KR101007280B1 - 하향물리채널 할당과 검출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하향물리채널 할당과 검출방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 하향물리채널 할당방법은 단말의 채널상태에 따라 하향제어채널의 코드율을 결정하는 단계; 상기 단말의 식별자와 상기 결정된 코드율을 이용하여 사용 가능한 하향제어채널을 선택하는 단계; 상기 선택된 하향제어채널에 채널할당정보를 매핑하여 전송하는 단계; 및 상기 채널할당정보에 따라 하향데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
TTI, LTE, 코드율, 하향제어채널, 하향데이터채널, 복조 및 복호

Description

하향물리채널 할당과 검출방법{Method for Allocation and Detection of Downlink Physical Channel}
본 발명은 하향물리채널 송수신 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 채널상태에 따라 하향제어채널을 할당할 수 있는 하향물리채널 할당과 검출방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-001-03, 과제명: 4세대 이동통신을 위한 적응 무선접속 및 전송 기술개발].
차세대 무선 접속 통신의 기지국은 고속 패킷 서비스를 제공하기 위하여, 고차원 변조 방식과 효율적인 코딩 방식을 사용할 뿐만아니라, 이러한 변조 방식과 코딩 방식을 채널 환경에 맞도록 스케줄링하여 채널 용량을 늘리고 데이터 전송률을 높일 필요가 있다.
3GPP LTE(Long-Term Evolution) 시스템은 고속 패킷 데이터 서비스를 제공할 뿐만 아니라, 각 단말상태에 따라 최적의 변조 및 코딩 방식을 제공할 수 있도록 하향데이터채널과 하향제어채널을 할당하고 있다. 따라서, 단말에서도 하향데이터 채널의 할당정보를 판정하기 위하여 하향제어채널을 신속하고 정확하게 복호하는 기술이 필요하다. 더욱이, 3GPP LTE(Long-Term Evolution) 시스템은 각 단말에게 할당되는 하향제어채널이 전송시간간격마다 변경되므로, 각각의 단말들이 전송확률을 높이면서 수신처리시간을 낮출 수 있는 방안을 필요로 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 무선채널상태 및 하향링크 전송방식에 따라 하향물리채널의 할당을 제어할수 있는 하향물리채널 할당과 검출방법를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 고속의 하향제어채널을 빠르고 효율적으로 제어할 수 있도록 하향데이터채널 할당정보를 판정하기 위한 하향물리채널 할당과 검출방법를 제공함에 있다.
본 발명의 일면에 따른 하향물리채널 할당방법은 단말의 채널상태에 따라 하향제어채널의 코드율을 결정하는 단계; 상기 단말의 식별자와 상기 결정된 코드율을 이용하여 사용 가능한 하향제어채널을 선택하는 단계; 상기 선택된 하향제어채널에 채널할당정보를 매핑하여 전송하는 단계; 및 상기 채널할당정보에 따라 하향데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 하향물리채널 검출방법은, 하향링크 전송방식과 채널상태에 따라 코드율의 상한값을 결정하는 단계; 수신한 모든 하향제어채널을 복조하고, 상기 결정된 상한값 미만의 코드율로 상기 각 하향제어채널을 복호하여 오류를 확인하는 단계; 상기 확인결과 오류가 없는 하향제어채널이 검출되면, 상기 하향제어채널의 채널할당정보를 확인하여 제어정보를 결정하는 단계; 하향데이터채널을 수신하여 상기 제어정보에 따라 복조 및 복호하는 단계를 포함하는 것을 특징 으로 한다.
본 발명에 따르면, 단말의 무선채널상태에 따라 최적화된 하향물리채널을 할당하고, 하향제어채널의 개수와 자원을 결정하고, 하향제어채널 식별자를 정의할 수 있어 하향제어채널의 복호시간과 하향데이터채널 검출시간을 줄일 수 있다. 또한, 단말의 상태에 따라 하향링크 패킷을 스케줄링할 수 있어 신속하고 정확하게 하향물리채널의 복조 및 복호를 수행할 수 있는 효과가 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조로하여 본 발명의 실시예에 대하여 본발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 이하의 도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치가 이용되는 무선 통신 시스템의 하향 물리채널에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치가 이용되는 무선 통신 시스템의 하향물리채널을 도시한 그래프이다.
도 1의 그래프에서, 시간축은 TTI(Transmission Time Interval; 전송시간간격)내 다수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 표현하였 으며, 주파수 축은 시스템 대역폭 내 다수의 부반송파를 표현하였다.
하향물리채널은 하향기준신호(Downlink Reference Signal; DL-RS)(110), 다수의 하향제어채널(120), 다수의 하향데이터채널(130)을 전송하며, 각각은 OFDM 심볼과 반송파로 구성된다.
하향제어채널(120)은 상향데이터채널의 할당정보, 하향데이터채널의 할당정보를 전송한다. 하향데이터채널의 할당정보는 하향링크의 전송방식에 따라 제어정보가 다르므로 제어정보의 길이에 따라 제어정보의 형식을 구분할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 기지국이 하향물리채널을 할당하여 송신하는 방법에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 할당방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 기지국은 전송할 하향 데이터를 버퍼에 임시 저장한다(S210).
이어서, 기지국은 각 단말의 하향링크 전송방식, 채널상태, 서비스 패킷의 종류에 따라 채널할당정보를 전송할 하향제어채널의 코드율을 결정한다(S220). 이때, 기지국은 각 단말의 하향링크 채널상태가 좋지 않으면 코드율을 낮추고, 단말의 채널상태가 좋으면 코드율을 높인다. 즉, 기지국은 각 단말의 하향링크 채널상태가 좋지않아서 하향제어채널을 검출하지 못할 확률과 재전송 확률이 증가하면, 하향제어채널의 코드율을 소정값 이하로 결정하여 하향제어채널의 검출확률을 높일 수 있도록 한다.
그리고, 기지국은 결정된 코드율과 단말 식별자를 이용하여 전송할 TTI에 사 용 가능한 하향제어채널을 선택한다(S230). 이때, TTI, 코드율, 단말 식별자에 의하여 하향제어채널을 할당하는 자원위치가 변화하고, 동일한 자원위치의 다른 단말의 하향제어채널이 우선적으로 할당될 수 있으므로 기지국은 TTI마다 사용 가능한 하향제어채널이 있는지를 판정할 필요가 있다.
판정결과, 기지국은 사용 가능한 하향제어채널이 없을 경우(S240), 다음 TTI에 사용할 코드율을 결정하고 사용 가능한 하향제어채널을 다시 선택한다(S250).
그 다음으로, 기지국은 사용 가능한 하향제어채널이 있을 경우(S240), 하향제어채널에 채널할당정보를 매핑하고, 하향제어채널을 부호화 및 변조하여 전송한다(S260).
그리고, 기지국은 매핑된 채널할당정보에 따라 버퍼에 저장된 하향데이터를 부호화 및 변조하여 하향데이터채널에 실어 전송한다(S270).
이때, 기지국은 하향데이터 등을 저장하는 버퍼이외에도 하향링크 패킷 스케줄러, 부호화기 및 변조기를 포함하는데, 하향링크 패킷 스케줄러를 이용하여 (S210) 내지 (S250)단계를 수행할 수 있으며, 부호화기 및 변조기를 이용하여 (S260) 내지 (S270)단계를 수행할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 단말이 수신한 하향물리채널을 복조하고, 복호하는 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출방법을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 단말은 수신한 방송채널(Broadcast Channel)을 해석 하여 기지국의 전송 안테나의 개수와 전송 주파수 대역을 설정한다(S310).
이어서, 단말은 단말 식별자, 하향링크 전송방식 및 채널상태 등을 확인한다(S320).
그리고, 단말은 채널상태 및 하향링크 전송방식에 따라 코드율의 상한값을 결정한다(S330).
그리고, 단말은 수신가능한 모든 하향제어채널을 복조하고, 각 하향제어채널을 결정된 상한값 미만의 코드율로 복호하여 오류발생여부를 확인한다(S340).
단말은 확인결과 오류가 발생하지 않은 한개 이상의 복호된 하향제어채널이 검출되면(S350), 채널할당정보를 식별하여 하향데이터채널의 제어정보를 결정한다(S360). 이때, 제어정보는 하향데이터채널의 자원할당정보, 변조방식, 코드율, 재전송정보 중 적어도 하나를 포함한다.
그리고, 단말은 결정된 제어정보에 따라 하향데이터채널을 복조 및 복호한다(S370).
이하, 도 4를 참조하여 기지국에 의하여 전송된 하향물리채널을 복조 및 복호하는 단말에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치를 도시한 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치(40)는 복조기(410), 복호기(420), 수신 제어부(430) 및 버퍼(440)를 포함한다.
복조기(410)는 매 TTI(Transmission Time Interval)마다 하향제어채널을 복 조하여 복조완료를 표시하는 시작신호(411)와 함게 복조된 하향제어채널(412) 및 복조된 제어 파라미터(413)를 출력한다. 여기서, 복조된 제어 파라미터는 하향제어채널 식별자 및 하향제어채널의 크기 등일 수 있다.
복호기(420)는 복조기(410)로부터 전달받은 시작신호(412)에 기준하여 복조된 하향제어채널(412)을 복호하여 이를 저장할 수신 제어부(430)의 레지스터 번지(421)와 함께, 수신 제어부(430)로 복호된 하향제어채널(422) 및 복호된 제어 파라미터(423)를 전달한다.
수신 제어부(430)는 복호된 하향제어채널(422) 및 제어 파라미터(423)를 이용하여 채널할당정보를 해석하고, 하향데이터채널을 해석하기 위한 제어정보(432, 435)를 판정하여 복조기(410)로 레지스터 번지(431)와 함께 제어정보(435) 및 제어 파라미터(436)를 전달하고, 복호기(420)로 레지스터 번지(434)와 함께 제어정보(435) 및 제어 파라미터(436)를 전달한다. 이때, 제어 파라미터(433, 436)는 자원위치, 변조방식, 코드율 등을 포함한다.
복조기(410)는 수신 제어부(430)로부터 전달받은 레지스터 번지(431)에 하향데이터채널의 복조를 위한 제어정보(431)를 설정하고, 제어정보(431) 및 제어 파라미터(436)를 이용하여 하향데이터채널을 복조하고, 시작신호(414)와 함께 복조된 하향데이터채널(415) 및 제어 파라미터(416)을 출력한다.
복호기(420)는 시작신호(414)가 입력되면 복조기(410)로부터 전달되는 제어 파라미터(416)와 수신 제어부(430)로부터 전달되는 제어 파라미터(433)를 이용하여 복조된 하향데이터채널(415)를 복호하여 하향데이터를 저장한 번지(424), 하향데이 터(425), 제어 파라미터(426)를 출력한다.
버퍼(440)는 복호기(420)로부터 전달받은 하향데이터를 임시 저장하였다가 수신 제어부(430) 등에 의해 요청이 오면 전달해 준다.
한편, 복조기(410) 및 복호기(420)는 각각 적어도 하나의 FPGA(Field Programmable Gate Array)모듈로 구성될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 하향물리채널 검출장치(40)의 동작 순서에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이며, 도 6은 복호기(420)의 입출력을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 복조기(410)는 주파수 대역과 안테나 개수를 입력받으면 사용 가능한 자원에서 하향기준신호 위치를 설정하고, 단말 식별자를 입력받으면 매 TTI마다 수신가능한 하향제어채널의 위치를 검색한다(S510). 이때, 복조기(410)는 수신가능한 모든 하향제어채널을 가장 낮은 코드율부터 복호할 수 있도록 가장 길이가 긴 하향제어채널로부터 복조하고, 복조완료를 의미하는 시작신호와 함께 하향제어채널 식별자 및 하향물리채널의 크기를 출력한다. 이때, 하향제어채널 식별자는 도 6과 같이, 하향제어채널의 자원위치와 크기에 따라 m개로 구분된다.
이어서, 복호기(420)는 하향링크 전송방식에 따라 하향제어정보의 크기를 결정하고 도 6과 같이 n개의 하향제어정보 식별자를 붙여 출력한다(S520). 이때, LPDCCHm은 하향제어채널 #m의 크기 즉, m번째 하향제어채널의 크기를 나타내며, LDCIn 은 하향제어정보 #n의 크기 즉, n번째 하향제어정보의 크기를 나타낸다. 상세하게는, 복호기(420)는 m개의 하향제어채널을 입력받아 각각 n개의 하향제어정보를 출력하므로, 총 m × n번에 걸쳐 복호를 수행하여 오류발생여부를 확인한다.
그리고, 복호기(420)는 오류가 발생하지 않은 한개이상의 하향제어채널이 검출되면, 저장에 사용될 번지와 함께 제2 데이터 및 제2 제어 파라미터를 출력한다(S530). 이때, 제2 데이터는 복호된 하향제어채널이며, 제2 제어 파라미터는 하향제어채널의 검출 개수와 하향제어채널 식별자를 포함한다.
그 다음으로, 수신 제어부(430)는 하향제어채널로부터 제어정보를 추출하여 복조기(410)와 복호기(420)에 전달한다(S540). 이때, 수신 제어부(430)의 출력인 제어정보는 하향데이터채널의 자원위치, 변조방식 및 코드율 중 적어도 하나를 포함한다.
그리고, 복조기(410)가 수신 제어부(430)로부터 전달받은 제어정보에 따라 하향데이터채널을 복조하여 시작신호와 함께 하향데이터채널 및 하향데이터채널의 제어 파라미터를 출력한다(S550).
이어서, 복호기(420)는 시작신호를 입력받으면, 복조기(410)로부터 전달받은 하향데이터채널의 제어 파라미터에 따라 하향데이터채널을 복호한다(S560). 이때, 복조기(410)로부터 출력되는 제어 파라미터는 코드율, 재전송 정보, 단말 식별자 및 하향데이터채널 식별자 중 적어도 하나를 포함한다.
이 같이, 본 발명에 따르면, 기지국이 하향제어채널의 할당을 효율적으로 수행함은 물론, 단말이 수신가능한 하향제어채널을 판별하여 하향데이터채널의 채널 할당정보를 검출하는 시간을 단축할 수 있다.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허 청구범위의 기재에 의하여 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치가 이용되는 무선 통신 시스템의 하향물리채널을 도시한 그래프.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 할당방법을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출방법을 도시한 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치를 도시한 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하향물리채널 검출장치의 동작 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 복호기의 입출력을 도시한 도면.

Claims (6)

  1. 기지국의 하향물리채널 할당방법에 있어서,
    단말의 채널상태에 따라 하향제어채널의 코드율을 결정하는 단계;
    상기 단말의 식별자와 상기 결정된 코드율을 이용하여 사용 가능한 하향제어채널을 선택하는 단계;
    상기 선택된 하향제어채널에 채널할당정보를 매핑하여 전송하는 단계; 및
    상기 채널할당정보에 따라 하향데이터를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 선택하는 단계에서, 상기 사용 가능한 하향제어채널을 선택하지 못하면, 다음 TTI(Transmission Time Interval)까지 대기한 다음 상기 선택하는 단계 내지 상기 전송하는 단계를 재수행하는 것인 하향물리채널 할당방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코드율을 결정하는 단계는,
    상기 단말이 하향제어채널을 검출하지 못할 확률과 재전송 확률을 확인하는 단계;
    상기 확인결과에 따라 상기 코드율을 결정하는 단계
    를 포함하는 것인 하향물리채널 할당방법.
  3. 삭제
  4. 무선 통신 시스템의 단말에 의한 하향물리채널 검출방법에 있어서,
    하향링크 전송방식과 채널상태에 따라 코드율의 상한값을 결정하는 단계;
    수신한 모든 하향제어채널을 복조하고, 상기 결정된 상한값 미만의 코드율로 상기 각 하향제어채널을 복호하여 오류를 확인하는 단계;
    상기 확인결과 오류가 없는 하향제어채널이 검출되면, 상기 하향제어채널의 채널할당정보를 확인하여 제어정보를 결정하는 단계;
    하향데이터채널을 수신하여 상기 제어정보에 따라 복조 및 복호하는 단계
    를 포함하는 하향물리채널 검출방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어정보는,
    상기 하향데이터채널의 자원위치, 변조방식 및 코드율 중 적어도 하나를 포함하는 것인 하향물리채널 검출방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 확인하는 단계는,
    설정가능한 가장 낮은 코드율부터 상기 결정된 상한값 미만까지로 상기 코드율을 변화시키는 단계;
    상기 변화된 코드율로 상기 각 하향제어채널을 복호하여 오류를 확인하는 단계
    를 포함하는 것인 하향물리채널 검출방법.
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