KR20100004469A - 광대역 무선통신시스템에서 채널 코딩 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신시스템에서 채널 코딩 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 채널 코딩 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 송신 장치는, 할당된 자원크기와 MCS레벨에 따라 입력 크기(NINPUT)를 결정하고, 전송될 MAC데이터에 특정 값의 비트를 패딩(padding)하여 상기 NINPUT 크기의 패킷을 생성하는 패킷 생성기와, 상기 패킷 생성기로부터의 패킷을 HARQ 적용 여부에 따라 CRC인코딩하여 출력하는 CRC인코더와, 상기 CRC인코더로부터의 패킷을 인코딩 가능 최대 크기(MAXINPUT)에 따라 분할하여 NEB개의 FEC블럭을 생성하는 분할기와, 상기 분할기로부터의 각 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기인지 판단하고, 인코딩 불가능한 크기일 경우 인코딩 가능한 크기가 되도록 해당 FEC블럭에 제로(zero)를 패딩하며, 상기 제로 패딩된 패킷을 인코딩하여 인코딩 패킷을 생성하는 부호기를 포함한다.
Figure P1020080064659
광대역 무선접속, 채널 코딩, HARQ

Description

광대역 무선통신시스템에서 채널 코딩 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL CODING IN A BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신시스템에서 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신시스템에서 채널 코딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선 통신 기술로 인정받고 있다. 향후 대부분의 무선통신 기술에서는 상기 OFDM 기술이 사용될 것으로 예상되며, 현재 3.5세대 기술이라고 불리는 IEEE 802.16 계열의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)에서도 상기 OFDM 기술을 표준규격으로 채택하고 있다. 상기 OFDM/OFDMA 기반의 시스템은 다수의 부반송파(sub-carrier)들을 사용하여 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다
상기 광대역 무선접속 통신시스템의 경우, 물리계층 전송단위는 버스 트(burst)이다. 데이터는 버스트 단위로 채널 코딩되어 전송된다. 여기서, 채널 코딩 방식으로 길쌈부호(CC : Convolutional Codes) 등이 사용될 수 있다. 한편, 상기 IEEE 802.16e 기반의 시스템은 Nep 기반 부호화 방식과 DIUC(Downlink Interval Usage Code) 기반 부호화 방식을 사용하고 있다. 상기 DIUC 기반의 부호화 방식은 DIUC 값에 따라 코딩 타입(FEC_CODE_TYPE)이 결정되고, 상기 결정된 코딩 타입에 따라 패킷을 부호화하는 방식이다. 이때, 상기 코딩 타입은 부호율(coding rate) 및 변조차수(Modulation order)를 나타낸다.
현재, IEEE 802.16e 기반의 시스템은 상기 코딩 타입마다 하나의 부호 패킷을 구성하는 최대 슬롯 개수를 정하고 있다. 이러한 규칙에 따라 DIUC 기반의 CTC는 최대 패킷 크기를 480비트로 제한하고 있다. 또한, CTC의 경우, 특정 사이즈(7의 배수)의 패킷은 두 개로 분리되어 인코딩되는 구조를 갖는데, 이와 같이 기존의 FEC 방식은 긴 인코딩 크기를 통해 획득할 수 있는 FEC(Forward Error Correction) 성능(또는 코딩 이득)을 저하시키는 문제를 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 FEC의 성능을 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 다양한 MCS레벨을 수용하는 채널코딩 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 다양한 패킷 크기를 수용하는 채널코딩 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 다양한 패킷 크기에 대해 다양한 MCS 적용이 가능한 채널 코딩 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 분할(fragmentation), 패딩(padding) 및 삭제(deletion) 동작을 통해, 다양한 패킷 크기 및 다양한 MCS레벨을 수용하는 채널 코딩 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 통신시스템에서 송신 장치에 있어서, 할당된 자원크기(NRS)와 MCS레벨에 따라 입력 패킷 크기(NINPUT)를 결정하고, 전송될 MAC데이터에 특정 값의 비트를 패딩(padding)하여 상기 NINPUT 크기의 패킷을 생성하는 패킷 생성기와, 상기 패킷 생성기로부터의 패킷을 HARQ 적 용 여부에 따라 CRC인코딩하여 출력하는 CRC인코더와, 상기 CRC인코더로부터의 패킷을 인코딩 가능 최대 크기(MAXINPUT)에 따라 분할하여 NEB개의 FEC블럭을 생성하는 분할기와, 상기 분할기로부터의 각 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기인지 판단하고, 인코딩 불가능한 크기일 경우 인코딩 가능한 크기가 되도록 해당 FEC블럭에 제로(zero)를 패딩하며, 상기 제로 패딩된 패킷을 인코딩하여 인코딩 패킷을 생성하는 부호기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 통신시스템에서 송신 방법에 있어서, 할당된 자원크기(NRS)와 MCS레벨에 따라 입력 패킷 크기(NINPUT)를 결정하는 과정과, 전송될 MAC데이터에 특정 값의 비트를 패딩(padding)하여 상기 NINPUT 크기의 패킷을 생성하는 과정과, 상기 생성된 패킷을 HARQ 적용 여부에 따라 CRC인코딩하는 과정과, 상기 CRC인코딩된 패킷을 인코딩 가능 최대 크기(MAXINPUT)에 따라 분할하여 NEB개의 FEC블럭을 생성하는 과정과, 상기 생성된 각 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기인지 판단하는 과정과, 인코딩 불가능한 크기일 경우, 인코딩 가능한 크기가 되도록 해당 FEC블럭에 제로(zero)를 패딩하는 과정과, 상기 제로 패딩된 패킷을 인코딩하여 인코딩 패킷을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다양한 패킷 크기에 대해 다양한 MCS레벨을 적용할 수 있으므로, 충분한 코딩 이득을 획득할 수 있다. 또한, 시스템에 적용할 수 있는 MCS레벨을 다양화함으로, 시스템 용량을 증대시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 효율적인 자원의 활용과 FEC 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 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.
이하, 본 발명은 광대역 무선접속 통신시스템에서 FEC의 성능을 향상시키기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다. 특히, 본 발명은 기존 시스템보다 다양한 패킷 사이즈 및 기존 시스템보다 많은 MCS레벨을 수용할 수 있는 채널 코딩 방안에 대해 살펴보기로 한다. 상기 채널 코딩 기법에는 CC(convolutional Codes), CTC(Convolutional Turbo Codes), TC(turbo Codes), LDPC(Low Density Parity Check) 등이 있으며, 이하 설명은 CTC를 예를 들어 살펴보기로 한다.
이하 설명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)기반의 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 설명하지만, 본 발명은 채널코딩 기법을 사용하는 통신시스템이라면 용이하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 송신기는 상대적인 개념으로 기지국 혹은 단말이 될 수 있다.
도시된 바와 같이, 송신기는 제어기(100), 패킷 생성기(102), 랜덤화기(104), CRC(Cyclic Redundancy Check)인코더(106), 분할기(108), 부호기(110), 반복 및 선택기(112), 변조기(114), 부반송파 매핑기(116), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산기(118), CP(Cyclic Prefix)추가기(120), DAC(Digital to Analog Converter)(122) 및 RF(Radio Frequency)처리기(124)를 포함하여 구성된다. 여기서, 제어기(100) 내지 반복 및 선택기(112)는 FEC 관련 블록이다.
도 1을 참조하면, 먼저 제어기(100)는 FEC에 관련된 전반적인 동작을 제어한다. 가령, 상기 제어기(100)는 이번 전송될 패킷에 대하여 자원크기(NRS)와 MCS레벨을 결정하며, 상기 자원크기(NRS)와 상기 MCS레벨에 따라 입력 패킷 개수(NINPUT)를 계산하여 패킷 생성기(102) 및 분할기(108)로 제공할 수 있다. 또한, 상기 제어기(100)는 HARQ(Hybrid ARQ) 적용여부에 따라 패킷 생성기(102) 및 CRC인코더(106)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어기(100)는 코딩에 필요한 파라미터(CTC 내부 인터리빙에 필요한 파라미터 등)를 관리하며, 이번 전송될 패킷에 적용될 파라미터를 해당 구성부를 제공할 수 있다.
상기 패킷 생성기(102)는 MAC(Media Access Control)계층으로부터 MAC 데이 터(K 바이트)를 입력받고, 상기 MAC데이터에 특정 값(예: '1')의 비트를 패딩(padding)하여 상기 NINPUT 사이즈의 패킷으로 만든다. 이때, 상기 패딩되는 비트 개수는 CRC 인코딩 여부를 고려하여 결정된다. 예를 들어, CRC인코딩을 수행하는 경우, 패딩되는 비트 개수는 [ NINPUT-(K*8)-NCRC](여기서,NCRC는 CRC 길이를 나타냄)로 결정된다. 여기서, 상기 패킷 생성기(102)는 다양한 크기의 패킷들을 생성할 수 있다.
랜덤화기(104)는 상기 패킷 생성기(102)로부터의 패킷을 스크램블링 코드로 스크램블링하여 출력한다. 여기서, 상기 스크램블링 코드는 PRBS생성기를 통해 생성할 수 있다.
CRC인코더(106)는 상기 랜덤화기(104)로부터의 패킷을 HARQ 적용여부에 따라 CRC 인코딩이 필요한 경우 CRC인코딩하여 출력한다. 즉, CRC인코딩이 필요한 경우, 상기 CRC인코더(106)는 랜덤화기(104)로부터의 패킷를 이용해서 CRC코드를 생성하고, 상기 생성된 CRC코드를 상기 패킷에 부가하여 출력한다.
분할기(108)는 상기 CRC인코더(106)로부터의 패킷을 상기 제어기(100)의 제어하에 분할을 수행하여 적어도 하나의 FEC블록을 생성한다. 일반적으로, 부호화 기법에 따라 인코딩이 가능한 최대 크기가 정해진다. 상기 부호화 기법으로 예를 들어, CC, CTC, LDPC 등이 있으며, 이러한 부호화 기법들은 각각 인코딩 가능 최대 크기를 가진다. 이러한 인코딩 가능 최대 크기를 MAXINPUT라 할 때, 상기 분할기(108)는 입력된 패킷 크기(NINPUT)가 상기 인코딩 가능 최대 크기(MAXINPUT)보다 클 경우, 분할(fragmentation)을 수행하여 NEB개의 FEC블럭을 생성한다. 여기서, FEC블럭 개수(NEB)는 다음 <수학식 1>과 같이 표현된다.
Figure 112008048317319-PAT00001
여기서, MAXINPUT는 인코딩 가능 최대 크기를 나타낸다. 예를 들어, CC의 경우 16bytes, CTC의 경우 600 bytes, LDPC의 경우 1028 bytes일 수 있다. 상기 NINPUT은 다음 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
NINPUT =NRS × m × r / 8 (byte)
여기서, NRS는 할당받은 데이터 부반송파(data subcarriers) 개수를 나타내며, NRS=NRU ⅹNtones 로 정의될 수 있다. 여기서, NRU는 할당된 LRU의 개수를 나타내고, Ntones는 하나의 LRU에 속하는 데이터 부반송파의 개수를 나타낸다. 그리고, m은 변조차수(modulation order)이며, r은 부호율(code rate)이다.
한편, 패킷이 적어도 두 개의 FEC블럭으로 분할되는 경우, 각 FEC블럭의 크기는 다음 수학식 3에 의해 결정될 수 있다.
NINPUT = NEB ×Q + R, 0 ≤ R < NEB
상기 수학식 3에 따라, 전제 NEB개의 인코더들 중 R개의 인코더에서는 Q+1(byte) 사이즈의 패킷을 인코딩하고, 나머지 (NEB-R)개의 인코더에서는 Q(byte) 사이즈의 패킷을 인코딩하여, 각각 8*(Q+1)/r과 8*Q/r의 부호비트(encoded bits)를 생성한다. 즉, NINPUT 크기의 패킷이 두 개 이상의 인코더를 통해 인코딩되는 경우, Q 와 Q+1의 크기로 분할되어 인코딩될 수 있다.
즉, 상기 분할기(108)는 입력된 패킷 크기(NINPUT)가 상기 인코딩 가능 최대 크기(MAXINPUT)보다 클 경우, 입력 패킷을 R개의 (Q+1) 바이트의 FEC블럭들과 (NEB-R)개의 Q 바이트의 FEC블럭들로 분할하여 부호기(110)로 제공한다.
부호기(110)는 상기 분할기(108)로부터의 적어도 하나의 FEC블럭을 각각 인코딩하여 출력한다. 여기서, FEC블럭들을 병렬로 처리할 경우, 상기 부호기(110)는 다수의 인코더들을 구비할 수 있으며, 직렬로 처리할 경우 하나의 인코더를 구비할 수 있다. 상기 부호기(110)를 CTC인코더로 가정할 경우, 상기 CTC인코더의 상세 구성은 도 2와 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 CTC인코더는 CTC 내부 인터리버, 구성 부호기(constituent encoder) 및 스위치로 구성된다. 정보데이터가 2비트씩 병렬로 입력되며, 상기 입력되는 2개의 비트열들은 그대로 정보어 파트(systematic part)로 출력된다. 한편, 내부 인터리버는 상기 2개의 비트열들을 인터리빙하여 출력한다. 여기서, 상기 내부 인터리버의 인터리빙에 필요한 파라미터들은 상기 제어기(100) 로부터 제공받는다. 스위치는 상기 정보어 파트로 출력되는 2개의 비트열 및 상기 내부 인터리버로부터 출력되는 2개의 비트열을 교대로 선택하여 구성부호기(constituent encoder)로 출력한다. 그러면, 상기 구성부호기는 입력되는 2개의 비트열들을 부호화하여 제1패리티 파트(Y1,Y2)와 제2패리티 파트(W1,W2)를 교대로 출력한다. 즉, 상기 CTC인코더는 2개의 정보 비트들이 입력되었을 때 6개의 부호 비트들을 출력하는 R=1/3으로 동작할 수 있으며. 상기 출력되는 6개의 부호 비트들의 선택 조합에 따라 다른 부호율을 지원할 수도 있다. 상기 CTC인코더에서 출력되는 6개의 비트열들은 서로 다른 서브블록을 형성하며, 상기 6개의 서브블록들은 서로 독립적으로 인터리빙될 수도 있다.
그런데, 부호화 기법에 따라 부호기(100)가 인코딩할 수 없는 패킷 크기가 존재할 수 있다. 이는 부화화 기법의 특징에 의해 발생되는 문제이다. 예를 들어, CTC인코더의 경우, 테일-비팅(tail-biting) 방법을 사용하기 때문에 7의 배수에 해당되는 크기는 인코딩이 불가능하다. 또한, CTC인코더의 내부 인터리버에 정의되지 않은 크기에 대해서도 인코딩이 불가능하다. 이러한 경우, 상기 부호기(100)는 입력된 패킷(FEC블럭)의 크기보다 크면서 인코딩이 가능한 크기를 검색하고, 검색된 크기가 되도록 입력된 패킷의 끝에 '0'값의 비트를 Nzp만큼 패딩한다. 즉, 상기 부호기(100)는 패딩을 거친 Nep 크기의 패킷을 인코딩하여 인코딩 패킷을 생성한다. 그리고, 상기 부호기(100)는 상기 인코딩 패킷에서 상기 패딩된 제로 비트들을 제거하여 출력한다. 즉, 상기 부호기(100)는 상기 인코딩 패킷의 정보어 파 트(systematic part)에서 상기 패딩된 제로 비트들을 제거하여 출력한다. 이와 같이, 본 발명은 부호기에서 가장 큰 패킷 크기로 인코딩이 가능하기 때문에, FEC 성능을 향상시킬 수 있다.
반복 및 선택기(112)는 상기 부호기(110)로부터의 인코딩 패킷에서 실제 전송할 비트들을 선택하여 출력한다. 여기서, 상기 반복 및 선택기(112)는 하나의 버스트를 통해 전송되는 인코딩 패킷들을 연접하는 동작을 수행할 수 있다. 상기 반복 및 선택기(112)는 전송률 정합(rate matching)을 위한 블록으로, 상기 부호기(110)로부터의 부호비트들(encoded bits)을 소정 규칙에 따라 반복 및 비트 선택하여 전송률 정합된 패킷을 출력할 수 있다.
또한, 상기 반복 및 선택기(112)는 HARQ를 지원하기 블록으로, 상기 부호기(110)로부터의 인코딩 패킷(부호비트들)을 버퍼링하며, 각 전송(초기 전송과 재전송)마다 해당 전송패킷(서브패킷)에 해당하는 비트들을 선택하여 출력한다. 하기 <수학식 4>는 i번째 서브패킷에 대한 j번째 비트 선택 방식을 나타낸 것이다.
Figure 112008048317319-PAT00002
여기서, i는 HARQ　서브패킷 인덱스를 의미하며, 초기전송에서는 '0'의 값을 가지고, 재전송마다 1씩 증가하게 된다. 여기서, i=0일 경우,
Figure 112008048317319-PAT00003
이므로, 초기전송(i=0)일 경우, 상기 수학식 4의 결과 값은 '0'이 된다. 단, HARQ 동작이 체이스 컴바이닝(chase combining)인 경우에는 i 값은 증가하지 않는다. 즉, 계속 '0' 값을 가진다. Ni는 i번째 서브패킷에서 선택되어야 하는 부호비트(encoded bits)의 크기를 나타내며, 이 값은 분할(Fragmentation) 동작에서 설명된 8*(Q+1)/r 혹은 8*Q/r에 해당하는 값이다. rm은 부호기의 모부호율(mother code rate)의 역수에 해당하는 값이다. 예를 들어, CC의 경우 '2', CTC의 경우 '3', LDPC부호의 경우 '5'의 값을 가질 수 있다. NEP는 인코더의 입력 패킷의 크기를 나타내고, Nzp는 입력 패킷에 패딩된 제로 비트의 개수를 나타낸다.
변조기(114)는 상기 반복 및 선택기(112)로부터의 데이터를 정해진 방식으로 변조(modulation)하여 출력한다. 예를 들어, 상기 변조 방식은, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등이 사용될 수 있다.
부반송파 매핑기(116)는 상기 변조기(114)로부터의 데이터를 부반송파에 매핑하여 출력한다. IFFT연산기(118)는 상기 부반송파 매핑기(116)에 의해 부반송파 매핑된 신호를 IFFT연산하여 시간영역의 샘플데이터를 출력한다. CP추가기(120)는 상기 IFFT연산기(118)로부터의 샘플데이터에 보호구간(예: CP)을 추가하여 OFDM심볼을 발생한다. DAC(122)은 상기 CP추가기(120)로부터의 OFDM심볼을 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF송신기(124)는 상기 DAC(122)로부터의 기저대역 아날로그 신호를 RF신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신기의 동작 절차를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 먼저 송신기는 301단계에서 현재 채널 상황 및 현재 자원 상황을 고려하여 적절한 자원 크기(NRS) 및 MCS(Modulation and Coding Scheme)를 결정하고, 상기 자원 크기와 상기 MCS레벨에 따라 전송 가능한 패킷의 크기(NINPUT)를 결정한다. 여기서, 전송 가능한 패킷의 크기(NINPUT)는 다음 수식과 같이 표현될 수 있다.
NINPUT =N RS × m × r / 8 (byte)
여기서, NRS는 할당받은 데이터 부반송파(data subcarriers) 개수를 나타내며, NRS=NRU ⅹNtones 로 정의될 수 있다. 여기서, NRU는 할당된 LRU의 개수를 나타내고, Ntones는 하나의 LRU에 속하는 데이터 부반송파의 개수를 나타낸다. 그리고, m은 변조차수(modulation order)이며, r은 부호율(code rate)이다.
그리고, 상기 송신기는 303단계에서 이번에 전송될 MAC(Media Access Control)데이터의 크기(K bytes)를 확인한다. 이후, 상기 송신기는 305단계에서 이번 전송될 패킷에 HARQ가 적용되는지 검사한다. 만일, HARQ가 적용되지 않으면, 상기 송신기는 307단계로 진행하여 상기 MAC데이터에 [NINPUT-(K*8)]만큼의 비트를 패딩(padding)하여 물리계층 패킷을 생성한후 311단계로 진행한다.
반면, HARQ가 적용되면, 상기 송신기는 309단계로 진행하여 상기 MAC데이터 에 [NINPUT - (K*8) - NCRC](여기서, NCRC는 CRC 길이를 나타냄)만큼의 비트를 패딩하여 물리계층 패킷을 생성한후 상기 311단계로 진행한다. 즉, HARQ가 적용되는 경우, 상기 송신기는 이후 패킷에 부가되는 CRC코드 길이를 고려해서 패딩 비트의 개수를 결정한다.
이와 같이, NINPUT 사이즈의 패킷이 생성되면, 상기 송신기는 상기 311단계에서 상기 생성된 패킷을 스크램블링 코드로 랜덤화(randomization)를 수행한다. 이때, 상기 스크램블링 코드는 PBRS 생성기(generator)를 통해 생성할 수 있다.
상기 랜덤화를 수행한 후, 상기 송신기는 313단계에서 이번 패킷에 HARQ가 적용되는지 검사한다. 만일, 상기 HARQ가 적용되지 않으면 상기 송신기는 317단계로 바로 진행한다. 반면, 상기 HARQ가 적용되면, 상기 송신기는 315단계로 진행하여 상기 랜덤화된 패킷을 CRC(Cyclic Redundancy Check)인코딩한다. 즉, 상기 패킷을 이용해서 CRC코드를 생성하고, 상기 생성된 CRC코드를 상기 패킷에 부가한다.
이후, 상기 송신기는 상기 317단계에서 상기 패킷의 크기(NINPUT)가 인코딩 가능한 최대 크기(MAXINPUT)보다 큰지를 검사한다. 일반적으로, 부호화 기법에 따라 인코딩이 가능한 최대 크기가 정해진다. 만일, 상기 패킷의 크기(NINPUT)가 상기 인코딩 가능한 최대 크기(MAXINPUT)보다 작거나 같으면, 상기 송신기는 319단계로 진행하여 상기 패킷을 하나의 FEC 블록으로 생성한후 325단계로 진행한다.
반면, 상기 패킷의 크기(NINPUT)가 상기 인코딩 가능한 최대 크기(MAXINPUT)보 다 크면, 상기 송신기는 321단계로 진행하여 상기 패킷을 상기 최대 크기(MAXINPUT)로 분할한다. 그리고 상기 송신기는 323단계에서 NEB개의 FEC블럭들을 생성한후 상기 325단계로 진행한다. 이때, 상기 FEC블럭 개수는 상기 수학식 1과 같이 정의되며, 각 FEC블럭의 크기는 상기 수학식 3을 고려할 때 (Q+1) 바이트 혹은 Q 바이트가 될 수 있다.
이후, 상기 송신기는 상기 325단계에서 각 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기인지를 검사한다. 일반적으로, 부호화 기법에 따라 인코딩할 수 없는 크기가 존재할 수 있다. 예를 들어, CTC인코더의 경우, 7의 배수에 해당하는 크기는 인코딩이 불가능하다. 또한, 내부 인터리버에 정의되지 않은 크기 또한 인코딩이 불가능하다. 이런 경우, 제로 패딩을 통해 인코딩 가능한 크기로 변환한다.
즉, 상기 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기가 아니면, 상기 송신기는 327단계로 진행하여 해당 FEC블럭 크기보다 크면서 인코딩이 가능한 가장 가까운 크기를 검색하고, 상기 검색된 크기가 되도록 상기 FEC블럭의 끝에 제로('0') 비트를 패딩한 후, 인코딩을 수행하여 인코딩 패킷을 생성한다. 그리고 상기 송신기는 329단계에서 인코딩 패킷에서 상기 패딩된 제로 비트를 제거(deletion)하고, 반복(repetition) 및 비트 선택(bit selection)을 통해 실제 전송할 비트를 선택한다.
반면, 상기 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기이면, 상기 송신기는 331단계로 진행하여 해당 FEC블럭을 인코딩하여 인코딩 패킷을 생성한다. 그리고 상기 송신기는 333단계로 진행하여 반복 및 비트 선택을 통해 상기 인코딩 패킷에서 실제 전송할 비트를 선택한다. 상기와 같이, 선택된 부호비트들은 버스트 단위로 취합되어 변조기(modulator)로 제공될 수 있다. 상기 반복 및 비트 선택 동작은 전송률 정합(rate matching) 및 HARQ에 따른 서브패킷 생성에 사용될 수 있다.
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 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 CTC인코더의 상세 구성을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신기의 동작 절차를 도시하는 도면.

Claims (20)

  1. 통신시스템에서 송신 장치에 있어서,
    할당된 자원크기(NRS)와 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨에 따라 입력 패킷 크기(NINPUT)를 결정하고, 전송될 MAC데이터에 특정 값의 비트를 패딩(padding)하여 상기 NINPUT 크기의 패킷을 생성하는 패킷 생성기와,
    상기 패킷 생성기로부터의 패킷을 HARQ 적용 여부에 따라 CRC인코딩하여 출력하는 CRC인코더와,
    상기 CRC인코더로부터의 패킷을 인코딩 가능 최대 크기(MAXINPUT)에 따라 분할하여 NEB개의 FEC블럭을 생성하는 분할기와,
    상기 분할기로부터의 각 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기인지 판단하고, 인코딩 불가능한 크기일 경우 인코딩 가능한 크기가 되도록 해당 FEC블럭에 제로(zero)를 패딩하며, 상기 제로 패딩된 패킷을 인코딩하여 인코딩 패킷을 생성하는 부호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패킷 생성기로부터의 패킷을 스크램블링 코드로 스크램블링하여 상기 CRC인코더로 제공하는 랜덤화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부호기로부터의 인코딩 패킷에서 실제 전송할 데이터를 선택하여 출력하는 반복 및 선택기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반복 및 선택기로부터의 데이터를 변조하여 출력하는 변조기와,
    상기 변조기로부터의 데이터를 OFDM변조하여 출력하는 OFDM변조기와,
    상기 OFDM변조기로부터의 데이터를 RF처리하여 송신하는 송신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패킷 생성기는, HARQ가 적용되지 않으면 상기 MAC데이터에 [NINPUT -(K*8)]만큼의 '1' 비트를 패딩(padding)하고, 상기 HARQ가 적용되면 상기 MAC데이터에 [NINPUT - (K*8) - NCRC](여기서, NCRC는 CRC 길이를 나타냄)만큼의 '1' 비트를 패 딩하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 FEC블럭의 개수(NEB)는 다음과 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008048317319-PAT00004
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분할기는 다음 수식에 근거해서 R개의 (Q+1) 바이트의 FEC블럭들과 (NEB-R)개의 Q 바이트의 FEC블럭들을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
    NINPUT = NEB × Q + R, 0 ≤ R < NEB
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부호기는, 상기 인코딩 패킷에서 상기 패딩된 제로 비트들을 제거하여 출력하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제3항 있어서,
    상기 반복 및 선택기는, 반복(repetition) 및 비트 선택(bit selection)을 통해 전송률 정합(rate matching) 및 HARQ에 따른 서브패킷 생성을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반복 및 선택기는, HARQ 수행시 i번째 서브패킷에 대한 j번째 비트를 다음 수식에 의해 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008048317319-PAT00005
    여기서, i는 HARQ　서브패킷 인덱스를 나타내고, Ni는 i번째 서브패킷에서 선택되어야 하는 부호비트(encoded bits)의 크기를 나타내며, rm은 모부호율(mother code rate)의 역수에 해당하며, NEP는 인코더의 입력 패킷 크기를 나타내고, Nzp는 입력 패킷에 패딩된 제로비트의 개수를 나타냄.
  11. 통신시스템에서 송신 방법에 있어서,
    할당된 자원크기(NRS)와 MCS레벨에 따라 입력 패킷 크기(NINPUT)를 결정하는 과정과,
    전송될 MAC데이터에 특정 값의 비트를 패딩(padding)하여 상기 NINPUT 크기의 패킷을 생성하는 과정과,
    상기 생성된 패킷을 HARQ 적용 여부에 따라 CRC인코딩하는 과정과,
    상기 CRC인코딩된 패킷을 인코딩 가능 최대 크기(MAXINPUT)에 따라 분할하여 NEB개의 FEC블럭을 생성하는 과정과,
    상기 생성된 각 FEC블럭의 크기가 인코딩 가능한 크기인지 판단하는 과정과,
    인코딩 불가능한 크기일 경우, 인코딩 가능한 크기가 되도록 해당 FEC블럭에 제로(zero)를 패딩하는 과정과,
    상기 제로 패딩된 패킷을 인코딩하여 인코딩 패킷을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 생성된 NINPUT 크기의 패킷을 스크램블링 코드로 스크램블링하여 상기 CRC인코딩 과정의 입력으로 제공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방 법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 생성된 인코딩 패킷에서 실제 전송할 데이터를 선택하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 선택된 데이터를 변조하여 과정과,
    상기 변조된 데이터를 OFDM변조하는 과정과,
    상기 OFDM변조된 데이터를 RF처리하여 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 NINPUT 크기의 패킷을 생성하는 과정은,
    HARQ가 적용되지 않을 경우, 상기 MAC데이터에 [NINPUT -(K*8)]만큼의 '1' 비트를 패딩(padding)하는 과정과,
    상기 HARQ가 적용될 경우, 상기 MAC데이터에 [NINPUT - (K*8) - NCRC](여기서, NCRC는 CRC 길이를 나타냄)만큼의 '1' 비트를 패딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 FEC블럭의 개수(NEB)는 다음과 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008048317319-PAT00006
  17. 제16항에 있어서, 상기 NEB개의 FEC블럭을 생성하는 과정은,
    다음 수식에 근거해서 R개의 (Q+1) 바이트의 FEC블럭들과 (NEB-R)개의 Q 바이트의 FEC블럭들을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
    NINPUT = NEB × Q + R, 0 ≤ R < NEB
  18. 제11항에 있어서,
    상기 생성된 인코딩 패킷에서 상기 패딩된 제로 비트들을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밥업.
  19. 제13항 있어서, 상기 선택 과정은,
    반복(repetition) 및 비트 선택(bit selection)을 통해 전송률 정합(rate matching)을 수행하는 과정과,
    상기 반복 및 비트 선택을 통해 HARQ에 따른 서브패킷을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제9항에 있어서, 상기 서브패킷 생성 과정은,
    i번째 서브패킷에 대한 j번째 비트를 다음 수식에 의해 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008048317319-PAT00007
    여기서, i는 HARQ　서브패킷 인덱스를 나타내고, Ni는 i번째 서브패킷에서 선택되어야 하는 부호비트(encoded bits)의 크기를 나타내며, rm은 모부호율(mother code rate)의 역수에 해당하며, NEP는 인코더의 입력 패킷 크기를 나타내고, Nzp는 입력 패킷에 패딩된 제로비트의 개수를 나타냄.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180100047A (ko) * 2015-12-03 2018-09-06 아이디에이씨 홀딩스, 인크. Dft-s ofdm 및 ofdm을 위한 제로 테일 및 유니크 워드 기반 파형

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