KR100949960B1 - 이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로 특히 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법에 관한 것이다. 상기 데이터 레이트를 결정하는 방법은 데이터 레이트 제어 정보를 수신하는 단계, 상기 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 재전송될 데이터의 데이터 레이트 및 전송 전력을 결정하는 단계, 상기 결정된 데이터 레이트 및 전송 전력을 이용하여, 이동국의 상태 요소들에 따라 새로이 전송될 데이터의 복수의 데이터 레이트들을 산출하는 단계, 상기 산출된 데이터 레이트들에 서로 다른 가중치들을 부여하는 단계, 상기 가중치가 부여된 데이터 레이트들 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하여 이루어진다.

데이터 레이트, 역방향 채널

Description

이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법{Method of determining a reverse data rate in a mobile communication system}

도 1은 본 발명에 따른 역방향 전송 채널 및 순방향 제어 채널의 구조를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 이동국이 다수의 데이터 레이트 제어 정보들로부터 하나의 데이터 레이트 제어 정보를 생성하는 과정을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 역방향 전송 채널의 구조를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 순방향 제어 채널 및 역방향 제어 채널의 구조를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에서 역방향 전송 채널에 대한 파일럿 신호의 전력 제어 구간을 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 이동국에서 데이터 레이트를 결정하는 과정을 도시한 것이다.

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로 특히 역방향 데이터 레이트를 결 정하는 방법에 관한 것이다.

현재 IS2000(Release D reverse link)에서 제안되는 트래픽(traffic) 채널인 부가 채널(supplemental channel; SCH)을 위한 프레임워크(framework) 개발이 진행되고 있다. 역 방향 링크 채널의 전송 데이터 레이트는 이동국이 임의로 정할 수 없다. 왜냐하면, 특정 이동국(mobile station)이 높은 데이터 레이트를 사용할 때 다른 이동국들에게 심각한 간섭을 일으켜 시스템을 불안정하게 만들기 때문이다. 이런 점을 해결하기 위해 기지국(base station)은 이동국의 상태와 역방향 채널의 상태를 고려하여 이동국의 역 방향 데이터 레이트를 조절한다. 이를 위해 기지국은 해당 이동국에게 데이터 레이트 관련 정보를 전송한다.

기지국이 이동국에게 데이터 레이트 관련 정보를 알려주는 형태에 따라 레이트 제어(rate control) 방법과 스케줄링(scheduling) 방법이 있다. 상기 레이트 제어 방법은 적은 비트 수의 정보를 이용하여 이전의 데이터 레이트를 추정하여 데이터 레이트를 결정하는 방법이다. 상기 스케줄링 방법은 많은 비트 수의 정보를 이용하여 매 순간 독립적으로 전송 데이터 레이트를 결정하는 방법이다.

상기 데이터 레이트 제어 방법에서, 이동국은 기지국으로부터 제공된 데이터 레이트 관련 정보 및 자신의 상태를 고려하여, 최적의 데이터 레이트를 결정할 필요가 있다. 이때, 이동국의 자신의 전송 전력, 자신의 트래픽 전송 데이터 양, 프레임 재전송 여부 등 여러 요인들을 고려하여 데이터 레이트를 결정할 필요가 있다.

이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기지국으로부터의 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 데이터 레이트를 결정함으로써 시스템을 안정시키도록 하는 이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동국이 자신의 상태에 맞는 데이터 레이트를 결정함으로써 다른 이동국들에게 끼치는 간섭을 최소화할 수 있도록 하는 이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 해당 이동국들이 요구되는 QoS를 만족시키도록 하는 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 해당 이동국들이 적은 전력으로 데이터를 전송할 수 있도록 하는 이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 해당 이동국들이 처리량을 증가시킬 수 있도록 하는 이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 이동통신 시스템에서 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법은 데이터 레이트 제어 정보를 수신하는 단계, 상기 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 재전송될 데이터의 데이 터 레이트 및 전송 전력을 결정하는 단계, 상기 결정된 데이터 레이트 및 전송 전력을 이용하여, 이동국의 상태 요소들에 따라 새로이 전송될 데이터의 복수의 데이터 레이트들을 산출하는 단계, 상기 산출된 데이터 레이트들에 서로 다른 가중치들을 부여하는 단계, 상기 가중치가 부여된 데이터 레이트들 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 역방향 전송 채널 및 순방향 제어 채널의 구조를 도시한 도면이다.

기지국으로부터 순방향 제어 채널의 i-

번째 프레임 상에 데이터 레이트 제어 정보(data Rate Control bits; 이하 RCB)가 전송된다. 이 데이터 레이트 제어 정보는 시스템 운용을 최적화하기 위한 알고리즘에 의해 결정되는 것으로, 이동국은 이 데이터 레이트 제어 정보가 지시하는 바를 반드시 따라야 한다. 이 데이터 레이트 제어 정보는 데이터 레이트를 증가시키라는 'UP', 데이터 레이트를 감소시키라는 'DOWN', 또는 데이터 레이트를 유지하라는 'STAY'를 지시한다. 해당 이동국은 상기 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 i 번째 프레임의 데이터 레이트를 조절한다. 도 1에서

,````

값은 1보다 크거나 같은 정수로 프레임간의 시간 지연을 나타낸다. Rate'(i)는 i 번째 프레임에 대해 기지국이 허용한 최대 데이터 레이트를 나타내는 것으로, 하이브리드 ARQ 방식을 지원하는 채널에서 새로이 전송되는 데이터 및 재전송 데이터를 전송하기 위한 결합 데이터 레이트를 의미한다. Rate(i)는 i 번째 프레임 상에서 전송되는 데이터의 실제 데이터 레이트를 나타낸다. 이때, 'Rate(i) ≤Rate'(i)'를 만족한다.

도 2는 본 발명에 따른 이동국이 다수의 데이터 레이트 제어 정보들로부터 하나의 데이터 레이트 제어 정보를 생성하는 과정을 도시한 것이다.

이동국이 소프트 핸드오프 영역에 위치할 때, 이동국은 모든 액티브 섹터들(active sectors)로부터 데이터 레이트 제어 정보 비트들을 받는다. 이때, 이동국은 각각의 데이터 레이트 정보 비트들을 결합하여 하나의 데이터 레이트 제어 정보 비트를 생성한다. 도 2는 n 개의 액티브 섹터들로부터 받은 데이터 레이트 제어 정보 비트들을 하나의 데이터 레이트 제어 정보 비트로 결합하는 것을 도시하였다.

상기 이동국이 핸드오프 영역에 위치하지 않는 경우에는 하나의 데이터 레이트 제어 정보가 해당 기지국에서 수신되는 것을 가정한다.

해당 이동국은 이와 같이 송신된 또는 생성된 데이터 레이트 제어 정보를 근거로 산출되는 '

'를 이용하여 기지국의 허용 가능한 최대 데이터 레이트 Rate'(i)를 추정한다. 상기

는 RCB에 근거하여 결정되는 값으로 (i-

)번째 프레임의 데이터 레이트인 Rate(i-

)에 대해 i 번째 프레임의 데이터 레이트의 증가, 감소되는 정도를 나타낸다. 다시 말하면,

는 기지국과 이동국이 공통적으로 가지고 있는 데이터 레이트 셋을 참조하여

프레임 이전의 데이터 레이트를 n 스텝 증가, m 스텝 감소할때의 n 또는 m을 나타낸다. 이 증가 또는 감소되는 Rate'(i)는 이동국의 초기 데이터 레이트(MAX_AUTO_RATE)와 같거나 큰 값을 갖는다. 상기 초기 데이터 레이트는 해당 이동국이 자체적으로 결정할 수 있는 데이터 레이트의 하한값으로, 시그널링 정보에 의해서 결정되며, 상기 이동국이 너무 낮은 데이터 레이트로 데이터 전송을 시작하는 것을 방지하기 위함이다.

도 3은 본 발명에 따른 역방향 전송 채널의 구조를 도시한 것이다.

하이브리드 ARQ(hybrid Automatic Repeat Request)을 지원하는 역방향 전송 채널은 코드 분할(code division) 방식이나 시분할(time division)에 따라 두 개로 분리될 수 있는데, 새로이 전송되는 데이터를 위한 N-CH(New transmission Channel)과, 재전송되는 데이터를 위한 R-CH(Retransmission Channel)이다. 이동국은 NACK 신호를 기지국으로부터 받으면 NACK에 해당되는 패킷을 R-CH을 통해 재전송을 수행해야 한다. 이를 수행하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 해당 이동국은 새로운 전송 데이터와, 재전송 데이터를 위한 각각의 데이터 레이트들(Rate_R-CH, Rate_N-CH)과, 각각의 전송 전력들(P_R-CH, P_N-CH)을 결정해야 한다.

도 4는 본 발명에 따른 순방향 제어 채널 및 역방향 제어 채널의 구조를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 하이브리드 ARQ 방식을 지원하는 역방향 채널에서, 재전송을 위한 프레임의 데이터 레이트는 기지국으로부터 순방향 제어 채널을 통해 수신되는 ARQ 정보 즉, 프레임의 수신 성공 또는 실패 정보에 따라 결정된다. 데이터 레이트를 결정하는 시점인 i 번째 프레임으로부터 q 프레임 이전에 N-CH을 통해 전송된 프레임을 기지국이 성공적으로 수신하였을 경우, 이동국이 R-CH을 이용할 필요는 없다. 그러나, 기지국이 상기 프레임을 성공적으로 수신하지 못할 경우, 이 프레임에 대한 NACK이 i 번째 프레임으로부터 p 프레임 이전에 해당 이동국으로 전송되고, 이 NACK이 발생한 프레임의 데이터 레이트 Rate_N-CH(i-q)가 i 번째 프레임의 R-CH의 데이터 레이트 Rate_R-CH(i)로 결정된다. 상기 p와, q는 1보다 크거나 같은 정수 값으로 시간 지연을 의미한다.

따라서, i 번째 프레임의 R-CH의 데이터 레이트 Rate_R-CH(i)는 다음 수학식 1과 같다.

if ARQ = ACK, then Rate_R-CH(i) = 0

if ARQ = NACK, then Rate_R-CH(i) = Rate_N-CH(i-q)

R-CH를 통해 재전송되는 프레임의 전송 전력은 데이터 레이트에 요구되는 전송 전력의 r 배를 사용한다. 이때, r은 1보다 작은 값으로 에너지 감소(energy reduction)의 효과를 갖는다. T_level(Rate)는 특정 'Rate'에 요구되는 트래픽 정보의 전송 전력을 의미한다. i 번째 프레임의 R-CH의 전송 전력 P_R-CH(i)은 수학식 2와 같다.

P_R-CH(i) = r ×T_level(Rate_R-CH(i))

N-CH의

은 Rate'(i)와, 상기 수학식 2를 이용하여 다음 수학식 3과 같이 구할 수 있다. 여기서,

은 N-CH의 최대 데이터 레이트를 의미한다. tau는 1보다 크거나 같은 값으로 기지국이 허용한 최대 결합 데이터 레이트 Rate'를 위해 요구되어지는 전송 전력에 대해 추가적으로 허락될 수 있는 전송 전력의 비를 의미한다.

if P_R-CH(i) > ×T_level(Rate'(i)), then (i) = 0

else

(i) =

{R : T_level[R] + P_R-CH(i) ≤

×T_level[Rate'(i)]}

수학식 3에서, R은 이동국과 기지국이 공통적으로 가지고 있는 데이터 레이트 셋(RATE SET)에서 임의의 데이터 레이트를 지칭한다. 수학식 3에서 "T_level[R] + P_R-CH(i) ≤

×T_level[Rate'(i)]"을 만족하는 최대의 R을 i 번째 프레임의

로 결정한다.

즉, 수학식 3은 기지국이 허용한 최대 결합 데이터 레이트 Rate'를 위해 할당되는 전체 전송 전력 및 그 여유분의 측면에서 고려되는 N-CH의 데이터 레이트를 구하기 위한 것으로, 수학식 2를 이용하여 결정된 R-CH의 전송 전력과, N-CH에 할 당될 전송 전력의 합이 기지국이 허용한 최대 결합 데이터 레이트 Rate'를 위해 할당되는 전송 전력의 배를 넘지 않도록 하는 최대 데이터 레이트 R을

(i)로써 결정한다.

도 5는 본 발명에서 역방향 전송 채널에 대한 파일럿 신호의 전력 제어 구간을 도시한 것이다.

역방향 파일럿 신호의 전송 전력은 내부 루프 전력 제어(inner loop power control) 알고리즘에 따라 순방향 전력 제어 비트(Forward power control bit)에 의해 조절된다. 이때, 평균적으로 정규화된 파일럿 신호의 전송 전력은, 도 5에 도시된 바와 같이, 파일럿 신호의 전송 전력이 변하는 전력 제어 그룹(Power Control Group; PCG) 단위로 다음 수학식 4와 같이 계산된다.

NormAvPiTx(j) = {C_Tx * P_Pilot(j)/P_level[R_nominal(i)]} + { (1-C_Tx ) * NormAvPiTx(j-1)}

수학식 4에서, C_Tx는 1차 필터의 계수로 0과 1 사이의 값이고, R_nominal(k)는 i 번째 프레임의 명목상의 데이터 레이트로 수학식 5와 같다. P_level[Rate]는 역방향 전송 채널을 통해 전송되는 트래픽을 위해 요구되는 데이터 레이트(Rate)에 대한 파일럿 신호의 전력을 의미한다.

R_nominal(i) = {R : T_level[Rate_N-CH(i)] + P_R-CH(i) ≤ ×T_level[R]}

수학식 5는 상기에서 결정된 R-CH의 전송 전력과, N-CH의 전송 전력의 합이 전체 전송 전력 및 그 여유분을 초과하지 않도록 하는 최소의 R을 R_nominal로써 결정하는 것을 의미한다.

수학식 2와 같이 만일 j가 i 번째 프레임의 마지막 PCG의 위치를 나타낸다면, NormAvPiTx_FRAME(i)는 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. n은 한 프레임 동안의 PCG의 개수를 나타낸다.

NormAvPiTx_FRAME (i) = NormAvPiTx (j + n-1)

이동국의 최대 전송 전력 및 내부 루프 전력 제어를 위한 여유분에 대해 결정할 수 있는 N-CH의 데이터 레이트

는 다음 수학식 7을 만족하면,

는 0이다. 그러나,

는 다음 수학식 7을 만족하지 않으면, 수학식 8에 의해

는 결정된다. 즉, 상기에서 결정된 R-CH의 데이터 레이트 Rate_R-CH 및 전송 전력 P_R-CH의 값들이 다음 수학식 7을 만족하면, N-CH의 데이터 레이트

은 0의 값을 갖는다.

IF

NormAvPiTx_FRAME (i-1) ×

{P_level[RATE_nominal (0, Rate_R-CH(i))]+P_O-CHs(i)+P_R-CH(i)}

≤MAX_Power/Headroom_Tx

= 0

상기에서 결정된 R-CH의 데이터 레이트 Rate_R-CH 및 전송 전력 P_R-CH의 값들이 다음 수학식 7을 만족하지 못하면, 다음 수학식 8을 만족하는 최대의 데이터 레이트 R을

로써 결정할 수 있다.

= {R : NormAvPiTx_FRAME (i-1)×P_level[RATE_nominal(R, Rate_R-CH(i)) + T_level[R] + P_O-CHs(i)+P_R-CH(i) ≤MAX_Power/Headroom _Tx]}

수학식 7과 수학식 8에서, P_O-CHs(i)는 여타의 역방향 전송 채널들의 전력의 합을 의미하고, MAX_Power는 이동국이 전송할 수 있는 최대 전력을 의미하고, Headroom_Tx는 내부 루프 전력 제어(inner loop power control) 동작을 위해 남겨둔 여분의 전력 비를 의미한다. 수학식 7과 수학식 8은 이동국의 최대 전송 전력 및 내부 루프 전력 제어를 위한 여유분에 대해 N-CH의 데이터 레이트를 결정하기 위해서는 R-CH의 전송 전력뿐만 아니라 역방향 링크에서 다른 이동국들의 채널들의 전송 전력들도 고려되어져야 한다. 추가적으로, N-CH 및 R-CH를 동시에 만족시킬 수 있는 파일럿 신호의 전송 전력도 고려되어져야 한다.

수학식 7과 수학식 8에서, RATE_nominal(R₁, R₂)는 다음 수학식 9와 같이 정의된다.

RATE_nominal(R₁, R₂) = {R : T_level[R₁] + r×T_level[R₂]≤ ×T_level[R]}

한편, 이동국은 i 번째 프레임의 전송 순간에 갖고 있는 트래픽 정보의 양 Queue(i)을 고려한 뒤

을 결정한다. Q_{Tx_1}과 Q_{Tx_2}는 1 보다 크거나 같은 값으로 버퍼의 양을 관리하는 변수이다.

버퍼의 상태가 수학식 10을 만족하는 경우,

는 수학식 11이 된다. 그러나, 버퍼의 상태가 수학식 10을 만족하지 못 하는 경우,

는 수학식 12가 된다. 즉, 이동국의 버퍼를 점유하고 있는 데이터의 양을 Q_Tx-1로 나눈 값이 초기 데이터 레이트(AUTO_MAX_RATE)의 'PAYLOAD(유료부하)' 사이즈보다 작거나 같을 때, 버퍼의 상태에 따른 N-CH의 데이터 레이트

는 수학식 11을 만족하는 최소의 데이터 레이트로써 결정된다.

상기 초기 데이터 레이트는 상기 이동국이 너무 낮은 데이터 레이트로 데이터 전송을 시작하는 것을 방지하기 위하여 설정되는 최소 데이터 레이트이다. 그러나, 이동국의 버퍼를 점유하고 있는 데이터의 양을 Q_{Tx_1}로 나눈 값이 초기 데이터 레이트(AUTO_MAX_RATE)의 'PAYLOAD(유료부하)' 사이즈를 초과할 때, 버퍼의 상태에 따른 N-CH의 데이터 레이트

는 수학식 12를 만족하는 최소의 데이터 레이트로써 결정된다.

Queue(i)/Q_{Tx_1} ≤ PAYLOAD[AUTO_MAX_RATE]

(i) = {R : PAYLOAD[R] ≥Queue(i)/Q_{Tx_2}}, R ≤AUTO_MAX_RATE

(i) = {R : PAYLOAD[R] ≥Queue(i)/Q_{Tx_1}}

i 번째 프레임의 N-CH의 데이터 레이트는 수학식 13과 같이, f₁ ×

, f₂ ×

, f₃×

들 중 최소값이다. 이는 그리고, f₁, f₂, f₃ 각각의 선택된 데이터 레이트의 가중치 값이다.

이와 같이, 역방향 전송 채널을 통하여 해당 프레임을 전송함에 있어, 기지국이 이 프레임을 일정 수준 이상의 품질로 수신할 수 있도록, 해당 이동국은 여러 가지 요인들을 고려해야 하며, 이 요인들에 대해 결정된 N-CH의 데이터 레이트들에 가중치를 두어 그 중 최소의 데이터 레이트를 N-CH의 해당 프레임의 데이터 레이트 로 결정하는 것이다.

Rate_N-CH(i) = min (f₁ × , f₂ × , f₃× )

이와 같이 본 발명에 따른 이동국에서 데이터 레이트를 결정하는 과정을 도 6에 도시하였다.

도 6을 참조하면, 이동국이 기지국으로부터 단독적인 데이터 레이트 제어 정보를 수신한다. 핸드오프 영역에 위치하는 이동국은 액티브 섹터들로부터 하나 이상의 데이터 레이트 제어 정보 비트들을 수신하고, 이 데이터 레이트 제어 정보 비트들을 결합하여 하나의 데이터 레이트 제어 정보를 생성한다.(S10) 이와 같이 수신한 또는 생성된 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 기지국이 허용한 최대 데이터 레이트 Rate'를 추정한다.(S11) 상기 이동국과 기지국 사이에 하이브리드 ARQ 방식이 지원되고, NACK이 발생한 프레임이 있는 경우, 상기 Rate'는 새전송 데이터를 위한 N-CH 및 재전송 데이터를 위한 R-CH의 결합 데이터 레이트를 지칭한다. 상기 R-CH의 데이터 레이트 Rate_R-CH는 현재 시점으로부터

프레임 이전의 N-CH의 데이터 레이트, 즉 상기 수신된 데이터 레이트 제어 정보를 생성하기 위해 참조된 데이터 레이트로써 결정된다.(S12) 상기 결정된 Rate_R-CH의 전송 전력 P_R-CH은 이 데이터 레이트를 위해 요구되는 전송 전력의 'r'배로써 결정된다.

상기 기지국이 허용한 최대 데이터 레이트 Rate'에 대해 결정되는 N-CH의 데이터 레이트

는, 수학식 3에서와 같이, 이

를 위해 할당될 전송 전력과, 상기에서 결정된 R-CH의 전송 전력의 합이 Rate'를 위해 할당되는 전송 전력 및 이 전력의 여유분의 합을 넘지 않는 최대의 R로써 결정된다.(S13)

한편, 이동국의 최대 전송 전력 및 기지국의 내부 루프 전력 제어를 위한 여유분에 대해 결정되는 N-CH의 데이터 레이트

는, 수학식 4와 수학식 7에서와 같이, N-CH 및 R-CH를 위한 파일럿 신호의 전송 전력을 평균적으로 정규화한 값, 다른 이동국들로부터 기지국으로 전송되는 여타의 역방향 채널들의 전송 전력들(간섭을 고려하기 위함), 기결정된 R-CH의 전송 전력, 할당될 N-CH의 전력 등을 고려한 전송 전력들의 총 합이 상기 이동국의 최대 전송 전력 및 내부 루프 전력 제어를 위한 여유분의 합을 넘지 않도록 하는 최대의 R로써 결정된다. (S14)

다른 한편, 이동국의 버퍼 상태에 대해 결정되는 N-CH의 데이터 레이트

는, 수학식 10 내지 수학식 12에서와 같이, 버퍼를 점유하는 데이터의 양을 제1 버퍼 관리 변수 Q_Tx-1를 나눈 값이 초기 데이터 레이트의 페이로드(payload) 사이즈보다 작거나 같을 때, 상기 버퍼를 점유하는 데이터의 양을 제2 버퍼 관리 변수 Q_{Tx_2}로 나눈 값보다 크거나 같은 유료 부하(payload) 사이즈를 갖는 데이터 레이트들 중 최소의 R로써 결정된다. 여기서, Q_Tx-1는 Q_{Tx_2q}보다 큰 값을 갖는다. 그러나, 상기 버퍼를 점유하는 데이터의 양을 제1 버퍼 관리 변수 Q_Tx-1를 나눈 값이 초기 데이터 레이트의 페이로드(payload) 사이즈보다 클 때, 상기

는, 상기 버퍼를 점유하는 데이터의 양을 상기 제1 버퍼 관리 변수 Q_{Tx_1}로 나눈 값보다 크거 나 같은 유료 부하(payload) 사이즈를 갖는 데이터 레이트들 중 최소의 R로써 결정된다.(S15)

이와 같이 결정된 여러 요인들에 대해 결정된 N-CH의 데이터 레이트들은 각각 f₁, f₂, f₃ 만큼의 가중치가 부여되고, 이 가중치가 부여된 N-CH의 데이터 레이트들 중 최소의 값이 Rate_N-CH로써 결정된다. (S16)

이 결정된 Rate_N-CH는 수학식 5에서와 같이 R_nominal을 갱신하는데 이용된다. (S17)

상기 결정된 R-CH 및 N-CH의 데이터 레이트들을 참조하여, 이동국의 버퍼 상태(queue)도 갱신되고(S18), 이 결정된 데이터 레이트들을 근거로 해당 프레임의 전송이 시작된다.(S19) 상기 갱신된 R_nominal을 이용하여 수학식 4에서와 같이 상기 R-CH 및 N-CH에 대한 파일럿 신호의 정규화된 파일럿 신호의 값도 매 PCG 마다 갱신되고(S20), 프레임의 전송이 종료된다.(S21)

이동국 상태 정보 비트는 다음과 같은 절차에 의해 결정된다. 이 이동국 상태 정보는 도 6에서 해당 기지국이 데이터 레이트 제어 비트를 생성하는데 있어 참조되거나, 도 2에 도시된 바와 같이, 해당 이동국에서 데이터 레이트를 결정하기 위하여 참조된다. 상기 기지국이 i-a 번째 프레임 상에 전송될 데이터 레이트 제어 정보를 생성함에 있어 i-b 프레임 이전의 이동국 상태 정보(이동국의 버퍼 정보, 데이터 레이트 정보 등)를 참조한다. 이때, a는 b보다 작은 정수이다.

이동국은 현재의 이동국 상태를 기지국에게 알려주는 정보(Mobile Station Information Bit; 이하 MSIB)를 역방향 제어 채널을 통하여 상기 기지국에게 전송한다. 이 MSIB는 증가(increase) 또는 유지(unchanged)로 셋된다. 이 MSIB는 R_nominal(i)를 기반으로 한 단계 높은 데이터 레이트를 설정하여 전송 전력 측면에서

와 큐(queue) 상태 측면에서

가 가능한지 여부를 계산하여 높게 설정한 데이터 레이트를 전송할 수 있는 상황이 가능하면 MSIB를 증가로 셋팅하여 기지국으로 전송한다.

즉, 수학식 14와 같이 R_req(i)를 현재 결정한 R_nominal(i)보다 한 단계 더 높은 데이터 레이트로 설정한 후, 이 R_req(i)가 두 개의 수학식 15, 16을 동시에 만족할 경우, MSIB의 값을 증가로 결정하고, 그 이외의 경우에 대해서는 MSIB 값을 유지로 셋팅한다.

R_req(i) = R_nominal(i) + Δ_Rate

NormAvPiTx_FRAME(i) = {P_level[R_req(i)] + T_level[R_req(i) + P_O-CHs ] ≤MAX_Power/Headroom_req}

PAYLOAD[R_req(i)] ≥Queue(i)/Q_req

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 역방향 링크 채널에 레이트 제어 알고리즘이 적용될 때, 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법으로, 기지국으로부터의 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 데이터 레이트를 결정함으로써 시스템을 안정시키고, 이동국이 자신의 상태에 맞는 데이터 레이트를 결정함으로써 다른 이동국에게 끼치는 간섭을 최소화할 수 있다. 그 결과 다른 이동국이 더 작은 전력을 사용하고도 QoS를 만족시킬 수 있기 때문에 전력 절약의 효과와 이에 따른 시스템의 처리량(throughput) 증가시키는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (4)

1. 이동 통신 시스템에서 단말이 역방향 데이터 레이트를 결정하는 방법으로서,

   기지국으로부터 데이터 레이트 제어 정보를 수신하는 단계;

   상기 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 재전송될 데이터의 데이터 레이트 및 전송 전력을 결정하는 단계;

   상기 결정된 데이터 레이트 및 전송 전력을 이용하여, 상기 단말의 상태 요소들에 따라 새로이 전송될 데이터를 위한 복수의 데이터 레이트들을 산출하는 단계;

   상기 산출된 데이터 레이트들 각각에 서로 다른 가중치들을 부여하는 단계;

   상기 가중치가 부여된 데이터 레이트들 중 어느 하나를 상기 새로이 전송될 데이터의 데이터 레이트로 선택하는 단계를 포함하는,

   역방향 데이터 레이트 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상태 요소들은,

   상기 기지국에 의해 허용되는 데이터 레이트의 전송 전력, 상기 단말의 최대 전송 전력, 내부 루프 전력 제어를 위한 여유분, 버퍼의 상태 중 적어도 하나를 포함하는,

   역방향 데이터 레이트 결정 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 선택하는 단계는,

   상기 가중치가 부여된 데이터 레이트들 중 최소의 값을 선택하는 단계를 포함하는,

   역방향 데이터 레이트 결정 방법.
4. 삭제

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