KR20050077516A - 스마트 안테나 이동통신 시스템에서 트래픽 채널 상태지시자를 이용한 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

스마트 안테나 이동통신 시스템에서 트래픽 채널 상태지시자를 이용한 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국이 트래픽 채널의 상태를 예측하여 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서, 상기 다수의 단말들의 상태에 따라 트래픽 채널 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 지시 정보 및 다른 정보들을 수집하는 과정과, 상기 수집된 정보들을 이용하여 데이터를 전송할 단말 및 전송률을 결정하는 과정과, 상기 수집된 정보들을 통해 파일럿과 트래픽 빔의 전력비 및 채널 상태 지시값 비를 계산하여 계산된 두 결과들을 비교하는 과정과, 상기 결정된 단말로 상기 비교결과에 따라 상기 빔 폭을 조절하는 과정과, 상기 조절된 빔 폭과 전송률로 상기 단말로 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 안테나 이동통신 시스템에서 트래픽 채널 상태 지시자를 이용한 데이터 전송 방법 및 장치{Method and device for transmitting data employing traffic CQI in smart antenna communication system}
본 발명은 이동통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 스마트 안테나를 이용한 이동통신 시스템에서 트래픽 채널을 예측하여 트래픽 채널 상태 지시자를 이용한 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재의 CDMA 1xEV-DV에서 R-CQICH(Reverse Channel Quality Indicator Channel)채널을 통해 해당 단말이 서비스 중인 기지국에게 최적 기지국과 이동 단말간의 채널상태(channel quality)를 알려준다. 이동 단말은 액티브 셋(Active Set)내의 각 섹터로부터 수신된 순방향 파일롯 신호의 케리어에 대한 간섭 비율(Carrier to Interference 이하, C/I라 함)을 측정하여 채널상태를 예측하고, 채널상태가 가장 좋은 기지국을 최적 기지국으로 선택하고 상기 해당 기지국의 측정된 C/I값을 서비스 중인 기지국에 알려 준다. 각 기지국은 자신을 최적 기지국으로 선택한 단말들로부터의 C/I와 사용 가능한 왈시 코드(Walsh Code), 전력 등을 고려하여 스케쥴링(scheduling), 데이타 전송속도, 프레임 포맷(frame format)등을 설정하게 된다.
또한, 최적 기지국이 바뀌는 경우 적절한 호 스위칭 패턴(cell switching pattern)을 사용하여 소스와 타켓 기지국 모두에게 셀 스위칭을 알려 주어 하이브리드(Hybrid) ARQ 동작을 돕는 역할을 한다.
한편, CDMA 1xEV-DV의 고속 패킷 데이터 전송은, 단말이 기지국으로부터 수신한 파일럿의 신호감도인 채널 상태 지시자(Channel Quality Indicator 이하, CQI)를 기지국에 전송하고, 기지국은 여러 단말로부터 수집된 CQI 정보를 이용하여 순방향 트래픽 신호의 채널환경을 예측한 정보 및 기지국 RF 자원 등을 고려하여 전송속도 및 전송전력을 계산함으로써 이루어진다. 단말이 기지국으로 전송한 파일럿 CQI 정보를 트래픽 채널 예측에 사용하는 것은 단말과 기지국간의 파일럿 채널이 트래픽 채널과 같을 것이라 예상되기 때문이다.
그러나, CDMA 1xEV-DV에서 스마트 안테나를 사용할 경우, 빔 폭이 넓은 파일럿 빔과 빔 폭이 작은 트래픽 빔을 전송하는 스마트 안테나를 사용하게 되면, 파일럿 신호와 트래픽 신호의 채널 상태가 서로 상이하여 파일럿 신호를 이용한 트래픽 신호의 채널 추정이 어려워진다. 이에 따라 고속 데이터 패킷 전송 시 트래픽 채널상태에 맞는 최적의 데이터 패킷 전송 속도를 예측할 수 없어 전송 효율이 떨어지게 된다. 즉, 파일럿 신호를 이용한 트래픽 신호의 채널 예측이 불가능하다.
따라서, 본 발명의 목적은 스마트 안테나를 이용하는 이동통신 시스템에서 트래픽채널을 예측하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 트래픽 신호의 채널상태를 나타내는 역방향 CQI 채널 추가를 제안하여 데이터 전송 채널을 정확히 예측하고, 효율적 데이터 패킷 데이터 전송을 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 실시예에 따른 방법은, 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국이 트래픽 채널의 상태를 예측하여 데이터를 전송하기 위한 방법으로서, 상기 다수의 단말들의 상태에 따라 트래픽 채널 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 지시 정보 및 다른 정보들을 수집하는 과정과, 상기 수집된 정보들을 이용하여 데이터를 전송할 단말 및 전송률을 결정하는 과정과, 상기 수집된 정보들을 통해 파일럿과 트래픽 빔의 전력비 및 채널 상태 지시값 비를 계산하여 계산된 두 결과들을 비교하는 과정과, 상기 결정된 단말로 상기 비교결과에 따라 상기 빔 폭을 조절하는 과정과, 상기 조절된 빔 폭과 전송률로 상기 단말로 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 실시예에 따른 다른 방법은, 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 단말이 트래픽 채널을 통해 데이터를 전송하는 상기 기지국으로 상기 트래픽 채널의 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 정보를 전송하는 방법으로서, 상기 기지국으로부터 수신된 파일롯 신호와 트래픽 신호의 전력 및 노이즈 신호의 전력을 측정하여 파일롯 채널 상태 지시 정보 및 트래픽 채널 상태 지시 정보를 구하는 과정과, 상기 구한 파일롯 채널 상태 지시 정보를 파일롯 채널 상태 지시 정보 채널을 통해 전송하는 과정과, 상기 구한 트래픽 채널 상태 지시 정보를 트래픽 채널 상태 지시 정보 채널을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 실시예에 따른 장치는, 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국이 트래픽 채널의 상태를 예측하여 데이터를 전송하기 위한 장치로서, 상기 다수의 단말들의 상태에 따라 트래픽 채널 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 지시 정보 및 다른 정보들을 수집하여 데이터를 전송할 단말 및 전송률을 결정하는 스케쥴러와, 상기 수집된 정보들을 통해 파일럿과 트래픽 빔의 전력비 및 채널 상태 지시값 비를 계산하여 계산된 두 결과들을 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 스마트 안테나의 빔 폭을 조절하기 위한 빔 계수를 계산하는 빔 퍼머와, 상기 빔 폭이 조절된 스마트 안테나를 통해 상기 결정된 단말로 상기 결정된 전송률에 따라 상기 데이터를 전송하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 실시예에 따른 다른 장치는, 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 트래픽 채널을 통해 데이터를 전송하는 상기 기지국으로 상기 트래픽 채널의 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 정보를 전송하기 위한 장치로서, 상기 기지국으로부터 수신된 파일롯 신호를 통해 구한 파일롯 채널 상태 지시 정보를 부호화하여 상기 기지국으로 전송하는 파일롯 상태 지시 정보 채널과, 상기 기지국으로부터 수신된 트래픽 신호를 통해 구한 트래픽 채널 상태 지시 정보를 상기 기지국으로 전송하는 트래픽 채널 상태 지시 정보 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 스마트 안테나의 빔 형성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 스마트 안테나는 파일럿 채널과 페이징 채널, 싱크채널을 포함한 오버헤드 빔(21)을 모든 단말(10a, 10b)이 받을 수 있도록 전송하고, 트래픽 빔(22)을 통해 통화를 하고 있는 단말(10a)에게만 전달되게 한다. 스마트 안테나를 사용하면, 단말(10a)에서의 C/I값은 증가하게 되고, 기지국 전력 증폭기(Power Amplifier : PA)의 전력사용은 감소하게 되어 기지국 용량이 증가하게 된다.
상기 광폭 빔(21)을 방사하는 섹터 안테나를 사용할 경우, 트래픽 신호는 오버헤드 빔과 같이 모든 단말(10a, 10b)이 수신할 수 있도록 전송된다. 즉, 파일럿 신호로 추정한 채널 특성이 트래픽 채널에도 적용 가능하다. 그러나 스마트 안테나를 사용하게 되면, 트래픽 신호와 오버헤드 신호의 경로가 달라지므로 더 이상 파일럿 신호로 트래픽 채널을 예측하는 기존의 방법을 사용할 수 없게 된다. 따라서 이하, 설명되는 본 발명의 실시예들에서는 트래픽 신호의 채널 상태를 전송하는 채널을 이용하며, 고속의 패킷 데이터를 전송하는 1x EV-DV 시스템에 적용하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 스케쥴러와 빔포머의 관계를 보인 기지국 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 트래픽 CQI를 적용한 스마트 안테나 이동통신 시스템에서 기지국은 안테나를 통해 신호를 송수신하는 송수신 프로세서(110)로부터 정보들을 입력받아 데이터를 전송할 단말을 선택하는 스케쥴러(120)와, 상기 선택된 단말의 빔 계수를 계산하는 빔포머(Beamformer)(130)가 유기적으로 구성된다. 그리고 기지국은 상기 스케쥴러(120)와 연결되어 전송할 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 변조기(140)와, 변환된 신호와 빔계수를 곱하고, 전력을 증폭하여 단말로 데이터를 전송하는 송수신부(150)로 구성된다.
상기 스케쥴러(120)는 상기 기지국 송수신 프로세서(110)로부터 전달되는 정보들(200)을 이용하여 데이터를 전송할 단말기를 선택하고, 선택된 단말기의 정보를 빔포머(130)로 전송한다. 그리고 상기 스케쥴러(110)는 최적의 전송률을 결정한 후 데이터를 변조기(140)로 전송한다.
이에 따라 상기 변조기(140)는 스케쥴러(120)로부터 수신된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송수신부(150)내의 체배기(153)로 전달한다. 이에 따라 단말로 전송될 데이터는 체배기(153)를 통해 상기 빔 포머(120)에서 계산된 빔 계수와 곱해진 후 전력증폭기(154)를 통해 증폭되어 안테나(101)로 전달된다.
상기 빔 포머(120)는 상기 스케쥴러(110)에서 선택된 단말기의 정보를 수신하여 위치를 파악한 후 빔 폭 조절 알고리즘을 통하여 빔 계수를 계산한다.
이와 같은 구조를 갖는 스마트 안테나를 사용하는 이동통신 시스템의 기지국에서 트래픽 CQI를 적용하여 효율적 고속 패킷 데이터 전송 및 빔을 형성하기 위한 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
스마트 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서 기지국은 송수신부(150)내의 안테나(101)을 통해 수신된 신호를 듀플렉스(151)와 필터(152)를 거친 후 송수신 프로세서(110)로 전달된다. 이에 따라 송수신 프로세서(110)는 스케쥴러(120)와 빔 포머(130)에서 필요한 정보들(200)을 스케쥴러(120)로 전달한다.
그러면 상기 스케쥴러(120)는 상기 수신된 정보들을 이용하여 데이터를 전송할 단말기를 선택하고, 전송할 데이터의 전송률을 결정한 후, 데이터를 변조기(140)로 전송한다. 상기 변조기(120)로 입력되는 데이터는 아날로그 신호로 변환되어 송수신부(150)의 채배기(153)로 입력된다. 이때, 빔 포머(130)는 상기 선택된 단말기의 정보를 스케쥴러(120)로부터 수신하여 상기 선택된 단말기의 위치를 파악한 후 빔 폭 조절 알고리즘을 통해 빔 계수를 계산하여 채배기(153)로 전송한다. 이에 따라 상기 채배기(153)는 상기 계산된 빔 계수와 상기 변환된 데이터를 곱하여 전력 증폭기(154)로 전송하고, 전력 증폭기(154)는 상기 곱해진 신호의 전력을 증폭하여 상기 빔 계수에 따라 조절된 안테나(101)를 통해 해당 단말로 전송한다.
이와 같은 기지국의 동작에서 상기 스케쥴러(120)는 단말의 상태에 따라 정보를 수집하는데, 이러한 정보 수집은 도 3a, 도 3b에 도시한 바와 같으며, 상기 도 3a, 도 3b를 참조하여 상기 스케쥴러(120)의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다.
단말이 대기상태일 경우의 정보 수집을 나타낸 도 3a를 참조하면, 단말이 데이터 전송을 요구하지 않는 대기 상태(idle state)에서는 단말은 파일럿 CQI만을 기지국으로 전송한다. 이에 따라 기지국의 스케쥴러(110)는 파일롯 CQI 정보, 기지국 가용 RF 자원 정보, 기지국 가용 왈시 코드 정보를 수집하고, 상기 정보들을 이용하여 단말의 데이터 전송 요구시 어떤 단말에 어느 속도로 데이터를 전송할지 전송률의 초기값 예측을 한다. 기지국은 이러한 초기값 예측을 계속하며, 단말이 데이터 요구시 상기 초기값 예측의 전송률에 따라 데이터를 전송하게 된다.
단말이 통화상태일 경우의 정보 수집을 나타낸 도 3b를 참조하면, 데이터가 전송되기 시작함에 따라 단말은 파일럿과 트래픽 CQI를 기지국에 전송한다. 이에 따라 기지국 파일럿 CQI 정보, 트래픽의 CQI 정보, 기지국 가용 RF 자원 정보 및 기지국 가용 왈시 코드 정보 등을 수집한다. 기지국의 스케쥴러(120)는 트래픽 CQI값을 이용하여 단말별 데이터 전송률 및 단말의 순서를 결정하고, 해당 단말에 데이터 전송을 시작한다.
한편, 파일럿은 트래픽 신호를 복원하는 기준 위상을 제공하므로, 파일럿 신호와 트래픽 신호의 위상차(Phase Mismatch)가 발생하면 데이터 복원이 어려워진다. 스마트 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서는 넓은 빔 폭으로 전송되는 파일럿 신호와 좁은 빔 폭으로 전송되는 트래픽 신호의 경로가 서로 달라 위상차가 발생하는데, 단말에서 전송한 트래픽 빔과 파일럿 빔의 CQI를 이용하면 빔 폭 조절 알고리즘에 의해 효율적 빔폭 조절이 가능하여 위상차를 줄일 수 있다.
기지국내의 빔 포머(130)는 단말로부터 파일럿과 트래픽의 CQI를 알 수 있고, 기지국 채널 카드의 디지털 이득부(Digital Gain Unit 이하, DGU라 함) 값을 이용하여 파일럿과 트래픽 빔의 전력을 계산할 수 있다. 이러한 빔 포머(130)의 빔 폭 조절 알고리즘을 첨부된 흐름도를 통해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 빔 포머의 빔 형성 과정을 도시한 흐름도이다.
410단계에서 빔 포머(130)는 스케쥴러(120)를 통해 단말로부터의 파일럿 C/I, 트래픽 C/I 정보를 수신하고, 채널 카드의 DGU 정보를 파악한다.
420단계에서 빔 포머(130)는 상기 스케쥴러(120)로부터 수신된 기지국 채널 카드의 DGU값을 이용하여 계산된 파일럿과 트래픽 빔의 전력의 전력비(이하, K1이라 함)를 구한다. 그리고 상기 스케쥴러(120)로부터 수신된 파일럿 및 트래픽 빔의 CQI를 통해 파일럿과 트래픽의 CQI비(이하, K2라 함)를 구한다.
430단계에서 빔 포머(130)는 상기 계산된 K1이 K2를 비교한다. 이때, K1이 K2보다 큰 경우, 440단계에서 빔 포머(130)는 빔 폭을 좁히고, 그렇지 않은 경우, 445단계에서 빔 폭을 넓힌다. 여기서 상기 K1 및 K2은 <수학식 1>과 같이 계산된다.
K1 = (Pilot Beam Power) / (Traffic Beam Power)
K2 = (Pilot Beam CQI) / (Traffic Beam CQI) + Margin
Margin = 시스템이나 주변환경에 의해 정해지는 환경변수
상기 <수학식 1>에서 상기 K1과 K2의 값은 주변 지형지물에 의해 서로 달라지는데, K1이 K2보다 값은 상술한 바와 같이, K1이 K2보다 크면 트래픽 빔의 빔폭을 현재보다 좁히고, K2가 K1보다 크면 트래픽 빔의 빔폭을 현재보다 넓히게 된다.
상술한 바와 같이, 기지국이 데이터를 해당 단말로 전송하기 위해 스케쥴러(120)를 통해 데이터를 전송할 단말기 및 전송률을 결정하고, 빔 포머(130)를 통해 빔 폭을 조절하는 방법에 대해 설명하였는데, 이하, 설명에서는 단말이 트래픽 CQI 채널을 통해 트래픽 CQI 정보를 전송하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
단말은 파일럿의 C/I와 트래픽의 C/I는 파일럿, 트래픽, 노이즈의 전력을 각각 구하여 하기 <수학식 2>와 같이 계산할 수 있다.
파일럿의 C/I = 파일럿 전력/ 노이즈 전력
트랙픽의 C/I = 트래픽 전력/ 노이즈 전력
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 단말이 파일럿 및 트래픽 전력을 측정하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 안테나(101)를 통하여 수신된 신호는 송수신 프로세서(110)를 통하여 주파수가 낮아지고 I, Q 채널의 기저대역 신호로 전환된다. 이렇게 기저대역 신호로 변환된 신호에 PN 코드와 왈시(walsh) 0번 코드를 곱하면 파일럿 신호를 복원할 수 있다. 이후, 상기 복원된 파일럿 신호는 적분기(602)에 의해 칩 단위시간 동안 적분되고 제곱기(603)에 의해 제곱된다. 이에 따라 파일롯 전력 측정기(604)는 제곱된 신호를 수신하여 칩 단위시간 동안의 파일럿의 전력, Ec를 구한다.
상기 파일럿 전력을 측정하는 방법과 동일한 방법으로 트패픽 전력 측정기(605)는 트래픽의 칩 단위시간 Ec를 구한다. 단, 왈시 코드는 트래픽에 할당된 코드를 곱해야 한다. 만일, 1x EV-DV 시스템과 같이 데이터 채널(PDCH)과 데이터 제어채널(PDCCH)이 공존할 경우, 데이터 제어채널은 모든 단말이 수신하는 채널이므로 데이터 채널의 전력만 구해야 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 노이즈 전력을 측정하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 안테나(101)를 통하여 수신된 신호는 송수신 프로세서(110)를 통하여 주파수가 낮아지고 I, Q 채널의 기저대역 신호로 전환된다. 이렇게 기저대역 신호로 전환된 신호에 PN 코드와 왈시(walsh) 0번 코드를 곱하면 파일럿 신호를 복원할 수 있다. 여기서 상기 복원된 파일롯 신호는 노이즈와 파일럿 신호의 합이 된다. 상기 복원된 파일럿 신호는 데이터 변환기(703)에 입력되며, 데이터 변환기(702)는 입력된 신호를 저장 가능하도록 변환하여 데이터 저장기(703)에 저장한다. 여기서 데이터 저장기(703)는 한 칩 시간 동안의 데이터를 저장하는 2개의 메모리를 구비하며, 상기 2개의 메모리 장치에는 마지막 2 칩 시간동안의 데이터만을 저장하게 된다.
이후, 노이즈 전력 측정기(704)는 상기 데이터 저장기(703)에 저장된 신호를 수신하여 노이즈 전력을 측정한다. 이러한 상기 노이즈 전력 측정에서 k 칩과 (k+1)칩이 마지막으로 입력된 2개 신호의 시작 시간이라 하면, 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.
상기 <수학식 3>에서 는 k 칩 시간부터 (k+1) 칩 시간까지의 데이터이고, 는 (k+1) 칩 시간부터 (k+2) 칩 시간까지의 데이터이다.
상기 <수학식 3>에서, 노이즈 전력을 구하기 위하여 에서 을 소거하면, 모든 시간에 대해 값이 같은 파일럿 신호는 제거되고 노이즈의 차만 남게 된다. 따라서 노이즈의 전력은 하기 <수학식 4>와 같이 계산할 수 있다.
다음으로 트래픽 CQI 전송 방법에 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 상기 트래픽 CQI를 1xEV-DV시스템에 적용한다면, 파일럿 CQI 채널을 이용한 전송 방법 및 독립된 트래픽 CQI 채널을 이용한 전송 방법으로 구분될 수 있다. 이러한 방법들 중 파일럿 CQI 채널을 이용하여 트래픽 CQI를 전송하는 방법을 설명하면 다음과 같다,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 파일롯 CQI 채널을 이용하여 트래픽 CQI 를 전송하는 방법을 도시한 도면이다.
독립된 트래픽 CQI 채널은 파일럿 CQI 값 심볼들 및 트래픽 CQI 값 심볼들을 각각 부호화하는 블록 부호화기(701, 704)와, 다른 파일럿 CQI 및 트래픽 CQI 심볼들의 반복을 수행하는 심볼 반복기(702, 705)와, 제1 및 제2왈시 커버기(703, 706)로 구성된다. 여기서 상기 파일럿 CQI 값 및 트래픽 CQI 값 심볼들은 1.25ms당 4비트이며, 다른 트래픽 CQI 및 파일럿 CQI 심볼들은 1.25ms 당 1비트이고, 파일롯 CQI 커버 심볼들은 1.2ms 당 3비트이다. 그리고 상기 파일럿 CQI는 상기 제1왈시 커버기(703)에 의해 왈시 커버링되고, 상기 트래픽 CQI는 제2왈시 커버기(706)에 의해 왈시 커버링된다.
기본적인 CQI값의 심볼 매핑은 1xEV-DV 의 방법과 동일하다. 단, 트래픽 CQI 값 4비트 심볼 매핑은 제외된다. 1xEV-DV에서는 기지국 인덱싱을 위해 왈시 커버(Walsh Coverer)(703)에 의해 8-ary 왈시부호와 3비트의 기지국 번호가 매핑된다. 이는 단말이 기지국 8개중에 1개를 선택하기 위함이지만, 단말 주변에 기지국이 8개까지 존재하는 경우는 거의 드물다. 즉, 기지국 인덱싱에 쓰이는 여분의 왈시코드를 트래픽 CQI값에 적용해 기존의 파일럿 CQI채널을 통해 트래픽 CQI를 전송할 수 있다. 여기서 상기 1xEV-DV에서 쓰이는 기지국 인덱스와 왈시부호의 관계를 나타내면 하기 <표 1>과 같다.
상기 <표 1>에서 하나의 왈시 부호 트래픽 CQI 예를 들면, 마지막 왈시 코드에 사용하고, 나머지 왈시코드는 기지국 인덱싱을 위한 왈시코드에 사용 가능하다. 본 발명의 제1실시예에서는 기지국 번호 7번(기지국 인텍스 111)의 왈쉬 코드를 트래픽 CQI 채널에 사용한다. 즉, 상기 제2왈시 커버기(706)는 마지막 왈시 코드 8을 사용하고, 상기 제1왈시 커버기(703)는 왈시 코드 1~7을 사용한다.
이와 같은 방법으로 단말이 CQI를 전송할 경우, 파일럿 CQI는 통화를 하고 있는 기지국에서만 복원되지만, 트래픽 CQI는 통화를 하지 않는 다른 기지국에도 복원된다. 그러나 통화를 하고 있지 않는 기지국은 파일럿 CQI를 복원할 수 없으므로 복원된 트래픽 CQI를 무시하면 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 전송 방법에서는 파일럿 CQI 채널을 이용한 트래픽 CQI 전송 방법을 설명하였으나, 본 발명의 제2실시예에 따른 전송 방법에서는 독립된 트래픽 CQI 채널을 이용한 트래픽 CQI 전송 방법을 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 단말이 독립된 트래픽 CQI 채널을 이용하여 트래픽 CQI를 전송하는 방법을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따라 트래픽 CQI 채널에 왈시 코드를 할당하기 위한 구조를 도시한 도면이다.
독립된 트랙 CQI 채널을 이용하는 방법은 파일럿 CQI와 같이 동일 구조로 트래픽 CQI채널을 구성한다. 단, 독립된 트래픽 CQI 채널을 구성하기 위해서는 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 트래픽 CQI채널에 왈시 코드를 할당해야한다. 그러므로 상기 도 7에 도시된 채널과 달리, 하나의 왈시 커버기(803)가 파일럿 CQI 채널 및 트래픽 CQI 채널에 연결되어 왈시 커버링한다. 그리고 독립된 트래픽 CQI 채널은 단순히 트래픽의 C/I의 값을 전송하는 것이 아니라, 파일럿 C/I 와의 차이를 세밀하게 양자화(quantization)하면 좀더 정확한 트래픽 C/I값을 전송할 수 있다. 이러한 트래픽 C/I와 파이럿 C/I의 차 값에 대응되는 트래픽 값 심볼들을 나타내면 하기 <표 2>와 같다.
상기 <표 2>에 따라 기지국은 파일럿 C/I값을 기준으로 트래픽의 상대적 C/I를 이용하여 트래픽의 C/I값을 구할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 스마트 안테나를 이용한 이동통신 시스템에서 트래픽 CQI전송 채널을 도입함으로써 트래픽 채널 추정이 가능하므로, 주파수 사용 및 빔 폭을 조절이 가능하고, 효율적으로 고속의 패킷 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 스마트 안테나의 빔 형성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 스케쥴러와 빔포머의 관계를 보인 기지국 장치의 구조를 도시한 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 이동 단말이 상태에 따라 스케쥴러의 정보수집을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 빔 포머의 빔 형성 과정을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 단말이 파일롯 및 트래픽을 측정하기 위한 수신 장치를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 단말이 잡음을 측정하기 위한 수신 장치를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 단말이 파일롯 CQI 채널을 통한 트래픽 CQI 전송을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따라 단말이 파일롯 CQI 채널을 통한 트래픽 CQI 전송을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따라 트래픽 CQI 채널에 왈시 코드를 할당하기 위한 구조를 도시한 도면.

Claims (18)

  1. 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국이 트래픽 채널의 상태를 예측하여 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서,
    상기 다수의 단말들의 상태에 따라 트래픽 채널 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 지시 정보 및 다른 정보들을 수집하는 과정과,
    상기 수집된 정보들을 이용하여 데이터를 전송할 단말 및 전송률을 결정하는 과정과,
    상기 수집된 정보들을 통해 파일럿과 트래픽 빔의 전력비 및 채널 상태 지시값 비를 계산하여 계산된 두 결과들을 비교하는 과정과,
    상기 결정된 단말로 상기 비교결과에 따라 빔 폭을 조절하는 과정과,
    상기 조절된 빔 폭과 전송률로 상기 단말로 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수집된 정보들은 상기 트래픽 채널 상태 지시 정보를 포함하여 기지국 파일럿 채널 상태 지시 정보, 기지국 가용 무선 자원 정보 및 기지국 가용 왈시 코드 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파일럿과 트래픽의 전력비는 상기 계산된 파일롯 빔 전력을 상기 계산된 트래픽 빔 전력으로 나누어 계산하며, 상기 파일럿과 트래픽의 채널 상태 지시값 비는 상기 파일롯 빔 채널 상태 지시 정보를 상기 트래픽 빔 채널 상태 지시 정보와 환경변수를 더한 값으로 나누어 계산함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 빔 폭을 조절하는 과정은,
    상기 파일럿과 트래픽의 전력비는 상기 파일럿과 트래픽의 채널 상태 지시값 비보다 큰 경우, 상기 빔 폭을 좁히는 단계와,
    상기 파일럿과 트래픽의 전력비는 상기 파일럿과 트래픽의 채널 상태 지시값 비보다 작거나 같은 경우, 상기 빔 폭을 넓히는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 단말이 트래픽 채널을 통해 데이터를 전송하는 상기 기지국으로 상기 트래픽 채널의 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호와 트래픽 신호의 전력 및 노이즈 신호의 전력을 측정하여 파일럿 및 트래픽 채널 상태 지시 정보를 구하는 과정과,
    상기 구한 파일럿 채널 상태 지시 정보 및 트래픽 채널 상태 지시 정보를 파일럿 채널 상태 지시 정보 채널을 통해 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파일롯 채널 상태 지시 정보는 상기 파일럿 전력을 상기 노이즈 전력으로 나눈 값이며, 상기 트래픽 채널 상태 지시 정보는 상기 트래픽 전력을 상기 노이즈 전력으로 나눈 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 단말이 트래픽 채널을 통해 데이터를 전송하는 상기 기지국으로 상기 트래픽 채널의 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 수신된 파일롯 신호와 트래픽 신호의 전력 및 노이즈 신호의 전력을 측정하여 파일롯 채널 상태 지시 정보 및 트래픽 채널 상태 지시 정보를 구하는 과정과,
    상기 구한 파일롯 채널 상태 지시 정보를 파일롯 채널 상태 지시 정보 채널을 통해 전송하는 과정과,
    상기 구한 트래픽 채널 상태 지시 정보를 트래픽 채널 상태 지시 정보 채널을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파일럿 채널 상태 지시 정보는 상기 파일럿 신호의 전력을 상기 노이즈 신호의 전력으로 나눈 값이며, 상기 트래픽 채널 상태 지시 정보는 상기 트래픽 신호의 전력을 상기 노이즈 신호의 전력으로 나눈 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 트래픽 채널 상태 지시 정보 채널에 왈시 코드를 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 트래픽 채널 상태지시 정보는 파일럿 채널 상태 지시 정보와의 차이를 세밀하게 양자화한 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국이 트래픽 채널의 상태를 예측하여 데이터를 전송하기 위한 장치에 있어서,
    상기 다수의 단말들의 상태에 따라 트래픽 채널 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 지시 정보 및 다른 정보들을 수집하여 데이터를 전송할 단말 및 전송률을 결정하는 스케쥴러와,
    상기 수집된 정보들을 통해 파일럿과 트래픽 빔의 전력비 및 채널 상태 지시값 비를 계산하여 계산된 두 결과들을 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 스마트 안테나의 빔 폭을 조절하기 위한 빔 계수를 계산하는 빔 퍼머와,
    상기 빔 폭이 조절된 스마트 안테나를 통해 상기 결정된 단말로 상기 결정된 전송률에 따라 상기 데이터를 전송하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수집된 정보들은 상기 트래픽 채널 상태 지시 정보를 포함하여 기지국 파일럿 채널 상태 지시 정보, 기지국 가용 무선 자원 정보 및 기지국 가용 왈시 코드 정보임을 특징으로 하는 상기 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 파일럿과 트래픽의 전력비는 상기 계산된 파일롯 빔 전력을 상기 계산된 트래픽 빔 전력으로 나누어 계산하며, 상기 파일럿과 트래픽의 채널 상태 지시값 비는 상기 파일럿 빔 채널 상태 지시 정보를 상기 트래픽 빔 채널 상태 지시 정보와 환경변수를 더한 값으로 나누어 계산함을 특징으로 하는 상기 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 빔 포머는, 상기 파일럿과 트래픽의 전력비는 상기 파일럿과 트래픽의 채널 상태 지시값 비보다 큰 경우, 상기 빔 폭을 좁히히고, 상기 파일럿과 트래픽의 전력비는 상기 파일럿과 트래픽의 채널 상태 지시값 비보다 작거나 같은 경우, 상기 빔 폭을 넓힘을 특징으로 하는 상기 장치.
  15. 스마트 안테나를 이용하여 다수의 단말들과 데이터를 송수신하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서, 트래픽 채널을 통해 데이터를 전송하는 상기 기지국으로 상기 트래픽 채널의 상태를 예측하기 위한 트래픽 채널 상태 정보를 전송하기 위한 장치에 있어서,
    상기 기지국으로부터 수신된 파일롯 신호를 통해 구한 파일롯 채널 상태 지시 정보를 부호화하여 상기 기지국으로 전송하는 파일롯 상태 지시 정보 채널과,
    상기 기지국으로부터 수신된 트래픽 신호를 통해 구한 트래픽 채널 상태 지시 정보를 상기 기지국으로 전송하는 트래픽 채널 상태 지시 정보 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 파일럿 채널 상태 지시 정보는 상기 파일럿 신호의 전력을 노이즈 신호의 전력으로 나눈 값이며, 상기 트래픽 채널 상태 지시 정보는 상기 트래픽 신호의 전력을 상기 노이즈 신호의 전력으로 나눈 값임을 특징으로 하는 상기 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 트래픽 채널 상태 지시 정보 채널에 왈시 코드를 할당하는 왈시 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 트래픽 채널 상태지시 정보는 파일럿 채널 상태 지시 정보와의 차이를 세밀하게 양자화한 값임을 특징으로 하는 상기 장치.
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