KR101153597B1 - 통신 네트워크에서 자원 할당 - Google Patents

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Abstract

개선된 정확도로 하나 이상의 품질 타겟들에 도달하도록 자원 할당 파라미터들을 적응시키는 방법이 제안된다. 바람직하게는 블록 레벨에서 소위 상호 정보를 토대로 한 새로운 정보 측정이 도입된다. 이전 송신의 MI-기반으로 한 정보 측정, 다음 송신의 채널 예측 및 하나 이상의 품질 요건은 자원의 량 및 유형, 예를 들어, 다음 송신을 위하여 사용되는 시간, 주파수 및 전력 자원을 결정하는데 사용된다. 자원 할당은 예를 들어 전력 할당 및/또는 링크 적응화를 포함할 수 있고 본 발명은 협동적인 링크 적응화 및 전력 할당으로 유용하게 구현될 수 있다. 제안된 방법은 ARQ/HARQ 재송신시에 유용하다.
Figure R1020077009655
전력 할당, 링크 적응화, 자원 할당 파라미터, 수신기, 채널 예측

Description

통신 네트워크에서 자원 할당{RESOURCE ALLOCATION IN COMMUNICATION NETWORKS}
본 발명은 일반적으로 전기통신 네트워크에 관한 것이며, 특히 이와 같은 네트워크에서 자원 할당에 관한 것이다.
현재 전기통신 네트워크에서 보편적인 관심사항은 송신 전력 및 주파수와 같은 자원들을 적절한 방식으로 할당하는 것이다. 이 자원들은 제한되고, 링크 및 가입자 수가 계속 증가함에 따라서, 네트워크 복잡성이 증가됨으로써, 더욱 복잡한 솔루션들이 필요로 되었다. 전형적으로, 효율적인 자원 이용 및 신뢰할 수 있는 송신을 목적으로 한다.
송신 품질을 유지하기 위하여 데이터 송신에서 폭넓게 사용되는 것은 자동 반복 요청(ARQ) 및 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ)이다. NACK 피드백이 수신될 때 ARQ는 데이터 블록들을 재송신하여 부정확한 수신을 나타낸다. 수신기는 실패 블록들을 즉각 폐기한다. HARQ의 원리는 정확하게 수신되지 않은 데이터 블록들을 버퍼링하고 이 버퍼링된 데이터를 재송신과 결합시키는 것이다. 소프트 결합 절차는 통상, 이용되는 HARQ 결합 방식의 유형, 예를 들어, 체이스(Chase) 결합(HARQ-CC) 또는 증분 리던던시(Incremental Redundancy)(HARQ-IR)[1]에 좌우된다.
상술된 ARQ/HARO 메커니즘들과 같은 기존 솔루션들은 다수의 문제들을 지니고 있다. ARQ/HARQ는 송신 품질을 유지하도록 하지만, 성공적인 송신들을 보장할 수 없다. 최대수의 재송신에 의해서조차도, 블록은 나쁜 송신 환경에서 정확하게 수신될 수 없다. 최대 재송신 횟수를 제한하면 할수록 송신 신뢰성을 증가시키지만, 버퍼 크기를 더욱 크게하고 송신 지연을 더욱 길게할 것이다.
송신 효율을 더 높게 하기 위하여, 채널 예측[2]을 토대로 한 HARQ/적응형 변조 및 코딩(AMC) 스케쥴링에 대한 연구들이 행해져 왔다. HARQ/AMC의 주요 관심사항은 무선 채널 변화의 불특정성을 적응시키거나 중화시키는 것이고 가장 보편적인 조치는 메트릭과 같은 필요로 되는 평균 신호 대 잡음 비를 이용하는 것이다. HARQ/AMC는 모든 가능한 채널 변화들의 소모적인 시뮬레이션을 필요로 하며, 이는 엄청난 작업이다.
따라서, 종래의 전기통신 시스템들에서 송신동안 자원들의 취급은 결코 만족스럽지 않음으로, 개선된 자원 할당 메커니즘이 필요로 된다.
본 발명의 일반적인 목적은 무선 전기통신 네트워크에서 개선된 자원들의 취급을 성취하는 것이다. 특정 목적은 송신 신뢰성 및 송신 효율을 보장하는 것이다. 또 다른 목적은 네트워크에서 자원 낭비를 감소시키는 것이다. 또한 다른 목적은 ARQ/HARQ에 사용하는데 적합한 개선된 자원 할당 메커니즘을 제공하는 것이다.
이들 목적들은 첨부된 청구항들에 따라서 성취된다.
요약하면, 본 발명은 개선된 정확도로 하나 이상의 품질 타겟들에 도달하도록 자원 할당 파라미터들을 적응시키는 새로운 방법을 제공하는 것이다. 바람직하게는 블록 레벨에서 소위 상호 정보를 토대로 한 새로운 정보 측정이 도입된다. 이전 송신의 MI-기반으로 한 품질 표시자, 다음 송신의 채널 예측 및 선택적으로 하나 이상의 부가적인 품질 요건이, 자원의 량 및 유형, 예를 들어, 다음 송신을 위하여 사용되는 시간, 주파수 및 전력 자원을 결정하는데 사용된다. 자원 할당은 바람직하게는 전력 할당 및/또는 링크 적응화를 포함할 수 있다. 후자는 채널 조건들을 토대로 예를 들어 변조 모드, 코딩율 및/또는 소스 데이터 레이트의 적응적인 선택을 포함한다. 이는 또한 다수의 사용자들 중에 채널 할당을 포함한다. 특히, 본 발명은 링크 적응화 및 전력 할당이 동일한 측정을 토대로 동시에 수행되도록 유용하게 구현될 수 있다. 제안된 방법은 ARQ/HARQ 재송신에 매우 유용하다.
본 발명의 다른 양상들을 따르면, 자원 할당을 위한 수단을 지닌 통신 유닛 및 통신 시스템이 제공된다.
본 발명의 부가적인 목적들 및 장점들과 함께 본 발명이 이하의 설명 및 첨부 도면들에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 실시예를 따른 품질 표시자 계산을 위한 품질 모델의 개요도.
도2는 본 발명이 사용될 수 있는 통신 시스템(의 일부)를 도시한 도면.
도3은 본 발명의 실시예를 따른 자원 할당을 위한 방법의 흐름도.
도4A-C는 본 발명의 실시예들을 따른 통신 유닛들에서 기능을 결정하는 품질 표시자의 다양한 배열들을 도시한 개요적인 블록도.
도5는 본 발명의 실시예를 따른 HARQ-CC 시스템을 위한 RBI 대 SIR 맵핑을 도시한 도면.
도6은 본 발명의 실시예를 따른 HARQ-IR 시스템용 RBI 및 FI 간의 맵핑 함수를 도시한 도면.
도7은 본 발명의 실시예를 따른 HARQ-CC에 의한 자원 할당을 위한 시스템의 개요적인 블록도.
도8은 본 발명의 실시예를 따른 HARQ-IR에 의한 자원 할당을 위한 시스템의 개요적인 블록도.
약어 목록이 이 섹션의 마지막에 제공된다.
본 발명은 전기통신 네트워크 내 통신 링크들에(전력 할당 또는 링크 적응화와 같은) 자원 할당을 수행하는 것을 토대로 새로운 정보 측정 및 파라미터들을 규정하는 것을 포함한다. 본 발명 및 실시예들을 상세하게 설명하기 전, 일부 밑줄친 개념들 및 정의들이 원리들을 이해하도록 하기 위하여 설명될 것이다.
새로운 링크-시스템 인터페이스 및 정보 파라미터들
본 발명은 양호한 채널 추정/예측 및 측정이 얻어질 수 있다면 실제로 최적의 자원 할당 룰들/요건들(ARQ/HARQ에 관계없이)을 제공하는 품질 모델이라 칭하는 새로운 개선된 링크-시스템(L2S) 인터페이스의 인식을 기반으로 한다.
도1은 본 발명을 따른 이와 같은 품질 모델의 실시예를 도시한 개요적인 블 록도이다. 품질 모델(100)은 링크 정보 측정들(11)(도1의 SIR) 및 최종 품질 표시자들 또는 추정들(도1에서 BLER 및 FI) 간의 맵핑 관계를 설명한다. 이는 변조 모델(12) 및 코딩 모델(13) 각각을 포함한다. 부가적으로 후술되는 바와 같이, 제안된 품질 모델(100)의 매우 유용한 특징은 변조 모델(12) 및 코딩 모델(13) 간의 선형 인터페이스를 제공하는 것이다.
서비스 요건의 품질은 상이한 품질 표시자들, 즉 BLER(블럭 에러율), 처리량, 지연으로 뿐만 아리나 본 발명에 따라서 규정된 하나 이상의 새로운 표시자들을 통해서 표현될 수 있다. 이들 표시자들은 통계에 의해 또는 SIR 및 rawBER과 같은 링크 정보 측정들을 토대로 얻어질 수 있고 본 발명의 자원 할당 절차에서 중요한 역할을 한다. 새로운 품질 표시자들은 이 장치에서 후술되는 "블록-레벨 상호 정보"에서 유도되지만, 표시자들이 기반이 되는 제1 상호 정보 개념은 심벌-레벨에서 설명될 것이다.
심벌-레벨 상호 정보
디코더로부터 보면, 소스로부터의 정보는 복조기의 소프트 출력(soft output)들에 의해 실행된다. 정보 이론으로부터의 일반적인 정보값은, 채널 입력 및 출력, 즉 엔코더 출력 비트 및 디코더-입력 소프트 비트 간의 소위 상호 정보(MI:mutual information)이다. 채널 코딩 이론은 이상적인 코덱(즉, 코더/디코더 시스템)이 채널의 상호 정보와 동일한 코딩율로 신뢰할 수 있게 송신할 수 있다는 것을 나타낸다[3]. 채널 용량을 토대로 한 정보 측정은 변조된 심벌-레벨 상호 정보(SI:modulated symbol-level mutual information) 값으로서 표현될 수 있다. γj가 시간 j에서 신호 대 간섭비를 다음과 같이 표현하면,
Figure 112007032003021-pct00001
SI는 다음과 같이 규정된 I(
Figure 112007032003021-pct00002
j)로 표현된다.
Figure 112007032003021-pct00003
여기서, 변조된 심볼 X는 특정 변조 컨스텔레이션(constellation)에 속하고 수신된 심볼
Figure 112011042884697-pct00004
와 같이 되는데, 여기서 C는 복소수들의 집합이다[4]. 수학식 2에서, P(X)는 X의 연역적 확률이다.
Figure 112011042884697-pct00005
는 송신 심벌(X) 상에서 조건화되고 채널 상태(
Figure 112011042884697-pct00006
j)에 의해 파라미터화되는 확률 밀도 함수이다.
때때로 수학식(2) 대신에 사용될 수 있는 심벌 정보의 근사화가 존재한다. 예를 들어, 코딩된 송신을 위하여 오프 바운드되는 Union Chern을 토대로, M-심벌 변조를 위한 지수 효율적인 SIR 맵핑(EESM:exponential effective SIR mapping) 정보 표현은 다음과 같다.
Figure 112007032003021-pct00007
여기서
Figure 112007032003021-pct00008
m은 주어진 컨스텔레이션을 위한 변조 조정 팩터이다.
다른 근사화 상호 정보 표현들은 예를 들어 다음과 같은 BPSK 컷 오프 레이트를 토대로 하거나,
Figure 112007032003021-pct00009
또는 통합된 Shannon 정보 이론, 즉 다음과 같은 실제 가우스 입력들을 갖는 AWGN 커패시티를 토대로 할 수 있다.
Figure 112007032003021-pct00010
또한 다음과 같은 또 다른 근사화 표현들이 있을 수 있다.
Figure 112007032003021-pct00011
여기서 {α, β}는 소정 컨스텔레이션을 위한 변조 보상 지수이다. 양호한 트레인닝에 의해 (6)은 매우 양호한 정합을 제공한다.
블록-레벨 상호 정보
특정 코덱의 작용은 코딩 블록 마다 상호 정보로서 표현될 수 있다.
(N, K) 코딩 블록에 대해서, K는 정보 비트들의 수를 표시하고 N은 J개의 변조된 심볼들에 대응하는 하나의 코딩 블록 내의 코딩된 비트들의 수를 표시하는데, 채널 커패시티는 블록 내의 SI:s의 누산이다. 수신된 코딩 블록이 다중 채널 상태들{
Figure 112007032003021-pct00012
1,
Figure 112007032003021-pct00013
2, ...
Figure 112007032003021-pct00014
J)을 겪는다고 가정하면, 상호 정보는 본 발명에 따라서 다음 품질 표시자들로서 상이한 레벨들에서 규정된다.
-수신되어 코딩된 블록 정보(RBI):
Figure 112007032003021-pct00015
M-차 변조에 대해서
Figure 112007032003021-pct00016
임으로
Figure 112007032003021-pct00017
이다.
Figure 112007032003021-pct00018
및
Figure 112007032003021-pct00019
여기서, RSI는 수시된 슬롯 정보를 표시하며, SI는 심벌 정보인데, 즉, I 및 S는 한 슬롯에서 심볼들의 수이다.
RBI는 디코딩 전 총 수신되어 엔코딩된-비트들(로비트(rawbit)) 정보이다.
-수신되어 코딩된 블록 정보 레이트(RBIR), 즉 정규화된 RBI:
Figure 112007032003021-pct00020
-블록 에러율(BLER), 예를 들어 송신된 블록들의 총 수에 걸친 에러 블록들의 수의 비
-프레임 정보(FI):
Figure 112007032003021-pct00021
FI는 하나의 코딩 블록 내의 수신되어 디코딩된 비트 정보이며, 양자화된 처리량, 예를 들어 코딩 블록마다 정확하게 수신된 비트들의 수로서 해석될 수 있다.
-블록 성공율 (BSR), 즉 정규화된 FI:
Figure 112007032003021-pct00022
- 처리량(TP)
Figure 112007032003021-pct00023
여기서 Rinfobits는 정보 비트들의 송신 레이트이고, Tcodingblock은 한 코딩 블록의 기간이다.
RBI, RBIR, FI, 및 BSR과 같은 상호 정보 기반의 품질 표시자들은 서비스 품질을 표시하고, 송신 요건들/제약들, 예를 들어 FItarget 또는 RBItarget을 표현하도록 사용될 수 있다. 타겟을 이에 대응하는 측정값, 예를 들어 FImeasurement 또는 RBImeasurement 와 비교함으로써, 이 요건이 충족되는지를 결정할 수 있다. 상호 정보를 토대로 한 표시자들은 채널 패턴 및 변화와 무관함으로, 자원 할당될 때 이들 표시자들을 종래의 QoS보다 사용하기 더욱 쉽게한다.
예를 들어 다른 유형들의 정규화된 FI 및 RBI 파라미터들과 같은 다른 상호-정보 기반으로 한 품질 표시자들이 또한 본 발명의 범위 내에 있다는 점에 유의하여야 한다.
상호 정보에 의한 변조 모델
변조 모델(도1의 12)은 상이한 변조 컨스텔레이션들에 대한 심벌-레벨 상호 정보(SI)를 취급한다.
Shannon 정보 이론[5]을 따르면, 대역폭 제한됨이 없이 AWGN 채널을 위한 채널 커패시티는 다음과 같다:
Figure 112007032003021-pct00024
디지털 변조를 위하여, 상호 정보(SI)는 이산-입력 및 연속-출력 채널의 커패시티를 나타낸다. M-차 컨스텔레이션의 커패시티는 log2M 보다 높지 않을 수 있지만, 이는
Figure 112007032003021-pct00025
j에 대해서 완전히 알고 있는 경우에 매우 낮은 SIR 값들에서 Shannon 채널 커패시티에 대단히 근접할 수 있다. 게다가, 채널 상태(
Figure 112007032003021-pct00026
j)가 제공되면, SI는 채널에 대해서 완전히 알고 있는 경우에 고차 변조를 위하여 더욱 크게된다. 그러나, 불완전한 채널 추정의 경우에 정보 내용이
Figure 112007032003021-pct00027
j의 추정값만큼 제한될 것이라 는 것이 예측될 수 있다.
상호 정보에 의한 코딩 모델
도1에 도시된 바와 같이, 다상 채널(multi-state)을 위한 코딩 모델(13)은 심벌 정보 결합(14) 및 품질 맵핑(15)을 위한 기능을 포함한다.
다상 채널을 위한 품질 모델(100)은 예를 들어 상호 정보의 룩업 테이블들을 통해서 구현될 수 있고 다음의 단계들을 포함할 수 있다.
[1] 다중 채널 상태들{
Figure 112011042884697-pct00028
1,
Figure 112011042884697-pct00029
2,...,
Figure 112011042884697-pct00030
J}을 갖는 복조기의 소프트 출력들의 세트에 대해서, {SI1, SI2, ..., SIJ}는 상기 변조 모델(12)에 의해 서술된 바와 같이 특정 컨스텔레이션을 위한 상호 정보의 룩업 테이블을 검사함으로써 계산된다.
[2] 코덱을 위한 룩업 테이블을 선택한다. 이 테이블은 변조 모드에 좌우되지 않는 AWGN 시뮬레이션 결과들을 토대로 생성된다. 예를 들어, RBI 내지 FI 및 RBIR 내지 BLER의 룩업 테이블들이 선택될 수 있다.
[3] (7) 또는 (8)에 의해 RBI 또는 RBIR을 수집한다. 이 기능은 도1에서 유닛(14)에서 수행된다. 비최적 디코딩 알고리즘(non-optimal decoding algorithm)의 경우에 코덱 작용을 시뮬레이트하기 위하여, 다음과 같은 RBI 조정 팩터(RBIcod)의 형태로 RBI에 대한 수정을 도입함으로써 (7)의 수정이 필요로 된다.
Figure 112007032003021-pct00031
RBI에 대한 또 다른 수정 방법은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007032003021-pct00032
여기서
Figure 112007032003021-pct00033
cod는 SIR-도메인 조정 팩터이다.
[4] AWGN 룩업 테이블들을 검사함으로써 품질 표시자들을 획득한다. 이 기능은 도1에서 유닛(15)으로 표현된다.
L2S에서 RBI(또는 RBIR)와 같은 블록-레벨 상호-정보 기반으로 한 파라미터를 도입하면 별도의 변조 및 코딩 모델들 각각을 가질 수 있고 변조 모델(12) 및 코딩 모델(13) 간의 인터페이스는 선형이 된다. 선형 인터페이스 특징은 링크 정보 측정들을 토대로 상이한 품질 표시자들의 추정에 상대적으로 직접 액세스하게 한다.
본 발명에 따라서 제안된 상술된 품질 모델은 종래 기술에서 대응하는 L2S 인터페이스보다 더욱 정확하게 되는 이점과 관련된다.
새로운 자원 할당 절차
본 발명을 따르면, 개선된 자원 할당 절차를 성취하기 위하여 채널 조건 정보 및 송신 정보 요건을 실행하는 상술된 종류의 풍부한 피드백을 이용하는 것이 제안되었다. 자원 할당은 바람직하게는 전력 할당(전력 제어) 및/또는 링크 적응화를 포함한다. 기본적으로, 이전(현재) 송신의 MI-기반으로 한 품질 표시자들, 다음 송신의 채널 예측(본 발명이 재송신 개선들을 위하여 사용되는 경우에 "다음 시 도") 및 일반적으로 또한 하나 이상의 품질 요건들은 다음 송신("제2 시도")를 위하여 사용되어야 하는 시간, 주파수, 및 전력 자원들을 포함하여 자원들이 얼마나 많은지를 결정하는데 사용된다.
따라서, 본 발명은 자원 할당에서 새로운 품질 측정들을 도입하는 반면에, 종래 기술에서 자원 할당은 종래 측정들, 예를 들어, SIR 또는 BLER을 토대로 한다. 이하에서 명백한 바와 같이, 새로운 MI-기반으로 한 표시자들은 일부 유용한 특징들과 관련되어, 통신 링크들을 통해서 더욱 신뢰성있고 효율적인 패킷 송신을 가능하게 한다.
이 설명을 위하여, 자원 할당은, 통신 링크에 대한 송신 전력 또는 링크-규정 자원들(예를 들어, 관련된 주파수 또는 시간)과 같은 자원들의 할당/분배/설정/제어에 관한 것이다. 링크-규정 또는 링크-관련된 자원들의 할당은, 예를 들어 채널 조건들을 토대로 한 변조-모드, 코딩율 및/또는 소스 데이터 레이트의 적응적인 선택(adaptive select)을 포함한다. 이는 또한 주파수 도메인, 시간 도메인, 공간 도메인 및/또는 코드 도메인에서 채널 할당을 포함한다. 링크-규정 자원들의 할당을 지금부터 일반적으로 링크 적응화라 칭한다.
도2는 본 발명이 사용될 수 있는 통신(서브) 시스템(200)을 도시한다. 각 통신 링크들(23)을 통한 모바일 노드들(22)(사용자 장비, 이동국 등)과 통신하는 기지국(21)이 도시된다. 본 발명은 특히 무선 링크들을 통한 패킷-기반으로 한 통신(제한되지 않지만)에 특히 유용하고 송신 유닛이 신호를 통신 링크를 통해서 수신 유닛으로 송신하도록 시도하는 상황들을 다룬다. 수신 유닛은 링크를 모니터링하고 측정된 링크 정보를 기반으로 하며, 자원들을 링크에 할당하는 방법을 결정한다. 일반적으로, 모든 참여 유닛들(21, 22)은 수신 및 송신 기능 둘 다를 포함하는 송수신기들이다. 본 발명을 위하여, "수신" 또는 "송신" 유닛은 기지국(21), 모바일 노드(22) 또는 임의의 다른 적절한 통신 노드/유닛일 수 있다.
도3은 본 발명의 실시예를 따른 자원들을 할당하는 방법의 흐름도이다. 제1 단계(S1)에서, 신호는 통신 링크를 통해서 송신 유닛으로부터 수신 유닛으로 송신된다. 신호에 대한 품질 표시자/링크 측정(예를 들어, FI, RBI)의 현재 값이, 상호 정보 관계/식을 토대로 결정된다(단계 S2). 이를 위하여, 정보-기반으로 한 품질 모델이 사용될 수 있는데, 이는 변조 모드 선택 및 코딩율 적응화가 별도로 수행되도록 함으로써 변조 모드 선택 및 코딩율 적응화가 간단해지도록 한다. 품질 표시자는 신호의 블록-레벨 상호 정보를 (직접 또는 간접적으로) 표현하는(나타내는) 파라미터이다. 품질 표시자는, 예를 들어 RBI 또는 RBIR과 같은 수신된 블록의 총 코딩된 비트 정보를 표시하거나 FI 또는 BSR과 같은 수신된 블록의 총 디코딩된 비트 정보를 표시할 수 있다. 수신 유닛에서 측정된 신호의 링크 정보(예를 들어, SIR)는 바람직하게는 품질 표시자를 결정하는 단계에서 입력으로서 사용된다.
품질 표시자를 결정하는 단계는, 바람직하게는 입력으로서 신호 대 잡음비의 표현을 갖는 변조 모델을 이용하여 심볼-레벨에서 상호 정보 파라미터들을 모델링하는 단계 및 상호 정보 파라미터들을 블록-레벨 상호 정보에 결합시키는 단계를 포함한다. 이 코딩된 블록 레벨 상호 정보는 상기 변조 모델과 독립적인 코딩 모델을 이용하여 블록-레벨에서 디코딩된 품질 표시자로 변환될 수 있다. 예를 들어, 단계(S2)는 수신된 변조 심볼 신호-대-간섭(SIR)을 심벌 정보(SI)에 맵핑하는 단계; SI 값을 수신된 블록 정보(RBI)에 맵핑하는 단계; 및 RBI 값을 블록 에러율(BLER) 및/또는 프레임 정보(FI)에 맵핑하는 단계를 포함할 수 있다.
도3을 계속 참조하면, 단계(S4)에서 품질 표시자의 현재 값에 응답하여 통신 링크에 자원들이 어떻게 할당되는지를 결정한다. 전형적으로, 품질 표시자가 자원 할당 기능에 입력되고, 그 다음 자원들은 기능의 출력을 토대로 분배된다. 통상적으로, 자원 할당은 품질 표시자의 현재 값 및 이의 타겟 값 간의 비교를 포함하거나 비교 다음에 실행된다(단계 3).
따라서, 자원 할당은 전력 또는 코딩율과 같은 자원 할당 파라미터를 통해서 수행될 수 있다. 실제 자원 할당을 수행하는 것은 통상적으로 송신 유닛에서 다음 파라미터들 중 하나 이상을 설정하는 단계를 포함한다.
i) 송신 대역폭 및 이의 스펙트럼 로케이션
ii) 송신 타이밍
iii) 송신 전력
iv) 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ) 세션에서 패킷 또는 서브패킷의 포맷들
v) H-ARQ 세션에서 재송신 수
자원 할당이 송신 대역폭 및 이의 스펙트럼 로케이션 (i)을 결정하도록 사용될 때, 예를 들어, 이는 다중-캐리어 시스템에서 송신된 서브캐리어들의 로케이션 및 수 및/또는 코드 분할 다중화된 시스템에서 코드 채널들의 수를 설정하는 것을 포함한다. 자원 할당이 송신 타이밍을 결정하도록 사용될 때(ii), 예를 들어 H-ARQ 세션에서 패킷 또는 서브패킷을 송신하는 시간 인스턴트 및 H-ARQ 세션에서 송신된 패킷 또는 서브패킷들의 지속시간을 설정하는 단계를 포함한다. 자원 할당이 H-ARQ 세션에서 패킷 또는 다중 서브패킷들의 포맷들을 결정하도록 사용될 때(v), 예를 들어, 다음 파라미터들, 변조 순서, 순방향 에러 정정(FEC) 레이트, FEC 코드 유형, 및 H-ARQ 결합 유형 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의해, 변조 모드와 무관한 특정 코딩 방식을 위한 단일 룩업 테이블을 이용하는 것이 가능하다. 이는 자원 할당 기능을 직접 구현한다.
자원 할당 판정은 때때로 송신이 발생되지 않는다는 것을 의미할 수 있는데, 즉 자원들이 링크에 할당되지 않는다는 것을 의미한다는 것이 언급되어야 한다. 이는 전형적으로 송신 타이밍을 통해서 조절된다. 현재 또는 가까운 미래의 채널 조건이 너무 나쁘면, (재)송신은 무용한 것으로 간주되며, 이 송신은 중단될 수 있고 나중에 재개될 수 있다.
QoS 기준들에 대해서, 품질 표시자 기준들(예를 들어, RBItarget 또는 FItarget)과 직접 관련된 적어도 하나의 QoS 기준은, 통상적으로 자원 분배를 결정할 때 포함되어야 한다. 이는 전형적으로 링크마다 처리량 기준 또는 블록 에러율을 갖는 경우이다. 그러나, BLER, 패킷 송신 지연, 지연 지터 또는 개개 사용자들의 서비스 우선순위를 결정하도록 사용될 수 있는 잔여 블록 에러율(BER)과 같은 선택적인 기준들이 존재할 수 있다. 어느 경우에서도, 적어도 하나의 QoS 기준이 RBI 또는 FI와 같은 품질 표시자를 이용할 때, 본 발명은 자원 할당 기능의 정확도를 개선시킨다.
본 발명은 많은 이점들을 발생시킨다. 채널 조건들 및 품질 요건들을 토대로 자원들을 할당함으로써 송신 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 게다가, 송신 실패의 경우에, 제안된 자원 할당은 성공적인 재송신의 확률을 증가시킬 것이다. 이는 종래 기술 만큼 많은 재송신이 없다는 것을 의미하는데, 즉 부정확한 재송신에 의해 야기되는 송신 지연이 감소된다는 것을 의미한다.
게다가, 본 발명에 의하면, 송신 효율은 증가될 수 있다. 상호 정보 기반으로 한 링크 적응화 및 전력 제어는 재송신을 위한 적절한 자원들의 할당을 실행함으로 자원 낭비가 감소될 수 있다. 자원은 품질 요건을 지원하는데 충분한 정도보다 좀더 높게 할당된다. 자원 할당의 마진이 채널 변화 및 추정 에러들에 대해 로버스트니스를 보장하도록 하는데 필요로 되지만, 자원 낭비는 예를 들어 동일한 송신 품질 및 지연을 지원하는 전통적인 ARQ/HARQ에서 보다 적게될 것이다.
특히, 풍부한 피드백을 토대로 전력 제어 및/또는 링크-적응화를 도입함으로써, ARQ/HARQ와 같은 송신/재송신 메커니즘의 개선이 성취될 수 있다. 예를 들어, 제안된 링크-적응화에 의해, 플렉시블 코딩율-선택 즉 가변 재송신 블록-크기들이 제공될 수 있음으로, 송신 효율은 예를 들어 HSDSCH에서 현재 HARQ/AMC와 비교하여 증가될 것이다. (ACK/NACK를 갖는 종래 ARQ/HARQ는, 특정 유형의 코딩율만을 제공할 수 있다. 결과적으로, 자원 낭비는, AMC 스케쥴링에 의해서조차도 때때로 회피될 수 없다.)
자원 할당이 전력 할당 또는 링크 적응화 중 어느 하나를 포함하는 본 발명 의 실시예들이 있을 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한, 협동적인 전력 할당 및 링크 적응화에 의해 특정 바람직한 실시예를 구현할 수 있다. 상술된 정보-기반으로 한 품질 모델에 의해, 링크-적응화 및 전력 할당은 더욱 정확하게 QoS 요건에 도달하도록 동일한 측정(즉, 상호 정보 기반으로 한 품질 표시자)을 토대로 동시에 수행될 수 있다. 이와 같은 협동적인 전력 할당 및 링크 적응화는 총 시스템 자원을 고려함으로써 결합되어 설계된다. 그 후, 더욱 플렉스블한 전력 할당은 전형적으로 제한된 채널 자원들의 경우에 사용될 것이고 더욱 플레시블한 링크 적응화는 송신 전력 또는 간섭 레벨의 엄격한 제한의 경우에 사용될 것이다. 이와 같은 "협동"은 전통적인 독립 전력 할당 및 링크 적응화보다 우수한 것으로 여겨진다.
종래 기술에서 링크 적응화 및 전력 할당 을 수행하는 시스템들이 존재하지만, 이들 시스템들에서, 링크 적응화 및 전력 할당은 독립적으로 설계되고 협동적이지 않다는 점에 유의하여야 한다. 예를 들어, WCDMA, AMR은 슬롯-레벨 SIR 추정치값을 토대로 슬롯-형 내부 루프 전력 제어, BLER을 토대로 한 TTI(송신 시간 간격)-형 외부-루프 전력 제어 및 TTI-레벨 SIR 추정치값을 토대로 한 TTI-형 링크-적응화를 갖는다. 또 다른 예는 임의의 QoS 요건들을 타겟화하지 않는 매우 저속인 전력 제어와 함께 채널 조건 및 QoS 요건에 따라서 고속 TTI-형 링크 적응화를 이용하는 HSDPA이다.
따라서, 새로운 측정들 및 절차들은 주어진 사용자를 위한 링크-적응화 및 전력 할당과 관련하여 매우 유용하다. 언급된 바와 같이, 이들은 또한 채널 자원들이 여러 사용들 간에 분배되는 스케쥴링 또는 채널 할당하는데 유용하다. 다른 말로서, 이 설명을 위하여, "통신 링크"는 특정 사용자에게 링크/채널을 형성하는 서브링크들의 세트에서 서브링크 및 각 사용자들과 관련된 각 링크들/채널들 둘 다와 관련된다. 주파수 도메인에서, 채널 할당은 캐리어들(FDAM)의 할당 또는 서브캐리어들(OFDM│OFDMA)의 할당과 관련된다. 유사하게, 공간 도메인에서, 채널 할당은 안테나 링크들(예를 들어, MIMO)의 할당과 관련되는 반면에, 코드 도메인에서 이는 스프레딩 코드들(CDMA)의 할당과 관련된다.
배경 섹션에서 언급된 바와 같이, 종래의 HARQ/AMC 솔루션들은 전형적으로 무선 채널 변화의 불특정성을 중화시키는 작업에서 메트릭으로서 필요로 되는 평균 SIR을 이용한다. 전통적인 방법은 평균 SIR-BLER 관계에 좌우된다. 현재 송신이 원하는 BLER에 도달하지 않으면, 이 전략은 총 수신된 SIR이 원하는 BLER에 충분하게 되도록 상이한 변조 또는 코딩 포맷으로 또는 전력 레벨에서 재송신하는 것이다. 그러나, 평균 SIR-BLER 특징은 채널 변화의 레이트 및 패턴에 좌우된다. 채널 변화의 상이한 레이트들 및 패턴들은 동일한 변조 및 코딩에 의해서 조차도 상이한 평균 SIR-BLER 커브들이 된다. HARQ/AMC는 엄청난 작업인 모든 가능한 채널 변화들의 소모적인 시뮬레이션을 필요로 한다. 본 발명은 채널 변화의 레이트 및 패턴과 독립적인 통합된 량으로 가변 SIR 값들을 변환시키는 정보 측정 특징(MI-기반으로 한 품질 표시자들)을 도입함으로써 이들 곤란성들을 극복한다.
도4A 내지 4C는 본 발명의 실시예들을 따른 통신 유닛들에서 기능을 결정하는 품질 표시자의 각종 배열들을 도시한 개요적인 블록도들이다. 모든 3개의 도시된 자원 할당 메커니즘(400)은 링크 모니터링 기능(43)을 수신 유닛(41)에 제공하 고 송신 유닛(42)에는 실제 자원 할당을 수행하기 위한 기능(45)을 제공한다.
제1 실시예(도4A)에서, 품질 표시자는 수신 유닛(41)의 품질 표시자 계산기(44)에서 계산된다. 수신기(41)는 또한 해당 링크에 할당되는 어떤 자원들을 결정하기 위한 수단(도시되지 않음)을 포함한다. 자원 할당 제어 명령은 수신 유닛(41)으로부터 송신 유닛(42)으로 송신되고 송신 유닛은 이 명령에 따라서 자원들을 할당한다.
제2 실시예(도4B)에서, 품질 표시자 계산기(44)는 대신 송신기 측에 위치된다. 수신기(41)는 품질 표시자의 계산을 위한 링크 정보를 송신기(42)에만 송신하며, 이 때 품질 표시자는 자원 할당을 결정하고 실행하는 송신기에서 계산된다.
도4C에 도시된 바와 같이, 품질 표시자(들)은 예를 들어 별도의 더 높은 레벨 제어 유닛(46)에서 실제 수신기 유닛도 송신기 유닛도 없는 위치에서 계산된다. 이 경우에, 품질 표시자의 계산을 위한 링크 정보는 수신기(41)로부터 외부 제어 유닛(46)으로 송신된다. 제어 유닛(46)은 품질 표시자를 계산하고 자원 할당 제어 명령을 송신기(42)에 송신한다. 도4A에서 처럼, 송신기(42)의 자원 할당 기능(45)은 제어 명령에 따라서 자원 할당을 수행한다.
혼동을 피하기 위하여, 유닛들(41 및 42)은 도4에서 수신기 및 송신기로서 표시된다. 물론, 정상적인 상황은 각 유닛이 수신 및 송신 기능 둘 다, 즉 송수신기 유닛을 포함하는 것이다.
품질 표시자 결정-예 구현방식
언급된 바와 같이, 본 발명은 ARQ/HARQ 재송신과 관련하여 일부 유용한 애플 리케이션들을 갖는다.
HARQ에서, 소스 레이트는 고정, 즉 상수 K가 되고 배경부에서 언급된 바와 같은 소프트 결합 절차는 사용되는 HARQ 결합 방식에 좌우된다. HARQ-CC에서, 수신기는 항상 실패된 블록의 전체 재송신을 결합시키는데, 즉 수신기 버퍼에서 데이터량은 동일하게 남게된다. HARQ-IR에서, 수신기는 새로운 정보를 가정 먼저 송신된 블록으로 도입시키는 코딩된 심벌들을 버퍼링하는데, 즉 버퍼링될 데이터 량은 연속적인 재송신들에 따라서 증가된다.
결국, 3가지 유형들의 ARQ/HARQ 방식들이 존재한다. 전통적이 ARQ(유형 1): HARQ-체이스 결합(유형 II) 및 HARQ-증분 리던던시(유형 III)이 존재하게 된다. 여러 유형들에서 자원 할당은 조정되며/결정된 상이한 팩터들을 통해서 설명될 수 있다.
ㆍ유형 I & II에 대해서, 즉 전통적인 ARQ 및 HARQ-CC에 대해서, 코딩율이 고정되기 때문에, BLERtarget 또는 FItarget은 RBItarget으로 변환될 수 있다. 그러므로, 재송신 적응화는 RBItarget즉 전력 할당을 조정함으로써 전력 비용을 최소화할 것이다. 전형적으로 이 목적은 HARQ-CC를 이용하여 RBItarget에 가장 근접하게 대응하는 수신된 SIR을 성취하도록 하는데 필요로 되는 전력을 결정하는 것이다.
ㆍ유형 III에 대해서 즉 HARG-IR에 대해서, 문제는 전형적으로 점유된 채널 자원을 최소화하여 FItarget 즉 코딩율 적응화에 도달하도록 하는 것이다. 코딩율은 재송신 횟수 및 전략들에 따라서 가변한다. 각 재송신 후, HARQ-IR 시스템은 특정 코드 방식에 대응하며, 이의 RBItartet은 FItarget으로부터 손쉽게 얻어질 수 있다. 코딩율 적응화를 전력 할당과 결합시킬 수 있다. 이로 인해, 이 목적은 HARQ-IR을 이용하여 RBItarget에 가장 근접한 수신된 RBI를 성취하도록 하는데 필요로 되는 코드율을 결정하도록 하는 것일 수 있다.
게다가, 모든 경우들을 위하여, 변조 적응화는 순시 채널 품질을 토대로 수행될 수 있다. 이 변조 적응화는 통상적으로 제조자들이 변조 적응화를 수행하지 않도록 한다는 점에서 선택적이다.
K 정보 비트들을 갖는 코딩 블록에 대해서, 수학식 15는 i번째 송신의 프레임 정보(FI)를 다음과 같이 제공한다.
Figure 112007032003021-pct00034
BLER 타겟(또는 다른 QoS 요건)에 따르면, FI 요건은 다음과 같이 도출된다.
Figure 112007032003021-pct00035
특정 코딩 모드에 대해서, FI 및 코딩된(수신된) 블록 정보(RBI) 간에 배타적인 맵핑이 존재한다. i번째 수신된 블록에 대한 RBI는 RBIi로 표시된다. 따라서, 상이한 코딩 모드들을 위한 RBI 타겟들이 얻어질 수 있다.
실패된 i번째 수신들의 정보 측정들을 토대로, 성공적인 수신의 정보 타겟에 대한 차이가 계산되고 송신기로 다음 재송신의 정보 요건으로서 피드백된다. ARQ에 대해서, 재송신의 i+1번째 시도를 위한 정보 요건은 다음과 같다.
Figure 112007032003021-pct00036
HARQ에 대해서, 정보 차이는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007032003021-pct00037
또는 RBI 도메인에서 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007032003021-pct00038
△RBI는 소정 변조 모드를 위하여 △SIR에 부가적으로 맵핑될 수 있다.
일반적으로, FI 표현들은 코딩 모드 선택을 위하여 사용되는 반면에, RBI 표현들은 변조 모드 선택 및 전력 제어를 위하여 사용된다.
다음 귀절들은 ARQ/HARQ 방식들을 위한 전력 제어, 변조 모드 선택 및 코딩율 선택에 대한 예들을 제공한다.
주어진 코딩 모드로 전력 제어 및 변조 모드 선택
코딩 모드가 제공되면, FI 요건 △FI가 계산될 수 있다. ARQ 및 HARQ-IR에 대해서, 재송신의 다음 시도를 위한 RBI 요건은 다음과 같이 계산된다.
Figure 112007032003021-pct00039
대응하는 SIR 요건은 다음과 같다.
Figure 112007032003021-pct00040
여기서 △Ni +1은 다가오는 (i+1)번째 재송신을 위한 코딩 블록 내의 코딩된 비트들의 수인데, 이는 ARQ 및 HARQ-CC를 위한 N과 동일하다. (i+1)번째 재송신의 송신된 전력은 △SIRi +1 및 채널 예측에 의해 결정될 것이다.
최대비 결합(MRC)을 갖는 HARQ-CC에 대해서, 재송신의 다음 시도를 위한 SIR 요건은 다음과 같다.
Figure 112007032003021-pct00041
대응하는 RBI 요건은 다음과 같다:
Figure 112007032003021-pct00042
SIR 요건은 다음 재송신 시도에서 전력 제어를 위한 유효 SIR 타겟인데, 즉 전력은 주어진 변조 모드로 △RBI에 도달하도록 할당될 것이다.
도5는 HARQ-CC 시스템에 대한 전력 할당을 예시하는 도면을 포함한다. RBI 대 SIR 맵핑 함수가 도시된다. SIRE,1~t-1은 이전 1~(t-1) 재송신의 유효 결합된 SIR이고 SIRE,1~t는 모든 t 송신들의 원하는 유효 결합된 SIR이다. SIRE,t는 t번째 송신의 SIR 타겟이며, 이를 토대로 할당된 전력이 결정된다. RBItarget은 최종 결합된 SIRtarget의 요건을 제공한다. 결합된 SIR은 모든 수신된 송신들의 측정들을 토대로 얻어질 수 있다. 채널 품질 예측과 함께 SIRtarget및 측정 간의 차이는 전력 요건을 제공한다.
변조 모드와 관련하여, 최대 전력 임계값에 의해 제한될 수 있는 주어진 유효 SIR 타겟에 대해서, 다가오는(재송신된) 블록에 대한 △RBI를 충족하도록 선택되어야 한다.
본 발명은 채널 커패시티를 최대화하기 위하여 코딩 블록 내에서 변조-적응화의 가능성을 제공한다. 이는 또한 다른 이점을 구성한다. MI-기반으로 한 품질 모드를 도입함으로써, 다중 변조 모드들은 코딩 블록 내에서 사용될 수 있고, 적절하게 설계된 알고리즘으로 인해, 혼합된 변조 방식은 단일-변조 방식보다 더욱 좋게될 수 있다.
코딩율 선택
코딩율 선택은 주로 HARQ-IR에 사용된다.
제한된 송신 전력 및 주어진 변조 방식의 경우에, 재송신의 다음 시도를 위한 코딩율은 △FI 요건을 충족하도록 결정될 것이다. Rpathloss를 i번째 실패된 시도의 채널 손실 비에 대해서 i+1번째 송신 채널 예측의 채널 경로 손실비라 하자.
Figure 112007032003021-pct00043
여기서, Pi및 Pi + 1는 i번째 및 i+1번째 재송신 각각을 위한 송신된 전력이고 SIRi 및 SIRi +1은 대응하는 수시된 유효 SIR 값들이다. 따라서, 평균 심벌 정보(SI)는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112007032003021-pct00044
HARQ-IR에서 (i+1)번째 재송신 시도 후, 코딩율은 (Ni, N)에서 (Ni +1, K)로 변경되는데, 즉 (i+1)번째 시도는 △N=Ni +1-Ni코딩된 비트들을 송신할 것이다. (i+1) 번째 시도를 위한 맵핑 함수 FI2RBIcod ,i+ 1()는 코딩율에 의해 결정된다. 코딩율은 다음을 충족하도록 선택되어야 한다.
Figure 112007032003021-pct00045
도6은 HARQ-IR 시스템을 위한 코딩율 선택을 도시한 도면을 포함한다. 상이한 코딩율 △을 위한 FI와 RBI 간의 다수의 맵핑 함수들이 도시된다. 각 코딩율을 위한 다음 송신의 정보 요건(RBI 요건)은 FItarget및 측정되어 수신된 RBI로부터 계산될 수 있다. 채널 예측 및 대응하는 전력 할당을 토대로, 다음 송신의 RBI가 예측될 수 있다. FItarrget을 충족하는 최고 코딩율이 선택될 것이다. 도시된 예에서, 이는 △1/2이 선택될 것이라는 것을 의미한다. 그 다음, N은 t 및 (t-1) 송신의 최종 레이트에 의해 결정된다. 대안적으로, 선택된 코딩율에 대해서, 전력은 RBI 요건 및 채널 품질에 의해 결정될 수 있다.
도7은 본 발명의 실시예를 따른 HARQ-CC로 자원 할당하는 시스템의 개요적인 블록도이다. 이 예는 품질 맵핑 유닛(70), (재) 송신 유닛(71), 채널(72), 수신기(73), 채널 예측(74)을 위한 유닛, SIR 조합 및 RBI 계산을 위한 유닛들(75, 76), RBI 비교를 위한 유닛(77), 자원 할당 판정 유닛(78) 및 전력 제어(할당) 및 링크 적응화를 위한 유닛(79)을 포함하는 결합된 전력 할당 및 링크 적응화를 위한 시스템/메커니즘(700)을 도시한다.
품질 맵핑 유닛(70)에는 다수의 코딩 룩업 테이블들(예를 들어, RBI-BLER 또는 다수의 코딩 모드들을 위한 RBIR-BLER)이 제공되거나 이에 액세스한다. 품질 맵핑 유닛(70)으로의 입력들은 BLERtarget 및 코딩 모드에 관한 정보, 예를 들어 코딩 레이트 및 블록 크기와 같은 적어도 하나의 품질 요건을 포함한다. 이들 입력들에 의해, 품질 맵핑 유닛은 각 코딩 블록을 위한 정보 요건/품질 표시자를 검사할 수 있다. 도7에서, 품질 표시자(RBI, RBItarget)의 목표값은 품질 맵핑 유닛(70)으로부터 출력된다.
라인 포함하는 송수신기 기능 및 채널 측정들이 발생되는 경우를 참조하면, 정보 비트 시퀀스는 송신기 유닛(71)으로 입력된다. 송신기 유닛(71)은 통상적으로 제1 송신 뿐만아니라 재송신들을 위한 수단을 갖고 cod/mod/버퍼 서브유닛(71A) 및 전력 할당 서브유닛(71B)을 포함한다. cod/mod/버퍼 유닛(71A)은 정보 비트 시퀀스 및 MSC 신호들(변조 모드, 코딩율, 등)을 포함하는 입력들을 수신하고 변조된 심벌 시퀀스를 출력한다. 변조된 심벌 시퀀스는 현재 송신된 전력이 또한 제공되는 전력 할당 유닛(71B)으로 진행된다. 이 유닛(71B)은 할당된 전력 레벨을 송신된 심벌 시퀀스에 제공한다.
송신된 기저대 심벌 시퀀스는 수신측에서 수신기 유닛(73)으로 입력하기 전 채널을 통과한다. 실시간 시스템에 대해서, 도7의 채널 유닛(72)은 공중에서 무선 송신을 표시하는 반면에, 시뮬레이션 목적을 위하여, 일부 전형적인 무선 전파 채널들을 모델링하기 위하여 도입된 채널 모델일 수 있다.
수신기 유닛(73)에서, 기저대 수신된 심벌 시퀀스는 측정 및 추정 기능을 겪는데, 이들은 링크-적응화 및 전력 제어를 실행하도록 사용된다. 수신기 유닛(73)으로부터의 출력들은 채널 예측 유닛(74)으로 전달되는 채널 임펄스 응답 추정들 및 채널 예측 유닛(74) 뿐만 아니라 SIR 조합 유닛(75)으로 통상 전달되는 각 송신 유닛(예를 들어, 시간 슬롯)을 위한 SIR 추정치들 또는 SIR 분배와 같은 SIR-관련 된 정보를 포함한다. 채널 예측 유닛(74)은 이전(여러) TTIs의 SIR 추정치들/분배(각 송신 유닛에 대해) 및 이전 TTIs의 채널 임펄스 추정으로부터 다가오는 송신들의 SIR 분배를 예측한다.
SIR 조합 유닛(75)을 참조하면, 최대비 조합(MRC)이 추정되고 이전(여러) TTIs를 위한 SIR 추정치들을 포함하는 입력들은 MRC 조합 후 유효 SIR(SIRi)과 결합된다. 다음 RBI 계산 유닛(76)에서, 총 i 송신 시도를 위한 등가의 RBI는 총 제1 내지 i번째 송신의 등가의 SIR 및 변조 모드를 토대로 계산된다.
시스템(70)은 품질 표시자(RBI)의 타겟 값을 이의 측정된/추정된 값과 비교하기 위한 기능을 더 포함한다. 이 기능은 도7에서 기본적으로 이 계산을 수행하는 RBI 비교 유닛으로 표현된다:△RBI=RBItarget-RBIi. 이 비교 결과는 △RBI 판정 유닛(78)에서 △RBI-판정으로 된다. 이 예에서, △RBI≤0이면, 자원 할당은 더욱 증가되지 않지만, 다른 한편으로, △RBI≥0이면, 다음 송신(예를 들어 △RBI를 통해서 표현)RBI 요건은 전력 제어/링크 적응화(79)로 전달된다. 따라서, 자원 할당을 위한 이 유닛(79)에는 다음 송신의 RBI 요건이 제공되고 다음 송신의 SIR 통계 예측이 제공된다. 이들 입력을 토대로, 송신 조건들이 개선되도록 MCS 선택 및 전력 할당을 수행할 수 있다.
통상적으로, 서술된 메커니즘과 같은 자원 할당은 반복적인 공정인데, 이 공정에서 전력 할당/링크 적응화 유닛(79)의 출력들은 품질 맵핑 유닛(70) 및 송신기 유닛 각각으로 다시 전달되고 연속적인 측정들은 수신된 심벌 시퀀스 상에서 수행 되어 자원 분배 및 전송 세팅들을 개선시킨다.
도8은 본 발명의 실시예를 따른 HARQ-IR로 자원 할당시키는 시스템의 개요적인 블록도이다. 이 예는 품질 맵핑 유닛(80); (재) 송신 유닛(81); 채널(82), 수신기(83), 채널 예측(84)을 위한 유닛; RBI 계산을 위한 유닛(85); RBI 비교를 위한 유닛(87); △RBI 판정 유닛(88); 및 전력 제어(할당) 및 링크 적응화를 위한 유닛(89)을 포함하는 결합된 전력 할당 및 링크 적응화를 위한 시스템/메커니즘(800)을 도시한다.
도8의 대부분의 기능은 다소간 도7과 관련하여 상술된 기능과 직접 대응한다. 그러나, 도7이 HARQ-CC를 위한 것인 반면에, 도8은 HARQ-IR을 도시한다. 이는 도7에서 코딩율이 모든 재송신 횟수에 대해서 고정되는데, 즉 품질 맵(RBI-BLER)이 HARQ-CC를 위하여 고정된다는 것을 의미한다. 그러나, 도8에서, 코딩율은 증가하는 리던던시 비트들로 인해 더 많은 재송신 시도들에 따라서 감소된다. 그러므로, RBI-BLER 맵은 재송신 횟수들 및 전략들에 따라서 변화한다. 결국, RBItarget은 각 재송신 시도를 위하여 검사될 필요가 있다.
게다가, 수신기 유닛들(73;83)의 출력은 상이하다. HARQ-CC 경우에, SIR 추정 및 채널 추정이 필요로 된다. HARQ-IR은 하나의 부가적인 추정, 즉 품질 표시자(RBI) 추정을 사용한다.
송신기 유닛(71;81)에서 MSC 선택에 대해서, HARQ-CC 만에 의해 특정 MCS는 모든 재송신 시도들에서 사용됨으로, 엔코딩 및 변조는 특정 정보 블록에 대해서 단지 1회 구현되고 버퍼링되어 변조된 심벌 시퀀스는 상이한 전력 레벨들로 할당되는데, 즉 재송신에서 전력 할당에 의해 제어된다. 다른 한편으로, HARQ-IR로 인해, 코드율 및 변조 모드 선택 둘 다는 임의의 재송신 시도들 뿐만아니라 전력 할당에서 구현된다.
당업자에게 명백한 수정들로 인해, 도7 및 8에 도시된 방식들은 예를 들어 별도의 전력 할당 또는 별도의 링크 적응화를 수행하도록 사용될 수 있다. RBI는 상술된 블록 레벨 파라미터들과 같은 상호 정보를 토대로 또 다른 품질 표시자로 대체될 수 있다. 게다가, 도7 및 도8의 블록들은 바람직하게는 본 발명을 따른 자원 할당 시스템에서 제공되는 기능을 표현한다. 상이한 실시예들은 상이하게 구현되는 기능들을 가질 수 있고 2개 이상의 블록들은 동일한 물리적 유닛에서 모두 매우 양호하게 구현될 수 있다.
HARQ-IR과 관련된 코딩율 제한을 고려하면, 즉 더욱 낮은 코딩 율에 대한 더 적은 결합 이득을 고려하면, 협동적인 전력 할당은 이 경우에 양호한 보완이 된다.(이 문제는 터보 코드에 심각한데, 그 이유는 대부분의 기존 시스템은 마더 코드로서 1/3 레이트 터보 코드를 이용하고 최종 코딩율을 제어하기 위하여 레이트-정합을 이용하기 때문이다. 이는 HARQ-IR이 0.5보다 작은 코딩율을 위한 HARQ-CC에 비해서 대단히 작은 이득을 갖는 것으로 공지된다)
ARQ/HARQ-CC 및 HARQ-IR을 위한 상기 모델들은 재송신 지연을 감소시키는데 유용하다.
상기 예들로부터, 본 발명을 따른 절차는 송신 장애가 있고 재송신이 수행되 는 경우들에 매우 유용하다는 것이 입증되었다. 그러나, 어떤 자원들이 새로운 패킷 송신을 위하여 필요되든지 간에 마찬가지로 적용될 수 있다. 예를 들어, H-ARQ(가령 현재 음성 트래픽)을 갖지 않는 링크에 대해서, 풍부한 피드백은 바람직한 성능 레벨을 유지하기 위하여 다음 패킷의 전력을 조정하도록 사용될 수 있다. 현재 패킷이 성공적으로 수신될 때 조차도, 리치 피드백은 장차 패킷들을 위한 바람직한 성능 레벨을 유지하는데 충분한 자원들이 존재하는 경우 시스템을 구별할 수 있다. 본 발명의 특정 바람직한 실시예에서, 타겟 값들 및 할당된 자원들의 조정들과의 비교는 연속적으로 수행되어 송신 신뢰성 및 효율을 증가시킨다.
본 발명이 특정 서술된 실시예들과 관련하여 서술되었지만, 본원은 서술된 특징들의 등가물들 뿐만 아니라 당업자에게 명백한 수정들 및 변형들을 커버한다. 따라서, 본 발명의 범위는 청구범위에 의해서만 제한된다.
Figure 112007032003021-pct00046
Figure 112007032003021-pct00047

Claims (40)

  1. 자원을 통신 링크에 할당하는 방법으로서,
    상호 정보 관계를 토대로 통신 링크(23)를 통해서 송신 유닛(21, 22; 42; 71;81)으로부터 수신 유닛(21, 22; 41; 73; 83)으로 송신된 신호에 대한 품질 표시자의 현재 값을 결정하는 단계와;
    상기 품질 표시자의 상기 현재 값에 응답하여 상기 통신 링크용 자원 할당을 결정하는 단계를 포함하고;
    상기 품질 표시자를 결정하는 단계는,
    입력으로서 신호-대-간섭비(11)의 표현을 갖는 변조 모델(12)을 사용하여 심벌-레벨에서 상호 정보 파라미터들을 모델링하는 단계와;
    상기 상호 정보 파라미터들을 블록-레벨 상호 정보에 결합시키는 단계를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 품질 표시자는 블록 레벨에서 신호의 상호 정보를 표시하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수신 유닛(21, 22; 41; 73; 83)에서 측정된 신호의 링크 정보(11)는 상기 품질 표시자를 결정하는 단계에서 입력으로서 사용되는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 품질 표시자는 수신된 블록의 총 코딩된 비트 정보를 표시하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 품질 표시자는 수신된 블록의 총 디코딩된 비트 정보를 표시하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 품질 표시자를 결정하는 단계는 상기 변조 모델(12)에 독립적인 코딩 모델(13)을 토대로 그리고 상기 결합된 블록-레벨 상호 정보를 이용하여 블록-레벨에서 상기 품질 표시자를 결정하는 단계를 더 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자원 할당을 결정하는 단계는,
    상기 품질 표시자의 현재 값을 상기 품질 표시자의 타겟 값과 비교하는 단계;
    상기 품질 표시자의 현재 값 및 타겟 값 간의 차를 토대로 자원들을 할당하는 단계를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자원 할당을 결정하는 단계는, BLER, 패킷 송신 지연, 지연 지터, 잔여 BER 및 서비스 우선순위의 그룹으로부터 선택된 서비스 요건의 적어도 하나의 품질을 더 토대로 하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자원 할당은 통신 링크(23)에 전력을 할당하는 것을 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, HARQ-체이스 결합에 사용되고 수신된 블록의 총 코딩된 비트 정보로 표현되는 타겟 값에 도달하도록 전력 할당을 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자원 할당은 적어도 하나의 링크-규정 파라미터를 고려한 상기 통신 링크(23)의 적응화를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자원 할당은 협동적인 링크 적응화 및 전력 할당을 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 코딩율, 코딩 모드 및 변조 모드의 그룹으로부터 선택된 링크-규정 파라미터의 적응화를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, HARQ-증분 리던던시에 사용되고 수신된 블록의 총 디코딩된 비트 정보로 표현되는 타겟 값에 도달하도록 코딩율 적응화를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 별개로 수행되는 변조 모드 적응화 및 코딩율 적응화를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 링크 적응화는 채널들을 각 사용자들에게 할당하는 단계를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수신 유닛(41)에서 상기 품질 표시자를 계산하는 단계; 및,
    상기 수신 유닛으로부터 상기 송신 유닛(42)으로 상기 결정된 자원 할당에 대응하는 자원 할당 제어 명령을 전송하는 단계를 포함함으로써, 자원들이 상기 제어 명령에 따라서 상기 송신 유닛에 할당될 수 있는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    송신 유닛(42)에서 상기 품질 표시자의 계산을 위하여 수신 유닛(41)으로부터 링크 정보를 수신하는 단계;
    상기 송신 유닛에서 상기 품질 표시자를 계산하는 단계; 및,
    상기 송신 유닛에 의한 자원 할당 판정을 토대로 상기 송신 유닛에 자원들을 할당하는 단계를 포함하는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    외부 제어 유닛(46)에서 상기 품질 표시자의 계산을 위하여 상기 수신 유닛(41)으로부터 링크 정보를 수신하는 단계;
    상기 외부 제어 유닛에서 상기 품질 표시자를 계산하는 단계; 및,
    상기 외부 제어 유닛으로부터 상기 송신 유닛(42)으로 상기 결정된 자원 할당에 대응하는 자원 할당 제어 명령을 전송하는 단계를 포함함으로써, 자원들은 상기 제어 명령에 따라서 상기 송신 유닛에서 할당될 수 있는 자원을 통신 링크에 할당하는 방법.
  21. 통신 링크(23)에 자원을 할당하는 수단을 갖는 시스템(200; 400; 700; 800)내의 통신 유닛(21, 22; 41, 42)으로서,
    상호 정보 관계를 토대로 통신 링크를 통해서 송신된 신호에 대한 품질 표시자의 현재 값을 결정하는 수단(44)과,
    상기 품질 표시자의 현재 값에 응답하여 상기 통신 링크에 대한 자원 할당을 결정하는 수단을 포함하고,
    상기 품질 표시자를 결정하는 수단은,
    입력으로서 신호-대-간섭비(11)의 표현을 갖는 변조 모델(12)을 포함한 심벌-레벨에서 상호 정보 파라미터를 모델링하는 수단과,
    상기 상호 정보 파라미터를 블록-레벨 상호 정보에 결합하는 수단을 포함하는 통신 유닛.
  22. 제21항에 있어서, 상기 품질 표시자는 블록-레벨에서 상기 신호의 상호 변조를 표시하는 통신 유닛.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 신호의 측정된 링크 정보(11)는 상기 품질 표시자의 결정시에 입력으로서 사용되는 통신 유닛.
  24. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 품질 표시자는 수신된 블록의 총 코딩된 비트 정보를 표시하는 통신 유닛.
  25. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 품질 표시자는 수신된 블록의 총 디코딩된 비트 정보를 표시하는 통신 유닛.
  26. 삭제
  27. 제21항 또는 제22항에 있어서, 적어도 하나의 품질 표시자를 결정하는 수단은 상기 변조 모델(12)과 관계없는 코딩 모델(13)을 토대로 그리고 상기 결합된 블록-레벨 상호 정보를 이용하여 블록-레벨에서 상기 품질 표시자를 결정하는 수단을 더 포함하는 통신 유닛.
  28. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 자원 할당을 결정하는 수단은,
    상기 품질 표시자의 현재 값을 상기 품질 표시자의 타겟 값과 비교하는 수단; 및,
    상기 품질 표시자의 현재 값 및 타겟 값 간의 차를 토대로 자원들을 할당하는 수단을 포함하는 통신 유닛
  29. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 자원 할당을 결정하는 수단은 또한 BLER, 패킷 송신 지연, 지연 지터, 잔여 BER 및 서비스 우선순위의 그룹으로부터 선택된 서비스 요건의 적어도 하나의 품질을 이용하는 통신 유닛.
  30. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 자원 할당은 통신 링크(23)에 전력을 할당하는 것을 포함하는 통신 유닛.
  31. 제30항에 있어서, HARQ-체이스 결합에 사용되고 수신된 블록의 총 코딩된 비트 정보로 표현되는 타겟 값에 도달하도록 전력 할당하는 수단을 포함하는 통신 유닛.
  32. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 자원 할당은 적어도 하나의 링크-규정 파라미터를 고려한 상기 통신 링크(23)의 적응화를 포함하는 통신 유닛.
  33. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 자원 할당은 협동적인 링크 적응화 및 전력 할당을 포함하는 통신 유닛.
  34. 제21항 또는 제22항에 있어서, 코딩율, 코딩 모드 및 변조 모드의 그룹으로부터 선택된 링크-규정 파라미터의 적응화를 포함하는 통신 유닛.
  35. 제34항에 있어서, HARQ-증분 리던던시로 동작하도록 적응되고 수신된 블록의 총 디코딩된 비트 정보로 표현되는 타겟 값에 도달하도록 코딩율 적응화를 포함하는 통신 유닛.
  36. 제34항에 있어서, 별개의 변조 모드 적응화 및 코딩율 적응화를 위한 수단을 포함하는 통신 유닛.
  37. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 통신 링크를 통해서 송신 유닛(42)으로부터 신호를 수신하는 수단; 및,
    상기 결정된 자원 할당에 대응하는 자원 할당 제어 명령을 송신하는 수단을 포함함으로써, 자원들은 상기 제어 명령에 따라서 상기 송신 유닛에서 할당될 수 있는 통신 유닛.
  38. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 통신 링크를 통해서 신호를 수신 유닛(41)으로 송신하는 수단;
    상기 수신 유닛으로부터 링크 정보를 이용하여 상기 품질 표시자의 현재 값을 결정하는 수단(44); 및
    상기 결정된 자원 할당에 따라서 자원 할당하는 수단(45)을 더 포함하는 통신 유닛.
  39. 제36항에 있어서,
    수신 유닛으로부터 링크 정보를 이용하여 송신 유닛(42)으로부터 수신 유닛(41)으로 통신 링크를 통해서 송신된 신호에 대한 품질 표시자의 현재 값을 결정하는 수단(44); 및,
    상기 결정된 자원 할당에 대응하는 자원 할당 제어 명령을 송신 유닛으로 송신하는 수단을 포함함으로써, 자원들이 상기 제어 명령에 따라서 상기 송신 유닛에서 할당될 수 있는 통신 유닛.
  40. 제21항 또는 제22항에 따른 통신 유닛을 포함하는 통신 링크들에 자원들을 할당하는 수단을 지닌 통신 시스템.
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