KR100929089B1 - 이동 통신 시스템에서 채널 품질 지시자 정보를 이용하여이동 단말의 속도를 추정하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추가적인 오버헤드를 요구하지 않고도 이동 단말의 속도를 추정하는 방법 및 장치에 대한 것으로서, 본 발명에 따라 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법은 이동 단말로부터 측정된 채널 품질 지시자(CQI)를 수신하는 과정과, 일정 시간 구간 동안 상기 CQI의 변화 정도를 계산하여 결정 메트릭을 구하는 과정과, 상기 결정 메트릭에 대응되게 미리 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 상기 이동 단말의 속도를 추정하는 과정을 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면, 이동 단말에서 기지국으로 주기적으로 전송되는 CQI 정보의 변화 정도를 측정하여 추가적인 오버헤드 없이 기지국이 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다.

CQI, 단말, 속도 추정, 결정 메트릭

Description

이동 통신 시스템에서 채널 품질 지시자 정보를 이용하여 이동 단말의 속도를 추정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING VELOCITY OF A MOBILE STATION BY USING CHANNEL QUALITY INDICATOR IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에서 시스템의 자원을 효율적으로 운용하기 위한 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 추가적인 오버헤드를 요구하지 않고도 이동 단말의 속도를 추정하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

차세대 무선 통신 시스템은 한정된 주파수 및 채널 자원 내에서 대용량 멀티미디어 패킷 서비스를 지원하기 위해 정확한 채널 정보를 바탕으로 한 시스템 자원 할당이 필요하다. 무선 통신 시스템에서 이동 통신 채널과 같은 시변 채널에서는 채널에 대한 정보로서 속도에 대한 요소가 매우 중요하며, 속도 정보는 사용자의 채널 상태를 나타내는 정보로서 시스템 자원의 효율적 운용을 위해서 반드시 필요한 요소이다.

이러한 이동통신 시스템에서 이동 단말의 속도 정보는 실질적인 응용분야 에 이용할 경우 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 적응형 송수신 기술에 적용하면 이동 단말의 속도 정보는 예컨대, 이동 단말의 수신기에서 보다 효율적인 채널 추정을 가능하게 하며, 송신기에서 변조, 코딩 혹은 인터리빙 기법 등을 채널 상태에 맞게 조절할 수 있게 만든다. 또한 네트웍 측면의 알고리즘에 이용할 경우, 핸드오프 결정 과정을 정확히 할 수 있게 하고, 시스템의 자원 할당을 효율적으로 관리할 수 있게 한다.

또한 이동 단말의 속도 정보는 다수의 안테나를 사용하는 기지국에서 신호 전송 기법의 선택에 사용될 수 있다. 다수의 안테나를 사용하는 기지국의 신호 전송 기법은 빔 형성(beamforming), SDMA, 송신 다이버시티(transmit diversity), 공간 다중화(spatial multiplexing)등 여러 가지 기법이 존재한다. 이러한 전송 기법 중에서 이동 단말의 속도가 낮을 땐 빔 형성 계열의 기법이 더 나은 성능을 제공하고, 이동 단말의 속도가 높을 땐 송신 다이버시티 및 공간 다중화 등의 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi Input Multi Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 계열 기법이 더 나은 성능을 제공한다. 이 같은 사실에 기인하여 이동 단말의 속도 정보를 근거로 기지국이 MIMO 또는 빔 형성 기법 중에서 보다 적합한 기법을 선택할 경우 시스템의 용량을 증가시킬 수 있다.

종래 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 속도를 추정하는 기법은 주로 이동 단말의 수신기에서 채널 추정의 정확도를 높이기 위해 고안된 기법으로 이동 단말은 미리 약속된 파일럿 신호 또는 일정한 포락선(constant envelope) 신호를 수신기에서 수신한 뒤 신호 크기의 변화를 이용하여 최대 도플러 주파수를 추정한다. 이 같은 기법들 중에 대표적인 기법으로 COV(covariance), LCR(level crossing rate) 등의 기법이 알려져 있다. 상기 COV 기법은 일정 시간 간격의 두 신호의 크기에 대해 공분산(covariance)을 측정한 뒤 이를 이용하여 최대 도플러 주파수를 추정하는 기법이고, 상기 LCR 기법은 일정 시간 동안 신호의 크기가 특정 레벨을 교차하는 회수를 측정한 뒤 이를 이용하여 최대 도플러 주파수를 추정하는 기법이다.

이동 단말의 이동성에 따라 최대 도플러 주파수를 추정하는 상기한 두 가지 기법을 포함하는 종래 속도 추정 기법은 기지국 또는 이동 단말의 송신기가 파일럿 신호 또는 일정한 포락선 신호를 수신기에 전송하는 조건이 필요하다. 속도 추정의 목적이 채널 추정의 정확도를 높이기 위해서인 경우 위의 조건은 쉽게 만족된다. 그러나 기지국이 이동 단말로 데이터 트래픽을 전송하는 다운 링크에서 이동 단말의 속도 추정이 필요한 경우 이동 단말이 기지국으로 전송하는 업 링크 신호가 별도로 요구된다. 따라서 업 링크로 데이터를 전송하지 않고 다운 링크로만 데이터를 전송하는 경우엔 이동 단말의 속도 추정이 불가능하게 된다.

또한 데이터와 상관없이 항상 전송되는 업 링크 제어 신호를 이용하려 할 경우에도 전력 제어로 인해 신호의 포락선의 크기가 일정하지 않으므로 속도 추정이 어려워진다. 이 경우 이동 단말이 다운 링크 신호를 이용하여 속도를 추정한 뒤 이를 기지국으로 피드백(feedback) 전송하거나 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하기 위한 신호를 이동 단말이 기지국으로 추가로 전송하는 방법을 예상할 수 있으나 이 또한 오버헤드를 증가시켜 시스템의 용량이 줄어드는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이동 통신 시스템에서 추가적인 오버헤드를 발생시키지 않고도 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 이동 통신 시스템에서 업 링크의 데이터 트래픽이 존재하지 않을 경우, 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 이동 통신 시스템에서 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다) 정보를 이용하여 기지국에서 다운 링크 전송에 필요한 이동 단말의 속도를 추정하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명에 따라 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법은 이동 단말로부터 측정된 CQI를 수신하는 과정과, 일정 시간 구간 동안 상기 CQI의 변화 정도를 계산하여 결정 메트릭을 구하는 과정과, 상기 결정 메트릭에 대응되게 미리 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 상기 이동 단말의 속도를 추정하는 과정을 포함한다.

본 발명에 따라 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 속도를 추정하는 장치는 이동 단말로부터 측정된 CQI를 수신하는 수신기와, 일정 시간 구간 동안 상기 CQI의 변화 정도를 계산하여 결정 메트릭을 구하고, 상기 결정 메트릭에 대응되게 미리 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 상기 이동 단말의 속도를 추정하는 속도 추정 기를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이동 단말에서 기지국으로 주기적으로 전송되는 CQI 정보의 변화 정도를 측정하여 추가적인 오버헤드 없이 기지국이 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다.

또한 본 발명은 다수의 안테나를 사용하는 기지국에서 MIMO 기법 또는 빔 형성 기법을 선택하는 과정에서 이동 단말의 속도를 추정하는데 적용될 수 있다.

또한 본 발명은 이동 단말의 속도 추정의 정확성은 크게 요구되지 않고 저속, 중속, 고속 정도의 구분만이 필요한 경우 추가적인 용량의 오버헤드 및 모뎀 내 하드웨어 구현을 요구하지 않고, 기지국의 제어 알고리즘을 변경하여 구현이 가

능하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

먼저 본 발명의 기본 개념을 설명하면, 본 발명은 이동 단말로부터 추가적인 피드백 전송을 필요로 하지 않고도 이동 단말이 업 링크를 통해 통상적으로 전 송하는 CQI 정보를 이용하여 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방안을 제안한 것이다. 즉 이동 단말의 이동 시 도플러 주파수의 변화에 따라 이동 단말이 전송하는 CQI 정보는 변화된다. 따라서 기지국에서 시간의 흐름에 따라 변화하는 CQI 정보의 변화 정도를 측정하면, 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다.

본 발명에서 기지국이 이동 단말의 속도를 추정을 하는데 이용하는 정보는 이동 단말이 기지국으로 전송하는 CQI 정보이다. 상기 CQI 정보는 이동 단말이 다운 링크를 통해 수신하는 데이터 트래픽의 신호 대 간섭 잡음 비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 한다)를 측정하고, 기지국으로 피드백 전송하는 SINR 정보를 포함한다. 상기 CQI 정보에 포함되는 이동 단말의 SINR 정보는 기지국에서 적응 변조 및 복조(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하'AMC'라 칭하기로 한다) 기법, 스케줄링 및 핸드 오프 등에 사용될 수 있다. 상기 CQI 정보는 이동 단말이 업 링크로 전송하려는 데이터가 없더라도 항상 주기적으로 전송되어야 하므로 기지국은 상기 CQI 정보를 근거로 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다. 그러나 상기 CQI 정보는 업 링크 전력 제어의 영향을 받으므로 종래의 기법으로는 이동 단말의 속도를 추정할 수 없다. 따라서 본 발명에서는 이동 단말로부터 수신된 CQI 정보를 그대로 이용하는 것이 아니라, CQI의 변화 정도를 측정하여 이동 단말의 속도를 추정한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말의 속도를 추정하는 기지국 장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1의 기지국 장치는 안테나(101), 주파수 상향/하향 변환 등 RF 처리를 수행하는 RF 부(103), 송수신 신호의 변조/복조 및 부호화/복호화 처리를 수행하는 모뎀부(105), 이동 단말에 무선 자원을 할당하고, 이동 단말과의 트래픽 송수신을 제어하는 제어부(107)를 포함한다. 상기 제어부(107)는 하향 링크 신호를 수신한 이동 단말로부터 주기적으로 CQI 정보를 수신하여 이동 단말에 대한 적응 변조 및 복조(AMC) 기법, 스케줄링 및 핸드 오프 등의 제어를 수행한다. 상기 RF 부(103), 모뎀부(105), 그리고 제어부(107)는 상기 CQI 신호를 수신하는 수신기를 구성한다.

또한 도 1의 기지국 장치는 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말로부터 수신된 CQI 정보의 변화 정도를 측정하고, 측정된 변화 정도와 미리 정해진 속도 테이블을 이용하여 이동 단말의 속도를 추정하는 속도 추정부(109)를 포함한다. 상기 속도 테이블은 상기 CQI 정보의 변화 정도에 대응되게 이동 단말의 속도를 예컨대, 저속 또는 고속으로 구분할 수 있도록 미리 설정된다. 여기서 이동 단말의 속도를 구분하는 과정에서 상기 CQI 정보의 변화 정도를 세분화하여 다양한 속도 구간을 설정하는 것도 가능하다.

한편, 이동 단말이 다운 링크로 수신하는 데이터 트래픽에 대해 측정된 CQI는 이동 단말의 속도로 인한 도플러 주파수 때문에 시간에 따라 변하게 되므로 기지국은 CQI의 변화 정도를 측정하여 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다. 이와 같이 CQI의 변화 정도를 측정하여 이동 단말의 속도를 추정하는 방법은 도 1의 속도 추정부(109)를 통해 수행되며, 다음과 같은 두 개의 실시 예로 구분된다.

<실시 예1>

먼저 본 발명의 실시 예1은 기지국이 두 인접 프레임간의 CQI의 차이를 측 정하고, 측정된 CQI 차이를 평균하여 구해진 결정 메트릭과 이에 대응되게 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 이동 단말의 속도를 추정하는 방식을 제안한 것이다.

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예1을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예1에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 장치(200)의 구성을 나타낸 블록도로서, 이는 도 1의 속도 추정부(109)에 구비된다.

도 2에서 감산기(201)는 k 번째 프레임의 CQI 값과 지연기(203)를 통과한 k-1 번째 프레임의 CQI값과의 차이값을 구하고, 절대값 계산기(205)는 상기 감산기(201)가 구한 CQI 차이값의 절대값을 구한다. 그리고 누적 평균기(207)는 정해진 시간 구간 동안 구해진 CQI 차이값의 절대값을 누적 평균하여 결정 메트릭(decision metric)을 계산하여 속도 테이블(209)로 출력하고, 상기 속도 테이블(209)은 입력된 결정 메트릭에 대응하여 미리 맵핑된 이동 단말의 속도를 검출하여 추정 값으로 출력한다.

여기서 상기 속도 테이블은 기지국의 전송 방식에 따라 이동 단말의 속도를 단계별로 구분하여 구성된다. 예를 들어, 기지국이 이동 단말의 속도를 2단계, 예컨대 저속/고속으로 구분할 경우, 상기 속도 테이블은 하기 표 1과 같이 나타낼 수 있다.

결정 메트릭 ( )	이동 단말 속도
< 1.57	저속 (30km/h 이하)
≥ 1.57	고속 (30km/h 이상)

그리고 기지국이 이동 단말의 속도를 5단계, 예컨대 보행/저속/중속/고속/초고속으로 구별할 경우, 상기 속도 테이블은 하기 표 2와 같이 나타낼 수 있다.

결정 메트릭 ( )	이동 단말 속도
< 0.61	보행 (0km/h ~ 10km/h)
0.61 ≤ < 1.57	저속 (10km/h ~ 30km/h)
1.57 ≤ < 3.16	중속 (30km/h ~ 80km/h)
3.16 ≤ < 5.23	고속 (80km/h ~ 120km/h)
≥ 5.23	초고속 (120km/h 이상)

즉, 기지국은 이동 단말의 속도를 자신이 결정한 단계로 구분하고, 이에 대응되는 결정 메트릭을 맵핑하여 상기 속도 테이블을 구성한다.

도 3은 본 발명의 실시 예1에 따라 인접 프레임간의 CQI 차이를 누적 평균하여 결정 메트릭을 계산하는 과정을 나타낸 도면으로서, 도 3의 (A)는 프레임별로 CQI 값의 변화를 나타낸 것이고, 도 3의 (B)는 상기 CQI 값의 변화에 대응되도록 인접 프레임간의 CQI 차이를 평균한 결과를 나타낸 것이다. 도 3과 같이 CQI 차이를 평균한 값을 정해진 시간 구간 동안 누적하면, 도 3의 (B)에서 참조번호 301로 도시된 결정 메트릭이 계산된다.

도 4는 본 발명의 실시 예1에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법을 나타낸 순서도이다.

먼저 401 단계에서 기지국은 이동 단말로 하향 링크 신호를 전송하고, 403 단계에서 하량 링크 신호를 수신한 이동 단말로부터 측정된 CQI 정보를 수신한다. 상기 CQI 정보는 주기적으로 기지국으로 전송된다. 405 단계에서 기지국은 인접 프레임간의 CQI 차이값을 측정하고, 407 단계에서 하기 <수학식 1>과 같이 측정된 CQI 차이값의 절대값을 평균하여 결정 메트릭

를 구한다.

상기 <수학식 1>에서 k는 프레임의 순번,

는 결정 메트릭을 의미한다.

상기 407 단계에서 구해지는 결정 메트릭은 일정 시간 구간 동안 측정된 CQI 차이값을 평균한 것이다. k 번째 프레임의 결정 메트릭

는 하기 <수학식 2>를 이용하여 계산되며, 도 2의 속도 추정 장치는 누적 평균기(207)를 통해 결정 메트릭을 누적하여 계산한다.

상기 <수학식 2>에서 가중치

는 짧은 시간 구간 동안 결정 메트릭의 급격한 변화의 영향을 줄이는 망각 인자(forgetting factor)의 역할을 한다.

이후 409 단계에서 기지국은 상기 407 단계에서 구해진 결정 메트릭과 이에 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 이동 단말의 속도를 추정하게 된다. 따라서 상기한 도 4의 방법에 의하면, 별도의 피드백 전송을 요하지 않고도 이동 단말로부터 기지국으로 주기적으로 전송되는 CQI 정보를 이용하여 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다.

<실시 예2>

본 발명의 실시 예2는 기지국이 이동 단말로부터 수신한 CQI의 변화를 추적하면서 CQI의 변화가 특정 레벨을 교차하는 횟수(LCR: Level Crossing Rate, 이하 'LCR'이라 칭하기로 한다)를 측정하고, 상기 측정된 LCR과 이에 대응되게 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 이동 단말의 속도를 추정하는 방식을 제안한 것이다.

이하 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예2를 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예2에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 장치(500)의 구성을 나타낸 블록도로서, 이는 도 1의 속도 추정부(109)에 구비된다.

도 5에서 k 번째 프레임의 CQI 값과, 지연기(501)를 통과한 k-1 번째 프레임의 CQI 값과, 그리고 정해진 시간 구간 동안 누적 평균기(503)를 통해 CQI 값을 누적 평균한 누적 평균 CQI 값 각각은 LCR 카운터(505)로 입력된다. 상기 LCR 카운터(505)는 위 세 개의 입력값을 근거로 정해진 시간 구간 동안 LCR을 카운트하여 결정 메트릭으로 출력하고, 속도 테이블(507)은 상기 LCR 카운터(505)로부터 입력된 결정 메트릭에 대응되게 미리 맵핑된 이동 단말의 속도를 추정 값으로 출력한다. 여기서 상기 속도 테이블을 실시예 1에서 사용한 속도 테이블과 유사한 방법으로 구성되며, 결정 메트릭의 범위는 새롭게 결정된다.도 6은 본 발명의 실시 예2에 따라 LCR을 카운트하여 결정 메트릭을 계산하는 과정을 나타낸 도면으로서, 도 6의 (A)는 프레임별로 CQI 값의 변화를 나타낸 것이고, 도 6의 (B)는 상기 CQI 값의 변화에 대응되게 LCR을 카운트한 결과를 나타낸 것이다. 도 6의 (A)에서 참조번호 601은 상기 LCR을 카운트하기 위한 특정 레벨(또는 임계 레벨)을 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 실시 예2에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법을 나타낸 순서도이다.

먼저 701 단계에서 기지국은 이동 단말로 하향 링크 신호를 전송하고, 703 단계에서 하량 링크 신호를 수신한 이동 단말로부터 측정된 CQI 정보를 수신한다. 상기 CQI 정보는 주기적으로 기지국으로 전송된다. 705 단계에서 기지국은 정해진 구간 동안 CQI의 변화가 특정 레벨

에 대해 다음 <수학식 3>을 만족하는 LCR을 카운트한다.

상기 <수학식 3>에서

는 미리 정해진 값을 사용할 수도 있고 하기 <수학식 4>와 같이 정해진 구간 동안의 CQI의 평균을 사용하는 것도 가능하다.

상기 <수학식 3>과 <수학식 4>에서 가중치

는 짧은 시간 구간 동안 결 정 메트릭의 급격한 변화의 영향을 줄이는 망각 인자의 역할을 한다.

이후 707 단계에서 기지국은 상기 705 단계에서 구해진 결정 메트릭, 즉 LCR과 이에 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 이동 단말의 속도를 추정하게 된다. 따라서 상기한 도 7의 방법에 의하면, 별도의 피드백 전송을 요하지 않고도 이동 단말로부터 기지국으로 주기적으로 전송되는 CQI 정보를 이용하여 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다.

일반적으로 CQI는 다이버시티나 평균 SINR에 따라 변화(fluctuation) 정도에 차이가 난다. 이와 관련하여 상기한 실시 예1의 방법은 CQI의 변화 정도에 민감하지만 상기 실시 예2의 방법은 CQI의 변화 정도에 강인한 특성을 나타낸다. 따라서 CQI의 변화 정도가 적은 경우 상기 실시 예1의 방법을 이용하고, CQI의 변화 정도가 큰 경우 상기 실시 예2의 방법을 이용하여 이동 단말의 속도를 추정할 수 있을 것이다. 그리고 CQI의 변화 정도의 대소를 구분하는 기준은 실험적으로 적절한 값을 구하여 결정할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시 예들은 기지국에서 적용되는 전송 기법 중 MIMO 기법과 빔 형성 기법의 선택에 이용될 수 있다. 예를 들어 기지국이 프리앰블을 포함하여 방송 신호를 전송하면, 이동 단말은 방송 신호를 수신한 후 채널의 상태를 추정하여 CQI 값을 계산한다. 와이브로(WiBro: Wireless Broadband internet) 시스템과 같이 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Othogonal Frequency Division Multiple Access) 전송 방식을 사용하는 통신 시스템에서 CQI 값은 프리앰블을 사용하여 주파수 전 대역의 SINR 값을 계산하여 사용할 수도 있고, 각각의 주파수 대 역의 파일럿 신호를 사용하여 계산된 SINR 값을 사용할 수도 있다. 그리고 이동 단말은 CQI 값이 결정되면 이를 기지국으로 피드백 전송하고, 기지국은 상기한 실시 예들에 따라 수신된 CQI 값을 사용하여 이동 단말의 속도를 추정할 수 있다.

그리고 이동 단말의 속도 추정 결과 이동 단말의 속도가 고속으로 판정된 경우 기지국은 해당 이동 단말에게 MIMO 기법을 이용하여 데이터를 전송하고, 이동 단말의 속도가 저속으로 판정된 경우 해당 이동 단말에게 빔 형성 기법을 이용하여 데이터를 전송한다. 와이브로 시스템에서 상기 결정 메트릭과 비교되는 임계값을 결정하는 방법을 실시 예2를 들어 설명하면 다음과 같다. 여기서 상기 임계값은 속도 테이블에 설정될 수 있다. 와이브로 시스템에서 전술한 망각 인자를 0.95로 설정하고, 다양한 채널 환경에 대해 200 프레임(1초) 동안의 LCR 값의 평균을 측정해 보면 하기 <표3> 과 같다.

만약 MIMO 기법의 성능과 빔 형성 기법의 성능이 교차되는 속도, 즉 고속과 저속의 경계가 되는 이동 단말의 속도가 3km/h라고 가정하면, 상기 임계값은 15로 결정한다. 만약 이동 단말의 속도가 10km/h 또는 30km/h에서 LCR 값의 교차가 일어난다면 상기 임계값은 43 또는 95로 결정한다. 상기 임계값에 마진을 두는 것도 가능한 방법일 것이다. 그리고 고속과 저속의 경계 속도 및 임계값은 시스템 구현과 운용시 최적화하여 사용하는 것도 가능하다.

이상 설명한 것처럼 종래 기술에서는 이동 단말의 속도를 추정할 경우 이동 단말이 속도를 추정한 뒤 기지국으로 피드백 전송하거나, 이동 단말이 업 링크로 전송하려는 데이터가 없더라도 주기적으로 속도 추정용 파일럿을 전송하여 기지국이 속도를 추정하여야만 한다. 따라서 종래 기술에서는 추가적인 오버헤드의 발생을 피할 수 없지만 본 발명은 기지국이 통상적으로 수신되는 CQI 정보의 변화 정도를 측정하여 이동 단말의 속도를 추정하므로 추가적인 오버헤드가 발생하지 않는다. 또한 이러한 본 발명의 개념은 스케줄링 및 핸드오버 등의 시나리오에도 단말의 속도를 추가적으로 이용하게 함으로써 성능의 향상을 가져올 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말의 속도를 추정하는 기지국 장치의 구성을 나타낸 블록도

도 2는 본 발명의 실시 예1에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 장치의 구성을 나타낸 블록도

도 3은 본 발명의 실시 예1에 따라 인접 프레임간의 CQI 차이를 누적 평균하여 결정 메트릭을 계산하는 과정을 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 실시 예1에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법을 나타낸 순서도

도 5는 본 발명의 실시 예2에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 장치의 구성을 나타낸 블록도

도 6은 본 발명의 실시 예2에 따라 CQI의 변화가 특정 레벨을 교차하는 프레임의 횟수(LCR)를 카운트하여 결정 메트릭을 계산하는 과정을 나타낸 도면

도 7은 본 발명의 실시 예2에 따라 기지국에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법을 나타낸 순서도

Claims (12)

1. 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 속도를 추정하는 방법에 있어서,

   이동 단말로부터 측정된 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 수신하는 과정과,

   일정 시간 구간 동안 상기 CQI의 변화 정도를 계산하여 결정 메트릭을 구하는 과정과,

   상기 결정 메트릭에 대응되게 미리 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 상기 이동 단말의 속도를 추정하는 과정을 포함하며,

   상기 속도 테이블은 전송 방식에 따라 이동 단말의 속도를 단계별로 구분하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 속도 추정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 결정 메트릭을 구하는 과정은

   인접 프레임간의 상기 CQI의 차이값을 측정하는 과정과,

   상기 일정 시간 구간 동안 상기 CQI 차이값의 누적 평균을 계산하여 상기 결정 메트릭을 구하는 과정을 더 포함하는 이동 단말의 속도 추정 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 결정 메트릭은 상기 CQI의 변화가 특정 레벨을 교차하는 프레임의 횟 수(LCR: Level Crossing Rate)를 카운트하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 속도 추정 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 결정 메트릭을 계산하는 과정은 상기 결정 메트릭의 급격한 변화를 반영한 가중치를 승산하는 과정을 더 포함하는 이동 단말의 속도 추정 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 속도 추정 결과 상기 이동 단말의 속도가 소정 경계 속도를 기준으로 저속인 것으로 판정된 경우, 상기 이동 단말에 대한 하향 링크 전송 기법으로 빔 형성 기법을 적용하는 과정을 더 포함하는 이동 단말의 속도 추정 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 속도 추정 결과 상기 이동 단말의 속도가 소정 경계 속도를 기준으로 고속인 것으로 판정된 경우, 상기 이동 단말에 대한 하향 링크 전송 기법으로 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi Input Multi Output) 기법을 적용하는 과정을 더 포함하는 이동 단말의 속도 추정 방법.
7. 삭제
8. 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 속도를 추정하는 장치에 있어서,

   이동 단말로부터 측정된 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 수신하는 수신기와,

   일정 시간 구간 동안 상기 CQI의 변화 정도를 계산하여 결정 메트릭을 구하고, 상기 결정 메트릭에 대응되게 미리 맵핑된 속도 테이블을 이용하여 상기 이동 단말의 속도를 추정하는 속도 추정기를 포함하며,

   상기 속도 테이블은 기지국의 전송 방식에 따라 이동 단말의 속도를 단계별로 구분하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 속도 추정 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 속도 추정기는 인접 프레임간의 상기 CQI의 차이값을 측정하고, 상기 일정 시간 구간 동안 상기 CQI의 차이값의 누적 평균을 계산하여 상기 결정 메트릭을 구하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 속도 추정 장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 속도 추정기는 상기 CQI의 변화가 특정 레벨을 교차하는 프레임의 횟수(LCR: Level Crossing Rate)를 카운트하여 상기 결정 메트릭을 구하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 속도 추정 장치.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 속도 추정기는 상기 결정 메트릭에 상기 결정 메트릭의 급격한 변화를 반영한 가중치를 승산하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 속도 추정 장치.
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