KR101364884B1 - 부호어 생성 방법 및 이를 이용한 제어정보 전송 방법 - Google Patents

부호어 생성 방법 및 이를 이용한 제어정보 전송 방법 Download PDF

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Abstract

4개의 심벌(P0, P1, P2, P3)을 조합하여 생성한 벡터로부터 부호어를 생성하는 부호어 생성 방법은 상기 4개의 심벌을 중복 조합하여 길이 8인 16개의 벡터(Vi, i=0~F, i는 인덱스)를 생성하는 단계 및 상기 16개의 벡터의 조합에 데이터를 맵핑하여 부호어를 생성하는 단계를 포함한다. 일정한 수의 부반송파로 더욱 큰 비트수의 데이터를 표현할 수 있으므로, 이에 따라 제어정보를 더욱 세밀한 레벨로 전송할 수 있고, 더욱 많은 종류의 제어정보를 나타낼 수 있으며, 제어정보의 종류를 구분하기 위한 인덱스가 별도로 필요하지 않으므로 제어정보의 전송에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다.

Description

부호어 생성 방법 및 이를 이용한 제어정보 전송 방법{Method for producing codeword and transmitting control information using the same}
도 1은 무선 통신시스템을 도시한 예시도이다.
도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸다.
도 3은 데이터를 적재하는 타일의 일예를 도시한 예시도이다.
도 4는 데이터를 부호화하여 전송하였을 경우의 FER을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 부호어 생성 방법 및 이를 이용한 제어정보 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정한 자원영역으로 더 많은 종류의 데이터를 표현하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선 통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하여 전송할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)은 주파수 대역을 다수의 직교 부반송파로 분할하여 데이터를 전송하는 다중 반송파 변조 기법으로서 차세대 멀티미디어 무선 통신시스템에서 주목받고 있는 핵심기술 중 하나이다. OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)는 OFDM에 FDMA(frequency division multiple access) 또는 TDMA(time division multiple access) 또는 CDMA(code division multiple access)를 결합하여 다중 사용자의 다중화를 제공하는 기법이다.
일반적으로 기지국에서 단말로, 또는 단말에서 기지국으로 데이터를 전송한다. 데이터는 특정 단말이나 단말의 그룹을 위한 사용자 데이터와 제어정보를 포함한다. 이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국에서 단말으로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국과 단말은 다수의 송신기와 다수의 수신기를 포함할 수 있다. 송신기에서는 데이터를 부호화(coding)하여 부호어를 다수의 부반송파에 맵핑하여 전송한다. 수신기에서는 수신신호를 디맵핑하여 데이터의 부호어를 얻고, 이를 복호(decoding)하여 원래의 데이터를 획득하게 된다.
제어정보에는 채널 상태를 알려주는 채널품질정보(Channel Quality Information; CQI), 다중안테나 시스템에서의 프리코딩 행렬 정보(Precoding Matrix Information; PMI), 랭크 정보(Rank Information; RI) 등이 다양한 종류가 있다. 이러한 제어정보는 기지국과 단말 간의 원활한 통신을 위하여 주기적 또는 수시로 전송된다. 제어정보의 페이로드(payload)를 크게 하면 더욱 세밀한 제어정 보를 표현하여 전송할 수 있다. 예를 들어, CQI를 6비트로 전송하는 경우에는 최대 64레벨의 CQI를 표현할 수 있는데, CQI를 7비트로 전송하게 되면 최대 128레벨의 CQI를 표현할 수 있어서 채널상태를 더욱 정확히 나타낼 수 있게 된다. 그러나 무선자원은 한정되어 있고, 제어정보 전송을 위해 많은 무선자원을 할당할수록 사용자 데이터의 전송에 할당되는 무선자원은 줄어든다. 제어정보의 전송에 할당되는 무선자원을 늘리는 데에는 한계가 있다.
보다 많은 제어정보를 한정된 무선자원으로 전송할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 일정한 자원영역으로 보다 많은 종류의 데이터를 표현할 수 있도록 하는 부호어 생성 방법 및 이를 이용한 데이터 전송 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따른
Figure 112007046050365-pat00001
,
Figure 112007046050365-pat00002
, ,
Figure 112007046050365-pat00003
,
Figure 112007046050365-pat00004
인 4개의 심벌(P0, P1, P2, P3)을 조합하여 생성한 벡터로부터 부호어를 생성하는 부호어 생성 방법은 상기 4개의 심벌을 중복 조합하여 다음과 같은 길이 8인 16개의 벡터(Vi, i=0~F, i는 인덱스)를 생성하는 단계 V0={P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, P3}, V1={P0, P3, P2, P1, P0, P3, P2, P1}, V2={P0, P0, P1, P1, P2, P2, P3, P3}, V3={P0, P0, P3, P3, P2, P2, P1, P1}, V4={P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0}, V5={P0, P2, P0, P2, P0, P2, P0, P2}, V6={P0, P2, P0, P2, P2, P0, P2, P0}, V7={P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, P2}, V8={P0, P3, P2, P2, P1, P1, P0, P0}, V9={P0, P2, P1, P0, P3, P2, P1, P0}, VA={P0, P3, P0, P0, P1, P1, P2, P2}, VB={P0, P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2}, VC={P0, P1, P3, P1, P3, P1, P3, P1}, VD={P0, P1, P1, P3, P1, P3, P3, P1}, VE={P0, P1, P3, P1, P1, P3, P1, P3}, VF={P0, P3, P3, P3, P3, P3, P3, P3} 및 상기 16개의 벡터의 조합에 데이터를 맵핑하여 부호어를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 복수의 타일을 포함하는 서브채널을 통해 제어정보를 전송하는 제어정보 전송 방법은 하나의 타일에 맵핑되는 벡터를 복수 개 생성하는 단계, 상기 복수 개의 벡터를 조합하여 상기 제어정보를 나타내는 부호어를 생성하는 단계 및 상기 부호어를 상기 서브채널에 맵핑하여 전송하는 단계를 포함하되, 상기 부호어는 서로 직교하는 벡터들로 이루어지는 제1 벡터 세트와 서로 직교하는 벡터들로 이루어지는 제2 벡터 세트 중 어느 하나에 속하는 벡터만으로 생성되고, 상기 제1 벡터 세트에 속하는 벡터와 상기 제2 벡터에 속하는 벡터는 서로 직교하지 않는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 무선 통신시스템을 도시한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신시스템은 기지국(10, base station; BS)과 적어도 하나 이상의 단말(20, user equipment; UE)을 포함한다. 하나의 기지국(10)에는 적어도 하나 이상의 셀(cell)이 배치된다. 이동통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
기지국(10)은 일반적으로 단말(20)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말(20)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(10)과 단말(20)은 송신기(transmitter)와 수신기(receiver)를 포함한다. 기지국(10)은 다수의 송신기와 다수의 수신기를 포함할 수 있다. 단말(20)은 다수의 송신기와 다수의 수신기를 포함할 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(20)의 일부이고 수신기는 기지국(10)의 일부일 수 있다. 하향링크에서 송신기는 기지국(10)의 일부이고 수신기는 단말(20)의 일부일 수 있다.
무선 통신시스템은 OFDM/OFDMA 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기에서 데이 터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다수의 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다.
도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 OFDMA 프레임일 수 있다.
도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크 프레임과 상향링크 프레임을 포함한다. 시간 분할 이중(Time Division Duplex)은 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임에는 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink)-MAP, UL(Uplink)-MAP, 하향링크 버스트(DL burst) 영역이 포함된다. 상향링크 프레임은 상향링크 버스트(UL burst) 영역이 포함된다.
상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다.
프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. DL-MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. 하향링크 버스트 프로파일은 하향링크 물리 채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다. UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리 채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.
상향링크 프레임의 일부에는 패스트 피드백 영역(fast feedback region)이 포함된다. 패스트 피드백 영역은 일반적인 상향링크 데이터에 비해 보다 신속한 상향링크 전송을 위해 할당되는 영역으로, CQI나 ACK/NACK 신호 등이 실릴 수 있다. 패스트 피드백 영역은 링크 프레임 어디에도 위치할 수 있으며, 반드시 도시된 위치나 크기에 한정되지 않는다.
이하에서, 슬롯(slot)은 최소한의 가능한 데이터 할당 유닛으로, 시간과 서브채널(subchannel)로 정의된다. 상향링크에서 서브채널은 다수의 타일(tile)로 구성될 수 있다(construct). 서브채널은 6 타일로 구성되고, 상향링크에서 하나의 버 스트는 3 OFDM 심벌과 1 서브채널로 구성될 수 있다. PUSC(Partial Usage of Subchannels) 순열(permutation)에 있어서, 각 타일은 3 OFDM 심벌 상에서 4 인접하는 부반송파를 포함할 수 있다. PUSC의 부반송파는 8개의 데이터 부반송파와 4개의 파일럿 부반송파를 포함할 수 있다. 선택적인(optional) PUSC 순열에 있어서, 각 타일은 3 OFDM 심벌 상에서 3 인접하는 부반송파를 포함할 수 있다. 선택적인 PUSC의 부반송파는 8개의 데이터 부반송파와 1개의 파일럿 부반송파를 포함할 수 있다. 서브채널에 포함되는 타일은 전 대역에 분산되어 배치된다. 빈(bin)은 OFDM 심벌 상에서 9 인접하는(contiguous) 부반송파를 포함한다. 밴드(band)는 빈의 4 행(row)의 그룹을 말하고, AMC(Adaptive modulation and Coding) 서브채널은 동일한 밴드에서 6 인접하는 빈들로 구성된다.
도 3은 데이터를 적재하는 타일의 일예를 도시한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 하나의 서브채널은 6 타일로 구성되고 PUSC 순열에 있어서, 각 타일은 3 OFDM 심벌 상에서 4 인접하는 부반송파를 포함할 수 있다. PUSC의 부반송파는 8개의 데이터 부반송파와 4개의 파일럿 부반송파를 포함할 수 있다. 데이터 부반송파에는 데이터가 실린다. 데이터는 사용자 데이터와 제어정보로 구분될 수 있다. 파일럿 부반송파에는 파일럿 신호 또는 'Null'이 실릴 수 있다. 즉, 하나의 서브채널은 48개의 데이터 부반송파를 포함하고, 48개의 데이터 부반송파로 데이터를 실을 수 있다.
선택적인(optional) PUSC 순열에 있어서, 각 타일은 3 OFDM 심벌 상에서 3 인접하는 부반송파를 포함할 수 있다. 선택적인 PUSC의 부반송파는 8개의 데이터 부반송파와 1개의 파일럿 부반송파를 포함할 수 있다. 서브채널에 포함되는 타일은 전 대역에 분산되어 배치된다. 빈(bin)은 OFDM 심벌 상에서 9 인접하는(contiguous) 부반송파를 포함한다. 밴드(band)는 빈의 4 행(row)의 그룹을 말하고, AMC(Adaptive modulation and Coding) 서브채널은 동일한 밴드에서 6 인접하는 빈들로 구성된다.
이하, 하나의 서브채널을 통하여 데이터의 부호어를 생성하고 전송하는 방법에 대하여 설명한다.
데이터는 사용자 데이터 및 제어정보를 포함한다. 제어정보에는 채널품질정보(Channel Quality Information; CQI)와 프리코딩 행렬 정보(Precoding Matrix Information; PMI), 랭크 정보(Rank Information; RI) 등의 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 정보가 포함될 수 있다.
설명을 명확히 하기 위해, 하나의 서브채널은 6 타일을 포함하고, 하나의 타일은 PUSC 순열로 8 데이터 부반송파와 4 파일럿 부반송파로 구성되는 것으로 가정한다. 즉, 하나의 서브채널은 48 데이터 부반송파와 24 파일럿 부반송파를 포함한다.
사용자 데이터 또는 제어정보는 각 타일의 데이터 부반송파에 맵핑될 수 있다. 표 1은 하나의 타일에 포함되는 8개의 데이터 부반송파에 실리는 심벌들을 나타낸다. 하나의 심벌은 하나의 데이터 부반송파에 변조되고, 하나의 타일에 실리는 8개의 심벌은 하나의 벡터를 구성한다. 즉, 하나의 벡터는 8개의 심벌이 이루는 시 퀀스 길이 8을 가진다. 모두 16가지 종류의 벡터를 구성하고, 그 인덱스는 0~F 사이의 값을 가진다.
Vector index Data subcarrier modulation per codeword
subcarrier(0),subcarrier(1),…,subcarrier(F)
0 P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, P3
1 P0, P3, P2, P1, P0, P3, P2, P1
2 P0, P0, P1, P1, P2, P2, P3, P3
3 P0, P0, P3, P3, P2, P2, P1, P1
4 P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0
5 P0, P2, P0, P2, P0, P2, P0, P2
6 P0, P2, P0, P2, P2, P0, P2, P0
7 P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, P2
8 P0, P3, P2, P2, P1, P1, P0, P0
9 P0, P2, P1, P0, P3, P2, P1, P0
A P0, P3, P0, P0, P1, P1, P2, P2
B P0, P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2
C P0, P1, P3, P1, P3, P1, P3, P1
D P0, P1, P1, P3, P1, P3, P3, P1
E P0, P1, P3, P1, P1, P3, P1, P3
F P0, P3, P3, P3, P3, P3, P3, P3
여기서, 각 벡터를 구성하는 심벌은 다음 수학식 1과 같다.
Figure 112007046050365-pat00005
Figure 112007046050365-pat00006
Figure 112007046050365-pat00007
Figure 112007046050365-pat00008
벡터 인덱스 0~7에 속하는 벡터들을 제1 벡터 세트라 하고, 벡터 인덱스 8~F 에 속하는 벡터들을 제2 벡터 세트라 한다. 제1 벡터 세트 내에서 서로 다른 인덱스를 가지는 벡터는 서로 직교한다(orthogonal). 제2 벡터 세트 내에서 서로 다른 인덱스를 가지는 벡터는 서로 직교한다. 제1 벡터 세트에 속하는 벡터와 제2 벡터 세트에 속하는 벡터 간에는 준직교한다(semi-orthogonal).
제1 벡터 세트 또는 제2 벡터 세트에 포함되는 벡터 간의 관계를 최소거리로 표현할 수 있다. 예를 들어, 심벌 P0, P1, P2, P3을 QPSK로 맵핑하면 (0,0), (0,1), (1,1), (1,0)으로 맵핑될 수 있다. 이때, x축 또는 y축으로 인접하는 심벌 간의 거리를 1, 대각선으로 인접하는 심벌 간의 거리를 2라고 정의할 수 있다. 즉, P0과 P0은 거리 0, P0과 P1은 거리 1, P0과 P2는 거리 2, P0과 P3은 거리 1, P1과 P1은 거리 0, P1과 P2는 거리 1, P1과 P3은 거리 2, P2와 P2는 거리 0, P2와 P3은 거리 1, P3과 P3은 거리 0을 가진다.
제1 벡터 세트 내의 서로 다른 벡터 간의 최소거리는 8이 된다. 예를 들어, 벡터 인덱스 '0'인 벡터{P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, P3}와 벡터 인덱스 '1'인 벡터{P0, P3, P2, P1, P0, P3, P2, P1}를 서로 비교하면, 첫 번째 심벌 간의 거리 0, 두 번째 심벌 간의 거리 2, 세 번째 심벌 간의 거리 0, 네 번째 심벌 간의 거리 2, 다섯 번째 심벌 간의 거리 0, 여섯 번째 심벌 간의 거리 2, 일곱 번째 심벌 간의 거리 0, 여덟 번째 심벌 간의 거리 2가 되어, 벡터 인덱스 '0'인 벡터와 벡터 인덱스 '1'인 벡터 간의 거리는 8이 된다. 제1 벡터 세트 내의 서로 다른 벡터 간의 거리도 모두 8이 된다. 벡터 간의 최소거리가 클수록 에러에 강건하고 복호 성능도 향상된다. 제2 벡터 세트 내의 벡터 간의 최소거리도 8이 된다. 그러나 제1 벡터 세트에 속하는 벡터와 제2 벡터 세트에 속하는 벡터 간의 최소거리는 7이 된다. 4개의 심벌을 QPSK로 맵핑하는 것으로 가정하였으나, 이는 한정이 아니며 BPSK, 8-PSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM 등 다양한 방식으로 심벌을 변조하여 벡터 간의 최소거리를 표현할 수 있다.
제1 벡터 세트 및 제2 벡터 세트에 속하는 벡터를 이루는 심벌의 순서는 한정되지 않으며, 벡터 간의 최소거리가 유지되는 상태에서 심벌의 순서를 바꿀 수 있다. 예를 들어, 모든 벡터들의 제1 열의 심벌을 마지막 열로 이동시키더라도 벡터간의 직교성 및 최소거리는 유지된다. 즉, 벡터의 심벌을 순환 쉬프트(cyclic shift)시킬 수 있다.
사용자 데이터 또는 제어정보가 하나의 서브채널에 실리는 경우, 각 타일은 하나의 벡터를 표현하므로 6개의 벡터가 사용자 데이터 또는 제어정보를 나타낸다. 6개의 벡터가 사용자 데이터 또는 제어정보의 부호어(codeword)를 생성한다. 표 2는 각 타일에 할당되는 벡터, 즉 부호어를 나타낸다.
Vector indices per Tile / Tile(0), Tile(1), ..., Tile(5)
000000
013742
026534
035276
047163
054621
061457
072315		 111111
102653
124367
137425
145730
156072
163204
170546		 222222
204716
217054
231560
243675
250137
265341
276403		 333333
306145
315607
320471
341026
352764
367512
374250		 444444
403527
410265
425013
436751
457306
462170
471632		 555555
501374
512436
527640
534102
546217
560823
573061		 666666
607231
614573
621705
632047
640352
653410
675124		 777777
705462
716320
723156
730614
742501
751243
764035
888888
89BFCA
8AEDBC
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8CF9EB
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8개의 벡터를 반복한 부호어를 제외하고, 첫 번째 비트가 동일한 벡터로 시작하도록 하고 두 번째 비트에 8 가지 벡터를 배치한 후 세 번째 비트부터는 다른 부호어와 겹치지 않도록 벡터를 임의로 배치한 것이다.
사용자 데이터 또는 제어정보를 벡터 형태로 나타낸 것을 부호어(codeword)라 한다. 제1 벡터 세트에서 6개의 벡터를 선택하여 조합한 것을 제1 부호어 세트라 하고, 제2 벡터 세트에서 6개의 벡터를 선택하여 조합한 것을 제2 부호어 세트라 한다.
제1 부호어 세트는 64개의 부호어를 포함하고, 제2 부호어 세트는 64개의 부호어를 포함한다. 따라서, 하나의 서브채널로 128개의 부호어를 표현할 수 있다. 6 타일로 128개의 부호어를 표현할 수 있다. 48 데이터 부반송파로 128개의 부호어를 표현할 수 있다. 즉, 128개의 사용자 데이터 또는 제어정보를 48 데이터 부반송파로 나타낼 수 있다.
여기서, 서로 다른 부호어 간에 벡터의 동일한 순번에 동일한 벡터가 위치하는 경우는 하나뿐이다. 예를 들어, 첫 번째 비트가 '0'으로 시작하는 부호어 중에서 하나의 부호어가 '013742'이면, 다른 부호어는 두 번째 비트에서 '1'을 가질 수 없고, 세 번째 비트에서 '3'을 가질 수 없고, 네 번째 비트에서 '7'을 가질 수 없고, 다섯 번째 비트에서 '4'를 가질 수 없으며, 여섯 번째 비트에서 '2'를 가질 수 없다. 그리고, 첫 번째 비트가 '1'로 시작하고, 세 번째 비트가 '3'인 부호어는 두 번째 비트에서 '1'을 가질 수 없다. 즉, 서로 다른 부호어 간에는 겹치는 벡터가 하나 이하이다.
동일한 벡터 세트 내에서 벡터 간의 최소거리는 8이므로, 제1 부호어 세트 내에서 부호어 간의 최소거리는 겹치는 하나의 벡터를 제외하고 겹치지 않는 5개의 벡터로 인하여 8*5=40 이 된다. 제2 부호어 세트 내에서 부호어 간의 최소거리도 40이 된다. 반면, 제1 벡터 세트에 속하는 벡터와 제2 벡터 세트에 속하는 벡터 간의 최소거리는 7이므로, 제1 부호어 세트의 부호어와 제2 부호어 세트의 부호어 간의 최소거리는 7*5=35 가 된다. 제1 부호어 세트 또는 제2 부호어 세트에서 서로 겹치는 벡터가 하나도 없는 8개의 부호어는 8(23)개의 신호를 표현할 수 있으므로 3비트 밖에 전송할 수 없는 반면 부호어 간의 최소거리가 8*6=48 로 되어 에러에 강건해진다.
제1 부호어 세트와 제2 부호어 세트는 사용자 데이터 또는 제어정보를 데이터 부반송파에 실어서 전송하는데 사용된다. 제1 부호어 세트와 제2 부호어 세트를 서로 다른 종류의 사용자 데이터 또는 제어정보를 전송하는데 사용하거나, 같은 종류의 사용자 데이터 및 제어정보를 전송하는데 사용할 수 있다.
제1 부호어 세트와 제2 부호어 세트를 서로 다른 종류의 사용자 데이터 또는 제어정보를 전송하는데 사용하는 경우에는, 부호어 세트 각각은 64(26)개의 신호를 표현할 수 있으므로 6비트의 사용자 데이터 또는 제어정보를 2가지로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 부호어 세트는 6비트의 CQI를 전송하는데 사용하고, 제2 부호어 세트는 프리코링 행렬 정보(precoding matrix information; PMI), 랭크 정보(rank information; RI)와 같은 다중안테나 시스템(multi antenna system)의 제어정보를 전송하는데 사용할 수 있다.
또는 제1 부호어 세트와 제2 부호어 세트를 더욱 세분하여, 제1 부호어 세트는 랭크1의 5비트(32레벨)의 CQI와 랭크2의 5비트의 CQI를 전송하는데 사용하고, 제2 부호어 세트는 랭크3의 5비트의 CQI와 랭크4의 5비트의 CQI를 전송하는데 사용할 수 있다. 이때, 제어정보의 종류는 서로 다른 부호어를 사용하게 되므로 별도의 인덱스가 없더라도 구분될 수 있다. 제1 부호어 세트 및 제2 부호어 세트로 표현할 수 있는 제어정보의 종류는 한정되지 않으며, 당업자로서 용이하게 다양한 종류의 제어정보를 적용할 수 있을 것이다.
종래에는 48개의 데이터 부반송파로 64개의 부호어(6비트)를 표현하였으나, 본 발명에 의하면, 48개의 데이터 부반송파로 128개의 부호어(7비트)를 표현할 수 있으므로 더욱 많은 종류의 제어정보를 나타낼 수 있고, 제어정보의 종류를 구분하기 위한 인덱스가 별도로 필요하지 않으므로 제어정보의 전송에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다.
제1 부호어 세트와 제2 부호어 세트를 묶어서 같은 종류의 사용자 데이터 또는 제어정보를 전송하는데 사용하는 경우에는, 부호어 간의 최소거리가 줄어드는 반면에 128(27)개의 신호를 표현할 수 있으므로 7비트의 사용자 데이터 또는 제어정보를 전송할 수 있는 이득이 있다.
표 3은 7비트의 페이로드에 할당되는 부호어의 일예를 나타낸다.
Figure 112007046050365-pat00009
Figure 112007046050365-pat00010
여기서, '0000000'부터 '0111111'까지의 페이로드는 제1 부호어 세트의 부호어에 대응되고, '1000000'부터 '1111111'까지의 페이로드는 제2 부호어 세트의 부호어에 대응된다. 이와 같이, 7비트의 페이로드를 하나의 서브채널에 실어서 전송할 수 있다. 7비트의 페이로드를 6개의 타일에 실어서 전송할 수 있다. 7비트의 페이로드를 48 데이터 부반송파에 실어서 전송할 수 있다.
예를 들어, 7비트(27=128레벨)의 CQI를 48 데이터 부반송파에 실어서 전송할 수 있다. CQI의 값이 125라고 하자. 송신기는 125를 7비트로 부호화하여 나타내면 '1111100'이 된다. 이에 해당하는 부호어를 표 3에서 선택하면, 부호어는 {D,E,8,F,A,B}가 된다. 표 1에서 인덱스 D, E, 8, F, A, B의 벡터를 하나의 서브채널을 구성하는 타일(0)에서 타일(5)까지의 6 타일에 각각 할당하여 변조시킨다. 이를 제어채널을 통하여 전송한다. 수신기는 제어채널을 통하여 수신되는 CQI의 벡터를 추출하여 부호어를 얻을 수 있다. 얻어진 부호어로부터 CQI의 비트값 '1111100'을 구할 수 있다.
이와 같이, 48 데이터 부반송파로 128레벨의 CQI를 표현할 수 있으므로, 종래의 48 데이터 부반송파로 64레벨의 CQI를 표현하는 경우보다 보다 세밀한 CQI를 동일한 무선자원으로 전송할 수 있게 된다.
표 3은 각 페이로드에 할당되는 벡터의 조합의 일 예를 나타낸 것이며, 벡터의 조합에는 제한이 없으며 당업자라면 각 페이로드에 대응되는 벡터의 조합을 용이하게 변형할 수 있을 것이다. 또한, 표 1의 인덱스별 벡터의 조합과 표 2의 벡터의 조합은 예시에 불과하고 제한이 아니며, 당업자라면 벡터 인덱스의 개수와 조합되는 벡터의 수 및 벡터의 조합 유형을 용이하게 변형할 수 있을 것이다. 만일, 표 1에서 벡터 인덱스의 개수를 더 늘리고, 표 2에서 벡터의 조합을 더 늘리면 8비트의 데이터를 48 부반송파에 실어서 전송할 수도 있다.
도 4는 데이터를 부호화하여 전송하였을 경우의 FER을 나타낸 그래프이다. 가로축은 SNR(signal to noise ratio), 세로축은 FER(frame error rate)이다.
도 4를 참조하면, 제1 벡터 세트에서 선택하여 구성한 제1 부호어 세트만을 적용하여 6비트의 데이터를 TU=3km/h, TU=120km/h로 전송한 경우의 FER, 제2 벡터 세트에서 선택하여 구성한 제2 부호어 세트만을 적용하여 6비트의 데이터를 TU=3km/h, TU=120km/h로 전송한 경우의 FER과 제1 부호어 세트, 제2 부호어 세트를 모두 적용하여 7비트의 데이터를 TU=3km/h로 전송한 경우의 FER을 비교하였을 때 서로 성능차이가 거의 없다. 서로 약 0.3dB 정도의 성능차이가 나지만, 1 내지 2dB 정도의 성능차이는 시스템 시뮬레이션의 결과에 거의 차이가 없다고 볼 수 있다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 일정한 수의 부반송파로 더욱 큰 비트수의 데이터를 표현할 수 있으므로, 이에 따라 제어정보를 더욱 세밀한 레벨로 전송할 수 있고, 더욱 많은 종류의 제어정보를 나타낼 수 있으며, 제어정보의 종류를 구분하기 위한 인덱스가 별도로 필요하지 않으므로 제어정보의 전송에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 직교하는 다수의 부반송파를 사용하여 통신하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에서,
    Figure 112013109596839-pat00011
    ,
    Figure 112013109596839-pat00012
    , ,
    Figure 112013109596839-pat00013
    ,
    Figure 112013109596839-pat00014
    인 4개의 심벌(P0, P1, P2, P3)을 조합하여 생성한 벡터로부터 부호어를 생성하는 부호어 생성 방법에 있어서,
    상기 송신 장치의 프로세서에서, 상기 4개의 심벌을 중복 조합하여 다음과 같은 길이 8인 16개의 벡터(Vi, i=0~F, i는 인덱스)를 생성하는 단계; 및
    V0={P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, P3}, V1={P0, P3, P2, P1, P0, P3, P2, P1}, V2={P0, P0, P1, P1, P2, P2, P3, P3}, V3={P0, P0, P3, P3, P2, P2, P1, P1}, V4={P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0}, V5={P0, P2, P0, P2, P0, P2, P0, P2}, V6={P0, P2, P0, P2, P2, P0, P2, P0}, V7={P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, P2}, V8={P0, P3, P2, P2, P1, P1, P0, P0}, V9={P0, P2, P1, P0, P3, P2, P1, P0}, VA={P0, P3, P0, P0, P1, P1, P2, P2}, VB={P0, P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2}, VC={P0, P1, P3, P1, P3, P1, P3, P1}, VD={P0, P1, P1, P3, P1, P3, P3, P1}, VE={P0, P1, P3, P1, P1, P3, P1, P3}, VF={P0, P3, P3, P3, P3, P3, P3, P3}
    상기 프로세서에서, 상기 16개의 벡터의 조합에 데이터를 맵핑하여 부호어를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호어 생성 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 데이터는 제어정보인 것을 특징으로 하는 부호어 생성 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 V0, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7은 제1 벡터 세트를 이루고, 상기 V8, V9, VA, VB, VC, VD, VE, VF는 제2 벡터 세트를 이루며, 상기 부호어는 상기 제1 벡터 세트 및 상기 제2 벡터 세트 중 어느 하나에 속하는 벡터만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부호어 생성 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 하나의 벡터는 하나의 타일에 할당되는 것을 특징으로 하는 부호어 생성 방법.
  5. 삭제
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