KR101071840B1 - 데이터 변환 방법 및 이를 이용한 데이터 송수신 방법 - Google Patents

Abstract

다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템에서, 데이터 전송량을 감소시키기 위한 데이터 변환 방법, 및 이를 이용한 데이터 전송 방법이 개시된다. 특히, 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform; DCT)을 이용하여 데이터를 전송하는 방법의 경우, 제 1 데이터에 대하여 DCT을 수행하고, 이 DCT 변환된 제 1 데이터 중 미리 결정된 소정 수의 데이터를 선택하여 데이터 처리를 수행하며, 이와 같이 데이터 처리된 결과 데이터를 수신측으로 전송하는 방법에 따른다. 아울러, 다양한 다중 안테나 통신 시스템에서 전송 데이터의 오버헤드를 감소시키는 방법이 개시된다.

Description

데이터 변환 방법 및 이를 이용한 데이터 송수신 방법{METHOD FOR TRANSFORMING DATA, AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA USING THE SAME}

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 전송하려는 정보에 데이터 처리를 수행하여 전송량을 최소화시키는 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

도 1은 이동통신 시스템에서 수행되는 상향링크 데이터 리포팅의 개요를 도시하고 있다.

기지국에는 다양한 종류의 데이터가 리포팅될 수 있으며 여기서는 특히 채널품질정보(Channel Quality Information; 이하 'CQI')를 일례로 설명한다.

이동국(UE; User Equipment; 12)은 기지국(11)으로부터 전송되는 신호를 이용하여 하향링크의 채널품질을 측정하고, 측정 결과에 있어서 선택된 CQI 값 및/또는 반송파 대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio; 이하 'CINR') 값을 상향링크 제어 채널을 통해 기지국(11)에 보고한다. 기지국(11)은 보고된 CQI 및/또는 CINR를 이용하여 이동국 선택, 무선 자원 할당 등의 하향링크 스케줄링(scheduling)을 수행한다.

다만, 직교 주파수 분할 다중화 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 'OFDM')과 같이 다수의 주파수 대역을 이용하여 통신을 수행하는 시스템에 있어서는, 전체 주파수 대역에 상응하는 단일한 CQI의 보고만으로 전체 주파수 대역을 구성하는 일부 주파수 대역(CQI 획득을 위해 구분된 주파수 대역)의 채널 품질 상태를 정확히 추정할 수 없다. 따라서, 각 주파수 대역에 대한 하향링크의 스케줄링 역시 수행할 수 없게 되므로 각 주파수 대역별로 CQI가 보고되어야 한다.

한편, OFDM의 효율적인 운용을 위해 다중 입력 다중 출력(MIMO; Multi Input Multi Output)이 도입되었는바, 이와 같이 다수의 안테나를 사용하는 시스템에서는 전송 대역폭이 제공되는 반면 그에 따라 기지국(11)에 보고해야 할 CQI의 양도 함께 증가한다는 특징이 있다. 그러나, CQI 보고를 위해 이용되는 물리채널의 자원에는 한계가 있으므로 증가된 CQI를 충분히 전송하기에는 무리가 있다.

종래에 상술한 채널품질정보와 같은 제어 신호 오버헤드의 급격한 증가를 막기 위하여 여러가지 방법이 제안이 되었다. 첫째, 단위 주파수 대역마다 채널품질을 측정하여 가장 좋은 몇 개의 주파수 대역에 대한 채널품질정보를 전송하는 방법이 제안되었다. 둘째, 여러 개의 주파수 대역을 묶어 한 개의 평균적인 채널품질정보만을 전송하는 방법이 제안되었다. 셋째, 채널품질정보 자체의 길이를 줄이는 방법이 있다.

기술적 과제

본 발명은 상술한 종래 기술을 개선하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 수신측에 전송하는 정보에 대한 전송량을 최소화하는 데이터 처리 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 채널품질정보의 전송에 의한 오버헤드 증가의 문제를 해결하는 채널품질정보 전송 방법을 제안하는 것이다.

더 나아가, 최소화된 정보의 정확도를 높이기 위한 참조 데이터는 상대적으로 정보량이 많다는 점을 감안하여 이를 MAC 시그널링을 통해 전송하고, 최소화된 정보는 물리채널을 통해 전송함으로써 정보량 최소화로 인한 정보 정확도의 저하를 미연에 방지하는 데에 본 발명의 목적이 있다.

기술적 해결방법

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템에서, 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform; DCT)을 이용하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 제 1 데이터에 대하여 DCT을 수행하는 단계; 상기 DCT 변환된 제 1 데이터 중 미리 결정된 소정 수의 데이터를 선택하여 데이터 처리를 수행하는 단계; 및 상기 데이터 처리된 결과 데이터를 수신측으로 전송하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 제 1 데이터는 제 2 데이터에 대해 소정 비트를 삽입하거나, 소정 비트를 펑쳐링(puncturing)하여 생성될 수 있고, 상기 제 1 데이터는 물리 계층을 통해 전송되며, 상기 제 2 데이터는 상위 계층을 통해 전송될 수 있다.

또한, 상기 데이터 처리를 수행하는 단계는, 상기 DCT 변환된 제 1 데이터 중 미리 결정된 소정 데이터를 선택하여 양자화하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 데이터 처리된 결과 데이터는 매 전송 단위 시간마다 생성되며, 상기 수신측으로 전송하는 단계는, 기준 전송 단위 시간에 상기 데이터 처리된 결과 데이터를 기준 데이터로서 상기 수신측으로 전송하는 기준 데이터 전송 단계; 및 상기 기준 전송 단위 시간 이후의 소정 수의 전송 단위 시간에 생성된 데이터 처리된 결과 데이터와 상기 기준 데이터와의 차이값을 상기 수신측으로 전송하는 변동 데이터 전송 단계를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 통신 시스템은 복수의 안테나를 이용하는 다중 안테나 통신 시스템일 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 안테나 중 기준 안테나의 상기 데이터 처리된 결과 데이터를 기준으로 나머지 안테나의 상기 데이터 처리된 결과 데이터에 대해 차등 변환(DM; Differential Modulation)을 수행하는 단계; 및 상기 기준 안테나의 상기 데이터 처리된 결과 데이터 및 상기 나머지 안테나의 차등 변환된 데이터를 상기 수신측에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 다중 안테나 통신 시스템은 복수의 스트림을 이용하는 다중 안테나 통신 시스템이며, 상기 제 1 데이터는 상기 복수의 스트림 각각에 대해 생성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 다수의 안테나 및 각 안테나별로 송신되는 다수의 부반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 상기 다수의 안테나 중 기준 안테나의 전송 대역별 데이터를 기준으로 상기 복수의 안테나 중 나머지 안테나의 전송 대역별 데이터에 대해 차등 변환(DM; Differential Modulation)을 수행하는 단계; 및 상기 기준 안테나의 전송 대역별 데이터 및 상기 나머지 안테나의 차등 변환된 데이터를 수신측에 전송하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 수신측에 전송하는 단계 이전에, 상기 기준 안테나의 전송 대역별 데이터 및 상기 나머지 안테나의 차등 변환된 데이터의 데이터 양을 줄이기 위한 데이터 처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 데이터 처리는 1차원 DCT 또는 2차원 DCT 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템에서, 역 이산 코사인 변환(Inverse Discrete Cosine Transform)을 이용하여 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 송신측에서 전송하는 전체 데이터의 일부에 상응하는 데이터를 특정한 시간 단위로 수신하는 단계; 수신된 상기 일부 데이터에 대한 데이터 처리를 수행하여 상기 전체 비트열을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 데이터 대하여 상기 IDCT를 수행하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 송신측으로부터 상기 데이터 처리를 위한 제어 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또 다른 한편, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템에서, 전송 데이터를 변환하는 방법에 있어서, 전체 전송 데이터에 소정 비트를 삽입하거나, 소정 비트를 펑처링(puncturing)하여 제 1 데이터를 생성하는 단계; 상기 제 1 데이터에 대하여 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform; DCT)을 수행하는 단계; 및 상기 DCT 변환된 제 1 데이터 중 미리 결정된 소정 수의 데이터를 선택하여 데이터 처리를 수행하는 단계를 포함한다.

또 다른 한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이동 단말은, 다수의 부 반송파를 이용하여 데이터를 송수신하는 이동 단말로서, 수신측으로 전송하는 정보에 상응하는 제 1 데이터에 대하여 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform: DCT)을 수행하는 DCT 모듈; 상기 DCT 모듈의 출력 중 일부를 선택하여 데이터 처리를 수행하는 데이터 처리 모듈: 및 상기 데이터 처리 모듈의 결과를 수신측으로 전송하는 무선 모듈을 포함한다.

또 다른 한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이동통신 시스템은, 다수의 부반송파를 이용하여 데이터를 송수신하는 이동 통신 시스템으로서, 이동단말에서 전송하는 전체 비트열의 일부에 상응하는 데이터를 특정한 시간 단위로 수신하는 무선 모듈; 수신된 상기 일부 비트열에 대한 데이터 처리를 수행하여 상기 전체 비트열을 복원하는 데이터 처리 모듈; 및 상기 복원된 데이터 대하여 역 이산 코사인 변환(Inverse Discrete Cosine Transform: IDCT)을 수행하는 IDCT 모듈을 포함한다.

도 1은 이동 통신 시스템에서 수행되는 상향링크 데이터 리포팅 절차의 개요도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 수신측으로 전송되는 전송정보에 대한 데이터 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 3은 추가적인 정보를 삽입하는 방법에 대한 일례를 설명하는 도면이다.

도 4는 본 실시형태에 따라 삽입되는 비트의 정보가 결정되는 방법에 관한 도면이다.

도 5는 본 실시형태에 따라 데이터 펑쳐링을 수행하는 일례를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 실시예에 따른 첫 번째 양자화 및 압축 방법을 설명하는 도면이다.

도 7은 본 실시예에 따른 두 번째 양자화 및 압축 방법을 설명하는 도면이다.

도 8은 본 실시형태에 따른 세 번째 양자화 및 압축 방법을 설명하는 도면이다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 채널품질정보를 이루는 특정한 개수의 정보를 순차적으로 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 매 시간 단위마다 채널품질정보를 측정하고, 그 일부를 선택하여 수신측으로 전송하는 방법을 나타낸다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따라 기준 단위 시간의 채널품질정보와 이후의 단위 시간의 채널품질정보의 변화량을 전송하는 방법에 대한 각 실시예를 나타내는 도면이다.

도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 1 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 17은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 2 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 18은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 3 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 19 내지 도 21은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 4 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 22는 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 5 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 23은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 6 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 24는 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 7 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 25 내지 도 27은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 8 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

도 28은 상기 실시예들에 공통적으로 적용되는 데이터 분산 전송 방식의 개념도이다.

도 29는 OFDM을 이용하는 MIMO 시스템의 일반적인 구성을 블록으로 도시한 다.

도 30은 본 발명의 일 실시형태에 따라 채널품질정보에 DCT 및/또는 DM이 적용되는 다중 안테나 시스템의 송수신단 구성을 블록으로 도시한 것이다.

도 31은 단일 사용자를 위한 MIMO 시스템에서 단일 부호어를 송신하는 경우의 피드백 정보 처리 과정을 블록으로 도시한 것이다.

도 32는 단일 사용자(single user)를 위한 MIMO 시스템에서 다중 부호어(multiple codeword; MCW)를 송신하는 경우의 피드백 정보 처리 과정을 블록으로 도시한 것이다.

도 33은 각 스트림 별로 서로 다른 채널 환경에 놓일 수 있음을 보여주고 있다.

도 34는 다중 사용자(multiple user)를 위한 MIMO 시스템에서 다중 부호어(multiple codeword; MCW)를 송신하는 경우의 피드백 정보 처리 과정을 블록으로 도시한 것이다.

도 35는 종래의 PARC(Palo Alto Research Center) MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이고, 도 36은 본 발명의 일 실시형태에 따라 데이터 처리된 피드백 정보를 이용하는 개선된 PARC MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이다.

도 37 내지 도 39는 2개의 송신 안테나를 구비하면서 다중 사용자를 지원하는 PARC MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이다.

도 40 내지 도 42는 PGRC MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이다.

도 43 내지 도 45는 S-VAP MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이다.

도 46은 본 발명이 적용될 수 있는 이동 단말의 일례이다.

발명의 실시를 위한 형태

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적 인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

한편, 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명은 이동통신 시스템에서의 데이터 전송 방법에 관한 것으로서, 이동통신 시스템을 구성하는 각 요소간, 이를테면 이동국과 기지국 사이 또는 이동국과 이동국 사이에 효율적인 데이터 전송을 수행하기 위해 제안되었으며, 여기서 언급되는 실시형태들은 주로 이동국을 송신측으로 하고 기지국을 수신측으로 하여 상향채널을 통해 채널품질정보(이하 'CQI')를 전송하는 경우를 전제하고 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

이동통신 시스템은 효율적인 데이터 전송을 위해 채널 용량(channel capacity)을 최대화하는 한편 이동국과 기지국 간에 링크 적합(link adaptation)을 수행한다. 링크 적합은 해당 이동국으로부터 궤환되는 하향링크의 CQI를 기반으로 수행되는데, 다중 반송파 시스템에서는 단위 주파수 대역마다 CQI값이 상이하므로 단위 주파수 대역별로 별도의 CQI를 궤환할 필요가 있다. 여기서 단위 주파수 대역은 CQI 대역(CQI band)을 가리킨다.

이에 대한 일 예로, 5MHz의 다중 반송파 시스템에 있어서 CQI 대역의 기본 단위가 375KHz라고 가정하면, 전체적으로 약 12개의 CQI 대역이 존재하게 된다. 여기서 각 CQI 대역마다 5bit 정보가 궤환된다고 가정하면, 총 60 bit(= 5bit ＊ 12)를 전송할 수 있는 상향링크 제어채널(이를테면 CQICH)이 필요하다. 더구나 여기에 다중 안테나 시스템이 적용된다면 상기 상향채널의 궤환 정보량은 더욱 증가한다. 즉, 4개의 안테나를 구비하는 다중 안테나 시스템에서 기지국에 궤환되는 정보량은 240bit(= 60bit ＊ 4)에 이른다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 바와 같은 궤환 정보의 오버헤드를 감소시켜 수신측에 전송하는 정보에 대한 전송량을 최소화하는 데이터 처리 방법을 제공하고자 한다. 특히, 복수의 안테나를 이용하는 시스템의 경우에도 궤환 정보량를 보다 효율적으로 감소시킬 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

이를 위해 이하에서 설명할 본 발명의 제 1 양태에서는 일반적인 경우로서 채널품질정보와 같은 제어 신호 오버헤드의 급격한 증가를 막기 위하여, 종래 채널품질정보 자체의 길이를 줄이는 방법 중 특히 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, 이하 'DCT'라 함)을 이용하는 방식에 대해 설명한다. 또한, 이하에서 설명할 본 발명의 제 2 양태에서는 MIMO 통신 시스템에서, 각 안테나 별로 궤환되는 정보량을 최소화하기 위해 궤환 대상 데이터에 차등 변환(Differential Modulation, 이하 'DM'이라 함) 및 DCT를 수행하되, 해당 시스템의 통신 상황에 따라 상기 DM 및/또는 DCT를 적절한 방식으로 적용하는 방식에 대해 설명한다. 아울러, 이하에서 설명할 본 발명의 제 3 양태에서는 상술한 방식을 다양한 MIMO 시스 템, 예를 들어, 단일 사용자(SU: single user) 또는 다중 사용자(MU: multi user) MIMO 시스템, 단일 코드워드(SCW: single codeword) 또는 다중 코드워드(MCW: multi codeword) 시스템 등에 적용하는 경우에 대해 설명한다.

이와 같은 본 발명의 각 양태에 대한 설명을 통해 당업자는 본 발명에 따른 전체적인 데이터 전송 방법을 용이하게 실시할 수 있다.

먼저, 본 발명의 제 1 양태에 대한 각각의 실시형태에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 수신측으로 전송되는 전송정보에 대한 데이터 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 송신측은 전송정보의 길이를 조정하고, DCT를 수행하며, DCT의 결과 값에 대한 압축을 수행하고, 압축된 정보를 분해하여 수신측으로 전송한다. 수신측은, 송신측에서 수행한 데이터 처리를 역으로 수행하여 상기 전송 정보를 복구한다. 즉, 송신측에서 사용한 분해방법에 따라 분해된 전송정보를 조립하고, 조립된 정보를 역압축하고, IDCT를 수행하고, 역 길이 조정을 수행하여 상기 전송정보를 복원할 수 있다.

본 실시형태에 따른 송신측은 이동국 또는 기지국이 될 수 있으며, 수신측 역시 이동국 또는 기지국이 될 수 있다. 상기 송신측과 수신측은 서로 직교하는 다수의 부 반송파를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 상기 송수신측은 종래의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplex Access), SC-FDMA(Single carrier - frequency division multiple access)등의 방법들을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.

상기 전송정보의 종류에는 제한이 없다. 상기 전송정보는 수신측으로 전송할 사용자 데이터이거나 제어정보 등이 될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 상기 전송정보가 채널품질정보인 경우를 설명한다. 채널품질정보의 경우, 상술한 바와 같이 송수신측 간의 대역폭이 커질수록 정보량이 커지는 문제가 발생하여, 정보량을 최소화하는 기술이 필수적이다. 상기 채널품질정보는 상향 링크에 대한 채널 품질에 관한 정보일 수 있고, 하향 링크에 관한 채널 품질에 관한 정보일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 하향 링크에 관한 채널품질정보를 상향링크로 전송하는 경우를 설명한다. 즉, 상기 송신측은 이동국이되고, 상기 수신측은 기지국 또는 기지국을 포함하는 무선 망이 된다. 상술한 바와 같이, 상기 전송정보의 종류에는 제한이 없으므로, 본 발명이 이하에서 설명하는 구체적인 일례에 한정되지 아니한다.

정리하면 도 2에 따른 방법은, 다중반송파 시스템에서 측정된 하향링크 채널품질정보를 궤환할 때, 궤환 정보량을 줄이기 위한 방식으로 사용될 수 있다. 상기 전송정보가 하향링크 채널품질정보인 경우, 도 2에서 A={A₁, A₂, A₃, ..., A_Nrb}는 무선링크 채널품질정보를 나타내고, 상기 N_rb는 채널품질정보의 길이를 의미한다. 도 2의 길이조정 블록(110)은 DCT를 효율적으로 수행하기 위해서 입력 데이터의 크기를 조절하는 블록이다. 상기 길이조정 블록(110)의 출력은 B로 표시된다. 즉, 길이조정 블록(110)의 출력에 대한 NL 값은 조정된 데이터 길이를 나타내며 출력은 B(={B₁, B₂, B₃, ..., B_NL})로 표현한다.

상기 길이조정 블록(110)의 출력은 DCT 모듈(120)에 입력된다. 상기 DCT 모 듈(120)은 DCT 연산을 수행하며, 상기 DCT 연산은 2의 제곱승일때 계산량이 가장 많이 감소하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서 상기 길이조정 블록(110)의 출력의 크기는 자유로운 임의의 개수이지만, 바람직하게는 2의 제곱승의 개수일 수 있다. 즉, 시스템의 필요에 따라 적절한 DCT의 입력 길이를 입력 받을 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, DCT 모듈(120)에 의해 DCT 연산이 수행되면, NL개의 출력 값{C₁, C₂, C₃, ..., C_NL}이 생성된다. 상기 출력 값은 시스템 환경에 따라서 다양한 후처리 과정을 거치게 된다.

상술한 후처리 과정의 대표적인 예로 도 2와 같이 정보량을 줄이기 위한 양자화 및 압축과정이 있다. 즉, 상기 DCT 모듈(120)의 출력이 입력되는 DCT 정보 압축 모듈(130)에 의해 양자화와 압축과정이 수행된다. 상기 양자화 및 압축과정을 수행하면 NC개의 출력 값{D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}를 얻게 되며, 이 값들은 그대로 궤환정보로 사용되어 수신측에 전송될 수 있다. 다만, 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력을 한번에 보내지 않고 정보분해 모듈(140)에 의해 특정한 방법에 의해 분해하여 전송할 수 있다.

수신측, 예를 들어 기지국에서는 송신측으로부터 궤환된 정보를 받아 조립/결합과정을 수행하고, 이동국에서의 일련의 처리과정과 반대되는 처리과정을 순차적으로 수행하여 채널품질정보를 복원할 수 있다. 즉, 상술한바와 같이, 이동국은 하나의 의미 있는 궤환정보(N_C 개의 정보)를 한번에 궤환하거나 시간차를 두고 적절 한 크기(N_B 개의 정보)로 나누어 궤환 할 수 있다. 시간차를 두고 수신된 정보의 경우 IDCT를 수행하기 위해서 조립 과정이 필요하다. 채널품질정보는 다양한 형태로 나누어(disassembling) 전송될 수 있기 때문에 사전에 이런 규칙을 정해놓거나 또는 필요에 따라 통지해주어야 한다. 상기 조립 과정은 수신측에 구비되는 정보조립 모듈(150)에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 상기 정보조립 모듈(150)의 출력은 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 동작을 역으로 수행하는 DCT 정보 역압축 모듈(160)에 입력된다. 상기 DCT 정보 역압축 모듈(160)에 의해 추정, 복원된 신호는 IDCT(Inverse DCT) 모듈(170)에 입력되어 NL개의 데이터로 복원된다. 상기 IDCT(Inverse DCT) 모듈(170)의 출력은 상기 길이조정 블록(110)의 동작을 역으로 수행하는 역길이조정 블록(180)에 입력되어 전송정보로 출력된다.

이하, 상기 송수신측에 구비되는 각 블록과 모듈의 구체적인 동작을 설명한다.

이하, 송신측에서 생성된 전송정보의 길이를 조정하는 상기 길이조정 블록(110)의 동작을 설명한다.

채널품질정보의 길이(N_rb)와 원하는 DCT 입력단에서 요구되는 길이(NL)가 일치하지 않을 경우 DCT의 효율적인 처리를 위해서 N_rb 값을 조정(예를 들어, 특정 비트를 제거하거나 삽입)할 필요가 있을 수 있다. 만약에 N_rb = N_L 이라면, {A₁, A₂, A₃, ..., A_Nrb}와 {B₁, B₂, B₃, ..., B_NL}를 같게할 수 있다. 이 경우 상기 길이조정 블록(110)은 아무런 동작을 수행하지 않거나, 생략될 수 있다. 또한, 상기 길이조정 블록(110)은 특정한 규칙에 따라 생성되는 채널품질정보의 순서를 조정하여 출력할 수도 있다. 이 경우에는 조정된 순서에 따라 {B₁, B₂, B₃, ..., B_NL}이 생성된다.

본 실시형태에서는 크게 두 종류의 길이조정 방식을 제안하였다. 이하, N_rb ＜ N_L 인 경우를 설명한다.

N_L이 N_rb보다 더 큰 경우에는 원래 신호 {A₁, A₂, A₃, ..., A_Nrb}의 특정 영역에 {X₁, X₂, ..., X_NL-Nrb}를 다양한 방식으로 삽입하여 NL과 동일한 길이를 유지시킨다. 이 때 삽입되는 위치는 다양한 방법에 의해 수신측에 전송될 수 있다. 즉, 사전에 정해진 패턴에 따라 결정되는 경우에는 별도의 제어정보를 수신측에 전송하지 않고, 만약 송신측(이동국)이 임의적으로 위치를 지정하였을 경우 삽입되는 비트의 위치 또는 삽입되는 규칙 등을 나타내는 삽입 패턴에 대한 추가적인 제어정보를 궤환정보와 함께 전달할 수 있다. 상기 제어정보는 궤환정보와 함께 전달되거나, 물리계층채널을 통해서 전송하거나 또는 MAC 시그널링(signaling)을 이용하여 전송할 수도 있다. 즉 제 1 계층(Layer 1) 또는 제 2 계층(Layer 2)을 통해 수신측에 제어정보가 전달될 수 있다.

도 3은 추가적인 정보를 삽입하는 방법에 대한 일례를 설명하는 도면이다.

도 3은 추가적인 4 비트(x₁, x₂, x₃, x₄)가 삽입되는 경우를 설명한다. 즉, 도 3 (a)에 도시된 것처럼, 삽입되는 비트는 N_rb 개의 비트열 마지막에 삽입될 수 있다. 또한, 도 3 (b)에 도시된 것처럼, 삽입되는 비트는 N_rb 개의 비트열 처음에 삽입될 수 있다. 또한, 도 3 (c)에 도시된 것처럼, 삽입되는 비트가 N_rb 개의 비트 열의 일정한 위치에 삽입될 수 있다. 또한, 도시된 것처럼 일정한 간격으로 삽입되거나 도 3 (d)에 도시된 것처럼 불규칙한 간격으로 삽입될 수 있다.

이하, 추가적으로 삽입되는 비트의 내용에 대해 설명한다. 삽입되는 정보 X={X₁, X₂, ..., X_NL-Nrb}의 가능한 예는 다음과 같을 수 있다.

우선, 삽입되는 비트는 0 또는 일정한 크기의 값을 갖을 수 있다. 또한, 상기 삽입되는 비트는, 특정한 비트열에 포함되는 채널품질정보의 평균값일 수 있다. 또한, 상기 삽입되는 비트는, 특정한 비트 위치에 있는 채널품질정보의 복사본일 수 있다. 또한, 상기 삽입되는 비트는 특정한 비트열에 따른 보간(interpolation) 값일 수 있다. 상기 삽입되는 값 역시 송수신 단에 기설정된 규칙에 따를 수도 있고, 송신측에 따라 가변적으로 변하는 규칙에 따를 수 있다. 만약 삽입되는 값의 크기가 가변적으로 변하는 경우, 삽입되는 값의 패턴에 대한 제어 정보를 채널품질정보에 포함시켜 전송하거나, 제 1 계층 또는 제 2 계층의 시그널링을 통해 별도로 전송할 수 있다.

도 4는 본 실시형태에 따라 삽입되는 비트의 정보가 결정되는 방법에 관한 도면이다.

구체적으로, 도 4는 추가적인 4비트(x₀, x₁, x₂, x₃)가 삽입되는 경우를 설명한다. 도 4 (a)에 도시된 것처럼, 삽입되는 비트는 N_rb 개(즉, 12개)의 비트로 이루어진 비트열의 평균 값일 수 있다. 또한, 삽입되는 비트는 N_rb 개의 비트열 중 특정한 위치의 비트의 복사본일 수 있다. 도 4 (b)는 처음 4개의 비트를 복사한 비트들이 복사되어 삽입되는 일례를 나타낸다. 또한, 도 4 (c)는 h₈, h₉, h₁₀, h₁₁의 복사본으로 삽입 비트를 결정하는 일례를 나타낸다. 도 4 (d)는 삽입되는 4개의 비트 값이 보간법에 의해 결정되는 일례를 나타낸다. 상기 4개의 비트 값은 N_rb 비트의 전체 비트 또는 일부 비트들에 대한 보간을 통해 그 값이 결정된다.

도 3 및 도 4는 12비트의 정보열에 대해 4개의 비트를 삽입하는 일례를 설명하였다. 또한, 특정한 비트들에 대한 평균 값을 구하거나 특정한 비트들에 대한 복사본을 생성하여 삽입 비트를 결정하는 방법을 설명하였다. 상술한 비트들의 크기 또는 비트들의 위치는 설명의 편의를 위한 일례에 불과한바, 본 발명이 이러한 구체적인 수치에 제한되지 아니한다.

이하, N_rb ＞ N_L 인 경우에 대하여 설명한다. N_rb ＞ N_L 인 경우에는 채널품질정보 A={A₁, A₂, A₃, ..., A_Nrb}에서 N_rb - N_L개의 값을 펑쳐링(puncturing)하여 전체 길이를 N_L과 동일하게 만든다. 이때 사전에 정해진 펑쳐링(puncturing) 패턴을 사용하거나 임의적으로 펑쳐링(puncturing)을 하는 방법이 가능하며 임의적으로 펑쳐링(puncturing)할 경우에는 관련위치정보를 추가적으로 전송해주어야 한다. 상기 상 기 펑쳐링 패턴에 대한 제어 정보를 전송해야 한다. 본 실시형태에 따른 제어 정보는 전송정보에 포함되어 함께 전송되거나, 물리 계층 또는 상위 계층의 시그널링을 통해 별도로 전송될 수 있다. 즉, 상기 관련위치정보는 채널품질정보와 함께 전송하거나 제 1 계층/제 2 계층 시그널링을 통해서 별도로 전송하는 방법을 모두 포함한다.

도 5는 본 실시형태에 따라 데이터 펑쳐링을 수행하는 일례를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 12 비트의 정보 중 특정한 데이터 비트 h₁, h₄, h₇, h₁₀는 펑쳐링되어 전송되지 아니한다.

본 실시형태에 따른 역길이조정 블록(180)은 상기 길이조정 블록(110)의 동작을 역으로 수행한다. 즉, 송신측에서 특정한 비트들을 삽입하는 경우, 삽입비트에 대한 제어 정보 또는 기 설정된 패턴에 따라 삽입된 비트를 제거할 수 있다. 또한, 송신측에서 특정한 비트들이 펑쳐링되는 경우, 평쳐링된 비트에 대한 제어 정보 또는 기 설정된 패턴를 이용하여 비트열의 길이를 복원할 수 있다.

이하, DCT 정보 압축 모듈(130)에서의 동작을 설명한다. 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)은 상기 채널품질정보를 압축하는 동작을 수행한다. 즉, 상기 DCT 모듈(120)의 출력 값 C에 대한 정보 압축을 수행한다.

본 실시형태는 상기 DCT 모듈(120)의 출력 값 C={C₁, C₂, C₃, ..., C_NL}의 정보량을 줄이기 위해서 3가지의 양자화 및 압축과정을 제안한다. 첫 번째 방법은, 가장 작은 DCT 인덱스에 해당하는 M개의 DCT 계수(coefficient)를 전송하는 DCT Lowest M 기법이다. 두 번째 방법은 가장 의미 있는 DCT 계수만을 전송하는 DCT Significant M 기법이다. 세 번째 방법은, 상기 첫 번째 기법과 두 번째 기법을 결합하여 사용하는 DCT Hybrid N-M 기법이다. 3가지 제안 방식으로부터 얻어진 DCT계수는 한 번에 모두 전송되거나 정해진 분배 규칙에 따라서 여러 시간 구간에 나누어 전송될 수도 있다.

이하, 본 실시예에 따른 3가지 양자화 및 압축 방법 중 첫 번째 방법인 DCT Lowest M 기법을 설명한다.

DCT Lowest M 방식은 DCT 결과인 {C₁, C₂, C₃, ..., C_NL}에서 인덱스(index) 번호가 가장 낮은 M 개의 정보만 취하여 궤환하는 방법이다. DCT의 고유한 특성에 의해 DCT의 결과는 작은 인덱스에 해당하는 DCT가 의미 있는 값을 갖는다. 본 실시형태는 이러한 DCT의 특성을 이용하여, 인덱스(index) 번호가 가장 낮은 M 개의 정보만을 전송한다. 즉, 도 2의 N_C는 상기 M이 되며, {C₁, C₂, C₃, ..., C_M}은 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}이 된다.

도 6은 본 실시형태에 따른 첫 번째 양자화 및 압축 방법을 설명하는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 1 내지 32의 인덱스에 대하여 DCT 결과 값이 존재한다. 도 6의 일례는 1 내지 M의 인덱스에 대한 DCT 결과만을 전송할 것을 제안한다. 즉, M+1의 인덱스에 대한 DCT 결과는무시된다. 도 6은 M=7인 경우의 일례이다. 즉, 1 내지 7의 인덱스에 대한 DCT 결과가 전송된다.

상기 변수 M은 제어 정보량을 최소화 하는 차원에서 고정된 값을 사용하는 것을 기본으로 한다. 즉, 상기 M은 고정적일 수 있다. 하지만, 채널상태변화, 제어채널 용량, 단말기 능력 및 QoS정책 등에 따라서 M값을 수시로 변화시켜가면서 전송할 수 있다. 즉 상기 M은 가변적일 수 있다. 가변적인 M값을 사용하는 경우, M값이 변할 경우 변화된 정보를 적절하게 전달해주어야 한다. 상기 M값은 특정한 인덱스의 개수를 직접적으로 나타내거나, 기 설정된 인덱스 레벨을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 M은 5, 7, 10, 15의 값 중 하나로 정해질 수 있다. 이 경우 2비트의 제어 정보를 통하여 상기 M 값을 나타낼 수 있다. 이때 M 값을 몇 개의 레벨로 정할 경우 부가적인 제어 정보량을 줄일 수 있다. 상술한 바와 같이 본 실시형태에 따른 제어 정보 전송 방법은, 채널품질정보(즉, 전송정보)와 같이 제어정보를 전송하는 방법, 물리채널을 통해 별동의 시그널링으로 전송하는 방법, MAC 시그널링 등의 상위 계층 메시지를 통해 제어 정보를 전송하는 방법을 모두 포함한다.

도 6의 일례는, 1 내지 7의 인덱스에 해당하는 DCT 결과만을 전송하는 일례이며, 1 내지 7의 인덱스에 해당하는 DCT 결과에 대해서는 양자화가 적용된다. 도시된 바와 같이, DCT 결과는 소정 단위로 표시되어 전송될 수 있다. 즉, 도 6의 결과는 9개의 수준(level)로 DCT 결과를 표시하는 일례이다. 본 실시형태에 따라 적용되는 양자화의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 특정한 인덱스에 대해서는 많은 수준(level)으로 양자화를 적용할 수 있고, 나머지 인덱스에 대해서는 적은 수 준의 양자화를 적용할 수 있다. 예를 들어, 필요에 따라 C₁을 표현하는 비트 수와 C₂를 표현하는 비트수를 다르게 설정할 수 있다. 상기와 같은 양자화를 적용하면, 특정한 인덱스에 대해서는 좀더 정확한 DCT 결과를 전송할 수 있는 유리한 점이 있다.

한편, 인덱스에 따른 DCT계수의 중요성에 따라서 이를 표현하는 양자화 비트 수를 다르게 설정할 수 있다.

이하, 본 실시형태에 따른 3가지 양자화 및 압축 방법 중 두 번째 방법인 DCT Significant M 기법을 설명한다.

본 실시형태에 따른 DCT Significant M 방식은 송신측, 즉 이동국에서 가장 의미 있다고 판단되는 M개의 DCT 결과를 취하는 압축방식이다. 여기서 가장 의미 있는 정보를 선택하는 방법에는 절대값이 가장 큰 M개의 정보를 선택하는 첫 번째 방법과, 인덱스에 따라 다른 가중치를 적용한 후 절대값이 가장 큰 M개의 정보를 선택하는 두 번째 방법이 가능하다. 상기 첫 번째 선택 방법은, DCT 결과의 절대값에따라 의미있는 정보를 선택하는 방법이므로 DCT 결과의 절대값의 순서대로 M개의 결과를 선택한다. 상기 두 번째 선택 방법은, DCT 결과의 절대값과 그 인덱스를 함께 고려하여 의미있는 정보를 선택하는 방법이다. 예를 들어, 특정한 인덱스에 큰 가중치가 인가되는 경우, 상기 특정한 인덱스는 의미 있는 정보로 선택될 확률이 높아진다.

DCT Significant M 방식에서는 의미있는 정보의 위치와 값이 고정되어 있지 않기 때문에, 기지국으로 해당정보를 전송해야 한다. 즉, 비트 열 C에서 선택된 M개의 정보에 대한 위치 L을 포함하여 전송하여야 한다. 따라서 신호 D={D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}는 신호 C={C₁, C₂, C₃, ...,C_NL}에서 선택된 M개의 정보에 추가된 위치정보 L을 조합하여 만든다.

이 때 추가되는 위치정보 L={L₁ L₂ L₃ ...L_k}은 2가지 방법으로 구성될 수 있다.

첫 번째 방법은, {C₁, C₂, C₃, ..., C_NL}으로부터 선택된 M개 또는 M개 미만(일부 선택된 신호 중 위치정보가 필요 없는 경우)의 개별 정보(C_i)에 대하여 각각의 위치 정보(L_i)를 인접하게 위치시켜 신호를 구성하는 방법이다. 예를 들면, DCT 수행 후 신호 길이가 64이고 M은 7(7개를 선택하여 전송함), 그리고 특정 위치의 C₁은 항상 전송된다고 가정할 때, 위치정보가 필요한 것은 M-1=6개의 정보이다. 이 정보에 대한 위치정보를 개별적으로 표현하여 6개의 위치정보를 전송한다.

정리하면, 상기 첫 번째 방법은 특정한 인덱스에 대한 결과는 항상 전송하며 이러한 규칙은 미리 설정된다. 예를 들어, 1번 인덱스에 해당하는 C₁은 항상 전송되므로 별도의 위치정보가 필요가 없다. 다만, 나머지 인덱스에 해당하는 DCT 결과는 항상 전송되어야 하므로 위치정보를 전송한다. 다만, 위치정보를 분리하여 전송한다. 즉, 위치정보를 각각의 DCT 결과 단위로 분리하여 전송한다. 항상 전송되는 DCT 결과의 인덱스와 전송되는 DCT 결과의 개수에는 제한이 없으므로 다양한 인덱 스를 갖는 복수의 DCT 결과를 항상 전송할 수도 있다.

두 번째 방법은, {C₁, C₂, C₃, ..., C_NL}에서 취할 수 있는 C_i 값들의 위치패턴조합을 한 개의 위치 정보 L로 표현한다.

예를 들면, DCT 수행 후 DCT 결과는 인덱스 1 내지 64에 대해 존재하고 M은 7(7개를 선택하여 전송함)로 결정되며, 1번 인덱스에 대한 DCT 결과는 항상 전송된다고 가정할 때 수신측에서 필요로 하는 위치정보는 6(=M-1)개의 정보이다. 이 때 전체 정보 중에서 위치정보가 필요한 정보들의 위치패턴의 종류, 즉 경우의 수는 ₆₃C₆이다. 따라서 선택된 정보의 위치을 알려주기 위해서는 27(=log₂(₆₃C₆)) 비트가 필요하다. 이 값은 하나의 L값으로 표현되어 전송된다. 즉, 27비트로 구성된 위치정보를 통해 의미 있는 정보로 선택된 DCT 결과가 어떤 것인지를 정확하게 전달할 수 있다.

도 7은 본 실시형태에 따른 두 번째 양자화 및 압축 방법을 설명하는 도면이다.

도 7에서 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력 신호인 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}에는 DCT 결과이거나 위치정보(즉, 의미있는 정보로 선택된 DCT 결과에 대한 인덱스 정보)를 의미한다.

도 7에 도시된 바와같이, DCT의 결과는 1 내지 64의 인덱스에 대해 존재한다. 도 7의 일례에서는, 1번 인덱스는 항상 의미 있는 정보로 결정되고, 나머지 6개의 의미있는 정보가 결정된다. 상기 의미있는 정보를 결정하는 방법은 상술한 바 와 같이 2가지 방법이 존재하며, 결정된 의미 있는 정보는 양자화된 후 수신측으로 전송된다. 다만, 상술한 바와 같이, 의미있는 정보에 대한 인덱스가 가변적이므로 63개의 인덱스 중 선택된 6개의 인덱스를 수신측에 알려야 한다. 즉, 의미있는 정보에 대한 인덱스에 관한 제어정보를 전송하여야 한다. 상기 제어정보는 상기 채널품질정보에 포함되어 물리채널을 통해 전송되거나, 별도의 제 1 계층 시그널링 또는 별도의 제 2 계층 시그널링을 통해 수신측으로 전송되는 것이 바람직하다.

도 7의 방법 1과 방법 2는, 상기 채널품질정보에 상기 제어정보를 포함시켜 물리채널을 통해 전송하는 일례이다. 방법 1은, 상술한 바와 같이, 의미있는 정보로 결정된 DCT 결과에 대한 인덱스를 분리하여 전송하는 방법이고, 방법 2는 하나의 값으로 6개의 의미 있는 정보를 나타내어 전송하는 방법이다. 도 7의 일례에서 사용된 비트의 개수, 순서 및 위치는 설명의 편의를 위해 사용된 것이므로, 본 발명이 도 7의 일례에서 사용된 구체적인 수치, 비트위치, 인덱스에 대한 순서에 의해 제한되지 아니한다.

이하, 본 실시형태에 따른 3가지 양자화 및 압축 방법 중 세 번째 방법인 DCT Hybrid N-M 기법을 설명한다.

DCT Hybrid N-M 방식은 전체 DCT 결과 중에서 특정한 구간에 속하는 DCT 결과를 전송하되, 상기 특정한 구간에 속하는 DCT 결과 중에서 의미있는 정보로 결정되는 DCT 결과를 양자화하여 전송한다. DCT Hybrid N-M 방식을 사용함으로써, 표현해야 할 위치정보패턴의 수가 줄어들기 때문에 위치정보 전송에 소요되는 비트 수를 줄일 수 있다. 상기 특정한 구간에 속하는 인덱스의 개수를 N이라하고, 상기 의 미있는 정보의 개수를 M이라 할 수 있다.

예를 들면, 64개의 DCT 결과 중에서 34(=N)개 만을 취하고 이중에서 7(=M)개를 선택한다고 가정하면, 64개 중 7개를 취하는 경우의 수에 비해서 34개 중 7개를 취할 때의 경우의 수가 훨씬 더 작기 때문에 이를 표현하는데 소요되는 비트 수 또한 더 작아지게 된다.

여기서 상기 N 값은 사전에 미리 정해놓는 방법과, 시간 등의 조건에 따라 가변적으로 변화시킬 경우 이에 대한 부가적 정보를 전달하는 방법이 있다. 만약, 상기 N 값이 가변적인 경우, 상기 N값에 대한 제어정보를 전송한다. 상기 N값에 대한 정보는 물리채널을 통해 상기 DCT 결과에 포함되어 전송하거나, 별도의 시그널링을 통해 L1(Layer 1) 또는 L2(Layer 2) 메세지로 전송하는 방법이 있다.

도 8은 본 실시형태에 따른 세 번째 양자화 및 압축 방법을 설명하는 도면이다.

도 8의 일례에서, N=34로 결정되고, M=7로 결정된다. 도시된 바와 같이, 1 내지 34번의 인덱스에 해당하는 DCT 결과는 수신측에 전송될 수 있는 값이고, 35번 이상의 인덱스에 해당하는 DCT 결과는 수신측에 전송되지 않는 값이다. 상기 1번 내지 34번의 인덱스에 해당하는 DCT 결과 중에 의미 있는 정보로 선택된 DCT 결과는 양자화되어 수신측으로 전송된다. 의미있는 정보로 선택되는 방법은 상술한 2가지 방법 중 어느 하나일 수 있고, 상기 의미있는 정보로 선택되는 DCT 결과의 개수는 M개이다.

특정한 인덱스, 예를 들어 1번 인덱스에 해당하는 DCT 결과는 항상 수신측으 로 전송될 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 1번 인덱스에 대한 위치정보를 수신측으로 전송할 필요가 없다. 도 8의 일례는 2가지 방법으로 위치정보를 수신측으로 전송하는 방법을 제안하였는바, 방법 1은 도 7의 방법 1과 마찬가지로 위치 정보를 DCT 결과 단위로 따로 전송하는 방법이다. 또한, 도 8의 방법 2는 도 7의 방법 2와 마찬가지로 위치 정보를 특정한 크기의 비트(예를 들어, log₂(₆C₃₄) 비트)를 전송할 수 있다.

도 8의 방법 1과 방법 2는 물리계층으로 전송되는 채널품질정보에 상기 위치정보를 포함시켜 전송하는 방법으로, 상기 채널품질정보에 상기 N에 대한 정보를 전송하는 방법을 도시한다. 상기 N에 대한 정보는 다양한 방법으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 N의 크기 또는 N에 포함되는 인덱스들 또는 상기 N에서 제외되는 인덱스들에 대한 정보들이 될 수 있다. 도 8의 동작을 수행하는 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력 신호는 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}로 이루어지며, 상기 D_i값은 DCT결과 또는 위치정보를 포함한다.

수신측에 구비되는 DCT 정보 역압축 모듈(160)은 송신측에서 전송하는 제어정보에 따라 DCT 결과값에 대한 역압축을 수행한다. 예를 들어, DCT Lowest M 방식의 경우에는 M 값을 전송받거나, 기설정된 M 값에 따라 DCT 결과값에 대한 역압축을 수행한다. 즉, M+1 이상의 인덱스에 대한 DCT 결과는 0으로 하고, M 이하의 인덱스에 대한 DCT 결과는 송신측으로부터 전송받아 IDCT를 수행하면 송신측에서 원래 전송하려던 전송정보를 복원할 수 있다. 상기 DCT Significant M 방식과 DCT Hybrid N-M 방식에 의한 수신측도 상술한 방법에 따라 송신측에서 전송하는 전송정보를 복원할 수 있다. 즉, 기설정된 패턴 또는 정보에 따라 수신되는 DCT 결과를 복원할 수 있으며, 수신되는 제어정보를 이용하여 DCT 결과를 복원할 수도 있다.

이하, 정보분해 모듈(140)에서의 동작을 설명한다.

정보분해 모듈(140)은 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력을 분해하여 수신측으로 전송한다. 만약, 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력을 분해하지 않고 한 번에 전송하는 경우, 상기 정보분해 모듈(140)은 데이터를 분해하는 동작을 하지 않거나 생략될 수 있다.

상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}을 전송하는 방법은, 압축 처리된 데이터 전체를 일정 단위 시간에 한꺼번에 전송하는 제 1 전송 방법과, 압축 처리된 데이터를 소정 단위로 그룹화하고 일정 단위 시간으로 나누어 전송하는 제 2 전송 방법과, 압축 처리된 기준 데이터를 초기 단위 시간에 전송하고 이후로부터는 단위 시간마다 압축 처리된 데이터와 상기 기준 데이터와의 차이값을 전송하는 제 3 전송 방법으로 크게 나눌 수 있다.

상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}를 전송하는 방법 중 제 1 전송 방법은, 일련의 DCT 과정 및 압축 과정을 거친 채널품질정보(D={D₁, D₂, D₃, ..., D_NC})를 미리 지정된 단위 시간(예를 들어, TTI(Trasmission Time Interval))마다 한꺼번에 전송하는 방식이다. 이때 지정된 시간 간격은 가변적으로 설정할 수 있다. 또한 D 값은 가장 최근에 얻어진 채널품질정보에 기반하여 얻어진 정보를 전송하는 것을 바람직한 예로 간주한다. 즉, 수신측은 수신되는 D{D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}를 이용하여 채널에 대한 품질을 확인할 수 잇다.

다른 일례로는 이전 몇 개 TTI에 걸쳐 평균을 취한 값을 전송하는 방식도 가능하다. 즉, 이전에 수신된 특정한 개수의 D 값에 일정한 가중치 내지 망각 계수(forgetting factor)등을 인가하여 채널품질정보를 파악하는 것도 가능하다.

상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}을 전송하는 방법 중 제 2 전송 방법은, 일련의 DCT 과정 및 압축 과정을 거친 채널품질정보(D={D₁, D₂, D₃, ..., D_NC})를 소정 단위로 그룹화(예를 들어, 전체 채널품질정보 D를 1/4 단위로 그룹화)하고, 각 그룹을 단위 시간(예를 들어, TTI)으로 나누어 전송하는 방식이다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 채널품질정보를 이루는 특정한 개수의 정보를 순차적으로 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.

구체적으로, 도 9 및 도 10은 상술한 DCT Significant M 방식에 따라 채널품질정보가 생성되는 경우 각각의 정보를 특정한 단위로 나누어 전송하는 방법을 나타낸다.

도 9의 경우, D1 내지 D9로 이루어진 정보열을 4개의 정보 단위로 그룹화하여 각각의 정보 그룹을 하나의 TTI 동안 전송할 수 있다. 도 9에서 t(=0, 1, 2, 3, 4)는 TTI를 표시하는 단위이다. 도 10의 경우, 도 9와 마찬가지로 각각의 정보를 하나의 TTI 동안 전송하는 일례이다. 다만, 도 10의 일례는 각 비트에 대한 위치정 보가 하나의 값이 아닌 여러 값으로 분리된 경우의 일례이다. 도 9의 일례의 경우, 4개의 TTI마다 하나의 채널품질정보가 전송되며, 도 10의 일례의 경우, 5개의 TTI마다 하나의 채널품질정보가 전송된다.

도 9 및 도 10의 일례에 의하면, 채널이 시간에 따라 급격하게 변하는 경우 나중에 전송되는 채널품질정보는 상대적으로 채널의 변화를 정확하게 반영하지 못하는 문제가 있다. 따라서, 이하에서 설명하는 본 발명의 바람직한 일 실시형태와 같이 매 단위 시간마다 채널품질정보를 측정하고, 그 일부를 선택하여 수신측으로 전송하는 방법이 요구된다.

도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 매 시간 단위마다 채널품질정보를 측정하고, 그 일부를 선택하여 수신측으로 전송하는 방법을 나타낸다.

즉, 도 11은 이와 같은 일례에서 C₁, C₂, C₃, C₄, C₅, L₂, L₃, L₄, L₅를 포함하는 D{=D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, D₈, D₉}을 전송하는 경우에 관한 것이다.

도 11의 일례에 따르는 송신측은 매 TTI마다 D{=D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, D₈, D₉}을 측정하되, 매 TTI마다 상기 D의 일부(예를 들어, t=0일때 D₀, 즉 C₁)를 전송한다. 각각의 TTI마다 전송되는 D 값은 서로 상이한 것이 바람직하다. 도 11의 일례에서는, t=0일때 D₁을 전송하고, t=1일때 D₂, D₃을 전송하고, t=2일때 D₄, D₅을 전송하고, t=3일때 D₈, D₉을 전송하고, t=4일때 D₂, D₃ 을 전송한다. 상기 전송 패턴은 다양하게 설정될 수 있는바, 인접하는 TTI에 대해서는 전송되는 정보가 서로 상 이한 것이 바람직하다. 수신측은, 종전에 이미 수신한 D 값에 새롭게 수신되는 D 값을 갱신하고 그에 대하여 역압축 및 IDCT를 수행하고 길이를 역조정하여 송신측이 전송하려는 송신 정보를 복원할 수 있다.

도 11의 일례의 경우, 도 9 및 도 10의 일례에 비하여 채널품질정보를 자주 측정하여야 하므로 계산량이 증가할 수 있다. 그러나 매 TTI마다 채널품징정보를 전송하므로 좀더 정확한 정보를 송신하는 이점이 있다. 또한, 도 8 내지 도 10의 일례는 전체 정보 중 일부만을 보내므로 수신측으로 보내는 정보의 양을 줄이는 장점이 있다.

이상 상술한 도 9 내지 도 11의 방식은 DCT Hybrid N-M 방식이나 DCT Lowest M 방식에도 적용할 수 있다.

상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}을 전송하는 방법 중 제 3 전송 방법은, 일련의 DCT 과정 및 압축 과정을 거쳐 생성된 채널품질정보(D={D₁, D₂, D₃, ..., D_NC})를 기준 정보로 하여 먼저 전송하고, 그 이후에는 새롭게 생성된 채널품질정보와 상기 기준 정보와의 차이값만을 전송하는 방식이다. 상기 기준 정보 및 차이값의 전송은 상기 DCT 정보 압축 모듈(130)의 출력 {D₁, D₂, D₃, ..., D_NC}을 전송하는 방법 중 전술한 제 1 전송 방법 또는 제 2 전송방법에 의할 수 있다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따라 기준 단위 시간의 채널품질정보와 이후의 단위 시간의 채널품질정보의 변화량을 전송하는 방법에 대한 각 실시예를 나타내는 도면이다.

먼저, 도 12 및 도 13는 제3 전송 방법의 일례에서 상기 기준 정보 및 차이값을 제 1 전송 방법에 의해 전송하는 경우를 도시한 것이다.

구체적으로, 도 12는 채널품질정보를 전술한 DCT Lowest M 방식으로 생성하는 경우를 특히 도시한다. t=0일 때를 기준 단위 시간이라 할 때, 해당 시점에서 일련의 DCT 과정 및 DCT Lowest M 방식의 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(C_1(t=0), C_2(t=0), C_3(t=0), C_4(t=0), C_5(t=0))(이를 '기준 정보'라 한다)가 생성되고, 제 1 전송 방법에 따라 상기 기준 정보 전체가 수신측으로 전송된다. 이후의 단위 시간(t=1, 2, 3, ...)에는 일련의 DCT 과정 및 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(일례로, C_1(t=1), C_2(t=1), C_3(t=1), C_4(t=1), C_5(t=1))가 생성되더라도, 수신측으로 전송되는 것은 상기 기준 정보와 (t=1, 2, 3, ...)에서의 채널품질정보와의 차이값(이를 '변화량 정보'라 한다)이다. 본 실시형태에 따른 변화량 정보를 D{=D₁, D₂, D₃, D₄, D₅}라고 할 때, D = C_(t=1) - C_(t=0) 와 같은 방식으로 산출될 수 있다.

도 13은 채널품질정보를 전술한 DCT Significant M 방식으로 생성하는 경우를 특히 도시한다. t=0일 때를 기준 단위 시간이라 할 때, 해당 시점에서 일련의 DCT 과정 및 DCT Significant M 방식의 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(C_1(t=0), L_2(t=0), C_2(t=0), L_3(t=0), C_3(t=0), L_4(t=0), C_4(t=0), L_5(t=0), C_5(t=0))(이를 기준 정보라 한다)가 생성되고, 제 1 전송 방법에 따라 상기 기준 정보 전체가 수신측으로 전송 된다. 이후의 단위 시간(t=1, 2, 3, ...)에는 일련의 DCT 과정 및 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(일례로, C_1(t=1), L_2(t=1), C_2(t=1), L_3(t=1), C_3(t=1), L_4(t=1), C_4(t=1), L_5(t=1), C_5(t=1))가 생성되더라도, 수신측으로 전송되는 것은 상기 기준 정보와 (t=1, 2, 3, ...)에서의 채널품질정보와의 차이값(이를 '변화량 정보'라 한다)이다. 본 실시형태에 따른 변화량 정보를 D{=D₁, L₂, D₂, L₃, D₃, L₄, D₄, L₅, D₅}라고 할 때, D=C_(t=1)-C_(t=0) 및 L_(t=1)=L_(t=0) 와 같은 방식으로 산출될 수 있다.

도 14 및 도 15는 제 3 전송 방법의 일례에서 상기 기준 정보 및 차이값을 제 2 전송 방법에 의해 전송하는 경우를 도시한 것이다.

구체적으로, 도 14는 채널품질정보를 전술한 DCT Significant M 방식으로 생성하는 경우의 일례를 도시한다. t=0일 때를 기준 단위 시간이라 할 때, 해당 시점에서 일련의 DCT 과정 및 DCT Significant M 방식의 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(L_(t=0), C_1(t=0), C_7(t=0), C_8(t=0), C_17(t=0))(이를 '기준 정보'라 한다)가 생성되고, 제 2 전송 방법에 따라 상기 기준 정보 전체가 수신측으로 전송된다. 이후의 단위 시간(t=1, 2, 3, ...)에는 일련의 DCT 과정 및 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(일례로, L_(t=1), C_1(t=1), C_7(t=1), C_8(t=1), C_17(t=1))가 생성되더라도, 수신측으로 전송되는 것은 상기 기준 정보와 (t=1, 2, 3, ...)에서의 채널품질정보와의 차이값(이를 '변화량 정보'라 한다)이다. 본 실시형태에 따른 변화량 정보를 D{=D₁, D₂, D₃, D₄, D₅}라고 할 때, D₁ = L, D_2∼4 = C_2∼4(t=1) - C_2∼4(t=0) 와 같은 방식으로 산출 될 수 있다. 여기서, D₁은 변동 사항이 없을 수 있으며, 변화량 정보 전송시 생략할 수 있으며, D₁이 변동되면 해당 시점의 기준 정보가 재전송되어야 한다.

도 15는 채널품질정보를 전술한 DCT Significant M 방식으로 생성하는 경우의 다른 일례를 도시한다. t=0일 때를 기준 단위 시간이라 할 때, 해당 시점에서 일련의 DCT 과정 및 DCT Significant M 방식의 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(C_1(t=0), L_2(t=0), C_2(t=0), L_3(t=0), C_3(t=0), L_4(t=0), C_4(t=0), L_5(t=0), C_5(t=0))(이를 기준 정보라 한다)가 생성되고, 제 2 전송 방법에 따라 상기 기준 정보 전체가 수신측으로 전송된다. 이후의 단위 시간(t=1, 2, 3, ...)에는 일련의 DCT 과정 및 압축 과정을 수행하여 새롭게 채널품질정보(일례로, C_1(t=1), L_2(t=1), C_2(t=1), L_3(t=1), C_3(t=1), L_4(t=1), C_4(t=1), L_5(t=1), C_5(t=1))가 생성되더라도, 수신측으로 전송되는 것은 상기 기준 정보와 (t=1, 2, 3, ...)에서의 채널품질정보와의 차이값(이를 '변화량 정보'라 한다)이다. 본 실시예에 따른 변화량 정보를 D{=D₁, L₂, D₂, L₃, D₃, L₄, D₄, L₅, D₅}라고 할 때, D_1,2,4,6,8 = L_1,2,4,6,8, D_3,5,7,9 = C_3,5,7,9(t=1) - C_3,5,7,9(t=0)와 같은 방식으로 산출될 수 있다. 여기서, D_1,2,4,6,8은 변동 사항이 없을 수 있고, 변화량 정보 전송시 생략할 수 있으며, D_1,2,4,6,8이 변동되면 해당 시점의 기준 정보가 재전송되어야 한다.

이상 상술한 제 3 전송 방법에서 상기 기준 정보는 제 1 전송 방법에 의해 한꺼번에 전송하되, 상기 변화량 정보는 제 2 전송 방법에 의해 분할하여 전송할 수 있다.

또한, 상기 기준 정보는 채널 상황이나 통신 환경이 변경됨에 따라 해당 시점의 기준 정보가 재전송될 필요가 있다. 이때, 기준 정보는 소정의 주기로 재전송되거나, 수신측으로부터의 요청에 따라 재전송되거나, 송신측의 스케줄링 정책에 따라 재전송될 수 있다. 또한, 이와 같은 재전송 방법들은 서로 중복 적용될 수도 있다.

또한, 상대적으로 정보량이 많은 기준 정보는 물리 계층 및 MAC 계층을 통해 전송하거나 MAC 계층만을 통해 전송하고 상대적으로 정보량이 적은 변화량 정보는 물리 계층을 통해 전송하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 기준 정보 및 변화량 정보 모두를 물리 계층으로 전송하거나 MAC 계층으로 전송할 수도 있다.

또한, 기준 정보와 변화량 정보를 구분하여 전송하는 방식은 압축화되기 이전의 채널품질정보를 전송하는 데에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제 1 양태에 대한 각 실시형태에 따르면, 수신측으로 전송하려는 전송정보의 크기를 최소화하여 전송하므로 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용하는 장점이 있다. 상기 전송정보는 다양한 정보일 수 있으므로 상술한 바와 같은 방식은 다양한 기술분야에서 사용될 수 있다.

특히, 상술한 실시형태들이 채널품질정보를 전송하는 경우에 사용되면, 다중반송파 시스템의 성능열화를 최소화하면서 시간상-주파수상으로 가변적으로 변화하는 채널품질정보를 적은 제어정보만을 이용하여 기지국에 충실히 전달할 수 있다. 즉, 측정된 채널품질정보에 DCT를 수행하고 이렇게 얻어진 DCT 계수(coefficient)의 일부만을 전송함으로써 물리채널로 전송되는 궤환정보의 오버헤드를 최소화하며 채널 변화 속도에 맞게 적절하게 채널품질 정보를 궤환 할 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명의 제 2 양태로서, MIMO 통신 시스템에서 각 안테나 별로 궤환되는 정보량을 최소화하기 위해 궤환 대상 데이터에 DM 변환 및 DCT를 수행하되, 해당 시스템의 통신 상황에 따라 상기 DM 및/또는 DCT를 적절한 방식으로 적용하는 방식에 대해 설명한다.

이하에서는 본 발명의 제 2 양태에 대한 설명으로서, 4개의 안테나가 사용되는 다중 안테나 및 다중 반송파 시스템에 있어서 DM 및/또는 DCT의 적용 여부 및 적용 방식에 따라 구분되는 여러 가지 실시예에 대해 설명한다. 다만, 본 발명은 이와 같은 실시예에 반드시 한정되는 것은 아니며 상기 DM, DCT의 적용 여부 및 적용 방식은 당업자가 용이하게 발명할 수 있는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

＜제 1 실시예＞

본 실시예에서는 1번 안테나(ant＃1, 기준 안테나)의 CQI 대역별 채널품질정보에 상응하는 2∼4번 안테나(ant＃2∼ant＃4)의 CQI 대역별 채널품질정보에 대하여 DM을 수행하고, 선택적으로 1번 안테나의 CQI 대역별 채널품질정보에 대하여 DCT를 수행함으로써 수신측에 전송할 정보량을 최소화한다.

도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 1 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포를 도시하고 있다.

여기서, SINR⁽ⁱ⁾ _(j)를 i-번 안테나의 j-번째 CQI 대역에 대한 채널품질값이라 할 때, 2번 안테나의 j-번째 CQI 대역에 대한 DM(Δ⁽²⁾ _(j))은

Δ⁽²⁾ _(j) = SINR⁽²⁾ _(j) - SINR⁽¹⁾ _(j)

로 수행된다. 이때, 2∼3번 안테나에 대한 DM은 도 16에 도시된 바와 같이 각각 1번 안테나에 대한 차등화로 수행될 수도 있고, 이와 달리 바로 이전의 안테나에 대한 차등화로 수행될 수도 있다. 특히 후자의 경우 수신단에서 SIC(Successive Interference Cancelation) 방식의 다중 안테나 복조기가 됨으로써 복조된 SINR값이 SINR⁽¹⁾ _(j) ＜ SINR⁽²⁾ _(j) ＜ SINR⁽³⁾ _(j) ＜SINR⁽⁴⁾ _(j) 의 순서로 미리 정해지는 경우에 유용하다.

한편, 1번 안테나의 CQI 대역별 채널품질정보(SINR⁽¹⁾ ₍₁₎∼SINR⁽¹⁾ ₍₁₂₎)는 1차원 DCT가 수행된 후 양자화(Quantization) 및 소정의 압축 과정을 거쳐 기지국으로 전송될 수 있다.

＜제 2 실시예＞

본 실시예에서는 상기 제 1 실시예의 안테나 영역 DM 절차를 수행한 후, 모든 안테나에 대한 CQI 대역별 SINR값 전체에 대하여 소정 단위의 2차원 이산 코사인 변환(2D-DCT; 2 Dimensional-Discrete Cosine Transform)을 수행하여 정보량을 최소화하는 방식이다.

도 17은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송방법의 제 2 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

즉, 도 17은 본 실시예 중 특히 4 x 4 단위의 2D-DCT가 적용된 경우에 대한 안테나별 데이터의 분포를 도시하고 있다. 여기서 상기 2D-DCT는 반드시 4 x 4 단위로 한정되는 것은 아니며 통신 상황, 안테나 수, CQI 대역 수 등에 따라 다양한 단위가 적용될 수 있다.

본 실시예는 특히 각 안테나 간에 주파수 영역의 상관(correlation) 정도가 큰 경우에 유용하며 전송 데이터의 압축율을 최대화할 수 있다.

＜제3 실시예＞

본 실시예에서는 채널품질의 측정 및 상기 제 1 실시예의 안테나 영역 DM을 일정 시간 단위로(일 예로 0.5ms 단위의 sub-frame) 소정의 횟수만큼 수행하고, 각 수행 결과를 모아서 안테나별로 M x N 행렬을 구성한 후, 구성된 행렬에 대해 2D-DCT를 수행하여 수신측에 전송한다. 여기서 상기 행렬의 크기는 안테나 수, CQI 대역 수, 단위 수행 횟수 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 송신측의 단말에는 상기 수행 횟수에 상응하는 개수의 버퍼가 구비되어 있으며 각 버퍼에는 횟수별 수행 결과가 임시 저장된다.

상기 행렬이 4 x 4 크기로 구현되는 경우에 있어서 1번 안테나에 대한 행렬 구성은 다음과 같다.

도 18은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터의 전송 방법의 제 3 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

여기서 상기 행렬의 구성을 도 18의 안테나별 데이터 분포도를 참고하여 해석해보면, A1∼A4는 1번 안테나에 대한 1번째∼4번째 CQI 대역의 채널품질정보를 가리키고, B1∼B4는 동일 안테나에 대한 5번째∼8째 CQI 대역의 채널품질정보를 가리키며, C1∼C4는 동일 안테나에 대한 9번째∼12번째 CQI 대역의 채널품질정보를 가리킴을 알 수 있다.

이러한 A, B, C 행렬은 도 18에 도시되지 않았지만 2∼4번 안테나에 대하여도 동일한 방식으로 구성될 수 있으며, 다만 1번 안테나에 대한 행렬의 구성 요소는 2D-DCT 처리된 SINR값인 데 비해 2∼4번 안테나에 대한 행렬의 구성 요소는 DM 처리된 SINR값이라는 점에 차이가 있을 뿐이다.

본 실시예는 특히 각 안테나 간에 시간축으로 상관 시간(correlation time) 이 커서 채널품질정보의 변동이 작은 경우에 유용하게 적용될 수 있다.

＜제 4 실시예＞

도 19 내지 도 21은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 4 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

본 실시예는 상기 제 1 실시예와 같이 DM 및/또는 DCT 처리된 채널품질정보(제 1 데이터)(도 19 참조)를 전송하는 것 이외에, 제 1 데이터의 오차율 측정 또는 오차 수정의 기준이 되는 레퍼런스 정보(제 2 데이터)(도 20 및/또는 도 21 참조)를 더 전송한다는 점에 특징이 있다. 여기서 제 2 데이터의 전송은 소정의 전송 주기에 따라 전송될 수도 있고, 송신측 또는 수신측에서 특정 이벤트가 발생함에 따라 트리거링(Triggering)되는 방식으로 전송될 수도 있다. 전자의 경우, 제 2 데이터의 전송 주기는 제 1 데이터의 그것보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 제 2 데이터는 레퍼런스 정보로 이용되므로 정보량이 다소 많지만 전송 과정상 오차 발생률이 높은 DM 처리는 제 2 데이터에 적용하지 않는 것이 바람직하다(도 21 참조). 다만, DM에 비해 상대적으로 오차 발생률이 낮으면서 데이터 압축이 가능한 소정 단위의 2D-DCT 처리는 제 2 데이터에 선택적으로 적용될 수 있다(도 20 참조).

한편, 상대적으로 전송 정보량이 적은 제 1 데이터는 물리 채널을 통해 전송하고, 상대적으로 전송 정보량이 많은 제 2 데이터는 분할 과정을 거쳐 물리 채널 을 통해 반복적으로 전송하기보다는 매체 접속 제어(MAC; Medium Access Control) 시그널링을 통해 한 번에 전송하는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에 있어서 DM 수행의 기준이 되는 1번 안테나는 채널품질정보의 크기가 최소인 안테나가 선택되거나, 다수의 안테나 중 임의의 안테나가 선택될 수 있다. 또한, 다수의 안테나 각각에 설정된 일정한 순서에 따라 1번 안테나가 주기적으로 변경될 수도 있다.(ant＃1-＞ant＃2-＞ant＃3-＞ant＃4-＞ant＃1...)

＜제 5 실시예＞

도 22는 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 5 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

본 실시예에서는 모든 안테나(ant＃1∼ant＃4)의 채널품질정보에 대하여 DCT를 수행하되 별도의 DM 절차는 수행하지 않는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 DCT는 각 안테나의 CQI 대역 전체에 상응하는 채널품질정보(SINR⁽ⁱ⁾ ₍₁₎∼SINR⁽ⁱ⁾ ₍₁₂₎)에 대하여 1차원 이산 코사인 변환(1D-DCT; 1 Dimensional-Discrete Cosine Transform)으로 수행될 수 있다. 도 6은 본 실시예에 따라 안테나별 1D-DCT가 수행되는 경우의 안테나별 데이터 분포를 도시하고 있다.

＜제 6 실시예＞

도 23은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 6 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

본 실시예는 상기 제 5 실시예와 거의 유사하나 상기 DCT가 모든 안테나에 대한 채널품질정보에 대하여 소정 단위의 2차원 이산 코사인 변환으로 수행된다는 점에 일부 차이가 있다. 도 23은 본 실시예에 따라 4 x 4 단위의 2D-DCT가 수행되는 경우의 안테나별 데이터 분포를 도시하고 있다.

상기 제 5 실시예 및 제 6 실시예는 각 안테나 간에 상관 관계(Correlation)가 없거나 작은 경우 또는 수신단의 복조기가 SIC(Successive Interference Cancellation) 방식을 사용하지 않아 DM 수행의 효율이 떨어지는 경우에 특히 유용하다.

＜제 7 실시예＞

도 24는 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 7 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

본 실시예에서는 채널품질의 측정을 일정 시간 단위(일 예로, 0.5ms 단위의 sub-frame)로 소정의 횟수만큼 수행하고, 각 수행 결과를 모아서 안테나별로 M x N 행렬을 구성한 후, 구성된 행렬에 대해 2D-DCT를 수행한다. 본 실시예는 제 3 실시예에 비해 DM 절차가 수행되지 않는다는 점을 제외하고 모두 동일하므로 제 3 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이는, 도 24의 4개 안테나 시스템에서 구성되는 4 x 4 크기의 행렬 구조를 확인해 볼 수 있다. 도 24에 있어서, 2D-DCT는 1번 안테나에만 표시되어 있으나, 1번 안테나뿐만 아니라 2∼4번 안테나 각각에 대하여도 수행될 수 있음은 상술한 제 3 실시예와 같다.

본 실시예 역시 각 안테나 간에 시간축으로 상관 시간(correlation time)이 커서 채널품질정보의 변동이 작은 경우에 특히 유용하게 적용될 수 있다.

＜제 8 실시예＞

도 25 내지 도 27은 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법의 제 8 실시예에 대한 안테나별 데이터 분포도이다.

본 실시예에서는 모든 안테나에 대한 채널품질정보(제 3 데이터)를 먼저 수신측에 전송한 후, 제 3 데이터의 크기를 조정한 제 4 데이터를 수신측에 전송한다.

여기서 제 3 데이터는 제 4 데이터의 오차율 측정 또는 오차 수정의 기준이 되는 레퍼런스 정보로서(도 25 또는 도 26 참조), 상기 제 4 실시예의 제 2 데이터와 동일한 역할을 담당한다. 따라서, 제 3 데이터는 소정의 전송 주기에 따라 전송될 수도 있고, 송신측 또는 수신측에서 특정 이벤트가 발생함에 따라 트리거링(Triggering)되는 방식으로 전송될 수도 있다. 전자의 경우, 제 3 데이터의 전송 주기는 제 4 데이터의 그것보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 제 3 데이터는 레퍼런스 정보로 이용되므로 정보량이 다소 많지만 전송 과정상 오차 발생률이 높은 DM 처리는 제 3 데이터에 적용하지 않는 것이 바람직하다(도 25 참조). 다만, DM에 비해 상대적으로 오차 발생률이 낮으면서 데이터 압축이 가능한 소정 단위의 2D-DCT 처리는 제 3 데이터에 선택적으로 적용될 수 있다(도 26 참조).

한편, 제 4 데이터는 제 3 데이터를 구성하는 각 CQI 대역별 채널품질정보에 상응하는 현재의 CQI 대역별 채널품질정보에 대하여 DM을 수행한 것으로서 결과적 으로 제 3 데이터의 정보량을 최소화한 것이다.(도 26 참조)

본 실시예에서 상대적으로 전송 정보량이 많은 제 3 데이터는 매체 접속 제어(MAC; Medium Access Control) 시그널링을 통해 한 번에 전송하고, 싱대적으로 전송 정보량이 적은 제 4 데이터는 물리 채널을 통해 전송하는 것이 바람직하다.

본 실시예는 레퍼런스 정보인 제 3 데이터에 비해 실제 채널품질정보에 해당하는 제 4 데이터의 전송량을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있으나, DM의 반복적인 수행으로 인해 누적 오차가 커지는 문제점이 있으므로 제 3 데이터의 전송 주기 정책 또는 트리거링 정책과 효율적인 통신 자원의 활용을 위한 제 4 데이터의 전송 정책 사이에 적절한 합의(trade-off)가 요구된다.

＜제 9 실시예＞

본 실시예는 제 8 실시예에 비해 제 3 데이터 및 제 4 데이터의 전송 채널의 종류에 차이가 있을 뿐이다. 즉, 본 실시예에서는 제 3 데이터 및 제 4 데이터 모두 물리 채널을 통해 전송한다는 점에 특징이 있다.

한편, 이상에서 살펴본 본 발명의 제 2 양태에 대한 제 1 실시예 내지 제 9 실시예는 DM 및/또는 DCT가 수행된 채널품질정보를 해당 시간의 서브 프레임을 통해 한 번에 전송하는 것을 전제로 하나 반드시 이에 한하는 것은 아니다. 즉, 최대로 지원 가능한 안테나 수에 상응하는 일정 시간 단위의 서브 프레임(sub-frame)들로 소정의 전송 주기(feedback cycle)를 설정하는 경우, 이동국에서 실제로 사용되는 각 안테나를 상기 전송 주기 내의 특정 서브 프레임에 할당하여 데이터 전송을 수행함으로써 전송 대상 정보를 분산시킬 수 있다.

이와 같은 데이터의 분산 전송 방법에 대한 실시예를 도 28을 참고하여 살펴보기로 한다. 여기서, 최대로 지원 가능한 안테나 수는 4개이고 50ms 단위의 서브 프레임이 사용된다고 가정하면 전송 주기는 200ms(= 4 * 50ms)가 된다.

도 28은 상기 실시예들에 공통적으로 적용되는 데이터 분산 전송 방식의 개념도이다.

도 28 (a)는 4개의 안테나 시스템에서 실제로 하나의 안테나만을 사용하는 경우를 도시한 것이다. 이때, 도시된 바와 같이 1번 안테나는 각 전송 주기 내의 1번 서브 프레임에 할당되어 동작하고 있으나 동일한 전송 주기 내의 서브 프레임이라면 어느 것에라도 할당될 수 있다.

도 28 (b) 및 (c)는 4개의 안테나 시스템에서 실제로 두 개의 안테나를 사용하는 경우를 도시한 것이다. 여기서, 1번 및 2번 안테나 역시 동일한 전송 주기 내의 서브 프레임이라면 어느 것에라도 할당될 수 있는바, 도 28 (b)에서는 각각 1번 및 2번 서브 프레임에, 그리고 도 28 (c)에서는 각각 1번 및 3번 서브 프레임에 할당되고 있음을 알 수 있다.

도 28 (d)는 4개의 안테나 시스템에서 실제로 4개의 안테나 전부가 사용되는 경우를 도시한 것이다. 각 안테나에는 소정의 순서가 설정되어 있어 해당 순서에 따라 순차적으로 안테나가 동작하게 된다.

상기 각 실시예를 통해 상술한 바와 같은 본 발명의 제 2 양태에 따른 방식에 의해면 DCT 및/또는 DM을 적절히 이용하여 수신측에 전송할 데이터량을 최소화할 수 있으므로 한정된 자원의 물리채널을 효율적으로 이용할 수 있고, 정보의 정 확도를 향상시키기 위한 대용량의 참조 데이터는 상대적으로 대역폭이 큰 MAC 시그널링을 통해 전송하고 최소화된 데이터는 물리채널을 통해 전송토록 함으로써 전송 채널을 효율적으로 활용할 수 있으며, 이로 인해 결국 기지국에서의 하향링크 스케줄링 이득을 향상시킬 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명의 제 3 양태로서 상술한 본 발명의 제 1 양태 및 제 2 양태를 통해 상술한 방식을 다양한 MIMO 시스템, 예를 들어, 단일 사용자(SU: single user) 또는 다중 사용자(MU: multi user) MIMO 시스템, 단일 코드워드 (SCW: single codeword) 또는 다중 코드워드(MCW: multi codeword) 시스템 등에 적용하는 경우에 대해 설명한다.

이하에서 설명할 본 발명의 제 3 양태는 다양한 다중 안테나 시스템의 수신단에서 송신단으로 소정의 피드백 정보를 전송함에 있어서 해당 피드백 정보에 소정의 압축 알고리즘을 적용하여 피드백 정보량을 줄이는 방법에 관한 것이다. 따라서, 이하에서는 다중 안테나 시스템의 구조 및 해당 시스템에서 피드백되는 정보들의 종류를 알아보고, 피드백 정보에 적용되는 다양한 압축 방법을 살펴보기로 한다.

도 29는 직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하는 다중 안테나(MIMO; Multi-Input Multi-Output) 시스템의 일반적인 구성을 블록으로 도시한 것이다.

송신단에서는 채널 인코더(도면에 미도시)를 통해 전송 데이터 비트에 중복의 비트를 첨부하여 채널이나 잡음에 의한 영향을 줄이고, 맵퍼(도면에 미도시)를 통해 데이터 비트 정보를 데이터 심볼 정보로 변환한다. 이어서, 상기 변환된 데이터 심볼은 직렬-병렬 변환기(210)를 통해 병렬화되고, 전처리기(preprocessor; 220)를 통해 전송 신뢰도를 높이기 위한 소정의 데이터 처리를 거친 후, 다중 안테나 인코더(도면에 미도시)를 통해 시공간 신호로 변환되어 각 안테나를 통해 수신단으로 송신된다. 여기서, 전처리기(220)에서는 프리코딩 기법(precoding), 시공간 코딩 기법(space-time coding), 인터리빙(intereaving), 치환(permutation), 모듈레이션 맵핑(modulation mapping) 등이 수행될 수 있다.

수신단에서는 다중 안테나 디코더(도면에 미도시), 후처리기(230), 병렬-직렬 변환기(240), 디 맵퍼(도면에 미도시) 및 채널 디코더(도면에 미도시)를 통해 송신단의 다중 안테나 인코더(도면에 미도시), 직렬-병렬 변환기(210), 전처리기(220), 맵퍼(도면에 미도시) 및 채널 인코더(도면에 미도시)의 역기능을 각각 수행한다.

한편, 다중 안테나 시스템은 개루프 방식(open loop)과 폐루프 방식(closed loop)으로 구분할 수 있으며, 전자는 수신단으로부터의 피드백 정보가 없어도 정상적으로 구동되는 반면 후자는 피드백 정보에 기반하여 동작한다. 폐루프 방식에서 피드백되어야 하는 정보에는 채널상태정보(channel status information; CSI), 프리코딩 행렬 인덱스(precoding matrix index; PMI), 프리코딩 가중치 행렬 인덱스 등이 있다.

다만, 이동통신 시스템은 최대한의 채널 용량(capacity)을 통해 사용자 단말에게 효율적으로 데이터를 전송하기 위하여 링크 적합(link adaptation)을 제공하 는데, 기지국이 링크 적합(link adaptation)을 수행하기 위해서는 사용자 단말로부터 채널품질정보(일 예로, CQI 또는 SINR)를 피드백 받아야 하고, 이와 같은 채널품질정보는 개루프 방식 또는 폐루프 방식에 상관없이 항상 피드백된다. CQI는 하향링크의 채널 품질을 측정하여 얻어진 값에 해당 MCS 레벨(Modulation ＆ Coding Selection level)을 선택하여 이를 적당한 비트로 표현한 값을 의미한다. 기지국은 사용자 단말로부터 전송받은 채널품질정보를 이용하여 주파수 영역의 스케줄링을 수행한다.

다중 반송파 시스템에서는 데이터가 전송되는 주파수 대역마다 채널품질이 다르므로, 사용자 단말은 효율적인 자원할당을 위하여 전 주파수 대역에 대한 채널품질정보를 기지국으로 전송한다. 이 경우, 사용자 단말은 전체 주파수 대역을 여러 개의 단위 주파수 대역으로 나누어 각 단위 주파수 대역마다 채널품질정보를 보낸다. 또한, 한 기지국에는 복수의 사용자 단말이 존재하므로 사용자 단말별로 이러한 정보를 피드백 시키면 효율적인 자원 할당을 위한 제어 오버헤드(control overhead)가 급격하게 증가한다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 바와 같이 특히 사용자 단말이 채널품질정보를 피드백하기 전에 해당 채널품질정보에 DCT 및/또는 DM 변환을 적용함으로써 피드백되는 정보량이 최소화되도록 한다.

도 30은 본 발명의 일 실시형태에 따라 채널품질정보에 DCT 및/또는 DM이 적용되는 다중 안테나 시스템의 송수신단 구성을 블록으로 도시하고 있다.

여기서, 송신단의 다중 안테나 인코더(도면에 미도시), 직렬-병렬 변환기 (310), 전처리기(320), 맵퍼(도면에 미도시), 채널 인코더(도면에 미도시) 및 수신단의 다중 안테나 디코더(도면에 미도시), 후처리기(330), 병렬-직렬 변환기(340), 디 맵퍼(도면에 미도시), 채널 디코더(도면에 미도시)는 기본적으로 도 29에서의 해당 구성들과 동일한 역할을 수행하며, 다만 송신단의 전처리기(320) 및 수신단의 후처리기(330)은 DCT 및/또는 DM의 적용을 위해 추가적인 역할을 더 수행한다.

여기서, 전처리기(320) 및 후처리기(330)에서 특히 DCT를 일 예로 적용하는 과정은 상술한 도 2를 통해 설명한 본 발명의 제 1 양태에 따른 방식을 적용할 수 있다.

한편, 본 실시형태에서의 송신단은 이동국(사용자 단말) 또는 기지국(Node B)이 될 수 있으며, 수신단 역시 이동국(사용자 단말) 또는 기지국(Node B)이 될 수 있다. 또한, 상기 송신단과 수신단은 서로 직교하는 다수의 부반송파를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 상기 송수신단은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplex Access), SC-FDMA(Single carrier - frequency division multiple access)등의 방법들을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.

또한, 상기 채널품질정보는 상향 링크에 대한 채널 품질에 관한 정보일 수 있고, 하향 링크에 관한 채널 품질에 관한 정보일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 하향 링크에 관한 채널품질정보를 전송하는 경우를 설명한다. 따라서, 상기 송신단은 이동국이 되고, 상기 수신단은 기지국 또는 기지국을 포함하는 무선망이 된다.

이하에서는 본 발명의 제 3 양태에 따라 다중 안테나 시스템에서 지원하는 사용자(user) 수 및 부호어(codeword) 종류에 따라 이동국에서 압축 알고리즘이 적용되는 모습을 구체적으로 살펴보기로 한다.

＜제 10 실시예＞

도 31은 단일 사용자(single user)를 위한 MIMO 시스템에서 단일 부호어(single codeword; SCW)를 송신하는 경우의 피드백 정보 처리 과정을 블록으로 도시한 것이다.

일반적으로 MIMO 시스템에서 데이터 전송을 위한 특정 자원 영역(일 예로, 시간-주파수 자원 영역)을 한 사용자가 독점적으로 점유하는 방식을 단일 사용자 MIMO 시스템이라 하며, 그중에서도 단일한 스트림만이 존재하고 해당 스트림에 동일한 MCS(Modulation Coding Set)가 적용되는 방식을 SU(Single User)-MIMO SCW(Single Codeword) 시스템이라고 한다.

도 31을 통해 알 수 있는 바와 같이, 폐루프 시스템에서 이동국은 CSI, PMI 등의 MIMO 관련 정보를 기지국으로 피드백하는 동시에 일련의 DCT 처리 과정을 거친 CQI를 기지국으로 피드백한다. 여기서, 특히 CQI의 피드백 과정을 살펴보면 다음과 같다.

이동국은 기지국으로부터 송신되는 소정의 하향링크 신호를 이용하여 하향링크의 채널품질을 측정하고(S510), 측정 결과인 채널품질정보를 하나의 스트림으로 맵핑한다(S520). 그리고, 해당 스트림에 소정의 DCT 및/또는 DM 처리를 수행하고(S530) 소정의 방식으로 제어하여(S540) 기지국으로 전송한다.

상기 S530 단계의 DCT 및/또는 DM 처리 방법으로 상술한 본 발명의 제 1 양태에 따른 데이터 전송 방법 및 변환 방법을 이용할 수 있다. 이에 의하면, 해당 통신 시스템의 특징이나 통신 상황에 따라 DCT 및 DM를 선택적으로 적용하거나 동시에 적용할 수 있고, DCT 역시 1차원 또는 2차원으로 적용할 수 있다.

또한, 상기 S540의 전송 제어 과정은 DCT 및/또는 DM 처리된 데이터를 어떻게 기지국으로 피드백시킬 것인가에 관한 것으로서, 간단하게는 매 서브 프레임 단위로 정해진 양만큼의 피드백 정보를 전송할 수 있다. 즉, 모든 데이터를 물리 계층 또는 MAC 계층의 시그널링을 통해 지정된 시간에 전송하는 것이다. 만약, 피드백 정보량이 신호 용량을 초과하는 경우 피드백 정보를 소정의 시간 단위로 분할하여 전송하거나(TDM), 기준이 되는 피드백 정보를 전송한 후에 기준값과의 차이만을 전송함으로써 피드백 정보의 양을 경감시킬 수 있다. 후자의 경우, 기준이 되는 피드백 정보는 소정의 주기에 따라 또는 소정의 이벤트가 발생할 때마다 전송될 수 있다.

＜제 11 실시예＞

도 32는 단일 사용자(single user)를 위한 MIMO 시스템에서 다중 부호어(multiple codeword; MCW)를 송신하는 경우의 피드백 정보 처리 과정을 블록으로 도시한 것이다.

이는 도 31과 관련하여 상술한 SU-MIMO SCW 시스템에 비해 동일한 사용자에 대한 각 스트림에 독립적으로 별도의 MCS 값이 부과된다는 점에서 차이가 있으며 SU-MIMO MCW 시스템이라 부른다.

도 33은 각 스트림 별로 서로 다른 채널 환경에 놓일 수 있음을 보여주고 있다.

도 33에 도시된 바와 같이, 이 경우에는 스케줄링 이득 측면에서 각 부호어(또는 스트림) 별로 별도의 CQI를 피드백 받는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며 피드백 정보의 오버헤드를 고려하여 일부의 CQI만을 피드백할 수도 있다.

도 32와 관련한 피드백 정보의 처리 과정을 구체적으로 살펴보면, 이동국은 기지국으로부터 송신되는 소정의 하향링크 신호를 이용하여 스트림 별로 하향링크의 채널품질을 측정하고(S610), 측정 결과인 채널품질정보를 각 스트림 별로 맵핑한다(S620). 이어서, 각 스트림 또는 전체 스트림에 대하여 소정의 DCT 및/또는 DM 처리를 수행하고(S630) 소정의 방식으로 제어하여(S640) 기지국으로 전송한다. 상기 S630 단계의 DCT 및/또는 DM 처리 방법으로 역시 상술한 본 발명의 제 1 양태에 따른 데이터 전송 방법 및 변환 방법을 이용할 수 있으며, 상기 S640 단계 역시 S540 단계의 전송제어방식에 의할 수 있다.

＜제 12 실시예＞

도 34는 다중 사용자(multiple user)를 위한 MIMO 시스템에서 다중 부호어(multiple codeword; MCW)를 송신하는 경우의 피드백 정보 처리 과정을 블록으로 도시한 것이다.

이 경우, 스트림(스트림 ＃1 ∼ 스트림 ＃K)을 모든 사용자가 공유하면서 각 스트림 별로 별도의 MCS 값을 적용할 수 있다. 본 실시예에서 역시 각 스트림은 도 33에 도시된 바와 같이 서로 다른 채널 환경에 놓일 수 있다. 도 34를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예 역시 상기 제 11 실시예와 마찬가지로 스케줄링 이득 측면에서 각 부호어(또는 스트림) 별로 별도의 CQI를 피드백 받는 것이 바람직하다.

도 34에 도시된 피드백 정보의 처리 과정을 구체적으로 살펴보면, 다수의 이동국은 기지국으로부터 송신되는 소정의 하향링크 신호를 이용하여 각 하향링크의 채널품질을 측정하고(S710), 측정 결과인 채널품질정보를 각 스트림 별로 맵핑한다(S720). 이때, 각각의 스트림은 상기 다수의 이동국이 측정한 채널품질정보를 서로 공유한다. 이어서, 각 스트림 또는 전체 스트림에 대하여 소정의 DCT 및/또는 DM 처리를 수행하고(S730) 소정의 방식으로 제어하여(S740) 기지국으로 전송한다. 상기 S730 단계의 DCT 및/또는 DM 처리 방법으로 역시 본 발명의 제 1 양태와 관련하여 상술한 데이터 전송 방법 또는 변환 방법을 이용할 수 있으며, 상기 S740 단계 역시 S540 단계의 전송제어방식에 의할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 3 양태로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 상향링크 데이터(일 예로, 피드백 정보)의 데이터 처리 및 전송 방법 이 종래에 제안된 각종 다중 안테나 시스템에 적용되는 모습을 살펴보기로 한다.

도 35는 종래의 PARC(Palo Alto Research Center) MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이고, 도 36은 본 발명의 일 실시형태에 따라 데이터 처리된 피드백 정보를 이용하는 개선된 PARC MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이다.

도 35를 통해 알 수 있는 바와 같이, 종래의 PARC MIMO 시스템에서는 전체 CQI 대역 또는 일부 CQI 대역(일 예로, Best-M)의 채널품질을 가리키는 인덱스를 피드백한다. 따라서, 송신단은 수신단으로부터 피드백된 채널품질의 인덱스 정보를 기반으로 MCS를 선택하고, 이를 하향링크의 각 스트림 또는 안테나에 할당함으로써 채널에 적응적으로 대처한다.

이에 비해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 데이터 전송 방법 및/또는 변환 방법이 적용된 PARC MIMO 시스템은 채널품질의 인덱스 정보 대신 전체 대역에 대한 각 안테나의 채널품질정보나 채널품질 관련 정보를 피드백하되, DCT 및/또는 DM 처리를 거쳐 데이터량을 경감시킨다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 PARC MIMO 시스템의 수신단은 채널품질정보에 대해 DCT 및/또는 DM 리를 수행하기 위한 모듈 또는 기능을 더 구비하여야 하며, 송신단에서는 피드백된 채널품질정보를 복구하기 위한 모듈 또는 기능을 더 구비하여야 한다.

도 37 내지 도 39는 2개의 송신 안테나를 구비하면서 다중 사용자를 지원하는 PARC MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시한 블록도이다.

여기서, 도 37은 종래의 MU(Multi User) PARC MIMO 시스템에 있어서 송신단의 구조를 도시하고 있다. 이 경우, 동일한 시간대에 여러 명의 사용자가 안테나(또는 스트림)를 공유하게 되며, 사용자별로 자신에게 할당된 송신 안테나로부터 전송되는 신호를 통해 채널정보를 측정하고 그 측정 결과를 송신단으로 피드백한다. 이때, 자신에게 할당되지 않은 안테나로부터의 신호는 간섭 성분으로 작용하므로, 어떠한 수신기를 사용하느냐에 따라서 수신단에서 얻어지는 신호대간섭/잡음비 (SINR)가 달라진다. 따라서, 수신기의 종류를 채널품질정보의 계산시에 반영하여야 하므로 채널품질정보의 양이 증가한다.

이에 대처하기 위해, 도 38은 송신단으로 피드백되는 채널품질정보에 본 발명의 일 실시형태에 따른 DCT 및/또는 DM 처리를 수행하여 증가된 채널품질정보의 양을 경감시킨다. 또한, 도 39는 종래의 PARC 시스템에 프리코딩(V)이 적용된 경우를 도시하는바, 이 경우에도 MCS 레벨을 선택하기 위한 기준 정보로 DCT 및/또는 DM 처리되어 피드백된 채널품질정보를 이용한다. 이 외에도, DCT 및/또는 DM 처리되어 피드백된 채널품질정보는 단순한 주파수 영역의 스케줄링 뿐만 아니라 전반적인 자원할당에 있어서 광범위하게 사용될 수 있다.

다음으로, 도 40 내지 도 42는 TI사에서 제안한 PGRC(Per Group Rate Control) MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시하고 있다.

구체적으로, 도 40은 2개의 부호어(codeword)를 사용하는 기본적인 PGRC 시스템의 블록도이다. 이 경우, 2개의 부호어에 해당하는 채널품질을 각각 측정하여야 하며, 측정된 채널품질정보는 DCT 및/또는 DM 처리되어 피드백된다. 도 41과 같이 다중 사용자를 지원하고 4개의 안테나를 구비하는 PGRC 시스템에서는 각 사용자가 특정 자원을 서로 공유한다. 이 경우, 각 사용자는 자신에게 할당된 안테나에 대한 하향링크 채널품질을 측정하여 DCT 및/또는 DM 처리를 거친 후 송신단(기지국)으로 피드백시킨다. 도 42는 PGRC에 프리코딩 단계(V)가 추가된 경우를 도시하고 있으며, 이 경우에도 수신단은 측정된 채널품질정보를 DCT 및/또는 DM 처리하여 피드백함으로써 상향링크의 채널용량을 효율적으로 운용할 수 있도록 한다.

다음으로, 도 43 내지 도 45는 Qualcomm사에서 제안한 S-VAP MIMO 시스템의 송신단 구조를 도시하고 있다.

구체적으로, 도 43은 기본적인 S-VAP MIMO 시스템의 송신단을 도시하고 있고, 도 44 및 도 45는 프리코딩 단계가 추가된 S-VAP MIMO 시스템의 송신단을 도시하고 있다. 이 경우에도 수신단은 측정된 채널품질정보를 DCT 및/또는 DM 처리하여 피드백함으로써 상향링크로의 전송 데이터량을 감소시킬 수 있으며, 송신단은 데이터 처리된 채널품질정보가 수신되면 이를 복구한 후 전송률 예측 및 송신 전력 결정에 이용한다.

상술한 도 36, 도 38 내지 도 45에 있어서 수신단(이동국) 및 송신단(기지국)은 DCT 및/또는 DM 처리를 위해 상기 도 2의 데이터 처리 단계를 구현하기 위한 소정의 데이터 처리 모듈을 각각 구비할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제 3 양태에 의하면, OFDM을 지원하는 다양한 다중 안테나 시스템에서 CQI 등과 같은 상향링크 데이터를 DCT 등과 같은 압축 알고리즘을 통해 전송함으로써 상향링크로의 오버헤드를 경감시킬 수 있고, 이러한 오버헤드의 경감으로 인해 결과적으로는 주파수 영역의 스케쥴링 이득을 증가시켜 시스템 처리율을 개선할 수 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태에 따른 데이터 전송 방법 및 변환 방법이 적용될 수 있는 이동 단말에 대해 설명한다.

도 46은 본 발명이 적용될 수 있는 이동 단말의 일례이다.

도 46에 도시된 바와 같이, 상기 이동 단말은 이동 단말에 대한 전체적인 제 어 동작을 수행하고 특정한 연산 및 데이터 처리를 수행하는 제어부(310)와, 상기 제어부의 제어에 따라 외부 신호를 수신하고 수신측으로 데이터를 전송하는 무선부(320)와, 상기 특정한 데이터를 임시 또는 영구로 저장하는 메모리부(330)와, 마이크 또는 스피커 등을 통해 음성을 입출력하고 음성 신호에 대한 데이터 처리를 수행하는 음성 처리부(340)와 외부로부터 입력을 받는 입력부(350)와 외부로 데이터를 표시하는 표시부(360)를 포함하여 이루어진다.

상기 이동 단말은 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 송수신하므로, 상기 무선부(320)는 다수의 부 반송파를 통해 데이터를 전송한다.상기 무선부(320)을 통해 상기 제어부(310)는 채널 품질에 관한 정보를 측정할 수 있다. 상기 채널 품질에 관한 정보, 즉 채널품질정보는 상기 제어부(310) 내부 또는 외부에 구비된 길이조정블록(미도시)에 의해 데이터 크기가 제어된다. 상기 크기가 제어된 데이터는 상기 제어부(310) 내부 또는 외부에 구비된 DCT 모듈(미도시)에 의해 DCT가 수행되고, 상기 DCT 정보 압축 모듈(미도시)과 상기 정보분해 모듈(미도시)의 동작에 의해 특정한 크기의 데이터 비트로 분리되어 수신측으로 전송된다. 상기 길이조정블록, DCT 모듈, DCT 정보 압축 모듈, 정보분해 모듈들은 하드웨어적으로 또는 소프트웨어적으로 구현될 수 있으며, 상기 각 블록 내지 모듈의 결과는 상기 메모리부(330) 등에 저장될 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 수신측으로 전송하려는 전송정보의 크기를 최소화하여 전송하므로 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용하는 장점이 있다. 상기 전송정보는 다양한 정보일 수 있으므로 본 발명은 다양한 기술분야에서 사용될 수 있다. 본 발명이 채널품질정보를 전송하는 경우에 사용되면, 다중반송파 시스템의 성능열화를 최소화하면서 시간상-주파수상으로 가변적으로 변화하는 채널품질정보를 적은 제어정보만을 이용하여 기지국에 충실히 전달할 수 있다. 즉, 측정된 채널품질정보를 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환을 수행하고 이렇게 얻어진 DCT 계수(coefficient)의 일부만을 전송함으로써 물리채널로 전송되는 궤환정보의 오버헤드를 최소화하며 채널 변화 속도에 맞게 적절하게 채널품질 정보를 궤환 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 다양한 다중안테나 통신 시스템에서 DCT 및/또는 DM을 통해 수신측에 전송할 데이터량을 최소화할 수 있으므로 한정된 자원의 물리채널을 효율적으로 이용할 수 있고, 정보의 정확도를 향상시키기 위한 대용량의 참조 데이터는 상대적으로 대역폭이 큰 MAC 시그널링을 통해 전송하고 최소화된 데이터는 물리채널을 통해 전송토록 함으로써 전송 채널을 효율적으로 활용할 수 있다.

결과적으로 본 발명은, 주파수 영역의 스케쥴링이득을 크게 증가시켜 시스템처리율을 개선하는 유리한 효과가 있다.

Claims (15)

1. 다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템의 송신측에서, 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform; DCT)을 이용하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

   제 1 데이터에 대하여 DCT을 수행하는 단계;

   상기 DCT 변환된 제 1 데이터 중 미리 결정된 소정 수의 데이터를 선택하여 양자화하는 단계;

   상기 양자화 결과 데이터를 수신측으로 전송하는 단계를 포함하며,

   상기 양자화 결과 데이터는 매 전송 단위 시간마다 생성되고,

   상기 수신측으로 전송하는 단계는,

   기준 전송 단위 시간에 상기 양자화 결과 데이터를 기준 데이터로서 상기 수신측으로 전송하는 기준 데이터 전송 단계; 및

   상기 기준 전송 단위 시간 이후의 소정 수의 전송 단위 시간에 생성된 양자화 결과 데이터와 상기 기준 데이터와의 차이값을 상기 수신측으로 전송하는 변동 데이터 전송 단계를 포함하는, DCT를 이용한 데이터 전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 데이터는 제 2 데이터에 대해 소정 비트를 삽입하거나, 소정 비트를 펑쳐링(puncturing)하여 생성되는, DCT를 이용한 데이터 전송 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 데이터는 물리 계층을 통해 전송되며, 상기 제 2 데이터는 상위 계층을 통해 전송되는, DCT를 이용한 데이터 전송 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 통신 시스템은 복수의 안테나를 이용하는 다중 안테나 통신 시스템이며,

   상기 복수의 안테나 중 기준 안테나의 상기 양자화 결과 데이터를 기준으로 나머지 안테나의 상기 양자화 결과 데이터에 대해 차등 변환(DM; Differential Modulation)을 수행하는 단계; 및

   상기 기준 안테나의 상기 양자화 결과 데이터 및 상기 나머지 안테나의 차등 변환된 데이터를 상기 수신측에 전송하는 단계를 더 포함하는, DCT를 이용한 데이터 전송 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 다중 안테나 통신 시스템은 복수의 스트림을 이용하는 다중 안테나 통신 시스템이며,

   상기 제 1 데이터는 상기 복수의 스트림 각각에 대해 생성되는, DCT를 이용한 데이터 전송 방법.
8. 다수의 안테나 이용하는 통신 시스템의 송신측이 각 안테나별로 송신되는 다수의 부반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

   상기 다수의 안테나 중 기준 안테나의 전송 대역별 데이터를 기준으로 상기 복수의 안테나 중 나머지 안테나의 전송 대역별 데이터에 대해 차등 변환(DM; Differential Modulation)을 수행하는 단계; 및

   상기 기준 안테나의 전송 대역별 데이터 및 상기 나머지 안테나의 차등 변환된 데이터를 수신측에 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 수신측에 전송하는 단계 이전에,

   상기 기준 안테나의 전송 대역별 데이터 및 상기 나머지 안테나의 차등 변환된 데이터의 데이터 양을 줄이기 위한 데이터 처리를 수행하는 단계를 더 포함하 는, 데이터 전송 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 데이터 처리는 1차원 DCT 또는 2차원 DCT 중 하나 이상을 포함하는, 데이터 전송 방법.
11. 다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템의 수신측에서, 역 이산 코사인 변환(Inverse Discrete Cosine Transform)을 이용하여 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

    기준 전송 단위 시간에 송신측으로부터 전체 데이터의 일부에 상응하는 양자화 결과 데이터를 기준 데이터로서 수신하는 단계;

    상기 기준 전송 단위 시간 이후의 소정 수의 전송 단위 시간에 생성된 양자화 결과 데이터와 상기 기준 데이터와의 차이값을 상기 송신측으로부터 수신하는 단계;

    상기 송신측으로부터 데이터 복원을 위한 제어 정보를 수신하는 단계

    수신된 상기 기준 데이터, 상기 기준 데이터와의 차이값 및 상기 제어 정보에 기반하여 상기 전체 데이터를 복원하는 단계; 및

    상기 복원된 전체 데이터 대하여 상기 IDCT를 수행하는 단계를 포함하는, IDCT를 이용한 데이터 수신 방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 다수의 부 반송파를 이용하여 데이터를 송수신하는 이동 단말에 있어서,

    수신측으로 전송하는 정보에 상응하는 제 1 데이터에 대하여 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform: DCT)을 수행하는 DCT 모듈;

    상기 DCT 모듈의 출력 중 일부를 선택하여 양자화를 수행하여 양자화 결과 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈: 및

    상기 양자화 결과 데이터를 수신측으로 전송하는 무선 모듈을 포함하며,

    상기 데이터 처리 모듈은,

    상기 양자화 결과 데이터를 매 전송 단위 시간마다 생성하고,

    상기 무선 모듈은,

    기준 전송 단위 시간에 상기 양자화 결과 데이터를 기준 데이터로서 상기 수신측으로 전송하고, 상기 기준 전송 단위 시간 이후의 소정 수의 전송 단위 시간에 생성된 양자화 결과 데이터와 상기 기준 데이터와의 차이값을 상기 수신측으로 전송하는, 이동 단말.
15. 다수의 부 반송파를 이용하여 데이터를 송수신하는 이동 통신 시스템에 있어서,

    이동단말로부터 기준 전송 시간에 전체 비트열의 일부에 상응하는 양자화 결과 데이터를 기준 데이터로서 수신하고, 상기 기준 전송 단위 시간 이후의 소정 수의 전송 단위 시간에 생성된 양자화 결과 데이터와 상기 기준 데이터와의 차이값을 수신하며, 데이터 복원을 위한 제어 정보를 수신하는 무선 모듈;

    수신된 상기 기준 데이터, 상기 기준 데이터와의 차이값 및 상기 제어 정보에 기반하여 상기 전체 비트열을 복원하는 데이터 처리 모듈; 및

    상기 복원된 전체 비트열에 대하여 역 이산 코사인 변환(Inverse Discrete Cosine Transform: IDCT)을 수행하는 IDCT 모듈을 포함하는, IDCT를 이용한 이동 통신 시스템.

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