KR20040102198A - 채널 품질 피드백 메카니즘을 가지는 통신 시스템용의개선된 외부-루프 스케줄링 설계 - Google Patents

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KR20040102198A
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홀츠먼잭엠
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사카르산디프
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Abstract

외부-루프 알고리즘의 파라미터들을 동적으로 조정하기 위한 방법과 장치가 제공되며, 외부-루프 알고리즘은 송신 포멧의 적합성을 결정하기 위해 사용된다. 외부-루프 알고리즘의 파라미터들은 채널 상태에 따라 조정된다. 일 실시형태에서는, 외부-루프 알고리즘에서 마진 파라미터를 점진적으로 증가시킬 것인지 또는 감소시킬 것인지 여부를 결정하는데 이레이저-기반 접근법이 사용된다. 일단, 하나의 마진 파라미터가 변경되면, 다른 마진 파라미터들도 따라서 조정될 수 있다.

Description

채널 품질 피드백 메카니즘을 가지는 통신 시스템용의 개선된 외부-루프 스케줄링 설계 {IMPROVED OUTER-LOOP SCHEDULING DESIGN FOR COMMUNICATION SYSTEMS WITH CHANNEL QUALITY FEEDBACK MECHANISMS}
발명의 배경
기술 분야
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 채널 품질 (channel quality) 과 수신기로부터의 확인응답 (acknowledgement) 피드백 정보의 수신을 개선시키는 것에 관한 것으로서, 무선 통신 시스템을 통해 송신을 스케줄링하고, 송신 레이트 (transmission rates) 를 제어하며, 및 서비스의 품질을 유지하는데 사용될 수 있다.
배경기술
무선 통신 분야는 예를 들어, 코드리스 전화 (cordless telephones), 페이징 (paging), 무선 로컬 루프 (wireless local loops), PDAs (personal digital assistants), 인터넷 전화통신 (internet telephony), 및 위성 통신 시스템 (satellite communication systems) 을 포함하는 많은 애플리케이션들 (applications) 을 가진다. 특히 중요한 애플리케이션은 모바일 가입자를 위한 셀룰러 전화 시스템이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "셀룰러 (cellular)" 시스템이라는 용어는 셀룰러 또는 개인 통신 서비스 (PCS) 를 사용하는 시스템들을 포함한다. 예를 들어, 주파수 분할 다중 접속 (FDMA), 시간 분할 다중 접속 (TDMA), 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 을 포함하는 셀룰러 전화 시스템용으로 다양한 공중 인터페이스들 (over-the-air interfaces) 이 개발되어 있다. 그것과 함께, 예를 들어, Advanced Mobile Phone Service (AMPS), Global System for Mobile (GSM), 및 Interim Standard 95 (IS-95) 를 포함하는 다양한 국내 및 국제 표준들이 확립되어 있다. IS-95 와 그것의 파생 표준들 IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008 (본 명세서에서 IS-95로 자주 총칭됨), 및 제안된 고-데이터-레이트 (high-data-rate) 시스템들이 전화통신 공업 협회 (TIA : Telecommunication Industry Association) 및 다른 저명한 표준 단체 (standards bodies) 에 의해 공표되었다.
상기 IS-95 표준의 사용에 따라 구성된 셀루러 전화 시스템은 고능률과 견고한 셀룰러 전화 서비스를 제공하기 위해 CDMA 신호 프로세싱 기술을 사용한다. 상기 IS-95 표준의 사용에 따라 실질적으로 구성된 예시적 셀룰러 전화 시스템은, 미국 특허 제 5,103,459 호 및 제 4,901,307 호에서 개시되며, 이들 특허들은 본 발명의 양수인에게 양도되고 본 명세서에서 참조로서 포함된다. CDMA 기술을 이용하는 예시적 시스템은, TIA에서 공표된 cdma2000 ITU-R Radio Transmission Technology (RTT) Candidate Submission (본 명세서에서 'cdma2000'이라 함) 이다. cdma2000용 상기 표준은 IS-2000의 초안판 (draft version) 에서 제공되고 상기 TIA 및 3GPP2에 의해 승인되었다. 다른 CDMA 표준은,3rd Generation Partnership Project "3GPP"문서 번호 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS25.213,및 3G TS 25.214에서 구체화된 WCDMA이다.
상기 인용된 통신 표준들은 구현될 수 있는 다양한 통신 시스템의 단지 일부 예들이다. 송신 매체의 품질 및 원격국 (remote station) 으로 선행된 송신에 대한 서비스중인 기지국으로의 확인응답과 관련된 정보를 원격국이 송신할 수 있도록, 이들 다양한 통신 시스템들의 일부는 구성된다. 그 후, 이 정보는 상기 서비스중인 기지국 (serving base station) 에 의해, 전력 레벨 (power level), 송신 포멧 (transmission formats), 및 순방향 링크 송신의 타이밍을 최적화하고 또한 역방향 링크 송신의 전력 레벨을 제어하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "순방향 링크"는 기지국으로부터 원격국으로 향하는 송신을 지칭하고, "역방향 링크"는 원격국으로부터 기지국으로 향하는 송신을 지칭한다. 상기 순방향 링크와 역방향 링크는 상관되지 않는데 (uncorrelated), 그것은 하나의 관측으로 다른 것을 예견하는 것이 용이하지 않다는 것을 의미한다. 그러나, 정지 상태의 및 느리게 이동하는 원격국에 대해, 순방향 링크 송신 패스의 특징들은 역방향 링크 송신 패스의 특징과 통계학적 의미에서 유사한 것으로 관측된다.
캐리어 대 간섭 (carrier-to-interference) (C/I) 비율 (ratio) 과 같은 수신된 순방향 링크 송신의 채널 상태들 (channel conditions) 은 원격국에 의해 관측될 수 있으며, 원격국은 이러한 정보를 서비스중인 기지국에 통보한다. 그 후, 기지국은 원격국으로의 송신을 스케줄링하기 위해 이 정보를 선택적으로 이용한다. 예를 들어, 만약 원격국이 깊은 페이드 (deep fade) 가 있음을 통보한다면, 기지국은 페이딩 상태 (fading condition) 가 통과할 때 까지 송신을 스케줄링하는 것을 억제한다. 다른 방법으로, 기지국은 페이딩 상태를 보상하기 위해 고 송신 전력 레벨로 송신을 스케줄링할 것을 결정할 수도 있다. 또 다른 방법으로, 기지국은, 보다 많은 정보 비트들을 캐리할 수 있는 포멧들로 데이터를 송신함으로써, 송신들이 전송되는 데이터 레이트를 변경하는 것을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 만약 채널 상태 (channel conditions) 가 나쁘다면, 손상된 (corrupted) 심벌들이 보다 많이 복구될 수 있도록 많은 잉여들 (redundancies) 을 가지는 송신 포멧으로 데이터가 송신될 수 있다. 따라서, 상기 데이터 효율 (data throughput) 은, 잉여들이 없는 송신 포멧이 대신 사용되는 경우보다 낮아진다.
또한, 기지국은 동작 범위내의 모든 원격국들의 전력 레벨을 밸런스하기 위해 이 채널 정보를 이용할 수 있어, 그 결과 역방향 링크 송신은 동일 전력 레벨로 도달된다. CDMA-기반 시스템에서, 원격국들 사이의 채널화 (channelization) 는 의사랜덤 코드들 (pseudorandom codes) 의 사용에 의해 생성되고, 이것은 동일 주파수에서 다중 신호들을 시스템이 오버레이하도록 한다. 따라서, 하나의 원격국에서 방출된 과다 송신 전력은 이웃 국들의 송신을 저감시키기 때문에, 역방향 링크 전력 제어는 CDMA-기반 시스템의 불가결한 동작이다.
송신 매체의 품질을 결정하기 위해 피드백 메카니즘 (feedback mechanisms) 을 이용하는 통신 시스템에서, 채널 상태는 역방향 링크상에서 연속적으로 전달된다. 원격국은 순방향 링크의 채널 품질을 모니터하고 그것을 피드백 채널을 통해 기지국으로 다시 제공한다. cdma2000 시스템에서, 상기 피드백 채널은 역방향 채널 품질 인디케이터 채널 (R-CQICH : Reverse Channel Quality Indicator Channel) 로 지칭된다. R-CQICH 상의 채널 품질값의 송신은 R-CQICH의 모든 슬롯에서 실행된다. 느리게 이동하는 또는 정지된 원격국들에 대하여, 각 슬롯상의 채널 품질값의 송신은 상기 기지국이 순방향 링크의 상태를 정확하게 예견할 수 있게 한다. 따라서, 기지국은 원격국의로의 송신 포멧과 송신 타이밍을 정확하게 결정할 수 있다. 그러나, 원격국이 고-속도로 이동할 때, 그 고-속도는, 기지국이 진부해진 (outdated) 채널 품질값들을 이용하여 정확하게 추정할 없는 빠른 페이딩 상태을 초래한다. 따라서, 지정된 송신 석세스 레이트 (transmission success rate) 를 유지하기 위해, 일부 메카니즘은, 조정된 채널 품질 피드백 값들에 기초하여 기지국이 송신 레이트와 타이밍을 선택가능하도록 하는것을 필요로 하며, 그 조정된 채널 품질 피드백 값들은 진부한 상태들을 조절한다.
발명의 개요
상술한 문제점들을 해결하기 위한 방법과 장치가 제공된다. 스케줄링 소자가, 송신 포멧이 기지국에서 유용한 자원들에 의해 지원될 수 있는 지를 결정하는 개선된 외부-루프 설계를 구현하도록 구성된다. 일 양태에서, 하나의 장치가 송신 포멧으로 패킷을 송신하기 위해 제공되며, 상기 장치는 원격국으로부터 채널 품질 정보를 수신하기 위한 수신 서브시스템; 송신용 패킷에 데이터 패이 로드 (pay load) 를 삽입하는 스케줄링 소자; 및 상기 원격국으로 상기 패킷을 송신하기 위한 송신 서브시스템을 구비를 구비하되, 상기 스케줄링 소자는, 외부-루프 알고리즘을 사용하여 상기 패킷에 대한 송신 포멧의 적합성을 결정하고 상기 채널 품질 정보에 따라 상기 외부 루프 알고리즘의 파라미터들을 변경하도록 구성된다.
다른 양태에서, 하나의 방법이 패킷 송신들을 스케줄링하기 위해 사용되는 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터를 적합하게 하도록 제공되며, 상기 방법은 원격국으로부터 채널 품질 정보를 수신하는 단계; 상기 채널 품질 정보로부터 채널 변화 레이트를 결정하는 단계; 상기 채널 변화 레이트에 기초하는 마진 증분만큼 마진 파라미터를 증가 또는 감소시킬 것인지 여부를 결정하는 단계; 상기 마진 파라미터를 제 2 마진 파라미터와 비교하는 단계; 및 상기 제 2 마진 파라미터를 일련의 선택 규칙들에 따라서 변경하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 패킷을 송신 포멧으로 포멧팅하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는, 메모리 소자; 및 상기 메모리 소자상에 명령어들의 세트를 실행하기 위해 구성되는 프로세싱 소자를 구비하되, 상기 명령어들의 세트는, 상기 패킷을 원격국으로 전송할 송신 채널을 나타내는 페이딩 곡선을 결정하고; 원격국으로부터의 피드백 메시지에 기초하여 상기 페이딩 곡선에 대한 마진 오프셋을 결정하며; 그리고 상기 마진 오프셋을 포함한 송신 포멧이 상기 패킷을 포멧팅하는데 적합한지를 결정한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 무선 통신 네트워크의 도면이다.
도 2 는 기지국과 통신하는 원격국의 기능적 구성 요소들의 블록도이다.
도 3 은 개선된 외부-루프 설계의 블록도이다.
도 4 는 개선된 외부-루프 설계에 의해 이용되는 파라미터들을 결정하는 이레이저-기반 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5 는 마진값들을 변경하는 결정들을 나타내는 흐름도이다.
발명의 상세한 설명
도 1 에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 무선 통신 네트워크 (10) 는, 복수의 이동국 (또한, 원격국 또는 가입자 유닛 또는 사용자 장비로 지칭됨) (12a-12d), 복수의 기지국 (또한, 기지국 트랜시버 (BTS) 또는 노드 B로 지칭됨) (14a-14c), 기지국 제어기 (BSC) (또한, 무선 네트워크 제어기 또는 패킷 제어 기능으로 지칭됨) (16), 모바일 스위칭 센터 (MSC) 또는 스위치 (18), 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 또는 망 연동 장치 (IWF : Interworking Function) (20), 일반 공중 전화 교환망 (PSTN) (22) (일반적으로 전화 회사), 및 인터넷 프로토콜 (IP) 네트워크 (일반적으로 인터넷) 을 포함한다. 간략화를 위해, 4 개의 이동국 (12a-12d), 3 개의 기지국 (14a-14c), 1 개의 BSC (16), 1 개의 MSC (18), 및 1 개의 PDSN (20) 이 도시된다. 이동국 (12), 기지국 (14), BSCs (16), MSCs (18), 및 PDSNs (20) 의 개수는 보다 많을 수도 또는 적을 수도 있다.
일 실시형태에서, 상기 무선 통신 네트워크 (10) 는 패킷 데이터 서비스 네트워크이다. 이동국 (12a-12d) 은 휴대폰 (portable phone), IP-기반, 웹-브라우저 애플리케이션을 동작시키는 랩 탑 컴퓨터에 연결된 셀룰러 전화, 관련 핸즈프리 카 키트를 가지는 셀룰러 전화, IP-기반, 웹브라우저 애플리케이션을 동작시키는 PDA (Personal Data Assistant), 휴대용 컴퓨터로 통합되는 무선 통신 모듈, 또는 무선 로컬 루프 또는 미터 판독 시스템에서 발견될 수도 있는 고정 로케이션 통신 모듈과 같은 무선 통신 장치의 다수의 상이한 유형들의 어떤 것이 될 수도 있다. 가장 일반적인 실시형태에서 이동국들은 통신 유닛의 임의의 유형이 될 수도 있다.
상기 이동국 (12a-12d) 은 예를 들어, EIA/TIA/IS-707 표준에서 설명된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 무선 패킷 데이터 프로토콜을 수행하도록 구성될 수도 있다. 특정 실시형태에서, 이동국 (12a-12d) 은 IP 네트워크 (24) 로 향하는 IP 패킷들을 생성하고 포인트-대-포인트 프로토콜 (PPP : point-to-point protocol) 을 이용하여 프레임들에 상기 IP 패킷들을 캡슐레이트한다 (encapsulate).
일 실시형태에서, 상기 IP 네트워크 (24) 는 PDSN (20) 에 연결되고, 상기 PDSN (20) 은 MSC (18) 에 연결되며, 상기 MSC 는 BSC (16) 와 PSTN (22) 에 연결되고, 및 상기 BSC (16) 는, 예를 들어 E1, T1, 비동기 전달 모드 (ATM : Asynchronous Transfer Mode), IP, PPP, 프레임 릴레이, HDSL, ADSL, 또는 XDSL을 포함하는 몇개의 공지된 프로토콜들 중의 임의의 것에 따라 음성 및/또는 데이터 패킷들의 전달을 위해 구성된 유선을 통해, 상기 기지국 (14a-14c) 에 연결된다. 선택적인 실시형태에서, 상기 BSC (16) 는 상기 PDSN (20) 에 직접 연결될 수 있다.
무선 통신 네트워크 (10) 의 일반적인 동작 동안에, 기지국 (14a-14c) 은 전화 통화, 웹 브라우징, 또는 다른 데이터 통신에 연결된 다양한 이동국들 (12a-12d) 로부터 역방향 신호들의 세트를 수신하고 복조한다. 소정의 기지국 (14a-14c) 에 의해 수신된 각각의 역방향 신호는 그 기지국 (14a-14c) 내에서 처리된다. 각각의 기지국 (14a-14c) 은, 이동국 (121a-12d) 으로의 순방향 신호의 세트를 모듈레이팅하여 송신함으로써, 복수의 이동국 (12a-12d) 과 통신할 수도 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 기지국 (14a) 은 제 1 및 제 2 이동국 (12a, 12b) 과 동시에 통신하며, 기지국 (14c) 은 제 3 및 제 4 이동국 (12c, 12d) 과 동시에 통신한다. 통신의 결과로 생성되는 패킷들은 상기 BSC (16) 로 전송되고, 상기 BSC (16) 는, 특정 이동국 (12a-12d) 에 대한 콜 (call) 을 하나의 기지국 (14a-14c) 에서 다른 기지국 (14a-14c) 로의 소프트 핸드오프의 통제를 포함하는 콜 자원 할당 (call resource allocation) 과 이동성 관리 기능성 (mobility management functionality) 을 제공한다. 예를 들어, 이동국 (12c) 은 2 개의 기지국 (14b, 14c) 과 동시에 통신을 진행한다. 마침내 이동국 (12c) 이 기지국들 (14c) 중 하나로부터 너무 멀리 이동할 때, 상기 콜은 다른 지지국 (14b) 으로 핸드오프될 것이다.
만약, 상기 송신이 종래의 전화 콜이라면, 상기 BSC (16) 는 수신된 데이터를 MSC (18) 에 라우트 (route) 할 것이고, MSC (18) 는 상기 PSTN (22) 과 인터페이스하기 위한 추가적 라우팅 서비스를 제공한다. 만약, 상기 송신이 IP 네트워크 (24) 로 향하는 데이터 콜과 같은 패킷-기반 송신이라면, 상기 MSC (18) 는 상기 패킷 데이터를 PDSN (20) 에 라우트할 것이고, PDSN (20) 은 상기 패킷을 IP 네트워크 (24) 로 전송할 것이다. 다른 방법으로, 상기 BSC (16) 는 상기 패킷을 직접 PDSN (20) 으로 라우트할 것이고, PDSN (20) 는 상기 패킷을 IP 네트워크 (24) 로 전송할 것이다.
일부 통신 시스템에서, 데이터 트래픽을 캐리하는 패킷들은 서브 패킷들 (subpackets) 로 분할되고, 이 서브 패킷들은 송신 채널의 슬롯들을 점유한다. 단지 용이하게 설명할 목적으로, 이하, cdma2000 용어 체계가 사용된다. 이러한 사용이 본 명세서의 실시형태들의 구현을 cdma2000으로 한정하려는 것이 아니다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 실시형태들의 범위에 영향을 미치지 않고서 WCDMA 와 같은 다른 시스템에서의 구현들이 달성될 수 있다.
기지국으로부터, 기지국의 범위내에서 동작하는 원격국으로의 순방향 링크는 복수의 채널을 구비할 수 있다. 순방향 링크의 채널들 일부는 파일럿 채널 (pilot channel), 동기화 채널 (synchronization channel), 패이징 채널 (paging channel), 퀵 패이징 채널 (quick paging channel), 방송 채널 (broadcast channel), 전력 제어 채널 (power control channel), 할당 채널 (assignment channel), 제어 채널 (control channel), 전용 제어 채널 (dedicated control channel), 매체 액세스 제어 채널 (medium access control (MAC) channel), 기본 채널 (fundamental channel), 보충 채널 (supplemental channel), 보충 코드 채널 (supplemental code channel), 및 패킷 데이터 채널 (packet data channel) 을 포함할 수 있으며, 그러나 이들 채널에 한정되지 않는다. 또한, 원격국으로부터 기지국의로의 역방향 링크도 복수의 채널들을 구비한다. 각각의 채널은 상이한 유형의 정보를 타겟 목적지로 캐리한다. 일반적으로, 음성 트랙픽은 기초 채널들상에서 캐리되며, 데이터 트래픽은 보충 채널 또는 패킷 데이터 채널들 상에서 캐리된다. 보충 채널들은 대게 전담 채널들이고, 한편 패킷 데이터 채널들은, 대게 시간 및/또는 코드-다중 방식으로, 상이한 부분들에 지정된 신호들을 캐리한다. 다른 방법으로, 또한 패킷 데이터 채널들은 공유 보충 채널들로 설명된다. 본 명세서의 실시형태들을 설명하기 위해, 상기 보충 채널들과 패킷 데이터 채널들은 총칭적으로 데이터 트래픽 채널들로 지칭된다.
일반적으로, 음성 트래픽과 데이터 트래픽은 순방향 또는 역방향 링크 중 하나의 링크상에서 전송되기 이전에 인코딩되고, 변조되며, 및 확산된다. 상기 인코딩, 변조, 및 확산은 다향한 포멧들로 구현될 수 있다. CDMA 시스템에서, 궁극적으로 송신 포멧은, 음성 트래픽과 데이터 트랙픽이 송신되는 채널 유형과, 페이딩 및 간섭의 측면에서 설명될 수 있는 채널 상태에 의존한다.
다양한 송신 파라미터들의 조합에 대응하는 소정의 송신 포멧들은 송신 포멧들의 선택을 단순화 시키는데 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 송신 포멧은, 다음의 송신 파라미터들 : 시스템에 의해 사용되는 변조 방식, 직교 (orthogonal) 또는 의사 직교 코드들 (quasi-orthogonal codes) 의 개수, 직교 또는 의사 직교 코드들의 식별 (identification), 데이터 페이로드의 비트 크기, 메시지 프레임의 지속기간 (duration), 및/또는, 인코딩 방식들과 관련된 세부항목들의 임의의 또는 모든 조합에 대응한다. 통신 시스템에서 사용되는 변조 방식들의 일부 예에는 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 방식, 8-PSK (8-ary Phase Shift Keying) 방식, 및 16-PSK (16-ary Phase Shift Keying) 방식이 있다. 선택적으로 구현될 수 있는 다양한 인코딩 방식들 중 일부에는 다양한 레이트들로 구현되는 컨벌루셔널 인코딩 방식들 (convolutional encoding schemes), 또는 멀티플 인코딩 (multilple incoding) 단계들을 포함하는 터보 코딩 (turbo coding)이 있다.
왈쉬 코드 시퀀스 (Walsh code sequences) 와 같은 직교 및 의사-직교 코드들은 각 원격국으로 전송되는 정보를 채널화하는데 이용된다. 즉, 왈쉬 코드 시퀀스는, 동일 지속 기간동안 동일 주파수에서 하나 또는 몇 개의 다른 직교 또는 의사-직교 코드들로 각각 할당된 멀티플 사용자들을 시스템이 오버레이 (overlay)가능하도록 순방향 링크상에서 이용된다.
기지국에서의 스케줄링 소자 (scheduling element) 는, 각 패킷의 송신 포멧, 각 패킷의 레이트, 및 각 패킷이 원격국에 송신될 슬롯 시간들을 제어하도록 구성된다. "패킷"이라는 용어는 시스템 트래픽을 설명하는데 사용된다. 패킷들은 송신 채널의 슬롯들을 점유하는 서브패킷들로 분할될 수 있다. "슬롯"은 메시지 프레임의 지속 시간을 설명하는데 사용된다. 이러한 용어의 사용은 cdma2000 시스템에서는 일반적이지만, 본 명세서의 실시형태들의 구현을 cdma2000으로 한정하려는 것은 아니다. 예를 들어, WCDMA와 같은 다른 시스템에서의 구현이, 본 명세서에서 설명된 상기 실시형태들의 범위에 영향을 주지 않고서 달성될 수 있다.
패킷-기반 시스템에서 고 데이터 효율을 얻는데 스케줄링은 중요한 구성 요소이다. cdma2000 시스템에서, 스케줄링 소자 (또한, '스케줄러'로도 지칭됨) 는, 수신기에서 소프트-조합될 수 있는 잉여의 반복적인 서브패킷들에 패이로드의패킹 (packing) 을 제어하여, 만약 수신된 서브패킷이 손상되면, 허용가능한 프레임 에러 레이트 (FER : Frame Error Rate) 범위 내로 데이터 페이로드를 결정하기 위해 다른 손상된 서브패킷과 조합될 수 있다. 예를 들어, 만약, 원격국이 76.8 kbps로 데이터의 송신을 요구하고, 그러나 채널의 상태 때문에 송신 레이트가 요구된 시간으로 가능하지 않다는 것을 기지국이 안다면, 기지국에서의 스케줄러는 멀티플 서브패킷들 (multiple subpackets) 내로 데이터 페이로드 패킹을 제어할 수 있다. 원격국은 멀티플 손상된 서브 패킷들을 수신할 것이지만, 서브 패킷들의 비트들을 소프트-조합함으로써 데이터 패이로드를 다분히 복구할 것이다. 따라서, 상기 비트들의 실제 송신 레이트는 데이터 효율 레이트와 상이할 수도 있다.
기지국의 스케줄링 소자는, 순방향 링크 송신들의 데이터 레이트와 스케줄링을 조정하기 위해 개방-루프 알고리즘을 사용한다. 개방-루프 알고리즘은, 무선 환경에서 일반적으로 발견되는 변화하는 채널 상태들에 따라 송신을 조정한다. 일반적으로, 순방향 링크 채널의 품질을 측정하고 그 정보를 기지국에 송신한다. 기지국은 수신된 채널 상태들을 그 다음 패킷 송신의 가장 효과적인 송신 포멧, 레이트, 전력 레벨을 예상하는데 이용한다. cdma2000 시스템에서, 가장 좋은 서빙 섹터의 채널 품질 측정치들을 기지국에 전달하기 위해서 (to convey), 원격국들은 채널 품질 피드백 채널 (CQUICH) 을 사용한다. 채널 품질은 캐리어 대 간섭 (C/I) 비율의 측면에서 측정될 수도 있고, 수신된 순방향 링크 신호들에 기초한다. C/I 값은 5-비트 채널 품질 표시 (CQI : Channel Quality Indicator) 심벌로 맵되고 (mapped), 여기서 5 번째 비트는 보존된다. 따라서, 상기 C/I 값은 16 개의양자화 값들중 어느 하나를 취할 수 있다. 원격국은 연속적으로 상기 C/I 값들을 송신하게 되어, 임의의 패킷들이 순방향 링크상에서 원격국으로 송신될 필요가 있다면 기지국은 채널 상태들을 알게 된다.
전달 및 프로세싱 지연으로부터의 레이턴시 (latency) 에 기인하여, 기지국은 진부한 채널 정보를 이용하여 송신을 스케줄링한다. 만약, 일반적인 전달 지연이 지속기간으로 2.5㎳ (1.25㎳ 슬롯들을 가지는 시스템에서 2-슬롯에 대응함) 라면, 기지국은 더 이상 존재하지 않는 상황에 반응할 수도 있고, 새로운 상황에 적시의 방식으로 반응하지 않을 수도 있다.
또한, 서비스 요건들의 상이한 채널 상태들과 상이한 채널 품질 때문에, 기지국에서의 스케줄링 알고리즘은 원격국이 이미 경험한 수신 품질에 기초하여, 송신 포멧, 송신 전력, 송신 지속기간, 및 송신 타이밍을 적합하게 결정함에 있어 결정 규칙들 (decision rules) 을 조정할 필요가 있다.
서비스중인 기지국으로부터 원격국으로 이미 스케줄링된 송신의 수신 품질은 원격국에 의해 관측될 수 있고, 원격국은 그러한 확인응답 정보를 보고한다. 그 후 기지국은 이 정보를 원격국으로의 송신을 조정하는데 사용한다. 예를 들어, 기지국은, 상기 확인응답 피드백에 기초하여, 원격국으로 향하는 (intended to) 송신에 대한 송신 포멧을 적합하게 선택하는데 적극성 (aggressiveness) 을 변화시킬 수 있다. 만약, 원격국이 이전 송신들의 실패를 계속하여 통보한다면, 기지국은 이 실패 정보를 연속적인 송신 포멧과 송신 전력을 결정하는데 고려할 수 있다. 예를 들어, 손상된 심벌들이 보다 많이 회복될 수 있도록 보다 많은 잉여를 가지는 송신 포멧으로 데이터가 송신될 수 있다. 따라서, 데이터 효율은 잉여를 가지지 않는 송신 포멧이 사용되는 경우보다 낮아진다. 다른 방법으로, 기지국은 송신을 결정할 수도 있지만 그러나 보다 많은 실패들을 회피하기 위해서 고 송신 전력 레벨로 송신하여야 한다.
또한, 기지국에서의 스케줄링 소자는, 패킷 데이터 확인응답이 역방향 확인응답 채널 (R-ACKCH : Reverse Acknowledgement Channel) 상에 전달되는 것과 같이, CQI 채널 및 다른 피드백 채널들상에서 수신된 채널 정보를 해석하도록 구성될 수 있다. 과거의 채널 정보는 스케줄링 소자에 의해 채널의 계획된 상태를 설명할 (account for) 현재의 송신을 결정하는데 이용된다. 상기 스케줄링 소자는 메모리 소자에 연결된 프로세싱 소자를 구비할 수 있고, 기지국의 수신 서브시스템 및 송신 서브시스템에 통신가능하게 (communicatively) 연결된다.
도 2는 스케줄링 소자를 가지는 기지국의 기능적 구성 요소들의 일부에 대한 블록도이다. 원격국 (200) 은 역방향 링크상에서 기지국 (210) 으로 송신한다. 수신 서브 시스템 (212) 에서 수신된 송신들은 디-스프레드 (de-spread) 되고, 복조되며 (demoudulated) 디코딩된다(decoded). 스캐줄러 (214) 는 디코드된 C/I 값을 수신하고, 순방향 링크상의 송신 서브 시스템 (216) 으로부터의 적절한 송신 포멧들, 전력 레벨들, 및 송신 데이터 레이터를 통제한다.
원격국 (200) 에서, 수신 서브 시스템 (202) 은 순방향 링크 송신을 수신하고 순방향 링크 채널 특성들 (channel characteristics) 을 결정한다. 송신 서브 시스템 (206) 은 그러한 순방향 링크 채널 특성들을 기지국 (210) 에 송신한다.
본 명세서에서 설명된 상기 실시형태들에서, 스케줄링 소자 (214) 는 CQI 채널상에서 수신된 채널 정보를 해석하도록 프로그램될 수 있다. 일 실시형태에서, 기지국은 CQI 채널상에 수신된 심벌들의 에너지 레벨들을 결정하고, 상기 에너지 레벨들을 소정의 임계량과 비교하여, 상기 원격국이 CQI채널상의 C/I 값들을 감소된 레이트 모드로 송신하여야 하는지를 결정한다. 에너지 레벨들은 다수의 방법들에 따라 결정될 수 있다. 하나의 빠르면서 계산적으로 간편한 방법은 CQI 채널상에 전송된 CQI 비트들을 조사하는 것이다. 수신된 신호들의 평균 전력을 결정하기 위해, 상기 CQI 비트들의 누계에 대한 정보가 기지국 (또는 원격국) 에 의해 사용될 수 있다. 다른 방법으로는, 기지국에서의 CQI 디코더는, 잠재적 에러들이 있음을 표시하는 유효 부호어 가정 (valid codeword hypothesis) 에, 수신된 비트들이 명백하게 대응하지 않는지를 결정하고, 상기 잠재적 에러들 (또는 상기 에러들로부터 기인되는 이레이저 (erasure) ) 을 스케줄러에 통보하도록 구성될 수 있다.
일반적인 관측은, 고-속도로 이동하는 원격국은 바람직하지 못한 채널 상태들을 경험할 것이라는 점이다. 따라서, 일 실시형태에서, 프로세싱 소자와 메모리 소자는 원격국의 속도를 결정하기 위해 원격국의 다른 구성 요소들과 동작하도록 구성될 수 있어, 상기 속도에 따라 감소된 레이트 모드를 선택적으로 구현한다.
본 실시형태의 다른 양태에서, 원격국의 속도는, 원격국의 속도에 비례하는 도플러 주파수 추정 (Doppler frequency estimation) 을 통하여 결정될 수 있다.또한, 도플러 추정은 원격국 또는 기지국 중의 어느 한 국에서 수행될 수 있다. 도플러 추정은 원격국에 수신된 신호의 세기를 지켜봄으로써 추정될 수 있고, 또는 그것은 원격국으로부터의 채널 품질 피드백을 기지국에서 지켜봄으로써 추정될 수 있다.
상술한 실시형태들은, 원격국이 고-속도로 이동할 때 발생할 수 있는 빠른 페이드 (fast fade) 의 경우를, 기지국이 보다 면밀하게 모델가능하게 하는 실제적인 목적에 기여한다. "페이딩 (fading)"은, 동일 신호의 다수 복사 신호들이 유해한 방식으로 수신기에 도달될 때 발생하는 다중 경로 간섭 (multipath interference) 으로서 또한 알려져 있는 상태을 지칭한다. 실질적인 다중경로 간섭은 전체 주파수 대역에 대한 플랫 페이딩 (flat fading) 을 생성할 수 있다. 만약, 급하게 변하는 환경내로 원격국이 이동하면, 깊은 페이드가 스케줄링된 송신 시간들에서 발생할 수 있다. 그러한 환경이 발생할 때, 기지국이 빠르고 정확하게 송신을 재스케줄링할 수 있게 하는 채널 정보를 기지국은 요구할 수 있다.
일 실시형태에서, 기지국은, 원격국의 채널 변화 레이트 (CVR : channel variation rate) 를 결정하기 위해 원격국으로부터의 채널 피드백 정보를 사용한다. 상기 CVR은 얼마나 빨리 채널이 변화하는지를 결정하기 위해 임의의 단위들로 측정될 수도 있는 질적인 값이다. 도플러 추정이 원격국의 속도를 결정하는데 사용될 때, 상기 변화 레이트는 Hz/sec 단위로 측정될 수 있고 또는, 상기 변화 레이트는 임의의 기준점과 관련하여 측정될 수 있으며, 또는 상기 변화 레이트는 예를 들어, 매우 늦음, 늦음, 또는 매우 빠름 과 같이 분류될 수 있다. 상기 변화 레이트를 측정하는 임의의 단위들은 본 명세서에서 설명되는 실시형태들의 범위에 영향을 미치는 것 없이 사용될 수 있다.
일단, 기지국이 페이딩 곡선을 재 구성할 수 있도록 상기 CVR 및 C/I 값들이 결정된다면, 하나의 송신 포멧이 유용한 기지국 자원들에 의해 지원될 수 있는지를 결정하기 위해, 기지국은 도 3의 블록도에서 개략화된 절차를 따를 수 있다. 일 실시형태에서, 원격국은 CVR을 결정하고 이 채널 정보를 기지국에 송신한다. 다른 실시형태에서, 기지국은 CQI 채널상에 수신된 C/I 값들을 이용하여 CVR을 추정한다.
블록 300 에서, 기지국의 하부구조 소자들 (infrastructure elements) 은 상기 채널 품질 정보 C/I를 이용하여 페이딩 곡선을 재구성하고, 그 곡선으로부터 CVR을 획득한다. 블록 310 에서, 재구성된 페이딩 곡선은, 피드백 레이턴시 때문에 예상될 수 없는 고주파수 성분들을 여파하기 위해 로우-패스 필터를 통과한다. 만약, 재구성된 페이딩 곡선 또는 CVR 이 느린 페이드를 표시하면, 재구성된 페이딩 곡선은 로우-패스 필터를 통과할 필요가 없다. 블록 320 에서, 재구성된 페이딩 곡선의 값들이 시간 지연을 보상하기 위해 마진 만큼 오프셋된다. 블록 330 에서, F-PDCH 에 대한 전력 요건들이 평가된다.
상기 F-PDCH에 대한 적합성 (feasibility)의 결정과 병행하여 (in parallel with), 순방향 패킷 데이터 제어 채널 (F-PDCCH : Forward Packet Data Control Channel) 상에서 송신 포멧들의 적합성 결정이 수행될 수 있다. 블록 340 에서, 재구성된 페이딩 곡선은, 피드백 레이턴시 때문에 예상될 수 없는 고주파수 성분들을 여파하기 위해 로우-패스 필터를 통과한다. 만약, CVR 이 느린 페이드를 표시하면, 재구성된 페이딩 곡선은 로우-패스 필터를 통과할 필요가 없다. 블록 350 에서, 재구성된 페이딩 곡선의 값들이 시간 지연을 보상하기 위해 마진 만큼 오프셋된다. 블록 360 에서, F-PDCCH 에 대한 전력 요건들이 평가된다. 블록 370 에서, 상기 스케줄링 소자와 같은 하부 구조의 소자들은 일정한 송신 포멧이 일정 전력 요건들을 가지는 상기 F-PDCH상에서 적합한지를 결정한다. 블록 340 에서, 상기 스케줄링 소자와 같은 하부 구조의 소자들은 일정한 송신 포멧이 일정 전력 요건들을 가지는 상기 F-PDCH와 F-PDCCH상에서 적합한지를 결정한다.
도 3은, 송신 포멧이 F-PDCH와 F-PDCCH 상의 순방향 링크 패킷들에 적합한 지 여부를 결정하기 위한 일반적 외부 루프 절차를 설명한다. 상기 일반적 외부 루프 절차내에서, 어떤 파라미터들은 적절한 송신 포멧들의 선택을 최적하도록 조정될 수 있다. 표 1 은 레이트 결정과 송신 포멧들과 관련된 파라미터들의 세트들의 예를 제공한다.
채널모델 F-PDCH오프셋마진(dB) F-PDCH에 대한필터 길이(초) F-PDCCH마진(dB):1-슬롯 F-PDCCH마진(dB):2-슬롯 F-PDCCH마진(dB):4-슬롯 F-PDCCH에대한필터 길이(초)
A 0 0 2 1 1 0
B 0 0 3 3 3 0
C 0 0 11 8 8 0.1
D 0 0.1 16 9 7 0.1
E 0 0 1 1 1 0
표 1에서, 상기 채널 모델은 속도와 같은 채널 상태들에 대응할 수도 있다. 예를 들어, 채널 모델 A는 기지국에 대한 원격국의 3㎞/hr 속도에 대응할 수도 있고; B는 10㎞/hr의 속도에 대응할 수 있으며; C는 30㎞/hr의 속도에 대응할 수 있고; D는 120㎞/hr의 속도에 대응할 수 있으며; E는 정지 상황에 대응될 수 있다. 상기 오프셋 마진은 시간 지연을 보상하기 위한 기지국 또는 원격국에서 C/I 값의 조정에 대응한다. 상기 필터 길이는 로우-패스 필터의 시정수에 대응한다. (표 1의 예에서, 로우-패스 필터는 낮은 속도에 대한 페이딩 곡선상에서는 제공되지 않는다.)
표 1에서 상기 파라미터들은, 기지국이 CVR에 대한 완전한 정보를 가진다는 가정에 기초하여 결정된다. 실제로, 상기 CVR과 파라미터들은 추정될 필요가 있다. 본 명세서에서 설명되는 실시형태들은 상기 파라미터들에 대한 값들을 적합하게 결정한다.
일 실시형태에서, 원격국은 공통 파일럿 신호 (common pilot channel) 에 기초하여 상기 CVR을 추정한다. 원격국은, 예를 들어 파일럿 신호의 레벨 크로싱 레이트 (level crossing rate), 자기 상관 (auto-corrrelation), 및 단기 변동 (short-term variance) 과 같은 파일럿 신호의 특성들을 조사하는 방법을 사용하여 CVR을 추정할 수도 있다. 그 후, 원격국은 상기 CVR을, 서비스중인 기지국에 전송한다. 그 후, 기지국은 상기 CVR 피드백에 기초하여 필터링에 대한 마진들과 시정수들을 결정하기 위해, 표 1과 유사한 소정의 매핑 (mapping) 또는 표를 이용한다. 다른 실시형태에서, 원격국은 CVR을 추정하고 그 추정에 따라 마진들과 시정수들을 결정하며, 그후 기지국으로 마진들과 시정수들은 송신된다.
일 실시형태에서, 서비스중인 기지국은 원격국으로부터의 수신된 채널 피드백에 기초하여 상기 CVR을 추정한다. 기지국은 상기 채널 피드백 정보를 가지고 상기 채널을 재-구성함으로써 그리고 재-구성된 신호의 레벨 크로싱 레이트, 자기 상관, 및 단기 변동들과 같은 재-구성된 신호의 특성들 중 적어도 하나를 조사함으로써 상기 CVR을 추정할 수도 있다. 그 후, 기지국은 상기 CVR 피드백에 기초하여 필터링에 대한 마진들과 시정수들을 결정하기 위해, 표 1과 유사한 소정의 매핑 또는 표를 이용한다.
일 실시형태에서, 이레이저-기반 접근법 (erasure-based approach) 은 마진 파라미터들을 동적으로 결정하는데 사용된다. 상기 로우-패스 필터의 시정수 파라미터들은 상기 C/I 값들을 이용하여 결정될 수 있다. cdma2000 통신 시스템과 같이, 송신 패킷들이 슬롯들 전체에 걸쳐 (over slots) 서브패킷들로 전송되는 통신 시스템에서, 송신된 패킷을 디코딩하지 못하는 것은 (failure to decode) 패킷 이레이저로 여겨진다. 이 실시형태에서, 패킷의 최종 서브패킷이 송신되어진 이후 원격국으로부터 부정 확인응답 (NAK : negative acknowledgement) 에 의해 표시되는 바와 같이, 패킷 이레이저가 있으면, 기지국은 마진 파라미터를 증가시킬 것이다. 만약, 패킷 이레이저가 없다면, 기지국은 마진 파라미터를 감소시킬 것이다. 상기 마진이 C/I 값들과 같은 수신된 채널 피드백 값으로부터 공제될 조정량이기 때문에, 큰 마진 증가가 보다 바람직하지 못한 채널 모델의 재구성을 초래하므로, 큰 마진 증가는 스케줄러가 보다 조심스러운 방식으로 (in a more conservative manner) 송신들을 스케줄하게 한다.
일 실시형태에서, 마진들의 증가 및 감소 스텝-크기량 (increase anddecrease step-size amount) 은 일정하지만, 증가 스탭-크기의 스탭-크기량은 감소 스탭-크기와 동일하지 않다. 다른 실시형태에서, 상기 마진들의 증가 및 감소 스탭-크기량은 일정하지 않지만, 상기 마진에 대한 증가 및 감소의 최근 이력 (history) 에 기초하는 적응성이 있다. 다른 실시형태에서, 마진들의 증가 및 감소 스탭-크기량은 지수함수적으로 감소하는 곡선에 기초한다.
일 실시형태에서, 점진적인 감소 (incremental decreases) 의 크기는 타겟 패킷 에러 레이트의 함수 (function) 로서 선택될 수 있다. 예를 들어, 만약 상기 패킷 에러 레이트가 10-2이라면, 점진적인 감소는 다음의 식,
Stepdecrease=Stepincrease/[1/(packet error rate) - 1] 을 이용하여 결정할 수 있으며,
점진적인 감소의 스탭 크기는 (Spepincrease/99)dB 가 된다. 일 실시형태에서, 점진적인 감소의 크기는 상기 타겟 패킷 에러 레이트의 함수와 방금 발생된 연속적 점진적 감소들의 개수로서 선택될 수 있다. 예를 들어, 감소 스탭-크기는, 증가가 발생된 이후 첫 번째 감소에 대해 일부 소정의 값으로 설정될 수 있다. 그 다음의 연속하는 감소에 대하여, 감소 스탭-크기는 보다 작은 소정의 값들로 서서히 조정될 수 있다.
도 4 는 상술한 상기 이레이저-기반 접근법의 일 예를 나타내는 흐름도이다. 방법의 단계들이 프로세서 및 메모리 소자, 또는 방법의 단계들을 수행할 수 있는 임의의 다른 소자들에 의해 수행될 수 있다. 단계 400 에서 기지국은 원격국으로부터 한 유형의 확인응답 메시지를 수신한다. 단계 410 에서, 기지국은 그 메시지가 긍정 확인응답 (positive acknowledgement) 인지 또는 부정 확인응답 (negative acknowledgement) 인지를 결정한다. 만약, 상기 메시지가 긍정 확인응답이면, 프로그램 흐름은 단계 420 로 진행한다. 만약, 상기 메시지가 부정 확인응답이면, 프로그램 흐름은 단계 430 로 진행한다.
단계 420 에서, 기지국은, 다양하게 변화하는 스탭 크기 (variably changing step size) 에 따른 증분량 (incremental amount) 만큼 외부-루프 스케줄링 알고리즘 (outer-loop scheduling algorithm) 의 마진 파라미터를 감소시킨다.
단계 430 에서, 기지국은, 1dB 와 같은 증분량 만큼 외부-루프 스케줄링 알고리즘의 마진 파라미터들 증가시킨다.
cdma2000 시스템에서, 순방향 패킷 데이터 채널 (F-PDCH) 은 가변하는 슬롯들의 개수 (variable number of slots) 전체에 걸쳐 최대 4 서브패킷들까지 사용하여 패킷들을 캐리한다. 일반적으로, F-PDCH는 순방향 패킷 데이터 제어 채널 (F-PDCCH) 과 같은 제어 채널을 동반한다. 상기 F-PDCCH는 1, 2, 또는 4 슬롯들을 점유할 수 있는 하나의 서브 패킷을 통해 메시지를 캐리한다.
상기 F-PDCCH에 대한 마진 조정을 결정할 때, 패킷 이레이저 레이트는 조사되지 않는다. 그 대신에, F-PDCCH 제어 메시지 이레이저 레이트가 조사된다. 패킷 이레이저에 대한 상술한 실시형태와 유사한, F-PDCCH에 대한 마진 파라미터들을 결정하기 위한 실시형태는 F-PDCCH 제어 메시지 이레이저를 사용한다. 역방향 확인응답 채널상의 이레이저에 의해 표시된 바와 같이, 만약, 제어 매시지 이레이저가 존재한다면, 기지국은 마진 파라미터를 증가시킬 것이다. 만약, 이레이저가 없다면, 기지국은 마진 파라미터를 감소시킬 것이다. 상기 F-PDCCH와 관련된 점진적 증가 또는 점진적 감소의 스탭크기를 선택하는 것은 상기 F-PDCH에 대해 상술한 것과 동일할 수도 있고 동일한 원리를 따를 수도 있다.
다른 방법으로는, 다른 실시형태에서, F-PDCCH에 대한 마진 파라미터들은 추정된 증분 값들에 더하여 (in addition to) F-PDCH에 대한 마진 파라미터들의 결정에 기초된다. 따라서, 상기 F-PDCCH 마진들은 상기 F-PDCH 마진들과 추정된 마진량의 합이 되는데, 여기서 추정된 마진량은 개별적인 서브패킷들의 확인응답 및 부정 확인응답에 의존한다.
일 실시형태에서, 상이한 슬롯 길이들은 상기 F-PDCCH에 대한 상이한 마진들의 사용을 필요로 한다. 이들 상이한 마진들은 서브패킷 NAK/ACK 정보의 사용과 메시지 이레이저 정보의 제어를 통하여 동적으로 변화될 것이다. 상술한 실시형태들의 효율성을 증가시키기 위해 어떤 규칙들이 부과된다.
첫째, 만약, 4-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진이 증가되고 1-슬롯 및 2-슬롯 F-PDCCH 송신들에 대한 마진들이 상기 증가된 결과 생성된 (as a result) 4-슬롯 F-PDCCH의 마진보다 더 낮다면, 상기 1-슬롯 및 2-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진들은 상기 4-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진과 동일한 값으로 세트된다.
둘째, 만약, 2-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진이 증가되고 1-슬롯 F-PDCCH 서브패킷의 마진이 상기 증가된 결과 생성된 상기 2-슬롯 F-PDCCH의 마진보다 더 낮다면, 상기 1-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진들은 상기 2-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진과동일한 값으로 세트된다.
세째, 만약, 1-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진이 감소되고 2-슬롯 및 4-슬롯 F-PDCCH 송신들에 대한 마진들이 상기 증가된 결과 생성된 1-슬롯 F-PDCCH의 마진보다 더 높다면, 상기 2-슬롯 및 4-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진들은 상기 1-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진과 동일한 값으로 세트된다.
네째, 만약, 2-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진이 감소되고 4-슬롯 F-PDCCH 서브패킷에 대한 마진이 상기 증가된 결과 생성된 상기 2-슬롯 F-PDCCH의 마진보다 더 높다면, 상기 4-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진들은 상기 2-슬롯 F-PDCCH 송신들의 마진과 동일한 값으로 세트된다.
도 5 는 상기의 규칙 상태들을 이용하여 가능한 프로그램 흐름을 나타내는 흐름도이고, 그 프로그램은, 도 3 에서의 일반적 외부-루프 설계의 마진 파라미터들을 조정할 것인지를 결정하는 스케줄링 소자에 의해 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 방법의 단계들은 상기 실시형태들의 범위에 영향을 미치는 것 없이 변경될 수 있다.
단계 500 에서, 마진 크기에서의 증가 또는 감소가 일어났는지에 대한 결정이 이루어진다. 만약, 증가가 일어났다면, 프로그램 흐름은 단계 510 로 진행한다. 만약, 감소가 일어났다면, 프로그램 흐름은 단계 515 로 진행한다.
단계 510 에서, 상기 증가가 4-슬롯 F-PDCCH 송신 또는 2-슬롯 F-PDCCH 송신에 대한 것인지에 대하여 결정이 이루어진다. 만약, 상기 증가가 4-슬롯 F-PDCCH에 대한 것이면, 프로그램 흐름은 단계 520 으로 진행한다. 만약, 증가가2-슬롯 F-PDCCH에 대한 것이면, 프로그램 흐름은 단계 530 으로 진행한다.
단계 520 에서, 1-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 상기 4-슬롯 F-PDCCH 송신에 대한 새로이 증가된 마진보다 더 낮는지에 대하여 결정이 이루어진다. 만약, 1-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 더 낮다면, 단계 540 으로 진행하여, 1-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 새로운 마진 값으로 리세트된다. 만약, 1-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 더 낮지 않다면, 단계 550 으로 진행하여, 1-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들은 변동되지 않는 상태를 유지한다.
단계 530 에서, 1-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 새로운 마진 보다 더 낮은지에 대하여 결정이 이루어진다. 만약, 1-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 더 낮다면, 단계 560 으로 진행하여, 1-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 새로운 마진 값으로 리세트된다. 만약, 1-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 더 낮지 않다면, 1-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 변동되지 않은 상태를 유지한다.
단계 515 에서, 상기 감소가 1-슬롯 F-PDCCH 송신 또는 2-슬롯 F-PDCCH 송신에 대한 것인지에 대하여 결정이 이루어진다. 만약, 상기 감소가 1-슬롯 F-PDCCH에 대한 것이면, 프로그램 흐름은 단계 525 로 진행한다. 만약, 감소가 2-슬롯 F-PDCCH에 대한 것이면, 프로그램 흐름은 단계 535 로 진행한다.
단계 525 에서, 2-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 1-슬롯 F-PDCCH 송신에 대한 새로이 증가된 마진보다 더 높은지에 대하여 결정이 이루어진다. 만약, 2-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 더 높다면, 단계 545 로 진행하여, 2-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 1-슬롯 F-PDCCH 송신의 새로운 마진 값으로 리세트된다. 만약, 2-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들이 더 높지 않다면, 단계 555 로 진행하여, 2-슬롯 F-PDCCH 송신 및/또는 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진들은 변동되지 않는 상태를 유지한다.
단계 535 에서, 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 새로운 마진 보다 더 높은지에 대하여 결정이 이루어진다. 만약, 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 더 높다면, 단계 565 으로 진행하여, 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 2-슬롯 F-PDCCH 송신의 새로운 마진 값으로 리세트된다. 만약, 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 더 높지 않다면, 4-슬롯 F-PDCCH 송신의 마진이 변동되지 않은 상태를 유지한다.
또한, 소정의 매핑 방법론을 설명하는 상기 실시형태들은 상기 마진 파라미터들을 결정하는 것에 대하여 이레이저-기반 접근법을 설명하는 실시형태들과 조합될 수도 있다. 예를 들어, 상기 마진 파라미터들은 상기 소정의 매핑 방법론에 따라 주기적으로 리세트될 수 있다. 주기적인 리세트들 사이에서, 마진 파라미터들은 상기 이레이저-기반 접근법을 사용하여 업데이트될 수 있다.
기지국의 범위 내의 원격국들의 동작 요건들의 일부와 관련하여, 만약 원격국이 제 1 기지국의 서비스를 떠나 제 2 기지국의 서빙 범위내로 들어간다면, 제 1기지국에 의해 결정된 상기 외부-루프 파라미터들은 제 2 기지국으로 전달될 수 있다. 또한, 원격국이 처음으로 (initially) 제 1 기지국의 서빙 범위내로 들어가는 경우, 즉, 원격국이 전력공급으로 동작되거나, 또는 통신 시스템의 외부로부터 이동하여 들어오는 경우, 상기 마진 파라미터들은 일반적인 값들보다 훨씬 더 낮은 어떤 값들로 초기화될 수 있다.
상기 실시형태들은, 패킷 데이터 채널과 제어 채널상의 송신들을 스케줄하기 위해 기지국내의 스케줄링 소자에 의해 사용될 수 있는 외부-루프 설계를 설명한다. 상기 외부-루프 설계는 안정적이고 견고하며, 서비스의 일정 등급 (grade) 을 보장하고, 빠른 컨버전스 (fast convergence) 를 고려하며, 안정 상태에 도달할 때 변화 (variations) 를 최소화한다.
정보와 신호들을 어떤 여러 다른 기술체계 및 기술을 이용하여 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 상술한 명세서 전반에 걸쳐 언급한 데이터, 명령, 커맨드, 정보, 신호들, 비트, 심벌 및 칩을 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자, 광학필드 또는 광학 입자, 또는 이들의 조합으로 나타낼 수도 있다.
또한, 실시형태와 관련한, 상술한 여러 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계들을, 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현할 수도 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 호환가능성을 (interchangeability) 을 명확히 설명하기 위해, 설명한 여러 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로 및 단계들을 그들의 기능면에서 일반적으로 설명하였다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정 애플리케이션 및 전체적인 시스템을 지원하는 설계조건들에 의존한다. 당업자는, 각각의 특정 애플리케이션에 대하여 여러 방법으로 상술한 기능성을 실시할 수도 있지만, 그 실시 결정은 본 발명의 범위를 벗어나는 것이 아니다.
상술한 실시형태들과 관련하여 설명한 여러 논리 블록, 모듈, 및 회로들을 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래머블 논리 장치, 별도의 게이트 (discrete gate) 또는 트랜지스터 로직, 별도의 하드웨어 컴포너트, 또는 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 어떤 조합으로 실시하거나 수행할 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 또 다른 방법으로, 이 프로세서는 어떤 종래의 프로세서, 콘트롤러, 마이크로콘트롤러, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 연산 장치의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 어떤 다른 구성으로서 실시할 수도 있다.
상술한 실시형태들과 관련된 방법 또는 알고리즘의 단계들을 하드웨어내에, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈내에, 또는 이들의 조합내에 내장시킬 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리 (flash memory), ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 이동형 디스크 (removable disk), CD-ROM, 또는 당해 기술분야에서 알려진 저장 매체의 어떠 다른 형태에 상주할 수도 있다. 예시적 저장 매체는, 그 프로세서가 정보 형태를 판독할 수도 있고, 정보를 저장매체에 기록할 수 있도록 프로세스에 연결될 수도 있다. 또 다른 방법으로, 저장 매체는, 프로세서에 일체부일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수도 있다. ASIC은 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 또 다른 방법으로, 프로세서와 저장 매체는 사용자 단말기에서 별도의 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
상술한 실시형태들은 당업자가 본 발명의 이용 또는 제조가 가능하도록 제공된 것이다. 이들 실시형태들의 여러 변형도 가능하며, 명세서내에 규정된 일반 원리는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 또 다른 실시형태들에 적용할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 상기 실시형태들로 제한되는 것은 아니며, 명세서내의 원리와 신규 특징들에 부합하는 폭넓은 의미로 해석해야 한다.

Claims (25)

  1. 무선 통신 시스템에서, 송신 포멧으로 패킷을 송신하기 위한 장치로서,
    원격국으로부터 채널 품질 정보를 수신하기 위한 수신 서브시스템;
    송신용 패킷에 데이터 페이로드를 삽입하기 위한 스케줄링 소자; 및
    상기 원격국으로 상기 패킷을 송신하기 위한 송신 서브시스템을 구비하되,
    상기 스케줄링 소자는, 외부-루프 알고리즘을 사용하여 상기 패킷에 대한 송신 포멧의 적합성을 결정하고 상기 채널 품질 정보에 따라 상기 외부 루프 알고리즘의 파라미터들을 변경하도록 구성되는, 패킷 송신장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 품질 정보는 캐리어 대 간섭 (C/I) 비율인, 패킷 송신장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케줄링 소자는 상기 C/I 값들을 이용하여 페이딩 곡선을 재구성하도록 추가로 구성되는, 패킷 송신장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스케줄링 소자는 상기 페이딩 곡선들을 이용하여 채널 변화 레이트 (CVR) 결정하도록 추가로 구성되는, 패킷 송신장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터들은 상기 CVR에 따라 변경되는, 패킷 송신장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 품질 정보는 상기 원격국으로부터 전송된 채널 변화 레이트 (CVR) 인, 패킷 송신장치.
  7. 무선 통신 시스템에서, 패킷 송신들을 스케줄링하는데 사용되는 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터를 조정하기 위한 방법으로서,
    원격국으로부터 채널 품질 정보를 수신하는 단계;
    상기 채널 품질 정보로부터 채널 변화 레이트를 결정하는 단계;
    상기 채널 변화 레이트에 기초하는 마진 증분만큼 상기 마진 파라미터를 증가 또는 감소시킬 것인지를 결정하는 단계;
    상기 마진 파라미터를 제 2 마진 파라미터와 비교하는 단계; 및
    상기 제 2 마진 파라미터를 일련의 선택 규칙들에 따라서 변경하는 단계를 포함하는, 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터 조정방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 채널 품질 정보는 캐리어 대 간섭 (C/I) 값들인, 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터 조정방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마진 증분은 패킷 에러 레이트에 의해 추가적으로 결정되는, 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터 조정방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마진 파라미터를 증가 또는 감소시킬 것인지를 결정하는 단계는,
    상기 원격국으로부터 확인응답 메시지의 유형을 수신하는 단계;
    상기 확인응답 메시지의 유형이 긍정 확인응답인 경우, 상기 마진 증분만큼 상기 마진 파라미터를 감소시키는 단계; 및
    상기 확인응답 메시지의 유형이 부정 확인응답인 경우, 상기 마진 증분만큼 상기 마진 파라미터를 증가시키는 단계를 포함하는, 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터 조정방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 마진 파라미터를 감소시키기 위한 마진 증분은 식,
    Stepdecrease=Stepincrease/[1/(packet error rate) - 1] 에 의해 결정되며,
    여기서 Stepincrease는 상기 채널 변화 레이트에 기초하고, "패킷 에러 레이트"는 시스템 파라미터인, 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터 조정방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 마진 파라미터를 감소시키기 위한 상기 마진 증분은 마진 파라미터의 증가 또는 감소에 대한 최근 이력에 기초하여 적응적인 (adaptively) 크기로 되는, 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터 조정방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 마진 파라미터를 감소시키기 위한 상기 마진 증분은 지수함수적으로 감소하는 곡선에 기초하여 적응적인 크기로 되는, 외부-루프 알고리즘의 마진 파라미터 조정방법.
  14. 송신 포멧 내부로 패킷을 포멧팅하기 위한 장치로서,
    메모리 소자; 및
    상기 메모리 소자상에 명령어들의 세트를 실행하도록 구성된 프로세싱 소자를 구비하되,
    상기 명령어들의 세트는,
    상기 패킷을 원격국으로 전송할 송신 채널을 나타내는 페이딩 곡선을 결정하고;
    상기 원격국으로부터의 피드백 메시지에 기초하여 상기 페이딩 곡선에 대한 마진 오프셋을 결정하며; 그리고
    상기 마진 오프셋을 포함한 송신 포멧이 상기 패킷을 포멧팅하는데 적합한지를 결정하기 위한 것인, 패킷 포멧팅 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 마진 오프셋을 포함한 송신 포멧에 대한 전력 요건을 결정하도록 추가로 구성되는, 패킷 포멧팅 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 페이딩 곡선에 대한 상기 마진 오프셋을 상기 원격국의 속도에 기초하여 결정하도록 추가로 구성되는, 패킷 포멧팅 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 속도는 도플러 추정을 이용하여 결정되는, 패킷 포멧팅 장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 마진 오프셋이 증가 또는 감소될 것인지 여부에 기초하여 상기 마진 오프셋을 결정하도록 추가로 구성되는, 패킷 포멧팅 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는 감소하는 마진 오프셋을, Stepdecrease=Stepincrease/[1/(packet error rate) - 1] 에 따라 결정하도록 추가로 구성되며,
    여기서 Stepincrease는 증가하는 마진 오프셋이고, "패킷 에러 레이트"는 시스템 파라미터인, 패킷 포멧팅 장치.
  20. 패킷을 송신 포멧으로 포멧하는 방법으로서,
    상기 패킷을 원격국으로 전송할 송신 채널을 나타내는 페이딩 곡선을 결정하는 단계;
    상기 원격국으로부터의 피드백 메시지에 기초하여, 상기 페이딩 곡선에 대한 마진 오프셋을 결정하는 단계; 및
    상기 마진 오프셋을 포함한 송신 포멧이 상기 패킷을 포멧팅하는 것에 대하여 적합한지를 결정하는 단계; 및
    적합하면, 그 마진 오프셋을 포함한 상기 송신 포멧에 따라 상기 패킷을 포멧팅하는 단계를 포함하는, 패킷 포멧 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 마진 오프셋을 포함하는 상기 송신 포멧에 대한 전력 요건을 결정하는단계를 추가로 포함하는, 패킷 포멧 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 원격국의 속도에 기초하여 상기 페이딩 곡선에 대한 상기 마진 오프셋을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 패킷 포멧 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 마진 오프셋이 증가될 것인지 또는 감소될 것인지 여부에 기초하여 상기 마진 오프셋을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 패킷 포멧 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 감소하는 마진 오프셋을, Stepdecrease=Stepincrease/[1/(packet error rate) - 1] 에 따라 결정하는 단계를 추가로 포함하며,
    여기서 Stepincrease는 증가하는 마진 오프셋이고, "패킷 에러 레이트"는 시스템 파라미터인, 패킷 포멧 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 피드백 메시지는 캐리어 대 간섭 (C/I) 비율인, 패킷 포멧 방법.
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