KR20080063421A - 셀룰러 통신시스템에서의 재전송 - Google Patents
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Abstract
기지국(103)은 셀룰러 통신시스템의 무선 인터페이스의 통신 채널상으로 제1 가입자 유닛(101)으로의 통신을 위한 하이브리드 재전송 방안을 운영한다. 기지국(103)은 재전송 방안을 위한 동작점에 응답하여 통신의 전송을 위해 오류 정정 방안 또는 전송 전력과 같은 전송 매개변수를 설정하는 재전송 매개변수 제어기(209)를 포함한다. CQI 프로세서(203)는 통신 채널을 위한 채널 품질 표시를 결정하고, 변동 프로세서(205)는 채널 품질 표시의 변동의 변동 측정치를 결정한다. 변동 측정치는 예를 들면 변동율일 수 있다. 동작점 제어기(207)는 변동 측정치에 응답하여 동작점을 설정한다. 본 발명은 초기 전송을 위한 개선된 전송 매개변수 설정을 허용할 수 있으므로, 보다 높은 처리량, 감소된 자원을 제공할 수 있다.
재전송, 동작점, 오류율, HSDPA, HARQ, CQI, BLER
Description
본 발명은 셀룰러 통신시스템에서의 재전송(retransmission)에 관한 것으로, 특히 제3 세대 셀룰러 통신시스템에서의 재전송만이 아닌 셀룰러 통신시스템에서의 재전송에 관한 것이다.
셀룰러 통신시스템에서, 지리적 영역은 기지국에 의해 서비스되는 다수의 셀로 분할된다. 기지국들은 이들 간에 데이터를 통신할 수 있는 고정 네트워크에 의해 상호연결된다. 이동국은 이 이동국이 위치한 셀의 기지국으로부터 무선 통신회선을 통해 서비스된다.
전형적인 셀룰러 통신시스템은 나라 전체에 걸쳐 커버리지(coverage)를 확장하고, 수천 또는 심지어 수백만 이동국을 지원하는 수백 또는 심지어 수천 셀을 포함한다. 이동국으로부터 기지국으로의 통신은 상향회선으로 알려져 있고, 기지국으로부터 이동국으로의 통신은 하향회선으로 알려져 있다.
기지국을 상호연결하는 고정 네트워크는 임의 두 기지국들 간에 데이터를 경로 배정(routing)하도록 동작할 수 있으므로, 셀에서 이동국은 임의 다른 셀의 이동국과 통신할 수 있다. 또한 고정 네트워크는 인터넷 또는 PSTN(Public Switched Telephone Network)과 같은 외부 네트워크에 상호연결하기 위한 게이트웨이 기능(gateway functions)을 포함함으로써, 이동국은 유선전화 및 지상선에 의해 연결된 다른 통신 단자와 통신할 수 있다. 또한 고정 네트워크는 데이터 경로배정, 승인 제어, 자원 할당, 가입자 빌링(subscriber billing), 이동국 인증등을 위한 기능성을 포함한 종래의 셀룰러 통신망을 관리하는 데 필요한 다수의 기능성을 포함한다.
대부분의 유비쿼터스 셀룰러 통신시스템은 GSM(Global System for Mobile communication)으로 알려진 제2 세대 통신시스템이다. GSM은 TDMA(Time Division Multiple Access)으로 알려진 기술을 사용하고, 여기서 사용자 분리는 주파수 캐리어를, 개별적으로 사용자에게 할당된 8개의 개별 타임슬롯으로 분할함으로써 성취된다. GSM TDMA 통신시스템에 대한 더 이상의 설명은 ISBN 2950719007, 1992년, Michel Mouly, Marie Bernadette Pautet에 의한 "The GSM System for Mobile Communication"에서 알 수 있을 것이다.
현재, 모바일 사용자에게 제공되는 통신 서비스를 더 향상시키기 위한 제3 세대 시스템이 시판되고 있다. 가장 폭넓게 채택된 제3 세대 통신시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access) 기술을 기반으로 한다. FDD(Frequency Division Duplex)와 TDD(Time Division Duplex) 기법은 이 CDMA 기술을 사용한다. CDMA 시스템에서, 사용자 분리는 동일 캐리어 주파수상에서 및 동일 시간 구간에서 상이한 사용자에게 상이한 스프레딩(spreading) 및 스크램블링(scrambling) 코드를 할당함으로써 이루어진다. TDD에서, 추가 사용자 분리는 TDMA와 유사한 방식으로 상이한 사용자에게 상이한 타임 슬롯(time slots)을 할당함으로써 성취된다. 그러나 TDD는 TDMA와 반대로 상향회선 및 하향회선 전송을 위해 동일한 캐리어 주파수를 제공한다. 이 원리를 사용하는 통신시스템의 예는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)이다. CDMA와 특히 UMTS의 WCDMA(Wideband-CDMA) 모드에 대한 더 이상의 설명은 ISBM 0471486876, 2001년, Harri Holma(Editor), Antti Toskala(Editor), Wiley & Sons에 의한 "WCDMA for UMTS"에서 알 수 있다.
제3 세대 셀룰러 통신시스템에서, 통신망은 코어망(core network) 및 RAN(Radio Access Network)를 포함한다. 코어망은 RAN의 한 부분으로부터 다른 부분으로 데이터를 경로배정할 뿐만 아니라 다른 통신시스템과 인터페이스하도록 동작될 수 있다. 또한 코어망은 셀룰러 통신시스템의 다수의 동작 및 관리 기능을 수행한다. RAN은 무선 인터페이스의 무선 회선상으로 무선 사용자 설비를 지원하도록 동작가능하다. RAN은 무선 인터페이스상으로의 통신과 기지국을 제어하는 RNCs(Radio Network Controllers)뿐만 아니라 UMTS에서 노드 B로서 알려진 기지국을 포함한다.
RNC는 적절한 기지국으로/으로부터 데이터의 경로배정과 무선 자원관리를 포함한 무선 인터페이스와 관련있는 다수의 제어 기능을 수행한다. 또한 RNC는 RAN과 코어망 간의 인터페이스를 제공한다. RNC 및 관련 기지국은 집합적으로 RNS(Radio Network Subsystem)로 알려져 있다.
제3 세대 셀룰러 통신시스템은 효율적인 패킷 데이터 서비스를 포함한 상당한 수의 상이한 서비스를 제공하도록 특성화된다. 예를 들면 하향 회선 패킷 데이 터 서비스는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 서비스의 형태로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 릴리스 5 명세로 지원된다.
3 GPP 명세에 따라서, HSDPA 서비스는 FDD 모드와 TDD 모드의 모두에 사용될 수 있다.
HSDPA에서, 전송 코드 자원은 그들의 트래픽 요구에 따라 사용자들간에 공유된다. (UMTS를 위한 노드-B로서 알려진) 기지국은 개별 콜들(calls)간의 HSDPA 자원을 할당 및 분산할 책임이 있다. HSDPA를 지원하는 UMTS 시스템에서, 소정 코드 할당은 RNC에 의해 수행되는 반면에, 다른 코드 할당 또는 특히 스케줄링은 기지국에 의해 수행된다. 특히, RNC는 각 기지국으로 자원 집합을 할당하고, 기지국은 오로지 고속 패킷 서비스만을 위해서 이 자원 집합을 사용할 수 있다. 또한 RNC는 기지국으로/으로부터 데이터 흐름을 제어한다. 그러나 기지국은 부착된 이동국으로 HS-DSCH 전송을 스케줄링하고, HS-DSCH 채널상의 재전송 방안을 동작시키고, 이동국으로 HS-DSCH 전송을 위한 코딩 및 변조를 제어하고, 이동국으로 데이터 패킷을 전송하기 위하여 HS-DSCH 전송을 스케줄링할 책임이 있다.
HSDPA는 비교적 낮은 자원 사용 및 낮은 대기시간을 가진 패킷 액세스 기법을 제공하려고 한다.
특히 HSDPA는 데이터를 전달하는 데 필요한 자원을 감소시키고 통신시스템의 용량을 증가시키기 위하여 다수의 기법을 사용한다. 이들 기법은 기지국에서 수행되는 유연한 결합 및 신속한 스케줄링과 함께 AMC(Adaptive Modulation and Coding), 재전송을 포함한다.
HSDPA는 특히 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)로 알려진 재전송 방안을 사용한다. HARQ 방안에서, 데이타 패킷의 원 전송과 임의 재전송으로부터의 데이터의 유연한 결합을 사용함으로써, 증분 리던던시(incremental redundancy)를 제공한다. 따라서 수신기가 재전송을 수신시에, 데이터 패킷의 임의 이전 전송으로부터의 정보와 수신한 정보를 결합한다. 재전송은 전송될 수 있는 동일 채널 데이터 또는 상이한 채널 데이터의 재전송을 포함한다. 예를 들면 재전송은 FFC(Forward Error Correcting) 방안의 부가적인 리던던트 데이터를 포함할 수 있다. 부가적인 인코딩 데이터가 이전 전송의 인코딩 데이터와 결합될 수 있고, 디코딩 동작은 결합된 데이터에 적용될 수 있다. 따라서 재전송으로 인해 효과적으로 동일 정보 데이터의 보다 낮은 인코딩율(보다 높은 리던던시)이 될 수 있다.
HARQ와 같은 재전송 방안의 높은 효율성을 성취하기 위해서는 개별 전송의 전송 매개변수를 가능한 최적으로 설정하는 것이 필요하다. 예를 들면 (전송 전력(transmit power)을 너무 낮게 설정함으로써) 개별 전송의 최종 신뢰성이 너무 낮도록 매개변수를 설정하게 되면, 너무 많은 재전송 요건으로 인해 높은 결합된 자원 사용 및 높은 대기시간을 발생된다. (예를 들면 전송 전력을 너무 높게 설정함으로써) 개별 전송의 최종 신뢰성이 너무 높도록 매개변수를 설정하게 되면 사실상 재전송이 없지만 제1 전송을 위한 자원 사용이 과도하게 되고, 따라서 총 자원 사용이 높아진다. 따라서 소정 조건 설정의 경우에 (예를 들면 자원 활용의 개념에서) 전송 매개변수의 최적 설정이 존재하는 것으로 보일 수 있다.
셀룰러 통신 시스템에서, 데이터 패킷의 초기 전송을 위한 전송 매개변수는 전형적으로, 평균적으로 적당한 성능을 제공하기 위한 사전결정된 매개변수이다. 그러나 이러한 접근방안은 전송 및 전달 특성에서 변동 또는 현 전달 조건을 고려하지 않으므로, 증가된 오류율, 감소된 처리량, 증가된 자원 활용 및 증가된 지연으로 이끄는 전송 매개변수가 준최적(suboptimal)으로 설정된다.
따라서 셀룰러 통신시스템에서 하이브리드 재전송 방안을 동작시키기 위한 개선된 시스템이 유리하며, 특히 셀룰러 통신시스템의 개선된 전송 매개변수 설정, 증가된 유연성(flexibility), 감소된 오류율, 증가된 처리량, 감소된 자원 활용, 감소된 지연 및/또는 개선된 성능을 허용하는 시스템이 유리하다.
따라서 본 발명은 단독으로 또는 임의 결합한 전술한 하나 이상의 단점을 경감시키거나 혹은 제거하고자 한다.
본 발명의 제1 양상에 따라서, 셀룰러 통신시스템의 무선 인터페이스의 통신 채널상으로 제1 가입자 유닛으로 통신하기 위한 하이브리드 재전송 방안을 동작시키기 위한 장치가 제공되는데, 상기 장치는, 재전송 방안을 위한 동작점(operating point)에 응답하여 통신의 전송을 위한 전송 매개변수를 설정하기 위한 설정 수단과, 통신 채널을 위한 채널 품질 표시(channel quality indications)를 결정하기 위한 수단과, 채널 품질 표시의 변동의 변동 측정치를 결정하기 위한 수단과, 변동 측정치에 응답하여 동작점을 설정하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명은 셀룰러 통신시스템에서 개선된 재전송 성능을 제공할 수 있다. 특히 전송 매개변수의 보다 최적의 설정을 하게 하는 재전송 방안을 위해 동작점의 개선된 설정을 성취할 수 있으므로, 전체적으로 셀룰러 통신시스템의 감소된 오류율, 증가된 처리량, 감소된 자원 활용, 감소된 지연 및/또는 개선된 성능을 가질 수 있다.
특히 채널 품질 표시의 변동에 응답하여 동작점을 유리하게 제어할 수 있으므로, 셀룰러 통신시스템의 성능 및 하이브리드 재전송 방안의 성능 및 동작 특성을 개선시킬 수 있다는 것을 알았다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 변동 측정치는 채널 품질 표시의 변동율의 측정치이다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공하고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다,
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 동작점은 오류율 목표(error rate target)를 포함한다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공하고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다. 특히, 오류율 목표은 재전송 방안의 간단하지만 효율적인 제어를 제공할 수 있고, 개선된 후방 호환성을 제공할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 전송 매개변수는 데이터 패킷의 초기 전송의 매개변수이다.
본 발명은 이전에 전송된 정보가 없는 동안에 데이터 패킷의 초기 전송을 위해 전송 매개변수의 개선된 설정을 할 수 있다. 이 결과로 통신이 개선되고 자원 소비가 감소될 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 장치는 제1 가입자 유닛으로의 전송의 측정된 오류율 표시를 결정하기 위한 수단을 포함하고, 여기서 설정 수단은 측정된 오류율 표시에 응답하여 전송 매개변수를 결정하도록 배치된다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다. 특히 재전송 방안의 성능상에 상당한 효과를 가지는 상이한 특성을 고려하여 전송 매개변수의 설정을 개선할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 측정된 오류율은 전송 매개변수를 결정하기 위한 동작점에 비교된다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다. 특히 재전송 방안의 성능상에 상당한 효과를 가지는 상이한 특성을 고려하는 재전송 방안을 쉽게 구현할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 설정 수단은 채널 품질 표시에 응답하여 전송 매개변수를 설정하고, 측정 오류율 표시에 응답하여 채널 품질 표시를 변경하도록 배치된다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 전송 매개변수는 하이브리드 재전송 방안의 데이터 패킷을 위한 정보 데이터 크기이다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다. 이 정보 데이터 크기는 데이터 패킷을 성공적으로 수신할 수 있는 수신기의 확률을 특히 효과적으로 제어할 수 있게 해주는 매개변수를 구성한다. 정보 데이터는 수신기에 의해 검색된, 즉 오류 교정 인코딩과 같은 채널 처리에 앞서 전송된 데이터를 언급한다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 전송 매개변수는 변조 특성이다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다. 변조 특성은 데이터 패킷을 성공적으로 수신할 수 있는 수신기의 확률을 특히 효과적으로 제어할 수 있게 해주는 매개변수를 구성한다. 변조 특성은 예를 들면 변조 심볼 순서 또는 변조 방안일 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 전송 매개변수는 오류 코딩 특성이다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다. 오류 코딩 특성은 데이터 패킷을 성공적으로 수신할 수 있는 수신기의 확률을 특히 효과적으로 제어할 수 있게 해주는 매개변수를 구성한다. 오류 코딩 특성은 예를 들면 코딩율 또는 코딩 방안일 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 전송 매개변수는 전송 전력이다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다. 전송 전력은 데이터 패킷을 성공적으로 수신할 수 있는 수신기의 확률을 특히 효과적으로 제어할 수 있게 해주는 매개변수를 구성한다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 동작점을 설정하기 위한 수단은 통신을 위한 성능 매트릭(performance metric)의 측정에 응답하여 동작점을 더 설정하도록 배치된다.
이것은 성능을 개선할 수 있고, 현 조건에 개선되게 부합될 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 장치는 제1 가입자 유닛으로부터 채널 품질 표시를 수신하기 위한 수단을 포함한다.
채널 품질 표시는 측정치에 응답하여 제1 가입자 유닛에 의해 결정될 수 있다. 이 특징은 개선된 성능의 재전송 방안을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 변동 측정치를 결정하기 위한 수단은 사실상 다음과 같이 변동 측정치를 결정하도록 배치된다:
VarMeas(k)=λ*VarMeas(k-1)+(1-λ)*abs(CQI(k)-CQI(k-1))
여기서, VarMeas는 변동 측정치,CQI는 채널 품질 측정치, λ는 사전결정된 매개변수, 그리고 k는 인덱스이다.
이것은 특히 유리한 성능을 제공할 수 있고, 그리고/혹은 구현을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 셀룰러 통신시스템은 제3 세대 셀룰러 통신시스템이다.
제3 세대 셀룰러 통신시스템은 UMTS일 수 있다. 본 발명은 제3 세대 셀룰러 통신시스템을 위해 특히 유리한 성능을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 통신은 고속 하향회선 패킷 액세스 서비스의 지원이다.
본 발명은 특히, 재전송 성능에 의한 HSDPA 서비스를 위해 유리한 성능을 허용할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 하이브리드 재전송 방안은 하이브리드 ARQ 재전송 방안이다.
본 발명은 전송 매개변수의 설정을 개선함으로써 하이브리드 ARQ 재전송 방안을 위해 특히 유리한 성능을 허용할 수 있다.
본 발명의 선택적 특징에 따라서, 전송은 하향회선 전송이다.
본 발명은 셀룰러 통신시스템에서 개선된 하향회선 통신을 허용한다.
본 발명의 제2 양상에 따라서, 셀룰러 통신시스템의 무선 인터페이스의 통신 채널상으로 제1 가입자 유닛으로의 통신을 위한 하이브리드 재전송 방안을 동작시키는 방법을 제공할 시에, 상기 방법은, 재전송 방안을 위한 동작점에 응답하여 통신의 전송을 위해 전송 매개변수를 설정하는 단계, 통신 채널을 위한 채널 품질 표시를 결정하는 단계, 채널 품질 표시의 변동의 변동 측정치를 결정하는 단계, 변동 측정치에 응답하여 동작점을 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 및 다른 양상, 특징 및 이점들은 이후에 기술되는 실시예를 참조하여 명백해지고 명료해질 것이다.
도 1은 본 발명의 소정 실시예에 따른 셀룰러 통신시스템의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 소정 실시예에 따른 기지국의 요소를 도시한다.
도 3은 상이한 채널 유형을 위해 HARQ를 사용하여 HSDPA 서비스를 위한 처리량과 블록 오류율 간 관계의 예를 도시한다.
본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 단지 예로써 기술될 것이다.
후속된 설명은 UMTS 셀룰러 통신시스템에서 HSPDA 서비스에 적용가능한 본 발명의 실시예에 관한 것이다. 그러나 본 발명은 본 출원에 제한되지 않고 다수의 다른 셀룰러 통신시스템에 적용될 수 있다는 것을 알 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예가 사용될 수 있는 셀룰러 통신시스템(100)의 예를 도시한다.
도 1의 예에서, 제1 원격 터미널(101)은 제1 기지국(103)에 의해 지원되는 제1 셀에 있다. 제1 원격 터미널(101)은 제3 세대 UE(User Equipment), 통신 유닛, 가입자 유닛, 이동국, 통신 터미널, PDA(personal digital assistant), 랩탑 컴퓨터, 내장된 통신 프로세서, 또는 셀룰러 통신시스템의 무선 인터페이스상으로 통신할 수 있는 임의 물리적, 기능적 또는 논리적 통신요소와 같은 사용자 설비일 수 있다.
제1 기지국(103)은 제1 RNC(105)로 연결된다. RNC는 무선 자원관리 및 적절한 기지국으로/으로부터의 데이터의 경로배정 및 무선 자원 관리를 포함한 무선 인터페이스에 관련된 다수의 제어 기능을 수행한다.
제1 RNC(105)는 코어망(107)으로 연결된다. 코어망은 RNC를 상호연결하고, 임의의 두 RNC들 간의 데이터를 경로배정하도록 동작가능하므로, 한 셀의 원격 터미널이 임의의 다른 셀의 원격 터미널과 통신할 수 있도록 한다. 또한 코어망은 PSTN과 같은 외부 네트워크에 상호연결하기 위한 게이트웨이 기능을 포함함으로써, 원격 터미널은 유선전화와 지상선에 의해 연결된 다른 통신 터미널과 통신할 수 있다. 또한 코어망은 데이터 경로배정, 승인 제어, 자원 할당, 가입자 빌링, 원격 인증 등을 위한 기능성을 포함한 종래의 셀룰러 통신망을 관리하는 데 필요한 다수의 기능성을 포함한다.
도 1의 특정 예에서, 제1 원격 터미널(101)은 능동 HSDPA 서비스를 지원한다, 따라서 제1 원격 터미널(101)은 HSDPA 공유 하향회선 사용자 채널 HSDSCH(High Speed-Downlink Shared Channel)상에서 제1 기지국(103)으로부터 하향회선 데이터를 수신하고, 상향회선 HSDPA 제어 채널 HS-DPCCH(High Speed-Dedicated Physical Control Channel)상에서 상향회선 HSDPA 제어 정보를 전송한다. 반면에 HS-DSCH가 상이한 HSDPA 사용자들간에 공유되는 반면에, HS-DPCCH는 개별 사용자 설비 전용이다.
HS-DSCH상의 하향회선 HSDPA 통신은 오류율을 감소시키기 위한 하이브리드 ARQ 재전송 방안을 사용한다. 제1 원격 터미널(101)은 제1 기지국(103)으로부터 전송을 수신하고, 오류 체크를 수행한다. 데이터 패킷을 성공적으로 수신할 때, 제1 원격 터미널(101)은 ACK(acknowledge message) 메시지를 전송하고, 데이터 패킷을 오류로 수신한 경우, NACK 메시지(non-acknowledge) 메시지에는 전송하고, 데이터 패킷을 탐지하지 못한 경우, 메시지는 전송되지 않는다. 제1 기지국(103)이 제1 원격 터미널(101)으로부터 NACK 메시지 또는 노 메시지(DTX)를 수신한 경우, 데이터 패킷을 위한 데이터를 재전송하도록 진행된다. 재전송 데이터는 하이브리드 ARQ 방안에서, 교정 검출 확률을 증가시키기 위해 초기 전송과 결합될 수 있는 다른 정보 또는 데이터 패킷의 추가 리던던트 데이터일 수 있다.
HSDPA 서비스가 원격 터미널을 포함할 때, 다수의 제어 메시지가 원격 터미널으로부터, HSDPA 서비스를 지원하는 기지국으로 전송된다. 예를 들면 제1 원격 터미널(101)은 재전송 확인 메시지(Hybrid ARQ ACK/NACK messages)와 통신채널의 품질 표시(CQI-Channel Quality Indicators)를 전송할 수 있다. 이들 메시지는 HS-DPCCH로 알려진 HSDPA 상향회선 제어 채널상으로 전송된다.
도 2는 본 발명의 소정 실시예에 따른 기지국의 요소를 도시한다. 특히 도 2는 HSDPA 서비스를 위한 하이브리드 ARQ 재전송 방안의 운영과 관련된 제1 기지국(103)의 요소를 도시한다.
도 2의 예에서, 제1 기지국(103)은 경험한 특정 채널 조건을 기반으로 전송 매개변수를 결정하도록 배치된다. 특히 기지국(103)은 일련의 채널 품질 표시에 대한 변동 측정치를 기반으로 데이터 패킷의 (후속된 재전송과 반대되는) 초기 전송의 전송 매개변수를 설정한다. 특히 제1 기지국(103)은 제1 원격 터미널(101)으로부터 보고되는 CQI 측정치에 대한 변동율을 결정할 수 있다. 그 후, 변경율은 재전송 방안을 위한 동작점을 설정하는 데 사용되고, 초기(그리고 가능하게는 후속 전송)의 전송 매개변수가 이 동작점에 의해 제어된다.
본 발명에서, 변동에 응답하여, 특히 채널 특성의 변동율에 응답하여 동작점을 제어함으로써 개선된 성능을 얻을 수 있다는 것을 알았다.
도 3은 상이한 채널 유형을 위한 HARQ를 사용하여 HSDPA 서비스를 위한 초기 전송의 BLER(Block Error Rate)과 처리량 간의 관계의 예를 도시한다. 분명히 알 수 있는 바와 같이, 성취할 수 있는 최대 처리량은 BLER에 크게 의존한다. 따라서 재전송 방안은 최적의 BLER에 근접한 BLER을 성취함으로써 처리량 및 자원 소비를 최적화하도록 전송을 제어하려 한다. 또한 도 3에서 예시된 바와 같이, 최적 BLER(그리고 성취가능한 처리량)은 경험된 특정 전달 채널상에 크게 의존한다. 도 2의 예에서, 제1 기지국(103)은 채널 품질 표시기를 위한 변동율을 결정함으로써 채널 조건을 추정하고, 재전송 방안을 위해 목표 BLER의 형태로 동작점을 설정한다.
따라서 제1 기지국(103)은 채널 품질 표시를 결정하고, 이들을 경험한 전달 채널의 표시로 사용한다. 그 후, 변동 측정치를 기반으로 최적 BLER의 형태로 동작점을 결정한다. 그러면, 이 동작점은 전송이 가능한 바람직한 BLER 성능을 경험하도록 전송 매개변수를 설정하기 위해 재전송 방안에 의해 사용된다. 재전송 방안은 특히 초기 전송의 BLER 성능을 측정할 수 있고, 후속하여 초기 전송을 동작점(변동 측정치로부터 결정된 목표 BLER)을 향해 구동되도록, 후속된 초기 전송을 위한 전송 매개변수를 조정할 수 있다. 결과적으로, 상당히 증가된 처리량 및, 감소된 자원 소비를 성취할 수 있다.
제1 기지국(201)은 제1 원격 터미널(101)으로부터의 재전송 피드백 메시지를 수신하는 재전송 피드백 수신기(201)를 포함한다. 특히 재전송 피드백 수신기(201)는 HS-DPCCH 채널상으로 HSDPA 서비스를 위한 ACK 및 NACK 메시지를 수신한다.
또한 재전송 피드백 수신기(201)는 제1 원격 터미널(101)으로부터 채널 품질 표시를 수신한다. 특히 재전송 피드백 수신기(201)는 HS-DPCCH 채널상으로 HSDPA 서비스를 위한 CQI(Channel Quality Indication)를 수신한다.
제1 원격 터미널(101)은 특히, 수신한 하향회선 신호의 측정치에 응답하여 제1 기지국(103)으로부터 제1 원격 터미널(101)로의 전달 채널을 위한 채널 품질 표시를 결정한다. 예를 들면 채널 품질 표시는 수신한 신호 레벨 표시, 신호대 노이즈 비 또는 수신한 오류율로서 결정될 수 있다. HSDPA를 위한 CQI 메시지를 생성하기 위한 특정 방법 및 알고리즘은 당업자들에게 잘 알려져 있다.
재전송 피드백 수신기(201)는 제1 기지국(103)으로부터 제1 원격 터미널(101)로의 통신 채널에 대한 채널 품질 표시를 결정하는 CQI 프로세서(203)로 연결된다. 특정 예에서, CQI 프로세서(203)는 CQI 메시지에 수신된 CQI 값을 단순히 추출한다.
CQI 프로세서(203)는 CQI 값을 위한 변동 측정치를 생성하도록 배치된 변동 프로세서(205)로 연결된다.
본 발명을 손상시키지 않고 적당한 임의 변동 측정치를 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특정 예에서, 변동 프로세서(205)는 통신 채널을 위한 변동율을 결정한다. 변동율은 인접한 CQI 값들간의 차이를 저역 필터링한 결과로서 결정될 수 있다. 저역 필터링의 특성 및 매개변수는 개별 실시예를 위한 특정 요건에 맞추도록 설정될 수 있다.
변동 프로세서(205)는 특히, 다음과 같이 사실상 변동 측정치를 결정할 수 있다:
VarMeas(k) = λ*VarMeas(k-1)+(1-λ)*abs(CQI(k)-CQI(k-1))
여기서, VarMeas는 변동 측정치이고, CQI는 채널 품질값을 나타내고, λ는 개별 애플리케이션을 위해 바람직한 특정 동적 성능을 위해 선택될 수 있는 설계 매개변수이다.
변동 프로세서(205)는 변동 측정치에 응답하여 재전송 방안을 위한 동작점을 설정하는 동작점 제어기(207)로 연결된다.
도 2의 예에서, 동작점은 재전송 방안에 의해 사용되는 최적 목표 BLER이다. 따라서 동작점 제어기(207)는 CQI 값의 결정된 변동율에 응답하여 목표 BLER을 결정한다. 특히 동작점 제어기(207)는 데이터 패킷의 초기 전송을 위한 목표 BLER을 결정한다.
변동 측정치에 응답하여 동작점을 결정하는 적당한 임의방식을 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면 동작점 제어기(207)는 단순히, 변동 측정치와 목표 BLER을 위한 대응 값을 포함한 룩업 테이블(look-up-table)을 포함한다.
동작점 제어기(207)는 동작점에 응답하여 통신의 전송을 위한 적어도 하나의 전송 매개변수를 설정하도록 배치된 재전송 매개변수 제어기(209)로 연결된다. 따라서 재전송 매개변수 제어기(209)는 BLER이 목표 BLER에 상응하도록 전송 매개변수를 설정한다.
재전송 매개변수 제어기(209)에 의해 설정되는 정확한 매개변수 특성은 상이한 실시예에서 다를 수 있다. 목표 BLER상에 의존하는 조정에 상당히 적당할 수 있는 일 전송 매개변수가 전송의 전송 전력이다. 전송 전력을 증가시키면 BLER은 감소될 것이며, 전송 전력을 감소시키면 BLER은 증가될 것이다. 또한 전송 전력은 다수의 실시예에서 쉽게 조정가능한 매개변수이다.
이 대신에 혹은 부가적으로, 재전송 매개변수 제어기(209)는 목표 BLER에 응답하여 데이터 패킷을 위한 정보 데이터 크기를 변경할 수 있다. 이것은 유리하게도, 변조 특성 및/또는 오류 코딩 특성의 조정과 결합될 수 있다.
예를 들어 높은 BLER 동작점이 결정되면, 재전송 매개변수 제어기(209)는 데이터 패킷이 대량의 사용자 데이터를 포함하도록 정보 데이터를 비교적 높게 설정할 수 있다. 재전송 매개변수 제어기(209)는 이 대량의 사용자 데이터를 고정 크기의 데이터 패킷으로 맞추기 위하여, 보다 높은 스펙트럼 효율을 가지지만 보다 높은 오류율 가능성을 가진 사용순서 변조 심볼 칸스텔레이션(user order modulation symbol constellation)(예를 들면 16-QAM)을 선택할 수 있다. 이 대신에 혹은 부가적으로, 재전송 매개변수 제어기(209)는 정보 데이터에 적용되는 고효율 순방향 오류 정정 방안을 선택할 수 있다.
대신에 낮은 BLER 동작점이 결정되면, 재전송 매개변수 제어기(209)는 데이터 패킷이 소량의 사용자 데이터를 포함하도록 정보 데이터 크기를 비교적 낮게 설정할 수 있다. 고정 크기의 데이터 패킷의 경우, 이것은 재전송 매개변수 제어기(209)로 하여금, 보다 낮은 스펙트럼 효율을 가지지만 또한 보다 낮은 오류율 가능성을 가진 보다 낮은 순서 변조 심볼(예를 들면 BPSK 또는 QPSK)의 사용을 선택할 수 있게 해준다. 이 대신에 혹은 부가적으로, 재전송 매개변수 제어기(209)는 정보 데이터로 적용되는 저효율 순방향 오류 정정 방안을 선택할 수 있다.
동작점에 응답하여 전송 매개변수를 결정하는 임의 적당한 방식을 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면 동작점 제어기(207)는 단순히, 소정 목표 BLER을 위해 사전결정된 적당한 전송 매개변수를 포함한 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 따라서 소정 목표 BLER의 경우, 룩업 테이블은 사전결정된 전송 전력, 코딩 방안 및 정보 데이터 크기값을 제공할 수 있다.
재전송 매개변수 제어기(209)는 HARQ 재전송 방안을 동작시키는 재전송 제어기(211)로 연결된다. 특히 재전송 제어기(211)는 데이터 패킷의 초기 전송으로 재전송 매개변수 제어기(209)에 의해 제공되는 전송 매개변수를 사용한다. 따라서 제1 기지국(103)은 현재 경험한 특정 채널 조건을 위해 최적화될 초기 HARQ 전송을 제공함으로써, 결과적으로 증가된 처리량, 감소된 자원 소비, 따라서 전체적으로 셀룰러 통신시스템의 개선된 성능을 성취한다.
또한 동작점 및 전송 매개변수는 전술한 것 이외의 다른 인자 및 특성을 고려할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면 동작점은 통신을 위해 성취된 오류율과 같은 성능 메트릭(performance metric)의 측정치에 응답하여 설정될 수 있다.
도 2의 예에서, 재전송 제어기(211)는 재전송 매개변수 제어기(209)로 연결된다. 재전송 제어기(211)는 수신한 재전송 피드백 메시지를 감시하고, 특히 (제1 원격 터미널(101)으로부터 수신한 NACK 대 ACK의 수로부터) 초기 전송의 BLER을 감시한다.
초기 전송의 이 BLER은 재전송 매개변수 제어기(209)로 입력되고, 동작점 제 어기(207)로부터의 목표 BLER과 비교된다. 두 BLER이 충분히 근접하게 매칭되지 않는다면, 재전송 매개변수 제어기(209)는 성취한 BLER이 바람직한 목표 BLER을 향하도록 동작을 조정할 수 있다.
이것은 다수의 상이한 방식으로 성취될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면 재전송 매개변수 제어기(209)는 전송 매개변수를 선택시에 이를 사용하기 전에 동작점을 직접 변경할 수 있다. 예를 들면 목표 BLER은 전송 매개변수를 선택하는 알고리즘이 변경된 목표 BLER을 사용하도록 측정된 BLER에 의존하여 증가되거나 혹은 감소될 수 있다.
동일하게, 재전송 매개변수 제어기(209)는 전송 매개변수의 선택을 직접 조정할 수 있다. 예를 들면 비교시에 성취한 BLER이 초기 전송 동안에 목표 BLER 보다 높은 경향이 있다고 표시하면, 선택된 전송 전력으로 오프셋을 적용하여 결과적으로 사용되는 전송 전력이 보다 높게 될 수 있다.
또 다른 예에서,재전송 매개변수 제어기(209)는 전송 매개변수를 선택시에 사용되는 하나 이상의 다른 매개변수를 변경할 수 있다.
특히 도 2의 시스템에서, 초기 전송 동안에 전송 매개변수는 제1 기지국(103)으로부터 제1 원격 터미널(101)로의 전달 채널 상에서 경험한 현 채널 조건에 따라 설정된다. 특히 재전송 매개변수 제어기(209)는 CQI 프로세서(203)로 결합되어, 이로부터 CQI 값을 수신한다. 그 후, 이들 값은 전송 매개변수를 설정시에 사용된다. 예를 들면 CQI 값이 현 채널 품질이 비교적 낮다고 가리키는 경우에는 보다 높은 전송 전력이 사용되고, CQI 값이 현 채널 품질이 비교적 높다고 가리키 는 경우에는 보다 낮은 전송 전력이 사용된다. 이것은 채널 변동을 위한 보상을 제공하고, 바람직한 BLER의 매칭 가능성을 증가시킨다.
도 2의 예에서, 재전송 매개변수 제어기(209)는 전송 매개변수를 설정시에 사용되는 채널 품질 표시가 성취한 BLER과 목표 BLER 간의 비교에 응답하여 변경될 수 있도록 배치된다.
특히 매개변수를 설정하기 위해 사용되는 CQI 값은 다음과 같이 결정된다:
CQITransmissionParameter = CQIReceived + offset
여기서, offset은 초기에는 0으로 설정되고, 후속하여 측정값에 응답해 조정된다.
특히 offset은 유사 코드에 의해 기술되는 다음의 알고리즘에 따라 주기적으로 갱신될 수 있다:
if BLERmeasured > BLERtarget
offset = offset - delta
else
offset = offset + delta
end
여기서, delta는 적당한 작은 보상값이다.
명료성을 위해 전술한 설명은 상이한 기능 유닛 및 프로세서에 관하여 본 발명의 실시예를 기술하였음을 이해할 것이다. 그러나 본 발명을 손상시키지 않고서도 상이한 유닛 또는 프로세서 간의 기능성의 적당한 임의 분산을 사용할 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들면, 개별 프로세서 또는 제어기에 의해 수행될 기술한 기능성은 동일한 프로세서 또는 제어기에 의해 수행될 수 있다. 따라서 특정 기능 유닛에 대한 참조는 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 조직을 표시하기 보다는 기술한 기능성을 제공하기 위한 적당한 수단을 참조하여 알 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의 조합을 포함한 적당한 임의 형태로 구현될 수 있다. 본 발명은 선택적으로, 하나 이상의 데이터 프로세서 및/또는 디지털 신호 프로세서상에 실행되는 컴퓨터 소프트웨어로서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시에의 요소 및 구성요소는 임의 적당한 방식으로 물리적으로, 기능적으로, 그리고 논리적으로 구현될 수 있다. 진실로, 기능성은 단일 유닛, 다수의 유닛 혹은 다른 기능 유닛의 일부로서 구현될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 단일 유닛으로 구현될 수 있거나, 혹은 상이한 유닛과 프로세서 간에 물리적 및 기능적으로 분산될 수 있다.
본 발명을 소정 실시예와 관련하여 기술하였지만 여기에 설명된 특정 형태로 제한하려는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한된다. 또한 특징이 특정 실시예와 관련하여 기술될 수 있지만, 당업자라면 전술한 실시예의 다양한 특징은 본 발명에 따라서 결합될 수 있다는 것을 알 것이다. 특허청구범위에서, 용어 "포함(comprising)"은 다른 요소 또는 단계의 존재 를 배제하지 않는다.
또한 다수의 수단, 요소 또는 방법 단계를 개별적으로 리스트하였지만 예를 들면 단일 유닛 또는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 또한 개별 특징이 상이한 청구항에 포함될 수 있지만 유리하게 결합될 수 있고, 상이한 청구항에 포함된다는 것이 특징 결합을 실현할 수 없다거나 혹은/그리고 유리하지 않다는 것을 의미하지는 않는다. 또한 청구항의 한 범주에서의 특징을 포함한다는 것은 이 범주로 제한된다는 것을 의미하지 않고 오히려 특징이 적절한 다른 청구항 범주에 동등하게 적용될 수 있다는 것을 가리킨다. 더욱이 청구항에서의 특징 순서는 특징이 작동해야 하는 임의 특정 순서를 의미하지 않으며, 특히 방법 청구항에서 개별 단계의 순서가 단계들이 이 순서로 수행되어야 한다는 것을 의미하지 않는다. 오히려 단계는 임의 적당한 순서로 수행될 수 있다.
Claims (10)
- 셀룰러 통신시스템의 무선 인터페이스의 통신 채널상으로 제1 가입자 유닛으로의 통신을 위한 하이브리드 재전송 방안(hybrid retransmission scheme)을 운영하기 위한 장치에 있어서,상기 제1 가입자 유닛으로 전송의 측정된 오류율 표시(error rate indication)를 결정하기 위한 수단과,상기 재전송 방안을 위한 오류율 목표에 응답하여 상기 통신의 전송을 위한 전송 매개변수를 설정하기 위한 설정 수단과,상기 통신 채널을 위한 채널 품질 표시(channel quality indications)를 결정하기 위한 수단과,상기 채널 품질 표시의 변동의 변동율 측정치를 결정하기 위한 수단과,상기 채널 품질 표시의 상기 변동율 측정치에 응답하여 상기 오류율 목표를 설정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송 매개변수는 데이터 패킷의 초기 전송의 매개변수인 장치.
- 제1항에 있어서,상기 설정 수단은 상기 채널 품질 표시에 응답하여 상기 전송 매개변수를 설정하고, 상기 측정된 오류율 표시에 응답하여 상기 채널 품질 표시를 변경하도록 배치되는 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송 매개변수는 상기 하이브리드 재전송 방안의 데이터 패킷을 위한 정보 데이터 크기인 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송 매개변수는 변조 특성인 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송 매개변수는 오류 코딩 특성인 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송 매개변수는 전송 전력(transmit power)인 장치.
- 제1항에 있어서,상기 오류율 목표를 설정하기 위한 상기 수단은 상기 통신을 위한 성능 메트릭(performance metric)의 측정치에 응답하여 상기 오류율 목표를 더 설정하도록 배치되는 장치.
- 제1항에 있어서,상기 채널 품질 표시의 상기 변동율을 결정하기 위한 상기 수단은VarMeas(k) = λ*VarMeas(k-1)+(1-λ)*abs(CQI(k)-CQI(k-1))에 의해 결정되며, 여기서 VarMeas는 상기 변동율 측정치이고, CQI는 상기 채널 품질 측정치이고, λ는 사전결정된 매개변수이고, k는 인덱스인 장치.
- 셀룰러 통신시스템의 무선 인터페이스의 통신 채널상으로 제1 가입자 유닛으로의 통신을 위한 하이브리드 재전송 방안을 운영하는 방법에 있어서,상기 제1 가입자 유닛으로 전송의 측정된 오류율 표시를 결정하는 단계와,상기 재전송 방안을 위한 오류율 목표에 응답하여 상기 통신의 전송을 위한 전송 매개변수를 설정하는 단계와,상기 통신 채널을 위한 채널 품질 표시를 결정하는 단계와,상기 채널 품질 표시의 변동의 변동율 측정치를 결정하는 단계와,상기 채널 품질 표시의 상기 변동율 측정치에 응답하여 상기 오류율 목표를 설정하는 단계를 포함하는 방법.
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