KR101300525B1 - Ｌｔｅ 시스템에서 ｐｕｓｃｈ의 ｒｉ 디코딩 장치 및 방법 - Google Patents

Ｌｔｅ 시스템에서 ｐｕｓｃｈ의 ｒｉ 디코딩 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LTE 업링크의 PUSCH에 포함된 RI를 채널 디인터리빙이 완료되기 이전에 미리 LTE 표준에 따라 디코딩함으로써 채널 디코딩에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 한 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치는 디스크램블러의 출력을 일시적으로 저장하는 버퍼 메모리에서 RI의 주소값을 계산한 후에 상기 계산된 주소값으로부터 RI 값을 독출하는 RI 독출부 및 상기 RI 독출부에서 읽어들인 RI 값을 디코딩한 후에 후단의 채널 디코더로 전달하는 RI 디코더를 포함하여 이루어진다.

Description

ＬＴＥ 시스템에서 ＰＵＳＣＨ의 ＲＩ 디코딩 장치 및 방법{apparatus and method for decoding RI in PUSCH for LTE system}
본 발명은 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 LTE 업링크의 PUSCH에 포함된 RI를 LTE 표준에 따라 미리 디코딩함으로써 채널 디인터러빙에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 한 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다.
OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.
직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다.
한편, 3GPP LTE 또는 여기에서 진보된 LTE-A(Advanced) 표준(이하 총칭하여 'LTE 표준'이라 한다)에서 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission TimeInterval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; Resource Block)은 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
LTE 표준에 따르면, 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; Cyclic Prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다. 각각의 슬롯의 네 번째 SC-FDMA 심벌에는 1개의 참조 신호(Reference Signal) 심벌이 할당된다.
한편, LTE 표준의 상향링크 서브프레임에서 주파수 영역은 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있는데, 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되고 데이터 영역에는 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI(Transmission Time Interval) 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(Precoding Matrix Indicator), HARQ(Hybrid ARQ)를 및 RI(Rank Indicator) 등이 있을 수 있다. 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
도 1은 PUSCH에서 데이터 채널 및 제어 채널이 맵핑되는 물리적 자원 요소 저장 버퍼의 일례를 보인 도로서, (a)는 노멀 CP의 경우를 나타내고, (b)는 확장 CP의 경우를 나타낸다. 도 1에서, 가로축은 DFT(Discrete Fourier Transform)의 입력인 가상 부반송파(virtual subcarrier)를 나타내고, 세로축은 SC-FDMA 심벌을 나타내는데, 편의상 각 슬롯의 4번째 SC-FDMA 심벌에 맵핑된 참조 신호(RS)를 생략하여 도시하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전술한 여러 종류의 데이터들이 할당된 자원 공간 안에서 순서대로 정렬되지 않고 독립적으로 인코딩된 후 채널 인터리빙(channel interleaving) 과정에서 특정 패턴에 따라 인터리빙됨으로써 서로 뒤섞인 채로 PUSCH를 구성한다. 이와 같이 채널 인터리빙된 상태에서 전송될 때에는 처음의 심벌 위치부터 세로축, 즉 부반송파 축으로 신호가 전송되기 때문에 가로 방향으로 순서대로 쌓인 데이터들이 다른 종류의 데이터들과 순서가 뒤섞여서 전송된다.
여기에서 주의할 것은 도 1에 도시한 저장 버퍼의 한 주소당 데이터가 변조차수 Qm개씩 묵여서 저장되고, RI 및 HARQ는 각각 4개의 심벌에 걸처서 저장된다. 여기에서, 좌측에서 우측의 심벌의 순서로 번호가 증가한다고 가정할 때 노멀 CP의 경우에는 1->10->7->4의 순서로 저장되고, 확장 CP의 경우에는 0->8->5->3의 순서로 저장된다.
한편, 뒤섞여 들어오는 PUSCH를 수신단, 예를 들어 기지국의 수신단이나 신호 분석기(Signal Analyzer)에서 채널 디인터리빙하게 되면, 도 1에 도시된 바와 같이 각 데이터들이 구분되는 모양으로 복원된다.
그러나 채널 디인터리빙 이후에 바로 CQI 및 CTC(Convoluion Turbo Code) 디디코딩이 진행되기 때문에 채널 디인터리빙이 완료되기 이전에 미리 RI를 디코딩하여 CQI 데이터 영역의 길이나 UL-SCH 데이터 영역의 길이를 계산하는 것이 바람직한바, 종래에는 채널 디인터리빙이 완료된 이후에 비로소 RI를 디코딩함으로써 데이터 처리에 시간 지연이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, LTE 업링크의 PUSCH에 포함된 RI를 채널 디인터리빙이 완료되기 이전에 미리 LTE 표준에 따라 디코딩함으로써 채널 디코딩에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 한 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치는 디스크램블러의 출력을 일시적으로 저장하는 버퍼 메모리에서 RI의 주소값을 계산한 후에 상기 계산된 주소값으로부터 RI 값을 독출하는 RI 독출부 및 상기 RI 독출부에서 읽어들인 RI 값을 디코딩한 후에 후단의 채널 디코더로 전달하는 RI 디코더를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 디코딩 장치는 신호 분석기에 내장된 것을 특징으로 한다.
상기 채널 디코더는 상기 RI 디코더에서 디코딩되어 출력되는 RI 값을 이용하여 CTC 데이터의 영역 길이 또는 UL-SCH 데이터의 영역 길이를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 방법은 디스크램블러의 출력 신호를 일시적으로 저장하는 버퍼 메모리 상에서 가장 낮은 주파수를 갖는 부반송파로부터 시작하여 해당 부반송파에 대한 첫 번째 심볼에 할당된 RI가 저장된 주소를 계산한 후에 상기 주소에 저장된 RI 값을 독출하는 (a) 단계; 직전 번째 심볼에 할당된 RI가 저장된 주소로부터 직후 번째 심볼에 할당된 RI가 저장된 주소를 계산한 후에 상기 주소에 저장된 RI 값을 독출하는 (b) 단계; 하나의 부반송파에 대한 모든 심볼에 할당된 RI 값의 독출이 완료되었는지를 판단하는 (c) 단계; 상기 (c) 단계에서의 판단 결과, 완료되지 않은 경우에는 단계 (a) 및 단계 (b)를 반복 수행하는 반면에 완료된 경우에는 RI가 저장된 모든 부반송파에 대한 모든 심볼에 할당된 RI의 독출이 완료되었는지를 판단하는 (d) 단계 및 상기 (d) 단계에서의 판단 결과, 완료되지 않은 경우에는 단계 (a) 내지 단계 (c)를 반복 수행하는 반면에 완료된 경우에는 독출된 RI 값을 디코딩하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 RI가 할당된 심볼의 위치는 CP의 타입에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.
상기 RI가 저장된 주소의 계산은 변조차수(Qm)에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치 및 방법에 따르면, LTE 업링크의 PUSCH에 포함된 RI를 채널 디인터리빙이 완료되기 이전에 미리 LTE 표준에 따라 디코딩함으로써 채널 디코딩에 소요되는 시간을 단축시킬 수가 있다.
도 1은 PUSCH에서 데이터 채널 및 제어 채널이 맵핑되는 물리적 자원 요소 저장 버퍼의 일례를 보인 도.
도 2는 본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치의 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하에는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치 및 방법에 관하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치의 블록 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치는 기지국의 수신단 또는 신호 분석기에 적용될 수 있는데, 디스크램블러(100)의 출력을 일시적으로 저장하는 버퍼 메모리(110), 버퍼 메모리(110)에서 RI의 주소값을 계산한 후에 RI 값을 독출하는 RI 독출부(120) 및 RI 독출부(120)에서 읽어들인 RI를 디코딩한 후에 채널 디코더(150), 즉 CQI 디코더나 CTC 디코더로 출력하는 RI 디코더(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. 참조번호 130은 채널 디인터리버를 나타낸다.
전술한 구성에서, 버퍼 메모리(110)에의 PUSCH 데이터의 저장 순서는 상단에서 하단의 순서로 이루어지는 반면에 채널 디인터리버(130)로의 출력은 버퍼 메모리(110)의 좌측에서 우측의 순서로 이루어진다. 본 발명에서는 이와 같이 채널 디인터리버(130)의 입력 신호를 버퍼 메모리(110)에 일시적으로 저장하고 있다가 채널 디인터리빙이 완료되기 이전에 버퍼 메모리(110) 상에서 RI 주소를 계산하여 미리 읽어들인 후에 RI 디코딩함으로써 채널 디인터리빙이 종료됨과 동시에 채널 디코딩이 수행될 수 있도록 하고, 이에 따라 채널 디코딩에 소요되는 시간을 단축시킬 수가 있다.
도 3은 본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3에 도시한 흐름도를 참조하여 본 발명의 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치의 동작을 그 방법과 함께 설명하면, 먼저 단계 S10에서는 버퍼 메모리(110) 상에서 LTE 표준에서 정의된 RI의 최초 저장 주소를 알고 그 주소로부터 버퍼 메모리(110) 상에서의 저장 순서, 즉 세로 방향 순서의 주소(adr0)를 계산하여 독출한다. LTE 표준에 따르면, 버퍼 메모리(110)의 가로축은 심벌을 나타내고, 세로축은 부반송파를 나타내는데, 첫 번째 RI는 가장 낮은 주파수를 갖는 부반송파(도 2의 버퍼 메모리에서는 최상단)의 정해진 심벌 위치에 저장되게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 RI가 저장되는 심벌 위치는 아래의 표 1로 나타내는 바와 같이 CP 타입에 따라 달리 정해진다.
CP 타입 RI 위치 심벌 RI 저장 순서
노멀 1,4,7,10 1->10->7->4
확장 0,3,5,8 0->8->5->3
따라서 버퍼 메모리(110)의 세로 길이를 Rp라고 가정한 경우에 RI의 처음 주소 adr0[0]는, 노멀 CP인 경우에 가로축으로 1번 심벌에 해당하고 확장 CP인 경우에 가로축으로 0번 심벌에 해당하며, 세로축으로는 Rp-1 위치이므로 세로 방향의 저장 순서에서 adr0[0]=2Rp-1(노멀 CP인 경우) 또는 Rp-1(확장 CP인 경우)에 해당한다. 따라서 이 주소의 저장 값이 RI 디코더(150)로 입력되는 처음 값이 된다. 주의할 것은 한 주소 안에 변조차수 Qm개만큼의 값들이 들어있다는 것이다.
다음으로 단계 S20에서는 두 번째 RI의 주소를 계산하여 RI를 독출하는데, 두 번째 RI 주소 adr0[1]은, 노멀 CP인 경우에 가로축으로 10번 심벌에 해당하고 확장 CP인 경우에는 가로축으로 0번 심벌에 해당하기 때문에 세로 방향의 저장 순서에서 adr0[1]=11Rp-1(노멀 CP의 경우) 또는 9Rp-1(확장 CP의 경우)에 해당한다.
같은 원리로 단계 S30 및 단계 S40에서는 세 번째 및 네 번째 RI에 대한 주소를 계산하여 RI 값을 독출하는데, adr0[2]=8Rp-1(노멀 CP의 경우) 또는 6Rp-1(확장 CP의 경우)에 해당하고, adr0[3]=5Rp-1(노멀 CP의 경우) 또는 4Rp-1(확장 CP의 경우)에 해당한다.
이와 같이 하여 최하위 부반송파 상에서 4개의 RI 주소를 모두 계산하면 단계 S50에서는 모든 부반송파에 대한 RI의 독출이 완료되었는지를 판단하는데, 아닌 경우에는 단계 S60으로 진행하여 부반숭파의 주소를 -1하여 역순으로 바로 위 부반송파 위치로 이동한 후에 그 부반송파 위치에서 정해진 4개 심벌 위치에 대한 주소값을 계산한다. 이와 같이 단계 S50 및 단계 S60을 반복 수행함으로써 RI_mux_len인 RI 신호의 길이만큼 수행하여 모든 RI 신호를 추출한다. 마지막으로 RI 디코더는 단계 S70에서 이렇게 추출된 RI 신호를 디코딩하여 채널 디코더(150)에 전달하게 되는데, 이에 따라 채널 디코더(150)에서는 채널 디인터리빙이 완료됨과 동시에 CQI 디코딩이나 CTC 디코딩과 같은 채널 디코딩을 수행할 수가 있다.
위의 내용을 C 소스로 구현함에 있어서, 입력 정보 파라미터 및 그 C 소스는 아래의 표 2 및 표 3과 같다.
파라미터 의미 비고
CP type CP 종류 결정 RI가 위치한 고정 심벌 위치 결정
Rp 버퍼 메모리의 세로 길이 주소값이 주파수 상에서 역순으로 진행
RI_mux_len 전체 RI 신호 수 계산해야할 RI 주소값 수와 동일
Qm 한 주소값에 저장된 데이터 수 각 주소마다 Qm개의 값 저장, 디코딩 처리 내용 결정
RI_len RI 디코딩 출력 길이 디코딩 처리 내용 결정
Figure 112012025323787-pat00001
본 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치 및 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
100: 디스크램블러, 110: 버퍼 메모리,
120: RI 독출부, 130: 채널 디인터리버,
140: RI 디코더, 150: 채널 디코더

Claims (6)

  1. 디스크램블러의 출력을 일시적으로 저장하는 버퍼 메모리에서 RI의 주소값을 계산한 후에 상기 계산된 주소값으로부터 RI 값을 독출하는 RI 독출부 및
    상기 RI 독출부에서 읽어들인 RI 값을 디코딩한 후에 후단의 채널 디코더로 전달하는 RI 디코더를 포함하여 이루어진 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디코딩 장치는 신호 분석기에 내장된 것을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 채널 디코더는 상기 RI 디코더에서 디코딩되어 출력되는 RI 값을 이용하여 CTC 데이터의 영역 길이 또는 UL-SCH 데이터의 영역 길이를 계산하는 것을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 장치.
  4. 디스크램블러의 출력 신호를 일시적으로 저장하는 버퍼 메모리 상에서 가장 낮은 주파수를 갖는 부반송파로부터 시작하여 해당 부반송파에 대한 첫 번째 심볼에 할당된 RI가 저장된 주소를 계산한 후에 상기 주소에 저장된 RI 값을 독출하는 (a) 단계;
    직전 번째 심볼에 할당된 RI가 저장된 주소로부터 직후 번째 심볼에 할당된 RI가 저장된 주소를 계산한 후에 상기 주소에 저장된 RI 값을 독출하는 (b) 단계;
    하나의 부반송파에 대한 모든 심볼에 할당된 RI 값의 독출이 완료되었는지를 판단하는 (c) 단계;
    상기 (c) 단계에서의 판단 결과, 완료되지 않은 경우에는 단계 (a) 및 단계 (b)를 반복 수행하는 반면에 완료된 경우에는 RI가 저장된 모든 부반송파에 대한 모든 심볼에 할당된 RI의 독출이 완료되었는지를 판단하는 (d) 단계 및
    상기 (d) 단계에서의 판단 결과, 완료되지 않은 경우에는 단계 (a) 내지 단계 (c)를 반복 수행하는 반면에 완료된 경우에는 독출된 RI 값을 디코딩하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 RI가 할당된 심볼의 위치는 CP의 타입에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 RI가 저장된 주소의 계산은 변조차수(Qm)에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 PUSCH의 RI 디코딩 방법.
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