KR102086452B1 - 채널 품질 지시자 메커니즘을 가진 무선 통신 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

채널 품질 지시자 메커니즘을 가진 무선 통신 시스템 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템은 채널 품질 지시자 응답의 양태를 모니터링하도록 구성된 필터; 및 필터와 결합되어, 전송될 ACK 채널 품질 지시자를 선택하도록 구성되는 기지국 양태 매트릭스를 포함한다.

Description

채널 품질 지시자 메커니즘을 가진 무선 통신 시스템 및 그 동작 방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM WITH CHANNEL-QUALITY INDICATOR MECHANISM AND METHOD OF OPERATION THEREOF}
본 발명의 실시예는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 통신을 위한 처리율을 최적화하는 시스템에 관한 것이다.
차세대 셀룰라 모바일 시스템은 스마트폰, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 및 차량 통신 시스템을 지원할 수 있다. 피코셀 및 펨코셀 서비스 모두가 최근 시작된 이후, 그러한 로컬 셀들로부터의 간섭 신호는 원하는 신호의 성능을 저하시키는 주 원인이 되고 있다. 하나의 송신기가 지정된 수신기로 신호를 보내는 일대일 통신의 경우, 기지국(eNodeB)과 사용자 장치(User Equipment : UE) 사이에는 그들이 원하는 신호를 디코딩하는데 필요한 변조 및 코딩 방식(Modulation-and-Coding Scheme : MCS), 핸드셰이크 신호들(ACK/NACK), 및 제어 정보와 같은 시스템 파라미터들을 공유할 수 있도록 하는 프로토콜이 존재한다.
무선 통신 시스템들은 통상적으로, 기지국과 사용자 장치 사이에 음성, 데이터 및 제어 정보를 통신하기 위해 하나 이상의 변조 방식들을 사용한다. 통신 시퀀스들은 주파수 전송들로부터 디코딩되어야 한다.
HSPA/LTE 같은 셀룰라 모바일 통신 시스템에서, 적응 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding : AMC)이 무선 통신의 신뢰성을 높이기 위한 기법으로서 사용될 수 있다. 무선 통신 시스템은 AMC를 지원하기 위해 채널 품질 지시자(Channel-Quality Indicator : CQI)를 이용할 수 있다. CQI는 BS 및 UE 사이의 채널 조건에 관한 정보 교환이다. BS는 UE로부터 수신된 CQI를 로깅(logging)하여 전송 시 사용된 변조 및 코딩 방식을 판단한다. CQI의 사용을 통해 채널 조건이 양호하다고 판단되면, BS는 변조 차수나 코딩율을 높여 데이터 레이트를 높일 수 있다. CQI의 사용을 통해 채널 조건이 열악하다고 판단되면, BS는 변조 차수나 코딩율을 낮추어 데이터 레이트를 조정할 수 있다.
주기적 전송을 위해 CQI 정보량, 변조 방식, 채널 코딩 방식 등이 미리 정해질 수 있다. 계획된 MCS를 유지하기 위해 UE로부터의 CQI가 BS에 의해 무시될 수 있다. 무선 통신 시스템은 시간에 따라 가변하는 시스템이므로, 채널 상태가 시간에 따라 변화한다. CQI 전송 주기가 매우 길거나 BS가 UE로부터의 CQI를 무시하는 경우, BS는 바뀐 채널 상태를 인지하지 못할 수 있다. 이 경우 BS는 가장 최근의 채널 상태에 대해 MCS에 대한 적절한 변경을 결정할 수 없다. 이것은 무선 통신 시스템의 신뢰성 저하 및 전반적 시스템 성능의 저하를 낳을 수 있다.
따라서, 채널의 환경 변화에 의해 비롯되는 에러율을 관리하는 동시에 통신 성능을 최적화하기 위해 채널 품질 지시자 메커니즘을 가진 무선 통신 시스템에 대한 수요는 여전히 그대로이다. 늘어나는 사용자의 기대 및 시장에서 의미 있는 제품 차별화에 대한 기회의 감소와 함께 계속 증가 중에 있는 상업적 경쟁 압력의 관점에서 볼 때, 그 문제의 해답을 찾는 것이 더욱더 중요하다. 또한 비용을 줄이고, 효율성 및 성능을 개선하며 경쟁 압력에 부응해야 한다는 필요성이 그 문제들의 해답을 찾아야 한다는 중대한 필요성에 매우 큰 긴급성을 부가시킨다.
이러한 문제들의 해법이 오랫동안 모색되어 왔지만 이전의 기술들은 어떠한 해법도 알려주거나 제안하지 못했기 때문에, 당업자들은 이 문제를 계속 회피해왔다.
본 발명은 채널 품질 지시자 매커니즘을 가진 무선 통신 시스템 및 그 동작을 제공한다.
본 발명의 실시예는 채널 품질 지시자 응답을 모니터링하도록 구성된 필터; 및 필터와 결합되어, 전송될 ACK 채널 품질 지시자를 선택하도록 구성되는 BBM(base station behavior matrix)을 포함하는 무선 통신 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예는 채널 품질 지시자 응답의 생성을 포함해 도달 통신문을 수신하도록 구성된 수신기; 상기 도달 통신문의 전송에서 상기 채널 품질 지시자 응답을 모니터링하도록 구성된 필터; 및 필터와 결합되어, 전송될 ACK 채널 품질 지시자를 선택하도록 구성되는 BBM(base station behavior matrix)을 포함하는 무선 통신 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예는 BBM(base station behavior matrix)의 업데이트를 포함하여 채널 품질 지시자 응답으로부터 기본 채널 품질 지시자를 산출하는 단계; 및 상기 BBM으로부터 선택된 전송될 기본 채널 품질 지시자를 변경하는 것을 포함하여, ACK 채널 품질 지시자를 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템의 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 소정 실시예들은 위에서 언급된 것들에 더해지거나 그 대신에 다른 단계들이나 구성요소들을 포함한다. 그 단계들 또는 구성요소들은 첨부된 도면과 함께 취해진 이하의 상세한 설명을 해석함에 따라 당업자에게 자명하게 보일 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서, 채널 품질 지시자 메커니즘을 가진 무선 통신 시스템이다.
도 2는 도 1의 무선 통신 시스템의 응용에 대한 시스템도이다.
도 3은 무선 통신 시스템의 예시적 블록도이다.
도 4는 BBM(base station behavior matrix)에 대한 채널 품질 지시자 선택 프로세스의 흐름도이다.
도 5는 무선 통신 시스템의 처리율 최적화 회로의 기능적 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서의 무선 통신 시스템의 동작 방법의 흐름도이다.
본 발명의 실시예는 기지국 및 모바일 장치 사이에서 음성, 데이터, 및 제어 정보를 통신하기 위해 적응적 변조 및 코딩 방식을 이용하는 무선 통신 시스템을 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 변조의 범위가 모바일 장치에서 기지국으로 보내진 채널 품질 지시자에 의해 나타내어 질 수 있다. 모바일 장치는 타깃 블록 에러율(BLER) 안에서 처리율을 극대화하도록 채널 품질 지시자에 대한 기지국의 응답을 특징지을 수 있다.
이하의 실시예들은 당업자가 본 발명을 만들고 이용할 수 있을 만큼 충분히 상세하게 기술된다. 본 개시사항에 기초한 다른 실시예들도 자명하게 예상될 수 있고, 본 발명의 실시예의 범위로부터 벗어나지 않고 시스템, 프로세스, 또는 메커니즘의 변경이 이뤄질 수 있다는 것을 알아야 한다.
이하의 설명에서는 본 발명에 대한 철저한 이해를 돕기 위해 수많은 특정한 세부사항들이 주어진다. 그러나, 그러한 세부 사항들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 본 발명의 실시예를 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 일부 잘 알려진 회로, 시스템, 구성, 및 프로세스 단계들은 상세히 개시되지 않을 것이다.
시스템의 실시예를 보이는 도면들은 반 개략도로서 그 축척비율대로가 아니며, 특히 그 치수의 일부는 표현의 명료성을 위한 것으로 도면에서 과장되게 보여진다. 마찬가지로, 설명의 편의를 위해 도면들의 보기는 일반적으로 비슷한 방위를 취하고 있지만, 도면의 이러한 묘사는 대부분에 있어 임의적인 것이다. 일반적으로 본 발명은 어떤 방위 상에서도 작동될 수 있다. 실시예는 설명의 편의를 위해 제1실시예, 제2실시예 등으로 번호가 매겨졌으나, 어떤 다른 중요성이 있거나 본 발명의 실시예에 대한 제한을 부여하려는 의도가 있는 것은 아니다.
여기에서 언급된 "모듈"이라는 용어는 그 용어가 사용되는 정황에 따라 본 발명의 실시예에서 소프트웨어나 하드웨어나 그 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어는 머신 코더, 펌웨어, 임베디드 코드, 및 응용 소프트웨어일 수 있다. 역시 예를 들면 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 압력 센서, 관성 센서, 마이크로전자기 시스템(microelectromechanical system : MEMS), 수동 장치, 또는 이들의 어떤 조합일 수 있다.
여기에서 언급된 "채널 품질 지시자"라는 용어는 통신 대역폭의 사용을 최적화하기 위해 사용되는 메시지 교환 시퀀스들의 체계이다. 채널 품질 지시자는 예컨대, 변조 및 코딩 방식에 대한 제안된 변경사항들을 포함할 수 있다. 여기에 언급된 "ACK"라는 용어는 메시지 수신에 대한 긍적적 확인을 의미하는 산업 표준 용어이다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 간섭 취소 메커니즘을 가진 무선 통신 시스템(100)이 도시된다. 무선 통신 시스템(100)은 셀룰라 폰 또는 노트북 컴퓨터의 형식으로 된 UE와 같이 네트워크(104)에 연결되는 모바일 장치(102)를 포함한다. 네트워크(104)는 장치들 간 통신을 가능하게 하도록 서로 연결되는 유무선 통신 장치들의 시스템이다.
예를 들어, 네트워크(104)는 무선 셀룰라 네트워크를 위한 와이어, 송신기, 수신기, 안테나, 타워, 스테이션, 리피터, 전화망, 서버, 또는 클라이언트 장치의 조합을 포함할 수 있다. 네트워크(104)는 또한, 다양한 크기의 영역 네트워크들에 대해 라우터, 케이블, 컴퓨터, 서버, 및 클라이언트 장치들의 조합을 포함할 수 있다.
네트워크(104)는 모바일 장치(102)와 직접 연결되어 통신하는 기지국(BS)(106)을 포함할 수 있다. 기지국(106)은 모바일 장치(102)로부터 무선 신호를 수신하고, 모바일 장치(102)로 신호를 송신하고, 신호를 처리하고, 혹은 그 조합을 수행한다. 기지국(106)은 다른 기지국들, 네트워크(104) 내 구성요소들, 또는 그 조합 간에 신호드를 중계할 수도 있다. 기지국(106)은 정보 전달을 위한 최대 에러율을 유지하면서 무선 통신을 인코딩 및 송신하는 장치를 포함할 수 있다.
모바일 장치(102)는 기지국(106)을 통해 네트워크(104)에 연결될 수 있다. 예를 들어 기지국(106)은 스마트폰이나 랩탑 컴퓨터와 같은 모바일 장치(102)로/로부터 신호를 송수신하는데 사용되는 셀 타워, 무선 라우터, 안테나, 처리 장치, 또는 이들의 조합을 포함하거나 함께할 수 있다. 모바일 장치(102)는 다른 모바일 장치, 서버, 컴퓨터, 전화, 또는 그 조합과 같은 다른 장치들과 연결 및 통신할 수 있다.
기지국(106)은 전화 통화의 음성 신호들이나 웹사이트 및 그와 상호동작을 나타내는 데이터를 포함하는 통신용 신호들을 무선 교환하는데 사용될 수 있다. 기지국(106)은 또한, 참조 신호, 트레이닝 신호, 에러 검출 신호, 에러 정정 신호, 헤더 정보, 전송 포맷, 프로토콜 정보, 또는 이들의 조합을 전송할 수 있다.
GSM(global system for mobile-communication), EDGE(Enhanced Rates for GSM Evolution), 2G(second generation), 3G(third generation), 4G(fourth generation) 표준들, LTE(long term evolution) 또는 HSPA(high speed packet access)와 같은 통신 프로토콜에 기반하여, 통신 신호들은 통신 정보에 내장되는 참조부, 헤더부, 포맷부, 에러 정정 또는 검출부, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 참조부, 헤더부, 포맷부, 에러 정정 또는 검출부, 또는 이들의 조합은 소정 비트, 펄스, 웨이브, 심볼, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일정 시간 간격, 주파수, 코드, 또는 이들의 조합에서 다양한 부분들이 통신 신호 안에 내장될 수 있다.
모바일 장치(102)는 채널(108)을 통해 기지국과 통신할 수 있다. 채널(108)은 무선, 유선, 또는 이들의 조합일 수 있다. 채널(108)은 모바일 장치(102) 및 기지국(106) 사이의 직접 링크일 수 있고, 아니면 리피터, 증폭기, 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어 채널(108)은 모바일 장치(102)와 기지국(106) 사이에서 신호를 전송하는데 사용되는 통신 주파수, 타임 슬롯, 패킷 지정, 전송율, 채널 코드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
채널(108) 및 그 효과들이 채널 추정치(110)로 표현될 수 있다. 채널 추정치(110)는 채널(108)에 의해 야기되는 신호 변화에 대한 내용이다. 채널 추정치(110)는 신호가 기지국(106)과 모바일 장치(102) 사이를 지나면서 경험할 수 있는 반사, 손실, 굴절, 방해, 또는 이들의 조합을 수량화하도록 기술할 수 있다. 채널 추정치(110)는 모바일 장치(102)가 다른 모바일 장치들이나 다른 기지국들과 같은 다른 송신기들로부터, 또는 모바일 장치(102)의 이동으로부터 경험할 수 있는 간섭을 더 특징지을 수 있다.
예를 들어 기지국(106)은 모바일 장치(102)로 원하는 입력과 같은 원하는 입력 신호(112)를 전송할 수 있다. 원하는 입력 신호(112)는 채널(108)을 지나면서, 다양한 건물들로부터 지연된 신호 반사로부터, 다른 가까운 전송 소스들의 간섭으로부터, 모바일 장치(102)가 이동 중일 때 경험하는 도플러 효과로부터, 또는 이들의 조합으로부터와 같은 그 안의 품질들로 인해 바뀔 수 있다. 모바일 장치(102)는 채널(108)의 품질로 인해 변경된 요망 입력 신호(112)인 도달 통신문(114)을 수신할 수 있다.
모바일 장치(102)는 도달 통신문(114)으로부터 채널 추정치(110)를 판단할 수 있다. 예를 들어 모바일 장치(102)는 채널 추정치(110)를 추정하기 위해 참조 또는 트레이닝부의 정보를 참조 또는 트레이닝부의 표준 또는 의도된 정보와 비교할 수 있다.
무선 통신 시스템(100)은 장치들 간 통신을 제어하기 위한 링크 적응 전략들을 이용할 수 있다. 링크 적응 전략은 모바일 장치(102)가 채널과 관련된 정보를 기지국(106)에 피드백 및 보고하게 할 수 있다. 기지국(106)은 피드백 정보를 이용하여 모바일 장치(102)와의 다양한 통신 양태들을 조정할 수 있다.
링크 적응 전략을 이용하는 무선 통신 시스템(100)은 통신에 기반하여 채널(108)을 특징짓고, 기지국(106)으로 정보를 피드백하고, 통신에 기반하여 조정을 수행하는 일들 사이에 내재적으로 지연을 가질 수 있다. 그 지연은 지연 중의 채널(108) 변경으로 인해 조정사항들이 부정확한 것이 되게 할 수 있다.
예를 들어 모바일 장치(102)는 원하는 입력 신호(112)에 대응하는 도달한 통신문(114)에 기반하여 채널(108)을 특징지을 수 있다. 채널(108)의 특징은 도달 통신문(114)의 수신 시점에서의 채널 추정치(110)를 나타낼 것이다. 채널(108)은 채널 추정치(110)를 결정하고, 기지국(106)으로 피드백 정보를 보내고, 기지국(106)이 그에 따른 조정을 수행하게 하는데 필요한 시간 중에 바뀔 수 있다. 도달 통신문(114)에 기반하여 이루어진 조정들은 조정된 통신문(116)을 송신한 시점의 채널(108) 변경으로 인해 무관한 것이 된다.
예시할 목적으로, 기지국(106)은 신호를 전송하는 것으로, 모바일 장치(102)는 전송된 신호를 수신하여 응답하는 것으로 기술될 것이다. 그러나, 모바일 장치(102) 및 기지국(106) 둘 모두, 각각 신호를 송수신할 수 있다는 것을 알아야 한다.
또한 예시할 목적으로, 무선 통신 시스템(100)은 송신기 상의 하나의 안테나 및 수신기 상의 하나의 안테나와 통신하는 단일 입력 단일 출력(SISO) 방식(108)을 이용하는 것으로 기술될 것이다. 그러나, 무선 통신 시스템(100)이 단일 입력 다중 출력(SIMO) 방식(120) 및 다중 입력 단일 출력(MISO) 방식(122)을 포함하는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 방식(118)을 이용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 다중 입력 다중 출력 방식(118)은 모바일 장치(102)의 수신단에 있는 하나 이상의 안테나들과 통신하는 기지국(106) 송신단의 하나 이상의 안테나들을 가질 수 있다.
다중 입력 다중 출력 방식(118)은 모바일 장치(102) 상의 다중 안테나들과 통신하는 기지국(106)에서의 단일 안테나를 가지는 단일 입력 다중 출력 방식(120)을 포함할 수 있다. 다중 입력 다중 출력 방식(118)은 모바일 장치(102) 상의 단일 안테나와 통신하는 기지국(106)에서의 다중 안테나를 가지는 다중 입력 단일 출력 방식(122)을 포함할 수 있다.
또 다른 예시적 목적을 위해, 모바일 장치(102)는 기지국(106)과 직접 통신하는 것으로 기술될 것이다. 그러나, 모바일 장치(102)가 리피터, 다른 모바일 장치, 라우터, 또는 이들의 조합과 같은 다른 장치들을 통해 기지국(106)과 통신할 수 있다는 것을 알아야 한다. 모바일 장치(102)가 기지국(106)이 아닌 장치들을 통해 네트워크(104)에 액세스할 수 있다는 것 역시 알아야 한다.
이제 도 2를 참조하면, 도 1의 무선 통신 시스템(100)의 응용(201) 시스템도가 도시된다. 응용(201) 시스템도는 예로서, eNode B, 무선 기지국, 통신 트랜시버, 또는 무선 핫스팟과 같은 기지국(106)으로부터 원하는 입력 신호(112)를 수신하는 모바일 장치(102)를 도시한다. 모바일 장치(102)는 예로서 셀폰으로 묘사된다.
기지국(106)이 적응 변조 및 코딩(AMC)을 통해 모바일 장치(102)와 통신할 수 있다. 기지국(106)은 원하는 입력 신호(112)를 전달하기 위해 모바일 장치(102)와 통신할 수 있고, 모바일 장치(102)는 채널 품질 지시자(CQI)와 같은 피드백(202)을 통해 기지국(106)에 응답할 수 있다. 피드백(202)은 그러한 전송들의 처리율을 개선하기 위해 후속 전송들의 파라미터들을 조정할 목적으로 모바일 장치(102)로부터 기지국(106)으로 가는 메시지일 수 있다. 모바일 장치(102)와 기지국(106) 사이의 피드백(202) 교환은 UE에 의해 수신된 캐리어 레벨, 수신 신호 세기, 및 비트 에러율을 포함할 수 있다. 피드백(202)의 목적은 기지국(106)이 후속 전송들의 변조, 코딩, 및 신호 세기를 조정할 수 있게 하기 위한 것이다.
피드백(202)의 현장 응용예들에서, 기지국(106)은 모바일 장치(102)로부터 수신된 피드백(202)을 덮어쓰거나, 현재의 설정을 유지하거나, 어떤 조정을 수행하기 전에 피드백(202)에 문턱치를 적용하거나, 블록 에러율(BLER)을 낮추기 위해 백오프(back-off) 알고리즘을 적용하거나, 이들의 어떤 조합을 수행할 수 있다. 기지국(106)으로부터 가변된 응답들은 기지국(106)의 오버헤드를 최소화하기 위한 시도로서 모바일 장치(102)의 성능을 악화시킬 수 있다. 기지국(106)은 모바일 장치(102)의 피드백(202)에 대한 응답을 도표화하기 위한 변조 코딩 방식(MCS) 테이블(204)을 보유할 수 있다.
기지국(106)에 의한 응답은 모바일 장치(102)의 성능 목표와 상충할 수 있다. 기지국(106)과 모바일 장치(102) 사이의 무선 통신 성능을 향상시키기 위해, 모바일 장치(102)가 기지국(106) 내 MCS 테이블(204)의 콘텐츠를 반영할 수 있는, 피드백(202)에 대한 기지국(106)의 응답을 특징짓는 것이 유익할 수 있다.
모바일 장치(102)는 기지국(106)의 모바일 장치(102) 응답 시의 양태를 특징짓기 위해 기지국(106)으로 전송된 피드백(202)에 대한 응답을 분석할 수 있다. 기지국(106)의 양태는 모바일 장치(102)로부터의 피드백(202)에 응답하여 코딩 및 변조 방식을 변경할 때 기지국(106)에 의해 사용된 전략으로서 특징지어질 수 있다.
분석의 결과가 모바일 장치(102) 안의 기지국 양태 매트릭스(BBM)(206)에 저장될 수 있다. 기지국(106)에 의해 가능한 피드백에 대한 응답들의 확률 매트릭스와 같은 BBM(206)의 콘텐츠가 모바일 장치(102)에, 기지국(106)과 모바일 장치(102) 사이의 무선 통신 처리율을 최적화하기 위한 전략을 제공할 수 있다.
무선 통신 시스템(100)은 기지국(106) 내 MCS 테이블(204)에 기반한 응답의 확률을 파악하여 처리율을 최적화하기 위한 채널 품질 지시자 메커니즘을 제공할 수 있다. 모바일 장치(102)는 처리율을 극대화하도록 전송할 최적의 채널 품질 지시자를 식별하기 위해 피드백(202)을 통해 기지국(106)과 통신할 수 있다. 원하는 입력 신호(112)와 피드백(208)의 교환은 모바일 장치(102)에게, 기지국(106)에 대한 최고 대역폭 응답을 청하는데 필요한 MCS 테이블(204) 상의 상세 정보를 제공한다. 모바일 장치(102)는 MCS 테이블(204)로부터 예측가능 응답을 청하는 확률에 기반하여 처리율을 극대화하도록 BBM(206)을 관리할 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 통신 시스템(100)의 예시적 블록도가 도시된다. 통신 시스템(100)은 모바일 장치(102), 네트워크(104), 및 기지국(106)을 포함할 수 있다. 모바일 장치(102)는 네트워크(104)를 통해 기지국(106)으로 모바일 전송(308)을 통힌 정보를 보낼 수 있다. 기지국(106)은 네트워크(104)를 통해 모바일 장치(102)로 베이스 전송(310)을 통힌 정보를 보낼 수 있다.
예시적 목적으로, 통신 시스템(100)은 클라이언트 장치로서의 모바일 장치(102)를 가진 것으로 보여지지만, 통신 시스템(100)이 모바일 장치(102)를 다른 유형의 장치로서 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 모바일 장치(102)는 서버일 수 있다.
역시 예시적 목적으로, 통신 시스템(100)은 서버로서의 기지국(106)을 가진 것으로 보여지지만, 통신 시스템(100)이 기지국(106)을 다른 유형의 장치로서 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 기지국(106)은 클라이언트 장치일 수 있다.
설명의 간결성을 위해 본 발명의 실시예에서 모바일 장치(102)는 클라이언트 장치로 기술될 것이고, 기지국(106)은 서버 장치로 기술될 것이다. 본 발명의 실시예는 이러한 장치 유형의 선택에 국한되지 않는다. 그 선택은 본 발명의 실시예의 예일 뿐이다.
모바일 장치(102)는 제1제어 모듈(312), 제1저장 모듈(314), 제1통신 모듈(316), 및 제1사용자 인터페이스(318)를 포함할 수 있다. 제1제어 모듈(312)은 제1제어 인터페이스(322)를 포함할 수 있다. 제1제어 모듈(312)은 통신 시스템(100)에 최대 처리율을 제공하기 위해 기지국 양태 매트릭스(BBM)(206)에서 정보를 얻을 수 있다.
제1제어 모듈(312)은 여러 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1제어 모듈(312)은 프로세서, ASIC(application specific integrated circuit), 임베디드 프로세서, 마이크로프로세서, 하드웨어 제어 로직, 하드웨어 유한 상태 머신(FSM), 디지털 신호 프로세서(DSP), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1제어 모듈(312)은 기지국 양태 매트릭스(206)를 조작하기 위해 무한 임펄스 응답(IIR) 필터와 같은 필터(323)를 포함할 수 있다. 제1제어 인터페이스(322)는 제1제어 모듈(312) 및 모바일 장치(102) 내 다른 동작 모듈들 사이의 통신에 사용될 수 있다. 제1제어 인터페이스(322)는 모바일 장치(102) 외부와의 통신을 위해 사용될 수도 있다.
제1제어 인터페이스(322)는 다른 동작 모듈들이나 외부 소스들로부터 정보를 수신하거나, 다른 동작 모듈들이나 외부 목적지들로 정보를 송신할 수 있다. 외부 소스들 및 외부 목적지들은 모바일 장치(102) 외부의 소스들과 목적지들을 의미한다.
제1제어 인터페이스(322)는 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 어떤 동작 모듈들이나 외부 모듈들이 제1제어 인터페이스(322)와 인터페이스되어 있는지에 좌우되는 다양한 구현예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1제어 인터페이스(322)는 압력 센서, 관성 센서, 마이크로전자기 시스템(MEMS), 광학 회로, 도파로, 무선 회로, 유선 회로, 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 필터(323)는 BBM(206)을 조작하기 위한 디지털 무한 임펄스 응답(IIR) 필터 또는 아날로그 IIR 필터일 수 있다. 제1제어 모듈(312)은 필터(323)에 대한 인터페이스 레지스터들(미도시)을 조작할 수 있다.
제1저장 모듈(314)은 기지국 양태 매트릭스(BBM)(206)을 저장할 수 있다. 제1저장 모듈(314)은 입력 메시지들을 나타내는 데이터, 블록 에러율을 나타내는 데이터, 메시지 통계, 도 2의 피드백(202), 사운드 파일, 또는 이들의 조합과 같은 관련 정보를 저장할 수도 있다.
제1저장 모듈(314)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 내부 메모리, 외부 메모리, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 제1저장 모듈(314)은 비휘발성 램(NVRAM), 플래시 메모리, 디스크 스토리지 같은 비휘발성 스토리지, 또는 고정 램(SRAM) 같은 휘발성 스토리지일 수 있다.
제1저장 모듈(314)은 제1저장 인터페이스(324)를 포함할 수 있다. 제1저장 인터페이스(324)는 모바일 장치(102) 내 다른 동작 모듈들 사이에서의 통신에 사용될 수 있다. 제1저장 인터페이스(324)는 모바일 장치(102) 외부와의 통신을 위해 사용될 수도 있다.
제1저장 인터페이스(324)는 다른 동작 모듈들이나 외부 소스들로부터 정보를 수신하거나, 다른 동작 모듈들이나 외부 목적지들로 정보를 송신할 수 있다. 외부 소스들 및 외부 목적지들은 모바일 장치(102) 외부의 소스들과 목적지들을 의미한다.
제1저장 인터페이스(324)는 어떤 동작 모듈들이나 외부 모듈들이 제1저장 모듈(314)과 인터페이스되어 있는지에 따라 상이한 구현예들을 포함할 수 있다. 제1저장 인터페이스(324)는 제1제어 인터페이스(322)의 구현예와 유사한 기술 및 기법들로 구현될 수 있다.
제1통신 모듈(316)은 모바일 장치(102)와의 외부 통신을 이행할 수 있다. 예를 들어 제1통신 모듈(316)은 모바일 장치(102)가 도 1의 기지국(106), 주변 기기나 컴퓨터 데스크탑과 같은 부가장치, 및 네트워크(104)와 통신할 수 있게 한다.
제1통신 모듈(316)은 또한 모바일 장치(102)가 네트워크(104)에 대한 엔드 포인트나 단말 모듈에 국한되지 않고 네트워크(104)의 일부로서 기능하게 하는 통신 허브로서 기능할 수도 있다. 제1통신 모듈(316)은 네트워크(104)와의 상호 동작을 위해 마이크로전자회로나 안테나 같은 능동 및 수동 소자들을 포함할 수 있다.
제1통신 모듈(316)은 제1통신 인터페이스(328)를 포함할 수 있다. 제1통신 인터페이스(328)는 제1통신 모듈(316) 및 모바일 장치(102) 내 다른 동작 모듈들 사이의 통신에 사용될 수 있다. 제1통신 인터페이스(328)는 다른 동작 모듈들로부터 정보를 수신하거나, 다른 동작 모듈들로 정보를 송신할 수 있다.
제1통신 인터페이스(328)는 어떤 동작 모듈들이 제1통신 모듈(316)과 인터페이스되어 있는지에 따라 상이한 구현예들을 포함할 수 있다. 제1통신 인터페이스(328)는 제1제어 인터페이스(322)의 구현예와 유사한 기술 및 기법들로 구현될 수 있다.
제1사용자 인터페이스(318)는 사용자(미도시)가 모바일 장치(102)와 인터페이스 및 상호동작할 수 있게 한다. 제1사용자 인터페이스(318)는 입력 장치 및 출력 장치를 포함할 수 있다. 제1사용자 인터페이스(318)의 입력 장치의 예는 키패드, 터치 패드, 소프트 키, 키보드, 마이크로폰, 원격 신호 수신을 위한 적외선 센서, 또는 데이터 및 통신 입력을 제공하기 위한 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다.
제1사용자 인터페이스(318)는 제1디스플레이 인터페이스(330)를 포함할 수 있다. 제1디스플레이 인터페이스(330)는 디스플레이, 프로젝터, 비디오 스크린, 스피커, 또는 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다.
제1제어 모듈(312)은 무선 통신 시스템(100)에 의해 생성된 정보를 디스플레이하기 위해 제1사용자 인터페이스(318)를 작동시킬 수 있다. 제1제어 모듈(312)은 또한 무선 통신 시스템(100)의 다른 동작들에 대해 필터(323)를 통해 BBM(206)을 조작할 수도 있다. 제1제어 모듈(312)은 제1통신 모듈(316)을 통해 네트워크(104)로부터의 처리율을 최적화하기 위해 BBM(206)을 더 분석할 수 있다.
기지국(106)은 모바일 장치(102)를 가진 다중 장치 실시예에서 본 발명의 실시예를 구현하도록 최적화될 수 있다. 기지국(106)은 모바일 장치(102)와 비교할 때 부가적, 혹은 보다 높은 성능 처리 능력을 제공할 수 있다. 기지국(106)은 제2제어 모듈(334), 제2제어 모듈(334), 제2통신 모듈(336), 및 제2사용자 인터페이스(338)를 포함할 수 있다.
제2사용자 인터페이스(338)는 사용자(미도시)가 기지국(106)과 인터페이스 및 상호동작할 수 있게 한다. 제2사용자 인터페이스(338)는 입력 장치 및 출력 장치를 포함할 수 있다. 제2사용자 인터페이스(338)의 입력 장치의 예는 키패드, 터치 패드, 소프트 키, 키보드, 마이크로폰, 또는 데이터 및 통신 입력을 제공하기 위한 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다. 제2사용자 인터페이스(338)의 출력 장치의 예들이 제2디스플레이 인터페이스(340)를 포함할 수 있다. 제2디스플레이 인터페이스(340)는 디스플레이, 프로젝터, 비디오 스크린, 스피커, 또는 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다.
제2제어 모듈(334)은 통신 시스템(100)의 기지국(106)의 지능을 제공하기 위해 제2소프트웨어(342)를 실행할 수 있다. 제2소프트웨어(342)는 제1소프트웨어(326)와 연계하여 동작할 수 있다. 제2제어 모듈(334)는 제1제어 모듈(312)에 비해 부가 성능을 제공할 수 있다.
제2제어 모듈(334)은 정보를 디스플레이하도록 제2사용자 인터페이스(338)를 동작시킬 수 있다. 제2제어 모듈(334)은 또한, 네트워크(104)를 통해 모바일 장치(102)와 통신하기 위해 제2통신 모듈(336)을 동작시키는 것을 포함하는, 무선 통신 시스템(100)의 다른 동작들에 대한 변조 및 코딩 방식 테이블(MCS)(204)을 보유할 수 있다.
제2제어 모듈(334)은 여러 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제2제어 모듈(334)은 프로세서, 임베디드 프로세서, 마이크로프로세서, 하드웨어 제어 로직, 하드웨어 유한 상태 머신(FSM), 디지털 신호 프로세서(DSP), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
제2제어 모듈(334)은 제2제어기 인터페이스(344)를 포함할 수 있다. 제2제어기 인터페이스(344)는 제2제어 모듈(334) 및 기지국(106) 내 다른 동작 모듈들 사이의 통신에 사용될 수 있다. 제2제어기 인터페이스(344)는 기지국(106) 외부와의 통신을 위해 사용될 수도 있다.
제2제어기 인터페이스(344)는 다른 동작 모듈들이나 외부 소스들로부터 정보를 수신하거나, 다른 동작 모듈들이나 외부 목적지들로 정보를 송신할 수 있다. 외부 소스들 및 외부 목적지들은 기지국(106) 외부의 소스들과 목적지들을 의미한다.
제2제어기 인터페이스(344)는 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 어떤 동작 모듈들이나 외부 모듈들이 제2제어기 인터페이스(344)와 인터페이스되어 있는지에 좌우되는 다양한 구현예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2제어기 인터페이스(344)는 압력 센서, 관성 센서, 마이크로전자기 시스템(MEMS), 광학 회로, 도파로, 무선 회로, 유선 회로, 또는 이들의 조합을 포함하도록 구현될 수 있다.
제2저장 모듈(346)은 제2소프트웨어(342)를 저장할 수 있다. 제2저장 모듈(346)은 입력 메시지들을 나타내는 데이터, 블록 에러율 목표들을 나타내는 데이터, 사운드 파일, 또는 이들의 조합을 저장할 수도 있다. 제2저장 모듈(346)은 제1저장 모듈(314)을 보충하기 위해 추가 저장 용량을 제공하는 크기일 수 있다.
예시적 목적으로 제2저장 모듈(346)은 하나의 구성요소로서 보여지고 있으나, 제2저장 모듈(346)이 분산된 저장 요소들일 수 있다는 것을 알아야 한다. 역시 예시적 목적으로, 통신 시스템(100)은 제2저장 모듈(346)을 하나의 계층구조 저장 시스템으로서 보여주고 있지만, 통신 시스템(100)이 제2저장 모듈(346)을 상이한 구성으로 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 제2저장 모듈(346)은 상이한 레벨의 캐싱, 메인 메모리, 회전 매체, 또는 오프라인 저장부를 포함하는 메모리 계층구조적 시스템을 형성하는 여러 저장 기술들을 통해 형성될 수 있다.
제2저장 모듈(346)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 내부 메모리, 외부 메모리, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 제2저장 모듈(346)은 비휘발성 램(NVRAM), 플래시 메모리, 디스크 스토리지 같은 비휘발성 스토리지, 또는 고정 램(SRAM) 같은 휘발성 스토리지일 수 있다.
제2저장 모듈(346)은 제2저장 인터페이스(348)를 포함할 수 있다. 제2저장 인터페이스(348)는 기지국(106) 내 다른 동작 모듈들 사이에서의 통신에 사용될 수 있다. 제2저장 인터페이스(348)는 기지국(106) 외부와의 통신을 위해 사용될 수도 있다.
제2저장 인터페이스(348)는 다른 동작 모듈들이나 외부 소스들로부터 정보를 수신하거나, 다른 동작 모듈들이나 외부 목적지들로 정보를 송신할 수 있다. 외부 소스들 및 외부 목적지들은 기지국(106) 외부의 소스들과 목적지들을 의미한다.
제2저장 인터페이스(348)는 어떤 동작 모듈들이나 외부 모듈들이 제2저장 모듈(346)과 인터페이스되어 있는지에 따라 상이한 구현예들을 포함할 수 있다. 제2저장 인터페이스(348)는 제2제어기 인터페이스(344)의 구현예와 유사한 기술 및 기법들로 구현될 수 있다.
제2통신 모듈(336)은 기지국(106)과의 외부 통신을 이행할 수 있다. 예를 들어, 제2통신 모듈(336)은 기지국(106)이 모바일 장치(102) 및 네트워크(104)와 통신할 수 있게 할 수 있다.
제2통신 모듈(336)은 또한 기지국(106)이 네트워크(104)에 대한 엔드 포인트나 단말 모듈에 국한되지 않고 네트워크(104)의 일부로서 기능하게 하는 통신 허브로서 기능할 수도 있다. 제2통신 모듈(336)은 네트워크(104)와의 상호 동작을 위해 마이크로전자회로나 안테나 같은 능동 및 수동 소자들을 포함할 수 있다.
제2통신 모듈(336)은 제2통신 인터페이스(350)를 포함할 수 있다. 제2통신 인터페이스(350)는 제2통신 모듈(336) 및 기지국(106) 내 다른 동작 모듈들 사이의 통신에 사용될 수 있다. 제2통신 인터페이스(350)는 다른 동작 모듈들로부터 정보를 수신하거나, 다른 동작 모듈들로 정보를 송신할 수 있다.
제2통신 인터페이스(350)는 어떤 동작 모듈들이 제2통신 모듈(336)과 인터페이스되어 있는지에 따라 상이한 구현예들을 포함할 수 있다. 제2통신 인터페이스(350)는 제2제어기 인터페이스(344)의 구현예와 유사한 기술 및 기법들로 구현될 수 있다.
제1통신 모듈(316)은 네트워크(104)와 연결되어, 모바일 전송(308)을 통해 기지국(106)으로 정보를 보낼 수 있다. 기지국(106)은 네트워크(104)의 모바일 전송(308)으로부터의 정보를 제2통신 모듈(336)에서 수신할 수 있다.
제2통신 모듈(336)은 네트워크(104)와 연결되어, 베이스 전송(310)을 통해 모바일 장치(102)로 정보를 보낼 수 있다. 모바일 장치(102)는 네트워크(104)의 베이스 전송(310)으로부터의 정보를 제1통신 모듈(316)에서 수신할 수 있다. 무선 통신 시스템(100)은 제1제어 모듈(312), 제2제어 모듈(334), 또는 이들의 조합을 통해 실행될 수 있다. 예시적 목적으로, 기지국(106)이 제2사용자 인터페이스(338), 제2저장 모듈(346), 제2제어 모듈(334), 및 제2통신 모듈(336)을 가진 파티션과 함께 보여지고 있으나, 기지국(106)이 다른 파티션을 가질 수도 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 제2소프트웨어(342)가 그 성능의 일부나 전부가 제2제어 모듈(334) 및 제2통신 모듈(336) 안에 있을 수 있도록 다르게 구획될 수 있다. 또한, 기지국은 명료성을 위해 도 3에 도시되지 않은 다른 동작 모듈들을 포함할 수 있다.
모바일 장치(102) 내 동작 모듈들은 다른 동작 모듈들과 개별적이고 독립적으로 작동할 수 있다. 모바일 장치(102)는 기지국(106) 및 네트워크(104)와 개별적이고 독립적으로 작동할 수 있다.
기지국(106) 내 동작 모듈들은 다른 동작 모듈들과 개별적이고 독립적으로 작동할 수 있다. 기지국(106)은 모바일 장치(102) 및 네트워크(104)와 개별적이고 독립적으로 작동할 수 있다.
예시적 목적으로, 통신 시스템(100)이 모바일 장치(102) 및 기지국(106)의 동작을 통해 기술된다. 모바일 장치(102) 및 기지국(106)은 통신 시스템(100)의 모듈들 및 기능들 중 어느 하나를 동작시킬 수 있다는 것을 알아야 한다.
이 출원서에 기술되는 모듈들은 제1제어 모듈(312)이나 제2제어 모듈(334)에서의 하드웨어 구현예 또는 하드웨어 액셀러레이터들일 수 있다. 상기 모듈들은 또한, 제1장치(102)나 제2장치(106) 안에 있지만 제1제어 모듈(312)이나 제2제어 모듈(334) 각각의 외부에 있는 하드웨어 구현예이거나 하드웨어 액셀러레이터들일 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 도 2의 기지국 양태 매트릭스(BBM)(206)에 대한 채널 품질 지시자 선택 프로세스(401)의 흐름도가 보여진다. 채널 품질 지시자 선택 프로세스(401)의 흐름도는 도 2의 BBM(206)의 차원을 설정하기 위한 초기화 모듈(402)을 도시한다. LTE를 예를 들면, 15 개의 CQI들이 존재하므로 BBM(206)은 15x15 매트릭스가 될 것이다. 행 i는 도 1의 모바일 장치(102)에 의해 보내지는 CQIi를 나타낸다. 열 j는 도 1의 기지국에 의해 모바일 장치(102)에 할당된 CQIj를 나타낸다. 매트릭스의 각각의 요소 Pij는 모바일 장치(102)가 CQIi에 대한 요청을 보낼 때 기지국(106)이 모바일 장치(102)로 CQIj를 할당할 확률을 나타낸다.
BBM(206)의 초기화가 i=j일 때 Pij=1로 수행될 수 있고 i가 j와 동일하지 않을 때 Pij=0으로 수행될 수 있다. 초기화는 기지국(106)이 채널 품질 지시자 안에서 요청된 동일한 변조 및 코딩을 통해 모바일 장치(102)에 응답할 것이라고 전제한다.
LTE 및 HSDPA 시스템들 모두의 다운링크에서, 기지국(106)은 모바일 장치(102)로부터의 도 2의 피드백(202)에 기반하여 패킷 전송을 할당할 수 있다. 기지국(106)은 모바일 장치(102)로부터의 피드백(202)에 항상 응하지는 않는다. 예로서, 모바일 장치(102)가 피드백(202)을 통해 CQI5를 요청한 경우, 기지국(106)이 전송을 위해 도 2의 MCS 테이블(204)에서 CQI5에 해당하는 것을 항상 할당하지는 않는다. 도 1의 무선 통신 시스템(100)은 기지국(106)을 마스터로, 모바일 장치(102)를 슬레이브로 갖는 마스터-슬레이브 시스템이다. 모바일 장치(102)가 기지국(106)의 응답과 무관하게 처리율을 최적화하고자 시도하는 경우, 모바일 장치(102)는 기지국(106)에 의해 적용된 관리 방식 때문에 궁극적으로 처리율을 낮출 수 밖에 없다.
한편, 모바일 장치(102)가 기지국(106)의 양태를 모니터링할 수 있으면, 그 양태를 활용하여 처리율을 극대화하는 목적을 달성하는 전략이 만들어질 수 있다. BBM(206)은 기지국(106)의 MCS 테이블(204)에서의 제약을 겪지 않고 처리율을 극대화하기 위해 모바일 장치(102)가 기지국(106)의 양태를 모니터링하게 하는 효과적 방법이다.
이때 그 플로우는 스펙트럼 효율성 추정 모듈(404)로 진행한다. 스펙트럼 효율성 추정 모듈(404)은 메시지 내 각각의 서브프레임마다 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR)를 판단할 수 있다. LTE 또는 HSDPA에서 변조 및 코드율 각각에 대한 예상 스펙트럼 효율성을 LTE 및 HSDPA 표준들 내 테이블에서 찾을 수 있다. 스펙트럼 효율성 추정 모듈(404)은 BBM(206) 내 엔트리를 반영한 어떤 최고 확률 값이 피드백(202)으로서 리턴될 것인지를 판단하기 위해 그 예상 스펙트럼 효율성을 BBM(206)에 적용할 수 있다.
예로서, 피드백(202)으로서 오직 세 개의 CQI 응답들인 CQI1, CQI2, CQI3 만을 지원하는 시스템이 있을 수 있다. 이 세 개의 CQI들의 SINR 문턱치들은 각각 1dB, 2dB, 3dB일 수 있으며, 그들의 스펙트럼 효율성은 (LTE CQI 테이블로부터) 0.1523, 0.2344, 0.3770이다. 측정된 SINR이 2.5dB일 수 있는 예에서, 기지국(106)이 이 채널 상태 하에서 CQI1를 가지고 전송하면, 그 결과들은 ACK라고 알려진 수신 데이터의 긍정적 수용이어야 할 것이다. CQI1에 대한 예상 스펙트럼 효율성은 E1 = 0.1523*1 = 0.1523이다. CQI2에 대해, E2 = 0.2344이고 CQI2의 문턱치는 2 dB이므로 그 결과들은 수신 데이터의 긍정적 수용(ACK)이 될 것이다. 그러나 CQI3에 있어서, 제1전송은 NACK라고 알려진, 수신 데이터의 부정적 수용을 가져올 가능성이 있으며, 데이터는 전송 재시도를 통해서만 긍정적으로 수용될 수 있다. CQI3의 3dB이 측정된 SINR을 초과하기 때문에 재시도, E3 = 0.3770/2 = 0.1885를 반영하도록 확률이 조정되어야 한다, 따라서 계측된 2.5dB의 SINR이 주어져 있을 때, 세 CQI들의 스펙트럼 효율성은 [E1, E2, E3] = [0.1523, 0.2344, 0.1885]이다. 이 예에 따르면 모바일 장치(102)는 최적 처리율에 대한 CQI2를 가리키는 피드백(202)으로 응답할 것이다.
앞의 내용은 SINR 계측에 기반하여 스펙트럼 효율성을 산출하는 방법의 예로서 주어졌다. BBM(206)을 산출하는 다른 전략들이 다양한 채널 프로파일 및 속도에 대한 예상 스펙트럼 효율성을 정확히 추정하는 어떤 방식과도 유효하게 작용할 수 있다.
이때 그 플로우는 채널 품질 지시자 선택 모듈(406)로 진행한다. 채널 품질 지시자 선택 모듈(406)은 최대 처리율을 다음과 같은 식으로 나타내는 CQI 엔트리의 BBM(206)을 검색할 수 있다:
<수학식 1>
Figure 112014117267014-pct00001
CQI 엔트리의 적절한 값의 선택은 모바일 장치(102)의 최대 처리율을 달성할 최고의 확률을 제공한다. BBM(206)에서의 확률 분포 세밀화가 기지국(106)으로부터 원하는 처리율을 달성할 가능성을 높인다.
이때 그 플로우는 기지국으로의 전송 모듈(408)로 진행한다. 기지국으로의 전송 모듈(408)은 모바일 장치(102)가 선택된 CQI를 피드백(202)으로서 기지국(106)으로 전송하게 할 수 있다.
기지국(106)은 피드백(202)에 대한 응답으로서 여러 액션들 중 하나를 취할 수 있다. 기지국(106)은 피드백(202)을 통해 요청된 동일한 변조 및 코딩을 가진 데이터 패킷들을 전송하거나, 피드백(202)을 무시하고 계속해서 앞서 전달했던 변조 및 코딩을 전달하거나, 보다 나은 블록 에러율(BLER)에 맞추어 처리율을 감소시키도록 백오프 알고리즘을 사용하여 온건한 전달 방식을 선택할 수 있다. 기지국(106)은 변조 및 코딩 방식(MCS) 테이블(204), 제어 포맷 지시자(CFI) 및 기타 요인들에 기반하여 산출될 수 있는, 기지국(106)에 의해 지정된 CQI를 결정할 수 있다.
기지국(106)이 모바일 장치(102)에 응답할 때, 플로우는 전송 평가 모듈(410)로 진행한다. 전송 평가 모듈(410)은 전송된 서브프레임을 수신하고, 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR)를 평가하고, 채널 품질 지시자들 중 어느 것을 전송된 서브프레임에 대해 기지국(106)이 사용했는지를 판단할 수 있다. 모바일 장치(102)는 피드백(202) 상의 변경들에 대한 기지국(106)의 일부 상에서의 지연을 추정할 수 있다. LTE의 경우, 모바일 장치는 그러한 지연이 전송된 데이터의 8 개의 서브프레임들에 상응한다고 추정할 수 있다.
기지국(106)에 의한 지연은 그러한 8 개의 서브프레임들과 다른 지연일 수 있다는 것을 알아야 한다. 기지국(106)이 피드백(202) 내 CQI의 변경에 대한 응답의 실질적 지연을 나타낼 때, 그 실질적 지연이 분석에 사용될 것이다.
기지국(106)으로부터의 응답에 기반하여 BBM(206)의 변경사항들을 분석하기 위해, 플로우는 이제 매트릭스 업데이트 모듈(412)로 진행한다. 모바일 장치(102)는 BBM(206)에 대한 영향을 분석하기 위해 도 3의 필터(323)를 사용할 수 있다.
새 패킷이 기지국(106)으로부터 모바일 장치(102)로 전달될 때, 기지국(106)은 새 패킷 내 데이터를 코딩하기 위해 CQI=n을 사용할 수 있다. 지연에 기반하여, 모바일 장치(102)는 기지국(106)이 새 패킷을 전송하도록 야기했던 자체 CQI=m를 식별할 수 있다.
모바일 장치(102)는 행 m에서 수학식 2로 BBM(206)을 업데이트할 수 있다:
<수학식 2>
Figure 112014117267014-pct00002
Figure 112014117267014-pct00003
는 1보다 훨씬 작은 상수이다. 행 m에서 다른 엔트리들은 수학식 3에 의해 업데이트될 수 있다:
<수학식 3>
Figure 112014117267014-pct00004
j는 n이 아닌 열들을 나타낸다. 이러한 업데이트는 행 m에서의 모든 확률들의 합이 1이 되게 한다. BBM(206)의 다른 행들
Figure 112014117267014-pct00005
에 대해, 확률은 다음과 같이 조정될 수 있다:
<수학식 4>
Figure 112014117267014-pct00006
Figure 112014117267014-pct00007
는
Figure 112014117267014-pct00008
보다 작다. k와 다른 j를 가진 다른 열들은 다음과 같이 나타내어질 수 있다:
<수학식 5>
Figure 112014117267014-pct00009
어떤 새 데이터 패킷도 상기 지연을 통해 도달하지 않으면, BBM(206)은 위에서 보여진 수학식 4 및 수학식 5를 이용하여 업데이트될 수 있다.
Figure 112014117267014-pct00010
의 값들이 사용될 때, BBM 206은 기지국(106)의 현재 양태를 빠르게 모델링할 수 있다. 어떤 새 데이터도 전달되지 않으면, BBM(206)은 자신의 초기 상태로 천천이 돌아갈 수 있으며, 그 상태에서 i=j일 때 Pij=1이고, i가 j와 동일하지 않을 때 Pij=0이다.
도 1의 무선 통신 시스템(100)의 실시예가 모바일 장치(102) 및 기지국(106) 사이에 교환되는 데이터의 처리율 증가를 제공할 수 있다는 것이 보여졌다. BBM(206)의 보유는 모바일 장치가 기지국(106)의 바뀐 조건들을 능동적으로 추적하여 조정하게 할 수 있다. BBM(206)을 추적하고 조정하기 위한 필터(323)의 사용은 과도하게 온건하거나 과도하게 공격적인 기지국(106)의 경우들에 대해 상당한 성능 이득들을 제공할 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 무선 통신 시스템(100)의 처리율 최적화 회로(501)의 기능 블록도가 보여진다. 처리율 최적화 회로(501)의 기능 블록도는 수신기(504)와 결합된 단일 안테나 또는 다중 안테나와 같은 안테나(502)를 도시한다. 수신기(504)는 도 1의 원하는 입력 신호(112)를 디코딩하기 위해 안테나(502)로부터 도달한 통신(114)을 수용할 수 있다. 수신기(504)는 또한, 도 1의 모바일 장치(102)로부터의 이전 ACK에 대한 기지국(106)으로부터의 응답을 반영한 CQI 응답(506)을 제공할 수 있다.
CQI 응답(506)은 수신기(504), 기지국 양태 매트릭스(BBM)(206), 필터(323), 및 ACK 조정 모듈(512) 사이에 결합될 수 있다. 필터(323)는 CQI 오프셋(510)을 산출하기 위해, CQI 응답(506) 및 요청된 CQI(508)를 수용할 수 있다. CQI 오프셋(510)은 다음과 같이 산출될 수 있다:
<수학식 6>
Figure 112014117267014-pct00011
C[n]은 CQI 오프셋(510)이고, A[n]은 CQI 응답(506)이고, B[n]은 요청된 CQI이고, n은 현재의 샘플이고, n-1은 이전 샘플이며,
Figure 112014117267014-pct00012
는 1보다 훨씬 작은 상수이다.
CQI 오프셋(510)은 ACK 조정 모듈(512)과 결합될 수 있다. ACK 조정 모듈(512)은 CQI 오프셋(510)을 필터(323)로부터 수신된 기본 CQI(514)에 더하도록 구성될 수 있다. 기본 CQI(514)는 다음과 같이 산출될 수 있다:
<수학식 7>
Figure 112014117267014-pct00013
B'[n]은 기본 CQI(514)이고, B[n-1]은 요청된 CQI(508)이며, W는 값 1/32의 상수이다.
ACK 조정 모듈(512)은 다음과 같이 산출될 수 있는 ACK CQI(516)를 제공한다:
<수학식 8>
Figure 112014117267014-pct00014
CQI[n]은 모바일 장치(102)에서 기지국(106)으로 ACK 응답을 통해 보내지는 값이다.
ACK CQI(516)는 요청된 CQI(508)를 업데이트하기 위해 BBM(206)과 결합될 수 있다.
ACK 조정 모듈(512)은 또한, 기본 CQI(514)에 대한 어떤 변경을 행하기 앞서, CQI 오프셋(510)에 문턱 레지스터(518)를 적용하도록 구성될 수 있다. 문턱 레지스터(518)는 CQI 오프셋(510)이 업데이트될 수 있을 때를 제한할 수 있는 도 3의 제1제어 모듈에 의해 로딩될 수 있다. 문턱 레지스터(518)는 CQI 오프셋(510)의 업데이트들을 제어하기 위해 ACK 조정 모듈(512)에 의해 이용되는 아날로그 전압 또는 디지털 값들의 시퀀스와 같은 문턱치(520)를 제공할 수 있다. ACK 조정 모듈(512)은 CQI 오프셋(510)이 사용되어야 하는지 아닌지를 판단하기 위한 계산을 실행할 수 있다. CQI 오프셋(510) 판단은 다음과 같이 수행될 수 있다:
<수학식 9>
Figure 112014117267014-pct00015
T는 문턱치(520)를 나타내고, A[n]은 CQI 응답(506)이고, B[n]은 계산을 위해 기본 CQI(514)를 통해 보내질 수 있는 요청된 CQI(508)이다. 수학식 9가 만족되면, CQI 오프셋(510)은 위에서 보여진 수학식 6에 따라 산출된다.
ACK 조정 모듈(512)은 항상 CQI 오프셋(510)을 적용하거나 문턱치가 만족되는 경우에만 CQI 오프셋(510)을 적용하는 필터(323)에 의해 로딩되듯이, BBM(206)에 의해 표현되는 3 개의 다른 동작 모드들을 지원하도록 제1제어 모듈(312)에 의해 구성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 처리율 최적화 회로(501)의 동작 모드들 각각은 기지국(106)의 양태에 의존한다는 것을 더 알아야 한다.
무선 통신 시스템(100)의 실시예는, 기지국 양태 매트릭스(BBM)(206)을 통해 기지국(106)의 양태를 모니터링함으로써, 모바일 장치(102) 및 기지국(106) 사이의 전송 처리율을 최적화할 수 있다는 것을 보이고 있다. 무선 통신 시스템(100)은 모바일 장치(102)의 성능 및 처리율을 최적화하기 위해 기지국(106)의 양태를 추적하거나, CQI 오프셋(510)을 적용하거나, CQI 오프셋(510)을 문턱치(520) 안에 적용함으로써, 기지국의 양태에 기반하여 도달 통신문(114)의 처리를 동적으로 조정할 수 있다.
변조 레이트
QPSK 0.1523
QPSK 0.2344
QPSK 0.3770
QPSK 0.6016
QPSK 0.8770
QPSK 1.1758
16QAM 1.4766
16QAM 1.9141
16QAM 2.4063
64QAM 2.7305
64QAM 3.3223
64QAM 3.9023
64QAM 4.5234
64QAM 5.1152
64QAM 5.5547
표 1은 LTE 심볼 레이트들에 대한 예상 스펙트럼 효율성을 나타낸다.
BBM(206)이 프로세서나 로직의 조합을 통해 지원되는 메모리 소자로서 구현될 수 있다는 것을 알아야 한다. 필터(323)는 디지털 로직, 아날로그 회로, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 무선 통신 시스템(100)의 동작 방법(600)에 대한 흐름도가 보여진다. 이 방법(600)은 BBM(기지국 양태 매트릭스)의 업데이트를 포함하여 채널 품질 지시자 응답으로부터 기본 채널 품질 지시자를 산출하는 단계; 및 상기 BBM으로부터 선택된 전송될 기본 채널 품질 지시자를 변경하는 것을 포함하여 ACK 채널 품질 지시자를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예는 무선 통신 시스템(100)이, 기지국 양태 매트릭스(BBM)(206)를 통해 기지국(106)의 양태를 모니터링함으로써, 모바일 장치(102) 및 기지국(106) 사이의 전송 처리율을 최적화할 수 있다는 것을 제안한다. 무선 통신 시스템(100)은 모바일 장치(102)의 성능 및 처리율을 최적화하기 위해 기지국(106)의 양태를 추적하거나, CQI 오프셋(510)을 적용하거나, CQI 오프셋(510)을 문턱치(520) 안에 적용함으로써, 기지국의 양태에 기반하여 도달 통신문(114)의 처리를 동적으로 조정할 수 있다.
그에 따른 방법, 프로세스, 장치, 기기, 제품 및/또는 시스템은 단순하고, 비용면에서 효율적이고, 복잡하지 않고, 매우 용도가 많고, 정확하고, 감각적이며 효과적이고, 준비된 효율적이고 경제적인 제조, 적용, 및 활용을 위해 기존의 구성요소들을 변형함으로써 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예의 다른 중요한 양태는 그것이 비용 감소, 시스템 단순화, 및 성능 향상이라는 시대적 추세를 가치있게 지원하고 서비스한다는 것이다.
본 발명의 실시예의 이러한 것 및 기타 귀중한 양태들은 결과적으로 기술의 상태를 최소한 한 단계 높이는 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에 있어서,
    채널 품질 지시자 응답을 모니터링하고, 전송될 ACK 채널 품질 지시자를 선택하기 위한 기지국 양태 매트릭스(base station behavior matrix)를 생성하도록 구성된 회로를 포함하는 제어 모듈; 및
    상기 제어 모듈과 결합되어, 상기 기지국 양태 매트릭스를 저장하는 메모리를 포함하되,
    상기 기지국 양태 매트릭스는 기지국에 의해 가능한 ACK 채널 품질 지시자에 대한 응답들의 확률을 포함하는 확률 매트릭스를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 ACK 채널 품질 지시자를 산출함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 무한 임펄스 응답(IIR; infinite impulse response filter) 필터를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈과 결합되어, 상기 채널 품질 지시자 응답을 식별하도록 구성된 수신기를 더 포함하는 무선 통신 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 기지국 양태 매트릭스를 관리함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채널 품질 지시자 응답 생성을 포함하는 도달 통신문을 수신하도록 구성된 수신기를 더 포함하는 무선 통신 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 채널 품질 지시자 오프셋에 기반하여 상기 ACK 채널 품질 지시자를 산출함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 채널 품질 지시자 오프셋 및 기본 채널 품질 지시자를 산출하도록 구성된 무한 임펄스 응답(IIR; infinite impulse response filter) 필터를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 모니터링된 기지국의 양태를 기반으로 상기 채널 품질 지시자 응답을 식별함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 모바일 장치의 성능을 최적화하기 위해 상기 메모리로부터 상기 ACK 채널 품질 지시자를 선택함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈과 결합되어, 도달 통신문을 수신하고 상기 채널 품질 지시자 응답을 생성하도록 구성된 수신기를 더 포함하는 무선 통신 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 제어 모듈 내의 필터로부터의 채널 품질 지시자 오프셋을 기반으로 상기 ACK 채널 품질 지시자를 산출함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 필터는 채널 품질 지시자 오프셋 및 기본 채널 품질 지시자를 산출하도록 구성된 무한 임펄스 응답(IIR; infinite impulse response filter) 필터를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 채널 품질 지시자 응답의 양태를 모니터링하도록 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 모바일 장치의 성능을 최적화하기 위해 상기 기지국 양태 매트릭스의 엔트리에 기반하여 상기 ACK 채널 품질 지시자를 선택함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  16. 무선 통신 시스템의 동작 방법에 있어서,
    회로를 포함하는 제어 모듈을 의해, 기지국 양태 매트릭스(base station behavior matrix)를 기반으로 기본 채널 품질 지시자를 계산하는 동작; 및
    전송될 상기 기지국 양태 매트릭스로부터 선택된 상기 기본 채널 품질 지시자를 변경하는 것을 포함하여 ACK 채널 품질 지시자를 전송하는 동작을 포함하되,
    상기 기지국 양태 매트릭스는 기지국에 의해 가능한 ACK 채널 품질 지시자에 대한 응답들의 확률을 포함하는 확률 매트릭스를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기본 채널 품질 지시자는 상기 ACK 채널 품질 지시자를 산출하기 위해 ACK 조정 모듈에 의해 변경됨을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 동작 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 무한 임펄스 응답(IIR; infinite impulse response filter) 필터를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 동작 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 기본 채널 품질 지시자를 계산하는 동작 이전에, 채널 품질 지시자 응답을 식별하도록 구성된 기지국으로부터 도달 통신문을 수신하는 동작을 더 포함하는 무선 통신 시스템의 동작 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 ACK 채널 품질 지시자는 상기 제어 모듈에 의해 저장됨을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 동작 방법.
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