KR101403245B1

KR101403245B1 - 채널상태를 보고하는 방법

Info

Publication number: KR101403245B1
Application number: KR1020070111930A
Authority: KR
Inventors: 최진수; 남승우; 김종민; 한종영; 조한규; 정재훈; 박형호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2014-06-27
Also published as: KR20090046026A

Abstract

할당된 주파수대역을 복수의 밴드(band)로 구분하여 상기 복수의 밴드에 대한 채널상태를 보고하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 각 밴드별 CQI(Channel Quality Information)를 전송하는 단계, 및 상기 각 밴드별 CQI가 일률적으로 증감하는지를 나타내는 CQI 증감정보(CQI up/down information) 및 상기 각 밴드별 CQI의 일률적인 변동량을 나타내는 CQI 변동량(CQI variation)을 전송하는 단계를 포함한다. CQI에 소요되는 자원의 낭비를 줄일 수 있다.

페이로드(payload), CQI, CINR, CQI 변동정보, CQI 변동량, CQI 증감정보, 밴드 AMC, CQICH

Description

채널상태를 보고하는 방법{Method of Reporting Channel State}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 채널상태를 보고하는 방법에 관한 것이다.

차세대 이동 통신 시스템은 이전 세대의 이동 통신 시스템들과 같이 단순한 무선 통신 서비스에 그치지 않고 유선 통신 네트워크와 무선 통신 네트워크와의 효율적 연동 및 통합 서비스를 목표로 하여 표준화되고 있다. 이렇게, 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하기 위해서는 고속 대용량 통신 시스템이 요구된다.

고속 이동성을 제공하는 시스템에서, 이동하는 단말기의 무선 채널 상태에 대한 정보는 해당 단말기에 대한 적절한 변조 및 채널코딩 수준 (AMC level; Adaptive Modulation and Coding level)을 결정하는데 필수적인 정보로서 사용되기 때문에 매우 중요하다. 또한, 해당 채널상태정보에 오류가 있을 경우 해당 단말기에 할당된 자원이 낭비될 가능성이 있으므로, 신뢰성 있는 채널 상태정보를 제공하는 것도 매우 중요하다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향 링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 일반적으로 기지국은 단말에게 무선자원을 할당한다. 무선자원은 상향링크에서 상향링크 자원이 되고, 하향링크에서 하향링크 자원이 된다. 단말에게 할당되는 무선자원은 주파수 영역 또는 시간 영역에서 분산되어 할당될 수 있다.

주파수 영역으로 분산된 무선자원을 통하여 데이터를 전송하는 것을 주파수 다이버시티(frequency diversity)라 한다. 주파수 다이버시티를 통하여 특정 주파수 대역의 페이딩을 분산시켜 데이터의 수신율을 높일 수 있다. 시간 영역으로 분산된 무선자원을 통하여 데이터를 전송하는 것을 시간 다이버시티(time diversity)라 한다. 시간 다이버시티는 시간 간격을 두고 동일한 데이터를 여러 번 전송하는 것으로, 시간에 따른 페이딩의 영향을 감소시켜 데이터의 수신율을 향상시킬 수 있다.

일반적으로 하나의 기지국은 다수의 단말에게 무선자원을 할당하고 통신 서비스를 제공한다. 이때, 각 단말은 서로 다른 채널 이득을 가질 수 있다. 즉, 단말마다 좋은 품질을 가지는 주파수 대역이 서로 다를 수 있다. 기지국은 서로 다른 채널 이득을 가지는 단말들을 효율적으로 스케줄링하여 데이터의 송신율을 높일 수 있는데, 이를 다중 사용자 다이버시티(multiuser diversity)라 한다. 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻기 위한 방법 중 하나로 밴드 AMC 기법이 있다. 밴드 AMC 기법은 주어진 주파수 대역을 복수의 밴드로 나누고 각 밴드에서 최대의 채널 이득을 가지는 단말에게 밴드를 할당하는 방식이다.

밴드 AMC 기법을 사용하는 무선통신 시스템에서 단말은 CQI(Channel Quality Information)를 기지국으로 전송하여야 한다. CQI는 일 예로 캐리어대 간섭잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio;이하 CINR), 송신률 정보(data rate indicator) 및 수신 신호 강도 정보(received signal strength indicator) 중 어느 하나일 수 있다.

채널상태는 일정하지 않고 시간에 따라 변할 수 있으므로, 단말은 자신이 할당받은 적어도 하나의 밴드에 대한 CQI를 기지국으로 지속적으로(주기적이든 비주기적이든) 전송하여야 한다. 한정된 무선자원하에서 각 밴드별 CQI를 모두 전송하는 것은 CQI 피드백으로 인한 시스템의 송신 성능을 저하시키는 원인이 된다.

따라서, CQI 피드백으로 사용되는 무선자원을 줄이되, 보다 정확한 채널정보를 전송할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 채널상태를 보고하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 할당된 주파수대역을 복수의 밴드(band)로 구분하여 상기 복수의 밴드에 대한 채널상태를 보고하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 각 밴드별 CQI(Channel Quality Information)를 전송하는 단계, 및 상기 각 밴드별 CQI가 일률적으로 증감하는지를 나타내는 CQI 증감정보(CQI up/down information) 및 상기 각 밴드별 CQI의 일률적인 변동량을 나타내는 CQI 변동량(CQI variation)을 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 할당된 주파수대역을 복수의 밴드로 구분하여 상기 복수의 밴드에 대한 채널상태를 수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 각 밴드별 CQI를 수신하는 단계, 상기 각 밴드별 CQI에 의해 얻은 기준 CQI로부터 신규 CQI로의 변동에 관한 CQI 변동정보를 수신하는 단계, 및 상기 CQI 변동정보를 이용하여 상기 각 밴드별 CQI를 일률적으로 갱신하는 단계를 포함한다. 상기 신규 CQI는 상기 기준 CQI가 측정된 때로부터 소정시간이 경과한 후 측정된 새로운 기준 CQI이다. 상기 CQI 변동정보는 상기 신규 CQI가 상기 기준 CQI로부터 증가 또는 감소되는지 여부를 나타내는 CQI 증감정보를 포함한다.

CQI에 소요되는 자원의 낭비를 줄일 수 있다. 또한 CQI의 변동량을 구체적으 로 반영할 수 있으므로 보다 정확한 변조/코딩 스케줄링이 구현될 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정할 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 기지국(20; Base Station, BS) 및 단말(10; User Equipment, UE)을 포함한다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하 며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.

하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있다.

무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single-Carrier FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 공지된 다른 변조 기술들과 같은 다중 접속 기법들에 기초할 수 있다. 이들 변조 기법들은 통신 시스템의 다중 사용자들로부터 수신된 신호들을 복조하여 통신 시스템의 용량을 증가시킨다. 설명을 명확히 하기 위해, 이하에서는 OFDMA 기반의 무선통신 시스템에 대하여 설명한다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다. OFDM에 의하면, 광대역 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신기의 복잡도를 낮추고, 부반송파간의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케줄링 등을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 기반으로 한 다중 접속 방식이다. OFDMA에 의하면 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당함으로써 무선자원의 효율성을 높일 수 있다.

본 발명은 상향링크 전송 또는 하향링크 전송에 적용될 수 있다. 이하에서 프레임(frame)은 상향링크 전송에 있어서는 상향링크 프레임이 되고, 하향링크 전송에 있어서는 하향링크 프레임이 된다. 프레임은 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 포함할 수 있다. 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 OFDMA 프레임일 수 있다.

도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크 프레임과 상향링크 프레임을 포함한다. 시간 분할 이중(Time Division Duplex)은 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임에는 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink) MAP, UL(Uplink) MAP, 하향링크 버스트(DL burst) 영역을 포함한다. 상향링크 프레임은 상향링크 버스트(UL burst) 영역을 포함한다.

상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다.

프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용된다. FCH는 DL MAP 메시지의 길이와 DL MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. DL MAP은 DL MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. DL MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. 하향링크 버스트 프로파일은 하향링크 물리 채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다. UL MAP은 UL MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다. UL MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리 채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.

이하에서, 슬롯(slot)은 최소한의 가능한 데이터 할당 유닛으로, 시간과 서브채널(subchannel)로 정의된다. 상향링크에서 서브채널은 다수의 타일(tile)로 구성될 수 있다(construct). 서브채널은 6개의 타일로 구성되고, 상향링크에서 하나의 버스트는 3개의 OFDM 심벌과 1개의 서브채널로 구성될 수 있다. PUSC(Partial Usage of Subchannels) 순열(permutation)에 있어서, 각 타일은 3개의 OFDM 심벌 상에서 4개의 인접하는 부반송파를 포함할 수 있다. PUSC의 부반송파는 8개의 데이터 부반송파와 4개의 파일럿 부반송파를 포함할 수 있다.

선택적인(optional) PUSC 순열에 있어서, 각 타일은 3개의 OFDM 심벌 상에서 3개의 인접하는 부반송파를 포함할 수 있다. 선택적인 PUSC의 부반송파는 8개의 데이터 부반송파와 1개의 파일럿 부반송파를 포함할 수 있다. 서브채널에 포함되는 타일은 전 대역에 분산되어 배치될 수 있다. 빈(bin)은 OFDM 심벌 상에서 9개의 인접하는(contiguous) 부반송파를 포함한다. 밴드(band)는 빈의 4 행(row)의 그룹을 말한다.

상향링크의 버스트 영역은 다이버시티 서브채널, AMC 서브채널을 포함한다. 상향링크 프레임에서 다이버시티 서브채널을 구성하는 기본 단위는 타일이고, AMC 서브채널은 하향링크 프레임과 마찬가지로 인접한 6 개의 빈으로 구성된다. 처음 망에 진입한 단말은 채널이 어떻게 변하는지 알 수 없다. 따라서 단말은 먼저 다이버시티 서브채널만 할당받고 CQICH를 통해 채널 정보를 얻은 후에 채널 상태가 좋아지면 AMC 서브채널을 할당받을 수 있다.

다이버시티 서브채널은 오직 CQI 값만 알면 데이터 전송시 변조/부호화 방식을 결정할 수 있기 때문에 기지국은 최대한 빨리 CQICH 제어 IE를 DL MAP에 표시함으로 CQICH를 할당한다. 기지국은 전체 채널의 평균 CQI를 수신하여 변조/부호화 방식을 결정한다.

밴드 AMC 서브채널의 채널상태정보를 담고 있는 보고 응답(Report response; REP-RSP) 메시지를 수신한 기지국은 해당 메시지를 밴드 AMC 서브채널에 대한 요청으로 간주한다. 보고 응답 메시지는 보고 요청(Report request; REP-REQ) 메시지에 대한 응답이다. 기지국은 가용 시스템 자원과 수신한 채널상태정보에 근거하여 요청받은 채널의 할당이 가능한지 판단한다. 채널의 할당이 가능한 경우, 기지국은 단말이 사용할 채널로 밴드 AMC 서브채널을 할당하고, 가능하지 못한 경우에는 밴드 AMC 서브채널 대신 다이버시티 서브채널을 할당한다.

상향링크 프레임의 일부에는 패스트 피드백 영역(fast feedback region)이 포함된다. 패스트 피드백 영역은 일반적인 상향링크 데이터에 비해 보다 신속한 상향링크 전송을 위해 할당되는 영역으로, CQI나 ACK/NACK 신호 등이 실릴 수 있다. 패스트 피드백 영역은 링크 프레임 어디에도 위치할 수 있으며, 반드시 도시된 위치나 크기에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 채널상태 보고방법을 나타낸 흐름도이다. 상 술한 바와 같이, 이하에서의 CQI는 CINR, MCS 레벨, 송신률 정보 및 수신 신호 강도 정보 중 어느 하나일 수 있다.

도 3을 참조하면, 단말은 기지국으로 CQI를 전송한다(S100). 일 예로서, 상기 CQI는 분산 모드(distributed mode)에서의 CQI일 수 있다. 분산 모드는 데이터를 주파수 대역에 분산하여 전송하는 것으로, 밴드 AMC가 아닌(non Band AMC) 기법으로 데이터를 전송하는 것을 의미한다. 단말은 분산 모드에서 CQI를 주기적 또는 비주기적으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 분산 모드에서는 단말 또는 기지국이 전 주파수 대역에 분산되어 배치되는 6개의 타일을 포함하는 서브채널을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.

다른 예로서, 상기 CQI는 밴드 AMC 모드에서의 CQI일 수 있다. 밴드 AMC 기법은 부반송파를 몇 개의 밴드로 나누고 각 밴드에서 최대의 채널 이득을 가지는 단말에게 밴드를 할당하는 방식이다. 밴드 AMC 모드의 경우, 단말은 각 밴드별 CQI를 기지국으로 전송한다. 즉, 전송되는 CQI는 밴드의 개수와 동일할 수 있다. 밴드 AMC 모드에서는 단말이 동일한 밴드에서 6개의 인접하는 빈(bin)으로 구성되는 AMC 서브채널을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.

이하 CQI가 CINR일 경우를 일 실시예로서 설명한다. 단말은 기지국이 전송한 데이터 또는 파일럿으로부터 CINR을 측정할 수 있다. CINR은 오차 에러에 대한 시그널 파워(signal power)의 비로 나타낼 수 있다. CINR은 다음 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

여기서, A[k]는 평균 시그널 파워(average signal power), E[k]는 평균 제곱 오차 에러(mean-squared residual error)를 나타낸다. 평균 시그널 파워는 다음 수학식 2와 같이 표현할 수 있으며, 평균 제곱 오차 에러는 다음 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.

여기서, r[k,n]은 시간 인덱스 k에 측정된 수신 심볼 n을 나타낸다. s[k,n]은 수신 심볼 n에 대응하는 파일럿 심볼을 나타낸다. CINR은 기지국이 단말에게 할당하는 무선자원의 MCS(Modulation and Coding Scheme)을 선택할 수 있도록 주기적으로 또는 비주기적으로 보고될 수 있다.

CINR은 CQI를 전송하는 물리채널인 CQI 채널을 통하여 전송될 수 있다. CQI 채널은 패스트 피드백 채널(fast feedback channel)이 될 수 있다. 또는 CINR은 보 고 응답 REP-RSP 메시지를 통하여 전송될 수 있다. 기지국이 보고 요청 메시지를 전송할 수도 있고, 단말이 보고 요청 메시지를 전송할 수 있다.

단말은 기지국으로 CQI 변동정보(CQI variation)을 전송한다(S110). CQI 변동정보란 바로 전에 전송한 CQI와 현재 전송해야할 CQI와의 차이에 관한 정보를 의미한다. 예를 들어 단말이 주기적으로 CQI를 전송하는 통신 시스템에 있어서, 제1 전송주기에 전송한 CQI가 채널상태에 따라 제2 전송주기에 전송할 CQI로 변동하는 양상을 나타내주는 정보가 바로 CQI 변동정보이다.

각 밴드별 CQI는 시간에 따라 유사한 변동추이를 보이는 경향이 있다. 즉 밴드 AMC 모드에서, 각 밴드의 CQI는 비슷한 크기만큼 일률적으로 증가하거나, 감소한다. 또한 대부분의 채널환경에서 증감의 양에 근소한 차이가 있을 뿐이다. 이러한 채널환경에서, 단말이 각 밴드별로 채널의 증가 또는 감소의 양에 관한 차이값(differential)을 전송하는 것은 한정된 무선자원하에서 비효율적이다.

이를 해결하기 위해, 하나의 CQI정보로서, 주어진 복수의 밴드의 CQI를 갱신하기 위해 CQI 변동정보를 이용할 수 있다. CQI 변동정보는 전체 밴드의 CQI의 증가 또는 감소여부를 나타내는 CQI 증감정보(CQI up/down information)와, 전체 밴드의 CQI의 증가량 또는 감소량을 나타내는 CQI 변동량(CQI variation)을 포함한다. 여기서 전체 밴드란, 단말이 데이터 송수신을 위해 기지국으로부터 할당받은 주파수 대역에서 CQI가 전송된 밴드를 의미한다. CQI 변동정보에 관하여는 도 5 내지 도 8에서 좀더 자세히 설명된다.

기지국은 CQI 변동정보를 이용하여 각 밴드의 CQI를 갱신한다(S120). 예를 들어, CQI 증감정보가 '증가'를 가리키고, CQI 변동량이 3dB인 경우, 기지국은 이전에 수신한 각 밴드별 CQI의 값을 일률적으로 3dB만큼 증가시킨다. 다른 예로서, CQI 증감정보가 '감소'를 가리키고, CQI 변동량이 2dB인 경우, 기지국은 이전에 수신한 각 밴드별 CQI의 값을 일률적으로 2dB만큼 감소시킨다. 이러한 방식으로 기지국은 CQI 변동정보를 이용하여 각 밴드의 CQI를 갱신할 수 있다.

각 밴드별로 CQI의 갱신정보를 전송할 필요가 없으므로 CQI 피드백으로 인한 자원의 낭비가 줄어들 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 채널상태 보고방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 단말은 기지국으로 CQI를 전송한다(S200). 상기 CQI는 분산 모드에서의 CQI일 수도 있고, 밴드 AMC 모드에서의 CQI일 수도 있다.

기지국은 단말로 보고 요청(REP-REQ) 메시지를 전송한다(S210). 보고 요청 메시지는 분산 모드에서 밴드 AMC 모드로의 전이(transition)를 요구하는 메시지일 수 있다. 단말은 기지국으로 보고 응답(REP-RSP) 메시지를 전송한다(S220). 보고 응답 메시지는 보고 요청 메시지에 대한 응답으로 베스트 밴드(best band)에 대한 CQI를 포함할 수 있다. 베스트 밴드는 복수의 밴드 중에서 상대적으로 CQI 값이 좋은 밴드로 선택될 수 있다. 베스트 밴드는 복수 개로 선택될 수 있다. 보고 응답 메시지는 베스트 밴드에 대한 CQI를 포함할 수 있다. 보고 응답 메시지는 복수의 밴드 중에서 선택된 베스트 밴드를 지정하는 비트맵(bitmap)을 포함할 수 있다.

한편, 단말은 기지국의 보고 요청 메시지 없이 보고 응답 메시지를 전송할 수 있다. 단말은 CQI를 측정하여 밴드 AMC 모드로의 전이에 해당하는 조건을 만족 하는 경우 스스로 밴드 AMC 모드로의 전이를 요구하는 보고 응답 메시지를 전송할 수 있다. 보고 응답 메시지는 베스트 밴드를 지정하는 비트맵과 베스트 밴드의 CQI를 포함할 수 있다.

단말과 기지국은 밴드 AMC 모드로 전환된다(S230). 분산 모드에서 밴드 AMC 모드로의 전이는 특정 조건이 만족될 때 단말의 요구 또는 기지국의 요구로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 분산 모드에서 밴드 AMC 모드로의 전이는 각 밴드의 CQI의 표준편차의 최대값이 밴드 AMC 할당 임계치보다 낮아지고 전 주파수 대역의 평균 CQI가 밴드 AMC 모드로의 전이를 위한 평균 CQI 보다 커질 때 이루어질 수 있다.

밴드 AMC 모드로의 전이가 이루어지면 단말은 기지국으로 차등 CQI 변동정보를 전송한다(S240).

이하, CQI 변동정보의 보고(report)를 위한 페이로드(payload)의 구성에 대하여 설명하고 이를 이용한 채널상태 보고방법에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CQI 변동정보의 보고를 위한 페이로드의 구성을 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, CQI 변동정보를 위한 페이로드 1은 CQI 증감정보를 포함할 수 있다. CQI 변동정보에 관하여 설명되기 전에 먼저 기준 CQI와 신규 CQI에 관하여 설명된다. CQI 변동정보만으로 각 밴드의 CQI를 갱신하므로, CQI 변동의 기준이 되는 기준 CQI와 신규 CQI가 먼저 정의될 수 있다. CQI는 밴드의 개수만큼 있을 수 있는데, 기준 CQI란 이러한 복수의 CQI로부터 CQI 변동정보를 생성하는데 기준이 되는 CQI를 의미한다.

기준 CQI의 일 예로서, 복수의 CQI의 평균값일 수 있다. 즉, 기준 CQI는 각 밴드별로 근소한 차이를 보이는 복수의 CQI를 더한 값을 CQI의 개수로 나누어 얻어진 CQI일 수 있다. 기준 CQI의 다른 예로서, 복수의 CQI 중 단말 또는 기지국에 의해 선택된 특정한 CQI일 수 있다. 이는 구현의 문제로서, 단말과 기지국이 기준 CQI를 선택하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다.

신규 CQI란 기준 CQI가 측정되어 전송된 때로부터 소정시간이 경과한 후(예를 들어 주기적으로 CQI가 전송되는 경우, 다음 전송주기 또는 다다음 전송주기)에 측정된 새로운 기준 CQI를 의미한다.

CQI 증감정보란 기준 CQI에 비해 신규 CQI가 증가하였는지 또는 감소하였는지 여부를 나타내는 정보이다. CQI 증감정보는 1비트로 표현될 수 있다. CQI 증감정보가 1이면, 신규 CQI가 기준 CQI에 비해 증가하였음을 나타낸다. CQI 증감정보가 0이면, 신규 CQI가 기준 CQI에 비해 감소하였음을 나타낸다. 물론, CQI 증감정보 0이 증가를 가리키고, 1이 감소를 가리킬 수도 있다.

각 밴드별 CQI는 CQI 증감정보에 의해 특정한 값만큼 증가 또는 감소할 수 있다. 이때, 각 밴드별 CQI가 증가 또는 감소하는 특정한 값은 기지국이 단말에게 알려주거나 사전에 정해진(fixed) 값일 수 있다. 예를 들어, 특정한 값이 1dB라고 할 때, CQI 증감정보가 1이면 각 밴드별 CQI가 1dB씩 증가하고, CQI 증감정보가 0이면 각 밴드별 CQI가 1dB씩 감소할 수 있다. 이는 예시에 불과하며, CQI 증감정보의 비트값이 '1'일 때 1dB 감소, CQI 증감정보의 비트값이 '0'일 때 1dB 증가를 의미하도록 할 수 있으며, CQI의 증감에 대한 특정한 값의 크기는 임의로 지정될 수 있다.

CQI 변동정보를 위한 페이로드 2는 CQI 유지정보(CQI holding information) 및 CQI 증감정보를 포함할 수 있다. CQI 유지정보는 각 밴드별 CQI가 '유지'되는지 아니면 '변동'되는지 여부에 관한 정보이다. 즉, CQI 유지정보에 의해 각 밴드별 CQI의 갱신(update)여부가 결정된다. CQI 유지정보는 1비트로 표현될 수 있다. 예를 들어, CQI 유지정보의 비트값이 '1'인 경우에는 각 밴드별 CQI가 '변동'됨을 나타내고, CQI 유지정보의 비트값이 '0'인 경우에는 각 밴드별 CQI가 '유지'됨을 나타낸다. 또는 반대로 CQI 유지정보의 비트값이 '0'인 경우에는 각 밴드별 CQI가 '변동'됨을 나타내고, CQI 유지정보의 비트값이 '1'인 경우에는 각 밴드별 CQI가 '유지'됨을 나타낼 수 있다.

CQI 유지정보가 '변동'을 나타내는 경우, 각 밴드별 CQI가 증가하는지 또는 감소하는지 여부는 CQI 증감정보가 알려준다. CQI 증감정보는 상기 CQI 변동정보를 위한 페이로드 1에서 설명된 바와 같다. CQI 유지정보가 '유지'를 나타내는 경우, CQI 증감정보와 무관하게 각 밴드별 CQI를 원래대로 유지한다.

CQI 유지정보 및 CQI 증감정보의 비트수 및 순서는 예시에 불과하며 제한이 아니다. CQI 유지정보 및 CQI 증감정보의 비트수는 1비트 이상으로 다양하게 구성될 수 있으며, 그 순서는 임의로 지정될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 CQI 변동정보의 보고를 위한 페이로드의 구성을 도시한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 페이로드는 모드 지시자(mode indication) 및 CQI 변동정보를 포함할 수 있다. 모드 지시자는 상기 페이로드가 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 모드로 사용되는 것인지, 아니면 CQI 정보 귀환으로 사용되는 것인지를 알려주는 지시자이다. 모드 지시자는 점선으로 표시되었으며, 생략되어질 수 있다.

CQI 변동정보는 CQI 증감정보와 CQI 변동량(CQI variation)을 포함한다. CQI 증감정보는 도 5에서의 경우와 마찬가지로 각 밴드별 CQI가 일률적으로 증가 또는 감소하는지 여부를 나타낸다. CQI 변동량은 CQI 증감정보에 따라 각 밴드별 CQI가 증가 또는 감소할 경우, 얼마만큼 증가 또는 감소하는지에 대한 구체적인 변동량을 나타낸다. 도 5의 페이로드 1에서 증감량이 정해진 것과는 달리, 단말이 기준 CQI와 신규 CQI와의 실제 차이인 CQI 변동량을 기지국으로 알려준다. 기지국은 CQI 변동량을 이용하여 각 밴드별 CQI를 보다 정확하게 갱신할 수 있다.

CQI 변동량이 3비트로 표현되었으나, 이는 예시에 불과하다. CQI 변동량이 3비트로 표현될 경우, 0~7까지의 값을 나타낼 수 있다. 즉, 8개의 양자화된 레벨에 의해 CQI의 변동량이 나타내어질 수 있다. 각 레벨간의 차이를 2dB라 하자. CQI 증감정보가 '증가'를 가리키는 경우를 예로 들면, CQI 변동량이 0(비트정보:000)일 경우 각 밴드별 CQI가 2dB씩 증가하고, CQI 변동량이 1(비트정보:001)일 경우 각 밴드별 CQI가 4dB씩 증가한다.

반면, CQI 증감정보가 '감소'를 가리키는 경우를 예로 들면, CQI 변동량이 2(비트정보:010)일 경우 각 밴드별 CQI가 6dB 씩 감소하고, CQI 변동량이 3(비트정 보:011)일 경우 각 밴드별 CQI가 8dB씩 감소한다. 각 레벨간의 차이는 2dB이외에도 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다. 또한, CQI 유지정보가 없이 페이로드가 구성이 될 경우, CQI 변동량의 비트정보가 000이면 증가(혹은 감소) 가 0임을 나타낼 수도 있다. 즉, CQI 유지정보가 없이도 CQI가 '유지'됨을 나타낼 수 있다. 또한 CQI 유지정보가 포함될 경우는 CQI의 변동량을 표현해 줄 수 있는 범위가 더 늘어날 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CQI 변동정보의 보고를 위한 페이로드의 구성을 도시한 블록도이다.

도 7을 참조하면, CQI 변동정보의 보고를 위한 페이로드는 CQI 유지정보, CQI 증감정보 및 CQI 변동량을 포함할 수 있다. CQI 유지정보의 비트값이 '1(변동)'이므로, 각 밴드별 CQI가 변동함을 알 수 있다. 또한 CQI 증감정보가 '0(감소)'이므로 각 밴드별 CQI가 일률적으로 감소함을 알 수 있다. 마지막으로 CQI 변동량이 '011'이므로 레벨 1이 2dB일 경우, 각 밴드별 CQI가 레벨 3(8dB)씩 감소함을 알 수 있다. 물론, CQI 유지정보의 비트값이 '0(유지)'이면, CQI 증감정보 및 CQI 변동량에 관계없이 기지국은 이전에 수신한 각 밴드별 CQI를 갱신하지 않고 유지한다.

이와 같이 하나의 CQI 변동정보로써 모든 밴드의 CQI 갱신을 일률적으로 하면, 각 밴드별 CQI의 증감에 관한 정보를 각 밴드별로 따로따로 알려주게 되어 소요되는 자원의 낭비를 줄일 수 있다. 또한 CQI의 변동량을 구체적으로 반영할 수 있으므로 보다 정확한 변조/코딩 스케줄링이 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CQI 변동정보의 보고를 위한 페이로드의 구성을 도시한 블록도이다.

도 8을 참조하면, CQI 변동정보의 보고를 위한 페이로드는 밴드 그룹정보 및 CQI 증감정보를 포함한다. 밴드 그룹정보란 비슷한 CQI 변동추이를 보이는 밴드들을 그룹별로 나누어 놓은 정보를 의미한다. 예를 들어 제1 및 제2 밴드가 유사한 CQI 변동추이를 보이는 경우, 이를 밴드 그룹 A에 포함시킨다. 밴드 그룹 A에 속한 제1 및 제2 밴드의 CQI는 제1 CQI 증감정보 및 제1 CQI 변동량(제1 CQI 변동정보)에 의해 갱신된다.

동일한 방식으로, 제3 및 제4 밴드가 유사한 CQI 변동추이를 보이는 경우, 이를 밴드 그룹 B에 포함시킨다. 밴드 그룹 B에 속한 제3 및 제4 밴드의 CQI는 제2 CQI 증감정보 및 제2 CQI 변동량(제2 CQI 변동정보)에 의해 갱신된다. 밴드그룹을 채널 상황에 따라 유동적으로 그룹핑(grouping)하기 위하여는 추가적인 시그날링이 필요할 수 있다. 본 발명은 이러한 추가적인 그룹 인덱스 시그날링을 포함할 수도 있다. 반면, 추가적인 비트의 증가를 허용하지 않고 그룹핑을 할 경우, 주어진 주파수 대역의 시작하는 밴드부터 차례로 그룹핑을 할 수도 있다. 다시 말하면 그룹이 2개로 나뉘어 질 수 있는 경우 전체 선택된 밴드의 일부를 그룹1으로 지정하고 나머지 밴드를 그룹2로 지정한다. 그룹핑 방법은 사전에 기지국과 단말간에 약속되어 있거나 또는 기지국이 단말로 알려줄 수도 있다.

도 9 내지 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역별 시그널 파워를 도시한 그래프이다. 가로축은 프레임(시간) 단위, 세로축은 시그널 파워이고, 인덱 스는 부반송파의 인덱스(주파수 대역)를 나타낸다.

도 9과 10은 전형적인 도시 모델(typical urban model)로서 도 9는 3km/h의 전송 단위(transmit unit; TU)로 데이터를 전송하는 경우이고, 도 10은 15km/h의 전송 단위로 데이터를 전송하는 경우이다. 도 11은 보행자 모델(Pedestrian A model)로서 3km/h의 전송 단위로 데이터를 전송하는 경우이다.

서로 다른 주파수 대역의 시그널 파워의 증가 및 감소 추이가 유사하게 나타나는 것을 볼 수 있다. 이는 주파수 선택성이 작은 보행자 모델의 경우와 주파수 선택성이 큰 도시 모델의 경우 모두에서 나타난다. 즉, 서로 다른 주파수 대역에서 CQI의 변동의 경향이 유사하게 나타난다. 밴드 AMC 모드에서 각 밴드들은 서로 비슷한 CQI의 변동추이를 보인다고 판단할 수 있다.

즉, 밴드 AMC 모드에서 각 밴드의 CQI는 비슷한 크기만큼 일률적으로 증가하거나, 감소한다. 또한 대부분의 채널환경에서 증감의 양에 근소한 차이가 있을 뿐이다. 이러한 채널환경에서, 단말이 각 밴드별로 채널의 증가 또는 감소의 양에 관한 차이값(differential)을 전송하는 것은 한정된 무선자원하에서 비효율적이다.

각 밴드에 일률적으로 적용되는 CQI 변동정보를 이용하면, 각 밴드별 CQI의 증감에 관한 정보를 각 밴드별로 따로따로 알려주게 되어 소요되는 자원의 낭비를 줄일 수 있다. 또한 CQI의 변동량을 구체적으로 반영할 수 있으므로 보다 정확한 변조/코딩 스케줄링이 구현될 수 있다.

나아가, 이러한 채널 환경에서 채널의 변화가 없거나 매우 작아서 CQI을 갱신할 필요가 없는 경우에 있어서, 단말은 CQI 유지정보를 기지국으로 알려줄 수도 있다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 채널상태 보고방법을 나타낸 흐름도이다.

도 9 내지 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역별 시그널 파워를 도시한 그래프이다.

Claims

할당된 주파수대역을 복수의 밴드(band)들로 구분하여 상기 복수의 밴드들에 대한 채널상태를 보고하는 방법에 있어서,

상기 복수의 밴드들 중 선택된 2 이상의 밴드들 각각에 대한 밴드별 CQI(Channel Quality Information)를 전송하는 단계; 및

상기 선택된 2 이상의 밴드들 각각의 밴드별 CQI 갱신에 일률적으로 적용되는 하나의 CQI 변동 정보를 전송하되,

상기 하나의 CQI 변동 정보는 상기 선택된 2 이상의 밴드들 각각의 밴드별 CQI 가 모두 일률적으로 증감하는지를 나타내는 CQI 증감정보(CQI up/down information) 및 상기 선택된 2 이상의 밴드들 각각의 밴드별 CQI 의 일률적인 변동량을 나타내는 CQI 변동량(CQI variation)을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널상태 보고방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하나의 CQI 변동 정보는 상기 선택된 2 이상의 밴드들 각각의 밴드별 CQI가 변동되지 않음을 나타내는 CQI 유지정보(CQI holding information)를 더 포함하는, 채널상태 보고방법.
제 1 항에 있어서,

상기 CQI는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)인, 채널상태 보고방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 밴드들은 주어진 주파수 대역이 밴드 AMC(Band Adaptive Modulation and Coding) 기법에 의해 구분되는 밴드들인, 채널상태 보고방법.
할당된 주파수대역을 복수의 밴드들로 구분하여 상기 복수의 밴드들에 대한 채널상태를 수신하는 방법에 있어서,

상기 복수의 밴드들 중 2 이상의 밴드들 각각에 대한 밴드별 CQI를 수신하는 단계;

상기 2 이상의 밴드들 각각에 대한 밴드별 CQI에 의해 얻은 기준 CQI로부터 신규 CQI로의 변동에 관한 CQI 변동정보를 수신하는 단계; 및

상기 CQI 변동정보를 이용하여 상기 2 이상의 밴드들 각각에 대한 밴드별 CQI를 일률적으로 갱신하는 단계를 포함하되,

상기 신규 CQI는 상기 기준 CQI가 측정된 때로부터 소정시간이 경과한 후 측정된 새로운 기준 CQI이고, 상기 CQI 변동정보는 상기 2 이상의 밴드들 각각의 밴드별 CQI 가 모두 일률적으로 증감하는지를 나타내는 CQI 증감정보(CQI up/down information) 및 상기 2 이상의 밴드들 각각의 밴드별 CQI 의 일률적인 변동량을 나타내는 CQI 변동량(CQI variation)을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널상태 수신방법.
삭제
제 5 항에 있어서,

상기 CQI 변동정보는 상기 신규 CQI가 상기 기준 CQI와 차이가 없음을 나타 내는 CQI 유지정보를 포함하는, 채널상태 수신방법.
제 5 항에 있어서,

상기 2 이상의 밴드들 각각에 대한 밴드별 CQI는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)인, 채널상태 수신방법.
제 5 항에 있어서,

상기 기준 CQI와 상기 신규 CQI는 상기 2 이상의 밴드들 각각에 대한 밴드별 CQI의 평균치인, 채널상태 수신방법.
제 5 항에 있어서,

상기 기준 CQI와 상기 신규 CQI는 상기 2 이상의 밴드들을 대표하는 기준 밴드의 CQI인, 채널상태 수신방법.
제 5 항에 있어서,

상기 CQI는 물리채널인 CQICH(CQI CHannel)를 통해 수신되는, 채널상태 수신방법.
할당된 주파수대역을 복수의 밴드들로 구분하여 상기 복수의 밴드들에 대한 채널상태를 보고하는 방법에 있어서,

상기 복수의 밴드들에 대한 CQI를 전송하는 단계; 및

상기 복수의 밴드들 중 2 이상의 밴드들을 포함하는 그룹에 대한 하나의 CQI 변동정보를 전송하는 단계를 포함하되,

상기 하나의 CQI 변동정보는 상기 그룹에 속한 2 이상의 밴드들에 대한 각 CQI가 일률적으로 증감하는지를 나타내는 CQI 증감정보 및 상기 그룹에 2 이상의 밴드들에 대한 각 CQI의 일률적인 변동량을 나타내는 CQI 변동량을 포함하는 채널상태 보고방법.