KR101618728B1 - 멀티 셀 ｈｓｄｐａ를 지원하는 이동통신 시스템에서 채널 품질 인식자 전송용 물리제어채널의 전송전력을 조절하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하향 링크 패킷 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에서 복수개의 셀로부터 동시에 하향 링크 패킷 데이터를 송수신하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 단말이 복수 개의 셀에 대한 CQI 특히, 앵커 셀(Anchor cell)의 CQI(Channel Quality Indicator), 제 1 부가 셀(1st supplementary cell)의 CQI, 그리고 제 2 부가 셀(2nd supplementary cell)의 CQI를 측정하여, 각각의 CQI에 대해 균일한 CQI 수신 성능을 보장하도록 CQI가 전송되는 물리제어채널들의 전송전력을 조절하는 방법을 제안한다

Description

멀티 셀 ＨＳＤＰＡ를 지원하는 이동통신 시스템에서 채널 품질 인식자 전송용 물리제어채널의 전송전력을 조절하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMISSION POWER CONTROL OF PHYSICAL CONTROL CHANNEL FOR CQI IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING MULTI-CELL HSDPA}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 복수개의 셀에서 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) 서비스를 동시에 지원하는 Multi-cell HSDPA 시스템에서 전체 셀에 대해 균일한 CQI 수신 성능을 보장하기 위해 CQI 전송용 제어채널의 전송전력을 조절하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)를 기반으로 하고 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA)을 사용하는 제3 세대 이동통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다.

특히 UMTS 시스템에서는 셀(Cell)로부터 사용자 단말(User Equipment: UE)로의 순방향, 즉 하향링크(Downlink: DL) 통신에 있어서 패킷 전송의 성능을 좀더 향상시킬 수 있도록 고속 하향링크 패킷 접속(High Speed Downlink Pack Access: HSDPA) 방식을 지원한다. HSDPA는 보다 안정된 고속의 데이터 전송을 지원하기 위하여, 적응적 변조/부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC), 복합 자동재전송 요구(Hybrid Automatic Retransmission Request: HARQ) 등의 기술을 지원한다. 상기 변조 방식으로는 QPSK, 16QAM, 64QAM 중 하나가 적용된다. 적응적 변조/부호화 방식은 셀(cell)과 사용자 사이의 채널 상태에 따라 데이터 채널의 변조방식과 코딩방식을 결정해서, 셀 전체의 사용 효율을 높여준다.

상기 HARQ는 빠른 재전송 및 소프트 컴바이닝 방식으로 구현될 수 있다. 즉, 오류가 발생한 데이터에 대해서, 단말과 셀 사이에서 재전송이 수행되고, 상기 재전송된 데이터들에 대해 소프트 컴바이닝(soft combining)을 수행함으로써 전체적인 통신 효율을 향상시킨다.

단말과 셀이 주고받는 제어 정보들로는, 임의의 단말이 사용할 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드 및 개수, 전송블록(Transport block; TB)의 크기, 변조방식과 코딩방식의 조합을 나타내는 변조 및 부호화 방식(MCS; Modulation and Coding Scheme), HARQ를 지원하기 위해 필요한 채널 번호 정보, 변조 및 부호화 방식을 채널 상황에 적응적으로 결정하기 위해 필요한 채널품질 정보(CQI), HARQ의 응답신호인 ACK/NACK 정보 등이 있다.

도면 1은 상기 소개된 기술들을 적용하여 HSDPA 를 지원하는 단말(102)과 셀(101)의 패킷 송수신 절차를 보여준다. 먼저 단말(102)은 셀이 스케쥴링 할 수 있도록 채널 품질 인식자 (Channel Quality Indicator, 이하 CQI 라고 칭함)을 전송한다. 단말(102)은 하향 링크로 전송되는 데이터가 언제 전송될지 알 수 없으므로 상기 CQI 정보를 주기적으로 전송한다(103). 셀(101)은 하향링크 데이터가 발생한 경우 단말(102)로부터 보고받은 CQI를 바탕으로 스케쥴링한다. 스케쥴링 시 셀(101)은 할당 가능한 코드 채널 및 코드 채널의 개수, 전송 블록의 크기 (Transport Block Size; TBS), 그리고 MCS 레벨 등을 선택한다. 셀(101)은 단말(102)에게 상기 정보들을 HSDPA를 지원하기 위한 하향링크 제어채널인 HS-SCCH(105)를 사용하여 전송한다. 단말(102)은 스케쥴링 기본 단위인 매 TTI (전송 시간 간격, Transmission Time Interval) 마다 HS-SCCH를 수신하여 해당 단말(102)에게 전송되는 HS-SCCH를 수신하면 이를 바탕으로 HSDPA 데이터 채널인 HS-PDSCH(106)를 복조하여 데이터를 수신한다. 단말(102)은 HARQ 를 수행하기 위해서 CRC 체크를 하여 ACK/NACK을 결정한다(103). CRC 체크 결과 오류로 판단되면, 데이터를 정상적으로 수신하지 못한 경우이므로 재전송을 요구하기 위해서 단말(102)은 NACK을 전송하고 CRC 체크 결과 오류가 없으면 ACK을 전송한다. 상기 정보는 CQI와 동일한 HS-DPCCH 채널(107)을 통해서 전송된다.

도면 2는 상기에서 설명한 HSDPA 전송 절차를 시간적으로 도시한 도면이다. 먼저 단말(102)은 205,206,207과 같이 미리 설정된 전송시점에CQI를 주기적으로 전송한다. 상기 CQI의 전송주기는 사전에 상위 시그널링을 통해 정해진다. 하향링크 채널인 HS-SCCH(201)와 HS-PDSCH(202)는 2 슬롯의 차이를 두고 전송되는데, 이는 단말(102)이 HS-SCCH에서 앞부분에 전송된 채널 정보를 먼저 수신한 이후 복조를 수행할 수 있도록 2 슬롯 이후에 HS-PDSCH를 송신한다. 다음으로 ACK/NACK 정보(204)는 HS-PDSCH로 전송된 데이터의 복조와 디코딩이 모두 끝난 이후에 전송 가능하므로 단말(102)의 처리 시간을 고려하여 7.5 슬롯 (203)이후 전송된다.

다음은 현재 논의되고 있는 Dual-cell HSDPA 기능에 대해서 도면 3을 이용해서 설명하고자 한다. 기존의 단말(102)은 여러 셀의 신호를 측정하여 이 중에서 가장 적합한 셀을 하나 선택하여 통신을 수행하는데 비해, Dual-cell HSDPA에서는 서로 다른 주파수를 이용해서 전송하는 두 개의 셀(301,302)로부터 동시에 HSDPA 서비스를 제공한다. 단말(308)은 cell1으로부터 주파수f1(304)에서 HSDPA를 수신하고 cell2로부터 f2(303)에서 HSDPA를 동시에 수신하게 된다. WCDMA의 한 셀이 전송하는 주파수가 5MHz인데 두 개의 셀로부터 HSDPA를 동시에 수신하기 위해서는 단말(308)은 10MHz를 수신할 수 있어야 한다. 상기와 같이 두 셀로부터 동시에 HSDPA를 수신하게 되면 한번에 전송 가능한 데이터의 크기가 두 배가 증가하는 효과를 가지게 된다.

다만, 상향링크의 경우는 Dual-cell 전송 기능을 아직 지원하지 않기 때문에, 상향링크 채널은 한 셀에게만 전송된다. 하향링크에서도 HSDPA 관련 채널 및 파일럿 신호를 전송하는 CPICH(Common Pilot channel)을 제외한 나머지 공통 채널과 전용 채널은 cell1으로부터만 수신하게 된다. 그래서 통상적으로 상기 cell1을 앵커 셀(anchor cell)이라 칭하고, cell 2를 부가 셀(supplementary cell) 이라고 칭한다.

2008년 현재 3GPP 표준에서는 앵커 셀과 부가 셀을 합쳐서 두 개의 셀만 시스템에서 지원하고 있으나, 향후에는 부가 셀이 2개 이상, 즉 앵커 셀까지 포함하여 3개 이상의 셀이 존재하는 것도 가능하다(이를 'Multi-cell HSDPA'라 정의한다. 이하 동일하다). Dual-cell HSDPA 서비스에서 HARQ와 AMC를 지원하기 위해서 단말은 각각의 셀에 대한 ACK/NACK과 CQI를 전송해야 하는데, 상향링크 채널은 앵커 셀로만 전송되므로 앵커 셀로 두 셀에 대한 ACK/NACK과 CQI 정보를 함께 전송한다. CQI 정보 전송방식은 앵커 셀에 대한 CQI 정보 5비트와 부가 셀에 대한 CQI 정보 5 비트를 연접시켜서, 10 비트의 제어정보를 구성한 후, (20, 10) 블록코딩하여 기존의 CQI 및 ACK/NACK 전송용으로 정의된 물리제어채널인 HS-DPCCH 에 실어서 전송한다. 그리고 만약 dual-cell HSDPA 동작이 설정되어 있지 않은 경우, 앵커 셀에 대한 CQI 정보 5비트를 (20, 5) 블록코딩하여 기존의 CQI 및 ACK/NACK 전송용으로 정의된 물리제어채널인 HS-DPCCH 에 실어서 전송한다. Dual-cell HSDPA 설정여부는 기지국이 단말한테 시그널링을 통해 알려준다.

그러나 현재까지는 Multi-cell HSDPA를 지원하는 단말의 제어정보 전송방법에 대해서 구체적으로 논의되지 않았다.

Multi-cell HSDPA를 지원하는 단말이 앵커 셀(Anchor cell)의 CQI(Channel Quality Indicator)와 복수개의 부가 셀(supplementary cell)의 CQI를 측정하여, 각각의 CQI에 대해 균일한 CQI 수신 성능을 보장하기 위해 CQI가 전송되는 물리제어채널들의 전송전력을 조절하는 방법을 제공한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 제어 정보 전송 방법은 적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하는 단계, 적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 파일럿 신호를 수신하는 단계, 각 셀에 대한 채널 품질을 지시하는 적어도 두 개의 제어 정보를 생성하는 단계, 상기 적어도 두 개의 제어 정보 각각을 인코딩하는 단계, 상기 인코딩된 적어도 두 개의 제어 정보 각각에 대해 전력을 제어하는 단계, 및 상기 전력 제어되고 인코딩된 적어도 두 개의 제어 정보를 적어도 두 개의 제어 채널을 통해 전송하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 적어도 두 개의 제어 채널의 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 정보 수신 방법은 단말에 패킷 데이터를 전송하는 단계, 상기 단말에 파일럿 신호를 전송하는 단계, 상기 단말로부터 적어도 두 개의 제어 채널 상에서 적어도 두 개의 제어 정보를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 두 개의 제어 정보는 각각 인코딩되며, 상기 인코딩된 적어도 두 개의 제어 정보는 각각 전력제어되고, 상기 기지국은 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템의 앵커 셀이며, 상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하는 단말은 적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하고, 적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 파일럿 신호를 수신하는 송수신부, 및 각 셀에 대한 채널 품질을 지시하는 적어도 두 개의 제어 정보를 생성하고, 상기 적어도 두 개의 제어 정보 각각을 인코딩하며, 상기 인코딩된 적어도 두 개의 제어 정보 각각에 대해 전력을 제어하고, 상기 전력 제어되고 인코딩된 적어도 두 개의 제어 정보를 적어도 두 개의 제어 채널을 통해 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 적어도 두 개의 제어 채널의 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 수신하는 기지국은 신호를 송수신하는 송수신부, 및 단말에 패킷 데이터를 전송하고, 상기 단말에 파일럿 신호를 전송하며, 상기 단말로부터 적어도 두 개의 제어 채널 상에서 적어도 두 개의 제어 정보를 수신하하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 적어도 두 개의 제어 정보는 각각 인코딩되며, 상기 인코딩된 적어도 두 개의 제어 정보는 각각 전력제어되고, 상기 기지국은 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템의 앵커 셀이며, 상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, Multi-cell HSDPA 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서 단말의 CQI 전송용 물리제어채널들 사이의 전송전력을 조절함으로써, 각각의 셀에 대한 CQI 수신 요구사항을 상호간에 균등하게 유지하게 되어 CQI 전송효율을 높이고, 따라서 시스템 성능 저하를 방지한다.

도 1은 종래의 HSDPA 송수신 절차를 설명하는 도면.
도 2는 종래의 HSDPA 관련 채널들의 송수신 시점을 나타내는 도면.
도 3은 현재 논의되고 있는 Dual-cell HSDPA 서비스를설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예의 동작을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 단말의 CQI 전송 절차를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 기지국의 CQI 수신 절차를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 CQI 전송 장치를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 CQI 수신 장치를 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

후술되는 본 발명은 구체적으로 복수 개(N개)의 셀에서 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) 서비스를 동시에 전송하는 Multi-cell HSDPA 기능을 지원하는 시스템에서, 단말의 CQI 전송효율을 높이는 방법 및 장치를 설명할 것이다. 그러나 이와 유사한 다른 통신 시스템의 경우에도 본 발명이 적용 가능함은 물론이다.

본 발명의 주요 요지는, 상기 N = 3으로 설정된 경우, 단말이 앵커 셀에 대한 5비트 제어정보인 제1 채널 품질 인식자(이하 'CQI(1)')와 제 1 부가 셀에 대한 5비트 제어정보인 제2 채널 품질 인식자(이하 'CQI(2)')와, 그리고 제 2 부가 셀에 대한 5비트 제어정보인 제3 채널 품질 인식자(이하 'CQI(3)')를 동일한 시점에 전송하고자 할 때, 균일한 CQI 수신 성능을 보장하는 것이다. 이를 위해 단말은 CQI(1)을 제1 채널 코딩을 이용하여 블록코딩한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 채널 코딩은 (20, 5) 블록 코딩일 수 있으며 이하에서는 이를 가정하고 기술하도록 한다. 단말은 CQI(1)을 (20, 5) 블록코딩하여 기존의 CQI 혹은 ACK/NACK 전송용으로 정의된 물리제어채널인HS-DPCCH (이하 또다른 HS-DPCCH와 구분하기 위해 HS-DPCCH1이라 한다. 이하 동일하다)를 통해 전송한다.

그리고 단말은 나머지 CQI(2) 와 CQI(3)은 상호간에 연접시켜 10비트 제어정보를 구성한 후 제2 채널 코딩을 이용하여 블록코딩한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제2 채널 코딩은 (20, 10) 블록 코딩일 수 있으며 이하에서는 이를 가정하고 기술하도록 한다. 단말은 상호 연접된 CQI(2) 및 CQI(3)의 제어 정보를 (20, 10) 블록코딩하여 또 다른 물리제어채널인HS-DPCCH2를 통해 전송한다.

상기 CQI(1), CQI(2), CQI(3) 중에서 어느 제어정보를 (20, 5) 블록코딩하고 어느 제어정보를 (20, 10) 블록코딩할지는 미리 정해진 규칙을 따른다. 상기 HS-DPCCH1 과 HS-DPCCH2는 직교코드로서 구분된다.

채널코딩의 성능을 나타내는 척도인 minimum distance (d_min) 가 클수록, 혹은 코딩 레이트가 낮을수록 우수한 오류정정능력을 나타내는데, (20, 5) 블록코딩과 (20, 10) 블록코딩을 비교하면 상대적으로 (20, 5) 블록코딩이 우수한 오류정정능력을 갖는 특징이 있다. 문헌상에 나타나는 (20, 5) 블록코딩의 최소 d_min = 9 이고, (20, 10) 블록 코딩의 최소 d_min = 6 이다. 따라서 단말이 상기 (20, 5) 블록코딩된 비트들이 전송되는 HS-DPCCH1과, (20, 10) 블록코딩된 비트들이 전송되는 HS-DPCCH2에 대해 추가적인 보정없이 그대로 전송하게 되면, 기지국 수신 입장에서는 상기 HS-DPCCH1을 통해 수신하는 CQI(1)의 수신성능이 상기 HS-DPCCH2를 통해 수신하는 CQI(2) 와 CQI(3)의 수신성능 보다 우수한 상황이 발생한다.

따라서 본 발명의 단말은 특정 셀에 편향됨 없이 multi-cell HSDPA 시스템이 동작하는 전체 셀에 대해 균등한 CQI 수신성능을 보장하기 위해서 상기 HS-DPCCH2의 전송전력을 상기 HS-DPCCH1보다 상대적으로 높게 설정한다. 상기 상대적인 전송전력 증가량은 사전에 미리 정의된 값을 사용하거나 혹은 시그널링을 통해 기지국이 단말한테 알려주도록 한다.

이하 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명하도록 한다.

이하에서 기술되는 본 발명의 실시예는, 복수 개(N개)의 셀에서 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) 서비스를 동시에 전송하는 Multi-cell HSDPA 기능을 지원하는 시스템에서, N = 3으로 설정된 경우, 각 셀에 대한 CQI 정보를 전송하는 방법에 대한 것이다.

도 4를 참조하여 본 발명의 실시예의 개념을 설명하도록 한다. 단말이 앵커 셀에 대한 5비트 제어정보인 CQI(1)과 제 1 부가 셀에 대한 5비트 제어정보인 CQI(2), 그리고 제 2 부가 셀에 대한 5비트 제어정보인 CQI(3)을 동일한 시점에 전송하고자함을 가정한다. 이 경우 단말기는 CQI(1)을 (20, 5) 블록코딩하여 기존의 CQI 혹은 ACK/NACK 전송용으로 정의된 물리제어채널인 HS-DPCCH1 를 통해 전송한다. 이와 동시에 상기 단말은 나머지 CQI(2) 와 CQI(3)을 상호간에 연접시켜 10비트 제어정보를 구성한 후 (20, 10) 블록코딩하여 또 다른 물리제어채널인HS-DPCCH2를 통해 전송한다. 즉, 상기 HS-DPCCH1은 상대적으로 오류정정능력이 우수한 채널코딩이 적용되고, HS-DPCCH2는 상대적으로 오류정정능력이 좋지않은 채널코딩이 적용된다. 상기 CQI(1), CQI(2), CQI(3) 중에서 어느 제어정보를 (20, 5) 블록코딩하고 어느 제어정보를 (20, 10) 블록코딩할지는 미리 정해진 규칙을 따른다. 상기 HS-DPCCH1 과 HS-DPCCH2는 직교코드로서 구분된다. 상기 CQI는 미리 설정된 CQI 피드백 주기 (참조번호402)마다 전송된다.

본 발명의 실시예에 따른 단말은 특정 셀에 편향됨 없이 multi-cell HSDPA 시스템이 동작하는 전체 셀에 대해 균등한 CQI 수신성능을 보장하기 위해서 상기 HS-DPCCH2의 전송전력을 상기 HS-DPCCH1보다 상대적으로 ΔP 만큼 높게 설정한다. 즉, HS-DPCCH1의 전송전력을 P라고 하면, HS-DPCCH2의 전송전력은 P + ΔP 가 된다. 상기 상대적인 전송전력 증가량 ΔP 는 사전에 미리 정의된 값을 사용하거나 혹은 시그널링을 통해 기지국이 단말한테 알려주도록 한다.

3GPP 표준규격 TS25.212에 정의되어 있는 HSDPA에서 적용되는 (20, 5) 블록 코딩 및 (20, 10) 블록코딩에 대해 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 HSDPA의 CQI를 부호화하기 위한 (20, 5) 부호는 하기 [표 1]이 나타내는 기저부호열(basis sequence) 들을 사용한다.

i	Mi,0	Mi,1	Mi,2	Mi,3	Mi,4
0	1	0	0	0	1
1	0	1	0	0	1
2	1	1	0	0	1
3	0	0	1	0	1
4	1	0	1	0	1
5	0	1	1	0	1
6	1	1	1	0	1
7	0	0	0	1	1
8	1	0	0	1	1
9	0	1	0	1	1
10	1	1	0	1	1
11	0	0	1	1	1
12	1	0	1	1	1
13	0	1	1	1	1
14	1	1	1	1	1
15	0	0	0	0	1
16	0	0	0	0	1
17	0	0	0	0	1
18	0	0	0	0	1
19	0	0	0	0	1

하기 [수학식 1]을 사용하여 상기 [표 1]에서 예시하고 있는 길이 20인 5개의 기저부호열 들과 5비트로 구성되는 입력정보의 선형조합에 의해 (20, 5) 채널 부호화를 적용할 수 있게 된다.

[수학식 1]

(i = 0,..., 19)

여기서, an은 부호화하고자 하는 n번째 정보비트로서 a0가 LSB(Least Significant Bit)이고 a4가 MSB(Most Significant Bit)이다. 상기 bi는 정보비트에 대한 채널 부호화가 이루어진 i번째 출력비트, 즉 부호화된 비트이다. 따라서, 5 비트의 입력 정보로부터 20 비트의 부호화된 비트를 생성한다.

그리고 (20, 10) 부호는 하기 [표 2]가 나타내는 기저부호열(basis sequence) 들을 사용한다.

i	Mi,0	Mi,1	Mi,2	Mi,3	Mi,4	Mi,5	Mi,6	Mi,7	Mi,8	Mi,9	Mi,10
0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
2	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
3	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
4	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
5	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
6	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	1
7	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1
8	1	0	1	0	0	0	1	1	1	0	1

하기 [수학식 2]를 사용하여 상기 [표 2]에서 예시하고 있는 길이 20인 10개의 기저부호열 들과 10비트로 구성되는 입력정보의 선형조합에 의해 (20,10) 채널 부호화를 적용할 수 있게 된다.

[수학식 2]

(i = 0,..., 19)

여기서, an은 부호화하고자 하는 n번째 정보비트로서 a0가 LSB(Least Significant Bit)이고 a9가 MSB(Most Significant Bit)이다. 상기 bi는 정보비트에 대한 채널 부호화가 이루어진 i번째 출력비트, 즉 부호화된 비트이다. 따라서, 10 비트의 입력 정보로부터 20 비트의 부호화된 비트를 생성한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

502 단계에서 단말은 앵커 셀, 제1 부가 셀, 제 2 부가 셀의 CPICH로부터 각 셀의 채널 상태 혹은 MCS 레벨을 나타내는 CQI(1), CQI(2), CQI(3)를 각각 측정한다. 504 단계에서 사전에 설정된 채널코딩방식에 따라 하나의 셀에 대한 CQI 정보를 (20, 5) 블록코딩하고, 나머지 두개의 셀에 대한 CQI정보들을 연접하여 구성한 제어정보를 (20, 10) 블록코딩한다. 어떤 셀의 CQI 정보를 어떻게 채널코딩할지는 미리 약속된 규칙을 따른다.

예를 들면, 각 셀에 대해 일련번호를 1, 2, 3, 순으로 부여하고, 일련번호가 작은 최초 두 개의 셀에 대한 CQI는 서로 연접하여 (20, 10) 블록코딩하고, 그 다음 일련번호에 해당하는 셀의 CQI는 (20, 5) 블록코딩하는 방식이 가능하다. 또는 앵커 셀에 대한 CQI는 (20, 5) 블록코딩하고, 나머지 부가 셀에 대한 CQI는 서로 연접하여 (20, 10) 블록코딩하는 방식 역시 가능하다.

그리고 단말은 505 단계에서 채널코딩 방식을 판단하여 (20, 5) 블록코딩된 경우, 506 단계로 분기하여 채널코딩된 비트들을 스프레딩하여 CQI 전송용 물리제어채널인 HS-DPCCH1을 구성한다. 그리고 단말은 508 단계에서 상기 HS-DPCCH1에 대한 전송전력을 P로 설정한다.

만약 상기 505 단계에서 (20, 10) 블록코딩된 경우, 단말은 510단계로 분기하여 채널코딩된 비트들을 스프레딩하여 또 다른 CQI 전송용 물리제어채널인 HS-DPCCH2를 구성한다. 그리고 단말은 512 단계에서 상기 HS-DPCCH2에 대한 전송전력을 P + ΔP 로 설정한다. 상기 HS-DPCCH1과 HS-DPCCH2는 서로 다른 직교부호로서 구분된다. 마지막으로 514 단계에서 상기 단말은 상기 HS-DPCCH1과 HS-DPCCH2를 전송한다.

[표 3] 은 현재 HSDPA에 정의되어 있는 31 종류의 CQI 와 그에 상응하는 TBS (Transport block size), 변조 방식, 데이터 전송용 물리제어채널인 HS-PDSCH 의 코드 개수를 나타낸 일례이다. 예컨데, 단말은 각 셀로부터 측정한 채널 상태를 각각 [표 1] 의 CQI 값 중의 하나로 환산하여, 상술한 절차에 따라 기지국으로 전송한다.

CQI value	Transport Block Size	Number of HS-PDSCH	Modulation
0	N/A	Out of range
1	136	1	QPSK
2	176	1	QPSK
3	232	1	QPSK
4	320	1	QPSK
5	376	1	QPSK
6	464	1	QPSK
7	648	2	QPSK
8	792	2	QPSK
9	928	2	QPSK
10	1264	3	QPSK
11	1488	3	QPSK
12	1744	3	QPSK
13	2288	4	QPSK
15	3328	5	QPSK

도 6은 본 발명의 실시예의 기지국의 CQI 수신 절차를 도시하는 도면이다. Multi-cell HSDPA 시스템에서 통상적으로 앵커 셀과 부가 셀들은 하나의 기지국에 속하게 된다.

602 단계에서 기지국은 CQI 수신시점이 도래했는지 여부를 판단한다. 기지국은 만약 아직 CQI 수신시점이 아니면 다음 번 CQI 수신시점까지 기다리고, 만약 CQI 수신시점이면 단계 604에서 HS-DPCCH1과 HS-DPCCH2를 각각의 직교부호를 사용하여 디스프레딩한다. 606 단계에서 HS-DPCCH1 인지 HS-DPCCH2 인지 여부에 따라, 만약 HS-DPCCH1이라면, 608 단계에서 상기 CQI 전송 시 적용하였던 (20, 5) 코딩방식에 상응하는 디코딩을 수행한다. 만약 상기 단계 606에서 HS-DPCCH2인 경우, 단계 610에서 상기 CQI 전송 시 적용하였던 (20, 10) 코딩방식에 상응하는 디코딩을 수행한다. 마지막으로 기지국은 단계 612에서 상기 디코딩 결과로부터 모든 CQI를 획득한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 단말은 세 개의 셀로부터 HSDPA 서비스를 받기 위해서 세 개의 HS-SCCH 채널 수신기(716, 728, 750)와 세 개의 HS-PDSCH 채널 수신기(718, 730, 752)를 구비한다.

각각의 HS-SCCH 채널 수신기(716, 728, 750)는 각 셀로부터 수신한 HS-SCCH를 디스프레딩, 복조 및 디코딩한다.

HS-SCCH 제어 정보 검출기(722, 734, 748)는 상기 HS-SCCH 채널 수신기의 디코딩 결과로부터 HS-PDSCH에 대한 TBS, 채널 코드 정보 및 개수, MCS, HARQ 정보 등을 획득하여 HS-PDSCH 수신기(718, 730, 752)의 HS-PDSCH 수신 동작을 지원한다.

HS-PDSCH 수신기(718, 730, 752)는 HS-PDSCH를 디스프레딩, 복조 및 디코딩하여 각 셀로부터의 패킷 데이터를 획득하고, 수신된 패킷 데이터에 대해 CRC 검사를 통해 오류여부를 ACK/NACK 제어기 (738)로 제공한다.

CPICH 수신기(714, 726, 746)은 각 셀로부터 CPICH 신호를 수신하고 CQI 측정기(720, 732, 742)로 출력한다.

CQI 측정기(720, 732, 742)는 상기 CPICH 수신기(714, 726, 746)로부터 출력되는 CPICH 신호의 수신 신호 품질을 측정하고 CQI 제어기(740)로 제공한다.

Multi-cell HSDPA 제어기(736)은 ACK/NACK 제어기(738)와 CQI 제어기(740)를 포함한다.

ACK/NACK 제어기(738)은 각 셀로부터 수신한 패킷 데이터의 오류 여부로부터 각 셀에 대한 ACK/NACK 전송여부를 판단한다.

CQI 제어기(740)는 각 셀로부터 수신한 CQI(1), CQI(2), CQI(3)을 동일한 시점에 전송하도록 HSDPA 제어채널 송신기(700, 710)를 제어한다.

HSDPA 제어채널 송신기(700, 710)는 각각 ACK/NACK 및 CQI 정보 생성기(702, 706) 와 HS-DPCCH 송신기(704, 708)로 구성된다. 본 실시예에서는 HS-DPCCH1은 한 셀로부터의 5 비트 CQI 에 대해 (20, 5) 블록코딩하고, HS-DPCCH2는 두 개의 셀로부터의 CQI를 연접하여 10비트 제어정보를 구성하고 이를 (20, 10) 블록코딩한다. 그리고 상기 HSDPA 제어채널 송신기(700, 710)는 상기 HS-DPCCH1 및 상기 HS-DPCCH2의 전송 전력을 서로 다르게 설정한다. 예를 들어, 상기 HSDPA 제어채널 송신기(700, 710)는 상기 HS-DPCCH1의 전송전력을 P 로 설정하고, HS-DPCCH2의 전송전력을 P + ΔP 로 설정할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예의 바람직한 구현을 위한 기지국의 CQI 수신 장치의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 본 발명에서는 Multi-cell HSDPA 기능 지원을 용이하게 하기 위해서 세 개의 셀에 대해서 공통 버퍼와 공통 스케쥴러를 사용하는 것을 가정하였다.

HSDPA 상향링크 제어채널 수신기(836, 838)는 단말로부터 각 셀에 대한 ACK/NACK 및 CQI 정보를 수신하는데, 각각 HS-DPCCH 수신기(802, 806)와 ACK/NACK 및 CQI 정보 검출기(804, 808)로 구성된다. 단말은 HS-DPCCH1의 송신 전력보다 HS-DPCCH2의 송신 전력을 크게 설정하고, HS-DPCCH1의 블록 코딩 방식이 HS-DPCCH2의 블록 코딩 방식보다 우수하므로, 결국 기지국은 각각의 물리제어채널로부터 균일한 CQI 수신 성능을 보장받을 수 있다.

HS-DPCCH 수신기는(802, 806) 각 셀에 대한 HS-DPCCH를 디스프레딩, 복조, 디코딩하여 ACK/NACK 및 CQI 정보 검출기(804, 808)로 입력한다.

ACK/NACK 및 CQI 정보 검출기(804, 808)는 상기 HS-DPCCH 수신기(802, 806)에서 입력받은 디코딩 신호로부터 각 셀에 대한 ACK/NACK 및 CQI 정보를 검출하여, ACK/NACK은 HSDPA 스케쥴러(828)로 입력하고 CQI는 CQI 판단기(810)로 입력한다. CQI 판단기(810)는 입력받은 CQI 로부터 각 셀에 대한 최종 CQI 값을 계산하여 HSDPA 스케쥴러(828)로 입력한다.

HSDPA 스케쥴러(828)는 입력받은 ACK/NACK 및 CQI 와 기타 제어정보로부터 전송 가능한 전송블록 크기, HS-PDSCH 의 채널 코드 및 채널 코드 개수, MCS, HARQ 정보 등을 결정한다. HSDPA스케쥴러(828)는 버퍼(834)로부터 패킷 데이터를 생성하여 이를 각 셀의 HS-PDSCH 송신기(818, 826, 846)를 이용하여 전송한다. 전송에 필요한 전송블록 크기, HS-PDSCH 의 채널 코드 및 채널 코드 개수, MCS, HARQ정보 등을 HSDPA 스케쥴러로부터 전달받는다.

단말이 HS-PDSCH를 복조할 수 있도록 상기 제어정보는 각 셀의 HS-SCCH 제어정보 생성기(814, 822, 842)에서 전송형식에 맞도록 구성되어, HS-SCCH 송신기(816, 824, 844)를 통해서 전송된다. 상기 HS-SCCH제어정보 생성기(814, 822, 842)와 HS-SCCH 송신기(816, 824, 844)는 각 셀별로 존재한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 바람직한 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

1. 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 제어 정보 전송 방법에 있어서,
   적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 파일럿 신호를 수신하는 단계;
   상기 적어도 두 개의 파일럿 신호에 기반하여 채널 품질을 지시하는 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 생성하는 단계;
   상기 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 각각 인코딩하는 단계;
   상기 인코딩된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 각각 전송하는 적어도 두 개의 제어 채널에 대하여, 상기 각 채널 품질 정보의 비트 수에 기반하여 전력 제어하는 단계; 및
   상기 인코딩된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를, 상기 전력 제어된 적어도 두 개의 제어 채널을 통해 각각 전송하는 단계를 포함하며,
   상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 적어도 두 개의 셀 중 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하는 단계; 및
   상기 수신된 적어도 두 개의 패킷 데이터 중 적어도 하나의 수신된 패킷 데이터에 대응하여 적어도 하나의 ACK/NACK 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하기 이전에, 상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하기 위한 제어 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 인코딩은 블록 코딩인 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
5. 삭제
6. 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어 정보 수신 방법에 있어서,
   적어도 두 개의 셀을 통해 단말에 적어도 두 개의 파일럿 신호를 전송하는 단계;
   단말로부터 적어도 두 개의 제어 채널을 통해, 상기 적어도 두 개의 파일럿 신호에 기반하여 생성된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 수신하는 단계를 포함하며,
   상기 적어도 두 개의 채널 품질 정보는 각각 인코딩되고, 상기 인코딩된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 각각 전송하는 상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 각 채널 품질 정보의 비트 수에 기반하여 전력 제어되며,
   상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 적어도 두 개의 셀 중 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 수신 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 적어도 두 개의 셀을 통해, 적어도 두 개의 패킷 데이터를 전송하는 단계; 및상기 전송된 적어도 두 개의 패킷 데이터 중 적어도 하나의 패킷 데이터에 대응하여 적어도 하나의 ACK/NACK 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 수신 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 전송하기 이전에, 상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 전송하기 위한 제어 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 수신 방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 인코딩은 블록 코딩인 것을 특징으로 하는 제어 정보 수신 방법.
10. 삭제
11. 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하는 단말에 있어서,
    적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 파일럿 신호를 수신하는 송수신부; 및
    상기 적어도 두 개의 파일럿 신호에 기반하여 채널 품질을 지시하는 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 생성하고,
    상기 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 각각 인코딩하며,
    상기 인코딩된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 각각 전송하는 적어도 두 개의 제어 채널에 대하여, 상기 각 채널 품질 정보의 비트 수에 기반하여 전력 제어하고,
    상기 인코딩된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를, 상기 전력 제어된 적어도 두 개의 제어 채널을 통해 각각 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 적어도 두 개의 셀 중 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 하는 단말.
12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 두 개의 셀로부터 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하도록 제어하고, 상기 수신된 적어도 두 개의 패킷 데이터 중 적어도 하나의 수신된 패킷 데이터에 대응하여 적어도 하나의 ACK/NACK 정보를 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하기 이전에, 상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 수신하기 위한 제어 정보를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
14. 제11항에 있어서,
    상기 인코딩은 블록 코딩인 것을 특징으로 하는 단말.
15. 삭제
16. 멀티 셀 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 수신하는 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    적어도 두 개의 셀을 통해 단말에 적어도 두 개의 파일럿 신호를 전송하고,
    단말로부터 적어도 두 개의 제어 채널을 통해, 상기 적어도 두 개의 파일럿 신호에 기반하여 생성된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 채널 품질 정보는 각각 인코딩되고, 상기 인코딩된 적어도 두 개의 채널 품질 정보를 각각 전송하는 상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 각 채널 품질 정보의 비트 수에 기반하여 전력 제어되며,
    상기 적어도 두 개의 제어 채널은 상기 적어도 두 개의 셀 중 앵커 셀에 존재하는 것을 특징으로 하는 기지국.
17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 두 개의 셀을 통해, 적어도 두 개의 패킷 데이터를 전송하고, 상기 수신된 적어도 두 개의 패킷 데이터 중 적어도 하나의 수신된 패킷 데이터에 대응하여 적어도 하나의 ACK/NACK 정보를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
18. 제17항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 전송하기 이전에, 상기 적어도 두 개의 패킷 데이터를 전송하기 위한 제어 정보를 전송하도록 제어하는 것을 특징을 하는 기지국.
19. 제16항에 있어서,
    상기 인코딩은 블록 코딩인 것을 특징으로 하는 기지국.
    
20. 삭제

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