KR20090111857A - 통신 네트워크를 통해 프레임들을 송신하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

통신 네트워크를 통해 프레임들을 송신하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

방법 및 장치는, 코딩 스킴을 선택하고 통신 네트워크(100)를 통하여 프레임(304)을 송신하기 위한 스케줄링 엔티티(208)를 포함한다. 스케줄링 엔티티(208)에 결합된 제어기(206)는, 수신된 신호 간섭과, 통신 노드에 대한 지정된 신뢰도 팩터에 기초하여 프레임에 대한 송신 이득을 판정한다. 스케줄러 엔티티(208)는, 판정된 송신 이득에 대응하는, 프레임에 대한 최저의 코딩 스킴을 선택한다. 인터페이스(212)를 통하여 제어기(206)에 결합된 송수신기(214)는 인코딩된 프레임을 수신하며, 그 프레임을, 통신 네트워크(100) 내의 복수의 이동국에 송신한다.
통신 네트워크, 코딩 스킴, 신호 간섭, 신뢰도 팩터, 송신 이득

Description

통신 네트워크를 통해 프레임들을 송신하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING FRAMES ACROSS A COMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 일반적으로 코딩 스킴을 선택하고 프레임들을 통신 네트워크를 통해 송신하는 것에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송신 이득에 기초하는 반복 레이트들(repetition rates)을 갖는 프레임들을 송신하는 것에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은, 고정식 혹은 휴대용의 복수의 가입자 유닛들과, 기지국 혹은 액세스 포인트 등의 고정된 네트워크 인프라스트럭쳐 간의 양방향 통신을 제공한다. 고정된 네트워크 인프라스트럭쳐에서는 채널 제어 정보를 이용하여 양방향 통신에 대한 링크를 설정한다. 채널 제어 정보는, 프레임의 일부로서 무선 통신 시스템을 통하여 전송된다. 채널 제어 정보는, 무선 통신 시스템에서 통신을 설정하고 유지하는 데에 필요한 정보를 포함하고 있기 때문에, 프레임의 상당한 부분을 차지한다. 따라서, 채널 제어 정보는, 프레임에서, 사용자 데이터를 송신하는 데에 이용될 수 있는 공간의 양을 감소시킨다.
현재의 시스템들에서, 기지국은 가입자국으로부터 채널 품질 정보(CQI; channel quality information)를 수신하고, 이에 따라 그 가입자국을 서로 다른 그룹들로 분류한다. 기지국은 그 가입자국의 그룹에 기초하여 채널 제어 정보를 인 코딩 및 송신한다. 일반적으로, 두 가지 유형의 채널 제어 정보가 기지국으로부터 가입자국으로 송신된다. 제1 채널 제어 정보는, 가입자국의 그룹에 관계없이, 셀 내의 모든 가입자국들에게 송신된다. 제2 채널 제어 정보는, 그룹별로 개별적으로 모든 가입자국들에게 송신된다. 기지국은 가입자국의 그룹에 기초하여 코딩 스킴을 지정한다. 가입자국들의 그룹화(grouping)는, 소정의 인터벌 후의 채널 품질 정보에 기초하여 업데이트된다. 그러나, 채널 품질 정보는, 소정의 시간 인터벌 내에서 빈번히 변경될 수 있으므로, 가입자국들의 그룹화에 반영되지 않을 수 있다. 따라서, 지정된 코딩 스킴은, 소정의 인터벌 동안의 채널 상태에 적절하지 않을 수 있다. 또한, 가입자 유닛의 그룹화를 업데이트하는 프로세스는 복잡한 프로세스이며, 통신 네트워크에서 가입자 유닛들을 그룹화/트래킹(tracking)하기 위한 더 많은 추가의 메시징(messaging)을 강요한다. 이에 따라, 채널의 효율 및 통신 노드의 신뢰도 팩터(reliability factor)가 감소된다.
따라서, 통신 네트워크를 통해 채널 제어 정보를 송신할 때에, 보다 효율이 향상될 필요가 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무선 통신 네트워크의 블럭도.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 통신 노드의 블럭도.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 프레임의 구조.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따라 통신 네트워크를 통해 프레임을 송신하는 방법의 플로우차트.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따라 코딩 스킴을 선택하고 통신 네트워크를 통해 프레임을 송신하는 방법의 플로우차트.
개별적인 도면들 전체에서 동일한 참조 부호가 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소들을 칭하고 이하의 상세한 설명과 함께 명세서 내에 포함되고 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은, 각종 실시예들을 추가로 예시하고 본 발명에 따른 각종 원리들 및 모든 이점들을 설명하는 기능을 한다.
본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 도면들 내의 구성요소들은 간략성 및 명확성을 위해 도시된 것이며 일정한 비율로 그려져 있을 필요는 없음을 알 것이다. 예를 들면, 도면들 내의 구성요소들의 일부의 치수들은, 본 발명의 실시예들의 이해의 증진을 돕기 위해 다른 구성요소들에 비해 과장되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명하기 전에, 본 실시예들은, 코딩 스킴을 선택하고 통신 네트워크를 통해 프레임을 송신하는 것에 주로 속해 있음을 주시하여야 한다. 따라서, 장치 및 방법 컴포넌트들은 도면들 내에서 통상의 심볼들로 적절한 곳에 표시되었으며, 이에 따라 본 발명의 실시예들의 이해와 관련된 특정 상세사항만을 도시하여서, 본원의 설명의 이익을 취하는 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 상세한 사항에 의해 본 개시물을 불명료하게 만들지 않게 한다.
본 문서에서, 제1 및 제2, 위 및 아래 등과 같은 관련 용어들은, 단지 하나의 엔티티 혹은 액션을 다른 엔티티 혹은 액션과 구분하는 데에 사용될 수 있는 것 으로, 이러한 엔티티들 혹은 액션들 간의 임의의 실제적인 이러한 관계 혹은 순서를 요구하거나 암시하는 것은 아니다. "포함한다(comprises)", "포함함(compring)", 혹은 그 밖의 다른 임의의 그 변형은, 구성요소들의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품 혹은 장치가 이들 구성요소들 뿐만 아니라, 이러한 프로세스, 방법, 제품 혹은 장치에 명시적으로 리스팅되지 않거나 이들에 고유한 그 밖의 다른 구성요소들도 포함할 수 있도록, 배타적이지 않은 포함(non-exclusive inclusion)을 수용하는 것을 의도하는 것이다. "...을 포함하는"으로 진행되는 구성요소는, 더 많은 제한을 하지 않는 것으로, 그 구성요소를 포함하는 프로세스, 방법, 제품 혹은 장치에서 추가의 동일한 구성요소들의 존재를 배제시키는 것은 아니다.
본원에 개시된 본 발명의 실시예들은, 하나 이상의 통상의 프로세서와, 이 하나 이상의 프로세서가, 특정 논-프로세서 회로들(non-processor circuits)과 관련하여, 실행하도록 제어하는 고유의 저장된 프로그램 명령어들로 구성될 수 있으며, 코딩 스킴을 선택하고 통신 네트워크를 통하여 프레임을 송신하는 기능들의 일부, 대부분, 혹은 전부가 본원에 개시됨을 알게 될 것이다. 논-프로세서 회로들은 무선 수신기, 무선 송신기, 신호 구동기들, 클럭 회로들, 전원 회로들, 및 사용자 입력 디바이스들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 그러한 것으로서, 이들 기능들은, 코딩 스킴을 선택하고 통신 네트워크를 통하여 프레임을 송신하는 것을 수행하기 위한 방법의 단계들로서 해석될 수 있다. 대안적으로는, 일부 혹은 모든 기능들이, 프로그램 인스트럭션들이 저장되어 있지 않은 상태 머신에 의 해, 혹은 각 기능 혹은 기능들의 특정의 일부 결합들이 커스텀 로직(custom logic)으로서 구현되는 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit)에서 구현될 수 있을 것이다. 물론, 이 두 가지 방안의 결합도 이용될 수 있을 것이다. 이에 따라, 이들 기능들에 대한 방법들 및 수단이 개시되었다. 또한, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 예를 들어 가용 시간, 현재 기술, 및 경제적 고려 사항에 의해 동기 부여되는 많은 설계 선택사항들 및 가능한 상당한 수고에도 불구하고, 본원에 개시되는 개념들 및 원리들에 의해 안내를 받는 경우, 이러한 소프트웨어 명령어들 및 프로그램들과 IC들을 최소의 실험으로 용이하게 생성할 수 있을 것이 기대된다.
각종 실시예들이 본원에 개시된다. 예를 들면, 통신 노드에서 프레임에 대한 코딩 스킴을 선택하기 위한 하나의 방법은, 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 지정하고, 이동국과 연관된 신호 간섭을 판정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 신호 간섭을 감소시키기 위한 송신 이득을 판정하는 단계를 포함하며, 송신 이득은, 판정된 신호 간섭 및 통신 노드에 대한 지정된 신뢰도 팩터에 기초한 것이다. 본 방법은, 이동국에 송신될 프레임에 대한 송신 이득을 획득하기 위한 코딩 스킴을 선택하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 프레임에 대한 코딩 스킴을 선택하기 위한 통신 노드를 포함한다. 통신 노드는, 신호들을 송신 및 수신하기 위한 송수신기(이 신호들은 복수의 프레임들로 구성되며 신호 간섭을 포함함), 및 송수신기에 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는, 신호들을 송신하기 위한 송신 이득을 판정하며, 송신 이득은, 신뢰도 팩터 및 수신된 신호 간섭에 기초한 것이다. 스케줄러가, 송수신기에 의해 송신될 프레임에 대한 송신 이득을 획득하기 위한 코딩 스킴을 선택하기 위해 제어기에 결합된다.
일 실시예에서, 통신 노드에서 프레임에 대한 코딩 스킴을 선택하기 위한 방법은, 그 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 지정하는 단계와, 이동국으로부터 CINR(carrier to interference plus noise ratio)을 수신하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 수신된 CINR 및 지정된 신뢰도 팩터에 응답하여 송신 다이버시티 이득을 판정하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 판정된 송신 다이버시티 이득에 기초하여 프레임에 대한 반복 레이트를 선택하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 무선 통신 네트워크(이하, 통신 네트워크(100)라 칭함)의 블럭도를 나타낸 도면이다. 통신 네트워크(100)는, 통신 노드(102), 및 통신 노드(102)를 둘러싸는 서로 다른 위치에 위치된 복수의 이동국(104-112)을 포함한다. 통신 노드(102) 및 이동국들(104-112)은, 다수의 서로 다른 2G, 3G 및 4G 기술들 중 임의의 기술에 따라 동작하도록 구성된다. 이들은, GSM, CDMA, UMTS, CDMA2000, W-CDMA, OFDM 및 기타 기술들을 포함한다. 마찬가지로, 다른 통신 네트워크들에서의 이동국들 및 통신 노드는 다른 무선 기술들에 따라 동작하도록 구성된다. 이웃하는 통신 네트워크들은 동일한 무선 기술을 이용하여 동작할 수 있는 것이 가능하다. 통신 노드(102)는 또한, IEEE-802.16 기반 무선 도시권 통신망(wireless metropolitan area network)을 이용하여 다른 통신 노드들 및 이동국들과 통신할 수 있다. 다른 무선 프로토콜이 본 발명의 원리를 이용할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 노드(102)는 기지국, 액세스 포인트, 액세스 라우터 등일 수 있다. 통신 노드(102)는, 통신 네트워크(100)의 커버리지 영역(coverage area) 내에서 무선 광대역 액세스를 이동국들(104-112)에 제공한다. 이동국들(104-112)은 광대역 네트워크를 이용하여, 음성, 데이터, 비디오, 비디오 원격 회의 및/또는 기타 광대역 서비스들에 액세스할 수 있다. 이동국들(104-112)은, 무선 가능 랩탑 컴퓨터, 개인 데이터 보조수단, 노트북, 핸드헬드 디바이스, 셀룰러 폰, 퍼스널 컴퓨터, PDA(personal digital assistant) 혹은 그 밖의 무선 가능 디바이스들을 비롯한 다수의 모바일 디바이스들 중 임의의 디바이스일 수 있다. 또한, 도면을 간략하게 나타내기 위해 도 1에는 5개의 이동국들(104-112)만을 도시하였지만, 통신 네트워크(100)는 그보다 많거나 혹은 적은 이동국들에게 무선 광대역 액세스를 제공할 수 있음을 알 것이다.
동작시, 통신 노드(102)에 의해 이동국에 전송되는 데이터 메시지는 다운링크 통신으로서 알려져 있다. 이와 유사하게, 이동국에 의해 통신 노드(102)에 전송되는 데이터 메시지는 업링크 통신으로서 알려져 있다. 데이터 메시지는 패킷, 가변 크기의 데이터 유닛들, 혹은 프레임으로서 칭해질 수 있다. 프레임은, 채널을 이동국에 할당하기 위한 채널 제어 정보로서 이용되는 MAP(media access protocol message)를 포함한다.
도 1의 실시예에서, 통신 노드(102)는 이동국들(104-112) 각각과 통신할 수 있다. 이동국은 그와 연관된 채널 상태를 판정한다. 채널 상태는, CINR(carrier to interference plus noise ratio), SNR(signal to noise ratio) 혹은 FER(frame error rate)을 포함한다. 판정된 채널 상태는 또한 피드백 채널을 통하여 기지국에 송신될 수 있다. 기지국은 각 이동국과 연관된 채널 상태를 수집하고, 이에 따라 각 채널에서의 신호 간섭을 판정한다. 신호 간섭은, 프레임에서 발생될 수 있는 에러의 양을 나타낸다. 그 프레임에 필요한 송신 이득은, 이동국에 감소된 에러 레이트로 도달하도록, 수신된 신호 간섭에 의해 결정된다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 통신 노드(200)의 블럭도이다. 일 실시예에서, 송수신기(214)는 적어도 하나의 안테나(218)를 통하여 통신 네트워크를 통해 통신한다. 제어기(206) 및 송수신기(214)는 인터페이스(212)를 통하여 통신한다. 특히, 프로세서(204)에 결합된 제어기(206)는, 고정되거나 혹은 가변 사이즈의 데이터 유닛들, 셀들 혹은 패킷들(이들 모두는 일반적으로 "프레임들"이라 칭해짐)을 송수신기(214)에 전송한다. 송수신기(214)는 또한, 수신된 프레임들을 복수의 이동국에 송신한다. 제어기(206)는 또한, 사용자 데이터 프레임들, 관리 프레임들 및 그 밖의 데이터를 송수신기(214)에 직접 전송할 수도 있다. 제어기(206)는, 지정된 신뢰도를 감소된 에러 레이트로 달성하기 위해 프레임에 요구되는 송신 이득을 통신 노드(200)의 스케줄러(208)에 전송한다. 또한, 송수신기(214)는 코딩된 프레임들을 제어기(206)로부터 수신하고, 그 프레임들을 그 프레임 내의 파라미터들에 따라 통신 네트워크를 통하여 송신한다. 송수신기(214)는 또한, 안테나(218)를 통하여 이동국들로부터 정보의 프레임들을 수신하며, 수신된 프레임들을 인터페이스(212)를 통하여 제어기(206)에 제공한다. 송수신기(214)는 또한 상태 정보를 제어기(206)에 보고할 수 있다. 예를 들면, 상태 정보는, 프레 임들이 성공적으로 송신되었는지 여부를 나타내는 표시를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스가 제어기에 결합되어 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 지정한다. 신뢰도 팩터는, 복수의 이동국에 에러없이 송신되는 프레임들의 백분율을 나타내는 용인할 수 있는 측정치일 수 있다. 신뢰도 팩터는, 제어기에 결합된 사용자 인터페이스를 통하여 통신 노드 내의 오퍼레이터에 의해 지정될 수 있다.
제어기(206)의 특정 구성 및 구현은, 통신 네트워크의 유형, 그 데이터 전송 대역폭과 처리되는 정보의 유형 및 양에 따라 달라진다. 통신 노드(200)의 일 실시예에서, 제어기(206) 및 스케줄러(208)는, 특히, 이동국들, 액세스 포인트, 기지국 등과 같은 그 밖의 다른 네트워크 부속 디바이스들과 기능들을 조정하는 관리 및 프레임 스케줄링 엔티티이다.
일 실시예에서, 통신 노드(200)는, 인터페이스(212)에 결합된 송수신기(214)를 사용하여, 이동국과 연관된 채널 상태 정보를 수신한다. 채널 상태 정보는, 그 프레임에 대한 CINR, SNR, 혹은 FER일 수 있다. 채널 상태 정보는 인터페이스(212)를 통하여 제어기(206)에 전달된다. 그 후, 제어기(206)는 채널 상태 정보를 처리하여, 채널 내의 신호 간섭을 판정한다. 또한, 제어기는 또한 사용자 인터페이스를 통하여 오퍼레이터에 의해 지정된 신뢰도 팩터를 수신한다. 제어기는 또한, 이동국에 송신될 프레임에 요구되는 송신 이득을 판정한다. 이는, 통신 노드에 대해 지정되는 신뢰도 팩터를 획득하도록 신호 간섭을 보상함으로써 성공하게 된다. 송신 이득은 안테나의 송신 다이버시티 이득일 수 있다. 송신 이득을 판정하기 위해 안테나의 확률 분포 함수에 대한 계산이 행해진다. 송신 다이버시티 이 득은, 안테나 어레이, 스마트 안테나, 다중 입력 및 다중 출력(mimo) 안테나, 혹은 브로드캐스트 안테나를 통해 얻어질 수 있다. 서로 다른 다이버시티 기술들이, 송신 이득을 판정하는데에 이용된다. 예를 들면, TxAA-MRT(Transmit Adaptive Array-Max Ratio Transmission) 송신 다이버시티를 이용하면, 7db의 송신 이득이 얻어진다. 이와 유사하게, TxAA-EBF(Transmit Adaptive Array-Eigen Beam Forming) 송신 다이버시티를 이용하면, 6db의 송신 이득이 얻어지며, 아라모우티(Alamouti) 송신 다이버시티를 이용하면, 1db의 송신 이득이 얻어진다.
또한, 제어기(206)는 판정된 송신 이득을 스케줄러(208)에 전달한다. 스케줄러(208)는 판정된 송신 이득에 기초하여 프레임에 대한 코딩 스킴을 선택한다. 코딩 스킴은, 프레임 내의 매체 액세스 프로토콜 메시지에 대한 반복 레이트를 지정하는 것을 포함할 수 있다. 반복 레이트는, 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 달성하고 또한 그 프레임에 대한 가장 낮은 에러 레이트를 달성하도록, 가능한한 낮게 유지된다.
일 실시예에서, 제어기(206)에 결합된 프로세서(204)는 외부 네트워크 데이터를 액세스 제어 데이터에 매핑한다. 액세스 제어 데이터는 매체 액세스 제어기 서비스 데이터 유닛(MAC SDU; media access controller service data unit)일 수 있다. 프로세서(204)는 액세스 제어 데이터를 제어기(206)에 전달한다. 제어기(206)는 일련의 액세스 제어 데이터를 수신하여, 각 액세스 제어 데이터를, 필요한 헤더 정보를 추가함으로써 프레임들로 변환한다. 프레임은 MAC 패킷 데이터 유닛(PDU; packet data unit)일 수 있다. 또한, 제어기(206)는 또한 프레임들의 버 퍼링을 관리한다. 필요한 헤더 정보를 갖는 프레임들은 스케줄러(208)에 전달된다. 스케줄러(208)는 프레임들, 및 각 프레임에 대한 판정된 송신 이득을 제어기로부터 수신한다. 스케줄러는, 각종 송신 이득들에 대한 서로 다른 사전정의된 코딩 스킴들을 갖는 룩업 테이블을 구비한다. 코딩 스킴은, 프레임에 대해 요구되는 반복 레이트일 수 있다. 스케줄러(208)는, 룩업 테이블(210)에 저장된 다수의 코딩 스킴들로부터, 결정된 송신 이득에 대한 코딩 스킴을 선택한다. 룩업 테이블(210)은 스케줄러의 일부이거나, 혹은 통신 시스템(100) 내의 그 밖의 다른 곳에 있을 수 있다. 따라서 선택된 코딩 스킴은, 지정된 신뢰도 팩터에 대해 감소된 에러 레이트로 송신될 프레임에 요구되는 것일 수 있다. 최종적으로, 프레임은 선택된 코딩 스킴으로 인코딩되어 이동국으로 송신된다. 이 프로세스는, 이동국들과 연관된 모든 프레임들과 모든 채널들에 대해 반복된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 구조를 나타낸다. 통신 노드(102)는 채널을 이동국들에 할당하기 위해 일련의 프레임들(302-310)을 이용한다. 프레임들(302-310) 각각(예를 들면, 프레임(304))은, 채널을 이동국에 할당하기 위한 MAP(media access protocol) 메시지(314)를 포함한다. MAP 메시지(314)는, 가장 열악한 신호 품질을 갖는 이동국들(104-112) 중 하나에 의해 디코딩될 수 있도록 인코딩된다. 그러나, 이는 다운링크 MAP 및 업링크 MAP에서 실질적인 프로세스 리던던시를 야기시킬 수 있어서, 오버헤드를 상당히 증가시킬 수 있다. 이 프로세스 리던던시는, 열악한 신호 품질을 갖는 이동국들(104-112)에 대해서는 필요하지만 그 밖의 다른 이동국들에 대해서는 필요하지 않다. 따라서, 스케줄 러(208)는, 각종 기준에 기초하여 프레임들 간에 코딩 스킴이 변동하는 본 발명의 원리에 따른 코딩 스킴을 결정함으로써 채널 오버헤드를 감소시킬 수 있는 간단한 반복 코딩 기술을 이용한다.
반복 코딩 기술은, 프레임 내의 복수의 송신 심볼이 수없이 반복되는 프로세스이다. WiMAX 네트워크의 일 실시예에서, 송신 심볼들은, 시간 심볼들 및 주파수 톤들의 결합인 슬롯들로 칭해질 수 있다. 슬롯들은 함께 결합되어 MAP 및 프레임의 사용자 데이터 부분들을 형성할 수 있다. MAP 메시지로 알려진 MAP 부분에는 반복 코딩 기술이 행해진다. 다른 실시예에서는, 반복 코딩은 또한 사용자 데이터 부분에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 내의 MAP 메시지는, 그 채널 내의 수신된 신호 간섭과, 통신 노드에 대한 지정된 신뢰도 팩터에 따라 수없이 반복된다. MAP 메시지가 반복되는 횟수는, 프레임의 반복 팩터 또는 반복 레이트로 표현된다. 일 실시예에서, 스케줄러는, 기본 코딩 기술 외에도 간단한 반복 코딩 기술이 MAP 메시지(314)에 대해 이용될 수 있게 해준다. 기본 코딩 기술은, QPSK(quadrature phase shift keying), BPSK(binary phase shift keying) 혹은 그 밖의 다른 코딩 기술들일 수 있다. 다른 실시예에서는, 코딩 레이트 혹은 변조 순서를 변경하는 등의 다른 코딩 기술들도 또한 적용가능하다. 예를 들면, 프레임은 QPSK 프레임, 16-QAM 프레임, 혹은 64-QAM 프레임을 이용하여 코딩될 수 있다.
도 3의 실시예에서, 프레임(304)은 프레임 채널 헤더(FCH; frame channel header)(312), 적어도 하나의 MAP 메시지(314), 및 사용자 데이터 부분(316)을 갖 는다. MAP 메시지(314)는 다운링크 MAP(DL-MAP) 혹은 업링크 MAP(UL-MAP)일 수 있다. FCH(312)는 프레임에 이용되는 반복 레이트를 나타낸다. 프레임은 또한, 도 3에는 도시되어 있지 않지만 본 발명의 이해에는 필요치 않은 그 밖의 다른 데이터도 또한 수용할 수 있다. 프레임(304)은 5ms의 지속시간을 가질 수 있으며, 변화되는 반복 레이트들을 가질 수 있다. 프레임의 반복 레이트는, 그 프레임에 대해 판정된 송신 이득에 따라 변할 수 있다. 높은 반복 레이트는 프레임의 에러 레이트를 감소시킬 수 있다. 그러나, 이는, 통신 노드에 대한 지정된 신뢰도 팩터를 획득하지 못하게 할 수 있다. 예를 들면, 2x 반복 레이트를 필요로 하는 이동국은, 4x 반복 레이트를 갖는 프레임을 에러없이 용이하게 디코딩할 수 있만, 4x 반복 레이트를 갖는 프레임을 송신하면 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 감소시킬 수 있다. 따라서, 그 프레임에 대해 최저의 가능한 반복 레이트를 선택하여서, 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 감소된 에러 레이트로 달성하게 한다. 반복 코딩은, MAP 메시지 전에 전송되는 FCH가 프레임에 대해 이용되는 반복 레이트의 유형을 나타낼 때, 규격에 대한 어떠한 변경도 없이 임의의 유형의 통신 네트워크에 적용가능하게 될 수 있다.
도 1에 도시된 예에서와 같이, 5개의 이동국(104-112)이 통신 네트워크(100)에서 동작한다. 이동국(104)은 1x 반복 레이트를 갖는 프레임 내의 MAP 메시지를, 그것이 양호한 채널 조건을 가질 때 디코딩할 수 있다. 이동국(106)은 2x 반복 레이트를 갖는 MAP 메시지를 디코딩할 수 있으며; 이동국(108)은 MAP 메시지를 어떠한 에러도 없이 디코딩하는 데에 3x 반복 레이트를 필요로 할 수 있으며; 이동 국(110)은 4x 반복 레이트를 필요로 할 수 있으며, 이동국(112)은 5x 반복 레이트를 필요로 할 수 있다. 반복 레이트들은, 가장 낮은 레이트들을 갖는 최상의 채널 상태와 가장 높은 레이트들을 갖는 최악의 채널 상태를 갖는 채널 상태들의 상대적 강도에 기초할 수 있다. 도 3의 일련의 프레임들(302-310)이, MAP 메시지들을 이동국들(104-112)에 송신하는 데에 이용될 수 있을 것이다. 이동국(104)은 1x 이상의 반복 레이트를 갖는 프레임들(302-310) 중 임의의 프레임을 디코딩할 수 있다. 이동국(106)은 2x 이상의 반복 레이트를 갖는 프레임들을 디코딩할 수 있다. 마찬가지로, 이동국(112)은, 5x 이상의 반복 레이트를 갖는 프레임을 디코딩할 수 있다. 따라서, 채널 내의 신호 간섭, 및 통신 노드에 대한 지정된 신뢰도 팩터에 기초하여, 최저의 반복 레이트가 각 프레임마다 선택된다.
스케줄러(208)는 룩업 테이블에 저장되어 있는 다수의 반복 레이트들로부터 반복 레이트를 선택한다. 프레임에 대한 선택된 반복 레이트는, 프레임의 판정된 송신 이득에 대응한다. 신호 간섭은, 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 달성하도록, 판정된 송신 이득에 대해 보상될 수 있다. 예를 들면, 이동국(108)은, 에러없이 프레임을 수신하기 위해서는 3x 반복 레이트를 필요로 한다. 그러나, 프레임에 대해 3x의 반복 레이트를 선택하면 신뢰도 팩터를 감소시킬 수 있다. 따라서, 신뢰도 팩터를 달성하고 프레임을 감소된 에러 레이트로 송신하도록, 그 다음 최저의 반복 레이트인 2x 반복 레이트가 스케줄러(208)에 의해 선택될 수 있다. 이와 유사하게, 이동국(106)은 어떠한 에러도 없이 프레임을 디코딩하기 위해서는 2x의 반복 레이트를 필요로 할 수 있다. 프레임은 3x, 4x, 또는 5x의 더 높은 반복 레이 트로 송신될 수 있다. 더 높은 반복 레이트로 프레임을 송신하면, 에러 레이트를 감소시킬 수는 있지만 더 높은 송신 이득을 필요로 할 수 있으며, 이는 그 후 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 감소시킨다. 따라서, 신뢰도 팩터를 달성하고 에러 레이트가 감소되거나 혹은 전혀 에러가 없이 프레임을 송신하도록 2x의 최저 반복 레이트가 선택된다.
도 4는 통신 네트워크를 통하여 프레임들을 송신하는 방법을 나타내는 플로우차트이다. 통신 노드는, 지정된 신뢰도 팩터를 통신 노드에서의 오퍼레이터에 의해 수신한다(단계 410). 통신 노드는 통신 네트워크에서 복수의 이동국들과의 접속을 확립한다(단계 402). 한편, 통신 노드는 이동국과 연관된 신호 간섭을 판정한다(단계 404). 신호 간섭은, 이동국으로부터의 수신된 채널 상태에 기초하여 판정된다. 채널 상태는, CINR(carrier to interference plus noise ratio), SNR(signal to noise ratio), 또는 FER(frame error rate)을 포함한다. 제어기는, 신호 간섭, 및 통신 노드에 대한 지정된 신뢰도 팩터로부터 송신 이득을 판정한다(단계 406). 송신 이득은, 지정된 신뢰도 팩터에 대해 감소된 에러 레이트로 프레임을 송신하기 위한 안테나의 송신 다이버시티 이득일 수 있다. 제어기는 또한, 판정된 송신 이득을 스케줄러에 전달한다(단계 408). 통신 노드에서의 스케줄러는, 프레임에 대한 판정된 송신 이득에 대응하는, 프레임에 대한 코딩 스킴을 선택한다(단계 410). 선택된 코딩 스킴은, 스케줄러의 룩업 테이블 내에 저장된 다수의 코딩 스킴들 중 하나이거나, 혹은 송신 이득에 기초하여 다른 방법에 의해 판정될 수 있다. 최종적으로, 프레임이, 다수의 코딩 스킴들 중 하나의 선택을 통하여 코딩되어(단계 412), 통신 네트워크로 이동국에 송신된다(단계 414).
도 5는 프레임에 대한 코딩 스킴을 선택하고, 이에 따라 프레임을 인코딩하는 프로세스(예를 들면, 도 4의 단계들 408-414)를 나타낸 플로우차트이다. 통신 노드의 스케줄러는 제어기로부터 일련의 프레임들을 수신한다(단계 502). 스케줄러는, 일련의 프레임들로부터 하나의 프레임을 획득하여, 그 프레임에 대한 최저 코딩 스킴을 선택한다(단계 504). 이는, 예를 들면, 도 5의 단계 506, 512, 518에서처럼, 룩업 테이블 내의 저장된 반복 레이트들 중에서 최저의 반복 레이트를 선택하는 것을 나타내는 것이다.
예를 들면, 스케줄러는 프레임에 대해 1x의 반복 레이트를 선택한다(단계 506). 스케줄러는 또한, 선택된 반복 레이트가, 판정된 송신 이득에 대응하는지를 확인하기 위해 체크한다(단계 508). 즉, 1x의 반복 레이트를 갖는 프레임에 대해 요구되는 송신 이득은, 판정된 송신 이득 내에 있다. 송신 이득은, 지정된 신뢰도 팩터에 대해 감소된 에러 레이트를 갖는 프레임을 송신하기 위한 안테나의 송신 다이버시티 이득일 수 있다. 반복 레이트가 송신 이득에 대응하는 경우, 프레임은 1x의 선택된 반복 레이트로 코딩된다(단계 510). 1x의 반복 레이트가, 판정된 송신 이득에 대응하지 않는 경우, 그 다음 높은 2x의 반복 레이트가 선택된다(512). 선택된 2x의 반복 레이트는 또한, 2x의 반복 레이트가, 판정된 송신 이득에 대응하는지 여부를 확인하기 위해 체크된다(단계 514). 2x의 반복 레이트가 송신 이득에 대응하는 경우, 프레임은 선택된 반복 레이트로 코딩된다. 반복 레이트가 송신 이득에 대응하지 않는 경우, 스케줄러는 그 다음 높은 반복 레이트를 선택한다. 이 는, 판정된 송신 이득에 대응하는 최저의 반복 레이트가 선택될 때까지 계속된다. 이와 동일한 프로세스가 일련의 프레임들 모두에 대해 반복된다. 최종적으로, 코딩된 프레임들은 통신 네트워크에서 복수의 이동국으로 송신된다.
다른 실시예에서, 이동국은 통신 노드에 의해 송신되는 프레임들을 수신한다. 이동국은, MAP 메시지 전에 전송된 프레임 채널 헤더(FCH)를 이용하여 프레임의 반복 레이트를 판정한다. 프레임들은, FCH가 그 프레임에 대한 반복 레이트를 나타내는 대로, 통신 네트워크의 표준에 관계없이, 어떠한 반복 레이트로도 송신될 수 있다. 프레임에 대한 반복 레이트의 선택은 그 프레임에 대한 송신 이득에 따라 달라지며 이 송신 이득은 신호 간섭 및 지정된 신뢰도 팩터에 따라 달라지기 때문에, 이동국은, 프레임 내의 반복된 MAP 메시지들을 수집하여, 이 프레임을 허용가능한 에러 혹은 신호 손실을 갖고 재구축한다.
전술한 명세서에서, 본 발명의 특정 실시예들이 개시되었다. 그러나, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 이하의 특허청구범위에서 제시되는 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 각종 수정 및 변경이 행해질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면들은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 이러한 수정 모두는 본 발명의 범주 내에 포함되는 것이다. 이점들, 이익들, 문제들에 대한 해결책들, 및 임의의 이점, 이익, 혹은 해결책이 발생되게 하거나 혹은 보다 표명되게 할 수 있는 임의의 구성요소(들)는, 임의의 혹은 모든 청구항들의 중요하거나 요구되거나 혹은 필수적인 특성들 혹은 구성요소들로서 해석되어서는 않된다. 본 발명은, 본 출원의 계류 동안 발생된 임의의 보정, 및 특허허여된 특허청구범위의 모든 등가물을 포함하는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정의된다.

Claims (10)

  1. 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터(reliability factor)를 지정하는 단계;
    이동국과 연관된 신호 간섭을 판정하는 단계;
    상기 신호 간섭을 감소시키기 위한 송신 이득을 판정하는 단계 ― 상기 송신 이득은, 상기 판정된 신호 간섭, 및 상기 통신 노드에 대한 상기 지정된 신뢰도 팩터에 기초한 것임 ―; 및
    상기 이동국에 송신될 프레임에 대한 송신 이득을 획득하기 위한 코딩 스킴(coding scheme)을 선택하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 이득을 판정하는 단계는, 상기 통신 노드에 대한 안테나의 유형을 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 송신 이득은 상기 지정된 신뢰도 팩터에 대해 감소된 에러 레이트로 상기 프레임을 송신하기 위한 상기 안테나의 송신 다이버시티 이득(transmission diversity gain)인 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코딩 스킴을 선택하는 단계는, 룩업 테이블(look up table)을 이용하여, 상기 판정된 송신 이득에 대한 최저의 코딩 스킴(lowest coding scheme)을 선 택하는 단계를 더 포함하며, 상기 최저의 코딩 스킴은 상기 룩업 테이블 내의 복수의 코딩 스킴들 중 하나인 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선택된 코딩 스킴을 이용하여 상기 프레임을 코딩하는 단계; 및
    상기 코딩된 프레임을 상기 이동국에 송신하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  5. 통신 노드로서,
    신호들을 송신 및 수신하기 위한 송수신기 ― 상기 신호들은 복수의 프레임들로 구성되며 신호 간섭을 포함함 ―;
    상기 송수신기에 결합된 제어기 ― 상기 제어기는 신호들을 송신하기 위한 송신 이득을 판정하며, 상기 송신 이득은 신뢰도 팩터 및 상기 수신된 신호 간섭에 기초한 것임 ―; 및
    상기 제어기에 결합되어, 상기 송수신기에 의해 송신될 프레임에 대한 송신 이득을 획득하기 위한 코딩 스킴을 선택하는 스케줄러
    를 포함하는 통신 노드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 프레임을 코딩하는 데에 이용되는 서로 다른 코딩 스 킴들을 저장하기 위한 룩업 테이블을 더 포함하는 통신 노드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 룩업 테이블 내의 서로 다른 코딩 스킴들 중에서, 상기 판정된 송신 이득에 대응하는 최저의 코딩 스킴을 선택하는 통신 노드.
  8. 통신 노드에 대한 방법으로서,
    상기 통신 노드에 대한 신뢰도 팩터를 지정하는 단계;
    이동국으로부터 CINR(carrier to interference plus noise ratio)을 수신하는 단계;
    상기 수신된 CINR 및 상기 지정된 신뢰도 팩터에 응답하여 송신 다이버시티 이득을 판정하는 단계; 및
    상기 판정된 송신 다이버시티 이득에 기초하여 프레임에 대한 반복 레이트(repetition rate)를 선택하는 단계
    를 포함하는 통신 노드에 대한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 송신 다이버시티 이득을 판정하는 단계는, 상기 지정된 신뢰도 팩터에 대한 송신 다이버시티 이득을 획득하기 위해 안테나의 확률 분포 함수(probability distribution function)를 산출하는 단계를 더 포함하는 통신 노드에 대한 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 송신 다이버시티 이득을 판정하는 단계는, 안테나의 송신 다이버시티 이득을 변화시킴으로써, 상기 지정된 신뢰도 팩터에 대해 상기 수신된 CINR을 보상하는 단계를 더 포함하는 통신 노드에 대한 방법.
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