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KR101225170B1 - 무선 통신 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법 - Google Patents

무선 통신 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법 Download PDF

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KR101225170B1
KR101225170B1 KR1020127005280A KR20127005280A KR101225170B1 KR 101225170 B1 KR101225170 B1 KR 101225170B1 KR 1020127005280 A KR1020127005280 A KR 1020127005280A KR 20127005280 A KR20127005280 A KR 20127005280A KR 101225170 B1 KR101225170 B1 KR 101225170B1
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준 쳉
아키히코 니시오
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파나소닉 주식회사
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Abstract

송신하는 제어 정보량을 줄임으로써 통신 효율을 향상시키는 무선 통신 장치를 개시한다. 이 장치에 있어서, 회선 품질 정보 취출부(103)는 수신 신호로부터 CQI를 추출한다. 할당 제어부(104)는 각 유저의 통신 단말 장치의 요구 전송률 정보 등 및 CQI에 근거하여 각 통신 단말 장치의 요구 전송률을 충족시키도록 통신 단말 장치마다 서브 캐리어를 할당함과 함께 변조 방식을 선택한다. 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는 각 유저의 통신 단말 장치의 요구 전송률 정보 등에 근거하여 각 통신 단말 장치의 요구 전송률을 충족시키도록 통신 단말 장치별로 할당할 서브 캐리어 수를 결정한다. 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)는 통신 단말 장치별로 할당한 서브 캐리어 수 정보를 생성한다. 서브 캐리어 할당부(110)는 선택된 서브 캐리어에 패킷 데이터를 할당한다. 변조부(111-1~111-N)는 각 서브 캐리어에 할당된 패킷 데이터를 적응변조한다.

Description

무선 통신 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법{Radio communication apparatus and subcarrier assignment method}
본 발명은 무선 통신 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법에 관한 것으로，특히 적응변조와 주파수 스케줄링을 조합시킨 무선 통신 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법에 관한 것이다.
다유저 적응변조 OFDM 시스템은 각 이동국의 전송 환경에 따라 시스템 전체의 효율적인 스케줄링을 행하는 시스템이다. 구체적으로，기지국 장치는 회선 품질에 근거하여 각 유저에게 적절한 다수의 서브 캐리어를 할당하고(주파수 분할 유저 다중)，각 서브 캐리어에 대하여 적절한 모듈레이션 코딩 스킴(이하,‘MCS; Modulation Coding Schemes’라 한다)을 선택하는 시스템이다. 즉，기지국 장치는 회선 품질에 근거하여 각 유저에게 원하는 통신 품질(예를 들어, 최저 전송률，오류율)을 충족시킬 수 있는, 주파수 이용 효율을 가장 높일 수 있는 서브 캐리어를 할당하고，각 서브 캐리어에 쓰루풋(throughput)을 최대로 할 수 있는 MCS를 선택하여 데이터의 송신을 행함으로써 다유저에서 고속의 데이터 통신을 행할 수 있다. 이와 같은 다유저 적응변조 OFDM 시스템에 있어서，예를 들어, ‘주파수 스케줄링을 이용한 MC-CDM방식’신학기보(信學技報), RCS 2002-129，2002년 7월 발행，61~66페이지에 각 이동국으로부터 기지국 장치에 회선 품질 정보를 통지하는 통지 방법이 제안되어 있다.
MCS의 선택에는 미리 결정되어 있는 MCS 선택용 테이블이 사용된다. MCS 선택용 테이블은 각 MCS의 변조 방식 및 오류 부호화 방식마다，CIR(Carrier to Interference Ratio: 반송파 대 간섭파 비) 등의 수신 품질과 패킷 에러 레이트(이하,‘PER; Packet Error Rate’라 한다) 또는 비트 에러 레이트(이하,‘BER; Bit Error Rate’라 한다) 등의 오류율과의 대응 관계를 나타낸 것으로, MCS 선택 시에는 측정된 수신 품질에 근거하여 원하는 오류율을 충족시킬 수 있는 가장 고속의 MCS를 선택한다.
한편，종래의 주파수 분할 유저 다중화에 있어서는，각 이동국이 모든 서브 캐리어의 회선 품질 정보를 기지국 장치에 통지한다. 도 1은, 종래의 이동국으로부터 기지국 장치로 통지되는 회선 품질 정보의 신호대 잡음비(이하,‘SNR; Signal to Noise Ratio’라 한다)의 통지 포맷을 나타낸 것이고, 도 2는 SNR 리포트 비트와 변조 방식의 관계를 나타낸 것이다. 기지국 장치는 도 1에 나타내는 바와 같이, 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어에 대하여 서브 캐리어 순으로 서브 캐리어별 SNR 리포트 비트의 통지를 각 통신 단말 장치로부터 받음으로써，서브 캐리어의 할당과 적응변조를 행한다. 이와 같은 경우에 있어서，기지국 장치는 원하는 전송률과 PER을 충족시키는 변조방식으로서 64QAM에 의한 전송이 요구되는 경우에는 SNR 리포트 비트가 3인　1번째 또는 5번째의 서브 캐리어를 선택하여 64QAM을 이용한 패킷 데이터를 1번째 또는 5번째의 서브 캐리어에 할당한다.
그러나, 종래의 기지국 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법에 있어서는，각 이동국은 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어 중 일부 서브 캐리어 밖에 사용하지 않음에도 불구하고 각 이동국은 모든 서브 캐리어의 회선 품질 정보를 기지국 장치에 통지하기 때문에 회선 품질의 제어 정보량은 이동국 수와 서브 캐리어 수의 증가에 수반하여 방대해져 통신 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 송신하는 제어 정보량을 줄임으로써 통신 효율을 향상시킬 수 있는 무선 통신 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일형태에 따르면，무선 통신 장치는, 각 통신 상대의 요구 전송률 이상이 되도록 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어 중에서 통신 상대별로 할당할 서브 캐리어 수를 결정하는 서브 캐리어 수 결정 수단과, 상기 서브 캐리어 수 결정 수단에서 결정된 서브 캐리어 수의 정보를 각 통신 상대에게 송신하는 제 1 송신 수단과, 각 통신 상대의 상기 요구 전송률 정보 및 수신 신호로부터 추출된 각 통신 상대의 상기 서브 캐리어 수 분의 회선 품질 정보에 근거하여 통신 상대별로 패킷 데이터를 할당할 서브 캐리어를 선택하는 할당 제어 수단을 구비한다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 통신 단말 장치는, 상기 무선 통신 장치와 통신을 행하여 수신 신호로부터 추출한 상기 서브 캐리어 수 정보로부터 상기 서브 캐리어 수의 서브 캐리어를 수신 품질이 양호한 순서대로 선택하는 서브 캐리어의 선택 수단과, 상기 서브 캐리어의 선택 수단에서 선택된 서브 캐리어의 상기 회선 품질 정보를 생성하는 회선 품질 정보 생성 수단과, 상기 회선 품질 정보 생성 수단에서 생성된 상기 회선 품질 정보를 송신하는 제 2 송신 수단을 구비한다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면，기지국 장치는, 상기 무선 통신 장치를 구비한다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면，서브 캐리어의 할당 방법은, 각 통신 상대의 요구 전송률 이상이 되도록 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어 중에서 통신 상대별로 할당할 서브 캐리어 수를 결정하는 단계와, 결정된 서브 캐리어 수의 정보를 각 통신 상대에게 송신하는 단계와, 각 통신 상대의 상기 요구 전송률 정보 및 수신 신호로부터 추출된 각 통신 상대의 상기 서브 캐리어 수 분의 회선 품질 정보에 근거하여 통신 상대별로 패킷 데이터를 할당할 서브 캐리어를 선택하는 단계를 구비한다.
본 발명은 통신 단말 장치가 기지국 장치로부터 할당된 서브 캐리어 수의 CQI를 생성하여 송신하면 되기 때문에 제어 정보량을 줄일 수 있어 통신 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 SNR 통지 포맷을 나타내는 도면이다.
도 2는 SNR 리포트 비트와 변조 방식의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 통신 단말 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 서브 캐리어의 할당 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 따른 SNR 통지 포맷을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 따른 서브 캐리어의 할당 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하，본 발명의 실시형태에 대하여，도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
(실시형태 1)
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 무선 통신 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다.
수신 RF부(102)는, 안테나(101)에 의해 수신된 수신 신호를 무선 주파수로부터 베이스 밴드 주파수로 다운 컨버전 등을 하여 회선 품질 정보 취출부(103)로 출력한다.
회선 품질 정보 취출부(103)는, 수신 RF부(102)로부터 입력된 수신 신호로부터 회선 품질 정보인 CQI(Channel Quality Indicator)를 추출하여 할당 제어부(104)로 출력한다. 또한，회선 품질 정보 취출부(103)는, 각 통신 단말 장치가 선택한 서브 캐리어를 나타내는 서브 캐리어의 식별 정보를 수신 신호로부터 추출하여 할당 제어부(104)로 출력한다.
할당 제어부(104)는, 회선 품질 정보 취출부(103)로부터 입력된 CQI와 후술하는 유저 정보 축적부(106)로부터 입력된 각 통신 단말 장치에 대한 송신 정보에 대하여，소정의 통신 대역 내의 전 서브 캐리어 중에서 일부의 서브 캐리어를 할당함과 함께 할당한 서브 캐리어의 변조 방식을 서브 캐리어별로 선택한다. 즉，할당 제어부(104)는, 각 통신 단말 장치에 대하여 요구 전송률 이상이 되도록 서브 캐리어 및 변조 방식을 선택함과 함께 서브 캐리어마다 소정의 PER값 이하가 되도록 각 통신 단말 장치에 대하여 서브 캐리어 및 변조 방식의 할당을 행한다. 그리고 할당 제어부(104)는, 할당한 서브 캐리어의 할당 정보를 서브 캐리어 할당부(110)에 출력함과 함께 선택한 변조 방식의 변조 방식 정보를 변조부(111-1~111-N)로 출력한다.
서브 캐리어 수 결정 수단인 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 유저 정보 축적부(106)로부터 입력된 각 유저의 통신 단말 장치의 유저 정보로부터 각 통신 단말 장치에 대하여 할당가능한 서브 캐리어 수를 구한다. 즉，요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 각 유저의 통신 단말 장치에 대하여 요구 전송률 이상이 되도록 서브 캐리어 수를 결정한다. 이때，요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 페이딩 변동에 의한 수신 품질의 저하에 대비하여 요구 전송률에 대해 약간 여유를 두고 서브 캐리어 수를 결정한다. 또한，요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 구해진 서브 캐리어 수 분의 CQI와 서브 캐리어 번호 정보의 총 데이터량이 전 서브 캐리어의 CQI만의 총 데이터량 이하인 경우에는, 구해진 서브 캐리어 수를 서브 캐리어 수 정보로서 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)로 출력하고，구해진 서브 캐리어 수 분의 CQI와 서브 캐리어 번호 정보의 총 데이터량이 전 서브 캐리어의 CQI만의 총 데이터량보다 큰 경우에는, 통신 대역 내의 전 서브 캐리어 수(예를 들어, 64개)를 서브 캐리어 수 정보로서 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)로 출력한다.
유저 정보 축적부(106)는, 각 통신 단말 장치로 송신하는 데이터와 함께 그 요구 전송률 및 데이터 종류별 등의 유저 정보를 축적하고 있으며，필요에 따라 할당 제어부(104)，요구 서브 캐리어 수 결정부(105) 및 서브 캐리어 할당부(110)로 출력한다. 여기서, 요구 전송률 정보란, 예를 들어, 전 통신 단말 장치가 요구하는 단위 시간별 데이터량에 대한 1 유저의 통신 단말 장치가 요구하는 단위 시간별 데이터량의 비율 정보이다. 한편, 유저 정보 축적부(106)는, 도면에 기재되어 있지 않은 제어부로부터 유저 정보가 소정의 타이밍으로 입력됨으로써 축적되어 있는 유저 정보를 갱신할 수 있다.
요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)는, 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)로부터 입력된 서브 캐리어 수 정보를 제어 채널의 정보로서 생성하여 제어 정보 다중부(109)로 출력한다.
할당 정보 생성부(108)는, 할당 제어부(104)로부터 입력된 각 서브 캐리어를 나타내는 식별 정보와 각 서브 캐리어의 변조 방식 정보가 쌍을 이룬 제어 정보를 생성하고，생성된 제어 정보를 제어 정보 다중부(109)로 출력한다.
제어 정보 다중부(109)는, 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)로부터 입력된 서브 캐리어 수의 제어 정보와 할당 정보 생성부(108)로부터 입력된 할당 정보 및 변조 방식 정보의 제어 정보를 다중화하고，다중화한 서브 캐리어별 제어 정보를 절환부(112)로 출력한다. 제어 정보 다중부(109)는, 서브 캐리어 수 정보와 할당 정보 및 변조 방식 정보 이외의 제어 정보도 다중화할 수 있다.
서브 캐리어 할당부(110)는, 할당 제어부(104)로부터 입력된 할당 정보와 유저 정보 축적부(106)로부터 입력된 유저 정보로부터 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어에 대하여 각 유저의 통신 단말 장치에 대하여 패킷 데이터의 할당을 행하고, 각 서브 캐리어에 할당한 패킷 데이터를 서브 캐리어별로 선택한 변조 방식으로 변조를 행하는 변조부(111-1~111-N)로 출력한다.
변조부(111-1~111-N)는, 서브 캐리어 수와 동일한 수만큼 마련되고，서브 캐리어 할당부(110)로부터 입력된 패킷 데이터에 대하여 할당 제어부(104)로부터 입력된 변조 방식 정보의 변조 방식에 의해 변조하여 절환부(112)로 출력한다.
절환부(112)는, 제어 정보 다중부(109)로부터 출력되고 도시하지 않는 변조부에 의해 변조된 후에 입력된 제어 정보와 변조부(111-1~111-N)에서 변조된 패킷 데이터를 절환하여 역고속 푸리에 변환(이하,‘IFFT; Inverse Fast Fourier Transform’이라 한다)부(113)로 출력한다.
IFFT부(113)는, 절환부(112)로부터 입력된 서브 캐리어별 제어 정보 또는 서브 캐리어별 패킷 데이터를 IFFT하여 가드 인터벌(이하‘GI’라 한다) 삽입부(114)로 출력한다.
GI 삽입부(114)는, IFFT부(113)로부터 입력된 제어 정보 또는 패킷 데이터에 GI를 삽입하여 송신 RF부(115)로 출력한다.
송신 RF부(115)는, GI 삽입부(114)로부터 입력된 제어 정보 또는 패킷 데이터를 베이스 밴드 주파수로부터 무선 주파수로 업 컨버전 등을 하여 안테나(101)로부터 송신한다.
이어서, 통신 단말 장치(200)의 구성에 대하여，도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는 통신 단말 장치(200)의 구성을 나타내는 블록도이다.
수신 RF부(202)는, 안테나(201)로 수신한 수신 신호를 무선 주파수로부터 베이스 밴드 주파수로 다운 컨버전 등을 하여 GI 제거부(203)로 출력한다.
GI 제거부(203)는, 수신 RF부(202)로부터 입력된 수신 신호로부터 GI를 제거하여 고속 푸리에 변환(이하,‘FFT; Fast Fourier Transform’이라 한다)부(204)로 출력한다.
FFT부(204)는, GI 제거부(203)로부터 입력된 수신 신호를 직렬 데이터 형식으로부터 병렬 데이터 형식으로 변환한 후，병렬 데이터 형식으로 변환된 각각의 데이터를 확산 코드에 따라 역확산하고, 또한 FFT하여 등화기(207)，회선 추정부(206) 및 회선 품질 추정부(205)로 출력한다.
회선 품질 추정부(205)는, FFT부(204)로부터 입력된 FFT된 수신 신호로부터 회선 품질을 추정하여 추정 결과를 서브 캐리어 선택부(214) 및 회선 품질 정보 형성부(215)로 출력한다. 회선 품질 추정부(205)는, 예를 들어, SIR(Signal to Interferer Ratio)을 추정 결과로 한다. 한편, 추정 결과는 SIR에 한정되지 않으며，CIR(Carrier to Interferer Ratio)등의 임의의 추정 결과를 이용할 수 있다.
회선 추정부(206)는, FFT부(204)로부터 입력된 FFT한 후의 수신 신호로부터 채널 추정을 행하고, 추정 결과를 등화기(207)로 출력한다.
등화기(207)는, FFT부(204)로부터 입력된 FFT 후의 수신 신호에 대하여，회선 추정부(206)로부터 입력된 추정 결과를 이용하여 진폭과 위상의 왜곡을 수정하여 분리부(208)로 출력한다.
분리부(208)는, 등화기(207)로부터 입력된 수신 신호를 제어 채널의 신호와 데이터 채널용의 신호로 분리하고，제어 채널용 신호를 제어 정보 취출부(211)로 출력함과 함께 데이터 채널용 신호를 복조부(209-1~209-N)로 출력한다.
복조부(209-1~209-N)는, 분리부(208)로부터 입력된 수신 신호를 할당 정보 취출부(212)로부터 입력된 서브 캐리어별 변조 방식 정보에 따라 적응변조하여 병렬/직렬(이하,‘P/S’라 한다) 변환부(210)로 출력한다.
P/S 변환부(210)는, 복조부(209-1~209-N)로부터 입력된 수신 신호를 병렬 데이터 형식으로부터 직렬 데이터 형식으로 변환하여 수신 데이터를 얻는다.
제어 정보 취출부(211)는, 분리부(208)로부터 입력된 수신 신호로부터 제어 정보를 추출하여 할당 정보 취출부(212) 및 서브 캐리어 수 정보 취출부(213)로 출력한다.
할당 정보 취출부(212)는, 제어 정보 취출부(211)로부터 입력된 제어 정보로부터 변조 방식 정보 및 서브 캐리어 번호 정보를 추출하고，서브 캐리어 번호 정보를 참조함으로써 각 서브 캐리어의 변조 방식 정보를 대응하는 복조부(209-1~209-N)로 출력한다.
서브 캐리어 수 정보 취출부(213)는, 제어 정보 취출부(211)로부터 입력된 제어 정보로부터 서브 캐리어 수 정보를 추출하여 서브 캐리어 선택부(214)로 출력한다.
서브 캐리어 선택부(214)는, 서브 캐리어 수 정보 취출부(213)로부터 입력된 서브 캐리어 수 정보로부터, 기지국 장치로부터 지시받은 서브 캐리어 수 분의 서브 캐리어를 회선 품질 추정부(205)로부터 입력된 SIR 측정 결과로부터 회선 품질이 양호한 순서대로 선택한다. 그리고 서브 캐리어 선택부(214)는, 선택한 서브 캐리어의 정보를 회선 품질 정보 형성부(215)로 출력한다.
회선 품질 정보의 생성 수단인 회선 품질 정보 형성부(215)는, SIR과 CQI를 상관시킨 회선 품질 선택용 정보를 보존한 참조 테이블을 보유하고 있으며，서브 캐리어 선택부(214)로부터 입력된 서브 캐리어 정보로부터, 선택된 각 서브 캐리어에 대하여，회선 품질 추정부(205)로부터 입력된 SIR을 이용하여 회선 품질 선택용 정보를 참조함으로써 CQI를 선택한다. 그리고 회선 품질 정보 형성부(215)는 선택한 서브 캐리어별 CQI를 송신 RF부(216)로 출력한다.
송신 RF부(216)는, 회선 품질 정보 형성부(215)로부터 입력된 CQI를 포함하는 송신 신호를 베이스 밴드 주파수로부터 무선 주파수로 업 컨버전 등을 하여 안테나(201)로부터 송신한다.
이어서, 서브 캐리어를 할당하는 방법에 대하여 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는 서브 캐리어를 할당하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저，요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 유저 정보로부터 각 통신 단말 장치(200)에 할당하는 서브 캐리어 수 Sk(k는 유저 번호이고, 또한 2 이상의 임의의 자연수)를 결정한다(ST301). 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 하기 식 (1) 또는 식 (2)에 의해 서브 캐리어 수 Sk를 구할 수 있다.
Sk = ┌α×Rk/r┐…(1)
단, Sk: 서브 캐리어 수(k는 유저 번호이고, 또한 2 이상의 자연수),
α: 상수，
Rk: 통신 단말 장치(200-k)의 요구 전송률(k는 유저 번호이고, 또한 2 이상의 자연수)，
r: 전송률이 가장 높은 모듈레이션 코딩 스킴을 사용할 때의 1개의 서브 캐리어의 전송률，또는 평균 신호대 잡음비와 상수 γ(예를 들어，γ=0~3dB의 상수)를 가산한 값의 회선 품질 값으로부터 요구 패킷 에러 레이트를 충족시키는 모듈레이션 코딩 스킴을 사용할 때의 1개의 서브 캐리어의 전송률,
┌α×Rk/r┐:(α×Rk/r) 보다 큰 정수.
Sk = ┌(β×Rk×N)/(R1+R2+…+Rk)┐…(2)
단, Sk: 서브 캐리어 수(k는 유저 번호이고, 또한 2 이상의 자연수),
β: 상수(예를 들어，β=2.0~4.0),
Rk: 통신 단말 장치(200-k)의 요구 전송률(k는 유저 번호이고, 또한 2 이상의 자연수)，
N: 전 서브 캐리어 수,
┌(β×Rk×N)/(R1+R2+…+Rk)┐:((β×Rk×N)/(R1+R2+…+Rk)) 보다 큰 정수.
식 (1)은, 각 통신 단말 장치의 요구 전송률과, 전송률을 최대로 할 수 있는 변조 방식 및 부호화율을 이용했을 때의 서브 캐리어당 전송률을 이용하여 서브 캐리어 수를 결정하거나, 또는 각 통신 단말 장치의 요구 전송률과, 각 통신 단말 장치의 평균 수신 품질에 있어서 소요 오류율을 충족시키는 변조 방식과 부호화율을 이용했을 때의 서브 캐리어당 전송률을 이용하여 서브 캐리어 수를 결정하는 것이다. 또한，식 (2)는 대역 내의 모든 서브 캐리어 수와 각 통신 단말 장치의 요구 전송률과 전 통신 상대의 요구 전송률의 합계비를 이용하여 서브 캐리어 수를 결정하는 것이다.
이어서, 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 선택한 서브 캐리어의 CQI 및 서브 캐리어 번호 정보의 총 데이터량을 각 통신 단말 장치(200)에 대하여 계산하고，선택한 서브 캐리어의 CQI 및 서브 캐리어 번호 정보의 총 데이터량이 소정의 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어(예를 들어, 64개의 서브 캐리어)의 CQI의 총 데이터량보다 큰지 여부를 판정한다(ST302). 즉，요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 식 (3)이 성립되는지 여부를 판정한다.
Sk＞(Q×N)／(Q+log2N)…(3)
여기서, Q: SNR 정보를 양자화하는데 필요한 부호화 비트 수，
N: 전 서브 캐리어 수이다.
선택한 서브 캐리어의 CQI 및 서브 캐리어 번호 정보의 총 데이터량이 소정의 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어의 CQI의 총 데이터량보다 크지 않는 경우(식 (3)이 성립되지 않는 경우)에는, 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 서브 캐리어 수 Sk를 통신 단말 장치(200-k)로 송신하는 서브 캐리어 수 정보로서 결정한다. 그리고 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)는, 서브 캐리어 수 Sk를 서브 캐리어 수 정보로서 생성하고，서브 캐리어 수 정보가 통신 단말 장치(200-k)로 송신되어 통지된다(ST303).
이어서, 서브 캐리어 수 정보를 수신한 통신 단말 장치(200-k)는, 서브 캐리어 수 정보 취출부(213)에서 수신 신호로부터 서브 캐리어 수 정보를 추출하고，회선 품질 정보 형성부(215)에서 수신 품질이 양호한 순서대로 Sk개의 서브 캐리어가 선택된다(ST304).
한편，단계 ST302에 있어서，선택한 서브 캐리어의 CQI 및 서브 캐리어 번호 정보의 총 데이터량이 소정의 통신 대역 내의 모든 서브 캐리어의 CQI의 총 데이터량보다 큰 경우(식 (3)이 성립된 경우)에는, 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는 통신 단말 장치(200-k)로부터는 모든 서브 캐리어의 CQI를 전송받을 것을 결정하고 전 서브 캐리어 수를 선택할 것을 결정한다. 그리고 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)는, 전 서브 캐리어를 선택하는 서브 캐리어 수 정보를 생성하고 이 서브 캐리어 수 정보가 통신 단말 장치(200-k)로 통지된다(ST305).
이어서, 통신 단말 장치(200)의 회선 품질 정보 형성부(215)는, 선택한 각 서브 캐리어 또는 모든 서브 캐리어의 CQI를 생성한다(ST306).
이어서, 통신 단말 장치(200)는, 도 6에 나타내는 바와 같은 SNR 통지 포맷으로, 생성한 CQI 및 CQI를 생성한 서브 캐리어 번호 정보를 무선 통신 장치(100)로 송신한다(ST307). 도 6은 2개의 서브 캐리어에 대한 SNR 리포트 비트와 서브 캐리어 번호 정보를 나타낸 것이다. 도 6에 나타내는 바와 같이，1번째의 서브 캐리어는 SNR 리포트 비트는 ‘3’및 서브 캐리어 번호 정보는 ‘0’이고, 2번째의 서브 캐리어는 SNR 리포트 비트는 ‘3’및 서브 캐리어 번호 정보는 ‘4’이다.
이어서, 무선 통신 장치(100)의 회선 품질 정보 취출부(103)에서 수신 신호로부터 CQI를 추출하고，할당 제어부(104)에서 통신 단말 장치(200-k)에 대하여 서브 캐리어를 할당한다(ST308).
이와 같이，본 실시형태 1에 따르면，기지국 장치는, 각 통신 단말 장치의 요구 전송률에 근거하여 통신 단말 장치별로 할당될 서브 캐리어 수를 결정하고，결정된 서브 캐리어 수 정보를 통신 단말 장치에 송신하기 때문에, 통신 단말 장치는 기지국 장치로부터 할당된 서브 캐리어 수만의 CQI를 생성하여 송신하면 된다. 그 결과，제어 정보량을 줄일 수 있어 통신 효율을 향상시킬 수 있다.
또한，본 실시형태 1에 따르면，기지국 장치는, 각 유저의 통신 단말 장치에 대하여 할당한 서브 캐리어 수에서의 CQI와 서브 캐리어 번호 정보의 총 데이터량이 모든 서브 캐리어의 CQI의 총 데이터량보다 커질 경우에는 통신 단말 장치에는 모든 서브 캐리어의 CQI만을 송신받도록 하기 때문에, 통신 단말 장치가 서브 캐리어 번호 정보를 송신하지 않는 만큼 상향 회선의 전송량을 줄일 수 있다.
또한，본 실시형태 1에 따르면, 통신 단말 장치는, 서브 캐리어 수 정보에 따라 기지국 장치로부터 지시받은 수의 서브 캐리어를 회선 품질이 양호한 순서대로 선택하여 기지국 장치에 통지하기 때문에, 기지국 장치가 수신 품질이 양호한 서브 캐리어에 패킷 데이터를 할당할 수 있음으로써 유저 다이버시티 효과를 얻을 수 있어 시스템 전체의 쓰루풋이 향상됨과 함께 주파수 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
(실시형태 2)
도 7은, 본 발명의 실시형태 2에 따른 무선 통신 장치(500)의 구성을 나타내는 블록도이다. 한편, 도 7에 있어서는，도 3과 동일 구성인 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 또한，통신 단말 장치의 구성은 도 4와 동일 구성이므로 그 설명은 생략한다.
할당 제어부(104)는, 회선 품질 정보 취출부(103)로부터 입력된 CQI와 유저 정보 축적부(106)로부터 입력된 각 유저의 통신 단말 장치의 유저 정보로부터 각 유저의 통신 단말 장치에 대하여 서브 캐리어를 할당함과 함께 서브 캐리어별 변조 방식을 선택한다. 그리고 할당 제어부(104)는, 할당된 서브 캐리어의 할당 정보를 서브 캐리어 할당부(110)로 출력함과 함께 선택한 변조 방식의 변조 방식 정보를 변조부(111-1~111-N)로 출력한다. 할당 제어부(104)는, 서브 캐리어마다 소정의 PER값 이하가 되도록 각 통신 상대에 대하여 서브 캐리어 및 변조 방식의 할당을 행한다. 또한，할당 제어부(104)는, 실제로 패킷 데이터를 할당한 각 유저의 통신 단말 장치에 있어서의 서브 캐리어 수 정보를 프레임 단위로 요구 서브 캐리어 수 결정부(105)로 출력한다.
요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 현 프레임의 한 개 전의 프레임에서 서브 캐리어가 할당된 통신 단말 장치에 대해서는, 할당 제어부(104)로부터 입력된 할당 제어부(104)에서 실제로 할당된 서브 캐리어 수 정보를 이용하여 서브 캐리어 수를 결정하고，결정된 서브 캐리어 수 정보를 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)로 출력한다. 한편，요구 서브 캐리어 수 결정부(105)는, 현 프레임의 한 개 전의 프레임에서 서브 캐리어가 할당되지 않은 통신 단말 장치에 대해서는, 유저 정보 축적부(106)로부터 입력된 각 통신 단말 장치의 유저 정보로부터 할당가능한 서브 캐리어 수를 결정하고，결정된 서브 캐리어 수 정보를 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)로 출력한다.
이어서, 서브 캐리어를 할당하는 방법에 대하여，도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은 서브 캐리어를 할당하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저，할당 제어부(104)는, 현 프레임의 한 개 전의 직전 프레임에서 서브 캐리어가 할당되어 있는지 여부를 판정한다(ST601).
직전 프레임에서 서브 캐리어의 할당이 있는 경우에는, 식 (4)에 따라 현 프레임에서 송신하는 서브 캐리어 수 정보의 서브 캐리어 수 Sk(t)를 결정한다(ST602).
Sk(t)=δ×Ｓ′ｋ(ｔ-1)…(4)
여기서, Sk(t): 현 프레임의 서브 캐리어 수，
Ｓ′ｋ(ｔ-1): 현 프레임의 한 개 전의 프레임에서 통신 단말 장치(200-k)에 실제로 할당된 서브 캐리어 수，
δ: 상수(단, 2.0≤δ)이다.
통신 단말 장치가 정지하고 있는 경우 또는 통신 단말 장치의 이동량이 작은 경우에는, 회선 품질의 변동이 작은 것으로 추정할 수 있는 점으로부터 통신 단말 장치측에서 식 (4)를 이용하여 서브 캐리어 수를 결정할 수 있다.
한편，단계 ST601에 있어서，직전 프레임에서 서브 캐리어의 할당이 없는 경우에는, 식 (1) 또는 식 (2)에 따라 현 프레임에서 송신할 서브 캐리어 수 정보의 서브 캐리어 수 Sk(t)를 결정한다(ST603).
이어서, 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부(107)는, 서브 캐리어 수 Sk(t)를 서브 캐리어 수 정보로서 생성하고，서브 캐리어 수 정보가 통신 단말 장치(200-k)로 현 프레임에서 통지된다(ST604).
이어서, 서브 캐리어 수 정보를 수신한 통신 단말 장치(200-k)는, 서브 캐리어 수 정보 취출부(213)에서 수신 신호로부터 서브 캐리어 수 정보를 추출하고，회선 품질 정보 형성부(215)에서 수신 품질이 양호한 순서대로 Sk개의 서브 캐리어가 선택된다(ST605).
이어서, 통신 단말 장치(200)의 회선 품질 정보 형성부(215)는, 선택된 각 서브 캐리어 또는 모든 서브 캐리어의 CQI를 생성한다(ST606).
이어서, 통신 단말 장치(200)는, 도 6에 나타내는 바와 같은 SNR 통지 포맷으로 생성된 CQI 및 CQI를 생성한 서브 캐리어 번호 정보를 무선 통신 장치(500)로 송신한다(ST607).
이어서, 무선 통신 장치(500)의 회선 품질 정보 취출부(103)에서 수신 신호로부터 CQI를 추출하고，할당 제어부(104)에서 통신 단말 장치(200-k)에 대하여 서브 캐리어를 할당한다(ST608).
이와 같이，본 실시형태 2에 따르면，기지국 장치는 각 통신 단말 장치의 요구 전송률에 근거하여 각 유저의 통신 단말 장치별로 할당할 서브 캐리어 수를 결정하고，결정된 서브 캐리어 수 정보를 통신 단말 장치로 송신하기 때문에, 통신 단말 장치는 기지국 장치로부터 할당된 서브 캐리어 수만의 CQI를 생성하여 송신하면 된다. 그 결과，제어 정보량을 줄일 수 있어 통신 효율을 향상시킬 수 있다.
또한，본 실시형태 2에 따르면，기지국 장치는, 현 프레임의 한 개 전의 프레임의 서브 캐리어 수에 상수를 승산하는 간단한 방법에 의해 서브 캐리어 수를 결정할 수 있기 때문에, 통신 단말 장치의 이동 속도가 느린 경우 또는 통신 단말 장치가 정지하고 있는 경우에 있어서，서브 캐리어를 할당하는 처리의 간이화 및 고속화를 도모할 수 있다.
또한，본 실시형태 2에 따르면, 통신 단말 장치는, 서브 캐리어 수 정보에 의해 기지국 장치로부터 지시받은 수의 서브 캐리어를 회선 품질이 양호한 순서대로 선택하여 기지국 장치에 통지하기 때문에, 기지국 장치가 수신 품질이 양호한 서브 캐리어에 패킷 데이터를 할당할 수 있어 유저 다이버시티(user diversity) 효과를 얻을 수 있음과 함께 결과적으로 시스템 전체의 쓰루풋을 향상시킬 수 있다.
한편，상기 실시형태 1 또는 실시형태 2에 있어서는，CQI를 회선 품질 정보로 한다고 하였으나, 이에 한정되지 않으며 CQI 이외의 임의의 정보를 이용할 수 있다. 또한，상기 실시형태 1의 무선 통신 장치(100) 또는 상기 실시형태 2의 무선 통신 장치(500)는 기지국 장치에 적용할 수 있다.
한편，상기 각 실시형태의 설명에 사용한 각 기능 블록은 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이것들은 개별적으로 원칩화되어도 되고 일부 또는 전부를 포함하도록 원칩화되어도 된다.
여기에서는 LSI라고 하였으나 집적도의 차이에 따라 IC，시스템 LSI，슈퍼 LSI，울트라 LSI라고 호칭되는 경우도 있다.
또한，집적 회로화의 방법은 LSI에 한정되는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 된다. LSI 제조 후에 프로그램가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나 LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성가능한 프로세서(re-configurable processor)를 이용해도 된다.
나아가서는，반도체 기술의 진보 또는 파생되는 다른 기술에 의해 LSI를 대신할 집적회로화의 기술이 등장하면，당연히 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 행하여도 된다. 바이오 기술의 적용 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
본 명세서는 2003년 8월 20일에 출원한 일본 특허 출원 제 2003-295972호에 근거한 것이다. 이 내용은 모두 본 명세서에 포함된다.
본 발명에 따른 기지국 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법은 송신하는 제어 정보량을 줄임으로써 통신 효율을 향상시키는 효과를 가지며 서브 캐리어를 할당하는 데 유용하다.
101 : 안테나 102 : 수신 RF부
103 : 회전 품질 정보 취출부 104 : 할당 제어부
105 : 요구 서브 캐리어 수 결정부 106 : 유저 정보 축적부
107 : 요구 서브 캐리어 수 정보 생성부
108 : 할당 정보 생성부 109 : 제어 정보 다중부
110 : 서브 캐리어 할당부 111 : 변조부
112 : 절환부 113 : IFFT부
114 : GI삽입부 115 : 송신 RF부

Claims (3)

  1. 통신 단말 장치로부터 CQI를 수신하는 기지국 장치로서,
    각 통신 단말 장치가 상기 기지국 장치에 대해 모든 서브 캐리어의 CQI를 송신할지, 혹은 복수의 서브 캐리어의 위치를 나타내는 제 1 정보와 상기 복수의 서브 캐리어의 CQI에 관한 제 2 정보의 총 데이터량이 상기 모든 서브 캐리어의 CQI의 총 데이터량보다 작은 상기 제 1 정보와 상기 제 2 정보를 송신할지를, 상기 각 통신 단말 장치에 대해 결정하는 결정부와,
    상기 결정부가 상기 각 통신 단말 장치에 대해 결정한 결정 내용을 나타내는 정보를 상기 각 통신 단말 장치에 송신하는 송신부와,
    상기 모든 서브 캐리어의 CQI를 송신하는 것이 결정된 통신 단말 장치로부터는 서브 캐리어의 위치를 나타내는 정보가 부가되지 않는 상기 모든 서브 캐리어의 CQI를 수신하고, 상기 제 1 정보와 상기 제 2 정보를 송신하는 것이 결정된 통신 단말 장치로부터는 상기 모든 서브 캐리어의 CQI를 수신하지 않고 상기 제 1 정보와 상기 제 2 정보를 수신하는 수신부를 가지고,
    상기 복수의 서브 캐리어의 위치를 나타내는 제 1 정보는 서브 캐리어의 번호를 이용하여 생성되는 기지국 장치.
  2. 기지국 장치가 통신 단말 장치로부터 CQI를 수신하는 수신 방법으로서,
    각 통신 단말 장치가 상기 기지국 장치에 대해 모든 서브 캐리어의 CQI를 송신할지, 혹은 복수의 서브 캐리어의 위치를 나타내는 제 1 정보와 상기 복수의 서브 캐리어의 CQI에 관한 제 2 정보의 총 데이터량이 상기 모든 서브 캐리어의 CQI의 총 데이터량보다 작은 상기 제 1 정보와 상기 제 2 정보를 송신할지를, 상기 기지국 장치가 상기 각 통신 단말 장치에 대해 결정하고,
    상기 각 통신 단말 장치에 대해 결정된 결정 내용을 나타내는 정보를 상기 기지국 장치로부터 상기 각 통신 단말 장치에 송신하고,
    상기 모든 서브 캐리어의 CQI를 송신하는 것이 결정된 통신 단말 장치로부터는 서브 캐리어의 위치를 나타내는 정보를 수반하지 않고 모든 서브 캐리어의 CQI를 수신하고, 상기 제 1 정보와 상기 제 2 정보를 송신하는 것이 결정된 통신 단말 장치로부터는 상기 모든 서브 캐리어의 CQI를 수신하지 않고 상기 제 1 정보와 상기 제 2 정보를 수신하며,
    상기 복수의 서브 캐리어의 위치를 나타내는 제 1 정보는 서브 캐리어의 번호를 이용하여 생성되는 수신 방법.
  3. 삭제
KR1020127005280A 2003-08-20 2004-08-20 무선 통신 장치 및 서브 캐리어의 할당 방법 Expired - Lifetime KR101225170B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-295972 2003-08-20
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