KR20040063324A - flame structure of uplink control information transmission channel for MIMO system - Google Patents

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KR20040063324A
KR20040063324A KR1020030000700A KR20030000700A KR20040063324A KR 20040063324 A KR20040063324 A KR 20040063324A KR 1020030000700 A KR1020030000700 A KR 1020030000700A KR 20030000700 A KR20030000700 A KR 20030000700A KR 20040063324 A KR20040063324 A KR 20040063324A
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김봉회
서동연
심동희
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엘지전자 주식회사
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas

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Abstract

PURPOSE: A frame structure of an uplink control information transmission channel in a multi-input/output communication system is provided to control signals transmitted from each transmission antenna on a real time basis. CONSTITUTION: A frame(510) is a radio frame. The frame(510) includes three fields, that is, an ACK/NACK(512) for HARQ(Hybrid Automatic Retransmission Request), a CQI(Channel Quality Information)(514) and weight information(516) for each transmission antenna. Each field(512,514,516) has the size of 1 slot. Information allocated to the three fields(512,514,516) are control information individually applied to each transmission antenna.

Description

다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조{flame structure of uplink control information transmission channel for MIMO system}Frame structure of uplink control information transmission channel for multiple input / output communication system

본 발명은 다수의 안테나를 송신단과 수신단에서 공히 사용하는 다중입력, 다중출력 시스템(이하 'MIMO 시스템')이라는 통신 시스템에서의 역방향 제어정보 송신 채널 즉, 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a frame structure of a reverse control information transmission channel, that is, an uplink control information transmission channel, in a communication system called a multiple input, multiple output system (hereinafter, referred to as a 'MIMO system') using a plurality of antennas at a transmitter and a receiver. .

도 1 및 도 2는 종래의 PARC(Per-Antenna Rate Control) 방법을 적용한 다중 입출력 통신 시스템을 도시한 것이다.1 and 2 illustrate a multiple input / output communication system applying a conventional Per-Antenna Rate Control (PARC) method.

여기서 상기 PARC(Per Antenna Rate Control)라 함은 MIMO 시스템의 종래 기술의 하나인 Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) 시스템의 구성을 기초로 하여 수신단에서 판단한 채널 정보를 참조하여 각 송신 안테나에서 전송될 심볼의 채널 코딩과 변조 방법을 달리하여 신호를 전송하는 방법을 말하는 것이다.Here, the PARC (Per Antenna Rate Control) refers to channel information determined by the receiver based on the configuration of the Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) system, which is one of the prior arts of the MIMO system. Refers to a method of transmitting a signal by different channel coding and modulation methods of symbols to be transmitted.

도 1은 종래의 PARC(Per-Antenna Rate Control) 방법을 적용한 다중 입출력 통신 시스템의 송신단을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a transmitting end of a multiple input / output communication system to which a conventional Per-Antenna Rate Control (PARC) method is applied.

도 1을 참조하여 상기 PARC 방법을 적용한 다중 입출력 통신 시스템의 송신단의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the operation of a transmitter of a multiple input / output communication system to which the PARC method is applied is as follows.

송신단에서 순차적으로 발생되는 고속의 데이터 스트림은 다수의 전송 안테나에서 각기 전송되도록 하기 위하여 디멀티플렉서(DEMUX)(110)를 통해 역다중화된다. 여기서, 역다중화라 함은 일관성 있는 데이터를 정해지는 규칙에 따라 복수의서브 데이터로 분할하는 것을 의미한다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 2개의 안테나를 예로 들었다.The high-speed data streams sequentially generated at the transmitting end are demultiplexed through the demultiplexer (DEMUX) 110 to be transmitted in each of a plurality of transmit antennas. Here, demultiplexing means partitioning the consistent data into a plurality of sub data according to a predetermined rule. In FIG. 1, two antennas are taken as examples for convenience of description.

이후, 역다중화된 각 전송 안테나별 각각의 서브 스트림들은 신호 처리기(121)(122)에서 코딩과 인터리빙이 되고 심벌로 매핑 된다.Subsequently, the respective sub streams for each of the demultiplexed transmission antennas are interleaved with coding in the signal processors 121 and 122 and mapped to symbols.

상기에서 매핑된 심벌들은 확산기(131)로 입력되어 확산 코드(Spreading Code1)가 곱해진 후 스크램블링 코드 부호에 의해 코딩된 후 각각 전송 안테나(161)(162)를 통해 송신된다.The mapped symbols are input to the spreader 131, multiplied by a spreading code, and then coded by a scrambling code code, and then transmitted through the transmission antennas 161 and 162, respectively.

만일 사용자가 확산 코드로 구분되는 10개의 채널을 점유한다면 도 1과 같이 분할된 각각의 서브 스트림을 다시 10개로 분할하여 각각의 분할된 데이터 심벌들은 확산기(131~133)로 입력되어 각각의 확산 코드들(Spreading Code 1~10)이 곱해진 후 합산기(141)(142)에 의해 다시 합해지고 스크램블링 코드 부호에 의해 코딩된 후 각각 전송 안테나(161)(162)를 통해 송신된다. 여기서 통상 스크램블링 코드는 사용자당 하나를 할당하게 된다. 또한, 각 전송 안테나(161)(162)에 할당되는 비트 수는 지정된 데이터 속도에 따라서 다를 수 있다.If the user occupies 10 channels divided by spreading codes, each of the divided substreams is divided into 10 pieces as shown in FIG. 1, and the respective divided data symbols are inputted to the spreaders 131 to 133, respectively. Are multiplied by the spreaders 141 and 142 and then coded by the scrambling code codes and then transmitted through the transmit antennas 161 and 162, respectively. Here, the normal scrambling code is assigned one per user. In addition, the number of bits allocated to each of the transmit antennas 161 and 162 may vary depending on the designated data rate.

단, 상기 코딩은 단지 시간적 차원에서만 이루어지므로 Single-rate 시스템에서 사용되는 Space-time 코딩처럼 데이터 복원 성능이 강력하지 않다. 다만, 시간 영역에서의 코딩은 Post-decoding interference cancellation을 허용하며 이로 인해 수신기의 성능을 향상시키게 하는 것이다.However, since the coding is performed only in the temporal dimension, the data recovery performance is not as strong as the space-time coding used in the single-rate system. However, coding in the time domain allows post-decoding interference cancellation, thereby improving the performance of the receiver.

도 2는 종래의 PARC(Per-Antenna Rate Control) 방법을 적용한 다중 입출력 통신 시스템의 수신단을 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram illustrating a receiver of a multiple input / output communication system to which a conventional PARC (Per-Antenna Rate Control) method is applied.

도 2를 참조하여 상기 PARC 방법을 적용한 다중 입출력 통신 시스템의 수신단의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 describes the operation of the receiver of the multiple input and output communication system applying the PARC method as follows.

도 1의 송신단에서 데이터가 역다중화 된 후에 스크램블링 코드로 코딩되면 각 전송 안테나별 신호들은 도2의 수신단에서 독립적으로 디코딩 될 수 있다.If data is demultiplexed at the transmitting end of FIG. 1 and then coded with a scrambling code, signals for each transmitting antenna may be independently decoded at the receiving end of FIG. 2.

즉, 도 2에서 수신 안테나(211)(212)에서 수신된 심볼에 대해 심볼 검출기(230)에서 최소 평균 오차측정(MMSE : Minimum Mean Square Error) 방법으로 각 채널의 심볼이 추정된 후 역확산기(241)(242)와 멀티플렉서(250)에 의해 역확산과 다중화되어 하나의 안테나에 대한 신호가 검출되고 그 검출된 신호는 신호 처리기(260)에서 재할당(demap.), 디인터리빙(deinterleaving), 디코딩(decoding) 된다.That is, in FIG. 2, a symbol of each channel is estimated by a minimum mean square error (MMSE) method in the symbol detector 230 with respect to the symbols received by the reception antennas 211 and 212, and then despreader ( 241) 242 and multiplexer 250 despread and multiplex the signal for one antenna and detect the signal at signal processor 260, demap, deinterleaving, It is decoded.

이후, 디코딩된 비트들을 기초로 하여 신호 제거기(270)에서 안테나에 대한 신호가 재구성되고 버퍼에 저장된 수신 신호로부터 제거된다. 다른 안테나의 신호에 대하여도 동일한 방법과 동일한 경로로 처리되어 결국 결합기(280)에 의해 결합되게 된다.The signal for the antenna is then reconstructed in the signal canceller 270 based on the decoded bits and removed from the received signal stored in the buffer. Signals from other antennas are processed in the same way and in the same path, and are eventually combined by the combiner 280.

한편, PARC는 Lucent에 의해 제안된 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access : 고속 하향 패킷 접속)을 위한 MIMO 시스템 기술로서, V-BLAST와 달리 각 전송 안테나별로 다른 데이터 전송 속도를 사용할 수 있도록 하여 전송 용량을 증가시킨다. 이때 송신단에서는 각 전송 안테나별로 독립적으로 인코딩된 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, PARC is a MIMO system technology for HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) proposed by Lucent. Unlike V-BLAST, PARC allows different data rates to be used for different transmission antennas. Increase. At this time, the transmitting end is characterized in that for transmitting the signal independently encoded for each transmission antenna.

이러한 PARC 시스템은 각 안테나마다 데이터 전송 속도(변조(Modulation)과코딩(Coding))가 다를 수 있다는 점에서 이전의 Single-rate MIMO 기술인 V-BLAST 시스템과는 다르다.The PARC system differs from the previous single-rate MIMO technology, the V-BLAST system, in that data rates (modulation and coding) may be different for each antenna.

즉, PARC 시스템은 각 안테나별로 독립적으로 데이터 전송 속도를 제어할 때 좀더 세밀하게 제어하는 것이 가능하며, 이는 전체 시스템의 실질 전송 용량(Throughput)을 높일 수 있도록 한다. 이 경우, 안테나별 채널의 상태를 알려주기 위해 필요한 비트 수는 Single rate MIMO 시스템을 위해 제안된 기술들보다 많이 필요하지만, 기준이 되는 집합을 정할 수 있다.That is, the PARC system can control more precisely when controlling the data transmission rate independently for each antenna, which can increase the actual transmission capacity of the entire system. In this case, the number of bits needed to inform the state of each antenna channel is required more than the techniques proposed for the single rate MIMO system, but a reference set can be determined.

다시 말해서, PARC 시스템에서는 각 안테나에서 유효한 MCS(Modulation & Coding Scheme) 세트를 결정하기 위해 수신 안테나에서 수신된 각 송신 안테나의 SINR(Signal to Interference Noise Ratio : 간섭 신호 및 잡음 대 신호비)을 계산하도록 한다. 이 때 각 안테나에서 사용하는 채널 코딩과 변조 방법을 선택하기 위하여 각 안테나에서는 수신되는 SINR을 측정하고 그 값을 기초로 각 안테나에서 사용할 채널 코딩과 변조 방법의 조합을 선택하도록 한다.In other words, the PARC system calculates the Signal to Interference Noise Ratio (SINR) of each transmitting antenna received at the receiving antenna in order to determine a valid Modulation & Coding Scheme (MCS) set at each antenna. do. At this time, in order to select a channel coding and modulation method used in each antenna, each antenna measures SINR received and selects a combination of channel coding and modulation method to be used in each antenna based on the value.

표 1 및 표 2는 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나로 이루어진 MIMO 시스템에 있어서 전송되는 데이터의 전송 속도와 MCS 조합의 예를 나타낸 것이다.Table 1 and Table 2 show examples of the transmission rate and the MCS combination of data transmitted in a MIMO system consisting of four transmit antennas and four receive antennas.

(표 1)Table 1

(표 2)Table 2

즉, 표 1에 있어서 변조방법이 16QAM에 의하고, 코딩 레이트(rate)가 3/4인 경우가 가장 빠른 데이터 전송 속도를 보이고 있으며, 이는 단위 주파수당 전송 bit수가 3에 해당되는 것이다. 또한, 이러한 경우는 상기 수신 안테나에서 계산된 SINR이 가장 큰 경우와 매칭된다고 할 수 있다.That is, in Table 1, when the modulation method is 16QAM and the coding rate is 3/4, the fastest data transmission rate is shown, which corresponds to 3 transmission bits per unit frequency. In this case, it can be said that the SINR calculated by the reception antenna is matched with the largest case.

다음으로는 변조방법이 16QAM에 의하고, 코딩 레이트가 1/2인 경우 다음으로 빠른 데이터 전송 속도를 보이며, 이는 단위 주파수당 전송 비트수가 2에 해당된다. 이와 같이 변조방법 및 코딩 레이트에 의해 일정하게 단위 주파수당 전송 비트수가 결정되며, 상기 단위 주파수당 전송 비트수는 표 2에서의 4개의 송신 안테나에 각각 할당된다.Next, when the modulation method is 16QAM and the coding rate is 1/2, the next fastest data transmission rate is shown, which corresponds to 2 transmission bits per unit frequency. In this way, the number of transmission bits per unit frequency is constantly determined by the modulation method and the coding rate, and the number of transmission bits per unit frequency is allocated to the four transmission antennas in Table 2, respectively.

표 2는 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 사용하는 시스템에서 전송속도 조합의 예를 나타내는 것으로, 인덱스(index) 1은 4개의 송신안테나 각각의 단위 주파수당 전송 비트수가 모두 3인 경우를 나타낸 것이며 그 데이터 전송속도가 28.8로 가장 빠르게 되는 것이다.Table 2 shows an example of a combination of transmission rates in a system using four transmit antennas and four receive antennas, and index 1 represents a case where all three transmit bits per unit frequency of four transmit antennas are three. The data rate is the fastest at 28.8.

이러한 4 by 4 PARC시스템(송신안테나와 수신안테나의 수가 4개인 PARC시스템)에 있어서 송신단과 수신단의 거리가 가까워 그 채널 상황이 양호한 인덱스 1 부터 38까지는 4개의 송신 안테나를 모두 사용하여 데이터를 전송할 수 있으나, 송신단과 수신단의 거리가 상대적으로 멀어 그 채널 상황이 불량한 인덱스 39 부터 54까지는 4개의 송신 안테나 중에서 상기 단위 주파수당 전송 비트수가 높은 2개의 안테나를 선택하여 데이터를 전송하게 된다.In such a 4 by 4 PARC system (a PARC system having 4 transmitting antennas and 4 receiving antennas), the distance between the transmitting end and the receiving end is close, so that the data can be transmitted using all four transmitting antennas from indexes 1 to 38 where the channel condition is good. However, indexes 39 to 54 where the distance between the transmitting end and the receiving end are relatively far and the channel conditions are poor, select two antennas having a high number of transmission bits per unit frequency from four transmitting antennas and transmit data.

앞서 설명한 종래의 기술은 송신단에서 발생한 데이터를 각 송신 안테나에서 나눠주도록 하는 serial-to-parallel단을 두어 각 송신 안테나에서 서로 독립적인 신호가 송신되도록 하며, 수신단에서 신호 처리를 사용하여 각 송신 안테나에서 송신된 신호를 검출하는 방법을 사용하고 있다. 또한 상기 송신단의 각 송신 안테나에서 각각 다른 코딩 및 변조방법을 사용할 수 있도록 하고 있고, 이를 상기 수신단에서 판단하여 그 정보를 상기 송신단으로 귀환(feedback)하도록 하고 있다.The prior art described above has a serial-to-parallel stage for dividing data generated at a transmitting end from each transmitting antenna so that signals are transmitted independently from each transmitting antenna, and at each receiving antenna using signal processing at the receiving end. The method of detecting the transmitted signal is used. In addition, different transmission and modulation methods can be used in each transmitting antenna of the transmitting end, and the receiving end judges the information and feeds the information back to the transmitting end.

도 3은 종래의 MIMO 시스템에서의 역방향 채널 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a reverse channel structure in a conventional MIMO system.

도 3을 참조하면, 수신단 즉, 단말기에서 송신단 즉, 기지국으로의 역방향 채널 중 전용물리채널(Dedicated Physical Channel, 이하 'DPCH')은 15개의 슬롯(slot)(305)으로 구성되고, 상기 각각의 슬롯(305)은 전용물리데이터채널(Dedicated Physical Data Channel, 이하 'DPDCH')(310)과 전용물리제어채널(Dedicated Physical Control Channel, 이하 'DPCCH')(320)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 3, a dedicated physical channel (hereinafter, referred to as 'DPCH') of a reverse channel from a receiving end, that is, a terminal to a transmitting end, that is, a base station, is composed of 15 slots 305. Slot 305 is composed of a Dedicated Physical Data Channel (DPDCH) 310 and a Dedicated Physical Control Channel (DPCCH) 320.

여기서, 상기 DPCCH은 채널 정보를 추정하기 위한 파일롯(pilot)(322) 심볼(symbol)들과 역방향 채널의 확산인자(SF : Spreading Factor) 정보 등을 포함하고 있는 프레임 병합정보(TFCI : Transport Format Combination Indicator)(324), 단말기가 Transmit Diversity 등을 위한 정보를 실어 나르는 feedback 신호인 피드백 정보(FBI : Feed Back Information)(326), 전력제어(power control)정보를 포함하고 있는 전력제어비트(TPC : Transmit Power Control)(328) 등으로 구성되어 있고, DPDCH(310)는 실질적인 사용자의 data(312)가 실리는 채널이다.In this case, the DPCCH includes pilot symbol 322 for estimating channel information, spreading factor (SF) information of a reverse channel, and the like. Indicator (324), the feedback information (FBI: Feed Back Information) 326, which is a feedback signal that the terminal carries information for Transmit Diversity and the like, and a power control bit (TPC) including power control information (power control) Transmit Power Control (328), etc., and the DPDCH 310 is a channel on which substantial user data 312 is carried.

도 4는 종래의 HSDPA 시스템에 있어서의 역방향 채널 구조를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a reverse channel structure in a conventional HSDPA system.

도 4를 참조하면, 상기 종래의 HSDPA시스템에 있어서 상기 송신단의 각 송신 안테나에서 각각 다른 코딩 및 변조방법을 사용할 수 있도록 하기 위해서 HS-DPCCH(HS-Dedicated Physical Control Channel)(400)을 통해 소정의 정보를 상기 수신단에서 상기 송신단으로 귀환(feedback)하도록 한다.Referring to FIG. 4, in the conventional HSDPA system, a predetermined coding and modulation method can be used in each transmitting antenna of the transmitting end through a HS-Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH) 400. Information is returned from the receiving end to the transmitting end.

이 때, 상기 HS-DPCCH(400)는 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission Request)를 위한 ACK/NACK가 할당되는 필드(410) 및 CQI(Channel Quality Information)가 할당되는 필드(420)의 2 필드(field)로 구성된 프레임 구조를 포함하고 있으며, 이 때 상기 ACK/NACK는 1슬롯, 상기 CQI는 2슬롯의 크기를 가지고 있다.At this time, the HS-DPCCH 400 has two fields of a field 410 to which ACK / NACK is allocated for a hybrid automatic retransmission request (HARQ) and a field 420 to which channel quality information (CQI) is allocated. It includes a frame structure consisting of, wherein the ACK / NACK is 1 slot, the CQI has a size of 2 slots.

이 때, 종래의 HSDPA의 경우 단일 송신 안테나를 사용하므로 상기 귀환 정보를 하나의 HS-DPCCH를 통해서 전송하면 된다.In this case, since the conventional HSDPA uses a single transmit antenna, the feedback information may be transmitted through one HS-DPCCH.

그러나, 다수의 입출력 시스템 즉, MIMO 시스템의 경우에는 다수의 송신 안테나에 대해 변조방법, 코딩 레이트, ACK/NACK 정보 등을 다르게 설정할 수 있기 때문에 각각의 송신 안테나에 대한 제어신호를 귀환해야 할 필요가 있는 것이다.However, in the case of a plurality of input / output systems, that is, a MIMO system, modulation methods, coding rates, ACK / NACK information, etc. can be set differently for a plurality of transmission antennas, so it is necessary to return control signals for each transmission antenna. It is.

본 발명은 HSDPA를 MIMO시스템에 적용함에 있어서, 수신단에서 보다 효과적으로 송신단에 제어 정보를 전송하기 위한 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a frame structure of an uplink control information transmission channel in a multi-input / output communication system for transmitting control information to a transmitter more effectively at a receiver in applying HSDPA to a MIMO system.

도 1은 종래의 PARC(Per-Antenna Rate Control) 방법을 적용한 다중 입출력 통신 시스템의 송신단을 나타낸 구성도.1 is a block diagram illustrating a transmitting end of a multiple input / output communication system to which a conventional Per-Antenna Rate Control (PARC) method is applied.

도 2는 종래의 PARC(Per-Antenna Rate Control) 방법을 적용한 다중 입출력 통신 시스템의 수신단을 나타낸 구성도.2 is a block diagram illustrating a receiver of a multiple input / output communication system to which a conventional Per-Antenna Rate Control (PARC) method is applied.

도 3은 종래의 MIMO 시스템에서의 역방향 채널 구조를 나타내는 도면.3 illustrates a reverse channel structure in a conventional MIMO system.

도 4는 종래의 HSDPA 시스템에 있어서의 역방향 채널 구조를 나타내는 도면.4 is a diagram illustrating a reverse channel structure in a conventional HSDPA system.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널을 나타내는 도면.5 is a diagram illustrating an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널을 나타내는 도면.6 is a diagram illustrating an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

500, 600 : 상향 제어정보 전송 채널500, 600: Uplink control information transmission channel

510, 610 : 프레임 512, 612 : ACK/NACK 필드510, 610: frames 512, 612: ACK / NACK field

514, 614 : CQI 필드 516, 616 : 가중치 정보 필드514 and 614 CQI fields 516 and 616 weight information fields

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조는, 다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나를 사용하는 다중 입출력 이동통신 시스템에 있어서, 상기 다수의 송신 안테나 각각에 대한 제어 정보가 전송되는 상향 제어정보 전송 채널이 하이브리드 자동 재전송 요구(HARQ)를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK)와 채널 상태 정보(CQI)및 각 송신 안테나에 대한 가중치 정보의 3개의 필드가 포함되는 프레임으로 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a frame structure of an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system according to the present invention is a multiple input / output mobile communication system using a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas. The uplink control information transmission channel through which control information for each antenna is transmitted is determined by the acknowledgment (ACK) / negative acknowledgment (NACK) and channel state information (CQI) for hybrid automatic retransmission request (HARQ) It is characterized by consisting of a frame containing three fields.

또한, 상기 프레임은 라디오 프레임이며, 상기 3개의 필드는 각각 1슬롯의 크기를 갖음을 특징으로 한다.In addition, the frame is a radio frame, characterized in that the three fields each have a size of one slot.

또한, 상기 상향 제어신호 전송 채널은, 상기 송신 안테나의 수만큼 구간이 나뉘어 있으며, 상기 구간마다 각각의 상기 송신 안테나에 대해 할당된 상기 3개의 필드로 구성된 프레임이 포함되는 것을 특징으로 한다.The uplink control signal transmission channel may be divided into sections by the number of transmission antennas, and each frame includes a frame composed of the three fields allocated to each of the transmission antennas.

또한, 상기 상향 제어신호 전송 채널은, 상기 송신 안테나의 수만큼 다수 구비되어 있으며, 상기 다수의 상향 제어신호 전송 채널 마다 각각의 상기 송신 안테나에 대해 할당된 상기 3개의 필드로 구성된 프레임이 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the uplink control signal transmission channel is provided with as many as the number of the transmission antenna, and each of the plurality of uplink control signal transmission channel includes a frame consisting of the three fields allocated for each of the transmission antenna. It features.

이와 같은 본 발명에 의하면, MIMO 시스템에 있어서 각 송신 안테나를 제어하기 위한 제어 정보를 효과적으로 전송하는 방법을 제안함으로써, 상기 MIMO시스템의 각 송신 안테나에서 전송되는 신호를 실시간으로 제어할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, by providing a method for effectively transmitting control information for controlling each transmission antenna in the MIMO system, there is an advantage that can control in real time the signal transmitted from each transmission antenna of the MIMO system. .

본 발명은 종래의 HSDPA시스템을 MIMO시스템에 적용시킴에 있어서, 각 송신 안테나마다 데이터 전송 속도(변조(Modulation)과 코딩(Coding))를 각 송신 안테나의 채널 상황에 따라 다르게 적용함으로써, 각 송신 안테나별로 독립적으로 데이터 전송 속도를 제어할 때 좀더 세밀하게 제어하는 것이 가능하도록 하고 있다.The present invention applies a conventional HSDPA system to a MIMO system, by applying a data transmission rate (modulation and coding) differently for each transmission antenna according to the channel condition of each transmission antenna, whereby each transmission antenna When controlling the data transmission rate independently, it is possible to control more precisely.

이를 위해서는 상기 각 송신 안테나에 대해 수신단에서 소정의 제어 정보를상기 각각의 송신 안테나 별로 귀환(feedback)시켜 주어야만 하며, 이 때 상기 소정의 제어 정보로는 하이브리드 자동 재전송(Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ')를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK) 및 채널 상태 정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI')과 그 밖의 귀환 정보(Feedback Information, 이하 'FBI')가 포함된다.To this end, the receiving end has to return predetermined control information for each of the transmitting antennas for each of the transmitting antennas. In this case, the predetermined control information is a hybrid automatic retransmission request (HARQ). ACK / NACK and Channel Quality Information (CQI) and other Feedback Information (FBI).

여기서, 상기 채널 상태 정보로는 전송 블록 크기(transport block size), 변조(modulation)방법에 대한 정보, HS-DSCH 수 및 HS-DSCH를 전송하기 위한 DPDCH와의 power offset 정보 등이 있으며, 또한 상기 FBI는 수신단에서 송신단의 각 송신 안테나에 보내는 가중치 정보(weight information)을 의미하는 것이다.The channel state information may include a transport block size, information on a modulation method, a number of HS-DSCHs, power offset information with a DPDCH for transmitting an HS-DSCH, and the FBI. Denotes weight information transmitted from the receiving end to each transmitting antenna of the transmitting end.

본 발명은 상기와 같은 제어정보를 소정의 상향 제어정보 전송 채널을 통해 전송하며, 이 때 상기 소정의 상향 제어정보 전송 채널은 하이브리드 자동 재전송 요구(HARQ)를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK)와 채널 상태 정보(CQI) 및 각 송신 안테나에 대한 가중치 정보의 3개의 필드가 포함되는 프레임으로 구성됨을 특징으로 한다.The present invention transmits the above control information through a predetermined uplink control information transmission channel, wherein the predetermined uplink control information transmission channel is an acknowledgment (ACK) / negative acknowledgment (NACK) for a hybrid automatic retransmission request (HARQ). And three fields of channel state information (CQI) and weighting information for each transmit antenna.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명은 폐루프 다중 입출력 이동 통신 시스템을 가정하였다. 아울러 FDD 시스템을 가정하였다. 따라서 송신단에서 수신단까지의 이동 채널 상황을 알 수 없기 때문에 순방향 채널의 상황을 수신단에서 귀환(feedback)하는 것을 가정하였다. 물론 TDD 시스템에서는 순방향 채널과 역방향 채널이 동일하기 때문에 수신단에서 별도의 피드백을 하지 않아도 송신단에서 순방향 채널을 추정할 수 있다.First, the present invention assumes a closed loop multiple input / output mobile communication system. The FDD system is also assumed. Therefore, since the mobile channel status from the transmitting end to the receiving end is unknown, it is assumed that the feedback of the forward channel is returned at the receiving end. Of course, since the forward channel and the reverse channel are the same in the TDD system, the forward channel can be estimated by the transmitter without additional feedback from the receiver.

또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 우선 M개의 송신 안테나, N개의 수신 안테나를 가진 MIMO 시스템을 가정한다. (단, N ≥ M)In addition, in describing an embodiment of the present invention, first, a MIMO system having M transmit antennas and N receive antennas is assumed. (Where N ≥ M)

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 상향 제어정보 전송 채널(500)은 도 3에 도시된 종래의 MIMO 시스템에서의 역방향 채널 구조(미도시)는 갖추어져 있으며, 이에 상기 상향 제어정보 전송 채널(500)이 추가되는 것이다.Referring to FIG. 5, the uplink control information transmission channel 500 according to an embodiment of the present invention has a reverse channel structure (not shown) in the conventional MIMO system shown in FIG. 3. The control information transmission channel 500 is added.

이와 같이 상기 상향 제어정보 전송 채널(500)이 기존의 역방향 채널 구조에 포함됨으로써, 이를 통해 송신단의 각 송신 안테나에 대해 수신단에서 소정의 제어 정보를 상기 각각의 송신 안테나 별로 귀환(feedback) 시킬 수 있게 되며, 앞서 설명한 바와 같이 각 송신 안테나마다 데이터 전송 속도(변조(Modulation)와 코딩(Coding))를 각 송신 안테나의 채널 상황에 따라 다르게 적용할 수 있게 되는 것이다.As such, the uplink control information transmission channel 500 is included in the existing reverse channel structure, thereby allowing the receiver to feed back predetermined control information for each transmit antenna for each transmit antenna of the transmitter. As described above, data transmission rates (modulation and coding) may be differently applied to each transmission antenna according to channel conditions of each transmission antenna.

도 5에 도시된 상기 상향 제어정보 전송 채널(500)은 하나가 형성되어 있으며, 이는 상기 송신 안테나의 수만큼 구간이 나뉘어 있고, 상기 구간마다 각각의 상기 송신 안테나에 대해 할당된 3개의 필드(512, 514, 516)로 구성된 프레임(510)이 포함되는 것을 특징으로 한다.One uplink control information transmission channel 500 shown in FIG. 5 is formed, which is divided into sections by the number of transmission antennas, and three fields 512 allocated to each transmission antenna for each section. , 514, 516 frame 510 is characterized in that it is included.

즉, 상기 송신 안테나가 M개라고 가정한 경우 상기 상향 제어정보 전송채널(500)은 M개의 구간으로 나뉘어 있으며, 상기 M개의 구간마다 각 송신 안테나에 대응되는 제어정보가 할당된 3개의 필드의 프레임(510)이 포함되는 것이다.That is, when it is assumed that there are M transmit antennas, the uplink control information transmission channel 500 is divided into M sections, and frames of three fields to which control information corresponding to each transmit antenna is allocated for each M sections. 510 is included.

여기서, 상기 프레임(510)은 라디오 프레임이고, 상기 3개의 필드는 하이브리드 자동 재전송 요구(HARQ)를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK)(512)와 채널 상태 정보(CQI)(514) 및 각 송신 안테나에 대한 가중치 정보(weight information)(516)를 말하며, 이 때, 상기 각 필드(512, 514, 516)가 각각 1슬롯의 크기를 갖을 수 있음을 특징으로 한다.Herein, the frame 510 is a radio frame, and the three fields are acknowledgment (ACK) / negative acknowledgment (NACK) 512 and channel state information (CQI) 514 for a hybrid automatic retransmission request (HARQ). Weight information 516 for each transmit antenna, wherein each field 512, 514, 516 may have a size of one slot.

또한, 상기 3개의 필드(512, 514, 516)에 할당되는 정보는 각각의 송신 안테나에 개별적으로 적용되는 제어 정보이며, 이는 앞서 설명한 바와 같이 하이브리드 자동 재전송(Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ')를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK)(512) 및 채널 상태 정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI')(514)와 그 밖의 귀환 정보(Feedback Information, 이하 'FBI') 즉, 수신단에서 송신단의 각 송신 안테나에 보내는 가중치 정보(weight information)(516)이다.In addition, the information allocated to the three fields 512, 514, and 516 is control information applied to each transmission antenna, which is a hybrid automatic retransmission request (HARQ) as described above. Acknowledgment (ACK) / Negative Acknowledgment (NACK) 512 and Channel Quality Information (CQI) 514 and other feedback information (FBI), i.e. Weight information 516 sent to each transmitting antenna of the transmitting end.

이 때, 상기 CQI(514)로는 전송 블록 크기(transport block size), 변조(modulation)방법에 대한 정보, HS-DSCH 수 및 HS-DSCH를 전송하기 위한 DPDCH와의 power offset 정보 등이 있다.In this case, the CQI 514 may include a transport block size, information on a modulation method, a number of HS-DSCHs, and power offset information with a DPDCH for transmitting the HS-DSCH.

상기 소정의 제어정보 중 가중치 정보(weight information)(516)는 수신단에서 추정한 채널 행렬에 있어서 각 송신 안테나에 대한 가중치 벡터(vector) 또는 가중치 값(value) 등이 될 수 있다.The weight information 516 of the predetermined control information may be a weight vector or weight value for each transmit antenna in the channel matrix estimated by the receiver.

이와 같은 상기 가중치 정보(516)를 각 송신 안테나에 귀환시킴으로써 송신단에서는 데이터 전송을 빔 형성(beam forming)을 이용하여 할 수 있게 되며, 이를 통해 각 송신 안테나의 상관성을 이용할 수 있게 됨으로써 더욱 향상된 MIMO 시스템을 얻을 수 있는 것이다.By returning the weight information 516 to each of the transmitting antennas, the transmitting end can perform data transmission using beam forming, thereby enabling the correlation of each transmitting antenna to be further improved. To get it.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 본 발명의 다른 실시예에 의한 상향 제어정보 전송 채널(600)은 도 3에 도시된 종래의 MIMO 시스템에서의 역방향 채널 구조(미도시)는 갖추어져 있으며, 이에 상기 상향 제어정보 전송 채널(600)이 추가되는 것이다.Referring to FIG. 6, the uplink control information transmission channel 600 according to another embodiment of the present invention has a reverse channel structure (not shown) in the conventional MIMO system shown in FIG. The information transmission channel 600 is added.

이와 같이 상기 상향 제어정보 전송 채널(600)이 기존의 역방향 채널 구조에 포함됨으로써, 이를 통해 송신단의 각 송신 안테나에 대해 수신단에서 소정의 제어 정보를 상기 각각의 송신 안테나 별로 귀환(feedback) 시킬 수 있게 되며, 앞서 설명한 바와 같이 각 송신 안테나마다 데이터 전송 속도(변조(Modulation)와 코딩(Coding))를 각 송신 안테나의 채널 상황에 따라 다르게 적용할 수 있게 되는 것이다.As such, the uplink control information transmission channel 600 is included in the existing reverse channel structure, thereby allowing the receiver to feed back predetermined control information for each transmit antenna for each transmit antenna of the transmitter. As described above, data transmission rates (modulation and coding) may be differently applied to each transmission antenna according to channel conditions of each transmission antenna.

단, 도 6에 도시된 상기 상향 제어정보 전송 채널(600)은 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예와는 달리 상기 송신 안테나의 수만큼 다수 구비되어 있으며, 상기 다수의 상향 제어신호 전송 채널(600) 마다 각각의 상기 송신 안테나에 대해 할당된 상기 3개의 필드(612, 614, 616)로 구성된 프레임(610)이 포함되는 것을 특징으로 한다.However, unlike the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5, the uplink control information transmission channel 600 illustrated in FIG. 6 is provided as many as the number of the transmit antennas. Each frame 600 includes a frame 610 composed of the three fields 612, 614, and 616 allocated to each of the transmit antennas.

즉, 상기 송신 안테나가 M개라고 가정한 경우 상기 상향 제어정보 전송 채널(600)은 M개가 구비되며, 상기 M개의 상향 제어 정보 전송 채널(600)에는 각 송신 안테나에 대응되는 제어정보가 할당된 3개의 필드의 프레임(610)이 각각 포함되는 것이다.That is, in the case where there are M transmit antennas, M uplink control information transmission channels 600 are provided, and the M uplink control information transmission channels 600 are assigned control information corresponding to each transmit antenna. Each of the three fields of frame 610 is included.

여기서, 상기 프레임(610)은 라디오 프레임이고, 상기 3개의 필드는 하이브리드 자동 재전송 요구(HARQ)를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK)(612)와 채널 상태 정보(CQI)(614) 및 각 송신 안테나에 대한 가중치 정보(616)를 말하며, 이 때 각각 1슬롯의 크기를 갖을 수 있음을 특징으로 한다.Herein, the frame 610 is a radio frame, and the three fields are an acknowledgment (ACK) / negative acknowledgment (NACK) 612 and channel state information (CQI) 614 for a hybrid automatic retransmission request (HARQ). The weight information 616 for each transmit antenna is referred to, wherein each weight may have a size of one slot.

또한, 상기 3개의 필드(612, 614, 616)에 할당되는 정보는 각각의 송신 안테나에 개별적으로 적용되는 제어 정보이며, 이는 앞서 설명한 바와 같이 하이브리드 자동 재전송(Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ')를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK)(612) 및 채널 상태 정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI')(614)와 그 밖의 귀환 정보(Feedback Information, 이하 'FBI') 즉, 수신단에서 송신단의 각 송신 안테나에 보내는 가중치 정보(weight information)(616)이다. 이 때, 상기 CQI(614)로는 전송 블록 크기(transport block size), 변조(modulation)방법에 대한 정보, HS-DSCH 수 및 HS-DSCH를 전송하기 위한 DPDCH와의 power offset 정보 등이 있다.In addition, the information allocated to the three fields 612, 614, 616 is control information applied to each transmitting antenna individually, which is a hybrid automatic retransmission request (HARQ) as described above. Acknowledgment (ACK) / Negative Acknowledgment (NACK) 612 and Channel Quality Information (CQI) 614 and other Feedback Information (FBI), i.e., at the receiving end. Weight information 616 sent to each transmitting antenna of the transmitting end. In this case, the CQI 614 includes a transport block size, information on a modulation method, a number of HS-DSCHs, and power offset information with a DPDCH for transmitting the HS-DSCH.

또한, 상기 소정의 제어정보 중 가중치 정보(weight information)(616)는 수신단에서 추정한 채널 행렬에 있어서 각 송신 안테나에 대한 가중치 벡터(vector) 또는 가중치 값(value) 등이 될 수 있다.In addition, the weight information 616 of the predetermined control information may be a weight vector or weight value for each transmission antenna in the channel matrix estimated by the receiver.

이와 같은 상기 가중치 정보를 각 송신 안테나에 귀환시킴으로써 송신단에서는 데이터 전송을 빔 형성(beam forming)을 이용하여 할 수 있게 되며, 이를 통해 각 송신 안테나의 상관성을 이용할 수 있게 됨으로써 더욱 향상된 MIMO 시스템을 얻을 수 있는 것이다.By returning such weight information to each transmitting antenna, the transmitting end can perform data transmission by using beam forming, and thus, the correlation of each transmitting antenna can be used to obtain an improved MIMO system. It is.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조에 의하면, MIMO 시스템에 있어서 각 송신 안테나를 제어하기 위한 제어 정보를 효과적으로 전송하는 방법을 제안함으로써, 상기 MIMO시스템의 각 송신 안테나에서 전송되는 신호를 실시간으로 제어할 수 있다.As described above, according to the frame structure of the uplink control information transmission channel in the multi-input / output communication system according to the present invention, the MIMO system is proposed by effectively suggesting a method for effectively transmitting control information for controlling each transmission antenna. The signal transmitted from each transmit antenna of the system can be controlled in real time.

Claims (5)

다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나를 사용하는 다중 입출력 이동통신 시스템에 있어서,In a multiple input and output mobile communication system using a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas, 상기 다수의 송신 안테나 각각에 대한 제어 정보가 전송되는 상향 제어정보 전송 채널이 하이브리드 자동 재전송 요구(HARQ)를 위한 인지(ACK)/ 부정적 인지(NACK)와 채널 상태 정보(CQI) 및 각 송신 안테나에 대한 가중치 정보의 3개의 필드가 포함되는 프레임으로 구성됨을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조.The uplink control information transmission channel through which control information for each of the plurality of transmission antennas is transmitted is transmitted to the acknowledgment (ACK) / negative acknowledgment (NACK) and channel state information (CQI) for each HARQ. A frame structure of an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system, characterized in that it consists of a frame including three fields of weighting information. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임은 라디오 프레임임을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조.The frame is a frame structure of the uplink control information transmission channel in a multiple input and output communication system, characterized in that the radio frame. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 3개의 필드는 각각 1슬롯의 크기를 갖음을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조.The three fields each have a size of one slot. The frame structure of an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상향 제어신호 전송 채널은, 상기 송신 안테나의 수만큼 구간이 나뉘어있으며, 상기 구간마다 각각의 상기 송신 안테나에 대해 할당된 상기 3개의 필드로 구성된 프레임이 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조.The uplink control signal transmission channel is divided into sections by the number of transmission antennas, and each section includes a frame composed of the three fields allocated for each transmission antenna in the multiple input / output communication system. Frame structure of the uplink control information transmission channel of the. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상향 제어신호 전송 채널은, 상기 송신 안테나의 수만큼 다수 구비되어 있으며, 상기 다수의 상향 제어신호 전송 채널 마다 각각의 상기 송신 안테나에 대해 할당된 상기 3개의 필드로 구성된 프레임이 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력 통신 시스템에서의 상향 제어정보 전송 채널의 프레임 구조.The uplink control signal transmission channel is provided as many as the number of transmission antennas, and each of the plurality of uplink control signal transmission channels includes a frame composed of the three fields allocated for each of the transmission antennas. Frame structure of an uplink control information transmission channel in a multiple input / output communication system.
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