KR101220560B1 - 동기식 고속 패킷 데이터 서비스와 직교 주파수 분할 다중시스템을 동시에 지원하는 이동통신시스템에서 제어채널을효율적으로 운용하는 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동기식 고속 패킷 데이터 서비스와 직교 주파수 분할 다중 시스템을 동시에 지원하는 이동통신시스템에서 제어채널을 효율적으로 운용하는 송수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
이러한 본 발명은 전송하고자 하는 제어 채널의 전력을 측정하는 과정과, 상기 측정된 전력과 상위 계층으로부터 설정된 한계최대전력을 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 대응하여 이전에 수신된 역방향 패킷의 전송 성공 여부를 나타내는 정보와 역방향 링크의 전력을 제어하기 위한 전력제어정보를 MAC 채널 또는 OFDM 심볼에 삽입하여 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
Figure R1020060027180
HRPD, OFDM, MAC Channel, cdma2000, Nx EV-DO

Description

동기식 고속 패킷 데이터 서비스와 직교 주파수 분할 다중 시스템을 동시에 지원하는 이동통신시스템에서 제어채널을 효율적으로 운용하는 송수신 장치 및 방법{TRANSMITTING/RECEIVING APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING EFFECTIVE CONTROL CHANNEL IN A HIGH RATE PACKET DATA SYSTEM}
도 1은 일반적인 고속 패킷 데이터 서비스(HRPD)를 지원하는 시스템의 순방향 슬롯의 구조를 도시한 도면.
도 2는 일반적인 HRPD시스템에서 송신기의 구조를 도시한 도면.
도 3은 일반적인 HRPD시스템에서 역방향 패킷 전송에 따른 순방향 링크의 ARQ/PCB 정보 전송 관계를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따라 새롭게 제안된 HRPD 시스템에서의 역방향 패킷 전송에 따른 순방향 링크의 ARQ/PCB 정보 전송 관계를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따라 다수의 반송파들을 통해 ARQ/PCB 정보를 전송하는 순방향 링크의 슬롯 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따라 OFDM 전용 심볼에 ARQ/PCB 정보를 전송하는 순방항 링크의 슬롯 구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명에 따라 ARQ/PCB 정보를 전송하는 송신기의 구조를 도시한 블록도.
도 8은 본 발명에 따라 ARQ/PCB 정보를 삽입하는 송신 과정을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명에 따라 ARQ/PCB 정보를 검출하는 수신기의 구조를 도시한 블록도.
도 10은 본 발명에 따라 순방향 링크의 ARQ/PCB 정보를 검출하는 수신 과정을 도시한 순서도.
본 발명은 다중 반송파 고속 패킷 데이터(Multi Carrier High Rate Packet Data : 이하 'Nx HRPD'라 한다) 시스템에서 데이터를 송수신하는 장치 및 방법을 제공하는 것으로서, 특히 상기 Nx HRPD시스템에서 제어채널을 효율적으로 송수신하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
통신 기술의 급격한 발전에 따라 이동통신 시스템은 일반적인 음성통화 서비스는 물론, 이동 단말로 이메일이나 정지 영상은 물론 동영상과 같은 대용량의 디지털 데이터 전송이 가능한 고속 데이터 서비스를 제공하는 단계에 이르고 있다.
현재 고속 데이터 서비스를 제공하는 이동통신 시스템의 대표적인 예로는 EV-DO, OFDM 시스템 등이 있다. 상기 EV-DO 시스템은 대용량의 디지털 데이터 전송을 위해 미국의 퀄컴사(Qualcomm)에 의해 제안된 고속 데이터 서비스 표준의 하나 로 종래 CDMA 2000 1x를 한 단계 진화시켜 약 2.4Mbps의 순방향 전송 속도를 제공하도록 마련된 것이다. 상기 EV-DO 시스템은 HRPD(High Rate Packet Data)시스템이라고도 불리운다.
또한, 다중 반송파 전송 방식을 적용하는 대표적인 무선 이동통신 시스템의 하나로 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 전송 방식을 들 수 있다. 상기 OFDM 전송 방식은 직렬로 입력되는 심볼(Symbol)열을 병렬로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파를 통해 변조하여 전송하는 방식으로 1990년대 초반 이후 VLSI(Very Large Scale Integration) 기술의 발전에 따라서 각광 받기 시작하였다.
상기 OFDM 전송 방식은 복수 개의 부반송파(subcarrier)를 이용하여 데이터를 변조시키며, 각각의 부반송파는 상호 직교성(orthogonality)을 유지하여 기존 단일 반송파 전송 방식(single carrier modulation scheme)에 비해서 주파수 선택적 다중 경로 페이딩 채널(frequency selective multipath fading channel)에 강한 특성을 보이며, 방송 서비스 등 고속 패킷 데이터 서비스에 적합한 전송 방식이다.
이하에서는 일반적인 HRPD 시스템의 순방향 링크에서 슬롯 구조와 송신기 구조를 간략히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 HRPD 시스템에서 순방향 링크의 슬롯(slot) 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고속 패킷 데이터를 전송하기 위한 HRPD시스템의 하나의 슬롯은 반 슬롯 구조가 반복된 형태를 갖는다. 반 슬롯의 중앙에는 Npilot 칩(chip) 길이의 파일럿 신호(Pilot signal)(101)가 삽입되며, 이는 이동 단말의 수신기에서 순방향 링크의 채널 추정에 이용된다. 파일럿 신호의 양측에는 역방향 전력제어 정보, 자원 할당 정보 등을 포함하는 NMAC 칩 길이의 매체 접근 제어(Medium Access Control : MAC) 신호(102, 103)가 전송된다. 그리고 상기 MAC 신호의 양측에는 NData 칩 길이의 실제 전송 데이터(104,105)가 전송된다. 이와 같이 HRPD 시스템에서 순방향 링크의 슬롯(slot)은 파일럿, MAC 정보, 데이터 등이 서로 다른 시간에 전송되는 TDM 방식으로 다중화되어 있다.
한편 MAC 정보는 왈시(Walsh) 코드를 이용한 CDMA방식으로 다중화하는 방법을 이용하고 있으며, HRPD 시스템의 순방향 링크에서 파일럿 신호, MAC 신호, 데이터의 소블럭 단위의 크기는 Npilot = 96 칩, NMAC = 64 칩, NData = 400 칩으로 설정되어 있다.
도 2는 일반적인 HRPD 시스템에서 송신기의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 송신기는 수신된 패킷 데이터를 채널 부호화하는 채널 부호화기(channel encoder)(201)와, 부호화된 패킷 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 채널 인터리버(channel interleaver)(202)와, 인터리빙된 패킷 데이터를 변조하는 변조기(203)로 구성된다. MAC 채널의 데이터는 채널 부호화기(205)를 거친다. 파일럿과, MAC 신호, 데이터는 TDM 다중화기(MUX)(206)를 거친 후, 상기 도 1에 도시한 슬롯 구조의 물리 계층(Physical Link)를 이룬다. TDM 다중화기(206)를 거친 데이터는 반송파 변조기(207)를 거쳐 안테나(도시되지 않음)를 통해 이동 단말에게 전송된다. 도 2에서 참조 번호 208은 Nx HRPD 시스템과의 호환을 위해 MAC 채널의 채널 부호화기(205), TDM 다중화기(206) 및 반송파 변조기(207)를 포함하는 HRPD 호환 처리기를 구성한다.
도 3은 일반적인 HRPD 시스템에서 순방향 링크와 역방향 링크간의 패킷 전송에 따른 관계를 도시한다. 이는 기존의 HRPD Rev.A, B시스템에서 역방향 패킷 전송에 따른 순방향 슬롯과 역방향 슬롯의 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 고속 패킷 서비스를 지원하는 종래의 시스템에서 역방향 서브패킷(300)은 역방향 링크의 4 슬롯을 차지하여 전송되고 있다. 이에 상응하는 순방향 슬롯은 상기 역방향 서브패킷(300)에 대한 전송 성공 여부를 나타내기 위하여 자동 재전송 요구(Automatic Retransmission Request, 이하 'ARQ'라 한다, 303)의 정보를 순방향 링크의 3 슬롯에 할당한다. 그리고, 상기 역방향 서브패킷(300)의 채널 상태를 보장하기 위한 전력 제어 비트(Power Control Bit, 이하 'PCB'라 한다) 정보를 1 슬롯에 할당하여 전송한다.
다시 말해서, 기존의 HRPD Rev.A, HRPD Rev.B시스템에서, 단말은 4슬롯을 이용하여 역방향 서브패킷(300)을 기지국으로 전송하고, 상기 역방향 서브 패킷(300)를 수신한 기지국은 상기 서브패킷(300)에 대한 부정적 인지 신호(Non-Acknowledged , 이하 'NACK'라 한다)및 긍정적 인지 신호(Acknowledged , 이하 'ACK'라 한다)를 순방향 링크의 3슬롯 크기의 ARQ영역에 할당하고, PCB를 1슬롯에 할당하여 전송한다. 상기 ARQ 정보와 PCB 정보는 기존의 MAC 채널을 통해 단말로 전송된다.
그러나 기존의 HRPD Rev.A, HRPD Rev.B시스템은 방송 서비스 등 차세대 시스템의 요구사항인 광대역 데이터 전송과 주파수 자원의 효율적인 사용을 충분히 지원하기에는 부족함이 있다. 또한, 차세대 시스템에서 광대역 데이터 전송에 따른 제어 정보들의 효율적으로 전송 방안이 논의될 필요성이 있다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은 동기식 고속 패킷 데이터 서비스와 직교 주파수 분할 다중 시스템을 동시에 지원하는 이동통신시스템에서 순방향 링크의 제어 채널을 효율적으로 운용하는 송수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 OFDM 심볼과 EV-DO 심볼의 전송을 동시에 전송하는 이동통신시스템에서 OFDM 심볼에 역방향 패킷에 대한 제어정보를 효율적으로 송수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
이러한 본 발명을 이루기 위한 제1 실시 예는; 고속 패킷 데이터 시스템의 순방향 링크에서 패킷 데이터를 전송하는 송신 장치에 있어서, 송신할 물리 계층 패킷 데이터를 정해진 전송 방식에 따라 무선 신호로 변조하여 무선망으로 송출하는 송신기와, 상기 무선 신호가 전송되는 슬롯의 제어채널의 전력 사용량을 측정하는 전력 측정기와, 상기 측정된 슬롯의 전력 사용량과 설정된 제어채널의 한계최대전력을 비교하여 이전에 수산한 역방향 패킷에 대한 제어정보를 전송할 물리 채널 을 선택하는 선택제어기를 포함함을 특징으로 한다.
이러한 본 발명을 이루기 위한 제2 실시 예는; 고속 패킷 데이터 시스템의 순방향 링크에서 패킷 데이터를 전송하는 송신 방법에 있어서, 전송하고자 하는 제어 채널의 전력을 측정하는 과정과, 상기 측정된 전력과 상위 계층으로부터 설정된 한계최대전력을 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 대응하여 이전에 수신된 역방향 패킷의 전송 성공 여부를 나타내는 정보와 역방향 링크의 전력을 제어하기 위한 전력제어정보를 MAC 채널 또는 OFDM 채널에 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이러한 본 발명을 이루기 위한 제3 실시 예는; 고속 패킷 데이터 시스템의 순방향 링크에서 패킷 데이터를 수신하는 수신 장치에 있어서, 무선 신호가 전송 방식에 대응하여 수신된 슬롯의 특정 매체 접근 제어(MAC) 채널이나, 또는 특정 직교주파수분할다중(OFDM)심볼로부터 제어정보를 선택적으로 추출하도록 선택 제어하는 MAC/OFDM 선택기와, 상기 선택기로부터의 인가된 추출 정보를 가지고 해당 채널에서 상기 제어정보를 추출하는 검출기를 포함함을 특징으로 한다.
이러한 본 발명을 이루기 위한 제4 실시 예는; 고속 패킷 데이터 시스템의 순방향 링크에서 패킷 데이터를 수신하는 수신 방법에 있어서, 상위 계층으로부터 무선 신호로 전송되는 물리 채널의 전송 방식을 확인하는 과정과, 상기 전송 방식에 따라 수신된 슬롯의 특정 매체 접근 제어(MAC)채널이나, 특정 직교 주파수 분할 다중(OFDM)심볼로부터 제어정보가 검출하는 과정과, 상기 검출된 제어정보를 복조하는 과정과, 상기 복조된 제어정보를 이용하여 추후 전송할 역방향 패킷을 제어하 는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 광대역 데이터 전송과 주파수 자원의 효율적으로 사용하기 위하여 제안된 상기 Nx HRPD시스템에서 각 슬롯에 OFDM 심볼과 EV-DO 심볼의 전송을 동시에 지원함을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 보다 구체적으로 Nx HRPD시스템에서 OFDM 심볼과 EV-DO 심볼을 전송하기 위해 효율적인 제어채널을 운용하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. 상기 Nx HRPD 시스템의 순방향 링크는 다중 접속 기술로 시간분할다중접속(Time Division Multiple Acess; TDMA)기법을 다중화 방식으로 시간분할다중(Time Division Multiplexing; TDM)/코드분할다중(Code Division Multiplexing) 기법을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 Nx HRPD시스템에서 순방향 링크의 MAC 채널이 역방향 패킷의 길이가 짧아짐으로 인해, 순방향 각 사용자의 ARQ 채널 전력을 증가시켜 전송하고, 상기 전력 증가된 MAC 채널의 전체 전력부족현상을 해결하기 위해. OFDM 전용 심볼에 ARQ 채널을 할당하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 설명함에 앞서서, 하기에서는 고속 패킷 데이터를 전송하는 HRPD시스템을 정의하고자 한다. 본 발명이 적용되는 동기식 이동통신시스템은 HRPD 서비스를 지원하기 위하여 HRPD Rev. A시스템, HRPD Rev. B시스템, HRPD Rev. C 시스템의 형태로 발전하고 있다.
우선, HRPD Rev. A시스템은 하나의 반송파를 사용하여 패킷을 송수신하는 CDMA시스템으로, 즉, 임의의 단말은 하나의 주파수 대역에 할당된 물리 채널을 이용하여 순방항 및 역방향 패킷을 송수신하는 것을 특징으로 한다. 상기 HRPD Rev.A시스템의 슬롯 구조는 도 1에 도시한 바와 동일하다.
또한, HRPD Rev. B시스템은 최대 세 개의 반송파를 사용하여 패킷을 송수신하는 CDMA시스템으로, 도 1에 도시한 슬롯 구조를 가지고 최대 세 개의 반송파들을 이용하여 패킷 서비스를 수행한다. 이는 상기 HRPD Rev. A시스템보다 발전된 형태로 고속 패킷 서비스를 지원함을 의미한다.
여기서, 상기 HRPD Rev. A시스템 및 HRPD Rev. B시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 할당된 반송파의 데이터 채널에 EV-DO 심볼만을 전송함을 특징으로 한다.
반면에, 본 발명에서 제안하는 Nx HRPD 시스템은 HRPD Rev. C시스템이라고도 불리우며, 최대 5MHz 대역의 다중 반송파들을 이용하여 고속으로 대용랑의 패킷을 전송하는 것을 특징으로 한다. 이는 상기 HRPD Rev. A시스템 및 HRPD Rev. B시스템에서 지원하지 못한 대용량의 패킷들을 고속으로 송수신할 수 있는 장점이 있다. 이때, 상기 Nx HRPD 시스템은 상기 최대 5MHz 대역에서 다중 반송파들을 이용하여 OFDM 심볼과 EV-DO 심볼을 동시에 송수신한다. 따라서, 사용자의 서비스 욕구를 최 대한 충족시키는 특징을 가진다.
본 발명에서는 일 예로, 최대 5MHz 대역에서 최소 다섯 개의 반송파를 사용하여 순방향 및 역방향 패킷을 전송함을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 Nx HRPD 시스템에서의 순방향 및 역방향 링크의 슬롯을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에서 HRPD Rev.C 시스템은 기존의 HRPD Rev.A/B 시스템에서 사용하는 역방향 링크의 슬롯보다 짧은 길이의 슬롯을 가지고 서비스를 제공한다. 기존의 HRPD Rev.A/B 시스템에서 슬롯은 최소 4슬롯을 가지고 데이터 및 제어 정보를 송수신한다.
그러나, 본 발명의 Nx HRPD 시스템은 1슬롯을 통해 역방향 서브 패킷(350)을 전송한다. 상기 역방향 서브 패킷(350)에 대응하여 기지국은 상기 역방향 서브 패킷(350)의 전송 성공을 나타내는 ARQ 정보와 채널 상태를 보장하기 위한 PCB 정보를 총 1슬롯에 할당하여 전송한다.
상기와 같이 HRPD Rev.C 시스템에서 하나의 슬롯을 통해 ARQ 정보와 PCB 정보를 전송함은 상기 기지국의 처리 전력(프로세싱 파워)이 증가하기 때문이다. 즉 복조하는데 걸리는 시간의 단축으로 인해 ARQ의 심볼의 길이를 줄일 수 있고. 그러므로 인해 동일한 시간 내에 전송가능한 데이터 용량(Capacity)을 증가한 이점이 있다. 즉, 1슬롯을 통해 역방향 서브패킷(350)을 수신한 기지국은 상기 역방향 서브패킷(350)의 전송 성공 여부에 대한 ACK/ NACK 정보와, 역방향 링크의 채널 상태를 최대한 보장하기 위한 전력 제어 비트 정보인 PCB를 1슬롯(353)에 할당하여 전 송한다. 상기 전술한 바와 같이, Nx HRPD 시스템에서 1슬롯을 이용하여 ACK/ NACK 정보와, PCB 정보를 전송함으로 고속의 패킷 서비스를 지원 가능하다.
도 5는 본 발명의 순방향 링크의 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, Nx HRPD 시스템은 데이터 영역(400)에 OFDM 심볼과 EV-DO 심볼을 선택하여 전송할 수 있다. 또한, MAC 채널(420)은 MAC 정보로, 본 발명의 실시 예에 따라 ACK/ NACK 정보와, PCB 정보를 포함한다. 파일럿 채널(430)은 순방향 링크의 채널을 추정하기 위한 파일럿 정보가 포함한다.
이때, 상기 MAC 채널(420)은 각 단말들의 역방향 데이터 채널(역방향 패킷)에 대한 ARQ정보와 PCB 정보를 전송하기 위하여 사용하게 된다. 이때, 1슬롯을 통해 상기 ARQ 정보를 보내기 위해서는 기존의 HRPD 시스템에서 3슬롯에 걸쳐서 ARQ 정보를 전송할 때보다 증가된 전력을 할당하여 전송해야 한다. 이는 기존의 3슬롯에 걸쳐서 전송된 ARQ 정보에 대하여, 본 발명이 적용되는 시스템에서 1슬롯에서 전송된 ARQ 정보를 전송하더라도 동일한 성능을 얻기 위함이다.
다시 말해서, 1 슬롯의 MAC 채널은 여러 단말(411, 412, 413, 414, 415, 416)들의 역방향 제어 채널을 지원하며(a), 이는 기존의 Rev.A/B 시스템보다 전력부족현상이 일어날 확률이 높음을 의미한다. 따라서, 본 발명에서는 증가된 전력으로 MAC 채널을 전송하는 것을 특징으로 한다(b). 이때, 발생 가능한 MAC 채널의 전력 부족현상은, 도 5(c)와 같이 전력 부족현상을 막기 위해 본 발명이 제안하는 방식에 따라 전송한다.
도 5(c)에서 알 수 있듯이, 본 발명의 HRPD Rev.C시스템의 기지국은 HRPD Rev.A/B 단말과 HRPD Rev.C 단말들이 공존하는 환경에서 통신을 할 수 있다. 이때, 상기 HRPD Rev.A/B 단말은 하나의 반송파, 또는 최대 세 개의 반송파를 통해 전송되는 MAC 채널을 확인할 수 있다. 반면에, HRPD Rev.C 단말은 최대 5MHz 대역의 다중 반송파들을 확인할 수 있으며, 이는 OFDM 심볼을 확인 할 수 있음을 의미한다. 즉, HRPD Rev.C 단말은 적어도 f1 ,f2, f3, f4, f5의 모든 반송파를 볼 수 있으며, 이는 f1,f2,f3 의 MAC 채널과 f4,f5 의 모든 OFDM 심볼들을 동시에 볼 수 있음을 의미한다. 따라서, 기지국은 기존의 단말들(416, 413, 412)에게 MAC 채널을 통해 ARQ/PCB을 할당한다. 그리고, HRPD Rev.C 단말들(415, 414, 411)은 설정된 한계 최대 전력(Marginal Max Power)을 넘지 않는 한도에서는 MAC 채널을 할당한다. 이는 상기 기존의 단말들(416, 413, 412)이 MAC 채널 이외의 것을 볼 수 없기 때문이다.
상기와 같이 최대 전력 상태를 고려하여 HRPD Rev.C 단말들에게 MAC 채널을 할당하는 이유는, 상기 HRPD Rev.C 단말들(415, 414, 411)을 MAC 채널에 할당하고, 또 다시 기존 시스템의 단말들(416, 413, 412)이 들어올 경우, 상기 MAC 채널(420)의 전력 부족현상을 막기 위함이다. 따라서, 기지국에서는 항상 MAC 채널(420)의 전력이 상기 한계 최대 전력(Marginal Max Power)을 넘지 않는지 체크한다. 또한, 상기 MAC 채널(420)의 전력이 한계 최대 전력(Marginal Max Power)을 넘는 경우는 HRPD Rev.C 시스템에서 OFDM 전용으로 사용하는 반송파 f4, f5의 OFDM 심볼에 HRPD Rev.C 단말(415, 414, 411)을 위한 ARQ/PCB 정보를 포함하여 전송한다. 이때, 기지국과 단말들(411, 412, 413, 414, 415, 416)사이에서 어떤 물리계층을 사용할지는 상기 MAC 채널의 전력 상황을 참고하여 상위 계층에서 결정이 되어, 상위 메시지를 통하여 협의된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 OFDM 전용으로 사용하는 반송파 f4, f5 의 OFDM 심볼에 HRPD Rev.C 단말을 위한 ARQ/PCB 정보를 포함하여 전송하는 개념을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 5MHz 대역의 주파수를 사용하는 본 발명의 HRPD Rev.C시스템은 3개의 Nx HRPD 호환 방송파(f1, f2. f3)와, 주변의 작은 주파수 대역을 가지는 전용 OFDM 심볼(f4, f5)들로 구성된다. 이때, 기지국이 다수의 단말들을 위한 MAC 채널을 할당하는 경우, 상기 MAC 채널의 전력이 한계 최대 전력(Marginal Max Power)을 넘으면, 기지국은 전용 OFDM 심볼에 ARQ/PCB 정보(551)를 삽입하여 전송한다. 즉, 상기 ARQ/PCB 정보는 본 실시예에 따라 상위계층으로부터 OFDM 심볼에 삽입되어지는 것이 결정되면, 기존 슬롯의 파일럿과 MAC 채널에 대응하는 전용 OFDM 심볼(550)에 삽입되어 반송파 형태(f4,f5)로 HRPD Rev.C 단말들에게 전송된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 Nx HRPD 호환 시스템에서 송신기의 구조를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 송신기는 수신된 패킷 데이터를 채널 부호화하는 채널 부호화기(601)와, 부호화된 패킷 데이터를 인터리빙하는 채널 인터리버(602)와, 인터리빙된 패킷 데이터를 변조하는 변조기(603)와, 대역외 신호가 간섭으로 영향을 미치는 것을 줄이기 위한 경계톤을 삽입하는 경계톤 삽입기(604) 및 파일럿 톤을 삽입하는 파일럿 톤 삽입기(605)를 포함한다.
또한 상기 송신기는 확산기(606)와, 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 IFFT 처리기(607)와, 신호 간섭을 방지하기 위해 OFDM 데이터의 앞 부분에 CP를 삽입하는 CP 삽입기(608)와, HRPD 시스템의 전송 방식과 호환을 위한 HRPD 호환 처리기(614)와, EV-DO 송신기(610)와, EV-DO 전송방식과 OFDM전송방식을 선택하는 선택기(609)를 포함한다. 상기 확산기(706)는 예를 들어 직교위상편이변조(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK) 확산기를 이용할 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 송신기는 전송 방식에 따라 현재 슬롯의 MAC 채널의 전력사용량을 측정하는 MAC 채널 전력측정기(611)와, 상기 전력 측정기에서의 측정 결과를 바탕으로 ARQ/PCB를 MAC채널이나 또는 OFDM 심볼로 보낼지를 결정하는 선택 제어기(612)와, 역방향 복조기(615)에서 얻은 정보를 이용하여 ARQ/PCB 생성기(613)와, 상기 ARQ/PCB를 OFDM 심볼로 보내는 경우 f4, f5번째 반송파에 삽입하여 전송하는 OFDM 전송기(716)도 포함한다.
본 발명에서 OFDM 전송 방식이나 EV-DO전송 방식을 위한 기지국의 송신 과정은 다음과 같다.
상위 계층에서 만들어진 물리 계층 패킷 데이터는 채널 부호화기(601)에 입력되어 채널 부호화되고, 채널 부호화된 비트열은 다이버시티(diversity) 이득을 얻기 위해 채널 인터리버(602)를 통해 섞이게 된다. 인터리빙된 비트열은 변조기(603)로 입력되어 변조 신호로 변환된다. 여기서 변조 신호는 슬롯 구조에서 데이터 전송 구간(도 4의 400, 도 5의 510)의 데이터 톤(data Tone)에 배치된다. 경계톤 삽입기(604)는 변조기(603)에서 출력된 신호의 대역 경계 부근에 경계톤을 배치 한다. 파일럿 톤 삽입기(605)는 파일럿 신호만을 삽입하여 전송하게 된다. 상기와 같은 동작에 따라 모든 톤에 전송될 신호가 할당되면, 확산기(606)는 예컨대 QPSK 확산을 수행하고, 이러한 QPSK 확산 과정을 통해 서로 다른 정보를 전송하는 기지국의 신호는 서로 다른 복소 PN(Pseudo Noise) 열이 곱해지게 된다. 여기서 복소 PN 열이란 실수 성분과 허수 성분이 모두 PN 코드로 구성된 복소수열을 의미한다. 상기 QPSK 확산 과정을 거친 변조 신호들은 IFFT 처리기(607)에서 IFFT 처리되어 원하는 주파수 톤의 위치에 놓이게 된다. 그리고 CP 삽입기(608)는 다중경로 페이딩에 따른 자기 간섭 효과를 방지하기 위한 목적으로 IFFT 처리된 OFDM 데이터에 CP를 삽입하여 OFDM 심볼을 생성한다. 상기 구성들을 포함하여 하나의 OFDM 송신기를 이룬다.
EV-DO 송신기(610)는 물리 계층으로부터 전송하고 하는 데이터에 대하여 부호화 및 변조를 수행하여 데이터 채널에 전송 데이터를 할당한다.
상기 선택기(609)는 OFDM 이나 EV-DO 전송방식에 따라 신호를 선택하여 HRPD 호환 프로세서로 전달되어진다.
이때, MAC 채널 전력 측정기(611)는 현재 슬롯의 전력사용량을 측정하여 MAC/OFDM 선택 제어기(612)로 정보를 전달한다. 상기 MAC 채널 전력 측정기(611)는 현재 슬롯 전송에 사용되는 전달된 전력 사용량과 한계 최대 전력(Marginal MAX power)를 비교한다. 상기 전력 비교 결과를 MAC/OFDM 선택 제어기(612)로 전송한다.
상기 MAC/OFDM 선택 제어기(612)는 상기 전력 비교 결과와, 단말의 호환 여 부를 확인한 한 후, 즉, ARQ/PCB 정보인 제어정보를 수신할 단말이 기존 시스템의 단말인지 또는 호환 가능한 Rev.C 단말인지 확인하고, 기존 시스템의 단말인 경우는 RL 복조기에서 생성된 정보를 이용하여 생성된 ARQ/PCB 정보를 MAC 채널에 할당하도록 OFDM 송신기와 호환 송신기의 동작을 제어한다. 또한, 호환 단말인 경우, 현재 슬롯의 전력 사용량이 상기 한계 최대 전력(Marginal MAX power)보다 작을 경우는 상기 MAC 채널에 ARQ/PCB 정보를 할당하고, 반면에 현재 슬롯의 전력 사용량이 상기 한계 최대 전력(Marginal MAX power)보다 클 경우는, f4,f5 반송파의 전용 OFDM 심볼에 할당하도록 상기 송신기들을 제어한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 순방향 링크에서 ARQ/PCB 정보를 효율적으로 송신하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 701 단계에서 송신기는, 우선 서비스를 지원하는 단말이 기존 시스템의 단말인지 또는 HARD Rev.C 단말인지 판단한다. 기존의 단말로 판단되면, 702 단계로 진행하고, 702 단계에서 ARQ/PCB 정보를 본 발명이 적용되는 순방향 링크의 MAC 채널에 할당하여 전송한다. 이는 상기 기존 시스템 단말의 경우, 반송파 f4, f5를 수신할 수 없기 때문이다.
반면에, 본 발명의 HARD Rev.C 단말로 판단하는 경우는 703 단계로 진행하여 현재 슬롯의 전력 사용량이 제한된 전력에 도달하였는지를 판단한다. 현재 슬롯에 사용 전력과 상기 설정된 한계 최대 전력을 비교하여, 상기 사용 전력이 한계 전력에 도달하지 않은 경우는 단계 704로 진행하여 ARQ/PCB 정보를 MAC 채널로 전송한다. 반면에, 현재 슬롯의 사용 전력이 한계 전력에 도달했을 경우는, 705 단계로 진행하여 ARQ/PCB 정보를 f4,f5 반송파의 전용 OFDM 심볼에 전송한다. 상기 전용 OFDM 심볼은 상기 MAC 채널에 대응하는 OFDM 심볼이다.
이하에서는 도 9 내지 도 10를 참조하여 본 발명에 따른 수신기의 구조를 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 Nx HRPD 시스템의 순방향 링크에서 ARQ/PCB 정보를 수신하는 수신기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 수신기에서 HRPD 호환 처리기(801)는 다수의 반송파들(f1,f2,f3)을 수신하고, 상기 HRPD 호환 반송파(f1,f2,f3)에 대하여 TDM 역다중화하여 데이터 채널, MAC 채널, 그리고 파일럿 채널로 복원한다. OFDM/EV-DO 수신방식 선택기(902)는 상기 신호가 OFDM 전송 방식으로 전송된 신호인지 또는 EV-DO 전송 방식으로 전송된 신호인지를 결정한다. 이때, OFDM 전송방식으로 판명이 난 신호는 CP 제거기(803)로 전달되고, CP 제거기(803)는 수신된 신호에서 전파 지연 및 다중 경로 등으로 인하여 오염된 CP를 제거한다. FFT 처리기(804)는 입력된 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력하며, 본 발명에 따른 역확산기(805)는 상기 주파수 영역의 신호를 QPSK 역확산하여 각 신호의 톤들이 출력된다. 이는 송신기에서 QPSK 확산되어 신호가 전송됨을 가정한 경우이다. 따라서 송신기에서 확산 방식이 다른 경우 해당 확산 방식에 대응되는 역확산기가 구비된다. 역확산된 각 신호의 톤들은 파일럿 톤 추출기(806)와 데이터톤 추출기(807)로 전달되며, 데이터 톤 추출기(807)는 전달받은 신호로부터 데이터 톤을 추출한다. 한편 채널 추정기(809)는 전달된 파일럿 신호로부터 채널을 추정하고, 그 채널 추정값은 복조기(809)로 전달된다. 상기 복조기(809)는 전달받은 채널 추정값을 이용하여 데이터 톤의 복조를 수행하고, 복조된 신호는 디인터리버(810)를 통해 디인터리빙되어 복호기(811)로 입력된다. 그리고 복호기(811)는 입력된 신호를 복호하여 전송된 신호를 복원한다.
또한, EV-DO 전송방식으로 전송된 신호는 EV-DO 복조기(812)로 전송되어 이에 상응하는 복조를 한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라 OFDM 심볼 형태로 전송된 신호(f4, f5)는 OFDM 수신처리기(816)에 전달하여 신호들을 OFDM 복조를 한다.
또한, MAC/OFDM 선택기(813)는 상위 메시지로부터 전달된 ARQ/PCB의 전송방식 정보를 이용하여 ARQ/PCB 정보를 포함하는 채널을 확인한다. ARQ/PCB 검출기(814)는 상기 MAC/OFDM 선택기(813)로부터 제공되는 채널의 선택된 전송방식에 따라 ARQ/PCB를 검출한다. 즉, ARQ/PCB 검출기(814)는 EV-DO전송방식에 따라 상기 제어 정보들을 포함하는 채널이 MAC 채널일 경우는 HRPD 호환 프로세스로부터 채널을 수신하여 ARQ/PCB를 검출한다. 반면에, 상기 OFDM 심볼일 경우는 OFDM 수신처리기(816)를 통해 수신된 f4,f5 반송파로부터 ARQ/PCB 정보를 검출한다. 송신기(815)는 상기 검출된 ARQ/PCB 정보를 이용하여 추후 전송하고자 하는 역방향 패킷의 송신과정을 제어한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 HRPD 시스템의 순방향 링크에서 수신과정을 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 901 단계에서 수신기의 MAC/OFDM 선택기는 상위계층으로부터 메시지 형태로 전달된 ARQ/PCB 정보의 전송방식 정보를 수신하여 상기 ARQ/PCB가 어떤 물리 계층으로 전달되는지에 대한 정보를 수신한다. 따라서, 902 단계에서 수신된 물리 제어 채널이 선택된 전송 방식에 따라 MAC 채널인지 OFDM 심볼인지를 확인하게 된다. 이때, 제어정보를 포함하는 제어 채널이 MAC 채널로 전달될 경우에는 904단계를 거처 MAC 채널로부터 ARQ/PCB 정보를 복조한다. 반면에 OFDM 심볼을 통해서 ARQ/PCB 정보가 전달될 경우는 903 단계를 거쳐서 상기 MAC 채널에 대응하는 OFDM 심볼로부터 ARQ/PCB 정보를 복조하게 된다.
상기한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 본 발명에서 ARQ/PCB 정보를 f4, f5 의 OFDM 심볼에 포함하는 것은 일 예를 든 것으로 다양한 형태의 배치가 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 Nx HRPD와 호환성을 유지하는 EVDO 전송방식 및 OFDM 방식 기반의 전송 기술에서 각 반송파의 슬롯에서 사용하게 될 ARQ/PCB 정보를 기존의 MAC 채널과 새로인 추가된 OFDM 심볼에 삽입하므로써, 다중 반송파의 슬롯에서 MAC 채널의 전력고갈을 피할 수 있는 장점을 가진다. 따라서, 보다 효율적으로 고속 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있도록 한다.

Claims (16)

  1. 고속 패킷 데이터 시스템에서 제어정보를 전송하는 송신 장치에 있어서,
    역방향으로 패킷을 전송하는 다수의 단말들 각각에 대한 제어정보들을 포함하는 제어채널의 전력을 측정하는 전력 측정기와,
    상기 측정된 제어채널의 전력과 상기 제어채널의 한계 최대 전력을 비교하여, 상기 비교 결과에 따라, 상기 다수의 단말들 각각에 대한 제어 정보들을 매체접근제어(MAC) 채널에 할당하거나 또는 직교주파수분할다중(OFDM) 심볼에 할당하도록 선택하는 선택 제어기를 포함함을 특징으로 하는 제어정보 송신 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 선택 제어기는 상기 측정된 제어채널의 전력이 상기 한계 최대 전력보다 작은 경우, 상기 제어정보를 상기 MAC 채널을 통해 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선택 제어기는 상기 측정된 제어채널의 전력이 한계 최대 전력보다 큰 경우, 상기 다수의 단말 중 OFDM 전송방식이 지원되는 단말 중 적어도 하나의 단말에 대한 상기 제어정보를 상기 OFDM 심볼을 통해 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어정보는 상기 역방향 패킷의 수신 성공 여부를 나타내는 긍정적 인지 신호 또는 부정적 인지 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어정보는 상기 역방향 패킷을 전송하는 채널의 전력 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어정보는 상기 역방향 패킷의 수신 성공 여부를 나타내는 긍정적 인지 신호 또는 부정적 인지 신호를 포함하는 정보와 상기 역방향 패킷을 전송하는 채널의 전력 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 송신장치는 상기 선택 제어기에 의해, 상기 다수의 단말들 각각에 대한 제어 정보들이 포함된 신호를 1 슬롯단위로 전송하는 적어도 하나 이상의 송신기를 포함함을 특징으로 하는 송신 장치.
  8. 고속 패킷 데이터 시스템에서 단말에게 제어정보를 전송하는 송신방법에 있어서,
    역방향으로 패킷을 전송하는 다수의 단말들 각각에 대한 제어정보들을 포함하는 제어채널의 전력을 측정하는 과정과,
    상기 측정된 제어채널의 전력과 상기 제어채널의 한계 최대 전력을 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과에 따라, 상기 다수의 단말들 각각에 대한 제어 정보들을 매체접근제어(MAC) 채널에 할당하거나 또는 직교주파수분할다중(OFDM) 심볼에 할당하도록 선택하는 과정과,
    상기 MAC 채널 또는 상기 OFDM 심볼에 할당된 제어정보를 단말에 전송하는 과정을 포함하는 제어정보 송신 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 선택하는 과정은, 상기 측정된 제어채널의 전력이 상기 한계 최대 전력보다 작은 경우, 상기 제어정보를 상기 MAC 채널에 할당하는 과정을 포함하는 송신 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 선택하는 과정은, 상기 측정된 제어채널의 전력이 상기 한계 최대 전력보다 큰 경우, 상기 다수의 단말 중 OFDM 전송방식이 지원되는 단말 중 적어도 하나의 단말에 대한 상기 제어정보를 상기 OFDM 심볼에 할당하는 과정을 포함하는 송신 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제어정보는 상기 역방향 패킷의 수신 성공 여부를 나타내는 긍정적 인지 신호 또는 부정적 인지 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제어정보는 상기 역방향 패킷을 전송하는 채널의 전력 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  13. 제 8항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제어정보는 상기 역방향 패킷의 수신 성공 여부를 나타내는 긍정적 인지 신호 또는 부정적 인지 신호를 포함하는 정보와 상기 역방향 패킷을 전송하는 채널의 전력 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 송신 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 MAC 채널 또는 상기 OFDM 심볼에 할당된 제어정보를 1슬롯단위로 전송됨을 특징으로 하는 송신 방법.
  15. 고속 패킷 데이터 시스템에서 제어정보를 수신하는 수신 장치에 있어서,
    순방향으로 전송된 상기 제어정보가, 매체 접근 제어(MAC) 채널 또는 직교주파수분할다중(OFDM) 심볼을 이용하여 전송되었는지를 결정하는 MAC/OFDM 선택기와,
    상기 MAC/OFDM 선택기에 의해 결정된 상기 MAC 채널 또는 상기 OFDM 심볼로부터 이전에 전송한 역방향 패킷의 수신 여부 응답 신호와, 역방향 패킷을 전송하는 채널의 전력 제어 정보를 검출하는 검출기를 포함함을 특징으로 하는 제어정보 수신 장치.
  16. 고속 패킷 데이터 시스템에서 제어정보를 수신하는 방법에 있어서,
    순방향으로 전송된 상기 제어정보가, 매체 접근 제어(MAC) 채널 또는 직교주파수분할다중(OFDM) 심볼을 이용하여 전송되었는지를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 결과에 따라, 이전에 전송한 역방향 패킷의 수신 여부 응답 신호와, 역방향 패킷을 전송하는 채널의 전력 제어 정보를 검출하는 과정과,
    상기 검출된 역방향 패킷 수신여부 응답신호에 따라, 새로운 패킷을 전송하거나 또는 동일한 패킷을 재전송할 것인가를 판단하는 과정과,
    상기 검출된 전력제어정보를 이용하여 역방향으로 패킷을 전송하는 채널의 전력을 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 제어정보 수신 방법.
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