KR20010036300A - 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차세대 이동 통신에 관한 것으로, 특히 광대역 코드 분할 다중 접속(이하, W-CDMA 라 약칭함) 방식을 이용하는 이동 통신 시스템에서 상향 링크의 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정하는 채널화 코드 레이트 매칭 절차 중 반복 알고리즘의 파라미터를 결정하는 방법에 관한 것이다.

이에 대해 본 발명에서는 시간 다이버시티 개념에서 볼 때, 현재 입력 비트열에 대해 생각할 수 있는 어떠한 반복율에 대해서도 균등한 반복 패턴을 얻을 수 있도록 한 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법을 제공한다.

Description

상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법{parameter determinating Method for uplink rate matching}

본 발명은 차세대 이동 통신에 관한 것으로, 특히 W-CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템에서 상향 링크의 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정하는 채널화 코드 레이트 매칭 절차 중 반복 알고리즘의 파라미터를 결정하는 방법에 관한 것이다.

최근 3세대 공동 프로젝트(Third Generation Partnership Project ; 이하, 3GPP 라 약칭함)에서는 음성, 영상 및 데이터와 같은 멀티미디어를 서비스하는 이동 통신 세계화 시스템의 코어 네트워크와 무선 접속 기술을 기본으로 한 보다 진화된 차세대 이동 통신 시스템에 대한 기술적인 명세를 제시하고 있다.

이 3GPP의 기술 연구 부문들 중에서 범지구 무선 접속 네트워크(UTRAN)에 대한 연구 부문에서는 전송 채널(transport channel)과 물리 채널(physical channel)에 대한 정의 및 이에 대한 설명을 기술하고 있으며, 특히 기술 명세(TS) 중에는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 모드에 따르는 다중화(Multiplexing), 채널 코딩(channel coding) 및 인터리빙(interleaving)에 대한 정의와 이에 대한 설명을 기술하고 있다.

여기서 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 상향 링크 및 하향 링크에서의 다중화 및 채널 코딩에 대해 간단히 설명한다.

상향 링크에서는 먼저 동일한 서비스 품질(Quality of Service ; 이하, QoS 라 약칭함)의 전송 채널들이 다중화되며, 다중화된 동일한 QoS의 전송 채널들은 채널 코딩(Channel coding), 인터리빙(interleaving) 및 레이트 매칭(rate matching) 과정을 거치게 된다.

하향 링크에서도 다중화된 동일한 QoS의 전송 채널들은 먼저 채널 코딩(Channel coding)을 거친다. 그러나 상향 링크에서와 달리 레이트 매칭(rate matching) 이후 비연속 전송 표시 비트 삽입(insert of discontinuous transmission indication bits) 및 인터리빙(interleaving) 과정을 거치게 된다.

이 때 상기한 상향 링크 또는 하향 링크에서의 채널 코딩으로는 컨벌루션 코딩(Convolutional coding) 또는 터보 코딩(Turbo coding) 중 어느 하나를 사용하며, 그밖에도 서비스에 따라 특정 코딩이 사용되기도 한다.

상기한 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 상향 링크 또는 하향 링크에서의 채널 코딩 및 다중화 절차 중 주목할 것은 레이트 매칭(Rate matching)이다.

이 레이트 매칭은 전송 채널상의 비트를 반복(repetition) 또는 펑쳐링(puncturing)하여 최적 수준의 채널 심볼 레이트로 조정하는 과정이다.

이러한 레이트 매칭 절차 중 다음은 종래의 상향 링크의 반복 알고리즘에 대해 설명한다.

상향 링크에서의 기존 채널 코드(컨벌루션 코드 또는 터보 코드)에 대한 반복 알고리즘을 수행하기 위해서는 우선 인터리버로 입력되는 각 비트열에 대해 인터리버 메모리 열별로 적용될 쉬프팅 파라미터 S(k)를 아래와 같이 계산한다. 여기서 k는 인터리버의 각 열의 번호를 나타내는 인덱스이다.

″

if q is even

then

else

end-if

for

end-for″

상기한 절차에서 F_i는 1, 2, 4, 8의 값 중 하나가 설정되며,는 q와 F_i의 최대 공약수이다. 또한 q'는 정수는 아니면서 1/8의 배수이다.

상기 절차에서 ″″은 같은 열에서 계속 반복이 이루어지는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기한 절차에서는 쉬프팅 파라미터를 구하기 위한 중간매개변수로써, 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내며,는를 넘지 않는 최대 정수값을 나타낸다.

는 입력 비트열 크기이고,는 입력 비트열에 대해 반복되는 비트수이다.

마지막 ″″는 사용되는 인터리버의 각 열별 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산하기 위한 식이다. 여기서는보다 큰 최소 정수값이다.

상기한 절차에 의해 각 열별 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산한 후 이로부터 결정된 파라미터 값을 사용하여 상향 링크 반복 알고리즘을 수행한다.

그러나 상기한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 절차는 상향 링크 펑쳐링 알고리즘을 더 염두에 둔 것으로, 이 절차를 상향 링크 반복 알고리즘에 적용시킬 경우에는 다음과 같은 문제점들이 발생한다.

현재 입력 비트열에 대해 생각할 수 있는 반복율은 200%까지인데, 문제는 반복율이 50%를 초과하는 경우로써, 첫 번째는 반복율이 100%를 초과하는 경우에 발생되는 문제이며, 두 번째는 반복율이 50%를 초과하면서 50%에 가까운 반복율일 때 발생되는 문제이다.

첫 째, 입력 비트열에 대해 반복율이 100%를 초과하는 경우로써, 즉 각 열별로 반복되는 비트수가 입력 비트열 크기보다 큰 경우이다.

이 경우에는값이 0으로 설정되므로, 이 경우에는 인터리버의 첫 번째 열을 제외한 나머지 다른 열에 대한 쉬프팅 파라미터가 할당되지 않는다. 즉 인터리버의 각 열별 쉬프팅 파라미터를 계산할 수 없다는 문제가 있다.

둘 째, 상기한 종래의 쉬프팅 파라미터 계산 절차에서는 0∼50% 이하의 반복율일 때만을 고려하여 파라미터를 결정하였다. 다시 말하자면, 50%를 초과하는 반복율일 때는 고려하지 않은 것이다.

예로써, 도 1은 종래의 쉬프팅 파라미터 계산 절차에 의해 결정된 파라미터 값을 적용시켰을 경우, 하나의 반복 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.

만약 상기한 쉬프팅 파라미터 계산 절차에 의해 51%의 반복율에 적당한 파라미터를 계산한다면, 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는는 ″″에 의해 알 수 있듯이 2보다 작은 값을 가지게 된다. 결국 상기한 계산 절차의 ″″에 의해서는는 1로 설정된다.

이와 같이 ″″을 상기한 파라미터 계산 절차에 적용하면, 인터리버의 모든 열에 대한 쉬프팅 파라미터 S(k)가 0으로 계산되는데, 이를 상향 링크 반복 알고리즘에 적용하면 도 1과 같이 인터리버의 모든 열들이 동일한 반복 패턴을 갖는다.

구체적인 예를 들자면, 먼저는 11,는 6,는 8인 경우인 경우일 때,값이 1로 설정되므로 최종 계산되는 쉬프팅 파라미터는 0이 되어 도 1과 같은 반복 패턴이 된다.

결국, 이와 같이 50%를 초과하는 반복율일 때 상기한 쉬프팅 파라미터 계산 절차에서 결정된 파라미터 값을 상향 링크 반복 알고리즘에 적용시킴으로써, 어떤 행(row)에서는 모든 비트들이 반복되고, 어떤 행에서는 전혀 비트 반복이 없다.

따라서, 상기 기술된 종래의 쉬프팅 파라미터 계산 절차를 상향 링크 반복 알고리즘에 적용할 경우에는, 시간 다이버시티 개념에서 볼 때 경우에 따라 전체 성능을 저하시키는 원인이 된다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출한 것으로, 시간 다이버시티 개념에서 볼 때, 현재 입력 비트열에 대해 생각할 수 있는 어떠한 반복율에 대해서도 균등한 반복 패턴을 얻을 수 있도록 한 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법을 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법의 특징은, 입력되는 비트열에 대해 반복될 비트수의 비율을 계산하는 단계와, 상기 계산된 각 비율에 따라 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는 중간매개변수를 계산하는 단계와, 상기 계산된 중간매개변수를 사용하여 인터리빙되는 각 입력 비트열에 대해 각 열별 반복 위치를 결정하기 위한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 단계로 이루어진다.

바람직하게는, 상기 쉬프팅 파라미터를 계산하는 단계가 상기 계산된 중간매개변수가 2를 넘지 못하는 경우, 상기 각 열에 대해 계산되는 쉬프팅 파라미터값으로 0과 1이 교대로 설정되도록 한다.

또한, 상기 쉬프팅 파라미터를 계산하는 단계는 상기 입력되는 비트열에 대해 반복될 비트수의 비율이 100%를 초과하는 경우, 상기 입력 비트열에 대해 100% 반복을 수행하고, 상기 반복된 비트수를 상기 입력 비트열에 대해 모듈러 연산한 결과로부터 또다른 중간매개변수를 계산하고, 모듈러 연산한 결과로 계산된 상기 중간매개변수를 사용하여 나머지 반복되어야할 비트의 각 열별 위치를 결정하기 위한 쉬프팅 파라미터를 계산한다.

마지막으로, 상기 중간매개변수를 계산하는 단계가 상기 입력되는 비트열에 대해 반복될 비트수의 비율이 정수배일 경우, 상기 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는 중간매개변수를 1로 정한다.

도 1은 종래의 쉬프팅 파라미터 계산 절차에 의해 결정된 파라미터 값을 적용시켰을 경우, 하나의 반복 패턴의 일 예를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 쉬프팅 파라미터 계산 절차에 의해 결정된 파라미터 값을 적용시켰을 경우, 반복 패턴의 일 예를 나타낸 도면.

이하 본 발명에 따른 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법의 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

앞에서도 언급했듯이 상향 링크 레이트 매칭 절차 중 반복 알고리즘에서 입력 비트열에 대해 생각할 수 있는 반복율은 200%까지이다.

본 발명에서는 기존에 반복율이 50%를 초과하는 경우에 발생하는 문제들을 해결하기 위한 세 가지 방안을 제시한다.

첫 번째 방안은 반복율이 50%를 초과하면서 50%에 가까운 반복율일 때를 고려한 아래의 쉬프팅 파라미터 계산 절차이다.

우선 인터리버로 입력되는 각 비트열에 대해 인터리버 메모리 열별로 적용될 쉬프팅 파라미터 S(k)를 아래와 같이 계산하는데, 여기서 k는 인터리버의 각 열의 번호를 나타내는 인덱스이다.

″

if()

for

else

if q is even

then

else

end-if

for

end-for

end-if″

상기한 절차에서 F_i는 1, 2, 4, 8의 값 중 하나가 설정되며,는 q와 F_i의 최대 공약수이다. 또한 q'는 정수는 아니면서 1/8의 배수이다. ″″은 같은 열에서 계속 반복이 이루어지는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기한 절차에서는 쉬프팅 파라미터를 구하기 위한 중간매개변수로써, 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는데, 상기에서 알 수 있듯이값이 2보다 작게 계산되는 경우에는 각 열별로 할당되는 쉬프팅 파라미터를 0과 1을 교대로 설정한다.

예로써, 입력 비트열의 크기인는 11, 입력 비트열에 대해 반복되는 비트수인는 6,는 8로 설정되는 경우일 때도 상기한 파라미터 결정 절차에 의해 각 열별로 0 또는 1의 쉬프팅 파라미터가 상향 링크 반복 알고리즘에 적용된다.

결국, 이와 같이 반복율이 50%를 초과하면서 50%에 가까운 반복율일 때, 상기한 쉬프팅 파라미터 계산 절차에서 결정된 파라미터 값을 상향 링크 반복 알고리즘에 적용시킴으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 반복되는 비트들의 위치를 첫 번째 행을 제외한 나머지 행에서 균등하도록 한 반복 패턴을 얻을 수 있다.

그러나 반복율이 50% 이하일 때는 기존과 동일하게 ″″에 의해 인터리버의 각 열별 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산한 후 이로부터 결정된 파라미터 값을 사용하여 상향 링크 반복 알고리즘을 수행한다.

다음은 두 번째 방안으로 입력 비트열에 대해 반복율이 100%를 초과하는 경우로써, 즉 각 열별로 반복되는 비트수가 입력 비트열 크기보다 클 때를 고려한 쉬프팅 파라미터 계산 절차이다.

우선 인터리버로 입력되는 각 비트열에 대해 인터리버 메모리 열별로 적용될 쉬프팅 파라미터 S(k)를 아래와 같이 계산한다. 이 절차에서는 새로운 파라미터 R을 사용하는데, 이 R은 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는 중간매개변수를 계산하는데 사용된다.

″

----------단,

if q is even

then

else

end-if

for

end-for″

상기한 절차를 이용한 예로써, 입력 비트열의 크기인는 11, 입력 비트열에 대해 반복되는 비트수인는 13일 때, R은 ″″에 의해 2로 계산된다. 이에 따라가 0으로 계산되는 기존과 달리 ″″에 의해가 5로 계산된다.

이 값은 ″″에 적용시켜 인터리버의 각 열별 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산한 후 이로부터 결정된 파라미터 값을 사용하여 상향 링크 반복 알고리즘을 수행한다.

결국, 이와 같이 입력 비트열에 대해 반복율이 100%를 초과하는 경우, 즉 각 열별로 반복되는 비트수가 입력 비트열 크기보다 클 때를 고려한 두 번째 방안의 쉬프팅 파라미터 계산 절차에서는 입력된 비트열에 대해 100% 반복을 수행한 후 나머지 반복되어야할 비트 위치를 정하기 위한 새로운값을 계산한 후 이에 따라 쉬프팅 파라미터 값을 상향 링크 반복 알고리즘에 적용시킴으로써, 나머지 반복되는 비트들의 위치가 균등한 반복 패턴을 얻을 수 있다.

다음은 세 번째 방안으로 상기한 첫 번째 방안과 두 번째 방안을 결합한 것이다. 즉 반복율이 50%를 초과하면서 50%에 가까운 반복율일 경우와, 각 열별로 반복되는 비트수가 입력 비트열 크기보다 큰 경우에 적용된 두 쉬프팅 파라미터 계산 절차를 결합한 방안이다.

우선 인터리버로 입력되는 각 비트열에 대해 인터리버 메모리 열별로 적용될 쉬프팅 파라미터 S(k)를 아래와 같이 계산한다. 이 절차에서도 파라미터 R을 사용하는데, 이 R은 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는 중간매개변수를 계산하는데 사용되며, 아래 절차에서는(반복율 100% 또는 200%일 때)일 때에도 적용할 수 있다.

″

if();

else

if()

for

else

if q is even

then

else

end-if

for

end-for

end-if″

상기한 절차는 반복율이 현재 입력 비트열에 대해 생각할 수 있는 0%∼200%일 때 모두 적용할 수 있으며, 이에 따라 결정된 쉬프팅 파라미터가 상향 링크 반복 알고리즘에 적용된다면, 반복되는 비트들의 위치가 완벽하게 균등한 반복 패턴을 얻을 수 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법에서는, 현재 입력 비트열에 대해 생각할 수 있는 모든 반복율에 대해, 사용되는 인터리버의 각 열별 쉬프팅 파라미터를 계산할 수 있다.

특히 입력 비트열에 대해 반복율이 100%를 초과하여 각 열별로 반복되는 비트수가 입력 비트열 크기보다 큰 경우에도, 인터리버의 첫 번째 열을 포함한 나머지 다른 열에 대한 각 쉬프팅 파라미터가 계산된 후 상향 링크 반복 알고리즘에 적용됨으로써, 균등한 반복 패턴을 얻을 수 있다.

또한 입력 비트열에 대해 반복율이 50%를 초과하면서 50%에 가까운 반복율일 경우에도, 상향 링크 반복 알고리즘에 적용시킬 쉬프팅 파라미터를 계산할 수 있는 함수를 추가함으로써, 반복 알고리즘의 특성상 첫 번째 행을 제외한 나머지 모든 행에서 균등한 반복 패턴을 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 쉬프팅 파라미터 계산 절차를 상향 링크 반복 알고리즘에 적용할 경우에는, 시간 다이버시티 효과를 극대화시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 입력되는 비트열에 대해 반복될 비트수의 비율을 계산하는 단계와,

   상기 계산된 각 비율에 따라 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는 중간매개변수를 계산하는 단계와,

   상기 계산된 중간매개변수를 사용하여 인터리빙되는 각 입력 비트열에 대해 각 열별 반복 위치를 결정하기 위한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 쉬프팅 파라미터를 계산하는 단계는,

   상기 계산된 중간매개변수가 2를 넘지 못하는 경우, 상기 각 열에 대해 계산되는 쉬프팅 파라미터값으로 0과 1이 교대로 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 쉬프팅 파라미터를 계산하는 단계는,

   상기 입력되는 비트열에 대해 반복될 비트수의 비율이 100%를 초과하는 경우, 상기 입력 비트열에 대해 100% 반복을 수행하고,

   상기 반복된 비트수를 상기 입력 비트열에 대해 모듈러 연산한 결과로부터 또다른 중간매개변수를 계산하고,

   모듈러 연산한 결과로 계산된 상기 중간매개변수를 사용하여 나머지 반복되어야할 비트의 각 열별 위치를 결정하기 위한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 것을 특징으로 하는 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 중간매개변수를 계산하는 단계는,

   상기 입력되는 비트열에 대해 반복될 비트수의 비율이 정수배일 경우, 상기 코드 심볼 단위의 평균 반복거리를 나타내는 중간매개변수를 1로 정하는 것을 특징으로 하는 상향 링크 레이트 매칭을 위한 파라미터 결정 방법.