KR20130021423A - 시스템의 성능 향상을 위한 채널 사운딩 - Google Patents

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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

시스템의 성능 향상을 위한 채널 사운딩{CHANNEL SOUNDING FOR IMPROVED SYSTEM PERFORMANCE}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널 및 시스템 성능을 향상하는 방법 및 장치이다.
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. 피드백 시그널링으로써 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 발명은 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.
이상, 본 발명에 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 발명에 따라 송신기-수신기 쌍을 포함하는 것인 MIMO OFDM 무선 통신 시스템을 나타내는 도면.
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 발명에 의하면, MIMO OFDM 송신기는 채널 사운딩 명령(instruction)들을 포함하는 채널 사운딩 펄스 요청(CSRq)과 같은 로우 레이트 신호를 생성하여 목표 수신기에 송신한다. 수신기는 이 채널 사운딩 펄스 요청의 수신 시에, 채널 사운딩 명령들에 따라 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 사용자에 의해 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 대해 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 많은 양의 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 발명에 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 요소(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 요소(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 발명에 따라 구성되는 송신기(202)-수신기(204) 쌍을 포함한다. WTRU는 채널 사운딩 명령들을 수신하기 위한 수신기와 채널 사운딩 명령들에 따라 사운딩 신호들을 생성하여 송신하기 위한 송신기를 포함할 수 있다.
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 발생된 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 발명에 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 발명은 원하는 대로 임의 유형의 무선 통신 시스템에서 구현 가능하다. 예컨대, 본 발명은 802 타입 시스템, UMTS-FDD, UMTS-TDD, TDSCDMA, CDMA 2000, OFDM-MIMO 또는 다른 타입의 무선 통신 시스템으로 구현 가능하다. 본 발명은 또한 ASIC, 다중 집적 회로, 논리적 프로그래머블 게이트 어레이(LPGA), 다중 LPGA, 디스크리트 구성요소 또는 집적 회로, LPGA, 디스크리트 구성요소의 조합 등의 집적 회로 상에 구현 가능하다.
본 발명이 각종 실시예를 참조하여 설명하였지만 당업자라면 본 발명의 청구 범위에서 개괄한 바와 같이 발명의 범위 내에서 다른 변형예가 가능함을 인지할 것이다. 또한 본 발명의 특징 및 요소가 특정 조합으로 각종 실시예에서 기술되었지만 본 발명의 다른 특징 및 요소를 구비하고 있거나 구비하고 있지 않고 혹은 단독으로(양호한 실시예의 다른 특징 및 요소없이) 사용 가능하다.
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 (35)

  1. 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output; MIMO) 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing; OFDM) 무선 통신의 성능을 개선하는 방법에 있어서.
    채널 사운딩 요청(channel sounding request)을 전송하는 단계;
    상기 채널 사운딩 요청에 응답하여 채널 사운딩 응답(channel sounding response; CSR)을 수신하는 단계로서, 상기 CSR은 미리 정의된 전송 포맷을 가지며 미리 결정된 정보를 전달(carry)하는 짧은 버스트(short burst)인 것인, 상기 수신 단계;
    전송 파라미터 세팅을 결정하기 위해 상기 CSR을 분석하는 단계;
    상기 결정된 세팅에 따른 데이터를 이용하여 전송 파라미터들을 조정하고 부반송파들을 변조하는 단계; 및
    상기 조정된 전송 파라미터들과 함께 상기 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널 사운딩 요청은 발원지(source) 및 목적지(destination) 정보를 포함하는 데이터 패킷 헤더인 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 데이터는 채널 용량(capacity) 최적화 기술을 이용하여 상기 부반송파들에 변조되는 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 채널 용량 최적화 기술은 워터 필링(water-filling)인 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 데이터는 채널 신뢰성(reliability) 최적화 기술을 이용하여 상기 부반송파들에 변조되는 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 채널 신뢰성 최적화 기술은 전력 제어인 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 결정된 전송 파라미터 세팅을 저장하고, 저장된 전송 파라미터 세팅에 따라 후속 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 전송 포맷 제어(transmit format control; TFC) 신호를 생성하는 단계로서, 상기 TFC 신호는 부반송파 변조 정보를 포함하는 상기 결정된 전송 파라미터 세팅을 포함하는 것인, 상기 생성 단계; 및
    상기 TFC를 조정된 데이터와 함께 수신기에 전송하는 단계
    를 더 포함하는 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전송 파라미터들을 조정하는 것은 송신기의 매체 액세스 제어(medium access control; MAC) 계층에서 발생하는 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전송 파라미터들을 조정하는 것은 송신기의 물리(physical; PHY) 계층에서 발생하는 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전송 파라미터들을 조정하는 것은 송신기의 MAC 계층과 PHY 계층의 조합에서 발생하는 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    CSR 신호들을 모니터링하는 단계;
    통신 링크의 채널 상태들을 평가(assess)하는 단계;
    상기 채널 상태들의 이력(history)을 유지하는 단계;
    상기 채널 상태들의 이력에 기초하여 전송 파라미터들을 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 전송 파라미터들을 적용하는 단계
    를 더 포함하는 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 채널 사운딩 요청은 기지국으로부터 무선 송수신 유닛(wireless transmit receive unit; WTRU)으로 전송되는 사운딩 명령을 포함하고, 상기 CSR의 분석에 기초하여 결정된 전송 파라미터 세팅은 업링크 채널 응답에 대응하는 것이며,
    상기 무선 통신의 성능을 개선하는 방법은,
    결정된 업링크 채널 응답에 기초하여 다운링크 채널 응답을 추정(estimate)하는 단계; 및
    상기 추정된 다운링크 채널 응답에 기초하여 데이터를 전송할 대역폭의 부분을 선택하는 단계를 더 포함하는 것이고,
    상기 전송 파라미터들은 상기 추정된 다운링크 채널 응답에 따라 조정되는 것이며,
    상기 데이터는 상기 대역폭의 선택된 부분 상에서 상기 조정된 전송 파라미터들과 함께 전송되는 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기지국은 상기 WTRU에게 사운딩 신호들을 주기적으로 전송하도록 명령하는 것인 무선 통신의 성능을 개선하는 방법.
  15. 다중 입력 다중 출력 직교 주파수 분할 다중화(multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing; MIMO-OFDM) 무선 통신에 이용하는 무선 송수신 유닛(wireless transmit receive unit; WTRU)에 있어서,
    송신기;
    수신기; 및
    통신 신호들을 수신 및 전송하도록 구성된 복수 개의 송수신 안테나들을 포함하고,
    상기 송신기는,
    데이터의 전송을 위한 데이터 스트림을 프로세싱하기 이전에 채널 사운딩 응답(channel sounding response; CSR) 신호들을 생성하도록 구성된 제1 채널 사운딩 프로세서로서, 상기 CSR 신호들은 각각 미리 정의된 전송 포맷을 가지며 미리 결정된 정보를 전달하는 짧은 버스트들인 것인, 상기 제1 채널 사운딩 프로세서;
    사운딩 명령을 포함하는 채널 사운딩 요청에 기초하여 전송 파라미터 세팅을 결정하도록 구성된 제1 프로세서;
    상기 결정된 세팅에 따라 전송 파라미터들을 조정하도록 구성된 제2 프로세서; 및
    상기 결정된 세팅에 따른 데이터를 이용하여 부반송파들을 변조하도록 구성된 물리(physical; PHY) 계층 프로세서를 포함하는 것이고,
    상기 수신기는,
    상기 채널 사운딩 요청을 프로세싱하도록 구성된 제2 채널 사운딩 프로세서; 및
    데이터 인코딩된 부반송파들을 프로세싱하도록 구성된 데이터 패킷 프로세서를 포함하는 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 프로세서들은 매체 액세스 제어(medium access control; MAC) 계층 프로세서들인 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 프로세서는 MAC 계층 프로세서이고, 상기 제2 프로세서는 PHY 계층 프로세서인 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  18. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 프로세서들은 PHY 계층 프로세서들인 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  19. 제15항에 있어서, 상기 PHY 계층 프로세서는 채널 용량 최적화 기술을 이용하여 데이터를 상기 부반송파들에 변조하도록 구성된 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  20. 제19항에 있어서, 상기 채널 용량 최적화 기술은 워터 필링인 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  21. 제15항에 있어서, 상기 PHY 계층 프로세서는 채널 신뢰성 최적화 기술을 이용하여 데이터를 상기 부반송파들에 변조하도록 구성된 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  22. 제21항에 있어서, 상기 채널 신뢰성 최적화 기술은 전력 제어인 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  23. 제15항에 있어서, 저장된 전송 파라미터 세팅에 따라 후속 데이터를 전송하는 것에 이용하기 위해 결정된 전송 파라미터 세팅을 저장하도록 구성된 메모리 컴포넌트를 더 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU).
  24. 제23항에 있어서, 로컬 전송 포맷 조합(transmit format combination; TFC) 신호들을 생성하도록 구성된 TFC 프로세서를 더 포함하고,
    상기 로컬 TFC 신호들은 부반송파 변조 정보를 포함하는 결정된 전송 파라미터 세팅을 포함하는 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  25. 제24항에 있어서,
    상기 TFC 프로세서는 수신된 TFC 신호들을 프로세싱하도록 또한 구성되고, 상기 TFC 신호들은 부반송파 변조 정보를 포함하는 수신된 데이터 패킷들의 전송 파라미터 세팅을 포함하는 것이며,
    상기 데이터 패킷 프로세서는 상기 TFC 신호들에 의해 제공된 정보에 기초하여 사용자 인코딩된 부반송파들을 디코딩 및 복조하도록 구성된 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  26. 제15항에 있어서,
    상기 MIMO-OFDM 무선 통신에서 다른 네트워크 디바이스들 사이에서 전송되는 CSR 신호들을 모니터링하도록 구성된 신호 모니터링 프로세서;
    한 쌍의 상기 다른 네트워크 디바이스들 사이에서 통신 링크의 채널 상태들을 평가하도록 구성된 신호 분석기; 및
    상기 채널 상태들의 이력을 유지하도록 구성된 메모리 컴포넌트
    를 더 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU).
  27. 제26항에 있어서,
    상기 채널 상태들의 이력에 기초하여 전송 파라미터들을 조정하도록 구성된 조정 프로세서를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 다른 네트워크 디바이스들 간의 통신은 상기 조정된 전송 파라미터들을 이용하여 수행되는 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  28. 제15항에 있어서,
    상기 수신기는 채널 사운딩 명령을 포함하는 채널 사운딩 요청을 수신하도록 구성된 것이고,
    상기 송신기는 상기 채널 사운딩 명령에 따라 사운딩 신호들을 생성 및 전송하도록 구성된 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  29. 제28항에 있어서, 상기 송신기는 상기 사운딩 명령에 따라 사운딩 신호들을 주기적으로 전송하도록 구성된 것인 무선 송수신 유닛(WTRU).
  30. 다중 입력 다중 출력 직교 주파수 분할 다중화(multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing; MIMO-OFDM) 무선 통신에 이용하는 기지국에 있어서,
    송신기;
    수신기; 및
    통신 신호들을 수신 및 전송하도록 구성된 복수 개의 송수신 안테나들을 포함하고,
    상기 송신기는,
    데이터의 전송을 위한 데이터 스트림을 프로세싱하기 이전에 채널 사운딩 요청을 전송하도록 구성된 제2 채널 사운딩 프로세서;
    전송 파라미터 세팅을 결정하도록 구성된 제1 프로세서;
    상기 결정된 세팅에 따라 전송 파라미터들을 조정하도록 구성된 제2 프로세서; 및
    상기 결정된 세팅에 따른 데이터를 이용하여 부반송파들을 변조하도록 구성된 물리(PHY) 계층 프로세서를 포함하는 것이고,
    상기 수신기는,
    데이터 인코딩된 부반송파들을 프로세싱하도록 구성된 데이터 패킷 프로세서; 및
    상기 채널 사운딩 요청에 응답하여 채널 사운딩 응답(channel sounding response; CSR) 신호들을 수신 및 분석하도록 구성된 제1 채널 사운딩 프로세서로서, 상기 CSR 신호들은 각각 미리 정의된 전송 포맷을 가지며 미리 결정된 정보를 전달하는 짧은 버스트들이며, 상기 분석은 상기 전송 파라미터 세팅을 결정하는 데에 이용되는 것인 상기 제1 채널 사운딩 프로세서를 포함하는 것인 기지국.
  31. 제30항에 있어서, 저장된 전송 파라미터 세팅에 따라 후속 데이터를 전송하는 것에 이용하기 위해 결정된 전송 파라미터 세팅을 저장하도록 구성된 메모리 컴포넌트를 더 포함하는 기지국.
  32. 제31항에 있어서, 로컬 전송 포맷 조합(TFC) 신호들을 생성하고 수신된 TFC 신호들을 프로세싱하도록 구성된 TFC 프로세서를 더 포함하고,
    상기 로컬 TFC 신호들은 부반송파 변조 정보를 포함하는 결정된 전송 파라미터 세팅을 포함하는 것인 기지국.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 MIMO-OFDM 무선 통신에서 다른 네트워크 디바이스들 사이에서 전송되는 CSR 신호들을 모니터링하도록 구성된 신호 모니터링 프로세서;
    한 쌍의 상기 다른 네트워크 디바이스들 사이에서 통신 링크의 채널 상태들을 평가하도록 구성된 신호 분석기; 및
    상기 채널 상태들의 이력을 유지하도록 구성된 메모리 컴포넌트
    를 더 포함하는 기지국.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 송신기는 사운딩 명령을 포함하는 채널 사운딩 요청을 생성하여 무선 송수신 유닛(WTRU)에 상기 채널 사운딩 요청을 전송하도록 구성된 것이고,
    상기 수신기는 상기 WTRU에 의해 전송되는 사운딩 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 사운딩 신호들은 미리 정의된 포맷들을 가지며 미리 결정된 정보를 전달하는 짧은 버스트들인 것이며,
    상기 제1 프로세서는 상기 사운딩 신호들에 기초하여 업링크 채널 응답을 결정하도록 구성된 것이고,
    상기 기지국은,
    상기 결정된 업링크 채널 응답에 기초하여 다운링크 채널 응답을 추정하도록 구성된 추정기; 및
    상기 추정된 다운링크 채널 응답에 기초하여 데이터를 전송할 대역폭의 부분을 선택하도록 구성된 대역폭 선택 유닛을 더 포함하는 것이며,
    상기 제2 프로세서는 상기 추정된 다운링크 채널 응답에 기초하여 상기 전송 파라미터들을 조정하는 것이고,
    상기 기지국은 상기 대역폭의 선택된 부분을 이용하여 상기 WTRU에 상기 조정된 전송 파라미터들과 함께 데이터를 전송하는 것인 기지국.
  35. 제34항에 있어서, 상기 송신기는 상기 WTRU에게 사운딩 신호들을 주기적으로 전송하도록 명령하는 채널 사운딩 요청을 생성 및 전송하도록 구성된 것인 기지국.
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