KR100364782B1 - 통신 시스템의 데이터 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 수신단(단말기)의 채널 환경 변화에 따라 최적의 데이터 전송률을 결정하고 이 데이터 전송률을 송신단(기지국)에 제공하여 송신단에서 최적의 데이터 전송률로 데이터를 전송하도록 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 통신 시스템의 데이터 전송 방법은 단말기에서 파일럿 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 측정된 수신 감도가 좋을수록, 높은 데이터 전송률이 결정되도록, 상기 수신감도에 따른 최적의 데이터 전송률의 범위를 테이블화한 가변형 매핑 테이블을 수정하는 단계와, 상기 수정된 매핑 테이블에 따라 데이터 전송률을 결정하는 단계와, 상기 결정된 데이터 전송률을 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 송신되기 위한 데이터를 부호 처리하고, 상기 처리된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 보다 향상된 데이터 처리량(throughPut)과 지연 감소, 그리고, 재전송 성공 확률의 증가를 통해 메모리 부족 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

통신 시스템의 데이터 전송 방법{Method for Data Transmission in Communication System}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 수신단(단말기)의 채널 환경 변화에 따라 최적의 데이터 전송률을 결정하고 이 데이터 전송률을 송신단(기지국)에 제공하여 송신단에서 최적의 데이터 전송률로 데이터를 전송하도록 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신 시스템은 사용자의 위치나 이동 속도에 따라 통신 환경이 모든 순간 변화하는 채널을 가지며 이 채널 환경 변화로 인한 통신 환경은 매우 열악하다. 특히, 전 세계는 폭발적으로 증가하고 있는 인터넷 등의 데이터 통신 서비스를 무선 사용자에게도 제공하기 위한 무선 데이터 통신 서비스의 새로운 이동 통신 방식인 IMT-2000 시스템을 만들기 위해 표준안을 마련하고 있다. 하지만, 이러한 무선 통신 환경의 열악성은 전송 데이터 속도의 제한을 가져온다.
종래에는 이러한 열악성을 극복하고 사용자가 요구하는 통화 품질을 제공하기 위해서 여러 가지 방법들을 이용하고 있다. 그 중의 하나가 데이터 레이트(data rate)를 조절하는 방법이 있다.
이 데이터 레이트(data rate) 조절 기법은 통신 환경이 좋을 경우에는 직교 변조(Quadrature Amplitude modulation; QAM)와 같은 고속의 데이터 전송이 가능한 전송방식을 이용하고, 통신 환경이 열악할 경우에는 간섭 잡음에 강하지만 전송 속도가 느린 위상 쉬프트 변조(Phase Shifting Keying; PSK)방식을 이용하는 등의 변조 방식을 선택적으로 변화시키는 방법이 있다.
또는 통신 환경에 따라 부호화 레이트(Coding rate)를 변화시킴으로써 제한된 무선 채널을 효율적으로 이용하는 방법이 있다.
상기 부호화 레이트(Coding rate)를 변화시키는 방법은 정보 데이터에 중복성(redundancy)을 주어 에러율을 감소시키는 방법이다.
예를 들어, 통신 환경이 매우 열악한 경우에는 데이터의 중복성(redundancy)을 증가시켜 부호화 레이트(Coding rate)가 감소되는 코딩방식을 사용함으로써 데이터 속도를 감소시킨다.
반대로, 좋은 통신 환경에 대해서는 중복성(redundancy)을 감소시켜 부호화 레이트(Coding rate)가 증가되는 코딩 방식을 사용함으로써 데이터 속도를 증가시킨다.
그러나, 이와 같은 종래 통신 시스템의 데이터 전송 방법은 어떤 서비스에 대해서도 그 서비스의 데이터 전송률을 결정하는데 있어서 실질적인 사용자의 채널 환경의 분석이 없이 전송될 데이터의 양으로만 전송률이 결정된다.
그러므로, 통화 품질의 저하는 물론 오류가 일어난 데이터의 재전송으로 야기되는 전송 지연(delay)까지 발생하여 큰 손실을 입는 문제점이 발생한다.
한편, 무선 통신 환경을 통해 전송된 데이터는 프레임 단위로 에러 정정 코드(Cyclic Redundancy Code)를 이용하여 에러 체크를 한다.
이러한 에러 정정 코드(Cyclic Redundancy Code)를 이용한 에러 체크 방식은 한 프레임(시작 플래그와 종료 플래그 사이)내의 모든 비트를 대상으로 비트 오류를 검출하기 위하여 사용되는 방식으로써, 송신단(기지국)에서는 플래그를 제외한 프레임 전체를 하나의 큰 "수(number)"로 취급하여 수신단과 미리 약속된 패턴의 숫자(예:100100000100010011)로 나눈 나머지를 프레임 체크 열(FCS)에 실어 보낸다.
수신단은 상기 똑같은 패턴의 숫자로 상기 수신된 프레임을 나누어 그 나머지를 상기 프레임 체크 열(FCS)과 비교함으로써 프레임내에서 발생하는 비트 오류를 검출한다.
이러한 에러 정정 코드(CRC)를 이용한 에러 체크 방식은 통신 환경의 상태가 열악한 경우 비트 패턴의 열을 증가시켜 비트 오류 검출의 신뢰성을 높인다.
이때, 상기 에러가 발생하게 되면 수신단은 에러가 발생한 프레임에 대해서 송신단으로 재전송을 요구한다.
상기 재전송이 요구된 프레임의 에러율을 줄이기 위해 수신단에서는 재전송을 요구한 데이터를 저장하고 있다가 재전송해오는 데이터를 처음에 전송해왔던 데이터와 함께 소프트 컴바이닝(soft combining)을 하여 전송된 데이터의 에러율을 향상시킨다.
그러나, 이 소프트 컴바이닝(soft combining) 방식을 이용하기 위해서는 필수적으로 메모리가 필요하고, 만약 재전송된 데이터 역시 에러가 발생한다면 추가적인 메모리로 인해 결국 메모리 부족 문제가 발생한다. 또한, 데이터의 재전송으로 인하여 데이터 전송 지연이 발생한다.
그러므로, 재전송해오는 데이터는 또 다시 에러가 발생하는 것을 방지하기 위해 수신될 확률을 높여서 전송하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 수신단(단말기)의 채널 상태를 측정하여 이 채널 상태에 따른 최적의 전송률을 결정하는 것에 의해 전송 효율을 향상시킬 수 있는 통신 시스템의 데이터 전송 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수신단(단말기)의 데이터 재전송 요구시 송신단(기지국)에서 전송되는 데이터의 수신 확률을 향상시키는 통신 시스템의 데이터 전송 방법을 제공하기 위한 것이다.본 발명의 또 다른 목적은 전송되는 데이터 상에 에러가 반복하여 발생하는 것을 방지하는 메모리의 필요 용량을 감소시킬 수 있는 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 단말기로부터 수신된 수신신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 측정된 수신감도가 좋을수록 높은 데이터 전송률이 결정되도록, 상기 수신감도에 따른 최적의 데이터 전송률 범위를 테이블화한 가변형 매핑 테이블을 수정하는 단계와, 상기 수정된 매핑 테이블에 따라 데이터 전송률을 결정하는 단계와, 상기 결정된 데이터 전송률을 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 송신되기 위한 데이터를 부호 처리하고, 상기 처리된 데이터를 상기 단말기로 전송한다.바람직하게, 상기 수신 감도는 상기 단말기에서 수신된 상기 수신신호 내에 포함된 파일럿 신호의 전력 크기와, 비트 에러율과, 신호대 간섭비와, 프레임 에러율중의 어느 하나를 이용하여 측정된다.그리고, 상기 단말기에서 수신된 데이터 프레임이 에러가 발생할 경우, 상기 기지국에서 상기 신호에 전송 전력을 더 할당하는 방법으로 상기 수신 감도를 보상하는 단계와, 상기 기지국에서 상기 수신 감도가 보상된 데이터를 상기 단말기에 재전송하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.바람직하게, 상기 기지국에서 전송되기 위한 데이터는 상기 결정된 데이터 전송률에 해당하는 부호화 레이트 및 변조 방식에 의해 처리된다.그리고 상기 단말기에서 수신된 데이터 프레임에 에러가 발생한 경우, 상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 의해 상기 신호를 처리하는 단계와, 상기 처리된 데이터를 상기 기지국으로부터 상기 단말기로 재전송하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 고정형 알고리즘에 의해 수신 신호의 데이터 전송률에 대해 수신 감도의 고정된 범위를 갖는 매핑 테이블을 마련하는 단계와, 단말기에서 상기 수신 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 순차적으로 결정하는 단계와, 상기 결정된 데이터 전송률을 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 송신되기 위한 데이터를 부호처리하고, 상기 처리된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.바람직하게 상기 데이터 전송률을 결정하는 단계는, 상기 단말기에서 수신된 수신 데이터에 에러가 존재할 때 상기 매핑 테이블 상에서 한 스텝 하강시키는 단계와, 그리고, 상기 매핑 테이블 상에서 상기 하강된 수신 감도에 해당하는 데이터 전송률을 상기 수신 신호에 상응하는 데이터 전송률로서 결정하며, 상기 에러는 에러 정정 코드에 의해 체크된다.그리고 상기 데이터 전송률을 결정하는 단계는, 상기 단말기에서 수신된 데이터에 에러가 존재하지 않을 때 상기 매핑 테이블 상에서 한 스텝 상승시키는 단계와, 그리고 상기 매핑 테이블 상에서 상기 상승된 수신 감도에 해당하는 데이터 전송률을 상기 수신 신호에 상응하는 데이터 전송률로서 결정하는 단계를 더 포함하여 이루어지며, 상기 에러는 상기 수신 신호 상에서 에러 정정 코드에 의해 체크된다.바람직하게 상기 수신 감도는 상기 단말기에서 수신된 상기 수신 신호내에 포함된 파일럿 신호의 전력 크기, 비트 에러율과, 신호 대 간섭비와, 그리고 프레임 에러율중의 어느 하나를 이용하여 측정된다.그리고 상기 기지국에서 전송되기 위한 데이터는 상기 결정된 데이터 전송률에 해당하는 부호화 레이트 및 변조 방식에 의해 처리된다.이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 고정형 알고리즘에 의해 수신 신호의 데이터 전송률에 대해 고정된 범위의 수신 감도를 갖는 매핑 테이블을 마련하는 단계와, 단말기에서 수신된 수신 신호 상에 에러가 존재하는지를 체크하고, 이 체크 결과에 종속하여 가변형 알고리즘을 이용하여 상기 매핑 테이블을 수정하는 단계와, 상기 단말기에서 임의의 데이터 전송률을 갖는 수신 신호의 수신 감도를 새로이 측정하는 단계와, 상기 수정된 매핑 테이블을 이용하여 상기 새로이 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하는 단계와, 상기 결정된 데이터 전송률을 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 정해진 부호화 방식 및 변조 방식을 적용하여 상기 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.바람직하게 상기 매핑 테이블을 수정하는 단계는, 상기 수신 신호 상에 에러가 발생할 때 상기 매핑 테이블 상에서 데이터 전송률과 매핑되는 수신 감도 범위를 "Γ" (수신 감도 범위의 상승 간격)에 상응하게 상승시키는 단계를 한다.바람직하게 상기 매핑 테이블을 수정하는 단계는, 상기 수신 신호 상에 에러가 발생하지 않을 때 상기 매핑 테이블 상에서 데이터 전송률과 매핑되는 수신 감도 범위는 "Δ" (수신 감도 범위의 하강 간격)에 상응하게 하강시키는 단계를 포함하여 이루어진다.그리고, 상기 수신 감도는 상기 단말기에서 수신된 상기 수신 신호내에 포함된 파일럿 신호의 전력 크기, 비트 에러율과, 신호 대 간섭비와, 그리고 프레임 에러율중의 어느 하나를 이용하여 측정되고, 상기 에러는 상기 수신 신호 상에서 에러 정정 코드에 의해 체크된다.바람직하게 상기 기지국에서 전송되기 위한 데이터는 상기 결정된 데이터 전송률에 해당하는 부호화 레이트 및 변조 방식에 의해 처리된다.이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 수신 신호의 감도와 고정된 데이터 전송률의 범위를 이용하여 매핑 테이블을 만들기 위한 수단, 수신된 신호상에 에러가 존재하는지를 체크하고, 이 체크 결과에 종속하여 가변형 알고리즘을 이용하여 상기 매핑 테이블을 수정하는 수단, 임의의 데이터 전송율을 갖는 수신 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하거나, 임의의 데이터 전송률을 갖는 새로운 수신 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 수정된 매핑 테이블을 이용하여 상기 새로이 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하는 수단, 그리고 상기 결정된 데이터 전송율을 송신측으로 전송하는 수단을 포함하여 구성된다.이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 단말기에서 파일럿 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 측정된 수신 감도 정보를 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 기지국에서 상기 수신 감도 정보에 따라 상기 수신감도에 따른 최적의 데이터 전송율을 범위를 테이블화한 매핑 테이블을 이용하여 상기 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하는 단계와, 상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 부호화 방식 및 변조방식을 적용하여, 상기 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 데이터 전송률용 적응 알고리즘을 이용한 데이터의 전송 방법을 나타낸 도면.
도 2a 데이터 전송률용 적응 알고리즘 중 고정형 알고리즘을 이용한 매핑 테이블의 예를 나타낸 도면.
도 2b는 데이터 전송률용 적응 알고리즘 중 가변형 알고리즘을 이용한 매핑 테이블의 예를 나타낸 도면.
도 3a, 도 3b, 도 3c는 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무에 따라서 고정형 알고리즘을 이용한 매핑 테이블에 의해 데이터 전송률을 결정하는 예들을 나타낸 도면.
도 4는 데이터 전송률용 적응 알고리즘 중 고정형 알고리즘을 나타낸 블록도.
도 5a, 도 5b, 도5c는 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무에 따라서 가변형 알고리즘을 이용한 매핑 테이블에 의해 데이터의 전송률을 결정하는 예들을 나타낸 도면.
도 6은 데이터 전송률용 적응 알고리즘 중 가변형 알고리즘을 나타낸 블록도.
본 발명의 실시예들에서, 송신단(기지국)으로부터 전송된 파일럿 신호에 대해 수신단(단말기)은 수신 감도(Quality)를 측정하고, 이 수신감도에 따른 최적의 데이터 전송률을 결정한다. 이어서, 상기 수신단은 상기 결정된 데이터 전송률을 상기 송신단에 제공한다. 이러한 알고리즘을 데이터 전송률용 적응형 알고리즘이라 명명한다.
여기에서 상기 파일럿 신호의 수신 감도(Quality)는 수신 파일럿 신호 전력의 세기, 신호대 간섭비(Signal Interference Rate), 비트 에러율(Bit per Error Rate; BER), 프레임 에러율(Frame Error Rate; FER) 등 여러 가지 파라미터들을 사용할 수 있다.
또한 본 발명에서는 송신단에서 보낸 데이터의 수신 감도가 기준 레벨 이하로 되어 즉, 프레임 에러가 검출되는 경우, 수신단이 이 데이터의 재전송을 요구하였을 경우 데이터 수신 확률을 향상시키기 위한 알고리즘을 제안한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 데이터 전송률용 적응 알고리즘을 이용한 데이터의 전송 방법을 나타낸 도면이다.이하에서 수신단은 단말기이고, 송신단은 기지국이다.
도 1을 참조하면, 상기 수신단은 상기 송신단에서 전송한 파일럿 신호(S10)를 이용하여 수신단의 수신 채널 환경 즉 수신 감도(Qyality)를 측정한다(S11). 상기 수신 감도는 파일럿 신호 전력의 세기, 신호대 간섭비(Signal Interference Rate), 비트 에러율(Bit per Error Rate; BER), 프레임 에러율(Frame Error Rate; FER) 등을 파라미터로 이용한다.
상기 측정된 수신 감도(Quality)를 이용하여 수신단은 미리 준비된매핑(mapping) 테이블을 통해 데이터의 전송률 결정한다(S12). 예를 들어, 신호대 간섭비(SIR)를 수신 감도(Quality)의 파라미터로 이용하였을 경우 매핑(mapping) 테이블은 데이터 전송률에 따른 최적의 신호대 간섭비(SIR)의 범위를 미리 테이블화한 것이다.
상기 수신단은 상기 결정된 최적의 데이터 전송률을 송신단으로 전송한다(S13).
상기 송신단에서는 상기 수신단의 요구된 데이터 전송률에 상응하는 변조 방식 또는 부호화 레이트(Coding Rate)를 상기 데이터에 적용하고 그 데이터를 상기 수신단으로 전송한다(S14).
상기 수신단에서는 상기 변조 방식 또는 부호화 레이트(Coding Rate)를 변화시켜 전송된 데이터들의 수신 감도(Quality)를 재측정하여, 이 전송된 데이터에 에러가 발생했는지 아닌지를 결정하고, 이 결정에 따라 데이터 전송률을 재조정한다(S15). 그리고, 이 재조정된 데이터 전송률을 다시 송신단에 전송하면 송신단은 재조정된 데이터 전송률에 따라 변조방식 또는 부호화 레이트(Coding Rate)를 바꾸어 데이터를 전송한다(S16).
일반적으로, 통신 시스템 환경은 가변 환경이며 어느 위치에 존재하느냐에 따라 지형물등이 다르므로 미리 정의된 매핑(mapping) 테이블은 최상이 될 수 없다. 그러므로, 현재 수신한 데이터의 수신 감도(Quality) 측정값과 매핑 테이블과의 관계는 오차가 존재할 것이고 결국 통신 시스템의 성능 저하로 이어지므로 다음과 같은 데이터 전송률용 적응 알고리즘을 이용하여 오차를 조정, 성능을 개선시켜 나가야 한다.이하에서, 데이터 전송률용 적응형 알고리즘을 이용하여 통신 시스템의 성능을 개선시키는 과정이 상세히 설명될 것이다.
상기 수신 감도(Quality)의 파라미터를 신호대 간섭비(SIR)로 이용할 경우 상기 데이터 전송률용 적응형 알고리즘으로서 임의의 데이터 전송률에 대해 신호대 간섭비(SIR)의 범위가 일정한 고정형 알고리즘과 임의의 데이터 전송률에 대해 신호대 간섭비(SIR)의 범위가 변화하는 가변형 알고리즘을 제안한다.
상기 고정형 알고리즘은 데이터 전송률과 이 데이터 전송률에 해당하는 수신 데이터의 신호대 간섭비(SIR)의 범위가 고정되어 도 2a와 같이 미리 매핑 테이블로 만들어져 있다.
수신 프레임의 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크한 결과 프레임(또는 CRC) 에러가 발생하지 않은 경우 상기 도 2a의 매핑 테이블에 근거하여 데이터 전송률에 매핑되는 신호대 간섭비(SIR)의 스텝을 높여 현재보다 더 높은 데이터 전송률로 전송이 가능하도록 한다.
반대로, 수신 프레임의 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크한 결과 프레임(또는 CRC) 에러가 발생한 경우 상기 도 2a의 매핑 테이블에 근거하여 데이터 전송률에 매핑되는 신호대 간섭비(SIR)의 스텝을 낮추어 현재보다 더 낮은 데이터 전송률로 전송이 가능하도록 한다.
상기 신호대 간섭비(SIR)는 임의의 데이터 전송률에 따른 신호대 간섭비(SIR)의 범위가 일정 구간의 스텝으로 나뉘어져 있다.
예를 들어, 도 3a에서 수신단의 신호대 간섭비(SIR)가 9dB인 경우 송신단에서 전송되는 데이터 전송률은 480Kbps의 전송률로 전송중이다. 그런데 여기서 한 프레임에 대하여 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크한 결과 에러가 발생하지 않은 경우 도 3b와 같이 신호대 간섭비(SIR)의 해당 스텝을 한 단계 상승시킨다. 그러나 그 상승된 스텝에서도 역시 전송률은480Kbps이므로 전송률의 변화는 아직 없다.
이와는 반대로 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 상기 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크한 결과 에러가 발생한 경우 수신 신호대 간섭비(SIR) 스텝을 한 단계 하강시킨다. 도 3c에서와 같이 이 하강된 스텝에서도 역시 데이터 전송률은 480Kbps 범위에 존재하므로 전송률의 변화는 없다.
또는 수신 신호대 간섭비(SIR)가 6dB값을 갖고, 상기 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크한 결과 에러가 발생하지 않은 경우 수신 신호대 간섭비(SIR) 스텝은 한 단계 상승하여, 240Kbps의 데이터 전송률로 전송되던 데이터가 480Kbps로 송신되어지도록 한다.
또는 수신 신호대 간섭비(SIR)가 7dB값을 갖고, 상기 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크한 결과 에러가 발생한 경우 수신 신호대 간섭비(SIR) 스텝은 한 단계 하강하여 480Kbps의 데이터 전송률로 전송되던 데이터가 240Kbps로 송신되어진다.
이와 같이 상기 고정형 알고리즘은 수신단의 채널 환경의 변화에 따라 송신단의 데이터 전송률을 변화시켜 전송함으로써 수신단에 전송되는 데이터의 수신 확률을 향상시킨다.
도 4는 데이터 전송률용 적응 알고리즘 중 고정형 알고리즘을 나타낸 블록도이다.
앞서 도 3a, 도 3b, 도 3c를 예를 들어 설명한 바를 간략히 도 4와 같은 흐름도로 나타내어 설명하면, 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크(S40)한 결과 에러가 발생하면(S41) 임의의 데이터 전송률에 따른 신호대 간섭비(SIR)는 한 스텝 하강(S43)한다.
그러나, 에러가 발생하지 않으면(S41) 임의의 데이터 전송률에 따른 신호대 간섭비(SIR)는 한 스텝 상승(S42)한다.
상기 상승 또는 하강된 신호대 간섭비(SIR)의 스텝에 해당하는(또는 매핑된) 데이터 전송률(S44)에 따라 상기 송신단은 데이터를 부호화 레이트 또는 변조 방식을 달리 적용한다.
이하, 가변형 알고리즘을 설명하기로 한다.상기 가변형 알고리즘은 실질적으로 상기 고정형 알고리즘에 의한 매핑 테이블로부터 출발한다. 그러므로, 전술한 바와 같은 상기 고정형 알고리즘에 의한 매핑 테이블이 먼저 준비된다고 가정하자.상기 데이터 전송률과 이 데이터 전송률에 해당하는 수신 데이터의 신호대 간섭비(SIR)의 범위가 에러 정정 코드(CRC)를 이용한 에러 측정 횟수를 가지고 상승 또는 하강된다. 이 스텝 범위에 의해 상기 고정형 알고리즘에 의해 만들어진 매핑 테이블은 변화한다. 따라서, 이 매핑 테이블을 가변형 알고리즘이라 명명하며, 도 2b와 같이 미리 매핑 테이블로 만들어져 있다.
상기 가변형 알고리즘에서 임의의 데이터 전송률에 매핑된 처음 신호대 간섭비(SIR)의 범위는 에러 정정 코드(CRC)를 이용한 에러 체크를 통해 그 범위가 변화한다.
즉, 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를일 회 체크한 결과 에러가 발생할 경우에 ΔSIRup만큼의 신호대 간섭비(SIR) 범위를 상승시킨다.
반대로, 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 일 회 체크한 결과 에러가 발생하지 경우 ΔSIRdown만큼의 신호대 간섭비(SIR) 범위가 하강된다.
즉, ΔSIRup= 0.5dB이고, ΔSIRdown= 0.1dB라고 하고, 수신한 신호대 간섭비(SIR)가 도 5a와 같이 9dB였다고 가정하자. 따라서, 상기 송신단에서 전송되는 데이터는 480Kbps의 전송률로 수신단에 전송중이다.
그런데 여기서 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 에러 체크를 10번 반복한 결과 연속으로 에러가 발생하지 않았다고 한다면 "0.1*10=1dB"만큼의 신호대 간섭비(SIR) 범위가 하강한다.
즉, 도 5b에서와 같이 240Kbps에 해당하는 신호대 간섭비(SIR)의 범위는 2~5dB, 480Kbps는 6~9dB, 960Kbps는 10~13dB의 신호대 간섭비(SIR) 범위를 갖는 매핑 테이블로 전환이 된다.
이때, 다시 수신 신호대 간섭비(SIR)를 측정했을 경우 10dB가 나온다면 이 매핑 테이블을 통해 선택된 최적의 데이터 전송률은 960Kbps가 되는 것이다. 상기 매핑 테이블이 변화되기 이전에 측정된 신호대 간섭비(SIR)가 10dB였다면 전송률은 480Kbps였을 것이다.
반대로 도 5a에서와 같이 연속 4번의 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터에 연속적으로 에러가 발생했다고 하면 "4*0.5=2dB"만큼의 신호대 간섭비(SIR) 범위가 상승한다. 그러므로, 도 5c에서와 같이 240Kbps에 해당하는 신호대 간섭비(SIR) 범위가 5~8dB, 480Kbps는 9~12dB, 960Kbps는 13~16의 신호대 간섭비(SIR)범위를 갖는 매핑 테이블로 전환이 된다. 이러한 매핑 테이블을 이용하는 경우에는 상기 측정된 수신 신호대 간섭비(SIR)가 10dB라 할지라도 전송률은 480Kbps가 된다.
도 6은 데이터 전송률용 적응 알고리즘 중 가변형 알고리즘을 나타낸 블록도이다.
앞서 도 5a, 도 5b, 도 5c를 예를 들어 설명한 바를 간략히 도 6과 같은 흐름도로 나타내어 설명하면, 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크(S60)한 결과 에러가 발생하면 임의의 데이터 전송률에 따른 신호대 간섭비(SIR)의 범위는 "에러 발생 횟수* ΔSIRup"만큼 상승(S63)한다.
그러나, 에러가 발생하지 않으면 임의의 데이터 전송률에 따른 신호대 간섭비(SIR)의 범위는 "에러 미발생 횟수*ΔSIRdown"만큼 하강(S62)한다.
따라서, 가변형 알고리즘의 처음 매핑 테이블은 상기 상승 또는 하강된 수신감도 범위를 포함하여 수정된 매핑 테이블을 생성(S64)하므로, 새로 측정된 신호대 간섭비(SIR)를 수정된 매핑 테이블과 비교한다.(S65)
상기 비교 결과, 상기 수정된 매핑 테이블에서 새로 측정된 신호대 간섭비의 해당 데이터 전송율을 선택한다.(S66)
한편, 에러 정정 코드(CRC)를 이용하여 수신단에 전송된 데이터의 에러 유무를 체크한 결과 에러가 발생하여 그 수신 감도가 기준 레벨 이하로 되는 경우 즉, 에러가 발생하는 경우, 수신단으로부터 재전송이 요구되어 송신단에서 이 에러 발생 데이터를 재전송하기도 한다.
이때, 송신단으로부터 재전송되는 데이터는 수신될 확률을 높여서 전송하는 것이 바람직할 것이다. 이를 위해서 다음과 같은 두 가지 방법을 제안한다.
첫째는 송신되는 데이터의 전력을 추가적으로 상승시켜 전송하는 방법이다.
둘째는 송신되는 데이터의 전송률을 낮추어서 전송하는 방법이다.
상기 두 가지 방법 중 첫 번째 방법은 재전송하는 데이터에 대해서 추가적인 전력을 더 할당하여 전송하는 방법이다. 이 전력 제어 방법은 전송 전력을 더 할당함으로써 수신 감도(Quality)를 직접적으로 높여 전송 확률을 증가시킨다.
상기 두 번째 방법은 송신단으로부터 전송되는 데이터의 전송률을 낮추는 방법이다.
이 두 번째 방법은 이미 앞에서도 설명한 바와 같이 고정형 또는 가변형 적응 데이터 전송률 알고리즘을 이용하여 송신단으로부터 전송되는 데이터 전송률을 변화시키거나 혹은 변조 방식을 전환하여 수신단에 수신된 확률을 증가시켜 전송한다.
그러므로, 송신단으로부터 전송되는 데이터에 대해서 추가적으로 ΔdB만큼의 전력을 할당하여 전송하거나, 상기 데이터를 상기 전송된 데이터 레이트 이하의 전송률로 재전송한다.전술한 내용은 상기 매핑 테이블이 상기 수신단에 마련된 경우를 예시한 것이다. 이와는 반대로 동일한 방법으로, 상기 매핑 테이블은 상기 송신단에 마련될 수 있다. 이때 상기 수신단은 송신단으로 상기 수신 감도 정보를 전송하게 된다.한편, 상기 송신단은 상기 수신감도 정보에 의해 상기 매핑 테이블을 변경할 수 있고, 이 변경된 매핑 테이블 상에서 새로운 데이터 전송률을 결정할 수 있다.예로서, 상기 고정형 또는 가변형 알고리즘을 이용하여 데이터 전송률에 대한 수신 감도의 범위를 갖는 매핑 테이블이 송신단에 마련된다. 이어서, 수신단에서는 파일럿 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 측정된 수신 감도에 해당하는 정보를 상기 송신단으로 전송한다. 상기 송신단에서는 상기 측정된 수신 감도에 해당하는 정보및 상기 매핑 테이블을 이용하여 데이터 전송률을 결정하게 된다. 이어서, 상기 송신단에서는 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 송신되기 위한 데이터를 부호화하고, 상기 처리된 데이터를 상기 수신단으로 전송하게 된다.기타, 다른 내용들은 상기 수신단에 상기 매핑 테이블이 마련되는 경우와 동이라흐모 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 먼저 수신기에서 수신 감도(Quality)를 측정하고 그에 따라 최적의 데이터 전송률을 결정함으로써, 에러 발생 확률이 적어지므로 실질적인 데이터 처리량(throughput)이 증가하는 효과가 있다.
또한 수신단에 전송된 데이터가 심각한 에러가 발생하여 송신단에 이 데이터의 재전송을 요구하였을 경우 수신될 확률을 상대적으로 높여 줌으로써 데이터 처리량(throughput)이 증가하고, 재전송에 의한 지연을 감소시키고, 에러가 발생된 데이터의 저장을 위한 메모리의 부족 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명에서 제시한 알고리즘을 이용하여 보다 향상된 데이터 처리량(throughPut)과 지연 감소, 그리고, 재전송 성공 확률의 증가를 통해 메모리 부족 문제를 해결할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (24)

  1. 단말기에서 파일럿 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 측정된 수신 감도가 좋을수록, 높은 데이터 전송률이 결정되도록, 상기 수신감도에 따른 최적의 데이터 전송률의 범위를 테이블화한 가변형 매핑 테이블을 수정하는 단계와;
    상기 수정된 매핑 테이블에 따라 데이터 전송률을 결정하는 단계와;
    상기 결정된 데이터 전송률을 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송하는 단계와;
    상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 송신되기 위한 데이터를 부호 처리하고, 상기 처리된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 수신 감도는 상기 단말기에어 수신된 상기 수신신호 내에 포함된 파일럿 신호의 전력 크기와, 비트 에러율과, 신호대 간섭비와, 프레임 에러율중의 어느 하나를 이용하여 측정됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 단말기에서 수신된 데이터 프레임이 에러가 발생할 경우, 상기 기지국에서 상기 신호에 전송 전력을 더 할당하는 방법으로 상기 수신 감도를 보상하는 단계와;
    상기 기지국에서 상기 수신 감도가 보상된 데이터를 상기 단말기에 재전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 기지국에서 전송되기 위한 데이터는 상기 결정된 데이터 전송률에 해당하는 부호화 레이트 및 변조 방식에 의해 처리됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 단말기에서 수신된 데이터 프레임에 에러가 발생한 경우, 상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 의해 상기 신호를 처리하는 단계와;
    상기 처리된 데이터를 상기 기지국으로부터 상기 단말기로 재전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  10. 고정형 알고리즘에 의해 수신 신호의 데이터 전송률에 대해 수신 감도의 고정된 범위를 갖는 매핑 테이블을 마련하는 단계와;
    단말기에서 상기 수신 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 순차적으로 결정하는 단계와;
    상기 결정된 데이터 전송률을 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송하는 단계와;
    상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 송신되기 위한 데이터를 부호처리하고, 상기 처리된 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 데이터 전송률을 결정하는 단계는, 상기 단말기에서 수신된 수신 데이터에 에러가 존재할 때 상기 매핑 테이블 상에서 한 스텝 하강시키는 단계와; 그리고
    상기 매핑 테이블 상에서 상기 하강된 수신 감도에 해당하는 데이터 전송률을 상기 수신 신호에 상응하는 데이터 전송률로서 결정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 에러는 에러 정정 코드에 의해 체크되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 데이터 전송률을 결정하는 단계는, 상기 단말기에서 수신된 데이터에 에러가 존재하지 않을 때 상기 매핑 테이블 상에서 한 스텝 상승시키는 단계와; 그리고
    상기 매핑 테이블 상에서 상기 상승된 수신 감도에 해당하는 데이터 전송률을 상기 수신 신호에 상응하는 데이터 전송률로서 결정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 에러는 상기 수신 신호 상에서 에러 정정 코드에 의해 체크되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 수신 감도는 상기 단말기에서 수신된 상기 수신 신호내에 포함된 파일럿 신호의 전력 크기, 비트 에러율과, 신호 대 간섭비와, 그리고 프레임 에러율중의 어느 하나를 이용하여 측정됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 기지국에서 전송되기 위한 데이터는 상기 결정된 데이터 전송률에 해당하는 부호화 레이트 및 변조 방식에 의해 처리됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  17. 고정형 알고리즘에 의해 수신 신호의 데이터 전송률에 대해 고정된 범위의 수신 감도를 갖는 매핑 테이블을 마련하는 단계와;
    단말기에서 수신된 수신 신호 상에 에러가 존재하는지를 체크하고, 이 체크 결과에 종속하여 가변형 알고리즘을 이용하여 상기 매핑 테이블을 수정하는 단계와;
    상기 단말기에서 임의의 데이터 전송률을 갖는 수신 신호의 수신 감도를 새로이 측정하는 단계와;
    상기 수정된 매핑 테이블을 이용하여 상기 새로이 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하는 단계와;
    상기 결정된 데이터 전송률을 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송하는 단계와;
    상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 정해진 부호화 방식 및 변조 방식을 적용하여 상기 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 매핑 테이블을 수정하는 단계는,
    상기 수신 신호 상에 에러가 발생할 때 상기 매핑 테이블 상에서 데이터 전송률과 매핑되는 수신 감도 범위를 "Γ" (수신 감도 범위의 상승 간격)에 상응하게 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 매핑 테이블을 수정하는 단계는,
    상기 수신 신호 상에 에러가 발생하지 않을 때 상기 매핑 테이블 상에서 데이터 전송률과 매핑되는 수신 감도 범위는 "Δ" (수신 감도 범위의 하강 간격)에 상응하게 하강시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 수신 감도는 상기 단말기에서 수신된 상기 수신 신호내에 포함된 파일럿 신호의 전력 크기, 비트 에러율과, 신호 대 간섭비와, 그리고 프레임 에러율중의 어느 하나를 이용하여 측정됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 에러는 상기 수신 신호 상에서 에러 정정 코드에 의해 체크되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 기지국에서 전송되기 위한 데이터는 상기 결정된 데이터 전송률에 해당하는 부호화 레이트 및 변조 방식에 의해 처리됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
  23. 수신 신호의 감도와 고정된 데이터 전송률의 범위를 이용하여 매핑 테이블을 만들기 위한 수단;
    수신된 신호상에 에러가 존재하는지를 체크하고, 이 체크 결과에 종속하여 가변형 알고리즘을 이용하여 상기 매핑 테이블을 수정하는 수단;
    임의의 데이터 전송율을 갖는 수신 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하거나, 임의의 데이터 전송률을 갖는 새로운 수신 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 수정된 매핑 테이블을 이용하여 상기 새로이 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하는 수단; 그리고
    상기 결정된 데이터 전송율을 송신측으로 전송하는 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 통신 시스템.
  24. 단말기에서 파일럿 신호의 수신 감도를 측정하고, 상기 측정된 수신 감도 정보를 기지국으로 전송하는 단계와;
    상기 기지국에서 상기 수신 감도 정보에 따라 상기 수신감도에 따른 최적의 데이터 전송율을 범위를 테이블화한 매핑 테이블을 이용하여 상기 측정된 수신 감도에 상응하는 데이터 전송률을 결정하는 단계와;
    상기 기지국에서 상기 결정된 데이터 전송률에 따라 부호화 방식 및 변조방식을 적용하여, 상기 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 데이터 전송 방법.
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