KR101085710B1 - 이동통신 시스템에서 디알씨 선택 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 디알씨 선택 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 DRC(Data Rate Control : DRC) 선택 장치 및 방법에 관한 것이다.
그 구성은, 고속 패킷 데이터 시스템에서 순방향 채널을 수신하는 단말의 데이터 전송률 제어(Data Rate Control : DRC) 선택 장치에 있어서, 소정의 예측(Predictor) 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio : PSINR), 제곱근 평균 제곱 오차(Root Mean Square Error : RMSE), 및 선택 신호(SEL)를 근거로 하여 각 DRC 값 별로 데이터 처리율(Throught)을 계산하는 데이터 처리율 계산기와, 상기 각 DRC 값에 대응하는 데이터 처리율 중에서 최대의 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택하는 DRC 선택기와, 상기 DRC 값을 미리 결정된 시점에 갱신하는 DRC 갱신기를 포함함을 특징으로 한다.
Figure R1020050086907
DRC, 스루풋, 이동통신 시스템, SINR, 예측, RMSE, 1xEV-DO

Description

이동통신 시스템에서 디알씨 선택 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTING DRC IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 선택신호와 예측 SINR과 RMSE가 나오게 된 배경을 설명하기 위한 도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 DRC 선택 장치의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 DRC 선택 방법을 나타낸 흐름도.
본 발명은 고속 패킷 데이터(High Rate Packet Data : HRPD) 시스템에서 데이터 처리율(throughput)을 향상시키는 장치 및 방법에 대한 것으로서, 특히 데이터 전송율 제어(Data Rate control : DRC)를 이용하는 CDMA HRPD 시스템에서 데이터 처리율을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법에 대한 것이다.
일반적으로 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access : CDMA) 방 식을 이용한 무선 통신 시스템은 음성 서비스에서 고속의 패킷 데이터 서비스로 진화하고 있다. CDMA HRPD 시스템의 기지국(Access Network : AN)에서 전송한 전파는 단말(Access Terminal : AT) 근처의 빌딩, 건축물 등 여러 구조물에 반사되어 단말에 도착할 때 발생하는 다중 경로(multi path)에 의한 주파수 선택적 감쇄(frequency selective fading)와, 단말이 이동하면서 발생하는 도플러 확산(Doppler spread)에 의한 시간 선택적 감쇄(time selective fading), 그리고 주파수 재 사용률(frequency reusability)이 1에 가까울 때 인접 기지국으로부터 받는 동일 채널 간섭(cochannel interference)으로 인하여 단말은 감쇄되거나 왜곡된 신호를 수신하므로 양질의 고속 패킷 데이터 서비스가 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 각종 통신 신호 처리 기술이 발달하게 되었는데 대표적인 전송 성능 향상 기술로 적응 변조 및 부호화(adaptive modulation and coding) 기법과 복합 재전송(Hybrid Automatic Repeat Request : H-ARQ) 기법이다.
상기 적응 변조 및 코딩 기법을 간략히 설명하면, 순방향 무선 채널은 시간 선택적 감쇄에 의해서, 수십 dB 차이로 채널 이득(gain)이 바뀌게 된다. 순방향 무선 채널이 높은 이득을 가질 때는 채널 상태가 매우 좋기 때문에, 1에 가까운 높은 부호율(code rate)로 채널 코딩을 하고, 단위 시간당 더 많은 비트를 전송할 수 있는 높은 변조 포맷(modulation format)(예컨대, 8PSK, 16QAM)을 사용한다. 순방향 무선 채널이 낮은 이득을 가질 때는 채널 상태가 매우 나쁘기 때문에 매우 작은 부호율로 채널 코딩을 하고, 단위 시간당 적은 비트를 전송하는 변조 포맷(QPSK)을 사용한다.
상기 H-ARQ 기법을 간략히 설명하면, 하나의 서브 패킷(sub-packet)이 순방향으로 전송될 때, 단말은 디코딩을 한 후, 오류 확인 부호로 주기적 덧붙임 부호(Cyclic Redundancy Code : CRC)를 통해서 서브 패킷이 올바르게 수신되었는지 그렇지 않은지 결정한다. 만일 오류가 있다고 판단되면, 단말은 기지국에게 NACK(negative acknowledgement) 신호를 전송하여 재전송을 요청한다. 기지국은 이때 또 다른 서브 패킷을 전송하고, 단말은 과거에 전송 받은 서브 패킷을 버리지 않고, 새로운 서브 패킷과 시퀀스 결합(sequence combining)을 하여 CRC를 통해 바르게 수신되었는지 결정한다. 만일 수신 오류가 없다고 판단되면, 단말은 기지국으로 ACK(acknowledgement) 신호를 전송하여 여분의 서브 패킷을 보낼 필요가 없다는 것을 알린다.
CDMA HRPD 시스템에서는 기지국이 1/3 혹은 1/5 부호율을 제공하는 터보 부호화기(turbo encoder)를 이용하고, 변조 포맷으로 QPSK, 8PSK, 16QAM을 이용한다. 또한 하나의 패킷을 1개, 2개, 4개, 8개 혹은 16개의 서브 패킷으로 나누어 H-ARQ가 가능하도록 하였다. 여기서 서브 패킷의 개수를 스팬(span)이라고 정의한다. 예를 들어, 명시된 데이터 전송률(nominal data rate)이 76.8kbps(= 1024 / 8 / 1.67ms)인 패킷 포맷(packet format)을 고려해 보자. 이 패킷 포맷은 1024 비트의 정보를 담고 있으며, 단말이 연속으로 7번의 NACK을 역방향으로 전송할 경우 8개의 서브 패킷이 순방향으로 전송된다. 만일 서브 패킷을 1개만 받고 단말이 ACK 신호를 역방향으로 전송하면, 단말은 614.4kbps(= 1024 / 1 / 1.67ms)의 데이터 전송률로 패킷을 전송 받은 것이 된다.
이와 같이 패킷 전송이 조기에 완료되는 것을 조기 완료(early termination)라고 부르며, 8개의 서브 패킷을 모두 받는 것을 일반 완료(normal termination)라고 부르며, 이 패킷 포맷의 스팬은 8이다.
일반적으로 CDMA HRPD 시스템에서 서브 패킷의 길이는 1.67ms 인데, 이 구간을 1 슬롯(slot) 구간이라고 부른다. 1 슬롯 구간에는 두 개의 파일럿 신호(pilot signal)가 전송되며, 단말은 두 개의 파일럿 신호의 세기를 측정하여 순방향 채널의 상태를 알 수 있다. 순방향 채널의 상태를 대표하는 지표로 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio : SINR)를 사용한다. 단말은 현재까지 기지국으로부터 전송 받은 파일럿 신호를 이용하여 1.5 슬롯 이후의 순방향의 채널 환경을 예측하고, 예측된 채널에서 주어진 서비스 품질(Quality Of Service : QOS)을 만족시킬 수 있는 패킷 포맷을 기지국에 요청한다.
따라서 CDMA HRPD 시스템에서는 기지국이 단말로 전송해야 할 패킷 포맷을 단말이 정하며, 이러한 전송률 제어 방식을 데이터 전송율 제어(Data Rate Control : DRC)라고 한다.
단말이 실제 순방향 채널보다 채널 상태를 좋게 예측하면, 단말은 실제 채널 상황에 적합한 패킷 포맷보다 높은 데이터 전송률을 가지는 패킷 포맷을 기지국에 요구하게 되며, 이러한 선택을 공격적인 선택이라고 부른다. 역으로 단말이 실제 순방향 채널보다 채널 상황을 나쁘게 예측하면, 단말은 실제 채널 상황에 적합한 패킷 포맷보다 낮은 데이터 전송률을 가지는 패킷 포맷을 기지국에게 요구하게 되는데, 이러한 선택을 보수적인 선택이라고 부른다.
또한 CDMA HRPD 시스템에서 QOS의 하나로 패킷 오류율(Packet Error Rate : PER)이 사용된다. 각 패킷 포맷마다 주어진 PER을 만족시키는 SINR 임계값(threshold)은 각각 다르며, 이 임계값에 근거하여 데이터 처리율(throughput)이 최대가 되는 패킷 포맷을 요청하는 방식을 내부 루프율 제어(inner loop rate control) 방식이라 하며, 임계값(threshold)을 변경하는 방식을 외부 루프율 제어(outer loop rate control) 방식이라 한다. 단말이 기지국에게 요청한 패킷을 수신하여 복호(decoding)했을 때 오류 발생 여부와 상관없이 외부 루프율 제어는 활성화된다.
한편 기지국은 다수의 단말로 패킷을 시분할하여 전송하며, 단말은 자신에게 할당된 패킷인지 여부를 프리엠블 검출기(preamble detector)를 통해 판별한다.
종래 단말은 주어진 QoS를 만족시키면서 보수적인 선택을 하여 최적의 데이터 처리율(Throughput)을 얻지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 주어진 QOS를 만족시키면서 보다 덜 보수적으로 최적의 데이터 처리율을 만족시키는 DRC 값을 선택하는 방안이 요구된다.
따라서 본 발명의 목적은 고속 패킷 데이터 시스템에서 처리율을 향상시킬 수 있는 DRC 선택 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 예측 SINR 값과 실제 SINR 값과의 차이를 나타내는 RMSE(Root Mean Square Error, RMSE)를 이용하고 예측 SINR 값을 이용하여 14개의 DRC 값 중에서 주어진 PER을 만족하면서 데이터 처리율을 높일 수 있는 DRC 선택 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 DRC 선택 장치는 고속 패킷 데이터 시스템에서 순방향 채널을 수신하는 단말의 데이터 전송률 제어(Data Rate Control : DRC) 선택 장치에 있어서, 소정의 예측(Predictor) 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio : PSINR), 제곱근 평균 제곱 오차(Root Mean Square Error : RMSE), 및 선택 신호(SEL)를 근거로 하여 각 DRC 값 별로 데이터 처리율(Throught)을 계산하는 데이터 처리율 계산기와, 상기 각 DRC 값에 대응하는 데이터 처리율 중에서 최대의 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택하는 DRC 선택기와, 상기 DRC 값을 미리 결정된 시점에 갱신하는 DRC 갱신기를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 DRC 선택 방법은 고속 패킷 데이터 시스템에서 순방향 채널을 수신하는 단말의 데이터 전송률 제어(Data Rate Control : DRC) 선택 방법에 있어서, 소정의 예측(Predictor) 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio : SINR), 제곱근 평균 제곱 오차(Root Mean Square Error : RMSE), 및 선택 신호(SEL)를 근거로 하여 각 DRC 값 별로 데이터 처리율(Throught)을 계산하는 과정과, 상기 각 DRC 값에 대응하는 데이터 처리율 중에서 최대의 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택하는 과정과, 상기 DRC 값을 미리 결정된 시점에 갱신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저 본 명세서에는 도 1을 참조하여 도 2에 기재된 선택 신호(SEL)과 예측된 SINR과 RMSE가 나오게 된 배경을 설명한다.
먼저 CDMA 2000 HRPD 규격에 따르면 단말이 기지국으로 DRC 값을 전송할 때 동일한 DRC 값이 일정 구간 동안 유지되어야 한다. 일정 구간 유지되는 DRC 값의 길이 정보는 도 1과 같이 참조 부호 D1의 DRC_LENGTH로 제공되며, 상기 DRC_LENGTH는 1 슬롯, 2 슬롯, 4 슬롯, 8 슬롯의 네 가지가 가능하다. 상기 DRC 값은 연속 전송(continuous transmission)과 단속 전송(gated transmission)의 두 가지 모드로 전송된다.
상기 연속 전송인 경우 DRC 값은 0이 아닌 동일한 전력으로 역방향으로 전송된다. 단속 전송인 경우 DRC 값은 상기 DRC_LENGTH 구간 안에서 정해진 1 슬롯 구간 동안만 0이 아닌 전력으로 역방향으로 전송되며, 나머지 DRC_LENGTH-1 구간 동안은 역방향으로 전송되지 않는다. 상기 연속 전송과 단속 전송을 구별하는 정보는 도 1과 같이 참조 부호 D2의 DRC_GATING로 제공되며, 상기 연속 전송인 경우 DRC_GATING은 0의 값을 가지며, 상기 단속 전송인 경우 DRC_GATING은 1의 값을 갖는다.
단말은 FTCH를 오직 하나의 섹터(sector)에서 전송받는다. 만일, 이동 중인 단말이 섹터의 가장자리에 위치하게 되어, 다른 섹터로 넘어가게 될 때 단말은 순방향 채널이 더 좋은 섹터에게 서비스를 받겠다고 DRC 커버(cover)를 통해 알리게 된다. 이때, DRC 커버란 DRC 값에 특정 왈쉬 코드(walsh code) 즉, 섹터(sector ID)를 커버(cover)하는 것을 의미한다. 그러므로, 단말은 항상 복수 개의 섹터로부터의 순방향 채널 상태를 모니터링해야 하는데, 이러한 섹터들의 집합을 액티브 셋(active set)이라고 하며, 단말은 액티브 셋 내의 섹터들과는 동일한 DRC_LENGTH를 사용하기로 약속하고 있다.
도 1의 예측기 뱅크 세트(Set of Predictor Banks)(100)는 다수의 예측기 뱅크를 구비하여 이전 슬롯의 실제 SINR 값(S1)과, DRC_LENGTH(D1) 및 DRC_GATING(D2)를 입력받고, 파라미터 저장부(170)로부터 스팬 값에 대응하는 파리미터를 입력받아 스팬별로 짝수 번째 서브 패킷과 홀수 번째 서브 패킷을 구분하여 예측된 SINR 값을 계산함과 아울러 대응되는 RMSE 값을 계산하여 SINR 및 RMSE 계산 유니트(110)로 출력(S4)한다.
그리고 상기 SINR 및 RMSE 계산 유니트(110)는 스팬별로 구분된 짝수 번째 서브 패킷과 홀수 번째 서브 패킷의 예측된 SINR 값을 계산과 대응되는 RMSE 값을 입력받고, SINR 임계값 저장부(120)로부터 각 DRC 값들에 대응하는 임계값을 제공받아 주어진 PER을 만족시킬 DRC 값들을 선택하고, 선택된 DRC 값들을 위한 예측 SINR 값과 RMSE 값을 계산하여 출력(S6)한다. 또한, 상기 SINR 및 RMSE 계산 유니트(110)는 스팬별로 DRC 값의 선택 신호를 출력(S5)한다.
상기한 바와 같이 출력된 선택 신호(S5)와 예측된 SINR 및 RMSE(S6)를 가지고 하기에서 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 DRC 선택 장치를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
DRC 선택 장치(200)는 선택 신호(SEL)(S5)와 예측된 SINR 및 RMSE(S6)이 상기 도 1에 의해서 주어진 상태라 가정한다.
도 2를 참조하면, SINR 임계값 저장부(120)에서 v는 14 이며, 14개의 DRC 값에 대응하는 임계값을 저장한다. 상기 SINR 임계값 저장부(120)는 14개의 DRC 값에 대응하는 임계값을 각각 데이터 처리율 계산기(210)로 출력(THRE(1)...THRE(v))한다. 상기 14개의 임계값은 외부 루프율 제어에 의해서 갱신(update)되며, 그 방식은 이 분야의 전문가들에게 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 데이터 처리율 계산기(210)는 주어진 PSINR과 RMSE이 입력되고, 상기 SINR 임계값 저장부(120)로부터 임계값들(THRE(1)...THRE(v))이 입력되고, 상기 <수학식 1> 내지 <수학식 5>에 의해서 결정된 선택신호(SEL(1), SEL(v))가 입력되면, 각 DRC 값 별로 데이터 처리율을 계산하여 DRC 선택기(220)로 출력(R(1)...R(v))한다. 이때, v는 DRC 값(value)을 의미하고, R은 데이터 처리율을 나타낸다.
상기 데이터 처리율 계산기(210)에 입력된 SEL(v) 신호는 v에 해당하는 DRC 값의 신뢰도를 나타내는 값이며, v는 DRC 값을 나타낸다. SEL(v) = 1 이면, v 에 해당하는 패킷 포맷은 주어진 PER을 만족시킬 수 있다는 것을 나타낸다. 반면에, SEL(v) = 0 이면, v에 해당하는 패킷 포맷은 주어진 PER을 만족시킬 수 없다는 것을 나타낸다. 상기 데이터 처리율 계산기(210)는 예측된 SINR(PSINR)이 SINR 임계값 저장부(120)의 출력, SINR 임계값인 THRE(v)보다 크면, SEL(v) = 1 이며, 그렇지 않은 경우에는 SEL(v) = 0 이다.
상기 데이터 처리율 계산기(210)의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(1) 모든 값(v)에 대해서 R(v)를 0으로 초기화한다.
(2) SEL(v)=1인 v에 대해서, 다음 계산을 수행한다.
① 스팬 = 1 인 v = 6, 9, 11, 12, 14 인 경우, 전송했을 때 성공 확률(이하, 전송 성공 확률이라 함.)(y1) 은 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다. 상기 y1에서 1은 서브 패킷의 개수를 나타낸다.
Figure 112005052024833-pat00001
여기서 확률분포 f는 이 분야의 전문가들은 쉽게 정할 수 있으며, f(x)=1/2-erf(x/√2)/2을 일례로 사용할 수 있고, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타낸다.
상기 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 2>와 같이 데이터 처리율(R(v))을 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00002
상기 <수학식 2>에서 전송 성공 확률과 상기 N(v)를 곱할 경우 데이터 처리율을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 여기서 N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 의미한다.
② 스팬 = 2 인 v = 4, 7, 8, 10, 13 인 경우, 전송 성공 확률은 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00003
또한, 서브 패킷의 개수가 i 일 경우 전송 성공 확률은 하기 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00004
여기서 DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 예측 SINR 임계값에서 THRE(v)를 뺀 값이며 이 분야의 전문가들은 쉽게 이 값을 정할 수 있다.
상기 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 5>과 같이 데이터 처리율(R(v))을 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00005
③ 스팬 = 4 인 v = 3, 5 인 경우, 전송 성공 확률은 하기 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00006
또한, 서브 패킷의 개수가 i 일 경우 전송 성공 확률은 하기 <수학식 7>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00007
상기 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 8>과 같이 데이터 처리율(R(v))을 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00008
④ 스팬 = 8 인 v = 2 인 경우, 전송 성공 확률은 하기 <수학식 9>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00009
또한, 서브 패킷의 개수가 i 일 경우 전송 성공 확률은 하기 <수학식 10>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00010
상기 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 11>과 같이 데이터 처리율(R(v))을 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00011
⑤ 스팬 = 16 인 v = 1 인 경우, 전송 성공 확률은 하기 <수학식 12>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00012
또한, 서브 패킷의 개수가 i 일 경우 전송 성공 확률은 하기 <수학식 13>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00013
상기 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 14>와 같이 데이터 처리율(R(v))을 나타낼 수 있다.
Figure 112005052024833-pat00014
상기 DRC 선택기(220)는 상기 데이터 처리율 계산기(210)에서 계산된 14개의 DRC 값에 대응하는 데이터 처리율 중 가장 큰 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택하여 DRC 갱신기(230)로 출력(DRCV)한다.
상기 DRC 선택기(220)의 동작은 다음과 같다.
(1) 모든 v 에 대해서 SEL(v)=0이면, DRCV=0으로 출력한다.
(2) SEL(v)=1 인 v 에 대해서, 상기 DRC 선택기(220)는 하기 <수학식 15>과 같이 출력한다.
Figure 112005052024833-pat00015
즉, 상기 DRC 선택기(220)는 R(v) 중에서 가장 큰 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택한다.
상기 DRC 갱신기(230)는 매 슬롯 마다 입력되는 DRC 값을 적절한 시점에 단말의 송신기(transmitter)에게 전달한다. 적절한 시점은 DRC_LENGTH, DRC_GATING, SYS_TIME, FRAMEOFFSET의 조합에 의해서 결정된다. 상기 DRC_LENGTH, DRC_GATING, SYS_TIME, FRAMEOFFSET은 트래픽 상태(traffic state)가 활성화(active)가 되기 전 즉 비활성 상태(inactive state)에서 기지국으로부터 단말이 시그널링(signaling)으로 전송받는 파라미터이다. 즉, DRC 값이 역방향으로 전송되기 전에 단말과 기지국이 협상(negotiation)이 이루어져서 정해지게 되는 파라미터이다. 상기 여기서 SYS_TIME은 슬롯 단위의 시스템 시간(system time)을 의미하며, 단말은 FTCH가 액티브 스테이트(active state)에 진입 이전에 상기 시스템 시간을 기지국으로부터 획득한다.
상기 DRC 갱신기(230)는 다음과 같은 동작을 수행한다.
(1) 연속 전송(DRC_GATING = 0)인 경우, 다음 세 가지 동작을 수행한다.
① FTCH가 inactive state일 경우, 단말이 Z0(0≤ Z0≤v)를 결정한다.
② (SYS_TIME+1-FRAMEOFFSET)%DRC_LENGTH=0이면, Z=DRCV, Z0=DRCV를 출력한다. 여기서, %는 modular 연산자이다.
③ (SYS_TIME+1-FRAMEOFFSET)%DRC_LENGTH≠0이면, Z= Z0를 출력한다.
(2) 단속 전송(DRC_GATING = 1) 인 경우, 다음 세 가지 동작을 수행한다.
① FTCH가 inactive state일 경우, 단말이 Z0(0≤ Z0≤v)를 결정한다.
② (SYS_TIME+2-FRAMEOFFSET)%DRC_LENGTH=0이면, Z=DRCV, Z0=DRCV를 출력한다.
③ (SYS_TIME+2-FRAMEOFFSET)%DRC_LENGTH≠0이면, Z= Z0출력한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 DRC 선택 방법을 도시한 흐름도로서, 도 3을 참조하여 도 2의 구성을 갖는 본 발명의 동작을 설명하기로 한다.
먼저, 301 단계에서 상기 데이터 처리율 계산기(210)는 주어진 SINR 및 RMSE를 수신한다. 그러면, 상기 데이터 처리율 계산기(210)는 303 단계에서 DRC 값들에 대응한 데이터 처리율을 계산하여 출력(R(v))한다. 상기 데이터 처리율은 스팬에 따라서 상기 <수학식 2>, <수학식 5>, <수학식 8>, <수학식 11>, <수학식 14>와 같이 출력된다.
이후, DRC 선택기(220)는 상기 데이터 처리율 중 최대 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택하여 출력(DRCV)한다. 따라서, DRC 값이 작아도 데이터 처리율을 높일 수 있다.
상기 DRC 갱신기(230)는 307 단계에서 선택된 DRC 값을 입력받아 적절한 시점에 DRC 값을 갱신한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후 술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 단말이 정밀한 DRC 값을 선택하여 단말의 데이터 처리율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 예측 SINR 값과 실제 SINR 값과의 차이를 나타내는 RMSE(root mean square error)를 이용하고 예측 SINR 값을 이용하여 14개의 DRC 값 중에서 주어진 PER을 만족하는 DRC를 선택함으로써 데이터 처리율을 높일 수 있다.

Claims (24)

  1. 고속 패킷 데이터 시스템에서 순방향 채널을 수신하는 단말의 데이터 전송률 제어(Data Rate Control : DRC) 선택 장치에 있어서,
    소정의 예측(Predictor) 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio : PSINR), 제곱근 평균 제곱 오차(Root Mean Square Error : RMSE), 및 선택 신호(SEL)를 근거로 하여 각 DRC 값 별로 데이터 처리율(Throught)을 계산하는 데이터 처리율 계산기와,
    상기 각 DRC 값에 대응하는 데이터 처리율 중에서 최대의 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택하는 DRC 선택기와,
    상기 DRC 값을 미리 결정된 시점에 갱신하는 DRC 갱신기를 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각 DRC 값에 대응하는 SINR 임계값을 저장하고 있는 SINR 임계값 저장부를 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 각 스팬에 따라 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 스팬 = 1 인 v = 6, 9, 11, 12, 14 인 경우, 하기 <수학식 16>과 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 17>와 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
    Figure 112011074589515-pat00016
    Figure 112011074589515-pat00017
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, N(v)는 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 스팬 = 2 인 v = 4, 7, 8, 10, 13 인 경우, 하기 <수학식 18>, <수학식 19>과 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 20>와 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
    Figure 112011074589515-pat00018
    Figure 112011074589515-pat00019
    Figure 112011074589515-pat00020
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 스팬 = 4 인 v = 3, 5 인 경우, 하기 <수학식 21>, <수학식 22>과 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 23>과 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
    Figure 112011074589515-pat00021
    Figure 112011074589515-pat00022
    Figure 112011074589515-pat00023
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 스팬 = 8 인 v = 2 인 경우, 하기 <수학식 24>, <수학식 25>와 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 26>과 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
    Figure 112011074589515-pat00024
    Figure 112011074589515-pat00025
    Figure 112011074589515-pat00026
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 스팬 = 16 인 v = 1 인 경우, 하기 <수학식 27>, <수학식 28>과 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 29>와 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
    Figure 112011074589515-pat00027
    Figure 112011074589515-pat00028
    Figure 112011074589515-pat00029
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 DRC 선택기는 SEL(v)=0이면, DRCV=0으로 출력하고,
    여기서, v는 DRC 값을 나타내고, DRCV는 선택된 DRC 값을 나타냄을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 DRC 선택기는 SEL(v)=1인 v에 대해서, 하기 <수학식 30>과 같이 출력함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
    Figure 112011074589515-pat00030
    여기서, v는 DRC 값을 나타내고, DRCV는 선택된 DRC 값을 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타냄.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 예측된 SINR이 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값 보다 큰 경우 DRC 값에 해당하는 패킷 포맷이 주어진 PER(Packet Error Rate)을 만족함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리율 계산기는 예측된 SINR이 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값 보다 작은 경우 DRC 값에 해당하는 패킷 포맷이 주어진 PER(Packet Error Rate)을 만족하지 않음을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 장치.
  13. 고속 패킷 데이터 시스템에서 순방향 채널을 수신하는 단말의 데이터 전송률 제어(Data Rate Control : DRC) 선택 방법에 있어서,
    소정의 예측(Predictor) 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio : SINR), 제곱근 평균 제곱 오차(Root Mean Square Error : RMSE), 및 선택 신호(SEL)를 근거로 하여 각 DRC 값 별로 데이터 처리율(Throught)을 계산하는 과정과,
    상기 각 DRC 값에 대응하는 데이터 처리율 중에서 최대의 데이터 처리율을 제공하는 DRC 값을 선택하는 과정과,
    상기 DRC 값을 미리 결정된 시점에 갱신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    각 DRC 값에 대응하는 SINR 임계값을 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리율을 계산하는 과정은, 각 스팬에 따라 데이터 처리율을 계산하는 과정을 더 포함함 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리율을 계산하는 과정은, 스팬 = 1 인 v = 6, 9, 11, 12, 14 인 경우, 하기 <수학식 31>과 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 32>와 같이 데이터 처리율을 계산하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
    Figure 112011074589515-pat00034
    Figure 112011074589515-pat00035
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, N(v)는 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리율을 계산하는 과정은, 스팬 = 2 인 v = 4, 7, 8, 10, 13 인 경우, 하기 <수학식 33>, <수학식 34>와 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 35>와 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
    Figure 112011074589515-pat00036
    Figure 112011074589515-pat00037
    Figure 112011074589515-pat00038
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리율을 계산하는 과정은, 스팬 = 4 인 v = 3, 5 인 경우, 하기 <수학식 36>, <수학식 37>과 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 38>과 같이 데이터 처리율을 계산하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
    Figure 112011074589515-pat00039
    Figure 112011074589515-pat00040
    Figure 112011074589515-pat00041
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리율을 계산하는 과정은, 스팬 = 8 인 v = 2 인 경우, 하기 <수학식 39>, <수학식 40>와 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 41>과 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
    Figure 112011074589515-pat00042
    Figure 112011074589515-pat00043
    Figure 112011074589515-pat00044
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리율을 계산하는 과정은, 스팬 = 16 인 v = 1 인 경우, 하기 <수학식 42>, <수학식 43>과 같이 나타낼 수 있는 전송 성공 확률을 이용하여 하기 <수학식 44>와 같이 데이터 처리율을 계산함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
    Figure 112011074589515-pat00045
    Figure 112011074589515-pat00047
    여기서, THRE(v)는 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값을 나타내고, DIFF(v,i)는 서브 패킷 i개를 전송받고 조기 완료가 되기 위해, 필요한 SINR 임계값에서 THRE(v)을 뺀 값을 나타내고, N(v)는 v에 해당하는 패킷 포맷의 정보 비트(information bit) 개수를 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타내고, v는 DRC 값을 나타냄.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 DRC 값을 선택할 경우, SEL(v)=0이면, DRCV=0으로 출력하고,
    여기서, v는 DRC 값을 나타내고, DRCV는 선택된 DRC 값을 나타냄을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 DRC 값을 선택할 경우 SEL(v)=1인 v에 대해서, 하기 <수학식 45>과 같이 DRCV를 출력함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
    Figure 112011074589515-pat00048
    여기서, v는 DRC 값을 나타내고, DRCV는 선택된 DRC 값을 나타내고, R(v)는 데이터 처리율을 나타냄.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 예측 SINR이 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값 보다 큰 경우 DRC 값에 해당하는 패킷 포맷이 주어진 PER(Packet Error Rate)을 만족함을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 예측 SINR이 각 DRC에 대응하는 SINR 임계값 보다 작은 경우 DRC 값에 해당하는 패킷 포맷이 주어진 PER(Packet Error Rate)을 만족하지 않음을 특징으로 하는 데이터 전송률 제어 선택 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20040179499A1 (en) 2000-04-24 2004-09-16 Sindhushayana Nagabhushana T. Method and apparatus for a rate control in a high data rate communication system

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