KR100516632B1 - The algorithm of the data transmission in high data rate system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 HDR시스템에서 2개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용해서 기지국(또는 섹터)으로부터 단말기로 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for transmitting data from a base station (or sector) to a terminal using two forward link transmit antennas in an HDR system.
본 발명은 기지국의 제1송신 안테나와 제2송신 안테나의 신호를 단말기가 분리 수신하기 위하여 길이 16칩의 월시코드(Walsh code)를 각각 사용해서 파일럿 신호를 전송하고, 이때 송신전력을 제1송신 안테나와 제2송신 안테나로 분산하며, 모든 기지국들의 안테나들로부터 송신된 신호를 단말기에서 수신하여 상기 분산된 전력차를 고려한 보정을 수행하고 그 결과로 얻은 파일럿 신호의 세기에 따라 가장 성능이 좋은 기지국의 가장 성능이 좋은 안테나를 선택하고, 이 때 DRC 채널의 코드워드를 Wi 16(i=1,...,15)을 사용해서, 각 기지국의 안테나들에 하나씩의 상기 코드워드를 할당하고 이 코드를 전송함으로써, 기지국에서 데이터 전송에 사용할 안테나를 알려준다. 따라서, 본 발명에 의하면 최적의 통신환경의 구축과 이를 통한 고품질의 데이터 서비스가 가능하게 된다.The present invention transmits a pilot signal using a Walsh code having a length of 16 chips in order to separately receive signals of a first transmitting antenna and a second transmitting antenna of a base station, and at this time, transmit power is transmitted to the first transmission antenna. The base station, which is distributed between the antenna and the second transmitting antenna, receives the signals transmitted from the antennas of all base stations at the terminal, performs correction in consideration of the distributed power difference, and performs the best performance according to the strength of the resulting pilot signal. Select the best performing antenna of, and assign one codeword to each base station antenna using W i 16 (i = 1, ..., 15) as the codeword of the DRC channel. By transmitting this code, the base station informs the antenna to use for data transmission. Therefore, the present invention enables the construction of an optimal communication environment and high quality data service through the same.
Description
본 발명은 HDR(High Data Rate)시스템에서 복수개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용한 데이터 전송방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission method using a plurality of forward link transmission antennas in a high data rate (HDR) system.
특히 본 발명은 HDR 시스템에서 기지국에 2개의 순방향 링크 송신 안테나를 구비하고, 기지국과 단말기와의 데이터 전송을 할 때 상기 2개의 안테나 중에서 통신환경이 최적인 안테나를 확인하고, 통신환경이 최적인 안테나를 이용해서 기지국과 단말기 사이의 데이터 통신이 이루어질 수 있도록 한 HDR 시스템의 데이터 전송방법에 관한 것이다.In particular, the present invention includes two forward link transmission antennas in the base station in the HDR system, and when the data transmission between the base station and the terminal to identify the antenna of the optimum communication environment of the two antennas, the antenna with the optimum communication environment The present invention relates to a data transmission method of an HDR system that allows data communication between a base station and a terminal to be performed.
본 발명은 상기 2개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용한 데이터 전송방법을 기반으로 HDR 시스템에서 데이터 전송을 제어하는 방법을 제시한다.The present invention proposes a method of controlling data transmission in an HDR system based on a data transmission method using the two forward link transmission antennas.
본 발명은 HDR시스템에서 2개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용한 데이터 전송방법으로서, 2개의 순방향 링크 송신 안테나 중에서 단말기로 데이터 전송을 수행할 안테나를 선정하는 기준과, 안테나를 선정하는 방법을 제시한다.The present invention provides a data transmission method using two forward link transmission antennas in an HDR system, and proposes a criterion for selecting an antenna to transmit data to a terminal among two forward link transmission antennas and a method for selecting an antenna.
본 발명은 HDR시스템에서 2개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용한 데이터 전송방법으로서, 2개의 순방향 링크 송신 안테나 중에서 단말기로 데이터 전송을 수행할 안테나를 선정하고, 그 선정된 안테나를 이용해서 데이터를 전송할 수 있도록 하는, 순방향 링크의 파일럿 전송방법과 단말기에서 안테나를 선택하는 방법 및, 단말기에서 상기 선정된 송신 안테나를 기지국으로 알려주기 위한 DRC 전송방법을 제시한다.The present invention provides a data transmission method using two forward link transmission antennas in an HDR system, and selects an antenna to perform data transmission from the two forward link transmission antennas to a terminal and transmits data using the selected antenna. The present invention provides a pilot transmission method of a forward link, a method of selecting an antenna in a terminal, and a DRC transmission method of informing the base station of the selected transmission antenna in the terminal.
알려진 바와같이 HDR 시스템은 데이터 통신 서비스만을 위한 이동 데이터 통신 시스템으로서 기본적으로 음성 통신 서비스는 지원되지 않고 오직 데이터 통신 서비스만 지원되는 것을 특징으로 하고 있다.As is known, the HDR system is a mobile data communication system for data communication services only. Basically, a voice communication service is not supported, and only a data communication service is supported.
그런데, HDR 시스템을 포함하는 이동통신 시스템은 채널(통신환경)이 열악하기 때문에 열악한 통신환경을 극복하고 고속, 고품질의 서비스를 제공하기 위한 다양한 방안들이 제시되고 있다.However, since a mobile communication system including an HDR system has a poor channel (communication environment), various methods for overcoming a poor communication environment and providing a high speed and high quality service have been proposed.
특히, 기지국과 단말기 사이의 안정된 통신선로의 구축과, 안정된 통신선로를 통한 고속 고품질의 정보(신호) 전송 기술에 많은 노력을 기울이고 있다.In particular, much effort has been put into the construction of a stable communication line between a base station and a terminal and a high-speed, high quality information (signal) transmission technology through a stable communication line.
특히, HDR 시스템의 경우는 무선 데이터 통신 서비스를 지원하기 때문에 데이터의 정확하고 안정된 전송은 필수 불가결한 요소이다.In particular, since the HDR system supports wireless data communication services, accurate and stable transmission of data is indispensable.
HDR 시스템에서 이루어지는 데이터 통신의 과정을 요약해 보면 다음과 같다.The process of data communication in the HDR system is summarized as follows.
기지국(또는 섹터)으로부터 단말기로 데이터, 파일럿 신호, MAC 채널 등의 정보가 시분할 다중화된 형태의 슬롯 구조로 송신된다.Information from the base station (or sector) to the terminal is transmitted in the slot structure of the time division multiplexed form.
단말기는 상기 정보를 수신하는데, 이때 기지국(또는 섹터)으로부터 단말기로의 순방향 링크의 파일럿 신호를 수신하면 그 파일럿 신호의 세기(수신 감도)에 따라 기지국(또는 섹터)을 선택한다.The terminal receives the information, and when receiving a pilot signal of the forward link from the base station (or sector) to the terminal, the terminal selects the base station (or sector) according to the strength (receive sensitivity) of the pilot signal.
또한 단말기는 상기 파일럿 신호로부터 순방향 데이터 전송률을 결정하여 HDR 역방향 링크의 DRC채널에 상기 기지국(또는 섹터) 선택정보와 순방향 전송률 정보를 실어서 기지국(또는 섹터)으로 보낸다.In addition, the terminal determines the forward data rate from the pilot signal and loads the base station (or sector) selection information and the forward rate information on the DRC channel of the HDR reverse link and sends them to the base station (or sector).
해당 기지국(또는 섹터)에서는 이 순방향 전송률에 기초해서 해당 단말기로의 데이터 전송률을 결정하고 그 전송률에 따르는 데이터 전송을 수행하고 있다.The base station (or sector) determines the data rate to the terminal based on this forward rate and performs data transmission in accordance with the rate.
이때 단말기가 n번째 슬롯에 DRC 정보를 전송하게 되면 기지국(또는 섹터)에서는 n+2번째 슬롯에서 상기 순방향 데이터 전송률을 이용해서 데이터 전송을 수행하며, 이때 전송되는 데이터는 n번째 슬롯에서 DRC 정보를 전송한 사용자에게 부여된 월시코드(Walsh code)를 입혀서 전송함으로써, 사용자(단말기)를 구분한다.In this case, when the terminal transmits DRC information in the nth slot, the base station (or sector) performs data transmission using the forward data rate in the n + 2th slot, and the transmitted data receives the DRC information in the nth slot. A user (terminal) is distinguished by applying a Walsh code given to the transmitting user.
도1 내지 도5를 참조하여 상기 HDR 시스템의 순방향 링크 및 역방향 링크에 대해서 상세하게 설명한다.1 to 5, the forward link and the reverse link of the HDR system will be described in detail.
도1은 HDR 시스템의 순방향 링크를 설명하기 위한 슬롯의 구조를 도시하고 있으며, 도2는 HDR 시스템의 역방향 링크를 설명하기 위한 I채널 슬롯의 구조를 도시하고 있다.FIG. 1 shows the structure of a slot for describing the forward link of the HDR system, and FIG. 2 shows the structure of an I channel slot for explaining the reverse link of the HDR system.
도3은 HDR 시스템에서 DRC 채널을 이용한 순방향 링크의 데이터 전송률과 송신 기지국(또는 섹터) 결정 과정을 설명하기 위한 블록도이고, 도4는 HDR 시스템에서 DRC심볼 엔코딩을 설명하기 위한 코드표이며, 도5는 HDR 시스템에서 Wi8 월시코드(Walsh code)를 설명하기 위한 도표이다.3 is a block diagram illustrating a data rate of a forward link and a transmission base station (or sector) determination process using a DRC channel in an HDR system, and FIG. 4 is a code table for explaining DRC symbol encoding in an HDR system. 5 is a diagram for explaining the Wi8 Walsh code in the HDR system.
먼저, 도1에 의하는 바와같이 HDR 시스템의 순방향 링크에서 채널구조를 살펴보면, 1슬롯(1 slot)에 파일럿 채널(pilot channel)과 MAC채널(Medium Access Control Channel), 그리고 데이터 채널(data channel)이 시분할 다중화(time division multiplexing)된 형태로 구성되어 전송된다.First, as shown in FIG. 1, when looking at the channel structure in the forward link of the HDR system, a pilot channel, a medium access control channel, and a data channel are provided in one slot. This time division multiplexed form is configured and transmitted.
MAC채널에는 FA채널(Forward Activity Channel), RA채널(Reverse Activity Channel), RPC(Reverse Power Control)가 할당되어 있다.The MAC channel is assigned a FA channel (Forward Activity Channel), RA channel (Reverse Activity Channel), RPC (Reverse Power Control).
도1에서 1슬롯(101)은 2048칩(2048 chips)을 가지고, 전반부 1/2슬롯(101a)과 후반부 1/2슬롯(101b)으로 나뉜다.In FIG. 1, one slot 101 has 2048 chips, and is divided into a first half slot 101a and a second half slot 101b.
전반부 1/2슬롯(101a)은 464칩의 데이터(102), 96칩의 파일럿(103), 464칩의 데이터(104)를 포함하여 1024칩이고, 후반부 1/2슬롯(101b)은 400칩의 데이터(105), 64칩의 MAC채널(106), 96칩의 파일럿(107), 64칩의 MAC채널(108), 400칩의 데이터(109)를 포함하여 1024칩이다.The first half slot 101a is 1024 chips including the data 102 of 464 chips, the pilot 103 of 96 chips, and the data 104 of 464 chips. The second half slot 101b is 400 chips. Data 105, a 64-chip MAC channel 106, a 96-chip pilot 107, a 64-chip MAC channel 108, and a 400-chip data 109.
파일럿 채널(103,107)은 모든 사용자가 수신하는 공통 채널이며, 사용자에게 데이터를 전송하기 위한 전송률을 결정하는데 사용되고, MAC채널(106,108)은 사용자들의 순방향과 역방향 링크 상태를 알려주고 역방향 링크를 전력제어하기 위해서 사용된다.The pilot channels 103 and 107 are common channels that all users receive and are used to determine the transmission rate for transmitting data to the users. The MAC channels 106 and 108 are used to inform users of the forward and reverse link status and to power control the reverse link. Used.
파일럿 채널과 MAC 채널은 모든 사용자들에게 매 슬롯마다 전송되며, 데이터는 특정 사용자(단말기)를 위하여 전송된다.The pilot channel and the MAC channel are transmitted to every user in every slot, and data is transmitted for a specific user (terminal).
데이터 채널(102,104,105,109)은 QPSK, 8PSK, 16QAM의 변조 형태와 코딩방식을 통해 38.4kbps,76.8kbps,...,2457.6kbps 의 데이터 전송률 중의 어느 하나로 특정 사용자(단말기)에게 전송된다.The data channels 102, 104, 105, and 109 are transmitted to a specific user (terminal) at any one of data rates of 38.4 kbps, 76.8 kbps, ..., 2457.6 kbps through modulation formats and coding schemes of QPSK, 8PSK, and 16QAM.
HDR 시스템에서는 사용자에게 전용(dedicated)의 채널을 할당하지 않고 도1과 같은 구조의 채널을 통해 시간에 따라 데이터를 전송한다(시분할 다중화 전송).In an HDR system, data is transmitted over time through a channel having a structure as shown in FIG. 1 without allocating a dedicated channel to a user (time division multiplexed transmission).
즉, 데이터는 한 슬롯에서부터 여러개의 슬롯이 사용자에게 할당되어(슬롯1∼슬롯n) 전송되는데, 기지국(또는 섹터)으로부터 데이터를 수신하는 사용자들은 길이 32의 32개 월시코드(Walsh code) 중에서 하나씩을 부여받게 되며, 자신에게 부여된 월시코드가 입혀진 데이터만을 수신하게 된다.That is, data is transmitted from one slot to several slots assigned to users (slot 1 to slot n), and users receiving data from a base station (or sector) are one of 32 Walsh codes of length 32. You will be given, and you will only receive data with the Walsh code assigned to you.
이때 순방향으로 전송되는 모든 채널은 순방향 전력제어 없이 기지국(또는 섹터)이 전송할 수 있는 최대 전력으로 전송하게 된다.At this time, all channels transmitted in the forward direction are transmitted at the maximum power that the base station (or sector) can transmit without forward power control.
한편, 도2는 HDR 역방향 링크를 설명하기 위한 I채널 슬롯의 구조를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating the structure of an I-channel slot for describing an HDR reverse link.
HDR 역방향 링크에서는 Q채널로 데이터가 전송되고 I채널로는 DRC채널과 RRI채널 및 파일럿 채널이 시분할 다중화된 형태의 슬롯 구조를 가진다.In the HDR reverse link, data is transmitted in a Q channel, and in the I channel, a DRC channel, an RRI channel, and a pilot channel have a time division multiplexed slot structure.
DRC(Data Rate Control)채널(201)은 순방향 링크의 데이터 전송률 즉, 기지국(또는 섹터)에서 사용자(단말기)로 전송할 데이터의 전송률을 기지국(또는 섹터)에 알려주는데 사용하고 또한, 이 전송률로 데이터를 송신할 기지국(또는 섹터) 즉, 사용자(단말기)가 데이터 통신 서비스를 받을 기지국(또는 섹터)이 어떤 곳인지를 알려주는데 사용되며, DRC정보는 기본적으로 한 슬롯동안은 같은 정보를 전송하고, 슬롯 단위로 그 내용이 갱신된다.The data rate control (DRC) channel 201 is used to inform the base station (or sector) of the data rate of the forward link, that is, the data rate to be transmitted from the base station (or sector) to the user (terminal). The base station (or sector) to transmit the data, i.e., the user (terminal) is used to inform the base station (or sector) to receive the data communication service, the DRC information basically transmits the same information for one slot, slot The contents are updated in units.
RRI(Reverse Rate Indication)채널(202)은 역방향 데이터 전송률을 기지국(또는 섹터)에 알려주는데 사용하며, 파일럿 채널(203)은 역방향 링크의 전력제어를 위해서 사용된다.Reverse Rate Indication (RRI) channel 202 is used to inform the base station (or sector) of the reverse data rate, and pilot channel 203 is used for power control of the reverse link.
앞에서 설명한 바와같이 DRC채널은 순방향 링크의 데이터 전송률과 이 전송률로 데이터를 송신할 기지국(또는 섹터)을 사용자(단말기)로부터 기지국(또는 섹터)으로 알려주는데, DRC 채널을 통한 순방향 링크의 데이터 전송률과 기지국(또는 섹터)을 결정하는 과정을 도3에 나타내었다.As mentioned earlier, the DRC channel informs the base station (or sector) of the forward link data rate and the base station (or sector) to transmit data at this rate, and the data rate of the forward link over the DRC channel. A process of determining a base station (or sector) is shown in FIG.
사용자(단말기)가 데이터 통신을 하기 위해서 액티브(active) 상황이 되면 각 기지국(또는 섹터)으로부터 전송되고 있는 도1과 같은 구조의 순방향 채널의 파일럿 신호(103,107)를 단말기가 수신한다.When the user (terminal) is in an active state for data communication, the terminal receives pilot signals 103 and 107 of the forward channel having the structure as shown in FIG. 1 transmitted from each base station (or sector).
단말기는 수신된 파일럿 신호를 통해 채널의 상태를 분석하게 되는데, 이때 여러 기지국(또는 섹터)으로부터 전송되는 파일럿 신호를 이용해서 채널의 상태를 분석하고, 이 중에서 가장 성능이 좋은 기지국(또는 섹터)을 선택하여 순방향 링크의 데이터 전송률을 결정한다.The terminal analyzes the state of the channel through the received pilot signal. At this time, the state of the channel is analyzed by using pilot signals transmitted from several base stations (or sectors), and the best performing base station (or sector) is selected. Select to determine the data rate of the forward link.
결정된 순방향 데이터 전송률과 기지국(또는 섹터) 정보는 도3의 과정을 거쳐 사용자 단말기로부터 DRC채널을 통해 기지국(또는 섹터)으로 전송된다.The determined forward data rate and base station (or sector) information are transmitted from the user terminal to the base station (or sector) through the DRC channel through the process of FIG.
이때 순방향 링크의 데이터 전송률은 도1에서 설명한 바와같이 38.kbps∼2457.6kbps 중의 어느 하나로 결정되고, 이렇게 결정된 순방향 링크의 데이터 전송률은 미리 정해진 4비트의 DRC심볼(DRC symbols) 중 하나를 선택하게 된다.At this time, the data rate of the forward link is determined as one of 38.kbps to 2457.6kbps as described in FIG. 1, and the data rate of the forward link thus determined selects one of the predetermined 4-bit DRC symbols (DRC symbols). .
이 4비트의 DRC 심볼은 엔코딩(encoding) 단계(301)에서 8비트의 직교 코드워드(bi-orthogonal code word) 중의 하나로 엔코딩되고, 1회의 코드워드 반복단계(302)를 거친다(code word repetition).This 4-bit DRC symbol is encoded in one of the 8-bit bi-orthogonal code words in encoding step 301, followed by one codeword repetition step 302 (code word repetition). .
상기 엔코딩 단계(301)에 적용되는 DRC 심볼:코드워드(8bit bi-orthogonal code word)의 관계를 도4에 나타내었다.4 illustrates a relationship between a DRC symbol: an 8 bit bi-orthogonal code word applied to the encoding step 301.
코드워드 반복단계(302)를 거친 코드워드의 각 비트신호는 비트신호 맵핑단계(303)를 거쳐 0 →+1, 1 →-1로 맵핑된 후, 3회의 월시코드 커버링(Walsh code covering) 단계(304,305,306)를 거친다.Each bit signal of the codeword that has undergone the codeword repetition step 302 is mapped from 0 → + 1, 1 → -1 through the bit signal mapping step 303, and then three times of Walsh code covering steps (304,305,306).
즉, 월시커버 W0 2(304), Wi 8(305), W0 4(306)를 통해 한 비트당 64칩 길이로 커버링된다.That is, Walsh covers W 0 2 304, W i 8 305, and W 0 4 306 are covered with 64 chips per bit.
이 중에서 W0 2와 W0 4는 모든 사용자가 모든 슬롯에서 동일하게 사용하고, Wi 8는 모든 사용자 마다 달리 사용될 수 있고, 또한 모든 슬롯 마다 달리 사용될 수 있다.Among them, W 0 2 and W 0 4 are used by all users equally in all slots, and W i 8 may be used differently for every user, and may be used differently for every slot.
즉, Wi 8(i=0,1,...,7)은 개개의 사용자들이 각 기지국(또는 섹터)들로부터 수신되는 파일럿의 크기를 측정하고 그 중에서 가장 성능이 좋은 기지국(또는 섹터)을 선택하여 이 선택된 기지국(또는 섹터)을 사용자(단말기)로부터 기지국(또는 섹터)으로 DRC 채널을 통해 알려주는데 사용되는 것이다.That is, W i 8 (i = 0,1, ..., 7) measures the size of the pilot that individual users receive from each base station (or sector) and the best performing base station (or sector) among them. Is used to inform the selected base station (or sector) from the user (terminal) to the base station (or sector) via the DRC channel.
여기서, Wi 8는 길이 8칩의 월시코드로서 8개의 코드워드로 구성되며, 이 것을 이용해서 최대 7개 기지국(또는 섹터)을 선택할 수 있다.Here, W i 8 is a Walsh code of 8 chips in length and is composed of 8 code words, and up to 7 base stations (or sectors) can be selected using this.
도5에 Wi 8의 월시코드를 나타내었다.5 shows Walsh codes of W i 8 .
도5에 나타낸 Wi 8의 월시코드에서 W0 8(0000 0000)이 전송되는 경우에는 어떠한 기지국(또는 섹터)도 선택하지 않게 된다.When W 0 8 (0000 0000) is transmitted in the Walsh code of W i 8 shown in FIG. 5, no base station (or sector) is selected.
상기 도3의 과정을 거쳐서 선택된 기지국(또는 섹터)과 순방향 링크의 전송률은 앞에서 설명한 바와같이 사용자(단말기)로부터 DRC채널을 통해 기지국(또는 섹터)들로 전송되고, 선택된 기지국(또는 섹터)만이 이 DRC정보를 토대로 사용자에게 도1과 같이 데이터를 전송하게 된다.Through the process of FIG. 3, the transmission rate of the selected base station (or sector) and the forward link is transmitted from the user (terminal) to the base station (or sectors) through the DRC channel as described above, and only the selected base station (or sector) Data is transmitted to the user as shown in FIG. 1 based on the DRC information.
이때, 만약 단말기에서 역방향 링크의 n번째 슬롯에 DRC 정보를 보냈다고 가정한다면, 기지국(또는 섹터)에서는 순방향 링크의 n+2번째 슬롯에 상기 DRC에 실려온 순방향 데이터 전송률을 적용하여 단말기로 데이터를 전송하게 된다.In this case, if the terminal assumes that the DRC information is sent to the n-th slot of the reverse link, the base station (or sector) to transmit data to the terminal by applying the forward data rate carried in the DRC to the n + 2th slot of the forward link do.
상기한 바와같이 HDR시스템에서는 시분할 다중화된 슬롯 구조를 통해서 기지국과 단말기 사이의 데이터 통신이 이루어지고, HDR 순방향 링크와 역방향 링크의 파일럿 채널, MAC채널, 데이터 채널, Q채널, I채널, RRI 및 DRC 정보 등을 이용해서, 최적 통신환경을 구성해 줄 기지국(또는 섹터)의 선택과 역방향 전력제어 및 단말기와의 데이터 전송이 수행되고 있다.As described above, in the HDR system, data communication is performed between a base station and a terminal through a time division multiplexed slot structure, and the pilot channel, MAC channel, data channel, Q channel, I channel, RRI, and DRC of the HDR forward link and the reverse link are performed. Using information and the like, selection of a base station (or sector) to form an optimal communication environment, reverse power control, and data transmission with a terminal are performed.
그러나, 이동통신 시스템은 채널이 열악하기 때문에 위와같이 최적 통신환경을 구성해 줄 기지국(또는 섹터)의 선택만으로는 순방향 링크의 성능(데이터 전송의 안정성이나 품질)을 충분하게 확보해 주기가 어렵다.However, in the mobile communication system, because the channel is poor, it is difficult to sufficiently secure the performance of the forward link (stability or quality of data transmission) only by selecting a base station (or sector) to form an optimal communication environment.
이동통신 시스템에서는 보다 안정되고 높은 품질의 통신 서비스를 제공하기 위하여, 기지국(또는 섹터)의 송신단 안테나를 복수개(통상 2개) 사용해서 송신전력을 분산하고 구별되는 파일럿 신호로 전송하고, 2개의 송신 안테나 중에서 채널 환경이 보다 나은 안테나를 선택하고, 이 선택된 안테나를 이용해서 통신 서비스를 수행하는 방법이 제시되고 있다.In a mobile communication system, in order to provide a more stable and high quality communication service, a plurality of transmission antennas (usually two) of a base station (or sector) are used to distribute transmission power, transmit them as distinct pilot signals, and transmit two transmission signals. A method of selecting an antenna having a better channel environment among the antennas and performing a communication service using the selected antenna has been proposed.
본 발명은 액티브 셋 내의 모든 기지국의 모든 안테나 중 하나의 기지국(또는 섹터)과 그 기지국의 복수개의 순방향 링크 송신 안테나 중 하나의 안테나를 선택하고 선택된 정보를 기지국에 Data Rate Control 채널을 통해 기지국에 전송함으로써, 상기 선택된 기지국 및 안테나를 이용한 데이터 전송방법을 기반으로 HDR 시스템에서 데이터 전송을 제어하는 방법을 제시한다.The present invention selects one base station (or sector) of all antennas of all base stations in an active set and one of a plurality of forward link transmitting antennas of the base station, and transmits the selected information to the base station through a data rate control channel. Accordingly, a method of controlling data transmission in an HDR system is proposed based on a data transmission method using the selected base station and antenna.
본 발명은 HDR시스템에서 액티브 셋 내의 모든 기지국의 모든 안테나 중에서 선택된 하나의 기지국(또는 섹터)내의 2개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용한 데이터 전송방법으로서, 2개의 순방향 링크 송신 안테나 중에서 단말기로 데이터 전송을 수행할 안테나를 선정하는 기준과, 안테나를 선정하는 방법을 제시한다.The present invention is a data transmission method using two forward link transmission antennas in one base station (or sector) selected from all antennas of all base stations in an active set in an HDR system, and performs data transmission to a terminal among two forward link transmission antennas. The criteria for selecting an antenna and a method for selecting an antenna are presented.
본 발명은 HDR시스템에서 하나의 기지국(또는 섹터)내의 2개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용한 데이터 전송방법으로서, 2개의 순방향 링크 송신 안테나 중에서 단말기로 데이터 전송을 수행할 안테나를 선정하고, 또 그 선정된 안테나를 이용해서 데이터를 전송할 수 있도록 하는 순방향 링크의 파일럿 전송방법과 안테나 선택방법, DRC 전송방법을 제시한다.The present invention provides a data transmission method using two forward link transmission antennas in one base station (or sector) in an HDR system, and selects an antenna to perform data transmission from the two forward link transmission antennas to a terminal and selects the selected antenna. This paper presents a pilot transmission method, an antenna selection method, and a DRC transmission method of a forward link for transmitting data using an antenna.
본 발명의 HDR시스템에서 복수개의 순방향 링크 송신 안테나를 이용한 데이터 전송방법은, (1). 기지국(또는 섹터)에서: 복수개의 안테나 구분을 위한 월시코드의 할당과 전력분산 및 파일럿 전송단계, (2). 사용자(단말기)에서: 파일럿 신호의 수신과 안테나별 분배전력에 따른 송신 전력보정과 순방향 링크 송신 안테나의 선택단계, (3). 사용자(단말기)에서: 상기 안테나 선택정보를 포함하는 DRC 정보의 전송단계, (4). 기지국(또는 섹터)에서: 상기 DRC 정보를 토대로 하여 상기 선택된 안테나로 전력집중하여 데이터를 전송하는 단계로 이루어진다.In the HDR system of the present invention, a data transmission method using a plurality of forward link transmission antennas is (1). At the base station (or sector): Walsh code allocation and power dissipation and pilot transmission for the plurality of antenna divisions, (2). At the user (terminal): receiving the pilot signal and adjusting the transmission power according to the distribution power for each antenna and selecting the forward link transmission antenna, (3). At a user (terminal): transmitting DRC information including the antenna selection information, (4). At the base station (or sector): power concentration to the selected antenna based on the DRC information to transmit data.
상기한 바와같이 이루어지는 본 발명의 HDR 시스템 데이터 전송방법을 각 단계별로 실시예로써 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the HDR system data transmission method of the present invention made as described above in detail for each step as follows.
(1). 기지국(또는 섹터)에서 2개의 안테나 구분을 위한 월시코드의 할당과 전력 분산 및 파일럿 전송단계:(One). At the base station (or sector), Walsh code allocation, power distribution, and pilot transmission for two antennas:
하나의 동일한 기지국(또는 섹터)에서 순방향 링크 송신 안테나를 2개 사용하는 경우 제1안테나와 제2안테나의 채널 상황을 단말기가 파악하기 위해서 각각의 안테나는 구별되는 파일럿 신호를 전송한다.When two forward link transmitting antennas are used in one same base station (or sector), each antenna transmits a distinct pilot signal in order for the terminal to identify channel conditions of the first antenna and the second antenna.
즉, 단말기가 제1안테나와 제2안테나의 신호를 분리수신하기 위해서 길이 16칩의 월시코드를 각각 사용해서 제1안테나 및 제2안테나에서 파일럿 신호를 전송하는데, 16칩의 2개의 월시코드를 각각 제1안테나와 제2안테나에 적용하여 구분한다.That is, the terminal transmits pilot signals in the first antenna and the second antenna by using Walsh codes of 16 chips in length to separately receive the signals of the first antenna and the second antenna. Applied to the first antenna and the second antenna, respectively.
예를 들면, 제1안테나의 파일럿 신호에는 W0 16의 월시코드를 적용하고, 제2안테나의 파일럿 신호에는 W0 16을 제외한 어느 하나의 코드, 예를 들면 W8 16를 사용함으로써, 제1안테나(파일럿 신호)와 제2안테나(파일럿 신호)를 단말기가 구분할 수 있도록 한다.For example, the Walsh code of W 0 16 is applied to the pilot signal of the first antenna, and any code other than W 0 16 is used as the pilot signal of the second antenna, for example, W 8 16 . Allows the terminal to distinguish between an antenna (pilot signal) and a second antenna (pilot signal).
한편, 기지국(또는 섹터)의 순방향 링크 송신 안테나 각각으로부터 전송되는 파일럿 신호의 세기를 다르게 할 수 있다.On the other hand, the strength of the pilot signal transmitted from each of the forward link transmission antenna of the base station (or sector) may be different.
즉, 종래에 하나의 안테나로부터 전송되던 전력이 2개의 안테나로 분산되어 전송되는 것이며, 이 송신전력의 분배는 기지국이 전송할 수 있는 최대 전력을 임의의 비율로 분산하여 적용할 수 있다.That is, the power previously transmitted from one antenna is transmitted to two antennas, and the transmission power distribution can be applied by distributing the maximum power that the base station can transmit at an arbitrary ratio.
최대 전송전력이 '1'이라고 했을 때, 제1안테나에 'X'만큼의 전력이 할당된다면, 제2안테나에는 '1-X' 만큼의 전력이 할당되는 것이다.When the maximum transmission power is '1', if 'X' is allocated to the first antenna, the second antenna is allocated to '1-X'.
예를 들어 도6a와 같이 기존에 1개의 순방향 링크 송신 안테나를 통해서 최대 전력으로 전송이 이루어지는 경우에 비교하여, 도6b와 같이 제1안테나(안테나A)와 제2안테나(안테나B)가 0.7:0.3의 전력분배 비율로 송신을 수행할 수 있다.For example, as shown in FIG. 6A, the first antenna (antenna A) and the second antenna (antenna B) are 0.7 as compared to the case where transmission is performed at full power through one forward link transmission antenna as in FIG. 6B. Transmission can be performed at a power distribution ratio of 0.3.
(2). 사용자(단말기)에서 파일럿 신호의 수신과 안테나별 전력에 따른 송신 전력보정, 순방향 링크 송신 안테나의 선택단계:(2). Receiving a pilot signal from a user (terminal) and transmitting power compensation according to the power of each antenna, selecting a forward link transmitting antenna:
액티브 셋(Active set) 안의 모든 기지국(또는 섹터)들의 안테나들로부터 송신된 신호는 단말기에서 수신되어 채널 상태가 가장 좋은 기지국(또는 섹터)의 가장 좋은 안테나를 선택하는데 그 과정은 다음과 같다.The signal transmitted from the antennas of all base stations (or sectors) in the active set is received at the terminal to select the best antenna of the base station (or sector) having the best channel condition. The process is as follows.
상기 (1). 기지국(또는 섹터)에서 2개의 안테나 구분을 위한 월시코드의 할당과 전력 분산 및 파일럿 전송단계에 의해서 기지국(또는 섹터)으로부터 송신된 신호(도1의 슬롯 구조를 가진다)는 사용자(단말기)에서 수신된다.(1) above. The signal transmitted from the base station (or sector) (having the slot structure of FIG. 1) received by the user (terminal) from the base station (or sector) by the Walsh code allocation and power distribution and the pilot transmission step for distinguishing two antennas. do.
단말기는 모든 기지국(또는 섹터)의 모든 안테나들로부터 송신된 파일럿 신호를 수신하고, 그 파일럿 신호의 세기가 가장 좋은 기지국(또는 섹터)의 안테나 하나를 선택하는 것을 원칙으로 한다.A terminal receives a pilot signal transmitted from all antennas of all base stations (or sectors), and selects one antenna of a base station (or sector) having the best strength of the pilot signal.
그러나, HDR시스템의 통신환경에 따라서 파일럿 신호의 세기 뿐만 아니라 다른 요소들을 함께 고려할 수도 있다.However, depending on the communication environment of the HDR system, not only the strength of the pilot signal but also other factors may be considered together.
한편, 상기한 바와같이 제1안테나와 제2안테나의 송신전력이 다를 수 있으므로 순방향 링크의 파일럿 신호 수신 세기를 보정하여 안테나를 선택한다.Meanwhile, as described above, since the transmission power of the first antenna and the second antenna may be different, the antenna is selected by correcting the pilot signal reception strength of the forward link.
예를 들어, 제1안테나에 할당된 전력을 X, 제2안테나는 1-X이고, 파일럿의 세기를 CIR(Carrier to Interference Ratio)로 표현한다고 할 때, 송신전력 차이를 고려하지 않은 CIR 측정값을 제1안테나는 CIRA, 제2안테나는 CIRB 라고 하자.For example, assuming that the power allocated to the first antenna is X and the second antenna is 1-X, and the strength of the pilot is expressed as a carrier to interference ratio (CIR), the CIR measurement value does not consider the difference in the transmission power. Let the first antenna be CIR A and the second antenna be CIR B.
그리고, 송신전력 차이를 고려한 제1안테나의 CIR 측정값을 R_CIRA, 제2안테나는 R_CIRB 라고 하자.In addition, it is assumed that the CIR measurement value of the first antenna considering the transmission power difference is R_CIR A and the second antenna is R_CIR B.
그러면 R_CIRA = CIRA/X, R_CIRB = CIRB/(1-X) 로 표현할 수 있고, 이 것으로부터 모든 안테나에 대해서 보정된 파일럿 신호 세기에 기초한 비교가 이루어질 수 있고, 따라서 실제로 수신 세기가 가장 좋은 파일럿 신호(안테나)의 검색이 가능하게 된다.Then R_CIR A = CIR A / X, R_CIR B = CIR B / (1-X), from which comparisons based on the corrected pilot signal strengths can be made for all antennas, so The best pilot signal (antenna) can be searched.
이와같이 단말기에서 구해진 안테나 선택정보는 역방향 링크의 DRC채널에 실려서 해당 기지국(또는 섹터)으로 전송된다.In this way, the antenna selection information obtained from the terminal is carried on the DRC channel of the reverse link and transmitted to the corresponding base station (or sector).
(3). 사용자(단말기)에서 상기 안테나 선택정보를 포함하는 DRC 정보의 전송단계:(3). A step of transmitting DRC information including the antenna selection information in a user (terminal):
기존의 DRC정보는 순방향 링크의 데이터 전송률과 이를 전송할 기지국(또는 섹터)을 알려주는데 사용되었다.The existing DRC information was used to inform the data rate of the forward link and the base station (or sector) to transmit it.
본 발명은 여기에 더하여 상기 선택된 안테나 정보를 기지국(또는 섹터)으로 알려주는 경우에도 사용한다.The present invention is also used to inform the base station (or sector) of the selected antenna information in addition thereto.
즉, 본 발명에서는 DRC 정보가 순방향 데이터 전송률 및 기지국(또는 섹터) 뿐만 아니라 그 기지국(또는 섹터)내의 2개의 송신 안테나 중에서 선택된 안테나를 알려주는데, 이 것을 위하여 DRC 채널에 변화를 준다.That is, in the present invention, the DRC information informs the forward data rate and the antenna selected from the two transmit antennas in the base station (or sector) as well as the base station (or sector). For this purpose, the DRC channel is changed.
먼저, 데이터 전송률을 결정하는 사항에는 종전과 다름없고, 순방향 데이터를 전송하기 위한 기지국(또는 섹터) 및 선택 안테나를 알려주는 DRC 월시코드는 기존에 비해서 2배로 증가한다.First, the data rate is determined as before, and the DRC Walsh code indicating the base station (or sector) and the selection antenna for transmitting the forward data is twice as much as before.
따라서, 기지국(또는 섹터) 및 선택 안테나를 알려주는 DRC 월시코드는 기존의 Wi 8(i=0,...,7) 대신에 Wi 16(i=0,...,15)를 사용하고, 각 기지국(또는 섹터)의 안테나들에 Wi 16(i=0,...,15) 중에서 하나씩의 월시코드를 할당하고, 이 코드를 전송함으로써 전송할 기지국(또는 섹터)에 선택한 안테나를 알려줄 수 있다.Thus, the DRC Walsh code, which informs the base station (or sector) and the select antenna, replaces W i 16 (i = 0, ..., 15) instead of the existing W i 8 (i = 0, ..., 7). Assigns one Walsh code of W i 16 (i = 0, ..., 15) to the antennas of each base station (or sector) and transmits this code to the selected base station (or sector) for transmission. Can tell.
그리고, 도2와 비교할 때 DRC 전송률을 종전과 동일하게 유지하기 위해서 W0 2 는 제거한다.In comparison with FIG. 2, W 0 2 is removed to keep the DRC transmission rate the same as before.
도7은 본 발명에서 DRC 채널을 이용한 순방향 링크의 데이터 전송률과 송신 기지국(또는 섹터) 및 안테나 선택 과정을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a data rate of a forward link using a DRC channel and a process of selecting a transmitting base station (or sector) and an antenna according to the present invention.
앞에서 설명한 바와같이 결정된 순방향 데이터 전송률과 기지국(또는 섹터) 정보 그리고 선택된 안테나 정보는 도7의 과정을 거쳐 사용자 단말기로부터 DRC채널을 통해 기지국(또는 섹터)으로 전송된다.As described above, the determined forward data rate, base station (or sector) information, and selected antenna information are transmitted from the user terminal to the base station (or sector) through the DRC channel through the process of FIG.
이때 순방향 링크의 데이터 전송률은 도1에서 설명한 바와같이 38.kbps∼2457.6kbps 중의 어느 하나로 결정되고, 이렇게 결정된 순방향 링크의 데이터 전송률은 미리 정해진 4비트의 DRC심볼 중에서 하나를 선택하게 된다.At this time, the data rate of the forward link is determined as one of 38. kbps to 2457.6 kbps as described in FIG. 1, and the data rate of the forward link thus determined selects one of the predetermined 4-bit DRC symbols.
이 4비트의 DRC 심볼은 엔코딩 단계(701)에서 8비트의 직교 코드워드 중의 하나로 엔코딩되고 1회의 코드워드 반복단계(702)를 거친다.This 4-bit DRC symbol is encoded in one of the 8-bit orthogonal codewords in encoding step 701 and undergoes one codeword repetition step 702.
코드워드 반복단계(702)를 거친 코드워드의 각 비트신호는 비트신호 맵핑단계(703)를 거쳐 0 →+1, 1 →-1로 맵핑된 후, 2회의 월시코드 커버링 단계(704,705)를 거친다.Each bit signal of the codeword that has undergone the codeword repetition step 702 is mapped to 0 → + 1, 1 → -1 after the bit signal mapping step 703, and then goes through two Walsh code covering steps 704 and 705. .
즉, 종전에 비하여 월시커버 W0 2가 제거되었고, Wi 16(704), W0 4(705)를 통해 한 비트당 64칩 길이로 커버링된다.That is, the Walsh cover W 0 2 has been removed as compared to the past, and covered by 64 chips per bit through W i 16 704 and W 0 4 705.
즉, Wi 16(i=0,1,...,15)는 개개의 사용자들이 각 기지국(또는 섹터)과 각 기지국(또는 섹터)의 안테나들로부터 수신되는 파일럿의 크기를 측정하고 그 중에서 가장 성능이 좋은 기지국(또는 섹터)과 안테나를 선택하여 이 선택된 기지국(또는 섹터) 및 안테나 선택정보를 사용자(단말기)로부터 기지국(또는 섹터)으로 DRC 채널을 통해 알려주는데 사용되는 것이다.That is, W i 16 (i = 0,1, ..., 15) measures the magnitude of pilot received by individual users from the antennas of each base station (or sector) and each base station (or sector), among which The best performing base station (or sector) and antenna are selected and used to inform the selected base station (or sector) and antenna selection information from the user (terminal) to the base station (or sector) through the DRC channel.
상기 도7의 과정을 거쳐서 선택된 기지국(또는 섹터) 및 안테나와 순방향 링크의 전송률은 앞에서 설명한 바와같이 사용자(단말기)로부터 DRC채널을 통해 기지국(또는 섹터)들로 전송되고, 선택된 기지국(또는 섹터)만이 이 DRC정보를 토대로 사용자에게 데이터를 전송하게 된다.Through the process of FIG. 7, the selected base station (or sector) and the transmission rate of the antenna and the forward link are transmitted from the user (terminal) to the base station (or sector) through the DRC channel as described above, and the selected base station (or sector). Only the data is transmitted to the user based on the DRC information.
(4). 기지국(또는 섹터)에서 상기 DRC 정보를 토대로 하여 상기 선택된 안테나로 전력집중하여 데이터를 전송하는 단계:(4). Transmitting power by a base station (or sector) to the selected antenna based on the DRC information;
선택된 기지국(또는 섹터)에서는 상기 DRC 정보를 분석한다.The selected base station (or sector) analyzes the DRC information.
분석 결과는 순방향 데이터 전송률이 얼마인가, 그리고 해당 단말기가 선택한 안테나는 제1안테나 또는 제2안테나 중에서 어떤 안테나인가 등의 정보이다.The analysis result is information such as what is the forward data rate, and which antenna is selected from the first antenna or the second antenna.
기지국(또는 섹터)은 분석 결과에 따른 순방향 링크의 데이터 전송률로 데이터를 해당 단말기에 송신해 주는데, 이때 데이터 채널로 전송되는 데이터는 선택된 하나의 안테나를 통해서 최대 전력으로 전송하고, 선택되지 않은 안테나로는 어떠한 정보도, 어떠한 전력도 할당하지 않는다.The base station (or sector) transmits data to the corresponding terminal at the data rate of the forward link according to the analysis result, wherein the data transmitted on the data channel is transmitted at maximum power through one selected antenna, and to the unselected antenna. Does not allocate any information or any power.
즉, 최적으로 선택된 기지국(또는 섹터)에서 최적으로 선택된 안테나로 전력을 집중하여 송신함으로써, 더욱 안정되고 높은 품질의 데이터 전송 서비스가 보장되는 것이다.That is, by intensively transmitting power from an optimally selected base station (or sector) to an optimally selected antenna, a more stable and high quality data transmission service is guaranteed.
본 발명은 HDR 시스템의 액티브 셋 내의 각 기지국(섹터)에서 복수개의 안테나를 통해 서로 구별되는 파일럿 신호 및 송신 전력을 분산시켜 전송함으로써, 2개의 송신 안테나 중 하나의 안테나를 선택할 수 있도록 하여, 순방향 링크의 데이터 전송 서비스 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention distributes and transmits the pilot signal and the transmission power which are distinguished from each other through a plurality of antennas in each base station (sector) in the active set of the HDR system, so that one of the two transmit antennas can be selected, and thus the forward link Can improve the data transmission service performance.
또한, HDR 시스템에서의 파일럿 신호의 전송방법과 DRC 신호의 전송방법을 제시함으로써, 액티브 셋 내의 모든 기지국 중에서 하나의 기지국(또는 섹터)의 선택과 그 선택된 기지국(또는 섹터) 내에서 복수개의 순방향 링크 송신 안테나 중 선택된 하나의 안테나를 사용해서 데이터 전송 서비스를 수행하는 것이 가능해 진다.Also, by presenting a pilot signal transmission method and a DRC signal transmission method in an HDR system, selection of one base station (or sector) among all base stations in an active set and a plurality of forward links within the selected base station (or sector) It becomes possible to perform a data transmission service using one of the selected antennas among the transmit antennas.
도1은 HDR 순방향 링크를 설명하기 위한 기본 슬롯의 구조를 나타낸 도면1 shows the structure of a basic slot for describing an HDR forward link
도2는 HDR 역방향 링크를 설명하기 위한 I채널 슬롯의 구조를 나타낸 도면2 is a diagram illustrating a structure of an I-channel slot for describing an HDR reverse link.
도3은 HDR 시스템에서 DRC 채널을 이용한 순방향 링크의 데이터 전송률과 송신 기지국(또는 섹터) 결정 과정을 설명하기 위한 블록도3 is a block diagram illustrating a data rate of a forward link and a transmission base station (or sector) determination process using a DRC channel in an HDR system;
도4는 HDR 시스템에서 DRC심볼 엔코딩을 설명하기 위한 코드표4 is a code table for explaining DRC symbol encoding in an HDR system
도5는 HDR 시스템에서 Wi 8 월시코드(Walsh code)를 설명하기 위한 도표5 is a diagram for explaining the W i 8 Walsh code in the HDR system.
도6a,6b는 본 발명에서 전력분산과 전력집중의 개념을 설명하기 위한 도면6a and 6b are diagrams for explaining the concept of power distribution and power concentration in the present invention.
도7은 본 발명에서 DRC 채널을 이용한 순방향 링크의 데이터 전송률과 송신 기지국(또는 섹터) 및 안테나 선택 과정을 설명하기 위한 블록도FIG. 7 is a block diagram illustrating a data rate of a forward link using a DRC channel and a process of selecting a transmitting base station (or sector) and an antenna in the present invention.
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