KR20100004393A - 이동통신 시스템에서 채널품질을 피드백하기 위한 방법 및장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 채널품질을 피드백하기 위한 방법 및장치

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KR20100004393A
KR20100004393A KR1020080064527A KR20080064527A KR20100004393A KR 20100004393 A KR20100004393 A KR 20100004393A KR 1020080064527 A KR1020080064527 A KR 1020080064527A KR 20080064527 A KR20080064527 A KR 20080064527A KR 20100004393 A KR20100004393 A KR 20100004393A
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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 채널품질을 피드백하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 단말 동작 방법에 있어서, 선호하는 다수의 주파수 자원을 선택하여 초기 링크품질 정보를 보고하는 과정과, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경 여부를 판단하는 과정과, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경이 필요할 시, 중간 제어정보를 전송하는 과정을 포함하여, 오버헤드 없이 효율적인 CQI 정보를 전송할 수 있는 이점이 있다.
CQI(Channel Quality Indicator), 차등 CQI, 부밴드(subband), 주파수 자원.

Description

이동통신 시스템에서 채널품질을 피드백하기 위한 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR FEEDBACKING CHANNEL QUALITY IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 채널품질을 피드백하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다수의 선호하는 주파수 자원(예: 부밴드(subband))들을 선택하여 초기 링크품질을 전송하고, 상기 주파수 자원들의 링크품질이 변화하거나 선택된 특정 주파수 자원을 다른 주파수 자원으로 변경할 시, 중간제어 정보를 전송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신시스템에서 이동 단말기들에게 고속의 대용량 데이터 서비스들을 요구한다. 상기 차세대 통신시스템에서 가장 근본적인 문제는 채널을 통하여 얼마나 효율적이고 신뢰성 있게(reliably) 데이터를 전송할 수 있느냐 하는 것이다. 최근에 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 이동통신시스템에서는 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하고 전송할 수 있는 고속 통신시스템이 요구됨에 따라 시스템 채널환경에 적합한 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: 이하 'MCS'라 칭함)을 사용하여 시스템의 효율을 높이는 기술이 적용되고 있다. 또한, 다수의 단말기가 다수의 주파수 자원(예: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 부밴드(subband))을 공유하는 시스템에서는 각 단말기가 선호하는 주파수 자원을 할당함으로써 더욱 높은 전송 효율을 보장할 수 있다.
자원할당 장치(이하 스케줄러라 칭함)가 각 단말기가 선호하는 주파수 자원 할당 및 데이터 전송에 적합한 MCS 레벨을 할당하기 위해서는 다수의 주파수자원에 대한 기지국-단말 사이의 링크품질 정보가 필요하다. 이를 위해 단말기는 각 주파수 자원의 링크품질을 측정하고 이를 기지국으로 전송하게 된다.
그러나 정확한 링크품질 정보를 전송하기 위해서는 매시간 간격 동안 각 주파수 자원의 링크품질이 포함된 제어 정보를 전송하여야 하고 이는 부가적인 자원 낭비, 간섭, 전력소모를 야기하는 문제가 있다. 또한, 정보량을 다양한 방법을 통해 축소하여 전송할 경우, 스케줄러에 정확한 링크품질 정보를 제공할 수 없게 되어 상기에 기술한 스케줄링 이득을 얻을 수 없다.
이와 같은 링크품질 정보를 전송하는 대표적인 방법으로는 IEEE 802.16e에서 적용하고 있는 차등 CQI(differential Channel Quality Indicator) 방식을 이용하고 있다. 상기 단말기는 REP-RSP(REPort-ReSPonse) 메시지를 통해 사전에(예: 네트워트 진입(network entry)시, 5개의 특정 선호 주파수 자원을 선택하여 이들의 인덱스(index)와 링크품질 정보를 전송한다. 상기 단말기가 선호하는 주파수 자원을 선택하여 이들의 인덱스와 링크품질 정보를 전송 후, 해당되는 5개의 특정 주파수 자원들의 링크품질에 대한 변화 정도(차등 CQI)를 전송함으로써, 스케줄러는 5개의 주파수 자원들에 대해서만 링크품질 정보를 얻을 수 있다. 선택된 주파수 자원을 변경하기 위해서는 기지국 혹은 단말기의 보고(Report) 절차를 통해 REP-RSP 메시지를 전송하여야 함으로 이에 대한 지연(delay)이 발생하게 된다. 하지만, 상기 선택된 주파수 자원을 변경하는데 걸리는 지연이 길어지는 경우, 비효율적인 MAC 메시지 교환 과정이 반복될 수 있어, 주파수 자원 변경을 실시간으로 반영하지 못할 수도 있다. 결과적으로, 이는 스케줄러의 효율성을 감소시킨다.
또 다른 방법으로, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준에서는 매시간 간격마다 특정 개수의 주파수 자원을 선택하여 해당 자원의 인덱스와 링크품질을 전송하는 방식을 사용한다. 이는 매시간 간격마다 채널상태가 좋은 주파수 자원을 선택해서 CQI를 전송하는 장점이 있으나, 많은 제어정보를 전송해야하므로 오버헤드(overhead)가 될 수 있다.
따라서, 이동통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백할 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 채널품질을 피드백하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 다수의 선택된 주파수 자원들의 품질 정보 변화량과 선택주파수 자원 변경 정보를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
다수의 선호하는 주파수 자원(예:부밴드)을 선택하여 이에 대한 채널품질 정보를 전송한 후, 상기 기 선택된 주파수 자원들의 채널품질이 변화하거나, 기 선택된 특정 주파수 자원을 다른 주파수 자원으로 변경이 필요할 시 중간 제어정보를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 단말 동작 방법에 있어서, 선호하는 다수의 주파수 자원을 선택하여 초기 링크품질 정보를 보고하는 과정과, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경 여부를 판단하는 과정과, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경이 필요할 시, 중간 제어정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 기지국 동작 방법에 있어서, 단말로부터 다수의 주파수 자원에 대한 초기 링크품질 정보를 수신하는 과정과, 상기 다수의 주파수 자원의 변경 여부를 알려주는 중간 제어정보 메시지를 수신하는 과정과, 상기 중간 제어정보를 이용하여, 상기 다수 주파수 자원 중 변경되는 주파수 자원이 있는지 확인하는 과정과, 상기 변경되는 주파수 자원을 고려하고, 각각의 주파수 자원의 링크품질을 확인하여 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 단말 장치에 있어서, 선호하는 다수의 주파수 자원을 선택하여 초기 링크품질 정보를 보고하는 피드백관리부와, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경 여부를 판단하고, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경이 필요할 시, 중간 제어정보를 전송하는 주파수 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 기지국 장치에 있어서, 단말로부터 다수의 주파수 자원에 대한 초기 링크품질 정보를 수신하고,상기 다수의 주파수 자원의 변경 여부를 알려주는 중간 제어정보 메시지를 수신 하는 수신부와, 상기 중간 제어정보를 이용하여, 상기 다수 주파수 자원 중 변경되는 주파수 자원이 있는지 확인하는 피드백 정보 확인부와, 상기 변경되는 주파수 자원을 고려하고, 각각의 주파수 자원의 링크품질을 확인하여 자원을 할당하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 다수의 선택된 주파수 자원들의 품질 정보 변화량과 선택주파수 자원 변경 정보를 효율적으로 전송함으로써, 오버헤드 없이 효율적인 CQI 정보를 전송할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 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 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 주 파수 자원을 피드백하기 위한 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 단말기 동작 흐름도를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 단말기는 100 단계에서 각각의 주파수 자원의 링크 품질을 예측하여 x개의 선호하는(Best) 주파수 자원을 선택하여 각각의 인덱스와 초기 링크품질 정보를 기지국으로 보고한다. 여기서, 상기 주파수 자원은 부반송파(subcarrier) 혹은 부밴드(subband)/밴드(band)가 될 수 있으며, 상기 링크품질 정보는 특정 주파수 자원의 예상되는 CINR(Carrier-to-Interference-plus-Noise-Ratio), 혹은 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 일 수 있다.
도 5는 초기 링크품질 정보를 위한 메시지 포맷을 도시하고 있다. 상기 도 5를 참조하면, 먼저 제 1 부밴드 식별자(1st Best Subband ID)(500_1)와 이에 대응하는 제 1 부밴드의 CQI(1st Subband CQI)(502_1), 제 2 부밴드 식별자(2nd Best Subband ID)(500_2)와 이에 대응하는 제 2 부밴드의 CQI(2nd Subband CQI)(502_2),...,제 x 부밴드 식별자(x-th Best Subband ID)(500_x)와 이에 대응하는 제 x 부밴드의 CQI(x-th Subband CQI)(502_x)의 정보 등이 포함된다. 이하 설명에서 주파수 자원은 부밴드로 가정하여 설명할 것이다.
이후, 상기 단말기는 102 단계로 진행하여 선호하는 상기 x개의 주파수 자원을 변경해야하는지를 판단한다.
만일 x개의 기 선택된 주파수 자원의 인덱스가 변함이 없고, 기 선택된 주파 수 자원의 링크품질 값도 임계치(TH_CHANG)보다 작은 경우, 해당 모드로 진행하여 중간 제어정보를 전송하지 않을 수 있다. 이때, 상기 기지국은 주기적/비주기적으로 할당된 채널로부터 데이터를 복원해내지 못하게 되고(즉, CRC 오류가 발생), 이는 모든 x개 주파수 자원의 CQI가 크게 변동하지 않았다는 것을 의미한다. 그러므로, CRC 오류가 발생하면 x 주파수 자원의 CQI가 변함없음으로 간주한다. 또 다른 실시 예로 상기 x개의 주파수 자원을 변경할 필요가 없어도 중간 제어정보를 전송할 수 있다.
반면, 상기 기지국은 104 단계에서 선호하는 x개의 주파수 자원을 변경해야하는 경우(즉, x개의 기 선택된 주파수 자원의 인덱스가 변경이 필요하고, 기 선택된 주파수 자원의 링크품질 값도 임계치(TH_CHANG)보다 큰 경우), 선택된 x개의 주파수 자원 중, CINR이 가장 낮은 주파수 자원(I_BEST_WORST)과 x개의 자원을 제외한 주파수 자원들 중, CINR이 가장 높은 주파수 자원(I_ADD_CANDIDATE)을 찾는다.
이후, 상기 기지국은 106 단계에서 LLRU ALLOCATION TIMER를 구동시켜 상기 타이머가 종료될 시, 108 단계로 진행한다. 상기 I_BEST_WORST와 상기 I_ADD_CANDIDATE의 사이의 링크품질의 변동으로 인해, 상기 I_BEST_WORST이 상기 I_ADD_CANDIDATE로 변경될 수 있고, 반대로 상기 I_ADD_CANDIDATE이 상기 I_BEST_WORST가 변경될 수 있다. 따라서, 상기 LLRU ALLOCATION TIMER는 상기 I_BEST_WORST와 상기 I_ADD_CANDIDATE을 검색한 후, 타이머가 구동되어 임의의 시간까지 대기하였다가 최종 상기 I_BEST_WORST와 상기 I_ADD_CANDIDATE를 결정한다. 이는 상기 I_BEST_WORST와 상기 I_ADD_CANDIDATE 사이의 핑퐁(ping-pong) 현상을 방지한다.
이후, 상기 기지국은 108 단계에서 상기 LLRU ALLOCATION TIMER가 종료되면, CINR(I_ADD_CANDIDATE) > CINR(I_BEST_WORST) + THRESHOLD을 만족하는지 확인하여, 조건을 만족할 시, 110 단계로 진행하여 I_BEST_WORST를 선호하는 x개의 주파수 자원들에서 제외하고 대신 I_ADD_CANDIDATE를 선호하는 주파수 자원으로 새로 등록한다. 이후, 상기 기지국은 114 단계에서 갱신된 차등 CQI 값을 비트맵으로 구성하여 중간 제어정보 메시지를 전송한다. 상기 중간 제어정보 메시지는 변경된 주파수 자원의 인덱스인 I_BEST_WORST, I_ADD_CANDIDATE와 함께 I_ADD_CANDIDATE의 링크품질 값(예: CINR 값)이 포함된다. 이때 변경된 주파수 자원(I_BEST_WORST)의 차등 CQI는 0(혹은 1)으로 설정되지만 무시된다.
만약, 상기 108 단계에서 조건을 만족하는 주파수 자원이 존재하지 않을 경우, 상기 기지국은 기 선택된 x개의 주파수 자원에 대한 차등 CQI를 포함한 중간 제어정보를 전송한다.
상기 중간 제어정보 메시지 포맷은 도 6에 도시하고 있다. 상기 도 6을 참조하면, 상기 중간 제어정보 메시지는 x 개의 선택된 주파수 자원들에 대한 링크품질 변화량(600) 및 선택 주파수 자원 변경 메시지(602, 604, 606)로 구성된다.
상기 Pre-selected subband CQI bitmap(600) 필드는 선택된 x개의 주파수 자원들의 링크품질 정보 변화량(차등 CQI)을 가리킨다. 즉, x개의 선택된 주파수 자 원들의 링크품질 정보 변화량은 비트맵으로 구성되어 이전 링크품질보다 채널 상황이 좋아진 경우 1로 설정되고, 나빠진 경우 0으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 5개의 주파수 자원이 선택되어 각각의 링크품질을 피드백해야하는 경우, 비트맵이 10101로 설정되었다고 하면, 첫 번째 비트 1은 제 1 주파수 자원의 현재 링크품질이 이전 링크품질보다 좋아졌다는 의미이고, 두 번째 비트 0은 제 2 주파수 자원의 현재 링크품질이 이전 링크품질보다 나빠졌다는 의미이고, 세 번째 비트, 네 번째 비트, 다섯 번째 비트들로 각각 해당 주파수 자원의 현재 링크품질이 이전 링크품질보다 좋아졌는지 나빠졌는지를 가리킨다.
한편, 기 선택된 x개의 주파수 자원 중 특정 주파수 자원을 다른 주파수 자원으로 변경해야 하는 경우(예를 들어, 제 1 내지 제 5 주파수 자원이 선택된 상황에서, 상기 제 5 주파수 자원을 제거하고 제 8 주파수 자원을 새로 추가해야하는 경우), 602 필드에 선택된 주파수 자원 중 제거할 주파수 자원의 인덱스(예: 제 5 주파수 자원의 인덱스) 정보가 들어가고, 604 필드에서는 제거된 주파수 자원을 대신할 주파수 자원의 인덱스(예: 제 8 주파수 자원의 인덱스) 정보가 들어가고, 606 단계에는 추가되는 주파수 자원(예: 제 8 주파수 자원)의 CQI 값이 들어간다.
기 선택된 x개의 주파수 자원 중 특정 주파수 자원을 다른 주파수 자원으로 변경해야 하는 경우는 적어도 하나 이상의 주파수 자원이 변경될 수 있다. 예를 들어, 제 1 내지 제 5 주파수 자원이 선택된 상황에서, 상기 제 2, 5 주파수 자원을 제거하고 제 9, 11 주파수 자원으로 대신할 수 있다.
여기서, 차등 CQI(600)와 선택 주파수 자원 변경 메시지(602, 604, 606)는 동시에 전송되거나 각각 다른 채널을 통해 다른 시간에 전송될 수 있다. 또한, 기 선택된 x개의 주파수 자원 중 특정 주파수 자원을 다른 주파수 자원으로 변경되고(602) 대체되는(604) 주파수 자원의 인덱스 개수는 상기 중간 제어 정보의 크기와 MCS 레벨에 영향을 받는다.
여기서, 상기 단말기는 다음과 같은 조건이 만족하는 이벤트(150)가 발생하는 경우, 기 선택된 x개의 주파수 자원 인덱스와 CQI 값을 리셋(reset)할 수 있다. 다시 말해, 초기 링크품질을 전송하고 중간 제어정보를 전송하는 경우라도, 상기 이벤트(150)가 발생하면 상기 100 단계로 진행하여, 새롭게 x개의 주파수 자원을 선택한다.
첫 번째, 기지국으로부터 리셋 요구(reset request)를 받을 경우로, 채널상황에 따라 기지국에서 중간 제어메시지를 받지 못할 수 있기 때문에, 이 경우 상기 단말기로 리셋 명령 메시지를 전송한다.
두 번째, 초기 링크품질 정보 전송 후, RESET_TIMER을 구동하여 주기적으로 리셋시키는 경우이다.
세 번째, 최근 제어정보 전송의 링크품질이 연속적으로 특정 값 이하인 경우에 x개의 주파수 자원 인덱스와 CQI 값을 리셋시킬 필요가 있는 경우이다.
이후, 상기 단말은 피드백 절차를 종료한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 단말기가 기지국에 링크품질은 전송하는 2가지 전송 메시지 포맷(초기 링크품질 전송 메시지, 중간 제어정보 메시지)을 제안하였고. 상기 단말기는 초기 링크품질 정보를 기지국에 전송한 후, 주기적 혹은 비주기적으로 중간 제어정보를 전송한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 수신하기 위한 기지국 동작 흐름도를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 기지국은 200 단계에서 단말기로부터 초기 링크품질 정보(상기 도 5 참조)를 수신한다. 상기 초기 링크품질 정보에는 해당 단말기가 선호하는 주파수 자원의 인덱스와 링크품질 정보 등이 포함되어 있다.
이후, 상기 기지국은 202 단계에서 단말기로부터 초기 링크품질 정보를 전송된 후, 주기적 혹은 비주기적으로 전송되는 중간 제어정보(상기 도 6 참조)를 수신한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 중간 제어정보를 수신함으로써, 기 선택된 단말기의 주파수 자원에 대한 링크품질을 갱신하고, 필요에 따라 기 선택된 단말기의 주파수 자원 변경에 대한 주파수 자원 관리한다.
이후, 상기 기지국은 204 단계에서 중간 제어정보에 추가되는 주파수 자원(예: 부밴드)가 있는지를 확인하여(즉, 기존 주파수 자원을 제거하고 새로운 주파 자원으로 변경하는 경우), 있을 시 206 단계로 진행하여 추가되는 주파수 자원의 CQI 값을 저장하고, 차등 CQI의 비트맵에서 제외되는 주파수 자원의 CQI 값은 무시하고, 나머지 변경되지 않은 주파수 자원의 CQI 값을 갱신한다.
반면 변경할 주파수 자원이 없을 시, 208 단계로 진행하여, x개의 주파수 자원의 차등 CQI를 참조하여 이전 주파수 자원의 CQI 값을 갱신한다.
이후, 상기 기지국은 210 단계에서 리셋이 필요한지를 판단하여 필요할 시 212 단계로 진행하여 리셋 명령 메시지를 전송하여 해당 단말로부터 초기 링크품질 정보를 수신한다. 상기 리셋 명령 메시지를 수신한 단말기는 초기 링크품질 정보를 새로 전송한다.
만약, 리셋이 필요하지 않을 경우, 상기 기지국은 상기 202 단계로 되돌아가 주기적 혹은 비주기적으로 중간 제어정보 메시지를 해당 단말로부터 수신한다.
이후, 상기 기지국은 피드백 수신 절차를 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 단말기를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 단말기는 OFDM 수신부(300), 메시지 처리부(302), 제어부(304), 메시지 생성부(306), OFDM 송신부(308), 피드백 관리부(310), 주파수 자원 관리부(312), 타이머(314)를 포함하여 구성된다.
상기 OFDM 수신부(300)는 기지국으로부터 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 그리고, 샘플데이터를 OFDM복조하여 부반송파 값들을 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조는 CP 제거, FFT(Fast Fourier Transform) 연산 등을 포함하는 의미이다. 상기 OFDM 수신부(300)는 링크 품질(예: CINR)을 계산하여 상기 피드백 관리부(310)로 제공한다.
상기 메시지 처리부(302)는 상기 OFDM 수신부(300)로부터 입력되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제어부(403)로 제공한다.
상기 제어부(304)는 단말기의 전반적인 제어를 수행하고, 상기 메시지 처리부(302)로부터 제공받은 정보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 그 결과를 메시지 생성부(306)로 제공한다. 그리고, 상기 제어부(304)는 상기 타이머(314)로부터 타이머 만료되었음을 통지받거나, 기지국으로부터 리셋 명령을 수신할 경우 상기 피드백 관리부(310)로 초기 링크품질 정보를 다시 보내도록 제어한다.
상기 메시지 생성부(306)는 상기 제어부(304)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 상기 OFMD 송신부(308)로 출력한다.본 발명에서 상기 제어부(304)로부터 제공받은 정보를 이용하여 초기 링크정보(상기 도 5 참조) 및 중간 제어정보(상기 도 6 참조)를 생성한다.
상기 OFMD 송신부(308)는 상기 메시지 생성부(306)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조한다. 그리고, 상기 변조된 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM 심볼)를 출력한다. 그리고, 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환한 후, 상기 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
상기 피드백 관리부(310)는 상기 OFDM 수신기(400)로부터 주파수 자원(부밴드)의 링크품질(예: CINR)을 제공받아, 선호하는 다수의 주파수 자원을 선택하여 기지국으로 초기 링크품질 정보를 보고한다. 그리고, 상기 피드백 관리부(310)는 기지국으로부터 리셋 명령을 받거나, 주기적 리셋 타이머가 만료되거나, 최근 제어정보 전송의 링크품질이 연속적으로 특정 값 이하로 될 때, 이전 초기 링크품질 정보를 초기화하고 다시 초기 링크품질 정보를 전송한다. 여기서, 상기 초기 링크품질 정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 각각의 인덱스와 각각의 링크품질 정보를 포함하고 있다.
상기 주파수 자원 관리부(312)는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경 여부를 판단하고, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경이 필요할 시, 중간 제어정보를 전송한다. 상기 중간 제어정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보를 포함하고 있다. 그리고 상기 주파수 자원 관리부(312)는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원의 인덱스가 변하는지, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원의 링크품질 값이 임계치보다 큰지를 확인을 한다.
또한, 상기 주파수 자원 관리부(312)는 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 중 적어도 하나 이상의 링크품질이 가장 낮은 제 1 주파수 자원과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원을 제외한 자원들 중 가장 높은 제 2 주파수 자원을 검색하여 상기 제어부(404)로부터 결과를 알려주고, 제 1 타이머 시간 이상 동안, 상기 제 2 주파수 자원의 링크품질이 상기 제 1 주파수 자원의 링크품질과 임계치를 더한 값보다 클 경우, 상기 제 1 주파수 자원 대신 상기 제 2 주파수 자원을 추가하도록 한다. 상기 제 1 주파수 자원 대신 추가된 상기 제 2 주파수 자원을 고려하여,상기 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량을 가리키는 비트맵으로 구성된다.
반면 상기 주파수 자원 관리부(312)는 제 1 타이머 시간 이상 동안, 상기 제 2 주파수 자원의 링크품질이 상기 제 1 주파수 자원의 링크품질과 임계치를 더한 값보다 작을 경우, 기 선택된 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량을 가리키는 비트맵을 구성한다.
상기 타이머(314)는 상기 피드백 관리부(310)에 의해 상기 초기 링크품질 정보를 보고된 후, 구동하여 일정시간이 지나면 상기 제어부(404)로 타이머가 만료됨을 통보한다. 즉, 상기 피드백 관리부(310)는 상기 초기 링크품질 정보를 보고한후, 상기 중간 제어정보 전송을 수행하지만, 일정시간이 지나면 다시 상기 초기 링크품질 정보를 기지국으로 전송한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 수신하기 위한 기지국을 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 기지국은 OFDM 수신기(400), 메시지 처리부(402), 제어부(404), 메시지 생성부(408), OFDM 송신부(410), 피드백 정보 확인부(312), 타이머(414)를 포함하여 구성된다.
상기 OFDM 수신부(400)는 기지국으로부터 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 그리고, 샘플데이터를 OFDM복조하여 부반송파 값들을 출력한다. 여 기서, 상기 OFDM복조는 CP 제거, FFT(Fast Fourier Transform) 연산 등을 포함하는 의미이다. 상기 OFDM 수신부(400)는 초기 링크품질 정보 및 중간 제어정보를 단말기로부터 수신하여 상기 피드백 정보 확인부(412)로 제공한다.
상기 메시지 처리부(412)는 상기 OFDM 수신부(400)로부터 입력되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제어부(404)로 제공한다.
상기 제어부(404)는 기지국의 전반적인 제어를 수행하고, 상기 메시지 처리부(402)로부터 제공받은 정보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 그 결과를 메시지 생성부(408)로 제공한다. 그리고, 상기 제어부(404)는 상기 타이머(414)로부터 타이머 만료되었음을 통지받거나, 단말기로부터 중간 제어정보를 수신하지 못하는 경우 리셋 명령을 상기 단말기로 전송한다.
상기 메시지 생성부(408)는 상기 제어부(404)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 상기 OFMD 송신부(410)로 출력한다.
상기 OFMD 송신부(410)는 상기 메시지 생성부(408)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조한다. 그리고, 상기 변조된 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM 심볼)를 출력한다. 그리고, 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환한 후, 상기 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
상기 피드백 정보 확인부(412)는 상기 중간 제어정보를 이용하여, 상기 다수 주파수 자원 중 변경되는 주파수 자원이 있는지 확인한다.
상기 제어부(404)는 상기 피드백 정보 확인부(412)로부터 상기 변경되는 주 파수 자원에 대한 정보를 제공받아, 각각의 주파수 자원의 링크품질을 확인하여 자원을 할당한다.
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 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 수신하기 위한 단말 동작 흐름도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 수신하기 위한 기지국 동작 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 수신하기 위한 단말기,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 수신하기 위한 기지국,
도 5는 초기 링크품질 정보를 위한 메시지 포맷 및,
도 6은 중간 제어정보 메시지 포맷.

Claims (34)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 단말 동작 방법에 있어서,
    선호하는 다수의 주파수 자원을 선택하여 초기 링크품질 정보를 보고하는 과정과,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경 여부를 판단하는 과정과,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경이 필요할 시, 중간 제어정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 초기 링크품질 정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 각각의 인덱스와 각각의 링크품질 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 제어정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량은 비트맵으로 구성되며, 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 변경할 주파수 자원의 인덱스와 추가할 주파수 자원의 인덱스 및 링크품질 값을 포함하며, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 동시에 전송되거나 각각 다른 채널을 통해 다른 시간에 전송되는 것을 특징으로 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 링크품질은 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원의 예상되는 신호대잡음비(Carrier-to-Interference-plus-Noise-Ratio: CINR) 혹은 MCS(Modulation & Coding Scheme) 레벨인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경 여부를 판단하는 과정은,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원의 인덱스가 변하는지, 상기 선호하는 다 수의 주파수 자원의 링크품질 값이 임계치보다 큰지를 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 제어정보를 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 중간 제어정보를 생성하는 과정은,
    상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 중 적어도 하나 이상의 링크품질이 가장 낮은 제 1 주파수 자원과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원을 제외한 자원들 중 가장 높은 제 2 주파수 자원을 검색하는 과정과,
    제 1 타이머 시간 이상 동안, 상기 제 2 주파수 자원의 링크품질이 상기 제 1 주파수 자원의 링크품질과 임계치를 더한 값보다 클 경우, 상기 제 1 주파수 자원 대신 상기 제 2 주파수 자원을 추가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8에 있어서,
    상기 제 1 주파수 자원 대신 추가된 상기 제 2 주파수 자원을 고려하여,상기 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량을 가리키는 비트맵을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8에 있어서,
    제 1 타이머 시간 이상 동안, 상기 제 2 주파수 자원의 링크품질이 상기 제 1 주파수 자원의 링크품질과 임계치를 더한 값보다 작을 경우, 기 선택된 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량을 가리키는 비트맵을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 초기 링크품질 정보를 초기화하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 초기 링크품질 정보를 초기화되는 경우는, 기지국으로부터 리셋 명령을 받거나, 주기적 리셋 타이머가 만료되거나, 최근 제어정보 전송의 링크품질이 연속적으로 특정 값 이하로 될 때 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 기지국 동작 방법에 있어서,
    단말로부터 다수의 주파수 자원에 대한 초기 링크품질 정보를 수신하는 과정과,
    상기 다수의 주파수 자원의 변경 여부를 알려주는 중간 제어정보 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 중간 제어정보를 이용하여, 상기 다수 주파수 자원 중 변경되는 주파수 자원이 있는지 확인하는 과정과,
    상기 변경되는 주파수 자원을 고려하여, 각각의 주파수 자원의 링크품질을 확인하여 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 중간 제어정보는
    상기 중간 제어정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보를 포함하 는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량은 비트맵으로 구성되며, 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 변경할 주파수 자원의 인덱스와 추가할 주파수 자원의 인덱스 및 링크품질 값을 포함하며, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 동시에 전송되거나 각각 다른 채널을 통해 다른 시간에 전송되는 것을 특징으로 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 링크품질은 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원의 예상되는 신호대잡음비(Carrier-to-Interference-plus-Noise-Ratio: CINR) 혹은 MCS(Modulation & Coding Scheme) 레벨인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 단말로 리셋 명령을 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 단말 장치에 있어서,
    선호하는 다수의 주파수 자원을 선택하여 초기 링크품질 정보를 보고하는 피드백관리부와,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경 여부를 판단하고, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 변경이 필요할 시, 중간 제어정보를 전송하는 주파수 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 초기 링크품질 정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원 각각의 인덱스와 각각의 링크품질 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 중간 제어정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보를 포함하 는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량은 비트맵으로 구성되며, 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 변경할 주파수 자원의 인덱스와 추가할 주파수 자원의 인덱스 및 링크품질 값을 포함하며, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 동시에 전송되거나 각각 다른 채널을 통해 다른 시간에 전송되는 것을 특징으로 장치.
  22. 제 18항에 있어서,
    상기 링크품질은 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원의 예상되는 신호대잡음비(Carrier-to-Interference-plus-Noise-Ratio: CINR) 혹은 MCS(Modulation & Coding Scheme) 레벨인 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 18항에 있어서,
    상기 주파수 관리부는,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원의 인덱스가 변하는지, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원의 링크품질 값이 임계치보다 큰지를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 18항에 있어서,
    상기 중간 제어정보를 생성하는 메시지 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는,
    상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 중 적어도 하나 이상의 링크품질이 가장 낮은 제 1 주파수 자원과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원을 제외한 자원들 중 가장 높은 제 2 주파수 자원을 제어부로부터 제공받고,
    제 1 타이머 시간 이상 동안, 상기 제 2 주파수 자원의 링크품질이 상기 제 1 주파수 자원의 링크품질과 임계치를 더한 값보다 클 경우, 상기 제 1 주파수 자원 대신 상기 제 2 주파수 자원을 추가하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 25에 있어서,
    상기 제 1 주파수 자원 대신 추가된 상기 제 2 주파수 자원을 고려하여,상기 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량을 가리키는 비트맵을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 25에 있어서,
    제 1 타이머 시간 이상 동안, 상기 제 2 주파수 자원의 링크품질이 상기 제 1 주파수 자원의 링크품질과 임계치를 더한 값보다 작을 경우, 기 선택된 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량을 가리키는 비트맵을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 18항에 있어서,
    상기 초기 링크품질 정보를 초기화하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 초기 링크품질 정보를 초기화되는 경우는, 기지국으로부터 리셋 명령을 받거나, 주기적 리셋 타이머가 만료되거나, 최근 제어정보 전송의 링크품질이 연속적으로 특정 값 이하로 될 때 발생하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 광대역 무선통신 시스템에서 오버헤드 없이 효율적으로 채널품질을 피드백하기 위한 기지국 장치에 있어서,
    단말로부터 다수의 주파수 자원에 대한 초기 링크품질 정보를 수신하고,상기 다수의 주파수 자원의 변경 여부를 알려주는 중간 제어정보 메시지를 수신하는 수신부와,
    상기 중간 제어정보를 이용하여, 상기 다수 주파수 자원 중 변경되는 주파수 자원이 있는지 확인하는 피드백 정보 확인부와,
    상기 변경되는 주파수 자원을 고려하여, 각각의 주파수 자원의 링크품질을 확인하여 자원을 할당하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 중간 제어정보는
    상기 중간 제어정보는 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량은 비트맵으로 구성되며, 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 변경할 주파수 자원의 인덱스와 추가할 주파수 자원의 인덱스 및 링크품질 값을 포함하며, 상기 선호하는 다수의 주파수 자원들의 링크품질 정보의 변화량과 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원 변경에 관한 정보는 동시에 전송되거나 각각 다른 채널을 통해 다른 시간에 전송되는 것을 특징으로 장치.
  33. 제 30항에 있어서,
    상기 링크품질은 상기 선택된 선호하는 다수의 주파수 자원의 예상되는 신호대잡음비(Carrier-to-Interference-plus-Noise-Ratio: CINR) 혹은 MCS(Modulation & Coding Scheme) 레벨인 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 30항에 있어서,
    상기 제어부는 타이머가 만료되거나 상기 중간 제어정보를 수신하지 못하는 경우, 상기 단말로 리셋 명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
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