KR20200125535A - 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법 - Google Patents

교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200125535A
KR20200125535A KR1020200065844A KR20200065844A KR20200125535A KR 20200125535 A KR20200125535 A KR 20200125535A KR 1020200065844 A KR1020200065844 A KR 1020200065844A KR 20200065844 A KR20200065844 A KR 20200065844A KR 20200125535 A KR20200125535 A KR 20200125535A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cqi
channel
base station
value
snr
Prior art date
Application number
KR1020200065844A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102226865B1 (ko
Inventor
박호성
김하성
이현지
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020200065844A priority Critical patent/KR102226865B1/ko
Publication of KR20200125535A publication Critical patent/KR20200125535A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102226865B1 publication Critical patent/KR102226865B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0632—Channel quality parameters, e.g. channel quality indicator [CQI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0417—Feedback systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0626—Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]

Abstract

교정인자 결정 장치와 연동한 단말이 기지국으로 채널에 대한 CQI를 피드백하는 방법으로서, 교정인자 결정 장치로부터 단말이 사용하는 채널에 대한 교정인자를 수신하고, 수신한 교정인자를 토대로 채널에 대한 현재 CQI를 확인한 후, 기지국으로 현재 채널에 대한 현재 CQI를 피드백한다. 현재 채널 이후의 다음 채널에 대한 다음 CQI를 예측하고, 예측한 CQI와 현재 CQI의 차이를 계산하고, 계산한 차이값을 다음 채널에 대한 CQI로서 기지국으로 피드백한다.

Description

교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 CQI 피드백 방법{Calibration factor determining device, calibration factor determining method, device and method for CQI feedback using the same}
본 발명은 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 CQI 피드백 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템이 발전함에 따라 사용자들의 수가 급증하면서, 단말들이 겪는 환경은 다양해지고, 데이터 트래픽의 양도 급속도로 증가하고 있다. 각 단말들은 고속 링크 적응(FLA: Fast Link Adaptation)을 통해 페이딩 채널에 대하여 적절한 링크 품질을 판단하고, 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 결정하여 기지국으로 피드백한다.
채널은 주파수에 선택적이고 시각적으로 변하는 성질이 있기 때문에, 기지국은 단말로부터 전송된 CQI를 바탕으로 현재 채널 조건에 적합한 변조 차수 및 코딩율(MCS: Modulation and Coding Scheme)을 결정한다. 그리고, 기지국은 변조 차수 및 코딩율에 따라 단말로 전송해야 할 정보를 전달한다.
여기서, 단말로부터 기지국으로 피드백 되는 CQI가 높을수록, 기지국은 변조 차수 또는 코딩율을 증가시킨다. 반대의 경우에는 기지국은 변조 차수와 코딩율을 감소시켜 단말과 기지국 간 통신의 신뢰성을 유지한다.
단말이 고속 링크 적응에서 현재 채널에 대한 적절한 CQI를 선택하기 위해서는, 유효 신호 대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise-Ratio) 계산이 반드시 필요하다. 유효 SNR는 링크 품질 메트릭(LQM: Link Quality Metric)을 통해 채널의 특징을 하나의 상수로 표현한 값이다.
현재 고속 링크 적응 기법에서는 지수 유효 SNR 메트릭(EESM: Exponential Effective SNR Metric), 상호 정보 유효 SNR 메트릭(MIESM: Mutual Information Effective SNR Metric)이 널리 사용되고 있다. 고속 링크 적응 기법에서 시스템이 유효 SNR을 계산하기 위해 사용하는 교정인자는, 물리계층 링크 추상화(PLA: Physical layer Link Abstraction)의 정확도를 조절하는데 사용된다.
최적의 교정인자는 주어진 채널에 대하여 정확한 블록 오류율(BELR: Block Error Rate)을 예측할 수 있고, 단말이 신뢰할 수 있는 CQI를 선택할 수 있도록 한다. 그러나, 기존에 시스템이 도출한 교정인자는 이동 통신의 다양한 특성을 고려하지 않고, 제한된 채널 환경에서 물리계층 링크 추상화를 수행함으로써 도출된 교정인자이다.
따라서, 본 발명은 개선된 교정절차로부터 교정인자를 도출하기 위한 교정인자 결정 장치와 교정인자 결정 방법, 그리고 도출된 교정인자를 이용하여 단말이 선택한 CQI를 기지국으로 피드백하는 CQI 피드백 장치 및 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 교정인자 결정 장치가 링크 품질 추정을 위한 교정인자를 결정하는 방법으로서,
복수의 CQI 인덱스들과, 각 CQI 인덱스들의 교정 파라미터 후보군을 입력으로 수신하고, 상기 각 CQI 인덱스들에 대한 복수의 SNR들을 포함하는 유효 구간을 정의하는 단계, 상기 유효구간 내에 포함된 복수의 SNR들 각각에 대하여 복수의 채널을 발생하는 단계, 상기 발생한 각 채널들에 대한 가산성 잡음을 생성하고, 상기 가산성 잡음으로부터 실제 BLER(Block Error Rate)들과 유효 BLER을 확인하는 단계, 그리고 복수의 유효 BLER들과 복수의 실제 BLER들의 차가 최소가 되는 값을 교정인자로 도출하는 단계를 포함한다.
상기 유효 구간은 각 CQI 인덱스의 BLER이 0.9에서 0.001 사이가 되도록 정의할 수 있다.
상기 유효 구간을 정의하는 단계는, 상기 복수의 SNR들 각각에 대한 잡음 분산을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 유효 SNR은 상기 발생한 채널들, 상기 잡음 분산, 상기 교정 파라미터 후보군을 토대로 계산될 수 있다.
상기 유효 BLER을 확인하는 단계는,
상기 각 채널들에 대한 채널 상태 정보로부터 상기 가산성 잡음들을 생성하는 단계, 상기 가산성 잡음들이 포함된 수신 신호를 복호화하여, 상기 실제 BLER을 확인하는 단계, 그리고 각 채널들에 대하여 가산성 백색 가우시안 잡음-BLER 룩업 테이블에 유효 SNR을 매핑시켜, 상기 유효 BLER들을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 교정인자로 도출하는 단계는, 상기 교정인자로 도출한 유효 BLER과 실제 BLER이 확인된 채널을 단말이 사용할 현재 채널로 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 링크 품질 추정을 위한 교정인자를 결정하는 교정인자 결정 장치로서,
가상의 채널을 발생하는 채널 발생부, 저장된 모든 CQI 인덱스들에 대한 유효 SNR을 구하고, 상기 가상의 채널에 대한 채널 상태 정보를 토대로 유효 SNR에 대한 유효 구간을 결정하며, 상기 유효 구간에 포함된 복수의 SNR들에 대한 실제 BLER(Block Error Rate)들과 유효 BLER을 확인하는 유효 구간 정의부, 상기 발생한 복수의 채널들 각각에 대하여 계산된 잡음, 상기 유효 구간을 기초로 교정 파라미터 후보군을 확인하는 교정인자 후보군 확인부, 그리고 상기 교정 파라미터 후보군들을 이용하여 유효 SNR을 계산하고, 상기 유효 SNR을 이용하여 확인한 유효 BLER과 상기 계산된 잡음을 통해 확인한 실제 BLER을 이용하여 교정인자를 결정하는 교정인자 결정부를 포함한다.
상기 채널 발생부는, 상기 유효 구간에 포함된 복수의 유효 SNR 각각에 대하여, 복수개의 채널들을 발생할 수 있다.
상기 유효 구간 정의부는, 각 CQI 인덱스의 유효 SNR이 0.9에서 0.001 사이가 되도록 정의할 수 있다.
상기 교정인자 결정부는, 상기 유효 SNR을 가산성 백색 가우시안 잡음-BLER 룩업 테이블에 매핑하여, 상기 채널에 대한 유효 BLER을 추정할 수 있다.
상기 교정인자 결정부는, 복수의 유효 BLER들과 복수의 실제 BLER들의 차가 최소가 되는 값을 상기 교정인자로 도출할 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 교정인자 결정 장치와 연동한 단말이 기지국으로 채널에 대한 CQI를 피드백하는 방법으로서,
상기 교정인자 결정 장치로부터 단말이 사용하는 채널에 대한 교정인자를 수신하는 단계, 수신한 상기 교정인자를 토대로 상기 채널에 대한 현재 CQI를 확인한 후, 상기 기지국으로 상기 현재 CQI를 피드백하는 단계, 상기 현재 채널 이후의 다음 채널에 대한 다음 CQI를 예측하는 단계, 및 상기 예측한 CQI와 현재 CQI의 차이를 계산하고, 계산한 차이값을 상기 다음 채널에 대한 CQI로서 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함한다.
상기 기지국으로 피드백하는 단계는, 상기 예측한 CQI와 현재 CQI의 차이값을 이진수로 바꾸어, 다음 채널에 대한 3비트의 CQI를 피드백할 수 있다.
본 발명에 따르면, 교정인자 결정 장치는 개선된 교정절차를 통해 제한된 채널 환경이 아닌 실제 채널 상태를 고려하여 교정인자를 도출할 수 있다.
또한, 단말은 교정인자 결정 장치가 도출한 교정인자를 이용하여 넓은 SNR 범위에 대하여 정확한 CQI 값을 피드백할 수 있다.
또한, 단말이 CQI를 기지국으로 피드백할 때, 기존의 CQI 피드백에 사용된 비트 수 보다 감소된 비트 수로 피드백할 수 있다.
도 1은 일반적인 고속 링크 적응 메커니즘을 나타낸 예시도이다.
도 2는 종래의 유효 SNR과 유효 BLER에 대한 예시도이다.
도 3은 교정인자 도출 과정에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템 환경의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교정인자 결정 장치의 구조도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 SNReff 유효 구간을 나타낸 그래프의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 교정인자 결정 및 CQI 피드백 방법에 대한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 교정인자 도출 방법에 대한 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 그리고 CQI 피드백 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예에 대해 설명하기 앞서, 일반적인 고속 링크 적응 메커니즘에 대해 도 1을 참조로 설명한다.
도 1은 일반적인 고속 링크 적응 메커니즘에 대한 예시도이다.
고속 링크 적응의 목표는 변화하는 채널 상태에 대응하여 목표 BLER을 유지하면서, 통신 시스템의 데이터 트래픽 처리량을 최대화시키는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 단말에서 사용되는 고속 링크 적응 기법은, 단말이 현재 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 기반으로 적절한 CQI 값을 추정하고, 추정한 CQI 값을 기지국에 피드백한다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서, 단말은 CSI를 포함한 부반송파들의 SNR을 유효 SNR(SNReff)로 계산한다(S10). 단말은 유효 SNR을 계산할 때, 링크 품질 매트릭(LQM: Link Quality Metric)을 이용하여, 현재 채널에 대한 특징을 대표하는 유효 SNR로 계산한다.
단말은 계산한 유효 SNR(SNReff)을 가산성 백색 가우시안 잡음-BLER 룩업 테이블(Additive White Gaussian Noise-BLER look-up table)에 맵핑하여, 주어진 채널 상태에 대한 유효 BLER(BLEReff)을 추정한다(S20). 단말이 유효 SNR로부터 유효 BLER을 추정하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
단말은 추정한 유효 BLER을 이용하여 목표 BLER의 조건을 만족시키면서 시스템의 처리율을 최대로 하는, 즉, 단말과 기지국 사이에 오류 없이 신호를 전송하는 최대 속도에 대한 CQI를 결정한다. 여기서는 목표 BLER의 조건을 0.1인 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
단말은 결정한 CQI를 기지국으로 피드백 한다(S30). 결과적으로 기지국으로 피드백 된 CQI를 통해, 각 단말은 QoS(quality of service)를 유지하면서 사용자에게 통신 서비스를 제공할 수 있다.
여기서, S10 단계에서 단말이 계산한 고속 링크 적응의 유효 SNR(SNReff)은, 다음 수학식 1을 통해 계산된다.
Figure pat00001
여기서, P는 채널당 발생하는 OFDM 시스템의 부반송파 총 개수이고, SNRp는 부반송파들의 각각의 SNR, β는 교정인자를 의미한다. fm(·)는 압축함수로 BICM(bit interleaved coding and modulation) 용량 곡선을 사용하며, 곡선의 형태는 변조 차수 m에 따라 결정된다.
여기서, 단말이 계산한 유효 SNR과 추정한 유효 BLER에 대해 도 2를 참조로 설명한다.
도 2는 종래의 유효 SNR과 유효 BLER에 대한 예시도이다.
도 2의 (a)에는 변조 차수 m=4(16QAM)일 때 MIESM을 이용하여 유효 SNR이 산출된 실시예를 도시화한 것이고, 도 2의 (b)는 유효 SNR을 이용하여 추정한 유효 BLER의 실시예를 도시화한 것이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 단말은 하나의 채널에서 발생된 복수의 OFDM 부반송파들 각각의 SNR들을 미리 정의된 교정인자(β)로 나눈다. 그리고 SNR을 교정인자로 나누어 도출된 값들을 압축함수(compression function)에 맵핑하여, BICM 채널용량(Capacity)을 계산한다.
단말은 압축함수에 맵핑된 값들의 평균을 구하고, 압축함수의 역함수를 적용시킨 값에 교정인자를 다시 곱하여 유효 SNR(SNReff)을 구한다. 여기서, 압축함수는 이미 알려진 BICM(Bit Interleaved Coding and Modulation) 용량 곡선을 이용하는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
그 다음, 단말은 AWGN 채널에서, 각 CQI에 해당하는 BLER 곡선과 계산된 유효 SNR(SNReff)을 이용하여, BLEReff 추정한다. 즉, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 단말은 각 CQI에 해당하는 AWGN-BLER 곡선을 이용하여, 유효 SNR에 대응되는 유효 BLER을 추정한다. 그리고, 유효 BLER ≤ 목표 BLER(=0.1)을 만족시키는 마지막 CQI 값을 해당 채널에서의 CQI 값으로 결정하여, 기지국으로 피드백 한다.
물리계층 추상화에서 실제 BLER(BLERreal)과 유효 BLER(BLEReff)의 차이가 작을수록 채널에 대한 예측이 정확하다고 할 수 있다. 따라서, 유효 SNR(SNReff) 계산에 사용되는 교정인자는 중요하다. 이는, 교정인자의 최적 값을 사용하면, 정확한 링크 품질을 결정할 수 있기 때문이다.
최적의 교정인자를 얻기 위한 표준 교정절차는 종래에 제안되어 있다. 그러나 표준 교정절차를 이용할 경우, 상당한 수의 채널을 포함하기 위한 방대한 양의 링크 시뮬레이션이 필요하다는 단점이 있다. 이러한 이유로 평균 교정절차가 제안되었으며, 현재 많은 시스템에서 사용되고 있다.
여기서, 평균 교정절차에 대해 표 1을 참조로 설명한다.
Figure pat00002
여기서 Nb는 교정인자 후보들의 개수이며 Ns는 발생시킨 SNR 지점의 개수, Nc는 채널 발생 수, Nw는 잡음 발생 횟수를 나타낸다. Hk은 발생된 채널 행렬을 의미하고,
Figure pat00003
는 해당 SNR의 잡음 분산, wn는 발생된 잡음이다. bler(Hk, wn)은 0 또는 1의 값을 갖는 BLER이다.
이때, 전송 블록은 LTE 표준의 서브프레임을 의미한다.
Figure pat00004
는 주어진 채널 및 잡음에 대한 물리계층에서의 실제 BLER(BLERreal)의 평균값을 나타내며,
Figure pat00005
는 AWGN-BLER 룩업 LUT 맵핑을 통하여 추정한 BLER인
Figure pat00006
들의 평균이다. 그리고 βi는 교정인자 후보들을 의미한다.
평균 교정절차에서 최적의 교정인자 계산을 위하여 수학식 2의 오차함수 ε(·)를 사용한다.
Figure pat00007
이상에서 설명한 일반적인 교정인자 도출 과정에 대해 도 3을 참조로 설명한다.
도 3은 교정인자 도출 과정에 대한 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 평균 교정절차는 교정인자의 최적 값을 찾기 위해, 각 CQI의 BLER이 0.95∼0.01에 해당하는 제한된 SNR에 대한 잡음을 발생시킨 후 교정인자를 도출한다. 교정인자를 도출할 때, 현실적으로 링크 레벨 시뮬레이션으로부터 얻어지는 모든 데이터를 반영할 수 없다.
따라서 관심영역의 SNR에서 발생한 데이터만을 사용한다. 이는 종래의 교정인자 도출 방법이 한정된 채널 환경 즉, BLER이 0.95~0.01에 해당하는 AWGN SNR의 제한된 범위만을 고려하였다는 한계점으로 작용한다.
그러므로, 본 발명의 실시예에서는 기존의 제한된 SNR의 범위보다 넓은 SNR 범위로부터 유효한 채널들을 생성하여, 채널의 정확한 링크 품질을 결정할 수 있는 최적의 교정인자를 도출하고자 한다. 이에 대해 도 4를 참조로 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템 환경의 예시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단말(200)에 적용할 교정인자를 결정하는 교정인자 결정 장치(100)는 모든 CQI 인덱스들에 대하여, 교정인자 후보군에 포함된 복수의 교정인자들을 하나씩 선택한다. 교정인자들이 복수 개 있기 때문에, 교정인자 결정 장치(100)는 복수의 교정인자 중 하나를 결정하기 위하여, 가상으로 채널을 발생시킨다. 교정인자 결정 장치(100)는 다양한 방법으로 가상으로 채널을 발생시킬 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하여 설명하지 않는다.
교정인자 결정 장치(100)는 발생 시킨 채널에 대한 채널 상태 정보를 확인하여, 유효 SNR로부터 유효 구간을 정의한다. 즉, 교정인자 결정 장치(100)는 외부로부터 채널에 대한 채널 상태 정보를 수신하지 않고, 교정인자 결정 장치(100) 자체적으로 채널을 발생시키고, 발생시킨 채널에 대한 채널 정보를 확인한다.
교정인자 결정 장치(100)는 유효 구간에 포함된 복수의 SNR들 각각에 대한 복수개의 채널들 각각의 채널 정보들, 잡음, 그리고 외부로부터 입력 받은 교정 파라미터 후보군들을 이용하여, 유효 SNR(SNReff)을 계산한다. 그리고 교정인자 결정 장치(100)는 오차 함수를 이용하여, 계산한 유효 SNR(SNReff)에서 최적의 교정 인자
Figure pat00008
를 도출한다.
교정인자 결정 장치(100)는 도출한 교정 인자를 단말(200)로 전달한다. 단말(200)은 교정인자 결정 장치(100)로부터 수신한 교정 인자를 저장하고, 교정 인자를 이용하여 CQI 값을 추정한다. 그리고 추정한 CQI 값을 기지국(300)으로 전달한다. 여기서, 단말(200)에 저장된 교정 인자는 변경되지 않는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 통신 환경에서, 교정 인자를 결정하는 교정인자 결정 장치(100)와 CQI를 기지국(300)으로 피드백하는 단말(200)의 구조에 대해 도 5 내지 도 7을 참조로 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교정인자 결정 장치의 구조도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 프로세서(도면 미도시)에 의해 동작하는 교정인자 결정 장치(100)는 유효 구간 정의부(110), 채널 발생부(120), 교정인자 후보군 확인부(130), 및 교정인자 결정부(140)를 포함한다.
유효 구간 정의부(110)는 미리 저장되어 있는 모든 CQI 인덱스들에 대하여, 주어진 AWGN SNR에서 유효 SNR의 확률 분포를 구한다. 유효 구간 정의부(110)가 AWGN SNR에서 유효 SNR의 확률 분포를 구하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
유효구간 정의부(110)는 채널 발생부(120)에서 발생시킨 가상의 채널에 대한 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 확인한다. 여기서, 채널 상태 정보는 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
유효 구간 정의부(110)는 확인한 채널 상태 정보와 링크 품질 메트릭(LQM)을 이용하여, 가상의 채널의 SNR을 확인한다. 유효 구간 정의부(110)는 확인한 SNR로부터 유효 SNR(SNReff)을 확인하기 위하여 SNR에 대한 유효 구간(이하, 설명의 편의를 위하여 'SNR 유효 구간'이라 지칭함)을 결정한다.
일반적으로 CQI 피드백 값은 목표 BLER인 0.1에 기초하여 결정된다. 따라서, 유효구간 정의부(110)는 BLER이 0.1인 SNR을 중심으로 유효한 채널을 충분히 포함할 수 있도록 SNR 유효 구간으로 설정한다. 본 발명의 실시예에서는 유효 구간 정의부(110)가 설정한 SNR 유효 구간을 BLER 0.95에서 BLER 0.01에 해당하는 범위로 하는, SNR(
Figure pat00009
,
Figure pat00010
)을 유효 SNR의 SNR 유효 구간(
Figure pat00011
)인 것으로 정의하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
여기서, 유효구간 정의부(110)가 정의한 유효 구간의 예에 대해 도 6을 참조로 먼저 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 SNReff 유효 구간을 나타낸 그래프의 예시도이다.
유효구간 정의부(110)는 주어진 AWGN SNR 및 각 CQI에 대해, 다수의 채널에 걸쳐 유효 SNR의 확률 분포를 구한다. 각 AWGN SNR에 대한 유효 SNR의 분포는 도 6에 도시된 바와 같이 가우시안 분포를 따른다. 유효 SNR은 채널 계수가 랜덤할 때 주어진 AWGN SNR의 유효 SNR에 해당하는 확률 변수를 나타낸다.
유효구간 정의부(110)는
Figure pat00012
확률이 일정 값 이상이 되도록 하는 AWGN SNR의 범위를 설정한다. 그리고 유효구간 정의부(110)는 설정한 AWGN SNR의 범위에서 SNRmin과 SNRmax를 각각 AWGN SNR의 최소값(또는 SNR 최소값)과 최대값(또는 SNR 최대값)으로 나타낸다. 또한, 유효구간 정의부(110)는 SNR의 분포로부터 확률
Figure pat00013
가 가중치로 사용되어, 최적의 교정 인자에 대한 총 오차를 계산한다.
한편 상기 도 5의 채널 발생부(120)는 유효구간 정의부(110)가 정의한 유효 구간에 포함된 복수의 SNR 값들 각각에 대하여 복수개의 채널(Nc)들을 발생시킨다. 때, 채널 발생부(120)가 발생시키는 채널 발생 횟수는, 전체 채널의 특성을 보여줄 수 있도록 많이 설정하며, 본 발명의 실시예에서는 설정 횟수를 어느 하나로 한정하지 않는다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 유효 구간에 포함된 SNR 값들의 개수, 그리고 각각의 SNR 값들에서 발생된 채널의 수를 어느 하나로 한정하지 않는다. 또한, 채널 발생부(120)가 가상 채널을 발생시키는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.
채널 발생부(120)는 발생시킨 채널에 대한 잡음을 계산한다. 채널 발생부(120)가 발생시킨 채널에 대하여 잡음을 계산하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
그리고 채널 발생부(120)는 발생한 복수개의 채널들 각각에 대한 채널 상태 정보를 유효구간 정의부(110)로 전달한다. 여기서, 채널 상태 정보에는 계산한 채널에 대한 잡음 정보가 포함되어 있다.
교정인자 후보군 확인부(130)는 채널 발생부(120)에서 발생한 복수의 채널들과 각각의 채널들에 대하여 계산한 잡음, 그리고 유효 구간 정의부(110)에서 설정한 SNR 유효 구간을 기초로, Nb개의 교정 파라미터 후보군 βi를 확인한다. 교정인자 후보군 확인부(130)가 복수의 채널과 잡음으로부터 교정 파라미터 후보군을 확인하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
교정인자 결정부(140)는 교정인자 후보군 확인부(130)가 확인한 교정 파라미터 후보군 βi들로 유효 SNR을 계산한다. 그리고 교정인자 결정부(140)는 오차함수 ε(·)를 이용하여 실제 BLER과 유효 BLER의 오차를 계산한다.
교정인자 결정부(140)는 사전 시뮬레이션을 통해 얻은 유효 SNR의 분포율을 가중치로 사용하여, 실제 BLER과 유효 BLER의 오차를 최소로 하는 교정인자를 구한다. 그리고 교정인자 결정부(140)는 구한 교정인자를 단말(200)로 전송한다. 여기서, 교정인자 결정부(140)가 이용한 오차함수 ε(·)는 다음 수학식 3과 같다.
Figure pat00014
여기서, BLERreal=0을 BLERreal=10-5로 간주한다.
이상에서 설명한 교정인자 결정 장치(100)가 교정 절차를 수행하는 알고리즘은 다음 표 2에 도시된 알고리즘을 이용한다.
Figure pat00015
다음은, 교정인자 결정 장치(100)로부터 수신한 현재 채널에 대한 교정 인자를 토대로 CQI를 결정하거나 예측하고 기지국(300)으로 피드백하는 단말(200)의 구조에 대해 도 7을 참조로 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 단말(200)은 프로세서(210), 통신 인터페이스(220), 그리고 메모리(230)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 상기한 구조를 예로 하여 설명하나, 일반적인 이동 단말의 구조를 더 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 통신 인터페이스(220)를 통해 교정인자 결정 장치(100)로부터 교정인자를 수신하면, 수신한 교정인자를 이용하여 현재 채널에 대한 CQI 값(이하, 설명의 편의를 위하여 '제1 CQI 값'이라 지칭함)을 확인한다. 그리고 통신 인터페이스(220)를 통해 기지국(300)으로 먼저 피드백 한다. 여기서 프로세서(210)가 교정인자를 이용하여 CQI 값을 확인하는 방법은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
그리고 프로세서(210)는 다음 채널에 대한 CQI 값(이하, 설명의 편의를 위하여 '제2 CQI 값'이라고도 지칭함)을 예측한다. 그리고 프로세서(210)는 제1 CQI 값과 제2 CQI 값을 이용하여, 연속된 CQI 값의 차를 계산한다.
프로세서(210)는 제1 CQI 값과 제2 CQI 값의 차이만큼만 CQI 피드백 비트에 적용하고, 통신 인터페이스(220)를 통해 기지국(300)으로 피드백한다. 그리고 제1 CQI 값과 제2 CQI 값, CQI 값의 차이 값을 메모리(230)에 임시 저장한다. 메모리(230)는 CQI 값들 이외에도 단말(200)를 실행시키기 위한 다양한 프로그램과 정보들이 저장되어 있다.
이상에서 설명한 교정인자 결정 장치(100)와 단말(200)이 교정 절차 기법을 이용하여 교정인자를 구하고 CQI를 기지국(300)으로 피드백하는 절차에 대해 도 8을 참조로 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 교정인자 결정 및 CQI 피드백 방법에 대한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 교정인자 결정 장치(100)는 OFDM 시스템에서 수신한 신호에 대하여 부반송파들의 SNR을 확인하고(S100), 확인한 SNR로부터 교정인자를 도출한다(S110).
교정인자 결정 장치(100)는 S110 단계에서 도출한 교정인자를 단말(200)로 전송한다(S120). 단말은 교정인자 결정 장치(100)가 도출한 교정인자를 이용하여 해당 채널에 대한 유효 SNR을 도출하고, 유효 SNR을 이용하여 CQI를 선택한다(S130). 단말(200)은 선택한 CQI를 임시로 저장한 후, 현재 채널의 CQI로써 기지국(300)으로 피드백한다(S140). 여기서, 단말(200)이 기지국(300)으로 피드백하는 CQI를 제1 CQI라 지칭한다.
단말(200)은 저장한 제1 CQI를 이용하여 현재 채널에 대한 제2 CQI를 예측한다(S150). 여기서, 단말(200)이 제1 CQI를 이용하여 현재 채널에 대한 제2 CQI를 예측하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
단말(200)은 제2 CQI와 제1 CQI의 차이 값을 계산한 후(S160), 차이 값만큼만을 다음 채널의 CQI인 제2 CQI로서 기지국(300)으로 피드백한다(S170). 이때, S170 단계에서 단말(200)이 기지국(300)으로 CQI 값을 피드백하는 방법에 대해 표 3을 참조로 설명한다.
Figure pat00016
단말(200)은 시간 일관성(time-coherence) 기반으로, 기존의 4비트 CQI 피드백 기법을 3비트 CQI 피드백 기법을 이용하여 기지국(300)으로 CQI를 피드백 한다.
즉, 낮은 SNR 환경에서는 채널 간 CQI 피드백의 차이가 크지 않고, 낮은 레벨의 CQI(CQI 0, CQI 1, CQI 2)가 자주 피드백 된다. 이를 고려하여, 특정 CQI에 대해서는 2비트 CQI 피드백을 적용시켜, CQI 피드백을 위한 비트를 감소시킨다.
표 3에 나타낸 바와 같이, 단말(200)의 입장에서는 이전 CQI 값인 CQIk-1가 8로 결정되고, 현재 CQI 값을 계산하였을 때 CQIk가 10으로 계산되었다고 가정한다. 그러면, 두 값의 차이인
Figure pat00017
는 2로 계산된다.
Figure pat00018
는
Figure pat00019
와 동일하므로,
Figure pat00020
도 2가 됨을 알 수 있다.
단말(200)은
Figure pat00021
를 8로 나눈 나머지인 2를 이진수로 바꾸어 FBk=010을 얻고 이를 기지국(300)으로 전송함으로써, 기존에 4비트로 전송하던 CQI 값을 3비트로 1비트 줄여 전송할 수 있게 된다.
단말(200)이 전송한 CQI 값을 수신한 기지국(300)이 CQI를 복원하는 방법에 대해 다음 표 4를 참조로 하여 설명한다.
Figure pat00022
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 기지국(300)이 단말(200)로부터 입력으로 FBk인 010을 수신하면, 기지국(300)은
Figure pat00023
가 2임을 확인할 수 있다. 기지국(300)은
Figure pat00024
는
Figure pat00025
와 동일하므로,
Figure pat00026
도 2가 됨을 알 수 있다.
이에 따라, 기지국(300)은 단말(200)로부터 전송된 이전 채널에 대한 CQI 값인 8에 현재 채널에 대한 2를 더해, 현재 채널의 CQI가 10임을 확인하게 된다.
한편, S110 단계에서 교정인자 결정 장치(100)가 교정인자를 도출하는 절차에 대해 도 9를 참조로 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 교정인자 도출 방법에 대한 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 교정인자 결정 장치(100)는 OFDM 시스템에서 수신한 신호에 대하여 부반송파들의 확인한 SNR로부터, 유효 SNR을 계산하기 위한 유효구간을 정의한다(S111). 교정인자 결정 장치(100)는 정의한 유효구간 내의 복수의 SNR들 각각에 해당하는 잡음 분산들을 계산한 후(S112), 복수의 SNR들 각각에서 복수의 채널을 발생한다(S113).
복수의 채널을 발생시킨 후, 교정인자 결정 장치(100)는 각각의 채널들에 대해 암호화된 가산성 잡음들을 생성한다(S114). 그리고, 교정인자 결정 장치(100)는 가산성 잡음들을 포함하는 가상 수신 신호를 복호하여 BLERreal들을 확인한다.
그리고 교정인자 결정 장치(100)는 가산성 백색 가우시안 잡음-BLER 룩업 테이블에 유효 SNR을 매핑시켜 BLEReff를 확인한 뒤(S115), BLERreal과 BLEReff 두 값의 차를 계산한다(S116). 교정인자 결정 장치(100)는 S116 단계에서 계산한 두 값의 차이가 최소가 되는 값을 교정인자로 도출한다(S117).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 단말이 기지국으로 채널에 대한 CQI를 피드백하는 방법으로서,
    기 결정되어 저장된 교정인자를 토대로 상기 채널에 대한 현재 CQI를 확인한 후, 상기 기지국으로 상기 현재 CQI를 피드백하는 단계,
    상기 현재 채널 이후의 다음 채널에 대한 다음 CQI를 결정하는 단계, 및
    상기 결정한 CQI와 현재 CQI의 차이를 계산하고, 계산한 차이값을 상기 기지국으로 피드백하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기지국은 상기 단말이 피드백한 상기 차이값을 토대로 상기 다음 채널에 대한 CQI를 확인하는 CQI 피드백 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로 피드백하는 단계는,
    상기 예측한 CQI와 현재 CQI의 차이값을 이진수로 바꾸어, 상기 다음 채널에 대한 CQI를 피드백하는 비트보다 적은 비트로 상기 차이값을 피드백하는 CQI 피드백 방법.
  3. 기지국으로 채널에 대한 CQI를 피드백하는 단말로서,
    상기 교정인자에 대응하는 제1 CQI 값을 토대로 예측한 다음 채널의 제2 CQI 값을 기지국으로 피드백하는 통신 인터페이스,
    기 결정된 교정인자를 저장하는 메모리, 그리고
    프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 교정인자를 기초로 상기 제1 CQI 값을 결정하고, 상기 다음 채널에 대한 상기 제2 CQI 값을 결정하며, 상기 제1 CQI 값과 제2 CQI 값의 차이 값을 계산하여 상기 차이 값을 이진수로 변경하여 상기 제2 CQI 값으로 생성하는, 단말.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 CQI 값에 따라 상기 제1 CQI 값과 제2 CQI 값의 차이 값의 범위를 가변으로 설정하는, 단말
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차이 값은 상기 다음 채널에 대한 CQI를 피드백하는 비트보다 적은 비트로 상기 기지국으로 피드백하는, 단말.
KR1020200065844A 2020-06-01 2020-06-01 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법 KR102226865B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065844A KR102226865B1 (ko) 2020-06-01 2020-06-01 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065844A KR102226865B1 (ko) 2020-06-01 2020-06-01 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190048577A Division KR102240375B1 (ko) 2019-04-25 2019-04-25 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200125535A true KR20200125535A (ko) 2020-11-04
KR102226865B1 KR102226865B1 (ko) 2021-03-10

Family

ID=73571297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200065844A KR102226865B1 (ko) 2020-06-01 2020-06-01 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102226865B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009060592A (ja) * 2001-02-15 2009-03-19 Qualcomm Inc ワイアレス通信におけるリンク品質フィードバックのための方法及び装置
US20110002233A1 (en) * 2008-02-11 2011-01-06 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Link Quality Estimation Method and Apparatus in a Telecommunication System
KR20110060225A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 고려대학교 산학협력단 다중 안테나 시스템에서 적응적 변조 및 코딩 방식을 결정하는 방법
KR20180075190A (ko) * 2016-12-26 2018-07-04 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 신호의 간섭을 제거하는 방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009060592A (ja) * 2001-02-15 2009-03-19 Qualcomm Inc ワイアレス通信におけるリンク品質フィードバックのための方法及び装置
US20110002233A1 (en) * 2008-02-11 2011-01-06 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Link Quality Estimation Method and Apparatus in a Telecommunication System
KR20110060225A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 고려대학교 산학협력단 다중 안테나 시스템에서 적응적 변조 및 코딩 방식을 결정하는 방법
KR20180075190A (ko) * 2016-12-26 2018-07-04 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 신호의 간섭을 제거하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102226865B1 (ko) 2021-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102356335B1 (ko) 변조 코딩 방식 및 기준 신호 패턴을 조정하기 위한 방법 및 장치
CN110661596B (zh) 多用户下行蜂窝系统中的数据传输方法与装置
US20060251180A1 (en) Method and system for selecting mcs in a communication network
RU2536371C2 (ru) Определение качества беспроводного канала связи на основе принятых данных
US8270500B2 (en) Method of selecting a modulation and coding scheme based on adjusted channel quality values
US20080240216A1 (en) Link adaptation method
CN101641923B (zh) 估计信噪比的方法、调节反馈信息传输的方法、使用所述方法的自适应调制和编码方法，及其收发信机
JP4852616B2 (ja) 無線通信ネットワークにおける無線資源の選択
KR20080007494A (ko) 채널 품질 및 변조/부호화 실행
US8432866B1 (en) Channel quality
KR20110112876A (ko) 무선 통신 시스템에서의 채널 품질 데이터의 전송
US20170141885A1 (en) Enabling higher-order modulation in a cellular network
US20090221238A1 (en) Transmitting apparatus and transmitting method of base station, and receiving apparatus and communication method of ue in mobile communication system
KR20130010187A (ko) 무선통신 시스템에서 채널 정보 피드백 방법 및 장치
US10673558B2 (en) Configuring transmission parameters in a cellular system
WO2008032580A1 (fr) Dispositif de communication, dispositif de détermination de paramètre de modulation, système de communication et procédé de communication
Carreras Mesa et al. Link abstraction models for multicarrier systems: A logistic regression approach
Luo et al. Reinforcement learning aided link adaptation for downlink NOMA systems with channel imperfections
KR102226865B1 (ko) 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법
KR102240375B1 (ko) 교정인자 결정 장치, 교정인자 결정 방법, 단말 및 이를 이용한 cqi 피드백 방법
JP2010004517A (ja) 移動通信システムにおける通信装置及び通信方法
KR101248329B1 (ko) 무선 시스템에서 채널 품질 데이터의 전송을 위한 기법
Ruiz Sicilia et al. Logistic regression for BLER prediction in 5G
US20230388942A1 (en) Determination of an Uplink Transmission Configuration
US20230388994A1 (en) Downlink Scheduling

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant