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KR100695673B1 - 무선 통신 시스템에서 순방향 채널상태 정보의 보고/처리장치 및 보고/결정/처리 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 순방향 채널상태 정보의 보고/처리장치 및 보고/결정/처리 방법 Download PDF

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KR100695673B1
KR100695673B1 KR1020050069595A KR20050069595A KR100695673B1 KR 100695673 B1 KR100695673 B1 KR 100695673B1 KR 1020050069595 A KR1020050069595 A KR 1020050069595A KR 20050069595 A KR20050069595 A KR 20050069595A KR 100695673 B1 KR100695673 B1 KR 100695673B1
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성단근
홍영준
김준수
백선엽
조성수
정방철
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한국과학기술원
학교법인 포항공과대학교
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Abstract

본 발명은 순방향 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동 단말이 기지국으로 보고하는 순방향 채널 상태 정보의 정확도를 높이고 기지국에서 이동 단말로부터 보고받은 채널 상태 정보를 활용하여 효율적인 패킷 통신을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 보고하고 처리하는 장치에 있어서, 순방향 채널 상태 정보를 획득하기 위한 이동 단말의 반송파-대-간섭비 측정 수단과; 상기 측정치를 바탕으로 채널 상태 정보를 결정하는 이동 단말의 채널 상태 정보 생성 수단; 상기 결정된 채널 상태 정보를 기지국으로 전달하기 위한 채널 상태 정보 송신 수단; 상기 송신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 수신하기 위한 채널 상태 정보 수신 수단; 상기 수신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 처리하는 기지국의 채널 상태 정보 해석 수단; 및 상기 처리된 정보를 바탕으로 스케줄링을 수행하는 기지국의 순방향 패킷 전송 스케줄링 수단을 포함하는 무선 통신 시스템에서 순방향 채널 상태 정보의 보고/처리 장치를 제시한다.
채널 상태 정보(CSI), 시간 지연(time delay), 귀환 지연(feedback delay), 전송 지연(transmission delay), 스케줄링 지연(scheduling delay)

Description

무선 통신 시스템에서 순방향 채널상태 정보의 보고/처리 장치 및 보고/결정/처리 방법{Apparatus and method for reporting, determining, and processing the downlink channel state information in wireless communication systems}
도 1a는 예시적인 무선 통신 시스템의 도면.
도 1b는 본 발명이 적용되는 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보 보고와 기지국의 순방향 패킷 전송 과정을 도시한 도면.
도 2a는 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서 이동 단말과 기지국의 순방향 채널 상태 정보 보고 및 처리에 관한 장치 및 방법을 도시한 도면.
도 2b는 본 발명이 적용되는 이동 단말에서 채널 상태 정보를 생성하는 과정 및 장치를 도시한 도면.
도 2c는 본 발명이 적용되는 기지국에서 채널 상태 정보 해석 과정 및 장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연을 도시한 도면.
본 발명은 순방향 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동 단말이 기지국으로 보고하는 순방향 채널 상태 정보의 정확도를 높이고, 기지국에서 이동 단말로부터 보고받은 채널 상태 정보를 활용하여 효율적인 패킷 통신을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하는데서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공이 가능 한 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템으로 발전하고 있다. 순방향 고속 데이터 패킷 전송을 지원하기 위해 이동 단말이 주기적으로 제공하는 무선 채널 정보를 통해 기지국은 이동 단말들의 채널 상황을 파악하여 순방향 패킷 전송 서비스를 제공받을 양호한 이동 단말을 선택하고, 선택된 이동 단말의 채널 상황을 고려하여 전송속도, 부호화 비율과 변조 방식을 적응적으로 결정하여 순방향 전송 능력을 극대화한다.
이와 관련된 주요 기술로는 고속 스케줄링 (fast scheduling), 적응 변조 및 부호화(adaptive modulation and coding, AMC) 및 혼성 재전송 요구 (hybrid automatic repeat request, H-ARQ)와 같은 성능 보강 기술들이 있다.
고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템에서 기지국은 상기 나열된 성능 보강 기술들을 활용하여 순방향 채널의 품질에 따라 데이터 패킷의 전송을 스케 줄링하고 전송 파라미터를 결정하여 고속 패킷 데이터 서비스를 가능하게 한다.
즉, 순방향 채널 상태 정보를 바탕으로 통신하고 있는 다수의 이동 단말 중에 양호한 순방향 채널 상태를 갖는 이동 단말을 선택하고, 이동 단말의 채널 상황에 적합한 전송 파라미터들(예를 들어, 전송속도(data rate), 부호화 비율(code rate), 변조 방식(modulation))을 결정한다. 다수의 이동 단말 중에 고속 스케줄링을 통해 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity)를 획득하고, 상기 선택된 이동 단말과 무선 접속되어 있는 기지국 사이의 순방향 채널 상태에 따라 적응적으로 전송 방식을 결정하여 전체 시스템 효율을 향상시킨다. 따라서 기지국에서 고속 스케줄링과 적응 변조 및 부호화 기술을 효과적으로 활용하기 위해서 정확한 순방향 채널 상태 정보가 제공되어야 한다.
도 1a는 예시적인 무선 통신 시스템의 도면이다. 도 1a를 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 기지국(110)과 다수의 이동 단말들(120, 130, 140)으로 구성될 수 있다. 예시적인 도면에서 이동 단말들과 기지국은 다수의 이동 단말들과 공유하여 통신하는 순방향 채널(115)와 각각의 이동 단말들과 개별적으로 통신하는 역방향 채널(125, 135, 145)를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
도 1b는 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서 이동 단말들과 기지국의 송수신 과정을 도시한 도면이다. 도 1b를 참조하면, 이동 단말들(120, 130, 140)의 순방향 채널 상황을 역방향 채널(125, 135, 145)을 통해 기지국(110)으로 통보하고, 상기 역방향 채널을 통해 수집한 이동 단말들의 순방향 채널 상태 정보를 바탕으로 고속 스케줄링과 적응 변조 및 부호화 과정을 거쳐 채널 상황이 양호한 이동 단말이 존재할 시 순방향 채널(115)을 통해 상기 이동 단말로 전달되어야 할 데이터 패킷을 전송한다.
순방향 채널 상태 정보(channel state information, CSI)는 기지국이 패킷 변조 및 부호화 구조(modulation and coding scheme, MCS)를 결정하는데 사용되며, 상기 기지국은 순방향 채널의 상태가 양호하면 전송률이 큰 MCS를 선택하고, 이와 반대로 순방향 채널의 상태가 열악하면 전송률이 작은 MCS를 선택하여 전송한다. 통상적으로 순방향 채널의 품질을 판단하는데 있어서 사용되는 것이 순방향 파일럿 채널(downlink pilot channel)에 대해 측정한 수신 신호-대-잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)이다. 이동 단말이 측정한 수신 신호-대-잡음비 측정치를 통해 이동 단말은 기지국에게 알려줄 채널 상태 정보를 결정한다. 이동 단말에서 신호-대-잡음비는 유사하게 신호-대-간섭 및 잡음비(signal-to-interference and noise ratio, SINR), 반송파-대-간섭비(carrier-to-interference ratio, C/I), 수신 신호 강도(received signal strength indication, RSSI) 등의 측정치들을 고려할 수 있으며, 본 발명에서는 반송파-대-간섭비를 예시적으로 참조하도록 한다.
이동 단말은 순방향 채널 상태 정보를 결정함에 있어서, 반송파-대-간섭비 측정을 통해 순방향 채널의 품질을 판단하고 이동 단말의 복조, 복호 성능에 따라 일정 수신 성능을 보장할 수 있도록 채널 상태 정보를 결정하여 기지국에 보고한다. 만일 이동 단말이 채널 상태 정보 관측만을 통해 단순하게 결정하여 기지국에 전송한다면, 이동 단말 복조, 복호 성능의 다양성을 고려할 수 없게 된다. 즉, 동일한 채널 상태에서 상기 이동 단말의 복조, 복호 성능이 좋은 경우에는 성능이 나 쁜 이동 단말에 비해 더 높은 MCS를 지원할 수 있을 것이다.
그러나, 반송파-대-간섭비에 대한 정보를 채널 상태 정보로 보고할 경우, 기지국은 이동 단말의 성능 차이를 알 수 없기 때문에 이동 단말들의 성능차를 고려하는 것은 불가능하다. 그러므로 상기 이동 단말은 자신의 복조, 복호 성능을 고려하여 채널 상태 정보를 생성하는 것이 바람직하다. 이동 단말들은 수신 반송파-대-간섭비를 측정하여 현재 채널 품질을 관측하고, 측정된 채널 품질과 이동 단말 자신의 복조, 복호 성능을 고려하여 최대 수용 가능한 전송 방식을 채널 상태 정보로 결정하게 된다. 다시 말하면 이동 단말은 최대 수용 가능한 한계를 기지국에 보고하고, 기지국은 기지국의 수용능력과 이동 단말이 보고한 채널 상태 정보를 바탕으로 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 전송 방식을 결정한다.
상기 기술된 바와 같이 이동 단말을 통해 보고받은 채널 상태 정보에 기초하여 기지국의 순방향 채널 동작을 위한 무선 자원 할당이 제어된다. 따라서 채널 상태 정보의 정확도는 고속 스케줄링과 적응 변조 및 부호화 기술을 활용하는 순방향 무선 통신 시스템에서 성능을 좌우하는 중요한 요인이 된다. 만약 채널 상태 정보에 왜곡이 발생하면 그릇된 채널 품질 정보를 기반으로 전송 방식을 결정하므로 순방향 무선 전송 자원의 낭비를 초래하여 시스템 효율을 저하시키는 문제점을 야기하게 된다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 보완하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 순방향 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 획득 시 높은 정확도를 보장하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 순방향 무선 통신 시스템에서 효율적인 순방향 패킷 전송이 가능하도록 이동 단말이 채널 상태 정보를 결정하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 순방향 무선 통신 시스템에서 이동 단말로부터 보고받은 채널 상태 정보를 바탕으로 효율적인 순방향 패킷 전송 스케줄링이 가능하도록 기지국이 채널 상태 정보를 처리하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 마지막 목적은, 순방향 무선 통신 시스템에서 효율적인 순방향 패킷 전송이 가능하도록 이동 단말이 채널 상태 정보를 결정하는 방법과 이동 단말로부터 보고받은 채널 상태 정보를 바탕으로 효율적인 순방향 패킷 전송 스케줄링이 가능하도록 기지국이 채널 상태 정보를 처리하는 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는
무선 통신 시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 보고하고 처리하는 장치에 있어서, 순방향 채널 상태 정보를 획득하기 위한 이동 단말의 반송파-대-간섭비 측정수단과; 상기 측정치를 바탕으로 채널 상태 정보를 결정하는 이동 단말의 채널 상태 정보 생성 수단과; 상기 결정된 채널 상태 정보를 기지국으로 전달하기 위한 채널 상태 정보 송신 수단과; 상기 송신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 수신하기 위한 채널 상태 정보 수신 수단과; 상기 수신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 처리하는 기지국의 채널 상태 정보 해석 수단; 및 상기 처리된 정보를 바탕으로 스케줄링을 수행하는 기지국의 순방향 패킷 전송 스케줄링 수단을 포함함 을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은
무선 통신 시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 보고하고 처리하는 방법에 있어서, 순방향 채널 상태 정보를 획득하기 위한 이동 단말의 반송파-대-간섭비 측정 과정과; 상기 측정치를 바탕으로 채널 상태 정보를 결정하는 이동 단말의 채널 상태 정보 생성 과정과; 상기 결정된 채널 상태 정보를 기지국으로 전달하기 위한 채널 상태 정보 송신 과정과; 상기 송신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 수신하기 위한 채널 상태 정보 수신 과정과; 상기 수신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 처리하는 기지국의 채널 상태 정보 해석 과정; 및 상기 처리된 정보를 바탕으로 스케줄링을 수행하는 기지국의 순방향 패킷 전송 스케줄링 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 예시적인 실시 예들은 이하에 제공된 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 더 완전히 이해될 수 있을 것이며, 첨부 도면들에서 동일한 요소들은 동일한 도면 부호들로 표시하였다. 본 명세서에서는 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시 예를 설명하고 있지만, 본 발명에 따른 장치 및 방법은 그들 실시 예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위에서 당업자에 의해 다양하게 변경 및 변형될 수 있다. 따라서 그러한 모든 변경 및 변형은 첨부된 청구 범위에 의해서 규정되는 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에 포함된다.
도 2a는 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서 이동 단말과 기지국의 순 방향 채널 상태 정보 보고 및 처리에 관한 장치 및 방법을 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 이동 단말들(120, 130, 140)이 순방향 채널 상태 정보를 획득하기 위해, 순방향 채널(115) 혹은 순방향 파일롯 채널(200)를 이용하여 반송파-대-간섭비를 측정하는 수단(210)과, 채널 상태 정보를 생성하는 수단(220)과, 채널 상태 정보를 전송하는 수단(230)을 통해서 순방향 채널 상태 정보를 역방향 채널(125, 135, 145)을 통해 기지국(110)으로 전송한다.
상기의 도 2a를 참조하면, 기지국(110)이 순방향 채널 상태 정보를 획득하고 이를 패킷 전송 스케줄링에 반영하기 위해, 채널 상태 정보 수신 수단(240)과 채널 상태 정보 해석 수단(250)을 통해 순방향 채널 상태 정보를 획득하면, 이를 바탕으로 순방향 패킷 전송 스케줄링 수단(260)과 순방향 데이터 패킷 전송 수단(270)을 통해서 데이터 패킷을 순방향 채널(115)을 통해 선택된 이동 단말(120, 130, 또는 140)로 전송한다.
도 2a를 참조하여 본 발명의 동작 원리를 간략히 설명한다. 상기한 바와 같이 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템은 채널 상태 정보 보고의 정확도에 큰 영향을 받는다. 채널 상태 정보의 정확도에 영향을 미치는 요소가 여러 가지가 있겠지만, 대표적인 예를 들면 채널 상태 보고 주기와 시간 지연, 채널 추정의 정확도, 채널 상태 보고 경로의 신뢰도 등이 있을 수 있다. 본 발명에서는 채널 추정의 정확도나 채널 상태 보고 경로의 신뢰도에 대해서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되어 언급하지 않을 것이다. 본 발명에서는 순방향 채널 상태 정보를 역방향 채널을 통해 기지국에게 전달하고 보고된 정보를 바탕으로 다음 패킷 전송 스케줄링을 거쳐 순방향 채널을 통해 이동 단말에게 전송되는 과정에서 발생하는 시간 지연을 고려하여 채널 상태 정보를 정확하게 활용하는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
도 2b는 본 발명이 적용되는 이동 단말에서 채널 상태 정보를 생성하는 과정 및 장치를 도시한 도면이다.
도 2b를 참조하면, 이동 단말은 반송파-대-간섭비를 측정하는 수단(210)에서 순방향 채널 정보(221)를 전달받아 채널 상태 정보를 생성하는 수단(220)을 통해 순방향 채널 정보(223)를 생성하여 채널 상태 정보를 전송하는 수단(230)으로 전달한다.
상기 채널 상태 정보를 생성하는 수단(220)을 구체적으로 살펴보면, 순방향 채널 정보를 가공하는 수단(222), 이동 단말의 지연 시간 측정 수단(280), 시간 지연(285)에 해당하는 성능 열화 보상 값을 조절하는 수단들(224, 225, 226, 227, 228, 229)로 구성되어 있다. 성능 열화 보상 값을 조절하는 수단에서는 초기값을 설정하는 수단(224)에서 제공하는 보상 값을 변경조건 관측 주기 조절 수단(229)에서 정해진 관측 주기에 따라 보상 값 변경조건 판별 수단(225)에서 증가(226), 유지(227), 감소(228) 여부를 결정하여 채널 상황, 이동 환경 등 이동 단말의 상황에 맞게 적응적으로 조절할 수 있다.
상기 지연 시간 측정 수단에서 계산되어야 할 지연 시간에 해당하는 지연 요인으로 전송 지연, 스케줄링 지연, 채널 상태 정보의 시간 경과 등을 고려한다. 전송 지연은 전송 패킷의 송수신 처리 과정에서 발생하는 지연 및 무선 중 전파 지연 (propagation delay)을 포함하는 것으로 짧은 시간의 전파 지연을 제외하면 이동 단말에 반복 측정을 통해 예측 값으로 설정될 수 있으며, 스케줄링 지연은 기지국이 수신 정보를 바탕으로 스케줄링을 수행하고 스케줄링 결과에 따라 데이터 패킷을 이동 단말에게 전송하기까지 소요되는 시간으로 이동 단말은 통신 초기에 기지국에서 필요로 하는 설계 값을 전송받아 설정될 수 있다. 이러한 스케줄링에 소요되는 시간을 고려한 시스템 값은 통신 시스템 규격에 의해 실제 통신이 시작되기 이전에 정해진다. 하지만, 채널 상태 정보의 시간 경과는 채널 상태 정보를 수신한 기지국이 실제 정보를 활용하여 스케줄링하기까지 경과 시간을 의미하므로 이동 단말은 채널 상태 정보의 시간 경과는 측정할 수 없다.
상기 보상 값은 이동 단말 내부에서 채널 상황에 따라 적응적으로 변화되는 설정 값으로, 보상 값 변경조건에 해당하는 조건식은 여러 형태로 존재할 수 있으며, 예시적인 예로 데이터 패킷(또는 프레임) 수신 여부 혹은 채널 상태 정보의 변화 추이를 고려할 수 있다.
먼저, 데이터 패킷 수신 여부를 바탕으로 보상 값 변경조건을 설정할 경우를 예로 들면, 데이터 패킷 수신 성공 시 보상 값을 유지 혹은 감소시키고 수신 실패 시 증가시키는 방안을 고려할 수 있다. 이는 데이터 패킷 수신이 성공한 경우 보상 값을 유지하거나 감소시켜 불필요한 보상을 최소화하고, 반대로 데이터 패킷 수신이 실패한 경우 다음 패킷의 수신 성공 가능성을 높이도록 보상 값을 증가시키기 위한 변경조건이다.
채널 상태 정보의 변화 추이를 바탕으로 보상 값 변경조건을 설정할 경우를 예로 들면, 채널 상태가 개선될 시 보상 값을 감소시키고 동일할 시 유지시키고 악화될 시 증가시키는 방안을 고려할 수 있다. 이는 채널 상태 정보가 개선될 경우 보상 효과를 낮추고 반대로 악화될 경우 보상 효과를 높이기 위한 변경조건이다. 상기 예시적인 예로 설명된 보상 값 변경조건을 하기 수학식1, 수학식2와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112005042028454-pat00001
Figure 112005042028454-pat00002
상기 수학식 1의 과 수학식 2의 는 변경조건 관측 주기 조절 수단(229)에서 정해진 관측 주기를 의미한다. 또한, 보상 값 변경조건 판별 수단(225)과 변경조건 관측 주기 조절 수단(229) 없이 동작하는 경우도 고려할 수 있으며, 이때는 초기 값 설정하는 수단(224)에서 제공하는 초기 보상 값에 의해 동작하게 된다.
도 2c는 본 발명이 적용되는 기지국에서 채널 상태 정보 해석 과정 및 장치를 도시한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 기지국은 채널 상태 정보를 수신하는 수단(240)에서 순방 향 채널 정보(251)를 전달받아 채널 상태 정보를 해석하는 수단(250)을 통해 순방향 채널 정보(253)를 생성하여 순방향 데이터 패킷을 전송하는 수단(270)에게 전달한다.
채널 상태 정보를 해석하는 수단(250)을 구체적으로 살펴보면, 순방향 채널 정보를 해석하는 수단(252), 기지국의 지연 시간 측정 수단(290), 시간 지연(295)에 해당하는 성능 열화 보상 값을 조절하는 수단들(254, 255, 256, 257, 258, 259)로 구성되어 있다. 성능 열화 보상 값을 조절하는 수단들에서는 초기 값 설정하는 수단(254)에서 제공하는 보상 값을 변경조건 관측 주기 조절 수단(259)에서 정해진 관측 주기에 따라 보상 값 변경조건 판별 수단(255)에서 증가(256), 유지(257), 감소(258) 여부를 결정하여 채널 상황, 이동 환경 등 이동 단말의 상황에 맞게 적응적으로 조절할 수 있다. 상기 기지국의 자세한 동작 원리는 앞서 기술된 이동 단말과 유사하게 이루어져 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다.
< 제1실시 예 >
상기한 바와 같이 순방향 채널 상태 정보가 기지국에 전달되고 스케줄링 되어 패킷 전송이 이루어지게 되는 과정에서 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연은 필연적으로 발생하게 된다. 따라서 이러한 시간 지연으로 인해 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보의 정확도가 떨어지게 되므로, 이러한 시간 지연을 감안하여 이동 단말에서 하기 수학식 3과 같이 순방향 채널 상태 정보를 결정하 도록 한다.
Figure 112005042028454-pat00003
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 지연을 도시한 도면이다.
상기 수학식 3과 상기 도 3을 참조하면, 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 보고와 데이터 패킷 전송 사이에 발생하는 전송 지연(320, 340)과 스케줄링 지연(330)을 포함한 시간 지연(350)을 고려하여, 이동 단말(120)이 순방향 채널 정보를 결정하기 위해 수신 반송파-대-간섭비로부터 얻은 값에서 시간 지연(350)에 해당하는 성능 열화 보상 값만큼을 제거하여 순방향 채널 정보를 결정하는 과정을 수행한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제1실시 예는 순방향 무선 통신 시스템에서 효율적인 순방향 패킷 전송이 가능하도록 이동 단말이 채널 상태 정보를 결정하는 방법을 제공한다.
< 제2실시 예 >
상기 제1실시 예에서는 이동 단말에서 채널 상태 정보의 정확도를 높이는 방안에 대한 예시를 제공하였으나, 제2실시 예에서는 기지국에서 채널 상태 정보의 정확도를 높이는 방안에 대한 예시를 제공한다. 제1실시 예에서는 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보 보고 주기에 대한 영향을 고려할 필요가 없었으나, 제2실시 예에서는 이에 대한 영향을 고려하여 기지국에서 채널 상태 정보의 정확도를 높이도록 한다.
제1실시 예에서는 순방향 채널 상태 정보 보고가 매 패킷 전송 단위마다 이루어져서 기지국에서 수신된 이동 단말의 채널 정보 오차가 비교적 적게 발생할 수 있으나, 제2실시 예에서는 순방향 채널 상태 정보 보고가 패킷 전송 단위보다 긴 주기로 이루어지게 되어서 이동 단말의 채널 정보 오차가 비교적 심하게 발생하는 경우를 다루도록 한다. 순방향 채널 상태 정보가 기지국에 전달되고 스케줄링 되어 패킷 전송이 이루어지게 되는 과정에서 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연으로 인해 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보의 정확도가 떨어지는 것을 방지하기 위해 기지국에서 하기 수학식 4와 같이 순방향 채널 상태 정보를 처리하도록 한다.
Figure 112005042028454-pat00004
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 지연을 도시한 도면이다.
상기 수학식 4와 상기 도 4를 참조하면, 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 보고와 데이터 패킷 전송 사이에 발생하는 전송 지연(420, 450), 스케줄링 지연(440) 및 채널 상태 정보의 시간 경과(430)를 포함한 시간 지연(460)을 고려하여, 기지국(110)이 순방향 채널 정보를 처리하기 위해 이동 단말(120)의 순방향 채널 상태 정보를 기지국에서 수신하여 얻은 정보에서 시간 지연(460)에 해당하는 성능 열화 보상 값만큼을 제거하여 순방향 채널 정보를 처리하는 과정을 수행한다.
상기 제2실시 예는 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 사이의 관계가 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보 보고 주기에 따라 영향을 받게 되나, 이동 단말에서는 현재 전송하는 순방향 채널 상태 정보가 언제 사용될지 알 수 없으므로 이를 감안할 수 없기 때문에 기지국이 보완하도록 한다는 점이 제1실시 예와 차이점이 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제2실시 예는 순방향 무선 통신 시스템에서 이동 단말로부터 보고받은 채널 상태 정보를 바탕으로 효율적인 순방향 패킷 전송 스케줄링이 가능하도록 기지국이 채널 상태 정보를 처리하는 방법을 제공한다.
< 제3실시 예 >
상기 제1실시 예와 제2실시 예에서는 채널 상태 정보의 정확도를 높이는 방안을 이동 단말 혹은 기지국에서 각각 독립적으로 수행하도록 되어있었으나, 제3실시 예에서는 이동 단말과 기지국이 동시에 수행하도록 한다. 제3실시 예는 제1실시 예의 이동 단말의 채널 상태 결정법과 제2실시 예에서 고려된 기지국의 채널 상태 처리법을 혼용하여, 제1실시 예와 제2실시 예의 기능을 결합하여 이동 단말과 기지국이 상호 보완되도록 제안되었다.
제1실시 예에서는 이동 단말과 기지국 사이에 채널 정보 교환 과정에서 필연적으로 발생하는 전송 지연과 스케줄링 지연을 이동 단말에서 고려하도록 하는 실시예였고, 제2실시 예에서는 채널 상태 정보 보고 주기로 인해 유발되는 채널 상태 정보의 시간 경과를 이동 단말은 알 수 없으므로 기지국에서 이를 고려하여 보고 받은 채널 정보를 처리하도록 하는 실시 예였다. 제3실시 예에서는 제1실시 예에서 전술된 이동 단말의 채널 정보 보고를 기지국이 처리하는 과정에서 채널 상태 정보의 시간 경과만을 부가적으로 고려하도록 한다. 순방향 채널 상태 정보가 기지국에 전달되고 스케줄링 되어 패킷 전송이 이루어지게 되는 과정에서 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연으로 인해 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보의 정확도가 떨어지는 것을 방지하기 위해 기지국에서 하기 수학식 5와 같이 순방향 채널 상태 정보를 처리하도록 한다.
Figure 112005042028454-pat00005
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 지연을 도시한 도면이다.
상기 수학식 5와과 상기 도 5를 참조하면, 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 보고와 데이터 패킷 전송 사이에 발생하는 전송 지연 (520, 550), 스케줄링 지연(540)을 포함한 시간 지연(560)을 고려하여, 이동 단말(120)이 순방향 채널 정보를 결정하는 과정을 수행하고, 그리고 기지국(110)이 채널 상태 정보의 시간 경과(530)에 해당하는 시간 지연(570)을 고려하여 순방향 채널 정보를 처리하기 위해 기지국에서 수신하여 얻은 정보에서 채널 상태 정보의 시간 경과(530)에 해당하는 보상 값만큼을 감소시켜 이동 단말(120)의 순방향 채널 상태 정보를 처리하는 과정을 수행한다. 상기 제3실시 예는 이동 단말이 전송 지연과 스케줄링 지연에 대한 영향을 감안하고, 기지국이 채널 상태 정보의 시간 경과에 대한 영향만 추가적으로 감안한다는 점이 제1실시 예와 제2실시 예와 차이점이 된다.
상기 전술한 바와 같이 본 발명의 제3실시 예는 순방향 무선 통신 시스템에서 효율적인 순방향 패킷 전송이 가능하도록 이동 단말이 채널 상태 정보를 결정하는 방법과 이동 단말로부터 보고받은 채널 상태 정보를 바탕으로 효율적인 순방향 패킷 전송 스케줄링이 가능하도록 기지국이 채널 상태 정보를 처리하는 방법을 제공한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 순방향 패킷 전송 스케줄링을 사용하는 순방향 무선 통신 시스템에서 이동 단말과 기지국이 공유하는 순방향 채널 상태 정보의 정확도를 높이고 이를 바탕으로 스케줄링의 효율성을 높이는 효과를 가진다.

Claims (5)

  1. 무선 통신 시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 보고하고 처리하는 장치에 있어서,
    순방향 채널 상태 정보를 획득하기 위한 이동 단말의 반송파-대-간섭비 측정 수단과;
    상기 측정수단에 의해 측정된 측정치를 바탕으로 채널 상태 정보를 결정하는 이동 단말의 채널 상태 정보 생성 수단;
    상기 결정된 채널 상태 정보를 기지국으로 전달하기 위한 채널 상태 정보 송신 수단;
    상기 채널 상태 정보 송신 수단으로부터 송신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 수신하기 위한 채널 상태 정보 수신 수단;
    상기 채널 상태 정보 수신 수단에 의해 수신된 상기 수신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 처리하는 기지국의 채널 상태 정보 해석 수단; 및
    상기 처리된 정보를 바탕으로 스케줄링을 수행하는 기지국의 순방향 패킷 전송 스케줄링 수단을 포함하는 무선 통신 시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 보고하고 처리 하는 장치.
  2. 무선 통신 시스템에서 순방향 채널 상태 정보를 보고하고 처리하는 방법에 있어서,
    무선 통신의 순방향 채널 상태 정보를 획득하기 위한 이동 단말의 반송파-대-간섭비 측정 과정과;
    상기 측정 과정에서 측정된 측정치를 바탕으로 채널 상태 정보를 결정하는 이동 단말의 채널 상태 정보 생성 과정;
    상기 결정된 채널 상태 정보를 기지국으로 전달하기 위한 채널 상태 정보 송신 과정;
    상기 채널 상태 정보 송신 과정에서 송신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 수신하기 위한 채널 상태 정보 수신 과정;
    상기 채널 상태 정보 수신 과정에서 수신된 이동 단말의 순방향 채널 상태 정보를 처리하는 기지국의 채널 상태 정보 해석 과정; 및
    상기 처리된 정보를 바탕으로 스케줄링을 수행하는 기지국의 순방향 패킷 전송 스케줄링 과정을 포함하는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하고 처리하는 방법.
  3. 무선 통신 시스템에서 이동 단말이 기지국으로 보고하는 채널 상태 정보를 결정하는 방법에 있어서,
    이동 단말이 신호-대-잡음비, 신호-대-간섭 및 잡음비, 반송파-대-간섭비, 수신 신호 강도를 포함한 측정치를 활용하여 얻은 순방향 채널 정보에서 채널 상태 정보 보고 시점과 사용시점 간 시간 지연과 초기 설정 값으로 주어진 보상 값을 고려하여 순방향 채널 정보를 예측하는 과정과;
    상기 이동 단말이 채널 상황에 따라 이동 단말에서 순방향 채널 정보 예측을 위한 보상 값을 변경조건 판별에 의해 적응적으로 변화하는 과정; 및
    상기 이동 단말이 이동 단말에서 순방향 채널 정보 예측을 위한 보상 값의 변경조건 판별에 필요한 변경조건 관측 주기를 조절하는 과정의 전체 혹은 일부를 구비하는 과정을 포함하는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 결정하는 방법.
  4. 무선 통신 시스템에서 기지국이 이동 단말로부터 보고받은 채널 상태 정보를 처리하는 방법에 있어서,
    기지국이 이동 단말로부터 수신한 순방향 채널 상태 정보에서 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연과 초기 설정 값으로 주어진 보상 값을 고려하여 순방향 채널 상태 정보를 처리하는 과정과;
    상기 기지국이 채널 상황에 따라 기지국에서 순방향 채널 정보 처리를 위한 보상 값을 변경조건 판별에 의해 적응적으로 변화하는 과정;
    상기 기지국이 기지국에서 순방향 채널 정보 처리를 위한 보상 값의 변경조건 판별에 필요한 변경조건 관측 주기를 조절하는 과정의 전체 혹은 일부를 구비하는 과정을 포함하는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 처리하는 방법.
  5. 이동 단말과 기지국이 상호 협력하여 채널 상태 정보를 결정하고 처리하는 방법에 있어서
    상기 이동 단말과 상기 기지국이 신호-대-잡음비, 신호-대-간섭 및 잡음비, 반송파-대-간섭비, 수신 신호 강도를 포함한 측정치를 활용하여 얻은 순방향 채널 정보와 이동 단말로부터 수신한 순방향 채널 상태 정보에서 채널 상태 정보 보고 시점과 사용 시점 간 시간 지연과 초기 설정 값으로 주어진 보상 값을 고려하여 순방향 채널 정보를 예측하고 처리하는 과정과;
    상기 이동 단말과 상기 기지국이 채널 상황에 따라 상기 이동 단말에서 순방향 채널 정보 예측을 위한 보상 값과 상기 기지국에서 순방향 채널 정보 처리를 위한 보상 값을 변경 조건 판별에 의해 적응적으로 변화하는 과정; 및
    상기 이동 단말과 상기 기지국이 상기 이동 단말에서 순방향 채널 정보 예측을 위한 보상 값과 상기 기지국에서 순방향 채널 정보 처리를 위한 보상 값의 변경조건 판별에 필요한 변경 조건 관측 주기를 조절하는 과정의 전체 혹은 일부를 구비하는 과정을 포함하는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 결정하고 처리하는 방법.
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