KR101061311B1 - 광대역 무선 통신 시스템에서 적응적 변조 및 코딩 운용 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 통신 시스템에서 적응적 변조 및 코딩 운용 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 적응적 변조 및 코딩을 운용하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 접속된 단말에 대한 상향링크 채널의 CINR 및 하향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR을 측정하고, 측정한 CINR이 상승하는 경우 MCS 레벨 선택의 제1 기준인 CINR 진입 문턱값을 적용하고, 측정한 CINR이 하강하는 경우 MCS 레벨 선택의 제2 기준인 CINR 이탈 문턱값을 적용하여 측정한 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 결정한다. 이에 따라, 측정한 CINR의 잦은 변화에도 안정적으로 MCS 레벨을 선택할 수 있어 실제 무선 환경의 변화에 적응적인 MCS 레벨을 적용할 수 있는 효과가 있다.

Description

광대역 무선 통신 시스템에서 적응적 변조 및 코딩 운용 장치 및 방법{Apparatus and method for operation of adaptive modulation and coding in wideband wireless communication system}
본 발명은 적응적 변조 및 코딩 운용 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광대역 무선 통신 시스템에서 상향링크 및 하향링크 채널의 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)에 따라 변조 및 코딩하는 적응적 변조 및 코딩 운용 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에는 효율적인 무선 통신을 위하여 주파수 대역을 복수의 사용자에게 효율적으로 할당하는 다중 접속(Multiple Access) 방식이 적용되고 있다. 이와 같은 다중 접속 방식은 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위한 무선 전송 기술의 기본이 되는 플랫폼 기술이며, 할당된 주파수 대역, 사용자 수, 전송률, 이동성, 셀 구조, 무선 환경 등에 따라 결정된다.
이러한, 다중 접속 방식을 적용한 무선 전송 방식의 하나인 OFDM-FDMA(OFDMA)는 4세대 매크로/마이크로 셀룰러 인프라에 적합한 방식으로 셀 내 간섭이 없고 주파수 재사용 효율이 높으며, 적응 변조가 뛰어나다. 그리고, OFDMA 방식은 많은 수의 부반송파를 사용할 경우에 적합하기 때문에 시간 지연 확산(Time Delay Spread)이 비교적 큰 넓은 지역의 셀을 가지는 무선 통신 시스템에 효율적으로 적용된다.
일반적으로, OFDMA 방식을 이용하여 고속의 패킷 데이터 전송이 가능한 광대역 무선 통신 시스템에서는 기지국이 단말로부터 측정된 CINR(Carrier to Interference & Noise Ratio) 정보를 이용하여 프레임에 할당되는 버스트의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 조절하는 적응적 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 함) 방식이 적용된다.
종래의 AMC 방식은 기지국이 각 CINR 범위 별로 가장 높은 처리율을 획득할 수 있는 하나의 MCS 레벨을 설정해둔 상태에서 단말로부터 보고된 CINR이 속하는 CINR 범위에 상응하는 MCS 레벨을 선택하는 방식이었다.
그런데, 이와 같이 각 CINR 범위에 대응하는 하나의 MCS 레벨을 설정하는 방식은 채널 페이딩 등에 따른 CINR의 변경이 빈번하게 발생하는 실제 무선 환경에서는 잦은 MCS 레벨 변경으로 인해 시스템 불안정의 요인이 될 수 있다. 또한, CINR이 보고되는 채널의 상태 변화가 자주 발생하는 무선 환경에서 현재 프레임에 부적절한 MCS 레벨 적용은 데이터의 불완전 전송 또는 단말과의 신호 중단 등의 문제를 발생시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 CINR이 측정된 해당 채널의 품질 변화 상태에 따 라 측정된 CINR에 상응하는 적절한 MCS 레벨 선택이 가능한 AMC 운용 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 측정된 CINR에 상응하는 MCS 레벨 선택에 있어서 측정된 CINR의 변동 속도를 고려한 MCS 레벨 선택이 가능한 AMC 운용 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변조 및 코딩(AMC) 운용 방법은, 접속된 단말에 대한 상향링크 채널의 CINR 및 하향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR을 측정하는 단계; 및 상기 측정한 CINR이 상승하는 경우 MCS 레벨 선택의 제1 기준인 CINR 진입 문턱값을 적용하고, 상기 측정한 CINR이 하강하는 경우 MCS 레벨 선택의 제2 기준인 CINR 이탈 문턱값을 적용하여 상기 측정한 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변조 및 코딩 운용 장치는, 접속된 단말에 대한 상향링크 채널의 CINR 및 하향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR을 수신하는 CINR 처리모듈; 각 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값에 대응하는 복수의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨이 설정되고, 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응하는 CINR 진입 문턱값과 CINR 이탈 문턱값이 서로 상이하게 설정된 적어도 하나의 AMC 테이블을 저장하는 AMC 테이블 저장모듈; 및 상기 수신한 CINR의 상승 또는 하강 상태에 따라 상기 CINR 진입 문턱값 또는 상기 CINR 이탈 문턱값을 기준으로 상기 수신한 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하는 MCS 레벨 선 택모듈을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서의 기지국 장치는, 하향링크 채널의 CINR 및 상향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR을 측정하고, 상기 측정한 CINR이 이전 프레임의 CINR과 비교하여 상승하는 경우 CINR 진입 문턱값을 적용하고, 상기 측정한 CINR이 하강하는 경우 상기 CINR 진입 문턱값 보다 작은 CINR 이탈 문턱값을 적용하여 MCS 레벨을 결정한다.
본 발명의 AMC 운용 장치 및 방법에 따르면, 측정된 상향링크 채널의 CINR 또는 하향링크 채널의 CINR에 상응하는 MCS 레벨 결정 시 해당 채널의 품질 상태 변화에 따라 적절한 MCS 레벨을 선택함으로써, 실제 무선 환경의 변화에도 효율적인 적응적 변조 및 코딩 방식을 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 AMC 운용 장치 및 방법에 따르면, 측정된 CINR의 변동 속도에 따라 MCS 레벨 선택의 기준이 되는 CINR 범위를 상이하게 적용하여 측정된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택함으로써, 다양한 채널 상태 별로 적절한 변조 및 코딩 방식을 적용할 수 있다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 AMC 운용 장치를 설명하기 위한 기지국의 구성을 도시한 도면이다. 이때, 상기 기지국은 OFDMA를 지원하는 기지국을 포함한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기지국은 안테나(100), 수신부(200), 대역신호 처리부(300), 인터페이스(400), 스케줄러(500), 송신부(600) 및 AMC 운용부(700)를 포함한다. 이러한, 기지국은 시간 분할 방식(TDD)를 지원하기 위한 것으로, 단말로부터 신호를 수신하는 수신경로와 단말로 신호를 송신하는 송신경로로 구분될 수 있다.
수신경로에서, 수신부(200)는 안테나(100)를 통하여 단말들이 송신하는 하나 이상의 무선 신호들을 수신하여 기저대역 신호로 변환한다. 예컨대, 수신부(200)는 기지국의 데이터 수신을 위하여 상술한 신호로부터 잡음을 제거하고 증폭하며, 이 증폭된 신호를 기저대역 신호로 다운 컨버팅하고, 다운 컨버팅된 기저대역 신호를 디지털화한다.
수신 경로에서, 대역신호 처리부(300)는 수신부(200)을 통해 디지털화된 수신 신호에서 정보 또는 데이터 비트를 추출하여 복조, 디코딩, 및 에러정정 과정들을 수행한다. 이와 같이, 복조, 디코딩, 및 에러정정 과정을 수행한 수신 신호는 인터페이스(400)를 통해 인접 유/무선 네트워크로 전달되거나, 다시 송신경로를 거쳐 기지국에 의하여 서비스되는 다른 단말들로 송신된다.
송신 경로에서, 대역신호 처리부(300)는 인터페이스(400)를 통해 인접 제어국 또는 무선 네트워크로부터 수신된 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 부호화한 후 송신부(600)로 출력한다.
스케줄러(500)는 수신경로와 송신경로의 동작 및 각 구성 요소들을 제어하며, 특히, 본 발명과 관련하여 스케줄러(500)는 AMC 운용부(700)에서 결정된 MCS 레벨에 대응하는 변조 및 코딩 방식으로 각 단말들로 송신될 프레임을 구성하고 해당 버스트를 맵핑한다.
송신부(600)는 부호화된 음성, 데이터 또는 제어 정보를 원하는 송신 주파수 또는 주파수들을 가지는 반송파 신호로 변조하고, 이 변조된 반송파 신호를 송신에 적합한 레벨로 증폭하여 안테나(100)를 통해 공중으로 전파한다.
AMC 운용부(700)는 수신부(200)를 통해 단말로부터 보고된 DL 채널의 CINR(이하, 'DL CINR'이라 함) 정보 혹은 기지국 자체적으로 측정된 UL 채널의 CINR(이하, 'UL CINR'이라 함) 정보를 이용하여 스케줄러(500)에서 적용할 MCS 레벨을 결정한다.
구체적으로, AMC 운용부(700)는 상기 DL CINR 또는 UL CINR을 계산된 패킷에러에 따라 보상하고, 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 단말 별 MCS 레벨로 결정한다. 이때, AMC 운용부(700)는 적어도 하나의 CINR 범위에 각각 대응되는 MCS 레벨이 설정된 적어도 하나의 AMC 테이블을 적용하여 상기 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택한다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 AMC 운용부(700)는 상기 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택함에 있어서, 상기 CINR이 보고 또는 측정된 해당 채널의 품질 변화 상태에 따라 다른 MCS 레벨을 선택한다. 이때, AMC 운용부(700)는 현재 프레임에 스케줄링할 MCS 레벨을 선택함에 있어서, 상기 해당 채널의 품질이 양호 한 상태로 변화 중인지 또는 열악한 상태로 변화 중인지를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상이한 MCS 레벨을 적용한다.
여기서, AMC 운용부(700)는 하나의 MCS 레벨에 대응하는 CINR 문턱값(threshold value)이 채널 품질 상태가 양호해지는 상태 및 열악해지는 상태에 따라 서로 상이한 값으로 설정된 AMC 테이블을 적용함으로써, 채널 품질 변화 상태에 따라 적절한 MCS 레벨을 선택할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 AMC 테이블에서는 상기 CINR이 이전 프레임의 CINR에 비해 상승한 상태인지 또는 하강한 상태인지에 따라 각 MCS 레벨의 구분 기준이 되는 CINR의 문턱값이 다르게 설정된다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 DL 또는 UL CINR의 해당 채널의 품질 변화 상태에 따라 상기 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하는 장치에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 AMC 운용부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 AMC 운용부(700)는 CINR 수신부(710)와, 패킷에러 연산부(720)와, 오프셋 적용부(730)와, MCS 선택부(740)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말은 기지국에서 미리 정해준 주기에 맞게 측정된 DL CINR을 보고 한다. 이러한 DL CINR 보고는 UL의 CQI 채널을 통해 이루어질 수 있으며, CINR 수신부(710)는 CINR 추정치를 수신하게 된다. 이때, CINR 추정치는 단말에서 일정 주기 동안 측정된 DL CINR의 평균 값 및 표준 편차 값을 포 함한다.
또한, CINR 수신부(710)는 기지국 자체에서 측정한 UL CINR을 수신한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 CINR 수신부(710)는 기지국에 별도로 구성되는 UL CINR 측정부(미도시)에서 측정한 UL CINR을 수신할 수 있으며, CINR 수신부(710)가 자체적으로 UL CINR을 측정하는 것도 가능하다.
패킷에러 연산부(720)는 기지국에서 송수신되는 패킷의 에러를 계산한다. 시간 분할 방식을 사용하는 본 발명에서는 DL 및 UL의 패킷에러율이 달라질 수 있으므로, DL 및 UL을 구분하여 패킷에러를 계산한다.
구체적으로, 패킷에러 연산부(720)는 단말이 전송한 UL 패킷에 포함된 CRC 정보 또는 기지국이 전송한 DL 패킷에 대한 단말의 응답인 ACK/NAK 정보를 기초로 패킷에러를 계산하고, 계산된 결과에 따라 에러여부를 판단한다.
이때, 패킷에러 연산부(720)는 패킷 별로 포함된 CRC 정보를 확인하여, CRC 에러가 확인되지 아니하면 정상적인 UL 패킷으로 판단하고, CRC 에러가 확인되면 UL 패킷에러가 발생한 것으로 판단한다.
그리고, 패킷에러 연산부(720)는 HARQ(Hybrid ARQ)가 적용된 DL에 대해, 단말에서 상기 패킷을 정상적으로 수신하는 경우 회신한 ACK 정보 및 상기 패킷을 정상적으로 수신하지 아니하거나 패킷에 에러가 발생하는 경우 회신한 NAK 정보를 이용하여 에러여부를 판단한다. 이때, 패킷에러 연산부(720)는 단말로부터 ACK 정보를 수신하면 정상적인 DL 패킷 전송으로 판단하고, NAK 정보를 수신하면 DL에서 패킷에러가 발생한 것으로 판단한다.
즉, 패킷에러 연산부(720)는 CRC 확인 정보를 기초로 UL 패킷에러를 계산하며, ACK/NAK 확인 정보를 기초로 DL 패킷에러를 계산한다.
UL 패킷에러 판단 시, 패킷에러 연산부(720)는 상기 단말로부터 전송된 UL 패킷 별로 CRC 에러여부를 확인하여 CRC 에러가 발생하면 UL 에러 넘버(NERR1)를 카운팅하고, CRC 에러가 발생하지 아니하면 UL 넌에러 넘버(NNON1)를 카운팅한다. 그런 다음, 패킷에러 연산부(720)는 상기 카운팅된 UL 에러 넘버(NERR1)와 UL 넌에러 넘버(NNON1)를 합산하여 UL의 패킷 넘버(NPAC1)를 계산한다.
그리고, 패킷에러 연산부(720)는 상기 UL 에러 넘버(NERR1)와 UL 패킷에러를 판단하기 위하여 미리 설정되는 기준값인 제1 기준 넘버(NTHR1)를 비교하고, 상기 UL의 패킷 넘버(NPAC1)와 UL 패킷에러를 판단하는 최대 패킷 수인 제1 최대 패킷 넘버(MAX PAC1)를 비교한다.
이때, 패킷에러 연산부(720)는 상기 UL 에러 넘버(NERR1)가 상기 제1 기준 넘버(NTHR1)를 초과하는 경우에는 음의 오프셋(-Δoffset) 적용을 판단한다. 그리고, 패킷에러 연산부(720)는 상기 UL 에러 넘버(NERR1)가 상기 제1 기준 넘버(NTHR1) 이하인 경우에는 상기 UL의 패킷 넘버(NPAC1)와 제1 최대 패킷 넘버(MAX PAC1)를 비교한다. 비교결과, 상기 UL의 패킷 넘버(NPAC1)가 제1 최대 패킷 넘버(MAX PAC1)를 초과하는 경 우 양의 오프셋(+Δoffset) 적용을 판단한다.
한편, UL 패킷에러 판단 시, 패킷에러 연산부(720)는 상기 DL 패킷에러 여부에 대한 정보를 나타내는 ACK 또는 NAK 정보를 확인하고, NAK 정보를 확인하면 DL 에러 넘버(NERR2)를 카운팅하고, ACK 정보를 확인하면 DL 넌에러 넘버(NNON2)를 카운팅한다. 그런 다음, 패킷에러 연산부(720)는 상기 카운팅된 DL 에러 넘버(NERR2)와 DL 넌에러 넘버(NNON2)를 합산하여 DL의 패킷 넘버(NPAC2)를 계산한다.
그리고, 패킷에러 연산부(720)는 상기 DL 에러 넘버(NERR2)와 DL 패킷 에러를 판단하기 위하여 미리 설정된 기준값인 제2 기준 넘버(NTHR2)를 비교하고, 상기 DL의 패킷 넘버(NPAC2)와 DL 패킷에러를 판단하는 최대 패킷 수인 제2 최대 패킷 넘버(MAX PAC1)를 비교한다.
이때, 패킷에러 연산부(720)는 상기 DL 에러 넘버(NERR2)와 제2 기준 넘버(NTHR2)를 비교하고, 상기 DL 에러 넘버(NERR2)가 상기 제2 기준 넘버(NTHR2)를 초과하는 경우에는 음의 오프셋(-Δoffset) 적용을 판단한다. 그리고, 패킷에러 연산부(720)는 상기 DL 에러 넘버(NERR2)가 상기 제2 기준 넘버(NTHR2) 이하인 경우에는 상기 DL의 패킷 넘버(NPAC2)와 제2 최대 패킷 넘버(MAX PAC2)를 비교한다. 비교결과, 상기 DL의 패킷 넘버(NPAC2)가 제2 최대 패킷 넘버(MAX PAC2)를 초과하는 경우 양의 오 프셋(+Δoffset) 적용을 판단한다.
이와 같은, 상기 제1 기준 넘버(NTHR2) 및 제2 기준 넘버(NTHR2)은 기지국의 환경에 따라 상이하게 설정될 수 있고, 동일하게 설정될 수 있다. 그리고 제1 최대 패킷 넘버(MAX PAC1) 및 제2 최대 패킷 넘버(MAX PAC2)은 기지국의 환경에 따라 상이하게 설정될 수 있고, 동일하게 설정될 수도 있다.
오프셋 적용부(730)는 패킷에러 연산부(720)를 통해 계산된 패킷에러 정보에 기초하여 양의 오프셋(+Δoffset) 또는 음의 오프셋(-Δoffset)을 수신된 CINR(즉, 보고된 DL CINR 또는 측정된 UL CINR)에 반영한다. 즉, 오프셋 적용부(730)는 패킷에러(PER)가 허용 가능한 최대 패킷에러(PERupper)보다 높은 경우에는 상기 수신된 CINR에 음의 오프셋(-Δoffset)을 적용하고, 패킷에러(PER)가 허용 가능한 최소 패킷에러(PERlower)보다 낮은 경우에는 상기 CINR에 양의 오프셋(+Δoffset)을 적용한다.
구체적으로, 오프셋 적용부(730)는 상기 패킷에러 연산부(720)에서 상기 UL 에러 넘버(NERR1)가 상기 제1 기준 넘버(NTHR1)를 초과하는 경우 측정된 CINR에 음의 오프셋(-Δoffset)을 적용하고, 상기 UL 에러 넘버(NERR1)가 상기 제1 기준 넘버(NTHR1) 이하이고 상기 UL의 패킷 넘버(NPAC1)가 제1 최대 패킷 넘버(MAX PAC1)를 초과하는 경우 상기 CINR에 양의 오프셋(+Δoffset)을 적용한다. 또한, 상기 UL 에러 넘버(NERR1)가 상기 제1 기준 넘버(NTHR1) 이하이고 상기 UL의 패킷 넘버(NPAC1)가 제1 최대 패킷 넘버(MAX PAC1) 이하인 경우에는 상기 CINR에 오프셋 값을 적용하지 아니하고, 상기 CINR을 유지한다.
또한, 오프셋 적용부(730)는 상기 패킷에러 연산부(720)에서 상기 DL 에러 넘버(NERR2)가 상기 제2 기준 넘버(NTHR2)를 초과하는 경우 상기 CINR에 음의 오프셋(-Δoffset)을 적용하고, 상기 DL 에러 넘버(NERR2)가 상기 제2 기준 넘버(NTHR2) 이하이고 상기 DL의 패킷 넘버(NPAC2)가 제2 최대 패킷 넘버(MAX PAC2)를 초과하는 경우 상기 CINR에 양의 오프셋(+Δoffset)을 적용한다. 또한, 상기 DL 에러 넘버(NERR2)가 상기 제2 기준 넘버(NTHR2) 이하이고 상기 DL의 패킷 넘버(NPAC2)가 제2 최대 패킷 넘버(MAX PAC2) 이하인 경우에는 오프셋 값을 적용하지 아니하고, 상기 CINR을 유지한다.
MCS 선택부(740)는 상기 오프셋 적용부(730)에서 오프셋 값이 반영되어 보상된 CINR을 기초로 해당 단말에 대한 MCS 레벨을 선택한다. 이때, MCS 선택부(740)는 상기 보상된 CINR의 해당 채널의 품질 변화 상태에 따라 상이한 CINR 범위를 기준으로 상기 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택한다. 그리고, MCS 선택부(740)는 상기 보상된 CINR의 종류 즉, UL CINR 또는 DL CINR을 각각 구분하여 상응하는 MCS 레벨을 선택한다.
구체적으로, MCS 선택부(740)는 복수의 MCS 레벨에 각각 대응하는 CINR 문턱값이 저장된 적어도 하나의 AMC 테이블을 포함하고 있으며, 이러한 AMC 테이블 중 어느 하나의 AMC 테이블을 적용하여 상기 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택한다. 그리고 MCS 선택부(740)는 선택한 MCS 레벨 정보를 상기 스케줄러(500)에 제공한다.
이하, 도 3 내지 도 5을 참조하여 MCS 선택부(740)에서 상기 보상된 CINR의 해당 채널의 품질 변화 상태에 따라 MCS 레벨을 선택하는 방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 도 2의 MCS 선택부의 구성을 나타내는 블록도이다. 그리고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3에서 나타낸 바와 같이, MCS 선택부(740)는 CINR 처리모듈(741), 채널 품질 확인모듈(742), AMC 테이블 저장모듈(743) 및 MCS 레벨 선택모듈(744)을 포함한다.
CINR 처리모듈(741)은 오프셋 적용부(730)를 통해 오프셋 값이 반영되어 보상된 CINR을 수신하여, 채널 품질 확인모듈(742) 및 MCS 레벨 선택모듈(744)로 전달한다. 이때, CINR 처리모듈(741)은 오프셋 적용부(730)로부터 보상된 DL CINR 및 UL CINR 중 적어도 하나의 CINR을 수신한다.
채널 품질 확인모듈(742)은 수신된 CINR과 이전 프레임의 CINR을 비교하여 현재 채널의 채널 품질 변화 상태를 확인한다. 이때, 채널 품질 확인모듈(742)은 동일한 단말에 대해 현재 프레임에 스케줄링될 상기 수신한 CINR(이하, '현재 프레임의 CINR'이라 함)의 값과 이전 프레임에 스케줄링된 CINR(이하, '이전 프레임의 CINR'이라 함)의 값을 비교한다.
그리고, 채널 품질 확인모듈(742)은 현재 프레임의 CINR의 해당 채널의 품질이 양호한 상태로 변화하고 있는지 또는 열악한 상태로 변화하고 있는지 판단한다. 그런 다음, 채널 품질 확인모듈(742)은 판단된 채널 품질 변화 상태 정보를 MCS 레벨 선택모듈(743)으로 전달한다.
구체적으로, 채널 품질 확인모듈(742)은 이전 프레임의 CINR의 값보다 현재 의 프레임의 CINR(즉, 수신한 CINR)의 값이 높으면, 채널 품질이 양호한 상태로 변화하는 것으로 판단하여 채널 품질 변화 상태 정보로서 상승 상태를 전달한다. 반면, 채널 품질 확인모듈(742)은 현재 프레임의 CINR 값이 이전 프레임의 CINR 값보다 낮으면, 채널 품질이 열악한 상태로 변화하는 것으로 판단하여 채널 품질 변화 상태 정보로서 하강 상태를 전달한다.
AMC 테이블 저장모듈(743)은 각 CINR 범위에 따라 각각 대응되는 MCS 레벨이 저장된 적어도 하나의 AMC 테이블을 저장한다. 이때, AMC 테이블 저장모듈(743)은 각 MCS 레벨 별로 채널 품질 변화 상태가 상승 상태일 때 적용하는 CINR 문턱값과 하강 상태일 때 적용하는 CINR 문턱값을 따로 설정한 AMC 테이블을 저장한다. 이와 같이 함으로써, 상기 수신한 CINR에 상응하는 MCS 레벨은 해당 채널의 채널 품질 변화 상태에 따라 상이한 MCS 레벨이 선택될 수 있다.
예를 들어, AMC 테이블 저장모듈(743)은 도 4에서 나타낸 바와 같은 AMC 테이블을 저장한다. 도 4에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블은 레벨(Level), MCS, CINR 진입 문턱값(Γenter_n) 및 CINR 이탈 문턱값(Γexit_n)으로 구성된다. 이때, 상기 AMC 테이블은 1 내지 9 레벨(이하, '제1 내지 제9 MCS 레 벨'이라 함)에 대응하는 9개의 MCS가 설정된 것을 나타내었다.
또한, 도 4에서는, 각 레벨 별 MCS의 변조 방식이 QPSK, 16QAM, 64QAM 중 어느 하나이고, 부호화율(즉, 코딩 방식)이 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 중 어느 하나인 것을 나타내었다. 일반적으로, 수신되는 CINR의 값이 높을수록 채널의 품질 상태가 양호한 것이므로, 상기 AMC 테이블은 MCS 레벨이 높을수록 고차의 변조 방식 및 부호화율이 대응되는 것을 나타내었다.
구체적으로, 도 4에서 나타낸 AMC 테이블에서는 제1 MCS 레벨일 때에 변조 방식 QPSK와 부호화율 1/2 및 반복 6으로 정의되는 MCS가 적용되며, 이에 대응하는 CINR 진입 문턱값은 Γenter_1이고 CINR 이탈 문턱값은 Γexit_1인 것을 나타내었다. 그리고 제2 MCS 레벨일 때에는 변조 방식 QPSK와 부호화율 1/2 및 반복 4로 정의되는 MCS가 적용되며, 이에 대응하는 CINR 진입 문턱값은 Γenter_2이고 CINR 이탈 문턱값은 Γexit_2인 것을 나타내었다. 또한, 제3 MCS 레벨일 때에는 변조 방식 QPSK와 부호화율 1/2 및 반복 2로 정의되는 MCS가 적용되며, 이에 대응하는 CINR 진입 문턱값은 Γenter_3이고 CINR 이탈 문턱값은 Γexit_3인 것을 나타내었다.
이때, 상기 AMC 테이블에서 CINR 진입 문턱값이 적용되면, Γenter_1 이상 Γenter_2 미만의 CINR(즉, 단말로부터 보고되는 DL CINR 또는 기지국 자체에서 측정되는 UL CINR)은 제1 MCS 레벨에 대응되고, Γenter_2 이상 Γenter_3 미만의 CINR은 제2 MCS 레벨에 대응된다. 즉, CINR 진입 문턱값은 CINR의 값이 현재 MCS 레벨의 다음 상위 MCS 레벨로 진입하는 기준 값을 의미한다. 이와 같은 방식으로, 채널 품질 변화 상태가 상승 상태일 때에 적용할 AMC 테이블의 제1 내지 제9 MCS 레벨에 각각 대응하는 CINR의 범위가 설정된다.
반면, 상기 AMC 테이블에서 CINR 이탈 문턱값이 적용되면, Γexit_3 이하 Γexit_2 초과의 CINR은 제3 MCS 레벨에 대응되고, CINR이 Γexit_2 이하가 되면 제3 MCS 레벨을 이탈하게 된다. 그리고 Γexit_2 이하부터 Γexit_1 초과의 CINR은 제2 MCS 레벨에 대응된다. 또한, CINR이 Γexit_1 이하가 되면 제2 MCS 레벨을 이탈하여 제1 MCS 레벨에 대응되는 것을 의미한다. 즉, CINR 이탈 문턱값은 CINR의 값이 현재 MCS 레벨의 다음 하위 MCS 레벨로 이탈하는 기준 값을 의미한다. 이와 같은 방식으로, 채널 품질 변화 상태가 하강 상태일 때에 적용할 AMC 테이블의 제1 내지 제9 MCS 레벨에 각각 대응하는 CINR의 범위가 설정된다.
이때, AMC 테이블에서 각 MCS 레벨에 적용되는 CINR 진입 문턱값은 동일한 MCS 레벨에 대응되는 CINR 이탈 문턱값과 같거나 높은 값으로 설정된다. 즉, 채널 품질이 상승 변화하는 채널에서 MCS 레벨 선택의 기준이 되는 CINR 진입 문턱값은 채널 품질이 하강 변화하는 채널에서 MCS 레벨 선택의 기준이 되는 CINR 이탈 문턱 값에 비해 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응해서 상대적으로 높게 설정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 DL CINR 또는 UL CINR이 보고 또는 측정된 채널의 품질 변화 상태에 따라 CINR 진입 문턱값 또는 CINR 이탈 문턱값에 따른 CINR 범위 중 어느 하나에 기초하여 MCS 레벨이 선택됨으로써, 하나의 CINR에 상응하는 MCS 레벨이 채널 품질 변화 상태에 따라 상이하게 선택될 수 있다.
한편, 단말로부터 기지국에 보고되는 DL CINR은 단말이 일정 기간 동안 DL 채널의 CINR을 측정하여 평균한 값을 주기적으로 기지국으로 보고하는 것이다. 그리고, 기지국 자체에서 측정하는 UL CINR은 일정 기간 동안 측정되는 UL 채널의 CINR을 기지국 자체에서 평균하여 주기적으로 획득한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블 저장모듈(743)은 상기 일정 기간 내에 측정된 DL CINR 또는 UL CINR의 각 변동 값에 따른 적어도 하나의 AMC 테이블을 저장한다.
예를 들어, AMC 테이블 저장모듈(743)은 DL CINR이 보고되거나 또는 UL CINR이 측정되는 해당 단말의 이동 속도 조건에 따른 복수의 AMC 테이블을 따로 저장한다. 이때, 단말의 이동 속도 조건은 느림, 빠름 또는 도보, 차량 등의 다양한 조건으로 설정될 수 있다. 여기서, 단말의 이동 속도 조건이 '빠름'인 경우는 UL CINR 또는 DL CINR의 변동 값이 상기 이동속도 조건이 '느림'인 경우에 비해 상대적으로 큰 경우이다.
이때, AMC 테이블 저장모듈(743)은 상기 AMC 테이블과 동일한 구조가 적용되고, MCS 레벨 별로 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값을 각각 다르게 설정한 복수의 AMC 테이블을 따로 저장한다.
AMC 테이블 저장모듈(743)은 상기 단말의 이동 속도 조건이 '도보'일 때 적용하는 제1 AMC 테이블과, '차량'일 때 적용하는 제2 AMC 테이블을 각각 따로 저장한다. 이와 같은, 제1 AMC 테이블에서 각 MCS 레벨에 대응되는 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값과 제2 AMC 테이블에서 각 MCS 레벨에 대응되는 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값은 적어도 하나의 MCS 레벨에 대해서 각각 상이한 값으로 설정된다.
구체적으로, 상기 제2 AMC 테이블의 각 MCS 레벨에 대응되는 CINR 진입 문턱값(Γenter_n) 및 CINR 이탈 문턱값은(Γexit_n)은 각각 상기 제1 AMC 테이블에서 동일한 MCS 레벨에 대응되는 CINR 진입 문턱값(Γenter_n') 및 CINR 이탈 문턱값(Γexit_n') 이상의 값으로 설정된다.
즉, 해당 단말의 이동 속도 조건이 기준 속도에 비해 상대적으로 빠른 '차량' 조건에서는 이동 속도 조건이 상기 기준 속도에 비해 상대적으로 느린 '도보' 조건에 비해서 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응하는 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값이 각각 높게 설정될 수 있다. 이처럼, 수신된 CINR의 해당 단말의 이동 속도 조건에 따라 제1 또는 제2 AMC 테이블 중 어느 하나의 AMC 테이블이 적용됨으로써, 수신된 CINR에 상응하는 MCS 레벨이 단말의 이동 속도 조건에 따라 상이하게 선택될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블 저장모듈(743)은 상기 단말의 이동 속도 조건에 따른 복수의 AMC 테이블을 저장함에 있어서, 상기 복수의 AMC 테이블을 동일한 개수의 MCS 레벨로 구분하고, 각 MCS 레벨에 동일한 MCS 즉, 변조 방식 및 부호화율을 설정하는 것을 예로 나타내었다.
그런데, 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블 저장모듈(743)은 상기 복수의 AMC 테이블을 저장함에 있어서, 각 AMC 테이블마다 다른 개수의 MCS 레벨로 구분하여 저장할 수 있다. 이때, AMC 테이블 저장모듈(743)은 상기 복수의 AMC 테이블을 각각 다른 개수의 MCS 레벨로 구분하여 저장할 때, 상기 단말 이동 속도 조건이 빠른 조건인 경우에 동일한 MCS를 적용할 수 있는 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱 값 또 는 CINR 이탈 문턱값을 상대적으로 느린 조건인 경우에 비해 높은 값으로 설정하여 저장한다.
이상에서, 상기 AMC 테이블의 MCS 레벨은 제1 내지 제9 레벨로 구분되는 것을 예로 나타내었으나, 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블은 다양한 MCS 레벨로 구분될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블에는 각 레벨 별 MCS의 변조 방식이 QPSK, 16QAM, 64QAM 중 어느 하나의 방식으로 정의될 수 있으며, 이외에도 OFDMA에 적합한 다른 변조 방식이 적용될 수 있음은 당연하다.
MCS 레벨 선택모듈(744)은 채널 품질 변화 상태 정보 및 해당 단말의 이동 속도 조건에 따라 CINR 처리모듈(741)을 통해 수신한 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택한다.
이때, MCS 레벨 선택모듈(744)은 상기 보상된 CINR을 이용하여 단말의 이동 속도 조건을 판단하고, 채널 품질 확인모듈(742)로부터 수신한 채널 품질 변화 상태 정보를 이용하여 상기 보상된 CINR에 적용할 AMC 테이블을 선택한다. 또한, MCS 레벨 선택모듈(744)은 선택한 AMC 테이블을 적용하여 상기 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하여, 선택한 MCS 레벨 정보를 스케줄러(500)로 전송한다.
일반적으로, 단말의 이동 속도가 빠를 때(즉, 일정 기간 동안 측정되는 CINR의 변동 값이 상대적으로 클 때)의 채널 환경은 이동 속도가 느릴 때에 비해 상대적으로 열악하다. 따라서, MCS 레벨 선택모듈(744)은 단말의 이동 속도가 기준 속도(또는, 기준 값)에 비해 빠른 조건일 때는, 상기 빠른 조건보다 상대적으로 느린 조건일 때에 비해 CINR 문턱값(즉, CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값)이 높게 설정된 AMC 테이블을 적용하여 상기 보상한 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택한다.
구체적으로, MCS 레벨 선택모듈(744)은 상기 보상된 CINR에 포함된 표준 편차 값을 확인하여, 확인한 표준 편차 값이 기 설정된 기준 값 이상이면 해당 단말의 이동 속도 조건을 빠름(예를 들어, 차량)으로 판단한다. 반면, MCS 레벨 선택모듈(744)은 상기 표준 편차 값이 상기 기준 값 미만이면 해당 단말의 이동 속도 조건을 느림(예를 들어, 도보)으로 판단한다.
이때, MCS 레벨 선택모듈(744)은 해당 단말의 이동 속도가 '느림'으로 판단되면, 상기 제1 AMC 테이블을 선택하고, 단말의 이동 속도가 '빠름'으로 판단되면 앞서 상기 제2 AMC 테이블을 선택한다.
앞서, 도 4에서 설명한 바와 같이, 상기 제1 AMC 테이블의 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값은 상기 제2 AMC 테이블의 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값보다 같거나 낮다. 따라서, MCS 레벨 선택모듈(744)은 해당 단말의 이동 속도 조건이 '빠름'으로 판단되면 상기 제1 AMC 테이블에 비해 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값이 상대적으로 높게 설정된 상기 제2 AMC 테이블을 선택한다. 이와 같이 함으로써, 해당 단말의 이동 속도에 따른 다양한 채널 상태에도 적절한 MCS 레벨을 선택할 수 있다.
그리고, MCS 레벨 선택모듈(744)은 채널 품질 확인모듈(742)로부터 수신한 상기 보상된 CINR이 보고 또는 측정된 채널의 채널 품질 변화 상태 정보에 따라 MCS 레벨 선택에 기준이 되는 CINR 문턱값의 종류를 선택한다. 그리고 MCS 레벨 선택모듈(744)은 선택한 CINR 문턱값 종류에 따른 복수의 CINR 범위 중에서 상기 보상된 CINR이 포함되는 CINR 범위를 검출하여 상응하는 MCS 레벨을 선택한다.
이때, MCS 레벨 선택모듈(744)은 수신한 채널 품질 변화 상태 정보가 상승 상태이면 상기 CINR 진입 문턱값을 선택하고, 채널 품질 변화 상태 정보가 하강 상태이면 상기 CINR 이탈 문턱값을 선택하여 MCS 레벨을 선택한다.
예를 들어, MCS 레벨 선택모듈(744)은 해당 단말의 이동 속도 조건이 '빠름'이고 채널 품질 변화 상태가 상승 상태인 경우, 상기 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하기 위해서 상기 제2 AMC 테이블의 CINR 진입 문턱값을 적용한다. 또한, MCS 레벨 선택모듈(744)은 해당 단말의 이동 속도 조건이 '느림'이고 채널 품질 변화 상태가 하강 상태인 경우, 상기 제1 AMC 테이블의 CINR 이탈 문턱값을 적용한다.
한편, 도 3에서는 MCS 레벨 선택모듈(744)이 UL CINR 또는 DL CINR의 구분 없이 해당 단말의 이동 속도 조건이 빠름이거나 느림인 경우를 판단하여, MCS 레벨 선택 기준(즉, CINR 문턱값)이서로 상이하게 설정된 복수의 AMC 테이블 중 상기 이동 속도 조건에 해당하는 AMC 테이블을 선택하는 것으로 나타내었다.
그런데, 일반적으로 DL CINR의 경우 단말 측에서 측정한 CINR 추정치를 평균한 결과를 기지국으로 보고되므로, 기지국에서 직접 측정한 UL CINR에 비해 정확한 채널 품질 상태 변화 예측이 어렵다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 MCS 레벨 선택모듈(744)은 상기 보상된 CINR이 UL CINR일 때에는 해당 단말의 이동 속도 조건에 따른 복수의 AMC 테이블 중 해당 AMC 테이블을 선택하고, DL CINR일 때는 단말의 이동 속도에 상관없이 설정된 하나의 AMC 테이블(이하, '일반 AMC 테이블'이라 함)을 바로 적용할 수 있다.
이와 같은 경우, 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블 저장모듈(743)은 UL CINR에 적용할 복수의 AMC 테이블과 DL CINR에 적용할 일반 AMC 테이블을 따로 저장할 수 있다. 또한, MCS 레벨 선택모듈(744)은 상기 UL CINR에 적용할 적어도 하나의 AMC 테이블 중 임의의 AMC 테이블을 DL CINR에 적용할 수도 있다.
도 5는은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변조 및 코딩(AMC) 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 보상된 CINR(DL CINR 또는 UL CINR)을 수신하고, 해당 단말의 이동 속도 조건을 판단한다(S501). 이때, 보상된 CINR은 계산된 패킷에러에 따른 오프셋이 반영된 CINR이며, CINR에 포함된 표준 편차 값 이용하여 해당 단말의 이동 속도 조건을 판단한다.
그리고, 판단한 이동 속도 조건에 따른 AMC 테이블을 선택한다(S502). 즉, 해당 단말의 이동 속도 조건이 '도보'(즉, 상기 '느림' 조건)이면 상기 제1 AMC 테이블을 선택한다. 반면, 해당 단말의 이동 속도 조건이 '차량'(즉, 상기 '빠름' 조건)이면 상기 제2 AMC 테이블을 선택한다. 이때, 상기 제1 AMC 테이블은 상기 제2 AMC 테이블에 비해 채널 환경이 좋은 경우 즉, 기준 값에 비해 상대적으로 단말의 이동 속도가 느려서 채널 품질이 양호한 경우에 적용하는 MCS 레벨 별 CINR 문턱값이 저장되어 있다.
그런 다음, 상기 보상된 CINR의 채널 품질 변화 상태를 판단한다(S503). 이때, 현재 프레임의 CINR(즉, 상기 보상된 CINR) 값과 이전 프레임의 CINR의 값을 비교하여 해당 채널의 채널 품질 변화가 상승 상태인지 하강 상태인지 판단한다.
그런 후, 단계 S502에서 선택한 AMC 테이블에 포함된 CINR 문턱값 중에서 상기 판단한 채널 품질 변화 상태에 따라 적용할 CINR 문턱값 종류를 선택한다(S504).
예를 들어, 판단한 채널 품질 변화 상태가 상승 상태이면 해당 AMC 테이블에서 CINR 진입 문턱값을 선택하고, 하강 상태이면 해당 AMC 테이블에서 CINR 이탈 문턱값을 선택한다. 이때, 상기 CINR 진입 문턱값은 채널 환경이 좋은 경우 즉, 채널 품질이 양호한 상태로 상승하는 경우에 적용하며, MCS 레벨 별로 상기 CINR 이탈 문턱값에 비해 상대적으로 높거나나 같은 CINR 문턱값으로 설정되어 있다.
그런 다음, 선택한 AMC 테이블 및 CINR 문턱값 종류를 기준으로 상기 보상된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택한다(S505). 예를 들어, 채널 품질 변화 상태가 상승 상태일 때는, 해당 AMC 테이블의 CINR 진입 문턱값들에 따라 형성되는 MCS 레벨 별 CINR 범위 중에서 상기 보상된 CINR의 값이 해당하는 범위를 검출하여 적절한 MCS 레벨을 선택한다. 반면, 채널 품질 변화 상태가 하상 상태일 때는 상기 해당 AMC 테이블의 CINR 이탈 문턱값에 따라 형성되는 CINR 범위 중 상기 보상된 CINR의 값이 해당하는 범위를 검출하여 상응하는 MCS 레벨을 선택한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 MCS 레벨 선택 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
이때, 도 6에서는 해당 단말의 이동 속도 조건에 따른 적절한 AMC 테이블을 선택한 이후의 MCS 레벨 선택 방법을 설명하도록 한다. 그리고 도 6에서는 순차적으로 수신되는 3개의 CINR의 각 MCS 레벨을 선택하는 방법을 나타내고 있다. 또 한, 도 6에서는 수신되는 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하기 위해 상기 도 4에서 나타낸 AMC 테이블을 적용하였다.
도 6에서 나타낸 바와 같이, 동일한 채널에 대해서 k 번째 프레임의 CINRk은 adB이고, 이전 프레임인 k-1 번째 프레임의 CINRk -1은 bdB이며, 다음 프레임인 k+1 번째 프레임의 CINRk +1은 cdB이다. 이때, 도 6에서는 CINRk -1에 상응하는 MCS 레벨을 상기 AMC 테이블의 CINR 진입 문턱값을 적용한 경우의 제3 MCS 레벨인 것을 나타내었다.
이때, CINRk -1, CINRk 및 CINRk +1의 해당 채널의 채널 품질 상태는 k-1 번째 프레임부터 k 번째 프레임까지는 상승 상태(P601)이며, k 번째 프레임부터 k+1 번째 프레임까지는 하강 상태(P602)이다. 따라서, CINRk에 상응하는 MCS 레벨은 상기 AMC 테이블의 CINR 진입 문턱값을 적용하여 선택하고, CINRk +1에 상응하는 MCS 레벨은 AMC 테이블의 CINR 이탈 문턱값을 적용하여 선택한다.
이에 따르면, CINRk에 상응하는 MCS 레벨로 제4 MCS 레벨을 선택하고, CINRk+1에 상응하는 MCS 레벨도 제4 MCS 레벨을 선택한다. 이처럼, CINRk 및 CINRk +1에 각각 상응하는 MCS 레벨을 제4 MCS 레벨로 동일하게 선택하였으나, 각각 MCS 레벨 선택에 기준이 되는 CINR 범위는 상이하다.
즉, CINRk의 값은 bdB로서, CINR 진입 문턱값 적용 시 제4 MCS 레벨에 대응 하는 Γenter_4 이상 Γenter_5 미만의 CINR 범위에 속한다. 반면, CINRk +1의 값은 cdB로서 CINR 이탈 문턱값 적용 시 제4 MCS 레벨에 대응하는 Γexit_4 이하 Γexit_3 초과의 CINR 범위에 속한다.
구체적으로, CINRk -1에 비해 CINRk가 상승한 상태에서는 CINRk(b dB)이 속하는 CINR 범위(즉, Γenter_4 이상 Γenter_5 미만의 CINR 범위)에 해당하는 제4 MCS 레벨을 선택한 후, 다음 프레임의 CINR 즉, CINRk +1이 하강하는 상태에서 제4 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값인 Γexit_4 보다 낮은 CINR 이탈 문턱값(즉, Γexit_3) 이하가 되기 전까지는 동일한 MCS 레벨(즉, 제4 MCS 레벨)이 유지된다.
결과적으로, 해당 채널의 채널 품질 변화 상태가 상승 상태에서 하강 상태로 변화할 때는, 보고되거나 또는 측정된 CINR의 값이 이전 프레임에 적용된 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값보다 더 낮은 CINR 이탈 문턱값 이하의 값이 되어야지만 다음 하위 레벨의 MCS 레벨을 선택할 수 있다. 따라서, 보고되거나 또는 측정되는 CINR의 변경이 잦은 경우에 발생할 수 있는 빈번한 MCS 레벨 변경을 방지할 수 있다. 즉, 채널 페이딩 등의 영향으로 채널 상태 변화가 심한 무선 환경에서도 시스템을 안정적으로 운용할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 MCS 레벨을 선택하는 방법을 구체적으로 설명하도록 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 MCS 레벨을 선택하는 방법은 앞서 도 2및 도 3에서 설명한 AMC 운용부(700) 및 MCS 선택부(740)에 적용될 수 있다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MCS 선택부(740)는 상기 채널 품질 확인모듈(742)에서 현재 프레임 CINR과 이전 프레임의 CINR을 비교하여 해당 채널의 품질 변화 상태를 판단하는 방법 대신, MCS 레벨 선택모듈(744)에서 AMC 테이블 별로 저장된 레벨 별 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값과 현재 프레임의 CINR 값을 비교 연산하여 MCS 레벨을 선택한다.
도 7에서는 AMC 테이블에 저장된 레벨 별 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값과 현재 프레임의 CINR 값을 비교 연산하여 MCS 레벨을 선택하는 방법을 상세히 설명하도록 한다. 또한, 도 7에서는 해당 단말의 이동 속도 조건에 따른 적절한 AMC 테이블을 선택한 이후의 MCS 레벨 선택 방법을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MCS 레벨 선택 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 초기 조건으로 현재 수신된 CINR(즉, 계산된 패킷에러에 따른 오프셋이 반영되어 보상된 CINR의 변수(μ) 및 디폴트(default) MCS 레벨(d)을 설정하고(S701), MCS 레벨의 변수(n)를 설정한다(S702). 이때, 도 7에서는 디폴트 MCS 레벨이 도 4에서 나타낸 제4 MCS 레벨인 것을 예로 나타내었다. 그리고, MCS 레벨 변수는 CINR(즉, DL CINR 또는 UL CINR)에 상응하여 선택된 MCS 레벨을 의미한다.
그런 다음, 현재 수신된 CINR의 값(μ)이 제n MCS 레벨의 CINR 이탈 문턱값(Γexit _n) 이상이고, 제n+1 MCS 레벨(즉, 제n MCS 레벨의 다음 상위 MCS 레벨)의 CINR 진입 문턱값(Γenter _n+1) 미만인지 판단한다(S703). 이때, 단계 S703에서 제n MCS 레벨은 이전 프레임에 적용된 MCS 레벨을 의미한다.
단계 S703의 판단 결과, μ 가 제n MCS 레벨의 CINR 이탈 문턱값(Γexit _n) 이상이고 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값(Γenter _n+1) 미만일 때, 이전 프레임에 적용한 제n MCS 레벨을 현재 수신된 CINR에 적절한 MCS 레벨로 선택한다(S704).
반면, 단계 S703의 판단 결과, μ 가 제n MCS 레벨의 CINR 이탈 문턱값(Γexit_n) 이상이고 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값(Γenter _n+1) 미만이 아닌 경우, μ 가 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값(Γenter _n+1) 이상인지 판단한다(S705).
단계 S705의 판단 결과, μ 가 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값(Γenter_n+1) 이상이면, 제n+1 MCS 레벨을 현재 수신된 CINR에 적절한 MCS 레벨로 선택한다(S706).
반면, 단계 S705의 판단 결과, μ 가 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값(Γenter_n+1) 이상이 아니면, 제n-1 MCS 레벨(즉, 제n MCS 레벨의 다음 하위 MCS 레벨)을 현재 수신된 CINR에 적절한 MCS 레벨로 선택한다(S707).
이와 같이, 단계 S703 내지 S706 중 어느 하나의 단계에서 상기 수신된 CINR에 상응하는 MCS 레벨이 선택되면, MCS 레벨의 변수(n)의 값을 상기 선택된 MCS 레벨 값으로 정의한다(S702). 즉, 다음 프레임의 CINR이 수신되면 다시 단계 S702부터 수행되어 상응하는 MCS 레벨이 선택된다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 AMC 운용 장치를 설명하기 위한 기지국의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 AMC 운용부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 MCS 선택부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AMC 테이블의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변조 및 코딩(AMC) 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 MCS 레벨 선택 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MCS 레벨 선택 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

Claims (20)

  1. 광대역 무선 통신 시스템에서 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding) 운용 방법에 있어서,
    접속된 단말에 대한 상향링크 채널의 CINR(Carrier to Interference & Noise Ratio) 및 하향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR을 측정하는 단계;
    상기 단말에 대한 패킷에러 연산 결과에 따른 오프셋 값을 상기 측정한 적어도 하나의 CINR에 반영하여 상기 CINR을 수정하는 단계; 및
    상기 수정된 CINR이 상승하는 경우 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 선택의 제1 기준인 CINR 진입 문턱값을 적용하고, 상기 수정된 CINR이 하강하는 경우 MCS 레벨 선택의 제2 기준인 CINR 이탈 문턱값을 적용하여 상기 수정된 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 AMC 운용 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨을 결정하는 단계에서,
    상기 CINR 진입 문턱값이 상기 CINR 이탈 문턱값 보다 높은 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨을 결정하는 단계에서,
    각각 서로 다른 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값을 포함하는 적어도 하나의 AMC 테이블을 이용하여 상기 MCS 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 MCS 레벨을 결정하는 단계에서,
    상기 수정된 CINR의 변동이 기 설정된 기준 값보다 빠를 경우 상기 기준 값보다 느릴 경우에 비해서 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응하는 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값이 상대적으로 높게 설정된 AMC 테이블을 적용하여 상기 MCS 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨을 결정하는 단계에서,
    상기 수정된 CINR이 이전 프레임의 CINR에 비해 큰 경우 CINR이 상승하는 것으로 판단하고, 상기 수정된 CINR이 이전 프레임의 CINR에 비해 작은 경우 CINR이 하강하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨을 결정하는 단계는,
    상기 수정된 CINR이 이전 프레임에 적용된 제n MCS 레벨의 CINR 이탈 문턱값 및 상기 제n MCS 레벨의 상위 레벨인 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값 사이에 위치하면 상기 제n MCS 레벨을 상기 수정된 CINR에 상응하는 MCS 레벨로 선택하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨을 결정하는 단계는,
    상기 수정된 CINR이 이전 프레임에 적용된 제n MCS 레벨의 CINR 이탈 문턱값 보다 작은 값이면 상기 제n MCS 레벨의 하위 레벨인 제n-1 MCS 레벨을 상기 수정된 CINR에 상응하는 MCS 레벨로 선택하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨을 결정하는 단계는,
    상기 수정된 CINR이 이전 프레임에 적용된 제n MCS 레벨의 상위 레벨인 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값 보다 큰 값이면 상기 제n+1 MCS 레벨을 상기 수정된 CINR에 상응하는 MCS 레벨로 선택하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 CINR을 수정하는 단계는,
    상기 단말이 전송하는 패킷에 포함된 CRC(Cyclic Redundancy Check) 정보를 기초로 상기 단말에 대한 상향링크의 패킷에러를 연산하고, 상기 단말이 전송하는 ACK 또는 NAK 정보를 기초로 상기 단말에 대한 하향링크의 패킷에러를 연산하여 상기 오프셋 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 방법.
  11. 광대역 무선 통신 시스템에서 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding) 운용 장치에 있어서,
    접속된 단말에 대한 상향링크 채널의 CINR(Carrier to Interference & Noise Ratio) 및 하향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR에 대해 상기 단말에 대한 패킷에러 연산 결과에 따른 오프셋 값을 반영한 수정된 CINR을 수신하는 CINR 처리모듈;
    각 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값에 대응하는 복수의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨이 설정되고, 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응하는 CINR 진입 문턱값과 CINR 이탈 문턱값이 서로 상이하게 설정된 적어도 하나의 AMC 테이블을 저장하는 AMC 테이블 저장모듈; 및
    상기 수신한 CINR의 상승 또는 하강 상태에 따라 상기 CINR 진입 문턱값 또는 상기 CINR 이탈 문턱값을 기준으로 상기 수신한 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하는 MCS 레벨 선택모듈을 포함하는 AMC 운용 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 AMC 테이블 저장모듈은,
    상기 AMC 테이블의 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응하여 상기 CINR 진입 문턱값을 상기 CINR 이탈 문턱값보다 크게 설정하여 저장하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 AMC 테이블 저장모듈은,
    상기 수신한 CINR의 변동에 대응하는 복수의 AMC 테이블을 저장하고, 상기 복수의 AMC 테이블 간에 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응하는 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값을 서로 상이하게 설정하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 MCS 레벨 선택모듈은,
    상기 수신한 CINR의 변동을 제1 속도 또는 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 판단하고,
    상기 수신한 CINR의 변동이 상기 제1 속도이면 적어도 하나의 MCS 레벨에 대응하는 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값이 상기 제2 속도일 때 보다 상대적으로 높은 값으로 설정된 AMC 테이블을 적용하여 상기 수신한 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 MCS 레벨 선택모듈은,
    상기 수신한 CINR의 표준 편차 값이 기 설정된 기준 값보다 클 때 상기 제1 속도로 판단하고, 상기 수신한 CINR의 표준 편차 값이 상기 기준 값보다 작을 때 상기 제2 속도로 판단하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 MCS 레벨 선택모듈은,
    상기 수신한 CINR이 이전 프레임의 CINR에 비해 상승한 상태이면 상기 CINR 진입 문턱값을 기준으로 하고, 상기 수신한 CINR이 상기 이전 프레임의 CINR에 비해 하강한 상태이면 상기 CINR 이탈 문턱값을 기준으로 하여 상기 수신한 CINR에 상응하는 MCS 레벨을 선택하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 AMC 테이블 저장 모듈은,
    상기 MCS 레벨이 높아질수록 각 MCS 레벨에 대응하는 변조 및 코딩 방식의 차수와 상기 CINR 진입 문턱값 및 CINR 이탈 문턱값이 높아지도록 상기 AMC 테이블을 설정하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 MCS 레벨 선택모듈은,
    상기 수신한 CINR이 이전 프레임에 적용된 제n MCS 레벨의 CINR 이탈 문턱값과 상기 제n MCS 레벨의 상위 레벨인 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값 사이의 값을 가지면 상기 제n MCS 레벨을 상기 상응하는 MCS 레벨로 선택하고,
    상기 수신한 CINR이 상기 제n+1 MCS 레벨의 CINR 진입 문턱값보다 큰 값이면 상기 제n+1 MCS 레벨을 상기 상응하는 MCS 레벨로 선택하고,
    상기 수신한 CINR이 제n MCS 레벨의 CINR 이탈 문턱값보다 작은 값이면 상기 제n MCS 레벨의 하위 레벨인 제n-1 MCS 레벨을 상기 상응하는 MCS 레벨로 선택하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 단말이 전송하는 패킷에 포함된 CRC(Cyclic Redundancy Check) 정보 및 상기 단말이 전송하는 ACK 또는 NAK 정보를 기초로 상기 단말에 대한 패킷에러를 연산하는 패킷에러 연산부; 및
    상기 패킷에러 연산부의 패킷에러 연산 결과에 따라 양의 오프셋 또는 음의 오프셋을 상기 상향링크 채널의 CINR 및 하향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR에 적용하여 수정된 CINR을 생성하는 오프셋 적용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMC 운용 장치.
  20. 광대역 무선 통신 시스템에서의 기지국 장치에 있어서,
    하향링크 채널의 CINR(Carrier to Interference & Noise Ratio) 및 상향링크 채널의 CINR 중 적어도 하나의 CINR을 측정하고, 단말에 대한 패킷에러 연산 결과에 따른 오프셋 값을 상기 측정한 적어도 하나의 CINR에 반영하여 상기 CINR을 수정한 후, 상기 수정된 CINR이 이전 프레임의 CINR과 비교하여 상승하는 경우 CINR 진입 문턱값을 적용하고, 상기 수정된 CINR이 하강하는 경우 상기 CINR 진입 문턱값 보다 작은 CINR 이탈 문턱값을 적용하여 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
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