WO2009157658A2 - Stbc 기법을 이용한 데이터 전송방법 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to wireless communications, and more particularly, to a data transmission method for providing transmission diversity by an STBC scheme in an SC-FDMA or OFDM system.
- the wireless channel has various problems such as path loss, shadowing, fading, noise, limited bandwidth, power limitation of the terminal, and interference between different users. Suffers. This limitation makes the wireless channel look like a narrow pipe that hinders the fast flow of data and makes it difficult to design an efficient bandwidth for wireless communication that provides high speed data transmission.
- Other challenges in the design of wireless systems include resource allocation, mobility issues related to rapidly changing physical channels, portability, and the design of providing security and privacy. It includes.
- a transmission channel undergoes deep fading the receiver is difficult to determine the transmitted signal unless another version or replica of the transmitted signal is transmitted separately.
- the resources corresponding to these different versions or copies are called diversity and are one of the most important factors contributing to reliable transmission over the radio channel. By using such diversity, data transmission capacity or data transmission reliability can be maximized.
- a system that implements diversity using multiple transmission antennas and multiple reception antennas is called a multiple input multiple output (MIMO) system.
- MIMO system multiple input multiple output
- Techniques for implementing diversity in MIMO systems include Space Frequency Block Code (SFBC), Space Time Block Code (STBC), Cyclic Delay Diversity (CDD), frequency switched transmit diversity (FSTD), time switched transmit diversity (TSTD), Precoding Vector Switching (PVS), Spatial Multiplexing (SM), Generalized Cyclic Delay Diversity (GCDD), and Selective Virtual Antenna Permutation (S-VAP).
- SFBC Space Frequency Block Code
- STBC Space Time Block Code
- CDD Cyclic Delay Diversity
- FSTD frequency switched transmit diversity
- TSTD time switched transmit diversity
- PVS Precoding Vector Switching
- SM Spatial Multiplexing
- GCDD Generalized Cyclic Delay Diversity
- S-VAP Selective Virtual Antenna Permutation
- Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system that can attenuate the effect of inter-symbol interference with low complexity.
- OFDM converts serially input data into N parallel data and transmits the data on N orthogonal subcarriers. Subcarriers maintain orthogonality in the frequency dimension.
- OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
- PAPR Peak-to-Average Power Ratio
- SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
- SC-FDMA combines Frequency Division Multiple Access (FDMA) with Single Carrier-Frequency Division Equalization (SC-FDE).
- SC-FDMA has similar characteristics to OFDMA in that it modulates and demodulates data in the time domain and frequency domain, but using the Discrete Fourier Transform (DFT), the PAPR of the transmission signal is low, which is advantageous in reducing transmission power. .
- DFT Discrete Fourier Transform
- SC-FDMA symbols Signals generated by the SC-FDMA (or OFDM) scheme are called SC-FDMA symbols (or OFDM symbols).
- SC-FDMA symbols include not only user data but also control signals such as ACK (Acknowledgement) / NACK (Negative Acknowledgement), Rank, Channel Quality Information (CQI), Precoding Matrix Indicator (PMI), and channel status.
- Reference signals as reference signals are loaded.
- the reference signal is for efficient channel estimation.
- the reference signal used for reconstructing data by estimating the downlink channel is a demodulation reference signal (DMRS) and the reference signal used for estimating the uplink channel. Is referred to as a Sounding Reference Signal (SRS).
- DMRS demodulation reference signal
- SRS Sounding Reference Signal
- the channel estimation performance of the SC-FDMA symbol is closely related to the position of the DMRS. That is, the performance of data demodulation with fewer errors is expected in the SC-FDMA symbol adjacent to the DMRS.
- An object of the present invention is to provide a data transmission method using the STBC technique.
- a data transmission method using a space time block code (STBC) technique includes generating a modulation symbol by encoding and constellation mapping an information bit, generating a frequency domain symbol by performing a Discrete Fourier Transform (DFT) on the modulation symbol, Mapping the frequency domain symbol to a subcarrier and performing an inverse fast fourier transform (IFFT) to generate an SC-FDMA symbol, and transmitting the SC-FDMA symbol on a slot basis do.
- the slot includes a plurality of SC-FDMA symbols. At least one of the plurality of SC-FDMA symbols is used for transmission of a demodulation reference signal (DMRS) which is a reference signal for demodulation of uplink data.
- DMRS demodulation reference signal
- the remaining SC-FDMA symbols are used in pairs to transmit information encoded according to the STBC scheme.
- the STBC scheme can be efficiently applied to reduce the PAPR and perform more robust data transmission.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.
- FIG. 3 shows an example of a subframe.
- FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a wireless communication system to which the STBC technique is applied.
- FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of an SC-FDMA modulator.
- FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of symbol pairing in a subframe.
- FIG. 8 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- FIG. 10 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- 11 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- FIG. 12 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- FIG. 13 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- FIG. 14 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- 15 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- 16 is a block diagram for explaining another example of symbol pairing in a subframe.
- 17 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- 18 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- 19 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- 20 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.
- Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice and packet data.
- a wireless communication system includes a user equipment (UE) 10 and a base station 20 (BS).
- the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device.
- the base station 20 generally refers to a fixed station that communicates with the terminal 10, and in other terms, such as a Node-B, a Base Transceiver System, or an Access Point. Can be called.
- One or more cells may exist in one base station 20.
- downlink means communication from the base station 20 to the terminal 10 and may be referred to as a forward link.
- the uplink (UL) means communication from the terminal 10 to the base station 20 and may be referred to as a reverse link.
- the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the terminal 10.
- the transmitter may be part of the terminal 10 and the receiver may be part of the base station 20.
- CDMA Code Division Multiple Access
- TDMA Time Division Multiple Access
- FDMA Frequency Division Multiple Access
- SC-FDMA Single-Carrier FDMA
- OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
- downlink may use Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)
- uplink may use Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) or clustered DFT S-OFDM.
- SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
- the general SC-FDMA technique means assigning (or mapping) a DFT spread symbol sequence to a contiguous subcarrier or an equally spaced subcarrier, where clustered DFT-S-OFDM is used for M ( ⁇ N).
- the symbol strings are allocated (or mapped) to successive subcarriers, and the remaining NM symbol strings are allocated (or mapped) to successive subcarriers spaced apart from the subcarriers to which the M symbol strings are allocated (or mapped).
- clustered DFT-S-OFDM there is an advantage that frequency selective scheduling can be performed.
- a radio frame may consist of 10 subframes, and one subframe may include two slots.
- One slot may include a plurality of SC-FDMA symbols (or OFDM symbols) in the time domain and at least one subcarrier in the frequency domain. Slot may be referred to as a unit for allocating radio resources in the time domain and the frequency domain.
- the number of SC-FDMA symbols included in one slot may vary depending on the configuration of a cyclic prefix (CP).
- the CP includes an extended CP and an extended CP shorter in length than the extended CP.
- the number of SC-FDMA symbols included in one slot may be seven.
- the SC-FDMA symbol is configured by an extended CP, since the length of one SC-FDMA symbol is increased, the number of SC-FDMA symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
- the number of SC-FDMA symbols included in one slot may be six.
- the extended CP may be used to further reduce intersymbol interference when the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, and to provide a multimedia broadcast multicast service (MBMS). May be used.
- MBMS multimedia broadcast multicast service
- the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of SC-FDMA symbols included in the slot may be variously changed.
- FIG. 3 shows an example of a subframe.
- a subframe includes two slots. Since the SC-FDMA symbol is composed of a normal CP, one slot includes seven SC-FDMA symbols in the time domain. Thus, one subframe includes a total of 14 SC-FDMA symbols. On the other hand, it includes a plurality of resource blocks (RB) in the frequency domain. A unit consisting of one SC-FDMA symbol and one subcarrier is called a resource element. When one resource block includes 12 subcarriers, one resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements. At least one SC-FDMA symbol in each slot is allocated for transmission of a demodulation reference signal (DMRS) used for demodulation of data.
- DMRS demodulation reference signal
- SC-FDMA symbols Since the remaining SC-FDMA symbols are allocated for data or control signal transmission, a total of 12 SC-FDMA symbols are allocated for data or control signal transmission in one subframe. If, in addition to DMRS, a Sounding Reference Signal (SRS) for uplink channel estimation is transmitted on one SC-FDMA symbol, a total of 11 SC-FDMA symbols in one subframe perform data transmission. To be assigned. The sounding reference signal may be transmitted on the last SC-FDMA symbol of the second slot.
- SRS Sounding Reference Signal
- the structure of the subframe is merely an example, and the number of slots included in the subframe, the number of SC-FDMA symbols included in the slot, the number of DMRSs, and the positions of the SC-FDMA symbols allocated to the DMRS and the SRS are variously changed. Can be.
- one slot includes six SC-FDMA symbols in the time domain.
- one subframe includes a total of 12 SC-FDMA symbols.
- One subframe is one Transmission Time Interval (TTI) and one TTI is 1 ms.
- TTI Transmission Time Interval
- Each slot is 0.5ms long.
- At least one SC-FDMA symbol in each slot is allocated for transmission of DMRS. Since the remaining SC-FDMA symbols are allocated for data or control signal transmission, a total of 10 SC-FDMA symbols are allocated for data or control signal transmission in one subframe.
- the SRS is transmitted on one SC-FDMA symbol
- a total of nine SC-FDMA symbols are allocated for transmission of data or control signals in one subframe.
- the sounding reference signal may be transmitted on the last SC-FDMA symbol of the second slot.
- the structure of the subframe is merely an example, and the number of slots included in the subframe, the number of SC-FDMA symbols included in the slot, and the position of the SC-FDMA symbol to which the demodulation reference signal is transmitted may vary.
- FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a wireless communication system to which the STBC technique is applied.
- STBC signals are transmitted separately in the time and space domain, and signals received for each antenna are determined by a maximum likelihood combining technique.
- a wireless communication system to which STBC is applied includes a transmitter 100 and a receiver 200.
- the transmitter 100 includes a data processor 110, an SC-FDMA modulator 120, a controller 130, an RF unit 140, and a transmission antenna 150-1, 150. -2, ..., 150-N).
- the data processor 110 generates a codeword by channel coding the input information bit and generates a data symbol by constellation mapping. do.
- the information bits contain information of the user plane to send to the receiver 200.
- the information bits may include information on the control plane related to the transmission of information of the user plane or the radio resource allocation.
- the SC-FDMA modulator 120 performs an STBC on data symbols in the time domain to generate a space time block code, and modulates the SC-FDMA symbol by using an SC-FDMA modulation scheme.
- the information of the control plane may be modulated separately from the information of the user plane and input to the SC-FDMA modulator 120.
- the controller 130 controls the operations of the data processor 110 and the SC-FDMA modulator 120.
- the RF unit 140 converts the input SC-FDMA symbol into an analog signal. The converted analog signal is propagated to the wireless channel through the transmission antennas 150-1, 150-2, ..., 150-N.
- the receiver 200 includes the RF unit 210, the SC-FDMA demodulator 220, the data processor 230, the controller 240, and the receive antennas 250-1, 250-2,..., 250-M. Include.
- the RF unit 210 converts the signals received from the reception antennas 250-1, 250-2, ... 250-M into digitized signals.
- the SC-FDMA demodulator 220 performs an operation corresponding to the SC-FDMA modulator 120 on the digitized signal and outputs a data symbol.
- the data processor 230 recovers the information bits from the data symbols.
- the controller 240 controls the processes of the SC-FDMA demodulator 220 and the data processor 230.
- FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of an SC-FDMA modulator. This is an SC-FDMA modulator to which the STBC technique is applied. Here, it is assumed that two transmit antennas.
- the SC-FDMA modulator 120 includes a DFT unit 121 that performs a Discrete Fourier Transform (DFT), an STBC processor 122, a subcarrier mapper 123, and an IFFT (DFT).
- DFT Discrete Fourier Transform
- An IFFT unit 124 that performs Inverse Fast Fourier Transform.
- the DFT unit 121 performs a DFT on 2N data symbol strings S 1 , S 2 , ..., S N , S N + 1 , ..., S 2N in the time domain to perform frequency domain symbol strings X 1 , Outputs X 2 , ..., X N , X N + 1 , ..., X 2N . If the size of the DFT is N, N DFTs are diffused one at a time. The DFT size may be fixed by the size of the allocated resource block or may vary depending on the system.
- the STBC processor 122 blocks the frequency-domain symbol strings X 1 , X 2 , ..., X N , X N + 1 , ..., X 2N by antenna and time by STBC method, and blocks the space-time block code [( X 1 , X 2 , ..., X N ), (-X * N + 1 , -X * N + 2 , ..., -X * 2N ), (X N + 1 , X N + 2 , ..., X 2N ), (X * 1 , X * 2 , ..., X * N )].
- the first space-time block code sequence (X 1 , X 2 , ..., X N ), (-X * N + 1 , -X * N + 2 , ..., -X * 2N ) is the i SC-
- the space-time block code by the STBC processing unit 123 is defined by a transmission matrix G having a size p ⁇ n T.
- Equation (1) The transmission matrix G in the STBC system having a length of a space-time block code of 2 and two transmitting antennas is represented by Equation (1).
- mapping relationship between the generated space-time block code string, transmission antenna, and SC-FDMA symbol is shown in Table 1.
- the first space-time block code sequence (X 1 , X 2 , ..., X N ), (-X * N + 1 , -X * N + 2 ,. .., -X * 2N ) are mapped, of which (X 1 , X 2 , ..., X N ) is transmitted through the first transmit antenna, and (-X * N + 1 , -X * N +2 , ..., -X * 2N ) are transmitted through the second transmit antenna.
- the second space-time block code sequence (X N + 1 , X N + 2 , ..., X 2N ), (X * 1 , X * 2 , ..., X * N in the jth SC-FDMA symbol ) are mapped, of which (X N + 1 , X N + 2 , ..., X 2N ) is transmitted through the first transmit antenna, and (X * 1 , X * 2 , ..., X * N ) is transmitted via the second transmission antenna.
- the subcarrier mapper 123 is a space-time block codeword (X 1 , X 2 , ..., X N ), (-X * N + 1 , -X * N + 2 , ... ., -X * 2N ), (X N + 1 , X N + 2 , ..., X 2N ), (X * 1 , X * 2 , ..., X * N ), respectively.
- the allocated subcarriers are all located in the same frequency band without frequency hopping in every slot. For example, when a plurality of resource blocks are allocated to a transmitter, each resource block occupies the same frequency band on consecutive slots.
- the resource block means a physical resource including a plurality of subcarriers.
- the IFFT unit 124 performs an IFFT on the subcarrier to which the space-time block codeword is mapped and outputs an SC-FDMA symbol that is a time domain symbol.
- the i th SC-FDMA symbol and the j th SC-FDMA symbol are generated in chronological order.
- SC-FDMA Modulation by combining DFT and IFFT is called SC-FDMA, which is advantageous to lower the Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) compared to OFDM using only IFFT. This is because it has the characteristics of a single carrier property (Single Carrier Property).
- SC-FDMA symbols of the same frequency band are required to be paired in order for a single carrier characteristic to be satisfied.
- There may be various methods for configuring a pair of SC-FDMA symbols but in order to maximize data recovery performance, it is necessary to configure a pair of SC-FDMA symbols in consideration of the position and number of DMRSs. This is because the closer the SC-FDMA symbol from the DMRS position, the higher the probability of successful data recovery.
- the number of SC-FDMA symbols that can be paired in one slot depends on the number of DMRSs, there is a problem of how to transmit unpaired SC-FDMA symbols.
- a process of pairing SC-FDMA symbols is called symbol paring, and a pair of SC-FDMA symbols paired by symbol pairing is called a symbol pair.
- the i th SC-FDMA symbol and the j th SC-FDMA symbol corresponding to the space time block codes by the STBC processor 122 are symbol pairs.
- a symbol pair of the i th SC-FDMA symbol and the j th SC-FDMA symbol is represented as (i, j).
- FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes seven SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a fourth SC-FDMA symbol.
- Symbol pairing with SC-FDMA symbols around the SC-FDMA symbol for DMRS can increase the reliability of data transmission. This is because data closer to the SC-FDMA symbol for DMRS can be recovered by improved channel estimation.
- Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the symbol pairing of index 15 includes the first and seventh SC-FDMA symbols forming the first symbol pair, the third and fifth SC-FDMA symbols forming the second symbol pair, and the second and sixth symbols.
- the first SC-FDMA symbol forms a third symbol pair. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected. Of course, information 1 and information 2 may be transmitted together, only one of information 1 or information 2 may be transmitted, and neither information 1 nor information 2 may be transmitted.
- FIG. 8 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes seven SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a fourth SC-FDMA symbol. Meanwhile, the SRS is transmitted through the seventh SC-FDMA symbol. Accordingly, there are five SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 3, 5, 6th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, only two symbol pairs are made, and one SC-FDMA symbol cannot form a symbol pair. Therefore, the STBC scheme cannot be applied to one SC-FDMA symbol, and another transmit diversity scheme is selectively applied. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the symbol pairing of index 18 includes the second and sixth SC-FDMA symbols forming the first symbol pair, and the third and fifth SC-FDMA symbols forming the second symbol pair, but the remaining one is 1
- the first SC-FDMA symbol does not form a symbol pair. Accordingly, STBC is applied to the first and second symbol pairs, but other transmission diversity schemes such as FSTD, PVS, CDD, etc. are applied to the remaining SC-FDMA symbols. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected. Of course, information 1 and information 2 may be transmitted together, only one of information 1 or information 2 may be transmitted, and neither information 1 nor information 2 may be transmitted.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes seven SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a third SC-FDMA symbol.
- Symbol pairing with SC-FDMA symbols around the SC-FDMA symbol for DMRS can increase the reliability of data transmission.
- Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- Table 4 index Symbol pairing 31 (1,2) (4,5) (6,7) 32 (1,2) (4,6) (5,7) 33 (1,2) (4,7) (5,6) 34 (1,4) (2,5) (6,7) 35 (1,4) (2,6) (5,7) 36 (1,4) (2,7) (5,6) 37 (1,5) (2,4) (6,7) 38 (1,5) (2,6) (4,7) 39 (1,5) (2,7) (4,6) 40 (1,6) (2,4) (5,7) 41 (1,6) (2,5) (4,7) 42 (1,6) (2,7) (4,5) 43 (1,7) (2,4) (5,6) 44 (1,7) (2,5) (4,6) 45 (1,7) (2,6) (4,5)
- the symbol pairing of index 37 includes the first and fifth SC-FDMA symbols forming the first symbol pair, the second and fourth SC-FDMA symbols forming the second symbol pair, and the sixth and seventh symbols.
- the first SC-FDMA symbol forms a third symbol pair.
- the first and second symbol pairs form a pair between SC-FDMA symbols at positions spaced apart from each other, but the third symbol pair forms a pair between adjacent SC-FDMA symbols.
- FIG. 10 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes seven SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a third SC-FDMA symbol. Meanwhile, the SRS is transmitted through the seventh SC-FDMA symbol. Accordingly, there are five SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 4, 5, 6th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, only two symbol pairs are made, and one SC-FDMA symbol cannot form a symbol pair. Therefore, the STBC scheme cannot be applied to one SC-FDMA symbol, and another transmit diversity scheme is selectively applied. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the symbol pairing of index 60 indicates that the 1st and 5th SC-FDMA symbols form the first symbol pair, and the 2nd and 4th SC-FDMA symbols form the second symbol pair.
- the first SC-FDMA symbol does not form a symbol pair. Accordingly, STBC is applied to the first and second symbol pairs, but other transmission diversity schemes such as FSTD, PVS, CDD, etc. are applied to the remaining SC-FDMA symbols. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- 11 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes six SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a fourth SC-FDMA symbol. Accordingly, there are five SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 3, 5, 6th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, only two symbol pairs are made, and one SC-FDMA symbol cannot form a symbol pair. Therefore, the STBC scheme cannot be applied to one SC-FDMA symbol, and another transmit diversity scheme is selectively applied. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- Table 6 index Symbol pairing 61 (2,3) (5,6) 1 62 (2,5) (3,6) 1 63 (2,6) (3,5) 1 64 (1,3) (5,6) 2 65 (1,5) (3,6) 2 66 (1,6) (3,5) 2 67 (1,2) (5,6) 3 68 (1,5) (2,6) 3 69 (1,6) (2,5) 3 70 (1,2) (3,6) 5 71 (1,3) (2,6) 5 72 (1,6) (2,3) 5 73 (1,2) (3,5) 6 74 (1,3) (2,5) 6 75 (1,5) (2,3) 6
- symbol pairing of index 70 indicates that the first and second SC-FDMA symbols form the first symbol pair, and the third and sixth SC-FDMA symbols form the second symbol pair.
- the first SC-FDMA symbol does not form a symbol pair. Accordingly, STBC is applied to the first and second symbol pairs, but other transmission diversity schemes such as FSTD, PVS, CDD, etc. are applied to the remaining SC-FDMA symbols. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- FIG. 12 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes six SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a fourth SC-FDMA symbol. Meanwhile, the SRS is transmitted through the sixth SC-FDMA symbol. Accordingly, there are four SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 3, 5th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, two symbol pairs are made. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the symbol pairing of the index 76 is the first and second SC-FDMA symbols make up the first symbol pair, the third and fifth SC-FDMA symbols make up the second symbol pair. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- FIG. 13 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes six SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a third SC-FDMA symbol. Accordingly, there are five SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 4, 5, 6th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, only two symbol pairs are made, and one SC-FDMA symbol cannot form a symbol pair. Therefore, the STBC scheme cannot be applied to one SC-FDMA symbol, and another transmit diversity scheme is selectively applied. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the symbol pairing of index 90 indicates that the 1st and 6th SC-FDMA symbols form the first symbol pair, and the 2nd and 4th SC-FDMA symbols form the second symbol pair.
- the first SC-FDMA symbol does not form a symbol pair. Accordingly, STBC is applied to the first and second symbol pairs, but other transmission diversity schemes such as FSTD, PVS, CDD, etc. are applied to the remaining SC-FDMA symbols. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- FIG. 14 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes six SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through a third SC-FDMA symbol. Meanwhile, the SRS is transmitted through the sixth SC-FDMA symbol. Accordingly, there are four SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 4, 5th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, two symbol pairs are made. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the first and fourth SC-FDMA symbols form the first symbol pair
- the second and fifth SC-FDMA symbols form the second symbol pair. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- 15 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes seven SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through third and fourth SC-FDMA symbols. Accordingly, there are five SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 5, 6, 7th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, only two symbol pairs are made, and one SC-FDMA symbol cannot form a symbol pair. Therefore, the STBC scheme cannot be applied to one SC-FDMA symbol, and another transmit diversity scheme is selectively applied. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the first and fifth SC-FDMA symbols form the first symbol pair
- the sixth and seventh SC-FDMA symbols form the second symbol pair, but the remaining two are two.
- the first SC-FDMA symbol does not form a symbol pair. Accordingly, STBC is applied to the first and second symbol pairs, but other transmission diversity schemes such as FSTD, PVS, CDD, etc. are applied to the remaining SC-FDMA symbols. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- 16 is a block diagram for explaining another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes seven SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through third and fourth SC-FDMA symbols. Meanwhile, the SRS is transmitted through the seventh SC-FDMA symbol. Therefore, there are four SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 5, 6th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, two symbol pairs are made. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the first and sixth SC-FDMA symbols form the first symbol pair
- the second and fifth SC-FDMA symbols form the second symbol pair. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- 17 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes seven SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through the first and seventh SC-FDMA symbols. Accordingly, there are five SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as the second, third, fourth, fifth, sixth SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, only two symbol pairs are made, and one SC-FDMA symbol cannot form a symbol pair. Therefore, the STBC scheme cannot be applied to one SC-FDMA symbol, and another transmit diversity scheme is selectively applied. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the symbol pairing of index 120 indicates that the 2nd and 6th SC-FDMA symbols form the first symbol pair, and the 4th and 5th SC-FDMA symbols form the second symbol pair.
- the first SC-FDMA symbol does not form a symbol pair. Accordingly, STBC is applied to the first and second symbol pairs, but other transmission diversity schemes such as FSTD, PVS, CDD, etc. are applied to the remaining SC-FDMA symbols. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- 18 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes six SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through third and fourth SC-FDMA symbols. Therefore, there are four SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as 1, 2, 5, 6th SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, two symbol pairs are made. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the first and fifth SC-FDMA symbols form the first symbol pair
- the second and sixth SC-FDMA symbols form the second symbol pair. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- 19 is a block diagram illustrating another example of symbol pairing in a subframe.
- one slot includes six SC-FDMA symbols, and DMRS is transmitted through the first and sixth SC-FDMA symbols. Accordingly, there are four SC-FDMA symbols that can be used for data transmission as the second, third, fourth, and fifth SC-FDMA symbols. According to symbol pairing, two symbol pairs are made. Symbol pairing does not necessarily need to be applied only between adjacent SC-FDMA symbols, and may be in various forms as follows.
- the second and third SC-FDMA symbols form the first symbol pair
- the fourth and fifth SC-FDMA symbols form the second symbol pair. If information 1 is transmitted on the first symbol pair and information 2 is transmitted on the second symbol pair, more robust transmission can be expected.
- 20 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
- a modulation symbol is generated by encoding information bits and constellation mapping (S100).
- a frequency domain symbol is generated by performing a Discrete Fourier Transform (DFT) on the modulation symbol (S110).
- a space time block code is generated by applying the STBC scheme to the frequency domain symbol (S120).
- an Inverse Fast Fourier Transform is performed to generate an SC-FDMA symbol (S140).
- the SC-FDMA symbol is transmitted on a slot basis (S150).
- the slot includes a plurality of SC-FDMA symbols, and at least one of the plurality of SC-FDMA symbols is used for transmission of a DeModulation Reference Signal (DMRS), which is a reference signal for demodulation of uplink data.
- DMRS DeModulation Reference Signal
- the remaining SC-FDMA symbols are used in pairs to transmit information encoded according to the STBC scheme.
- the pair may consist of SC-FDMA symbols adjacent to each other, or SC-FDMA symbols of positions spaced apart from each other. At least one of the plurality of SC-FDMA symbols may be used to transmit a Sounding Reference Signal (SRS), which is a reference signal for measuring the quality of an uplink channel.
- SRS Sounding Reference Signal
- the SC-FDMA symbol used for the transmission of the SRS is located at the end of the slot.
- the plurality of SC-FDMA symbols are seven, SC-FDMA symbols used for the transmission of the DMRS is located fourth in the slot.
- the plurality of SC-FDMA symbols are seven, SC-FDMA symbols used for the transmission of the DMRS is located in the third in the slot.
- the plurality of SC-FDMA symbols are six, SC-FDMA symbols used for the transmission of the DMRS is located at the third in the slot.
- the plurality of SC-FDMA symbols is six, the SC-FDMA symbols used for the transmission of the DMRS is located fourth in the slot.
- SC-FDMA symbols that are not paired among the plurality of SC-FDMA symbols are used to transmit information encoded by Precoding Vector Switching (PVS), Frequency Switched Tansmit Diversity (FSTD), or Cyclic Delay Diversity (CDD).
- PVS Precoding Vector Switching
- FSTD Frequency Switched Tansmit Diversity
- CDD Cyclic Delay Diversity
- a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an application specific integrated circuit (ASIC), or the like according to software or program code coded to perform the function.
- ASIC application specific integrated circuit
Landscapes
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Abstract
STBC(Space Time Block Code) 기법을 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 정보비트를 부호화(coding)하고 성상맵핑(constellation mapping)하여 변조심벌(modulation symbol)을 생성하는 단계, 상기 변조심벌에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하여 주파수 영역 심벌을 생성하는 단계, 상기 주파수 영역 심벌을 부반송파에 맵핑한 후 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 SC-FDMA 심벌을 생성하는 단계, 및 상기 SC-FDMA 심벌을 슬롯단위(on a slot basis)로 전송하는 단계를 포함한다. SC-FDMA 또는 OFDM 시스템에서 STBC 기법을 효율적으로 적용하여 PAPR을 줄이고, 보다 강건한 데이터 전송을 수행할 수 있다.
Description
본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SC-FDMA 또는 OFDM 시스템에서 STBC 기법에 의한 전송 다이버시티를 제공하는 데이터 전송방법에 관한 것이다.
최근들어 무선 데이터 서비스에 대한 폭발적인 수요의 증가가 있어왔다. 그리고 무선 음성 서비스에서 무선 데이터 서비스로의 진화는 무선 용량(wireless capacity)의 점진적인 증가를 요구하고 있다. 이러한 요구는 무선 서비스 사업자들과 무선장비 제조업자들로 하여금 무선 시스템의 데이터 전송률의 향상을 모색하도록 하며, 막대한 연구에 대한 동기를 부여한다.
무선채널(wireless channel)은 경로손실(path loss), 쉐도우잉(shadowing), 페이딩(fading), 잡음(noise), 한정된 대역폭(limited bandwidth), 단말의 전력한계, 다른 사용자간의 간섭과 같은 여러가지 문제를 겪는다. 이러한 한계는 무선 채널을 데이터의 빠른 흐름을 저해하는 좁은 파이프와 유사한 형태를 갖게 하며, 고속 데이터 전송을 제공하는 무선통신의 효율적인 대역폭의 설계를 어렵게 한다. 무선 시스템의 설계에 있어서 또 다른 난점들(challenges)은 자원할당, 급변하는 물리채널과 관련한 이동성 문제들(mobility issues), 휴대가능성(portability), 및 안전성(security)과 프라이버시(privacy) 제공의 설계를 포함한다.
전송채널이 큰 페이딩(deep fading)을 겪을 때, 수신기는 전송되는 신호의 다른 버젼(version)이나 복사본(replica)이 별도로 전송되지 않는 경우 상기 전송되는 신호를 결정하기 어렵다. 이러한 별도의 다른 버젼이나 복사본에 해당하는 자원은 다이버시티(diversity)라 불리며, 무선채널에 걸쳐 신뢰성있는 전송에 기여하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 이러한 다이버시티를 이용하면 데이터 전송 용량 또는 데이터 전송 신뢰도를 극대화할 수 있는데, 다중 송신안테나 및 다중 수신 안테나로써 다이버시티를 구현하는 시스템을 다중입출력(Multiple Input Multiple Output; MIMO) 시스템이라 한다. MIMO 시스템을 다중안테나(Multiple antenna) 시스템이라고도 한다.
MIMO 시스템에서 다이버시티를 구현하기 위한 기법에는 SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code), CDD(Cyclic Delay Diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), TSTD(time switched transmit diversity), PVS(Precoding Vector Switching), 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM), GCDD(Generalized Cyclic Delay Diversity), S-VAP(Selective Virtual Antenna Permutation) 등이 있다.
한편, 3세대 이후의 시스템에서 고려되는 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(inter-symbol interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하여, N개의 직교 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지한다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다.
그런데, OFDM/OFDMA 시스템의 주된 문제점 중 하나는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 매우 클 수 있다는 것이다. PAPR 문제는 전송 신호의 최대 진폭(peak amplitude)이 평균 진폭보다 매우 크게 나타나는 것으로, OFDM 심벌이 서로 다른 부반송파 상에서 N개의 정현파 신호(sinusoidal signal)의 중첩이라는 사실에 기인한다. PAPR은 특히 배터리의 용량과 관련되어 전력 소모에 민감한 단말에서 문제가 된다. PAPR을 낮추기 위해 제안되고 있는 시스템 중 하나가 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA)이다. SC-FDMA는 SC-FDE(Single Carrier-Frequency Division Equalization) 방식에 FDMA(Frequency Division Multiple Access)를 접목한 형태이다. SC-FDMA는 데이터를 시간 영역 및 주파수 영역에서 변조 및 복조한다는 점에서 OFDMA와 유사한 특성을 갖지만, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT)을 이용하므로써 전송 신호의 PAPR이 낮아 전송 전력 절감에 유리하다.
SC-FDMA(또는 OFDM) 방식에 의해 생성되는 신호들을 SC-FDMA 심벌(symbol)(또는 OFDM 심벌)이라 한다. SC-FDMA 심벌들에는 사용자 데이터뿐만 아니라 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative Acknowledgement), 랭크(Rank), CQI(Channel Quality Information), PMI(Precoding Matrix Indicator)와 같은 제어신호, 그리고 채널상태를 판단하는 기준이 되는 신호인 기준신호(Reference signal)들이 실린다. 기준신호는 효율적인 채널추정을 위한 것으로서, 하향링크의 채널을 추정하여 데이터의 복원에 사용되는 기준신호를 복조용 기준신호(DeModulation Reference Signal; DMRS)이고, 상향링크의 채널을 추정하는데 사용되는 기준신호를 사운딩 기준신호(Sounding Reference Signal; SRS)라 한다. SC-FDMA 심벌의 채널추정 성능은 DMRS의 위치와 밀접한 관련이 있다. 즉, DMRS와 인접한 SC-FDMA 심벌일수록 오류가 적은 데이터 복조의 성능을 기대할 수 있다.
한편, 이러한 SC-FDMA 방식을 적용함에 있어서 주의해야할 것은 단일 반송파 특성(single carrier property)를 만족시켜야 한다는 점이다. 특히, STBC를 적용함에 있어서, SC-FDMA 심벌이 짝수개씩 짝(pair)을 이루어야 단일 반송파 특성을 만족시킬 수 있다. 그런데, 기준신호는 SC-FDMA 심벌상에서, 하나의 자원블록에 속하는 부반송파 전부를 이용하여 전송되므로, 기준신호는 STBC를 위한 SC-FDMA 심벌 짝에서 제외된다. 전술된 바와 같이, SC-FDMA 심벌의 채널추정 성능은 DMRS의 위치와 밀접한 관련이 있으므로, 신뢰성있는 전송을 위해 SC-FDMA 심벌 짝을 효율적으로 구성할 필요가 있다. SC-FDMA 또는 OFDM 시스템에서 STBC 기법에 의한 전송 다이버시티를 제공하는 데이터 전송방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 STBC 기법을 이용한 데이터 전송방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, STBC(Space Time Block Code) 기법을 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 정보비트를 부호화(coding)하고 성상맵핑(constellation mapping)하여 변조심벌(modulation symbol)을 생성하는 단계, 상기 변조심벌에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하여 주파수 영역 심벌을 생성하는 단계, 상기 주파수 영역 심벌을 부반송파에 맵핑한 후 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 SC-FDMA 심벌을 생성하는 단계, 및 상기 SC-FDMA 심벌을 슬롯단위(on a slot basis)로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 슬롯은 복수의 SC-FDMA 심벌을 포함한다. 상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 적어도 하나는 상향링크 데이터의 복조를 위한 기준신호인 DMRS(DeModulation Reference Signal)의 전송에 사용된다. 남은 SC-FDMA 심벌들은 2개씩 짝(pair)을 이루어 STBC 기법에 따라 부호화된 정보를 전송하는데 사용된다.
SC-FDMA 또는 OFDM 시스템에서 STBC 기법을 효율적으로 적용하여 PAPR을 줄이고, 보다 강건한 데이터 전송을 수행할 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 서브프레임의 일 예를 나타낸다.
도 4는 서브프레임의 다른 예를 나타낸다.
도 5는 STBC 기법이 적용되는 무선통신 시스템을 설명하는 설명도이다.
도 6은 SC-FDMA 변조부의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 7은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 일 예를 설명하는 블록도이다.
도 8은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 9는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 10은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 11은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 12는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 13은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 14는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 15는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 16은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 17은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 18은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 19는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 일 예에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 순방향 링크(forward link)라 불릴 수도 있다. 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미하며, 역방향 링크(reverse link)라 불릴 수도 있다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.
무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single-Carrier FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 공지된 다른 변조 기술들과 같은 다중 접속 기법들에 기초할 수 있다. 이들 변조 기법들은 통신 시스템의 다중 사용자들로부터 수신된 신호들을 복조하여 통신 시스템의 용량을 증가시킨다.
하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 또는 clustered DFT S-OFDM 를 사용할 수 있다. 일반적인 SC-FDMA 기법은 DFT 확산된 심볼열을 연속된 부반송파 또는 등간격을 갖는 부반송파에 할당(또는 맵핑)하는 것을 의미하는데, clustered DFT-S-OFDM은 DFT 확산된 N 심볼열 중 M(<N) 심볼열은 연속된 부반송파에 할당(또는 맵핑)하고, 나머지 N-M 심볼열은 M 심볼열이 할당(또는 맵핑)된 부반송파에서 일정 간격 떨어진 연속된 부반송파에 할당(또는 맵핑)한다. clustered DFT-S-OFDM을 사용할 경우, 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 SC-FDMA 심벌(또는 OFDM 심벌)과 주파수 영역에서 적어도 하나의 부반송파를 포함할 수 있다. 슬롯은 시간 영역과 주파수 영역에서 무선 자원을 할당하기 위한 단위라 할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 SC-FDMA 심벌의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와, 확장된 CP보다 길이가 짧은 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, SC-FDMA 심벌이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 SC-FDMA 심벌의 수는 7개일 수 있다. SC-FDMA 심벌이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 SC-FDMA 심벌의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 SC-FDMA 심벌의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 SC-FDMA 심벌의 수는 6개일 수 있다. 확장된 CP는 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심벌간 간섭을 더욱 줄이기 위해 사용될 수도 있고, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스(Multimedia Broadcast Multicast Service; MBMS)를 제공하기 위해 사용될 수도 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수, 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 및 슬롯에 포함되는 SC-FDMA 심벌의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 서브프레임의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함한다. SC-FDMA 심벌이 일반 CP로 구성되므로, 하나의 슬롯은 시간 영역에서 7개의 SC-FDMA 심벌을 포함한다. 따라서, 하나의 서브프레임은 총 14개의 SC-FDMA 심벌을 포함한다. 한편, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(resource block; RB)을 포함한다. 1개의 SC-FDMA 심벌과 1개의 부반송파로 이루어진 단위를 자원 요소라 한다. 하나의 자원블록이 12 부반송파를 포함한다고 할 때, 하나의 자원블록은 12×7 자원요소를 포함한다. 각 슬롯에서 적어도 하나의 SC-FDMA 심벌은 데이터의 복조에 사용되는 복조 기준신호(DMRS)의 전송을 위해 할당된다. 나머지 SC-FDMA 심벌은 데이터 또는 제어신호의 전송을 위해 할당되므로, 한 서브프레임내에서 총 12개의 SC-FDMA 심벌이 데이터 또는 제어신호의 전송을 위해 할당된다. 만약, DMRS 외에, 상향링크 채널 추정을 위한 사운딩 기준신호(Sounding Reference Signal; SRS)가 1개의 SC-FDMA 심벌상으로 전송된다면, 한 서브프레임내에서 총 11개의 SC-FDMA 심벌이 데이터 전송을 위해 할당된다. 사운딩 기준신호는 2번째 슬롯의 마지막 SC-FDMA 심벌상으로 전송될 수 있다.
서브프레임의 구조는 예시에 불과하고, 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 SC-FDMA 심벌의 수, DMRS의 수, DMRS와 SRS로 할당되는 SC-FDMA 심벌의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 서브프레임의 다른 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 도 3에서의 서브프레임 구조와 달리, SC-FDMA 심벌이 확장된 CP로 구성되므로, 하나의 슬롯은 시간 영역에서 6개의 SC-FDMA 심벌을 포함한다. 따라서, 하나의 서브프레임은 총 12개의 SC-FDMA 심벌을 포함한다. 하나의 서브프레임이 1 TTI(Transmission Time Interval)이고, 1 TTI는 1ms이다. 각 슬롯은 0.5ms 길이이다. 각 슬롯에서 적어도 하나의 SC-FDMA 심벌은 DMRS의 전송을 위해 할당된다. 나머지 SC-FDMA 심벌은 데이터 또는 제어신호의 전송을 위해 할당되므로, 한 서브프레임내에서 총 10개의 SC-FDMA 심벌이 데이터 또는 제어신호의 전송을 위해 할당된다. 만약, DMRS외에, SRS가 1개의 SC-FDMA 심벌상으로 전송된다면, 한 서브프레임내에서 총 9개의 SC-FDMA 심벌이 데이터 또는 제어신호의 전송을 위해 할당된다. 사운딩 기준신호는 2번째 슬롯의 마지막 SC-FDMA 심벌상으로 전송될 수 있다. 서브프레임의 구조는 예시에 불과하고, 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 SC-FDMA 심벌의 수 및 복조 기준신호가 전송되는 SC-FDMA 심벌의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 STBC 기법이 적용되는 무선통신 시스템을 설명하는 설명도이다. STBC에서 신호는 시간과 공간 영역에서 분리되어 전송되며, 각 안테나별로 수신된 신호들은 최대 우도 결합(Maximum Likelihood Combining) 기법에 의해 결정된다.
도 5를 참조하면, STBC가 적용되는 무선통신 시스템은 전송기(100)와 수신기(200)를 포함한다. 전송기(100)는 데이터 처리부(data processor, 110), SC-FDMA 변조기(SC-FDMA modulator, 120), 제어부(130), RF부(Radio Frequency Unit; 140) 및 송신안테나(150-1, 150-2,..., 150-N)를 포함한다.
데이터 처리부(110)는 입력되는 정보비트(information bit)를 채널부호화(channel coding)하여 부호어(codeword)를 생성하고, 상기 부호어를 성상맵핑(constellation mapping)하여 데이터 심벌(data symbol)을 생성한다. 정보비트는 수신기(200)로 보낼 사용자 평면의 정보를 포함한다. 또한, 정보비트는 사용자 평면의 정보의 전송 또는 무선자원 할당과 관련된 제어평면의 정보를 포함할 수 있다.
SC-FDMA 변조부(120)는 시간영역의 데이터 심벌에 STBC를 수행하여 시공간 블록 부호(Space Time Block code)를 생성하고, SC-FDMA 변조 방식으로 변조하여 SC-FDMA 심벌을 생성한다. 제어평면의 정보는 사용자 평면의 정보와 별도로 변조되어 SC-FDMA 변조부(120)로 입력될 수 있다. 제어부(130)는 데이터 처리부(110)와 SC-FDMA 변조부(120)의 동작을 제어한다. RF부(140)는 입력되는 SC-FDMA 심벌을 아날로그 신호로 변환한다. 변환된 아날로그 신호는 송신안테나(150-1, 150-2,..., 150-N)를 통하여 무선 채널로 전파된다.
수신기(200)는 RF부(210), SC-FDMA 복조부(220), 데이터 처리부(230), 제어부(240) 및 수신안테나(250-1, 250-2,... 250-M)를 포함한다.
RF부(210)는 수신안테나(250-1, 250-2,... 250-M)에서 수신한 신호를 디지털화된 신호로 변환한다. SC-FDMA 복조부(220)는 디지털화된 신호에서 SC-FDMA 변조부(120)에 대응하는 동작을 수행하여 데이터 심벌을 출력한다. 데이터 처리부(230)는 데이터 심벌로부터 정보비트를 복원한다. 제어부(240)는 SC-FDMA 복조부(220) 및 데이터 처리부(230)의 처리과정을 제어한다.
도 6은 SC-FDMA 변조부의 일 예를 도시한 블록도이다. 이는 STBC 기법이 적용되는 SC-FDMA 변조부이다. 여기서, 송신안테나는 2개라고 가정한다.
도 6을 참조하면, SC-FDMA 변조부(120)는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 DFT부(121), STBC 처리부(STBC processor; 122), 부반송파 맵퍼(subcarrier mapper, 123) 및 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하는 IFFT부(124)를 포함한다.
DFT부(121)는 시간영역의 2N개의 데이터 심벌열 S1, S2,..., SN, SN+1,..., S2N에 DFT를 수행하여 주파수 영역 심벌열 X1, X2,..., XN, XN+1,..., X2N을 출력한다. DFT의 크기가 N이면, 한번에 N개씩 DFT 확산된다. DFT 크기는 할당된 자원블록의 크기만큼 고정된 것일 수도 있고, 시스템에 따라 가변적일 수도 있다.
STBC 처리부(122)는 주파수 영역 심벌열 X1, X2,..., XN, XN+1,..., X2N을 STBC 기법에 의해 안테나 및 시간별로 블록화하여 시공간 블록 부호 [(X1, X2,..., XN), (-X*
N+1, -X*
N+2,..., -X*
2N), (XN+1, XN+2,..., X2N), (X*
1, X*
2,..., X*
N)]를 생성한다. 제1 시공간 블록 부호열 (X1, X2,..., XN), (-X*
N+1, -X*
N+2,..., -X*
2N)는 제i SC-FDMA 심벌의 부반송파에 대응되고, 제2 시공간 블록 부호열 (XN+1, XN+2,..., X2N), (X*
1, X*
2,..., X*
N)는 제j SC-FDMA 심벌의 부반송파에 대응된다(i<j). STBC 처리부(123)에 의한 시공간 블록 부호는 크기 p×nT인 전송행렬 G에 의해 정의된다. 여기서, p는 시공간 블록 부호의 길이이며, nT는 송신안테나의 개수이다. G는 심벌(symbol) x1, x2,..., xp와 이들의 공액 복소수의 선형 조합으로 구성된다. 각각의 송신안테나로 다른 부호어들이 동시에 전송된다. 시공간 블록 부호의 길이가 2이고, 2개의 송신안테나를 갖는 STBC 시스템에서의 전송행렬 G는 수학식 1과 같다.
표 1
제i SC-FDMA 심벌 | 제j SC-FDMA 심벌 | |
제1 송신안테나 | X1, X2,..., XN | XN+1, XN+2,..., X2N |
제2 송신안테나 | -X* N+1, -X* N+2,..., -X* 2N | X* 1, X* 2,..., X* N |
표 1을 참조하면, 제i SC-FDMA 심벌에 제1 시공간 블록 부호열 (X1, X2,..., XN), (-X*
N+1, -X*
N+2,..., -X*
2N)이 맵핑되는데, 이 중 (X1, X2,..., XN)는 제1 송신안테나를 통해 전송되고, (-X*
N+1, -X*
N+2,..., -X*
2N)는 제2 송신안테나를 통해 전송된다. 또한, 제j SC-FDMA 심벌에 제2 시공간 블록 부호열 (XN+1, XN+2,..., X2N), (X*
1, X*
2,..., X*
N)이 맵핑되는데, 이 중 (XN+1, XN+2,..., X2N)는 제1 송신안테나를 통해 전송되고, (X*
1, X*
2,..., X*
N)은 제2 송신안테나를 통해 전송된다.
부반송파 맵퍼(123)는 스케줄링 정보에 따라 할당되는 부반송파에 시공간 블록 부호어 (X1, X2,..., XN), (-X*
N+1, -X*
N+2,..., -X*
2N), (XN+1, XN+2,..., X2N), (X*
1, X*
2,..., X*
N)를 각각 맵핑한다. 여기서, 할당되는 부반송파는 매 슬롯마다 주파수 호핑(hopping)됨이 없이 모두 동일한 주파수 대역에 위치한다. 예를 들어, 송신기에 복수의 자원블록이 할당되는 경우, 각 자원블록은 연속된 슬롯상에서 모두 동일한 주파수 대역을 점유한다. 여기서, 자원블록은 복수의 부반송파를 포함하는 물리자원을 의미한다.
IFFT부(124)는 시공간 블록 부호어가 맵핑된 부반송파에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 심벌인 SC-FDMA 심벌을 출력한다. 시간순서에 따라 제i SC-FDMA 심벌과 제j SC-FDMA 심벌이 생성된다. 하나의 IFFT부(124)만이 도시되었으나, 이는 예시일 뿐, 송신안테나의 개수에 따라 IFFT부(124)의 개수가 달라질 수 있음은 물론이다. DFT와 IFFT를 결합하여 변조하는 방식을 SC-FDMA라 하고, 이는 IFFT만을 사용하는 OFDM에 비해 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 낮추는 데 유리하다. 단일 반송파의 특성(Single Carrier Property)을 갖기 때문이다.
전송행렬 G에 의한 시공간 블록 부호에 있어서, 단일 반송파 특성이 만족되려면 동일한 주파수 대역의 SC-FDMA 심벌들이 짝(pair)을 이룰 것이 요구된다. SC-FDMA 심벌의 짝을 구성하는 방법에는 여러가지가 있을 수 있으나, 데이터 복원 성능을 극대화하기 위하여 DMRS의 위치 및 개수를 고려하여 SC-FDMA 심벌의 짝을 구성할 필요가 있다. 이는 DMRS의 위치로부터 가까운 SC-FDMA 심벌일수록 성공적인 데이터 복원 확률이 높아지기 때문이다. 또한, DMRS의 개수에 따라 한 슬롯에서 짝을 이룰 수 있는 SC-FDMA 심벌의 수가 좌우되기 때문데, 짝을 이루지 못하는 SC-FDMA 심벌을 어떻게 전송할지도 문제가 된다.
이하에서, SC-FDMA 심벌의 짝을 맞추는 과정을 심벌 페어링(symbol paring)이라 하고, 심벌 페어링에 의해 짝지어진 SC-FDMA 심벌의 짝을 심벌 페어(symbol pair)라 한다. 상기 도 6에서 STBC 처리부(122)에 의한 시공간 블록 부호들이 대응되는 제i SC-FDMA 심벌과 제j SC-FDMA 심벌은 심벌 페어이다. 이하에서 제i SC-FDMA 심벌과 제j SC-FDMA 심벌의 심벌 페어를 (i, j)라 표기하도록 한다.
도 7은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 일 예를 설명하는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 하나의 슬롯은 7개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 4번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. DMRS용 SC-FDMA 심벌 주변의 SC-FDMA 심벌들로 심벌페어링을 하면 데이터 전송의 신뢰성을 높일 수 있다. 이는 DMRS용 SC-FDMA 심벌에 가까울수록 향상된 채널추정에 의해 데이터가 복원될 수 있기 때문이다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 2
인덱스 | 심벌페어링 |
1 | (1,2)(3,5)(6,7) |
2 | (1,2)(3,6)(5,7) |
3 | (1,2)(3,7)(5,6) |
4 | (1,3)(2,5)(6,7) |
5 | (1,3)(2,6)(5,7) |
6 | (1,3)(2,7)(5,6) |
7 | (1,5)(2,6)(3,7) |
8 | (1,5)(2,7)(3,6) |
9 | (1,5)(2,3)(6,7) |
10 | (1,6)(2,3)(5,7) |
11 | (1,6)(2,5)(3,7) |
12 | (1,6)(2,7)(3,5) |
13 | (1,7)(2,3)(5,6) |
14 | (1,7)(2,5)(3,6) |
15 | (1,7)(2,6)(3,5) |
표 2를 참조하면, 인덱스 15의 심벌페어링은 1번째와 7번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 3번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루며, 2번째와 6번째 SC-FDMA 심벌이 제3 심벌페어를 이룬다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다. 물론, 여기서 정보 1과 정보 2가 함께 전송될 수도 있고, 정보 1 또는 정보 2 중 어느 하나만 전송될 수도 있으며, 정보 1과 정보 2가 모두 전송되지 않을 수도 있다.
도 8은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 하나의 슬롯은 7개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 4번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 한편, 7번째 SC-FDMA 심벌을 통해 SRS가 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 3, 5, 6번째 SC-FDMA 심벌로서 총 5개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어만이 만들어지고, 1개의 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이룰 수 없다. 따라서, 1개의 SC-FDMA 심벌에는 STBC방식이 적용될 수 없고, 다른 전송 다이버시티 기법이 선택적으로 적용된다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 3
인덱스 | 심벌페어링 |
16 | (2,3)(5,6) 1 |
17 | (2,5)(3,6) 1 |
18 | (2,6)(3,5) 1 |
19 | (1,3)(5,6) 2 |
20 | (1,5)(3,6) 2 |
21 | (1,6)(3,5) 2 |
22 | (1,2)(5,6) 3 |
23 | (1,5)(2,6) 3 |
24 | (1,6)(2,5) 3 |
25 | (1,2)(3,6) 5 |
26 | (1,3)(2,6) 5 |
27 | (1,6)(2,3) 5 |
28 | (1,2)(3,5) 6 |
29 | (1,3)(2,5) 6 |
30 | (1,5)(2,3) 6 |
표 3을 참조하면, 인덱스 18의 심벌페어링은 2번째와 6번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 3번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루나, 나머지 1개인 1번째 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이루지 못한다. 따라서, 제1 및 제2 심벌페어에는 각각 STBC가 적용되나, 나머지 1개의 SC-FDMA 심벌에는 FSTD, PVS, CDD등과 같은 다른 전송 다이버시티 기법이 적용된다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다. 물론, 여기서 정보 1과 정보 2가 함께 전송될 수도 있고, 정보 1 또는 정보 2 중 어느 하나만 전송될 수도 있으며, 정보 1과 정보 2가 모두 전송되지 않을 수도 있다.
도 9는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 하나의 슬롯은 7개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 3번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. DMRS용 SC-FDMA 심벌 주변의 SC-FDMA 심벌들로 심벌페어링을 하면 데이터 전송의 신뢰성을 높일 수 있다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 4
인덱스 | 심벌페어링 |
31 | (1,2)(4,5)(6,7) |
32 | (1,2)(4,6)(5,7) |
33 | (1,2)(4,7)(5,6) |
34 | (1,4)(2,5)(6,7) |
35 | (1,4)(2,6)(5,7) |
36 | (1,4)(2,7)(5,6) |
37 | (1,5)(2,4)(6,7) |
38 | (1,5)(2,6)(4,7) |
39 | (1,5)(2,7)(4,6) |
40 | (1,6)(2,4)(5,7) |
41 | (1,6)(2,5)(4,7) |
42 | (1,6)(2,7)(4,5) |
43 | (1,7)(2,4)(5,6) |
44 | (1,7)(2,5)(4,6) |
45 | (1,7)(2,6)(4,5) |
표 4를 참조하면, 인덱스 37의 심벌페어링은 1번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 2번째와 4번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루며, 6번째와 7번째 SC-FDMA 심벌이 제3 심벌페어를 이룬다. 제1 및 제2 심벌페어는 서로 이격된 위치의 SC-FDMA 심벌간에 페어를 이루고 있으나, 제3 심벌페어는 서로 인접한 SC-FDMA 심벌간에 페어를 이루고 있다.
도 10은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 하나의 슬롯은 7개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 3번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 한편, 7번째 SC-FDMA 심벌을 통해 SRS가 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 4, 5, 6번째 SC-FDMA 심벌로서 총 5개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어만이 만들어지고, 1개의 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이룰 수 없다. 따라서, 1개의 SC-FDMA 심벌에는 STBC방식이 적용될 수 없고, 다른 전송 다이버시티 기법이 선택적으로 적용된다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 5
인덱스 | 심벌페어링 |
46 | (2,4)(5,6) 1 |
47 | (2,5)(4,6) 1 |
48 | (2,6)(4,5) 1 |
49 | (1,4)(5,6) 2 |
50 | (1,5)(4,6) 2 |
51 | (1,6)(4,5) 2 |
52 | (1,2)(5,6) 4 |
53 | (1,5)(2,6) 4 |
54 | (1,6)(2,5) 4 |
55 | (1,2)(4,6) 5 |
56 | (1,4)(2,6) 5 |
57 | (1,6)(2,4) 5 |
58 | (1,2)(4,5) 6 |
59 | (1,4)(2,5) 6 |
60 | (1,5)(2,4) 6 |
표 5를 참조하면, 인덱스 60의 심벌페어링은 1번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 2번째와 4번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루나, 나머지 1개인 1번째 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이루지 못한다. 따라서, 제1 및 제2 심벌페어에는 각각 STBC가 적용되나, 나머지 1개의 SC-FDMA 심벌에는 FSTD, PVS, CDD등과 같은 다른 전송 다이버시티 기법이 적용된다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 11은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 하나의 슬롯은 6개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 4번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 3, 5, 6번째 SC-FDMA 심벌로서 총 5개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어만이 만들어지고, 1개의 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이룰 수 없다. 따라서, 1개의 SC-FDMA 심벌에는 STBC방식이 적용될 수 없고, 다른 전송 다이버시티 기법이 선택적으로 적용된다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 6
인덱스 | 심벌페어링 |
61 | (2,3)(5,6) 1 |
62 | (2,5)(3,6) 1 |
63 | (2,6)(3,5) 1 |
64 | (1,3)(5,6) 2 |
65 | (1,5)(3,6) 2 |
66 | (1,6)(3,5) 2 |
67 | (1,2)(5,6) 3 |
68 | (1,5)(2,6) 3 |
69 | (1,6)(2,5) 3 |
70 | (1,2)(3,6) 5 |
71 | (1,3)(2,6) 5 |
72 | (1,6)(2,3) 5 |
73 | (1,2)(3,5) 6 |
74 | (1,3)(2,5) 6 |
75 | (1,5)(2,3) 6 |
표 6을 참조하면, 인덱스 70의 심벌페어링은 1번째와 2번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 3번째와 6번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루나, 나머지 1개인 5번째 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이루지 못한다. 따라서, 제1 및 제2 심벌페어에는 각각 STBC가 적용되나, 나머지 1개의 SC-FDMA 심벌에는 FSTD, PVS, CDD등과 같은 다른 전송 다이버시티 기법이 적용된다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 12는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 하나의 슬롯은 6개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 4번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 한편, 6번째 SC-FDMA 심벌을 통해 SRS가 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 3, 5번째 SC-FDMA 심벌로서 총 4개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어가 만들어진다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 7
인덱스 | 심벌페어링 |
76 | (1,2)(3,5) |
77 | (1,3)(2,5) |
78 | (1,5)(2,3) |
표 7을 참조하면, 인덱스 76의 심벌페어링은 1번째와 2번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 3번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이룬다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 13은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 13을 참조하면, 하나의 슬롯은 6개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 3번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 4, 5, 6번째 SC-FDMA 심벌로서 총 5개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어만이 만들어지고, 1개의 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이룰 수 없다. 따라서, 1개의 SC-FDMA 심벌에는 STBC방식이 적용될 수 없고, 다른 전송 다이버시티 기법이 선택적으로 적용된다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 8
인덱스 | 심벌페어링 |
79 | (2,4)(5,6) 1 |
80 | (2,5)(4,6) 1 |
81 | (2,6)(4,5) 1 |
82 | (1,4)(5,6) 2 |
83 | (1,5)(4,6) 2 |
84 | (1,6)(4,5) 2 |
85 | (1,2)(5,6) 4 |
86 | (1,5)(2,6) 4 |
87 | (1,6)(2,5) 4 |
88 | (1,2)(4,6) 5 |
89 | (1,4)(2,6) 5 |
90 | (1,6)(2,4) 5 |
91 | (1,2)(4,5) 6 |
92 | (1,4)(2,5) 6 |
93 | (1,5)(2,4) 6 |
표 8을 참조하면, 인덱스 90의 심벌페어링은 1번째와 6번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 2번째와 4번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루나, 나머지 1개인 5번째 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이루지 못한다. 따라서, 제1 및 제2 심벌페어에는 각각 STBC가 적용되나, 나머지 1개의 SC-FDMA 심벌에는 FSTD, PVS, CDD등과 같은 다른 전송 다이버시티 기법이 적용된다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 14는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 14를 참조하면, 하나의 슬롯은 6개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 3번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 한편, 6번째 SC-FDMA 심벌을 통해 SRS가 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 4, 5번째 SC-FDMA 심벌로서 총 4개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어가 만들어진다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 9
인덱스 | 심벌페어링 |
94 | (1,2)(4,5) |
95 | (1,4)(2,5) |
96 | (1,5)(2,4) |
표 9를 참조하면, 인덱스 95의 심벌페어링은 1번째와 4번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 2번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이룬다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 15는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 15를 참조하면, 하나의 슬롯은 7개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 3번째와 4번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 5, 6, 7번째 SC-FDMA 심벌로서 총 5개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어만이 만들어지고, 1개의 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이룰 수 없다. 따라서, 1개의 SC-FDMA 심벌에는 STBC방식이 적용될 수 없고, 다른 전송 다이버시티 기법이 선택적으로 적용된다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 10
인덱스 | 심벌페어링 |
97 | (2,5)(6,7) 1 |
98 | (2,6)(5,7) 1 |
99 | (2,7)(5,6) 1 |
100 | (1,5)(6,7) 2 |
101 | (1,6)(5,7) 2 |
102 | (1,7)(5,6) 2 |
103 | (1,2)(6,7) 5 |
104 | (1,6)(2,7) 5 |
105 | (1,7)(2,6) 5 |
106 | (1,2)(5,7) 6 |
107 | (1,5)(2,7) 6 |
108 | (1,7)(2,5) 6 |
109 | (1,2)(5,6) 7 |
110 | (1,5)(2,6) 7 |
111 | (1,6)(2,5) 7 |
표 10을 참조하면, 인덱스 100의 심벌페어링은 1번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 6번째와 7번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루나, 나머지 1개인 2번째 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이루지 못한다. 따라서, 제1 및 제2 심벌페어에는 각각 STBC가 적용되나, 나머지 1개의 SC-FDMA 심벌에는 FSTD, PVS, CDD등과 같은 다른 전송 다이버시티 기법이 적용된다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 16은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 16을 참조하면, 하나의 슬롯은 7개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 3번째 및 4번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 한편, 7번째 SC-FDMA 심벌을 통해 SRS가 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 5, 6번째 SC-FDMA 심벌로서 총 4개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어가 만들어진다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 11
인덱스 | 심벌페어링 |
112 | (1,2)(5,6) |
113 | (1,5)(2,6) |
114 | (1,6)(2,5) |
표 11을 참조하면, 인덱스 114의 심벌페어링은 1번째와 6번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 2번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이룬다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 17은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 17을 참조하면, 하나의 슬롯은 7개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 1번째와 7번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 2, 3, 4, 5, 6번째 SC-FDMA 심벌로서 총 5개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어만이 만들어지고, 1개의 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이룰 수 없다. 따라서, 1개의 SC-FDMA 심벌에는 STBC방식이 적용될 수 없고, 다른 전송 다이버시티 기법이 선택적으로 적용된다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 12
인덱스 | 심벌페어링 |
115 | (3,4)(5,6) 2 |
116 | (3,5)(4,6) 2 |
117 | (3,6)(4,5) 2 |
118 | (2,4)(5,6) 3 |
119 | (2,5)(4,6) 3 |
120 | (2,6)(4,5) 3 |
121 | (2,3)(5,6) 4 |
122 | (2,5)(3,6) 4 |
123 | (2,6)(3,5) 4 |
124 | (2,3)(4,6) 5 |
125 | (2,4)(3,6) 5 |
126 | (2,6)(3,4) 5 |
127 | (2,3)(4,5) 6 |
128 | (2,4)(3,5) 6 |
129 | (2,5)(3,4) 6 |
표 12를 참조하면, 인덱스 120의 심벌페어링은 2번째와 6번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 4번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이루나, 나머지 1개인 3번째 SC-FDMA 심벌은 심벌페어를 이루지 못한다. 따라서, 제1 및 제2 심벌페어에는 각각 STBC가 적용되나, 나머지 1개의 SC-FDMA 심벌에는 FSTD, PVS, CDD등과 같은 다른 전송 다이버시티 기법이 적용된다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 18은 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 18을 참조하면, 하나의 슬롯은 6개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 3번째 및 4번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 1, 2, 5, 6번째 SC-FDMA 심벌로서 총 4개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어가 만들어진다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 13
인덱스 | 심벌페어링 |
130 | (1,2)(5,6) |
131 | (1,5)(2,6) |
132 | (1,6)(2,5) |
표 13을 참조하면, 인덱스 131의 심벌페어링은 1번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 2번째와 6번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이룬다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 19는 서브프레임내에서 심벌 페어링의 또 다른 예를 설명하는 블록도이다.
도 19를 참조하면, 하나의 슬롯은 6개의 SC-FDMA심벌을 포함하고, DMRS은 1번째 및 6번째 SC-FDMA심벌을 통해 전송된다. 따라서, 데이터의 전송을 위해 사용될 수 있는 SC-FDMA 심벌은 2, 3, 4, 5번째 SC-FDMA 심벌로서 총 4개이다. 심벌페어링에 의하면, 2개의 심벌페어가 만들어진다. 심벌페어링은 반드시 인접한 SC-FDMA 심벌간에만 적용될 필요는 없고, 다음의 여러가지 형태가 될 수 있다.
표 14
인덱스 | 심벌페어링 |
133 | (2,3)(4,5) |
134 | (2,4)(3,5) |
135 | (2,6)(3,4) |
표 14를 참조하면, 인덱스 133의 심벌페어링은 2번째와 3번째 SC-FDMA 심벌이 제1 심벌페어를 이루고, 4번째와 5번째 SC-FDMA 심벌이 제2 심벌페어를 이룬다. 만약 정보 1이 제1 심벌페어를 통해 전송되고, 정보 2가 제2 심벌페어를 통해 전송되면, 보다 강건한 전송을 기대할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 예에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 정보비트를 부호화(coding)하고 성상맵핑(constellation mapping)하여 변조심벌(modulation symbol)을 생성한다(S100). 상기 변조심벌에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하여 주파수 영역 심벌을 생성한다(S110). 상기 주파수 영역 심벌에 STBC 기법을 적용하여 시공간 블록 부호를 생성한다(S120). 상기 시공간 블록 부호를 부반송파에 맵핑한 후(S130), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하여 SC-FDMA 심벌을 생성한다(S140). 상기 SC-FDMA 심벌을 슬롯단위(on a slot basis)로 전송한다(S150). 여기서, 상기 슬롯은 복수의 SC-FDMA 심벌을 포함하고, 상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 적어도 하나는 상향링크 데이터의 복조를 위한 기준신호인 DMRS(DeModulation Reference Signal)의 전송에 사용된다. 한편, 남은 SC-FDMA 심벌들은 2개씩 짝(pair)을 이루어 STBC 기법에 따라 부호화된 정보를 전송하는데 사용된다.
상기 짝은 서로 인접한 SC-FDMA 심벌로 이루어질 수도 있고, 서로 이격된 위치의 SC-FDMA 심벌로 이루어질 수도 있다. 상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 적어도 하나는 상향링크 채널의 품질을 측정하기 위한 기준신호인 SRS(Sounding Reference Signal)의 전송에 사용될 수 있다. 그리고, 상기 SRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯의 마지막에 위치한다. 일 예로서, 상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 7개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 4번째에 위치한다. 다른 예로서, 상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 7개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 3번째에 위치한다. 또 다른 예로서, 상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 6개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 3번째에 위치한다. 또 다른 예로서, 상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 6개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 4번째에 위치한다.
상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 짝을 이루지 못하는 SC-FDMA 심벌은 PVS(Precoding Vector Switching), FSTD(Frequency Switched Tansmit Diversity), 또는 CDD(Cyclic Delay Diversity) 기법에 의해 부호화된 정보를 전송하는데 사용된다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
Claims (12)
- STBC(Space Time Block Code) 기법을 이용한 데이터 전송방법에 있어서,정보비트를 부호화(coding)하고 성상맵핑(constellation mapping)하여 변조심벌(modulation symbol)을 생성하는 단계;상기 변조심벌에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하여 주파수 영역 심벌을 생성하는 단계; 및상기 주파수 영역 심벌을 부반송파에 맵핑한 후 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 SC-FDMA 심벌을 생성하는 단계;상기 SC-FDMA 심벌을 슬롯단위(on a slot basis)로 전송하는 단계를 포함하되,상기 슬롯은 복수의 SC-FDMA 심벌을 포함하고, 상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 적어도 하나는 상향링크 데이터의 복조를 위한 기준신호인 DMRS(DeModulation Reference Signal)의 전송에 사용되고, 남은 SC-FDMA 심벌들은 2개씩 짝(pair)을 이루어 STBC 기법에 따라 부호화된 정보를 전송하는데 사용되는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 짝은 서로 인접한 SC-FDMA 심벌로 이루어지는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 짝은 서로 이격된 위치의 SC-FDMA 심벌로 이루어지는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 적어도 하나는 상향링크 채널의 품질을 측정하기 위한 기준신호인 SRS(Sounding Reference Signal)의 전송에 사용되는, 데이터 전송방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 SRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯의 마지막에 위치하는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 7개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 4번째에 위치하는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 7개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 3번째에 위치하는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 6개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 3번째에 위치하는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌은 6개이고, 상기 DMRS의 전송에 사용되는 SC-FDMA 심벌은 상기 슬롯내에서 4번째에 위치하는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 짝을 이루지 못하는 SC-FDMA 심벌은 PVS(Precoding Vector Switching) 기법에 의해 부호화된 정보를 전송하는데 사용되는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 짝을 이루지 못하는 SC-FDMA 심벌은 FSTD(Frequency Switched Tansmit Diversity) 기법에 의해 부호화된 정보를 전송하는데 사용되는, 데이터 전송방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 SC-FDMA 심벌 중 짝을 이루지 못하는 SC-FDMA 심벌은 CDD(Cyclic Delay Diversity) 기법에 의해 부호화된 정보를 전송하는데 사용되는, 데이터 전송방법.
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