KR20030032394A - 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 다중화 장치 및방법 - Google Patents

고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 다중화 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에 관한 것으로서, 임의의 사용자 단말기에 전송할 전송 블록들이 발생하면, 상기 전송 블록들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성하고, 상기 전송 블록 셋을 미리 설정되어 있는 비트수에 따라 다수개의 코드 블록들로 세그멘테이션한 후, 상기 다수개의 코드 블록들 각각에 CRC 비트를 부가하여 전송 채널을 다중화하여 전송함으로써 복합 재전송 효율을 증가시킨다.

Description

고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 다중화 장치 및 방법{APPARATUS FOR MULTIPLEXING CHANNEL IN WIDE BAND-CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING HIGH SPEED DATA PACKET ACCESS SCHEME AND METHOD THEREOF}
본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속(W-CDMA: Wideband Code Division Multiple Access) 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 전송 채널(Transport channel)을 다중화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고속 순방향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access: 이하 "HSDPA"라 칭한다.)방식은 UMTS(Universal Mobile Terrestrial System) 통신 시스템에서 순방향 고속 패킷 데이터 전송을 지원하기 위한 순방향 데이터 채널인 고속 순방향 공통 채널(High Speed - Downlink Shared Channel:HS-DSCH)과 이와 관련된 제어채널들을 포함한 데이터 전송방식을 총칭한다. 상기 HSDPA를 지원하기 위해서 적응적 변조방식 및 코딩 방식(Adaptive Modulation and Coding: 이하 "AMC"라 한다), 복합 재전송 방식(Hybrid Automatic Retransmission Request: 이하 "HARQ"라 함) 및 빠른 셀 선택(Fast Cell Sellect: 이하 "FCS"라 함)방식이 제안되었다.
첫 번째로, AMC 방식에 대해 설명하기로 한다.
상기 AMC 방식은 특정 기지국(Node B)과 단말기(UE: User Element) 사이의 채널 상태에 따라 서로 다른 데이터 채널의 변조방식과 코딩방식을 결정하여, 상기 기지국 전체의 사용효율을 향상시키는 데이터 전송 방식을 말한다. 따라서 상기 AMC 방식은 복수개의 변조방식들과 복수개의 코딩방식들을 가지며, 상기 변조방식들과 코딩방식들을 조합하여 데이터 채널 신호를 변조 및 코딩한다. 통상적으로 상기 변조방식들과 코딩방식들의 조합들 각각을 변조 및 코딩 스킴(Modulation and Coding Scheme: 이하 "MCS"라 함)라고 하며, 상기 MCS 수에 따라 레벨(level) 1에서 레벨(level) n까지 복수개의 MCS들을 정의할 수 있다. 즉, 상기 AMC 방식은 상기 MCS의 레벨(level)을 상기 UE(130)과 현재 무선 접속되어 있는 기지국(123) 사이의 채널 상태에 따라 적응적으로 결정하여 상기 Node B 전체 시스템 효율을 향상시키는 방식이다.
두번째로, HARQ 방식, 특히 다채널 정지-대기 혼화 자동 재전송 방식(n-channel Stop And Wait Hybrid Automatic Retransmission Request:이하 "n-channel SAW HARQ"라 칭한다.)을 설명하기로 한다.
상기 HARQ 방식은 ARQ(Automatic Retransmission Request) 방식의 전송 효율을 증가시키기 위해 다음과 같은 2 가지 방안을 새롭게 적용한 것이다. 첫 번째 방안은 상기 HARQ는 UE와 Node B 사이에서의 재전송 요구 및 응답을 수행하는 것이고, 두 번째 방안은 오류가 발생한 데이터들을 일시적으로 저장하였다가 해당 데이터의 재전송 데이터와 결합(Combining)해서 전송하는 것이다. 또한 HSDPA 방식에서는 종래의 멈춤-대기 자동 재전송(Stop and Wait ARQ::SAW ARQ) 방식의 단점을 보완하기 위해서 상기 n-channel SAW HARQ라는 방식을 도입하였다. 상기 SAW ARQ방식의 경우 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 수신하여야만 다음 패킷 데이터를 전송한다. 그런데, 이렇게 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 수신한 후에만 다음 패킷데이터를 전송하기 때문에 패킷 데이터를 현재 전송할 수 있음에도 불구하고 ACK을 대기하여야 하는 경우가 발생할 수 있다. 상기 n-channel SAW HARQ 방식에서는 상기 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 받지 않은 상태에서 다수의 패킷 데이터들을 연속적으로 전송해서 채널의 사용 효율을 높일 수 있다. 즉, 단말기와 기지국간에 n 개의 논리적인 채널(Logical Channel)들을 설정하고, 특정 시간 또는 채널 번호로 상기 n 개의 채널들 각각을 식별 가능하다면, 패킷 데이터를 수신하게 되는 상기 UE는 임의의 시점에서 수신한 패킷 데이터가 어느 채널을 통해 전송된 패킷 데이터인지를 알 수 있으며, 수신되어야 할 순서대로 패킷 데이터들을 재구성하거나, 해당 패킷 데이터를 소프트 컴바이닝(soft combining) 하는 등 필요한 조치를 취할 수 있다.
마지막으로, FCS 방식을 설명하기로 한다.
상기 FCS 방식은 상기 HSDPA 방식을 사용하고 있는 단말기가 셀 중첩지역, 즉 소프트 핸드오버 영역에 위치할 경우 복수개의 셀들 중 채널 상태가 좋은 셀을 빠르게 선택하는 방법이다. 상기 FCS 방식은 구체적으로,(1) 상기 HSDPA를 사용하고 있는 단말기가 이전 기지국과 새로운 기지국의 셀 중첩지역에 진입할 경우, 상기 단말기는 복수의 셀들, 즉 복수개의 기지국과의 무선 링크(이하 "Radio Link"라 칭한다.)를 설정한다. 이때 상기 단말기와 Radio Link를 설정한 셀들의 집합을 액티브 셋(active set)이라 칭한다. (2) 상기 액티브 셋에 포함된 셀들 중에서 가장 양호한 채널상태를 유지하고 있는 셀로부터만 HSDPA용 패킷 데이터를 수신하여 전체적인 간섭(interference)을 감소시킨다. 여기서, 상기 액티브 셋에서 채널상태가 가장 양호하여 HSDPA 패킷 데이터를 전송하는 셀을 베스트 셀(best cell)이라 하고, 상기 단말기는 상기 액티브 셋에 속하는 셀들의 채널 상태를 주기적으로 검사하여 현재 베스트 셀보다 채널 상태가 더 좋은 셀이 발생할 경우 상기 현재의 베스트 셀을 새로 발생한 채널 상태가 더 좋은 셀로 바꾸기 위해 베스트 셀지시자(Best Cell Indicator) 등을 상기 액티브 셋에 속해있는 셀들로 전송한다. 상기 베스트 셀 지시자에는 베스트 셀로 선택된 셀의 식별자가 포함되어 전송되고, 이에 상기 액티브 셋내의 셀들은 상기 베스트 셀 지시자를 수신하고 상기 베스트 셀 지시자에 포함된 셀 식별자를 검사한다. 그래서 상기 액티브 셋 내의 셀들 각각은 상기 베스트 셀 지시자가 자신에게 해당하는 베스트 셀 지시자인지를 검사하고, 상기 검사결과 베스트 셀로 선택된 해당 셀은 고속 순방향 공통 채널(HS-DSCH)을 이용해서 상기 단말기로 패킷 데이터를 전송한다.
상기 HSDPA 방식을 지원하기 위한 상기와 같은 방식들을 지원하기 위해서 물리적인 측면에서 전송 채널의 구조, 또는 물리 채널(physical channel)의 구조 등이 상기 HSDPA 방식을 사용하지 않는 통신 시스템, 일 예로 기존 Release 99 통신 시스템 또는 Release 4 통신 시스템에 사용되는 구조와 상이하게 되었다. 우선적으로 일차 인터리버(interleaver)의 사용이 사라졌고, 전송 시구간(TTI: Transmission Time Interval, 이하 "TTI"라 칭하기로 한다.)이 상기 HSDPA 방식을 사용하지 않는 통신 시스템에서는 10ms, 20ms, 40ms, 80ms가 사용되었던 것과는 달리 2ms가 사용됨에 따라 물리 채널 매핑(Mapping) 방법 등이 달라지게 되었다.
특히, 상기 HSDPA 방식에 사용되는 전송 채널은 상기 HSDPA 방식을 사용하지 않는 기존 통신 시스템의 전송 채널들과는 그 구조가 다를 뿐만 아니라 다중화되어 부호화 혼합 전송 채널(CCTrCH: Coded Composit Transport CHannel: 이하"CCTrCH"라 칭하기로 한다)을 생성하는 방법이 상기 Release 99에서 사용되는 방법과 상이하게 된다. 이렇게 상기 CCTrCH을 생성하는 방법이 상이하게 됨에 따라인터리빙(interleaving) 방법, 물리 채널 매핑 등의 방법 역시 상기 Release 99에서 사용되는 방법과 상이하게 된다.
도 1은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 복합 재전송 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 기지국(Node B)(10)은 단말기(UE)(20)로 사용자 데이터를 전송하기 위한 HS-DSCH 신호(30)를 전송하게 되는데, 상기 단말기(20)는 상기 기지국(10)에서 전송하는 HS-DSCH 신호(30)를 수신하여 CRC(Cyclic Redundancy Check)을 수행해서 상기 HS-DSCH 신호(30)에 오류가 발생하였는지를 검사한다. 상기 검사 결과 상기 HS-DSCH 신호(30)에 오류가 발생하였음을 검출하면, 상기 단말기(20)는 상기 HS-DSCH 신호(30)에 대한 ACK/NACK 신호(40)로 NACK를 결정하고 상기 기지국(10)으로 상기 NACK를 전송한다. 이와는 반대로 상기 검사 결과 상기 HS-DSCH 신호(30)에 오류가 발생하지 않았음을 검출하면, 상기 단말기(20)는 상기 HS-DSCH 신호(30)에 대한 ACK/NACK 신호(40)로 ACK를 결정하고 상기 기지국(10)으로 상기 ACK를 전송한다. 한편, 상기 기지국(10)은 상기 단말기(20)로부터 수신되는 상기 HS-DSCH 신호(30)에 대한 응답이 ACK로 수신될 경우 상기 HS-DSCH 신호(30)에 오류가 발생하지 않았음으로 판단하여 새로운 HS-DSCH 채널 신호(30)를 상기 단말기(20)로 전송하게 된다. 이와는 반대로 상기 단말기(20)로부터 수신되는 상기 HS-DSCH 신호(30)에 대한 응답이 NACK로 수신될 경우 상기 HS-DSCH 신호(30)에 오류가 발생하였음으로 판단하여 상기 전송하였었던 HS-DSCH 채널 신호(30)를 상기 단말기(20)로 재전송하게 된다.
다음으로 상기 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템의 순방향 채널 구조를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 2는 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템의 순방향 채널 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 HSDPA 방식을 사용하는 경우 순방향 전용 물리 채널(DL-DPCH: Downlink Dedicated Physical Channel, 이하 "DL-DPCH"라 칭하기로 한다)은 항상 HS-DSCH에 수반되어 전송된다. 상기 DL-DPCH는 고속 지시자(HI: High-speed Indicator: 이하 "HI"라 칭하기로 한다) 필드(field)(101)가 존재하고, 상기 HI는 상기 HS-DSCH를 통해 전송되는 HSDPA 서비스 데이터가 존재하는지 여부를 나타낸다. 상기 HI가 HS-DSCH를 통해 전송되는 HSDPA 서비스 데이터가 존재함을 나타내면 해당 단말기는 공통 제어 채널(SHCCH: Shared Control Channel, 이하 "SHCCH"라 칭하기로 한다)의 해당 타임 슬럿들(time slots)(103)을 읽어 소정 시간 간격 후에, 일 예로 상기 도 2에 도시되어 있는 τHS-DSCH-control(105)만큼의 시간 간격 후에 상기 HS-DSCH상의 해당 TTI(107)를 읽어 상기 해당 단말기에 대한 HSDPA 서비스 데이터를 수신할 수 잇게 된다. 여기서, 상기 HS-DSCH TTI는 상기에서 설명한 바와 같이 2ms이다.
다음으로 도 3을 참조하여 상기 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템의 역방향 채널 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 3은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템의 역방향채널 구조를 도시한 도면으로서, 특히 HS-DSCH 신호를 수신한 단말기가 피드백(feedback) 정보를 기지국으로 전송하는 역방향 채널 구조를 도시한 도면이다. 상기 HS-DSCH 신호를 수신한 단말기가 피드백(feedback) 정보를 기지국으로 전송하는 역방향 채널은 새로이 정의된 역방향 제2전용 물리 제어 채널(Uplink secondary DPCCH(Dedicated Physical Control CHannel))을 통해 상기 단말기에서 기지국으로 전송하게 되는데, 상기 역방향 제2전용 물리 제어 채널의 구조는 다음과 같다.
ACK/NACK 비트(bit)(301)는 상기 단말기가 수신한 HS-DSCH 신호에 오류가 발생되었는지 여부를 기지국으로 피드백하기 위한 ACK 혹은 NACK를 전송하는 비트이다. 상기 ACK/NACK 비트(301)는 상기 HSDPA 방식에서 지원하는 HARQ 방식에 근거한 것이다. 그리고 상기 ACK/NACK 비트(301)는 1비트로 ACK 혹은 NACK를 나타내나, 상기 ACK 혹은 NACK 신호의 오류에 대한 강인성을 부여하기 위해서 상기 ACK/NACK 비트(301)는 반복기(repeater)(303)로 입력되고, 상기 반복기(303)는 상기 ACK/NACK 비트(301)를 반복하여 10비트로 출력한다. 그리고 채널 품질(channel quality) 비트(302)는 상기 단말기가 기지국으로 전송하는 채널의 MCS 레벨을 결정하기 위해 채널 품질에 대한 정보를 전송하는 비트이다. 상기 채널 품질 비트(302)는 4비트로 구성되며, 상기 4비트 채널 품질 비트(302) 역시 오류에 대한 강인성을 부여하기 위해 블록 부호화기(Block Coder)(304)로 입력된다. 여기서, 상기 블록 부호화기(304)는 (20,4) 블록 부호화 방식을 사용하기 때문에 상기 4비트의 채널 품질 비트(302)는 상기 블록 부호화기(304)에서 20비트로 출력된다. 그리고 상기블록 부호화기(304)에서 출력된 채널 품질 정보와 ACK/NACK 정보는 상기 HSDPA의 한 TTI(= 3slot) 내에서 전송하면 되기 때문에, 상기 ACK/NACK 정보를 상기 한 TTI의 한 슬롯에, 상기 채널 품질 정보를 상기 TTI의 나머지 두 슬롯에 다중화하여 총 세 개의 슬롯들로 구성된 역방향 제2 전용 물리 제어 채널을 통해서 상기 기지국으로 전송한다.
다음으로 도 4를 참조하여 상기 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템의 HS-DSCH 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 4는 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 통상적인 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 4에 도시한 전송 채널, 일 예로 HS-DSCH 다중화 구조는 현재 상기 HSDPA 방식의 HS-DSCH에 대해 표준화 논의되고 있는 구조로서, 매개 접근 채널(MAC: Medium Access Channel, 이하 "MAC"라 칭하기로 한다) 계층(layer)에서 물리 계층(physical layer)으로 전송 블록(TrBk: Transport Block)들이 내려오면(201)을 하나의 전송 블록 셋(TBS: Transport Block Set)으로 연결한다(TrBk concatenation)(202). 그리고 상기 전송 블록 셋에 CRC를 부가한 후(CRC attachment)(203) 오류정정 부호를 위한 코드 블럭으로 세그먼트한다(Code Block Segmentation)(204). 여기서, 상기 CRC는 24비트이다. 상기 코드 블록으로 세그먼트한 후 채널전송을 위해 채널코딩(Channel Coding)을 수행하고(205), 상기 채널 코딩을 수행한 후 레이트 매칭(Rate Matching)을 수행한다(205). 여기서, 상기 레이트 매칭은 상기 채널 코딩된 데이터 블록을 천공(Puncturing) 혹은 반복하여 전송에 적합하도록 하는 것이다. 상기 레이트 매칭된 데이터 블록은 실제 물리 채널에서 전송되는 전송 프레임 단위로 세그멘테이션 된 후(Physical channel segmentation)(207) 연집 오류(burst error)를 방지하기 위해 2차 인터리빙 된다(2nd interleaving)(208). 상기 2차 인터리빙된 프레임 단위의 데이터 블록은 실제 물리채널에 매핑되어(Physical Channel mapping)(209) 해당 물리 채널들, 즉 PhCH#1, PhCH#2을 통해 전송된다(210).
그런데, 상기에서 설명한 HS-DSCH, 즉 전송 채널 다중화 구조에서 상기 CRC를 부가하는 위치는 상위에서 수신된 전송 블록들을 전송 블록 셋으로 연결한 직후인데, 이렇게 상기 전송 블록 셋으로 연결한 직후에 상기 CRC를 부가하는 전송 채널 다중화 구조는 상기 HSDPA 방식의 HARQ 방식을 사용함에 있어서 비효율적이고 단말기의 부담을 가중시키게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 전송 채널 신호에 대한 복합 재전송 효율을 향상시키는 전송 채널 다중화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 다중화 장치에 있어서, 임의의 사용자 단말기에 전송할 전송 블록들이 발생하면, 상기 전송 블록들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성하는 전송 블록 연결기와, 상기 전송 블록 셋을 미리 설정되어 있는 비트수에 따라 다수개의 코드 블록들로 세그멘테이션하는 코드 블록 분할기와, 상기 다수개의 코드 블록들 각각에 CRC 비트를 부가하는 CRC 부가기와, 상기 CRC 비트가 부가된 코드 블록들을 미리 설정되어 있는 코딩 레이트로 코딩한 후 가산하여 물리 계층에서 전송 가능한 비트수에 상응하게 레이트 매칭한 후, 상기 물리 채널에서 전송하는 전송 단위 비트수로 분할하여 다중화하는 물리 채널 생성기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 다중화 방법에 있어서, 임의의 사용자 단말기에 전송할 전송 블록들이 발생하면, 상기 전송 블록들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성하는 과정과, 상기 전송 블록 셋을 미리 설정되어 있는 비트수에 따라 다수개의 코드 블록들로 세그멘테이션하는 과정과, 상기 다수개의 코드 블록들 각각에 CRC 비트를 부가하는 과정과, 상기 CRC 비트가 부가된 코드 블록들을 미리 설정되어 있는 코딩 레이트로 코딩한 후 가산하여 물리 계층에서 전송 가능한 비트수에 상응하게 레이트 매칭한 후, 상기 물리 채널에서 전송하는 전송 단위 비트수로 분할하여 다중화하여 물리 채널 신호를 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 복합 재전송 방식을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템의 순방향 채널 구조를 도시한 도면
도 3은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템의 역방향 채널 구조를 도시한 도면
도 4는 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 통상적인 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면
도 6은 도 5에서 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면
도 7은 도 6에서 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우 다중화한 전송 채널을 역다중화하는 구조를 도시한 도면
도 8은 도 5에서 MCS 레벨이 16QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 5개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면
도 9는 도 8에서 MCS 레벨이 16QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 5개인 경우 다중화한 전송 채널을 역다중화하는 구조를 도시한 도면
도 10은 도 5에서 MCS 레벨이 64QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 역방향 채널 구조를 도시한 도면
도 12는 도 11의 다중 ACK/NACK 정보 전송에 따른 역방향 채널 구조를 도시한 도면
도 13은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 기지국 장치 내부 구성을 도시한 블록도
도 14는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 단말기 장치 내부 구성을 도시한 블록도
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 참조부호 501내지 502와, 참조부호 505 내지 510은 상기 도 4에서 설명한 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템의 통상적인 전송 채널(Transport Channel) 다중화 구조와 동일하며, 다만 본 발명의 일 실시예에서는 전송 블록 셋을 코드 블록으로 세그멘테이션한 후(Code Block Segmentation)(503) CRC(Cyclic Redundancy Check)를 부가한다(CRC attachment)(504). 상기에서 설명한 바와 같이 전송 블록 셋을 코드 블록으로 세그멘테이션한 후 CRC를 부가하는 것은 상기 HSDPA 방식에서 지원하는 HARQ 방식에 있어서 다음과 같은 성능 향상을 가져오게 된다.
첫째, 전송채널, 즉 HS-DSCH의 오류를 판단하여 ACK(ACKnowledgment) 혹은 NACK(uNACKnowledment)으로 나타내는 피드백(feedback) 정보를 생성함에 있어서 성능 향상을 가져온다. 상기 ACK 혹은 NACK 신호를 생성하는 것은 상기 HS-DSC 신호에 대해 CRC 검사를 하고, 상기 검사 결과 상기 HS-DSCH 신호에 오류가 있는지를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 HS-DSCH 신호에 오류가 있으면 NACK 신호를 피드백 정보로 생성하여 기지국으로 전송하며, 이와는 반대로 상기 판단 결과 상기 HS-DSCH 신호에 오류가 없으면 ACK 신호를 피드백 정보로 생성하여 상기 기지국으로 전송하게 된다. 그런데, 상기 도 4에서 설명한 통상적인 전송 채널 다중화 구조에서는 상기 전송 블록 셋에 먼저 CRC를 부가한 후 코드 블록으로 세그멘테이션하기 때문에 상기 HS-DSCH 신호에 대해서 모든 코드 블록들에 대해서 채널 복호화를 완료한 후에야 CRC 검사를 통한 오류 판단이 가능하였었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서처럼 상기 전송 블록 셋을 코드 블록으로 세그멘테이션한 후 CRC를 부가하면 상기 HS-DSCH 신호에 대해서 모든 코드 블록들에 대해 채널 복호화를 완료한 후가 아니라 상기 코드블록들 각각에 대해서 복호화한 후 그 복호화된 코드블록들에 대해 CRC 검사를 통한 오류 판단이 가능하다. 그래서 하나 하나의 복호화된 코드 블록에 대해서 실시간으로 오류 판단이 가능하게 되고, 따라서 상기 해당 코드 블록에 대해 실시간으로 ACK 혹은 NACK 피드백 정보를 생성하는 것이 가능하게 되어 HARQ 성능 향상을 가져오게 된다.
둘째, HARQ를 통한 재전송에 있어서 이전 전송된 정보들의 버퍼링(buffering) 크기를 축소시킬 수 있어서 단말기 메모리 용량 부담을 감소시키게 된다. 즉, 상기 전송 블록 셋에 대해 코드 블록으로 세그멘테이션한 후 CRC를 부가함으로써, 코드 블록의 개수가 다수개일 경우 상기 다수개의 코드 블록들 각각에 대해서 복호화후 바로 오류 판단을 할 수 있게 되어 상기 오류 판단 결과 오류가 발생한 데이터만을 저장하게 되어 상기 단말기 메모리 용량 부담이 감소하게 되는 것이다. 결국, 상기 코드 블록들 전체를 복호화한 후 오류판단을 하는 통상적인 전송 채널 다중화 구조에서보다 훨씬 적은양의 데이터만을 버퍼링하면 되기 때문이다. 또한 재전송된 데이터를 소프트 컴바이닝(soft combing)함에 있어서도 오류가 발생했던 데이터만을 소프트 컴바이닝함으로써 사용자 단말기의 버퍼링 부담을 줄임과 동시에 수행시간을 단축시키게 되고, 따라서 상기 단말기 배터리(battery) 소모를 줄일 수 있다는 성능 향상을 가져오게 된다.
셋째, HARQ 방식에 대한 새로운 방식이 구현될 경우 그 새로운 방식을 구현함에 용이성을 증가시키게 된다. 상기 HARQ의 동작에 있어서 다중 피드백이 가능한 경우, 즉 하나 이상의 ACK 혹은 NACK쌍의 피드백 전송이 가능해 지는 경우 오류가 발생한 코드 블록만을 재전송할 수 있는 가능성을 줄 수 있다.
다음으로, 상기에서 설명한 본 발명의 실시예, 즉 전송 블록 셋을 코드 블록으로 세그멘테이션한 후 CRC를 부가하는 구체적인 방안들을 설명하기로 한다.
하기 표 1은 MCS 레벨에 따른 HS-DSCH 다중화 구조에서 전송 블록들의 크기 값을 나타내고 있다.
상기 표 1을 가지고서, 본 발명의 실시예에 따른 <규칙 1>을 설명하기로 한다.
상기 표 1을 참조하면, 우선 인덱스(index) 6은 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트(rate) 터보 코드(turbo code)를 사용하며 코드 채널 10개를 사용하는 경우의 블록들의 크기 값들을 나타낸다. 상기 인덱스 6의 경우를 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 6은 도 5에서 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 하나의 전송 블록(TrBk) 크기(size)가 240비트(bits)이고, 10개의 전송 블록들이 하나의 전송 블록 셋(TBS)을 구성한다. 그래서 상기 10개의 전송 블록들은(401) 하나의 전송 블록 셋으로 결합된다(402). 그런데 상기 10개의 전송 블록들이 결합된 전송 블록 셋은 그 크기가 2400비트(bits)이기 때문에 코드 블록(code block)의 최대 크기값인 5114비트(bits)보다 작아 상기 도 5에서 설명한 코드 블록 세그멘테이션 과정이 불필요하게 된다. 그래서 상기 전송 블록 셋은 상기 코드 블록 세그멘테이션 없이 바로 코드 블록으로 생성되고 이후 CRC 부가된다(403). 여기서, 상기 CRC는 24비트(bits)이다. 이렇게 CRC가 부가된 2424비트(bits)는 1/4 코딩 레이트의 터보 코드로 채널 코딩되어 코딩된 9708비트(bits)로 생성된 후(404) 레이트 매칭을 수행한다(405). 여기서, 확산율(SF: Spreading Factor, 이하 "SF"라 칭하기로 한다)가 16(SF=16)이고, 상기 QPSK 변조 방식이 사용되기 때문에 한 TTI내에서 하나의 코드 채널로 보내지는 데이터량은 960비트이고, 상기 코드 채널이 10개가 사용되는 경우를 가정하였기 때문에 총 전송 비트수는 9600비트가 되는 것이다. 그런데 상기 채널 코딩된 비트들이 9708비트이기 때문에 상기 실제 물리 채널 전송에 적합하도록 상기 9600비트로 레이트 매칭해주게 되는 것이다. 상기 레이트 매칭된 코딩 비트들은 실제 물리 채널 전송에 적합하도록 물리 채널 세그멘테이션을 수행하고, 즉 상기 코드 채널이 10개이기 때문에 상기 9600비트를 10으로 분할하여 960비트로 세그멘테이션 한 후(406) 연집오류를 방지하기 위한 인터리빙을 수행하여(407) 상기 10개의 코드 채널들, 즉 10개의 물리 채널들을 통해서 각각 상기 인터리빙된 데이터들을 전송한다(408). 여기서, 상기 물리 채널은 고속 물리 순방향 공통 채널(HS-PDSCH: High speed Physical downkink shared channel, 이하 "HS-PDSCH"라 칭하기로 한다.)
상기 도 6에서는 상기 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 상기 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 역다중화 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 7은 도 6에서 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우 다중화한 전송 채널을 역다중화하는 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 도 6에서와 같이 다중화되어 기지국에서 전송한 HS-PDSCH 신호를 단말기에서 수신하면, 상기 단말기는 상기 수신한 HS-PDSCH 신호에 대해서 역다중화를 수행하게 된다. 각각이 960비트를 가지는 10개의 HS-PDSCH 신호가 수신되면(421) 상기 수신된 10개의 HS-PDSCH 신호별로 디인터리빙(De-Interleaving)이 수행되고(422) 상기 디인터리빙이 수행된 후 상기 10개의 HS-PDSCH 신호들은 하나의 물리 채널 데이터로 결합된다(PhCH concatenation)(423). 상기 결합된 하나의 물리 체널 데이터는 9600비트를 가지며 상기 9600 비트 물리 채널 데이터는 역 레이트매칭(inverse Rate Matching)되어 원래의 9708비트로 출력되고(424) 상기 역 레이트 매칭된 9708비트는 1/4 코딩 레이트로 터보 디코딩(turbo decoding)되어 2424비트로 출력된다(425). 상기 터보 디코딩된 2424비트 데이터는 CRC 검사(CRC check)를 통해 오류가 발생하였는지 여부를 검사하게 된다(426). 상기 CRC 검사 결과 상기 수신된 HS-PDSCH 데이터에 오류가 발생하였다면 상기 단말기는 NACK 신호를 생성하여 상기 기지국에 대한 피드백 정보로 전송한다. 만약 상기 CRC 검사 결과 상기 수신된 HS-PDSCH 데이터가 오류가 발생하지 않았다면 상기 CRC 검사된 데이터, 즉 상기 24비트 CRC가 제거된 2400비트의 전송 블록 셋은 전송 블록 세그멘테이션(TrBk segmentation)되어(427) 10개의 240비트 전송 블록들로 출력된다(428).
상기 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같은 MCS 레벨이 QPSK, 1/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 다중화 및 역다중화 구조는 우선 기지국에서 전송 블록 셋의 크기가 코드 블록의 크기보다 작기 때문에 코드 블록 세그멘테이션이 수행되지 않은 상태에서 CRC를 부가하여 전송하고, 이에 단말기 역시 수신 물리 채널 신호에 대한 코드 블록들에 대해 모두 CRC 확인한 후 ACK 혹은 NACK 신호를 생성한다. 그래서 상기 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템의 통상적인 전송 채널 다중화 구조와 동일하게 동작하게 되며, 상기 표 1에서 인덱스 1, 인덱스 2 및 인덱스 3도 상기 인덱스 6의 경우와 동일하게 동작하여 통상적인 전송채널 다중화 구조와 동일하게 동작하게 된다.
상기 인덱스 1, 인덱스 2, 인덱스 3 및 인덱스 6은 그 전송 블록 셋의 크기가 코드 블록 크기보다 작기 때문에 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템의 통상적인 전송 채널 다중화 구조와 동일한 다중화 구조를 가졌지만, 상기 표 1에서 상기 인덱스 1, 인덱스 2, 인덱스 3 및 인덱스 6을 제외한 나머지 인덱스들은 그 전송 블록 셋의 크기가 코드 블록 크기보다 크기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 다중화 구조의 이점을 가져오게 된다.
그러면 여기서 도 8을 참조하여 상기 표 1의 인덱스 4, 즉 MCS 레벨이 16QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 5개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 8은 도 5에서 MCS 레벨이 16QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 5개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 하나의 전송 블록 크기가 240비트(bits)이고, 30개의 전송 블록들이 하나의 전송 블록 셋을 구성한다. 그래서 상기 30개의 전송 블록들은(501) 하나의 전송 블록 셋으로 결합된다(502). 그런데 상기 30개의 전송 블록들이 결합된 전송 블록 셋은 그 크기가 7200비트(bits)이기 때문에 코드 블록의 최대 크기값인 5114비트보다 커서 상기 도 5에서 설명한 코드 블록 세그멘테이션 과정이 필요하게 된다. 그래서 상기 전송 블록 셋은 상기 코드 블록 세그멘테이션을 통해 2개의 코드 블록으로 생성되고(503,504) 이후 상기 2개의 코드 블록들 각각에 24 비트 CRC 부가된다(505, 506). 이렇게 상기 CRC가 부가된 3624 비트의 각각의 코드블록들은 3/4 코딩 레이트의 터보 코드로 채널 코딩되어 각각 4844비트(bits)로 생성된 후(507,508) 상기 생성된 4844 부호화된 비트들은 가산되어 레이트 매칭된다(509). 여기서, SF가 16(SF=16)이고, 상기 16QAM 변조 방식이 사용되기 때문에 한 TTI내에서 하나의 코드 채널로 보내지는 데이터량은 1920비트이고, 상기 코드 채널이 5개가 사용되는 경우를 가정하였기 때문에 총 전송 비트수는 9600비트가 되는 것이다. 그런데 상기 채널 코딩된 비트들이 9688비트이기 때문에 상기 실제 물리 채널 전송에 적합하도록 상기 9600비트로 레이트 매칭해주게 되는 것이다. 상기 레이트 매칭된 코딩 비트들은 실제 물리 채널 전송에 적합하도록 물리 채널 세그멘테이션을 수행하고, 즉 상기 코드 채널이 5개이기 때문에 상기 9600비트를 5로 분할하여 1920비트로 세그멘테이션 한 후(510) 연집오류를 방지하기 위한 인터리빙을 수행하여(511) 상기 5개의 코드 채널들, 즉 5개의 물리채널을 통해서 각각 상기 인터리빙된 데이터들을 전송한다(512). 여기서, 상기 물리 채널은 HS-PDSCH이다.
상기 도 8에서는 상기 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 MCS 레벨이 16QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 5개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 상기 MCS 레벨이 16QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 5개인 경우의 전송 채널 역다중화 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 9는 도 8에서 MCS 레벨이 16QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 5개인 경우 다중화한 전송 채널을 역다중화하는 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 도 8에서와 같이 다중화되어 기지국에서 전송한HS-PDSCH 신호를 단말기에서 수신하면, 상기 단말기는 상기 수신한 HS-PDSCH 신호에 대해서 역다중화를 수행하게 된다. 각각이 1920비트를 가지는 5개의 HS-PDSCH 신호가 수신되면(521) 상기 수신된 5개의 HS-PDSCH 신호별로 디인터리빙(De-Interleaving)이 수행되고(522) 상기 디인터리빙이 수행된 후 상기 5개의 HS-PDSCH 신호들은 하나의 물리 채널 데이터로 결합된다(PhCH concatenation)(523). 상기 결합된 하나의 물리 체널 데이터는 9688비트를 가지며 상기 9688 비트 물리 채널 데이터는 역 레이트매칭(inverse Rate Matching)되어 원래의 9708비트로 출력되고(524) 상기 역 레이트 매칭된 9708비트는 각각 4844비트의 코드 블록으로 세그멘테이션된 후 상기 세그멘테이션된 코드 블록들 별로 3/4 코딩 레이트로 터보 디코딩(turbo decoding)되어 각각 3624비트로 출력된다(525, 526). 상기 터보 디코딩된 각각의 3624비트 데이터들은 각각 CRC 검사(CRC check)를 통해 오류가 발생하였는지 여부를 검사하게 된다(527,528). 상기 CRC 검사 결과 상기 수신된 HS-PDSCH 데이터에 오류가 발생하였다면 상기 단말기는 NACK 신호를 생성하여 상기 기지국에 대한 피드백 정보로 전송한다. 따라서 상기 단말기는 코드 블록별로 CRC 검사를 하기 때문에 모든 데이터가 복조된 후가 아니라 코드 블록별로 NACK 정보를를 피드백 시킬수 있어 HARQ의 수행 시간을 단축시키는 결과를 얻을 수 있게 된다. 만약 상기 CRC 검사 결과 상기 수신된 HS-PDSCH 데이터가 오류가 발생하지 않았다면 상기 CRC 검사된 데이터, 즉 상기 24비트 CRC가 제거된 3600비트 데이터들은 다시 코드 블록 연결(code block concatenation)된다(529,530). 상기 연결된 7200 비트 코드 블록은 전송 블록으로 세그멘테이션되어(531) 30개의 240비트 전송 블록들로출력된다(532).
또한, 상기 도 9에서 상기 단말기가 기지국으로 NACK 정보를 피드백하게 되면 상기 기지국은 HARQ 방법에 따라 상기 단말기에서 상기 NACK 정보에 대한 기전송했던 정보를 상기 단말기로 재전송하게 된다. 여기서, 상기 재전송 정보는 기전송했던 정보와 동일한 정보가 될 수도 있으며, 또는 상기 기전송 정보와 관련성이 큰 새로운 패러티 정보가 전송될 수도 있다. 상기 재전송 정보가 상기 기전송 정보와 상이할 경우 상기 재전송 정보의 비트수는 상기 기전송 정보의 비트수와 다를 수 있기 때문에 상기 도 8 및 도 9에서 설명한 각 블록들의 크기가 상이하게 될 수도 있다.
상기 단말기는 상기 NACK 정보에 대응하여 상기 기지국에서 재전송하는 재전송 정보를 수신하여 다시 상기 도 9와 같은 역다중화 과정을 수행하는데 상기 재전송 정보에 대한 역다중화 과정 역시 본 발명의 실시에에 따른 다중화 과정, 즉 전송 블록 셋을 코드 블록으로 세그멘테이션한 후 CRC를 부가하는 다중화 과정 때문에 다음과 같은 이점들을 가지게 된다.
첫째, 상기 단말기는 통상적인 HARQ와 같이 재전송된 정보를 기전송된 정보와 소프트 컴바이닝하여 역다중화를 수행하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 다중화 및 역다중화는 코드 블록별로 CRC 검사가 가능하여 신속한 피드백 정보 전송 및 그에 따른 재전송이 가능하게 된다.
둘째, 상기 단말기는 수신된 코드 블록들 중에서 오류 발생한 코드 블록에 대해서만 NACK 정보를 피드백하고 그 NACK 정보에 따라 기지국에서 전송한 재전송정보들만을 소프트 컴바이닝함으로써 소프트 컴바이닝을 위한 수신 정보 버퍼링 크기를 최소화시키며, 또한 상기 재전송에 따른 소프트 컴바이닝 수행시간 역시 단축시키게 된다. 그리고, 상기 오류가 발생한 코드 블록에 대해서만 소프트 컴바이닝함으로써 통상적인 HARQ 방식에서 오류 발생한 코드 블록뿐만 아니라 오류가 발생하지 않은 정상적인 코드 블록을 소프트 컴바이닝하여 발생할 수 있던 정상 코드 블록에 대한 오류를 제거한다.
셋째, HARQ를 수행함에 있어서 재전송 정보에 대해 소프트 컴바이닝이 불가능한 경우는 기수신된 코드 블록들중 오류가 발생한 코드 블록만을 새롭게 디코딩하여 CRC 검사하고, 상기 CRC 검사 결과 오류가 발생하지 않았을 경우 상기 CRC 검사한 코드 블록에 대해서는 상기 재전송 정보만을 가지고서 데이터를 획득한다.
다음으로 도 10을 참조하여 상기 표 1의 인덱스 10의 경우를 설명하기로 한다.
상기 도 10은 도 5에서 MCS 레벨이 64QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 10을 참조하면, 하나의 전송 블록 크기가 240비트(bits)이고, 90개의 전송 블록들이 하나의 전송 블록 셋을 구성한다. 그래서 상기 90개의 전송 블록들은(601) 하나의 전송 블록 셋으로 결합된다(602). 그런데 상기 90개의 전송 블록들이 결합된 전송 블록 셋은 그 크기가 21600비트(bits)이기 때문에 코드 블록의 최대 크기값인 5114비트보다 커서 상기 도 5에서 설명한 코드 블록 세그멘테이션 과정이 필요하게 된다. 그래서 상기 전송 블록 셋은 상기 코드 블록 세그멘테이션을 통해 5개의 코드 블록으로 생성되고(603) 이후 상기 5개의 코드 블록들 각각에 24 비트 CRC 부가된다(604). 이렇게 상기 CRC가 부가된 4344 비트의 각각의 코드 블록들은 3/4 코딩 레이트의 터보 코드로 채널 코딩되어 각각 5804비트(bits)로 생성된 후(605) 상기 생성된 5804 부호화된 비트들은 가산되어 레이트 매칭된다(606). 여기서, SF가 16(SF=16)이고, 상기 64QAM 변조 방식이 사용되기 때문에 한 TTI내에서 하나의 코드 채널로 보내지는 데이터량은 2880비트이고, 상기 코드 채널이 10개가 사용되는 경우를 가정하였기 때문에 총 전송 비트수는 28800비트가 되는 것이다. 그런데 상기 채널 코딩된 비트들이 29020비트이기 때문에 상기 실제 물리 채널 전송에 적합하도록 상기 28800비트로 레이트 매칭해주게 되는 것이다. 상기 레이트 매칭된 코딩 비트들은 실제 물리 채널 전송에 적합하도록 물리 채널 세그멘테이션을 수행하고, 즉 상기 코드 채널이 10개이기 때문에 상기 28800비트를 10로 분할하여 2880비트로 세그멘테이션 한 후(607) 연집오류를 방지하기 위한 인터리빙을 수행하여(608) 상기 10개의 코드 채널들, 즉 10개의 물리채널을 통해서 각각 상기 인터리빙된 데이터들을 전송한다(609). 여기서, 상기 물리 채널은 HS-PDSCH이다.
상기 도 10에서는 상기 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 MCS 레벨이 64QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 전송 채널 다중화 구조를 설명하였으며, 상기와 같이 다중화된 HS-PDSCH 신호를 기지국에서 송신하면 상기 단말기는 상기 도 9에서 설명한 바와 마찬가지로 해당 MCS 레벨 및 코드 채널에 따라 역다중화한다, 여기서 상기 도10에서 상기 MCS 레벨이 64QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개인 경우의 다중화를 설명하였으므로 상기 MCS 레벨이 64QAM, 3/4 코딩 레이트이고, 코드 채널이 10개을 적용하여 역다중화하는 것이다. 그래서 상기에서 설명한 바와 가찬가지로 상기 단말기는 HARQ를 위한 ACK/NACK 피드백 정보를 생성함에 있어 코드 블록별로 CRC 검사가 가능하여 ACK 혹은 NACK 정보를 피드백하는 시간이 단축됨과 동시에 HARQ 수행시간이 단축되게 된다. 그리고 이는 상기 도 9에서 설명한 바와 같은 세가지 이점들을 가져오게 된다.
다음으로 상기 HARQ 방식에 있어 코드 블록 단위로 재전송이 가능하다는 가정하에서 상기 단말기가 기지국에 ACK 혹은 NACK 정보를 피드백함에 있어 상기 본 발명의 실시예에 따른 다중화 구조, 즉 전송 블록 셋을 코드 블록으로 세그멘테이션한 후 CRC를 부가하는 다중화 구조의 성능을 향상시키게 하는 방법을 설명하기로 한다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 다중화 구조를 참조한 HARQ 방식에서는 코드 블록 단위로 재전송이 가능하도록 하기 위해서 상기 ACK 혹은 NACK 정보 역시 상기 코드 블록 단위로 생성해서 전송해야 한다. 그런데, 상기 ACK 혹은 NACK 정보를 분리하여 전송하는 것이 가능하다면 상기 기지국은 오류가 발생한 코드 블록들만을 재전송하여 재전송 효율을 높이고, HARQ 방법의 성능 향상을 가져 올 수 있다. 여기서, 상기 ACK 혹은 NACK 정보를 분리하여 전송하는 경우를 "다중 ACK/NACK 정보 전송"이라 정의하기로 한다. 상기 다중 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 역방향 제2 전용 물리 제어 채널의 ACK/NACK 정보 필드 구조를 변형해야 하는데 이를 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 역방향 채널 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 11의 역방향 제2 전용 물리 제어 채널 구조는 상기 도 3에서 설명한 통상적인 HSDPA 방식을 사용하는 통신 시스템의 역방향 제2전용 물리 제어 채널의 구조와 동일하고, 다만 반복기(702)의 입력으로 제공되는 ACK/NACK 비트(701)가 상기 도 3에서처럼 1비트가 아니라 상기 다중 ACK/NCAK 정보 전송을 위해서 상기 ACK/NACK 비트(701)를 다수개의 비트들로 구현한다. 즉, 상기 다수개의 ACK/NACK 비트(701)는 코드 블록별 ACK 혹은 NACK 정보가 되는 것이며, 상기 ACK/NACK 비트(701)의 개수가 하나의 전송 채널 신호를 통해 수신된 코드 블록들의 개수가 되는 것이다.
다음으로 도 12를 참조하여 다중 ACK/NACK 정보 전송 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 12는 도 11의 다중 ACK/NACK 정보 전송에 따른 역방향 채널 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 12의 참조번호 801 내지 805는 하나의 전송 채널, 일 예로 HS-PDSCH에 다수개의 코드 블록들이 전송되고, 상기 다수개의 코드 블록들 별로 ACK/NACK 정보를 전송하는 역방향 제2전용 물리 제어 채널 구조를 도시한 것이다. 참조번호 801은 상기 하나의 HS-PDSCH에 2개의 코드 블록들이 전송되는 경우이며, 참조번호 802는 상기 하나의 HS-PDSCH에 3개의 코드 블록들이 전송되는 경우이며, 참조번호 803은 상기 하나의 HS-PDSCH에 4개의 코드 블록들이 전송되는 경우이며, 참조번호804는 상기 하나의 HS-PDSCH에 5개의 코드 블록들이 전송되는 경우이다.
그리고 상기 참조번호 805는 상기 하나의 HS-PDSCH를 통해 전송되는 코드 블록들이 개수가 정해지지 않은 경우이다. 따라서 상기 하나의 HS-PDSCH를 통해 전송되는 코드 블록들이 다수개일 경우 상기 다수개의 코드 블록들을 2개의 그룹(group)으로 분할하여 상기 분할된 그룹별로 상기 ACK 혹은 NACK 정보를 전송하는 방법이고, 상기 ACK/NACK 필드의 고정성을 고려하여 복잡성을 줄인 방법이 된다.
다음으로 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 기지국 장치 내부 구성을 설명하기로 한다.
상기 도 13은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 기지국 장치 내부 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 13을 참조하면, 먼저 상위 계층에서 전송 블록(901)들이 내려오면, 전송 블록 연결기(902)는 상기 상위계층에서 내려온 전송 블록(901)들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성한 후, 상기 생성한 전송 블록 셋을 코드 블록 분할기(903)로 출력한다. 상기 코드 블록 분할기(903)는 상기 전송 블록 셋을 입력하여 그 크기가 코드 블록의 크기보다 작을 경우에는 분할하지 않고서 바로 코드 블록으로 생성하고, 상기 전송 블록 셋의 크기가 상기 코드 브록의 크기보다 클 경우에는 상기 코드 블록 단위로 분할하여 CRC 부가기(904)로 출력한다. 상기 CRC 부가기(904)는 상기 코드 블록 분할기(903)에서 출력한 코드 블록들을 입력하고, 상기 입력된 코드 블록들 각각에 대해서 CRC를 부가한 후 터보 부호기(905)로 출력한다. 상기 터보 부호기(905)는 상기 CRC 부가기(904)에서 출력한 CRC가 부가된 코드 블록들을 설정 코딩 레이트로 터보 코딩한 후 레이트 매칭기(906)로 출력한다.
상기 레이트 매칭기(906)는 상기 터보 부호기(905)에서 출력한 코딩된 코드 블록들을 실제 물리 채널 전송 단위에 적합하도록 레이트 매칭한 후 물리 채널 분할기(907)로 출력한다. 상기 물리 채널 분할기(907)는 상기 레이트 매칭기(906)에서 출력한 신호를 물리 채널 전송 단위로 세그멘테이션한 후 인터리버(908)로 출력한다. 상기 인터리버(908)는 상기 물리 채널 분할기(907)에서 출력한 신호를 입력하여 미리 설정되어 있는 인터리빙 방식으로 인터리빙한 후 직렬/병렬 변환기(serial to parallel convertor)(909)로 출력한다. 상기 직렬/병렬 변환기(909)는 상기 인터리버(908)에서 출력한 신호를 병렬 변환하여 I채널 신호 및 Q 채널 신호로 출력한다. 상기 I 채널 신호는 곱셈기(911)로 출력되고, 상기 Q 채널 신호는 곱셈기(912)로 출력된다. 상기 곱셈기(911)는 상기 I 채널 신호와 채널화 코드(channelization code) COVSF와 곱셈하여 채널부호화한 후 가산기(914)로 출력한다. 한편, 상기 곱셈기(912)는 상기 Q 채널 신호를 상기 채널화 코드 COVSF(910)와 곱셈하여 채널 부호화한 후 곱셈기(913)로 출력한다. 상기 곱셈기(913)는 상기 곱셈기(912)에서 출력한 신호와 j 신호를 곱셈하여 상기 가산기(914)로 출력한다. 상기 가산기(914)는 상기 곱셈기(911)에서 출력한 신호와 상기 곱셈기(913)에서 출력한 신호를 가산하여 다중화기(915)로 출력한다. 상기 다중화기(915)는 상기 가산기(914)에서 출력한 신호와 상기 다른 채널 신호들(930)을 입력하여 다중화한 후 곱셈기(917)로 출력한다. 상기 곱셈기(917)는 상기 다중화기(915)에서 출력한 신호와 스크램블링 코드 CSCRAMBLE(916)와 곱셈한 후 곱셈기(918)로 출력한다. 여기서 상기 곱셈기(917)는 스크램블러(scrambler)로서 동작하는 것이다. 상기 곱셈기(918)는 상기 곱셈기(917)에서 출력한 신호와 채널 이득(gain)(919)을 곱셈하여 합산기(921)로 출력한다. 상기 합산기(921)는 상기 곱셈기(918)에서 출력한 신호와 다른 채널 신호들(920)을 합산하여 변조기(922)로 출력한다. 상기 변조기(922)는 상기 합산기(921)에서 출력한 신호를 미리 설정되어 있는 변조방식으로 변조한 후 RF(Radio Frequency) 처리기(923)로 출력한다. 상기 RF 처리기(923)는 상기 변조기(922)에서 출력한 신호를 실제 에어(air)상에서 전송할 수 있는 RF 대역으로 변환한 후 안테나(antenna)(924)를 통해서 에어상으로 전송한다.
상기 도 13에서는 기지국 장치의 구성을 설명하였으며 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 단말기 장치 구성을 설명하기로 한다.
상기 도 14는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 단말기 장치 내부 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 14를 참조하면, 안테나(951)를 통해 에어상에서 RF 신호를 수신하면, 상기 안테나(951)을 통해 수신된 RF 신호는 RF 처리기(952)로 출력된다. 상기 RF 처리기(952)는 상기 안테나(951)에서 출력한 RF 신호를 처리한 후필터(filter)(953)로 출력한다. 상기 필터(953)는 상기 RF 처리기(952)에서 출력한 신호를 상기 단말기의 처리 주파수 대역에 상응하게 필터링한 후 그 필터링한 신호를 곱셈기(954)로 출력한다. 상기 곱셈기(954)는 상기 필터(953)에서 출력한 신호를 상기 도 13에서 설명한 기지국에서 사용한 스크램블링 코드와 동일한 스크램블링 코드 CSCRAMBLE(955)와 곱셈한 후 conmplex to I/Q stream(958)으로 출력한다. 여기서, 상기 곱셈기(954)는 디스크램블러(de-scrambler)로서 동작하는 것이다.
상기 conmplex to I/Q stream(958)는 상기 곱셈기(954)에서 출력한 신호를 입력하여 I 채널 신호와 Q 채널 신호로 분리한 후 상기 I 채널 신호는 곱셈기(961)로 출력하고, 상기 Q 채널 신호는 곱셈기(959)로 출력한다. 상기 곱셈기(961)는 상기 I 채널 신호를 상기 도 13의 기지국에서 사용한 채널화 코드와 동일한 채널화 코드 COVSF(960)와 곱산 후 별렬/직렬 변환기(963)로 출력한다. 그리고 상기 곱셈기(959)는 상기 conmplex to I/Q stream(958)에서 출력한 Q 채널 신호와 j 성분을 곱셈한 후 곱셈기(962)로 출력한다. 상기 곱셈기(962)는 상기 곱셈기(959)에서 출력한 신호를 상기 병렬/직렬 변환기(963)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(963)는 상기 곱셈기(961) 및 곱셈기(962)에서 출력한 신호를 입력하여 직렬 변환한 후 디인터리버(964) 및 스위치(974)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(963)에서 출력된 신호를 가지고서 역다중화가 수행되는 것이다.
상기 디인터리버(964)는 상기 병렬/직렬 변환기(963)에서 출력한 신호를 상기 기지국 장치의 인터리버에서 수행한 인터리빙 방식에 상응한 방식으로 디인터리빙한 후 물리 채널 합산기(965)로 출력한다. 상기 물리 채널 합산기(965)는 상기 디인터리버(964)에서 출력한 신호를 물리 채널 연결한 후 역레이트 매칭기(966)로 출력한다. 상기 역 레이트 매칭기(966)는 상기 물리 채널 합산기9965)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 기지국 장치에서 수행한 레이트 매칭에 상응하게 역 레이트 매칭한 후 상기 스위치(974) 및 터보 복호화기(967)로 출력한다. 여기서, 상기 스위치(974)는 상기 병렬/직렬 변환기(963)에서 출력한 신호, 즉 심볼(symbol) 레벨의 수신 데이터와, 상기 역 레이트 매칭기(966)에서 출력한 신호, 즉 비트 레벨의 수신 데이터를 입력하여 시스템에 상응하여 상기 심볼 레벨 혹은 비트 레벨 수신 데이터 중에 하나를 선택하여 버퍼(buffer)(975)로 출력한다.
한편, 상기 터보 복호화기(967)는 상기 역 레이트 매칭기(966)에서 출력한 신호를 상기 기지국 장치에서 수행한 코딩 레이트에 상응하여 터보 디코딩한 후 CRC 검사기(968)로 출력한다. 상기 CRC 검사기(968)는 상기 터보 복호화기(967)에서 출력한 신호에 대한 CRC 검사를 수행하고, 상기 CRC 검사 결과 상기 수신 데이터에 오류가 발생하였을 경우 상기 NACK 정보를 제어기(976)로 전송한다. 만약 상기 CRC 검사 결과 상기 수신 데이터에 오류가 발생하지 않았을 경우 상기 CRC 검사기(968)는 상기 제어기(976)로 ACK 정보를 전송한 후 상기 CRC를 제거한 후 코드 블록 합산기(969)로 출력한다. 상기 코드 블록 합산기(969)는 상기 CRC 검사기(968)에서 출력한 코드 블록들을 합산한 후 전송 블록 분할기(970)로 출력한다. 상기 전송 블록 분할기(970)는 상기 코드 블록 합산기(969)에서 출력한 신호를 입력하여 전송 블록(971)으로 분할한다.
한편, 상기 제어기(976)는 상기 CRC 검사기(968)에서 출력되는 ACK 정보 혹은 NACK 정보를 가지고서 ACK/NACK 생성기(977)를 제어하게 된다. 즉, 상기 제어기(976)는 상기 CRC 검사기(968)에서 출력한 신호가 ACK 정보일 경우에는 상기 ACK/NACK 생성기(977)에서 ACK가 생성되도록 제어하고, 상기 CRC 검사기(968)에서 출력한 신호가 NACK 정보일 경우에는 상기 ACK/NACK 생성기(977)에서 NACK가 생성되도록 제어한다. 상기 ACK/NACK 생성기(977)는 상기 제어기(976)의 제어에 따라 ACK 혹은 NACK 정보를 생성하여 역방향 제2 전용 물리 채널의 ACK/NACK 비트를 통해 전송되도록 한다. 또한 상기 제어기(976)는 상기 NACK 정보를 입력받으면 해당 수신 데이터에 오류가 발생하였음으로 감지하여 상기 버퍼(975)에 상기 해당 수신 데이터가 저장되도록 하는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 단말기로 전송될 전송 채널에 대해서 먼저 코드 블록 세그멘테이션을 수행한 후 그 코드 블록별로 CRC를 부가하는 다중화 구조를 구현함으로써, 상기 고속 순방향 패킷 접속 방식에서 사용하는 방식인 복합 재전송 방식에 있어 수신 데이터에 대한 재전송을 결정할 때 수신데이터를 코드 블록별로 CRC 검사를 하기 때문에 ACK 혹은 NACK 정보가 피드백되는 시간이 최소화된다는 이점을 가진다. 이렇게 상기 복합 재전송 방식에서 ACK 혹은 NACK 정보가 피드백되는 시간이 최소화되기 때문에 상기 복합 재전송 효율이 최대화된다는 이점을 가진다. 또한 상기 코드블록별로 CRC 검사가 수행되고, 상기 CRC 검사에 대한 오류 판단에 따라서 오류가 발생된 코드 블록만을 버퍼링하기 때문에 단말기 버퍼링 용량을 최소화시킨다는 이점을 가진다. 또한, 코드 블록별로 오류가 발생한 코드 블록만을 버퍼링한 후 해당 재전송 코드 블록만을 상기 오류 발생한 코드 블록과 소프트 컴바이닝함으로써 소프트 컴바이닝 성능 향상을 가져온다는 이점을 가진다.

Claims (10)

  1. 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 다중화 장치에 있어서,
    임의의 사용자 단말기에 전송할 전송 블록들이 발생하면, 상기 전송 블록들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성하는 전송 블록 연결기와,
    상기 전송 블록 셋을 미리 설정되어 있는 비트수에 따라 다수개의 코드 블록들로 세그멘테이션하는 코드 블록 분할기와,
    상기 다수개의 코드 블록들 각각에 CRC 비트를 부가하는 CRC 부가기와,
    상기 CRC 비트가 부가된 코드 블록들을 미리 설정되어 있는 코딩 레이트로 코딩한 후 가산하여 물리 계층에서 전송 가능한 비트수에 상응하게 레이트 매칭한 후, 상기 물리 채널에서 전송하는 전송 단위 비트수로 분할하여 다중화하는 물리 채널 생성기를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물리 채널은 고속 물리 하향 공통 채널임을 특징으로 하는 상기 장치.
  3. 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속 통신시스템에서 전송 채널 역다중화 장치에 있어서,
    소정 개수의 물리 채널들을 통해 수신되는 수신 전송 채널 신호들을 입력하여 역확산하는 역확산기와,
    상기 역확산된 수신 물리 채널 신호들을 연결하여 하나의 전송 채널 신호로 연결한 후 상기 전송 채널 전송 단위에 상응하게 역 레이트 매칭하여 미리 설정되어 있는 비트수에 따라 다수개의 코드 블록들로 세그멘테이션한 후, 상기 코드 블록들 각각을 미리 설정되어 있는 코딩 레이트로 디코딩하는 코드 블록 생성기와,
    상기 디코딩된 다수개의 코드 블록들 각각에 대해서 CRC 검사하고, 상기 CRC 검사 결과에 따라 상기 코드 블록들에 대해 오류가 발생하였을 경우에는 ACK 정보를, 상기 코드 블록들에 대해 오류가 발생하지 않았을 경우에는 NACK 정보를 발생하는 CRC 검사기와,
    상기 ACK 혹은 NACK 정보를 입력받고, 상기 NACK 정보가 입력되었을 경우 상기 NACK 정보에 해당하는 코드 블록을 버퍼링하도록 제어하고, 상기 NACK 정보에 해당하는 코드 블록에 대한 재전송을 요구하는 NACK 피드백 정보를 생성하도록 제어하는 제어기와,
    상기 CRC 검사된 코드 블록들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성하고, 상기 전송 블록 셋을 미리 설정되어 있는 비트수로 분할하여 전송 블록들로 생성하는 전송 블록 생성기를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 물리 채널은 상기 고속 물리 하향 공통 채널임을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 ACK 혹은 NACK 정보는 역방향 제2 전용 물리 제어 채널을 통해 전송됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 다중화 방법에 있어서,
    임의의 사용자 단말기에 전송할 전송 블록들이 발생하면, 상기 전송 블록들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성하는 과정과,
    상기 전송 블록 셋을 미리 설정되어 있는 비트수에 따라 다수개의 코드 블록들로 세그멘테이션하는 과정과,
    상기 다수개의 코드 블록들 각각에 CRC 비트를 부가하는 과정과,
    상기 CRC 비트가 부가된 코드 블록들을 미리 설정되어 있는 코딩 레이트로 코딩한 후 가산하여 물리 계층에서 전송 가능한 비트수에 상응하게 레이트 매칭한 후, 상기 물리 채널에서 전송하는 전송 단위 비트수로 분할하여 다중화하여 물리채널 신호를 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 물리 채널은 고속 물리 하향 공통 채널임을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 광대역 부호 분할 다중 접속 통신 시스템에서 전송 채널 역다중화 방법에 있어서,
    소정 개수의 물리 채널들을 통해 수신되는 수신 전송 채널 신호들을 입력하여 역확산하는 과정과,
    상기 역확산된 수신 물리 채널 신호들을 연결하여 하나의 전송 채널 신호로 연결한 후 상기 전송 채널 전송 단위에 상응하게 역 레이트 매칭하여 미리 설정되어 있는 비트수에 따라 다수개의 코드 블록들로 세그멘테이션한 후, 상기 코드 블록들 각각을 미리 설정되어 있는 코딩 레이트로 디코딩하는 과정과,
    상기 디코딩된 다수개의 코드 블록들 각각에 대해서 CRC 검사하고, 상기 CRC 검사 결과에 따라 상기 코드 블록들에 대해 오류가 발생하였을 경우에는 ACK 정보를, 상기 코드 블록들에 대해 오류가 발생하지 않았을 경우에는 NACK 정보를 발생하는 과정과,
    상기 ACK 혹은 NACK 정보를 입력받고, 상기 NACK 정보가 입력되었을 경우 상기 NACK 정보에 해당하는 코드 블록을 버퍼링하도록 제어하고, 상기 NACK 정보에 해당하는 코드 블록에 대한 재전송을 요구하는 NACK 피드백 정보를 생성하도록 제어하는 과정과,
    상기 CRC 검사된 코드 블록들을 연결하여 전송 블록 셋으로 생성하고, 상기 전송 블록 셋을 미리 설정되어 있는 비트수로 분할하여 전송 블록들로 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 물리 채널은 상기 고속 물리 하향 공통 채널임을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 ACK 혹은 NACK 정보는 역방향 제2 전용 물리 제어 채널을 통해 전송됨을 특징으로 하는 상기 방법.
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