KR20070073508A

KR20070073508A - 광대역 무선접속 통신시스템에서 하이브리드 다이버시티모드로 통신하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070073508A
Application number: KR1020060001473A
Authority: KR
Inventors: 이종혁; 남승훈; 조면균; 정방철; 성단근; 조성수; 홍영준
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-10
Also published as: US20070191065A1; EP1806893A2

Abstract

본 발명은 광대역 무선접속 통신시스템에서 하이브리드 다이버시티 모드로 통신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 송신 방법은, 단말로부터 피드백된 정보를 이용해서 널링 서브대역들을 결정하는 과정과, 상기 단말로 전송할 데이터를 상기 널링 서브대역들이 제외된 다이버시티 존(diversity zone)에 매핑하는 과정과, 상기 다이버시티 존에 매핑된 데이터를 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조하여 송신하는 과정을 포함한다. 이와 같이, 본 발명은 채널상태가 나쁜 주파수 밴드를 데이터 전송에서 제외시킴으로써 FER(Frame Error Rate) 성능 개선 및 높은 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨로 데이터를 전송할 수 있는 이점이 있다.

다이버시티, 밴드 AMC, 널링 주파수 대역, 하이브리드 모드

Description

광대역 무선접속 통신시스템에서 하이브리드 다이버시티 모드로 통신하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING WITH HYBRID DIVERSITY MODE IN BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 하이브리드 다이버시티 모드를 위한 송신기의 송신 절차를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 하이브리드 다이버시티 모드를 위한 수신기의 수신 절차를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 동작 원리를 설명하기 위한 그래프.

도 6a 및 도 6b는 다이버시티 모드와 하이브리드 다이버시티 모드를 비교한 성능 그래프.

도 7a 및 도 7b는 전송모드에 따른 성능을 이동속도에 따라 비교한 그래프.

본 발명은 광대역 무선접속 통신시스템의 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 무선접속 통신시스템에서 다이버시티 모드와 밴드 AMC모드의 중간모드인 하이브리드 다이버시티 모드로 통신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함) 기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선 통신 기술로 인정받고 있다. 2010년경으로 예상되는 대부분의 무선통신 기술에서는 상기 OFDM 기술이 사용될 것으로 예상되며, 현재 3.5세대 기술이라고 불리는 IEEE 802.16 계열의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)에서도 상기 OFDM 기술을 표준규격으로 채택하고 있다.

상기 OFDM 기술을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템은 크게 다이버시티 모드(Diversity mode)와 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 모드로 데이터를 전송한다.

상기 다이버시티 모드는 데이터를 전체 주파수 대역에 분산하여 전송하는 기법으로, 시간축으로만 AMC가 가능하다. 즉, 밴드를 도약(hopping)하면서 전체 주파수 밴드를 모두 사용하기 때문에, 주파수 선택적(frequency selective) 특성을 가지는 무선채널에 잘 대처할 수 있다. 또한, 상기 다이버시티 모드는 일반적인 MAP을 사용하고 시간축에서만 스케쥴링이 필요하므로 복잡성과 오버헤드가 적은 특징을 갖는다.

한편, 상기 밴드 AMC 모드는 전체 밴드 중 가장 우수한 소수의 밴드들을 선택적으로 사용하는 기법으로, 평균 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)을 증가시킬 수 있어 높은 데이터 전송률을 기대할 수 있다. 하지만, 트리거 조건(triggering condition)을 만족해야만 밴드 AMC 모드를 사용할 수 있으므로 셀(cell)내 소수의 단말들만이 밴드 AMC를 사용할 것으로 예상된다. 또한, 상기 밴드 AMC 모드는 주파수축 스케쥴링까지 필요로 하고 밴드 AMC용 MAP을 사용해야 하므로 복잡성과 오버헤드가 증가하는 특징을 갖는다.

상술한 바와 같이, 높은 데이터 전송효율(Throughput)을 위해서는 채널이 좋은 밴드를 선택하여 데이터를 전송하는 밴드 AMC 모드를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 앞서 기술한 바와 같이, 밴드 AMC 모드를 사용하기 위해서는 소정 조건을 만족해야 하고, 따라서 대다수의 단말들이 다이버시티 모드로 동작할 수밖에 없다. 상기 다이버시티 모드는 전체 주파수 밴드의 채널 평균값에 의해 데이터 전송률(또는 AMC레벨)이 결정되기 때문에, 채널상태가 매우 나쁜 밴드로 인해 평균값이 현저히 낮아지는 결과를 초래할 수 있다.

실제로, 채널상태가 매우 나쁜 소수의 밴드를 제외할 경우 보다 높은 전송률(또는 MCS레벨)로 데이터를 전송할 수 있음에도 불구하고, 채널상태가 매우 나쁜 소수의 밴드로 인해 매우 낮은 전송률로 데이터를 전송해야 하는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같이, 밴드 AMC 모드와 다이버시티 모드 모두에서 나쁜 성능을 나타내는 단말이 존재할 수 있다. 따라서, 다이버시티 모드와 밴드 AMC 모드의 장점을 증대시키고 단점을 극복할 수 있는 새로운 기술이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 전송효율(throughput)을 높이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 다이버시티 모드로 동작하는 경우 채널상태가 나쁜 밴드를 데이터 전송에서 제외하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 중/저속으로 이동하는 단말에게 주파수 선택적 페이딩의 영향을 이용하여 고속의 데이터를 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 다이버시티 모드와 밴드 AMC 모드의 중간적 역할을 하는 하이브리드 모드를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선접속 통신시스템에서의 송신 방법에 있어서, 단말로부터 피드백된 정보를 이용해서 널링 서브대역들을 결정하는 과정과, 상기 단말로 전송할 데이터를 상기 널링 서브대역들이 제외된 다이버시티 존(diversity zone)에 매핑하는 과정과, 상기 다이버시티 존에 매핑된 데이터를 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선접속 통신시스템에서의 수신 방법에 있어서, 수신 신호를 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)복조하여 주파수 영역의 데이터를 발생하는 과정과, 상기 주파수 영역의 데이터를 이 용해서 채널을 추정하는 과정과, 하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 경우, 상기 채널 추정값들을 이용해서 채널상태가 나쁜 널링 서브대역들을 결정하는 과정과, 상기 널링 서브대역들을 지시하기 위한 정보를 송신기로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 벗어날 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 다이버시티 모드와 밴드 AMC 모드의 중간적 역할을 할 수 있는 "하이브리드 다이버시티 모드"를 제안하기로 한다. 여기서, 상기 하이브리드 다이버시티 모드는, 기본적으로 다이버시티 모드로 동작하되, 채널상태가 나쁜 주파수 밴드를 데이터 전송에서 제외시키는 기법이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신기는, 제어기(100), 부호기(102), 변조기(104), 부채널 매핑기(106), 프레임 버퍼(108), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)변조기(110), 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Converter; 이하 DAC라 함)(112), 및 RF처리기(114)를 포함하여 구성된다. 이하 본 발명에 따른 하이브리드 다이버시티 모드의 동작 위주로 살펴보기로 한다.

도 1을 참조하면, 먼저 제어기(100)는 하이브리드 모드로 동작하는 단말로부터 수신되는 피드백 정보를 이용해서 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨 및 데이터 전송에서 제외할 서브대역들(이하 "널링 서브대역들"이라 칭하기로 함)을 결정한다. 여기서, 상기 피드백 정보는 채널상태가 나쁜 주파수 서브대역들을 지시하기 위한 정보 및 채널품질정보(CQI : Channel Quality Information) 등이 될 수 있다. 단말은 채널상태가 나쁜 서브대역을 인덱스 혹은 비트맵 정보를 이용해서 기지국으로 피드백할 수 있다. 전체 주파수 대역을 10개의 서브대역들로 분할할 경우, 10비트의 비트맵 정보를 이용해서 채널상태가 나쁜 서브대역들을 피드백할 수 있다. 예를 들어, 피드백된 비트맵 정보가 "0 0 0 0 1 1 0 0 0 1"이라 할 때, 기지국은 5번째, 6번째, 10번째 주파수 서브대역들이 채널 상태가 나쁜 것으로 판단한다. 이러한, 비트맵 정보 및 채널품질정보는 표준 규격에서 정의되어 있는 CQI채널을 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

한편, 상기 제어기(100)는 상기 결정된 MSC레벨에 따라 부호기(102)의 부호율(coding rate) 및 변조기(104)의 변조레벨(modulation level)을 제어하고, 상기 결정된 널링(nulling) 서브대역들에 근거해서 부채널 매핑기(106)의 부채널 매핑 동작을 제어한다.

상기 부호기(102)는 입력되는 정보비트열을 해당 부호율로 부호화하여 부호화 데이터(coded bits 또는 symbols)를 출력한다. 여기서, 입력되는 정보비트의 개 수가 k이고, 부호율이 R이라 할 때, 출력되는 심볼의 개수는 k/R가 된다. 예를들어, 상기 부호기(101)는 길쌈부호기(convolutional encoder), 터보부호기(turbo encoder), LDPC(low density parity check) 부호기 등으로 구성될 수 있다.

상기 변조기(104)는 상기 부호기(104)로부터의 심볼들을 해당 변조방식(변조레벨)에 의해 신호점으로 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.

상기 부채널 매핑기(106)는 상기 변조기(104)로부터의 복소심볼들을 상기 제어기(100)에서 제공되는 부채널 할당 기법에 따라 해당 존(zone)에 매핑하고, 상기 해당 존에 매핑된 복소심볼들 각각을 실제 프레임 크기에 대응되는 프레임 버퍼(108)의 해당 메모리 주소(address)로 출력한다. 여기서, 부채널 할당 기법은 앞서 설명한 바와 같이, 다이버시티 할당기법, 하이브리드 다이버시티 할당기법, 밴드 AMC 할당기법 등이 있다. 본 발명에 따라 하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 경우, 상기 부채널 매핑기(106)는 입력되는 복소심볼들을 다이버시티 존(zone)에 매핑하는데, 이때 단말기로부터 피드백된 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에 전송할 심볼들을 매핑한다.

상기 프레임 버퍼(108)는 OFDMA변조기(110)로 제공되는 복소심볼들을 실제 순서에 맞게 정렬하기 위한 버퍼이다. 상기 프레임 버퍼(108)는 시간 동기에 근거해서 버퍼링되어 있는 복소심볼들을 OFDMA심볼단위로 순차로 출력한다.

상기 OFDMA변조기(110)는 상기 프레임 버퍼(108)로부터의 복소심볼들을 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산하여 시간영역의 샘플 데이터로 변환하고, 상기 샘플 데이터의 소정 뒷부분을 복사하여 상기 샘플데이터의 앞에 붙여 OFDMA심볼을 출력한다.

DAC(112)는 상기 OFDMA변조기(110)로부터의 샘플 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF처리기(114)는 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등의 구성들을 포함하며, 상기 DAC(112)로부터 출력한 신호를 실제 전송 가능하도록 RF처리한 후 송신안테나(Tx antenna)를 통해 무선채널로 전송한다. 상기 송신기로부터 송신하는 신호는 다중 경로 채널(multi channel)을 겪으며 잡음이 가산된 형태로 수신기의 수신안테나(Rx Antenna)로 수신된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수신기는, 제어기(200), RF처리기(202), 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter; 이하 ADC라 함)(204), OFDMA복조기(206), 부채널 디매핑기(208), 등화기(210), 복조기(212), 복호기(214) 및 채널추정기(216)를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하면, 먼저 RF처리기(202)는 전처리기(front end unit)와 필터(filter) 등의 구성들을 포함하며, 무선채널을 통과한 고주파 대역의 신호를 기저 대역 신호로 변환하여 출력한다. ADC(204)는 상기 RF처리기(202)로부터의 아날로그 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

OFDMA복조기(206)는 상기 ADC(204)로부터의 데이터에서 사이클릭 프리픽스(CP : Cyclic Prefix)를 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.

부채널 디매핑기(208)는 상기 OFDMA복조기(206)로부터의 데이터로부터 실제 데이터 심볼들을 추출하여 등화기(210)로 제공하고, 채널추정을 위한 미리 정해진 위치의 심볼(예 : 파일럿 심볼)들을 추출하여 채널추정기(216)에 제공한다.

상기 채널추정기(216)는 상기 부채널 디매핑기(208)로부터의 파일럿 심볼들을 이용해 채널 추정을 수행하고, 상기 채널 추정 값들을 제어기(200) 및 등화기(210)에 제공한다. 여기서, 상기 채널추정기(216)는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 추정도 수행하는 것으로 가정하기로 한다.

상기 등화기(equalizer)(210)는 상기 부채널 디매핑기(208)로부터 출력되는 데이터 심볼들을 상기 채널추정기(216)로부터의 채널 추정 값들을 이용해 채널보상(channel compensation)하여 출력한다. 즉, 무선채널에서 발생한 여러 잡음들을 보상하여 출력한다.

복조기(212)는 상기 등화기(210)로부터의 심볼들을 송신기의 변조방식에 따라 복조하여 부호화 데이터를 출력한다. 복호기(214)는 상기 복조기(212)로부터의 부호화 데이터를 송신기의 부호방식에 따라 복호하여 원래의 정보데이터로 복원한다.

한편, 본 발명에 따른 하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 경우, 상기 제어기(200)는 상기 채널추정기(216)로부터의 채널 추정값들을 이용해서 각 주파수 서브대역에 대한 평균 채널값을 산출하고, 상기 각 서브대역의 평균 채널값을 소정 기준값(threshold)과 비교하여 널링 서브대역들을 결정한다. 상기 널링 서브대역들을 결정한 후, 상기 제어기(200)는 상기 널리 서브대역을 제외한 나머지 주파수 대역에 대한 채널품질정보(예 : SINR)를 생성하고, 상기 널링 서브대역을 지시하기 위한 정보와 상기 채널품질정보를 기지국으로 피드백한다. 예를들어, 상기 널링 서브대역을 지시하는 정보와 상기 채널품질정보는 CQI채널을 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 하이브리드 다이버시티 모드를 위한 송신기의 송신 절차를 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 먼저 송신기는 301단계에서 전송할 데이터가 하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 단말의 데이터인지 검사한다. 만일, 상기 하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 단말의 데이터가 아니면, 상기 송신기는 313단계로 진행하여 해당 처리를 수행한다. 예를들어, 다이버시티 모드 또는 밴드 AMC 모드에 따른 해당 처리를 수행한다.

만일, 상기 하이브리드 모드로 동작하는 단말의 데이터이면, 상기 송신기는 303단계로 진행하여 상기 단말로부터 피드백된 정보를 분석해서 널링 서브대역들을 확인한다. 그리고, 상기 송신기는 305단계로 진행하여 상기 확인된 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역을 가지고 스케쥴링을 수행하여 MCS레벨 결정 및 자원 할당을 수행한다.

이와 같이, 상기 전송할 데이터가 매핑될 자원(시간-주파수 자원)이 결정되면, 상기 송신기는 307단계에서 상기 전송할 데이터를 해당 MCS레벨로 부호(coding) 및 변조(modulation)한다. 그리고, 상기 송신기는 309단계에서 상기 부호 및 변조된 데이터를 상기 스케쥴링 결과에 따른 다이버시티 존(zone)에 매핑한다. 이 때, 상기 부호 및 변조된 데이터는 상기 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에 매핑된다.

이후, 상기 송신기는 311단계에서 상기 다이버시티 존에 매핑된 데이터를 OFDMA변조하고, 상기 OFDMA변조된 데이터를 RF대역의 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 하이브리드 다이버시티 모드를 위한 수신기의 수신 절차를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 먼저 수신기는 401단계에서 안테나를 통해 수신되는 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 OFDMA복조하여 주파수 영역의 데이터를 획득한다.

이후, 상기 수신기는 403단계에서 상기 주파수 영역의 데이터로부터 채널추정을 위한 미리 정해진 부반송파 위치의 심볼(예: 파일럿 심볼)들을 추출한다. 그리고, 상기 수신기는 405단계에서 상기 추출된 심볼들을 이용해서 채널 추정을 수행한다.

이와 같이, 전체 주파수 대역에 대한 채널 추정 값들을 획득한 후, 상기 수 신기는 407단계에서 현재 하이브리드 다이버시티 모드로 동작하고 있는지를 확인한다. 만일, 상기 하이브리드 다이버시티 모드가 아닌 경우, 상기 수신기는 417단계로 진행하여 해당 전송모드(예 : 다이버시티 모드, 밴드 AMC모드)에 따른 해당 처리를 수행한다.

만일, 상기 하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 경우, 상기 수신기는 409단계로 진행하여 상기 채널 추정값들을 이용하여 각 서브대역별 평균 채널값(예 : SINR)을 산출한다. 그리고 상기 수신기는 411단계에서 상기 산출된 각 서브대역별 평균 채널값을 소정 기준값(threshold)과 비교하여 널링 서브대역을 결정한다. 여기서, 널링하는 서브대역의 결정 기준 및 개수는 다양한 방식으로 설정할 수 있다.

이와 같이, 널링 서브대역들을 결정한 후, 상기 수신기는 413단계로 진행하여 상기 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에 대한 채널품질정보(CQI)를 생성한다. 여기서, 상기 채널품질정보는 나머지 주파수 대역에 대한 SINR 값이 될 수 있다. 그리고, 상기 수신기는 415단계로 진행하여 상기 널링 서브대역들을 지시하기 위한 정보와 상기 채널품질정보를 송신기(기지국)로 피드백한다. 여기서, 상기 널링 서브대역들을 지시하기 위한 정보와 상기 채널품질정보는 CQI채널을 통해 주기적으로 피드백될 수 있다.

한편, 다이버시티 모드, 밴드 AMC 모드, 하이브리드 다이버시티 모드 중 하나를 선택하는 기준은 다양한 방법으로 설정될 수 있다. 일 예로, 단말의 이동속도에 따라 최적의 전송모드를 선택할 수 있다. 실제로 이동속도가 고속일 경우 (30km/h 이상)에는 다이버시티 모드가 적합하고, 이동속도가 저속일 경우(3km/h 미만)에는 밴드AMC 모드가 적합하며, 이동속도가 중속일 경우(3∼30km/h)에는 하디브리드 다이버시티 모드가 적합하다. 다른 예로, 단말의 채널 상황(예 : 주파수 선택적 페이딩 특성, 평균 SINR)에 따라 전송모드를 결정할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 동작 원리를 설명하기 위한 그래프이다.

그래프에서 수평축은 부반송파 인덱스를 나타내고, 수직축은 신호파워(signal power)를 나타낸다. 신호파워가 도면에서처럼 변한다고 가정할 때, 음영처리된 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역을 널링 대역으로 결정하고, 상기 음영처리된 주파수 대역만을 이용해서 데이터를 전송한다. 이와 같이, 수신파워(예 : SINR)가 좋지 않은 특정 주파수 대역에 데이터 심볼을 매핑하지 않는 전송모드를 "하이브리드 다이버시티 모드"라 정의한다.

본 발명의 성능을 입증하기 위한 시뮬레이션 결과를 살펴보면 다음과 같다.

우선, 시뮬레이션 파라미터를 살펴보면 하기 <표 1>과 같다.

파라미터
TTI duration(msec)	2
FFT size(points)	1024
OFDM sampling rate(Msamples/sec)	6.528
Ratio of OFDM sampling rate to UMTS chip rate	17/10
Guard time interval(samples/??sec)	64/9.803
Subcarrier separation(kHz)	6.375
# of OFDM symbols per TTI	12
OFDM symbol duration(??sec)	166.67
# of useful subcarrier per OFDM symbol	705
OFDM bandwidth(Mhz)	4.495
# of information symbols per TTI	8460

도 6a 및 도 6b는 다이버시티 모드와 하이브리드 다이버시티 모드를 비교한 성능 그래프이다.

도 6a는 QPSK 방식이며, 부호율 R(coding arte)=1/3, 시뮬레이션 채널환경으로 PB(Pedestrian B)=3Km/h 채널을 가정한 것이고, 도 6b는 QPSK 방식이며, R=1/2, PB=3Km/h 채널을 가정한 것이다. 수평축은 수신세기(Eb/No)를 나타내고, 수직축은 FER(Frame Error Rate)을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 다이버시티 모드(Diversity-nulling)가 기존 다이버시티 모드보다 성능 이득이 있고, 또한 채널 상황이 나쁜 서브밴드를 제외할수록 성능이 개선됨을 알 수 있다.

가장 간단한 예로, 본 발명은 단말의 이동속도에 따라 전송모드를 전환할 수 있다. 이 경우, 모드 전환을 위한 기준 속도를 결정해야 하는데, 상기 기준 속도는 시뮬레이션을 통해 최적화할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 전송모드에 따른 성능을 이동속도에 따라 비교한 그래프이다.

도 7a는 QPSK 방식이며, R=1/3, 시뮬레이션 채널환경으로 VA(Vehicular A)=10Km/h 채널을 가정한 것이고, 도 6b는 QPSK 방식이며, R=1/3, VA=30Km/h 채널을 가정한 것이다. 도면에서 수평축은 수신세기(Eb/No)를 나타내고, 수직축은 FER을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 이동속도와 지연에 따라 최적의 전송모드가 존재함을 알 수 있다. 예로서, 3km/h일 때는 밴드 AMC 모드의 성능이 최적이고, 10km/h일 때는 하이브리드 다이버시티(Diversity-nulling)가 최적이며, 30km/h일 때는 다이버시티 모드가 최적의 전송모드가 될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 상술한 본 발명의 실시예는 하항링크를 예를 들어 설명하고 있지만, 상향링크에서도 하이브리드 다이버시티 모드가 동일한 방식으로 적용될 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 채널상태가 나쁜 주파수 밴드를 데이터 전송에서 제외시킴으로써 FER 성능 개선 및 높은 MCS레벨로 데이터를 전송할 수 있는 이점이 있다. 그리고, 기본적으로 다이버시티 모드로 동작함으로써 비교적 높은 속도로 이동하는 단말에게도 적용할 수 있는 이점이 있다. 또한, 다이버시티용 MAP 할당이 가능하므로 밴드 AMC 기술에 비하여 간단하게 운용할 수 있고, 시그널링 오버헤드도 밴드 AMC에 비하여 낮은 이점이 있다.

Claims

광대역 무선접속 통신시스템에서의 송신 장치에 있어서,

단말로부터 피드백된 정보를 이용해서 널링 서브대역들을 결정하는 제어기와,

상기 단말로 전송할 데이터를 상기 널링 서브대역들이 제외된 다이버시티 존(diversity zone)에 매핑하여 출력하는 부채널 매핑기와,

상기 부채널 매핑기로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산하기 위한 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 피드백된 정보는 널링 서브대역들을 지시하기 위한 정보 및 상기 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에 대한 채널품질정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 단말로 전송할 데이터를 주어진 부호율로 부호화하여 부호 데이터를 발생하는 부호기와,

상기 부호기로부터의 부호 데이터를 주어진 변조방식으로 변조하여 변조 데 이터를 상기 부채널 매핑기로 출력하는 변조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서,

상기 부호율과 변조방식은 상기 단말로부터 피드백된 정보를 이용해서 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
광대역 무선접속 통신시스템에서의 수신 장치에 있어서,

수신 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 주파수 영역의 데이터를 발생하는 OFDMA복조기와,

상기 복조기로부터의 주파수 영역의 데이터를 이용해서 채널을 추정하는 채널추정기와,

하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 경우, 상기 채널추정기로부터의 채널 추정값들을 이용해서 채널상태가 나쁜 널링 서브대역들을 결정하고, 상기 널링 서브대역들을 지시하기 위한 정보를 송신기로 피드백하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,

상기 제어기는, 상기 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에 대한 채널품질정보를 생성하고, 상기 채널품질정보를 상기 송신기로 피드백하는 것을 특 징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,

상기 피드백하기 위한 채널은 CQI(Channel Quality Information) 채널인 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,

상기 제어기는, 각 서브대역에 대하여 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)값을 산출하고, 각 서브대역의 SINR값을 소정 기준과 비교하여 상기 널링 서브대역들을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
광대역 무선접속 통신시스템에서 전송모드를 결정하기 위한 방법에 있어서,

단말의 이동속도를 추정하는 과정과,

상기 추정된 이동속도가 중속일 경우, 상기 전송모드를 채널상태가 나쁜 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에서 전송 데이터가 도약(hopping)하는 하이브리드 다이버시티 모드로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선접속 통신시스템에서 전송모드를 결정하기 위한 방법에 있어서,

단말의 채널상태를 추정하는 과정과,

상기 추정된 채널상태가 소정 기준을 만족할 경우, 상기 전송모드를 채널상 태가 나쁜 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에서 전송 데이터가 도약하는 하이브리드 다이버시티 모드로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 채널상태는, 주파수 선택적 페이딩 특성, 평균 SINR중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선접속 통신시스템에서의 송신 방법에 있어서,

단말로부터 피드백된 정보를 이용해서 널링 서브대역들을 결정하는 과정과,

상기 단말로 전송할 데이터를 상기 널링 서브대역들이 제외된 다이버시티 존에 매핑하는 과정과,

상기 다이버시티 존에 매핑된 데이터를 OFDMA변조하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 피드백된 정보는 널링 서브대역들을 지시하기 위한 정보 및 상기 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에 대한 채널품질정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 단말로 전송할 데이터를 주어진 MCS(modulation and coding scheme)레벨에 따라 부호 및 변조하기 위한 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 MCS레벨은 상기 단말로부터 피드백된 정보를 이용해서 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선접속 통신시스템에서의 수신 방법에 있어서,

수신 신호를 OFDMA복조하여 주파수 영역의 데이터를 발생하는 과정과,

상기 주파수 영역의 데이터를 이용해서 채널을 추정하는 과정과,

하이브리드 다이버시티 모드로 동작하는 경우, 상기 채널 추정값들을 이용해서 채널상태가 나쁜 널링 서브대역들을 결정하는 과정과,

상기 널링 서브대역들을 지시하기 위한 정보를 송신기로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,

상기 널링 서브대역들을 제외한 나머지 주파수 대역에 대하여 채널품질정보를 생성하고, 상기 채널품질정보를 상기 송신기로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,

상기 피드백하기 위한 채널은 CQI 채널인 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,

상기 널링 서브대역 결정 과정은,

상기 채널추정값들을 이용해서 각 서브대역에 대하여 SINR값을 산출하는 과정과,

상기 각 서브대역의 SINR값을 소정 기준과 비교하여 상기 널링 서브대역들을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.