KR20050121136A - Method and device for uplink base station information transmission in ofdma systems - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 단말과 무선 접속되는 다수의 기지국을 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 성능 향상을 위한 고속 셀 스위칭을 지원하기 위해 상향 링크 최적의 기지국 정보를 전송하기 위한 방법에 있어서, 상기 기지국들이 소정 개수의 상향 링크 부채널을 최적의 기지국 정보를 전송하기 위한 물리 채널로 할당하고, 자신이 활성 셋트인 경우 상기 단말에게 부채널 번호와 부호워드 번호를 부여하는 과정과, 상기 단말이 활성 셋트에 속하는 기지국들로부터 프리엠블 신호 세기를 비교하여 최적의 기지국을 선택하는 과정과, 상기 단말이 상기 최적의 기지국 정보의 데이터 비트가 발생하면, 상기 선택된 최적의 기지국으로부터 상기 최적의 기지국 정보에 대해 부여받은 부채널을 통해 부여받은 부호워드를 전송하는 과정과, 상기 기지국들이 부여한 상기 부채널의 부호워드를 수신하여 최적의 기지국으로 선택되었는지를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a method for transmitting uplink optimal base station information in order to support fast cell switching for improved performance in an orthogonal frequency division multiple access system including a plurality of base stations wirelessly connected to a terminal. Assigning a predetermined number of uplink subchannels as physical channels for transmitting optimal base station information, and assigning a subchannel number and a codeword number to the terminal when the terminal is an active set, and the terminal is assigned to an active set Comparing the preamble signal strengths from the corresponding base stations to select an optimal base station, and when the terminal generates a data bit of the optimal base station information, received from the selected optimal base station for the optimal base station information Transmitting a codeword assigned through a subchannel, and the base stations Receiving a given code word of the sub-channel will be characterized in that it comprises the step of determining whether the selection by the best base station.
Description
본 발명은 이동 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 상향 링크의 제어 정보중의 하나인 고속 피드백 정보인 기지국(또는 섹터) 정보를 전송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for transmitting control information in a mobile communication system, and more particularly, to a method for transmitting base station (or sector) information, which is fast feedback information, which is one of uplink control information in an orthogonal frequency division multiple access system. Relates to a device.
현재 이동 통신 시스템은 아날로그 방식의 1세대, 디지털 방식의 2세대, IMT-2000의 고속 멀티미디어 서비스를 제공하는 3세대에 이어 초고속 멀티미디어 서비스를 제공하는 4세대 이동통신 시스템으로 발전하고 있는 추세이다. 이러한 4세대 이동통신 시스템은 하나의 단말기로 위성망, 무선랜(LAN), 인터넷망 등을 모두 사용할 수 있다. 즉 음성, 화상, 멀티미디어, 인터넷데이터, 음성메일, 인스턴트메시지(IM) 등의 모든 서비스를 이동 단말 하나로 해결할 수 있다. 이러한 4세대 이동 통신 시스템은 초속 멀티미디어 서비스를 위해 20Mbps의 전송 속도를 목표로 하고 있으며, 주로 직교 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing 이하, OFDM) 방식과 같이 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하고 있다. Currently, mobile communication systems are evolving into the first generation of analog, the second generation of digital, and the third generation of high speed multimedia services of IMT-2000. The fourth generation mobile communication system can use a satellite network, a wireless LAN (LAN), the Internet network, etc. as one terminal. That is, all services such as voice, video, multimedia, internet data, voice mail, and instant message (IM) can be solved with one mobile terminal. The fourth generation mobile communication system aims at a transmission rate of 20Mbps for high speed multimedia services, and mainly uses orthogonal frequency division multiplexing such as orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).
상기 OFDM 방식은 다수의 직교하는 반송파 신호를 다중화하는 디지털 변조방식으로서, 단일 데이터 스트림(datastream)을 여러 개의 저속의 스트림으로 분할하여 낮은 전송률의 여러 부반송파(subcarrier)를 이용하여 동시에 전송한다. The OFDM scheme is a digital modulation scheme for multiplexing a plurality of orthogonal carrier signals. The OFDM scheme divides a single data stream into several low-speed streams and simultaneously transmits multiple subcarriers with low data rates.
이와 같은 OFDM 방식을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템에서는 상향 링크 제어정보 중의 하나인 상향 링크 고속 피드백(FAST FEEDBACK) 정보를 전송하기 위한 별도의 물리적 채널들이 존재하게 된다. 상향 링크 고속 피드백 정보로는 최적의 기지국 또는 섹터(Best Base Station/Sector), 완전 신호대 잡음비(S/N : Singal to Noise ratio), 밴드별 차분 S/N, 고속 MIMO(Multi Input Multi Output) 피드백, 모드 선택 피드백 등이 있다. In an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system using the OFDM scheme, separate physical channels exist for transmitting uplink fast feedback information, which is one of uplink control information. The uplink high-speed feedback information includes an optimal base station or sector, a perfect signal-to-noise ratio (S / N), differential S / N per band, and high-speed multi-input multi-output (MIMO) feedback. , Mode selection feedback, and so on.
상기 상향링크 고속 피드백 정보는 전체적인 통신 서비스에 있어서 그 양이 많지 않지만, 통신 시스템 운용에 매우 중요한 것들이므로 전송에 높은 신뢰성이 보장되어야 한다. 그러나 오버헤드 비율을 줄이기 위해 상향 링크 제어 정보를 전송하기 위한 물리적 채널에는 주파수-시간축 자원이 많이 할당되지 않는 것이 보통이다. 따라서 트래픽 채널처럼 많은 자원이 할당되고 많은 정보를 보내야 하는 채널들과는 다른 전송 방법이 요구된다. The uplink high-speed feedback information is not a large amount in the overall communication service, but it is important for the operation of the communication system, so high reliability in transmission should be guaranteed. However, in order to reduce overhead ratio, it is common for a physical channel for transmitting uplink control information not to be allocated much frequency-timebase resources. Therefore, a different transmission method is required than channels in which many resources are allocated and a lot of information needs to be transmitted, such as a traffic channel.
일반적으로 상향링크 제어정보를 전송하기 위해 이진 채널 부호(binary channel code)와 코히런트 변조(coherent modulation) 또는 차등 변조 (differential modulation)를 결합한 방법을 사용하고 있다. In general, a method combining a binary channel code and a coherent modulation or a differential modulation is used to transmit uplink control information.
그러나 적은 주파수-시간축 자원을 사용하여 상기 방법으로 전송할 경우, 오류 확률이 높아져서 통신 시스템 운용의 안정성이 낮아지게 된다. 게다가 안정성을 높이기 위해 많은 주파수-시간축 자원을 상향링크 고속 피드백 정보 전송에 사용할 경우, 오버헤드 비율이 증가하여 통신 시스템의 처리율(throughput)이 감소하게 된다.However, the transmission using the method using less frequency-timebase resources results in a higher probability of error, thereby lowering the stability of the communication system operation. In addition, when a large number of frequency-time base resources are used for transmitting uplink fast feedback information to increase stability, the overhead ratio is increased, thereby reducing the throughput of the communication system.
한편, 기존의 코드분할 다중 접속 시스템을 사용하는 셀룰러 통신 시스템에서는 성능을 향상시키기 위해 고속 셀 스위칭(Fast Cell Switching) 방법이 사용되었다. 이러한 방법은 단말이 여러 기지국(Base Station) 또는 여러 섹터(Sector)들을 활성 셋트(Active set)로 관리하고 있다가 그 중 가장 링크 성능이 좋은 기지국/섹터(이하, 기지국을 예를 들어 설명하기로 함.)를 데이터 전송률 제어(Data Rate Control : DRC) 커버(cover)라 부르는 왈시 코드(Walsh Code)를 통해 알려준다. 그러면 기지국로부터 하향링크 데이터를 전송하게 되어 하향링크 성능을 향상시킬 수 있다. 특히 단말이 셀 경계지역(Cell boundary)에 위치할 때 선택 다이버시티 이득을 얻을 수 있게 된다. 이러한 CDMA 통신 시스템에서의 고속 셀 스위칭에 대한 개념을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Meanwhile, in a cellular communication system using a conventional code division multiple access system, a fast cell switching method is used to improve performance. In this method, a terminal manages several base stations or several sectors as an active set, and a base station / sector having the best link performance (hereinafter, referred to as a base station) will be described. The Walsh Code is called Data Rate Control (DRC) cover. Then, downlink data is transmitted from the base station, thereby improving downlink performance. In particular, when the terminal is located at the cell boundary, the select diversity gain can be obtained. The concept of fast cell switching in such a CDMA communication system will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 코드분할 다중 접속 시스템에서 고속 셀 스위칭을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating fast cell switching in a code division multiple access system.
도 1을 참조하면, 단말(10)의 활성 셋트에는 3개의 기지국(또는 섹터)A, B, C(21, 22, 23)가 포함되어 있다. CDMA 통신 시스템에서 단말(10)은 각 기지국 A, B, C(21, 22, 23)로부터 1개씩의 왈시 코드를 부여 받는다. 여기서 왈시 코드의 길이는 1X EV-DO의 경우 8이므로 가능한 왈시 코드 번호는 0~7번까지 부여된다. 따라서 상기 도 1에 도시된 바와 같은 일예에서는 기지국 A(21)는 1번, 기지국 B(22)는 4번, 기지국 C(23)는 3번의 왈시 코드를 부여받는다. Referring to FIG. 1, the active set of the terminal 10 includes three base stations (or sectors) A, B, and C (21, 22, 23). In the CDMA communication system, the terminal 10 receives one Walsh code from each of base stations A, B, and C (21, 22, 23). Since the Walsh code length is 8 for 1X EV-DO, the possible Walsh code numbers are assigned 0 to 7 times. Therefore, in the example as shown in FIG. 1, the base station A 21 is numbered 1, the base station B 22 is 4, and the base station C 23 is assigned a Walsh code.
단말은 상기 3개의 기지국에서 수신되는 기지국의 신호(파일럿) 세기를 비교하여 가장 링크성능이 좋은 기지국를 알려준다. 만일 기지국 C(23)에서 오는 신호가 가장 센 경우 도 1에 도시된 바와 같이, 3번 왈시 코드를 상향링크에 DRC 커버로 사용하여 전송한다. 단, 세 기지국에서 부여받은 왈시 코드 번호가 모두 달라야 한다는 점에 유의하여야 한다. 이는 기지국 수신기에서는 사용자를 사용자 구분용 긴 코드로 구분하고 각 사용자별 최적의 기지국는 왈시 코드 번호로 구분하기 때문이다. The terminal compares the signal (pilot) strength of the base stations received by the three base stations and informs the base station having the best link performance. If the signal from the base station C 23 is the strongest, as shown in FIG. 1, the Walsh code 3 is used as a DRC cover for uplink and transmitted. It should be noted, however, that Walsh code numbers given by the three base stations must be different. This is because the base station receiver divides users into long codes for user identification, and the optimal base station for each user is classified by Walsh code numbers.
이와 같은 CDMA 방식에서는 많은 사용자(단말)들을 디지털 송신부의 마지막에 곱해지는 사용자 구분용 긴 코드(User-specific long code)를 사용해 구분하므로 단말이 보낸 신호를 모든 기지국에서 수신해 볼 수 있고, 각 기지국는 상기 사용자 구분용 긴 코드를 다시 곱한 수 해당 사용자에 해당하는 왈시 코드를 역확산시켜 자신을 최적의 기지국로 선택했는지 검출이 가능하다. In this CDMA method, many users (terminals) are distinguished by using a user-specific long code that is multiplied at the end of the digital transmitter, so that a signal sent by the terminal can be received by all base stations. The number of times of multiplying the long code for distinguishing a user may despread the Walsh code corresponding to the corresponding user to detect whether the user selects the optimal base station.
그러나 OFDMA 통신 방식에서는 각 기지국이 단말들에게 주파수-시간축 자원을 할당해 주고, 단말은 할당된 자원을 통해서만 정보를 송신해야 한다. 그런데 만일 고속 셀 스위칭을 적용하는 모든 단말들에게 모든 기지국들이 각각 주파수-시간축 자원을 할당해 준다면 이는 큰 오버헤드로 작용하게 된다. However, in the OFDMA communication method, each base station allocates frequency-time base resources to the terminals, and the terminal should transmit information only through the allocated resources. However, if all base stations allocate frequency-time base resources to all terminals applying fast cell switching, this causes a large overhead.
게다가 최적의 기지국를 물리적 채널이 아닌 상위 계층(layer) 메시지를 통해 송신하게 할 경우 셀 스위칭 속도가 느려져서 선택 다이버시티 이득이 감소하고 스케쥴링 성능도 저하되게 된다. In addition, when the optimal base station is transmitted through an upper layer message rather than a physical channel, the cell switching speed is slowed down, thereby reducing the selection diversity gain and the scheduling performance.
따라서 본 발명의 목적은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 넌 코히런트 변조 방법을 사용하여 상향 링크 최적의 기지국(또는 섹터) 정보를 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting uplink optimal base station (or sector) information using a non-coherent modulation method in an orthogonal frequency division multiple access system.
그리고 본 발명의 다른 목적은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 고속 셀 스위칭을 지원하기 위해 단말이 최적의 기지국(또는 섹터) 정보를 보다 적은 주파수-시간축 자원을 이용하여 효율적으로 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently transmitting optimal base station (or sector) information using less frequency-timebase resources to support fast cell switching in an orthogonal frequency division multiple access system. In providing.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 각 기지국(또는 섹터) 별로 소정 개수의 부채널을 사용하고, 각 부채널에 여러명의 사용자를 할당하고 각 사용자들을 코드로 구분하여 상향 링크 최적의 기지국(또는 섹터) 정보 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다. In addition, another object of the present invention is to use a predetermined number of subchannels for each base station (or sector), assign a plurality of users to each subchannel, and classify each user by a code so as to optimize an uplink base station (or sector). The present invention provides a method and apparatus for transmitting information.
상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 단말과 무선 접속되는 다수의 기지국을 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 성능 향상을 위한 고속 셀 스위칭을 지원하기 위해 상향 링크 최적의 기지국 정보를 전송하기 위한 방법으로서, 상기 기지국들이 소정 개수의 상향 링크 부채널을 최적의 기지국 정보를 전송하기 위한 물리 채널로 할당하고, 자신이 활성 셋트인 경우 상기 단말에게 부채널 번호와 부호워드 번호를 부여하는 과정과, 상기 단말이 활성 셋트에 속하는 기지국들로부터 프리엠블 신호 세기를 비교하여 최적의 기지국을 선택하는 과정과, 상기 단말이 상기 최적의 기지국 정보의 데이터 비트가 발생하면, 상기 선택된 최적의 기지국으로부터 상기 최적의 기지국 정보에 대해 부여받은 부채널을 통해 부여받은 부호워드를 전송하는 과정과, 상기 기지국들이 부여한 상기 부채널의 부호워드를 수신하여 최적의 기지국으로 선택되었는지를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. The method for achieving the above object of the present invention, in the orthogonal frequency division multiple access system including a plurality of base stations wirelessly connected to the terminal to transmit the uplink optimal base station information to support high-speed cell switching for improved performance As a method for performing the above steps, the base stations allocate a predetermined number of uplink subchannels as physical channels for transmitting optimal base station information, and assign the subchannel number and the codeword number to the terminal when the base station is the active set. And comparing the preamble signal strength from base stations belonging to an active set by the terminal to select an optimal base station, and when the terminal generates a data bit of the optimal base station information, selecting the optimal base station from the selected optimal base station. Sub-channel granted through sub-channel granted for optimal base station information In that it comprises the step of determining whether the step of transmitting the word and the base stations by receiving a code word of the sub-channel assigned by the base station select the best characterized.
그리고 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장치는, 단말과 무선 접속되는 다수의 기지국을 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 성능 향상을 위한 고속 셀 스위칭을 지원하기 위해 상향 링크 최적의 기지국 정보를 송신하기 위한 장치로서, 상기 상향 링크 최적의 기지국 정보의 데이터 비트를 입력받아 상기 데이터 비트에 해당하는 부호워드들을 출력하는 채널 부호기와, 상기 입력된 데이터 비트의 해당 부호 워드에 대한 심볼들을 직교 변조하여 부반송파의 전송 심볼들을 출력하는 넌코히런트 변조기와, 상기 변조된 전송 심볼들 및 파일럿 심볼이 할당된 부반송파 묶음들로 이루어진 송신 신호를 역 고속 퓨리에 변환하여 전송하는 역 고속 퓨리에 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the apparatus for achieving the objects of the present invention, to transmit the uplink optimal base station information to support fast cell switching for improved performance in an orthogonal frequency division multiple access system including a plurality of base stations that are wirelessly connected to the terminal An apparatus for receiving a data bit of the uplink optimal base station information and outputting codewords corresponding to the data bits, and the orthogonal modulation of the symbols for the corresponding codeword of the input data bits of the subcarrier And a noncoherent modulator for outputting transmission symbols, and an inverse fast Fourier transformer for inverse fast Fourier transform transmission of the transmission signal consisting of the modulated transmission symbols and subcarrier bundles to which the pilot symbols are assigned.
또한, 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 다른 장치는, 단말과 무선 접속되는 다수의 기지국을 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 성능 향상을 위한 고속 셀 스위칭을 지원하기 위해 상향 링크 최적의 기지국 정보를 수신하기 위한 장치로서, 상기 단말로부터 수신된 신호를 고속 퓨리에 변환하는 고속 퓨리에 변환기와, 상기 고속 퓨리에 변환된 신호의 상기 부반송파 묶음들 각각에 대해 소정 개수에 가능한 패턴에 대한 상관값의 절대값 제곱을 계산하여 직교 위상 복조하는 넌코히런트 복조기와, 시간측 상의 채널 품질 지시 부호 워드의 일부인 응답 벡터 인덱스들에 대해 해당하는 패턴의 상관값의 절대값 제곱의 합을 각각 계산하여 계산된 값들을 미리 설정된 임계값과 비교하여 자신이 최적의 기지국으로 선택되었는지를 확인하는 채널 복호기를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, another apparatus for achieving the object of the present invention, the uplink optimal base station information to support high-speed cell switching for improved performance in an orthogonal frequency division multiple access system including a plurality of base stations wirelessly connected to the terminal; An apparatus for receiving a signal comprising: a fast Fourier transformer for fast Fourier transforming a signal received from the terminal, and an absolute value square of a correlation value for a predetermined number of possible patterns for each of the subcarrier bundles of the fast Fourier transformed signal; And a noncoherent demodulator for performing quadrature phase demodulation by calculating a sum of squares of absolute values of correlation values of corresponding patterns with respect to response vector indices which are part of a channel quality indication code word on a time side. Check that you are selected as the best base station by comparing with the set threshold And a channel decoder.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
후술되는 본 발명의 바람직한 실시예들은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access 이하, OFDMA이라 함) 시스템에 적용하여 설명하기로 한다. 그리고 고속 셀 스위칭을 지원하기 위해 M-상 PSK 변조 방식을 이용하여 상향 링크 고속 피드백 정보인 최적의 기지국(또는 섹터 이하, 기지국을 예를 들어 설명하기로 함) 정보 전송에 대해 설명하기로 한다. 우선, OFDMA 통신 시스템에서 고속 셀 스위칭에 대한 개념을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Preferred embodiments of the present invention to be described below will be described by applying to Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (hereinafter, referred to as OFDMA) system. In order to support fast cell switching, transmission of optimal base station (or sector, hereinafter, a base station) information, which is uplink fast feedback information, will be described using M-phase PSK modulation. First, a concept of fast cell switching in an OFDMA communication system will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 고속 셀 스위칭을 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a diagram schematically illustrating fast cell switching in an orthogonal frequency division multiple access system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 단말(110)의 활성 셋트(Active set)에는 기지국(또는 섹터) A, B, C(121, 122, 123)가 포함된다. 상기 각 기지국 A, B, C(121, 122, 123)는 소정 개수의 상향링크 부채널을 최적의 기지국를 전송하기 위한 물리적 채널로 할당한다. 상기 단말에는 활성 세트에 속하는 모든 기지국가 부채널 번호와 부호워드번호(codeword number)가 부여된다. Referring to FIG. 2, an active set of the terminal 110 includes base stations A, B, and C 121, 122, and 123. Each of the base stations A, B, and C (121, 122, 123) allocates a predetermined number of uplink subchannels as physical channels for transmitting optimal base stations. The base station is assigned a subchannel number and a codeword number to all base stations belonging to the active set.
상기 단말(110)은 활성 셋트에 속하는 모든 기지국 A, B, C(121, 122, 123)로부터 수신되는 프리엠블 신호 세기를 비교하여 가장 링크성능이 좋은 기지국을 선택한다. 이후 단말(110)은 선택된 기지국으로부터 부여받은 부채널을 통해 부여받은 번호의 부호워드를 전송한다. The terminal 110 selects a base station having the best link performance by comparing the preamble signal strengths received from all base stations A, B, and C (121, 122, 123) belonging to the active set. Thereafter, the terminal 110 transmits the codeword of the number assigned through the subchannel received from the selected base station.
각 기지국 A, B, C(121, 122, 123)는 각기 자신이 할당했던 부채널의 각 부호워드에 대해 수신하여 자신을 최적의 기지국로 선택했는지를 판별하고 선택되었을 경우 하향링크 데이터를 전송한다. 단, 여기서 기지국에서 부여받은 부호워드 번호가 모두 다를 필요는 없다는 점에 유의하여야 한다. 이는 상기 기지국 수신기는 각 기지국(121, 122, 123)를 각각 다른 부채널 구조로 구분하고, 단말(110)은 부호워드 번호로 구분하기 때문이다. Each of the base stations A, B, and C (121, 122, 123) receives for each codeword of the subchannels allocated by the base stations A, B, and C, and determines whether the base station is selected as the optimal base station, and transmits downlink data if selected. . However, it should be noted that the codeword numbers given by the base station need not all be different. This is because the base station receiver divides each of the base stations 121, 122, and 123 into different subchannel structures, and the terminal 110 divides them by codeword numbers.
이와 같이, 각 기지국 A, B, C(121, 122, 123)에서는 부채널 번호와 부호워드 번호가 주어지면 이는 어느 사용자에 해당하는지 알고 있다. 예를 들어, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국 B(122)에서 할당받은 부채널 번호(0번), 부호워드 번호(5번)가 기지국 C(123)에서 할당받은 부채널 번호(0번), 부호워드 번호(5번)와 겹치더라도 상기 기지국 B, C(122, 123)들은 부채널 구조가 서로 다르다. 그러므로 단말(110)이 기지국 C(123)로 전송한 신호를 기지국 B(122)에서 잘못 수신하지 않게 된다. In this way, each base station A, B, C (121, 122, 123) knows which user corresponds to the sub-channel number and codeword number given. For example, as shown in FIG. 2, the subchannel number (No. 0) assigned by the base station B 122 and the codeword number (No. 5) are assigned to the subchannel number 0 assigned by the base station C 123. (B) and the codeword number (5), the base stations B and C (122, 123) have different subchannel structures. Therefore, the terminal 110 does not receive the signal transmitted from the base station C 123 to the base station B 122 by mistake.
이와 같은 개념에 따라 OFDMA 시스템에서 최적의 기지국 정보를 전송하기 위한 단말의 송신기 및 상기 정보를 수신하는 기지국 수신기의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. According to the above concept, a structure of a transmitter for a terminal for transmitting optimal base station information in an OFDMA system and a base station receiver for receiving the information will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 상향 링크 최적의 기지국 정보 전송을 위한 단말의 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 3 is a diagram schematically illustrating a transmitter structure of a terminal for uplink optimal base station information transmission in an orthogonal frequency division multiple access system according to a preferred embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 송신기(200)는 상향 링크 최적의 기지국 정보 데이터 비트를 부호화하는 채널 부호기(M-ary Channel Encoder)(210)와, 상기 정보 데이터 비트를 넌코히런트 방식으로 변조하는 넌코히런트 변조기(Noncoherent Modulator)(220) 및 송신할 신호를 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform :IFFT)하여 전송하는 역 고속 퓨리에 변환기(230)를 구성한다. Referring to FIG. 3, the transmitter 200 includes a channel encoder (M-ary Channel Encoder) 210 for encoding an uplink optimal base station information data bit, and a noncoherent method for modulating the information data bit. A coherent modulator 220 and an inverse fast Fourier transform 230 which transmits a signal to be transmitted by an inverse fast Fourier transform (IFFT) is transmitted.
상기 채널 부호기(210)는 보내고자 하는 상향링크 고속 피드백 정보의 데이터 비트가 발생되면, 상기 정보 데이터 비트를 입력받아 이에 해당하는 부호 워드를 상기 넌코히런트 변조기(220)로 출력한다. 여기서 상기 채널 부호기(210)는 입력되는 비트에 따라 이진 채널 부호기 또는 M-상 블록 코드(M-ary Block Code) 등을 사용하는 M-상 채널 부호기를 사용할 수 있다. When a data bit of uplink fast feedback information to be sent is generated, the channel encoder 210 receives the information data bit and outputs a corresponding code word to the noncoherent modulator 220. Here, the channel encoder 210 may use an M-phase channel encoder using a binary channel encoder or an M-ary block code according to the input bit.
상기 넌코히런트 변조기(120)는 입력된 부호워드에 해당하는 전송 심볼을 넌코히런트 변조 방식을 사용하여 구한 후 이를 IFFT(130)로 출력한다. 여기서 상기 넌코히런트 변조기(120)는 직교 변조(Orthogonal Modulation)등을 사용할 수 있다. The noncoherent modulator 120 obtains a transmission symbol corresponding to the input codeword by using a noncoherent modulation scheme and outputs the transmitted symbol to the IFFT 130. Here, the noncoherent modulator 120 may use orthogonal modulation.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 상향링크 최적의 기지국 정보 전송을 위한 기지국의 수신기 구조를 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a receiver structure of a base station for uplink optimal base station information transmission in an orthogonal frequency division multiple access system according to a preferred embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 수신기(300)는 시간 영역의 수신 신호를 고속 퓨리에 변환하여 주파수 영역의 수신 신호로 변환하는 고속 퓨리에 변환기(FFT)(330)와, 상기 주파수 영역의 수신 신호를 복조하는 넌코히런트 복조기(Noncoherent Demodulator)(320) 및 복조된 수신 심볼에서 상향링크 최적의 기지국 정보의 데이터 비트를 복호하는 채널 복호기(M-ary Channel Decoder)(310)를 구성한다. Referring to FIG. 4, the receiver 300 performs a fast Fourier transform (FFT) 330 for fast Fourier transforming a received signal in a time domain to a received signal in a frequency domain, and demodulates a received signal in the frequency domain. A noncoherent demodulator 320 and a M-ary Channel Decoder 310 which decodes data bits of uplink optimal base station information from the demodulated received symbol are configured.
상기 FFT 변환기(330)는 수신 신호가 입력되면, 고속 퓨리에 변환(FFT)을 수행하여 수신 심볼을 넌코히런트 복조기(320)로 출력한다. When the received signal is input, the FFT converter 330 performs a Fast Fourier Transform (FFT) to output the received symbol to the noncoherent demodulator 320.
상기 넌코히런트 복조기(320)는 입력된 수신 심볼의 연판정(soft decision) 값을 넌코히런트 복조 방법을 사용하여 구한 후 채널 복호기(310)로 출력한다. The noncoherent demodulator 320 obtains a soft decision value of the received received symbol by using a noncoherent demodulation method and outputs it to the channel decoder 310.
상기 채널 복호기(310)는 상기 넌코히런트 복조기(320)로부터 연판정(soft decision)값을 입력받아 어떤 부호워드를 송신기(200)가 전송했다고 판단해야 할지를 결정하고 이에 해당하는 데이터 비트를 출력한다. 여기서 상기 채널 복호기(210)는 입력되는 비트에 따라 이진 채널 복호기 또는 M-상 채널 복호기를 사용할 수 있다. 단말은 하나의 부호워드만을 선택하여 송신하지만, 기지국에는 여러 단말들이 송신한 부호워드들이 더해져서 수신되므로 모든 부호워드들에 대해 각각 수신 여부를 결정하여야 함에 유의하여야 한다. 즉, 상기 채널 복호기는 가장 수신이 잘된 하나의 부호워드를 골라내는 것이 아니라 모든 부호워드의 수신/미수신 여부를 가려내는 것이다. The channel decoder 310 receives a soft decision value from the noncoherent demodulator 320 and determines which codeword should be determined that the transmitter 200 has transmitted, and outputs a corresponding data bit. . The channel decoder 210 may use a binary channel decoder or an M-phase channel decoder according to input bits. Although the terminal selects and transmits only one codeword, it should be noted that the base station receives the codewords transmitted by the various terminals in addition, and thus, it is necessary to determine whether to receive each codeword. In other words, the channel decoder does not select the most well-received codeword but selects whether or not all codewords are received or not.
이와 같은 구조를 갖는 이동 단말의 송신기와 수신기에서 상향 링크 제어 정보를 송수신하기 위한 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. A method for transmitting and receiving uplink control information in a transmitter and a receiver of a mobile terminal having such a structure will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 정보 전송을 위해 할당된 주파수-시간축 자원을 도시한 도면이다. 여기서 M은 8 이므로 8-상 채널 부호기를 사용하며, 반송파 묶음에서 가로축은 시간(심볼)을 나타내며, 세로축은 주파수(부반송파)를 나타낸다. 5 illustrates frequency-timebase resources allocated for information transmission in an orthogonal frequency division multiple access system according to a preferred embodiment of the present invention. Since M is 8, an 8-phase channel encoder is used. In the carrier bundle, the horizontal axis represents time (symbol) and the vertical axis represents frequency (subcarrier).
도 5를 참조하면, OFDMA 통신 시스템의 상향링크에서 상향 링크 기지국 정보를 전송하기 위해 주파수-시간축 자원은 주파수-시간축 상에 3 x 3 개의 부반송파 묶음 6개가 할당됨을 알 수 있다. 이는 각 기지국에서 상향링크 부채널 1개를 최적의 기지국 전송용으로 사용하는 경우로서, 상향링크 부채널의 종류는 상기 3 x 3개의 부반송파 묶음 6개 뿐만 아니라 4 x 3개의 부반송파 묶음 6개로 이루어져 있는 경우 등에도 적용이 가능함에 유의하여야 한다. 또한, 최적의 기지국 전송용으로 부채널 2개 이상 할당하는 경우에도 똑같이 적용이 가능하며, 이러한 경우에는 오버헤드 비율이 증가하는 대신 기지국 내 사용자를 각 부채널 당 8명씩 구분이 가능하므로 고속 셀 스위칭 사용자 수를 좀더 늘릴 수 있음에 유의하여야 한다. Referring to FIG. 5, it can be seen that 6 times 3 × 3 subcarrier bundles are allocated on a frequency-time axis to transmit uplink base station information in uplink of an OFDMA communication system. This is a case where each base station uses one uplink subchannel for optimal base station transmission. The type of uplink subchannel consists of six 4x3 subcarrier bundles as well as six 3x3 subcarrier bundles. It should be noted that it is also applicable to cases. In addition, the same applies to the case of allocating two or more subchannels for optimal base station transmission, and in this case, the overhead ratio is increased, so that users in the base station can be distinguished by 8 users for each subchannel. Note that you can increase the number of users further.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널 부호기의 출력 부호워드들을 도시한 도면이다. 6 illustrates output codewords of a channel encoder according to a preferred embodiment of the present invention.
상기 도 6에서 상기 8-상 채널 부호기는 주어진 부호워드의 개수와 길이에 대해, 부호워드 간 최소 해밍 거리(minimum Hamming distance)가 최대가 되도록 설정한다. 이때 부호워드 오류확률 성능에 주로 영향을 주는 인자인 최소 해밍 거리는 6이 된다. 즉, 8가지 가능한 부호 워드에서 예를 들어 부호 워드"0"인 경우 부반송파 묶음에 대한 부호워드 A0, A1, A2, A3, A4, A5의 패턴은 "000000"이다. 그리고 부호워드 "7"인 경우 A0, A1, A2, A3, A4, A5의 패턴은 "777777"가 되어 상기 두 부호워드 간의 해밍 거리는 6이 된다. 상기 채널 부호기는 상기 도 6에 도시된 바와 같은 일예에 국한하지 않고, 최소 해밍 거리가 6이 되는 어떤 부호기로도 대체 가능하다. 예를 들어, "012345", "123456", "234567", "345670", "456701", "567012", "670123", "701234"의 8개의 부호워드를 갖는 부호기로 대체할 수도 있다. In FIG. 6, the 8-phase channel encoder sets the minimum Hamming distance between codewords to be maximum for a given number and length of codewords. In this case, the minimum hamming distance, which is a factor mainly affecting the codeword error probability performance, is 6. That is, in the eight possible code words, for example, the sign word "0", the pattern of the code words A0, A1, A2, A3, A4, A5 for the subcarrier bundle is "000000". In the case of the code word " 7 ", the patterns of A0, A1, A2, A3, A4, and A5 become "777777", and the Hamming distance between the two codewords is 6. The channel encoder is not limited to one example as shown in FIG. 6 and may be replaced with any encoder having a minimum hamming distance of six. For example, it may be replaced by an encoder having eight codewords of "012345", "123456", "234567", "345670", "456701", "567012", "670123", and "701234".
상기 넌코히런트 변조기는 직교 변조(Orthogonal Modulation) 방법을 사용한다. 이러한 직교 변조에 사용할 직교 벡터들은 첨부된 도 7과 같으며, 하기 <수학식 1>과 같이 구할 수 있다.The noncoherent modulator uses an orthogonal modulation method. Orthogonal vectors to be used for such orthogonal modulation are as shown in FIG. 7 and can be obtained as Equation 1 below.
상기 <수학식 1>에서 P0, P1, P2, P3는 QPSK 변조 심볼이다. 3 x 3 개의 부반송파 묶음의 가장자리 8개의 부반송파에는 상기 도 7에 도시된 바와 같은 심볼들을 전송한다. 나머지 가운데 1개의 부반송파에는 파일럿 심볼을 전송한다. 여기서 파일럿 심볼은 임의로 설정할 수 있다. 그리고 상기 전송되는 심볼들의 값은 첨부된 해당 벡터 인덱스에 해당하는 직교 벡터들로 설정된다.In Equation 1, P0, P1, P2, and P3 are QPSK modulation symbols. The eight subcarriers at the edge of the 3x3 subcarrier bundle transmit symbols as shown in FIG. One subcarrier of the rest transmits a pilot symbol. Here, the pilot symbol can be arbitrarily set. The values of the transmitted symbols are set as orthogonal vectors corresponding to the corresponding vector index.
전송하고자 하는 최적의 기지국 정보 데이터가 주어지면, 송신기는 상기 <수학식 2>를 적용하여 부호워드(A0, A1, A2, A3, A4, A5)를 결정한다. 여기서 정보 데이터 즉, 예를 들어 벡터 인덱스 0에 해당하는 심볼 값은 P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, P3가 설정되며, 벡터 인덱스가 4에 해당하는 심볼 값은 P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0가 설정되고, 벡터 인덱스 7에 해당하는 심볼 값은 P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, P2가 설정됨을 알 수 있다.Given the optimal base station information data to be transmitted, the transmitter determines the code words A0, A1, A2, A3, A4, A5 by applying Equation 2 above. Here, information data, i.e., symbol values corresponding to vector index 0 are set to P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, and P3, and symbol values corresponding to vector index 4 are set to P0, P0, It can be seen that P0, P0, P0, P0, P0, and P0 are set, and symbol values corresponding to the vector index 7 are set to P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, and P2.
상기 송신기로부터 전송된 전송 신호를 수신하면, 수신기는 고속 퓨리에 변환기를 통해 수신 신호를 고속 퓨리에 변환한다. 그러면 수신기는 넌코히런트 복조기에서 3 x 3 개의 부반송파 묶음 6개 각각에 대해 8가지 가능한 직교 벡터에 대한 상관값의 절대값 제곱을 계산한다. 그런 다음 M-상 채널 복호기에서 8가지 모든 가능한 부호워드에 대해 해당하는 패턴의 상관값의 절대값 제곱의 합을 각각 계산한 후, 이 값들을 적당한 임계값(Threshold value)과 비교하여 임계값보다 크면 이 부호워드를 전송했다고 결정하고, 임계값보다 작으면 이 부호워드를 전송하지 않았다고 결정한다. Upon receiving the transmission signal transmitted from the transmitter, the receiver converts the received signal through a fast Fourier transformer. The receiver then computes the absolute square of the correlation value for eight possible orthogonal vectors for each of the three 3 x 3 subcarrier bundles in the noncoherent demodulator. Then, for each of the eight possible codewords in the M-Phase channel decoder, calculate the sum of the squares of the absolute values of the correlation values of the corresponding patterns, and compare these values with the appropriate threshold values, If it is large, it is determined that this codeword has been transmitted. If it is less than the threshold, it is determined that this codeword has not been transmitted.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은, 각 기지국 또는 섹터 별로 소정의 개수의 부채널을 사용하고 각 부채널에 여러명의 사용자를 할당하고 이 사용자들을 코드로 구분함으로써 상향 링크 최적의 기지국 또는 섹터 정보를 효율적으로 전송할 수 있으며, 적은 주파수-시간축 자원을 사용하여 고속 셀 스위칭을 지원할 수 있다. 이에 따라 정보 전달의 신뢰성이 향상되어 셀룰라 시스템의 용량 증가나 안정된 시스템 운용이 가능할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention efficiently utilizes a predetermined number of subchannels for each base station or sector, allocates multiple users to each subchannel, and divides the users into codes, thereby efficiently identifying uplink optimal base station or sector information. It can transmit and support fast cell switching using less frequency-timebase resources. Accordingly, the reliability of information transmission is improved, thereby increasing the capacity of the cellular system or enabling stable system operation.
도 1은 코드분할 다중 접속 시스템에서 고속 셀 스위칭을 개략적으로 도시한 도면, 1 is a schematic diagram illustrating fast cell switching in a code division multiple access system;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 고속 셀 스위칭을 개략적으로 도시한 도면, 2 is a diagram schematically illustrating fast cell switching in an orthogonal frequency division multiple access system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 상향링크 최적의 기지국(또는 섹터) 정보 전송을 위한 단말의 송신기 구조를 도시한 도면, 3 is a diagram illustrating a transmitter structure of a terminal for uplink optimal base station (or sector) information transmission in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 상향링크 최적의 기지국(또는 섹터) 정보 전송을 위한 기지국의 수신기 구조를 도시한 도면, 4 is a diagram illustrating a receiver structure of a base station for uplink optimal base station (or sector) information transmission in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 정보 전송을 위해 할당된 주파수-시간축 자원을 도시한 도면, 5 illustrates frequency-timebase resources allocated for information transmission in an orthogonal frequency division multiple access system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널 부호기의 출력 부호워드들을 도시한 도면, 6 illustrates output codewords of a channel encoder according to a preferred embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 변조에 사용될 직교 벡터들을 도시한 도면. 7 shows orthogonal vectors to be used for modulation in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
Claims (7)
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