KR20150112399A - Method for transmitting uplink data and apparatus for the same - Google Patents

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KR20150112399A
KR20150112399A KR1020140036489A KR20140036489A KR20150112399A KR 20150112399 A KR20150112399 A KR 20150112399A KR 1020140036489 A KR1020140036489 A KR 1020140036489A KR 20140036489 A KR20140036489 A KR 20140036489A KR 20150112399 A KR20150112399 A KR 20150112399A
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zcz
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base station
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KR1020140036489A
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Korean (ko)
Inventor
최권휴
김봉석
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영남대학교 산학협력단
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0023Interference mitigation or co-ordination

Abstract

Disclosed are a method and an apparatus for transmitting uplink data. The method for transmitting uplink data may include the steps of: multiplying data symbol by ZCZ code; generating a transmission symbol by performing a reverse FFT with respect to the data symbol multiplied by the ZCZ code; diffusing the transmission symbol on the time axis as much as the length of the ZCZ code; and transmitting the diffused transmission symbol. Therefore, in an OFDMA-based cooperative base station communication system, time error between users due to uplink data transmission can be minimized.

Description

상향링크 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD FOR TRANSMITTING UPLINK DATA AND APPARATUS FOR THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for transmitting uplink data,

본 발명은 상향링크 데이터 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시간 오차가 존재하는 환경에서 공간 다이버시티(diversity)를 최대화하는 상향링크 협력 기지국 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an uplink data transmission technique, and more particularly, to an uplink cooperative base station (OFDMA) technique for maximizing diversity in an environment where a time error exists.

최근 스마트폰을 비롯한 다수의 이동통신 기기들에 대한 사용량이 급격히 증가하면서 이동통신 시스템의 높은 전송속도 및 서비스 품질이 요구되고 있다. 이를 위해, 음영지역이나 셀 경계에 위치한 사용자(즉, 단말)에게도 양질의 데이터 서비스를 제공해야 한다. 하지만, 기지국에서 가까운 사용자라 하더라도 음영지역에 위치할 경우 신호의 세기가 급격히 감소되는 문제가 있다. 또한, 사용자가 셀 경계에 위치한 경우 인접 셀에서 오는 간섭으로 인해 심각한 성능저하가 발생할 수 있다. 셀 경계 또는 전파 음영지역에 위치한 사용자에게도 양질의 이동통신 서비스를 제공하기 위해 기지국 협력 통신의 다이버시티 이득을 이용하는 연구가 진행되고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, a demand for a high transmission rate and a service quality of a mobile communication system has been demanded as a usage amount for a large number of mobile communication devices including a smart phone has increased sharply. To this end, it is necessary to provide high-quality data services to users (i.e. terminals) located in the shadow area or the cell boundary. However, even if the user is close to the base station, there is a problem that the intensity of the signal is drastically reduced when the user is located in the shadow area. In addition, if the user is located at the cell boundary, serious performance degradation may occur due to interference from neighboring cells. Studies are underway to utilize the diversity gain of the base station cooperative communication to provide a high quality mobile communication service to the users located in the cell boundary or the propagation shadow area.

일반적으로 상향링크에서는 하향링크에서와 달리 사용자들 간의 동기 오차를 최소화하기 위해 별도의 동기화 과정(즉, 레인징(ranging) 과정)을 필요로 한다. 즉, 하향링크에서는 기지국에서 모든 사용자에게 전달할 신호를 동기화한 후에 일괄 전송하기 때문에 각 사용자의 거리 및 수신 타이밍에 관계없이 각 사용자들의 신호 간 직교성이 유지된다.Generally, in the uplink, a separate synchronization process (i.e., a ranging process) is required to minimize the synchronization error between users unlike in the downlink. That is, since the base station synchronizes the signals to be transmitted to all users in the downlink and then transmits them in a batch, the orthogonality between the signals of the users is maintained regardless of the distance and reception timing of each user.

반면, 상향링크에서는 각 기지국으로부터 각각 다른 위치에 존재하는 사용자들의 신호가 각기 다른 타이밍에 수신된다. 이로 인해, 사용자들 간 신호의 직교성이 파괴되며, 이는 성능저하의 주요 원인이 된다. 이를 방지하기 위해, 상향링크에서는 각 사용자의 송신 타이밍을 적절히 조절함으로써 시간 동기 오차가 최소화되게 하는 과정(즉, 레인징 과정)을 수행한다.On the other hand, in the uplink, signals of users located at different positions from each base station are received at different timings. This destroys the orthogonality of the signals between users, which is a major cause of performance degradation. In order to prevent this, in the uplink, the transmission timing of each user is appropriately adjusted to minimize the time synchronization error (i.e., the ranging process).

그러나 상향링크 협력 기지국 통신에서는 이러한 동기화 과정의 적용이 불가능하다. 즉, 하나의 기지국에서 각 사용자들의 거리를 고려하여 결정한 최적의 송신 타이밍이 다른 기지국에서도 최적의 송신 타이밍이 될 수 없기 때문이다. 따라서, 어느 하나의 기지국에서는 사용자들 간의 시간 오차가 발생할 수 밖에 없고, 이로 인해 협력 기지국 통신 시스템의 주요 목적인 협력 다이버시티 이득을 충분히 얻을 수 없게 된다.However, it is impossible to apply the synchronization process in the uplink cooperative base station communication. That is, the optimal transmission timing determined in consideration of the distance of each user in one base station can not be the optimal transmission timing in other base stations. Therefore, in any one of the base stations, there is a time error between the users, and therefore the cooperative diversity gain, which is the main purpose of the cooperative base station communication system, can not be obtained sufficiently.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상향링크 데이터 전송에 있어 사용자들 간의 시간 오차가 존재하는 환경에서도 간섭을 제거하기 위한 데이터 송수신 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a data transmission / reception method for eliminating interference even in an environment where there is a time error between users in uplink data transmission.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 상향링크 데이터 전송에 있어 사용자들 간의 시간 오차가 존재하는 환경에서도 간섭을 제거하기 위한 데이터 송수신 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a data transmission / reception apparatus for eliminating interference even in an environment where there is a time error between users in uplink data transmission.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 전송 방법은, 데이터 심볼에 영 상관 지역(ZCZ) 코드를 곱하는 단계, 상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 송신 심볼을 생성하는 단계, 상기 송신 심볼을 상기 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산하는 단계, 및 확산된 송신 심볼을 전송하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an uplink data transmission method including multiplying a data symbol by a ZCZ code, performing an inverse fast Fourier transform (FFT) on a data symbol multiplied by the ZCZ code IFFT) to generate a transmission symbol, spreading the transmission symbol on a time axis by the length of the ZCZ code, and transmitting the spread transmission symbol.

여기서, 상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼은 모든 부판송파에 동일한 상기 ZCZ 코드를 곱함으로써 생성될 수 있다.Here, the data symbol multiplied by the ZCZ code may be generated by multiplying all the subcarriers by the same ZCZ code.

여기서, 상기 ZCZ 코드는 하나의 칩에 대한 지연 범위 내에서 영 상관도를 가질 수 있다.Here, the ZCZ code may have zero correlation within a delay range for one chip.

여기서, 상기 ZCZ 코드의 길이는 상기 단말이 전송할 연속된 OFDM 심볼의 수일 수 있다.Here, the length of the ZCZ code may be the number of consecutive OFDM symbols to be transmitted by the UE.

여기서, 상기 송신 심볼은 모든 부반송파에 대해 상기 IFFT를 수행함으로써 생성될 수 있다.Here, the transmission symbol may be generated by performing the IFFT on all subcarriers.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향링크 데이터 수신 방법은, 신호를 수신하는 단계, 영 상관 지역(ZCZ) 코드를 기반으로 상기 신호에 대해 역확산을 수행하여 수신 심볼을 검출하는 단계, 상기 수신 심볼에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 단계, 및 상기 FFT가 수행된 수신 심볼로부터 데이터 심볼을 검출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an uplink data reception method, comprising: receiving a signal; despreading the signal based on a ZCZ code to detect a received symbol; Performing Fast Fourier Transform (FFT) on the received symbol, and detecting a data symbol from the received symbol on which the FFT has been performed.

여기서, 상기 신호는 상기 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산된 신호일 수 있다.Here, the signal may be a signal spread over a time axis by the length of the ZCZ code.

여기서, 상기 ZCZ 코드는 하나의 칩에 대한 지연 범위 내에서 영 상관도를 가질 수 있다.Here, the ZCZ code may have zero correlation within a delay range for one chip.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말은, 데이터 심볼에 영 상관 지역(ZCZ) 코드를 곱하고, 상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 송신 심볼을 생성하고, 상기 송신 심볼을 상기 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산하고, 확산된 송신 심볼을 전송하는 처리부 및 상기 처리부에 저장된 정보 및 저장되는 정보를 저장하는 저장부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a terminal for performing a reverse fast Fourier transform (IFFT) on a data symbol multiplied by a ZCZ code with a ZCZ code, A processing unit for generating transmission symbols, spreading the transmission symbols on a time axis by a length of the ZCZ code, transmitting spread transmission symbols, and a storage unit for storing information stored in the processing unit and information to be stored.

여기서, 상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼은 모든 부판송파에 동일한 상기 ZCZ 코드를 곱함으로써 생성될 수 있다.Here, the data symbol multiplied by the ZCZ code may be generated by multiplying all the subcarriers by the same ZCZ code.

여기서, 상기 ZCZ 코드는 하나의 칩에 대한 지연 범위 내에서 영 상관도를 가질 수 있다.Here, the ZCZ code may have zero correlation within a delay range for one chip.

여기서, 상기 ZCZ 코드의 길이는 상기 단말이 전송할 연속된 OFDM 심볼의 수일 수 있다.Here, the length of the ZCZ code may be the number of consecutive OFDM symbols to be transmitted by the UE.

여기서, 상기 송신 심볼은 모든 부반송파에 대해 상기 IFFT를 수행함으로써 생성될 수 있다.Here, the transmission symbol may be generated by performing the IFFT on all subcarriers.

본 발명에 의하면, OFDMA 기반 협력 기지국 통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송에 따른 사용자들 간의 시간 오차를 최소화할 수 있다. 이로 인해, 기지국은 협력 다이버시티 이득을 충분히 얻을 수 있다.According to the present invention, in the OFDMA-based cooperative base station communication system, a time error between users due to uplink data transmission can be minimized. As a result, the base station can sufficiently obtain the cooperative diversity gain.

또한, 레인징 과정을 위해 기지국은 사용자들과의 거리를 매번 판별하지 않아도 되기 때문에 복잡도 및 전력소모를 절감할 수 있다.In addition, since the base station does not need to discriminate the distance with the user every time for the ranging process, the complexity and the power consumption can be reduced.

도 1은 상향링크 협력 기지국 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 전송 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 종래 OFDMA 방식에 의한 OFDM 심볼 구조를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 심볼 구조를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 수신 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법과 sparse SC-FDMA 방식의 성능을 도시한 그래프이다.
1 is a conceptual diagram illustrating an uplink collaborative base station system.
2 is a flowchart illustrating an uplink data transmission method according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating an OFDM symbol structure according to the conventional OFDMA scheme.
4 is a conceptual diagram illustrating an OFDM symbol structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an uplink data receiving method according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a terminal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating performance of the uplink data transmission / reception method and the sparse SC-FDMA scheme according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 및 5G 이동통신망 등을 포함할 수 있다.Throughout the specification, the network can be, for example, a wireless Internet such as WiFi (wireless fidelity), a wireless broadband internet (WiBro) or a portable internet such as world interoperability for microwave access (WiMax) A 3G mobile communication network such as Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) or CDMA2000, a high speed downlink packet access (HSDPA), or a high speed uplink packet access (HSUPA) A 3.5G mobile communication network, a 4G mobile communication network such as an LTE (Long Term Evolution) network or an LTE-Advanced network, and a 5G mobile communication network.

명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a terminal is referred to as a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user equipment, an access terminal, And may include all or some of the functions of a terminal, a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a mobile subscriber station, a user equipment, an access terminal, and the like.

여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.Here, a desktop computer, a laptop computer, a tablet PC, a wireless phone, a mobile phone, a smart phone, a smart watch, smart watch, smart glass, e-book reader, portable multimedia player (PMP), portable game machine, navigation device, digital camera, digital multimedia broadcasting (DMB) A digital audio recorder, a digital audio player, a digital picture recorder, a digital picture player, a digital video recorder, a digital video player ) Can be used.

명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
Throughout the specification, a base station is referred to as an access point, a radio access station, a node B, an evolved node B, a base transceiver station, an MMR mobile multihop relay) -BS, and may include all or some of the functions of a base station, an access point, a radio access station, a Node B, an eNodeB, a base transceiver station, and a MMR-BS.

다음으로, 통신 시스템을 먼저 정의한 후에 데이터 송수신 방법에 대해 설명한다. 여기서, 통신 시스템은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법 및 장치에도 적용될 수 있다.Next, a data transmission / reception method will be described after the communication system is defined first. Here, the communication system may be applied to the uplink data transmission and reception method and apparatus according to an embodiment of the present invention.

통신 시스템은 반지름 R-km인 M개의 셀 내에 총 P명의 사용자(즉, 단말)가 균등한 분포로 존재한다고 가정하며, 셀 간의 간섭은 없다고 가정한다. 전체 부반송파를 Nc로 표기하며, 한 사용자가 사용하는 부반송파의 수를 N으로 표기한다. 이때 N은

Figure pat00001
로 나타낼 수 있으며,
Figure pat00002
는 가장 가까운 정수로 내림하는 연산자로서 N을 정수로 만들기 위해 사용될 수 있다.The communication system assumes that a total of P users (i. E., Terminals) are present in an even distribution within M cells of radius R-km, and that there is no interference between cells. The total number of subcarriers is represented by N c , and the number of subcarriers used by one user is denoted by N. In this case,
Figure pat00001
Lt; / RTI >
Figure pat00002
Is an operator that rounds down to the nearest integer and can be used to make N an integer.

또한, p번째 사용자의 하나의 프레임 가운데 u번째 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼에서 k번째 부반송파에 의해 전송되는 데이터 심볼을

Figure pat00003
로 표기한다. 즉,
Figure pat00004
는 N-포인트(point) 역 고속 푸리에 변환(inverse fast fourier transform, IFFT)의 입력이 되며,
Figure pat00005
을 OFDM 변환한 p번째 사용자의 u번째 송신 심볼
Figure pat00006
은 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Also, a data symbol transmitted by the k-th subcarrier in the u-th orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol of one frame of the p-th user
Figure pat00003
. In other words,
Figure pat00004
Is an input of an N-point inverse fast fourier transform (IFFT)
Figure pat00005
Th user < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00006
Can be expressed by Equation (1) below.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서, Tg는 보호구간의 길이이고, 보호구간을 포함하지 않는 OFDM 심볼의 길이를 Ts로 표기한다. 즉, 보호구간을 포함한 OFDM 심볼의 길이를 T라 하면, T = Ts + Tg 가 된다. 또한, fk는 k번째 부반송파의 주파수로서, fk = k/Ts 에 의해 계산된다. 또한, C(p)는 사용자에게 정해진 부반송파 인덱스(index)로서 셀 내의 사용자 수에 따라 부반송파 인덱스는 조절될 수 있다. 총 NF개의 OFDM 심볼이 연이어 구성된 p번째 사용자의 OFDM 심볼 x(p)(t)는 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Here, T g is the length of the guard interval, and the length of the OFDM symbol not including the guard interval is denoted by T s . That is, if the length of the OFDM symbol including the guard interval is T, T = T s + T g . Also, f k is the frequency of the k-th subcarrier, and is calculated by f k = k / T s . In addition, C (p) is a sub-carrier index determined for the user, and the sub-carrier index can be adjusted according to the number of users in the cell. The OFDM symbol x (p) (t) of the p-th user having consecutive N F OFDM symbols can be expressed by Equation (2) below.

Figure pat00008
Figure pat00008

또한, i번째 기지국과 p번째 사용자 간의 거리를 d(i,p)로 표기하고, d(i,p)는 기지국의 중심으로부터 R-km 범위 내에서 독립적이고 균등한 분포를 갖는다. 여기서, 전력제어를 이상적으로 수행함으로써 거리에 의해 감쇄되는 신호의 성분은 없고, 평탄 페이딩(fading)에 의한 감쇄만 존재한다고 가정한다. 따라서, OFDM 심볼은 i번째 기지국과 p번째 사용자 간의 채널함수 H(i,p)을 겪은 후에 각 기지국에 도달할 수 있다. 이때, i번째 기지국에 도달한 수신 신호 r(i)(t)는 아래 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Further, the i-th base station and has a p-th mark the distance between the user to d (i, p), and d (i, p) is independent and uniform distribution in the R-km range from the center of the base station. Here, it is assumed that there is no component of the signal attenuated by the distance by performing the power control ideally, and only the attenuation due to the flat fading exists. Therefore, the OFDM symbol can reach each base station after experiencing the channel function H (i, p) between the i-th base station and the p-th user. At this time, the received signal r (i) (t) arriving at the i-th base station can be expressed by Equation (3) below.

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서, r(i,p)는 i번째 기지국에서 수신된 p번째 사용자의 신호로서

Figure pat00010
이고, w(i)(t)는 전력 스펙트럼 밀도가 N0/2인 i번째 기지국에 더해진 복소 부가 백색 가우스 잡읍(additive white gaussian noise, AWGN) 신호이다.Here, r (i, p) is the signal of the p-th user received at the i-th base station
Figure pat00010
And, w (i) (t) is complex additive white Gaussian japeup (additive white gaussian noise, AWGN) the signal is added to the power spectral density N 0/2 of the i-th base station.

또한, t(i,p)는 i번째 기지국의 기준시간과 p번째 사용자 간의 시간 차이이며, 광속 c와 각 기지국과 사용자 간의 거리 및 각 사용자의 송신 타이밍(timing) τ(i,p)을 고려하여 결정된다. 즉, t(i,p)

Figure pat00011
을 통해 계산될 수 있다. 여기서, τ(i,p)는 각 사용자들이 동시에 전송하지 않고 독립적으로 전송함으로 인해 발생하는 지연으로 [0 Ts/10] 범위 내에 균등한 분포를 갖고 랜덤하게 발생한다고 가정한다.In addition, t (i, p) is i is the time difference between the reference time and the p-th user of the second base station, considering the speed of light c and the distance and the transmission timing (timing) of each user among the base station and the user τ (i, p) . That is, t (i, p)
Figure pat00011
Lt; / RTI > Here, it is assumed that τ (i, p) is a delay caused by independently transmitting each user without transmitting simultaneously, and is randomly generated with an even distribution within a range of [0 T s / 10].

복조 과정에서 i번째 기지국의 p번째 사용자의 수신 신호의 u번째 OFDM 심볼에서 k번째 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT) 출력

Figure pat00012
는 아래 수학식 4와 같다.In the demodulation process, a k-th fast fourier transform (FFT) output from the u-th OFDM symbol of the received signal of the p-th user of the i-th base station
Figure pat00012
Is expressed by Equation (4) below.

Figure pat00013
Figure pat00013

여기서,

Figure pat00014
를 i번째 기지국과 p번째 사용자의 주파수 채널 함수 H(i,p)를 ZF(zero forcing) 또는 MMSE(minimum mean square error)를 이용하여 보상함으로써 아래 수학식 5와 같이 양자화 과정 이전의 검출 신호
Figure pat00015
를 얻을 수 있다.here,
Figure pat00014
Is compensated for by using ZF (zero forcing) or MMSE (minimum mean square error) for the frequency channel function H (i, p) of the i-th base station and the p-th user ,
Figure pat00015
Can be obtained.

Figure pat00016
Figure pat00016

여기서, Z(i,p)는 ZF 또는 MMSE를 통해

Figure pat00017
의 채널보상을 하기 위한 계수이다. 최종적으로, 각 기지국에서 검출한 신호
Figure pat00018
를 평균한 후, 양자화 연산자 Q(ㆍ)를 통해 최종 검출 심볼
Figure pat00019
을 아래 수학식 6과 같이 얻을 수 있다.Here, Z (i, p) is obtained through ZF or MMSE
Figure pat00017
Is a coefficient for channel compensation. Finally, the signal detected by each base station
Figure pat00018
And then the quantization operator Q ()
Figure pat00019
Can be obtained as shown in Equation (6) below.

Figure pat00020
Figure pat00020

한편, 수학식 3에서 보인대로, 각 사용자들의 신호가 각각 다른 시간을 갖고 수신되므로 부반송파의 직교성이 파괴될 수 있다. 이를 방지하기 위해 기지국은 각 사용자의 거리를 판별한 후 가장 멀리 떨어진 사용자의 신호를 가장 먼저 전송하게 하고, 가장 가까운 사용자의 신호를 늦게 전송하도록 하여(즉, 레인징(ranging) 기법) 가능한 각 사용자들의 신호 간의 시간 오차를 최소화 한다.On the other hand, as shown in Equation (3), the orthogonality of the subcarriers can be destroyed because the signals of the respective users are received at different times. In order to prevent this, the base station determines each user's distance, then transmits the signal of the user farthest away first, and transmits the signal of the nearest user later (i.e., a ranging technique) Thereby minimizing the time difference between the signals of the two.

단일 기지국 시스템에서는 이러한 과정이 어렵지 않게 수행될 수 있지만, 협력 기지국 시스템에서는 이와 같은 레인징 기법의 적용이 어렵다.
In a single base station system, this process can be performed without difficulty, but it is difficult to apply such a ranging scheme in a cooperative base station system.

도 1은 상향링크 협력 기지국 시스템을 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an uplink collaborative base station system.

도 1을 참조하면, 기지국들(100, 200)과 단말들(10, 20, 30) 사이의 점선 위의 숫자는 각 기지국(100, 200)과 각 단말(10, 20, 30)의 거리를 고려할 경우 수행할 전송 순서를 의미한다. 제1 기지국(100)은 자신과 가장 멀리 떨어진 제1 단말(10)에게 송신 신호를 가장 먼저 전송하도록 요청하고, 자신과 가장 가까운 제2 단말(20)에게 송신 신호를 가장 늦게 전송하도록 요청한다. 그러나 각 단말(10, 20, 30)이 이러한 송신 타이밍으로 전송하는 경우 제2 기지국(200)에서는 심각한 동기 오차가 발생한다.1, the numbers on the dashed lines between the base stations 100 and 200 and the terminals 10, 20 and 30 indicate the distance between the base stations 100 and 200 and the respective terminals 10, 20 and 30 The transmission order to be performed when considered. The first base station 100 requests the first terminal 10 that is farthest from the first base station 100 to transmit the transmission signal first and requests the second terminal 20 closest to the first terminal 10 to transmit the transmission signal latest. However, when each of the terminals 10, 20, and 30 transmits at this transmission timing, a serious synchronization error occurs in the second base station 200.

제1 기지국(100)의 관점에서 송신 신호를 가장 먼저 전송해야 하는 제1 단말(10)은 제2 기지국(200)에서 가장 가까운 거리에 위치하며, 제1 기지국(100)의 관점에서 송신 신호를 가장 늦게 전송해야 하는 제2 단말(20)은 제2 기지국(200)에서 가장 먼 거리에 위치한다. 따라서, 모든 기지국들(100, 200)을 동시에 만족시키는 시간 동기화 과정을 수행하는 것은 쉽지 않다.
The first terminal 10 which is the first to transmit a transmission signal from the first base station 100 is located closest to the second base station 200 and the transmission signal is transmitted from the first base station 100 The second terminal 20 to be transmitted latest is located at the farthest distance from the second base station 200. Therefore, it is not easy to perform a time synchronization process to satisfy all the base stations 100 and 200 at the same time.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 전송 방법을 도시한 흐름도이다. 아래에서는, 앞서 통신 시스템의 설명에서 사용한 표기와 동일한 표기를 사용하여 설명한다.2 is a flowchart illustrating an uplink data transmission method according to an embodiment of the present invention. The following description will be made using the same notation used in the description of the communication system.

도 2를 참조하면, 단말은 데이터 심볼에 영 상관 지역(zero correlation zone, ZCZ) 코드(code)를 곱할 수 있다(S100). ZCZ 코드는 하나의 칩(chip)에 대한 지연 범위 내에서 영(0) 상관도를 가질 수 있다. ZCZ 코드의 길이(spreading factor, SF)는 기존 OFDMA(orthogonal frequency division multiplex access)와 동일한 자원을 사용하도록 하기 위해 NF(즉, 단말이 전송할 연속된 OFMD 심볼의 수)로 설정될 수 있다.Referring to FIG. 2, a terminal may multiply a data symbol by a zero correlation zone (ZCZ) code (S100). A ZCZ code may have zero correlation within a delay range for one chip. The spreading factor (SF) of the ZCZ code can be set to N F (i.e., the number of consecutive OFDM symbols to be transmitted by the UE) to use the same resources as the existing OFDMA (orthogonal frequency division multiplex access).

SF를 2P'로 설정하면,

Figure pat00021
이고,
Figure pat00022
는 가장 가까운 2의 멱승으로 올림해주는 연산이다. 예를 들어,
Figure pat00023
와 같이 나타낼 수 있다.If SF is set to 2P '
Figure pat00021
ego,
Figure pat00022
Is an operation that rounds up to the nearest power of 2. E.g,
Figure pat00023
As shown in Fig.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 데이터 심볼은 NF개의 OFDM 심볼로 시간축으로 확산되기 때문에

Figure pat00024
는 u에 상관없이 0≤u<NF-1에서 모두 동일하다. 즉,
Figure pat00025
이라 할 수 있으므로,
Figure pat00026
Figure pat00027
로 표기할 수 있다. ZCZ 코드 기반의 OFDMA 기법에서 p번째 사용자(즉, 단말)의 k번째 부반송파에 의해 전송될 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼(즉, IFFT 입력이 될 신호)은 아래 수학식 7과 같다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the data symbols are spread on the time axis into N F OFDM symbols
Figure pat00024
Are all the same in 0? U < N F -1 regardless of u. In other words,
Figure pat00025
Therefore,
Figure pat00026
To
Figure pat00027
. In the ZCZ code-based OFDMA technique, a data symbol (i.e., a signal to be an IFFT input) multiplied by a ZCZ code to be transmitted by a k-th subcarrier of a pth user (i.e., a UE) is expressed by Equation (7).

Figure pat00028
Figure pat00028

여기서,

Figure pat00029
는 p번째 사용자의 ZCZ 코드의 u번째 칩으로써 모든 부판송파에 동일하게 곱해진다.here,
Figure pat00029
Is multiplied equally to all subcarriers as the u-th chip of the ZCZ code of the p-th user.

단말은 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 송신 심볼을 생성할 수 있다(S110). 여기서, 송신 심볼은 모든 부반송파에 대해 IFFT 변환을 수행함으로써 생성될 수 있다. 앞서 통신 시스템에서 설명한 수학식 1과 같이 IFFT의 출력인 송신 심볼(

Figure pat00030
)은 p번째 사용자의 u번째 칩에 의해 출력되고, 아래 수학식 8과 같다.The terminal may perform an inverse fast Fourier transform (IFFT) on the data symbol multiplied by the ZCZ code to generate a transmission symbol (S110). Here, the transmission symbol may be generated by performing an IFFT transform on all subcarriers. As shown in Equation (1) described in the communication system, a transmission symbol
Figure pat00030
) Is output by the u &lt; th &gt; chip of the p &lt; th &gt;

Figure pat00031
Figure pat00031

단말은 송신 심볼을 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산시킬 수 있다(S120). 시간축에서 확산된 OFDM 심볼

Figure pat00032
은 아래 수학식 9와 같다.The terminal may spread the transmission symbol on the time axis by the length of the ZCZ code (S120). The OFDM symbol spread in the time domain
Figure pat00032
Is expressed by Equation (9) below.

Figure pat00033
Figure pat00033

단말은 확산된 송신 심볼을 전송할 수 있다(S130).The UE can transmit the spread transmission symbol (S130).

이와 같이, 단말은 ZCZ 코드를 OFDM 신호에 적용함으로써 ±1 OFDM 심볼 이내의 시간 오차가 발생하더라도 다른 단말과의 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
In this way, by applying the ZCZ code to the OFDM signal, the terminal can prevent interference with other terminals even if a time error within ± 1 OFDM symbol occurs.

다음으로, 종래 OFDMA 방식에 의한 OFDM 심볼의 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 심볼의 구조에 대해 설명한다.Next, an OFDM symbol structure according to the conventional OFDMA scheme and a structure of an OFDM symbol according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3은 종래 OFDMA 방식에 의한 OFDM 심볼 구조를 도시한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 심볼 구조를 도시한 개념도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an OFDM symbol structure according to the conventional OFDMA scheme, and FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an OFDM symbol structure according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면,

Figure pat00034
는 k번째 사용자의 l번째 데이터 심볼을 의미하고,
Figure pat00035
는 k번째 사용자의 길이가 N인 ZCZ 코드의 u번째 칩을 의미한다. 또한, ZCZ 코드 한 칩의 길이(Tc)가 한 OFDM 심볼 길이(Ts)와 같다. 기존 OFDMA 방식은 다수의 사용자들이 전체 부반송파를 주파수 축에서 나누어 사용한다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ZCZ 코드 시간-확산 OFDMA 방식은 각 사용자들이 전체 부반송파를 동시에 사용하고, 확산 코드를 통해 각 사용자의 신호를 구분할 수 있게 한다.
Referring to Figures 3 and 4,
Figure pat00034
Denotes the l-th data symbol of the k-th user,
Figure pat00035
Denotes the u-th chip of the ZCZ code having a length k of the k-th user. Further, the length (T c ) of one chip of the ZCZ code is equal to one OFDM symbol length (T s ). In the conventional OFDMA scheme, a plurality of users divides all subcarriers on the frequency axis. On the other hand, the ZCZ code time-spreading OFDMA scheme according to an embodiment of the present invention enables each user to simultaneously use all subcarriers and distinguish signals of each user through a spreading code.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 수신 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an uplink data receiving method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상향링크 데이터 수신 방법은 도 2을 참조하여 설명한 과정의 역순으로 수행될 수 있다. 기지국은 임의의 단말로부터 신호를 수신할 수 있고(S200), ZCZ 코드를 기반으로 신호에 대해 역확산을 수행하여 수신 심볼을 검출할 수 있다(S210). 여기서, 신호는 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산된 신호를 의미할 수 있다. ZCZ 코드는 하나의 칩에 대한 지연 범위 내에서 영(0) 상관도를 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, the uplink data reception method may be performed in the reverse order of the procedure described with reference to FIG. The base station can receive a signal from an arbitrary terminal (S200), perform despreading on the signal based on the ZCZ code, and detect the received symbol (S210). Here, the signal may mean a signal spread on the time axis by the length of the ZCZ code. The ZCZ code may have zero correlation within a delay range for one chip.

기지국은 수신 심볼에 대해 FFT를 수행할 수 있고(S220), FFT가 수행된 수신 심볼로부터 최종 데이터 심볼을 검출할 수 있다(S230).The base station may perform an FFT on the received symbol (S220) and may detect the final data symbol from the received symbol on which the FFT has been performed (S230).

즉, 기지국은 복조 과정에서 ZCZ 코드를 사용하여 역확산을 수행한 후 상기에서 설명한 수학식 4 내지 6을 기초로 하여 최종 심볼을 검출할 수 있다.That is, the base station performs despreading using the ZCZ code in the demodulation process, and then detects the final symbol based on Equations (4) to (6) described above.

이를 통해, 기지국은 각 단말들에 대한 송신 시간을 추가적으로 적용하지 않더라도 단말들 간의 간섭이 발생하지 않기 때문에 협력 기지국 시스템을 통한 공간 다이버시티 이득을 최대로 얻는 것을 기대할 수 있다. 또한, 기지국은 시간 동기화를 위해 필요한 단말과의 거리를 매번 측정하지 않아도 되기 때문에 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.
Accordingly, even if the base station does not additionally apply the transmission time to each of the UEs, the interference between the UEs does not occur, so that the spatial diversity gain through the cooperative base station system can be expected to be maximized. In addition, since the base station does not have to measure the distance to the terminal necessary for time synchronization every time, unnecessary power consumption can be prevented.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말을 도시한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a terminal according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 단말(10)은 처리부(11) 및 저장부(12)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the terminal 10 may include a processing unit 11 and a storage unit 12.

처리부(11)는 데이터 심볼에 ZCZ 코드를 곱할 수 있으며, ZCZ 코드를 곱하는 구체적인 과정은 상기에서 설명한 도 2의 단계 S100와 동일할 수 있다. 여기서, ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼은 모든 부판송파에 동일한 ZCZ 코드를 곱함으로써 생성될 수 있다. ZCZ 코드는 하나의 칩에 대한 지연 범위 내에서 영(0) 상관도를 가질 수 있고, ZCZ 코드의 길이는 단말이 전송할 연속된 OFDM 심볼의 수를 의미할 수 있다.The processing unit 11 may multiply the data symbol by the ZCZ code, and the specific process of multiplying the ZCZ code may be the same as the step S100 of FIG. 2 described above. Here, the data symbol multiplied by the ZCZ code can be generated by multiplying all subcarriers by the same ZCZ code. The ZCZ code may have zero correlation within a delay range for one chip, and the length of the ZCZ code may mean the number of consecutive OFDM symbols to be transmitted by the UE.

처리부(11)는 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼에 대해 IFFT을 수행하여 송신 심볼을 생성할 수 있으며, 송신 심볼을 생성하는 구체적인 과정은 상기에서 설명한 도 2의 단계 S110과 동일할 수 있다. 여기서, 송신 심볼은 모든 부반송파에 대해 IFFT를 수행함으로써 생성될 수 있다.The processing unit 11 can generate a transmission symbol by performing IFFT on the data symbol multiplied by the ZCZ code. The concrete procedure of generating the transmission symbol may be the same as that of step S110 of FIG. 2 described above. Here, the transmission symbol may be generated by performing an IFFT on all subcarriers.

처리부(11)는 송신 심볼을 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산시킬 수 있고, 확산된 송신 심볼을 전송할 수 있다. 여기서, 송신 심볼의 구체적인 확산 과정은 상기에서 설명한 도 2의 단계 S120과 동일할 수 있고, 확산된 송신 심볼을 전송하는 구체적인 과정은 상기에서 설명한 도 2의 단계 S130과 동일할 수 있다.The processing unit 11 can spread the transmission symbol on the time axis by the length of the ZCZ code and can transmit the spread transmission symbol. Here, the concrete spreading process of the transmission symbol may be the same as the step S120 of FIG. 2 described above, and the specific process of transmitting the spread transmission symbol may be the same as the step S130 of FIG. 2 described above.

한편, 처리부(11)는 프로세서(processor) 및 메모리(memory)를 포함할 수 있다. 프로세서는 범용의 프로세서(예를 들어, CPU(central processing unit) 등) 또는 데이터 전송 방법의 수행을 위한 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리에는 데이터 전송 방법의 수행을 위한 프로그램 코드(program code)가 저장될 수 있다. 즉, 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 코드를 독출할 수 있고, 독출된 프로그램 코드를 기반으로 데이터 전송 방법의 각 단계를 수행할 수 있다.Meanwhile, the processing unit 11 may include a processor and a memory. A processor may be a general purpose processor (e.g., a central processing unit (CPU), etc.) or a dedicated processor for performing a data transfer method. The memory may store program code for performing the data transfer method. That is, the processor can read the program code stored in the memory, and can perform each step of the data transmission method based on the read program code.

저장부(12)는 처리부에 저장된 정보 및 저장되는 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(12)는 데이터 심볼, ZCZ 코드, 송신 심볼, 확산된 송신 심볼 등을 전송할 수 있다.The storage unit 12 may store information stored in the processing unit and stored information. For example, the storage unit 12 may transmit a data symbol, a ZCZ code, a transmission symbol, a spread transmission symbol, and the like.

상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법 및 장치에 따르면, ZCZ 코드 시간-확산(time-spread) OFDMA의 동기오차에 강한 특성으로 인해 각 기지국에서는 각 단말들에 대한 송신 시간을 추가적으로 적용하지 않더라도 단말 간 간섭이 발생하지 않기 때문에 협력 기지국 시스템을 통한 공간 다이버시티 이득을 최대로 얻을 수 있다. 또한, 기지국에서는 시간 동기화를 위해 필요한 단말과의 거리를 매번 측정하지 않아도 되기 때문에 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.
According to the uplink data transmission and reception method and apparatus according to the embodiment of the present invention described above, due to the strong characteristics of the synchronization error of the ZCZ code time-spread OFDMA, It is possible to maximize the spatial diversity gain through the cooperative base station system because no inter-terminal interference occurs. In addition, since the base station does not have to measure the distance to the terminal necessary for time synchronization every time, unnecessary power consumption can be prevented.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법과 종래의 상향링크 데이터 송수신 방법의 성능을 비교한 결과에 대해 설명한다. 성능 비교를 위해 사용한 실험 값은 아래 표 1과 같다.Next, a comparison between the performance of the uplink data transmission / reception method according to an embodiment of the present invention and the performance of the conventional uplink data transmission / reception method will be described. The experimental values used for the performance comparison are shown in Table 1 below.

Figure pat00036
Figure pat00036

본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법의 성능 비교를 위해 상향링크에서 단말 간 시간 동기오차에 강한 특성을 가진 sparse SC-FDMA(single-carrier frequency division multiple access) 방식과 비교한다. sparse SC-FDMA 방식은 전체 부반송파를 다수의 단말이 나누어 사용하는 구조를 사용한다. 이때, 단말 간의 시간 오차가 존재하더라도 시간 오차로 인한 간섭에 강한 특성을 갖기 위해 다른 단말의 부반송파와 인접한 부반송파를 통해서는 데이터를 전송하지 않는다. 하지만, 절반의 대역폭 손실을 감수한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법 역시 총 8개의 단말이 길이 16의 ZCZ 코드를 사용하므로 절반의 대역폭 손실이 존재하므로 데이터 전송율에 있어서는 동일한 조건을 만족한다. 각 단말의 신호는 OFDM 심볼구간을 Ts라 할 때 [0 Ts/2] 범위 내에 균등한 분포를 가지고 도달한다고 가정한다.
In order to compare the performance of the uplink data transmission / reception method according to an embodiment of the present invention, the method is compared with a sparse SC-FDMA (single-carrier frequency division multiple access) scheme having strong characteristics for the time synchronization error between the uplinks. The sparse SC-FDMA scheme uses a structure in which a plurality of mobile stations share the entire subcarrier. At this time, data is not transmitted through subcarriers adjacent to subcarriers of other terminals in order to have strong characteristics against interference due to time error even if there is a time error between the terminals. However, it takes half the bandwidth loss. The method for transmitting / receiving uplink data according to an embodiment of the present invention also satisfies the same condition for the data rate because there are half the bandwidth loss since a total of eight terminals use a ZCZ code of length 16. It is assumed that the signal of each terminal reaches an equal distribution within the range of [0 T s / 2] when the OFDM symbol interval is T s .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법과 sparse SC-FDMA 방식의 성능을 도시한 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating performance of the uplink data transmission / reception method and the sparse SC-FDMA scheme according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 2개의 기지국을 사용한 sparse SC-FDMA 기법의 성능이 다이버시티 이득에 의해 하나의 기지국만을 사용한 sparse SC-FDMA 기법보다 개선된 성능을 가짐을 알 수 있다. 하지만, 2개의 기지국을 사용한 sparse SC-FDMA 기법은 시간 동기 오차에 강한 특성에도 불구하고 단말 간 시간 오차가 존재하지 않는 sparse SC-FDMA 기법에 비해 Eb/N0가 높아질수록 성능 차이가 발생한다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 데이터 송수신 방법은 단말 간 시간 동기 오차가 발생하지 않는 sparse SC-FDMA 기법(즉, 단말 간 간섭이 존재하지 않는 경우)과 성능이 거의 일치함을 알 수 있다.
Referring to FIG. 7, it can be seen that the performance of the sparse SC-FDMA scheme using two base stations has improved performance over the sparse SC-FDMA scheme using only one base station due to the diversity gain. However, the sparse SC-FDMA scheme using two base stations has a performance difference as the E b / N 0 increases as compared with the sparse SC-FDMA scheme in which there is no time error between the UEs despite the strong characteristic of the time synchronization error . On the other hand, the uplink data transmission / reception method according to an embodiment of the present invention has almost the same performance as that of the sparse SC-FDMA scheme in which there is no time synchronization error between the UEs Able to know.

이상 실시예를 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.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

10: 제1 단말
20: 제2 단말
30: 제3 단말
100: 제1 기지국
200: 제2 기지국
10:
20:
30: Third terminal
100: first base station
200: Second base station

Claims (13)

단말에서 수행되는 협력 기지국에 대한 상향링크 데이터 전송 방법으로서,
데이터 심볼(symbol)에 영 상관 지역(zero correlation zone, ZCZ) 코드(code)를 곱하는 단계;
상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼에 대해 역 고속 푸리에 변환(inverse fast fourier transform, IFFT)을 수행하여 송신 심볼을 생성하는 단계;
상기 송신 심볼을 상기 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산(spreading)하는 단계; 및
확산된 송신 심볼을 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
A method for uplink data transmission to a cooperative base station performed in a terminal,
Multiplying a data symbol by a zero correlation zone (ZCZ) code;
Performing inverse fast fourier transform (IFFT) on the data symbols multiplied by the ZCZ code to generate transmission symbols;
Spreading the transmission symbol on a time axis by a length of the ZCZ code; And
And transmitting the spread transmission symbol.
청구항 1에 있어서,
상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼은 모든 부판송파에 동일한 상기 ZCZ 코드를 곱함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 상향링크 데이터 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the data symbol multiplied by the ZCZ code is generated by multiplying all the subcarriers by the same ZCZ code.
청구항 1에 있어서,
상기 ZCZ 코드는 하나의 칩(chip)에 대한 지연 범위 내에서 영(0) 상관도를 가지는 것을 특징으로 하는 상향링크 데이터 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ZCZ code has a zero correlation within a delay range for one chip.
청구항 1에 있어서,
상기 ZCZ 코드의 길이는 상기 단말이 전송할 연속된 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼의 수인 것을 특징으로 하는 상향링크 데이터 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the length of the ZCZ code is a number of consecutive orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols to be transmitted by the mobile station.
청구항 1에 있어서,
상기 송신 심볼은 모든 부반송파에 대해 상기 IFFT를 수행함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 상향링크 데이터 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the transmission symbol is generated by performing the IFFT on all subcarriers.
협력 기지국에서 수행되는 상향링크 데이터 수신 방법으로서,
신호를 수신하는 단계;
영 상관 지역(zero correlation zone, ZCZ) 코드(code)를 기반으로 상기 신호에 대해 역확산(inverse spreading)을 수행하여 수신 심볼(symbol)을 검출하는 단계;
상기 수신 심볼에 대해 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT)을 수행하는 단계; 및
상기 FFT가 수행된 수신 심볼로부터 데이터 심볼을 검출하는 단계를 포함하는 상향링크 데이터 수신 방법.
A method for receiving uplink data performed at a cooperative base station,
Receiving a signal;
Detecting a received symbol by performing inverse spreading on the signal based on a zero correlation zone (ZCZ) code;
Performing a fast fourier transform (FFT) on the received symbol; And
And detecting a data symbol from the FFT performed received symbol.
청구항 6에 있어서,
상기 신호는 상기 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산(spreading)된 신호인 것을 특징으로 하는 상향링크 데이터 수신 방법.
The method of claim 6,
Wherein the signal is a signal spread on a time axis by a length of the ZCZ code.
청구항 6에 있어서,
상기 ZCZ 코드는 하나의 칩(chip)에 대한 지연 범위 내에서 영(0) 상관도를 가지는 것을 특징으로 하는 상향링크 데이터 수신 방법.
The method of claim 6,
Wherein the ZCZ code has a zero correlation within a delay range for one chip.
협력 기지국에 대해 상향링크 데이터를 전송하는 단말로서,
데이터 심볼(symbol)에 영 상관 지역(zero correlation zone, ZCZ) 코드(code)를 곱하고, 상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼에 대해 역 고속 푸리에 변환(inverse fast fourier transform, IFFT)을 수행하여 송신 심볼을 생성하고, 상기 송신 심볼을 상기 ZCZ 코드의 길이 만큼 시간축에 확산(spreading)하고, 확산된 송신 심볼을 전송하는 처리부; 및
상기 처리부에 저장된 정보 및 저장되는 정보를 저장하는 저장부를 포함하는 단말.
A terminal for transmitting uplink data to a cooperative base station,
A data symbol is multiplied by a zero correlation zone (ZCZ) code, and an inverse fast fourier transform (IFFT) is performed on the data symbol multiplied by the ZCZ code, A processing unit for spreading the transmission symbol on the time axis by the length of the ZCZ code and transmitting the spread transmission symbol; And
And a storage unit for storing information stored in the processing unit and information to be stored.
청구항 9에 있어서,
상기 ZCZ 코드가 곱해진 데이터 심볼은 모든 부판송파에 동일한 상기 ZCZ 코드를 곱함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 단말.
The method of claim 9,
Wherein the data symbols multiplied by the ZCZ code are generated by multiplying all the subcarriers by the same ZCZ code.
청구항 9에 있어서,
상기 ZCZ 코드는 하나의 칩(chip)에 대한 지연 범위 내에서 영(0) 상관도를 가지는 것을 특징으로 하는 단말.
The method of claim 9,
Wherein the ZCZ code has a zero correlation within a delay range for one chip.
청구항 9에 있어서,
상기 ZCZ 코드의 길이는 상기 단말이 전송할 연속된 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼의 수인 것을 특징으로 하는 단말.
The method of claim 9,
Wherein the length of the ZCZ code is a number of consecutive orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols to be transmitted by the terminal.
청구항 9에 있어서,
상기 송신 심볼은 모든 부반송파에 대해 상기 IFFT를 수행함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 단말.
The method of claim 9,
Wherein the transmission symbol is generated by performing the IFFT on all subcarriers.
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