KR20080074915A - 상향링크의 송신 파라미터를 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

상향링크의 송신 파라미터를 결정하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

상향링크용 송신 파라미터 결정장치는, 이동국으로부터 채널상태 정보를 수신하는 수단과, 채널상태 정보와, 상향링크의 변조방식 및 채널 부호화율과, 이동국의 송신전력 및 송신대역폭의 쌍방 또는 일방과의 대응관계를 기억하는 수단과, 대응관계로부터 한 조의 송신 파라미터를 도출하는 수단과, 한 조의 송신 파라미터를 상기 이동국으로 통지하는 수단을 구비한다.
Figure P1020087012865
송신 파라이터, 채널상태 정보, 변조방식, 채널 부호화율, 송신전력

Description

상향링크의 송신 파라미터를 결정하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DECIDING UPLINK TRANSMISSION PARAMETERS}
본 발명은 일반적으로 무선통신 기술분야에 관련하며, 특히 상향링크로 공유 패킷 데이터 채널을 전송하기 위한 송신 파라미터를 결정하는 장치 및 방법에 관련한다.
이러한 종류의 기술분야에서는 무선전송되는 상향신호(uplink signal)의 품질을 향상시키기 위해서, 다양한 기술이 사용되고 있다. 그와 같은 기술의 하나로 송신전력 제어법(transmission power control method)이 있다. 이 기술에서는, 이동국으로부터 송신되어 기지국에서 수신된 상향 파일럿 채널(uplink pilot channel)의 수신품질(reception quality)이 측정되고, 전파손실(path loss) 등이 산출되며, 그것들이 보상되도록 이동국의 송신전력이 결정되고, 결정된 송신전력이 이동국으로 통지된다. 이에 따라 기지국에서의 수신신호 품질이 어느 정도 확보된다. 신호품질을 향상시키는 다른 기술로 적응변조/채널 부호화법(AMC:Adaptive Modulation and channel Coding)이 있다. AMC법은 변조다치수(變調多値數: adaptive changing modulation level) 및 부호화율(coding rate)을 무선채널의 좋고 나쁨에 따라서 적응적으로 변경하고, 현재의 통신상황에서 달성 가능한 최선의 스루풋(throughput)을 달성하고자 하고 있다. AMC법은 예를 들면 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA: High Speed Downlink Packet Access) 방식에서 채용되고 있다. HSDPA에 대해서는 예를 들면 비 특허문헌 1에 기재되어 있다.
이와 같이 송신전력이나 변조다치수 등의 전송 파라미터를 적절히 설정함으로써, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 스루풋에는 유저 각자의 스루풋이 포함되는 것은 물론, 시스템 전체의 스루풋도 포함되며, 그들 쌍방을 크게 할 것이 요구된다. 특히 장래적인 통신시스템에서는 현재보다도 더 큰 스루풋을 달성할 것이 요청된다. 때문에, 전송 파라미터를 채널상태에 적절히 맞추어, 신호의 전송품질을 향상시키는 것(이것은 '링크 어댑테이션(link adaptation)'이라 불린다)이 한층 더 중요해진다.
비 특허문헌 1: 3GPP, TR25.848: "Physical Layer Aspects of UTRAN High Speed Downlink Packet Access"
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명의 과제는, 상향링크의 무선채널 상태에 적합한 송신 파라미터를 결정하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에 따른 상향링크의 송신 파라미터를 결정하는 장치는, 이동국으로부터 채널상태 정보를 수신하는 수단과, 채널상태 정보와, 상향링크의 변조방식 및 채널 부호화율과, 이동국의 송신전력 및 송신대역폭의 쌍방 또는 일방과의 대응관계를 기억하는 수단과, 상기 대응관계로부터 한 조의 송신 파라미터를 도출하는 수단과, 상기 한 조의 송신 파라미터를 상기 이동국으로 통지하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 상향링크의 무선 채널 상태에 적합한 송신 파라미터를 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 개략 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국의 개략 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(1)를 나타낸다.
도 4는 룩업 테이블의 일 예를 나타내는 도이다.
도 5는 송신대역폭을 결정하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 6은 채널상태와 MCS 번호와의 대응관계를 나타내는 도이다.
도 7은 MCS 테이블의 구체 예를 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(2)를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(3)를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(4)를 나타낸다.
도 11은 복수의 이동국을 고려하여 송신대역폭을 결정하는 상태를 나타내는 도이다.
도 12는 제1 내지 제4 실시 예의 비교 예를 나타내는 도표이다.
도 13은 싱글 유저 MIMO 방식을 나타내는 도이다.
도 14는 멀티 유저 MIMO 방식을 나타내는 도이다.
도 15는 싱글 유저 MIMO 방식에서의 주파수대역을 나타내는 도이다.
도 16은 멀티 유저 MIMO 방식에서의 주파수대역을 나타내는 도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 개략 블록도를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국의 개략 블록도를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(1)를 나타낸다.
도 20은 도 19에 나타낸 흐름도의 변형 예를 나타내는 도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(2)를 나타낸다.
도 22는 도 21에 나타낸 흐름도의 변형 예를 나타내는 도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(3)를 나타낸다.
도 24는 도 23에 나타낸 흐름도의 변형 예를 나타내는 도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도(4)를 나타낸다.
도 26은 도 25에 나타낸 흐름도의 변형 예를 나타내는 도이다.
도 27은 제7 내지 제10 실시 예의 비교 예를 나타내는 도표이다.
부호의 설명
10 기지국
11 무선부
12 신호 추출부
13 채널상태 측정부
14, 15 복조 및 복호부
16 송신 파라미터 결정부
20 이동국
21 송신 버퍼
22, 23 변조 및 부호화부
24 다중부
25 대역 제한 필터
26 무선부
27 전력증폭부
28 하향 제어 채널의 복조 및 복호부
171 신호 분리부
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
본 발명의 일 형태에 따르면, 이동국으로부터 수신한 채널상태 정보에 기초하여, 한 조의 송신 파라미터가 도출된다. 한 조의 송신 파라미터는, 채널상태 정보와, 상향링크의 변조방식 및 채널 부호화율과, 이동국의 송신전력 및 송신대역폭의 쌍방 또는 일방과의 이미 기억된 대응관계로부터 도출되고, 이동국으로 통지된다. 이동국은 이 송신 파라미터에 맞추어 각종 설정을 수행하고, 이후의 상향링크 신호를 송신한다.
AMC나 송신전력뿐만 아니라 송신대역폭도 통신상황에 따라서 조정되므로, 송신 파라미터의 조합 수를 크게 증가시킬 수 있고, 송신 파라미터를 채널상태에 맞추어 더 적절히 조합할 수 있으며, 신호의 전송품질을 더 향상시킬 수 있다.
어느 일정의 기간 내에서, 상향링크의 데이터 레이트는 적응적으로 조정되나, 송신전력은 일정하게 유지되도록 한 조의 송신 파라미터가 도출되어도 좋다. 구체적으로는 예를 들면, 채널상태 정보의 시간 평균값으로부터 송신전력이 도출되고, 채널상태 정보의 순시값(instantaneous value)으로부터 송신대역폭, 변조다치수 및 채널 부호화율이 도출된다. 혹은 채널상태 정보의 평균값으로부터 송신전력 및 송신대역폭이 도출되어도 좋다. 이에 따라 시스템 전체의 스루풋을 향상시키고, 리소스의 이용효율을 더 향상시킬 수 있다.
혹은, 어느 일정의 기간 내에서, 상향링크의 데이터 레이트는 일정하게 유지되나, 송신전력은 가변으로 조정되도록 상기 한 조의 송신 파라미터가 도출되어도 좋다. 구체적으로는 예를 들면, 채널상태 정보의 시간 평균값으로부터 송신대역폭, 변조다치수 및 채널 부호화율이 도출되고, 채널상태 정보의 순시값으로부터 송신전력이 도출되어도 좋다. 이 경우는 리얼타임성이 요구되는 통신에 특히 유리하다.
상향링크의 수신오류율(uplink reception error rate) 및 스루풋(throughput)의 적어도 일방이 개선되도록 상기 한 조의 송신 파라미터가 도출되어도 좋다.
복수의 이동국으로부터 복수의 채널상태 정보를 수신하고, 이동국 각자의 한 조의 송신 파라미터가, 복수의 채널상태 정보로부터 도출되어도 좋다. 개개의 이동국뿐만 아니라, 복수의 이동국간 까지도 고려하여 더 적절한 송신대역폭을 결정할 수 있다.
실시 예 1
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 개략 블록도를 나타낸다. 기지국(10)은 무선부(RF부)(11)와, 신호 추출부(12)와, 채널상태 측정부(13)와, 복조 및 복호부(14,15)와, 송신 파라미터 결정부(16)를 갖는다.
무선부(RF부)(11)는 이동국으로부터 송신되고 도시하지 않은 안테나에서 수신된 무선 패킷을 베이스밴드 신호(baseband signal)로 변환하기 위한 각종 처리(예를 들면, 주파수 변환(frequency conversion), 대역제한(band limitation), 아날로그 디지털 변환(analog-to-digital conversion) 등)를 수행한다. 무선 패킷이 이동국으로부터 송신되는 것은 필수는 아니며, 그것은 고정국을 포함하는 어떠한 통신단말로부터 송신되어도 좋으나, 설명의 간명화를 위해 이동국을 예로 들어 설 명한다.
신호 추출부(12)는 RF부(11)의 출력에 결합되고, 수신신호에 포함되어 있는 파일럿 채널, 공유 패킷 제어 채널('제어 채널'로 약칭한다) 및 공유 패킷 데이터 채널('데이터 채널'로 약칭한다)을 추출하고, 그것들을 출력한다. 파일럿 채널, 제어 채널 및 데이터 채널은 시간다중, 주파수다중, 부호다중 또는 그것들의 조합으로 다중화되어 무선전송된다. 따라서 신호 추출부(12)는 다중화된 그것들의 신호를 적절히 분리하고, 디멀티플렉서(demultiplexer)로서도 기능 한다.
채널상태 측정부(13)는 신호 추출부(12) 출력의 하나에 결합되고, 파일럿 채널의 수신품질을 측정하여, 수신품질의 순시값을 마련한다. 수신품질 또는 채널상태의 좋고 나쁨은 전형적으로는 수신한 파일럿 채널의 신호전력 대 잡음전력비(SIR 또는 수신 SIR)로 측정되나, 보다 일반적으로는 적절한 어떠한 채널상태 정보(CQI:Channel Quality Indicator)로 측정되어도 좋다. 또, 채널상태 측정부(13)는 수신품질의 순시값을 일정기간(예를 들면, 10ms 내지 1s 정도의 기간)에 걸쳐 평균화하고, 수신품질의 시간 평균값을 산출하고, 평균적인 채널상태도 출력한다.
복조 및 복호부(14,15)는 신호 추출부(12)로부터 제어 채널 및 데이터 채널을 각각 수신한다. 복조 및 복호부(14)는 수신한 제어 채널을 복조 및 복호하고, 데이터 채널을 복조 등 하기 위해 필요한 정보(변조다치수, 채널 부호화율 등)를 추출하고, 그것을 복조 및 복호부(15)로 통지한다. 복조 및 복호부(15)는 통지된 제어정보에 기초하여, 수신한 데이터 채널을 복조 및 복호하고, 데이터 전송 등의 처리에 대비한다.
송신 파라미터 결정부(16)는 채널상태 측정부(13)의 출력에 결합되고, 수신품질의 순시값 및 시간 평균값에 기초하여, 이후의 상향링크에 관한 한 조(set)의 송신 파라미터를 도출하고, 그것을 출력한다. 한 조의 송신 파라미터에는, 이동국의 송신전력, 송신대역, 변조다치수, 채널 부호화율 등의 상향링크의 신호전송에 관한 파라미터가 포함된다. 이와 같은 한 조의 송신 파라미터는 이동국마다 적절한 빈도로 도출된다. 도출된 송신 파라미터는 하향링크의 제어채널로 각 이동국으로 통지된다. 송신 파라미터의 구체적인 도출법에 대해서는 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국의 개략 블록도를 나타낸다. 이동국(20)은 송신 버퍼(21)와, 변조 및 부호화부(22,23)와, 다중부(24)와, 대역 제한 필터(25)와, RF부(26)와, 전력증폭부(27)와, 제어 채널의 복조 및 복호부(28)를 갖는다(데이터 채널에 관한 복조 및 복호부 등은 도시의 간명화를 위해 도시되지 않았다).
송신 버퍼(21)는 유저가 송신하고자 하는 트래픽 데이터를 일시적으로 저장하고, 지시된 데이터 레이트에 맞추어 출력한다. 실제로는 제어 채널용 데이터를 저장 및 출력하는 요소도 있으나, 도시의 간명화를 위해 그것은 도시되지 않았다. 이 트래픽 데이터는 송신신호 내의 데이터 채널을 구성하게 된다.
변조 및 부호화부(22)는 송신 버퍼(21)의 출력에 결합되고, 지시된 데이터 레이트를 실현하도록 데이터 채널을 채널 부호화하고, 데이터 변조한다.
변조 및 부호화부(23)는 제어 채널의 채널 부호화 및 데이터 변조를 수행한다.
다중부(24)는 변조 및 부호화부(22,23)의 출력에 결합되고, 데이터 채널 및 제어 채널을 다중화한다. 다중화는 시간다중(time-multiplexing), 주파수다중(frequency-multiplexing), 부호다중(code-multiplexing) 또는 그것들의 조합이어도 좋다.
대역 제한 필터부(25)는 송신신호의 대역폭을 지시내용에 따라서 설정한다. 본 실시 예에서는 1.25MHz, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz 및 20Hz의 5종류의 대역폭이 시스템에 마련되어 있으며, 그 중의 하나가 적절히 선택된다. 구체적인 대역폭의 값이나 마련되는 대역폭의 종류는 이들에 한정되지 않고, 다양한 수치가 사용되어도 좋다.
무선부(RF부)(26)는 베이스밴드의 신호를 무선신호로 변환하기 위한 각종 처리(예를 들면, 디지털 아날로그 변환, 주파수 변환 등)를 수행한다.
전력증폭부(27)는 송신신호의 전력을 지시내용에 따라서 적절히 증폭한다.
제어 채널의 복조 및 복호부(28)는, 하향링크에서 수신한 제어 채널을 복조 및 채널 복호하고, 송신전력, 송신대역폭, 변조다치수 및 채널 부호화율 등을 포함하는 한 조의 송신 파라미터를 추출한다. 복조 및 복호부(28)는, 추출한 송신 파라미터의 내용을 송신 버퍼(21), 변조 및 부호화부(22,23), 대역 제한 필터부(25) 및 전력증폭부(27)로 통지한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 이 흐름은 기지국에서 수행되며, 도 1의 채널상태 측정부(13) 및 송신 파라미터 결정부(16)에서 주로 수행된다. 흐름은 단계 S0부터 시작하며, 각 이동국으 로부터 상향링크로 파일럿 채널이 수신된다. 단계 S1에서는 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태의 순시값이 측정된다. 상술한 바와 같이 수신품질 또는 채널상태는 수신 SIR로 측정되어도 좋다. 이 수신 SIR은 채널상태 정보(CQI)로서 사용된다. 기지국은 수신 SIR에 기초하여 주파수 스케줄링(frequency scheduling)을 수행하고, 이동국에 적절한 주파수대역이 할당되어도 좋다.
단계 S2에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간(전형적으로는, 10ms 내지 1s 정도의 기간이지만, 용도에 따라서 다양한 길이의 기간이 사용되어도 좋다)에 걸쳐 측정되고, 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다.
단계 S3에서는 이동국이 데이터 채널을 송신할 때의 송신전력이, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 결정된다. 이 경우에 있어서, 채널상태 정보의 시간 평균값에 더하여 각 이동국의 송신전력에 관한 마진이 고려되어도 좋다. 이동국이 달성 가능한 송신전력값은 이동국의 성능에 의존하여 다를 수도 있기 때문이다. 이동국의 송신전력은 본 실시 예에서는 룩업 테이블을 참조함으로써 결정된다.
도 4는 룩업 테이블의 일 예를 나타낸다. 도시된 예에서는, 기지국에서의 파일럿 채널의 수신전력 R1∼RX과, 채널상태 정보 CQI1∼CQIX와, 이동국의 송신전력 PT1∼PTX과, 대역폭당 기지국에서의 수신전력 D1 ,W∼DX ,W의 대응관계가 나타나 있다. 수신전력은 복수의 대역폭(W) 각각에 대해서 마련되어 있다. 이 대응관계는 어떠한 기억수단에 저장되고, 필요에 따라서 독출되거나 갱신되거나 한다. 현재의 스텝 S3 의 단계에서는, 채널상태 정보의 시간 평균값에 상당하는 CQIi가 특정되고, 그 CQIi에 대응하는 송신전력 PTi를 찾아냄으로써, 송신전력이 결정된다. 또한, 룩업 테이블에서의 채널상태 정보와 송신전력의 관계는, 주변 셀에 주는 간섭이나, 복수의 이동국 각각이 실현할 수 있는 데이터 레이트의 공평성을 고려하여 결정되어도 좋다. 즉, 셀 경계 부근에 존재하는 이동국은 수신상태만을 고려하여 송신전력을 증대시키면, 인접한 주변 셀에의 간섭이 커지기 때문에, 주변 셀에의 간섭을 고려한 룩업 테이블을 고려하는 것이 바람직하다. 한편, 기지국 부근에 존재하는 이동국은 주변 셀에 주는 간섭이 작기 때문에, 송신전력을 더 증대시킴으로써, 주변 셀에의 간섭을 증대시키지 않고, 실현할 수 있는 데이터 레이트를 증대시킬 수 있다. 단, 이상과 같은 조작을 수행하는 경우에는, 셀 경계 부근의 이동국이 실현할 수 있는 데이터 레이트를 희생시키고 기지국 주변 이동국의 데이터 레이트의 증대를 수행하고 있기 때문에, 복수의 이동국 각각이 실현할 수 있는 데이터 레이트의 공평성을 고려하는 것이 바람직하다.
도 3의 단계 S4에서는 채널상태의 순시값 CQIt 및 결정된 송신전력 PTi에 기초하여, 상향 데이터 채널용 송신대역폭이 결정된다. 본 실시 예에서는, 1.25MHz, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz 및 20MHz의 5종류의 대역폭이 상향링크용으로 마련되어 있다. 이들 중, 현재의 채널상태에 가장 적합한 것이 본 단계에서 선택된다. 도 4에 도시되는 단위대역당 (기지국에서의) 수신전력은, 이동국이 어느 대역폭(W)에서 송신전력 PTi로 신호를 송신한 경우에, 기지국에서 수신되는 전력의 추정값을 나타낸다. 예를 들면, 대역폭이 1.25MHz이고 송신전력이 PT1이었던 경우에는, 기지국에서의 단위대역당 수신전력은 D1 ,1.25이다. 동일한 송신전력으로 대역폭이 2.5MHz였던 경우의 기지국에서의 수신전력은 D1 ,2.5로 표현된다. 이와 같이, 5종류의 대역폭 각각에 대해서 송신전력이 PT1∼PTx였던 경우의 기지국에서의 대역폭당 수신전력 D1 ,1.25, ..., Dx,20이 테이블에 마련된다. 또, 송신대역폭의 결정시에는 이동국이 서포트하고 있는 송신대역폭이 고려되어도 좋다. 이것은, 이동국이 달성 가능한 송신대역폭은 이동국의 성능에 의존하여 다를지도 모르기 때문에다. 또한, 송신대역폭의 할당은 해당하는 이동국이 필요로 하는 데이터 레이트와 함께 다른 이동국으로의 송신대역폭의 할당이 고려되어도 좋다. 이 경우, 복수의 이동국으로의 송신대역폭의 할당을 고려하는 주파수 스케줄링의 일환으로서 송신대역폭의 할당이 수행된다. 단계 3에서 도출된 송신전력 PTi는 채널상태 정보의 시간 평균값으로부터 도출된 것이므로, 그것으로부터 도출된 수신전력 Di ,W도 평균적인 값을 나타낸다. 본 실시 예에서는 또한 이 평균적인 수신전력이 채널상태 정보의 순시값 CQIt으로 보정되고, 순시적인 수신전력 Di , W'이 도출된다. 이렇게 하여 도출된 순시적인 수신전력의 추정값 및 소정의 임계값에 기초하여, 순시적인 최적의 송신대역폭이 도출된다.
도 5는 최적의 송신대역폭을 결정하는 상태를 나타낸다. 우선, 평균적인 수신전력을 순시적인 채널상태 정보로 보정한 결과, 수신전력 Di , W'이 얻어지고, 대역 폭 및 수신전력의 관계가, 도 5에 도시된 바와 같은 관계가 되었다고 한다. 소정의 임계값이 파선으로 도시된 바와 같은 위치에 있다고 한다. 본 실시 예에서는, 기지국에서의 단위대역당 수신전력이 임계값을 상회하고, 가능한 넓은 대역이 되도록 송신대역폭이 선택된다. 도시된 예에서는 임계값을 상회하는 대역폭으로서, 1.25MHz, 2.5MHz 및 5MHz의 대역폭을 후보로서 들 수 있으며, 이들 중 가장 넓은 5MHz가 송신대역폭으로서 결정된다. 또한, 임계값의 설정법에 따라서는, 수신전력이 임계값을 하회하고, 가능한 좁은 대역이 되도록 송신대역폭이 선택되어도 좋다. 어느 쪽이든, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 효과를 얻고 페이딩 내성(fading tolerance)을 높이는 관점에서는, 보다 넓은 대역폭으로 하는 것이 바람직하다. 또, 기지국에서의 수신품질을 어느 정도 이상 확보하기 위해서는 기지국에서의 수신전력은 어느 정도 큰 것을 요한다. 단, 신호의 피크 전력을 작게 하는 관점에서는, 기지국에서의 수신전력이 낮아지도록 하는 대역폭으로 하는 것이 바람직하다.
도 3의 단계 S5에서는 채널상태 정보의 순시값 CQIt 및 송신대역폭에 기초하여, 변조다치수 및 채널 부호화율이 결정된다. 본 실시 예에서는 변조다치수 및 채널 부호화율의 조합이 사전에 정해져 있으며, 조합의 각각은 MCS 테이블 중의 MCS 번호(MCS1,..., MCSx)를 지정함으로써 특정된다. 채널상태 정보와 MCS 번호와의 대응관계는, 도 6에 도시된 바와 같이 사전에 정해져 있다. 도 7은 MCS 테이블의 일 예를 나타내며, 변조다치수 및 채널 부호화율 조합의 일 예도 나타낸다. 도시된 예 에서는 MCS 번호가 증가함에 따라 상대적인 비트 레이트가 증가하도록 조합이 설정되어 있다.
도 3의 단계 S6에서는, 단계 S3, S4 및 S5에서 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 송신 파라미터에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 각각 설정한다.
본 실시 예에 따르면, 채널상태 정보의 순시값에 기초하여 송신대역폭 및 MCS 번호가 순시 순시로 변경되므로, 본 실시 예는 전송 대역을 시스템 전체로서 효율적으로 사용하는 관점에서는 상당히 바람직하다. 본 실시 예에서는 데이터 레이트가 순시 순시로 변경되는 한편, 송신전력은 평균적으로 일정하게 유지된다. 따라서 본 실시 예는 리얼타임성 요청이 적은 비 리얼타임의 데이터 통신 등에 특히 유리하다.
본 실시 예에 따르면 AMC뿐만 아니라, 송신전력 및 송신대역폭의 제어도 수행되며, 상향링크의 송신 파라미터의 조합 수를 대폭 증가시킬 수 있어, 송신 파라미터를 채널상태에 맞추어 더 적절히 조합할 수 있다. AMC 및 송신전력 제어뿐이라면, 예를 들어 채널상태가 좋은 경우에는 송신전력을 작게 하거나 혹은 MCS 번호를 크게 하도록 하는 선택사항밖에 없었다. 그러나 본 실시 예에 따르면, 송신대역폭을 변경하는 선택사항도 마련되어 있다. 주어진 송신전력 하에서, 대역폭이 넓어지면 단위대역당 송신전력(더 나아가서는 기지국에서의 수신전력)은 감소하고, 대역폭이 좁아지면 단위대역당 송신전력(더 나아가서는 기지국에서의 수신전력)은 증가 하는 경향이 있다. 따라서, 채널상태가 나쁜 경우에, 대역폭을 유지하면서 송신전력을 증가시킴으로써 단위대역당 전력을 늘이는 대신에, 대역폭을 줄임으로써 단위대역당 전력을 늘여도 좋다. 혹은, 채널상태가 좋은 경우에, 상기한 선택사항 이외에 예를 들어 송신전력을 작게 하거나 MCS 번호를 크게 하지 않고 송신대역폭만이 좁아져도 좋다. 그와 같이 하면 전송 레이트를 변경하지 않고 시스템 리소스를 절약할 수 있다. 이들은 단순한 일 예에 지나지 않으며, 송신 파라미터를 다양하게 조합할 수 있다.
또한, 기지국이 한 조의 송신 파라미터를 도출할 때, 채널상태 정보 CQI에 더하여 오류율의 대소나 스루풋의 좋고 나쁨이 참조되어도 좋다. 예를 들면, 한 조의 송신 파라미터가 이미 설명한 방법으로 도출된 후에, 오류율의 대소 등에 기초하여 송신전력의 값 등이 수정되어도 좋다. 또, 송신대역폭의 광협에 따라서 확산부호의 확산율이 조정되어도 좋다.
실시 예 2
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 흐름은 단계 S0부터 시작하며, 각 이동국으로부터 상향링크로 파일럿 채널이 수신된다. 단계 S1에서는 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태 정보의 순시값이 측정된다.
단계 S2에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간에 걸쳐 측정되고, 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다.
단계 S3에서는 이동국이 데이터 채널을 송신할 때의 송신전력이, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 결정된다. 이 경우에 있어서, 채널상태의 시간 평균값에 더하여 각 이동국의 송신전력에 관한 마진이 고려되어도 좋다. 이동국의 송신전력은 도 4에 도시된 바와 같은 룩업 테이블을 참조함으로써 결정된다. 보다 구체적으로는, 채널상태 정보의 시간 평균값에 상당하는 CQIi가 특정되고, 그 CQIi에 대응하는 송신전력 PTi를 찾아냄으로써, 송신전력이 결정된다.
또한 본 실시 예에서는 단계 S3에서, 채널상태 정보의 평균값 CQIi에 기초하여 송신대역폭도 도출된다. 즉, 채널상태 정보의 평균값 CQIi 및 결정된 송신전력PTi에 대응하는 기지국에서의 단위대역당 수신전력 Di ,W이 도출되고, 그 수신전력 Di,W과 소정의 임계값과의 관계로부터 송신대역폭이 도출된다. 수신전력 Di ,W으로부터 송신대역폭을 도출하는 방법에 대해서는, 도 5에서 이미 설명한 수법을 적용할 수 있다.
단계 S4에서는 채널상태 정보의 순시값 CQIt에 기초하여, 변조다치수 및 채널 부호화율이 결정된다.
단계 S5에서는, 단계 S3 및 S4에서 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 송신 파라미터에 관한 지시내용에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 각각 설정한다.
본 실시 예는 송신대역폭을 순시 순시로는 변경하지 않고, 평균적으로 결정 하고 있다. 본 실시 예는, 고정 대역폭에서 AMC를 수행하고 있는 기존의 시스템에 용이하게 적용하는 관점에서는 바람직하다.
실시 예 3
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 흐름은 단계 S0부터 시작하며, 각 이동국으로부터 상향링크로 파일럿 채널이 수신된다. 단계 S1에서는 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태 정보의 순시값이 측정된다.
단계 S2에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간에 걸쳐 측정되고, 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다.
단계 S3에서는 이동국이 데이터 채널을 송신할 때의 송신대역폭 및 MCS 번호가, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 결정된다. 이 경우에 있어서, 채널상태 정보의 시간 평균값에 더하여 각 이동국의 송신전력에 관한 마진이 고려되어도 좋다. 이동국의 송신대역폭은 도 4에 도시된 바와 같은 룩업 테이블을 참조함으로써 도출된다. 구체적으로는 채널상태 정보의 평균값 CQIi에 대응하는 기지국에서의 단위대역당 수신전력 Di ,W이 도출되고, 그 수신전력 Di ,W과 소정의 임계값과의 관계로부터 송신대역폭이 도출된다. 수신전력 Di ,W으로부터 송신대역폭을 도출하는 방법에 대해서는, 도 5에서 이미 설명한 수법을 적용할 수 있다.
또한 본 실시 예에서는 단계 S3에서, 채널상태 정보의 평균값 CQIi에 기초하여 MCS 번호도 도출된다. 채널상태의 평균값과 MCS 번호와의 대응관계는 사전에 마 련해 둘 수 있으며, 그 대응관계로부터 MCS 번호를 도출할 수 있다.
단계 S4에서는 채널상태 정보의 순시값 CQIt으로부터, 이동국의 송신전력이 도출된다. 채널상태의 순시값과 송신전력과의 대응관계도 사전에 마련해 둘 수 있으며, 그 대응관계로부터 송신전력을 도출할 수 있다.
단계 S5에서는, 단계 S3 및 S4에서 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 송신 파라미터에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 각각 설정한다.
본 실시 예에서는 송신대역폭 및 MCS 번호가 순시 순시로는 변경되지 않고, 평균적으로 결정되고 있다. 따라서 데이터 레이트가 비교적 일정해지므로, 본 실시 예는 예를 들면 리얼타임 통신에 특히 유리하다.
실시 예 4
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 흐름은 단계 S0부터 시작하며, 각 이동국으로부터 상향링크로 파일럿 채널이 수신된다. 단계 S1에서는 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태의 순시값이 측정된다.
단계 S2에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간(전형적으로는, 10ms 내지 1s 정도의 기간)에 걸쳐 측정되고, 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다.
단계 S3에서는 이동국이 데이터 채널을 송신할 때의 MCS 번호가, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 결정된다. 이 경우에 있어서, 채널상태 정보의 시간 평균값에 더하여 각 이동국의 송신전력에 관한 마진이 고려되어도 좋다.
단계 S4에서는, 채널상태 정보의 순시값 CQIt 및 결정된 MCS 번호로부터, 이동국의 송신전력이 도출된다.
단계 S5에서는 채널상태 정보의 순시값 CQIt 및 결정된 송신전력에 기초하여, 송신대역폭이 결정된다.
단계 S6에서는, 단계 S3, S4 및 S5에서 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 송신 파라미터에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 각각 설정한다.
본 실시 예에 따르면, 본 실시 예에서는 데이터 레이트가 일정하게 유지되는 한편, 송신전력 및 송신대역은 순시 순시로 변경된다. 따라서 본 실시 예는 리얼타임성 요청이 많은 통신 등(예를 들면 음성통신 등)에 특히 유리하다.
도 12는 송신전력, 송신대역폭 및 변조방식 등을 결정하는 제1 내지 제4 실시 예 수법의 비교 예를 나타낸다. 도면에서, '저'라는 것은 각 열의 최상위 행에 표시된 양(송신전력 등)이 저속제어로 결정되는 것을 의미하고, 채널상태 정보의 장주기적인 시간 평균값에 의한 제어로 결정되는 것을 의미한다. '고'라는 것은 각 열의 최상위 행에 표시된 양이 고속제어로 결정되는 것을 의미하고, 채널상태 정보의 순시값을 이용하는 제어로 적응적으로 결정되는 것을 의미한다.
실시 예 5
제1 내지 제4 실시 예에서는, 이동국마다 송신 파라미터가 각각 독립적으로 결정되었다. 본 발명의 제5 실시 예에서는 개개의 이동국뿐만 아니라, 복수의 이동국간 까지도 고려하여 송신대역폭이 결정된다.
도 11은 본 실시 예에 따라 송신대역폭을 결정하는 상태를 나타낸다. 설명의 편의상 시스템의 상향링크에 마련되어 있는 대역폭이, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz 및 15MHz이었다고 한다. 그리고 유저 A, B에 대한 기지국에서의 단위대역당 수신전력이 도 11 (A),(B)와 같은 대소관계가 되었다고 한다. 이 경우, 소정의 임계값을 상회하는 후보 중에서 가장 넓은 대역폭은, 유저 A도 유저 B도 모두 10MHz가 된다. 따라서 시스템 전체의 대역폭이 20MHz 이상이라면 쌍방에 10MHz의 대역폭을 할당할 수 있다. 그러나 시스템 전체에서 사용가능한 대역폭이 예를 들어 15MHz밖에 없었다고 하면, 그와 같은 할당을 할 수는 없다. 본 실시 예는 이와 같은 상황에 대처하기 위한 수법을 부여한다.
도시된 상황에서는, 유저 B에 대한 임계값으로부터의 마진 mB은 유저 A에 대한 임계값으로부터의 마진 mA보다 크다(mB＞mA). 이것은 유저 B에 관한 채널상태가 보다 양호하며, 보다 높은 신호품질로 기지국이 수신할 수 있음을 의미한다. 그래서 본 실시 예에서는 유저 B에 넓은 대역폭인 10MHz가 할당되고, 유저 A에 좁은 대역폭인 5MHz가 할당되어, 송신대역폭이 효율적으로 할당된다. 채널상태가 양호한 유저 B는 넓은 대역에서 큰 다이버시티 효과를 얻을 수 있는 한편, 유저 A는 보다 큰 단위대역당 전력을 확보할 수 있으므로, 각각의 채널상태에 따라서 전송품질의 향상을 도모할 수 있다.
실시 예 6
제 5 실시 예에서 언급된 바와 같이, 이동국의 송신 파라미터는 개개의 이동국에 대해서 독립적으로 결정되어도 좋고, 복수의 이동국 간에 어떠한 조정이 이루어져도 좋다. 또한, 송신전력 제어에 대해서는 이하의 (1)∼(3)과 같은 수법도 생각할 수 있다.
(1) 모든 이동국이 기지국에서 동일한 수신전력이 되도록, 이동국의 송신전력이 제어되어도 좋다. 이 수법은, 모든 이동국이 같은 정도의 스루풋이나 오류율을 실현할 수 있어, 이동국 간의 공평성을 확보하는 관점에서 유리하다. 단, 셀 단의 이동국이 타 셀에 대해서 큰 간섭을 미칠 우려가 있는 점에서는 불리할지도 모른다.
(2) 모든 이동국이 동일한 송신전력으로 송신을 수행하도록 송신전력이 제어되어도 좋다. 이 수법은, 셀 내의 스루풋을 최대화할 수 있는 관점에서 유리하다. 단, 셀 단의 유저의 스루풋이 열화하고, 유저 간의 공평성을 잃을지도 모른다.
(3) (1)과 (2)의 중간적인 방법으로서, 모든 이동국이 기지국에서 어느 정도 이상의 수신전력이 되도록 송신전력 제어를 수행하고, 기지국 주변의 이동국으로부터의 신호는, 보다 높은 전력으로 기지국에서 수신되도록 이동국의 송신전력이 제어되어도 좋다. 이에 따라, 이동국 간의 공평성을 배려하면서 셀 내의 스루풋을 개선할 수 있다.
실시 예 7
본 발명의 제7 내지 제10 실시 예는 멀티 안테나 시스템 또는 다입력 다출력(MIMO:Multiple Input Multiple Output) 시스템에 관련되는 실시 예이다. 일반적으로 MIMO 시스템에는 싱글 유저 MIMO 방식과 멀티 유저 MIMO 방식이 있다.
도 13은 싱글 유저 MIMO 방식의 원리도를 나타낸다. 설명의 간명화를 위해, 2개의 송신 안테나를 갖는 통신단말(UE)로부터 2개의 수신 안테나를 갖는 기지국(Node B)이 도시되어 있으나, 안테나 수는 그와 같은 수에 한정되지 않고, 다양한 수의 안테나가 사용되어도 좋다. 도시된 예에서는 통신단말(UE)의 송신 안테나 #1, #2로부터 각각의 신호가 동시에 동일한 주파수대역에서 송신된다. 기지국은 공간에서 다중화된 이들의 신호를 수신하고, 어떠한 신호 분리법을 실행함으로써 각 송신 안테나로부터 송신된 신호계열의 각각을 복원한다.
도 14는 멀티 유저 MIMO 방식의 원리도를 나타낸다. 설명의 간명화를 위해, 1 이상의 송신 안테나를 갖는 통신단말이 2대 존재하고(UE1, UE2), 각 통신단말로부터 각각의 신호가 송신된다. 공간에서 다중화된 이들의 신호는 기지국에서 수신된다. 수신된 신호에 어떠한 신호 분리법이 적용되어, 각 통신단말로부터 송신된 신호계열의 각각이 복원된다.
싱글 유저 MIMO 및 멀티 유저 MIMO의 어느 경우도, 동일 대역 내의 다른 신호가 기지국에서 동시에 수신되고, 그것들은 신호 분리법에 의해 분리되어, 상향링크의 신호가 각각 복원된다. 이하에 설명되는 바와 같이 본 발명은 멀티 안테나 시스템에서의 상향링크 신호에 적용되어도 좋다. 단, 복수의 송신 안테나 또는 복수 의 유저에서 사용되는 주파수대역은 공통일 것이 전제가 된다.
도 15는 싱글 유저 MIMO 방식에 있어서, 제1 송신안테나 #1에서 통신되는 신호의 주파수대역과, 제2 송신안테나 #2에서 통신되는 신호의 주파수대역이 동일한 상태를 나타낸다. 예를 들면 시스템에 주어진 주파수대역(시스템 대역폭)이 20MHz이고, 어느 유저에게 5MHz의 대역이 할당된 경우에, 제1 및 제2 송신안테나 #1, #2는 각각 동일한 5MHz의 주파수대역을 사용한다.
도 16은 멀티 유저 MIMO 방식에 있어서, 제1 유저가 통신하는 신호의 주파수대역과, 제2 유저(2)가 통신하는 신호의 주파수대역이 동일한 상태를 나타낸다. 예를 들면 시스템에 주어진 주파수대역이 20MHz이고, 제1, 제2 유저에게 동일한 5MHz의 대역이 할당되어 있는 것이 가정된다.
도 17은 2개의 수신 안테나를 갖는 기지국의 개략 블록도를 나타낸다. 기지국은 무선부(RF부)(11-1, 11-2)와, 신호 분리부(171)와, 신호 추출부(12)와, 채널상태 측정부(13-1, 13-2)와, 복조 및 복호부(14-1, 15-1, 14-2, 15-2)와, 송신 파라미터 결정부(16)를 갖는다. 설명의 편의상, 수신 안테나는 2개이나 2보다 많은 수신 안테나 수가 사용되어도 좋다. 또, 싱글 유저 MIMO 방식에 있어서의 설명이 이루어지나, 본 발명은 멀티 유저 MIMO 방식에도 동일하게 적용 가능하다.
무선부(RF부)(11-1, 11-2)는 이동국으로부터 송신되고 도시하지 않은 복수의 수신 안테나에서 수신된 무선 패킷을 베이스밴드 신호로 변환하기 위한 각종 처리(예를 들면, 주파수 변환, 대역제한, 아날로그 디지털 변환 등)를 수행한다.
신호 분리부(171)는 공간적으로 다중화되고 또한 동시에 수신된 2개의 신호 또는 데이터계열에 어떠한 신호 분리법을 적용함으로써, 송신 안테나 #1, #2로부터 송신된 2개의 신호를 얻는다.
신호 추출부(12)는 분리된 송신신호에 포함되어 있는 파일럿 채널, 공유 패킷 제어 채널('제어 채널'로 약칭한다) 및 공유 패킷 데이터 채널('데이터 채널'로 약칭한다)을 추출하고, 그것들을 출력한다. 파일럿 채널, 제어 채널 및 데이터 채널은 시간다중, 주파수다중, 부호다중 또는 그것들의 조합으로 다중화되어 각 송신 안테나로부터 무선전송된다. 따라서 신호 추출부(12)는 다중화된 그것들의 신호를 적절히 분리하고, 디멀티플렉서로서도 기능 한다.
채널상태 측정부(13-1, 13-2)는 신호 추출부(12)의 파일럿 채널에 관한 출력에 결합되고, 파일럿 채널의 수신품질을 송신 안테나마다 측정하여, 수신품질의 순시값을 각각 측정한다. 채널상태 측정부(13-1, 13-2)는 수신품질의 순시값을 일정기간(예를 들면, 10ms 내지 1s 정도의 기간)에 걸쳐 각 송신 안테나에서 대해서 평균화하고, 수신품질의 시간 평균값을 산출하여, 평균적인 채널상태도 출력한다.
복조 및 복호부(14-1,2, 15-1,2)는 신호 추출부(12)로부터 제어 채널 및 데이터 채널을 송신 안테나마다 각각 수신한다. 복조 및 복호부(14-1, 14-2)는 송신 안테나마다 수신한 제어 채널을 복조 및 복호하고, 데이터 채널을 복조 등 하기 위해 필요한 정보(변조다치수, 채널 부호화율 등)를 추출하고, 그것을 복조 및 복호부(15-1, 15-2)로 통지한다. 복조 및 복호부(15-1, 15-2)는 통지된 제어정보에 기초하여, 수신한 데이터 채널을 복조 및 복호하고, 데이터 전송 등의 처리에 대비한다.
송신 파라미터 결정부(16)는 채널상태 측정부(13-1, 13-2)의 출력에 결합되고, 수신품질의 순시값 및 시간 평균값에 기초하여, 이후의 상향링크에 관한 한 조의 송신 파라미터를 도출하고, 그것을 출력한다. 한 조의 송신 파라미터에는, 이동국의 송신전력, 송신대역, 변조다치수, 채널 부호화율 등의 상향링크의 신호전송에 관한 파라미터가 포함된다. 이와 같은 한 조의 송신 파라미터는 이동국마다 적절한 빈도로 도출된다. 도출된 송신 파라미터는 하향링크의 제어채널로 각 이동국으로 통지된다. 송신 파라미터의 구체적인 도출법에 대해서는 후술한다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국의 개략 블록도를 나타낸다. 이동국은 송신 버퍼(21)와, 변조 및 부호화부(22-1, 22-2)와, 대역 제한 필터(25-1, 25-2)와, RF부(26-1, 26-2)와, 전력증폭부(27-1, 27-2)와, 제어채널의 복조 및 복호부(28)를 갖는다(제어 채널에 관한 부호화 및 변조 등은 도시의 간명화를 위해 도시되지 않았다).
송신 버퍼(21)는 유저가 송신하고자 하는 트래픽 데이터를 일시적으로 저장하고, 지시된 데이터 레이트에 맞추어 출력한다.
변조 및 부호화부(22-1, 22-2)는 송신 버퍼(21)의 출력에 결합되고, 송신 안테나마다 지시된 데이터 레이트를 실현하도록 데이터 채널을 채널 부호화하고, 데이터 변조한다.
대역 제한 필터부(25-1. 25-2)는 송신신호의 대역폭을 송신 안테나마다의 지시내용에 따라서 설정한다. 본 실시 예에서는 1.25MHz, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz 및 20Hz의 5종류의 대역폭이 시스템에 마련되어 있으며, 그 중의 하나가 적절히 선택 된다. 상술한 바와 같이 2개의 송신 안테나에서 통신되는 신호는 각각 동일한 주파수대역을 차지한다.
무선부(RF부)(26-1, 26-2)는 베이스밴드의 신호를 무선신호로 변환하기 위한 각종 처리(예를 들면, 디지털 아날로그 변환, 주파수 변환 등)를 송신 안테나마다 수행한다.
전력증폭부(27-1, 27-2)는 송신신호의 전력을 송신 안테나마다의 지시내용에 따라서 적절히 증폭한다.
제어 채널의 복조 및 복호부(28)는, 하향링크에서 수신한 제어 채널을 복조 및 채널 복호하고, 송신전력, 송신대역폭, 변조다치수 및 채널 부호화율 등을 포함하는 한 조의 송신 파라미터를 송신 안테나마다 추출한다. 복조 및 복호부(28)는, 추출한 송신 파라미터의 내용을 송신 버퍼(21), 변조 및 부호화부(22-1, 22-2), 대역 제한 필터부(25-1, 25-2) 및 전력증폭부(27-1, 27-2)로 송신 안테나마다 각각 통지한다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 이 흐름은 기지국에서 수행되며, 도 17의 채널상태 측정부(13-1, 13-2) 및 송신 파라미터 결정부(16)에서 주로 수행된다. 흐름은 단계 S11, S21부터 시작하며, 이동국의 각 송신 안테나로부터 송신된 상향링크의 파일럿 채널이, 기지국의 2개의 수신 안테나에서 수신된다. 도시된 흐름은 어떠한 신호 분리법에 수행된 후의 처리를 나타낸다. 상향링크에는 2종류 있으며, 하나는 제1 송신 안테나 #1로부터의 상향링크이며, 또 하나는 제2 송신 안테나 #2로부터의 상향링크이다. 설명의 간명화를 위해 싱글 유저 MIMO 방식에 있어서의 설명이 이루어지나, 본 발명은 멀티 유저 MIMO 방식에도 적용 가능하다. 그 경우도 제1 유저로부터의 상향링크와 제2 유저로부터의 상향링크가 있다. 단계 S11, 21에서는 상향 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태의 순시값이 측정된다.
단계 S12, S22에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간에 걸쳐 측정되고, 단계 S13에서 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다. 일정기간은 전형적으로는 10ms 내지 1s 정도의 기간이지만, 용도에 따라서 다양한 길이의 기간이 사용되어도 좋다. 채널상태 정보의 순시값은 송신 안테나 #1, #2에서 다르나, 그들의 시간 평균값은 동일한 값이 될 것이 예상된다. 따라서 단계 S13은 상향링크 각각에 관해 공통으로 수행되고 있다.
단계 S14에서는 이동국이 데이터 채널을 송신할 때의 송신전력이, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 결정된다. 이 경우에 있어서, 채널상태 정보의 시간 평균값에 더하여 각 이동국의 송신전력에 관한 마진이 고려되어도 좋다. 이동국이 달성 가능한 송신전력값은 이동국의 성능에 의존하여 다를지도 모르기 때문이다. 이동국의 송신전력은 본 실시 예에서는 도 4와 관련하여 설명된 수법으로 결정되어도 좋다.
단계 S15에서는 상향링크의 각각에 관한 채널상태의 순시값 CQIt (1), CQIt (2) 및 단계 S14에서 결정된 송신전력 PTi에 기초하여, 상향 데이터 채널용 송신대역폭이 결정된다. 본 실시 예에서는, 1.25MHz, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz 및 20MHz의 5종류 의 대역폭이 상향링크용으로 마련되어 있다. 이들 중, 현재의 채널상태에 가장 적합한 것이 도 4에 관해 설명된 것과 동일한 수법으로 선택된다. 단계 S14에서 도출된 송신전력 PTi은 채널상태 정보의 시간 평균값으로부터 도출된 것이므로, 그 값으로부터 추정된 기지국에서의 수신전력 Di ,W도 평균적인 값을 나타낸다. 본 실시 예에서는 또한 이 평균적인 수신전력이 채널상태 정보의 순시값 CQIt을 이용하여 보정되어, 순시적인 수신전력 Di , W'이 도출된다. 이렇게 하여 도출된 수신전력 및 소정의 임계값에 기초하여, 순시적으로 최적인 송신대역폭이 도출된다.
단계 S16, S26에서는 채널상태 정보의 순시값 CQIt 및 송신대역폭에 기초하여, 변조다치수 및 채널 부호화율의 조합이 상향링크 각각에 대해서 결정된다. 본 실시 예에서는 변조다치수 및 채널 부호화율의 조합이 사전에 정해져 있으며, 조합의 각각은 MCS 테이블 중의 MCS 번호(MCS1,..., MCSx)를 지정함으로써 특정된다.
단계 S17에서는, 단계 S14, S15 및 S16에서 상향링크의 각각에 대해서 각각 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 송신 파라미터에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 송신 안테나마다 각각 설정한다.
본 실시 예에 따르면, 채널상태 정보의 순시값에 기초하여 송신대역폭 및 MCS 번호가 순시 순시로 상향링크의 각각에 대해서 변경되므로, 본 실시 예는 전송 대역을 시스템 전체로서 효율적으로 사용하는 관점에서 상당히 바람직하다. 본 실시 예에서는 데이터 레이트가 순시 순시로 변경되는 한편, 송신전력은 평균적으로 일정하게 유지된다. 따라서 본 실시 예는 리얼타임성 요청이 적은 비 리얼타임의 데이터 통신 등에 특히 유리하다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 본 흐름은 대체로 도 19에서 이미 설명한 흐름과 동일하나, 단계 S16'에 관한 처리내용이 다르다. 본 흐름의 단계 S16'에서는, 송신 안테나 #1, #2에 관해 측정된 순시적인 채널 상태값 및 결정된 송신 대역폭에 기초하여, 상향링크의 쌍방에(송신 안테나 #1, #2의 쌍방에) 공통으로 사용되는 MCS 번호가 결정된다. 이에 따라 AMC 제어를 수행할 때의 제어 채널(시그널링 채널)의 제어 비트수를 절약할 수 있다.
실시 예 8
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 흐름은 단계 S11,21부터 시작하며, 이동국의 각 송신 안테나로부터의 상향 파일럿 채널이 수신된다. 단계 S12, 22에서는 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태 정보의 순시값이 측정된다.
단계 S13에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간에 걸쳐 측정되고, 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다.
단계 S14에서는 이동국이 각 송신 안테나로부터 데이터 채널을 송신할 때의 송신전력이, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 결정된다. 이 경우에 있어서, 채 널상태의 시간 평균값에 더하여 각 이동국의 송신전력에 관한 마진이 고려되어도 좋다. 이동국의 송신전력은 도 4에 도시된 바와 같은 룩업 테이블을 참조함으로써 결정된다. 보다 구체적으로는, 채널상태 정보의 시간 평균값에 상당하는 CQIi가 특정되고, 그 CQIi에 대응하는 송신전력 PTi를 찾아냄으로써, 송신전력이 결정된다.
또한 본 실시 예에서는 단계 S14에서, 채널상태 정보의 평균값 CQIi에 기초하여 송신대역폭도 도출된다.
단계 S15, S25에서는 채널상태 정보의 순시값 CQIt 및 송신대역폭에 기초하여, 변조다치수 및 채널 부호화율의 조합이 송신 안테나마다 결정된다. 본 실시 예에서는 변조다치수 및 채널 부호화율의 조합이 사전에 정해져 있으며, 조합의 각각은 MCS 테이블 중의 MCS 번호(MCS1,..., MCSx)를 지정함으로써 특정된다.
단계 S16에서는, 단계 S14, S15 및 S25에서 상향링크의 각각에 대해서 각각 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 송신 파라미터에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 송신 안테나마다 각각 설정한다.
본 실시 예는 송신대역폭을 순시 순시로는 변경하지 않고, 평균적으로 결정하고 있다. 본 실시 예는, 고정 대역폭에서 AMC를 수행하고 있는 기존의 시스템에 용이하게 적용하는 관점에서 바람직하다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 본 흐름은 대체로 도 21에서 이미 설명한 흐름과 동일하나, 단계 S15'에 관한 처리내용이 다르다. 본 흐름의 단계 S15'에서는, 송신 안테나 #1, #2에 관해 측정된 순시적인 채널 상태값 및 결정된 송신대역폭에 기초하여, 송신 안테나 #1, #2의 쌍방에 공통으로 사용되는 MCS 번호가 결정된다. 이에 따라 AMC 제어를 수행할 때의 제어 채널의 제어 비트수를 절약할 수 있다.
실시 예 9
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 흐름은 단계 S11, 21부터 시작하며, 이동국의 각 송신 안테나로부터의 상향 파일럿 채널이 수신된다. 단계 S12, 22에서는 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태 정보의 순시값이 상향링크의 각각에 대해서 측정된다.
단계 S13에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간에 걸쳐 측정되고, 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다.
단계 S14에서는 이동국이 데이터 채널을 송신할 때의 송신대역폭이, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 결정된다. 또한, 본 실시 예에서는 단계 S14에서, 채널상태 정보의 평균값 CQIi에 기초하여 MCS 번호(변조다치수 및 채널 부호화율)도 도출된다. 채널상태의 평균값과 MCS 번호와의 대응관계는 사전에 마련해 둘 수 있으며, 그 대응관계로부터 MCS 번호를 도출할 수 있다.
단계 S15, S25에서는, 채널상태 정보의 순시값 CQIt으로부터, 이동국의 각 송신 안테나에 관한 송신전력이 도출된다.
단계 S16에서는, 단계 S14, S15 및 S25에서 상향링크의 각각에 대해서 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 각 송신 안테나에 관한 송신 파라미터에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 각각 설정한다.
본 실시 예에서는 송신대역폭 및 MCS 번호가 순시 순시로는 변경되지 않고, 평균적으로 결정되고 있다. 따라서 데이터 레이트가 비교적 일정해지므로, 본 실시 예는 예를 들면 리얼타임 통신에 특히 유리하다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 본 흐름은 대체로 도 23에서 이미 설명한 흐름과 동일하나, 단계 S15'에 관한 처리내용이 다르다. 본 흐름의 단계 S15'에서는, 송신 안테나 #1, #2에 관해 측정된 순시적인 채널 상태값 및 결정된 송신대역폭 및 MCS 번호에 기초하여, 송신 안테나 #1, #2의 쌍방에 공통으로 사용되는 송신전력이 결정된다. 이에 따라 AMC 제어를 수행할 때의 제어 채널의 제어 비트수를 절약할 수 있다.
실시 예 10
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 흐름은 단계 S11, S21부터 시작하며, 이동국의 각 송신 안테나로부터의 상향 파일럿 채널이 수신된다. 단계 S12, S22에서는 파일럿 채널의 수신전력 레벨에 기초하여 수신품질 또는 채널상태의 순시값이 상향링크의 각각에 관해서 측정된다.
단계 S13에서는 채널상태 정보의 순시값이 일정 기간(전형적으로는 10ms 내지 1s 정도의 기간)에 걸쳐 측정되고, 채널상태 정보의 시간 평균값이 산출된다.
단계 S14에서는 이동국이 데이터 채널을 송신할 때의 MCS 번호가, 채널상태의 시간 평균값에 기초하여 상향링크의 각각에 대해서 결정된다.
단계 S15, S25에서는, 각 송신 안테나에 관한 채널상태 정보의 순시값 CQIt 및 결정된 MCS 번호로부터, 상향링크의 각각에 관한 송신전력이 각각 도출된다.
단계 S16에서는, 단계 S14, S15 및 S25에서 상향링크의 각각에 관해 결정된 한 조의 송신 파라미터(송신전력, 송신대역폭 및 MCS 번호)를 기지국이 이동국으로 하향 제어 채널로 통지한다. 이동국은, 하향 제어 채널을 복조하고, 각 송신 안테나에 관해 송신 파라미터에 맞추어 채널 부호화율, 변조다치수, 송신대역폭 및 송신전력을 각각 설정한다.
본 실시 예에 따르면, 본 실시 예에서는 데이터 레이트가 일정하게 유지되는 한편, 각 송신 안테나에 관한 송신전력은 순시 순시로 변경된다. 따라서 본 실시 예는 리얼타임성 요청이 많은 통신 등(예를 들면 음성통신 등)에 특히 유리하다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 송신 파라미터 결정방법의 흐름도를 나타낸다. 본 흐름은 대체로 도 25에서 이미 설명한 흐름과 동일하나, 단계 S15'에 관한 처리내용이 다르다. 본 흐름의 단계 S15'에서는, 송신 안테나 #1, #2에 관해 측정된 순시적인 채널 상태값 및 결정된 MCS 번호에 기초하여, 송신 안테나 #1, #2의 쌍방에 공통으로 사용되는 송신전력이 결정된다. 이에 따라 AMC 제어를 수행할 때의 제어 채널의 제어 비트수를 절약할 수 있다.
도 27은 송신전력, 송신대역폭 및 변조방식 등을 결정하는 제7 내지 제10 실시 예 수법의 비교 예를 나타낸다. 도 12의 경우와 마찬가지로, 도면에서, '저'라는 것은 각 열의 최상위 행에 표시된 양(송신전력 등)이 저속제어로 결정되는 것을 의미하고, 채널상태 정보의 장주기적인 시간 평균값에 의한 제어로 결정되는 것을 의미한다. '고'라는 것은 각 열의 최상위 행에 표시된 양이 고속제어로 결정되는 것을 의미하고, 채널상태 정보의 순시값을 이용하는 제어로 적응적으로 결정되는 것을 의미한다. '공통'이라는 것은 그 양이 송신 안테나 간에 공통으로 설정되는 것을 의미한다. '상이'라는 것은 그 양이 송신 안테나 간에 따로따로 설정되는 것을 의미한다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다. 설명의 편의상, 본 발명이 몇 개의 실시 예로 나뉘어 설명되어 왔으나, 각 실시 예의 구분은 본 발명에 본질적이지 않으며, 1 이상의 실시 예가 필요에 따라서 사용되어도 좋다.
본 국제출원은 서력 2005년 10월 31일에 출원한 일본국 특허출원 제 2005-317569호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 그 전 내용을 본 국제출원에 원용한 다.
본 국제출원은 서력 2006년 1월 17일에 출원한 일본국 특허출원 제 2006-009300호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 그 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.

Claims (15)

  1. 상향링크로 신호를 전송하기 위한 송신 파라미터를 결정하는 장치에 있어서,
    이동국으로부터 채널상태 정보를 수신하는 수단;
    채널상태 정보와, 상향링크의 변조방식 및 채널 부호화율과, 이동국의 송신전력 및 송신대역폭의 쌍방 또는 일방과의 대응관계를 기억하는 수단;
    상기 대응관계로부터 한 조의 송신 파라미터를 도출하는 수단; 및
    상기 한 조의 송신 파라미터를 상기 이동국으로 통지하는 수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    어느 일정의 기간 내에서, 상향링크의 데이터 레이트는 적응적으로 조정되나, 송신전력은 일정하게 유지되도록 상기 한 조의 송신 파라미터가 도출되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    어느 일정의 기간 내에서, 상향링크의 데이터 레이트는 일정하게 유지되나, 송신전력은 가변으로 조정되도록 상기 한 조의 송신 파라미터가 도출되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상향링크의 수신 오류율 및 스루풋의 적어도 일방이 개선되도록 상기 한 조의 송신 파라미터가 도출되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수신하는 수단이, 복수의 이동국으로부터 복수의 채널상태 정보를 수신하고,
    이동국 각자의 한 조의 송신 파라미터가, 상기 복수의 채널상태 정보로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 채널상태 정보를 수신하는 수단이, 복수의 수신 안테나에서 수신한 복수의 신호에 대한 채널상태 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    어느 일정의 기간 내에서, 복수의 상향링크 각각에 대한 데이터 레이트는 적응적으로 조정되고, 복수의 상향링크에 대한 복수의 송신전력은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    어느 일정의 기간 내에서, 복수의 상향링크 각각에 대한 복수의 송신전력은 적응적으로 조정되고, 복수의 상향링크에 대한 데이터 레이트는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 복수의 신호는 동일한 통신단말로부터 송신된 신호인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 복수의 신호 중 적어도 2개는 다른 통신단말로부터 송신된 신호인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 상향링크로 신호를 전송하기 위한 송신 파라미터를 결정하는 방법에 있어서,
    이동국으로부터 채널상태 정보를 수신하고,
    채널상태 정보와, 상향링크의 변조방식 및 채널 부호화율과, 이동국의 송신전력 및 송신대역폭의 쌍방 또는 일방과의 이미 기억된 대응관계로부터 한 조의 송신 파라미터를 도출하고,
    상기 한 조의 송신 파라미터를 상기 이동국으로 통지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    채널상태 정보의 시간 평균값으로부터 송신전력이 도출되고,
    채널상태 정보의 순시값으로부터 송신대역폭, 변조다치수 및 채널 부호화율이 도출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    채널상태 정보의 시간 평균값으로부터 송신전력 및 송신대역폭이 도출되고,
    채널상태 정보의 순시값으로부터 변조다치수 및 채널 부호화율이 도출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    채널 상태 정보의 시간 평균값으로부터 송신대역폭, 변조다치수 및 채널 부보화율이 도출되고,
    채널상태 정보의 순시값으로부터 송신전력이 도출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    채널상태 정보의 시간 평균값으로부터 변조다치수 및 채널 부호화율이 도출되고,
    채널상태 정보의 순시값으로부터 송신전력 및 송신대역폭이 도출되는 것을 특징으로 하는 방법.
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