KR100985258B1

KR100985258B1 - Ｃｄｍａ 시스템에서 전력 제어를 위한 채널 품질 피드백

Info

Publication number: KR100985258B1
Application number: KR1020047013269A
Authority: KR
Inventors: 에드워드지. 주니어 타이드만; 슈타인에이. 룬드비
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2010-10-04
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: EP2200381A2; JP2009189017A; JP5420269B2; KR20040088547A; EP1481494A1; JP2005525730A; DE60311966D1; EP1783927A2; DE60311966T2; US20030161285A1; EP1783927A3; CA2477279A1; ATE354888T1; US20080130613A1; CN1647414A; CN100407588C; TW200305318A; AU2003213213A1; US7986672B2; TWI270264B

Abstract

본 발명은 송신기(32, 34)에 링크 품질 피드백을 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서, 주기적인 링크 품질 메시지는 게이트된 채널에 전송되고, 동시에 연속적인 차분 표시자들이 전송된다. 품질 메시지들 사이에서 상기 차분 표시자들은 링크의 품질을 추적한다. 일 실시예에서는, 패리티 체크가 품질 메시지에 제공된다. 다른 실시예에서는, 품질 메시지들의 전송 주파수가 채널 품질에 의해 결정된다. 수신기가 전송의 수신을 예상했을 때, 품질 메시지들이 생성되고, 그렇지 않다면, 품질 메시지들이 중지된다.

Description

ＣＤＭＡ 시스템에서 전력 제어를 위한 채널 품질 피드백{CHANNEL QUALITY FEEDBACK FOR POWER CONTROL IN A CDMA SYSTEM}

본 발명의 방법 및 장치는 전반적으로 통신에 관한 것으로서, 더 상세하게는 무선 통신 시스템에서의 채널 품질 피드백을 제공하는 것에 관한 것이다.

무선 통신 기술을 통해 이용 가능한 서비스의 확장 및 무선 데이터 전송에 대한 요구가 증가함에 따라 음성 및 데이터 서비스들을 처리할 수 있는 시스템들의 개발이 이루어지고 있다. 이러한 두 서비스들의 여러 요구들을 처리하도록 설계된 한 스펙트럼 확산 시스템으로는 "TIA/EIA/IS-2000 Standards for cdma2000 Spread Spectrum Systems"에 명시되어 있으면서 cdma2000으로 지칭되는 코드 분할 다중 액세스(CDMA)가 있다. cdma2000뿐만 아니라 다른 타입의 음성 및 데이터 시스템들에 대한 개선 방안 또한 개발 중에 있다.

전송되는 데이터의 양 및 전송 횟수가 증가함에 따라, 무선 전송을 위한 제한된 대역폭이 중요한 자원이 되었다. 따라서, 이용 가능한 대역폭의 사용을 최적화시키는 통신 시스템에서 정보를 전송하는 효율적이면서 정확한 방법이 요구되고 있다.

본 명세서에 개시된 실시예들은 통신 링크의 링크 품질을 반복해서 측정하기 위한 품질 측정 유닛과 상기 측정된 링크 품질의 변동을 판단하기 위한 차분 분석기(differential analyzer)를 구비하는 원격국 장치를 제공함으로써 상술된 요구들을 해결한다. 무선 통신 시스템에서 전력 제어를 위해 사용되는 피드백 정보의 전송을 감소시키고 그리고/또는 데이터 전송을 스케줄링하는 방법을 제공함으로써, 본 발명은 전송 자원들을 효율적으로 할당하는 유동적인 방법을 제공한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 다이어그램.

도 2는 무선 통신 시스템에서 역방향 채널 구조의 다이어그램.

도 3A는 무선 통신 시스템에서 원격국의 다이어그램.

도 3B는 무선 시스템에서 원격국으로부터 링크 품질 피드백을 생성하기 위한 방법의 흐름도.

도 3C는 무선 시스템에서 링크 피드백을 기지국에서 처리하기 위한 방법의 흐름도.

도 3D는 무선 시스템에서의 링크 품질 피드백을 도시하는 타이밍도.

도 4는 무선 품질 메시지를 갖는 차분 표시자를 제공하는 전력 제어 방법의 흐름도.

도 5는 링크 품질 피드백 정보를 처리하기 위한 방법의 흐름도.

도 6은 링크 품질 메시지를 전송하기 위한 방법의 흐름도.

도 7은 링크 품질 피드백 정보를 처리하기 위한 방법의 흐름도.

본 명세서에서 "예시적인"이란 단어는 단지 "일례, 경우, 또는 예시로서 제공된다는 것"을 의미하도록 사용된다. "예시적인 것"으로서 본 명세서에서 설명되는 임의의 실시예는 반드시 다른 실시예들보다 바람직하거나 유리한 것으로서 해석될 필요는 없다.

cdma2000 시스템과 같은 스펙트럼-확산 무선 통신 시스템에서는, 여러 사용자가 동시에 동일한 대역폭으로 트랜시버, 종종 기지국에 전송한다. 기지국은 무선 채널이나 예컨대 광섬유나 동축케이블을 사용하는 유선 채널을 통해서 통신하는 임의의 데이터 장치일 수 있다. 사용자는 PC 카드, 콤팩트 플래시, 외장 또는 내장 모뎀, 또는 무선 또는 유선 전화기를 포함하는 다양한 이동 및/또는 고정 장치들 중 임의의 장치일 수 있는데, 반드시 그러한 것들로 제한되는 것은 아니다. 사용자는 원격국으로도 지칭된다. 대안적인 스펙트럼-확산 시스템들은 패킷-교환 데이터 서비스들을 위한 시스템, 광대역-CDMA, W-CDMA, 3GPP(Third Generation Partnership Project)에 의해 명시된 바와 같은 시스템들, 3GPP TWO(3GPP2)에 의해 명시된 바와 같은 음성 및 데이터 시스템들을 포함한다.

사용자가 신호를 트랜시버에 보낼 수 있도록 하는 통신 링크는 역방향 링크(RL)로 지칭된다. 트랜시버가 신호를 사용자에게 보낼 수 있도록 하는 통신 링크는 순방향 링크(FL)로 지칭된다. 각각의 사용자가 기지국에 전송하고 또한 기지국으로부터 수신할 때, 다른 사용자들도 동시에 상기 기지국과 통신한다. FL 및/또는 RL을 통한 각각의 사용자들의 전송은 다른 사용자들에게 간섭을 유발한다. 수신된 신호들에서 간섭을 극복하기 위해, 복조기는 비트 에너지 대 간섭 전력 스펙트럼 밀도의 충분한 비율(E_b/N_o)을 유지하려 하고, 그로 인해 용인 가능한 에러 확률로 신호를 복조할 수 있다. 전력 제어(PC)는 순방향 링크(FL) 및 역방향 링크(RL) 중 어느 하나 또는 둘 다의 송신기 전력을 정해진 에러 기준을 충족시키도록 조정하는 처리이다. 이상적으로는, 상기 전력 제어는 적어도 지정된 수신기에서 필요한 최소 E_b/N_o를 획득하기 위해 송신기 전력(들)을 조정한다. 또한, 어떠한 송신기도 상기 최소 E_b/N_o 이상의 E_b/N_o을 사용하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 사실은 전력 제어 처리를 통해 이루어지는 한 사용자에 대한 임의의 이점이 임의의 다른 사용자에게 불필요한 피해를 주지 않는 것을 보장한다.

전력 제어는 각각의 송신기가 다른 사용자들에게 최소의 간섭 크기만을 유발하도록 함으로써 처리 이득을 증가시키는 것을 보장하여 시스템 용량에 영향을 준다. 처리 이득은 전송 대역폭(W) 대 데이터 레이트(R)의 비율이다. E_b/N_o 대 W/R의 비율은 신호-대-잡음비(SNR)에 대응한다. 처리 이득은 다른 사용자들로부터의 유한한 간섭 크기, 즉 총 잡음을 극복한다. 그러므로 시스템 용량은 처리 이득 및 SNR에 비례한다. 데이터에 있어서, 피드백 정보는 링크 품질 측정치로서 수신기로부터 송신기에 제공된다. 피드백은 이상적으로는 낮은 레이턴시를 갖는 고속 전송의 피드백이다.

전력 제어는 시스템으로 하여금 지리적인 상황 및 이동 속도를 포함한 환경(그러나, 그러한 것들로 제한되지는 않음) 내에서의 변하는 상황들에 적응할 수 있게 한다. 상기 변하는 상황들은 통신 링크의 품질에 영향을 주기 때문에, 전송 파라미터들은 상기 변동들에 순응하도록 조정된다. 이러한 프로세스는 링크 적응으로 지칭된다. 링크 적응이 가능한 정확하고 빠르게 시스템의 상황(들)을 추적하는 것이 바람직하다.

일 실시예에 따르면, 링크 적응은 통신 링크의 품질에 의해서 제어되는데, 여기서 링크의 SNR은 링크를 평가하기 위한 품질 메트릭(quality metric)을 제공한다. 링크의 SNR은 수신기에서 반송파-대-간섭(C/I)의 함수로서 측정될 수 있다. 음성 통신에 있어서는, 품질 메트릭 C/I가 송신기에 전력을 증가시키거나 감소시킬 것을 명령하는 전력 제어 명령들을 제공하기 위해서 사용될 수 있다. "TIA-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification", 3GPP, 및 3GPP2에 명시된 HDR 시스템과 같은 패킷 데이터 통신에 있어서, 데이터 통신들은 여러 사용자 사이에서 스케줄링되고, 여기서 임의의 정해진 시간에는, 단지 한 명의 사용자만이 액세스 네트워크나 기지국으로부터 데이터를 수신한다. 패킷-교환 데이터 시스템에서는, SNR 및/또는 C/I와 같은 품질 메트릭 측정치가 데이터 통신들의 적합한 데이터 레이트 결정, 인코딩, 변조 및 스케줄링하는데 있어서 기지국이나 액세스 네트워크 송신기에 유효한 정보를 제공한다. 그러므로 원격국으로부터 기지국에 품질 메트릭을 효율적으로 제공하는 것이 유리하다.

채널 품질 정보의 피드백과 연관된 한가지 단점은 역방향 링크(또는 피드백이 제공되는 다른 링크) 상에서의 증가한 전송 부하이다. 일례로, 역방향 링크 상에서의 품질 피드백 정보는 음성 통화와 거의 동일한 역방향 링크 부하를 유발할 수 있는데, 그 이유는 상기 피드백 정보가 음성 통화만큼이나 많은 전력을 사용할 수 있기 때문이다.

품질 피드백 메시지는 정해진 시스템의 요구들에 의해서 결정된다. 일례로, 저-레이턴시 시스템으로 지칭되는 음성 전송 시스템에서는, 품질 메시지가 측정된 C/I 및/또는 그것의 함수일 수 있는 반면에, HDR 시스템이나 다른 데이터 전송 시스템에서는, 품질 메시지는 데이터 레이트 제어(DRC) 표시자일 수 있는데, 여기서 상기 DRC는 특정 전송 데이터 레이트에 대한 요구로서 역방향 링크를 통해 제공된다. 일 실시예에서, 품질 메시지는 초당 800번 전송됨으로써 4000 bps 레이트를 유도하는 5-비트 표시자이다. 5-비트 표시자를 전송하기 위한 역방향 링크 상에서의 총체적인 부하는 음성 트래픽 채널의 총 부하와 거의 같다. 비록 C/I 또는 DRC와 같은 품질 메시지의 직접적인 전송이 더 큰 부하를 초래할지라도, 품질 메시지는 채널 상태의 정확한 모니터링을 제공하기 때문에 바람직하다. 각각의 품질 메시지는 독립적이며, 송신기로 하여금 내역 정보(historical information)에 의지하지 않고도 전송을 결정할 수 있도록 한다.

cdma2000 타입이 시스템에서, 수신기는 C/I 값과 같은 채널 품질 표시자를 효과적으로 제공하는 슬롯당 전력 제어 메커니즘을 제공한다. 상기 슬롯당 전력 제어 메커니즘은 트래픽 채널을 통해 정확하게 전송되는 전력에 응답하여 조정된다. 상기 전력 제어 메커니즘은 통상적으로 전력 제어 비트로서 지칭되는 1비트 표시자이고, 일 실시예에서, 하이 극성 전력 제어 비트(high polarity power control bit)는 "전력 증가" 명령에 대응하고, 로우(low) 극성 전력 제어 비트는 "전력 감소" 명령에 대응한다. 만약 전력 제어 메커니즘에 비트 에러가 있다면, 트래픽 채널 전력은 부정확할 것이다. 즉, 링크에 대한 전송 전력은 잘못된 방향으로 조정될 것이고, 결국은 너무 크거나 너무 작은 전송 전력을 유발할 것이다. cdma2000에서는, 품질 정보가 전력 제어 비트들로부터 유도될 수 있다. 일례로, 전송 전력이 원하는 동작 포인트로 조정되었을 때, 전력 제어 비트 값들은 연속적인 슬롯들에서 교번(alternate)하는 것으로 예상되는데, 즉, 업, 다운, 업, 다운 방식으로 교번하는 것으로 예상된다. 만약, 일례로, 역방향 링크에 디코드 에러가 있다면, MS는 SNR을 측정한 후 부정확한 명령을 전송한다. 상기 부정확한 명령에 대한 응답은 링크의 품질을 떨어뜨리기 쉬울 것이고, 따라서 그 다음의 정확한 전력 제어 명령이 에러 수신된 이전 명령을 정정해야 한다.

본 발명은 수신기로부터 송신기에 채널 품질 정보를 제공하기 위한 품질 메시지의 사용을 개선한다. 품질 메시지란 용어는 C/I 값과 같은 품질 표시자와 또한 위에서 설명된 전력 제어 메커니즘과 같은 간접 표시자의 직접적인 전송을 포함한다. 품질 메시지는 정해진 시스템의 요구들 및/또는 동작에 따라 선택되며 동적으로 조정된다.

제 1 양상에 따르면, 품질 메시지는 역방향 링크 부하를 감소시키기 위해서 주기적으로 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 수신기는 예컨대 5-비트 C/I 측정치와 같은 품질 메시지를 주기적으로 전송한다. 상기 주기적인 전송은 지정된 슬롯들 동안에 제공된다. 품질 메시지가 전송되지 않는 다른 슬롯들 동안에는, 수신기가 차분 표시자를 전송할 수 있다. 상기 차분 표시자는 품질 메시지의 변동을 나타내기 위해 사용되는 단문 메시지이다. 차분 표시자는 1 비트/슬롯 표시자일 수 있지만, 일반적으로는 각각의 품질 메시지 전송 중간에 몇 차례 전송된다. 일 실시예에 따르면, 5-비트 C/I 피드백과 같은 품질 메시지와 함께, 수신기는 1 비트/슬롯 업-다운 전력 제어 비트를 또한 전송하는데, 즉, 품질 메시지를 전송하는 슬롯을 포함해서 매 슬롯 동안에 전송한다. 품질 메시지와 차분 표시자 둘 모두를 제공함으로써 자주 업데이트된 채널 상태 정보를 송신기에 제공한다.

다른 실시예에 따르면, 전력 제어 메커니즘은 사용되지 않고, 따라서, 전력 제어 비트를 위해 할당되는 비트/슬롯이 차분 표시자를 전송하기 위해 사용된다. 대안적인 실시예에서, 전력 제어 비트를 위해 할당되는 비트/슬롯은 품질 메시지를 위한 패리티 체크 비트로서 사용됨으로써 송신기로 하여금 품질 메시지가 에러인지 여부를 더 잘 판단할 수 있게 한다.

다른 양상은 수신기가 데이터 수신을 예상하고 품질 메시지를 전송하는 시스템을 제공한다. 수신기는 송신기가 데이터를 전송할 때를 예상하며, 품질 메시지의 전송을 위한 레이트를 조정한다. 일례로, 수신기는 정해진 시간 윈도에 걸쳐 C/I의 편차를 추정할 수 있다. 만약 현재 C/I가 미리 결정된 임계치 위에 있다면, 수신기는 명시 C/I(explicit C/I)를 더욱더 자주 전송한다. 현재 C/I가 임계치 아래에 있다면, 수신기는 품질 메시지를보다 덜 자주 전송한다.

수신기로부터 송신기로 품질 메시지들을 제공하는 무선 통신 시스템들의 일 실시예가 도 1과 관련하여 설명되는데, 도 1은 무선 통신 시스템(20)을 도시한다. 시스템(20)은 음성 및 데이터를 전송할 수 있는 스펙트럼 확산 CDMA 시스템이다. 시스템(20)은 두 세그먼트, 즉 유선 서브시스템 및 무선 서브시스템을 구비한다. 유선 서브시스템은 PSTN(Public Switched Telephone Network;26) 및 인터넷(22)이다. 유선 서브시스템의 인터넷(22) 부분은 IWF(Inter-Working Function Internet; 24)를 통해 무선 서브시스템과 인터페이스한다. 데이터 통신에 대한 이전의 증가하는 요구는 통상적으로 인터넷과 연관되며, 그로 인해 이용 가능한 데이터로의 액세스의 용이성과 연관된다. 그러나 비디오 및 오디오 애플리케이션들을 개선함으로써 전송 대역폭에 대한 요구가 증가하였다.

유선 서브시스템은 계측 유닛, 비디오 유닛 등과 같은 다른 모듈들을 포함할 수 있지만 반드시 그러한 것들로 제한되지는 않는다. 무선 서브시스템은 기지국 서브시스템을 포함하는데, 상기 기지국 서브시스템은 이동 스위칭 센터(MSC;28), 기지국 제어기(BSC;30), 기지국 트랜시버국(들)(BTS(s);32, 34), 및 이동국(들)(MS(s);36, 38)을 포함한다. MSC(28)는 무선 서브시스템 및 유선 서브시스템 사이의 인터페이스이다. 그것은 여러 무선 장치에 통신하는 스위치이다. BSC(30)는 하나 이상의 BTS(들)(32, 34)에 대한 제어 및 관리 시스템이다. BSC(30)는 BTS(들)(32, 34) 및 MSC(28)과 메시지들을 교환한다. BTS(들)(32, 34) 각각은 동일 위치에 배치되는 하나 이상의 트랜시버들로 구성된다. BTS(들)(32, 34) 각각은 네트워크 측 상에서의 무선 경로를 종료한다. BTS(들)(32, 34)은 BSC(30)와 동일 위치에 있을 수 있거나 독립적으로 위치될 수 있다.

시스템(20)은 BTS(들)(32, 34)와 MS(들)(36, 38) 사이에 무선 에어 인터페이스 물리 채널들(40, 42)을 포함한다. 물리 채널들(40, 42)은 디지털 코딩 및 RF 특징들을 통해 설명되는 통신 경로들이다.

위에서 설명된 바와 같이, FL은 BTS(들)(32, 34) 중 하나로부터 MS(들)(36, 38) 중 하나로의 전송을 위한 통신 링크로서 정의된다. RL은 MS(들)(36, 38) 중 하나로부터 BTS(들)(32, 34) 중 하나로의 전송을 위한 통신 링크로서 정의된다. 일 실시예에 따르면, 시스템(20) 내에서의 전력 제어는 RL 및 FL 양쪽 모두를 위한 전송 전력을 제어하는 것을 포함한다. 역방향 개방 루프 전력 제어, 역방향 폐루프 전력 제어, 순방향 폐루프 전력 제어 등을 포함해서 여러 전력 제어 메커니즘들이 시스템(20)에서 FL 및 RL에 적용될 수 있다. 역방향 개방 루프 전력 제어는 MS(들)(36, 38)의 최초 액세스 채널 전송 전력을 조정하며, RL의 경로 손실 감쇄의 편차를 보상한다. RL은 두 타입의 코드 채널들, 즉 트래픽 채널(들) 및 액세스 채널(들)을 사용한다.

도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 시스템(20)의 RL에 대한 구조를 도시한다. RL 또는 역방향 채널은 두 타입의 논리 채널들, 즉 액세스 및 트래픽 채널들을 포함한다. 각각의 논리 채널은 BTS(들)(32, 34) 또는 MS(들)(36, 38) 중 어느 하나의 프로토콜 계층들 내에서의 통신 경로이다. 정보는 사용자들의 수, 전송 타입, 전송 방향 등과 같은 기준에 근거하여 논리 채널 상에서 그룹화된다. 논리 채널 상의 정보는 결국 하나 이상의 물리 채널들을 통해 운송된다. 논리 채널과 물리 채널 사이에는 매핑들이 규정된다. 이러한 매핑들은 영구불변적일 수 있거나 정해진 통신 지속기간 동안에만 규정될 수 있다.

데이터 서비스들에 있어서 원격국은 액세스 단말(AT)로서 지칭될 수 있고, 상기 AT는 사용자에게 데이터 접속을 제공하는 장치라는 것을 주시하자. AT는 랩톱 개인용 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치에 접속될 수 있거나, PDA와 같은 독립식 데이터 장치일 수 있다. 또한, 기지국은 액세스 네트워크(AN)로서 지칭될 수 있는데, 여기서 AN은 인터넷과 같은 패킷 교환 데이터 네트워크와 적어도 하나의 AT간의 데이터 접속을 제공하는 네트워크 설비장치이다. 역방향 액세스 채널은 어떠한 트래픽 채널도 할당되지 않을 때 AN과 통신하기 위해서 AT들에 의해 사용된다.

도 2를 계속 참조하면, 트래픽 채널은 세 개의 논리 채널들, 즉 차분 표시자, 링크 품질 표시자, 및 데이터를 포함한다. 링크 품질 표시자는 FL 파일럿 채널의 품질 측정치를 제공한다. 일 실시예는 링크 품질 메트릭으로서 반송파-대-간섭(C/I)을 사용하는데, 여기서 원격국은 미리 결정된 주기를 갖는 다중 인스턴스들에 대해 FL 파일럿 채널의 C/I를 측정한다. 링크 품질 표시자는 RL을 통한 기지국으로의 주기적인 전송을 위해 인코딩된다. 상기 인코딩은 커버(cover)의 적용을 포함할 수 있는데, 여기서 상기 적용된 특정 커버는 측정된 파일럿 신호의 섹터에 대응한다. 상기 인코딩된 링크 품질 표시자는 "품질 메시지"로서 지칭된다. 대안적인 실시예들이 링크 품질 표시자를 결정하는 다른 수단을 구현할 수 있으며, 링크 품질에 대응하는 다른 메트릭들을 구현할 수 있다. 게다가, 품질 메트릭 측정치들은 다른 수신 신호들에 적용될 수 있다. C/I 측정치는 종종 dB 단위로 표현된다.

예시적인 실시예에서는, 링크 품질 메시지가 주기적으로 결정되어 전송되는데, 이는 RL 상에서의 이용 가능한 대역폭에 대한 임의의 영향을 감소시키고 또한 FL 상에서의 열화(degradation)를 방지한다. 일례로, 일 실시예에서 링크 품질 메시지는 20 msec마다 한 번씩 전송된다. 또한, 링크 품질 표시자가 전송되지 않을 때는 차분 표시자가 RL을 통해 기지국에 전송된다. 일 실시예에서, 차분 표시자는 1.25 msec마다 전송된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 트래픽 채널은 차분 표시자 서브-채널을 더 포함한다. 링크 품질 표시자 및 품질 메시지와는 대조적으로, 차분 표시자는 FL 파일럿 채널의 품질에 대한 상대적인 변동의 표시이고, 이는 훨씬 더 자주 전송된다. 차분 표시자를 결정하기 위해서, FL 파일럿 신호의 마지막 계획된 C/I 측정치에 대한 증분 비교가 이루어진다. 상기 비교의 결과는 변동 방향을 나타내는 비트나 비트들로서 전송된다. 일례로, 일 실시예에 따르면, MS는 BTS에 의해 디코딩된 C/I 값의 추정치를 보유한다. C/I 측정치가 이러한 값 아래에 있을 때는, 차분 표시자는 '+'이고, C/I 측정치가 이러한 값 위에 있을 경우에는, 차분 표시자는 '-'이다. 차분 표시자의 값을 결정하기 위해 다른 임계치가 적용될 수 있다. 임계치는 상기 비교 결과에 따라 동적으로 조정될 수 있다. 차분 표시자는 거의 코딩되지 않거나 전혀 코딩되지 않은 채로 전송되며, 따라서 고속의 효율적이면서 낮은 레이턴시를 갖는 피드백 방법을 제공한다. 차분 표시자는 FL의 상태에 관한 연속적인 고속 피드백을 기지국에 제공한다. 상기 피드백은 RL을 통해 전송된다. 통상적으로 C/I 측정치에 대해 반대의 극성을 갖는 전력 제어 명령들과는 대조적으로, 품질 메시지 및 차분 표시자는 C/I 측정치를 추적한다.

차분 표시자를 사용함으로써 전체적인 C/I를 자주 또는 계속해서 전송해야 하는 필요성을 제거하는데, 상기 차분 표시자는 마지막 계획된 값에 대한 증분 비교를 제공한다. 일 실시예에 따른 차분 표시자는 UP(+1dB) 또는 DOWN(-1dB) 표시자이다. 대안적인 실시예에 따르면, 동일 방향으로의 연속적인 스텝들은 첫 번째 UP(+1dB), 두 번째 UP(+2dB) 등과 같이 증가하는 값들을 갖는다. 또 다른 실시예에서는 차분 표시자가 다중 비트들을 포함하는데, 상기 비트들은 변동 방향 및 크기를 나타내기 위해 중요도(significance)를 갖는다. 페이딩 채널은 연속적인 과정이기 때문에, C/I는 연속적인 과정일 것이며 따라서 이러한 차분 시그널링 기술로 추적될 수 있다. 이러한 차분 메시지는 전체 C/I 메시지보다 훨씬 더 작기 때문에, 인코딩, 전송 및 디코딩하는데 있어 시간 덜 소모될 뿐만 아니라 역방향 링크 상에서 보다 적은 에너지가 요구된다. 이는 FL 성능이 향상될 뿐만 아니라 RL 부하가 또한 감소한다는 것을 의미한다. 품질 메시지의 주기적인 전송은 기지국과 원격국 사이의 동기 문제를 방지 및/또는 정정한다. 일례로, 0 dB C/I 측정치에 대응하는 초기 품질 메시지를 갖는 원격국을 고려하자. 원격국은 링크 품질을 계속해서 측정하며 세 개의 차분 표시자들을 전송하기 시작하는데, 상기 차분 표시자 각각은 1 dB 증분에 대응한다. 따라서, 원격국은 3 dB의 계획된 C/I를 계산한다. 기지국은 차분 표시자들 중 두 개를 정확하게 디코딩할 수 있으며, 제 3 차분 표시자 상에 디코드 에러를 가질 수 있다. 따라서, 기지국은 2 dB의 계획된 C/I를 계산한다. 이때에는, 원격국과 기지국은 동기화가 이루어지지 않는다. 인코딩된 품질 메시지의 그 다음 전송은 신뢰성 있는 방식으로 전송되며 동기화 부등(synchronization disparity)을 정정할 것이다. 이러한 방식으로, 품질 메시지는 기지국과 원격국을 재동기화한다. 일 실시예에서, 품질 메시지는 매우 강력한 (5, 24) 블록 코드를 사용하여 인코딩되고, 인터리빙되며 20 ms에 걸쳐 전송된다. 품질 메시지는 차분 표시자들을 피드백하는데 있어 발생할 수 있는 임의의 동기 에러를 정정하기 위해 사용되며, 따라서 품질 메시지는 20 ms와 같이 비교적 큰 레이턴시를 허용할 수 있다.

차분 표시자는 수신기가 송신기에 가장 최근의 채널 상태를 끊임없이 피드백하는 것을 필요로 하는 고속 링크 적응 기술들을 사용하여 무선 통신 시스템들에서 적용될 수 있다. 비록 차분 표시자는 FL을 통한 RL 채널 상태의 피드백에 또한 적용가능하지만, 데이터 서비스들에서, 링크 적응은 통상적으로 순방향 링크 상에서 발생하며, 따라서 예시적인 실시예는 RL 상의 차분 표시자들을 사용하여 FL의 상태에 대한 정보를 기지국에 제공하는 원격국을 도시한다. 이상적으로는, 링크 품질 피드백은 FL 시스템 성능을 최대화하기 위해서 최소 지연을 가지고 종종 발생한다. 차분 표시자를 사용함으로써 RL 상에서의 부하를 감소시키고, 그로 인해 데이터 트래픽을 위해 이용 가능한 RL의 용량을 증가시킨다.

시스템(20)에서 사용하기 위한 원격국(200)의 일부가 도 3A에 도시되어 있다. 원격국(200)은 안테나(들) 및 전처리 필터링부를 구비하는(그러나, 그러한 것들로 제한되지는 않음) 수신 회로(202)를 포함한다. 수신 회로(202)는 FL을 통해 원격국(200)에서 수신되는 신호를 처리하는데, 상기 신호는 파일럿 신호를 포함하지만 상기 파일럿 신호로 제한되지는 않는다. 수신 회로(202)는 파일럿 신호의 품질 메트릭 측정치를 결정하는 품질 측정 유닛(204)에 연결된다. 예시적인 실시예에서, 품질 측정 유닛(204)은 수신된 FL 파일럿 신호의 C/I를 측정한다. 품질 메트릭 측정치(cur_C_I)가 차분 분석기(206)에 제공된다. 차분 분석기(206)는 미리 결정된 품질 메시지 기간(T_MESSAGE)에 응답한다. 각각의 품질 메시지 기간 내에, 차분 분석기(206)는 품질 메시지를 형성하기 위한 추가 처리를 위해 링크 품질 표시자로서 하나의 계획된 C/I 측정치(proj_C_I)를 제공한다. 상기 추가 프로세스는 상기 측정된 파일럿 신호의 전송 섹터를 나타내는 통신가능영역의 적용을 포함해서 링크 품질 표시자를 인코딩하는 것을 포함한다. 나머지 기간 동안에, 품질 측정 유닛(204)은 연속적인 C/I 측정치들을 차분 분석기(206)에 제공한다.

도 3A를 계속해 참조하면, 각각의 시간 기간(T_MESSAGE) 동안에, 품질 메시지는 한번 생성되고, 여러 차분 표시자들이 생성되는데, 여기서 각각의 생성된 차분 표시자는 "diff"로서 지칭된다. 품질 메시지 및 차분 표시자는 상이한 속도로 생성된다는 것을 주시하자. 도 3A에 도시된 바와 같이, 차분 분석기(206)는 차분 표시자 생성 속도를 제어하는 입력 신호(T_DIFF)를 또한 수신한다. 상기 계획된 C/I는 품질 메시지 처리 유닛(208)에 제공되는데, 상기 품질 메시지는 상기 계획된 C/I에 근거하여 생성된다. 마찬가지로, 차분 표시자는 차분 표시자 처리 유닛(210)에 제공된다. 품질 메시지 처리 유닛(208) 및 차분 표시자 처리 유닛(210) 양쪽 모두는 송신기(미도시)로의 전송을 위한 정보를 준비한다. 품질 메시지 처리 유닛(208) 및 차분 표시자 처리 유닛(210)의 출력들은 전송 회로(미도시)에 제공된다.

일 실시예에 따른 원격국에서 차분 분석기(206)의 동작이 도 3B에 상세히 도시되어 있다. 도 3B에 도시된 일 실시예에 따르면, 원격국에서, 차분 분석기(206)는 품질 측정 유닛(204)으로부터 C/I 측정치를 수신함으로써 처리를 개시하는데, 여기서 cur_C_I는 수신 신호의 링크 품질 측정치이다. 프로세스는 또한 단계(302)에서 가변적인 "proj_C_I"에 계획된 측정치로서 상기 cur_C_I 값을 저장한다. 단계(302)는 초기화 단계이며 세션당 단지 한 번씩 수행된다. 이때에는, 어떠한 이력 C/I 측정치들도 비교하는데 있어 이용될 수 없다.

단계(304)에서는, proj_C_I 값이 품질 메시지로서 전송된다. 단계(306)에서는, C/I가 측정되며, 증분 차분 비교를 위해 가변적인 "cur_C_I"의 사용될 현재 측정치로서 저장된다. 단계(308)에서는, 차분 분석기(206)는 cur_C_I를 proj_C_I에 비교하고 그에 따라 DIFF를 생성한다. 또한, 가변적인 proj_C_I가 단계(310)에서의 비교에 따라 조정된다. 상기 조정은 링크 품질의 변동을 추적하고, 따라서, 만약 cur_C_I가 proj_C_I 보다 크다면, proj_C_I 값은 증가하고, 그 반대의 경우도 존재한다. 차분 표시자(DIFF)가 단계(312)에서 전송되는데, 상기 DIFF는 cur_C_I와 proj_C_I의 비교에 의해 결정된다. DIFF는 링크 품질의 변동 방향에 대한 표시를 제공한다. 일 실시예에서, DIFF는 단일 비트인데, 여기서 '+' 값은 증가에 대응하고 '-' 값은 감소에 대응한다. DIFF를 나타내기 위해서 교번적인 극성 방식들뿐만 아니라 다중 비트들이 구현될 수 있고, 상기 DIFF는 변동 방향 이외에도 변동 크기의 표시를 제공한다.

단계(314)에서, 프로세스는 품질 메시지 시간 기간이 만료되었는지를 판단한다. 각각의 품질 관리 시간 기간 내에 하나의 품질 메시지가 전송되고, 동시에 여러 차분 표시자들이 전송된다. 품질 메시지 시간 기간이 만료되었을 때, 프로세스는 단계(302)로 돌아간다. 품질 메시지 시간 기간의 만료 이전에는, 프로세스는 단계(306)로 돌아간다. 이러한 방식으로, 원격국은 전체 계획된 C/I 정보, 즉 proj_C_I와 상기 계획된 C/I에 대한 변동을 추적하기 위해 연속적인 차분 표시자를 갖는 품질 메시지를 제공한다. 일 실시예에서는 각각의 차분 표시자가 미리 결정된 스텝 크기에 대응한다고 가정된다. 대안적인 실시예에서, 차분 표시자는 몇 개의 미리 결정된 스텝 크기들 중 하나에 대응한다고 가정된다. 다른 실시예에서 차분 표시자의 진폭은 스텝 크기를 결정한다. 다른 실시예에서, 차분 표시자는 다중 정보 비트들을 포함하는데, 상기 비트들은 미리 결정된 스텝 크기들 세트 중에서 스텝 크기의 방향 및 진폭을 선택하기 위한 중요도를 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 스텝 크기는 동적으로 변할 수 있다.

도 3C는 기지국에서 품질 메시지들 및 차분 표시자들을 처리하기 위한 방법(350)을 도시한다. 가변적인 "QUALITY1"이 첫 번째로 수신된 품질 메시지를 통해 단계(352)에서 디폴트값으로 초기화된다. 상기 디폴트값은 처음에 수신된 품질 메시지에 근거할 수 있다. 다음으로, 프로세스는 단계(354)에서 품질 메시지가 수신되었는지를 결정한다. 품질 메시지가 수신되었을 때, QUALITY1은 단계(360)에서 수신된 품질 메시지에 근거하여 업데이트된다. 다음으로, 프로세스는 단계(354)로 돌아간다. 어떠한 품질 메시지도 수신되지 않고 단계(356)에서 DIFF가 수신되었을 때, 프로세스는 단계(358)에서 계속되고, 상기 단계(358)에서는 QUALITY1이 DIFF에 근거하여 조정된다. 다음으로, 프로세스는 단계(354)로 돌아간다.

일 실시예에 따르면, 품질 메시지는 게이트된 채널을 통해 전송되는데, 전송들은 각각의 시간 기간(T_MESSAGE)에 한 번씩 이루어진다. 차분 표시자들은 연속 채널을 통해 더 높은 주파수로 전송된다. 품질 메시지의 신호 세기 및 차분 표시자들의 다이어그램이 도 3D에 도시된 바와 같이 시간 함수로서 도시되어 있다. 품질 메시지들은 t₁, t₂, t₃ 등의 시간에 전송되는데, 어떠한 품질 메시지들도 각각의 기간(T_MESSAGE) 내의 다른 시간에는 전송되지 않는다. 차분 표시자들은 계속해서 전송된다. 예시적인 실시예에서, 품질 메시지는 미리 결정된 시간 지속기간(T₁) 동안에 전송된다. 차분 표시자들은 시간 지속기간(T₂)에 의해 분리된다. 이상적으로는 T₂는 T₁ 보다 큰데, 어떠한 차분 표시자도 품질 메시지의 전송을 위한 시간 지속기간(T₁) 내에는 전송되지 않는다. 이러한 방식으로, 기지국은 동일한 정해진 시간에 차분 표시자와 품질 메시지를 수신하지 않는다. 실제로, 차분 표시자가 시간상으로 품질 메시지와 오버랩된다면, 기지국은 품질 메시지를 사용한다.

품질 메시지들 및 차분 표시자들은 기지국에 피드백을 제공한다. 비록 도 3D가 품질 메시지들 및 차분 표시자들의 별개의 개별적인 발생을 도시하지만, 품질 메시지는 전송들 간의 겹침을 발생시키는 더 긴 시간 기간에 걸쳐 전송될 수 있다.

일 실시예에서, 품질 메시지는 인코딩되어 전송될 수 있는데, C/I 메시지들은 매우 느리게 처리된다. 다음으로, 품질 메시지는 수신된 후 훨씬 나중에 기지국에서 디코딩될 것이다. 기지국은 차분 표시자들을 효과적으로 파이프라인하여 계산 경로로부터 철회될 수 있으며 메시지가 원격국에 의해 인코딩되어 전송되었을 때 상기 계획된 측정치들을 찾기 위해서 돌아간다. 만약 품질 메시지가 부정확한 계산, 즉, 차분 표시자들의 적용 이후의 결과를 나타낸다는 것을 알게 된다면, 상기 결과는 품질 메시지에 따라 조정된다. 일례로, 상기 계획된 측정치들이 +2 dB만큼 벗어났다면, 현재 계획된 측정치는 2 dB만큼 증가할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 순방향 링크 전력 제어에 있어서 DIFF 값은 품질 메시지와 함께 전송되어 두 개의 채널 표시자들을 BS에 제공한다. 마찬가지로, 역방향 링크 전력 제어에 있어서 두 개의 표시자들이 MS 또는 AT에 제공된다. BS는 제 2 표시자의 정보를 확인하기 위해서 하나의 표시자로부터의 정보를 이용한다. BS는 또한 C/I 값을 결정하기 위해서 품질 메시지를 평가할 수 있다. 만약 C/I 값이 너무 낮다면, 일례로 임계치 이하라면, BS는 그 품질 메시지를 무시하고 DIFF에 응답하여 작동하도록 선택될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 방법은 도 3C의 방법(350)과 유사한 방식으로 진행한다. 방법(400)은 기지국에서 품질 메시지들 및 차분 표시자들을 처리한다. 가변적인 "QUALITY1"은 첫 번째로 수신된 품질 메시지를 통해 단계(402)에서 디폴트값으로 초기화된다. 디폴트값은 처음에 수신된 품질 메시지에 근거할 수 있다. 다음으로, 프로세스는 단계(404)에서 품질 메시지가 수신되었는지를 판단한다. 품질 메시지가 수신되었을 때, 프로세스는 품질 메시지를 임계치에 비교하기 위해 판단 다이아몬드 블록(410)에서 계속된다. 만약 품질 메시지가 임계치보다 작다면, 프로세스는 단계(406)에서 계속되고, 그렇지 않다면 QUALITY1이 단계(412)에서 품질 메시지에 근거하여 업데이트된다. 조정 이후에, 프로세스는 단계(404)로 돌아간다. 판단 다이아몬드 블록(404)에서 어떠한 품질 메시지도 수신되지 않고 DIFF가 단계(406)에서 수신되었을 때, 프로세스는 단계(408)에 계속되어 QUALITY1이 DIFF에 근거하여 조정된다. 다음으로, 프로세스는 단계(404)로 돌아간다.

대안적인 실시예에서는, 품질 메시지가 전송되었을 때, 대응하는 DIFF 값이 패리티 비트로서 사용된다. 수신기는 품질 메시지를 계산하고, 이어서 DIFF 비트나 비트들의 극성을 결정한다. 그런 후에, 품질 메시지와 함께 전송되는 DIFF의 중요도는 업 또는 다운 전력 제어 결정을 알리기 위해서 전력 제어 중요도를 갖지 않는다. 수신기는 패리티 비트(들)로서 품질 메시지와 함께 전송되는 DIFF를 식별하며, 품질 메시지의 정확도를 검증하기 위해 상기 DIFF를 사용한다. 다른 DIFF들, 즉, 품질 메시지와 함께 전송되지 않는 DIFF는 업 또는 다운 전력 제어 결정을 알리기 위해서 전력 제어 중요도를 갖는다. 만약 수신기가 품질 메시지에서 에러를 검출한다면, 수신기는 상기 품질 메시지를 무시하고 계속적인 전력 제어를 위해 후속 DIFF 값을 이용한다.

또 다른 실시예는 각각의 품질 메시지와 함께 상수값 DIFF를 전송한다. 이러한 방식으로, 품질 메시지와 함께 전송되는 DIFF는 차분 값이기보다는 상태 추정을 향상시키는데 사용된다. 전력 제어를 위해 예비된 심벌이 존재하고(파일럿에서 펑처링됨), 만약 이것이 전력 제어를 위해 사용되지 않고 특정 심벌로서 전송된다면, 상기 심벌은 파일럿 추정을 위해 사용될 수 있다. 일례로, 일부 시스템들에서는 어떠한 전력 제어도 RL 상에서 필요하지 않고, 따라서 RL 전력 제어를 위해 할당되는 임의의 비트는 자유스럽게 된다.

명시 C/I 피드백 정보가 주기적으로 또는 미리 결정된 스케줄에 따라 전송될 수 있다. 피드백 정보는 분산 스케줄에 따라 각각의 모듈 유닛들로부터 전송된다. 이러한 방식으로, 각각의 MS들 또는 AT들은 상이한 횟수로 C/I 피드백을 전송하도록 지시받는다. 분산 스케줄은 피드백 전송들 간의 슬롯 수에 의해 나누어진 채널을 사용하여 MS들의 수와 거의 동일하게 슬롯당 피드백 전송의 평균 횟수를 유지하도록 설계된다.

일례로서, 여러 MS들과 통신 중인 BS에 있어서, 상기 BS는 품질 메시지를 전송하도록 각각의 MS에 스케줄을 적용할 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 상이한 MS들은 품질 메시지를 전송하기 위해 상이한 타이밍을 이용한다. 전송들을 스태거링하는 것은 식 (1)에 의해 대략 제공되는 정해진 슬롯에서 전송되는 품질 메시지들의 평균 수를 유도한다:

M=N/S_MESSAGE(슬롯들) 식(1)

여기서, N은 정해진 채널을 이용하는 MS들의 수이고, S_MESSAGE는 품질 메시지가 전송되는 슬롯보다 적은 T_MESSAGE의 슬롯 수이다. T_MESSAGE는 피드백 품질 메시지들 사이의 시간 주기이다.

일 실시예에 따르면, C/I 피드백 메시지는 명시 C/I 피드백의 상태를 결정하기 위해 MS를 식별한다. 다수의 이동 유닛들이 상기 명시 C/I 피드백들의 동일한 상태를 유발하는 식별을 가질 수 있기 때문에, 대안적인 실시예는 상기 명시 C/I 피드백들의 위치를 랜덤화한다. 상기 랜덤화는 IS-95 역방향 링크에 대해 명시된 바와 같은 전력 제어 그룹들의 전송과 유사하게 롱 코드를 병합할 수 있다. 품질 메시지, C/I 값, 또는 링크 메시지와 같은 C/I의 명시적인 전송을 위해서, 전송에 있어 정보의 위치는 일례로 롱 PN 코드를 사용하여 랜덤화될 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 원격국에서 차분 분석기(206)와 같은 차분 분석기의 동작을 위한 방법(500)을 도시한다. 프로세스는 단계(502)에서 C/I를 측정하고 상기 측정된 값을 가변적인 "proj_C_I"의 계획된 측정치로서 저장함으로써 시작한다. 단계(502)는 초기화 단계이며 세션당 한 번씩만 수행된다. 이때에는 어떠한 이력 C/I 측정치들도 비교하는데 있어 이용될 수 없다.

단계(504)에서는, 피드백 정보로서 품질 메시지를 제공하기 위한 시간 기간이 proj_C_I 값에 근거하여 결정된다. 단계(506)에서는, 품질 메시지가 proj_C_I 값에 근거하여 전송된다. 단계(508)에서는, C/I가 측정되고 가변적인 "cur_C_I"의 현재 C/I 측정치로서 저장된다. 단계(510)에서는, 차분 분석기(206)가 cur_C_I를 proj_C_I에 비교하여 그에 따른 DIFF를 생성한다. 또한, 가변적인 proj_C_I가 단계(512)에서 상기 비교에 따라 조정된다. 상기 조정은 링크 품질의 변동을 추적하며, 따라서, 만약 cur_C_I가 proj_C_I 보다 크다면, proj_C_I 값은 증가하는데, 그 반대의 경우도 가능하다. 차분 표시자(DIFF)가 단계(514)에서 전송되는데, 여기서 DIFF는 cur_C_I 및 proj_C_I의 비교를 통해 결정된다. DIFF는 링크 품질의 변동 방향에 대한 표시를 제공한다는 것을 주시하자. 일 실시예에서, DIFF는 단일 비트인데, 여기서 '+' 값은 증가에 대응하고, '-' 값은 감소에 대응한다. DIFF를 나타내기 위해서 교번적인 패리티 방식뿐만 아니라 다중 비트들이 구현될 수 있는데, 상기 DIFF는 변동 방향 외에도 변동 크기의 표시를 제공한다.

단계(516)에서, 프로세스는 품질 메시지 시간 기간(T_MESSAGE)이 만료되었는지를 결정한다. 각각의 품질 메시지 시간 기간 내에서는 하나의 품질 메시지가 전송되고, 동시에 여러 차분 표시자들이 전송된다. 품질 메시지 시간 기간이 만료되었을 때, 프로세스는 C/I를 측정하기 위해서 단계(512)로 진행하고, 그런 후에 단계(504)로 돌아간다. 만약 T_MESSAGE가 단계(516)에서 만료되지 않았다면, 프로세스는 단계(508)로 돌아간다. 이러한 방식으로, 원격국은 계획된 C/I에 대한 변동을 추적하기 위해서 상기 전체 계획된 C/I 정보, 즉 proj_C_I 및 연속적인 차분 표시자들을 갖는 품질 메시지를 제공한다. 일 실시예에서는 각각의 차분 표시자가 미리 결정된 스템 크기에 대응한다고 가정된다는 것을 주시하자. 대안적인 실시예에서, 차분 표시자는 수 개의 미리 결정된 스텝 크기들 중 하나에 대응한다고 가정된다. 다른 실시예에서, 차분 표시자의 진폭은 스텝 크기를 결정한다. 또 다른 실시예에서 차분 표시자는 다중 정보 비트들을 포함하는데, 여기서 상기 비트들은 미리 결정된 스텝 크기들 세트 중에서 스텝 크기의 방향 및 진폭을 선택하도록 중요도를 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 스텝 크기는 동적으로 변경될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 전송 슬롯들은 품질 메시지 피드백을 명시적으로 제공하기 위해 사용될 수 있다. 품질 메시지들은 미리 결정된 스케줄에 따라 전송될 수 있거나 시스템의 동작에 따라 동적으로 조정되는 스케줄에 따라 전송될 수 있다. 한 해결책에 따르면, 명시적인 품질 메시지 피드백을 선택하는 속도는 시스템 동작에 근거하여 변하는데, 품질 메시지들은 예상된 수신 동안마다 더욱 자주 전송된다. 일례로, MS 또는 원격국은 정해진 시간 기간 또는 윈도 동안에 BS로부터의 전송들의 수신을 예상하거나 추정할 수 있다. MS는 일정 시간 윈도에 걸쳐 C/I의 편차나 다른 품질 측정치를 추정한다. 만약 현재의 C/I가 지정된 임계치 위에 있다면, MS는 명시적인 C/I를 보다 더 자주 전송한다. 만약 현재의 C/I가 지정된 임계치 아래에 있다면, MS는 명시적인 C/I를 보다 덜 자주 전송한다. 시간 윈도는 또한 동적으로 조정될 수 있다는 것을 주시하자.

일례로서, CI[k]가 슬롯(k) 동안 측정된 C/I라고 하면, 여기서 CI[k]는 슬롯(k) 동안에 역방향 링크를 통해 전송될 C/I 비율이다. CI[k] 값으로부터, 식(2) 및 식(3)에 정의된

및 VarCI[k]를 결정하자. 일 실시예에 따르면, 식(2) 및 식(3)은 계산을 위해 사용되는 무한 임펄스 응답(IIR)을 설명한다.

식(2)

식(3)

또한, 다음의 식들을 계산하고:

식(4)

식(5)

식(6)

식(7)

여기서, Thigh[k] 및 Tlow[k]는 명시 C/I 피드백 정보를 전송하는 하이 및 로우 구간이다. 만약 CI[k]가 Thres[k]보다 크다면, Tlow[k]가 사용되며, 만약 CI[k]가 Thres[k]보다 작다면, Thigh[k]가 사용된다. 식(5), (6), 및 (7)에서 사용되는 바와 같이,

및

는 상수들이다. 본 실시예는 예시적인 방법으로서 제공된다는 것을 주시하자. 대안적인 실시예들은 품질 메시지 피드백 정보를 전송할 방법을 동적으로 변경 및 결정하는 여러 방법 중 임의의 방법을 사용할 수 있다.

도 6은 식(2) 내지 식(7)에 관련하여 위에서 설명되는 바와 같이 T_MESSAGE를 결정하기 위한 일 실시예를 도시한다. 방법(600)은 단계(602)에서 T_MESSAGE를 초기화함으로써 시작한다. 초기값은 미리 결정된 값, 고정 값, 또는 이전 T_MESSAGE값들의 함수일 수 있다. 단계(604)에서는, 슬롯(k) 동안에 전송을 위한 C/I가 측정된다. 상기 측정된 C/I 값은 CI[k]로서 저장되며, 단계(606)에서 평균 C/I 값뿐만 아니라 편차 값을 계산하기 위해 사용된다. 평균 C/I는 식(2)에서 제공되면서 식(3)에서 편차로서 계산된다. 단계(608)에서는, 평균 C/I 및 편차가 T_MESSAGE의 조정을 위한 임계치들 및 중간 값들을 계산하기 위해서 사용된다. 이러한 방식으로, 각각의 C/I 측정값은 임계치에 비교된다. T_base는 베이스라인 C/I 피드백 레이트(일례로, 10 ms)이다. T_high 및 T_low는 C/I 업데이트들 사이에 제공되는 상위 및 하위 시간 기간들로 지칭되는데, T_low는 임계치 위에 있을 때 적용되고, T_high는 임계치 아래에 있을 때 적용된다. 단계(610)에서는, 상기 측정값 C/I[k]이 임계치(Thresh[k])에 비교된다. CI[k]가 Thresh[k]보다 작을 때, 프로세스는 단계(612)에서 계속되어 단계(608)에서 계산된 바와 같이 T_high와 동일하게 T_MESSAGE를 설정한다. T_high 값은 채널 품질이 수신하기에 불충분한 자원들을 나타낼 때 품질 메시지 기간을 증가시킨다. 그렇지 않다면, 단계(612)로부터, 만약 CI[k]가 Thresh[k] 보다 크거나 동일하다면, 프로세스는 단계(614)에서 계속되고, 상기 단계(614)에서는 T_MESSAGE가 현재 값으로 유지된다.

위에서 설명된 몇 가지 실시예들은 명시적인 품질 메시지 피드백의 사용을 기술한다. 일부 실시예에서는 파일럿의 전송에 추가되는 상기 명시적인 피드백의 전송이 음성 통화의 전송을 위한 것과 유사한 전송 부하를 유발한다는 것을 주시하자. 품질 메시지를 1-비트 차분 피드백과 같이 보다 적은 비트들로 더욱 감소시키는 것은 파일럿이 연속해서 전송될 때 비교적 높은 부하를 유발할 수 있다. 대안적인 실시예는 품질 메시지 피드백에 위해 초래되는 부하를 감소시키기 위해서 DTX로 지칭되는 불연속 전송 모드를 사용한다. 일례로, 일 실시예에서는, 식(4)의

가 정해진 값보다 클 때, MS는 CI[k]가 Thres[k]보다 작게 되는 각각의 슬롯 동안에 품질 메시지를 전송한다.

가 지정된 값보다 작을 때, MS는 주기적으로 또는 미리 결정된 스케줄에 따라 전송한다. 본 실시예에 따르면, MS가 품질 메시지를 처음으로 전송할 때, MS는 몇 슬롯들 동안에 명시적인 C/I를 전송함으로써 품질 메시지 전송을 초기화한다. 초기화에 이어서, MS는 차분 C/I 또는 DIFF 값을 전송한다.

기본적으로, MS는 C/I가 로우일 때, 즉 MS가 BS로부터의 수신을 예상하지 않을 때는 품질 메시지를 전송하지 않는다. 페이드 레이트가 높을 때와 같이 C/I가 천천히 변할 때는, MS는 품질 메시지를 주기적으로 전송한다. MS는 C/I 정보와 같은 명시적인 품질 메시지를 전송함으로써 시작하고, 이어서 전력 제어 명령을 계속해서 내리기 위해 차분 업-다운 피드백을 사용한다. 이러한 방식으로, 페이드 레이트가 하이일 때, 즉, 모든 슬롯들이 효과적으로 동일한 상황에 있고 따라서 MS가 일부 킹(king)의 피드백을 전송하는 동안, 즉 때때로는, BS는 일부 시점에서 MS로의 전송을 스케줄링할 것이다. 또한, MS가 수신된 트래픽의 크기에 근거하여 품질 메시지에 대한 전송 레이트를 조정하는 것이 바람직할 수 있는데, BS로부터의 액티브한 전송을 위해서 MS는 품질 메시지들을 더욱 자주 전송한다는 것을 주시하자.

도 7은 위에 설명된 바와 같은 품질 메시지 전송 레이트의 동적 조정에 대한 일 실시예를 도시한다. 방법(550)은 도 5에 도시된 방법(500)의 변형이다. 특히, 단계(512)에서 부터 본 방법(550)은 식(4)으로부터의

가 지정된 임계치(Thresh_MEAS)보다 큰지를 판단하기 위해 판단 다이아몬드 블록(518)을 포함한다.

가 Thresh_MEAS보다 클 때, 즉, MS가 수신을 예상하였을 때에는, 프로세스는 단계(520)에서 계속되어 CI[k]를 Thresh[k]에 비교한다. CI[k]가 Thresh[k]보다 작을 때 프로세스는 단계(508)에서 계속되고, 그렇지 않다면 프로세스는 단계(510)에서 계속된다. 만약

가 단계(518)에서 Thresh_MEAS 보다 크지 않다면, 즉 MS가 수신을 예상하지 않는다면, 프로세스는 단계(504)로 돌아간다.

위에서 설명된 품질 메시지 피드백 방법들은 다중-반송파 동작까지 또한 확장될 수 있다. 다중-반송파는 몇몇 상이한 방법들 중 임의의 방법으로 동작하도록 설계될 수 있다. 한 시스템에서, 코드 심벌들은 모든 반송파들에 걸쳐 분산됨으로써 상이한 주파수들이 상이한 안테나들로부터 방사될 때 주파수 다이버시티(또는 전송 다이버시티의 형태)를 유도한다. 이러한 시스템에서, C/I 측정치들은 모든 반송파들 상에서 이루어지고, 평균 C/I(또는 그것들의 일부 가중화)가 피드백에서 C/I로서 사용된다. 위에 설명된 기술들은 이러한 시스템에 적용가능하다. 일 실시예에서, 반송파들의 가중된 평균은 피드백으로서 사용된다.

대안적인 시스템은 각각의 안테나로부터 독립적으로 전송한다. 이러한 시스템에서, MS는 최상의 채널 상태 즉 C/I를 갖는 주파수를 선택하며, 주파수의 표시와 함께 명시적인 품질 메시지 피드백을 전송한다. 일례로, 세 개의 주파수들이 사용 중일 때, MS로부터의 상기 명시적인 피드백은 5-비트 C/I 값과 함께 최상의 주파수에 대한 2 비트(3-값) 포인터로 구성될 수 있다. 위에 설명된 기술들은 이러한 시스템에 적용될 수 있다.

반송파들 사이의 일례로 C/I와 같은 채널 품질 차이는 커지기 쉽기 때문에, 새로운 반송파가 바람직하다는 것을 알리기로 MS가 결정할 때마다, MS는 최상의 반송파의 표시를 포함하는 명시적인 C/I 피드백을 사용한다. 일단 MS가 적어도 하나의 슬롯 동안에 상기 명시적인 C/I 피드백을 전송하면(BS가 상기 피드백을 수신하도록 보장하기 위해서 상기 MS가 슬롯 커플 동안에 상기 피드백을 전송하는 것이 바람직할 수 있음), 상기 MS는 차분 업-다운 피드백을 전송할 수 있다. 마찬가지로, 잠시 동안 RL을 통해 전송하지 않은 이후에, MS는 최상의 주파수에 대한 2-비트 포인터와 함께 명시적인 C/I 피드백을 전송한다.

위에서 설명된 바와 같이, 수신기로부터 송신기로 채널 품질 정보를 전송하기 위한 품질 메시지의 사용은 정해진 시스템의 요구들 및/또는 동작에 따라 동적으로 조정된다. 품질 메시지는 역방향 링크 부하를 감소시키기 위해 주기적으로 전송된다. 대안적인 실시예에서, 수신기는 전송들이 예상될 때를 결정하고 그에 응답하여 품질 메시지를 전송한다. 그 외의 시간에는, 수신기는 품질 메시지를 제공하지 않는다. 여러 양상 및 실시예들은 품질 메시지들의 전송과 연관된 방법들 및 메커니즘들을 향상시킨다.

당업자라면 정보 및 신호들이 여러 상이한 공학 및 기술들 중 임의의 공학 및 기술을 사용하여 표현될 수 있다는 것을 알 것이다. 예컨대, 위의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심벌들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자계들 또는 입자들, 광자계들 또는 입자들, 또는 그것들의 임의의 결합으로 표현될 수 있다.

당업자라면, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 여러 도시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그것들의 결합으로 구현될 수 있다는 것을 또한 알 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 그러한 상호변경가능성을 명확히 도시하기 위해서, 여러 도시적인 구성성분들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 일반적으로 그것들의 기능과 관련하여 위에서 설명되었다. 그러한 기능이 하드웨어로서 구현되는지 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체적인 시스템에 부가되는 특정 애플리케이션 및 설계의 제한 사항에 의존한다. 숙련된 기술자라면 각각의 특정 애플리케이션에 대해 가변적인 방법들로 상기 설명된 기능을 구현할 수 있지만, 그러한 구현 결정은 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것으로서 이해되지 않아야 한다.

본 명세서에 개시된 실시예들과 연관하여 설명된 여러 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 또는 다른 프로그램가능 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리 장치, 이산 하드웨어 성분들, 또는 그것들의 임의의 결합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 선택적으로는, 그 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 결합, 예컨대, DSP와 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 관련한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 실시예들과 관련하여 설명된 방법이나 알고리즘의 단계들은 하드웨어나, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 그 둘의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 해당 분야에 알려져 있는 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체가 프로세서에 연결됨으로써, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 그 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 선택적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC는 사용자 단말에 상주할 수 있다. 선택적으로, 프로세서와 저장 매체는 사용자 단말 내에 이산적인 성분들로서 상주할 수 있다.

개시된 실시예들에 대한 앞선 설명은 당업자가 본 발명을 제작하거나 사용할 수 있을 정도로 제공되었다. 그러한 실시예들의 다양한 변경은 당업자에게는 쉽게 자명해질 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 사상이나 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 실시예에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 도시된 실시예들로 제한되도록 의도되지 않고 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위가 제공될 것이다.

Claims

제 1 주파수에서 품질 메시지들을 생성하는 단계 ― 상기 품질 메시지들은 통신 링크의 품질에 대한 정보를 제공함 ―;

상기 품질 메시지들 각각에 대한 패리티 체크를 생성하는 단계; 및

제 2 주파수에서 차분(differential) 표시자들을 생성하는 단계 ― 상기 차분 표시자들은 상기 통신 링크에서 상기 품질의 변화를 표시하고, 상기 제 2 주파수는 상기 제 1 주파수 보다 더 큼 ― 를 포함하는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 1 항에 있어서, 각각의 품질 메시지는 수신기에서 수신된 신호의 반송파 대 간섭 정보를 포함하는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 1 항에 있어서, 각각의 차분 표시자는 적어도 하나의 비트를 포함하는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 품질 메시지는 게이팅된 채널을 통해 전송되는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 차분 표시자는 연속적인 채널을 통해 전송되는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 1 항에 있어서,

제 1 시간 윈도우에 걸친 링크 품질을 추정하는 단계;

제 1 임계값에 상기 추정된 링크 품질을 비교하는 단계;

상기 비교에 기반하여 품질 메시지들의 전송을 위한 전송 레이트를 결정하는 단계; 및

상기 전송 레이트로 품질 메시지들을 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제 1 시간 윈도우는 상기 시스템의 동작에 기반하여 동적으로 조정되는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 6 항에 있어서,

평균 링크 품질을 계산하는 단계; 및

상기 링크 품질의 분산(variance)을 계산하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 1 항에 있어서,

복수의 반송파들 중 평균 링크 품질을 결정하는 단계;

제 1 임계값에 상기 평균 링크 품질을 비교하는 단계;

상기 비교에 기반하여 품질 메시지들의 전송을 위한 전송 레이트를 결정하는 단계;

상기 전송 레이트로 품질 메시지들을 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템의 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 복수의 반송파들 각각에 가중치를 할당하는 단계 ― 상기 평균 링크 품질은 가중된 평균임 ― 를 더 포함하는, 무선 통신 시스템의 방법.
무선 통신 시스템의 원격국 장치로서,

통신 링크의 링크 품질을 반복적으로(iteratively) 측정하기 위한 품질 측정 유닛;

상기 측정된 링크 품질에 기반하여 제 1 주파수에서 품질 메시지를 생성하고 상기 품질 메시지에 대응하는 패리티 체크를 생성하기 위한 품질 메시지 처리 유닛; 및

상기 측정된 링크 품질의 변화를 결정하고 제 2 주파수로 차분 표시자들을 생성하기 위한 차분 분석기 ― 상기 차분 표시자들은 상기 통신 링크의 상기 품질의 변화들을 표시하고, 상기 제 2 주파수는 상기 제 1 주파수보다 더 큼 ― 를 포함하는, 무선 통신 시스템의 원격국 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 링크 품질은 수신된 신호의 반송파 대 간섭으로서 측정되는, 무선 통신 시스템의 원격국 장치.
제 11 항에 있어서,

제 1 시간 윈도우에 걸친 링크 품질을 추정하기 위한 수단;

제 1 임계값에 상기 추정된 링크 품질을 비교하기 위한 수단;

상기 비교에 기반하여 품질 메시지들의 전송을 위한 전송 레이트를 결정하기 위한 수단; 및

상기 전송 레이트로 품질 메시지들을 전송하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 시스템의 원격국 장치.
음성 통신 및 패킷-교환(packet-switched) 통신을 처리하기 위해 무선 통신 시스템의 역방향 링크 상에서 신호들을 수신하도록 동작가능한 수신 회로 ― 상기 신호들은 제 1 주파수에서 수신되는 패리티 체크를 갖는 품질 메시지, 제 2 주파수에서 수신되는 차분 표시자들을 포함하고, 상기 품질 메시지는 순방향 링크의 품질 메트릭을 주기적으로 제공하며, 상기 차분 표시자들은 연속하는(successive) 품질 메시지들 사이의 상기 품질 메트릭을 트랙킹하며, 상기 제 2 주파수는 상기 제 1 주파수보다 더 큼 ―;

상기 역방향 링크 상에서 수신된 품질 메시지를 저장하도록 동작가능한 메모리 스토리지 유닛; 및

상기 차분 표시자들 및 상기 패리티 체크에 응답하여 상기 메모리 스토리지 유닛에 저장된 상기 품질 메시지를 업데이트하는 차분 분석기를 포함하는, 기지국.
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