KR20010077569A - 최적의 전송 포맷 조합 식별자 엔코딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차세대 이동통신에 관한 것으로, 특히 광대역 코드 분할 다중 접속(이하, W-CDMA 라 약칭함) 방식을 이용하는 이동통신 시스템에서 최적의 펑쳐링을 고려하여 무선프레임의 각 타임슬롯 당 삽입되는 전송 포맷 조합 식별자(Transport Format Combination Indicator ; 이하, TFCI 라 약칭함)를 엔코딩하는 방법에 관한 것이다.
이에 대해 본 발명에서는 W-CDMA 방식을 사용하는 차세대 이동통신 시스템에서 사용되는 TFCI 코드워드를 펑쳐링한 후 각 타임슬롯 당 1비트 또는 2비트씩을 삽입하여 전송할 때, TFCI 코드워드에 대한 최소 해밍 거리(Minimum Hamming Distance)가 최대가 되도록 하는 엔코딩 방법을 제공한다.

Description

최적의 전송 포맷 조합 식별자 엔코딩 방법{optimal method for encoding TFCI}
본 발명은 차세대 이동통신에 관한 것으로, 특히 W-CDMA 방식을 이용하는 이동통신 시스템에서 최적의 펑쳐링을 고려하여 무선프레임의 각 타임슬롯 당 삽입되는 TFCI를 엔코딩하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 3세대 공동 프로젝트(3GPP : Third Generation Partnership Project)에는 상향링크 및 하향링크 물리채널(physical channel)에 대한 정의 및 그에 대한 설명을 기술하고 있다.
물리채널 중 전용물리채널(DPCH : Dedicated Physical Channel)은 일반적으로 슈퍼 프레임(superframes), 무선 프레임(radio frames) 및 타임슬롯(timeslots)의 3개의 계층 구조로 이루어진다.
전용물리채널(DPCH)은 두 가지 타입이 있는데, 이는 전용 데이터를 전달하기 위한 전용물리데이터채널(Dedicated Physical Data Channel ; 이하, DPDCH 라 약칭함)과 제어정보를 전달하기 위한 전용물리제어채널(Dedicated Physical Control Channel ; 이하, DPCCH 라 약칭함)이다.
3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 상향링크 전용물리채널(DPCH)의 구조 및 하향링크 전용물리채널의 구조에서, 무선프레임을 구성하는 각 타임슬롯마다 DPCCH은 TFCI 필드를 포함하고 있는데, 각 무선프레임마다 10비트 이하의 TFCI 비트가 코딩되어 삽입된다. 다시 말하자면 각 무선프레임마다 전송 포맷 정보가 코딩되어 삽입된다는 것이다.
다음은 기존 3GPP 규격에 따른 TFCI 비트의 코딩에 관한 설명을 기술한다.
TFCI 비트 수는 최소 1비트에서 최대 10비트까지 가변되며, 상위계층의 신호처리에 의하여 호가 시작되는 시점에서 그 비트 수가 결정된다.
이러한 TFCI는 상위계층의 신호처리에 의해 결정된 비트 수에 따라 서로 다른 코딩 기법이 적용된다. 즉 TFCI 비트가 6비트 이하일 경우에는 제1 리드-뮬러 코딩(Reed-muller coding)인 배직교 코딩(bi-orthogonal coding)이 적용되며, TFCI 비트가 7비트 이상일 경우에는 제2 리드-뮬러 코딩이 적용된다. 제2 리드-뮬러 코딩에서는 코딩된 서브코드(Sub-code)가 다시 펑쳐링(puncturing)된 후 30비트 길이의 코드워드를 생성한다.
이에 대한 예로써 상위계층의 신호처리에 의해 결정된 TFCI가 6비트 이하일 경우에는 배직교 코딩을 거쳐 TFCI 코드워드로 출력된다. 배직교 코딩은 (32,6)코딩이 적용되는데, 이를 위해 만약 코딩을 위한 전송 포맷 정보비트가 6비트 미만일 경우에는 모자라는 비트값을 최상위비트(MSB : Most Significant Bit)부터 "0"으로 채우는 패딩(padding) 절차를 우선 거치게 된다.
배직교 코딩된 TFCI 코드워드는 2비트씩 각 타임슬롯에 나뉘어 삽입된 후 전송되기 때문에 그 전체 길이가 30비트로 고정된다. 따라서 배직교 코딩된 32비트의 TFCI 코드워드는 2비트만큼 펑쳐링(Puncturing)된 후 각 타임슬롯에 삽입된다.
다음 예로써, 상위계층의 신호처리에 의해 결정된 TFCI가 10비트 이하일 경우에는 제2 리드-뮬러 코딩을 거쳐 TFCI 코드워드로 출력된다. 제2 리드-뮬러 코딩도 (32,10)코딩이 적용되는데, 이를 위해 만약 코딩을 위한 전송 포맷 정보비트가 10비트 미만일 경우에는 모자라는 비트값을 최상위비트(MSB)부터 "0"으로 채우는 패딩(padding) 절차를 우선 거치게 된다.
제2 리드-뮬러 코딩된 TFCI 코드워드를 서브코드(Sub-code)라 하며, 이 서브코드는 2비트가 펑쳐링(puncturing)된 후 30비트 길이의 TFCI 코드워드를 생성한다. 이에 대한 채널 코딩 절차를 도 1에 나타내었다.
상기 각 예에서 생성된 30비트 길이의 코드워드는 2비트씩 각 타임슬롯에 나뉘어 삽입된 후 전송된다.
도 2는 종래의 (32,10)TFCI 코드워드를 생성하는 엔코더 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 엔코더에는 최소 1비트에서 최대 10비트까지 가변적인 TFCI 정보비트가 입력되며, 이 입력 정보비트는 10개의 기본 시퀀스(Basis sequences)와 선형 조합된다.
이렇게 선형 조합(linear combination)에 사용되는 기본 시퀀스는 모든 비트값이 "1"인 하나의 부호 코드와, 다음 (C32,1, C32,2, C32,4, C32,8, C32,16)로 표현되는 5개의 직교 가변 확산 인자(Orthogonal Variable Spreading Factor ; 이하, OVSF 라 약칭함) 코드와, 다음 (Mask1, Mask2, Mask3, Mask4)로 표현되는 4개의 마스크 코드로 구성된다. 이러한 종래의 기본 시퀀스를 다음 표 1에 나타내었다.
i Mi,0(부호코드) Mi,1(C32,1) Mi,2(C32,2) Mi,3(C32,4) Mi,4(C32,8) Mi,5(C32,8) Mi,6(Mask1) Mi,7(Mask2) Mi,8(Mask3) Mi,9(Mask4)
0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0
2 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1
3 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1
4 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1
5 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0
6 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0
7 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0
8 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0
9 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1
10 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1
11 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
12 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1
13 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1
14 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
15 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0
16 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1
17 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0
18 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1
19 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
20 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1
21 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1
22 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0
23 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1
24 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0
25 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1
26 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0
27 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0
28 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0
29 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
30 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
31 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0
또한, 상기한 기본 시퀀스와 선형 조합되는 TFCI 정보비트는 다음 식 1과 같이 표현된다.
, (단, n ≤10)
식 1에서 a0가 최하위비트(LSB : Least Significant Bit)이며, an-1가 최상위비트(MSB)이다.
이후 선형 조합에 의해 생성된 (32,10)서브코드에서 특정 두 비트를 펑쳐링하여 30비트 길이의 TFCI 코드워드가 출력된다.
이 때 출력된 30비트 길이의 TFCI 코드워드는 다음 식 2와 같이 표현된다.
이와 같이 상기한 식 1과 같은 TFCI 정보비트들이 입력될 때, 그에 따라 상기한 식 2의 TFCI 코드워드를 출력시키기 위해 다음의 식 3을 사용하여 엔코딩을 실시한다.
상기한 식 3에서 I=0,2,....,31이다.
이러한 종래 기술에서는 (32,10)코드워드에서 실제 TFCI 필드에 삽입되어 전송되는 (30,10)TFCI 코드워드를 만들기 위해 2비트를 펑쳐링하는데, 이 경우에 최소 해밍 거리가 최대 2까지 손실된다는 문제가 있다.
또한 상기에서 설명은 하지 않았지만 종래에는 (16,5)코드워드도 (15,5)TFCI 코드워드를 만들기 위해 1비트를 펑쳐링한다. 이 경우에도 최소 해밍 거리가 손실된다.
본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, W-CDMA 방식을 사용하는 차세대 이동통신 시스템에서 사용되는 TFCI 코드워드를 펑쳐링한 후 각 타임슬롯 당 1비트 또는 2비트씩을 삽입하여 전송할 때, TFCI 코드워드에 대한 최소 해밍 거리(Minimum Hamming Distance)가 최대가 되도록 하는 엔코딩 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 무선프레임 단위로 삽입 전송될 전송 포맷 정보 비트와 선형 조합되는 기본 시퀀스 중 하나인 부호 코드가 상기 전송 포맷 정보 비트의 최상위 비트와 맵핑되도록, 상기 기본 시퀀스의 배열 순서를 쉬프팅시키는 단계와, 상기 일정 비트 길이의 전송 포맷 정보 비트가 입력되는 단계와, 상기 입력된 전송 포맷 정보 비트가 미리 정해진 비트 길이가 되도록 패딩을 실시하는 단계와, 상기 패딩된 전송 포맷 정보 비트와 상기 배열 순서를 쉬프팅한 기본 시퀀스가 미리 정해진 맵핑 규칙에 따라 선형 조합되는 단계와, 상기 선형 조합에 의해 코딩된 출력 코드워드에서 마지막 일부 비트를 펑쳐링하는 단계로 이루어진다는 것이다.
도 1은 일반적인 전송 포맷 정보비트에 대한 채널 코딩을 설명하기 위한 블록도.
도 2는 종래의 (32,10) TFCI 코드워드를 생성하는 엔코더 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 (32,10) TFCI 엔코더의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 (16,5) TFCI 엔코더의 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 TFCI 엔코딩 절차를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 TFCI 엔코딩 절차를 설명하기 위한 도면.
이하 본 발명에 따른 최적의 TFCI 엔코딩 방법에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에서는 최소 1비트에서 최대 10비트까지 가변적인 TFCI 정보비트가 입력될 때, 입력된 TFCI 정보비트와 엔코딩 과정에서 선형 조합되는 기본 시퀀스(Basis sequences)를 다음 표 2 및 표 4와 같이 사용한다.
표 2는 (32,10) TFCI 엔코딩에서 사용되는 기본 시퀀스이며, 표 4는 (16,5)TFCI 엔코딩에 사용되는 기본 시퀀스이다.
먼저 표 2의 기본 시퀀스를 사용하여 (32,10) TFCI 엔코딩 절차에 대해 설명한다.
다음 표 2는 (32,10) TFCI 엔코딩 절차에 사용되는 기본 시퀀스를 나타낸 것이다.
i기존 Si,0(Mi,1) Si,1(Mi,2) Si,2(Mi,3) Si,3(Mi,4) Si,4(Mi,5) Si,5(Mi,6) Si,6(Mi,7) Si,7(Mi,8) Si,8(Mi,9) Si,9(Mi,0)
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1
2 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1
3 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1
4 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1
5 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1
6 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1
7 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1
8 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1
9 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1
10 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1
11 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1
12 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1
13 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1
14 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
15 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1
16 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1
17 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1
18 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1
19 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1
20 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1
21 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1
22 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1
23 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1
24 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1
25 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1
26 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1
27 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1
28 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1
29 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
31 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1
상기한 표 2를 통해 알 수 있듯이, 상기한 표 2의 기본 시퀀스와 앞에서 이미 설명된 표 1의 기존 기본 시퀀스와의 관계식은 다음 식 4와 같다.
Si,j-1= Mi,j(j=1,2,3,...,9)
Si,9= Mi,0
결국 본 발명에서 엔코딩을 위해 선형 조합(linear combination)되는 기본 시퀀스는 상위부터 기존의 "C32,1, C32,2, C32,4, C32,8, C32,16"로 표현되는 5개의 OVSF 코드와 대응되는 "Si,0, Si,1, Si,2, Si,3, Si,4"와, 다음 기존의 "Mask1, Mask2, Mask3, Mask4"로 표현되는 4개의 마스크 코드와 대응되는 "Si,5, Si,6, Si,7, Si,8"와, 모든 비트값이 "1"인 하나의 부호 코드인 "Si,9" 순으로 적용된다.
도 3은 본 발명에 따른 (32,10) TFCI 엔코더의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, (32,10) TFCI 엔코더에 TFCI 정보비트들()이 입력될 때, 본 발명에서는 (30,10) TFCI 코드워드를 출력시키기 위해 다음의 식 5 및 식 6을 사용하여 엔코딩을 실시한다.
상기한 식 5 및 식 6에서 i=0,2,....,31이다. 상기한 식 5는 TFCI 정보비트인덱스(Z)가 "0 ≤Z ≤8" 인 경우, 즉 "" 인 경우에 적용되며, 상기한 식 6은 TFCI 정보비트 인덱스(Z)가 "Z=9" 인 경우에 적용된다.
상기와 같이 엔코딩된 (32,10) TFCI 코드워드는 2비트씩 각 타임슬롯에 나뉘어 삽입된 후 전송되기 때문에 그 전체 길이가 30비트로 고정된다. 따라서 엔코딩된 32비트의 TFCI 코드워드는 2비트만큼 펑쳐링(Puncturing)된 후 각 타임슬롯에 삽입된다. 여기서 32비트 길이의 TFCI 코드워드 중 마지막 31번째 비트와 32번째 비트를 펑쳐링한다.
이렇게 32비트 길이의 TFCI 코드워드 중 마지막 두 비트를 펑쳐링하기 때문에, 기존에는 "1" 비트값을 갖는 부호 코드가 항상 펑쳐링되었다. 그러나 본 발명에서는 입력되는 TFCI 정보비트가 a0부터 a8까지일 경우에는 부호 코드가 펑쳐링되지 않으므로 최소 해밍 거리의 이득이 생긴다.
다음 표 3은 상기한 표 2의 기본 시퀀스를 사용하여 (32,10) TFCI 엔코딩을 실시할 경우에 따른 최소 해밍 거리의 이득을 나타낸 것이다.
Z(TFCI 정보비트 인덱스) 최소 해밍 거리 이득 구 분
Z = 9 0 배직교 코드
6 ≤Z ≤8 2 직교코드(하다마드 코드)
1 ≤Z ≤5 1 직교코드(Z=5)리드-뮬러 코드(1 ≤Z ≤4)
Z = 0 0 리드-뮬러 코드
다음은 표 4의 기본 시퀀스를 사용하여 (16,5) TFCI 엔코딩 절차에 대해 설명한다.
다음 표 4는 (16,5) TFCI 엔코딩 절차에 사용되는 기존과 본 발명의 기본 시퀀스를 나타낸 것이다.
기존 본 발명
i Mi,0 Mi,1 Mi,2 Mi,3 Mi,4 Si,0 Si,1 Si,2 Si,3 Si,4
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1
1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1
2 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1
3 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1
4 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
5 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1
6 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1
7 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1
8 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
9 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1
10 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1
11 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1
12 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1
13 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1
14 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
15 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
상기한 표 4를 통해 알 수 있듯이, 기존의 기본 시퀀스와 본 발명의 기본 시퀀스와의 관계식은 다음 식 7과 같다.
Si,j-1= Mi,j(j=0,1,2,3,4)
Si,4= Mi,0
결국 본 발명에서 엔코딩을 위해 선형 조합(linear combination)되는 기본 시퀀스는 기존에 상위부터 "C32,1, C32,2, C32,4, C32,8, C32,16"로 표현되는 5개의 OVSF 코드와 대응되는 "Si,0, Si,1, Si,2, Si,3, Si,4"가 적용된다.
도 4는 본 발명에 따른 (16,5) TFCI 엔코더의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, (16,5) TFCI 엔코더에 TFCI 정보비트들()이 입력될 때, 본 발명에서는 (15,5) TFCI 코드워드를 출력시키기 위해 다음의 식 8 및 식 9를 사용하여 엔코딩을 실시한다.
상기한 식 8 및 식 9에서 i=0,2,....,15이며, 상기한 식 8은 TFCI 정보비트 인덱스(Z)가 "0 ≤Z ≤3" 인 경우에 적용되며, 상기한 식 9는 TFCI 정보비트 인덱스(Z)가 "Z=4" 인 경우에 적용된다.
상기와 같이 엔코딩된 (16,5) TFCI 코드워드는 1비트씩 각 타임슬롯에 나뉘어 삽입된 후 전송되기 때문에 그 전체 길이가 15비트로 고정된다. 따라서 엔코딩된 16비트의 TFCI 코드워드는 1비트만큼 펑쳐링(Puncturing)된 후 각 타임슬롯에 삽입된다. 여기서 16비트 길이의 TFCI 코드워드 중 마지막 16번째 비트를 펑쳐링한다.
다음 표 5는 상기한 표 4에 나타낸 본 발명의 기본 시퀀스를 사용하여 (16,5) TFCI 엔코딩을 실시할 경우에 따른 최소 해밍 거리의 이득을 나타낸 것이다.
Z(TFCI 정보비트 인덱스) 최소 해밍 거리 이득 구 분
Z = 4 0 배직교 코드
1 ≤Z ≤3 1 직교코드(하다마드 코드)
Z = 0 0 배직교 코드
다음은 본 발명에서 TFCI 정보비트의 인덱스에 따른 두 실시 예를 설명한다.
본 발명의 제1 실시 예는 TFCI 정보비트 인덱스(Z)가 "Z=9"일 때 TFCI 엔코딩을 실시하는 경우로써, 이를 위한 엔코더 구조를 도 5에 나타내었다.
본 발명의 제2 실시 예는 TFCI 정보비트 인덱스(Z)가 "Z=0,1,2,...,8"일 때 TFCI 엔코딩을 실시하는 경우로써, 이를 위한 엔코더 구조를 도 6에 나타내었다.
이상의 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 최적의 TFCI 엔코딩 방법을 사용함으로써, 사용되는 TFCI 코드워드를 펑쳐링한 후 각 타임슬롯 당 1비트 또는 2비트씩을 삽입하여 전송할 때, TFCI 코드워드에 대한 최소 해밍 거리(Minimum Hamming Distance)의 이득이 생긴다.
이와 같이 TFCI 코드워드에 대한 최소 해밍거리가 최대가 되므로, 전체 시스템 성능이 향상된다.

Claims (1)

  1. 무선프레임 단위로 삽입 전송될 전송 포맷 정보 비트와 선형 조합되는 기본 시퀀스 중 하나인 부호 코드가 상기 전송 포맷 정보 비트의 최상위 비트와 맵핑되도록, 상기 기본 시퀀스의 배열 순서를 쉬프팅시키는 단계와,
    상기 일정 비트 길이의 전송 포맷 정보 비트가 입력되는 단계와,
    상기 입력된 전송 포맷 정보 비트가 미리 정해진 비트 길이가 되도록 패딩을 실시하는 단계와,
    상기 패딩된 전송 포맷 정보 비트와 상기 배열 순서를 쉬프팅한 기본 시퀀스가 미리 정해진 맵핑 규칙에 따라 선형 조합되는 단계와,
    상기 선형 조합에 의해 코딩된 출력 코드워드에서 마지막 일부 비트를 펑쳐링하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 최적의 전송 포맷 조합 식별자 엔코딩 방법.
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