KR101208539B1 - Method For Multiplexing Frequency Hopping User Signal And Scheduled User Signal, And Method For Transmitting Signal With The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주파수 도약 사용자 신호와 스케줄링 사용자 신호의 다중화 방법 및 이를 이용한 신호 송신 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 주파수 도약을 사용하는 UE들과 스케줄링을 사용하는 UE들이 이용하는 주파수 대역을 구분함으로써 서로 간에 충돌이 발생할 확률을 저감시키며, 주파수 도약을 이용하는 사용자들 간에 해당 대역을 공유함으로써 자원을 보다 효율적으로 이용할 수 있다.The present invention relates to a multiplexing method of a frequency hopping user signal and a scheduling user signal and a signal transmission method using the same. According to the present invention, it is possible to reduce the probability of collision between each other by distinguishing frequency bands used by UEs using frequency hopping and UEs using scheduling, and sharing resources among users using frequency hopping more efficiently. Can be used as
주파수 도약, 스케줄링 Frequency hopping, scheduling
Description
도 1은 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a structure of a transmitting end of a DFT-S-OFDM scheme.
도 2는 HARQ를 적용한 예를 개념적으로 도시한 도면.2 conceptually illustrates an example of applying HARQ.
도 3은 주파수 도약 방식에 따른 데이터 송신 대역 변경 패턴의 일례를 도시한 도면.3 is a diagram illustrating an example of a data transmission band change pattern according to a frequency hopping scheme.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약과 주파수 스케줄링이 동시에 수행되는 예를 설명하기 위한 도면.4 is a diagram for explaining an example in which frequency hopping and frequency scheduling are simultaneously performed according to one embodiment of the present invention;
도 5a는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약과 주파수 스케줄링이 동시에 수행되는 경우 주파수 도약 영역이 복수의 사용자에 의해 공유되도록 도약 패턴을 결정하는 예를 도시한 도면.5A illustrates an example of determining a hopping pattern such that a frequency hopping region is shared by a plurality of users when frequency hopping and frequency scheduling are simultaneously performed according to an embodiment of the present invention.
도 5b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약과 주파수 스케줄링이 동시에 수행되는 경우 주파수 도약 영역에서 각 사용자의 데이터 송신 주파수 대역이 재전송시 변경되는 예를 도시한 도면.FIG. 5B illustrates an example in which a data transmission frequency band of each user is changed upon retransmission in a frequency hopping region when frequency hopping and frequency scheduling are simultaneously performed according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약을 사용하는 사용자의 파일럿을 각 사용자가 주파수 도약을 적용하는 주파수 대역 전체에 분산하여 송신하 는 예를 도시한 도면.FIG. 6A illustrates an example in which pilots of a user using frequency hopping are distributed and transmitted over the entire frequency band to which each user applies frequency hopping in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약을 사용하는 사용자의 파일럿을 주파수 도약을 사용하는 사용자들을 위한 주파수 영역 전체에 분산하여 송신하는 예를 도시한 도면.FIG. 6B illustrates an example of transmitting pilots of a user using frequency hopping distributed throughout the frequency domain for users using frequency hopping in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 영역을 구분하여 다중화하는 방법을 설명하기 위한 순서도.7 is a flowchart illustrating a method of dividing and multiplexing a frequency domain according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따라 스케줄링을 통해 데이터를 송신하는 사용자 기기의 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도,8 is a flowchart illustrating a signal transmission method of a user equipment for transmitting data through scheduling according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약을 통해 데이터를 송신하는 사용자 기기의 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도.9 is a flowchart illustrating a signal transmission method of a user equipment for transmitting data through frequency hopping according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 무선 통신 기술에 대한 것으로서, 특히 주파수 도약 사용자 신호와 스케줄링 사용자 신호의 다중화 방법 및 이를 이용한 신호 송신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication technology, and more particularly, to a multiplexing method of a frequency hopping user signal and a scheduling user signal and a signal transmission method using the same.
먼저, 종래 기술에 따른 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)을 설명한다. OFDM의 기본원리는 고속 전송률(high-rate)을 갖는 데이터 열(data stream)을 낮은 전송률(slow-rate)를 갖는 많은 수의 데이터 열로 나누고, 이들을 다수의 반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 상기 다수의 반송파 각각을 부 반송파(subcarrier)라 한다. 상기 OFDM의 다수의 반송파 사이에 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신 단에서의 검출이 가능하다. 상기 고속 전송률을 갖는 데이터 열은, 직/병렬 변환부(Serial to Parallel converter)를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 열(data stream)로 변환되고, 상기 병렬로 변환된 다수의 데이터 열에 각각의 부 반송파가 곱해진 후 각각의 데이터 열이 합해져서 수신 단으로 전송된다.First, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) according to the prior art will be described. The basic principle of OFDM is to divide a high-rate data stream into a large number of low-rate data streams and transmit them simultaneously using multiple carriers. Each of the plurality of carriers is called a subcarrier. Since orthogonality exists between the multiple carriers of the OFDM, the frequency components of the carriers can be detected at the receiving end even if they overlap each other. The high data rate data stream is converted into a plurality of low data rate data streams through a serial to parallel converter, and each subcarrier is included in the parallel data streams. After multiplying, the respective data strings are summed and sent to the receiving end.
직/병렬 변환부에 의해 생성된 다수의 병렬 데이터 스트림은, IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)에 의하여 다수의 부 반송파로 전송될 수 있으며, 상기 IDFT는 역 고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다.A plurality of parallel data streams generated by the serial / parallel transform unit may be transmitted to a plurality of subcarriers by an inverse discrete fourier transform (IDFT), and the IDFT is an inverse fast fourier transform (IFFT). Can be implemented efficiently.
낮은 전송률을 갖는 부 반송파의 심볼 구간(symbol duration)은 증가하게 되므로 다중경로 지연확산에 의해 발생하는 시간상에서의 상대적인 신호 분산(dispersion)이 감소한다. OFDM 심볼 사이에 채널의 지연 확산보다 긴 보호구간(guard interval)을 삽입하여 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference)을 줄일 수 있다. 이러한 보호구간에 OFDM 신호의 일부를 복사하여 배치하면 OFDM 심볼은 순환적으로 확장(cyclically extended)되어 심볼을 보호할 수 있다.Since the symbol duration of the low carrier subcarrier is increased, relative signal dispersion in time caused by multipath delay spread is reduced. Inter-symbol interference can be reduced by inserting a guard interval longer than the delay spread of the channel between OFDM symbols. If a part of the OFDM signal is copied and arranged in such a guard period, the OFDM symbol may be cyclically extended to protect the symbol.
이하 종래 기술에 따른 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 설명한다. OFDMA는, OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어 이용 가능한 부 반송파(subcarrier)의 일부를 각 사용자에게 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부 반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에 게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 서로 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 상호 배타적으로 할당된다.Hereinafter, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) according to the prior art will be described. OFDMA refers to a multiple access method for realizing multiple access by providing each user with a part of subcarriers available in a system using OFDM as a modulation method. OFDMA provides frequency resources called subcarriers to each user, and each frequency resource is provided to a plurality of users independently of each other so that they do not overlap each other. After all, frequency resources are allocated mutually exclusive.
이하, 종래 DFT-S-OFDM 방식을 설명한다. 상기 DFT-S-OFDM 방식은 SC-FDMA(Single Carrier-FDMA)으로도 불린다. 종래의 SC-FDMA 기법은 상향링크에 주로 적용되는 기법으로 OFDM 신호를 생성하기 전에 주파수 영역에서 먼저 DFT 행렬로 분산(spreading)을 먼저 적용한 다음 그 결과를 종래의 OFDM 방식으로 변조하여 전송하는 기법이다. Hereinafter, the conventional DFT-S-OFDM scheme will be described. The DFT-S-OFDM scheme is also called Single Carrier-FDMA (SC-FDMA). Conventional SC-FDMA technique is a technique that is mainly applied to uplink. Before generating an OFDM signal, spreading is first applied to a DFT matrix in a frequency domain, and then the result is modulated by a conventional OFDM scheme and transmitted. .
도 1은 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a structure of a transmitting end of a DFT-S-OFDM scheme.
종래 장치의 동작을 설명하기 위하여 몇 가지 변수를 정의한다. N은 OFDM 신호를 전송하는 부 반송파의 개수를 나타내고, Nb는 임의의 사용자를 위한 부 반송파의 개수를 나타내고, F는 이산 푸리에 변환 행렬, 즉 DFT 행렬을 나타내고, s는 데이터 심볼 벡터를 나타내고, x는 주파수 영역에서 데이터가 분산된 벡터를 나타내고, y는 시간영역에서 전송되는 OFDM 심볼 벡터를 나타낸다. Several variables are defined to describe the operation of the conventional device. N denotes the number of subcarriers transmitting the OFDM signal, Nb denotes the number of subcarriers for any user, F denotes a discrete Fourier transform matrix, or DFT matrix, s denotes a data symbol vector, x Denotes a vector in which data is distributed in the frequency domain, and y denotes an OFDM symbol vector transmitted in the time domain.
SC-FDMA에서는 데이터 심볼(s)을 직/병렬 변환부(110)에 의해 병렬 신호로 변환하고, DFT 확산 모듈(120)에 의해 데이터 심볼(s)을 전송하기 전에 DFT 행렬을 이용해서 분산시킨다. 이는 다음 수식으로 표현된다.In SC-FDMA, the data symbol s is converted into a parallel signal by the serial /
상기 수학식 1에서 는, 데이터 심볼(s)을 분산시키기 위해서 사용된 Nb 크기의 DFT 행렬이다. 이렇게 분산된 벡터(x)에 대하여 부반송파 매핑부(130)에서 일정한 부 반송파 할당 기법에 의해 부 반송파 매핑(subcarrier mapping)이 수행되고, IDFT 모듈(140)에 의해 시간영역으로 변환되어 병/직렬 변환부(150)를 거쳐 수신 측으로 전송하고자 하는 신호가 얻어진다. 상기 수신 측으로 전송되는 전송신호는 아래 식과 같다. In Equation (1) Is an Nb-sized DFT matrix used to disperse the data symbols s. Subcarrier mapping is performed in the
상기 수학식 2에서 는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하기 위해 사용되는 크기 N의 IDFT 행렬이다. 상술한 방법에 의해 생성된 신호 y는, 순환 전치 삽입부(160)에 의해 순환 전치(cyclic prefix)가 삽입되어 전송된다. 상술한 방법에 의해 전송 신호를 생성하여 수신 측으로 전송하는 방법을 SC-FDMA 방법이라 한다. DFT 행렬의 크기는 특정한 목적을 위해 다양하게 제어될 수 있다.In Equation (2) Is an IDFT matrix of size N that is used to convert a signal in the frequency domain to a signal in the time domain. The signal y generated by the above-described method is transmitted by inserting a cyclic prefix by the cyclic
한편 종래 기술에 따른 HARQ (hybrid ARQ) 방식에 대해 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, a description will be given of the hybrid ARQ scheme according to the prior art.
도 2는 HARQ를 적용한 예를 개념적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram conceptually illustrating an example of applying HARQ.
무선 패킷 통신 시스템의 하향 링크 물리 계층에 적용되는 HARQ의 구체적인 구현 방식을 도 2와 같이 표현할 수 있다. 도 2의 예에서 기지국은 패킷을 수신할 단말기와 그 단말기에게 전송할 패킷의 형식(부호화율, 변조방식, 데이터량 등)을 결정하여 이 정보를 먼저 하향 링크 제어 채널(HS-SCCH) 전송을 통하여 그 단말기에게 알려주고, 이와 연관된 시점에서 해당 데이터 패킷(HS-DSCH)을 전송한다. 해당 단말기는 하향 링크 제어 채널을 수신하여 자신에게 전송될 패킷의 형식과 전송 시점을 알게 되고, 해당 패킷을 수신할 수 있다. 패킷 수신 후에 그 패킷 데이터의 복호화를 거쳐서 만일 복호화에 성공했을 경우 단말기는 ACK 신호를 기지국에게 전송하고, ACK 신호를 수신한 기지국은 해당 단말기로의 패킷 전송이 성공했음을 감지하고 다음 패킷 전송 작업을 수행할 수 있다. 만일 단말기가 패킷 복호화에 실패했을 경우 단말기는 NACK 신호를 기지국에게 전송하고, NACK 신호를 수신한 기지국은 해당 단말기로의 패킷 전송이 실패했음을 감지하고 적절한 시점에서 동일 데이터를 동일한 패킷 형식, 또는 새로운 패킷 형식으로 재전송할 수 있다. 이때에 단말기는 재전송된 패킷을 이전에 수신했지만 복호화에 실패한 패킷과 다양한 방식으로 결합하여 다시 복호화를 시도하게 된다.A detailed implementation method of HARQ applied to a downlink physical layer of a wireless packet communication system may be expressed as shown in FIG. 2. In the example of FIG. 2, the base station determines the terminal to receive the packet and the format of the packet to be transmitted to the terminal (coding rate, modulation scheme, data amount, etc.) and transmits this information first through downlink control channel (HS-SCCH) transmission. Notifies the terminal and transmits the corresponding data packet (HS-DSCH) at the time associated with it. The terminal receives the downlink control channel to know the type and transmission time of the packet to be transmitted to the terminal, and may receive the packet. After the packet is received, after decoding the packet data, if the decoding is successful, the terminal transmits an ACK signal to the base station, and the base station receiving the ACK signal detects that the packet transmission to the terminal is successful and performs the next packet transmission operation. can do. If the terminal fails to decode the packet, the terminal transmits a NACK signal to the base station, and the base station receiving the NACK signal detects that the packet transmission to the terminal has failed, and transmits the same data in the same packet format or a new packet at an appropriate time. Can be retransmitted. At this time, the terminal attempts to decode again by combining the retransmitted packet with a packet that has previously failed to be decrypted.
또한, 종래 기술에 따른 주파수 도약(Frequency Hopping) 방식에 대해 설명하면 다음과 같다.In addition, the frequency hopping method according to the prior art will be described.
일반적인 다중 반송파 통신 시스템에서 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 얻기 위해서 주파수 도약을 사용한다. 주파수 도약은 다중 반송파 시스템에서 데이터를 전송하고자 하는 주파수 대역을 임의의 주기에 따라서 변경함으로써 주파수 축에서의 다이버시티 이득을 획득하는 방식을 말한다. 다중 반 송파 통신 시스템에서는 데이터 송신을 할 때 사용자가 일정 대역을 할당받아 전송하는 경우, 시간-주파수축에서의 채널 정보를 받아 각 사용자에게 가장 좋은 대역을 시간-주파수 대역을 적절하게 할당해 주는 스케줄링(scheduling) 방법을 통해 다중 사용자 다이버시티 이득(multi-user diversity gain)을 얻을 수 있다. 그러나, 위와 같이 일정한 대역을 할당받아 전송하는 방식을 사용할 때 사용자의 이동 속도가 빠를 경우, 사용자의 채널 변화가 빠르기 때문에 스케줄링을 위한 채널의 정보를 전송하고 이를 스케줄링에 반영하는 동안에 이미 채널이 변화하기 때문에 정확한 정보를 반영하기 어렵게 된다. 따라서 주파수축 스케줄링에 의한 이득을 얻기가 어려워진다. 또한, VoIP와 같이 사용자가 전송하고자 하는 데이터의 양이 적을 경우, 전송 데이터의 양에 비해 시간-주파수축 스케줄링에 필요한 채널 정보, 제어 정보 등과 같은 오버헤드(overhead)가 크기 때문에 시간-주파수축 스케줄링을 사용하기가 어려울 수 있다Frequency hopping is used to obtain frequency diversity gain in a general multi-carrier communication system. Frequency hopping refers to a method of obtaining diversity gain on a frequency axis by changing a frequency band to which data is to be transmitted in a multicarrier system according to an arbitrary period. In the multi-carrier communication system, when a user receives a certain band and transmits data when transmitting data, scheduling is performed by appropriately assigning the best band to each user by receiving channel information on the time-frequency axis. A multi-user diversity gain can be obtained through a scheduling method. However, when using a method of allocating and transmitting a predetermined band as described above, if the user's moving speed is fast, since the channel change of the user is fast, the channel has already changed while transmitting the channel information for scheduling and reflecting it in the scheduling. This makes it difficult to reflect accurate information. Therefore, it is difficult to obtain the gain by frequency axis scheduling. In addition, if the amount of data to be transmitted by the user, such as VoIP, is small, the overhead such as channel information and control information required for time-frequency scheduling is larger than the amount of data to be transmitted. Can be difficult to use
도 3은 주파수 도약 방식에 따른 데이터 송신 대역 변경 패턴의 일례를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a data transmission band change pattern according to a frequency hopping scheme.
구체적으로, 도 3은 사용자의 데이터 전송을 위해 사용하는 주파수 대역을 OFDM 심볼 단위로 바꿔줌으로써 주파수 다이버시티를 획득하기 위한 주파수 도약의 한 예를 도시한 도면이다. 도 3은 데이터 전송을 위한 주파수 영역이 매 OFDM 심볼 단위로 변화하는 주파수 도약의 하나의 예를 나타낸 것이며, 이때 주파수축의 자원은 OFDM 심볼의 하나의 서브캐리어(subcarrier) 단위가 될 수도 있고 여러 서브캐리어들의 집합이 될 수도 있다. 주파수 도약 시 주파수 대역의 변경은 미리 정해진 일정한 패턴에 따를 수도 있으며, 각 전송 시점에서의 상황에 따라 임의로 선택될 수 있다. 다중 셀 환경의 통신 시스템의 경우, 이러한 주파수 도약 패턴을 인접 셀마다 다르게 적용하여 인접 셀간의 간섭 신호 랜덤화(randomization)을 통해서 간섭 신호의 영향을 줄일 수도 있다. 그리고 주파수 도약 패턴을 변경하는 주기는 심볼 단위 이외에 전송 프레임 단위도 될 수 있으며, HARQ(Hybrid ARQ)를 적용한 통신 시스템의 경우 NACK 신호를 받아 재전송이 필요할 시에 주파수 도약 패턴을 변경할 수 있으며, 심볼 단위로 주파수 도약 패턴을 변경하면서 동시에 재전송 시에도 변경하는 방식도 가능하다. 이는 주파수 도약의 하나의 예시이며, 이 외에도 다양한 도약 패턴과 도약 주기에 따라서 여러 가지 방법의 적용이 가능하다. 적절한 도약 패턴과 도약 주기는 각 시스템의 특성 및 요구 조건에 따라 정할 수 있다.Specifically, FIG. 3 is a diagram illustrating an example of frequency hopping for obtaining frequency diversity by changing a frequency band used for data transmission of a user in OFDM symbol units. FIG. 3 shows an example of frequency hopping in which a frequency domain for data transmission is changed every OFDM symbol unit, wherein a resource of a frequency axis may be one subcarrier unit of an OFDM symbol and several subcarriers It can be a set. When the frequency hopping, the change of the frequency band may follow a predetermined pattern, and may be arbitrarily selected according to the situation at each transmission time. In a communication system of a multi-cell environment, such a frequency hopping pattern may be differently applied to each neighboring cell to reduce the influence of the interference signal through randomization of the interference signal between neighboring cells. In addition, the period of changing the frequency hopping pattern may be a transmission frame unit in addition to the symbol unit. In the case of a communication system employing HARQ (Hybrid ARQ), the frequency hopping pattern may be changed when a retransmission is required by receiving a NACK signal. It is also possible to change the frequency hopping pattern while retransmitting. This is an example of frequency hopping, and in addition, various methods may be applied according to various hopping patterns and hopping periods. Appropriate jump patterns and jump intervals can be determined according to the characteristics and requirements of each system.
상술한 바와 같이 주파수 다이버시티 획득을 위한 주파수 도약 방식과 다중 사용자 다이버시티를 위한 스케줄링은 각 사용자의 이동성 등을 고려하여 선택될 수 있으며, 따라서 동일한 상향링크 채널을 통해 주파수 도약을 이용하는 사용자의 신호와 스케줄링을 이용하는 사용자의 신호가 동시에 존재할 수 있다. 그러나, 종래의 통신 시스템에서 데이터 전송을 위해 일정 대역을 사용하고 주파수축 스케줄링을 통해 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻는 경우와 주파수 도약 방식을 통해 주파수 다이버시티 이득을 얻는 경우를 모두 적용할 때에는, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.As described above, the frequency hopping scheme for acquiring frequency diversity and the scheduling for multi-user diversity may be selected in consideration of mobility of each user, and thus, a signal of a user using frequency hopping through the same uplink channel may be selected. The user's signals using scheduling may be present at the same time. However, when both the case of using a predetermined band for data transmission in the conventional communication system and obtaining the multi-user diversity gain through frequency axis scheduling and the frequency diversity gain through the frequency hopping scheme, The same problem may occur.
즉, 스케줄링을 이용하는 사용자의 데이터와 주파수 도약을 사용하는 사용자의 데이터간의 충돌이 있을 수 있다. 또한, 이러한 충동을 방지하기 위해 스케줄링 을 사용하는 사용자에게 할당되는 주파수 대역과 주파수 도약을 사용하는 사용자의 주파수 대역 변경 패턴을 모두 제어하기 위해서는 많은 양의 제어 정보가 필요하며, 이는 과도한 오버헤드를 낳을 수 있다.That is, there may be a collision between data of a user using scheduling and data of a user using frequency hopping. In addition, a large amount of control information is required to control both the frequency band allocated to the user who uses the scheduling and the frequency band change pattern of the user who uses the frequency hopping to prevent such an impulse, which may cause excessive overhead. Can be.
또한 HARQ 기법을 사용하는 통신 시스템의 상향 링크에서는 제어 채널의 오버헤드와 복잡성 등을 고려하여 동기식 비적응형(synchronous, non-adaptive) HARQ를 사용하는 경우가 일반적이다. 이러한 동기식 비적응형 HARQ를 사용하는 전송 시스템에서 도 3과 같이 전송 프레임 내에서 주파수 도약을 사용하지 않고 재전송 시에만 주파수 도약을 사용하는 경우에도, 주파수 도약을 사용하는 사용자와 스케줄링을 사용하는 사용자가 동시에 존재할 경우 사용하는 주파수 대역의 충돌문제는 동일하게 존재한다.In addition, in the uplink of a communication system using the HARQ scheme, synchronous and non-adaptive HARQ is generally used in consideration of overhead and complexity of a control channel. In the transmission system using the synchronous non-adaptive HARQ, even when the frequency hopping is used only during retransmission without using the frequency hopping within the transmission frame as shown in FIG. 3, the user who uses the frequency hopping and the user who uses the scheduling If they exist at the same time, the collision problem of the frequency band used is the same.
따라서, 주파수축 스케줄링을 사용하는 사용자와 주파수 도약을 사용하는 사용자간의 데이터 전송 및/또는 HARQ에 따른 재전송을 위한 주파수 대역의 할당, 파일럿 심볼의 할당, 및 이를 위한 시그널링 헤드(signaling head)를 고려한 적절한 다중화(multiplexing) 방식이 필요하다. Therefore, it is appropriate to consider the allocation of frequency bands for data transmission and / or retransmission according to HARQ, pilot symbol allocation, and signaling heads for data transmission between a user using frequency axis scheduling and a user using frequency hopping. There is a need for a multiplexing scheme.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 주파수축 스케줄링을 사용하는 사용자와 주파수 도약을 사용하는 사용자간의 충돌없이, 간단하게 데이터 전송을 위한 주파수 대역을 할당하는 다중화 방법 및 이를 이용한 신호 송신 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is a multiplexing method for simply allocating a frequency band for data transmission and signal transmission using the same without a collision between a user using frequency axis scheduling and a user using frequency hopping. To provide a way.
또한, 프레임 내에서 데이터 전송 대역이 변경되는 주파수 도약을 이용함에 도 불구하고 채널 추정에 있어 열화가 발생하지 않도록 파일럿 심볼을 송신하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of transmitting a pilot symbol so that degradation does not occur in channel estimation despite using frequency hopping in which a data transmission band is changed in a frame.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중화 방법은 전체 주파수 대역을 제 1 주파수 영역 및 제 2 주파수 영역으로 구분하는 단계; 및 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 사용자 기기들을 상기 제 1 주파수 영역에서, 스케줄링을 통해 주파수 대역을 할당받는 사용자 기기들을 상기 제 2 주파수 영역에서 각각 다중화하는 단계를 포함한다.A multiplexing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: dividing the entire frequency band into a first frequency domain and a second frequency domain; And multiplexing, in the first frequency domain, user equipments that determine a data transmission frequency band through frequency hopping in the second frequency domain, respectively.
이 경우, 상기 제 1 주파수 영역은 상기 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 복수의 사용자 기기들에 의해 공유될 수 있으며, 상기 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 상기 사용자 기기들이 상기 주파수 도약을 적용하는 전체 주파수 대역에 파일럿을 분산하여 송신하도록 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the first frequency region may be shared by a plurality of user devices that determine a data transmission frequency band through the frequency hopping, and the user devices that determine a data transmission frequency band through the frequency hopping The method may further include allocating pilots to be distributed and transmitted in the entire frequency band to which the frequency hopping is applied.
또한, 상기 파일럿의 분산은 주파수분할 다중화(FDM) 및 코드분할 다중화(CDM) 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있으며, 상기 제 1 주파수 영역 및 상기 제 2 주파수 영역의 비율은 상기 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 상기 사용자 기기들이 획득하는 주파수 다이버시티(Frequency Diversity) 이득 및 상기 스케줄링을 통해 주파수 대역을 할당받는 상기 사용자 기기들이 획득하는 다중 사용자 다이버시티(Multi-User Diversity) 이득을 고려하여 결정할 수 있다.In addition, the distribution of the pilot may be performed by any one of frequency division multiplexing (FDM) and code division multiplexing (CDM), and the ratio of the first frequency domain and the second frequency domain may be divided by the frequency hopping. Considering the frequency diversity gain obtained by the user equipments determining the transmission frequency band and the multi-user diversity gain obtained by the user equipment allocated the frequency band through the scheduling You can decide.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 신호 송신 방법은 기지국에 스케줄링을 요청하는 단계; 상기 기지국으로부터 상기 요청에 따른 스케줄링 정보를 수신하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 사용자 기기의 신호 송신 방법으로서, 상기 할당된 주파수 대역은 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 사용자 기기들을 위해 할당된 제 1 주파수 영역 및 스케줄링을 통해 주파수 대역을 할당받는 사용자 기기들을 위해 할당된 제 2 주파수 영역 중 상기 제 2 주파수 영역 내에 포함되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the signal transmission method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of: requesting the scheduling to the base station; Receiving scheduling information according to the request from the base station; And transmitting data through an allocated frequency band according to the scheduling information, wherein the allocated frequency band is allocated for user equipment that determines a data transmission frequency band through frequency hopping. The first frequency domain is included in the second frequency domain among the second frequency domain allocated for the user equipment to which the frequency band is allocated through the scheduling.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 신호 송신 방법은 주파수 도약 방식에 따라 변경되는 데이터 송신 주파수 대역 패턴을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 패턴에 따른 각각의 주파수 대역을 통해 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 사용자 기기의 신호 송신 방법으로서, 상기 결정된 패턴에 따른 전체 주파수 대역은, 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 사용자 기기들을 위해 할당된 제 1 주파수 영역 및 스케줄링을 통해 주파수 대역을 할당받는 사용자 기기들을 위해 할당된 제 2 주파수 영역 중 상기 제 1 주파수 영역 내에 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the signal transmission method according to another embodiment of the present invention includes the steps of determining a data transmission frequency band pattern changed according to the frequency hopping scheme; And transmitting data through each frequency band according to the determined pattern, wherein the entire frequency band according to the determined pattern is a user who determines a data transmission frequency band through frequency hopping. And a first frequency domain allocated for the devices and a second frequency domain allocated for the user equipments allocated the frequency band through the scheduling.
이 경우, 상기 패턴 결정 단계에서, 상기 결정된 패턴에 따른 주파수 대역이 1 프레임 내에서 변경되는 패턴을 가지도록 결정되거나, 상기 결정된 패턴에 따른 주파수 대역이 HARQ에 따른 재전송 시 변경되는 패턴을 가지도록 결정될 수 있으며, 상기 제 1 주파수 영역은 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정 하는 복수의 사용자 기기들에 의해 공유될 수 있다.In this case, in the pattern determination step, the frequency band according to the determined pattern is determined to have a pattern changed within one frame, or the frequency band according to the determined pattern is determined to have a pattern changed upon retransmission according to HARQ. The first frequency region may be shared by a plurality of user equipments that determine a data transmission frequency band through frequency hopping.
또한, 상기 결정된 패턴에 따른 전체 주파수 대역에 파일럿을 분산하여 송신하는 단계를 더 포함하거나, 상기 제 1 주파수 영역 전체에 파일럿을 분산하여 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include distributing and transmitting pilots in all frequency bands according to the determined pattern, or further distributing and transmitting pilots in the entire first frequency region.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 이하의 설명에서 상향링크 신호를 송신하는 주체로서 "단말"을, 수신 주체로서 "기지국"을 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 상향링크 송신 주체로서 "사용자 기기(UE)", 수신 주체로서 "노드 B" 등 임의의 용어로서 지칭되는 경우 역시 동일한 의미를 나타낸다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. For example, in the following description, "terminal" as a subject for transmitting an uplink signal will be described mainly as a "base station" as a receiving subject, but need not be limited to these terms. UE) "," Node B "as the receiving entity, etc., also refer to the same meaning.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details. In some instances, well-known structures and devices are omitted or shown in block diagram form around the core functions of each structure and device in order to avoid obscuring the concepts of the present invention. In addition, the same components will be described with the same reference numerals throughout the present specification.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약과 주파수 스케줄링이 동시에 수행되는 예를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram illustrating an example in which frequency hopping and frequency scheduling are simultaneously performed according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 4는 주파수축 스케줄링을 사용하는 사용자(scheduling UE)와 주파수 도약을 사용하는 사용자(hopping UE)가 동일 프레임을 통해서 동시에 전송되는 경우를 나타낸 하나의 예를 도시한 것이다. Specifically, FIG. 4 illustrates an example of a case where a user using frequency scheduling and a user using frequency hopping are simultaneously transmitted through the same frame.
도 4에 도시된 주파수축의 영역은 상술한 바와 마찬가지로 OFDM 심볼의 하나의 서브캐리어(subcarrier) 단위가 될 수도 있고 여러 서브캐리어들의 집합이 될 수도 있다. 주파수 도약을 이용하는 UE의 주파수 도약 시 주파수 대역의 변경은 마찬가지로 미리 정해진 일정한 패턴에 따를 수도 있으며, 각 전송 시점에서의 상황에 따라 임의로 선택될 수 있다.The region of the frequency axis shown in FIG. 4 may be one subcarrier unit of an OFDM symbol or a set of several subcarriers as described above. When the frequency hopping of the UE using the frequency hopping, the change of the frequency band may likewise follow a predetermined pattern, and may be arbitrarily selected according to the situation at each transmission time.
도시된 바와 같이 스케줄링을 통해 어떠한 특정 대역을 특정 사용자(scheduling UE1 내지 4)가 데이터 전송을 위해 사용하고 있고, 동시에 주파수 도약을 사용하는 사용자(hopping UE)가 하나의 전송 프레임 내에 존재할 때 스케줄링을 사용하는 사용자는 주파수 도약을 사용하는 사용자에 의해 사용되는 주파수 대역을 사용하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 주파수 도약을 사용하는 사용자 역시 스케줄링을 이용하는 사용자에 의해 사용되는 주파수 대역으로의 도약을 하지 않는 것이 바람직하다. 서로 간의 사용 대역이 겹쳐진다면, 서로 간의 신호의 간섭으로 인해 성능의 열화가 크게 발생하기 때문이다. As shown, scheduling is used when a certain user is using a specific band for scheduling data transmission, and at the same time, a hopping UE using frequency hopping is present in one transmission frame. The user is preferably not using the frequency band used by the user using the frequency hopping. It is also desirable that the user using frequency hopping also does not jump to the frequency band used by the user using scheduling. This is because when the use bands overlap each other, performance deterioration largely occurs due to interference between signals.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 다중 반송파 시스템의 전체 주파수 대역을 주파수축 스케줄링을 위한 주파수 영역과 주파수 도약을 위한 주파수 영역으로의 분리를 제안한다. 해당 사용자는 각 해당 주파수 영역 내에서만 주파수축 스케줄링 및 주파수 도약을 할 수 있다. 이와 같이 전체 주파수 대역을 주파수 스케줄링을 위한 영역과 주파수 도약을 위한 영역으로 나눌 경우, 각 사용자는 각자 해 당 영역에서만 주파수 스케줄링과 주파수 도약이 가능하므로, 두 방식으로 인한 시간-주파수 자원의 충돌을 피할 수 있으며, 각 기법은 해당 주파수 영역에서만 적용되므로, 각 기법의 사용자들을 제어하기 위한 제어 정보를 보다 줄일 수 있다.Accordingly, one embodiment of the present invention proposes to separate the entire frequency band of the multi-carrier system into a frequency domain for frequency axis scheduling and a frequency domain for frequency hopping. The user can perform frequency axis scheduling and frequency hopping only within each corresponding frequency domain. In this way, if the entire frequency band is divided into an area for frequency scheduling and an area for frequency hopping, each user can perform frequency scheduling and frequency hopping only in that area, thereby avoiding time-frequency resource collision due to the two methods. Since each technique is applied only in a corresponding frequency domain, control information for controlling users of each technique can be further reduced.
다만, 도 4에 도시된 바와 같이 주파수 도약을 위한 영역(도 4의 A region)이 단일 사용자에 의해 사용되고, 다른 사용자들과 공유되지 않는다면, 매 OFDM 심볼마다 주파수 도약을 사용하는 UE가 주파수 도약을 위해 사용한 대역을 제외한 나머지 대역은 빈 공간으로 남게 된다. 이 나머지 대역을 다른 사용자가 사용하지 않는다면 주파수 자원의 낭비가 심하므로 다른 사용자에 의해서 사용되어야 하나, 스케줄링을 이용하는 UE가 사용하게 된다면 주파수 자원의 충돌로 문제가 발생하게 된다. 만약 도 4의 예와 같은 경우에서 주파수 도약을 사용하는 사용자가 더 존재하고, 주파수 도약을 사용하는 사용자들간에 주파수 공유가 이루어지지 않아 이로 인해 사용되는 주파수의 대역이 훨씬 광범위하다면, 발생되는 주파수 자원의 낭비는 더욱 증가할 것이다. 따라서 주파수 도약의 사용으로 인해 남겨지는 나머지 주파수 대역도 효율적으로 사용될 수 있도록 하고, 스케줄링을 사용하는 사용자와도 동일 프레임 내에서 효율적으로 전송할 수 있는 적절한 다중화 기법이 필요하다.However, as shown in FIG. 4, if a frequency hopping region (A region of FIG. 4) is used by a single user and is not shared with other users, the UE using the frequency hopping in every OFDM symbol may perform frequency hopping. The remaining bands are left empty except for the used bands. If the remaining band is not used by other users, the waste of frequency resources is severe and should be used by other users. However, if the UE using scheduling is used, a problem arises due to the collision of frequency resources. If there are more users who use frequency hopping in the case of the example of FIG. 4, and there is no frequency sharing among users who use frequency hopping, and thus the band of the frequency used is much wider, the generated frequency resources Waste will increase further. Therefore, there is a need for an appropriate multiplexing technique to efficiently use the remaining frequency bands left by the use of frequency hopping, and to efficiently transmit within the same frame with a user who uses scheduling.
도 5a는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약과 주파수 스케줄링이 동시에 수행되는 경우 주파수 도약 영역이 복수의 사용자에 의해 공유되도록 도약 패턴을 결정하는 예를 도시한 도면이다.5A illustrates an example of determining a hopping pattern such that a frequency hopping region is shared by a plurality of users when frequency hopping and frequency scheduling are simultaneously performed according to an embodiment of the present invention.
도 5a는 도 4와 마찬가지로 다중 반송파 시스템에서 사용자가 일정 대역을 할당받아 데이터를 전송할 때, 주파수축 스케줄링과 주파수 도약을 모두 적용하는 경우에 주파수축 스케줄링을 사용하는 사용자를 위한 주파수 영역과 주파수 도약을 사용하는 사용자를 위한 주파수 영역을 구분하여, 각 영역 내에서 양 방식을 이용하는 UE의 신호를 다중화하는 방식이다. 즉, 도시된 바와 같이 주파수 스케줄링을 사용하는 사용자와 주파수 도약을 사용하는 사용자는 각 기법의 해당 영역 내에서만 주파수 스케줄링 및 주파수 도약을 적용하였다. 또한, 도 5a에서는 주파수 도약의 경우 전송 프레임 내에서 한 번의 주파수 도약 패턴을 사용하였다. 본 예에서는 전송프레임 내에서 한 번의 주파수 도약만을 사용하였으나, 매 OFDM 또는 SC-FDMA 심볼 단위로 주파수 도약을 적용할 수 있으며, 주파수 도약을 하는 패턴 역시 여러 가지 방법의 적용이 가능하다. FIG. 5A illustrates a frequency domain and frequency hopping for a user who uses frequency scheduling in case of applying both frequency axis scheduling and frequency hopping when a user is allocated a predetermined band and transmits data in a multi-carrier system like FIG. 4. A frequency domain for a user to be used is divided and a signal of a UE using both methods is multiplexed in each region. That is, as shown, users who use frequency scheduling and users who use frequency hopping apply frequency scheduling and frequency hopping only within the corresponding regions of each scheme. In addition, in FIG. 5A, one frequency hopping pattern is used in a transmission frame for frequency hopping. In this example, only one frequency hopping is used in a transmission frame. However, frequency hopping can be applied in every OFDM or SC-FDMA symbol unit, and frequency hopping patterns can be applied to various methods.
다만, 도 5a의 경우 도 4의 경우와 달리 주파수 도약을 이용하는 UE들을 위한 영역(Frequency Hopping Region)을 복수의 UE 신호에 의해 공유되도록 할당하였다. 주파수 도약을 위한 영역을 공유하는 방식으로는 복수의 UE간에 충돌없이 송신 주파수 대역을 변경하도록 미리 변경 패턴이 설정될 수도, 각 UE들의 주파수 도약 패턴 정보를 통해 실시간으로 결정될 수도 있으며, 그 밖에 해당 주파수 영역을 충돌없이 공유하기 위한 임의의 방식에 의할 수 있다. 이와 같은 주파수 도약 영역의 공유를 통해 도 4에서와 같은 자원 낭비를 막을 수 있다. However, in the case of FIG. 5A, unlike the case of FIG. 4, a frequency hopping region for UEs using frequency hopping is allocated to be shared by a plurality of UE signals. As a method of sharing an area for frequency hopping, a change pattern may be set in advance so as to change a transmission frequency band without collision between a plurality of UEs, or may be determined in real time through frequency hopping pattern information of each UE. It can be in any way to share the region without collision. Such sharing of the frequency hopping region can prevent resource waste as shown in FIG. 4.
한편, 도 5b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약과 주파수 스케줄링이 동시에 수행되는 경우 주파수 도약 영역에서 각 사용자의 데이터 송신 주파수 대역이 재전송시 변경되는 예를 도시한 도면이다.Meanwhile, FIG. 5B is a diagram illustrating an example in which a data transmission frequency band of each user is changed upon retransmission in a frequency hopping region when frequency hopping and frequency scheduling are simultaneously performed according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 5b는 HARQ 기법을 사용하는 통신 시스템에서 재전송 시에 주 파수 도약을 사용하는 경우에 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중화 방식을 적용한 예를 도시한다. 위 예에서도 마찬가지로 주파수 도약을 위한 대역과 주파수 스케줄링을 위한 대역을 구분함으로써, 동기식 비적응형 HARQ를 사용하는 경우 재전송 시에 주파수 스케줄링 사용자의 주파수 영역과 주파수 도약을 사용하는 사용자의 주파수 영역 간의 충돌 문제를 해결할 수 있다. 또한, 도 5b는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 것이며, 이 외에도 도 5a와 같이 프레임 내에서 도약을 하면서 재전송 시에도 도약을 동시에 사용하는 경우 및 그 외에 여러 가지 주파수 도약 패턴에도 모두 적용이 가능함은 상술한 설명을 통해 당업자에게 자명할 것이다. Specifically, FIG. 5B illustrates an example of applying a multiplexing scheme according to an embodiment of the present invention when using a frequency hopping during retransmission in a communication system using the HARQ technique. Similarly, in the above example, the band for frequency hopping and the band for frequency scheduling are distinguished, so that the problem of collision between the frequency domain of the frequency scheduling user and the frequency domain of the user using the frequency hopping during retransmission when synchronous non-adaptive HARQ is used. Can be solved. In addition, FIG. 5B shows an embodiment of the present invention. In addition, when the hop is performed in the frame as shown in FIG. 5A and the re-transmission is used at the same time, it is also applicable to various frequency hopping patterns. It will be apparent to those skilled in the art through the above description.
한편, 본 발명의 상술한 실시형태들에서 주파수 도약을 위한 영역과 주파수 스케줄링을 위한 영역을 나눌 때 전체 시스템의 대역에서 각각이 차지하는 비율은 각 시스템의 특성에 따라 각 기법이 각 영역에서 주파수 다이버시티 이득 및 다중 사용자 다이버시티 이득을 충분히 획득할 수 있도록 적절하게 정해 주는 것이 바람직하다. 이러한 비율은 사전에 설정되어 고정될 수도 있고, 시스템의 트래픽 상황 또는 사용자의 특성 등을 반영하여 특정 시간마다 변경될 수 있다.On the other hand, in the above-described embodiments of the present invention, when the area for frequency hopping and the area for frequency scheduling are divided, the ratio occupied by each of the bands of the entire system is determined according to the characteristics of each system. It is desirable to properly determine the gain and the multi-user diversity gain so that it can be sufficiently obtained. The ratio may be set and fixed in advance, or may be changed at specific times to reflect the traffic situation of the system or the characteristics of the user.
한편, 각 사용자는 각자의 전송 데이터의 효과적인 데이터 복조를 위한 채널 추정용 파일럿 신호(DM 파일럿 신호)를 전송하게 되는데, 도 5a에서와 같이 전송 프레임 내에서 주파수 도약이 일어나는 경우에는 주파수 도약을 사용한 전체 대역에 대한 파일럿 신호를 보내야 한다. 구체적으로, 상향 링크의 통신 시스템의 경우에는 각 사용자는 자기 자신만의 데이터 복조를 위한 파일럿 신호를 전송하게 되므로, 도 5a와 같이 전송 프레임 내에서 주파수 도약이 일어나는 경우에는 주파수 도 약을 사용한 전체 대역에 대한 파일럿 신호를 보내기 위해서 도시된 예에서와 같이 도약이 이루어지기 전 부분(도 5a의 1 프레임의 앞 부분)의 주파수 대역과 도약이 이루어진 후(도 5a의 1 프레임의 뒷 부분)의 주파수 대역에 파일럿 신호를 적절히 분산시켜서 전송해야만 한다. Meanwhile, each user transmits a channel estimation pilot signal (DM pilot signal) for effective data demodulation of respective transmission data. When frequency hopping occurs within a transmission frame as shown in FIG. The pilot signal for the band must be sent. Specifically, in the uplink communication system, since each user transmits a pilot signal for demodulating his or her own data, as shown in FIG. 5A, when a frequency hopping occurs in a transmission frame, the entire band using the frequency hopping. As in the example shown to send a pilot signal for, the frequency band before the hop is made (front part of one frame in FIG. 5A) and the frequency band after the hop is made (after part of one frame in FIG. 5A). The pilot signal must be properly distributed and transmitted.
그러나, 일반적으로 이러한 파일럿 심볼을 이용한 채널 추정은 동일한 주파수 대역 내의 파일럿을 통해 해당 주파수 대역의 나머지 부분을 직선 또는 다차원 곡선 등을 이용한 보간(interpolation)을 통해 추정하고, 그 후 동일 시간축 영역의 채널 추정이 이루어지거나, 이와 반대의 순서로 이루어지는바, 도 5a에서와 같이 전송 프레임의 앞 부분에 위치한 파일럿과 뒷부분에 위치한 파일럿과 같이 서로 상이한 주파수 대역에 위치하도록 분산된 파일럿을 통해 전체 도약에 사용된 주파수 대역을 추정한다면, 채널 추정 성능의 열화가 발생할 수 있다. However, in general, channel estimation using such pilot symbols estimates the rest of the frequency band through interpolation using a straight line or a multi-dimensional curve through a pilot in the same frequency band, and then estimates a channel in the same time domain. This is done in the reverse order, as shown in FIG. 5A. The frequency used for the entire leap through pilots located in different frequency bands, such as the pilot located at the front of the transmission frame and the pilot located at the back, as shown in FIG. If the band is estimated, degradation of channel estimation performance can occur.
따라서, 빠른 속도로 이동하는 사용자의 경우 주파수 도약 전후의 두 파일럿 심볼간에 보간(interpolation)을 할 수 없기 때문에 상술한 바와 같이 채널 추정 성능의 열화가 발생할 수도 있고, 또한, 만약 주파수 도약이 매 심볼마다 일어나는 경우에는 적절한 파일럿 심볼의 분산이 어렵게 된다. 한편 파일럿 OFDM 심볼이 프레임 내에서 하나만 존재하도록 설정하는 경우에는 프레임 내에서의 주파수 도약을 적용할 수가 없다. Therefore, in case of a user moving at a high speed, interpolation is not possible between two pilot symbols before and after frequency hopping, and thus, degradation of channel estimation performance may occur as described above. If this happens, it is difficult to distribute the appropriate pilot symbols. On the other hand, if only one pilot OFDM symbol is set in the frame, frequency hopping in the frame cannot be applied.
따라서 본 발명의 일 실시형태에서는 주파수 도약을 사용하는 사용자들이 주파수 도약이 적용되는 주파수 대역 내에서 파일럿 심볼을 적절히 분산 할당하는 방식을 제안한다.Accordingly, one embodiment of the present invention proposes a method for properly spreading and assigning pilot symbols within a frequency band to which frequency hopping is applied. FIG.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약을 사용하는 사용자의 파일럿을 각 사용자가 주파수 도약을 적용하는 주파수 대역 전체에 분산하여 송신하는 예를 도시한 도면이며, 도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약을 사용하는 사용자의 파일럿을 주파수 도약을 사용하는 사용자들을 위한 주파수 영역 전체에 분산하여 송신하는 예를 도시한 도면이다.FIG. 6A is a diagram illustrating an example in which pilots of a user using frequency hopping are distributed and transmitted over the entire frequency band to which each user applies frequency hopping according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a diagram illustrating one embodiment of the present invention. According to an embodiment, a diagram illustrating an example of transmitting a pilot of a user who uses frequency hopping in a frequency domain for users who use frequency hopping is transmitted.
구체적으로, 도 6a와 같은 도약 패턴을 사용하였을 때 주파수 도약에 사용된 주파수 영역(예를 들어, 도 6a에서 주파수 도약을 사용하는 UE1이 사용하는 첫번째 및 세번째 주파수 대역으로 구성된 영역)은 주파수 도약을 사용하는 사용자 전체를 위한 주파수 영역(도 6a의 "Frequency hopping region")의 일부분이므로, 도 6a는 각 UE가 주파수 도약을 적용하는 주파수 영역에 해당하는 대역 전체에만 파일럿 심볼의 분산 할당하는 방식을 도시한 예이다. 이와 같이 파일럿 심볼을 분산 할당하여 송신함으로써 상술한 바와 같이 파일럿이 서로 다른 주파수 대역에 위치함으로써 발생하는 채널 추정 성능의 열화를 방지할 수 있다.Specifically, when the hopping pattern as shown in FIG. 6A is used, the frequency domain used for the frequency hopping (for example, the region consisting of the first and third frequency bands used by UE1 using the frequency hopping in FIG. 6A) is the frequency hopping. As part of the frequency domain (“Frequency hopping region” of FIG. 6A) for the entire user, FIG. 6A illustrates a method of variably assigning pilot symbols only to the entire band corresponding to the frequency domain to which each UE applies frequency hopping. One example. By distributing and transmitting the pilot symbols in this manner, it is possible to prevent degradation of channel estimation performance caused by positioning the pilots in different frequency bands as described above.
또한, 도 6b는 각 사용자의 파일럿 심볼을 주파수 도약을 사용하는 전체 UE를 위한 주파수 영역(도 6b의 "Frequency hopping region")에 분산 할당함으로써, 상술한 바와 같이 채널 추정 성능의 열화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 모든 주파수 도약을 사용하는 사용자는 주파수 도약을 사용하는 전 대역에 대한 채널 정보를 전달할 수 있게 함으로써 주파수 도약을 사용하는 주파수 대역 내에서는 자유롭게 주파수 도약 패턴을 적용할 수 있도록 도시한 예이다. 도 6b와 같은 경우에는 OFDM 또는 SC-FDMA 심볼 단위의 주파수 도약이 가능하며, 또한 주파수 도약 패턴도 정해 진 패턴 외에 자유롭게 변경할 수도 있다. In addition, in FIG. 6B, the pilot symbols of each user are distributed and allocated to the frequency domain (“Frequency hopping region” of FIG. 6B) for all UEs using frequency hopping, thereby preventing degradation of channel estimation performance as described above. In addition, a user using all frequency hopping may transmit channel information for all bands using frequency hopping so that the frequency hopping pattern may be freely applied within a frequency band using frequency hopping. In the case of FIG. 6B, frequency hopping in units of OFDM or SC-FDMA symbols can be performed, and the frequency hopping pattern can be freely changed in addition to the predetermined pattern.
상술한 도 6a 및 도 6b는 주파수 도약을 위한 파일럿 심볼의 분산 할당을 적용한 본 발명의 일 실시형태이며, 이 외에도 본 발명은 특정 대역에서만의 주파수 도약을 사용하는 통신 시스템에 적용이 가능하다. 또한 각 사용자 간의 파일럿 심볼 할당에서 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 주파수분할 다중화(Frequency Division Multiplexing: FDM) 방식 외에 정해진 주파수 도약을 위한 대역 내에서의 코드분할 다중화(Code Division Multiplexing: CDM)방식의 다중화를 통한 파일럿 심볼 할당도 가능하다. 6A and 6B are embodiments of the present invention to which the distributed allocation of pilot symbols for frequency hopping is applied. In addition, the present invention can be applied to a communication system using frequency hopping only in a specific band. In addition, in addition to the frequency division multiplexing (FDM) scheme shown in FIGS. 6A and 6B in the pilot symbol allocation between users, a code division multiplexing (CDM) scheme within a band for a predetermined frequency hopping. Pilot symbol allocation through multiplexing is also possible.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 도약 사용자 신호와 스케줄링 사용자 신호의 다중화 방법과 이를 이용한 신호 송신 방법을 각 단계적 절차를 중심으로 설명하면 다음과 같다.The multiplexing method of the frequency hopping user signal and the scheduling user signal and the signal transmission method using the same according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to each step.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 영역을 구분하여 다중화하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of dividing and multiplexing a frequency domain according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이 먼저 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중화 방법은 단계 S701에서 전체 주파수 대역을 주파수 도약을 사용하는 UE들을 위한 주파수 영역과 스케줄링을 이용하는 UE들을 위한 주파수 영역으로 구분한다. 이와 같이 구분되는 각 영역의 비율은 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 사용자 기기들이 획득하는 주파수 다이버시티(Frequency Diversity) 이득 및 스케줄링을 통해 주파수 대역을 할당받는 사용자 기기들이 획득하는 다중 사용자 다이버시티(Multi-User Diversity) 이득을 고려하여 적절히 결정할 수 있다.As shown in FIG. 7, the multiplexing method according to an embodiment of the present invention first divides the entire frequency band into a frequency domain for UEs using frequency hopping and a frequency domain for UEs using scheduling in step S701. The ratio of each divided area is a multi-user diver obtained by user equipments allocated frequency bands through frequency diversity gain and scheduling obtained by user equipments that determine data transmission frequency bands through frequency hopping. Multi-User Diversity gain can be determined appropriately.
이와 같이 주파수 영역을 구분한 후, 주파수 도약을 사용하는 UE들의 경우 단계 S702에서 구분된 주파수 영역 중 주파수 도약을 위해 할당된 주파수 영역내에서 송신 데이터를 다중화하고, 필요에 따라 파일럿을 주파수 도약이 이루어지는 전체 영역 또는 주파수 도약을 이용하는 UE 모두를 위해 할당된 주파수 영역 전체에 분산하여 할당할 수 있다. 또한, 이 경우 주파수 도약용 주파수 영역은 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 복수의 사용자 기기들에 의해 공유되는 것이 자원 낭비를 막기 위해 바람직하다. After dividing the frequency domain in this way, in case of UEs using frequency hopping, the transmission data are multiplexed in the frequency domain allocated for frequency hopping among the frequency domains divided in step S702, and the pilot is frequency hopping as necessary. It may be distributed over the entire frequency domain or all the frequency domains allocated for the UE using frequency hopping. In this case, the frequency hopping frequency region is preferably shared by a plurality of user equipments that determine the data transmission frequency band through frequency hopping in order to prevent waste of resources.
한편, 스케줄링을 사용하는 UE들의 경우 단계 S703에서 기지국으로부터 수신한 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 데이터를 송신하며, 이와 같이 할당되는 주파수 대역은 물론 구분된 전체 주파수 대역 중 단계 S701에서 스케줄링 UE를 위한 영역 내에 위치해야 한다.Meanwhile, in the case of UEs using scheduling, data is transmitted through the allocated frequency band according to the scheduling information received from the base station in step S703, and the scheduling UE is performed in step S701 of the divided frequency bands as well as the allocated frequency band. It must be located within the area for
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따라 스케줄링을 통해 데이터를 송신하는 사용자 기기의 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a signal transmission method of a user equipment for transmitting data through scheduling according to an embodiment of the present invention.
스케줄링을 통해 데이터를 송신하는 UE는 먼저 단계 S801에서 기지국에 스케줄링을 요청하고, 이에 응답하여 기지국으로부터 단계 S802에서 스케줄링 정보를 수신한다. 이와 같이 수신되는 스케줄링 정보에는 해당 UE의 상향링크 데이터 송신을 위해 할당된 주파수 대역에 대한 정보를 포함하며, 이 주파수 대역은 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 사용자 기기들을 위해 할당된 주파수 영역과 스케줄링을 통해 주파수 대역을 할당받는 사용자 기기들을 위해 할당된 주파수 영역 중 후자의 영역 내에서만 할당될 수 있다.The UE, which transmits data through scheduling, first requests scheduling from the base station in step S801 and, in response, receives scheduling information from step S802 from the base station. The scheduling information received as described above includes information on a frequency band allocated for uplink data transmission of a corresponding UE, which frequency band is allocated for user equipments that determine a data transmission frequency band through frequency hopping. And may be allocated only within the latter one of the frequency domains allocated for the user equipments to which frequency bands are allocated through scheduling.
이와 같이 수신한 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 해당 UE는 데이터를 송신할 수 있다.The UE may transmit data through the allocated frequency band according to the received scheduling information.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 도약을 통해 데이터를 송신하는 사용자 기기의 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a signal transmission method of a user equipment for transmitting data through frequency hopping according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이 주파수 도약을 사용하는 UE는 단계 S901에서 소정 주파수 도약 방식에 따라 변경되는 데이터 송신 주파수 대역 패턴을 결정한다. 이와 같은 패턴은 도 6a에 도시된 바와 같이 1 프레임 내에서 1번만 변경되는 패턴일 수도, 도 6b와 같이 1 프레임 내에서 복수회(구체적으로 매 심볼 단위로) 변경되는 패턴일 수도, 또한 도 5b에 도시된 바와 같이 HARQ를 적용한 시스템에서 재전송이 이루어지는 경우 주파수 대역이 변경되는 패턴일 수도 있다. 물론, 이와 같이 결정된 패턴에 따른 전체 주파수 대역은 전체 주파수 대역 중 주파수 도약을 통해 데이터 송신 주파수 대역을 결정하는 사용자 기기들을 위해 할당된 주파수 영역과 스케줄링을 통해 주파수 대역을 할당받는 사용자 기기들을 위해 할당된 주파수 영역 중 전자의 영역 내에 포함되어야 함은 물론이다.As shown in FIG. 9, the UE using the frequency hopping determines the data transmission frequency band pattern changed according to the predetermined frequency hopping in step S901. Such a pattern may be a pattern that is changed only once in one frame as shown in FIG. 6A, or may be a pattern that is changed a plurality of times (specifically in every symbol unit) in one frame as shown in FIG. 6B, and FIG. 5B As shown in FIG. 2, the frequency band may be changed when retransmission is performed in a system to which HARQ is applied. Of course, the entire frequency band according to the pattern thus determined is allocated for the user equipments assigned the frequency band through scheduling and the frequency domain allocated for the user equipments for determining the data transmission frequency band through the frequency hopping among the entire frequency bands. Of course, it should be included in the former domain of the frequency domain.
또한, 필요한 경우 단계 S902에서 데이터 복조를 위한 파일럿 심볼을 분산하여 송신할 수 있으며, 이러한 분산은 주파수 도약이 적용되는 전체 주파수 대역에 분산될 수도, 주파수 도약을 이용하는 UE들을 위해 할당된 주파수 영역 전체에 분산될 수도 있다. 그 후, 단계 S903에서 UE는 결정된 패턴에 따른 주파수 대역을 통해 데이터를 송신한다.In addition, if necessary, in step S902, pilot symbols for data demodulation may be distributed and transmitted, and this distribution may be distributed over the entire frequency band to which frequency hopping is applied, or the entire frequency range allocated for UEs using frequency hopping. It may be distributed. Then, in step S903, the UE transmits data through the frequency band according to the determined pattern.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명 은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. The detailed description of the preferred embodiments of the invention disclosed as described above is provided to enable any person skilled in the art to make and practice the invention. Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I can understand that you can. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면 다중 반송파 시스템에서 구역 할당 방식만을 사용하여 데이터를 전송할 때 주파수축 스케줄링과 주파수 도약을 모두 적용하는 경우에 주파수축 스케줄링을 위한 대역과 주파수 도약을 위한 대역을 구분하여 사용함으로써 각 방식을 사용하는 사용자간의 다중화를 보다 효율적으로 할 수 있도록 하였다. According to one embodiment of the present invention as described above, when both frequency axis scheduling and frequency hopping are applied when data is transmitted using only the zone allocation scheme in a multicarrier system, a band for frequency axis scheduling and a band for frequency hopping are used. By using them separately, multiplexing is possible between users who use each method more efficiently.
또한, 주파수 도약을 사용하는 사용자의 경우 주파수 도약이 적용되는 전체 대역 또는 주파수 도약을 위한 전체 대역에 파일럿 심볼을 분산 할당하여 주파수 도약을 적용하는데 있어서 자유도를 증가시켜 주었다. In addition, a user using frequency hopping increases the degree of freedom in applying frequency hopping by allocating pilot symbols to all bands for frequency hopping or all bands for frequency hopping.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중화 방법 및 이를 이용한 신호 송신 방법은 다중 반송파 시스템에서 데이터 전송에 일정한 대역을 사용할 때 주파수축 스케줄링과 주파수 도약을 모두 적용하는 경우에 적용하여 효율적인 데이터 통신을 수행할 수 있다.As described above, the multiplexing method and the signal transmission method using the same according to an embodiment of the present invention are applied to the case where both frequency axis scheduling and frequency hopping are applied when a certain band is used for data transmission in a multi-carrier system. Can be performed.
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