KR101352980B1 - 하향링크 제어 및 패킷 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제어 정보 및 패킷 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 제어 정보를 전송하는 제어 채널을 생성하는 제어 채널 생성단계; 상기 제어 채널의 전송 여부를 알려주는 제어 표식 채널을 생성하는 제어 표식 채널 생성단계; 상기 제어 정보에 기초하여 패킷 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널을 생성하는 데이터 채널 생성단계; 상기 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 멀티플렉싱하는 멀티플렉싱단계; 및 상기 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 전송하는 전송단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법을 제공한다. 이를 통해 본 발명은 하향링크를 통해 데이터 전송을 위한 제어 정보를 전송함에 있어서, 제어 정보의 전송 여부를 위한 별도의 정보를 전송함으로써 전송 제어 정보가 없을 경우에는 전송하지 않고, 해당 자원을 데이터 전송에 사용할 수 있도록 한다.
제어 채널, OFDM, 멀티플렉싱, 제어 표식 채널

Description

하향링크 제어 및 패킷 데이터 송수신 방법 및 장치{Method and apparatus for transmitting and receiving control information and packet data in Downlink}
본 발명은 통신 시스템에서 제어 정보 및 패킷 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 하향링크를 갖는 통신 시스템에서 제어 정보 및 패킷 데이터 전송 방법 및 이를 위한 송신 장치와, 상기 방식으로 전송되는 제어 정보 및 패킷 데이터의 효율적 수신 방법 및 이를 위한 수신 장치에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-404-12, 과제명: 3G Evolution 무선전송 기술 개발].
제 3 세대 이동통신에서 이후부터는 패킷 형태의 데이터를 지원하는 서비스에 대한 요구가 증가되고 있다. 특히 패킷 형태의 데이터는, 종래의 회선형태의 데이터에 비해서 데이터 전송률의 변화가 매우 크고, 데이터 전송률도 매우 크기 때문에 효율적인 전송 방식에 대한 요구가 매우 증가되고 있다.
이러한 요구에 대해서 OFDM 방식은 주파수에 따라 다른 이득과 잡음 효과를 가진 채널의 주파수 대역을 여러 개로 나누고, 각 대역마다 적절한 데이터 비트의 개수를 할당하여 전송하는 방식으로써, 시간적으로 연속적인 데이터를 일정 시간 단위로 구분하여 병렬로 변환하여 각각 분리된 부반송파에 실어 전송함으로써 데이터 전송률을 높이는 방식이다. 또한, 연속적인 데이터를 병렬로 전송함으로써 시간적인 불연속성을 확보할 수 있기 때문에 데이터 전송률의 변화가 매우 큰 패킷 형태에서 스케줄링을 효율적으로 확보할 수 있는 장점이 있다.
한편, 통신 시스템에서는 패킷과 같이 데이터 전송률과 전송률의 변화가 순시적으로 변경되기 때문에, 고정된 형태의 자원을 할당하는 것은 전송 효율 측면에서 매우 비효율적이다. 따라서, 통신을 위한 채널 매체의 상태나 전송하여야 하는 데이터의 양에 따라 패킷 데이터 전송률을 순시적으로 변경할 수 있도록 해야 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 상기와 같이 순시적으로 데이터 전송률을 변경하는 방법은 전송 효율은 증가시킬 수 있지만, 순시적으로 변경되는 데이터에 대한 제어 정보를 일일이 알려주어야 하는 점은 단점이 될 수 있다. 따라서, 순시적으로 변경되는 제어 정보를 효율적으로 전송하는 방법에 대한 요구가 필요하게 된다.
종래에 하향링크 패킷 형태의 데이터를 전송하는 방식으로 3GPP2의 1xEV-DO, 3GPP RELEASE-5로 불리는 HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) 방식, 그리고 IEEE 802.16e 방식을 사용하는 Mobile WIMAX (일명 WiBRO) 방식이 있다.
3GPP2 1xEV-DO에서는 하향링크로 지정된 시간 슬롯에 DRC(Data Rate Control)을 패킷 데이터와 같이 알려줌으로써 하향링크의 패킷 형태의 데이터 정보를 전달하고, 이동국에서는 DRC를 수신함으로써 전송된 패킷 데이터 정보를 파악하 여 정확히 수신할 수 있도록 한다.
HSDPA에서는 하향링크로 HS-SCCH를 통해 패킷 형태의 데이터의 변조 방식, 할당된 OVSF 채널, 데이터 전송률 등에 관련된 정보를 패킷 데이터와 일정 시간 간격을 유지한 채 전송함으로써 패킷 데이터 전송 효율을 향상시키는 방법을 사용한다. 여기에서 HS-SCCH는 공통 채널로서 모든 이동국들이 확인하는 채널들로서, 그 채널의 수가 4로 고정되어 이동국들은 4개의 HS-SCCH를 통해서, 해당되는 제어 정보가 전송되었는지를 확인하게 된다.
HSDPA에서 사용한 제어 정보 전송 방식은 HS-SCCH를 위해서 4개의 채널을 항상 설정해놓고 데이터 채널로는 사용할 수 없기 때문에 제어 정보가 증가하게 되어 HS-SCCH를 증가시킬 경우에는 데이터 전송 효율이 줄어들게 된다.
또한, HSDPA에서는 CDMA 방식을 사용하여 HS-SCCH와 데이터 채널을 OVSF를 통해 직교성을 확보할 수 있기 때문에 데이터에 영향을 주지 않지만, 만약 CDMA 방식이 아닌 TDMA나 OFDM 방식을 통해 시간적으로 제어 정보와 데이터가 분리되는 경우에는, 제어 정보의 전송 여부에 따라 데이터가 전송되는 자원이 불규칙적으로 변경될 수 있기 때문에, 전송 방식이 매우 복잡해 지는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위하여 하향링크를 통해 데이터 전송을 위한 제어 정보를 전송함에 있어서, 제어 정보의 전송 여부를 위한 별도의 정보인 제어 표식 정보를 전송함으로써 전송 제어 정보가 없을 경우에는 전송하지 않고, 해당 자원을 데이터 전송에 사용할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 이동국에서 제어 정보의 전송 여부를 위한 별도의 정보를 받아 제어 정보를 효율적으로 수신할 수 있도록 하며, 더불어 이동국에서 데이터를 받는 구조를 간단히 구성할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 하향링크 제어 채널 및 패킷데이터 전송에 있어서 제어 표식 채널을 통해서 제어 채널의 전송 여부를 알려줌으로써, 검출하여야 하는 제어 채널의 수를 미리 줄여줄 수 있으며, 더불어 전송 자원을 효율적인 사용을 가능케 하여 데이터 전송률을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 (a) 제어 정보를 전송하는 제어 채널을 생성하는 제어 채널 생성단계; (b) 상기 제어 채널의 전송 여부를 알려주는 제어 표식 채널을 생성하는 제어 표식 채널 생성단계; (c) 상기 제어 정보에 기초하여 패킷 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널을 생성하는 데이터 채널 생성단계; (d) 상기 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 멀티플렉싱하는 멀티플렉싱단계; 및 (e) 상기 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 전송하는 전송단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법이 제공된다.
또한 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 제어 채널 및 패킷 데이터 송신 장치는 (a) 제어 정보를 전송하는 제어 채널을 생성하는 제어 채널 생성부; (b) 상기 제어 채널의 전송 여부를 알려주는 제어 표식 채널을 생성하는 제어 표식 채널 생성부; (c) 데이터 채널을 생성하는 데이터 채널 생성부; (d) 상기 생성된 제어 채널과, 제어 표식 채널 및 데이터 채널의 채널 신호들을 입력받아 멀티플렉싱을 수행하는 멀티플렉싱부; (e) 상기 멀티플렉싱된 채널들을 입력받아 출력신호로 전송하는 채널 전송부; 및 (f) 외부로부터 제어 신호를 수신받고, 상기 제어 채널 생성부, 제어 표식 채널 생성부, 데이터 채널 생성부, 멀티플렉싱부 및 채널 전송 부를 제어하는 전송 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법은 (a) 하나 이상의 채널 별로 지정된 자원으로부터 해당 채널 정보를 구분하는 디멀티플렉싱 단계; (b) 상기 디멀티플렉싱에 따라 제어 표식 채널을 수신하는 제어 표식 채널 수신 단계; (c) 상기 수신된 제어 표식 채널의 정보를 이용하여 제어 채널을 수신하는 제어 채널 수신 단계; 및 (d) 상기 수신된 제어 표식 채널의 정보와 상기 수신된 제어 채널의 정보를 이용하여 데이터 채널을 수신하는 데이터 채널 수신 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 하향링크 제어 및 패킷 데이터 송수신 방법 및 장치에 대해 좀더 자세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
종래 기술에 따른 제어 채널 전송 방식에 따르면 제어 채널과 제어 채널에서 정보를 알려준 데이터 채널이 전송되므로, 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다.
도 1은 기존의 제어 채널 전송 방식에 따른 하향링크 제어 및 패킷 데이터 전송 장치이다. 외부 입력신호(110)가 들어오면 전송 제어부(170)는 각종 제어 신호와 데이터 신호를 제어하게 된다. 제어 채널 생성부(120)에서는 제어 채널이 생 성되고, 데이터 채널 생성부(130)에서는 데이터 채널이 생성된다.
생성된 채널에 자원 할당부(140)에 의해 고정된 자원이 할당되고 이들은 채널 전송부(160)에 의해 전송된다. 이 방식은 채널이 일정한 자원에 할당되어 고정되고 그 결과 데이터 채널은 다른 채널이 할당된 부분을 제외한 부분만 사용할 수 밖에 없게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 제어 및 패킷 데이터 송신 장치의 블록도이다.
상기의 기지국 송신 장치는 패킷 데이터 전송을 제어하기 위해 외부로부터 제어 신호(210)를 수신받아 내부적인 제어 신호들을 사용하여 패킷 데이터 전송을 제어하는 전송 제어부(270); 상기 전송 제어부(270)의 제어를 받아서 패킷 데이터를 위한 제어 정보를 전송하는 제어 채널을 생성하는 제어 채널 생성부(220); 상기 전송 제어부(270)의 제어를 받아서 상기 제어 채널의 전송 여부를 알려주는 제어 표식 채널을 생성하는 제어 표식 채널 생성부(230); 상기 전송 제어부(270)의 제어를 받아서 데이터 채널을 생성하는 데이터 채널 생성부(240); 상기 전송 제어부(270)의 제어를 받아서 상기 발생된 제어 채널과, 제어 표식 채널과 데이터 채널, 그리고 그외 전송할 채널 신호를 받아 효과적으로 멀티플렉싱을 수행하는 멀티플렉싱부(250); 및 상기 전송 제어부(270)의 제어를 받아서 상기 멀티플렉싱된 채널들을 전송채널의 출력신호(280)로 출력하는 채널 전송부(260)를 포함한다.
도 2에서는 설명의 편의상 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 기준으로 하여, 이외의 채널 및 상세한 외부 입력 신호 등에 대해서는 제외하고 설명 하기로 한다.
상기 제어채널 생성부(220)는 전송할 데이터 채널에 대한 제어 정보를 전송하는 역할을 수행하는데, 이때 생성되는 제어 채널은 제어 정보가 없을 경우에는 채널이 전송하지 않도록 구성된다. 즉, 전송할 하향링크 데이터 채널에 대한 제어 정보가 있을 경우나, 상향링크에 전송할 데이터에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 경우에만 제어 채널이 전송되고, 전송할 제어 정보가 없는 경우에는 제어 채널을 전송하지 않는다.
한편, 상기 제어표식채널 생성부(230)에서는 상기 제어채널 생성부(220)에서 제어 채널을 발생할 경우와 제어 채널을 발생하지 않을 경우에 대해서 구분된 정보를 발생시킨다.
예를 들어, 복수개(N)의 제어 채널 중에서 0, 1번 제어 채널이 전송되고 나머지 2 ~ N-1의 제어 채널은 전송되지 않는 경우에는 제어표식채널은 0번과 1번 표식 채널은 'ACTIVE'로 정의된 신호를 전송하고, 나머지 2~(N-1)의 제어 채널은 'INACTIVE'로 정의된 신호를 전송한다. 여기에서 'ACTIVE'와 'INACTIVE' 신호는 다양하게 정의될 수 있으며, 가장 간단하게는 '1,' '-1'로 구분할 수 있다.
상기 데이터 채널 생성부(240)에서는 전송하고자 하는 패킷 데이터를 부호화하고 상기 멀티플렉싱부(250)에서 멀티플렉싱할 수 있는 형태로 변환하는 기능을 수행한다.
상기 멀티플렉싱부(250)에서는 상기와 같이 발생된 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 전송 자원에 멀티플렉싱한다.
상기 멀티플렉싱부(250)에서 제어 채널, 제어 표식 채널과 데이터 채널간의 멀티플렉싱을 수행하는데 있어서, 중복되는 자원 문제를 해결하는데 크게 두가지 방법이 사용된다.
첫번째 방법은 미리 상기 데이터 채널 생성부(240)에서 중복되는 자원의 양을 미리 계산하여, 중복되는 경우에는 그 해당되는 자원만큼 줄어든 데이터를 발생시킴으로써, 상기 멀티플렉싱부(140)에서 지정된 제어 채널, 제어 표식 채널과 데이터 채널의 자원에 실제로 매핑시키는 방법이다.
두번째 방법은 중복되는 자원에 대해서는 고려하지 않고, 데이터 채널에 할당된 양에 해당되는 자원을 이용하여 데이터를 발생시키고(예를 들어, 데이터 채널 #0의 경우에는 K D1 x (T 1 + T 2 )), 우선 자원에 할당한다. 그 후에, 제어 채널 및 제어 표식 채널을 나중에 할당함으로써 제어 채널 및 제어 표식 채널이 데이터 채널을 펑쳐링(Puncturing)하도록 하는 방법이다.
상기 멀티플렉싱부(250)에서 멀티플렉싱된 데이터는 상기 채널 전송부(260)를 통해서 출력 신호(280)를 발생시키게 된다.
상기와 같이 전송된 제어 채널과, 제어 표식 채널, 및 데이터 채널은 이동국에서 데이터 채널을 복원하여 패킷 데이터의 송수신을 마무리하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 수신하기 위한 이동국의 수신 장치의 블록도이다.
본 발명에 따른 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 수신하기 위한 이동국의 수신 장치는, 이동국 수신장치를 전반적으로 제어하는 수신 제어부(370)와, 이동국의 입력신호(310)를 받아 채널 수신 신호를 처리하는 채널 수신부(360)와, 수신할 채널 별로 채널을 구분해주는 디멀티플렉싱부(350)와, 상기 디멀티플렉싱된 신호 중에서 채널 표식 채널에 해당되는 신호를 받아 복수개의 제어표식 채널을 검출하여 제어 채널의 전송여부를 확인하는 제어 표식 채널 수신부(330)와, 상기 제어표식 채널 수신부(240)로부터 얻은 정보를 이용하여 'ACTIVE'로 판정된 제어 채널에 대해서만 수신하는 제어 채널 수신부(320)와, 상기 제어 채널 수신부(320)로부터 받은 제어 정보들 중에서 이동국에 해당되는 제어 정보를 검출하여 데이터 채널을 수신하는 데이터 채널 수신부(340)를 포함한다.
이하에서는 도 3을 이용하여 본 발명에 따른 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 수신하기 위한 이동국의 수신 장치에 대해 상세히 기술하기로 한다.
우선, 상기 채널 수신부(360)는 적용된 전송방식에 따라 변경될 수 있는 모듈로서, 도 1이나 도 2에 도시된 채널 전송부(160, 260)에 대응되는 역할을 수행한다.
예를 들어, 상기 채널 전송부(160, 260)가 OFDM을 위해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)로 구현되어 있으면, 상기 채널 수신부(360)는 FFT(Fast Fourier Transform)로 구성된다.
상기 채널 수신부(360)에서 출력되는 신호는 제어 채널, 제어 표식 채널, 그리고 데이터 채널이 모두 멀티플렉싱된 신호이므로, 이를 채널 별로 구분해주어야 한다.
이와 같이 채널 별로 구분하는 역할을 상기 디멀티플렉싱부(350)에서 수행한다. 여기에서 제어 표식 채널은 고정된 자원을 할당받아 사용되므로, 해당되는 자원에서 구분해낸다.
또한, 제어 채널도 전송 여부에 상관없이 제어 채널에 할당된 자원에 해당되는 신호를 사용하여 구분해낸다.
제어 채널의 전송 여부를 확인하기 위해서는 제어 표식 채널을 검출한 후에 알게 되므로, 일단은 모든 제어 채널이 전송되지 않았다(INACTIVE)는 가정으로 데이터 채널을 구분해낸다.
상기와 같이 디멀티플렉싱된 각 채널별 신호는 제어 표식 채널 수신부(330)와, 제어 채널 수신부(320)와, 데이터 채널 수신부(340)로 전달된다.
우선, 제어 표식 채널 수신부(330)에서는 모든 가능한(N) 제어 표식 채널에 대해서 검출을 시도하여, 각 제어 채널의 전송 여부에 대한 결과(ACTIVE, INACTIVE)를 얻는다. 여기에서 얻은 결과 정보는 수신 제어부(370)를 통해서 제어 채널 수신부(320)로 전달될 수도 있으며, 제어 표식 채널 수신부(330)에서 제어 채널 수신부(320)로 직접 전달될 수도 있다.
각 제어 채널의 전송 여부를 확인한 제어 채널 수신부(320)에서는 ACTIVE로 설정된 제어 채널에 대해서 수신을 시도한다. 이때 해당 이동국을 위한 인식자(identity)에 정합(matching)하는 제어 채널에 대해서 검출한다. 즉, ACTIVE로 설정된 제어 채널에 대해서 정합하는 인식자를 갖는 제어 채널을 검출하게 된다. 여기에서 얻은 제어 정보도 수신 제어부(370)를 통해서 데이터 채널 수신부(340)로 전달될 수도 있으며, 제어 채널 수신부(320)에서 데이터 채널 수신부(340)로 직접 전달될 수도 있다.
제어 채널 수신부(320)로부터 제어 정보를 받은 상기 데이터 채널 수신부(340)에서는 앞서 디멀티플렉싱된 데이터 채널 중에서 제어 정보에 해당되는 자원을 선택한다.
여기에서, 제어 표식 채널 수신부(330)에서 얻은 결과를 사용한다. 즉, 제어표식 채널 수신부(330)에서 수신한 정보는 모든 제어 채널들의 전송 여부를 알려 주기 때문에, 데이터 채널의 자원들 중에서 제어 채널에 의해서 전송되지 않은 자원과 제어 채널이 전송되지 않아서 실제로 데이터가 전송된 자원을 구분해낼 수 있다.
여기에서 제어 채널이 전송되는 자원의 위치와 데이터 채널이 전송되는 채널은 상이할 수 있기 때문에, 타 이동국을 위한 제어 채널이 해당 이동국을 위한 데이터 채널과 중복될 수 있다. 따라서, 상기 데이터 채널 수신부(340)에서는 상기 제어 표식 채널 수신부(330)에서 얻은 결과를 사용하여 정확한 데이터 자원을 재추출하여 데이터 채널을 수신한다.
여기에서, 재추출된 데이터 채널을 구성하는 방법은 전송하는 방식에 따라 변경되어야 한다. 즉, 기지국에서 제어 채널과 데이터 채널을 멀티플렉싱하는 데 있어서, 미리 데이터 채널에 할당되는 자원의 수를 계산하여 그 자원의 수에 맞춰서 데이터 채널을 발생시킬 경우에는 재추출된 데이터는 제어 채널과 중복되는 위치의 자원은 제거하고 데이터만 전송된 자원을 모아서 재추출한다.
하지만, 기지국에서 제어 채널의 전송 여부에 상관없이 지정된 데이터 채널의 자원의 수에 맞춰 데이터 채널을 발생시킬 경우에는 전송된 데이터 자원의 수에 맞추어 수신 데이터를 재추출하며, 다만 제어 채널과 중복되는 위치에 해당되는 수신 데이터는 제어 채널에 의해서 천공(펑쳐링, puncturing)되어 있기 때문에 실제로 데이터 신호가 전송되지 않으므로, 이에 해당되는 수신 데이터에는 예를 들면 '0'과 같은 임의의 값으로 채운다.
상기와 같이 재추출된 데이터 채널을 이용하여 복호화 과정을 거쳐 하향링크 패킷 데이터 수신을 완료하게 된다.
도 4에서는 종래의 제어 채널과 데이터 채널의 전송을 기초로 한 자원 할당 지도를 OFDM 시스템을 가정하여 도시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이 T1 기간에 해당하는 자원에는 제어 채널 0 ~ N-1이 할당된다. 일단 제어 채널로 할당된 이 블럭은 데이터 채널로서 사용되는 경우는 없다. 그 결과 데이터 채널은 T2 기간에 해당하는 자원에만 할당되어 있다.
현재 도 4에서 두 개의 제어 채널과 두 개의 하향링크 데이터 채널이 전송되는 일례를 도시하고 있다. 제어 채널 0과 제어 채널 1을 통해서 제어 채널이 전달되고, 나머지 제어 채널 2 ~ N-1에 대해서는 전송되지 않는다. 하지만, 제어 채널을 위한 자원을 고정 할당하였기 때문에 이 자원에 데이터 채널을 사용할 수 없으며, 따라서 T1 구간에서는 데이터를 전송할 수 없다. 결국 데이터 전송률이 낮다.
도 5a 내지 도 5c에서는 본 발명에 따른 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이 터 채널의 자원 할당 지도를 OFDM 시스템을 가정하여 도시하였다.
도 5a에서는 본 발명에 따른 제어 표식 채널을 추가한 자원 할당 지도의 일례를 도시하고 있다. 도 4과 달리 제어 표식 채널이 추가된 상태이다. 제어 채널이 전송되지 않은 구간에서는 데이터 채널이 전송되지 않는 제어 채널을 자유롭게 사용할 수 있어서 데이터 전송률을 증대시킬 수 있다.
도면을 참조하여 좀더 상세히 기술하면, 우선 T1 구간 동안 할당된 제어 채널 중 제어 표식 채널은 제어 채널 0과 1에 대해서는 'ACTIVE' 나머지 2~ N-1에 대해서는 'INACTIVE'로 설정되어 전송된다. 일반적으로 제어 채널의 자원(NxKc)보다는 제어 표식 채널의 자원(NxKi)이 월등히 적기 때문에 제어 표식 채널에는 고정된 자원을 할당하고, 제어 채널은 필요한 경우에만 사용할 수 있도록 함으로써 데이터 전송 효율을 증대시키게 되는 것이다.
도 5b에서는 본 발명에 따른 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널의 자원 할당 지도를 OFDM 시스템을 가정하여 도시한 또 다른 일례이다.
도 5b의 실시예는, 도 5a에 도시된 자원 할당 지도에 나타나 있는 것처럼 제어 표식 채널을 제어 채널 별로 주파수 자원으로 구분하는 방법을 사용하지 않는다. 대신, 복수개의 제어 표식 채널을 공통된 주파수 자원을 사용하여 일시적으로 특정 주파수 자원에만 채널 표식 채널이 전송되는 것을 방지함으로써 데이터 채널의 수신 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도 5c에서는 본 발명에 따른 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널의 자원 할당 지도를 OFDM 시스템을 가정하여 도시한 또 다른 일례이다. 도 5b에 도시된 자원 할당 지도에서는 각 제어 채널의 자원을 주파수 자원에서 연속되게 할당하였다. 이에 반해, 도 5c에서는 각 제어 채널들의 자원을 주파수 자원에서 분리하여 할당함으로써, 주파수간 다이버시티 특성을 극대화시킬 수 있다. 특히, 제어 채널과 같이 최적의 주파수 자원을 유기적으로 할당할 정보를 갖지 못하는 경우에는 주파수간 다이버시티를 확보해 주는 것이 더욱 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 제어 표식 채널을 채용하여 제어 채널 및 패킷 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 송신 장치는 제어 정보 전송을 위해 제어 채널을 생성((610)한다. 여기서 데이터 채널에 대응되는 제어 채널을 생성할 수 있을 것이다. 이 때 전송할 제어 정보가 없는 경우에는 제어 채널을 전송하지 않는다.
다음으로는 제어 표식 채널을 생성(620)한다. 제어 표식 채널은 전송할 제어 정보가 있는지를 확인하여 상대방 수신 장치에 제어 채널의 전송 여부를 알려준다. 이 때 제어 채널의 전송 여부는 이진 형태로 알려줄 수 있을 것이다. 앞선 설명한 바와 같이, 'ACTIVE,' 'INACTIVE' 또는 '1,' '0' 등의 이진 표현 방법이면 어떤 것이라도 상관없다. 이렇게 제어 표식 채널을 생성하여 이용함으로써 제어 채널 및 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
제어 표식 채널은 이미 생성된 제어 채널에 각각이 대응되도록 할당하여 생성할 수 있으며, 이 때 제어 표식 채널은 고정된 자원에 할당될 것이다. 더 상세하게는, 복수 개의 제어 표식 채널이 동일한 주파수 자원을 사용하고, 상기의 복수개 의 제어 표식 채널이 구분된 시퀀스로 구분되도록 할 수 있다. 즉, 제어 채널별로 사용자를 구분할 수 있는 임의의 시퀀스를 할당하고, 각 제어 채널별로 할당된 시퀀스를 사용하여 전송할 수 있을 것이다.
이 때 시퀀스들은 직교성을 갖도록 하면 잡음과 이득 측면에서 더욱 향상된 통신 성능을 얻을 수 있다. 이러한 직교 시퀀스로는 Walsh-시퀀스나 OVSF 시퀀스 등이 있으며, Pseudo-random 시퀀스로서, PN 시퀀스나 Gold 시퀀스 등을 사용할 수 있다.
이제 데이터 채널이 전송될 데이터 채널 생성(630)한다. 이 패킷 데이터는 제어 정보에 기초하여 전송될 것이다. 데이터를 최대한 활용하기 위해서는, 데이터 채널이 전송될 자원에 대한 정보를 미리 확보한 후에, 상기 자원의 수에 맞는 데이터 양을 생성하면 자원을 효율적으로 이용할 수 있을 것이다.
이 단계에서, 본 발명에 의한 일실시예에 따르면, 주어진 데이터 채널에 할당된 자원의 수만큼 데이터의 양을 발생시키고, 제어 채널에 의해 실제로 전송되지 못하는 데이터에 대해서는 예를 들어 이진 표식('1'이나 '0')이 아닌 별도의 표식(예를 들어 'x')을 통해 멀티플렉싱에서 제외될 수 있도록 한다.
좀더 구체적으로 설명하면, N개의 데이터가 예를 들면 이진수로 '1'이나 '0'의 형태로 생성된다. 제어 채널에 의해서 N개의 데이터 중 전송되지 못하는 데이터 갯수 M이 계산된다. 상기 N개의 이진 데이터 중에서 M개에 해당되는 데이터는 예를 들어 'x'로 표시한다. 실제로 전송되는 데이터 갯수는 N-M이므로 특정 규칙에 의해서 (0, 1, x)로 되어 있는 데이터가 할당된다. 이 때 0 혹은 1에 해당되는 신호가 입력되는 경우에는 정상적으로 자원이 할당되고, x에 해당되는 신호가 입력되는 경우에는 x에 해당되는 신호를 제외하게 된다. 위와 같은 할당 제외를 위한 별도의 표식 신호 x를 DTX 비트(Discontinuous Transmit) 비트라고 한다.
이제 앞서 생성된 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 멀티플렉싱(640)한다. 데이터 채널이 전송될 자원에 대한 정보를 미리 확보한 후에, 자원의 수에 맞는 데이터 양을 생성하고, 제어 채널에 의해 전송되지 못하는 데이터에 대해서는 별도의 표식을 통해 이 단계에서 제외될 수 있도록 할 수 있다.
이 단계에서 일실시예에서는 자원의 효율적인 이용을 위해 전송하지 않는 제어 채널의 자원에는 데이터 채널을 전송할 수 있도록 할 수 있다.
상기 제어 채널과 제어 표식 채널을 고정된 자원에 할당할 수도 있으나 주파수 자원 다이버시티(diversity)를 위해서는 상기 제어 채널 및 제어 표식 채널을 주파수 자원에서 임의로 할당할 수도 있다.
마지막으로 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 전송(650)하는 것으로서 제어 채널 및 패킷 데이터 전송을 완료한다.
도 7은 본 발명에 따른 제어 표식 채널을 채용하여 제어 채널 및 패킷 데이터를 수신하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저 수신 장치에서는 디멀티플렉싱 단계(710)에서 하나 이상의 채널 별로 지정된 자원으로부터 해당 채널 정보를 구분한다.
좀더 상세하게는, 먼저 제어 표식 채널은 할당된 자원 정보를 사용하여 구분하고, 다음으로 제어 채널은 전송 여부에 관계없이 제어 채널에 할당된 자원 정보 를 사용하여 구분하고, 마지막으로 데이터 채널을 다른 채널과 자원 중복 여부에 관계없이 상기 데이터 채널에 할당된 모든 자원을 이용하여 구분한다.
다음으로 수신 장치는 디멀티플렉싱(710) 이후 제어 표식 채널을 수신(720)한다. 이 때 수신 장치는 사용가능한 모든 제어 표식 채널 검출을 시도하게 된다.
수신 장치는 이제 앞서 수신된 제어 표식 채널의 정보를 이용하여 제어 채널을 수신(730)한다. 즉, 제어 표식 채널을 검출하여 전송되었다고 판단되는 제어 채널에 대해서만 검출을 시도하게 된다.
다음으로 수신 장치는 앞서 수신된 제어 표식 채널의 정보와 상기 수신된 제어 채널의 정보를 이용하여 데이터 채널을 수신하는 데이터 채널 수신 단계(740)를 통해 수신을 완료한다.
데이터 채널 수신 단계(740)는, 좀더 상세하게는, 제어 표식 채널 수신 결과를 사용하여 데이터 채널이 전송된 자원에 대한 정보를 확보하고, 상기 정보에 따라 전송된 자원을 재추출한다. 이 전송 자원 재추출은 데이터 채널이 다른 채널들과 구분된 자원을 사용하도록 멀티플렉싱된 경우에는 데이터 채널의 자원에 해당되는 정보만을 모아서 재추출할 수 있다. 또는, 데이터 채널이 다른 채널들에 의해 펑쳐링되도록 멀티플렉싱 된 경우에는, 데이터 채널의 자원을 펑쳐링한 다른 채널들의 자원을 포함하여 모으고, 다른 채널들의 자원에는 예를 들면 '0' 또는 '1'과 같은 임의의 지정된 값으로 설정하여 재추출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 하향링크 제어 및 패킷 데이터 전송 장치의 블록 도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 제어 및 패킷 데이터 송신 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 제어 및 패킷 데이터 수신 장치의 블록도이다.
도 4는 OFDM을 가정한 종래 기술에 따른 하향링크 제어 채널 및 데이터 채널의 자원 할당 지도를 나타낸다.
도 5(a)는 OFDM을 가정한 본 발명의 일실시예에 따라 구성된 하향링크 제어 채널 및 데이터 채널의 자원 할당 지도를 나타낸다.
도 5(b)는 OFDM을 가정한 본 발명의 일실시예에 따라 공통된 자원을 사용하는 제어표식 채널할당을 고려한 하향링크 제어 채널 및 데이터 채널의 자원 할당 지도를 나타낸다.
도 5(c)는 OFDM을 가정한 본 발명의 일실시예에 따라 제어 채널의 자원을 분배해서 할당하도록 설정된 하향링크 제어 채널 및 데이터 채널의 자원 할당 지도를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 제어 표식 채널을 채용하여 제어 채널 및 패킷 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제어 표식 채널을 채용하여 제어 채널 및 패킷 데이 터를 수신하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (24)

  1. (a) 제어 정보를 전송하는 제어 채널을 생성하는 제어 채널 생성단계;
    (b) 상기 제어 채널의 전송 여부를 알려주는 제어 표식 채널을 생성하는 제어 표식 채널 생성단계;
    (c) 상기 제어 정보에 기초하여 패킷 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널을 생성하는 데이터 채널 생성단계;
    (d) 상기 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 멀티플렉싱하는 멀티플렉싱단계; 및
    (e) 상기 제어 채널, 제어 표식 채널 및 데이터 채널을 전송하는 전송단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 제어 채널 생성단계는, 전송할 제어 정보가 있는 제어 채널만 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 제어 표식 채널 생성단계는, 상기 제어 채널에 대응되도록 할당된 채널을 상기 제어 표식 채널로 생성하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (b) 제어 표식 채널 생성단계는, 상기 제어 채널의 전 송 여부를 이진 형태로 이동국에 알려주는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (b) 제어 표식 채널 생성단계는,
    복수 개의 제어 표식 채널이 동일한 주파수 자원을 사용하고, 상기의 복수 개의 제어 표식 채널이 구분된 시퀀스로 구분되도록 하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 표식 채널에 할당되는 시퀀스들은 직교성을 갖는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (c) 데이터 채널 생성단계는,
    상기 데이터 채널이 전송될 자원에 대한 정보를 미리 확보한 후에, 상기 자원의 수에 맞는 데이터 양을 생성하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (c) 데이터 채널 생성단계는,
    상기 데이터 채널이 전송될 자원에 대한 정보를 미리 확보한 후에, 상기 자원의 수에 맞는 데이터 양을 생성하고, 상기 제어 채널에 의해 전송되지 못하는 데이터에 대해서는 전송되는 데이터와 다른 별도의 표식을 하여 상기 멀티플렉싱 단 계에서 제외될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 멀티플렉싱 단계는, 전송하지 않는 제어 채널의 자원에는 데이터 채널을 전송할 수 있도록 멀티플렉싱하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 멀티플렉싱 단계는, 주파수 자원 다이버시티를 위해 상기 제어 채널 및 제어 표식 채널을 주파수 자원에서 임의로 할당하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 전송방법.
  11. (a) 제어 정보를 전송하는 제어 채널을 생성하는 제어 채널 생성부;
    (b) 상기 제어 채널의 전송 여부를 알려주는 제어 표식 채널을 생성하는 제어 표식 채널 생성부;
    (c) 데이터 채널을 생성하는 데이터 채널 생성부;
    (d) 상기 생성된 제어 채널과, 제어 표식 채널 및 데이터 채널의 채널 신호들을 입력받아 멀티플렉싱을 수행하는 멀티플렉싱부;
    (e) 상기 멀티플렉싱된 채널들을 입력받아 출력신호로 전송하는 채널 전송 부; 및
    (f) 외부로부터 제어 신호를 수신받고, 상기 제어 채널 생성부, 제어 표식 채널 생성부, 데이터 채널 생성부, 멀티플렉싱부 및 채널 전송부를 제어하는 전송 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷데이터 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어 채널 생성부는, 전송할 제어 정보가 있는 제어 채널만 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷데이터 송신 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어 표식 채널 생성부는, 상기 제어 채널과 대응되도록 할당된 채널을 제어 표식 채널로 사용하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷데이터 송신 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제어 표식 채널 생성부는, 복수 개의 제어 표식 채널이 동일한 주파수 자원을 사용하고, 상기의 제어 표식 채널 별로 구분된 시퀀스로 상기 제어 표식 채널이 구분되도록 하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷데이터 송신 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 시퀀스들은 직교성을 갖는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 송신 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 데이터 채널 생성부는, 상기 데이터 채널이 전송될 자원에 대한 정보를 미리 확보한 후에, 상기 자원의 수에 맞는 데이터 양을 생성하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 송신 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 데이터 채널 생성부는, 상기 데이터 채널이 전송될 자원에 대한 정보를 미리 확보한 후에, 상기 자원의 수에 맞는 데이터 양을 생성하고, 상기 제어 채널에 의해 전송되지 못하는 데이터에 대해서는 별도의 표식을 통해 멀티플렉싱에서 제외될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 송신 장치.
  18. (a) 하나 이상의 채널 별로 지정된 자원으로부터 해당 채널 정보를 구분하는 디멀티플렉싱 단계;
    (b) 상기 디멀티플렉싱에 따라 제어 표식 채널을 수신하는 제어 표식 채널 수신 단계;
    (c) 상기 수신된 제어 표식 채널의 정보를 이용하여 제어 채널을 수신하는 제어 채널 수신 단계; 및
    (d) 상기 수신된 제어 표식 채널의 정보와 상기 수신된 제어 채널의 정보를 이용하여 데이터 채널을 수신하는 데이터 채널 수신 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 (a) 디멀티플렉싱 단계는,
    (a1) 상기 제어 표식 채널은 할당된 자원 정보를 사용하여 구분하고,
    (a2) 상기 제어 채널은 전송 여부에 관계없이 상기 제어 채널에 할당된 자원 정보를 사용하여 구분하고, 및
    (a3) 상기 데이터 채널은 다른 채널과 자원 중복 여부에 관계없이 상기 데이터 채널에 할당된 모든 자원을 이용하여 구분하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 (b) 제어 표식 채널 수신 단계는,
    사용가능한 모든 제어 표식 채널 검출을 시도하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 (c) 제어 채널 수신 단계는, 상기 제어 표식 채널 검출을 시도한 결과, 전송되었다고 판단되는 제어 채널에 대해서만 검출을 시도하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 (d) 데이터 채널 수신 단계는,
    (d1) 상기 제어 표식 채널 수신 결과를 사용하여, 데이터 채널이 전송된 자원에 대한 정보를 확보하고,
    (d2) 상기 정보에 따라 상기 전송된 자원을 재추출하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 전송된 자원을 재추출하는 것은,
    상기 데이터 채널이 다른 채널들과 구분된 자원을 사용하도록 멀티플렉싱된 경우에는 상기 데이터 채널의 자원에 해당되는 정보만을 모아서 재추출하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 전송된 자원을 재추출하는 것은,
    상기 데이터 채널이 다른 채널들에 의해 펑쳐링되도록 멀티플렉싱 된 경우에는, 데이터 채널의 자원을 펑쳐링한 다른 채널들의 자원을 포함하여 모으고, 상기 다른 채널들의 자원에는 임의의 지정된 값으로 설정하여 재추출하는 것을 특징으로 하는 제어 채널 및 패킷 데이터 수신 방법.
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