KR100950656B1 - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 피드백 정보 전송 장치및 방법 - Google Patents
광대역 무선 접속 통신 시스템에서 피드백 정보 전송 장치및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
상기 도 1을 참조하면, 상기 송신기는 상향링크 고속 피드백 정보의 정보 데이터 비트(100)를 부호화하는 M-상(ary) 채널 부호기(channel Encoder)(101)와, 상기 정보 데이터 비트를 넌코히런트(Noncoherent) 방식으로 변조하는 넌코히런트 변조기(Noncoherent Modulator)(103) 및 송신할 신호를 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라고 칭하기로 한다)하여 전송하는 IFFT기(105)를 포함한다.
상기 M-ary 채널 부호기(101)는 전송하고자 하는 상기 정보 데이터 비트(100)가 발생되면, 상기 정보 데이터 비트(100)를 입력받아, 이에 해당하는 부호워드(codeword)를 상기 넌코히런트 변조기(103)로 출력한다. 여기서, 상기 M-ary 채널 부호기(101)는 입력되는 비트에 따라 이진 채널 부호기 또는 M-ary 블록 코드(M-ary Block Code) 등을 이용하여 구성할 수 있다.
상기 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 도 2에서는 무선 채널을 통해 수신된 신호의 처리 과정 및 CP의 제거 등에 대하여는 생략한다. 따라서 상기 수신 신호(200)는 상기한 처리가 이미 완료된 신호를 의미한다. 이와 같이 처리가 완료된 수신 신호(200)는 상기 FFT기(201)로 입력된다.
상기 FFT기(201)는 상기 송신기로부터 상기 수신 신호(200)가 입력되면, 상기 입력된 신호를 FFT를 수행하여 주파수 대역의 신호로 변환한 후 상기 넌코히런트 복조기(203)로 출력한다.
상기 넌코히런트 복조기(203)는 상기 FFT기(201)로부터 상기 수신 심볼을 입력받아, 상기 입력된 주파수 대역의 수신 심볼들에 대한 연판정(soft decision) 값 예컨대, 입력된 수신 심볼의 상관값의 절대값 제곱을 넌코히런트 복조 방법을 사용하여 복조를 수행한다. 이후 상기 복조된 심볼들을 상기 M-ary 채널 복호기(205)로 출력한다.
상기 M-ary 채널 복호기(205)는 상기 넌코히런트 복조기(203)로부터 상기 연판정된 값을 입력받아, 상기 송신기로부터 어떤 부호워드가 전송되었는지를 판단하고, 이에 해당하는 데이터 비트를 출력한다. 여기서 상기 M-ary 채널 복호기(205)는 입력되는 비트에 따라 이진 채널 복호기 또는 M-ary 채널 복호기를 사용할 수 있다.
상기와 같이 출력되는 정보는 전송 과정 또는 복조 및 복호 과정에서 오류가 발생하지 않고 정상적으로 수신되었다면, 상기 이동 단말기가 송신한 고속 피드백 정보이다. 따라서 이와 같은 고속 피드백 정보는 도 2에 도시하지 않은 상기 기지국의 내부에 구비된 제어기 또는 기지국의 내부에 구비되는 스케줄러 등에서 수신하여 스케줄링 및 다음 시점에서 정보 전송 시에 사용한다.
상기 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 도 3에 따른 고속 피드백 정보 전송은 OFDMA 통신 시스템의 상향링크에서 시간-주파수축 상의 부채널 1개를 3 x 3 개의 부반송파 묶음 6개가 할당되어 전송하는 방법을 실시 예로서 설명한다.
상기 각 부채널들은 참조부호 330에서 나타낸 바와 같이 각각 주파수-시간축 상에서 3 x 3개의 부반송파 묶음(타일) 6개가 하나의 상향링크의 부채널을 구성한다. 상기 도시된 부반송파 묶음에서 가로축은 시간 또는 심볼을 나타내며, 세로축은 주파수 또는 부반송파를 나타낸다.
이때, 상기와 같은 전송 방법에서 부호워드 오류확률 성능에 주로 영향을 주는 인자인 최소 해밍 거리는 5가 된다. 즉, 상기 64가지 가능한 부호워드에서 예를 들어, 부호워드 "32"의 경우 부반송파 묶음에 대한 부호워드 인덱스 A0, A1, A2, A3, A4, A5의 패턴은 "675124"이고, 부호워드 "40"인 경우 부반송파 묶음에 대한 부호워드 인덱스 A0, A1, A2, A3, A4, A5의 패턴은 "751243"이 되어, 상기 두 부호워드 즉, 부호워드 "32"와 부호워드 "40"간의 최소 해밍 거리는 5가 된다. 여기서, 상기 최소 해밍 거리가 5라 함은 모든 가능한 두 부호워드에 대해, 상기 두 부호워드간 해밍 거리가 5 이상임을 나타낸다.
벡터 인덱스 | 부호워드 당 부반송파 변조 부반송파 0, 부반송파 1, .... , 부반송파7 |
0 | P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, P3 |
1 | P0, P3, P2, P1, P0, P3, P2, P1 |
2 | P0, P0, P1, P1, P2, P2, P3, P3 |
3 | P0, P0, P3, P3, P2, P2, P1, P1 |
4 | P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0 |
5 | P0, P2, P0, P2, P0, P2, P0, P2 |
6 | P0, P2, P0, P2, P2, P0, P2, P0 |
7 | P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, P2 |
예를 들어, 먼저 전송하고자 하는 6비트의 정보 데이터가 주어지면, 송신기는 상기 <표 1>에 의하여 부호워드를 결정한다. 그런 다음, 상기 결정된 부호워드에 상응하여 첫 번째 3 x 3 개의 부반송파 묶음에는 부호워드 인덱스 A0에 해당하는 패턴 즉, 해당하는 벡터 인덱스의 직교 벡터를, 두 번째 3 x 3 개의 부반송파 묶음에는 부호워드 인덱스 A1에 해당하는 패턴 즉, 해당하는 벡터 인덱스의 직교 벡터를, ... , 끝으로 마지막 여섯 번째 3 x 3 개의 부반송파 묶음에는 부호워드 인덱스 A5에 해당하는 패턴 즉, 해당하는 벡터 인덱스의 직교 벡터를 상기 <표 2>의 방법으로 각각 전송하게 된다. 보다 구체적으로, 첫 번째 3 x 3 개의 부반송파 묶음에 대한 벡터 인덱스가 4라면, 각각 데이터 심볼 값은 벡터 인덱스 4에 해당하는 P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0가 설정되고, 두 번째 3 x 3 개의 부반송파 묶음에 대한 벡터 인덱스가 7이라면, 각각 데이터 심볼 값은 벡터 인덱스 7에 해당하는 P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, P2가 설정되고, 세 번째 3 x 3 개의 부반송파 묶음에 대한 벡터 인덱스가 2라면, 각각 데이터 심볼 값은 벡터 인덱스 2에 해당하는 P0, P0, P1, P1, P2, P2, P3, P3이 설정된다.
상기 도 4를 참조하면, 참조부호 400은 상향링크의 특정 시간 영역에서 부채널들의 집합을 나타낸다. 따라서 상기 참조부호 400의 내부에는 다수의 부채널들이 존재한다. 이러한 부채널들은 각각 하나 또는 그 이상의 부반송파들이 모여서 하나의 부채널을 구성한다. 상기 도 4에서 빗금으로 표시한 부분들 즉, 참조부호 410, 420, 430, 440, 450, 460은 상향링크 부반송파 묶음(타일)들을 나타내며, 6개의 부반송파 묶음 하나가 상향링크 부채널 1개를 구성한다. 즉, 상기 참조부호 410, 420, 430, 440, 450, 460은 고속 피드백 채널을 나타낸다.
상기 각 부채널들은 참조부호 420에서 나타낸 바와 같이 각각 시간-주파수축 상에서 3 x 3 개의 부반송파 묶음 6개가 하나의 상향링크의 부채널을 구성한다. 상기 도시된 부반송파 묶음에서 가로축은 시간 또는 심볼을 나타내며, 세로축은 주파수 또는 부반송파를 나타낸다.
한편, 상기 도 4에서는 정보 데이터 비트 예컨대, 고속 피드백 정보는 3개의 상향링크 부채널 즉, 고속 피드백 채널을 통해 전송된다. 상기 도 4에 나타낸 본 발명의 실시예에서는 참조부호 410, 420, 430, 440, 450, 460 중 짝수 번째의 부채널들(410, 420, 430)은 본 발명의 실시예에 따라 하나의 고속 피드백 채널이 되며, 참조부호 410, 420, 430, 440, 450, 460 중 홀수 번째의 부채널들(440, 450, 460)은 본 발명의 실시예에 따라 다른 하나의 고속 피드백 채널이 된다. 따라서 상기 도 4에 나타낸 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면 2개의 고속 피드백 부채널을 구성할 수 있다.
상기에서는 3개의 부채널을 이용하여 2개의 고속 피드백 부채널을 구성하는 예를 나타내었다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로, 예컨대, 2개의 부채널을 이용하여 3개의 고속 피드백 채널을 구성할 수도 있다. 이러한 변형에 대하여는 본 발명의 명세서에서 설명하는 전반적인 내용을 바탕으로 변형이 가능함은 자명하다.
상기 <표 3>에 도시한 바와 같이, 3 x 3 개의 부반송파 묶음(타일) 중 3개의 홀수 번째 부반송파 묶음 또는 3개의 짝수 번째 부반송파 묶음으로 나누어서 하나의 상향링크 부채널로 2개의 3비트 고속 피드백 채널을 구성할 수 있다.
상기 <표 3>을 참조하면, 송신기에서는 정보 데이터 비트가 입력되면, 상기 8-ary 채널 부호기에서 상기 <표 3>에 나타낸 바와 같은 가능한 8가지 부호워들 중 하나를 넌코히런트 변조기로 출력하게 된다. 여기서, 상기 8-ary 채널 부호기는 주어진 부호워드의 개수와 길이에 대해, 부호워드간 최소 해밍 거리(Minimum Hamming Distance)가 최대가 되도록 설정한다. 여기서, 해밍 거리라 함은 같은 비트 수를 가지는 2진 부호 사이에 대응되는 값이 일치하지 않는 것의 개수를 나타낸다.
이때, 상기와 같은 전송 방법에서 부호워드 오류확률 성능에 주로 영향을 주는 최소 해밍 거리는 6으로 최대가 된다. 이와 같이 구성된 각 부호워드의 벡터 인덱스는 해당 할당 부반송파에 도 5와 같은 종래의 방법으로 매핑(mapping)되며, 전술한 도 1과 같은 방법으로 전송된다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 송신기는 상향링크 고속 피드백 정보의 정보 데이터 비트열(500)을 부호화하는 부호기(Encoder)(501)와, 상기 정보 데이터 비트를 미리 설정된 코딩 방식으로 변조하는 변조기(503) 및 송신할 신호를 IFFT하여 전송하는 IFFT기(505)를 포함한다.
먼저 상기 고속 피드백 정보 비트열(500)은 본 발명에서 제안하는 3비트의 고속 피드백 방식을 사용하며, 이러한 DIUC 방식 및 앞서 살펴본 6비트의 고속 피드백 방식은 하기 <표 4>와 같은 필드를 하향링크 제어 정보를 통해 전송함으로써 이동 단말기에 지시할 수 있다.
상기 변조기(503)는 상기 부호기(501)로부터 출력된 부호화된 심볼들을 입력받아, 시스템 설정에 따른 변조 방식을 사용하여 변조된 심볼을 상기 IFFT기(505)로 출력한다. 여기서, 상기 변조기(503)는 미리 설정되어 있는 변조 방식 예컨대, M차의 QAM 변조 등을 사용할 수 있다.
상기 IFFT기(505)는 상기 변조기(503)로부터 입력된 변조 심볼들을 IFFT하여 전송할 OFDM 심볼을 생성한다. 일반적으로 상기 OFDM 심볼은 순환 전치 심볼(CP)을 포함한다. 하지만, 상기 도 5에서는 이러한 구성과 무선 대역에서 전송을 위한 구성 등은 설명의 편의를 위해 생략한다.
모드 (3 비트) | 피드백 단위의 개수(4비트) | 피드백 데이터 정보 |
0b000 | N | 선호하는 B-AMC 밴드 인덱스(5비트) 총 5 * N 비트 |
0b001 | N | 선택한 B-AMC 밴드의 측정 SNR(5비트) 총 5 * N 비트 |
0b010 | N | n 번째 파일럿 패턴의 측정 SNR(5비트) 총 5 * N 비트 |
0b011 | N | n 번째 MIMO 스트림 측정 SNR(5비트) 총 5 * N 비트 |
0b100 | N | n 번째 MIMO 스트림에 대한 DIUC 인덱스(4비트) 총 4 * N 비트 |
0b101 | N | n 번째 MIMO 스트림에 대한 UIUC 인덱스(4비트) 총 4 * N 비트 |
0b110~111 | 예약(reserved) |
Claims (30)
- 무선 통신 시스템에서 상향링크 고속 피드백 정보를 전송하는 장치에 있어서,전송하고자 하는 상향링크 고속 피드백 정보를 입력하고, 상기 고속 피드백 정보에 상응하여 설정된 3비트의 부호워드들을 출력하는 채널 부호기와,상기 부호워드들에 상응하는 전송 심볼들을 넌코히런트 변조 방식으로 변조하는 넌코히런트 변조기와,상기 변조된 전송 심볼들을 역 고속 퓨리에 변환하여 부반송파 묶음으로 이루어진 전송 신호를 생성하여 전송하는 역고속 푸리에 변환기를 포함하며,상기 3비트의 부호워드들은 하기 표 6의 페이로드와 같이 나타내고,상기 표 6의 고속 피드백 벡터 인덱스는 하기 표 7과 같이 나타내고,상기 표 7의 직교 벡터들 P0,P1,P2 및 P3는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 심벌로서, 하기 수학식 2와 같이 정의됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 전송 장치.
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- 제1항에 있어서,상기 채널 부호기는 상기 상향링크 고속 피드백 정보를 입력하여 8가지의 부호워드들 중 적어도 하나의 부호워드를 출력함을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 전송 장치.
- 제1항에 있어서,상기 전송 신호는 고속 피드백 채널을 통해 전송되며, 상기 고속 피드백 채널은 소정 개수의 부채널로 이루어진 적어도 하나의 부채널 그룹으로 구성됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 전송 장치.
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- 무선 통신 시스템에서 상향링크 고속 피드백 정보를 수신하는 장치에 있어서,상향링크 고속 피드백 채널을 통해 송신 장치로부터 전송되는 신호를 수신하며, 상기 수신된 신호에 상응하여 3비트의 부호워드들을 추출하고, 상기 추출한 부호워드들을 복호하여 획득한 고속 피드백 정보를 다음 시점의 정보 전송에 사용하는 수신 장치를 포함하며,상기 3비트의 부호워드들은 하기 표 9의 페이로드와 같이 나타내고,상기 표 9의 고속 피드백 벡터 인덱스는 하기 표 10과 같이 나타내고,상기 표 10의 직교 벡터들 P0,P1,P2 및 P3는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 심벌로서, 하기 수학식 3과 같이 정의됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 수신 장치.
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- 무선 통신 시스템에서 상향링크 고속 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,전송하고자 하는 상향링크 고속 피드백 정보를 입력하고, 상기 고속 피드백 정보에 상응하여 3비트의 부호워드들을 출력하는 과정과,상기 부호워드들에 상응하는 전송 심볼들을 넌코히런트 변조 방식으로 변조하는 과정과,상기 변조된 전송 심볼들을 역 고속 푸리에 변환하여 부반송파 묶음으로 이루어진 전송 신호를 생성하여 전송하는 과정을 포함하며,상기 3비트의 부호워드들은 하기 표 11의 페이로드와 같이 나타내고,상기 표 11의 고속 피드백 벡터 인덱스는 하기 표 12와 같이 나타내고,상기 표 12의 직교 벡터들 P0,P1,P2 및 P3는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 심벌로서, 하기 수학식 4와 같이 정의됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 전송 방법.
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- 제14항에 있어서,상기 상향링크 고속 피드백 정보를 입력하여 8가지의 부호워드들 중 적어도 하나의 부호워드를 출력하는 과정을 포함하는 고속 피드백 정보 전송 방법.
- 제14항에 있어서,상기 전송 신호는 고속 피드백 채널을 통해 전송되며, 상기 고속 피드백 채널은 소정 개수의 부채널들로 이루어진 적어도 하나의 부채널 그룹으로 구성됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 전송 방법.
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- 무선 통신 시스템에서 상향링크 고속 피드백 정보를 수신하는 방법에 있어서,상향링크 고속 피드백 채널을 통해 송신 장치로부터 전송되는 신호를 수신하는 과정과,상기 수신된 신호에 상응하여 3비트의 부호워드들을 추출하는 과정과,상기 추출한 부호워드들을 복호하여 획득한 고속 피드백 정보를 이용하여 다음 시점의 정보 전송을 제어하는 과정을 포함하며,상기 3비트의 부호워드들은 하기 표 14의 페이로드와 같이 나타내고,상기 표 14의 고속 피드백 벡터 인덱스는 하기 표 15와 같이 나타내고,상기 표 15의 직교 벡터들 P0,P1,P2 및 P3는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 심벌로서, 하기 수학식 5와 같이 정의됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 수신 방법.
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- 제1항에 있어서,상기 부호워드들은 시스템 설정에 따른 최소 해밍 거리가 최대가 되도록 설정됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 전송 장치.
- 제14항에 있어서,상기 부호워드들은 시스템 설정에 따른 최소 해밍 거리가 최대가 되도록 설정됨을 특징으로 하는 고속 피드백 정보 전송 방법.
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