KR20030070714A - 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신시스템에서순방향 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신시스템에서순방향 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1xEVDV 이동통신시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 안테나 선택 다이버시티를 이용하는 단말기가 기지국으로 순방향 채널 상태 정보를 효율적으로 전송하는 방법을 제공한다. 기지국의 복수개의 송신 안테나들로부터 각각의 전력을 가지고 송신된 신호들을 단말기에서 수신하여 그 신호세기를 측정한 후, 상기 송신 안테나들간의 전력 차이를 보상하여 상호간에 비교한 다음 가장 높은 전력 레벨을 가지는 신호를 송신하는 송신 안테나를 선택한다. 단말기는 상기 선택된 송신 안테나를 지시하는 안테나 선택 정보와 함께 상기 선택된 송신 안테나로부터 송신된 신호에 대하여 측정된 신호세기를 지시하는 순방향 상태 정보를 기지국으로 전송한다. 이때 상기 순방향 상태 정보는 현재 주기에서 선택된 송신 안테나에 대해 측정된 신호세기를 직접적으로 나타내는 절대값 상태 정보이거나 또는 이전 주기에서 선택된 송신 안테나에 대해 측정된 신호세기와 비교한 결과를 나타내는 상대값 상태 정보이다.

Description

안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING STATUS INFORMATION OF FORWARD CHANNEL IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING SELECTIVE TRANSMIT DIVERSITY}
본 발명은 음성 및 데이터 서비스를 포함하는 멀티미디어 서비스를 지원하는 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신 시스템에서 순방향 채널의 상태 정보를 효율적으로 전송하고 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
전형적인 이동통신 시스템, 예를 들어 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 한다.) 방식의 이동통신 시스템은 음성 서비스만을 지원하는 형태이었다. 그러나 사용자 요구와 함께 통신 기술이 발전함에 따라 이동통신 시스템은 데이터 서비스를 지원하는 형태로도 발전하고 있는 추세이다. 예를들어, HDR(High Data Rate)는 고속의 데이터 서비스만을 지원하기 위해 제안된 이동통신 시스템이다.
기존의 이동통신 시스템은 음성 서비스만을 지원하는 형태 또는 데이터 서비스만을 지원하는 형태로 고려되었다. 즉, 이동통신 시스템은 음성 서비스와 데이터 서비스를 동시에 서비스할 필요가 있음에도 불구하고, 기존의 이동통신 시스템은 각 서비스를 별도로 지원하는 형태이었다. 따라서 음성 서비스를 지원하면서도 이와 동시에 데이터 서비스도 지원할 수 있는 이동통신 시스템의 구현이 요구되고 있다. 이러한 요구에 따른 이동통신 시스템으로 최근에 소위 1xEVDV(Evolution Data and Voice)라 불리는 시스템이 제안되었다.
상기 1xEVDV와 같은 이동통신 시스템에서는 단말기가 기지국의 순방향 채널 상태를 측정하여 그 정보를 기지국에게 전송한다. 기지국은 다수의 단말기들로부터 수신한 순방향 채널 상태의 측정치들을 이용하여 순방향 패킷 데이터를 수신할 단말기와 어떤 전송 파라미터로 전송될지를 결정한다. 역방향 채널 품질 지시 채널(Reverse Channel Quality Indicator Channel: 이하 R-CQICH라 한다.)은 순방향 채널 상태 정보를 전달하는 역할을 수행한다. 구체적으로 말하면 상기의 전송되는 순방향 채널 상태 정보는 순방향으로 전송되는 순방향 파일럿 채널을 수신하여 얻는 신호대 간섭비(Carrier to Interference Ratio: 이하 C/I라 한다.) 값을 지시하는 정보이다.
도 1은 통상적인 1xEVDV 이동통신 시스템에서 역방향 채널 품질 지시 채널(R-CQICH)을 통해 전송되는 정보를 보인 도면이다.
상기 도 1에서 단말기는 순방향으로 전송되는 순방향 파일롯 채널을 통해 전송되는 파일럿 신호의 C/I 값을 매 슬롯 주기(1.25ms)마다 측정하고, 상기 측정된 C/I 값을 지시하는 C/I 정보를 역방향 채널 품질 지시 채널로 전송한다. 이때 안테나 선택 다이버시티(Selective Transmit Diversity: STD)를 이용하는 단말기들은 두 개 이상의 기지국 안테나로부터 순방향 파일롯 채널을 수신하고, 상대적으로 더 강한 C/I 값이 측정된 안테나의 순방향 파일롯 채널에 대한 C/I 값과 해당 안테나를 지시하는 정보(이하 최적 안테나 선택 정보라 한다.)를 기지국으로 전송한다. 상기 도 1은 두 개의 안테나를 이용하는 안테나 선택 다이버시티 시스템의 경우에 역방향 채널로 전송되는 1 비트의 안테나 선택 정보를 보이고 있다. 즉 단말기는 매 슬롯마다 4 비트의 C/I 정보와 1 비트의 최적 안테나 선택 정보를 전송한다.
상기 도 1과 같이 매 슬롯마다 전송된 4 비트의 C/I 정보와 1 비트의 최적 안테나 선택 정보는 기지국에 의하여 수신되어, 이를 송신한 단말기에게 패킷 데이터를 송신해야 할지, 송신한다면 어떤 전송속도를 이용할지, 어떤 부호화율 및 변조방식을 이용할지 등을 결정하는데 이용된다.
도 2는 통상적인 1xEVDV 이동통신 시스템에서 역방향 채널 품질 지시 채널(R-CQICH)의 구조를 보여주는 도면이다.
상기 도 2에서 단말기가 수신한 순방향 파일럿 채널 신호는 C/I 측정기 201로 입력된다. 상기 C/I 측정기 201는 상기 순방향 파일럿 채널 신호의 C/I 값을 측정하고 상기 C/I 측정치를 C/I 정보 생성기(CQICH Information Generator) 202로 출력한다. 만약 단말기가 안테나 선택 다이버시티를 이용할 경우 상기 C/I 측정기201은 기지국의 송신 안테나들 모두에 대한 C/I 측정치를 각각 측정하여 상기 C/I 정보 생성기 202로 출력한다.
C/I 정보 생성기 202는 상기 순방향 파일럿 채널의 상기 C/I 측정치들을 양자화하여 소정 비트, 예를 들어 4비트의 C/I 정보를 생성하고, 상기 C/I 측정치들을 상호 비교하여 1비트의 최적 안테나 선택 정보를 생성한다. 안테나 선택 다이버시티를 이용할 경우 상기의 4비트의 C/I 정보는 더 높은 C/I 측정치를 갖는 안테나로부터 송신된 파일롯 채널의 C/I 측정치를 지시하는 것이다. 또한 상기 1비트의 최적 안테나 선택 정보는 더 높은 C/I 측정치를 갖는 안테나를 지시하는 것이다. 만일 안테나 선택 다이버시티를 이용하지 않을 경우 최적 안테나 선택 정보는 0 또는 1로 고정된다.
상기 4 비트의 C/I 정보 및 1 비트의 최적 안테나 선택 정보와 순방향 파일럿 채널의 C/I 측정치 사이의 매핑 관계는 하기의 <표 1>과 같다.
순방향 파일럿 채널의 C/I 측정치 C/I 정보 (a4,a3,a2,a1,a0)
NULL (Below -14.5 dB, or MS not ready) 00000
-14.5 to -13.1 dB 00001
-13.1 to -11.6 dB 00010
-11.6 to -10.2 dB 00011
-10.2 to -8.8 dB 00100
-8.8 to -7.4 dB 00101
-7.4 to -5.9 dB 00110
-5.9 to -4.5 dB 00111
-4.5 to -3.1 dB 01000
-3.1 to -1.6 dB 01001
-1.6 to -0.2 dB 01010
-0.2 to 1.2 dB 01011
1.2 to 2.6 dB 01100
2.6 to 4.1 dB 01101
4.1 to 5.5 dB 01110
Above 5.5 dB 01111
상기 <표 1>에서 5 비트의 정보 중 a4 위치의 1 비트는 최적 안테나 선택 정보로써 안테나 선택 다이버시티를 이용할 경우 최적의 C/I 측정치를 갖는 송신 안테나를 지시하는데 이용된다.
상기 도 2의 C/I 정보 생성기 202에서 생성된 4 비트의 C/I 정보와 1 비트의 최적 안테나 선택 정보는 블럭 부호화기(Block Encoder) 203에서 예를 들어 (12,5)의 부호화율(coding rate)을 가지고 채널 부호화를 거친다. 블럭 부호화기 203에서 출력되는 12개의 부호화 심볼은 왈시 커버링기 204에서 왈시 커버링(Walsh covering)된다. 상기 왈시 커버링기 204에서 이용하는 왈시 코드(Walsh code)는 길이 8을 가지며 3 비트의 최적섹터 지시 정보(Best Sector Indicator: BSI)에 의하여 결정된다. 상기 최적섹터 지시 정보의 역할은 단말기의 활성 조합(active set)에서 순방향 채널 상태가 가장 우수한 기지국(즉 섹터)을 지시하는 것이며, 4 비트의 C/I 정보는 최적섹터 지시 정보가 지시하는 특정 섹터의 순방향 파일럿 채널의 C/I를 측정하여 얻은 값이다.
상기 도 2의 왈시 커버링기 204에서 출력된 96개의 왈시 커버링된 시퀀스는 왈시 확산기(Walsh Spreading) 205에서 CQICH에 할당된 왈시 코드를 가지고 확산된 후 전송된다.
상기 도 2에서 4 비트의 C/I 정보와 1 비트의 최적 안테나 선택 정보와 3 비트의 최적섹터 지시 정보는 역방향 채널의 매 슬롯(1.25ms)마다 전송된다. 이와 같이 CQICH를 구성할 경우 안테나 선택 다이버시티를 이용하는 단말기의 경우 매 슬롯마다 순방향 채널 상태를 기지국으로 보고하기 위하여 총 5 비트의 정보를 전송해야 한다. 이것은 4000 bps(=5비트/1.25ms)에 해당하는 정보량이며 1xEVDV 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 받고자 하는 모든 단말기들이 전송해야 하는 것이다. 그러므로 상기와 같은 방법으로 C/I 정보를 전송하는 것은 기지국에서 트래픽 데이터의 전송을 위한 역방향 전송용량을 크게 감소시키는 문제점을 야기한다.
본 발명의 목적은 안테나 선택 다이버시티를 시스템에서 최소한의 역방향 전송용량만을 소모하며 순방향 채널 상태를 효과적으로 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
도 1은 통상적인 이동통신 시스템에서 역방향 채널 품질 지시 채널(R-CQICH)을 통해 전송되는 정보를 보인 도면.
도 2는 통상적인 이동통신 시스템에서 역방향 채널 품질 지시 채널(R-CQICH)의 구조를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 역방향 채널 품질 지시 채널(R-CQICH)을 통해 전송되는 정보를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 순방향 채널 상태 정보를 전송하기 위한 단말기의 송신기 구조를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 4에 도시된 단말기 송신기로부터 순방향 채널 상태 정보를 수신하기 위한 기지국의 수신기 구조를 보인 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 4와 같이 구성되는 단말기 송신기가 안테나 선택 다이버시티를 이용하는 경우에 순방향 채널 상태 정보를 전송하는동작을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 5와 같이 구성되는 기지국 수신기가 안테나 선택 다이버시티를 이용하는 경우에 순방향 채널 상태 정보를 수신하는 동작을 도시한 흐름도.
도 8은 두 개의 기지국 송신 안테나에 대한 순방향 C/I 측정치들의 시간적인 변화를 도시한 그래프.
도 9는 본 발명에 따라 CQICH를 통해 전송되는 순방향 채널의 상태 정보를 보인 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 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.
이하 본 발명의 상세한 설명에서 역방향 채널 품질 지시 채널(Reverse Channel Quality Indicator Channel: 이하 R-CQICH라 한다.)은 단말기로부터 기지국의 방향(역방향)으로 순방향 채널의 상태 정보를 전달되는 채널이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 1xEVDV 이동통신 시스템에서 역방향 채널 품질 지시 채널(R-CQICH)을 통해 전송되는 정보를 보인 도면이다.
상기 도 3에서 R-CQICH는 C/I 정보로서 순방향 파일럿 채널의 신호 세기를 측정한 절대값(Full) C/I 및 상대값(Differential) C/I를 운반한다. 절대값 C/I는 순방향 채널의 미리 정해진 슬롯에서 측정된 C/I 값을 양자화한 결과이다. 상대값 C/I는 이전 슬롯에서 전송한 C/I 값과 비교하여 현재 슬롯에서 측정된 C/I 값이 증가하였는지 또는 감소하였는지를 나타내는 소수 비트의 정보이다. 예를 들어 절대값 C/I는 앞서 언급한 <표 1>과 같이 구성할 경우 4 비트로 이루어지고, 상대값 C/I는 이전 슬롯에서 전송한 C/I 값보다 증가하였는지의 여부를 나타내는 1 비트로 이루어질 것이다. 상대값 C/I가 나타내는 C/I의 비교 단위는 예를 들어 1 dB와 같이 단말기와 기지국 사이에 미리 약속된다. 또한 R-CQICH는 매 슬롯마다 소정 비트의 안테나 선택 정보(2개의 안테나가 사용되는 경우 1 비트)를 운반한다. 상기의 안테나 선택 정보는 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 단말기가 최적의 C/I 환경을 갖는 안테나를 지시하는데 이용된다. 안테나 선택 다이버시티를 지원하지 않는 단말기에서 상기 안테나 선택 비트는 0 또는 1의 값으로 고정되어 전송된다.
상기 도 3에서 단말기는 순방향 파일럿 채널의 첫 번째 슬롯에서 C/I 값을 측정하여 생성한 4 비트의 절대값 C/I를 R-CQICH를 통해 전송한다. 첫 번째 이후의 슬롯부터 다음 절대값 C/I가 전송되기 전까지의 구간에서 단말기는 상대값 C/I를 전송한다. 여기서 절대값 C/I는 상대값 C/I보다 비교적 강한 전력을 가지고 전송되는 것이 바람직하다.
여기서 단말기가 절대값 C/I는 일정한 주기마다 전송되는데, 그 주기는 단말기와 기지국 사이에 설정되는 시스템 파라미터에 의하여 정해지는 값이며, 절대값C/I가 전송되는 구간 역시 단말기와 기지국 사이에 약속되어진 일정한 방법에 따라 정해진다.
상기 도 3은 한 개의 단말기가 C/I 정보를 전송할 경우를 도시한 것이다. 만약 두 개 이상의 단말기가 동일한 기지국으로 순방향 채널 상태 정보를 전송할 경우 각 단말기의 절대값 C/I 전송 구간을 조절하여 절대값 C/I의 전송이 가능한 한 동일한 시간적 구간에서 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 만약 동일한 시간적 구간에서 두 개 이상의 단말기가 절대값 C/I를 전송할 경우 역방향 링크에서 간섭량이 순간적으로 증가하는 현상이 발생할 것이다. 이를 방지하기 위해서 각 단말기의 절대값 C/I 전송 구간은 절대값 C/I 전송주기 내에서 고르게 분산된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 순방향 채널 상태 정보를 전송하기 위한 단말기의 송신기 구조를 도시하고 있다.
상기 도 4에서 C/I 측정기 401은 순방향 파일럿 채널 신호에 대하여 C/I 값을 측정하고 이 C/I 측정치를 C/I 정보 생성기(CQICH Information Generator) 403으로 출력한다. 만약 단말기가 안테나 선택 다이버시티를 이용할 경우 상기 C/I 측정기 201은 두 개의 기지국 안테나에서 송신되는 순방향 파일롯에 대하여 C/I를 측정하여 그 결과를 C/I 정보 생성기 403으로 출력한다. 상기 C/I 정보 생성기 403은 C/I 측정기 401로부터 입력받은 C/I 측정값을 이용하여 4 또는 1 비트의 C/I 정보와 1 비트의 최적 안테나 선택 정보를 결정한다. 즉, 상기 C/I 정보 생성기 403은 C/I 측정기 401로부터 입력받은 두 개의 기지국 안테나에 대한 C/I 측정값 중 더큰 값을 선택하여 이에 대한 4비트 또는 1 비트의 C/I 정보를 생성한다. 또한 이 경우 전송되는 최적 안테나 선택 비트는 더 큰 C/I 값을 가지는 안테나를 지시하게 된다.
상기 C/I 정보 생성기 403에서 4 비트의 절대값 C/I를 생성할지 아니면 1 비트의 상대값 C/I를 생성할지는 CQICH 송신 제어기 402에 의하여 결정된다. 즉 상기 CQICH 송신 제어기 402의 역할은 주어진 절대값 전송 주기와 절대값 전송 위치에 따라 현재 슬롯에서 절대값 C/I가 전송되어야 할지 또는 상대값 C/I가 전송될지를 결정하고 이를 C/I 정보 생성기 403에게 알린다.
상기와 같이 생성된 C/I 정보는 블럭 부호화기(Block Encoder) 404에 입력된다. 블럭 부호화기 404는 (n, k)의 부호화율(coding rate)로 채널 부호화를 수행한다. 여기서 상기 부호화율은 블럭 부호화기 404에 입력되는 C/I 정보와 최적 안테나 선택 정보의 총비트수에 따라 정해진다. 즉, 4 비트의 절대값 C/I와 1 비트의 안테나 선택 정보가 입력될 경우 (n,5)의 부호화율이 이용되고 1 비트의 상대값 C/I와 1 비트의 안테나 선택 정보가 입력될 경우 (n,2)의 부호화율이 이용된다. 블럭 부호화기 404에서 (n,5)의 부호화율을 이용할지 아니면 (n,2)의 부호화율을 이용할지는 CQICH 송신 제어기 402에 의하여 결정된다.
상기 블럭 부호화기 404에서 출력되는 n개의 부호화 심볼은 왈시 커버링기 405에서 왈시 커버링(Walsh covering)된다. 상기 왈시 커버링기 405에서 이용하는 왈시 코드는 길이 8을 가지며 이는 3 비트의 최적섹터 지시 정보(Best Sector Indicator: BSI)에 의하여 결정된다. 상기 최적섹터 지시 정보의 역할은 단말기의활성 조합(active set)에서 순방향 채널 상태가 가장 우수한 기지국의 섹터를 지시하는 것이며 상기 절대값 또는 상기 상대값 C/I 정보는 최적섹터 지시 정보가 지시하는 특정 섹터의 순방향 파일럿 채널의 C/I를 측정하여 얻은 값이다.
상기 도 4의 왈시 커버링기 405에서 출력된 왈시 커버링된 시퀀스는 왈시 확산기(Walsh Spreading) 406에서 CQICH에 할당된 왈시 코드로 확산되어 전송된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 4에 도시된 단말기 송신기로부터 순방향 채널 상태 정보를 수신하기 위한 기지국의 수신기 구조를 도시하고 있다.
상기 도 5에서 기지국으로 수신된 CQICH 신호는 왈시 역확산기 501에 입력되고 CQICH에 할당된 왈시 코드를 가지고 왈시 역확산된다. 역확산된 결과는 채널 보정기 502에 입력되어 채널 보정이 이루어진다. 상기 채널 보정이 완료된 신호는 왈시 디커버링기 504에 입력된다. 왈시 디커버링기 504는 채널 보정이 완료된 상기 CQICH 신호를 입력으로 받아 해당 기지국에 할당된 왈시 코드를 가지고 왈시 디커버링(Walsh decovering)을 수행한다. 왈시 디커버링이 완료된 CQICH 신호는 블럭 역부호화기(Block Decoder) 505에서 (n,2) 또는 (n,5)의 부호화율로 역부호화 과정을 거침으로써 C/I 정보와 최적 안테나 선택 비트로 복원된다. 이때 상기 블럭 역부호화기 505는 절대값 C/I의 전송 슬롯에서는 (n,5)의 부호화율을 사용하고 그 이외의 슬롯에서는 (n,2)의 역부호화율을 사용한다. 상기 블럭 역부호화기 505에서 사용되는 부호화율은 CQICH 수신 제어기 503에 의하여 결정된다.
이를 상세히 설명하면, 상기 CQICH 수신 제어기 503은 단말기가 4 비트의 절대값 C/I와 1 비트의 최적 안테나 선택 비트를 전송하는 슬롯에서는 (n,5)의 부호화율을 가지고 역부호화를 수행하게 하고 단말기가 1 비트의 상대값 C/I와 1 비트의 최적 안테나 선택 비트를 전송하는 슬롯에서는 (n,2)의 부호화율을 가지고 역부호화를 수행하도록 제어한다. 이를 위해서 단말기와 기지국 사이에는 절대값 C/I가 전송되는 방법(전송주기 및 전송 슬롯의 위치)이 서로 약속되어 있다.
상기 블럭 역부호화기 505에서 출력된 C/I 정보와 안테나 선택 정보는 C/I 정보 산출 및 저장기(C/I Memory) 506에 입력된다. 상기 입력된 C/I 정보가 4 비트의 절대값 C/I일 경우 상기 C/I 정보 저장기 506은 기 저장되어 있던 이전 슬롯의 C/I 정보를 삭제하고 상기 입력된 4 비트의 절대값 C/I를 저장한다. 반면 상기 입력된 C/I 정보가 1 비트의 상대값 C/I일 경우 상기 C/I 정보 저장기 506은 기 저장되어 있던 이전 슬롯의 C/I 정보를 상기 입력된 상대값 C/I에 따라 소정 단위만큼 증가시키거나 감소시킨다. 상기 상대값 C/I에 따라 증감되는 C/I 정보의 단위는 단말기와 기지국사이에 사전에(통신이 개시되기 전에) 약속되어 있다. 여기서 C/I 정보 산출 및 저장기 506은 상기 C/I 정보가 어느 안테나에 대하여 측정된 것인지를 구분하지 않는다.
또한 상기 블록 역부호화기 505에서 출력된 안테나 선택 정보는 C/I 정보 산출 및 저장기(C/I Memory) 506에 입력되어 현재 슬롯에서 수신된 상기 C/I 정보가 해당 기지국의 어느 안테나에 대한 것인지를 지시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 4와 같이 구성되는 단말기 송신기가 안테나 선택 다이버시티를 이용하는 경우에 순방향 채널 상태 정보를 전송하는 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 6의 601 단계에서 순방향 파일롯 채널의 매 슬롯마다 파일럿 신호의 신호세기를 측정하여 안테나 선택 다이버시티를 위한 두 개의 기지국 송신 안테나 각각에 대한 순방향 C/I 측정치를 구한다. 여기서 상기 순방향 C/I 측정치는 두 개의 기지국 송신 안테나 각각으로부터 수신된 순방향 파일럿 신호에 대하여 해당 슬롯에서 구해진 C/I 측정치의 평균이다. 두 개의 기지국 송신 안테나로부터 전송된 순방향 채널로부터 얻은 상기 두 개의 C/I 측정치는 최적의 순방향 채널 상태를 갖는 안테나를 선택하는데 이용된다. 이때 각 안테나에서 전송되는 순방향 파일롯 채널의 전송전력이 다를 경우 602 단계에서 단말기는 두 개의 안테나에서 측정된 C/I 측정치를 비교하기에 앞서 그 값을 보정한다. 이와 같은 보정을 하는 방법에는 두 안테나에서 송신된 파일롯 채널을 측정하여 얻은 C/I 측정치를 안테나간의 전송전력의 차이만큼 더하거나 빼는 것이 있다.
한 예로, 안테나 1 및 안테나 2를 가지는 기지국에서, 상기 안테나 1로는 'a dB(데시벨)'의 전송전력을 이용하여 순방향 채널 신호를 전송하고 상기 안테나 2로는 'a-3 dB(데시벨)'의 전송전력을 이용하여 순방향 채널 신호를 전송한다고 하자. 즉 안테나 1과 안테나 2는 3 dB의 전력 차이를 가진다. 이 경우에 상기 순방향 채널 신호가 전송에 따른 손실을 가지고 단말기에 수신되어, 안테나 1에 대하한 C/I 측정치는 x dB(데시벨)이고 안테나 2에 대한 C/I 측정치는 y dB(데시벨)라면, 두 안테나에서 수신된 C/I 측정치들을 비교하기 위해서는 안테나 1의 C/I 측정치를 -3dB(데시벨)만큼 조정하거나 안테나 2의 C/I 측정치를 +3 dB(데시벨)만큼 조정하여야 한다. 바람직하게는 안테나 2의 C/I 측정치를 송신 전력의 차이(+3 dB)만큼 증가시키는 것이 일반적이다. 상기 보정된 C/I 측정치는 단말기에서 역방향 채널을 통해 전송할 C/I 정보를 생성할 경우에도 이용된다.
603 단계에서는 상기 602 단계에서 보정된 각 안테나별 C/I 측정치들을 상호 비교하여 최적의 순방향 채널 상태를 갖는 안테나를 선택하고, 상기 선택된 안테나를 나타내는 최적 안테나 선택 비트를 생성한다.
604 단계는 현재 슬롯에서 4 비트의 절대값 C/I를 전송하여야 할지 아니면 1 비트의 상대값 C/I를 전송하여야 할지를 결정한다. 이 때 절대값 C/I가 전송될지 아니면 상대값 C/I가 전송될지는 단말기와 기지국 사이에 미리 약속된 방법을 이용하여 결정한다.
상기 604 단계에서 절대값 C/I를 전송할 것으로 결정된 경우 605 단계에서 단말기는 상기 603 단계에서 선택된 안테나에 대하여 측정되고 보상된 C/I 측정치를 이용하여 절대값 C/I를 생성한다. 상기 절대값 C/I를 생성하기 위해서는 이미 언급된 <표 1>과 같은 매핑 테이블을 이용하여 상기 C/I 측정치에 매핑되는 C/I 정보를 선택한다. 상기 <표 1>에서 a4, a3, a2, a1, a0 중 a4는 C/I 정보와는 무관한 최적 안테나 지시 정보이므로 'a4'를 제외한 나머지 a3, a2, a1, a0이 4 비트의 절대값 C/I 정보가 된다. 상기와 같은 방법으로 생성된 4 비트의 절대값 C/I는 상기 603 단계에서 선택된 안테나를 지시하는 1 비트의 최적 안테나 선택 정보 'a4'와 함께 기지국으로 전송된다.
반면 상기 604 단계에서 상대값 C/I를 전송할 것으로 결정된 경우 606 단계에서 단말기는 이전 슬롯에 비하여 C/I 측정치가 증가하였는지의 여부를 결정한 후 그 결과에 따라 607 또는 608 단계와 같이 상대값 C/I를 생성하여 이를 상기 603 단계에서 선택된 안테나를 지시하는 1 비트의 최적 안테나 선택 정보와 함께 전송한다. 상기 606, 607 단계에서 상대값 C/I를 생성하는 방법에 대해 설명하면, 먼저 상기 603 단계에서 선택된 안테나에 대하여 측정된 현재 슬롯의 C/I 측정치(즉 현재 슬롯의 평균 C/I 측정치)는 이전 슬롯에서 단말기가 기지국에게 전송한 C/I 정보에 관계된 평균 C/I 측정치와 비교된다. 상기 비교결과 상기 선택된 안테나의 현재 슬롯에서 측정한 C/I 평균 측정치가 더 클 경우 커졌다는 의미의 상대값 C/I 1 비트(예를 들어 '1')를 생성하고 그렇지 않은 경우 작아졌다는 의미의 상대값 C/I 1 비트(예를 들어 '0')를 생성한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 5와 같이 구성되는 기지국 수신기가 안테나 선택 다이버시티를 이용하는 경우에 순방향 채널 상태 정보를 수신하는 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 7의 701 단계에서 기지국 수신기는 CQICH 신호를 수신한다. 702 단계에서 기지국 수신기는 상기 CQICH 신호를 해석하기 위하여, 현재 시간 구간(슬롯)이 절대값 C/I를 수신할 시간 구간인지 아니면 상대값 C/I를 수신할 시간 구간인지를 판단한다.
상기 702 단계에서 절대값 C/I를 수신할 시간 구간이라고 판단된 경우 기지국은 703 단계에서 (n,5) 역부호화기를 이용하여 상기 CQICH 신호를 역부호화하여 4 비트의 절대값 C/I와 1 비트의 최적 안테나 선택 정보를 구한다. 상기 703 단계에서 구해진 절대값 C/I는 704 단계에서 이전 슬롯에서 산출하여 저장된 C/I 측정치를 새로이 대체(refresh)시키는데 이용된다. 이후 기지국은 상기 704 단계에서 대체된 C/I 측정치를 이용하여 현재 슬롯에서 순방향 패킷을 전송할 단말기를 선택하고 순방향 패킷을 전송하는데 이용되는 전송속도와 부호화율 및 변조방식 등의 전송 파라미터를 결정한다. 705 단계에서 기지국은 상기 703단계에서 구한 최적 안테나 지시 정보가 지시하는 송신 안테나를 통해 상기 결정된 전송 파라미터를 사용하여 순방향 패킷을 전송한다.
반면 상기 702 단계에서 상대값 C/I를 수신할 시간 구간이라고 판단된 경우 기지국은 706 단계에서 (n,2) 역부호화기를 이용하여 상기 CQICH 신호를 역부호화하여 1 비트의 상대값 C/I와 1 비트의 최적 안테나 선택 정보를 구한다. 상기 706 단계에서 구해진 상대값 C/I는 707 단계에서 이전 슬롯에서 산출하여 저장하고 있던 C/I 측정치를 갱신(update)시키는데 이용된다. 기지국은 상기 704 단계에서 갱신된 C/I 측정치를 이용하여 현재 슬롯에서 순방향 패킷을 전송할 단말기를 선택하고 순방향 패킷을 전송하는데 이용되는 전송속도와 부호화율 및 변조방식 등의 전송 파라미터를 결정한다. 708 단계에서 기지국은 상기 706 단계에서 구한 최적 안테나 지시 정보가 지시하는 송신 안테나를 통해 상기 결정된 전송 파라미터를 사용하여 순방향 패킷을 송신한다.
이하 두 개의 기지국 송신 안테나에 대한 순방향 C/I 측정치들의 시간적인변화를 도시하고 있는 도 8을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 여기서, 이미 언급한 바와 같이 두 개의 기지국 송신 안테나에서 수신된 C/I를 비교하고 이를 기준으로 절대값 C/I 또는 상대값 C/I를 생성하기 위해서는 두 개의 기지국 송신 안테나에 존재하는 전송전력 차이를 감안한 보정이 이루어져야 하며, 상기의 도 8은 이와 같은 보정 과정이 완료된 C/I 측정치들을 도시한 것이다.
상기 도 8과 같이 변화하는 전파환경에서 단말기가 CQICH를 통해 기지국으로 전송하는 정보는 하기의 <표 2>와 같다.
시간(슬롯번호) n n+1 n+2 n+3 n+4
C/I 정보 절대값 C/I 상대값 C/I 상대값 C/I 상대값 C/I 상대값 C/I
최적 안테나선택정보 안테나 1지시 안테나 1지시 안테나 1지시 안테나 1지시 안테나 2지시
시간(슬롯) n+5 n+6 n+7 n+8 n+9
C/I 정보 상대값 C/I 상대값 C/I 상대값 C/I 상대값 C/I 상대값 C/I
최적 안테나선택정보 안테나 1지시 안테나 1지시 안테나 1지시 안테나 1지시 안테나 1지시
즉 슬롯 n으로부터 슬롯 n+3까지는 안테나 1의 C/I 측정치가 안테나 2의 C/I 측정치보다 크기 때문에 최적 안테나 선택 정보는 안테나 1을 지시한다. 그러나 슬롯 n+4에서는 안테나 1의 C/I 측정치가 매우 감소하여 안테나 2의 C/I 측정치보다 작아졌기 때문에 최적 안테나 선택 정보는 안테나 2를 지시한다. 그러나 슬롯 n+4에서 측정된 안테나 2의 C/I 측정치는 안테나들간의 송신 전력 차이가 보정된 것이기 때문에, 슬롯 n+4에서 단말기는 안테나 2에 대한 절대값 C/I 측정치를 전송할 필요없이, 슬롯 n+4에서 측정된 안테나 2의 C/I 측정치를 슬롯 n+3에서 측정된 안테나 1의 C/I 측정치와 비교하여 생성된 상대값 C/I를 기지국으로 전송한다.
즉, 상기 도 5 내지 도 8에서 설명하였고 상기 <표 2>에서 제시한 예와 같이 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 단말기는 순방향 채널의 상태 정보를 기지국에게 통보하는데 있어서 매 슬롯마다 최적의 C/I 측정치를 가지는 한 개의 안테나에 대한 상대값 C/I 또는 절대값 C/I만을 전송한다. 도 9는 본 발명에 따라 CQICH를 통해 전송되는 순방향 채널의 상태 정보를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 절대값 C/I 정보는 기지국과 단말기간에 미리 약속되는 슬롯 위치에서 주기적으로 전송되며 그이외의 구가에서는 비교적 소수 비트인 상대값 C/I 정보가 전송된다.
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 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신 시스템에서 단말기가 순방향 채널의 상태 정보를 전송하는데 필요한 정보량을 감소시킴으로써 역방향채널에서 발생하는 간섭량을 감소시킬 수 있으며, 상대적으로 기지국에서 더 많은 역방향 트래픽 용량을 확보할 수 있도록 하여 역방향 전송용량을 증가시킨다.

Claims (13)

  1. 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신 기지국과 통신하는 이동통신 단말기에서 순방향 채널의 상태정보를 측정하여 역방향 채널을 통해 송신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 각각 고유한 송신전력 레벨을 가지고 복수의 송신 안테나들을 통해 송신되는 순방향 채널 신호들을 수신하고 그 신호세기들을 각각 측정하는 과정과,
    상기 신호세기 측정치들을 상호 비교하여 가장 강한 신호세기 측정치를 가지는 송신 안테나를 선택하고, 상기 선택된 송신 안테나를 지시하는 안테나 선택 정보를 생성하는 과정과,
    상기 신호세기 측정치의 절대값을 전송할 것인지 상대값을 전송할 것인지를 판정하는 과정과,
    상기 판정결과 상대값을 전송할 것으로 판정되면, 상기 선택된 송신 안테나에 대한 현재 슬롯에서의 신호세기 측정치를 이전 슬롯에서 선택된 송신 안테나에 대한 신호세기 측정치와 비교하고, 상기 비교결과를 나타내는 상대값 정보를 상기 생성된 안테나 선택 정보와 함께 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호세기들을 각각 측정한 이후, 상기 송신 안테나들 간의 송신전력 레벨 차이를 고려하여 상기 신호세기 측정치들을 보상하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 판정결과 절대값을 전송할 것으로 판정되면 상기 선택된 송신 안테나에 대한 신호세기 측정치를 직접적으로 나타내는 절대값 정보를 상기 생성된 안테나 선택 정보와 함께 상기 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 판정하는 과정은, 복수의 단말기에 의해 상기 기지국으로 전송되는 절대값 정보가 시간대별로 분산되어 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 상대값 정보는 상기 절대값 심볼에 비하여 더 작은 비트수를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 상대값 정보는 상기 절대값 심볼에 비하여 작은 전력을 가지고 전송되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신 기지국과 통신하는 이동통신 단말기에서 순방향 채널의 상태정보를 측정하여 역방향 채널을 통해 송신하는 장치에 있어서,
    기지국으로부터 복수의 송신 안테나들을 통해 송신되는 순방향 채널 신호들을 수신하여 그 신호세기들을 각각 측정하는 신호세기 측정기와,
    매 슬롯마다 순방향 채널의 현재 슬롯에서 측정된 신호세기 측정치를 직접적으로 나타내는 절대값 정보를 전송할지 또는 이전 슬롯에서 선택된 송신 안테나에 대한 신호세기 측정치와의 비교결과를 나타내는 상대값 정보를 전송할지를 결정하는 송신 제어기와,
    상기 보상된 신호세기 측정치들을 상호 비교하여 가장 강한 신호세기 측정치를 가지는 송신 안테나를 선택하고 상기 선택된 송신 안테나를 지시하는 안테나 선택 정보를 생성하며, 상기 송신 제어기의 제어하에 절대값 정보 또는 상대값 정보를 생성하는 정보 생성기와,
    상기 절대값 정보 또는 상대값 정보를 상기 안테나 선택 정보와 함께 부호화하는 부호화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 신호세기 측정기는, 상기 복수의 송신 안테나들의 송신전력 레벨 차이를 고려하여 상기 신호세기 측정치들을 보상하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 부호화기는 상기 송신 제어기의 제어하에 정해지는 각기 다른 부호화율을 가지고 상기 절대값 정보 또는 상기 상대값 정보를 부호화하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  10. 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신 기지국에서 순방향 채널의 상태정보를 역방향 채널을 통해 이동통신 단말기로부터 수신하는 방법에 있어서,
    역방향 채널의 매 슬롯을 통해 순방향 채널의 신호세기 측정치를 나타내는 상태 정보와, 상기 기지국에 구비되는 복수개의 안테나들 중 순방향 데이터 전송을 위하여 상기 이동통신 단말기에 의해 선택된 안테나를 지시하는 안테나 선택 정보를 수신하는 과정과,
    상기 상태 정보가, 현재 슬롯에서 선택된 안테나의 신호세기 측정치를 직접적으로 나타내는 절대값 정보인지 또는 이전 슬롯에서 선택된 안테나의 신호세기 측정치와의 비교결과를 나타내는 상대값 정보인지를 판단하는 과정과,
    상기 판단결과 상대값 정보이면 이전 슬롯에서 선택된 안테나에 대해 기 저장된 신호세기 측정치를 상기 수신된 상대값 정보에 따라 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 판단결과 절대값 정보이면, 이전 슬롯에서 상기 이동통신 단말기에 의하여 선택된 안테나에 대해 기 저장된 신호세기 측정치를 상기 수신된 절대값 정보로 대치하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 상대값 정보에 따라 보정된 신호세기 측정치 또는 상기 절대값 정보로 대치된 신호세기 측정치를 이용하여 현재 슬롯에서 순방향 데이터 패킷을 전송할 단말기와 순방향 데이터 패킷을 전송시에 사용할 전송 파라미터를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 파라미터를 사용하여 상기 결정딘 단말기로 순방향 데이터 패킷을 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 안테나 선택 다이버시티를 지원하는 이동통신 기지국에서 순방향 채널의 상태정보를 역방향 채널을 통해 이동통신 단말기로부터 수신하는 장치에 있어서,
    역방향 채널의 매 슬롯마다 수신된 신호를 소정의 역부호화율을 가지고 역부호화하여, 순방향 채널의 신호세기 측정치를 나타내는 상태 정보와, 상기 기지국에 구비되는 복수개의 안테나들 중 순방향 데이터 전송을 위하여 상기 이동통신 단말기에 의해 선택된 안테나를 지시하는 안테나 선택 정보를 복원하는 역부호화기와,
    역방향 채널의 매 슬롯마다 현재 슬롯에서 선택된 안테나의 신호세기 측정치를 직접적으로 나타내는 절대값 정보의 수신 구간인지 또는 이전 슬롯에서 선택된 안테나의 신호세기 측정치와의 비교결과를 나타내는 상대값 정보의 수신 구간인지를 판단하여 상기 역부호화기의 부호화율을 제어하는 수신 제어기와,
    상기 판단결과 절대값 정보이면 이전 슬롯에서 선택된 안테나에 대해 기 저장된 신호세기 측정치를 상기 수신된 절대값 정보로 대치하고, 상대값 정보이면 이전 슬롯에서 상기 이동통신 단말기에 의하여 선택된 안테나에 대해 기 저장된 신호세기 측정치를 상기 수신된 상대값 정보에 따라 보정하여 저장하는 신호세기 계산 및 저장기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
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