KR101397320B1 - Ｅｇｐｒｓ2 시스템의 링크 품질 보고 방법 - Google Patents

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Abstract

다수의 변조 방식을 사용하는 무선 블록에 대한 링크 품질을 보고하는 방법은 상기 다수의 변조 방식 중 링크 품질을 보고할 후보 변조 방식들을 설정하는 단계, 수신되는 무선 블록에 대한 링크 품질을 측정하는 단계, 상기 후보 변조 방식들 중 각 할당된 타임슬롯마다 수신한 무선 블록들 중에서 가장 많이 사용되는 변조 방식을 선택하는 단계 및 상기 선택된 변조 방식 및 상기 선택된 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고하는 단계를 포함한다. 보다 정확한 링크 품질을 보고할 수 있고, 링크 적응 과정의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

ＥＧＰＲＳ2 시스템의 링크 품질 보고 방법{Method of reporting link quality in EGPRS2 system}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 더욱 상세하게는 EGPRS2 시스템에서 다양한 변조 방식을 사용하는 무선 블록에 대한 링크 품질을 보고하는 방법에 관한 것이다.
GSM(Global System for Mobile communication)은 유럽에서 무선 통신 시스템을 표준화하기 위한 시스템으로 개발된 무선 기술이며, 전세계적으로 널리 사용되고 있다. GPRS(General Packet Radio Service)는 GSM이 제공하는 회선 교환 데이터 서비스(circuit switched data service)에서 패킷 교환 데이터 서비스(packet switched data service)를 제공하기 위해 소개되었다. EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)는 GSM이 사용하는 GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying) 대신에 8PSK(8 Phase Shift Keying)를 채용하여 데이터 속도를 높인다. EGPRS(Enhanced General Packet Radio Service)는 EDGE를 사용하는 GPRS를 나타낸다.
GPRS/EGPRS 트래픽에 사용되는 물리채널(physical channel)을 PDCH(Packet Data Channel)라 한다. PDCH에 맵핑되는 논리채널(logical channel)로는 패킷 전송 초기화에 필요한 제어 시그널에 사용되는 PCCCH(Packet Common Control Channel), 사용자 데이터를 위한 PDTCH(Packet Data Traffic Channel) 및 전용 시그널링을 위한 PACCH(Packet Associated Control Channel) 등이 있다.
최근에는 보다 다양한 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme)을 지원하는 EGPRS2(Enhanced General Packet Radio Service Phase 2)가 개발되고 있다. EGPRS가 GMSK와 8-PSK만을 지원하는데 반해, EGPRS2는 GMSK, QPSK, 8PSK, 16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation), 32QAM의 5가지 변조 방식(modulation scheme)을 추가적으로 지원한다. EGPRS2는 EGPRS2-A와 EGPRS2-B라는 2 레벨이 있다. EGPRS2-A는 GMSK, 8PSK, 16QAM 및 32QAM을 지원하고, EGPRS2-B는 GMSK, QPSK, 16QAM 및 32QAM을 지원한다.
다양한 변조 및 코딩 방식을 통해 EGPRS/EGPRS2 시스템은 다중 전송률(data rate)을 제공한다. 예를 들어, 데이터는 PDTCH를 통해 다양한 전송률로 전송된다. 링크 적응 과정(link adaptation process)에서, 전송률은 링크 품질(link quality)에 기반하여 조정된다. 링크 품질이 좋으면, 데이터는 높은 전송률로 전송된다. 반대로, 링크 품질이 나쁘면, 데이터는 낮은 전송률로 전송된다. 링크 품질보다 더 높은 전송률을 위한 변조 및 코딩 방식에 따라 데이터를 전송하게 되면 데이터의 손실을 가져올 수 있다. 링크 적응은 주어진 링크 품질에서 특정 변조 및 코딩 방식을 사용하여 가능한 가장 높은 전송률을 사용하여 데이터 수율(throughput)을 증가시킨다.
링크 적응 과정을 위해서는, 이동국(mobile station)이 기지국(base station)으로 링크 품질을 보고할 필요가 있다. EGPRS/EGPRS2 시스템에서 기지국과 이동국간의 링크 품질은 BEP(Bit Error Probability)로 나타낸다. BEP는 무선 채널을 통해 이동국에 의해 수신되는 신호의 실제 BER(Bit Error Rate)의 기대값이다. BEP는 버스트 단위로(by burst-by-burst) 측정된다. 기지국은 보고된 링크 품질에 따라 적절한 변조 및 코딩 방식을 선택한다. 링크 적응은 보고되는 BEP가 실제 BER을 가장 정확하게 추정할 때 가장 효과적으로 수행될 수 있다. EGPRS2에서 추가적인 변조 및 코딩 방식이 사용됨에 따라, 다양한 변조 및 코딩 방식에 따라 링크 품질을 효율적으로 보고할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 변조 방식을 사용하는 EGPRS2 시스템에서 링크 적응 과정의 성능을 높이는 링크 품질 보고 방법을 제공하는 있다.
일 양태에 있어서, 다수의 변조 방식을 사용하는 무선 블록에 대한 링크 품질을 보고하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 다수의 변조 방식 중 링크 품질을 보고할 후보 변조 방식들을 설정하는 단계, 수신되는 무선 블록에 대한 링크 품질을 측정하는 단계, 상기 후보 변조 방식들 중 각 할당된 타임슬롯마다 수신한 무선 블록들 중에서 가장 많이 사용되는 변조 방식을 선택하는 단계 및 상기 선택된 변조 방식 및 상기 선택된 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고하는 단계를 포함한다.
EGPRS2 시스템에서 추가적으로 지원되는 변조 및 코딩 방식에 대해서 이동국이 링크 품질을 보고할 수 있도록 함으로써, 링크 적응 과정의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 EGPRS2(Enhanced General Packet Radio Service Phase 2)를 지원하는 무선 통신 시스템일 수 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 이동국(10; Mobile Station, MS)은 사용자가 가지고 다니는 통신 장비를 의미하며, UE(User Equipment), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20; Base Station, BS)은 BTS(22, Base Transceiver Station)와 BSC(24, Base Station Controller)를 포함한다. BTS(22)는 하나의 셀 영역 내의 이동국(10)과 무선 인터페이스를 통해 통신하고, 이동국(10)과의 동기화 등의 기능을 수행한다. BSC(24)는 적어도 하나의 BTS(22)를 MSC(Mobile Switching Center; 30)와 인터페이스시킨다.
MSC(30)는 GMSC(Gateway MSC, 60)를 통해 PSTN(Public Switching Telephone Network, 65)이나 PLMN(Public Land Mobile Network) 등과 같은 이종 망과 기지국(20) 간을 접속시킨다. VLR(Visitor Location Register, 40)는 임시적인 사용자 데이터를 저장하고, MSC(30) 서비스 영역에서 모든 이동국(10)의 로밍에 관한 정보를 포함한다. HLR(Home Location Register, 50)는 홈 네트워크의 모든 가입자들에 대한 정보를 포함한다. SGSN(Serving GPRS Support Node, 70)은 가입자들의 이동성 관리(mobility management)를 담당한다. GGSN(Gateway GPRS Support Node, 80)는 이동국(10)의 현재 위치로 패킷을 라우팅하여, PDN(Public Data Network, 85)과 같은 외부 패킷 데이터망과 인터페이스한다.
TBF(Temporary Block Flow)는 기본적인 물리적 서브채널상으로 RLC(Radio Link Control) PDU(Protocol Data Unit)의 단방향 전송을 지원하기 위한 2개의 MAC(Medium Access Control) 개체에 의해 제공되는 논리적인 연결이다. TBF는 패킷 아이들 모드(packet idle mode)에서 제공되지 않는다. 패킷 아이들 모드에서 패킷 데이터 물리채널 상의 어떤 무선 자원도 이동국에 할당되지 않는다. 패킷 전송 모드(acket transfer mode)에서 적어도 하나의 TBF가 제공된다. 패킷 전송 모드에서, 패킷 데이터의 전송을 위한 적어도 하나 또는 그 이상의 패킷 데이터 물리 채널상의 무선 자원이 이동국에 할당된다. MAC-아이들 상태(MAC-idle state)는 어떤 기본적인 물리적 서브채널이 할당되지 않은 MAC 제어 개체(MAC-control-entity)를 말한다. TFI(Temporary Flow Identity)는 네트워크에 의해 각 TBF에 할당된다. 이동국은 TFI 값은 TBF들에 사용되는 모든 PDCH(Packet Data Channel)들 상에서 동일한 방향(상향링크 또는 하향링크)에서 동시다발적(concurrent) TBF들 중에 고유한 것으로 가정한다.
도 2는 이동국의 요소를 나타낸 블록도이다. 이동국(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 이동국 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 이동국의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세 서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.
프로세서(51)는 RF부(53)를 통해 수신되는 무선 블록(radio block)들에 대한 링크 품질을 측정하고, 보고한다.
도 3은 무선 블록을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, EGPRS/EGPRS2 시스템에서 하나의 TDMA(time division multiple access) 프레임(frame)은 8개의 타임슬롯(timeslot)(TS0, TS1, ..., TS7)으로 구성된다. 무선 블록은 서로 다른 프레임에 속하는 4개의 연속된(consecutive) 타임슬롯으로 이루어진다. 예를 들어, 무선 블록은 4개의 연속된 프레임에서 제1 타임슬롯(TS0)을 하나씩 취하여 구성할 수 있다. 여기서는, 제1 타임슬롯(TS0)에 대해 취하고 있으나, 다른 타임슬롯을 취할 수도 있다.
하나의 무선 블록에 대한 평균 BEP MEAN_BEP는 다음과 같이 구한다.
Figure 112008054564972-pat00001
여기서, BEPburst i는 i번째 버스트에 대한 BEP이다. 버스트는 타임슬롯에 실리는 정보를 말한다.
무선 블록에 대한 분산계수 BEP(coefficient of variation of BEP) CV_BEP는 다음과 같이 구한다.
Figure 112008054564972-pat00002
링크 품질은 각 무선 블록에 대한 BEP를 채널당 그리고 변조 방식(modulation scheme) 당 평균하여 구한다. 각 변조 방식에 대한 품질 파라미터들의 신뢰도 Rn을 다음과 같이 정의한다.
Figure 112008054564972-pat00003
여기서, n은 각 하향링크 무선 블록당 증가되는 반복 인덱스(iteration index)이다. e는 망각 팩터(forgetting factor)로 각 이동국에 대해 독립적인(individual) 필터링을 위함이다. e는 기지국에서 브로드캐스트되는 시스템 정보 메시지에 의해서 이동국에 전달될 수 있다. xn은 각각의 변조 방식에 대해 n번째 블록에 대한 품질 파라미터의 유무를 나타낸다. xn은 품질 파라미터의 유무에 따라 0 또는 1을 각각 갖는다.
상기 신뢰도를 이용하여, 이동국은 자신에게 속하는 TFI를 갖는 무선 블록들에 대해 각 타임슬롯에 해당하는 MEAN_BEP과 CV_BEP을 다음과 같이 구한다.
Figure 112008054564972-pat00004
Figure 112008054564972-pat00005
상기에서 구한 링크 품질은 프레임당 하나의 타임슬롯에 대한 무선 블록에 대한 링크 품질이다.
EGPRS/EGPRS2 시스템에서 이동국에는 다수의 타임슬롯이 할당될 수 있다. 따라서 변조 방식당 평균 BEP와 분산계수 BEP는 할당된 모든 채널(타임슬롯)에 걸쳐서 다음과 같이 평균하여 구한다.
Figure 112008054564972-pat00006
Figure 112008054564972-pat00007
여기서, n은 보고되는 시간에서의 반복 인덱스(iteration index)이고, j는 채널 수(channel number)이다. 패킷 전송 모드나 MAC 공유 모드로 들어가거나 새로운 셀을 선택할 때 n은 0으로 리셋된다. 하향링크 TBF에 대해 새로운 타임슬롯이 할당되면, 그 타임슬롯에 대한 MEAN_BEP_TNn-1, CV_BEP_TNn-1 및 Rn-1은 0으로 리셋된다.
이동국은 각 변조 방식에 대해 상기 수학식 6과 7에 의해 계산되는 전체 평균 BEP와 분산계수 BEP (예를 들어, GMSK_MEAN_BEP, GMSK_CV_BEP 및/또는 8PSK_MEAN_BEP, 8PSK_CV_BEP)를 보고한다. 또한, 이동국은 네트워크의 요구에 따라 타임슬롯당 측정값인 MEAN_BEP_TN, CV_BEP_TN을 보고할 수 있다.
EGPRS2는 기존의 EGPRS에 비해 GMSK, 8PSK 외에도 추가적인 변조 방식으로 16QAM, 32QAM을 지원한다. EGPRS2는 EGPRS2-A와 EGPRS2-B라는 2 레벨이 있다. EGPRS2-A는 GMSK, 8PSK, 16QAM 및 32QAM을 지원하고, EGPRS2-B는 GMSK, QPSK, 16QAM 및 32QAM을 지원한다. 그리고, 하향링크 EGPRS2-A는 MCS-1 내지 MCS-4, DAS-5 내지 DAS-12의 변조 방식을 사용하고, 상향링크 EGPRS2-A는 MCS-1 내지 MCS-6, UAS-7 내지 UAS-11의 변조 방식을 사용한다. 하향링크 EGPRS2-B는 MCS-1 내지 MCS-4, DBS-5 내지 DBS-12의 변조 방식을 사용하고, 상향링크 EGPRS2-B는 MCS-1 내지 MCS-4, UBS-5 내지 UBS-12의 변조 방식을 사용한다. EGPRS2에서 각 레벨에서의 변조 및 코딩 방식은 3GPP TS 43.064 V7.6.0 (2007-08) "Technical Specification; GSM/EDGE Radio Access Network; General Packet Radio Service (GPRS); Overall description of the GPRS radio interface; Stage 2 (Release 7)"의 6.5.5.1.3절을 참조할 수 있다.
전술한 바와 같이, EGPRS/EGPRS2에서 링크 품질은 변조 방식당 측정되고 보고된다. 따라서, EGPRS2에서 사용되는 모든 변조 방식에 대해서 링크 품질을 보고할 수 있다면, 최적의 링크 적응을 수행할 수 있다. 그러나, 모든 변조 방식에 대한 링크 품질 보고는 시그널링 오버헤드로 작용하고, 전송률을 오히려 떨어뜨릴 수 있다. 더구나, 할당된 타임슬롯마다 모든 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고하기에는 오버헤드가 너무 크다고 할 수 있다.
현재 EGPRS/EGPRS2 표준에 의하면, 링크 품질 보고와 관련된 제어 메시지로패킷 하향링크 할당(Packet Downlink Assignment) 메시지를 사용한다. 3GPP TS 44.060 V7.10.0 (2007-09) "Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; General Packet Radio Service (GPRS); Mobile Station (MS) - Base Station System (BSS) interface; Radio Link Control/Medium Access Control (RLC/MAC) protocol (Release 7)"의 11.2.7절에 나타난 패킷 하향링크 할당 메시지의 내용의 일부분은 다음 표와 같다.
Figure 112008054564972-pat00008
'LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드는 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'에 포함되는 측정값을 결정한다. 또한, 'EGPRS2 LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드는 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'에 포함되는 측정값을 결정한다. 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2' 및 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'은 EGPRS 패킷 하향링크 Ack/Nack 메시지에 포함되는 IE(Information Element)이다. EGPRS 패킷 하향링크 Ack/Nack 메시지는 수신한 RLC 데이터 블록의 상태를 알려주고, 하향링크 채널 품질을 보고하기 위해 PACCH를 통해 전송되는 상향링크 메시지이다.
'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'는 'EGPRS2 LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드에 의해 지정되는 정보를 포함한다. 'EGPRS2 LINK QUALITY MEASUREMENT MODE'의 값이 '0'이면, 이동국은 수신한 블록에 사용된 모든 변조 방식에 대한 평균 BEP와 분산계수 BEP를 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'를 통해 보고한다. 'EGPRS2 LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드의 값이 '1'이면, 이동국은 2개의 변조 방식에 대한 평균 BEP와 분산계수 BEP를 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'를 통해 보고한다. 3GPP TS 44.060 V7.10.0 (2007-09)의 12.5a.3절에 나타난 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'의 내용의 일부분은 다음 표와 같다.
Figure 112008054564972-pat00009
'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'는 'LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드에 의해 지정되는 정보를 포함한다. 3GPP TS 44.060 V7.10.0 (2007-09)의 12.5a.3절에 나타난 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'의 내용의 일부분은 다음 표와 같다.
Figure 112008054564972-pat00010
'Reported_Modulations' 필드는 보고되는 2개의 변조 방식을 가리키며, 이동국은 각 타임슬롯마다 'Reported_Modulations' 필드에 의해 지정된 2개의 변조 방식 중 많이 사용되는 변조 방식에 대한 평균 BEP를 보고한다. 참고문헌의 12.5a.3절에 나타난 'Reported_Modulations' 필드의 내용은 다음 표와 같다.
Figure 112008054564972-pat00011
그러나, 상기와 같은 방법으로 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'를 통해 링크 품질을 보고할 때 몇가지 문제점이 있다.
첫째로, 보고가 필요한 변조 방식에 대한 링크 품질 보고가 실패할 수 있다. 예를 들어, EGPRS2-A를 지원하는 이동국이 'Reported_Modulations' 필드의 값으로 '000'을 사용한다고 하자. 즉, 이동국은 GMSK와 8PSK을 선택하고, 수신된 타임슬롯마다 GMSK와 8PSK 중 많이 사용되는 변조 방식에 대해 링크 품질을 보고한다. 이동국이 타임슬롯 1번, 2번, 3번, 5번을 할당받았다고 하자. 기존 방식에 의하면 1,2,5번 타임슬롯은 GMSK 또는 8PSK가 가장 많이 사용된 변조 방식이지만, 3번 타임슬롯은 16QAM이 가장 많이 사용된 변조 방식이라고 할 때 이동국은 3번 타임슬롯에서 16QAM에 대한 링크 품질을 보고하지 못하고, GMSK 또는 8PSK에 대한 링크 품질을 보고할 수 밖에 없다. 'Reported_Modulations' 필드는 지정된 2개의 변조 방식만을 가리키기 때문이다. 따라서, 할당된 전체 타임슬롯에 걸쳐, 'Reported_Modulations' 필드에서 가리키는 변조 방식들이외의 변조 방식이 사용된다면, 이동국은 해당하는 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고할 수 없다.
둘째로, 링크 품질이 중복적으로 보고될 수 있다. 'EGPRS2 LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드의 값에 따라 이동국은 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'을 통해 전 변조 방식 또는 2개의 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고한다. 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'는 규칙적으로(regularly) 네트워크로 보고되고, 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'는 'LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드의 값에 따라 불규칙적으로 보고된다. 즉, 네트워크는 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'를 통해 전 변조 방식 또는 2개의 변조 방식에 대한 모든 할당된 타임슬롯에 대해 평균한 링크 품질을 규칙적으로 제공받는다. 예측불가능하고 변화하는 무선 환경을 고려할 때, 네트워크는 링크 품질에 관한 많은 정보를 수신하는 것이 좋다. 그러나, 기존 링크 품질 보고 방법에 의하면, 'EGPRS2 LINK QUALITY MEASUREMENT MODE' 필드의 값이 1일 때, 이동국이 빠른 페이딩(fast fading)을 경험하지 않는 한 네트워크는 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'과 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'를 통해 거의 중복된 정보를 수신한다. 상기 2개의 IE간의 차이는 하나는 타임슬롯 당 평균한 평균 BEP 이고 나머지는 그렇지 않은 평균 BEP인 것이다. 따라서, 2개의 IE를 통해 보고되는 링크 품질은 중복적인(duplicated) 정보로 간주될 수 있다.
셋째로, 사용되지 않는 타임슬롯에 대한 링크 품질을 보고할 수 있다. 마지막 보고 후에 타임슬롯 재설정이 일어나고, 타임슬롯 재설정에 의해 할당된 타임슬롯과 타임슬롯 재설정 전에 사용된 타임슬롯이 동일하지 않다고 하자. 기존 방식에 의하면, 이동국은 2개의 변조 방식을 선택할 때 타임슬롯 재설정 후에 더 이상 사용하지 않는 타임슬롯을 고려할 수 있다. 이는 이동국이 타임슬롯 재설정 후 타임슬롯 최신의 링크 품질을 올바르게 보고하지 못하게 할 수 있다. 더 이상 사용하지 않는 타임슬롯을 고려하는 것은 올바르지 못하다. 이동국이 각 현재 할당된 타임슬롯에 대한 링크 품질을 보고하도록 할 필요가 있다.
넷째로, 정확한 링크 상태를 반영하지 못할 수 있다. 통계학적인 분석의 견지에서, 충분한 큰 수의 샘플들이 고려될 때 샘플들의 평균이 대표값이 된다. 무선 환경에서 심한 페이딩(deep fading), 산란(scatter), 간섭(interference) 등과 같은 원 무선 신호를 왜곡시키는(distort) 많은 요소가 있다. 임의로 변화하는 무선 환경을 고려할 때 링크 품질이 통계학적 분석을 유용하도록 하기 위해서는 보고되는 변조 방식에 대해 최소 수의 블록들이 보장되어야 한다. 기존 방식에 따르면, 'Reported_Modulations' 필드에 의해 지시되는 변조 방식들은 각 할당된 타임슬롯에서 블록의 수와 관련이 없을 수 있다. 이는 할당된 타임슬롯 상에서 'Reported Modulations' 필드에 의해 지시되는 변조 방식들에 대한 블록의 수가 통계학적 분석이 유용하도록 하는 최소 수를 보장하지 못함을 의미한다. 충분하지 못한 샘플을 평균하는 것은 순간적인 커다란 장애물로 인한 심한 빠른 페이딩(devastating fast fading)을 경험하는 쓸모없는 샘플로 인한 영향을 제거하지 못하기 때문에, 보고된 링크 품질은 현재 링크 상태를 정확히 나타내지 못할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 품질 보고 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단계 S210에서, 네트워크는 이동국에게 링크 품질 보고를 패킷 하향링크 할당(Packet Downlink Assignment) 메시지를 통해 설정한다. 패킷 하향링크 할당 메시지는 하향링크 자원을 이동국에게 할당하기 위해 PCCCH(Packet Common Control Channel) 또는 PACCH(Packet Associated Control Channel)상으로 전송된다.
다음 표는 링크 품질 보고의 설정을 위해 패킷 하향링크 할당 메시지에 포함되는 IE(information element)의 일 예를 나타낸다. 이하의 표에서 IE 상의 필드 명, 비트 수 및 그 위치는 예시에 불과하며 제한이 아니다.
Figure 112008054564972-pat00012
상기 표 5에 나타난 각 필드의 설명은 다음 표 6과 같다.
Figure 112008054564972-pat00013
LINK_QUALITY_MEASUREMENT_MODE 필드는 타임슬롯 당 링크 품질(MEAN_BEP_TN 및/또는 CV_BEP_TN) 보고를 위한 설정에 사용되고, EGPRS2_LINK_QUALITY_MEASUREMENT_MODE 필드는 할당된 타임슬롯 전체에 걸쳐 평균적인 링크 품질(평균 BEP 및/또는 분산계수 BEP) 보고를 위한 설정에 사용된다. 특히, LINK_QUALITY_MEASUREMENT_MODE 필드의 값이 '10' 이나 '11'인 경우 이동국은 이전 링크 품질 보고 이후 수신한 무선 블록들 중에서 할당받은 전체 타임슬롯마다 해당 타임슬롯에서 가장 많이 사용된 변조 방식을 선택하고, 선택된 변조 방식(REPORTED_MODULATION) 및 선택된 변조 방식에 대한 링크 품질(MEAN_BEP_TNx)을 보고한다.
단계 S220에서, 네트워크는 이동국으로 무선 블록(radio block)을 전송한다. 이는 패킷 전송 모드(Packet Transfer Mode)가 된다. 단계 S230에서, 이동국은 자신에게만 속하는 식별자, 예를 들어 자신에게 속하는 TFI를 가진 무선 블록인지 여부를 확인한다. 하향링크 TBF 전송이 이루어지는 동안 이동국은 수신한 신호 품질(signal quality)을 측정하는 데, 이 신호 품질은 지정된 이동국의 무선 블록에 대해 측정한다. 이동국은 TFI를 통해 자신을 가리키는 무선 블록 여부를 확인한다. 무선 블록을 통해 RLC/MAC 데이터 블록을 전송하는 경우, RLC/MAC 헤더에는 항상 TFI가 포함되어 있으므로, 이동국은 RLC/MAC 헤더를 통해 TFI를 확인할 수 있다.
단계 S240에서, TFI를 확인한 이동국은 링크 품질을 측정한다. 이동국은 자신에게 할당된 TFI가 포함된 무선 블록에 대해 링크 품질을 측정한다. 각 채널의 신호 품질은 이동국에 의해 버스트 단위(burst-by-burst)로 측정된다. 링크 품질 측정을 위한 척도는 BEP(bit error probability)일 수 있다. BEP는 MEAN_BEP와 CV_BEP를 포함한다. BEP는 가능한 모든 변조 방식에 대해 측정된다. 예를 들어, 시스템이 GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying), 8-PSK (8-Phase Shift Keying), 16-QAM(16-Qaudrature Amplitude Modulation) 및 32-QAM를 지원한다고 하면, 4가지 변조 방식에 대한 평균 BEP와 분산계수 BEP를 측정한다.
단계 S250에서, 이동국은 링크 품질을 네트워크로 보고한다. 이동국은 PACCH 상으로 전송되는 EGPRS Packet Downlink Ack/Nack Type 2 메시지를 통해 링크 품질을 보고할 수 있다. EGPRS Packet Downlink Ack/Nack Type 2 메시지는 수신한 하향링크 RLC 데이터 블록들의 상태를 지시하고, 하향링크 채널 상태를 보고하는 데 사용된다.
다음 표 7은 EGPRS Packet Downlink Ack/Nack Type 2 메시지에 포함되는 IE의 일 예를 나타낸다.
Figure 112008054564972-pat00014
'EGPRS Ack/Nack Description' 필드는 RLC 데이터 블록들의 그룹의 수신 확인(acknowledge) 또는 수신 실패(negatively acknowledge)를 가리키는 RLC 파라미터들을 포함한다.
'EGPRS Channel Quality Report Type 2' 필드는 하향링크 품질을 나타내며, 그 IE의 일 예는 다음 표 8과 같다.
Figure 112008054564972-pat00015
'C_VALUE' 필드는 이동국에서의 정규화된 수신 신호 레벨로, 이 값은 3GPP TS 45.008 V7.6.0 (2006-11) "Radio Access Network; Radio subsystem link control (Release 7)"의 10.2.3.1 절에 나타난 바와 같이 계산될 수 있다.
'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2' 필드는 EGPRS2에서 전체 타임슬롯에 걸쳐 평균적인 채널의 평균 BEP와 분산계수 BEP를 포함한다. 이 필드의 IE의 일 예는 다음 표와 같다.
Figure 112008054564972-pat00016
EGPRS2는 GMSK, 8-PSK, QPSK, 16QAM, 32QAM이라는 5개의 변조 방식을 사용하므로, 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2' 필드는 각 변조 방식 당 평균 BEP와 분산 계수 BEP를 포함한다.
'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2' 필드는 EGPRS2_LINK_QUALITY_MEASUREMENT_MODE 필드에 의해 설정되며, 타임 슬롯당 링크 품질 보고에 사용된다. 이 필드의 IE의 일 예는 다음 표와 같다.
Figure 112008054564972-pat00017
'INTERFERENCE_MEASUREMENTS' 필드는 타임슬롯 0 부터 7에서 계산되는 γ 값을 포함하며, 이 값은 3GPP TS 45.008 V7.6.0 (2006-11)의 10.2.3.1 절에 나타난 바와 같이 계산될 수 있다.
'BEP_MEASUREMENTS' 필드는 각 타임슬롯 당 보고되는 변조 방식과 링크 품질을 포함한다. 'REPORTED_MODULATION' 필드는 보고되는 변조 방식을 나타내고, 'MEAN_BEP_TNn'은 'REPORTED_MODULATION' 필드에 의해 지시되는 변조 방식에 대한 상기 n번째 타임슬롯에 대한 평균 BEP를 나타낸다. EGPRS2-A와 EGPRS2-B에 대한 'REPORTED_MODULATION' 필드의 IE의 일 예는 다음 표와 같다.
Figure 112008054564972-pat00018
제안된 링크 품질 보고 방법에 의하면, 이동국은 이전 링크 품질 보고 이후 수신한 무선 블록들 중에서 할당받은 전체 타임슬롯마다 해당 타임슬롯에서 가장 많이 사용된 변조 방식을 선택하고, 선택된 변조 방식과 선택된 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고한다. 이는 이동국은 할당된 타임슬롯마다 수신한 무선블록들 중에서 가장 많이 사용된 변조 방식과 해당하는 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고하는 것을 의미한다. 이동국이 각 타임슬롯마다 가장 많이 사용된 변조방식을 지정해서 네트워크로 보고하도록 함으로써, EGPRS2 또는 그 이후의 진화된 시스템에서 변조 방식이나 코딩 방식이 추가되거나 변경되더라도 링크 품질 보고를 유연하게 지원할 수 있다. 네트워크는 보고되는 링크 품질을 통해 변조 및 코딩 방식을 결정하여, 링크 적응 과정을 수행할 수 있다.
이동국이 링크 품질뿐 아니라 각 할당된 타임슬롯마다 수신한 가장 많은 수의 블록에 대한 변조방식을 보고함으로써 무선 자원의 효율적인 사용과 전체 수율의 향상을 기대할 수 있다.
이동국이 각 할당된 타임슬롯상의 수신한 가장 많은 수의 블록에 대한 변조방식의 링크 품질을 보고함으로써 각 타임슬롯 마다 정확한 링크 품질을 알려줄 수 있다. 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2'를 통해 이동국은 전체 할당된 타임슬롯에 걸쳐 평균한 변조 방식 당 링크 품질을 보고하고, 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'를 통해 타임슬롯 마다 가장 많이 사용된 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고함으로써, 중복된 정보가 보고되는 것을 방지할 수 있다. 이동국은 각 현재 할당된 타임슬롯상의 수신한 가장 많은 수의 블록에 대한 변조 방식의 링크 품질을 보고함으로써, 더 이상 사용하지 않는 타임슬롯에 대해 고려하지 않는다. 가장 많은 수의 블록에 대한 변조 방식의 링크 품질을 보고함으로써, 통계학적인 분석이 유용하도록 할 수 있는 최소 수의 블록을 보다 확실하게 보장할 수 있다.
한편, 2008년 2월에 노키아사에 의해 개시된 GP-080266에 의하면, EGPRS2-A를 EGPRS2-B에 다중화하는 기술이 제안되었다. 이에 의하면, EGPRS2-B에 3개의 변조 방식이 더 추가된다. 즉, 기존의 EGPRS2-B가 지원하는 GMSK, QPSK, 16QAM HSR(higher symbol rate), 32QAM HSR에 EGPRS2-A가 지원하는 8PSK, 16QAM NSR (normal symbol rate), 32QAM NSR이 추가되어, EGPRS2-B가 GMSK, QPSK, 8PSK, 16QAM NSR, 16QAM HSR, 32QAM NSR, 32QAM NSR을 지원하도록 하는 것이다. 여기서, NSR와 HSR은 동일한 변조 방식을 사용하지만, HSR를 갖는 변조 방식의 복소 심벌(complex-valued symbol, 또는 변조 심벌이라고도 함)이 NSR을 갖는 변조 방식의 복소 심벌보다 약 1.2배 더 넓은 큰 주파수 대역폭을 가져 더 높은 심벌률을 지원함으로써 이를 구분하기 위함이다. 예를 들어, 기존 EGPRS2-B에서 사용되는 16QAM이 기존 EGPRS2-A에서 사용되는 16QAM 보다 더 높은 심벌률을 가지므로, 전자를 16QAM HSR이라 하고, 후자를 16QAM NSR 이라 한다.
EGPRS2-B에 EGPRS2-A가 다중화되는 경우, 표 9에 예시된 'EGPRS BEP Link Quality Measurements Type 2' 필드의 IE는 다음과 같이 변경될 수 있다.
Figure 112008054564972-pat00019
또한, 'BEP_MEASUREMENTS' 필드에서 각 타임슬롯 당 보고되는 변조 방식을 나타내는 'REPORTED_MODULATION' 필드는 추가되는 변조 방식을 지원하기 위해, 다음 표와 같은 3비트 필드가 될 수 있다.
Figure 112008054564972-pat00020
하지만, EGPRS2-B 만을 위해 'REPORTED_MODULATION' 필드의 비트 수를 3비트로 늘리게 되면, 'BEP_MEASUREMENTS' 필드의 전체 크기가 증가하게 되는 문제가 발생한다. 그리고, 대부분의 경우 하나의 측정 주기 동안 7개의 변조 방식이 한꺼번에 사용될 가능성은 낮다고 볼 수 있다. 따라서, 'REPORTED_MODULATION' 필드의 비트 수를 2비트로 유지하는 것을 고려해 볼 수 있다.
이하에서는 EGPRS2-B에서 사용되는 7개의 변조 방식 중 4개의 변조방식을 선택하여 'REPORTED_MODULATION' 필드를 구성함으로써, 'REPORTED_MODULATION' 필드를 2비트로 유지하는 방법에 대해 기술한다. 'REPORTED_MODULATION' 필드를 구성하는 변조 방식들을 후보 변조 방식들이라 한다. 이동국은 후보 변조 방식들 중에서 가장 많이 사용되는 변조 방식을 선택하여, 선택된 변조 방식에 대해서 링크 품질을 보고한다. 'REPORTED_MODULATION' 필드를 구성하지 못하는 변조 방식들에 대해서는 링크 품질을 보고하지 않는다.
표 14는 다중화되는 EGPRS2-A의 변조 방식을 제외한 4개의 변조 방식을 선택하는 일 예를 나타낸다. 이는 다중화를 위해 추가되는 변조 방식들은 EGPRS2-B에서 자주 사용되지 않는 경우를 고려한 것이다.
Figure 112008054564972-pat00021
표 15는 4개의 변조 방식을 선택하는 다른 예를 나타낸다. 이는 네트워크가 HSR과 NSR 사이의 링크 품질 차이를 고려할 수 있도록 하기 위함이다.
Figure 112008054564972-pat00022
표 16은 4개의 변조 방식을 선택하는 또 다른 예를 나타낸다. 이는 GMSK 대신 8PSK로 교체한 것이다. EGPRS2-B는 EGPRS2-A 보다 높은 전송률을 얻고자 하기 위한 것으로 볼 수 있으므로, 좀더 효율적인 자원 활용을 위해 GMSK 대신 8PSK에 대한 보고 가능성을 포함시키기 위함이다.
Figure 112008054564972-pat00023
이동국은 선택된 4개의 변조 방식에 대해서 수신한 무선 블록들에서 가장 많이 사용된 변조 방식에 대해서 타임슬롯당 링크 품질을 보고한다. 이동국은 선택된 4개의 변조 방식 이외의 변조 방식에 대해서는 링크 품질을 보고해서는 안된다.
상기의 예들은 예시에 불과하고, EGPRS2-B를 지원하는 7개의 변조 방식 중 4개의 변조 방식을 선택하기 위해 다양한 조합이 가능하다. 또한, 'REPORTED_MODULATION' 필드의 구성을 이동국마다 또는 시간마다 달리 적용할 수도 있을 것이다.
다른 실시예로, 'REPORTED_MODULATION' 필드의 구성을 특정 시그널링을 통해 전환(switch)시킬 수 있다. 'REPORTED_MODULATION' 필드의 구성을 전환시키는 전환 지시자를 가리키는 필드를 'SWITCHING_MODULATION' 필드라 하자.
다음 표와 같이 상기 'SWITCHING_MODULATION' 필드는 'EGPRS Timeslot Link Quality Measurements Type 2'의 'BEP_MEASUREMENTS' 필드의 일부로써 포함될 수 있다.
Figure 112008054564972-pat00024
'SWITCHING_MODULATION' 필드의 값에 따라 'REPORTED_MODULATION' 필드의 구성을 전환시킬 수 있다. 예를 들어, 'SWITCHING_MODULATION' 필드가 1비트라면, 그 값이 '0'이면 표 14의 'REPORTED_MODULATION' 필드를 사용하고, 그 값이 '1'이면 표 15의 'REPORTED_MODULATION' 필드를 사용하도록 할 수 있다. 또는, 'SWITCHING_MODULATION' 필드가 2비트라면, 그 값이 '00'이면 표 14의 'REPORTED_MODULATION' 필드를 사용하고, 그 값이 '01'이면 표 15의 'REPORTED_MODULATION' 필드를 사용하고, 그 값이 '10'이면 표 16의 'REPORTED_MODULATION' 필드를 사용하도록 할 수 있다.
'SWITCHING_MODULATION' 필드가 포함되는 IE나, 'SWITCHING_MODULATION' 필드의 비트 수는 예시에 불과하고, 당업자라면 다양한 방식으로 변경할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 링크 품질 보고 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단계 S310에서, 기지국은 'REPORTED_MODULATION' 필드의 구성을 전환시키는 'SWITCHING_MODULATION' 필드를 포함하는 제어 메시지를 이동국으로 전송한다. 예를 들어, 상기 제어 메시지로 패킷 하향링크 할당(Packet Downlink Assignment) 메시지를 사용할 경우, 다음 표와 같이 메시지를 구성할 수 있다.
Figure 112008054564972-pat00025
단계 S320에서, 이동국은 'SWITCHING_MODULATION' 필드에 의해 지시되는 'REPORTED_MODULATION' 필드를 이용하여, 이전 링크 품질 보고 이후 수신한 무선 블록들 중에서 할당받은 전체 타임슬롯마다 해당 타임슬롯에서 가장 많이 사용된 변조 방식을 선택하고, 선택된 변조 방식과 선택된 변조 방식에 대한 링크 품질을 보고한다.
상술한 IE의 예들은 예시에 불과하고, 각 IE에 포함되는 필드의 명칭, 각 필드의 비트 수, 각 필드의 배치 등은 변경이 가능하다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 이동국의 요소를 나타낸 블록도이다.
도 3은 무선 블록을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 품질 보고 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 링크 품질 보고 방법을 나타낸 흐름도이다.

Claims (6)

  1. 다수의 변조 방식을 사용하는 무선 블록에 대한 링크 품질을 보고하는 방법에 있어서,
    단말에게 할당된 각 변조 방식 및 각 타임슬롯에 대한 링크 품질 파라미터를 결정하는 단계;
    보고 구간 동안 할당된 타임슬롯 각각에 사용된 각 변조 방식의 횟수를 결정하는 단계;
    타임슬롯 당 변조 방식을 선택하는 단계; 및
    각 할당된 타임슬롯에 대해 상기 선택된 변조 방식 및 상기 선택된 변조 방식에 대응하는 링크 품질 파라미터를 보고하는 단계를 포함하되,
    상기 선택된 변조 방식은 상기 보고 구간 동안 타임슬롯 당 가장 많이 수신된 무선블록을 갖는 변조 방식인 것을 특징으로 하는 링크 품질 보고 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크 품질 파라미터를 결정하는 단계는
    버스트(burst) 당 BEP(bit error probability)를 측정하는 단계;
    무선블록 당 측정된 BEP를 평균하는 단계; 및
    각 변조 방식 당 각 타임슬롯 당 상기 측정된 BEP와 상기 평균된 BEP를 기반으로 상기 링크 품질 파라미터를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 품질 보고 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 변조 방식은 GMSK(Gaussian minimum shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying), 8-PSK(phase shift keying), 16-QAM(quadrature amplitude modulation) 및 32-QAM을 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 품질 보고 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 변조 방식은 GMSK, QPSK, 8-PSK, 16-QAM NSR(normal symbol rate), 16-QAM HSR(high symbol rate), 32-QAM NSR 및 32-QAM HSR을 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 품질 보고 방법.
  5. 다수의 변조 방식을 사용하는 무선 블록에 대한 링크 품질을 보고하는 단말에 있어서,
    무선신호를 송수신하는 RF(radio frequency)부;
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    단말에게 할당된 각 변조 방식 및 각 타임슬롯에 대한 링크 품질 파라미터를 결정하고;
    보고 구간 동안 할당된 타임슬롯 각각에 사용된 각 변조 방식의 횟수를 결정하고;
    타임슬롯 당 변조 방식을 선택하고; 및
    각 할당된 타임슬롯에 대해 상기 선택된 변조 방식 및 상기 선택된 변조 방식에 대응하는 링크 품질 파라미터를 보고하되,
    상기 선택된 변조 방식은 상기 보고 구간 동안 타임슬롯 당 가장 많이 수신된 무선블록을 갖는 변조 방식인 것을 특징으로 하는 단말.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    버스트(burst) 당 BEP(bit error probability)를 측정하고;
    무선블록 당 측정된 BEP를 평균하고; 및
    각 변조 방식 당 각 타임슬롯 당 상기 측정된 BEP와 상기 평균된 BEP를 기반으로 상기 링크 품질 파라미터를 계산하여,
    상기 링크 품질 파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
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