KR20060033957A - Ｏｆｄｍ 또는 ｏｆｄｍａ 무선 통신 시스템에서 ｍｉｍｏ모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법 - Google Patents

Ｏｆｄｍ 또는 ｏｆｄｍａ 무선 통신 시스템에서 ｍｉｍｏ모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OFDM 또는 OFDMA 무선 통신 시스템에서 단말이 둘 이상의 비트 수에 의해 표현되는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 모드와 퍼뮤테이션(permutation) 방식을 선택하여 기지국으로 피드백 해 주면 상기 기지국이 상기 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식에 따라 상기 단말로 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 OFDM 또는 OFDAM 무선 통신 시스템에서 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법은, 이동 통신 시스템의 단말에서 기지국으로 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입을 전송하는 방법에 있어서, 둘 이상의 비트 수(number of bits)에 의해 표현되는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보와, 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 지시하는 지시자(indicator)를 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
OFDM/OFDMA, MIMO 모드, 퍼뮤테이션 방식, 모드 선택 피드백 헤더

Description

ＯＦＤＭ 또는 ＯＦＤＭＡ 무선 통신 시스템에서 ＭＩＭＯ 모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법{Method of feedback of MIMO mode and permutation type in OFDM/OFDMA mobile communications system}
도 1은 OFDM 방식 변복조기의 개념적 구성을 도시한 것임.
도 2는 종래기술에 따른 모드 선택 피드백 헤더의 구성을 도시한 것임.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 절차 흐름도를 도시한 것임.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모드 선택 피드백 헤더의 구조를 도시한 것임.
본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, OFDM 또는 OFDMA 무선 통신 시스템에서 단말이 둘 이상의 비트 수에 의해 표현되는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 모드와 퍼뮤테이션(permutation) 방식을 선택하여 기지국으로 피드백 해 주면 상기 기지국이 상기 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식에 따라 상기 단말로 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다.
OFDM 방식은 유무선 채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로 최근 활발히 연구되고 있다. OFDM 방식에서는 상호 직교성을 갖는 다수의 반송파를 사용하므로 주파수 이용 효율이 높아지고, 송수신단에서 이러한 다수의 반송파를 변복조하는 과정은 각각 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)와 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 것과 같은 결과가 되어 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)와 FFT(Fast Fourier Transform)를 사용하여 고속으로 구현할 수 있다.
OFDM의 원리는 고속의 데이터 스트림을 다수의 저속 데이터 스트림으로 분할하여 다수의 부반송파(subcarrier)를 사용하여 동시에 전송함으로써 심벌 구간(symbol duration)을 증가시켜 다중 경로 지연 확산(multi-path delay spread)에 의한 시간 영역에서 상대적인 분산(dispersion)을 감소시키는 것이다. OFDM 방식에 의한 데이터의 전송은 전송 심벌을 단위로 한다.
OFDM 방식에 있어서의 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 모든 부반송파에 대해 일괄적으로 처리할 수 있기 때문에 개별 부반송파 각각에 대해 변복조기를 설계할 필요가 없다.
도1은 OFDM 방식 변복조기의 개념적 구성을 도시한 것이다. 도1에 도시된 바와 같이, 직렬로 입력되는 데이터 스트림을 부반송파 수 만큼의 병렬 데이터 스트림으로 전환하여 각각의 병렬 데이터 스트림을 역이산 퓨리에 변환한다. 고속의 데이터 처리를 위해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)가 사용된다. 역이산 퓨리에 변환된 데이터는 다시 직렬 데이터로 전환되어 주파수 변환을 거쳐 송신되고, 수신측에서는 신호를 수신하여 역과정을 거쳐 복조한다.
종래기술에 따른 OFDM 또는 OFDMA 무선 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)은 패스트 피드백 채널(fast feedback channel)을 통하여 하향링크 채널 상태의 측정값과 MIMO 시스템인 경우에 안테나 가중치(weight) 값을 단말(MSS: Mobile Subscriber Station)로부터 피드백 받는다. 또한, 단말이 선택한 MIMO 모드와 퍼뮤테이션(permutation) 방식을 피드백 받게 된다.
MIMO(Multi-Input Multi-Output) 기술은 기지국과 단말에 각각 다수의 안테나를 사용하여 주파수 효율 및 망 링크 용량의 획기적인 개선을 기대할 수 있는 기술로서 고속 데이터 전송을 요구하는 이동통신 시스템의 주요 기술로 최근 주목받고 있다. MIMO 시스템에서 기지국이 단말로 다수의 안테나를 통하여 데이터를 전송하면, 상기 단말은 전송된 데이터를 수신하는 한편 각 채널 별 채널 정보를 추정하고, 추정된 채널 정보를 이용하여 가중치(weight)를 구하여 상기 기지국으로 피드백한다. 상기 기지국은 피드백된 가중치를 입력 데이터에 적용함으로써 보다 정확하게 입력 데이터를 상기 단말로 전송할 수 있다. MIMO 시스템에 있어서는 송신측에서의 다수의 안테나에 의한 데이터 전송 방식에 따라 STTD, SM, 폐루프 SM(closed-loop SM) 등의 다수의 모드(mode)로 구분된다.
한편, OFDM 또는 OFDMA 무선 통신 시스템에서 단말은 기지국으로 퍼뮤테이션(permutation) 방식을 결정해서 피드백 해 주는데, 여기서 퍼뮤테이션 방식을 결정한다고 하는 것은 데이터 전송을 위하여 주파수 대역의 데이터의 할당 및 배열 방식을 결정하는 것으로, 전 대역의 부반송파를 다이버시티(diversity)하게 사용하는 FUSC(Full Usage Sub-carrier) 또는 부분적인 부반송파를 다이버시티하게 사용하는 PUSC(Partially Usage Sub-carrier), 부분적인 부반송파를 인접하게 사용하는 AMC(adjacent sub-carrier permutation) 할지를 결정하는 것을 의미한다.
단말이 선택한 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 기지국으로 피드백 하는 방법으로는, 상기 기지국으로부터 채널 품질 정보 채널(CQICH: Channel Quality Information CHannel)을 알려주는 IE(Inforamtion Element)를 통해서 주기적으로 보고하는 방법과, 단말이 보내는 데이터와 함께 고속 피드백 할당 서브헤더(fast feedback allocation subheader)를 통해 기지국이 폴링(polling)할 때 보내는 방법이 있다. 또한, 기지국으로부터 CQICH를 할당 받은 단말이 MIMO 모드나 퍼뮤테이션 방식을 선택하여 보고할 경우는 할당된 CQICH를 통하여 지시 플래그(indication flag)를 보내고, MIMO 모드나 퍼뮤테이션 방식을 모드 선택 피드백 헤더(mode selection feedback header)를 통해서 전송하는데, 이 경우는 주로 단말이 MIMO 모드나 퍼뮤테이션 방식을 자주 피드백하지 않거나 비주기적으로 피드백하는 경우에 사용된다.
도2는 종래기술에 따른 모드 선택 피드백 헤더의 구성을 도시한 것이다. 모드 선택 피드백 헤더는 헤더 자체로서만 전송되고 헤더 뒤에 별도의 데이터가 부가되지 않는다. 도2에서, 'Feedback Type' 필드는 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식이 선택되었다는 것을 알리는 것이고 'Feedback Content'는 피드백 페이로드 값으로서, 단말에 의해 선택된 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식의 구체적 의미를 지시한다.
단말로부터 기지국으로 피드백되는 구체적 내용은 피드백 페이로드(feedback payload)를 통하여 전달된다. 피드백 페이로드는 4비트, 5비트, 6비트 등 둘 이상의 비트 수(number of bits)로 구성될 수 있으며, 단말이 선택한 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식은, 표1, 표2 또는 표3에서와 같이, 각 피드백 페이로드에 맵핑되어 있다. 기지국은 피드백 페이로드를 통하여 받은 값을 디코딩(decoding)하여 단말이 선택한 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 알게 되며 다음 데이터 프레임에 적용하여 전송할 수 있다.
페이로드 내용
0b0000 STTD and PUSC/FUSC permutation
0b0001 STTD and adjacent-subcarrier permutation
0b0010 SM and PUSC/FUSC permutation
0b0011 SM and adjacent-subcarrier permutation
0b0100 Closed-loop SM and PUSC/FUSC permutation
0b0101 Closed-loop SM and adjacent-subcarrier permutation
0b0110 Closed-loop SM + Beamforming and adjacent-subcarrier permutation
0b1000~0b1111 Reserved
페이로드 내용
0b00100 Hybrid and PUSC/FUSC permutation
0b00101 Hybrid and adjacent-subcarrier permutation
0b00110 Beamforming and adjacent-subcarrier permutation
0b00111 Closed-loop SM and PUSC/FUSC permutation
0b01000 Closed-loop SM and adjacent-subcarrier permutation
0b10001~0b11111 Reserved
페이로드 내용
0b101100 Closed-loop SM and PUSC/FUSC permutation
0b101101 Closed-loop SM and adjacent-subcarrier permutation
0b101110 Hybrid and PUSC/FUSC permutation
0b101111 Hybrid and adjacent-subcarrier permutation
0b110000 Beamforming and adjacent-subcarrier permutation
0b110001 Antenna Group A For 3-antenna BS, 00=Antenna group 0,1 & 0,2 For 4-antenna BS, 00=Antenna group 0,1 & 2,3
0b110010 Antenna Group B For 3-antenna BS, 00=Antenna group 0,1 & 1,2 For 4-antenna BS, 00=Antenna group 0,2 & 1,3
0b110011 Antenna Group C For 3-antenna BS, 00=Antenna group 0,1 & 0,2 For 4-antenna BS, 00=Antenna group 0,3 & 1,2
0b110100~0b111111 Reserved
표2 및 표3은 최근에 새로이 추가된 내용으로서 단말에 의해 선택된 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식의 내용을 각각 5 비트 및 6 비트의 피드백 페이로드와 매핑시킨 것이다.
종래기술에 있어서는 모드 선택 피드백 헤더의 구조가 표1에서와 같이 4 비트에 의해 표현되는 페이로드만을 포함시킬 수 있도록 되어 새로이 추가된 5 비트나 6 비트의 피드백 페이로드를 포함시킬 없는 문제점이 있다. 이러한 경우에 단말은 5 비트나 6 비트의 페이로드에 의해 지시되는 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식의 내용을 기지국으로 피드백 할 수 없다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 OFDM 또는 OFDMA 무선 통신 시스템에서 단말이 둘 이상의 비트 수에 의해 표현되는 MIMO 모드와 퍼뮤테이션(permutation) 방식을 선택하여 기지국으로 피드백 해 주면 상기 기지국이 상기 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식에 따라 상기 단말로 데이터를 전송하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 OFDM 또는 OFDAM 무선 통신 시스템에서 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법은, 이동 통신 시스템의 단말에서 기지국으로 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입을 피드백하는 방법에 있어서, 둘 이상의 비트 수(number of bits)에 의해 표현될 수 있는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보와, 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 지시하는 지시자(indicator)를 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 OFDM 또는 OFDAM 무선 통신 시스템에서 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법은, 이동 통신 시스템의 기지국에서 단말로부터 전송되는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식을 피드백 받는 방법에 있어서, 단말로부터 전송된 둘 이상의 비트 수(number of bits)에 의해 표현될 수 있는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보와, 상기 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 지시하는 지시자(indicator)를 수신하는 단계; 상기 지시자에 의해 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 파악하여 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보에 따라 데이터 프레임을 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 OFDM 또는 OFDAM 무선 통신 시스템에서 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법은, 이동 통신 시스템의 기지국에서 단말로부터 전송되는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식을 피드백 받는 방법에 있어서, 단말로부터 전송된 둘 이상의 비트 수(number of bits)에 의해 표현될 수 있는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보와, 상기 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 지시하는 지시자(indicator)를 포함한 모드 선택 피드백 헤더(mode selection feedback header)를 수신하는 단계;상기 지시자에 의해 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 파악하여 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보에 따라 데이터 프레임을 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의해 본 발명의 구성, 작용, 효과 및 다른 특징들이 명확해 질 수 있을 것이다. 도3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 절차 흐름도를 도시한 것이다.
단말은 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 선택한다[S21]. 단말이 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 선택함에 있어서 표1 내지 표3의 내용 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.
MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 선택한 상기 단말은 선택된 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식에 매핑된 피드백 페이로드를 모드 선택 피드백 헤더(mode selection feedback header)에 포함시켜 기지국으로 전송한다[S22]. 도4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모드 선택 피드백 헤더의 구조를 도시한 것이다. 도3에 도시된 종래기술에 따른 모드 선택 피드백 헤더와 비교해서, 'Feedback content indicator' 필드가 추가되었고, 'Feedback content' 필드에 실을 수 있는 데이터 비트 수(피드백 페이로드의 비트 수)가 6 비트로 변경된 특징을 갖는다.
상기 'Feedback content indicator' 필드는 상기 'Feedback content' 필드에 포함되는 상기 피드백 페이로드의 비트 수를 지시하기 위한 것이다. 즉, 종래기술과는 달리, 4 비트의 피드백 페이로드로 선택할 수 없는 5 비트 또는 6 비트의 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 피드백하기 위해서 'Feedback content indicator' 필드를 추가한다.(예를 들어, '00'은 4 비트, '01'은 5 비트, '10'은 6 비트, '11' 은 'reserved')
상기 단말로부터 전송된 상기 모드 선택 피드백 헤더를 수신한 기지국은 상기 모드 선택 피드백 헤더에 포함된 'Feedback content indicator' 필드에 의해 상기 'Feedback content' 필드에 포함된 피드백 페이로드의 비트 수를 파악한다[S23]. 상기 기지국은 파악된 피드백 페이로드 비트 수에 따라 상기 'Feedback content' 필드로부터 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 획득한다[S24].
예를 들어, 상기 'Feedback content indicator'가 '01'이면 상기 'Feedback content' 필드에 포함된 피드백 페이로드는 5 비트이고, 상기 'Feedback content'에 포함된 내용이 '11000'인 경우, 표2의 내용대로, 상기 단말이 선택한 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식이 'Closed-loop SM and adjacent-subcarrier(AMC) permutation'임을 알 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 'Feedback content indicator'가 '10'이면 상기 'Feedback content' 필드에 포함된 피드백 페이로드는 6비트이고, 상기 'Feedback content' 필드에 포함된 내용이 '110000'인 경우, 표3의 내용대로, 상기 단말이 선택한 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식이 'Beamforming and adjacent-subcarrier permutation'임을 알 수 있다.
상기 기지국은 상기 단말이 선택한 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 다음의 데이터 프레임에 적용하여 전송한다[S25].
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 따른 OFDM 또는 OFDAM 무선 통신 시스템에서 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법에 의하면 단말이 둘 이상의 비트 수에 의해 표현되는 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 기지국으로 피드백 해 줄 수 있고, 기지국에서는 단말로부터 전송된 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식을 데이터 프레임에 적용하여 전송할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 이동 통신 시스템의 단말에서 기지국으로 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 타입을 피드백하는 방법에 있어서,
    둘 이상의 비트 수(number of bits)에 의해 표현될 수 있는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보와, 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 지시하는 지시자(indicator)를 전송하는 단계를 포함하는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식 피드백 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 및 지시자는 모드 선택 피드백 헤더(mode selection feedback header)에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식 피드백 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모드 선택 피드백 헤더는 비주기적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식 피드백 방법.
  4. 이동 통신 시스템의 기지국에서 단말로부터 전송되는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식을 피드백 받는 방법에 있어서,
    단말로부터 전송된 둘 이상의 비트 수(number of bits)에 의해 표현될 수 있는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보와, 상기 MIMO 모드와 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 지시하는 지시자(indicator)를 수신하는 단계;
    상기 지시자에 의해 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 파악하여 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보에 따라 데이터 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식 피드백 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정보 및 지시자는 모드 선택 피드백 헤더(mode selection feedback header)에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식 피드백 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모드 선택 피드백 헤더는 비주기적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식 피드백 방법.
  7. 이동 통신 시스템의 기지국에서 단말로부터 전송되는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식을 피드백 받는 방법에 있어서,
    단말로부터 전송된 둘 이상의 비트 수(number of bits)에 의해 표현될 수 있는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보와, 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 지시하는 지시자(indicator)를 포함한 모드 선택 피드백 헤더(mode selection feedback header)를 수신하는 단계;
    상기 지시자에 의해 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보의 비트 수를 파악하여 상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식에 관한 정보에 따라 데이터 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 MIMO 모드 및 퍼뮤테이션 방식 피드백 방법.
KR1020040083048A 2004-10-18 2004-10-18 Ｏｆｄｍ 또는 ｏｆｄｍａ 무선 통신 시스템에서 ｍｉｍｏ모드 및 퍼뮤테이션 타입 피드백 방법 KR101029812B1 (ko)

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