KR20080073911A

KR20080073911A - 이동통신 시스템에서 향상된 심볼 전송률을 적용한 데이터송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080073911A
Application number: KR1020070012752A
Authority: KR
Inventors: 최종수; 신옌
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-08-12
Also published as: KR101329950B1

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 향상된 심볼 전송율과 16-QAM/ 32 16-QAM 변조 방식을 이용하여 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

따라서, 본 발명은 하향 링크 및 상향 링크의 데이터 전송 성능을 향상시키며, 스펙트럼 효율을 증가시키는 효과를 가진다.

GERAN 진화 시스템, TPC, 16-QAM, 32-QAM , 노멀 버스트 구조

Description

이동통신 시스템에서 향상된 심볼 전송률을 적용한 데이터 송수신 방법 및 장치{Method and Device of Data Transmitting and Receiving using New Symbol Rate for a GERAN Evolution System}

도 1은 본 발명이 적용되는 GERAN 시스템에서의 하향링크 송신기 구조를 도시한 도면.

도 2는 본 발명이 적용되는 GREAN 시스템에서의 수신기 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에서 제안하는 GERAN 진화 시스템의 송신기 구조를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에서 제안하는 송신기에서의 다중화 구조를 도시한 도면.

도 5는 본 발명이 적용되는 노말 버스트 구조를 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따라 향상된 심볼 전송률을 위한 26심볼의 TSC를 사용하는 노말 버스트 구조를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따라 향상된 심볼 전송률을 위한 31심볼의 TSC를 사용하는 노말 버스트 구조를 도시한 도면.

도 8은 본 발명에서 제안하는 향상된 심볼 전송률에 따른 노말 버스트 구조와 심볼 할당을 개략적으로 정의한 도면.

도 9은 본 발명에서 제안하는 GERAN 진화 시스템의 수신기 구조를 도시한 도 면.

본 발명은 이동통신 시스템에서 데이터를 송수신에 관한 것으로, 특히 향상된 심볼 전송율을 적용하여 효율적으로 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, GERAN 시스템에서는 변조 방식과 부호화 방식에 따라 상이한 부호화 방식을 사용한다.

이와 관련하여 종래의 GERAN 시스템에서는, 변조방식으로 가우시안 미니멈 쉬프트 키잉 방식(Gaussian Minimum Shift Keying, 이하 'GMSK'라 칭함) 및 8-페이스 쉬프트 키잉(Phase Shift Keying, 이하 '8-PSK'라 칭함) 변조방식이 있다.

특히, 상기 8-PSK 방식은 데이터를 반송파의 위상 변이된 부호에 대응되도록 변조하는 방식으로 주파수 효율을 높일 수 있는 장점을 가진다.

또한, 향상된 데이터 전송을 지원하는 진화된 GSM시스템인 EDGE((Enhanced Data Rates for GSM Evolution)시스템과, 향상된 범용 패킷 라디오 서비스를 지원하는 시스템인 EGPRS(Enhanced General Packet Radio Service)시스템에서는, 패킷 데이터 트래픽 채널(Packet Data Traffic CHannels, PDTCH)을 위한 부호화 방식으로 하기와 같은 9가지 기법을 정의하고 있다.

여기서, 9가지 부호화 기법이란, 상기 EDGE/EGPRS시스템을 위한 변조 및 채널 부호화 방식(Modulation and Coding Schemes, MCSs)인 MCS-1부터 MCS-9까지의 9가지 방식을 말한다.

실제 통신 시에는 상기 변조 방식들과 상기 부호화 기법들의 다양한 조합들 중 하나가 선택되어 사용된다. 일 예로, MCS-1에서 MCS-4 까지는 GMSK 변조방식을 사용하고, MCS-5부터 MCS-9까지는 8-PSK 변조방식을 사용한다. 이때, 상기 데이터 전송에 사용되는 MCS 방식은 측정된 채널의 품질에 따라서 정해진다.

우선, 하기의 도 1과 도 2에서는 본 발명이 적용되는 GERAN 시스템의 송/수신기 구조를 개략적으로 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 GERAN 시스템에서의 하향링크 송신기 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 채널 부호기(Channel Encoder)(110)은 무선 링크 제어(Radio Link Control, 'RLC'라 칭함) 패킷 데이터 블록(RLC Block)을 입력 받아 길쌈부호(Convolutional Code)를 이용하여 부호화한다. 그리고, 정해진 펑처링 패턴에 따라 상기 부호화된 패킷 데이터 블록을 펑쳐링 한 후, 인터리버(120)로 보내진다.

인터리버(120)는 펑처링 된 부호화 패킷 데이터 블록들을 정해진 인터리빙 패턴에 따라 인터리빙을 수행한다. 상기 인터리빙된 데이터는 물리적 채널에 데이터를 할당하기 위해 다중화기(Multiplexer)(130)로 보내진다.

이때, 각각의 패킷 데이터 블록에 대한 RLC/MAC 헤더 정보와, 업링크 상태 플래그(Uplink State Flag, 이하 'USF'라 칭함) 및 부호 식별자(Code Identifier)정보(170)도 상기 다중화기(130)로 보내진다.

상기 다중화기(130)는 수집된 데이터에 대하여 버스트 매핑을 수행하고, 이를 4개의 노말 버스트(Normal Burst)로 분배한다. 이때, 각 버스트는 시간 분할 다중화 접속 방식(Time Division Multiple Access, 이하 'TDMA'라 칭함)에 따라 하나의 프레임의 정해진 타임슬롯(Time Slot)에 할당된다.

변조기(Modulator)(140)는 상기 각 버스트의 데이터들에 대하여 8-PSK변조를 수행한다.

로테이터(Rotator, 150)는 상기 변조된 데이터들에 트레이닝 시퀀스 심볼(Training Sequence Code, 이하'TSC'라 칭함)을 추가하고, 상기 TSC에 대하여 위상회전(Phase Rotation)을 수행한 후, 송신기(Transmitter)(160)으로 전달한다.

여기에서는, 변조된 신호를 전송하기 위해서 추가로 필요로 하는 장치, 예를 들면, 디지털/아날로그 변환기 등에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 GERAN 시스템에서 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 라디오 프론트 엔드부(Radio Front End)(210)은 수신 안테나를 통해 타임슬롯 단위로 전송된 버스트들을 수신한다.

버퍼(220)는 상기 수신된 데이터들을 버퍼링 및 위상 역회전 수행한다.

채널 추정부(230)는 상기 데이터들을 이용하여 변조방식 검출 및 채널 정보를 추정한다.

디-로테이터(De-Rotator, 240)는 변조 방식에 따라 검출된 데이터 심볼들로부터 TSC를 추출하고, 역 위상회전(Phase Rotation)을 수행한 후 출력한다.

등화기 블록(Equalizer Block)(250)은 상기 검출된 변조 방식 및 채널 추정정보를 기반으로 등화 및 복조가 수행된 후, 역 인터리버(260)로 전송된다.

역 인터리버(260)는 상기 데이터에 대하여 역 인터리빙을 수행한 후, 채널 복호기(Channel Decoder)(270)블록으로 전송한다.

채널 복호기(270)는 채널 복호화를 수행하여 전송 데이터를 복원한다.

이와 관련하여 현재 3GPP(3^rd Generation Partnership Project)의 TSG-GERAN(GSM/EDGE Radio Access Network)표준회의에서는, 데이터 전송률(Data Transmission Rate) 및 스펙트럼 효율(Spectral Efficiency) 등의 성능 향상을 위한 GERAN 진화 시스템을 논의 중에 있다.

그 중 하나의 방안으로, 데이터 전송시 변조 방식을 향상시키는 방안들을 요구하고 있는 실정이다.

따라서, 이러한 통신 시스템의 진화에 따른 데이터 송수신 방안이 제안될 필요가 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안된 본 발명은 이동통신 시스템에서 효율적인 데이터 송수신을 위한 채널코딩 및 변조 방식을 적용하여 송신장치를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 이동통신시스템에서 GERAN 진화 시스템을 위하여 325 symbols/s 전송률을 지원하는 노말 버스트 구조를 제안하고, 이를 사용한 데이터 송수신 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 GERAN 진화 시스템에서16-QAM 및 32-QAM변조 방식과 심볼 전송률(270.833 ksymbols/s)을 적용하여 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 GERAN 진화 시스템에서 16-QAM 및 32-QAM변조방식과 향상된 심볼 전송률(325 symbols/s)을 적용하여 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제안한다.

이러한 본 발명은, 이동 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 방법에 있어서, 입력된 제어 정보와 사용자 데이터를 부호화하여 제어 정보 심볼들과, 정보 심볼들을 생성하는 과정과, 상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 트레이닝 시퀀스 정보와, 코드 식별자 정보를 수집하는 과정과, 선택된 심볼 전송율에 대응하는 매핑 패턴에 따라 상이한 심볼 크기의 두개의 데이터 블록들과, 테일 비트 블록과, 보호 구간 블록을 포함하는 동일한 4개의 버스트를 생성하고, 상기 버스트에 상기 수집한 정보들을 분산하여 정해진 타임 슬롯에 매핑하는 과정과, 상기 매핑 패턴에 따라 매핑된 심볼들을 포함하는 상기 버스트 각각을 선택된 변조 방식에 따라 변조하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은, 이동 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 장치에 있어서, 입력된 제어 정보와 사용자 데이터를 부호화하여 제어 정보 심볼들과, 정보 심볼들을 생성하는 적어도 하나 이상의 부호화기 들과, 상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 트레이닝 시퀀스 정보와, 코드 식별자 정보를 수집하고, 정해진 심볼 전송율에 대응하는 매핑 패턴에 따른 동일한 4개의 버스트에 분산하여 정해진 타임 슬롯에 매핑하는 다중화기와, 상기 매핑 패턴에 따라 매핑된 심볼들을 포함하는 상기 버스트 각각을 상기 16-QAM의 신호 성상도에 따라 변조하는 16-QAM 변조기를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명은 데이터를 송수신 하는 이동통신시스템에서 채널 부호화에 따른 변조 방식을 적용하는 타 이동통신시스템에 별 다른 가감 없이 적용 가능함을 포함한다.

특히, 본 발명은 GERAN 진화 시스템에서 기존의 변조 및 채널코딩 방식(Modulation and Coding Schemes, 이하 'MCS'라 칭함) 및 심볼 전송률을 유지함과 동시에, 서비스 성능 향상을 위해서 새로운 MCS 및 높은 심볼 전송률을 제안한다.

이와 관련하여, 본 발명은 하향링크(Downlink 또는 DL)에서 변조방식으로 16-QAM 및 32-QAM을 기존 변조 방식인 GMSK 및 8-PSK 방식에 추가하여 사용함을 특징으로 한다. 또한, 채널코딩 방식도 기존의 길쌈 코드(Convolutional Codes, 이하 'CC'라 칭함)를 GMSK/8-PSK 방식과 결합한MCS-1부터 MCS-9을 그대로 유지하되, 새로운 변조 방식인 16-QAM 및 32-QAM의 성능을 보상하기 위하여 터보 코드(Turbo Codes, 이하 'TC'라 칭함)를 사용함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 심볼 전송률을 향상시키기 위해서 기존 심볼 전송률보다 1.2배 향상된 심볼 전송률 325 symbols/s을 16-QAM/32-QAM 변조 방식에 의한 심볼을 송수신할 때 사용함을 특징으로 한다.

한편, 상향링크(Uplink)에서는 하향링크에서와 같이 고차 변조 방식인 16-QAM/32-QAM 및 새로운 심볼 전송률을 도입하나, 터보 코드는 선택적으로 16-QAM/32-QAM을 도입함을 특징으로 한다.

이상 언급한 바와 같이, 본 발명은, 하향 및 상향 링크 성능 향상을 위하여 고차 QAM 변조 방식인 16-QAM 및 32-QAM을 새로이 적용하며, 또한 데이터 전송률 및 스펙트럼 효율을 증가시키기 위하여, 심볼 전송률을 기존 전송률인 270.833 ksymbols/s을 새로운 전송률 325 ksymbols/s로 향상시킨다. 즉, 기존 심볼 전송률 대비 1.2배 향상된 새로운 심볼 전송률은 상향 및 하향 링크에 모두 적용 가능한 GERAN 시스템을 제안하고자 한다.

이와 관련하여, 본 발명은GERAN 진화 시스템의 송신기에서 새로운 325 ksymbols/s 전송률 및 16/32-QAM 변조방식을 도입함에 따라 새로운 구조의 노멀 버스트 (Normal Burst) 설계가 필요하며, 이를 적용하기 위한 송신기 및 수신기의 구조 변경이 요구된다.

우선, 도 3은 본 발명에 따라 GERAN 진화 시스템에서의 송신기 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 입력된 사용자 데이터(User data)에 따라 업링크 상태 플래그 정보(USF)와, 헤더(Header)와, 상기 RLC 데이터 블록이 구분되어 채널 부호기(Encoder)(300)로 출력된다. 이는 하나의 RLC 패킷은 USF, 헤더, 데이터 소스(Data Source)로 구성된다.

부호화 체인 블록(300)에서 입력된 RLC 데이터 블록은 CRC 비트(330)를 추가한 후, 채널 부호기(332)로 보내진다.

채널 부호기(332)는 MCS 방식에 따라 사용하는 채널 부호기 (CC 또는 TC)가 결정된다. 채널 부호화된 데이터는 펑처링 과정과 레이트 매칭(Rate Matching) 알고리즘을 통해서 정해진 펑쳐링 패턴(334)과 결합하여, 인터리버(336)로 보내진다. 인터리빙을 수행한 데이터는 다시 다중화 장치(Multiplexing Unit)(350)로 보내진다.

한편, RLC/MAC 헤더(Header)정보는 상기 RLC 데이터 블록의 인코딩 과정과 같이 CRC 비트(320)가 추가된 후, 채널 부호기(322)로 전달 된다. 일반적으로 헤더 정보에 대한 채널 부호기(322)는 CC가 사용되며, 이후 인코딩된 데이터는 펑쳐링 과정을 거쳐 인터리버(324)로 보내진다. 인터리빙을 수행한 헤더 정보는 헤더 블록(326)에서 수집된다.

한편, 상향링크와는 달리 하향링크의 경우에는 USF 비트가 전송되는데, USF 정보는 미리 정해진 프리-코딩(Pre-coding) 과정(310)을 거쳐 헤더블록(326)으로 전송된다. 헤더블록에서 모아진 정보들은 다시 다중화 장치(350)로 보내진다.

여기서, 참고로 하향링크의 경우 각 MCS 방법에 대한 헤더정보와 USF정보를 합한 비트 수는 상향링크에서 채널 인코딩 및 펑처링을 수행한 데이터 비트 수와 동일하다. 즉, 하향링크 시 적용하는 채널코딩 방식은 동일할지라도 헤더 정보 및 펑쳐링 패턴은 상향링크의 것과는 다르다.

다중화 장치(350)는 채널코딩 체인 블록(300)을 거친 RLC 데이터 정보와, 헤더 정보(하향링크의 경우 USF 정보 포함)와, 미리 정해진 트레이닝 시퀀스 코드(Training Sequence Code, 이하 'TSC'라 칭함)(312) 및 코드 식별자 비트(Code Identifier Bits) 정보를 수집한다.

이때, 상기 수집된 모든 정보들은 4개의 노멀 버스트에 분산된 후 물리적 채널인 TDMA 타임슬롯(Timeslot)에 할당된다. 이때, 노멀 버스트로 매핑되는 과정은 하기의 도 5, 도 6, 도7, 및 도 8에서 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

상기 할당된 데이터들은 변조기(360)에 의해 정해진 변조 방식인 4가지 방법(GMSK, 8-PSK, 16-QAM, 32-QAM) 중에서, 선택된 한 가지 방식에 의해서 변조된 다. 변조된 데이터 버스트 내의 TSC는 로테이터(370)를 통해, 수신기에서 수행되는 변조방식 검출을 위해서 위상회전(Phase Rotation)을 수행한 후 송신기(380)를 통해서 각각 전송된다.

상기 도 3의 송신기 구조에서, 채널 인코딩 체인에 포함된 모든 블록 및 정보에 대한 선정, TSC 선정, 코드 식별자 비트 선택, 심볼 전송률 선택, 변조방식 선택 및 TSC 회상회전 각도 등은 제어장치(Control Unit)(340)에 의해서 제어된다. 상기 제어장치(340)로 입력되는 제어 정보는 네트워크로부터 전달 받는다.

도 4는 본 발명에 따른 다중화 장치(Multiplexing Unit)의 다중화 구조를 상세하게 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 데이터 수집 및 분산 블록(410)은 상기 도 3의 다중화 장치(350)에 구비될 수 있다. 이때, 상기 데이터 수집 및 분산 블록(410)에 수집된 데이터 정보 즉, 채널 인코딩된 RLC 데이터 블록과, 헤더 블록과, 설정된TSC와, 코드 식별자 정보는 4 개의 노멀 버스트(Normal Burst)블록으로 균등하게 분배(Partition)된다. 그리고, 각각의 버스트는 4 개의 연속되는 TDDMA 프레임의 선택된 타임슬롯(Time Slot)에 할당된다.

도 4를 예를 들어, 본 발명은 4 개의 연속되는 TDMA 프레임 안에서 4 번째 타임슬롯에 각각의 버스트가 할당되는 일 예를 보여주고 있다. 여기에서 타임슬롯 할당은 0부터 7번째 중 어떤 타임슬롯을 선택하는지는 제어장치(340)로부터 정보를 전송 받게 된다.

또한, GERAN시스템에서 각 무선 채널 (Radio Channel)은 8 개의 타임슬롯으 로 나누어지며 8개의 타임슬롯은 8개의 다른 데이터 스트림(일 예로, 8명의 사용자)을 통신하는데 이용할 수 있다. 또한, 한 사용자는 여러 개의 타임슬롯을 할당 받아 사용할 수 있다. 이 기능은 멀티슬롯 성능(Multi-slot Capabilities)에 따라 제한을 받는다. 즉, 상기 4개의 노멀 버스트에 분배되어 할당된 데이터들은 버스트 매핑(Burst Mapping) 과정을 통해 할당된다.

이하 하기에서는 노멀 버스트에 데이터를 할당하는 매핑 과정을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

우선, 도 5는 본 발명이 적용되는 레가시(Legacy) 심볼 전송률을 사용하는 GERAN 시스템의 노멀 버스트 구조를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 하나의 노멀 버스트는 총 156.25 심볼 기간 동안의 시간으로 표시할 수 있다.

하나의 노멀 버스트는, 3심볼들로 구성된 테일 비트 심볼(Tail Bit Symbol, 이하 'TB'라 칭함)와, 보호 구간 심볼(Guard Periods, 이하 'GP'라 칭함)을 포함한다. 여기서, 상기 GP 에는 유효한 데이터가 전송되지 않는다.

상기 심볼 전송율과 관련하여 두 개의 암호화된 데이터 블록(Encrypted Data)에는 각각 58심볼들을 할당할 수 있다. 이때, 채널 인코딩된 RLC 데이터와, 헤더 정보 및 코드 식별 비트가 분산되어 심볼 단위로 매핑 된다.

상기 데이터 블록은 상기 TSC블록을 중심으로 좌우에 위치하고 있다. 여기서,TSC 블록에는 미리 정해진 8개의 정해진 TSC 패턴 중 한 가지의 패턴이 할당된다. 상기 TSC블록의 패턴 선택은 제어장치에 의해 조정되며 하나의 셀(Cell)에 포 함된 모든 단말기들은 동일한 TSC를 공유한다. 상기 TSC 블록에는 채널 추정을 위해 사용되는 트레이닝 시퀀스 코드가 배치되며, 총 26심볼들로 구성된다.

특히, 본 발명에 따른 GERAN 진화 시스템에서는 데이터 전송률 및 스펙트럼 효율을 향상시키기 위하여, 레가시 심볼 전송률 대비 1.2배 높은 심볼 전송률을 상향링크 및 하향링크에 채용함을 포함한다.

또한, 상기 심볼 전송율과 관련하여16-QAM 및 32-QAM 변조방식을 결합함을 포함한다. 다시 설명하면, 새로운 심볼 전송률의 타임 슬롯(또는 노멀 버스트)당 배정된 시간은 기존 레가시 타임슬롯과 동일하지만, 심볼 전송률이 1.2배 높아진다. 즉, 본 발명에 따른 심볼 전송율은 타임 슬롯당 325 ksymbols/s의 데이터 전송이 가능하다.

따라서, 상기 심볼 전송율에 따른 노멀 버스트의 구조가 새롭게 정의될 필요성이 있다. 상기 노멀 버스트를 새롭게 정의함에 있어서, 중요하게 고려해야 할 사항은 기존 노멀 버스트와 동일한 배열을 사용하되, TSC 길이를 기존의 26 심볼들을 유지하며, 전송 효율을 최대화하는 것이다. 특히, TSC의 크기를 26 심볼들로 유지할 경우, 기존의 TSC를 확장하여 16-QAM 및 32-QAM에 적용할 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명에서 제안하는 향상된 심볼 전송률에 따른 26심볼의 TSC를 사용하는 노멀 버스트 구조를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 도 6에 도시된4가지의 버스트 포맷은 26개 심볼들의 TSC 를 포함하는 구조로써, TB 및 GP심볼 크기를 조절하여 두 개의 데이터 블록의 심볼 수를 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 노멀 버스트는, TB 에 적어도 3 개의 심볼들을 포함하며, 상기 TB는 노멀 버스트의 처음과 끝에 위치하고, 보호시간(Guard Time)의 기능을 갖는다.즉, 상기TB구간은 수신기에서 버스트들을 수신하는 경우, 수신기의 램핑 업(Ramping-up)및 램핑 다운(Ramping-down)시의 불안정 시간을 대비한 것으로, 항상 0의 비트 값을 갖는다.

한편, GP 심볼 기간은 데이터 비트라기보다는 정의된 기간(또는 시간)으로, 이 기간 안에는 데이터가 송신되지 않는다. 상기 GP 심볼 기간은 버스트와 버스트 사이의 램핑(Ramping)시간을 위한 것으로써, 상기 GP 심볼 기간은 최소한 파워 램핑(Power Ramping)동안에 사용되는 시간인 28㎲ 보다는 길어야 한다.

즉, 새로운 심볼 전송률은 한 심볼당 3.0773㎲이므로, GP가 9.5심볼 기간인 경우 29.23㎲이고, GP가 11.5심볼 기간인 경우 35.39㎲이다.

따라서, 두 경우 모두 파워 램핑(Power Ramping) 시간보다 긴 GP 심볼 기간을 보장하는 효과를 가진다.

결과적으로, 상기 TB 및 GP, 그리고 26 심볼의 TSC 길이를 고려하여 설계할 수 있는 새로운 심볼 전송률에 대한 노멀 버스트 포멧의 형태(Type)는 아래와 같다.

도 6a의 노멀 버스트 구조는, 부호화된 데이터의 채널 추정을 위한 TSC가 26 심볼 들로 구성되어 있다. 각각 73심볼 들로 구성된 데이터 블록(D1) 및 D2는 상기 TSC블록의 좌우에 위치하고 있다. 상기 각 D1 및 D2 의 처음과 끝부분에는 각각 3 심볼 들로 구성된 TB가 부가되어 있으며, 9.5 심볼 들로 구성되는 GP를 포함하는 형태로 상기 버스트가 형성되어 있다.

도 6b의 경우는, TSC가 26 심볼 들로 구성되어 있다. 상기 TSC블록의 좌우에 각각 72심볼 들로 구성된 D1 및 D2가 위치하고 있다. 각 D1 및 D2 의 처음과 끝부분에는 각각 3 심볼 들로 구성된 TB가 부가되어 있으며, 11.5 심볼 들로 구성되는 GP를 포함하는 형태로 버스트가 형성되어 있다.

도 6c의 경우는, TSC가 26 심볼 들로 구성되어 있으며, 상기 TSC블록의 좌우에 각각 72심볼 들로 구성된 D1 및 D2가 위치하고 있다. 각 D1 및 D2 의 처음과 끝부분에는 각각 4 심볼 들로 구성된 TB가 부가되어 있으며, 9.5 심볼 들로 구성되는 GP를 포함하는 형태로 버스트가 형성되어 있다.

도 6d의 경우는, TSC가 26 심볼 들로 구성되어 있으며, 상기 TSC블록의 좌우에 각각 71심볼 들로 구성된 D1 및 D2가 위치하고 있다. 각 D1 및 D2 의 처음과 끝부분에는 각각 4 심볼 들로 구성된 TB가 부가되어 있으며, 11.5 심볼 들로 구성되는 GP를 포함하는 형태로 버스트가 형성되어 있다.

한편, 본 발명에서는 심볼 전송율의 항샹에 따른 즉, 새로운 심볼 전송률을 고려하는 경우의 노멀 버스트 구조를 새롭게 정의할 수 있다. 새롭게 정의된 노멀 버스트 구조는 31 심볼의 TSC을 포함할 수 있다.

상기 31 심볼의 TSC을 정의하는 경우, 기존 레가시 심볼 전송률을 고려할 , 심볼당 시간은 3.69시간에 해당한다. 즉, 26 심볼의 TSC 시간은 3.69㎲ x 26 = 95.94㎲에 해당한다.

한편, 새로운 심볼 전송률에 대하여 TSC 시간만큼 할당하면, 기존 TSC 심볼 기간에 가장 근사한 정수 개의 TSC 심볼은 31개로 계산 가능하다. 즉, 3.0773㎲x 31 = 95.4㎲이다.

따라서, 본 발명에 따라 TSC에 31개의 심볼들을 할당하는 것은 수신단에서의 채널품질 측정 향상 및 등화기 (Equalizer) 성능향상을 가져옴을 의미한다.

또한, 이와 관련하여 종래의 레가시 TSC인 26 심볼들로 구성된 8개의 TSC 들의 사용할 수 없고, 새로운 TSC의 설계가 필요하다.

도 7은 본 발명에 따라 31 심볼의 TSC를 포함하는 노멀 버스트 구조를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 도 7a의 노멀 버스트 구조는 부호화된 데이터의 채널 추정을 위한 TSC가 31 심볼 들로 구성되어 있다. 각각 71심볼 들로 구성된 데이터 블록(D1) 및 D2는 상기 TSC블록의 좌우에 위치하고 있다. 상기 각 D1 및 D2 의 처음과 끝부분에는 각각 3 심볼 들로 구성된 TB가 부가되어 있으며, 8.5 심볼 들로 구성되는 GP를 포함하는 형태로 상기 버스트가 형성되어 있다.

도 7b의 경우는, TSC가 31 심볼 들로 구성되어 있다. 상기 TSC블록의 좌우에 각각 69심볼 들로 구성된 D1 및 D2가 위치하고 있다. 각 D1 및 D2 의 처음과 끝부분에는 각각 4 심볼 들로 구성된 TB가 부가되어 있으며, 10.5 심볼 들로 구성되는 GP를 포함하는 형태로 버스트가 형성되어 있다.

여기서, 상기 도 7a의 노멀 버스트 구조에서 GP 심볼 기간은 8.25, 즉 26.16에 해당하며, 이는 파워 램핑(Power Ramping)시간 보다 다소 짧은 시간이지만, 데이터 전송률을 향상시킬 수 있는 장정이 있다.

이하 도 8은 본 발명에서 제안하는 6가지 타입의 노멀 버스트 구조를 정의하는 도면이다.

도 8을 참조하면, 타입 1에 따라 노멀 버스트는 3심볼의 TB와, 73심볼의 데이터와, 26심볼의 TSC와, 73심볼의 데이터와, 3심볼의 TB와, 9.5심볼의 GP를 포함하는 형태로 구성된다.

타입 2에 따라 노멀 버스트는 3심볼의 TB와, 72심볼의 데이터와, 26심볼의 TSC와, 72심볼의 데이터와, 3심볼의 TB와, 11.5 심볼의 GP를 포함하는 형태로 구성된다.

타입 3에 따라 노멀 버스트는 4심볼의 TB와, 71심볼의 데이터와, 26심볼의 TSC와, 71심볼의 데이터와, 4심볼의 TB와, 11.5 심볼의 GP를 포함하는 형태로 구성된다.

타입 4에 따라 노멀 버스트는 4심볼의 TB와, 72심볼의 데이터와, 26심볼의 TSC와, 72심볼의 데이터와, 4심볼의 TB와, 9.5 심볼의 GP를 포함하는 형태로 구성된다.

타입 5에 따라 노멀 버스트는 3심볼의 TB와, 71심볼의 데이터와, 31심볼의 TSC와, 71심볼의 데이터와, 3심볼의 TB와, 8.5 심볼의 GP를 포함하는 형태로 구성된다.

타입 6에 따라 노멀 버스트는 4심볼의 TB와, 69심볼의 데이터와, 31심볼의 TSC와, 69심볼의 데이터와, 4심볼의 TB와, 10.5 심볼의 GP를 포함하는 형태로 구성된다.

상기 언급한 도 6과, 도 7, 및 도 8에 제시한 노멀 버스트 구조는 상기 도 3에 제시한 GERAN 진화 시스템의 송신기 구조에서 다중화 장치에 포함될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 송신기는 전송 데이터를 상기 6개의 타입의 노멀 버스트 구조를 이용하여 데이터를 매핑하여 전송함에 따라 데이터 전송률을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.

도 9는 본 발명에서 제안하는 GERAN 진화 시스템의 수신기 구조를 도시한다.

도 9를 참조하면, 라디오 프론트 엔드부(910)는 수신 안테나를 통해 타임슬롯 단위로 4개의 노멀 버스트 형태로 전송된 버스트들을 수신한다. 상기 수신된 4개의 버스트에서 추출한 헤더에 해당하는 정보들은 헤더 파트 수집(Header Part Collection)장치(980)에서 수집된다. 그 후 디인터리빙(990) 및 채널 디코딩 과정(1000)을 거쳐서 헤더 정보를 복원해 낸다. 상기 헤더 정보는 수신기의 등화기(950), 디인터리버(960) 및 채널 디코더(970)에 전송되어 등화기 타입, 디인터리버 패턴 및 채널 디코딩 알고리즘을 결정하는데 사용된다.

한편, 각 버스트에 포함된 TSC들은 TSC 수집부(920)에서 수집된 후 위상역회전 과정을 거쳐 채널 추정부(930)을 통해 블라인드 변조방식 검출 및 채널정보를 추정하는데 사용된다. 상기 정보들은 각각 디로데이터(940) 및 등화기(950)으로 전송되어 적합한 위상역회전 및 데이터 등화를 수행하는데 결정적인 역할을 한다.

등화기(950)를 통과한 데이터 비트들은 디인터리빙(960)을 수행한 후 채널 디코더(970)로 보내져 디코딩을 수행한 후 전송된 본래의 RLC 데이터 블록으로 복원된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 향상된 심볼 전송률 325 symbols/s과 16-QAM/32-QAM 변조 방식을 통해 버스트 구조를 제공하여 시스템의 복잡도에 영향을 미치지 않으면서 시스템 성능을 향상 시킬 수 있는 장점을 제공한다.

또한, 터보 부호와 16-QAM/32-QAM 변조 방식을 도입함으로써 스펙트럼의 효율적 사용은 물론이거니와, 데이터 전송률 및 신뢰도를 높일 수 있다.

Claims

이동 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 장치에 있어서,

입력된 제어 정보와 사용자 데이터를 부호화하여 제어 정보 심볼들과, 정보 심볼들을 생성하는 적어도 하나 이상의 부호화기 들과,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 트레이닝 시퀀스 정보와, 코드 식별자 정보를 수집하고, 정해진 심볼 전송율에 대응하는 매핑 패턴에 따른 동일한 4개의 버스트에 분산하여 정해진 타임 슬롯에 매핑하는 다중화기와,

상기 매핑 패턴에 따라 매핑된 심볼들을 포함하는 상기 버스트 각각을 상기 16-QAM의 신호 성상도에 따라 변조하는 16-QAM 변조기를 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 다중화기는,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 26심볼의 트레이닝 시퀀스 정보(TSC)와, 코드 식별자 정보를 수집하여, 상기 TSC 심볼을 중심으로 두 개의 데이트 블록 각각에 73심볼 크기로 상기 정보 심볼들과 상기 제어 정보 심볼들을 할당하고, 상기 제 1데이터 블록의 앞 단에 3심볼의 테일 비트와 제 2데이터 블록의 뒷 단에3 심볼의 테일 비트를 할당하고, 9.5 심볼의 보호 구간 심볼(GP)을 할당하여 상기 버스트 각각을 구성함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 다중화기는,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 26심볼의 트레이닝 시퀀스 정보(TSC)와, 코드 식별자 정보를 수집하여, 상기 TSC 심볼을 중심으로 두 개의 데이트 블록 각각에 72심볼 크기로 상기 정보 심볼들과 상기 제어 정보 심볼들을 할당하고, 상기 제 1데이터 블록의 앞 단에 3심볼의 테일 비트와 제 2데이터 블록의 뒷 단에3 심볼의 테일 비트를 할당하고, 11.5 심볼의 보호 구간 심볼(GP)을 할당하여 상기 버스트 각각을 구성함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 다중화기는,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 26심볼의 트레이닝 시퀀스 정보(TSC)와, 코드 식별자 정보를 수집하여, 상기 TSC 심볼을 중심으로 두 개의 데이트 블록 각각에 71심볼 크기로 상기 정보 심볼들과 상기 제어 정보 심볼들을 할당하고, 상기 제 1데이터 블록의 앞 단에 4심볼의 테일 비트와, 제 2데이터 블록의 뒷 단에4 심볼의 테일 비트를 할당하고, 11.5 심볼의 보호 구간 심볼(GP)을 할당하여 상기 버스트 각각을 구성함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 다중화기는,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 26심볼의 트레이닝 시퀀스 정보(TSC)와, 코드 식별자 정보를 수집하여, 상기 TSC 심볼을 중심으로 두 개의 데이트 블록 각각에 72심볼 크기로 상기 정보 심볼들과 상기 제어 정보 심볼들을 할당하고, 상기 제 1데이터 블록의 앞 단에 4심볼의 테일 비트와, 제 2데이터 블록의 뒷 단에4 심볼의 테일 비트를 할당하고, 9.5 심볼의 보호 구간 심볼(GP)을 할당하여 상기 버스트 각각을 구성함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치..
제 1항에 있어서, 상기 다중화기는,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 31심볼의 트레이닝 시퀀스 정보(TSC)와, 코드 식별자 정보를 수집하여, 상기 TSC 심볼을 중심으로 두 개의 데이트 블록 각각에 71심볼 크기로 상기 정보 심볼들과 상기 제어 정보 심볼들을 할당하고, 상기 제 1데이터 블록의 앞 단에 3심볼의 테일 비트와, 제 2데이터 블록의 뒷 단에3심볼의 테일 비트를 할당하고, 8.5 심볼의 보호 구간 심볼(GP)을 할당하여 상기 버스트 각각을 구성함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 다중화기는,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 26심볼의 트레이닝 시퀀스 정보(TSC)와, 코드 식별자 정보를 수집하여, 상기 TSC 심볼을 중심으로 두 개의 데이트 블록 각각에 69심볼 크기로 상기 정보 심볼들과 상기 제어 정보 심볼들을 할당하고, 상기 제 1데이터 블록의 앞 단에 4심볼의 테일 비트와, 제 2데이터 블록의 뒷 단에4 심볼의 테일 비트를 할당하고, 10.5 심볼의 보호 구간 심볼(GP)을 할당하여 상기 버스트 각각을 구성함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 송신 장치는,

상기 매핑 패턴에 따라 매핑된 심볼들을 포함하는 상기 버스트 각각을 상기 32-QAM의 신호 성상도에 따라 변조하는 32-QAM 변조기를 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 송신 장치는,

상기 심볼 전송율을 타임 슬롯당 325 k심볼을 전송하도록 설정하거나, 상기 트레이닝 시퀀스 정보를 26 심볼로 설정하거나, 또는 상기 트레이닝 시퀀스 정보를 31심볼로 설정하거나, 상기 변조 방식을 16-0QAM으로 설정하거나, 또는 상기 변조 방식을 32-0QAM으로 설정하도록 선택적으로 제어하는 제어 장치를 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
이동 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 방법에 있어서,

입력된 제어 정보와 사용자 데이터를 부호화하여 제어 정보 심볼들과, 정보 심볼들을 생성하는 과정과,

상기 정보 심볼들과, 제어 정보 심볼들과, 상기 정보 심볼들의 신뢰도를 보장하기 위한 트레이닝 시퀀스 정보와, 코드 식별자 정보를 수집하는 과정과,

선택된 심볼 전송율에 대응하는 매핑 패턴에 따라 상이한 심볼 크기의 두개의 데이터 블록들과, 테일 비트 블록과, 보호 구간 블록을 포함하는 동일한 4개의 버스트를 생성하고, 상기 버스트에 상기 수집한 정보들을 분산하여 정해진 타임 슬롯에 매핑하는 과정과,

상기 매핑 패턴에 따라 매핑된 심볼들을 포함하는 상기 버스트 각각을 선택된 변조 방식에 따라 변조하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 10항에 있어서,

상기 선택된 심볼 전송율은 타임 슬롯당 325 k심볼들을 전송함을 특징으로 하는 상기 데이터 송신 방법.
제 10항에 있어서,

상기 선택된 변조 방식은 16-0QAM이거나, 또는 32-0QAM을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 10항에 있어서,

상기 선택된 심볼 전송율에 따라 31심볼의 트레이닝 시퀀스 정보를 포함하는 버스트를 생성하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.