KR20050044018A - 이동통신시스템에서 채널별 피드백 정보 전송장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적응형 변조 기법을 사용하는 이동통신시스템에 있어, 각 부채널에 대응하여 수신측으로부터 송신측으로 제공되는 피드백 정보의 정보량을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제안하고 있다. 이를 위해 송신측에서는 피드백 정보에 대해 비균일 양자화, 차분 부호화 및 스케일링 기법을 적용함으로써 정보량을 줄일 수 있도록 한다.
Description
본 발명은 적응형 변조 기법을 사용하는 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 적응형 변조 기법을 사용하기 위해 요구되는 피드백 정보를 전송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신시스템에서 사용되는 통신방식은 크게 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 “CDMA”라 칭함) 방식과 시분할다중접속(Time Division Multiple Access, 이하 “TDMA”라 칭함) 방식으로 구분할 수 있다. 상기 TDMA 방식은 FDD(Frequency Division Duplex)에 기반한 기법과, TDD(Time Division Duplex)에 기반한 기법으로 구분된다. 상기 FDD에 기반한 기법에서는 서로 다른 반송파 주파수를 이용하여 양방향 전송을 가능하게 한다. 상기 TDD에 기반한 기법에서는 하나의 반송파 주파수를 이용하여 다중화를 가능하게 한다.
한편 차세대 이동통신시스템에서 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 여러 방식들이 제안되어 있다. 그 중 하나가 상기 FDD를 기반으로 하는 주파수 도약 직교주파수다중분할접속(Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiple Access: FH-OFDMA) 방식과 적응 변/복조(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 기법을 혼용하는 시스템이다. 상기 AMC 기법은 최대의 전송 효율을 얻는 것을 목표로 모든 사용자들의 부채널 상황을 고려하여 각 사용자별로 부채널을 할당하고 각 부채널에서 사용할 변조 방식을 정하는 기술이다. 이를 위해서는 모든 사용자들의 부채널 별 채널 이득 정보가 필요하다. 따라서 FDD 방식을 사용하는 경우 송신측에서는 하향 링크와 상향 링크 사이의 채널이 달라 채널 정보를 모든 사용자들, 즉 수신측으로부터 반드시 피드백 받아야 한다.
하지만 전술한 바와 같이 AMC 기법을 적용하기 위해 반드시 요구되는 채널 정보의 피드백은 시스템에 있어 높은 오버헤드(overhead)로 작용한다. 이는 시스템의 효율을 저하시키기 때문에 성능을 저하시키지 않는 범위 내에서의 채널 정보의 피드백이 이루어질 수 있도록 하여야 할 것이다.
따라서 전술한 바를 이루기 위한 본 발명의 목적은 적용형 변조 기법을 위한 피드백 정보를 최소화함으로써 대역 효율을 높일 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부채널 별 이득 값의 스케일링에 의해 임의 정수로 정규화하기 위한 정규화 상수를 양자화하여 피드백 정보로 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부채널 별 이득 값의 스케일링에 의한 정규화 상수를 비균일 양자화를 통해 피드백 정보로 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 스케일링 및 비균일 양자화에 의해 얻은 피드백 정보에 대해 차분 부호화를 수행하여 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 적응형 변조 기법의 시스템에서 전체 부채널의 일부만을 사용하는 경우, 피드백 정보의 양을 줄이기 위한 비균일 양자화, 차분 부호화와 스케일링 기법을 제안함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 복수의 부채널들을 사용하며, 상기 부채널별 상태 정보에 의해 변조방식 및 코딩 방식을 가변 시키는 이동통신시스템에서, 수신장치가 상기 복수의 부채널별 상태 정보를 송신장치로 전달하는 방법에 있어서, 상기 복수의 부채널 별 이득 값의 평균이 미리 정하여진 정수 값으로 정규화될 수 있도록 하는 정규화 상수를 구하는 과정과, 상기 정규화 상수의 제곱에 의해 보여지는 칩-스퀘어 분포의 MMSE를 최소화 시키는 비균일 양자화를 상기 정규화 상수에 대해 수행하는 과정과, 상기 복수의 부채널들을 기준 부채널과 차분 부호화를 적용시킬 차분 부채널로 구분하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들을 상기 기준 부채널과 상기 차분 부채널에 대응하여 전송하는 과정을 포함하며, 여기서, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 기준 부채널에 대응한 것이면 상기 상태 정보 비트를 그대로 전송하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 차분 부채널에 대응한 것이면 이전 부채널에 대응한 채널별 상태 정보 비트와의 차이 값을 전송함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 복수의 부채널들을 사용하며, 상기 부채널별 상태 정보에 의해 변조방식 및 코딩 방식을 가변 시키는 이동통신시스템에서, 상기 복수의 부채널별 상태 정보를 송신장치로 전달하는 수신장치에 있어서, 상기 복수의 부채널 별 이득 값의 평균이 미리 정하여진 정수 값으로 정규화될 수 있도록 하는 정규화 상수를 구하는 스케일링부와, 상기 정규화 상수의 제곱에 의해 보여지는 칩-스퀘어 분포의 MMSE를 최소화 시키는 비균일 양자화를 상기 정규화 상수에 대해 수행하는 비균일 양자화부와, 상기 복수의 부채널들을 기준 부채널과 차분 부호화를 적용시킬 차분 부채널로 구분하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들을 상기 기준 부채널과 상기 차분 부채널에 대응하여 전송하는 차분 부호화부를 포함하며, 여기서, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 기준 부채널에 대응한 것이면 상기 상태 정보 비트를 그대로 전송하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 차분 부채널에 대응한 것이면 이전 부채널에 대응한 채널별 상태 정보 비트와의 차이 값을 전송함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
후술 될 본 발명의 실시 예에서는 주파수 분할 동시 송수신 방식(Frequency Division Duplex, 이하, “FDD”로 약함)을 기반으로 하는 주파수 도약 직교주파수다중분할접속(Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiple Access: FH-OFDMA) 및 적응 변복조(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 혼용 시스템이다. 상기 AMC 기법은 앞에서도 밝힌 바와 같이 최대의 전송 효율을 얻는 것을 목표로 모든 사용자들의 부채널 상황을 고려하여 각 사용자들에게 부채널을 할당하고 각 부채널에서 사용할 변조 방식을 정하는 기술이다. 이를 위해서는 모든 사용자들의 부채널 별 채널 이득 정보가 필요한데, FDD 방식을 사용하는 경우 하향 링크와 상향 링크 사이의 채널이 달라 채널 정보를 모든 사용자들로부터 반드시 피드백 받아야 한다. 이런 채널 정보의 피드백은 시스템에서 높은 오버헤드(overhead)로 작용하여 시스템의 효율을 떨어뜨리기 때문에 시스템의 성능을 저하시키지 않는 한도 내에서 최소화 시킬 필요가 있다. 후술 될 본 발명에서는 AMC 기법을 사용하는 시스템에서 전체 부채널들 중 일부 부채널만을 사용한다고 가정하고 있다.
본 발명은 이동통신 시스템을 위한 것으로 FDD 기반의 FH-OFDM/AMC 셀룰라 시스템에서 AMC를 위한 피드백 정보를 최소화 함으로써 대역 효율을 높일 수 있는 방법을 제시한다. 본 발명에서 고려하고 있는 AMC는 AMC를 위해 사용하는 부채널들을 사용자들에게 할당하고 부채널 별 변조 방식을 결정할 때, 모든 사용자들의 부채널 이득 값을 비교하여 최적화된 방식을 찾는 기법이다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 적용하기 위한 OFDMA 시스템에 있어, 송신장치의 구성을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 1에서 K는 전체 사용자들의 수를 의미하며, N은 부채널들의 수를 의미한다. 상기 도 1에서는 K명의 사용자들에 대한 데이터들이 N개의 부채널들을 통해 전송됨을 볼 수 있다.
상기 도 1을 참조하면, K명의 사용자들 각각으로 전송하고자 하는 데이터들(User 1 data, User 2 data, …, User K data)은 적응형 변조부(Adaptive Modulation)(130)로 입력된다. 상기 K명의 사용자들 각각으로부터 피드백 되어 수신되는 채널 정보들(110)은 부채널 할당 및 비트 로딩 알고리즘부(120)로 제공된다. 상기 부채널 할당 및 비트 로딩 알고리즘부(120)는 상기 사용자별로 제공되는 채널 정보들에 의해 각 사용자별로 부채널을 할당하고, 상기 할당된 부채널 상에서 사용할 비트들을 로딩한다. 상기 적응형 변조부(130)는 상기 부채널 할당 및 비트 로딩 알고리즘부(120)에 의해 결정된 바에 의해 상기 사용자 데이터들을 적응적으로 변조한 후 이를 N개의 부채널(Subcarrier 1, Subcarrier 2, …, Subcarrier N) 별로 분리하여 출력한다. 상기 부채널별로 분리된 사용자 데이터들은 역고속 푸리에 변환부(IFFT)(140)로 입력된다. 상기 역고속 푸리에 변환부(140)는 상기 부채널별로 입력되는 주파수 영역의 사용자 데이터들을 시간영역의 신호로 변환하는 IFFT를 수행한다. 그리고 상기 IFFT 변환된 하나의 복수의 신호 열들을 하나의 신호 열로써 출력한다. 이는 참조번호 150으로 입력되어 보호구간(Cyclic Prefix)이 삽입된 후 아날로그 형태의 신호로 변환된다. 상기 아날로그 형태로 변환된 신호는 안테나(160)를 통해 무선 상으로 전송된다.
전술한 송신장치의 구성에서도 볼 수 있듯이, AMC 기법을 적용하기 위해 각 사용자들로부터 채널 정보를 수신한 후 이를 이용하여 부채널을 할당하고, 비트를 로딩하도록 하고 있습니다. 즉 사용자별 채널 정보에 의해 적응형 변조가 이루어지도록 하는 구성을 보이고 있습니다.
도 2는 상기 도 1에서 보이고 있는 송신장치에 대응한 수신장치의 구성을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 2에서는 K명의 사용자들 중 임의의 사용자의 수신장치에서 N개의 부채널들로 전송되는 사용자 데이터를 수신하는 것을 가정하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 안테나를 통해 수신되는 아날로그 형태의 신호는 참조번호 210의 요소로 제공되어 디지털 형태의 신호로 변환된 후 상기 디지털 신호로부터 보호구간이 제거된다. 상기 보호구간이 제거된 수신신호는 직/병렬 변환 및 고속 푸리에 변환부(220)로 전달된다. 따라서 상기 수신신호는 N개의 부채널들 별로 분리되며, 상기 분리된 병렬 신호들 각각에 대해서는 FFT가 이루어진다. 상기 부채널 별로 FFT가 수행된 수신신호들은 부채널 선택 및 적응형 복조부(230)로 전달된다.
한편 수신장치에도 상기 송신장치에서와 같은 부채널 할당 및 비트 로딩 알고리즘부(240)를 가진다. 상기 부채널 할당 및 비트 로딩 알고리즘부(240)에서는 자신이 사용할 부채널들을 할당하고, 상기 할당한 부채널에서 사용할 비트들을 결정한다. 상기 사용할 비트들을 결정함으로써, 상기 적응형 복조부(230)가 수행할 복조 방식이 결정된다. 상기 복조 방식이 결정되면, 상기 부채널 선택 및 적응형 복조부(230)에서는 상기 N개의 부채널들 중 상기 결정된 부채널을 선택한다. 그리고 상기 선택한 부채널을 통해 수신되는 사용자 데이터를 상기 결정한 복조방식에 의해 복조하여 최종 사용자 데이터로 출력한다.
상기 도 1과 상기 도 2를 통해 살펴본 바와 같이, 송신측 AMC 모듈에서는 모든 사용자들의 부채널 별 채널 이득을 비교하여 K명의 전체 사용자들에게 N개의 부채널들을 중복되지 않게 할당하고, 각 사용자 별로 할당 받은 부채널에 비트를 할당한다. 상기 비트 할당에 의해 각 부채널들에 대응하여 사용할 변조 방식이 정하여 진다. 기지국에서 수행된 부채널 및 비트 할당 정보는 하향 링크의 제어 채널을 통해 각 사용자들로 전송되고 각 사용자는 이 정보를 이용하여 신호를 복조하게 된다. 송신측의 AMC 모듈에서 최적의 부채널 및 비트 할당을 하기 위해서는 모든 사용자들로부터 가능한 한 정확한 부채널 별 채널 이득 정보를 전송 받아야 한다. 따라서 고려해야 할 문제는 수신측에서 추정된 부채널 별 채널 이득 정보를 송신측에 전달할 때, 피드백 되는 정보량을 큰 성능 저하 없이 최소화 시키는 것이다. 기존 연구에서는 대부분 피드백 정보가 정확하고 완벽하게 보장된다고 가정하고 있으나 실제 상황에서는 이러한 가정은 맞지 않다. 한편, 전체 부채널의 개수가 시간 영역 채널 파라미터의 개수보다 큰 값임을 이용하여 부채널 별 이득 값 대신 시간 영역의 채널 정보를 피드백 시키려는 시도가 있었다. 하지만, 본 발명에서 고려하는 전체 부채널들 중 일부를 AMC를 위해 사용하는 시스템에서는 시간 영역의 채널 정보량이 부채널 별 채널 이득 값보다 훨씬 많게 된다.
후술 될 본 발명은 AMC 기법을 OFDMA 시스템에 적용함으로써 발생할 수 있는 제반적인 문제점을 해결하기 위한 방안에 대해 제안할 것이다. 상기 AMC 기법을 위한 피드백 방식은 시간 영역 채널 정보의 피드백과 주파수 영역 채널 정보의 피드백으로 구분할 수 있다. 상기 시간 영역 채널 정보의 피드백은 각 다중경로 채널의 크기와 위상 정보를 전송하며, 상기 주파수 영역 채널 정보의 피드백은 ANC에 사용되는 부채널의 채널 크기 값을 전송한다. 본 발명에서 고려하고 있는 OFDM/AMC 시스템에서는 AMC에 할당된 부채널들의 채널 정보량 보다 시간 영역의 채널 정보량이 많을 수 있다. 일 예로써, 전체 부채널이 64개일 때 상기 64개의 부채널들 중 16개의 부채널이 AMC를 위해 할당되고, 채널 길이가 12텝(tap)인 경우를 가정할 수 있다. 전술한 예에서는 시간 영역의 채널 정보량은 “192 비트(12×8bit×2)”이며, 주파수 영역의 채널 정보량은 “64비트(16×4bit)”이다.
본 발명의 실시 예에서 채널 이득에 의해 피드백 정보를 전송하기 위한 절차는 채널 이득 값의 스케일링 절차와, 비균일 양자화 절차 및 차분 부호화 절차로 구성된다.
1) 채널 이득 값의 스케일링 절차 ; 각 사용자들은 부채널 별 이득 값의 평균을 1로 정규화 시킨다. 이때 필요한 정규화 상수를 c라 정의하며, 이는 해당 사용자 채널의 경로 손실(Path loss)을 의미한다. 따라서 상기 경로 손실 정보 상수 c를 양자화하여 피드백 정보로 전송하는 것이 가능하다. 이 과정을 통하여 양자화 구간을 일정하게 유지하고 양자화 효율을 높일 수 있다.
2) 비균일 양자화 절차 ; 부채널 및 비트 할당 최적화를 위해 부채널 별 채널 이득의 제곱 값을 피드백 시켜야 한다. 채널 이득 크기의 제곱은 도 3과 같은 chi-square 분포를 보인다. 따라서 스케일링된 채널 이득 값을 양자화하는 경우 chi-square 분포의 MMSE를 최소화 시키는 최적화 비균일 양자화기의 설계가 가능하다. 이 과정을 통해 적은 양자화 단계를 사용하여 높은 양자화 단계를 사용한 경우와 거의 동일한 성능을 얻을 수 있다.
3) 차분 부호화 절차 ; 각 부채널의 채널 이득 값이 옆 부채널의 채널 이득 값과 상관 관계가 큰 성질을 이용하여, 전술한 스케일링 절차와 비균일 양자화 절차를 통해 얻어진 채널 이득 피드백 정보에 차분 부호화를 수행하여 전송한다. 이 과정을 통하여 성능 저하 없이 피드백 정보량을 더 줄일 수 있다.
이하 본 발명의 실시 예에 따라 채널 정보 피드백 방식을 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에서 제시하는 채널 정보 피드백 방식을 사용하는 경우, 경로 손실 정보 상수의 양자화를 위해 각 사용자당 L 비트가 사용되고, 부채널 별 양자화를 위해서는 Q 비트가 사용된다. 그리고 AMC 기법을 위해 N개의 부채널들이 할당되었음을 가정하면 각 사용자당 L+NQ 비트의 피드백 정보량이 차분 부호화 전에 필요하다.
본 발명의 스케일링 기법을 사용하는 경우 각 사용자들과 기지국간의 거리에 관계없이 양자화 영역을 일정하게 유지할 수 있다. 일반적으로 양자화가 효율적으로 이루어지기 위해서는 기지국에서 먼 위치에 존재하는 사용자들의 경우 부채널 이득 값이 대부분 매우 작기 때문에 양자화 영역(quantization range)이 작아야 한다. 또한 기지국에서 가까이 위치하는 사용자의 경우에는 부채널 이득 값이 크기 때문에 양자화 영역이 커야 한다. 따라서, 양자화 영역 정보를 따로 전송하지 않기 위해서는 모든 사용자의 양자화 영역이 같아야 하고 이를 위해서는 채널 이득 값이 정규화 되어야 한다. 스케일링부(310)는 채널 이득 값을 입력하고, 상기 채널 이득 값이 미리 결정된 정수로 정규화될 수 있도록 하는 정규화 상수 c를 결정한다. 상기 정규화 상수 c는 특정 사용자의 부채널 별 채널 이득 값 전체를 결정지어주기 때문에 일반적으로 L 값은 Q 값보다는 큰 값이 되어야 한다.
상기 스케일링된 채널 이득 값은 비균일 양자화부(320)로 제공된다. 상기 스케일링된 채널 이득 값을 양자화함에 있어 채널 이득 크기의 제곱은 도 4에서와 같이 chi-square 분포를 보인다. 상기 chi-square 분포의 MMSE를 최소화 시키는 비균일 양자화 단계 적용하여 양자화 한다. 상기 비균일 양자화 단계는 하기 <수학식 1>과 <수학식 2>로써 표현될 수 있다.
상기 비균일 양자화 단계를 통하여 Q 값을 줄일 수 있다. 상기 비균일 양자화 단계를 거쳐 출력되는 Q 비트 정보들은 차분 부호화부(330)로 제공된다. 상기 차분 부호화부(330)에서 수행되는 차분 부호화 기법은 스케일링 기법과 비균일 양자화 기법을 통해 얻은 각 부채널 당 Q 비트 정보들을 더 줄인다. 차분 부호화를 위해서는 도 5에 나타난 것처럼 AMC를 위해 할당된 N개의 부채널들을 기준 부채널과 차분 부호화를 적용시킬 부채널로 나눈다. 그리고 상기 기준 부채널들은 비균일 양자화 결과인 Q 비트가 그대로 부채널 별 정보로써 출력되고, 나머지 차분 부호화를 적용시킬 부채널들의 정보는 바로 전 부채널의 Q 비트와 해당 부채널의 Q 비트의 차이 값이 된다. 이때, 기준 부채널은 오류 전파(error propagation)를 줄이기 위해 N개의 부채널 가운데 균일하게 위치 시킨다. 상기 차이 값 정보는 피드백 정보량을 줄이기 위해 Q 비트 미만으로 제한한다. 이 경우, 각 사용자당 피드백 량이 L+NQ 비트에서 더 줄어들게 된다.
이하 미리 정의된 실험 환경에서 앞서 제안된 방법에 의한 실험을 통해 본 발명의 성능을 살펴보도록 한다. 즉, 최소전력을 이용하여 각 사용자의 원하는 데이터 전송속도를 보장하도록 AMC를 수행할 때, 본 발명의 피드백 기법을 사용한 경우의 성능을 피드백이 정보가 정확한 이상적인 경우와 비교한다. 성능 비교는 비트 오차 율 (bit error rate: BER)로 수행한다.
실험 환경은 다음과 같다.
- OFDM 파라미터 ; 전체 부채널 개수 64개, CP 개수 8개, 등화는 오차 없는 정확한 채널로 수행함.
- 실험을 간단하게 하기 위해 64개의 부채널을 모두 AMC 위해 사용한다고 가정함(채널의 주파수 선택도가 일정하면 성능의 변화가 없다).
- 시불변 채널 ; 한 프레임 내에서 채널 변화 없음.
- 부채널 및 비트 할당 최적화 ; 4명의 모든 사용자는 64 비트를 할당 받은 것으로 가정하고, 사용자들과 기지국과의 거리는 일정하다고 가정함. 또한 각 프레임마다 부채널 및 비트 할당 최적화를 수행하도록 함.
- 양자화 기법 ; Q가 3인 경우 비균일 양자화 혹은 균일 양자화를 수행하며, Q사 4인 경우는 균일 양자화를 수행함.
- 차분 부호화 기법 ; 기준부채널 4개마다 혹은 32개마다 존재하는 것으로 함.
- 반복 회수 ; 1000 프레임
- 1 프레임 ; 100 OFDM 심볼
- 각 사용자의 BER을 평균하여 비교함.
- 비교 시스템 ; 각 사용자가 16개식의 부채널을 사용하며, 모든 부채널에 4비트가 할당(16-QAM 사용)된 기존의 고정 변조 방식을 사용함.
도 6은 비균일 양자화만 수행되었을 때, 채널 정보가 정확한 경우, 균일 양자화가 수행된 경우 및 고정 변조 방식이 사용한 경우에 대해 비교한 것이다. 채널 정보를 3 비트로 비 균일하게 양자화한 경우는 3 비트로 균일하게 양자화한 경우보다 약 0.5dB의 성능 향상이 있다. 이는 4 비트로 균일하게 양자화한 경우와 거의 비슷한 성능을 보이는 것으로, 비균일 양자화를 사용하여 각 부채널 당 1 비트씩 피드백 정보량을 줄일 수 있음을 확인할 수 있다. 한편, 3 비트로 비균일 양자화한 경우 채널 정보가 정확한 경우에 비해 성능 저하가 거의 없다.
도 7은 차분 부호화 기법까지 적용하여 모의 실험한 결과이다. 이때 전체 부채널에 대하여 차분 부호화가 이루어진 경우를 가정한다. 인접 부채널의 이득 값의 차이가 2 이상인 경우는 전체 부채널의 0.22% 정도이기 때문에, 차분 부호화 시 기준 부채널을 32개당 하나만 두어도 차분 부호화를 수행하지 않은 경우와 거의 비슷한 성능을 보인다. 이 경우 차분 부호화를 사용하지 않은 경우의 사용자당 192 비트 전송량에서 차분 부호화를 사용하여 사용자당 130비트로 피드백 정보량을 줄일 수 있고, 이는 피드백 정보량을 약 33%를 감소시킨 것이다.
전술한 본 발명의 실시 예에서는 피드백 정보를 줄이기 위해 스케줄링 단계와 비균일 양자화 단계 및 차분 부호화 단계를 모두 수행하는 것으로 기재하고 있다. 하지만 AMC 기법을 사용하는 시스템에서는 본 발명에서 밝히고 있는 세 가지의 단계들 중 하나 또는 두개의 단계만을 적용하더라도 피드백 정보를 줄일 수 있는 동일한 효과를 가질 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명은 본 발명을 적용할 경우 FDD 기반의 OFDMA/AMC을 사용하는 시스템의 경우, 수신측에서 송신측으로 피드백 해주는 부채널 별 채널 이득 정보의 양을 최소화 할 수 있다. 이는 송신측의 부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 수신측에서도 AMC 기법에 의해 채널 상황에 적절한 변조 및 코딩 기법을 적용할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명을 적용하기 위한 적응형 변조 기법을 사용하는 직교주파수다중분할접속 시스템에서의 송신기 구조를 보이고 있는 도면.
도 2는 도 1에서의 송신기에 대응한 수신기의 구조를 보이고 있는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 채널별 피드백 정보를 처리하기 위한 구성을 보이고 있는 도면.
도 4는 본 발명에서 피드백 정보를 처리함에 있어 제안하고 있는 비균일 양자화 기법에 따른 치-스퀘어(chi-square)의 분포를 보이고 있는 도면.
도 5는 본 발명에서 피드백 정보를 처리함에 있어 제안하고 있는 차분 부호화 기법을 개념적으로 보이고 있는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비균일 양자화 기법에 의한 모의 실험 결과를 보이고 있는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차분 부호화 기법에 의한 모의 실험 결과를 보이고 있는 도면.
Claims (6)
- 복수의 부채널들을 사용하며, 상기 부채널별 상태 정보에 의해 변조방식 및 코딩 방식을 가변 시키는 이동통신시스템에서, 수신장치가 상기 복수의 부채널별 상태 정보를 송신장치로 전달하는 방법에 있어서,상기 복수의 부채널 별 이득 값의 평균이 미리 정하여진 정수 값으로 정규화될 수 있도록 하는 정규화 상수를 구하는 과정과,상기 정규화 상수의 제곱에 의해 보여지는 칩-스퀘어 분포의 MMSE를 최소화 시키는 비균일 양자화를 상기 정규화 상수에 대해 수행하는 과정과,상기 복수의 부채널들을 기준 부채널과 차분 부호화를 적용시킬 차분 부채널로 구분하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들을 상기 기준 부채널과 상기 차분 부채널에 대응하여 전송하는 과정을 포함하며,여기서, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 기준 부채널에 대응한 것이면 상기 상태 정보 비트를 그대로 전송하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 차분 부채널에 대응한 것이면 이전 부채널에 대응한 채널별 상태 정보 비트와의 차이 값을 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비균일 양자화는 하기 <수학식 3>과 하기 <수학식 4>에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기준 부채널은 일정 주기에 의해 배열됨을 특징으로 하는 상기 방법.
- 복수의 부채널들을 사용하며, 상기 부채널별 상태 정보에 의해 변조방식 및 코딩 방식을 가변 시키는 이동통신시스템에서, 상기 복수의 부채널별 상태 정보를 송신장치로 전달하는 수신장치에 있어서,상기 복수의 부채널 별 이득 값의 평균이 미리 정하여진 정수 값으로 정규화될 수 있도록 하는 정규화 상수를 구하는 스케일링부와,상기 정규화 상수의 제곱에 의해 보여지는 칩-스퀘어 분포의 MMSE를 최소화 시키는 비균일 양자화를 상기 정규화 상수에 대해 수행하는 비균일 양자화부와,상기 복수의 부채널들을 기준 부채널과 차분 부호화를 적용시킬 차분 부채널로 구분하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들을 상기 기준 부채널과 상기 차분 부채널에 대응하여 전송하는 차분 부호화부를 포함하며,여기서, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 기준 부채널에 대응한 것이면 상기 상태 정보 비트를 그대로 전송하고, 상기 비균일 양자화에 의해 구하여진 채널별 상태 정보 비트들이 차분 부채널에 대응한 것이면 이전 부채널에 대응한 채널별 상태 정보 비트와의 차이 값을 전송함을 특징으로 하는 상기 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 비균일 양자화는 하기 <수학식 3>과 하기 <수학식 4>에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 상기 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 기준 부채널은 일정 주기에 의해 배열됨을 특징으로 하는 상기 장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020030078526A KR20050044018A (ko) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 이동통신시스템에서 채널별 피드백 정보 전송장치 및 방법 |
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| KR20050044018A true KR20050044018A (ko) | 2005-05-12 |
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ID=37244429
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| KR1020030078526A KR20050044018A (ko) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 이동통신시스템에서 채널별 피드백 정보 전송장치 및 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20050044018A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100690089B1 (ko) * | 2005-12-16 | 2007-03-08 | 한국전기연구원 | 비일치성 초광대역 시스템의 비트오율 성능향상을 위한최적임계값 결정방법 |
| KR101024105B1 (ko) * | 2008-01-22 | 2011-03-22 | 한국전자통신연구원 | 시간영역 채널 값의 양자화를 이용한 채널 상태 전달 방법 |
| US8331481B2 (en) | 2008-01-22 | 2012-12-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for channel state feedback by quantization of time-domain coefficients |
-
2003
- 2003-11-07 KR KR1020030078526A patent/KR20050044018A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
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