KR20060068732A - 광대역 무선 통신 시스템에서 부채널 할당 기법의변경정보를 통신하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 통신 시스템에서 부채널 할당 기법의변경정보를 통신하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 방식의 변경정보를 통신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 부채널 할당 기법이 변경되는지 검사하는 과정과, 상기 부채널 할당 기법이 변경될 경우, 기지국에 전송한 이전 채널상태정보를 구성하는 비트열의 최상위 비트를 반전시키는 과정과 상기 최상위 비트를 반전한 채널상태정보를 소정채널을 통해 전송하는 과정을 포함하여, 상기 단말이 전송한 REP-RSP(Report-Response)메시지를 상기 기지국이 제대로 수신하지 못할 경우 잘못된 CQI정보를 계속해서 수신하게 되므로 오동작을 일으키게 되는 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.
부채널 할당 기법, 채널 상태 정보, 다이버시티, 밴드 AMC

Description

광대역 무선 통신 시스템에서 부채널 할당 기법의 변경정보를 통신하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING CHANGE INFORMATION OF SUB-CHANNEL ALLOCATION SCHEME IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1a는 종래기술에 따른 기지국에서 밴드 AMC 부채널 할당을 요구할 경우 제어 메시지의 교환 절차를 도시하는 도면,
도 1b는 종래기술에 따른 단말에서 밴드 AMC 부채널 할당을 요구할 경우 제어 메시지의 교환 절차를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서 부채널 할당 방식의 변경을 검사하여 CQI정보를 변형하기 위한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 CQI정보를 수신하여 부채널 할당 방식의 변경을 확인하기 위한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서 CQI정보를 생성하는 절차를 도시하는 도면, 및
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 CQI정보를 수신하여 정보를 확인하는 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 부채널 할당 기법의 변경정보를 통신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 채널 상태 정보(Channel Quality Information: 이하 CQI라 칭함)를 이용하여 상기 부채널 할당 기법의 변경정보를 통신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신은 1896년 이탈리아의 G. 마르코니가 처음으로 전파를 이용한 통신에 성공한 이후로, 진공관의 출현에 따른 전자공학의 진전으로 무선통신은 급속히 발전하여 현재는 모든 분야에서 사용되고 있다.
무선 채널 환경에서는 유선 통신에 비해 시간에 따른 채널의 변화가 심하므로 고효율의 전송 성능을 얻기 위해서는 매 전송 시점마다 최적의 전송 방식(변조 방식, 부호화율, 전송전력 등)을 결정할 수 있어야 한다. 상술한 바와 같은 최적의 전송 방식을 결정하기 위해서 기지국은 개별 단말의 채널 정보를 완벽하게 알고 있어야 한다.
따라서, 상기 기지국이 상기 개별 단말의 채널 정보를 알기 위해 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 WirelessMAN(Wireless Metropolitan Area Network)시스템에서는 상기 단말이 하향링크에서 측정한 채널의 정보를 CQI채널을 통해 주기적으로 상기 기지국에 보고하도록 하고 있다.
상기 CQI정보는, 단말의 채널의 상태 정보를 상기 CQI채널을 통해 주기적으로 상기 기지국에 보고한다. 상기 CQI정보는, 시 분할 다중(Time Division Multiplexing: 이하 TDD라 칭함)기반 시스템에서 CQI 정보의 피드백 과정이 최소 1 프레임 이상 소요되므로 상기 단말이 채널 상태를 측정한 시점과 상기 하향링크로 실제 데이터가 전송되는 시점이 다르게 된다. 따라서 시간에 따른 채널의 변동이 심한 무선 환경에서는 상기 CQI 정보 자체가 어느 정도 오차를 포함하게 되며 이로 인해 결국 성능 저하가 발생할 수 있다. 즉, 상기 단말이 채널을 측정한 시점에 비해 실제 신호를 수신하는 순간 채널의 상태가 더 나빠지게 되면 전송 오류가 발생하게 된다. 또한, 상기 CQI 정보 자체도 무선 채널을 통해 전송되므로 심각한 페이딩 또는 강한 간섭 신호의 영향으로 인해 상기 기지국이 제대로 수신하지 못하게 되어 시스템의 성능 저하를 초래할 수 있다.
상술한 상기 CQI의 문제점을 해결하기 위해 먼저 시간에 따른 채널의 변화에 대비하기 위해서는 H-ARQ(Hybrid-Automatic Repeat reQuest)와 같은 재전송 기법을 적용할 수 있으며, 또한, 상기 CQI 정보와 같은 제어 정보는 보다 강력한 부호화율을 적용하여 정보 비트의 오류를 최소화할 수 있다. 그러나 아무리 강력한 코딩을 적용하였다 하더라도 한정된 무선 자원을 사용하는 실제 시스템에서 제어 정보는 무선 채널의 심각한 페이딩 또는 강한 간섭 신호의 영향으로 언제든 깨질 수 있는 문제점이 있다.
한편, IEEE 802.16 시스템에서는 부채널 할당 방식에 따라 다이버시티 부채널 할당 방식과 밴드 AMC(Band Adaptive Modulation and Coding : 이하 밴드 AMC 라 칭함)부채널 할당 방식의 CQI 채널 운용 방식을 지원하고 있다.
먼저 상기 다이버시티 부채널 할당은 전체 대역에 골고루 흩어져있는 부반송파를 하나의 부채널 단위로 묶어 단말에게 할당하는 방식으로, 상기 IEEE 802.16 에서는 상기 CQI 채널 관련 할당 정보의 전달 및 유지 관리를 위한 메시지를 상기 H-ARQ MAP 내에서 전송하도록 규정하고 있다. 먼저 상향링크 채널에 대한 사용 권리를 나타내는 UL MAP(Up-Link MAP)에서 상기 CQI 채널의 물리적인 위치를 명시하게 되며, DL MAP(Down-Link) 내 CQI_Control_IE를 통해 각 단말에게 상기 CQI 채널을 할당하거나 수거하도록 하고 있다. 상기 IEEE 802.16 시스템에서 상기 CQI 채널은 상향링크 프레임의 맨 앞에 위치하는 3개의 OFDMA 심벌로 구성되는 제어심벌 내에 위치한다. 이러한 제어심벌 내의 CQI 채널들의 영역은 Compact_UL-MAP_IE 형태로 전송된다.
하기 <표 1>은 상기 Compact_UL-MAP_IE의 구조를 나타낸다.
Syntax Size Notes
Compact_UL-MAP_IE () {
UL-MAP Type = 5 3 bits CQI_Region_IE
CQI Region Change Indication 1 bits 0: no region change 1: region changed
if(CQI Region Change Indication == 1) {
OFDMA Symbol Offset 8 bits
Subchannel Offset 8 bits
No. OFDMA Symbols 8 bits
No. Subchannels 8 bits
}
}
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 상기 제어심볼 내의 상기 CQI 채널의 할당 정보를 포함한다. 상기 "UL-MAP Type"필드에는 메시지를 식별하기 위한 코드가 기록 되고, 상기 "CQI Region Change Indication"필드의 값을 통해 빠르게 상기 CQI 할당 영역의 변경에 대해 인지할 수 있다. 예를 들어, 상기 CQI Region Change Indication 필드의 값이 1인 경우, UL 프레임 내 실제 할당 영역의 새로운 위치 정보를 알 수 있게 된다. 또한, "OFDMA Symbol Offset"필드에는 상기 할당된 채널의 OFDMA 심볼의 시작 위치가 기록되며, 상기 "Subchannel Offset"필드에는 할당된 부 채널 오프셋이 기록된다.
상기 CQI 채널 영역내의 개별 부채널은 각각 하나의 CQI 채널에 할당된다. 상기 Compact_UL-MAP_IE에 의해 설정된 CQI 채널 영역내에서 각 CQI 채널을 CQICH_Control_IE를 통해 개별 단말에게 할당된다.
하기 <표 2>는 상기 CQICH_Control_IE의 구조를 나타낸다.
Syntax Size Notes
CQICH_Control_IE () {
CQICH indicator 1 bit If the indicator is set to 1, the CQICH control IE follows.
if CQICH indicator == 1 {
Allocation Index 6 bits Index to the channel in a frame the CQI report should be transmitted by the terminal.
Period (=p) 2 bits A CQI feedback is transmitted on the CQI channels indexed by the (CQI Channel Index) by the terminal in every 2p frames.
Frame Offset 3 bits The terminal starts reporting at the frame of which the number has the same 3 LSB as the specified frame offset. If the current frame is specified, the terminal should start reporting in 8 frames
Duration (=d) 4 bits A CQI feedback is transmitted on the CQI channels indexed by the (CQI Channel Index) by the terminal for 2d-1 frames. If d is 0000, the CQICH is de-allocated. If d is 1111, the terminal should report until the station stop.
} else {
reserved 3 bits
}
}
}
상기 표 2에서 보듯이 단말은 할당된 CQI 채널의 할당 인덱스(allocation index), 보고 주기(period), 프레임 오프셋(frame offset), 할당 지속 시간(duration)에 대한 정보도 함께 얻을 수 있다.
상기 각 부채널에 매핑(Mapping)된 CQI 채널은 할당 인덱스(Allocation index)를 갖는다. 따라서, 상기 "allocation index"필드 값은 상기 CQI 영역 내 가장 낮은 부채널에 상기 할당 인덱스에 0을 부여하고, 이후 부채널들에 대하여 상기 할당 인덱스를 오름차순으로 부여한다. 또한, 상기 "프레임 오프셋" 값 이후 프레임부터 명시된 상기 "주기"필드 값에 따라 CQI 정보를 기지국으로 전송하게 되며, 상기 할당된 채널은 명시된 "기간"이 만료되거나 상기 기지국에 의해 임의로 해제되기 전까지 유지된다.
상기 하나의 CQI 채널은 5개의 비트로 구성되어 있으며, 상기 단말은 하향 링크 구간동안 측정된 전체 대역의 평균 CINR 값을 32개구간으로 세분화하여 가장 가까운 근사값으로 양자화하여 이 값을 기지국으로 보고하게 된다.
상술한 바와 같이 상기 CQI 채널의 할당 지속 시간의 연장 또는 수거를 위해서는 상기 CQICH_Control_IE메시지 내 상기 할당 지속 시간 필드를 통해 제어 가능하다. 예를 들어, 상기 필드 값이 "0000"인 경우, 기 할당된 CQI채널을 즉시 수거함을, 상기 필드 값이 "1111"인 경우, 단말은 특별한 지시 사항이 없는 한 해당 CQI채널을 무한정 사용 가능함을 의미한다.
다음으로, 상기 밴드 AMC 부채널 할당은 서로 인접한 특정 주파수 대역의 부반송파를 묶어 하나의 서브밴드로 구성한 후 이 서브밴드 단위로 단말에게 자원을 할당하는 방식이다.
단말이 기지국으로 초기 접속을 시도하거나 다른 기지국에서 핸드오버를 통해 새롭게 진입하였을 때에는 기본적으로 상기 다이버시티 부채널을 할당받게 된다. 상기 밴드 AMC 부채널 할당 모드로의 전환은 기지국이 요청하거나 또는 단말이 요청하였을 때 수행된다.
도 1a는 종래 기술에 따른 기지국에서 밴드 AMC 부채널 할당을 요구한 경우 제어 메시지의 교환 절차를 도시하고, 도 1b는 종래 기술에 따른 단말에서 밴드 AMC 부채널 할당을 요구한 경우 제어 메시지의 교환 절차를 도시하고 있다.
먼저 상기 도 1a를 참조하면, 상기 기지국이 상기 밴드 AMC 모드로의 전환을 요청할 경우, 상기 기지국은 REP-REQ(Report Request)메시지를 대상 단말로 송신한 다(101단계). 이후, 상기 단말은 상기 REP-REQ메시지에 대한 응답으로 REP-RSP(Report Response)메시지를 상기 기지국으로 전송하면, 상기 기지국은 밴드 AMC 부채널을 할당할 것인지 판단하게 된다(103단계). 상기 밴드 AMC 부채널 할당을 하게 되면, 상기 기지국은 DL/UL MAP을 단말에 전송한다(105단계).
상기 단말이 DL/UL MAP를 수신하면, 상기 단말은 전체 서브 밴드 중, CINR 값이 큰 상위 5개 밴드의 물리 채널 번호와 함께 평균 CINR 값을 전송하게 된다(107단계). 이후 프레임부터는 기존에 할당받았던 CQI 채널을 통해 선택된 상위 5개 밴드의 CINR 변동 값만을 보고하게 된다. 즉 상기 단말은 REP_RSP메시지를 전송한 다음프레임부터 CQI 채널을 통해 상기 선택된 5개 밴드 AMC 부채널의 CINR 증감값(1: 1 dB 증가, 0: 1 dB 감소)을 주기적으로 보고하게 된다. 여기서, CINR 증감값은 이전 CQI 채널을 통해 전송한 CINR 증감값의 누적치에 대한 증감값이다.
이후 기지국은 상기 REP_REQ를 주기적으로 전송하여(109단계) 단말로부터 상기 REP-RSP를 전송 받아(111단계), 상기 상위 5개 밴드 AMC 부채널의 differential CQI 값의 오차를 수정하고, 할당 상태와 AMC 등급 등을 변경하거나 AMC 부채널의 할당을 해제할 수도 있다.
상기 도 1b 참조하면, 상기 단말이 상기 밴드 AMC 모드로의 전환을 요청할 경우, 상기 단말은 상기 REP-RSP(Report Response)메시지를 상기 기지국으로 전송하면, 상기 기지국은 밴드 AMC 부채널을 할당할 것인지 판단하게 된다(121단계). 이하 제어 메시지의 교환 절차는 상기 도 1a의 상기 105단계부터와 동일하므로 생략한다.
상기 도 1a와 1b에 도시하듯이 상기 단말은 상기 기지국으로 REP-RSP 메시지를 통해 밴드 AMC 부채널 할당을 위한 후보 서브밴드의 채널 정보를 알려준(상기 도 1a의 103단계 및 상기 도 1b의 121단계) 이후 프레임부터는 기존 다이버시티 부채널을 할당받았을 때 사용하던 CQI 채널을 통해 전체 대역의 평균 CINR 값이 아닌 선택된 상위 5개 밴드의 CINR 증감 값만을 보고하게 된다. 예를 들어, 상기 CQI 채널의 필드 값이 '10110'이면, 상기 REP-RSP 메시지를 통해 보고된 5개의 서브밴드 중 첫 번째, 세 번째 그리고 네 번째 서브밴드는 평균 CINR 값이 이전 프레임에 비해 1dB 증가하였음을 의미하며, 나머지 두 번째와 다섯 번째 밴드는 1dB 감소하였음을 의미한다.
하기 <표 3>과 <표 4>는 REP-REQ 메시지의 형식과 타입의 구조를 나타내고, <표 5>와 <표 6>은 REP-RSP 메시지의 형식과 타입의 구조를 나타낸다.
Name Type Length Value
Report Request 1 Variable Compound
OFDMA Report Request 2 Variable Compound, TLV 인코딩은 WirelessMAN-OFDMA PHY에 쓰인다.
상기 <표 3>에서 알 수 있듯이, 상기 REP-REQ메시지는 "Report Request"필드와 "OFDMA Report Request"필드를 포함한다.
Name Type Length Value
Report Type 1.1 1 bit #0 = 1 Include DFS Basic report bit #1 = 1 Include CINR report bit #2 = 1 Include RSSI report bit #3-6 \ in multiples of 1/32 (range [1/32, 16/32]) bit #7 = 1 Include current transmit power report
Channel Number 1.2 1 Physical channel number to be reported on
Channel Type Request 2.1 1 00 = Diversity subchannel, 01 = Band AMC Channel, 10 = Safety Channel, 11 = Reserved for future use
상기 <표 4>에서 알 수 있듯이, 상기 REP-REQ메시지는 Report의 타입이나 채널의 번호와 상기 채널의 타입을 포함하고 있다.
상기 "Report Type"필드는 상기 REP-REQ메시지에 DFS(Dynamic Frequency Selection) CINR(Carrier to Information Noise Ratio) RSSI(Received Signal Strength Indication)등의 정보가 포함되는지 나타낸다. "Channel Number"필드는 상기 REP-REQ메시지가 실리는 물리 주소의 번호를 나타내고, "Channel Type Request"필드는 상기 채널의 타입을 나타낸다.
Name Type Length Value
Report Request 1 Variable Compound
OFDMA Report in WirelessMAN-TDD-OFDMA PHY 2 Variable Compound, TLV 인코딩은 WirelessMAN-OFDMA PHY에 쓰인다.
Current transmitted power 147 Variable
상기 <표 5>에서 알 수 있듯이, 상기 REP-RSP 메시지는 "Report Request"필드와, "OFDMA Report in WirelessMAN-TDD-OFDMA PHY"필드 및 "Current transmitted power"필드를 포함한다.
REP-REQ 리포트 type Name Type Length Value
bit#0=1 Channel number 1.1 1 Physical channel number to be reported on.
bit#0=1 Start Frame 1.2 2 Frame number in which measurement for this channel started.
bit#0=1 Duration 1.3 3 Cumulative measurement duration on the channel in multiples of Ts. For any value exceeding 0xFFFFFF, Report 0xFFFFFF.
bit#0=1 Basic Report 1.4 1 Bit#0: Wireless Human detected on the channel Bit#1: Unknown transmission detected on the channel Bit#2: Primary User detected on the channel Bit#3: Unmeasured. Channel not measured
bit#1=1 CINR Report 1.5 2 1 byte: mean 1 byte: standard deviation
bit#2=1 RSSI Report 1.6 3 1 byte: mean 1 byte: standard deviation
상기 <표 6>에서 알 수 있듯이 , 상기 REP-RSP메시지는 Report의 채널의 번호와 상기 채널의 시작 프레임 등을 포함하고 있다.
상기 "Channel number"필드는 상기 REP-RSP메시지가 실리는 채널의 번호를 나타내고, "Start Frame"필드는 상기 채널의 시작 프레임 번호를 나타낸다. 이후 나머지 필드들은 CINR(Carrier to Interference Noise Ratio) 와 RSSI(Received Signal Strength Indication)의 정보를 포함하고 있다.
상술한 바와 같이 상기 IEEE 802.16 규격에서는 단말이 할당받은 부채널의 종류와 상관없이 5비트로 구성된 동일한 형태의 CQI 채널을 사용한다. 즉, 상기 부채널의 할당 방식이 변경되었을 경우, 제어 메시지의 누락이 발생하게 되면 상기 기지국은 상기 단말이 전송한 CQI 정보가 어느 부채널 할당에 대한 것인지 판단할 수 없게 되는 문제점이 있다.
예를 들어, 상기 기지국 밴드 AMC 부채널 할당을 요청할 경우, 상기 단말은 해당 요청에 대해 REP-RSP 메시지를 기지국으로 전송하게 된다. 이후, 상기 단말은 이미 할당받은 CQI 채널을 통해 상기 밴드 AMC 부채널을 위한 CQI 정보를 전송하게 되는데, 만일 상기 기지국이 상기 REP-RSP 메시지를 수신하지 못하면, 상기 기지국은 일정 시간 동안 상기 단말의 응답을 기다린다. 더욱이 상기 응답을 기다리는 동안 수신된 CQI 정보는 쓸모없게 된다.
또한, 상기 단말이 REP-RSP 메시지를 전송하여 밴드 AMC 부채널 할당을 요청할 경우, 상기 기지국이 상기 REP-RSP 메시지를 수신하지 못하면, 상기 단말이 전송하는 CQI 정보를 여전히 이전에 할당했던 다이버시티 부채널에 대한 것이라 판단한다. 더욱이 상기 단말은 DL/UL-MAP 메시지를 수신하여 자신의 요청이 성공하였는지 판단해야 하는데, 일정 시간이상 기다려도 밴드 AMC 부채널 할당 요청에 대한 승인을 받지 못하면 다시 원래대로 다이버시티 부채널 할당 모드로 복귀해야 한다. 따라서, 상기 단말이 REP-RSP 메시지를 상기 기지국으로 송신한 이후 시점부터 다시 원래 모드로 복귀하기 전까지 상기 기지국이 상기 단말로부터 수신한 CQI 정보는 쓸모가 없게 되기 때문에 해당 시간만큼 상기 단말은 비정상 동작을 겪게 된다.
한편, 상기 밴드 AMC 부채널을 할당한 후 기지국은 주기적으로 REP-REQ 메시지를 단말로 전송하여 후보 서브밴드에 대한 정보를 갱신하도록 요청한다. 상기 REP-REQ 메시지를 수신한 단말은 전체 서브밴드 중 채널 상태가 좋은 5개의 서브밴드를 새로 선택한 후, 각 밴드의 채널 정보를 REP-RSP 메시지를 통해 기지국으로 전송하게 된다. 이 경우 상술한 예와 마찬가지로 상기 REP-RSP 메시지가 제대로 전달되지 못하게 되면, 상기 단말이 서브밴드를 변경할 경우, 상기 기지국은 상기 서브밴드를 변경한 사실을 알 수 없게 된다. 결국 상기 단말이 전송한 CQI 정보는 상 기 기지국이 가지고 있는 서브밴드와 다른 서브밴드에 대한 CQI 증감값을 보내게 되므로 비정상 동작을 겪을 수밖에 없다.
상술한 바와 같이 다이버시티 부채널 할당 기법과 밴드 AMC 부채널 할당 기법사이의 모드 변경 시, 현재 CQI 채널 운용 방식에는 제어 메시지의 누락으로 인한 비정상적으로 동작하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 기법 변경정보를 통신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 기법 변경을 특정 비트열을 변형한 CQI정보를 이용하여 통신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 밴드 AMC 부채널 할당 기법을 적용하는 광대역 무선통신시스템에서 서브밴드의 갱신 정보를 통신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 채널 상태 정보를 송신하기 위한 단말 장치는, 기지국에 전송한 이전 채널 상태 정보를 임시 저장하는 버퍼와, 부채널 할당 방식이 변경될 경우, 상기 버퍼에 저장된 이전 채널 상태 정보를 구성하는 비트열의 최상위비트(Most Signification Bit)를 반전하여 출력하는 수정기와, 상기 수정기에서 제공받은 상 기 채널 상태 정보를 소정 채널을 통해 상기 기지국에 전송하는 전송기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템에서 채널상태정보를 수신하기 위한 장치는, 단말로부터 소정 채널을 통해 상기 채널상태정보를 수신하는 수신기와, 상기 단말로부터 수신된 이전 채널상태정보를 소정 형태로 변형하는 변형기와, 상기 수신된 채널상태정보와 상기 변형된 채널상태정보를 제공받아 비교하는 비교기와, 상기 비교기에서 비교한 상기 두 정보가 동일한 경우, 상기 단말의 부채널 할당 방식이 변경되었음을 인식하는 부채널 할당 변경 인식기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 방식의 변경정보를 채널상태정보를 이용하여 송신하기 위한 방법은, 상기 부채널 할당 기법이 변경되는지 검사하는 과정과, 상기 부채널 할당 기법이 변경되면, 기지국으로 전송한 이전 채널상태정보를 변형하여 소정 형태의 채널상태정보를 생성하는 과정과, 상기 소정 형태의 채널상태정보를 소정 채널을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4견지에 따르면, 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널 할당 방식을 적용하는 광대역 무선 통신시스템에서 후보 밴드의 변경정보를 채널상태정보를 이용하여 송신하기 위한 방법은, 기지국으로부터 REP-REQ(Report-Request)신호 수신 시, 단말에서 전체 서브밴드를 검사하여 상위 5개의 서브밴드를 선택하는 과정과, 상기 선택된 5개의 서브밴드가 기존에 사용하던 서브밴드와 동일 한지 검사하는 과정과, 상기 선택된 서브밴드와 기존 사용하던 서브밴드가 상이한 경우, 상기 기지국으로 송신한 이전 채널상태정보를 변형하여 소정 형태의 채널상태정보를 생성하는 과정과, 상기 소정 형태의 채널상태정보를 소정 채널을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템의 기지국에서 수신되는 채널상태정보를 이용하여 단말의 부채널 할당 방식의 변경정보를 확인하기 위한 방법은, 상기 채널상태정보 수신 시, 이전 수신된 채널상태정보를 소정 형태로 변형하는 과정과, 상기 수신된 채널상태정보와 상기 소정 형태의 채널상태정보를 비교하는 과정과, 상기 두 정보가 동일한 경우 상기 부채널 할당 방식이 변형된 것을 인식하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 방식의 변경정보를 통신하기 위한 기술에 대해 설명할 것이다. 다시 말해, 상기 부채널 할당 방식이 바뀔 때마다 단말은 CQI정보의 특정 비트열을 변형하여 CQI 채널을 통해 전송하도록 함으로 이후 전송되는 상기 CQI정보는 이전까지의 부채널 할당 방식과 다른 방 식을 기준으로 작성되었음을 알릴 수 있도록 하는 방안을 제안한다.
이하, 상기 CQI정보의 특정 비트열을 변형하는 방법은, 상기 CQI정보의 최상위 비트(Most Signification Bit : 이하, MSB라 칭함)를 반전하는 것을 예를 들어 설명한다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서 부채널 할당 방식의 변경을 검사하여 CQI정보를 변형하기 위한 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 채널 상태 측정기(200)는 상기 단말에 할당된 채널의 상태를 측정하고, CQI정보 생성기(202)는 상기 채널 상태 측정기(200)에서 측정한 채널의 상태정보를 이용하여 CQI정보를 생성한다.
부채널 할당 방식 결정기(204)는 기지국에서 부채널 할당 방식 변경 요청 메시지를 단말에 전송하거나, 상기 단말에서 부채널 할당 방식 변경 요청을 상기 기지국으로 전송 할 경우, 상기 단말의 부채널 할당 방식이 변경되었음을 CQI정보 수정기(206)에 제공하는 기능을 수행한다.
상기 CQI정보 수정기(206)는 버퍼(210)에 저장되어 있는 이전에 기지국에 보고한 CQI정보(이하, CQIold라 칭함)를 제공받아, 상기 CQIold의 MSB를 반전시킨다(이하, CQI'이라 칭함).
이후, 상기 부채널 할당 방식이 변경되지 않으면, 상기 CQI정보를 상기 CQI'정보와 비교하여, 상기 두 정보가 동일한 경우, 상기 CQI정보를 상기 CQI'정보와 구분하기 위하여 CQI-1의 연산을 수행하여 상기 CQI정보를 다시 생성(CQI <= CQI- 1)한다. 만일, 상기 부채널 할당 방식이 변경되면, 상기 CQI정보를 상기 CQI'정보로 교체한다(CQI<=CQI').
CQI정보전송기(208)는 상기 CQI정보 수정기(206)에서 재 생성된 상기 CQI정보를 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 기지국으로 전송하는 CQI정보를 상기 버퍼(210)로 전송하여 임시 저장한다.
상기 버퍼(210)는 상기 CQI정보전송기(208)로부터 제공받은 CQI정보를 임시 저장하는 기능을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 CQI정보를 수신하여 부채널 할당 방식의 변경을 확인하기 위한 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3를 참조하면, 먼저 CQI정보 수신기(300)는 상기 단말로 부터 송신된 상기 CQI정보를 수신하는 기능을 수행하고, CQI정보 변형기(302)는 버퍼(310)에 저장되어 있는 이전에 단말로부터 수신한 CQI정보(이하, CQIold라 칭함)를 제공받아, 상기 CQIold의 MSB를 반전시킨다(이하, CQI'이라 칭함).
CQI정보 비교기(304)는 상기 CQI정보 수신기(300)에서 제공되는 상기 수신된 CQI정보와, 상기 CQI정보 변형기(302)에서 제공되는 상기 CQI'정보를 비교하여 상기 두 정보(CQI정보와 CQI'정보)가 동일한 경우 부채널 할당방식 변경 인식기(306)으로 동일함을 알리는 소정 신호를 제공하고, 만일, 상기 두 정보가 동일하지 않을 경우 CQI정보 획득기(308)에 상기 수신된 CQI정보를 제공하는 기능을 수행한다.
상기 부채널 할당방식 변경 인식기(306)는 상기 CQI정보 비교기(304)로부터 상기 소정 신호를 제공받으면, 상기 단말의 부채널 할당 방식이 변경되었음을 인식한다.
상기 CQI정보 획득기(308)는 상기 CQI정보 비교기(304)로부터 상기 수신된 CQI정보를 제공받으면, 상기 CQI정보로부터 상기 단말이 이용하는 단말의 상태정보를 확인하는 기능을 수행한다, 또한 상기 제공받은 CQI정보를 상기 버퍼(310)에 제공하는 기능을 수행한다.
상기 버퍼(310)는 상기 CQI정보획득기(308)로부터 제공받은 CQI정보를 임시 저장하는 기능을 수행한다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서 CQI정보를 생성하는 절차를 도시하고, 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 CQI정보를 수신하여 정보를 확인하는 절차를 도시하고 있다.
먼저 상기 도 4a를 참조하면, 먼저 단말은 401단계에서 상기 단말이 사용하고 있는 채널의 상태를 측정한 후, 상기 단말은 403단계로 진행하여 상기 측정한 채널의 상태정보를 이용하여 CQI정보를 생성한다.
상기 CQI정보를 생성한 후, 상기 단말은 405단계로 진행하여 CQI'정보를 생성한다. 상기 CQI'정보는 상기 도 2의 버퍼(210)에 임시 저장되어 있던 이전에 상기 기지국에 보고한 CQI정보(이하, CQIold라 칭함)를 이용하여 상기 CQIold의 MSB를 반전 시켜 상기 CQI'정보를 생성한다.
이후, 상기 단말은 407단계로 진행하여, 상기 단말의 부채널 할당 방식이 변 경되는지 검사한다. 상기 부채널 할당 방식이 변경되면, 상기 단말은 417단계로 진행하여 상기 CQI정보를 상기 CQI'정보로 변경한 후, 상기 단말은 411단계로 진행한다.
만일, 상기 부채널 할당 방식이 변경되지 않으면, 상기 단말은 409단계로 진행하여 상기 CQI정보와 상기 CQI'정보가 동일한지 검사한다. 상기 CQI정보와 상기 CQI'정보가 동일하지 않으면, 상기 단말은 상기 411단계로 진행한다. 만일, 상기 두 정보가 동일하면, 상기 단말은 319단계로 진행하여 상기 CQI정보와 상기 CQI'정보를 구분하기 위하여 상기 CQI정보를 CQI-1로 변경한다. 즉 CQI정보 전체 32개 단계 중 원래 선택된 단계가 아닌 상기 보다 한 단계 낮은 CQI정보로 변형한다. 이후, 상기 단말은 상기 411단계로 진행한다.
상기 단말은 411단계로 진행하여 상기 변형한 CQI정보 중 전송할 최종 CQI정보를 결정한 후, 상기 단말은 413단계로 진행하여 상기 전송할 CQI정보를 상기 도 2의 버퍼(210)에 임시 저장한다. 이후 상기 단말은 415단계로 진행하여 상기 CQI정보를 전송한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
상기 도 4b를 참조하면, 먼저 기지국은 431단계에서 상기 단말로부터 CQI정보를 수신한 후, 상기 기지국은 433단계로 진행하여 CQI'정보를 생성한다. 상기 CQI'정보는, 상기 CQI'정보는 상기 도 3의 버퍼(310)에 임시 저장되어 있던 이전 단말로부터 수신한 CQI정보(이하, CQIold라 칭함)를 이용하여 상기 CQIold의 MSB를 반전 시켜 상기 CQI'정보를 생성한다.
이후, 상기 기지국은 435단계로 진행하여 상기 수신한 CQI정보와 상기 CQI'정보가 동일한지 검사한다. 상기 두 정보(CQI정보와 CQI'정보)가 동일하지 않으면, 상기 기지국은 437단계로 진행하여 상기 CQI정보에서 상기 단말의 채널 상태를 확인하는 정보를 획득한 후, 상기 기지국은 439단계로 진행하여 상기 버퍼에 상기 CQI정보를 저장한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
만일, 상기 두 정보(CQI정보와 CQI'정보)가 동일하면, 상기 기지국은 441단계로 진행하여 상기 단말의 부채널 할당 방식이 변경되었음을 인식한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 부채널 할당 방식의 변경을 인식하는 방법을 예를 들어 설명하면, 먼저 다이버시티 부채널 할당 방식에서 밴드 AMC 부채널 할당 방식으로 변경될 경우, 상기 단말에서 이전 기지국에 보고한 CQI정보(이하, CQIold라 칭함)를 이용하여, 상기 CQIold의 최상위 비트(Most Signification Bit: 이하, MSB라 칭함)를 반전시켜 CQI'정보를 생성한다. 상기 단말은 상기 부채널 할당 방식이 변경될 경우, 상기 CQI'정보를 CQI정보 대신 상기 기지국에 전송한다.
상기 기지국은 CQI정보를 수신한 후, 이전 수신한 CQI정보(이하, CQIold라 칭함)를 이용하여, 상기 CQIold의 최상위 비트(Most Signification Bit: 이하, MSB라 칭함)를 반전시켜 CQI'정보를 생성한다. 상기 CQI'정보와 사익 수신한 CQI정보를 비교하여 상기 두 정보가 동일하면, 상기 단말의 부채널 할당 방식이 변경된 것을 인식한다.
상기 밴드 AMC 부채널 할당 방식에서 상기 다이버시티 부채널 할당 방식으로 변경할 경우, 상기 밴드 AMC 부채널의 할당 해제는 상기 기지국이 독자적으로 수행하며, 상기 단말은 DL/UL-MAP 메시지를 통해 자신에게 할당된 부채널이 상기 다이버시티 모드인지 밴드 AMC 모드인지 판단할 수 있다. 따라서 전송되는 CQI 정보에 대해 할당 방식이 변경되었음을 알릴 필요가 없다.
한편, 상기 밴드 AMC 부채널을 할당받은 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 REP-REQ 메시지를 수신하게 되면 상기 단말은 새로 선택된 상위 5개 서브밴드에 대한 정보를 상기 기지국으로 전송하고, 이후 프레임부터는 새로운 서브밴드에 대한 상기 CQI정보를 CQI 채널을 통해 보고한다. 만일, 상기 단말이 상기 새로 선택한 서브밴드가 기존에 선택했던 밴드와 일치하지 않으면 상기 부채널 할당 방식이 변경되었을 때와 마찬가지로 상기 기지국에 CQI정보를 보고할 때 정상적인 CQI 정보 대신 상기 CQI'정보를 전송하도록 한다. 상기 기지국은 상기 REP-REQ 메시지를 전송한 후 해당 단말로부터 상기 REP-RSP 메시지를 수신하기 전 보고 받은 CQI 정보를 상기 CQI'정보와 비교하여 해당 CQI 정보가 기존의 서브밴드에 대한 증감값을 나타내는지 아니면 새로운 서브밴드를 상기 단말이 선택했는지를 알 수 있게 된다.
상술한 과정에서 상기 단말로부터 보고 받은 CQI 정보가 서브밴드의 변경을 알리는 인식자이고, 상기 단말로부터 아직까지 REP-RSP 메시지를 수신하지 못한 상태라면 상기 기지국은 이전의 REP-REQ 요청이 제대로 이루어지지 않았음을 인지하게 되고, 따라서 단말에게 새로 요청 메시지를 전송할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 CQI 채널 운용 시, 다이버시티 부채널 할당 방식과 밴드 AMC간 부채널 할당 방식 변경 시 발생할 수 있는 CQI 정보의 오류를 특정 비트열을 변형한 상기 CQI정보를 이용하여 상기 CQI오류를 줄 일수 있는 이점이 있다.
특히, IEEE 802.16 시스템에서는 CQI 채널 운용 시 부채널 할당 방식과 상관없이 5비트의 동일한 형태로 사용하므로 특정 단말의 부채널 할당 기법이 변경되었을 때, 해당 단말이 전송한 REP-RSP 메시지를 기지국이 제대로 수신하지 못한 경우에는 잘못된 CQI정보를 계속해서 수신하게 되므로 오동작을 일으키게 된다. 상술한 바와 같이 상기 부채널 할당 기법이 변경되었을 경우, 그 다음으로 전송하는 CQI 정보를 본래의 CQI정보 대신 소정의 인식자로 구성하여 전송하면 잘못된 CQI 정보의 수신으로 인한 성능 열화를 막을 수 있는 이점이 있다. 더욱이, CQI 정보 자체는 상기 단말이 일정한 주기마다 상기 기지국으로 보고하지만 상기 인식자는 상기 부채널의 할당 방식이 변경될 때마다 한번씩만 전송되므로 제안된 방식을 적용하더 라도 오버헤드의 증가는 거의 없는 이점이 있다

Claims (21)

  1. 광대역 무선통신시스템에서 채널 상태 정보를 송신하기 위한 단말 장치에 있어서,
    기지국에 전송한 이전 채널 상태 정보를 임시 저장하는 버퍼와,
    부채널 할당 방식이 변경될 경우, 상기 버퍼에 저장된 이전 채널 상태 정보를 구성하는 비트열의 최상위 비트(Most Signification Bit)를 반전하여 출력하는 수정기와,
    상기 수정기에서 제공받은 상기 채널 상태 정보를 소정 채널을 통해 상기 기지국에 전송하는 전송기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 채널은, CQI(Channel Quality Information)채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부채널 할당 방식은,
    다이버시티 부채널 할당 방식과 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 부채널 할당 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단말이 사용하는 채널의 상태정보를 생성하는 생성기를 더 포함하여,
    상기 부채널 할당 방식이 변경되지 않을 경우, 상기 생성기에서 제공되는 채널상태정보와 상기 최상위 비트를 반전한 채널상태정보를 비교하여,
    상기 두 정보가 동일할 경우, 상기 채널상태정보에서 1을 감산하여 한 단계 낮은 채널상태정보를 출력하는 상기 수정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 광대역 무선 통신시스템에서 채널상태정보를 수신하기 위한 장치에 있어서,
    단말로부터 소정 채널을 통해 상기 채널상태정보를 수신하는 수신기와,
    상기 단말로부터 수신된 이전 채널상태정보를 소정 형태로 변형하는 변형기와,
    상기 수신된 채널상태정보와 상기 변형된 채널상태정보를 제공받아 비교하는 비교기와,
    상기 비교기에서 비교한 상기 두 정보가 동일한 경우, 상기 단말의 부채널 할당 방식이 변경되었음을 인식하는 부채널 할당 변경 인식기를 포함하는 것을 특 징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 변형기는,
    상기 단말로부터 수신된 이전 채널상태정보를 구성하는 비트열의 최상위비트(Most Signification Bit)를 반전시켜 변형된 채널상태정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 부채널 할당 방식은,
    다이버시티 부채널 할당 방식과 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널 할당 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 소정 채널은, CQI(Channel Quality Information)채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 방식의 변경정보를 채널상태정보를 이용하여 송신하기 위한 방법에 있어서,
    상기 부채널 할당 기법이 변경되는지 검사하는 과정과,
    상기 부채널 할당 기법이 변경되면, 기지국으로 전송한 이전 채널상태정보를 변형하여 소정 형태의 채널상태정보를 생성하는 과정과,
    상기 소정 형태의 채널상태정보를 소정 채널을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 소정 형태의 채널상태정보는,
    상기 기지국으로 전송한 이전 채널상태정보를 구성하는 비트열의 최상위비트(Most Signification Bit)를 반전시킨 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 부채널 할당 방식이 변경 안 될 경우,
    상기 기지국으로 전송한 이전 채널상태정보를 변형하여 소정 형태의 채널상태정보를 생성하는 과정과,
    상기 단말이 사용하는 채널의 상태정보와 상기 소정 형태의 채널상태정보를 비교하는 과정과,
    상기 두 정보가 동일할 경우, 상기 채널상태정보에서 1을 감산하여 한 단계 낮은 레벨의 채널상태정보를 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 부채널 할당 방식은,
    다이버시티 부채널 할당 방식과 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널 할당 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 소정 채널은, CQI(Channel Quality Information)채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널 할당 방식을 적용하는 광대역 무선 통신시스템에서 후보 밴드의 변경정보를 채널상태정보를 이용하여 송신 하기 위한 방법에 있어서,
    기지국으로부터 REP-REQ(Report-Request)신호 수신 시, 단말에서 전체 서브밴드를 검사하여 상위 5개의 서브밴드를 선택하는 과정과,
    상기 선택된 5개의 서브밴드가 기존에 사용하던 서브밴드와 동일한지 검사하는 과정과,
    상기 선택된 서브밴드와 기존 사용하던 서브밴드가 상이한 경우, 상기 기지국으로 송신한 이전 채널상태정보를 변형하여 소정 형태의 채널상태정보를 생성하는 과정과,
    상기 소정 형태의 채널상태정보를 소정 채널을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 상위 5개의 서브밴드는,
    채널 상태가 좋은 5개의 서브밴드인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 소정 형태의 채널상태정보는, 상기 기지국으로 전송한 이전 채널상태정보를 구성하는 비트열의 최상위 비트(Most Signification Bit)를 반전시킨 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 부채널 할당 방식은,
    다이버시티 부채널 할당 방식과 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널 할당 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 소정 채널은, CQI(Channel Quality Information)채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 광대역 무선 통신시스템의 기지국에서 수신되는 채널상태정보를 이용하여 단말의 부채널 할당 방식의 변경정보를 확인하기 위한 방법에 있어서,
    상기 채널상태정보 수신 시, 이전 수신된 채널상태정보를 소정 형태로 변형하는 과정과,
    상기 수신된 채널상태정보와 상기 소정 형태의 채널상태정보를 비교하는 과정과,
    상기 두 정보가 동일한 경우 상기 부채널 할당 방식이 변형된 것을 인식하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 소정 형태의 채널상태정보는,
    상기 이전 수신된 채널상태정보를 구성하는 비트열의 최상위 비트(Most Signification Bit)를 반전시킨 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 부채널 할당 방식은,
    다이버시티 부채널 할당 방식과 밴드 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널 할당 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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