KR101304833B1

KR101304833B1 - 이동 통신 시스템에서 기준 심볼 전력 할당에 따른 변조심볼을 매핑/디매핑하는 방법 및 송/수신기

Info

Publication number: KR101304833B1
Application number: KR1020070036669A
Authority: KR
Inventors: 한진규; 이주호; 조준영; 권환준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2013-09-05
Also published as: WO2008127054A1; US8942079B2; KR20080092801A; US20080267122A1

Abstract

본 발명은 다중 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 기준 심볼(Reference Symbol) 및 데이터 심볼(Data Symbol)의 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 이동 통신 시스템에서 기준 심볼 전력 할당에 따른 송신기에서의 변조 심볼 매핑 방법에 있어서, 사용자 정보열을 채널 부호화하여, 채널 부호화된 비트를 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열로 분리하는 과정과, 상기 분리된 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열을 각각 변조하여 시스테메틱 심볼열과 패리티 심볼열로 변환하는 과정과, 상기 시스테메틱 심볼열과 패리티 심볼열을 각각 인터리빙하는 과정과, 시스테메틱 심볼을 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 우선적으로 배치한 후, 패리티 심볼을 나머지 자원 요소에 배치하는 과정을 포함하여 구성된다.

Systematic, parity, RS

Description

이동 통신 시스템에서 기준 심볼 전력 할당에 따른 변조 심볼을 매핑/디매핑하는 방법 및 송/수신기{APPARATUS AND METHOD FOR MAPPING/DEMAPPING ACCORDING TO RS POWER ASSIGNMENT IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 송신 안테나 2개 사용시 RS 패턴을 도시한 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 송신 안테나 4개 사용시 RS 패턴을 도시한 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 RS 전력 할당에 따른 데이터 톤 전력 할당을 도시한 도면.

도 4는 일반적인 채널 부호화 과정을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열을 각각 변조하여 시스테메틱 변조 심볼열과 패리티 변조 심볼열로 변환하는 변조 과정을 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 실시 예에 따른 심볼 매핑을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신 장치에서의 동작을 설명하기 위한 신호 흐름도.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 송신기의 구조를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기 수신기의 구조를 도시한 도면.

최근 이동 통신 시스템에서는 유무선 채널에서 고속의 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM")방식에 대하여 활발하게 연구되고 있다. 상기 OFDM 방식은 멀티-캐리어 (multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼열을 병렬 변환하고 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 주파수 톤(frequency tone)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(MCM : multi-carrier modulation)방식의 일종이다.

이와 같은 멀티캐리어 변조 방식을 적용하는 시스템은 1950년대 후반 군용 고주파 라디오에 처음 적용되었으며, 직교하는 다수의 서브 캐리어들을 중첩시키는 OFDM 방식은 1970년대부터 발전하기 시작하였으나, 멀티 캐리어들간의 직교 변조의 구현이 어려우므로 실제 시스템에 적용하는 데에는 한계가 있었다. 그러나 1971년에 Weinstein등이 상기 OFDM 방식을 사용하는 변복조는 DFT (Discrete Fourier Transform)를 이용하여 효율적으로 처리가 가능함을 발표하면서 OFDM 방식에 대한 기술개발이 급속히 발전했다. 또한 보호구간(guard interval)을 사용하고, 보호구간에 순환 전치 심볼 (Cyclic Prefix, 이하 "CP")을 삽입하는 방식이 알려지면서 다중경로 및 지연확산(delay spread)에 대한 시스템의 부정적 영향을 더욱 감소시키게 되었다.

이러한 기술적 발전에 힘입어 OFDM 방식 기술은 디지털 오디오 방송(DAB: digital audio broadcasting)과 디지털 비디오 방송(DVB: digital video broadcasting), 무선 근거리 통신망(WLAN: wireless local area network) 그리고 무선 비동기 전송 모드(WATM: wireless asynchronous transfer mode)등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되고 있다. 즉, 이전에는 하드웨어적인 복잡도 (complexity)로 인하여 널리 사용되지 못하였으나 최근 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 "FFT")과 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 "IFFT")을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해 졌다. 상기 OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중(FDM: frequency division multiplexing)방식과 비슷하나, 무엇보다도 다수개의 톤 간의 직교성(orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다. 또한 OFDM 방식은 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩 (multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다. 또한 OFDM 방식은 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩 (frequency selective fading)에 강하고, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: inter symbol interference)영향을 줄일 수 있고, 하드웨어적으로 등화기(equalizer)구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 여러 통신 시스 템 구조에 적극 활용되고 있다.

무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 채널 환경에서 기인한다. 상기 무선 통신에서 채널 환경은 백색 가우시안 잡음 (AWGN: additive white Gaussian noise)외에도 페이딩(fading)현상으로 인하여 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 음영(shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(Doppler)효과, 타 사용자 및 다중 경로(multipath)신호에 의한 간섭 등으로 인해 자주 변하게 된다. 따라서, 무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 지원하기 위해서는 상기 저해 요인들을 효과적으로 극복하는 것이 필요하다.

OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 한편, 주파수축 상의 자원은 서로 다른 톤으로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉, OFDM 방식에서는 시간축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수축 상에서 특정 톤(tone)을 지정한 것을 하나의 최소 단위 자원으로 사용할 수 있는데, 이를 '주파수-시간 bin'이라고 칭한다. 서로 다른 주파수-시간 bin은 서로 직교하므로, 서로 다른 주파수-시간 bin으로 전송된 신호는 서로 간섭을 일으키지 않고 수신될 수 있다. 주파수-시간 bin은 자원 할당의 관점에서 자원요소(Resource Element, 이하 "RE")라고 칭하기도 한다.

이동통신환경에서는 채널이 랜덤(random)하게 변하는 특성이 있다. 이에 따른 문제를 해결하기 위해 대부분의 이동통신 시스템에서는 채널의 상태를 추정하고 이를 보정하는 과정을 거치는 코히어런트 복조(coherent demodulation)를 지원하도록 설계되어 있다. 랜덤한 채널의 상태를 추정하기 위해서는 송신기와 수신기간에 이미 약속된 신호가 전송되어야 한다. 이러한 신호를 파일럿 또는 기준 심볼 (Reference Symbol, 이하 "RS")신호라고 한다. 수신기에서는 RS신호를 수신함으로써 채널의 상태를 추정하고 추정된 채널 상태를 보정하여 복조를 수행한다. RS신호는 채널의 변화를 추정하기에 충분한 양이 전송되어야 하며, 데이터 신호에 의해 훼손되지 않는 것이 바람직하다. OFDM 시스템에서는 RS 신호를 미리 약속된 주파수-시간 bin에 배치함으로써 RS 신호가 데이터 신호에 의해 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 LTE(Long Term Evolution)시스템에서 정의하는 송신 안테나가 2개일 때의 RS 패턴(pattern)을 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 하나의 자원 블록 (Resource Block, 이하 "RB")은 주파수축의 12개의 톤과 시간축의 14 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 도 1에서는 RB 1(121)부터 RB N(123)까지 총 N개의 RB로 구성된 대역폭을 나타내고 있다.

주파수-시간 bin 중 a로 표기된 것(131)은 첫 번째 안테나를 통해 송신되는 RS를 의미하며, b로 표기된 것 (133)은 두 번째 안테나를 통해 송신되는 RS를 의미한다. 만약 기지국의 송신 안테나가 하나라면 b로 표기된 주파수-시간 bin(133)은 데이터 전송에 사용될 것이다. RS 신호는 기지국과 단말기가 미리 약속한 것이므로, 단말기는 주파수-시간 bin a(131)의 수신신호를 토대로 첫 번째 송신안테나로 부터의 채널을 추정하고 주파수-시간 bin 중 b(133)의 수신신호를 토대로 두 번째 송신안테나로부터의 채널을 추정할 수 있다.

도 1에서 도시한 RS 패턴의 특징은 OFDM 심볼이 RS를 포함하는 심볼과 RS를 포함하지 않는 심볼로 구분된다.는 것이다. 즉, 1번째 OFDM 심볼(101), 5번째 OFDM 심볼(103), 8번째 OFDM 심볼(105), 12번째 OFDM 심볼(107)에는 RS가 정의되어 있는 반면, 나머지 OFDM 심볼 (111, 113, 115, 117)에는 RS가 정의되어 있지 않다. 그리고, 한 송신 안테나의 RS는 6개의 톤마다 한 톤씩 삽입되어 있고, 상기 RS 톤 간에는 다른 송신 안테나의 RS가 역시 6개의 톤마다 한 톤씩 삽입되어 있다.

도 2는 송신 안테나가 4개일 때의 RS 패턴을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 첫 번째 송신 안테나용 RS (131)와 두 번째 송신 안테나용 RS (133)는 도 1과 동일한 위치에 삽입되어 있으며, 세 번째 송신안테나용 RS (135)와 네 번째 송신안테나용 RS (137)가 추가로 정의되어 있다. 추가된 RS는 2번째 OFDM 심볼 (201)과 8번째 OFDM 심볼 (203)에 배치되기 때문에, RS를 포함하고 있는 OFDM 심볼은 총 14개의 OFDM 심볼 중 101, 103, 105, 107, 201, 203의 6개 OFDM 심볼이다. 또한 나머지 OFDM 심볼 (211, 213, 215, 217)은 RS를 포함하고 있지 않다.

단말기의 채널 추정 성능을 보장하기 위해서는 충분한 RS의 전력을 할당할 필요가 있다. 특히, 채널 상태가 열악한 단말기에게 데이터를 전송할 때에는 재전송과 같은 방법을 동원하여 필요한 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 "SNR")를 확보하지만, RS는 재전송을 통해 RS의 SNR을 개선시킬 수 없기 때문에 RS 의 전력을 충분히 확보할 필요가 있다. 따라서, 우선적으로 RS의 전력을 할당하고 남은 전력을 데이터 전송에 이용하게 되는데, RS에 충분한 전력을 할당하다 보면 RS를 포함하고 있는 OFDM 심볼에서의 데이터 전송용 톤당 가용 전력이 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼에 비해서 낮을 수 있다.

도 3은 송신안테나가 한 개일 때 RS 전력 할당에 따른 데이터 톤의 전력 할당의 예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 301은 RS를 포함하고 있는 OFDM 심볼에서 하나의 RB에 정의된 톤을 도시한 것이고, 303은 RS를 포함하고 있지 않은 OFDM 심볼에서의 톤을 도시한 것이다. 301은 도 1의 101과 105에 해당하는 OFDM 심볼의 RB이며, RS용 톤 (311)과 데이터용 톤(313)으로 구성되어 있고, 303은 데이터용 톤(315)만으로 구성되어 있다. RS톤에는 P라는 전력이 할당되는데 이 값은 RS가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 데이터용 톤의 전력 D보다 높은 값으로 설정되어 있다. 한 RB에 할당된 전력의 합이 OFDM 심볼별로 동일하다는 조건을 수학식으로 표현하면 하기의 <수학식 1>과 같다.

NRS x P + (N-NRS)x D* = N x D

상기 <수학식 1>에서 N은 한 RB를 구성하는 톤의 개수로 도 3의 예에서는 N=12이다. NRS은 RS를 포함하는 OFDM 심볼 내에서 한 RB에 정의된 RS 톤의 개수로 도 3의 예에서는 NRS=2이다. D*는 RS를 포함하고 있는 OFDM 심볼내의 데이터 톤의 전력이다.

P > D라면 N > NRS 이므로 하기의 <수학식 2>에서 보이는 바와 같이 D*<D가 된다.

P - D = (N/NRS-1)x(D-D*) > 0

즉, RS를 포함하고 있는 OFDM 심볼 내의 데이터 톤의 전력은 RS를 포함하고 있지 않은 OFDM 심볼 내의 데이터 톤의 전력보다 작게 설정될 수밖에 없다.

도 4는 일반적인 채널부호화 과정을 도시한 도면이다. 사용자의 정보 비트열 (401)이 채널부호화기(403)에 입력되면 부호화된 비트열(405)이 출력된다. 부호화된 비트열(405)은 채널부호화기(403)의 입력인 사용자의 정보 비트열(401)과 동일한 비트열인 시스테메틱 비트(systematic bit)열(411)과 복호 성능을 개선시키는 패리티 비트(parity bit)열(413)로 구분할 수 있다. 수신기에서는 시스테메틱 비트(systematic bit)열(411)을 우선 수신하여 성공적으로 사용자의 정보 비트열을 복원하지 못한 경우에는 패리티 비트(parity bit)열(413)과 시스테메틱 비트(systematic bit)열(411)을 모두 참고하여 복호를 시도한다. 즉, 시스테메틱 비트(systematic bit)열만으로 성공적으로 송신 신호를 복원하였다면 추가적인 복호 과정을 수행하지 않아도 된다. 복호 성능의 관점에서 살펴보면 시스테메틱 비트열이 패리티 비트열에 비해 중요하다. 같은 수준으로 시스테메틱 비트열이 훼손된 경우와 패리티 비트열이 훼손된 경우를 비교하면, 시스테메틱 비트열이 훼손된 경우 최종적인 복호 성능이 더 저하되는 특성을 갖는다. 따라서, 가능하다면 시스테메틱 비트열을 보호할 수 있는 방법을 사용하는 것이 패리티 비트열을 보호하는 방법을 사용한 것에 비해 우수한 성능을 보여준다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 시스테메틱 비트열이 패리티 비트열에 비해 더 보호될 수 있도록 RS의 배치를 감안하여 변조 심볼을 자원 요소(RE)에 매핑하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 동일한 채널 상황에서 복호 성능을 개선시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 이동통신 시스템의 송신기에서 변조 심볼 매핑 방법은, 사용자 정보열을 채널 부호화하는 과정과, 상기 채널 부호화된 사용자 정보열을 이용하여 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열과 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열을 생성하는 과정과, 상기 시스테메틱 변조 심볼들을 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 우선적으로 배치한 후, 상기 패리티 변조 심볼들을 상기 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 나머지 자원 요소에 배치하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 수신기에서 변조 심볼 디매핑 방법은, 수신된 신호로부터, 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 배치된 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열을 검출하고, 상기 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 나머지 자원 요소에 배치된 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열을 검출하는 과정과, 상기 시스테메틱 심볼열과 상기 패리티 심볼열을 각각 디인터리빙하는 과정과, 상기 디인터리빙된 시스테메틱 심볼열과 상기 디인터리빙된 패리티 심볼열을 각각 복조하여 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열로 변환하는 과정과, 상기 시스테메틱 비트열과 상기 패리티 비트열을 결합하고, 상기 결합된 비트열을 복호하여 사용자 정보열을 생성하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 기준 심볼 전력 할당에 따른 변조 심볼을 매핑하는 송신기는, 사용자 정보열을 채널 부호화하는 채널 부호화기와, 상기 부호화된 사용자 정보열을 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열과 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열로 분리하는 역다중화기와, 상기 시스테메틱 비트열을 변조하는 제1 변조기와, 상기 패리티 비트열을 변조하는 제2 변조기와, 상기 변조된 시스테메틱 비트열을 인터리빙하는 제1 인터리버와, 상기 변조된 패리티 비트열을 인터리빙하는 제2 인터리버와, 상기 인터리빙된 시스테메틱 비트열을 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 우선적으로 배치하고, 상기 인터리빙된 패리티 비트열을 상기 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 나머지 자원 요소에 배치하는 자원 요소 매핑기를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 변조 심볼을 디매핑하는 수신기는, 수신된 신호로부터, 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 배치된 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열을 검출하고, 나머지 자원 요소에 배치된 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열을 검출하는 자원 요소 디매핑기와, 상기 시스테메틱 심볼열을 디인터리빙하는 제1 디인터리버와, 상기 패리티 심볼열을 디인터리빙하는 제2 디인터리버와, 상기 디인터리빙된 시스테메틱 심볼열을 시스테메틱 비트열로 복조하는 제 1 복조기와, 상기 디인터리빙된 패리티 심볼열을 패리티 비트열로 복조하는 제 2 복조기와, 상기 시스테메틱 비트열과 상기 패리티 비트열을 결합하는 다중화기와, 상기 결합된 비트열을 복호하여 사용자 비트열을 출력하는 채널복호화기를 포함한다.

이하 본 발명의 실시 예에 따라 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 하기 설명에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여 후술되는 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 변경 또는 변형되어 사용될 수도 있다는 사실을 잘 인식할 것이다. 또한 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 개시하는 개념 및 구조와 균등한 개념들 및 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 사실을 잘 인식할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 RS의 전력 할당으로 인해 RS를 포함하는 OFDM 심볼의 RE에 할당하는 전력이 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼의 RE에 할당하는 전력보다 낮게 설정될 경우, 부호화된 비트열 중에서 시스테메틱 비트열에 해당하는 부분은 RS를 포함하는 OFDM 심볼의 RE에 할당하지 않도록 변조 심볼을 RE에 매핑하는 기술을 제안하여, 복호 성능을 개선한다. 이를 위해서는 변조 심볼이 시스테메틱 비트로만 생성된 시스테메틱 변조 심볼과 패리티 비트로만 생성된 패리티 변조 심볼로 구분하고, 시스테메틱 변조 심볼이 RS를 포함하는 OFDM 심볼의 RE에 할당되지 않도록 처리해야 한다.

도 5는 시스테메틱 비트열(411)과 패리티 비트열(413)을 각각 변조하여 시스테메틱 변조 심볼열(431)과 패리티 변조 심볼열(433)로 변환하는 변조 과정을 도시 것이다.

변조기 421a와 421b는 동일한 변조 방식을 수행한다. 변조 방식은 기지국이 단말기로부터 피드백된 하향링크 채널 상태(Channel Quality Indicator, 이하 "CQI")와 기지국의 송신 버퍼 상태 등을 토대로 결정된다. 변조 방식은 상기의 조건에 따라 바뀔 수는 있지만 시스테메틱 비트열에 적용하는 변조 방식과 패리티 비트열에 적용하는 변조 방식은 동일하다.

도 6은 RE에 따른 심볼 매핑을 설명하기 위한 도면이다. RS가 배치될 RE인 501은 도 1과 도 2에서 설명한 바와 같이 배치된다. 도 6의 예에서는 하나의 송신안테나를 가정한 것이므로 RS는 첫 번째 송신 안테나용 RS만 정의된다. 다른 송신 안테나용 RS를 배치하기로 한 RE는 데이터 심볼을 전송하는 데에 사용된다. 데이터 심볼이 배치될 RE는 두 가지 타입으로 구분된다. 제 1형 데이터 심볼용 RE(503)는 RS를 포함한 OFDM 심볼(101, 103, 105, 107)에 정의되어 있는 데이터 전송용 RE이고, 제 2형 데이터 심볼용 RE(505)는 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼(111, 113, 115, 117)에 정의되어 있는 데이터 전송용 RE이다. 상기 <수학식 2>에서 설명한 바 와 같이, 제 1형 데이터 심볼용 RE(503)는 RS의 충분한 전력 할당으로 인해 제 2형 데이터 심볼용 RE(505)에 비해 감소된 전력을 할당받게 된다.

본 발명이 제안하는 것은 시스테메틱 비트열로 구성된 시스테메틱 변조 심볼열이 제 1형 데이터 심볼용 RE(503)에 배치되지 않도록 변조 심볼을 RE에 매핑하는 방법을 정의하는 것이다. 패리티 비트열로 구성된 패리티 변조 심볼열은 제1형 데이터 심볼용 RE (503)에 배치되거나 제2형 데이터 심볼용RE(505)에 배치되어도 무방하다.

시스테메틱 변조 심볼열이 제1형 데이터 심볼용 RE(503)에 배치되지 않도록 하는 이유는 다음과 같다.

시스테메틱 비트를 보호하는 것이 패리티 비트를 보호하는 것보다 더 우수한 성능을 보여주기 때문이다. 그런데, 제 1형 데이터 심볼용 RE(503)에는 낮은 전력이 할당되고, 제 2형 데이터 심볼용 RE(505)에는 상대적으로 높은 전력이 할당되므로 제 2형 데이터 심볼용 RE(503)에 배치되는 심볼이 제 1형 데이터 심볼용 RE (505)에 배치되는 것이 바람직하다.

채널 부호화율이 낮을 경우에는 시스테메틱 비트의 비중이 낮아서 제 2형 데이터 심볼용 RE에 배치하고도 제2형 데이터 심볼용 RE가 남는 일이 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 제1형 데이터 심볼용 RE와 남은 제2형 데이터 심볼용 RE에 패리티 변조 심볼을 배치한다.

채널 부호화율이 높을 경우에는 시스테메틱 비트의 비중이 높아서 제 2형 데이터 심볼용 RE에 배치하고도 시스테메틱 변조 심볼이 남는 일이 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 제1형 데이터 심볼용 RE에 패리티 변조 심볼과 남은 시스테메틱 변조 심볼을 배치한다.

요컨대, 시스테메틱 변조 심볼이 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼의 RE에 우선적으로 배치되도록 변조 심볼을 배치한다.

Mapping 규칙의 실시예

본 발명이 제안하는 매핑 규칙을 구현하는 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 시스테메틱 변조 심볼열과 패리티 심볼열을 각각 인터리빙한다. 인터리빙은 채널 부호화된 비트열에 연속적인 비트 오류가 발생하지 않도록 심볼열의 순서를 섞는 작업이다. 시스테메틱 부분과 패리티 부분을 구분하여 인터리빙하면 시스테메틱 변조 심볼열과 패리티 변조 심볼열은 서로 뒤섞이지 않는다. 그리고, 시스테메틱 변조 심볼열이 우선하고 패리티 변조 심볼열이 뒤에 놓이도록 두 심볼열을 연결한다. 그러면, 앞에 놓인 변조 심볼들은 시스테메틱 변조 심볼이고 뒤에 놓인 변조 심볼들은 패리티 변조 심볼이 된다. 이렇게 연결된 심볼열을 RE에 다음의 순서로 매핑한다.

도 6은 상술한 바와 같은 본 발명에 실시 예에 따른 심볼 매핑을 설명하기 위한 도면이다.

우선 도 6의 3개의 OFDM 심볼 111에 정의된 RE에 순차적으로 합쳐진 심볼열을 배치하는데, 주파수 톤부터 우선 순차적으로 채우고 한 RB의 주파수 톤을 다 채우면 다음 OFDM 심볼로 넘어가는 순서대로 배치한다. OFDM 심볼 111의 RE가 다 채워지면 113, 115, 117의 순으로 채워 나간 뒤, OFDM 심볼 101, 103, 105, 107의 순 으로 나머지 심볼열을 채운다. 상기의 매핑 방법을 이용하면 시스테메틱 변조 심볼이 앞에 위치하기 때문에 제 2형 데이터 심볼용 RE에 우선적으로 시스테메틱 변조 심볼로 채우게 된다.

상기 또 다른 실시예로, OFDM 심볼을 채우는 구간인 RS를 포함하지 않는 111,113,115,117 구간에 우선적으로 변조 심볼들을 시간축으로 따라서 순차적으로 삽입한 후, 다음 주파수 톤으로 넘어가 상기 구간에 변조 심볼들을 순차적으로 채우는 순서로 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신 장치에서의 동작을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

601 단계에서 사용자 정보열을 채널 부호화 한다. 603 단계에서는 채널 부호화된 비트를 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열로 구분한다. 605 단계에서는 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열을 각각 변조하여 시스테메틱 변조 심볼열과 패리티 변조 심볼열로 변환한다. 607 단계에서는 시스테메틱 변조 심볼열과 패리티 변조 심볼열을 각각 인터리빙한다. 다음으로 609 단계에서는 시스테메틱 변조 심볼이 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼의 RE에 우선적으로 배치되도록 변조 심볼을 배치한다. 마지막으로 611 단계에서는 다른 사용자 데이터 채널, 제어 채널, RS 신호 등과 다중화하는 과정, OFDM 신호를 완성하기 위한 IFFT 및 CP 첨부 등의 과정, RF (Radio Frequency) 처리 과정 등의 송신처리 과정을 수행한다.

수신기에서는 609 단계에서 고려된 매핑 규칙을 감안하여 수신 변조 심볼열을 재배열하고 시스테메틱 변조 심볼과 패리티 변조 심볼을 구분하여 디인터리빙해야 한다. 이러한, 수신기에서의 디매핑 방법은 상기 송신기의 매핑기의 심볼 매핑 방법의 과정의 반대이므로, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 송신기의 구조를 도시한 도면이다.

우선 사용자 비트열이 채널부호화기(403)에 입력되어 부호화된 비트열로 변환된다. 역다중화기(701)에서 부호화된 비트열은 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열로 구분되어 각각 별도의 변조(403a, 403b)와 인터리빙(421a, 421b)를 거치게 된다. 403a와 421a는 시스테메틱 비트열과 시스테메틱 심볼열에 대한 변조기와 인터리버이고 403b와 421b는 패리티 비트열과 패리티 심볼열에 대한 변조기와 인터리버이다. 그리고 본 발명이 제안하는 바대로 RE 매핑기(705)를 통해 시스테메틱 심볼열이 우선적으로 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼의 RE에 배치된다. 그리고 다른 채널과의 다중화 IFFT, CP 첨부, RF 처리 등의 기타 송신 처리과정이 송신처리기 (707)에서 수행된 후 전송된다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기 수신기의 구조를 도시한 도면이다.

우선 수신 신호는 RF 처리, CP 제거, FFT, 다른 채널과의 역다중화, 채널 추정 등을 수행하는 수신처리기 (751)를 통해 사용자가 할당 받은 RB의 신호를 수신한다. RE 디매핑기(demapper)(753)는 송신기의 RE 매핑기(mapper)(705)가 수행한 변조 심볼의 배치 규칙에 따라 역으로 수신 변조 심볼열을 재배열한다. 수신 심볼열 중 시스테메틱 부분은 디인터리버(deinterleaver)(755a)에서 디인터리빙되고 복조기(757a)에서 복조되어 시스테메틱 비트열로 복원되고 패리티 부분은 디인터리버(deinterleaver)(755b)에서 디인터리빙되고 복조기(757b)에서 복조되어 패리티 비트열로 복원된다. 이렇게 복원된 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열은 다중화기 (561)를 통해 하나의 수신 비트열로 합쳐지고 채널 복호기(763)를 거쳐 복호된 비트열로 복원된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 시스테메틱 변조 심볼이 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼의 RE에 우선적으로 배치되도록 변조 심볼을 배치하는 것을 제안하였다. RS를 포함한 OFDM 심볼의 RE(제1형 데이터 심볼용 RE)는 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼의 RE(제2형 데이터 심볼용 RE)에 비해 적은 전력이 할당되기 때문에 시스테메틱 변조 심볼이 되도록 RS를 포함하지 않은 OFDM 심볼의 RE에 배치된다면 시스테메틱 변조 심볼이 패리티 변조 심볼에 비해 우선적으로 더 많은 전력을 할당 받게 된다. 같은 조건에서는 시스테메틱 비트가 보호하는 것이 패리티 비트가 보호하는 것보다 복호 성능을 개선하기 때문에, 본 발명이 제안하는 배치 규칙을 반영하면 오율(Error Rate)을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

이동통신 시스템의 송신기에서 변조 심볼 매핑 방법에 있어서,

사용자 정보열을 채널 부호화하는 과정과,

상기 채널 부호화된 사용자 정보열을 이용하여 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열과 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열을 생성하는 과정과,

상기 시스테메틱 변조 심볼들을 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 우선적으로 배치한 후, 상기 패리티 변조 심볼들을 상기 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 나머지 자원 요소에 배치하는 과정을 포함하는 송신기의 변조 심볼 매핑 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 생성하는 과정은,

상기 채널 부호화된 사용자 정보 열을 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열로 분리하는 과정과,

상기 시스테메틱 비트열과 상기 패리티 비트열을 각각 변조하여 시스테메틱 심볼열과 패리티 심볼열로 변환하는 과정과,

상기 시스테메틱 심볼열과 상기 패리티 심볼열을 각각 인터리빙하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 송신기의 변조 심볼 매핑 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 배치하는 과정은,

상기 시스테메틱 변조 심볼들을 상기 기준 심볼을 포함하지 않는 하나의 심볼 구간에서 주파수축을 따라 순차적으로 우선 배치한 후, 상기 기준 심볼을 포함하지 않는 다음 심볼 구간에서 주파수축을 따라 순차적으로 배치하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 송신기의 변조 심볼 매핑 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 배치하는 과정은

상기 시스테메틱 변조 심볼들을 하나의 주파수 톤에서 상기 기준 심볼을 포함하지 않는 심볼 구간에 시간축을 따라 순차적으로 우선 배치한 후, 다음 주파수 톤에서 상기 심볼 구간에 시간축을 따라 순차적으로 배치하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 송신기의 변조 심볼 매핑 방법.
이동통신 시스템의 수신기에서 변조 심볼 디매핑 방법에 있어서,

수신된 신호로부터, 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 배치된 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열을 검출하고, 상기 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 나머지 자원 요소에 배치된 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열을 검출하는 과정과,

상기 시스테메틱 심볼열과 상기 패리티 심볼열을 각각 디인터리빙하는 과정과,

상기 디인터리빙된 시스테메틱 심볼열과 상기 디인터리빙된 패리티 심볼열을 각각 복조하여 시스테메틱 비트열과 패리티 비트열로 변환하는 과정과,

상기 시스테메틱 비트열과 상기 패리티 비트열을 결합하고, 상기 결합된 비트열을 복호하여 사용자 정보열을 생성하는 과정을 포함하는 수신기의 변조 심볼 디매핑 방법.
이동 통신 시스템에서 기준 심볼 전력 할당에 따른 변조 심볼을 매핑하는 송신기에 있어서,

사용자 정보열을 채널 부호화하는 채널 부호화기와,

상기 부호화된 사용자 정보열을 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열과 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열로 분리하는 역다중화기와,

상기 시스테메틱 비트열을 변조하는 제1 변조기와,

상기 패리티 비트열을 변조하는 제2 변조기와,

상기 변조된 시스테메틱 비트열을 인터리빙하는 제1 인터리버와,

상기 변조된 패리티 비트열을 인터리빙하는 제2 인터리버와,

상기 인터리빙된 시스테메틱 비트열을 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 우선적으로 배치하고, 상기 인터리빙된 패리티 비트열을 상기 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 나머지 자원 요소에 배치하는 자원 요소 매핑기를 포함하는 송신기.
제 6 항에 있어서, 상기 자원 요소 매핑기는,

상기 인터리빙된 시스테메틱 비트열을 상기 기준 심볼을 포함하지 않는 하나의 심볼 구간에서 주파수축을 따라 순차적으로 우선 배치한 후, 상기 기준 심볼을 포함하지 않는 다음 심볼 구간에서 주파수축을 따라 순차적으로 배치함을 특징으로 하는 송신기.
제 6 항에 있어서, 상기 자원 요소 매핑기는,

상기 인터리빙된 시스테메틱 비트열을 하나의 주파수 톤에서 상기 기준 심볼을 포함하지 않는 심볼 구간에 시간축을 따라 순차적으로 우선 배치한 후, 다음 주파수 톤에서 상기 심볼 구간에 시간축을 따라 순차적으로 배치함을 특징으로 하는 송신기.
이동 통신 시스템에서 변조 심볼을 디매핑하는 수신기에 있어서,

수신된 신호로부터, 기준 심볼을 포함하지 않은 심볼의 자원 요소에 배치된 시스테메틱 변조 심볼들을 포함하는 시스테메틱 심볼열을 검출하고, 나머지 자원 요소에 배치된 패리티 변조 심볼들을 포함하는 패리티 심볼열을 검출하는 자원 요소 디매핑기와,

상기 시스테메틱 심볼열을 디인터리빙하는 제1 디인터리버와,

상기 패리티 심볼열을 디인터리빙하는 제2 디인터리버와,

상기 디인터리빙된 시스테메틱 심볼열을 시스테메틱 비트열로 복조하는 제1 복조기와,

상기 디인터리빙된 패리티 심볼열을 패리티 비트열로 복조하는 제2 복조기와,

상기 시스테메틱 비트열과 상기 패리티 비트열을 결합하는 다중화기와,

상기 결합된 비트열을 복호하여 사용자 비트열을 출력하는 채널복호화기를 포함하는 수신기.