KR100872770B1 - 고속 다운링크 ｇｐｒｓ에 대한 채널 추정 및 채널 품질표시자(ｃｑｉ) 측정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 GSM/GPRS/EDGE 시스템 내에서 프레임의 몇몇 시간 슬롯들을 번들링함으로써 채널 추정 및 채널 품질 표시자(CQI) 측정의 이용을 포함하여 링크 적용을 위한 시분할 다중화(TDM) 방식을 제공하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 각각이 프레임의 모든 시간 슬롯을 측정하여 이득을 얻어서 더욱 신뢰성 있고 정교하게 정보를 송신하도록 MS 사용자들의 순환을 제공하는 알고리즘에 관한 것이다.

Description

고속 다운링크 ＧＰＲＳ에 대한 채널 추정 및 채널 품질 표시자(ＣＱＩ) 측정{CHANNEL ESTIMATION AND CHANNEL QUALITY INDICATOR(CQI) MEASUREMENTS FOR A HIGH-SPEED DOWNLINK GPRS}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 특히 GSM(Global System for Mobile communication)으로 일컬어지는 글로벌 이동 통신 시스템에서의 데이터 전송 스케줄링에 관한 것이다.

GSM 무선 통신 표준은 디지털 무선 전화 시스템 내에서 사용하기 위한 널리 이용 가능한 디지털 통신 프로토콜의 세트를 한정한다. GSM 규격은 국제적인 협력에 의해 개발되었으며 유럽 전화 통신 표준 기구(ETSI, 06921 Sophia Antipolis Cedex, France)에 의해 적합하게 된다. 범용 패킷 무선 서비스(GPRS: General Packet Radio Service)는 공중 육상 이동 통신망(PLMN) 내에서 그리고 외부 네트워크를 향해 고속 패킷 모들 전송을 제공하는 일련의 새로운 GSM 베어러 서비스이다. 그리고 회로 스위칭 및 패킷 스위칭 GSM 데이터 서비스를 개선하기 위해 에지(EDGE:Enhanced Data rates for a Global Evolution)가 소개되었다. 음성 및 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하는 GSM/GPRS/EDGE 표준의 초기에, GSM/GPRS/EDGE 무선(OTA: Over-The-Air) 프로토콜 내에서 시분할 다중 액세스의 사용은 효율을 증가시켰으며, 그로 인해 소정의 무선 주파수 대역폭이 무선 전화 호를 전달하는데 사용될 수 있었다. 점점 증가하는 서비스 및 수요는 시스템 자원을 더욱더 많은 데이터 사용자에게 제공하는 효율적인 방식을 요구한다. 따라서 GSM/GPRS/EDGE 환경에서 고속 데이터 전송을 제공하는 것이 필요하다.

설명된 실시예는 기존 GSM/GPRS/EDGE 프레임워크 내에서 프레임의 몇몇 시간 슬롯을 번들링함으로써 채널 추정 및 채널 품질 표시자(CQI) 측정을 포함하는 시분할 다중화 스케줄링 방식을 제공하는 장치를 제공하여 전술한 필요성을 해결한다.

일 실시예는 무선 통신 시스템에서 음성 및 고속 패킷 데이터 서비스를 제공하는 장치는 제공하는데, 이는 채널 추정을 실행하고, 채널 품질 표시자(CQI) 지수를 결정하고 CQI 지수에 기초하여 할당/데이터 정보를 복귀시킨다. 이러한 실시예에 따라, 알고리즘은 프레임의 모든 시간 슬롯을 측정하여 각각이 정보의 더욱 신뢰성 있고 정확한 전송을 초래하도록 이동국 사용자들의 순환을 가능하게 한다.

본 발명은 첨부한 도면 및 실시예에 의해 설명되지만 이에 한정되지는 않는다.

도1은 GSM/GPRS/EDGE 표준에 따른 셀룰러 전화 시스템의 블록도이다.

도2는 송신 유닛(Tx) 프레임의 시간 슬롯 1에서 전송되고 기지국으로부터 관찰된 수신 유닛(Rx) 프레임의 시간 슬롯 1에서 수신된 음성 서비스의 예를 설명한 다이어그램이다.

도3은 송신 유닛(Tx) 프레임의 시간 슬롯 1 또는 2에서 전송되고 기지국으로부터 관찰된 수신 유닛(Rx)의 시간 슬롯 1에서 수신된 고속 회로 스위치 데이터의 예를 설명한 다이어그램이다.

도4는 송신 유닛(Tx) 프레임의 시간 슬롯 1, 2, 3 및 4에서 전송되고 기지국으로부터 관찰된 수신 유닛(Rx) 프레임의 시간 슬롯 3 및 4에서 수신된 고속 회로 스위치의 예를 설명하는 다이어그램이다.

도5는 송신 유닛(Tx) 프레임의 시간 슬롯 1 및 3에서 전송되고 수신 유닛(Rx) 프레임의 시간 슬롯 2에서 수신된 고속 패킷 데이터의 예를 설명한 다이어그램이다.

도6은 시간에 관한 MS에서의 수신 전력의 다이어그램이다.

도7은 시간에 관한 두 이동국에 대한 CQI의 다이어그램이다.

도8은 BS에 의해 수신된 CQI에 기초하여 MS로 전송된 할당 및 데이터를 설명하는 블록도이다.

도9는 BS에 의해 수신된 CQI에 기초하여 특정 MS로 전송된 할당 및 데이터를 각각의 프레임에 대해 설명하는 다이어그램이다.

도10은 프레임의 일부에 전송된 할당 및 데이터 정보를 설명하는 다이어그램이다.

도11은 각각의 사용자가 더 좋은 채널 품질을 초래하는 프레임의 모든 시간 슬롯의 측정으로부터 이익을 얻도록 프레임에 대한 사용자의 위치를 순환시키는 알고리즘을 설명한 흐름도이다.

도12는 도11의 순환의 알고리즘을 실행한 후 MS 사용자의 위치를 설명하는 다이어그램이다.

도13은 하나의 채널로의 몇몇 시간 슬롯의 번들링을 도시하는 다이어그램이다.

도14는 채널 추정 및 CQI 보고를 위해 사용된 미드앰블을 포함한 시간 슬롯을 설명하는 다이어그램이다.

"예"라는 용어는 본 명세서에서 예증, 실시예, 실례라는 의미로 사용된다. 여기서 "예"로서 설명하는 어떤 실시예도 다른 실시예에 비해 바람직하거나 우수한 것으로 해석되는 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징이 도면에 제공되지만, 도면은 특별히 표시되지 않으면 필수적으로 스케일링되지 않는다.

본 발명은 기존 GSM/GPRS/EDGE 시스템 내에서 채널의 품질을 측정하여 우수한 채널 품질을 갖는 이동국(MS)으로 할당 및 데이터 정보를 전송하기 위해 프레임의 몇몇 시간 슬롯들을 서로 번들링하는 것에 관한 것이다. 일 실시예는 또한 각각이 더욱 신뢰성 있고 정확한 송신을 초래하는 프레임의 모든 시간 슬롯을 측정함으로써 이득을 얻도록 MS 사용자들의 순환을 가능하게 하는 알고리즘을 제공한다. 고속 패킷 데이터 시스템에서, 하나 이상의 기지국으로부터의 페이징 메시지의 수신시, MS는 순방향 링크 신호의 신호대 잡음 및 간섭비(SNIR)를 측정하여 각각의 프레임 또는 시간 슬롯들의 번들에서 기지국(BS)으로 채널 품질 표시자(CQI)를 전송한다. 그 다음, 이러한 BS는 차례로 양호한 채널 품질을 갖는 MS로 할당/데이터 정보를 전송한다.

이하의 논의는 GSM/GPRS/EDGE 시스템을 지원하는 시스템을 우선 제공함으로써 바람직한 실시예를 전개한다. 다음으로, 링크 적응을 위한 TDM 스케줄링 방식이 소개된다. 이어 각각의 이동국이 경험한 채널 추정의 사용을 포함하고, 무선 자원을 최적으로 할당하도록 스케줄러에 의해 사용될 수 있는 TDM 스케줄링 방식이 설명된다. 끝으로, 이러한 TDM 스케줄링 방식이 GSM/GPRS/EDGE 시스템으로 어떻게 구현될 수 있고 전술한 이득을 제공할 수 있는지를 논의하는 것이 도움이 된다.

실시예는 이러한 논의를 위한 예로서 제공됨을 유의해야 한다; 그러나, 택일적 실시예는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 다양한 특징을 포함할 수도 있다. 특히, 본 발명은 데이터 프로세싱 시스템, 무선 통신 시스템, 단방향 방송 시스템, 및 정보의 효율적 전송을 원하는 소정의 다른 시스템에 적용 가능하다. 글로벌 이동 통신 시스템(GSM)

GSM 무선 통신 표준은 디지털 무선 전화 시스템 내에서 사용하기 위한 널리 이용 가능한 디지털 통신 프로토콜의 세트이다. GSM 규격은 국제적인 협력으로 개발되었으며 유럽 전화 통신 표준 기구(ETIS, 06912 Sophia Antipolis Cedex, France)에 의해 채택되었다. 범용 패킷 무선 서비스(GPRS: General Packet Radio Service)는 (PLMN) 내에서 그리고 외부 네트워크를 향해 고속 패킷 모들 전송을 제공하는 일련의 새로운 GSM 베어러 서비스이다. 그리고 에지가 회로 스위칭 및 패킷 스위칭 GSM 데이터 서비스를 개선하기 위해 소개되었다. GSM/GPRS/EDGE 표준의 사용과 일치하는 방식으로 구성된 무선 전화 시스템은 도1에 도시된다. GSM 이동 서비스 스위칭 센터(MSC)(16)는 소위 기지국 서브 시스템(BBS)(15)인 무선 시스템 액세스 네트워크와, 공중 육상 이동 통신망(PLMN)일 수도 있는 유선 기반 공중 전화 교환망(18) 사이에서 전화 호를 스위칭 또는 접속시킨다. GSM MSC(16)은 전화 스위칭, 빌링, 가입자 유닛 트래킹, 가입자 유닛 인가, 및 소정의 핸드오프 제어 기능을 제공한다.

BSS(15)는 기지국 제어기(BSC)(14) 및 이에 연결된 소정의 기지국 송수신기(BTS)로 구성된다. GSM 규격에 한정된 바와 같이, GSM MSC(16)과 BBS(15) 사이의 인터페이스는 GSM "A 또는 Iu-CS 인터페이스"로 지칭되며, 이는 GSM/GPRS/EDGE 네트워크 스위칭 설비를 시분할 다중 액세스(TDMA) 기반 무선 설비로부터 분리시킨다. BSC(14)는 이동국으로도 지칭되는 다중 가입자 유닛(10)이 동시에 전화 호를 전달할 수 있도록 BTS(12) 내의 핸드오프 프로세싱 및 신호 프로세싱 자원 할당에 관련된다. BTS(12)는 무선 주파수(RF) 신호 및 명확한 OTA 프로토콜을 통해 GSM/GPRS/EDGE 무선 네트워크로 인터페이스한다. BTS(12)는 안테나까지 포함하는 무선 송신 및 수신 장치, 및 또한 무선 인터페이스에 특정한 모든 신호 프로세싱을 포함한다. BTS는 복잡한 무선 모뎀으로 고려될 수 있다. 가입자 유닛(MS)(10)은 가입자 유닛(10)의 사용자 또는 팩시밀리 기계 또는 개인용 컴퓨터와 같은 소정의 다른 터미널 설비로의 무선 인터페이스를 통해 GSM/GPRS/EDGE 네트워크를 액세스하기 위해 무선 및 프로세싱 기능을 제공한다. 특정 가입자 유닛(MS)(10)은 자신의 위치가 변화함에 따라 인터페이스하는 BTS(12)를 스위칭할 수 있지만, 소정의 순간에 하나의 BTS(12)와 통신가능하다. 이러한 애플리케이션 내에서, 하나의 BTS(12)로부터 다른 BTS(12)로의 스위칭 능력은 가입자 유닛 하드 핸드오프로 지칭되며, 여기서 단지 하나의 무선 인터페이스가 소정의 순간에 존재한다.

무선 전화 호를 형성하기 위해, 네트워크 접속은 "이동 유닛"으로 종종 지칭되는 가입자 유닛(10)과 PSTN(18) 사이에서 구축되어야 한다. PSTN(18)은 통상의 유선 전화 시스템이다. 이동 방식으로 전화 호를 전달하기 위해, 네트워크 접속의 일부는 가입자 유닛(10)과 BTS(12) 사이에서 무선 주파수(RF)의 교환을 통해 형성된다. 네트워크 접속의 나머지 일부는 통상적으로 BSS(15)를 통해 그리고 GSM MSC(16)을 통해 통과하는 유선 기반 접속을 통해 형성된다. GSM/GPRS/EDGE 무선 통신 표준을 구성하는 프로토콜 중 하나인 GSM/GPRS/EDGE OTA 프로토콜에 따라, TDMA 기술은 가입자 유닛(10)이 BTS(12)와 인터페이스하도록 이용되는 전술한 식별된 RF 신호 내에서 채널의 세트를 구축하는데 사용된다. 이러한 채널은 소정의 시간에 행해진 다양한 전화 호와 관련된 데이터의 다양한 세트를 분리 및 구별하는데 사용된다. 다양한 세트의 데이터는 디지털화된 오디오 정보의 형태를 통상적으로 취하는 사용자 데이터, 및 전화 호의 프로세싱을 편성하는데 사용되는 시그널링 메시지로 구성된 시그널링 데이터를 포함한다.

GSM/GPRS/EDGE 표준의 초기에, GSM/GPRS/EDGE OTA 프로토콜 내에서의 TDMA의 사용은 소정의 무선 주파수 대역이 구식 아날로그 셀룰러 시스템과 관련하여 무선 전화 호를 전달하는데 사용될 수 있는 효율을 증가시켰다. 단지 한정된 양의 RF 대역폭이 존재하고, 대역폭의 양은 통상적으로 특정한 무선 셀룰러 전화 시스템에 의해 전달될 수 있는 호의 수에 한정된 팩터이기 때문에, 이용 가능한 무선 주파수 대역폭이 사용되는 효율을 증가시키는 것이 요구된다. 그러나 GSM/GPRS/EDGE의 개시 이후, 다른 무선 기술이 완벽하게 되어 더 많은 수의 전화 호가 소정의 RF 대역폭에서 전달되게 한다. 무선 주파수 대역폭의 효율적인 사용이 매우 필요하기 때문에, 이러한 더욱 효율적인 기술의 사용은 이제 바람직하다. GSM/GPRS/EDGE 시스템은 음성, 고속 회로 스위치 데이터 및 고속 패킷 데이터의 송신 및 수신을 지원한다.

도2는 송신 유닛(Tx) 프레임(20)의 시간 슬롯 1에서 전송된 음성 데이터를 설명하는 다이어그램이다. 정보의 송신 및 수신은 기지국(BS)으로부터 관찰된다는 점에 유의한다. 음성 데이터는 동일한 시간 슬롯 상에서 송신 및 수신되어야 했으므로, 이러한 데이터는 수신 유닛(Rx) 프레임(25)의 시간 슬롯 1상에서 수신될 것이다. 하나의 프레임(20)은 8개의 시간 슬롯으로 구성된다. 간결성을 위해, 시간 슬롯(30)이 식별된다는 점에 유의한다. 데이터가 동시에 송신 및 수신될 수 없기 때문에, Tx 및 Rx 사이의 3개의 시간 슬롯의 구조적 오프셋이 필요하다. 즉, 데이터는 3개의 시간 슬롯을 갖고 프레임(25) 상에서 수신된다. 정보는 전달된 동일한 순서로 수신된다. 이러한 오프셋은 데이터의 송신과 수신 사이에서 전환을 가능하게 하기 위해 적어도 하나의 시간 슬롯(30)을 포함한다. BS는 데이터를 수신하는 시간 슬롯의 할당을 MS에 통보한다. BS에서의 상위층 시그널링은 시간 슬롯의 예약을 가능하게 한다.

도3은 송신 유닛(Tx) 프레임(35)의 시간 슬롯 1 및 2에서 전송된 고속 회로 스위치 데이터를 설명한 다이어그램이다. 시간 슬롯을 이용하는 고속 회로 스위치 데이터는 수신 유닛(Rx) 프레임(40)의 시간 슬롯 1에서 수신될 것이다. 게다가, 8개의 시간 슬롯은 35 프레임을 형성하고, 데이터가 동일한 시간에 송신 및 수신될 수 없기 때문에 Tx 프레임(35)과 Rx 프레임(40) 사이의 3개의 시간 슬롯의 오프셋이 사용된다. 일반적으로, 단지 하나의 시간 슬롯, 즉 시간 슬롯(45)이 송신 상태와 수신 상태 사이의 전환을 위해 사용된다. 데이터가 데이터의 송신을 위해 2개의 시간 슬롯을 통해 분포하고 수신을 위해 하나의 시간 슬롯에 대해 분포하므로, 이러한 구성은 더 많은 유연성을 가능하게 한다. 이러한 구성은 추가의 시간 슬롯의 수가 송신 또는 수신의 품질에 영향을 주기 않기 때문에 음성이 전달될 때는 불필요하다. 전술한 바와 같이, 송신을 위해 단지 하나의 시간 슬롯이 필요하고, 수신을 위해 단지 하나의 시간 슬롯이 필요하다. 게다가, BS는 할당이 배정 해제될 때까지 데이터를 수신하는 시간 슬롯의 할당을 MS에 통보한다. BS에서의 상위층 시그널링은 시간 슬롯의 예약을 가능하게 한다.

도4는 고속 회로 스위치 데이터의 송신을 위해 최대 수의 시간 슬롯이 사용되는 경우를 설명한다. 데이터는 최대 수의 시간 슬롯으로 확산하므로 이러한 구성은 훨씬 더 큰 유연성을 가능하게 한다. 이러한 데이터는 Tx 프레임(50)의 시간 슬롯 1, 2, 3 및 4에서 전송되며 Rx 프레임(55)의 시간 슬롯 3 및 4에서 수신된다. 게다가, 8개의 시간 슬롯이 프레임(55)을 형성하고, 데이터가 동시에 송신 및 수신될 수 없기 때문에, Tx 및 Rx 사이에 3개의 시간 슬롯이 요구된다. 시간 슬롯(60)은 송신에서 수신으로의 스위칭을 위해 사용된다. 게다가, BS는 데이터를 수신하는 시간 슬롯의 할당을 MS에 통보한다. BS에서의 상위층 시그널링은 시간 슬롯의 예약을 가능하게 한다.

범용 패킷 무선 서비스(GPRS)는 도1에 도시된 바와 같이, PLMN 내에서 그리고 외부 네트워크를 향해 고속 패킷 모드 송신을 제공하는 일련의 새로운 GSM 베어러 서비스이다. GSM은 음성용으로 설계되지만, 회로 데이터 성능을 갖는다. 반면에, GPRS는 패킷 데이터용으로 설계된다. GPRS에서, 새로운 GPRS 무선 채널이 한정되지만, 코어 GSM 액세스 기술은 200kHz 캐리어로 유지된다. 이러한 채널의 할당은 유연하다: TDMA 프레임당 할당된 1부터 8까지의 무선 인터페이스 시간 슬롯. 시간 슬롯당 약 21 kbps의 레이트를 갖는 8개의 시간 슬롯은 GPRS에 대해 약 170kbps의 최대 원자료 레이트를 제공한다. 에지(EDGE)는 회로 스위치 및 패킷 스위치 GSM 데이터 서비스를 개선하기 위해 도입된다. EDGE는 8 위상 편위 방식(8 PSK)으로 알려진 새로운 변조 기술을 도입한다. 8 PSK 애플리케이션은 우수한 채널 조건에서 이동국을 스케줄링하게 한다. 8 PSK를 이용함으로써, 기지국의 피크 및 평균 출력이 증가한다. 시간 슬롯은 필요에 따라 그리고 수요에 따라 할당된다. GPRS는 또한 사용자들 사이에서 물리적 채널 또는 시간 슬롯의 동적 분배를 가능하게 한다. 도5는 시간 슬롯 1 및 3이 BS Tx 프레임(65) 상에서 데이터를 송신하는데 사용되고, 시간 슬롯 2가 BS Rx 프레임(70) 상에서 데이터를 수신하는데 사용되는 예를 설명한다. BS Tx와 BS Rx 사이의 3개의 시간 슬롯의 오프셋은 동일한 시간에 데이터를 송신 및 수신할 수 없는 터미널에 의해 요구되는데, 이는 일반적으로 상업용 GSM/GPRS/EDGE 터미널의 총계이다. 오프셋이 기존 시스템의 팩터이지만, 본 발명은 이러한 오프셋을 사용하는 시스템에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 시간 슬롯(75)은 송신에서 수신으로 스위칭하는데 사용된다. 도5에서 알 수 있듯이, 송신을 위해 사용된 BS Tx 프레임(65) 상의 시간 슬롯은 동적 분배가 사용자들 사이에서 허용되므로 연속적일 필요는 없다. BS에서의 상위층 시그널링은 MS 사용자의 풀을 선택하는 할당을 한다. 이어 대역 내 시그널링으로 인해, 사용자의 풀에서 단일 MS 사용자를 선택하는 할당을 한다. 이러한 할당은 프레임 단위로 실행되기 때문에 영구적이지 않다.

전술한 바와 같이, 도1은 GSM/GPRS/EDGE 시스템의 다양한 구성들 사이에서의 상호 작용을 설명한다. MS(10)는 전술한 음성 및 회로 데이터 서비스를 위한 MS와 여러 방면에서 상이하다. MS(10)는 증가한 유연성 및 성능을 가능하게 하는 다중 슬롯 성능을 갖는다. 예를 들어, 데이터를 전송/수신하기 위해 사용될 수 있는 슬롯의 최대 수 및 수신/송신을 분리하는 슬롯의 최소 수에서의 현저한 차이가 관찰될 수 있다. 서비스 GPRS 지원 노드(SGSN)(95)는 MS(10)을 서비스하는 노드이다. SGSN(95)은 MS(10)에 대한 이동성 및 보안성을 유지하는 정보를 포함하는 이동성 관리 환경을 구축한다. SGSN(95)은 또한 과금 정보를 수집한다. 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)(90)는 Gb-인터페이스를 통해 외부 패킷 데이터 네트워크에 의해 액세스된 노드이다. GGSN(90)에 저장된 라우팅 정보는 MS(10)의 현재 연결 지점, 즉 SGSN(95)으로 사용자 데이터를 터널링하는데 사용된다. GGSN(90)은 또한 과금 정보를 수집한다. 통상의 GSM/GPRS/EDGE 시스템에서, 각각의 터미널에 의해 사용된 시간 슬롯을 결정하는 스케줄러는 기지국 제어기(BSC)(14)에 위치된다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에서, 스케줄러는 고속 스케줄링을 제공하기 위해 기지국(BTS)(12)에 위치된다.

도6에서, MS(10)에 수신된 전력이 시간에 대해 도시된다. 채널의 페이딩을 의미하는 페이드 마진은 최고 전력 포인트(105)와 최저 전력 포인트(110) 사이에서 계산될 수 있다. 이러한 페이드 마진이 후술하는 TDM 스케줄링 방식에서 훨씬 작기 때문에, 시스템 성능 및 신호 품질을 향상시키기 위해 기존 GSM 시스템 내에서 이러한 공지된 기술을 이용하는 것이 유리하다. 링크 적응을 위한 TDM 스케줄링 방식

본 발명의 데이터 통신 시스템의 실시예에 따라, 다운링크 데이터 송신은, EDGE에서 최고 데이터 레이트를 가능하게 하는 더 높은 계층의 변조(8 PSK)의 가능한 사용을 포함하여, 다운링크 및 시스템에 의해 지원될 수 있는 최대 데이터 레이트에서 또는 그 부근에서 하나의 BTS(115)로부터 하나의 MS(125)로 발생한다(도8 참조). 업링크 데이터 통신은 하나의 MS(120)로부터 하나 이상의 BTS(115)로 발생할 수 있다. 데이터는 하나 이상의 시간 슬롯을 통해 전송되는 데이터 패킷으로 분할된다. 각각의 프레임 또는 멀티 슬롯에서, BTS(115)는 BTS(115)와 통신하는 소정의 MS(120, 125)로 데이터 송신을 제어할 수 있다.

처음에, 각각의 MS(120, 125)는 예정된 액세스 절차를 이용하여 BTS(115)와 통신을 구축한다. 이러한 접속된 상태에서, MS(120, 125)는 데이터를 수신하고 BTS(115)로부터의 메시지를 제어하며, 데이터를 송신하고 BTS(115)로의 메시지(127)를 제어할 수 있다. 이어 MS(120, 125)는 MS(120, 125)의 활성 세트에서 기지국으로부터 송신을 위한 다운링크를 모니터링한다. 특히, MS(120, 125)는 MS(120, 125)에서 수신된 바와 같이, 서비스 기지국으로부터 다운링크 파일럿의 신호대 잡음 및 간섭비(SNIR)를 측정한다. 수신된 SNIR에 따라, MS(120, 125)는 채널 품질 표시자(CQI)를 BTS(115)로 다시 전송할 것이다. 도7에 도시된 바와 같이, 각각의 MS(120, 125)는 각각의 시간 프레임에서 CQI를 BTS(115)로 전송할 것이다.

도9에 도시된 바와 같이, 각각의 프레임에서, MS1 및 MS2는 CQI를 BS로 각각 전송할 것이다. 이러한 두 파라미터에 기초하여, BS는 다른 팩터들보다도 모든 이동국으로부터의 CQI 보고를 고려하는 내부 알고리즘에 기초하여 MS를 차례로 선택할 것이며, 헤더 내에서와 같은 할당 정보를 선택된 MS로 전송할 것이다. BS는 도8에 도시된 바와 같이 약간 늦은 시간에 이러한 MS로 데이터를 전송할 것이다. GSM/GPRS/EDGE 시스템에서 링크 적응을 위한 TDM 스케줄링 방식의 구현

HSD-PRS(고속 다운링크 GPRS)는 공유된 채널과 같은 데이터 최적화/데이터 음성(DO/DV)을 생성하기 위해 몇몇 시간 슬롯의 번들링을 가능하게 한다. 이와 같이, HSD-PRS는 기존 GSM/GPRS/EDGE 프레임 워크 내에서 고속 피드백, 고속 CQI 보고 등과 같은 개념을 소개한다. 채널 추정 및 CQI 측정은, 다운링크 자원의 최적의 할당이 이들에 기초하기 때문에 HSD-PRS에서 중요한 프로세스이다.

도13에 도시된 바와 같이, HSD-PRS는 몇몇 시간 슬롯을 하나의 채널로 함께 번들링하며, 이는 단일 사용자를 향해 지시된다. 모든 터미널은 이러한 시간 슬롯을 수신하고 헤더를 판독할 수 있을 것이다. 헤더는 HSD-PRS 채널을 공유하는 터미널 중 어떤 것이 의도된 수신인지를 나타낸다. 수신 터미널은 데이터 부분을 판독해야 하는 반면, 모든 다른 터미널은 데이터 부분의 일부 또는 전체 어떤 것도 판독할 수 없다.

보고의 목적을 위해, 시간 슬롯의 중요한 부분은 도14에 도시된 바와 같이 미드앰블이다. 모든 시간 슬롯은 미드앰블 또는 중앙 포인트를 포함한다. MS는 채널 추정 및 CQI 측정을 위해 미드앰블을 이용한다. 결론적으로, 각각의 터미널은 HSD-PRS 채널의 TDMA 프레임 내에서 시간 슬롯의 소정의 수를 판독할 것이다. 이어 각 터미널은 각각의 시간 슬롯에 대해 행해진 측정치 및 추정치를 평균할 것이다. 이러한 평균은 터미널이 모든 다운링크 시간 슬롯을 판독할 경우 더욱 정확할 것이다. 따라서, 이러한 보고의 정확성은 보고 그 자체에 포함될 수 있어서, 네트워크가 그에 따라 보고를 평가할 수 있다. 평가와 함께 보고는 터미널의 신속한 스케줄링을 실행하기 위해 네트워크에 의해 사용될 것이다.

만일 전송 전력이 슬롯마다 극적으로 변화하면, CQI 보고는 영향을 받을 수 있으며, 기지국은 자신의 스케줄을 상응하게 조절할 것이다. 이러한 경우, 이동국은 어떤 슬롯이 CQI의 추정에서 고려되는지를 보고하여, 기지국은 CQI 추정에 대해 이동국에 의해 사용된 각각의 슬롯에서 전송 전력의 기능일 수도 있는 오프셋을 갖는 CQI 값을 보상할 수 있다.

보고는 HSD-PRS의 기본적인 부분이다. 네트워크는 이러한 보고에 기초하여 다운링크 자원의 고속 스케줄링을 실행한다. 고속 스케줄링은 TDMA 프레임 기반으로 발생한다. 이는 어떤 사용자가 TDMA 프레임 상에서 전송된 정보는 물론 코딩의 수신자인지에 대한 결정 및 변조 파라미터를 포함한다. HSD-PRS가 TDMA 프레임 내의 다중 시간 슬롯에 미치기 때문에, 대응하는 업링크 시간 슬롯은 보고를 위해 사용될 수 있다. 보고는 채널 추정에 기초한다. 이는 차례로 다운링크 상에서 송신된 미드앰블 상의 터미널에 의해 실행된다.

전술한 바와 같이, 설계 선택은 터미널이 동시에 송신 및 수신하는 것을 방지하도록 실행된다. 송신과 수신 사이의 3개의 시간 슬롯의 GSM 오프셋으로 인해, 이를 달성하는 것이 가능하다. 그러나 일부의 터미널은 업링크 상의 송신을 개시하기 위해 채널 추정을 일찍 중단해야 할 것이다. 만일 이동국이, 가장 통상적인 경우인, 송신과 수신을 동시에 지원하지 않는다면, 분리된 하나의 시간 슬롯이 수신과 송신 사이에 필요하다.

GSM으로 TDM 스케줄링 방식에 의해 제공된 CQI 및 고속 스케줄링을 할당함으로써, 향상된 성능을 갖는 더욱 진보한 시스템을 획득하는 것이 가능하다. 도10에 도시된 바와 같이, 각각의 MS는 MS Tx 프레임(135) 상에서 CQI 보고를 BS에 전달할 것이다. 즉, MS1은 자신의 CQI를 시간 슬롯 0에 전달할 것이며, MS2는 자신의 CQI를 시간 슬롯 1에 전달할 것이며, 나머지도 이와 같을 것이다. BS에 의해 수신된 CQI의 값에 기초하여, BS는 모든 CQI 보고에 기초하여 선택된 사용자로 BS Tx 프레임(130) 상의 헤더(H)/데이터 정보를 전송할 것이다. 도7에서, 예로서, 최고의 CQI를 갖는 MS가 선택될 수 있다. 더욱 우수한 스케줄러는 과거 할당 이력, MS로 전송될 필요가 있는 데이터의 양, 및 MS로 전송될 필요가 있는 데이터의 우선권을 고려할 것이다. 스케줄러의 예는 스케줄링 송신에서 요청된 데이터 레이트 및 출력을 고려하는 "비례 공평(proportional fair)" 스케줄러이다. 게다가, MS가 동시에 수신 및 송신할 수 없기 때문에 두 프레임 사이에 3개의 시간 슬롯의 오프셋이 존재한다. 하나의 시간 슬롯은 헤더 정보를 송신하는데 사용될 수도 있다. 각각의 사용자는 헤더 정보를 판독할 것이며, 데이터가 어떤 사용자를 위한 것인지를 알 것이다. 이러한 헤더는 다양한 데이터 레이트를 적용하는 상이한 변조와 관련한 정보를 포함할 수도 있다. 스케줄링의 다른 방법이 또한 사용될 수도 있다.

통상의 시스템에서, BSC는 어떤 시간 슬롯이 데이터 송신을 위해 그리고 정보가 전송될 주파수에서 어떤 것이 고속 스케줄링(헤더 정보)을 위해 사용되는지, 및 어던 사용자가 자원을 사용하기 위해 권리를 부여받는지를 결정한다. 본 발명에서, 이러한 작업은 더 이상 BSC에 의해 실행되지 않지만, 이제 BS로 할당된다. 우수한 채널 조건을 요구하는 더 높은 차원의 변조(예를 들어, 8 PSK)가 더욱 빈번히 사용되기 때문에, 이는 더욱 고속 스케줄링을 가능하게 하며, 따라서 전체 시스템 성능을 향상시킨다.

도10을 참조하면, 프레임에서 시간 슬롯의 수가 증가함에 따라, CQI는 더욱 신뢰 가능하고 정확하게 된다. 전술한 바와 같이, 평균 측정 및 추정은 터미널이 모든 송신 슬롯들을 판독할 때 더욱 정확하게 된다. 따라서, MS3 및 MS4는 UL(135)의 시간 슬롯(141 및 142)이 모든 BS Tx(130) 슬롯을 측정할 수 있기 때문에 가장 신뢰할 수 있는 CQI를 제공할 것이다. 각각의 사용자가 프레임에서 시간 슬롯의 위치로 인해 최대의 데이터를 수신하여 이익을 얻도록, MS 사용자를 순환시키는 알고리즘이 설계된다. 도11은 이러한 알고리즘을 통합하는 흐름도이다. 블록(145)에서, MS 유닛에서 수신 유닛은 데이터가 MS를 위한 것인지를 결정할 것이다. 만일 그렇다면, MS는 데이터의 적절한 송신을 준비하기 위해 유용한 최종 시간 슬롯 상에 자신을 위치시킬 것이다(블록 150). 만일 데이터가 MS를 위한 것이 아니면, 블록(155)에서 알고리즘은 사용자를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 순환시켜, 적절한 MS가 유용한 최종 시간 슬롯 상의 데이터를 수신할 수 있게 한다. 다운링크를 수신하지 않는 이동국으로부터의 보고의 순서는 변경된다. 이러한 순환은, 업링크 리포트가 발생하는 시간 슬롯이 또한 보고 그 자체의 정확성을 결정하기 때문에, 공정함을 강화시킨다. 이러한 단계는 블록(160)에 의해 지시된 바와 같이 다음 프레임에 대해 반복될 것이다. 이러한 알고리즘은 또한 동일한 시간 슬롯 상에 두 사용자가 송신하지 않는 것을 보장한다.

다른 예로써, 도12를 참조하면, Rx 프레임(170)의 시간 슬롯(175)은 Tx 프레임(165)의 시간 슬롯(195 및 200)만을 측정할 수 있다. Rx 프레임(170)의 시간 슬롯(180)은 Tx 프레임(165)의 시간 슬롯(195, 200, 및 205)을 측정할 수 있다. 끝으로, BS Rx 프레임(170)의 시간 슬롯(185 및 190)은 Tx 프레임(165)의 모든 시간 슬롯(195, 200, 205, 및 210)을 측정할 수 있다. 이러한 예에서, 시간 슬롯(190)은 데이터를 언제나 수신한다. 시간 슬롯(190)은 여전히 데이터를 수신하기 때문에 동일한 위치에 머무른다. 전술한 알고리즘을 이용하여, Rx 프레임(170)의 제2 부분에 도시된 바와 같은 순환 이후, 시간 슬롯(180)은 Rx 프레임(170)의 제3 부분에 위치된다. 자신의 새로운 위치로 인해, 시간 슬롯(180)은 Tx 프레임(165)의 모든 시간 슬롯(215, 220, 225, 및 230)을 측정할 수 있다. 이러한 시스템은 데이터의 수신에서 공평성을 보장한다. 알고리즘은 각각의 사용자가 최대 데이터의 수신으로 이득을 얻도록 사용자들의 순환을 제공할 것이다. 일 실시예는 순환 알고리즘으로 "비례 공평" 스케줄러를 통합시킨다. 이러한 방식으로, 순환은 채널 품질 및 출력을 고려한다.

당업자는 정보 및 신호들이 임의의 다수의 상이한 기술들 및 테크닉들을 사용하여 표현될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 상기 설명을 통해 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심벌들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 전자기장들, 또는 전자기 입자들, 광학계들 또는 광학 입자들, 또는 그들의 임의의 조합에 의해 표시될 수 있다.

당업자는 또한 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 논리적인 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그들의 조합으로서 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 상기 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환가능성을 명백히 설명하기 위해, 다양한 요소들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능성에 관련하여 전술되었다. 상기 기능성이 하드웨어로 실행되는지 또는 소프트웨어로 실행되는지의 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 따라 결정한다. 당업자는 각각의 특정 애플리케이션을 위해 다양한 방식들로 설명된 기능성을 실행할 수 있지만, 상기 실행 결정들은 본 발명의 영역으로부터 벗어나는 것으로 해석될 수 없다.

본 명세서에서 개시된 실시예와 관련하여 다양하게 설명되는 논리들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 응용 집적 회로(ASIC), 현장 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 요소들, 또는 본 명세서에 개시된 기능을 수행하도록 설계된 그들의 임의의 조합을 사용하여 실행되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 선택적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 기계가 될 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연결된 하나 또는 그 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 장치들의 조합으로서 실행될 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 그들의 조합에서 즉시 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 제거가능한 디스크, CD-ROM 또는 임의의 다른 저장 매체 형태로 당업자에게 공지된다. 예시적인 저장 매체는 저장매체로부터 정보를 판독하고 정보를 기록할 수 있는 프로세서에 접속된다. 선택적으로, 저장 매체는 프로세서의 필수 구성요소이다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있다. ASIC은 사용자 터미널 내에 상주할 수 있다. 선택적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 디바이스 내에서 이산요소들로서 상주할 수 있다.

헤딩은 참조를 위해 그리고 소정의 섹션을 위치시키기 위해 포함된다. 이러한 헤딩은 이하에 설명된 개념의 사상을 한정하지 않으며, 이러한 개념은 전체 명세서를 통해 다른 섹션에 적용 가능하다.

바람직한 실시예의 상술한 설명은 당업자가 본 발명을 용이하게 사용할 수 있도록 제공된다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명에 대한 여러 변경이 가능함을 쉽게 인식할 것이다. 그러므로 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예에만 제한받지 않으며 본 명세서에 개시된 가장 넓은 범위의 원리 및 원칙에 해당한다.

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31. 글로벌 이동 통신 시스템(GSM) 프로토콜을 지원하는 통신 시스템의 이동국으로서,

    메모리 저장 유닛; 및

    상기 메모리 저장 유닛에 연결되어, 업링크 상에서의 송신을 위한 슬롯 위치를 결정하고 상기 슬롯 위치를 순환시키기 위한 알고리즘을 적용하는 프로세서를 포함하는, 이동국.
32. 글로벌 이동 통신 시스템(GSM) 프로토콜, 각각의 시간 슬롯이 다수의 이동국들 중 단 하나를 위해 스케줄링되는 제1 다수의 시간 슬롯들의 프레임들을 갖는 다운링크 통신 채널, 및 각각의 시간 슬롯이 상기 다수의 이동국들 중 단 하나를 위해 스케줄링되는 제2 다수의 시간 슬롯들을 갖는 업링크 통신 채널을 지원하는 통신 시스템에서의 방법으로서,

    이동국에서, 상기 다운링크 통신 채널의 프레임 내 데이터가 상기 이동국으로 지시(direct)되는지를 결정하는 단계;

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시된다면, 상기 제2 다수의 시간 슬롯들의 프레임에서 마지막 시간 슬롯에 상기 이동국을 스케줄링하는 단계; 및

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 상기 제2 다수의 시간 슬롯들의 프레임에서 상기 마지막 시간 슬롯에 선택된 이동국을 스케줄링하는 단계를 포함하는, 방법.
33. 제32항에 있어서,

    프레임에서 상기 제2 다수의 시간 슬롯들은 비례 공평 스케줄러에 의해 스케줄링되는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제32항에 있어서,

    상기 데이터의 최상의 평균을 수신할 수 있고 현재 상기 데이터를 수신할 수 없는 이동국이 상기 제2 다수의 시간 슬롯들의 프레임에서 마지막 시간 슬롯 다음에 스케줄링되는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제34항에 있어서,

    상기 마지막 시간 슬롯 다음의 스케줄링은 상기 데이터의 최상의 평균을 수신할 수 있는 이동국에 대한 시간 스케줄의 시계 방향 회전에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 제34항에 있어서,

    상기 마지막 시간 슬롯 다음의 스케줄링은 상기 데이터의 최상의 평균을 수신할 수 있는 이동국에 대한 시간 스케줄의 반시계 방향 회전에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
37. 제32항에 있어서,

    상기 선택된 이동국은 상기 데이터를 수반하는 헤더로 식별되는 것을 특징으로 하는 방법.
38. 제32항에 있어서,

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 요청된 데이터 레이트를 기초로 알고리즘이 상기 이동국에 대해 스케줄링된 시간 슬롯을 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
39. 제32항에 있어서,

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 채널 품질 표시자를 기초로 알고리즘이 상기 이동국에 대해 스케줄링된 시간 슬롯을 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
40. 제32항에 있어서,

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 이동국 선택 이력을 기초로 알고리즘이 상기 이동국에 대해 스케줄링된 시간 슬롯을 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
41. 제32항에 있어서,

    상기 통신 시스템은 범용 패킷 무선 서비스(GPRS) 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 방법.
42. 제32항에 있어서,

    상기 시스템은 EDGE(Enhanced Data rates for a Global Evolution) 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 방법.
43. 제32항에 있어서,

    상기 통신 시스템은 글로벌 이동 통신 시스템(GSM) 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 방법.
44. 글로벌 이동 통신 시스템(GSM) 프로토콜을 지원하는 통신 시스템으로서,

    각각의 시간 슬롯이 다수의 이동국들 중 단 하나를 위해 스케줄링되는 제1 다수의 시간 슬롯들의 프레임들을 갖는 다운링크 통신 채널;

    각각의 시간 슬롯이 상기 다수의 이동국들 중 단 하나를 위해 스케줄링되는 제2 다수의 시간 슬롯들을 갖는 업링크 통신 채널;

    이동국에서, 상기 다운링크 통신 채널의 프레임 내 데이터가 상기 이동국으로 지시되는지를 결정하는 수단; 및

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시된다면, 상기 제2 다수의 시간 슬롯들의 프레임에서 마지막 시간 슬롯에 상기 이동국을 스케줄링하고, 상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 상기 제2 다수의 시간 슬롯들의 프레임에서 상기 마지막 시간 슬롯에 선택된 이동국을 스케줄링하는 수단을 포함하는, 통신 시스템.
45. 제44항에 있어서,

    상기 선택된 이동국은 상기 데이터를 수반하는 헤더로 식별되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
46. 제44항에 있어서,

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 상기 스케줄링하는 수단이 요청된 데이터 레이트를 기초로 상기 이동국에 대해 스케줄링된 시간 슬롯을 회전하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
47. 제44항에 있어서,

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 상기 스케줄링하는 수단이 채널 품질 표시자를 기초로 상기 이동국에 대해 스케줄링된 시간 슬롯을 회전하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
48. 제44항에 있어서,

    상기 데이터가 상기 이동국으로 지시되지 않는다면, 상기 스케줄링하는 수단이 이동국 선택 이력을 기초로 상기 이동국에 대해 스케줄링된 시간 슬롯을 회전하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
49. 제44항에 있어서,

    상기 통신 시스템은 범용 패킷 무선 서비스(GPRS) 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
50. 제44항에 있어서,

    상기 통신 시스템은 EDGE(Enhanced Data rates for a Global Evolution) 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
51. 제44항에 있어서,

    상기 통신 시스템은 글로벌 이동 통신 시스템(GSM) 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.

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