KR20100103315A - Method and apparatus for transmitting/receiving feedback inforamtion in a communication system using a plurality of antennas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다수개의 안테나를 사용하는 통신시스템에서 피드백(feedback) 정보를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving feedback information in a communication system using a plurality of antennas.
최근 다수의 사용자 단말들에게 동일한 멀티미디어(multimedia) 데이터 패킷을 송신하는 서비스에 대한 요구가 증대함에 따라, 통신망과 방송망의 장점을 가져오고 단점을 보완하는 통신 방송 융합 기술 및 서비스가 주목받고 있다. 상기 통신망에서 방송 및 멀티캐스트(multicast) 송신의 효율 향상을 위한 기술로는 3GPP(3rd generation partnership project)에서 표준화가 진행 중인 MBMS(multimedia broadcast and multicast service)와, IEEE 802.16에서 표준화가 진행 중인MBS(multicast and broadcast service)가 있다.Recently, as a demand for a service for transmitting the same multimedia data packet to a plurality of user terminals increases, communication broadcast convergence technologies and services bringing advantages and ameliorating disadvantages of communication networks and broadcasting networks have been attracting attention. Techniques for improving the efficiency of broadcasting and multicast transmission in the communication network include multimedia broadcast and multicast service (MBMS), which is being standardized in 3rd generation partnership project (3GPP), and MBS (standardization, which is being standardized, in IEEE 802.16). multicast and broadcast service).
상기 MBMS는 동일한 데이터 패킷을 다수의 사용자 단말들에게 동시에 송신하 는 서비스이다. 즉, MBMS를 이용하는 다수의 사용자 단말들은 동일한 데이터 패킷을 하나의 링크(Link)를 통해서 동시에 수신한다. 이러한 MBMS 방식은, CBS(cell broadcast service) 방식과 유사하다. 그러나, 상기 CBS 방식이 저속의 메시지 기반 서비스인데 반해, 상기 MBMS 방식은 IP 멀티캐스트 송신을 기반으로 고속의 멀티미디어 데이터 패킷 송신을 목적으로 하는 서비스라는 차이점이 있다. 따라서 상기 MBMS 방식은 자원 이용의 효율성 높일 수 있고, 이를 사용하는 사용자 단말은 멀티미디어 서비스를 값싸게 이용할 수 있는 장점을 가진다.The MBMS is a service for transmitting the same data packet to multiple user terminals at the same time. That is, multiple user terminals using MBMS simultaneously receive the same data packet through one link. This MBMS scheme is similar to the CBS (cell broadcast service) scheme. However, the CBS scheme is a low-speed message-based service, whereas the MBMS scheme is a service aimed at high-speed multimedia data packet transmission based on IP multicast transmission. Therefore, the MBMS scheme can increase the efficiency of resource usage, and the user terminal using the MBMS scheme can use multimedia services at low cost.
상기 MBMS 방식은 멀티 셀(multi-cell)과 단일 셀(single-cell) 기반으로 구분된다.The MBMS scheme is divided into a multi-cell and a single-cell basis.
먼저, 멀티 셀 기반의 MBMS 방식은 SFN(single frequency network)을 기반으로 복수의 기지국들이 동일한 데이터 패킷을 송신한다. 이후, 사용자 단말들은 상기 복수의 기지국들로부터 수신한 데이터 패킷들을, 소프트 컴바이닝(soft combining)하여 매크로 다이버시티(macro diversity) 이득을 얻을 수 있다. 이러한 특징으로 인해, 상기 멀티 셀 기반의 MBMS 방식은 하향링크만을 사용하는 방송 타입의 데이터 패킷 송신에 유리하다. 반면, 사용자 단말별로 QoS(Quality of Service)의 보장이 어렵다는 단점을 가진다. 그러므로, 상기 멀티 셀 기반의 MBMS 방식은 지역별로 서로 다른 멀티캐스트 데이터 패킷 송신에는 잘 사용되지 않는다.First, in the multi-cell based MBMS scheme, a plurality of base stations transmit the same data packet based on a single frequency network (SFN). Thereafter, the user terminals may soft combine the data packets received from the plurality of base stations to obtain a macro diversity gain. Due to this feature, the multi-cell based MBMS scheme is advantageous for data type transmission of a broadcast type using only downlink. On the other hand, it is difficult to guarantee the quality of service (QoS) for each user terminal. Therefore, the multi-cell based MBMS scheme is not well used for transmitting different multicast data packets for each region.
한편, 상기한 멀티 셀 기반의 MBMS 방식의 단점을 보완하는 즉, 개별 사용자 단말의 QoS를 보장할 수 있는 단일 셀 기반의 MBMS 방식이 대두되었다. 상기 단일 셀 기반 MBMS 방식은 H-ARQ(Hybrid Automatic Retransmit ReQuest) 등의 적용을 통 해서 멀티캐스트 그룹에 포함되는 사용자 단말들 각각의 QoS를 보장한다. 이를 위해서, 기지국은 멀티캐스트 그룹에 포함되는 사용자 단말별로 피드백(feedback) 정보를 수신해야 한다. 상기 피드백 정보는, 상기 기지국으로부터 멀티캐스트된 데이터 패킷의 디코딩(decoding) 성공 여부를 나타내는 ACK/NACK 신호이다. 따라서 상기 멀티캐스트 그룹에 포함되는 사용자 단말들이 상기 피드백 정보를 상기 기지국에게 송신하기 위한 피드백 채널이 필요하다.On the other hand, a single cell based MBMS scheme that can compensate for the shortcomings of the multi-cell based MBMS scheme, that is, guarantee QoS of individual user terminals, has emerged. The single cell based MBMS scheme guarantees QoS of each of the user terminals included in the multicast group through application of Hybrid Automatic Retransmit ReQuest (H-ARQ). To this end, the base station should receive feedback information for each user terminal included in the multicast group. The feedback information is an ACK / NACK signal indicating whether decoding of a multicast data packet from the base station is successful. Accordingly, a feedback channel is required for user terminals included in the multicast group to transmit the feedback information to the base station.
피드백 채널을 할당하는 방식으로는, 유니캐스트(unicast) 송신을 위한 ACK/NACK 채널을 각 단말 별로 할당해주는 개별 할당 방식과, 온-오프 키잉 (OOK: On-Off Keying, 이하 'OOK'라 칭하기로 한다) 변조 기법을 사용하는 공용 피드백 채널 방식을 고려할 수 있다. 상기 공용 피드백 채널 방식은 그룹내의 사용자 단말들이 하나의 피드백 채널을 공유한다. 따라서 사용자 단말 수가 아무리 증가하더라도 필요로 하는 피드백 채널 자원이 증가하지 않는다.As a method of allocating a feedback channel, an individual allocation method for allocating an ACK / NACK channel for unicast transmission for each terminal and on-off keying (OOK) are called OOK. A common feedback channel method using a modulation scheme may be considered. In the common feedback channel scheme, user terminals in a group share one feedback channel. Therefore, no matter how many user terminals increase, the required feedback channel resources do not increase.
한편, 일반적으로, OOK 방식에서 ACK 신호는 NACK 신호의 Off 신호라 판단되므로, 따로 송신되지 않는다.In general, since the ACK signal is determined to be an off signal of the NACK signal in the OOK method, it is not transmitted separately.
상기 피드백 정보를 수신한 상기 기지국은, 상기 사용자 단말별로 상기 멀티캐스트된 데이터 패킷에 대한 디코딩 성공 여부가 아닌 해당 멀티캐스트 그룹에 속하는 사용자 단말들 중 적어도 하나가 상기 데이터 패킷에 대한 디코딩을 성공하지 못했는지 여부만을 관심사로 갖는다. 즉, 상기 기지국은 상기 멀티캐스트 그룹 내의 NACK 신호를 송신한 사용자 단말이 하나라도 있는지를 알면 된다. 따라서 각 사용자 단말은 디코딩 성공 시 ACK 신호를 송신하지 않고, 디코딩 실패 시에만 NACK 신호만을 송신한다. 이때, 기지국은 상기 사용자 단말들로부터 상기 공용 피드백 채널을 통해서 수신되는 NACK 신호들을 OOK 변조 기법을 이용하여 합성한다. 상기 OOK 변조기법을 통해서 합성된 신호는, 에너지 검출 기법을 이용하여 NACK 신호를 송신한 사용자 단말의 존재 여부를 판단하기 위해서 사용된다.The base station receiving the feedback information, at least one of the user terminals belonging to the multicast group other than the success of decoding the multicast data packet for each user terminal does not succeed in decoding the data packet. Only concern. That is, the base station needs to know whether there is at least one user terminal that has transmitted the NACK signal in the multicast group. Therefore, each user terminal does not transmit an ACK signal when decoding succeeds, but only a NACK signal when decoding fails. In this case, the base station synthesizes NACK signals received from the user terminals through the common feedback channel by using a OOK modulation scheme. The signal synthesized through the OOK modulation technique is used to determine the existence of a user terminal that transmits a NACK signal using an energy detection technique.
상기한 바와 같은 공용 피드백 채널 방식은 사용자 단말별로 피드백 채널을 할당하지 않고, OOK 변조 방식을 사용하여 하나의 공용 피드백 채널을 이용함으로써, 사용자 단말 수의 증가에 따른 추가적인 필요 자원이 발생하지 않는다. 또한, 사용자 단말의 수가 증가하면 증가할 수록 합성된 신호의 에너지가 증가하므로, 신호의 미 검출 오류(miss detection)가 감소하게 된다. 따라서 상기 공용 피드백 채널 방식은 해당 멀티캐스트 그룹 내 사용자 단말의 수가 증가할수록 상기 개별 할당 기술에 비해 효율성이 뛰어나다.As described above, the common feedback channel scheme does not allocate a feedback channel for each user terminal, and by using one common feedback channel using the OOK modulation scheme, no additional resources are generated as the number of user terminals increases. In addition, as the number of user terminals increases, the energy of the synthesized signal increases, so that the miss detection of the signal decreases. Accordingly, the common feedback channel scheme is more efficient than the individual allocation technique as the number of user terminals in the multicast group increases.
공용 피드백 채널 방식에서 다수개의 안테나들을 구비한 사용자 단말을 사용하는 경우, 상기 다수개의 안테나들에 따른 경로 수가 증가한다. 이로 인해, 채널 응답의 독립성이 증가하여 성능 향상을 가져올 수 있다.When a user terminal having a plurality of antennas is used in a common feedback channel scheme, the number of paths according to the plurality of antennas increases. As a result, the independence of the channel response may be increased, resulting in performance improvement.
그러나, 상기 성능 향상의 정도는 미비하다. 따라서 다수개의 안테나들을 적용하였을 때 보다 큰 성능 향상을 가져올 수 있는 공용 피드백 채널이 요구되어 진다.However, the degree of performance improvement is insignificant. Therefore, there is a need for a common feedback channel that can result in greater performance when multiple antennas are applied.
본 발명은 다수개의 안테나들을 사용하는 통신 시스템에서 피드백 정보를 송신 및 수신하는 방법 및 장치를 제안한다.The present invention proposes a method and apparatus for transmitting and receiving feedback information in a communication system using a plurality of antennas.
본 발명은 다수개의 안테나들을 사용하는 사용자 단말의 피드백 정보를 상기 다수개의 안테나별로 직교하는 특성을 갖는 수열 형태로 생성하는 방법 및 장치를 제안한다.The present invention proposes a method and apparatus for generating feedback information of a user terminal using a plurality of antennas in the form of a sequence having orthogonal characteristics for each of the plurality of antennas.
본 발명은 다수개의 안테나들을 사용하는 사용자 단말의 피드백 정보를 상기 다수개의 안테나별로 직교하는 특성을 갖는 수열 형태로 생성하고, 상기 수열 형태의 피드백 정보를 공용 피드백 채널을 통해서 송신하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides a method and apparatus for generating feedback information of a user terminal using a plurality of antennas in a sequence form having an orthogonal characteristic for each of the plurality of antennas and transmitting the sequence form feedback information through a common feedback channel. do.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 통신 시스템에서 적어도 2개의 안테나를 사용하는 사용자 단말이 피드백 정보를 송신하는 방법에 있어서, 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해서 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하는 과정과, 상기 데이터 패킷을 디코딩하고, 상기 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부를 확인하는 과정과, 상기 확인 결과 상기 데이터 패킷의 디코딩이 실패한 경우, 상기 데이터 패킷의 디코딩의 실패를 나타내는 NACK 신호를 상기 안테나 개수와 동일한 개수의 수열들을 사용하여 생성하는 과정과, 상기 NACK 신호를 공용 피드백 채널을 통해서 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함하며 상기 생성된 수열들 각각은 서로간에 직교성을 갖고, 시퀀스 신호를 포함함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting feedback information by a user terminal using at least two antennas in a communication system, the method comprising: receiving a data packet from a base station through a downlink multicast transmission channel; Decoding the data packet, checking whether the data packet has been successfully decoded; and when the decoding of the data packet fails as a result of the checking, the number of NACK signals indicating failure of decoding of the data packet is equal to the number of antennas. And generating the NACK signal to the base station through a common feedback channel. Each of the generated sequences has orthogonality to each other and includes a sequence signal. .
본 발명의 실시 예에 따른 다른 방법은, 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해서 다수의 사용자 단말들에게 데이터 패킷을 송신하는 과정과, 상기 사용자 단 말들 중 상기 데이터 패킷을 수신한, 적어도 하나의 사용자 단말로부터 상기 데이터 패킷의 디코딩의 성공 여부를 나타내는 피드백 정보를 공용 피드백 채널을 통해서 수신하는 과정과, 상기 피드백 정보로부터 상기 적어도 하나의 사용자 단말이 포함하는 적어도 2개의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 신호를 검출하는 과정과, 상기 검출된 시퀀스 신호들의 총 에너지를 계산한 후, 상기 총 에너지와 임계값을 비교하는 과정과, 상기 비교 결과 상기 총 에너지가 상기 임계값을 초과할 경우, 상기 피드백 정보가 NACK 신호라고 판단하는 과정을 포함하며 상기 피드백 정보는 상기 안테나들과 동일한 개수의 수열들을 포함하고, 상기 수열들 각각은 서로 간에 직교성을 갖고, 시퀀스 신호를 포함함을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of transmitting data packets to a plurality of user terminals through a downlink multicast transmission channel, and at least one user terminal receiving the data packets among the user terminals. Receiving feedback information indicating whether the decoding of the data packet is successful through a common feedback channel, and detecting a sequence signal corresponding to each of at least two antennas included in the at least one user terminal from the feedback information. And calculating a total energy of the detected sequence signals, comparing the total energy with a threshold, and when the total energy exceeds the threshold as a result of the comparison, the feedback information is a NACK signal. And the feedback information is the same as that of the antennas. And a number of sequences, each of which is orthogonal to each other and comprises a sequence signal.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 피드백 정보를 송신하는 적어도 2개의 안테나를 사용하는 사용자 단말을 포함하는 통신 시스템에서 피드백 정보를 송신하는 장치에 있어서, 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해서 기지국으로부터 송신된 데이터 패킷을 수신하고, 상기 데이터 패킷을 디코딩하고, 상기 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부를 확인하고, 상기 확인 결과 상기 데이터 패킷의 디코딩이 실패한 경우, 상기 데이터 패킷의 디코딩의 실패를 나타내는 NACK 신호를 상기 안테나 개수와 동일한 개수의 수열을 사용하여 생성하고, 상기 NACK 신호를 공용 피드백 채널을 통해서 상기 기지국으로 송신하는 사용자 단말을 포함하며; 상기 생성된 수열들 각각은 서로간에 직교성을 갖고, 시퀀스 신호를 포함한다.An apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for transmitting feedback information in a communication system including a user terminal using at least two antennas for transmitting feedback information, and transmitting from a base station through a downlink multicast transmission channel. Receiving a decoded data packet, decoding the data packet, confirming whether the decoding of the data packet is successful, and if the decoding of the data packet fails as a result of the checking, the NACK signal indicating that the decoding of the data packet has failed. A user terminal generating using the same number of antennas as the number of antennas and transmitting the NACK signal to the base station through a common feedback channel; Each of the generated sequences is orthogonal to each other and includes a sequence signal.
본 발명의 실시 예에 따른 다른 장치는, 통신 시스템에서 피드백 정보를 수신하는 장치에 있어서, 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해서 다수의 사용자 단 말들에게 데이터 패킷을 송신하고, 상기 사용자 단말들 중 상기 데이터 패킷을 수신한, 적어도 하나의 사용자 단말로부터 상기 데이터 패킷의 디코딩의 성공 여부를 나타내는 피드백 정보를 공용 피드백 채널을 통해서 수신하고, 상기 피드백 정보로부터 상기 적어도 하나의 사용자 단말이 구비하는 적어도 2개의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 신호를 검출하고, 상기 검출된 시퀀스 신호들의 총 에너지를 계산한 후, 상기 총 에너지와 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 총 에너지가 상기 임계값을 초과할 경우, 상기 피드백 정보가 NACK 신호라고 판단하는 기지국을 포함하며; 상기 피드백 정보는 상기 안테나들과 동일한 개수의 수열들을 포함하고, 상기 수열들 각각은 서로 간에 직교성을 갖고, 시퀀스 신호를 포함한다.Another apparatus according to an embodiment of the present invention, in the apparatus for receiving feedback information in a communication system, transmits a data packet to a plurality of user terminals through a downlink multicast transmission channel, and the data among the user terminals. Receive feedback information indicating whether the decoding of the data packet is successful from the at least one user terminal receiving the packet through a common feedback channel, each of the at least two antennas provided by the at least one user terminal from the feedback information Detects a sequence signal corresponding to a; calculates total energy of the detected sequence signals; compares the total energy with a threshold; and when the total energy exceeds the threshold as a result of the comparison, the feedback information A base station for determining that is a NACK signal; The feedback information includes the same number of sequences as the antennas, each of which is orthogonal to each other and includes a sequence signal.
본 발명의 실시 예에 따른 기지국은, 통신 시스템에서 피드백 정보를 수신하는 기지국에 있어서, 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해서 다수의 사용자 단말들에게 데이터 패킷을 공용 피드백 채널을 통해서 송신하고, 상기 사용자 단말들 중 상기 데이터 패킷을 수신한, 적어도 하나의 사용자 단말로부터 상기 데이터 패킷의 디코딩의 성공 여부를 나타내는 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보로부터 상기 적어도 하나의 사용자 단말이 포함하는 적어도 2개의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 신호를 검출하고, 상기 검출된 시퀀스 신호들의 총 에너지를 계산한 후, 상기 총 에너지와 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 총 에너지가 상기 임계값을 초과할 경우, 상기 피드백 정보가NACK 신호라고 판단하는 기지국을 포함하며 상기 피드백 정보는 상기 안테나들과 동일한 개수의 수열들을 포함하고, 상기 수열들 각각은 서로 간에 직교성을 갖고, 시퀀스 신호를 포함한다.A base station according to an embodiment of the present invention, in a base station receiving feedback information in a communication system, transmits a data packet to a plurality of user terminals through a downlink multicast transmission channel through a common feedback channel, and the user terminal Receiving feedback information indicating whether the decoding of the data packet is successful from at least one user terminal having received the data packet, and from each of the at least two antennas included in the at least one user terminal from the feedback information After detecting a corresponding sequence signal, calculating total energy of the detected sequence signals, comparing the total energy with a threshold, and if the total energy exceeds the threshold as a result of the comparison, the feedback information is And a base station for determining that it is a NACK signal and Is each of the sequence, contains the sequence of the same number as the antennas having orthogonality to each other, and a signal sequence.
본 발명은 공용 피드백 채널 방식을 사용함으로써, 멀티캐스트 송신에서 사용되는 피드백 주파수 자원을 줄일 수 있고, 해당 셀 내의 사용자 단말의 수가 증가함에 따라 성능이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 다수개의 안테나들을 사용하는 사용자 단말로 인하여 신호 송신 경로가 증가하고, 각 경로별 페이딩(fading)이 독립적인 성격을 가지게 됨에 따라, 어느 정도 성능 향상을 기대할 수 있다. 상기 사용자 단말이 NACK 신호를 각각의 안테나별로 직교하는 수열 형태로 송신함으로써, 기지국은 피드백 정보 수신 성공율이 증가하고, 이로 인해 재송신 횟수가 줄어들어 전체적으로 효율적인 주파수 운용이 가능한 효과가 있다.The present invention can reduce the feedback frequency resources used in the multicast transmission by using the common feedback channel scheme, and the performance can be greatly improved as the number of user terminals in the cell increases. In addition, due to an increase in signal transmission paths and fading for each path due to a user terminal using a plurality of antennas, a certain performance improvement may be expected. Since the user terminal transmits the NACK signal in the form of orthogonal sequences for each antenna, the base station increases the success rate of receiving feedback information, thereby reducing the number of retransmissions, thereby enabling efficient frequency operation as a whole.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
이하, 본 발명은 공용 피드백 채널 방식을 기반으로 하는 멀티캐스트 송신에 있어서, 각각 다수개의 안테나들을 구비한 사용자 단말들이 공용 피드백 채널을 통해서 피드백 정보를 기지국으로 송신하는 방법 및 장치를 제안한다. 여기서는, 상기 사용자 단말들 각각의 다수개의 안테나들의 수가 모두 동일한 경우를 가정하여 설명한다.Hereinafter, the present invention proposes a method and apparatus for transmitting feedback information to a base station through a common feedback channel by user terminals each having a plurality of antennas in multicast transmission based on a common feedback channel scheme. Herein, it is assumed that the number of antennas of each of the user terminals is the same.
본 발명은 상기 피드백 정보가 NACK 신호인 경우, 상기 NACK 신호를 상기 사용자 단말들의 안테나 개수에 상응하는 수열 형태로 생성한다. 이때, 상기 안테나 개수별로 생성된 수열은 서로 직교한다. 상기 피드백 정보가 ACK 신호인 경우에는 상기 기지국으로 아무런 신호도 송신되지 않는다.According to the present invention, when the feedback information is a NACK signal, the NACK signal is generated in a sequence form corresponding to the number of antennas of the user terminals. At this time, the sequence generated for each antenna number is orthogonal to each other. If the feedback information is an ACK signal, no signal is transmitted to the base station.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공용 피드백 채널의 전송 자원 블록 구조도이다.1 is a block diagram of a transmission resource block of a common feedback channel according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 공용 피드백 채널의 전송 자원은 주파수 축과 시간 축으로 구성되는 2차원 면적에서, 총 N개의 블록으로 구성되고, 블록들 각각은 총 M개의 서브 블록들로 구성된다.Referring to FIG. 1, a transmission resource of a common feedback channel includes a total of N blocks in a two-dimensional area including a frequency axis and a time axis, and each block includes a total of M subblocks.
일 예로, 사용자 단말들 각각 2개의 안테나들을 구비한 경우를 가정한다. 상 기 사용자 단말들의 피드백 정보는, 상기 2개의 안테나에 대응하는 2개의 수열로 나타내어진다. 이때, 상기 2개의 수열은 서로 직교한다. 즉, 첫 번째 안테나를 통해서 송신되는 제1수열()과 두 번째 안테나를 통해서 송신되는 제2수열()은 하기 <수학식1>과 같이 표현된다.As an example, assume that each of the user terminals has two antennas. The feedback information of the user terminals is represented by two sequences corresponding to the two antennas. At this time, the two sequences are orthogonal to each other. That is, the first sequence transmitted through the first antenna ( ) And the second sequence transmitted through the second antenna ( ) Is expressed by
예를 들어, 상기 총 샘플 수(M)가 '8'이라 가정하면, 상기 제1수열은 으로 표현되고, 상기 제1수열과 직교하는 제2수열은 으로 표현된다.For example, assuming that the total sample number M is '8', the first sequence is Represented by, the second sequence orthogonal to the first sequence is .
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 적어도 하나의 사용자 단말과 기지국 간에 운용되는 공용 피드백 채널에서의 신호 흐름도이다. 여기서는, 상기 적어도 하나의 사용자 단말이 2개의 안테나를 구비한 경우를 가정하여 설명하지만, 그 외의 경우도 가능함은 물론이다.2 is a signal flowchart of a common feedback channel operated between at least one user terminal and a base station according to an embodiment of the present invention. Here, a description will be given on the assumption that the at least one user terminal is provided with two antennas, but other cases are also possible.
도 2를 참조하면, 101단계에서 기지국은 셀 내에 위치한 사용자 단말들에게 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해서 동일한 데이터 패킷을 송신한다.Referring to FIG. 2, in
102단계에서 상기 동일한 데이터 패킷을 수신한 사용자 단말들은 각각 수신된 동일한 데이터 패킷을 디코딩한다. 상기 사용자 단말들 중 임의의 사용자 단말은 103단계에서 상기 수신한 동일한 데이터 패킷이 이전에 수신되어 디코딩에 성공 한 적이 있는지를 검사한다. 왜냐하면, 상기 수신한 동일한 패킷이 재송신된 데이터 패킷일 경우, 이전에 수신되어 디코딩에 성공하였다면, 또 다시 디코딩하여 그 성공 여부를 판단할 필요가 없기 때문이다. 예를 들어, 상기 수신한 동일한 데이터 패킷이 이전에 수신되어 디코딩에 성공했던 데이터 패킷이라 가정하자. 이때, 103 단계의 검사 단계를 거치지 않고, 상기 수신한 동일한 데이터 패킷을 또 다시 디코딩하는 경우를 가정하자. 이 경우, 이미 상기 수신한 동일한 데이터 패킷에 대한 디코딩 성공을 알리는 ACK 신호가 상기 기지국으로 송신된 상태이다. 그러나, 다시 수행한 디코딩이 실패할 경우, 상기 기지국으로 상기 수신한 동일한 데이터 패킷에 대한 NACK 신호를 재송신하는 상황이 발생하게 된다. 따라서 상기한 바와 같은 상황으로 인해 전체적인 처리율(throughput)이 낮아질 수 있으므로, 103단계의 검사 단계가 필요하다.In
상기 103단계에서의 검사 결과, 상기 수신한 동일한 데이터 패킷이 이전에 수신하여 디코딩에 성공한 적이 있는 경우, 108단계에서 상기 임의의 사용자 단말은 다음 데이터 패킷의 수신을 대기한다. 이때, 상기 임의의 사용자 단말은 따로 ACK를 송신하지 않는다.As a result of the checking in
상기 103 단계에서의 검사 결과, 상기 수신한 동일한 데이터 패킷이 이전에 수신하여 디코딩에 성공한 적이 없는 경우, 104 단계에서 상기 임의의 사용자 단말은 상기 수신한 동일한 데이터 패킷의 디코딩을 수행한 후, 그 성공 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 디코딩에 성공한 경우, 108 단계로 진행한다.If the received same data packet has not been successfully received and decoded before, as a result of the checking in
상기 판단 결과 실패한 경우, 105 단계에서 상기 임의의 사용자 단말은 상기 수신한 동일한 데이터 패킷의 디코딩에 대한 NACK 신호를 상기 공용 피드백 채널을 통해서 상기 기지국으로 송신한다. 이때, 상기 NACK 신호는 상기 임의의 사용자 단말이 구비한 2개의 안테나 각각을 통해서 서로 직교하는 수열 형태로 송신된다.If the determination fails, in
106단계에서 상기 기지국은 상기 공용 피드백 채널을 감시하여 NACK 신호를 수신하고, 107단계로 진행한다. 107 단계에서 상기 기지국은 에너지 검출법을 통해서 상기 수신한 NACK 신호의 에너지 값을 측정하고, 109단계로 진행한다. 109단계에서 상기 기지국은 상기 측정된 NACK 신호의 에너지 값이 임계값을 초과하는 지 비교한다. 상기 비교 결과 상기 측정된 NACK 신호의 에너지 값이 상기 임계값을 초과하지 않는 경우, 120단계로 진행한다. 120단계에서 상기 기지국은 상기 106단계에서 수신한 NACK 신호가 ACK신호라 판단한다. 즉, 상기 데이터 패킷을 수신한 사용자 단말들 중 NACK 신호를 송신한 단말은 하나도 없다고 판단하고, 122단계로 진행한다.In
122단계에서 상기 기지국은 다음 데이터 패킷의 송신을 준비한다.In
상기 비교 결과, 상기 측정된 NACK 신호의 에너지 값이 상기 임계값을 초과하는 경우, 110단계에서 상기 기지국은 상기 사용자 단말들 중 NACK 신호를 송신한 사용자 단말이 존재한다고 판단하고, NACK 신호의 수신 횟수를 카운트하고, 111단계로 진행한다. 111단계에서 상기 기지국은 상기 카운트된 NACK 신호의 수신 횟수가 제한된NACK 신호의 횟수를 초과하는 지 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 카운트된 NACK 신호의 수신 횟수가 제한된 NACK 신호의 횟수를 초과하지 않는 경우, 112단계에서 상기 기지국은 상기 101단계에서 송신한 동일한 데이터 패킷의 재송신을 준비한다.As a result of the comparison, when the measured energy value of the NACK signal exceeds the threshold, in
상기 비교 결과 상기 카운트 된 NACK 신호의 수신 횟수가 상기 제한된 NACK 신호의 횟수를 초과하는 경우, 121단계에서 상기 기지국은 상기 110단계에서 송신한 동일한 데이터 패킷의 송신 실패를 결정하고, 122단계로 진행한다. 왜냐하면, 임의의 사용자 단말과의 수신 상태가 좋지 않을 경우, 상기 기지국이 계속해서 송신한 데이터 패킷의 NACK 신호를 수신하게 되므로, 전체적인 처리량이 떨어지는 상황을 방지하기 위함이다.If the number of reception of the counted NACK signal exceeds the number of the limited NACK signal as a result of the comparison, in
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 2개의 안테나를 사용하는 사용자 단말과 기지국의 구조도이다.3 is a structural diagram of a user terminal and a base station using two antennas according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 사용자 단말(200)은 수신부(201)와, 제어부(202)와, 디코딩부(203)와, NACK 신호 발생부(204)와, 시퀀스 발생부들(205-1,205-2) 및 2 개의 안테나들(206-1, 206-2)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the
상기 수신부(201)는 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해 기지국(210)으로부터 송신된 데이터 패킷을 수신하여 상기 디코딩 부(203)로 전달한다. 이때, 상기 데이터 패킷은 상기 하향링크 멀티캐스트 송신 채널을 통해서 상기 사용자 단말(200)을 포함하는 다수의 사용자 단말들에게 동일하게 수신된다.The
상기 디코딩부(203)는 상기 수신한 데이터 패킷을 디코딩한 후, 디코딩의 성공 여부를 상기 NACK 신호 발생부(204)로 전달한다.The
상기 제어부(202)는 상기 수신한 데이터 패킷가 이전에 수신되어 디코딩에 성공한 적이 있는지를 검사한다. 상기 검사결과 디코딩에 성공한 적이 없는 경우, 상기 제어부(202)는 상기 NACK 신호 발생부(204)가 NACK 신호를 발생하도록 제어한다. 상기 검사 결과 디코딩에 성공한 적이 있는 경우, 상기 제어부(202)는 상기 수신부(201)가 다음 데이터 패킷의 수신을 대기하도록 제어한다.The
상기 NACK 신호 발생부(204)는 상기 제어부(202)가 NACK 신호를 발생하도록 제어할 경우, 상기 시퀀스 발생부들(205-1,205-2) 각각으로 NACK 신호를 출력한다. 상기 시퀀스 발생부들(205-1,205-2) 각각은 상기 입력된 NACK 신호를 서로 직교하는 수열 일 예로, [1 1]과 [1 -1], 즉 2개의 엘리먼트로 구성되는 2 개의 시퀀스로 생성하여 각각의 안테나(206-1,206-2)를 통해서 상기 기지국으로 송신한다. 상기 수열은 공용 피드백 채널에서 NACK 신호 발생 시에만 송신되는 신호 형태를 나타낸다.The
상기 기지국(210)은 수신 안테나(211)와, 상관기들(correlator) (212-1,212-2)과, 절대값의 제곱기들(214-1,214-2)과 가산기(216) 및 NACK/ACK 판단부(218)를 포함한다.The
상기 기지국(210)은 상기 데이터 패킷을 송신한 사용자 단말들로부터 상기 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 대한 피드백 정보를 수신한다.The
상기 기지국(200)은 상기 수신 안테나(211)를 통해서 상기 사용자 단말(200)로부터 송신된 피드백 정보를 수신하여 상기 상관기들(212-1,212-2)에게 전달한다. 이때, 상기 사용자 단말(200)로부터 송신된 NACK 신호는 시퀀스 신호 [1 1]과 시퀀스 신호 [1 -1]가 합해진 형태로 수신된다.The
상기 상관기들 (212-1,212-2)은 상기 수신된 시퀀스 신호로부터 각각 시퀀 스 신호[1 1]과 시퀀스 신호[1 -1]를 검출하여 상기 절대값의 제곱기들(214-1,214-2)로 출력한다.The correlators 212-1 and 212-2 detect the sequence signal [1 1] and the sequence signal [1-1] from the received sequence signal, respectively, to obtain the absolute squarers 214-1 and 214-2. Will output
상기 절대값의 제곱기들(214-1,214-2)은 각각 입력된 시퀀스 신호의 절대값을 제곱하여 에너지를 검출하고, 상기 가산기(216)로 출력한다. 상기 가산기(216)는 입력된 에너지 값을 합하여 종합된 에너지 값 를 상기 NACK/ACK 판단부(218)로 출력한다.The absolute squarers 214-1 and 214-2 square the absolute values of the input sequence signals to detect energy and output the energy to the
구체적으로, 상기 절대값의 제곱기들(214-1,214-2)과 상기 가산기(216)의 동작을 통해서 획득되는 는 하기 <수학식2>와 같이 계산된다.Specifically, the squares of the absolute values 214-1 and 214-2 and the
기서, 은 n번째 블록의 m번째 수신 신호를 나타내고, 은 상기 안테나(206-1)를 통해서 송신되는 수열의 엘리먼트를 나타내고, 은 상기 안테나(206-21)를 통해서 송신되는 수열의 엘리먼트를 나타낸다.Occupation, Denotes the mth received signal of the nth block, Represents an element of a sequence transmitted through the antenna 206-1, Denotes a sequence of elements transmitted via the antennas 206-21.
사용자 단말의 안테나 수가 개인 경우, 상기 는 하기 <수학식3>과 같이 계산된다.Antenna count of user terminal If personal Is calculated as in
이후, 상기 NACK/ACK 판단부(218)는 상기 를 임계값 와 비교한다. 상기 비교 결과는 하기 <수학식 4>와 같이 판단된다. Then, the NACK /
즉, 상기 비교 결과, 상기 가 상기 를 초과할 경우, 상기 기지국은 상기 사용자 단말로부터 수신한 피드백 정보가 NACK 신호라 판단한다. 또한, 상기 비교 결과, 상기 가 상기 이하일 경우, 상기 사용자 단말로부터 수신한 피드백 정보가 ACK 신호라 판단한다.That is, the comparison result, the Remind When exceeding, the base station determines that the feedback information received from the user terminal is a NACK signal. In addition, as a result of the comparison, Remind In the following case, it is determined that the feedback information received from the user terminal is an ACK signal.
상기 임계값 에 따라 사용자 단말이 송신한 피드백 정보 수신에 대한 오류 검출(miss detection)과 거짓 알람(false alarm)의 발생 확률이 달라진다. 상기 오류 검출은 상기 피드백 정보가 NACK 신호였으나 ACK 신호로 잘못 판단하는 경우 사용되며, 상기 거짓 알람은 상기 피드백 정보가 ACK 신호였으나 NACK 신호로 잘못 판단하는 경우 사용된다.The threshold Accordingly, the probability of occurrence of error detection and false alarm for receiving feedback information transmitted from the user terminal varies. The error detection is used when the feedback information is a NACK signal but is incorrectly determined as an ACK signal. The false alarm is used when the feedback information is an ACK signal but is incorrectly determined as a NACK signal.
일반적으로, 상기 임계값 은 상기 거짓 알람을 기준으로 결정한다. 이 경우, 채널의 SNR(Signal to Noise Ratio) 환경과 상관없이 임계값이 일정하면, 상기 거짓 알람의 발생 확률 역시 일정하다. 따라서 목표값을 만족하는 거짓 알람의 발생 확률 값에 해당하는 에너지값을 임계값으로 지정하고, 그에 따라 에너지 검출을 수행하면 각 SNR 환경에 따른 차등적인 오류 검출의 발생 확률을 구할 수 있다.Generally, the threshold Is determined based on the false alarm. In this case, if the threshold is constant regardless of the signal to noise ratio (SNR) environment of the channel, the probability of occurrence of the false alarm is also constant. Therefore, if the energy value corresponding to the occurrence probability value of the false alarm satisfying the target value is designated as the threshold value, and the energy detection is performed accordingly, the probability of occurrence of differential error detection according to each SNR environment can be obtained.
본 발명은 상기 오류 검출과 상기 거짓 알람 각각의 발생 확률을 고려하여 상기 임계값 을 결정한다.The threshold value is considered in consideration of a probability of occurrence of each of the error detection and the false alarm. .
첫번째, 상기 거짓 알람의 발생 확률을 일정값으로 결정할 경우, 상기 임계값은 하기 <수학식 5>와 같이 계산되는 상기 거짓 알람의 발생 확률을 만족하는 값으로 결정된다.First, when the probability of occurrence of the false alarm is determined as a constant value, the threshold is determined as a value that satisfies the probability of occurrence of the false alarm calculated as in Equation 5 below.
여기서, 는 상기 거짓 알람의 발생 확률을 나타내고, N은 공용 피드백 채널의 전송 자원의 블록 개수를 나타내고, M은 상기 블록에 포함되는 서브 블록의 수를 나타내고, 는 NACK 신호를 나타내는 수열의 샘플 에너지 즉, 를 나타내고, 은 잡음 신호의 I 축 또는 Q 축의 평균 전력을 나타낸다.here, Represents a probability of occurrence of the false alarm, N represents the number of blocks of transmission resources of the common feedback channel, M represents the number of sub-blocks included in the block, Is the sample energy of the sequence representing the NACK signal, Lt; / RTI > Represents the average power of the I or Q axis of the noise signal.
두 번째, 상기 오류 검출의 발생 확률을 목표 SNR 값을 기반으로 결정할 때, 하기 <수학식 6>과 같이 계산되는 오류 검출의 발생 확률을 만족하는 값으로 결정된다.Second, when determining the occurrence probability of the error detection based on a target SNR value, it is determined to a value that satisfies the occurrence probability of the error detection calculated as shown in Equation 6 below.
여기서, 이고, 은 사용자 단말의 동작을 보장해야 하는 최소 SNR 값을 나타낸다.here, ego, Represents a minimum SNR value that should guarantee the operation of the user terminal.
상기한 바와 같이, 본 발명은 상기 <수학식 5> 또는 <수학식 6>을 만족하는 상기 임계값 을 결정한다.As described above, the present invention provides the threshold value that satisfies Equation (5) or (Equation 6). .
도 4a,b는 발명의 실시 예에 따라 4개의 안테나를 사용하는 사용자 단말과 기지국의 구조도이다.4A and 4B are structural diagrams of a user terminal and a base station using four antennas according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 사용자 단말(300)은 수신부(301)와, 제어부(302)와, 디코딩부(303)와, NACK 신호 발생부(304)와, 시퀀스 발생부들(305-1~305-4) 및 4 개의 안테나들(306-1~306-4)을 포함한다. 상기 시퀀스 발생부들(305-1~305-4)을 제외한 상기 사용자 단말(300)의 나머지 구성들은 도 3에서 설명한 바와 동일하게 동작하므로, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Referring to FIG. 4A, the
상기 NACK 신호 발생부(304)는 상기 제어부(302)가 NACK 신호를 발생하도록 제어할 경우, 상기 시퀀스 발생부들(305-1~305-4) 각각으로 NACK 신호를 출력한다. 상기 시퀀스 발생부들(305-1~305-4) 각각은 서로 직교하는 수열 일 예로, [11111111]과 [1111-1-1-1-1]과, [11-1-111-1-1] 및 [1-11-11-11-1], 즉, 8개의 엘리먼트로 구성되는 4 개의 시퀀스로 신호를 생성하여 각각의 안테나(306-1~306-4)를 통해서 상기 기지국으로 송신한다. 즉, 도 2에 비해 안테나의 수가 증가함에 따라, 상기 안테나의 수에 대응하는 수열이 상기 기지국(310)으로 송신된다. 상기 수열은 공용 피드백 채널에서 사용되는 신호 형태를 나타낸다.The
도 4b를 참조하면, 상기 기지국(310)은 수신 안테나(311)와, 상관기들(312-1~312-4)과, 절대값의 제곱기들(314-1~314-4)과 가산기(316) 및 NACK/ACK 판단부(318)를 포함한다.Referring to FIG. 4B, the
상기 기지국(310)은 상기 데이터 패킷을 송신한 사용자 단말들로부터 상기 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 대한 피드백 정보를 수신한다. 상기 기지국(310)은 상기 수신 안테나(311)를 통해서 상기 사용자 단말(300)로부터 송신된 피드백 정보를 수신하여 상기 상관기들(312-1~312-4)에게 전달한다. 이때, 상기 사용자 단말(300)로부터 송신된 NACK 신호는 시퀀스 신호[11111111]과 [1111-1-1-1-1]과, [11-1-111-1-1] 및 [1-11-11-11-1]가 합해진 형태로 수신된다.The
상기 상관기들(312-1~312-4)은 각각 상기 수신된 시퀀스 신호로부터 각각의 시퀀스 신호[11111111]과, 시퀀스 신호[1111-1-1-1-1]과, 시퀀스 신호 [11-1-111-1-1] 및 시퀀스 신호 [1-11-11-11-1]를 검출하여 상기 절대값의 제곱기들(314- 1~314-2)로 출력한다.The correlators 312-1 to 312-4 each include a sequence signal [11111111], a sequence signal [1111-1-1-1-1], and a sequence signal [11-1] from the received sequence signal. -111-1-1] and a sequence signal [1-11-11-11-1] are detected and output to the absolute squarers 314-1 to 314-2.
상기 절대값의 제곱기들(314-1~314-4)은 각각 입력된 시퀀스 신호의 절대값을 제곱하여 에너지를 검출하고, 상기 가산기(316)로 출력한다. 상기 가산기(316)는 입력된 에너지 값을 합하여 종합된 에너지 값 를 상기 NACK/ACK 판단부(318)로 출력한다. 구체적으로, 상기 절대값의 제곱기들(314-1~314-4)과 상기 가산기(316)의 동작을 통해서 획득되는 는 상기 <수학식3>을 사용하여 계산된다. 이후, 상기 NACK/ACK 판단부(318)는 상기 를 임계값 와 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 가 상기 를 초과할 경우, 상기 사용자 단말로부터 수신한 피드백 정보가 NACK 신호라 판단한다. 또한, 상기 비교 결과, 상기가 상기 이하일 경우, 상기 사용자 단말로부터 수신한 피드백 정보가 ACK 신호라 판단한다.The absolute squarers 314-1 to 314-4 each square the absolute value of the input sequence signal to detect energy and output the energy to the
한편, 피드백 정보가 송신되는 과정에서 채널 환경에 의해 해당 피드백 정보를 나타내는 시퀀스 신호의 크기가 변한다. 그러나, 상기 안테나들(306-1~306-4)은 각각 직교성을 가지는 시퀀스 신호를 송신함으로써, 이를 수신한 상기 상관기들(312-1~312-4) 각각 해당 수열의 신호를 분리해 낼 수 있게 된다. 따라서 결과적으로 각 수열간의 직교성이 유지되도록 하는 형태로, 안테나 수의 증가에 따른 수열을 증가시킬 수 있다.Meanwhile, in the process of transmitting the feedback information, the magnitude of the sequence signal representing the corresponding feedback information is changed by the channel environment. However, the antennas 306-1 to 306-4 may transmit a sequence signal having orthogonality to each other to separate signals of a corresponding sequence from each of the correlators 312-1 to 312-4 that receive the sequence signals. Will be. Therefore, as a result, orthogonality between the sequences can be maintained, and the sequence can be increased by increasing the number of antennas.
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 국한되지 않으며, 후술되는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the appended claims, but also by the equivalents of the claims.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공용 피드백 채널의 전송 자원 블록 구조도.1 is a diagram of a transmission resource block structure of a common feedback channel according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 적어도 하나의 사용자 단말과 기지국 간에 운용되는 공용 피드백 채널에서의 신호 흐름도.2 is a signal flow diagram in a common feedback channel operated between at least one user terminal and a base station according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 2개의 안테나를 사용하는 사용자 단말과 기지국의 구조도.3 is a structural diagram of a user terminal and a base station using two antennas according to an embodiment of the present invention.
도 4a,b는 본 발명의 실시 예에 따라 4개의 안테나를 사용하는 사용자 단말과 기지국의 구조도.4A and 4B are structural diagrams of a user terminal and a base station using four antennas according to an embodiment of the present invention.
Claims (14)
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KR1020090021891A KR101048446B1 (en) | 2009-03-13 | 2009-03-13 | Method and apparatus for transmitting / receiving feedback information in a communication system using a plurality of antennas |
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FPAY | Annual fee payment |
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