KR101230802B1

KR101230802B1 - 이동 통신 시스템에서 채널 품질 지시자를 피드백하기 위한장치 및 방법

Info

Publication number: KR101230802B1
Application number: KR1020060015859A
Authority: KR
Inventors: 한진규; 김동희; 권환준; 유재천; 김유철; 김윤선; 정정수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2013-02-06
Also published as: KR20070082783A

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 이동 단말로부터 피드백 되는 채널 품질 정보를 기반으로 기지국이 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 기지국이 트래픽/파일럿 비율을 측정하고, 상기 측정한 트래픽/파일럿 비율과 기준 값의 비교 결과에 의해 생성한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 이동 단말로 전송한다. 상기 이동 단말은 상기 기지국으로부터 수신한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령에 의해 채널 품질 정보를 선별적으로 전송한다. 상기 기지국은 상기 이동 단말로부터 수신한 채널 품질 정보를 기반으로 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행한다.

HRPD, ACM, OFDM, HSPDA, CQI

Description

이동 통신 시스템에서 채널 품질 지시자를 피드백하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FEEDBACK CHANNEL QUALITY INDICATOR IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명이 적용되는 OFDMA 시스템의 이동 단말에서 LRCH (Localized Resource Channel)와 DRCH (Dedicated Resource Channel)를 구성하는 방법을 도시한 도면,

도 2는 본 발명이 적용되는 직교 주파수 다중 접속 시스템에서 MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) 채널 구성 방법을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에서 제안한 방식에 따라 기지국의 트래픽/파일럿 비 (TPR: Traffic to Pilot Ratio) 제어에 따라 이동 단말이 채널 품질 지시자 (Channel Quality Indicator: CQI)를 피드백 하기 위한 데이터 양을 조절하는 실시 예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국의 TPR 명령 결정 흐름도,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말의 블록 구성도,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말에서 CQI 피드백 신호를 포함한 역방향 전송 신호를 발생하는 흐름도,

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 CQI 피드백 정보를 수신하는 방법 흐름도,

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말에서 CQI 채널을 생성하기 위한 블록 구성도.

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 채널 품질 정보를 피드백하는 장치 및 방법에 관한 것으로 특히 채널 품질을 나타내는 채널 품질 지시자 정보를 피드백 하기 위한 채널 구성 장치 및 방법에 관한 것이다.

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통상적으로 무선 통신 시스템은 사용자에게 거리의 제약에서 벗어나 통신을 할 수 있도록 하기 위한 방편으로 개발된 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템의 대표적인 예로써 이동통신 시스템이 있다. 상기 이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 현재 3GPP를 중심으로 진행되고 있는 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access: HSDPA) 및 고속 상향 패킷 접속 (High Speed Uplink Packet Access: HSUPA)와 3GPP2를 중심으로 진행되고 있는 EV-DV와 EV-DO 및 HRPD (High Rate Packet Data)에 대한 표준화는 3세대 이동통신시스템에서 2Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스에 대한 해법을 찾기 위한 노력의 대표적인 반증이라 볼 수 있다.

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상술한 HSDPA, HSUPA, HRPD 등의 3세대 무선 패킷 데이터 통신시스템은 전송 효율을 개선하기 위해 적응 변조 및 부호화 (Adaptive Modulation and Coding, 이하 ‘AMC’라 칭함) 방법과 채널 감응 스케줄링 방법 등의 기술을 이용한다.
상기의 AMC 방법을 활용하면 송신기는 채널 상태에 따라 전송하는 데이터의 양을 조절할 수 있다. 즉 채널상태가 좋지 않으면 전송하는 데이터의 양을 줄이고, 채널 상태가 좋으면 전송하는 데이터의 양을 늘려서 수신 오류 확률을 원하는 수준에 맞추면서도 정보를 효과적으로 전송한다.
상기의 채널 감응 스케줄링 자원관리방법을 활용하면 송신기는 여러 사용자 중에서 채널 상태가 우수한 사용자를 선택적으로 서비스하기 때문에 한 사용자에게 채널을 할당하고 서비스 해주는 것에 비해 시스템 용량이 증가한다. 이와 같은 용량 증가를 소위 ‘다중 사용자 다이버시티 (Multi-user Diversity) 이득’이라 한다.
요컨대 상기의 AMC 방법과 채널 감응 스케줄링 방법은 수신기로부터 부분적인 채널상태 정보를 피드백 받아서 가장 효율적이라고 판단되는 시점에 적절한 변조 및 부호화 기법을 적용하는 방법이다.

상기의 AMC 방법과 채널 감응 스케줄링 방법을 실현하기 위해서 수신기는 채널 상태 정보를 송신기에 피드백 해야 한다. 이렇게 수신기가 피드백 하는 채널 상태 정보를 채널 품질 지시자 (Channel Quality Indicator: CQI)라고 한다.

최근 2세대와 3세대 이동통신 시스템에서 사용되던 다중접속 방식인 코드 분할 다중 접속 (Code Division Multiple Access: CDMA)을 차세대 시스템에서 직교 주파수 다중 접속 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA)으로 바꾸려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 3GPP와 3GPP2는 OFDMA를 사용하는 진화된 시스템에 관한 표준화를 진행하기 시작하였다.

OFDMA 방식은 CDMA 방식에 비해 용량 증대를 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 OFDMA 방식에서 용량 증대를 낳는 여러 가지 원인 중의 하나가 주파수 축 상에서의 스케줄링 (Frequency Domain Scheduling, 이하 ‘FDS’라 칭함)을 수행할 수 있다는 것이다. 채널이 시간에 따라 변하는 특성에 따라 채널 감응 스케줄링 방법을 통해 용량 이득을 얻었듯이 채널이 주파수에 따라 다른 특성을 활용하면 더 많은 용량 이득을 얻을 수 있다. 그러나 FDS를 지원하기 위해서는 송신기가 주파수 별로 채널 상태 정보를 파악하고 있어야 한다. 즉 주파수 별로 CQI 피드백이 필요하기 때문에 CQI 피드백 부담이 증가한다.

한편 차세대시스템에서는 다중 송수신 안테나를 활용한 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 기술의 도입이 활발히 연구되고 있다. 여기서 MIMO란 다중 송수신 안테나를 이용하여 복수개의 데이터 스트림을 동일 자원을 이용하여 동시에 전송하는 기술이다.
일반적으로 채널 상태가 양호할 때 변조 차수 (modulation order)를 증가시키는 것보다 복수개의 낮은 변조 차수의 데이터 스트림을 전송하는 것이 같은 오류 확률에서 전송 량을 증가시킬 수 있는 방법으로 알려져 있다.
한편 MIMO 기법에서 개별 데이터 스트림이 전송되는 차원을 계층 (layer)이라고 부르는 데, 계층의 채널 상태에 따라 AMC를 따로 적용하는 방법이 용량 증대에 효율적이다.
예를 들어 PARC (Per Antenna Rate Control)는 송신 안테나마다 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 기술로서 계층은 송신 안테나가 된다. 복수 개의 송신 안테나는 서로 다른 채널을 겪게 되는데, PARC 기법에서는 채널 상태가 양호한 송신 안테나로 더 많은 데이터가 전송될 수 있도록 AMC를 적용하고 채널 상태가 불량한 송신 안테나로는 전송 데이터 양을 줄인다.
또 다른 예로 PCBRC (Per Common Basis Rate Control)가 있는데, 이 기술은 계층이 고정된 송신 빔이 된다. 따라서 PCBRC 기법에서는 채널 상태가 양호한 송신 빔으로 더 많은 데이터를 전송하고 채널 상태가 불량한 송신 빔으로는 전송 데이터 양을 줄인다.

한편 SDMA (Space Division Multiple Access) 기술은 복수개의 송신 빔에 서로 다른 사용자를 할당하는 기술로서 OFDMA가 FDS를 통해 용량을 증대할 수 있었던 것과 마찬가지로 SDMA는 공간 도메인 스케줄링 (Space Domain Scheduling, 이하 ‘SDS’라 칭함)을 통해 용량을 증대시킬 수 있다.

상기의 MIMO 기술과 SDMA 기술을 통해 AMC 성능을 개선하고, 스케줄링 이득을 향상하기 위해서는 송신기가 송신 계층 별로 채널 상태 정보를 파악하고 있어야 한다. 즉 송신계층 별로 CQI 피드백이 필요하기 때문에 CQI 피드백 부담이 증가한다.

한편 CQI 피드백은 각 이동 단말이 기지국으로 AMC 및 채널 감응 스케줄링을 위해 전송하는 것이므로 CQI 피드백 채널은 역방향 링크에서 설계되어야 한다.
역방향 링크에서 복수 이동 단말들을 위한 채널을 구성하는 방법으로는 크게 직교 채널 (orthogonal channel) 구성 방법과 비직교 채널 (non-orthogonal channel) 구성방법이 있다.
상기 직교 채널 구성 방법은 이동 단말 별로 직교하는 채널 자원을 할당하는 것으로, 셀 내의 이동 단말들 간에 간섭이 발생하지 않는다는 장점이 있다. 따라서 직교 채널에서는 높은 신호대 간섭 및 잡음비 (Signal to Interference plus Noise Ratio, 이하 ‘SINR’이라 칭함)를 보장할 수 있어서 높은 데이터 율로 통신이 가능하다.

그러나 한정된 무선 자원에서 직교 채널의 개수는 한정된다. 따라서 기지국은 직교 채널을 이동 단말의 상태에 따라 할당해주는 과정이 필요하다. 일반적인 직교 채널 할당은 이동 단말이 전송할 데이터 량과 채널 상태를 토대로 직교 채널 할당을 요구(request)하면, 기지국이 그 요구를 받아들여 특정 직교 채널을 각 이동 단말에게 할당을 승인 (grant)하는 과정, 즉 요구-승인 (request-grant) 과정으로 이루어진다.
상기 비직교 채널 구성 방법은 이동 단말 별로 할당된 채널 자원에 직교성을 보장하지 않는 것으로 간섭을 허용하는 것이 특징이다. 이러한 비직교 채널의 경우에는 한정된 무선 자원에서 그 개수가 한정되지 않는 장점이 있지만, 원하는 SINR을 보장하기 위해서는 기지국이 간섭 량을 제어해야 한다.

따라서 기지국은 비직교 채널을 이용하는 이동 단말들을 전력 제어와 이동 단말들로부터 수신된 전체전력과 열 잡음과의 비율에 상응하는 열잡음 대비 잡음 상승률 (Rise over Thermal: RoT) 제어를 통해 송출 전력을 통제해야 한다. 현재의 3세대 이동 통신 시스템은 역방향 링크에서 CDMA 방식의 비직교 채널 구성 방법을 택하고 있다.
통상적으로 CQI와 같은 피드백 정보는 역방향 링크에서 직교 채널로 전송할 수도 있고, 비직교 채널로 전송할 수도 있다. 전자의 방법, 즉 CQI 피드백을 위해 직교 채널을 할당하는 방법은 이동 단말이 항상 일정량의 CQI를 피드백할 때 유리하다. 그러나 FDS나 MIMO와 같은 기술을 적용하기 위해서 많은 양의 CQI 피드백이 발생하는 것을 감안한다면, 한정된 역방향 링크 무선자원의 대부분을 CQI 피드백 용도로만 사용하게 될 수 있다.

한편 CQI 피드백 량이 일정하지 않고 가변적이라면, 가변적으로 직교 채널을 할당하기 위해 요구-승인 과정을 자주 거치게 될 수 있다. 그러나 CQI 정보는 되도록 빨리 기지국에 전달되어야 AMC 및 채널 감응 스케줄링에 도움이 되기 때문에 요구-승인 과정에서 시간이 너무 지체되는 것이 문제가 될 수 있다. 따라서 후자의 방법, 즉 CQI 피드백을 위해 비직교 채널을 할당하는 방법이 유리할 수 있다.

통상적으로 비직교 채널 구성 방법에서 RoT 제어는 이동 단말에게 TPR (Traffic to Pilot Ratio)을 허용하는 방식으로 이루어진다. 전력 제어에 의해 코히어런트 복조(coherent demodulation)를 위해 필수적인 파일럿의 송출 전력이 제어되고 있을 때, TPR을 제어한다는 것은 각 이동 단말이 비직교 채널로 송출하는 총 전력을 제어한다는 것을 뜻한다. 예컨대 기지국은 간섭 량이 증가할 시에 이동 단말에게 TPR을 낮추도록 제어하고, 간섭 량이 감소할 시에 이동 단말에게 TPR을 높이도록 제어한다. 상기 TPR을 높이도록 하는 상기 기지국의 제어는 이동 단말의 송출 전력을 증가시킴으로써 전송 정보량을 높이는 것이 가능하도록 한다.

일반적으로 기지국에서 TPR을 제어하는 방법은 크게 두 가지 방법이 있다.
첫 번째 방법은 이동 단말 별로 허용 TPR을 제어하는 개별 제어 방법이 있다. 이를 위해서는 직교 채널 구성 방법과 마찬가지로 요구-승인 과정이 필요하다.
두 번째 방법은 셀 내의 모든 사용자에게 현재의 간섭 상황을 하나의 제어신호로 통보하여 전체적으로 TPR을 제어하는 공통 제어방법이다. 즉 RoT가 증가하여 통신이 어려워지는 위험수준에 도달할 것으로 예측되면, 간섭 량이 높다는 것을 셀 내의 모든 이동 단말들에게 알려서, 각각의 이동 단말들이 스스로 TPR을 낮추어 전송하게 한다. 그리고 반대의 상황에서는 간섭 량이 낮다는 것을 통보하여 각각의 이동 단말들이 스스로 TPR을 높여 전송하게 한다. TPR이 높으면 트래픽 채널에 더 많은 전력을 할당할 수 있기 때문에 전달할 수 있는 정보량을 증가 시킬 수 있다. 공통 제어방법의 장점은 요구-승인 과정이 필요하지 않다는 장점이 있다.

후술할 본 발명은 CQI 피드백을 위한 역방향 링크 채널이 비직교 채널로 구성되며, RoT 제어는 공통 제어 방법으로 이루어지고 있다고 가정하기로 한다.

일반적으로 3GPP의 HSDPA와 3GPP2의 HRPD 시스템과 같은 고속 패킷 데이터 통신 시스템은 5MHz와 1.25MHz 전 대역에 걸쳐 CDMA 또는 CDM (Code Division Multiplexing)을 통해 신호를 전송하는 방식을 사용하고 있다. 따라서 각 이동 단말은 전 시스템 대역에 대한 CQI만을 피드백하고 기지국은 모든 이동 단말들로부터 상기 CQI 정보를 모아 AMC와 채널 감응 스케줄링을 수행한다.
이동 통신 시스템에서는 이동 단말이 통화 중 끊김 현상이 일어나지 않도록 핸드 오프를 지원하므로, 이동 단말이 채널 상태가 양호한 기지국과의 통신을 시도하게 된다. 따라서 이동 단말은 CQI를 피드백 할 때 CQI가 어느 기지국으로부터의 채널 상태 정보인가를 알려줄 필요가 있다. 즉 CQI는 섹터 정보와 같이 전송되었을 때 의미가 있다. 이와 같이 CQI를 섹터 정보와 같이 피드백하는 것은 HRPD 시스템에서 사용되고 있다.

그러나 FDS나 MIMO와 같은 기술을 적용하기 위해서는 이동 단말로부터 많은 양의 CQI 피드백이 발생하게 된다. 따라서 CQI 피드백 양이 증가하면 기지국은 더 많은 채널 정보를 토대로 채널 감응 스케줄링을 수행할 수 있기 때문에 시스템 용량을 증가시키는 데 도움이 되는 반면 CQI 피드백을 위해 할당해야 하는 역방향 링크의 무선 자원이 증가하게 되는 문제가 발생한다.

본 발명은 CQI 피드백에 사용되는 역방향 링크의 무선 자원을 효과적으로 제어하고 시스템 용량 증대에 도움이 되는 CQI 정보를 사용자가 선별적으로 피드백 할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 역 방향 링크의 로드(load) 상태에 따라 CQI 피드백에 기지국이 사용되는 역방향 링크 무선 자원의 양을 조절하되 요구-승인의 절차와 같이 자원 할당에 일정 시간이 소요되지 않고 빠르게 TPR 공통 제어 방법으로 CQI 피드백용 자원을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 각 이동 단말은 허용된 TPR 내에서 순방향 링크에서 자원을 할당 받을 가능성이 높은 종류의 자원에 관한 CQI만을 선별적으로 피드백함으로써 효율적으로 역방향링크 무선 자원을 활용할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 기지국은, 이동 단말로부터의 수신신호에 의해 열 잡음 대비 잡음 상승률을 측정하는 측정부와, 상기 측정한 열 잡음 대비 잡음 상승률과 기준 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 의해 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 결정하고, 상기 이동 단말로부터 수신한 채널 품질 정보를 기반으로 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 결정에 의해 생성한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 상기 이동 단말로 전송하고, 상기 전송된 트래픽/파일럿 비율 조정 명령에 의해 조정된 전송 전력 량을 사용하여 상기 이동 단말에 의해 전송된 채널 품질 정보를 수신하고, 상기 수신한 채널 품질 정보를 상기 제어부로 전달하는 무선부를 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 채널 품질 정보를 피드백 하는 이동단말은, 기지국으로부터 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 수신하고, 채널 품질 정보를 상기 기지국으로 전송하는 무선부와, 상기 수신한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 기반으로 전송할 트래픽의 량과 전송할 파일럿의 량에 의한 트래픽/파일럿 비율을 조정하는 명령 해석부와, 상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 복수의 순방향 무선 자원 각각에 대응하여 측정된 채널 품질 정보들이 가지는 우선순위를 고려하여 상기 측정된 채널 품질 정보들 중 전송할 적어도 하나의 채널 품질 정보를 선택하고, 상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 할당된 전력을 사용하여 상기 선택한 채널 품질 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선부를 제어하는 제어부를 포함한다.

삭제

또한 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 기지국이 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 방법은, 이동 단말로부터의 수신신호에 의해 열 잡음 대비 잡음 상승률을 측정하고, 상기 측정한 열 잡음 대비 잡음 상승률과 기준 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 의해 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 결정하는 과정과, 상기 결정에 의해 생성된 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 상기 이동 단말로 전송하는 과정과, 상기 이동 단말로 전송된 트래픽/파일럿 비율 조정 명령에 의해 조정된 전송 전력 량을 사용하여 상기 이동 단말에 의해 전송된 채널 품질 정보를 수신하고, 상기 수신한 채널 품질 정보를 기반으로 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 이동 단말이 채널 품질 정보를 피드백 하는 방법은, 기지국으로부터 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 수신하고, 상기 수신한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 기반으로 전송할 트래픽의 량과 전송할 파일럿의 량에 의한 트래픽/파일럿 비율을 조정하는 과정과, 상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 복수의 순방향 무선 자원 각각에 대응하여 측정된 채널 품질 정보들이 가지는 우선순위를 고려하여 상기 측정된 채널 품질 정보들 중 전송할 적어도 하나의 채널 품질 정보를 선택하는 과정과, 상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 할당된 전력을 사용하여 상기 선택한 채널 품질 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

삭제

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하에서 본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명은 CQI 피드백을 위한 역방향 링크채널이 비직교 채널로 구성됨을 기본적으로 가정한다. 그리고 CQI 피드백용 비직교 채널의 운용을 위해 필요한 전력 제어와 RoT 제어가 기지국에 의해 이루어지고 있다는 것을 기본적으로 가정한다.

본 발명의 개념을 간략히 설명하자면, 기지국이 RoT를 측정하여 TPR을 결정하고, 상기 결정된 TPR을 기반으로 이동 단말의 CQI 피드백을 조절하는 것을 특징으로 한다.

OFDMA와 MIMO 기술을 적용하는 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서는 종래에 비해서 더 많은 종류의 CQI이 정의된다. 기지국이 AMC와 스케줄링을 통해 시스템의 용량을 증대 시키기 위해서는 이동 단말이 충분한 CQI 정보를 피드백해 주어야 한다. 그러나 역방향 링크에도 무선 자원이 한정되어있기 때문에 CQI 피드백에 너무 많은 자원을 할당할 수도 없다.
따라서 기지국은 CQI 피드백에 활용할 역방향 링크의 자원을 할당하고 이동 단말은 해당 자원으로 CQI 정보를 피드백하는 방법이 정의 되어야 한다.
본 발명은 CQI 피드백에 사용되는 역방향 링크의 무선자원을 효과적으로 제어하고 시스템 용량 증대에 도움이 되는 CQI 정보를 사용자가 선별적으로 피드백할 수 있는 방법을 제공한다.
이를 위해 기지국은 TPR 제어를 통해 역방향 링크 자원을 관리하고 이동 단말은 TPR 제어의 통제를 받으며, 허용된 TPR 내에서 선별된 CQI 정보를 피드백한다. 이동 단말은 서로 다른 순방향 링크 자원에 관한 CQI 정보를 나타내는 코드워드를 모두 더하여 전송하며, 이를 위해서 CQI 부호화는 직교(orthogonal) 부호화 또는 이원 직교 (Bi-orthogonal) 부호화를 사용한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 OFDMA 시스템의 이동 단말에서 LRCH (Localized Resource Channel)와 DRCH (Dedicated Resource Channel)를 구성하는 방법을 도시한 것이다. 상기의 LRCH와 DRCH는 OFDMA 방식을 통해 순방향 링크에서 형성되는 채널들이며, 이동 단말은 각 채널의 CQI를 역방향 링크로 피드백한다.

먼저 참조번호 201은 DRCH 1 (203)과 DRCH 2 (204) 등 DRCH로만 채널이 구성되어 있는 예이고, 참조번호 202는 LRCH 1 (205), LRCH 2 (206), LRCH N (207) 등 LRCH로만 구성되어 있는 예이다. DRCH는 도시되어 있는 것과 같이 주파수 상에서 흩어 뿌려진 주파수-시간 심볼들로 하나의 채널이 구성되어 있는 것이 특징으로, 주파수 다이버시티 (frequency diversity) 이득을 얻기 위해 설계되어 있는 채널이다. LRCH는 참조번호 202에 도시되어 있는 것과 같이 주파수 상에서 인접한 주파수-시간 심볼들로 하나의 채널이 구성되는 것이 특징으로, FDS 이득을 얻기 위해 설계되어 있는 채널이다.

주파수 선택적 페이딩 환경에서 인접한 주파수는 유사한 채널 응답을 겪는 반면 멀리 떨어진 주파수는 상이한 채널 응답을 겪게 된다. 따라서 LRCH로 전달되는 심볼은 유사한 채널 응답을 겪게 되고 DRCH로 전달되는 심볼은 상이한 채널 응답을 겪게 된다.

도 1에서 DRCH 1과 DRCH 2의 CQI는 크게 다르지 않다. 왜냐하면, DRCH는 전 주파수 대역의 채널 응답을 대표하는 CQI를 사용하기 때문이다. 예를 들어 손쉽게 DRCH의 CQI를 계산하는 방법은 전 대역에 걸쳐 각 심볼이 겪는 CQI의 평균치를 대표 CQI로 사용하는 것이다. 따라서 이동 단말은 DRCH를 위한 CQI는 하나의 값만 피드백해 주면 된다. 그러나 LRCH 1(205), LRCH 2(206), 그리고 LRCH N(207)의 CQI는 서로 다르다. 따라서 LRCH를 위한 CQI는 LRCH의 종류에 따라 CQI를 따로 전달해야 한다. 즉 LRCH의 CQI를 피드백하기 위해서는 LRCH의 CQI를 알려 줄 때 어느 LRCH에 대한 것인지를 알 수 있게 해야 한다.

상술한 내용을 정리하면 다음과 같다.
DRCH의 CQI (이하 DRCH_SISO_CQI)는,

{DRCH_SISO_CQI, SECTOR_INDEX}

의 형태로 피드백한다.
여기서 DRCH_SISO_CQI는 전 대역을 대표하는 CQI를 나타내고, SECTOR_INDEX는 DRCH_SISO_CQI가 어느 섹터와 연결했을 때의 CQI 값인지를 표시한다.
이때 SISO (Single Input Single Output)은 MIMO 기법을 적용했을 경우와 구분하기 위해 표기하였다.
LRCH의 CQI (이하 LRCH_SISO_CQI)는,

{LRCH_SISO_CQI, SECTOR_INDEX, LRCH_INDEX}

의 형태로 피드백한다.
여기서 LRCH_SISO_CQI는 특정 LRCH에 대한 CQI를 나타내고, SECTOR_INDEX와 LRCH_INDEX는 LRCH_SISO_CQI가 각각 어느 섹터와 연결했을 때 어느 LRCH에 대한 CQI 값인지를 표시한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 OFDMA 시스템에서 MIMO 채널 구성 방법을 도시한 것이다. MIMO 방식을 통해 동일한 주파수-시간 자원에 복수 개의 계층을 구축하고, 각 계층에 서로 다른 데이터 스트림을 전송할 수 있다.
도 2를 참조하면, 참조번호 208과 참조번호 209는 동일한 주파수-시간 자원이지만, MIMO에 의해 서로 다른 데이터 스트림이 전송되는 계층 1과 계층 M이다. 즉 도 2의 예에서는 동일한 주파수-시간 자원에서 총 M개의 계층이 구축되고, 총 M개의 데이터 스트림이 전송된다.

계층을 구축하는 방법은 MIMO 기술에 따라 다르다. 송신 안테나 별로 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 기술의 경우, 계층은 송신 안테나에 의해 구분된다.
기지국에서 복수개의 빔(beam)을 형성하고, 빔 별로 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 기술의 경우, 계층은 송신 빔에 의해 구분된다. 또한 MIMO 기술에 따라 계층 별로 CQI가 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 계층 별로 CQI가 같은 경우는 하나의 CQI로 모든 계층의 CQI를 표현할 수 있다. 하지만 계층 별로 CQI가 다르다면 LAYER_INDEX로 구분되는 복수개의 CQI를 피드백해야 한다.

MIMO 기술을 고려하여 CQI를 표현하면 다음과 같다.
MIMO 기술이 적용되었을 때 DRCH의 CQI (이하 DRCH_MIMO_CQI)는,

{DRCH_MIMO_CQI, SECTOR_INDEX, LAYER_INDEX}

의 형태로 피드백한다.
여기서 DRCH_MIMO_CQI는 특정 계층에 대한 CQI를 나타내고, SECTOR_INDEX와 LAYER_INDEX는 LRCH_MIMO_CQI가 각각 어느 섹터와 연결했을 때 어느 계층에 대한 CQI 값인지를 표시한다.
MIMO 기술이 적용되었을 때 LRCH의 CQI (이하 LRCH_MIMO_CQI)는,

{LRCH_MIMO_CQI, SECTOR_INDEX, LRCH_INDEX, LAYER_INDEX}

의 형태로 피드백한다.
여기서 LRCH_MIMO_CQI는 특정 LRCH의 특정 계층에 대한 CQI를 나타내고, SECTOR_INDEX, LRCH_INDEX, LAYER_INDEX는 LRCH_MIMO_CQI가 각각 어느 섹터와 연결했을 때 어느 LRCH의 어느 계층에 대한 CQI 값인지를 표시한다.

참고로 SISO와 MIMO는 다중 안테나의 사용 여부에 따라 구분되는 것이 아니라 전송 데이터 스트림의 수에 의해 구분된다. 예를 들어 다중 송수신 안테나를 사용하더라도 송신 다이버시티 (transmit diversity) 용도로 다중 안테나를 활용하는 경우는 SISO 기법으로 분류한다. 기지국이 다중 송수신 안테나를 SISO 기법이나 MIMO 기법으로 한정하지 않고 환경과 조건에 따라 SISO 기법 또는 MIMO 기법으로 자유롭게 변경할 수 있다면, SISO용 CQI (DRCH_SISO_CQI, LRCH_SISO_CQI)와 MIMO용 CQI (DRCH_MIMO_CQI, LRCH_MIMO_CQI)를 모두 피드백 받으면 도움이 된다.

마찬가지로 기지국이 OFDMA의 채널을 DRCH나 LRCH로 한정하지 않고 환경과 조건에 따라 DRCH 또는 LRCH로 자유롭게 변경할 수 있다면, DRCH용 CQI (DRCH_SISO_CQI, DRCH_MIMO_CQI)와 LRCH용 CQI (LRCH_SISO_CQI, LRCH_MIMO_CQI)를 모두 피드백 받으면 도움이 된다.

상기의 CQI 피드백 메시지 형태를 일반적으로 표현하면

{CQI, INDEX}

로 나타낼 수 있다. 즉 특정 자원의 INDEX를 밝히고, 그 자원에 대한 CQI를 피드백 하는 것이다. 예를 들어 LRCH_MIMO_CQI의 경우 자원 INDEX는 {SECTOR_INDEX, LRCH_INDEX, LAYER_INDEX}가 된다.

CQI를 피드백할 때 자원 INDEX를 지정하는 방법은 외재적 방법 (explicit method)과 내재적 방법 (implicit method)이 있다.
상기 외재적 방법은 자원 INDEX를 지정하는 것으로 모든 자원의 CQI를 피드백하지 않을 때 효과적이다. 예를 들어 LRCH_SISO_CQI를 피드백 할 때, N개의 LRCH 중에서 하나의 LRCH에 대한 CQI만을 피드백 한다면 외재적 방법이 효율적이다.
상기 내재적 방법은 CQI를 배열의 형태로 피드백함으로써 자원 INDEX를 표시하지 않고도 개별 CQI가 어느 자원에 관한 것인지를 알 수 있게 표현하는 방법이다. 따라서 상기 내재적 방법은 거의 모든 자원의 CQI를 피드백할 때 효과적이다.
상기 예에서, N개 모두의 LRCH_SISO_CQI를 피드백한다면, LRCH_INDEX를 표시하는 것이 불필요한 정보가 되기 때문에 LRCH_INDEX를 따로 표시하지 않고, N개의 LRCH_SISO_CQI를 한꺼번에 피드백하는 것이 소모되는 무선 자원의 양을 줄일 수 있다. 단 CQI의 순서를 통해 기지국이 내재적으로 자원 INDEX를 파악할 수 있게 해야 한다.

이와 같이 이동 단말은 다양한 종류의 CQI를 피드백해야 한다. 기지국이 채널 감응 스케줄링을 효과적으로 수행하기 위해서는 모든 종류의 CQI를 피드백 받는 것이 도움이 되지만 역방향 링크의 무선 자원을 지나치게 많이 사용하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기지국은 CQI 피드백에 사용되는 역방향 링크의 무선 자원을 효과적으로 제어하고, 이동 단말은 시스템용량 증대에 도움이 되는 CQI 정보를 선별적으로 피드백할 수 있는 방법을 제안한다.

이하 본 발명에 따른 CQI 정보를 피드백하는 장치 및 방법을 설명하기로 한다. 하기의 설명에서는 CQI 피드백은 역방향 링크 비직교 채널을 통해 전송된다고 가정한다.
기지국은 RoT 제어를 통해 이동 단말의 송출 전력을 통제한다. 즉 기지국은 이동 단말의 TPR을 올려도 되는지 내려야 하는지를 명령함으로써, RoT를 제어한다.
이동 단말은 기지국의 TPR 명령에 따라 송출 전력을 결정한다. 이동 단말은 기본적인 채널을 전송하는데 필요한 전력을 제외하고 남은 전력을 CQI 피드백 전송에 사용한다.

일반적으로 이동 단말은 허용된 전력으로 모든 CQI 정보를 피드백할 수 없기 때문에, 허용된 전력 한도 내에서 기지국에게 알려줄 가치가 있는 CQI 정보를 선별하여 피드백한다.
이동 단말은 모든 자원의 CQI를 측정할 수 있기 때문에, 어느 자원의 채널 상태가 우수하여 해당 자원을 할당 받으면 더 많은 데이터를 수신할 수 있는지 판단할 수 있다. 예를 들어 N개의 LRCH가 있는데 특정 LRCH가 가장 CQI가 높은 것으로 측정 되었다면, 이동 단말은 그 LRCH를 할당 받는 것이 다른 LRCH를 할당 받는 것보다 더 많은 데이터를 수신할 수 있다. 따라서 기지국에게 알려 줄 가치가 있는 CQI 정보 선별은 이동 단말이 수행하는 것이 타당하다.

도 3은 본 발명에서 제안한 방식에 따라 기지국이 TPR를 제어함으로써, 이동 단말의 CQI 피드백 양을 조절하는 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 참조번호 400은 기지국에서 전송되는 파일럿 혹은 훈련신호 (training signal)의 전송 전력이다. 역방향 링크 비직교 채널은 전력 제어되고 있기 때문에 파일럿 혹은 훈련 신호의 전송전력은 전력 제어에 의해 조절되고 있다. 따라서 기지국의 전력제어 명령에 따라 파일럿 혹은 훈련 신호의 전송 전력은 가변적이다. 도 3에서는 편의상 파일럿 혹은 훈련 신호의 전송 전력을 일정한 값으로 도시하였다.
참조번호 401, 403, 405는 허용 TPR을 나타내며, 기지국의 TPR 제어에 의해 조절된다. 참조번호 401의 허용 TPR에서 참조번호 402와 같이 기지국이 TPR을 증가시키라는 명령을 내리면, 이동 단말은 참조번호 403의 TPR로 허용 TPR을 증가시킨다.

다음 단계에서 기지국이 참조번호 404와 같이 TPR을 감소시키라는 명령을 내려면, 이동 단말은 참조번호 403의 TPR에서 참조번호 405의 TPR로 허용 TPR을 감소시킨다. 상기 허용 TPR이 결정되는 각 이동단말은 허용된 전력 한도 내에서 기지국에게 알려줄 가치가 있는 CQI 정보를 선별하여 피드백한다.
일 예로 허용 TPR이 401이면 참조번호 410의 채널과 참조번호 411의 CQI 채널을 전송한다. 여기서 참조번호 410의 채널은 기본적인 채널들을 도시한 것으로 참조번호 410의 채널을 전송하는데 필요한 전력을 제외하고 남은 전력을 CQI 피드백 전송에 사용한다.

이동 단말은 여러 가지 CQI 중에서 INDEX_A에 해당하는 자원의 CQI_A를 피드백하는 것이 가장 우선순위가 높다고 판단한 상태이다. 허용 TPR (401)의 한도 내에서는 CQI_A를 피드백 하는 것은 가능하지만 추가 CQI 정보를 피드백하는 것은 불가능하다. 이러한 이유로 이 단계에서는 410의 채널과 411의 CQI_A 채널만을 전송한다.
다음 단계에서 기지국은 참조번호 402와 같이 TPR을 증가시키라는 명령을 내려서 허용 TPR은 참조번호 403이 되었다. 여기서는 기본적인 채널이 전송하는 정보량이 증가해서 참조번호 420의 TPR이 410의 TPR보다 증가한 상태이다.
이동 단말은 여러 가지 CQI 중에서 INDEX_B에 해당하는 자원의 CQI_B의 우선순위가 가장 높고, INDEX_C에 해당하는 자원의 CQI_C가 다음 우선순위를 갖는다고 판단하였다. 따라서 허용 TPR (403)의 한도 내에서는 CQI_B, CQI_C를 피드백 하는 것은 가능하지만 추가 CQI 정보를 피드백하는 것은 불가능하다. 이러한 이유로 이 단계에서는 참조번호 420의 채널과 421. 422의 CQI_B, CQI_C 채널만을 전송한다.
다음 단계에서 기지국은 참조번호 404와 같이 TPR을 감소시키라는 명령을 내려서 허용 TPR은 참조번호 405와 같이 되었다.

비록 허용 TPR은 참조번호 403에서 참조번호 405로 감소했지만 기본적인 채널이 전송하는 정보량이 더욱 감소해서 참조번호 430의 TPR이 참조번호 420이나 410의 TPR보다 감소한 상태이다.
이동 단말은 여러 가지 CQI 중에서 INDEX_D에 해당하는 자원의 CQI_D의 우선순위가 가장 높고, INDEX_E에 해당하는 자원의 CQI_E가 다음 우선순위를 갖는다고 판단하였다. 따라서 허용 TPR (405)의 한도 내에서는 CQI_D, CQI_E를 피드백 하는 것은 가능하지만 추가 CQI 정보를 피드백하는 것은 불가능하다. 이러한 이유로 이 단계에서는 참조번호 420의 채널과 431, 432의 CQI_ D, CQI_E 채널만을 전송한다.

도 3에 도시된 실시 예에서 CQI_A, CQI_B, CQI_C, CQI_D, CQI_E는 DRCH_SISO_CQI, LRCH_SISO_CQI, DRCH_MIMO_CQI, LRCH_MIMO_CQI 중 어느 하나가 될 수 있으며 서로 같을 필요가 없다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 기지국은 RoT 측정부(500)와 무선부(502), 제어부(504)로 구성된다.

상기 RoT 측정부(500)는 RoT를 측정하여 제어부(504)로 보고함으로써, 기지국이 겪는 간섭 량을 측정하게 한다. 상기 무선부(502)는 필터링, 송신 전력 조절을 수행하며, 기저 대역 신호를 고주파 신호로 변환하거나 고주파 신호를 기저 대역신호로 변환하여 제어부(504)로 전송하는 역할을 수행한다. 특히 본 발명의 실시 예에서 이동 단말로부터 수신된 CQI를 수신하여 하강 변환한 후 제어부(504)로 전송하거나 상기 제어부(504)의 제어에 따라 결정된 TPR 증가 또는 감소 명령을 안테나를 통해 전송한다. 또한 이동 단말로부터 역방향 링크가 수신된다면, 상기 역방향 링크로 수신된 신호를 하강 변환한 후 제어부(504)로 전송한다.

상기 제어부(504)는 상기 RoT 측정부(500)가 측정한 RoT 값과 미리 설정된 기준 값을 비교하여 상기 측정한 RoT 값이 미리 설정된 기준 값보다 작으면, 무선부(502)를 통해 TPR을 증가시키라는 명령을 전송하게 제어한다. 반면, 상기 측정한 RoT 값이 미리 설정된 기준 값보다 크다면, 무선부(502)를 통해 TPR을 감소시키라는 명령을 전송하게 제어한다.

또한, 이동 단말로부터 역방향 링크 신호가 수신되었다면, 특정 인덱스의 CQI가 검출되었는지를 검사하여 해당 자원에 대한 CQI가 피드백 되었는지를 검사한다. 만약 CQI가 피드백 되었다면, 스케줄링과 AMC에 상기 CQI 정보를 반영한다. 하지만 CQI가 피드백 되지 않았다면, 해당 인덱스의 자원을 스케줄링에서 배제하거나 예전 CQI를 사용한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국 TPR 명령을 전송하기 위해 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 기지국은 601 단계에서 기지국이 겪는 간섭 량을 나타내는 RoT를 측정한다. 그리고 602 단계에서 기지국은 상기 601단계에서 측정된 RoT를 미리 정의된 기준 값(threshold)과 비교한다. 만약 RoT가 기준 값보다 작다면 기지국은 603 단계로 이동하여 TPR을 증가(TPR up)하라는 명령을 전송한다. 하지만 RoT가 기준 값보다 크다면 기지국은 604 단계로 이동하여 TPR을 감소(TPR down)하라는 명령을 전송한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말의 블록 구성도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말은 무선부(700)와 TPR 명령 해석부(702), 제어부(704), CQI 메시지 구성부(706)로 구성되어 있다.

상기 무선부(700)는 필터링, 송신 전력 조절을 수행하며, 기저 대역 신호를 고주파 신호로 변환하거나 고주파 신호를 기저 대역신호로 변환하여 제어부(704)로 전송하는 역할을 수행한다. 특히 본 발명의 실시 예에서 기지국으로부터 수신된 TPR 명령 및 전력 제어 명령을 수신하여 하강 변환한 후 제어부(704)로 전송하거나 상기 제어부(704)의 제어에 따라 구성된 CQI 메시지, 파일럿, 기본 채널을 안테나를 통해 기지국으로 전송한다.
상기 TPR 명령 해석부(702)은 상기 제어부(704)의 제어에 의해 수신된 TPR 명령을 해석하여 허용 TPR을 계산한다. 허용 TPR은 기지국이 이동 단말에게 허용한 TPR 값으로 이동 단말이 기지국으로부터 허가 받은 전송 전력량으로 변환될 수 있다. 이미 파일럿 또는 훈련신호는 전력 제어되고 있으므로, 다른 신호들의 전력은 파일럿 또는 훈련신호의 송신 전력과 기지국이 허용한 TPR에 의해 계산될 수 있다. 허용 TPR이 높다는 것은 이동 단말이 더 높은 전력으로 기지국에게 신호를 송신할 수 있다는 것을 뜻한다.

상기 제어부(704)는 상기 무선부(700)를 통해 수신된 TPR 및 전력 제어 명령을 해석하여 허용 TPR을 계산하게 상기 TPR 명령 해석부(702)를 제어하거나, 파일럿 전송 전력을 결정한다. 또한 CQI를 측정하여 CQI 메시지를 구성하게 CQI 메시지 구성부(706)를 제어하며, 허용된 TPR 내에서 CQI 메시지에 우선 순위를 부여한다.

상기 CQI 메시지 구성부(706)는 상기 제어부(704)의 제어에 의해 상기 제어부(704)가 측정한 각 자원의 CQI에 따라 CQI 메시지를 구성한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말에서 역방향 신호를 전송하기 위해 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.

도 7을 참조하면, 이동국은 802 단계에서 도 5에서 설명한 과정을 통해서 기지국이 전송한 TPR 명령과 전력제어 명령을 수신한다. 상기 이동 단말은 804 단계에서 TPR 명령을 해석하여 허용 TPR을 해석한다. 상기 이동 단말은 806 단계에서 전력 제어 명령을 해석하여 파일럿 전송 전력을 결정한다. 상기 이동 단말은 808 단계에서 다른 역방향 기본 채널을 전송하는 데 필요한 전력을 결정한다.

상기 이동 단말은 810 단계에서 각 자원의 CQI를 측정하여 CQI 메시지를 구성하고, 812 단계에서 구성한 CQI 메시지에 우선순위를 매긴다. 그리고 상기 이동 단말은 814 단계에서 허용된 TPR 한도 내에서 앞서 부여된 우선순위를 기반으로 전송할 CQI 메시지를 결정한다. 즉 상기 이동 단말은 우선 순위가 높은 CQI 정보만을 피드백하기 위해 CQI 메시지를 선정한다.
마지막으로 상기 이동 단말은 816 단계에서 전송할 파일럿, 기본 채널, CQI 메시지 등을 취합하여 전송 신호를 발생시키고, 이 신호를 기지국으로 전송한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 CQI 피드백 정보를 수신하기 위해 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.

도 8을 참조하면, 기지국은 900 단계에서 이동 단말들이 전송한 역방향 링크 신호를 수신한다. 상기 기지국은 902 단계에서 특정 INDEX의 CQI 정보를 검출하여 해당 자원에 대한 CQI가 피드백 되었는지를 판단한다. 만약 해당 자원의 CQI가 검출 되었다면, 906 단계에서 상기 특정 INDEX의 CQI 정보를 복원하여 스케줄링과 AMC에서 그 값을 활용한다. 그러나 해당 자원의 CQI가 검출되지 않았다면, 이동 단말은 904단계에서 해당 INDEX의 자원을 스케줄링에서 배제하거나 예전에 복원된 CQI 값을 활용한다.

상기 해당 INDEX의 자원을 스케줄링에서 배제하는 방법은, 이동 단말이 해당 INDEX의 자원을 할당 받는 것을 선호하지 않았기 때문에 해당 자원의 CQI를 전송하지 않았다고 판단한 것이다. 상기 해당 INDEX의 자원을 스케줄링에서 감안하기 위해서 예전에 복원된 CQI 값을 활용하는 방법은, 이동 단말이 해당 INDEX의 자원을 할당 받고자 CQI를 전송했지만 기지국이 수신하지 못한 것 일뿐이라고 판단하고 차선책으로 예전에 복원된 CQI 값을 활용하는 것이다.
상기 예전에 복원된 CQI 값을 활용하는 것은 이미 채널이 변했을 것으로 가정 할 수 있을 정도로, 예전 CQI 값이 시간이 지난 값이라면 오히려 AMC와 채널 감응 스케줄링의 성능을 저하시킬 수 있다.
상술한 두 가지 방법은 저마다 장단점이 있기 때문에, 목적에 따라 특정 자원의 CQI를 수신하지 못 했을 경우 동작을 둘 중에서 선택할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말에서 CQI 채널을 생성하기 위한 블록 구성도로서, 도 6의 CQI 메시지 구성부(706)를 상세히 도시한 것이다.

이동 단말은 상술한 도 7의 810단계에서 각 자원 별로 CQI를 측정하고, CQI 메시지를 구성한다. 참조번호 1001, 1002, 1003은 이렇게 구성된 복수개의 CQI 메시지들을 의미한다.

참조번호 1001은 INDEX_A가 지정하는 자원에 대한 CQI가 CQI_A라는 것을 뜻하는 메시지이다. 마찬가지로 참조번호 1002와 1003 각각은 INDEX_B와 INDEX_C가 지정하는 자원에 대한 CQI 메시지들이다. 상기 CQI 메시지들은 각각 직교(orthogonal) 부호화 또는 이원 직교(bi-orthogonal) 부호화기(1004, 1005,.., 1006)에 의해 직교 부호화 또는 이원 직교 부호화된다.

상기 직교 부호화 또는 이원 직교 부호화기(1004, 1005,.., 1006)에 의해 부호화된 CQI 코드워드는 신호 포인트 매핑기(1007, 1008,.., 1009)에서 0은 +1로 변환되고, 1은 -1로 변환되는 신호 변환 과정을 거친다.

한편 CQI 채널을 구성할 때, 도 7의 814 단계에 따라서 참조번호 1010과 같이 허용 TPR과 각 자원의 CQI의 우선 순위가 제어부(704)로부터 스위치들(1011, 1012,..., 1013)로 입력된다. 상기 제어부(704)는 허용 TPR과 CQI의 우선순위에 따라 CQI 메시지들 (1001, 1002, 1003)이 전송될 것인가를 판단한다. 상기 스위치들(1011, 1012,..., 1013)은 상기 제어부(704)에 의해 CQI 피드백이 결정된 CQI만을 통과시키는 것이다. 그리고 전송되기로 결정된 CQI 메시지들은 가산기(1014)에서 모두 더해져서 도시되지 않은 다른 채널들과 다중화되는 과정으로 넘어간다.

본 발명에서 CQI의 부호화 방법으로 직교 부호화 또는 이원 직교 부호화(1004, 1005, 1006)를 제안하는 이유는 다음과 같다.

서로 다른 자원의 CQI를 알려주는 복수개의 CQI 메시지들은 서로 더해져서 전송된다. 따라서 CQI 코드워드들은 서로 더해져도 복호가 가능하며, 성능 저하도 없는 것 이어야 한다. 이 조건을 만족하기 위해서는 CQI 코드워드들이 상호 직교하는 특성을 만족하면 되는데, 이 조건을 만족하는 부호화 방법이 직교 부호화 방법이다. 상기 이원 직교 부호화 방법도 CQI의 부호화 방법으로 사용할 수 있다. 왜냐하면, 더해질 복수개의 CQI 메시지들은 서로 다른 자원의 CQI이기 때문에 INDEX가 서로 다른 코드워드간에 직교하는 특성을 만족시키면 되기 때문이다. 즉 이원 직교 부호화 과정에서 직교 코드워드의 각 비트와 XOR (exclusive OR)하는 데 사용하는 입력 비트를 INDEX에서 선택하지만 않으면, 이원 직교 부호화는 INDEX가 서로 다른 코드워드간에 직교하는 특성을 갖는다.

따라서 본 발명에 따르면 이동 통신 시스템에서 CQI 피드백에 사용되는 역방향 링크의 무선 자원을 효과적으로 제어하고 시스템 용량 증대에 도움이 되는 CQI 정보를 이동 단말이 선별적으로 피드백할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

기지국은 역방향 링크의 로드 상태에 따라 TPR 제어를 통해 빠르게 역방향 링크의 무선 자원을 제어한다. 이동 단말은 허용 TPR 한도 내에서 이동 단말이 판단하기에 우선순위가 높은 CQI를 선별하여 피드백하기 때문에 역방향 링크에서 CQI 피드백에 사용하는 무선 자원양을 줄일 수 있다. 즉 역방향 링크의 로드가 많으면 이동 단말이 피드백하는 CQI 정보량을 줄여서 CQI 피드백이 점유하는 무선 자원 량을 줄인다. 반면 역방향 링크의 로드가 적으면 이동 단말에게 더 많은 CQI 피드백을 허용함으로써 AMC와 채널 감응 스케줄링의 성능을 개선하여 시스템 용량을 증대시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 역방향 링크 로드 상황에 따라 적응적으로 CQI 피드백 량을 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

Claims

이동통신시스템에서 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 기지국에 있어서,

이동 단말로부터의 수신신호에 의해 열 잡음 대비 잡음 상승률을 측정하는 측정부와,

상기 측정한 열 잡음 대비 잡음 상승률과 기준 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 의해 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 결정하고, 상기 이동 단말로부터 수신한 채널 품질 정보를 기반으로 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 제어하는 제어부와,

상기 제어부의 결정에 의해 생성한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 상기 이동 단말로 전송하고, 상기 전송된 트래픽/파일럿 비율 조정 명령에 의해 조정된 전송 전력 량을 사용하여 상기 이동 단말에 의해 전송된 채널 품질 정보를 수신하고, 상기 수신한 채널 품질 정보를 상기 제어부로 전달하는 무선부를 포함하는 기지국.
제1 항에 있어서, 상기 제어부는,

복수의 순방향 무선 자원 중 채널 품질 정보가 수신된 순방향 무선 자원에 대해서는 상기 수신된 채널 품질 정보를 사용하여 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 위한 제어를 수행하고,

상기 복수의 순방향 무선 자원 중 채널 품질 정보가 수신되지 않은 순방향 무선 자원에 대해서는 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링에서 배제하거나 해당 순방향 무선 자원에 대응하여 이전에 수신한 채널 품질 정보를 사용하여 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 위한 제어를 수행함을 특징으로 하는 기지국.
제2 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 이동 단말로부터 채널 품질 정보와 함께 수신된 무선 자원의 식별 정보에 의해 상기 복수의 순방향 무선 자원 중 채널 품질 정보가 수신된 순방향 무선 자원을 판단함을 특징으로 하는 기지국.
제3항에 있어서,

상기 복수의 순방향 무선 자원은 순방향 무선 채널임을 특징으로 하는 기지국.
이동통신시스템에서 채널 품질 정보를 피드백 하는 이동단말에 있어서,

기지국으로부터 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 수신하고, 채널 품질 정보를 상기 기지국으로 전송하는 무선부와,

상기 수신한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 기반으로 전송할 트래픽의 량과 전송할 파일럿의 량에 의한 트래픽/파일럿 비율을 조정하는 명령 해석부와,

상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 복수의 순방향 무선 자원 각각에 대응하여 측정된 채널 품질 정보들이 가지는 우선순위를 고려하여 상기 측정된 채널 품질 정보들 중 전송할 적어도 하나의 채널 품질 정보를 선택하고, 상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 할당된 전력을 사용하여 상기 선택한 채널 품질 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선부를 제어하는 제어부를 포함하는 이동 단말.
제5항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 기지국으로부터 수신한 전력 제어 명령에 의해 결정된 역방향 기본 채널을 전송하기 위한 전력을 상기 이동 단말에서 사용 가능 전력에서 제외시키고, 남은 전력을 상기 선택한 채널 품질 정보를 전송하기 위해 사용할 전력으로 할당함을 특징으로 하는 이동 단말.
제6 항에 있어서,

상기 무선부는 상기 제어부로부터의 제어에 의해 상기 선택된 채널 품질 정보가 측정된 순방향 무선 자원의 식별 정보를 상기 선택한 채널 품질 정보와 함께 상기 기지국으로 전송함을 특징으로 하는 이동 단말.
제7항에 있어서,

상기 복수의 순방향 무선 자원은 복수의 순방향 무선 채널임을 특징으로 하는 이동 단말.
이동통신시스템에서 기지국이 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서,

이동 단말로부터의 수신신호에 의해 열 잡음 대비 잡음 상승률을 측정하고, 상기 측정한 열 잡음 대비 잡음 상승률과 기준 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 의해 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 결정하는 과정과,

상기 결정에 의해 생성한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 상기 이동 단말로 전송하는 과정과,

상기 이동 단말로 전송된 트래픽/파일럿 비율 조정 명령에 의해 조정된 전송 전력 량을 사용하여 상기 이동 단말에 의해 전송된 채널 품질 정보를 수신하고, 상기 수신한 채널 품질 정보를 기반으로 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 과정을 포함하는 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링 수행방법.
제9항에 있어서, 상기 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 과정은,

복수의 순방향 무선 자원 중 채널 품질 정보가 수신된 순방향 무선 자원에 대해서는 상기 수신된 채널 품질 정보를 사용하여 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 과정과,

상기 복수의 순방향 무선 자원 중 채널 품질 정보가 수신되지 않은 순방향 무선 자원에 대해서는 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링에서 배제하거나 해당 순방향 무선 자원에 대응하여 이전에 수신한 채널 품질 정보를 사용하여 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링을 수행하는 과정을 포함하는 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링 수행방법.
제10항에 있어서,

채널 품질 정보와 함께 수신된 무선 자원의 식별 정보에 의해 상기 복수의 순방향 무선 자원 중 채널 품질 정보가 수신된 순방향 무선 자원을 판단함을 특징으로 하는 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링 수행방법.
제11항에 있어서,

상기 복수의 순방향 무선 자원은 순방향 무선 채널임을 특징으로 하는 적응 변조 및 부호화와 채널 감응 스케줄링 수행방법.
이동통신시스템에서 이동 단말이 채널 품질 정보를 피드백 하는 방법에 있어서,

기지국으로부터 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 수신하고, 상기 수신한 트래픽/파일럿 비율 조정 명령을 기반으로 전송할 트래픽의 량과 전송할 파일럿의 량에 의한 트래픽/파일럿 비율을 조정하는 과정과,

상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 복수의 순방향 무선 자원 각각에 대응하여 측정된 채널 품질 정보들이 가지는 우선순위를 고려하여 상기 측정된 채널 품질 정보들 중 전송할 적어도 하나의 채널 품질 정보를 선택하는 과정과,

상기 조정된 트래픽/파일럿 비율을 기반으로 할당된 전력을 사용하여 상기 선택한 채널 품질 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 채널 품질 정보 피드백 방법.
제13항에 있어서,

상기 기지국으로부터 전력 제어 명령을 수신하고, 상기 수신한 전력 제어 명령에 의해 결정된 역방향 기본 채널을 전송하기 위한 전력을 상기 이동 단말에서 사용 가능 전력에서 제외시키고 남은 전력을 상기 선택한 채널 품질 정보를 전송하기 위해 사용할 전력으로 할당하는 과정을 더 포함하는 채널 품질 정보 피드백 방법.
제14항에 있어서,

상기 이동 단말은 상기 선택된 채널 품질 정보가 측정된 순방향 무선 자원의 식별 정보를 상기 선택한 채널 품질 정보와 함께 상기 기지국으로 전송함을 특징으로 하는 채널 품질 정보 피드백 방법.
제15항에 있어서,

상기 복수의 순방향 무선 자원은 복수의 순방향 무선 채널임을 특징으로 하는 채널 품질 정보 피드백 방법.