KR101587991B1 - 무선통신시스템에서 신호 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 효율적인 코드호핑을 위해 복수 개의 단말이 주파수 및 시간 영역으로 이루어지는 자원을 공통으로 사용하는 무선통신시스템에서의 신호 형성 방법이 제시되는데, 제 1 슬롯에서 상기 제 1 슬롯에 따른 자원인덱스에 의해 복수 개의 단말에 동일한 주파수 영역 식별 시퀀스 및 서로 상이한 시간영역 식별 시퀀스를 할당하는 단계와, 제2 슬롯에서 상기 제 2 슬롯에 따른 자원인덱스에 의해 상기 복수 개의 단말에 서로 상이한 주파수 영역 식별 시퀀스 및 서로 상이한 시간영역 식별 시퀀스를 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서의 신호 형성 방법이 제시된다.

ACK/NAK, CDM, 상호직교 시퀀스, 코드호핑

Description

무선통신시스템에서 신호 전송 방법{Method for signal transmission in wireless communication systems}

무선통신 시스템에서 다수의 사용자(단말)가 ACK/NAK 채널을 동시에 이용할 때 CDM (Code Division Multiplexing) 방식을 사용하기도 한다. 이러한 경우 각각의 단말은 전송하려는 신호에 자기 자신에게 할당된 확산코드 (spreading code)를 곱하여 전송한다.

본 발명은 각 단말이 주파수 축 상의 확산코드와 시간 축 상의 확산코드를 사용하는 경우 동일 셀(cell) 내의 단말 간의 간섭과 셀 간 단말 간의 간섭을 효율적으로 완화하기 위한 코드호핑 방식에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2005-S-404-13, 과제명: 3G Evolution 무선전송 기술 개발].

본 발명은 이동통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 ACK/NAK 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.

수신 측은 수신한 데이터가 성공적으로 복조가 되었을 경우 ACK 신호를, 복 조에 실패했을 경우 NAK 신호를 송신 측에 보낸다. ACK/NAK 신호는 부호어 (codeword) 한 개당 1개 bit로 표현한다. ACK/NAK 신호는 주어진 시간 및 주파수 자원을 이용하여 여러 사용자(단말)가 동시에 전송할 수 있어야 한다.

이러한 멀티플렉싱(multiplexing) 기법으로는 FDM (Frequency Division Multiplexing)과 CDM (Code Division Multiplexing)이 있다. FDM은 서로 다른 사용자가 서로 다른 시간/주파수 자원을 사용하는 것이고, CDM은 서로 다른 사용자가 동일한 시간/주파수 자원을 사용하되 상호 직교하는 특정 코드를 곱하여 전송함으로써 수신 측에서 다른 사용자를 구별해 낼 수 있도록 하는 것이다.

상향링크에서는 PAPR (Peak to Average Power Ratio) 특성이 좋은 Zadoff-Chu 시퀀스를 많이 사용하고 있다. 이러한 시퀀스를 이용할 경우 주파수 영역에서 특정 코드를 곱하는 대신 싸이클릭 지연(cyclic delay)을 통해 사용자간 직교성을 만들 수 있다.

상향링크 ACK/NAK 은 단말이 하향링크 데이터 전송에 대한 성공적 수신여부 (ACK or NAK)를 기지국에 알려주기 위한 것으로, 하향링크 데이터 전송에 사용된 코드워드 한 개당 한 개 비트(bit)가 필요하다.

도 1은 3GPP LTE 시스템에서 고려하고 있는 상향링크 ACK/NAK 시그널링을 위해 단말이 사용하는 시간/주파수 자원의 예를 보여준다. 그림에서 보는 바와 같이 한 개의 제어채널에 사용되는 자원은 서로 떨어진 두 개의 자원블록으로 구성되어 있다. 이 두 개의 자원블록은 각각 주파수 축상에서 N개의 부주파수 (sub-carrier)를 차지하고 시간 축 상에서 하나의 슬롯에 해당하는 7개의 OFDM 심볼을 차지한다. 한 슬롯은 0.5ms의 시간적 길이를 갖는다.

도 1에서 복수 개의 단말은 한 개의 제어채널을 공통으로 사용할 수 있다. 즉, 제어채널 A 혹은 B를 여러 단말이 서로 공용할 수 있다.

이때, 같은 제어채널을 사용하는 복수 개의 서로 다른 단말을 구별하기 위해 각 단말은 특정한 코드 시퀀스를 미리 할당받는다. 즉, 각 단말은 할당된 특정 코드 시퀀스를 사용하여 주파수 축과 시간 축으로 확산시킨 신호를 만들어서 전송한다.

도 2는 주파수 축으로 N개의 부주파수를 차지하고 시간 축으로 7개의 OFDM 심볼을 차지하고 있는 ACK/NAK 채널에서 각 부주파수에 전송되는 코드 시퀀스와 심볼을 나타낸다. 도 2의 자원블록은 도 1에서 기술한 하나의 슬롯에 해당하고 주파수 축 상으로 N개의 부주파수를 차지하고 시간 축으로 하나의 심볼을 갖는 7개의 심볼블록(BL #0 ~ #6)으로 구성되어 있다.

복수 단말의 신호들을 구별하기 위해 CDM을 사용할 때, 도 2와 같이 각 시간/주파수 자원에 시퀀스와 심볼이 맵핑되는 구조를 생각할 수 있다. 복수 개 단말의 신호들을 서로 구별하기 위해 주파수 축과 시간 축에 각각 시퀀스를 적용하였다. 도 2에서 레퍼런스 시그널은 채널추정을 위해 필요하고 미리 단말과 기지국이 서로 정해 놓은 시그널이 송신된다.

기지국은 레퍼런스 시그널을 사용하여 채널을 추정하고 채널추정 결과를 컨트롤 시그널이 전송하는 ACK/NAK 심볼의 복조를 위해 사용한다. 각 시간/주파수 자원은 두 개의 심볼 혹은 세 개의 심볼이 서로 곱하여 얻어지는 한 개의 심볼을 전 송한다.

즉, 레퍼런스 시그널이 실리는 시간/주파수 자원은 주파수 축 시퀀스 심볼

와 시간축 시퀀스 심볼

를 곱하여 얻어진다. 컨트롤 시그널이 실리는 시간/주파수 자원은 주파수 축 시퀀스 심볼

, 시간축 시퀀스 심볼

및 ACK/NAK 심볼

를 곱하여 얻어진다.

도 2에서

는 주파수축 k번째 부주파수 (subcarrier)에 적용되는 길이가

, 기본 인덱스가 m, cyclic delay 인덱스가 q인 Zadoff-Chu 시퀀스를 표시하며 아래 (수학식 1)과 같이 표현된다.

시간축 상으로는 레퍼런스 시그널과 컨트롤 시그널 각각에 한 개씩의 시퀀스가 적용된다. 즉, 도 2에서 컨트롤 시그널에 적용된 시퀀스는

로 표현된다. 레퍼런스 시그널에 적용된 시퀀스는

로 표현된다.

현재 3GPP LTE(Long term evolution)에서는 상향링크 ACK/NAK 채널에 대해 한 슬롯 당 세 개의 레퍼런스 시그널(reference signal)을 갖는 구조를 고려하고 있다.

또한, 단말 구별을 위해 주파수 축으로 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하고 있으며, 시간 축으로는 DFT (Discrete Fourier Transformation) 벡터, Walsh-Hadamard 시퀀스, Zadoff-Chu 시퀀스 등이 사용될 가능성이 있다.

무선통신시스템에서 단말이 데이터를 성공적으로 복조했는지의 여부를 기지국에 알려주기 위해 단말이 기지국에 보내는 ACK/NAK 제어정보를 송수신한다. 이러한 ACK/NAK 제어정보의 효율적인 송수신을 위해, 동일한 ACK/NAK 자원을 다수의 사용자(단말)가 사용하게 되는데, 이 때 셀 내 및 셀 간 단말 간의 간섭이 발생하게 되는데, 이러한 간섭을 완화하기 위해 효율적인 코드호핑 방식이 필요하다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 복수 개의 단말이 주파수 및 시간 영역으로 이루어지는 자원을 공통으로 사용하는 무선통신시스템에서의 신호 형성 방법이 제공되는데, 상기 방법은 제1 슬롯에서 상기 제 1 슬롯에 따른 자원인덱스에 의해 복수 개의 단말에 동일한 주파수 영역 식별 시퀀스 및 서로 상이한 시간영역 식별 시퀀스를 할당하는 단계와, 제2 슬롯에서 상기 제 2 슬롯에 따른 자원인덱스에 의해 상기 복수 개의 단말에 서로 상이한 주파수 영역 식별 시퀀스 및 서로 상이한 시간영역 식별 시퀀스를 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 복수 개의 단말이 주파수 및 시간 영역으로 이루어지는 자원을 공통으로 사용하는 무선통신시스템에서의 신호 형성 방법이 제공되는데, 상기 방법은 제 1 슬롯에서 동일한 주파수 축 코드를 사용하면서 서로 다른 시간 축 코드를 사용하는 하나 이상의 단말들이 레퍼런스 시그널 심볼블록에 대해 단말그룹을 구성하는 단계; 제 1 슬롯에서 동일한 주파수 축 코드를 사용하면서 서로 다른 시간 축 코드를 사용하는 하나 이상의 단말들이 컨트롤 시그널 심볼블록에 대해 상기 레퍼런스 시그널 심볼블록의 단말그룹 구성과는 독립된 단말그룹을 구성하는 단계; 상기 제 1 슬롯에서 레퍼런스 시그널 심볼블록에 대해 동일한 단말그룹에 속했던 상기 하나 이상의 단말들이 제 2 슬롯의 레퍼런스 시그널 심볼블록에서 각각 서로 다른 단말그룹에 속하도록 하는 단계; 및 상기 제 1 슬롯에서 컨트롤 시그널 심볼블록에 대해 동일한 단말그룹에 속했던 상기 하나 이상의 단말들이 제 2 슬롯의 컨트롤 시그널 심볼블록에서 각각 서로 다른 단말그룹에 속하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위해 복수 개의 단말이 주파수 및 시간 영역으로 이루어지는 자원을 공통으로 사용하는 무선통신시스템에서의 신호 형성 방법이 제공되는데, 이 방법은 제 1 심볼블록에서 동일한 주파수 축 코드를 사용하면서 서로 다른 시간 축 코드를 사용하는 하나 이상의 단말들로 하나의 주파수 코드 축 상에 하나의 단말그룹을 구성하는 단계; 및 한 슬롯 내에서 상기 제 1 심볼블록과 다른 제 2 심볼블록에서 상기 단말그룹은 상기 제 1 심볼블록에서 사용된 주파수 코드와 다른 주파수 코드를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 복수 개의 단말이 주파수 및 시간 영역으로 이루어지는 자원을 공통으로 사용하는 무선통신시스템에서의 신호 형성 방법이 제공되는데, 이 방법은 제 1 슬롯에서 동일한 주파수 축 코드를 사용하면서 서로 다른 시간 축 코드를 사용하는 하나 이상의 단말들이 하나의 단말그룹을 구성하 는 단계; 및 시간 축 코드의 길이가 슬롯 길이보다 작은 경우 상기 제 1 슬롯에서 동일한 단말그룹에 속했던 상기 하나 이상의 단말들이 제 2 슬롯에서는 각각 서로 다른 단말그룹에 속하도록 변경하되 상호 직교를 만족하는 시간 축 코드의 길이 단위로 상기 단말그룹을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 무선통신시스템에서의 코드 호핑을 사용하는 단말 장치가 제공되는데 이 장치는 슬롯이나 심볼블록 변경에 따른 변경된 자원인덱스를 수신하는 자원인덱스 수신부(1010); 상기 수신된 자원인덱스에 따라 주파수 축 코드 시퀀스를 결정하여 상기 단말에 할당하는 주파수 축 코드 시퀀스 할당부(1020); 및 상기 수신된 자원인덱스에 따라 시간 축 코드 시간 시퀀스를 결정하여 상기 단말에 할당하는 시간 축 코드 시퀀스 할당부(1030)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 무선통신시스템에서 코드 호핑을 사용하는 기지국 장치가 제공되는데, 이 장치는 슬롯이나 심볼 변경에 따른 변경된 자원인덱스를 단말들에 송신하는 자원인덱스 송신부; 상기 자원인덱스에 따라 주파수 축 코드 시퀀스를 결정하는 주파수 축 코드 시퀀스 결정부; 및 상기 자원인덱스에 따라 시간 축 코드 시퀀스를 결정하는 시간 축 코드 시퀀스 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 무선통신시스템에서 단말기 기지국에 보내는 ACK/NAK 제어정보를 송수신하는 경우 동일한 ACK/NAK 자원을 다수의 단말기가 사용할 때 셀 내 및 셀 간 단말 간의 간섭을 효율적으로 완화시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말 간의 간섭을 완화시키기 위한 코드호핑 방법 및 장치에 대해 좀더 자세히 기술하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

특별히 본 발명 전체에 걸쳐 사용되는 주파수 축 코드 또는 주파수 축 코드 인덱스는 싸이클릭 쉬프트(Cyclic shift) 또는 싸이클릭 쉬프트 인덱스와 대체되어 사용될 수 있고, 시간 축 코드 또는 시간 축 코드 인덱스는 직교 커버(Orthogonal cover) 또는 직교 커버 인덱스와 대체되어 사용될 수 있다.

도 3 내지 도 5는 슬롯당 3개의 레퍼런스 신호를 포함하는 ACK/NAK 채널의 슬롯구조를 나타낸다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에서 고려하는 슬롯 구조로 한 개의 슬롯이 세 개의 레퍼런스 시그널(Reference signal)과 네 개의 컨트롤 시그널(Control signal)을 가지고 있다.

복수 단말의 신호를 구별하기 위해서는 수신측에서 복수 단말이 송신하는 레퍼런스 시그널을 받아서 단말별로 레퍼런스 시그널을 구분해 낼 수 있어야 하고, 동시에 복수 단말이 전송하는 컨트롤 시그널들을 받아서 단말별로 컨트롤 시그널을 구분해 낼 수 있어야 한다.

앞에서 기술한 것과 같이 시그널의 구별을 위해 주파수축과 시간축 자원을 모두 사용하는 CDM 방식을 사용할 수 있다.

시간축 CDM을 위해 사용되는 시간축 시퀀스는 상호직교 시퀀스를 사용한다. 시간축상에서 연속하는 OFDM 심볼의 총 수가

개일 때, 시퀀스의 길이가

이고 시퀀스들 간에 상호 직교를 만족하는

개의 시퀀스를 만들 수 있다. i번째 시퀀스를 행 벡터

라고 표현할 때 상호직교는 다음과 같은 의미이다.

여기서,

이다.

이론적으로는 주파수축 자원의 총 수가 M 개이고 도 3 내지 도 5에서 세 개의 레펀런스 시그널을 가지고 있으므로 총 M x 3 개의 레퍼런스 시그널들을 CDM으로 구별할 수 있다.

컨트롤 시그널의 경우도 주파수축 자원의 총 수가 M 개이고 도 3 내지 도 5에서 네 개의 컨트롤 시그널을 가지고 있으므로 총 M x 4 개의 컨트롤 시그널들을 CDM으로 구별할 수 있다.

하지만, 각 단말은 적어도 한 개의 레퍼런스 시그널을 전송해야 기지국이 이를 사용하여 컨트롤 시그널을 복조할 수 있기 때문에, 총 구별 가능한 단말의 수는 M x 3 이 된다. 이 경우에, 레퍼런스 시그널에 SF (spreading factor)가 3인 직교시퀀스를 사용하고 컨트롤 시그널에 SF가 4인 직교 시퀀스를 사용한다.

이제, 본 발명에서 제안하는 효율적인 간섭제어를 위한 코드호핑 방식에 대해서 설명하기로 한다. 코드호핑은 주파수축 코드와 시간 축 코드에 대해 각각 혹은 동시에 적용한다.

(1) 심볼블록단위 코드호핑 방식

각 단말은 주파수 축 코드시퀀스 한 개와 시간 축 코드시퀀스 한 개를 할당받는다. s번째 슬롯의 t번째 블록에서 i번째 단말이 사용하는 주파수 축 코드를

라고 표시하고, 시간 축 코드를

라고 표현하자. 위에서 언급된 실시예에 따른 멀티플렉싱 구조에서는 한 개의 심볼블록 내에서 최대 세 개의 단말이 동일한 주파수 축 코드를 사용하고 이들 단말은 여러 블록에 걸쳐 전송되는 서로 다른 시간 축 코드로 구별된다.

물론 본 발명은 도 3 내지 도 5에 기술된 슬롯 구조에 한정되는 것은 아니며 슬롯이 포함하는 심볼블록의 수는 얼마든지 가변될 수 있다.

주파수 축 코드는 수학식 1의 Zadoff-Chu 시퀀스가 할당되는 것이 바람직하다. 그러나, 주파수 축 코드가 반드시 Zadoff-Chu 시퀀스로만 운용될 필요는 없으며, 상호 직교가 되는 어떠한 시퀀스도 가능하다.

이 때, 동일 셀 내의 단말들이 사용하는 주파수 축 코드는 기본 인덱스가 같되 다른 싸이클릭 지연(cyclic delay) 인덱스를 갖도록 한다. 반면에 다른 셀에 속한 단말은 서로 다른 기본 인덱스를 갖도록 한다.

각 단말이 사용하는 주파수 축 코드는 블록 인덱스 t에 따라 바뀔 수 있다. s번째 슬롯에 속하는 블록들에 대해 i번째 단말이 사용하는 주파수 축 코드를

라 표현하자. 시간 축 코드는

로 표현될 수 있다. 만일 i번째 단말과 j번째 단말이 사용하는 첫 번째 심볼블록에 사용하는 주파수 축 코드가 동일한 경우, 나머지 심볼블록에서도 앞에서 사용된 동일한 주파수 축 코드가 사용되어야 한다.

즉,

이면,

이어야 한다. 즉, 모든 심볼블록에서 두 단말이 사용하는 주파수 축 코드가 동일해야 한다.

또한,

이면

이어야 한다. 즉, 슬롯 내 모든 심볼블록에서 두 단말이 사용하는 주파수 축 코드가 서로 달라야 한다.

위에서 기술된 방식을 쉽게 구현하는 방법으로 다음과 같은 방식을 생각할 수 있다.

우선 단말그룹을 다음과 같이 정의한다. 하나의 단말그룹은 같은 주파수 축 코드를 사용하되 서로 다른 직교 시간 축 코드를 사용하는 하나 이상의 단말들로 구성된다. 주파수 축 코드 상으로 복수의 단말그룹에 생성되는데, 각각의 단말그룹에 대해 한 개의 주파수 축 코드호핑 패턴이 대응된다.

동일 단말그룹에 속하는 하나 이상의 단말들은 블록이 달라지더라도 같은 주파수 축 코드를 사용하기 때문에 단말들간의 시간 축 코드의 직교성이 유지될 수 있다. 만일, 단말그룹을 구성하는 구성원 단말들이 심볼블록 인덱스에 따라 달라지게 되면, 즉, 심볼블록이 달라질 때마다 달라지게 되면 단말들 간의 시간 축 상에서 직교성이 상실되어 단말 간 간섭이 발생하게 된다.

도 6은 앞에서 정의한 단말그룹의 심볼블록 단위 주파수 축 코드 호핑패턴의 일실시예이다.

도 6에서 단말 #0, 단말 #6, 단말 #12가 하나의 단말그룹을 구성했음을 알 수 있다. 이 세 단말에게 공통으로 할당된 주파수 축 코드는 심볼블록이 바뀜에 따라 다른 코드로 바뀌고 있음을 알 수 있다. 이러한 방식으로 심볼블록단위 코드 호핑이 이루어질 수 있다.

다시 설명하면, 일단 첫번째 자원블록에서 단말들은 동일한 주파수 축 코드를 사용하고 서로 다른 시간 축 코드를 사용하면서 하나의 단말그룹을 구성하게 된다. 심볼블록이 바뀌어서 두 번째 심볼블록에서는 상기 단말그룹은 첫번째 심볼블록에서 사용된 주파수 코드와 다른 주파수 코드를 사용하게 되는데, 이를 통해 심볼블록 단위의 호핑이 이루어진다.

(2) 슬롯 단위 코드호핑 방식

이제, 위에서 정의된 단말그룹을 사용하여 슬롯 단위 호핑 방식에 대해서 설명하도록 한다.

상향링크 ACK/NAK 채널은 두 개의 슬롯으로 구성되어 있다. CDMA 방식의 ACK/NAK 채널 사용으로 다수의 단말 신호가 뒤섞여 들어오게 된다. 이 때 일반적으로 단말의 속도, 수신 전력이 서로 다르다. 각 슬롯마다 단말그룹을 만들어 주고 첫 번째 슬롯에서 같은 단말그룹에 속한 단말들은 두 번째 슬롯에서 서로 다른 단말그룹에 속하도록 구성하도록 한다. 이렇게 해야 단말 간의 간섭을 분산시킬 수 있어서 수신 성능이 향상될 수 있다.

앞에서 정의된 대로 단말그룹 내의 단말은 서로 다른 시간 축 코드로 구별한다. 예를 들어, 단말그룹 내의 특정 단말이 속도가 높거나 혹은 불완전한 전력제어로 큰 수신전력을 가질 수 있다. 다른 단말은 이 단말로 인해 간섭을 받게 된다. 특히 같은 단말 그룹에 속한 단말이 가장 큰 간섭을 받게 된다.

만일 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 단말그룹의 구성원들이 모두 변경되고 첫 번째 슬롯에서 같은 단말그룹에 속했던 단말이 모두 서로 다른 단말그룹으로 재배치되면 어느 특정한 단말에 의한 간섭의 영향이 분산되는 효과를 기대할 수 있을 것이다.

도 6과 도 7을 참조하면 이 방식이 좀더 명확해 질 것이다.

도 6에서는 첫 번째 슬롯에서 각각의 심볼블록에 단말 #0, #6, #12가 하나의 단말그룹을 구성하고 있음을 보여준다. 도 7에서는 도시된 바와 같이 도 6에서 하나의 단말그룹을 구성하였던 단말 #0, #6, #12가 더 이상 동일한 단말그룹에 속하지 않고 있음을 알 수 있다.

도 7에서 두 번째 슬롯에서는 단말 #4, #10, #0이 새로운 단말그룹을 구성하고 있음을 알 수 있다. 도 6에서 단말 #0와 같은 단말그룹을 구성했던 단말 #6과 #12는 각각 다른 단말그룹으로 재배치되어 있을 것이다. 예를 들어 단말 #6는 도 6에서 첫 번째 슬롯에서 각각 다른 단말그룹에 속한 단말들과 두 번째 슬롯에서 새로운 단말그룹을 구성하게 될 것이다. 단말의 재배치는 슬롯마다 각각의 슬롯에 해당하는 자원 인덱스 값에 따라 주파수 축 코드와 시간 축 코드 값이 결정되어 단말그룹을 구성하는 단말을 변경함으로써 이루어진다. 시간 축 코드 값을 변경하는 자 세한 내용은 후술한다.

결국 이 방식에 따르면 첫 번째 슬롯에서 동일한 단말그룹에 속했던 단말들은 두 번째 슬롯에서는 동일한 단말그룹에 속할 수 없다는 것이고, 다른 단말들과 새로이 단말그룹을 구성하여, '새로운' 단말그룹을 생성하게 된다.

이러한 슬롯 단위 코드 호핑 방식에 따라 단말 간의 간섭량이 랜덤화 및 평준화될 수 있다. 즉, 첫 번째 슬롯에서 큰 수신전력을 가지는 단말이 두 번째 슬롯에서는 같은 단말그룹에 속하지 않게 되므로 간섭 영향을 분산시킬 수 있게 된다.

위에서 제시된 슬롯 단위 코드 호핑 방식의 경우 첫 번째 슬롯에서의 단말그룹이 두 번째 슬롯에서 다른 단말그룹으로 재생성될 때 각 단말에 할당되는 시간 축 코드도 변경해주는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 일실시예에 따르면, 도 6에서 단말 #0에게 할당된 시간 축 코드와 도 7에서 단말 #0에게 할당된 시간 축 코드를 달리하는 것이다.

도 8과 도 9는 도 5의 ACK/NAK 채널 구조를 가정하여 슬롯 단위 코드 호핑 방식을 적용한 일실시예를 보여준다.

이 경우에는 레퍼런스 시그널 심볼블록과 컨트롤 시그널 심볼블록이 독립적으로 코드 호핑을 하게 된다. 도 8과 도 9에서 컨트롤 시그널 심볼블록인 심볼블록 #0, 블록 1, 블록 5, 블록 #6에 대해 길이가 4인 시간 축 코드가 사용되고, 레퍼런스 시그널 심볼블록인 블록 #2, 블록 #3, 블록 #4에 대해서는 길이가 3인 시간 축 코드가 사용되고 있다고 가정한다. 컨트롤 시그널 심볼블록에 사용되는 단말그룹과 레퍼런스 시그널 심볼블록에 사용되는 단말그룹은 도 8과 도 9에서 보는 바와 같이 다를 수 있다.

컨트롤 시그널 심볼블록의 경우, 도 8의 첫 번째 슬롯에서 심볼블록 블록 #0, 블록 #1, 블록 #5, 블록 #6에서 정의된 단말그룹과 도 9의 두 번째 슬롯에서 심볼블록 블록 #0, 블록 31, 블록 #5, 블록 #6에서 정의된 단말그룹이 서로 다름을 알 수 있다. 첫 번째 슬롯에서 단말 #0와 같은 단말그룹을 이루는 단말(들)은 두 번째 슬롯에서는 단말 #0와는 서로 다른 단말그룹에 속하게 된다.

예를 들어 도 8의 첫 번째 슬롯에서 심볼블록 블록 #0에서는 단말 #0, #6, #12가 하나의 단말그룹을 구성하고 있으나 도 9의 두 번째 슬롯의 심볼블록 블록 #0에서는 단말 #4, #0, #16이 하나의 단말그룹을 구성하면서 단말 #0과 동일한 단말그룹을 구성하는 단말이 각각 서로 다르다.

이제, 레퍼런스 시그널 심볼블록에 대해서 살펴보도록 한다.

도 8의 첫 번째 슬롯에서 심볼블록 블록 #2, 블록 #3, 블록 #4에서 정의된 단말그룹이 도 9의 두 번째 슬롯에서 심볼블록 블록 #2, 블록 #3, 블록 #4에서 정의된 단말그룹과 다름을 알 수 있다. 도 8에서 보는 바와 같이 심볼블록 블록 #2에서는 단말 #0, #3, #8가 하나의 단말그룹을 구성하고 있으나 도 9의 두 번째 슬롯의 심볼블록 블록 #2에서는 단말 #2, #0, #13이 단말그룹을 형성하고 있다. 즉, 첫 번째 슬롯에서 단말 #0와 동일한 단말그룹을 구성하는 단말(들)은 두 번째 슬롯에서 단말 #0와는 다른 단말그룹에 속하게 된다.

단말그룹이 변경될 때 각 단말에 할당하는 시간 축 코드도 변경하는 것이 바람직하다. 도 8에서 단말 #0에게 할당된 시간 축 코드와 도 9에서 단말 #0에 할당 된 시간 축 코드를 달리하는 것이다. 단말그룹 변경 시에 단말에 할당된 시간 축 코드를 바꾸어주면, 특정 시간 축 코드 사용에 따른 간섭 효과를 분산시킬 수 있다.

(3) 시간 축 코드 길이 단위로 단말그룹을 변경하는 코드호핑 방식

시간 축 코드의 길이가 한 개 슬롯을 다 차지하지 않을 때에는 위 (2)의 방식에서 기술한 단말그룹의 변경을 시간 축 코드 길이 단위를 행하는 것이 바람직하다.

다음은 단말그룹의 변경을 시간 축 코드 길이 단위로 행하는 호핑방식에 대한 일실시예를 기술하도록 한다.

도 3 내지 도 5에서 시간 축 코드의 길이가 2라고 하면, 컨트롤 시그널 심볼블록 두 개에서 C0, C1이 하나의 시간 축 코드를 전송하고 나머지 컨트롤 시그널 심볼블록 C2, C3에서 또 하나의 시간 축 코드를 전송하게 된다.

이 경우에 위에서 기술한 방식 (2)에서 설명한 단말그룹의 변경은 컨트롤 시그널 심볼블록의 경우, 2개의 심볼블록 단위로 발생한다.

레퍼런스 시그널 심볼블록에 길이가 3인 시간 축 코드를 적용하는 경우, 레퍼런스 시그널 심볼블록 R0, R1, R2 내에서는 단말그룹 변경을 적용하지 않는다.

단말그룹이 변경될 때 마다 각 단말에 할당하는 시간 축 코드도 바뀌도록 설정하는 것이 바람직하다. 컨트롤 시그널 심볼블록에 적용되는 시간 축 코드의 길이가 2라면, 단말 하나 당 총 4회의 시간 축 코드 전송이 이루어진다.

즉, 첫 번째 슬롯의 C0, C1에 적용된 시간 축 코드, 첫 번째 슬롯의 C2, C3에 적용된 시간 축 코드, 두 번째 슬롯의 C0, C1에 적용된 시간 축 코드, 두 번째 슬롯의 C2, C3에 적용된 시간 축 코드의 전송이다. 이 경우 바람직하게는 단말그룹은 3회 변경되며 단말그룹 변경과 함께 각 단말이 사용하는 시간 축 코드가 시간적으로 변화하도록 설정해 준다.

다음은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 단말 간 간섭을 완화하기 위한 단말 장치(1000)를 도시한다.

단말장치(1000)는 자원인덱스 수신부(1010), 주파수 축 코드 시퀀스 할당부(1020), 시간 축 코드 시퀀스 할당부(1030)로 구성된다.

자원인덱스 수신부(1010)는 슬롯의 변경에 따라 또는 심볼블록 변경에 따른 자원 인덱스 값을 수신한다. 즉, 자원 인덱스 값은 첫번째 슬롯 및 두번째 슬롯 변경에 따라 결정되어야 할 주파수 축 코드 시퀀스 및 시간 축 코드 시퀀스를 결정하기 위한 기본값이 된다. 단말은 이러한 자원 인덱스 값을 기지국으로부터 전송받게 된다. 단말과 기지국은 자원 인덱스 값을 기초로 하여 각 단말이 할당받게 되는 주파수 축 및 시간 축 코드 시퀀스를 서로 공유하게 된다.

자원 인덱스 값을 수신하면 단말장치는 주파수 축 코드 시퀀스 할당부(1020)에서 상기 자원 인덱스 값에 기초하여 현재의 슬롯에서 가져야 할 주파수 축 코드를 결정한다. 그리고 결정된 주파수 축 코드는 단말에 할당된다. 또는 심볼블록 단위 호핑의 경우는 변경되는 심볼블록마다 변경되는 심볼블록 인덱스에 따라 결정되어야 할 주파수 축 코드를 결정하여 이를 단말에 할당한다.

첫번째 슬롯에서 동일한 주파수 축 코드를 가지고 있는 복수의 단말은 두번째 슬롯에서 슬롯 변경에 따른 변경된 자원 인덱스 값을 받아들이고, 이에 따라 변경된 주파수 축 코드 값을 가지게 된다. 또한 선택적으로 하나의 단말그룹에 속했던 복수의 단말들은 두번째 슬롯에서는 첫번째 슬롯에서의 시간 축 코드와 서로 상이한 시간 축 코드를 가지도록 한다. 이렇게 함으로써 첫번째 슬롯에서 같은 단말그룹에 속했던 단말들은 두번째 슬롯에서는 같은 단말그룹에 속하지 않게 되고 첫번째 슬롯에서 각각 다른 단말그룹에 속했던 단말들과 새로운 단말그룹을 구성하게 된다. 이러한 방식은 심볼블록 단위로 단말그룹을 변경하는 것에도 동일하게 적용되도록 한다.

동일한 과정이 시간 축에 대해서도 이루어진다. 시간 축 코드 시퀀스 할당부(1030)는 상기 슬롯 또는 심볼블록에 따라 변경되는 자원 인덱스 값에 기초하여 현재의 슬롯이나 심볼블록에서 단말들에 할당될 시간 축 코드 시퀀스를 계산하여 이를 단말 자신에게 할당한다.

본 발명에 따른 기지국도 마찬가지로 단말들을 구별하기 위해서는 각 단말들에 할당된 코드 시퀀스를 알고 있어야 한다. 앞에서 기술한 바와 같이 기지국은 자원 인덱스를 단말에게 보내고 서로 미리 알고 있는 상기 자원 인덱스 값을 통해서 결정되는 주파수 축 및 시간 축 코드 시퀀스를 공유하게 된다. 결국 기지국은 어느 슬롯 또는 심볼블록에서 어느 주파수 축 코드 및 시간 축 코드 값에 어느 단말이 배치되어 있는지를 알 수 있게 된다.

첫번째 슬롯에서 해당 슬롯의 자원 인덱스 값에 따라 기지국은 복수의 단말 들이 동일한 주파수 축 코드를 가지는 단말들이 있음을 알게 된다. 두번째 슬롯에서 역시 해당 슬롯의 자원 인덱스 값에 따라 기지국은 첫번째 슬롯에서 같은 단말그룹에 속했던 단말들이 더 이상 같은 단말그룹에 속하지 않고 각각 다른 주파수 축 코드를 가지면서 서로 상이한 단말그룹에 속하고 있음을 알게될 것이다.

선택적으로 시간 축 코드 값 역시 해당 슬롯의 자원 인덱스 값에 따라 변경되고, 기지국은 이를 알고 있어야 한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 첫번째 슬롯에서 단말들이 가지고 있던 시간 축 코드 값은 두번째 슬롯에서 상이한 시간 축 코드 값으로 변경되어 단말들은 첫번째 슬롯에서 할당되었던 것과 상이한 시간 축 코드를 할당받는다.

이러한 기능을 수행하는 기지국이 도 11에 도시되어 있다.

도 11은 본 발명에 따른 신호 전송 방법이 채용된 기지국(1100)을 도시한다.

기지국은 자원 인덱스 송신부(1110)에서 단말에 슬롯의 변경이나 심볼블록 등의 변경에 따른 자원 인덱스 값을 단말들에 송신한다. 그리고 이러한 자원 인덱스 값에 따라 주파수 축 코드 시퀀스를 주파수 축 코드 시퀀스 결정부(1120)에서 결정한다. 또한, 자원 인덱스 값에 따라 시간 축 코드 시퀀스를 시간 축 코드 시퀀스 결정부(1130)에서 결정하게 된다.

본 발명에 따른 코드 호핑 방식은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 양호한 실시예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 3GPP LTE 시스템의 상향링크에서 고려하고 있는 제어채널의 주파수-시간 자원공간에서의 위치를 나타낸다.

도 2는 주파수 축으로 N개의 부주파수를 차지하고 시간 축으로 7개의 OFDM 심볼을 점유하는 ACK/NAK 채널에서 각 부주파수에 전송되는 코드 시퀀스와 심볼을 나타낸다.

도 3은 슬롯당 3개의 레퍼런스 신호를 포함하는 ACK/NAK 채널의 슬롯구조 A를 나타낸다.

도 4는 슬롯당 3개의 레퍼런스 신호를 포함하는 ACK/NAK 채널의 슬롯구조 B를 나타낸다.

도 5는 슬롯당 3개의 레퍼런스 신호를 포함하는 ACK/NAK 채널의 슬롯구조 C를 나타낸다.

도 6은 본 발명에 따른 첫 번째 슬롯에서 하나 이상의 단말들이 구성하는 단말그룹과 주파수 축 코드 호핑을 나타낸다.

도 7은 본 발명에 따른 두 번째 슬롯에서 하나 이상의 단말들이 구성하는 단말그룹과 주파수 축 코드 호핑을 나타낸다.

도 8은 본 발명에 따른 첫 번째 슬롯에서 하나 이상의 단말들이 구성하는 단말그룹과 주파수 축 코드 호핑을 나타낸다.

도 9는 본 발명에 따른 두 번째 슬롯에서 하나 이상의 단말들이 구성하는 단말그룹과 주파수 축 코드 호핑을 나타낸다.

도 10은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서의 신호 전송 방법을 사용하는 단말 장치를 도시한다.

도 11은 본 발명에 따른 신호 전송 방법이 채용된 기지국을 도시한다.

Claims (21)

1. 시간 영역에서 각각 복수의 심볼 블록으로 이루어지는 복수의 슬롯을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 코드 호핑 방법으로서,

   단말의 상향링크 신호 전송을 위해 상기 단말에 제1 코드를 할당하는 단계,

   상기 제1 코드를 심볼 블록 단위로 변경하는 단계, 그리고

   상기 제1 코드를 슬롯 단위로 변경하는 단계를 포함하며,

   각 슬롯의 상기 복수의 심볼 블록은 시간 영역에서 차례로 배열된 제1 심볼 블록, 제2 심볼 블록, 제3 심볼 블록, 제4 심볼 블록, 제5 심볼 블록, 제6 심볼 블록 및 제7 심볼 블록을 포함하고,

   상기 제1 심볼 블록, 상기 제2 심볼 블록, 상기 제6 심볼 블록 및 상기 제7 심볼 블록은 컨트롤 시그널을 전달하는데 사용되며,

   상기 제3 심볼 블록, 상기 제4 심볼 블록 및 상기 제5 심볼 블록은 레퍼런스 시그널을 전달하는데 사용되는

   코드 호핑 방법.
2. 제1항에서,

   상기 심볼 블록 단위로 변경하는 단계는 상기 제1 코드의 인덱스를 심볼 블록 단위로 변경하는 단계를 포함하며,

   상기 슬롯 단위로 변경하는 단계는 상기 제1 코드의 인덱스를 슬롯 단위로 변경하는 단계를 포함하는

   코드 호핑 방법.
3. 제1항에서,

   상기 제1 코드는 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하는 코드 호핑 방법.
4. 제1항에서,

   상기 제1 코드는 주파수 축 코드인 코드 호핑 방법.
5. 제1항에서,

   상기 단말의 상향링크 신호 전송을 위해 상기 단말에 제2 코드를 더 할당하는 단계, 그리고

   상기 제2 코드를 슬롯 단위로 변경하는 단계

   를 더 포함하는 코드 호핑 방법.
6. 제5항에서,

   상기 제2 코드를 슬롯 단위로 변경하는 단계는 상기 제2 코드의 인덱스를 슬롯 단위로 변경하는 단계를 포함하는 코드 호핑 방법.
7. 제5항에서,

   상기 제2 코드는 시간 축 코드인 코드 호핑 방법.
8. 제5항에서,

   상기 제2 코드는 직교 시퀀스를 사용하는 코드 호핑 방법.
9. 제8항에서,

   상기 상향링크 신호는 상기 레퍼런스 시그널이며, 상기 직교 시퀀스는 길이가 3인 직교 시퀀스인 코드 호핑 방법.
10. 제8항에서,

    상기 상향링크 신호는 ACK/NAK을 포함하는 상기 컨트롤 시그널이며, 상기 직교 시퀀스는 길이가 4인 직교 시퀀스인 코드 호핑 방법.
11. 제5항에서,

    동일 셀 내에서 동일한 상기 제1 코드를 사용하는 제1 단말과 제2 단말은 서로 다른 상기 제2 코드를 사용하는 코드 호핑 방법.
12. 시간 영역에서 각각 복수의 심볼 블록으로 이루어지는 복수의 슬롯을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 코드 호핑 방법으로서,

    단말의 상향링크 신호 전송을 위해 상기 단말에 코드를 할당하는 단계, 그리고

    상기 코드를 슬롯 단위로 변경하는 단계를 포함하며,

    각 슬롯의 상기 복수의 심볼 블록은 시간 영역에서 차례로 배열된 제1 심볼 블록, 제2 심볼 블록, 제3 심볼 블록, 제4 심볼 블록, 제5 심볼 블록, 제6 심볼 블록 및 제7 심볼 블록을 포함하고,

    상기 제1 심볼 블록, 상기 제2 심볼 블록, 상기 제6 심볼 블록 및 상기 제7 심볼 블록은 컨트롤 시그널을 전달하는데 사용되며,

    상기 제3 심볼 블록, 상기 제4 심볼 블록 및 상기 제5 심볼 블록은 레퍼런스 시그널을 전달하는데 사용되는

    코드 호핑 방법.
13. 제12항에서,

    상기 변경하는 단계는 상기 코드의 인덱스를 슬롯 단위로 변경하는 단계를 포함하는 코드 호핑 방법.
14. 제12항에서,

    상기 코드는 시간 축 코드인 코드 호핑 방법.
15. 제12항에서,

    상기 코드는 직교 시퀀스를 사용하는 코드 호핑 방법.
16. 제15항에서,

    상기 상향링크 신호는 상기 레퍼런스 시그널이며, 상기 직교 시퀀스는 길이가 3인 직교 시퀀스인 코드 호핑 방법.
17. 제15항에서,

    상기 상향링크 신호는 ACK/NAK을 포함하는 상기 컨트롤 시그널이며, 상기 직교 시퀀스는 길이가 4인 직교 시퀀스인 코드 호핑 방법.
18. 제15항에서,

    동일 셀 내의 제1 단말과 제2 단말은 서로 다른 상기 코드를 사용하는 코드 호핑 방법.
19. 단말에서의 상향링크 신호 전송 방법으로서,

    제1 코드를 심볼 블록 단위로 변경하는 단계,

    상기 제1 코드를 슬롯 단위로 변경하는 단계

    시간 영역에서 각각 복수의 심볼 블록으로 이루어지는 복수의 슬롯 중 적어도 일부의 심볼 블록에서, 해당하는 슬롯의 해당 심볼 블록의 상기 제1 코드를 사용하여 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하며,

    각 슬롯의 상기 복수의 심볼 블록은 시간 영역에서 차례로 배열된 제1 심볼 블록, 제2 심볼 블록, 제3 심볼 블록, 제4 심볼 블록, 제5 심볼 블록, 제6 심볼 블록 및 제7 심볼 블록을 포함하고,

    상기 제1 심볼 블록, 상기 제2 심볼 블록, 상기 제6 심볼 블록 및 상기 제7 심볼 블록은 컨트롤 시그널을 전달하는데 사용되며,

    상기 제3 심볼 블록, 상기 제4 심볼 블록 및 상기 제5 심볼 블록은 레퍼런스 시그널을 전달하는데 사용되는

    전송 방법.
20. 제19항에서,

    제2 코드를 슬롯 단위로 변경하는 단계를 더 포함하며,

    상기 전송하는 단계는 상기 제2 코드를 추가로 사용하여 상기 상향링크 신호를 전송하는

    전송 방법.
21. 단말에서의 상향링크 신호 전송 방법으로서,

    코드를 슬롯 단위로 변경하는 단계

    시간 영역에서 각각 복수의 심볼 블록으로 이루어지는 복수의 슬롯 중 적어도 일부의 심볼 블록에서, 해당하는 슬롯의 상기 코드를 사용하여 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하며,

    각 슬롯의 상기 복수의 심볼 블록은 시간 영역에서 차례로 배열된 제1 심볼 블록, 제2 심볼 블록, 제3 심볼 블록, 제4 심볼 블록, 제5 심볼 블록, 제6 심볼 블록 및 제7 심볼 블록을 포함하고,

    상기 제1 심볼 블록, 상기 제2 심볼 블록, 상기 제6 심볼 블록 및 상기 제7 심볼 블록은 컨트롤 시그널을 전달하는데 사용되며,

    상기 제3 심볼 블록, 상기 제4 심볼 블록 및 상기 제5 심볼 블록은 레퍼런스 시그널을 전달하는데 사용되는

    전송 방법.

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