KR20050074454A - 채널 품질 측정의 평균 제곱 추정 - Google Patents

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Abstract

서비스 기지국에 대한 채널 정보의 정확성 및 신뢰성을 제공하는, 채널 정보의 피드백을 향상시키기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 프로세스는 앞에서 수신되는 표시자들의 과거의 정보를 사용하여, 수신되는 링크 품질 표시자들을 결정한다. 방법은 전체 링크 품질 표시자들, 미분 표시자들, 및/또한 상기 양자의 조합에 적용될 수도 있다.

Description

채널 품질 측정의 평균 제곱 추정{MEAN SQUARE ESTIMATION OF CHANNEL QUALITY MEASURE}
배경 기술
기술 분야
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것으로, 더 상세하게는 채널 정보의 피드백을 분석하는 것에 관한 것이며, 이는 무선 통신 시스템의 스케줄링 및 트래픽의 속도 제어를 향상시키는데 사용될 수도 있다.
배경 기술
무선 통신 시스템에서, 이동국과 같은 수신기는 반송파 대 혼신비 (C/I ratio) 와 같은 수신된 전송 메시지들의 채널 조건들을 관찰하고 서비스 기지국과 같은 송신기에 그러한 정보를 보고할 수도 있다. 그 후, 기지국은 전송 메시지들을 선택적으로 원격지국으로 스케줄링하는데 이 정보를 사용한다.
전송 매체의 품질을 결정하는데 피드백 매커니즘을 이용하는 통신 시스템에서, 채널 컨디션들은 역방향 링크를 통해 지속적으로 전달된다. 그러한 전송에 의해 발생되는 오류들은 시스템의 수행에도 충격을 줄 뿐만 아니라 자원의 효율적 할당 및 장래 전송 메시지들의 품질에도 간섭한다. 통상적으로, 복잡한 알고리즘 및 계산은 송신기 (즉, 피드백 정보의 품질을 수신하는 구성요소) 에서, 수신된 피드백 정보의 품질의 정확성을 결정하는데 사용된다. 피드백 정보 품질의 정확성 및 신뢰성을 검증할 필요성이 있다. 추가적으로, 그러한 검증의 복잡성을 감소시킬 필요성이 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 통신 시스템의 순방향 링크 및 역방향 링크를 도시하는 도이다.
도 2 는 무선 통신 네트워크의 도이다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c 는 재동기 (re-synch) 서브채널과 미분 피드백 서브채널 사이의 상호 작용을 설명하는 타임라인 (timelines) 이다.
도 4 는 기지국과 통신하는 원격지국의 블록도이다.
도 5 는 코드워드를 링크 품질 측정들로 맵핑한 도이다.
도 6 은 링크 품질 측정들과 연관된 전체 링크 품질 코드워드들 및 미분 표시자들을 전송하는 타이밍도이다.
도 7 은 링크 품질 표시자들을 평가하는 방법의 흐름도이다.
도 8 은 미분 표시자들을 평가하는 방법의 흐름도이다.
상세한 설명
무선 통신 분야는 예를 들어, 무선 전화기, 페이징, 무선 지역 루프, 개인 휴대 정보 단말기 (PDAs), 인터넷 전화, 및 위성 통신 시스템을 포함하는 다수의 애플리케이션을 가진다. 특히 중요한 애플리케이션은 이동 전화 가입자들을 위한 셀룰러 전화 시스템이다. 여기 사용될 용어 "셀룰러" 시스템은 셀룰러 및 개인 휴대 통신 서비스 (PCS) 주파수들을 포괄한다. 예를 들어, 주파수 분할 다중 접속 (FDMA), 시분할 다중 접속 (TDMA), 및 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 을 포함하는 셀룰러 전화 시스템을 위한 다양한 공중 (over-the-air) 인터페이스들이 개발되어 왔다. 이와 관련하여, 예를 들어, 향상된 이동 전화 서비스 (AMPS), 전 지국적 이동 통신 시스템 (GSM), 및 잠정 표준 95 (IS-95) 를 포함하여 다양한 국내 및 국제적 표준이 수립되었다. IS-95 과 그 파생물들인, IS-95A, IS-95B, ANSI, J-STD-008 (여기에서는 종종 일괄적으로 IS-95 로 언급됨), 및 제안된 고속 데이터 레이트 시스템들은 미국 통신 산업 협회 (TIA) 및 다른 유명한 표준 협회들에 의해 공표된다.
IS-95 표준의 사용에 따라 구현된 셀룰러 전화 시스템은 고효율 및 강인 (robust) 셀룰러 전화 서비스를 제공하기 위해 CDMA 신호 프로세싱 기술을 채택한다. IS-95 표준의 사용에 따라 구현된 예시적인 셀룰러 전화 시스템들은 기본적으로 본 발명의 양수인에게 양도된, 미국 특허 5,103,459 및 4,901,307 에서 설명된다. CDMA 기술을 이용하는 예시적인 시스템은 TIA 에 의해 발행된, cdma2000 ITU-R 무선 전송 기술 (RTT) 후보 제출물 (여기에서는 cdma2000 으로 언급됨) 이다. cdma2000 을 위한 표준은 IS-2000 의 초안 버전에 제시되어 있으며, TIA 및 3GPP2 에 의해 승인되었다. 또 다른 CDMA 표준은 3 세대 파트너쉽 프로젝트 "3GPP" 의 문서 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, 및 3G TS 25.214에서 구체화되었다.
상기 인용된 전기 통신 표준들은 구현될 수 있는 다양한 통신 시스템들의 단지 일부의 예시이다. 이 다양한 통신 시스템의 일부는 원격지국들이 서비스 기지국으로 전송 매체의 품질에 관련한 정보를 전송할 수 있도록 구현된다. 이 채널 정보는 그 후, 서비스 기지국에 의해 전력 레벨, 전송 포맷, 및 순방향 링크 전송의 타이밍을 최적화하는데 사용되며, 더 나아가, 역방향 링크 전송의 전력 레벨을 제어하는데 사용될 수도 있다.
여기 사용되는 바에 의하면, "순방향 링크" 는 기지국으로부터 원격지국으로의 전송을 지칭하며, "역방향 링크" 는 원격지국으로부터 기지국으로의 전송을 지칭한다. 순방향 링크 및 역방향 링크를 통한 고속 페이딩은 비상관 (uncorrelated) 이며, 이는 하나의 관찰이 반드시 다른 하나에 대한 정보를 제공하는 것은 아님을 의미한다.
반송파 대 혼신비 (C/I) 와 같은, 수신된 순방향 링크 전송의 채널 조건들은 그러한 정보를 서비스 기지국으로 보고하는 원격지국에 의해 관찰될 수 있다. 그 후, 기지국은 각각 원격지국으로의 전송을 선택적으로 스케줄링하는데 이 정보를 사용한다. 예를 들어, 원격지국이 깊은 페이드의 존재를 보고하면, 기지국은 페이딩 조건이 통과할 때까지 전송을 스케줄링하는 것을 억제한다. 다른 방법으로는, 기지국은 페이딩 조건을 보상하기 위해 고전송 전력 레벨에서를 제외하고는, 전송을 스케줄링하도록 결정할 수도 있다. 선택적으로, 기지국은 더 많은 정보 비트를 운반할 수 있는 포맷으로 데이터를 전송함으로써, 전송 메시지들이 송신되는 데이터 레이트를 변경하도록 결정할 수도 있다. 예를 들어, 채널 조건이 열악할 때, 데이터는 손상된 심볼들이 더 쉽게 복구되도록 리던던시 (redundancy) 를 가지는 전송 포맷으로 전송될 수 있다. 따라서, 데이터 처리율은 리던던시 없이 전송 포맷이 대신 사용될 때보다 더 낮아진다.
또한, 기지국은 동작 범위 내의 모든 원격지국의 전력 레벨들의 균형을 맞추는데 이 채널 정보를 사용할 수 있기 때문에, 역방향 링크 전송들은 동일한 전력 레벨에서 도착한다. CDMA 기반 시스템에서, 원격지국들 사이의 채널화는 시스템이 동일한 주파수 상에서 다중 신호들을 오버레이하도록 허용하는 의사 랜덤 코드 (pseudorandom codes) 의 사용에 의해 제시된다. 따라서, 하나의 원격지국으로부터 발생된 과도한 전송 전력이 그 인접의 전송들을 "고갈 (drown out)" 시킬 수 있기 때문에, 역방향 링크 전력 제어는 CDMA 기반 시스템의 필수적인 동작이다.
전송 매체의 품질을 결정하는 피드백 메카니즘을 사용하는 통신 시스템에서, 채널 조건들은 지속적으로 역방향 링크에서 전달된다. 이는, 만약 그렇지 않으면 다른 함수에 할당될 수 있는 시스템 자원을 소비하면서, 시스템에 과부하를 가져온다.
도 1 에 도시되는 바에 의하면, 무선 통신 네트워크 (100) 의 전송 링크들은 기지국 (BS; 104) 과 이동국 (MS; 102) 사이의 전달 방향과 관련하여 정의된다. BS (104) 로부터 MS (102) 로의 통신은 순방향 링크 (FL) 를 통해 전송된다. 순방향 링크는 데이터 전송을 위한 전송 전력 및 데이터 레이트를 결정하는 BS (104) 에 의해 제어된다. MS (102) 로부터 BS (104) 로의 통신은 역방향 링크 (RL) 를 통해 전송된다. MS (102) 는 FL 의 품질을 측정하고 측정된 품질의 표시를 RL 을 통해 BS (104) 로 송신한다. MS (102) 는 C/I 또는 수신된 신호들의 또 다른 신호 대 잡음비 (SNR) 를 측정할 수도 있다. MS (102) 는 측정들을 양자화하고 양자화된 값들을 전송할 수도 있다. 그 후, BS (104) 는 FL 의 제어를 구현하기 위해 품질 정보를 사용한다.
네트워크 또는 시스템 (100) 은 다수의 MS 들 (원격지국 유닛, 가입자국 유닛 또는 사용자 장치로도 지칭됨), 다수의 BS 들 (3GPP2 에서 설명되는 하이 데이터 레이트 (HDR) 시스템과 같은 데이터 통신 시스템에서의 기지국 트랜시버 (Base Station Transceivers (BTSs)) 또는 노드 B 로도 지칭됨), 기지국 제어기 (BSC) (무선 네트워크 제어기 또는 패킷 제어 기능으로도 지칭됨), 이동 스위칭 센터 (Mobile Switching Center (MSC)), 패킷 데이터 서비스 노드 (packet data serving node (PDSN)) 또는 상호네트워킹 기능 (internetworking function (IWF)), 공중 교환 전화 네트워크 (Public Switched Telephone Network (PSTN)) (통상적으로 전화 회사), 및/또는 인터넷 프로토콜 (IP) 네트워크 (통상적으로 인터넷) 를 포함할 수도 있다. 도 2 는 다양한 컴포넌트들을 포함하는 시스템을 도시한다. 간략화의 목적에서, 4 개의 이동국 (12a-12d), 3 개의 기지국 (14a-14c), 하나의 BSC (16), 하나의 MSC (18), 및 하나의 PSDN (20) 을 나타낸다. 당업자에게는 이동국 (12), 기지국 (14), BSC (18), 및 PDSN (20) 의 수가 많거나 적을 수 있다.
일 실시형태에서, 무선 통신 네트워크 (10) 는 패킷 데이터 서비스 네트워크이다. 이동국 (12a-12d) 은 휴대 전화, IP 기반으로 운영되는 랩탑 컴퓨터에 연결되는 셀룰러 전화, 웹 브라우저 애플리케이션들, 핸드프리 자동차 장비와 관련되는 셀룰러 전화, IP 기반으로 운영되는 개인용 휴대 정보 단말기 (PDA), 휴대용 컴퓨터에서 탑재되는 무선 통신 모듈, 또는 무선 지역 루프 또는 검침 시스템 (meter reading system) 에서 발견될 수도 있는 것과 같은 고정된 지역 통신 모듈과 같이 다수의 다양한 타입의 무선 통신 장치중의 임의의 하나가 될 수도 있다. 가장 일반적인 실시형태에서, 이동국들은 통신 유닛 타입의 임의의 하나가 될 수도 있다.
편리하게도, 이동국 (12a-12d) 은, 예를 들어, EIA/TIA/IS-707 표준에서 설명되는 것과 같이 하나 이상의 무선 패킷 데이터 프로토콜을 수행하도록 구현될 수도 있다. 특정의 실시형태에서, 이동국 (12a-12d) 은 IP 네트워크 (24) 를 향하는 IP 패킷들을 발생시키고, IP 패킷들을 점대점 프로토콜 (PPP) 을 사용하는 프레임들로 캡슐화한다.
일 실시형태에서, IP 네트워크 (24) 는 PDSN (20) 에 커플링되고, PDSN (20) 은 MSC (18) 에 커플링되며, MSC 는 BSC (16) 및 PSTN (22) 에 커플링되고, PSTN (22) 및 BSC (16) 는, 예를 들어, E1, T1, 비동기 전송 (ATM), IP, PPP, 프레임 중계, HDSL, ADSL, 또는 xDSL 등을 포함하는 몇몇의 공지된 프로토콜에 따라 음성 및/또는 데이터 패킷들의 전송을 위해 구현되는 와이어선을 통해 기지국 (14a-14c) 에 커플링된다. 다른 실시형태에서는, BSC (16) 는 PSDN (20) 에 직접적으로 커플링될 수 있다.
무선 통신 네트워크 (10) 의 통상적인 동작 동안에는, 기지국 (14a-14c) 은 전화 호출들, 웹 브라우징, 또는 기타 다른 데이터 통신에 참여하는 다양한 이동국 (12a-12d) 으로부터 역방향 신호 세트들을 수신 및 복조한다. 소정의 기지국 (14a-14c) 에 의해 수신되는 각각의 역방향 신호는 그 기지국 (14a-14c) 내에서 프로세싱된다. 각각의 기지국 (14a-14c) 은 순방향 신호 세트들을 변조 및 이동국 (12a-12d) 으로 전송함으로써 다수의 이동국 (12a-12d) 과 통신할 수도 있다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 것과 같이, 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. 결과 패킷들은 BSC (16) 로 포워딩되고, 이는 하나의 기지국 (14a-14c) 으르부터 다른 하나의 기지국 (14a-14c) 으로, 특정한 이동국 (12a-12d) 을 위한 호출의 소프트 핸드오프 (soft handoffs) 의 편성을 포함하는 호출 자원 할당 및 이동성 관리 기능성을 제공한다. 예를 들어, 이동국 (12c) 은 2 개의 기지국 (14b, 14c) 과 동시에 통신한다. 결과적으로, 이동국 (12c) 이 기지국들 (14c) 중 하나로부터 충분히 멀리 이동할 때, 호출은 다른 이동국 (14b) 으로 핸드오프된다.
전송이 일반적인 전화 호출이라면, BSC (16) 는 수신된 데이터를 MSC (18) 로 라우팅하며, 이는 PSTN (22) 과의 인터페이스를 위한 부가적인 라우팅 서비스들을 제공한다. 전송이 IP 네트워크 (24) 를 향하는 데이터 호출과 같은 패킷 기반 전송이라면, MSC (18) 는 데이터 패킷들을 PSDN (20) 으로 라우팅하며, 이는 패킷들을 IP 네트워크 (24) 에 송신한다. 다른 방법으로는, BSC (16) 는 패킷들을 PSDN (20) 에 직접적으로 라우팅하며, 이는 패킷들을 IP 네트워크 (24) 로 송신한다.
어떤 통신 시스템에서는, 데이터 트래픽을 운반하는 패킷들은 서브패킷들로 분할되며, 이는 전송 채널의 슬롯들을 차지한다. 여기에서는, 설명을 용이하게 하기 위해, cdma2000 시스템의 목록이 사용된다. 그러한 사용은 하기의 실시형태들의 구현을 cdma2000 시스템에 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들어, WCDMA 와 같은 다른 시스템들의 구현들도 여기서 설명되는 실시형태들의 범위에 영향을 주지 않고 수행될 수 있다.
기지국의 범위 내에서 동작되는, 기지국으로부터 원격지국의 순방향 링크는 다수의 채널을 포함할 수 있다. 순방향 링크의 채널들의 일부는 파일럿 채널, 동기화 채널, 페이징 채널, 고속 페이징 채널, 브로드캐스트 채널, 전력 제어 채널, 할당 채널, 제어 채널, 전용 제어 채널, 매체 접근 제어 (MAC) 채널, 기본 채널, 보충 채널, 보충 부호 채널, 및 패킷 데이터 채널을 포함할 수도 있으나, 이들에 제한되지는 않는다. 또한, 원격지국으로부터 기지국의 역방향 링크도 다수의 채널을 포함한다. 각각의 채널은 상이한 타입의 정보를 목표 지역으로 운반한다. 통상적으로, 음성 트래픽은 기본 채널들을 통해 운반되고, 데이터 트래픽은 보충 채널들 또는 패킷 데이터 채널들을 통해 운반된다. 일반적으로, 보충 채널들은 전용채널들이며, 반면에 패킷 데이터 채널들은 일반적으로 시간 다중 및/또는 부호 다중화 방식에서 상이한 파티들 (parties) 에 대해 지정되는 신호들을 운반한다. 다른 방법으로는, 패킷 데이터 채널들도 공유 보충 채널들로 또한 설명된다. 이하 실시형태들을 설명하기 위한 목적에서, 보충 채널들 및 패킷 데이터 채널들은 총칭하여 데이터 트래픽 채널들로 지칭된다.
통상적으로, 음성 트래픽 및 데이터 트래픽은 순방향 링크 또는 역방향 링크에서 전송 전에 인코딩, 변조, 및 확산된다. 인코딩, 변조, 및 확산은 다양한 포맷들로 구현될 수 있다. CDMA 시스템에서, 궁극적으로, 전송 포맷은 음성 트래픽 및 데이터 트래픽이 전송되는 채널 타입, 및 채널의 조건에 의존하며, 이는 페이딩 및 간섭의 견지에서 설명될 수 있다.
다양한 전송 파라미터의 결합에 대응하는 소정의 전송 포맷들은 전송 포맷의 선택을 간략화하는데 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 전송 포맷은 다음의 전송 파라미터들 : 시스템에 의해 사용되는 변조 방식, 다수의 직교 또는 준직교 부호들, 직교 또는 준직교 부호들의 식별자, 비트 단위로 된 데이터 페이로드, 메시지 프레임의 존속 기간, 및/또는 인코딩 방식과 관련한 세부사항들의 일부 또는 모두의 조합에 대응한다. 통신 시스템 내의 변조 방식들의 일부 예들은 직교 위상 편이 변조 방식 (Quadrature Phase Shift Keying scheme (QPSK)), 8-위상 편이 방식 (8-ary Phase Shift Keying scheme (8-PSK)), 및 16-직교 진폭 변조 방식 (16-ary Quadrature Amplitude Modulation (16-QAM)) 들이다. 선택적으로 구현될 수 있는 다양한 인코딩 방식들의 일부는 다양한 레이트에서 구현될 수 있는 일반적인 인코딩 방식들, 또는 인터리빙 단계들에 의해 분리되는 다중의 인코딩 단계들을 포함하는 터보 코딩이다.
월시 부호 (Walsh code) 시퀀스와 같은 직교 및 준직교 부호들은 각각의 원격지국으로 송신된 정보를 채널화하는데 사용된다. 즉, 월시 부호 시퀀스들은 순방향 링크에서 시스템으로 하여금, 동일한 시간 간격 동안 동일한 주파수에서 각각 하나 또는 몇몇의 상이한 직교 또는 준직교 부호들에 할당된 다중의 사용자들을 오버레이하도록 허용하는데 사용된다.
기지국의 스케줄링 구성요소는 각각의 패킷이 원격지국으로 전송되는, 각각의 패킷 전송 포맷, 각각의 패킷 레이트, 및 슬롯 시간들을 제어하도록 구성된다. 용어 "패킷" 은 시스템 트래픽을 설명하는데 사용된다. 패킷들은 전송 채널의 슬롯들을 차지하는 서브패킷들로 분할될 수 있다. "슬롯" 은 메시지 프레임의 시간 간격을 설명하는데 사용된다. 그러한 용어의 사용은 cdma2000 에서는 공통되지만, 그러한 용어의 사용이 하기의 실시형태들의 구현을 cdma2000 시스템에 제한하는 것을 의미하지는 않는다. 광대역 부호 분할 다중 접속 (W-CDMA) 과 같은 다른 시스템에서의 구현이 여기에서 설명되는 실시형태들의 범위에 영향을 주지 않고 수행될 수도 있다.
스케줄링은 패킷 기반 시스템에서 고 데이터 처리율을 보유하는데 필수적인 컴포넌트이다. cdma2000 시스템에서, 스케줄링 구성요소 (여기에서 "스케줄러" 로도 지칭됨) 는 수신기에서 소프트 결합될 수 있는 여분의 반복적인 서브 패킷들로 페이로드를 패킹하는 것을 제어하므로, 수신된 서브 패킷이 손상된다면, 허용될 수 있는 프레임 오차 레이트 (FER) 내에서 데이터 페이로드를 결정하기 위해 수신된 서브 패킷이 또 다른 손상된 서브패킷과 결합될 수 있다. 예를 들어, 원격지국이 76.8 kbps 에서 데이터의 전송을 요구하지만, 기지국은 채널의 조건으로 인해 요구되는 시간에서 이 전송 레이트가 가능하지 않다는 것을 안다면, 기지국의 스케줄러는 데이터 페이로드를 다중의 서브패킷들로 패키징하는 것을 제어할 수 있다. 원격지국은 다중의 손상된 서브패킷들을 수신하지만, 여전히 서브패킷들의 손상된 비트들을 소프트 결합함으로써 데이터 페이로드를 복구하기 쉬울 것이다. 따라서, 실제 비트 전송 레이트는 데이터 처리율 레이트와 상이할 수 있다.
기지국의 스케줄링 구성요소는 순방향 링크 전송의 데이터 레이트 및 스케줄링을 조정하기 위해 개방 루프 알고리즘을 사용한다. 개방 루프 알고리즘은 무선 환경에서 일반적으로 발견되는 변화하는 채널 조건들에 따라 전송들을 조정한다. 일반적으로, 원격지국은 순방향 링크 채널의 품질을 측정하고 그러한 정보를 기지국에 전송한다. 기지국은 가장 효율적인 전송 포맷, 레이트, 전력 레벨, 및 후속 패킷 전송의 타이밍을 예측하는데 수신된 채널 조건들을 사용한다. cdma2000 1xEV-DV 시스템에서, 원격지국들은 가장 우수한 서비스부의 채널 품질 측정치들을 기지국에 전달하는데 채널 품질 표시자 피드백 채널 (Channel Quality Indicator Feedback Channel (CQICH)) 을 사용할 수 있다. 채널 품질은 반송파 대 혼신비 (C/I) 의 견지에서 측정될 수도 있고, 수신된 순방향 링크 신호들에 기초할 수도 있다. C/I 값은 5 비트 채널 품질 표시자 (Channel Quality Indicator (CQI)) 심볼로 맵핑되며, 5 번째 비트는 보존 (reserve) 된다. 따라서, C/I 값은 16 개의 양자화 값들 중 하나를 가질 수 있다.
원격지국은 예측을 못하기 때문에, 원격지국은 C/I 값들을 지속적으로 전송하여, 임의의 패킷들이 순방향 링크에서 그 원격지국으로 전송될 필요가 있다고 하더라도 기지국은 채널 조건들을 인지한다. 4-비트 C/I 값들의 지속적인 전송은 원격지국의 하드웨어 및 소프트웨어 자원들을 차지함으로써 원격지국의 배터리 수명을 소비한다.
배터리 수명 및 역방향 링크 부하의 문제에 부가하여, 레이턴시 (latency) 의 문제도 있다. 전달 지연 및 프로세싱 지연들로 인해, 기지국은 구식 정보를 사용하여 전송들을 스케줄링한다. 1.25 ms 슬롯들을 가지는 시스템에서 2-슬롯에 대응하는 통상적인 전달 지연이 지속시간 동안 2.5 ms 라면, 그 후, 기지국은 더 이상 존재하지 않는 상황에 반응하거나 새로운 상황에 적절한 방식으로 반응하는데 실패할 수도 있다.
상기 이유들로 인해, 통신 네트워크는 기지국으로 하여금 채널 환경의 급격한 변화로 인한 전송들을 신속하게 다시 스케줄링하도록 하는 기지국에 정보를 전달하는 메카니즘을 요구한다. 또한, 전술한 메카니즘은 원격지국의 배터리 수명의 유출 및 역방향 링크의 부하를 감소시킨다.
일 실시형태에서, 전체 C/I 값들은 증분적 1-비트 값들이 미분 피드백 서브채널을 통해 전송되는 동안 재동기 서브채널을 통해 전송된다. 1 및 0 의 증분적 1-비트 값들은 +0.5 dB 및 -0.5 dB 로 맵핑되지만, K 가 단계 크기로 정의되는 시스템에서 다른 값 ±K 로 맵핑될 수 있다.
재동기 서브채널들 및 미분 피드백 서브채널들을 통해 송신되는 값들은 순방향 링크 C/I 측정치들에 기초하여 결정된다. 재동기 서브채널을 통해 송신되는 값은 가장 최근의 C/I 측정치을 양자화함으로써 획득된다. 1-비트 값은 미분 피드백 서브채널을 통해 송신되고, 가장 최근의 C/I 측정치를 내부 레지스터의 컨텐츠와 비교함으로써 획득된다. 내부 레지스터는 재동기 서브채널 및 미분 피드백 서브채널을 통해 송신되는 과거의 값들에 기초하여 업데이트되고, 기지국이 디코딩하게 될 원격지국의, C/I 값의 가장 우수한 추정치를 나타낸다.
제 1 모드에서, 채널 구성요소들은 CQI 채널 (CQICH) 을 통해서 재동기 서브채널 및 미분 피드백 서브채널을 발생시키기 위해 원격지국 내에 위치할 수 있으며, 재동기 서브채널은 N-슬롯 CQICH 프레임 중 하나의 슬롯을 차지하고, 미분 피드백 서브채널은 N-슬롯 CQICH 프레임 중 모든 슬롯을 차지하여, 증분적 1-비트 값이 각각의 슬롯에 전송된다.
일 실시형태에서, 재동기 서브채널 및 미분 피드백 서브채널은 병렬적으로 송신되지 않는다. 대신에, 재동기 서브채널은 하나의 슬롯을 통해 전송되고, 시스템은 그 특정 슬롯에서 미분 피드백 서브채널을 전송하는 것을 억제한다. 다른 실시형태에서, N-슬롯 CQICH 프레임 중 하나 이상의 슬롯에서, 전체 C/I 값 및 증분적 1-비트 값 양자는 기지국에 전송된다. 이러한 동시적 전송은 직교 또는 준직교 확산 부호들의 사용을 통해, 또는 다른 실시형태에서는, 어떤 소정의 양식에서 2 개의 서브채널들을 시간 인터리빙함으로써 가능하다. 도 3a 는 후속의 실시형태와 병렬적으로 동작하는 재동기 서브채널 및 미분 피드백 서브채널의 전송 타이밍을 도시하는 타임라인 (timeline) 이다.
채널 구성요소들은 2 개의 서브채널이, 감소된 레이트에서 동작하는 재동기 서브채널과 함께 발생되도록 구성될 수도 있다. 재동기 채널은 전체 C/I 값이 N-슬롯 CQICH 프레임의 2 개 이상의 슬롯에 확산될 때, 감소된 레이트에서 동작한다. 예를 들어, 전체 C/I 값은 감소된 레이트에서 16-슬롯 CQICH 프레임의 2, 4, 8, 또는 16 슬롯을 통해 전송될 수도 있다. 미분 피드백 서브채널은 N-슬롯 CQICH 프레임의 슬롯들 모두를 차지한다. 따라서, 증분적 1-비트 값은 각각의 슬롯에서, 재동기 서브채널에 병렬적으로 전송된다. 원격지국은 역방향 링크가 불량한 채널 조건들로부터 손해를 입고 있는 때에, 감소된 레이트에서 전체 C/I 값을 전송해야 한다. 일 실시형태에서, 기지국은 역방향 링크 채널 조건들을 결정하고, 제어 신호를 원격지국에 전송하는데, 제어 신호는 원격지국에 재동기 서브채널이 감소된 레이트에서 동작하는지 아닌지에 대해 알려준다. 다른 방법으로는, 원격지국은 독립적으로 이 결정을 하도록 프로그래밍될 수 있다.
일 실시형태에서, 2 개의 서브채널들은 전체 C/I 값이 N-슬롯 CQICH 프레임의 모든 슬롯에 확산되고, 또한 각각의 슬롯은 증분적 1-비트 값을 운반하는, 감소된 레이트에서 병렬적으로 작동한다. 다른 실시형태에서, 미분 피드백 서브채널은 제 1 슬롯을 제외한 N-슬롯 프레임의 모든 슬롯을 차지한다. 또 다른 실시형태에서, 미분 피드백 서브채널 및 재동기 서브채널은 전혀 병렬적으로 송신되지 않는데, 재동기 서브채널은 M 슬롯에서 먼저 동작하고, 미분 피드백 서브채널은 N-슬롯 프레임의 다음 N-M 슬롯에서 동작한다. 도 3b 및 도 3c 는 재동기 서브채널 및 미분 피드백 서브채널의 전송 타이밍을 도시하는 시간선이다. 원격지국의 내부 레지스터는 어떤 동작 모드가 사용 중인지에 의존하면서 제 1, 제 2, 또는 제 M 번째 슬롯에서 업데이트될 수도 있다.
다른 실시형태에서, 또한 전체 C/I 값은 원격지국이 기지국에서 유지되는 C/I 추정이 동기화 상태를 벗어나는지 결정하는 때마다, 스케줄링되지 않은 슬롯에서 송신될 수 있다. 기지국은 스케줄링되지 않은 전체 C/I 값 심볼이 존재하는지 아닌지를 지속적으로 검사한다.
다른 실시형태에서, 전체 C/I 값은 단지 원격지국이 기지국에서 유지되는 C/I 추정이 동기화를 벗어나는지를 결정할 때에만 송신된다. 이 실시형태에서는, 전체 C/I 값은 규칙적으로 스케줄링되는 간격에서 송신되지는 않는다.
기지국의 스케줄링 구성요소는 재동기 서브채널 및 미분 피드백 서브채널을 통해 수신되는 채널 정보를 해석하도록 구성될 수 있는데, 각각의 서브채널으로부터의 채널 정보는 채널의 상태를 설명하는 전송 결정을 하는데 사용된다. 스케줄링 구성요소는 메모리 구성요소에 커플링되는 프로세싱 구성요소를 포함할 수 있고, 기지국의 수신 서브시스템 및 전송 서브시스템에 통신적으로 커플링된다.
도 4 는 스케줄링 구성요소를 가지는 기지국의 기능적 컴포넌트들 일부의 블록도이다. 원격지국 (300) 은 역방향 링크를 통해 기지국 (310) 에 전송된다. 수신 서브시스템 (312) 에서, 수신된 전송들은 역확산, 복조, 및 디코딩된다. 스케줄러 (314) 는 디코딩된 C/I 값을 수신하고, 순방향 링크를 통해 전송 서브시스템 (316) 으로부터 전송들의 적절한 포맷, 전력 레벨, 및 데이터 레이트를 편성한다. 또한, 기지국 (310) 은 링크 품질 표시자 정보를 저장하는 메모리 저장 장치 (318) 를 포함한다.
원격지국 (300) 에서, 수신 서브시스템 (302) 은 순방향 링크 전송을 수신하고, 순방향 링크 채널 특성들을 결정한다. 전송 서브시스템 (306) 은 그러한 순방향 링크 채널 특성들을 기지국 (310) 에 전송한다.
여기 설명되는 실시형태에서, 스케줄링 구성요소 (314) 는 미분 피드백 서브채널을 통해 수신되는 채널 정보와 함께 재동기 서브채널을 통해 수신되는 채널 정보를 해석하거나, 재동기 서브채널을 통해 수신되는 채널 정보를 미분 피드백 서브채널을 통해 수신되는 채널 정보로부터 분리하여 해석하도록 프로그램될 수도 있다. 또한, 스케줄링 구성요소는 어떤 서브채널이 채널 정보를 업데이트하는데 사용될지를 교대시키는 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
원격지국이 채널 정보를 전송할 때, 서비스 기지국은 1 개의 슬롯을 통한 전체 C/I 값 (또는 다른 링크 품질 표시자) 또는 프레임의 모든 슬롯들을 통한 증분적 값들을 수신한다. 일 실시형태에서, 스케줄러는 채널의 현재 상태를 저장하는 내부 레지스터를 리셋하도록 프로그램될 수 있으며, 레지스터는 재동기 서브채널의 1 개의 슬롯을 통해 수신되는 전체 C/I 값으로 리셋된다. 그 후, 미분 피드백 서브채널을 통해 수신되는 증분적 값들은 수신한 것에 따라 레지스터에 저장되는 전체 C/I 값에 부가된다. 일 양태에서, 슬롯을 통해 전체 C/I 값과 동시적으로 전송되는 증분적 값은 의도적으로 버려지는데, 이는 전체 C/I 값이 이미 이 증분적 값을 설명하기 때문이다.
서비스 기지국은 다중 슬롯들을 통한 전체 C/I 값 및 프레임의 모든 슬롯을 통한 증분적 값들을 수신할 수도 있다. 일 실시형태에서, 서비스 기지국은 패킷 전송을 위해 스케줄링되는 시간에, M 은 전체 C/I 값이 확산되는 슬롯의 수인, 제 2 슬롯으로부터 M 번째 슬롯의 미분 피드백 서브채널을 통해 수신되는 증분적 값들을 축적함으로써, 채널 조건들을 추정한다. 그 후, 이 축적된 값은 전체 C/I 값에 부가되며, 이는 M 슬롯들을 통한 재동기 서브채널 시스템을 통해 수신된 것이다. 다른 실시형태에서, 이 "축적 및 부가" 방법은 "업-다운" 비트들을 위한 독립적인 동작과 동시적으로 수행될 수 있으며, 이는 증분된 값들에 의해 직접적으로 레지스터에 저장되는 C/I 값을 업데이트한다. 따라서, 현재 채널 조건 정보를 저장하는 레지스터는, 증분적 값이 수신되는 시간 각각에 업데이트되고, 그 후 레지스터는 전체 C/I 값에 부가되는 축적된 값으로 업데이트된다.
도 5 는 부호화된 값, 즉, C/I 의 양자화된 값들을 C/I 의 측정된 값들로 맵핑하는 것을 도시한다. 제 1 메모리 저장 장치 (120) 는 양자화된 값들 또는 부호 값들을 저장한다. 제 2 메모리 저장 장치 (130) 는 부호들 각각과 관련되는, 측정된 값의 범위들을 저장한다. 일 실시형태에 따르면, 도 5 에 도시되는 맵핑은 측정된 값을 부호 값으로 변환하는 계산을 수행하는 소프트웨어 또는 하드웨어에서 구현된다.
도 6 은 품질 측정들, 전체 측정 표시 및 미분 값들 양자의 전송의 타이밍도이다. 도시되는 것과 같이, 전체 측정 표시는 그와 같이 라벨이 붙여진다. 전체 측정 표시들은 시간 t1 과 t2 사이 및 시간 t3 와 t4 사이에서 전송된다. 전체 측정 표시들 사이의 각각의 슬롯에 대하여, 미분 값이 전송된다. 일 실시형태의 전체 품질 측정 표시자들 또는 C/I 값들은 4 비트 부호화된다. 전체 품질 측정 표시자들은 15 개의 업-다운 명령들, 즉, 미분 값들에 의해 후속된다. 전체 슬롯 순환은 16 슬롯들이다. 각각의 슬롯 순환 전체 C/I 는 적어도 한번 재생된다.
일 실시형태는 스케줄러에 의해 인가되는 마진 (margin) 에 인가될 수도 있는 링크 품질 피드백 정보를 평가하는 방법을 제공한다. 그러한 실시형태에 따르면, 전체 링크 품질 표시자는 BS 에서 수신된다. 그 후, BS 는, MS 에서 만들어진 C/I 측정치에 대응하는 수신된 부호워드를 수신할 가능성을 계산한다. BS 는 조건 평균 계산을 사용하여, 최소 평균 제곱 오차를 가지는 추정을 결정한다. 최소 평균 제곱 오차는 "가장 우수하게" 추정된 부호워드 및, 이에 따라서, 가장 우수하게 추정된 링크 품질 측정을 식별한다. 링크 품질 측정의 최소 평균 제곱 오차 (MSE) 추정을 결정함으로써, 평균 제곱근 (RMS) 오차의 추정이 계산된다. 그 후, 추정들은 스케줄러에 송신되며, 이는 오차 추정을 동작 마진에 추가할 수도 있다. 최소 MSE 의 사용은 기대하지 아니한 C/I 값들의 부가를 허용한다. 이 때문에, 방법은 전혀 기대하지 아니한 새로운 전체 C/I 값들을 부가하는데 과거의 전체 C/I 차이들을 사용한다. 또한, 최소 MSE 접근은 미분 (즉, 업/다운) 표시자들에 적용될 수도 있다.
본 실시형태에서, C/I 측정치인, 전체 측정 표시자를 위한 품질 피드백 표시자를 결정하기 위해,
{Ci} = 허용되는 전체 C/I 값들과 관련되는 부호워드 세트 (1)
및
R = 수신되는 전체 C/I 부호워드 (2)
로 놓는다. 이 방법은 최소 평균 제곱 오차 (MSE) 계산을 사용하여 수신되는 C/I 의 추정을 결정한다. 통합되는 MSE 추정기는 조건 평균 계산이다. 추정기는 다음과 같다.
식 (3) 에서, Ci 는 부호워드 Ci 와 관련되는 C/I 측정치를 나타낸다. n 개 C/I 부호워드가 있다. 즉, C/I 측정치들은 양자화되고, n 개 부호워드의 전체 수에 맵핑된다. 식 (3) 의 추정기는, 부호워드의 수신된 값이 주어지면 측정되는 기대 값을 결정하면서, 기대 값 연산자 E() 로 고려될 수도 있다.
식 (3) 에 의해 설명되는 추정기는 C/I 측정치들의 과거 전체 값들로부터 P(Ci) 를 평가한다. 추정기는 전체 C/I 측정치들 사이의 차이들의 평균 및 표준 편차를 실행하는 것을 유지하고, 발생가능한 (likely) 값들의 확률 분포, 즉 P(Ci) 를 추정한다. 각각의 수신된 전체 링크 품질 표시자에 대하여, 수신된 값이 주어지면 가능한 부호값 각각을 위해 조건부 확률이 계산된다. 그렇게 계산되는 최소 평균 제곱 오차를 가지는 부호워드는 "가장 우수한 추정" 으로 고려된다. 최소 평균 제곱 오차를 결정하는 일 방법은 식 (3) 에서 주어지지만, 다른 실시형태들도 계산의 또 다른 방법들을 적용할 수도 있다.
여기 설명되는 실시형태에서, 링크 품질 표시자는 전체 링크 품질 표시자이지만, 다른 실시형태들 (이하 설명되는 실시형태들을 포함) 은 미분 표시자들과 같은 다른 링크 품질 표시자들을 통합할 수도 있다. 수신되는 링크 품질 표시자가 본래 전송된 링크 품질 표시자에 대응하는 확률을 결정하는 다른 방법들이 적용될 수도 있다. 또한, 과거 및/또는 현재 동작 조건들, 링크 품질 표시자들, 및 시스템의 다른 파라미터들이 주어지면 이용가능한 부호워드들의 서브세트를 통한 그러한 확률들을 비교하는 것이 가능할 수도 있다. 예를 들어, 동작하는 동안, 단지 이용가능한 부호워드의 서브세트만이 소정의 시간 간격을 통해 수신될 때, 일 실시형태는 단지 서브세트의 이 부호워드들만 비교할 수도 있다.
P(Ci) 를 평가하는데, 외부 저항을 증가시키는 방법들이 적용될 수도 있다. 외부 저항은 실제의 데이터와 지나치게 상이한 데이터에 관한 시스템의 강인성 (robustness) 과 관련이 있다. 외부 저항은 파라미터 추정을 손상시킬 수 있다. 외부 데이터에 저항력이 있는 것으로 고려되는 예는 다음과 같이 주어진다.
(4)
다음 단계는 RMS 오차를 추정하는 것인데, 이는 다음 식의 제곱근으로 주어진다.
(5)
도 7 은 전체 링크 품질 표시자가 기지국 (BS) 에서 수신될 때, 앞에서 설명된 실시형태를 도시한다. 도 7 의 방법 (200) 은 2 개의 동작 모드, 1) 전체 링크 품질 표시자들이 미분 표시자들에 임의의 간섭함을 고려함이 없이 분석되는 제 1 모드 및, 2) 미분 표시자들을 고려하는 제 2 모드를 포함한다. BS 가 본 논의를 위해 사용되는 동안, 본 실시형태들은 링크 품질 표시자를 수신하고, 이에 전송 결정들의 근거를 두고 있는 임의의 무선 통신 장치에 적용될 수 있다.
방법 (200) 에 따라, 단계 202 에서, BS 는 전체 링크 품질 표시자를 수신한다. 프로세싱은 현재 수신된 데이터의 분산 및 평균을 업데이트하기 위해 단계 200 으로 계속된다. 분산 및 평균 정보는 BS에서 메모리에 저장된다. 단계 204 의 결과는 가장 최근의 평균 및 분산 정보를 업데이트한다. 일 실시형태는 과거의 정보도 보유하고 그러한 정보를 스케줄러에게 제공한다. 단계 206 에서, 프로세스는 j=1, 2, ..., n 에 대하여, n 은 링크 품질 측정들, 즉 이용가능한 부호워드들의 세트와 관련되는 코드워드들의 총 수인, 확률 P(Cj) 를 평가한다. 확률 P(Cj) 는 부호워드 j 가 수신되는 확률이다.
그 후, BS 는 결정 다이아몬드 (208) 에서, 수신된 전체 링크 품질 표시자를 분석하는데 미분 표시자들을 고려할지를, 즉 상기 설명된 제 1 모드 또는 제 2 모드를 결정한다. 즉, 본 추정들은 단지 최근에 수신된 전체 링크 품질 표시자에 기초하거나, 단계 202 에서 추정기가 전체 링크 품질 표시자를 수신하는 것에 앞서 수신되는 미분 표시자들을 고려할 것이다. 다른 실시형태는 이용가능한 부호워드들의 세트의 서브세트를 통해 P(Cj)를 평가할 수도 있다. 단계 210 에서, 프로세스는 단계 208 에서 평가되는 각각의 부호워드를 위해 평균 제곱 오차를 결정하고, 최소 평균 제곱 오차를 가지는 부호워드를 결정한다. 단계 208 은 상기 주어진 식 (3) 을 적용한다. 그 후, 단계 212 에서, 프로세스는 평균 제곱 오차를 추정한다. 그 후, 단계 214 에서, BS 는 링크 품질 정보를 스케줄러에 제공한다. 그러한 정보의 제공과, 특히 신뢰성 및 확실성과 관련하여 추정된 수신 신호들에 관한 정보는, 데이터 전송을 지원하는 시스템에서 데이터 전송을 스케줄링하는데 사용된다.
도 7 에서 계속하여, 추정 및 계산이 앞에서 수신된 미분 표시자들을 포함할 때, 프로세싱은 평균 제곱 오차 또는 미분 표시자를 결정하는 애플리케이션을 위한 가중치 함수를 계산하기 위해 단계 216 으로 계속한다. 미분 표시자가 2 진수 표시자이므로, + 또는 - 의 2 개의 확률이 있다. 미분 표시자는 b 로 식별된다. 수신되는 미분 표시자는 x 로 주어지며, x 는 미분 표시자와 관련된, 수신되는 에너지 E를 포함하고, 잡음 N 을 포함한다고 가정한다. 각각의 확률 (즉, + 및 -) 의 에너지는 추정 각각의 최소 평균 제곱 오차를 결정하기 위해 평가된다. 예를 들어, 소정의 시간에서, 수신된 신호 x 는 + 미분 표시자 및 - 미분 표시자 양자의 경우에 대해 평가된다.
BS 는 새롭게 수신된 전체 링크 품질 표시자를, 미분 표시자들에 간섭함으로써 업데이트되는, 바로 앞에서 수신된 전체 링크 품질 추정과 결합할 수도 있다. 전체 표시자는 하나의 슬롯을 통해 수신되고, 시스템은 그 특정 슬롯에서 미분 표시자를 전송하는 것을 억제하는 실시형태를 고려하여, 비록 이 정보가 구식인 하나의 슬롯이라 하더라도, BS 는 다음과 같이, 2 개의 (독립적인) 추정들을 사용하여 제곱 오차를 최소화할 수도 있다.
(6)
가중치는 다음과 같다.
(7)
여기에서, ei 는 추정 i 의 평균 제곱 오차이다. 이는 다음과 같이 최소 평균 제곱 오차를 유도한다.
(8)
또한, 상기 설명은 시스템이 전체 표시자를 전송할 때에 미분 표시자를 전송하는 실시형태에 적용된다. 이 경우에, 정보는 구식이 아니다.
는 단지 가장 최근에 수신되는 전체 링크 품질 표시자만을 사용하여 제 1 링크 품질 추정을 표현할 수도 있으며, 반면에 는 가장 최근에 수신되는 전체 링크 품질 표시자를 사용함이 없이, 이전의 전체 링크 품질 표시자를 사용하고, 수신되는 미분 표시자들에 임의의 후속 간섭을 적용하여 계산되는 제 2 링크 품질 추정을 나타낼 수도 있다. 제 1 및 제 2 추정은 각각 대응하는 평균 제곱 오차를 가지며, 그에 따라 식 (6) 및 식 (7) 은 각각에 가중치를 부여한다.
도 7 및 수신되는 전체 링크 품질 표시자가 미분 표시자에 간섭하는 것을 고려하는 제 2 동작 모드로 돌아가서, 단계 216 에서, 식 (7) 의 가중치 α는 상기 주어진 것과 같이 계산된다. 다른 실시형태는 수신되는 샘플 의 추정에 포함되는 다양한 항에 가중치를 부여하는 다른 방법을 적용할 수도 있다. 일 추정의 평균 제곱 오차의 하나가 다른 하나보다 상당히 작다면, 더 작은 평균 제곱 오차를 가지는 추정은 더 우수한 추정으로 고려된다. e1 이 더 작은 평균 제곱 오차라면, 분모의 e1 항은 α 를 증가시키며, 따라서 식 (6) 의 e1 항을 강조한다. e2 가 평균 제곱 오차보다 작다면, 분모 및 분자의 e2 항은 α 를 감소시키며, 따라서 식 (6) 의 e2 항을 강조한다. 이 방식에서, 식 (6) 의 항들은 최소 평균 제곱 오차를 가지는 추정을 돕기 위해 가중치가 부여되며, 이는 "가장 우수한" 또는 더 우수한 추정으로 고려된다. 또한, 추정 1 (즉, e1) 의 평균 제곱 오차가 대략 추정 2 (즉, e2) 의 평균 제곱 오차와 동일하다면, 이고, 식 (6) 의 오른 편의 항들 각각은 동일하게 가중치가 부여된다.
도 7 로 돌아가서, 식 (7) 의 가중치가 상기 주어진 것과 같이 식 (6) 의 계산에 적용하는 단계 218 에서, 수신된 신호의 추정은 발생된다. 그 후, 프로세싱은 단계 218 에서 계산되는 추정의 평균 제곱 오차를 최소화하기 위해 단계 220 으로 계속한다. 단계 220 은 상기 주어진 식 (8) 을 사용한다. 그 후, 프로세싱은 링크 품질 정보를 스케줄러에 송신하기 위해 단계 214 로 계속한다.
설명되는 것과 같이, 도 7 의 단계 216 내지 단계 220 에 설명되는 제 2 모드의 프로세싱은, 2 개의 추정을 사용하여 수신된 샘플 의 추정을 준비하는데, 제 1 추정 은 단지 가장 최근에 수신된 전체 링크 품질 표시자만을 사용하여 링크 품질 표시자를 표현하고, 반면 제 2 추정 은 추정에 적용되는 미분 표시자들을 가지고 앞에서 수신된 링크 품질 표시자의 추정을 표현한다. 각각의 추정은 개별적인 평균 제곱 오차를 가진다. 식 (6) 및 식 (7) 은 평균 제곱 오차의 관계와 관련하여 각각의 추정에 가중치들을 적용한다. 다른 실시형태에서는, 새로운 전체 C/I를 수신할 때, 트랜시버는 과거의 업/다운 결정들을 무시하는 결정을 할 수도 있으며, 최종적으로 수신된 전체 링크 품질 측정으로 돌아갈 수도 있다.
미분 표시자들, 즉 업/다운 신호들을 추정하는데 사용되는 절차는 다음의 식에서 설명된다. x 는 수신되는 샘플을 나타내고, E 는 샘플의 수신되는 신호 에너지를 나타내며, b 는 전송되는 미분 값을 나타내며, N 은 전송 과정에서 부가되는 잡음을 나타낸다고 한다. 식 (9) 는 수신된 신호를 전송되는 링크 품질 표시자 (미분 표시자) 및 잡음과 관련되는 신호 에너지를 포함하는 것임을 식별한다.
(9)
(10)
평균 제곱 오차를 최소화하기 위해, 다음 식을 사용하여 b 를 추정한다.
(11)
하이퍼볼릭 탄젠트는 수신되는 미분 표시자의 에너지가 낮을 때 어떤 지침을 제공하기 위해 사용된다. 수신된 미분 표시자의 에너지가 높을 때, 전송된 미분 표시자는 상대적인 확실성을 가지고 추정된다. 그러나, 수신된 미분 표시자가 낮은 에너지를 가진다면, 불확실성이 존재한다.
미분 표시자들의 시퀀스는 전체 링크 품질 표시자들 사이의 시퀀스로 제공된다. 각각의 미분 표시자는 를 표현하는, 미분 표시자들의 시퀀스의 n 단계에서, 값은 다음과 같이 주어진다.
(12)
이는, 다음과 같이 쓰여질 수도 있다.
(13)
식 (12) 및 식 (13) 은 수학적으로, 미분 표시자들 (즉, 업/다운 명령어들) 을 축적하는 동작을 설명한다. 식 (12) 는 dB 의 관점에서 그러한 계산을 제공하며, 반면 식 (13) 은 선형 (linear) 변수들의 관점에서 그러한 계산을 제공한다. 결과물은 최종 전체 C/I 에서 조절되는 대수정규 (lognormal) 랜덤 변수 (r.v.) 이다. 대수정규 분포에 대해서, 관련되는 정규 r.v. 는 다음과 같이 주어진다.
(14)
그 후, 의 평균 및 분산은 다음과 같이 계산되는 분산을 사용하여 도출될 수도 있다.
(15)
다른 실시형태는 앞의 미분 표시자들로부터의 정보와 통합되는 최종 전체 링크 품질 표시자의 추정을 사용한다. 그러한 추정은 식 (10) 및 식 (11) 을 대체한다.
도 8 은 수신된 미분 표시자들을 평가하는 방법을 도시하는데, 전에 수신된 값들은 수신되는 미분 표시자 각각의 정확도를 결정하는데 사용된다. 프로세스 400 은 식 (7) 및 식 (8) 의 정의로 시작한다. 단계 404 에서, 평균 제곱 오차는 식 (9) 에서 최소화된다. 단계 406 은 식 (11) 에서와 같은 계산을 적용한다. 단계 408 에서, 프로세스는 의 평균 및 분산을 계산한다. 단계 410 은 의 평균 및 분산을 따라 앞에서 수신되는 값들을 사용하여 수신되는 미분 표시자를 평가한다.
당업자들은 정보와 신호가 임의의 복수의 다른 기술 및 기법을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 안다. 예를 들어, 전술한 설명을 통해 참조되는 데이터들, 명령어들, 명령들 (commands), 정보들, 신호들, 비트, 기호들, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자, 광학 또는 광자, 또는 상기의 어떤 조합으로 표현될 수 있다.
당업자들은 더 나아가 여기 개시되는 실시형태와 연관하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 이해한다. 이 하드웨어와 소프트웨어의 상호변경 가능성을 명확하게 설명하기 위해서 다양한 예시적인 컴포넌트 (components), 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능의 관점에서 개괄적으로 설명되었다. 그러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전반적인 시스템에 부과된 설계 제약들에 의존한다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션에 따라 변화하는 방식으로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 그러한 구현의 결정은 본 발명 범위로부터의 일탈을 유도하는 것으로 해석되어서는 안된다.
여기에 개시되어 있는 실시형태와 연관하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 또는 기타 프로그래머블 논리 장치, 이산 (discrete) 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 여기서 설명된 기능을 수행하도록 설계되는 이들의 조합으로 구현 또는 실행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다른 방법으로, 그 프로세서는 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 기계일 수도 있다. 또한, 프로세서는 계산 장치들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 기타의 구성물로 구현될 수 있다.
여기 개시되어 있는 실시형태와 연관하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈, 또는 이 둘의 조합으로 실시될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크 (removable disk), CD-ROM, 또는 당업계에 공지된 또 다른 저장 매체의 형태로 존재할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 읽고, 정보를 쓸 수 있도록 프로세서와 커플링된다. 다른 방법으로는, 저장 매체는 프로세서에 일체형일 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 존재 할 수 있다. ASIC 은 사용자 단말기에 존재할 수도 있다. 다른 방법으로는, 프로세서 및 저장 매체는 이산 컴포넌트들로서 사용자 단말기에 존재할 수 있다.
개시되어 있는 실시형태들의 상기 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 실시 또는 이용할 수 있도록 제공될 수 있다. 이 실시형태들의 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이며, 여기 정의된 포괄적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 일탈함이 없이 다른 실시형태에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 나타나는 실시형태들에 한하는 것이 아니라, 여기에 개시되어 있는 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위에 조화시키려는 것이다.

Claims (55)

  1. 복수의 링크 품질 표시자 값들 중 하나인 링크 품질 표시자를 수신하는 단계;
    상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 각각에 대하여 조건부 확률을 결정하는 단계; 및
    상기 조건부 확률에 기초하여 상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 중에서 하나를 선택하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조건부 확률의 최소 평균 제곱 오차를 추정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 중에서 하나를 선택하는 단계는 상기 최소 평균 제곱 오차를 고려하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 링크 품질 표시자는 전체 링크 품질 표시자인 무선 통신 시스템에서의 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 링크 품질 표시자는 반송파 대 혼신비 (C/I) 의 측정치인 무선 통신 시스템에서의 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    n 은 링크 품질 값들의 전체 수이고, Ci 는 각각의 링크 품질 표시자를 나타내며, R 은 상기 수신된 링크 품질 표시자를 나타내고, P(|) 는 조건부 확률 연산자이고, i 및 j 는 인덱스들인 때,
    를 평가하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    는 링크 품질 표시자의 추정값인 때,
    다음 식과 같이 평균 제곱 오차의 평균 제곱근 오차를 추정하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 최소 평균 제곱 오차의 추정치 및 상기 평균 제곱근 오차의 추정치를 사용하여 링크 전송들을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 최소 평균 제곱 오차의 추정치를 사용하여 링크 전송들을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 각각은 양자화된 링크 품질 측정치에 대응하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    발생가능한 (likely) 링크 품질 표시자 값들의 확률 분포를 추정하는 단계; 및
    메모리 저장 장치에서 상기 확률 분포의 추정치를 저장하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 확률 분포를 추정하는 단계는,
    수신된 링크 품질 표시자들에 대응하는 평균 및 표준 편차를 보유하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 확률 분포를 추정하는 단계는,
    의 표준 편차를 계산하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 링크 품질 표시자의 제 1 추정치를 결정하는 단계;
    이전에 수신된 링크 품질 표시자들을 사용하여 상기 수신된 링크 품질 표시자의 제 2 추정치를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 추정치의 함수로서, 상기 수신된 링크 품질 표시자의 제 3 추정치를 결정하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 추정치의 함수로서, 가중치를 결정하는 단계; 및
    상기 제 3 추정치를 결정하는데 상기 가중치를 적용하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 가중치를 결정하는 단계는,
    e1 이 상기 제 1 추정치의 평균 제곱 오차이고, e2 가 상기 제 2 추정치의 평균 제곱 오차인 때,
    를 계산하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 3 추정치를 결정하는 단계는,
    은 상기 제 1 추정치이고, 은 상기 제 2 추정치인 때,
    를 계산하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    다음 식과 같이 상기 제 3 추정치의 최소 평균 제곱 오차를 계산하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 추정치 및 상기 최소 평균 제곱 오차에 기초하여 링크 전송들을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 3 추정치에 기초하여 링크 전송들을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 링크 품질 표시자들은 전체 링크 품질 측정치들에 대응하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  21. 복수의 링크 품질 표시자 값들 중 하나인 링크 품질 표시자를 수신하는 수단;
    상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 각각에 대한 조건부 확률을 결정하는 수단; 및
    상기 조건부 확률들에 기초하여 상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 중에서 하나를 선택하는 수단을 포함하는 무선 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 조건부 확률의 최소 평균 제곱 오차를 추정하는 수단을 더 포함하며,
    상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 중에서 하나를 선택하는 것은 상기 최소 평균 제곱 오차를 고려하는, 무선 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 링크 품질 표시자는 반송파 대 혼신비 (C/I) 에 대응하는 전체 링크 품질 표시자이고,
    n 은 링크 품질 값들의 전체 수이고, Ci 는 각각의 링크 품질 표시자를 나타내며, R 은 상기 수신된 링크 품질 표시자를 나타내고, P(|) 는 조건부 확률 연산자이고, i 및 j 는 인덱스들인 때,
    를 평가하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    는 링크 품질 표시자의 추정치인,
    다음 식과 같이 평균 제곱 오차의 평균 제곱근 오차를 추정하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 최소 평균 제곱 오차의 추정치를 사용하여 링크 전송들을 스케줄링하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 각각은 양자화된 링크 품질 측정치에 대응하는 무선 장치.
  27. 제 21 항에 있어서,
    발생가능한 링크 품질 표시자 값들의 확률 분포를 추정하는 수단; 및
    메모리 저장 장치에 상기 확률 분포의 추정치를 저장하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 확률 분포를 추정하는 수단은,
    수신된 링크 품질 표시자들에 대응하는 평균 및 표준 편차를 보유하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 확률 분포를 추정하는 수단은,
    의 표준 편차를 계산하는 단계를 더 포함하는 무선 장치.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 수신된 링크 품질 표시자의 제 1 추정치를 결정하는 수단;
    이전에 수신된 링크 품질 표시자들을 사용하여 상기 수신된 링크 품질 표시자의 제 2 추정치를 결정하는 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 추정치들의 함수로서, 상기 수신된 링크 품질 표시자의 제 3 추정치를 결정하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 추정치들의 함수로서, 가중치를 결정하는 수단; 및
    상기 제 3 추정치를 결정하는데 상기 가중치를 적용하는 수단을 포함하는 무선 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 가중치를 결정하는 수단은,
    e1 이 상기 제 1 추정치의 평균 제곱 오차이고, e2 가 상기 제 2 추정치의 평균 제곱 오차인 때,
    를 계산하는 수단을 포함하는 무선 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 3 추정치를 결정하는 단계는,
    은 상기 제 1 추정치이고, 은 상기 제 2 추정치인 때,
    를 계산하는 수단을 포함하는 무선 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    다음 식과 같이 상기 제 3 추정치의 최소 평균 제곱 오차를 계산하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 3 추정치 및 상기 최소 평균 제곱 오차에 기초하여 링크 전송들을 스케줄링하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 3 추정치에 기초하여 링크 전송들을 스케줄링하는 수단을 더 포함하는 무선 장치.
  37. 복수의 미분 링크 품질 표시자들을 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 상이한 미분 링크 품질 표시자들 각각에 대하여, 2 개의 2 진수 값들 중 하나인, 최초에 전송된 미분 표시자를 추정하는 단계로서,
    상기 2 개의 2 진수 값들 각각에 대하여, 최소 평균 제곱 오차를 결정하는 단계; 및
    상기 최초에 전송된 미분 표시자를 상기 최소 평균 제곱 오차에 대응하는 상기 2 진수 값으로서 추정하는 단계
    에 의해 추정되는 단계
    를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 최소 평균 제곱 오차를 결정하는 단계는,
    각각의 2 진수 값에 대하여,
    를 평가하는 단계인 무선 통신 시스템에서의 방법.
  39. 복수의 미분 링크 품질 표시자들을 수신하는 수단; 및
    상기 복수의 상이한 미분 링크 품질 표시자들 각각에 대하여, 2 개의 2 진수 값들 중 하나인, 최초에 전송된 미분 표시자를 추정하는 수단으로서,
    상기 2 개의 2 진수 값들 각각에 대하여, 최소 평균 제곱 오차를 결정하는 것; 및
    상기 최초에 전송된 미분 표시자를 상기 최소 평균 제곱 오차에 대응하는 상기 2 진수 값으로서 추정하는 것
    에 의해 추정되는 수단
    을 포함하는 무선 통신 시스템에서의 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 최소 평균 제곱 오차를 결정하는 것은,
    각각의 2 진수 값에 대하여,
    를 평가하는 것을 포함하는 무선 통신 시스템에서의 장치.
  41. 컴퓨터 판독 가능 명령어들을 프로세싱하는 프로세서; 및
    메모리 저장 장치로서,
    복수의 링크 품질 표시자 값들 중 하나인 링크 품질 표시자를 수신하고,
    복수의 상기 링크 품질 표시자 값들 각각에 대하여 조건부 확률을 결정하고,
    상기 조건부 확률에 기초하여 상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 중에서 하나를 선택하기 위한 컴퓨터 판독 가능 명령어들을 저장하는 메모리 저장 장치
    를 포함하는 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로, 상기 조건부 확률의 최소 평균 제곱 오차를 추정하며,
    상기 복수의 링크 품질 표시자 값들 중에서 하나를 선택하는 것은 상기 최소 평균 제곱 오차를 고려하는 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 링크 품질 표시자는 반송파 대 혼신비 (C/I) 에 대응하는 전체 링크 품질 표시자이고,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    n 은 링크 품질 값들의 전체 수이고, Ci 는 각각의 링크 품질 표시자를 나타내며, R 은 상기 수신된 링크 품질 표시자를 나타내고, P(|) 는 조건부 확률 연산자이고, i 및 j 는 인덱스들인 때,
    를 평가하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  44. 제 43 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    는 링크 품질 표시자의 추정치인 때,
    다음 식과 같이 평균 제곱 오차의 평균 제곱근 오차를 추정하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  45. 제 44 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    상기 최소 평균 제곱 오차의 추정치 및 상기 평균 제곱근 오차의 추정치를 사용하여 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  46. 제 44 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    상기 최소 평균 제곱 오차의 추정치를 사용하여 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  47. 제 41 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    발생가능한 링크 품질 표시자 값들의 확률 분포를 추정하고,
    메모리 저장 장치에 상기 확률 분포의 추정치를 저장하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  48. 제 47 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    수신된 링크 품질 표시자에 대응하는 평균 및 표준 편차를 보유하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  49. 제 41 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    수신된 링크 품질 표시자의 제 1 추정치를 결정하고,
    이전에 수신된 링크 품질 표시자들을 사용하여 상기 수신된 링크 품질 표시자의 제 2 추정치를 결정하며,
    상기 제 1 및 제 2 추정치들의 함수로서, 수신된 링크 품질 표시자의 제 3 추정치를 결정하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  50. 제 49 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    상기 제 1 및 제 2 추정치들의 함수로서, 가중치를 결정하고,
    상기 제 3 추정치를 결정하는데 상기 가중치를 적용하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  51. 제 50 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    e1 이 상기 제 1 추정치의 평균 제곱 오차이고, e2 가 상기 제 2 추정치의 평균 제곱 오차인,
    를 계산하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  52. 제 51 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    은 상기 제 1 추정치이고, 은 상기 제 2 추정치인 때,
    를 계산하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  53. 제 52 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    다음 식과 같이 상기 제 3 추정치의 최소 평균 제곱 오차를 계산하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  54. 제 53 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    상기 제 3 추정치 및 상기 최소 평균 제곱 오차에 기초하여 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
  55. 제 53 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들은 추가적으로,
    상기 제 3 추정에 기초하여 링크 전송들을 스케줄링하기 위한 명령어들인 무선 인프라스트럭처 구성요소.
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