KR101481820B1

KR101481820B1 - 이동 통신 시스템에서 상향 링크 제어 채널 전송 방법 및장치

Info

Publication number: KR101481820B1
Application number: KR20070060482A
Authority: KR
Inventors: 권환준; 조준영; 한진규; 이주호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2015-01-12
Anticipated expiration: 2027-06-20
Also published as: WO2008156338A1; EP2158701A1; EP2158701A4; US20100329196A1; EP2158701B1; US8588153B2; KR20080111920A

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말이 상기 이동 단말이 기지국으로부터 제어 채널 인덱스들을 할당받고, 상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하고, 상기 이동 단말이 제1슬롯에서 상기 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하고, 상기 이동 단말이 상기 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하고, 상기 이동 단말이 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송한다.

상향 링크, 제어 채널 인덱스 그룹핑

Description

이동 통신 시스템에서 상향 링크 제어 채널 전송 방법 및 장치{Method and Apparatus for Transmitting Uplink Control Channel in Mobile Communication System}

도 1은 일반적인SC-FDMA을 주파수 영역(frequency domain)에서 구현하는 송신기의 내부 구성 블록도,

도 2는 일반적인 SC-FDMA을 주파수 영역(frequency domain)에서 구현하는 수신기의 내부 구성 블록도,

도 3은 종래 기술에 따라 SC-FDMA 방식 시스템에서 제어 채널을 전송하는 방식을 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 상항 링크 제어 채널을 전송하는 단말의 송신기 동작을 설명하기 위한 순서도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 제어 채널 인덱스를 그룹핑하는 일 예를 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 상향 링크 제어 채널을 수신하는 기지국의 수신기 동작을 설명하기 위한 순서도,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 시간 자원, 주파수 자원, 코드 자원에 대해 보다 구체적으로 도시하는 도면,

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신기의 내부 구성블록도,

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기의 내부 구성 블록도.

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 상향링크 제어 채널을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 이동 통신 시스템에서 단말로부터 기지국으로의 전송 링크인 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)방식을 적용하는 기술이 논의되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 SC-FDMA을 주파수 영역(frequency domain)에서 구현하는 송신기의 내부 구성 블록도이다.

도 1 을 참조하면, 채널 부호화기(Channel Encoder)(101)는 소정의 정보 비트(information bits)열을 입력받아 소정의 채널 부호화 과정 수행하여 출력한다.. 상기 채널 부호화기(101)로는 블록 부호화기(block encoder), 길쌈 부호화기(Convolutional encoder), 터보 부호화기(Turbo encoder) 또는 LDPC(Low Density Parity Check) 부호화기 등이 사용될 수 있다. 채널 인터리버(102)는 상기 채널 부호화기(101)로부터 출력되는 신호를 입력받아 소정의 채널 인터리빙을 수행하여 출 력한다.. 한편, 상기 도 1에는 생략되었으나, 상기 채널 부호화기(101) 및 채널 인터리버(102) 사이에 반복기 및 천공기로 구성되는 레이트 매칭 블록이 존재할 수도 있다.

변조기(Modulator)(103)는 상기 채널 인터리버(102)로부터 출력된 신호를 입력받아, QPSK, 8PSK, 16 QAM 등의 변조 과정을 수행한다. 상기 변조기(103)의 출력 신호에는 상관 이득기(Relative Gain)(104)에 의해 미리 정해져 있는 일정한 규칙에 따라 각 물리 계층 채널에 상응하는 이득이 곱해진다. 직/병렬 변환기(Serial to Parallel)(105)는 상기 상관 이득기(104)로부터 출력되는 직렬 신호를 병렬 신호로 변환시켜 출력한다. 상기 직/병렬 변환기(105)의 출력은 고속 푸리에 변환기(Fast Fourier Transform : 이하 FFT라 기재함)(106)에 의해 변환된다. 부반송파 매퍼(sub-carrier Mapper)(107)는 고속 푸리에 변환된 신호를 미리 정해진 규칙에 따라 부반송파(sub-carrier)들에 매핑하는데, 상기 단말의 신호가 특정 주파수 만을 점유하도록 하는 한다. 역 고속 푸리에 변환기(Inverse Fast Fourier Transform: 이하 IFFT라 기재함)(108)는 상기 부반송파 매퍼(107)로부터 출력된 신호를 변환한 후, 병/직렬 변환기(Parallel to Serial)(109)에서 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하여 출력한다. CP 부가기(CP Adder)(110)는 상기 병/직렬 변환기(109)로부터 출력되는 신호를 소정의 규칙에 따라 CP(Cyclic Prefix)를 부가하면, 기저 대역 필터(Baseband Filter)(111)를 거쳐 최종 기저 대역 신호 s(t)가 생성된다.

도 2는 통상의 SC-FDMA를 주파수 영역(frequency domain)에서 구현하는 수신 기의 내부 구성 블록도이다.

상기 도 2를 참조하면, 수신 신호 r(t)는 기저 대역 필터(Baseband Filter)(201)를 거쳐 출력되는데,. 통상 상기 기저 대역 필터(201)는 상기 도 1의 기저 대역 필터(111)와 상응하여 짝을 이루게 된다. 상기 기저 대역 필터(201)의 출력은 CP 제거기(CP remover)(202)로 입력되어 소정의 규칙에 의해 CP 부분이 제거되어 출력된 후, 직/병렬 변환기(203)로 입력되어 병렬 신호로 변환된다. 상기 직/병렬 변환기(203)의 출력은 FFT 변환기(204)에서 FFT 변환된 후, 서브 캐리어 디매퍼(demapper)(205)로 입력된다. 상기 서브 캐리어 디매퍼(205)는 도 1의 서브 캐리어 매퍼(107)에서 매핑된 서브 캐리어들을 추출하여 출력한다. 상기 추출된 서브 캐리어들은 채널 등화기(206)로 입력되어 소정의 채널 등화 과정을 거치게 된다. 상기 채널 등화 과정에는 다양한 방법이 존재할 수 있으나, 상기 채널 등화 방법은 본 발명의 요지에 해당하지 않으므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 채널 등화기(206)의 출력은 IFFT(207) 을 거친 후, 병/직렬 변환기(208)로 입력되어 직렬 신호로 변환된다. 상기 직렬 신호는, 복조기(Demodulator)(209)로 입력되어 16QAM, 8PSK, QPSK 등에 해당하는 소정의 복조 과정을 거치게 된다. 상기 복조기(209)의 출력은 채널 디인터리버(Channel Deinterleaver)(210)로 입력되어 소정의 디인터리빙 과정을 거친 후, 채널 역부호화기(Channel Decoder)(211)로 입력되어 소정의 채널 역부호화 과정을 거쳐 최종 정보가 검출된다.

도 3은 종래 기술에 따라 SC-FDMA 방식을 사용하는 시스템에서 제어 채널을 전송하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 가로 축은 시간 축, 세로 축은 주파수 축을 나타낸다.

참조 부호 301에 해당하는 하나의 SC-FDMA 심볼은 상기 도 1에서 설명한 동작에 따라 생성된 심볼, 즉, CP가 붙여진 하나의 심볼로써 통상의 OFDM 시스템에서 OFDM심볼에 해당한다. 상기 SC-FDMA 심볼(301)을 SC-FDMA 블록이라고 칭하기도 한다. 참조 부호 302는 하나의 서브 프레임을 나타낸다. 상기 서브 프레임(302)은 하나의 데이터 혹은 제어 정보의 패킷이 전송되는 시간 단위로 1 ms에 해당한다. 상기 서브 프레임(302)은 14 개의 SC-FDMA 심볼(301)로 구성된다. 참조 부호 303에 해당하는하나의 슬롯은 상기 서브 프레임(302)의 절반에 해당하는 0.5ms 로, 7 개의 SC-FDMA 심볼(301)로 구성된다. 참조 부호 304 에 해당하는 하나의 서브 대역은 주파수 축 상에서 자원 할당의 기본 단위로, 상기 시스템에서 12 개의 부반송파로 구성된다. 도 3에서 상기 시스템은 N 개의 서브 대역으로 구성되어 있다.

참조 부호 305 내지 308은 제어 정보가 전송되는 구체적인 방법을 도시하고 있다. 상기 제어 정보는 CQI(Channel Quality Indicator), ACK/NACK 등과 같은 정보가 해당된다 . 상기 참조 부호 305 내지 308은 상기 제어 정보를 전송하는 데 주파수, 코드, 시간 등의 자원이 어떻게 사용되는지를 보여준다. 상기 참조 부호305 이 도시하는 바는 제어 채널 인덱스(control channel ID) 0 번은 첫 번째 슬롯의 7 개의 SC-FDMA 심볼에 해당하는 시간 자원을 사용하고, ZC(Zadoff-Chue) 시퀀스 offset 0 번의 코드 자원을 사용하고, 서브 대역 0에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송되고 있음을 나타낸다. 또한, 상기 참조 부호 308이 도시하는 바는 상기 제어 채널 인덱스(control channel ID) 0 번은 두 번째 슬롯의 7 개의 SC-FDMA 심볼에 해당하는 시간 자원을 사용하고, ZC(Zadoff-Chue) 시퀀스 offset 0 번의 코드 자원을 사용하고, 서브 대역 N-1에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송되고 있음을 나타낸다.

상기와 같이 슬롯 경계에서 서브 대역을 바꾸어 주는 것은 주파수 다이버시티를 얻기 위함이다. 상기에서 ZC(Zadoff-Chue) 시퀀스 offset 이란, 하나의 코드 자원을 가리킨다. 즉, ZC(Zadoff-Chue) 시퀀스는 주어진 하나의 ZC(Zadoff-Chue) 시퀀스와 그 오프셋(offset)을 달리하여 순환 쉬프트(cyclic shift)함으로써 생성되는 시퀀스간에는 서로 직교하는 성질이 존재하고, 이를 통해 복수 개의 코드(시퀀스)를 생성할 수 있다. 따라서, 오프셋(offset)값을 달리한다는 의미는 서로 다른 코드를 사용한다는 뜻이 될 수 있다.

상기 도 3에서 참조 부호 305 ~ 308 가 도시하는 바를 설명하기 위해 한 가지 예를 더 들면, 참조 부호 306에서 제어 채널 인덱스(control channel ID) 7 번은 첫 번째 슬롯의 7 개의 SC-FDMA 심볼에 해당하는 시간 자원을 사용하고, ZC(Zadoff-Chue) 시퀀스 offset 2 번의 코드 자원을 사용하고, 서브 대역 1에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송되고, 참조 부호 307에서 제어 채널 인덱스(control channel ID) 7 번은 두 번째 슬롯의 7개의 SC-FDMA 심볼에 해당하는 시간 자원을 사용하고, ZC(Zadoff-Chue) 시퀀스 offset 2 번의 코드 자원을 사용하고, 서브 대역 N-2에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송된다.

상기 도 3의 참조 부호 305 내지 308에서 도시하는 바와 같은 방법으로 복 수 개의 단말로부터 제어 정보가 전송되는 것이다. 예를 들어, 단말 1 은 제어 채널 인덱스 1 번을 통해 자신의 제어 정보를 전송하고, 단말 2 은 제어 채널 인덱스 2 번을 통해 자신의 제어 정보를 전송하는 등의 방식으로 상향 링크로 제어 정보들이 전송되는 것이다.

한편, 상기와 같은 방식에서 보면 서로 다른 제어 채널들은 서로 직교하는 자원을 사용하고 있음을 알 수 있다. 즉, 서로 다른 시간 자원, 주파수 자원, 코드 자원을 사용하고 상기 코드들 간에는 서로 직교하는 성질이 존재하므로, 결과적으로 이상적인 환경에서는 제어 채널들 상호간에 간섭이 존재하지 않게 된다.

하지만, 실제로 무선 채널 환경에서 존재하는 다중 경로(multi-path), 도플러(Doppler)등으로 인해 상기 직교 성질은 완전하지 않게 되므로, 제어 채널들 상호간에 간섭이 발생하게 된다. 또한, 서로 다른 셀들 간에 사용되는 시간 및 코드 자원 간에는 직교성이 만족되지 않는 것이 일반적이므로, 이 또한 간섭 발생의 원인이 된다.

한편, 상기 도 3에서 설명한 방식은 상술한 바와 같이 제어 채널 간에 혹은 인접된 셀들 간에 서로 간섭이 발생하는 환경에서, 그 로드가 어느 한 서브 대역에 집중될 경우 비효율성의 문제점이 존재한다.

예를 들어, 특정 서브 프레임에서 제어 채널 0 ~ 5는 모두 전송되지만, 제어 채널 6 ~ 11 중에서는 제어 채널 6 번만이 전송된다고 가정하자. 이 경우, 제어 채널 6 번은 코드간 간섭의 측면에서는 다른 제어 채널로부터 간섭이 전혀 존재하기 않지만, 제어 채널 0 ~ 5는 서로 간에 간섭을 주게 된다. 일반적으로 상기와 같은 로드의 특정 서브 대역에의 집중 현상은 막을 수 없지만, 이러한 문제점이 두 번째 슬롯에서도 동일하게 발생한다는 문제점이 있다.

따라서, 상기의 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 상향 링크에서 제어 채널들 간에 간섭을 분산시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명에서 제안하는 방법은; 이동 통신 시스템에서 이동 단말이 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서, 상기 이동 단말이 기지국으로부터 제어 채널 인덱스들을 할당받는 과정과, 상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정과, 상기 이동 단말이 제1슬롯에서 상기 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하는 과정과,
상기 이동 단말이 상기 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정과, 상기 이동 단말이 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 수신하는 방법에 있어서, 상기 기지국이 이동 단말에게 제어 채널 인덱스들을 할당하는 과정과, 상기 기지국이 상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정과, 상기 기지국이 제1슬롯에서 상기 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 수신하는 과정과, 상기 기지국이 상기 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정과, 상기 기지국이 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 수신하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 장치는; 이동 통신 시스템에서 이동 단말에 있어서, 송신부와, 기지국으로부터 제어 채널 인덱스들을 할당받는 수신부와, 상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하고, 제1슬롯에서 상기 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하도록 상기 송신부를 제어하고, 상기 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하고, 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하도록 상기 송신부를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 기지국에 있어서, 이동 단말에게 제어 채널 인덱스들을 할당하고, 상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하고, 상기 기지국이 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하는 제어부와, 상기 제1슬롯에서 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 수신하고, 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 제어 정보를 수신하는 수신부를 포함한다.

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.

또한, 하기에서 제어 채널 송수신의 구체적인 실시 예를 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)방식을 적용하는 이동 통신 시스템에서 상향 링크 전송에 대해 설명하나, 본 발명의 동작 원리는 특정 전송 시스템이나 제어 정보의 송신 방향 (상향 링크 혹은 하향 링크)에 국한되지 않음을 유의하여야 한다.

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 단말기의 상항 링크 송신을 수행하는 송신기 동작 설명하기 위한 순서도이다.

송신기는 401단계에서 자신이 사용할 제어 채널 인덱스를 할당받는다. 상기 제어 채널 인덱스를 할당받는 방법은 다양하므로, 본 발명에서는 특정 할당 방법에 국한하지 않는다. 제어 채널 인덱스를 할당받은 후, 송신기는 402 단계에서 미리 정해진 세트(set)에 포함된 제어 채널 인덱스들을 그룹핑(grouping)한다.

상기 그룹핑 동작에 대해 도 5 을 참조하여 예를 들어 상세히 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 상기 세트(set)에 해당하는 제어 채널 인덱스들은 제어 채널 인덱스 0, 1, 2, , 11 이라고 가정한다. 상기 모든 제어 채널 인덱스들은 주파수 자원으로 두 개의 서브 대역을 사용한다고 가정할 .경우, 상기 제어 채널 인덱스들은 두 개의 그룹으로 나뉜다. 그 예로써, 참조 부호 501에 도시된 바와 같이 첫 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 0, 1, 2, 3, 4, 5이며, 두 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 6, 7, 8, 9, 10, 11이다. 상기와 같이 그룹이 결정되면, 각 그룹은 서로 다른 서브 대역 자원을 사용한다. 각 서브 대역 자원 내에서 코드 자원의 순서는 미리 정해져 있으며, 상기 도 5에서는 코드 자원의 순서가 0, 2, 4, 6, 8, 10이다. 즉, 상기 첫 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스 0, 1, 2, 3, 4, 5 는 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10을 사용하고, 첫 번째 서브 대역에 해당하는 주파수 자원을 사용한다. 또한, 상기 두 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스 6, 7, 8, 9, 10, 11 은 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10 을 사용하고, 두 번째 서브 대역에 해당하는 주파수 자원을 사용한다.

상기와 같이 제어 채널 인덱스들에 대한 그룹핑이 이루어지면, 송신기는 403단계에서 상기 그룹핑 결과에 의해 정해지는 코드 자원 및 주파수 자원을 통해 제어 정보를 전송한 후, 404 단계에서 다음 SC-FDMA 심볼로 이동한다. 송신기는 405 단계에서 SC-FDMA 심볼이 하나의 슬롯의 경계에 해당하는 지 판단한다. 상기 405 단계의 판단 결과, SC-FDMA 심볼이 하나의 슬롯의 경계에 해당하지 않으면, 즉, 심볼이 슬롯의 경계를 지나쳐서 새로운 슬롯의 첫 번째 SC-FDMA 심볼에 해당하지 않으면, 송신기는 상기 403 단계로 진행하여 동일한 코드 자원 및 주파수 자원을 통 해 제어 정보를 전송한다. 반면, 상기 405 단계의 판단 결과, SC-FDMA 심볼이 슬롯의 경계를 지나쳐서 새로운 슬롯의 첫 번째 SC-FDMA 심볼에 해당하면, 송신기는 상기 402 단계로 진행하여 상기 그룹핑 동작을 재수행한다. 여기서, 유의할 점은 상기 그룹핑 결과는 매 그룹핑 동작 수행 시마다 바뀌는 것을 원칙으로 한다는 점이다.

즉, 도 5를 참조하여 그 구체적인 예를 들어 설명하면, 상기 참조 부호 503에서와 같이 상기 제어 채널 인덱스 0, 1, 2, 3, , 11 을 인터리빙한 후, 그 결과가 참조 부호 504 에 도시된 바와 같이 0, 3, 4, 7, 8, 11, 1, 2, 5, 6, 9, 10 이라고 가정하자.

상기 결과를 첫 번째 6 개의 제어 채널 인덱스 0, 3, 4, 7, 8, 11 은 첫 번째 그룹으로, 두 번째 6 개의 제어 채널 인덱스 1, 2, 5, 6, 9, 10 는 두 번째 그룹으로 나눈다고 가정한다.

이 결과로 상기 첫 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스 0, 3, 4, 7, 8, 11은 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10을 사용하고, 첫 번째 서브 대역에 해당하는 주파수 자원을 사용한다. 또한, 상기 두 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스 1, 2, 5, 6, 9, 10 은 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10 을 사용하고, 두 번째 서브 대역에 해당하는 주파수 자원을 사용한다. 물론, 상기에서 첫 번째 서브 대역 및 두 번째 서브 대역에 대한 구체적인 서브 대역 인덱스는 상기 종래 기술에서 설명한 바와 같은 주파수 호핑에 의해 그 인덱스가 바뀔 수도 있음에 유의해야 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 슬롯 경계에서의 재그룹핑(regrouping)을 통해 슬롯 경계에서 서브 대역 간 로드 분산이 가능하며, 이를 통해 간섭량에 대한 편중이 줄어들어 성능 향상을 기대할 수 있다.

한편, 본 발명에서 제안하는 그룹핑 동작 및 이를 통한 서브 대역 자원의 변경을 매 SC-FDMA 심볼마다 수행하지 않고, 슬롯 경계에서만 수행되도록 제한하는데, 그 이유는 다음과 같다.

만일, 상기 그룹핑 동작 및 이를 통한 서브 대역 자원의 변경이 매 SC-FDMA 심볼마다 이루어지게 되면, 하나의 슬롯 동안에도 하나의 제어 채널이 전송되는 데 사용되는 서브 대역이 바뀌게 되고, 이를 지원하기 위해서는 채널 추정을 위한 파일럿 신호가 복수개의 서브 대역을 통해 전송되어야 한다. 이럴 경우 파일럿 오버 헤드가 증가하여, 결과적으로 송신 성능이 오히려 저하될 수 있기 때문이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국의 수신기 동작을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 수신기는 601단계에서 우선 송신기로 상기 송신기가 사용할 제어 채널 인덱스를 할당한다. 상기 제어 채널 인덱스를 할당한 후, 수신기는 602 단계에서 미리 정해진 세트에(set)에 포함된 제어 채널 인덱스들을 그룹핑(grouping)한다. 상기 그룹핑 동작 및 그 상세 규칙은 상기 송신기의 그룹핑 동작과 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기와 같이 제어 채널 인덱스들에 대한 그룹핑이 이루어지면, 수신기는 603 단계에서 상기 그룹핑 결과에 의해 정해지는 코드 자원 및 주파수 자원을 통해 제 어 정보를 수신한 후, 604 단계에서 다음 SC-FDMA심볼로 이동한다. 수신기는 605 단계에서 SC-FDMA 심볼이 하나의 슬롯의 경계에 해당하는지를 판단한다. 상기 605 단계의 판단 결과, SC-FDMA 심볼이 하나의 슬롯의 경계에 해당하면, 즉, 심볼이 슬롯의 경계를 지나쳐서 새로운 슬롯의 첫 번째 SC-FDMA 심볼에 해당하지 않으면, 수신기는 상기 603단계로 진행하여 동일한 코드 자원 및 주파수 자원을 통해 제어 정보를 수신한다. 반면, 상기 605 의 판단결과, SC-FDMA 심볼이 슬롯의 경계를 지나쳐서 새로운 슬롯의 첫 번째 SC-FDMA 심볼에 해당하면, 수신기는 상기 602 단계로 진행하여 상기 그룹핑 동작을 재수행한다.

도 7은 도 4 및 도 5를 통해서 설명한 본 발명에 따라 시간 자원, 주파수 자원, 코드 자원에 대한 구체적인 실시 예를 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 참조 부호 701 내지 704 는 본 발명에서 제안하는 바에 따라 각 제어 채널 인덱스가 어떠한 시간 자원, 주파수 자원, 코드 자원을 통해 전송되는 지를 보여주고 있다.

참조 부호 701에서 도시하는 바와 같이 첫 번째 슬롯에서 첫 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 0, 1, 2, 3, 4, 5는 상기 첫 번째 슬롯에 해당하는 7 개의 슬롯에 해당하는 시간 자원을 통해, 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10 을 사용하고, 서브 대역 0에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송된다. 또한, 참조 부호 702에서 도시하는 바와 같이 첫 번째 슬롯에서 첫 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 6, 7, 8, 9, 10, 11 은 상기 첫 번째 슬롯에 해당하는 7 개의 슬롯에 해당하는 시간 자원을 통해, 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10 을 사용하고, 서브 대역 1 에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송된다.

상기 도 7에서 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯의 경계 지점에서, 상기 도 4 및 도 5 에서 설명한 그룹핑 동작이 수행되며, 상기 그룹핑 결과에 따라 첫 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 8, 2, 6, 10, 0, 5 이며, 두 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 3, 1, 9, 7, 11, 4 이다. 이 결과에 따라, 참조 부호 703 에서 도시하는 바와 같이 두 번째 슬롯에서 첫 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 8, 2, 6, 10, 0, 5 는 상기 두 번째 슬롯에 해당하는 7 개의 슬롯에 해당하는 시간 자원을 통해, 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10 을 사용하고, 서브 대역 N-2 에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송된다. 또한, 참조 부호 704에서 도시하는 바와 같이 두 번째 슬롯에서 두 번째 그룹에 해당하는 제어 채널 인덱스는 3, 1, 9, 7, 11, 4 은 상기 두 번째 슬롯에 해당하는 7 개의 슬롯에 해당하는 시간 자원을 통해, 각각 코드 자원 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 10 을 사용하고, 서브 대역 N-1에 해당하는 주파수 자원을 사용하여 전송된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 상향 링크 제어 채널 전송을 수행하는 단말의 송신기 내부 구성 블록도이다.

도 8을 참조하면, 채널 부호화기(Channel Encoder)(801)는 소정의 정보 비트(information bits)열을 입력받아 소정의 채널 부호화 과정 수행하여 출력한다.. 상기 채널 부호화기(801)로는 블록 부호화기(block encoder), 길쌈 부호화기(Convolutional encoder), 터보 부호화기(Turbo encoder) 또는 LDPC(Low Density Parity Check) 부호화기 등이 사용될 수 있다. 채널 인터리버(802)는 상기 채널 부 호화기(801)로부터 출력되는 신호를 입력받아 소정의 채널 인터리빙을 수행하여 출력한다. 참조 부호 812 로 표시되는 부분은 상기 제어 정보의 종류에 따라 다른 블록으로 대체될 수도 있다. 예를 들면, ACK/NACK 피드백과 같이 한 비트를 전송하는 경우, 반복기가 812 부분을 대체할 수 있다.

변조기(Modulator)(803)는 상기 채널 인터리버(802)로부터 출력되는 신호를 입력받아, QPSK, 8PSK, 16 QAM 등의 변조 과정을 수행하여 출력한다. 상기 변조기(803)의 출력은 시퀀스 매퍼(Seq. mapper)(804)에서 특정 코드 자원에 매핑된다. 상기 직/병렬 변환기(805)의 출력은 고속 푸리에 변환기(Fast Fourier Transform : 이하 FFT라 기재함)(806)에 의해 변환된다. 부반송파 매퍼(sub-carrier Mapper)(807)는 고속 푸리에 변환된 신호를 미리 정해진 규칙에 따라 부반송파(sub-carrier)들에 매핑하는데, 상기 단말의 신호가 특정 주파수 만을 점유하도록 하는 한다. 역 고속 푸리에 변환기(Inverse Fast Fourier Transform: 이하 IFFT라 기재함)(808)는 상기 부반송파 매퍼(807)로부터 출력된 신호를 변환한 후, 병/직렬 변환기(Parallel to Serial)(809)에서 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하여 출력한다. CP 부가기(CP Adder)(810)는 상기 병/직렬 변환기(809)로부터 출력되는 신호를 소정의 규칙에 따라 CP(Cyclic Prefix)를 부가하면, 기저 대역 필터(Baseband Filter)(811)를 거쳐 최종 기저 대역 신호 s(t)가 생성된다.

한편, 제어부(813)는 상기 시퀀스 매퍼(804) 및 서브 캐리어 매퍼(807)를 제어하여, 상기 도 4에서 설명한 코드 자원 및 주파수 자원 할당 방법이 적용되도록 한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 상향 링크 제어 채널을 수신하는 기지국의 수신기 블록 구성도이다.

상기 도 9를 참조하면, 수신 신호 r(t)는 기저 대역 필터(Baseband Filter)(901)를 거쳐 출력되는데, 통상 상기 기저 대역 필터(201)는 상기 도 1의 기저 대역 필터(811)와 상응하여 짝을 이루게 된다. 상기 기저 대역 필터(901)의 출력은 CP 제거기(CP remover)(902)로 입력되어 소정의 규칙에 의해 CP 부분이 제거되어 출력된 후, 직/병렬 변환기(903)로 입력되어 병렬 신호로 변환된다. 상기 직/병렬 변환기(903)의 출력은 FFT 변환기(904)에서 FFT 변환된 후, 서브 캐리어 디매퍼(demapper)(905)로 입력된다. 상기 서브 캐리어 디매퍼(905)는 도 1의 서브 캐리어 매퍼(907)에서 매핑된 서브 캐리어들을 추출하여 출력한다. 상기 추출된 서브 캐리어들은 채널 등화기(906)로 입력되어 소정의 채널 등화 과정을 거치게 된다. 상기 채널 등화기(206)의 출력은 IFFT(207)을 거친 후, 병/직렬 변환기(208)로 입력되어 직렬 신호로 변환된다.

시퀀스 디매퍼(909)는 상기 제어 채널을 수신해야 할 코드 자원을 통해 수신되는 신호를 추출하고, 상기 추출된 신호는 복조기(Demodulator)(910)로 입력되어 16QAM, 8PSK, QPSK 등에 해당하는 소정의 복조 과정을 거치게 된다. 상기 복조기(910)의 출력은 채널 디인터리버(Channel Deinterleaver)(911)로 입력되어 소정의 디인터리빙 과정을 거친 후, 채널 역부호화기(Channel Decoder)(912)로 입력되어 소정의 채널 역부호화 과정을 거쳐 최종 정보가 검출된다.

채널 인터리버(911) 및 채널 역부호화기(912)는 상기 제어 채널로 전송되는 정보의 종류에 따라 생략되기도 한다. 제어부(913)는 상기 서브 캐리어 디매퍼(905) 및 시퀀스 디매퍼(909)를 제어하여 도 6 에서 설명한 수신 동작이 이루어 지도록 제어한다.

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

본 발명에서 제안하는 제어 채널 전송 방법을 통해 특정 서브 프레임에서 제어 채널 전송들이 특정 서브 대역에 가중되어 전송되는 것을 분산시킬 수 있고, 이를 통해 제어 채널 들간 간섭을 분산시킬 수 있으며 결과적으로 제어 채널의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

이동 통신 시스템에서 이동 단말이 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서,

상기 이동 단말이 기지국으로부터 제어 채널 인덱스들을 할당받는 과정과,

상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정과,

상기 이동 단말이 제1슬롯에서 상기 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하는 과정과,

상기 이동 단말이 상기 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정과,

상기 이동 단말이 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하는 과정을 포함하는 제어 정보 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정은,

상기 제어 채널 인덱스들을 미리 설정된 기준에 따라 정렬하는 과정과,

상기 정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정을 포함하는 제어 정보 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정은,

상기 제어 채널 인덱스들이 정렬된 순서와 상이한 순서로 상기 제어 채널 인덱스들을 재정렬하는 과정과,

상기 재정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정을 포함하는 제어 정보 전송 방법.
이동 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 수신하는 방법에 있어서,

상기 기지국이 이동 단말에게 제어 채널 인덱스들을 할당하는 과정과,

상기 기지국이 상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정과,

상기 기지국이 제1슬롯에서 상기 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 수신하는 과정과,

상기 기지국이 상기 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정과,

상기 기지국이 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 수신하는 과정을 포함하는 제어 정보 수신 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정은,

상기 제어 채널 인덱스들을 미리 설정된 기준에 따라 정렬하는 과정과,

상기 정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제1그룹들을 생성하는 과정을 포함하는 제어 정보 수신 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정은,

상기 제어 채널 인덱스들이 정렬된 순서와 상이한 순서로 상기 제어 채널 인덱스들을 재정렬하는 과정과,

상기 재정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제2그룹들을 생성하는 과정을 포함하는 제어 정보 수신 방법.
이동 통신 시스템에서 이동 단말에 있어서,

송신부와,

기지국으로부터 제어 채널 인덱스들을 할당받는 수신부와,

상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하고, 제1슬롯에서 상기 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하도록 상기 송신부를 제어하고, 상기 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하고, 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 전송하도록 상기 송신부를 제어하는 제어부를 포함하는 이동 단말.
제 7 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 제어 채널 인덱스들을 미리 설정된 기준에 따라 정렬하고, 상기 정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제1그룹들을 생성함을 특징으로 하는 이동 단말.
제 8 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 제어 채널 인덱스들이 정렬된 순서와 상이한 순서로 상기 제어 채널 인덱스들을 재정렬하고, 상기 재정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제2그룹들을 생성함을 특징으로 하는 이동 단말.
이동 통신 시스템에서 기지국에 있어서,

이동 단말에게 제어 채널 인덱스들을 할당하고, 상기 이동 단말이 사용 가능한 서브 대역들의 개수를 기반으로 상기 제어 채널 인덱스들을 그룹핑하여 상기 서브 대역들 각각에 대응되는 다수개의 제1그룹들을 생성하고, 상기 기지국이 제1슬롯이 종료되면 상기 제어 채널 인덱스들을 재그룹핑하여 다수개의 제2그룹들을 생성하는 제어부와,

상기 제1슬롯에서 다수개의 제1그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제1제어 채널들 및 상기 제1제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 매 심볼마다 제어 정보를 수신하고, 상기 제1슬롯의 다음 슬롯인 제2슬롯에서 상기 다수개의 제2그룹들 각각에 매핑되는 서브 대역 내의 제2제어 채널들 및 상기 제2제어 채널들에 대응되는 코드 자원들을 사용하여 제어 정보를 수신하는 수신부를 포함하는 기지국.
제 10 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 제어 채널 인덱스들을 미리 설정된 기준에 따라 정렬하고, 상기 정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제1그룹들을 생성함을 특징으로 하는 기지국.
제 11 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 제어 채널 인덱스들이 정렬된 순서와 상이한 순서로 상기 제어 채널 인덱스들을 재정렬하고, 상기 재정렬된 제어 채널 인덱스들을 상기 사용 가능한 서브 대역들의 개수만큼 그룹핑하여 상기 다수개의 제2그룹들을 생성함을 특징으로 하는 기지국.