KR20090038550A

KR20090038550A - 무선통신시스템에서 채널정보 통신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090038550A
Application number: KR1020070103892A
Authority: KR
Inventors: 최영일; 이상호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-04-21

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 채널정보 통신 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 단말 장치는, 수신 신호에서 하향링크 패킷을 추출하는 수신기와, 상기 수신기로부터의 패킷에 대하여 에러 검사를 수행하는 검사기와, 상기 검사기로부터의 에러 검사 결과에 따라 채널정보를 리포트 주기로 갱신하는 채널정보 생성기와, 상기 채널정보 생성기로부터의 상기 갱신된 채널정보를 기지국으로 리포트하는 피드백 송신부를 포함한다.

광대역 무선통신시스템, 채널정보, PER, CQI

Description

무선통신시스템에서 채널정보 통신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING CHANNEL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신시스템에서 채널정보 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 패킷 에러 율(PER : Packet Error Rate)을 고려해서 채널정보를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 그러나 음성 위주의 통신시스템은 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸므로 급증하는 사용자들의 서비스 욕구를 충족시키지 못하였다. 게다가 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가로 인하여 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신시스템에 대한 필요성이 증대되었다. 이에 따라 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 광대역 무선통신 시스템에 도입되었다.

상기 광대역 무선통신시스템은 OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하기 때문에, 즉 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다. 상기 광대역 무선통신시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다.

그런데, 상기 OFDM 기술을 이용하는 광대역 무선접속 시스템은 현재까지의 다른 기술보다 고용량의 데이터를 전송할 수 있지만, 이 기술만으로는 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 서비스품질(QoS : Quality of Service)을 보장하지 못한다. 즉, 차세대 이동통신시스템에서는 음성 데이터뿐만 아니라 동영상, 웹(WEB), 이메일(e-mail) 등의 서로 다른 특성을 갖는 트래픽 클래스들의 서비스품질을 모두 만족시켜야 하며, 따라서 MAC(Media Access Control)계층에서의 제어(패킷 스케줄링)가 필수적이다.

일반적으로, MAC계층에서의 패킷 스케줄링은 단말로부터 피드백되는 CQI(Channel Quality Indicator) 정보 등을 이용해서 수행된다. 이때, 상기 CQI 정보는 하향링크(DL : Downlink) MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨 결정에 이용된다.

단말은 자신의 주파수 대역에서 측정되는 서빙 셀(serving cell)과 인접 셀(neighbor cell)의 하향링크 프리앰블 신호의 전력을 이용해서 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 계산하고, 이 값에 해당하는 CQI 정보를 시스템으로 피드백한다. 그리고 시스템은 단말로부터 피드백된 CQI 정보에 해당하는 MCS레벨(변조 타입 및 부호율)을 단말에게 할당한다.

단말에서 측정된 CINR 값에 따른 CQI 및 MCS레벨의 일 예를 살펴보면 하기 <표 1>과 같다. 하기 <표 1>에서 MPR은 변조 기법과 부호율에 따른 데이터률(Maximum Production Rate)을 나타낸다. 또한, 하기 표 1은 백오프(backoff)를 '0'으로 가정한 것으로, 백오프가 '2'일 경우 시스템은 단말로부터 피드백된 CQI 값에서 '2'를 뺀 값을 가지고 스케줄링을 수행한다. 즉, 백오프 값에 따라 하기 표 1은 갱신될 수 있다. 각 단말의 상황에 맞게 서로 다른 백오프를 주는 것이 최적이겠지만, 각 단말에게 서로 다른 백오프를 적용하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 현재 시스템은 모든 단말에 대해 동일한 백오프(-3dB)를 적용하고 있다.

CQI	CINR(dB)	MCS	MPR
0	<=-3	QPSK 1/12	0.17
1	-3<CINR<=-2	QPSK 1/12	0.17
2	-2<CINR<=-1	QPSK 1/12	0.17
3	-1<CINR<=0	QPSK 1/12	0.17
4	0<CINR<=1	QPSK 1/8	0.25
5	1<CINR<=2	QPSK 1/8	0.25
6	2<CINR<=3	QPSK 1/8	0.25
7	3<CINR<=4	QPSK 1/4	0.5
8	4<CINR<=5	QPSK 1/4	0.5
9	5<CINR<=6	QPSK 1/4	0.5
10	6<CINR<=7	QPSK 1/4	0.5
11	7<CINR<=8	QPSK 1/4	0.5
12	8<CINR<=9	QPSK 1/4	0.5
13	9<CINR<=10	QPSK 1/4	0.5
14	10<CINR<=11	QPSK 1/2	1.0
15	11<CINR<=12	QPSK 1/2	1.0
16	12<CINR<=13	QPSK 1/2	1.0
17	13<CINR<=14	QPSK 1/2	1.0
18	14<CINR<=15	QPSK 1/2	1.0
19	15<CINR<=15	QPSK 3/4	1.5
20	16<CINR<=17	QPSK 3/4	1.5
21	17<CINR<=18	QPSK 3/4	1.5
22	18<CINR<=19	16QAM 1/2	2.0
23	19<CINR<=20	16QAM 1/2	2.0
24	20<CINR<=21	16QAM 1/2	2.0
25	21<CINR<=22	64QAM 1/2	3.0
26	22<CINR<=23	64QAM 1/2	3.0
27	23<CINR<=24	64QAM 1/2	3.0
28	24<CINR<=25	64QAM 2/3	4.0
29	25<CINR<=26	64QAM 2/3	4.0
30	26<CINR<=27	64QAM 3/4	4.5
31	27<CINR	64QAM 5/6	5.0

상기 표 1은 CQI 정보를 5비트 정보로 가정한 것으로, CQI 정보는 총 32 개의 CINR 레벨(채널상태 레벨)을 표현할 수 있다.

그런데, RF(Radio frequency) 특성상 CINR 측정에 오차가 발생하거나(calibration 오류), 순간적인 페이딩(fading)으로 인해 채널 추정(channel estimation)에 오차가 발생할 수 있다. 또한, 인접 셀의 서비스 사용자의 존재 유무에 따라 데이터 존(data zone)에서의 CINR과 프리앰블 신호의 CINR이 서로 다를 수 있다. 하지만, 현재는 이러한 사항을 고려하지 않고 단순히 프리앰블 신호의 CINR 값만 가지고 CQI를 결정하기 때문에, 단말의 실제 하향링크 환경과 CQI 값의 불일치가 발생할 수 있다. 이럴 경우, 현재의 하향링크 환경에 맞는 최적의 MCS레벨을 단말에게 할당할 수 없는 문제가 발생한다. 예를 들어, 실제 단말이 서비스받을 수 있는 최적의 데이터율(data rate)보다 높은 데이터율이 할당될 경우 패킷 에러가 발생할 수 있고, 반대로 실제 서비스받을 수 있는 데이터율보다 낮은 데이터율이 할당될 경우 자원 낭비가 발생할 수 있다. 즉, 단말의 데이터 존 채널 환경이 프리앰블 신호의 채널 환경과 차이가 나더라도, 단말에게 최적의 MCS레벨이 할당될 수 있는 방안이 필요하다. 다시 말해, 프리앰블 신호를 통해 결정된 CQI 값을 실제 데이터 존 상태에 맞게 다시 조정할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신시스템에서 단말에게 최적의 MCS레벨을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 PER을 고려해서 CQI 값을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 CINR을 통해 결정된 CQI 값을 PER에 따라 조정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서, 수신 신호에서 하향링크 패킷을 추출하는 수신기와, 상기 수신기로부터의 패킷에 대하여 에러 검사를 수행하는 검사기와, 상기 검사기로부터의 에러 검사 결과에 따라 채널정보를 리포트 주기로 갱신하는 채널정보 생성기와, 상기 채널정보 생성기로부터의 상기 갱신된 채널정보를 기지국으로 리포트하는 피드백 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서, 수신되는 패킷에 대하여 에러 검사를 수행하는 과정과, 상기 에러 검사 결과에 따라 채널정보를 리포트 주기로 갱신하는 과정과, 상기 갱신된 채널정보를 기지국으로 리포트하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 단말이 수신하는 데이터 존과 프리앰블 존의 채널 환경이 다르더라도, 단말에게 최적의 MCS레벨을 할당할 수 있는 이점이 있다. 다시 말해, 단말이 PER를 고려해서 CQI를 결정하기 때문에, 실제 데이터 존 상태에 맞는 CQI를 시스템으로 피드백할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명의 실시예는 광대역 무선통신시스템에서 PER(Packet Error Rate)을 고려해서 CQI를 결정하기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다.

이하, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)기반의 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 설명하지만, 본 발명은 채널정보를 피드백하는 통신시스템이라면 용이하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 단말의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 단말은 RF처리기(100), ADC(Analog to Digital)변환기(102), OFDM복조기(104), 부반송파 선택부(106), 복조기(108), 복호기(110), 에러검사기(112), CINR측정기(114), CQI생성기(116) 및 피드백 송신부(118)를 포함하여 구성된다.

도 1을 참조하면, 먼저 RF처리기(100)는 필터 및 주파수 변환기 등의 구성을 포함하며, 안테나를 통해 수신되는 RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. A/D 변환기(102)는 상기 RF처리기(100)로부터의 아날로그 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

OFDM복조기(104)는 상기 A/D 변환기(102)로부터의 샘플데이터에서 보호구간(CP : Cyclic Prefix)을 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.

부채널 선택부(106)는 상기 OFDM복조기(104)로부터의 주파수 영역 데이터에서 프리앰블 신호(또는 파일럿 신호)를 선택하여 CINR측정기(114)로 제공한다. 또한, 상기 부채널 선택부(106)는 상기 OFDM복조기(104)로부터의 주파수 영역 데이터에서 버스트 데이터를 선택하여 복조기(108)로 제공한다.

상기 복조기(108)는 상기 부반송파 선택부(106)로부터의 버스트 데이터를 송신기의 변조방식에 따라 복조하여 부호화 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 복조 기(108)는 연판정 복호(soft decision decoding)를 위한 LLR값을 생성하여 출력할 수 있다. 복호기(110)는 상기 복조기(108)로부터의 부호화 데이터를 송신기의 부호방식에 따라 복호하여 원래의 정보데이터로 복원한다.

에러 검사기(112)는 상기 복호기(110)로부터의 정보데이터에서 에러검사코드(예 : CRC코드)를 분리하고, 상기 CRC코드가 제거된 정보비트열로부터 생성된 CRC코드와 상기 분리된 CRC코드를 비교하여 에러검사를 수행한다. 이때, 해당 버스트에 에러가 발생했다고 판정되면, HARQ제어부(도시하지 않음)는 재전송 요청 신호(NACK)를 기지국으로 전송한다. 한편, 상기 에러검사기(112)는 버스트에 대한 에러 검사 결과(success 또는 fail)를 CQI생성기(116)로 제공한다.

한편, 상기 CINR측정기(114)는 상기 부반송파 선택부(106)로부터의 프리앰블 신호를 이용해서 자기신호, 간섭신호 및 잡음에 대한 세기를 측정하고, 상기 측정된 세기 값들을 이용해서 CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio)를 계산한다.

상기 CQI생성기(116)는 상기 CINR측정기(114)로부터의 CINR 값을 가지고 CQI 테이블을 액세스하고, 상기 CINR 값에 따른 CQI를 획득하여 피드백 송신부(118)로 제공한다. 단말은 CQICH 할당 메시지를 통해 지정된 주기로 CQI를 생성하여 기지국으로 피드백할 수 있다.

아울러, PER를 고려해서 CQI를 결정하는 모드(이하 "PER-CQI 모드라 칭함) 수행 시, 상기 CQI생성기(116)는 상기 에러검사기(112)로부터의 에러검사 결과를 이용해서 CQI 값을 조정하고, 설정 시간 주기(예 : n 프레임)로 상기 조정된 CQI 값을 상기 피드백 송신부(118)로 제공한다. 이때, 상기 CQI생성기(116)는 하기 수학식 1과 같이 수신 버스트(트래픽)에 대하여 패킷 에러가 발생된 경우 CQI 값을 감소하고, 패킷 에러가 발생되지 않은 경우 CQI 값을 증가한다.

에러가 발생된 경우 : CQI_n= CQI_n-1 -CQI_step

에러가 발생되지 않은 경우 : CQI_n= CQI_n-1 + CQI_step ×PER_target / (1-PER_target)

따라서, 매 주기마다 보고되는 최종 CQI 값은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

여기서, CQI_n은 n번째 패킷에 대응하는 CQI 값이고, CQI_old는 바로 이전에 시스템으로 보고된 CQI 값을 나타내며, CQI_step은 PER에 따른 CQI 변동 값이고, PER_target은 목표 PER 값(시스템 설정값, 0≤PER_target≤1)을 나타낸다.

즉, 상기 CQI생성기(116)는 설정 시간(n 프레임) 동안 수신 패킷(하향링크 패킷)이 발생할 때마다 에러여부에 따라 CQI 값을 갱신하고, 상기 설정 시간 만료 시 최종 갱신된 CQI 값을 상기 피드백 송신부(118)로 제공한다. 상기 CQI생성기(116)의 상세 구성은 이후 도 2의 참조와 함께 상세히 살펴보기로 한다.

상기 피드백 송신부(118)는 상기 CQI생성기(116)로부터의 CQI 값을 지정된 CQI채널(자원)에 통해 기지국으로 피드백 송신한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CQI 생성기(116)의 상세 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, CQI생성기(116)는 CQI__CINR결정부(200), CQI테이블(202), 프레임 카운터(204), PER계산부(206) 및 CQI 조정부(208)를 포함하여 구성된다. 이하 설명은 PER에 따라 CQI를 결정하는 PER_CQI 모드 위주로 살펴보기로 한다.

도 2를 참조하면, 먼저 CQI__CINR 결정부(200)는 CINR측정부(114)로부터의 CINR 값에 따른 CQI 값을 테이블(202)을 이용해서 결정하고, 상기 결정된 CQI 값을 CQI 조정부(208)로 제공한다. 프레임 카운터(204)는 프레임 개수를 카운팅한다. 일 예로, 상기 프레임 카운터(204)는 CQI 보고 주기마다 프레임 개수를 초기화하고, 상기 프레임 개수가 미리 설정된 값(n)에 도달된 경우 이를 CQI 조정부(208)로 알린다.

패킷 에러 카운터(206)는 에러검사기(112)로부터의 에러검사 결과를 이용해서 상기 CQI 보고 주기 마다 에러가 발생되지 않는 패킷 개수(good 패킷 개수)와 에러가 발생된 패킷 개수(bad 패킷 개수)를 카운팅해서 CQI 조정부(208)로 제공한다.

상기 CQI 조정부(208)는 상기 CQI__CINR결정부(200)로부터의 CQI 값을 초기 값으로 설정하며, 상기 CQI 값을 PER을 이용해서 상기 CQI 보고 주기마다 갱신하여 피드백 송신부(118)로 제공한다. 예를 들어, 상기 CQI 조정부(208)는 상기 수학식 2와 같이 바로 이전 시스템으로 보고된 CQI값(CQI_old), 목표 PER 및 상기 패킷 에러 카운터(206)로부터의 good 패킷 개수와 bad 패킷 개수를 이용해서 이번에 보고할 CQI 값을 계산하여 상기 피드백 송신부(118)로 제공한다. 다른 예로, 상기 수학식 1과 같이, 설정 시간(n 프레임) 동안 수신 패킷(하향링크 패킷)이 발생할 때마다 에러여부에 따라 CQI 값을 갱신하고, 상기 설정 시간 만료 시 최종 갱신된 CQI 값을 상기 피드백 송신부(118)로 제공할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 기지국은 피드백 수신부(300), 스케줄러(302), 제어메시지 생성기(304), 버스트 생성기(306), 다중화기(308), 부호기(310), 변조기(312), 부반송파 선택부(314), OFDM변조기(316), DAC(Digital to Analog Converter)(318) 및 RF(Radio Frequency)송신기(320)를 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하면, 피드백 수신부(300)는 단말들로부터 피드백되는(또는 보고되는) 채널정보들을 수신하여 스케줄러(302)로 제공한다. 이때, 단말들로부터 수신되는 CQI 값은 CINR 측정에 따른 CQI값 혹은 PER에 따른 CQI 값일 수 있다.

상기 스케줄러(302)는 단말들로부터 피드백되는 채널정보 등을 이용해서 자원 스케줄링을 수행하고, 자원 할당 결과를 제어메시지 생성기(304)로 제공하며, 상기 자원 할당 결과에 따라 버스트 생성기(306)의 버스트 생성을 제어한다. 이때, 동일 단말로부터 CINR 측정에 따른 CQI 값과 PER에 따른 CQI 값이 모두 수신될 경우, 상기 스케줄러(302)는 2개의 CQI 값들을 평균하여 스케줄링에 이용하거나, 둘 중 하나를 선택해서 스케줄링에 이용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 PER을 고려한 CQI 값을 스케줄링에 이용하기 때문에 단말에게 보다 최적의 MCS레벨을 할당할 수 있다.

상기 제어메시지 생성기(304)는 단말로 전송되는 각종 제어메시지(예 : MAC management message)를 생성하여 출력한다. 일 예로, 상기 제어메시지 생성기(304)는 상기 스케줄러(302)로부터의 자원 할당 결과를 이용해서 MAP메시지를 생성할 수 있다. 본 발명에 따라 상기 제어메시지 생성기(304)는 PER를 고려해서 CQI를 결정하는 모드(PER_CQI 모드)를 지시하는 메시지를 생성할 수 있다. 상기 CQI 모드 지시메시지는 기존 CQI채널 할당 메시지(CQICH_Alloc_IE)를 수정한 것 일수 있고, 새롭게 정의된 메시지일 수 있다.

버스트 생성기(306)는 단말들로 전송될 데이터(트래픽)를 버퍼링하며, 상기 스케줄러(302)의 제어하에 해당 단말의 데이터를 버스트로 구성하여 출력한다. 즉, 상기 버스트 생성기(306)는 이번 프레임에 자원을 할당받은 단말들의 데이터를 버스트로 구성하여 출력한다.

다중화기(308)는 상위 제어기(도시하지 않음)의 제어하에 상기 제어메시지 생성기(304) 및 상기 버스트 생성기(306)의 출력을 물리계층의 부호기(310)로 전달한다.

상기 부호기(310)는 상기 다중화기(308)로부터의 버스트를 부호화하여 부호화 데이터를 출력한다. 여기서, 해당 버스트의 부호율은 상기 스케줄러(302)의 스케줄링 결과에 따라 결정된다. 예를들어, 상기 부호기(310)는 길쌈부호기(convolutional encoder), 터보부호기(turbo encoder), CTC(convolutional Turbo Code)부호기, LDPC(low density parity check)부호기 등으로 구성될수 있다.

변조기(312)는 상기 부호기(310)로부터의 부호 심볼들을 소정 변조방식으로 변조하여 변조 심볼들을 발생한다. 예를들어, 상기 변조기(312)는 QPSK(quadrature phase shift keying), 16QAM(quadrature amplitude modulation), 32QAM 등과 같은 변조방식으로 변조를 수행할수 있다.

OFDM변조기(316)는 상기 변조기(312)로부터의 복소심볼들을 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산하여 시간영역의 샘플 데이터로 변환하고, 상기 샘플 데이터에 보호구간(CP : Cyclic Prefix)을 붙여 출력한다. DAC(318)는 상기 OFDM변조기(316)로부터의 샘플 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF송신기(320)는 주파수 합성기 및 필터 등의 구성을 포함하며, 상기 DAC(318)로부터의 기저대역 신호를 실제 전송가능 하도록 RF신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 먼저 단말은 401단계에서 PER을 고려해서 CQI를 결정하는 모드(PER_CQI 모드)가 수행되는지 검사한다. 여기서, 상기 PER_CQI 모드는 기지국 요청 또는 단말 요청에 의해 수행될 수 있으나, 최종 결정은 기지국에서 하는 것으로 가정하기로 한다. 왜냐하면, 단말이 CQI 값을 보고하기 위해서는 기지국에서 CQI채널 할당을 위한 스케줄링이 필요하기 때문이다. 즉, 기지국은 자체 판단 혹은 단말 요청에 의해 PER_CQI 모드가 필요하다고 판단될 경우 해당 단말로 PER_CQI 모드를 지시할 수 있다.

상기 PER_CQI 모드가 수행되는 경우, 상기 단말은 403단계로 진행하여 초기 CQI 값 결정을 위해 수신신호의 CINR를 측정한다. 여기서, 상기 CINR은 프리앰블 신호를 이용해서 측정될 수 있다.

이후, 상기 단말은 405단계에서 상기 측정된 CINR 값에 따른 CQI 값을 표 1과 같은 CQI 테이블로부터 획득하고, 상기 획득된 CQI 값을 시스템으로 리포트한다. 그리고 상기 단말은 407단계에서 프레임 개수 카운팅을 시작한다.

이후, 상기 단말은 409단계에서 시스템으로부터 트래픽(하향링크 버스트 또는 하향링크 패킷)이 수신되는지 검사한다. 만일 상기 하향링크 버스트가 수신되지 않으면, 상기 단말은 419단계로 진행하여 CQI 보고 시간인지를 검사한다. 만일 상기 하향링크 버스트가 수신되면, 상기 단말은 411단계에서 상기 하향링크 버스트에 대하여 에러검사를 수행한다. 그리고 상기 단말은 413단계에서 상기 에러검사 결과에 따라 상기 하향링크 버스트에 에러가 발생했는지를 판단한다.

만일, 상기 하향링크 버스트에 에러가 발생된 경우, 상기 단말은 415단계로 진행하여 상기 수학식 1과 같이 CQI 값을 감소한다. 반면, 상기 버스트에 에러가 발생되지 않은 경우, 상기 단말은 417단계로 진행하여 상기 수학식 1과 같이 CQI 값을 증가한다.

그리고 상기 단말은 상기 419단계로 진행하여 상기 프레임 개수 카운팅 값이 CQI 보고 주기에 따른 n 값에 도달했는지 검사한다. 즉, CQI 보고 시간에 도달되었는지 검사한다. 상기 CQI 보고 시간에 도달되지 않은 경우, 상기 단말은 다시 트래픽를 검사하기 위해 상기 409단계로 되돌아간다. 상기 CQI 보고 시간에 도달된 경우, 상기 단말은 421단계로 진행하여 가장 최근 갱신된 CQI 값을 시스템으로 보고하고, 상기 프레임 개수 카운팅 값을 초기화한후 상기 407단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.

예를 들어, 목표 PER이 1% 이고, CQIstep이 1dB이며, CQI 보고 주기가 100 프레임이고, 바로 이전 보고된 CQI 값이 '10'이라고 가정한다. 이때, 상기 100 프레임 동안 100개의 패킷(버스트)들이 수신되고, 100개의 버스트들 중 하나의 버스트에 대해서만 에러가 발생된 경우, 이번 주기에서 보고되는 CQI 값은 상기 수학식 1 혹은 수학식 2에 의해 '10'이 된다. 즉, 목표 PER 1%와 동일한 PER이 발생된 경우, CQI 값은 이전 값을 그대로 유지한다.

다른 예로, 상기와 같은 상황에서 100개의 버스트들 중 2개의 버스트들에서 에러가 발생된 경우, 즉, PER 2% 가 발생된 경우, 이번 주기에서 보고되는 CQI 값은 상기 수학식 1 혹은 수학식 2에 의해 '8'이 된다. 이와 같이, 목표 PER 1%보다 큰 PER이 발생된 경우, 이번 보고되는 CQI 값은 이전 보고된 CQI 값보다 작은 값을 갖는다.

또 다른 예로, 상기와 같은 상황에서 100개의 버스트들 중 에러가 하나도 발생되지 않은 경우, 즉 PER 0 %가 발생된 경우, 이번 주기에서 보고되는 CQI 값은 상기 수학식 1 혹은 수학식 2에 의해 '11'이 된다. 이와 같이, 목표 PER 1%보다 작은 PER이 발생된 경우, 이번 보고되는 CQI 값은 이전 보고된 CQI값보다 큰 값을 갖는다. 여기서, CQI 보고 주기, CQIstep 및 목표 PER 값은 시뮬레이션 및 필드 시험을 통해 최적화될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 501단계에서 단말들 각각에 대하여 CQI모드를 결정한다. 여기서, 상기 CQI모드는 CINR 값에 따라 CQI를 결정하는 CINR_CQI 모드와 PER에 따라 CQI를 결정하는 PER_CQI 모드로 구분될 수 있다. 기지국은 하나의 단말에 대해 2개의 CQI 모드 중 하나를 할당할 수 있고, 2개의 모드를 모두 할당할 수 있다. 본 발명에 따른 PER_CQI 모드는 기지국 자체 판단 혹은 단말의 요청에 의해 해당 단말로 할당될 수 있다.

각 단말에 대하여 CQI 모드가 결정되면, 상기 기지국은 503단계에서 스케줄링을 수행하여 단말들로 CQI채널을 할당하고, 할당된 CQI채널과 모드를 지정하는 메시지(이하 "CQI 모드 지시 메시지"라 칭함)를 생성한다. 상기 CQI모드 지시 메시지는 기존 CQI채널 할당메시지를 수정한 형태일수 있고, 새롭게 정의된 메시지일 수 있다. 상기 기지국은 505단계에서 상기 CQI 모드 지시 메시지를 단말로 전송한 다.

이후, 상기 기지국은 507단계에서 단말들로부터 CQI 정보를 수신한다. 이때, 단말들로부터 수신되는 CQI 값은 CINR 측정에 따른 CQI값 혹은 PER에 따른 CQI 값일 수 있다.

한편, 상기 기지국은 509단계에서 상기 단말들로부터 수신된 CQI 정보를 이용해서 각 단말이 서비스받을 수 있는 MCS레벨(전송률)을 결정한다. 그리고 상기 기지국은 511단계에서 상기 각 단말의 MCS레벨을 이용해서 자원 스케줄링을 수행하여 이번 프레임에서 서비스할 단말을 결정한다. 이때, 각 서비스 단말로 할당될 MCS레벨과 자원이 결정된다. 이와 같이, 본 발명은 PER을 고려한 CQI 값을 스케줄링에 이용하기 때문에 단말에게 보다 최적의 MCS레벨을 할당할 수 있다.

서비스 단말이 결정되면, 상기 기지국은 513단계에서 서비스 단말들을 위한 자원할당 정보(MAP메시지)를 구성한다. 그리고, 상기 기지국은 515단계에서 상기 서비스 단말들로 전송되는 데이터를 버스트로 구성한다. 이후, 상기 기지국은 517단계에서 상기 구성된 자원할당 메시지와 상기 버스트들을 하향링크를 통해 전송한다.

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 단말의 구성을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CQI 생성기(116)의 상세 구성을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면.

Claims

광대역 무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서,

수신 신호에서 하향링크 패킷을 추출하는 수신기와,

상기 수신기로부터의 패킷에 대하여 에러 검사를 수행하는 검사기와,

상기 검사기로부터의 에러 검사 결과에 따라 채널정보를 리포트 주기로 갱신하는 채널정보 생성기와,

상기 채널정보 생성기로부터의 상기 갱신된 채널정보를 기지국으로 리포트하는 피드백 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 채널정보 생성기는 최초 채널정보를 CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio)값에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

하나의 주기 동안, 에러가 발생되지 않은 패킷 개수를 A라 하고, 에러가 발생된 패킷 개수를 B라 할때, 상기 채널정보 생성기는 하기 수식과 같이 채널정보(CQI)를 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.

여기서, CQI_old는 바로 이전에 기지국으로 보고된 CQI 값을 나타내며, CQI_step은 CQI 변동 값이고, PER_target은 목표 PER 값(0≤PER_target≤1)을 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 채널정보 생성기는, 설정 시간 동안 패킷 수신 때마다 에러여부에 따라 채널정보를 조정하고, 상기 설정 시간 만료 시 최종 조정된 채널정보를 피드백 송신부로 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서,

상기 채널정보 생성기는, 패킷 수신 때마다 채널정보를 다음과 같이 조정하는 것을 특징으로 하는 장치.

에러가 발생된 경우 : CQI_n= CQI_n-1 -CQI_step

에러가 발생되지 않은 경우 : CQI_n= CQI_n-1 + CQI_step ×PER_target / (1-PER_target)

여기서, CQI_step은 CQI 변동 값이고, PER_target은 목표 PER 값(0≤PER_target≤1)을 나타냄.
제1항에 있어서, 상기 채널정보 생성기는,

수신신호의 CINR값에 따른 CQI값을 초기값으로 결정하는 결정부와,

상기 검사기로부터의 에러검사 결과를 이용해서 상기 리포트 주기마다 에러가 발생되지 않는 패킷 개수(A)와 에러가 발생된 패킷 개수(B)를 카운팅해서 출력하는 카운터와,

상기 CQI 값을 상기 A와 상기 B를 이용해서 상기 리포트 주기마다 갱신하는 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제6항에 있어서,

상기 조정부는 하기 수식과 같이 CQI값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.

여기서, CQI_old는 바로 이전에 기지국으로 보고된 CQI 값을 나타내며, CQI_step은 CQI 변동 값이고, PER_target은 목표 PER 값(0≤PER_target≤1)을 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 채널정보 생성기는, 설정 시간 동안의 패킷 에러 율이 목표 값보다 작을 경우 채널정보를 이전보다 크게 갱신하고, 상기 목표 값보다 클 경우 채널정보를 이전보다 작게 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.
광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,

수신되는 패킷에 대하여 에러 검사를 수행하는 과정과,

상기 에러 검사 결과에 따라 채널정보를 리포트 주기로 갱신하는 과정과,

상기 갱신된 채널정보를 기지국으로 리포트하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 기지국으로 최초 리포트되는 채널정보는 CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio)값에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 갱신 과정은,

하나의 주기 동안, 에러가 발생되지 않은 패킷 개수를 A라 하고, 에러가 발 생된 패킷 개수를 B라 할때, 채널정보(CQI)를 다음과 같이 갱신하는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, CQI_old는 바로 이전에 기지국으로 보고된 CQI 값을 나타내며, CQI_step은 CQI 변동 값이고, PER_target은 목표 PER 값(0≤PER_target≤1)을 나타냄.
제9항에 있어서, 상기 갱신 과정은,

설정 시간 동안 패킷 수신 때마다 에러여부에 따라 채널정보를 조정하는 과정과,

상기 설정 시간 만료 시 최종 조정된 채널정보를 기지국으로 보고할 채널정보로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 조정 과정은,

패킷 수신 때마다 채널정보를 다음과 같이 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.

에러가 발생된 경우 : CQI_n= CQI_n-1 -CQI_step

에러가 발생되지 않은 경우 : CQI_n= CQI_n-1 + CQI_step ×PER_target / (1-PER_target)

여기서, CQI_step은 CQI 변동 값이고, PER_target은 목표 PER 값(0≤PER_target≤1)을 나타냄.
제9항에 있어서, 상기 갱신 과정은,

수신신호의 CINR값에 따른 CQI값을 초기 값으로 결정하는 과정과,

상기 에러검사 결과를 이용해서 상기 리포트 주기마다 에러가 발생되지 않는 패킷 개수(A)와 에러가 발생된 패킷 개수(B)를 카운팅하는 과정과,

상기 A와 상기 B를 이용해서 상기 리포트 주기마다 CQI 값을 갱신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 CQI값은 다음과 같이 갱신되는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, CQI_old는 바로 이전에 기지국으로 보고된 CQI 값을 나타내며, CQI_step은 CQI 변동 값이고, PER_target은 목표 PER 값(0≤PER_target≤1)을 나타냄.
제9항에 있어서, 상기 갱신 과정은,

설정 시간 동안의 패킷 에러 율이 목표 값보다 작을 경우 채널정보를 이전보다 크게 갱신하는 과정과,

상기 목표 값보다 클 경우 채널정보를 이전보다 작게 갱신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.