WO2018143772A1 - 수송 블록 전송 방법 및 전송 장치 - Google Patents

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WO2018143772A1
WO2018143772A1 PCT/KR2018/001577 KR2018001577W WO2018143772A1 WO 2018143772 A1 WO2018143772 A1 WO 2018143772A1 KR 2018001577 W KR2018001577 W KR 2018001577W WO 2018143772 A1 WO2018143772 A1 WO 2018143772A1
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crc
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cbs
lte
code rate
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PCT/KR2018/001577
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노광석
김봉회
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엘지전자 주식회사
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    • H04L1/0637—Properties of the code
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting a transport block.
  • M2M machine-to-machine
  • MTC machine type communication
  • smart phones tablet PCs
  • tablet PCs tablet PCs
  • Multi-antenna technology multi-base station cooperation technology, and the like are developing.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • RAT legacy radio access technology
  • massive machine type communication for connecting a plurality of devices and objects to provide various services anytime and anywhere is one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • next generation radio access technology has been discussed in consideration of eMBB communication, mMTC, ultra-reliable and low latency communication (URLLC), and the like.
  • a transmitter attaches a cyclic redundancy check (CRC) code of a specific length to a code block (CB) obtained from a transport block (TB).
  • CRC cyclic redundancy check
  • the specific length depends on the code rate for the TB.
  • a method for transmitting a transport block (TB) by a transmitter in a wireless communication system comprises: adding a TB cyclic redundancy check (CRC) code to the TB to create a TB CRC attached TB; Segment the TB CRC attached TB into a plurality of code blocks (CBs); Attaching a CB CRC of a specific length to each of the plurality of CBs to generate CB CRC attached CBs; Encoding each of the CB CRC attached CBs to produce encoded CBs; And transmitting the encoded CBs to a receiver.
  • the specific length depends on the code rate for the TB.
  • a transmission apparatus for transmitting a transport block (TB) in a wireless communication system.
  • the transmitter comprises: a radio frequency (RF) unit, and a processor configured to control the RF unit.
  • the processor is configured to: add a TB cyclic redundancy check (CRC) code to the TB to create a TB CRC attached TB; Segment the TB CRC attached TB into a plurality of code blocks (CBs); Attaching a CB CRC of a specific length to each of the plurality of CBs to generate CB CRC attached CBs; And encoding the CB CRC attached CBs respectively to generate encoded CBs. And control the RF unit to send the encoded CBs to a receiver.
  • the specific length depends on the code rate for the TB.
  • the CB CRC attached CBs may be encoded using a low density parity check (LDPC) code.
  • LDPC low density parity check
  • code rate information indicative of the code rate may be transmitted to the receiving device.
  • the specific length may be smaller as the code rate is lower.
  • the wireless communication signal can be efficiently transmitted / received. Accordingly, the overall throughput of the wireless communication system can be high.
  • delays / delays generated in the communication process between the user equipment and the base station may be reduced.
  • Signals can also be transmitted / received efficiently and at low error rates in wireless communication systems.
  • FIG. 1 illustrates a process of a transport block in an LTE / LTE-A system.
  • FIG. 4 shows a coding chain in an LTE / LTE-A system.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining the parity check matrix H of the LDPC code through a bipartite graph.
  • FIG. 7 illustrates a difference in error detection performance between syndrome check and cyclic redundancy check (CRC).
  • FIG 8 illustrates a coding chain considering the use of CRC and syndrome check in accordance with the present invention.
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in radio technologies such as Global System for Mobile Communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (i.e., GERAN), and the like.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • the present invention will be described on the assumption that the present invention is applied to a 3GPP based communication system, for example, LTE / LTE-A, NR.
  • a 3GPP based communication system for example, LTE / LTE-A, NR.
  • the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • the following detailed description is described based on a mobile communication system corresponding to a 3GPP LTE / LTE-A / NR system, except for the matters specific to 3GPP LTE / LTE-A / NR, Applicable to any mobile communication system.
  • the expression “assuming” may mean that the subject transmitting the channel transmits the channel so as to correspond to the "assuming”.
  • the subject receiving the channel may mean that the channel is received or decoded in a form conforming to the "home", provided that the channel is transmitted to conform to the "home”.
  • the UE may be fixed or mobile, and various devices which communicate with a base station (BS) to transmit and receive user data and / or various control information belong to the same.
  • BS Base station
  • UE Terminal Equipment
  • MS Mobile Station
  • MT Mobile Terminal
  • UT User Terminal
  • SS Subscribe Station
  • wireless device PDA (Personal Digital Assistant), wireless modem
  • a BS generally refers to a fixed station communicating with the UE and / or another BS, and communicates with the UE and another BS to exchange various data and control information.
  • the BS may be referred to in other terms such as ABS (Advanced Base Station), Node-B (NB), evolved-NodeB (NB), Base Transceiver System (BTS), Access Point, and Processing Server (PS).
  • ABS Advanced Base Station
  • Node-B Node-B
  • NB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • gNB Base Transceiver System
  • PS Processing Server
  • the base station of the UTRAN is called Node-B
  • the base station of the E-UTRAN is called eNB
  • gNB base station of the new radio access technology network
  • the BS is collectively referred to as eNB.
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal by communicating with a UE.
  • Various forms of eNBs may be used as nodes regardless of their names.
  • a node may be a BS, an NB, an eNB, a pico-cell eNB (PeNB), a home eNB (HeNB), a relay, a repeater, or the like.
  • the node may not be an eNB.
  • it may be a radio remote head (RRH), a radio remote unit (RRU).
  • RRH, RRU, etc. generally have a power level lower than the power level of the eNB.
  • a cell refers to a certain geographic area in which one or more nodes provide communication services. Therefore, in the present invention, communication with a specific cell may mean communication with an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the downlink / uplink signal of a specific cell means a downlink / uplink signal from / to an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the cell providing uplink / downlink communication service to the UE is particularly called a serving cell.
  • the channel state / quality of a specific cell means a channel state / quality of a channel or communication link formed between an eNB or a node providing a communication service to the specific cell and a UE.
  • a UE may transmit a downlink channel state from a specific node to a CRS (s) in which antenna port (s) of the specific node are transmitted on a Cell-specific Reference Signal (CRS) resource allocated to the specific node; / Or can be measured using the CSI-RS (s) transmitted on the Channel State Information Reference Signal (CSI-RS) resources.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • the 3GPP-based communication system uses the concept of a cell to manage radio resources.
  • Cells associated with radio resources are distinguished from cells in a geographic area.
  • a "cell” in a geographic area may be understood as coverage in which a node can provide services using a carrier, and a "cell” of radio resources is a bandwidth (frequency) that is a frequency range configured by the carrier. bandwidth, BW).
  • Downlink coverage which is a range in which a node can transmit valid signals
  • uplink coverage which is a range in which a valid signal can be received from a UE, depends on a carrier carrying the signal, so that the coverage of the node is determined by the radio resources used by the node. It is also associated with the coverage of the "cell”.
  • the term "cell” can sometimes be used to mean coverage of a service by a node, sometimes a radio resource, and sometimes a range within which a signal using the radio resource can reach a valid strength.
  • a "cell" associated with a radio resource is defined as a combination of DL resources and UL resources, that is, a combination of a DL component carrier (CC) and a UL CC.
  • the cell may be configured with DL resources alone or with a combination of DL resources and UL resources.
  • the linkage between the carrier frequency of the DL resource (or DL CC) and the carrier frequency of the UL resource (or UL CC) is indicated by system information.
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • the carrier frequency means a center frequency of each cell or CC.
  • a cell operating on a primary frequency is referred to as a primary cell (Pcell) or a PCC
  • a cell operating on a secondary frequency (or SCC) is referred to as a secondary cell.
  • cell, Scell) or SCC The carrier corresponding to the Pcell in downlink is called a DL primary CC (DL PCC), and the carrier corresponding to the Pcell in the uplink is called a UL primary CC (DL PCC).
  • Scell refers to a cell that can be configured after RRC (Radio Resource Control) connection establishment is made and can be used for providing additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • the Scell may form a set of serving cells for the UE with the Pcell.
  • the carrier corresponding to the Scell in downlink is called a DL secondary CC (DL SCC)
  • the carrier corresponding to the Scell in the uplink is called a UL secondary CC (UL SCC).
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC UL secondary CC
  • the 3GPP-based communication standard provides downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and downlink corresponding to resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer.
  • Physical signals are defined.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical broadcast channel (PBCH), a physical multicast channel (PMCH), a physical control format indicator channel (physical control) format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH) and physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels
  • reference signal and synchronization signal Is defined as downlink physical signals.
  • a reference signal (RS) also referred to as a pilot, refers to a signal of a predetermined special waveform known to the eNB and the UE.
  • a cell specific RS, UE- UE-specific RS, positioning RS (PRS), and channel state information RS (CSI-RS) are defined as downlink reference signals.
  • the 3GPP-based communication standard includes uplink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and uplink corresponding to resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer. It defines physical signals. For example, a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical uplink control channel (PUCCH), and a physical random access channel (PRACH) are the uplink physical channels.
  • a demodulation reference signal (DMRS) for uplink control / data signals and a sounding reference signal (SRS) used for uplink channel measurement are defined.
  • the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource is referred to below ..
  • the user equipment transmits the PUCCH / PUSCH / PRACH, respectively.
  • PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is used for downlink data / control information on or through PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH, respectively. It is used in the same sense as sending it.
  • Massive MTC which connects multiple devices and objects to provide various services anytime and anywhere, is also one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • a communication system design considering a service / UE that is sensitive to reliability and latency has been discussed.
  • next generation RAT considering such advanced mobile broadband communication, Massive MTC, and Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC) is being discussed.
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • 3GPP is working on the next generation mobile communication system after EPC.
  • the technology is referred to as a new RAT (new RAT, NR) or 5G RAT.
  • NR communication systems are required to support significantly better performance than existing fourth generation (4G) systems in terms of data rate, capacity, latency, energy consumption and cost.
  • 4G fourth generation
  • NR systems need to make significant advances in the area of bandwidth, spectral, energy, signaling efficiency, and cost per bit.
  • NR needs to utilize efficient waveforms to meet these needs.
  • FIG. 1 illustrates a process of a transport block in an LTE / LTE-A system.
  • information transmitted from the transmitting end is encoded and then transmitted using a forward error correction code.
  • the receiving end demodulates the received signal and then decodes the error correcting code to restore the transmission information. In this decoding process, an error on the received signal caused by the channel is corrected.
  • Data arrives at a coding block in the behavior of up to two transport blocks per TTI per DL / UL cell.
  • the following coding steps may be applied for each transport block of a DL / UL cell:
  • the code blocks generally have the same size, but due to the size limitation of the QPP interleaver, one code block of several code blocks may have a different size. Interleaving is performed to reduce the effects of burst errors that occur during transmission on a wireless channel after an error correction encoding process in units of code blocks having a predetermined interleaver size. And, it is mapped to the actual radio resource and transmitted. Since the amount of radio resources used during the actual transmission is constant, rate matching must be performed on the encoded code block in order to match them. Generally, rate matching consists of puncturing or repetition.
  • the code rate of data to be transmitted is controlled.
  • a turbo code is used as a channel code in LTE / LTE-A, a process of channel coding and rate matching each code block in a transport channel processing process as shown in FIG. 1 is illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating performing rate matching by separating the systematic and parity portions of an encoded code block.
  • the mother code rate of the LTE / LTE turbo encoder is 1/3.
  • the rate matching module comprises three so-called sub-block interleavers for the three output streams of the turbo encoder and a bit selection and pruning (realized) by a circular buffer. pruning).
  • the sub-block interleaver is based on a classic row-column interleaver with 32 rows and a length-32 intra-column permutation.
  • the bits of each of the three streams are written in a matrix of 32 columns, row-by-row (the number of rows depends on the stream size). Dummy bits are padded in front of each stream to completely fill the matrix. After column permutation bits are read from the matrix in column-by-column.
  • the circular buffer is the most important part of the rate matching module, which enables puncturing and repetition of mother code.
  • interleaved systematic bits are written to the circular buffer in sequence, with the first bit of the interleaved systematic bit streams at the beginning of the circular buffer.
  • Interleaved and interlaced parity bit streams are sequentially written to the circular buffer, putting the first bit of the stream after the last bit of the interleaved systematic bit stream.
  • Coded bits are read sequentially from any start point specified by redundancy version (RV) points in the circular buffer (depending on the code rate). If the end of the circular buffer is reached and more coded bits are needed for transmission (e.g., for code rates less than one third), the transmitter wraps around and continues from the beginning of the circular buffer. continue).
  • RV redundancy version
  • HARQ which stands for hybrid ARQ, is an error correction mechanism based on retransmission of packets detected as being in error.
  • the transmitted packet arrives after some propagation delay at the receiving device.
  • the receiver produces an ACK in the case of an error-free transmission and produces a NACK when an error is detected.
  • the ACK / NACK is produced after some processing time and sent to the transmitter, and reaches the transmitter after a propagation delay. In the case of NACK, after some processing delay at the transmitter, the desired packet will be sent again.
  • the bits read from the circular buffer and sent in each retransmission are different and depend on the location of the RV. There are four RVs (0, 1, 2, 3) that define the location of the starting point at which bits are read from the circular buffer. Referring to FIG. 3, as the number of retransmissions progresses, the RV increases, so fewer systematic bits and more parity bits are read from the circular buffer for retransmission.
  • the use of channel codes is essential.
  • the transmitting end performs encoding on the input symbol through the encoder, the encoded symbol is transmitted, and the receiving end performs decoding using the encoded symbol to perform restoration of the input symbol.
  • FIG. 4 shows a coding chain in an LTE / LTE-A system.
  • FIG. 4 is shown to explain in more detail the process for the transport block described in FIG. 1.
  • the size of the input symbol to the encoder may be different from the size of the transport block from the medium access control (MAC) layer. If TB is larger than the maximum input symbol size of the turbo code, it is divided into several code blocks. At this time, the size of the CB becomes '6144-CRC size' at the maximum.
  • the input symbols of the turbo code correspond to data including CB and CRC or including TB ( ⁇ 6144 bits) and CRC (up to 24 bits).
  • the output symbol (s) of the encoder are modulated into modulation symbols by a modulator after a rate matching and CB concatenation process.
  • Channel coding of the LTE / LTE-A system may refer to 3GPP TS 36.212.
  • the decoding process of the channel code is the reverse process of FIG.
  • the receiver performs decoding for each CB, configures a TB, and finally checks whether the TB CRC passes through the TB.
  • CB CRC is used for fast decoding termination. For example, if the CB CRC fails, the receiver may generate a NACK without decoding other CBs.
  • US 2009/0313516 describes an enhanced HARQ method for LTE.
  • the HARQ method transmits an index of a corresponding CB when the receiver determines that the NACK is performed by performing a CB CRC on a receiving CB. It is a technique of requesting retransmission only by transmitting to the CB part.
  • this method has a disadvantage in that the CB index fed back increases as the number of CBs increases.
  • the receiver transmits an ACK / NACK signal indicating whether the transport block received in subframe i is successful in subframe i + 4 in FDD mode, and the transmitter transmits the ACK / NACK.
  • subframe i + 4 is used. This takes into account the time for processing the transport block and the time required to generate the ACK / NACK, that is, the processing time, of which the most time is spent processing the channel code.
  • different transmission times are used according to the TDD uplink / downlink subframe configuration in consideration of the time required for processing the transport block, generation of ACK / NACK, and uplink subframe allocation.
  • ACK / NACK bundling and / or ACK / NACK multiplexing techniques are used according to the number of subframes and / or cells associated with the ACK / NACK information.
  • NR currently offers better speed and coverage than 4G, operates in high frequency bands, speeds up to 1 Gb / s for dozens of connections, or speeds up to tens of Mb / s for tens of thousands of connections. It is required to do In order to meet the requirements of the NR system, the introduction of an advanced coding scheme is being discussed. Since data communication occurs in an inverted channel environment, channel coding plays an important role in achieving higher data rates for fast, error-free communication.
  • the selected channel code should have excellent block error ratio (BLER) performance over a certain range of block lengths and code rates.
  • BLER is defined as the ratio of the number of erroneous receiving blocks to the total number of blocks sent.
  • eMBB Massive IoT
  • URLLC Ultra-high reliability and low latency, such as industrial automation, driverless cars, remote surgery, and smart grids.
  • the LDPC code was proposed by Gallagher in 1962 as a linear block code with a low density where most of the elements of the parity check matrix ⁇ are zero. Since the LDPC code is so complex that it was impossible to implement with the technology at the time of the proposal, it has been forgotten, and has been actively researched since it was rediscovered in 1995 and proved to have excellent performance (Ref. [1] Robert G. Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes", The MIT Press, September 15, 1963. [2] DJC Mackay, Good error-correcting codes based on very sparse matrices, IEEE Trans.Inform.Theory, IT-45, pp 399-431 (1999).
  • 802.11ac digital video broadcasting
  • encoding is performed using a parity check matrix instead of a generator matrix.
  • the parity check matrix of LDPC codes Since the parity check matrix of LDPC codes is very small, it can be decoded by iterative decoding even in very large block sizes. When the block size becomes very large, it approaches the Shannon's channel capacity limit like turbo code. Shows performance. The number of 1s included in the row or column in the parity check matrix is called weight.
  • the LDPC code can be described by the (n-k) * n parity check matrix ⁇ .
  • the generator matrix ⁇ corresponding to the parity check matrix ⁇ can be obtained by the following equation.
  • c is a codeword and x is an information bit.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining the parity check matrix H of the LDPC code through a bipartite graph.
  • FIG. 5 (a) represents an edge connected to a check node in a bipartite graph
  • '1' in a column is variable.
  • FIG. 5B illustrates a part of a bipartite graph corresponding to the parity check matrix illustrated in FIG. 5A.
  • left nodes represent variable nodes and right nodes represent check nodes in the cross graph.
  • FIG. 6 illustrates another parity check matrix and total bipartite lines.
  • the hard decision value of the variable nodes connected to the check node at any one check node is determined.
  • the sum should be '0'.
  • 6 (a) illustrates equations for hard decision for each check node. As such, checking whether the sum of the variable node (s) connected to the check node is '0' in the check node is called a syndrome check.
  • the 802.11n-based LDPC is one of the candidate coding techniques considered for use in 5G because it has been proven by many users of WiFi.
  • the 802.11n-based LDPC has a smaller maximum input data size and maximum codeword size compared to the LTE turbo code, making more CB for the same TB size as the turbo code.
  • the channel coding of LTE / LTE-A attaches, that is, inserts a CRC for each CB.
  • the present invention proposes a method of reducing the use of CB CRC by identifying errors of CB through syndrome check.
  • the present invention proposes a method that can solve or reduce the problem that occurs when checking the error for the CB through the syndrome check using the characteristics of the LDPC code itself instead of using the CB CRC.
  • FIG. 7 illustrates a difference in error detection performance between syndrome check and cyclic redundancy check (CRC).
  • CRC cyclic redundancy check
  • FIG. 7 compares the performance of using CRC and the performance of using a syndrome check for an 802.11n LDPC code having a code rate of 1/2 and a codeword size of 1944.
  • syndrome check has a lower probability of error detection than CRC, even if it is confirmed that there is no error through syndrome check, an error may be detected in TB CRC.
  • the probability of an error being detected in the TB CRC is 100%.
  • the CB CRC is used in the LTE / LTE-A system, an error may be detected in the TB CRC after the error is confirmed through the CB CRC, but the polynomial of the CB CRC and the polynomial of the TB CRC are different. Therefore (see 3GPP TS 36.212), the probability of error detection by the CRC is better than the syndrome check.
  • the use of syndrome check results in a performance degradation of about 0.04 dB in the high signal to noise ratio (SNR) region and a frame error rate of about 20-30% at the same high SNR ( frame error rate, FER).
  • SNR signal to noise ratio
  • FER frame error rate
  • the channel coding chain may be determined in consideration of the overhead reduction gain and the performance degradation caused by using the syndrome check.
  • the present invention can determine whether to use a syndrome check in the following cases.
  • the transmit power used by the transmitting device to transmit signals can be reduced.
  • fast channel estimation can be enabled at the receiving device.
  • mmWave bands e.g., 6 GHz and above
  • SINR signal to interference plus noise ratio
  • LTE / LTE-A band e.g., 2 GHz. Band. Therefore, in the mmWave band, since the performance reduction due to the use of the syndrome check may be relatively small compared to the LTE / LTE-A band, the use of the syndrome check may be possible.
  • the smallest TB is 40 bits.
  • the CRC uses 24 bits
  • the overhead due to the CRC is 24 / (40 + 24), which is about one third. Therefore, for TBs below a certain size, the use of syndrome check can replace CRC to reduce overhead.
  • the transmitter attaches a TB CRC code to the TB to generate a TB CRC attached TB (S801) (when the TB CRC attached TB exceeds a specific maximum size that an encoder can encode), the transmitter sends the TB CRC
  • the attachment TB is segmented into a plurality of CBs (S802).
  • the transmitting apparatus attaches a CB CRC code to each of the plurality of CBs to enable the decoder of the receiving apparatus to perform the CRC on the CB. It is possible to determine whether to cause the decoder to perform a syndrome check on the CB without adding a CRC (S803).
  • the transmitter attaches a CB CRC to each of the plurality of CBs (S804) and encodes each CB CRC attached CB through the encoder (S8060.
  • the receiver is a syndrome instead of a CRC).
  • the transmitter does not attach a CB CRC (S805) and encodes each of the plurality of CBs through the encoder (S806)
  • the transmitter transmits output bits of the encoder through a modulator.
  • the transmitter corresponds to BS and the receiver corresponds to UE
  • the transmitter corresponds to UE
  • the BS may determine whether to allow the decoder of the UE to perform CRC or syndrome check on the DL CB. Allows the decoder of the UE to If the user wants to perform a syndrome check instead of the CRC for the L CB, information indicating that a CB CRC is not attached to the DL CB or information indicating to perform a syndrome check may be transmitted to the UE.
  • the decoder of may receive a syndrome check for the DL CB instead of the CRC when receiving the information indicating that the CB CRC is not attached to the DL CB.
  • the BS which is a receiving device, may determine whether to attach the CB CRC to the UL CB and may signal information on whether to attach the CB CRC to the UE. For example, if the BS wants to perform a syndrome check instead of the CRC, the UE may instruct the UE not to attach the CB CRC, in which case the UE sends the CB CRC to the UL CB obtained through the segment. Without attaching it to perform encoding.
  • the process of FIG. 8 will be described assuming a DL situation (BS transmission, UE reception).
  • the present invention can also be applied to UL situations (UE transmission, BS reception).
  • UE transmission, BS reception the BS does not feed back the CQI index to the UE, scheduling for UL transmission is performed by the BS, and the modulation and coding scheme (MCS) used for the corresponding UL transmission is also determined by the BS.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the CB segmentation may vary in size depending on the channel code used.
  • the fed back CQI index and new feedback information may be used.
  • the BS may determine whether to use the CRC or the syndrome check in consideration of the transmission overhead.
  • the BS may allocate and operate 1 bit for the selection result for the CRC and the syndrome in the PDCCH, EPDCCH, or DCI format.
  • the base station may indicate that the syndrome is used by setting the corresponding bit to 0, and that the CRC is used by setting the bit to 1.
  • the bits may also indicate the presence of additional reference signals.
  • the new feedback information will be described below.
  • the UE feeds back a CQI index and an ACK / NACK to the base station according to the decoding result.
  • 1-bit information indicating whether the syndrome check failed because the syndrome check failed or if the syndrome check succeeded but the TB CRC failed (eg, 0: TB CRC failed because the syndrome check failed, 1: syndrome check).
  • Success, but TB CRC failure can be transmitted to the base station through the PUCCH or UCI format.
  • the base station may use the CQI index fed back from the UE as in the LTE / LTE-A system that schedules the next transmission or retransmission based on the CQI index fed back from the UE.
  • the base station may use the CQI index fed back from the UE, as in the LTE / LTE-A system, and does not refer to the CQI index received from the UE.
  • New transmission or retransmission may be performed using the same MCS index as the index.
  • MCS tables in LTE / LTE-A are defined as MCS values that satisfy a 2 dB interval in a particular BLER.
  • the granularity between MCS indexes is about 2 dB.
  • the performance difference due to the use of syndrome is about 0.04 dB, which is much smaller than the grain size between MCS indices. Therefore, if the syndrome check, which is the base station, is successful, but receives a '1' indicating whether the TB CRC is unsuccessful, it may not necessarily need to lower the MCS index.
  • CB CRC is used for early termination of the decoding process.
  • the syndrome check also shows a decoding failure or success depending on whether the corresponding equation is satisfied. Therefore, even when TB is divided into several CBs, the syndrome check is performed. You can find the failed CB by using.
  • a CRC may be inserted for each codeword.
  • one LDPC CB CRC code may be added for each similar size as when the turbo code is used, for example, for each maximum size of the CB (eg, 6144 bits in case of LTE).
  • the BS should inform the UE of the information on the CB CRC insertion situation.
  • the BS may indicate that one LDPC CB CRC code is inserted per maximum CB size by using, for example, the 1-bit indicator by setting the 1-bit indicator to 0 by default, or the 1-bit indicator.
  • the indicator can be set to 1 to indicate that an LDPC CB CRC code is inserted for every CB.
  • the TB CRC attached TB may be divided into 2 n pieces to indicate the interval of use of the CB CRC.
  • the first CB index and the last CB index may be indicated for some areas requiring CRC, that is, some CBs among several CBs.
  • a CB CRC may be inserted into information to be transmitted through the channel in order to secure super reliability for the channel.
  • FIG. 9 illustrates a CRC code insertion according to the present invention.
  • the invention described below may be practiced in conjunction with the invention described in FIG. 8.
  • the present invention described below can be applied when a CB CRC is inserted.
  • the invention described below may be practiced separately from FIG. 8.
  • CB CRC is always used when CB segmentation is performed, but a CB CRC code may be added to CB according to the present invention described below.
  • the transmission apparatus may segment the TB CRC attached TB obtained by attaching the TB CRC to the information block, that is, the transport block (S901) into a plurality of CBs (S902).
  • CB CRC may be inserted at high code rate.
  • MCS table for LTE / LTE-A, see 3GPP 36.213 Table 8.1.6.1-1 and Table 8.1.6.1-2; for NR, 3GPP 36.213 corresponds to Table 8.1.6.1-1 and Table 8.1.6.1-2
  • CB CRC may be inserted according to the MCS index in the table).
  • the length of the inserted CB CRC may vary according to the MCS index. That is, in the present invention, the length L of the CB CRC code attached to the CB may depend on the MCS level (particularly, the code rate).
  • CRC is an important factor that affects false alarm rate (FAR) as well as BLER performance.
  • a 24-bit CRC code has always been used, i.e. a 24-bit CRC sequence, regardless of MCS (see section 5 of 3GPP TS 36.212).
  • the parity check can be used together with the reduced length CRC to maintain FAR.
  • BLD performance may vary depending on the number of parity check equations in the LDPC code and on the edge patterns connected to parity. However, if the code rates are similar, BLER performance is similar even if the number and edge patterns of parity check equations are different. Do.
  • the longer the length of the CRC code the better the FAR performance. That is, FAR performance improves as the absolute number of CRC check equations increases. Therefore, the factor that most affects the FAR may be the length of the CRC code and the code rate of the LDPC code.
  • the present invention can vary the length of the CRC code according to the code rate, and it can be reflected in the MCS table.
  • the present invention proposes that the lower the code rate, i.e., the smaller the MCS index, the smaller the length of the CRC code (under the same modulation order). Even if the modulation orders are different, if the code rates are similar, the length of the CRC code may be the same. Therefore, in the present invention, the MCS index may serve to indicate information about the length of the CRC code as well as the modulation order and the code rate.
  • the transmitting device may attach a CRC code having a size corresponding to an MCS index (or code rate) for the TB (S904).
  • the MCS index or code rate for the TB may be signaled to the UE by being included in scheduling information (eg, downlink control information) for the TB.
  • the BS may attach a CB CRC having a length corresponding to the MCS index or code rate signaled to the UE to the corresponding CB and transmit the same.
  • the UE may receive information indicating the MCS index or code rate for the corresponding UL transmission from the BS and attach a CB CRC of a length based on the information to the CB.
  • the CB CRC attached CB obtained by attaching the CB CRC code is encoded by the encoder of the transmitting device (S906).
  • the encoded CB is transmitted to the receiving device through a radio resource through a modulation process.
  • the receiving device obtains the CB CRC attached CB (s) from the received signal through demodulation.
  • the decoder of the receiving apparatus may assume that a CB CRC code having a length L corresponding to an MCS or a coding rate for the TB is attached, and perform a CRC for the corresponding CB using a CB CRC code having a length L.
  • the CRC length that is, the length of the CRC code should be fixed.
  • CRC corresponds to information in terms of LDPC code input, and retransmission is not a factor in changing input information. Therefore, when receiving a retransmission request, the transmitter may change the code rate and the modulation order according to the MCS index, but the CRC length is fixed, thereby increasing incremental redundancy (IR) or chase combining (CC) retransmission.
  • IR incremental redundancy
  • CC chase combining
  • the CRC length may be adjusted according to an information block size, a coded bit size, or a modulation order.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • the transmitter 10 and the receiver 20 are radio frequency (RF) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, and the like, and in a wireless communication system.
  • the device is operatively connected to components such as the memory 12 and 22, the RF unit 13 and 23, and the memory 12 and 22, which store various types of information related to communication, and controls the components.
  • a processor (11, 21) configured to control the memory (12, 22) and / or the RF unit (13, 23), respectively, to perform at least one of the embodiments of the invention described above.
  • the memories 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store input / output information.
  • the memories 12 and 22 may be utilized as buffers.
  • the processors 11 and 21 typically control the overall operation of the various modules in the transmitter or receiver. In particular, the processors 11 and 21 may perform various control functions for carrying out the present invention.
  • the processors 11 and 21 may also be called controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • application specific integrated circuits ASICs
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the firmware or software when implementing the present invention using firmware or software, may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and configured to perform the present invention.
  • the firmware or software may be provided in the processors 11 and 21 or stored in the memory 12 and 22 to be driven by the processors 11 and 21.
  • the processor 11 of the transmission apparatus 10 is predetermined from the processor 11 or a scheduler connected to the processor 11 and has a predetermined encoding and modulation on a signal and / or data to be transmitted to the outside. After performing the transmission to the RF unit 13. For example, the processor 11 converts the data sequence to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel encoding, scrambling, and modulation.
  • the coded data string is also called a codeword and is equivalent to a transport block, which is a data block provided by the MAC layer.
  • One transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to a receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 may include an oscillator for frequency upconversion.
  • RF unit 13 is N t ( N t May include a transmission antenna of 1 or more positive integers).
  • the signal processing of the receiver 20 is the reverse of the signal processing of the transmitter 10.
  • the RF unit 23 of the receiving device 20 receives a radio signal transmitted by the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 may include N r receive antennas, and the RF unit 23 frequency down-converts each of the signals received through the receive antennas to restore the baseband signal. .
  • the RF unit 23 may include an oscillator for frequency downconversion.
  • the processor 21 may decode and demodulate a radio signal received through a reception antenna to restore data originally transmitted by the transmission apparatus 10.
  • the RF units 13, 23 have one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21, or receives a radio signal from the outside to receive the RF unit 13. , 23).
  • Antennas are also called antenna ports.
  • Each antenna may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna can no longer be decomposed by the receiver 20.
  • a reference signal (RS) transmitted in correspondence with the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the perspective of the receiver 20, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or includes the antenna.
  • RS reference signal
  • the receiver 20 enables channel estimation for the antenna. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is delivered.
  • the antenna In the case of an RF unit supporting a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas, two or more antennas may be connected.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the transmitting device 10 may be configured to include an encoder according to the present invention
  • the receiving device 20 may be configured to include a decoder according to the present invention
  • processor 11 of transmitter 10 may be configured to perform encoding according to the present invention
  • processor 21 of receiver 20 may be configured to perform decoding according to the present invention.
  • the encoder according to the present invention may be configured as part of the processor 11 of the transmitting apparatus 10
  • the decoder according to the present invention may be configured as part of the processor 21 of the receiving apparatus 20.
  • Embodiments of the present invention may be used in a base station or user equipment or other equipment in a wireless communication system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

무선 통신 시스템에서 전송장치는 수송 블록(transport block, TB)으로부터 얻어진 코드 블록(code block, CB)에 특정 길이의 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 코드를 부착한다. 본 발명에서 상기 특정 길이는 상기 TB에 대한 코드 레이트에 의존한다.

Description

수송 블록 전송 방법 및 전송 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히, 수송 블록(transport block)을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기기간(machine-to-machine, M2M) 통신, 기계 타입 통신(machine type communication, MTC) 등과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer) 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 망(cellular network)에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지 무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다.
더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다.
또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스/UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 액세스 기술의 도입은 eMBB 통신, mMTC, 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.
새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터 및/또는 상/하향링크 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다. 다시 말해, 노드의 밀도가 증가 및/또는 사용자기기의 밀도가 증가함에 따라 높은 밀도의 노드들 혹은 높은 밀도의 사용자기기들을 통신에 효율적으로 이용하기 위한 방안이 요구된다.
아울러, 기술에 발달에 따라 딜레이(delay) 혹은 지연(latency) 극복이 중요한 문제로 떠오르고 있다. 딜레이/지연에 따라 성능이 중대하게 좌우되는 어플리케이션들이 증가하고 있다. 따라서 기존 시스템에서보다 딜레이/지연을 줄이기 위한 방안이 요구된다.
또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
또한 기술의 발전에 따라 기존에 사용되지 않는 주파수 대역의 이용이 논의되고 있는데, 새로 도입되는 주파수 대역은 기존 주파수 대역과 그 특성이 상이하기 때문에 기존 통신 기술이 그대로 적용되기 어렵다. 따라서 새로이 통신에 사용되는 주파수 대역에 적합한 통신 기술의 도입이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
무선 통신 시스템에서 전송장치는 수송 블록(transport block, TB)으로부터 얻어진 코드 블록(code block, CB)에 특정 길이의 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 코드를 부착한다. 본 발명에서 상기 특정 길이는 상기 TB에 대한 코드 레이트에 의존한다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 전송장치가 수송 블록(transport block, TB)를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 상기 TB에 TB 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 코드를 부가하여 TB CRC 부착 TB를 생성; 상기 TB CRC 부착 TB를 복수의 코드 블록(code block, CB)들로 세그먼트; 상기 복수의 CB들 각각에 특정 길이의 CB CRC를 부착하여 CB CRC 부착 CB들을 생성; 상기 CB CRC 부착 CB들을 각각 인코딩하여 인코딩된 CB들을 생성; 및 상기 인코딩된 CB들을 수신장치에 전송하는 것을 포함한다. 상기 특정 길이는 상기 TB에 대한 코드 레이트에 의존한다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 수송 블록(transport block, TB)를 전송하는 전송장치가 제공된다. 상기 전송장치는: 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는: 상기 TB에 TB 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 코드를 부가하여 TB CRC 부착 TB를 생성; 상기 TB CRC 부착 TB를 복수의 코드 블록(code block, CB)들로 세그먼트; 상기 복수의 CB들 각각에 특정 길이의 CB CRC를 부착하여 CB CRC 부착 CB들을 생성; 및 상기 CB CRC 부착 CB들을 각각 인코딩하여 인코딩된 CB들을 생성; 상기 인코딩된 CB들을 수신장치에 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된다. 상기 특정 길이는 상기 TB에 대한 코드 레이트에 의존한다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 CB CRC 부착 CB들은 저밀도 패리티 체크(low density parity check, LDPC) 코드를 이용하여 인코딩될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 수신장치에 상기 코드 레이트를 나타내는 코드 레이트 정보를 전송될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 코드 레이트 정보는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme, MCS) 인덱스일 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 특정 길이는 상기 코드 레이트가 낮을수록 작을 수 있다.
상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 전체 처리량(throughput)이 높아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 사용자기기와 기지국이 통신 과정에서 발생하는 딜레이/지연이 낮아질 수 있다.
또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신될 수 있다.
또한 무선 통신 시스템에서 신호가 효율적으로, 그리고 낮은 오류율로, 전송/수신될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 LTE/LTE-A 시스템에서 수송 블록(transport block)의 처리 과정을 예시한 것이다.
도 2는 인코딩된 코드 블록의 시스터매틱 부분과 패리티 부분을 분리하여 레이트 매칭을 수행하는 것을 나타내는 블록도이다.
도 3은 순환 버퍼의 내부(internal structure)를 도시한 것이다.
도 4는 LTE/LTE-A 시스템에서의 코딩 체인을 나타낸다.
도 5와 도 6은 LDPC 코드의 패리티 체크 행렬 H를 이분 그래프(bipartite graph)를 통해 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 7은 신드롬 체크와 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 간 오류 검출 성능 차이를 예시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따라 CRC와 신드롬 체크의 사용을 고려한 코딩 체인을 예시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 CRC 코드 삽입을 예시한 것이다.
도 10은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP 기반 통신 시스템, 예를 들어, LTE/LTE-A, NR에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A/NR 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A/NR에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
후술하는 본 발명의 실시예들에서 "가정한다"는 표현은 채널을 전송하는 주체가 해당 "가정"에 부합하도록 상기 채널을 전송함을 의미할 수 있다. 상기 채널을 수신하는 주체는 상기 채널이 해당 "가정"에 부합하도록 전송되었다는 전제 하에, 해당 "가정"에 부합하는 형태로 상기 채널을 수신 혹은 복호하는 것임을 의미할 수 있다.
본 발명에 있어서, UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 특히, UTRAN의 기지국은 Node-B로, E-UTRAN의 기지국은 eNB로, 새로운 무선 접속 기술 네트워크(new radio access technology network)의 기지국은 gNB로 불린다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, BS를 eNB로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 UE와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB 들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이(relay), 리피터(repeater) 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB 가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨(power level) 더욱 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU 이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 eNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB 들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다.
본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP 기반 통신 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 CRS (Cell-specific Reference Signal) 자원 상에서 전송되는 CRS(들) 및/또는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다.
한편, 3GPP 기반 통신 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀(cell)은 지리적 영역의 셀(cell)과 구분된다.
지리적 영역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지(coverage)라고 이해될 수 있으며, 무선 자원의 "셀"은 상기 반송파에 의해 설정(configure)되는 주파수 범위인 대역폭(bandwidth, BW)와 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 범위인 하향링크 커버리지와 UE로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다.
한편, 3GPP 통신 표준은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 무선 자원과 연관된 "셀"이라 함은 하향링크 자원(DL resources)와 상향링크 자원(UL resources)의 조합, 즉, DL 컴포턴트 반송파(component carrier, CC) 와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 설정될(configured) 수 있다. 반송파 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency)와 UL 자원(또는, UL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입 2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지(linkage)에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 반송파 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)를 의미한다. 이하에서는 1차 주파수(primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(primary cell, Pcell) 혹은 PCC로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(secondary cell, Scell) 혹은 SCC로 칭한다. 하향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 UL 1차 CC(DL PCC)라고 한다. Scell이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 개설(connection establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의미한다. UE의 성능(capabilities)에 따라, Scell이 Pcell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 셀의 모음(set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 Scell에 대응하는 반송파는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 Scell에 대응하는 반송파는 UL 2차 CC(UL SCC)라 한다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 집성이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE의 경우, Pcell로만 설정된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.
3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 eNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, eNB 가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
본 발명에서 사용되는 용어 및 기술 중 구체적으로 설명되지 않은 용어 및 기술에 대해서는 3GPP LTE/LTE-A 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 등과, 3GPP NR 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 38.xxx를 참조할 수 있다. 아울러, 폴라 코드와 폴라 코드를 이용한 인코딩 및 디코딩에 관한 원리는 'E. Arikan, "Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels," in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 55, no. 7, pp. 3051-3073, July 2009)'를 참조할 수 있다.
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브(massive) MTC 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 아울러 신뢰성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 진보된 모바일 브로드밴드 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있다. 현재 3GPP에서는 EPC 이후의 차세대 이동 통신 시스템에 대한 스터디를 진행 중에 있다. 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 새 RAT (new RAT, NR) 혹은 5G RAT라고 칭한다.
NR 통신 시스템은, 데이터 레이트, 용량(capacity), 지연(latency), 에너지 소비 및 비용 면에서, 기존 4세대(4G) 시스템보다 상당히 나은 성능을 지원할 것이 요구된다. 따라서, NR 시스템은 대역폭, 스펙트럴, 에너지, 시그널링 효율, 및 비트당 비용(cost)의 영역에서 상당한 진보를 이룰 필요가 있다. NR은 이러한 요구를 충족시키기 위해 효율적 파형(waveform)을 활용할 필요가 있다.
도 1은 LTE/LTE-A 시스템에서 수송 블록(transport block)의 처리 과정을 예시한 것이다.
채널에서 겪는 오류를 수신단에서 정정해주기 위해서 전송단에서 보내는 정보를 오류정정부호(forward error correction code)를 사용하여 부호화(coding)를 한 후 전송하게 된다. 수신단에서는 수신신호를 복조(demodulation)한 후 오류정정부호의 복호(decoding)화 과정을 거친 후 전송 정보를 복원하게 된다. 이러한 복호화 과정에서, 채널에 의해서 생긴 수신신호 상의 오류를 정정하게 된다.
데이터가 DL/UL 셀별로 매 TTI마다 최대 2개 수송 블록의 행태로 코딩 블록에 도달한다. 다음의 코딩 단계들이 DL/UL 셀의 각 수송 블록에 대해 적용될 수 있다:
- 수송 블록에 CRC 부가;
- 코드 블록 세그멘트화(segmentation) 및 코드 블록 CRC 부착(attachment);
- 채널 코딩;
- 레이트 매칭;
- 코드 블록 연접(concatenation).
오류정정부호는 다양한 종류가 가능하지만, 기존 LTE/LTE-A 시스템에서는 주로 터보(Turbo) 코드가 사용되었다. 터보 코드는 리커시브 시스터매틱 컨볼루션 인코더(recursive systematic convolution encoder)와 인터리버(interleaver)로 구성된다. 터보 코드의 실제 구현 시에 병렬 복호화를 용이하게 하기 위한 인터리버가 있는데 이의 일종이 QPP(quadratic polynomial permutation)이다. 이와 같은 QPP 인터리버는 특정의 데이터 블록 크기에만 좋은 성능을 유지한다고 알려져 있다. 터보 코드의 성능은 데이터 블록 크기가 증가할수록 좋은 것으로 알려져 있는데, 실제 통신 시스템에서는 실제 구현의 편리함을 위하여 일정 크기 이상의 데이터 블록의 경우 여러 개의 작은 데이터 블록으로 나누어 인코딩을 수행하게 된다. 나누어진 작은 데이터 블록을 코드 블록이라 부른다. 코드 블록은 일반적으로 같은 크기를 갖게 되지만, QPP 인터리버의 크기 제한 때문에 여러 개의 코드 블록들 중 하나의 코드 블록은 다른 크기를 가질 수도 있다. 정해진 인터리버 크기의 코드 블록 단위로 오류정정부호화 과정을 거친 후 무선 채널로 전송 시 발생하는 버스트(burst) 오류의 영향을 줄이기 위해 인터리빙이 수행된다. 그리고, 실제 무선 자원에 매핑되어 전송된다. 실제 전송시 사용되는 무선 자원의 양이 일정하기 때문에 이에 맞추기 위해서는 인코딩된 코드 블록에 대하여 레이트 매칭이 수행되어야 한다. 일반적으로 레이트 매칭은 펑처링이나 반복(repetition)으로 이루어진다.
즉, LTE/LTE-A 시스템에서는 특정 코드 레이트(예, 1/3)을 지니는 채널 코딩을 사용하여 전송할 데이터를 인코딩한 후, 전송될 수 있는 비트의 수와 코딩된 비트의 수가 다를 경우, 펑처링과 반복으로 이루어진 레이트 매칭 과정을 통해 전송할 데이터의 코드 레이트를 조절하게 된다. LTE/LTE-A에서의 채널 코드로 터보 코드를 사용하였을 경우, 도 1과 같은 수송 채널 처리 과정 중 각 코드 블록을 채널 코딩 및 레이트 매칭하는 과정을 도식화 하면 도 2와 같다.
도 2는 인코딩된 코드 블록의 시스터매틱 부분과 패리티 부분을 분리하여 레이트 매칭을 수행하는 것을 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, LTE/LTE 터보 인코더의 머더(mother) 코드 레이트는 1/3이다. 다른 코드 레이트를 얻기 위해서는, 필요하면, 반복 혹은 펑처링이 수행되어야 하며, 이들은 레이트 매칭 모듈에 의해 행해진다. 상기 레이트 매칭 모듈은 상기 터버 인코더의 3개 출력 스트림들에 대한 3개의 소위(so-called) 서브-블록 인터리버들과, 순환(circular) 버퍼에 의해 실현(realize)되는, 비트 선택 및 프루닝(pruning) 부분(part)으로 이루어진다. 상기 서브-블록 인터리버는 32개 행들 및 길이-32 인트라-열 퍼뮤테이션을 가진 클래식 행(row)-열(column) 인터리버를 기반으로 한다. 상기 3개 스트림들 각각의 비트들은 행-by-행씩 32개 열들을 가진 행렬(행의 개수는 스트림 크기에 의존)로 적혀진다(written). 상기 행렬을 완전히 채우기 위해 더미 비트들이 각 스트림의 앞쪽에 패딩된다. 열 퍼뮤테이션 후에는 비트들이 열-by-열로 상기 행렬로부터 읽혀진다.
도 3은 순환 버퍼의 내부(internal structure)를 도시한 것이다.
순환 버퍼는 머더 코드의 펑처링 및 반복을 가능하게 하는, 레이트 매칭 모듈의 가장 중요한 부분(part)이다. 도 2를 참조하면, 인터리빙된 시스터매틱 비트들은, 상기 순환 버퍼의 시작(beginning)에 상기 인터리빙된 시스터매틱 비트 스트림들의 첫 번째 비트를 두고, 차례차례(in sequence) 상기 순환 버퍼로 적혀진다. 인터리빙 및 인터레이스된 패리티 비트 스트림들은, 상기 인터리빙된 시스터매틱 비트 스트림의 마지막 비트 다음에 해당 스트림의 첫 비트를 두고, 차례차례 상기 순환 버퍼에 적혀진다. 코딩된 비트들은 (코드 레이트에 따라) 상기 순환 버퍼 내 리던던시 버전(redundancy version, RV) 포인트들에 의해 특정되는 어떤(certain) 시작 포인트로부터 연속적으로(serially) 읽혀진다. 상기 순환 버퍼의 끝(end)에 다다르고 더 많은 코딩된 비트들이 전송을 위해 필요하면 (예, 1/3보다 작은 코드 레이트의 경우), 전송장치는 랩 어라운드 하며 상기 순환 버퍼의 시작에서 계속(continue)한다.
하이브리드 ARQ를 나타내는 HARQ는 오류가 있다고 검출된 패킷들의 재전송에 기초한 오류 정정 메커니즘이다. 전송된 패킷은 수신장치에 어떤(certain) 전파(propagation) 딜레이 후에 도착한다. 상기 수신장치는 오류-없는(error-free) 전송의 경우에는 ACK을 생산(produce)며, 오류가 검출되면 NACK을 생산한다. 상기 ACK/NACK은 얼마간의 프로세싱 시간 후에 생산되어 상기 전송장치에 보내지고, 전파 딜레이 후에 상기 전송장치에 도달한다. NACK이 경우, 상기 전송장치에서 어떤 프로세싱 딜레이 후에, 원하는(desired) 패킷이 다시 보내질 것이다. 상기 순환 버퍼로부터 읽혀져 각 재전송에서 보내지는 비트들은 다르며 RV의 위치에 의존한다. 비트들이 상기 순환 버퍼로부터 읽혀지는 시작 포인트의 위치를 정의하는 4개 RV들(0, 1, 2, 3)이 있다. 도 3을 참조하면, 재전송 횟수가 진행(progressing)함에 따라 RV가 커지며 따라서 더 적은 시스터매틱 비트들과 더 많은 패리티 비트들이 재전송을 위해 순환 버퍼로부터 읽혀진다.
LTE와 같은 통신 시스템뿐만 아니라 방송 시스템 등에서, 채널 코드 사용은 필수적이다. 채널 코드가 사용되면, 전송단에서는 인코더를 통해 입력 심볼에 대해 인코딩이 수행되고 인코딩된 심볼이 전송되며, 수신단에서는 인코딩된 심볼을 이용하여 복호가 수행됨으로써 입력 심볼에 대한 복원이 수행된다. 이 때, 입력 심볼의 크기와 인코딩된 심볼의 크기는 적용 시스템에 따라 달리 적용된다. 예를 들어, 3GPP LTE에서 사용되는 데이터 정보용 터보 코드에서 입력 심볼 크기는 최대 6144비트, 인코딩된 심볼 크기는 최대 18432(=6144*3)이다.
도 4는 LTE/LTE-A 시스템에서의 코딩 체인을 나타낸다. 도 4는 도 1에서 설명된, 수송 블록에 대한 처리 과정을 조금 더 구체적으로 설명하기 위해 도시된 것이다.
인코더(예, 터보 인코더)로의 입력 심볼의 크기는 매체 접속 제어(medium access control, MAC) 계층(layer)으로부터의 수송 블록의 크기와는 다를 수 있다. TB가 터보 코드의 최대 입력 심볼 크기보다 크다면, 여러 개의 코드 블록들로 나뉘게 된다. 이 때, CB의 크기는 최대 '6144 - CRC 크기'가 된다. 터보 코드의 입력 심볼은 CB와 CRC를 포함한 또는 TB (<6144 비트)와 CRC(최대 24 비트)를 포함한 데이터에 해당한다. 인코더의 출력 심볼(들)은 레이트 매칭 및 CB 연접 과정을 거친 후 변조기(modulator)에 의해 변조(modulation) 심볼로 변조된다. LTE/LTE-A 시스템의 채널 코딩 과정은 3GPP TS 36.212를 참조할 수 있다.
채널 코드의 디코딩 과정은 도 4의 반대 과정이며, 전송장치의 각 인코더에 대응하는 디코더가 수신장치에서 수행되는 디코딩 과정에 사용된다. 수신장치는 각 CB별로 디코딩을 수행한 후, TB를 구성하고 최종적으로 상기 TB에 대해 TB CRC 통과 여부를 확인한다. 현재 LTE/LTE-A 시스템에서는 CB CRC가 빠른 디코딩 종료를 위해 사용된다. 예를 들어, CB CRC가 실패인 경우, 수신장치는 다른 CB들을 디코딩하지 않고 NACK을 생성할 수 있다.
보다 효율적인 그리고 보다 오류에 강한 통신을 위해 HARQ를 개선하기 위한 다양한 방법들이 제안된 바 있다. 예를 들어, US 2009/0313516은 LTE를 위한 개선된(enhanced) HARQ 방법을 기재하고 있는데, 상기 HARQ 방법은 수신단이 수신 CB에 대해 CB CRC를 수행하여 NACK으로 판단한 경우, 해당 CB의 인덱스를 전송단으로 전송하여 해당 CB 부분만을 재전송 요청하는 기법이다. 다만 이 방법에서는 CB 개수가 늘어나면 피드백되는 CB 인덱스가 증가하는 단점이 있다.
LTE/LTE 시스템에서 수신장치는 서브프레임 i에서 수신한 수송 블록에 대한 전송 성공 여부를 나타내는 ACK/NACK 신호를, FDD 모드인 경우, 서브프레임 i+4에서 전송하며, 전송장치가 상기 ACK/NACK 신호를 기반으로 신호를 재전송하고자 하는 경우에는 서브프레임 i+4를 사용한다. 이는 수송 블록을 처리하는 시간 및 ACK/NACK을 생성하는 데 필요한 시간, 즉, 프로세싱 시간을 고려한 것인데, 이러한 프로세싱 시간 중 채널 코드 처리에 가장 많은 시간이 소요된다. TDD 모드의 경우, 수송 블록의 처리 및 ACK/NACK 생성에 소요되는 시간과 상향링크 서브프레임 할당을 고려하여 TDD 상향링크/하향링크 서브프레임 설정에 따라 다른 전송 시간이 사용된다. ACK/NACK 정보와 연관된 서브프레임의 개수 및/또는 셀의 개수에 따라 ACK/NACK 번들링 및/또는 ACK/NACK 다중화(multiplexing) 기법이 사용된다.
NR은 현재 4G보다 더 나은 속도 및 커버리지를 제공하며, 높은 주파수 대역에서 동작하고, 수십 개의 연결들에 대해 1 Gb/s까지의 속도 혹은 수만 개의 연결들에 대해 수십 Mb/s까지의 속도를 제공할 것이 요구된다. 이러한 NR 시스템의 요구사항을 충족시키기 위해서는 기존 코딩 방식보다 진보된 코딩 방식의 도입이 논의되고 있다. 데이터 통신은 불완전환 채널 환경에서 일어나기 때문에, 채널 코딩은 빠르면서 오류에 자유로운 통신을 위한 보다 높은 데이터 레이트를 이루는 데 중요한 역할을 한다. 선택된 채널 코드는 특정 범위의 블록 길이들 및 코드 레이트들에서 뛰어난 블록 오류 비율(block error ratio, BLER) 성능을 가져야 한다. 여기서, BLER은 보내진 블록들의 총 개수에 대한 오류 있는(erroneous) 수신 블록들의 개수의 비로서 정의된다. NR에서는 낮은 계산 복잡도(complexity), 낮은 지연, 낮은 비용(cost) 및 더 높은 유연성(flexibility)가 코딩 방식으로 요구된다. 나아가 비트당 감소된 에너지(reduced energy per bit)와 개선된(improved) 영역 효율(efficiency)이 더 높은 데이터 레이트를 지원하기 위해 요구된다. eMBB, 매시브 IoT, URLLC 등이 NR 네트워크의 사용 예들일 것으로 여겨지고 있다. eMBB는 풍부한(rich) 미디어 어플리케이션들, 클라우드 저장소(storage) 및 어플리케이션들, 그리고 엔터테인먼트를 위한 증강 현실(augmented reality)를 가능하게 하기 위해 높은 데이터 레이트를 갖는 인터넷 접속을 커버한다. 매시브 IoT 어플리케이션들은 스마트 홈들/빌딩들, 리모트 건강 모니터링, 및 물류(logistics) 트랙킹 등을 위한 밀집한(dense) 센서 네트워크들을 포함한다. URLLC는 산업 자동화, 무인 자동차들, 리모트 수술, 및 스마트 그리드들과 같은 초-고 신뢰성 및 낮은 지연을 요구하는 중요한 어플리케이션들을 커버한다.
큰 블록 길이들에서 높은 용량 성능을 갖는 많은 코딩 방식들이 이용가능하지만, 이들 중 대다수가 넓은 범위의 블록 길이들 및 코드 레이트들에 걸쳐 좋은 성능을 일정하게 보여주지는 못한다. 그러나, 터보 코드, 저밀도 패리티 체크(low density parity check, LDPC) 코드 및 폴라 코드는 넓은 범위의 코딩 레이트들 및 코드 길이들에서 기대되는(promising) BLER 성능을 보여주고 있으며, 이에 따라 NR 시스템을 위한 사용이 고려되고 있다. eMBB, 매시브 IoT 및 URLLC와 같은 다양한 경우들에 대한 요구가 증가함에 따라 터보 코드들보다 더 강한 채널 코딩 효율성을 제공하는 코딩 방식에 대한 요구가 있다. 또한, 채널이 현재 수용할 수 있는 가입자의 최대 수 면에서의 증가, 즉, 용량 면에서의 증가도 요구되고 있다.
LDPC 코드는 패리티 검사 행렬(parity check matrix) Η의 원소들의 대부분이 0이어서 저 밀도(low density)인 선형 블록 코드(linear block code)로서 1962년 갤러거(Gallager)에 의해 제안되었다. LDPC 코드는 매우 복잡하여 제안 당시의 기술로는 구현이 불가능하였기 때문에 잊혀져 있다가 1995년에 재발견되어 성능이 매우 우수함이 입증된 이래로 그에 관한 연구가 활발히 진행되었다(참고문헌: [1] Robert G. Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes", The MIT Press, September 15, 1963. [2] D.J.C.Mackay, Good error-correcting codes based on very sparse matrices, IEEE Trans. Inform. Theory, IT-45, pp.399-431(1999)). 현재 LDPC 코드는 802.11n('IEEE P802.11n=D10: 'Draft IEEE Standard for Local Metropolitan networks―Specific requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC), and Physical Layer (PHY) specifications: Enhancements for Higher Throughput', March 2006.'참조), 802.11ac, 디지털 비디오 방송(digital video broadcasting, DVB) 등에서 주로 사용되고 있다. 일반적으로, LDPC를 적용한 표준(예, DVB 표준)에서는 생성기 행렬 대신에 패리티 체크 행렬을 이용하여 인코딩이 수행된다.
LDPC 코드의 패리티 체크 행렬은 1의 개수가 매우 적기 때문에 매우 큰 블록 크기에서도 반복(iterative) 디코딩을 통하여 디코딩이 가능하여, 블록 크기가 매우 커지면 터보 코드처럼 섀넌(Shannon)의 채널 용량 한계에 근접하는 성능을 보인다. 상기 패리티 체크 행렬에서 행(row) 또는 열(column)에 포함된 1의 개수를 무게(weight)라 한다.
LDPC 코드는 (n-k)*n 패리티 체크 행렬 Η에 의해 설명될 수 있다. 패리티 체크 행렬 Η에 대응하는 생성기 행렬(generator matrix) Ｇ는 다음 수학식에 의해 얻어질 수 있다.
Figure PCTKR2018001577-appb-M000001
Figure PCTKR2018001577-appb-M000002
여기서, c는 코드워드(codeword)이고, x는 정보 비트이다.
수신장치의 디코더(decoder)는 전송장치에 의한 인코딩 결과인 코드워드(c)에서 정보 비트(x)를 구해야 하는데, Hc=0인 성질을 이용하여 x를 찾아낸다. 즉, 수신된 코드워드를 c'이라 할 때, Hc'의 값을 계산하여 결과가 0 이면, c'의 앞의 k개의 bit를 디코딩된 정보 비트(information bit)인 것으로 결정한다. Hc'의 값이 0이 아닌 경우, 그래프(graph)를 통한 합 곱(sum-product) 알고리즘, 신뢰도 전파(belief propagation) 알고리즘 등을 사용하여, Hc'의 값이 0을 만족하는 c'를 찾아 x를 복구한다. 상기 검사식 Hc'=0는, 해당 정보 비트와 해당 생성기 행렬 G 간의 관계에 따라 c'HT=0로 바뀔 수 있으며, 따라서 상기 검사식은 상기 정보 비트와 상기 생성기 행렬 G 간의 관계에 따라 변할 수 있다.)
도 5와 도 6은 LDPC 코드의 패리티 체크 행렬 H를 이분 그래프(bipartite graph)를 통해 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 5(a)에 예시된 패리티 체크 행렬의 행(row)에서의 '1'은 이분 그래프에서 체크 노드에 연결된 모서리(edge)를 나타내고, 열(column)에서의 '1'은 변수(variable) 노드에 연결된 모서리를 나타낸다. 도 5(b)는 도 5(a)에 예시된 패리티 체크 행렬에 대응하는 이분 그래프의 일부를 예시한 것이다. 도 5(b)를 참조하면 상호 그래프에서 왼쪽 노드들은 변수 노드를 나타내고 오른쪽 노드들은 체크 노드를 나타낸다.
도 6은 다른 패리티 체크 행렬과 전체 상호(bipartite) 선들을 예시한 것이다.
도 6을 참조하면, 패리티 검사 행렬 H와 코드워드 c'의 곱이 '0'이 되어야 하므로, 임의의(any) 한 체크 노드에서 상기 체크 노드에 연결된 변수 노드들의 경판정(hard decision)된 값의 합이 '0'이 되어야 한다. 도 6(a)에 각 체크 노드에 대한 하드 결정을 위한 수학식들이 예시된다. 이와 같이 체크 노드에서 상기 체크 노드와 연결된 변수 노드(들)의 합이 '0'인지를 체크하는 것을 신드롬(syndrome) 체크라고 한다.
802.11n 기반 LDPC는 WiFi의 많은 사용자들로부터 검증되었기 때문에 5G에서 사용이 고려되고 있는 후보 코딩 기술 중 하나이다. 802.11n 기반 LDPC는 LTE 터보 코드에 비해 최대 입력 데이터 크기 및 최대 코드워드 크기가 작기 때문에 터보 코드 대비 동일 TB 크기에 대해 더 많은 CB를 만든다. 이 때, LTE/LTE-A의 채널 코딩에서는 각 CB 마다 CRC를 부착, 즉, 삽입하는데, LTE/LTE-A의 채널 코딩에 LDPC를 적용하면 터보 코드에 비해 CB 개수가 늘어나는 것으로 인해 CRC 오버헤드가 커지는 문제가 발생한다. 따라서, 본 발명은 신드롬 체크를 통해 CB의 오류를 확인함으로써 CB CRC의 사용을 줄이는 방법을 제안한다. 특히, 본 발명은 CB CRC를 사용하는 대신 LDPC 코드 자체의 특성을 이용한 신드롬 체크를 통해 CB에 대한 오류를 확인할 때 발생하는 문제점을 해결 혹은 줄일 수 있는 방법을 제안한다.
도 7은 신드롬 체크와 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 간 오류 검출 성능 차이를 예시한 것이다. 특히, 도 7은 코드 레이트 1/2이고 코드워드 크기가 1944인 802.11n LDPC 코드에 대해 CRC를 사용할 때의 성능과 신드롬 체크를 사용할 때의 성능을 비교한 것이다.
신드롬 체크는 CRC에 비해 오류 검출 확률이 떨어지기 때문에 신드롬 체크를 통해 오류가 없음을 확인했음에도 불구하고, TB CRC에서 오류가 검출되는 경우가 발생할 수 있다. 반대로, 신드롬 체크를 통해 오류를 검출한 경우에는 TB CRC에서 오류가 검출된 확률이 100%이다. LTE/LTE-A 시스템에서 CB CRC를 사용하는 상황에서도 CB CRC를 통해 오류 없음이 확인된 후에 TB CRC에서 오류가 검출되는 경우가 발생될 수는 있으나, CB CRC의 다항식과 TB CRC의 다항식이 다르기 때문에(3GPP TS 36.212 참조), 신드롬 체크에 비해 CRC에 의한 오류 검출 확률이 좋다. 따라서, CB CRC 대신 신드롬 체크를 사용할 경우, 신드롬 체크의 결과와 TB CRC의 결과가 불일치할 확률이 CB CRC의 결과와 TB CRC의 결과가 불일치할 확률보다 크다는 문제가 있다.
도 7을 참조하면, 신드롬 체크의 사용으로 인해 높은(high) 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR) 영역에서 약 0.04dB의 성능 하락 및 동일 높은 SNR에서는 약 20~30%의 프레임 오류 레이트(frame error rate, FER) 차이가 발생한다.
본 발명에서는 신드롬 체크를 사용하는 것으로 인해 발생하는 오버헤드 감소 이득과 성능 저하를 고려하여 채널 코딩 체인이 결정될 수 있다. 본 발명은 다음과 같은 경우에 신드롬 체크의 사용 여부를 결정할 수 있다.
경우 a. 채널 추정 향상이 필요한 경우
신드롬 체크를 사용하여 오버헤드를 줄임으로써 전송 장치에서 신호 전송에 사용하는 전송 전력을 줄일 수 있다. 또는 줄어든 오버헤드 위치에 대해 신규 참조 신호를 삽입함으로써 수신장치에서 빠른 채널 추정을 가능하게 할 수 있다.
경우 b. mmWave 대역에서의 전송
mmWave 대역(예, 6GHz 이상 대역)은 사용자 움직임에 민감하기 때문에 수신 SNR 또는 수신 신호 대 간섭 및 잡음 비(signal to interference plus noise ratio, SINR)의 변동 폭이 LTE/LTE-A 대역(예, 2GHz 대역)보다 클 수 있다. 따라서, mmWave 대역에서는 신드롬 체크의 사용으로 인한 성능 감소 폭이 LTE/LTE-A 대역에 비해 상대적으로 적을 수 있으므로, 신드롬 체크의 사용이 가능할 수 있다.
경우 c. 작은 TB 전송
LTE/LTE-A에서는 가장 작은 TB가 40 비트이다. 하지만 CRC는 24 비트를 사용하기 때문에 CRC로 인한 오버헤드가 24/(40+24)로서 약 1/3에 달하는 문제가 있다. 따라서 일정 크기 이하의 TB에 대해서는 오버헤드를 줄이기 위해 신드롬 체크의 사용으로 CRC를 대신할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따라 CRC와 신드롬 체크의 사용을 고려한 코딩 체인을 예시한 것이다.
전송장치는 TB에 TB CRC 코드를 부착하여 TB CRC 부착 TB를 생성한다(S801) (상기 TB CRC 부착 TB가 인코더가 인코딩할 수 있는 특정 최대 크기를 초과하는 경우,) 상기 전송장치는 상기 TB CRC 부착 TB를 복수 개의 CB로 세그먼트한다(S802). 상기 전송장치는 경우 1, 경우 2 및/또는 경우 3에 따라, 수신장치의 디코더가 CB에 대해 CRC를 수행할 수 있도록 하기 위해 상기 복수 개 CB들 각각에 CB CRC 코드를 부착할 것인지 아니면, CB CRC를 부가하지 않고 상기 디코더로 하여금 CB에 대해 신드롬 체크를 수행하도록 할 것인지를 결정할 수 있다(S803). 수신장치가 CRC를 수행하는 경우, 상기 전송장치는 CB CRC를 상기 복수의 CB들 각각에 부착하고(S804), 상기 인코더를 통해 각 CB CRC 부착 CB를 인코딩한다(S8060. 수신장치가 CRC 대신 신드롬 체크를 수행하는 경우, 상기 전송장치는 CB CRC를 부착하지 않고(S805), 상기 인코더를 통해 상기 복수의 CB들 각각을 인코딩한다(S806). 상기 전송장치는 변조기를 통해 상기 인코더의 출력 비트들에 대해 변조를 수행하여(S807) 변조 심볼(들)을 생성한다. DL의 경우, 상기 전송장치는 BS에 해당하고 상기 수신장치는 UE에 해당한다. UL의 경우, 상기 전송장치는 UE에 해당하고 상기 수신장치는 BS에 해당한다. DL의 경우, 전송장치는 BS는 UE의 디코더가 DL CB에 대해 CRC를 수행하게 할 것인지 아니면 신드롬 체크를 수행하게 할 것인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, UE의 디코더로 하여금 DL CB에 대해 CRC 대신에 신드롬 체크를 수행하게 하고자 하는 경우, 상기 DL CB에 대해 CB CRC가 부착되지 않았음을 나타내는 정보 혹은 신드롬 체크를 수행할 것을 나타내는 정보를 상기 UE에게 전송할 수 있다. 상기 UE의 디코더는 DL CB에 CB CRC가 부착되지 않았음을 나타내는 정보를 수신하면 상기 DL CB에 대해 CRC 대신 신드롬 체크를 수행할 수 있다. UL의 경우, 전송장치인 UE가 CB CRC 부착 여부를 결정하고 UL CB에 대한 CB CRC 부착 여부에 대한 정보를 BS에게 전송할 수도 있지만, 수신장치인 BS가 UL CB에 대한 CB CRC 부착 여부를 결정하고 CB CRC 부착 여부에 대한 정보를 UE에게 시그널링할 수 있다. 예를 들어, BS가 CRC 대신 신드롬 체크를 수행하고자 하는 경우, UE에게 CB CRC를 부착하지 말 것을 지시할 수 있으며, 이 경우, 상기 UE는 세그먼트를 통해 얻어진 UL CB에 CB CRC를 부착하지 않고 인코딩을 수행할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, DL 상황(BS 전송, UE 수신)을 가정하여, 도 8의 프로세스를 설명한다. 본 발명은 UL 상황(UE 전송, BS 수신)에서도 적용될 수 있다. 다만, UL의 경우, BS는 CQI 인덱스를 UE에게 피드백하지 않으며, UL 전송에 대한 스케줄링이 BS에 의해 수행되고, 해당 UL 전송에 사용되는 변조 및 코딩 방식(modulation coding scheme, MCS)도 BS에 의해 UE에게 시그널링된다(3GPP TS 36.212 내 DCI 포맷들 참조).
도 8에서 CB 세그멘테이션은 사용되는 채널 코드에 따라 CB 크기가 달라질 수 있다. 기지국이 CRC 및 신드롬 사용 결정 과정에서는 피드백된 CQI 인덱스와 신규 피드백 정보가 이용될 수 있다. 또는 전송 오버헤드를 고려하여 BS가 CRC를 사용할 것인지 아니면 신드롬 체크를 사용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, BS는 PDCCH, EPDCCH 또는 DCI 포맷 내에 CRC와 신드롬에 대한 선택 결과에 대한 1 비트를 할당하여 운용할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 해당 비트를 0으로 세팅함으로써 신드롬이 사용됨을, 1로 세팅함으로써 CRC가 사용됨을 나타낼 수 있다. 상기 비트를 통해 추가적인 참조 신호의 존재 여부 또한 알려줄 수 있다. 상기 신규 피드백 정보에 대해서는 이하에서 설명한다.
LTE/LTE-A 시스템에서 UE는 디코딩 결과에 따라 CQI 인덱스 및 ACK/NACK을 기지국에 피드백한다. 이 때, TB CRC 실패 시, 신드롬 체크가 실패여서 TB CRC 실패인지 아니면 신드롬 체크는 성공이지만 TB CRC가 실패인지를 나타내는 1 비트 정보(예, 0: 신드롬 체크 실패여서 TB CRC 실패, 1: 신드롬 체크 성공이지만 TB CRC 실패)를 PUCCH 혹은 UCI 폼맷을 통해 기지국에 전송할 수 있다. 상기 기지국은 '0'을 수신한 경우, UE로부터 피드백된 CQI 인덱스를 기반으로 다음 전송 혹은 재전송을 스케줄링하는 LTE/LTE-A 시스템에서와 마찬가지로, 상기 UE로부터 피드백된 CQI 인덱스를 이용할 수 있다. 상기 기지국이 '1'을 수신한 경우 상기 기지국은 LTE/LTE-A 시스템에서와 마찬가지로 상기 UE로부터 피드백된 CQI 인덱스를 이용할 수도 있고, UE로부터 수신된 CQI 인덱스를 참조하지 않고 이전 전송에 사용한 MCS의 인덱스와 동일한 MCS 인덱스를 이용하여 신규 전송 혹은 재전송을 수행할 수도 있다. LTE/LTE-A에서 MCS 표들은 특정 BLER에서 2dB 간격을 만족하는 MCS 값들로 정의된다. 즉, LTE-A의 경우, MCS 인덱스들 간 입도(granularity)는 약 2dB이다. 이에 반해, 신드롬 사용으로 인한 성능 차이는 0.04dB 정도로서 MCS 인덱스들 간 입도보다 훨씬 작다. 따라서 기지국인 신드롬 체크는 성공이지만 TB CRC가 실패인지를 나타내는 '1'을 수신한 경우, 반드시 MCS 인덱스를 낮출 필요가 없을 수도 있다.
LTE/LTE-A에서는 CB CRC이 디코딩 과정의 조기 종료(early termination)을 위해 사용된다. 그러나, CB CRC가 특정 CB의 실패 여부 등을 알려주는 기능을 하는 것과 마찬가지로, 신드롬 체크도 해당 수학식의 만족 여부에 따라 디코딩 실패 혹은 성공을 알 수 있으므로 TB가 여러 CB들로 나뉜 경우에도 신드롬 체크를 이용하여 실패한 CB를 알 수 있다. LTE에서와 마찬가지로 LDPC 코드가 사용되는 경우에도 코드워드마다 CRC가 삽입될 수 있다. 또는 터보 코드가 사용될 때와 유사한 크기마다, 예를 들어, CB의 최대 크기(예, LTE의 경우, 6144 비트)마다 LDPC CB CRC 코드를 1개 추가할 수 있다. 이 때, BS는 CB CRC 삽입 상황에 대한 정보를 UE에게 알려줘야 한다. 예를 들어, BS는 1 비트 지시자 사용하여, 디폴트로는, 예를 들어, 상기 1 비트 지시자를 0으로 세팅하여 최대 CB 크기마다 LDPC CB CRC 코드가 1개 삽입됨을 알려줄 수 있고, 또는 상기 1 비트 지시자를 1로 세팅하여 매 CB마다 LDPC CB CRC 코드가 삽입됨을 알려줄 수 있다. 또는 1 비트보다 큰 n-비트 지시자(예, n>1)를 사용하는 경우, TB CRC 부착 TB를 2n개로 등분하여 CB CRC의 사용 간격을 알려줄 수 있다. 또는 CRC가 필요한 일부 영역, 즉, 여러 CB들 중 일부 CB에 대해 시작 CB 인덱스와 마지막 CB 인덱스를 알려줄 수 있다.
신드롬 체크와 CRC 간의 성능 차이가 적게 발생하는, 예를 들어, 타겟 패킷 오류 레이트(packet error rate, PER)이 10%인 LTE 또는 eMBB 상황에서는, 오버헤드를 줄이기 위해 신드롬 체크를 디폴트로 사용하고, 초 신뢰성(ultra reliability)가 필요한 전송 시점에서는, 예를 들어, URLLC와 같은 시나리오에서는 해당 채널에 대한 초 신뢰성을 확보하기 위해 상기 채널을 통해 전송될 정보에 CB CRC를 삽입할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 CRC 코드 삽입을 예시한 것이다. 이하에서 설명하는 본 발명은 도 8에서 설명된 본 발명과 함께 실시될 수도 있다. 예를 들어, 이하에서 설명되는 본 발명이 도 8에서 설명된 본 발명과 함께 실시되는 경우, CB CRC가 삽입될 때 이하에서 설명되는 본 발명이 적용될 수 있다. 또는 이하에서 설명되는 본 발명이 도 8과 별개로 실시될 수도 있다. 예를 들어, CB 세그먼테이션이 수행되는 경우 CB CRC가 항상 사용되되 이하에서 설명되는 본 발명에 따라 CB CRC 코드가 CB에 부가될 수 있다.
전송장치는 정보 블록, 즉, 수송 블록에 TB CRC를 부착하여(S901) 얻어진 TB CRC 부착 TB를 복수의 CB들로 세그먼트할 수 있다(S902).
높은 코드 레이트에서 CB CRC가 삽입될 수 있다. MCS 표(LTE/LTE-A의 경우, 3GPP 36.213 Table 8.1.6.1-1 및 Table 8.1.6.1-2 참조, NR의 경우, 3GPP 36.213 Table 8.1.6.1-1 및 Table 8.1.6.1-2에 상응하는 표 참조) 내 MCS 인덱스에 따라 CB CRC가 삽입될 수 있다. 이 때, MCS 인덱스에 따라 삽입되는 CB CRC 길이가 다를 수 있다. 즉, 발명에서 CB에 부착되는 CB CRC 코드의 길이 L은 MCS 레벨(특히, 코드 레이트)에 의존할 수 있다. CRC는 BLER 성능뿐만 아니라 오경보율(false alarm rate, FAR)에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 예를 들어, LTE/LTE-A에서는 MCS와 관계없이 항상 24 비트의 CRC 코드, 즉, 24 비트의 CRC 시퀀스가 사용되었다(3GPP TS 36.212의 섹션 5 참조). LDPC의 경우에는 패리티가 CRC 기능을 일부 대신하므로, 패리티 체크와 줄어든 길이의 CRC를 같이 사용하여 FAR을 유지할 수 있다. LDPC 코드에서 패리티 체크 수학식의 개수가 많을수록 그리고 패리티에 연결된 엣지 패턴에 따라 BLER 성능이 달라질 수는 있지만, 대체적으로 코드 레이트가 유사하면 패리티 체크 수학식의 개수와 엣지 패턴이 다르더라도 BLER 성능이 유사하다. 예를 들어, 입력 크기 K=10이고 코드 레이트 R=1/2인 경우에는 패리티 체크 수학식은 10개이지만 10개이지만, K=100 이고 R=1/2인 경우에는 패리티 체크 수학식이 100개이다. LDPC 코드는 입력 크기에 따라 성능이 달라지기는 하지만 그 차이는 미미하며(예를 들어, K=1000일 때 BLER과 K=8000일 때 BLER 차이는 약 0.5dB 이내), 코드 레이트에 따라서는 BLER 성능 차이가 크게 발생하게 된다. 한편, CRC 코드의 길이가 길수록 FAR 성능이 우수하다. 즉, CRC 체크 수학식의 절대적인 개수가 늘어날수록 FAR 성능이 향상된다. 따라서, FAR에 가장 영향을 미치는 요소는 CRC 코드의 길이와 LDPC 코드의 코드 레이트라고 할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 코드 레이트에 따라 CRC 코드의 길이를 다르게 할 수 있으며, 이를 MCS 표에 반영할 수 있다. 본 발명은 코드 레이트가 낮을수록, 즉, MCS 인덱스가 작을수록 (동일 변조 차수 하에서) CRC 코드의 길이가 줄어드는 관계가 있도록 할 것을 제안한다. 변조 차수가 다른 경우에도 코드 레이트가 유사하면, CRC 코드의 길이는 동일할 수 있다. 따라서, 본 발명에서, MCS 인덱스는 변조 차수와 코드 레이트뿐만 아니라 CRC 코드의 길이에 대한 정보를 나타내는 역할을 할 수 있다.
도 9를 참조하면, CB에 CB CRC를 부착해야 하는 경우, 상기 전송 장치는 상기 TB에 대한 MCS 인덱스(혹은 코드 레이트)에 대응하는 크기의 CRC 코드를 부착할 수 있다(S904). 상기 전송 장치가 BS인 경우, TB에 대한 MCS 인덱스 혹은 코드 레이트는 상기 TB에 대한 스케줄링 정보(예, 하향링크 제어 정보)에 포함되어 UE에게 시그널링될 수 있다. 상기 BS는 상기 UE에게 시그널링한 MCS 인덱스 혹은 코드 레이트에 대응하는 길이의 CB CRC를 해당 CB에 부착하여 상기 UE에게 전송할 수 있다. 상기 전송 장치가 UE인 경우, 상기 UE는 BS로부터 해당 UL 전송을 위한 MCS 인덱스 혹은 코드 레이트를 나타내는 정보를 수신하고, 상기 정보에 기반한 길이의 CB CRC를 CB에 부착할 수 있다. 상기 CB CRC 코드가 부착되어 얻어진 CB CRC 부착 CB는 상기 전송 장치의 인코더에 의해 인코딩된다(S906). 인코딩된 CB는 변조 과정을 거쳐 무선 자원을 통해 수신 장치에게 전송된다. 상기 수신 장치는 복조(demodulation)을 통해 수신 신호로부터 상기 CB CRC 부착 CB(들)을 얻는다. 상기 수신 장치의 디코더는 상기 TB에 대한 MCS 혹은 코딩 레이트에 대응하는 길이 L의 CB CRC 코드가 부착되어 있다고 가정하고, 길이 L의 CB CRC 코드를 이용하여 해당 CB에 대한 CRC를 수행할 수 있다.
재전송 시에는 MCS 인덱스가 변하더라도 CRC 길이, 즉, CRC 코드의 길이는 고정되어야 한다. LDPC 코드의 입력 관점에서 CRC는 정보에 해당하며 재전송은 코드 레이트와 변조 차수는 입력 정보를 변경하는 요소가 아니기 때문이다. 따라서, 전송단에서는 재전송 요청 수신 시, MCS 인덱스에 따라 코드 레이트와 변조 차수를 변경할 수는 있지만 CRC 길이는 고정하여 증가적 리던던시(incremental redundancy, IR) 또는 체이스 컴바이닝(chase combining, CC) 재전송을 지원할 수 있다. 이외에도, CRC 길이는 정보 블록 크기, 코딩된 비트 크기, 혹은 변조 차수 등에 따라서도 조절될 수 있다.
종래 채널 코딩에서는 CB 세크먼테이션에 의해 다른 CB의 크기보다 작은 CB가 발생하면, 상기 다른 CB와 동일한 크기가 되도록 상기 작은 CB에 제로 패딩(예, 3GPP TS 36.212의 섹션 5.1.2 중 "filler bits")이 수행되었다. 본 발명에서는 제로 패딩을 수행하는 대신 플렉서블 CRC가 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 변조 차수 m, 정보 블록 크기 K, 코드 레이트 R, 코드워드 크기 N=K*1/R인 경우, N%m0이면, N'_min개의 CRC 비트(들)을 추가하여 크기 N'인 코드워들 만들 수 있다. N'>N이며, N'_min은 N'%m=0이 되도록 하는 가장 작은 자연수이다. 이 경우, 추가된 CRC 비트로 인해 BLER 뿐만 아니라 오경고(false alarm) 확률이 낮아지는 장점이 있다. 참고로, N%m에서 %는 N을 m으로 나눈 나머지를 리턴하는 모듈러스 혹은 나머지(remainder) 오퍼레이터이다.
도 10은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22) 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13, 23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 수송 블록과 등가이다. 일 수송 블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 N t 개(N t 는 1 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 N r 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
전송장치(10)는 본 발명에 따른 인코더를 포함하도록 구성되며, 수신장치(20)는 본 발명에 따른 디코더를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전송장치(10)의 프로세서(11)는 본 발명에 따른 인코딩을 수행하도록 구성될 수 있고, 수신장치(20)의 프로세서(21)는 본 발명에 따른 디코딩을 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 인코더는 전송장치(10)의 프로세서(11)의 일부로서 구성될 수 있고, 본 발명에 따른 디코더는 수신장치(20)의 프로세서(21)의 일부로서 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 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. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템에서 전송장치가 수송 블록(transport block, TB)를 전송함에 있어서,
    상기 TB에 TB 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 코드를 부가하여 TB CRC 부착 TB를 생성;
    상기 TB CRC 부착 TB를 복수의 코드 블록(code block, CB)들로 세그먼트;
    상기 복수의 CB들 각각에 특정 길이의 CB CRC를 부착하여 CB CRC 부착 CB들을 생성;
    상기 CB CRC 부착 CB들을 각각 인코딩하여 인코딩된 CB들을 생성; 및
    상기 인코딩된 CB들을 수신장치에 전송하는 것을 포함하되,
    상기 특정 길이는 상기 TB에 대한 코드 레이트에 의존하는,
    수송 블록 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CB CRC 부착 CB들은 저밀도 패리티 체크(low density parity check, LDPC) 코드를 이용하여 인코딩되는,
    수송 블록 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신장치에 상기 코드 레이트를 나타내는 코드 레이트 정보를 전송하는 것을 더 포함하는,
    수송 블록 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코드 레이트 정보는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme, MCS) 인덱스인,
    수송 블록 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 특정 길이는 상기 코드 레이트가 낮을수록 작은,
    수송 블록 전송 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 전송장치가 수송 블록(transport block, TB)를 전송함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는:
    상기 TB에 TB 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 코드를 부가하여 TB CRC 부착 TB를 생성;
    상기 TB CRC 부착 TB를 복수의 코드 블록(code block, CB)들로 세그먼트;
    상기 복수의 CB들 각각에 특정 길이의 CB CRC를 부착하여 CB CRC 부착 CB들을 생성; 및
    상기 CB CRC 부착 CB들을 각각 인코딩하여 인코딩된 CB들을 생성;
    상기 인코딩된 CB들을 수신장치에 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성되며,
    상기 특정 길이는 상기 TB에 대한 코드 레이트에 의존하는,
    전송장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 저밀도 패리티 체크(low density parity check, LDPC) 인코더를 통해 상기 CB CRC 부착 CB들을 인코딩하도록 구성된,
    전송장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 수신장치에 상기 코드 레이트를 나타내는 코드 레이트 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된,
    전송장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코드 레이트 정보는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme, MCS) 인덱스인,
    전송장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 특정 길이는 상기 코드 레이트가 낮을수록 작은,
    전송장치.
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