KR101168838B1

KR101168838B1 - 고속 패킷 데이터 무선 통신 시스템에서 데이터 레이트를 결정하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101168838B1
Application number: KR1020097001137A
Authority: KR
Inventors: 슈타인 아 런트비; 레오니드 라조모브; 강 바오; 융빈 웨이
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2012-07-26
Also published as: EP2276284B1; ES2433391T3; ES2371331T3; EP2276285B1; RU2285342C2; PT2259621E; ES2403043T3; KR20090031428A; EP1329066A2; CN1493133A; EP2793515A1; IL155535A; EP2259472B1; NO20031826L; IL155535A0; PT2259472E; US6973098B1; AU2007202278A1; WO2002047408A2; EP2259621A2

Abstract

무선 통신 시스템 (50) 에서 패킷 데이터 및 저 지연 데이터를 동시에 전송하기 위한 방법이다. 일 실시 형태에서 병렬 시그널링 채널은 수신기들 (56, 58, 60) 에게 패킷 데이터의 목표 수신자를 표시하기 위한 메세지를 제공한다. 상기 메세지는 또한 패킷 데이터 전송을 위해 사용되는 전송 채널을 나타낸다. 그후, 각 수신기는 선택적으로 패킷 데이터만 복호할 수 있으며, 상기 메세지는 상기 수신기를 목표 수신자로 나타낸다. 버퍼에 저장된 데이터 패킷은 목표 수신자가 다른 이동국일 경우에는 무시된다. 일 실시 형태에서, 상기 메세지는 병렬 채널을 통해 데이터 패킷과 동시에 전송된다. 일 실시 형태에서, 상기 메세지는 고속 패킷 데이터 전송 내로 펑처링된다.

저 지연 데이터 전송, 고속 패킷 데이터 전송, 무선 통신 시스템

Description

고속 패킷 데이터 무선 통신 시스템에서 데이터 레이트를 결정하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING A DATA RATE IN A HIGH RATE PACKET DATA WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM}

본 발명은 무선 데이터 통신에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 고속 패킷 데이터 전송 및 저 지연 데이터 전송을 위한 신규하고 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 데이터 전송에 대한 수요의 증대와 무선 통신 기술을 이용한 서비스의 확장은 데이터 서비스의 발전을 이끌어 왔다. 이러한 서비스의 일종을 고속 데이터 레이트 (HDR) 라고 한다. HDR 형 시스템의 대표적인 예는 "TL80-54421-1 HDR Air Interface Specification" 에 제안되어 있으며, "the HAI specification" 라 한다. 일반적으로, HDR 은 무선 통신 시스템에서 데이터 패킷을 전송하는 효율적인 방법을 제공한다.

음성 서비스와 패킷 데이터 서비스를 동시에 요구하는 애플리케이션은 쉬운 일이 아니다. 음성통신은 대화형 (interactive) 이고, 따라서 실시간으로 처리해야 하기 때문에, 음성 시스템은 저 지연 데이터 시스템 (low delay data systems) 으로 간주한다. 다른 저 지연 데이터 시스템에는 비디오, 멀티미디어, 및 기타 실시간 데이터 시스템 등을 포함한다. HDR 시스템에서 기지국은 한번에 단지 한명의 사용자에게 데이터를 전송하면서 다수의 이동 사용자들 사이를 순환하기 때문에, HDR 시스템은 음성 통신용이 아닌 데이터 전송을 최적화하도록 설계된다. 이러한 순환은 전송 공정 지연을 야기한다. 이러한 지연은 정보를 비실시간으로 이용하기 때문에, 데이터 전송에 대해서는 허용된다. 그러나, 이러한 순환 지연은 음성 통신에서는 허용되지 않는다.

음성 정보와 같은 저 지연 데이터와 함께 고속 패킷 데이터를 전송하는 통합 시스템 (combination system) 이 요구되고 있다. 또한, 이러한 통합 시스템에서 고속 패킷 데이터의 데이터 레이트를 결정하는 방법이 요구되고 있다.

본 발명에 개시된 실시 형태는, 무선 통신 시스템에서 고속 패킷 데이터 레이트와 저 지연 데이터 전송을 위한 신규하고도 개선된 방법을 제공한다. 일 실시 형태로, 무선 통신 시스템의 기지국은 먼저 저 지연 데이터를 높은 우선 순위로 설정하고, 그 후, 저 지연 데이터 서비스가 만족되면, 가용 전력에 따라서 패킷 데이터 서비스를 스케줄링한다. 패킷 데이터 서비스는 패킷 데이터를 한번에 한 이동 사용자에게 전송한다. 다른 실시 형태는, 패킷 데이터를 한번에 여러 사용자에게 제공함으로써, 다수의 사용자에게 가용 전력을 배분할 수도 있다. 일정 시간에, 채널 품질에 기초하여 한 사용자를 목표 수신자 (target recipient) 로 선택한다. 기지국은 파일럿 채널 전력에 대한 가용 전력비를 측정하고, 선택된 이동 사용자에게 그 비율을 제공한다. 이 비율은 "트래픽 대 파일럿 (Traffic-to-Pilot) 비" 또는 "T/P 비" 라 칭한다. 이동 사용자는 이 비율을 사용하여 데이터 레이트를 결정하고, 그 정보를 기지국으로 되전송한다.

일 실시 형태에서, 기지국은 "동보 대 파일럿(Broadcast-to-Pilot) 비" 또는 "B/P 비" 를 이동 사용자에게 제공하며, 이 비율은 파일럿 전력 (즉, 파일럿 채널용으로 사용되는 동보 전력의 전력 부분)에 대한 기지국의 동보 전력 (즉, 가용 총 전송 전력) 의 비이다. 이동 사용자는 기지국으로부터의 요청에 대한 정규화 데이터 레이트를 결정하며, 여기서 정규화 데이터 레이트는 B/P 비의 함수이다. 정규화 데이터 레이트는 기지국으로 전송되며 적당한 데이터 레이트에 대해 결정이 이루어진다. 그리고 결정된 데이터 레이트가 이동 사용자에게 전송된다.

예시적인 실시형태에서는, 이동 사용자에게 T/P 비 정보를 제공하는데 병렬 시그널링 채널 (parallel signaling channel) 를 사용한다. 병렬 시그널링 채널은 별도의 반송 주파수를 사용하거나 별도의 채널을 생성하는 다양한 방법에 의해 구현될 수 있다.

다른 실시 형태에 의하면, T/P 비는 패킷 데이터 트래픽 채널을 통해 제공되 며, 이때 T/P 비는 데이터 패킷의 헤더에 포함되거나, 패킷 데이터와 함께 연속적으로 제공된다.

또 다른 실시 형태는, 파일럿 채널의 SNR 에 기초하여 트래픽 채널의 SNR 을 추정하는 다른 메트릭을 구현할 수도 있으며, 이 메트릭은 데이터 레이트의 결정을 위해 이동 사용자에게 제공된다. 이동 사용자는 결정된 데이터 레이트 또는 그 이하로 전송을 요청한다.

본 발명의 일 양태에서, 무선 통신 장치는 가용 패킷 데이터 전송 전력에 대응하는 제 1 표시자 (indicator) 를 수신하도록 동작하는 제 1 프로세서; 및 상기 제 1 표시자와 수신 파일럿 신호 강도의 함수로서 패킷 데이터 전송 레이트 표시자를 결정하도록 동작하는 상관부를 구비한다.

본 발명의 다른 양태에서, 가용 총 전송 전력을 가지고 패킷 데이터와 저 지연 데이터를 전송하는 무선 통신 시스템에서, 제 1 전력을 사용하여 하나 이상의 저 지연 통신 링크를 확립하는 단계; 상기 가용 총 전송 전력과 상기 제 1 전력의 함수로서 가용 패킷 데이터 트래픽 전력을 결정하는 단계; 상기 가용 패킷 데이터 트래픽 전력에 기초하여 패킷 데이터 레이트를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 무선 통신 장치는 가용 트래픽 대 파일럿 신호 강도비에 대응하는 제 1 표시자를 수신하도록 동작하는 제 1 프로세서; 파일럿 신호를 수신하고 파일럿 신호의 신호 대 잡음비를 결정하도록 동작하는 측정부; 상기 측정부와 상기 제 1 프로세서에 결합되고, 트래픽 신호 대 잡음비를 형성하기 위하 여 상기 제 1 표시자에 의해 상기 신호 대 잡음비를 조정하도록 동작하는 가산 노드 (summation node); 및 상기 트래픽 신호 대 잡음비를 수신하고 전송용의 관련 데이터 레이트를 결정하도록 동작하는 상관부를 구비한다.

본 발명에 개시된 방법 및 장치의 특징, 목적 및 이점을 도면과 함께 자세히 설명하며, 도면 중 동일한 도면부호는 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 대상을 나타낸다.

고속 패킷 데이터 서비스와 저 지연 음성 서비스를 단일 시스템으로 구현하는 것이 바람직하지만, 이것은 음성 서비스와 데이터 서비스 간의 현저한 차이 때문에 어려운 일이다. 특히, 음성 서비스는 엄격하고 소정의 지연 시간 요건을 갖는다. 일반적으로, 음성 프레임의 한방향 전체 지연 시간은 100 msec 이하여야 한다. 음성과 대조적으로, 데이터의 지연 시간은 데이터 통신 시스템의 효율을 최적화하기 위해 사용되는 가변 파라미터이다. 특정 사용자의 채널 조건이 시간에 따라 변하면, 그 채널 조건에 기초하여 패킷을 전송하는데 더 좋은 시간을 선택할 수 있다.

음성 서비스와 데이터 서비스 간의 또 다른 차이점은 모든 사용자를 위해 고정 및 공통의 서비스 등급 (grade of service; GOS) 에 대한 음성 서비스의 요건과 관련된다. 예를 들어, 디지털 시스템에서, GOS 는 음성 프레임의 프레임 에러율 (FER) 의 최대 허용값 보다 크지 않는 지연을 갖는 모든 사용자에 대해 고정 및 공통의 전송 레이트를 필요로 한다. 이와 반대로, 데이터 서비스의 GOS 는 고 정되어 있지 않아서, 사용자에 따라 변할 수 있다. 데이터 서비스의 경우, GOS 는 데이터 통신 시스템의 전체 효율이 증가되도록 최적화된 파라미터일 수 있다. 일반적으로, 데이터 통신 시스템의 GOS 는 이하 데이터 패킷이라고 지칭되는 소정의 데이터량을 전송할 때 발생되는 총 지연시간으로 정의한다.

음성 서비스와 데이터 서비스 간의 또 다른 중요한 차이점은, 음성 서비스가, 예시적인 CDMA 통신 시스템에서, 소프트 핸드오프에 의해 제공되는 신뢰성 있는 통신 링크를 요청한다는 것이다. 소프트 핸드오프는 2 개 이상의 기지국으로 부터 중복 전송 (redundant transmission) 을 행하여, 신뢰성을 개선한다. 그러나, 오류로 수신된 데이터 패킷이 재전송될 수 있기 때문에, 데이터 전송에서는 이러한 추가적인 신뢰도는 요구되지 않는다. 데이터 서비스의 경우, 소프트 핸드오프를 지원하는데 사용되는 전송 전력은 추가적인 데이터 전송에 더 효율적으로 사용된다.

음성 및 기타 저 지연 데이터 통신과 대조적으로, 고속 데이터 통신은 일반적으로 회선 교환 전송 기술 보다 패킷 교환 전송 기술을 이용한다. 데이터는 작은 배치 (batch) 로 묶이게 되고, 제어 정보는 헤더 (header) 및/또는 테일 (tail) 로서 부가된다. 데이터와 제어 정보가 결합하여 패킷을 형성한다. 패킷이 시스템을 통하여 전송될 때, 다양한 지연이 발생되고, 하나 또는 여러 패킷, 및/또는 패킷의 일부가 손실될 수 있다. HDR 및 다른 패킷 데이터 시스템은 일반적으로 손실 패킷 뿐 아니라 시변 지연 패킷에 잘 견딘다. 패킷 데이터 시스템의 지연 허용 오차 (delay tolerance) 는 최적 채널 조건으로 전송을 스케줄 링함으로써 줄일 수 있다. 일 실시 형태에서, 다중 사용자로의 전송은 각 전송 링크의 품질에 따라서 스케줄링된다. 이 전송에서는 가용 전력을 모두 사용하여, 한번에 여러 사용자들 중 한명에게만 데이터를 전송한다. 이 경우, 여러 사용자가 목표 수신자, 전송 스케줄링, 데이터 레이트, 및/또는 변조 기술, 채널 부호화 등을 포함한 구성 정보 (configuration information) 에 대한 사전 (a priori) 지식을 갖고 있지 않을 때, 가변 지연이 생긴다. 일 실시 형태에서, 각 수신기로 이러한 정보를 추정하지 않고, 그 수신기는 데이터 레이트 및 대응하는 구성을 요청한다. 이때, 스케줄링은 스케줄링 알고리즘에 의해 결정하고 동기 메세지 (synchronization message) 로 전송한다.

데이터 레이트를 요청하기에 앞서, 수신기는 최적 데이터 레이트를 결정하며, 이때 데이터 레이트는 가용 전송 전력에 기초하여 결정할 수 있다. 데이터 레이트는 전송 전력과 채널 품질에 비례한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 통합 시스템은 저 지연 데이터 전송과 패킷 데이터 전송이 동시에 가능한 시스템이다. 음성 및 패킷 데이터 전송이 가능한 통합 시스템에서, 가용 전력, 및 가용 데이터 레이트는 음성 활성도 (voice activity) 와 함께 시간에 따라 변한다. 수신기는 데이터 레이트를 결정하는 시스템의 음성 활성도 정보를 가지고 있지 않다. 통합 시스템의 한 예로는, "W-CDMA" 라고 불리는 "ANSI J-STD-01 Draft Standard for W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) Air Interface Compatibility Standard for 1.85 to 1.99 GHz PCS Applications" 와 같은 광대역 부호 분할 다중 접속 시스템이 있다. 다른 통합 시스템으로, "the cdma2000 standard" 라고 불리는 "TIA/EIA/IS-2000 Standards for cdma2000 Spread Spectrum Systems" 또는 다른 사용자당 연결 시스템 (per-user connection systems) 을 포함한다.

도 1 은 HAI 규격에서 정의된 프로토콜과 일치하는 패킷 데이터 시스템 (20) 을 도시한 것이다. 시스템 (20) 에서, 기지국 (22) 은 이동국들 (26 - 28) 과 통신한다. 각 이동국 (26 - 28) 은 0 - N 의 인덱스 값 (index value) 으로 나타내며, N 은 시스템 (20) 내의 총 이동국수이다. 패킷 데이터 채널 (24) 은 스위칭 가능한 연결을 나타내기 위해 멀티플렉서로 도시되었다. 기지국 (22) 는 사용자들에게, 특히, 한번에 한 사용자에게 연결을 제공하기 때문에 "액세스 터미널 장치" 라 한다. 액세스 터미널 장치는 일반적으로 랩탑 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치 또는 개인 디지털 보조 장치와 연결된다. 또한, 액세스 터미널 장치는 웹 액세스 기능을 갖춘 셀룰러 전화기 (cellular telephone) 일 수도 있다. 이와 유사하게, 패킷 데이터 채널 (24) 은 패킷 교환 데이터 네크워크와 액세스 터미널 장치 간의 데이터 연결을 제공하기 때문에 "액세스 네크워크" 라 한다. 일례로, 기지국 (22) 은 인터넷을 통해서 이동국들 (26 - 28) 과 연결된다.

일반적인 HDR 시스템에서, 패킷 데이터 통신은 선택된 수신기와 단일 링크를 형성하며, 이때 패킷 데이터 채널 (24) 은 한번에 여러 이동국 (26 - 28) 을 스케줄링한다. 순방향 트래픽 채널은 기지국에서 전송된 데이터를 지칭하고, 역방향 트래픽 채널은 이동국 (26 - 28) 에서 전송된 데이터를 지칭한다. 패킷 데이터 시스템 (20) 은 일정 시간에 한 사용자에게 한 링크를 제공하여 사용자들을 스케줄링한다. 이것은 여러 링크가 동시에 유지되는 저 지연 데이터 전송 시스템과는 대조적이다. 단일 링크를 사용하면 선택된 링크로 고속 데이터 전송이 가능하며, 하나 이상의 링크 채널 조건을 최적함으로써 전송을 최적화 할 수 있다. 이상적으로는 기지국은 최적 조건에 있을 때만 채널을 사용한다.

데이터 서비스를 기대하는 이동국(26 - 28)의 사용자들은 순방향 트래픽 채널 데이터 레이트를 데이터 레이트 제어 (DRC) 채널을 통하여 기지국 (22) 으로 제공한다. 이때, 사용자들은 수신 신호의 품질에 따라 스케줄링되며, 스케줄링은 또한 사용자들이 공정 기준 (fairness criteria) 에 따라 스케줄링되었음을 보장한다. 예를 들어, 공정 기준은 상기 시스템이, 기지국에서 멀리 떨어진 사용자에 비해 기지국에 가까운 사용자에게 이점을 주는 것을 방지한다. 데이터 레이트는 스케줄링된 사용자의 수신 신호 품질에 기초하여 요청된다. 반송파 대 간섭(Carrier-to-Interference; C/I) 비가 측정되어 통신 데이터 레이트를 결정하는데 사용된다.

*도 2 는 HAI 규격과 일치하는 HDR 시스템 동작과 같이 도 1 에 도시된 시스템 (20)의 동작을 설명한 상태도이다. 이 상태도는 한 이동 사용자, MSi 의 동작을 설명한 것이다. "INIT" 이라고 표시된 상태 (30) 에서, 기지국 (22) 은 패킷 데이터 채널 (24) 로의 액세스를 획득한다. 이 상태 초기화 동안, 순방향 파일럿 채널을 포착하고 제어를 동기화한다. 초기화 동작이 완료되면, 동작은 "IDLE" 이라고 표시된 상태 (32) 로 이동한다. 이 유휴 상태에서, 사용자와의 연결은 폐쇄되고, 데이터 채널 (24) 은 연결 개시 명령을 기다린다. MSi 와 같은 이동국이 스케줄링되면, 동작은 "TRANSMIT" 이라고 표시된 상태 (34) 로 이동한다. 상태 (34) 에서 전송이 이루어지며, 이동국 MSi 는 역방향 트래픽 채널을 사용하고 기지국 (22) 은 순방향 트래픽 채널을 사용한다. 전송 또는 연결이 실패하거나 전송이 종료되면, 동작은 IDLE 상태 (32) 로 되돌아 간다. 만약 이동국들 (26 - 28) 내부의 다른 사용자가 스케줄링되면 전송이 종료될 수 있다. 이동국들 (26 - 28) 외부의 MSj 와 같은 새로운 사용자가 스케줄링 되면, 동작은 연결을 확립하기 위해 INIT 상태 (30) 로 되돌아 간다. 이러한 방식으로, 시스템 (20) 은 사용자들 (26 - 28) 을 스케줄링할 수 있으며 또한 다른 액세스 네트워크와 연결될 수 있다.

스케줄링 사용자들은 시스템 (20) 이 이동국들 (26 - 28) 에게 다중 사용자 다이버시티를 제공하여 서비스를 최적화 할 수 있게 한다. 실시 패턴의 일례로서, 이동국들 (26 - 28) 내 MS0, MSi, 및 MSN 의 3 개의 이동국이 있는 경우를 도 3 에 도시하였다. 각 사용자의 수신 전력 (dB) 을 시간의 함수로 나타냈다. 시간 t₁ 에서 MSN 은 강한 신호를 수신하고, MS0 및 MSi 의 수신 신호는 그렇게 강하지 않다. 시간 t₂ 에서는 MSi 가 가장 강한 신호를 수신하고, 시간 t₃ 에서는 MSN 이 가장 강한 신호를 수신한다. 따라서, 시스템 (20) 은 시간 t₁ 에서는 MSN과, 시간 t₂ 에서는 MSi 와, 그리고 시간 t₃ 에서는 MS0 와 통신하도록 스케줄링될 수 있다. 기지국 (22) 는 각 이동국 (26 - 28) 으로 부터 수신된 DRC 에 기 초하여 스케줄링을 결정한다.

도 4 는 시스템 (20) 에서의 예시적인 HDR 전송을 도시한 것이다. 파일럿 채널은 패킷 데이터 채널 사이에 끼워져 전송된다. 예를 들어, 파일럿 채널은 시간 t₀ 와 t₁ 사이의 모든 가용 전력을 사용하며, 마찬가지로 시간 t₂ 와 t₃ 사이의 모든 가용 전력을 사용한다. 패킷 데이터 채널은 시간 t₁ 과 t₂사이 및 시간 t₃ 이상의 모든 가용 전력을 사용한다. 각 이동국 (26 - 28) 은 파일럿 채널에 의해 사용된 총 가용 전력에 기초하여 데이터 레이트를 결정한다. 데이터 레이트는 가용 전력에 비례한다. 패킷 데이터 시스템 (20) 이 이동국들 (26 - 28) 에게 패킷 데이터만 전송할 경우, 파일럿 채널은 정확히 가용 전력 계산을 반영한다. 그러나, 하나의 무선 통신 시스템 내에 음성 및 다른 저 지연 데이터 서비스가 결합되어 있는 경우, 가용 전력 계산은 매우 복잡해진다.

도 5 는 일 실시 형태에 따른 CDMA 무선 통신 시스템 (50) 을 도시한 것이다. 기지국 (52) 은 음성 서비스와 같은 저 지연 데이터 전용 서비스, 저 지연 데이터 서비스, 및 패킷 데이터 서비스, 및/또는 패킷 데이터 전용 서비스를 포함하지만 이에 제한되지 않는 서비스를 이용할 수도 있는 여러 이동 사용자와 통신한다. 상기 시스템은 저 지연 데이터 서비스와 동시에 동작하는 패킷 데이터 서비스를 전송하기 위한 cdma2000 호환 프로토콜을 구현한 것이다. 주어진 시간에서, 이동국 (MS1; 58) 및 이동국 (MS2; 60) 은 오직 패킷 데이터 서비스만을 이용하고, 이동국 (MS3; 56) 은 패킷 데이터 서비스 및 저 지연 데이터 서비스를 이 용하며, 그리고 이동국 (MS4; 62) 은 오직 음성 서비스만을 이용한다. 기지국 (52) 은 순방향 및 역방향 채널 (72) 을 경유하여 MS4 (62) 와 통신 링크를 형성하고, 순방향 및 역방향 채널 (70) 을 경유하여 MS3 (56) 과 통신 링크를 형성한다. HDR 통신의 경우, 기지국 (52) 은 패킷 데이터 채널 (54) 을 경유하여, 데이터 통신을 위한 사용자들을 스케줄링한다. MS3 (56) 은 채널 (64) 을 통해서, MS1 (58) 은 채널 (66) 을 통해서, 및 MS2 (60) 은 채널 (68) 을 통해서 HDR 통신하는 것이 도시되어 있다. 각 패킷 데이터 서비스 사용자들은 각각의 DRC 에 의해 데이터 레이트 정보를 기지국 (52) 에 제공한다. 일 실시 형태에서, 시스템 (50) 은 일정 시간 동안 하나의 패킷 데이터 링크를 스케줄링한다. 또 다른 실시 형태에서는, 여러 링크가 동시에 스케줄링될 수 있고, 다중 링크의 각각은 가용 전력의 일부만 사용한다.

도 6 은 일 실시형태에 따른 시스템 (50) 의 동작을 도시한 것이다. 전형적인 저 지연 데이터 시스템일 경우, 파일럿 채널은 연속적으로 제공된다. 상기 통신 상세에 의하면, 전송이 시작되고, 처리되고, 종료될 때, 저 지연 데이터 채널에 의해 사용된 전력은 시간에 따라 연속적으로 변한다. 패킷 데이터 채널은 파일럿 채널 및 저 지연 데이터 서비스를 만족시킨 후 가용 전력을 사용한다. 패킷 데이터 채널은 풀 보조 채널 (Pooled Supplemental Channel; PSCH) 이라고도 불리며, 전용 및 공통 채널이 할당된 이후의 가용 시스템 자원을 포함한다. 도 6 에 도시한 바와 같이, 동적 자원 할당은 PSCH 를 형성하기 위해 모든 미사용 전력 및 월시 코드 (Walsh codes) 등의 주파수 확산 코드 (spectrum spreading codes) 의 풀링과 관련된다. 최대 동보 전력은 PSCH 에 대해 사용 할 수 있으며, I_ormax 라 한다.

일 실시 형태에 따르면, PSCH 채널 포맷 (channel format) 은 고유한 주파수 확산 코드를 갖는 병렬 부채널로 정의된다. 그리고, 한 데이터 프레임이 부호화, 인터리빙, 변조된다. 결과 신호는 부채널 상에 디멀티플레싱된다. 수신기에서는 신호들이 가산되어 프레임을 다시 만든다. 슬롯당 프레임 레이트가 낮은 경우, 가변 프레임 길이 부호화 방식이 긴 프레임에 제공된다. 각 부호화된 패킷은 부패킷으로 나누어지고, 각 부패킷은 용장 (redundancy) 을 증가하기 위해, 하나 또는 여러 슬롯을 경유하여 전송된다.

도 4 와 대조적으로, HDR 시스템에 저 지연 데이터를 추가하면 가용 전력을 측정할 때, 가변 플로어 (variable floor) 가 발생한다. 좀더 자세히 설명하면, 도 4 에 도시된 패킷 데이터 전용 시스템에서, 월시 코드 등의 모든 주파수 확산 코드가 선택된 전송 링크에 사용될 수 있다. 음성 또는 저 지연 데이터 서비스가 패킷 데이터 서비스에 부가되면, 가용 코드 수는 시간에 따라 변하게 된다. 음성 또는 저 지연 데이터 서비스 수가 변함에 따라 데이터를 전송하는 가용 코드의 수도 변한다.

도 6 에 도시된 바와 같이, MS1 은 시간 구간 t₀ 와 t₁에서 스케줄링되고, MS2 는 시간 구간 t₁과 t₂에서 스케줄링된다. 시간 구간 t₂ 와 t₃에서는, MS1, MS3, 및 MS4 를 포함한 다중 패킷 데이터 링크가 연결된다. 시간 구간 t₃ 와 t₄에서, 다시 MS1 이 단독으로 스케줄링된다. 도시된 바와 같이, 시간 구간 t₀ 와 t₄전반에 걸쳐, 저 지연 데이터 채널에 의해 소비되는 전력은 연속적으로 변하면서, 패킷 데이터 통신의 가용 전력에 영향을 준다. 각 이동국은 모든 전송 데이터를 수신하기 전에 데이터 레이트를 계산하기 때문에, 데이터 레이트의 대응하는 변화없이 가용 전력을 감소시키면 전송 중에 문제가 발생할 수 있다. 이동국(들) (56 - 60) 에게 가용 전력과 관련된 현재 정보를 제공하기 위해, 기지국 (52) 은 파일럿 채널 전력에 대한 가용 전력의 비를 측정한다. 이 비율을 본 명세서에서는 "트래픽 대 파일럿비" 또는 "T/P 비" 라고 칭한다. 기지국 (52) 은 스케줄링된 이동국(들) (56 - 60) 에게 T/P 비를 제공한다. 이동국(들) (56 - 60) 은 T/P 비와 파일럿 채널의 SNR (본 명세서에서는 "파일럿 SNR" 이라 칭함) 을 이용하여 데이터 레이트를 결정한다. 일 실시 형태에서, 데이터 레이트와 관련된 "트래픽 SNR" 을 측정하기 위하여 T/P 비에 기초하여 파일럿 SNR 을 조정한다. 그리고, 이동국(들) (56 - 60) 은 DRC 요청에 따라 데이터 레이트를 기지국 (52) 에 전송한다.

일 실시 형태에서, T/P 비는 데이터 패킷의 헤더에 포함되거나 패킷 데이터 트래픽간 고속 패킷 데이터 채널에 펑처링 또는 삽입될 수 있다. 도 7 에서, T/P 비 정보는 트래픽보다 먼저 전송되어서, 이동국(들) (56 - 60) 에게 저 지연 데이터 채널 변화의 결과인 가용 전력에 관한 갱신된 정보를 제공한다. 채널 변화는 정보 신호를 확산시키기 위한 코드수 (예를 들어 월시 코드수) 에 영향을 미친다. 낮은 가용 전력 및 작은 가용 코드수는 데이터 레이트를 감소시킨다. 예를 들어, 일 실시 형태로, CDMA 시스템에서 여러 패킷 데이터 링크가 이용 가능할 경우, 소정의 사용자 또는 모든 사용자로의 패킷 데이터는 월시 코드 16 내지 19 에 대응하는 채널을 통해 전송된다.

도 8 에 도시된 예에서, 이동 사용자에게 T/P 비를 제공하기 위하여 병렬 시그널링 채널이 사용된다. 병렬 시그널링 채널은 별도의 월시 코드에 의한 저속 채널이다. 병렬 시그널링 채널은 사용된 코드 뿐 아니라, 목표 수신자, 트래픽용 채널을 전송한다. 병렬 시그널링 채널은 별도의 반송 주파수 또는 다른 채널을 생성하기 위한 다양한 방법에 의해 구현될 수도 있다.

특정 사용자의 패킷 데이터는 하나 또는 여러 소정 채널로 전송된다. 예를 들어, CDMA 무선 통신 시스템의 일 실시 형태에서, 월시 코드 16 내지 19 는 데이터 통신에 할당된다. 도 8 에 도시된 예에서, 시그널링 메세지는 낮은 전송 레이트를 가지는 별개의 채널로 전송된다. 시그널링 메세지는 데이터 패킷과 동시에 전송될 수 있다. 시그널링 메세지는 사용된 코드 뿐 아니라, 데이터 패킷의 목표 수신자, 데이터 패킷의 전송 채널을 표시한다. 시그널링 메세지는 별도의 월시 코드를 사용하거나, 펑처 (puncture) 또는 삽입에 의해 고속 데이터 내에 시간 멀티플렉싱될 수 있다.

일 실시 형태에서, 시그널링 메세지는 헤더 등의 데이터 패킷 프레임보다 더 짧은 프레임 내로 부호화되어서, 수신기에게 시그널링 메세지를 복호하게 하고, 그에 따라 처리 판정 (processing decision) 을 행한다. 잠재적으로 목표 수신자 로 수신된 신호는 처리 판정(들)될 때까지 버퍼링된다. 예를 들어, 만약 당 수신기가 데이터의 목표 수신자가 아니라면, 그 수신기는 버퍼링된 데이터를 폐기하거나 버퍼링 등의 데이터 처리를 중단할 수 있다. 만약 시그널링 채널이 수신기에 대한 데이터를 가지고 있지 않으면, 그 수신기는 버퍼링된 데이터를 폐기하고, 시그널링 채널이 수신기에 대한 데이터를 가지고 있다면, 그 수신기는 시그널링 메세지에 표시된 파라미터를 사용하여, 시스템의 레이턴시를 줄이면서 버퍼링된 데이터를 복호한다.

일 실시 형태에서, 병렬 시그널링 채널은 여러 사용자들에게 전송된다. 여러 사용자들은 다양한 사용자 데이터를 구별할 수 있기 때문에, 각 다중 사용자들은 공통의 데이터 패킷(들)을 수신할 수 있다. 이러한 방법으로, 구성 정보는 시그널링 메세지에 의해 제공되고 각 사용자는 패킷(들)을 검색 및 복호할 수 있다. 일 실시 형태에서, 상기 메세지는 다중 사용자에게 방송되고, 이때 그룹 식별자를 방송한다. 같은 그룹에 속한 이동 사용자들은 사전에 그룹 식별자를 알고 있다. 그룹 식별자는 헤더 정보에 위치할 수 있다. 그룹 식별자는 고유의 월시 코드이거나 그룹을 식별하는 다른 방법일 수 있다. 일 실시 형태에서, 이동 사용자(들)는 하나 이상의 그룹에 속할 수도 있다.

도 9 는 시스템 (50) 내의 패킷 데이터 서비스를 위해 구성된 이동국의 일부 (80) 를 도시한 것이다. T/P 비가 T/P 프로세서 (82) 에 제공된다. 파일럿 신호는 수신된 파일럿 신호의 SNR 을 측정하기 위해 SNR 측정부 (84) 에 제공된다. T/P 비와 파일럿 SNR 의 출력은 트래픽 SNR 을 측정하기 위하여 곱셈기 (86) 로 제공된다. 그후, 트래픽 SNR 은 데이터 레이트 상관기 (88) 로 제공되어, 트래픽 SNR 을 관련 데이터 레이트에 적응 매핑 (adaptive mapping) 시킨다. 그후, 데이터 레이트 상관기 (88) 는 DRC 를 경유하여 데이터 레이트를 생성한다. 이동국의 일부 (80) 에서 수행되는 기능은 전용 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 (firmware), 또는 이들의 조합으로 구현할 수 있다.

도 8 에 도시된 바와 같이, T/P 비는 병렬 시그널링 채널을 사용하여 전송될 수도 있다. 수신기가 T/P 비에 기초하여 데이터 레이트를 결정할 때, 시그널링 메세지는 데이터 레이트를 포함하지 않는다. 그리고, 수신기는 전송된 동기 메세지에 기초하여 데이터 도달 타이밍 (arrival timing of data) 을 측정한다. 일 실시 형태에서는, 별도의 시그널링 메세지가 타이밍 정보를 위해 생성된다. 시그널링 메세지는 데이터와 병렬로 전송된다. 또 다른 실시 형태에서, 시그널링 메세지는 데이터 내에 펑처링된다.

도 10 은 일 실시 형태에 따른 패킷 데이터 전송과 저 지연 데이터 전송이 동시에 가능한 통합 무선 통신 시스템에서 데이터를 처리하는 방법을 도시한 것이다. 단계 (102) 에서, 이동국(들)은 트래픽 채널을 경유하여 수신된 정보인 트래픽 프레임을 수신한다. 트래픽 프레임은 단계 (104) 에서 버퍼링된다. 버퍼링은 이동국(들)이 전송된 데이터를 손실하지 않고 나중에 정보를 처리할 수 있게 한다. 예를 들어, 다른 데이터가 처리되는 동안 수신 데이터는 버퍼링될 수 있다. 또는 본 발명의 실시 형태와 같이, 버퍼링은 이동국(들)이 데이터의 목표 수신자를 결정할 때까지 데이터 처리를 지연시킬 수 있다. 다른 이동국을 목표로 한 데이터는 처리되지 않고 무시됨으로써, 값진 처리 능력을 보존한다. 이동국(들)이 자신을 목표 수신자로 인지하면, 버퍼링된 데이터를 되찾아 처리한다. 버퍼링된 데이터는 수신된 무선 주파수 샘플을 나타낸다. 다른 실시 형태에서는 버퍼링 정보없이 전송 데이터 속도를 결정하는데, 수신 데이터는 버퍼에 가장 먼저 저장된 데이터없이 처리된다.

도 10 에 대한 설명을 계속하면, 이동국(들)은 단계 (106) 에서, 트래픽 프레임과 결합된 수신 정보를 복호한다. 판정 다이아몬드 (108) 에서, 소정의 이동국이 목표 수신자와 일치하는지를 판정한다. 만약 일치하지 않으면, 공정은 단계 (110) 로 이어져서, 버퍼링된 트래픽 프레임을 폐기한다. 그리고 공정은 단계 (102) 로 되돌아가서, 다음 트래픽 프레임을 수신한다. 만약 이동 사용자가 목표 수신자와 일치하면, 트래픽 채널 프레임은 단계 (112) 에서 복호되고 공정은 단계 (102) 로 되돌아간다. 전송의 일부분을 복호할 수 있는 능력과 불필요한 복호 및 처리를 피할 수 있는 능력은 이동 사용자의 동작 효율을 증가시키고 관련된 전력 소비를 줄일 수 있다.

도 11 은 일 실시 형태에 따른 통합 무선 통신 시스템에서 데이터 레이트를 결정하는 다양한 방법을 도시한 것이다. 단계 (122) 에서, 이동국(들)은 트래픽 채널 및 파일럿 채널을 경유하여 신호를 수신한다. 단계 (124) 에서, 이동국(들)은 수신 파일럿 신호에 기초하여 "파일럿 SNR" 을 측정한다. 본 발명의 실시 형태에서, 파일럿 신호는 파일럿 전송을 위해 지정된 고유 채널로 전송된다. 다른 실시 형태에서, 파일럿 신호는 하나 이상의 채널 상에 하나 이상의 전송 데이터 내로 펑처링 될 수 있다. 일 실시 형태에서, 파일럿 신호는 트래픽 채널 주파수와는 상이한 소정의 주파수로 전송된다. 패킷 데이터 전송에서, 기지국과 각 이동국은 전송 데이터 레이트를 결정한다. 일 실시 형태에서, 기지국은 데이터 레이트를 결정하여 이동국에 통지한다. 다른 실시 형태에서는, 이동국이 데이터 레이트를 결정하여 기지국에 통지한다. 또 다른 실시 형태에서, 기지국과 이동국은 데이터 레이트를 미리 합의하는데, 각각은 서로에게 정보를 제공한다. 판정 다이아몬드 (126) 은 데이터 레이트 판정이 행해진 장소에 따라 공정 흐름이 분기된다. 만약 이동국이 데이터 레이트를 결정하였다면, 공정은 단계 (136) 로 이어진다. 만약 이동국에서 데이터 레이트를 결정하지 않았다면, 공정은 단계 (128) 로 이어진다.

일 실시 형태에서, 데이터 레이트를 결정하는 방법은 이동국과 기지국 간의 합의와 관련된다. 합의 과정에서, 이동국은 최대 달성가능 데이터 레이트 (maximum achievable data rate) 를 결정한다. 최대 달성가능 데이터 레이트는 이동국이 기지국의 유일한 수신기일 때, 가능한 데이터 레이트를 나타낸다. 이 경우, 기지국의 총 가용 전송 전력은 이동국에 전용된다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 단계 (128) 에서, 이동국은 동보 대 파일럿 비, 즉 B/P 비를 수신한다. 동보 전력은 기지국의 총 전송 전력이다. 파일럿 전력은 기지국으로 부터 파일럿 신호를 전송하기 위해 소비된 전력이다. 단계 (130) 에서, 이동국은 B/P 비와 파일럿 SNR 의 함수로서, 정규화 데이터 레이트를 결정한다. 정규화 데이터 레이트는 도 5 에 도시된 시스템 (50) 내의 다른 사용자들은 무시한채, 모든 동 보 전력이 당 이동 사용자의 데이터 트래픽 및 파일럿 신호에 이용될 경우, 당 이동 사용자에게 요청되는 데이터 레이트에 대응한다. 다시 말하면, 정규화 데이터 레이트는 최대 달성가능 데이터 레이트이다. 단계 (132) 에서, 정규화 데이터 레이트는 정규화 데이터 레이트 채널 (Normalized Data Rate Channel; NDRC) 를 경유하여 기지국까지 전송된다. 기지국은 각 이동국으로 부터 NDRC 를 수신하여 각 이동 사용자의 데이터 레이트를 결정한다. 단계 (134) 에서, 데이터 레이트 표시자가 각 이동국에 전송된다. 그리고, 공정은 단계 (144) 로 이어져서 이동국은 상기 데이터 레이트로 트래픽을 수신하고, 마지막으로 단계 (122) 로 되돌아간다.

B/P 비는 일반적으로 시간에 비해 상대적으로 느리게 변하기 때문에 상수로 나타난다. 기지국은 총 동보 전력과 파일럿 채널을 위해 사용된 전력의 비를 알고 있다. 다른 실시 형태에서는 전송 신호 에너지, 신호의 전력 스펙트럼 밀도 (power spectral density) 등과 같은 다른 표현식(들)을 사용한 가용 전력의 다른 표시자를 구현할 수도 있다.

도 11 에 대한 설명을 계속하면, 데이터 레이트를 결정하는 또 다른 방법으로, 데이터 레이트 판정이 이동국에 의해 행해진다. 이 실시 형태의 단계 (136) 에서, 이동국은 트래픽 대 파일럿 비, 즉 T/P 비를 수신한다. 단계 (138) 에서, 이동국은 가용 트래픽 전송 전력에 따라서 파일럿 SNR을 조정함으로써, 계산된 파일럿 SNR을 사용하여 "트래픽 SNR" 을 구한다. 본 발명의 실시 형태에서, T/P 비는 파일럿 SNR 을 조정하기 위해 사용된다. 그리고 트래픽 SNR 은 가용 전력을 사용한 트래픽 전송의 추정 SNR 을 나타낸다. 단계 (140) 에서, 트래픽 SNR 은 데이터 레이트와 관련된다. 트래픽 SNR 은 반송파 대 간섭 (C/I) 비 또는 채널 품질의 다른 표시자와 관련될 수 있다. 일 실시 형태에서, 트래픽 SNR 및 관련 데이터 레이트를 조견표 (lookup table) 에 저장한다. 단계 (142) 에서, 기지국의 요청에 따라서 데이터 레이트는 데이터 요청 채널 (Data Request Channel; DRC) 로 제공된다. 그리고 공정은 단계 (144) 로 이어진다.

다른 실시 형태에서, 이동국은 수신 파일럿 신호를 사용하여 T/P 비를 추정한다. 수신 파일럿 신호는 트래픽 정보를 복호하기 위한 채널 추정값을 제공한다. 수신 파일럿 신호에서 잡음 성분을 제거하기 위해 저역통과 필터가 사용될 수 있다. 이 필터링은 파일럿 신호와 함께 수신된 잡음의 추정값을 제공한다. 그리고 필터링 결과에 기초하여 T/P 비가 추정된다. 일례로, 다음과 같이 설명되는 시스템 모델을 고려해 보자.

여기서,

및

는 각각 이동국에 수신된 트래픽 및 파일럿 신호이다. 채널 이득, c 는 복소수이다. 트래픽 및 파일럿과 결합된 잡음은 각각

및

으로 나타내었다. 파일럿 및 트래픽의 총 전력은 각각 P 및 T 로 나타냈 다. 한편,

및

로 표현할 때,

및

는 각각 트래픽 및 파일럿 채널의 칩당 에너지를 나타내며, G_t 및 G_p는 각각 대응하는 처리 이득을 나타낸다. 잡음

및

는 다른 코드 채널간 직교성 때문에 서로 독립인 것으로 간주되며, 평균은 0 이고 분산은 N_t 이다. 상기 시스템 모델에서, 트래픽 대 파일럿비는 다음과 같이 주어진다.

트래픽 대 파일럿비의 최대 우도(Maximum Likelihood; ML) 추정값는 다음의 추정값을 사용하여 구할 수 있다.

근사화 후, 수학식 3 은 다음과 같이 간단하게 된다.

여기서, 콘스텔레이션 (constellation) 은 단위 평균 전력을 갖는다고 가정한다.

수학식 3 및 4 에서, 전송 신호를 나타내는 데이터 시퀀스 (data sequence) {s_k} 가 상기 수학식들 내에 포함되어 있어서, 추정값들의 계산이 어려울 수 있다. 그러나, 상기 수학식들은,

가 충분히 통계적이어서 T/P 비 추정 알고리즘 설계에 사용될 수 있다.

일 실시 형태에 의하면, T/P 비를 추정하는 알고리즘은

에 의해

와

에 의해 잡음 분산 N_t 의 값을 먼저 추정한다. 다음 알고리즘은 T/P 비의 추정값을 정의한다.

수학식 5 의 추정값은 근사적으로 바이어스되어 있지 않다. 최적 추정값은 테스트 통계값의 제 1 차 모멘트인데 반해, 수학식 5 의 추정값은 제 2 차 모멘트를 추정해야 한다. 두 방식 모두 바이어스되지 않는 추정값을 갖지만, 일반적으로 제 2 차 모멘트는 더 큰 추정 분산을 발생시킨다. 제 1 차 모멘트를 사용할 경우, 필요한 데이터 시퀀스를 이용할 수 없으며, 이동국은 콘스텔레이션의 특정 포맷을 사전에 이용해야 한다는 점을 고려해야 한다.

다른 실시 형태에서, T/P 비 추정 알고리즘은

에 의해

의 값을 추정하고,

의 실험적 확률 밀도 함수 (PDF) 를 구한다. M 이 충분히 커지면,

는 근사적으로 평균이

인 가우시안 분포를 갖는다고 할 수 있다. 그러면

의 PDF 로 부터 R 의 추정값을 구할 수 있다.

의 PDF 로 부터 R 의 추정값을 구하는 다양한 방법이 있다. 여러 특성이 상기 PDF 로 부터 트래픽 대 파일럿비를 구하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 높은 SNR 을 가지는 고차 변조의 경우, 여러

는 여러 개의 클러스터로 나누어 묶여진다. 이때, 클러스터의 중심 레이아웃은 s_k 의 콘스텔레이션의 레이아웃과 비슷하다. M-PAM, M-QAM, 및 M-PSK 의 경우, 콘스텔레이션 포인트가 등간격으로 위치한다. 또한, 각 클러스터의 분포는 근사적으로 가우시안 PDF 분포를 따른다. 정보 압축, 및/또는 보코딩 (vocoding) 과 같은 정보원 부호화 및 채널 부호화된 전송 신호는 동일한 확률을 갖는다.

상기 알고리즘은 주파수 영역 또는 시간 영역에도 적용할 수 있다. 주파수 영역 분석에서, 콘스텔레이션 포인트는 등간격으로 위치할 수 있으며,

의 PDF 의 클러스터들도 등간격으로 위치하여, 주기성을 나타낸다. 상기 간격, 즉 주기는 주파수 영역 분석에 의해 구해진다. 예를 들어, PDF 함수의 DFT 를 측정하여 히스토그램을 만들 때, 상기 알고리즘을 통해 장주기 (major period) 를 알아낸다. R 은 장주기와 두 콘스텔레이션 포인트간 주기에 의해 계산될 수 있다. M-QAM 의 경우, 2 차원 PDF 함수는 2개의 1 차원 함수로 간주할 수 있다. 다른 방법으로, 등간격 특성은 시간 영역에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 PDF 의 자기 상관 (auto-correlation) 함수 측정값을 계산함으로써, 제로 오프셋 (zero offset) 근처의 제 1 사이드 로브 (side lobe) 는 두 인접 클러스터 중심 사이의 평균 주기의 추정값을 제공할 수 있다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 PDF 클러스터의 N 개의 중심들을 먼저 결정한다. 상기 방법에서, 추정된 중심들은 {d_k} for k = 0, 1, …, N-1이고, 콘스텔 레이션 포인트 {a_k} for k = 0, 1, …, N-1 는 동일한 차수라고 가정한다. 최소 자승 알고리즘을 적용하면 다음과 같이 R 의 추정치를 구할 수 있다.

PDF 함수의 중심들은 다양한 방법으로 결정할 수도 있다.

콘스텔레이션 포인트는 동일한 확률을 가지기 때문에, 상기 방법은 먼저 PDF 로 부터 누적 확률 함수 (CDF) 를 구한다. 상기 CDF 에 대한 문턱 방식 (threshold scheme) 을 적용하여 클러스터를 형성한다. 그리고, 각 그룹의 중심은 제 1 차 모멘트를 사용하여 그룹 내에서 평균함으로써 계산된다. 다른 실시 형태에서, 영상 처리의 특징 추출 (feature extraction) 과 같은 기술이 적용될 수 있으며, 특징은 가우시안 PDF 로의 근사화에 기초한 피크 또는 템플릿 (template) 이다. 영상 분할 기술, 예를 들어 클러스터법 및 영역 성장법, 은 실험적 PDF 의 포인트들을 그룹화하는 방법을 제시한다. 수학식 6 과 4 를 비교하면, 클러스터링 공정과 경성 복호법이 서로 유사하다는 것을 알 수 있는데, 수학식 4 의 실제 신호 s_k는 수학식 6 에서는 경성 복호 심벌 a_m으로 대체된다.

도 1 에 도시된 시스템 (20) 과 같은 전형적인 HDR 시스템에서, 한 링크는 기지국 사이에 한번에 확립된다. 일 실시 형태에서, 무선 통신 시스템은 한번 에 여러 사용자들은 지원하도록 확장된다. 다시 말해서, 도 5 의 시스템 (50) 에서, 기지국 (52) 은 이동부 (56, 58, 및 60) 의 여러 사용자들에게 동시에 데이터를 전송한다. 도 5 에는 3 개의 이동국이 도시되었지만, 시스템 (50) 내에서 기지국 (52) 와 통신하는 이동국은 더 많을 수 있다. 패킷 데이터 채널 (54) 를 경유하여 다중 통신이 여러 사용자에게 제공된다. 일정 시간에, 패킷 데이터 채널을 통해 지원되는 사용자를 "활성 수신기 (active receiver)" 라고 한다. 각 활성 수신기는 패킷 데이터 채널 (54) 의 T/P 비를 측정하기 위하여 시그널링 메세지(들)를 복호한다. 각 활성 수신기는 다른 활성 수신기(들)의 능력을 고려하지 않고 T/P 비를 측정한다. 기지국은 활성 수신기로 부터 데이터 레이트 요청 (data rate requests) 을 받아서, 그에 비례하여 전력을 할당한다.

도 1 을 다시 참조하면, 종래 HDR 통신 시스템에서는 콘스텔레이션 정보, 부호화 방식, 채널 식별, 및 패킷 데이터 가용 전송 전력 등을 포함한 많은 정보가 사전에 주어진다. 콘스텔레이션 정보는 디지털 데이터 정보를 전송용 반송파로 변조하는 변조 방식을 지칭한다. 변조 방식에는 이진 위상 편이 방식 (Binary Phase-Shift Keying), 직교 위상 편이 방식 (QPSK), 직교 진폭 변조 (QAM) 등이 포함된다. 부호화 방식은 정보원 정보를 디지털 형태로 부호화하는 양태를 포함하는 것으로, 터보 부호화, 콘볼루션 부호화 (convolution coding), 순회 용장 검사 (CRC) 등의 오류 부호화, 레이트 세트 (rate sets) 등이 있으며 이에 제한되지 않는다. DRC 를 통하여 수신기는 콘스텔레이션 및 부호화 정보를 요청할 수 있다. 채널 식별에는 확산 주파수 (spread spectrum) 통신 시스템에서 월시 코드 와 같은 확산 코드가 포함되고, 반송 주파수가 포함될 수 있다. 채널 식별은 미리 결정되고 고정될 수 있다. 패킷 데이터 가용 전송 전력은 주지의 가용 전송 전력과 주지의 파일럿 신호 전력에 기초하여 일반적으로 알려진다.

패킷 데이터와 저 지연 데이터의 통합 시스템에서, 위에서 상술한 정보의 일부는 사전에 알려지지 않으며, 가용 전력과 가용 채널을 음성 통신 등의 저 지연 데이터와 공유해야 하기 때문에, 변하기 쉽다. 다음 표는 HDR 시스템에서 가용 정보를 비교한 것이다.

HDR 시스템의 가용 정보

	HDR 시스템	통합 시스템	통합 시스템
정보	패킷 데이터 전용	T/P	시그널링 채널
목표 수신자	패킷 복호	패킷 복호	메세지
콘스텔레이션	DRC	DRC	DRC
부호화	DRC	DRC	DRC
채널(들)	고정	미지	메세지
데이터에 대한 트래픽 전력	고정	T/P	미지

도 8 에 도시된 바와 같이, 시그널링 채널을 사용하면, 상기 정보의 대부분을 수신기에 제공할 수 있다. 상기 메세지는 목표 수신자(들)와 패킷 데이터 통신 채널(들)을 식별한다. DRC 정보는 콘스텔레이션 및 부호화를 특정한 데이터 레이트를 요청한다. 일 실시 형태에서, 가용 트래픽 전력과 파일럿 신호 강도의 비율을 나타내는 가용 트래픽 전력 표시자는 데이터 레이트를 결정하는 척도를 제공한다. 별도의 병렬 시그널링 채널을 갖춘 일 실시 형태에 따르면, 목표 수신자, 콘스텔레이션, 및 부호화에 관한 정보는 트래픽 채널 및/또는 DRC 를 통해 전송되고, 반면에, 채널(들) 및 데이터의 트래픽 전력에 관한 정보는 병렬 시그널링 채널을 통해 전송된다.

위에서 상술한 실시 형태의 적용 및 실시 형태의 결합은 무선 통신 시스템 내에서 패킷 데이터와 저 지연 데이터를 결합해서 동시 전송할 수 있게 한다. 언급한 바와 같이, 음성과 패킷 데이터의 결합은 전송 공정을 변화 시킨다. 시그널링 채널을 별도로 적용하면, 무선 통신 시스템에서 통신 품질을 저하시키지 않으면서 수신기까지 정보를 제공할 수 있다. 시그널링 채널 메세지는 목표 수신자(들) 정보를 나타낼 수 있다. 송신기에서 요청한 데이터 레이트를 결정하도록 수신기를 보조하는 정보를 제공하기 위해 수신기까지 가용 트래픽 표시자를 전송한다. 이와 유사하게, 트래픽 표시자가 여러 수신기에 의해 사용되면, 각 수신기는 데이터 레이트를 트래픽 표시자로 계산하고, 송신기는 여러 수신기에 패킷 데이터를 전송하기 위한 전송 채널을 할당하도록 송신기를 보조하는 정보를 수신한다.

따라서, 무선 통신 시스템에서 고속 데이터 전송을 위한 신규하고 개선된 방법 및 장치를 설명했다. 위에서 상술한 예는 CDMA 시스템을 설명한 것이지만, 다양한 실시 형태가 어떤 무선 사용자당 연결 방법에라도 적용될 수 있다. 효율적인 통신을 위하여, 실시 형태의 일례로 HDR 에 대해 설명했지만, IS-95, W-CDMA, IS-2000, GSM, TDMA 등에도 효과적으로 적용할 수 있다.

당업자가 이해할 수 있는 데이터, 지시 (instructions), 명령 (commands), 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩 등은 본 명세서 전반에서 참조될 수 있으며, 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자분 (magnetic particles), 광계 또는 광자, 또는 이들의 결합에 의해 보다 바람직하게 표현된다.

또한, 당업자가 이해할 수 있는 다양한 예시 논리도, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계 등의 기술들이 본 명세서에서 개시된 실시 형태와 관련하여 설명되었으며, 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 및 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 다양한 예시 성분, 블록, 모듈, 회로, 및 단계들은 일반적으로 기능성의 관점에서 설명된다. 상기 기능성이 하드웨어로 구현될지 소프트웨어로 구현될지 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 적용 및 설계 제약 조건에 의존한다. 당업자들은 상기 상황 하에서 하드웨어와 소프트웨어의 교체 가능성을 인식하고, 특정 적용에서 상기 기능성을 구현하기 위한 최상의 방법을 알 수 있다.

예를 들어, 본 명세서에서 개시된 실시 형태와 관련하여 설명된 다양한 예시 논리도, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계 등은 디지털 신호 프로세서 (DSP), 응용 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 배열 (FPGA) 또는 다른 프로그래머블 논리 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 레지스터 및 선입 선출 (FIFO) 타입과 같은 이산 하드웨어 성분, 일련의 펌웨어 지시를 수행하는 프로세서, 기타 종래의 프로그래머블 소프트웨어 모듈 및 프로세서, 또는 기타 본 명세서에 설명된 기능을 수행하도록 설계된 것들의 결합에 의해 구현 내지 실행된다. 프로세서는 바람직하게 마이크로 프로세서 (microprocessor) 일 수 있으나, 다른 방법으로는, 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 기계일 수 있다. 소프트웨어 모듈은 임의 접근 기억장치 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 기억장치 (ROM), 전기적 프로그래머블 ROM (EPROM), 전기적 소거 가능 프로그래머블 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드 디스크, 분해 가능 디스크 (removable disk), 콤팩트 디스크 ROM (CD-ROM), 또는 당업계에 알려진 저장 매체의 다른 형태 내에 갖추어질 수 있다. 프로세서는 ASIC (미도시) 내에 갖추어 질 수 있다. ASIC 은 전화기 (미도시) 내에 갖추어질 수 있다. 다른 방법으로, 프로세서가 전화기 내에 갖추어질 수 있다. 프로세서는 DSP 와 마이크로프로세서를 결합하여 구현하거나, DSP 코어 (core) 와 연결된 2 개의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있다.

당업자로 하여금 본 발명을 실시 또는 사용할 수 있도록 바람직한 실시형태에 대한 설명을 제공한다. 이들 실시형태에 대한 다양한 변형은 당업자에게 분명하며, 본 명세서에 정의된 일반 원칙들을 창의적인 기술을 사용하지 않고 다른 실시형태에 적용할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 나타낸 실시 형태에 제한하려는 의도는 아니며, 본 명세서에 개시된 원칙과 신규한 특징에 일치하는 광범위한 범위에 부여시키려는 것이다.

도 1 은 고속 데이터 레이트 (HDR) 프로토콜 무선 통신 시스템의 일 실시 형태를 나타낸 블록도이다.

도 2 는 도 1 에 도시된 HDR 시스템의 동작을 설명한 상태도이다.

도 3 은 도 1 에 도시된 HDR 무선 통신 시스템에서 다수의 패킷 데이터 사용자의 사용 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 4 는 도 1 에 도시된 HDR 무선 통신 시스템에서 사용자의 수신 전력을 나타낸 그래프이다.

도 5 는 일 실시 형태에 따른 저 지연 데이터 사용자를 포함한 HDR 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 6 내지 8 은 다양한 실시 형태에 따른 HDR 무선 통신 시스템에서 사용자의 수신 전력을 나타낸 그래프이다.

도 9 는 일 실시 형태에 따른 HDR 무선 통신 시스템에서 수신기의 일부를 나타낸 블록도이다.

도 10 은 일 실시 형태에 따른 시그널링 채널을 구현한 무선 통신 시스템에서 트래픽 데이터 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 11 은 일 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템에서 전송용 데이터 레이트를 결정하는 방법을 도시한 흐름도이다.

Claims

기지국으로부터 무선 통신 장치까지의 총 전송 전력 마이너스 저 지연 데이터 전송 및 파일럿 신호 전송용으로 사용된 전력과 동일한 가용 패킷 데이터 전송 전력에 대응하는 제 1 표시자를 수신하도록 동작하는 제 1 프로세서로서, 저 지연 데이터는 음성 및 비디오 중 하나 이상을 포함하는, 상기 제 1 프로세서; 및

상기 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호의 신호 강도 및 상기 제 1 표시자의 함수로서 패킷 데이터 전송 레이트 표시자를 결정하도록 동작하는 상관부를 구비하며,

상기 무선 통신 장치 및 상기 기지국은, 패킷 데이터 서비스 및 저 지연 데이터 서비스를 모두 이용하는, 무선 통신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 가용 패킷 데이터 전송 전력 대 파일럿 채널 전력의 비에 대응하는, 무선 통신 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 파일럿 신호 강도는 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음비의 측정값인, 무선 통신 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 프로세서 및 상기 상관부에 결합되고, 패킷 데이터 전송을 위한 신호 대 잡음비를 결정하기 위해 상기 가용 패킷 데이터 전송 전력 대 파일럿 채널 전력의 비에 대응하여 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음비를 조정하도록 동작하는 조정 노드를 더 구비하는, 무선 통신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장치는 상기 패킷 데이터 전송 레이트 표시자를 데이터 레이트 요청 채널을 통하여 상기 기지국으로 전송하도록 동작하는, 무선 통신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 상관부는 트래픽 신호 대 잡음비의 세트에 대응하는 데이터 전송 레이트의 세트로부터 상기 패킷 데이터 전송 레이트 표시자를 선택하는, 무선 통신 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 패킷 데이터 전송 레이트 표시자는, 콘스텔레이션 및 부호화 타입에 의해 정의되는 데이터 레이트인, 무선 통신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장치는 패킷 데이터 전송 및 저 지연 데이터 전송을 지원하는 무선 통신 시스템 내에서 동작하는, 무선 통신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 상기 기지국으로부터 상기 장치로 별도의 병렬 시그널링 채널을 통하여 전송되는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 상기 기지국으로부터 상기 장치로 데이터 패킷과 동시에 전송되는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 데이터 패킷의 목표 수신자를 나타내는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 데이터 패킷의 전송 채널을 나타내는, 무선 통신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 부호화 타입을 나타내는, 무선 통신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 부호분할 다중접속 (CDMA) 채널을 통해 패킷 데이터 및 저 지연 데이터를 수신하도록 동작하는 수신기를 더 구비하는, 무선 통신 장치.
총 가용 전송 전력을 가지고, 이동국에 패킷 데이터 및 저 지연 데이터 모두를 전송하도록 동작하는 무선 통신 시스템에서,

제 1 전송 전력을 갖는 파일럿 신호를 사용하여 기지국과 이동국 사이에 하나 이상의 저 지연 데이터 통신 링크를 확립하는 단계로서, 저 지연 데이터는 음성 및 비디오 중 하나 이상을 포함하는, 상기 확립 단계;

상기 총 가용 전송 전력, 저 지연 데이터 전송 전력 및 상기 제 1 전송 전력의 함수로서 가용 패킷 데이터 트래픽 전력을 결정하는 단계; 및

상기 가용 패킷 데이터 트래픽 전력에 기초하여 패킷 데이터 전송 레이트를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 하나 이상의 저 지연 데이터 통신은 음성 통신인, 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 가용 패킷 데이터 트래픽 전력을 결정하는 단계는,

상기 제 1 전송 전력에 대한 상기 총 가용 전송 전력의 트래픽 대 파일럿비를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 패킷 데이터 전송 레이트를 결정하는 단계는,

상기 트래픽 대 파일럿비에 따라 파일럿 신호의 신호 대 잡음비를 조정함으로써 상기 패킷 데이터 트래픽의 신호 대 잡음비를 추정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
가용 트래픽 대 파일럿 전력의 비에 대응하는 제 1 표시자를 수신하도록 동작하는 제 1 프로세서;

파일럿 신호를 수신하고 상기 파일럿 신호의 파일럿 신호 대 잡음비를 결정하도록 동작하는 측정부;

상기 측정부 및 상기 제 1 프로세서에 결합되고, 트래픽 신호 대 잡음비를 형성하기 위하여 상기 제 1 표시자에 의해 상기 파일럿 신호 대 잡음비를 조정하도록 동작하는 가산 노드; 및

상기 트래픽 신호 대 잡음비를 수신하고, 기지국으로부터 무선 통신 장치로의 패킷 데이터 전송에 대한 데이터 레이트를 결정하도록 동작하는 상관부를 구비하며,

상기 무선 통신 장치 및 상기 기지국은, 패킷 데이터 서비스 및 저 지연 데이터 서비스를 모두 이용하는, 무선 통신 장치.
기지국으로부터 무선 통신 장치까지의 총 전송 전력 마이너스 저 지연 데이터 전송 및 파일럿 신호 전송용으로 사용된 전력과 동일한 가용 패킷 데이터 전송 전력에 대응하는 제 1 표시자를 수신하는 프로세싱 수단으로서, 저 지연 데이터는 음성 및 비디오 중 하나 이상을 포함하는, 상기 프로세싱 수단; 및

상기 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호의 신호 강도 및 상기 제 1 표시자의 함수로서 패킷 데이터 전송 레이트 표시자를 결정하는 상관 수단을 구비하며,

상기 무선 통신 장치 및 상기 기지국은, 패킷 데이터 서비스 및 저 지연 데이터 서비스를 모두 이용하는, 무선 통신 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 가용 패킷 데이터 전송 전력 대 파일럿 채널 전력의 비에 대응하는, 무선 통신 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 파일럿 신호 강도는 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음비의 측정값인, 무선 통신 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 프로세싱 수단 및 상기 상관 수단에 결합되고, 패킷 데이터 전송을 위한 신호 대 잡음비를 결정하기 위해 상기 가용 패킷 데이터 전송 전력 대 파일럿 채널 전력의 비에 대응하여 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음비를 조정하도록 동작하는 조정 수단을 더 구비하는, 무선 통신 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 장치는 상기 패킷 데이터 전송 레이트 표시자를 데이터 레이트 요청 채널을 통하여 상기 기지국으로 전송하도록 동작하는, 무선 통신 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 상관 수단은 트래픽 신호 대 잡음비의 세트에 대응하는 데이터 전송 레이트의 세트로부터 상기 패킷 데이터 전송 레이트 표시자를 선택하는, 무선 통신 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 패킷 데이터 전송 레이트 표시자는, 콘스텔레이션 및 부호화 타입에 의해 정의되는 데이터 레이트인, 무선 통신 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 장치는 패킷 데이터 전송 및 저 지연 데이터 전송을 지원하는 무선 통신 시스템 내에서 동작하는, 무선 통신 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 상기 기지국으로부터 상기 장치로 별도의 병렬 시그널링 채널을 통하여 전송되는, 무선 통신 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 상기 기지국으로부터 상기 장치로 데이터 패킷과 동시에 전송되는, 무선 통신 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 데이터 패킷의 목표 수신자를 나타내는, 무선 통신 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 데이터 패킷의 전송 채널을 나타내는, 무선 통신 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 제 1 표시자는 부호화 타입을 나타내는, 무선 통신 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 부호분할 다중접속 (CDMA) 채널을 통해 패킷 데이터 및 저 지연 데이터를 수신하는 수단을 더 구비하는, 무선 통신 장치.
가용 트래픽 대 파일럿 전력의 비에 대응하는 제 1 표시자를 수신하는 프로세싱 수단;

파일럿 신호를 수신하고 상기 파일럿 신호의 파일럿 신호 대 잡음비를 결정하는 측정 수단;

상기 측정 수단 및 상기 프로세싱 수단에 결합되고, 트래픽 신호 대 잡음비를 형성하기 위하여 상기 제 1 표시자에 의해 상기 파일럿 신호 대 잡음비를 조정하는 가산 수단; 및

상기 트래픽 신호 대 잡음비를 수신하고, 기지국으로부터 무선 통신 장치로의 패킷 데이터 전송에 대한 데이터 레이트를 결정하는 상관 수단을 구비하며,

상기 무선 통신 장치 및 상기 기지국은, 패킷 데이터 서비스 및 저 지연 데이터 서비스를 모두 이용하는, 무선 통신 장치.
총 가용 전송 전력을 가지고, 이동국에 패킷 데이터 및 저 지연 데이터 모두를 전송하도록 동작하는 무선 통신 시스템에서 사용을 위한 컴퓨터 판독가능 매체로서,

상기 컴퓨터 판독가능 매체는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령의 세트를 포함하며,

상기 명령의 세트는,

제 1 전송 전력을 갖는 파일럿 신호를 사용하여 기지국과 이동국 사이에 하나 이상의 저 지연 데이터 통신 링크를 확립하는 명령으로서, 저 지연 데이터는 음성 및 비디오 중 하나 이상을 포함하는, 상기 확립하는 명령;

상기 총 가용 전송 전력, 저 지연 데이터 전송 전력 및 상기 제 1 전송 전력의 함수로서 가용 패킷 데이터 트래픽 전력을 결정하는 명령; 및

상기 가용 패킷 데이터 트래픽 전력에 기초하여 패킷 데이터 전송 레이트를 결정하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
제 35 항에 있어서,

상기 하나 이상의 저 지연 데이터 통신은 음성 통신인, 컴퓨터 판독가능 매체.
제 35 항에 있어서,

상기 가용 패킷 데이터 트래픽 전력을 결정하는 명령은,

상기 제 1 전송 전력에 대한 상기 총 가용 전송 전력의 트래픽 대 파일럿비를 결정하는 명령을 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
제 37 항에 있어서,

상기 패킷 데이터 전송 레이트를 결정하는 명령은,

상기 트래픽 대 파일럿비에 따라 파일럿 신호의 신호 대 잡음비를 조정함으로써 상기 패킷 데이터 트래픽의 신호 대 잡음비를 추정하는 명령을 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.