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KR101245475B1 - 감소된 채널 품질 정보 귀환 방법 - Google Patents

감소된 채널 품질 정보 귀환 방법 Download PDF

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KR101245475B1
KR101245475B1 KR1020060108202A KR20060108202A KR101245475B1 KR 101245475 B1 KR101245475 B1 KR 101245475B1 KR 1020060108202 A KR1020060108202 A KR 1020060108202A KR 20060108202 A KR20060108202 A KR 20060108202A KR 101245475 B1 KR101245475 B1 KR 101245475B1
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엘지전자 주식회사
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Abstract

채널 품질 정보 귀환 방법은 시스템의 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역으로 나눈다. 상기 서브 주파수 대역들 중 CQI가 가장 높은 제1 서브 주파수 대역을 선택하고, 선택된 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI를 다수의 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI 레벨 중 하나로 나타낸다. 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI보다 낮은 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 상기 제1 주파수 대역의 CQI 레벨 수보다 적은 수의 CQI 레벨 중 하나로 나타낸다. 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI와 상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 송신한다. 다수의 서브 주파수 대역에 대해 서로 다른 CQI 레벨 수를 갖는 CQI를 귀환시켜 귀환에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다.
CQI, 채널 품질 정보, 귀환, AMC

Description

감소된 채널 품질 정보 귀환 방법{Reduced channel quality information feedback method}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타내는 블록도이다.
도 4는 기지국과 단말 사이의 통신을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 주파수 대역을 나타내는 예시도이다.
도 6은 귀환되는 CQI를 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 품질 정보 귀환 방법을 나타내는 예시도이다.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **
100 : 기지국
110 : 단말
본 발명은 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 송신 오버헤드를 줄이는 채널 품질 정보 귀환 방법에 관한 것이다.
현재의 무선 통신 시스템은 제한된 주파수 자원을 이용하여 고품질, 고용량의 데이터 전송을 목표로 다양한 송수신 방식들이 대두되고 있다. 이와 더불어, 시스템의 성능을 더욱 증가시키기 위한 수단으로 단말에서 기지국으로의 귀환 채널을 제공하는 폐루프(closed-loop) 시스템 구조가 주목을 받고 있다.
단말이 기지국으로 채널 정보를 제공하면, 기지국은 상기 채널 정보를 이용하여 파워 레벨, 송신 포맷 등의 여러 시스템 파라미터를 조절함으로써 성능을 극대화시킬 수 있다. 일 예로, 적응적 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding; 이하 AMC) 기법은 귀환되는 채널 정보를 이용하여 기지국에서 변조 및 코딩 방식을 조절하여 링크 성능을 증가시키는 기술이다. 채널 상태가 좋은 경우에는 데이터 송신율을 높이고 채널의 열화가 있는 경우에는 송신율을 낮춤으로써 효율적인 송신을 지원하고, 결과적으로 평균 송신율을 증가시킬 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 송신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 송신을 의미한다.
기지국이 단말로 하향링크 데이터를 효율적으로 전송하기 위해서는, 기지국이 단말별로 최선의 자원을 할당하는 것이 필요하다. 기지국이 단말에 적합한 자원을 할당하도록 하기 위해서는 채널 품질 정보(Channel Quality Information; 이하 CQI)가 필요하다.
일반적으로 CQI는 단말에서 측정하여 단말에서 기지국으로의 상향링크 채널 을 통해 귀환된다. 그런데 CQI 귀환으로 인한 오버헤드가 종종 발생한다. 특히 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)과 같이 다중 반송파를 사용하는 시스템의 경우 각 반송파 별로 CQI가 다를 수 있기 때문에 단말은 각 반송파 별로 CQI를 전송한다. 그러나 이 경우 CQI의 귀환은 상향링크 자원을 낭비할 수 있고, 결과적으로 상향링크 용량을 감소시킬 수 있다.
따라서 CQI 귀환으로 인한 오버헤드를 줄이면서 CQI를 효율적으로 송수신하는 방안이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 CQI 귀환으로 인한 오버헤드를 줄이는 채널 품질 정보 귀환 방법을 제공하는 데 있다.
일 양태에 있어서, 제공되는 채널 품질 정보 귀환 방법은 시스템의 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역으로 나눈다. 상기 서브 주파수 대역들 중 CQI가 가장 높은 제1 서브 주파수 대역을 선택하고, 선택된 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI를 다수의 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI 레벨 중 하나로 나타낸다. 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI보다 낮은 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 상기 제1 주파수 대역의 CQI 레벨 수보다 적은 수의 CQI 레벨 중 하나로 나타낸다. 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI와 상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 송신한다.
다른 양태에 있어서, 제공되는 채널 품질 정보 귀환 방법은 전체 주파수 대역에서 나누어지는 다수의 서브 주파수 대역을 구하고, 상기 서브 주파수 대역마다 서로 다른 CQI 레벨 수를 가지도록 상기 서브 주파수 대역의 CQI를 구한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템은 기지국(100, base station; BS)과 단말(110, user equipment; UE)을 포함한다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 기지국(100)은 일반적으로 단말(110)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어(terminology)로 불릴 수 있다. 단말(110)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(100)은 수신기(102), 제어기(104) 및 송신기(106)를 포함한다. 수신기(102)는 상향링크 채널을 통해 데이터를 수신하고 또한 채널 품질 정보(Channel Quality Information; CQI)를 수신한다. 제어기(104)는 수신된 CQI를 통해 송신기(106)의 송신 포맷, 파워 레벨, 송신율 등을 스케줄링할 수 있다. 송신기(106)는 결정된 송신 포맷, 파워 레벨, 송신율 등을 통해 데이터를 처리하고, 하향링크 채널을 통해 상기 데이터를 단말(110)로 보낸다. 기지국(100)은 귀환되는 CQI를 통해 단말(110)에게 최선의 자원을 할당하여 데이터 송신 성능을 높인다.
단말(110)은 수신기(112), 제어기(114) 및 송신기(116)를 포함한다. 수신 기(112)는 상향링크 채널을 통해 데이터를 수신한다. 이 데이터에는 CQI 측정을 위한 파일럿 신호이나 프리앰블(preamble)을 포함할 수 있다. 수신기(112)는 데이터에 포함된 정보를 통해 CQI를 측정한다. 제어기(114)는 측정된 CQI를 채널 귀환 방법에 따라 스케줄링한다. 송신기(116)는 스케줄링된 CQI를 상향링크 채널을 통해 기지국(100)으로 보낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 송신기(200)는 채널 인코더(channel encoder; 201), 맵퍼(mapper; 202) 및 OFDM 변조기(203)를 포함한다. 송신기(200)는 기지국(100)의 송신기(106)일 수 있고, 단말(110)의 송신기(116)일 수 있다.
채널 인코더(201)는 입력되는 데이터에 대해 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 맵퍼(202)는 부호화된 데이터를 정해진 변조 방식에 따라 변조하여, 진폭과 위상 성상(constellation)에 따른 위치를 표현하는 심벌들로 맵핑한다. OFDM 변조기(203)는 입력되는 심벌들을 OFDM 심벌로 변환한다. OFDM 변조기(203)는 입력 심벌들에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 시간 영역 샘플들로 변환할 수 있다. 변환된 시간영역 샘플들에는 CP(cyclic prefix)가 추가될 수 있다. OFDM 변조기(203)에서 출력되는 OFDM 심벌은 안테나(204)를 통해 송신된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 수신기(210)는 OFDM 복조기(212), 채널 추정기(213), 등화기(214), 디맵퍼(215) 및 채널 디코더(216)를 포함한다. 수신기(210)는 기지 국(100)의 수신기(102)일 수 있고, 단말(110)의 수신기(112)일 수 있다.
수신 안테나(211)로부터 수신된 신호는 OFDM 복조기(212)에 의해 주파수 영역의 심벌들로 변환된다. OFDM 복조기(220)는 입력 신호에서 CP를 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform)을 수행할 수 있다. 채널 추정기(213)는 수신 신호로부터 채널 품질을 추정한다. 채널 추정은 채널 추정기(213) 뿐 아니라 단말(110)의 제어기(114)에서 이루어질 수도 있다. 등화기(213)는 추정된 채널 추정을 통해 OFDM 복조기(212)의 출력 심벌들을 등화하여 디맵퍼(215)로 보낸다. 디맵퍼(215) 및 채널 디코더(216)는 송신기(200)의 채널 인코더(201) 및 맵퍼(202)에서 수행한 신호처리 기법들의 역과정을 수행한다.
상술한 송신기(200)와 수신기(210)는 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 갖는 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO)에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템에도 그대로 적용할 수 있다.
상술한 송신기(200)와 수신기(210)는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식에 대하여 설명하고 있으나, 이는 제한이 아니고 본 발명의 기술적 사상은 다중 반송파를 이용한 방식뿐 아니라 TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access) 등 기타 다른 무선 접속 방식에도 그대로 적용할 수 있다.
도 4는 기지국과 단말 사이의 통신을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 기지국(100)은 단말(110)로 데이터를 송신한다(S110). 이 데이터에는 CQI 측정을 위한 프리앰블, 파일럿 신호 등이 포함될 수 있다. 단말(110)은 주파수 대역별로 CQI를 계산한다(S120).
여기서 CQI는 기지국(100)이 단말(110)에 하향링크 자원을 할당하기 위해 단말(110)이 기지국(100)으로 하향링크 채널의 상태를 알려주는 정보를 말하며, 예를 들어 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio), MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 송신률 정보(data rate indicator), 수신 신호 강도 정보(received signal strength indicator) 등의 다양한 형태가 될 수 있다. 단말(110)의 제어기(114)는 채널 추정기에서 제공하는 채널 품질을 이용하여 상기의 다양한 형태로 CQI를 처리할 수 있다. 이하에서는 설명을 더욱 명확하게 하기 위해 CQI는 SINR의 형태로 보낸다고 한다.
단말(110)은 후술하는 바와 같이 각 서브 주파수 대역별로 서로 다른 CQI 레벨 수를 갖는 CQI를 기지국(100)으로 귀환시킨다(S130). 기지국(100)은 수신된 CQI를 통해 송신 포맷, 파워 레벨, 송신율 등을 스케줄링하고(S140), 결정된 송신 포맷, 파워 레벨, 송신율 등을 통해 데이터를 처리하여 단말(110)로 보낸다(S150).
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 품질 정보 귀환 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 주파수 대역을 나타내는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 전체 주파수 대역은 다수의 서브 주파수 대역(SB1, SB2, SB3, SB4, SB5)으로 나누어진다. 전체 주파수 대역은 시스템의 주파수 대역일 수 있다. 서브 주파수 대역을 나타내는 'SBn'에서 n은 각 서브 주파수 대역의 인덱스를 나타낸다. 전체 주파수 대역을 5개의 서브 주파수 대역으로 나누고 있으나, 이는 제한이 아니고 전체 주파수 대역은 5개 이하 또는 그 이상의 서브 주파수 대역으로 나누어질 수 있다. 다중 부반송파를 이용한 시스템에서 서브 주파수 대역은 다수의 부반송파로 이루어진 그룹일 수 있다.
CQI는 각각의 서브 주파수 대역에 대해 구한다. 즉 모든 부반송파에 대해 CQI를 구하지 않고 그룹당 하나의 CQI를 구한다. 각 부반송파나 주파수별로 CQI를 구하지 않고 일정한 그룹별로 CQI를 구하여 귀환으로 인한 오버헤드를 줄인다.
각 서브 주파수 대역의 CQI를 구한 후에 CQI가 가장 좋은 서브 주파수 대역을 기준으로 정렬한다. 예를 들어, 도 5에 나타난 바와 같이 가장 좌측의 서브 주파수 대역부터 우측으로 측정된 CQI 값이 차례로 14dB, 19dB, 17dB, 4dB, -5dB라 하자. 이 경우 기준이 되는 기준 서브 주파수 대역은 CQI 값이 가장 높은 19dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB2)이 된다. 기준 서브 주파수 대역을 제1 서브 주파수 대역이라 한다. 그 다음 높은 CQI 순서에 따라 차례로 17dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB3)이 제2 서브 주파수 대역이 되고, 14dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB1)이 제3 서브 주파수 대역이 되고, 4dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB4)이 제4 서브 주파수 대역이 되고, 마지막으로 -5dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB5)이 제5 서브 주파수 대역이 된다.
이하에서 제1 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI가 기준 CQI가 되고 또한 첫번째 CQI라 한다. 제2 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI를 두번째 CQI라 하고, 제3 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI를 세번째 CQI라 하고, 제4 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI를 네번째 CQI라 되고, 제5 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI를 다섯번째 CQI라 한다.
도 6은 귀환되는 CQI를 나타내는 예시도이다.
도 6을 참조하면, 첫번째 CQI는 제1 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI이다. 첫번째 CQI는 CQI 레벨 형식으로, 전체(full) CQI 값으로 보낸다. 전체 CQI 값은 차등값이 아닌 경우를 말한다.
제1 서브 주파수 대역은 가장 좋은 채널 품질을 가지므로, 가장 많은 수의 CQI 레벨을 가질 수 있도록 구성된다. CQI 레벨은 CQI를 나타내는 레벨을 말하며, 비트수가 클수록 많은 수의 CQI 레벨을 가질 수 있게 된다.
첫번째 CQI 보고를 위해 CQI 레벨은 5비트를 사용한다고 한다. 이경우 25=32로 32 레벨의 CQI를 표현할 수 있다. CQI 레벨 '00000'은 CQI 값이 25dB인 경우를, CQI 레벨 '00001'은 CQI 값이 24dB를, CQI 레벨 '00010'은 CQI 값이 23dB를 나타낸다고 한다. 이는 예시에 불과하고 CQI 레벨과 이에 대응하는 CQI 값은 시스템에 따라 다양하게 바뀔 수 있다. 다른 예로, CQI 레벨 '11111'이 가장 높은 CQI 값을 나타내도록 할 수 있다.
기준 서브 주파수 대역의 CQI는 19dB이므로, 첫번째 CQI 값은 이에 대응하는 CQI 레벨인 '00110'이다. 첫번째 CQI로 '00110'이 기지국으로 귀환된다. 첫번째 CQI 값은 차등값이 아닌 전체 값으로 귀환된다.
이어서, 첫번째 CQI 이후의 두번째 CQI부터는 첫번째 CQI 레벨 수보다 적은 레벨로 표현되도록 할 수 있다. 예를 들어, 두번째 CQI부터는 이전 CQI를 기준으로 소정 범위 내의 레벨까지만 포함되도록 구할 수 있다. 이 경우 두번째 CQI는 첫번째 CQI가 가질 수 있었던 수보다 적은 CQI 레벨을 가지게 된다.
다시 말하면, 두번째 CQI는 제1 서브 주파수 대역의 CQI에서 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 차등하여 구할 수 있게 되는 것이다. 두번째 CQI 값은 차등값이 되고, 이 값이 제2 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI가 된다.
또한, 두번째 CQI을 나타내는 CQI 레벨 수는 기준이 되는 첫번째 CQI의 CQI 레벨 수보다 작을 수 있다. CQI 레벨은 귀환되는 CQI의 형식이라 할 수 있으므로, 두번째 CQI 레벨 수가 첫번째 CQI 레벨 수보다 작으면 제1 서브 주파수 대역의 CQI를 나타내는 비트 수보다 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 나타내는 비트 수가 더 작다. 예를 들어, 두번째 CQI 보고를 위해 첫번째 CQI 레벨을 나타내는 비트 수보다 작은 3비트를 사용한다고 한다. 이 경우 23= 8로 8 레벨의 CQI를 표현할 수 있다. 예를 들어, CQI 레벨 '000'은 이전 CQI 값과 0 만큼 차이가 나고, CQI 레벨 '001'은 이전 CQI 값과 1 만큼 차이가 나고, CQI 레벨 '010'은 이전 CQI 값과 2 만큼 차이가 나고, CQI 레벨 '110'은 이전 CQI 값과 6 만큼 차이가 난다고 한다. 제2 주파수 대역의 CQI 값은 17dB이므로 이는 제1 주파수 대역의 CQI와 2만큼 차이가 나고, 이에 대응하는 CQI 레벨은 '010'이다. 두번째 CQI로 '010'이 기지국으로 귀환된다.
다만, 두번째 CQI 레벨은 3비트에 한정되지 않고 첫번째 CQI 레벨보다 작은 2비트 또는 4비트가 될 수도 있다.
첫번째 CQI 레벨 수는 32이지만 두번째 CQI 레벨 수는 8에 불과하여, 두번째 CQI 값을 할당된 두번째 CQI 레벨로 나타내지 못할 수 있다. 만약 제2 서브 주파수 대역의 CQI가 10dB 라면, 제1 서브 주파수 대역의 CQI인 19dB에 대해 9가 차이나 두번째 CQI 값은 두번째 CQI 레벨로 나타낼 수 없게 된다. 이를 고려하여 두번째 CQI 레벨의 상위 7 레벨에 대해서는 차등값을 나타내지만, 두번째 CQI 값이 상위 7 레벨보다 낮은 경우 미리 설정된 값을 준다. 예를 들어, 제2 서브 주파수 대역의 CQI 값이 제1 서브 주파수 대역의 CQI 값보다 (t2-1) 레벨 이상 차이가 날 경우 두번째 CQI 값을 '111'로 한다. t2는 두번째 CQI 레벨이 표현할 수 있는 레벨 수이다. 여기서 t=8이므로 이전 CQI와 7 이상 차이가 나면 두번째 CQI 값은 '111'이 된다. 기지국에서는 CQI 값으로 '111'을 수신한 경우 해당하는 서브 주파수 대역의 채널 품질을 그 첫번째 CQI 값과 (t2-1) 이상 차이가 나는 것으로 하여 처리한다.
만약 두번째 CQI 레벨이 '111'인 경우 차후의 서브 주파수 대역의 CQI에 대하여 귀환을 중지하고 더 이상 기지국으로 귀환시키지 않을 수 있다. 즉 두번째 CQI가 가장 낮은 CQI 레벨을 가진다면 이후 서브 주파수 대역의 CQI를 귀환시키지 않는다. 왜냐하면, CQI는 높은 것부터 낮은 순서로 차례로 정렬되어 있으므로, 제3 서브 주파수 대역의 CQI는 제1 서브 주파수 대역의 CQI과 (t2-1) 이상 차이가 날 것이기 때문이다.
기준 CQI에 대해 일정값 이상으로 CQI가 차이 나는 서브 주파수 대역에 대해서는 기지국으로 CQI를 보고하지 않는다. 채널 품질이 요구하는 수준 이하인 주파 수 대역에 대하여는 CQI를 보고할 필요가 없을 수 있다. 채널 품질이 낮아 송신 에러가 나타날 확률이 높기 때문이다. CQI를 귀환시키는 목적은 기지국이 스케줄링하기 위함이고 스케줄링을 위해서는 높은 CQI를 가진 주파수 대역을 선택하는 것이 효율적이기 때문이다. 채널 품질이 일정 수준 이상인 서브 주파수 대역에 대해서만 CQI를 보고하여 귀환에 따른 오버헤드를 줄인다.
두번째 CQI 레벨 수부터는 요구되는 최저 채널 품질에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 본 발명에서는 귀환되는 서브 주파수 대역별로 귀환되는 CQI별로 CQI 레벨의 수를 점차 감소시켜 귀환에 따른 오버헤드를 줄인다.
서브 주파수 대역별로 CQI 레벨 수를 달리 하는 정도는 다양하게 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 차등 CQI 레벨을 나타내는 비트 수는 기지국에서 단말로 송신할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국은 요구되는 채널 품질에 대해 설정값을 단말로 보내고, 단말이 상기 설정값에 따라 차등 CQI 레벨을 나타내는 비트 수를 조절할 수 있다.
각 서브 주파수 대역 별로 CQI 레벨을 나타내는 비트 수는 고정될 수 있지만, 채널 상태에 따라 적응적으로 조절될 수도 있다.
한편, 세번째 CQI 값은 제2 서브 주파수 대역의 CQI에서 제3 서브 주파수 대역의 CQI를 차등하여 구한다. 세번째 CQI 값은 차등값이 되고, 이 값이 제3 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI가 된다.
세번째 CQI을 나타내는 CQI 레벨 수는 기준이 되는 첫번째 CQI의 CQI 레벨 수보다 작을 수 있다. 예를 들어, 세번째 CQI 보고를 위해 3비트를 사용한다고 한 다. 이 경우 23= 8로 8 레벨의 CQI를 표현할 수 있다. 제3 주파수 대역의 CQI 값은 14dB이므로 이는 제2 주파수 대역의 CQI와 3만큼 차이가 나고, 이에 대응하는 CQI 레벨은 '011'이다. 세번째 CQI로 '010'이 기지국으로 귀환된다. 두번째 CQI 값과 마찬가지로 세번째 CQI 레벨의 상위 7 레벨에 대해서는 차등값을 나타내지만 세번째 CQI 값이 상위 7 레벨보다 낮은 경우 미리 설정된 값을 준다. 만약 세번째 CQI가 미리 설정된 값을 가질 경우 차후의 서브 주파수 대역의 CQI에 대하여 귀환을 중지하고 더 이상 기지국으로 귀환시키지 않을 수 있다.
네번째 CQI 값은 제3 서브 주파수 대역의 CQI에서 제4 서브 주파수 대역의 CQI를 차등하여 구한다. 네번째 CQI 값은 차등값이 되고, 이 값이 제4 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI가 된다.
네번째 CQI을 나타내는 CQI 레벨 수는 기준이 되는 첫번째 CQI의 CQI 레벨 수보다 작을 수 있다. 예를 들어, 네번째 CQI 보고를 위해 3비트를 사용한다고 한다. 이 경우 23= 8로 8 레벨의 CQI를 표현할 수 있다. 제4 주파수 대역의 CQI 값은 4dB이므로 이는 제3 주파수 대역의 CQI와 10만큼 차이가 나고, 이에 대응하는 CQI 레벨은 '111'이다. 네번째 CQI로 '111'이 기지국으로 귀환된다. 두번째 CQI 값과 마찬가지로 세번째 CQI 레벨의 상위 7 레벨에 대해서는 차등값을 나타내지만 세번째 CQI 값이 상위 7 레벨보다 낮은 경우 미리 설정된 값을 준다. 만약 세번째 CQI가 미리 설정된 값을 가질 경우 차후의 서브 주파수 대역의 CQI에 대하여 귀환을 중지하고 더 이상 기지국으로 귀환시키지 않을 수 있다.
제4 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI인 네번째 CQI가 미리 설정된 값(가장 낮은 CQI 레벨)을 송신하므로 이하의 제5 서브 주파수 대역의 CQI는 송신하지 않는다. 제5 서브 주파수 대역은 하향링크 채널로 적합하지 않을 가능성이 높고, 기지국은 수신한 제1 내지 제4 서브 주파수 대역의 CQI에 대해 타 단말과의 관계를 고려하여 적합한 주파수 대역을 선정하고 기타 파워 레벨이나 송신율 등을 결정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 품질 정보 귀환 방법의 효과에 대해 정성적으로 구한다. N개의 서브 주파수 밴드를 나타내기 위한 비트 수를 k, CQI 레벨을 나타내기 위한 비트 수를 m, 코드률(code rate)을 r이라 할 때 일반적으로 모든 서브 주파수 대역에 대한 CQI를 송신하는 데 필요한 비트 수 M는 다음 수학식 1과 같다.
Figure 112006080657130-pat00001
만약, 5개의 서브 주파수 대역이 있다면 k=3(23=8)이고, 32 레벨을 나타내기 위해 m=5(25=32)이고, 코드률 r=1/6이라 하자. 이 경우 실제 필요한 비트 수 M=(3+5)×5×6 = 240 비트이다.
만약 도 6의 실시예와 같이 제1 서브 주파수 대역에는 32 CQI 레벨을 사용하고 나머지 4개의 서브 주파수 대역에는 8 CQI 레벨을 사용한다면 실제 필요한 비트 수는 M = {(3+5)+(3+3)*4}×6 = 192 비트이다. 약 20% 정도의 성능 향상이 있다. 이는 제5 서브 주파수 대역에 대한 CQI를 포함한 예이다. 만약 기준 CQI보다 낮은 CQI를 갖는 제5 서브 주파수 대역에 대한 CQI를 귀환시키지 않는 경우 필요한 비트 수 M = {(3+5)+(3+3)*3}×6 = 156 비트이다. 약 35% 정도의 성능 향상이 있다.
본 발명에서는 첫번째 CQI는 전체(full) CQI 값을 보내지만 두번째 이상의 CQI는 이전 CQI와의 차이값만을 귀환한다. 귀환되는 비트 수를 줄여 귀환에 따른 오버 헤드를 줄인다. 또한, 설정값보다 나쁜 채널 품질을 갖는 CQI는 스케줄링 값에서 제외하여 불필요한 스케줄링을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 품질 정보 귀환 방법을 나타내는 예시도이다.
도 7을 참조하면, 도 6의 실시예와 달리 CQI 레벨을 나타내는 비트 수를 채널 품질이 낮은 서브 주파수 대역으로 갈수록 줄인다. 즉 채널 품질이 낮은 서브 주파수 대역일수록 CQI 레벨의 수를 순차적으로 줄인다.
먼저, 도 5에 나타난 바와 같이 가장 좌측의 서브 주파수 대역부터 우측으로 측정된 CQI 값을 각각 14dB, 19dB, 17dB, 4dB, -5dB라 하자. 이 경우 기준이 되는 기준 서브 주파수 대역은 CQI 값이 가장 높은 19dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB2)이 된다. 기준 서브 주파수 대역을 제1 서브 주파수 대역이라 한다. 그 다음 높은 CQI 순서에 따라 17dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB3)이 제2 서브 주파수 대역이 되고, 14dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB1)이 제3 서브 주파수 대역이 되고, 4dB를 갖는 서브 주파수 대역(SB4)이 제4 서브 주파수 대역이 되고, 마지막으로 -5dB를 갖 는 서브 주파수 대역(SB5)이 제5 서브 주파수 대역이 된다.
첫번째 CQI는 제1 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI이다. 첫번째 CQI는 전체(full) CQI 값으로 보낸다. 첫번째 CQI 보고를 위한 CQI 레벨로 5비트를 사용한다고 한다. 이 경우 25= 32로 32 레벨의 CQI를 표현할 수 있다. CQI 레벨은 기지국과 단말이 모두 알고 있는 CQI 값이 지정되는 인덱스이다. 기준 서브 주파수 대역의 CQI는 19dB이므로, 첫번째 CQI 값은 이에 대응하는 CQI 레벨인 '00110'이다. 첫번째 CQI로 '00110'이 기지국으로 귀환된다.
이어서, 첫번째 CQI 값 이후의 두번째 CQI 값부터는 이전 CQI 값을 순차적으로 차등하여 구한다. 두번째 CQI는 제1 서브 주파수 대역의 CQI에서 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 차등하여 구한다. 두번째 CQI 값은 차등값이 되고, 이 값이 제2 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI가 된다.
두번째 CQI을 나타내는 CQI 레벨 수는 기준이 되는 첫번째 CQI의 CQI 레벨 t수보다 작을 수 있다. 즉 제1 서브 주파수 대역의 CQI를 나타내는 비트 수보다 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 나타내는 비트 수가 더 작을 수 있다. 예를 들어, 두번째 CQI 보고를 위해 3비트를 사용한다고 한다. 이 경우 23= 8로 8 레벨의 CQI를 표현할 수 있다. 제2 서브 주파수 대역의 CQI 값은 17dB이므로 이는 제1 서브 주파수 대역의 CQI와 2만큼 차이가 나고, 이에 대응하는 CQI 레벨은 '010'이다. 두번째 CQI로 '010'이 기지국으로 귀환된다.
세번째 CQI 값은 제2 서브 주파수 대역의 CQI에서 제3 서브 주파수 대역의 CQI를 차등하여 구한다. 세번째 CQI 값은 차등값이 되고, 이 값이 제3 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI가 된다. 세번째 CQI을 나타내는 CQI 레벨 수는 이전 CQI의 CQI 레벨 수보다 작을 수 있다. 즉, 보다 나중에 귀환되는 서브 주파수 대역의 CQI에 대해서는 CQI 레벨 수를 작게 할 수 있다. 낮은 CQI로 내려갈수록 기지국에서 선택할 수 있는 CQI 범위가 줄어들기 때문이다.
예를 들어, 세번째 CQI 보고를 위해 2비트를 사용한다고 한다. 이 경우 22= 4로 4 레벨의 CQI를 표현할 수 있다. 제3 주파수 대역의 CQI 값은 14dB이므로 이는 제2 주파수 대역의 CQI와 3만큼 차이가 나고, 이에 대응하는 CQI 레벨은 '11'이다. 세번째 CQI로 '11'이 기지국으로 귀환된다. 세번째 CQI 레벨의 상위 3 레벨에 대해서는 차등값을 나타내지만, 세번째 CQI 값이 상위 3 레벨보다 낮은 경우 미리 설정된 값을 준다. 즉 제3 서브 주파수 대역의 CQI 값이 제2 서브 주파수 대역의 CQI 값보다 (t3-1) 이상 차이가 날 경우 세번째 CQI 값을 '11'로 한다. 여기서, t3는 세번째 CQI 레벨이 표현할 수 있는 수이다. 만약 세번째 CQI 레벨이 '11'인 경우 차후의 서브 주파수 대역의 CQI에 대하여 귀환을 중지하고 더 이상 기지국으로 귀환시키지 않을 수 있다.
따라서, 제4 서브 주파수 대역과 제5 서브 주파수 대역에 대해서는 CQI를 귀환시키지 않는다. 즉 제3 서브 주파수 대역에 대해 귀환되는 CQI인 세번째 CQI가 가장 낮은 CQI 레벨을 송신하므로 이하의 제4 서브 주파수 대역의 CQI는 송신하지 않는다.
채널 품질이 나쁠수록 서브 주파수 대역의 CQI 레벨 수를 줄이고, 또한 할당된 수의 CQI 레벨을 벗어나는 CQI를 가질 경우, 소정 값을 귀환시키고 이후의 서브 주파수 대역의 CQI 귀환을 중지시킨다. 따라서 CQI 귀환으로 인한 오버 헤드를 줄일 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 다수의 서브 주파수 대역에 대해 서로 다른 CQI 레벨 수를 갖는 CQI를 귀환시켜 귀환에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한, 일정 수준 이하의 채널 품질을 갖는 서브 주파수 대역에 대하여는 채널 품질 정보의 귀환을 중지하여 귀환에 따른 상향링크의 용량 저하를 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 다수의 서브 주파수 대역들을 포함하는 주파수 대역을 갖는 무선통신 시스템에서 단말의 채널 품질 정보 귀환 방법에 있어서,
    상기 서브 주파수 대역들 중 채널 품질 정보(channel quality information: CQI)가 가장 높은 제1 서브 주파수 대역을 선택하고, 선택된 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI를 다수의 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI 레벨 중 하나로 나타내는 단계;
    상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI보다 낮은 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 상기 제1 주파수 대역의 CQI 레벨 수보다 적은 수의 CQI 레벨 중 하나로 나타내는 단계;
    상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI를 기지국으로 송신하는 단계; 및
    상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 채널 품질 정보 귀환 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI는 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI에 대해 차등값인 채널 품질 정보 귀환 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI 보다 낮은 제3 서브 주파수 대역의 CQI를 상기 제2 주파수 대역의 CQI 레벨 수보다 적은 수의 CQI 레벨 중 하나로 나타내는 단계; 및
    상기 제3 서브 주파수 대역의 CQI를 송신하는 단계를 더 포함하는 채널 품질 정보 귀환 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제3 서브 주파수 대역의 CQI는 상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI에 대해 차등값인 채널 품질 정보 귀환 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 나타내는 단계는
    상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI가 소정 범위를 벗어나는 경우 상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 소정 값으로 하는 채널 품질 정보 귀환 방법.
  6. 다수의 서브 주파수 대역들을 포함하는 주파수 대역을 갖는 무선통신 시스템에서 기지국으로 채널 품질 정보를 귀환하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 수신하는 수신기;
    무선 신호를 전송하는 송신기; 및
    상기 수신기 및 상기 송신기를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 서브 주파수 대역들 중 채널 품질 정보(channel quality information: CQI)가 가장 높은 제1 서브 주파수 대역을 선택하고, 선택된 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI를 다수의 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI 레벨 중 하나로 나타내고, 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI보다 낮은 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 상기 제1 주파수 대역의 CQI 레벨 수보다 적은 수의 CQI 레벨 중 하나로 나타내고, 상기 제1 서브 주파수 대역의 CQI 및 상기 제2 서브 주파수 대역의 CQI를 상기 송신기를 통해 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 단말.
  7. 삭제
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