KR200400912Y1 - 무선 통신 시스템의 성능 향상을 다중 입출력 직교 주파수분할 다중화 무선 통신 시스템용 집적 회로, 송신기 및수신기 - Google Patents

무선 통신 시스템의 성능 향상을 다중 입출력 직교 주파수분할 다중화 무선 통신 시스템용 집적 회로, 송신기 및수신기 Download PDF

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KR200400912Y1 KR20-2005-0023338U KR20050023338U KR200400912Y1 KR 200400912 Y1 KR200400912 Y1 KR 200400912Y1 KR 20050023338 U KR20050023338 U KR 20050023338U KR 200400912 Y1 KR200400912 Y1 KR 200400912Y1
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인터디지탈 테크날러지 코포레이션
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Abstract

송신기는 로우 레이트 신호를 생성하여 목표 수신기에 송신한다. 목표 수신기는 이 로우 레이트 신호의 수신 시에, 채널 사운딩 응답(channel sounding response, CSR)을 생성하여 송신한다. CSR은 미리 정의된 전송 포맷을 갖는, 소정의 정보를 운송하는 짧은 버스트이다. 송신기는 그 후 CSR을 분석하고, 업링크 채널 응답을 판정하여 다운링크 채널 응답을 개산(槪算)하며, 이 분석 및 다운링크 채널 응답 개산에 기초하여 적절한 전송 파라미터 설정치를 결정한다. 전송 파라미터의 조정은 MAC(Medium Access Control) 계층 또는 PHY(PHYsical) 계층 중 어느 하나에서 하거나, 두 계층의 조합에서 할 수 있다. 송신기는 전송 파라미터를 조정하고, 상기 결정된 전송 파라미터 설정치에 따라 사용자 데이터를 부반송파에 변조한 이후에, 바람직한 대역폭 부분을 통해 사용자 데이터를 수신기에 송신한다. 바람직한 실시예에서, 송신기는 부반송파 변조 정보를 비롯해서 상기 결정된 전송 파라미터 설정치를 포함하는 TFC(transmit format control) 신호를 생성하여 수신기에 송신한다.

Description

무선 통신 시스템의 성능 향상을 다중 입출력 직교 주파수 분할 다중화 무선 통신 시스템용 집적 회로, 송신기 및 수신기{CHANNEL SOUNDING FOR IMPROVED SYSTEM PERFORMANCE}
본 고안은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 고안은 무선 통신 시스템에서 채널 및 시스템 성능을 향상하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM)는, 사용자 데이터를 작은 데이터 스트림으로 분할하고, 이 데이터 스트림을 이용가능 전송 대역폭 전부보다 작은 대역폭으로 각각 이루어진 부반송파를 이용하여 전송하는 데이터 전송 방식을 가리킨다. OFDM의 효율은 부반송파의 직교성에 의해서 생기는 것이다. 즉, 부반송파는 전송 동안 서로 간섭하지 않도록 선택되므로, 효율적인 전송 방식이 된다.
다중 입출력(MIMO, Multiple-Input Multiple-Output)은 송신기 및 수신기가 송수신용 안테나를 복수 개 채용하는 무선 송수신 방식을 가리킨다. MIMO 시스템은 다중 안테나(복수 개의 안테나)가 존재함으로 인해 생성되는 공간 다이버시티 또는 공간 다중화 옵션을 이용하여 처리율을 증가시킨다.
OFDM-MIMO 시스템에서 지속적으로 시도하고 있는 분야가 시스템 성능, 즉, 용량, 신뢰성 등이다. 이러한 목적을 위해서, 예컨대, 채널 용량 및/또는 신뢰성을 향상하는 복수의 기술이 제안되고 있다. 이러한 기술의 일례로는 "워터필링(water-filling)에 관한 것이 있고, 다른 예로는 전력 제어에 관한 것이 있다. 워터필링 및 전력 제어는 송신기가 시스템에서 수신기로부터의 피드백 신호를 이용하여 채널 상태를 개산(槪算)하는 프로세스를 나타낸다. 이러한 개산에 기초하여, 송신기는 채널 상태의 관점에서 채널 성능을 최적화하는 방법으로 사용자 데이터를 송신하려는 시도를 한다. 유사한 기술의 경우에서와 같이, 워터필링 및 전력 제어는 피드백 신호를 통한 전송 채널 관련 지식에 의존하여 채널 성능을 최적화한다. 그러나, 이러한 피드백 신호와 관련된 시그널링 오버헤드(signaling overhead)는 중요한 문제이며, 이 때문에 시스템 성능의 잠재적 향상이 제한받는 일이 많다. 또한, 피드백 신호를 생성하고 송신하는 것은 시간지연의 문제도 발생시키고, 이러한 시간지연도 역시 시스템 성능의 잠재적 향상을 제한시킨다. 시그널링을 피드백함으로써 생기는 이러한 단점은 채널 상태가 급변하는 시스템, 대량의 데이터를 전송하는 시스템, 및/또는 많은 수의 부반송파를 이용하는 시스템에서 특히 두드러진다.
따라서, OFDM-MIMO 시스템에서 전체 시스템 성능을 향상하는데 이용되는 현재 채널 상태를 효율적으로 개산하는 방법 및 장치가 요구된다.
본 고안은 다중 입출력(MIMO) 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 무선 통신 시스템에서 시스템의 성능을 향상하는 방법 및 장치이다. 송신기는 로우 레이트 신호를 생성하여 목표 수신기에 송신한다. 목표 수신기는 이 로우 레이트 신호의 수신 시에, 채널 사운딩 응답(channel sounding response, CSR)을 생성하여 송신한다. CSR은 미리 정의된 전송 포맷을 갖는, 소정의 정보를 운송하는 짧은 버스트이다. 송신기는 그 후 CSR을 분석하고, 업링크 채널 응답을 판정하여 다운링크 채널 응답을 개산하며, 이 분석 및 다운링크 채널 응답 개산에 기초하여 적절한 전송 파라미터 설정치를 결정한다. 전송 파라미터의 조정은 MAC(Medium Access Control) 계층 또는 PHY(PHYsical) 계층 중 어느 하나에서 하거나, 두 계층의 조합에서 할 수 있다. 송신기는 전송 파라미터를 조정하고, 상기 결정된 전송 파라미터 설정치에 따라 사용자 데이터를 부반송파에 변조한 이후에, 바람직한 대역폭 부분을 통해 사용자 데이터를 수신기에 송신한다. 바람직한 실시예에서, 송신기는 부반송파 변조 정보를 비롯해서 상기 결정된 전송 파라미터 설정치를 포함하는 TFC(transmit format control) 신호를 생성하여 수신기에 송신한다.
이하, 무선 송수신 유닛(WTRU)은 사용자 장치, 이동 지국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 다른 유형의 장치를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다. 본 명세서의 표현에서, 기지국은 노드 B, 사이트 제어기, 액세스 포인트 또는 무선 환경의 임의의 다른 유형의 인터페이싱 장치를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
바람직한 실시예에서는 다중 입출력(MIMO) 장치를 이용하는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템에서 채널 및 시스템 성능을 향상하기 위해 채널 사운딩 펄스를 이용한다. MIMO OFDM 송신기는 이 채널 사운딩 펄스를 이용하여, 예컨대, 현재 채널 상태에 액세스할 수 있으므로, 이 현재 채널 상태의 관점에서 처리율을 최적화하는 송신 데이터 패킷의 포맷을 지정할 수 있다.
본 고안에 의하면, MIMO OFDM 송신기는 채널 사운딩 펄스 요청(CSRq)과 같은 로우 레이트 신호를 생성하여 목표 수신기에 송신한다. 수신기는 이 채널 사운딩 펄스 요청의 수신 시에 채널 사운딩 응답(CSR)을 생성하여, 요청한 송신기에 송신한다. 이 CSR은 주어진 특정 시스템 구성 및 환경에서 수신 성공을 보장하도록 소정의 전송 파라미터의 포맷을 지정한 짧은 버스트(burst)인 것이 바람직하다. CSR에는 송신기에 알려진 정보가 포함된다. 송신기는, CSR의 수신 시에 그 정보를 처리하여 현재 채널의 상태를 판정한다. 이 판정에 기초하여, 송신기는 사용자 데이터를 부반송파에 변조하고, 워터필링 및 전력 제어를 포함한 다양한 채널 최적화 기술 중 하나를 이용하여, 채널 용량, 신뢰성, 및/또는 사용자에게 요구되는 채널의 다른 성능 특성을 최대화도록 전송 파라미터를 조정한다. 종래 피드백 신호를 이용하는 것보다, CSR 펄스를 이용하여 채널 상태를 평가함으로써, 송신기는, 종래 채널 향상법의 시간지연 및 오버헤드 모두를 유발시키지 않고, 채널 성능을 최적화한 데이터 패킷의 포맷을 지정하고 송신할 수 있다.
도 1을 참조하면, MIMO OFDM 무선 통신 시스템에서 시스템 성능을 향상시키기 위한 채널 사운딩 방식이 흐름도(100)로 나타나 있다. 데이터를 송신하기 전에, 송신기는 로우 레이트 신호 형태의 채널 사운딩 응답 요청을 생성하여 수신기에 송신한다(단계 102). 이 채널 사운딩 응답 요청은 발원지(즉, 송신기) 및 목적지(즉, 목표 수신기)에 관한 정보를 포함하는 데이터 패킷 헤더와 같은 로우 데이터 레이트 신호인 것이 바람직하다. 수신기는 로우 레이트 신호를 수신하고 처리(단계 104)한 후, 미리 정의된 채널 사운딩 응답(CSR)을 바람직하게는 짧은 버스트 또는 펄스로 생성하여 송신기에 송신한다(단계 106). CSR은 크기, 심볼수, 진폭 등에 의해 미리 정의되어, 특정 시스템 구성 및/또는 수신기의 할당된 자원을 갖는 송신기에서의 성공적인 수신을 보장하는 것이 바람직하다. CSR은 송신기가 현재 채널 상태를 평가하는데 이용할 수 있는 정보를 포함한다.
송신기는, CSR을 수신하여, CSR의 일부분으로 전송된 정보를 처리(단계 108)한 후, 이것을 이용하여 현재 채널 상태의 특성을 계측한다(단계 110). 이 특성 계측 단계는 각 안테나에서 수신된 각 부반송파의 진폭, 위상 및 품질을 측정하여 업링크 채널 응답을 판정하는 것과, 다운링크 채널 응답을 개산하는 것을 포함한다. 예컨대, 특정 부반송파에서 에러 레이트가 높게 나타나는 경우, 송신기는 그 부반송파에 데이터를 변조하지는 않을 것이다. 반대로, 특정 부반송파의 에러 레이트가 비교적 낮은 상태로 송신기에 도달하는 경우, 송신기는 그 부반송파를 더 많은 사용자 데이터를 실어 변조할 것이다.
일단 채널 상태가 업링크에서 알려져 다운링크에 대한 개산이 이루어지면(단계 110), 송신기는 전송 파라미터의 적절한 설정치(예컨대, 안테나 선택, 안테나 전력, 대역폭 선택, 반송파 전력, 반송파 코딩, 반송파 변조 등)를 결정하고(단계 112), 적절한 전송 파라미터를 조정하며(단계 114), 이에 따라, 바람직하게는 워터필링, 전력 제어 또는 유사한 기술을 이용하여 해당 부반송파에 변조한다(단계 116). 전송 파라미터의 조정은 MAC 계층에서 수행되어도 좋고, 물리 계층에서 수행되어도 좋으며, 또는 두 계층의 조합에서 수행되어도 좋음을 주목하여야 한다. 포맷된 데이터 패킷은 선택된 대역폭 부분을 통해 수신기에 송신된다(단계 118). 옵션에 따라서는, 송신기가 현재 CSR 측정치와 이전 CSR 측정치를 토대로 산출한 채널 성능 개산치를 추적(단계 112a)할 수 있게 함으로써, 향후 채널 상태를 예측하여 향후 데이터 전송 시에 채널 성능을 최적화하는데 이용하는 것도 가능하다.
특정 부반송파 및/또는 안테나 쌍이 매우 급변할 수 있음에도, 통신 링크의 전체 채널 성능은 비교적 고정 상태를 유지하고 있다는 것을 이해하여야 한다. 이것은 통신 링크가 충분한 대역폭 및 공간 다이버시티를 갖는 경우에 특히 확실하다. 따라서, 인코딩 파라미터만을 조정 가능하게 남겨두고 데이터 패킷 전송 크기를 고정시키면, 수신된 CSR에 기초하여 거의 실시간으로 수행될 수 있다. 데이터 패킷을 고정 크기로 송신하는 경우에는 MAC 계층의 복잡도가 매우 단순화될 수 있다. 그러나, 최종 인코딩 방식을 결정하고 구현하는 구성이 물리 계층에서 행해지는 경우에 특히, 물리 계층에서 요구되는 복잡도는 더욱 커진다.
송신기는 포맷된 데이터 패킷를 송신(단계 118)하기 이전, 이후, 또는 동시에, 옵션에 따라서는 전송 포맷 제어(TFC) 신호를 생성하여 수신기에 송신한다(단계 120). 이 TFC 신호는 전송 파라미터 설정치에 관련된 정보를 포함하고, 어떤 부반송파가 어떤 변조 방식으로 변조되었는지(예컨대, QPSK, 16QAM, 256QAM 등) 및/또는 어떤 코딩 방식 및 데이터 레이트가 이용되었는지를 특정한다. 이러한 종류의 정보를 TFC 신호의 일부분으로 수신기에 제공하면 수신기의 전체 디코딩 복잡도가 단순화된다. 대안으로, TFC 신호가 생성되지 않거나 또는 수신기에 성공적으로 수신되지 않는 경우에, 수신기는 시행착오의 방법을 통해 TFC 정보를 판정하는데, 이하, 이러한 방식을 "블라인드 TFC 검출법(blind TFC detection)"이라 한다.
전체 시스템 성능을 더욱 향상시키기 위해서, 송신기 및/또는 수신기는 그 시스템의 다른 수신기에 의해 방출되는 CSR 신호를 모니터하고, 자신과 CSR을 방출하는 수신기 사이의 통신 링크를 평가한 후, 이 채널 상태의 이력을 유지하여, 상기 다른 수신기와의 향후의 통신에 이용하여도 좋다.
도 2를 참조하면, 본 고안에 따라 구성된 MIMO OFDM 송신기(202) 및 수신기(204)가 나타나 있다. 송신기(202)에는 로우 레이트의 사운딩 요청 신호를 생성하고, 수신된 채널 사운딩 응답 신호를 처리하며, 바람직하게는 그 자신 송신기과 수신기 사이의 통신 링크의 채널 상태를 평가하기 위한 채널 사운딩 프로세서(201)가 포함된다. 이 외에도, 송신기(202)는 데이터 레이트, 코딩 방식, 패킷 포맷 등의 데이터 전송 파라미터를 설정하기 위한 MAC 계층 프로세서(203), MAC 계층 프로세서(203)의 파라미터 설정치에 따라 부반송파 사이 및 송신 안테나(2071, 2072,...207n) 사이에서 데이터 비트를 확산하기 위한 물리(PHY) 계층 프로세서(205), 또는 옵션에 따라서는 PHY 계층 프로세서(205)의 전송 파라미터 설정치에 따라 MAC 계층 프로세서(203) 및 PHY 계층 프로세서(205)로부터의 정보를 처리하기 위한 옵션의 전송 포맷 제어(TFC) 프로세서(206), 다른 송수신기 쌍 사이에서 송신된 CSR 신호를 모니터하기 위한 옵션의 신호 모니터링 프로세서(208), 채널 상태의 이력 및 결정된 전송 파라미터를 유지하기 위한 옵션의 메모리(210), 및 복수의 송수신 안테나(2071, 2072,...207n)를 포함한다.
복수의 송수신 안테나(2091, 2092, ... 209n), 로우 레이트의 채널 사운딩 요청을 처리하고, 채널 사운딩 응답(CSR) 신호를 생성하고, 바람직하게는 다른 송신기 및/또는 수신기와의 사이에서 통신 링크의 채널 상태를 평가하는 채널 사운딩 프로세서(211)가 수신기(204)에 포함된다. 이 외에도, 수신기(204)는 수신된 TFC 정보를 처리하고, 블라인드 TFC 검출법을 통하여 TFC 정보를 판정하는 옵션의 TFC 프로세서(213), 이 TFC 프로세서(213)에 의하여 제공되는 정보에 따라 수신된 데이터 패킷을 디코딩 및 복조하는 데이터 패킷 프로세서(215), 다른 수신기로부터 송신되는 CSR 신호를 모니터하는 옵션의 신호 모니터링 프로세서(217), 채널 상태 이력을 유지하는 메모리(219), 및 채널 상태 이력에 기초하여 전송 파라미터를 조정하는 옵션의 조정용 프로세서(221)를 포함한다.
간결함 및 단지 예시적인 목적을 위하여, 이하에는 도 2에 나타낸 송신기(202) 및 수신기(204)를 MIMO OFDM 시스템에서 독립적으로 동작하는 별도의 장치로서 설명한다. 그러나, 도 3에 나타낸 바와 같이, 송신기 및 수신기(202, 204)는 기지국 또는 WTRU와 같은 단일 MIMO OFDM 네트워크 장치의 상호관련된 요소로서 공존하도록 구성되는 것이 바람직하다. 도 3의 MIMO OFDM 무선 통신 시스템(300)은 무선 인터페이스를 통하여 통신하는 기지국(301)과 WTRU(302), 그리고 기지국(301)을 제어하는 무선 네트워크 제어기(RNC)(250)를 포함한다. 도면에 나타낸 바와 같이, 기지국(301)과 WTRU 모두는 본 고안에 따라 구성되는 송신기(202)-수신기(204) 쌍을 포함한다.
도 2로 다시 돌아가서, 송신기(202)에서는, 송신용 데이터 스트림(Tx)를 처리하기에 앞서, 로우 레이트의 채널 사운딩 요청 신호가 채널 사운딩 프로세서(201)에서 생성된다. 그 후, 이 채널 사운딩 요청 신호는 송신 안테나(2071, 2072, ... 207n)에 전달되어, 무선 인터페이스를 거쳐 수신기(204)에 전송된다. 로우 레이트의 상기 채널 사운딩 요청을 수신하면, 수신기(204)는 이 채널 사운딩 요청을 처리하여, 채널 사운딩 프로세서(211)에서 채널 사운딩 응답(CSR)을 생성한다. 전술한 바와 같이, CSR은 송신기(202)에서의 수신을 보장하도록 포맷된 짧은 버스트인 것이 바람직하고, 현재 채널 상태를 평가하는데 이용되는, 송신기(202)에 알려진 정보를 포함한다. 일단 생성되면, CSR은 수신기의 안테나(2091, 2092, ... 209n)에 전송되어, 송신기(202)에 전송된다.
그 후, CSR은 송신기(202)에서 수신되어, 송신기의 채널 사운딩 프로세서(201)에서 처리된다. 채널 사운딩 프로세서(201)는 CSR의 일부분으로서 전송된 정보를 분석하고, 이 정보를 이용하여 업링크에서의 현재 채널 상태의 특성을 계측하고, 다운링크 채널 응답을 개산한다. 그 후, 이 채널 특성 계측 정보는 MAC 계층 프로세서(203) 및/또는 PHY 계층 프로세서(205)에 전송되며, 이 채널 특성 계측 정보는 부채널 할당, 송신 안테나 할당, 부반송파 전송 전력, 송신 안테나 전력, 부반송파 코딩, 대역폭 선택 등을 비롯한 데이터 전송 파라미터를 설정하는데 이용된다. 옵션에 따라서는, 전송 시의 원하는 대역폭 부분을 선택하는 것과 관련하여, 송신기(202)는 대역폭 선택 유닛으로 동작하도록 구성되는 별도의 프로세서(미도시)를 포함하여도 좋다. 그 후, PHY 계층 프로세서(205)는 워터필링과 같은 채널 용량 최적화 기술, 채널 신뢰성 최적화 기술 또는 전송 파라미터 설정치에 따른 임의의 다른 채널 성능 최적화 기술을 이용하여 전송 데이터 패킷의 포맷을 지정하고, 사용자 데이터를 다양한 부반송파(미도시)에 변조한 후, 이 변조된 부반송파를 송수신 안테나(2071, 2072, ... 207n)에 매핑한다. 포맷된 데이터 패킷은 송수신 안테나(2071, 2072, ... 207n)에 전달되어, 바람직한 대역폭 부분을 이용하여 수신기(204)에 전송된다. 옵션에 따라서는, 송신기(202)는 향후 데이터 패킷을 최적화하여 송신하는데 이용하기 위하여 채널 상태 개산치 이력을 유지한다.
포맷된 데이터 패킷의 송신 이전, 이후, 또는 그와 동시에, 옵션의 TFC 프로세서(206)는 TFC 신호를 생성하여 송수신 안테나(2071, 2072, ... 207n)를 경유하고 무선 인터페이스를 거치도록 전송한다. 이 TFC 신호는 수신기(204)에 전송된 데이터 패킷의 전송 파라미터 설정치를 나타냄과 동시에, 위치(즉, 데이터 비트가 전송되고 있는 부반송파가 어느 부반송파인지에 대한 정보), 송신 데이터 패킷에 적용된 코딩 방식 및 변조 방식(예컨대, QPSK, 16 QAM 등)을 식별하는 정보를 포함하는 것이다.
TFC 신호가 전송된 경우에, 수신기(204)는 TFC 신호를 수신하고, 이를 옵션의 TFC 프로세서(213)에서 처리한다. 이 TFC 프로세서(213)는 TFC 신호로부터 포맷 및 변조 정보를 추출하고, 이를 수신된 데이터 패킷을 디코딩 및 복조 시에 이용하기 위하여 데이터 패킷 프로세서(215)에 전송한다. 그 밖에, TFC 신호가 수신기(204)에서 성공적으로 검출되지 않은 경우, TFC 프로세서(213)는 블라인드 RFC 검출법의 프로세스를 이용하여 이용가능한 TFC 정보를 수집한다.
시스템 용량 및 효율성을 더욱 향상시키기 위하여, 송신기(202) 및 수신기(204)는 자신의 각(各) 신호 모니터링 프로세서(208, 217)를 이용하여 다른 수신기(미도시)에서 수집한 CSR을 모니터한 후, 상기 다른 수신기와의 채널 상태를 평가하고 개산하여도 좋다. 송신기(202) 및 수신기(204)에서 자신의 각 채널 사운딩 프로세서(201, 211)는 이 채널 평가 및 개산을 수행하도록 구성될 수 있다. 대안으로, 송신기(202) 및 수신기(204)는 각각, 업링크 채널 상태를 평가하는 신호 분석기로서 기능하도록 구성되고 채널 평가에 기초하여 다운링크 채널 상태를 개산하는 개산기로 기능하도록 구성되는 부가적인 프로세서(미도시)를 포함하여도 좋다. 이 채널 상태 정보는 송신기(202) 및 수신기(204) 모두에서 이용되어, 수신기와의 향후 통신 시에 전송 파라미터를 결정하는데 이용하기 위해서 채널 상태 이력이 유지된다. 이 채널 상태 이력은 각각의 메모리 요소(210, 219)에 저장 가능하다.
본 고안에 의하면, 송신기(202)는 향후의 CSR이 채널 상태 변경을 나타내는 시간대에도 연속해서 데이터를 전송하기 위해 PHY 계층 프로세서(205) 및/또는 MAC 계층 프로세서(203)에 의해서 설정된 전송 파라미터 설정치{이 전송 파라미터 설정치는 옵션의 메모리 요소(210)에 저장되는 것이 바람직함}를 재사용할 수 있다. 대안으로, 송신기(202)는 채널 상태의 변경 발생 시기를 예측하고, 그에 따라 옵션의 메모리 요소(210) 또는 보조 메모리 요소(미도시)에 저장된 사전에 수신된 CSR로부터의 이력 결과를 이용하여 전송 파라미터를 조정할 수가 있다. 마찬가지로, 수신기(204)는 그의 옵션의 조정용 프로세서(221)를 통해 전송 파라미터를 조정하는데 이용하기 위한 그의 옵션의 메모리 요소(219)의 채널 상태 이력을 유지할 수가 있다.
비록 특별히 언급하지는 않았더라도 송신기가 수신기로부터의 채널 사운딩 정보를 요구하는 주파수는 각종 요인에 따라 달라지는 것이다. 이러한 요인의 예에는 시스템 환경구성, 부반송파의 수, 공간 채널의 수, 통신 링크의 상태변동 성질, 통신 환경 등이 포함되지만, 이들에 한정되지 않는다. 일반적인 의미에서 송신기는 채널에 대한 정확한 지식을 유지하기 위해 매우 빈번하게 CSR을 요구하여야 한다. 일례로서, 송신기는 소정의 시간 간격으로 CSR을 요구함으로써 시작할 수가 있다. 송신기가 CSR 데이터를 누적하기 시작함에 따라, 송신기는 이 데이터를 이용하여 채널 상태 변경율을 개산하고, 그에 상응하여 변경 빈도에 따라 CSR을 요청할 수 있다.
본 고안은 원하는 대로 임의 유형의 무선 통신 시스템으로 구현 가능하다. 예컨대, 본 고안은 802 타입 시스템, UMTS-FDD, UMTS-TDD, TDSCDMA, CDMA 2000, OFDM-MIMO 또는 다른 타입의 무선 통신 시스템으로 구현 가능하다. 본 고안은 또한 ASIC, 다중 집적 회로, 논리적 프로그래머블 게이트 어레이(LPGA), 다중 LPGA, 디스크리트 구성요소 또는 집적 회로, LPGA, 디스크리트 구성요소의 조합 등의 집적 회로의 형태로 구현 가능하다.
본 고안이 각종 실시예를 참조하여 설명하였지만 당업자라면 본 고안의 청구 범위에서 개괄한 바와 같이 고안의 범위 내에서 다른 변형예가 가능함을 인지할 것이다. 또한 본 고안의 특징 및 요소가 특정 조합으로 각종 실시예에서 기술되었지만 본 고안의 다른 특징 및 요소를 구비하고 있거나 구비하고 있지 않고 혹은 단독으로(양호한 실시예의 다른 특징 및 요소없이) 사용 가능하다.
이상, 본 고안에 의하면, 현재 채널 상태를 효율적으로 개산함으로써, OFDM-MIMO 시스템에서 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 다중 입출력(MIMO) 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 통신 시스템에서 시스템 성능을 향상시키기 위한 채널 사운딩 방식을 예시하는 흐름도.
도 2는 채널 사운딩 펄스를 이용하여 시스템 성능을 향상하도록 구성된 MIMO OFDM 송신기-수신기 쌍을 나타내는 도면.
도 3은 기지국 및 무선 송수신 유닛(WTRU) 각각이 본 고안에 따라 송신기-수신기 쌍을 포함하는 것인 MIMO OFDM 무선 통신 시스템을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
201: 송신측 채널 사운딩 프로세서
202: 송신기
203: MAC 계층 프로세서
204: 수신기
205: PHY 계층 프로세서
206: 송신측 TFC 프로세서
208: 송신측 신호 모니터링 프로세서
210: 송신측 메모리
211: 수신측 채널 사운딩 메모리
213: 수신측 TFC 프로세서
215: 데이터 패킷 프로세서
217: 수신측 신호 모니터링 프로세서
219: 수신특 채널 사운딩 프로세서
250: 무선 네트워크 제어기(RNC)
301: 기지국
302: 무선 송수신 유닛(WTRU)

Claims (12)

  1. 다중 입출력(MIMO) 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 집적 회로로서,
    (a) 수신된 로우 레이트의 신호를 처리하여 채널 사운딩 응답(CSR) 신호를 생성하는 채널 사운딩 프로세서로서, 상기 CSR 신호는 미리 정의된 전송 포맷을 가지며 소정의 정보를 운송하는 짧은 버스트인 것인 채널 사운딩 프로세서와,
    (b) 상기 로우 레이트의 신호를 수신하여 상기 응답 CSR 신호를 송신하는 복수의 송수신 안테나와,
    (c) 사용자 데이터가 인코딩된 부반송파를 처리하는 데이터 패킷 프로세서를 포함하는 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 집적 회로.
  2. 다중 입출력(MIMO) 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 송신기로서,
    MIMO 안테나 인터페이스를 통하여 복수의 송수신 안테나에 연결되고, 상기 MIMO OFDM 통신 시스템에서 전송되는 채널 사운딩 응답을 모니터하도록 구성된 신호 모니터링 프로세서와,
    상기 신호 모니터링 프로세서 및 상기 MIMO 안테나 인터페이스에 연결되고, 로우 레이트의 신호를 생성하고, 채널 사운딩 응답을 분석하며, 상기 채널 사운딩 응답 분석에 기초하여 업링크 채널 상태를 결정하고, 상기 결정된 업링크 채널 상태에 기초하여 다운링크 채널 상태를 개산하는 채널 사운딩 프로세서와,
    상기 채널 사운딩 프로세서에 연결되고, 수신된 채널 사운딩 응답, 결정된 업링크 채널 상태 정보, 및 개산된 다운링크 채널 상태 정보를 저장하도록 구성된 메모리 요소와,
    상기 메모리 요소 및 사용자 데이터를 수신하기 위한 입력에 연결되고, 상기 사용자 데이터를 송신하는데 이용하기 위하여 상기 메모리 요소에서 제공하는 개산된 다운링크 채널 상태에 기초하여 전송 파라미터 설정치를 결정하고 조정하도록 구성된 MAC 계층 프로세서와,
    상기 MAC 계층 프로세서, 상기 메모리 요소, 및 상기 MIMO 안테나 인터페이스에 연결되고, 상기 MAC 계층 프로세서로부터 수신된 상기 결정된 설정치에 따라 상기 사용자 데이터를 부반송파에 변조하도록 구성된 PHY 계층 프로세서와,
    상기 MAC 계층 프로세서, 상기 PHY 계층 프로세서 및 상기 MIMO 안테나 인터페이스에 연결되고, 상기 MAC 계층 프로세서 및 상기 PHY 계층 프로세서에서 제공하는 결정된 전송 파라미터 설정치를 포함하는 전송 포맷 제어(TFC) 신호를 생성하도록 구성된 TFC 프로세서와,
    상기 MIMO 안테나 인터페이스를 통하여 상기 송신기에 연결되고, 채널 사운딩 응답을 수신하고 상기 PHY 계층 프로세서에서 제공하는 변조된 부반송파 및 상기 TFC 프로세서에서 제공하는 TFC 신호를 송신하도록 구성된 복수의 송수신 안테나를 포함하는 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 송신기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 채널 사운딩 프로세서에 연결되고, 상기 결정된 업링크 채널 상태에 기초하여 다운링크 채널 상태를 개산하도록 구성된 개산기를 더 포함하는 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 송신기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개산기 및 상기 PHY 계층 프로세서에 연결되고, 상기 개산된 다운링크 채널 상태에 기초하여 데이터를 송신할 대역폭의 일부를 선택하도록 구성된 대역폭 선택 프로세서를 더 포함하는 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 송신기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 MAC 계층 프로세서 및 상기 메모리 요소에 결합되고, 조정된 전송 파라미터를 이용하여 수신기 및 다른 송신기와 통신하기 위하여, 상기 저장된 개산된 다운링크 채널 상태 정보에 기초하여 전송 파라미터를 조정하는 조정용 프로세서를 더 포함하는 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 송신기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 메모리 요소에 저장된 상기 결정된 전송 파라미터 설정치는 후속 사용자 데이터를 송신하는데 이용되는 것인 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 송신기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 송신기는 무선 송수신 유닛(WTRU)인 것인 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 송신기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 송신기는 기지국인 것인 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 송신기.
  9. 다중 입출력(MIMO) 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 수신기로서,
    MIMO 안테나 인터페이스를 통하여 복수의 송수신 안테나에 연결되고, 상기 MIMO OFDM 통신 시스템에서 다른 수신기로부터 송신된 채널 사운딩 응답을 모니터하도록 구성된 신호 모니터링 프로세서와,
    상기 신호 모니터링 프로세서 및 상기 MIMO 안테나 인터페이스에 연결되고, 수신된 로우 레이트의 신호를 처리하고, 응답 채널 사운딩 응답-상기 채널 사운딩 응답은 짧은 버스트로서 각 버스트는 미리 정의된 전송 포맷을 가지고 소정의 정보를 운송함-을 생성하고, 업링크 채널 상태를 결정하며, 상기 결정된 업링크 채널 상태에 기초하여 다운링크 채널 상태를 개산하는 채널 사운딩 프로세서와,
    상기 채널 사운딩 프로세서에 연결되고, 수신된 로우 레이트의 신호, 모니터된 채널 사운딩 응답, 결정된 업링크 채널 상태 정보, 및 개산된 다운링크 채널 상태 정보를 저장하도록 구성된 메모리 요소와,
    상기 메모리 요소 및 상기 MIMO 안테나 인터페이스에 연결되고, 수신된 TFC 신호-상기 TFC 신호는 부반송파 변조 정보를 포함하고, 수신된 데이터 패킷의 전송 파라미터 설정치를 포함함-를 처리하도록 구성된 TFC 프로세서와,
    상기 MIMO 안테나 인터페이스 및 상기 TFC 프로세서에 연결되고, 상기 복수의 안테나를 통하여 수신된 사용자 데이터 인코딩된 부반송파를 상기 TFC 프로세서에 의해 제공된 정보에 기초하여 디코딩 및 복조하도록 구성된 데이터 패킷 프로세서와,
    상기 메모리 요소 및 상기 MIMO 안테나 인터페이스에 결합되고, 저장된 채널 상태 정보에 기초하여 전송 파라미터를 결정하고 조정하는 조정용 프로세서와,
    상기 MIMO 안테나 인터페이스를 통하여 상기 수신기에 연결되고, 로우 레이트의 신호 및 모니터된 채널 사운딩 응답을 수신하고, 생성된 채널 사운딩 응답을 송신하도록 구성된 복수의 송수신 안테나를 포함하는 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 수신기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 채널 사운딩 프로세서에 연결되고, 상기 모니터된 채널 사운딩 응답에 기초하여 채널 상태를 개산하도록 구성된 개산기를 더 포함하는 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 수신기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 수신기는 WTRU인 것인 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 수신기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 수신기는 기지국인 것인 MIMO OFDM 무선 통신 시스템용 수신기.
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