KR100872266B1 - 이동통신시스템에서 정보 전송프레임구조와 복호 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 정보를 전송하는 데이터 프레임 구조와 상기 전송된 데이터 프레임 구조에 적합하게 복호하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보를 전달하는 정보비트와 함께 전송되는 사용자 식별정보를 디코더의 상태정보로 사용하는것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 공용제어채널로 정보를 전송하는 이동통신시스템에 있어서,

송/수신단에서 사용될 테일비트를 동일하게 설정하는 과정과; 사용자 정보(ID)를 전송구조의 마지막에 위치시키어 전송하는 과정과; 수신단에서는 상기 수신된 사용자 ID를 체크하여 송신단에서 적용한 테일비트를 알아내어 복호하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 사용자 고유 ID를 길쌈 부호의 테일 비트 대신으로 사용함으로써 별도의 테일 비트의 전송을 줄임으로써 , 종래 방식에 비하여 송신 전력의 감소 이득을 얻을 수 있다.

Description

이동통신시스템에서 정보 전송프레임구조와 복호 방법 {Information transmission frame structure and decoding method thereof in mobile communication system}

도 1은 일반적인 공용채널에서의 길쌈부호 입력 신호의 구성을 나타낸 도면

도 2는 사용자식별정보를 테일비트로 사용하는 경우의 전송 프레임 구조를 나타낸 도면

도 3은 사용자식별정보를 테일비트로 사용한 경우의 비터비 복호방법을 나타낸 흐름도

도 4는 사용자식별정보를 테일비트로 사용한 경우의 UE ID 확인 알고리즘을 나타낸 흐름도

본 발명은 이동통신 시스템에서 정보를 전달하는 정보비트와 함께 전송되는 사용자 식별 정보를 디코더의 상태정보로 사용하는 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게, 본 발명은 이동통신 시스템에서 정보를 전송하는 프레임 구조와 상기 전송된 프레임 구조를 이용하여 정보를 복호하는 방법에 관한 것으로, 특히 사용자(UE) 고유 ID를 전송되는 프레임의 마지막 부분에 위치시키어 상기 사용자식별정보가 길쌈부호의 테일 비트 역할을 할 수 있도록 하며, 또한 테일 비트로 사용한 사용자식별정보를 체크하여 사용자 ID를 확인 및 복호를 하는 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서 제어 정보와 같은 짧은 프레임을 전송하는 경우에, 같은 물리 채널(physical channel)을 여러 사용자가 공유하여 정보를 전송하는 것이 효율 적이며 이런 경우, 수신단은 수신 데이터 신호가 어느 사용자의 신호에 해당되는 것인지를 판별해야 하므로 사용자 구분을 할 수 있는 정보를 전달 신호에 덧붙여 전송하는 것이 일반적이다.

따라서 본 발명에서는 이러한 짧은 프레임을 길쌈 부호(Convolutional code)화 하여 전송하는 경우에 각 사용자식별정보를 전송되는 프레임의 마지막 부분에 위치시키어 tail bits로 이용하는 전송 프레임구조 및 그 복호방법에 관한 것이다.

이하 종래기술에 대해 설명한다.

먼저, 정보를 전송 및 수신에 관련된 내용들을 설명한다.

1. 길쌈 부호 (convolutional code)

일반적으로 무선 통신 채널에서 수신단이 오류 정정 능력을 가지기 위하여 송신단에서 미리 행한 채널 부호화 결과를 전송하게 된다.

현재 상용 시스템에서 널리 쓰는 채널 부호 방식은 길쌈 부호가 있으며, 상 기 길쌈 부호는 부호화할 입력값을 천이 레지스터(shift register)에 통과 시키면서 각 레지스터의 조합으로 부호화 비트(coded bits)를 발생시킨다.

수신단에서는 이러한 부호화 비트의 전송을 수신하여 Viterbi 복호기를 통과시켜 부호화 이전의 원래 전송 정보를 구하게 된다.

2. Viterbi 복호기 (Viterbi decoder)

Viterbi 복호기는 길쌈 부호기로 부호화되어 전송된 부호화 비트열을 이용하여 본래 전송 비트를 복호하게 된다.

비터비 복호기는 Trellis 상에서 각 상태(state)의 천이값을 이용하여 각 state에서 생성되는 codeword(부호워드) 들의 경로 거리(path metric : PM)를 비교하여 최적인 codeword에 대한 생존 경로(survival path)를 결정한다.

이러한 방법은 Trellis 상에서 천이가 이루어질 때마다 반복적으로 수행되며, 최종적으로 모든 부호화 비트를 사용해 각 state에 대한 survival path들을 찾으면, survival path들 중에서 zero state에 해당하는 survival path를 선택하여 이에 해당하는 부호화 이전의 전송 비트들을 복호해 낸다.

이러한 Viterbi 복호기는 현재 상용 시스템에 널리 사용되고 있으며, 최우도(ML; Maximum Likelihood) 복호기의 성질을 나타내어 길쌈 부호에 대한 최적의 복호 방법으로 알려져 있다.

3. 경로 거리(path metric)

Viterbi 복호기에서 최종적으로 각각의 최종 상태(final state)에서 구해진 survival path들은 각각 하나의 codeword를 형성하게 된다. 이 codeword와 수신된 부호화 비트들의 차이값을 구한 것이 각각 survival path에 대한 path metric값이 된다.

4. 테일 비트(tail bits)

길쌈 부호의 부호기에서는 천이 레지스터(SR)의 입력단에 먼저 부호화 되어야 할 입력 정보를 넣어 준 후에 부가적으로 zero bit의 열을 넣어주어 최종 천이 레지스터의 값이 zero state에 가도록 한다.

이러한 zero bit의 열을 tail bits라고 하며, tail bits의 역할은 나중에 Viterbi 복호기에서 각 state에서 남은 survival path들 중에서 어느 최종 state를 택하여 그 state에 해당하는 survival path를 선택할지를 결정시켜 준다.

5. 공용 물리 채널(SCCH)로 전송되는 짧은 프레임

일반적인 무선 통신 시스템에서는 제어 정보와 같은 짧은 정보는 공용 물리 채널을 설정하여 여러 사용자가 나누어 사용 가능하도록 하는 방안이 널리 쓰이고 있다.

이러한 경우 전송 신호 수신단에서는 공용 채널로 전송되는 정보가 자신에게 해당되는 정보인지를 알아야 하므로, 사용자를 구분할 수가 있는 정보가 함께 전송되어야 한다.

예를들어, 3세대 무선 통신 미국 규격의 일종인 1x-EV/DV의 제어 정보 전송의 경우 공용 물리 채널로 정보를 전송할 때에 사용자 ID를 전송 신호의 뒤에 삽입하여 수신단이 복호후 사용자 ID를 확인하여 자신에게 전송된 정보인가를 판별하도록 설계되어 있다.

도 1은 일반적인 공용채널에서의 길쌈부호 입력 신호의 구성을 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 일반적인 공용 물리 채널을 통해 신호를 전달하고, 수신단에서는 다른 정보 없이 전달 수신측 ID를 판단하는 경우에서 사용되고 있는 신호의 구성을 나타낸다.

UE ID는 사용자에게 할당된 고유 식별 비트열로서 각 사용자마다 틀린 값을 가지게 되며, 수신단은 수신 신호의 복조 후에 UE ID를 가지고 송신 신호가 어느 사용자에게 전달 또는 발생되는 신호인지 판단하게 된다.

예를들어, 하나의 송신측이 다수의 수신기에 대하여 물리적 공용 채널로 전송하는 경우에는 모든 수신기가 도 1의 신호를 복호하여, 자신의 ID와 복호된 UE ID의 값을 비교하여 두 값이 일치하는 경우 자신에게 전달되는 정보로 판단하고 정보를 사용한다.

그러나 상기 도 1과 같은 신호 구성으로 신호를 전달하는 경우, 전송해야 할 정보가 짧은 상황에서는 UE ID 및 tail bits에 의한 송신 전력 손실이 무시하지 못할 정도로 커지는 단점을 가진다.

따라서 본 발명에서는 상기와 같은 문제점인, 전송해야 할 정보가 짧은 상황에서 UE ID 및 tail bits에 의한 송신 전력 손실이 상대적으로 커지는 단점을 해소하기 위해서, 물리적 공용 채널을 사용하여 길쌈 부호를 적용한 짧은 프레임의 정 보를 전송할 경우, 사용자 고유 ID를 프레임의 마지막에 위치시킴으로써 상기 사용자 ID를 확인하는 알고리즘에 이용하는 동시에 길쌈 부호의 tail bits로 이용함으로써, 사용자 ID 및 tail bits를 모두 다르게 구성하여 둘 다 전송 하는 종래 방식에 비하여 동일 수신 성능을 얻기 위한 송신 전력의 감소 이득을 얻을 수 있는 전송 프레임 구조 및 전송/복호방법을 제안한다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 정보 전송프레임구조와 그 복호 방법에 관한 것으로, 정보를 전송하는 정보비트와; 상기 전송되는 정보가 어느 사용자 단말기에 대한 신호인지 구분하고, 디코더의 상태정보를 추정하는데 사용되는 사용자 식별 정보비트;를 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 복수의 사용자 단말기가 공용하는 채널은 HSDPA 시스템의 하향 공유 제어 채널인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 디코더의 상태정보는 길쌈 부호의 테일 비트인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 송/수신단에서 동일한 사용자에 대한 정보의 부호화/복호화에 사용될 테일비트를 동일하게 설정하는 과정과;

사용자 식별 정보 비트를 수신하여 송신단에서 정보의 부호화에 사용된 테일 비트를 선택하는 과정과,

상기 선택된 테일 비트를 이용하여 수신된 정보를 복호하는 과정;을 포함하 는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 송/수신단에서 동일한 사용자에 대한 정보의 부호화/ 복호화에 사용될 테일비트를 동일하게 설정하는 과정과;

사용자 식별 정보 비트를 전송구조의 마지막에 위치시키어 전송하는 과정과;

수신단에서는 상기 수신된 사용자 식별 정보 비트 를 체크하여 송신단에서 적용한 테일비트를 알아내어 복호하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 수신된 사용자 식별 정보 비트 를 체크하여 송신단에서 적용한 테일비트를 알아내어 복호하는 과정은, 수신단에서 신호를 수신하는 단계와;

상기 수신된 정보의 최종상태 및 다른 상태의 Survial path의 path metric를 비교하는 단계와; 상기 비교결과에 의해 복호된 사용자 ID가 자신의 ID인지를 판단하여 복호하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동통신시스템에서 정보 전송구조와 사용자 ID 확인 및 복호방법에 대해 설명한다.

도 2는 사용자 식별정보를 테일비트로 사용하는 경우의 전송 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 사용자식별정보가 포함된 정보를 전송하는 경우, 사용자식별정보를 전송 신호의 마지막에 위치함으로써 사용자식별정보(구분 정보)가 길쌈 부호의 tail bits의 역할을 할 수가 있도록 하는 방안을 제시한 것이다.

상기 와 도 1를 비교하면, UE ID 자체가 tail bits의 역할을 하므로 전송해야 할 정보가 작은 경우에 tail bits로 인하여 발생되는 전력 손실을 줄일 수가 있는 장점을 지닌다.

도 3은 사용자식별정보를 테일비트로 사용한 경우의 비터비 복호방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 상기에서 설명한 바와 같이 Viterbi 복호기는 최종적으로 각각의 최종 상태(final state)에 대하여 각각 하나의 survival path를 가지게 되며, 상기의 최종 상태는 tail bits의 값에 의하여 결정된다.

사용자(UE) ID는 사용자 마다 고유의 값을 가지게 되므로 도 2와 같은 정보를 전송하는 경우에는 길쌈 부호기의 최종 상태가 사용자마다 다른 특성을 가지나,종래의 도 1과 같은 일반적인 경우에는 zero bits를 tail bits로 사용하므로 최종 상태는 항상 zero state가 된다.

한편, 수신단에서는 이미 자신의 UE ID를 알고 있으므로 자신에게 전달되는 신호가 있는 경우에는 송신단에서 적용한 tail bits를 수신단이 알고 있다고 볼 수가 있다.

따라서 자신에게 전달되는 정보에 대해서는 Viterbi 복호기의 성능이 종래의 zero tail bits를 사용했을 경우와 동일하게 된다.

이하 도 3를 흐름도를 인용하여 설명한다.

송신단과 수신단에서 동일한 사용자에 대한 정보의 부호화/복호화에 사용될 테일비트를 동일하게 설정한다. (단계 300).

사용자식별정보를 도 2에 나타난바와 같이, 전송프레임의 마지막에 위치시키어 전송한다. (단계 310).

수신단에서는 상기 수신된 ID를 체크하여 송신단에서 적용한 테일비트를 알아내어 복호한다. (단계 320).

도 4는 사용자 식별정보를 테일비트로 사용한 경우의 UE ID 확인 알고리즘을 나타낸 흐름도이다.

UE ID를 tail bits로 사용했을 경우, 상기에서 설명한바와 같이 UE ID는 사용자마다 고유의 값을 가지게 되므로 길쌈부호기의 최종상태가 사용자마다 다르게 되어 복호된 UE ID의 값이 최종 상태에 의존되는 단점을 지닌다.

따라서 일반적으로 사용되는 복호된 UE ID와 자신의 UE ID를 확인하는 과정 이외에 부가적인 알고리즘을 첨가하여 사용하면 신뢰성 있는 UE ID 확인 알고리즘을 구현할 수가 있다.

일반적으로 수신된 부호화 비트 신호에 잡음 및 간섭 성분이 극히 적은 경우, 정확한 최종 상태(final state)의 survival path의 path metric은 다른 최종 상태에서의 survive path의 path metric에 비하여 극히 적은 값을 가지게 된다.

즉, 복호값에 오류가 많은 경우에는 path metric의 값이 크게 발생된다.

따라서 미리 알고 있는 최종 상태에서 구해진 survival path의 path metric과 다른 상태에서 구해진 survival path의 path metric을 비교한 값을 현재 복호될 신호의 신뢰도로 사용 가능하다.

러한 기본 개념은 현재 3GPP의 blind rate detection에 사용되도록 표준으로 정의되어 있다.

따라서 상기의 개념을 본 발명에 적용하면, 전송 받고자 하는 수신단의 UE ID가 실제로 전송된 UE ID와 맞는 경우에는 tail bits가 서로 일치하므로 survival path의 path metric이 적은 값으로 발생하지만, 다른 UE ID에 해당되는 최종 state에 대한 survival path의 path metric은 큰 값으로 나오게 된다.

한편, 전송받고자 하는 수신단의 UE ID가 자신의 신호가 아닌 경우에는 자신의 UE ID에 해당되는 최종 state에서의 path metric 값이 크게 나오며, 다른 UE ID에 해당되는 최종 state에서의 path metric 값이 작게 나오게 된다.

따라서 각 최종 state의 survival path들의 path metric을 살펴보면 현재 송신단에서 어느 수신단에 신호를 전송하고 있는가를 알 수가 있다.

상기에서 설명된 부가적인 UE ID 확인 알고리즘을 적용한 UE ID 확인 알고리즘은 하나의 예이며, 도 4를 인용하여 설명한다.

수신단에서는 신호 수신 과정을 수행한다. (단계 400).

자신의 UE ID에 해당하는 최종 상태(state)로 부터 survival path의 path metric을 구한다. (단계 410).

다른 상태에서 발생된 survival path의 path metric과 비교하여 작은 경우에는 복호된 UE ID가 자신의 ID와 일치하는가를 판단한다. (단계 420, 430).

상기 단계 판단결과, 자신의 UE ID에 해당하는 최종 상태(state)로 부터 survival path의 path metric값이 다른 상태에서 발생된 survival path의 path metric과 비교하여 작고, 복호된 UE ID가 자신의 ID와 일치하는 경우에는, 자신에 게 전달된 신호로 가정하고 survival path로부터 전송신호를 복호한다. (단계 440).

그러나, 상기 단계 판단결과, 자신의 UE ID에 해당하는 최종 상태(state)로 부터 survival path의 path metric값이 다른 상태에서 발생된 survival path의 path metric과 비교하여 작지않거나 복호된 UE ID가 자신의 ID와 일치하지 않는 경우에는, 전송신호가 다른 사용자 신호로 가정하여 복호하지 않는다. (단계 450).

상기한 바와 같이 본 발명에서는, 사용자 고유 ID를 프레임의 마지막에 위치시킴으로써 상기 사용자 ID를 확인하는 알고리즘에 이용하는 동시에 길쌈 부호의 tail bits로 이용함으로써, 종래 방식에 비하여 송신 전력의 감소 이득을 얻을 수 있는 전송 구조 및 전송/복호방법에 관한 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다.

따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.

따라서 본 발명에 의하면, 사용자 고유 ID를 길쌈 부호의 테일 비트 대신으로 사용함으로써 별도의 테일 비트의 전송을 줄임으로써, 종래 방식에 비하여 송신 전력의 감소 이득을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 공용제어채널로 정보를 전송하는 이동통신시스템에 있어서,

   송신단 및 수신단에서 동일한 사용자에 대한 정보의 부호화 및 복호화에 사용될 테일비트를 사용자 식별 정보 비트로 동일하게 설정하는 과정;

   사용자 식별 정보 비트를 전송구조의 마지막에 위치시키어 전송하는 과정; 및

   수신단에서 상기 수신된 사용자 식별 정보 비트를 체크하여 송신단에서 적용한 테일비트를 알아내어 복호하는 과정;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 전송 방법 및 복호 방법.
6. 제 5항에 있어서, 수신된 사용자 식별 정보 비트를 체크하여 송신단에서 적용한 테일비트를 알아내어 복호하는 과정은,

   수신단에서 정보를 수신하는 단계;

   상기 수신된 정보의 최종 상태 및 다른 상태의 Survial path의 path metric을 비교하는 단계;

   상기 수신된 정보의 최종 상태가 다른 상태의 survival path의 path metric보다 작은 경우, 복호된 사용자 ID가 자신의 ID인지 판단하는 단계;

   상기 복호된 사용자 ID가 자신의 ID와 일치하는 경우, 신호를 복호화하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 전송 방법 및 복호 방법.

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