KR20050046304A - 고속 패킷 데이터 통신 시스템에서 역방향 제어신호의전송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속 순방향 패킷 접속(HSDPA) 통신 시스템에서 역방향 제어신호를 전송하는 방법에 관한 것이다. 단말은 채널품질 정보 또는 수신된 패킷 데이터에 대한 응답을 운반하는 HS-DPCCH를 통해 전송할 데이터가 발생하면, 상기 HS-DPCCH의 전송 전력레벨을 결정하고, 상기 HS-DPCCH의 전송 전력레벨을 포함하는 전체 전송 전력레벨을 계산한다. 상기 전체 전송 전력레벨이 실질 허용 전송 전력레벨을 초과하면 상기 발생된 데이터가 상기 채널품질 정보인지 또는 상기 패킷 데이터에 대한 응답인지를 판단한다. 단말은 상기 발생된 데이터가 상기 패킷 데이터에 대한 응답이면, 상기 응답을 전송하지 않고 상기 제1 제어 채널을 게이트-오프하고, 상기 발생된 데이터가 상기 채널품질 정보이면, 상기 제1 제어 채널을 통해 상기 채널품질 정보를 전송한다. 이러한 본 발명은 열악한 채널 환경에서 CQI의 전송품질을 보장하여 CQI의 왜곡으로 인하여 발생할 수 있는 무선자원의 낭비를 사전에 방지한다.

Description

고속 패킷 데이터 통신 시스템에서 역방향 제어신호의 전송방법{METHOD FOR TRANSMITTING UPLINK CONTROL SIGNAL IN A HIGH SPEED PACKET DATA COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 고속 순방향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access: 이하 HSDPA라 칭함) 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 역방향 제어신호의 전송을 제어하는 방법에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 초기의 음성 위주 서비스의 제공에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위한 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템으로 발전하고 있다. 현재 3GPP(2rd Generation Partnership Project) 및 3GPP2를 중심으로 진행되고 있는 HSDPA(High Speed Data Packet Access) 및 1xEV-DV(Evolution in Data and Voice)에 대한 표준화는 3세대 이동통신 시스템에서 2Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 전송 서비스에 대한 해법을 찾기 위한 노력의 대표적인 반증이라 볼 수 있으며, 4세대 이동통신 시스템은 그 이상의 고속, 고품질의 멀티미디어 서비스 제공을 근간으로 하고 있다.

무선통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 무선 채널 환경에 기인한다. 무선통신 채널은 백색잡음 외에도 페이딩에 의한 신호전력의 변화, 음영(Shadowing), 사용자 단말(User Equipment: UE)의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러 효과, 타 사용자 및 다중경로 신호에 의한 간섭 등으로 인해 채널환경이 자주 변하게 된다. 따라서, 고속 무선 데이터 패킷 서비스를 제공하기 위해서는 기존 2세대 혹은 3세대 이동통신 시스템에서 제공되던 일반적인 기술 외에 채널변화에 대한 적응능력을 높일 수 있는 다른 진보된 기술이 필요하다. 기존 시스템에서 채택하고 있는 고속 전력제어 방식도 채널변화에 대한 적응력을 높여주지만, 고속 데이터 패킷 전송시스템 표준을 진행하고 있는 3GPP, 3GPP2에서는 적응형 변조/부호화 기법(Adaptive Modulation and Coding Scheme: AMCS) 및 복합 자동재전송 기법(Hybrid Automatic Repeat Request: HARQ)을 공통적으로 언급하고 있다.

적응형 변조/부호화 기법은 순방향 링크(Downlink)의 채널환경의 변화에 따라 변조방식(Modulation Scheme)과 부호화 율(Coding Rate)을 변화시켜주는 방법이다. 대개 단말에서는 순방향 링크의 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio: SNR)를 측정하여 이에 대한 정보를 상향링크를 통해 기지국으로 전송함으로써 알려지게 되며, 기지국은 이 정보를 바탕으로 하여 순방향 채널의 환경을 예측하고 그 예측된 값을 바탕으로 적절한 변조방식과 채널 부호기의 부호화 율을 지정한다.

적응형 변조/부호화 기법을 사용하고 있는 시스템에서는 통상 기지국 근처에 있는 단말처럼 좋은 채널 환경을 가지고 있는 단말의 경우 16QAM(16-ary Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등의 고차 변조방식과 3/4 등의 고 부호화 율을 적용하고, 셀의 경계지점에 있는 단말처럼 나쁜 채널 환경을 가지고 있는 단말의 경우 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature PSK), 8PSK(8-ary PSK) 등의 저차 변조방식과 1/2 등의 저 부호화 율을 적용한다. 이러한 적응형 변조/부호화 기법은 고속전력제어에 의존하던 기존방식에 비해 간섭신호를 줄여줌으로써 평균적으로 시스템의 성능을 향상시켜주게 된다.

복합재전송 기법은 초기에 전송된 데이터 패킷에 오류가 발생했을 경우 상기 오류 패킷을 보상해 주기 위해 패킷의 재전송 기법을 의미한다.

적응형 변조/부호화 방식과 복합재전송 방식은 링크의 변화에 대한 적응능력을 높여주기 위한 독립적인 기술이지만 상기 두 방식을 결합해서 사용하면 시스템의 성능을 크게 개선시켜 줄 수 있다. 즉, 상기 적응형 변조/부호화 방식에 의해 순방향 채널 상황에 적합한 변조방식 및 채널부호기의 부호화 율이 결정되면 이에 대응하는 데이터 패킷이 전송되고, 수신 단에서는 상기 전송된 데이터 패킷에 대한 복호화에 실패할 경우 재전송 요구를 하게 된다. 기지국은 상기 수신 단의 재전송 요구를 받아들여 미리 정해진 복합재전송 방식에 의거 소정의 데이터 패킷을 재전송하게 된다.

도 1은 전형적인 HSDPA 통신 시스템에서 적응형 변조/부호화 기법과 복합 재전송 기법을 지원하기 위하여 사용되는 순방향 및 역방향 채널들을 나타낸 것이다. 여기서 순방향은 네트워크로부터 단말로 향하는 링크를 나타내며, 역방향은 단말로부터 네트워크로 향하는 링크를 나타낸다.

상기 도 1을 참조하면, HS-PDSCH(High Speed Physical Downlink Shared Channel)는 실질적인 사용자 데이터가 전송되는 순방향 채널로서. 다수의 코드로 구성될 수 있으며 다수의 단말들에 의해서 공유될 수 있다. HS-PDSCH의 부호화 율과 변조 방식은 채널 상황에 따라 적응적으로 결정되며, 상기 채널을 통한 패킷 데이터의 전송을 위해서 기지국과 단말 사이에서 HARQ가 적용된다.

HS-SCCH(High Speed Shared Control Channel)는 HS-PDSCH를 복조 및 복호하기 위해 필요한 제어정보를 운반하는 순방향 채널이다. 상기 제어정보에는 HS-PDSCH의 코드 개수와, 코드의 위치, 단위 시간당 전송될 데이터의 양, 변조 방식, ARQ 관련 정보 등이 포함된다.

DL/UL DPCH(Downlink/Uplink Dedicate Physical Channel)는 HSDPA 통신을 하는 단말들이 사용하는 전용 채널들이다. 여기서 DL-DPCH의 전송 전력레벨은 HS-SCCH의 전송 전력레벨과 상호 연계되어 결정된다.

HS-DPCCH(High Speed Dedicate Physical Control Channel)는 단말이 HSDPA와 관련된 제어 정보를 전송하는 역방향 채널이다. HS-DPCCH의 전송 전력레벨은 UL-DPCH의 전송 전력레벨과 상호 연계되어 결정된다. 특히 HS-DPCCH는 순방향 무선 채널의 품질을 나타내는 채널품질 정보(Channel Quality Information: 이하 CQI라 칭함)와 이전에 수신한 HS-PDSCH의 패킷 데이터에 오류가 나타났는지의 여부를 ACK/NACK 정보를 운반한다. 상기 CQI는 다음 시간구간에서 요구하고자 하는 순방향 전송율 및 순방향 전송전력을 결정하는데 이용된다. 상기 ACK/NACK는 다음 시간구간에서 이미 전송한 패킷 데이터의 재전송이 필요한지의 여부를 결정하는데 이용된다.

CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 한 셀 내에서 역방향 전송 전력레벨의 합은 일정한 수준으로 유지되어야 한다. 이는 특정 셀에서의 역방향 전송 전력레벨 증가는 인접 셀들의 셀간 간섭을 증가시켜 인접 셀들의 통신 효율을 저하시키기 때문이다. CDMA 통신 시스템의 일종인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)에서는 셀의 역방향 전송 전력레벨을 제한하기 위해서 단말이 역방향 전용 채널(UL-DPCH)에 대해 사용할 수 있는 최대 전송 전력을 제한한다. 즉, 네트워크는 단말에게 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(Maximum allowed UL Tx power)을 지정한다. 그러면 단말은 전력 증폭기의 최대 출력 값과 상기 지정된 최대 허용 역방향 전송 전력레벨 중 최소값을 이용해서, 자신의 역방향 전송 전력레벨을 제한한다. 상기 2 가지 값들 중 최소값이 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨이 된다.

단말의 역방향 전송 전력레벨은 역방향 전용 채널의 전송 전력레벨과 HS-DPCCH의 전송 전력레벨의 합으로 구성된다. 역방향 전용 채널(UL-DPCH)은 역방향 전용 데이터 물리채널(DPDCH: Dedicate Physical Data Channel)과 역방향 전용 제어 물리채널(DPCCH: Dedicate Physical Control Channel)로 이루어지며, 역방향 전용 채널의 전송 전력레벨 제어는 전용 제어 물리채널(UL-DPCCH)을 통해 이루어진다.

기지국은 UL-DPCCH에 실린 파일럿 신호의 신호대 간섭비(Signal to Interference Ratio: 이하 SIR이라 칭함)를 측정해서, 상기 SIR이 기준치 보다 낮을 경우 UL-DPCH의 전송출력을 높일 것을 명령하고, 높을 경우 전송 전력레벨을 낮출 것을 명령한다. 단말은 상기 기지국의 최대 전송 전력레벨 제어 명령에 따라 UL-DPCCH의 전송 전력레벨을 조정한 뒤, 미리 결정되어 있는 UL-DPCCH와 UL-DPDCH의 전송 전력레벨 비율에 맞춰 UL-DPDCH의 전송 전력레벨을 조정한다. 또한 미리 결정되어 있는 DPCCH와 HS-DPCCH의 전송 전력레벨 비율에 맞춰 HS-DPCCH의 전송 전력레벨을 조정한다. 상기 DPCCH 전송 전력레벨과 DPDCH의 전송 전력레벨과 HS-DPCCH의 전송 전력레벨의 합은 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨을 초과할 수 없으며, 만약 초과할 경우 하기와 같은 방법들에 의해 전체 전송 전력레벨을 제한(compress)한다.

첫 번째 방법은 DPCCH, DPDCH. HS-DPCCH의 전송 전력레벨들을 동일한 비율로 줄여서, 그 합이 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨이 되도록 하는 것이다. 두 번째 방법은 DPDCH를 통해 전송되는 데이터의 종류가 우선순위가 높은 데이터일 경우 HS-DPCCH를 게이트-오프시키는 것이다.

상기 첫 번째 방법의 경우, 모든 채널들의 전송 전력레벨이 동일한 비율로 줄어들기 때문에, 모든 채널들의 전송 품질 열화가 불가피하게 된다. 특히 HS-DPCCH를 통해 전송되는 CQI나 ACK/NACK가 열화되어 다른 의미로 해석될 경우, HSDPA 시스템 효율이 심각하게 저하된다. 예컨대, 단말이 송신한 NACK 신호가 ACK 신호로 해석될 경우, 기지국은 해당 패킷 데이터를 재전송할 필요가 없다고 판단하여 단말에서 데이터 손실이 발생한다. 또는 CQI 정보에 왜곡이 발생하면 채널 부호화 율과 변조 방식이 잘못 결정됨으로써 순방향 무선 전송 자원을 낭비하는 결과가 초래된다.

또한 상기 두 번째 방법의 경우, HS-DPCCH가 게이트-오프됨에도 불구하고 기지국은 HS-DPCCH을 나름대로 복조 및 복호하는 오동작을 취하게 된다. 따라서 첫 번째 방법과 마찬가지로, CQI 정보 왜곡과 ARQ 동작의 오류가 발생할 수 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 HSDPA 통신 시스템에서 왜곡된 CQI 정보의 사용에 대한 일 예를 나타내었다.

상기 도 2를 참조하면, 여기서 단말은 셀의 변경에 위치하면서 CQI를 전송한다. 상기 단말은 기지국에서 멀리 떨어져 있으므로 열악한 순방향 채널 상황을 가진다. 그러므로, 채널 상황이 열악하다는 의미의 CQI 정보를 전송하게 된다. CQI는 0 ~ 31사이의 값을 가지는 5비트의 정보로서, 이들 중 1 ~ 30 사이의 값들은 특정 채널 상황을 의미하며, 0과 31은 사용되지 않는다. CQI 값이 증가할수록 채널 상황이 좋은 것을 의미하며, 기지국은 양호한 채널 상태의 단말에게 많은 무선 자원을 할당한다.

예를 들어 CQI 1은 137 비트의 데이터를 QPSK로 변조한 뒤 확산계수(Spreading Factor: 이하 SF라 칭함) 16인 코드로 전송하기에 적당한 채널 상황을 의미한다. 또 CQI 30은 7168 비트의 데이터를 16QAM으로 변조한 뒤 SF 16인 코드 다섯 개를 사용하여 전송할 수 있는 채널 상황을 의미한다.

그런데 단말로부터 기지국으로의 역방향 채널 상황이 또한 열악하거나 또는 CQI가 전송되는 HS-DPCCH의 전송 전력레벨이 충분하지 않은 경우, 단말이 CQI 1을 전송하였지만 기지국이 이를 30으로 잘못 해석하는 경우가 발생할 수 있다. 이때 기지국은 상기 잘못된 CQI를 기초로 상기 단말에게 고속의 데이터를 전송하게 되지만, 단말은 상기 고속의 데이터를 제대로 수신하지 못하게 될 가능성이 매우 높다.

즉 낮은 채널 부호화 율로 부호화된 137 비트의 데이터를 수신할 수 있는 채널 상태의 단말에게 높은 채널 부호화 율로 부호화된 7168 비트의 데이터를 전송할 경우, 단말은 상기 데이터를 수신하지 못할 가능성이 대단히 높다. 더욱이, 대부분 재전송은 동일한 전송 자원으로 이루어지므로, 상기 잘못된 CQI 정보로 인해 발생한 문제점은 적어도 해당 패킷 데이터의 전송이 완료될 때까지 지속되는 경우가 많다.

CQI의 왜곡은 단말의 요구 역방향 전송 전력레벨이 최대 허용 역방향 전송 전력레벨 보다 높아서, 전송 전력레벨을 줄이는 경우에 자주 발생한다. 그러나 상기 도 2에 나타낸 바와 같은 열악한 채널환경에서 만일 단말이 CQI를 전송하지 않는다 하더라도, 기지국은 이를 알지 못한다. 따라서 요구 역방향 전송 전력레벨이 최대 허용 역방향 전송 전력레벨보다 높은 상황에서 단말이 CQI를 전송하지 않는다면, 기지국은 CQI가 전송되어야 할 시점에 다른 신호를 CQI로 해석하고 잘못된 CQI를 기초로 단말에게 데이터를 전송하게 될 수 있다.

따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 고속 패킷 데이터 통신 시스템에서 열악한 채널환경에서 발생할 수 있는 채널품질 정보(CQI)의 왜곡을 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 HS-DPCCH를 통해 전송될 데이터의 종류(CQI 또는 ACK/NACK)에 따라 HS-DPCCH의 게이트-오프 여부를 결정함으로써 CQI의 오해석으로 인해 발생할 수 있는 문제점을 방지하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 역방향 물리 채널들의 전송 전력레벨 조정시, 각 채널을 통해 전송되는 데이터의 우선순위를 참고해서 서로 다른 비율로 전송 전력레벨들을 조정함으로써 중요한 데이터가 보다 높은 성공 가능성을 가지고 전송되도록 하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 고속 패킷 데이터 통신 시스템에서 순방향 채널품질 정보를 전송하는 방법에 있어서,

채널품질 정보 또는 수신된 패킷 데이터에 대한 응답을 운반하는 제1 제어 채널을 통해 전송할 데이터가 발생하면, 상기 제1 제어 채널의 전송 전력레벨을 결정하는 과정과,

상기 제1 제어 채널의 전송 전력레벨을 포함하는 전체 전송 전력레벨을 계산하는 과정과,

상기 전체 전송 전력레벨이 실질 허용 전송 전력레벨을 초과하면 상기 발생된 데이터가 상기 채널품질 정보인지 또는 상기 패킷 데이터에 대한 응답인지를 판단하는 과정과,

상기 발생된 데이터가 상기 패킷 데이터에 대한 응답이면, 상기 응답을 전송하지 않고 상기 제1 제어 채널을 게이트-오프하는 과정과,

상기 발생된 데이터가 상기 채널품질 정보이면, 상기 제1 제어 채널을 통해 상기 채널품질 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 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.

HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 통신 도중 채널 상황이 열악하여 UL-DPCH를 통해 가장 적은 데이터조차 전송할 수 없을 경우, 단말은 HS-DPCCH를 게이트-오프할 수 있다. HS-DPCCH는 순방향 링크의 채널품질 정보(CQI)와 수신된 패킷 데이터에 대한 응답인 ACK/NACK를 운반하는데, ACK/NACK가 전송되지 않음으로써 발생하는 문제점에 비해 CQI가 전송되지 않음으로써 발생하는 문제점이 보다 심각하다.

만약 CQI 가 제대로 전달된 상태에서 ACK/NACK의 왜곡이 발생할 경우, 기지국은 단말의 채널 상황을 정확하게 인지하고 있기 때문에 무선 자원의 효율적인 분배라는 측면에서는 문제가 없다. 또한 상기 단말에게 적정 수준이상의 데이터를 전송하지는 않게 되므로, 이후의 재전송도 이상 없이 진행된다. 그러나 CQI가 왜곡었다면 무선 자원의 효율적인 분배가 이뤄지지 않으며, 이로 인해 열악한 채널 상태의 단말에게 고속의 데이터가 전송되어 이후의 재전송이 계속하여 실패할 가능성이 높게 된다.

그러므로 후술되는 본 발명은 열악한 채널 환경에서 HS-DPCCH를 완전히 게이트-오프하지 않고 가능한 한 CQI에 우선순위에 두어 전송함으로써 CQI의 비전송으로 인하여 발생될 수 있는 문제점을 방지한다.

이하 설명하는 본 발명의 제1 실시예는 HS-DPCCH를 운영함에 있어서 ACK/NACK는 불연속 전송모드(Discontinuous Transmission mode: 이하 DTX라 칭함)로 전송하고 CQI는 항상 전송하여, CQI의 왜곡으로 인한 문제점의 발생 가능성을 사전에 제거한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 305 단계에서 HS-DPCCH를 통해 전송할 데이터가 발생한다. 상기 데이터는 ACK/NACK 정보이거나 CQI 정보일 수 있으며, 이는 기지국으로부터 HS-PDSCH를 통해 수신된 데이터가 존재하는지 또는 CQI를 전송할 주기에 도달하였는지에 따라 정해진다.

310 단계에서 단말은 HS-DPCCH를 전송하기 위해 필요한 전송 전력레벨(Req_HSDPCCH_Power)을 계산한다. 상기 계산은 상기 시점에서 결정된 역방향 DPCCH의 전송 전력레벨과 HS-DPCCH의 전송 전력레벨간의 비율에 따라 계산된다. 예를 들어 현재 시점에 역방향 DPCCH의 전송 전력레벨이 x 이고, 상기 두 전송 전력레벨들 간의 비율이 R이라면, Req_HSDPCCH_Power는 x * R이 된다. 상기 두 전송 전력레벨 간의 비율 R은 미리 정해진 뒤 호 설정 과정에서 단말에게 전달된다.

315 단계에서 단말은 요구 역방향 전송 전력레벨(Req_UL_Power)을 계산한다. 상기 Req_UL_Power는 아래 3가지 요소의 합으로 산출된다.

1. ULDPCCH_Power는 역방향 DPCCH 전송 전력레벨이다. 역방향 DPCCH의 전송 전력레벨은 기지국에 의해 제어되며, 역방향 DPDCH와 HS-DPCCH 전송 전력레벨 계산의 기준값으로 사용된다.

2. Req_ULDPDCH_Power는 역방향 DPDCH를 전송하기 위해 필요한 전송 전력레벨로서, ULDPCCH_Power와의 비율에 따라 결정된다. 역방향 DPCCH와 역방향 DPDCH과의 전송 전력레벨 비율은 미리 정해진 뒤 호 설정 과정에서 단말에게 전달된다.

3. Req_HSDPCCH_Power는 HS-DPCCH를 전송하기 위해 필요한 전송출력이다.

320 단계에서 단말은 상기 Req_UL_Power가 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(Max_UL_Power)을 초과하는지 검사하고, 초과할 경우 330 단계로 진행하고, 초과하지 않을 경우 325 단계로 진행한다. 여기서 상기 Max_UL_Power는 단말의 전력 증폭기에 의해 지원 가능한 최대 역방향 전송 전력레벨(CAPABLE_Max_UL_Power)과 기지국에 의해 명령된 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(ALLOWED_Max_UL_Power) 중 작은 값으로 정해진다.

325 단계로 진행하면, 단말은 DPDCH, DPCCH, HS-DPCCH를 전송하기에 충분한 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨을 가지고 있으므로 상기 계산된 Req_HSDPCCH_Power로 HS-DPCCH를 전송한다. 330 단계로 진행하면, 단말은 DPDCH를 통해 전송하는 데이터가 TFC(Transport Format Combination)의 최소조합(minimum set)을 가지는지를 판단한다.

TFC의 최소조합이란 단말이 어떤 상황에서도 전송할 수 있는 데이터를 의미한다. TFC 은 DPDCH의 전송 속도와 일대일로 대응되는 것으로, 정확히 말하면 전송 채널(Transport Channel)별로 전송되는 데이터의 양을 정의하는 것이다. 역방향 전용 데이터 물리채널(UL-DPDCH)에는 다수의 전송 채널들이 매핑될 수 있으며, TFC는 상기 다수의 전송 채널들이 UL-DPDCH에 어떠한 식으로 다중화되어 있는지를 나타낸다.

예를 들어 전송 채널 1과 전송 채널 2가 UL-DPDCH에 다중화되어 있는 경우 TFC들의 예는 다음과 같다. 즉, TFC x = [전송 채널 1을 통해 전송되는 데이터의 양, 전송 채널 2를 통해 전송되는 데이터의 양]이라고 할 때, TFC 0 = [100,0], TFC 1 = [0, 100], TFC 2 = [100, 100], TFC 3 = [0,200], ...이다. 상기 TFC들 각각과 DPCCH 전송 전력레벨(ULDPCCH_Power)간의 비율은 호 설정과정에서 미리 결정된다. 예를 들어 TFC 2와 TFC 3의 전송 전력레벨은 DPCCH 전송 전력레벨의 2배이고, TFC 0과 TFC 1의 전송 전력레벨은 DPCCH 전송 전력레벨의 1.5배 등으로 결정될 수 있다.

단말은 데이터를 전송하기에 앞서, DPCCH 전송 전력레벨 값(ULDPCCH_Power)을 가지고 각 TFC들의 전송 전력레벨을 계산하고, TFC들의 전송 전력레벨들 각각이 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(Max_UL_Power)에서 DPCCH 전송 전력레벨(ULDPCCH_Power)을 차감한 값보다 큰지 확인한다. 만약 특정 TFC의 전송 전력레벨이 상기 차이값보다 큰 상태가 이전 30 슬롯 중 15 슬롯 이상 지속된 뒤, 다시 일정 시간(단말의 종류에 따라 달라질 수 있는 값으로 대략 80msec) 동안 지속되면, 상기 TFC는 차단상태(blocked state)가 된다.

즉, 특정 TFC가 30 슬롯 윈도우 중 15 슬롯 이상에서, 허용된 전력 보다 높은 전송 전력을 요구한다면, 위 TFC를 일단 초과전력 상태(excessive power state)라는 상태로 지정합니다. 상기 TFC가 약 80 msec 이상 동안 초과전력 상태가 지속된다면, 상기 TFC는 TFC 선택 과정에서 완전히 배제되고, 이를 차단상태에 있다고 표현한다.

단말은 데이터를 전송하기에 앞서 TFC를 선택하는데, 이 때 차단상태인 TFC는 선택에서 제외한다. 만약 모든 TFC들이 차단상태라면, 단말은 TFC의 최소조합으로만 전송이 허용된다. 상기 TFC의 최소조합은 전송 채널 별로 최소 데이터 양을 가지고 다른 전송 채널로는 데이터가 전송되지 않는 TFC들을 의미한다. 상기 예에서는 TFC 0과 TFC 1이 TFC의 최소조합에 해당된다. 다시 말해서 상기 TFC의 최소조합은 항상 차단상태가 아닌 지원상태(supported state)에 있는 것으로 간주된다.

예를 들어 TFC 0의 경우, 전송 채널 1로는 최소 데이터가 전송되지만 전송 채널 2로는 데이터가 전송되지 않으므로 최소조합에 포함된다. TFC 1도 마찬가지 이유로 최소조합에 포함되지만, TFC 2는 전송 채널 1과 전송 채널 2 모두 데이터가 전송되기 때문에 최소조합에 포함되지 않는다.

만약 330 단계에서 DPDCH를 통해 전송되는 데이터가 TFC의 최소조합에 해당하지 않는다면, 단말은 335 단계로 진행해서 HS-DPCCH, DPDCH, DPCCH의 전송 전력레벨들을 동일한 비율로 줄여서, 요구 역방향 전송 전력레벨(Req_UL_Power)을 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(Max_UL_Power)로 만족시킨다. 상기 335 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

전송 전력레벨들의 조정을 위한 조정계수 p는 하기 <수학식 1>과 같이 계산된다.

단말은 각 채널의 요구 전송 전력레벨에 상기 조정계수를 곱해서, 각 채널의 실질 전송 전력레벨들을 하기와 같이 산출한다.

UL-DPCCH의 실질 전송 전력레벨 = 조정 계수(p) * ULDPCCH_Power

UL-DPDCH의 실질 전송 전력레벨 = 조정 계수(p) * Req_ULDPDCH_Power

HS-DPCCH의 실질 전송 전력레벨 = 조정 계수(p) * Req_HSDPCCH_Power

330 단계에서 DPDCH를 통해 전송하는 데이터가 TFC의 최소조합에 해당한다면, 단말은 340 단계로 진행한다. 340 단계에서 단말은 HS-DPCCH를 통해 전송되는 데이터가 ACK/NACK인지 CQI인지를 판단한 후, ACK/NACK이라면 345 단계로 진행하고 CQI라면 350 단계로 진행한다.

345 단계로 진행하면 단말은 HS-DPCCH를 게이트-오프하여 ACK/NACK을 전송하지 않는다. 그러므로, UL DPCCH와 UL DPDCH의 실질 전송 전력레벨 계산에 사용될 조정 계수는 하기 <수학식 2>와 같이 다시 계산된다.

350 단계에서 단말은 CQI를 전송한다. 여기서 실질 전송 전력레벨 계산은 상기 <수학식 2>의 조정계수를 이용하여 335 단계에서와 동일하게 이루어진다.

이상과 같이 본 발명의 제 1 실시예를 이용할 경우, CQI 정보가 항상 전송되므로 기지국의 단말의 채널 상태를 왜곡할 가능성이 감소한다. 그러나 CQI의 전송 전력레벨을 경우에 따라 감소시켜야 하므로 단말의 채널 상태가 왜곡될 가능성이 여전히 존재한다.

따라서 후술되는 본 발명의 제2 실시예에서는 상기 제1 실시예에서와 같이 CQI를 항상 전송하면서, 단말의 요구 역방향 전송 전력레벨이 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨을 초과하더라도 CQI의 전송 전력레벨을 제어하지 않고 유지하는 방안을 제시한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 405 단계에서 HS-DPCCH를 통해 전송할 데이터가 발생한다. 상기 데이터는 ACK/NACK 정보이거나 CQI 정보일 수 있으며, 이는 기지국으로부터 HS-PDSCH를 통해 수신된 데이터가 존재하는지 또는 CQI를 전송할 주기에 도달하였는지에 따라 정해진다.

410 단계에서 단말은 HS-DPCCH를 전송하기 위해 필요한 전송 전력레벨(Req_HSDPCCH_Power)을 계산한다. 상기 계산은 역방향 DPCCH 전송 전력레벨과 HS-DPCCH 전송 전력레벨간의 비율로 계산된다. 예를 들어 특정 시점에서 역방향 DPCCH 전송 전력레벨이 x 이고, 상기 두 전송 전력레벨들 간의 비율이 R라면, Req_HSDPCCH_Power는 x * R이 된다. 상기 두 전송 전력레벨들 간의 비율 R은 미리 정해진 뒤 호 설정 과정에서 단말에게 전달된다.

415 단계에서 단말은 요구 역방향 전송 전력레벨(Req_UL_Power)을 계산한다. 420 단계에서 단말은 상기 Req_UL_Power가 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(Max_UL_Power)을 초과하는지 검사하여, 초과할 경우 430 단계로 진행하고 초과하지 않을 경우 425 단계로 진행한다.

425 단계로 진행하면, 단말은 DPDCH, DPCCH, HS-DPCCH를 전송하기에 충분한 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨을 가지고 있으므로 상기 계산된 Req_HSDPCCH_Power로 HS-DPCCH를 전송한다. 430 단계로 진행하면, 단말은 DPDCH를 통해 전송하는 데이터가 TFC(Transport Format Combination)의 최소조합(minimum set)을 가지는지를 판단한다.

430 단계에서 DPDCH를 통해 전송되는 데이터가 TFC의 최소조합에 해당하지 않는다면, 단말은 435 단계로 진행하여 HS-DPCCH, DPDCH, DPCCH의 전송 전력레벨들을 동일한 비율로 줄여서, 요구 역방향 전송 전력레벨(Req_UL_Power)을 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(Max_UL_Power)로 만족시킨다. 430 단계에서 DPDCH를 통해 전송하는 데이터가 TFC의 최소조합에 해당한다면, 단말은 440 단계로 진행한다.

440 단계로 진행하면 단말은 HS-DPCCH를 통해 전송되는 데이터가 ACK/NACK인지 또는 CQI인지를 판단한 후, ACK/NACK이라면 445 단계로 진행하고 CQI라면 450 단계로 진행한다. 445 단계로 진행하면 단말은 HS-DPCCH를 게이트-오프하여 ACK/NACK을 전송하지 않는다.

450 단계로 진행하면, 단말은 CQI를 Req_HSDPCCH_Power로 전송하고, DPDCH와 DPCCH의 실질 전송 전력레벨들은 선택적 전력 제한(selective power compression) 방식을 적용하여 감소시킨다.

상기 선택적 전력제한 방식은, 요구 역방향 전송 전력레벨(Req_UL_Power)이 실질 최대 허용 역방향 전송 전력레벨(Max_UL_Power)을 초과하는 등의 이유로 실질 역방향 전송 전력레벨을 감소시켜야 할 때, 전송되는 데이터의 우선순위에 따라 채널별로 서로 다른 조정 계수를 적용하는 방법을 의미한다.

즉, 상기 450 단계에서는 역방향 DPCCH, 역방향 DPDCH, CQI라는 3가지 다른 종류의 데이터가 전송되는 상황이다. 여기서 CQI는 가장 큰 우선순위를 가지며 전력레벨의 조정을 받지 않는다. 그러므로 HS-DPCCH의 실질 전송 전력레벨은 Req_HSDPCCH_Power 으로 설정된다. 다시 말해서 CQI에 대해서는 조정 계수 1을 적용한다.

단말은 CQI를 전송하고 남은 전송 전력레벨로 역방향 DPDCH와 역방향 DPCCH 전송 전력레벨을 설정한다. 이 때 역방향 DPDCH와 역방향 DPCCH에 적용할 조정 계수는 아래 <수학식 3>에 의해 구해진다.

상기에서 설명한 본 발명의 제2 실시예에서는 CQI와 DPDCH와 DPCCH 사이에서 서로 다른 조정 계수들을 이용해서, 서로 다른 비율로 채널별 실질 전송 전력레벨들을 조정하는 선택적 전력제한을 설명하였지만, 상기 방법은 다른 조합에도 사용될 수 있음은 물론이다.

예를 들어 역방향 DPDCH를 통해 매우 중요한 제어 정보가 전송되는 경우라면, DPDCH와 DPCCH가 CQI보다 오히려 높은 우선순위를 가져야 할 수도 있다. 이런 경우라면, DPDCH와 DPCCH를 ULDPCCH_Power와 Req_ULDPDCH_Power로 전송하고 남은 전력이 CQI의 전송을 위해 할당된다.

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 국한되지 않으며, 후술되는 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, 채널 상황이 열악하여 단말에서 역방향 전용 물리채널(UL-DPCH)과 고속 전용 물리 제어채널(HS-DPCCH)에 요구된 전송 전력레벨들을 모두 할당할 수 없을 때, HS-DPCCH를 통해 높은 신뢰도가 요구되는 채널품질 정보(CQI)가 전송되는 경우에는 HS-DPCCH를 전송하고, 상대적으로 낮은 신뢰도가 요구되는 ACK/NACk가 전송되는 경우에는 HS-DPCCH를 게이트-오프한다. 또한 본 발명은 HS-DPCCH를 통해 CQI가 전송되는 경우에, 요구된 전체 전송 전력레벨이 실질 최대 허용 전송 전력레벨을 초과하더라도 HS-DPCCH의 전송 전력레벨을 유지함으로써 CQI의 전송품질을 보장한다. 이러한 본 발명은 CQI의 전송품질을 보장하여 CQI의 왜곡으로 인하여 발생할 수 있는 무선자원의 낭비를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 전형적인 HSDPA 통신 시스템에서 적응형 변조/부호화 기법과 복합 재전송 기법을 지원하기 위하여 사용되는 순방향 및 역방향 채널들을 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 HSDPA 통신 시스템에서 왜곡된 CQI 정보의 사용에 대한 일 예.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 흐름도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 흐름도.

Claims (13)

1. 고속 패킷 데이터 통신 시스템에서 순방향 채널품질 정보를 전송하는 방법에 있어서,

   채널품질 정보 또는 수신된 패킷 데이터에 대한 응답을 운반하는 제1 제어 채널을 통해 전송할 데이터가 발생하면, 상기 제1 제어 채널의 전송 전력레벨을 결정하는 과정과,

   상기 제1 제어 채널의 전송 전력레벨을 포함하는 전체 전송 전력레벨을 계산하는 과정과,

   상기 전체 전송 전력레벨이 실질 허용 전송 전력레벨을 초과하면 상기 발생된 데이터가 상기 채널품질 정보인지 또는 상기 패킷 데이터에 대한 응답인지를 판단하는 과정과,

   상기 발생된 데이터가 상기 패킷 데이터에 대한 응답이면, 상기 응답을 전송하지 않고 상기 제1 제어 채널을 게이트-오프하는 과정과,

   상기 발생된 데이터가 상기 채널품질 정보이면, 상기 제1 제어 채널을 통해 상기 채널품질 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 제어 채널의 전송 전력레벨을 결정하는 과정은,

   역방향 제어정보를 운반하는 제2 제어 채널의 전송 전력레벨을 결정하고, 상기 제1 제어 채널의 상기 제2 제어 채널에 대한 전력 비율을 상기 제2 제어 채널의 전송 전력레벨에 곱하여 상기 제1 제어 채널의 전송 전력레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 제어 채널의 전송 전력레벨은,

   기지국으로부터의 전력제어 명령에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 전체 전송 전력레벨을 계산하는 과정은,

   역방향 데이터를 운반하는 데이터 채널의 상기 제2 제어 채널에 대한 전력 비율을 상기 제2 제어 채널의 전송 전력레벨에 곱하여 상기 데이터 채널의 전송 전력레벨을 결정하고,

   상기 제1 및 제2 제어 채널들과 상기 데이터 채널의 전송 전력레벨들을 합산하여 상기 전체 전송 전력레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 실질 허용 전송 전력레벨은,

   지원 가능한 최대 허용 전송 전력레벨과 기지국에 의해 지시된 최대 허용 전송 전력레벨 중 작은 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 판단하는 과정은,

   상기 전체 전송 전력레벨이 상기 실질 허용 전송 전력레벨을 초과하면 데이터 채널을 통해 전송되는 역방향 데이터가 최소 데이터 양을 가지는지를 확인하고,

   상기 역방향 데이터가 최소 데이터 양을 가지면 상기 발생된 데이터가 상기 채널품질 정보인지 또는 상기 패킷 데이터에 대한 응답인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 역방향 데이터가 최소 데이터 양을 가지지 않으면 상기 제1 제어 채널과 역방향 제어정보를 운반하는 제2 제어 채널과 상기 데이터 채널의 전송 전력레벨들을 동일한 전력 비율로 감소시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 전력 비율은,

   상기 실질 허용 전송 전력레벨에 대한 상기 전체 전송 전력레벨의 비로서 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 채널품질 정보를 전송하는 과정은,

   상기 전체 전송 전력레벨이 상기 실질 허용 전송 전력레벨을 초과하지 않도록 상기 제1 제어 채널과 역방향 제어정보를 운반하는 제2 제어 채널과 역방향 데이터를 운반하는 데이터 채널의 전송 전력레벨들을 동일한 전력 비율로 감소시키고, 상기 감소된 제1 채널의 전송 전력레벨을 가지고 상기 채널품질 정보를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 전력 비율은,

    상기 실질 허용 전송 전력레벨에 대한 상기 제2 제어 채널의 전송 전력레벨과 상기 데이터 채널의 전송 전력레벨의 합의 비로서 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 채널품질 정보를 전송하는 과정은,

    상기 제1 제어 채널의 전송 전력레벨을 유지하면서, 상기 전체 전송 전력레벨이 상기 실질 허용 전송 전력레벨을 초과하지 않도록 역방향 제어정보를 운반하는 제2 제어 채널과 역방향 데이터를 운반하는 데이터 채널의 전송 전력레벨들을 동일한 전력 비율로 감소시키고, 상기 제1 채널의 전송 전력레벨을 가지고 상기 채널품질 정보를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 전력 비율은,

    상기 실질 허용 전송 전력레벨과 상기 전체 전송 전력레벨의 차이에 대한 상기 제2 제어 채널의 전송 전력레벨과 상기 데이터 채널의 전송 전력레벨의 합의 비로서 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 전체 전송 전력레벨이 상기 실질 허용 전송 전력레벨을 초과하지 않으면, 상기 제1 채널의 전송 전력레벨을 가지고 상기 제1 채널을 통해 상기 발생된 데이터를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.