KR100971316B1 - 채널 품질 피드백을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서비스 기지국으로의 채널정보 피드백을 개선하여, 기지국이 순방향 링크 데이터 스루풋을 개선하도록 하면서 역방향 링크의 로드를 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 채널 품질 표시자 채널을 통해, 3개의 부채널, 즉 재동기 부채널(600), 차동 피드백 부채널(620) 및 전이 표시자 부채널(630)이 생성된다. 각각의 부채널을 통해 반송되는 정보는 채널 상태들을 저장하는 내부 레지스터들을 선택적으로 업데이트하기 위하여 기지국에 의하여 개별적으로 또는 함께 사용될 수 있다. 채널상태들은 순방향 링크 전송들의 전송 포맷들, 전력 레벨들, 및 데이터 레이트들을 결정하기 위하여 사용된다.

Description

채널 품질 피드백을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CHANNEL QUALITY FEEDBACK}
본 발명은 일반적으로 통신, 특히 무선 통신시스템을 통해 트래픽의 스케줄링 및 레이트 제어를 개선하기 위하여 사용될 수 있는 채널정보의 피드백을 개선하는 것에 관한 것이다.
무선통신분야는 예컨대 코드리스 전화, 페이징, 무선 로컬 루프, 개인휴대단말(PDA), 인터넷 전화 및 위성통신시스템을 포함하는 여러 응용들을 가진다. 특히 중요한 응용은 이동 가입자들을 위한 셀룰러 전화 시스템들이다. 여기에 사용된 바와같이, 용어 "셀룰러" 시스템은 셀룰러 및 개인통신서비스(PCS) 주파수들을 포함한다. 다양한 무선 인터페이스는 예컨대 주파수 분할 다중접속(FDMA), 시분할 다중접속(TDMA) 및 코드분할 다중접속(CDMA)을 포함하는 셀룰러 전화시스템들을 위하여 개발되었다. 이와 관련하여, AMPS(Advanced Mobile Phone Service), GSM(Global System for Mobile) 및 IS-95(Interim Standard 95)를 포함하는 다양한 국내 및 국제 표준들이 형성되었다. IS-95 및 이의 파생물들, IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008(종종 여기서는 IS-95로서 언급됨) 및 제안된 높은 데이터 레이트 시스템들이 미국통신산업협회(TIA) 및 다른 공지된 표준기구들에 의하여 반포되었다.
IS-95 표준의 사용에 따라 구성된 셀룰러 전화 시스템들은 고효율의 강력한 셀룰러 전화 서비스를 제공하기 위하여 CDMA 신호 처리 기술들을 사용한다. IS-95 표준의 사용에 따라 실제 구성된 전형적인 셀룰러 전화 시스템들은 본 발명의 양수인에게 양도되고 여기에 참조문헌으로서 통합되는 미국특허번호 제5,103,459호 및 제4,901,307호에 개시되어 있다. CDMA 기술들을 이용하는 전형적인 시스템은 TIA에 의하여 발행된 cdma2000 ITU-R 무선전송 기술(RTT) 후보 제출(여기에서는 cdma2000으로 언급함)이다. cdma2000에 대한 표준은 IS-2000의 드래프트 버전들에서 제공되며 TIA 및 3GPP2에 의하여 승인되었다. 다른 CDMA 표준은 3세대 파트너십 프로젝트 "3GPP", 문헌번호 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 및 3G TS 25.214에서 구현된 W-CDMA 표준이다.
앞서 인용된 통신표준들은 구현될 수 있는 다양한 통신시스템들의 단지 일부의 예들이다. 이들 다양한 통신시스템들의 일부는 원격국들이 전송매체의 품질에 관한 정보를 서비스 기지국에 전송할 수 있도록 구성된다. 그 다음에, 이러한 채널정보는 전력레벨들, 전송 포맷들, 및 순방향 링크 전송의 타이밍을 최적화하고 추가로 역방향 링크 전송의 전력레벨을 제어하기 위하여 서비스 기지국에 의하여 사용될 수 있다.
여기에서 사용되는 바와같이, "순방향 링크"는 기지국으로부터 원격국으로의 전송을 언급하며, "역방향 링크"는 원격국으로부터 기지국으로의 전송들을 언급한다. 순방향 링크 및 역방향 링크는 상관되지 않으며, 이는 한 링크의 관찰에 의한 다른 링크의 예측이 용이하지 않다는 것을 의미한다. 그러나, 고정되고 저속이동하는 원격국들에 대하여, 순방향 링크 전송 경로의 특성들은 통계적 의미에서 역방향 링크 전송경로의 특성들과 유사하게 관찰될 것이다.
수신된 순방향 링크 전송들의 채널 상태들은 캐리어 대 간섭(C/I)비와 같이 서비스 기지국에 상기 정보를 보고하는 원격국에 의하여 관찰될 수 있다. 그 다음에, 기지국은 원격국으로의 전송들을 선택적으로 스케줄링하기 위하여 상기 정보를 사용한다. 예컨대, 만일 원격국이 심각한 페이드(deep fade)의 존재를 보고하면, 기지국은 페이딩 상태가 없어질 때까지 전송 스케줄링을 중지한다. 선택적으로, 기지국은 페이딩 상태를 보상하기 위하여 높은 전송 전력레벨로 전송을 스케줄링할 것을 결정할 수 있다. 선택적으로, 기지국은 더 많은 정보 비트들을 반송할 수 있는 포맷들로 데이터를 전송함으로서 전송 데이터 레이트를 변경할 것을 결정할 수 있다. 예컨대, 만일 채널 상태들이 악화되면, 데이터는 왜곡된 심볼들이 복구가능하도록 리던던시들을 가진 전송 포맷으로 전송될 수 있다. 그러므로, 데이터 스루풋은 리던던시들이 없는 전송포맷이 사용되는 경우보다 낮다.
기지국은 역방향 링크 전송들이 동일한 전력레벨로 도달하도록 모든 원격국들의 전력레벨의 균형을 동작 범위 내에서 유지하기 위하여 상기 채널 정보를 사용할 수 있다. CDMA-기반 시스템에서, 원격국들 간의 채널화는 시스템이 동일한 주파수에서 다중신호들을 오버레이하도록 하는 의사랜덤 코드들의 사용에 의하여 이루어진다. 그러므로, 역방향 링크 전력제어는 하나의 원격국으로부터 방사된 초과 전송전력이 상기 원격국의 인접 원격국들의 전송들을 간섭(drown out)할 수 있기 때문에 CDMA-기반 시스템들의 본질적인 동작이다.
전송 매체의 품질을 결정하기 위하여 피드백 메커니즘들을 사용하는 통신시스템들에서, 채널 상태들은 역방향 링크를 통해 연속적으로 전달된다. 이는 시스템의 부하를 크게하여 다른 방식으로 다른 기능들에 할당될 수 있는 시스템 자원들을 소비한다. 그러므로, 이전 전송들로부터 거의 변화되지 않은 C/I 정보를 원격국들이 전송할때 발생할 수 있는 불필요한 전송들의 역방향 링크 로드를 감소시킬 필요성이 존재한다. 그러나, 시스템은 적절한 방식으로 채널상태들을 검출하여 변화시킬 수 있어야 한다. 여기에 기술된 실시예들은 역방향 링크를 통한 채널정보의 전송을 최적화하여 기지국에 상기 정보를 디코딩하기 위한 메커니즘을 제공함으로서 상기 필요성을 충족하였다.
본 발명은 앞서 언급된 필요성을 충족시킨 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 일 양상에서 순방향 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 메모리 엘리먼트, 메모리 엘리먼트에 저장된 명령 세트를 실행하도록 구성된 처리 엘리먼트를 포함하며, 상기 명령 세트는 원격국으로부터 전체 채널 품질 값 및 순차적으로 수신되는 다수의 증가채널 품질 값들을 수신하는 명령, 및 채널 품질 추정치를 사용하여 레지스터를 선택적으로 업데이트시키는 명령을 포함하며, 상기 채널 품질 추정치는 전체 채널 품질 값 및 다수의 증가 채널 품질 값들에 기초한다.
또다른 양상에서, 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 방법이 제공되며, 다수의 슬롯에서 상기 전체 채널 품질 값을 디코딩하는 단계, 각각이 상기 다수의 슬롯들의 각각에서 개별적으로 수신되는 다수의 증분 채널 품질 값들을 사용하여 채널상태 레지스터를 증분방식으로 업데이트하는 단계, 및 상기 전체 채널 품질 값이 완전히 디코딩될때 상기 전체 채널 품질 값을 사용하여 상기 채널상태 레지스터를 리셋하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 피드백 채널을 통해 채널 품질 값들을 기지국에 전송하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 전체 채널 품질 값들을 발생시키기 위한 재동기 부채널 발생 시스템, 및 다수의 증가값들을 발생시키는 차동 피드백 부채널 발생 시스템을 포함하며, 상기 다수의 증가값들은 전체 채널 품질 값들으로 다중화된다.
또 다른 양상에서, 원격국으로부터 기지국으로 채널정보를 전송하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 전체 채널 품질 값을 발생시키는 단계, 및 증가 채널 품질 값을 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 증가 채널 품질 값은 전체 채널 품질 값으로 다중화된다.
도 1은 무선통신 네트워크를 도시한 도면.
도 2A, 도 2B 및 도 2C는 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널간의 상호작용을 기술하는 시간 라인들을 도시한 도면.
도 3은 기지국과 통신하는 원격국의 기능 블록도.
도 4A, 도 4B, 도 4C 및 도 4D는 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널의 여러 구현에 대한 시간 라인들을 도시한 도면.
도 4E는 재동기 부채널 및 여러 피드백 부채널을 통해 수신된 정보의 여러 해석으로부터 발생하는 여러값들을 기술한 표.
도 5는 심각한 페이드가 발생할때 "누산 및 추가"의 장점을 기술한 그래프.
도 6A 및 도 6B는 재동기 부채널, 여러 피드백 부채널 및 전송 표시자 부채널을 발생시키는 채널 엘리먼트들의 블록도.
도 7은 양자화 제한들에서 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널을 사용하는 장점을 기술한 그래프.
도 1에 기술된 바와같이, 무선통신 네트워크(10)는 일반적으로 다수의 이동국들(또한 원격국 또는 가입자 유닛 또는 사용자 장비로 칭함)(12a-12d), 다수의 기지국들(또는 기지국 트랜시버(BTS) 또는 노드 B로 칭함)(14a-14c), 기지국 제어기(BSC)(또는 무선 네트워크 제어기 또는 패킷 제어기능부(16)), 이동 교환국(MSC) 또는 스위치(18), 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 또는 인터네트워킹 기능부(IWF)(20), 공중교환 전화망(PSTN)(22)(일반적으로 전화회사), 및 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크(24)(일반적으로 인터넷)를 포함한다. 단순화를 위하여, 4개의 이동국(12a-12d), 3개의 기지국(14a-14c), 하나의 BSC(16), 하나의 MSC(18) 및 하나의 PDSN(20)이 도시된다. 당업자는 소수의 이동국들(12), 기지국들(14), BSC들(16), MSC들(18) 및 PDSN들(20)이 존재한다는 것을 이해해야 한다.
일실시예에서, 무선통신 네트워크(10)는 패킷 데이터 서비스 네트워크이다. 이동국들(12a-12d)은 휴대용 전화, 랩탑 컴퓨터 실행 IP 기반 웹 브라우저 응용들에 접속되는 셀룰러 전화, 프리 카 키트들이 결합된 셀룰러 전화, 개인휴대단말(PDA) 실행 IP-기반 웹 브라우저 응용들, 휴대용 컴퓨터에 통합된 무선 통신 모듈 또는 무선 로컬 루프 또는 미터 판독 시스템에서 발견될 수 있는 고정위치 통신 모듈과 같은 다수의 여려 형태의 무선통신장치의 일부일 수 있다. 대부분의 일반적인 실시예에서, 이동국들은 임의의 형태의 통신유닛일 수 있다.
이동국들(12a-12d)은 예컨대 EIA/TIA-707 표준에 개시된 바와 같은 하나 이상의 무선 패킷 데이터 프로토콜들을 수행하도록 유리하게 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 이동국들(12a-12d)은 IP 네트워크(24)를 위하여 할당된 IP 패킷들을 발생시키며 포인트-투-포인트 프로토콜(PPP)를 사용하여 IP 패킷들을 프레임들로 캡슐화한다.
일실시예에서, IP 네트워크(24)는 PDSN(20)에 접속되고, PDSN(20)은 MSC(18)에 접속되며, MSC는 BSC(16) 및 PSTN(22)에 접속되며, BSC(16)는 예컨대 E1, T1, 비동기 전송모드(ATM), IP, PPP, 프레임 릴레이, HDSL, ADSL, 또는 xDSL을 포함하는 여러 공지된 프로토콜들의 일부에 따라 음성 및/또는 데이터 패킷들의 전송을 위하여 구성된 유선들을 통해 기지국들(14a-14c)에 접속된다. 대안 실시예에서, BSC(16)는 PDSN(20)에 직접 접속될 수 있다.
무선 통신 네트워크(10)의 일반적인 동작동안, 기지국들(14a-14c)은 전화통화, 웹 브라우징 또는 다른 데이터 통신들에서 사용되는 다양한 이동국들(12a-12d)로부터 역방향 신호 세트들을 수신하여 복조한다. 주어진 기지국(14a-14c)에 의하여 수신되는 각각의 역방향 신호는 기지국(14a-14c)내에서 처리된다. 각각의 기지국들(14a-14c)은 순방향 신호세트들을 변조하여 이동국들(12a-12d)에 전송함으로서 다수의 이동국들(12a-12d)과 통신할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와같이, 기지국(14a)은 제 1 및 제 2 이동국들(12a-12b)과 동시에 통신하며, 기지국(14c)은 제 3 및 제 4이동국들(12c, 12d)과 동시에 통신한다. 결과적인 패킷들은 특정 이동국(12a-12d)에 대한 통화를 한 기지국(14a-14c)으로부터 다른 기지국(14a-14c)으로 소프트 핸드오프하는 조정을 포함하는 통화자원 할당 및 이동관리 기능을 제공하는 BSC(16)에 전송된다. 예컨대, 이동국(12c)은 두개의 기지국(14b, 14c)과 동시에 통신중에 있다. 결국, 이동국(12c)이 기지국들 중 하나(14c)로부터 충분히 멀리 떨어지도록 이동할때, 통화는 다른 기지국(14b)으로 핸드오프될 것이다.
만일 전송이 종래의 전화통화이면, BSC(16)은 PSTN(22)과 인터페이싱하기 위한 추가 라우팅 서비스들을 제공하는 MSC(18)에 수신된 데이터를 라우팅할 것이다. 만일 전송이 IP 네트워크(24)에 대하여 할당된 데이터 통화와 같은 패킷 기반 전송이면, MSC(18)는 PDSN(20)에 데이터 패킷들을 라우팅할 것이며, PDSN(20)은 IP 네트워크(24)에 패킷들을 전송할 것이다. 선택적으로, BSC(16)는 패킷들을 직접 PDSN(20)에 라우팅할 것이며, PDSN(20)는 IP 네트워크(24)에 패킷들을 전송한다.
임의의 통신시스템들에서, 데이터 트래픽을 반송(carry)하는 패킷들은 부패킷들로 분할되며, 부패킷들은 전송채널의 슬롯들을 점유한다. 단지 예시적인 목적으로, cdma2000 시스템의 전문 용어가 이후에 사용된다. 이러한 사용은 여기에 기술된 실시예들의 구현을 cdma2000 시스템들에 제한하지 않는다. 예컨대 WCDMA와 같은 다른 실시예들의 구현들이 여기에 기술된 실시예들의 범위에 영향을 미치지 않고 수행될 수 있다.
기지국으로부터 기지국의 범위내에서 동작하는 원격국으로의 순방향 링크는 다수의 채널들을 포함할 수 있다. 순방향 링크 채널들의 일부는 파일럿 채널, 동기채널, 페이징 채널, 고속 페이징 채널, 방송채널, 전력 제어채널, 할당채널, 제어채널, 전용 제어채널, 매체 액세스 제어(MAC) 채널, 기본채널, 보조채널, 보조코드채널 및 패킷 데이터 채널을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 원격국으로부터 기지국으로의 역방향 링크는 다수의 채널들을 포함한다. 각각의 채널은 다른 형태들의 정보를 타깃(target) 목적지에 반송한다. 일반적으로, 음성 트래픽은 기본채널들을 통해 반송되며, 데이터 트래픽은 보조채널들 또는 패킷 데이터 채널들을 통해 반송된다. 보조채널은 보통 전용 채널들인 반면에, 패킷 데이터 채널들은 보통 시간 및/또는 코드분할 방식으로 서로 다른 상대방들(parties)에 대하여 지정되는 신호들을 반송한다. 선택적으로, 패킷 데이터 채널들은 공유된 보조채널들로서 기술된다. 실시예들을 기술하기 위하여, 보조채널들 및 패킷 데이터 채널들은 일반적으로 데이터 트래픽 채널들로 언급된다.
음성 트래픽 및 데이터 트래픽은 일반적으로 순방향 또는 역방향 링크들중 하나를 통해 전송하기전에 인코딩, 변조 및 확산된다. 인코딩, 변조 및 확산은 다양한 포맷들로 구현될 수 있다. CDMA 시스템에서, 전송 포맷은 음성 트래픽 및 데이터 트래픽이 전송되는 채널의 형태 및 페이딩 및 간섭과 관련하여 기술될 수 있는 채널 타입에 따른다.
다양한 전송 파라미터들의 결합에 대응하는 미리 결정된 전송 포맷들은 전송 포맷들이 선택을 단순화하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 전송 포맷은 다음과 같은 전송 파라미터들, 즉 시스템에 의하여 사용되는 변조방식, 직교 또는 의사직교 코드들의 수, 직교 또는 의사직교 코드들의 식별, 비트단위의 데이터 페이로드 크기, 메시지 프레임의 구간 및/또는 인코딩 방식에 관한 항목들중 일부 또는 모두의 결합에 대응한다. 통신 시스템들내에서 사용되는 변조방식들의 일부 예들은 직교위상 시프트 키잉 방식(QPSK), 8-진 위상 시프트 키잉 방식(8-PSK), 및 16-진 직교 진폭변조(16-QAM)이다. 선택적으로 구현될 수 있는 다양한 인코딩 방식들중 일부는 다양한 레이트들로 구현되는 종래의 인코딩 방식들, 또는 인터리빙 단계들에 의하여 다중 인코딩 단계들을 포함하는 터보 코딩이다.
월시 코드 시퀀스들과 같은 직교 및 의사직교 코드들은 각각의 원격국에 전송된 정보를 채널화하기 위하여 사용된다. 다시 말해서, 월시코드 시퀀스들은 시스템이 동일한 시간에 동일한 주파수에서 다중 사용자들을 오버레이(overlay)하도록 하기 위하여 순방향 링크상에서 사용되며, 각각의 사용자에게는 하나 또는 다수의 다른 직교 또는 의사직교 코드들이 할당된다.
기지국의 스케줄링 엘리먼트는 각각의 패킷의 전송 포맷, 각각의 패킷의 레이트, 및 각각의 패킷이 원격국에 전송되는 슬롯 시간들을 제어하도록 구성된다. 용어 "패킷"은 시스템 트래픽을 기술하기 위하여 사용된다. 패킷들은 전송채널의 슬롯들을 점유하는 부패킷들로 분할될 수 있다. "슬롯"은 메시지 프레임의 기간을 기술하기 위하여 사용된다. 이러한 용어는 cdma2000 시스템들에서 공통적으로 사용되나, 여기에 기술된 실시예들이 구현을 cdma2000 시스템들에 제한하는 것을 의미하는 것이 아니다. 예컨대, WCDMA와 같은 다른 시스템들의 구현은 여기에 기술된 실시예들의 범위에 영향을 미치지 않고 수행될 수 있다.
스케줄링은 패킷 기반 시스템에서 높은 데이터 스루풋을 달성할 때 중요한 요소이다. cdma2000 시스템에서, 스케줄링 엘리먼트(여기에서는 "스케줄러"로 언급됨)는 수신된 부패킷이 왜곡되는 경우에 수신된 부패킷이 다른 왜곡된 부패킷과 결합되어 허용가능한 프레임 에러 레이트(FER)내에서 데이터 페이로드를 결정하도록 수신기에서 소프트 결합되는 중복 및 반복하는 부패킷들로의 페이로드의 패킹(packing)을 제어한다. 예컨대, 만일 원격국이 76.8kbps의 전송을 요구하나 이러한 전송 레이트가 채널의 상태로 인하여 요구된 시간에 가능하지 않는다는 것을 기지국이 아는 경우에, 기지국의 스케줄러는 데이터 페이로드의 다중 부패킷들로의 패키징을 제어할 수 있다. 원격국은 다수의 왜곡된 부패킷들을 수신하나 왜곡되지 않은 부패킷들의 비트들을 소프트 결합함으로서 데이터 페이로드를 계속해서 복원할 것이다. 그러므로, 비트들의 실제 전송 레이트는 데이터 스루풋 레이트와 다를 수 있다.
기지국의 스케줄링 엘리먼트는 순방향 링크 전송들의 데이터 레이트 및 스케줄링을 조절하기 위하여 개방루프 알고리즘을 사용한다. 개방루프 알고리즘은 무선환경에서 전형적으로 발견된 가변 채널 상태들에 따라 전송들을 조절한다. 일반적으로, 원격국은 순방향 링크 채널의 품질을 측정하며 상기 정보를 기지국에 전송한다. 기지국은 다음 패킷 전송의 가장 효율적인 전송 포맷, 레이트, 전력 레벨 및 타이밍을 예측하기 위하여 수신된 채널 상태들을 사용한다. cdma2000 1xEV-DV 시스템에서, 원격국들은 최상의 서비스 섹터의 채널 품질 측정치들을 기지국에 전송하기 위하여 채널 품질 피드백 채널(CQICH)을 사용할 수 있다. 채널 품질은 캐리어 대 간섭(C/I) 비에 의하여 측정될 수 있으며, 수신된 순방향 링크 신호들에 기초한다. C/I 값은 5비트 채널 품질 표시자(CQI) 심볼상에 매핑되며, 제 5비트는 남겨진다. 그러므로, C/I값은 16개의 양자화값들중 하나를 가질 수 있다.
원격국이 미리 알지 못하기 때문에, 원격국은 C/I 값들을 연속적으로 전송하며, 그 결과 기지국은 일부 패킷들이 순방향 링크를 통해 상기 원격국에 전송되어야 할 필요가 있더라도 채널 상태(condition)들을 안다. 4비트 C/I 값들의 연속 전송은 원격국에서 하드웨어 및 소프트웨어 자원들을 사용함으로써 원격국의 배터리 수명을 소모한다.
배터리 수명 및 역방향 링크 로딩의 문제점들외에, 지연시간의 문제점이 또한 존재한다. 전파 및 처리 지연들로 인하여, 기지국은 시일이 경과된 정보를 사용하여 전송들을 스케줄링한다. 만일 전형적인 전파 지연이 1.25ms 슬롯들을 가진 시스템들에서 2-슬롯 지연에 대응하는 2.5ms이면, 기지국은 더이상 존재하지 않는 상황에 반응할 수 있거나 또는 새로운 상황에 적절한 방식으로 반응하지 못할 수 있다.
전술한 이유로 인하여, 통신 네트워크는 기지국이 채널환경의 급격한 변화로 인하여 전송들을 고속으로 재스케줄링하도록 하는 정보를 기지국에 전송하는 메커니즘을 필요로한다. 더욱이, 전술한 메커니즘은 원격국의 배터리 수명의 소모와 역방향 링크의 로드를 감소시킨다.
여기에 기술된 실시예들은 역방향 링크의 로드를 감소시키면서 원격국으로부터 기지국으로 C/I와 같은 채널정보를 전송하는 피드백 메커니즘을 개선하는 것에 관한 것이다. 피드백 메커니즘을 개선함으로서, 실시예들은 실제 채널상태들에 따라 전송들 및 전송들의 데이터 레이트들을 스케줄링하는 기지국의 능력을 개선한다. 실시예들은 채널정보를 반송하기 위하여 CQI 채널의 두개의 부채널들을 발생시키는 것에 관한 것이다. 다른 채널들이 여기에 기술된 부채널들을 반송하도록 구성될 수 있으나 편의상 앞으로 CQI의 용어가 사용된다는 것을 유의해야 한다. 두개의 부채널들은 이후 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널로 언급된다.
원격국에서의 피드백 메커니즘의 개선외에, 원격국으로부터 수신된 채널정보의 해석을 최적화하기 위하여 기지국이 개선될 수 있다. 기지국의 스케줄링 엘리먼트는 어느 한 부채널로부터 수신된 정보에 따라 또는 어느 한 부채널로부터 수신된 정보를 선택적으로 버림(discard)으로써 태스크 기능들을 구현하도록 구성될 수 있다.
실시예들의 일반적인 설명에서, 전체 C/I 값들은 재동기 부채널을 통해 전송되는 반면에 증분 1-비트 값들이 차동 피드백 부채널을 통해 전송된다. 1 및 0의 증분 1-비트 값들은 +0.5 dB 및 -0.5dB에 매핑되나, 또한 다른 값 ±K에 매핑될 수 있으며, 여기서 K는 시스템 규정 스텝 사이즈이다.
원격국에서의 부채널들 생성
재동기 및 차동 피드백 부채널들을 통해 전송된 값들은 순방향 링크 C/I 측정치들에 기초하여 결정된다. 재동기 부채널을 통해 전송된 값은 가장 최근의 C/I 측정치를 양자화함으로서 얻어진다. 1비트 값은 차동 피드백 부채널을 통해 전송되며 내부 레지스터의 내용들과 가장 최근의 C/I 측정치를 비교함으로서 얻어진다. 내부 레지스터는 재동기 및 차동 피드백 부채널들을 통해 전송된 이전 값들에 기초하여 업데이트되며 기지국이 디코딩할 C/I 값에 대한 원격국의 최상의 추정치를 나타낸다.
제 1모드에서, 채널 엘리먼트들은 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널을 CQI채널(CQICH)을 통해 발생시키기 위하여 원격국내에 배치될 수 있으며, 재동기 부채널은 N-슬롯 CQICH 프레임의 한 슬롯을 점유하며 차동 피드백 부채널은 N-슬롯 CQICH 프레임의 모든 슬롯들을 점유하고, 이에 따라 증분 1비트 값이 각각의 슬롯으로 전송된다. 그러므로, N-슬롯 CQICH 프레임의 적어도 하나의 슬롯에서, 전체 C/I 값 및 증분 1-비트 값은 기지국에 전송된다. 이와같은 동시발생 전송은 직교 또는 반(quasi)-직교 확산 코드들을 사용함으로서 또는 대안 실시예에서 임의의 미리 결정된 방식으로 두개의 부채널을 시간 인터리빙함으로서 가능하다. 대안적인 제 1모드에서, 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널은 동시에 전송되지 않는다. 대신에, 재동기 부채널은 하나의 슬롯을 통해 전송되며 시스템은 차동 피드백 부채널을 상기 특정 슬롯으로 전송하는 것을 억제한다. 도 2A는 제 1 모드에서 병렬로 동작하는 차동 피드백 부채널 및 재동기 채널의 전송 타이밍을 기술한 시간 라인이다.
제 2모드에서, 채널 엘리먼트들은 두개의 부채널들이 감소된 레이트에서 동작하는 재동기 부채널과 함께 발생되도록 구성된다. 재동기 채널은 전체 C/I 값이 N-슬롯 CQICH 프레임의 적어도 두 개의 슬롯들상에 확산될 때 감소된 레이트에서 동작한다. 예컨대, 전체 C/I 값은 16-슬롯 CQICH 프레임의 2, 4, 8 또는 16 슬롯들을 통해 감소된 레이트로 전송될 수 있다. 차동 피드백 부채널은 N-슬롯 CQICH 프레임의 모든 슬롯들을 점유한다. 그러므로, 증분 1비트 값은 재동기 부채널과 병렬로 각각의 슬롯으로 전송되다. 원격국은 역방향 링크가 바람직하지 않은 채널 상태들을 가질때 전체 C/I 값을 감소된 레이트로 전송해야 한다. 일 실시예에서, 기지국은 역방향 링크 채널 상태들을 결정하며 제어 신호를 원격국에 전송하며, 제어 신호는 재동기 부채널이 감소된 레이트로 전송해야 하는지의 여부를 원격국에 알린다. 선택적으로, 원격국은 상기 결정을 독립적으로 만들도록 프로그래밍될 수 있다.
제 2모드의 일 구현에서, 두개의 부채널들은 감소된 레이트로 병렬로 동작하며, 전체 C/I 값은 N-슬롯 CQICH 프레임의 모든 슬롯들상에 확산되며, 각각의 슬롯은 증분 1-비트 값을 반송한다. 대안적인 제 2모드에서, 차동 피드백 부채널은 제 1슬롯을 제외하고 N슬롯 프레임의 모든 슬롯들을 점유한다. 또 다른 대안적 제 2 모드에서, 차동 피드백 부채널 및 재동기 부채널은 절대로 동시에 전송되지 않으며, 재동기 부채널은 M개의 슬롯들상에서 우선 동작하며 차동 피드백 부채널은 N-슬롯 프레임의 다음 N-M개의 슬롯들상에서 동작한다. 도 2B 및 도 2C는 제 2 모드에서 동작하는 차동 피드백 부채널 및 재동기 부채널의 전송 타이밍을 기술한 시간 라인들이다. 원격국의 내부 레지스터는 어느 동작모드가 사용되는지에 따라 제 1, 제 2 또는 제 M 슬롯에서 업데이트될 수 있다.
다른 실시예에서, 전체 C/I 값은 기지국에서 유지된 C/I 추정이 동기화되지 않는다는 것을 원격국이 결정할때마다 스케줄링되지 않은 슬롯들에서 전송될 수도 있다. 이러한 실시예는 스케줄링되지 않은 전체 C/I값 심볼이 존재하는지의 여부를 결정하기 위하여 CQICH를 기지국이 연속적으로 모니터링하는 것을 필요로 한다.
또 다른 실시예에서, 전체 C/I 값은 단지 기지국에서 유지된 C/I 추정이 동기화되지 않는다는 것을 원격국이 결정할 때만 전송된다. 이러한 실시예에서, 전체 C/I 값은 규칙적으로 스케줄링된 간격들에서 전송되지 않는다.
기지국에서 부채널 정보의 해석
기지국에서의 스케줄링 엘리먼트는 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널을 통해 수신된 채널정보를 해석하도록 구성될 수 있으며, 각 부채널로부터의 채널정 보는 채널상태를 설명하는 전송결정들을 만들기 위하여 사용된다. 스케줄링 엘리먼트는 메모리 엘리먼트에 접속된 처리 엘리먼트를 포함할 수 있으며, 기지국의 수신 부시스템 및 전송 부시스템에 통신가능하게 접속된다.
도 3은 스케줄링 엘리먼트를 가진 기지국의 기능 소자들의 블록도이다. 원격국(300)은 역방향 링크를 통해 기지국(310)에 전송한다. 수신 부시스템(312)에서, 수신된 전송들은 역확산, 복조 및 디코딩된다. 스케줄러(314)는 디코딩된 C/I 값을 수신하며, 순방향 링크를 통해 전송 부시스템(316)으로부터의 전송들의 적절한 전송포맷, 전력 레벨, 및 데이터 레이트를 조정한다.
원격국(300)에서, 수신 부시스템(302)은 순방향 링크 전송을 수신하며 순방향 링크 채널 특징들을 결정한다. 도 6A 및 도 6B에 의하여 기술된 채널 엘리먼트들이 배치되는 전송 부시스템(306)은 순방향 링크 채널 특징들을 기지국(310)에 전송한다.
여기에 기술된 실시예들에서, 스케줄링 엘리먼트(314)는 차동 피드백 부채널을 통해 수신된 채널정보와 함께 재동기 부채널을 통해 수신된 채널정보를 해석하거나 또는 차동 피드백 부채널을 통해 수신된 채널정보와 분리되어 재동기 부채널을 통해 수신된 채널정보를 해석하도록 프로그래밍될 수 있다. 스케줄링 엘리먼트는 부채널이 채널정보를 업데이트하도록 사용될 대안방법을 실행하도록 구성될 수 있다.
원격국이 제 1모드를 사용하여 채널정보를 전송할때, 서비스 기지국은 하나의 슬롯을 통해 전체 C/I 값을 수신하고 프레임의 모든 슬롯들을 통해 증분 값들을 수신할 것이다. 일 실시예에서, 스케줄러는 현재 채널상태를 저장하는 내부 레지스터들을 리셋(reset)하도록 프로그래밍될 수 있고, 그 레지스터들은 재-동기 서브 채널 중 하나의 슬롯을 통해 수신되는 전체 C/I 값을 이용하여 리셋된다. 차동 피드백 부채널을 통해 수신된 증분 값들은 수신시에 레지스터에 저장된 전체 C/I 값에 더해진다. 일 양상에서, 슬롯을 통해 전체 C/I 값과 함께 동시에 전송되는 증분 값은, 전체 C/I값이 이미 상기 증분 값을 설명하기 때문에 의도적으로 버려진다.
원격국이 제 2모드에서 동작할때, 서비스 기지국은 다중 슬롯들을 통해 전체 C/I 값을 수신하고 프레임의 모든 슬롯을 통해 증분값을 수신할 것이다. 일 실시예에서, 서비스 기지국은 제 2슬롯으로부터 제 M 슬롯으로의 차동 피드백 부채널을 통해 수신된 증분값들을 누산함으로써 패킷 전송을 위하여 스케줄링되는 시간에 채널 상태들을 추정하며, 여기서 M은 전체 C/I 값이 확산되는 슬롯의 수이다. 이와같이 누산된 값은 M개의 슬롯들의 재동기 부채널을 통해 수신되는 전체 C/I 값에 더해진다. 다른 실시예에서, 상기 "누산 및 가산" 방법은 증분 값들에 의하여 표시된 바와같이 레지스터에 저장된 C/I 값을 업데이트하는 "업-다운" 비트들에 대한 독립 동작과 동시에 수행될 수 있다. 그러므로, 현재의 채널상태 정보를 저장하는 레지스터는 증분 값이 수신될 때마다 업데이트되며, 그 다음에 레지스터는 전체 C/I값에 더해진 누산된 값으로 업데이트된다.
도 4A, 도 4B, 도 4C 및 도 4D는 앞의 실시예들을 기술하는 시간 라인들이다. 도 4E는 앞서 기술된 실시예들을 사용하여 시간 라인들에 주어진 지점에 있는 레지스터에 저장된 C/I 값들의 표이다. 도 4A의 시간 라인에서, 원격국은 CQICH 프레임의 단일슬롯을 통해 재동기 부채널을 전송하고 CQICH 프레임의 각 슬롯을 통해 차동 부채널을 전송한다. 기지국은 병렬 증분값이 버려지도록, 즉 병렬 증분값들이 레지스터를 업데이트하기 위하여 사용되지 않도록 채널상태를 저장하는 레지스터를 업데이트하도록 구성된다. 그러므로, 간격 t2-t3에서, 레지스터에 저장된 채널상태 정보는 간격 t1-t2에서 재동기 부채널을 통해 전송된 전체 C/I값인, 4dB이다. 간격 t1-t2에서 차동 피드백 채널의 기여는 무시된다.
도 4B의 시간 라인에서, 원격국은 다중 슬롯(본 실시예에서 4개의 슬롯)을 통해 재동기 부채널을 전송하고 CQICH 프레임의 각 슬롯을 통해 차동 부채널을 전송한다. 다시, 기지국은 병렬 증분 값들이 버려지도록 채널상태를 저장하는 레지스터를 업데이트하도록 구성된다. 그러므로, 간격 t1-t5에서, 레지스터에 저장된 채널상태 정보는 레지스터에 저장된 값에 더해진 간격 t0-t1에서의 다른 피드백 부채널의 값인 11dB이다. 레지스터는 재동기 C/I 값이 완전히 수신되었을때 인스턴스인, t5까지 재동기 부채널에 의하여 반송된 값으로 업데이트되지 않는다.
도 4C의 시간 라인에서, 원격국은 단일 슬롯을 통해 재동기 부채널을 전송하고 CQICH 프레임의 각 슬롯을 통해 차동 부채널을 전송한다. 이러한 실시예에서, 여기에 기술된 실시예들의 장점들중 하나가 명확하게 기술될 수 있다. 간격 t0-t1으로부터, 레지스터의 마지막 값은 10dB이다. 간격 t1-t2으로부터, 레지스터의 값는 11dB이다. 만일 재동기 부채널이 정확하게 디코딩될 수 있으면, 간격들 t2-t3 및 t3-t4에서의 레지스터 값들은 도 4A의 시간 라인에서와 동일하다. 그러나, 만일 재동기 부채널이 정확하게 디코딩될 수 없으면, 간격 t2-t3 및 t3-t4에서의 레지스터 갓들은 4dB 및 5dB보다 오히려 각각 10dB 및 11dB이다. 비록 전체 C/I 값이 재동기 부채널상에서 손실될지라도, 차동 피드백 부채널을 통해 수신된 증분값들은 레지스터를 업데이트하기 위하여 계속해서 사용될 수 있다. 그러므로, 차동 피드백 부채널은 채널상태 정보 레지스터들을 업데이트하기 위하여 재동기 부채널과 무관하게 사용될 수 있다.
도 4D의 시간 라인에서, 원격국은 다중슬롯들(본 실시예에서는 4개의 슬롯들)을 통해 재동기 부채널을 전송하고 CQICH 프레임의 각 슬롯을 통해 차동 부채널을 전송한다. 기지국은 채널상태를 저장하는 레지스터를 업데이트하도록 구성되며, 업데이트는 각각의 증분값이 기지국에 도달할때 저장된 C/I 재동기값에 병렬 증분 값들의 추가를 설명한다.
대안 실시예에서, 기지국은 채널상태를 저장하는 레지스터를 업데이트하도록 구성될 수 있으며, 업데이트는 저장된 C/I 재동기값이 더해지는 병렬 증분값들의 누산을 포함한다. 특히, 누산 및 가산은 전체 C/I값을 가지고 제 1분할슬롯으로 전송되는 증분값을 제외하고 모든 증분값들을 사용하여 수행된다. 각각의 병렬 증분값은 각각 도달순서대로 저장된 C/I 재동기값에 더해지며, 첫번째를 제외하고 증분값의 집합은 t5에서 새로이 수신된 C/I값에 더해진다.
앞서 기술된 실시예들은 기지국이 심각한 페이드의 결과를 더 정밀하게 모델링하도록 하기 위하여 사용된다. 다중경로 간섭으로서 공지된 레일레이 페이딩은 동일한 신호의 다중 복사들이 파괴방식(destructive manner)으로 수신기에 도달할때 발생한다. 실질적인 다중경로 간섭은 전체 주파수 대역폭의 평면 페이딩을 야기하기 위하여 발생할 수 있다. 만일 원격국이 급격한 변화환경에서 이동중이면, 심각한 페이드들은 스케줄링된 전송 시간들에서 발생할 수 있다. 이러한 환경이 발생할때, 기지국은 그것이 전송들을 빠르고 정확하게 재스케줄링하도록 하는 채널정보를 요구한다. 제 2모드에서, 기지국은 하나 이상의 슬롯을 통해 감소된 레이트 C/I 값을 수신하나, 기지국은 C/I값이 다중슬롯들을 통해 완전히 수신되기전에 페이드를 계속해서 보상할 수 있다. 도 5는 상기 실시예의 목적을 기술하기 위하여 사용될 수 있는 시간 라인상에서 중첩된 심각한 페이딩 곡선이다.
시간 t0에서, 심각한 페이딩 상태가 시작된다. 증분단계 명령들로 인하여, 기지국은 이중점선으로 도시된 바와같이 페이드를 느리게 모델링한다. 시간 t1에서, 원격국은 재동기 부채널의 다중슬롯들을 통해 감소된 레이트로 측정된 C/I 비를 전송한다. 원격국은 각각의 슬롯을 통해 증분 "업" 명령들을 기지국에 동시에 전송한다. 기지국은 재동기 부채널을 통해 C/I 값을 복조 및 디코딩하기 시작한다. 1비트 "업" 명령이 복조 및 디코딩하기에 비교적 단순하기 때문에, 기지국은 수신된 업 명령들을 사용하여 페이드를 즉시 모델링하기 시작할 수 있다. C/I값이 처리되는 시간 t2에서, 기지국은 채널상태들의 추정을 리셋한다.
도 5에 의하여 도시된 바와같이, 차동 피드백 채널의 사용없이, 기지국은 준 최적인 채널 상태들의 모델을 계속해서 수행한다. 시점 t1 및 t2간의 양의 기울기을 가진 모델보다 오히려, 모델은 시점 t1 및 t2사이에서 음의 기울기를 가진다. 더욱이, "누산 및 가산" 방법을 사용하여, 기지국은 원격국에 의하여 이미 제공된 채널상태보다 오히려 높은 채널상태의 값을 추정할 수 있다. 그러므로, 기지국은 현재의 실시예들에 의하여 생성된 모델보다 덜 정확한 모델을 가진다.
앞서 기술된 두개의 부채널들의 사용은 원격국이 역방향 링크 로드를 최소화하면서 동작하는 변화 환경에 기지국이 반응하도록 한다. 역방향 링크 로드는 다수의 슬롯들이 전체 C/I 값들의 연속 전송들보다 적은 정보 비트들을 반송하기 때문에 감소된다. 예컨대, 제 2모드의 경우에, 하나의 전체 C/I 값은 N개의 슬롯들을 통한 N개의 전체 C/I 값들의 전송보다 오히려 CQICH 프레임의 모든 N개의 슬롯들을 통해 전송된다.
도 6A는 cdma2000 1xEV-DV 시스템에서 앞서 기술된 모델들을 구현할 수 있는 채널 엘리먼트들의 블록도이다. C/I 비 값들(601)은 12개의 2진 심볼들이 각각의 슬롯에서 발생되도록 레이트 R=4/12에서 인코더(602)로 입력된다. 12개의 2진 심볼들은 커버링 엘리먼트(612)에 의하여 발생된 월시코드로 확산된다. 커버링 엘리먼트(612)는 서비스 기지국의 인덱스를 표시하기 위하여 커버 심볼들(610)에 기초하여 6개의 허용된 확산 월시 시퀀스들중 하나를 선택한다. 커버링 엘리먼트(612) 및 인코더(602)의 출력은 슬롯당 96개의 2진 심볼들을 형성하기 위하여 가산기(604)에 의하여 결합된다. 가산기(604)로부터의 출력은 매핑 엘리먼트(606)에서 매핑된다음에, 재동기 부채널(600)을 발생시키기 위하여 월시 확산 엘리먼트(608)에 의하여 확산된다. 동시에, 증분 1비트 값들(621)은 슬롯당 96개의 2진 심볼들을 형성하기 위하여 반복기(622)에 입력된다. 반복된 심볼들은 매핑 엘리먼트(624)에 매핑된다음에 차동 피드백 부채널(620)을 형성하기 위하여 월시 확산 엘리먼트(626)에 의하여 확산된다. 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널들을 통해 전송된 심볼들은 1.2288Mcps의 레이트로 전송된다.
도 6B는 동시 증분 1비트 값들(621)이 슬롯당 12개의 2진 심볼들을 형성하기 위하여 반복기(622)에 입력되는 대안 구성이다. 대안 구성에 대한 이론적 해석은 새로운 전이 표시자 부채널(630)과 관련하여 이하에서 논의된다.
기지국 인덱스 표시자
도 6A의 커버링 엘리먼트(612)에 의하여 발생된 월시 확산은 원격국에 의하여 검출된 최상의 기지국, 즉 패킷 기반 전송들을 위하여 가장 높은 순방향 링크 C/I 값을 가진 기지국을 표시하기 위하여 사용된다. 데이터 트래픽 채널을 통한 패킷 기반 전송을 위하여 최상의 기지국을 선택하는 프로세스가 기본 채널을 통한 음성전송을 위하여 최상의 기지국을 선택하는 프로세스와 다르다는 것에 유의해야 한다. 음성 전송의 경우에, 제 1 기지국의 범위로부터 제 2기지국으로 전이하는 원격국은 소프트 핸드오프라 불리는 프로세스를 통해 양 기지국들과 동시에 음성 트래픽을 교환할 것이다. 네트워크내에서 동작하는 각각의 기지국은 20비트 식별값이 할당되며 활성세트, 후보세트, 인접세트 및 나머지 세트로 언급된 그룹들로 랭크된다. 무선 매체의 가변 성질로 인하여, 기지국들의 랭킹은 동적 프로세스이다.
여기에 기술된 실시예들은 어드레싱된 패킷 데이터의 성질로 인하여 개별 기지국들로 향하는 패킷들을 교환하는 데이터 트래픽 채널에 관한 것이다. 원격국을 서비스하는 최상의 기지국을 선택하기 위하여, 원격국은 지정된 "활성 세트"내의 모든 기지국들로부터 순방향 링크 신호들을 모니터한다. 여기에 사용된 바와같이, 패킷 기반 전송을 위한 "활성세트"는 음성 전송을 위한 "활성세트"와 다르다.
활성세트의 각 멤버에는 신호 메시지들을 통해 서비스 기지국으로부터 원격국으로 전송되는 다른 3비트 인덱스가 할당된다. 커버링 엘리먼트(612)에 의하여 사용될 월시 코드는 활성세트내의 최상의 기지국에 대응하는 인덱스에 기초하여 선택된다. 도 6A 및 도 6B에서, 월시 확산은 차동 피드백 부채널에 적용되지 않고 단지 재동기 부채널에 적용된다. 이러한 실시예는 오직 차동 부채널 심볼들만이 다수의 슬롯들을 통해 전송되기 때문에 월시 공간을 보존하는 장점을 가진다. 따라서, 월시함수들은 드물게 사용되며 다른 목적들을 위하여 사용될 수 있는 자원들이다. 이러한 실시예의 일 양상에서, 여분의 월시함수는 이하에 기술되는 전이 표시자 부채널에 적용된다.
다른 실시예에서, 월시 확산은 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널에 적용되며, 이에 따라 기지국 인덱스 표시자는 재동기 부채널 또는 차동 피드백 부채널중 어느 하나로부터 추출될 수 있다.
다른 실시예에서, 월시함수들중 하나는 차동 피드백 부채널 심볼들을 확산시키기 위하여 지정되며, 나머지 월시함수들은 재동기 부채널 심볼들을 확산하여 최상의 기지국 인덱스를 표시하기 위하여 사용된다. 이러한 실시예는 이용가능한 활성세트 기지국 인덱스들이 수를 1씩 감소시키는 단점을 가진다. 그러나, 이러한 실시예는 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널이 직교코드들로 확산되기 때문에 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널을 동시에 사용한다.
추가의 장점으로서, 새로운 최상의 기지국이 현재 서비스하는 기지국의 다른 섹터이면, 섹터들의 스위칭은 즉각 이루어질 수 있다. 원격국은 새로운 최상의 기지국에 대응하는 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널 심볼들의 전송을 즉시 시작할 수 있다.
새로운 최상의 기지국이 다른 기지국의 섹터일때, 새로운 순방향 링크가 셋업되도록 하는 전이 기간은 바람직할 수 있다. 일 실시예에서, 채널 엘리먼트들은 전이 표시자 부채널을 발생시키도록 구성된다. 전이 표시자 부채널은 원격국이 현재의 기지국 C/I 값에 대응하는 재동기 부채널 심볼들 및 차동 피드백 부채널 심볼들을 발생시킬 수 있도록 셋업된다. 이는 원격국으로 하여금 현재의 기지국으로부터의 기존 순방향 링크를 이용할 수 있도록 한다. 전이 표시자 부채널은 도 6A 및 도 6B에 기술된다. 재동기 부채널 및 차동 피드백 부채널과 동시에, 미스매칭 플래그 비트들(631)은 도 6A에서 슬롯당 48개의 2진 심볼들을 형성하고 도 6B의 대안 구성에서 슬롯당 12개의 2진 심볼들을 형성하기 위하여 반복기(632)에 입력된다. 반복된 심볼들은 매핑 엘리먼트(634)에서 매핑된 다음에, 전이 표시자 부채널(630)을 형성하기 위하여 월시 확산 엘리먼트(636)에 의하여 확산된다. 도 6A는 월시함수
Figure 112008012279812-pct00001
을 가진 전이 표시자 부채널을 기술하는 반면에, 도 6B는 월시함수
Figure 112008012279812-pct00002
을 가진 전이 표시자 부채널을 기술한다. 이러한 부채널을 통해 전송된 심볼들은 1.2288Mcps의 레이트로 전송된다.
전이 표시자 부채널은 현재의 기지국에 전이 기간의 시작을 표시한다. 전이 기간은 전이 표시자 부채널의 비트를 세팅함으로서 표시된다. 전이 표시자 부채널은 코드분할 또는 시분할 다중화 방식으로 전송될 수 있다. 다른 기존 부채널들로의 전이 표시자의 코드 다중화는 지정된 월시 확산 함수를 사용하여 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 전이기간은 비전이 경우에 기지국에 할당된 월시 확산함수의 역인 월시 확산함수를 사용하여 표시된다. 여기에 사용된 바와같이, 역은 월시 시퀀스에서 '1' 대신에 '0'을 사용하고 '0' 대시에 '1'을 사용한다는 의미이다. 이러한 실시예는 도 6A 또는 도 6B의 인코더(602)에 의하여 발생된 모든 코드 워드들 세트 및 모든 코드워드들의 세트의 결합이 만족스러운 최소 거리 특성들을 가진 코드북을 형성하는 것을 요구한다. 이를 달성하기 위하여, 적절한 인코더(602)가 사용되어야 한다. 이러한 하나의 가능한 인코더는 표준 16x16 월시 코드의 첫 번째 4비트를 펑처링함으로서 얻어진다.
일 실시예에서, 모든 재동기 부채널 심볼들은 현재의 기지국으로부터 새로운 기지국으로의 스위치를 신뢰성있게 검출하기 위하여 스위칭 기간 전반에 걸쳐 감소된 레이트로 전송된다. 페이딩 채널들의 시간 다이버시티를 개선하기 위하여, 감소된 레이트 반복들은 비연속 슬롯들에서 수행될 수 있다. 실시예의 이러한 양상은 전체 C/I 업데이트에서 추가 지연들을 도입함으로서 C/I 추적 실행을 감소시키나 매우 중요한 기지국 인덱스 표시자를 검출하는 신뢰성을 증가시킨다.
양자화 제한들에서 부채널 정보의 해석
전술한 바와같이, C/I 값은 정보의 4비트로서 전송되며, 이에 따라 C/I 값에 대하여 단지 16개의 가능한 값들이 존재한다. 양자화 방식의 동적 범위는 실시예들의 범위에 영향을 미치지 않고 변경될 수 있는 시스템 규정 파라미터이며, 즉 소수의 비트들은 C/I 값들의 동적범위에 대하여 할당될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예로서, 한 양자화 방식은 -15.5dB과 동일한 최소 비트 시퀀스값 "0000" 세트 및 5.5dB과 동일한 최대 비트 시퀀스 값 "1111" 세트를 가지는 것으로 규정될 수 있다. 이들 두개의 양극단에서의 적절한 동작 과정에서는 문제가 유발한다.
앞서 실시예들을 사용하면, 채널 상태들이 긴기간에 8dB에서 매우 바람직한 경우에, 재동기 채널이 전송할 수 있는 값은 단지 5.5dB이다. 원격국은 증분 "업" 비트들을 기지국에 전송함으로서 상기의 불충분한 값을 보상할 수 있다. 그러나, 기지국은 5.5dB 대 8dB의 채널상태에 대하여 다른 동작들을 취하지 않을 것이다. 더욱이, "제한 이상" 기간동안 누적된 디코딩 에러들은 C/I 값이 최대 양자화 레벨 이하로 떨어진 후에조차 추적 에러에 더해질 것이다.
앞의 실시예들의 일 양상에서, 기지국은 임계 C/I 값이 도달하고 차동 피드백 부채널을 통한 미리 결정된 패턴의 전송이 검출될때 차동 피드백 부채널을 통해 수신된 값들을 무시할 수 있다. 일례로, 원격국은 순방향 링크의 상태가 최대 양 자화값보다 양호하고 그래서 재동기 부채널을 통해 최대 양자화값을 전송하는 것을 결정한다. 더욱이, 원격국은 양호한 채널상태가 존재하는 기간 전반에 걸쳐 서비스 기지국에 업 비트들을 임의로 전송한다. 단지 업 비트들의 전송은 페이딩 곡선의 기울기를 추적하기 위하여 업 및 다운 비트들을 전송하는 실행과 대조적이다. 도 5를 다시 참조하면, 페이딩 곡선이 간격 t1-t3에서 임계값이상인 경우에, 업 비트들은 간격 t1-t2에서 전송되며, 다운 비트들은 간격 t2-t3에서 전송된다. 그러나, 여기에 기술된 실시예를 사용하면, 단지 업 비트들만이 간격 t1-t2 및 t2-t 3에서 전송된다.
기지국은 재동기 부채널상의 전체 C/I값을 디코딩하며, 전체 C/I 값이 임계값과 동일하다는 것을 결정하며, 임계값은 동적범위의 최대값에 상응한다. 만일 기지국이 임의의 업 비트들을 수신하면, 기지국은 임계값이 아닌 전체 C/I 값이 수신될 때까지 현재의 채널상태들을 저장하는 레지스터들의 업데이트를 억제한다. 그러나, 만일 기지국이 다운 비트들을 수신하면, 기지국은 레지스터들을 업데이트한다.
추가 실시예에서, 원격국은 순방향 링크의 상태가 최소값보다 불량하다는 것을 결정하여 재동기 부채널을 통해 최소 양자화를 전송한다. 더욱이, 원격국은 불량한 채널상태가 존재하는 기간 전반에 걸쳐 서비스 기지국에 다운 비트들을 임의로 전송한다. 기지국은 재동기 부채널상의 전체 C/I 값을 디코딩하며, 전체 C/I값이 임계값과 동일하다는 것을 결정하며, 임계값은 동적 범위의 최소 값에 상응한다. 만일 기지국이 임의의 다운 비트들을 수신하면, 기지국은 임계값과 매칭되지 않는 다른 전체 C/I 값이 수신될 때까지 현재의 채널상태들을 저장하는 레지스터들의 업데이트를 억제하도록 프로그래밍된다. 그러나, 만일 기지국이 업 비트들을 수신하면, 기지국은 레지스터들을 업데이트한다.
도 7은 이들 실시예들의 장점을 기술한다. 페이딩 곡선은 임계값 X dB와 대조적으로 기술된다. 만일 페이드가 임계치 아래로 떨어지면, 원격국은 재동기 부채널을 통해 임계값 X dB의 표현을 전송하고 차동 피드백 부채널을 통해 다운 비트들을 전송한다. 만일 다운 비트들이 고려되면, 재동기 부채널을 통해 전체 C/I 값을 전송하기 전에 업 비트들이 전송될 수 있는 상황이 발생한다. 페이드의 추정은 재동기 메시지가 지점 tre-synch에서 수신될 때까지 라인(700)을 따른다. 그러나, 만일 다운 비트들이 고려되지 않으면, 업 비트들의 전송은 지점 tup에서 개시한다. 페이드의 추정은 재동기 메시지가 지점 tre-synch에서 수신될 때까지 라인(710)을 따른다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 라인(710)은 라인(700) 보다 페이딩 상태의 보다 양호한 근사치이다. 그러므로, 실시예의 구현은 채널 상태들을 추적하기 위하여 기지국의 능력을 개선시킨다.
채널상태 정보를 업데이트하기 위한 임계값의 사용은 다음과 같은 부가적인 장점, 즉 기지국이 차동 피드백 부채널상의 일정한 다운 비트들 또는 일정한 업 비트들의 패턴을 인식하도록 구성될 수 있기 때문에 차동 피드백 부채널상의 비트 에러들 현상이 저하되는 장점을 가진다. 다시 말해서, 만일 임계값이 전송되고 임계 값이 초과되는 기간동안 증분값들이 일정하면, 기지국은 예상된 일정한 비트 스트림과 다른 임시 고립 비트가 에러인지를 알 것이다.
당업자는 정보 및 신호가 다양한 다른 기술중 일부를 사용하여 표현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예컨대, 앞의 상세한 설명 전반에 걸쳐 참조되는 데이터, 명령, 지시, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기체, 광 필드 또는 광자 또는 이들의 임의의 결합으로 표현될 수 있다.
당업자는 여기에 기술된 실시예들과 관련하여 기술된 다양한 예시적인 논리블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다는 것을 추가로 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 호환성을 명확하게 설명하기 위하여, 다양한 예시적인 소자, 블록, 모듈, 회로 및 단계가 그들의 기능과 관련하여 앞서 기술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지의 여부는 특정 응용 및 전체 시스템에 부여된 설계제약에 따른다. 당업자는 각각의 특정 응용에 대하여 다양한 방식들로 기술된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 해석되어야 한다.
여기에 기술된 실시예들과 관련하여 기술된 다양한 예시적인 논리블록, 모듈 및 회로는 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 논리장치, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리, 개별 하드웨어 소자 또는 여기에 기술된 기능을 실행하도록 설계된 상기 소자들의 임의의 결합으로 실행 또는 구현될 수 있다. 범용 프 로세서는 마이크로프로세서일 수 있으나, 대안적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 컴퓨팅 장치들의 결합, 예컨대 DSP 및 마이크로프로세서, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 관련한 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 임의의 다른 구성의 결합으로서 구현될 수 있다.
여기에 기술된 실시예들과 관련하여 기술된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 또는 프로세서에 의하여 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나 또는 이들 양자의 결합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 임의의 다른 형태의 공지된 저장매체에 상주할 수 있다. 전형적인 저장매체는 프로세서에 접속되며, 이러한 프로세서는 저장매체로부터 정보를 판도하고 또한 저장매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안적으로, 저장매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC은 사용자 단말에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장매체는 사용자 단말에서 개별 소자로서 상주할 수 있다.
기술된 실시예의 이전 설명은 당업자로 하여금 본 발명의 실시 또는 이용할 수 있도록 하기 위하여 제공된다. 이들 실시예들의 다양한 수정은 당업자에게 명백할 것이며, 여기에서 한정된 일반적인 원리는 본 발명의 사항 및 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 기술된 실시예들에 제한되지 않으나 여기에 기술된 원리들 및 신규한 특징들에 다른 가장 넓은 범위를 따른다.

Claims (22)

  1. 무선 통신 시스템에서, 순방향 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 장치로서,
    메모리 엘리먼트; 및
    상기 메모리 엘리먼트에 저장된 명령들 세트를 실행하도록 구성된 처리 엘리먼트를 포함하며, 상기 명령들 세트는,
    전체(full) 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들을 원격국으로부터 수신하는 명령 ― 상기 다수의 증분 채널 품질 값들은 순차적으로 수신됨 ―; 및
    채널 품질 추정을 이용하여 레지스터를 선택적으로 업데이트하는 명령을 포함하며, 상기 채널 품질 추정은 상기 전체 채널 품질 값 및 상기 다수의 증분 채널 품질 값들에 기초하며,
    상기 채널 품질 추정을 이용하여 레지스터를 선택적으로 업데이트하는 명령은, 상기 다수의 증분 채널 품질 값들을 상기 레지스터의 내용들에 순차적으로 더하는 명령; 및 상기 전체 채널 품질 값이 수신될 때 상기 전체 채널 품질 값을 사용하여 상기 레지스터를 리셋하는 명령을 포함하는, 순방향 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전체 채널 품질 값은 하나 보다 많은 증분 채널 품질 값과 동시에 수신되는, 순방향 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 채널 품질 추정을 이용하여 레지스터를 선택적으로 업데이트하는 명령은,
    상기 다수의 증분 채널 품질 값들을 상기 레지스터의 내용들에 순차적으로 더하는 명령;
    상기 전체 채널 품질 값이 수신될 때 상기 전체 채널 품질 값을 사용하여 상기 레지스터를 리셋하는 명령;
    상기 다수의 증분 채널 품질 값들의 일부분을 합산하는 명령; 및
    상기 레지스터의 상기 전체 채널 품질 값 세트에 상기 다수의 증분 채널 품질 값들의 합산된 부분을 더하는 명령을 포함하는, 순방향 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 장치.
  5. 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 방법으로서,
    다수의 슬롯들에 걸쳐 상기 전체 채널 품질 값을 디코딩하는 단계;
    다수의 증분 채널 품질 값들을 사용하여 채널 상태 레지스터를 증분 방식으로(incrementally) 업데이트하는 단계 ― 상기 다수의 증분 채널 품질 값들 각각은 상기 다수의 슬롯들 각각을 통해 개별적으로 수신됨 ―; 및
    상기 전체 채널 품질 값이 완전히 디코딩될 때 상기 전체 채널 품질 값을 사용하여 상기 채널 상태 레지스터를 리셋하는 단계를 포함하는, 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 다수의 증분 채널 품질 값들의 일부분을 합산하는 단계; 및
    상기 채널 상태 레지스터에 저장된 상기 전체 채널 품질 값에 상기 다수의 증분 채널 품질 값들의 합산된 부분을 더하는 단계를 더 포함하는, 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 다수의 증분 채널 품질 값들을 합산하는 단계; 및
    상기 채널 상태 레지스터에 저장된 상기 전체 채널 품질 값에 상기 합산된 다수의 증분 채널 품질 값들을 더하는 단계를 더 포함하는, 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 만일 상기 전체 채널 품질 값이 디코딩될 수 없으면, 상기 순방향 링크 채널 품질로서 상기 다수의 증분 채널 품질 값들을 사용하는 단계를 더 포함하는, 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 방법.
  9. 채널 품질 값들을 피드백 채널을 통해 기지국에 전송하기 위한 장치로서,
    전체 채널 품질 값들을 생성하기 위한 재동기 부채널 생성 시스템;
    다수의 증분 값들을 생성하기 위한 차동 피드백 부채널 생성 시스템; 및
    전이 표시자를 생성하기 위한 전이 표시자 부채널 생성 시스템을 포함하며,
    상기 다수의 증분 값들은 상기 전체 채널 품질 값들로 다중화되며, 상기 전이 표시자는 상기 증분 값 및 상기 전체 채널 품질 값으로 다중화되며, 상기 기지국에 대한 전이 기간을 표시하기 위하여 사용되는, 채널 품질 값들을 피드백 채널을 통해 기지국에 전송하기 위한 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 다수의 증분 값들은 상기 전체 채널 품질 값들로 코드 다중화되는, 채널 품질 값들을 피드백 채널을 통해 기지국에 전송하기 위한 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 다수의 증분 값들은 상기 전체 채널 품질 값들로 시간 다중화되는, 채널 품질 값들을 피드백 채널을 통해 기지국에 전송하기 위한 장치.
  12. 삭제
  13. 제 9항에 있어서, 월시 확산 엘리먼트는 상기 재동기 부채널 생성 시스템에서 사용되고 상기 차동 피드백 부채널에서 사용되지 않는, 채널 품질 값들을 피드백 채널을 통해 기지국에 전송하기 위한 장치.
  14. 제 9항에 있어서, 공통 월시 함수는 상기 차동 피드백 부채널 생성 시스템 및 상기 전이 표시자 부채널 생성 시스템에 사용되는, 채널 품질 값들을 피드백 채널을 통해 기지국에 전송하기 위한 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 공통 월시 함수는 기지국 인덱스(index)를 표시하기 위하여 사용되는, 채널 품질 값들을 피드백 채널을 통해 기지국에 전송하기 위한 장치.
  16. 원격국으로부터 기지국으로 채널 정보를 전송하기 위한 방법으로서,
    전체 채널 품질 값을 생성하는 단계;
    증분 채널 품질 값을 생성하는 단계; 및
    전이 표시자를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 증분 채널 품질 값은 상기 전체 채널 품질 값으로 다중화되며, 상기 전이 표시자는 상기 증분 채널 품질 값 및 상기 전체 채널 품질 값으로 다중화되며, 상기 기지국에 대한 전이 기간을 표시하기 위하여 사용되는, 원격국으로부터 기지국으로 채널 정보를 전송하기 위한 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 전체 채널 품질 값은 하나 보다 많은 슬롯을 통해 생성되는, 원격국으로부터 기지국으로 채널 정보를 전송하기 위한 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 증분 채널 품질 값은 채널 프레임의 각 슬롯을 통해 생성되는, 원격국으로부터 기지국으로 채널 정보를 전송하기 위한 방법.
  19. 삭제
  20. 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 장치로서,
    다수의 슬롯들에 걸쳐 상기 전체 채널 품질 값을 디코딩하기 위한 수단; 및
    상기 다수의 증분 채널 품질 값들을 사용하여 채널 상태 레지스터를 증분 방식으로 업데이트하고 ― 상기 다수의 증분 채널 품질 값들 각각은 다수의 슬롯의 각각을 통해 개별적으로 수신됨 ―, 그리고 상기 전체 채널 품질 값이 완전히 디코딩될 때 상기 전체 채널 품질 값을 사용하여 상기 채널 상태 레지스터를 리셋하기 위한 수단을 포함하는, 전체 채널 품질 값 및 다수의 증분 채널 품질 값들로부터 순방향 링크 채널 품질을 추정하기 위한 장치.
  21. 원격국으로부터 기지국으로 채널 정보를 전송하기 위한 장치로서,
    전체 채널 품질 값을 생성하기 위한 수단;
    증분 채널 품질 값을 생성하기 위한 수단; 및
    전이 표시자를 생성하기 위한 수단을 포함하며, 상기 증분 채널 품질 값은 상기 전체 채널 품질 값으로 다중화되며, 상기 전이 표시자는 상기 증분 채널 품질 값 및 상기 전체 채널 품질 값으로 다중화되며, 상기 기지국에 대한 전이 기간을 표시하기 위하여 사용되는, 원격국으로부터 기지국으로 채널정보를 전송하기 위한 장치.
  22. 삭제
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