KR101445391B1

KR101445391B1 - 무선자원 맵핑 방법 및 이를 이용한 송신기

Info

Publication number: KR101445391B1
Application number: KR1020070130163A
Authority: KR
Inventors: 이영승; 박경; 이규인
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2014-09-26
Also published as: KR20090062737A

Abstract

무선통신 시스템에서 데이터를 무선자원으로 맵핑하는 방법은 복수의 OFDM 심볼 및 복수의 부반송파를 포함하는 서브프레임 상에서 제1 데이터를 연속하는 OFDM 심볼에서 맵핑하는 단계, 상기 서브프레임 상에서 선택되는 제1 OFDM 심볼 상에서 주파수축으로 일렬로 제2 데이터를 맵핑하는 단계 및 상기 제1 OFDM 심볼과 이격된 제2 OFDM 심볼 상에서 주파수축으로 일렬로 상기 제2 데이터를 맵핑하는 단계를 포함한다. 높은 신뢰성을 필요로 하는 데이터의 신뢰성이 유지되도록 자원영역에 배치할 수 있으며, 서로 다른 종류의 데이터를 한정된 무선자원을 통하여 효과적으로 전송할 수 있다.

Description

무선자원 맵핑 방법 및 이를 이용한 송신기{Method for mapping radio resource in SC-FDMA system and transmitter using the same}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 중요도가 서로 다른 종류의 다중 데이터를 자원영역에 효율적으로 맵핑하는 방법 및 이를 이용한 송신기에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전 세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫 번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)은 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술 진화가 요구된다.

3세대 이후의 시스템에서 고려되는 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심볼간 간섭(inter-symbol interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심볼을 N개의 병렬 데이터 심볼로 변환하여, 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 송신한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 전송되는 심볼의 간격이 길어져 심볼간 간섭이 최소화될 수 있다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용가능한 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.

OFDM/OFDMA 시스템의 주된 문제점 중 하나는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 매우 클 수 있다는 것이다. PAPR 문제는 전송 신호의 최대 진폭(peak amplitude)이 평균 진폭보다 매우 크게 나타나는 것으로, OFDM 심볼이 서로 다른 부반송파 상에서 N개의 정현파 신호(sinusoidal signal)의 중첩이라는 사실에 기인한다. PAPR은 특히 배터리의 용량과 관련되어 전력 소모에 민감한 단말에서 문제가 된다. 전력 소모를 줄이기 위해서는 PAPR을 낮추는 것이 필요하다.

PAPR을 낮추기 위해 제안되고 있는 시스템 중 하나가 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA)이다. SC-FDMA는 SC-FDE(Single Carrier-Frequency Division Equalization) 방식에 FDMA(Frequency Division Multiple Access)를 접목한 형태이다. SC-FDMA는 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT)을 이용하여 데이터를 시간 영역 및 주파수 영역에서 변조 및 복조한다는 점에서 OFDMA와 유사한 특성을 갖지만, 전송 신호의 PAPR이 낮아 전송 전력 절감에 유리하다. 특히 배터리 사용과 관련하여 전송 전력에 민감한 단말에서 기지국으로 통신하는 상향링크에 유리하다고 할 수 있다.

데이터는 사용자 데이터와 상기 사용자 데이터와 관련된 제어정보를 포함한다. 단말은 제어정보만을 전송할 수 있고, 사용자 데이터와 제어정보를 다중화(multiplexing)하여 전송할 수도 있다. 제어정보의 전송이 이루어지지 않으면 기지국 또는 단말은 연관된 사용자 데이터의 전송 유무조차 알 수 없을 수 있으므로, 제어정보의 전송은 높은 신뢰성을 필요로 한다.

높은 신뢰성을 필요로 하는 제어정보를 사용자 데이터와 다중화하여 전송하는 경우, 제어정보의 신뢰성을 유지하면서 사용자 데이터와 제어정보를 자원영역에 배치하는 방법에 대하여 명확히 제시되고 있지 않다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 중요도가 서로 다른 종류의 다중 데이터를 자원영역에 효율적으로 맵핑하는 방법 및 이를 이용한 송신기를 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 무선통신 시스템에서 데이터를 무선자원으로 맵핑하는 방법은 복수의 OFDM 심볼 및 복수의 부반송파를 포함하는 서브프레임 상에서 제1 데이터를 연속하는 OFDM 심볼에서 맵핑하는 단계, 상기 서브프레임 상에서 선택되는 제1 OFDM 심볼 상에서 주파수축으로 일렬로 제2 데이터를 맵핑하는 단계 및 상기 제1 OFDM 심볼과 이격된 제2 OFDM 심볼 상에서 주파수축으로 일렬로 상기 제2 데이터를 맵핑하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 송신기는 복수의 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 상에서 제1 데이터를 연속된 OFDM 심볼에 맵핑하고, 제2 데이터를 서로 이격된 OFDM 심볼에 맵핑하는 자원할당 맵퍼, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터가 맵핑된 무선자원을 OFDM 심볼 단위로 DFT를 수행하는 DFT부, 상기 DFT를 수행한 후, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 대한 데이터 심볼을 부반송파들에 할당하는 주파수 영역 맵퍼 및 상기 제1 데이터 또는 상기 제2 데이터가 할당된 상기 부반송파들에 대하여 IFFT를 수행하는 IFFT부를 포함한다.

높은 신뢰성을 필요로 하는 데이터의 신뢰성이 유지되도록 자원영역에 배치할 수 있으며, 서로 다른 종류의 데이터를 한정된 무선자원을 통하여 효과적으로 전송할 수 있다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)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(20)은 일반적으로 단말(10)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. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지 국(20)의 일부분일 수 있다.

도 2는 SC-FDMA를 사용하는 송신기의 일예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 송신기(100)는 자원할당 맵퍼(Resource Allocation Mapper; 110), DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 DFT부(120), 주파수 영역 맵퍼(Frequency Region Mapper; 130), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하는 IFFT부(140), RF부(Radio Frequency Unit; 150) 및 송신안테나(160)를 포함한다.

자원할당 맵퍼(110)는 데이터 심볼들을 시간-주파수 자원영역에 할당한다. 데이터 심볼은 사용자 데이터에 대한 정보 스트림(제1 데이터) A = [a₀, a₁, ..., a_N_A-1] 및/또는 제어정보에 대한 정보 스트림(제2 데이터) B = [b₀, b₁, ..., b_N_B-1]에 속하는 데이터 심볼이 될 수 있다. 자원할당 맵퍼(110)는 하나의 정보 스트림에 포함되는 데이터 심볼은 연속된 OFDM 심볼에 맵핑하고 다른 하나의 정보 스트림에 포함되는 데이터 심볼은 서로 이격된 OFDM 심볼에 맵핑하여 데이터의 종류에 따라 자원영역에서 맵핑 위치를 달리하여 맵핑할 수 있다.

DFT부(120)는 입력되는 데이터 심볼에 DFT를 수행하여 주파수 영역 심볼을 출력한다. DFT부(120)에 입력되는 데이터 심볼은 사용자 데이터 및/또는 제어정보 일 수 있다. DFT부(120)는 사용자 데이터 및/또는 제어정보가 맵핑된 OFDM 심볼 단위로 DFT를 수행한다. 주파수 영역 맵퍼(130)는 입력 신호를 다양한 신호 구조 방식에 따라 각 부반송파(subcarrier)에 할당한다. 주파수 영역 맵퍼(130)는 자원영 역에 참조신호(reference signal)를 맵핑한다. IFFT부(140)는 입력되는 심볼에 대해 IFFT를 수행하여 전송신호(Tx Signal)를 출력한다. 전송신호는 시간 영역 신호가 된다. IFFT부(140)를 통해 출력되는 시간 영역 심볼을 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼이라 한다. 또는 상기 OFDM 심볼은 IFFT부(140)의 전단에서 DFT를 수행하여 심볼을 확산시킨 후 IFFT를 수행하여 생성되므로 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼이라고도 한다. DFT부(120), 주파수 영역 맵퍼(130) 및 IFFT부(140)를 SC-FDMA 심볼을 처리하는 SC-FDMA 처리부라 한다.

RF부(150)는 입력되는 심볼을 아날로그 신호로 변환한다. 변환된 아날로그 신호는 송신안테나(160)를 통하여 무선 채널로 전파된다.

DFT와 IFFT를 결합하여 변조하는 방식을 SC-FDMA라 하고, 이는 IFFT만을 사용하는 OFDM에 비해 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 낮추는 데 유리하다. 단일 반송파의 특성을 갖기 때문이다.

도 3은 서브프레임의 일예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 서브프레임(subframe)은 제어영역(Control region)과 데이터영역(Data region)으로 나눌 수 있다. 제어영역에는 제어정보가 실리고, 데이터영역에는 사용자 데이터가 실린다. 제어영역과 데이터영역은 하나의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 제어정보에는 ACK/NAK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, MIMO 제어정보 등 여러 가지 종류가 있을 수 있다. 제어영역에는 제어정보만이 실릴 수 있다. 데이터영역에는 사용자 데 이터와 제어정보가 함께 실릴 수 있다. 즉, 단말이 제어정보만을 전송하는 경우에는 제어영역을 통해 제어정보를 전송할 수 있고, 단말이 사용자 데이터와 제어정보를 전송하는 경우에는 제어정보를 제어영역을 통해 전송하거나 사용자 데이터와 제어정보를 다중화하여 데이터영역을 통해 전송할 수 있다. 상향링크에서 제어영역을 통해 제어정보를 전송하는 채널로 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 있다. 상향링크에서 데이터영역을 통해 사용자 데이터와 제어정보를 전송하는 채널로 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 있다.

서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함할 수 있다. 슬롯은 시간 영역(time domain)과 주파수 영역(frequency domain)에서 무선 자원을 할당하기 위한 단위라 할 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼과 주파수 영역에서 적어도 하나의 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 슬롯은 7 또는 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 서브프레임은 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함할 수 있다. 자원블록은 단말에게 할당하는 무선자원의 기본단위이다. 자원블록은 다수의 부반송파를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자원블록은 주파수 영역에서 연속된 12개의 부반송파와 시간 영역에서 2개의 슬롯으로 이루어진 영역이 될 수 있다. 10개의 서브프레임이 하나의 무선 프레임(radio frame)을 구성할 수 있다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission Time Interval)라 한다. 예를 들어, TTI를 1ms라 할 때, 슬롯은 0.5ms가 되고 하나의 무선 프레임을 전송하는 데 필요한 시간은 10ms가 된다.

여기서는, 서브프레임은 주파수 대역을 3부분으로 나누어, 양측의 2부분을 제어영역으로 하고, 중간 부분을 데이터영역으로 한다. 제어영역과 데이터영역이 서로 다른 주파수 대역을 사용하므로, FDM(Frequency Division Multiplexing) 되어 있다. 이는 예시에 불과하고, 서브프레임 상에서 제어영역과 데이터영역의 배치는 제한이 아니다. 또한, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

각 단말에 할당되는 슬롯은 서브프레임 상에서 주파수 도약(frequency hopping)될 수 있다. 즉, 하나의 단말에 할당되는 2개의 슬롯 중 하나는 일측의 주파수 밴드에서 할당되고, 나머지는 다른 측의 주파수 밴드에서 서로 엇갈리게 할당될 수 있다. 하나의 단말에 대한 제어영역을 서로 다른 주파수 밴드에 할당되는 슬롯을 통해 전송함으로써 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 또한, 복수의 사용자 간에는 CDM(code division multiplexing)으로 다중화할 수 있다.

도 4는 자원할당 맵퍼에서 데이터의 맵핑을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 자원할당 맵퍼에서는 참조신호(Reference Signal; RS)가 맵핑되는 OFDM 심볼을 제외한 시간-주파수 자원영역에 데이터 심볼이 맵핑된다. 자원영역은 복수의 자원요소(resource element)를 포함한다. 자원요소는 OFDM 심볼 및 부반송파로 정의된다. 하나의 데이터 심볼은 하나의 자원요소에 맵핑된다. 참조신호가 맵핑되는 2개의 OFDM 심볼을 제외한 시간 인덱스(time index) 0부터 11까지의 시간 영역 내에서 데이터 심볼들이 맵핑된다. 시간 인덱스는 OFDM 심볼에 대응한다. 참조신호는 주파수 영역 맵퍼에서 맵핑된다. 참조신호는 시간 인덱스 2와 3 사이 및 8과 9 사이에 맵핑될 수 있다.

자원영역이 2개의 자원블록을 포함하고, 상기 자원영역을 이용하여 데이터 A = [a₀, a₁, ..., a_NA-1]를 전송한다고 하자. N_A는 제1 데이터의 길이, 즉 제1 데이터에 속하는 데이터 심볼의 수이다. 수학식 1은 자원할당 맵퍼에서 데이터 심볼의 맵핑을 나타낸다.

d(i,j) = a_f(i,j)

여기서, 자원할당 맵퍼에서 출력되는 데이터 심볼은 d(i,j), j는 시간 인덱스로 0≤j<M 이고, i는 주파수 인덱스로 0≤i<N 이며, f(i,j)는 자원할당 맵퍼의 역할을 나타내는 맵핑 함수이다(M, N > 0 인 정수).

데이터 심볼 [a₀, a₁, ..., a_NA-1] 이 자원할당 맵퍼에 의해 자원영역에 맵핑될 때, 다음과 같은 알고리즘을 통하여 맵핑 함수 f(i,j)를 나타낼 수 있다.

i=0, j=0, k=0;
while (k<N_A)
d(i,j) = a_k
j++
if(j==M)
j=0
i++
End if
end while

데이터 심볼이 자원할당 맵퍼에 들어오는 순서대로 d(0,0), d(0,1), d(0,2), ..., d(0,M-1), d(1,0), d(1,1), d(1,2), ..., d(1, M-1), d(2,0), ..., d(N-1, M-1)에 맵핑된다.

이하, 할당된 자원영역에서 자원할당 맵퍼가 둘 이상의 다중 데이터를 맵핑 하는 방법에 대하여 설명한다.

<다중 데이터 맵핑 방법 1: N_A + N_B ≤ N * M 인 경우>

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 자원할당 맵퍼에서 다중 데이터의 맵핑을 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 자원영역이 2개의 자원블록을 포함하고, 상기 자원영역을 이용하여 제1 데이터 A = [a₀, a₁, ..., a_N_A-1] 및 제2 데이터 B = [b₀, b₁, ..., b_N_B-1]를 전송한다고 하자. N_A는 제1 데이터의 길이, 즉 제1 데이터에 속하는 데이터 심볼의 수이다. N_B는 제2 데이터의 길이, 즉 제2 데이터에 속하는 데이터 심볼의 수이다. 이때, 제1 데이터는 자원영역을 이용하여 원래 전송하려던 데이터이고 제2 데이터는 상기 자원영역을 이용하여 추가로 전송하려는 중요도가 높은 데이터라고 할 때, 제2 데이터를 참조신호 부근에 위치하도록 배치할 수 있다. 수신기는 참조신호를 기반으로 채널을 추정하여 수신신호를 복조(demodulation)한다. 참조신호 부근에 위치하는 데이터 심볼은 채널상태의 변화에 영향을 적게 받기 때문에 복조 측면에 있어서 신뢰성 있는 데이터라 할 수 있다. 즉, 보다 높은 신뢰성이 요구되는 데이터를 참조신호 부근에 배치한다. 제1 데이터가 사용자 데이터일 때, 제2 데이터는 상기 사용자 데이터에 관련된 제어정보일 수 있다. 제어정보에는 ACK/NAK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, MIMO 제어정보 등 여러 가지 종류가 있다. 또는 제1 데이터가 시간지연에 비교적 덜 민감한 비실시간 데이터(non-real time data)일 때, 제2 데이터는 VoIP(Voice over Internet Protocol)과 같은 실시간 데이터(real time data)일 수 있다.

길이가 N_A인 제1 데이터 A = [a₀, a₁, ..., a_NA-1] 및 길이가 N_B인 제2 데이터 B = [b₀, b₁, ..., b_NB _-1] 가 하나의 자원영역(N×M)을 통하여 전송될 때, N_A + N_B ≤ N × M 인 경우는 다음과 같이 맵핑될 수 있다(N_A≤N×M 을 만족한다). N은 단말에게 할당된 주파수 영역으로의 부반송파의 수, M은 시간 영역으로 참조신호가 실리는 OFDM 심볼을 제외한 OFDM 심볼의 수를 나타낸다. 단말에게 할당되는 자원영역이 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯에 하나의 OFDM 심볼에 참조신호가 맵핑되는 것으로 가정한다. floor(x)는 x보다 작거나 같은 정수들 중에 최대값을 나타낸다.

i=0, j=0, k=0, ia=0, ib=0;
N_B, N, M으로부터 집합 P를 생성
P = {p｜p = i×M + j}
where i= floor(k/2)% (N)
j= 3+(k%2)×6+floor(floor(k/2)/N)
k= 0,1, ...,N_B-1
while (k<N_A+N_B)
if(i×M+j 가 집합 P의 원소이면)
d(i,j)=b_ib
ib++
else
d(i,j) = a_ia
ia++
end if
j++
if(j==M)
j=0
i++
End if
k++
end while

N_A와 N_B의 합이 자원영역 N×M과 동일하거나 작은 경우, 제1 데이터의 심볼과 제2 데이터의 심볼이 서로 겹치지 않도록 배치할 수 있다. 자원할당 맵퍼는 N_B, N, M으로부터 제2 데이터의 심볼이 들어갈 위치를 선택할 수 있다(집합 P). 여기서, 집합 P는 시간 인덱스 3 및 9 이고 제2 데이터의 심볼의 수만큼의 자원요소를 포함한다. 집합 P는 주파수 영역 맵퍼에 의해 참조신호가 맵핑될 OFDM 심볼에 인접한 OFDM 심볼을 나타낸다.

제1 데이터의 심볼을 시간영역으로 배치하다가 맵핑 위치가 집합 P에 해당되면 제2 데이터의 심볼을 배치한다. 즉, 제2 데이터가 맵핑될 집합 P를 먼저 정의하여, 제1 데이터에 우선하여 제2 데이터가 참조신호가 맵핑될 OFDM 심볼에 인접한 OFDM 심볼에 맵핑되도록 한다. 참조신호가 시간 인덱스 2와 3 사이 및 8과 9 사이에 맵핑된다고 할 때, 집합 P가 참조신호가 맵핑될 위치에 인접하므로 제2 데이터는 제1 데이터에 비하여 신뢰성 있는 데이터라 할 수 있다.

예를 들어, N=24, M=12, N_B=17, N_A=24×12-17=271 이라고 하면, 도시한 바와 같이 제1 데이터는 A 영역에 배치되고 제2 데이터는 B 영역에 배치된다. B 영역에 배치된 제2 데이터는 자원할당 맵퍼 이후 DFT에 의해 주파수 영역으로 확산되므로, 자원할당 맵퍼에서 제2 데이터를 주파수 영역으로 굳이 확산할 필요는 없다.

여기서는 제2 데이터의 심볼이 배치되는 집합 P의 위치가 참조신호에 인접하여 시간적으로 뒤따르도록 정하였으나(시간 영역에서 좌측에 위치할수록 시간적으로 앞서는 것이다), 이는 예시에 불과하며 집합 P의 위치는 참조신호에 인접하여 시간적으로 앞서도록 정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 자원할당 맵퍼에서 다중 데이터의 맵 핑을 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 길이가 N_A인 제1 데이터 A = [a₀, a₁, ..., a_NA-1] 및 길이가 N_B인 제2 데이터 B = [b₀, b₁, ..., b_NB _-1] 가 하나의 자원영역(N×M)을 통하여 전송될 때, 자원영역에 비하여 N_B의 크기가 큰 경우에는 제2 데이터의 심볼이 OFDM 심볼을 하나 더 차지할 수 있다.

예를 들어, 자원영역이 N=12, M=12이고, N_B=30, N_A=12×12-30=144 이라고 할 때, 다중 데이터 맵핑 방법 1에 따라 제1 데이터 및 제2 데이터를 맵핑하면, 도시한 것과 같이 제1 데이터는 A 영역에 맵핑되고 제2 데이터는 B 영역에 맵핑된다.

<다중 데이터 맵핑 방법 2: N_A+N_B > N×M 인 경우>

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 자원할당 맵퍼에서 다중 데이터의 맵핑을 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 길이가 N_A인 제1 데이터 A = [a₀, a₁, ..., a_N_A _-1] 및 길이가 N_B인 제2 데이터 B = [b₀, b₁, ..., b_N_B _-1]가 하나의 자원영역(N×M)을 통하여 전송될 때, N_A + N_B > N×M 인 경우는 다음과 같이 맵핑될 수 있다(N_A = N×M일 수 있다). 단말에게 할당되는 자원영역이 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯에 하나의 OFDM 심볼에 참조신호가 맵핑되는 것으로 가정한다.

i=0, j=0, k=0, ia=0, ib=0;
T를 N_step = floor(N/(N_B/2))보다 작은 값으로 정하고,
T_H를 N_step보다 작은 값으로 정한다.
N_B, N, M으로부터 집합 P'를 생성
P' = {p｜p = i×M + j}
where i=(floor(k/2) × N_step + (k%2)×T_H + T)%N
j= 2+(k%2)×6
N_step = floor(N/(N_B/2))
k= 0,1, ...,N_B-1
while (k<N_A)
d(i,j)=a_ia
ia++
if(i×M+j 가 집합 P'의 원소이면)
d(i,j)=b_ib
ib++
end if
j++
if(j==M)
j=0
i++
End if
k++
end while

N_A와 N_B의 합이 자원영역 N×M 보다 큰 경우, 제1 데이터를 먼저 자원영역에 맵핑한 다음, 정해진 위치(집합 P')의 제1 데이터의 심볼을 천공(puncturing)하고 제2 데이터의 심볼을 맵핑할 수 있다. 여기서, 집합 P'는 시간 인덱스 2 및 8 이고 제2 데이터의 심볼의 수만큼의 자원요소를 포함한다. 집합 P'는 주파수 영역 맵퍼에 의해 참조신호가 맵핑될 OFDM 심볼에 인접한 OFDM 심볼을 나타낸다. 제2 데이터의 심볼을 맵핑하기 위하여 제1 데이터가 맵핑된 자원요소의 심볼을 천공하게 되는데, 제1 데이터에의 영향을 최소화하기 위하여 N_step을 주어 제2 데이터의 심볼이 주파수 영역으로 분산되어 맵핑되도록 한다. 참조신호가 시간 인덱스 2와 3 사이 및 8과 9 사이에 맵핑된다고 할 때, 집합 P'가 참조신호가 맵핑될 위치에 인접하므로 제2 데이터는 제1 데이터에 비하여 신뢰성 있는 데이터라 할 수 있다.

예를 들어, N=24, M=12, N_B=18, N_A=24×12=288, T=1, T_H=0 이라고 하면,

P' = {p｜p = i×M + j}

where i= (floor(k/2)× N_step + (k%2)×0+ 1)%N

= {1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11,13,13,15,15}

j= 2+(k%2)*6 = {2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8}

N_step = floor(24/(18/2))= 2

k= 0,1, ...,18-1

와 같이 P'이 생성되어, 도시한 바와 같이 A 영역에 제1 데이터가 맵핑되고, B 영역에 제2 데이터가 맵핑된다. 제2 데이터는 참조신호에 인접하여 시간적으로 앞서며 N_step=2에 따라 주파수 영역에서 2 부반송파 간격으로 맵핑된다. 제2 데이터는 제1 데이터에 비하여 보다 신뢰성 있는 데이터로 전송된다.

여기서는 제2 데이터가 맵핑되는 집합 P'의 위치가 참조신호에 인접하여 시간적으로 앞서도록 정하였으나, 이는 예시에 불과하며 집합 P'의 위치는 참조신호에 인접하여 시간적으로 뒤따르도록 정할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 자원할당 맵퍼에서 다중 데이터의 맵핑을 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 도 7의 다중 데이터 맵핑 방법 2에서, N=24, M=12, N_B=16, N_A=24×12=288, T=1, T_H=2 이라고 하면,

P' = {p｜p = i×M + j}

where i=(floor(k/2) × N_step + (k%2)×2+ 1)%N

= {1,3,4,6,7,9,10,12,13,15,16,18,19,21,22,0}

j= 2+(k%2)*6 = {2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8}

N_step = floor(24/(16/2))= 3

k= 0,1, ...,16-1

와 같이 P'이 생성되어, 도시한 바와 같이 A 영역에 제1 데이터가 배치되고, B 영역에 제2 데이터가 배치된다.

이상에서, 하나의 자원영역을 이용하여 2가지 데이터가 전송되는 것으로 설명하였으나, 이는 제한이 아니며 2가지 이상 여러 가지 종류의 데이터가 상기 자원영역을 통하여 전송될 수 있다. 예를 들어, 기지국으로부터 할당받는 상향링크 자원영역이 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)이라고 할 때, 제1 데이터는 사용자 데이터이고, 제2 데이터는 ACK/NACK 신호, CQI, PMI, RI 등 다양한 제어정보가 전송될 수 있다.

<다중 데이터 맵핑 방법 1 및 2를 함께 적용>

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 자원할당 맵퍼에서 다중 데이터의 맵핑을 나타낸 것이다.

도 9를 참조하면, 자원할당 맵퍼는 다중 데이터 맵핑 방법 1 및 2를 함께 적용하여 3가지 데이터를 하나의 자원영역에 맵핑할 수 있다. 길이가 N_A인 제1 데이터 A = [a₀, a₁, ..., a_N_A _-1], 길이가 N_B인 제2 데이터 B = [b₀, b₁, ..., b_N_B _-1] 및 길이가 N_C인 제3 데이터 C = [c₀, c₁, ..., c_N_C _-1],를 전송한다고 하자. 제1 데이터와 제2 데이터 간에는 다중 데이터 맵핑 방법 1을 적용하고, 제1 데이터와 제3 데이터 간에는 다중 데이터 맵핑 방법 2를 적용할 수 있다. 이때, 제2 데이터와 제3 데이터는 서로 겹치지 않도록, 제2 데이터는 참조신호에 인접하여 시간적으로 뒤따르도록 맵핑하고, 제3 데이터는 참조신호에 인접하여 시간적으로 앞서도록 맵핑할 수 있다. 또는 제2 데이터는 참조신호에 인접하여 시간적으로 앞서도록 맵핑하고, 제3 데이터는 참조신호에 인접하여 시간적으로 뒤따르도록 맵핑할 수 있다.

예를 들어, 제1 데이터는 사용자 데이터(user data)이고, 제2 데이터는 CQI, PMI, RI 등의 제1 제어정보이며, 제3 데이터는 ACK/NACK 신호 등의 제2 제어정보이라고 하자. N=12, M=12일 때, 제1 제어정보는 N_B=45이고, 제2 제어정보는 N_C=14이며, T=0, T_H=0 이라고 하면, 제1 제어정보의 P는

P = {p｜p = i×12 + j}

where i=floor(k/2)%(12) = {0,0,1,1,2,2,3,3,...,21,21,22}

j= 3+(k%2)×6 + floor(floor(k/2)/24) = {3,9,...,3,9(22회),3}

k = 0,1,...,45-1

과 같이 생성되고, 제2 제어정보의 P'은

P' = {p｜p = i×12 + j}

where i=(floor(k/2)× N_step + (k%2)×0+ 0)%N

= {0,0,3,3,6,6,9,9,12,12,15,15,18,18}

j= 2+(k%2)×6 = {2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8,2,8}

N_step = floor(24/(14/2))= 3

k= 0,1, ...,14-1

과 같이 생성되어, 도시한 바와 같이 A 영역에 사용자 데이터가 맵핑되고, B 영역에 제1 제어정보가 맵핑되며, C 영역에 제2 제어정보가 맵핑된다. 제1 제어정보 및 제2 제어정보는 사용자 데이터에 비하여 보다 신뢰성 있는 데이터로 전송된다.

이상, 설명한 알고리즘들은 예시에 불과하며 제한이 아니다. 데이터 심볼이 시간 영역으로 우선적으로 배치되는 것으로 설명하였으나, 데이터 심볼은 주파수 영역으로 우선적으로 배치될 수 있다. 또한, 제1 데이터의 심볼은 시간 영역으로 우선적으로 배치되고, 제2 데이터의 심볼 및 제3 데이터의 심볼은 주파수 영역으로 우선적으로 배치되도록 하는 등 데이터 심볼을 배치하는 방향은 다양하게 결정될 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.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 3은 서브프레임의 일예를 도시한 것이다.

도 4는 자원할당 맵퍼에서 데이터의 맵핑을 나타낸다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 자원할당 맵퍼에서 다중 데이터의 맵핑을 나타낸 것이다.

Claims

무선 통신에서 다중 데이터 매핑 방법에 있어서,

단말에게 할당된 부반송파의 개수 및 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼의 개수를 기반으로 결정된 전체 자원 영역의 크기와 제1 데이터 심볼 및 제2 데이터 심볼을 매핑하기 위한 데이터 자원 영역의 크기를 비교하는 단계; 및

상기 전체 자원 영역의 크기가 상기 데이터 자원 영역의 크기보다 크거나 동일한 경우, 상기 제1 데이터 심볼 및 상기 제2 데이터 심볼을 상기 전체 자원 영역에 매핑하는 제1 매핑 단계를 포함하되,

상기 제1 매핑 단계는,

상기 제2 데이터 심볼을 매핑할 제2 데이터 자원 영역을 결정하는 단계;

상기 제1 데이터 심볼을 상기 자원 영역 중 상기 제2 데이터 자원 영역을 제외한 제1 데이터 자원 영역에 매핑시키는 단계; 및

상기 제2 데이터 심볼을 상기 제2 데이터 자원 영역에 매핑시키는 단계를 포함하되,

상기 제2 데이터 자원 영역은 참조 신호가 매핑된 OFDM 심볼에 인접한 OFDM 심볼에 대응되는 자원 영역인 무선 통신에서 다중 데이터 매핑 방법.
제1항에 있어서,

상기 전체 자원 영역의 크기가 상기 데이터 자원 영역의 크기보다 작은 경우, 상기 제1 데이터 심볼 및 상기 제2 데이터 심볼을 상기 전체 자원 영역에 매핑하는 제2 매핑 단계를 포함하되,

상기 제2 매핑 단계는,

상기 제1 데이터 심볼을 제1 데이터 자원 영역에 매핑하는 단계;

상기 제1 데이터 자원 영역 중 천공 영역을 결정하고, 상기 천공 영역에 상기 제2 데이터 심볼을 매핑하는 단계를 포함하되,

상기 천공 영역은 상기 참조 신호가 매핑된 OFDM 심볼에 인접한 OFDM 심볼에 대응되는 자원 영역에 포함되는 무선 통신에서 다중 데이터 매핑 방법.
제2항에 있어서,

상기 제1 데이터 심볼은 사용자 데이터를 포함하고,

상기 제2 데이터 심볼은 상기 사용자 데이터에 관련된 제어 정보를 포함하고,

상기 제어 정보는 ACK(acknowledgement)/NAK(non-acknowledgement) 신호, CQI(Channel Quality Indicator), 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, MIMO(multiple input multiple output) 제어 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 무선 통신에서 다중 데이터 매핑 방법.
무선 통신에서 다중 데이터 매핑을 수행하는 송신기에 있어서, 상기 송신기는 자원 할당 매퍼를 포함하고,

상기 자원 할당 매퍼는 단말에게 할당된 부반송파의 개수 및 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼의 개수를 기반으로 결정된 전체 자원 영역의 크기와 제1 데이터 심볼 및 제2 데이터 심볼을 매핑하기 위한 데이터 자원 영역의 크기를 비교하고,

상기 전체 자원 영역의 크기가 상기 데이터 자원 영역의 크기보다 크거나 동일한 경우, 상기 제1 데이터 심볼 및 상기 제2 데이터 심볼을 상기 전체 자원 영역에 매핑하는 제1 매핑 절차를 수행하도록 구현되되,

상기 제1 매핑 절차는 상기 제2 데이터 심볼을 매핑할 제2 데이터 자원 영역을 결정하고 상기 제1 데이터 심볼을 상기 자원 영역 중 상기 제2 데이터 자원 영역을 제외한 영역에 제1 데이터 자원 영역에 매핑시키고, 상기 제2 데이터 심볼을 상기 제2 데이터 자원 영역에 매핑시키는 절차이고,

상기 제2 데이터 자원 영역은 참조 신호가 매핑된 OFDM 심볼에 인접한 OFDM 심볼에 대응되는 자원 영역인 송신기.
제4항에 있어서, 상기 자원 할당 매퍼는,

상기 전체 자원 영역의 크기가 상기 데이터 자원 영역의 크기보다 작은 경우, 상기 제1 데이터 심볼 및 상기 제2 데이터 심볼을 상기 전체 자원 영역에 매핑하는 제2 매핑 절차를 수행하도록 구현되되,

상기 제2 매핑 절차는 상기 제1 데이터 심볼을 제1 데이터 자원 영역에 매핑하고 상기 제1 데이터 자원 영역 중 천공 영역을 결정하고, 상기 천공 영역에 제2 데이터 심볼을 매핑하는 절차이고,

상기 천공 영역은 상기 참조 신호가 매핑된 OFDM 심볼에 인접한 OFDM 심볼에 대응되는 자원 영역에 포함되는 송신기.
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