KR100383602B1 - 부호분할다중접속 통신시스템의 채널 부호화 및다중화장치 및방법 - Google Patents

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Abstract

부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들 상의 데이터 프레임들을 병렬로 수신하고 다른 전송시간간격을 가질 수 있는 상기 트랜스포트 채널들 상의 상기 데이터 프레임들을 다중화하여 직렬 데이터 프레임으로 변환하는 장치가, 트랜스포트 채널들의 수와 동일한 수를 가지고, 각각이 라디오 프레임 분할기를 구비하며 상기 데이터 프레임을 수신하여 라디오 프레임 전송시간간격으로 전송될 크기로 분할하는 라디오프레임정합기들과, 분할된 데이터 프레임들을 다중화하여 상기 직렬데이타 프레임으로 변환하는 다중화기로 구성된다.

Description

부호분할다중접속 통신시스템의 채널 부호화 및 다중화장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL CODING AND MULTIPLEXING IN CDMA COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템의 채널 통신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 멀티 트랜스포트 채널의 데이터 프레임 들을 멀티 물리채널 프레임들로 변환하는 채널부호화 및 다중화장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭한다.) 방식의 이동 통신 시스템은 음성을 위주로 하는 종래의 이동 통신 규격에서 발전하여, 음성뿐만 아니라 고속 데이터의 전송이 가능한 IMT-2000 규격으로 발전하기에 이르렀다. 상기 IMT-2000 규격에서는 고품질의 음성, 동화상, 인터넷 검색 등의 서비스가 가능하다. 상기 CDMA 이동 통신 시스템에서 이동국과 기지국 사이에 존재하는 통신 선로는 크게 기지국에서 단말기로 향하는 순방향 링크(Downlink)와 반대로 단말기에서 기지국으로 향하는 역방향 링크(Uplink)로 구별된다.
상기와 같은 CDMA 통신시스템은 이동국과 기지국이 다양한 통신 서비스를 수행할 수 있어야 한다. 즉, 음성 통신과 데이터 통신 기능들을 동시에 수행할 수 있어야 한다. 그러나 상기와 같은 다양한 서비스를 동시에 수행하기 위한 세부적인사항들이 구체적으로 결정되지 않았다.
따라서 본 발명의 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 채널 송신장치에서 트랜스포트 채널의 데이터 프레임 복수의 라디오 프레임으로 분할할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 채널 송신장치에서 복수의 트랜스포트 채널들의 데이터 프레임들을 각각 라디오 프레임들로 분할한 후, 상기 분할된 라디오 프레임들을 라디오 프레임의 전송시간간격 마다 순차적으로 다중화하여 직렬 데이터 프레임형태로 변환할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 채널 송신장치에서 복수의 트랜스포트 채널들의 데이터 프레임들을 각각 라디오 프레임들로 분할한 후, 상기 분할된 라디오 프레임들을 라디오 프레임의 전송시간간격 마다 순차적으로 다중화하여 직렬 데이터 프레임 형태로 변환하며, 상기 직렬 데이터 스트림을 복수의 물리채널 프레임으로 분할한 후 멀티코드를 사용하는 복수의 물리채널들에 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 채널 송신장치에서 트랜스포트 채널의 데이터 프레임을 라디오 프레임으로 분할할 때 보정비트를 삽입하여 분할할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 채널 수신장치에서 수신되는 물리채널의 데이터 프레임을 복수의 라디오 프레임 형태로 역다중화하고, 상기 역다중화된 라디오 프레임들을 트랜스포트 채널의 데이터 프레임으로 조립할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 채널 수신장치에서 멀티코드 물리채널들을 통해 수신되는 데이터 프레임을 역다중화하여 직렬 데이터 프레임으로 변환한 후 각각의 대응되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임으로 조립할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역방향링크(uplink) 채널 송신장치의 구성을 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순방향링크(downlink) 채널 송신장치의 구성을 도시하는 도면
도 3은 상기 도 1 및 도 2와 같은 구조를 채널 송신장치의 동작을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 수신장치의 구성을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보정비트를 사용하는 경우의 라디오 프레임 생성과정을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 보정비트를 사용하지 않는 경우의 라디오 프레임 생성과정을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 생성된 라디오 프레임들을 다중화하는 과정을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 물리채널 프레임을 생성하는 과정을 도시하는 도면.
본 발명은 부호분할다중접속 통신시스템의 채널통신장치에서 다중화 및 채널부호화(Multiplexing and channel coding)를 위한 라디오 프레임 생성, 제2다중화 및 물리채널 프레임 형성(Radio frame segmentation, multiplexing, Physical channel segmentation)의 세부 동작을 정의한다. 즉, 본 발명은 3GPP Technical specification for multiplexing and channel coding, TS 25.212 Version 1.0.0 1999.05.05 에 있어서 구체적으로 정의 및 기술되지 않은 라디오 프레임 분할된 라디오 프레임의 다중화 및 다중화된 라디오 프레임들을 물리채널 프레임으로 분할(radio frame segmentation, multiplexing, physical channel segmentation)하는 비트 단위 세부 동작을 정의한다.(The 3GPP Technical Specification 핵 Multiplexing Channel Coding, TS 25.212 Version 1.0.0 1999.05.05, published by3GPP Organization Partners is hereby incorporated by reference)
본 발명의 실시예에서 설명되는 용어들은 하기와 같이 정의한다. "트랜스포트 채널 프레임" 또는 "입력 데이터 프레임"은 채널부호기에서 라디오 프레임 정합기의 입력단에 인가되는 데이터 프레임을 의미한다. "라디오 프레임"은 입력되는 트랜스포트 채널 프레임을 분할하여 형성되는 데이터 프레임을 의미하며, 상기 라디오 프레임의 크기는 입력되는 트랜스포트 채널 프레임의 TTI의 함수(function)이다. 상기 트랜스포트 채널 프레임은 다른 TTI(Transmission Time Interval)들에 대하여 다른 전송율로 전송될 수 있다.
하기 설명에서 라디오 프레임의 전송시간간격, 라디오 프레임의 보정비트 비트 삽입 위치 등과 같은 등과 같은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다.
이하의 설명은 3GPP 역방향링크(uplink) 및 순방향링크(downlink)의 채널부호화 및 다중화(Uplink Downlink channel coding multiplexing)를 위한 제1인터리버(first interleaving)에서 제2인터리버(second interleaving)까지의 구조 및 동작 과정을 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역방향링크(uplink)의 채널송신장치의 구성을 도시하는 도면이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순방향링크(downlink)의 채널송신장치의 구성을 도시하는 도면이다. 여기서 상기도 1 및 도 2는 역방향 링크 및 순방향 링크의 채널송신장치 구성을 도시하고 있으며, 상기와 같은 송신장치로부터 송신되는 정보를 수신하는 장치는 상기 송신장치와 같은 구조의 역구조를 가진다. 또한 도 3은 상기 도 1 및 도 2와 같은 채널 송신기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에서는 적어도 두 개의 트랜스포트 채널들을 통해 입력되는 데이터 프레임들은 각각 다른 전송시간주기 및 데이터 전송율을 가질 수 있다. 상기와 같은 트랜스포트 채널의 데이터 프레임들을 입력하는 라디오 프레임 정합기101-10N들은 각각 대응되는 트랜스포트 채널들의 데이터 프레임들을 트랜스포트 채널 프레임 TTI의 함수 및 라디오 프레임의 전송 시간 간격으로 전송될 데이터의 크기로 분할한 후 순차적으로 출력한다. 여기서 상기 라디오 프레임 정합기101-10N들은 각각 페이딩(fading)을 보상하기 위한 인터리버, 인터리빙된 트랜스포트 채널의 데이터 프레임을 라디오 프레임 시간으로 전송할 데이터 크기로 분할하는 라디오 프레임 분할기 및 물리채널의 프레임에 맞게 상기 분할된 라디오 프레임 시간으로 분할된 데이터들의 임의 부분들을 천공 및 반복하여 레이트를 조정하는 레이트 정합기들을 구비한다. 여기서 상기 라디오 프레임 정합기101-10N들은 각각 입력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임들을 라디오 프레임 시간으로 전송할 데이터 크기로 분할할 때, 상기 트랜스포트 채널의 데이터 프레임의 비트수가 라디오 프레임으로 전송된 데이터의 크기에 정수배로 나뉘어 떨어지지 않을 수 있다. 이런 경우 상기 입력된 트랜스포트 채널의 데이터 프레임에 보정비트(filler bit)를 삽입하게 되는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 라디오 프레임 분할기에서이를 수행하는 예를들어 설명한다.
상기 적어도 라디오 프레임 정합기101-10N들에서 출력되는 라디오 프레임들은 다중화기200에 전달되며, 상기 다중화기200은 상기 라디오 프레임 정합기101-10N들에서 각각 순차적으로 출력되는 라디오 프레임들을 순차적으로 다중화하여 직렬 데이터 프레임으로 변환 출력한다.
이후 멀티코드 채널(multi-code channel)들로 전송하는 경우, 상기 변환된 직렬 데이터 프레임은 물리채널 분할기300에 전달되며, 상기 물리채널 분할기300은 적어도 두 개의 멀티코드를 사용하는 물리채널들을 통해 상기 직렬 데이터 프레임을 전송할 수 있도록, 상기 직렬 데이터 스트림을 상기 물리채널들의 수에 대응되는 크기로 분할한 후, 각 물리채널들에 전달한다. 또한 단일코드 채널(single-code channel)들로 전송하는 경우, 상기 물리채널프레임분할기300은 상기 직렬 데이터 프레임을 분할할 필요가 없으며, 상기 직렬 데이터 스트림을 물리채널을 통해 전송한다.
상기 도 1 및 도 3을 참조하면, 참조번호 100은 채널부호화 및 다중화 체인들(channel coding multiplexing chains)로써, 서로 다른 서비스품질(QoS : Quality of Service)들을 가질 수 있는 N개의 부호화 데이터들을 병렬 입력하는 채널부호화 및 다중화체인101-10N으로 구성된다. 즉, 상기 채널부호화 및 다중화 체인101-10N에 입력되는 데이터 스트림(data stream from MAC and higher layers: Transport block/Transport block set)은 각각 다른 QoS를 가질 수 있다. 즉, 상기 트랜스포트 채널 데이터들(transport channel frames)은 각각 다른 데이터전송율(data rate) 및 프레임 시간 주기(Transmission Time Interval: TTI)들을 가질 수 있으며, 상기 채널부호화 및 다중화체인들은 각각 대응되는 부호화기(coder)에서 출력되는 프레임 데이터들을 입력한다. 이때 상기 동일한 부호기에서 출력되는 프레임 데이터는 해당하는 서비스를 수행하는 동안 동일한 QoS를 가지는 데이터가 된다. 그러나 다른 서비스가 수행되는 동안에는 동일한 채널부호기의 QoS는 또 다른 QoS로 변경될 수 있다. 따라서 상기 N개의 채널부호화 및 다중화체인101-10N들은 각각 다른 QoS를 갖는 데이터들이 입력될 수 있지만, 임의 한 채널부호화 및 다중화체인에 입력되는 데이터들은 각각의 해당하는 서비스가 수행되는 동안 동일한 QoS를 가지는 프레임 데이터가 된다.
상기 각각의 채널부호화 및 다중화체인 101-10N은 각각 대응되는 부호화기(channel coder)로부터 출력되는 부호화된 프레임 데이터들을 입력한다. 여기서 상기 부호화기들에서 출력되는 심볼 데이터들은 각각 대응되는 QoS(Quality of Service)에 따라 다른 프레임 크기(size) 및 프레임 전송주기를 갖는다. 상기 QoS는 음성, 데이터, 영상 등이 될 수 있다. 따라서 상기 QoS에 따라 통신되는 프레임 데이터의 전송율(data rate) 및 전송시간주기(TTI)를 다르게 설정할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 프레임의 전송 시간 주기(Transmission Time Interval: TTI)가 10msec, 20msec, 40msec 및 80msec 프레임이라고 가정한다. 상기와 같이 수신되는 부호화된 데이터는 각각 서비스의 종류에 따라 다른 전송율 및 전송 시간 주기 TTI를 가질 수 있다. 즉, 각 채널의 프레임들은 고유의 TTI 및 데이터 전송율을 갖는다. 따라서 하나의 채널 데이터를 전송하는 경우에는 하나의 채널부호기에서 생성되는 부호화된 데이터를 처리하게 되며, 적어도 두 개의 채널 데이터들을 전송하는 경우에는 상기 채널에 각각 대응되는 채널부호기들에서 생성되는 부호화된 데이터를 처리하게 된다.
그러면 각각의 제1인터리버111-11N은 각각 대응되는 채널부호기들에서 출력되는 프레임(transport channel frame)을 수신하여 1차 인터리빙한다. 이때 상기 채널부호기들에서 각각 출력되는 각 채널들의 프레임들은 각각 다른 TTI 및 전송율을 가질 수 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 라디오 프레임은 RF로 표시되며, 다음과 같이 인덱스(index)된다.
RFi,j: 주어진 트랜스포트 채널에서 I번째 트랜스포트 채널의 j번째 라디오 프레임(여기서 I는 트랜스포트채널의 인덱스이고, j는 라디오 프레임의 인덱스)
RFi: I번째 트랜스포트 채널 내에서의 모든 라디오 프레임들을 나타냄.(예를들면 RF1,2는 첫 번째 트랜스포트 채널 내에서 두 번째 라디오 프레임을 나타내고, RF1은 첫 번째 트랜스포트 채널의 모든 라이도 프레임들을 나타낸다.
라디오 프레임 분할기121-12N은 각각 대응되는 제1인터리버111-11N에서 출력되는 데이터 프레임 LF1-LFN들을 도 3의 301과 같이 라디오 프레임 전송시간간격으로 각각 전송될 데이터의 크기RF1-RFN로 분할한 후, 라디오 프레임 전송시간간격에서 분할된 순서에 따라 순차적으로 출력한다. 본 발명의 실시예에서 Ti는 I번째 트랜스포트채널 내에서의 라디오 프레임들의 수를 나타낸다. 예를들면 T1은 첫 번째 트랜스포트 채널 내에서 라디오프레임들의 수를 나타낸다. 상기 라디오 프레임 분할기121-12N들은 대응되는 인터리버111-11N들에서 출력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임LF1-LFN을 라디오 프레임RF1-RFN로 분할하여 출력하는데, 이때 상기 트랜스포트 채널의 데이터 프레임LF1-LFN은 각 채널들 별로 다른 TTI 및 전송율을 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 라디오 프레임의 전송시간간격은 10ms로 가정하며, 따라서 상기 라디오 프레임 RF1-RFN은 입력되는 트랜스포트 채널 프레임임의 프레임 구간에서 10ms 만큼의 데이터를 포함하는 프레임이 된다. 이런 경우 상기 80ms의 TTI를 갖는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임을 입력하는 라디오 프레임 분할기는 상기 80ms의 데이터 프레임을 입력되는 비트 순서대로 8개의 라디오 프레임들로 분할한다. 또한 40ms의 TTI를 갖는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임을 입력하는 라디오 프레임 분할기는 상기 40ms의 데이터 프레임을 입력되는 비트 순서대로 4개의 라디오 프레임들로 분할한다. 상기와 같은 방법으로 20ms TTI를 갖는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임도 2개의 라디오 프레임으로 분할한 그리고 상기 10ms의 데이터 프레임은 라디오 프레임의 전송시간간격(TTI)을 가지므로 분할 동작없이 그대로 출력한다.
이때 상기 트랜스포트 채널의 데이터 프레임을 구성하는 비트들은 상기 라디오 프레임의 시간으로 전송될 라디오 프레임을 구성하는 비트들의 정수배를 갖지 못할 수 있다. 이런 경우, 상기 입력되는 데이터 프레임에 보정비트를 삽입하여 상기 라디오프레임의 비트수의 정수배로 보정하는 것이 바람직하다. 즉, 입력되는 트랜스포트 채널의 데이타 프레임의 전체 크기 Li와 변수 Ti의 비인 Li/Ti(Li: I번째 트랜스포트채널에 입력되는 트랜스포트 채널 프레임의 길이, Ti: (i번째 트랜스포트 채널/10)에 대한 TTI) 가 정수가 아닌 경우에는 이를 보충하기 위하여 보정 비트(filler bit)를 사용한다. 즉, 보정 비트를 사용하여 전송 주기 내에 항상 일정한 라디오 프레임 크기가 유지되도록 라디오 프레임 분할생성기의 전단계에서 이를 전처리(pre processing)하여 준다. 상기와 같이 트랜스포트 채널의 전송 주기 내에서 라디오 프레임을 일정한 크기로 유지함으로써 전체 데이터 프레임의 전송 제어가 간단해진다. 트랜스토프 채널의 데이터 프레임 전송시간간격이 최대 80msec 일 때 보정비트는 최대 7 비트를 가질 수 있으며, 따라서 이러한 보정비트의 추가로 인한 전체 데이터 프레임 레이트의 증가에 의해 발생하는 전송 효율의 저하는 일반적으로 거의 무시할 수 있을 정도이다. 구체적인 내용은 다음의 비트 처리 과정에서 부연 설명한다. 또한 이 때 각각의 라디오 프레임 분할기121-12N들은 각각 입력된 트랜스포트 패널의 데이터 프레임을 라디오 프레임 전송시간간격인 10msec단위로 순차적으로 나누어서 출력하는 기능을 수행한다. 상기 라디오 프레임 분할기121-12N에서 출력되는 도 3의 302와 같은 RF1-RN인 라디오 프레임들은 각각 대응되는 레이트 정합기131-13N에 인가되어 전송률이 조정되며, 이때 전송률이 조정된 데이터 프레임들은 각각 KF1-KFN이 된다. 여기서 각각의 Ki는 각 KFi의 길이를 나타낸다.
따라서 상기와 같은 라디오 프레임 정합기101-10N들은 병렬 입력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임들 중에서 각각 대응되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임을 입력하며, 상기 각각 입력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임의 크기를 확인하고, 이를 라디오 프레임 전송시간간격으로 전송될 데이터 크기(라디오 프레임)으로 분할하여 병렬 출력한다.
그러면 상기 레이트 정합기131-13N에서 출력되는 데이터 프레임KF1-KFN들은 다중화기200에 인가되며, 상기 다중화기200은 상기 프레임KF1-KN들을 직렬데이터 프레임으로 다중화하여 도 3의 303과 같이 크기가 P인 다중화 프레임을 생성한다. 이때 상기 다중화기200은 상기 크기가 KF1, KF2, …KFN프레임들을 순차적으로 다중화할 수 있으며, 이런 경우 상기 다중화 프레임인 크기가 P=KF1+KF2+...+KFN이 될 수 있다. 따라서 상기 다중화기200은 먼저 상기 트랜스포트 채널들의 수 N을 설정하고, 상기 라디오 프레임 정합기101-10N들에서 병렬 출력되는 라디오 프레임들을 병렬 입력한 후, 순차적으로 다중화하여 직렬 데이터 프레임으로 출력한다. 즉, 상기 다중화기200은 10ms 간격으로 도 3의 303과 같은 직렬 데이터 프레임을 출력한다.
상기 다중화 프레임 P를 입력하는 물리채널 프레임 분할기300은 상기 크기가 P인 다중화된 직렬데이터 프레임을 사용 가능한 물리채널들의 수 M으로 분할하여 도 3의 304와 같은 물리채널의 데이타 프레임을 생성하며, 이를 각 채널 송신기의 제2인터리버401-40N에 전달한다. 이때 상기 제2인터리버401-40N에 각각 전달되는 물리채널 프레임은 P/M의 크기를 갖는다. 여기서 상기 물리채널들은 멀티코드를 사용할 수 있다. 그러므로 상기 물리채널 프레임 분할기300은 사용 가능한 물리채널들의 수 M을 설정하고, 상기 설정된 물리채널들의 수로 상기 다중화된 직렬데이타 프레임의 비트들을 분할한 후 대응되는 물리채널들에 할당한다. 여기서 상기 분할 방법은 동일한 데이터 전송율을 갖는 하나 이상의 물리채널의 라디오 프레임 단위로 비트들을 분할할 수 있으며, 또한 서로 다른 데이터 전송율을 갖는 하나 이상의 물리채널들의 라디오 프레임 단위로 비트들을 분할할 수 있다.
상기 도 1과 같은 역방향 링크의 채널 송신장치로부터 출력되는 라디오 프레임을 수신하는 역방향링크의 채널수신장치는 상기 역방향 링크의 채널송신장치의 역과정을 수행한다. 상기 역방향 링크의 채널수신장치는 후술하는 도 4에서 설명한다.
상기 도 1에서 각 구성부분에 대한 상세 동작은 도 3에 도시되어 있다.
상기 도 3을 참조하면, 참조부호 301은 라디오 프레임 분할기121-12N들이 제1인터리버111-11N들로부터 병렬 전달되는 각각의 트랜스포트 채널들의 데이터프레임들을 라디오 프레임으로 분할하는 것을 보여준다. 여기서, 만일 상기 전달되는 트랜스포트 채널의 데이타프레임의 크기 Li가 라디오 프레임의 전송시간간격에 해당하는 분할개수 Ti로 나누어 떨어지지 않을 경우, 상기 라디오 프레임 분할기는 상기 전달된 트랜스포트 채널의 데이터프레임의 비트수 Li가 상기 Ti의 정수배가 되도록 보정비트를 추가한다. 도시된 바와 같이, 이렇게 추가된 보정비트들은 분할된 라디오프레임들 중 마지막 프레임부터 순차적으로 추가하는 것이 바람직하다.
도 3에서 참조부호 301은 라디오프레임들에 보정비트를 부가하는 것을 도시하고 있다. 이런 과정은 후술하는 보정비트 처리과정에서 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 각 라디오프레임에 보정비트를 하나씩 추가하는 것을 예로 들고 있으며, 여기서 상기 보정비트는 '0' 또는 '1'을 임의로 선택할 수 있다. 도 3의 302는 상기와 같이 분할된 라디오프레임들이 전송율에 따라 레이트 정합(rate matching)되고, 도 3의 303은 상기 레이트 정합된 크기가 Ki(i=1, 2,…N) 인 N개의 라디오 프레임들이 다중화기200에 의해 다중화되어 크기가 P인 하나의 다중화 프레임을 형성하여 물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)300에 전달되는 것을 보여준다. 또한 상기 도 3의 304는 상기 물리채널 프레임 생성기가 상기 크기가 P인 다중화프레임을 입력받아 이를 물리채널 개수(M)로 나누어 대응되는 물리채널에 병렬로 출력하는 것을 보여준다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순방향링크의 채널 부호화 및 다중화(downlink channel coding multiplexing)을 위한 채널 송신장치의 라디오프레임정합기151-15N에서 제2인터리버(second interleaving) 400까지의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 순방향링크(Down Link)일 때도 다중화기200의 입력을 라디오 프레임 분할기(radio frame segmentation) 171-17N에서 받는다는 점만 제외하면, 상기 도 1 및 도 3에 도시된 방식과 같이 역방향링크의 채널송신장치와 동일한 동작과정을 수행한다. 즉, 상기 도 2와 같은 순방향 링크의 채널송신장치는 레이트 정합기(rate matching)들이 상기 제1인터리버(first interleaving)151-15N의 이전에 존재하므로도시되어 있지 않다.
순방향링크의 채널수신장치도 상기 역방향 링크의 채널수신장치에서 레이트 디매칭(Rate dematching)이 빠진다는 점을 제외하고는 동일한 과정을 수행한다.
상기 도 1 및 도 2와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 채널 송신장치에서 라디오 프레임 분할기, 다중화기 및 물리채널 프레임 분할기들을 중심으로 살펴본다. 또한 여기서 설명의 편의를 위해 역방향 링크의 채널 송신장치를 중심으로 살펴보기로 하며, 따라서 라디오프레임 분할기의 참조부호는 121-12N으로 표기하며, 다중화기는 200으로 표기하고 물리채널 프레임 분할기는 300으로 표기한다.
<보정비트를 사용하는 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation)의 동작>
라디오프레임 분할기(Radio frame segmentation)의 동작을 살펴본다.
상기 라디오 프레임 분할기들121-12N은 역방향 링크(Uplink)일 때와 순방향 링크(downlink)일 때 모두 동일한 동작을 수행한다. 상기 라디오 프레임 분할기121-12N들은 입력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임을 10msec 단위의 라디오 프레임 블록으로 나누고, 매 10msec 시점 마다 상기 분할된 라디오 프레임 블록 단위의 데이터들을 순차적으로 출력한다. 이때 입력되는 트랜포트 채널의 데이터 프레임의 비트수에 따라 보정비트(filler bit)를 삽입하거나 또는 삽입하지 않을 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 보정비트를 삽입하는 경우, 라디오 프레임 분할기 121-12N 들이 상기 보정비트를 삽입하는 경우를 예로들어 설명하기로 한다. 또한 상기 보정비트의 삽입 방법은 분할된 라디오 프레임들의 뒤로부터 한 라디오 프레임에 한 개의 보정비트를 삽입하는 예를들어 설명한다. 먼저 도 5를 참조하여 상기 라디오 프레임 분할기121-12N들이 입력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임에 보정비트를 삽입한 후 라디오 프레임으로 분할하는 동작을 살펴보고, 다음에 도 6을 참조하여 상기 라디오 프레임 분할기121-12N 들이 입력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임에 보정비트를 삽입하지 않고 라디오 프레임으로 분할하는 동작을 살펴본다.
상기 라디오 프레임 분할기들121-12N에 입력되는 트랜스포트 채널의 데이터 프레임의 크기와 전송시간간격(TTI) 비인 Li/Ti가 일반적으로 항상 정수가 아니므로, 그 값을 정수로 보정하고자 아래의 관계식에 따라 주어지는 보정 비트 수 ri를 구한다. 여기서 Ti가 0에서 최대 8까지의 값을 가지므로 ri는 0에서부터 최대 7까지의 값을 가진다. 또한 순방향 링크와 역방향 링크에서 보정된 값으로부터 새롭게 구한 비인 (Li+ri)/Ti를 각각 아래와 같이 Ki와 Ri로 정의한다.
ri= Ti- (Limod Ti) 여기서 ri는 {0,1,2,3,4,5,6,7} 중의 한 값을 가진다.
순방향링크(Down link): KDi=(LDi+rDi)/TDi
역방향링크(Up link): Ri=(Li+ri)/Ti
여기서 LDi, rDi및 TDi는 각각 순방향 링크의 Li, ri및 Ti를 의미한다.
또한 라디오프레임을 항상 일정한 크기로 설정하기 위하여 만일 ri가 0이 아닌 경우, (Ti-ri+1)번째 라디오프레임부터는 해당 프레임의 맨 마지막 비트위치에 보정 비트(filler bit)를 첨가하여 일정한 프레임 크기 Ki또는 Ri가 유지되도록 보완한다. 상기 보정 비트의 사용여부는 서비스의 종류에 의해 결정된다. 보정 비트는 0또는 1 중 임의로 선택될 수 있으며, 성능에는 크게 관계가 없으며 시스템 사용자가 선택할 수 있는 예비 비트(reserved bit)의 역할을 한다. 상기 보정비트는 불연속 전송(DTX: discontinuous transmission)의 지정 비트가 되어 채널 부호화 및 다중화 이후의 전송단에서 전송되지 않을 수도 있다. 이와 같이 일정한 라디오 프레임 크기로 수정된 블록들은 다중화기200에 전달된다. 다음으로 라디오 프레임 분할기의 구체적인 동작을 비트 단위로 설명한다.
상기 i번째 라디오 프레임 정합기10i에서의 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation)12i의 이전 비트들을 다음과 같이 기술할 수 있다. 우선 앞에서 언급한 방법에 의하여 보정 비트의 수인 ri를 구했다고 가정하자. 그리고 라디오 프레임의 순서를 나타내는 첨자로 t, 1≤t≤Ti를 사용한다. 즉, 첫 번째 라디오 프레임을 t=1, 다음 라디오 프레임을 t=2, 마찬가지로 맨 마지막 라디오 프레임을 t=Ti라고 표시하자. 물론 각각의 라디오 프레임은 동일한 프레임 크기인 (Li+ri)/Ti의 크기를 가진다. 그러면, i번째 라디오 프레임 정합기10i에서의 제1인터리버(First interleaving)11i에서 출력되는 비트들을 bi1, bi2,... biLi라고정의하고, Ti= i번째 채널부호화 및 다중화체인의 전송시간간격 (msec) / 10(msec) ∈ {1, 2, 4, 8}로 정의할 때, 상기 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation) 12i에서 출력되는 비트들을 10msec프레임 단위로 출력되는 ci1, ci2... ci(Li+ri)/Ti라 할 때, 이들을 다음의 관계식으로 정의한다.
첫 번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들 : t=1
cij= bijj=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti
두 번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들 : t=2
cij= bi,(j+(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti
:
(Ti-ri)번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들 : t=(Ti-ri)
cij= bi,(j+(Ti-ri-1)(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti
(Ti-ri+1)번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들: t=(Ti-ri+1)
cij= bi,(j+(Ti-ri)(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti-1,
cij= filler_bit(0/1) j=(Li+ri)/Ti
:
:
Ti번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기 출력 비트들 : t=Ti
cij= bi,(j+(Ti-1)(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti-1,
cij= filler_bit(0/1) j=(Li+ri)/Ti
상기 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation) 12i는 송신장치에 포함되며, 수신장치의 라디오 프레임 조립기(Radio frame desegmentation)에 대응한다. 상기 라디오 프레임 조립기(Radio frame desegmentation)는 상기 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation)의 역과정, 다시 말해 10msec단위의 블록들을 전송 주기 만큼 순차적으로 나열하여 하나의 프레임으로 생성하는 동작을 수행한다.
도 5는 상기와 같이 보정비트를 사용하는 경우의 라디오 프레임 생성과정을 도시하고 있다. 우선, 사용되어질 변수를 정의하면 다음과 같다.
t : frame time index(1,2,,....Ti),
RFi,t : tth10msec radio frame in ithchannel coding multiplwxing chain,
Li: Input frame size from ithchannel coding multiplexing chain
상기 도 5를 참조하면, 먼저 상기 라디오 프레임 분할기는 511단계에서 다음과 같은 초기화 과정을 수행한다.
t:=1/* 프레임 타임 인덱스 초기화*/
ri:=Ti-Limod Ti/*보정비트의 개수*/
Ri:=(Li+ri)/Tifor UL(역방향링크)/역방향링크에 대한 라디오 프레임 크기*/
KDi:=(Li+ri)/Tifor DL(순방향링크)/*순방향링크에 대한 라디오 프레임 크기*/
이후, 상기 라디오 프레임 분할기는 513단계에서 상기 구해진 보정비트의 개수가 '0'인지를 검사한다.이때, 상기 보정비트의 개수가 '0'일경우 상기 라디오 프레임 분할기는 517단계로 진행하여 입력 프레임에서 라디오 프레임 크기에 해당하는 데이터를 읽어와 저장한다. 한편, 상기 보정비트의 개수가 '0'이 아닐 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 515단계로 진행하여 상기 프레임 번호 t가 (Ti-ri+1) 이상인지를 검사한다. 즉, 보정비트가 첨가되는 라디오 프레임인지를 검사한다. 이때 상기 보정비트가 첨가되지 않는 라디오 프레임일 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 519단계로 진행하여 상기 입력 프레임에서 라디오 프레임 크기에 해당하는 데이터를 읽어와 저장한후 525단계로 진행한다. 반면, 상기 보정비트가 첨가되는 라디오 프레임일 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 521단계로 진행하여 상기 입력 프레임에서 상기 라디오 프레임크기보다 1비트 작은 데이터를 읽어와 저장한다. 그리고 상기 라디오 프레임 분할기는 523단계에서 상기 저장된 라디오 프레임의 맨 마지막 비트위치에 보정비트를 첨가한후 525단계로 진행한다. 그리고 상기 라디오 프레임 분할기는 상기 525단계에서 상기 프레임 번호 t를 '1'만큼 증가시키고, 527단계에서 상기 갱신된 프레임 번호 t가 상기 전송주기에 따른 분할개수 Ti보다 큰지 검사한다. 이때 상기 프레임 번호가 상기 분할개수 Ti보다 작을 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 상기 513단계로 되돌아가 이하 과정을 재수행하며, 상기 프레임 번호가 상기 분할개수 Ti보다 클 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 상기 라디오 프레임 생성과정을 종료한다. 상기와 같은 과정으로 생성된 라디오 프레임들은 순차적으로 제2다중화기200으로 출력된다.
<보정비트를 사용하지 않는 라디오 프레임 분할기>
상술한 라디오 프레임 분할기 대신 보정비트를 사용하지 않는 라디오 프레임 분할기를 사용할 수도 있다. Ti가 0에서부터 최대 8까지의 값을 가지므로 ri는 0에서부터 최대 7까지의 값을 가진다. 또한 순방향 링크와 역방향 링크에서 (Li+ri)/Ti를 각각 아래와 같이 KDi와 Ri로 정의한다.
ri= Ti- (Limod Ti) 여기서 ri는 {0,1,2,3,4,5,6,7} 중의 한 값을 가진다.
순방향링크(Down link): KDi=(Li+ri)/Ti
역방향링크(Up link): Ri=(Li+ri)/Ti
이하 상기의 보정비트를 사용하지 않는 라디오 프레임 분할기의 구체적인 동작을 비트 단위로 설명하였다.
상기 i번째 라디오 프레임 정합기10i에서의 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation) 이전의 비트들을 다음과 같이 기술할 수 있다. 우선 앞에서 언급한 방법에 의하여 ri를 구했다고 가정하자. 그리고 라디오 프레임의 순서를 나타내는 첨자로 t, 1≤t≤Ti를 사용한다. 즉, 첫 번째 라디오 프레임을 t=1, 다음 라디오 프레임을 t=2, 마찬가지로 맨 마지막 라디오 프레임을 t=Ti라고 표시하자.
그러면, i번째 라디오 프레임 정합기10i에서의 제1인터리버11i에서 출력되어 오는 비트들을 bi1, bi2,... biLi라고 정의하고, Ti= TTI를 I번째의 트랜스포트 채널/ 10(msec) ∈ {1, 2, 4, 8} 정의할 때, 상기 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation)12i에서 출력되는 비트들을 10msec프레임 단위로 출력되는 ci1, ci2, ... ci,(Li+ri)/Ti라 할 때, 이들을 다음의 관계식으로 정의한다.
첫 번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들 : t=1
cij= bijj=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti
두 번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들 : t=2
cij= bi,(j+(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti
:
(Ti-ri)번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들 : t=(Ti-ri)
cij= bi,(j+(Ti-ri-1)(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti
(Ti-ri+1)번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들: t=(Ti-ri+1)
cij= bi,(j+(Ti-ri)(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti-1
:
:
Ti번째 10msec 시간 간격내의 라디오 프레임 분할기의 출력 비트들 : t=Ti
cij= bi,(j+(Ti-1)(Li+ri)/Ti)j=1, 2, ... , (Li+ri)/Ti-1
여기서 ri가 0이 아닌 경우 1번째부터 (Ti-ri)번째 라디오 프레임의 프레임 크기는 Ri가 되며(Ti-ri+1)번째 라디오 프레임부터는 프레임의 크기가 Ri-1이 된다. 또한 순방향 링크의 경우 rDi가 0이 아니면 (TDi-rDi)번째의 첫 번째 라디오 프레임 들의 크기는 KDi이며, (TDi-rDi+1)번째의 마지막 라디오 프레임 크기는 (KDi-1)이다.
이러한 시간에 따라 변화하는 프레임 크기의 블록들은 제2다중화기로 전달된다. 이러한 라디오 프레임 블록들의 일정하지 않은 프레임 크기로 인해, 여러개의 채널 부호화 및 다중화 체인에서 라디오 프레임 블록들을 받는 제 2 다중화기의 프레임 크기는 10msec 마다 바뀔 수가 있으며 물리 채널 프레임 분할기의 동작 역시 10msec 마다 변화할 수 있다. 따라서 이는 프레임 크기 제어를 복잡하게 하는 원인이 된다. 따라서, 보정비트를 사용하는 라디오 프레임 분할기를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 라디오 프레임 분할기는 송신장치(Radio frame segmentation)에 포함되며 수신장치의 라디오 프레임 조립기(Radio frame desegmentation)에 대응한다. 상기 라디오 프레임 조립기(Radio frame desegmentation)는 상기 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation)의 역과정, 다시 말해 10msec단위의 블록들을 전송 주기 만큼 순차적으로 나열하여 하나의 프레임으로 생성하는 동작을 수행한다.
도 6은 상기와 같이 보정비트를 사용하지 않는 경우의 라디오 프레임 생성과정을 도시하고 있다. 우선, 사용되어질 변수를 정의하면 다음과 같다.
t : frame time index(1,2,,....Ti),
RFi,t : tth10msec radio frame in ithchannel coding multiplwxing chain,
Li: Input frame size from ithchannel coding multiplexing chain
상기 도 6을 참조하면, 먼저 상기 라디오 프레임 분할기는 611단계에서 다음과 같은 초기화 과정을 수행한다.
t:=1/* 프레임 타임 인덱스 초기화*/
ri:=Ti-L mod Ti/*보정비트의 개수*/
Ri:=(Li+ri)/Tifor UL(역방향링크)/역방향링크에 대한 라디오 프레임 크기*/
KDi:=(Li+ri)/Tifor DL(순방향링크)/*순방향링크에 대한 라디오 프레임 크기*/
이후, 상기 라디오 프레임 분할기는 613단계에서 상기 구해진 보정비트의 개수 ri가 '0'인지를 검사한다.이때, 상기 보정비트의 개수가 '0'일경우 상기 라디오 프레임 분할기는 617단계로 진행하여 입력 프레임에서 라디오 프레임 크기에 해당하는 데이터를 읽어와 저장한다. 한편, 상기 보정비트의 개수 ri가 '0'이 아닐 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 615단계로 진행하여 상기 프레임 번호t가 (Ti-ti+1) 이상인지를 검사한다. 이때 상기 프레임번호t가 상기 (Ti-ti+1) 미만일 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 619단계로 진행하여 상기 입력 프레임에서 라디오 프레임 크기에 해당하는 데이터를 읽어와 저장한후 623단계로 진행한다. 반면, 상기 프레임번호t가 상기 (Ti-ti+1) 이상일 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 621단계로 진행하여 상기 입력 프레임에서 상기 라디오 프레임크기보다 1비트 작은 데이터를 읽어와 저장한후 상기 623단계로 진행한다. 그리고 상기 라디오 프레임 분할기는 상기 623단계에서 상기 프레임 번호 t를 '1'만큼 증가시키고, 625단계에서 상기 갱신된 프레임 번호t가 상기 전송주기에 따른 분할개수 Ti보다 큰지 검사한다. 이때 상기 프레임 번호t가 상기 분할개수Ti보다 작을 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 상기 613단계로 되돌아가 이하 과정을 재수행하며, 상기 프레임 번호t가 상기 분할개수Ti보다 클 경우 상기 라디오 프레임 분할기는 상기 라디오 프레임 생성과정을 종료한다. 상기와 같은 과정으로 생성된 라디오 프레임들은 순차적으로 제2다중화기200으로 출력된다.
<다중화기(Second multiplexing)의 동작>
두 번째로 상기 다중화기(multiplexing)200의 동작을 살펴본다.
먼저 상기 역방향 링크(Uplink)에서의 다중화기200의 동작을 살펴본다.
상기 역방향 링크(Uplink)에서의 상기 다중화기200의 입력 비트들을 다음과 같이 기술할 수 있다.
레이트 정합기 1 의 출력 비트들 : c11, c12,... c1K1
레이트 정합기 2 의 출력 비트들 : c21, c22,... c2K2
레이트 정합기 3 의 출력 비트들 : c31, c32,... c3K3
...
레이트 정합기 N 의 출력 비트들 : cN1, cN2,... cNKN
상기 다중화기200의 출력 비트들을 d1, d2,... , dP이라 할 때, 이들을 다음과 같은 관계식으로 정의한다 :
j=1,2,3, ... P 일 때 (P=K1+K2+...+KN)
dj= c1jj=1,2,... K1
dj= c2(j-K1)j= K1+1, K1+2,..., K1+K2
dj= c3(j-(K1+K2))j=(K1+K2)+1, (K1+K2)+2,..., (K1+K2)+ K3
...
dj= cN(j-(K1+K2+...+KN-1))j=(K1+K2+..+ KN-1)+1, (K1+K2+...+ KN-1)+2,..., (K1+K2+...+ KN-1)+KN
두 번째로 순방향 링크(Downlink)에서의 다중화기200의 동작을 살펴본다.
상기 순방향 링크에서의 다중화기200의 입력 비트들을 다음과 같이 기술할 수 있다.
라디오 프레임 분할기 1 의 출력 비트들 : c11, c12,... c1K1
라디오 프레임 분할기 2 의 출력 비트들 : c21, c22,... c2K2
라디오 프레임 분할기 3 의 출력 비트들 : c31, c32,... c3K3
...
라디오 프레임 분할기 N 의 출력 비트들 : cN1, cN2,... cNKN
상기 다중화기200의 출력 비트들을 d1, d2,..., dP이라 할 때, 이들을 다음과 같은 관계식으로 정의한다.
j=1,2,3 ... P 일 때 (P=K1+K2+... +KN)
dj= c1jj=1,2,... K1
dj= c2(j-K1)j= K1+1, K1+2,..., K1+K2
dj= c3(j-(K1+K2))j=(K1+K2)+1, (K1+K2)+2,... , (K1+K2)+ K3
...
dj= cN(j-(K1+K2+...+KN-1))j=(K1+K2+...+ KN-1)+1, (K1+K2+...+ KN-1)+2,..., (K1+K2+...+ KN-1)+KN
상기 다중화기200은 송신장치에 포함되며 수신장치의 역다중화기(demultiplexing)에 대응한다. 상기 역다중화기(demultiplexing)는 상기 다중화기200의 역과정, 다시 말해 입력 프레임을 순차적으로 N개의 블록으로 나누어 각각의 라디오 프레임 정합기에 보내는 동작을 수행한다.
도 7은 상기 다중화기200에서 라디오 프레임들을 다중화하는 과정을 도시하고 있다. 우선, 사용되어질 변수들을 정의하면 다음과 같다.
N : Total number of channel coding multiplexing chains
i : Channel coding and multipexing chain index (1,2,...N)
RFi : A 10msec radio frame in ithchannel coding multiplexing chain
먼저, 상기 다중화기200은 711단계에서 다중화체인 인덱스 i를 '1'로 초기화한다. 그리고 상기 다중화기200은 713단계에서 i번째 다중화체인으로부터 전달되는 라디오 프레임을 다중화버퍼(multiplexing buffer)에 저장한다. 그리고, 상기 다중화기200은 715단계에서 상기 라디오 프레임 정합기의 인덱스 i를 '1'만큼 증가시키고, 717단계에서 상기 증가된 라디오 프레임 정합기의 인덱스i가 상기 라디오 프레임 정합기의 총개수 N보다 큰지를 검사한다. 이때 상기 라디오 프레임 정합기의 인덱스i가 상기 라디오 프레임 정합기의 총개수 N보다 크지 않으면 상기 다중화기200은 상기 713단계로 되돌아가 이하 과정을 재수행하며, 상기 라디오 프레임 정합기의 인덱스i가 상기 라디오 프레임 정합기의 총개수 N보다 크면 상기한 다중화 과정을 종료한다. 상기한 바와 같이 상기 다중화기200은 상기 라디오 프레임 정합기들로부터 전달되는 라디오프레임들을 상기 다중화 버퍼에 순차적으로 저장시켜 크기가 p인 다중화 프레임을 생성한다. 여기서 상기 다중화 프레임은 직렬 데이터 프레임으로 변환된 상태가 된다.
<물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)의 동작>
세 번째로 상기 물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)300의 동작을 살펴본다.
상기 물리채널 프레임 분할기300은 역방향링크(Uplink)일 때와 순방향링크(downlink)일 때 모두 동일한 동작을 수행한다.
상기 물리채널 프레임 분할기300(Physical channel segmentation)의 입력 비트들을 다음과 같이 기술할 수 있다.
상기 다중화기200에서 출력되는 직렬 데이터 프레임의 비트들을 d1, d2,..., dP로 하고, M 을 M = 물리채널(Physical channel)의 개수로 정의할 때 상기 물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)의 출력은 다음과 같은 관계식으로 정의한다.
물리 채널 1의 물리채널 프레임 분할기의 출력 비트들 :
e1j= djj=1,2,..., P/M
물리 채널 2의 물리채널 프레임 분할기의 출력 비트들 :
e2j= d(j+P/M)j=1,2,..., P/M
물리 채널 M의 물리채널 프레임 분할기의 출력 비트들 :
eMj= d(j+(M-1)P/M)j=1,2,..., P/M
상기한 물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)의 물리채널 프레임 분할방식은 상기 제2인터리버(2nd interleaving)의 효과를 최대로 활용할 수 있는 장점이 있다. 따라서 페이딩 채널(Fading channel) 상에서의 버스트(burst)한 에러(error)에 의한 수신단에서의 복호 후 비트에러확율(bit error probability)를 최소화 할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 일반적으로 채널 부호화기(channel encoder)의 부호화율(code rate)이 1/3이므로 3개의 심볼(symbol)이 하나의 정보비트(information bit)에 해당한다. 만약 위의 물리채널 프레임의 분할(segmentation)방식에서 M을 3, P를 30이라 가정하고 아래와 같이 다른 물리채널 프레임 분할 (physical channel segmentation) 방식을 고려해 보자.
Bits before physical channel segmentation
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ..... 29
Bits after physical channel segmentation
물리 채널 1: 0 3 6 9 12 ... 27
물리 채널 2: 1 4 7 10 13 ... 28
물리 채널 3: 2 5 8 11 14 ... 29
이러한 3개의 물리채널 프레임 분할 (Physical channel segmentation)방식은 동일한 제2인터리버(2nd interleaver)를 사용하므로 제2인터리빙(2nd interleaving) 후 3개의 입력 심볼(input symbol)이 연속적으로 항상 존재하게 된다. 따라서 어떠한 타임(time)시점에서 페이딩(fading) 현상이 발생하게 되면 3개의 심볼(symbol)에 연속적으로 오류가 발생할 확률이 매우 커지게 된다.
그러나 본 발명에서의 방식은 각 물리채널(physical channel)에 동일한 비트 수의 연속적인 비트 세그먼트(bit segment)를 하나의 물리 채널(Physical channel)을 할당하므로 다음과 같이 전송된다.
Bits before physical channel segmentation
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ..... 29
Bits after physical channel segmentation
물리 채널 1: 0 1 2 3 ... 9
물리 채널 2: 10 11 12 13 ... 19
물리 채널 3: 20 21 22 23 ... 29
따라서 제2인터리빙(2nd interleaving) 후 3개의 물리 채널(physical channel)의 동일한 비트 위치(bit position)에서 상대적으로 다른 시간(time)을 가지므로 페이딩(fading)에 의해 동시에 원래의 1 bit에 해당하는 3개의 심볼(symbol)에 동시에 오류가 발생할 확률이 줄어들게 된다. 따라서 수신단에서복호를 수행한 후 비트에러율(bit error rate)이 위의 예와 비교할 때 줄어들게 된다.
상기 물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)은 송신장치에 포함되며 수신장치의 물리채널 프레임 조립기(Physical channel desegmentation)에 대응한다. 상기 물리채널 프레임 조립기(Physical channel desegmentation)는 상기 물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)의 역과정, 다시 말해 M개의 물리채널(physical channel)로 부터의 프레임들을 블록단위의 순차적으로 나열하여 하나의 프레임으로 만드는 동작을 수행한다.
도 8은 상기 물리채널 프레임 분할기에서 물리채널 프레임을 생성하는 과정을 도시하고 있다. 우선, 사용되어지는 변수를 정의하면 다음과 같다.
m : Physical channel index (1.2,...M)
M : Total number of physical channels
P : Index data block size in bits
상기 8을 참조하면, 먼저 상기 물리채널 프레임 분할기300은 811단계에서 상기 물리채널 인덱스 m을 '1'로 초기화시킨다. 그리고 상기 물리채널 프레임 분할기300은 813단계에서 크기가 P인 입력 데이터에서 크기가 P/M인 데이터블럭을 리드하여 m번째 물리채널버퍼에 저장시킨다. 이후, 상기 물리채널 프레임 분할기300은 815단계에서 상기 물리채널 인덱스 m을 '1'만큼 증가시키고, 817단계에서 상기 증가된 물리채널 인덱스 m이 상기 물리채널 총개수 M보다 큰지를 검사한다. 이때 상기 물리채널 인덱스m이 상기 물리채널 총개수M보다 크지 않으면 상기물리채널 프레임 분할기300은 상기 813단계로 되돌아가 이하 과정을 재수행하며, 상기 물리채널 인덱스m이 상기 물리채널 총개수 M보다 크면 상기한 물리채널 프레임 분할 과정을 종료한다.
<수신기 구현에 관한 동작 설명>
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제시한 라디오 프레임 분할기(Radio frame segmentation), 다중화기(multiplexing), 물리채널 프레임 분할기(Physical channel segmentation)에 상응하는 채널 수신장치의 구성을 보여준다.
상기 도 4를 참조하면, 물리채널 메모리(M physical channel buffer memory)411은 수신기의 제2인터리빙 이후에 전달되는 심볼들을 저장한다. 제1어드레스 생성기(M block segmentation address generator)411은 상기 제2인터리빙되어 전달되는 심볼들을 매 M bit마다 구분하여 상기 물리채널 메모리411에 저장되도록 쓰기 어드레스를 발생한다. 제2어드레스 발생기(Ki block segment address generator)413은 상기 저장 완료시 상기 물리채널 메모리411에 저장되어 있는 심볼들을 순차적으로 읽기 위한 읽기 어드레스를 발생한다. 역다중화기(DEMUX)414는 상기 물리채널 메모리411로부터 출력되는 심볼들을 N개의 버퍼들415-4N5에 분배한다. 상기 버퍼들415-4N5에 저장된 심볼들은 순방향의 경우 레이트 디매칭(rate dematching) 없이 대응되는 라디오 프레임 조립기들417-4N7로 전달되고, 역방향의 경우에는 레이트 디매칭(rate dematching) 블록으로 전달된다. 상기 레이트 디매칭 블록들416-4N6은 전달된 심볼들에 대해 레이트 정합(Rate matching) 동작의 역동작인 제로심볼추가와 심볼결합(symbol combining)을 수행하여 상기 라디오 프레임 조립기들417-4N7로 전달한다. 상기 라디오 프레임 조립기들417-4N7은 전달되는 심볼들을 전송주기에 맞는 단위로 조립하여 채널 복호화(channel decoding)을 위해 대응되는 채널 복호화기로 전달한다.
상기 도 4와 같은 채널 수신장치의 동작을 살펴보면, 물리채널 메모리(M physical channel buffer memory)411은 수신기의 제2인터리빙(2'nd deinterleaving) 이후에 전달되는 심볼들을 저장하는 버퍼(buffer)메모리를 나탄낸다. 상기 물리채널 메모리401에 쓰기 동작을 할 때는 제1어드레스 생성기(M block segement address generator)412가 동작하여 매 M bit마다 구분하여 버퍼에 저장한다. 따라서 총 P/M개의 동작을 반복하여 총 P개의 심볼을 제2인터리버(2'nd deinterelaver)로 부터 입력한다. 물론 각 채널부호화 및 다중화채널(Channel conding multiplexing channel)에 데이터가 없는 경우에는 총 수신되는 심볼의 수는 P보다 작다. 따라서 최대 버퍼사이즈(Buffer size)가 P가 된다. 다음으로 모두 쓰기가 완료되면 제2어드레스 생성기(Kiblock segment address generator)413는 읽기를 위한 어드레스를 생성하고 이 순서에 맞추어 상기 물리채널 메모리411로 부터 심볼을 읽어 온다. 읽기 동작은 (Li+ri)/Ti단위로 수행된다. 상기 Ri크기의 N 프레임들을 읽으면, 총 P심볼들이 다중화기414를 통해 N개의 버퍼들 415-41N들에 전송된다. 상기 각 버퍼들은 Ti*Ri(i=1,2,3...,N)의 크기를 갖는다. 이 과정에서 상기 역다중화기(DEMUX)414는 N개의 종류를 구분할 수 있도록 분류하는 역할 한다.다음으로 N개의 버퍼들415-4N5들로 뷴류된 심볼들은 순방향 채널의 경우는 레이트 디매칭(Rate dematching)없이 그대로 라디오 프레임 조립을 위한 블럭(Radio frame desegmentation block)으로 전달되며, 역방향 채널의 경우에만 레이트 디매칭(Rate dematching) 동작을 수행한다. 즉, 레이트 디매칭 블록들416-4N6은 레이트 정합(Rate matching) 동작의 역동작인 제로 심볼추가와 심볼결합(symbol combining)을 수행한다. 끝으로 라디오 프레임 조립기들417-4N7은 최종 정리된 심볼들을 채널 복호화(channel decoding)을 위해 대응되는 채널 복호화기로 전달한다. 이 과정에서 알 수 있듯이 수신기의 동작은 기본적으로 송신기의 동작을 역으로 진행하면 된다.
상술한 바와 같이, 상기와 같은 CDMA 통신시스템은 이동국과 기지국이 음성, 데이터, 영상 등의 다양한 통신 서비스를 동시에 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 다중화 및 채널부호화를 위한 라디오 프레임 생성, 다중화 및 물리채널 프레임 형성의 세부 동작을 정의하며, 따라서 각 코더들에서 생성되는 다양한 기능의 프레임들을 라디오 프레임으로 변환한 후 다중화하고, 다중화된 물리채널 프레임으로 변환하여 각 채널들에 전달할 수 있다. 따라서 역방향 및 순방향 채널 송신장치에서 다양한 통신 기능의 서비스를 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (18)

  1. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들 상의 데이터 프레임들을 병렬로 수신하고 다른 전송시간간격을 가질 수 있는 상기 트랜스포트 채널들 상의 상기 데이터 프레임들을 다중화하여 직렬 데이터 프레임으로 변환하는 장치에 있어서,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 동일한 수를 가지고, 각각이 라디오 프레임 분할기를 구비하며 상기 데이터 프레임을 수신하여 라디오 프레임 전송시간간격으로 전송될 크기로 분할하는 라디오프레임정합기들과,
    상기 분할된 데이터 프레임들을 다중화하여 상기 직렬데이타 프레임으로 변환하는 다중화기와,
    상기 다중화된 직렬 데이타 프레임들을 라디오 프레임 크기로 분할하여 물리채널들에 출력하는 물리채널 프레임 분할기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 라디오프레임분할기들이 입력되는 트랜스포트 채널 프레임의 크기와 라디오 프레임의 전송시간간격에 따라 상기 라디오 프레임의 비트 수들을 결정하고, 상기 라디오 프레임의 비트 수에 의해 상기 데이터 프레임을 분할함을 특징으로 하는 상기 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각 라디오 프레임 정합기들이 상기 입력 트랜스포트채널 프레임을 인터리빙하고, 상기 인터리빙된 프레임을 대응되는 라디오 프레임 분할기에 인가하는 인터리버를 더 구비함을 특징으로 하는 상기 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 각 라디오프레임 정합기들이 상기 라디오 프레임 분할기로부터 수신되는 라디오 프레임을 천공 및 반복하여 상기 물리채널 데이터 프레임의 전송율에 정합될 수 있도록 상기 라디오 프레임의 전송율을 조정하는 레이트 정합기를 더 구비함을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라디오프레임 정합기들이 역방향 링크의 채널송신장치의 채널부호기들 및 다중화기 사이에 연결되며, 상기 역방향 링크에서 사용되는 상기 라디오프레임 정합기들이,
    대응되는 상기 입력 트랜스포트 채널 프레임을 수신하여 인터리빙하는 인터리버와,
    상기 인터리빙된 입력 트랜스포트 채널 프레임의 크기와 라디오 프레임의 전송시간간격에 따라 상기 라디오 프레임의 비트 수들을 결정하고, 상기 라디오 프레임의 비트 수에 의해 상기 데이터 프레임을 분할하는 라디오 프레임 분할기와,
    상기 라디오 프레임 분할기로부터 수신되는 상기 라디오 프레임을 천공 및 반복하여 상기 물리채널 프레임의 전송율에 정합될 수 있도록 상기 라디오 프레임의 전송율을 조정하는 레이트 정합기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 라디오프레임 정합기들이 순방향링크의 채널송신장치의 채널부호기들 및 다중화기 사이에 연결되며, 상기 순방향 링크에 사용되는 상기 라디오 정합기들이,
    대응되는 상기 입력 트랜스포트 채널 프레임을 수신하여 인터리빙하는 인터리버와,
    상기 인터리빙된 입력 트랜스포트 채널 프레임의 크기와 라디오 프레임의 전송시간간격에 따라 상기 라디오 프레임의 비트 수들을 결정하고, 상기 라디오 프레임의 비트 수에 의해 상기 데이터 프레임을 분할하는 라디오 프레임 분할기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  7. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들을 통해 병렬로 수신되는 하나 또는 그 이상의 전송시간간격들을 가지는 데이터 프레임들을 멀티코드들을 사용하는 물리채널의 데이터 프레임으로 변환하기 위한 장치에 있어서,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 동일한 수를 가지고, 각각이 라디오 프레임 분할기를 구비하며, 상기 데이터 프레임을 수신하여 상기 라디오 프레임 전송시간간격으로 전송될 크기로 분할하는 라디오 프레임 정합기들과,
    상기 분할된 데이터 프레임들을 다중화하여 직렬 데이터 프레임으로 변환하는 다중화기와,
    상기 다중화된 직렬 데이터 프레임들을 적어도 두개의 멀티코드들을 사용하는 물리채널들의 수로 분할하고, 상기 분할된 물리채널 프레임을 대응되는 물리채널들에 출력하는 물리채널 프레임 분할기로 구성되는 상기 장치.
  8. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널 상의 데이터 프레임들이 병렬 수신되고 하나 또는 그 이상의 전송시간간격들을 가지는 상기 데이터 프레임들을 다중화하여 직렬 데이터 프레임으로 변환하는 장치에 있어서,
    각각 보정비트들의 수를 결정하고 상기 데이터 프레임에 보정비트들을 삽입하며, 각각이 라디오 프레임 분할기들을 구비하여 상기 데이터 프레임을 수신하고 상기 보정비트들을 포함하는 데이터 프레임을 라디오 프레임들로 분할하는 라디오 프레임 정합기들과,
    상기 분할된 데이터 프레임들을 다중화하여 상기 직렬 데이터 프레임으로 변환하는 다중화기와,
    상기 다중화된 직렬 데이타 프레임들을 라디오 프레임 크기로 분할하여 물리채널들에 출력하는 물리채널 프레임 분할기로 구성되는 상기 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 각 라디오 프레임 분할기들이 대응되는 데이터 프레임, 라디오 프레임의 전송시간간격 및 보정비트들의 수에 따라 상기 라디오 프레임의 비트수를 결정하고, 상기 결정된 라디오 프레임들의 비트수에 의해 대응되는 데이터 프레임을 분할하는 상기 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 라디오 프레임 정합기들이 상기 데이터 프레임을 인터리빙하고, 상기 인터리빙된 데이터 프레임을 대응되는 라디오 프레임 분할기에 인가하는 인터리버를 더 구비하는 상기 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 각 라디오프레임 정합기들이 상기 라디오 프레임 분할기로부터 수신되는 라디오 프레임을 천공 및 반복하여 상기 물리채널 데이터 프레임의 전송율에 정합될 수 있도록 상기 라디오 프레임의 전송율을 조정하는 레이트 정합기를 더 구비하는 상기 장치.
  12. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들 상의 데이터 프레임들이 병렬 수신되고, 하나 또는 그 이상의 전송시간간격들을 가지는 데이터 프레임들을 멀티코드들을 사용하는 물리채널의 데이터 프레임으로 변환하는 장치에 있어서,
    각각 보정비트들의 수를 결정하고 상기 데이터 프레임에 보정비트들을 삽입하며, 각각이 라디오 프레임 분할기들을 구비하여 상기 데이터 프레임을 수신하고 상기 보정비트들을 포함하는 데이터 프레임을 라디오 프레임들로 분할하는 라디오 프레임 정합기들과,
    상기 분할된 데이터 프레임들을 다중화하여 상기 직렬 데이터 프레임으로 변환하는 다중화기와,
    상기 다중화된 직렬 데이터 프레임들을 적어도 두개의 멀티코드들을 사용하는 물리채널들의 수로 분할하고, 상기 분할된 물리채널 프레임들을 대응되는 물리채널들에 할당하는 물리채널 프레임 분할기로 구성되는 상기 장치.
  13. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들을 통해 병렬로 수신되는 하나 또는 그 이상의 전송시간간격들을 가지는 데이터 프레임을 직렬 데이터 프레임으로 다중화하는 채널 코딩 및 다중화 방법에 있어서,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 적어도 동일한 수로 이루어지는 복수의 라디오 정합기들을 구비하고, 상기 라디오 프레임 정합기들이 상기 데이터 프레임을 각각 입력하며 상기 입력된 데이터 프레임을 라디오 프레임으로 전송된 데이터 크기로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 라디오 프레임들을 다중화하여 상기 직렬 데이터 프레임으로 출력하는 과정과,
    상기 다중화된 직렬 데이타 프레임들을 물리채널들에 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들을 통해 병렬로 수신되는 하나 또는 그 이상의 전송시간간격들을 갖는 데이터 프레임들을 사용하는 물리채널의 데이터 프레임으로 변환하는 방법에 있어서,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 적어도 동일한 수로 이루어지는 복수의 라디오 프레임 정합기들을 구비하고, 상기 라디오 프레임 정합기들이 상기 데이터 프레임을 각각 입력하며, 상기 입력된 데이터 프레임을 라디오 프레임으로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 라디오 프레임을 다중화하여 상기 직렬 데이터 프레임으로 출력하는 과정과,
    상기 다중화된 직렬 데이터 프레임들을 상기 물리채널들의수로 분할하여 대응되는 물리채널들에 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들을 통해 병렬로 수신되는 하나 또는 그 이상의 전송시간간격들을 가지는 데이터 프레임을 직렬 데이터 프레임으로 다중화하는 채널 코딩 및 다중화 방법에 있어서,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 적어도 동일한 수로 이루어지는 복수의 라디오 프레임 정합기들을 구비하고, 상기 라디오 프레임 정합기들이 상기 데이터 프레임을 각각 입력하며, 보정비트들의 수를 결정하고 상기 데이터 프레임에 상기 보정비트들을 삽입하며, 상기 보정비트들을 갖는 데이터 프레임을 라디오 프레임으로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 라디오 프레임을 다중화하여 상기 직렬 데이터 프레임으로 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수의 트랜스포트 채널들을 통해 병렬로 수신되는 하나 또는 그 이상의 전송시간간격들을 가지는 데이터 프레임들을 멀티코드를 사용하는 물리채널의 데이터 프레임으로 변환하는 방법에 있어서,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 적어도 동일한 수로 이루어지는 복수의 라디오 프레임 정합기들을 구비하고, 상기 라디오 프레임 정합기들이 상기 데이터 프레임을 각각 입력하며, 보정비트들의 수를 결정하고 상기 데이터 프레임에 상기 보정비트들을 삽입하며, 상기 보정비트들을 갖는 데이터 프레임을 라디오 프레임으로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 라디오 프레임을 다중화하여 상기 직렬 데이터 프레임으로 출력하는 과정과,
    상기 다중화된 직렬 데이터 프레임들을 상기 물리채널들의수로 분할하여 대응되는 물리채널들에 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 부호분할다중접속 통신시스템에서 수신되는 직렬 데이터 프레임을 복수의 트랜스포트 채널상의 데이터 프레임들로 조립하는 채널 수신장치에 있어서,
    직렬 데이터 프레임을 복수의 트랜스포트 채널의 라디오 프레임들로 역다중화하는 역다중화기와,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 적어도 동일한 수를 가지며, 상기 역다중화된 라디오 프레임들을 각각 입력하고, 상기 라디오 프레임들을 트랜스포트 채널로 조립하는 라디오 프레임 조립기를 구비하는 라디오 프레임 역정합기들로 구성되는 상기 장치.
  18. 부호분할다중접속 통신시스템에서 수신되는 멀티코드를 사용하는 물리채널 데이터 프레임을 복수의 트랜스포트 채널 상의 데이터 프레임들로 조립하는 채널 수신장치에 있어서,
    상기 멀티코드를 사용하는 물리채널들을 통해 수신되는 데이터 프레임들을 직렬 데이터 프레임으로 조립하는 물리채널 조립기와,
    상기 직렬 데이터 프레임을 복수의 트랜스포트 채널의 라디오 프레임들로 역다중화하는 역다중화기와,
    상기 트랜스포트 채널들의 수와 적어도 동일한 수를 가지며, 상기 역다중화된 라디오 프레임들을 각각 입력하고, 상기 라디오 프레임들을 트랜스포트 채널로 조립하는 라디오 프레임 조립기를 구비하는 라디오 프레임 역정합기들로 구성되는상기 장치.
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