KR100474719B1 - 이동통신시스템에서 제어정보를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속 패킷 데이터 서비스와 서킷 음성 서비스를 지원하는 이동통신시스템에서 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 기지국은 패킷 데이터 채널을 통해 이동 단말에게 패킷 데이터를 전송할 시에 사용한 정보비트 크기와 부호율과 변조방식과 월시부호의 수를 지시하는 제어정보를 생성하여, 이를 패킷 데이터 제어 채널을 통해 전송한다. 이동 단말은 패킷 데이터 채널을 통해 패킷 데이터를 수신할 시, 패킷 데이터 제어 채널을 통해 제어정보를 수신하고 상기 수신된 제어정보로부터 알아낸 변조방식에 따라 상기 수신된 패킷 데이터를 복조한다. 이러한 본 발명은 이동 단말의 메모리 부담을 감소시켜 소형화, 저전력화, 저가격화를 실현한다.

Description

이동통신시스템에서 제어정보를 송수신하는 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING CONTROL INFORMATION IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 채널(Packet Data Channel: PDCH)을 통해 패킷 데이터(Packet Data)를 송수신하기 위해 필요한 패킷 데이터 채널 제어정보를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA(Code Division Multiple Access)2000, WCDMA/UMTS(Wideband Code Division Multiple Access/Universal Mobile Telecommunications System), GPRS(General Packet Radio System) 및 CDMA2000 1xEV-DV(Evolution Data and Voice)와 같은 이동통신시스템은 이동교환국(Mobile Switching Center: MSC)와, 기지국 제어기(Base Station Controller: BSC)와, 기지국 송수신기(Base Transceiver System: BTS)를 포함한다.

전형적인 이동통신시스템은 이동 단말 가입자에게 음성 서비스만을 제공하는 형태였으나, 사용자의 요구가 증대되고 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 음성 서비스뿐만 아니라 화상통신 및 인터넷을 위한 데이터 서비스까지 지원하는 형태로 발전하고 있는 추세이다. 이러한 이동통신시스템의 기지국은 통상 음성서비스를 위한 서킷(Circuit) 채널과 데이터 서비스를 위한 패킷(Packet) 채널을 분리하고, 상기 서킷 채널에 사용된 무선자원을 제외한 나머지를 상기 패킷 채널에 할당하여 운영한다. 여기서 기지국에서 사용되는 무선자원으로는 전력량과 월시부호의 수와 시간구간(타임슬롯)이 있다.

최근 패킷 채널을 통해 패킷 데이터를 전송하는 방법으로 시분할 다중화(Time Division Multiplex: TDM) 방식이 제안되었다. 상기 시분할 다중화를 사용하는 시스템에서는 패킷 데이터 전송을 위해 할당된 모든 전력(power)량과 월시부호들(Walsh codes)을 일정 시간구간 동안 선택된 하나의 이동 단말에게 모두 할당한다. 이를 위하여 데이터 서비스를 받고자 하는 모든 이동 단말들은 무선채널 품질에 대한 정보를 주기적으로 기지국에게 보고한다. 그러면 상기 기지국은 상기 이동 단말로부터 수신한 무선채널 품질 정보 및 각 이동 단말로 전송할 데이터의 누적된 양 등을 고려하여 각 이동 단말에 전송되는 데이터 전송율을 적어도 일정 수준이상으로 유지하면서 시스템 측면에서 높은 데이터 전송률을 가질 수 있도록 패킷 데이터를 송신할 최적의 이동 단말을 매 시간구간마다 선정하게 된다.

앞서 언급한 바와 같이 패킷 데이터를 송신하는데 사용 가능한 기지국의 전력량 및 월시부호의 수는 서킷 채널에 사용되는 전력량 및 월시부호의 수를 제외한 나머지에 해당한다. 1xEv-DV 표준안에 의해 정해진 바에 따르면 패킷 데이터 서비스를 위해 사용 가능한 월시부호의 수는 최대 32칩 길이의 32-ary 월시 28개까지이다. 그리고 패킷 데이터가 전송되는 최소 시간 단위는 1.25ms로서 이를 1 타임슬롯(Time Slot: TS)이라 하고, 실제로 하나의 패킷 데이터가 전송될 수 있는 시간구간은 1-TS, 2-TS, 4-TS. 8-TS 중 하나이며, 이 시간구간동안 정해진 크기의 정보비트가 전송된다. 상기 정보비트는 기지국 송신기에서 부호기(Encoder)의 입력이 되기 때문에 부호화 패킷(Encoder Packet)이라고 불린다.

하나의 시간구간 동안에 전송 가능한 패킷 데이터 정보비트의 크기(Encoder Packet Size)로는 384, 768, 1536, 2304, 3072, 3840 비트가 있으며, 정해진 시간구간 동안의 정보비트 전송을 위하여 이들 중 하나의 정보비트 크기가 선택된다. 상기 정보비트를 전송하기 위한 기지국의 자원으로는 전력량, 월시부호 수, 전송 시간구간이 있으며, 상기 정보비트들은 부호화(encoding)되고 인터리빙(Interleaving)을 거쳐 변조(Modulation)된 후 월시부호에 의해 확산되어 패킷 데이터 채널(Packet Data Channel: PDCH)을 통해 전송된다. 여기서 상기 정보비트의 크기와 상기 전송 시간구간을 이용하면 데이터 전송율이 계산된다. 예를 들어, 3840비트의 정보비트가 1.25ms의 1-TS 동안 전송되면, 데이터 전송율은 3072kbps가 된다.

한편 기지국에서 패킷 데이터 채널을 통해 패킷 데이터를 전송할 때 사용되는 부호율 및 변조방식은, 정보비트 크기, 월시부호 수, 전송 시간구간 등에 따라 결정된다. 이는 기지국이 최적의 데이터 처리율(throughput)을 가지고 패킷 데이터를 전송할 수 있도록 하기 위함이다. 그러면, 이동 단말에서는 상기 정보비트 크기와 월시부호 수, 전송 시간구간 등에 따라 상기 기지국이 사용한 부호율 및 변조방식을 알아낸다. 이를 위하여 기지국과 단말은 동일한 내용의 참조표를 이용하여 패킷 데이터 전송에 사용할 부호율과 변조방식을 미리 약속해야 한다. 즉, 기지국과 이동 단말은 통신을 개시하기 이전에, 사용 가능한 정보비트의 크기들 즉, 384, 768, 1536, 2304, 3072, 3840 비트들 각각에 대해서 하기의 <표 1>과 유사한 형태의 참조표를 미리 저장하고 있어야 한다. 정보비트들의 가지수가 더 늘어난다고 가정할 때, 메모리 용량이나 크기에 큰 상관이 없는 기지국에서는 관계가 없지만 이동 단말에게 있어서 상기의 <표 1>와 같은 참조표를 정보비트 수 만큼 가지고 있어야 한다는 것은 소형화, 저렴화의 구현에 문제가 된다. 하기의 <표1>은 정보비트의 크기가 3840 비트인 경우 사용 가능한 변조방식 및 부호화율의 일 예 를 나타낸 것이다.

상기의 <표 1>은 3840 비트 크기의 정보비트가 전송되는 경우 월시부호 수와, 패킷 데이터 채널의 전송 시간구간 등에 따라 사용되는 변조방식 및 부호율을 나타낸 참조표로서, 예를 들어 기지국이 3840 비트의 정보비트를 8-TS 동안 4개의 월시부호를 이용하여 전송할 때 사용되는 변조방식 및 부호율은 각각 4와 0.625가 된다. 상기 <표 1>에서 변조방식을 나타내는 변조 차수(Modulation Order) 값에서 2는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를, 3은 8-PSK(8ary Phase Shift Keying)를, 그리고 4는 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 의미한다.

이때, 상기한 정보비트의 크기와, 월시부호의 수에 대한 정보(이하 패킷 데이터 채널 제어정보라 한다.)는 패킷 데이터 채널과는 별도의 패킷 데이터 제어 채널을 통해 기지국으로부터 이동 단말에게 통지되어야 한다. 그러면 이동 단말은 상기 제어정보에 의해 패킷 데이터 채널의 전송시에 사용된 변조방식과 부효율을 알아내고, 패킷 데이터 채널을 통해 패킷 데이터를 수신한다.

하기의 <표 2>는 기존 패킷 데이터 제어 채널(PDCCH)를 통해 전송되는 제어정보의 정보필드 및 크기를 나타낸 것이다.

상기 <표 2>에 나타낸 패킷 데이터 제어 채널의 각 정보 필드(Field)를 설명하면, MAC_ID 정보는 각 이동 단말마다 패킷 데이터 서비스를 받기 위해 미리 할당되는 정보로서 패킷 데이터 채널의 어느 시간구간이 어떤 이동 단말을 위한 것인지를 구분하기 위한 것이다. 상기 MAC_ID는 6비트인 것으로 언급하였으나 더 많은 이동 단말을 구별하기 위해 2비트가 늘리는 방안도 3GPP2의 1x EV-DV 표준회의에서 논의가 되고 있다. ARQ Channel ID는 하나의 이동 단말에게 동시에 전송될 수 있는 최대 4개의 패킷 데이터를 구분하기 위한 정보이다. Encoder Packet Size는 전송되는 정보비트 크기를 가리키는 것으로 384,768,1536,2304,3072,3840 비트의 6가지를 구분하기 위해 3비트가 할당되어 있다. Sub-packet ID는 초기 전송과 재 전송 시 터보 부호기에서 출력되는 부호화 심볼의 시작 위치를 알려주는 정보이다.

또한 월시부호의 수는 일정 주기 또는 월시부호의 수가 변하는 경우마다 MAC_ID를 제외한 모든 필드들을 이용하여 나타내어지며, 이때 MAC_ID는 000000으로 설정하여 월시부호의 전송이 시작되는 위치를 표시하고 나머지 필드들을 이용하여 월시부호의 수를 나타낸다. 패킷 데이터가 전송되는 시간구간은 패킷 데이터 제어 채널을 통해 전송되는 제어정보의 전송 시간구간과 동일하므로, 수신단에서는 상기 패킷 데이터 제어 채널을 복조하여 상기 패킷 데이터의 전송 시간구간을 알아낼 수 있다.

도 1은 종래기술에 따라 패킷 데이터 제어채널(PDCCH)을 통해 제어정보를 전송하는 송신장치의 구성을 보인 것이다.

상기 도 1을 참조하면, 13 비트의 제어정보(MAC ID, ARQ Channel ID, Encoder Packet Size, Sub-packet ID)에는 오류 검출 비트 부가기(110)에 의해 오류 검출을 위한 8 비트의 부호가 추가되고, 테일 비트(tail bit) 부가기(120)에서는 복호화시 특정 상태로의 수렴을 위해 8 비트가 추가된다. 길쌈 부호기(130)는 상기 테일 비트 부가기(120)로부터의 출력 비트들을 소정 부호율 R을 가지고 부호화하여 부호화 심볼들을 출력한다. 예를 들어, 제어정보가 1-TS 구간(N=1이라고 함)동안 전송되면 상기 부호율은 1/2이고, 2-TS(N=2이라고 함) 또는 4-TS(N=4이라고 함) 구간 동안 전송되면 상기 부호율은 1/4이다.

상기 길쌈 부호기(130)로부터 출력된 부호화 심볼들은 심볼 반복기(140)에 의해 제어정보의 전송 시간구간에 따라 적절하게 반복된다. 즉, 제어정보가 1-TS(N=1) 또는 2-TS(N=2) 동안 전송되면 상기 입력 부호화 심볼들은 반복되지 않으며, 4-TS(N=4) 동안 전송되면 1회 반복된다. 심볼 천공기(150)는 상기 반복된 부호화 심볼들을 입력받아 소정 천공 패턴에 따라 일부 심볼들을 제거하고 나머지 심볼들을 출력한다.인터리버(160)는 상기 심볼 천공기(150)로부터 입력된 심볼들의 개수에 따라 인터리빙 메모리의 크기를 설정하고, 상기 인터리빙 메모리를 이용하여 입력 심볼을 인터리빙한다. 변조기(170)는 상기 인터리빙된 심볼들을 소정 변조방식(예를 들어 QPSK)에 따라 변조하여 변조심볼들을 출력하며, 월시부호 확산기(180)는 상기 변조기(170)로부터의 변조심볼들을, 패킷 데이터 제어 채널에 할당된 64칩 길이의 월시부호를 가지고 확산시킨다.

이동 단말은 패킷 데이터 제어 채널을 통해 수신한 제어정보로부터 패킷 데이터 채널에 관련된 부호화 크기, 전송 시간구간, 월시부호의 수를 얻고, 이를 이용하여 기지국에서 패킷 데이터 채널의 전송시에 사용한 부호율 및 변조방식을 얻어 수신 데이터를 복조할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 종래기술에 의한 패킷 데이터 송수신 방법은 기지국과 이동 단말이 정보비트수에 따른 복수개의 참조표를 서로 저장하고 있으면서, 기지국에서는 이를 참조하여 부호율과 변조방식을 결정하여 전송하고, 이동 단말 또한 기지국과 동일한 참조표를 이용하여 기지국에 의해 사용된 부호율과 변조방식에 대한 정보를 얻는다. 이때 기지국과 이동 단말은 사용 가능한 모든 정보비트 크기에 대해 <표 1>과 같은 약속된 참조표를 각각 저장하고 있어야 하는데, 이를 저장하기 위해서는 많은 메모리 영역이 필요하게 되어 결과적으로 기지국과 이동 단말에서 필요한 메모리 용량을 증가시킨다. 특히 소형화, 저전력화, 저가격화되고 있는 이동 단말에서의 메모리 증가는 이동 단말의 칩 제작에 부담으로 자용한다.

게다가 이동 단말에서 수신한 패킷 데이터에 에러가 발생하여 동일한 패킷 데이터의 재전송이 요구될 시, 기지국에서 재전송되는 패킷 데이터는 이동 단말의 수신 효율을 보다 증대시키기 위하여 초기 전송과는 다른 변조방식과 부호율을 사용할 수 있어야 한다. 이러한 경우 초기 전송시와 재전송시에 서로 다른 참조표가 필요하게 되고 이는 기지국과 이동 단말의 메모리 부담을 보다 증가시킨다. 그러므로 이동 단말의 메모리 부담을 줄이면서 초기 전송 및 재전송시에 사용된 변조방식과 부호율을 이동 단말에게 알리기 위한 방법 및 장치가 필요하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은, 기지국에서 패킷 데이터를 전송할 때 사용된 변조방식에 대한 정보를 송신하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기지국에서 패킷 데이터를 전송할 때 사용된 변조방식에 대한 정보를 이동 단말에서 상기 기지국으로부터 수신하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이동 단말에서 별도의 참조표를 저장하지 않고 기지국에서 패킷 데이터를 전송할 때 사용된 변조방식을 알아내는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 송신 방법은, 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 전송하는 이동통신시스템의 송신기에서 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 송신하는 방법에 있어서,

상기 패킷 데이터 채널을 통해 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는 제어정보를 생성하는 과정과,

사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를 상기 제어정보 내의 한 정보필드에 삽입하여, 상기 제어정보를 전송하는 과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 수신 방법은, 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 수신기로 전송하는 이동통신시스템에서 상기 수신기가 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 수신하는 방법에 있어서,

상기 패킷 데이터 채널과 물리적으로 구별되는 패킷 데이터 제어 채널을 통해, 상기 패킷 데이터 채널을 통해 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는 제어정보를 수신하는 과정과,

삭제

사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를, 상기 수신된 제어정보내의 한 정보필드에서 추출하는 과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 방법을 이루기 위한 본 발명의 송신장치는, 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 전송하는 이동통신시스템의 송신기에서 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 송신하는 장치에 있어서,

상기 패킷 데이터 채널을 통해 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는 제어정보를 생성하고, 사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를 상기 제어정보 내의 한 정보필드에 삽입하는 제어정보 생성기와,

상기 제어정보를 상기 패킷 데이터 채널과는 물리적으로 구별되는 패킷 데이터 제어 채널을 통해 전송하는 제어정보 송신기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 방법을 이루기 위한 본 발명의 수신장치는, 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 수신기로 전송하는 이동통신시스템에서 상기 수신기가 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 수신하는 장치에 있어서,

삭제

상기 패킷 데이터 채널과 물리적으로 구별되는 패킷 데이터 제어 채널을 통해, 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는제어정보를 수신하는 제어정보 수신기와,

사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를, 상기 수신된 제어정보내의 한 정보필드에서 추출하는 추출기를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 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.

후술되는 본 발명은 기지국에서 패킷 데이터 채널을 통해 패킷 데이터를 전송 시 사용한 정보비트 크기, 월시부호의 수에 따라 변조방식을 결정하고, 상기 결정된 변조방식에 대한 정보를 상기 패킷 데이터 채널과는 별도로 형성되는 패킷 데이터 제어 채널에 실어 전송하는 방법을 사용한다.

먼저 본 발명이 적용되는 기지국과 이동 단말간의 패킷 데이터 전송에 대하여 설명하기로 한다.

기지국은 패킷 데이터를 전송시 정보비트 크기, 월시부호의 수, 타임슬롯의 수에 따라 부호율과 변조방식을 결정하고, 패킷 데이터 정보비트를 상기 결정된 부호율에 따라 부호화하고 상기 변조방식에 따라 변조한 뒤 패킷 데이터 채널을 통해 전송한다. 또한 상기 기지국은 상기 패킷 데이터의 전송시에 사용된 정보비트 크기, 월시부호의 수 등에 대한 제어정보를 함께 전송한다.

삭제

매 전송 시간구간마다 기지국에서 전송되는 부호화 심볼들(Coded Symbols)의 개수는, 기지국에서 사용하는 변조방식과 전송 시간구간의 길이에 따라 정해진다. 하기의 표 3에는 패킷 데이터 채널에서 1.2288Mcps(Mega chips per second)의 칩속도(chip rate)를 사용하고 타임슬롯 길이가 1.25ms인 경우 변조방식과 전송 시간구간에 따라 전송되는 부호화 심볼들의 개수를 나타내었다. 여기서 Nw는 월시부호 개수를 나타낸 것으로서 1xEV-DV 시스템의 경우 최대 28개이다. 예를 들어, 부호화 패킷을 28개의 월시부호들을 사용하여 1-TS 동안 QPSK 변조방식에 따라 변조하는 경우, 실제로 2688(=96*28)개의 부호화 심볼들이 전송된다. 만일 16-QAM 변조방식을 사용한다면 5376(=192*28)개의 부호화 심볼들이 전송된다.

상기 표 3을 설명하기 위해 패킷 데이터 채널 송신기의 송신절차를 역으로 설명하면, 1.2288Mcps의 표준 칩 속도를 지원하기 위해서는 패킷 데이터 채널 송신기의 월시부호 확산기가 1.25ms 시간구간(1-TS) 동안에 1536개의 칩들을 발생하여야 한다. 패킷 데이터 채널에서는 32칩 길이의 월시부호를 이용하기 때문에 1.25ms(1-TS) 동안에 패킷 데이터 채널 송신기의 변조기가 발생하여야 하는 변조심볼들의 개수는 48(=1536칩/32칩)개이다. 이때 각 변조심볼에 매핑되는 부호화 심볼들의 개수는 QPSK 변조방식을 사용하는 경우 2개이며, 8-PSK 변조방식을 사용하는 경우 3개이고, 16-QAM 변조방식을 사용하는 경우 4개이다. 따라서 48개의 변조심볼들을 발생하기 위해 필요한 부호화 심볼들의 개수는, QPSK 변조방식을 사용하는 경우 96(=48*2)개이고, 8-PSK 변조방식을 사용하는 경우 144(=48*3)개이며, 16-QAM 변조방식을 사용하는 경우 192(=48*4)개가 된다.

타임슬롯 개수와 월시부호의 개수가 늘어나면 그에 비례하여 전송되는 부호화 심볼들의 개수도 증가한다. 따라서 패킷 데이터 채널 송신기는 부호기에서 출력되는 부호화 심볼들을 반복 및/또는 천공하여 전송되는 부호화 심볼들의 개수로 맞춘다. 상기 표 3은 단지 변조방식과 타임슬롯 개수 및 월시부호 개수에 대응하여 실제로 전송되는 부호화 심볼들의 개수를 나타낸 것으로서, 기지국과 이동 단말에서 도시한 바와 같은 테이블을 저장하는 것이 아니다. 즉 이동 단말은 제어정보로부터 획득한 변조방식과 타임슬롯 개수 및 월시부호 개수를 이용하여 실제로 전송/수신되는 부호화 심볼들의 개수를 계산해낸다.

본 발명에 따르면, 기지국에서 패킷 데이터를 전송시 사용한 변조방식에 대한 정보는 패킷 데이터 제어 채널에 포함하여 전송된다. 이 경우, 이동 단말은 먼저 패킷 데이터 제어 채널을 복호화하여, 패킷 데이터가 몇 개의 타임슬롯(1-TS, 2-TS, 4-TS, 8-TS 중 하나)에 실려 전송되는지를 알게 되고, 또한 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 알게 된다.

상기 패킷 데이터 제어 채널을 통하여 전송되는 제어정보는 앞서 설명한 표 2와 유사하며, 특히 본 발명에 따라 기지국에서 패킷 데이터를 전송시 사용한 변조방식에 대한 정보를 포함한다. 하기의 <표 4>는 본 발명에 따라 패킷 데이터 제어 채널을 통하여 전송되는 제어정보의 정보필드 및 크기를 를 나타낸 것이다.

상기 <표 4>를 앞서 언급한 <표 2>와 비교하여 설명하면, 변조방식을 직접적으로 지시하는 정보필드(즉 변조방식 필드)가 추가되었음을 알 수 있다.

이때 상기 표 4에서, 기지국이 사용 가능한 변조방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 8-PSK(8-ary Phase Shift Keying), 16-QAM(16-ary Quadrature Amplitude Modulation)의 3가지이기 때문에 이들을 구분하기 위해 상기 변조방식 필드에는 2비트가 할당되어 있다. 추가적으로 64-QAM가 더 사용되는 경우에도 변조방식을 구분하는 데에는 2비트로 충분하다. 만일 단지 2가지의 변조방식들만이 사용된다면, 상기 변조방식 필드에는 1비트만이 할당될 것이다.

또한 하기에서는 패킷 데이터 채널에서 시분할 다중화 방식(TDM)만 사용하는 경우의 동작에 대해서 상세하게 설명할 것이나, 본 발명은 할당된 시간구간을 공유하는 이동 단말들이 월시부호를 서로 나누어 가지는 TDM/CDM(Time Division Multiplexing / Code Division Multiplexing) 방식과, 이동 단말들이 할당된 시간구간을 보다 세밀하게 서로 나누어 가지는 TDM/TDM (Time Division Multiplexing / Time Division Multiplexing) 방식에서도 동일하게 적용된다.

도 2는 본 발명에 따라 기지국의 순방향 송신기에서 패킷 데이터와 제어정보를 전송하는 동작을 나타낸 흐름도이다.

상기 도 2를 참조하면. 기지국은 과정 210에서 데이터 서비스중인 모든 이동 단말들로부터 순방향 무선채널의 품질 정보, 구체적으로는 순방향 파일럿 채널의 신호대 간섭비(Carrier to Interference: C/I) 측정치를 획득하고, 과정 220에서 패킷 데이터 서비스에 할당하기 위한 전송전력 및 월시부호의 수를 계산한다. 별도로 도시하지 않을 것이지만 상기 계산된 월시부호의 개수에 대한 제어정보는, 그 값이 바뀌었을 때마다 또는 주기적으로 패킷 데이터 제어 채널을 통해 상기 모든 이동 단말들에게 통보된다.과정 230에서 기지국의 스케쥴러는 상기 획득된 무선채널 품질 정보와 상기 이동 단말들에게 전송하여야 할 데이터의 양에 따라 패킷 데이터 채널을 할당할 단말을 선택하고 부호화 패킷 크기를 결정한다. 과정 240에서는 기지국은 상기 선택된 이동 단말의 순방향 무선채널 품질 정보 패킷 데이터 서비스에 할당된 상기 전송전력을 바탕으로, 상기 선택된 이동 단말에게 패킷 데이터를 전송할 시 사용하기 위한 타임슬롯 수, 변조방식, 부호율이 결정하고, 이들을 나타내는 제어정보를 생성한다. 여기서 기지국은 부호화 패킷의 크기나 전송 시간구간의 길이나 월시부호의 개수에 관계없이, 부호율과 변조방식을 다양하게 결정한다. 바람직하게 부호율과 변조방식은 무선채널 환경과 시스템의 데이터 처리율에 따라 결정된다.과정 250에서 상기 기지국의 패킷 데이터 채널 송신기는 정해진 크기의 부호화 패킷을 상기 결정된 부호율에 의해 부호화하고 상기 결정한 변조방식에 의해 변조한 다음, 상기 결정된 개수 만큼의 월시부호들을 가지고 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 전송한다. 또한 과정 260에서 기지국의 패킷 데이터 제어 채널 송신기는 상기 부호화 패킷 크기와 상기 타임슬롯 개수 및 상기 변조방식에 대한 상기 제어정보를 부호화, 변조, 확산 등을 거쳐 패킷 데이터 제어 채널에 실어 전송한다.

도 3은 본 발명에 따라 이동 단말의 순방향 수신기에서 패킷 데이터와 제어정보를 수신하는 동작을 나타낸 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 과정 310에서 이동 단말의 패킷 데이터 제어 채널 수신기는 패킷 데이터 제어 채널을 통해 패킷 데이터 채널에 관련된 부호화 패킷 크기와, 타임슬롯 개수와, 변조방식에 대한 제어정보를 획득한다. 여기서 상기 부호화 패킷 크기와 변조방식은 패킷 데이터 제어 채널을 통해 수신된 데이터를 복호하여 얻은 제어정보로부터 얻을 수 있으며, 상기 타임슬롯 개수는 패킷 데이터 제어 채널을 복호하는 과정에서 알 수 있다. 또한 여기서 이동 단말은 기지국에서 패킷 데이터 채널에 할당된 월시부호 개수에 대한 제어정보를 이미 획득한 것으로 한다. 상기 제어정보는 또한 기지국에서 패킷 데이터를 전송하고자 하는 이동 단말을 지시하는 MAC ID를 더 포함하고 있다. 이동 단말은 상기 제어정보에 포함된 MAC ID가 자신의 것과 일치하는 경우에만, 과정 320으로 진행하여 패킷 데이터 채널 수신기를 가동한다.상기 과정 320에서는 패킷 데이터 채널 수신기는 패킷 데이터 채널의 매 타임슬롯마다 수신되는 데이터를, 상기 할당된 월시부호 수만큼의 월시부호들로 역확산하여 월시심볼 형태의 패킷 데이터를 수신다. 과정 330에서 상기 패킷 데이터 채널 수신기는 상기 제어정보에 따라, 상기 타임슬롯 수만큼의 시간구간동안 수신한 월시 심볼들을 상기 변조방식에 의해 복조한다. 과정 304에서는 상기 복조된 심볼은 미리 정해지는 인터리빙 규칙 및 복호화 규칙에 따라 인터리빙되고 터보 복호화됨으로써 패킷 데이터로서 출력된다. 과정 350에서 상기 패킷 데이터 채널 수신기는 상기 복호결과 얻어진 패킷 데이터를 검증하여 정확하게 수신되었는지를 판단하고, 만일 에러가 발생하였으면 기지국에게 상기 패킷 데이터의 재전송을 요청한다.

도 4는 본 발명에 따라 기지국에서 패킷 데이터 채널 제어정보를 전송하는 순방향 패킷 데이터 제어 채널 송신기의 구성을 나타낸 도면으로서, 도시한 바와 같이, 오류 검출 비트 부가기(410), 테일 비트 부가기(420), 길쌈 부호기(430), 심볼 반복기(440), 심볼 천공기(450), 인터리버(460), 변조기(470), 월시부호 확산기(480), 제어정보 생성기(400), 송신 제어기(490)로 구성된다.여기서 오류 검출 비트 부가기(410), 테일 비트 부가기(420), 길쌈 부호기(430), 심볼 반복기(440), 심볼 천공기(450), 인터리버(460), 변조기(470), 월시부호 확산기(480)는 상기 제어정보 생성기(400)에 의해 생성된 제어정보를 실제로 전송하는 제어정보 송신기를 형성하며, 상기 송신 제어기(490)는 상기 제어정보 송신기의 송신 블록들을 제어한다.도시하지 않을 것이지만, 기지국의 패킷 데이터 채널 송신기는 패킷 데이터 서비스 중인 모든 이동 단말들로부터 획득한 순방향 무선채널 품질정보를 이용하여 패킷 데이터를 전송할 이동 단말을 선택하고, 상기 선택된 이동 단말에게 패킷 데이터를 전송하는데 사용할 부호화 패킷 크기, 부호율, 변조방식, 전송 시간구간(타임슬롯 개수)을 결정한다. 패킷 데이터를 전송하는데 사용할 월시부호의 개수는 이미 모든 이동 단말에게 브로드캐스팅된 것으로 한다.

상기 제어정보 생성기(400)는 상기 선택된 이동 단말에게 패킷 데이터를 전송하는데 사용되는 제어정보를 결정한다. 상기 제어정보는 앞서 언급한 <표 2>에 나타낸 바와 같이, MAC ID 필드와 ARQ Channel ID 필드와 Encoder Packet Size 필드와 Sub-packet ID 필드와 Modulation Order 필드로 구성된 17비트 크기의 한 프레임의 정보이다. 송신 제어기(490)는 패킷 데이터 서비스가 TDM 방식으로 적용될 경우, TDM/TDM 방식으로 적용될 경우, 또는 TDM/CDM 방식으로 적용될 경우 각각에 대해 각 전송 블록에서 사용할 파라미터들을 결정하고 지시한다. 여기에서는 TDM 방식을 사용한 경우에 대해 설명하기로 한다.

상기 제어정보 생성기(400)에서 생성된 상기 17비트의 제어정보는, 상기 오류 검출 비트 부가기(410)에서 8비트의 오류 검출 부호가 추가되고, 상기 테일 비트 부가기(420)에서 복호화시 특정 상태로의 수렴을 위한 8비트가 추가된다. 상기 길쌈 부호기(430)는 상기 테일 비트 부가기(420)로부터의 33비트 출력 비트들을 제어정보의 전송 시간구간에 따라 정해지는 부호율 R을 가지고 부호화하여 부호화 심볼들을 출력한다. 제어정보가 1-TS(N=1이라고 함) 동안 전송되면 상기 부호율은 1/2이고, 2-TS(N=2이라고 함) 또는 4-TS(N=4이라고 함) 동안 전송되면 상기 부호율은 1/4이다.

상기 길쌈 부호기(430)로부터 출력된 부호화 심볼들은 심볼 반복기(440)에 의해 제어정보의 전송 시간구간에 따라 적절하게 반복된다. 즉, 제어정보가 1-TS 또는 2-TS 동안 전송되면(N=1 or 2) 입력 부호화 심볼들은 반복되지 않으며, 4-TS동안 전송되면(N=4) 1회 반복된다. 상기 심볼 천공기(450)는 상기 반복된 부호화 심볼들을 입력받아 소정 천공 패턴에 따라 일부 심볼들을 제거하여 나머지 심볼들을 출력한다.상기 인터리버(460)는 상기 심볼 천공기(450)로부터 입력되는 심볼들의 개수에 따라 인터리빙 메모리의 크기를 설정하고, 상기 인터리빙 메모리를 이용하여 입력 심볼들을 인터리빙한다. 상기 변조기(470)는 상기 인터리빙된 심볼들을 미리 정해지는 소정 변조방식에 따라 변조하여 변조심볼들을 출력하며, 상기 월시부호 확산기(480)에서 상기 변조기(470)로부터의 변조심볼들을, 패킷 데이터 제어 채널에 대해 할당된 64칩 길이의 월시부호를 가지고 확산시킨다.

패킷 데이터 제어 채널에 할당된 상기 월시부호는 패킷 데이터 채널에 할당되는 월시부호들과는 구별되는 것이다. 상기 월시부호 확산기(480)로부터의 출력은 상기 패킷 데이터 채널 송신기로부터의 월시 확산된 출력과 함께 의사잡음(Pseudo-random Noise: PN) 부호에 의한 확산 및 기저대역 필터링을 거쳐서 고주파 대역으로 변환된 다음 안테나를 통해 전송된다. 여기서 상기 패킷 데이터 채널 송신기로부터의 출력은 상기 결정된 부호화 패킷 크기만큼의 패킷 데이터를 상기 결정된 부호율에 의해 부호화하고 상기 결정된 변조방식에 의해 변조한 뒤 상기 결정된 월시부호 수만큼의 월시부호들을 가지고 확산한 것이다.

도 5는 본 발명에 따라 이동 단말에서 패킷 데이터 채널 제어정보를 수신하는 순방향 패킷 데이터 제어 채널 수신기의 구성을 나타내는 도면으로서, 도시된 바와 같이 월시부호 역확산기(510), 다중경로 심볼 누적기(520), 디인터리버(530), 역천공기(540), 연속 심볼 누적기(550), 복호기(560), 오류 비트 검출기(570), 그리고 수신 제어기(580)로 구성된다.제어정보의 수신 과정은 제어정보를 송신하는 과정의 역으로 이루어진다. 여기서 상기 수신 제어기(580)는 패킷 데이터 서비스가 TDM 방식으로 적용될 경우, TDM/TDM 방식으로 적용될 경우, 또는 TDM/CDM 방식으로 적용될 경우 각각에 대해 각 수신 블록에서 적용될 파라미터들을 정하게 된다. 여기에서는 송신단에서 TDM 방식을 사용한 경우에 대해 설명하기로 한다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 월시부호 역확산기(510)는, 기지국으로부터 수신된 데이터를, 패킷 데이터 제어 채널에 대해 할당된 월시부호를 가지고 역확산된다. 도시하지 않았지만 상기 월시부호 역확산기(510)는 다중 반사경로 각각에 대해 월시부호 역확산을 수행한다. 상기 월시부호 역확산기(510)에서 역확산된 심볼들은 상기 다중 경로 심볼 누적기(520)에 의하여 상기 다중 반사경로의 개수만큼 누적된다. 상기 누적된 심볼들은 상기 디인터리버(530)에서 기지국에서 사용한 인터리빙 규칙에 대응하는 디인터리빙 규칙에 따라 디인터리빙(deinterleaving)되며, 상기 역천공기(540)에서는 기지국에서 사용한 천공패턴에 대응하는 역천공패턴에 따라 소정 개수개만큼의 '0' 심볼들을 상기 디인터리빙된 심볼들 사이에 채워 넣는다. 상기 역천공기(540)로부터 출력되는 심볼들은 상기 연속 심볼 누적기(550)에 의해, 기지국에서의 심볼 반복 동작에 대응하도록 누적된다. 즉 상기 연속 심볼 누적기(550)는 제어정보의 전송 시간구간이 4-TS인 경우(N=4)인 경우에만 입력 심볼들을 1회 누적한다.

상기 연속 심볼 누적기(550)에 의해 누적된 심볼들은 복호기(560)에 의해 소정 부호율 R을 가지고 복호된다. 상기 부호율은 N=1인 경우 1/2, N=2 또는 4인 경우 1/4가 사용된다. 상기 오류 비트 검출기(570)는 상기 복호된 정보비트들이 오류를 가지고 있는지 확인하고, 만일 오류를 가지고 있지 않으면 상기 복호된 정보비트들이 기지국에 의하여 송신된 제어정보인 것으로 판단한다.

도시하지는 않을 것이지만 이동 단말은 상기 제어정보에서 추출된 MAC ID가 자신의 것과 일치하는지 확인하고, 만일 일치하는 경우 패킷 데이터 채널 수신기를 가동한다. 상기 패킷 데이터 채널 수신기는 상기 제어정보에서 전송 시간구간(타임슬롯 개수), 변조방식, 부호율, 부호화 패킷 크기에 대한 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보에 따라, 패킷 데이터 채널을 통해 수신된 데이터를 월시 역확산, 복조, 복호한다. 여기서 수신 데이터를 역확산하는데 필요한 월시부호의 개수는 기지국으로부터 이미 브로드캐스팅된 것이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 기지국과 이동 단말은 패킷 데이터 채널을 위한 부호화 패킷 크기, 월시부호 개수에 따라 변조방식과 부호율을 매핑시키는 매핑 테이블을 저장하기 위한 메모리를 필요로 하지 않게 된다. 따라서 본 발명은 이동 단말의 소형화, 저전력화, 저가격화라는 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명은 기지국이 부호화 패킷 크기와 월시부호 개수와 전송 시간구간의 조합에 관계없이 변조방식을 선택할 수 있도록 함에 따라, 초기전송시와 재전송시에 무선채널 환경에 따라 변조방식과 부호율을 결정함에 있어서 제약 조건이 없다는 이점이 있다.

삭제

도 1은 종래기술에 따라 패킷 데이터 제어채널(SPDCCH)을 통해 제어정보를 전송하는 송신장치의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따라 기지국의 순방향 송신기에서 패킷 데이터와 제어정보를 전송하는 동작을 나타낸 흐름도.

도 3은 본 발명에 따라 이동 단말의 순방향 수신기에서 패킷 데이터와 제어정보를 수신하는 동작을 나타낸 흐름도.

도 4는 본 발명에 따라 기지국에서 패킷 데이터 채널 제어정보를 전송하는 순방향 송신기의 구성을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따라 이동 단말에서 패킷 데이터 채널 제어정보를 수신하는 순방향 수신기의 구성을 나타내는 도면.

Claims (12)

1. 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 전송하는 이동통신시스템의 송신기에서 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 상기 패킷 데이터 채널의 전송 시간구간과 동일한 시간구간 동안 송신하는 방법에 있어서,

   상기 패킷 데이터 채널을 통해 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는 제어정보를 생성하는 과정과,

   사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를 상기 제어정보 내의 한 정보필드에 삽입하여, 상기 제어정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어정보는, 상기 패킷 데이터 채널과 물리적으로 구별되는 패킷 데이터 제어 채널을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 변조방식들은, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 8-PSK(8-ary Phase Shift Keying), 16-QAM(16-ary Quadrature Amplitude Modulation), 64-QAM(64-ary Quadrature Amplitude Modulation) 중 적어도 2개인 것을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어정보는,

   상기 패킷 데이터 채널에 사용되는 부호화 패킷 크기와 부호율과 월시부호 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 수신기로 전송하는 이동통신시스템에서 상기 수신기가 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 소정의 전송 시간구간 동안 수신하는 방법에 있어서,

   상기 패킷 데이터 채널과 물리적으로 구별되는 패킷 데이터 제어 채널을 통해, 상기 패킷 데이터 채널을 통해 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는 제어정보를 수신하여 복조하는 과정과,

   사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를, 상기 복조된 제어정보내의 한 정보필드에서 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 복수의 변조방식들은, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 8-PSK(8-ary Phase Shift Keying), 16-QAM(16-ary Quadrature Amplitude Modulation), 64-QAM(64-ary Quadrature Amplitude Modulation) 중 적어도 2개인 것을 특징으로 하는 상기 방법.
7. 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 전송하는 이동통신시스템의 송신기에서 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 상기 패킷 데이터 채널의 전송 시간구간과 동일한 시간구간 동안 송신하는 장치에 있어서,

   상기 패킷 데이터 채널을 통해 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는 제어정보를 생성하고, 사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를 상기 제어정보 내의 한 정보필드에 삽입하는 제어정보 생성기와,

   상기 제어정보를 상기 패킷 데이터 채널과는 물리적으로 구별되는 패킷 데이터 제어 채널을 통해 전송하는 제어정보 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 변조방식들은, QPSK, 8-PSK, 16-QAM, 64-QAM 중 적어도 2개인 것을 특징으로 하는 상기 장치.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 제어정보는, 상기 패킷 데이터 채널에 사용되는 부호화 패킷의 크기와, 월시부호의 수와, 부호율을 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
11. 부호화 패킷을 소정 부호율에 따라 부호화하고 소정 변조방식에 따라 변조한 후 적어도 하나의 월시부호들에 의해 확산하여 패킷 데이터 채널을 통해 수신기로 전송하는 이동통신시스템에서 상기 수신기가 상기 패킷 데이터 채널에 대한 제어정보를 수신하는 장치에 있어서,

    상기 패킷 데이터 채널과 물리적으로 구별되는 패킷 데이터 제어 채널을 통해, 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 파라미터들을 지시하는 제어정보를 수신하는 제어정보 수신기와,

    사용 가능한 복수의 변조방식들 중 상기 부호화 패킷을 전송할 시에 사용된 변조방식을 지시하는 적어도 하나의 비트를, 상기 수신된 제어정보내의 한 정보필드에서 추출하는 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 복수의 변조방식들은, QPSK, 8-PSK, 16-QAM, 64-QAM 중 하나인 것을 특징으로 하는 상기 장치.