처리기(302)로부터의 아날로그 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.The
상기 OFDM복조기(306)는 상기 아날로그/디지털 변환기(304)로부터의 데이터에서 사이클릭 프리픽스(CP : Cyclic Prefix)를 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. The
상기 부반송파 디매핑기(308)는 상기 OFDM복조기(306)로부터의 데이터에서 실제 데이터 심볼들을 추출하여 상기 등화기(312)로 제공하고, 채널추정을 위한 미리 정해진 위치의 심볼(예 : 파일럿 심볼)들을 추출하여 상기 채널추정기(310)로 제공하고, 프리엠블(Preamble)을 추출하여 상기 CINR 측정기(318)로 제공한다. The
상기 채널추정기(310)는 상기 부반송파 디매핑기(308)로부터의 파일럿 심볼들을 이용해 채널 추정을 수행하고, 상기 채널 추정 값들을 상기 등화기(312)로 제공한다.The channel estimator 310 performs channel estimation using the pilot symbols from the
상기 등화기(equalizer)(312)는 상기 부반송파 디매핑기(308)에서 출력되는 데이터 심볼들을 상기 채널추정기(310)로부터의 채널 추정 값들을 이용해 채널보상(channel compensation)하여 출력한다. 즉, 무선채널에서 발생한 여러 잡음들을 보상하여 출력한다.The
상기 복조기(314)는 상기 등화기(312)로부터의 심볼들을 송신기의 변조방식에 따라 복조하여 부호화 데이터를 출력한다. 상기 복호기(316)는 상기 복조기(314)로부터의 부호화 데이터를 송신기의 부호방식에 따라 복호하여 원래의 정보데이터로 복원한다.The
상기 CINR(carrier-to-interference plus noise ratio) 측정기(318)는 상기 부반송파 디매핑기(308)로부터 제공받은 프리엠블 부반송파들의 신호대비 간섭잡음비(CINR)를 측정하여 상기 반송파 집단수 측정기(320)로 제공한다.The carrier-to-interference plus noise ratio (CINR) measuring
상기 반송파 집단수 측정기(320)는 프리엠블 부반송파들을 이용하여 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려한 프리엠블 부채널을 기설정한 반송파 집단수별로 각각 구성하고, 상기 CINR 측정기(318)로부터 제공받은 프리엠블 부반송파들 의 CINR 값을 이용하여 각 프리엠블 부채널들의 CINR 분산을 측정한다. 이때, 반송파 집단수를 고려하여 프리엠블 부채널을 구성하는 상세한 설명은 아래에서 도 7을 참조하여 상세히 후술한다.The carrier group
또한, 상기 반송파 집단수 측정기(320)는 각 프리엠블 부채널들 CINR 분산을 측정하였으면 프리엠블 부채널들 중에서 CINR 분산이 가장 작은 프리엠블 부채널을 구성하는데 고려하였던 반송파 집단수를 확인하여 기지국으로 피드백한다.In addition, when the carrier group
예를 들어, 상기 반송파 집단수 측정기(320)는 기설정한 반송파 집단수가 2, 4, 6 으로 3개인 경우 반송파 집단수가 2인 경우, 4인 경우, 6인 경우를 고려하여 각 반송파 집단수별로 프리엠블 부채널을 구성하고 그중에서 CINR 분산이 가장 작은 프리엠블 부채널이 4인 경우 반송파 집단수가 '4'라는 정보를 기지국으로 피드백한다.For example, the carrier group
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적인 부채널을 할당하는 기지국의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a base station for allocating a subchannel adaptive to channel change in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면 본 발명에 따른 기지국은 부호기(402), 변조기(404), 반송파 집단수 추정기(406), 부채널 구성기(408), 데이터 매핑기(410), 프레임 버퍼(412), OFDM변조기(414), 디지털/아날로그 변환기(416), 및 RF처리기(418)를 포함하여 구성한다.Referring to FIG. 4, the base station according to the present invention includes an
상기 부호기(402)는 입력되는 정보비트열을 해당 부호율로 부호화하여 부호 화 데이터(coded bits 또는 symbols)를 출력한다. 여기서, 입력되는 정보비트의 개수가 k이고, 부호율이 R이라 할 때, 출력되는 심볼의 개수는 k/R이 된다. 예를들어, 상기 부호기(402)는 길쌈부호기(convolutional encoder), 터보부호기(turbo encoder), LDPC(low density parity check) 부호기 등으로 구성될 수 있다.The
상기 변조기(404)는 상기 부호기(402)로부터의 심볼들을 해당 변조방식(변조레벨)에 의해 신호점 사상하여 복소심볼(complex symbols)들을 출력한다. 예를들어, 상기 변조방식에는 1개의 비트(s=1)를 하나의 신호점(복소심볼)에 사상하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 2개의 비트(s=2)를 하나의 복소심볼에 사상하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 3개의 비트(s=3)를 하나의 복소심볼에 사상하는 8PSK(8-ary Phase Shift Keying), 4개의 비트(s=4)를 하나의 복소심볼에 사상하는 16QAM, 6개의 비트(s=6)를 하나의 복소심볼에 사상하는 64QAM 등이 있다. The
상기 반송파 집단수 추정기(406)는 각 단말기들이 피드백(Feedback)하는 각각의 반송파 집단수를 수신하여, 가장 많은 단말기에서 피드백하는 반송파 집단수를 확인하여 상기 부채널 구성기(408)로 제공한다.The
상기 부채널 구성기(408)는 상기 반송파 집단수 추정기(406)에서 선택한 상기 반송파 집단수를 이용하여 상기 반송파 집단수 만큼씩의 인접한 부반송파를 선택하여 부채널을 구성하여 상기 데이터 매핑기(410)로 제공한다. 반송파 집단수를 고려한 부채널의 구성은 한 개의 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파를 반송파 집단수를 고려한 그룹으로 나누고 각 그룹에서 인접한 부반송파를 반송파 집단수만큼 선택하여 부채널을 구성한다. 반송파 집단수를 고려하여 부채널을 구성하는 상세한 설명은 아래에서 도 7을 참조하여 상세히 후술한다.The
상기 데이터 매핑기(410)는 상기 변조기(404)에서 출력하는 복소심볼들을 상기 부채널 구성기(408)에서 구성한 부채널에 상응하도록 부반송파 매핑하고, 상기 부반송파 매핑된 복소심볼들 각각을 실제 프레임 크기에 대응되는 프레임 버퍼(412)의 해당 메모리 주소(address)로 출력한다. The data mapper 410 subcarrier maps the complex symbols output from the
상기 프레임 버퍼(412)는 OFDM변조기(110)로 제공되는 복소심볼들을 실제 순서에 맞게 정렬하기 위한 버퍼이다. 상기 프레임 버퍼(412)는 시간 동기에 근거해서 버퍼링되어 있는 복소심볼들을 OFDM심볼단위로 순차로 출력한다.The
상기 OFDM변조기(414)는 상기 프레임 버퍼(412)로부터의 복소심볼들을 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산하여 시간영역의 샘플 데이터로 변환하고, 상기 샘플 데이터의 소정 뒷부분을 복사하여 상기 샘플데이터의 앞에 붙여 OFDM심볼을 출력한다.The OFDM modulator 414 converts the complex symbols from the
상기 디지털/아날로그 변환기(416)는 상기 OFDM변조기(414)로부터의 샘플 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF처리기(418)는 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등의 구성들을 포함하며, 상기 디지털/아날로그 변환기(416)에서 출력한 신호를 실제 전송 가능하도록 RF처리한후 송신안테나(Tx antenna)를 통해 무선채널로 전송한다. 상기 송신기에서 송신하는 신호는 다중 경로 채널(multi channel)을 겪고 잡음이 가산된 형태로 수신기의 수신안테나(Rx Antenna)로 수신된다. The digital-to-
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적으로 부채널을 구성하여 할당하는 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of adaptively configuring and assigning subchannels to channel changes in an orthogonal frequency division multiple access system according to the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 단말기에서 채널 변화를 고려하여 구성된 부채널을 할당받기 위해 캐리어 집합수를 계산하여 요청하는 과정을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a process of calculating and requesting the number of carrier sets to be allocated a subchannel configured in consideration of a channel change in a terminal of an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 5를 참조하면 본 발명의 기지국은 500단계에서 기지국으로부터 데이터를 수신하면 502단계로 진행하여 수신한 데이터에서 프리엠블(Preamble)을 검색하여 추출하고, 504단계로 진행하여 검색한 프리엠블 부반송파들의 신호대비 간섭잡음비(CINR : Carrier-to-Interference plus Noise Ratio)를 측정하고, 506단계로 진행하여 상기 프리엠블 부반송파들을 이용하여 반송파 집단수(Carrier in Cluster)를 고려한 프리엠블 부채널을 기설정한 반송파 집단수별로 각각 구성한다. 이때, 반송파 집단수를 고려하여 프리엠블 부채널을 구성하는 상세한 설명은 아래에서 도 7을 참조하여 상세히 후술한다.Referring to FIG. 5, when the base station of the present invention receives data from the base station in
이후 상기 단말기는 508단계로 진행하여 각 프리엠블 부반송파들의 CINR 값을 이용하여 각 프리엠블 부채널들의 CINR 분산을 측정하고, 510단계로 진행하여 CINR 분산이 가장 작은 프리엠블 부채널을 구성하는데 고려하였던 반송파 집단수를 확인하여 기지국으로 피드백한다.In
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 기지국에서 채널 변화를 고려하여 부채널을 구성하여 할당하는 과정을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a process of configuring and assigning subchannels in consideration of channel changes in a base station of an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, 본 발명의 기지국은 600단계에서 각 단말기들이 피드백(Feedback)하는 각각의 반송파 집단수를 수신하고, 602단계로 진행하여 가장 많은 단말기에서 피드백하는 반송파 집단수를 확인하여 선택하고, 604단계로 진행하여 상기 선택한 반송파 집단수를 이용하여 상기 반송파 집단수 만큼씩의 인접한 부반송파를 선택하여 부채널을 구성한다. 이때, 반송파 집단수를 고려하여 부채널을 구성하는 상세한 설명은 아래에서 도 7을 참조하여 상세히 후술한다.Referring to FIG. 6, the base station of the present invention receives the number of carrier groups fed back by each terminal in
이후 상기 기지국은 606단계로 진행하여 변조한 복소심볼들을 구성한 부채널에 상응하도록 부반송파에 매핑하고, 608단계로 진행하여 매핑한 복소심볼들을 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산하여 시간영역의 샘플 데이터로 변환하고 실제 전송 가능하도록 RF처리한후 단말기로 송신한다.In
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적인 부채널을 구성하는 과정을 도시한 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a process of configuring a subchannel adaptive to channel change in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면 본 발명의 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 기지국 또는 단말기는 700단계에서 부채널 구성 요청을 감지하면 702단계로 진행하여 요청받은 반송파 집단수를 확인한다. 여기서, 반송파 집단수는 부반송파를 선택할 때 인접한 부반송파의 수이다. 즉, 상기 702단계는 몇개의 인접한 부반송파를 선택하는가를 확인하는 단계이다.Referring to FIG. 7, when a base station or a terminal of an orthogonal frequency division multiple access system according to the present invention detects a subchannel configuration request in
이후, 상기 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 단말기 또는 기지국은 704단계로 진행하여 한 개의 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파들 가운데 보호대역과 DC 반송파를 제외한 나머지 데이터 부반송파들은 상기 반송파 집단수를 고려하여 일정한 크기의 데이터 톤(Data Tone) 그룹으로 나눈다. In
여기서, 상기 그룹의 수는 부채널을 구성하는 반송파의 수를 반송파 집단수로 나눈 수로 각각의 그룹에서 상기 반송파 집단수 만큼의 인접한 부반송파를 선택하여 하나의 부채널을 구성하도록 나눈다.Here, the number of groups is divided by the number of carriers constituting the subchannels divided by the number of carrier groups and divided to form one subchannel by selecting adjacent subcarriers as many as the number of carrier groups in each group.
이후, 상기 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 단말기 또는 기지국은 706단계로 진행하여 상기 각 데이터 톤 그룹에서 상기 반송파 집단수 만큼의 인접한 부반송파를 선택한다. 즉, 각 그룹에서 하나의 부반송파를 선택하고, 각 그룹에서 처음으로 선택한 부반송파와 인접한 다음 부반송파를 상기 반송파 집단수 만큼을 선택한다. 이때 각 그룹에서 선택하는 인접한 부반송파 중에서 첫번째 부반송파의 선택은 표준규격인 IEEE 802.16의 FUSC에서 정의하는 각 그룹에서 부반송파를 선택 하는 방법을 사용할 수 있다. In
이후, 상기 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 단말기 또는 기지국은 708단계로 진행하여 상기 706단계에서 선택한 각 그룹의 인접한 부반송파를 이용하여 부채널을 구성한다.Thereafter, the terminal or base station of the orthogonal frequency division multiple access system proceeds to step 708 to configure a subchannel using adjacent subcarriers of each group selected in
상기 도 7의 반송파 집단수 만큼의 인접한 부반송파들을 이용하여 부채널을 구성하는 과정은 단말기에서는 가장 성능이 좋은 반송파 집단수를 확인하기 위해 프리엠블 부채널을 구성할 때 사용되며, 기지국은 가장 많은 단말기에서 요청하는 반송파 집단수에 따라 부채널을 구성할 때 사용된다.The process of configuring a subchannel using adjacent subcarriers as many as the number of carrier populations of FIG. 7 is used when a preamble subchannel is configured to identify a carrier group having the best performance. It is used to configure subchannels according to the number of carrier groups requested by.
도 8은 본 발명의 채널변화에 적응적인 부채널을 구성과 종례의 부채널 구성의 성능을 그래프로 도시한 도면이다.8 is a graph showing the performance of the sub-channel configuration and the conventional sub-channel configuration adaptive to the channel change of the present invention.
상기 도 8은 기지국의 1 셀(cell)을 기준으로 하나의 단말기가 기지국로부터 500m 떨어져 위치하고 기지국 주변을 회전하고 있을 때를 기준으로 속도 변화에 따른 FUSC, AMC 및 본 발명인 Dynamic으로 구분하여 보낸 데이터양 중에 데이터가 깨지는 비율을 그래프로 나타내었다. 상기 그래프에서와 같이 시속 10km/h까지는 AMC의 성능이 세가지 할당기법 중에서 제일 높은 성능임을 알 수 있다. 하지만 그 이후로는 Dynamic가 보낸 데이터 중에서 깨지는 비율이 대부분 높은 성능을 보임을 알 수 있다.8 is a data amount sent by dividing into FUSC, AMC and the present inventors dynamic according to the speed change based on the time when one terminal is located 500m away from the base station and rotates around the base station based on one cell of the base station. The rate at which the data is broken during the day is graphed. As shown in the graph, it can be seen that the performance of AMC is the highest performance among three allocation techniques up to 10 km / h. Since then, however, it is clear that most of the broken data sent by Dynamic shows high performance.
분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시 들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.Apparently, there are many ways to modify these implementations while remaining within the scope of the claims. In other words, there can be many other ways in which the invention may be practiced without departing from the scope of the following claims.
도 1은 종래 기술에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 FUSC를 이용하여 부채널의 구성 방법을 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a method of configuring a subchannel using FUSC in an orthogonal frequency division multiple access system according to the prior art;
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 부채널를 구성하는 예를 도시한 도면,2 illustrates an example of configuring a subchannel in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적인 부채널 할당을 요청하는 단말기의 구성을 도시한 도면,3 is a diagram illustrating a configuration of a terminal for requesting subchannel allocation adaptive to channel change in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적인 부채널을 할당하는 기지국의 구성을 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a configuration of a base station for allocating subchannels adaptive to channel change in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 단말기에서 채널 변화를 고려하여 구성된 부채널을 할당받기 위해 캐리어 집합수를 계산하여 요청하는 과정을 도시한 흐름도,5 is a flowchart illustrating a process of calculating and requesting a number of carrier sets to be allocated a subchannel configured in consideration of a channel change in a terminal of an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 기지국에서 채널 변화를 고려하여 부채널을 구성하여 할당하는 과정을 도시한 흐름도,6 is a flowchart illustrating a process of configuring and assigning subchannels in consideration of channel changes in a base station of an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 채널변화에 적응적인 부채널을 구성하는 과정을 도시한 흐름도 및,7 is a flowchart illustrating a process of configuring a subchannel adaptive to channel change in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 채널변화에 적응적인 부채널을 구성과 종례의 부채널 구성의 성능을 그래프로 도시한 도면이다.8 is a graph showing the performance of the sub-channel configuration and the conventional sub-channel configuration adaptive to the channel change of the present invention.
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WO2002049305A2 (en) | 2000-12-15 | 2002-06-20 | Broadstorm Telecommunications, Inc. | Ofdma with adaptive subcarrier-cluster configuration and selective loading |
WO2005081439A1 (en) | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Neocific, Inc. | Methods and apparatus for multi-carrier communication systems with adaptive transmission and feedback |
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