KR101290532B1 - 사용자 단말에서 ｃｑｉ인덱스를 전송하는 방법 - Google Patents

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본 발명은 사용자 단말 및 사용자 단말에서 기지국으로 CQI 인덱스를 전송하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산출된 CQI 인덱스의 비트 수에 상관없이 일정한 비트 수를 갖도록 CQI 인덱스를 변환하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 사용자 단말에서 기지국으로 CQI 인덱스를 전송하는 방법은 기지국으로부터 수신된 신호에 대한 CQI 인덱스를 산출하는 단계; 산출한 상기 CQI 인덱스를 델타 시그마 변조를 통해 1비트의 CQI 인덱스로 변환하는 단계; 변환된 1비트의 CQI 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

사용자 단말에서 ＣＱＩ인덱스를 전송하는 방법{Method of CQI index transmission from terminal}
본 발명은 사용자 단말 및 사용자 단말에서 기지국으로 CQI 인덱스를 전송하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산출된 CQI 인덱스의 비트 수에 상관없이 일정한 비트 수를 갖도록 CQI 인덱스를 변환하는 방법에 관한 것이다.
일반적인 무선 통신 시스템에서 최적의 성능을 내기위한 포괄적 전력제어 개념에는 서비스 품질(Quality of service, QoS)를 고려한 여러 가지 적응적 링크(link adaptation) 방법들이 있다. 일예로 서브 캐리어 할당(sub-carrier allocation), 비트 로딩(bit loading), 적응적 변조(adaptive modulation), 전력 제어(power control) 등이 있다. 적응적 링크를 위한 QoS를 만족시키기 위한 최적은 방법은 적응적 링크를 수행하는 주체인 기지국이 하향 링크의 채널 상태를 정확히 알아야 한다. 따라서 기지국이 하향 링크를 채널 상태를 가능한 정확하게 알 수 있게 하기 위한 방법이 요구된다. 그러한 방법으로 일반적으로 사용되는 것이 피드백(feedback) 방법으로써 하향 링크의 채널 상태를 추정할 수 있는 주체인 단말기가 직접 요구되는 채널 상태를 추정하여 그 정보를 기지국에 전송하여 주는 것이다. 이러한 정보를 채널 품질 지시자보(channel quality information, CQI)라고 부른다.
무선 통신 시스템에서 기지국은 다수의 단말들로부터 단말들 각각의 채널 상태를 알리는 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator: CQI)를 주기적으로 수신하고, 이를 이용하여 적응적 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 또는 HARQ(Hybrid Auto Repeat reQuest)등을 수행하여 하향링크 전송 성능을 향상시켜 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서 기지국이 변화하는 단말들의 채널 상황을 신속히 반영하기 위해서는 상기 CQI 보고의 주기는 짧을수록 좋다. 그러나 동일한 시간에 CQI 채널이 다른 채널과 함께 사용되는 경우에는 CQI 보고 주기를 최대한 짧은 주기로 하기 위하여 CQI 채널만을 늘린다면 다른 채널 용량이 적어진다.
OFDM 시스템에서 서브 캐리어 할당(sub-carrier allocation), 비트 로딩(bit loading), 적응적 변조(adaptive modulation), 전력 제어(power control) 등을 최적으로 하기 위해서는 당연히 서브 캐리어 단위로 채널 정보를 파악하는 것이 필요하다. LTE 시스템 같은 경우는 구현의 복잡함을 피하기 위해 여러 개의 서브 캐리어를 묶은 밴드 타입으로 CQI(subband CQI)를 관리한다. LTE 시스템은 최대 4비트를 이용하여 CQI를 송수신하며, CQI는 16레벨로 구분하여 4비트로 전송하는 것이다.
따라서 복수의 서브밴드에 대한 CQI 정보를 동시에 보내기 위해서는 4의 배수만큼 비트 수가 증가되어야 한다.
본 발명이 해결하려는 과제는 CQI 정보를 전송하는 비트 수를 CQI 인덱스의 비트 수에 상관없이 동일하게 유지되는 방안을 제안함에 있다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 CQI 전송을 위한 오브헤더를 줄이는 방안을 제안함에 있다.
이를 위해 본 발명의 사용자 단말은 기지국으로부터 수신된 신호에 대한 CQI 인덱스를 산출하는 CQI 인덱스 산출부; 산출한 상기 CQI 인덱스를 델타 시그마 변조를 통해 1비트의 CQI 인덱스로 변환하는 델타 시그마 변조부; 변환된 1비트의 CQI 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 통신부를 포함한다.
이를 위해 본 발명의 사용자 단말에서 기지국으로 CQI 인덱스를 전송하는 방법은 기지국으로부터 수신된 신호에 대한 CQI 인덱스를 산출하는 단계; 산출한 상기 CQI 인덱스를 델타 시그마 변조를 통해 1비트의 CQI 인덱스로 변환하는 단계; 변환된 1비트의 CQI 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 CQI 인덱스 전송 방안은 델타 시그마 변조부를 이용하여 CQI 인덱스를 변조함으로써 CQI 인덱스를 표현하는 비트 수가 증가되더라도 사용자 단말은 동일한 비트 수를 이용하여 CQI 인덱스를 기지국으로 전송한다. 이와 같이 한 비트로 CQI 인덱스를 전송함으로써 CQI 전송을 위한 오브헤더를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 이동통신 시스템을 도시하고 있으며,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말에서 수행되는 동작을 도시하고 있으며,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 델타 시그마 변조부의 구성을 도시하고 있으며,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말의 구성을 도시한 블록도이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 이동통신 시스템을 도시하고 있다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 이동통신 시스템의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 1에 의하면, 이동통신 시스템은 사용자 단말과 기지국을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 더 포함될 수 있음은 자명하다. 일예로 이동통신 시스템은 기지국 제어기를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 LTE 시스템은 16개의 레벨을 갖는 4bit CQI를 산출한다. CQI 인덱스는 0부터 15까지 값을 갖고 있으며 CQI 인덱스가 0일 경우 변조 방식으로 BPSK를 사용하고, 높은 채널 코딩률로 변조를 한다. 또한, CQI 인덱스가 높아질수록 높은 변조 차수와 낮은 채널 코딩률로 변조를 수행한다. 즉, CQI 인덱스가 15인 경우는 64QAM을 사용하며, 가장 높은 채널 코딩률로 신호를 처리한다.
사용자 단말(110)은 기지국(100)으로부터 신호를 수신하여 처리한다. 본 발명과 관련하여 사용자 단말(110)은 기지국(100)으로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비, 채널 이득 정보를 이용하여 CQI를 산출한다. 또한 사용자 단말(110)은 기지국(100)으로부터 수신한 신호에 에러가 검출되었는지 여부를 확인한다. 사용자 단말(110)은 수신한 신호에 에러가 검출되지 않았으면 ACK 신호를 생성하고, 에러가 검출되었으면 NACK 신호를 생성한다. 사용자 단말(110)은 생성한 ACK 신호 또는 NACK 신호를 기지국(100)으로 전송한다.
이와 별도로 사용자 단말(110)은 수신한 수신 신호에 대한 CQI 인덱스를 생성하고, 생성한 CQI 인덱스를 기지국(100)으로 전송한다. 본 발명과 관련하여 사용자 단말(110)은 ACK 신호 또는 NACK 신호를 전송하는 전송 주기와 CQI 인덱스를 전송하는 전송 주기를 달리 설정한다. 일예로 사용자 단말(110)은 CQI 인덱스를 제1 전송주기 간격으로 기지국(100)으로 전송하는 반면 ACK 신호 또는 NACK 신호는 제2 전송 주기 간격으로 기지국(100)으로 전송한다. 즉, 사용자 단말(110)은 CQI 인덱스를 전송하지 않는 시점에서 ACK 신호 또는 NACK 신호를 기지국(100)으로 전송할 수 있으며, ACK 신호 또는 NACK 신호를 전송하지 않는 시점에 CQI 인덱스를 기지국(100)으로 전송할 수 있다. 물론 사용자 단말(110)은 동일 시점에 ACK 신호 또는 NACK 신호와 CQI 인덱스를 전송할 수 있다.
기지국(100)은 사용자 단말(110)로부터 수신된 CQI 인덱스를 이용하여 사용자 단말(110)로 전송할 신호에 대한 변조 방식을 결정한다. 즉, 기지국(100)은 사용자 단말(110)로부터 수신된 CQI가 양호한 경우에는 높은 변조 차수와 낮은 채널 코딩률로 변조를 수행하며, 수신된 CQI가 불량한 경우에는 낮은 변조 차수와 높은 채널 코딩률로 변조를 수행한다.
또한, 본 발명과 관련하여 기지국(100)은 사용자 단말(110)로부터 CQI 인덱스가 수신되지 않는 시점에서는 사용자 단말(110)로부터 수신된 HARQ 신호를 이용하여 현재 기지국(100)과 사용자 단말(110)의 채널 상황을 추측한다. HARQ 신호는 상술한 ACK 신호 또는 NACK 신호가 포함된다. 즉, 기지국(100)은 HARQ 신호를 CQI 인덱스로 대체한다.
이와 관련하여 기지국(100)은 사용자 단말(110)로부터 ACK 신호가 수신되면 현재 채널 상황이 양호한 것으로 인식하여, 이전의 CQI 인텍스를 유지한다. 반면 기지국(100)은 사용자 단말(110)로부터 NACK 신호가 수신되면 현재 채널 상황이 불량한 것으로 인식하여, 이전의 CQI 인덱스를 조절한다. 즉, 상술한 바와 같이 LTE 시스템은 16개의 레벨을 갖는 4bit CQI를 산출한다. CQI 인덱스는 0부터 15까지 값을 갖고 있다. 기지국(100)은 사용자 단말(110)로부터 NACK 신호가 수신되면 현재 채널 상황이 불량한 것으로 인식하여, 이전의 CQI 인덱스를 하나 차감한다. 즉, 기존의 인덱스가 10인 경우, 기지국(100)은 사용자 단말(110)로부터 NACK 신호가 수신되면 현재 인덱스를 9로 변경하고, 변경된 인덱스에 따라 사용자 단말(110)로 전송할 신호를 변조한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말에서 수행되는 동작을 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말에서 수행되는 동작에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
S200단계에서 사용자 단말은 채널 상태 정보를 추출한다. 상술한 바와 같이 사용자 단말은 기지국으로부터 수신한 신호를 이용하여 CQI 인덱스를 산출한다. CQI 인덱스를 산출하는 과정은 상술한 바와 같다.
S202단계에서 사용자 단말은 산출한 CQI 인덱스에 대해 델타 시그마 변조부를 이용하여 델타 시그마 변조를 수행한다. 델타 시그마 변조를 이용하면 CQI 인덱스는 1비트로 변환된다. 델타 시그마 변조에 대해서는 후술하기로 한다.
S204단계에서 사용자 단말은 델타 시그마 변조를 수행한 CQI 인덱스를 기지국으로 전송한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시그마-델타 아날로그-디지털 컨버터를 나타내는 도면이다. 도 3을 참고하면, 시그마-델타 아날로그-디지털 컨버터(300)는 시그마-델타 모듈레이터(modulator)(310) 및 누산기(320)를 포함한다.
상기 모듈레이터(310)은 클럭 신호(CLK)에 응답하여 동작하며, 입력신호를 시그마-텔타 변조 신호로 변조하여 변조된 디지털 출력 신호를 출력한다. 이를 위하여, 도시되지는 않지만, 상기 모듈레이터(310)는 루프 필터, 디지털 신호 변환을 위한 퀀타이저(Quantizer)(미도시), DAC 및 입력신호와 피드백 신호를 가산하는 가/감산기를 포함할 수 있다.
상기 누산기(320)는 상기 디지털 출력신호를 입력받아 이를 누산하여 누산출력값을 출력한다. 이때, 상기 누산기(320)는 상기 디지털 출력신호의 값을 디지털 적분하여 누산할 수 있고, 상기 누산출력값은 디지털 출력 값일 수 있다.
상기 누산기(320)는 N개의 1차 누산기(1,2, ..., N)를 포함할 수 있고, 상기 누산기(320)가 N개의 1차 누산기(1,2, ..., N)를 포함할 경우 상기 모듈레이터(11) 역시 N개의 모듈레이터(혹은 N차 모듈레이터)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말의 구성을 도시한 블록도이다. 이하 도 4를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 4에 의하면, 사용자 단말은 통신부, 제어부, CQI 인덱스 산출부, 델타 시그마 변조부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 기지국에 포함될 수 있음은 자명하다.
통신부(400)는 기지국으로 전송할 신호를 송신하거나, 기지국이 전송한 신호를 수신한다.
CQI 인덱스 산출부(402)는 제어부(404)의 제어 명령에 따라 기지국으로부터 수신한 신호에 대한 CQI 인덱스를 산출한다. CQI 인덱스를 산술하는 과정은 상술한 바와 같다.
제어부(404)는 사용자 단말을 구성하고 있는 각 구성요소들을 제어한다. 일예로 제어부(404)는 CQI 인덱스 산출부(402)를 제어하여 기지국으로부터 수신된 신호에 대한 CQI 인덱스를 산출하며, 델타 시그마 변조부(406)를 제어하여 산출된 CQI 인덱스에 대해 델타 시그마 변조를 수행한다.
델타 시그마 변조부(406)는 CQI 인덱스 산출부(402)가 산출한 CQI 인덱스에 대해 델타 시그마 변조를 수행한다. 상술한 바와 같이 델타 시그마 변조 과정을 통해 CQI 인덱스는 1비트의 값을 가지게 된다. 델타 시그마 변조부(406)에 의해 변조된 CQI 인덱스는 상술한 바와 같이 통신부를 통해 기지국으로 전송된다.
이와 같이 본 발명은 델타 시그마 변조부를 이용하여 CQI 인덱스를 변조함으로써 CQI 인덱스를 표현하는 비트 수가 증가되더라도 사용자 단말은 동일한 비트 수를 이용하여 CQI 인덱스를 기지국으로 전송한다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100: 기지국 110: 사용자 단말
400: 통신부 402: CQI 인덱스 산출부
404: 제어부 406: 델타 시그마 변조부

Claims (5)

  1. 기지국으로부터 수신된 신호에 대한 CQI 인덱스를 산출하는 CQI 인덱스 산출부;
    산출한 상기 CQI 인덱스를 델타 시그마 변조를 통해 1비트의 CQI 인덱스로 변환하는 델타 시그마 변조부;
    변환된 1비트의 CQI 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 통신부를 포함하며,
    상기 델타 시그마 변조부는,
    클럭 신호에 따라 응답하며, 산출한 상기 CQI 인덱스를 디지털 변조하여 출력하는 모듈레이터;
    상기 클럭 신호에 따라 응답하며, 상기 모듈레이터로부터 출력된 값을 디지털 적분하여 누산하는 누산기를 포함하며,
    상기 통신부는 상기 CQI 인덱스의 전송 주기와 상기 HARQ 신호의 전송 주기는 상이하도록 상기 기지국으로 전송하거나, 상기 CQI 인덱스 또는 HARQ 신호 중 어느 하나만 상기 기지국으로 전송함을 특징으로 하는 사용자 단말.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 CQI 인덱스 산출부에 대해 CQI 인덱스를 산출하도록 지시하며, 상기 델타 시그마 변조부에 대해 상기 CQI 인덱스에 대해 델타 시그마 변조를 수행하도록 지시하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 CQI 인덱스 산출부에서 산출한 CQI 인덱스는 n(n은 자연수)개의 CQI 인덱스 중 하나이며, m(m은 자연수)비트로 구성됨을 특징으로 하는 사용자 단말.
  4. 삭제
  5. 삭제
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