통신 시스템에서의 패킷 에러율 추정 document_id A220517009237

발명의 분야 본 발명은 일반적으로 원격통신에 관한 것이다. 관련 기술의 설명 통신 시스템은 배선 접속들, 무선 신호 전송들 또는 두 가지의 조합에 기초할 수 있다. 일부 시스템들은 음성 통신들을 취급할 수 있다. 일부는 데이터 통신들을 취급할 수 있다. 일부는 하나 이상의 유형의 통신이 가능하다(즉, 음성 및 데이터). 데이터 통신 시스템들에서, 정보 비트들은 통상적으로 프레임 또는 패킷 포맷으로 그룹화되고, 수신기에 전송된다. 수신된 패킷들은 소실되거나, 에러들을 포함할 수 있으며, 그 이유는 예를 들어, 데이터를 전송하기 위한 노이즈성 채널 때문이다. 패킷 에러율(packet error rate; PER)은 에러를 포함하는 수신된 패킷들의 백분율이다. 알려진 시스템들은 시간 간격 동안의 소실 또는 에러성 패킷들의 수를 계수함으로써, 직접적으로 PER을 결정한다. 그러나, 많은 상황들에서, 직접 계수 기술들을 사용하여 PER을 적절히 결정하는 것이 불가능하다. 다수의 데이터 전송 배열들에서, 전송은 채널에 걸쳐 연속적이지 않다. 데이터 전송들은 예를 들어, 파열성(bursty)이 되는 경향을 갖는다. 수신된 데이터 패킷들이 존재하지 않는 침묵 주기들(silent periods) 동안, 계수 대상이 존재하지 않으며, PER을 결정할 기초가 없다. PER을 결정하기 위한 직접 계수가 필연적으로 신뢰성 있는 결과들을 제공하지 않는 다른 상황은 실제 PER이 매우 작을 때이다. 예를 들어, PER이 10-4 또는 10-5 정도일 수 있다. 제한된 시간 간격내에서, 수신된 패킷들의 수는 PER을 정확히 결정하기 위한 충분한 정보를 제공하기에 충분히 크지 못하다. PER은 채널 품질 및 시스템 성능을 나타내는 중요한 척도이다. PER은 패킷 에러들의 발생을 감소시키기 위해, 신호-대-노이즈비(SIR)를 조절함으로써, 리던던시(redundancy)를 도입함으로써 또는 양자 모두에 의해 제어될 수 있다. 알려진 시스템들은 선택된 목표 미만으로 PER을 유지하기를 시도하도록 설계되어 있다. PER 목표의 선택에 통상적으로 영향을 미치는 신호 전송 전력과 서비스 품질 사이에 절충(trade-off)이 존재한다. 전진 에러 보정(FEC) 및 자동 반복 요청(ARQ)은 통신 시스템들에서의 전형적인 에러 보호 체계들이다. 송신기에서, 인코더는 패리티 비트들의 형태로 정보 비트를 보호하기 위해 리던던시를 추가한다. 수신기에서, 디코더는 특정 수의 에러들이 교정될 수 있도록 리던던시를 탐색한다. 코드형 시스템(coded system)은 인터페이스당 보다 많은 채널 에러들을 견딜 수 있으며, 따라서, 보다 낮은 전송 전력에서 동작하고 보다 높은 데이터 전송율로 전송하도록 제공될 수 있다. ARQ에 대하여, 송신기는 패킷을 수신기에 전송한다. 수신기는 패킷이 에러들을 갖는지의 여부를 결정하기 위해 패킷 수신시 에러 검출을 수행한다. 수신기는 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타내는 수신통지를 송신기로 반송한다. 패킷이 정확하게 수신되지 않은 경우, 송신기는 동일 패킷을 재전송한다. 그렇지 않은 경우, 송신기는 버퍼로부터 패킷을 제거하고, 다음 패킷을 처리한다. 또한, FEC와 ARQ 기술들의 조합도 존재하며, 이는 하이브리드 ARQ(HARQ) 체계로 알려져 있다. 두 가지 특정 기술들이 HARQ내에서 알려져 있다: 체이스 조합(Chase combining) 및 증분 리던던시(incremental redundancy). 원 데이터 패킷(original data packet)은 저율(low rate) FEC 코드로 코딩된다. 코딩된 패킷은 그후 다수의 서브 패킷들로 분할된다. 각각의 서브 패킷은 전송을 위한 단위체(unit)로서 사용된다. 체이스 조합에서, 각각의 서브 패킷은 원 코딩된 패킷(original coded packet)과 동일하다. 서브 패킷이 에러들을 갖고 디코딩되는 경우에, 다음 서브 패킷이 전송된다. 수신기에서, 다수의 수신된 서브 패킷들은 최적으로 조합 및 디코딩된다. 증분 리던던시에서, 각각의 서브 패킷은 서로 다르며, 원 패킷의 리던던시 정보를 갖는다. 제 1 서브 패킷이 부정확하게 디코딩되는 경우에, 다음 서브 패킷이 전송된다. 수신기에서, 다수의 수신된 서브 패킷들은 함께 연계되고, 디코딩을 위한 코딩된 워드를 형성한다. 전송시 더욱 많은 서브 패킷들을 사용하는 것은 수신기에서, 더욱 많은 리던던시 정보와 함께, 더욱 긴 코딩된 워드를 초래하게 된다. 따라서, 증분 리던던시 기술의 각각의 전송은 더욱 높은 에러 보정 기능을 위해 부가적인 리던던시 정보를 제공한다. 무선 통신 시스템들에서, 컨벌루션 코드들(convolutional codes) 및 터보 코드들이 통상적으로 FEC 코드들로서 사용된다. 코드형 시스템내의 PER은 비트 에너지 대 노이즈 스펙트럼 밀도의 비율(Eb/No), FEC 코드 레이트, ARQ 체계 및 패킷 크기에 의존한다. 컨벌루션 코드들 및 터보 코드들을 위한 디코딩 에러 가능성은 분석적으로 연산하기 곤란하다. 정확한 에러 가능성을 획득하는 대신, 통상적으로, 디코딩 성능의 신뢰성있는 레벨을 반영하도록 경계(bound)가 유도된다. 설명을 위해, 트래픽 채널상의 데이터 전송은 일 예에서, 무선 통신을 사용하여 이루어진다. 이러한 기능을 갖는 일 예의 시스템은 1xEV-DV 시스템이며, 이는 3GPP2에 의해 규정된 3세대 CDMA2000 표준들이다. 1xEV-DV 시스템내의 역방향 링크상에 구성된 다수의 채널들이 존재한다. 사용자 트래픽을 전송하기 위한 고속 데이터 채널은 역방향 링크 패킷 데이터 채널(R-PDCH)이다. 상기 채널 상의 전송 시간 단위는 통상적으로 슬롯이라 지칭되며, 종종 10밀리초 기간을 갖는다. FEC 코드로 코딩된 인코더 패킷은 서브 패킷들로 분할된다. 각 서브패킷은 시간 슬롯내에서 스케줄링 및 전송된다. 다양한 서로 다른 인코더 패킷 크기들이 존재한다. 터보 코드는 PDCH를 위한 FEC 코드로서 사용되는 것으로 알려져 있다. 컨벌루션 코드는 기본 채널(FCH) 및 보완 채널(SCH)과 같은 레거시(legacy) 3G1x 트래픽 채널들을 위해 사용되는 것으로 알려져 있다. R-PDCH상에서의 전송율은 통상적으로 6.4KBPS로부터 1.8MBPS까지 변하며, 채널 상태 및 이동국에서의 가용 데이터에 따라 동적으로 설정된다. R-PDCH상에서의 서로 다른 전송율은 서로 다른 인코더 크기들 및 변조 체계의 결과이다. 일 예에서, 하이브리드 ARQ가 시간 다이버시티 및 에러 성능 향상을 조사하기 위해 R-PDCH상에 사용된다. 역방향 링크 파일럿 채널(R-PICH)은 파일럿 시퀀스를 연속적으로 전송하기 위해 사용된다. 파일럿 시퀀스는 복수의 이진수 같은 변조되지 않은 알려진 신호들의 시퀀스이다. CDMA 확산 스펙트럼 시스템에서, 파일럿 신호는 다중-경로 컴포넌트 특성들을 결정하고, 수신된 신호들의 일관성있는 복조를 돕기 위해 사용된다. 파일럿 채널상의 전송 전력은 예를 들어, 다른 채널들을 위한 기준점으로서 사용된다. 예를 들어, R-PDCH는 통상적으로 T2P(트래픽 대 파일럿) 비율이라 지칭되는 파일럿 채널의 전송 전력에 걸쳐 고정된 오프셋을 갖는다. CDMA 시스템에서, 예를 들어, 특정 목표 미만으로 트래픽 채널의 PER을 유지하는 것이 바람직하다. 일 예에서, 1% PER은 사용자 데이터 서비스의 적당한 품질을 유지한다. 트래픽 SIR의 조절은 PER의 제어를 유지한다. 예를 들어, PER이 너무 높을 때, 목표 SIR은 증가된다. 예를 들어, PER이 너무 낮을 때, 목표 SIR은 감소되어 특정 이동국에 의해 발생되는 간섭을 감소시킨다. PER을 목표 임계치 미만으로 유지하기 위해 목표 SIR을 조절하는 것은 때때로 외부 루프 전력 제어라 지칭된다. 내부 루프 전력 제어는 목표 SIR에 따라 전송 전력을 조절한다. 내부 루프 및 외부 루프 전력 제어는 양호한 시스템 성능을 달성하기 위해 동시에 동작된다. 기지국의 전력 제어부(22)는 외부 루프 전력 제어를 책임진다.