KR101498297B1

KR101498297B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR101498297B1
Application number: KR1020090034853A
Authority: KR
Inventors: 한승희; 정재훈; 권영현; 고현수; 노민석; 이문일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-11-23
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2015-03-05
Also published as: KR20100058396A; US20110228748A1; US8837393B2

Abstract

무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 데이터 전송을 위한 무선 자원은 시간 영역에서 복수의 데이터 심벌을 포함하고, 상기 복수의 데이터 심벌 중 일부의 데이터 심벌을 통해 STBC(space-time block coding) 방식으로 제1 데이터를 전송하는 단계 및 상기 일부의 데이터 심벌을 제외한 나머지 데이터 심벌을 통해 CDD(cyclic delay diversity) 방식으로 제2 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법{METHOD OF TRANSMITTING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 데이터 및 제어정보 전송 방법에 관한 것이다.

최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하여 전송할 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데, 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌 간 간섭(Intersymbol Interference, ISI) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.

신뢰할 수 있는 고속의 데이터 서비스를 지원하기 위한 기술로 MIMO(multiple input multiple output)가 있다. MIMO 기술은 다중 전송 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킨다. MIMO 기술에는 공간 다중화(spatial multiplexing), 전송 다이버시티(transmit diversity), 빔포밍(beamforming) 등이 있다. 수신 안테나 수와 전송 안테나 수에 따른 MIMO 채널 행렬은 다수의 독립 채널로 분해될 수 있다. 각각의 독립 채널은 공간 계층(spatial layer) 또는 스트림(stream)이라 한다. 스트림의 개수는 랭크(rank)라 한다.

일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 무선 자원을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 무선 자원의 예로는 시간, 주파수, 코드, 전송 파워 등이 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 TDMA(time division multiple access) 시스템, CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

SC-FDMA는 OFDMA와 거의 동일한 복잡성을 가지면서도, PAPR(peak-to-average power ratio) 또는 CM(cubic metric)이 낮아질 수 있다. PAPR이 낮으면 전송기는 전력 증폭기(power amplifier)의 비선형(non-linear) 왜곡 구간을 피해 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다. 낮은 PAPR은 전송 파워 효율 측면에서 단말에게 유익하므로, SC-FDMA는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절에 나타난 바와 같이 3GPP LTE(long term evolution)에서 상향링크 전송에 채택되고 있다. 상기 3GPP LTE 표준은 단지 싱글 전송 안테나를 이용한 싱글 스트림 전송만을 정의하고 있다.

한편, ITU(International Telecommunication Union)에서는 3세대 이후의 차세대 이동통신 시스템으로 하향링크 1Gbps(Gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(Megabits per second)인 고속의 전송률을 제공하여 IP(internet protocol) 기반의 멀티미디어 심리스(seamless) 서비스를 지원하는 것을 목표로 하는 IMT-A(Advanced) 시스템의 표준화를 진행하고 있다. 3GPP에서는 IMT-A 시스템을 위한 후보 기술로 3GPP LTE-A(Advanced) 시스템이 고려되고 있다. LTE-A 시스템은 LTE 시스템의 완성도를 높이는 방향으로 진행되고, LTE 시스템과 하위 호환성(backward compatibility)을 유지할 것으로 예상되고 있다. LTE-A 시스템과 LTE 시스템과 호환성을 두는 것이 사용자의 입장에서 편리하고, 사업자의 입장에서도 기존 장비의 재활용을 도모할 수 있기 때문이다.

LTE-A 시스템의 요구조건 중 특히 상향링크 최대 전송률의 향상이 크게 강조되고 있다. 싱글 전송 안테나를 이용한 SC-FDMA만으로는 IMT-A 시스템이 요구하는 최대 전송률 요구 조건을 만족시키기 어렵기 때문이다. 전송률 향상을 위해 고려되고 있는 시스템은 MIMO 시스템과 기존 SC-FDMA이 결합된 시스템이다.

따라서, 다중 안테나 시스템에서 효율적인 데이터 전송 방법이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.

일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 데이터 전송을 위한 무선 자원은 시간 영역에서 M(M≥3, M은 자연수)개의 데이터 심벌을 포함하고, 상기 M개의 데이터 심벌 중 N(N＜M, N은 자연수)개의 데이터 심벌을 통해 STBC(space-time block coding) 방식으로 제1 데이터를 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 N개의 데이터 심벌을 제외한 M-N개의 데이터 심벌을 통해 CDD(cyclic delay diversity) 방식으로 제2 데이터를 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

다른 양태에서, 무선 신호를 생성 및 전송하는 RF(radio frequency)부 및 상기 RF부와 연결되어, 복수의 데이터 심벌을 통해 전송되는 제1 데이터를 STBC 방식으로 처리하고, 상기 복수의 데이터 심벌을 제외한 데이터 심벌을 통해 전송되는 제2 데이터를 CDD 방식으로 처리하는 데이터 처리부를 포함하는 전송기를 제공한다.

다중 안테나 시스템에서 효율적인 데이터 전송 방법을 제공한다. 따라서, 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 다중 접속 방식(multiple access scheme)에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.

무선 통신 시스템은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템, MISO(multiple input single output) 시스템, SISO(single input single output) 시스템 및 SIMO(single input multiple output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.

이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.

도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 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 time interval)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 0.5ms 일 수 있다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.

도 3은 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.

도 3을 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 N^UL 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 시스템에 따라 SC-FDMA 심벌, OFDMA 심벌 또는 심벌 구간이라고 할 수 있다. 자원블록은 자원 할 당 단위로 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 N^UL은 셀에서 설정되는 상향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 한다.

여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 부반송파의 수와 OFDM 심벌의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. 자원블록이 포함하는 OFDM 심벌의 수 또는 부반송파의 수는 다양하게 변경될 수 있다. OFDM 심벌의 수는 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix, 이하 CP)의 길이에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다.

도 3의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.

도 4는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 상향링크 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역과 상향링크 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 단일 반송파 특성(single carrier property)을 유지하기 위해, 하나의 단말에게 할당되는 자원블록들은 주파수 영역에서 연속된다. 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수 없다.

하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 단말이 상향링크 제어정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득이 얻어질 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.

PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(negative acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.

PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 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 ACK/NACK, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 아니면, 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.

이하, 데이터 전송 방법에 대해 상술한다. 이하의 내용은 단말이 기지국에게 전송하는 상향링크 데이터를 기준으로 설명되나, 기지국이 단말에게 전송하는 하향링크 데이터에도 그대로 적용 가능하다.

도 5는 데이터 전송 방법의 예를 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 기지국(BS)은 단말(UE)에게 상향링크 그랜트(uplink grant)를 전송한다(S110). 단말은 기지국에게 상향링크 그랜트를 이용하여 상향링크 데이터를 전송한다(S120). 상향링크 그랜트는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 상으로 전송될 수 있고, 상향링크 데이터는 PUSCH 상으로 전송될 수 있다. PDCCH가 전송되는 서브프레임과 PUSCH가 전송되는 서브프레임의 관계는 기지국과 단말 사이에 미리 정해 놓을 수 있다. 예를 들어, FDD(Frequency Division Duplex) 시스템에서, PDCCH가 n번 서브프레임을 통해 전송되면, PUSCH는 n+4번 서브프레임을 통해 전송될 수 있다.

상향링크 그랜트는 상향링크 데이터 스케줄링을 위한 하향링크 제어정보이다. 상향링크 그랜트는 자원 할당 필드(resource allocation field)를 포함한다. 상향링크 그랜트는 주파수 홉핑(frequency hopping)이 수행되는지 여부를 지시하는 홉핑 플래그, 상향링크 그랜트와 다른 하향링크 제어정보를 구별하는 플래그(flag), 상향링크 데이터에 대한 전송 포맷을 지시하는 전송 포맷 필드, 상향링크 그랜트가 새로운 상향링크 데이터 전송을 위한 것인지, 상향링크 데이터의 재전송을 위한 것인지 여부를 지시하는 새 데이터 지시자(new data indicator, NDI), 상향링크 전력 제어를 위한 TPC(Transmit Power Control) 명령 필드, 복조 참조신호(demodulation reference signal, DM RS)의 CS(cyclic shift)를 지시하는 CS 필 드 및 CQI 요청 여부를 지시하는 CQI 요청 지시자(CQI request indicator) 등을 더 포함할 수 있다.

자원 할당 필드는 상향링크 데이터 전송을 위한 무선 자원을 지시한다. 무선 자원은 시간-주파수 자원일 수 있다. 3GPP LTE에서 자원 할당 필드가 할당하는 무선 자원은 자원블록이다. 단말은 자원 할당 필드를 이용하여 상향링크 데이터 전송에 할당된 서브프레임 내 자원블록의 위치, 자원블록의 개수 등을 알 수 있다.

홉핑 플래그가 주파수 홉핑을 지시하지 않는 경우, 단말이 서브프레임 내 제1 슬롯 및 제2 슬롯 각각에서 할당받는 자원블록은 주파수 영역에서 동일하다. 홉핑 플래그가 주파수 홉핑을 지시하는 경우, 단말이 서브프레임 내 제1 슬롯 및 제2 슬롯 각각에서 할당받는 자원블록은 주파수 영역에서 서로 다를 수 있다.

무선 자원 스케줄링(radio resource scheduling) 방식으로는 동적 스케줄링(dynamic scheduling) 방식, 지속적 스케줄링(persistent scheduling) 방식, 반지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling, SPS) 방식 등이 있다. 무선 자원 스케줄링 방식이 지속적 스케줄링 방식 또는 반지속적 스케줄링 방식인 경우, 단말은 상향링크 그랜트 수신 없이도 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.

이하, 데이터가 전송되는 무선 자원은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함하는 것으로 가정한다.

도 6은 노멀 CP의 경우, 데이터가 전송되는 무선 자원의 일 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 서브프레임은 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함한다. 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각은 7 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내 14 OFDM 심벌은 0부터 13까지 심벌 인덱스가 매겨진다. 심벌 인덱스가 3 및 10인 OFDM 심벌을 통해 복조 참조신호(DM RS)가 전송된다. 복조 참조신호가 전송되는 OFDM 심벌을 제외한 나머지 OFDM 심벌을 통해 데이터가 전송된다. 복조 참조신호란 데이터를 복조하기 위한 채널 추정을 위해 사용되는 전송기와 수신기 모두가 알고 있는 신호를 말한다.

도 7은 확장된 CP의 경우, 데이터가 전송되는 무선 자원의 일 예를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 서브프레임은 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함한다. 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각은 6 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내 12 OFDM 심벌은 0부터 11까지 심벌 인덱스가 매겨진다. 심벌 인덱스가 2 및 8인 OFDM 심벌을 통해 복조 참조신호가 전송된다. 복조 참조신호가 전송되는 OFDM 심벌을 제외한 나머지 OFDM 심벌을 통해 데이터가 전송된다.

도 6 및 7에 나타내지 않았으나, 서브프레임 내 OFDM 심벌을 통해 사운딩 참조신호(sounding reference signal, SRS)가 전송될 수도 있다. 사운딩 참조신호는 상향링크 스케줄링을 위해 단말이 기지국으로 전송하는 참조신호이다. 기지국은 수신된 사운딩 참조신호를 통해 상향링크 채널을 추정하고, 추정된 상향링크 채널을 상향링크 스케줄링에 이용한다. 참조신호는 복조 참조신호 및/또는 사운딩 참조신호를 의미한다.

이하, 데이터 전송을 위한 OFDM 심벌은 데이터 심벌, 복조 참조신호 전송을 위한 OFDM 심벌은 복조 참조신호 심벌, 사운딩 참조신호 전송을 위한 OFDM 심벌은 사운딩 참조신호 심벌이라 한다. 참조신호 심벌은 복조 참조신호 심벌 및/또는 사 운딩 참조신호 심벌을 의미한다. 도 6에서는 하나의 서브프레임 내 12개의 데이터 심벌과 2개의 복조 참조신호 심벌이 있다. 도 7에서는 하나의 서브프레임 내 10개의 데이터 심벌과 2개의 복조 참조신호 심벌이 있다.

도 8은 전송기 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 전송기는 단말 또는 기지국의 일부분일 수 있다.

도 8을 참조하면, 전송기(100)는 데이터 처리부(110), 참조신호 처리부(120) 및 RF(radio frequency)부(130)를 포함한다. RF부(130)는 데이터 처리부(110) 및 참조신호 처리부(120)와 연결된다. 데이터 처리부(110)는 데이터를 처리하여 데이터를 위한 베이스밴드 신호(baseband signal)를 생성한다. 참조신호 처리부(120)는 참조신호를 생성하고 처리하여, 참조신호를 위한 베이스밴드 신호를 생성한다. RF부(130)는 베이스밴드 신호(데이터를 위한 베이스밴드 신호 및/또는 참조신호를 위한 베이스밴드 신호)를 무선 신호(radio signal)로 변환하고, 상기 무선 신호를 전송한다. 이때, 베이스밴드 신호는 셀의 중심 주파수(center frequency)인 반송파 주파수(carrier frequency)로 업컨버젼(upconversion)되어 무선 신호로 변환될 수 있다.

도 9는 데이터 처리부 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 데이터 처리부는 전송기에 포함될 수 있다.

도 9를 참조하면, 데이터 처리부(110)는 DFT(Discrete Fourier Transform)부(111), 부반송파 맵퍼(112), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(113) 및 CP 삽입부(114)를 포함한다. 데이터 처리부(110)는 채널 코딩부(미도시) 및 변조 기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 채널 코딩부는 정보 비트들(information bits)에 채널 코딩을 수행하여 부호화된 비트(coded bit)를 생성한다. 상기 정보 비트들은 전송기로부터 전송되는 데이터라 할 수 있다. 변조기는 부호화된 비트를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑하여 변조된 심벌들을 생성한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 변조된 심벌들은 DFT부(111)에 입력된다.

DFT부(111)는 입력되는 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(complex-valued symbol)을 출력한다. 예를 들어, Ntx 심벌들이 입력되면, DFT 크기(size)는 Ntx이다(Ntx는 자연수).

부반송파 맵퍼(112)는 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑시킨다. 복소수 심벌들은 데이터 전송을 위해 할당된 자원블록에 대응하는 자원요소들에 맵핑될 수 있다. IFFT부(113)는 입력되는 심벌에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 신호인 데이터를 위한 베이스밴드 신호를 출력한다. IFFT 크기를 N_FFT라 할때, N_FFT는 채널 대역폭(channel bandwidth)에 의해 결정될 수 있다(N_FFT는 자연수). CP 삽입부(114)는 데이터를 위한 베이스밴드 신호의 뒷부분 일부를 복사하여 데이터를 위한 베이스밴드 신호 앞에 삽입한다. CP 삽입을 통해 ISI(Inter Symbol Interference), ICI(Inter Carrier Interference)가 방지되어 다중 경로 채널에서도 직교성이 유지될 수 있다.

이와 같이, DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행되는 전송 방식을 SC-FDMA라 한다. SC-FDMA는 DFTS-OFDM(DFT spread-OFDM)이라고도 할 수 있다. SC-FDMA에서는 PAPR(peak-to-average power ratio) 또는 CM(cubic metric)이 낮아질 수 있다. SC-FDMA 전송 방식을 이용하는 경우, 전력 소모가 제한된 단말에서 전송전력 효율이 높아질 수 있다. 이에 따라, 사용자 수율(user throughpupt)이 높아질 수 있다.

도 10은 부반송파 맵퍼가 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑하는 방식의 일 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 부반송파 맵퍼는 DFT부로부터 출력된 복소수 심벌들을 주파수 영역에서 연속된 부반송파들에 맵핑한다. 복소수 심벌들이 맵핑되지 않는 부반송파에는 '0'이 삽입된다. 이를 집중된 맵핑(localized mapping)이라 한다. 3GPP LTE에서는 집중된 맵핑 방식이 사용된다.

도 11은 부반송파 맵퍼가 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑하는 방식의 다른 예를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 부반송파 맵퍼는 DFT부로부터 출력된 연속된 2개의 복소수 심벌들 사이마다 L-1개의 '0'을 삽입한다(L은 자연수). 즉, DFT부로부터 출력된 복소수 심벌들은 주파수 영역에서 등간격으로 분산된 부반송파들에 맵핑된다. 이를 분산된 맵핑(distributed mapping)이라 한다.

부반송파 맵퍼가 도 10과 같이 집중된 맵핑 방식 또는 도 11과 같이 분산된 맵핑 방식을 사용하는 경우, 단일 반송파 특성이 유지된다.

도 12는 데이터 처리부 구조의 다른 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 데이 터 처리부는 전송기에 포함될 수 있다.

도 12를 참조하면, 데이터 처리부(210)는 DFT부(211), 부반송파 맵퍼(212), IFFT부(213) 및 CP 삽입부(214)를 포함한다.

DFT부(211)로부터 출력되는 복소수 심벌들은 N개의 서브블록으로 나눈다(N은 자연수). 여기서, N개의 서브블록은 서브블록#1, 서브블록#2, ..., 서브블록#N으로 나타낼 수 있다. 부반송파 맵퍼(212)는 N개의 서브블록들을 주파수 영역에서 분산시켜 부반송파들에 맵핑한다. 연속된 2개의 서브블록들 사이마다 NULL이 삽입될 수 있다. 하나의 서브블록 내 복소수 심벌들은 주파수 영역에서 연속된 부반송파에 맵핑될 수 있다. 즉, 하나의 서브블록 내에서는 집중된 맵핑 방식이 사용될 수 있다.

도 12의 데이터 처리부는 단일 반송파(single carrier) 전송기 또는 다중 반송파(multi-carrier) 전송기에 모두 사용될 수 있다. 단일 반송파 전송기는 반송파가 하나인 전송기이고, 다중 반송파 전송기는 반송파가 복수인 전송기이다. 단일 반송파 전송기에 사용되는 경우, N개의 서브블록들이 모두 하나의 반송파에 대응된다. 다중 반송파 전송기에 사용되는 경우, N개의 서브블록들 중 각각의 서브블록마다 하나의 반송파에 대응될 수 있다. 또는, 다중 반송파 전송기에 사용되는 경우에도, N개의 서브블록들 중 복수의 서브블록들은 하나의 반송파에 대응될 수도 있다.

그런데, 도 12의 데이터 처리부에서는 하나의 IFFT부를 통해 시간 영역 신호가 생성된다. 따라서, 도 12의 데이터 처리부가 다중 반송파 전송기에 사용되기 위해서는 연속된 반송파 할당(contiguous carrier allocation) 상황에서 인접한 반송파 간 부반송파 간격이 정렬(alignment)되어야 한다.

도 13은 데이터 처리부 구조의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 데이터 처리부는 다중 반송파 전송기에 포함될 수 있다.

도 13을 참조하면, 데이터 처리부(310)는 DFT부(311), 부반송파 맵퍼(312), 복수의 IFFT부(313-1, 313-2, ...,313-N) 및 CP 삽입부(214)를 포함한다(N은 자연수). N개의 서브블록들 중 각각의 서브블록마다 개별적으로 IFFT가 수행된다. 제n IFFT부(313-n)는 서브블록#n에 IFFT를 수행하여 제n 베이스밴드 신호를 출력한다(n=1,2,..,N). 제n베이스밴드 신호에는 제n 반송파(f_n) 신호가 곱해져 제n 무선 신호가 생성된다. N개의 서브블록들로부터 생성된 N개의 무선 신호들은 더해진 후, CP 삽입부(214)에 의해 CP가 삽입된다.

도 13의 데이터 처리부는 전송기가 할당받은 반송파들이 인접하지 않는 불연속된 반송파 할당(non-contiguous carrier allocation) 상황에서 사용될 수 있다.

도 12 및 13과 같이 DFT부로부터 출력되는 심벌들이 복수의 서브블록으로 나누어 처리되는 방식을 클러스터된(clustered) SC-FDMA라 한다.

도 14는 데이터 처리부 구조의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다. 여기서, 데이터 처리부는 다중 반송파 전송기에 포함될 수 있다.

도 14를 참조하면, 데이터 처리부(410)는 코드 블록 분할부(411), 청크(chunk) 분할부(412), 복수의 채널 코딩부(413-1,...,413-N), 복수의 변조기(414-1,...,414-N), 복수의 DFT부(415-1,...,415-N), 복수의 부반송파 맵퍼(416-1,...,416-N), 복수의 IFFT부(417-1,...,417-N) 및 CP 삽입부(418)를 포함한다(N은 자연수). 여기서, N은 다중 반송파 전송기가 사용하는 다중 반송파의 개수일 수 있다.

코드 블록 분할부(411)는 전송 블록을 복수의 코드 블록으로 분할한다. 청크 분할부(412)는 코드 블록을 복수의 청크로 분할한다. 여기서, 코드 블록은 다중 반송파 전송기로부터 전송되는 데이터라 할 수 있고, 청크는 다중 반송파 중 하나의 반송파를 통해 전송되는 데이터 조각이라 할 수 있다. 데이터 처리부(410)는 청크 단위로 DFT를 수행한다. 데이터 처리부(410)는 불연속된 반송파 할당 상황 또는 연속된 반송파 할당 상황에서 모두 사용될 수 있다. 도 14와 같이 청크 단위로 DFT가 수행되는 전송 방식을 청크 특정(chunk specific) DFTS-OFDM 또는 N×SC-FDMA라 한다.

이하, OFDM 심벌은 OFDMA, SC-FDMA, 클러스터된 DFTS-OFDM 또는 청크 특정 DFTS-OFDM 전송 방식이 적용되는 심벌을 의미한다.

도 15는 참조신호 처리부의 예를 나타내는 블록도이다. 여기서, 참조신호 처리부는 전송기에 포함될 수 있다.

도 15를 참조하면, 참조신호 처리부(120)는 참조신호 시퀀스 생성기(121), 부반송파 맵퍼(122), IFFT부(123) 및 CP 삽입부(124)를 포함한다.

참조신호 시퀀스 생성기(121)는 복소수 요소들로 구성된 참조신호 시퀀스를 생성한다. 부반송파 맵퍼(122)는 참조신호 시퀀스를 구성하는 복소수 요소들을 각 부반송파에 맵핑한다. 복조 참조신호를 위한 참조신호 시퀀스인 경우, 복소수 요소들은 서브프레임 내 복조 참조신호 심벌의 부반송파들에 맵핑된다(도 6 및 7 참조 ). 복조 참조신호를 위한 참조신호 시퀀스는 집중된 맵핑 방식으로 부반송파들에 맵핑될 수 있다. 사운딩 참조신호를 위한 참조신호 시퀀스인 경우, 복소수 요소들은 서브프레임 내 사운딩 참조신호 심벌의 부반송파들에 맵핑된다.

IFFT(123)는 입력되는 심벌에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 신호인 참조신호를 위한 베이스밴드 신호를 출력한다. CP 삽입부(124)는 참조신호를 위한 베이스밴드 신호의 뒷부분 일부를 복사하여 참조신호를 위한 베이스밴드 신호 앞에 삽입한다.

참조신호 처리부가 포함하는 부반송파 맵퍼, IFFT부 및 CP 삽입부는 데이터 처리부가 포함하는 부반송파 맵퍼, IFFT부 및 CP 삽입부와 동일할 수 있다. 참조신호 처리부와 데이터 처리부는 시간에 따른 스위칭 동작을 통해 부반송파 맵퍼, IFFT부 및 CP 삽입부를 공유할 수 있다.

이하, 참조신호 시퀀스에 대해 상술한다.

참조신호 시퀀스는 순환 쉬프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용한다. 순환 쉬프트된 시퀀스는 기본 시퀀스(base sequence)를 특정 CS 양(cyclic shift amount) 만큼 순환 쉬프트시켜 생성할 수 있다. 다양한 종류의 시퀀스가 기본 시퀀스로 사용될 수 있다. 예를 들어, PN(pseudo-random) 시퀀스, ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스와 같은 잘 알려진 시퀀스를 기본 시퀀스로 사용할 수 있다. 또는, 컴퓨터를 통해 생성되는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스를 사용할 수 있다. 또는, 기본 시퀀스의 길이에 따라 다른 방법으로 기본 시퀀스가 생성될 수 있다.

기본 시퀀스는 r_u,v(n)으로 나타낼 수 있다. 여기서, u ∈ {0,1,...,29}는 시퀀스 그룹 번호(sequence group number)이고, v는 그룹 내 기본 시퀀스 번호(base sequence number)이고, n은 요소 인덱스로 0≤n≤M-1, M은 기본 시퀀스의 길이이다. 기본 시퀀스의 길이 M은 서브프레임 내 하나의 복조 참조신호 심벌이 포함하는 부반송파 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 하나의 자원블록이 12 부반송파를 포함하고, 데이터 전송을 위해 3개의 자원블록을 할당받은 경우, 기본 시퀀스의 길이 M은 36이 된다.

다음 수학식은 기본 시퀀스 r_u,v(n)의 일 예를 나타낸다.

여기서, x_q는 원시 인덱스(root index)가 q인 ZC 시퀀스이고, N은 x_q의 길이이다. 즉, 기본 시퀀스 r_u,v(n)은 x_q가 순환 확장(cyclic extension)된 형태이다. 하나의 자원블록이 12 부반송파를 포함한다고 할 때, 기본 시퀀스의 길이 M은 36 이상일 수 있다.

원시 인덱스가 q인 ZC 시퀀스 x_q(m)은 다음 수학식과 같이 정의될 수 있다.

여기서, N은 x_q(m)의 길이이고, m은 0≤m≤N-1이다. N은 기본 시퀀스의 길이 M보다 작은 자연수 중 가장 큰 소수(prime number)일 수 있다. q는 N 이하의 자연수이고, q와 N은 서로소(relatively prime)이다. N이 소수(prime number)라면, 원시 인덱스 q의 개수는 N-1이 된다.

원시 인덱스 q는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

하나의 자원블록이 12 부반송파를 포함한다고 할 때, 기본 시퀀스의 길이 M이 12 또는 24인 경우에는 컴퓨터를 통해 생성되는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스가 기본 시퀀스로 사용될 수 있다. 기본 시퀀스의 길이 M이 12 또는 24인 경우, 각 그룹은 하나의 기본 시퀀스만을 포함하므로 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v는 0이다.

기본 시퀀스의 길이 M이 12 또는 24인 경우, 기본 시퀀스 r_u,v(n)의 예는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

그룹 번호 u에 따라 다른 기본 시퀀스가 정의된다.

M=12일 때, b(n)은 다음 표와 같이 정의될 수 있다.

M=24일 때, b(n)은 다음 표와 같이 정의될 수 있다.

기본 시퀀스 r_u,v(n)는 시퀀스 그룹 번호 u 및 기본 시퀀스 번호 v에 따라 달라질 수 있다. 시퀀스 그룹 번호 u 및 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v는 각각 반정적(semi-static)으로 변하거나, 슬롯마다 변할 수 있다. 시퀀스 그룹 번호 u가 슬롯마다 변하는 것을 그룹 홉핑(group hopping)이라 하고, 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v가 슬롯마다 변하는 것을 시퀀스 홉핑(sequece hopping)이라 한다. 그룹 홉핑 여부 및 시퀀스 홉핑 여부 각각은 물리 계층(physical layer)의 상위 계층(higher layer)에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 상위 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행하는 RRC(Radio Resource Control)일 수 있다.

시퀀스 그룹 번호 u는 다음 수학식과 같이 결정될 수 있다.

여기서, f_gh(n_s)는 그룹 홉핑 패턴이고, n_s는 무선 프레임 내 슬롯 번호이고, f_ss는 시퀀스 쉬프트 패턴이다. 이때, 17개의 다른 홉핑 패턴과 30개의 다른 시퀀스 쉬프트 패턴이 존재한다.

그룹 홉핑이 설정되지 않은 경우, 그룹 홉핑 패턴 f_gh(n_s)는 0이다. 그룹 홉핑이 설정된 경우, 그룹 홉핑 패턴 f_gh(n_s)는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, c(n)은 PN 시퀀스이다. c(n)은 길이-31의 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의될 수 있다. 다음 수학식은 시퀀스 c(n)의 예를 나타낸다.

여기서, N_C=1600이고, x₁(i)은 제1 m-시퀀스이고, x₂(i)는 제2 m-시퀀스이다. 예를 들어, 제1 m-시퀀스는 매 무선 프레임마다 x₁(0)=1, x₁(n)=0(n=1,2,...,30)으 로 초기화(initialization)될 수 있다. 또, 제2 m-시퀀스는 매 무선 프레임마다 셀 ID(identity)에 따라 초기화(initialization)될 수 있다. 다음 수학식은 제2 m-시퀀스의 초기화의 예이다.

여기서, N_{cell_ID}는 셀 ID이다.

시퀀스 쉬프트 패턴 f_ss는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, d ∈ {0,1,...,29}는 그룹 할당 파라미터이다. 그룹 할당 파라미터 d는 RRC와 같은 상위 계층에 의해 설정될 수 있다. 그룹 할당 파라미터는 셀 내 모든 단말에 공통되는 공용(common) 파라미터일 수 있다.

다음, 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v에 대해 설명한다. 하나의 자원블록이 12 부반송파를 포함한다고 할 때, 기본 시퀀스의 길이 M이 72 미만인 경우, 각 그룹은 하나의 기본 시퀀스(v=0)만을 포함한다. 이 경우, 시퀀스 홉핑이 적용되지 않는다.

하나의 자원블록이 12 부반송파를 포함한다고 할 때, 기본 시퀀스의 길이 M이 72 이상인 경우, 각 그룹은 2 기본 시퀀스(v=0,1)들을 포함한다. 이 경우, 그룹 홉핑이 설정되지 않고 시퀀스 홉핑이 설정된 경우, 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v가 슬롯마다 변하는 시퀀스 홉핑이 수행될 수 있다. 시퀀스 홉핑이 수행되지 않는 경우, 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v는 0으로 고정될 수 있다.

시퀀스 홉핑이 수행될 때, 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, c(n)은 PN 시퀀스로 수학식 7과 같을 수 있다. 예를 들어, 제1 m-시퀀스는 매 무선 프레임마다 x₁(0)=1, x₁(n)=0(n=1,2,...,30)으로 초기화(initialization)될 수 있다. 또, 제2 m-시퀀스는 매 무선 프레임마다 셀 ID(identity) 및 시퀀스 쉬프트 패턴 f_ss에 따라 초기화(initialization)될 수 있다. 다음 수학식은 제2 m-시퀀스의 초기화의 예이다.

기본 시퀀스 r_u,v(n)을 다음 수학식과 같이 순환 쉬프트시켜 순환 쉬프트된 시퀀스 r_u,v(n, Ics)을 생성할 수 있다.

여기서, 2πIcs/12는 CS 양이고, Ics는 CS 양을 나타내는 CS 인덱스이다(0≤Ics＜12, Ics는 정수).

CS 인덱스 Ics는 셀 특정(cell-specific) CS 파라미터, 단말 특정(UE-specific) CS 파라미터 및 홉핑 CS 파라미터에 따라 결정될 수 있다. 셀 특정 CS 파라미터는 셀 마다 다른 값을 가지나 셀 내 모든 단말에 공통된다. 단말 특정 CS 파라미터는 셀 내 단말마다 다른 값을 갖을 수 있다. 홉핑 CS 파라미터는 슬롯마다 다른 값을 갖을 수 있다. 따라서, CS 인덱스는 슬롯마다 변할 수 있다. CS 인덱스가 슬롯마다 변하여 CS 양이 변하는 것을 CS 양의 슬롯 레벨 홉핑이라 한다.

CS 인덱스 Ics는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, Ia는 셀 특정 CS 파라미터에 의해 결정되고, Ib는 단말 특정 CS 파라미터이고, I(n_s)는 홉핑 CS 파라미터이다.

셀 특정 CS 파라미터는 RRC와 같은 상위 계층에 의해 설정될 수 있다. 다음 표는 셀 특정 CS 파라미터에 의해 결정되는 Ia의 예를 나타낸다.

단말 특정 CS 파라미터 Ib는 상향링크 그랜트의 CS 필드에 의해 지시될 수 있다. 만일, 데이터 전송을 위한 무선 자원 스케줄링 방식이 지속적 스케줄링 방식 또는 반지속적 스케줄링 방식인 경우, 데이터 전송에 대응하는 상향링크 그랜트가 없는 경우, 단말 특정 CS 파라미터 Ib는 0으로 할 수 있다.

다음 표는 CS 필드에 의해 결정되는 단말 특정 CS 파라미터 Ib의 예를 나타낸다.

홉핑 CS 파라미터 I(n_s)는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있따.

여기서, c(n)은 PN 시퀀스이고, N_symb은 슬롯이 포함하는 OFDM 심벌의 개수이다. PN 시퀀스 c(n)은 수학식 7과 같을 수 있다. 예를 들어, 제1 m-시퀀스는 매 무선 프레임마다 x₁(0)=1, x₁(n)=0(n=1,2,...,30)으로 초기화(initialization)될 수 있다. 또, 제2 m-시퀀스는 매 무선 프레임마다 셀 ID(identity) 및 시퀀스 쉬프트 패턴 f_ss에 따라 초기화(initialization)될 수 있다. 제2 m-시퀀스의 초기화는 수학식 11과 같을 수 있다.

이와 같이, 생성된 복소수 요소들로 구성된 참조신호 시퀀스는 서브프레임 내 복조 참조신호 심벌의 부반송파들에 맵핑된다.

전송기는 다수의 전송 안테나를 통해 데이터를 전송할 수 있다. 전송기가 다수의 전송 안테나를 사용하는 다중 안테나 전송의 경우, 전송 안테나마다 정의된 하나의 자원 그리드(도 3 참조)가 있다. 전송기는 전송 다이버시티(transmit diversity) 기법(scheme)을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다. 전송 다이버시티 기법은 다수의 전송 안테나를 통해 동일한 데이터를 전송하는 것이다. 전송 다이버시티 기법이 사용되는 경우, 다이버시티 이득(diversity gain)이 얻어질 수 있고, 데이터의 신뢰도(reliability)가 증가될 수 있다.

전송 다이버시티 기법의 예로 시공간블록부호화(space-time block coding, 이하 STBC), 순환 지연 다이버시티(cyclic delay diversity, 이하 CDD) 등이 있다.

도 16은 STBC를 적용한 데이터 전송 방법의 예를 나타낸다. 도 16의 데이터 전송 방법은 널리 알려진 알라무티 코드(Alamouti code)를 적용한 것이다.

도 16을 참조하면, 전송기(1000)는 2개의 전송 안테나(1900-1, 1900-2)를 통해 데이터를 전송한다. 수신기(2000)는 하나의 수신 안테나(2900)를 통해 데이터를 수신한다.

제1 TTI 동안, 전송기(1000)는 제1 전송 안테나(1900-1)를 통해 제1 심벌 s₁을 전송하고, 제2 전송 안테나(1900-2)를 통해 제2 심벌 s₂를 전송한다. 제2 TTI 동안, 전송기(1000)는 제1 전송 안테나(1900-1)를 통해 제2 심벌이 변형된 심벌 -s₂ ^*를 전송하고, 제2 전송 안테나(1900-2)를 통해 제1 심벌이 변형된 심벌 s₁ ^*을 전송한다. 여기서, (ㆍ)^*는 (ㆍ)의 복소 켤레(complex conjugate)이다. 제2 TTI는 제1 TTI에 후속하는 TTI이다. 제2 TTI는 제1 TTI에 연속하는 TTI이거나 불연속하는 TTI일 수 있다.

수신기(2000)가 제1 TTI 동안 수신하는 제1 수신 신호 r₁, 제2 TTI 동안 수신하는 제2 수신 신호 r₂는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, h₁은 제1 전송 안테나(1900-1)로부터 수신 안테나(2900)까지 제1 채널 응답(channel response)이고, h₂는 제2 전송 안테나(1900-2)로부터 수신 안테나(2900)까지 제2 채널 응답이다. 이때, 제1 TTI에서 제2 TTI 동안, 채널 특성이 거의 변하지 않는 것을 가정한다. n₁은 제1 채널의 잡음(noise)이고, n₂는 제2 채널의 잡음이다. 잡음은 부가백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise, AWGN)일 수 있다.

제1 심벌 s₁은 r₁ 및 r₂를 다음 수학식과 같이 결합(combining)하여 추정될 수 있다.

제2 심벌 s₂는 r₁ 및 r₂를 다음 수학식과 같이 결합하여 추정될 수 있다.

지금까지 2개의 전송 안테나에 대한 STBC에 대해 설명하였으나, STBC는 2개 이상의 전송 안테나에 대해서도 확장 적용될 수 있다.

도 17은 CDD를 적용한 데이터 전송 방법의 예를 나타낸다. 제1 안테나(Antenna#1)를 통해서는 베이스밴드 신호에 CP가 삽입된 신호가 전송된다. 제2 안테나(Antenna#2)를 통해서는 상기 베이스밴드 신호가 특정 순환 지연값(cyclic delay value)만큼 순환 지연 또는 선형 지연(linear delay)되고, CP가 삽입된 신호가 전송된다. 여기서는, 2개의 전송 안테나에 대한 CDD의 예를 설명하였으나, 전송 안테나별로 각각 다른 순환 지연값이 사용하여 2개 이상의 전송 안테나에 대한 CDD도 가능하다.

CDD 적용을 위해, IFFT부로부터 출력된 시간 영역 신호인 베이스밴드 신호는 전송 안테나별로 각각 다른 순환 지연값만큼 순환 지연될 수 있다. 그런데, 시간 영역에서의 순환 지연은 주파수 영역에서 위상 시퀀스(phase sequence)를 곱하는 것과 등가(equivalent)이다. 따라서, CDD 적용을 위해 DFT부로부터 출력된 복소수 심벌들은 전송 안테나별로 각각 다른 위상 시퀀스가 곱해져 부반송파에 맵핑되는 것으로 구현될 수도 있다.

CDD는 인위적으로 안테나별로 독립적인 채널을 합성시켜 주파수 선택성(frequency selectivity)를 증가시킨다. 주파수 선택성을 증가시킴으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 이는 물리적(physical) 또는 가상적(virtual) 부반송파 레벨에서 빔포밍이 적용된 것과 같다.

도 18은 2개의 전송 안테나에 대한 STBC 데이터 처리부 구조의 예를 나타낸 블록도이다.

도 18을 참조하면, STBC 데이터 처리부(1100)는 DFT부(1110), STBC 처리부(1120), 2개의 부반송파 맵퍼(1130-1, 1130-2), 2개의 IFFT부(1140-1, 1140-2) 및 2개의 CP 삽입부(1150-1, 1150-2)를 포함한다. 데이터 처리부(1110)는 채널 코딩부(미도시) 및 변조기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 부반송파 맵퍼(1130-1), 제1 IFFT부(1140-1) 및 제1 CP 삽입부(1150-1)는 제1 전송 안테나에 대응되고, 제2 부반송파 맵퍼(1130-2), 제2 IFFT부(1140-2) 및 제2 CP 삽입부(1150-2)는 제2 전송 안테나에 대응된다.

DFT부(1110)에 변조된 심벌들이 입력된다. DFT부(1110)는 입력되는 변조된 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들을 출력한다. STBC 처리부(1120)는 입력되는 복소수 심벌들을 STBC 기법에 의해 처리하여 시공간 블록 부호를 생성한다.

다음 표는 STBC 처리부(1120)에 의해 생성된 시공간 블록 부호의 예를 나타낸다.

제1 전송 안테나의 제1 데이터 심벌을 위해, DFT부(1110)에 변조된 심벌들(d₁,...,d_M)이 입력된다. DFT부(1110)는 입력되는 변조된 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(s₁,...,s_M)을 출력한다. 여기서, M은 데이터 전송을 위해 할당받은 무선 자원이 주파수 영역에서 포함하는 부반송파의 개수와 동일할 수 있다.

제2 전송 안테나의 제1 데이터 심벌을 위해, DFT부(1110)에 변조된 심벌들(d_M+1,...,d_2M)이 입력된다. DFT부(1110)는 입력되는 변조된 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(s_M+1,...,s_2M)을 출력한다.

제1 전송 안테나의 제2 데이터 심벌을 위해, DFT부(1110)에 변조된 심벌들(d_M+1,...,d_2M)이 입력된다. DFT부(1110)는 입력되는 변조된 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(s_M+1,...,s_2M)을 출력한다. (s_M+1,...,s_2M) 각각마다 '-'를 곱하고, 복소 켤레를 구하여 (-s_M+1 ^*,...,-s_2M ^*)를 생성한다. 또는, 제2 전송 안테나의 제1 데이터 심벌을 위해 출력된 복소수 심벌들(s_M+1,...,s_2M)을 이용하여 (-s_M+1 ^*,...,-s_2M ^*)를 생성할 수도 있다.

제2 전송 안테나의 제2 데이터 심벌을 위해, DFT부(1110)에 변조된 심벌들(d₁,...,d_M)이 입력된다. DFT부(1110)는 입력되는 변조된 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(s₁,...,s_M)을 출력한다. (s₁,...,s_M) 각각마다 복소 켤레를 구하여 (s₁ ^*,...,s_M ^*)를 생성한다. 또는, 제1 전송 안테나의 제1 데이터 심벌을 위해 출력된 복소수 심벌들(s₁,...,s_M)을 이용하여 (s₁ ^*,...,s_M ^*)를 생성할 수도 있다.

제1 데이터 심벌 및 제2 데이터 심벌 각각은 데이터 전송을 위해 할당된 무선 자원에 포함된다. 제1 데이터 심벌 및 제2 데이터 심벌을 심벌 페어(symbol pair)라고 한다. 일 예로, 데이터 전송에 할당된 무선 자원이 도 6과 같은 경우, 서브프레임 내 14 OFDM 심벌 중 12 OFDM 심벌이 데이터 심벌이다. 12 데이터 심벌은 6 심벌 페어를 이룰 수 있다. 이하, 심벌 페어를 (제1 데이터 심벌의 심벌 인덱스, 제2 데이터 심벌의 심벌 인덱스)로 나타낼 수 있다. 이때, 6 심벌 페어는 (0, 1), (2, 4), (5, 6), (7, 8), (9, 11) 및 (12, 13)일 수 있다. 다른 예로, 데이터 전송에 할당된 무선 자원이 도 7과 같은 경우, 서브프레임 내 12 OFDM 심벌 중 10 OFDM 심벌이 데이터 심벌이다. 데이터 전송에 할당된 무선 자원이 제1 슬롯 및 제2 슬롯에서 동일한 주파수 영역을 차지하는 경우, 10 데이터 심벌은 5 심벌 페어를 이룰 수 있다. 5 심벌 페어는 (0, 1), (3, 4), (5, 6), (7, 9) 및 (10, 11)일 수 있다.

제1 부반송파 맵퍼(1130-1)는 (s₁,...,s_M)을 제1 데이터 심벌의 부반송파들에 맵핑하고, 제2 부반송파 맵퍼(1130-2)는 (s_M+1,...,s_2M)을 제1 데이터 심벌의 부반송파들에 맵핑한다. 제1 부반송파 맵퍼(1130-1)는 (-s_M+1 ^*,...,-s_2M ^*)을 제2 데이터 심벌의 부반송파들에 맵핑하고, 제2 부반송파 맵퍼(1130-2)는 (s₁ ^*,...,s_M ^*)을 제2 데이터 심벌의 부반송파들에 맵핑한다.

도 19는 제1 부반송파 맵퍼 및 제2 부반송파 맵퍼가 시공간 블록 부호를 부반송파들에 맵핑하는 방법의 예를 나타낸다. 제1 부반송파 맵퍼 및 제2 부반송파 맵퍼는 2개의 전송 안테나에 대한 STBC 데이터 처리부(도 18 참조)에 포함될 수 있다.

도 18 및 19에서 설명한 STBC 데이터 처리부는 3개 이상의 전송 안테나에 대해서도 적용될 수 있다. 예를 들어, 4개의 전송 안테나를 사용하는 경우, 2 데이터 심벌로 구성된 심벌 페어에 STBC가 적용될 수 있다. 제1 전송 안테나 및 제2 전송 안테나에 대해 STBC가 적용되고, 제3 전송 안테나 및 제4 전송 안테나에 대해 STBC가 적용될 수 있다. 그리고, 2 그룹 간에는 트랜스패어런트(transparent) 전송 방식이 사용될 수 있다. 트랜스패어런트 전송 방식은 전송기가 어떤 전송 방식을 사용하였는지 상관 없이 수신기에서는 하나의 전송 안테나 전송으로 가정할 수 있는 전송 방식을 말한다. 트랜스페어런트 전송 방식의 예로는 스몰(small) CDD 또는 PVS(precoding vector switching) 등이 있다.

수신기에서 STBC 기법으로 전송된 데이터의 복원을 위해, 수신기에서 전송 안테나별 채널 추정이 가능해야 한다. 이를 위해, 각 전송 안테나별 복조 참조신호가 전송되어야 한다. 각 전송 안테나별 복조 참조신호는 서브프레임 내 복조 참조신호 심벌(도 6 및 7 참조)을 통해 전송된다. 이때, 각 전송 안테나별 복조 참조신호의 구별을 위해, 각 전송 안테나별 복조 참조신호의 참조신호 시퀀스는 서로 다른 시퀀스가 사용될 수 있다. 각 전송 안테나별 복조 참조신호에 서로 다른 시퀀스를 사용하여 구별하는 방법은 CDM(Code Division Multiplexing)이 적용된 것이다. 각 전송 안테나별 참조신호 시퀀스는 서로 직교(orthogonal)할 수 있다. 또는, 각 전송 안테나별 참조신호 시퀀스는 서로 상관도(correlation)가 낮을 수 있다. 예를 들어, 각 전송 안테나별 참조신호 시퀀스는 동일한 기본 시퀀스에 각 전송 안테나별 CS 양 만큼 순환 쉬프트된 순환 쉬프트된 시퀀스가 사용될 수 있다. 이때, 각 전송 안테나별 CS 양은 각 전송 안테나에 대한 채널을 구별하기 위해 충분한 간격을 갖고 있어야 한다. 무선 통신 시스템은 실효(effective) OFDM 심벌의 길이가 66.7㎲이고, 5㎲의 최대 지연 스프레드(maximum delay spread)의 TU(typical urban) 채널 환경에서 동작한다고 가정한다. 이 경우, 최소 5㎲ 단위로 CS 양을 가져야 한다. 따라서, 13개(=66.7/5)의 CS 양이 가능하다. 3GPP LTE에서는 마진(margin)을 두어 12개의 가용 CS 양을 가정한다.

이하, 복조 참조신호에 적용되는 각 전송 안테나별 CS 양에 대해 상술한다. 전송 안테나의 개수는 2개이고, 데이터가 전송되는 무선 자원은 도 6 또는 도 7과 같은 경우에 대해 설명한다. 이하, a는 CS 양을 나타낸다.

서브프레임 내 제1 슬롯에서 제1 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양 a(0), 제2 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양 a(2)라 한다. 상기 서브프레임 내 제2 슬롯에서 상기 제1 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양 a(1), 상기 제2 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양 a(3)라 한다. a(0) 및 a(1)은 이전에 참조신호 시퀀스에 대해 설명한 내용대로 결정될 수 있다. a(2) 및 a(3)는 다양한 방법으로 결정될 수 있다.

일 예로, 특정 오프셋을 이용한다. a(2)은 a(0)로부터 특정 오프셋이 적용된 값일 수 있고, a(3)는 a(1)로부터 특정 오프셋이 적용된 값일 수 있다.

다른 예로, 서브프레임 단위로 제1 안테나를 위한 CS 양들을 제2 안테나를 위한 CS 양들에 역으로 적용한다. 제1 안테나에서는 이전에 설명한 내용대로 제1 슬롯 및 제2 슬롯의 CS 양들을 결정한다. 제2 안테나에서는 제1 안테나에서 사용된 CS 양들을 슬롯을 바꾸어서 사용한다. 즉, a(0)과 a(3)가 동일하고, a(1)과 a(2)이 동일하다. 이 경우, 이미 정해진 CS 양에 대한 슬롯 레벨 홉핑 패턴이 재사용(reuse)될 수 있다.

또 다른 예로, 무선 프레임 단위로 제1 안테나를 위한 CS 양들을 제2 안테나를 위한 CS 양들에 역으로 적용한다. 무선 프레임 내 20개의 슬롯에서 제1 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양들은 슬롯 순서대로 a(0), a(1),..., a(19)라 한다. 제2 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양들은 슬롯 순서대로 a(19), a(18),..., a(0)일 수 있다.

또 다른 예로, CS 양은 a=2πIcs/12이고, Ics는 CS 양을 나타내는 CS 인덱스라 할 때, CS 인덱스 Ics를 구하는 수학식 13을 다음 수학식과 같이 변경할 수 있다.

즉, 슬롯 번호 n_s 대신 n_s'을 사용하는 것이다. 다음 수학식은 n_s'의 일 예이다.

여기서, n_a는 안테나 인덱스이다. 제1 안테나의 n_a는 1이고, 제2 안테나의 n_a는 2라 한다.

다음 수학식은 n_s'의 다른 예이다.

여기서, N_ant는 전송 안테나의 개수이고, n_a는 안테나 인덱스이다.

2개의 전송 안테나의 경우 STBC를 적용하여 데이터를 전송하기 위해서는, 데이터 전송을 위해 할당된 무선 자원이 시간 영역에서 포함하는 데이터 심벌의 개수가 짝수여야 한다. STBC를 적용하기 위해서는 2개의 데이터 심벌끼리 심벌 페어를 구성해야 하기 때문이다. 그런데, 무선 자원이 시간 영역에서 포함하는 데이터 심 벌의 개수가 홀수가 되는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 사운딩 참조신호가 전송되거나, 서브프레임 내 제1 슬롯에 할당된 무선 자원이 제2 슬롯에서 주파수 홉핑을 하는 경우 데이터 심벌의 개수가 홀수가 될 수 있다. 데이터 심벌의 개수가 홀수인 경우, 심벌 페어를 이루지 못하고 남는 데이터 심벌이 생긴다. 이하, 심벌 페어를 이루지 못하고 남은 데이터 심벌을 잔여 심벌(residue symbol)이라 한다. 심벌 페어를 통해서는 STBC 방식으로 데이터를 전송하고, 잔여 심벌을 통해서는 CDD 방식으로 데이터를 전송할 수 있다.

이제, 도 20 내지 23에서 잔여 심벌이 생기는 경우의 예를 설명한다. 도 20 내지 도 23에서 서브프레임 내 참조신호 심벌의 개수 및 참조신호 심벌의 위치는 단지 예시에 불과하다. 또한, 서브프레임 내 심벌 페어를 이루는 데이터 심벌 역시 예시에 불과하다.

도 20은 노멀 CP의 경우, 사운딩 참조신호가 전송되는 무선 자원의 일 예를 나타낸다.

도 20을 참조하면, 서브프레임은 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함한다. 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각은 7 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내 14 OFDM 심벌은 0부터 13까지 심벌 인덱스가 매겨진다. 심벌 인덱스가 3, 10인 OFDM 심벌을 통해 복조 참조신호가 전송된다. 심벌 인덱스가 13인 OFDM 심벌을 통해서는 사운딩 참조신호가 전송된다. 서브프레임 내 14 OFDM 심벌 중 3 OFDM 심벌이 참조신호 심벌이고, 나머지 11 OFDM 심벌은 데이터 심벌이다. 데이터 심벌의 개수가 홀수이므로, 11 데이터 심벌 중 10 데이터 심벌은 5 심벌 페어를 이루고, 하나의 데이터 심벌은 심벌 페어 를 이루지 못하고 잔여 심벌이 된다. 5 심벌 페어는 (0, 1), (2, 4), (5, 6), (7, 8) 및 (9, 11)이다. 심벌 인덱스가 12인 데이터 심벌은 잔여 심벌이다.

도 21은 확장된 CP의 경우, 사운딩 참조신호가 전송되는 무선 자원의 일 예를 나타낸다.

도 21을 참조하면, 서브프레임은 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함한다. 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각은 6 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내 12 OFDM 심벌은 0부터 11까지 심벌 인덱스가 매겨진다. 심벌 인덱스가 2, 8인 OFDM 심벌을 통해 복조 참조신호가 전송된다. 심벌 인덱스가 11인 OFDM 심벌을 통해서는 사운딩 참조신호가 전송된다. 서브프레임 내 12 OFDM 심벌 중 3 OFDM 심벌이 참조신호 심벌이고, 나머지 9 OFDM 심벌은 데이터 심벌이다. 데이터 심벌의 개수가 홀수이므로, 9 데이터 심벌 중 8 데이터 심벌은 4 심벌 페어를 이루고, 하나의 데이터 심벌은 나머지 신벌이 된다. 4 심벌 페어는 (0, 1), (3, 4), (5, 6) 및 (7, 9)이다. 심벌 인덱스가 10인 데이터 심벌은 잔여 심벌이다. 이때, 심벌 인덱스 5 및 6이 심벌 페어를 이루기 위해서는 서브프레임 내 제1 슬롯 및 제2 슬롯 각각에서 할당받은 부반송파들이 주파수 영역에서 동일해야 한다. 즉, 서브프레임 내에서 주파수 홉핑이 수행되지 않아야 한다.

도 22는 확장된 CP의 경우, 사운딩 참조신호가 전송되는 무선 자원의 다른 예를 나타낸다.

도 22를 참조하면, 4 심벌 페어는 (0, 1), (3, 4), (6, 7) 및 (9, 10)이다. 심벌 인덱스가 5인 데이터 심벌은 잔여 심벌이다. 도 22는 도 21과 달리, 서브프레 임 내 제1 슬롯 및 제2 슬롯 각각에서 할당받은 부반송파들이 다른 주파수 영역을 차지하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 서브프레임 내 주파수 홉핑에 무관하게 적용될 수 있다.

도 23은 확장된 CP의 경우, 무선 자원의 예를 나타낸다.

도 23을 참조하면, 서브프레임 내 각 슬롯은 2 심벌 페어 및 1 잔여 심벌을 포함한다. 제1 슬롯에서 심벌 페어는 (0, 1) 및 (3, 4)이고, 심벌 인덱스가 5인 데이터 심벌은 잔여 심벌이다. 제2 슬롯에서 심벌 페어는 (6, 7) 및 (9, 10)이고, 심벌 인덱스가 11인 데이터 심벌이 잔여 심벌이다. 도 23은 서브프레임 내 제1 슬롯 및 제2 슬롯 각각에서 할당받은 부반송파들이 다른 주파수 영역을 차지하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 서브프레임 내 주파수 홉핑에 무관하게 적용될 수 있다.

도 20 내지 23에서 살펴본 것과 같이, 심벌 페어를 통해서는 STBC 방식으로 데이터를 전송하고, 잔여 심벌을 통해서는 CDD 방식으로 데이터를 전송할 수 있다.

서브프레임 내 복조 참조신호 심벌을 통해 전송되는 복조 참조신호는 STBC를 위해서는 안테나별 채널 추정 용도로 사용된다. 또한, 복조 참조신호는 CDD를 위해서는 CDD를 복조하기 위한 전용(dedicated) RS로 사용된다.

이하, 잔여 심벌에 적용되는 각 전송 안테나별 순환 지연값에 대해 설명한다. 전송 안테나의 개수는 2개이고, 데이터가 전송되는 무선 자원은 도 6 또는 도 7과 같은 경우에 대해 설명한다. 이하, 제1 전송 안테나에 대한 제1 순환 지연값을 a(4)라 하고, 제2 전송 안테나에 대한 제2 순환 지연값을 a(5)라 한다.

잔여 심벌에 적용되는 순환 지연값은 기지국과 단말 사이에 미리 정해진 값 일 수 있다. 또는, 기지국이 단말에게 순환 지연값을 지시할 수 있다. 이 경우, 각 안테나별 순환 지연값을 지시할 수 있다. 또는, 기지국이 단말에게 제1 순환 지연값을 지시하면, 단말이 제1 순환 지연값으로부터 제2 순환 지연값을 구할 수도 있다.

다른 방법으로, 순환 지연값은 복조 참조신호에 사용되는 CS 양과 연관될 수도 있다.

일 예로, 순환 지연값과 CS 양은 다음 수학식과 같은 관계가 있을 수 있다.

여기서, a(1)은 서브프레임 내 제2 슬롯에서 상기 제1 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양, a(3)은 제2 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양이다. 즉, 순환 지연값이 제2 슬롯의 복조 참조신호에 사용되는 CS 양과 동일하다.

다른 예로, 순환 지연값과 CS 양은 다음 수학식과 같은 관계가 있을 수 있다.

여기서, a(0)은 서브프레임 내 제1 슬롯에서 상기 제1 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양, a(2)은 제2 안테나를 위한 복조 참조신호에 대한 CS 양이다. 즉, 순환 지연값이 제1 슬롯의 복조 참조신호에 사용되는 CS 양과 동일하다.

이와 같이, 순환 지연값이 복조 참조신호에 사용되는 CS 양과 연관되는 경우, 서로 다른 전송 다이버시티 기법이 혼합되어 있는 상황에서 효율적인 데이터 전송이 가능하다. 또한, 순환 지연값이 CS 양이 정렬되는 경우, 디코딩 성능이 개선될 수 있다. CDD는 부반송파 레벨로 빔포밍이 적용된 것과 같다. 따라서, 부반송파 레벨로 컨스트럭션(construction)되는 부분과 디스트럭션(destruction)되는 부분이 순환 지연값과 전송기/수신기의 DoA(diretion of arrival)의 함수로 나타내질 수 있다. 데이터 전송에 사용되는 순환 지연값과 복조 참조신호에 사용되는 CS 양이 정렬되는 경우, 복조 참조신호에서 컨스트럭션/디스트럭션되는 부분과 데이터에서 컨스트럭션/디스트럭션되는 부분이 일치된다. 이 경우, 컨스트럭션되는 부분의 채널 추정 성능이 증가된다. 디스트럭션되는 부분은 데이터도 수신되지 못하는 부분이므로, 디스크력션되는 부분에 사용될 에너지는 컨스트럭션되는 부분의 채널 추정에 이용될 수 있게 된다.

또 다른 예로, 순환 지연값 역시 CS 양과 같이 a=2πIcs/12이고, Ics는 순환 지연값을 나타내는 인덱스라 할 수 있다. CS 양 뿐 아니라, 순환 지연값 역시 Ics를 구하는 수학식 13을 다음 수학식과 같이 변경하여 구할 수 있다.

즉, 슬롯 번호 n_s 대신 n_s'을 사용하는 것이다. n_s'는 무선 프레임이 포함하는 슬롯 및 잔여 심벌이 인덱싱되는 인덱스 번호이다. 예를 들어, 무선 프레임 내 10개 서브프레임 중 첫번째 서브프레임의 마지막 OFDM 심벌에서만 사운딩 참조신호가 전송되는 경우(도 20 또는 21 참조)를 가정한다. 이때, 무선 프레임 내 첫번째 서브프레임의 잔여 심벌은 인덱스 번호 n_s'=2가 되고, 무선 프레임 내 인덱스 번호 n_s'는 0 내지 20까지 번호가 매겨진다.

도 24는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 24를 참조하면, 단말은 기지국으로 M(M≥3, M은 자연수)개의 데이터 심벌 중 N(N＜M, N은 자연수)개의 데이터 심벌을 통해 STBC 방식으로 제1 데이터가 전송된다(S210). 이때, 데이터 전송을 위한 무선 자원은 시간 영역에서 M개의 데이터 심벌을 포함하고, 단말은 기지국으로 상기 N개의 데이터 심벌을 제외한 M-N개의 데이터 심벌을 통해 CDD 방식으로 제2 데이터를 전송한다(S220). 단말은 기지국으로부터 데이터 전송을 위한 무선 자원을 지시하는 자원 할당 필드를 포함하는 상향링크 그랜트를 수신할 수 있다. 이때, M은 홀수이고, N은 짝수일 수 있다.

데이터 전송을 위한 무선 자원은 시간 영역에서 복조 참조신호 심벌을 더 포함할 수 있다. 복조 참조신호에는 기본 시퀀스가 CS 양만큼 순환 쉬프트된 순환 쉬프트된 시퀀스가 사용될 수 있다. 또, 상기 무선 자원은 시간 영역에서 사운딩 참조신호 심벌을 더 포함할 수 있다. 제2 데이터 전송에 이용되는 순환 지연값은 CS 양에 따라 결정될 수 있다.

지금까지 상향링크 데이터 전송을 기준으로 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용은 하향링크 데이터 전송에도 그대로 적용될 수 있다.

이와 같이, 다중 안테나 시스템에서 STBC 방식 및 CDD 방식을 적용하여 효율적인 데이터 전송 방법을 제공할 수 있다. 특히, 데이터를 STBC 방식만으로 전송할 수 없는 경우에 CDD 방식을 같이 적용함으로써, STBC 방식으로 데이터를 전송할 수 있는 방법을 제공할 수 있다. 따라서, 무선 통신의 신뢰도를 향상 시킬 수 있고, 전체 시스템 성능을 향상시킬 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 무선 통신 시스템을 나타낸다.

도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 3은 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드를 나타낸 예시도이다.

도 5는 데이터 전송 방법의 예를 나타낸 흐름도이다.

도 8은 전송기 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.

도 9는 데이터 처리부 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.

도 12는 데이터 처리부 구조의 다른 예를 나타낸 블록도이다.

도 13은 데이터 처리부 구조의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다.

도 14는 데이터 처리부 구조의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다.

도 15는 참조신호 처리부의 예를 나타내는 블록도이다.

도 16은 STBC를 적용한 데이터 전송 방법의 예를 나타낸다.

도 17은 CDD를 적용한 데이터 전송 방법의 예를 나타낸다.

도 19는 제1 부반송파 맵퍼 및 제2 부반송파 맵퍼가 시공간 블록 부호를 부반송파들에 맵핑하는 방법의 예를 나타낸다.

도 23은 확장된 CP의 경우, 무선 자원의 예를 나타낸다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 데이터 전송 방법에 있어서,

데이터 전송을 위한 무선 자원은 시간 영역에서 M(M≥3, M은 자연수)개의 데이터 심벌을 포함하고, 상기 무선 자원은 상기 시간 영역에서 복조 참조 신호 전송을 위한 복조 참조 신호 심벌을 더 포함하고,

상기 M개의 데이터 심벌 중 N(N＜M, N은 자연수)개의 데이터 심벌을 통해 2개의 전송 안테나를 사용하여 STBC(space-time block coding) 방식으로 제1 데이터를 기지국으로 전송하는 단계; 및

상기 N개의 데이터 심벌을 제외한 M-N개의 데이터 심벌을 통해 상기 2개의 전송 안테나를 사용하여 CDD(cyclic delay diversity) 방식으로 제2 데이터를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,

상기 N개의 데이터 심벌은 적어도 하나의 심벌 페어를 구성하며,

상기 CDD 방식은 베이스밴드 신호에 CP가 삽입된 신호가 상기 2개의 전송 안테나 중 제1 안테나를 통해 전송되고, 상기 베이스밴드 신호가 순환 지연값만큼 순환 지연 또는 선형 지연되고 CP가 삽입된 신호가 상기 2개의 전송 안테나 중 제2 안테나를 통해 전송되는 전송 방식이며,

상기 복조 참조 신호는 기본 시퀀스가 순환 쉬프트 양만큼 순환 쉬프트된 순환 쉬프트된 시퀀스를 사용하며,

상기 CDD 방식에서 사용되는 순환 지연값은 상기 복조 참조 신호에 사용되는 상기 순환 쉬프트 양에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 M은 홀수이고, 상기 N은 짝수인 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 무선 자원은 상기 시간 영역에서 사운딩 참조신호 전송을 위한 사운딩 참조신호 심벌을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

기지국으로부터 상기 무선 자원을 지시하는 자원 할당 필드를 포함하는 상향링크 그랜트를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 전송기에 있어서,

데이터 전송을 위한 무선 자원은 시간 영역에서 M(M≥3, M은 자연수)개의 데이터 심벌을 포함하고, 상기 무선 자원은 상기 시간 영역에서 복조 참조 신호 전송을 위한 복조 참조 신호 심벌을 더 포함하고,

무선 신호를 생성 및 전송하는 RF(radio frequency)부; 및

상기 RF부와 연결되는 데이터 처리부를 포함하되;

상기 데이터 처리부는,

상기 M개의 데이터 심벌 중 N(N＜M, N은 자연수)개의 데이터 심벌을 통해 2개의 전송 안테나를 사용하여 STBC(space-time block coding) 방식으로 제1 데이터를 기지국으로 전송하고;

상기 N개의 데이터 심벌을 제외한 M-N개의 데이터 심벌을 통해 상기 2개의 전송 안테나를 사용하여 CDD(cyclic delay diversity) 방식으로 제2 데이터를 기지국으로 전송하도록 구성되며,

상기 N개의 데이터 심벌은 적어도 하나의 심벌 페어를 구성하며,

상기 CDD 방식은 베이스밴드 신호에 CP가 삽입된 신호가 상기 2개의 전송 안테나 중 제1 안테나를 통해 전송되고, 상기 베이스밴드 신호가 순환 지연값만큼 순환 지연 또는 선형 지연되고 CP가 삽입된 신호가 상기 2개의 전송 안테나 중 제2 안테나를 통해 전송되는 전송 방식이며,

상기 복조 참조 신호는 기본 시퀀스가 순환 쉬프트 양만큼 순환 쉬프트된 순환 쉬프트된 시퀀스를 사용하며,

상기 CDD 방식에서 사용되는 순환 지연값은 상기 복조 참조 신호에 사용되는 상기 순환 쉬프트 양에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전송기.