KR20090119987A

KR20090119987A - 이동통신시스템에서 사용되는 기지국장치, 유저장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090119987A
Application number: KR1020097020791A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 이시이; 요시히사 기시야마; 켄이치 히구치; 마모루 사와하시
Original assignee: 가부시키가이샤 엔티티 도코모
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-11-23
Also published as: JPWO2008123037A1; JP5100747B2; US8462711B2; EP2139135A4; US20100103890A1; CN101682491A; EP2139135A1; WO2008123037A1

Abstract

레퍼런스신호의 맵핑 위치가 주파수방향 및 시간방향으로 변화하는 차세대 이동통신시스템에 있어서, 인접하는 셀의 레퍼런스신호의 맵핑 위치를 가능한 한 다르도록 설정한다. 기지국장치는, 하향링크에 OFDM 방식을 이용하는 이동통신시스템에서 사용된다. 기지국장치는, 제1 신호를 생성하는 수단(202)과, 제2 신호를 생성하는 수단(214)과, 상기 제1신호와 상기 제2신호를 다중하고 서브캐리어에 맵핑하는 수단(206)과, 상기 제2신호가 맵핑되는 서브캐리어의 위치를 결정하는 맵핑 결정부(216)를 갖는다. 맵핑 결정부는, 각각이 셀 그룹의 ID에 관련지어진, 2단계의 계열로 정의되는 맵핑 패턴에 기초하여, 제2신호가 맵핑되는 서브캐리어 위치를 결정한다.

레퍼런스 신호, 맵핑 위치, 맵핑 패턴, 다중

Description

이동통신시스템에서 사용되는 기지국장치, 유저장치 및 방법 {BASE STATION DEVICE, USER DEVICE, AND METHOD USED IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은, 하향링크에 있어서 직교 주파수 분할 다중(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 적용하는 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 송신신호의 서브캐리어에의 맵핑을 효과적으로 수행하는 기지국장치, 유저장치 및 맵핑방법에 관한 것이다.

W-CDMA나 HSDPA의 후계가 되는 통신방식, 즉 롱 텀 에볼루션(LTE:Long Term Evolution)이, W-CDMA의 표준화 단체 3GPP에 의하여 검토되고, 무선 액세스 방식으로써, 하향링크에 대해서는 OFDM, 상향링크에 대해서는 SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiplexing)가 검토되고 있다.

OFDM은, 주파수대역을 복수의 좁은 주파수대역(서브캐리어)으로 분할하고, 각 주파수대 상에 데이터를 실어 전송을 수행하는 방식이며, 서브캐리어를 주파수 상에, 일부 서로 겹치면서도 서로 간섭하지 않게 촘촘히 나열함으로써, 고속전송을 실현하고, 주파수의 이용효율을 높일 수가 있다.

SC-FDMA는, 주파수대역을 분할하고, 복수의 단말간에 다른 주파수대역을 이용하여 전송함으로써, 단말간의 간섭을 저감할 수 있는 전송방식이다. SC-FDMA에서 는, 송신전력의 변동이 작아지는 특징을 갖기 때문에, 단말의 저소비 전력화 및 넓은 커버리지를 실현할 수 있다.

일반적으로, 이동체 통신에서는, 채널 추정이나 무선품질의 측정에 이용하기 위한 파일럿신호가 존재하고, 이 파일럿신호는 LTE에서는 하향 레퍼런스신호(DL RS:Downlink Reference Signal)라고 불린다.

LTE에 있어서의 하향 레퍼런스신호는 이차원 계열로 표현되고, 이차원의 직교계열(Orthogonal Sequence)과 이차원의 의사랜덤계열(Pseudo Random Sequence)로 구성된다. 레퍼런스신호의 물리 리소스에의 맵핑(서브캐리어 번호)은, 이하의 식으로 표현된다.

[수1]

여기서, k는 서브캐리어 번호를 나타내고, l은 OFDM 심볼 번호를 나타내고, i는 슬롯 번호를 나타낸다. 또,

[수2]

이다. m, n은 다음과 같은 정수값을 취한다.

[수3]

여기서,

[수4]

는 시스템대역에 있어서의 서브캐리어 수이며, 시스템대역폭이 5MHz인 경우에는 300, 시스템대역폭이 10MHz인 경우에는 600, 시스템대역폭이 20MHz인 경우에는 1200이다. 또, p는 안테나 포트 번호를 나타내고, 1안테나 밖에 사용하지 않는 경우는 p=0이나, 4안테나 사용가능한 경우는, p=0, 1, 2, 3의 값을 취할 수 있다.

상기 수식에서 ν의 값은 다음 식과 같이 결정된다.

[수5]

여기서, f_hop(j)는 셀 고유의 정수의 계열이고, 하향 레퍼런스신호의 서브프 레임마다 또는 슬롯마다 변하는 홉핑 패턴을 나타낸다. 즉, 셀마다 f_hop(j)를 변경함으로써, 하향 레퍼런스신호를 셀마다 다른 서브캐리어에 맵핑하는 것이 가능하게 된다. 1 무선프레임(Radio Frame)에 있어서의 서브프레임의 수가 10인 경우에는, j의 값은, 0, 1, 2, …9가 된다. 즉, f_hop(j)는 10개의 요소를 갖는 계열이 된다.

또한, f_hop(j)는, 시간에 의존하지 않는 고정값으로 해도 좋다. 그와 같은 고정값을 셀마다 설정한 경우, 하향 레퍼런스신호는, 셀마다 다른 고정값만큼 시프트(Shift)한 맵핑이 된다.

도 1a 및 도 1b는 레퍼런스신호의 맵핑 예를 나타낸다. 안테나 포트 번호를 0번(p=0)으로 하고, 그리고, f_hop(j)의 요소를 항상 0으로 한 경우의 물리 리소스에의 맵핑(도 1a)과, 안테나 포트 번호를 0번(p=0)으로 하고, 그리고, f_hop(j)의 요소를 항상 2로 한 경우의 물리 리소스에의 맵핑(도 1b)이 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이 전자의 경우는, 최초의 OFDM 심볼(l=0)에 있어서, k=6×j(j:0 이상의 정수)번째의 서브캐리어에 하향 레퍼런스신호가 맵핑되어 있다. 그러나, 후자의 경우에는 최초의 OFDM 심볼(l=0)에 있어서, k=6×j+2(j:0 이상의 정수)번째의 서브캐리어에 하향 레퍼런스신호가 맵핑되어 있다. 또한, 도 1a 및 도 1b에 있어서는, 1슬롯당 OFDM 심볼수가 6인 경우를 나타내고 있으나, 대신에, 1슬롯당 OFDM 심볼수가 7인 경우에도, 상술한 f_hop(j)에 기초한 맵핑 동작에 관해서는, 동일한 동작이 적용된다.

도 1a 및 도 1b에 있어서는, f_hop(j)의 요소를 항상 0으로 한 경우와, f_hop(j)의 요소를 항상 2로 한 경우의 2개의 예를 나타내고 있으나, 실제의 이동통신시스템에 있어서는, 상당히 많은 셀이 존재하고, 그 각 셀의 계열 f_hop(j)이 서로 다르도록 설정되지 않으면 안된다. 이 경우, f_hop(j)의 요소를 항상 고정의 값으로 하는것 만으로는, 각 셀의 계열 f_hop(j)이 서로 다르도록 설정하는 것은 곤란해진다.

상기 각 셀의 계열 f_hop(j)의 설정방법으로서, 예를 들면, 셀 그룹의 ID와, 계열 f_hop(j)를 관련짓는 것이 제안되어 있다. 이 경우, 셀 그룹의 ID가 0에서 5인 경우에는, f_hop(j)의 각 요소는 항상 고정의 값이 되고, 셀 그룹의 ID가 6에서 169인 경우에는, f_hop(j)의 요소마다 다른 값이 설정된다. 그리고, 상기 셀 그룹의 ID에 관련지어진 170개의 계열 f_hop(j)는, 서로 다르도록 설정된다. 단, 계열 f_hop(j)의 각 요소는, 가능한 한 서로 다르도록 설정되어 있으나, 일부는 동일한 값이 설정되게 된다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

상술한 바와 같이, 셀 고유의 계열 f_hop(j)는, 하향 레퍼런스신호의 서브프레임마다 또는 슬롯마다 변하는 홉핑 패턴을 나타내고, 서로 다르도록 설정되지 않으면 안된다.

공개된 방법에서는, 셀 고유의 계열 f_hop(j)은, 셀 그룹의 ID와 관련지어지고, 각 요소가 항상 고정의 값으로 이루어지는 6개의 계열과, 각 요소의 값이 고정이 아닌 164개의 계열로 이루어진다. 그리고, 이들의 170개의 계열 f_hop(j)은, 서로 다르도록 설정되어 있다.

그러나, 공개된 방법에서는, 170개의 계열 f_hop(j)은, 계열의 각 요소가 서로 가능한 한 다르도록 정의되어 있으나, 반드시 모든 요소가 다른 상태로는 되어 있지 않다. 전송특성의 관점에서는, 예를 들면, 인접하는 2개의 셀의 계열 f_hop(j)는, 서로 완전히 다른 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명은, 인접하는 2개의 셀의 계열 f_hop(j)을, 보다 높은 확률로 서로 다르도록 정의하고, 결과로서, 전송특성을 개선할 수 있는 기지국장치, 유저장치 및 그것들에서 사용되는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 실현하기 위해, 본 발명에서는, 맵핑 패턴의 계열 f_hop(j)을, 2단계(2계층)의 계열, 예를 들면 랜덤한 홉핑 패턴으로 구성되는 제1층과, 고정의 시프트량을 나타내는 시프트 패턴으로 구성되는 제2층으로 구성된다.

보다 구체적으로는, 본 발명의 제1 측면에서는, 하향링크에 직교주파수 분할다중(OFDM)을 사용하는 이동통신시스템에 있어서의 기지국장치를 제공한다. 이 기지국장치는,

제1신호를 생성하는 수단;

제2신호를 생성하는 수단;

상기 제1신호와 상기 제2신호를 다중하고 서브캐리어에 맵핑하여 송신 심볼을 생성하는 수단;

상기 제2신호의 상기 서브캐리어에의 맵핑 위치를 결정하는 맵핑 결정수단;을 가지며,

상기 맵핑 결정수단은, 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와, 2단계구조의 계열로 정의되는 맵핑 패턴에 기초하여, 상기 맵핑 위치를 결정한다.

상기 제1신호는, 예를 들면 유저데이터 또는 제어데이터를 포함하는 데이터신호이며, 상기 제2신호는, 예를 들면 레퍼런스신호이다.

상기 2단계구조의 계열로 정의되는 맵핑 패턴은, 예를 들면, 랜덤한 홉핑 패턴으로 구성되는 제1층의 계열과, 고정의 시프트량을 갖는 시프팅을 나타내는 제2층의 계열에 의해 정의된다.

제2 측면에서는, 하향링크에 직교주파수 분할다중(OFDM)을 사용하는 이동통신시스템에 있어서의 유저장치를 제공한다. 유저장치는,

기지국장치로부터 수신한 신호를 푸리에 변환하고, 수신 심볼을 도출하는 수단;

상기 수신 심볼로부터, 제1신호와 제2신호를 분리하는 수단;

상기 제2신호의 서브캐리어상의 맵핑 정보를 구하고, 상기 맵핑 정보를 상기 분리수단에 공급하는 맵핑 정보관리부;

상기 제2신호를 이용하여 채널 추정을 수행하고, 상기 제1신호를 복조하는 수단;을 가지며,

상기 맵핑 정보관리부는, 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와, 2단계의 계열로 정의되는 맵핑 패턴과의 대응관계를 미리 저장하고, 상기 유저장치가 위치하는 셀의 셀 ID 또는 해당 셀이 속하는 셀 그룹의 ID에 기초하여, 상기 맵핑 패턴을 검출하고, 검출한 맵핑 패턴을 상기 분리수단에 공급하는 것을 특징으로 한다.

제3 측면에서는, 하향링크에 직교주파수 분할다중(OFDM)을 사용하는 이동통신시스템에 있어서의 신호의 서브캐리어에의 맵핑 방법을 제공한다. 이 방법은, 기지국장치에 있어서, 제1신호와 제2신호를 다중하고, 서브캐리어에 맵핑하여 송신 심볼을 생성할 때, 상기 제2신호를, 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와, 랜덤한 홉핑 패턴으로 구성되는 제1의 계열과 고정의 시프트량을 갖는 시프팅을 나타내는 제2의 계열의 2단계의 계열로 정의되는 맵핑 패턴에 의해 결정되는 서브캐리어 위치에 맵핑한다.

양호한 실시형태에서는, 상기 맵핑 패턴은, 상기 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와 관련지어져 상기 랜덤한 홉핑 패턴의 계열을 정의하는 제1 함수와, 상기 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와 관련지어져 상기 고정 시프트량의 시프트 패턴의 계열을 정의하는 제2 함수와의 합으로 정의된다.

발명의 효과

상기 구성 및 방법에 따르면, 인접하는 셀의 레퍼런스신호의 맵핑위치가 서로 다를 확률이 높아지고, 결과로서, 전송특성이 좋은 하향링크의 무선통신을 실현하는 것이 가능하게 된다.

도 1a는 하향 레퍼런스신호의 맵핑 예를 나타내는 도이다.

도 1b는 하향 레퍼런스신호의 맵핑 예를 나타내는 도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3은 서브프레임의 구성을 나타내는 설명도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치의 개략 블록도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 f_hop(j)의 개념도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신시스템의 셀 배치의 예이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유저장치의 개략 블록도이다.

부호의 설명

50 셀

100₁, 100₂, 100₃, 100_n 유저장치

102 아날로그 디지털 변환기(A/D)

104 CP 제거부

106 고속 푸리에 변환부(FFT)

108 분리부(DeMUX)

110 승산부

112 승산부

114 채널 추정부

116 복조부

118 레퍼런스신호 맵핑 정보관리부

200 기지국장치

202 데이터신호 처리부

2021 MCS 설정부

2022 부호기

2023 데이터 변조기

2024 인터리버

204 직병렬 변환부(S/P)

206 다중부(MUX)

208 고속 역 푸리에 변환부(IFFT)

210 CP 부가부

212 디지털 아날로그 변환부(D/A)

214 레퍼런스신호 생성부

2141 승산부

2142 승산부

216 레퍼런스신호 맵핑 결정부

300 액세스 게이트웨이 장치

400 코어 네트워크

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를, 이하의 실시예에 기초하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 실시예를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일 기능을 갖는 것은 동일 부호를 이용하고, 반복 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면서, 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치가 적용되는 이동통신 시스템을 설명한다.

이동통신시스템(1000)은, 예를 들면 Evolved UTRA and UTRAN(다른 명칭:Long Term Evolution, 혹은, Super 3G)이 적용되는 시스템이며, 기지국장치(eNB: eNode B)(200)와 복수의 유저장치(UE: User Equipment)(100_n(100₁, 100₂, 100₃,…100_n, n은n>0인 정수))를 구비한다. 기지국장치(200)는, 상위국, 예를 들면 액세스 게이트웨이 장치(300)와 접속되고, 액세스 게이트웨이 장치(300)는, 코어 네트워크(400)와 접속된다. 여기서, 유저장치(100_n)는 셀(50)에 있어서 기지국장치(200)와 Evolved UTRA and UTRAN에 의하여 통신을 수행한다.

각 유저장치(100₁, 100₂, 100₃,…100_n)는, 동일의 구성, 기능, 상태를 갖기 때문에, 이하에서는 특단의 단서가 없는 한 유저장치(100_n)로써 설명을 진행한다. 설명의 편의상, 기지국장치와 무선통신하는 것은 유저장치이나, 보다 일반적으로는 이동단말도 고정단말도 포함한다.

이동통신시스템(1000)은, 복수의 가변 대역폭에서 동작하는 것이 가능하다. 일 예로서, 그와 같은 가변 대역폭은, 5MHz, 10MHz 및 20MHz와 같이 마련된다. 어느 오퍼레이터는 가변 대역폭 중의 하나 이상을 시스템대역으로써 운용하고, 그 시스템 안에서 유저는 1이상의 리소스블록(예를 들면, 5MHz의 시스템대역 중에 25개의 리소스블록이 마련되어 있다.)을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.

이동통신시스템(1000)은, 무선액세스방식으로서, 하향링크에 대해서는 OFDM(직교 주파수 분할 다원 접속)을, 상향링크에 대해서는 SC-FDMA(싱글 캐리어- 주파수 분할 다원 접속)를 사용한다. 상술한 바와 같이, OFDM은, 주파수대역을 복수의 좁은 주파수대역(서브캐리어)으로 분할하고, 각 주파수대 상에 데이터를 실어 전송을 수행하는 방식이다. SC-FDMA는, 주파수대역을 분할하고, 복수의 단말 간에 다른 주파수대역을 이용하여 전송함으로써, 단말 간의 간섭을 저감할 수 있는 전송방식이다.

하향링크에 대해서는, 각 유저장치(100_n)에서 공유하여 사용되는 물리 하향링크 공유채널(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)과, LTE용의 하향 제어채널이 이용된다. 상기 LTE용의 하향 제어채널은, 물리 하향링크 제어채널(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)이라고 불린다. 또, 상기 물리 하향링크 제어채널은, 하향 L1/L2 제어채널(DL L1/L2 Control Channel)이라고도 불린다. 상기 물리 하향링크 공유채널에 의해 하향링크의 데이터신호가 전송된다. 상기 데이터신호는, 트랜스포트 채널로서의 호칭방법은, Downlink-Shared Channel이다.

상향링크에 대해서는, 각 유저장치(100_n)에서 공유하여 사용되는 물리 상향링크 공유채널(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)과, LTE용의 상향 제어채널이 이용된다. 또한, 상향 제어채널에는, 물리 상향링크 공유채널에 시간 다중되는 채널과, 주파수 다중되는 채널의 2종류가 있다. 후자는 물리 상향링크 공유채널과는 달리 전용으로 마련된 대역에서 전송된다. 상기 물리상향링크 공유채널에 의해 상향링크의 데이터신호가 전송된다. 상기 데이터신호는, 트랜스포트 채널로서의 호칭방법은, Uplink-Shared Channel이다.

상향링크에서는, LTE용의 상향 제어채널에 의해, 하향링크의 품질정보(CQI: Channel Quality Indicator) 및 물리 하향링크 공유채널(트랜스포트 채널로서는 Downlink Shared Channel(DL-SCH))의 송달확인정보(HARQ ACK information)가 전송된다. 하향링크의 품질정보(CQI)는, 물리 하향링크 공유채널의 리소스 할당(스케줄링)이나, 적응 변복조 및 부호화(AMC: Adaptive Modulation and Coding)에 있어서의 트랜스포트 포맷을 결정할 때에도 사용된다.

도 3에, 하향링크에 있어서의 서브프레임의 구성을 나타낸다. 도 3에 예시되는 바와 같이, 1서브프레임은 예를 들면 1ms이고, 1서브프레임 중에 예를 들면 14개의 OFDM 심볼이 포함된다. 1서브프레임의 선두로부터 몇개의 OFDM 심볼에는, 상기 물리 하향링크 제어채널이 맵핑된다. 물리 하향링크 제어채널이 맵핑되는 OFDM 심볼의 최대수는 3이다. 물리 하향링크 제어채널은, (1)OFDM 심볼 #1에 맵핑된다, (2)OFDM 심볼 #1과 #2에 맵핑된다, 및 (3)OFDM 심볼 #1과 #2와 #3에 맵핑된다는 3가지 방법으로 맵핑된다. 도 3의 예에서는, 1서브프레임의 선두의 2개의 OFDM 심볼(#1, #2)에 물리 하향링크 제어채널이 맵핑되어 있다. 그리고, 물리 하향링크 제어채널이 맵핑되지 않은 OFDM 심볼에 있어서, 데이터신호(물리채널로서는 물리 하향링크 공유채널 PDSCH, 트랜스포트 채널로서는 DL-SCH)나 동기채널(Synchronization Channel 또는 Synchronization Signal, SCH), 알림채널(BCH) 등이 송신된다. 상기 알림채널은, 예를 들면, Physical BCH라고 불려도 좋다.

또, 주파수 방향에서는 M개의 리소스블록(RB:Resource Block)이 마련된다. 일 예로서, 1리소스블록 당 주파수대역은 180kHz이고, 하나의 리소스블록 안에 12개의 서브캐리어가 존재한다. 설명의 편의상, 1서브캐리어의 대역 및 1OFDM 심볼의 기간을 차지하는 리소스는, '리소스 엘리먼트'라고 불린다. 또, 리소스 블록의 수 M은, 시스템대역폭이 5MHz인 경우에는 25이고, 시스템대역폭이 10MHz인 경우에는 50이며, 시스템대역폭이 20MHz인 경우에는 100이다.

도 4는, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국장치(200)의 개략 블록도를 나타낸다. 기지국장치(200)는, 데이터신호 처리부(202)와, 직병렬 변환부(S/P)(204)와, 다중부(MUX)(206)와, 고속 역 푸리에 변환부(IFFT)(208)와, 사이클릭 프리픽스(CP) 부가부(210)와, 디지털 아날로그 변환부(D/A)(212)와, 레퍼런스신호 생성부(214)와 레퍼런스신호 맵핑 결정부(216)를 갖는다. 데이터신호 처리부(202)는, MCS 설정부(2021)와 부호기(2022)와, 데이터 변조기(2023)와, 인터리버(2024)를 구비한다. 레퍼런스신호 생성부(214)는, 승산부(2141)와, 승산부(2142)를 갖는다.

데이터신호 처리부(202)는, 개개의 유저로의 데이터신호에 관한 처리를 수행한다.

MCS 설정부(2021)는, 데이터신호에 사용되는 변조방식 및 부호화율의 조합을 필요에 따라서 변경하도록 각 처리요소에 지시를 준다. 변조방식 및 부호화율의 조합은, 조합내용을 나타내는 번호(MCS 번호)로 특정되어도 좋다.

부호기(2022)는 데이터신호의 오류 내성을 높이기 위한 채널 부호화를 수행한다. 부호화는 컨볼루션 부호화나 터보 부호화 등의 해당 기술분야에서 주지인 다양한 수법으로 수행되어도 좋다. 본 실시예에서는 데이터신호에 대해서 적응변조 부호화(AMC:Adaptive Modulation and Coding) 제어가 수행되고, 채널 부호화율은 MCS 설정부(2021)로부터의 지시에 따라서 적응적으로 변경된다.

데이터 변조기(2023)는, QPSK, 16QAM, 64QAM 등과 같은 어떠한 적절한 변조방식으로 데이터신호의 데이터 변조를 수행한다. 본 실시예에서는 데이터신호에 대해서 AMC 제어가 수행되고, 변조방식은 MCS 설정부(2021)로부터의 지시에 따라서 적응적으로 변경된다.

인터리버(2024)는 데이터신호에 포함되는 비트의 정렬 순서를 소정의 패턴에 따라서 재정렬한다. 혹은, 인터리버(2024)는, 상술한, 비트의 정렬 순서를 재정렬한다는 처리를 수행하지 않고, 대신에 아무것도 하지 않는다는 처리를 수행해도 좋다. 이 경우, 비트의 정렬 순서는, 원래 그대로이다.

또한, 도 4에는 제어채널에 대한 처리요소가 명시되어 있지 않으나, 제어채널에 대해서도 데이터신호 처리부(202)와 동일한 처리가 수행된다. 단, 제어채널에 대해서 AMC 제어는 수행되지 않아도 좋다.

직병렬 변환부(S/P)(204)는 직렬적인 신호계열(스트림)을 병렬적인 신호계열로 변환한다. 병렬적인 신호계열수는, 서브캐리어수에 따라서 결정되어도 좋다.

다중부(MUX)(206)는, 직병렬 변환부(S/P)(204)로부터의 출력신호를 나타내는 데이터 계열과, 레퍼런스신호를 다중화한다. 다중화는, 시간다중, 주파수다중 또는 시간 및 주파수다중의 어느 방식으로 이루어져도 좋다. 또한, 상기 데이터 계열과, 레퍼런스신호에 더하여, 알림채널이 다중되어도 좋다. 여기서, 다중부(MUX)(206)는, 레퍼런스신호 맵핑 결정부(216)로부터, 해당 서브프레임의 레퍼런스신호의 맵핑 정보를 수취하고, 상기 맵핑 정보에 기초하여, 상기 데이터 계열과, 상기 레퍼런스신호를 다중화한다. 즉, 다중부(MUX)(206)는, 상기 데이터 계열과 상기 레퍼런스신호를, 상기 맵핑 정보에 기초하여, 서브캐리어에 맵핑한다.

고속 역 푸리에 변환부(IFFT)(208)는, 거기에 입력된 신호를 고속 역 푸리에 변환하고, OFDM 방식의 변조를 수행한다.

CP 부가부(210)는, OFDM 방식의 변조 후의 심볼에 Cyclic Prefix(CP)를 부가함으로써, 송신 심볼을 작성한다. 상기 CP의 길이(CP 길이)에는, Long CP와 Short CP의 2종류가 있고, 셀마다 어느 CP 길이를 이용할 것인지가 선택된다.

디지털 아날로그 변환부(D/A)(212)는 베이스밴드의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다.

레퍼런스신호 생성부(214)는, 어느 레퍼런스신호(편의상, 기준신호라고 기재되어 있다)에, 제1계열인 랜덤부호계열과, 제2계열인 직교부호계열을 승산하고, 레 퍼런스신호를 마련한다. 또한, 상술한 예에 있어서는, 제1계열인 랜덤부호계열과, 제2계열인 직교부호계열이 승산되어 있으나, 대신에, 제1계열인 랜덤부호계열만이 승산되어도 좋다.

레퍼런스신호 맵핑 결정부(216)는, 해당 셀의 해당 서브프레임에 있어서, 레퍼런스신호가 어느 서브캐리어에 맵핑되는지를 결정하고, 결정된 레퍼런스신호의 서브캐리어에의 맵핑 정보를 다중부(MUX)(206)에 통지한다.

이하에, 레퍼런스신호 맵핑 결정부(216)에 있어서의, 레퍼런스신호가 맵핑되는 서브캐리어의 결정방법의 상세를 나타낸다.

배경기술에서 설명한 바와 같이, 하향링크의 레퍼런스신호가 맵핑되는 서브캐리어는, 셀 고유의 계열인 f_hop(j)를 정의함으로써 결정된다. j는, 1무선프레임(Radio Frame)에 있어서의 서브프레임을 나타내는 인덱스이다. 1무선프레임은 10ms이므로, j=0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9의 값을 취할 수 있다.

레퍼런스신호 맵핑 결정부(216)는, 예를 들면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 서브프레임마다의 홉핑 패턴을 나타내는 셀 고유의 계열 f_hop(j)을 이하와 같이 정의한다.

[수6]

여기서, ID_g는, 셀 그룹의 ID이다. 제1항의 함수

[수7]

은, 셀 그룹의 ID를 인수로 갖는 랜덤계열이며, 홉핑 패턴을 결정한다. 이 제1항의 함수로 나타나는 계열이, 2단계구조(또는 2층구조)의 제1의 층으로 한다. 셀 그룹 ID의 수는 170이며, ID_g의 값으로서, 0, 1, 2, …, 169가 설정되므로, 함수

[수8]

에서, 29종류의 홉핑 패턴이 정의되어도 좋다. 보다 구체적으로는, 제1층의 함수

[수9]

에 있어서,

[수10]

라는 29종류가 정의되어도 좋다. 또한, 함수

[수11]

를 생성할 때는, 시간적으로 인접하는 서브프레임간의 홉핑의 양을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 시간적으로 인접하는 서브프레임간의 홉핑 양은, 0 또는 1 또는 5로 한정해도 좋다. 다시 말하면, 서브프레임간의 홉핑 양을 소정의 임계값 이하(이 경우, 1 이하)로 한정해도 좋다. 또한, 홉핑 양이 5라는 것은, 실질적으로, 마이너스 방향의 홉핑 양이 1이라는 것과 동일하다. 이와 같이 한정함으로써, 채널 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 함수

[수12]

를 생성할 때, 어느 무선프레임(Radio Frame)의 최후의 서브프레임과, 그 다음의 무선프레임의 최초의 서브프레임과의 사이의 홉핑 양도 고려하여 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 어느 무선프레임의 최후의 서브프레임과, 그 다음의 무선프레임의 최초의 서브프레임과의 사이의 홉핑 양도, 0 또는 1 또는 5로 한정해도 좋다. 다시 말하면, 어느 무선프레임의 최후의 서브프레임과, 그 다음의 무선프레임의 최초의 서브프레임과의 사이의 홉핑 양을 소정의 임계값 이하(이 경우, 1 이하)로 한정해도 좋다. 혹은, 반대로, 시간적으로 인접하는 서브프레임간의 홉핑 양은, 2 또는 3 또는 4로 한정해도 좋다. 또한, 상기 0, 1, 2, 3, 4, 5라고 하는 값 은, 최종적인 홉핑 양은 6으로 나눈 나머지가 되는 것을 고려한 값이다. 따라서, 실제로는, 6 이상의 값이 정의되어도 좋다. 6 이상의 값이 정의되는 경우에도, 6으로 나눈 경우의 나머지에 관해서, 상술한 한정이 적용되는 것이 바람직하다.

2번째의 항에 있는 함수 b(ID_g)는, 제1항째의 함수

[수13]

에 대해서, 고정의 시프팅을 수행하는 함수이며, 예를 들면,

b(ID_g)=ID_g%6

으로 정의된다. 여기서, A%B란, A를 B로 나눈 나머지를 의미한다. 환언하면, 제2항째의 함수 b(ID_g)는, 제1항째의 함수

[수14]

에 대한 고정의 시프트량을 결정한다. 이 고정 시프트량을 결정하는 함수로 나타나는 계열을, 2단계구조(2계층구조)의 2층째의 계열로 한다.

이와 같이, 레퍼런스신호가 맵핑되는 서브캐리어의 위치는, 모두 셀 그룹의 ID를 인수로 하는 제1 함수 a(x,j)와, 제2 함수 b(y)에 의해, 계층적 혹은 트리 구조로 나타나는 함수 f_hop(j)에 의해 결정된다. 그리고, 상기 함수 f_hop(j)에서 결정되 는 레퍼런스신호의 맵핑 정보에 기초하여, 다중부(MUX)(206)는, 데이터신호와 레퍼런스신호를 서브캐리어에 맵핑한다.

더 상세히 설명하면, 예를 들면, 함수 a(x,j)로서, 이하의 경우를 생각한다.

a(0, 0)=7

a(0, 1)=4

a(0, 2)=1

a(0, 3)=7

a(0, 4)=1

a(0, 5)=5

a(0, 6)=0

a(0, 7)=4

a(0, 8)=2

a(0, 9)=2

이 경우, 셀 그룹 ID가 0인 셀에 있어서의 f_hop(j)는, 이하와 같이 된다.

f_hop(0)=7+0=7

f_hop(1)=4+0=4

f_hop(2)=1+0=1

f_hop(3)=7+0=7

f_hop(4)=1+0=1

f_hop(5)=5+0=5

f_hop(6)=0+0=0

f_hop(7)=4+0=4

f_hop(8)=2+0=2

f_hop(9)=2+0=2

또, 셀 그룹 ID가 2인 셀에 있어서의 f_hop(j)는, 이하와 같이 된다.

f_hop(0)=7+2=9

f_hop(1)=4+2=6

f_hop(2)=1+2=3

f_hop(3)=7+2=9

f_hop(4)=1+2=3

f_hop(5)=5+2=7

f_hop(6)=0+2=2

f_hop(7)=4+2=6

f_hop(8)=2+2=4

f_hop(9)=2+2=4

이 결과, 셀 그룹의 ID가 0인 셀에 있어서의 f_hop(j)와, 셀 그룹 ID가 2인 셀에 있어서의 f_hop(j)는, 서로, 그 각 요소가 다르도록 설정되게 된다. 셀 그룹의 ID가 0, 1, 2, 3, 4, 5인 셀에 대해서도, 동일한 것이 적용된다. 즉, 셀 그룹의 ID가 0, 1, 2, 3, 4, 5인 셀에 있어서의 f_hop(j)는, 서로, 그 각 요소가 다르도록 설정된다.

마찬가지로, a(1,j), a(2,j), …로 정의해 가면, 셀 그룹의 ID가 6, 7, 8, 9, 10, 11인 셀에 있어서의 f_hop(j)는, 서로, 그 각 요소가 다르도록 설정되고, 또, 셀 그룹의 ID가 12, 13, 14, 15, 16, 17인 셀에 있어서의 f_hop(j)는, 서로, 그 각 요소가 다르도록 설정된다. 이하, 셀 ID가 169인 셀까지, 동일한 것이 적용된다.

여기서, 이동통신시스템(1000)은, 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 랜덤으로 홉핑 패턴을 결정하는 계열인 a(x,j)의 x의 값이 같은 셀 그룹이 인접하도록, 셀을 배치해도 좋다. 도 6에 있어서는, x=0인 셀 그룹, 즉 셀 그룹의 ID가 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6의 셀 그룹이 서로 인접하도록 배치된다. 또, x=1인 셀 그룹, 즉 셀 그룹 ID가 6, 7, 8, 9, 10, 11의 셀 그룹이 서로 인접하도록 배치된다. 이와 같이, 이동통신시스템(1000)에서는, 홉핑 패턴을 결정하는 제1층의 계열 a(x,j)가 동일한 셀 그룹이 서로 인접하도록 배치되어도 좋다.

홉핑 패턴을 결정하는 a(x,j)가 동일한 셀 그룹이 서로 인접하도록 배치함으로써, 인접하는 셀간에, 레퍼런스신호가 충돌할 확률을 저감할 수 있고, 결과로서, 전송특성이 향상된다.

도 7은, 본 발명의 실시 예에 따른 유저장치(100_n)의 개략 블록도를 나타낸다. 유저장치(100_n)는, 아날로그 디지털 변환기(A/D)(102)와, CP 제거부(104)와, 고속 푸리에 변환부(FFT)(106)와, 분리부(DeMUX)(108)와, 승산부(110)와, 승산부(112)와, 채널 추정부(114)와, 복조부(116)와, 레퍼런스신호 맵핑 정보관리부(118)를 구비한다.

아날로그 디지털 변환기(A/D)(102)는, 수신한 베이스 밴드의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

CP제거부(104)는 수신 심볼로부터 CP를 제거하고, 유효 심볼 부분을 남긴다.

고속 푸리에 변환부(FFT)(106)는, 입력된 신호를 고속 푸리에 변환하고, OFDM 방식의 복조를 수행한다.

분리부(DeMUX)(108)는, 수신신호로부터 레퍼런스신호와 데이터신호(유저데이터 또는 제어데이터)를 분리한다. 여기서, 분리부(DeMUX)(108)는, 레퍼런스신호 맵핑 정보관리부(118)로부터, 해당 서브프레임에 있어서 레퍼런스신호가, 어느 서브캐리어에 맵핑되어 있는지의 정보를 수취하고, 상기 정보에 기초하여, 수신신호로부터 레퍼런스신호와 데이터신호(유저데이터 또는 제어데이터)를 분리한다.

승산부(110,112)는, 레퍼런스신호에 제1계열인 랜덤한 부호계열 및 제2계열 인 직교부호계열을 승산한다. 또한, 상술한 예에 있어서는, 제1계열인 랜덤부호계열과, 제2계열인 직교부호계열이 승산되어 있으나, 대신에, 제1계열인 랜덤부호계열만이 승산되어도 좋다.

채널 추정부(114)는, 레퍼런스신호에 기초하여 채널 추정을 수행하고, 수신한 데이터신호에 어떠한 채널 보상이 이루어저야 하는지를 결정한다.

복조부(116)는, 채널 추정결과에 기초하여 데이터신호를 보상하고, 기지국장치(200)로부터 송신된 데이터신호를 복원한다.

레퍼런스신호 맵핑 정보관리부(118)에 있어서는, 셀 그룹의 ID와, 셀 고유의 계열인 f_hop(j)와의 관계를 나타내는 정보를 미리 취득하고 있다. 그리고, 레퍼런스신호 맵핑 정보관리부(118)는, 자국이 통신을 수행하고 있는 기지국장치(200)가 제공하는 통신 에어리어, 즉, 셀이 속하는 셀 그룹의 ID에 기초하여, f_hop(j)를 취득한다. f_hop(j)의 상세는, 상술한, 레퍼런스신호 맵핑 결정부(216)에 관한 설명과 동일하므로, 생략한다. 레퍼런스신호 맵핑 정보관리부(118)는, 셀 그룹의 ID에 기초하여, f_hop(j)을 취득하고, 상기 f_hop(j)에 기초하여, 해당 서브프레임에 있어서 레퍼런스 신호가, 어느 서브캐리어에 맵핑되어 있는지의 정보를 생성하고, 분리부(DeMUX)(108)에 통지한다.

또한, 상술한 예에 있어서는, 셀 그룹의 ID와, 2단계구조의 계열에 기초하여 레퍼런스신호가 맵핑되는 서브캐리어가 결정되었으나, 셀 그룹의 ID 대신에, 셀 ID가 사용되어도 좋다. 즉, 셀 ID와, 2단계구조의 계열에 기초하여 레퍼런스신호가 맵핑되는 서브캐리어가 결정되어도 좋다.

상술한 실시 예에 있어서는, Evolved UTRA and UTRAN(다른 이름:Long Term Evolution, 혹은, Super 3G)이 적용되는 시스템에 있어서의 예를 기재하였으나, 본 발명에 따른 기지국장치, 유저장치 및 방법은, 하향링크에서 OFDM 방식을 이용하는 모든 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

이렇게 하여 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 170개의 계열 f_hop(j)을, 2층의 구조를 갖는 계열로 정의하고, 인접하는 2개의 셀의 계열 f_hop(j)이, 보다 높은 확률로, 서로 다르도록 함으로써, 전송특성이 좋은 하향링크의 무선통신을 실현하는 것이 가능하게 된다.

본 국제출원은, 2007년 3월 20일에 출원된 일본국 특허출원 제2007-073731호에 기초한 우선권을 주장하는 것으로, 그 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.

Claims

하향링크에 직교주파수 분할다중(OFDM)을 사용하는 이동통신시스템에 있어서의 기지국장치에 있어서,

제1신호를 생성하는 수단;

제2신호를 생성하는 수단;

상기 제1신호와 상기 제2신호를 다중하고 서브캐리어에 맵핑하여 송신 심볼을 생성하는 수단;

상기 제2신호의 상기 서브캐리어에의 맵핑 위치를 결정하는 맵핑 결정수단;을 가지며,

상기 맵핑 결정수단은, 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와, 2단계구조의 계열로 정의되는 맵핑 패턴에 기초하여, 상기 맵핑 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1신호는, 유저데이터 또는 제어데이터를 포함하는 데이터신호이며, 상기 제2신호는, 레퍼런스신호인 것을 특징으로 하는 기지국장치.
제 1항에 있어서,

상기 2단계구조의 계열로 정의되는 맵핑 패턴은, 랜덤한 홉핑 패턴으로 구성 되는 제1층의 계열과, 고정의 시프트량을 갖는 시프팅을 나타내는 제2층의 계열에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
제 3항에 있어서,

상기 랜덤한 홉핑 패턴은, 서브프레임간의 홉핑량을 소정의 임계값 이하로 하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
하향링크에 직교주파수 분할다중(OFDM)을 사용하는 이동통신시스템에 있어서의 유저장치에 있어서,

기지국장치로부터 수신한 신호를 푸리에 변환하고, 수신 심볼을 도출하는 수단;

상기 수신 심볼로부터, 제1신호와 제2신호를 분리하는 수단;

상기 제2신호의 서브캐리어상의 맵핑 정보를 구하고, 상기 맵핑 정보를 상기 분리수단에 공급하는 맵핑 정보관리부;

상기 제2신호를 이용하여 채널 추정을 수행하고, 상기 제1신호를 복조하는 수단;을 가지며,

상기 맵핑 정보관리부는, 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와, 2단계의 계열로 정의되는 맵핑 패턴과의 대응관계를 미리 저장하고, 상기 유저장치가 위치하는 셀의 셀 ID 또는 해당 셀이 속하는 셀 그룹의 ID에 기초하여, 상기 맵핑 패턴을 검출하고, 검출한 맵핑 패턴을 상기 분리수단에 공급하는 것을 특징으로 하는 유저장치.
제 5항에 있어서,

상기 제1신호는, 유저데이터 또는 제어데이터를 포함하는 데이터신호이며, 상기 제2신호는, 레퍼런스신호인 것을 특징으로 하는 유저장치.
제 5항에 있어서,

상기 2단계의 계열로 정의되는 맵핑 패턴은,

랜덤한 홉핑 패턴으로 구성되는 제1층의 계열과, 고정의 시프트량을 갖는 시프팅을 나타내는 제2층의 계열에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 유저장치.
제 7항에 있어서,

상기 랜덤한 홉핑 패턴은, 서브프레임간의 홉핑량을 소정의 임계값 이하로 하는 것을 특징으로 하는 유저장치.
하향링크에 직교주파수 분할다중(OFDM)을 사용하는 이동통신시스템에 있어서의 신호의 서브캐리어에의 맵핑 방법에 있어서,

기지국장치에 있어서, 제1신호와 제2신호를 다중하고, 서브캐리어에 맵핑하여 송신 심볼을 생성할 때, 상기 제2신호를, 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와, 랜덤한 홉핑 패턴으로 구성되는 제1 계열과 고정의 시프트량을 갖는 시프팅을 나타내는 제2 계열의 2단계의 계열로 정의되는 맵핑 패턴에 의해 결정되는 서브캐리어 위치에 맵 핑하는 것을 특징으로 하는 맵핑방법.
제 9항에 있어서,

상기 맵핑 패턴은, 상기 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와 관련지어져 상기 랜덤한 홉핑 패턴의 계열을 정의하는 제1 함수와, 상기 셀 ID 또는 셀 그룹 ID와 관련지어져 상기 고정 시프트량의 시프트 패턴의 계열을 정의하는 제2 함수와의 합으로 정의되는 것을 특징으로 하는 맵핑방법.
제 9항에 있어서,

상기 제1 계열에 있어서, 동일 홉핑 패턴을 갖는 셀 또는 셀 그룹은, 인접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 맵핑방법.