KR20080030834A - 통신 자원 할당 방법 및 이를 통한 신호 송신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 자원 할당 방법 및 이를 통한 신호 송신 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 DM 파일럿 송신을 위한 주파수 대역과 데이터 송신을 위한 주파수 대역을 필요한 시퀀스의 수와 UE들의 데이터 송신을 위해 필요한 대역폭을 고려하여 설정함으로써 효율적인 파일럿 송신 방법을 제공할 수 있다.

DM 파일럿

Description

통신 자원 할당 방법 및 이를 통한 신호 송신 방법{Method For Allocating Communication Resource, And Method For Transmitting Signal With The Same}

도 1은 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 도시한 도면.

도 2는 코드분할 다중화(CDM)에 의한 파일럿 전송 방식을 설명하기 위한 도면.

도 3a 내지 도 3d는 분산형 할당 방식(Distributed Allocating Scheme)과 국지적 할당 방식(Localized Allocating Scheme)에 따른 주파수 분할 다중화(FDM)에 의한 파일럿 전송 개념을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DM 파일럿과 CQ 파일럿 간의 다중화 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 하나의 전송 시간 간격(Transmition Time Interval: TTI) 내에서 두 UE가 시간상으로 자원을 나누어 쓰는 경우를 나타내는 도면.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 도 5에 도시된 바와 같은 경우의 문제를 해결하기 위한 두 UE의 파일럿 다중화 방법을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따라 시퀀스 선택을 보다 자유롭게 하기 위한 파일럿 전송 방법을 설명하기 위한 도면.

도 8은 도 7의 실시형태에서 하나의 TTI를 두 UE가 시간상으로 자원을 나누 어 쓰는 경우를 나타내는 도면.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 도 8에 도시된 바와 같은 경우의 문제를 해결하기 위한 두 UE의 파일럿 다중화 방법을 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따라 데이터 및 DM 파일럿 전송 대역을 확장하여 파일럿을 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 실시형태에 따를 경우 복수의 UE들간에 데이터 및 DM 파일럿 전송이 어떻게 이루어질 수 있는지를 설명하기 위한 도면.

도 12는 도 10의 실시형태에서 하나의 TTI를 두 UE가 시간상으로 자원을 나누어 쓰는 경우를 나타내는 도면.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 도 12에 도시된 바와 같은 경우의 문제를 해결하기 위한 두 UE의 파일럿 다중화 방법을 설명하기 위한 도면.

도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 UE의 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도.

도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법을 설명하기 위한 순서도.

본 발명은 무선 통신 기술에 대한 것으로서, 특히 통신 자원 할당 방법 및 이를 통한 신호 송신 방법에 관한 것이다.

먼저, 종래 기술에 따른 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)을 설명한다. OFDM의 기본원리는 고속 전송률(high-rate)을 갖는 데이터 열(data stream)을 낮은 전송률(slow-rate)를 갖는 많은 수의 데이터 열로 나누고, 이들을 다수의 반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 상기 다수의 반송파 각각을 부 반송파(subcarrier)라 한다. 상기 OFDM의 다수의 반송파 사이에 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신 단에서의 검출이 가능하다. 상기 고속 전송률을 갖는 데이터 열은, 직/병렬 변환부(Serial to Parallel converter)를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 열(data stream)로 변환되고, 상기 병렬로 변환된 다수의 데이터 열에 각각의 부 반송파가 곱해진 후 각각의 데이터 열이 합해져서 수신 단으로 전송된다.

직/병렬 변환부에 의해 생성된 다수의 병렬 데이터 스트림은, IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)에 의하여 다수의 부 반송파로 전송될 수 있으며, 상기 IDFT는 역 고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다.

낮은 전송률을 갖는 부 반송파의 심볼 구간(symbol duration)은 증가하게 되므로 다중경로 지연확산에 의해 발생하는 시간상에서의 상대적인 신호 분산(dispersion)이 감소한다. OFDM 심볼 사이에 채널의 지연 확산보다 긴 보호구간(guard interval)을 삽입하여 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference)을 줄일 수 있다. 이러한 보호구간에 OFDM 신호의 일부를 복사하여 배치하면 OFDM 심볼은 순환적으로 확장(cyclically extended)되어 심볼을 보호할 수 있다.

이하 종래 기술에 따른 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 설명한다. OFDMA는, OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어 이용 가능한 부 반송파(subcarrier)의 일부를 각 사용자에게 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부 반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 서로 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 상호 배타적으로 할당된다.

이하, 종래 DFT-S-OFDM 방식을 설명한다. 상기 DFT-S-OFDM 방식은 SC-FDMA(Single Carrier-FDMA)으로도 불린다. 종래의 SC-FDMA 기법은 상향링크에 주로 적용되는 기법으로 OFDM 신호를 생성하기 전에 주파수 영역에서 먼저 DFT 행렬로 분산(spreading)을 먼저 적용한 다음 그 결과를 종래의 OFDM 방식으로 변조하여 전송하는 기법이다.

도 1은 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 나타내는 도면이다.

종래 장치의 동작을 설명하기 위하여 몇 가지 변수를 정의한다. N은 OFDM 신호를 전송하는 부 반송파의 개수를 나타내고, Nb는 임의의 사용자를 위한 부 반송파의 개수를 나타내고, F는 이산 푸리에 변환 행렬, 즉 DFT 행렬을 나타내고, s는 데이터 심볼 벡터를 나타내고, x는 주파수 영역에서 데이터가 분산된 벡터를 나타내고, y는 시간영역에서 전송되는 OFDM 심볼 벡터를 나타낸다.

SC-FDMA에서는 데이터 심볼(s)을 직/병렬 변환부(110)에 의해 병렬 신호로 변환하고, DFT 확산 모듈(120)에 의해 데이터 심볼(s)을 전송하기 전에 DFT 행렬을 이용해서 분산시킨다. 이는 다음 수식으로 표현된다.

상기 수학식 1에서

는, 데이터 심볼(s)을 분산시키기 위해서 사용된 Nb 크기의 DFT 행렬이다. 이렇게 분산된 벡터(x)에 대하여 부반송파 매핑부(130)에서 일정한 부 반송파 할당 기법에 의해 부 반송파 매핑(subcarrier mapping)이 수행되고, IDFT 모듈(140)에 의해 시간영역으로 변환되어 병/직렬 변환부(150)를 거쳐 수신 측으로 전송하고자 하는 신호가 얻어진다. 상기 수신 측으로 전송되는 전송신호는 아래 식과 같다.

상기 수학식 2에서

는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하기 위해 사용되는 크기 N의 IDFT 행렬이다. 상술한 방법에 의해 생성된 신호 y는, 순환 전치 삽입부(160)에 의해 순환 전치(cyclic prefix)가 삽입되어 전송된다. 상술한 방법에 의해 전송 신호를 생성하여 수신 측으로 전송하는 방법을 SC-FDMA 방법이라 한다. DFT 행렬의 크기는 특정한 목적을 위해 다양하게 제어될 수 있다.

한편, 상향 링크에서 데이터 전송을 위해 반드시 필요한 것 중 하나가 파일럿의 전송이다. 파일럿 신호는 용도에 따라 크게 두 가지로 나누어질 수 있으며, 이는 UE 스케줄링과 AMC(adaptive modulation and coding)를 할 수 있도록 채널 품질 (channel quality: CQ)을 측정하기 위한 채널 품질(CQ) 파일럿과 데이터 전송 시 채널 추정 및 데이터 복조를 위한 데이터 복조(Data demodulation: DM) 파일럿이다.

CQ 파일럿은 이미 정해진 시간, 주파수 영역에서 전송되며, Node B는 이 정보를 이용하여 UE의 채널 상태를 파악할 수 있고, 정해진 스케줄링 방식에 따라 이 정보를 이용하여 UE를 스케줄링한다. 따라서 Node B의 상향링크 스케줄링을 위해서는 셀 내의 많은 UE들이 CQ 파일럿을 전송할 수 있도록 한정된 시간, 주파수 영역에서 직교 채널을 많이 만들어 내는 것이 시스템의 용량에 영향을 미친다.

반면, 데이터 전송 시 채널 추정 및 복조를 위한 DM 파일럿은, UE가 특정 시간, 주파수 영역에서 스케줄링을 받고 데이터를 전송할 때, 그 영역에서 전송되는 파일럿이다. 현재 논의되고 있는 LTE에서의 전송의 기본 단위인 1 전송시간간격(Transmition Time Interval; 이하 "TTI")에는 두 개의 서브 프레임이 존재하며, 12 영역의 데이터 전송 구간과 네 영역의 파일럿 전송 구간이 있다. 데이터가 전송되는 영역을 롱블록(long block; 이하 "LB")이라 하고, 네 영역의 파일럿 전송 영역을 숏블록(short block; 이하 "SB)이라고 한다. 이 SB 영역에 데이터가 전송될 수 있는 가능성도 배제할 수 없지만, 이 네 영역에는 주로 파일럿이 전송될 것으로 가정하고 있다. 이러한 파일럿을 전송하기 위한 SB 영역을 구분하기 위해 이하에서 는 각각의 SB를 SB1, SB2, SB3, SB4로 명명한다.

이와 같은 파일럿의 다중화 방법으로는 일반적으로 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing; 이하 "CDM"), 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing; 이하 "FDM")방식 등이 있으며, 여러 가지 방법을 적절히 조합하여 사용하기도 한다.

도 2는 CDM에 의한 파일럿 전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.

CDM의 파일럿 신호 전송 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 시간 또는 주파수 영역에서 각각의 UE들에게 서로 다른 코드를 부여함으로써 UE들 간의 신호를 구분할 수 있도록 하는 방식이다. 이때 UE에게 부여되는 코드는 서로 직교성이 유지되는 성질을 가지고 있어야 서로 다른 UE들 간의 간섭이 없이 UE 신호를 구분해 낼 수 있다. 파일럿 전송 구간에서 파일럿을 전송해야 하는 UE의 숫자가 많아 질수록 전력을 낮추어야 시스템 로딩에 의해 발생되는 이웃 셀 간의 간섭을 없애거나 줄일 수 있다. 즉, UE의 CQ 파일럿 전송 전력은 파일럿을 전송하는 UE 수가 많을수록 작게 설정한다.

도 3a 내지 도 3d는 분산형 할당 방식(Distributed Allocating Scheme)과 국지적 할당 방식(Localized Allocating Scheme)에 따른 주파수 분할 다중화(FDM)에 의한 파일럿 전송 개념을 설명하기 위한 도면이다.

FDM 파일럿 신호 전송 방식은 주어진 시간, 주파수 영역에서 파일럿 신호를 전송하는 UE들을 주파수로 구분하는 방식이다. 서로 다른 UE는 서로 다른 주파수에 파일럿 신호를 전송함으로써 각 UE간에 직교성을 보장하도록 하는 것이다. 주파수 축 상에서 파일럿을 전송할 때, 서로 다른 UE들의 신호를 구분하고 UE에게 주파수 대역을 할당하는 방식에는 도 3a와 같이 분산형 할당 방식에 의한 FDMA(distributed FDMA; 이하 "D-FDMA") 방식과 도 3b와 같이 국지적 할당 방식에 의한 FDMA (localized FDMA; 이하 "L-FDMA") 방식이 있다.

D-FDMA 형태의 주파수분할 다중 파일럿 전송 방식은 도 3a에 도시된 바와 같이, 한 UE가 보내는 파일럿 신호는 파일럿을 전송하는 주파수 대역에서 일정한 간격으로 분포되게 된다. 파일럿 신호를 전송하는 UE수가 증가할수록 한 UE의 파일럿 신호의 주파수 간격은 커지게 된다. 즉, 도 3c와 같이 한 번에 파일럿 신호를 전송하는 UE수가 2일 때는 각 UE의 자기 파일럿 신호는 주파수 상에서 2만큼의 간격으로 위치하게 되지만, 도 3d에 도시된 바와 같이 동시에 파일럿 신호를 전송하는 UE수가 4일 때에는 자기 파일럿 신호의 간격은 4가 된다. FDM 방식으로 보다 많은 UE를 동시에 지원하기 위해서는 UE의 자기 파일럿 신호의 간격은 그만큼 넓어지게 되는 것이다. 효율적인 파일럿 전송을 위해서는 위 두 방식의 적절한 조합이 필요하다.

최근 DM 파일럿을 전송하는데 있어서, 상술한 FDM과 CDM의 적절한 조합 문제를 비롯하여, 어떻게 CQ 파일럿과 DM 파일럿을 효율적으로 다중화할 수 있을지에 대한 문제가 제기되고 있다. 특히, 복수의 UE들의 DM 파일럿을 위해 어떻게 시퀀스 할당하여야 이들 사이에 직교성이 유지되고, 또한 DM 파일럿 전송을 위해 어떻게 주파수 대역을 할당하여야 이와 같이 직교성이 유지되는 시퀀스의 수를 증가시키는지는 셀 내 수용 가능한 UE의 수와 각 UE의 신호 구분의 정확성의 측면에서 중요하 다.

아울러, LTE에서 규정된 1 TTI를 시간 영역에서 복수의 사용자가 공유하여 이용하는 경우, 이를 어떻게 효율적으로 다중화할 것인지 문제된다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다중 반송파 방식의 상향링크 통신 시스템에서 여러 UE가 데이터 전송을 위해 일정 대역을 할당받아 전송할 때, 또한 여러 UE가 노드 B로부터 스케줄링을 받고 있을 때 각 UE들 간에 데이터를 위한 DM 파일럿과 스케줄링을 위한 CQ 파일럿 간의 CQ와 DM 파일럿의 적절한 다중화 방식을 제공하고, 이를 통해 신호 송신을 효율적으로 수행하는 방법을 제공하는데 있다. 또한, 셀 내 UE들 간에 구분을 용이하게 하면서, 인접 셀 UE로부터의 간섭을 최소화할 수 있는 CDM과 FDM 방식의 적절한 조합을 제공하고자 한다.

아울러, 적용 가능한 시퀀스의 수를 증가시키기 위해 DM 파일럿 전송을 위한 주파수 대역을 재설정하고, 이에 따른 데이터 전송 대역의 재조정 및 복수의 UE 신호를 다중화하여 이에 따른 통신 자원 할당 방법을 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용자 기기의 신호 송신 방법은 기지국에 스케줄링을 요청하는 단계; 상기 기지국으로부터 상기 요청에 따른 스케줄링 정보를 수신하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 데이터, 및 데이터 복조(Data Modulation: DM) 파 일럿을 각각 송신하고, 상기 스케줄링을 위한 채널 품질(CQ) 파일럿을 송신하는 단계를 포함하는 사용자 기기의 신호 송신 방법으로서, 상기 채널 품질 파일럿 송신을 위해 하나의 전송 시간 간격(Transmition Time Interval: TTI) 내에 포함된 숏블록(short block:SB)들 중 하나 이상의 숏블록이 할당되고, 상기 데이터 복조 파일럿 송신을 위해 상기 숏블록들 중 상기 채널 품질 파일럿에 할당되지 않은 숏블록들이 할당되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 데이터 및 상기 데이터 복조 파일럿은, 상기 사용자 기기와 동일 셀 내 다른 사용자 기기의 데이터 및 데이터 복조 파일럿과 국지적 할당 방식에 따른 주파수 분할 다중화(FDM)되고, 인접 셀의 다른 사용자 기기의 데이터 및 데이터 복조 파일럿과 코드 분할 다중화(CDM)될 수 있으며, 상기 인접 셀의 다른 사용자 기기와의 코드 분할 다중화는 서로 다른 인덱스를 가지는 CAZAC 시퀀스에 의해 이루어질 수 있다.

또한, 상기 송신 단계에서, 상기 데이터 복조 파일럿은 소정 수의 자원 블록(Resource Block: RB)을 포함하는 대역폭을 가지도록 미리 구분된 단위 주파수 영역들 중 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 송신되며, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 송신을 위해 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 경우, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿은 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 데이터를 송신하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿과 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 공유하 여 송신될 수 있다.

이 경우, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿은, 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 공유하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿과 직교성을 가지는 CAZAC 시퀀스를 이용하여 이루어질 수 있으며, 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역의 공유는 코드 분할 다중화 및 주파수 분할 다중화 방식 중 어느 하나에 의해 이루어질 수 있다.

또한, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 송신을 위해 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 경우, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿 및 상기 데이터는 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해, 데이터를 송신하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿 및 데이터와 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 공유하여 송신될 수 있으며, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿 송신 및 상기 데이터 송신에 있어 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역의 공유는 코드 분할 및 주파수 분할 다중화 방식 중 어느 하나에 의해 이루어지질 수 있다.

한편, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기가 다른 사용자 기기와 상기 하나의 전송 시간 간격(Transmition Time Interval: TTI)을 분할하여 사용하는 경우, 상기 데이터 복조 파일럿 전송을 위해 할당된 숏블록들 중 하나 이상을 분할하여 사용될 수 있으며, 상기 분할하여 사용되는 상기 숏블록은 주파수 분할 또는 코 드 분할 중 어느 하나에 의해 분할되어 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 신호 송신 방법은 기지국에 스케줄링을 요청하는 단계; 상기 기지국으로부터 상기 요청에 따른 스케줄링 정보를 수신하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 데이터를 송신하고, 소정 수의 자원 블록(Resource Block: RB)을 포함하는 대역폭을 가지도록 미리 구분된 단위 주파수 영역들 중 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 데이터 복조(Data Modulation: DM) 파일럿을 각각 송신하는 단계를 포함하는 사용자 기기의 신호 송신 방법으로서, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 송신을 위해 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 경우, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿 및 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 데이터를 송신하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿 및 데이터와 상기 할당된 주파수 대역을 공유하여 송신되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법은 복수의 사용자 기기로부터 스케줄링을 요청 받는 단계; 및 상기 요청에 따라 상기 복수의 사용자 기기에 통신 자원을 할당하는 스케줄링 정보를 송신하는 단계를 포함하는 기지국의 자원 할당 방법으로서, 상기 복수의 사용자 기기의 상기 채널 품질 파일럿 송신을 위해 하나의 전송 시간 간격(Transmition Time Interval: TTI) 내에 포함된 숏블록(short block:SB)들 중 하나 이상의 숏블록이 할당되고, 상기 복수의 사용자 기기들의 데이터 복조 파일럿 송신을 위해 상기 숏블록들 중 상기 채널 품질 파일 럿에 할당되지 않은 숏블록들이 할당되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법은 소정 수의 자원 블록(Resource Block: RB)을 포함하는 대역폭을 가지는 단위 주파수 영역들로 주파수 축을 구분하는 단계; 및 셀 내 사용자 기기들 중 데이터 송신에 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 사용자 기기의 데이터 및 데이터 복조 파일럿은 상기 단위 주파수 영역들 중 선택된 어느 하나의 단위 주파수 영역 전체에 확산되어 송신되도록 할당하는 단계를 포함한다.

이 경우, 상기 선택된 단위 주파수 영역은 복수의 사용자 기기들에 의해 공유되도록 할당할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 이하의 설명에서 상향링크 신호를 송신하는 주체로서 "단말"을, 수신 주체로서 "기지국"을 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 상향링크 송신 주체로서 "사용자 기기(UE)", 수신 주체로서 "노드 B" 등 임의의 용어로서 지칭되는 경우 역시 동일한 의미를 나타낸다.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DM 파일럿과 CQ 파일럿 간의 다중화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시형태에서는 4개의 SB중에 하나의 SB를 CQ 파일럿 전송을 위해 사용하며, 나머지 3개의 SB를 DM 파일럿으로 사용하는 방식을 제안한다. 도 4에서 두 번째 SB를 CQ 파일럿 전송을 위해 사용하며, 나머지 3개의 SB(SB1, SB3, SB4)을 DM 파일럿으로 사용하는 방식은 본 발명의 하나의 예로서, 도 4에 도시된 예 이외에도 다른 SB를 CQ 파일럿 송신을 위해 사용하는 것이 가능하다.

다중 반송파 시스템에서 UE가 일정 대역을 할당받아 데이터를 전송할 때, 데이터 복조를 위한 채널 추정에 필요한 DM 파일럿은 UE가 데이터 전송을 위해 할당 받은 주파수 대역에 해당되는 주파수 영역에만 전송하면 된다. 이에 따라 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시형태에서는 UE가 데이터 전송을 위해 할당받는 주파수 대역의 대역폭과 DM 파일럿 전송을 위한 주파수 대역의 대역폭이 동일한 경우에 해당한다. 다만, 이하에서 설명하는 바와 같이 상술한 데이터 전송을 위한 대역과 DM 파일럿 전송을 위한 대역의 대역폭은 서로 상이할 수 있으며, 이러한 실시형태에 대해서는 이하에서 후술하기로 한다.

한편, 노드 B로부터 스케줄링을 받기 위해서는 일반적으로 전송하고자 하는 주파수 대역보다 큰 주파수 대역에 대한 채널 정보를 노드 B가 알아야 하므로, 스케줄링을 위한 CQ 파일럿의 경우는 일반적으로 광대역으로 전송한다. 도 4에서는 UE가 하나의 자원 블록(Resource Block; 이하 "RB")을 할당받아 데이터를 전송하고, 그에 해당되는 대역에 DM 파일럿을 3개의 SB(SB1, SB3, SB4)를 통해서 전송하는 예를 도시한 도면이다. 스케줄링을 위한 CQ 파일럿은 SB2를 통해서 광대역으로 전송된다. 이때 CQ 파일럿을 전송하는 UE는 데이터를 전송하는 UE와는 다른 UE일 수도 있고 데이터를 전송하는 UE와 동일한 UE일 수도 있으며, 이는 노드 B에 의해서 스케줄링 받는 UE가 어떠한 정해진 패턴 또는 노드 B의 제어에 의해서 CQ 파일럿을 전송한다. 이 CQ 파일럿은 일반적으로 DM 파일럿에 비해 광대역으로 전송되며, CQ 파일럿을 위한 영역은 CQ 파일럿을 전송하는 UE의 수, CQ 파일럿 전송 방식 등에 따라서 여러 UE들 간에 다양한 방식으로 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이 데이터 전송을 위한 DM 파일럿의 경우는 각 UE가 데이터를 전송하고자 하는 대역에만 전송한다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서는 셀 내에서의 각 UE의 데이터는 국지적 할당(Localized allocation) 방식으로 전송되므로 파일럿 역시 L-FDMA 방식으로 전송된다. 이에 따라 셀 내에서는 UE간의 직교성은 항상 유지가 된다. 한편, 인접 셀 간의 DM 파일럿은 CDM 방식을 사용하여, 각 셀간에 상호상관성(cross correlation) 특성이 좋은 서로 다른 파일럿 시퀀스를 할당함으로써 같은 대역을 사용하는 인접 셀간의 DM 파일럿간의 간섭을 줄이는 것이 바람직하다. 이와 같은 인접 셀간에 CDM 방식에 이용되는 시퀀스로는 서로 다른 인덱스를 가지는 CAZAC 시퀀스인 것이 바람직하나 이에 한정될 필요는 없다.

도 5는 1 TTI 내에서 두 UE가 시간상으로 자원을 나누어 쓰는 경우를 나타내는 도면이다.

VoIP와 같이 전송하고자 하는 데이터의 양이 적거나 빠른 래이턴시(latency)를 요구하는 서비스, 또는 한 UE가 두 가지 종류의 서비스가 필요한 경우는 전체 TTI 전부를 사용하지 않고 시간상으로 나누어서 사용할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 시간상으로 나누어진 각 자원을 서로 다른 UE가 사용할 경우, 도 5상에서 상단부의 자원을 사용하는 UE는 DM 파일럿을 위해 SB1만을 사용하게 되며, 다른 UE는 DM 파일럿을 위해 SB3와 SB4를 사용하게 되므로, 상대적으로 SB1만을 사용하는 UE가 데이터 전송에서 불리하게 된다. 이와 같은 문제점은 도 4에 도시된 바와 같이 4개의 SB중 하나의 SB를 CQ 파일럿 송신을 위해 사용할 경우 발생하는 문제로써 도 4에서의 2번째 SB를 CQ 파일럿을 위해 사용하는 경우에 대한 것이나, 도 4와 달리 SB를 할당하는 경우에도 SB의 수와 1 TTI를 공유하는 UE의 수와의 관계에서 유사한 문제가 발생할 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 하나의 TTI를 두 명의 UE에 의해서 나뉘어서 사용하게 될 경우 DM 파일럿의 불균형 문제를 다음과 같이 해결할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 도 5에 도시된 바와 같은 경우의 문제를 해결하기 위한 두 UE의 파일럿 다중화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에서 두 UE를 상단부 자원을 이용하는 UE를 UE1, 하단부 자원을 이용하는 UE를 UE2라고 한다면, SB1은 UE1을 위한 DM 파일럿으로 사용되고, SB4는 UE2를 위한 DM 파일럿으로 사용되므로 나머지 SB2와 SB3를 UE1과 UE2가 적절히 나눠서 사용해야 한다. 이 경우 SB2는 CQ 파일럿 송신을 위해 사용되므로, SB3를 UE1과 UE2 가 공유하여 사용하는 방식이 가능하며, 도 6a에서는 이와 같이 SB2는 CQ 파일럿을 위해 그대로 이용되고, SB3가 UE1 및 UE2에 의해 공유되는 것을 도시하고 있다(SB1 및 SB4는 미도시). 또한, 도 6a에 도시된 실시형태에서는 공유되는 SB3가 FDM 방식으로 공유되는 것을 도시하고 있으나, 이를 CDM 방식으로 공유하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 6b는 도 6a와 달리 SB2를 UE1의 DM 파일럿과 CQ 파일럿을 위해 할당하고, SB3은 UE2를 위한 DM 파일럿과 CQ 파일럿을 위해 할당하여 SB2 및 SB3를 공유하여 사용하는 예를 도시하고 있다(SB1 및 SB4는 미도시). 또한 도 6b 역시 CQ 파일럿과 DM 파일럿의 SB 공유가 FDM 방식에 의해 이루어지는 것을 예로서 도시하고 있으나, CDM 방식 역시 가능함은 물론이다.

한편, 도 6b에서 각각의 DM 파일럿과 CQ 파일럿이 동일 UE의 파일럿이라면, DM 파일럿과 CQ 파일럿을 위와 같이 다중화해서 전송할 경우, PAPR이 커지는 문제가 발생할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서 상술한 바와 같은 경우 DM 파일럿을 전송하지 않고 CQ 파일럿만으로 CQ와 DM 파일럿 용도로 사용할 수 있으며, 이를 통해 상술한 PAPR 문제도 해결할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 1 TTI 내의 재원을 두 UE에 의해 시간상으로 나뉘어서 사용될 때의 DM 파일럿 다중화 방법을 나타낸 하나의 예이며, 이는 CQ 파일럿 전송을 위해 사용되는 SB의 위치에 따라 두 UE간에 다중화가 필요한 SB의 위치는 달라질 수 있으나, FDM 또는 CDM을 통한 다중화를 이용하여 SB을 공유한다는 기본적인 개념은 어느 경우에나 적용이 가능하다.

한편, 상술한 바와 같은 방식은 셀 내의 각 UE간에는 데이터 전송을 위한 주파수 대역이 다르게 할당되므로 이를 위한 DM 파일럿을 전송할 때도 각 UE간에는 서로 다른 주파수 대역으로 전송하므로 서로 간의 간섭이 발생하지 않는 것을 가정한 것이다. 하지만, 서로 다른 셀의 UE간에는 데이터 전송을 위한 주파수 대역이 동일한 대역으로 할당될 수 있다. 이때는 서로 간에 동일한 대역을 사용하므로 파일럿 신호의 간섭이 발생하는데 이러한 문제를 해결해 주기 위해서 셀간에는 상술한 바와 같이 교차상관 특성이 좋은 서로 다른 코드를 파일럿 신호로 사용하여 간섭 신호를 최소화 시켜주는 것이 바람직하다. 이때 주로 사용되는 코드는 상술한 CAZAC 시퀀스로써 서로 다른 인덱스의 CAZAC 시퀀스간에는 교차상관특성이 좋기 때문에 셀간에 서로 다른 인덱스의 CAZAC 시퀀스를 사용함으로써 파일럿 신호 간의 간섭을 줄일 수 있다. 상술한 바와 같은 CAZAC 시퀀스의 교차상관 특성에 대해서는 본 출원인에 의해 출원되어, 여기에 참조로서 포함된 "통신 시스템에서의 코드 시퀀스와 이를 전송, 생성하는 방법 및 장치"(특허출원번호 제 2006-64091 호)에 상세히 개시되어 있다.

한편, 이러한 CAZAC 시퀀스의 개수는 파일럿 심볼의 길이에 비례하기 때문에, 상술한 바와 같이 파일럿 전송을 위한 주파수 대역을 1 RB으로 설정하는 경우 파일럿의 개수가 제한적일 수 있으며, 따라서 셀간에 서로 다른 인덱스의 CAZAC 시퀀스를 할당하는데 코드 개수가 부족한 문제가 있을 수도 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 일 실시형태에서는 데이터 전송을 위한 주파수 대역보다 큰 대역에 DM 파일럿을 전송함으로써 사용 가능한 CAZAC 시퀀스의 수를 늘이는 방식을 제안한다.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따라 시퀀스 선택을 보다 자유롭게 하기 위한 파일럿 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로 도 7은 데이터 전송을 위한 주파수 대역보다 큰 대역으로 DM 파일럿을 전송하여 파일럿 심볼의 개수가 많아지게 함으로써 서로 다른 셀간에 할당 가능한 CAZAC 시퀀스의 개수를 증가시키는 방법을 나타낸 도면이다. SB2의 경우는 상술한 실시형태들에서와 마찬가지로 임의의 UE들의 CQ 파일럿 송신을 위해 사용하며, 나머지 SB1, SB3, SB4에 DM 파일럿을 전송하고자 하는 데이터를 위한 주파수 대역보다 더 큰 주파수 대역으로 전송함으로써 파일럿의 개수를 늘리는 방법이다. 이때 CQ 파일럿으로 SB2가 사용되는 것은 하나의 예이며, CQ 파일럿으로 다른 SB들의 사용이 가능함은 물론이다.

이때, DM 파일럿은 UE가 데이터 전송을 위해 사용하는 주파수 대역 이상을 쓰고 있으므로 다른 UE를 위한 DM 파일럿 영역까지 사용하는 것이다. 이 경우 다른 UE의 DM 파일럿 간의 간섭이 발생하므로 이를 방지하기 위해서는 서로 다른 UE들간의 DM 파일럿의 직교성을 유지시키면서 다른 UE들과 해당 주파수 대역을 공유하는 것이 필요하며, 도 7에서는 CDM 방식으로 직교성을 유지시켜 주는 예를 도시하고 있다.

상술한 바와 같이 UE 들의 DM 파일럿 송신을 위한 대역폭의 공유를 위한 다중화 방식으로는 CDM 이외에도 FDM 방식의 적용도 가능하다. 다만, DM 파일럿 송신을 위해 할당된 소정 개수의 RB에 해당하는 주파수 영역 전체를 이용하는 것이 상 술한 바와 같이 DM 파일럿으로 이용될 CAZAC 시퀀스의 수를 증가시키는 점에 있어 유리할 수 있으므로, 상술한 주파수 영역 공유는 CDM 방식에 의하는 것이 보다 바람직할 수 있다.

또한, 파일럿의 시퀀스는 CAZAC 시퀀스를 사용하며, 동일한 DM 파일럿 전송대역을 사용하는 UE들 간에는 동일한 CAZAC 시퀀스에 상이한 순환이동(cyclic shift)을 적용한 직교 시퀀스를 이용하여 서로 간의 간섭 문제를 해결할 수 있다. 여기서, "직교성"이란 동일한 인덱스를 가지는 CAZAC 시퀀스에 서로 다른 순환지연을 적용한 시퀀스들간에 자기상관연산 값이 0을 가지는 경우와 같이, 상호간에 시퀀스 검출에 영향을 미치지 않는 성질을 말한다.

한편, 각 UE간의 DM 파일럿 전송을 위한 주파수 대역 할당이 상술한 바와 같은 직교 시퀀스 세트로부터의 시퀀스 할당 및 다른 인덱스를 가지는 시퀀스 세트로부터의 시퀀스 할당과 다를 경우, CAZAC 시퀀스의 직교성이 보장이 되지 않을 수 있기 때문에 각 UE의 DM 파일럿 전송을 위해 사용되는 주파수 대역은 미리 정해져 있어야 한다.

도 7에서는 이러한 DM 파일럿 전송을 위한 주파수 대역을 4개의 RB에 해당하는 단위 주파수 영역(Region A, Region B, ......)을 사용하는 예를 나타내었다. 4개의 RB에 해당하는 주파수 대역에 DM 파일럿을 전송하는 것은 하나의 예이며, 적당한 DM 파일럿 전송에 사용되는 단위 주파수 영역은 시스템의 전송 대역, 채널 상황 및 사용 가능한 시퀀스의 수 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 도 7에 도시된 예와 같이 DM 파일럿을 위해 사전에 정해진 단위 주파수 영역이 4개의 RB에 해당하는 대역폭을 가지는 경우라면 네 UE가 각각 하나의 RB만을 사용하여 데이터를 전송하는 경우, 네 UE의 DM 파일럿은 CDM방식으로 전송된다. 만약 하나의 UE가 4 RB를 사용하여 데이터를 전송한다면 그때 UE는 다른 UE와의 DM 파일럿 다중화를 할 필요 없이 4 RB에 해당하는 전체 영역에 DM 파일럿을 전송하면 된다.

도 8은 도 7의 실시형태에서 하나의 TTI를 두 UE가 시간상으로 자원을 나누어 쓰는 경우를 나타내는 도면이다.

도 8의 경우 역시 도 5와 관련하여 설명한 바와 같이 상단부 자원을 이용하는 UE와 하단부 자원을 이용하는 UE간에 DM 파일럿 전송을 위한 SB 분배에 있어 불균형이 발생하는 문제를 가질 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 양 UE의 DM 파일럿 전송을 위해 SB을 적절히 공유하는 방법이 요구된다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 도 8에 도시된 바와 같은 경우의 문제를 해결하기 위한 두 UE의 파일럿 다중화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 9a에서는 도 6a에서와 같이 SB3을 두 UE간에 FDM 방식으로 공유하여 DM 파일럿 송신에 사용하는 방법을 도시하고 있으며, 도 9b에서는 SB2는 UE1의 DM 파일럿과 임의의 UE의 CQ 파일럿이, SB3는 UE2의 DM 파일럿과 임의의 UE의 CQ 파일럿의 FDM 방식으로 다중화되어 사용되는 예를 도시하고 있다. 다만 도 6a 및 도 6b와 달리 각 UE의 DM 파일럿이 1 RB에 한하여 FDM 방식으로 공유되는 것이 아니라, 소정 수의 RBDMF 포함하는 주파수 영역에 확산되어 송신되도록 설정되는 점에 있어 상이하다.

한편, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같은 FDM 방식 외에 CDM 방식의 적용에 의해서도 해당 주파수 영역의 공유가 가능하다. 또한 도 9b에서 각각의 DM 파일럿과 CQ 파일럿이 동일 UE의 파일럿이라면, DM 파일럿과 CQ 파일럿을 위와 같이 다중화해서 전송할 경우, PAPR이 커지는 문제가 발생할 수도 있으므로, 이 경우에는 DM 파일럿을 전송하지 않고 CQ 파일럿만으로 CQ 파일럿과 DM 파일럿 용도로 사용 가능하며, 이를 통해 상술한 PAPR 문제도 해결할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따라 데이터 및 DM 파일럿 전송 대역을 확장하여 파일럿을 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

DM 파일럿 전송은 도 7과 관련하여 상술한 실시형태에서와 동일한 방식을 취하나, DM 파일럿을 이미 소정 수의 RB을 포함하는 단위 주파수 영역(예를 들어, 영역 A)으로 전송하고 있기 때문에, UE의 전송하고자 하는 데이터 전송을 위한 대역이 이러한 특정 대역보다 적은 대역을 차지하는 경우라면 UE의 데이터를 상술한 바와 같이 소정 수의 RB을 포함하는 주파수 영역에 분산 할당하여 주파수축 다이버시티(diversity) 이득을 추가적으로 얻는 전송 방법이다.

일반적으로 상향링크에서는 UE의 데이터를 전체의 대역에 분산 할당할 경우 주파수 다이버시티 이득을 얻는 장점이 있으나, 이 경우 DM 파일럿 심볼 역시 전체 대역에 분산 할당해야 하므로 채널 추정의 성능이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 상향링크에서는 UE의 데이터를 전체 대역에 분산 할당하지 않고 일부 대역, 즉 도 10에서 "Region A, Region B"와 같이 미리 설정된 상술한 단위 주파수 영역에만 국지적으로 할당하는 방식을 주로 사용한다. 이러한 국지적 할당 방식은 파일럿이 특 정 대역에만 있기 때문에 채널 추정 성능도 더 좋을 뿐 아니라 스케줄링을 통해 각 UE들을 서로 채널 상태가 좋은 주파수 대역에 할당함으로써 사용자 다이버시티(User diversity) 이득을 얻을 수 있는 장점이 있다.

하지만 도 7에서 제안한 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법에서와 같이 시퀀스 수의 확보 차원에서 DM 파일럿 자체가 이미 특정대역에 분산 할당되어 있는 경우, 데이터를 이와 동일한 특정 대역 내에서만 분산 할당하여 사용자 다이버시티이득과 주파수 다이버시티 이득을 적절히 조화하여 획득할 수 있다.

이 경우에 UE의 데이터 전송을 위해 필요한 대역이 DM 파일럿 전송을 위한 특정 대역(예를 들어, 도 10의 영역 A, 영역 B, ..)보다 작을 경우에 UE의 데이터는 특정 대역 내에서 분산 할당되어 전송하게 설정할 수 있고, 이와 달리 UE의 데이터 전송에 필요한 대역이 DM 파일럿 전송 대역과 동일한 경우는 그 UE의 데이터는 분산 할당되지 않고 그 대역 내에서 국지적으로 할당되어 전송하게 설정할 수 있다.

이러한 방식을 사용할 경우에는 UE의 데이터 전송에 필요한 대역이 DM 파일럿 전송 대역보다 작을 경우에는 분산 할당 방식을 사용해야 하므로, UE 데이터 전송에 필요한 대역의 제한이 필요하다. 예들 들어 DM 파일럿 전송을 위한 대역이 4개의 RB 크기와 동일하다면, 데이터 전송을 위해 1 또는 2개의 RB를 사용하는 UE는 4개의 RB 크기 내에서 분산 할당이 가능하고, 4개의 RB를 사용하는 UE는 그 대역 내에서 분산할당 없이 국지적 할당이 가능하나, 3개의 RB를 사용하는 UE는 그 대역 내에서 분산 할당을 하기가 어렵다. 따라서 DM 파일럿 전송 대역에 4개의 RB의 크 기와 동일한 경우 UE는 1, 2, 4의 RB 크기의 데이터만이 전송이 가능하다. 물론, 이러한 데이터 송신을 위해 3개의 RB을 사용하는 UE를 수용하기 위해 각 UE들의 데이터 송신을 분산할당하지 않고, 국지적으로 할당하는 경우 상술한 바와 같은 문제를 해결할 수 있음은 물론이다.

그 이상의 데이터의 전송이 필요할 경우 UE의 데이터의 크기가 4 RB의 배수(4, 8, 12,..)로 구성되는 것이 DM 파일럿을 소정 수의 영역에 걸쳐 송신하도록 설정할 수 있어 바람직하나, 그 외의 데이터 크기(5,6,7,..)의 전송도 소정 영역 전체의 사용과 나머지 RB만큼의 분산 할당에 의해 가능할 수 있다. 이 경우 각 RB 크기에 해당하는 길이의 파일럿 심볼이 각각 정의되어야 한다.

이는 DM 파일럿 전송을 위한 주파수 대역이 4개의 RB 크기와 동일한 경우 예이며, DM 파일럿 전송을 위한 주파수 영역의 크기에 따라 UE의 데이터 전송을 위한 RB의 크기는 적절한 값으로 제한되어야 한다.

다만, 이와 같이 소정 RB을 포함하는 주파수 영역을 미리 설정할 때, UE의 데이터 전송을 위한 RB의 크기가 제한되는 문제를 해결하기 위하여, 셀 내 전체 UE들이 데이터 전송을 위해 사용하는 RB의 수에 해당하는 대역폭의 공배수를 취하여 이를 상술한 바와 같은 영역들의 대역폭으로 설정하는 경우, 데이터 송신에 특정 수의 RB을 사용하는 UE의 분산할당이 곤란한 문제를 해결할 수 있다.

도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 실시형태에 따를 경우 복수의 UE들간에 데이터 및 DM 파일럿 전송이 어떻게 이루어질 수 있는지를 설명하기 위한 도면이다.

도 11에서 UE1 내지 UE4는 RB 1개의 크기의 데이터를 전송하는 UE들이며, UE5는 RB 4개 크기의 데이터를 전송하는 UE이다. UE1 내지 UE4의 데이터 크기는 DM 파일럿을 전송하는 주파수 영역(도 11에서 도 10과 같이 RB 4개 크기로 가정한 영역)보다 작은 대역으로 전송되므로, UE1 내지 UE4의 데이터는 각 DM 파일럿 전송을 위한 대역 내에서 분산 할당, 구체적으로 CDM되어 전송된다.

한편, UE5의 경우는 전송하고자 하는 데이터의 크기가 RB 4개 크기로 DM 파일럿 전송을 위해 구분된 영역들 중 하나의 주파수 영역과 동일한 대역을 필요로 하므로 분산 할당하지 않고 DM 파일럿과 동일한 대역에 국지적으로 할당하여 전송한다. 이는 다양한 크기의 RB를 필요로 하는 UE간의 다중화 방법을 나타낸 하나의 예이며, 제한된 종류의 전송 데이터 크기를 가진 UE는 위와 동일한 방법으로 다중화가 가능하다. 이때, UE1 내지 UE4의 DM 파일럿의 경우 도 11에서는 CDM 방식을 적용한 것을 예로 들었으나, 이 이외에도 FDM 방식의 적용도 가능하다. 다만, 상술한 바와 같이 시퀀스 길이 확보의 차원에서 CDM 방식에 의하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 도 12는 도 10의 실시형태에서 하나의 TTI를 두 UE가 시간상으로 자원을 나누어 쓰는 경우를 나타내는 도면이며, 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 도 12에 도시된 바와 같은 경우의 문제를 해결하기 위한 두 UE의 파일럿 다중화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 12에 도시된 바와 같이 1 TTI를 복수의 UE가 시간 축으로 공유하여 이용하는 경우, 도 5 및 도 8과 관련하여 상술한 바와 같이 DM 파일럿 전송을 위한 SB 불균형의 문제가 발생할 수 있으며, 도 13a 및 도 13b는 이를 위해 SB2 및/또는 SB3을 이러한 UE간에 공유하여 사용함으로써 SB 불균형 문제를 해결하는 점에 있어서도 도 6a, 도 6b, 도 9a 및 도 9b에서 상술한 바와 같다.

또한, 도 13b 역시 도 6b, 도 9b의 경우와 마찬가지로 각각의 DM 파일럿과 CQ 파일럿이 동일 UE의 파일럿이라면, DM 파일럿과 CQ 파일럿을 위와 같이 다중화해서 전송할 경우, PAPR이 커지는 문제가 발생할 수도 있으므로 그 경우에는 DM 파일럿을 전송하지 않고 CQ 파일럿만으로 CQ 파일럿과 DM 파일럿 용도로 사용 가능하며, 이를 통해 PAPR 문제도 해결할 수 있다.

이상의 설명은 DM 파일럿의 다중화, 구체적으로 복수의 UE들의 CQ 파일럿과 DM 파일럿의 다중화를 어떻게 수행해야 간섭 없이 효율적으로 파일럿 전송이 가능하고, 이용 가능한 시퀀스의 수를 확보할 수 있는지를 중심으로 전개되었다. 한편, 이하에서는 이와 같은 다중화 방식을 수행하기 위해 각 UE의 입장에서의 신호 송신 방법, 구체적으로 파일럿 송신 방법과 기지국 입장에서 스케줄링을 통한 통신 자원 할당 방법과 이를 이용한 신호 수신 방법의 관점에서 설명하기로 한다.

도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 UE의 신호 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 14에 도시된 바와 같이 UE는 상향링크 데이터 송신을 위해 기지국에 스케쥴링 요청 신호를 송신한다(단계 S1401). 이러한 스케쥴링 요청 신호 송신에 응답하여, UE는 기지국으로부터 데이터 전송을 위해 사용할 수 있는 자원 블록의 수 및 주파수 대역 할당 정보를 포함하는 스케쥴링 정보를 수신한다(단계 S1402). 한편, DM 파일럿 전송을 위한 주파수 대역은 수신되는 스케줄링 정보에 따라 할당되는 데이터 전송을 위한 주파수 대역과 어떠한 다중화 방식에 의할 것인지 결정되는 바에 따라 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어 해당 통신 시스템이 도 4와 같은 다중화 방식을 이용하도록 결정되는 경우 DM 파일럿은 할당되는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 통해 송신되고, 도 7과 같은 다중화 방식을 이용하도록 결정되는 경우 양 주파수 대역은 서로 상이할 수 있다. 또한, 도 7과 도 10에 도시된 바와 같은 다중화 방식을 이용하는 경우는 DM 파일럿을 위해 할당되어야 하는 최소의 단위 주파수 영역이 미리 설정되어 있는 경우로서, 데이터 전송을 위해 할당된 자원 블록의 수에 해당하는 주파수 대역이 DM 파일럿 송신을 위한 최소의 단위 주파수 대역폭보다 작은 경우에 해당한다.

그 후, UE는 단계 S1402에서 수신된 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 데이터를 송신하고, 이와 동일한 주파수 대역 또는 해당 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 DM 파일럿을 송신한다(단계 S1403). 여기서 UE가 DM 파일럿으로 선택하여 송신하는 시퀀스는 자신과 동일한 DM 파일럿 전송 대역을 할당 받은 UE들이 사용하는 시퀀스와 직교성을 가지는 CAZAC 시퀀스 세트 중 적절한 시퀀스를 선택하고, 인접 셀 UE들이 사용하는 CAZAC 시퀀스와는 상이한 인덱스를 가지는 CAZAC 시퀀스 세트 중 적절한 시퀀스를 선택하는 것이 바람직하다. 이와 같은 시퀀스 할당에 대한 정보는 단계 S1402에서 기지국으로 수신될 수도, 별도의 단계에 의해 기지국으로부터 수신될 수도 있다.

상술한 바와 같은 UE 측면에서의 파일럿 송신 방법과 대응하여 기지국의 측 면에서 자원을 할당하고, 이에 따라 파일럿을 수신하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선 기지국은 자신에 의해 서비스 받는 UE들로부터 CQ 파일럿을 수신한다. 이와 같이 복수의 UE들로부터 수신된 CQ 파일럿을 통해 기지국은 각 UE의 채널 상태를 파악할 수 있으며, 이를 통해 각 UE가 어느 주파수 영역을 사용하는 것이 시스템의 처리율 및 형평성의 관점에서 효율적인지를 결정하고, 이에 따른 스케줄링 정보를 각 UE들에게 송신한다. 물론, 이와 같은 스케줄링 정보는 각 UE가 데이터 전송을 위해 어느 대역폭을 이용하고, 몇 개의 자원 블록을 사용할 수 있는지에 대한 정보를 포함한다. 이때 데이터 전송을 위한 대역폭과 DM 파일럿을 전송하기 위한 대역폭은 통신 시스템에서 어떠한 다중화 방식을 이용하는지에 따라 동일할 수도, 상이할 수도 있다. 예를 들어. 도 11에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중화 방식을 이용하는 경우 각 UE의 데이터 송신을 위해 필요한 대역폭이 어느 정도인지에 따라, 특정 UE의 데이터 송신을 위해 필요한 자원 블록에 해당하는 대역폭이 소정 RB을 포함하는 대역폭을 가지도록 설정된 단위 주파수 영역들 중 DM 파일럿 송신을 위해 할당되어져야 하는 최소 대역폭인 어느 하나의 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 경우, 특정 영역에 다른 UE와 함께 DM 파일럿 송신을 위한 주파수 대역을 CDM 방식(또는 FDM)으로 분산되게 할당하고, 데이터 송신을 위한 대역폭 역시 해당 영역에 FDM 방식(또는 CDM)으로 분산되게 할당할 수 있다. 한편, 이와 달리 특정 UE의 데이터 송신을 위해 필요한 대역폭이 상술한 바와 같이 구분된 주파수 영역의 대역폭과 같은 경우, 특정 영역 전체를 DM 파일럿 및 데이터 전송을 위해 할당할 수도 있다. 이와 같이 결정된 스케줄링 정보를 송신한 기지국은 스케줄링 정보에서 할당한 대역을 통해 데이터 및 DM 파일럿을 수신할 수 있다.

다음으로, 상술한 바와 같은 다중화 방법을 통신 시스템 전체의 설정 측면에서 설명하면 이하와 같다.

도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 상향링크 신호의 다중화 방법에서, 단계 S1501은 우선 DM 파일럿 송신을 위해 필요한 최소의 단위 주파수 영역을 설정한다. 이러한 주파수 영역은 채널 상태 및 이용 가능한 시퀀스의 수에 따라 먼저 소정 RB을 포함하는 주파수 영역으로 설정될 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따르면 이와 달리 셀 내 UE들의 데이터 송신을 위해 필요한 주파수 대역폭의 공배수에 해당하는 주파수 대역을 산정하여, 이중 최소의 대역폭을 설정할 수도 있다. 예를 들어, 셀 내 UE들이 데이터 송신을 위해 필요한 대역폭이 1, 2, 4개의 RB에 해당하는 경우, DM 파일럿 송신을 위한 주파수 영역을 도 11에 도시된 바와 같이 4개의 RB을 포함하는 영역으로 설정하는 방식이다.

이와 같이 DM 파일럿을 전송하기 위한 최소 단위 주파수 영역이 설정된 경우, 각 UE들의 데이터 송신에 요구되는 자원 블록의 개수에 해당하는 대역폭이 설정된 최소 단위 DM 파일럿 대역폭보다 작은지 여부에 따라 UE들을 구분한다(단계 S1502). 만일, 특정 UE들의 데이터 송신을 위해 필요한 대역폭이 설정된 주파수 영역보다 작은 경우, 단계 S1503으로 진행하여 해당 UE들이 DM 파일럿 송신 및 데이 터 송신에 있어 상술한 바와 같이 설정된 주파수 영역을 구분하여 할당하도록 설정하며(단계 S1503), 이와 같이 설정된 바에 따라 기지국은 각 스케줄링 단계에서 설정된 주파수 영역 중 적절한 영역의 특정 주파수 대역을 할당한다(단계 S1504). 한편, 데이터 송신을 위해 필요한 대역폭이 미리 설정된 DM 파일럿을 위한 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작지 않은 경우, 단계 S1503과 같은 구분할당을 거치지 않고, 단계 S1504에서 기지국에 의해 특정 영역 전체를 DM 파일럿 전송과 데이터 전송을 위해 할당받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중화 방식에 따르면 CQ 파일럿과 DM 파일럿을 효율적으로 다중화함과 동시에 CDM과 FDM을 적절히 조화시킴으로써 상호간의 간섭을 최소화하고, DM 파일럿을 통한 채널 추정 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, DM 파일럿 송신을 위한 주파수 영역이 소정 RB을 포함하도록 확장되는 경우 이용 가능한 시퀀스의 수를 증가시킬 수 있으며, DM 파일럿 전송과 함께 데이터 전송을 위한 주파수 대역의 적절한 선택에 따라 주파수 다이버시티와 사용자 다이버시티를 절충하여 획득할 수 있다.

Claims (14)

1. 기지국에 스케줄링을 요청하는 단계;

   상기 기지국으로부터 상기 요청에 따른 스케줄링 정보를 수신하는 단계; 및

   상기 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 데이터, 및 데이터 복조(Data Modulation: DM) 파일럿을 각각 송신하고, 상기 스케줄링을 위한 채널 품질(CQ) 파일럿을 송신하는 단계를 포함하는 사용자 기기의 신호 송신 방법에 있어서,

   상기 채널 품질 파일럿 송신을 위해 하나의 전송 시간 간격(Transmition Time Interval: TTI) 내에 포함된 숏블록(short block:SB)들 중 하나 이상의 숏블록이 할당되고,

   상기 데이터 복조 파일럿 송신을 위해 상기 숏블록들 중 상기 채널 품질 파일럿에 할당되지 않은 숏블록들이 할당되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기의 신호 송신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 데이터 및 상기 데이터 복조 파일럿은,

   상기 사용자 기기와 동일 셀 내 다른 사용자 기기의 데이터 및 데이터 복조 파일럿과 국지적 할당 방식에 따른 주파수 분할 다중화(FDM)되고,

   인접 셀의 다른 사용자 기기의 데이터 및 데이터 복조 파일럿과 코드 분할 다중화(CDM)되는, 신호 송신 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 인접 셀의 다른 사용자 기기와의 코드 분할 다중화는 서로 다른 인덱스를 가지는 CAZAC 시퀀스에 의해 이루어지는, 신호 송신 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 송신 단계에서, 상기 데이터 복조 파일럿은 소정 수의 자원 블록(Resource Block: RB)을 포함하는 대역폭을 가지도록 미리 구분된 단위 주파수 영역들 중 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 송신되며,

   상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 송신을 위해 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 경우, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿은 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 데이터를 송신하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿과 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 공유하여 송신되는, 신호 송신 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿은,

   상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 공유하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿과 직교성을 가지는 CAZAC 시퀀스를 이용하여 이루어지는, 신호 송신 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역의 공유는 코드 분할 다중화 및 주파수 분할 다중화 방식 중 어느 하나에 의해 이루어지는, 신호 송신 방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 송신을 위해 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 경우, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿 및 상기 데이터는 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해, 데이터를 송신하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿 및 데이터와 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 공유하여 송신되는, 신호 송신 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿 송신 및 상기 데이터 송신에 있어 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영 역의 공유는 코드 분할 및 주파수 분할 다중화 방식 중 어느 하나에 의해 이루어지지는, 신호 송신 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기가 다른 사용자 기기와 상기 하나의 전송 시간 간격(Transmition Time Interval: TTI)을 분할하여 사용하는 경우, 상기 데이터 복조 파일럿 전송을 위해 할당된 숏블록들 중 하나 이상을 분할하여 사용되는, 신호 송신 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 분할하여 사용되는 상기 숏블록은 주파수 분할 또는 코드 분할 중 어느 하나에 의해 분할되어 사용되는, 신호 송신 방법.
11. 기지국에 스케줄링을 요청하는 단계;

    상기 기지국으로부터 상기 요청에 따른 스케줄링 정보를 수신하는 단계; 및

    상기 스케줄링 정보에 따라 할당된 주파수 대역을 통해 데이터를 송신하고, 소정 수의 자원 블록(Resource Block: RB)을 포함하는 대역폭을 가지도록 미리 구분된 단위 주파수 영역들 중 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 데이터 복조(Data Modulation: DM) 파일럿을 각각 송신하는 단계를 포함하는 사용자 기기의 신호 송신 방법에 있어서,

    상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 송신을 위해 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주파수 영역의 대역폭보다 작은 경우, 상기 신호 송신을 수행하는 사용자 기기의 상기 데이터 복조 파일럿 및 상기 할당 받은 주파수 대역을 포함하는 단위 주파수 영역을 통해 데이터를 송신하는 다른 사용자 기기의 데이터 복조 파일럿 및 데이터와 상기 할당된 주파수 대역을 공유하여 송신되는 것을 특징으로 하는 신호 송신 방법.
12. 복수의 사용자 기기로부터 스케줄링을 요청 받는 단계; 및

    상기 요청에 따라 상기 복수의 사용자 기기에 통신 자원을 할당하는 스케줄링 정보를 송신하는 단계를 포함하는 기지국의 자원 할당 방법에 있어서,

    상기 복수의 사용자 기기의 상기 채널 품질 파일럿 송신을 위해 하나의 전송 시간 간격(Transmition Time Interval: TTI) 내에 포함된 숏블록(short block:SB)들 중 하나 이상의 숏블록이 할당되고,

    상기 복수의 사용자 기기들의 데이터 복조 파일럿 송신을 위해 상기 숏블록들 중 상기 채널 품질 파일럿에 할당되지 않은 숏블록들이 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 자원 할당 방법.
13. 소정 수의 자원 블록(Resource Block: RB)을 포함하는 대역폭을 가지는 단위 주파수 영역들로 주파수 축을 구분하는 단계; 및

    셀 내 사용자 기기들 중 데이터 송신에 필요한 주파수 대역이 상기 단위 주 파수 영역의 대역폭보다 작은 사용자 기기의 데이터 및 데이터 복조 파일럿은 상기 단위 주파수 영역들 중 선택된 어느 하나의 단위 주파수 영역 전체에 확산되어 송신되도록 할당하는 단계를 포함하는, 통신 자원 할당 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 선택된 단위 주파수 영역은 복수의 사용자 기기들에 의해 공유되도록 할당하는, 통신 자원 할당 방법.

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