KR20090008037A - 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보의 피드백 방법 - Google Patents

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KR20090008037A
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 피드백하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 다수의 파일롯 신호들에 대한 모든 채널 품질 정보를 피드백하지 않고 그 중 일부만을 전송하는 것을 특징으로 한다. 즉, 수신측은 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대해 측정된 채널 품질 파라미터 값들 중에서 최대값 및 최소값과 관련된 정보와 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터 값들의 순위를 알려 주기 위한 순위 정보를 피드백 정보로 송신측에 전송한다. 송신측은 상기 최대값 및 최소값과 관련된 정보와 상기 순위 정보를 이용하여 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터 값들을 추정한다.
채널 상태 정보, 피드백, 채널 품질 파라미터, CQI

Description

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보의 피드백 방법 {Feedback method of channel status information in a mobile communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 피드백하는 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템 등과 같은 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로의 채널 상태 정보(CSI: channel state information)의 전달은 중요한 기술적 이슈 중 하나이다. 송신측은 수신측으로부터 전달된 채널 상태 정보를 이용하여 송신 전력을 적응적으로 조절하고 변조 및 채널 부호화 레벨(modulation and coding level)을 결정하는 링크 적응화 기법(link adaptation scheme)을 통해 주파수 효율 및 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 채널 상태 정보는 다중 사용자 환경에서 사용자간 스케쥴링(multiuser scheduling)을 통해 다중 사용자 다이버시티 이득(multiuser diversity gain)을 얻기 위해서도 필요하다.
그러나, 송신측으로의 채널 상태 정보의 전달은 피드백(feedback) 채널의 용량 및 이에 따른 양자화 오류(quantization error) 등 여러 현실적 제약 요건들에 의해 제약된다. 특히 차세대 무선 및 이동 통신 표준에서 주로 고려되고 있는 OFDM(Orthoggonal Frequency Division Multiplexing)과 같은 다중 반송파(multicarrier) 시스템의 경우 다중 반송파 수의 증가에 따라 채널 상태 정보의 전달을 위해 필요한 총 피드백 비트 수가 비례적으로 증가하게 되어 많은 채널 자원이 요구되고 송신측에서 요구되는 채널 상태 정보 획득에 어려움을 겪게 된다.
채널 상태 정보의 전달을 위해 필요한 피드백 양은 송신측에서 채널 상태 정보를 이용하는 전송 기법이나 스케쥴링 기법의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 따라서 피드백 양을 줄이기 위한 다양한 기술들이 연구되어 왔다. 현재까지 제안된 방식들은 주로 코드북(codebook) 기반의 양자화 기법(quantization)으로 다중 안테나(multiple antenna) 전송 기법에서 채널 상태 정보 전달을 위해 개발된 것들이 주류를 차지한다. 그러나 다중 안테나 환경에서 피드백 양을 줄이기 위해 설계된 기술들은 다중 반송파 시스템에서 피드백 양을 줄이기 위한 기법으로 적합하지 않은 경우가 많다. 이는 다중 안타네 환경의 경우 10 개 이내의 안테나가 형성하는 채널에 대한 상태 정보를 요구하는 반면 다중 반송파 시스템의 경우 64~2048 개의 반송파들의 주파수 채널 정보를 요구하기 때문에 small dimension에 적합한 코드북 기반의 양자화 기법은 반송파의 개수가 64~2048인 다중 반송파 시스템에 적용하는데 복잡도(complexity)의 증가와 양자화 오차(quantization error) 등의 문제가 있다.
OFDM 기반 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 전달에 필요한 피드백 양을 줄이기 위한 가장 대표적인 방식은 파일럿 신호를 모든 반송파에 전송하지 않고 일정 간격의 반송파에 전송하는 빗살 타입(comb type)의 파일럿 구조이다. 이 경우 반송파 간의 상관관계를 이용하여 파일럿이 전송되지 않은 반송파에 대한 채널 상태 정보는 보간법(interpolation)을 통해 얻게 함으로써 채널 상태 정보 전달을 위한 피드백 양을 줄일 수 있다. 그러나 이 경우에도 파일럿 신호가 전송된 반송파들의 채널 상태 정보를 송신측에 전달하기 위한 피드백이 필요하며 피드백되는 데이터 양은 파일럿의 개수에 따라 선형적으로 증가한다. 따라서, 데이터 통신을 수행하기 위한 반송파 수의 증가와 함께, 제한된 피드백 환경에서 파일럿 신호에 대한 채널 상태 정보의 전송은 필요한 피드백되는 데이터 양의 증가라는 문제를 야기한다.
특히 3GPP LTE(Long Term Evolution)나 IEEE 802.16e 시스템에서의 주파수 효율 및 성능 향상을 위한 CQI(Channel Quality Indicator) 구조는 피드백되는 데이터 양을 줄이기 위해 사용되는 기술에 따라 그 구조가 달라지게 된다. 따라서 효과적인 피드백 감소 기법의 도입을 통한 CQI 구조 설계가 요구된다.
본 발명의 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로 채널 상태 정보를 피드백하는 경우 데이터의 양을 줄일 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보의 피드백 시에 양자화 오차(quantization error)를 적게 받을 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
다중 반송파를 사용하는 무선 통신 시스템에서 전체 주파수 대역에 대한 채널의 상태를 파악할 필요가 있다. 이를 위해 송신측에서는 전체 주파수 대역에 걸쳐 다수의 파일롯 신호를 수신측으로 전송하고, 수신측에서는 송신측으로부터 전송된 다수의 파일롯 신호를 이용하여 채널의 상태를 측정한 후 채널 상태 정보를 송신측으로 피드백한다.
본 발명의 일 양상에 따르면 다수의 파일롯 신호들에 대한 모든 채널 품질 정보를 피드백하지 않고 그 중 일부만을 전송한다. 즉, 수신측은 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대해 측정된 채널 품질 파라미터 값들 중에서 최대값 및 최소값과 관련된 정보와 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터 값들의 순위를 알려 주기 위한 순위 정보를 피드백 정보로 송신측에 전송한다. 송신측은 상기 최대값 및 최소값과 관련된 정보와 상기 순위 정보를 이용하여 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터 값들을 추정한다. 송신측과 수신측은 상기 다수의 파일롯 신호들의 개수에 대응하는 코드북(codebook)을 공유할 수 있다. 상기 코드북은 조합 가능한 모든 파일롯 신호들의 순위 조합과 각 순위 조합을 지시하는 인덱스(index)를 포함한다. 수신측은 특정 순위 조합을 송신측에 알려주기 위해 그 인덱스를 전송하고, 송신측은 수신측으로부터 인덱스를 수신하면 코드북으로부터 그 인덱스가 지시하는 순위 조합을 파악할 수 있다. 채널 품질 파라미터는 채널 품질을 판단할 수 있는 임의의 파라미터로서, 이득(gain), SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Interferece and Noise Ratio), CINR(Carrier to Interference Noise Ratio), RSSI(Received Signal Strength Indication/Indicator) 등이 될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 채널 상태 정보 피드백 방법은, 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로의 채널 상태 정보의 피드백 방법에 있어서, 상기 송신측으로부터 다수의 파일롯 신호들을 수신하는 단계와, 상기 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대한 채널 품질 파라미터를 측정하는 단계와, 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 최대값과 관련된 최대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들의 순위(order)를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 송신측으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 채널 상태 정보 처리 방법은, 무선 통신 시스템의 송신측에서 채널 상태 정보를 처리하는 방법에 있어서, 수신측으로 다수의 파일롯 신호들을 전송하는 제1단계와, 상기 수신측에서 측정된 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 최대값과 관련된 최대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 수신측으로부터 수신하는 제2단계와, 상기 피드백 정보를 이용하여 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들을 추정하는 제3단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 채널 상태 정보 피드백 방법은, 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로의 채널 상태 정보의 피드백 방법에 있어서, 상기 송신측으로부터 다수의 파일롯 신호들을 수신하는 단계와, 상기 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대한 채널 품질 파라미터를 측정하는 단계와, 상기 다수의 파일롯 신호들을 적어도 둘 이상의 그룹으로 나누어 각 그룹에 포함되는 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 최대값과 관련된 최대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 송신측으로 전송하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 채널 상태 정보 피드백 방법은, 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로의 채널 상태 정보의 피드백 방법에 있어서, 상기 송신측으로부터 다수의 파일롯 신호들을 수신하는 단계와, 상기 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대한 채널 품질 파라미터를 측정하는 단계와, 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 선택된 M 개의 값들에 대한 최대값과 관련된 최대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 M 개의 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 송신측으로 전송하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면 무선 통신 시스템에서 수신측이 송신측으로 채널 상태 정보를 피드백 시의 복잡도, 피드백 데이터 양 및 양자화 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 2a 내지 도 2c의 실시예는 본 발명의 기술적 사상이 OFDM 또는 OFDMA 기반의 무선 통신 시스템에 적용된 예이다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 기지국(BS: Base Station)은 단말(MS: Mobile Station)로 파일롯 신호를 전송한다[S11]. 본 실시예에서는 채널 상태의 추정을 위해 네 개의 파일롯 신호들을 사용하는 것을 가정한다. 즉, 상기 기지국은 전체 주파수 대역에 걸쳐 네 개의 파일롯 신호들을 할당하여 상기 단말로 전송한다. 상기 단말은 상기 기지국으로부터 전송된 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터를 측정한다[S12]. 상기 채널 품질 파라미터의 예로 채널 이득, SNR, SINR 등을 들 수 있다. 도 2a는 네 개의 파일롯 심볼들에 대해 측정된 채널 품질 파라미터 값들을 표시한 것으로서, 그 중 가장 큰 값인 최대값(hmax)과 가장 작은 값인 최소값(hmin) 및 상기 최대값과 최소값 사이에 속하는 두 개의 값들(h1, h2)을 포함한다.
상기 단말은 상기 기지국으로 채널 상태 정보를 알려주기 위해 상기 최대값(hmax)과 최소값(hmin) 및 상기 전체 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 순위 정보(I)를 포함하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송한다[S13]. 상기 순위 정보는 상기 다수의 파일럿 신호들의 개수에 대응하는 코드북에서 상기 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 인덱스를 의미한다. 상기 코드북은 조합 가능한 모든 파일롯 신호들의 순위 조합과 각 순위 조합을 지시하는 인덱스를 포함하는 테이블을 의미하며 표 1과 같이 구성될 수 있다.
코드북 A
a1 [1 2 3 4]T
· · · · · ·
a5 [1 4 2 3]T
· · · · · ·
a24 [4 3 2 1]T
표 1의 코드북은 오른쪽 열에 상기 측정된 채널 품질 파라미터들 중에서 가장 작은 값으로부터 가장 큰 값까지 오름차순으로 순위를 매길 경우 상기 네 개의 파일롯 신호들에 대해 생성 가능한 모든 순위 조합을 표시하였고, 왼쪽 열에는 각 순위 조합에 대응하는 인덱스 값을 표시하였다. 상기 기지국과 단말은 표 1의 코드북을 공유한다. 만일, 상기 측정된 채널 품질 파라미터들 중에서 가장 큰 값으로부터 가장 작은 값까지 오름차순으로 순위를 매겨 새로운 코드북을 생성하는 것도 가능하다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c의 실시예에서, 부반송파(sub-carrier) f1에 할당된 파일롯 신호에 대한 채널 품질 파라미터(h1)가 네 개 중에서 가장 작은 값이므로 '1'에 해당하고, f2에 할당된 파일롯 신호에 대한 채널 품질 파라미터(h2)가 네 개 중에서 가장 큰 값이므로 '2'에 해당하고, f3 및 f4에 할당된 파일롯 신호에 대한 채널 품질 파라미터(h3, h4)가 각각 '2', '3'에 해당하므로, 순위 조합은 [1 4 2 3]에 해당한다. 표 1에서 상기 순위 조합 [1 4 2 3]의 인덱스(I)는 a5이다. 결국, 상기 단말은 상기 기지국에 hmin, hmax 및 a5를 포함하는 피드백 정보를 전송한다[S13].
상기 단말이 상기 기지국으로 상기 최대값(hmax)과 최소값(hmin)의 실제 값을 피드백해 줄 수도 있지만, 전송되는 데이터 양을 감소시키기 위해서 특정 기준값과의 차이 값(differential value)을 전송하는 것도 가능하다. 즉, 상기 단말은 상기 기지국으로 제1기준값과 상기 최대값의 차이 값과 제2기준값과 상기 최소값의 차이 값 및 상기 순위 조합의 인덱스를 피드백 정보로 전송할 수 있다. 또한, 채널 품질 파라미터를 레벨(level)별로 양자화시키고 상기 최대값(hmax)과 최소값(hmin)이 포함되는 레벨의 인덱스를 전송하는 것도 가능하다. 이하의 실시예에서도 동일하다.
상기 기지국은 상기 단말로부터 수신된 상기 피드백 정보를 이용하여 전체 채널의 상태를 추정한다[S14]. 다시 말해서, 상기 피드백 정보는 상기 기지국에서 전송된 모든 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들을 포함하지 않고, 그 중 최대값과 최소값만을 포함하므로 상기 기지국은 상기 최대값, 최소값 및 상기 순위 정보를 이용하여 상기 피드백 정보에 포함되지 않은 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들을 추정한다.
도 2b는 상기 기지국이 상기 최대값과 최소값을 이용하여 나머지 채널 품질 파라미터들을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 상기 최대값과 최소값에 보간법(interpolation)을 적용하여 상기 최소값과 최대값 사이의 두 값들을 추정할 수 있다. 이때, 이미 공지된 다양한 선형 보간법(linear interpolation) 뿐만 아니라, 2차 보간법(second order interpolation), 시간 영역 보간법(time domain interpolation) 등의 비선형 보간법이 적용될 수 있다.
상기 기지국은 상기 최대값과 최소값을 이용하여 나머지 채널 품질 파라미터들을 추정한 후에 상기 피드백 정보에 포함된 순위 정보를 이용하여 상기 채널 품질 파라미터들을 재배열한다. 즉, 상기 기지국은 표 1의 코드북을 저장하고 있으므로 상기 피드백 정보에 포함된 인덱스(a5)가 지시하는 순위 조합 [1 4 2 3]에 따라 상기 채널 품질 파라미터들을 재배열한다. 도 2c는 재배열된 채널 품질 파라미터들을 도시한 것이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따라 추정된 전체 주파수 대역에 대한 채널의 상태가 도 2a에 도시된 실제 채널의 상태와 거의 유사함을 확인할 수 있다.
상기 기지국은 추정된 전체 채널 품질 정보를 이용하여 송신 전력(Tx power)과 변조 및 채널 부호화 레벨(modulation and coding level)을 적응적으로 제어하고, 다중 사용자 환경에서 사용자 간 스케쥴링 등을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 실시예는 단말(MS)에서 기지국(BS)으로 전송하는 피드백 정보에 채널 품질 파라미터의 최대값(hmax)과 최소값(hmin) 뿐만 아니라 상기 최대값과 최소값 사이의 중간값(hmed)을 포함하는 예이다. 여기서, 상기 중간값은 하나 또는 그 이상이 될 수 있다. 하나 이상의 중간값을 포함시킴으로써 상기 기지국에서의 보간법에 의한 채널 상태 추정 시에 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 실시예는 전체 주파수 대역에 걸쳐 여덟 개의 파일롯 신호들을 할당하여 전송하는 경우의 예이다. 도 4에서, 기지국과 단말이 여덟 개 파일롯 신호들에 대해 모든 가능한 순위 조합을 코드북 형태로 만들 경우 데이터 양이 많아져서 저장 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 여덟 개의 파일롯 신호들을 네 개씩 두 개의 그룹(G1, G2)으로 그룹핑하고, 각 그룹에 대해 도 1 및 도 2a 내지 도 2c와 같은 방법에 의해 채널 상태 정보를 피드백하는 방법을 적용할 수 있다. 이 경우, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 단말은 각 그룹에 포함되는 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중 최대값과 최소값 및 표 1과 같은 코드북에서의 순위 조합의 인덱스를 피드백 정보로서 기지국에 전송한다. 상기 기지국은 각 그룹에 대한 피드백 정보를 이용하여 채널 상태를 추정하고, 그 결과를 결합하여 전체 채널 상태를 추정할 수 있다. 도 4의 실시예에 따르면, 전체 주파수 대역에 대해 여덟 개의 파일롯 신호들을 사용하는 경우에도 표 1과 같은 비교적 간단한 형태의 코드북을 이용하여 채널 상태 정보를 피드백 할 수 있고, 이에 따라 상기 코드북을 저장하기 위한 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 통신 시스템에서 사용되는 다수의 파일롯 신호들 중에서 수신측이 상위 M(best M) 개에 대한 채널 품질 정보를 전송하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 다중 반송파를 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국은 전체 주파수 대역에 걸쳐 32 개의 파일롯 신호들을 단말로 전송하고, 상기 단말은 상기 32 개의 파일롯 신호들에 대해 측정된 채널 품질 파라미터들 중에서 가장 좋은 상위 여덟 개의 채널 품질 파라미터들을 피드백하기로 되어 있는 경우, 상기 상위 여덟 개의 채널 품질 파라미터들을 본 발명에 따른 실시예를 적용하여 전송할 수 있다. 다시 말해서, 상기 단말은 상기 상위 여덟 개의 채널 품질 파라미터들 중에서 최대값과 최소값 및 순위 조합의 인덱스를 피드백 정보로 상기 기지국에 전송하고, 상기 기지국은 상기 피드백 정보를 이용하여 상기 여덟 개의 채널 품질 파라미터들을 추정한다. 이 경우 도 4의 실시예를 적용할 수 있음은 자명하다.
전술한 바와 같이, OFDM 기반 무선 통신 시스템에서 사용되는 가장 대표적인 방식은 파일럿 신호를 모든 반송파에 전송하지 않고 일정 간격의 반송파에 전송하는 빗살 타입(comb type)의 파일럿 구조이다. 본 발명의 기술적 사상은 상기 빗살 타입 파일럿 구조에 적용될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 블록 타입 파일롯(block type pilot) 구조에도 적용 가능하다. 블록 타입 파일롯 구조에서는 코히어런스 대역폭(coherence bandwidth)에 근거하여 클러스터(cluster) 또는 블록(block)마다 하나의 파일럿을 사용하고 이 파일럿을 이용하여 클러스토 또는 블록 전체에 대응하는 채널 상태 정보를 추정한다. 추정된 채널 상태 정보를 바탕으로 클러스터 또는 블록 단위의 링크 적응 기법이나 다중 사용자 스케쥴링을 수행한다. 이때 클러스터 또는 블록 대표하는 파일롯 신호들에 대해 본 발명에 따른 실시예의 적용이 가능하다. 다시 말해서, 단말은 각 클러스터를 대표하는 파일럿 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중 최대값과 최소값(또는 필요에 따라 중간값) 및 순위 조합의 인덱스를 피드백 정보로 기지국으로 전송한다. 즉, 블록 타입 파일롯 구조에 본 발명이 적용될 경우, 피드백 정보는 개별 반송파에 대응하지 않고 클러스터 또는 블록을 대표하는 값에 대응한다.
표 2는 각 기법에 따를 경우 피드백 정보 전송 시의 데이터 양을 나타낸 것이다.
기법 일반식 B가 8 비트인 경우의 예
블록 타입 파일롯 구조 B*Nsb 1024 bits (Nsb=128)
빗살 타입 파일롯 구조 B*Npilot 256 bits (Npilot=32)
제1실시예의 경우 2*B+log2(Npilot!) 134 bits
Best M 기법 B*M+Npilot 96 bits (M=8)
본 발명이 Best M 기법에 적용된 경우 2*B+log2(M!)+Npilot 64 bits (M=8)
표 2에서 B는 하나의 채널 품질 파라미터를 보내기 위해 필요한 비트 수, Nsb는 전체 부반송파의 개수, Npilot은 파일롯 신호의 개수, M은 Best M 기법에서 사용되는 상위 파일롯 신호들의 개수를 의미한다. 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예에 의해 피드백 정보 전송을 위한 데이터 양을 종래기술에 비해 큰 폭으로 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 효과를 종래기술들과 비교하여 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서, 하나의 부채널(sub-channel)에 대한 채널 품질 정보를 피드백하기 위해 8 비트가 사용한다고 가정하였다. 블록 타입 파일롯 구조에서는 모든 부반송파에 파일럿 신호를 실어 보낸 경우로서, 이 경우에 피드백되는 데이터 양이 가장 크게 나왔다. 빗살 타입 파일롯 구조에서 피드백되는 데이터 양이 그 다음으로 많음을 확인할 수 있다. 본 발명의 경우 N 비트(N은 부반송파의 수)가 필요한 멀티모드 파워 할당(multimode power allocation)과 거의 같은 피드백양을 필요로 한다. 다만, 2N 개의 완력 검색(brute-force search)을 필요로 하는 멀티모드 파워 할당 방법 10개 이상의 부채널에 대해서 실질적으로 구현이 불가능한 반면, 본 발명은 단순 순위 매핑과 보간법을 기반으로 채널을 재구성하므로 큰 N에 대해서도 적용이 가능하다.
도 6은 본 발명을 Best-M 방식에 적용한 실시예의 효과를 본 발명이 적용되지 않은 Best-M 기법과 비교하여 설명하기 위한 도면이다. 64개의 파일럿 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 상위 M 개만을 피드백하는 경우, 종래기술에 따른 Best-M 방식에 비해 본 발명이 적용된 Best-M 방식의 추가적인 피드백 데이터 양의 감소를 확인할 수 있다. 이때 M이 증가함에 따라 그 차이는 점차 두드러진다.
도 7은 파워 로딩(power loading)을 사용하는 각 기법에 의해서 얻어지는 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 비교하여 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명이 피드백되는 데이터 양과 복잡도(complexity)는 종래기술에 비해 많은 감소가 있었고, 스펙트럼 효율에 있어서도 블록 타입 파일롯 구조에 비해 성능 감소(capacity loss)가 거의 없음을 확인할 수 있다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 효과를 종래기술들과 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명을 Best-M 방식에 적용한 실시예의 효과를 본 발명이 적용되지 않은 Best-M 기법과 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 파워 로딩(power loading)을 사용하는 각 기법에 의해서 얻어지는 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로의 채널 상태 정보의 피드백 방법에 있어서,
    상기 송신측으로부터 다수의 파일롯 신호들을 수신하는 단계;
    상기 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대한 채널 품질 파라미터를 측정하는 단계; 및
    상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 최대값과 관련된 최대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들의 순위(order)를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 송신측으로 전송하는 단계를 포함하는, 채널 상태 정보 피드백 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 최대값 및 최소값 사이의 적어도 하나 이상의 중간값과 관련된 중간값 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 최대값 정보 및 최소값 정보는 각각 상기 최대값과 최소값을 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 최대값 정보는 제1기준값과 상기 최대값의 차이값(differential value)을 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최소값 정보는 제2기준값과 상기 최소값의 차이값을 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 순위 정보는, 상기 다수의 파일럿 신호들의 개수에 대응하는 코드북에서 상기 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 인덱스인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 채널 품질 파라미터는 파일롯 신호의 이득값(gain), SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Inteference and Noise Ratio), CINR(Carrier to Interference Noise Ratio) 및 RSSI(Received Signal Strength Indication/Indicator)중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피 드백 방법.
  8. 무선 통신 시스템의 송신측에서 채널 상태 정보를 처리하는 방법에 있어서,
    수신측으로 다수의 파일롯 신호들을 전송하는 제1단계;
    상기 수신측에서 측정된 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 최대값과 관련된 최대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 수신측으로부터 수신하는 제2단계; 및
    상기 피드백 정보를 이용하여 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들을 추정하는 제3단계를 포함하는, 채널 상태 정보 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 최소값 정보 및 상기 최대값 정보를 이용하여 상기 다수의 파일롯 신호들의 개수에 대응하는 채널 품질 파라미터들을 추정하는 단계와;
    상기 추정된 채널 품질 파라미터들의 순서를 상기 순위 정보에 따라 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 최대값 및 최소값 사이의 적어도 하나 이상의 중간값과 관련된 중간값 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 최소값 정보, 상기 중간값 정보 및 상기 최대값 정보를 이용하여 상기 다수의 파일롯 신호들의 개수에 대응하는 채널 품질 파라미터들을 추정하는 단계와;
    상기 추정된 채널 품질 파라미터들의 순서를 상기 순위 정보에 따라 재배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 최대값 정보 및 최소값 정보는 각각 상기 최대값과 최소값을 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 최대값 정보는 제1기준값과 상기 최대값의 차이값을 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 최소값 정보는 제2기준값과 상기 최소값의 차이값을 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 순위 정보는, 상기 다수의 파일럿 신호들의 개수에 대응하는 코드북에서 상기 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 인덱스인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 채널 품질 파라미터는 파일롯 신호의 이득값(gain), SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Inteference and Noise Ratio), CINR(Carrier to Interference Noise Ratio) 및 RSSI(Received Signal Strength Indication/Indicator) 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 처리 방법.
  17. 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로의 채널 상태 정보의 피드백 방법에 있어서,
    상기 송신측으로부터 다수의 파일롯 신호들을 수신하는 단계;
    상기 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대한 채널 품질 파라미터를 측정하는 단계; 및
    상기 다수의 파일롯 신호들을 적어도 둘 이상의 그룹으로 나누어 각 그룹에 포함되는 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 최대값과 관련된 최 대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 송신측으로 전송하는 단계를 포함하는, 채널 상태 정보 피드백 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 최대값 및 최소값 사이의 적어도 하나 이상의 중간값과 관련된 중간값 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
  19. 무선 통신 시스템에서 수신측으로부터 송신측으로의 채널 상태 정보의 피드백 방법에 있어서,
    상기 송신측으로부터 다수의 파일롯 신호들을 수신하는 단계;
    상기 다수의 파일롯 신호들의 각각에 대한 채널 품질 파라미터를 측정하는 단계; 및
    상기 다수의 파일롯 신호들에 대한 채널 품질 파라미터들 중에서 선택된 M 개의 값들에 대한 최대값과 관련된 최대값 정보, 최소값과 관련된 최소값 정보 및 상기 M 개의 채널 품질 파라미터들의 순위를 지시하는 순위 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 송신측으로 전송하는 단계를 포함하는, 채널 상태 정보 피드백 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 M 개의 채널 품질 파라미터들은 상기 다수의 채널 품질 파라미터들 중에서 가장 좋은 상위 M 개인 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보 피드백 방법.
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