KR100634575B1

KR100634575B1 - 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100634575B1
Application number: KR1020040033289A
Authority: KR
Inventors: 나준채; 장원학; 김경태
Original assignee: 주식회사 케이티프리텔
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2006-10-16
Also published as: KR20050108509A; WO2005109809B1; WO2005109809A1; US20060119494A1; JP4174539B2; JP2007503160A

Abstract

본 발명은 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 채널 환경에 따라 업링크(up-link) 부분에서 디지털 변조 및 코딩 방식을 가변적으로 적용함으로써 외부 간섭의 영향에 관계없이 안정적으로 시스템 용량 및 성능을 개선할 수 있는 업링크 성능 향상을 위한 적응 변조 및 코딩 방법 및 장치에 관한 것이다. 바람직한 실시예에 의할 때, 단말에서의 적응변조코딩 방법은 (a) 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 테이블 정보를 저장하는 단말과 네트워크를 통하여 연결되며, 테이블과 동일한 테이블을 저장하는 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계; (b) 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출하는 단계; (c) 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 매핑 테이블을 참조하여 추출하는 단계; 및 (d) 기지국에서 매핑 테이블을 참조하여, 단말에서 수신하는 데이터를 복조 및 디코딩하도록, 매핑 식별자를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하여 업링크 용량 및 성능을 개선할 수 있다.

적응, 변조, 코딩, 업링크, RFID

Description

업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법 및 장치{Adaptive Modulation and Coding method and apparatus for increasing up-link performance}

도 1은 종래 기술에 따른 적응변조코딩 방식을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 시스템 망을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 및 단말간의 신호 흐름을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법의 동작 절차를 도시한 순서도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호 대 잡음비를 이용한 적응변조코딩 매핑 테이블을 도시한 도면.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말기의 구성을 도시한 도면.

도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말기의 동작을 설명한 순서도.

삭제

도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면.

도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 동작을 설명한 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 단말

110 : 안테나부

120 : 단말 적응변조코딩 제어부

130 : 역 적응변조코딩부

140 : 적응변조코딩부

200 : 기지국

210 : 안테나부

220 : 기지국 적응코딩변조 제어부

230 : 역 적응변조코딩부

240 : 적응변조코딩부

본 발명은 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 채널 환경에 따라 업링크(up-link) 부분에서 디지털 변조 및 코딩 방식을 가변적으로 적용함으로써 외부 간섭의 영향에 관계없이 안정 적으로 시스템 용량 및 성능을 개선할 수 있는 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.

먼저, 종래 기술에 따른 적응변조코딩(AMC:Adaptive Modulation and Coding) 방식은 도 1에서 보이는 것과 같이 기지국(10) 측에서 모든 단말(20)로부터 채널 상태를 피드백(41)(feedback) 받은 후, 각 채널 상태에 따라 서로 다른 변조 및 코딩 방식을 사용하여 데이터를 전송함으로써, 시스템의 자원을 보다 효과적으로 이용하여 순방향 링크의 송신 속도를 향상시킬 수 있다. 종래 기술에 따른 적응변조코딩 방식은 다운링크(down-link) 중심의 순방향 링크의 용량 증대 및 성능 개선에는 효과적이다. 그러나 이러한 종래 기술에 따른 적응 변조 방식은 업링크(40)(up-link) 성능 개선에는 전연 도움이 되지 않고, 오히려 각 단말(20)은 주기적으로 기지국(10) 측으로 부가적인 채널 상태 정보를 피드백(41)(feedback)하여야 하므로, 오히려 업링크(40) 관점에서는 데이터 송신에 사용되는 대역(45)을 점유하여 오버헤드(overhead)로 작용하는 문제점이 있다.

특히, RFID와 같이 단말(20)에서 기지국(10)으로의 데이터 송신이 많은 무선 환경에서는 이와 같은 종래 기술에 따른 적응 변조 방식은 매우 심각한 통신 자원의 낭비를 초래할 수 있다. 즉, 종래 기술에 의할 때, RFID 데이터를 전송하기 위한 무선망에서는 다운링크(down-link) 보다는 업링크(40)(up-link) 위주의 소량의 패킷 데이터(packet data)를 처리하기 때문에 종래 적응 변조 및 코딩(AMC) 방법이 시스템 용량 및 성능 향상을 위해 효과적이지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 무선 채널 환경에 따라 업링크(up-link) 부분에서 디지털 변조 및 코딩 방식을 가변적으로 적용함으로써 외부 간섭의 영향에 관계없이 안정적으로 시스템 용량 및 성능을 개선할 수 있는 업링크 성능 향상을 위한 적응 변조 및 코딩 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다운링크(down-link) 중심의 순방향 링크의 용량 증대 및 성능 개선뿐만 아니라, 업링크(up-link) 성능 개선 및 전송 속도 증가를 가져올 수 있는 적응변조코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다. 즉, 본 발명은 각 단말이 주기적으로 기지국 측으로 부가적인 채널 상태 정보를 피드백(feedback)하여야 하므로, 오히려 업링크 관점에서는 오버헤드(overhead)로 작용하는 문제점을 제거할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 RFID 데이터 전송과 같이 업링크가 빈번한 무선 환경에서 시스템에서 요구하는 비트오률(BER)을 유지하면, 업링크의 데이터 전송율을 향상시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법을 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에 의하면, (a) 상기 단말에 저장된 매핑 테이블과 동일한 매핑 테이블을 저장하는 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계-여기서, 상기 매핑 테이블은 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 정보를 포함함-; (b) 상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출하는 단계; (c) 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 상기 매핑 테이블을 참조하여 추출하는 단계; 및 (d) 상기 기지국에서 상기 매핑 테이블을 참조하여 상기 단말로부터 수신하는 데이터를 복조 및 디코딩하도록, 상기 매핑 식별자를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하여 업링크 속도를 향상할 수 있다.

여기서, 상기 단계 (d)는, 상기 적응 변조 방식에 상응하여 상기 기지국으로 송신할 데이터를 변조 및 코딩하는 단계; 상기 변조 및 코딩된 데이터에 상기 매핑 식별자를 첨부하는 단계; 및 상기 매핑 식별자가 첨부된 데이터를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 상기 단말과 상기 기지국 간의 통신망은 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 전송하는 통신망일 수 있다. 또한, 상기 기지국으로부터 상기 매핑 테이블을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 매핑 테이블을 저장하는 단계가 선행될 수 있다.

바람직한 다른 실시예에 의하면, (a) 상기 기지국에 저장된 매핑 테이블과 동일한 매핑 테이블을 저장하는 단말에게 신호를 송신하는 단계-여기서, 상기 매핑 테이블은 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 정보를 포함함-; (b) 상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출한 후 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 상기 매핑 테이블을 참조하여 추출한 상기 단말로부터 상기 매핑 식별자를 수신하는 단계; (c) 상기 매핑 식별자 및 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 적응 변조 방식을 추출하는 단계; 및 (d) 상기 단말기에서 수신하는 데이터를 상기 적응 변조 방식에 상응하여 복조 및 디코딩하는 단계를 포함하여 업링크 속도를 향상할 수 있다.

여기서, 상기 매핑 식별자는 별도로 수신하거나, 상기 데이터와 함께 수신할 수 있다. 그리고 상기 단말과 상기 기지국 간의 통신망은 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 전송하는 통신망일 수 있다. 또한, 상기 기지국에 저장된 상기 매핑 테이블을 추출하는 단계; 및 상기 단말에 상기 매핑 테이블이 저장되도록, 상기 추출한 매핑 테이블을 상기 단말로 송신하는 단계가 선행될 수 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일측면에 따르면, 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 장치를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에 의할 때, 적응변조코딩 장치는 상기 단말과 네트워크를 통하여 연결된 기지국으로부터 신호를 수신하기 위한 수신부; 상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출하기 위한 에스앤알(SNR) 측정부; 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 테이블 정보를 저장하기 위한 테이블 저장부; 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 상기 매핑 테이블을 참조하여 추출하기 위한 식별자 추출부; 및 상기 매핑 테이블과 동일한 매핑 테이블을 저장하는 상기 기지국에서 상기 매핑 테이블을 참조하여 상기 단말에서 수신하는 데이터를 복조 및 디코딩하도록, 상기 매핑 식별자를 상기 기지국으로 송신하기 위한 송신부를 포함하여 업링크 속도를 향상할 수 있다.

여기서, 상기 적응 변조 방식에 상응하여 상기 기지국으로 송신할 데이터를 변조 및 코딩하는 적응변조코딩부; 및 상기 변조 및 코딩된 데이터에 상기 매핑 식별자를 첨부하기 위한 식별자 추가부가 더 포함될 수 있다. 그리고 상기 네트워크는 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 송수신하는 통신망일 수 있다. 또한, 상기 테이블 저장부는 상기 기지국으로부터 상기 매핑 테이블을 수신하여 저장할 수 있다.

바람직한 다른 실시예에 의하면, 기지국에서의 적응변조코딩 장치는 상기 기지국과 네트워크를 통하여 연결되는 단말에게 신호를 송신하기 위한 송신부; 상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출한 후 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 매핑 테이블을 참조하여 추출한 상기 단말로부터 상기 매핑 식별자를 수신하기 위한 수신부; 상기 단말에 저장된 매핑 테이블과 동일하며, 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 테이블 정보를 저장하기 위한 테이블 저장부; 상기 매핑 식별자 및 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 적응 변조 방식을 추출하기 위한 식별자 추출부; 및 상기 단말기에서 수신하는 데이터를 상기 적응 변조 방식에 상응하여 복조 및 디코딩하기 위한 역 적응변조코딩부를 포함하여 업링크 속도를 향상할 수 있다.

여기서, 상기 수신부는 상기 매핑 식별자는 별도로 수신하거나, 상기 데이터와 함께 수신할 수 있다. 또한, 상기 네트워크는 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 송수신하는 통신망일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법 및 장치를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

전체적인 구성 및 동작 환경

본 발명은 종래 기술이 갖는 각 단말이 주기적으로 기지국측으로 부가적인 채널 상태 정보를 피드백(feedback)하는 오버헤드(overhead) 문제점을 제거하고, 업링크(up-link) 성능 개선 및 전송 속도 증가를 가져올 수 있다. 이하, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 시스템 망을 설명하고, 도 3에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국(200) 및 단말간의 신호 흐름을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 시스템 망을 도시한 도면이다.

4세대 이동통신의 대중화와 더불어 데이터 통신이 활성화되고 있다. 상기와 같은 이동통신 시스템에서 다양한 채널조건을 보상하기 위해, 송신단의 전송 변수들을 수정하는 기법을 링크 적응 기법(Link Adaptation) 이라고 하는데, 그 중의 한 가지 방법으로서 AMC(Adaptive Modulation Coding)가 있는데, 상기 AMC는 제한된 시스템 환경에서 다양한 채널조건에 따라 변조와 코딩 기법을 조정하는 것이다.

상기 채널조건은 수신단의 피드백에 의해 예측되고, 좋은 통신 환경에 있는 사용자에게는 하이 코드 레이트(higher code rate)와 하이 오더 모듈레이션(higher order modulation)을 적용하여 높은 데이터 레이트를 가능하게 하고, 열악한 통신 환경에 있는 사용자에게는 로우 코드 레이트(Lower code rate)와 로우 오더 모듈레이션(Lower order modulation)을 적용하여 품질(Quality)을 보장함으로써, 시스템의 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 본 발명에 따른 시스템은, 적응 변조 및 코딩이 가능한 단말과 적응 복호가 가능한 기지국(200)으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 시스템 망을 도시한 도 2를 참조하면, 단말(100) 및 기지국(200)을 포함하는 적응변조코딩 시스템 망이 도시되어 있음을 알 수 있다. 여기서, TDD(Time Division Duplex) 기반 RFID 데이터 무선 전달망 환경을 기준으로 설명하기로 하나, 본 발명이 상기 분야에 한정되지 아니함은 당연하다.

단말(100)은 기지국(200)과 데이터 통신이 가능한 단말(100)을 지칭하며, 휴대폰, PDA, PCS 등의 명칭에 구속되지 아니한다. 바람직한 실시예에 의할 때, 상기 단말(100)이 RFID 판독기(Reader)인 경우를 중심으로 설명하기로 하며, 도 2를 참 조하면, 상기 단말(100)이 광역에 산발적으로 분포되어 있다.

그리고 기지국(200)(BTS : Base Transceiver Station)(200)은 무선접속 시스템을 통해 이동단말(100)과의 무선통신을 가능하게 하고 전송경로에 위치해 있는 연결된 기지국(200) 제어기( BSC : Base station Controller )와 신호를 송신 또는 수신하며, 상기 기지국(200)은 기지국(200)으로 서비스할 수 없는 장소나, 기지국(200) 치국이 불가능한 지역을 광케이블이나, CAI 등을 통해 기지국(200) 커버 영역을 확장 후 증폭하여 가입자에게 서비스하기 위한 중계기(Repeater)를 포함할 수 있다.

이러한 무선 환경에서 통신 중 이동성과 다중경로가 거의 존재하지 않고, 다운링크(down-link) 보다는 업링크(up-link) 위주로 소량의 패킷 데이터(packet data)의 송수신을 처리하는 특징을 갖는다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 및 단말간의 신호 흐름을 도시한 도면이다.

종래 기술에 따른 적응변조코딩 방식은 기지국(200)에서 복수개의 단말로부터 채널 상태 정보를 피드백받고, 상기 채널 상태 정보에 따라 변조 방식 및 코딩 방식을 결정하여 순방향 링크를 결정한다. 그러나 상기 방식은 순방향 링크의 다운로드 중심의 통신 환경만을 고려한 것으로, 역방향 링크의 업로드에는 효과적이지 않을 뿐 아니라, 주기적으로 상기 채널 성태 정보를 전송하는 것은 오버헤드로 작용한다.

본 발명은 각 단말에서 채널 상태 정보를 송신하는 것이 아니라, 미리 설정된 변조 및 코딩 정보 테이블에 따라 데이터를 변조하고, 상기 변조된 데이터와 함께 변조 및 코딩 식별자를 송신하여 기지국(200)에서 상기 변조 및 코딩 식별자를 이용하여 데이터를 복조하도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 별도의 피드백 채널을 확보하여 주기적으로 채널 상태 정보를 송신하는 절차를 제거할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순방향 및 역방향 링크 제어를 도시한 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 여기서, 기지국(200)에서 단말로 데이터를 전송할 때 사용하는 채널을 순방향 링크 (Forward Link) 또는 다운로드 링크(300)라 칭하고, 이동전화에서 기지국(200)으로 데이터를 전송할 때 사용하는 역방향 링크 (Reverse Link) 또는 업링크(400)라 칭하기로 한다.

여기서, 업링크(400)로 송신되는 정보는 단말 측에서 테이블 기반으로 생성된 매핑 식별자가 전송된다. 본 발명은 기존 또는 향후 개발된 모든 데이터 전송 방식에서 업링크 속도를 향상시킬 수 있으며, 특히, TDD기반 RFID 데이터 전달 무선망과 같은 무선 환경에서 시스템에서 요구하는 BER을 유지하면서 업링크(up-link) 데이터 전송율을 향상 시킬 수 있다.

전체적인 동작 원리

본 발명은 상술된 RFID 데이터 전달을 위한 무선망의 특징을 이용하여 시스템 자원의 효율적인 이용을 위하여 창출된 것으로, 통신 시에 다중경로 및 이동성이 거의 없는 단말 측에서 간단한 적응변조코딩 알고리즘을 사용하여 업링크(up-link)의 용량 및 성능을 개선시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 업링크 성능 향상을 위한 적응변조코딩 방법의 동작 절차를 도시한 순서도이다.

기존의 기지국(200)측에서 적응변조코딩을 행하는 방법은 모든 단말의 채널 상태를 피드백 데이터로 보내야 하기 때문에 업링크에 상당한 오버헤드로 작용하였으나, 본 발명은 추가적인 채널 정보가 필요 없이 수신 신호의 SNR 만을 이용하여 테이블 기반으로 적응변조코딩을 실행하여 상기 오버헤드를 제거 또는 감소시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전제 동작 과정을 설명한 도 4를 참조하여 설명하면, 먼저 단계 S410에서 기지국(200)은 미리 설정된 신호 대 잡음비에 대하여 코딩 방식 및 변조 방식이 매핑되어 있는 테이블 추출하고, 단계 S415에서 상기 테이블 정보를 단말(100)로 전송한다. 단계 S420에서 단말(100)은 수신한 테이블 정보를 저장한 후, 이후 적응변조코딩 방식을 수행함에 있어, 상기 테이블 정보에 포함된 매핑 식별자를 이용하여 변조 방식 및 코딩 방식을 식별하도록 구성될 수 있다.

이후, 단계 S425에서 단말(100)에서 기지국(200)으로 호를 시도하면, 단계 S430에서 이동통신의 호가 연결되어 단말(100)의 데이터 송수신이 시작된다. 단계 S435에서 단말(100)은 수신되는 수신 신호의 신호 대 잡음비(이하 SNR) 값을 측정한다.

단계 S440에서 단말은 측정된 SNR 값을 이용하여 저장된 테이블 값과 비교, 전송 데이터의 변조 방식 및 코딩 비율을 결정한다. 여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호 대 잡음비를 이용한 적응 변조 매핑 테이블을 도시한 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 본 발명에서 고려하는 시스템은 기존의 기지국(200)측에서 AMC 기법을 사용하는 시스템과 다르게 다중경로에 의한 신호 감쇄가 거의 없고, 단순히 단말과 기지국(200) 사이의 거리에 따른 신호 감쇄를 고려하여 단말 측에서 AMC 기법을 적용하기 때문에 AMC를 위한 parameter로 단말(100)에 수신되는 수신 신호의 SNR을 이용한다. 수신 SNR이 높은 단말은 채널 상황이 좋기 때문에 64QAM과 같은 높은 변조와 높은 코딩 비율로 데이터를 전송하여도 시스템에서 요구하는 비트오율(이하 BER)을 쉽게 만족 시킬 수 있으나 수신 SNR이 낮은 단말의 경우에는 시스템에서 목표로 하는 BER을 맞추기 위해 QPSK와 같은 낮은 변조 방식 및 코딩 비율을 사용하여 데이터를 전송하도록 도 5와 같은 테이블이 설정되어 있다.

단계 S445에서 단말은 상기 변조 방식 및 코딩 비율에 따라 데이터를 변조한다. 그리고 단계 S450에서 테이블의 매핑 식별자를 첨부하고, 단계 S455에서 업링크를 통하여 변조된 데이터와 첨부된 매핑 식별자를 함께 기지국(200)으로 전송할 수 있다.

단계 S460에서 기지국(200)은 단말 측에 저장되어 있는 테이블과 같은 테이블을 가지고 있어서, 먼저 수신된 신호에 포함되어 있는 테이블 값을 참조하고, 단계 S465에서 보고 변조 방식 및 코딩 비율을 확인한 뒤 수신된 정보 데이터를 복호한다.

본 발명에서는 TDD 기반의 시스템을 고려하기 때문에 단말은 주기적으로 수신 신호의 SNR을 파악할 수 있으며, RFID를 사용하는 환경에서는 데이터 통신을 하는 동안 단말의 이동성은 거의 없기 때문에 단말 측에서 부가적인 정보 없이도 테이블 기반의 AMC 기법 적용이 가능하다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파라미터 테이블을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 매핑 테이블(500)은 매핑 식별자(510), 코딩 방법(520) 및 변조 방식(530)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 매핑 테이블은 상기 신호의 신호 대 잡음비 값이 높으면 변조 방식과 코딩 비율을 높여서 데이터를 많이 보내고, 신호 대 잡음비 값이 낮으면 변조 방식과 코딩 비율을 낮추어서 시스템에서 요구하는 비트오율을 맞추어 수신 신호의 신호 대 잡음비 값에 따라 변조 방식과 코딩 비율을 매핑시킬 수 있다.

코딩 방식(520)은 잉여 비트(Redundancy bit)를 섞는 비율에 따라서 1/2, 1/3, 2/3, 1/4 등을 지칭하며, 변조 방식(540)은 QPSK, 8-PSK, 16QAM, 64QAM 등을 포함할 수 있다. 본 발명은 통신 환경을 신호 대 잡음비로 파악하며, 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 코딩 방식 및 변조 방식이 미리 지정되어 있다.

신호 대 잡음비가 작을수록(신호가 약한 경우) QPSK 변조 방식과 1/4의 낮은 데이터 레이트로 코딩을 하게 되며, 신호 대 잡음비가 클수록(신호가 강한 경우) 64QAM과 1/2의 높은 데이터 레이트로 코딩을 하도록 구성할 수 있다.

도면에 도시되지는 아니하였으나, 본 발명에 따른 매핑 테이블(500)은 그 외의 파라미터, 예를 들면 오류 정정 코딩의 양, 프레임내의 서브-주기의 길이, 변조 심벌 세트로부터의 변조 심벌의 수 및 프레임의 서브-주기의 수 등의 파라미터를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 구성을 통하여, 본 발명에 따른 기지국(200)은 적어도 하나의 다른 파라미터를 이용하여, 기지국(200)으로부터의 각 가입자국의 거리에 대한 함수를 이용하여 프레임 동안 각 단말(100)과 데이터를 송수신할 수 있다.

단말의 구성 및 동작

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다.

종래 기술에 의한 적응 변조 방식(AMC : Adaptive Modulation Coding)은 수신단의 채널 상태 정보를 송신단에 궤환(Feedback)하고, 상기 채널 상태 정보를 이용하여 변조와 코딩 형태를 결정한 후, 상기 단말(100)로 송신시 상기 변조와 코딩 방식에 따라 송신하도록 구성된다. 이러한 종래 방식에 의할 경우, 단말(100)에서 주기적 또는 비주기적으로 별도의 채널 상태 정보를 송신하여야 하며, 이러한 송신 절차로 인하여 역방향 링크의 채널 손실을 가져오는 문제점이 있다.

본 발명은 채널 상태 정보를 송신하는 것이 아니라, 미리 저장된 매핑 테이블을 통하여 설정된 변조 코딩 식별 정보를 데이터와 함께 송신하여 역방향 링크 채널의 효율성을 증가시킬 수 있다.

이하, 도 6a를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 단말(100)은 안테나부(110), 단말 적응변조코딩 제어부(120), 역 적응변조코딩부(130) 및 적응변조코딩부(140)를 포함할 수 있다.

기지국(200)과 호가 연결되면, 단말은 안테나부(110)를 통해 기지국(200)으로부터 수신한 신호를 단말 적응변조코딩 제어부(120)로 전달한다. 본 발명에 따른 단말 적응변조코딩 제어부(120)는 상기 신호의 신호 대 잡음비를 측정하기 위한 에스앤알(SNR) 측정부(121), 상기 신호 대 잡음비에 대응하여 미리 설정된 코딩 방식 및 변조 방식을 결정하고, 상기 결정된 코딩 방식 및 변조 방식을 식별하기 위한 매핑 식별자를 추출하기 위한 식별자 추출부(123), 신호 대 잡음비에 대응하여 미리 설정된 코딩 방식 및 변조 방식을 저장하기 위한 테이블 저장부(125) 및 식별자 추가부(127)를 포함할 수 있다.

이와 같이 결정된 변조 방식 및 코딩 방식에 따라, 적응변조코딩부(140)는 송신할 데이터를 변조 및 코딩하도록 구성되며, 역 적응변조코딩부(130)는 수신한 데이터를 복조 및 디코딩하도록 구성된다.

그리고 적응변조코딩부(140)는 기지국(200)에 송신할 데이터를 변조하기 위한 변조부(145), 상기 변조된 데이터를 인터리빙하기 위한 인터리버부(143) 및 상기 인터리빙된 데이터를 코딩하기 위한 인코더부(141)를 포함할 수 있다. 여기서, 인터리빙이란, 정해진 방식으로 데이터의 입력순서와 출력순서를 달리하여 아주 긴 군집에러를 여러 개의 짧은 군집에러로 분산시키는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 인터리빙된 데이터가 전송채널을 통과할 때 매우 긴 군집에러가 발생하더라도 수신 측에서 디인터리버를 거치면 군집에러가 블록별로 따로 분리되어, 인터리빙하지 않 을 때보다 더 많은 오류를 정정할 수 있다.

역 적응변조코딩부(130)는 기지국(200)으로부터 수신한 데이터를 복조하기 위한 복조부(131), 복조된 데이터를 디인터리빙하기 위한 디인터리버부(133) 및 디인터리빙된 데이터를 디코더하기 위한 디코더부(135)를 포함할 수 있다.

그 외 단말의 일반적인 구성, 예를 들면 송신부, 수신부, 입력부, 출력부, 전원부 등은 발명의 설명의 편의를 위하여 생략하기로 한다.

도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말(100)의 동작을 설명한 순서도이다.

본 발명에 따른 단말(100)의 동작을 설명하면, 단계 S600에서 기지국(200)으로부터 신호를 수신하면, 단계 S610에서 상기 신호에 대한 신호 대 잡음비( Signal to Noise Ratio, SNR)를 추출한다.

그리고 단계 S620에서 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 매핑 테이블을 이용하여 결정한다. 여기서, 바람직한 실시예에 의할 때, 신호 대 잡음비는 신호전력이 잡음전력을 초과하는 데시벨 수(數). 신호는 단독으로 존재하는 경우는 거의 없고 보통 잡음과 공존하는데, 그 배분을 나타내는 척도로서 신호와 잡음의 전력비인 S/N을 산출할 수 있다.

단계 S630에서 상기 변조 방식 및 코딩 방식에 상응하는 식별 정보를 저장한다. 여기서, 상기 저장 정보는 이후, 기지국(200)으로부터 데이터를 수신하는 경우, 복조 및 디코딩에 사용될 수 있다.

단계 S640에서 단말(100)은 상기 변조 및 코딩 방식에 따라 적응변조코딩을 수행할 수 있다. 바람직한 실시예에 의할 때, 상기 변조하고, 인터리빙을 수행한 후, 코딩하도록 구성된다.

단계 S650에서 단말(100)은 본 발명에 따라 데이터를 송신함에 있어, 상기 저장한 테이블 식별 정보를 추가하여 송신함으로써, 별도의 피드백 채널을 구성할 필요 없이 데이터를 송신할 수 있다.

본 발명에 따른 송신 방법은 다음과 같이 별도의 피드백 채널을 구성하여 기지국(200)으로 송신하도록 구성할 수 도 있고, 기지국(200)에 데이터 전송시에 상기 데이터에 매핑 식별자를 포함하여 전송할 수도 있다.

하기의 표 1을 참조하면, 매핑 식별자 전송 방식이 정리되어 있다.

방식	내용
별도 전송	별도의 피드백 채널을 구성하여 기지국으로 송신
데이터 결합 전송	데이터 전송시에 상기 데이터에 매핑 식별자를 포함하여 전송

이하, 본 발명에 따른 매핑 식별자 전송 방식을 설명하기로 한다. 먼저, 매핑 식별자 송신 방식을 판단한다.

판단 결과, 매핑 식별자를 별도 송신하는 경우, 기존의 모든 단말의 채널 상태 정보가 아니라, 매핑 식별자만을 포함한 채널 상태 정보를 생성한다. 그리고 상기 채널 상태 정보를 기지국(200)으로 송신할 수 있다.

여기서, 기존의 기지국(200)측에서 적응 변조 방식을 행하는 방법은 모든 단말의 채널 상태를 피드백 데이터로 송신하여야 하므로, 업링크(unlink)에 상당한 오버헤드(overhead)로 작용하였으나, 본 발명은 추가적인 채널 정보가 필요 없이 수신 신호의 SNR 만을 이용하여 테이블 기반으로 적응변조코딩(AMC)을 실행하기 때문에, 테이블에 상응하는 매핑 식별자만 데이터의 오버헤드(overhead)로 작용하도록 구성할 수 있다. 또한, 추가적인 정보 필요 없이 수신 신호의 SNR 만을 이용하여 AMC를 실행하기 때문에 테이블 값만이 데이터의 overhead로 작용한다. 이는 기존 기지국(200)측에서 AMC를 행하기 위한 feedback 데이터양에 비해 상당히 작다.

그리고 판단 결과, 매핑 식별자를 포함하여 송신하는 경우, 단말(100)은 본 발명에 따른 적응변조코딩을 수행한 데이터에 매핑 식별자를 첨부한다. 그리고 상기 매핑 식별자가 첨부된 데이터를 기지국(200)으로 송신하도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명 TDD기반 RFID 데이터 전달 무선망의 특징을 이용하여 단말 측에서 테이블 기반 AMC 기법을 적용할 수 있다. 본 발명은 단말 측에서 채널 상황에 따른 적응변조코딩(AMC) 방식을 적용함으로써 시스템에서 요구하는 BER을 유지하면서 up-link 데이터 전송율을 향상 시킬 수 있는 것이다. 또한 추가적인 정보 필요 없이 수신 신호의 SNR 만을 이용하여 AMC를 실행하기 때문에 테이블 값만이 데이터의 overhead로 작용한다. 이는 기존 기지국(200)측에서 AMC를 행 하기 위한 feedback 데이터양에 비해 상당히 작다. 특히, 매핑 식별자를 데이터와 함께 전송하는 경우, 피드백 채널에서 채널 상태 정보의 송신으로 사용되는 점유율을 제거할 수 있다.

기지국의 구성 및 동작

도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국(200)의 구성을 도시한 도면이다.

도 7a를 참조하면, 본 발명에 따른 기지국(200)은 안테나부(210), 기지국 적응코딩변조 제어부(220), 역 적응변조코딩부(230) 및 적응변조코딩부(240)를 포함할 수 있다.

안테나부(210)에서 신호를 수신하면, 적응변조코딩 제어부(220)는 상기 신호에 포함된 테이블 매핑 식별자를 이용하여 변조 방식 및 코딩 방식 정보를 추출하며, 상기 변조 방식 및 코딩 방식에 따라 수신한 데이터를 처리하도록 상기 역 적응변조코딩부(230) 및 적응변조코딩부(240)를 제어할 수 있다. 기지국 적응변조코딩 제어부(220)는 상기 신호 대 잡음비에 대응하여 미리 설정된 코딩 방식 및 변조 방식을 결정하고, 상기 결정된 코딩 방식 및 변조 방식을 식별하기 위한 매핑 식별자를 추출하기 위한 식별자 추출부(123), 신호 대 잡음비에 대응하여 미리 설정된 코딩 방식 및 변조 방식을 저장하기 위한 테이블 저장부(125)를 포함할 수 있다.

상기 적응변조코딩 제어부(220)는 식별자 추출부(221) 및 테이블 저장부(223)를 포함할 수 있다. 테이블 저장부(223)는 변조 방식 및 코딩 방식 정 보에 상기 정보에 따른 식별자 정보를 포함하는 테이블을 저장할 수 있고, 식별자 추출부(221)는 상기 신호에 포함된 테이블 매핑 식별자를 이용하여 상기 테이블 저장부(223)를 참조하여 변조 방식 및 코딩 방식 정보를 추출할 수 있다.

이와 같이 결정된 변조 방식 및 코딩 방식에 따라, 적응변조코딩부(240)는 송신할 데이터를 변조 및 코딩하도록 구성되며, 역 적응변조코딩부(230)는 수신한 데이터를 복조 및 디코딩하도록 구성된다.

역 적응변조코딩부(230)는 단말(100)로부터 수신한 데이터를 복조하기 위한 복조부(231), 복조된 데이터를 디인터리빙하기 위한 디인터리버부(233) 및 디인터리빙된 데이터를 디코더하기 위한 디코더부(235)를 포함할 수 있다.

그리고 적응변조코딩부(240)는 단말(100)에 송신할 데이터를 변조하기 위한 변조부(245), 상기 변조된 데이터를 인터리빙하기 위한 인터리버부(243) 및 상기 인터리빙된 데이터를 코딩하기 위한 인코더부(241)를 포함할 수 있다.

그 외 기지국의 일반적인 구성, 예를 들면 송신부, 수신부, 입력부, 출력부, 전원부 등은 발명의 설명의 편의를 위하여 생략하기로 한다.

도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국(200)의 동작을 설명한 순서도이다.

먼저, 단계 S700에서 기지국(200)이 단말(100)로부터 신호를 수신하면, 단계 S710에서 상기 신호에 포함된 변조 코딩 방식 식별 정보를 추출하고, 단계 S730에서 상기 변조 코딩 방식 식별 정보에 상응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 미리 저 장된 매핑 테이블을 이용하여 추출한다. 여기서, 상기 매핑 테이블은 단말(100)에 저장된 매핑 테이블과 동일하며 주기적으로 상기 단말(100) 및 기지국(200)과 동일하게 업데이트 및 관리될 수 있다.

단계 S740에서 상기 기지국(200)이 데이터를 송신하는지 수신하는지 여부를 판단한다. 데이터를 수신하는 경우, 단계 S750에서 기지국(200)은 상기 식별 정보에 상응하는 변조 및 코딩 방식에 상응하는 복조 및 디코딩을 수행할 수 있다. 그리고 데이터를 송신하는 경우, 단계 S750에서 상기 기지국(200)은 상기 변조 방식 및 코딩 방식에 따라 변조 및 코딩을 수행한 후, 단계 S760에서 상기 변조 및 코딩된 데이터를 상기 단말(100)로 송신할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 무선 채널 환경에 따라 업링크(up-link) 부분에서 디지털 변조 및 코딩 방식을 가변적으로 적용함으로써 외부 간섭의 영향에 관계없이 안정적으로 시스템 용량 및 성능을 개선할 수 있는 업링크 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다운링크(down-link) 중심의 순방향 링크의 용량 증대 및 성능 개선뿐만 아니라, 업링크(up-link) 성능 개선 및 전송 속도 증가를 가져올 수 있는 효과도 있다. 즉 본 발명은 종래 적응변조코딩 방식에 의할 때, 오버헤드(overhead)로 작용하는 채널 상태 정보의 피드백 과정에 따른 로드를 제거 또는 감소시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 RFID 데이터 전송과 같이 업링크가 빈번한 무선 환경에서 시스템에서 요구하는 비트오률(BER)을 유지하면, 업링크의 데이터 전송율을 향상시킬 수 있는 효과도 있다. 즉 본 발명은 통신 시에 다중경로 및 이동성이 거의 없는 단말 측에 테이블 기반의 간단한 적응변조코딩(AMC) 알고리즘을 사용함으로써 채널 상황에 따라 데이터 전송 방법을 정할 수 있기 때문에 시스템에서 요구하는 비트오률(BER)을 유지하면서 업링크(up-link) 데이터 전송율을 향상 시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

단말에서의 적응변조코딩 방법에 있어서,

(a) 상기 단말에 저장된 매핑 테이블과 동일한 매핑 테이블을 저장하는 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계-여기서, 상기 매핑 테이블은 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 정보를 포함함-;

(b) 상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출하는 단계;

(c) 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 상기 매핑 테이블을 참조하여 추출하는 단계; 및

(d) 상기 기지국에서 상기 매핑 테이블을 참조하여 상기 단말로부터 수신하는 데이터를 복조 및 디코딩하도록, 상기 매핑 식별자를 상기 기지국으로 송신하는 단계;

를 포함하여 업링크 속도를 향상하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 (d)는,

상기 적응 변조 방식에 상응하여 상기 기지국으로 송신할 데이터를 변조 및 코딩하는 단계;

상기 변조 및 코딩된 데이터에 상기 매핑 식별자를 첨부하는 단계; 및

상기 매핑 식별자가 첨부된 데이터를 상기 기지국으로 송신하는 단계

를 포함하는 적응변조코딩 방법.
제1항에 있어서,

상기 단말과 상기 기지국 간의 통신망은 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 송수신하는 통신망인 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국으로부터 상기 매핑 테이블을 수신하는 단계; 및

상기 수신된 매핑 테이블을 저장하는 단계

가 선행되는 적응변조코딩 방법.
기지국에서의 적응변조코딩 방법에 있어서,

(a) 상기 기지국에 저장된 매핑 테이블과 동일한 매핑 테이블을 저장하는 단말에게 신호를 송신하는 단계-여기서, 상기 매핑 테이블은 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 정보를 포함함-;

(b) 상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출한 후 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 상기 매핑 테이블을 참조하여 추출한 상기 단말로부터 상기 매핑 식별자를 수신하는 단계;

(c) 상기 매핑 식별자 및 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 적응 변조 방식을 추출하는 단계; 및

(d) 상기 단말기에서 수신하는 데이터를 상기 적응 변조 방식에 상응하여 복조 및 디코딩하는 단계;

를 포함하여 업링크 속도를 향상하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 방법.
제5항에 있어서,

상기 매핑 식별자는 별도로 수신하거나, 상기 데이터와 함께 수신하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 방법.
제5항에 있어서,

상기 단말과 상기 기지국 간의 통신망은 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 송수신하는 통신망인 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 방법.
제5항에 있어서,

상기 기지국에 저장된 상기 매핑 테이블을 추출하는 단계; 및

상기 단말에 상기 매핑 테이블이 저장되도록, 상기 추출한 매핑 테이블을 상기 단말로 송신하는 단계;

가 선행되는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 방법.
단말에서의 적응변조코딩 장치에 있어서,

상기 단말과 네트워크를 통하여 연결된 기지국으로부터 신호를 수신하기 위한 수신부;

상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출하기 위한 에스앤알(SNR) 측정부;

복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 테이블 정보를 저장하기 위한 테이블 저장부;

상기 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 상기 매핑 테이블을 참조하여 추출하기 위한 식별자 추출부; 및

상기 매핑 테이블과 동일한 매핑 테이블을 저장하는 상기 기지국에서 상기 매핑 테이블을 참조하여 상기 단말에서 수신하는 데이터를 복조 및 디코딩하도록, 상기 매핑 식별자를 상기 기지국으로 송신하기 위한 송신부;

를 포함하여 업링크 속도를 향상하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 장치.
제9항에 있어서,

상기 적응 변조 방식에 상응하여 상기 기지국으로 송신할 데이터를 변조 및 코딩하는 적응변조코딩부; 및

상기 변조 및 코딩된 데이터에 상기 매핑 식별자를 첨부하기 위한 식별자 추가부

가 더 포함되어 업링크 속도를 향상하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 장치.
제9항에 있어서,

상기 네트워크는 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 송수신하는 통신망인 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 장치.
제9항에 있어서,

상기 테이블 저장부는 상기 기지국으로부터 상기 매핑 테이블을 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 장치.
기지국에서의 적응변조코딩 장치에 있어서,

상기 기지국과 네트워크를 통하여 연결되는 단말에게 신호를 송신하기 위한 송신부;

상기 신호에 대한 신호 대 잡음비를 검출한 후 상기 신호 대 잡음비에 대응하는 변조 방식 및 코딩 방식을 포함하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자를 매핑 테이블을 참조하여 추출한 상기 단말로부터 상기 매핑 식별자를 수신하기 위한 수신부;

상기 단말에 저장된 매핑 테이블과 동일하며, 복수개의 신호 대 잡음비에 대응하는 적응 변조 방식과 상기 적응 변조 방식에 대응하는 매핑 식별자에 대한 테이블 정보를 저장하기 위한 테이블 저장부;

상기 매핑 식별자 및 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 적응 변조 방식을 추출하기 위한 식별자 추출부; 및

상기 단말기에서 수신하는 데이터를 상기 적응 변조 방식에 상응하여 복조 및 디코딩하기 위한 역 적응변조코딩부;

를 포함하여 업링크 속도를 향상하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 장치.
제13항에 있어서,

상기 수신부는 상기 매핑 식별자는 별도로 수신하거나, 상기 데이터와 함께 수신하는 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 장치.
제13항에 있어서,

상기 네트워크는 무선 주파수 식별(RFID) 데이터를 송수신하는 통신망인 것을 특징으로 하는 적응변조코딩 장치.