KR100907855B1

KR100907855B1 - Ｏｆｄｍ 통신 시스템을 위한 적응적인 레이트 제어

Info

Publication number: KR100907855B1
Application number: KR1020047006730A
Authority: KR
Inventors: 왈턴제이알; 케첨존더블유; 하워드스티븐제이; 월리스마크
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2009-07-14
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: BR0213781A; TW200300636A; JP2005510904A; JP5425717B2; US7164649B2; CN1611028B; TWI253813B; US20030086371A1; EP1440533A2; WO2003041330A3; WO2003041330A2; AU2002354000A1; JP2010239653A; CN1611028A; KR20050056911A

Abstract

본 발명은 무선 (예를 들어, OFDM) 통신 시스템에서 데이터 송신의 레이트를 적응적으로 제어하는 기술에 관한 것이다. 일 양태에서, 데이터 송신용으로 적절한 레이트를 선택하기 위하여 다양한 타입의 메트릭이 유도되어 이용될 수도 있다. 어떤 타입의 메트릭은 SNR, 주파수 선택도, 시간 선택도 등과 같은 통신 채널의 상이한 특성과 관련된다. 일 타입의 메트릭은 데이터 송신의 성능과 관련된다. 다른 양태에서는, 레이트를 적응적으로 제어하기 위하여 다양한 타입의 메트릭이 상이한 방식으로 이용될 수도 있다. 어떤 메트릭은 레이트의 개루프 제어용으로 이용될 수도 있고, 다른 메트릭은 폐루프 제어용으로 이용될 수 있으며, 어떤 메트릭은 2 개 모두를 위해 이용될 수도 있다. 예를 들어, 채널 메트릭은 레이트를 결정하거나 선택하는데 이용될 수 있고, 성능 메트릭은 그 레이트를 조정할지의 여부를 결정하는데 이용될 수도 있다.

Description

ＯＦＤＭ 통신 시스템을 위한 적응적인 레이트 제어{ADAPTIVE RATE CONTROL FOR AN OFDM COMMUNICATION SYSTEM}

배경

기술분야

본 발명은 일반적으로 데이터 통신에 관한 것으로, 좀더 자세하게는, 무선 (예를 들어, OFDM) 통신 시스템을 위한 적응적인 레이트 제어 기술에 관한 것이다.

배경기술

무선 통신 시스템은 음성, 데이터 등과 같은 다양한 타입의 통신을 제공하기 위하여 광범위하게 이용되고 있다. 이들 시스템은 코드분할 다중접속 (CDMA), 시분할 다중접속 (TDMA), 주파수분할 다중접속 (FDMA), 또는 기타 다른 다중접속 기술에 기초할 수도 있다. 또한, 일부 시스템은 어떤 채널 환경에 대하여 높은 성능을 제공할 수 있는 직교 주파수 분할 변조 (OFDM) 을 구현할 수도 있다.

OFDM 시스템에서, 시스템 대역폭은 다수의 (N_F) 서브-밴드 (sub-bands; 이를 주파수 빈 (frequency bins) 또는 서브채널이라고도 함) 로 효과적으로 분할된다. 각각의 주파수 서브채널은 데이터가 변조될 수도 있는 각각의 서브캐리어 (subcarrier) 와 관련되므로, 독립적인 "송신 채널" 로서 간주할 수도 있다. 통상적으로, 송신될 데이터 (즉, 정보 비트) 는 특정한 코딩 방식으로 인코딩되어 코딩된 비트를 생성하고, 또한, 그 코딩된 비트는 특정한 변조 방식 (예를 들어, QPSK, QAM, 또는 기타 다른 방식) 에 기초하여 변조 심볼로 매핑되는 비-이진 심볼로 그룹화될 수도 있다. 각각의 주파수 서브채널의 대역폭에 의존할 수도 있는 각각의 시간 간격에서, 변조 심볼은 N_L 개의 주파수 서브채널 각각을 통하여 송신될 수도 있다.

OFDM 시스템의 주파수 서브채널들은 서로 다른 채널 조건 (예를 들어, 서로 다른 페이딩 및 다중경로 효과) 를 경험할 수도 있고, 서로 다른 신호대 잡음 플러스 간섭비 (SNR) 을 획득할 수도 있다. 따라서, 특정한 레벨의 성능을 위하여 각각의 주파수 서브채널을 통하여 송신될 수도 있는 변조 심볼당 정보 비트 수 (즉, 데이터 레이트) 는 서브채널 마다 서로 다를 수도 있다. 또한, 통상적으로, 채널 조건은 시간에 따라 변한다. 이에 따라, 주파수 서브채널에 대하여 지원되는 데이터 레이트도 시간에 따라 변한다.

코딩된 OFDM 시스템의 가장 중요한 문제는 채널 조건에 따라 데이터 송신용으로 이용될 적절한 "레이트"를 선택하는 것이다. 통상적으로, 이것은 특정한 데이터 레이트, 코딩 방식 (또는 코드 레이트), 및 변조 방식의 선택을 포함한다. 레이트 선택의 목적은 특정한 프레임 에러 레이트 (FER), 일정한 레이턴시 기준 (latency criteria) 등에 의해 정량화될 수도 있는 품질 목표를 만족함과 동시에 스루풋 (throughput) 을 최대화하는 것이다.

레이트를 선택하기 위한 하나의 간단한 기술은, 서브채널의 단기간 평균 SNR 에 의해 정량화될 수도 있는 송신 능력에 따라 각각의 주파수 서브채널을 "비트 로딩 (bit load)" 하는 것이다. 그러나, 이러한 기술은 수개의 심각한 단점을 가진다. 첫째, 각각의 주파수 서브채널에 대한 개별적인 인코딩은 송신기 및 수신기 모두에게 프로세싱의 복잡도를 증대시킬 수 있다. 둘째, 각각의 주파수 서브채널에 대한 개별적인 인코딩은 코딩 및 디코딩 지연을 크게 증가시킬 수도 있다. 셋째, 높은 피드백 레이트는, 각각의 주파수 서브채널에 대한 채널 상태 (예를 들어, 이득, 위상, 및 SNR, 또는 각각의 주파수 서브채널에 대한 레이트) 를 나타내는 채널 상태 정보 (CSI) 를 송신하는 것이 필요할 수도 있다. 송신기로 하여금 서브채널별 기반으로 데이터를 적절하게 코딩하고 변조하게 하는데에는 수신기로부터의 피드백이 요구된다.

주파수 서브채널의 상이한 송신 능력 및 통신 채널의 시변 특성은 OFDM 시스템에서 송신용 데이터를 효과적으로 코딩 및 변조하는 것을 어렵게 한다. 따라서, 당업계에서는, OFDM 통신 시스템에서 데이터 송신 레이트를 적응적으로 제어하기 위한 기술이 요구된다.

요약

본 발명의 양태들은 무선 (예를 들어, OFDM) 통신 시스템에서 데이터 송신의 레이트를 적응적으로 제어하기 위한 기술을 제공한다. 일 양태에서는, 다양한 타입의 메트릭이 유도될 수도 있고, 이 메트릭은 적절한 데이터 송신용 레이트를 선택하는데 이용된다. 레이트는 특정한 데이터 레이트, 코딩 방식, 및 데이터 송신용으로 이용될 변조 방식을 나타낼 수도 있다.

어떤 타입의 메트릭은 SNR, 주파수 선택도, 시간 선택도 등과 같은 통신 채널의 상이한 특성과 관련된다. 각각의 채널 특성은 하나 이상의 상이한 채널 메트릭에 의해 정량화될 수도 있다. 예를 들어, 사전-검출 (pre-detection) SNR 및 사후-검출 (post-detection) SNR 이 SNR 을 정량화하는데 이용될 수 있으며, 지연 확산 (delay spread) 및 코히런트 (coherent) 대역폭이 주파수 선택도를 정량화하는데 이용될 수 있으며, 코히런트 시간 및 도플러 확산 (Doppler spread) 이 시간 선택도를 정량화하는데 이용될 수 있다. 메트릭의 일 타입은 데이터 송신의 성능과 관련된다. 성능은 프레임 에러 레이트 (FER) 및 기타 다른 디코더 메트릭에 의해 정량화될 수도 있다.

또 다른 양태에서는, 데이터 송신 레이트를 적응적으로 제어하기 위하여 다양한 타입의 메트릭이 상이한 방식으로 이용될 수도 있다. 특히, 일부 메트릭은 데이터 송신 레이트의 개루프 (open-loop) 제어용으로 이용될 수 있고, 다른 메트릭은 폐루프 제어용으로 이용될 수 있으며, 어떤 메트릭은 개루프 및 폐루프 모두를 위해 이용될 수도 있다. 예를 들어, SNR, 주파수 선택도, 및/또는 시간 선택도에 대한 채널 메트릭은 데이터 송신을 위한 초기의 레이트를 결정하거나 선택하는데 이용될 수도 있다. 이하, 레이트는 하나 이상의 성능 메트릭에 따라 조정될 수도 있다. 만약 레이트에 대한 조정이 요구되는 것으로 간주되거나 그 조정의 요구를 원하면, 채널 메트릭 (연속적으로 또는 주기적으로 업데이트될 수도 있음) 및 가능할 경우 성능 메트릭에 따라 신규한 레이트가 결정되거나 선택될 수도 있다.

이하, 본 발명의 다양한 양태들 및 실시형태들을 더 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하 더 상세히 설명되는 바와 같이, 발명의 다양한 양태들, 실시형태들, 및 특징들을 구현하는 방법, 수신기 유닛, 송신기 유닛, 수신기 시스템, 송신기 시스템, 시스템, 및 다른 장치 및 엘리먼트들을 제공한다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 특징, 특성, 및 이점은 도면을 참조하여 후술되는 상세한 설명으로부터 더 명백히 알 수 있으며, 동일한 도면부호는 도면 전반에 걸쳐서 동일한 대상을 나타낸다.

도 1 은 무선 (예를 들어, OFDM) 통신 시스템의 간략화 모델의 도면이다.

도 2 는 데이터 송신 레이트를 적응적으로 제어하기 위한 프로세스의 일 실시형태의 흐름도이다.

도 3 은 본 발명의 다양한 양태들 및 실시형태들을 구현할 수 있는 송신기 시스템 및 수신기 시스템의 일 실시형태의 간략 블록도이다.

도 4a 및 4b 는 송신기 시스템 내의 송신기 유닛의 2 개의 실시형태에 대한 블록도이다.

도 5 는 수신기 시스템 내의 수신기 유닛의 일 실시형태에 대한 블록도이다.

상세한 설명

데이터 송신 레이트를 적응적으로 제어하기 위하여 여기에 설명되는 기술은 다양한 무선 통신 시스템용으로 이용될 수도 있다. 명료화를 위하여, 본 발명의 다양한 양태들 및 실시형태들을 OFDM 시스템에 대하여 상술한다.

도 1 은 무선 (예를 들어, OFDM) 통신 시스템의 간략화 모델의 도면이다. 송신기 (110) 에서는, 데이터 소스 (112) 로부터, 특정한 코딩 및 변조 방식에 따라 데이터를 코딩하고 변조하는 인코더/변조기 (114) 에 특정한 데이터 레이트로 트래픽 데이터가 제공된다. 일 실시형태에서, 데이터 레이트는 데이터 레이트 제어에 의해 결정되고, 코딩 및 변조 방식은 코딩/변조 제어에 의해 결정되며, 그 둘은 수신기 (150) 으로부터 수신되는 레이트에 기초하여 제어기 (120) 에 의해 제공된다.

또한, 신호획득 (acquisition), 주파수 및 타이밍 동기화, 채널 추정, 데이터 송신의 코히런트 복조 등과 같은 다수의 기능들의 수행을 보조하기 위하여 파일럿이 수신기로 송신될 수도 있다. 이 경우, 파일럿 데이터는, 그 파일럿 데이터를 트래픽 데이터로 멀티플렉싱하고 프로세싱하는 인코더/변조기 (114) 에 제공된다. 변조된 데이터는 더 프로세싱 (간략화를 위하여 도 1 에는 도시하지 않음) 되어, 통신 채널을 통하여 수신기로 송신되는 변조 신호를 생성한다.

수신기 (150) 에서는, 변조 신호가 수신, 컨디셔닝 (condition), 및 디지털화되어 데이터 샘플을 제공한다. 채널 추정기 (162) 는 데이터 샘플을 수신 및 프로세싱하여, 통신 채널의 다양한 특성을 나타내는 다양한 타입의 메트릭을 제공한다. 이하, 이러한 다양한 타입의 채널 메트릭을 더 상세히 설명한다. 또한, 복조기/디코더 (164) 는 데이터 샘플을 수신 및 프로세싱하여 디코딩된 데이터를 제공하며, 수신 데이터에 대한 디코딩된 결과를 나타내는 하나 이상의 성능 메트릭을 더 제공할 수도 있다.

레이트 선택기 (166) 은 채널 추정기 (162) 로부터의 채널 메트릭 및 복조기/디코더 (164) 로부터의 성능 메트릭을 수신하고, 수신된 메트릭에 기초하여, 데이터 송신용으로 이용가능한 송신 채널 (예를 들어, OFDM 시스템의 주파수 서브채널) 의 전체 또는 서브세트 (subset) 용으로 이용될 수도 있는 적절한 "레이트" 를 선택한다. 그 레이트는 일련의 송신 파라미터에 대한 값의 특정한 세트를 나타낸다. 예를 들어, 그 레이트는 데이터 송신, 특정한 코딩 방식 또는 코드 레이트, 특정한 변조 방식 등으로 이용될 특정한 데이터 레이트를 나타낼 (또는 그 데이터 레이트에 매핑될) 수도 있다.

도 1 에 도시되어 있는 실시형태에서, 수신기 (150) 에 의해 레이트 선택이 수행되고, 선택된 레이트는 송신기 (110) 으로 제공된다. 다른 실시형태에서, 레이트 선택은 수신기에 의해 제공되는 제어 정보에 따라 송신기에 의해 수행될 수도 있거나, 송신기 및 수신기 모두에 의해 공동으로 수행될 수도 있다.

통신 채널은 송신기로부터 수신기로 송신되는 변조 신호를 손상시키거나 더 왜곡시킬 수도 있다. 높은 성능을 획득하기 위하여, 데이터 송신은 채널의 송신 능력에 정합되어야 한다. 이것은 채널의 다양한 특성을 추정하고 그 추정된 채널 조건에 기초하여 데이터 송신에 적합한 레이트를 선택함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 다양한 타입의 메트릭이 유도되어, 데이터 송신에 적합한 레이트를 선택하는데 이용될 수도 있다. 어떤 타입의 메트릭은 SNR, 주파수 선택도, 시간 선택도 등과 같은 통신 채널의 상이한 특성과 관련된다. 메트릭의 일 타입은 데이터 송신의 성능과 관련된다. 다양한 메트릭은 다음과 같이 분류할 수 있다.

신호대 잡음 플러스 간섭비 (SNR) - 잡음 및 간섭 전력에 대한 신호 전력을 나타내며, 이것은 송신된 데이터를 정확하게 검출하기 위한 수신기의 능력을 결정함.

주파수 선택도 - 통신 채널의 주파수 선택 특성을 나타내며, 채널 손실을 주파수의 함수로서 관측할 수 있음.

시간 선택도 - 통신 채널의 일시적 특성을 나타내며, 채널이 현저하게 변하지 않는 시간 간격에 의해 정량화될 수도 있음.

성능 - 데이터 송신의 실제 달성된 성능을 나타내며, 특정한 프레임 에러 레이트 (FER), 패킷 에러 레이트 (PER), 비트 에러 레이트 (BER), 또는 기타 다른 측정치 또는 기준에 의해 정량화될 수 있음.

각각의 채널 특성 (예를 들어, SNR, 주파수 선택도, 및 시간 선택도) 은 이하 더 상세히 설명되는 바와 같은 다양한 메트릭에 의해 측정될 수도 있다. 또한, 다양한 메트릭은 성능을 측정하는데 이용될 수도 있다.

상기 열거된 4 개의 상이한 타입의 메트릭은 4 개의 상이한 타입의 채널 상태 정보 (CSI) 를 나타낸다. 또한, 다른 타입의 채널 상태 정보를 위한 다른 타입의 메트릭이 레이트 선택을 위하여 이용될 수도 있으며, 이것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

SNR 에 기초한 메트릭

SNR 은 개별적으로 프로세싱 (예를 들어, 코딩 및 변조) 되는 송신 채널의 각 그룹 (예를 들어, 주파수 서브채널) 에 대하여 수신기에서 결정될 수도 있다. 예를 들어, 만약 OFDM 시스템에서 모든 가용 주파수 서브채널에 대하여 단일의 코딩 및 변조 방식이 이용되려 하면, 총 SNR 은 수신기에서의 전체 잡음 전력에 대한 전체 수신 신호 전력 (즉, 모든 주파수 서브채널에서의 전력의 합) 의 비율로서 결정될 수도 있다. SNR 은 수신기에서의 신호 프로세싱 경로를 따라 다양한 포인트에서 결정될 수도 있다. 이하, 서로 다른 SNR 중 일부를 설명한다.

사전-검출 SNR 은 수신기 입력에서 잡음 플러스 간섭에 대한 전체 수신 신호 전력의 비를 나타낸다. 통상적으로, 컨디셔닝 (예를 들어, 필터링, 증폭, 및 다운컨버팅) 되고 디지털화된 후 임의의 이퀄라이제이션 (equalization; 이하 설명됨) 전에 수신 신호에 대하여 사전-검출 SNR 을 측정한다. 사전-검출 SNR 은 데이터와 함께 송신되는 파일럿, 데이터 자체, 또는 이들의 조합에 기초하여 정량화될 수도 있다.

사후-검출 SNR 은 수신기에서의 이퀄라이제이션 후에 잡음 플러스 간섭에 대한 총 신호 전력의 비를 나타낸다. 이퀄라이제이션으로 단일의 캐리어 시스템에서 획득되는 사후-검출 SNR 의 이론적인 값은, 코딩된 OFDM 시스템의 성능을 나타내기 때문에 OFDM 시스템에서 레이트 제어용으로 유용할 수도 있다. 단일 캐리어 통신 시스템에서 수신 신호를 프로세싱하여, 통신 채널에 의해 유입되는 수신 신호의 왜곡을 보상하기 위하여 다양한 타입의 이퀄라이저가 이용될 수도 있다. 그러한 이퀄라이저는, 예를 들어, 최소 평균 자승 오차 선형 이퀄라이저 (MMSE-LE), 결정 피드백 이퀄라이저 (DFE) 등을 포함할 수도 있다.

(무한-길이) MMSE-LE 에 대한 사후-검출 SNR 은 다음과 같이 표현할 수도 있 다.

여기서, J_min 은 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서

은 채널 전달 함수의 폴드형 스펙트럼 (folded spectrum) 이고, N₀ 은 채널의 열 잡음 (thermal noise) 이며, T 는 샘플링 간격이다. 채널 전달 함수는 송신기와 수신기간의 채널 주파수에 대한 응답 (예를 들어, 이득 및 위상) 을 나타낸다.

(무한-길이) DFE 에 대한 사후-검출 SNR 은 다음과 같이 표현할 수도 있다.

수학식 1 및 2 에 나타낸 MMSE-LE 및 DFE 에 대한 사후-검출 SNR 은 이론적인 값을 나타낸다. 또한, MMSE-LE 및 DFE 에 대한 사후-검출 SNR 은, 여기에서 참조하는 J.G.Proakis 의 "Digital Communications", 제 3 판, 1995, McGraw Hill 의 섹션 10-2-2 및 10-3-2 에 각각 더 상세히 설명되어 있다.

MMSE-LE 및 DFE 에 대한 사후-검출 SNR 은, 본 출원의 양수인에게 모두 양도되었고 여기에서 참조하며, 각각, 2001년 3월 23일 및 2001년 9월 18일에 동일한 명칭으로 출원된 미국특허 출원번호 제 09/826,481 호 및 제 09/956,449 호의 "Method and Apparatus for Utilizing Channel State Information in a Wireless Communication System", 및 2001년 5월 11일에 출원된 미국특허 출원번호 제 09/854,235 호의 "Method and Apparatus for Processing Data in a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Communication System Utilizing Channel State Information" 에 개시되어 있는 방식으로 수신기에서 추정될 수도 있다.

수신기에서 SNR 을 추정하는 다른 기술은, 여기서 모두 참조하며, 1998년 8월 25일에 등록된 미국특허 제 5,799,005 호의 "System and Method for Determining Received Pilot Power and Path Loss in a CDMA Communication System", 1999년 5월 11일에 등록된 미국특허 제 5,903,554 호의 "Method and Apparatus for Measuring Link Quality in a Spread Spectrum Communication System", 각각, 1991년 10월 8일 및 1993년 11월 23일에 동일한 명칭으로 등록된 미국특허 제 5,056,109 호 및 제 5,265,119 호의 "Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in a CDMA Cellular Mobile Telephone System", 및 2000년 8월 1일 등록된 미국특허 제 6,097,972 호의 "Method and Apparatus for Processing Power Control Signals in CDMA Mobile Telephone System" 에 개시되어 있다.

주파수 선택도와 관련된 메트릭 (FS 메트릭)

통신 채널의 주파수 선택도는 채널 전달 함수에 의해 특징될 수도 있다. 또한, 주파수 선택도는 시간 도메인에서의 지연 확산 또는 주파수 도메인에서의 대응하는 코히런트 대역폭에 의해 측정될 수도 있다. 지연 확산은 시-분산 채널에서 가장 빨리 도착하는 경로와 가장 늦게 도착하는 경로 사이의 지연차이를 나타낸다. 코히런트 대역폭은 지연 확산과 역수의 관계에 있으며, 채널 전달 함수의 변화율을 주파수의 함수로서 나타낸 (및 그 비율에 비례함) 것이다. 점점 더 커지는 지연 확산은 점점 더 작아지는 코히런트 대역폭에 대응한다.

지연 확산은, 지연 전력 밀도 스펙트럼으로도 알려져 있는 전력 지연 프로파일 (power delay profile) 폭의 일 측정값이다. 전력 지연 프로파일 P(τ) 는 상대적인 지연의 함수로서의 채널 임펄스 응답 전력이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, h(τ, t) 는 시변 채널 임펄스 응답이고, E 는 기대값 연산이며, τ는 상대적인 지연을 나타낸다.

RMS (root mean square) 지연 확산 P_RMS 는 지연 확산의 가능한 일 측정값이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서,

는 P(τ) 의 제 1 모멘트 (moment) 이다. 지연 확산의 또 다른 가능한 측정값은 지연 간격 (

) 이며, 여기서,

은 P(τ) 가 특정한 임계값 T 보다 더 큰 τ의 최대값이며,

는 P(τ) 가 특정한 임계값 T 보다 더 큰 τ의 최소값이다. 이 임계값은 P(τ) 의 총 전력의 어떤 특정한 퍼센티지가 지연 간격 (

) 에 포함되도록 선택될 수도 있다.

또한, 지연 전력 밀도 스펙트럼 및 지연 확산은, 여기서 참조하는, P.A.Bello 의 논문인 "Characterization of Randomly Time-Variant Linear Channels," IEEE Trans. Communications, vol CS-11, pp 360-393, Dec 1963 에 더 상세히 설명되어 있다.

코히런트 대역폭은 주파수 상관 함수

폭의 일 측정값으로, 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, H(f,t) 는 시변 채널 임펄스 응답 h(τ, t) 의 주파수 도메인 표현인 시변 채널 전달 함수이다.

시변 채널 전달 함수 H(f,t) 는 시변 채널 임펄스 응답 h(τ, t) 의 푸리에 변환으로서 (지연 디멘젼 (delay dimension) 으로) 유도할 수 있으며, 다음과 같다.

수학식 6 의 결과로서, 주파수 상관 함수

는 전력 지연 프로파일 P(τ) 의 푸리에 변환으로서 유도할 수도 있으며, 다음과 같다.

코히런트 대역폭의 가능한 측정값들은 통합된 주파수 상관 함수 (지연 확산에 대해 상술된 지연 간격 (

) 과 유사하게 정의할 수도 있음) 의 어떤 퍼센티지를 포함하는 주파수 간격 또는 RMS 코히런트 대역폭 (RMS 지연 확산과 유사한 방식으로 정의할 수도 있음) 을 포함한다.

전력 지연 프로파일 P(τ) 와 주파수 상관 함수

사이의 푸리에 변환 관계로 인해, 기본적으로, 지연 확산 및 코히런트 대역폭은 통신 채널에서 지연 분산 현상을 설명하는 상이한 방법들이다. 실제로, 전력 지연 프로파일과 주파수 상관 함수는 서로 역수의 관계를 나타낸다.

OFDM 시스템에서, 주파수 상관 함수

는 주파수 서브채널에 대한 정보를 이용할 수 있기 때문에 통상 더 용이하게 측정된다. 따라서, 코히런트 대역폭은 통신 채널 및 레이트 선택에서 지연 확산의 폭을 특정하는데 사용하기 위해 더 적절한 파라미터일 수도 있다. (신호 대역폭에 비해) 작은 코히런트 대역폭 값은 신호 대역폭에 대해 다수의 독립적인 페이딩 이벤트가 존재함을 나타내고, (신호 대역폭에 비해) 큰 코히런트 대역폭 값은 신호 대역폭에 대해 플랫 페이딩 (flat fading; 즉, 모든 주파수 서브채널들이 동시에 페이딩됨) 을 나타낸다. 통상적으로, 코히런트 대역폭과 실제 성능 사이의 관계는 코드 및 인터리버 설계의 세부사항에 의존하며, 특정한 코드 및 인터리버 설계에 대하여 실험적으로 결정될 수도 있다.

코히런트 대역폭의 추정은 상이한 타입의 시스템에 대하여 상이한 방식으로 달성될 수도 있다. 주파수분할 듀플렉스 (frequency division duplex; FDD) 시스템에서, 다운링크 및 업링크는 통상 상이한 채널 응답과 관련된 2 개의 상이한 주파수 대역을 할당받는다. 따라서, 각각의 다운링크 및 업링크에 대한 통신 채널은 그 채널을 통한 (예를 들어, 파일럿) 송신에 의해 특징될 수도 있다. 시분할 듀플렉스 (TDD) 시스템에서, 다운링크 및 업링크는 시분할 멀티플렉싱된 (TDM) 방식으로 동일한 주파수 대역을 공유한다. 따라서, 다운링크 및 업링크는 실질적으로 동일하며, 어떠한 차이는 주로 링크의 양단의 모뎀에서의 송신 및 수신 전자공학의 차이, 및 채널의 시간적인 특성 (즉, 다운링크 및 업링크 송신용으로 할당된 시간들 사이의 채널 조건의 변경) 에 기인한다.

FDD 시스템에서, 통신 채널의 코히런트 대역폭을 추정하기 위하여, 송신기는 파일럿을 송신할 수 있다. OFDM 시스템에서는, 각각의 가용 주파수 서브채널들에서의 일정한 진폭 톤으로 이루어진 파일럿 심볼을 송신할 수도 있다. OFDM 의 경우, 송신기는 파일럿에 대한 OFDM 심볼을 형성하기 위하여 파일럿 심볼의 역 FFT 를 계산하고, 송신 심볼을 형성하기 위하여 디지털-아날로그 (D/A) 변환을 수행하고, 그 심볼을 업컨버팅하여 송신한다. 수신기는 수신 신호를 샘플링하고, 복원된 송신 심볼에서 사이클릭 프레픽스를 제거하고, 복원된 OFDM 심볼의 FFT 를 계산한다. FFT 동작으로부터 복원된 파일럿 심볼은 주파수-도메인 샘플된 채널 전달 함수의 스케일된 (scaled) 추정치

를 산출하는데, 여기서, T 는 샘플링 간격이며, k 는 주파수 빈 또는 서브-밴드의 인덱스 (index) 이다.

시분할 듀플렉스 시스템에서, 송신기는 데이터가 송신될 수신자 수신기에 의해 송신되는 파일럿 심볼에 따라 유도될 수도 있는 통신 채널의 추정치에 의존하여 레이트를 결정할 수 있다. 이 경우, 채널 전달 함수는, 수신기 (송신기가 아님) 가 파일럿 심볼을 송신하고 송신기가 그 파일럿을 수신하여 채널 추정치를 형성하는데 이용한다는 것을 제외하고는, 상술한 FDD 시스템의 경우와 같이 추정될 수도 있다. 파일럿 심볼들을 수신한 것과 동일한 주파수 대역을 통하여 송신기가 송신하기 때문에, 송신 채널 전달 함수

은 수신 채널 전달 함수

와 실질적으로 동일하다 (즉,

).

주파수 상관 함수의 추정치

는 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, N 은 FFT 의 디멘젼이며, λ는 주파수 델타 (즉,

의 서로 다른 양자화 값) 를 나타낸다. 주파수 상관 함수의 추정치는 다중의 파일럿 심볼에 대하여 더 평균화될 수도 있으며, 다음과 같다.

여기서, α는 지수적인 평균화를 위한 시간 상수를 결정하는 인자이며, n 은 파일럿 심볼 주기의 인덱스이다.

그 후, 추정된 주파수 상관 함수

의 폭을 측정함으로써 코히런트 대역폭이 추정될 수도 있다. 좀더 구체적으로, 추정된 코히런트 대역폭 BW_C 는 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, L_C 는

를 만족하는 λ 값이고, β는 0 과 1 사이의 임계값이며, T 는 샘플링 간격이다.

OFDM 시스템의 경우, 더 작은 코히런트 대역폭 (즉, 더 넓은 지역 확산) 은 주파수 도메인에서 다중 널 (multiple nulls) 의 증대된 가능성을 나타낸다. 각각의 널은, 채널 응답이 다량으로 감소된 주파수 영역에 대응한다. 송신 전에 데이터를 적절하게 코딩 및 인터리빙함으로써, 주파수 널로 인한 신호의 열화는 송신된 데이터에 유입된 리던던시 (redundancy) 에 의해 방지될 수도 있다. 그러나, 주파수 널의 수가 증가함에 따라, 코딩 및 인터리빙은 더 문제가 되어, 널을 방지하기 위하여 다른 기술들이 이용될 수도 있다.

시간 선택도와 관련된 메트릭 (TS 메트릭)

통신 채널의 시간 선택도는 시간 도메인에서의 코히런트 시간 또는 주파수 도메인에서의 대응하는 도플러 확산 (Doppler spread) 에 의해 측정될 수도 있다. 코히런트 시간은 채널이 눈에 띄게 변하지 않을 것으로 기대될 수 있는 지속기간의 일 측정값이다. 주파수 도메인에서, 이것은 채널과 관련된 도플러 스펙트럼에 의해 측정될 수 있는데, 도플러 스펙트럼의 폭은 채널의 코히런트 시간에 반비례한다.

코히런트 시간은 시간 상관 함수

폭의 일 측정값이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, H(f, t) 는 상술한 바와 같은 시변 채널 전달 함수이다.

도플러 확산은 채널의 시간 변이성에 의해 야기되는 주파수 도메인에서의 분산에 대한 일 측정값이다. 도플러 스펙트럼

은 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서,

는 도플러 확산 함수로서, 이는 시변 채널 전달 함수 H(f, t) 의 (시간 변수에서의) 푸리에 변환이며,

로 표현할 수 있다.

도플러 확산 함수

와 시변 채널 전달 함수 H(f, t) 사이의 푸리에 변환 관계 때문에, 도플러 확산

는 시간 상관 함수

의 푸리에 변환이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.

도플러 확산

와 시간 상관 함수

의 푸리에 변환 관계 때문에, 도플러 확산은 코히런트 시간에 반비례한다.

RMS 도플러 확산은 RMS 지연 확산과 유사한 방식으로 정의할 수도 있으며, 다음과 같다.

여기서,

는 도플러 스펙트럼의 제 1 모멘트이다.

주파수분할 듀플렉스 시스템에서 통신 채널의 코히런트 시간을 추정하기 위 하여, 송신기는 파일럿 (예를 들어, 각각의 주파수 서브채널에서 일정한 진폭 톤으로 이루어진 파일럿 심볼) 을 송신할 수 있다. 송신기는 파일럿 심볼의 역 FFT 를 계산하고, 사이클릭 프레픽스를 부가하고, 그 결과에 D/A 변환을 수행하고, 그 심볼을 업컨버팅하여 송신한다. 수신기는 수신 신호를 샘플링하고, 사이클릭 프레픽스를 제거하고, 그 결과에 대한 FFT 를 계산한다. 이것은 파일럿 심볼 n 에 대하여 주파수 도메인 샘플된 채널 전달 함수의 스케일된 추정치

을 산출한다.

상술한 바와 같이, 시분할 듀플렉스 시스템에서, 송신기는 데이터가 송신될 수신자 수신기에 의해 송신되는 파일럿 심볼에 따라 유도될 수도 있는 통신 채널의 추정치에 의존하여 레이트를 결정한다.

파일럿 심볼 n 에서의 시간 상관 함수의 추정치

은 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, N 은 FFT 의 디멘젼이고, λ 는 시간 델타 (즉, △t 의 서로 다른 양자화 값) 를 나타낸다. (L+1) 개의 서로 다르게 지연하는 △t 값에 대하여 (즉,

, 0 ≤λ≤L) 수학식 15 에 나타낸 바와 같이 시간 상관 함수의 추정치를 계산하기 위하여, L 개의 파일럿 심볼에 대한 FFT 계수값이 저장되어 원할 경우 추후에 검색될 수도 있다.

또한, 채널 코히런트 시간은 추정된 시간 상관 함수

에 기초하여 추정될 수도 있다. 좀더 구체적으로, 추정된 코히런트 시간 T_C 는 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, L_C 는

를 만족하는 λ값이고, ρ는 0 과 1 사이의 임계값이며, T_P 는 파일럿 심볼들 사이의 간격이다.

OFDM 시스템의 경우, 채널 코히런트 시간은, 인터리버 블록 사이즈 또는 코드 메모리 (예를 들어, 블록 길이 또는 코드의 제한 길이 (constraint length)) 와 동일한 크기 순서일 경우, 코드 선택에 영향을 줄 수도 있다. 따라서, 사용될 특정한 코딩 방식은 추정된 채널 코히런트 시간에 일부 기초하여 선택될 수도 있다.

성능 메트릭

성능 메트릭은 수신 데이터에 대한 디코딩 결과를 나타낸다. 어떤 성능 메트릭은 FER, PER, BER 등을 포함한다.

또한, 상이한 타입의 디코더들은 디코딩 결과의 신뢰도를 나타내는 다른 메트릭을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 종래의 디코더 (예를 들어, 비터비 디코더) 와 관련된 메트릭은 재-인코딩된 심볼 에러 레이트 (SER), 재-인코딩된 전력 메트릭, "변형" 야마모토 메트릭 등을 포함할 수도 있다. 터보 디코더와 관련된 메트릭은 재-인코딩된 SER, 재-인코딩된 전력 메트릭, 디코딩된 프레임 내의 비트들간의 최소 또는 평균 (로그) 가능성 비율 (likelihood ratio), 디코딩된 프레임을 선언하기 전의 반복 횟수 등을 포함할 수도 있다. 이들 메트릭은, 본 출원의 양수인에게 양도되었고 여기서 참조하며, 2001년 3월 15일에 출원된 미국 특허출원 [대리인 참조번호 제 104-36 호] "Method and Apparatus for Adjusting Power Control Setpoint in a Wireless Communication System" 에 더 상세히 설명되어 있다. 또한, 다른 성능 메트릭도 이용할 수 있으며, 이는 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

적응적인 레이트 제어

본 발명의 다른 양태에 의하면, 데이터 송신 레이트를 적응적으로 제어하기 위하여 다양한 타입의 메트릭이 상이한 방식으로 이용될 수도 있다. 특히, 어떤 메트릭은 데이터 송신 레이트의 개루프 제어용으로 이용될 수도 있고, 다른 메트릭은 폐루프 제어용으로 이용될 수도 있으며, 어떤 메트릭은 개루프 및 폐루프 제어 모두를 위하여 이용될 수도 있다.

도 2 는 데이터 송신 레이트를 적응적으로 제어하기 위한 프로세스 (200) 의 일 실시형태에 대한 흐름도이다. 단계 212 에서, 송신기는 채널 추정을 포함하여 수신기에서의 다양한 기능을 위하여 이용될 수도 있는 파일럿 심볼을 (예를 들어, 주기적으로) 송신한다. 유휴상태 (idle) 동안, 단계 214 에서, 송신기는 송신된 파일럿 심볼을 모니터링 (즉, 수신 및 프로세싱) 하고, 다양한 타입의 채널 메트릭을 유도한다. 채널 메트릭은 데이터 송신을 요청하기 전, 또는 요청하는 중, 또는 추후의 데이터 송신을 통지받은 후, 또는 어떤 이벤트 또는 상태에 기초하여 유도될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 채널 메트릭은 SNR, 주파수 선택도, 및/또는 시간 선택도와 관련된 것들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 사전-검출 SNR 은 수신 파일럿 심볼에 대하여 추정될 수 있고, 채널 코히런트 대역폭 (또는 지연 확산) 은 채널의 주파수 선택도를 위하여 추정될 수 있으며, 채널 코히런트 시간 (또는 도플러 확산) 은 채널의 시간 선택도를 위하여 추정될 수 있다.

데이터 송신을 시작하기 전에, 단계 216 에서, 수신기는 개루프 제어 정보를 송신기에 제공한다. 그 개루프 제어 정보는 시그널링 채널에 대한 핸드셰이크 (handshake; 또는 시그널링) 를 통하여 교환될 수도 있다.

일 실시형태에서, 개루프 제어 정보는 수신기에서 결정된 채널 메트릭 (예를 들어, 그 메트릭에 대한 "원래의 (raw)" 값의 형태로) 을 포함한다. 다른 실시형태에서, 개루프 제어 정보는 입력 파라미터로서의 채널 메트릭에 기초하여 수신기에서 결정된 초기 레이트를 포함한다. 그 2 가지 경우에서, 레이트 선택은 다차원 (multi-dimension) 룩업 테이블에 기초하거나 기타 다른 수단에 의해 (송신기 또는 수신기에서) 수행될 수도 있다. 예를 들어, 어떤 레이트에 3 개의 입력 파라미터 (예를 들어, 추정 SNR, 채널 코히런트 대역폭 BW_C, 및 채널 코히런트 시간 T_C) 가 매핑되는 경우에는 3 차원 룩업 테이블을 이용할 수도 있다. 채널 메트릭과 레이트간의 매핑은, 예를 들어, 실험적인 측정, 컴퓨터 시뮬레이션 등과 같은 다양한 수단에 의해 결정될 수 있다.

일단 초기 레이트가 개루프 제어 정보에 따라 선택되거나 결정되면, 단계 218 에서, 송신기는 선택된 레이트로 데이터 송신을 시작한다. 단계 222 에서, 수신기는 송신 데이터를 수신 및 디코딩하고 데이터 송신의 성능 (예를 들어, 프레임 에러 레이트) 을 모니터링한다. 관측된 프레임 에러 레이트 및 가능할 경우 채널 메트릭에 기초하여, 단계 230 에서, 수신기는 레이트를 업데이트한다. 이하, 단계 230 의 실시형태 (수신기 또는 송신기 또는 양측 모두에 의해 수행될 수도 있음) 를 설명한다.

일 실시형태에서, 단계 232 에서 결정되는 바와 같이, 만약 프레임 에러가 발생하지 않으면, 단계 234 에서, 수신기 또는 송신기는 개루프 제어 정보에 기초하여 (신규한) 레이트를 계속 결정한다. 만약 신규한 레이트가 레이트의 증가를 나타내면, 레이트 증가 요청이 발생한다. 만약 신규한 레이트가 레이트 증가를 나타내지는 않지만 데이터 송신이 어떤 특정한 시간 기간 동안 에러가 없는 상태로 유지되면, 레이트 증가 요청이 또 발생할 수도 있다. 또한, 에러가 없는 경우에 신규한 레이트를 결정하기 위하여, 개루프 제어 정보에 또 다른 기준이 적용될 수도 있다.

일 실시형태에서, 단계 242 에서 결정되는 바와 같이, 만약 프레임 에러 레이트가 낮은 상태를 유지하면, 단계 244 에서, 레이트가 유지 (즉, 변하지 않은 상태를 유지함) 되어 레이트 증가 또는 레이트 감소 요청이 발생하지 않는다. 프레임 에러 레이트는, 어떤 특정한 범위 (예를 들어, 0.01 % 내지 1 %) 에 속하면 낮은 것으로 간주될 수 있다. 만약 프레임 에러 레이트가 후속적으로 이 범위의 하한 미만 (0.01 % 미만) 으로 떨어지면, 채널은 에러가 없는 것으로 간주되고, 그 후, 이 경우에 대하여 레이트 선택 메커니즘을 적용한다.

일 실시형태에서, 단계 252 에서 결정되는 바와 같이, 만약 프레임 에러 레이트가 높으면, 단계 254 에서, 레이트 감소 요청이 발생한다. 만약 특정한 범위의 상한을 초과 (1 % 를 초과) 하면, 프레임 에러 레이트는 높은 것으로 간주될 수 있다. 일 실시형태에서, 신규한 레이트는 개루프 제어 정보에 기초하여 결정될 수도 있다. 만약 신규한 레이트가 현재의 레이트와 동일하거나 더 크면, 여전히 레이트 감소 요청이 송신될 수 있다. 하지만, 만약 신규한 레이트가 현재의 레이트 보다 더 작으면, 레이트 감소 요청은 신규한 레이트를 이용한다.

모든 경우에, 단계 260 에서 결정되는 바와 같이, 만약 데이터 송신을 계속하면, 단계 262 에서, 송신기는 업데이트된 레이트 (이전 레이트와 동일할 수도 있고, 이전 레이트로부터 증가 또는 감소할 수도 있음) 에 기초하여 데이터 송신을 조정한다. 하지만, 만약 데이터를 더 송신하지 않으면, 프로세스는 종료한다.

채널 메트릭은 데이터 송신 중에 주기적으로 (예를 들어, 파일럿 심볼이 수신됨에 따라) 업데이트될 수도 있다. 이러한 방식으로, 신규한 레이트가 최신의 채널 상태 정보에 따라 결정될 수 있다.

일반적으로, 블록 210 은 데이터 송신 레이트의 개루프 제어를 수행하는 단계들을 포함하며, 일반적으로, 블록 220 은 그 레이트의 폐루프 제어를 수행하는 단계들을 포함한다. 또한, 폐루프 제어는, 수신기가 파일럿 심볼을 (연속적으 로 또는 주기적으로) 수신 및 프로세싱하고, 채널 메트릭을 유도하고, 업데이트된 채널 메트릭에 (일부) 기초하여 신규한 레이트를 결정 (이것은 간략화를 위하여 도 2 에 도시하지 않음) 하기 때문에, 개루프 제어 엘리먼트를 일부 포함하는 것으로 간주할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 채널 응답에서의 널은 송신 신호를 열화시키고, 수신기에서 데이터가 에러 없이 디코딩되지 않을 가능성을 증가시킨다. 일 실시형태에서는, 채널 응답에 의존하여, 모든 가용 주파수 서브채널들 또는 그 서브세트만이 실시용으로 선택될 수도 있다. 모든 주파수 서브채널을 이용할지 또는 그 서브세트만을 이용할지 여부의 결정은, 예를 들어, 추정된 채널 코히런트 대역폭 BW_C 에 기초할 수도 있다. 만약 추정된 코히런트 대역폭이 채널에서의 다중 널에 대한 높은 가능성을 나타내면, 특정한 선택 임계값 이하의 이득 또는 SNR 을 갖는 주파수 서브채널들은 데이터 송신용으로부터 제거될 수도 있다.

선택 임계값을 결정하고 가용 송신 채널들을 선택하는 방식은, 본 출원의 양수인에게 양도되었고 여기서 참조하며, 2001년 5월 17일에 출원된 미국특허 출원번호 제 09/860,274 호, 2001년 6월 14일에 동일한 명칭으로 출원된 미국특허 출원번호 제 09/881,610 호, 및 2001년 6월 26일에 동일한 명칭으로 출원된 미국특허 출원번호 제 09/892,345 호의 "Method and Apparatus for Processing Data for Transmission in a Multi-Channel Communication System Using Selective Channel Inversion" 에 개시되어 있다.

예시적인 OFDM 시스템

도 3 은 본 발명의 다양한 양태들 및 실시형태들을 구현할 수 있는 송신기 시스템 (110a) 및 수신기 시스템 (150a) 의 일 실시형태에 대한 간략 블록도이다.

송신기 시스템 (110a) 에서, 트래픽 데이터는 데이터 소스 (308) 로부터, 코딩된 데이터를 제공하기 위하여 특정한 코딩 방식에 따라 그 트래픽 데이터를 포맷하고, 인터리빙하고, 코딩하는 송신 (TX) 데이터 프로세서 (310) 까지 특정한 데이터 레이트로 제공된다. 데이터 레이트 및 코딩과 인터리빙은 제어기 (330) 에 의해 제공되는 데이터 레이트 제어 및 코딩 제어에 의해 각각 결정될 수도 있다. 코딩은 데이터 송신의 신뢰도를 증대시킨다. 인터리빙은 코딩된 비트에 대하여 시간 다이버시티를 제공하고, 데이터 송신용 주파수 서브채널에 대한 평균 SNR 에 기초하여 데이터를 송신되게 하고, 페이딩을 방지하고, 각각의 변조 심볼을 형성하는데 이용되는 코딩된 비트들간의 상관을 더 제거한다. 또한, 인터리빙은, 코딩된 비트들이 다중의 주파수 서브채널을 통하여 송신될 경우, 주파수 다이버시티를 더 제공할 수도 있다.

그 후, 코딩된 데이터는 파일럿 데이터 (예를 들어, 공지의 방법으로 프로세싱되고 공지의 패턴인 데이터) 를 수신할 수도 있는 변조기 (320) 로 제공된다. 파일럿 데이터는 트래픽 데이터를 송신하기 위하여 이용되는 모든 주파수 서브채널 또는 그 서브세트에서, 예를 들어, 시분할 멀티플렉스 (TDM) 또는 코드분할 멀티플렉스 (CDM) 을 이용하여, 코딩된 트래픽 데이터와 멀티플렉싱될 수도 있다. 특정한 실시형태에서, OFDM 시스템의 경우, 변조기 (320) 에 의한 프로세싱은 (1) 수 신 데이터를 특정한 변조 방식으로 변조하는 단계, (2) 변조 데이터를 변환하여 OFDM 심볼을 형성하는 단계, 및 (3) 사이클릭 프레픽스를 각각의 OFDM 심볼에 부가하여 대응하는 송신 심볼을 형성하는 단계를 포함한다. 제어기 (330) 에 의해 제공되는 변조 제어에 기초하여 변조가 수행된다. 이하, 변조기 (320) 에 의한 프로세싱을 더 상세히 설명한다. 그 후, 변조된 데이터 (즉, 송신 심볼) 는 송신기 (TMTR; 322) 에 제공된다.

송신기 (322) 는 변조 데이터를 하나 이상의 아날로그 신호로 변환하고, 그 아날로그 신호를 더 컨디셔닝 (예를 들어, 증폭, 필터링, 및 직교 변조) 하여 통신 채널을 통한 송신에 적합한 변조 신호를 생성한다. 그 후, 변조 신호는 안테나 (324) 를 통하여 수신기 시스템으로 송신된다.

수신기 시스템 (150a) 에서는, 송신된 변조 신호가 안테나 (352) 에 의해 수신되고 수신기 (RCVR; 354) 로 제공된다. 수신기 (354) 는 수신 신호를 컨디셔닝 (예를 들어, 필터링, 증폭, 및 다운컨버팅) 하고, 그 컨디셔닝된 신호를 디지털화하여 데이터 샘플을 제공한다. 그 후, 복조기 (Demod; 360) 은 데이터 샘플을 수신 및 프로세싱하여, 변조된 데이터를 제공한다. OFDM 시스템의 경우, 복조기 (360) 에 의한 프로세싱은 (1) 각각의 복원된 송신 심볼에서 사이클릭 프레픽스를 제거하는 단계, (2) 각각의 복원된 OFDM 심볼을 변환하는 단계, 및 (3) 송신기 시스템에서 사용된 변조 방식에 상보적인 복조 방식에 따라서 복원된 변조 심볼을 복조하는 단계를 포함한다. 이하, 복조기 (360) 에 의한 프로세싱을 더 상세히 설명한다.

그 후, 수신 (RX) 데이터 프로세서 (362) 는 복조된 데이터를 디코딩하여 송신 트래픽 데이터를 복원한다. 복조기 (360) 및 RX 데이터 프로세서 (362) 에 의한 프로세싱은, 송신기 시스템 (110a) 에서의 변조기 (320) 및 TX 데이터 프로세서 (310) 에 의해 각각 수행되는 프로세싱과 상보적이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 복조기 (360) 은 다양한 타입의 채널 메트릭을 유도하고, 이것을 제어기 (370) 으로 제공할 수도 있다. 또한, RX 데이터 프로세서 (362) 는 디코딩된 결과를 나타내는 하나 이상의 성능 메트릭 및/또는 각각의 수신 프레임의 상태를 유도 및 제공할 수도 있다. 다양한 타입의 메트릭에 따라, 제어기 (370) 은 데이터 송신을 위한 신규한 레이트를 결정하거나 선택할 수도 있다. (도 3 에 도시된 바와 같이) 선택된 레이트의 형태인 제어 정보 또는 메트릭 자체는 제어기 (370) 에 의해 제공되고, TX 데이터 프로세서 (378) 에 의해 프로세싱되고, 변조기 (380) 에 의해 변조되고, 컨디셔닝되어 송신기 (354) 에 의해 송신기 시스템 (110a) 으로 되송신될 수도 있다.

송신기 시스템 (110a) 에서, 수신기 시스템 (150a) 로부터 변조된 신호는 안테나 (324) 에 의해 수신되고, 수신기 (322) 에 의해 컨디셔닝되고, 복조기 (340) 에 의해 복조되어, 수신기 시스템에 의해 송신된 제어 정보를 복원한다. 그 후, 제어 정보 (예를 들어, 선택된 레이트) 는 제어기에 제공되고, 데이터 송신용의 데이터 레이트, 코딩, 및 변조 제어를 생성하는데 이용된다.

제어기 (330 및 370) 은, 각각, 송신기 및 수신기에서의 동작을 명령한다. 메모리 (332 및 372) 는, 각각, 제어기 (330 및 370) 에 의해 이용된 데이터 및 프 로그램 코드의 저장을 제공한다.

도 4a 는 송신기 시스템 (110a) 의 송신기 부분의 일 실시형태인 송신기 유닛 (400a) 의 블록도이다. 송신기 유닛 (400a) 는 (1) 트래픽 데이터를 수신 및 프로세싱하여 코딩된 데이터를 제공하는 TX 데이터 프로세서 (310a), 및 (2) 그 코딩된 트래픽 데이터 및 파일럿 데이터를 변조하여 변조된 데이터를 제공하는 변조기 (320a) 를 구비한다. TX 데이터 프로세서 (310a) 및 변조기 (320a) 는, 각각, 도 3 에서의 TX 데이터 프로세서 (310) 및 변조기 (320) 의 일 실시형태이다.

도 4a 에 도시되어 있는 특정한 실시형태에서, TX 데이터 프로세서 (310a) 는 인코더 (412) 및 채널 인터리버 (414) 를 구비한다. 인코더 (412) 는 특정한 코딩 방식에 따라서 트래픽 데이터를 수신 및 코딩하여 코딩된 비트를 제공한다. 선택된 코딩 방식은, 코딩하지 않거나, 순회 중복 검사 (CRC), 콘볼루셔널 코딩, 터보 코딩, 블록 코딩, 및 다른 코딩의 임의의 조합을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 트래픽 데이터는 프레임으로 분할될 수도 있다. 각각의 프레임에 대하여, 그 데이터는 그 데이터에 부가되는 일련의 CRC 비트를 생성하는데 이용될 수도 있으며, 그 후, 그 데이터 및 CRC 비트는 콘볼루셔널 코드 또는 터보 코드로 인터리빙 및 코딩되어 프레임에 대한 코딩된 데이터를 생성할 수도 있다. 채널 인터리버 (414) 는 특정한 인터리빙 방식에 따라 코딩된 비트를 인터리빙하여 다이버시티를 제공한다.

도 4a 에 도시되어 있는 특정한 실시형태에서, 변조기 (320a) 는 심볼 매핑 엘리먼트 (422), IFFT (inverse fast Fourier transformer; 428) 및 사이클릭 프레픽스 생성기 (430) 을 구비한다. 심볼 매핑 엘리먼트 (422) 는 멀티플렉싱된 파일럿 데이터 및 코딩된 트래픽 데이터를 데이터 송신용의 하나 이상의 주파수 서브채널에 대한 변조 심볼에 매핑한다. 변조는 비-이진 심볼을 형성하기 위하여 수신 비트 세트를 그룹화하고, 변조 제어에 의해 결정되는 특정한 변조 방식 (예를 들어, QPSK, M-PSK, M-QAM, 또는 기타 다른 방식) 에 대응하는 신호 콘스텔레이션 (constellation) 의 어떤 포인트에 각각의 비-이진 심볼을 매핑함으로써 달성될 수도 있다. 각각의 매핑된 신호 포인트는 변조 심볼에 대응한다. 그 후, 심볼 매핑 엘리먼트 (422) 는 각각의 송신 심볼 주기에 대하여 변조 심볼 벡터를 제공하며, 각 벡터에서의 변조 심볼의 수는 그 송신 심볼 주기 동안 이용하기 위하여 선택된 주파수 서브채널의 수에 대응한다.

IFFT (428) 은 IFFT 를 이용하여 각각의 변조 심볼을 자신의 시간-도메인 표현 (OFDM 심볼이라고도 함) 으로 변환한다. IFFT (428) 은 임의의 수의 주파수 서브채널 (예를 들어, 8, 16, 32, …, N_F, …) 에 대하여 IFFT 를 수행하도록 설계될 수도 있다. 일 실시형태에서, 각각의 OFDM 심볼에 대하여, 사이클릭 프레픽스 생성기 (430) 은 OFDM 심볼의 일부를 반복함으로써 대응하는 송신 심볼을 형성한다. 사이클릭 프레픽스는 송신 심볼이 다중경로 지연 확산의 존재 시에도 자신의 직교 특성을 유지하는 것을 보장함으로써, 유해한 경로 효과에 대하여 성능을 향상시킨다. 그 후, 사이클릭 프레픽스 생성기 (430) 으로부터의 송신 심볼은 송신기 (322; 도 3 참조) 에 제공되어, 안테나 (324) 로부터 송신되는 변조 신호를 생성하기 위하여 프로세싱 (예를 들어, 아날로그 신호로 변환, 변조, 증폭, 및 필터링) 된다.

도 4b 는 송신기 시스템 (110a) 의 송신기 부분의 또 다른 실시형태인 송신기 유닛 (400b) 의 블록도이다. 도 4b 에 도시된 바와 같이, 송신기 유닛 (400b) 는 변조기 (320b) 에 커플링된 TX 데이터 프로세서 (310b) 를 구비한다. 변조기 (320b) 는 심볼 매핑 엘리먼트 (422), 심볼 가중 엘리먼트 (424), 확산기 (426), IFFT (428) 및 사이클릭 프레픽스 생성기 (430) 을 구비한다.

심볼 매핑 엘리먼트 (422) 는 멀티플렉싱된 파일럿 데이터 및 코딩된 트래픽 데이터를 변조 심볼에 매핑한다. 심볼 가중 엘리먼트 (424) 는 변조 심볼을 각각의 선택된 주파수 서브채널에 각각의 가중치에 따라 가중시켜, 가중된 변조 심볼을 제공한다. 각각의 선택된 주파수 서브채널에 대한 가중치는, 예를 들어, 채널 이득 또는 SNR 에 따라 결정될 수도 있다. 그 후, 확산기 (426) 은 가중된 변조 심볼을 주파수 도메인으로 확산시켜 확산 데이터를 제공한다. 확산은, 예를 들어, 낮은 데이터 레이트 (예를 들어, 1 bps/Hz 미만) 용으로 이용될 수도 있다. 그 후, 확산 데이터는 IFFT (428) 에 의해 OFDM 심볼로 변환되고, 각각의 OFDM 심볼은 사이클릭 프레픽스 생성기 (430) 에 의해 사이클릭 프레픽스를 부가받아, 대응하는 송신 심볼을 제공한다. 확산을 이용한 예시적인 OFDM 시스템은, 본 출원의 양수인에게 양도되었고 여기서 참조하며, 2001년 10월 18일에 출원된 미국 특허출원 [대리인 참조번호 제 PD010454 호] 인 "Multiple-Access Hybrid OFDM- CDMA System" 에 개시되어 있다.

또한, 송신기 유닛의 다른 설계가 구현될 수도 있으며, 이것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다. 예를 들어, 송신기 유닛이, 심볼 가중 엘리먼트 (424) 를 제외한 변조기 (320b) 의 모든 엘리먼트들을 갖는 변조기로 설계될 수도 있다. 인코더 (412), 채널 인터리버 (414), 심볼 매핑 엘리먼트 (422), IFFT (428), 및 사이클릭 프레픽스 생성기 (430) 의 구현은 당업계에 공지되어 있으므로 상세히 설명하지 않는다.

OFDM 및 다른 시스템에 대한 코딩 및 변조는 전술한 미국특허 출원번호 제 09/826,481 호, 제 09/956,449 호, 및 제 09/854,235 호, 및 본 출원의 양수인에게 양도되었고 여기서 참조하며, 2001년 2월 1일에 출원된 미국특허 출원번호 제 09/776,075 호의 "Coding Scheme for a Wireless Communication System" 에 더 상세히 설명되어 있다.

본 발명의 양수인에게 양도되었고 여기서 참조하며, 2000년 3월 30일에 출원된 미국특허 출원번호 제 09/532,492 호인 "High Efficiency, High Performance Communication System Employing Multi-Carrier Modulation" 에는 예시적인 OFDM 시스템이 개시되어 있다. 또한, OFDM 은, 여기서 참조하는 John A.C.Bingham 의 논문인 "Multicarrier Modulation for Data Transmission: An Idea Whose Time Has Come," IEEE Communication Magazine, May 1990 에 개시되어 있다.

도 5 는, 도 3 에서의 수신기 시스템 (150a) 의 수신기 부분의 일 실시형태인 수신기 유닛 (500) 의 일 실시형태의 블록도이다. 송신기 시스템으로부터 송신된 신호는 안테나 (352; 도 3) 에 의해 수신되고, 수신기 (354; 프론트-엔드 (front-end) 프로세서라고도 칭할 수도 있음) 에 제공된다. 수신기 (354) 는 수신 신호를 컨디셔닝 (예를 들어, 필터링 및 증폭) 하고, 그 컨디셔닝된 신호를 중간 주파수 또는 기저대역으로 다운컨버팅하고, 다운컨버팅된 신호를 디지털화하여 변조기 (360a) 로 제공되는 데이터 샘플을 제공한다.

복조기 (360a; 도 5) 내에서, 데이터 샘플은 대응하는 복원 OFDM 심볼을 제공하기 위하여 각각의 송신 심볼에서 사이클릭 프레픽스를 제거하는 사이클릭 프레픽스 제거 엘리먼트 (512) 로 제공된다. 그 후, 고속 푸리에 변환기 (FFT; 514) 는 각각의 복원 OFDM 심볼을 변환하여, 그 송신 심볼 주기 동안 데이터 송신용 (N_F 까지의) 주파수 서브채널에 대하여 (N_F 까지의) 복원된 변조 심볼들의 벡터를 제공한다. FFT 프로세서 (514) 로부터의 복원된 변조 심볼은 송신기 시스템에서 사용된 변조 방식에 상보적인 복조 방식에 따라서 복조 엘리먼트 (516) 에 제공되어 복조된다. 그 후, 복조 엘리먼트 (516) 으로부터의 복조된 데이터는 RX 데이터 프로세서 (362a) 에 제공된다.

RX 데이터 프로세서 (362a) 내에서, 복조된 데이터는 송신기 시스템에서 수행된 것과 상보적인 방식으로 디-인터리버 (de-interleaver; 522) 에 의해 디-인터리빙되고, 그 디-인터리빙된 데이터는 또한 송신기 시스템에서 수행된 것과 상보적인 방식으로 디코더 (524) 에 의해 디코딩된다. 예를 들어, 만약 송신기 유닛에서 각각 터보 코딩 또는 종래의 코딩이 수행되면, 디코더 (524) 용으로 터보 디 코더 또는 비터비 디코더가 이용될 수도 있다. 디코더 (524) 로부터 디코딩된 데이터는 송신 데이터의 추정치를 나타낸다.

도 5 에 도시된 바와 같이, SNR 추정기 (510) 은 하나 이상의 SNR 메트릭 (예를 들어, 사전-검출 SNR, 사후-검출 SNR, 또는 둘다) 을 제어기 (370) 에 유도 및 제공하도록 설계될 수도 있다. 사전-검출 SNR 은 파일럿 심볼에 대한 수신 데이터 샘플에 기초하여 유도할 수 있으며, 사후-검출 SNR 은 파일럿 심볼에 대한 사후-프로세싱된 데이터 샘플에 기초하여, 즉, 수신 데이터 샘플에 대한 어떤 프로세싱 후에 유도할 수도 있다.

도 5 에 도시되어 있는 실시형태에서, 주파수 선택도 (FS) 및 시간 선택도 (TS) 추정치 (518) 은 FFT (514) 로부터 FFT 계수값을 수신하고, 주파수 선택도를 위한 하나 이상의 메트릭 및/또는 시간 선택도를 위한 하나 이상의 메트릭을 유도할 수도 있다. 예를 들어, 추정기 (518) 은 수학식 8 내지 10 에 나타낸 바와 같은 코히런트 대역폭 BW_C 및 수학식 15 및 16 에 나타낸 바와 같은 코히런트 시간 T_C 를 추정할 수도 있다. 또한, 추정기 (518) 은 주파수 및/또는 시간 선택도를 위한 다른 메트릭을 유도 및 제공하도록 설계될 수도 있으며, 이것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

파일럿

상술한 바와 같이, 파일럿은 송신기 시스템으로부터 송신되고 수신기 시스템에서 다양한 기능을 위해 이용될 수도 있다. 다양한 파일럿 송신 방식이 구현 될 수도 있으며, 이것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

하나의 파일럿 송신 방식에서, 파일럿 데이터는 코딩된 트래픽 데이터로 시분할 멀티플렉싱 (TDM) 되어 TDM 파일럿 구조를 구현한다. 파일럿은 트래픽 데이터 (예를 들어, N_P 개의 데이터 심볼 각각에 대한 하나의 파일럿 심볼) 와 고정된 간격으로 시분할 멀티플렉싱될 수도 있으며, 비-균일한 방식으로 멀티플렉싱 (예를 들어, 슈도-랜덤 (pseudo-random) 하게 선택된 시간 간격으로 삽입됨) 될 수도 있다. 또한, TDM 파일럿 구조는, 여기서 참조하는 IS-856 또는 W-CDMA 표준에 개시되어 있는 것과 유사하게 구현될 수도 있다.

또 다른 파일럿 송신 방식에서는, 가용 주파수 서브채널의 서브세트가 예약되어 파일럿 톤 (즉, 트래픽 데이터가 아님) 을 송신하는데 이용된다. 주파수 서브채널의 서브세트는, 전체 채널 응답이 다중의 OFDM 심볼에 대해 샘플링되도록 결정적으로 또는 슈도-랜덤 방식으로 변경 (즉, 호핑 (hopped)) 될 수도 있다.

또 다른 파일럿 송신 방식에서, 파일럿 데이터는 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서의 코딩된 트래픽 데이터로 코드분할 멀티플렉싱 (CDM) 된다. 이 경우, 파일럿 데이터는 공지의 확산 코드로 확산되며, 다른 확산 코드로 확산될 수도 있는 코딩된 트래픽 데이터와 합산될 수도 있다.

일반적으로, 수신기 시스템이 데이터 송신용의 각 서브-밴드에 대한 채널 응답을 추정할 수 있도록 파일럿을 송신할 수도 있다.

도 1 및 3 은 수신기가 데이터 송신용 레이트를 되송신하는 간단한 설계를 도시한 것이다. 또한, 다른 설계가 구현될 수도 있으며, 이것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다. 예를 들어, 채널 및 성능 메트릭은, 수신된 메트릭에 기초하여 데이터 송신을 위한 레이트를 결정할 수도 있는 송신기 (그 레이트를 대신함) 에 송신될 수도 있다.

여기서 설명한 적응적인 레이트 제어 기술은 다양한 설계를 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 채널 메트릭을 유도 및 제공하도록 이용되는 도 1 의 채널 추정기 (162) 는 도 5 의 추정기 (510 및 518) 과 같이 수신기 시스템에서의 다양한 엘리먼트에 의해 구현될 수도 있다. 또한, 채널 메트릭을 유도하는 일부 또는 모든 엘리먼트는 제어기 (370) 내에 구현될 수도 있다. 디코더 (524) 는, 프레임 에러 레이트를 유도하는 계산이 제어기 (370) 에 의해 수행될 수도 있는 경우에, 각각의 수신 프레임에 대한 프레임 상태를 제공하도록 설계될 수도 있다. 또한, 제어기 (370) 은 도 1 의 레이트 선택기 (166) 을 (예를 들어, 메모리 (372) 내에 저장되는 룩업 테이블과 함께) 구현하도록 설계될 수도 있다. 또한, 적응적인 레이트 제어를 구현하는 다른 설계가 고려될 수도 있으며, 이는 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

여기에서 설명한 적응적인 레이트 제어 기술은 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 기술은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현의 경우, 적응적인 레이트 제어를 구현하기 위해 이용되는 어떤 엘리먼트는 하나 이상의 ASIC (application specific integrated circuit), DSP (digital signal processor), DSPD (digital signal processing device), PLD (programmable logic device), FPGA (field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 마이크로 프로세서, 여기서 설명한 기능을 수행하도록 설계되는 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합 내에 구현될 수도 있다.

소프트웨어 구현의 경우, 적응적인 레이트 제어의 어떤 부분은 여기서 설명한 기능을 수행하는 모듈 (예를 들어, 절차, 기능 등) 로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛 (예를 들어, 도 3 의 메모리 (332 또는 372)) 에 저장되고, 프로세서 (예를 들어, 제어기 (330 또는 370)) 에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은, 당업계에 공지되어 있는 다양한 수단을 통해 프로세서에 통신적으로 커플링될 수 있는 경우에, 프로세서의 내부에 또는 프로세서의 외부에 구현될 수도 있다.

표제 (headings) 는 참조용으로 여기에 포함되고 일정한 섹션의 위치지정을 원조하는 것이다. 이러한 표제는 여기에서 설명한 개념의 범위를 한하려는 것은 아니며, 이들 개념은 전체 명세서에 걸쳐서 다른 섹션에 적용할 수도 있다.

개시되어 있는 실시형태의 상기 설명은 당업자가 본 발명을 제조 또는 실시할 수 있도록 제공되어 있다. 당업자는 이들 실시형태의 다양한 변형을 쉽게 알 수 있으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 다른 실시형태에도 여기에서 정의한 일반적인 원리를 적용할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기서 설명한 실시형태에 한하려는 것이 아니며, 여기에 개시되어 있는 원리 및 신규한 특성과 일치 하는 가장 넓은 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

무선 통신 시스템의 통신 채널 상에서 데이터 송신의 레이트를 제어하는 방법으로서,

통신 채널에 대한 채널 전달 함수를 추정하는 단계;

상기 추정된 채널 전달 함수에 기초하여 상기 통신 채널에 대한 주파수 상관 함수를 추정하는 단계;

상기 추정된 주파수 상관 함수에 기초하여 코히런스 대역폭을 추정하는 단계;

데이터 송신용으로 이용되는 통신 채널의 복수의 특성을 나타내는, 복수의 타입의 복수의 채널 메트릭을 유도하는 단계로서, 상기 통신 채널의 복수의 특성은 상기 추정된 코히런스 대역폭에 관련된 적어도 하나의 채널 메트릭을 포함하는, 단계;

상기 유도된 채널 메트릭에 기초하여 상기 데이터 송신을 위한 초기 레이트를 결정하는 단계;

상기 데이터 송신 동안 상기 채널 메트릭을 업데이트하는 단계; 및

상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 상기 레이트를 조정하는 단계를 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 송신의 성능을 나타내는 하나 이상의 성능 메트릭을 유도하는 단계를 더 포함하며,

상기 레이트를 조정하는 단계는 상기 하나 이상의 성능 메트릭에 기초하여 수행되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 하나 이상의 성능 메트릭은 상기 레이트를 조정할지 여부를 결정하는데 이용되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 레이트는 데이터 송신용으로 이용될 특정한 코딩 방식 및 변조 방식을 나타내는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
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제 1 항에 있어서,

상기 복수의 채널 메트릭은 상기 통신 채널의 신호대 잡음 플러스 간섭비 (SNR) 과 관련되는, 제 1 타입의 하나 이상의 채널 메트릭을 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 타입의 하나 이상의 채널 메트릭은 추정된 사전-검출 SNR 을 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 타입의 하나 이상의 채널 메트릭은 추정된 사후-검출 SNR 을 포함 하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
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삭제
제 1 항에 있어서,

상기 코히런스 대역폭은 상기 추정된 주파수 상관 함수를 특정한 시간 간격에 걸쳐 평균화함으로써 더 추정되며,

상기 코히런스 대역폭은 상기 평균화된 추정 주파수 상관 함수에 기초하여 추정되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
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삭제
제 2 항에 있어서,

상기 하나 이상의 성능 메트릭은 프레임 에러 레이트 (FER) 를 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 특정한 범위 내에 있을 경우 상기 데이터 송신의 레이트가 유지되고, 상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위 밖에 있을 경우 상기 데이터 송신의 레이트가 변하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위를 초과할 경우, 상기 데이터 송신의 레이트가 감소되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 감소된 데이터 송신의 레이트는 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 결정되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위 미만일 경우, 상기 데이터 송신의 레이트가 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 증가되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 증가된 데이터 송신의 레이트는 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 결정되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 메트릭은, 수신 신호에 포함된 파일럿에 기초하여 유도되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 채널 메트릭 중 적어도 하나는 FFT 계수값에 기초하여 유도되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 통신 시스템은 직교 주파수 분할 변조 (OFDM) 시스템인, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
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무선 통신 시스템에서의 수신기 유닛으로서,

데이터 송신용으로 이용되는 통신 채널의 복수의 특성을 나타내는, 복수의 타입의 복수의 채널 메트릭을 유도하고 상기 데이터 송신 동안 상기 채널 메트릭을 업데이트하도록 동작하고, 추정되는 주파수 상관 함수에 기초하여 채널의 코히런스 대역폭을 추정함으로써 상기 채널 메트릭의 하나로서 주파수 선택도를 추정하도록 구성되는 채널 추정기; 및

상기 유도된 채널 메트릭에 기초하여 상기 데이터 송신을 위한 초기 레이트를 결정하고, 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 상기 레이트를 조정하도록 동작하는 레이트 선택기를 구비하는, 수신기 유닛.
제 30 항에 있어서,

상기 데이터 송신의 성능 상태를 제공하도록 동작하는 디코더를 더 구비하며,

상기 레이트 선택기는 상기 디코더로부터의 상기 데이터 송신의 성능 상태에 기초하여 상기 레이트를 조정하도록 더 동작하는, 수신기 유닛.
제 30 항에 있어서,

상기 채널 추정기는, 상기 통신 채널의 신호대 잡음 플러스 간섭비 (SNR) 와 관련되는, 제 1 타입의 하나 이상의 채널 메트릭을 유도 및 제공하도록 더 동작하는, 수신기 유닛.
제 30 항에 있어서,

상기 채널 추정기는, 상기 통신 채널의 주파수 선택도와 관련되는, 제 2 타입의 하나 이상의 채널 메트릭을 유도 및 제공하도록 더 동작하는, 수신기 유닛.
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무선 통신 시스템에서의 수신기 장치로서,

데이터 송신용으로 이용되는 통신 채널의 복수의 특성을 나타내는, 복수의 타입의 복수의 채널 메트릭을 유도하고, 추정되는 주파수 상관 함수에 기초하여 채널의 코히런스 대역폭을 추정함으로써 상기 채널 메트릭의 하나로서 주파수 선택도를 추정하는 수단;

상기 유도된 채널 메트릭에 기초하여 상기 데이터 송신을 위한 초기 레이트를 결정하는 수단;

상기 데이터 송신 동안 상기 채널 메트릭을 업데이트하는 수단; 및

상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 상기 레이트를 조정하는 수단을 구비하는, 수신기 장치.
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제 35 항에 있어서,

레이트의 표시를 송신하는 수단을 더 포함하는, 수신기 장치.
제 35 항에 있어서,

새로운 레이트의 표시를 송신하는 수단을 더 포함하는, 수신기 장치.
제 35 항에 있어서,

상기 복수의 채널 메트릭 중 하나 이상은 프레임 에러 레이트 (FER) 를 포함하는, 수신기 장치.
제 40 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 특정한 범위 내에 있을 경우 상기 데이터 송신의 레이트가 유지되고, 상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위 밖에 있을 경우 상기 데이터 송신의 레이트가 변하는, 수신기 장치.
제 41 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위를 초과할 경우, 상기 데이터 송신의 레이트가 감소되는, 수신기 장치.
제 42 항에 있어서,

상기 감소된 데이터 송신의 레이트는 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 결정되는, 수신기 장치.
제 41 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위 미만일 경우, 상기 데이터 송신의 레이트가 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 증가되는, 수신기 장치.
통신 채널 상에서 데이터 송신의 레이트를 제어하는 방법으로서,

복수의 시간 순간 (instances) 각각에 대해 통신 채널의 채널 전달 함수를 추정하는 단계;

상기 복수의 시간 순간에 대한 상기 추정된 채널 전달 함수에 기초하여 상기 통신 채널에 대한 시간 상관 함수를 추정하는 단계;

상기 추정된 시간 상관 함수에 기초하여 코히런스 시간을 추정하는 단계;

데이터 송신용으로 이용되는 통신 채널의 복수의 특성을 나타내는, 복수의 타입의 복수의 채널 메트릭을 유도하는 단계로서, 상기 통신 채널의 복수의 특성은 상기 추정된 코히런스 시간에 관련된 적어도 하나의 채널 메트릭을 포함하는, 단계;

상기 유도된 채널 메트릭에 기초하여 상기 데이터 송신을 위한 초기 레이트를 결정하는 단계;

상기 데이터 송신 동안 상기 채널 메트릭을 업데이트하는 단계; 및

상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 상기 레이트를 조정하는 단계를 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 45 항에 있어서,

상기 데이터 송신의 성능을 나타내는 하나 이상의 성능 메트릭을 유도하는 단계를 더 포함하며,

상기 레이트를 조정하는 단계는 상기 하나 이상의 성능 메트릭에 기초하여 수행되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 46 항에 있어서,

상기 하나 이상의 성능 메트릭은 프레임 에러 레이트 (FER) 를 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 47 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 특정한 범위 내에 있을 경우 상기 데이터 송신의 레이트가 유지되고, 상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위 밖에 있을 경우 상기 데이터 송신의 레이트가 변하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 48 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위를 초과할 경우, 상기 데이터 송신의 레이트가 감소되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 49 항에 있어서,

상기 감소된 데이터 송신의 레이트는 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 결정되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 48 항에 있어서,

상기 프레임 에러 레이트가 상기 특정한 범위 미만일 경우, 상기 데이터 송신의 레이트가 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 증가되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 51 항에 있어서,

상기 증가된 데이터 송신의 레이트는 상기 업데이트된 채널 메트릭에 기초하여 결정되는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

레이트의 표시를 송신하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

새로운 레이트의 표시를 송신하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송신의 레이트 제어 방법.