KR101461942B1 - 이동 통신 시스템에서 적응적 변조 및 부호화 기법을수행하는 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 적응적 변조 및 부호화 기법을수행하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 채널상황에 따른 효율적인 링크 적응기법에 대한 것이다. AMC (Adaptive Modulation and Coding) 기법을 적용함에 있어서 서비스 종류나 채널 환경에 따라 MCS (Modulation and Coding Selection)세트의 사용 범위를 이동국에 할당된 전범위 또는 일부 범위로 결정함으로써 피드백 오버헤드를 줄이는 한편, 하향링크 전력제어 기법과 연동하여 효율적인 링크적응을 수행한다.
OFDM, MIMO, AMC, MCS, CQI

Description

이동 통신 시스템에서 적응적 변조 및 부호화 기법을 수행하는 방법{Method for performing an Adaptive modulation and coding scheme in mobile Communication System}
본 발명은 시스템 환경 및 채널 조건과 사용자 서비스 유형에 따라 적응적 변조 및 부호화 (Adaptive Modulation and Coding; 이하 AMC) 기법과 전력제어를 이용하는 무선 통신 시스템에서의 링크 적응 기법에 관한 것이다.
고속 멀티미디어 데이터 통신 서비스는 음성통화 위주의 서비스 방식과는 달리 수신기에게 데이터 패킷이 일정하게 도착되는 것이 아니라 간헐적으로 전송이 이루어지는 특성이 있다. 따라서 갑자기 많은 양의 패킷이 도착하는 경우가 발생할 수 있으며, 다수의 사용자에 대하여 패킷서비스를 제공하기 위해 시간, 부호, 전력등과 같은 자원을 공유해야 한다. 그리고 패킷과 다음 패킷 사이의 채널 조건이 변하므로 기존의 전력제어를 그대로 적용하기 힘든 면이 있다. 또한 고속 멀티미디어 데이터 통신 서비스는 기존의 음성 통화 서비스 방식에 비해 상대적으로 많은 양의 데이터가 송수신기간에 송수신되므로 고차원의 변조방식과 다양한 다이버시티기법 및 에러정정부호기법이 사용된다. 이 중에서 데이터 패킷 간의 채널조건 변동에 대 응하기 위한 기존의 링크적응 기법에 대하여 알아본다.
상/하향링크의 채널이 주파수영역으로 분리된 경우 상/하향링크의 채널이 다르므로 일반적인 링크적응 기법은 송신기와 수신기가 채널 정보를 주고 받음으로써 이 채널정보에 가장 적합한 송수신 기법을 적용하는 것이다. 기존의 대표적인 링크 적응 기법은 AMC 및 전력 제어기법이다. 전력제어 기법은 무선 링크에 따라 전력을 제어하여 전송품질을 유지시키는 방법으로 음성 통화 서비스와 같이 고정된 전송률 상황에서 링크의 품질을 보장하기 위한 방식이다. 반면, 멀티미디어 데이터 서비스는 서비스 종류에 따라 다양한 전송률, 다양한 전송 품질 등을 요구하므로 기존의 음성 위주의 서비스에서 사용된 것과는 다른 개념의 링크 적응 기법이 요구된다. AMC 기법은 이러한 멀티미디어 데이터 전송에 효율적인 링크 적응 기법으로, 전송 전력이 아니라 전송률을 채널 환경에 맞게 변화시키는 방식이다.
전력 제어의 경우 고정된 목표 신호 대 간섭비 (Signal-to-Interference Ratio; 이하 SIR)를 얻기 위해 전송 전력을 채널에 따라 변화시킨다. 반면, AMC는 채널의 특성에 따라 적절한 전송률을 결정하여 전송하므로 기본적으로 전송전력은 고정된다. 전송률은 MCS 레벨에 의해 결정되는데, MCS는 미리 정의된 변조 및 채널 부호화 조합에 대한 레벨이다. MCS 레벨은 수신 SIR에 따라 결정되는데, SIR에 따라 목표 프레임 오류율을 만족하면서 가장 높은 효율을 보이는 레벨이 선택된다. AMC의 지원을 위해서는 이동국의 수신 SIR에 대한 정보를 기지국이 알고 있어야 하며, 이를 위해 이동국은 채널 품질 정보를 기지국에 전달하여야 한다. 예를 들어, AMC 기법이 적용된 WCDMA 무선 패킷 서비스인 고속 하향 패킷 접속 서비스(High Speed Downlink Packet Access; 이하 HSDPA)는 각 단말이 하향 파일럿 채널 상황이 가장 양호한 기지국을 선택하여 해당 채널 상황에 적합한 변조 및 부호화 정보를 피드백하기 위해 고속 전용 물리 제어 채널(High Speed Dedicated Physical Control Channel; 이하 HS-DPCCH)을 사용하는데, 이 채널에 채널 품질 지시(Channel Quality Indication; 이하 CQI)비트가 할당이 된다. 이 CQI 비트는 수신기가 채널의 상황을 알리기 위해 피드백하는 정보로서 MCS 레벨을 나타낼 수도 있고 단순히 신호대 잡음비 (Signal to Noise Ratio; 이하 SNR)를 나타낼 수도 있다. 따라서 CQI의 비트 정보량에 따라서 송수신기가 사용하는 MCS 레벨의 개수가 다를 수 있다.
일례로, 아래의 표1과 같은 MCS 세트를 사용하는 경우는 최소 5비트 이상이 되어야 모든 경우의 MCS 세트를 적용할 수 있다. 이 경우, MCS 세트는 총 32개의 MCS레벨을 가지며 십진수로 표현된 0부터 31까지의 각각의 변조 및 부호화 방식의 조합을 MCS 인덱스, 또는 CQI 인덱스라 한다. 예를 들어, 피드백된 CQI 비트가 01000이면, 이는 총 32개의 MCS레벨을 가지는 MCS세트 중에서 MCS 인덱스가 8인 MCS레벨로서, 이때 기지국은 상기 피드백 정보에 따라 부호화률은 7/8, 변조방식은 QPSK로 선택하여 이동국에게 데이터를 전송한다는 의미이다. 즉 시스템은 수신기가 피드백한 채널 정보 또는 MCS 인덱스 정보(일례로 CQI)를 이용하여 미리 설정된 MCS 세트 중에서 채널 상황에 알맞은 MCS 레벨을 선택한다.
(CQI index) Coding Rate Modulation
0 (00000) 1/5 QPSK
1 (00001) 1/4 QPSK
2 (00010) 1/3 QPSK
3 (00011) 1/2 QPSK
4 (00100) 3/5 QPSK
5 (00101) 2/3 QPSK
6 (00110) 3/4 QPSK
7 (00111) 4/5 QPSK
8 (01000) 7/8 QPSK
9 (01001) 1/2 16-QAM
10 (01010) 3/5 16-QAM
11 (01011) 2/3 16-QAM
12 (01100) 3/4 16-QAM
13 (01101) 4/5 16-QAM
14 (01110) 5/6 16-QAM
15 (01111) 7/8 16-QAM
16 (10000) 8/9 16-QAM
17 (10001) 9/10 16-QAM
18 (10010) 10/11 16-QAM
19 (10011) 11/12 16-QAM
20 (10100) 1/2 64-QAM
21 (10101) 3/5 64-QAM
22 (10110) 2/3 64-QAM
23 (10111) 3/4 64-QAM
24 (11000) 4/5 64-QAM
25 (11001) 5/6 64-QAM
26 (11010) 7/8 64-QAM
27 (11011) 8/9 64-QAM
28 (11100) 9/10 64-QAM
29 (11101) 10/11 64-QAM
30 (11110) 11/12 64-QAM
31 (11111) 1 64-QAM
일반적으로 이러한 기지국과 이동국 간에 채널정보를 공유하기 위한 CQI (Channel Quality Indication) 정보는 상/하향링크 간에 채널이 상이하게 다른 주파수 분할 듀플렉싱 (Frequency Division Duplexing; 이하 FDD) 시스템에 주로 사용되며 이렇게 피드백된 CQI 정보는 MCS 레벨 결정 및 기지국의 스케줄링에 사용된다. 상기 채널 정보 또는 MCS 인덱스 정보는 일정 시간 주기로 피드백 되거나 기지국 또는 이동국의 요청이 있을 때 피드백 되기도 하며 신뢰성을 높이기 위해 에러정정부호 (Error correction code; 이하 ECC)등을 이용하여 전송된다. 송신기는 수신기의 피드백을 감안하여 선택한 MCS 레벨을 하향링크를 통해 다시 수신기에게 알려준다.
직교 주파수 분할 다중화 시스템(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM)에서는, 주파수 밴드에 따라서 상이한 채널을 가질 수 있으며, 주파수 밴드에 따라 다른 MCS를 적용할 수 있으므로 일정 주파수 밴드 단위로 채널정보를 피드백하여 링크 적응기법을 적용한다. 또한 다중 안테나 기법을 적용한 시스템에서는 공간적으로 전송되는 신호마다 다른 MCS 레벨을 적용할 수 있으므로, 공간별로 채널 정보를 피드백 하기도 한다. 기존의 AMC 기법은 채널 상황에 따라 적응적 MCS 레벨을 사용하는 기법으로서, 시스템과 이동국 간에 하나의 정해놓은 MCS 세트를 고정시켜 사용하게 된다. 따라서 항상 동일한 양의 채널 정보가 피드백되며 송신기 또한 하향링크를 통해 선택한 MCS 레벨을 알려주게 된다.
따라서, 이동국의 이동 속도가 느려 채널이 천천히 변하고 AMC를 통해 채널상황을 충분히 고려한 MCS 레벨을 사용할 수 있는 경우에는 MCS 단위정보(granularity)가 작은 MCS 세트가 각 수신 SNR별로 알맞은 MCS 레벨을 적용할 수 있고 더 높은 시스템 성능을 얻을 수 있으며 이에 알맞은 다중안테나 기법인 빔포밍, 프리코딩과 같은 폐루프 다중안테나 기법을 사용 할 수 있다.
하지만 이동국의 이동 속도가 빨라 채널이 빨리 변하는 경우라든지 CQI정보를 제외한 피드백 정보를 필요로 하지 않는 다이버시티 기법과 같은 개루프 시스템에서는 수신시 측정했던 채널정보가 많이 바뀔 가능성이 크기 때문에 MCS 단위정보가 작으면 시스템이 빠른 시간 내에 필요한 전송률로 데이터를 전송하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 MCS 단위정보가 1dB 간격보다 클 필요가 있다.
또한, 고속 무선 데이터 서비스는 상술한 바와 같이 특성상 빠른 데이터 처리가 요구된다. 예를 들어, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)의 HSDPA(High Speed Data Packet Access)에서는 AMC와 하이브리드 자동 재전송 요청(Hybrid Automatic Repeat Request; 이하 HARQ)등을 효율적으로 운용하기 위해서 이를 관리하고 제어하는 부분이 무선 인터페이스에 가까이 위치해야 한다. 기존의 음성중심의 통신에서는 데이터의 스케줄링을 담당하는 부분이 무선 네트워크 제어기(Radio Network Controller; 이하 RNC)에 위치하기 때문에 처리 시간의 지연이 있으므로 채널 환경의 변화에 적절하게 대응하고, 효율성을 높이는 방법들이 필요하다. 또한 고속 데이터로 인한 시스템의 복잡도를 줄이기 위해 이동국의 피드백 오버헤드를 줄여야 할 필요성이 있다. 이는 멀티캐스트 트래픽의 경우도 마찬가지이다.
본 발명은 위와 같은 필요성을 감안하여 제안된 것으로서, 보다 효율적으로 이동 통신 시스템에서 적응적 변조 및 부호화 (AMC: Adaptive modulation and coding) 기법을 수행하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 배경기술에 있어서, 본 발명의 일 실시 양태인 이동 통신 시스템에서 적응적 변조 및 부호화 (AMC: Adaptive modulation and coding) 기법을 수행하는 방법은, 이동국에서 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호를 통해 채널상태를 측정하는 단계, 상기 측정된 채널상태를 고려하여 소정 개수의 MCS(Modulation and Coding Selection) 레벨 집합인 MCS 서브세트에서 제1 MCS 레벨을 선택하는 단계 및 상기 제1 MCS 레벨에 대한 정보를 상기 기지국으로 피드백 하는 단계를 포함한다.
상기 MCS 서브세트를 구성하는 상기 소정 개수의 MCS 레벨은 기 설정된 MCS 세트에 포함되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 방법은, 상기 기지국으로부터, 상기 제1 MCS 레벨을 고려하여 상기 MCS 세트에서 선택된, 제2 MCS 레벨이 적용된 데이터를 수신하는 단계 및 상기 MCS 세트를 통해 상기 제2 MCS 레벨을 확인하고 이를 이용하여 상기 데이터를 복원하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 MCS 서브세트는 전력제어팩터가 함께 적용될 수 있다.
한편, 상기 MCS 서브세트는, 상기 MCS 세트의 MCS 단위정보보다 큰 MCS 단위정보를 갖도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 MCS 서브세트는, 상기 MCS 세트를 구성하는 MCS 레벨 중에서 특정 변조방식 또는 특정 코딩율을 갖는 MCS 레벨로 구성될 수 있다.
또한, 상기 MCS 서브세트는, 하나 이상의 MCS 서브세트 중에서 채널상황이나 할당된 자원상황에 따라 적응적으로 선택될 수 있다.
이때 상기 하나 이상의 MCS 서브세트는, 상기 이동국과 관련된 서비스 타입 또는 상기 기지국과 통신하는 이동국 타입을 고려하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 피드백 단계에 있어서, MCS 세트 기준으로 할당된 상향링크 피드백 정보의 전부 또는 일부를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 양태인, 이동 통신 시스템에서 적응적 변조 및 부호화 (AMC: Adaptive modulation and coding) 기법을 수행하는 방법은, 기지국에서 이동국으로부터 소정 개수의 MCS(Modulation and Coding Selection) 레벨 집합인 MCS 서브세트에서 선택된 제1 MCS 레벨에 대한 정보를 수신하는 단계, 상기 제1 MCS 레벨을 고려하여, 소정 개수의 MCS(Modulation and Coding Selection) 레벨 집합인 MCS 세트에서 제2 MCS 레벨을 선택하는 단계 및 상기 제2 MCS 레벨이 적용된 데이터를 상기 이동국으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 MCS 서브세트를 구성하는 상기 소정 개수의 MCS 레벨은 상기 MCS 세트에 포함되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 MCS 서브세트는 전력제어팩터가 함께 적용될 수 있다.
상기 MCS 서브세트는, 상기 MCS 세트의 MCS 단위정보보다 큰 MCS 단위정보를 갖도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 MCS 서브세트는, 상기 MCS 세트를 구성하는 MCS 레벨 중에서 특정 변조방식 또는 특정 코딩율을 갖는 MCS 레벨로 구성될 수 있다.
또한, 상기 MCS 서브세트는, 하나 이상의 MCS 서브세트 중에서 채널상황이나 할당된 자원상황에 따라 적응적으로 선택될 수 있다.
이때 상기 하나 이상의 MCS 서브세트는, 상기 이동국과 관련된 서비스 타입 또는 상기 기지국과 통신하는 이동국 타입을 고려하여 구성될 수 잇다.
그리고, 상기 피드백 단계에 있어서, 상기 MCS 세트 기준으로 할당된 상향링크 피드백 정보의 전부 또는 일부를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서의 상향링크 피드백에 의한 하향링크 AMC기법 적용시 MCS 서브세트 사용 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 시스템으로 피드백 되는 정보의 양이 적어져서 시스템의 다중사용자 접속시 복잡도를 줄일 수 있다.
둘째, 하나의 시스템이 여러 개의 MCS 세트를 가지되 MCS 서브세트들로 구성되어 있으면 시스템의 복잡도를 줄이며 최적의 성능을 얻을 수 있다.
셋째, 사용자 이용 서비스의 종류와 이동국의 이동속도에 알맞은 MCS 서브세트를 적용하여 채널변화 등에 보다 적응적으로 대응할 수 있다.
넷째, AMC 기법에서의 MCS 서브세트 사용과 전력제어를 연동하여 사용자 이용 서비스의 종류와 이동국의 이동 속도 등에 따른 채널변화에 더욱 적응적으로 대응할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
본 발명은 기지국과 이동국 간에 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive modulation and coding) 기법을 적용하기 위해 정해놓은 MCS 세트 중 일정 부분을 포함하는 MCS 서브세트를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이때, MCS 서브세트는 하나의 MCS 세트 또는 그 이상의 MCS 세트의 일부로 정의되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기지국 또는 이동국은 MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트를 사용하여 AMC 기법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 이동국에서 기지국으로부터 전송된 신호 예를 들어, 파일럿 신호를 통해 채널 상태를 측정한 후 MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트에서 적절한 MCS 레벨을 선택하여 이를 채널품질정보로 기지국으로 피드백할 수 있다. 기지국은 이동국으로부터의 MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트를 사용하여 피드백 정보를 확인하고, 그 확인 결과를 데이터 송신에 적용할 수 있다.
특히, 고속 데이터로 인한 시스템의 복잡도를 줄이기 위해 이동국의 피드백 오버헤드를 줄이는 점을 생각하면, 이동국에서 MCS 세트보다 적은 피드백 비트 수를 요구하는 MCS 서브세트를 사용하여 채널정보를 전송하도록 함이 바람직할 것이다.
만약 이동국에서 MCS 서브세트를 사용하여 MCS 레벨을 채널정보로 피드백하는 경우 기지국에서는 수신된 채널정보를 MCS 서브세트를 통해 확인할 수 있을 것이다. 또한, 확인된 MCS 레벨을 데이터에 적용함에 있어서 피드백 정보 즉, MCS 서브세트에서 선택된 MCS 레벨의 변조 방식 및 에러정정부호의 부호화 방식 중 적어도 하나를 고려하여 적용할 수 있을 것이다.
또한, 이때 이동국에서 MCS 서브세트를 사용하여 피드백함은 별도의 상향링크 신호로 알려줄 수도 있지만, 시스템에서 이동국에서는 MCS 서브세트를 사용하여 피드백하는 것을 기 설정하여 사용할 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MCS 서브세트를 이용한 AMC 기법 적용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 실시예에 따르면, 먼저, 단계 S100에서 이동국이 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하여 단계 S101에서 수신된 파일럿 신호를 기초로 이동국과 기지국 사이의 채널품질을 측정한다. 예를 들어, 이 단계에서 채널 상황 또는 할당된 자원을 파악할 수 있다. 이동국은 파악한 채널 상황 또는 할당된 자원을 이용하여, 단계 S102에서 MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트에서 MCS 레벨을 선택할 수 있다. 그리고 단계 S103에서 선택된 MCS 레벨 정보를 포함하는 채널품질정보를 기지국으로 피드백한다. 특히 도 1에서는 이동국이 MCS 서브세트에서 MCS 레벨을 선택하는 경우를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 상향링크 제어 정보 오버헤드 이득을 위해서 라면 이동국은 MCS 서브세트를 사용함이 바람직할 것이다.
그리고, 기지국에서는 단계 S104에서 이동국으로부터의 피드백 정보를 이용하여, MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트 이동국이 선택한 MCS 레벨을 확인한다. 그리고, 단계 S105에서 MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트에서 MCS 레벨을 선택하되, 이때는 피드백을 통해 수신된 이동국이 선택한 MCS 레벨을 참고하여 이를 반영할 수 있다. 특히 도 1에서는 기지국이 MCS 세트에서 MCS 레벨을 선택하는 경우를 도시하고 있다. 그리고, 단계 S106에서 선택된 MCS 레벨을 데이터에 적용하고, 단계 S107에서 이 데이터를 이동국으로 전송한다. 이때 MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트 또는 MCS 레벨정보를 이동국에 전송할 수도 있을 것이다.
다만, 기지국에서 MCS 세트에서 선택된 MCS 레벨을 적용하여 데이터를 전송한 경우라면, 이동국에서는 단계 S108에서 MCS 세트에서 데이터에 적용된 MCS 레벨을 확인하여 단계 S109에서 확인된 MCS 레벨에 따라 수신된 데이터를 복원할 수 있다.
한편, 기지국에서는 MCS 세트와 MCS 서브세트를 함께 사용하되, MCS 세트는 기지국에서 송신용으로 데이터 전송시 사용하고, MCS 서브세트는 수신용으로 이동국으로부터의 피드백 정보를 확인할 경우 사용할 수도 있을 것이다. 이는 기지국보다는 이동국의 제어 정보 즉, 피드백 오버헤드 감소가 더 요구되기 때문이다.
이하 이와 같은 본 발명을 실시하는 다양한 실시예들에 대해 설명하도록 한다.
실시예 1: 적응적으로 MCS 세트 및/또는 MCS 서브세트를 사용
본 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서의 적응적 변조 및 부호화 기법 수행 방법은, MCS 서브세트를 이용하는 경우, 기지국에서 하나 또는 그 이상의 MCS 세트로부터 하나 이상의 MCS 서브세트를 사용 가능한 MCS 서브세트의 범위로 설정하고, 그 중 채널상황이나 할당된 자원상황, 이동국의 수신기 종류에 따라 적절한 MCS 서브세트 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
또는, 이동국에서 하나 이상의 MCS 서브세트를 사용 가능한 MCS 서브세트의 범위로 설정하고, 그 중 채널상황이나 할당된 자원상황에 적절한 MCS 서브세트 하나를 선택하여 사용할 수도 있다. 즉, 여러 개의 MCS 서브세트 중 상황에 따라 사용하고자 하는 MCS 서브세트를 피드백 하여 적응적으로 다중의 MCS 서브세트를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 다중 안테나를 사용하는 OFDM 시스템에서도 적응적으로 MCS 세트와 MCS 서브세트들을 사용할 수 있다. 예들 들어, 유니캐스트 트래픽의 경우, 저속 이용자와 피드백 정보가 필요한 빔포밍, 프리코딩 같은 방식을 사용하는 폐-루프 시스템은 피드백 오버헤드가 큰 MCS 레벨 전체를 사용하고, 고속 이용자와 CQI를 제외한 피드백 정보가 필요하지 않은 다이버시티와 같은 방식을 사용하는 개-루프 시스템에서는 피드백 오버헤드가 적은 MCS 서브세트를 사용할 수 있다. 멀티캐스트 트래픽의 경우에는 피드백 오버헤드에 대한 부담이 크므로 MCS 서브세트를 사용할 필요가 크다.
또한, 본 발명은 OFDMA 방식 무선 통신 시스템에서 다중 안테나 기법을 사용하는 경우에도 적용이 가능하다. 이 경우는 다중 안테나 기법에 따라 사용 가능 한 모든 MCS 레벨이나 MCS 서브세트 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 다중 안테나 기법을 사용하는 경우에는 이동국으로부터 기지국에 피드백된 채널정보를 이용해 기지국에서 결정한 MCS 세트를 하향링크로 이동국에게 알려주게 된다. 다중 안테나 기법을 적용한 시스템에서는 공간적으로 전송되는 신호마다 다른 MCS 세트를 사용할 수 있으므로, 각각의 공간별로 채널정보를 피드백하기도 한다.
OFDM 방식 무선 통신 시스템의 경우에는 일정한 크기로 주파수 대역을 나누고 그 각각에 각각의 채널정보를 피드백한다. 또한 OFDM 방식에서는, 각 사용자의 데이터 매핑 방식에 따라 다른 형태의 MCS 세트를 사용하도록 할 수도 있다. 그리고 OFDM 방식 중에서 국부 모드(localized mode)의 경우 전체 MCS 레벨을 사용하도록 하고, 분산 모드(distributed mode)의 경우는 MCS 서브세트를 사용하도록 할 수도 있다. 따라서, 수신측에서, 분산 모드에서의 CQI 피드백 오버헤드가 국부 모드에서의 CQI 피드백 오버헤드보다 적을 수 있다.
실시예 2: MCS 서브세트 구성방법
본 발명에 따른 MCS 서브세트는 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 MCS 서브세트는 하나의 MCS 세트 또는 그 이상의 MCS 세트의 일부로 정의해서 사용할 수 있을 것이다. 이 방법에 MCS 서브세트를 구성하는 MCS 레벨들은 모두 하나의 MCS 세트 또는 그 이상의 MCS 세트에 포함될 것이다. 이하 MCS 서브세트 구성방법에 대한 다양한 실시예를 설명하도록 한다.
실시예 2-1: 변조방식에 따른 MCS 서브세트 구성방법
본 실시예에 따른 MCS 서브세트 구성방법에 따르면 변조방식 별로 MCS 서브 세트를 설정할 수 있다. 즉, MCS 세트 내에 다양한 변조방식에 대한 MCS 레벨이 포함되는 경우 이들을 동일한 변조방식을 적용하는 MCS 레벨들을 하나의 MCS 서브세트로 구성할 수 있다. 예를 들어 BPSK, QPSK, 8PSK, 8QAM, 16QAM로 MCS 서브세트를 설정할 수 있다. 이하 표 2는 5비트 크기 MCS 세트에서 변조방식에 따라 MCS 서브세트를 구성하는 방법의 일례를 나타낸다.
MCS set
(CQI: 5bits)		 Coding rate Modulation MCS Subset
(CQI: 4bits)
0 (00000) 1/5 QPSK Subset 1
1 (00001) 1/4 QPSK Subset 1
2 (00010) 1/3 QPSK Subset 1
3 (00011) 1/2 QPSK Subset 1
4 (00100) 3/5 QPSK Subset 1
5 (00101) 2/3 QPSK Subset 1
6 (00110) 3/4 QPSK Subset 1
7 (00111) 4/5 QPSK Subset 1
8 (01000) 7/8 QPSK Subset 1
9 (01001) 1/2 16-QAM Subset 2
10 (01010) 3/5 16-QAM Subset 2
11 (01011) 2/3 16-QAM Subset 2
12 (01100) 3/4 16-QAM Subset 2
13 (01101) 4/5 16-QAM Subset 2
14 (01110) 5/6 16-QAM Subset 2
15 (01111) 7/8 16-QAM Subset 2
16 (10000) 8/9 16-QAM Subset 2
17 (10001) 9/10 16-QAM Subset 2
18 (10010) 10/11 16-QAM Subset 2
19 (10011) 11/12 16-QAM Subset 2
20 (10100) 1/2 64-QAM Subset 3
21 (10101) 3/5 64-QAM Subset 3
22 (10110) 2/3 64-QAM Subset 3
23 (10111) 3/4 64-QAM Subset 3
24 (11000) 4/5 64-QAM Subset 3
25 (11001) 5/6 64-QAM Subset 3
26 (11010) 7/8 64-QAM Subset 3
27 (11011) 8/9 64-QAM Subset 3
28 (11100) 9/10 64-QAM Subset 3
29 (11101) 10/11 64-QAM Subset 3
30 (11110) 11/12 64-QAM Subset 3
31 (11111) 1 64-QAM Subset 3
표 2의 MCS 세트에 나타난 바와 같이 하향링크 데이터 송신을 위해 QPSK, 16QAM, 64QAM의 사용할 수 있다고 한다. 이때 MCS 세트 중 특정 변조방식 (예, 64QAM)에 대한 MCS 레벨을 포함하도록 서브세트를 구성할 수 있다. 그리고, 특정 채널상황, 서비스 종류, 이동국의 종류, 사용하는 하향링크 채널에 따라 서브세트를 선택하여 사용할 수 있을 것이다.
또는 특정 채널상황, 서비스 종류, 이동국의 종류, 사용하는 하향링크 채널에 따라 특정 변조방식 (예, 64QAM)을 제외한 나머지 MCS 레벨로 서브세트를 구성할 수도 있다. 이 경우, 특정 상황 또는 이동국은 특정 변조방식 (64QAM)을 수신하지 않으므로 수신기 복잡도를 낮출 수 있으며, 특정 채널상황의 경우 채널추정성능이 좋지 않으므로 채널추정성능에 민감한 16QAM 또는 64QAM의 변조 방식을 사용하지 않음으로써 강인한 데이터 송수신을 가능하도록 할 수 있다. 마찬가지로 에러정정부호화 방식에서의 부호화 방식이나 부호율로 MCS 서브세트를 설정할 수도 있을 것이다.
실시예 2-2: SNR 단위정보 (granularity)를 이용한 MCS 서브세트 구성방법
본 실시예에 따른 MCS 서브세트 구성방법에 따르면 SNR 단위정보를 MCS 세트와 다르게 사용하여 MCS 서브세트를 구성할 수 있다. 여기서 SNR 단위정보란, MCS 세트 내의 MCS 레벨을 일정 SNR 간격을 가지는 형태로 정의해서 사용하는 경우 이 SNR 간격을 의미한다. 예를 들어, -5dB에서 23dB까지 1dB간격으로 32개의 MCS 레벨을 가지는 형태로 MCS 세트를 구성하게 되면 최소 5비트의 채널정보 피드백을 이용하여 MCS 세트의 모든 MCS 레벨을 결정할 수 있게 된다. 이때 MCS 세트의 SNR 단위정보는 1dB라 할 수 있다.
본 실시예에 따른 MCS 서브세트 구성방법은, 일정한 k 단위의 dB 간격으로 만들어진 MCS 세트를 사용시 k보다 큰 단위의 일정 dB 간격으로 만들어진 MCS 서브세트를 구성 할 수 있다. 따라서 MCS 세트의 SNR 단위정보가 1dB인 경우 MCS 서브세트의 SNR 단위정보는 1dB가 아닌 바람직하게는 더 큰 값 k(>1)로 사용할 수 있다.
즉, 기지국과 이동국이 이용할 수 있는 MCS 세트의 최대의 MCS 레벨 개수를 적용할 경우 SNR 단위정보는 상기 최대 개수 기준으로 1dB이다. 그러나, MCS 서브세트는 MCS 세트내의 모든 MCS 레벨을 사용하는 것이 아니라 시스템이나 이동국이 일부의 MCS 레벨만을 사용하도록 결정함으로써 MCS 단위정보가 1 레벨 이상이 되도록 한다. 이를 송신 채널 SNR 관점으로 보면 다음 단계의 MCS 레벨 선택 시 SNR 단위정보도 기준단위보다 커지게 된다. 일례로, 상기 송신 SNR 설정예에서 송신 SNR을 -5dB에서 23dB까지 1dB간격으로만 보내던 것을 2dB이상의 간격으로 보낼 수 있게 된다.
이와 같은 SNR 단위정보 (granularity)를 이용한 MCS 서브세트 구성방법은, 피드백 되는 채널품질정보에 대한 비트 표현식에서 최하위비트로부터 연속된 일부 비트가 동일한 경우들을 MCS 서브세트로 구성함으로써 구현될 수 있다. 표 3은 5비트 크기 MCS 세트에서 SNR 단위정보를 이용하여 MCS 서브세트를 구성하는 방법의 일례를 나타낸다. SNR 단위정보는 CQI 단위정보 또는 MCS 단위정보로 대체될 수도 있다. 예를 들어, 표 3을 참조하면, MCS 단위정보는 MCS 세트에서 최소 단위정보로서 1 MCS 레벨로 정의될 수 있다. 그리고, MCS 서브세트 1의 MCS 서브세트에서는 2 MCS 레벨로 정의될 수 있다.
MCS set (CQI:5bits) Subset 1 (CQI:4bits) Subset 2 (CQI:3bits) Subset 3 (CQI:2bits) Coding rate Modulation
0 (00000) 0 (00000) 0 (00000) 0 (00000) 1/5 QPSK
1 (00001) 1/4 QPSK
2 (00010) 1 (00010) 1/3 QPSK
3 (00011) 1/2 QPSK
4 (00100) 2 (00100) 1 (00100) 3/5 QPSK
5 (00101) 2/3 QPSK
6 (00110) 3 (00110) 3/4 QPSK
7 (00111) 4/5 QPSK
8 (01000) 4 (01000) 2 (01000) 1 (01000) 7/8 QPSK
9 (01001) 1/2 16-QAM
10 (01010) 5 (01010) 3/5 16-QAM
11 (01011) 2/3 16-QAM
12 (01100) 6 (01100) 3 (01100) 3/4 16-QAM
13 (01101) 4/5 16-QAM
14 (01110) 7 (01110) 5/6 16-QAM
15 (01111) 7/8 16-QAM
16 (10000) 8 (10000) 4 (10000) 2 (10000) 8/9 16-QAM
17 (10001) 9/10 16-QAM
18 (10010) 9 (10010) 10/11 16-QAM
19 (10011) 11/12 16-QAM
20 (10100) 10 (10100) 5 (10100) 1/2 64-QAM
21 (10101) 3/5 64-QAM
22 (10110) 11 (10110) 2/3 64-QAM
23 (10111) 3/4 64-QAM
24 (11000) 12 (11000) 6 (11000) 3 (11000) 4/5 64-QAM
25 (11001) 5/6 64-QAM
26 (11010) 13 (11010) 7/8 64-QAM
27 (11011) 8/9 64-QAM
28 (11100) 14 (11100) 7 (11100) 9/10 64-QAM
29 (11101) 10/11 64-QAM
30 (11110) 15 (11110) 11/12 64-QAM
31 (11111) 1 64-QAM
표 3에서는, 이동국의 상향링크 채널로 피드백되는 CQI 비트의 MSB(Most Significant Bit) 로부터의 일정비트 부분을 제외한 나머지 비트가 동일한 CQI 인덱스의 집합으로 서브세트를 결정한 방법을 나타낸다.
표 3의 서브세트 1 (Subset 1)을 참조하면, MSB로부터 4비트만을 이용하고 나머지 1비트는 동일한 CQI 인덱스만으로 MCS 서브세트를 구성하는 경우 총 16단계의 MCS 레벨만이 필요하게 됨을 확인할 수 있다. 특히 표 2의 서브세트 1은 최하위 비트가 0으로 동일한 경우를 MCS 서브세트로 구성한 것이고, 물론 최하위 비트가 1로 동일한 경우를 MCS 서브세트로 구성할 수도 있음은 물론이다. 이는 전술한 -5dB에서 23dB까지의 송신 SNR 범위를 가지는 예의 경우에는 송신 SNR 단위정보 기준으로는 2dB씩 차이가 나게 된다.
표 3의 서브세트 2 (Subset 2)를 참조하면, MSB로부터 3비트만을 이용하고 나머지 비트가 동일한 CQI 인덱스만으로 MCS 서브세트를 구성하는 경우 총 8단계의 MCS 레벨만이 필요하게 됨을 확인할 수 있다. 이는 송신 SNR 단위정보 기준으로는 4dB씩 차이가 나게 된다. 마찬가지로 표 3의 서브세트 3 (Subset 3)을 참조하면, MSB로부터 2비트만을 이용하고 나머지 비트가 동일한 CQI 인덱스만으로 MCS 서브세트를 구성하는 경우 총 4단계의 MCS 레벨만이 필요하게 됨을 확인할 수 있다. 이는 송신 SNR 단위정보 기준으로는 8dB씩 차이가 나게 된다.
MCS 서브세트로서 표 3의 서브세트 2로 설정되었다면 CQI를 3비트로 나타낼 수 있다. 이 경우의 CQI 인덱스 비트는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
CQI index: XXX00
위 비트로 표현된 CQI 인덱스는 표 3의 맨 왼쪽의 5비트로 CQI 인덱스를 나타낸 경우와 비교해서, 뒤의 2비트가 동일하게 "00"을 가지는 CQI 인덱스를 가지는 MCS 레벨만을 사용하는 MCS 서브세트내의 MCS 레벨을 나타내며, 총 3 비트를 가지고 선택된 MCS 서브세트의 모든 MCS 레벨을 나타낼 수 있다. 이때 MCS 서브세트는 총 8단계의 MCS 레벨을 갖게 되고, 송신 SNR 표현으로 보면 MCS 서브세트의 송신 SNR의 단위정보는 4dB가 된다.
결과적으로 빠른 채널 변화로 인해 요구되는 송신 SNR의 급격한 변동이 요구될 때 AMC 기법을 적용하는 경우 MCS 서브세트를 사용하면 SNR 단위정보가 모든 MCS 레벨을 가지는 MCS 세트의 경우보다 크게 되어 채널 변화에 효율적으로 대처할 수 있다. 부가적으로 이동국으로부터의 채널정보 피드백을 5비트에서 3비트로 줄이는 효과도 있다. 마찬가지 원리로 인해 서브세트 1, 3의 경우도 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 동일한 방법으로 MCS 서브세트는 MCS 인덱스의 LSB(least significant bits)로부터의 일정비트 부분을 제외한 나머지 비트가 동일한 CQI 인덱스의 집합으로 서브세트를 결정할 수도 있음은 물론이다.
실시예 2-3: 서비스채널 종류에 따른 MCS 서브세트 구성방법
본 실시예에 따른 MCS 서브세트 구성방법에 따르면 서비스채널 별로 MCS 서브세트를 설정할 수 있다. 즉, 이동국이 사용하고자 하는 서비스채널에 따라서 모든 MCS 레벨이 필요하지 않은 경우 필요한 일부 MCS 레벨로 구성된 MCS 서브세트를 사용할 수 있다. 이로써 데이터 송수신시 피드백의 양을 줄이거나 성능개선 또는 송수신 복잡도를 낮출 수 있다. 이때 서비스채널의 종류는 이동국에서 송신되는 피드백 정보를 통해 상술한 채널품질정보와 함께 전송되는 사용자 요청 서비스 정보를 통해 확인할 수 있다. 이하 표 4는 5비트 크기 MCS 세트에서 서비스채널의 종류에 따라 MCS 서브세트를 구성하는 방법의 일례를 나타낸다.
(CQI: 5bits)
Service Type-1		 (CQI: 4bits)
Service Type-2		 (CQI: 3bits)
Service Type-3		 (CQI: 2bits)
Service Type-4		 Coding rate Modulation
0 (00000) 0 (0000) 0 (000) 1/5 QPSK
1 (00001) 1/4 QPSK
2 (00010) 1 (0001) 0 (00) 1/3 QPSK
3 (00011) 1 (01) 1/2 QPSK
4 (00100) 2 (0010) 1 (001) 3/5 QPSK
5 (00101) 2 (10) 2/3 QPSK
6 (00110) 3 (0011) 3 (11) 3/4 QPSK
7 (00111) 4/5 QPSK
8 (01000) 4 (0100) 2 (010) 7/8 QPSK
9 (01001) 1/2 16-QAM
10 (01010) 5 (0101) 3/5 16-QAM
11 (01011) 2/3 16-QAM
12 (01100) 6 (0110) 3 (011) 3/4 16-QAM
13 (01101) 4/5 16-QAM
14 (01110) 7 (0111) 5/6 16-QAM
15 (01111) 7/8 16-QAM
16 (10000) 8 (1000) 4 (100) 8/9 16-QAM
17 (10001) 9/10 16-QAM
18 (10010) 9 (1001) 10/11 16-QAM
19 (10011) 11/12 16-QAM
20 (10100) 10 (1010) 5 (101) 1/2 64-QAM
21 (10101) 3/5 64-QAM
22 (10110) 11 (1011) 2/3 64-QAM
23 (10111) 3/4 64-QAM
24 (11000) 12 (1100) 6 (110) 4/5 64-QAM
25 (11001) 5/6 64-QAM
26 (11010) 13 (1101) 7/8 64-QAM
27 (11011) 8/9 64-QAM
28 (11100) 14 (1110) 7 (111) 9/10 64-QAM
29 (11101) 10/11 64-QAM
30 (11110) 15 (1111) 11/12 64-QAM
31 (11111) 1 64-QAM
표 4에 나타난 바와 같이 하나 이상의 서비스채널 종류에 대해 서비스 타입을 정의하고 서비스 타입 별로 MCS 서브세트를 구성할 수 있다. 이하 표 5는 서비스 타입 정의 방법의 일례를 나타낸다.
Service Type Kinds of Service
Service Type 1 Unicast traffic for closed-loop
(폐-루프 송수신 방식을 사용하는 단일 이동국을 위한 트래픽)
Service Type 2 Unicast traffic for open-loop
(개-루프 송수신 방식을 사용하는 단일 이동국을 위한 트래픽)
Service Type 3 Multicast traffic
(다중 이동국을 위한 데이터 송신 트래픽)
Service Type 4 Broadcast traffic
(모든 이동국을 위한 데이터 송신 트래픽)
표 5에서 서비스 타입 1은 하나의 이동국을 목표로 하여 데이터를 전송하는 단일 트래픽 (Unicast traffic)의 경우 중 폐-루프 송수신 방식을 사용하는 경우로 정의되고, 서비스 타입 2는 단일 트래픽 (Unicast traffic)의 경우 중 개-루프 송수신 방식을 사용하는 경우로 정의된다. 그리고, 서비스 타입 3는 다수의 이동국이 동시에 받아야 하는 다중 트래픽 (Multicast traffic)의 경우로 정의되며, 서비스 타입 4는 모든 이동국이 받아야 하는 방송 트래픽 (Broadcast traffic)의 경우로 정의된다.
단일 트래픽 경우에는 모든 MCS 레벨을 사용하는 MCS 세트를 적용하여 AMC 기법을 적용하면 가장 좋은 시스템 수율을 기대 할 수 있을 것이다. 특히, 저속 이용자와 피드백 정보가 필요한 빔포밍, 프리코딩 같은 방식을 사용하는 폐-루프 시스템은 피드백 오버헤드가 큰 MCS 레벨 전체를 사용함이 바람직할 것이다. 따라서 표 4에 나타난 바와 같이 서비스 타입 1에 대해서는 5비트 크기 MCS 세트를 사용할 수 있다.
그리고, 단일 트래픽의 다른 경우로 고속 이용자와 CQI를 제외한 피드백 정보가 필요하지 않은 다이버시티와 같은 방식을 사용하는 개-루프 시스템에서는 피드백 오버헤드가 적은 MCS 서브세트를 사용할 수 있다. 따라서, 따라서 표 4에 나타난 바와 같이 서비스 타입 2에 대해서는 4비트 크기 MCS 세트를 사용할 수 있다.
하지만, 하나 이상의 이동국이 동시에 받아야 하는 다중 트래픽 (Multicast traffic) 또는 방송 트래픽 (Broadcast traffic)의 경우 MCS 레벨을 최대한 작게 구성하는 MCS 서브세트를 사용하여야 강인한 데이터 송신을 할 수 있다. 따라서 표 4에 나타난 바와 같이 서비스 타입 3 및 서비스 타입 4에 대해서는 각각 3비트 크기 MCS 서브세트 및 2비트 크기 MCS 서브세트를 사용할 수 있다.
실시예 2-4: 전력제어와 결합된 적응적 변조 및 부호화 기법
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 적응적 변조 및 부호화 기법 수행 방법에 따르면, 상기 이동국에게 선택된 MCS 레벨을 적용하여 데이터를 적용할 경우, 전력제어를 함께 적용할 수 있다.
MCS 서브세트를 사용하는 경우, 듬성한(coarse) SNR 단위정보로 인해 빠르게 링크적응이 되고 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따라 MCS 서브세트를 전력제어와의 연동하여 사용함으로써 듬성한(coarse) SNR 단위정보로 인해 링크적응 오류가 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다. 즉 MCS 서브세트 사용시 채널 조건의 급격한 변화로 현재 사용중인 MCS 서브세트의 단위정보로서는 필요한 송신 SNR에 해당하는 MCS 레벨을 선택할 수 없는 경우, 전력제어의 단위정보를 조정해서 보완이 가능하다.
예를 들어 현재 시스템에서 SNR 단위정보가 8dB인 경우, 채널의 급작스런 변동으로 현재 사용하는 MCS 단위정보가 채널 조건을 제대로 반영하지 못할 수 있다. 이 경우에는 기존의 1dB 전력제어 대신 2dB나 그 이상의 전력제어 단위정보를 사용할 수 있도록 하여 MCS 서브세트 사용시 발생할 수 있는 문제를 극복할 수 있다. 이하 표 6은 MCS 세트와 전력제어를 동시에 사용할 수 있는 MCS 서브세트를 구성하는 방법의 일례를 나타낸다.
MCS set (CQI: 5bits) Subset 1
(CQI: 4bits)		 Subset 2
(CQI: 3bits)		 Scaling of Power Level [dB] Coding rate Modulation
0 (00000) 0 (0000) 0 (000) 0 1/5 QPSK
1 (00001) -1 1/5 QPSK
2 (00010) 1 (0001) 0 1/3 QPSK
3 (00011) -1 1/3 QPSK
4 (00100) 2 (0010) 1 (001) 0 3/5 QPSK
5 (00101) -1 3/5 QPSK
6 (00110) 3 (0011) 0 3/4 QPSK
7 (00111) -1 3/4 QPSK
8 (01000) 4 (0100) 2 (010) 0 7/8 QPSK
9 (01001) -1 7/8 QPSK
10 (01010) 5 (0101) 0 3/5 16-QAM
11 (01011) -1 3/5 16-QAM
12 (01100) 6 (0110) 3 (011) 0 3/4 16-QAM
13 (01101) -1 3/4 16-QAM
14 (01110) 7 (0111) 0 5/6 16-QAM
15 (01111) -1 5/6 16-QAM
16 (10000) 8 (1000) 4 (100) 0 8/9 16-QAM
17 (10001) -1 8/9 16-QAM
18 (10010) 9 (1001) 0 10/11 16-QAM
19 (10011) -1 10/11 16-QAM
20 (10100) 10 (1010) 5 (101) 0 1/2 64-QAM
21 (10101) -1 1/2 64-QAM
22 (10110) 11 (1011) 0 2/3 64-QAM
23 (10111) -1 2/3 64-QAM
24 (11000) 12 (1100) 6 (110) 0 4/5 64-QAM
25 (11001) -1 4/5 64-QAM
26 (11010) 13 (1101) 0 7/8 64-QAM
27 (11011) -1 7/8 64-QAM
28 (11100) 14 (1110) 7 (111) 0 9/10 64-QAM
29 (11101) -1 9/10 64-QAM
30 (11110) 15 (1111) 0 11/12 64-QAM
31 (11111) -1 11/12 64-QAM
예를 들어, 2dB SNR 단위정보를 가지는 MCS 서브세트, 즉, 표 5의 서브세트 1을 사용하면서 0dB 또는 -1dB의 전력제어 팩터를 사용하면 모든 MCS 레벨을 사용하는 MCS 세트와 동일한 SNR 단위정보를 가지는 형태로 적용할 수 있다.
실시예 2-5: 기지국 환경에 따른 MCS 서브세트 구성 방법
본 실시예에 다르면, 기지국 환경 예를 들어 기지국 별 사용자 수에 따라 MCS 서브세트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 다중 셀 환경에서 사용자가 많은 기지국에서는 MCS 서브세트를 사용하고, 사용자가 적은 기지국에서는 전체 MCS 레벨을 사용할 수 있다.
직교 주파수 분할 다중 접속시스템(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA) 무선 통신 시스템하의 다중 셀 환경에서 사용자가 많은 기지국에서는 피드백 오버헤드의 부담이 크므로 이와 같은 방법으로 MCS 서브세트를 사용하면 이동국으로부터의 피드백 정보량을 줄일 수 있을 것이다.
일반적으로 AMC 기법을 운영하는 데 있어 변조방식과 부호화율은 망에서의 트래픽 관리나 실시간 서비스 지원 측면에서 기지국에서 결정한다. 따라서, 기지국에서 이동국의 피드백 오버헤드를 줄이기 위한 한 방법으로 사용자 별 채널 환경과 사용자 서비스 유형에 따라 전체 MCS 레벨을 사용할 것인지 MCS 서브세트를 사용해 일부 MCS 레벨만을 사용할 것인지를 결정할 수 있다. 또한, 채널 변화가 빠른 경우에는 SNR 단위정보가 작은 경우보다는 큰 경우가 피드백 오버헤드를 줄이면서 채널 환경을 잘 반영할 수 있다.
실시예 2-6: 불규칙 MCS 서브세트 구성방법
MCS 서브세트 결정에 있어서, 특정한 규칙에 따르는 것이 아니라 불규칙하게 선택하는 방법도 가능하다. 좀 더 상세한 실시예를 보이면, 일정 k dB간격으로 구성되어 있는 MCS 세트를 일정 SNR 구간에서는 k간격을 유지하지만 다른 구간에서 k보다 큰 dB 간격으로 MCS 레벨을 선택하여 MCS 서브세트를 구성할 수 있다.
또는, 채널의 주파수 선택성이 높은 채널의 경우 각 변조방식 별로 (예, QPSK, 16QAM, 64QAM) 낮은 채널 부호화율을 가지는 MCS 레벨만 선택하여 MCS 서브세트를 구성할 수도 있다. 이렇게 낮은 채널부호화율을 가자는 MCS 레벨만 선택하여 서브세트를 구성하는 경우 주파수 다이버시티 이득을 극대화 할 수 있다. 이하 표 7은 5비트 크기 MCS 세트에서 SNR에 따라 선택 간격을 다르게 적용하여 MCS 서브세트를 구성하는 방법의 일례를 나타낸다.
(CQI: 5bits) (CQI: 4bits)
CQI type-1		 (CQI: 4bits)
CQI type-2		 (CQI: 4bits)
CQI type-3		 Coding rate Modulation
0 (00000) 0 (0000) 0 (0000) 0 (0000) 1/5 QPSK
1 (00001) 1 (0001) 1/4 QPSK
2 (00010) 2 (0010) 1/3 QPSK
3 (00011) 3 (0011) 1 (0001) 1 (0001) 1/2 QPSK
4 (00100) 4 (0100) 3/5 QPSK
5 (00101) 5 (0101) 2/3 QPSK
6 (00110) 6 (0110) 2 (0010) 2 (0010) 3/4 QPSK
7 (00111) 7 (0111) 4/5 QPSK
8 (01000) 8 (1000) 7/8 QPSK
9 (01001) 3 (0011) 3 (0011) 1/2 16-QAM
10 (01010) 4 (0100) 3/5 16-QAM
11 (01011) 9 (1001) 5 (0101) 2/3 16-QAM
12 (01100) 4 (0100) 6 (0110) 3/4 16-QAM
13 (01101) 7 (0111) 4/5 16-QAM
14 (01110) 10 (1010) 8 (1000) 5/6 16-QAM
15 (01111) 5 (0101) 9 (1001) 7/8 16-QAM
16 (10000) 10 (1010) 8/9 16-QAM
17 (10001) 11 (1011) 11 (1011) 9/10 16-QAM
18 (10010) 6 (0110) 10/11 16-QAM
19 (10011) 11/12 16-QAM
20 (10100) 12 (1100) 12 (1100) 1/2 64-QAM
21 (10101) 7 (0111) 3/5 64-QAM
22 (10110) 8 (1000) 2/3 64-QAM
23 (10111) 13 (1101) 9 (1001) 13 (1101) 3/4 64-QAM
24 (11000) 10 (1010) 4/5 64-QAM
25 (11001) 11 (1011) 5/6 64-QAM
26 (11010) 14 (1110) 12 (1100) 14 (1110) 7/8 64-QAM
27 (11011) 13 (1101) 8/9 64-QAM
28 (11100) 14 (1110) 9/10 64-QAM
29 (11101) 15 (1111) 15 (1111) 15 (1111) 10/11 64-QAM
30 (11110) 11/12 64-QAM
31 (11111) 1 64-QAM
표 7은 서브세트에 따라 낮은 SNR 영역에 작은 SNR 간격을 가지도록 MCS 레벨을 설정하거나 또는 그 반대의 경우에 대해 보여주고 있다. 표 7에서는 모든 MCS 서브세트가 동일하게 4비트를 가지지만 본 발명은 MCS 서브세트 크기에 제한이 없으며, 각 서브세트 별로 크기가 작을 수 있다.
즉, 표 7에서는 각 서브세트를 낮은 SNR 영역, 중간 SNR 영역, 높은 SNR 영역을 각각 미세한(fine) SNR 간격 크기로 MCS 레벨을 결정하고 나머지 SNR 영역은 듬성한(coarse) SNR 간격 크기로 선택하는 방법을 나타낼 수 있다. 이와 같은 서브세트 구성방법을 사용하면 CQI 타입 별로 피드백 양을 줄이면서도 성능의 저하를 없도록 선택할 수 있을 것이다. 이하 표 8은 다중 셀 환경에서 사용자의 위치에 따라 각 CQI 타입을 정의한 방법을 나타낸다.
CQI type Kind of user
CQI type-1 다중 셀 환경에서 셀 가장자리에 위치한 사용자의 경우
(낮은 geometry 이동국)
CQI Type-2 다중 셀 환경에서 셀 중간에 위치한 사용자의 경우
(중간 geometry 이동국)
CQI Type-3 다중 셀 환경에서 기지국에 인접하여 위치한 사용자의 경우
(높은 geometry 이동국)
일반적으로, AMC 기법은 순간적인 채널상태의 값을 가지고 MCS 레벨을 정하여 사용하지만, 이동속도가 낮은 이동국의 경우 SNR 영역은 크게 바뀌기 힘들다. 따라서 주로 사용되는 SNR 영역은 작은 SNR 간격을 사용하고 주로 사용되지 않은 SNR 영역은 큰 SNR 간격으로 정해주고 MCS 서브세트를 긴 시간을 주기로 바꿔서 사용하면 피드백의 양을 줄이면서 성능 저하를 없앨 수 있을 것이다.
본 발명은 상술한 MCS 서브세트 구성방법뿐만 아니라 다양한 방법으로 MCS 서브세트를 구성하는 경우에도 적용될 수 있음은 당연하다.
실시예 3: MCS 서브세트 선택을 위한 피드백 방식
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 적응적 변조 및 부호화 기법 수행 방법에 따르면, MCS 서브세트를 이용하는 경우, 상향링크 피드백 정보를 위해 할당된 상향링크 자원을 전부 또는 일부 사용할 수 있다.
예를 들어, MCS 서브세트로서 표 3의 서브세트 2로 설정되었다면 CQI는 아래와 같이 3비트로 나타낼 수 있다.
CQI index: XXX 00
이 경우, 상향링크 피드백 정보를 전송할 때 3비트의 'XXX'로 전송할 수도 있고, 전체 MCS 세트 사용할 때와 동일한 5비트의 'XXX00'으로 전송할 수도 있을 것이다.
이는 MCS 서브세트 사용함에도 MCS 서브세트를 사용하지 않는 경우와 같이 동일한 피드백 오버헤드를 갖도록 최대 CQI 비트를 사용할 수 있음을 나타낸다. MCS 서브세트를 사용하여 피드백 오버헤드를 줄일 수 있음에도 불구하고, 피드백 채널의 복잡도를 낮추기 위해 동일한 피드백 형식을 사용하되 데이터 송수신을 위해서는 그 서브세트를 사용하도록 MCS 서브세트를 구성할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MCS 서브세트를 이용한 AMC 기법 적용 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (24)

  1. 이동통신시스템에서 적응적 변조 및 코딩 방식(AMC)을 수행하는 방법에 있어서,
    이동단말이 신호를 수신하는 단계;
    상기 이동단말이 수신한 상기 신호로부터 도출된 정보를 고려하여 변조 및 코딩 방식(MCS) 집합의 MCS 부분집합에서 MCS 레벨을 선택하는 단계; 및
    상기 이동단말이 상기 선택한 MCS 레벨을 이용하여 데이터를 통신하는 단계를 포함하되,
    상기 MCS 부분집합은 동일한 변조 방식이 적용되는 MCS 레벨들로 구성되고,
    상기 MCS 부분집합은 상기 이동단말의 수신기 타입을 고려하여 구성되는 것을 특징으로 하는, AMC 수행방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 및 64 QAM 중 하나의 변조 방식을 나타내는, AMC 수행방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 MCS 집합으로부터 64QAM의 MCS 레벨들로 구성된 MCS 부분집합을 제외한 다른 MCS 부분집합들로부터 선택되는, AMC 수행방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 QPSK를 나타내는 MCS 레벨들 및 상기 16QAM을 나타내는 MCS 레벨들 중 적어도 하나의 MCS 레벨로 구성되는, AMC 수행방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 64QAM인 MCS 레벨들로 구성되는, AMC 수행방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합의 MCS 레벨들 각각은 서로 다른 코딩율로 매칭되는, AMC 수행방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 집합으로부터 선택되는 상기 MCS 레벨은 5 비트로 나타내지고,
    상기 MCS 부분집합으로부터 선택되는 상기 MCS 레벨은 4 비트로 나타내지되,
    상기 4비트는 상기 5비트의 일부인, AMC 수행방법.
  8. 이동통신시스템에서 적응적 변조 및 코딩 방식(AMC)을 수행하는 이동단말에 있어서, 상기 이동단말은:
    신호를 수신하고;
    상기 수신된 신호로부터 도출된 정보를 고려하여 변조 및 코딩 방식(MCS) 집합의 MCS 부분집합에서 MCS 레벨을 선택하고;
    상기 MCS 부분집합에 포함되는 상기 선택한 MCS 레벨을 이용하여 데이터를 통신하도록 구성되되,
    상기 MCS 부분집합은 동일한 변조 방식이 적용되는 MCS 레벨들로 구성되고,
    상기 MCS 부분집합은 상기 이동단말의 수신기 타입을 고려하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 이동단말.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 MCS 레벨은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 및 64 QAM 중 하나의 변조 방식을 나타내는, 이동단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 MCS 집합으로부터 64QAM의 MCS 레벨들로 구성된 MCS 부분집합을 제외한 다른 MCS 부분집합들로부터 선택되는, 이동단말.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 QPSK를 나타내는 MCS 레벨들 및 상기 16QAM을 나타내는 MCS 레벨들 중 적어도 하나의 MCS 레벨로 구성되는, 이동단말.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 64QAM인 MCS 레벨들로 구성되는, 이동단말.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합의 MCS 레벨들 각각은 서로 다른 코딩율로 매칭되는, 이동단말.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 MCS 집합으로부터 선택되는 상기 MCS 레벨은 5 비트로 나타내지고,
    상기 MCS 부분집합으로부터 선택되는 상기 MCS 레벨은 4 비트로 나타내지되,
    상기 4비트는 상기 5비트의 일부인, 이동단말.
  15. 이동통신시스템에서 적응적 변조 및 코딩 방식(AMC)을 수행하는 방법에 있어서,
    이동단말이 신호를 수신하는 단계;
    상기 이동단말이 수신한 상기 신호로부터 도출한 정보를 고려하여 MCS 집합의 MCS 부분집합으로부터 MCS 레벨을 선택하는 단계; 및
    상기 이동단말이 상기 선택한 MCS 레벨을 이용하여 데이터를 통신하는 단계를 포함하되,
    상기 MCS 부분집합은 상기 이동단말의 서비스 타입을 고려하여 구성되고, 상기 MCS 부분집합은 하나 이상의 MCS 레벨들로 구성되며,
    상기 MCS 집합 및 상기 MCS 부분집합은 MCS 값을 지시하기 위해 각각 5비트 및 4비트로 나타내지며,
    상기 4비트는 상기 5비트의 일부로 구성되는, AMC 수행방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 MCS 레벨은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 또는 64 QAM 중 하나의 변조 방식을 나타내는, AMC 수행방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 QPSK를 갖는 MCS 레벨 및 상기 16QAM을 갖는 MCS 레벨로 구성되는, AMC 수행방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합의 MCS 레벨들 각각은 서로 다른 코딩율로 매칭되는, AMC 수행방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 서비스 타입은 개루프 전송 및 유니캐스트 트래픽 수신방식을 정의하는, AMC 수행방법.
  20. 이동통신시스템에서 적응적 변조 및 코딩 방식(AMC)을 수행하는 이동단말에 있어서,
    상기 이동단말은:
    신호를 수신하고;
    수신한 상기 신호로부터 도출한 정보를 고려하여 MCS 집합의 MCS 부분집합으로부터 MCS 레벨을 선택하고;
    상기 선택한 MCS 레벨을 이용하여 데이터를 통신하도록 구성되되,
    상기 MCS 부분집합은 상기 이동단말의 서비스 타입을 고려하여 구성되고, 상기 MCS 부분집합은 하나 이상의 MCS 레벨들로 구성되며,
    상기 MCS 집합 및 상기 MCS 부분집합은 MCS 값을 지시하기 위해 각각 5비트 및 4비트로 나타내지며
    상기 4비트는 상기 5비트의 일부로 구성되는, 이동단말.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 MCS 레벨은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 또는 64 QAM 중 하나의 변조 방식을 나타내는, 이동단말.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합은 상기 QPSK를 갖는 MCS 레벨 및 상기 16QAM을 갖는 MCS 레벨로 구성되는, 이동단말.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 MCS 부분집합의 MCS 레벨들 각각은 서로 다른 코딩율로 매칭되는, 이동단말.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 서비스 타입은 개루프 전송 및 유니캐스트 트래픽 수신방식을 정의하는, 이동단말.
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