KR101137350B1

KR101137350B1 - 다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템에 있어서, 전송제어 방법 및 장치

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Publication number: KR101137350B1
Application number: KR1020060061942A
Authority: KR
Inventors: 김봉회; 윤영우; 김기준; 윤석현; 안준기; 서동연; 김학성; 이정훈; 김은선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2012-04-19
Also published as: KR20070094426A

Abstract

본 발명의 다중 전송 방법은 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)의 경우, 심볼(symbol) 단위로 전송하도록 결정하되, 상기 심볼 단위는 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록(data block)에 상응하는 데이터량임을 특징으로 하는 단계 및 상기 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)에 대한 대역 할당 방법과 사용자 데이터(user data)에 대한 대역 할당 방법을 독립적으로 결정하는 단계를 포함하여 더욱 효율적인 통신을 하기 위한 것이다.

OFDM, SC-FDMA

Description

다수의 부 반송파를 이용하는 통신 시스템에 있어서, 전송 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for control transmitting in communication system using subcarriers}

도 1은 DFT-S-OFDM 방식을 사용하는 통신 시스템의 송신 단 구조도이다.

도 2는 대역 할당 방법의 두 가지 예를 나타낸 예시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향 링크 서브 프레임 구조도이다.

도 4 및 도 5는 OFDM 통신 방식을 사용하는 경우 다중화 방법의 일례를 도시한 구성도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 흐름도이다.

본 발명은 다중 반송파 혹은 SC-FDMA(single-carrier frequency division multiful access) 시스템에서 정보 전송을 위한 대역 할당 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 정보에 포함된 제어 정보를 보다 효율적으로 전송하여 원활한 통신을 하기 위한 것이다.

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식은 다수의 반송파를 사용하여 동시에 데이터를 전송한다. OFDM 방식은 고속 전송률을 가지는 데이터 열을 낮은 전송률을 가지는 많은 수의 데이터 열로 나누고, 상기 데이터 열들 각각에 대해서 반송파를 통해 전송하는 방식이다. 상기 다수의 반송파 각각을 부 반송파(subcarrier)라 한다. 상기 OFDM 방식에서 사용되는 다수의 반송파 사이에는 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신 단에서 검출해 낼 수 있다. 상기 고속 전송률을 가지는 데이터 열은 OFDM 방식으로 전송하기 위해 직/병렬 변환기를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 열로 변환된다. 병렬 스트림으로 변환된 다수의 데이터 열에 각각의 부 반송파가 곱해진 후 각각의 데이터 열이 합해져서 수신 단으로 전송된다. 직/병렬 변환부에 의해 생성된 다수의 병렬 데이터 스트림은, IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)에 의하여 다수의 부 반송파로 전송될 수 있으며, 상기 IDFT는 역 고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다. 낮은 전송률을 갖는 부 반송파의 심볼 구간(symbol duration)은 증가하게 되므로 다중경로 지연확산에 의해 발생하는 시간상에서의 상대적인 신호 분산(dispersion)이 감소한다. OFDM 심볼 사이에 채널의 지연 확산보다 긴 보호구간(guard interval)을 삽입하여 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference)을 줄일 수 있다. 또한, 보호구간에 OFDM 신호의 일부를 복사하여 심볼의 시작부분에 배치하면 OFDM 심볼은 순환적으로 확장(cyclically extended)되어 심볼을 보호할 수 있다.

도 1은 종래의 DFT-S-OFDM 방식을 사용하는 통신 시스템의 송신 단의 구조도 이다. 이하, 도 1을 참조하여 종래 DFT-S-OFDM 방식을 설명한다. 상기 DFT-S-OFDM 방식은 SC-FDMA(Single Carrier-FDMA)으로도 불린다. 종래의 SC-FDMA 기법은 상향 링크에 주로 적용되는 기법으로 주파수 영역에서 먼저 DFT 행렬로 분산(spreading)을 먼저 적용한 다음 그 결과를 종래의 OFDM 방식으로 변조하여 전송하는 기법이다. 종래 장치의 동작을 설명하기 위하여 몇 가지 변수를 정의한다. N은 OFDM 신호를 전송하는 부 반송파의 개수를 나타내고, Nb는 임의의 사용자 단말기(user equipment)를 위한 부 반송파의 개수를 나타내고, F는 이산 푸리에 변환 행렬, 즉 DFT 행렬을 나타내고, s는 데이터 심볼 벡터를 나타내고, x는 주파수 영역에서 데이터가 분산된 벡터를 나타내고, y는 시간영역에서 전송되는 OFDM 심볼 벡터를 나타낸다.

SC-FDMA에서는 DFT 확산 모듈(120)을 이용해서 데이터 심볼(s)을 전송하기 전에 DFT 행렬을 이용해서 분산시킨다. 이는 다음 수학식 1로 표현된다.

수학식 1에서

는, 데이터 심볼(s)을 분산시키기 위해서 사용된 Nb 크기의 DFT 행렬이다. 이렇게 분산된 벡터(x)에 대하여 일정한 부 반송파 할당 기법에 의해 부 반송파 매핑(subcarrier mapping)(130)이 수행되고, IDFT 모듈(140)에 의해 시간영역으로 변환되어 수신 측으로 전송하고자 하는 신호가 얻어진다. 상기 수신 측으로 전송되는 전송신호는 다음 수학식 2와 같다.

수학식 2에서

는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하기 위해 사용되는 크기 N의 DFT 행렬이다. 상술한 방법에 의해 생성된 신호 y는, 순환 전치 삽입부(160)에 의해 순환 전치(cyclic prefix)가 삽입되어 전송된다. 상술한 방법에 의해 전송 신호를 생성하여 수신 측으로 전송하는 방법을 SC-FDMA 방법이라 한다. DFT 행렬의 크기는 특정한 목적을 위해 다양하게 제어될 수 있다.

이하 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식을 설명한다. OFDMA 방식은, 직교하는 다수의 부 반송파를 이용하는 변조 방식의 시스템에 있어 이용 가능한 부 반송파(subcarrier)의 일부를 각 사용자 단말기(UE)에 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA 방식은 부 반송파라는 주파수 자원을 각 사용자 단말기에 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자 단말기에 서로 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다.

도 2는 대역 할당 방법의 두 가지 예를 나타낸 예시도이다. 이하 상기 대역 할당 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 설명한 SC-FDMA 방식이나 OFDMA 방식을 통해서 통신을 하는 경우, 다수의 사용자 단말기(UE)가 데이터를 전송할 때 사용 가능 대역을 할당하는 방법은 두 가지 방법이 있을 수 있다. 즉, 상기 전송할 데이터를 인접한 여러 개의 부 반송파로 이루어진 자원을 이용하여 전송하는 방법(a)과, 상기 전송할 데이터를 일정한 간격으로 떨어진 부 반송파로 이루어진 자원을 이용하여 전송하는 방법(b)이다. 상기 전송할 데이터를 인접한 여러 개의 부 반송파로 이루어진 자원을 이용하여 전송하는 방법을 구역 할당(localized allocation) 방법(a)이라고 하고, 상기 전송할 데이터를 일정한 간격으로 떨어진 부 반송파로 이루어진 자원을 이용하여 전송하는 방법을 분산 할당(distributed allocation) 방법(b)이라고 한다. 상기 분산 할당(distributed allocation) 방법(b)을 사용하는 경우 전송 정보를 전 대역으로 전송할 수 있기 때문에 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 전송 채널에서 올 수 있는 성능 열화 가능성에 대응할 수 있다는 장점이 있다.

종래에는 상기 SC-FDMA의 특성을 유지하기 위해서 데이터 복구와 관련이 없는 제어 정보까지도 사용자 데이터(user data)와 같은 방법으로 대역 할당을 수행한다. 즉, 사용자 데이터가 구역 할당(localized allocation) 방법으로 대역 할당이 이루어지면, 상기 제어 정보도 구역 할당(localized allocation) 방법을 적용한다. 그리고, 상기 사용자 데이터가 분산 할당(distributed allocation) 방법으로 대역 할당이 이루어지면, 상기 제어 정보에 대해서도 분산 할당(distributed allocation) 방법을 적용한다. 상기 제어 정보 중에서 긍정응답/부정응답(이하 ACK/NACK이라 칭함) 정보 같은 경우에는 1비트로 이루어져 있기 때문에 채널 코딩기법을 이용할 수 없다. 따라서, 상기의 경우와 같이 사용자 데이터가 구역 할당 방법을 이용하여 전송되어 제어 정보가 구역 할당(localized allocation) 방법을 이용하여 대역 할당하면, 전송 채널 상태가 좋지 않은 경우에 오류가 발생하여 하향 링크 시스템 성능이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 전송 오류를 줄여 신뢰성이 보장되는 통신 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 사용자 단말기(UE)가 기지국에 데이터 정보 및 제어 정보를 전송함에 있어서, 데이터의 복조 작업과 관련이 없는 제어 정보의 경우에는 상기 데이터 정보와 독립적으로 대역 할당 방식을 결정할 수 있는 방법을 제공한다. 상기의 제어 정보에 대해서 데이터 정보와 독립적으로 대역 할당 방법을 결정하기 위해서 본 발명에서는 상기 제어 정보를 전송할 때 소정의 심볼(symbol) 단위로 전송하는 방법을 제공한다. 즉, 하나 이상의 블록을 포함하여 구성되는 서브 프레임 구조를 이용하여 정보를 전송하는 통신 시스템에 있어서, 상기 소정의 블록에 상응하는 전송가능한 정보량에 해당하는 단위로 상기 제어 정보를 전송하는 방법을 제공한다.

본 발명에서 제안하는 전송 제어 방법은, 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)의 경우, 심볼(synbol) 단위로 전송하도록 결정하되, 상기 심볼 단위는 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록(data block)에 상응하는 데이터량임을 특징으로 하는 단계 및 상기 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)에 대한 대역 할당 방법과 사용자 데이터(user data)에 대한 대역 할당 방법을 독립적으로 결정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에서 제안하는 또 다른 전송 제어 방법은, 사용자 데이터에 대한 대 역 할당 방법과 독립적으로 결정된 대역 할당 방법에 의해 할당된 대역을 통해서 상기 데이터의 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)를 수신하는 단계 및 상기 데이터의 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)를 심볼(symbol) 단위로 전송하되, 상기 심볼 단위는 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록에 상응하는 데이터량임을 특징으로 하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에서 제안하는 전송 제어 장치는, 사용자 데이터에 대한 대역 할당과 상기 데이터의 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)에 대한 대역 할당을 각각 독립적으로 제어하는 대역 할당 제어부 및 상기 제어부에 의해 결정된 전송 대역을 통해 상기 데이터의 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)를 심볼(symbol) 단위로 전송하도록 결정하되, 상기 심볼 단위는 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록(data block)에 상응하는 데이터량인 것을 특징으로 하는 전송 제어부를 포함하여 이루어진다.

상술한 본 발명의 목적, 구성 및 다른 특징들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들를 상세히 설명한다.

이동 통신 시스템에서 기지국과 사용자의 단말기 사이의 데이터 교환이 있는 경우에 상기 기지국에서 단말기 측으로 데이터를 전송하는 경우를 하향 링크 전송이라고 하고, 상기 단말기에서 기지국 측으로 데이터를 전송하는 경우를 상향 링크 전송이라고 한다. 상기 데이터 교환을 위해서는 데이터 전송 방법 등에 대한 스케 줄링이 사용된다. 이하, 상기 스케줄링에 대해서 설명한다.

이동 통신 시스템에서는 한 셀(또는 섹터) 내에서 기지국이 다수의 단말기와 무선 채널 환경을 통하여 데이터를 송수신한다. 다중 반송파 및 이와 유사한 형태로 운영되는 시스템에서 기지국은 네트워크로부터 패킷 데이터(트래픽)를 수신하고, 수신한 트래픽을 정해진 통신 방식을 이용하여 각 단말기로 전송한다. 기지국이 전송할 때, 어느 타이밍에, 어떤 주파수 영역을 사용해서, 어떤 단말기로, 어떤 형식을 통해서, 데이터를 전송할 것인가를 결정하는 것이 하향 링크 스케줄링이다. 또한, 기지국은 단말기로부터 전송된 패킷 데이터를 수신 및 복조하여 네트워크(예를 들어, 인터넷망)로 패킷 트래픽을 전송한다. 기지국이 각 단말기에 대하여 어느 타이밍에, 어떤 주파수 대역을 이용하여, 얼마만큼의 상향 링크 데이터를, 어떤 형식으로, 전송하도록 할 것인가를 결정하는 것이 상향 링크 스케줄링이다.

더욱 구체적으로, 상향 링크 스케줄링의 경우 기지국이 단말기로 특정 시간 및 주파수 영역에서 특정 양의 데이터를 특정 채널 부호화율(code rate), 특정 변조 방식 등을 이용하여 상향 링크 전송할 것을 명령할 수 있다. 이후로 기술상의 편의를 위하여 단말기가 전송하는 데이터의 양, 채널 부호화율, 변조 방식 및 이와 유사한 전송 형식의 조합을 '전송 포맷(transport format)'이라 칭한다. 실제 상향 링크 스케줄링을 위하여 기지국과 단말기는 상위 계층 시그널링(signaling)이나 시스템 규격에 의하여 미리 정해진 전송 포맷 집합과 각 전송 형식에 대한 인덱스를 미리 공유한다. 그리고, 기지국은 상향 링크 스케줄링 시점마다 사용자 단말기에 시간 및 주파수 영역과 전송 포맷 인덱스를 스케줄링 명령에 따라 전송함으로써 상 향 링크 스케줄링을 수행할 수 있다. 이 스케줄링 명령을 받은 단말기는 스케줄링 명령이 지시하는 전송 형식 인덱스를 해석하고 이에 따라서 전송할 데이터 양, 채널 부호화율, 변조 방식 및 관련 전송 방식을 맞춰서 해당 시간 및 주파수 영역에서 상향 링크 패킷 데이터 전송을 수행하게 된다.

이상의 상향 링크 스케줄링 방식의 장점은 상향 링크 패킷 데이터 전송시에 전송 형식을 알려주는 정보를 따로 기지국에 알려줄 필요가 없다는 점이다. 왜냐하면, 단말기가 기지국이 지시한 시간 및 주파수 영역에 대하여 기지국이 지시한 전송 형식으로 상향 링크 패킷 데이터 전송을 수행하기 때문이다. 따라서, 단말기가 상향 링크로 데이터 패킷 이외에 전송해야 하는 제어 정보의 양이 적으므로 상향 링크 시간 및 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

이하 본 발명이 사용될 수 있는 데이터 전송 방식 중에서 사용자 단말기 측에서 기지국으로 데이터를 전송하는 상향 링크(up-link) 전송의 경우를 설명한다. 이하 상기 상향 링크를 통해서 전송되는 정보를 각 기능별로 구분한 일례를 각각에 대해 설명한다. 상기 상향 링크로 전송되는 정보는 사용자 데이터, 파일럿 및 제어 정보를 포함한다. 상기 상향 링크로 전송되는 사용자 데이터 정보는 상기 전송하는 단말기의 사용자 데이터이며, 하향 링크(down-link)의 제어 신호에 의해서 대역 할당이나 전송 포맷(transport format)이 정해질 수 있다.

상기 파일럿 신호는 CQ(channel quality) 파일럿과 데이터 파일럿을 포함한다. 상기 CQ 파일럿은, 사용자 스케줄링과 적응 변조 및 코딩을 할 수 있도록 채널 품질을 측정하기 위한 파일럿이다. 그리고, 상기 데이터 파일럿은, 데이터 전송시 채널 추정 및 데이터 복조를 위한 파일럿이다. 상기 데이터 파일럿은, 사용자가 특정 시간 및 특정 주파수 영역에서 전송하도록 스케줄링 되어 상기 데이터를 전송할 때, 그 영역에서 전송된다.

상기 제어 정보는 데이터 관련 제어 정보(DAC: data associated control information)와 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)를 포함한다. 상기 데이터 관련 제어 정보(DAC)는 사용자 단말기가 전송하는 데이터를 복조하기 위해 필요한 제어 정보이다. 예를 들면, 전송 형식(transport format)에 관련된 정보 및 혼성 자동 응답(Hybrid Automatic Request :HARQ) 관련 정보가 속할 수 있다. 상향 링크 데이터의 스케줄링 방식에 따라서 상기 데이터 관련 제어 정보(DAC)의 양은 제어할 수 있다. 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)는 하향 링크 전송을 할 때 필요한 제어 정보이다. 예를 들면, 상기 HARQ 동작을 위한 ACK/NACK 정보와 하향 링크의 링크 적응을 위한 채널 품질 지표(channel quality indicator: CQI)가 이에 해당할 수 있다.

채널 상황에 따라서 상기 사용자 데이터가 전송되는 방식을 스케줄링한다. 상기 데이터 관련 제어 정보(DAC)는 상기 사용자 데이터와 함께 전송되기 때문에, 상기 상향 링크 데이터의 스케줄링 방식에 따라서 대역 할당 방식이 정해진다. 하지만, 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)의 경우에는 상기 데이터 복조와는 관련없는 정보를 포함하고 있기 때문에 상기 상향 링크 데이터 스케줄링 방식에 따라서 대역 할당 방법을 정하지 않을 수 있다.

본 발명은 상기 상향 링크를 통해 전송되는 정보들 중에서 특히 상기 데이터 복조와 관련이 없는, 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 전송함에 있어 전송 방식을 결정하는데 특징이 있다.

상기 단말기가 상향 링크로 전송하는 정보들 조합의 예는 다음과 같다. 첫 번째 경우는, 사용자 데이터와 파일럿 및 데이터 관련 제어 정보를 포함하여 전송하는 것이고, 두 번째 경우는, 사용자 데이터와 파일럿과 데이터 관련 제어 정보 및 데이터 관련 없는 제어 정보를 포함하여 전송하는 것이다. 세 번째 경우는, 파일럿 및 데이터 관련 없는 제어 정보를 포함하여 전송하는 것이다. 즉, 데이터 관련 제어정보(DAC)의 경우에는, 데이터를 복조하기 위해서 상기 데이터 관련 제어 정보(DAC)가 필요하기 때문에 상기 데이터 관련 제어 정보(DAC)를 상기 사용자 데이터와 함께 전송해야한다. 그러나, 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)는, 상기 데이터 복조와 직접 관련이 없기 때문에 상기 사용자 데이터와 함께 전송해야 하는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 프레임 구조이다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명에서 이용될 수 있는 서브 프레임 구조의 일례를 설명한다.

일반적으로 상기 서브 프레임은 상기 사용자 데이터 및 제어 정보를 전송하기 위한 블록 구간과 파일럿 신호등을 전송하기 위한 블록 구간으로 구분할 수 있다. 상기 사용자 데이터 및 제어 정보를 전송하기 위한 블록 구간을 긴 블록(long block: LB)이라고 한다. 그리고, 상기 파일럿 신호등을 전송하기 위한 블록 구간을 짧은 블록(short block: SB)이라고 한다. 그리고, 부 반송파의 지연에도 불구하고 상기 부 반송파들 사이의 직교성(orthogonality)을 유지하기 위해서, 상기 설정된 블록 구간 내에 전송되는 유효 심볼 구간에서 마지막 구간에 해당하는 신호 일부를 상기 심볼 구간 시작 부분에 삽입한다.

SC-FDMA 데이터의 전송은 심볼 단위로 이루어지나 다중경로 채널을 통해 전송되는 동안 이전에 전송된 심볼에 의한 영향을 받게 된다. 이러한 심볼 간 간섭(Inter-Symbol Interference)을 방지하기 위해 연속된 심볼 사이에 채널의 최대 지연 확산보다 긴 보호구간(guard interval)을 삽입한다. 따라서, 심볼 주기는 실제 데이터가 전송되는 유효 심볼 주기와 보호구간의 합이 되며, 수신 단에서는 보호구간을 제거한 후 유효 심볼 주기 동안의 데이터를 취하여 복조를 수행한다. 상기 보호구간에는 유효 심볼 구간에서 마지막 구간의 신호를 삽입하게 되며 이를 순환 전치(CP: cyclic prefix)라 한다. 상기 순환 전치(CP)의 삽입으로 대역폭 효율은 만큼 감소하게 되며, 유효 심볼 구간의 신호대 잡음 비 손실이 발생한다. 일반적으로, 상기 순환 전치(CP)의 삽입에 의한 신호대 잡음 비 손실이 1% 이하가 되도록 유효 심볼 구간의 길이를 설정한다. 즉, 상기 서브 프레임 구조는 적어도 하나 이상의 긴 블록 구간(LB) 및 짧은 블록 구간(SB)과 각각의 구간의 순환 전치 구간(CP)을 포함하여 이루어진다.

상기 기 설정된 블록 구간에 따라서 데이터 및 제어 정보를 전송할 수 있다. 상기 각각의 블록 구간에 할당된 시간에 따라서 하나의 블록 구간에 전송될 수 있는 전송 데이터량이 정해진다. 상기 정해진 전송 데이터량 단위로 상기 사용자 데이터 정보 또는 제어 정보를 전송할 수 있다. 즉, 상기 서브 프레임 구조상에서 각각의 블록을 통해 전송할 수 있는 데이터량에 따라서 상향 링크 전송 데이터량을 제어하여 전송할 수 있다. 각 블록을 이용하여 전송할 수 있는 데이터량에 상응하는 신호 단위를 심볼 단위라고 한다. 상기와 같이 기 설정된 데이터량 단위로 전송하는 것을 심볼 단위로 전송한다고 표현할 수 있다.

예를 들어, 상기 도 2에서 나타난 하나의 긴 블록(LB)에 상응하는 데이터량인 상기 심볼 단위로 상기 상향 링크 정보를 전송한다. 각 서브 프레임의 첫 번째 긴 블록(LB#1)에는 사용자 데이터를 전송하고, 두 번째 긴 블록(LB#2)에는 상기 데이터 관련 제어 정보(DAC)를 전송하고, 세 번째 긴 블록(LB#3)에는 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 전송할 수 있다. 각각의 블록에 전송되는 정보의 종류에 따라서 상기 각각의 블록별로 구분하여 전송한다. OFDM 또는 SC-FDMA 통신 시스템 등 다수의 부 반송파를 이용해서 통신하는 시스템에서 신호처리가 상기 심볼 단위로 이루어지기 때문에 상기와 같이 데이터 관련 없는 제어 정보 등을 상기 심볼 단위로 전송하면, 다중화를 위한 대역 할당 방법을 결정함에 있어서 효율적으로 할 수 있다.

다중화는 하나의 회선 또는 전송로(유선의 경우 1조의 케이블, 무선의 경우 1조의 송수신기)를 분할하여 개별적으로 독립된 신호를 동시에 송수신할 수 있는 다수의 통신로(채널)를 구성하는 기술이다. 대표적인 다중화 방식으로는 하나의 회선을 다수의 주파수 대역으로 분할하여 다중화하는 주파수 분할 다중 방식(FDM)과 하나의 회선을 다수의 아주 짧은 시간 간격(time interval)으로 분할하여 다중화하는 시분할 다중 방식(TDM) 등이 있다. 상기 DFT-S-OFDM 방식을 이용하여 전송하는 경우에도 다수의 사용자 단말기를 위해서 다중화 방식이 요구된다.

도 4 및 도 5는 SC-FDMA 통신 방식을 사용하는 경우 다중화 방법을 도시한 구성도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 다중화 방법을 설명한다.

도 4의 경우는 데이터 관련 제어 정보(DAC)와 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 사용자 데이터와 함께 다중화하고, 동시에 여러 사용자의 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)도 포함하여 다중화하는 방법을 도시한 것이다. 즉, 각 사용자 단말기에 대해 시간 및 주파수 영역이 할당되어 있고 그 영역에 상기 각 사용자의 데이터와 제어 정보뿐만 아니라 다른 여러 사용자의 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)도 함께 전송한다. 따라서, 상기 상향 링크 스케줄링에 의해서 상기 사용자 데이터의 전송 방식, 즉, 대역 할당 방법 등이 정해지면, 상기 데이터 관련 제어 정보(DAC)는 물론이고 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)도 상기 정해진 대역 할당 방법에 따라서 전송된다.

도 5의 경우는 사용자 데이터와 데이터 관련 제어 정보(DAC)는 함께 다중화하고, 여러 사용자의 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)는 일정한 주파수와 시간 영역을 설정해 놓는 방법을 도시한 것이다. 만약, 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)가 상기 설정된 심볼 단위로 전송되지 않는다면, 사용자 데이터가 있는 경우에는 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)라고 하더라도 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 전송하기 위해 기 설정된 대역으로 전송하는 것이 아니라 상기 사용자 데이터가 전송되는 대역을 통해서 전송된다. 이것은 상기 SC-FDMA 시스템에 있어서 그 특성을 유지하기 위함이다.

상기 제어 정보를 전송할 때, 심볼 단위에 맞추어서 전송하게 되면, 상기 전 송 시스템은 상기 심볼 단위로 처리되기 때문에 대역 할당 방법을 독립적으로 결정하여 전송할 수 있다. 상기 대역 할당 방법을 독립적으로 결정한다는 것은 앞에서 설명되었던 대역 할당 방법의 일례인 구역 할당 방법 및 분산 할당 방법 중 어느 방법을 이용하여 상기 데이터 및 제어 정보를 전송할 것인지 독립적으로 결정한다는 것이다. 따라서, 데이터 관련 없는 제어 정보를 전송함에 있어서는 상기 사용자 데이터를 전송하기 위해 결정된 대역 할당 방법에 구속되지 아니하고 독립적으로 대역 할당 방법을 결정하여 전송할 수 있다.

상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 상기에서 설명한 바와 같이 심볼 단위로 전송하게 되면, 사용자 데이터와 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)에 대한 대역 할당을 서로 독립적으로 할 수 있다. 즉, 상기 스케줄링에 의해 정해진 사용자 데이터의 대역 할당 방식에 구속되지 아니하고 독립적으로 구역 할당(localized allocation) 방법 및 분산 할당(distributed allocation) 방법 중 어느 하나에 의해서 전송할 수 있다. 따라서, 상기 스케줄링에 의해 사용자 데이터 전송에 대한 대역 할당 방법이 구역 할당(localized allocation) 방법으로 결정된 경우에도 상기 데이터 관련 없는 제어 정보는 분산 할당(distributed allocation) 방법을 사용하여 대역 할당이 가능하다. 따라서, 사용자 데이터는 구역 할당 방법, 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)는 분산 할당 방법으로 전송하는 경우와 사용자 데이터는 구역 할당 방법, 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)도 구역 할당 방법으로 전송하는 경우와 사용자 데이터는 분산 할당 방법, 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)는 구역 할당 방법으로 전송하는 경우 및 사용자 데이터는 분산 할당 방 법, 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)도 분산 할당 방법으로 전송하는 경우의 네 가지의 대역 할당 방법 결정에 대한 조합이 가능하다.

상기 사용자 데이터는 구역 할당 방법을 이용하고, 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)는 분산 할당 방법을 이용하는 경우에는 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)에 포함된 ACK/NACK과 같은 정보가 전 대역을 걸쳐서 전송됨으로써, 주파수에 대한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 상기와 같은 다이버시티 이득으로 전송 채널에 의해 발생할 수 있는 성능 저하에 대응할 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 흐름도이다. 이하, 도 6을 통해 본 발명의 일 실시예의 동작을 보다 상세하게 설명한다.

상향 링크 전송에 있어서, 기지국에서는 사용자 단말기 측에서 기지국 측으로 신호 정보를 전송할 때, 상기 신호 전송을 위한 프레임을 결정한다(S600). 상기 프레임은 적어도 둘 이상의 서브 프레임으로 포함하여 이루어지고 또한, 상기 서브 프레임은 전송 정보의 내용에 따라서 적어도 둘 이상의 블록을 포함하여 이루어진다. 상기 블록에는 데이터 및 제어 정보를 전송하기 위한 긴 블록(LB)과 파일럿 신호등을 전송하기 위한 짧은 블록(SB)이 포함된다. 상기 서브 프레임의 구조가 결정되면, 신호 정보를 전송하기 위한 심볼 단위가 결정된다(S610). 상기 심볼 단위는 상기 서브 프레임에 포함된 각각의 블록별로 전송할 수 있는 전송량과 관계가 있다. 즉, 상기 전송할 수 있는 데이터량에 상응하는 값이 상기 심볼 단위로 결정된다. 상기 제어 정보 중에서 상기 데이터 복조와 관련이 없는 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 상기 결정된 심볼 단위로 전송한다(S630). 다수의 사용자 단말기 가 동시에 전송하기 위해서 상기 기지국은 각 사용자 단말기별로 전송가능한 시간 및 주파수 대역을 할당한다. 상기 할당하기 위한 방법을 결정해야 하는데 상기와 같이 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 결정된 심볼 단위로 전송하는 경우에는 사용자 데이터 정보를 전송하기 위한 대역 할당 방법을 결정하는 것과 독립적으로 할당 방법을 결정할 수 있다(S620). 따라서, 상기 데이터 정보 및 제어 정보에 대한 각각의 대역 할당 방법을 독립적으로 결정하고, 상기 할당된 대역을 통해서 상기 정보들을 상기 결정된 심볼 단위로 전송한다(S630).

동시에 여러 사용자 단말기의 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 전송하는 경우 하나의 긴 블록(LB)으로 전송할 수 없다면 다른 긴 블록(LB)을 사용하여 상기 정보를 전송할 수 있다. 이 경우에도 각각의 블록에 상응하는 심볼 단위에 맞추어서 상기 정보를 전송한다. 그리고, 상기 추가되는 부분에 대해서도 상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)를 전송하기 위해 사용하는 대역 할당 방법을 동일한 방법을 사용하여 전송할 수 있다.

상기 데이터 관련 없는 제어 정보(NDAC)는 하향 링크 전송을 위한 제어 정보이기 때문에 신뢰성이 있는 탐지(detection)가 필요하다. 그러기 위해서는 정확한 채널 추정이 필요하기 때문에 파일럿이 전송되는 짧은 블록(SB)과 인접한 긴 블록(LB)를 이용하여 상기 제어 정보를 전송하게 되면 오류율을 줄여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서 수신기의 성능을 향상시켜 보다 효율 적인 통신을 할 수 있는 효과가 있다. 다수의 부 반송파를 사용하는 통신 시스템 내에서 정보에 따라 독립적으로 대역 할당 방법을 결정할 수 있게 되는 효과가 있다. 그리고, 다양한 대역 할당 방법의 조합이 사용될 수 있고, 상기 분산 할당 방법을 사용하여 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 효율적으로 얻을 수 있는 유리한 효과가 있다.

Claims

데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)의 경우, 심볼(symbol) 단위로 전송하도록 결정(제어하는 단계)하되,

상기 심볼 단위는, 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록(data block)에 상응하는 데이터량임을 특징으로 하는 단계; 및

상기 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)에 대한 대역 할당 방법과 사용자 데이터(user data)에 대한 대역 할당 방법을 독립적으로 결정하는 단계

를 포함하여 이루어지는 전송 제어 방법.

(제 1 항에 있어서,

상기 심볼 단위는 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록(data block)에 상응하는 데이터량임을 특징으로 하는 전송 제어 방법.)
제 1 항에 있어서,

상기 프레임은 사용자 데이터(user data) 및 제어 정보를 전송하기 위한 제 1 데이터 블록 및 파일럿 신호 등을 전송하기 위한 제 2 데이터 블록을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전송 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 파일럿 신호가 전송되는 제 2 데이터 블록과 인접한 제 1 데이터 블록 을 이용하여 상기 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)를 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

둘 이상의 사용자 단말기에 대한 상기 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)를 전송하는 경우 하나의 데이터 블록을 통해 전송할 수 없다면, 다른 데이터 블록을 적어도 하나 이상 추가로 사용하여 상기 제어 정보(NDAC)를 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 대역 할당 방법은 분산 할당(distributed allocation) 방법과 구역 할당(localized allocation) 방법을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전송 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)는, 혼성 자동 응답(Hybrid Automatic Request :HARQ) 동작을 위한 긍정/부정 응답(ACK/NACK) 정보 및 하향 링크의 링크 적응을 위한 채널 품질 지표(channel quality indicator: CQI)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 제어 방법.
사용자 데이터에 대한 대역 할당 방법과 독립적으로 결정된 대역 할당 방법에 의해 할당된 대역을 통해서 상기 데이터를 송신하는 단계; 및

상기 데이터의 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)를 심볼(symbol) 단위로 전송하되, 상기 심볼 단위는, 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록에 상응하는 데이터량임을 특징으로 하는 단계

를 포함하여 이루어지는 전송 제어 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 대역 할당 방법은 분산 할당(distributed allocation) 방법과 구역 할당(localized allocation) 방법을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전송 제어 방법.
사용자 데이터에 대한 대역 할당과 상기 데이터의 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)에 대한 대역 할당을 각각 독립적으로 제어하는 대역 할당 제어부; 및

상기 제어부에 의해 결정된 전송 대역을 통해 상기 데이터의 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC)를 심볼(symbol) 단위로 전송하도록 결정하되,

상기 심볼 단위는, 전송 프레임에 포함된 특정 데이터 블록(data block)에 상응하는 데이터량인 것을 특징으로 하는 전송 제어부

를 포함하여 이루어지는 전송 제어 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 프레임은 사용자 데이터(user data) 및 제어 정보를 전송하기 위한 제 1 데이터 블록 및 파일럿 신호 등을 전송하기 위한 제 2 데이터 블록을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전송 제어 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 제 1 데이터 블록을 통해 전송할 수 있는 데이터량이 상기 제 2 데이터 블록을 통해 전송할 수 있는 데이터량보다 많은 것을 특징으로 하는 전송 제어 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 데이터 복조와 관련이 없는 제어 정보(NDAC: non-data associated control information)는, 혼성 자동 응답(Hybrid Automatic Request :HARQ) 동작을 위한 긍정/부정 응답(ACK/NACK) 정보 및 하향 링크의 링크 적응을 위한 채널 품질 지표(channel quality indicator: CQI)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 제어 장치.