KR20080072488A - 사용자 간섭을 줄이는 데이터 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

비트 레벨에서의 위상 변환을 이용하여 타 사용자로 인한 간섭을 줄이는 데이터 전송 방법에 관한 것이다. 초기 데이터를 전송하고, 상기 초기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 수신한다. 상기 재전송 요청 신호에 따라 상기 초기 데이터의 신호 성상 상의 위상을 변환한 재전송 데이터를 생성한다. 셀간 간섭 또는 셀내 간섭을 모두 제거함으로써 단일 전송 또는 재전송에 있어서의 이득을 최대화할 수 있다.

Description

사용자 간섭을 줄이는 데이터 전송 방법{data transmission method for mitigating user interference}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1의 변조기의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 통신 시스템을 이용한 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 QPSK 신호 성상에서의 비트 마스크 패턴을 나타낸다.
도 5는 QPSK 변조에서의 HARQ 방식의 일 예를 나타낸다.
도 6은 16-QAM 신호 성상의 일 예를 나타낸다.
도 7은 64-QAM 신호 성상의 일 예를 나타낸다.
도 8은 사용자별로 스크램블 부호를 할당하는 일 예를 나타낸다.
도 9는 사용자별로 스크램블 부호를 할당하는 다른 예를 나타낸다.
도 10은 셀간 간섭의 일 예를 나타낸다.
도 11은 도 10의 시스템에서 초기 전송과 재전송에 따른 수학적 모델을 나타낸다.
도 12는 셀간 간섭에서 위상 변환의 효과를 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 대 FER(Frame Error Rate)로 나타낸 그래프이다.
도 13은 셀내 간섭의 일 예를 나타낸다.
도 14는 셀내 간섭에 따른 위상 변환의 효과를 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio) 대 FER(Frame Error Rate)로 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **
110 : 채널 인코더
120 : 스크램블러
130 : 비트 마스킹 유닛
140 : 맵퍼
150 : 변조기
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 비트 레벨 또는 심벌 레벨에서의 위상 변환을 이용하여 타 사용자로 인한 간섭을 줄이는 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
정보 통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 고품질 서비스의 출현 등 통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 다양한 무선 통신 기술들이 여러 분야에서 연구되고 있다.
통신의 신뢰성을 확보하기 위한 일 예로 동일한 데이터를 반복해서 전송하는 다이버시티(diversity) 기법이 있다. 다수의 데이터가 서로 독립적인 경로로 전송된다면, 일부 경로의 데이터에서 오류가 발생하더라도 나머지 다른 경로의 데이터로부터 원래 데이터를 복원할 수 있다. 따라서, 서로 독립적인 다중 경로를 통해 안정적인 데이터의 송신 및 수신을 이루려는 것이 다이버시티 기법이다. 다이버시티의 종류로는 서로 다른 주파수로 신호를 전송하는 주파수 다이버시티(frequency diversity), 서로 다른 시점에서 신호를 전송하는 시간 다이버시티(time diversity), 다수의 전송 안테나를 사용하는 공간 다이버시티(spatial diversity) 등이 있다.
통신의 신뢰성을 확보하기 위한 다른 예로 FEC(forward error correction)와 ARQ(automatic repeat request)를 결합한 복합 자동 재전송(hybrid automatic repeat request, 이하 HARQ) 기법이 있다. HARQ는 수신한 데이터가 복호할 수 없는 오류를 포함하고 있을 때, 재전송을 요구함으로써 성능을 높인다. HARQ의 일 예에 관하여는 D. Chase, Code Combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets, IEEE Trans. on Commun., Vol. 33, pp. 593-607, May 1985를 참조할 수 있다.
일반적으로 하나의 기지국은 하나 또는 다수의 셀에 대해 서비스한다. 기지국은 다수의 사용자에게 서비스를 제공할 수 있다. 이때 기지국에서 하나의 사용자로의 서비스 또는 하나의 사용자에서 기지국으로의 서비스에 있어서, 타 사용자에 대한 서비스는 간섭으로 작용할 수 있다. 서로 다른 셀에 위치하는 사용자로 인한 간섭을 셀간 간섭(inter-cell interference)이라 하고, 동일한 셀에 위치하는 사용자로 인한 간섭을 셀내 간섭(intra-cell interference)이라 한다.
단일 전송, 다이버시티 기법, HARQ를 이용한 재전송 등에 있어서 셀간 간섭이나 셀내 간섭으로 인해 링크 성능이 저하될 수 있다. 타 사용자로 인한 간섭을 줄이는 기법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 타 사용자로 인한 셀간 간섭 또는 셀내 간섭을 줄이는 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 주파수 선택성을 높이는 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 데이터 전송 방법은 초기 데이터를 전송하고, 상기 초기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 수신한다. 상기 재전송 요청 신호에 따라 상기 초기 데이터의 신호 성상 상의 위상을 변환한 재전송 데이터를 생성한다. 상기 재전송 데이터를 전송한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 데이터 전송 방법은 제1 비트열을 준비하고, 비트 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 비트열을 비트 마스킹하여 상기 제1 비트열의 신호 성상 상의 위상이 변환된 제2 비트열을 생성한다. 상기 제2 비트열을 전송한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
이하의 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(base station; BS)에서 단말(user equipment; UE)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
통신 시스템은 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템 또는 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템뿐만 아니라, 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO) 시스템이나 싱글 입력 싱글 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템은 전송기(100)와 수신기(200)를 포함한다. 통신 시스템은 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)를 구현할 수 있다. 여기서, 전송기(100)와 수신기(200)는 전송 기능과 수신 기능을 모두 수행하는 송수신기(transceiver)라 할 수 있다. 다만, 데이터의 전송 또는 재전송에 관한 설명을 명확하게 하기 위해 이하에서는 데이터의 전송 또는 재전송을 담당하는 일방을 전송기(100)라 하고, 데이터를 수신받고 재전송을 요청하는 타방을 수신기(200)라 한 다.
하향링크에서 전송기(100)는 기지국의 일부분(part)일 수 있고, 수신기(200)는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기(100)는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기(200)는 기지국의 일부분일 수 있다. 기지국은 다수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다. 단말은 다수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다.
전송기(100)는 채널 인코더(110), 스크램블러(scrambler; 120), 비트 마스킹 유닛(bit masking unit; 130), 맵퍼(140) 및 제어기(180)를 포함한다.
채널 인코더(110)는 일련의 정보 비트들을 입력받아, 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 채널 인코딩 방식에는 제한이 없으며, 길쌈 부호(convolutional code), 터보 부호(turbo code) 등을 사용할 수 있다.
스크램블러(120)는 부호화된 데이터를 스크램블하여 스크램블된 부호(scrambled code)를 생성한다. 스크램블러(120)는 부호화된 데이터에 스크램블 부호(scrambling code)를 적용하여 스크램블된 부호를 생성한다. 스크램블 부호는 사용자(또는 기지국)이 동일한 무선 자원(radio resource)를 공유할 때 사용자(또는 기지국)를 구별하기 위해 사용자별(또는 기지국별)로 할당되는 부호이다. 스크램블 부호는 사용자를 구별하기 위한 사용자 특정 부호(user specific code)라 할 수 있고, 또는 기지국을 구별하기 위한 기지국 특정 부호라 할 수도 있다. 스크램블 부호는 일반적으로 널리 알려진 PN(Pseudo Noise) 부호, CAZAC 시퀀스(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation sequence), 임의 시퀀스(Random sequence), 왈쉬-하다마드 코드(Walsh-Hadamard code), 최대 길이 시퀀스(Maximal-length sequence) 등 자기 상관(auto-correlation) 또는 교차 상관(cross-correlation) 특성이 탁월한 부호열들을 사용할 수 있다.
비트 마스킹 유닛(130)은 비트 마스크 패턴(bit mask pattern)을 이용하여 스크램블된 부호를 비트 마스킹(bit masking)하여, 스크램블된 부호의 위상을 변환시킨다(shift). 비트 마스킹은 비트 마스크 패턴에 따라 비트단위 연산(bitwise operation)을 수행하는 것을 말한다. 비트 마스크 패턴은 적어도 하나 이상의 비트 패턴을 포함하며, 성상 크기(constellation size) 단위로 그 크기가 달라질 수 있다. 비트 마스킹 유닛(130)은 스크램블된 부호를 해당하는 변조 방식의 성상을 고려하여 재조합시킴으로써 성상 상의 위상을 변환시킬 수 있다.
맵퍼(140)는 비트 마스킹된 데이터를 신호 성상 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌로 맵핑한다. 맵퍼(140)에서 행해지는 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, M-PSK(M-Phase Shift Keying) 또는 M-QAM(M-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, M-PSK는 BPSK(Binary PSK), QPSK(Quadrature PSK) 또는 8-PSK 일 수 있다. M-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다. 변조기(150)는 데이터 심벌을 변조하여 전송 안테나(190)를 통해 전송한다.
제어기(180)는 귀환 정보(feedback information)를 통해 전송기(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 귀환 정보는 CQI(channel quality information)를 포함할 수 있으며, 제어기(180)는 CQI를 통해 적응적으로 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme)을 조절할 수 있다. 귀환 정보는 재전송 요청 정보를 포함할 수 있으며, 제어기(150)는 재전송 요청 정보에 따라 비트 마스킹 유닛(130)의 비트 마스크 패턴을 바꾸어 데이터 심벌의 위상을 변환시킬 수 있다.
한편, 수신기(200)는 복조기(210), 디맵퍼(220), 비트 디마스킹 유닛(bit de-masking unit; 230), 디스크램블러(250), 채널 디코더(260) 및 에러 검출부(270)를 포함한다.
수신 안테나(290)로부터 수신된 신호는 복조기(210)에 의해 복조되어 디맵퍼(220)로 입력된다. 디맵퍼(220)는 제어기(280)로부터 제공되는 디맵핑 제어 신호에 따라 입력 신호를 디맵핑한다. 디맵핑 제어 신호는 전송기(100)의 맵퍼(140)에서의 맵핑 방식에 기반한다. 상기 디맵핑 제어 신호는 제어기(280)의 메모리에 미리 저장될 수 있다. 또는, 상기 디맵핑 제어 신호는 전송기(100)로부터 수신받을 수도 있다. 비트 디마스킹 유닛(230)은 비트 마스킹 유닛(130)의 역연산을 수행한다.
수신기(200)는 재전송된 심벌을 이전 심벌과 결합시키는 결합부(240)를 포함할 수 있다. 추적 결합(chase combining) 또는 IR(Incremental Redundancy)의 HARQ 방식의 경우 결합부(240)가 이전 심벌들을 재전송된 심벌들과 결합시킨다. 결합 방식은 이전 데이터와 재전송된 데이터에 대해 각각 가중치를 동일하게 주고 평균값을 통해 결합하는 동일 이득 결합(equal-gain combining) 방식을 사용할 수 있다. 또는 각각의 데이터에 가중치를 주는 MRC(Maximal Ratio Combining) 방식을 사용할 수 있다. 결합 방식에는 제한이 없으며 기타 다양한 방식을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명은 추적 결합이나 IR 방식에 한정되지 않고, 이전 심벌과의 결합없이 재전송된 심벌들을 통해서만 채널 디코딩을 수행하는 HARQ 방식에도 그대로 적용할 수 있다. 이 경우 도면에 점선으로 표시한 바와 같이 수신기(200)에 결합부(240)가 제외될 수 있다.
디스크램블러(250)는 스크램블된 부호로부터 스크램블 부호를 추출하고, 부호화된 데이터를 출력한다. 채널 디코더(260)는 정해진 디코딩 방식에 따라 부호화된 데이터를 디코딩한다. 에러 검출부(270)는 CRC(Cyclic Redundancy Checking) 체크 등을 통해 디코딩된 데이터에 에러가 있는지 여부를 검출한다.
제어기(280)는 수신기(200)의 전체적인 동작을 제어하고, 귀환 정보를 전송기(100)로 제공한다. 제어기(280)는 에러 검출부(270)로부터 에러 여부를 제공받아 재전송을 요청할지 여부를 결정한다. 제어기(280)는 에러가 검출되지 않으면 긍정적인 확인(positive acknowledgement; ACK) 신호를 귀환시키고, 에러가 검출되면 부정적인 확인(negative acknowledgement; NACK) 신호를 귀환시킬 수 있다. NACK 신호가 재전송 요청 신호일 수 있다. 또는, 제어기(280)는 수신된 신호로부터 채널 품질을 측정하여 CQI 정보를 제공할 수 있다.
도 2는 도 1의 변조기의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 변조기(150)는 DFT부(Discrete Fourier Transform Unit; 151), 부반송파 할당부(Subcarrier Allocating Unit; 152), IFFT부(Inverse Fast Fourier Transform Unit; 153) 및 CP 삽입부(Cyclic Prefix Insert Unit; 154)를 포함한다.
DFT부(151)는 입력 신호 x[n]에 DFT를 수행하여 주파수 영역 신호 X[k]로 변환한다. 크기가 L인 DFT 변환 과정은 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007021734086-PAT00001
부반송파 할당부(152)는 주파수 영역 신호 X[k]를 각 부반송파에 할당한다. 부반송파 할당은 국부 맵핑(localized mapping)이 이루어질 수 있고, 또는 분산 맵핑(distributed mapping)이 이루어질 수 있다. IFFT부(153)는 부반송파 할당부(152)에 의해 할당된 신호 X'[k]에 IFFT를 수행하여 시간 영역 신호 s[n]로 변환한다. CP 삽입부(154)는 시간 영역 신호 s[n]에 CP를 삽입한다.
상술한 변조기(150)는 SC-FDMA(Sinigle Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 구현한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 적용되는 다중 접속 변조 방식에 대하여는 제한이 없으며, 잘 알려진 TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access) 또는 CDMA(Code Division Multiple Access)와 같은 싱글 반송파 변조 방식이나 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다중 반송파 변조 방식을 채택할 수 있다.
도 3은 도 1의 통신 시스템을 이용한 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 전송기는 초기 데이터를 전송한다(S110). 초기 데이터는 스크램블된 부호일 수 있다. 수신기는 수신한 신호를 디스크램블 및 채널 디코딩하 고, 에러 여부를 검출한다(S120). 에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 전송기로 송신하고, 다음 데이터에 대한 전송을 대기한다. 하지만, 여기서는 수신기가 에러를 검출하여, 재전송 요청 신호로 NACK 신호를 전송한다고 가정한다(S130).
NACK 신호가 수신되면, 전송기는 상기 초기 데이터에 대해 비트 마스킹을 수행하여 위상 변환된 재전송 데이터를 생성한다(S140). 즉 변조 방식 또는 위상 변환량에 따라 주어지는 비트 마스크 패턴을 이용하여 초기 데이터를 비트 마스킹한다. 비트 마스킹된 데이터는 성상 맵핑을 거치면서 초기 데이터에 비해 신호 성상 상의 위상이 변환된 재전송 데이터가 된다. 위상이 변환되는 값에는 제한이 없으나, 일 예로 재전송 데이터의 위상은 초기 데이터의 위상에 비해 π 라디안(radian)만큼 변환될 수 있다.
전송기는 재전송 데이터를 수신기로 송신한다(S150). 수신기는 수신한 재전송 데이터에 대해 에러 여부를 검출한다(S160). 수신기는 에러 검출 여부에 따라 ACK 신호 또는 NACK 신호를 전송기로 송신한다(S170).
여기서는, 1회의 재전송에 대하여 기술하고 있으나, 재전송은 적어도 1회 이상 반복될 수 있다. 재전송 횟수는 미리 지정된 횟수만큼 행해질 수 있고, 미리 지정된 기준(criterion)에 따라 행해질 수 있다.
전송기는 재전송될 때마다 비트 마스킹을 통해 초기 데이터의 위상을 변환시킬 수 있다. 위상이 변환되는 값은 재전송마다 다를 수 있으며, 또는 재전송마다 모두 같을 수 있다. 위상이 변환되는 값은 수신기와 전송기 간에 미리 알려진 값일 수 있다. 위상이 변환되는 값은 수신기가 지정하여 전송기로 알려줄 수 있다. 또 는, 위상 변환은 비트 마스크 패턴에 따라 달라지므로 비트 마스크 패턴이 수신기와 전송기 간에 미리 알려질 수 있다. 사용되는 비트 마스크 패턴은 수신기가 지정하여 전송기로 알려줄 수 있다.
도 4는 QPSK 신호 성상에서의 비트 마스크 패턴을 나타낸다. 설명을 명확히 하기 위해, 그레이(gray) 맵핑을 예를 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 맵핑 방법에 한정되지 않으며 안티-그레이(anti-gray) 맵핑이나 랜덤(random) 맵핑에도 그대로 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 데이터 심벌 A를 기준으로 하여 고려한다. QPSK 변조에서 데이터 심벌 A의 위상을 π/2 라디안만큼 변환하기 위해서는 비트 마스크 패턴으로 (1,-1)을 사용한다. 부호열에 2비트씩 (1,-1) 순으로 비트 마스킹을 수행하면 위상은 π/2 라디안만큼 변환된다. 이하에서, 비트 마스크 패턴의 '-1'은 비트 역산(inversion)을 의미한다. 즉, 데이터 심벌 A에 맵핑되는 비트열은 (0,0)이므로, 비트열 (0,0)에 비트 마스크 패턴 (1, -1)을 적용하면 비트열 (0,1)이 되고, 이는 결과적으로 데이터 심벌 A에 대해 π/2 라디안만큼 위상이 변환된 데이터 심벌 B로 맵핑된다.
QPSK 변조에서 데이터 심벌 A의 위상을 π 라디안만큼 변환하기 위해서는 비트 마스크 패턴으로 (-1,-1)을 사용한다. 부호열에 2비트씩 (-1,-1) 순으로 비트 마스킹을 수행하면 위상이 π 라디안만큼 변환된다. 즉, 데이터 심벌 A에 맵핑되는 비트열은 (0,0)이므로, 비트열 (0,0)에 비트 마스크 패턴 (-1, -1)을 적용하면 비트열 (1,1)이 되고, 이는 결과적으로 데이터 심벌 A에 대해 π 라디안만큼 위상이 변환된 데이터 심벌 C로 맵핑된다.
QPSK 변조에서 데이터 심벌 A의 위상을 -π/2 라디안만큼 변환하기 위해서는 비트 마스크 패턴으로 (-1,1)을 사용한다. 여기서, 음의 위상 변환은 도 4에 나타난 바와 같이 반시계 방향을 양이라 했을 때, 그 반대 방향 즉 시계 방향을 음으로 보는 것으로 위상 변환을 위한 방향을 한정하는 것은 아니다. 부호열에 2비트씩 (-1,1) 순으로 비트 마스킹을 수행하면 위상이 π/2 라디안만큼 변환된다. 데이터 심벌 A에 맵핑되는 비트열은 (0,0)이므로, 비트열 (0,0)에 비트 마스크 패턴 (-1, 1)을 적용하면 비트열 (1,0)이 되고, 이는 결과적으로 데이터 심벌 A에 대해 -π/2 라디안만큼 위상이 변환된 데이터 심벌 D로 맵핑된다.
상기와 같은 방식으로 QPSK 변조에서 데이터 심벌 A는 비트 마스크 패턴 (1,-1), (-1,-1) 또는 (-1,1)에 의해 각각 다른 데이터 심벌 B, C, D로 이동할 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터 심벌 B에 대해서도 동일한 비트 마스크 패턴을 통해 다른 데이터 심벌 C, D, A로 이동될 수 있으며, 데이터 심벌 C 및 D도 마찬가지다. 따라서, 비트 레벨의 마스킹을 통해 신호 성상에서 위상을 간단히 변환시킬 수 있다. 비트 마스킹에 의한 위상 조절은 재전송 데이터의 LLR(Log-Likelihood Ratio)을 초기 데이터의 LLR과 결합시킬 때 심벌 레벨에서의 위상 조절보다 복잡도가 낮아질 수 있다. 따라서 심벌 레벨에서의 위상 변환보다 연산이 간단하고, 수신기에서의 디마스킹을 통해 위상을 보다 정확하고 간단하게 복원할 수 있다.
표 1은 일련의 초기 데이터에 대해 비트 마스킹을 수행하는 예를 나타낸다.
초기 데이터 (MSB) 1 1 1 0 0 0 0 1 (LSB)
비트 마스크 패턴 -1 -1
재전송 데이터 (MSB) 0 0 0 1 1 1 1 0 (LSB)
임의의 초기 데이터에 대해 MSB(Most Significant Bit)부터 LSB(Least Significant Bit)까지 2비트씩 순차적으로 비트 마스크 패턴 (-1,-1)을 이용하여 비트 마스킹하여 재전송 데이터를 생성한다. 재전송 데이터의 위상은 초기 데이터의 위상에 비해 π 라디안만큼 변환된다.
도 5는 QPSK 변조에서의 HARQ 방식의 일 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 데이터 S0 1(A), S0 2(B), S0 3(C), S0 4(D)가 순차적으로 전송된다고 한다. 여기서, Sn m(X)은 심벌 A로 맵핑되고 m번째 재전송되는 n번째 데이터이다. 예를 들어, S0 1(A)는 심벌 A로 맵핑되고 0번째 재전송(즉 초기 전송)되는 1번째 데이터이고, S1 1(C)는 심벌 C로 맵핑되고 1번째 재전송되는 1번째 데이터이다.
1번째 데이터인 S0 1(A)의 전송이 실패하면, 재전송시에는 π 라디안만큼 위상이 변환된 S1 1(C)를 전송한다. 초기 데이터 S0 1(A)를 비트 마스크 패턴 (-1,-1)을 이용하여 비트 마스킹시키면 위상이 π 라디안만큼 변환된 재전송 데이터 S1 1(C)로 변환시킬 수 있다. 2번째 데이터인 S0 2(C)의 전송이 실패하면, 재전송시에는 π 라디안만큼 위상이 변환된 S1 2(A)를 전송한다. 3번째 데이터인 S0 3(D)의 전송이 실패하면, 재전송시에는 π 라디안만큼 위상이 변환된 S1 3(B)를 전송한다. 4번째 데이터인 S0 4(B)의 전송이 실패하면, 재전송시에는 π 라디안만큼 위상이 변환된 S1 4(D)를 전송한다.
도 6은 16-QAM 신호 성상의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 16-QAM 변조에서 π 라디안만큼 위상을 변환하기 위한 비트 마스크 패턴은 (-1, -1, 1, 1) 일 수 있다. 부호열(또는 비트열)에 4비트씩 (-1, -1, 1, 1) 순으로 비트 마스킹을 수행하면 위상이 π 라디안만큼 변환된다. 예를 들어, (0,0,1,1) 비트열에 대해 비트 마스크 패턴 (-1, -1, 1, 1)을 적용하면 비트열 (1,1,0,0)이 된다. 16-QAM 성상상에서 (1,1,0,0)이 나타내는 심벌의 위상은 (0,0,1,1) 비트열이 나타내는 심벌의 위상보다 π 라디안만큼 변환된다.
각 심벌을 나타내는 비트열은 예시에 불과하고, 그 위치가 달라질 수 있다. 각 심벌을 나타내는 비트열이 달라질 경우 위상을 변환시키기 위한 비트 마스크 패턴은 달라질 수 있다.
도 7은 64-QAM 신호 성상의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 64-QAM 변조에서 π 라디안만큼 위상을 변환하기 위한 비트 마스크 패턴은 (-1, -1, 1, 1, 1, 1) 일 수 있다. 부호열에 6비트씩 (-1, -1, 1, 1, 1, 1) 순으로 비트 마스킹을 수행하면 위상이 π 라디안만큼 변환된다. 예를 들어, (1,0,1,1,1,1) 비트열에 대해 비트 마스크 패턴 (-1, -1, 1, 1, 1, 1)을 적용하면 비트열 (0,1,1,1,1,1)이 된다. 64-QAM 성상 상에서 (1,0,1,1,1,1)이 나타내는 심벌은 (0,1,1,1,1,1) 비트열이 나타내는 심벌보다 π 라디안만큼 위상이 변환된다.
여기서는 QPSK, 16-QAM, 64-QAM 변조에 대해 예를 들어 설명하고 있으나, 변조 방식은 64-QAM 보다 높은 차수(order)를 적용할 수 있다. 또한, 다양한 맵핑 방법에 대해서도 대응하는 비트 마스크 패턴을 적용하여 심벌의 위상을 변환시킬 수 있다.
도 8은 사용자별로 스크램블 부호를 할당하는 일 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 사용자별로 서로 다른 스크램블 부호가 할당된다. 각 사용자에게 할당된 스크램블 부호는 초기 전송 또는 이후의 재전송에도 동일하게 사용된다. 이러한 방식은 비트 마스크 패턴의 설계를 용이하게 할 수 있다.
도 9는 사용자별로 스크램블 부호를 할당하는 다른 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 사용자별로 서로 다른 긴 스크램블 부호(long scrambling code)가 할당된다. 긴 스크램블 부호의 길이는 한번의 전송에 필요한 스크램블 부호의 길이보다 길다. 한번의 전송에 사용되는 스크램블 부호를 서브 스크램블 부호라 할 때, 긴 스크램블 부호는 다수의 서브 스크램블 부호의 집합으로 이루어진다. 초기 전송과 재전송에는 긴 스크램블 부호로부터 선택된 각각 서로 다른 서브 스크램블 부호가 할당된다.
도 10은 셀간 간섭의 일 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 사용자 1(UE 1, 315)이 기지국(BS, 311)으로 데이터를 전송한다. 이때, 셀 영역 외부에 위치한 사용자 2(UE2, 316)이 송신한 신호도 기지국(311)이 수신할 수 있다. 사용자 1(315)과 사용자 2(316)이 동일한 무선 자원을 공유하거나, 양자의 신호 간에 직교성이 보장되지 않을 경우 기지국(311)의 입장에서 사용자 1(315)의 신호에 대해 사용자 2(316)의 신호는 간섭으로 작용한다. 여기서는 간섭으로 하나의 외부 셀과 하나의 사용자만 나타내고 있으나, 다수의 외부 셀로부터 다수의 사용자가 간섭으로 작용할 수 있다.
각 사용자에게는 스크램블 부호가 할당될 수 있다. 사용자 1(315)에 적용된 스크램블 부호를 스크램블 부호 1이라 하고, 사용자 2(316)에 적용된 스크램블 부호를 스크램블 부호 2라 한다.
도 11은 도 10의 시스템에서 초기 전송과 재전송에 따른 수학적 모델을 나타낸다. s1, s2는 각각 사용자 1과 사용자 2가 전송하는 데이터이다. 이는 사용자마다 스크램블 부호가 적용된 스크램블된 부호일 수 있다. s1에는 스크램블 부호 1이 적용되고, s2에는 스크램블 부호 2가 적용된다. sn m은 m번째 사용자에 대한 n번째 전송 데이터를 의미하며, 이는 스크램블된 부호로부터 위상 변환하여 얻어진다. rn m은 m번째 사용자에 대한 n번째 수신 데이터를 의미한다.
도 11을 참조하면, 초기 전송에서 사용자 1의 데이터 s0 1와 사용자 2의 데이터 s0 2이 송신될 때, 기지국이 수신하는 사용자 1의 데이터 r0 1은 다음 수학식 2와 같다.
Figure 112007021734086-PAT00002
여기서, h0 1과 h0 2는 각각 초기 전송시 사용자 1과 사용자 2가 겪는 채널이고, θ0 1과 θ0 2는 각각 초기 전송시 사용자 1과 사용자 2에 대한 위상 변환 값이고, n0 1은 초기 전송시 사용자 1에 대한 잡음이다. 수신 데이터 r0 1은 위상 역변환에 의해
Figure 112007021734086-PAT00003
와 같이 검출된다.
첫번째 재전송에서, 사용자 1의 데이터 s1 1와 사용자 2의 데이터 s1 2이 송신될 때, 기지국이 수신하는 사용자 1의 데이터 r1 1은 다음 수학식 3과 같다.
Figure 112007021734086-PAT00004
여기서, h1 1과 h1 2는 각각 재전송시 사용자 1과 사용자 2가 겪는 채널이고, θ1 1과 θ1 2는 각각 재전송시 사용자 1과 사용자 2에 대한 위상 변환 값이고, n1 1은 재전송시 사용자 1에 대한 잡음이다. 수신 데이터 r1 1은 위상 재변환에 의해
Figure 112007021734086-PAT00005
와 같이 검출된다.
초기 전송과 재전송된 데이터의 결합식은 다음 수학식 4와 같다.
Figure 112007021734086-PAT00006
상기 식으로부터 s1과 s2가 초기 전송과 재전송시에 겪는 등가 채널을 보면, θ0 1과 θ1 1, θ0 2과 θ1 2에 따라 채널의 선택도(selectivity)가 달라진다. 채널 선택도가 클수록 결합시의 채널 다이버시티 이득을 커질 수 있다. 이는 16-QAM 보다 높은 차수의 변조 방식일수록 효율적일 수 있다.
HARQ 방식으로 추적 결합을 사용할 때, HARQ에 의해 검출되는 사용자 1에 대한 심벌
Figure 112007021734086-PAT00007
은 수학식 2 및 3으로부터 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007021734086-PAT00008
Figure 112007021734086-PAT00009
여기서, h*는 채널의 켤레(conjugate)로, 검출을 위해 정합 필터(matched filter)를 사용한 경우이다. 다만, 검출 방식은 이에 한정되지 않고, ZF(Zero-Forcing) 방식(type), MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식, ML(Maximum Likelihood) 방식 또는 BLAST(Bell Labs Layered Space Time) 방식을 사용할 수 있다. 사용자 2의 채널 h2는 기지국에서 추정할 수 없으므로, 사용자 1의 채널 h1을 이용하여 검출한다. 또한, 초기 전송시 채널 h0 1과 재전송시 채널 h1 1은 거의 변화하지 않는다고 가정하고 있지만, 채널이 변화하는 경우에 대해서 식을 구할 수 있다.
사용자 1에 대한 심벌
Figure 112007021734086-PAT00010
에서 사용자 2의 데이터 s2에 대한 항목(term)은 원치않는 항목이다. 초기 전송과 재전송시에 스크램블된 부호의 위상을 π 라디안만큼 변환시킬 때, 다음 수학식 6을 만족한다.
Figure 112007021734086-PAT00011
수학식 6을 수학식 5의 사용자 2의 데이터 s2에 관한 항목에 삽입하면 다음 식과 같다.
Figure 112007021734086-PAT00012
Figure 112007021734086-PAT00013
즉, 초기 전송시 겪는 채널과 재전송시 겪는 채널의 변화가 작다면(즉,
Figure 112007021734086-PAT00014
), 간섭 부분에 해당하는 항목을 무시할 수 있다. 또한, 채널의 변화가 비교적 크다고 하더라도 간섭을 줄일(mitigate) 수 있다.
만약, 초기 전송시에는 스크램블된 부호에 위상 변환을 적용하지 않고(θ0 1= θ0 2=0), 재전송시에만 스크램블된 부호에 대해 초기 전송에 비해 π 라디안만큼 위상 변환시킨다면 HARQ에 의해 검출되는 사용자 1에 대한 심벌
Figure 112007021734086-PAT00015
은 다음 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007021734086-PAT00016
Figure 112007021734086-PAT00017
|θ1 1-θ1 2|=π이므로, 초기 전송시 겪는 채널과 재전송시 겪는 채널의 변화가 작다면 간섭 부분에 해당하는 항목을 제거할 수 있다.
도 12는 셀간 간섭에서 위상 변환의 효과를 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 대 FER(Frame Error Rate)로 나타낸 그래프이다. 'CC'는 HARQ 방식에서 추적 결합을 사용한 경우이고, 'CC+scramble'은 추적 결합에 스크램블 부호를 적용한 경우이다. 시뮬레이션에서 사용된 전송 방식은 SC-FDMA이며, 사용자의 속도는 30km/h, TU 채널 모델이다. 송신 안테나는 한 개이며, 수신 안테나는 두 개를 사용한다. 각 사용자는 QPSK 변조에 코드 부호율 1/2인 터보 코드가 적용되고, MMSE 1 탭(tap) 등화기를 사용한다. 할당된 채널에 동시 접속하는 사용자는 2명으로 가정하고, 간섭으로 작용하는 사용자의 전송 신호는 원하는 사용자 신호의 0.25배로 가정한다.
도 12를 참조하면, 추적 결합을 통한 링크 성능은 각 사용자를 구별하기 위한 스크램블 부호를 사용한 경우보다 성능이 떨어진다. 또한, 제안한 기법을 이용하는 경우 더욱 향상된 링크 성능을 얻을 수 있다.
도 13은 셀내 간섭의 일 예를 나타낸다. 셀내(intra-cell) 환경에서도 셀간(inter-cell) 환경에서와 마찬가지로 같은 셀에 위치한 사용자 1(UE 1, 415)과 사용자 2(UE 2, 416)에서 동시에 할당된 채널로 접속할 경우 다른 사용자에 대한 간섭이 존재할 수 있다. 사용자(415, 416)의 전송 안테나는 한 개로 하고, 기지국(BS, 411)은 2개의 수신 안테나를 가진다고 한다. 이러한 다중 안테나로 구성된 구조는 가상(virtual) MIMO의 구조를 가질 수 있다.
도 13을 참조하면, 사용자 1(UE 1, 415)이 기지국(BS, 411)으로 데이터를 전송한다. 이때, 셀 내부에 위치한 또 다른 사용자 2(UE 2, 416)이 송신한 신호도 기지국(411)이 수신할 수 있다. 사용자 1(415)과 사용자 2(416)이 동일한 무선 자원을 공유하거나, 양자의 신호 간에 직교성이 보장되지 않을 경우 기지국(411)의 입 장에서 사용자 1(415)의 신호에 대해 사용자 2(416)의 신호는 간섭으로 작용한다. 여기서는 간섭으로 하나의 사용자만 나타내고 있으나, 다수의 사용자가 간섭으로 작용할 수 있다.
각 사용자에게는 스크램블 부호가 할당될 수 있다. 사용자 1(415)에 적용된 스크램블 부호를 스크램블 부호 1이라 하고, 사용자 2(416)에 적용된 스크램블 부호를 스크램블 부호 2라 한다.
셀간 간섭의 예와 달리, 기지국(411)은 간섭자라고 할 수 있는 사용자 2(416)의 채널을 알 수 있다. 사용자 1(415)뿐 아니라 사용자 2(416)도 기지국(411)이 서비스를 제공하는 사용자에 포함되기 때문이다. 따라서, 사용자 1 및 2에 대한 검출식은 다음 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007021734086-PAT00018
MMSE 등화기를 이용한다면 채널 행렬의 함수 G는 다음 수학식 10과 같다.
Figure 112007021734086-PAT00019
여기서,
Figure 112007021734086-PAT00020
는 추정되는 채널 행렬, (·)H는 허미션(Hermitian) 행렬, I는 단위 행렬(identity matrix), σn은 잡음 분산(noise variance), σs은 신호 분산이다.
G MMSE를 이용하면, 수학식 9로부터 다음과 같이 검출식을 나타낼 수 있다.
Figure 112007021734086-PAT00021
사용자 1의 검출 심벌
Figure 112007021734086-PAT00022
에 관한 식에서 사용자 2의 전송 데이터 s2에 관한 항목은 잔여(residual) 심벌간 간섭(Inter Symbol Interference; ISI) 부분이라 할 수 있다. 또한, 사용자 2의 검출 심벌
Figure 112007021734086-PAT00023
에 관한 식에서 사용자 1의 전송 데이터 s1에 관한 항목은 잔여 ISI 부분이라 할 수 있다.
사용자 1의 전송 데이터 s1의 스크램블된 부호에 대해 초기 전송과 재전송시 위상 변환하고(θ0 1,θ1 1), 사용자 2의 전송 데이터 s2의 스크램블된 부호에 대해 초 기 전송과 재전송시 위상 변환한(θ0 2,θ1 2) 후 사용자 1 및 2에 대한 검출식은 다음 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007021734086-PAT00024
Figure 112007021734086-PAT00025
Figure 112007021734086-PAT00026
Figure 112007021734086-PAT00027
신호 성상 상의 위상 변환을 통해 θ1 2-θ1 1=θ0 2-θ0 1+π의 관계가 성립한다. 재전송과 초기 전송의 채널 변화가 작을 경우 잔여 ISI 부분이 제거됨을 알 수 있다. 채널 변화가 큰 경우에도 잔여 ISI의 크기를 줄일 수 있다. 마찬가지로, 초기 전송에는 위상 변화를 시키지 않고 재전송시에만 스크램블된 부호의 위상을 |θ1 1-θ1 2|=π이 되도록 변환시키면 잔여 ISI 부분을 제거 또는 감소시킬 수 있다.
도 14는 셀내 간섭에 따른 위상 변환의 효과를 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio) 대 FER(Frame Error Rate)로 나타낸 그래프이다. 'CC'는 HARQ 방식에서 추적 결합을 사용한 경우이고, 'CC+scramble'은 추적 결합에 스크램블 부호를 적용한 경우이다. 시뮬레이션 파라미터는 셀간 간섭 모델과 동일하다.
도 14를 참조하면, 추적 결합을 통한 링크 성능은 각 사용자를 구별하기 위한 스크램블 부호를 사용한 경우보다 성능이 떨어진다. 또한, 제안한 기법을 이용한 스크램블 부호를 적용하는 경우 더욱 향상된 링크 성능을 얻을 수 있다.
따라서, 제안한 기법에 따라 사용자 스크램블 부호를 설계하는 경우 다른 셀에서 오는 간섭과 동일 셀내에서 동시에 접속하는 사용자의 잔여 ISI를 모두 제거 또는 완화시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다. 여기서는 3개의 셀과 각 셀내 2명의 사용자에 대해 예를 들어 기술하고 있으나, 셀의 수와 셀내 사용자의 수는 제한이 없다.
도 15를 참조하면, 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 스크램블 부호를 할당한다. 사용자 1(UE 1)에는 스크램블 부호 1을 할당하고, 사용자 2(UE 2)에는 스크램블 부호 2를 할당하고, 사용자 3(UE 3)에는 스크램블 부호 3을 할당하고, 사용자 4(UE 4)에는 스크램블 부호 4를 할당하고, 사용자 5(UE 5)에는 스크램블 부호 5를 할당하고, 사용자 6(UE 6)에는 스크램블 부호 6을 할당한다.
초기 전송시는 각 사용자별로 스크램블된 부호를 전송한다. 재전송시에는 각 사용자별로 스크램블된 부호에 대해 π 만큼 위상 변환을 시키기 위해 비트 마스킹을 적용하여 재조합된 스크램블된 부호를 전송한다.
이 경우 상술한 바와 같이 셀간 간섭 및/또는 셀내 간섭이 제거 또는 완화시킬 수 있다. 셀간(inter-call) 및 셀내(intra-cell)의 모든 사용자는 서로 간에 상관성이 없는(uncorrelated) 사용자 스크램블 부호를 할당받았기 때문에, 셀간 및 셀내 간섭 제거가 이루어진다. 서로 다른 셀에 위치한 사용자들은 π 위상 변환에 의해 간섭이 완화된다. 또한, 같은 셀 내에 위치한 사용자 중 2명의 사용자가 채널에 동시 접속을 할 경우 서로 간에 작용하는 잔여 ISI는 π 위상 변환에 의해 제거된다. 따라서 향상된 전체 수율(throughput) 이득을 얻을 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 16을 참조하면, 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 스크램블 부호를 할당한다. 초기 전송시는 각 사용자별로 스크램블된 부호를 전송한다. 재전송시에는 동일 셀에 존재하는 사용자들 중 적어도 하나는 위상 변환을 적용하지 않고, 다른 사용자에 대해 스크램블된 부호에 대해 π 만큼 위상 변환을 적용한다.
셀내 및/또는 셀간 사용자 간에 π 만큼 위상차가 나도록 한다면 셀내 및/또는 셀간 간섭을 제거 또는 완화시킬 수 있다. 셀간 및 셀내의 모든 사용자는 서로 간에 상관성이 없는(uncorrelated) 사용자 스크램블 부호를 할당받았기 때문에, 셀간 및 셀내 간섭 제거가 이루어진다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 17을 참조하면, 초기 전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 스크램블 부호를 할당하지 않는다. 재전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 스크램블 부호를 할당한다. 재전송시에는 각 사용자별로 스크램블된 부호에 대해 π 만큼 위상 변환을 시키기 위해 비트 마스킹을 적용하여 재조합된 스크램블된 부호를 전송한다.
초기 전송시에는 스크램블 부호를 할당하지 않도록 하여 스크램블 부호에 소모되는 자원을 절약한다. 초기 전송시 타 사용자의 간섭으로 인해 에러가 검출되어 재전송이 요구되는 경우, 재전송 데이터에는 스크램블 부호와 π 위상 변환을 동시에 적용하여 셀간 간섭 및/또는 셀내 간섭을 제거 또는 완화시킨다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 18을 참조하면, 초기 전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 스크램블 부호를 할당하지 않는다. 재전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 스크램블 부호를 할당한다. 그리고 재전송시에는 동일 셀에 존재하는 사용자들 중 적어도 하나는 위상 변환을 적용하지 않고, 다른 사용자에 대해 스크램블된 부호에 대해 π 만큼 위상 변환을 적용한다.
초기 전송시에는 스크램블 부호를 할당하지 않도록 하여 스크램블 부호에 소모되는 자원을 절약한다. 초기 전송시 타 사용자의 간섭으로 인해 에러가 검출되어 재전송이 요구되는 경우, 재전송 데이터에는 스크램블 부호 또는 π 위상 변환을 적용하여 셀간 간섭 및/또는 셀내 간섭을 제거 또는 완화시킨다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 19를 참조하면, 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 긴 스크램블 부호를 할당한다. 긴 스크램블 부호는 다수의 서브 스크램블 부호의 집합이라 할 수 있다. 초기 전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 제1 서브 스크램블 부호를 할당하지 않는다. 재전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 제2 서브 스크램블 부호를 할당한다. 재전송시에는 각 사용자별로 스크램블된 부호에 대해 π 만큼 위상 변환을 시키기 위해 비트 마스킹을 적용하여 재조합된 스크램블된 부호를 전송한다.
초기 전송과 재전송시에 서로 다른 스크램블 부호를 적용하여 셀간 간섭 및/또는 셀내 간섭을 제거한다. 재전송 데이터에는 스크램블 부호와 π 위상 변환을 동시에 적용하여 타 사용자로 인한 간섭을 제거 또는 완화시킨다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크램블 부호 할당을 나타내는 블록도이다.
도 20을 참조하면, 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 긴 스크램블 부호를 할당한다. 긴 스크램블 부호는 다수의 서브 스크램블 부호의 집합이라 할 수 있다. 초기 전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 제1 서브 스크램블 부호를 할당하지 않는다. 재전송시에는 셀 A, 셀 B 및 셀 C에 있는 모든 사용자에게 서로 다른 제2 서브 스크램블 부호를 할당한다. 재전송시에는 동일 셀에 존재하는 사용자들 중 적어도 하나는 위상 변환을 적용하지 않고, 다 른 사용자에 대해 스크램블된 부호에 대해 π 만큼 위상 변환을 적용한다.
초기 전송과 재전송시에 서로 다른 스크램블 부호를 적용하여 셀간 간섭 및/또는 셀내 간섭을 제거한다. 재전송 데이터에는 스크램블 부호 또는 π 위상 변환을 적용하여 타 사용자로 인한 간섭을 제거 또는 완화시킨다.
한편, 초기 전송과 재전송에서의 위상 변환에 대해 예를 들어 기술하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 단일 전송에서 동일 심벌을 적어도 2회 이상 반복하는 경우에 있어서도 그대로 적용할 수 있다. 예를 들어, 하나의 패킷에서 2개의 동일한 심벌이 전송되거나, 하나의 프레임에서 2개의 동일한 심벌이 전송되는 경우이다. 단일 전송에 있어서 2개의 동일 심벌을 수신기에서 결합할 때 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007021734086-PAT00028
여기서, r은 수신 데이터, s는 전송 데이터, n은 잡음, h1과 h2는 1번째 심벌과 2번째 심벌에 대한 채널, θ1과 θ2는 1번째 심벌과 2번째 심벌에 대한 위상 변환값이다. 여기서,
Figure 112007021734086-PAT00029
(a,b는 상수)이다. 위상 변환에 따라 채널 선택도가 달라져 다이버시티 이득을 높일 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 21을 참조하면, 전송기(500)는 채널 인코더(510), 비트 마스킹 유닛(520), 스크램블러(530), 맵퍼(540) 및 변조기(550)를 포함한다.
채널 인코더(510)는 일련의 정보 비트들을 입력받아, 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다.
비트 마스킹 유닛(520)은 비트 마스크 패턴을 이용하여 스크램블 부호(scrambling code)를 비트 마스킹(bit masking)하여, 스크램블 부호의 위상을 변환시킨다. 비트 마스킹 유닛(520)은 스크램블 부호를 해당하는 변조 방식의 성상을 고려하여 재조합시킴으로써 성상 상의 위상을 변환시킬 수 있다. 즉, 스크램블 부호 자체를 위상 변환함으로써 다이버시티 이득을 높일 수 있다.
스크램블러(530)는 부호화된 데이터를 위상 변환된 스크램블 부호를 이용하여 스크램블하여 스크램블된 부호(scrambled code)를 생성한다. 맵퍼(540)는 스크램블된 부호를 신호 성상 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌로 맵핑한다. 변조기(550)는 데이터 심벌을 변조하여 전송 안테나(590)를 통해 전송한다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 22를 참조하면, 전송기(600)는 비트 마스킹 유닛(610), 스크램블러(620), 채널 인코더(630), 맵퍼(640) 및 변조기(650)를 포함한다.
비트 마스킹 유닛(610)은 비트 마스크 패턴을 이용하여 스크램블 부호(scrambling code)를 비트 마스킹하여, 스크램블 부호의 위상을 변환시킨다. 비트 마스킹 유닛(610)은 스크램블 부호를 해당하는 변조 방식의 성상을 고려하여 재 조합시킴으로써 성상 상의 위상을 변환시킬 수 있다. 즉, 스크램블 부호 자체를 위상 변환함으로써 다이버시티 이득을 높일 수 있다,
스크램블러(620)는 정보 비트를 위상 변환된 스크램블 부호를 이용하여 스크램블하여 스크램블된 부호(scrambled code)를 생성한다. 채널 인코더(630)는 스크램블된 부호를 입력받아, 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 맵퍼(640)는 스크램블된 부호를 신호 성상 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌로 맵핑한다. 변조기(650)는 데이터 심벌을 변조하여 전송 안테나(690)를 통해 전송한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 23을 참조하면, 전송기(700)는 채널 인코더(710), 스크램블러(720), 맵퍼(730), 위상 변환기(phase shifter; 740) 및 변조기(750)를 포함한다.
채널 인코더(710)는 일련의 정보 비트들을 입력받아, 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 스크램블러(720)는 부호화된 데이터를 스크램블 부호를 이용하여 스크램블하여 스크램블된 부호를 생성한다. 맵퍼(730)는 스크램블된 부호를 신호 성상 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌로 맵핑한다. 위상 변환기(740)는 데이터 심벌의 위상을 변환한다. 변조기(750)는 데이터 심벌을 변조하여 전송 안테나(790)를 통해 전송한다. 심벌 레벨에서의 위상 변환을 통해 임의의 라디안만큼 위상 변환이 가능하다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 셀간 간섭 또는 셀내 간섭을 모두 제거함으로써 단일 전송 또는 재전송에 있어서의 이득을 최대화할 수 있다. 또한 복잡도가 무시할 수 있을 정도로 낮기 때문에 구현이 용이하다. 단일 전송 또는 재전송시 잔여 ISI를 제거할 수 있으며, 채널 선택도를 인위적으로 조절하여 채널 선택도에 의한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 초기 데이터를 전송하는 단계;
    상기 초기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 수신하는 단계;
    상기 재전송 요청 신호에 따라 상기 초기 데이터의 신호 성상 상의 위상을 변환한 재전송 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 재전송 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재전송 데이터는 상기 초기 데이터를 비트 마스킹하여 생성하는 데이터 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기 데이터는 스크램블된 부호인 데이터 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 변환은 비트 레벨에서 수행되는 데이터 전송 방법.
  5. 제1 비트열을 준비하는 단계;
    비트 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 비트열을 비트 마스킹하여 상기 제1 비트열의 신호 성상 상의 위상이 변환된 제2 비트열을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 비트열을 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 비트열은 스크램블 부호이고, 상기 제2 비트열은 상기 제1 비트열의 위상을 변환시키고, 위상 변환된 상기 제1 비트열을 정보 비트와 스크램블시킨 스크램블된 부호인 데이터 전송 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 비트열은 스크램블된 부호인 데이터 전송 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 비트 마스크 패턴은 변조 방식에 따라 결정되는 데이터 전송 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012005523A2 (ko) * 2010-07-07 2012-01-12 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 응답 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10630512B2 (en) * 2007-03-27 2020-04-21 Hughes Network Systems, Llc Optimal forward error correction for non-orthogonal multiple access (NOMA) communications systems
US9461765B2 (en) * 2007-03-27 2016-10-04 Hughes Networks Systems, Llc Method and system for providing scrambled coded multiple access (SCMA)
US8737319B2 (en) * 2008-12-15 2014-05-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for reducing map overhead in a broadand wireless communication system
JP2012034267A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Nec Corp データ伝送システムにおける通信装置および通信方法
WO2015094257A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Intel Corporation Apparatus, system and method of communicating scrambled transmissions according to a retransmission scheme
KR102147679B1 (ko) * 2014-08-13 2020-08-25 삼성전자 주식회사 압축 후 전달 기법을 사용하는 릴레이 무선 통신 시스템에서 복합 자동 재전송 방법 및 장치
JP6325394B2 (ja) * 2014-08-25 2018-05-16 株式会社東芝 Ｉｃカード、携帯可能電子装置、及び、ｉｃカード処理装置
WO2018066781A1 (ko) * 2016-10-07 2018-04-12 엘지전자 주식회사 경쟁 기반 비직교 다중 접속 방식에 기초하여 신호를 송수신하는 방법 및 장치
KR102412615B1 (ko) * 2017-09-07 2022-06-23 삼성전자주식회사 단말간 전송들 사이 충돌들을 고려하는 무선 통신 방법 및 장치
EP3614268B1 (de) * 2018-08-21 2021-07-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten von daten mittels codierter operationen

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20010874A (fi) * 2001-04-26 2002-10-27 Nokia Corp Tiedonsiirtomenetelmä ja -laitteisto
AU2003236035A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multi-carrier communication device and multi-carrier communication method
US20030202563A1 (en) * 2002-04-26 2003-10-30 Arnab Das Rate adaptation and antenna selection in a wireless communication system
JP4291659B2 (ja) * 2003-09-30 2009-07-08 パナソニック株式会社 送信装置及び送信方法
KR100594021B1 (ko) * 2003-11-13 2006-06-30 삼성전자주식회사 무선통신 시스템에서 패킷 송수신을 위한 비트 스크램블링방법 및 장치
KR100714973B1 (ko) * 2004-08-16 2007-05-04 삼성전자주식회사 하이브리드 자동재전송요구 시스템에서 신호점 사상규칙을변경하기 위한 장치 및 방법
KR20090036534A (ko) * 2007-10-09 2009-04-14 엘지전자 주식회사 성상 재배열을 이용한 데이터 전송 방법
RU2421818C1 (ru) * 2010-04-08 2011-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс") Способ классификации банкнот (варианты)
US8848746B2 (en) * 2010-06-30 2014-09-30 Vitesse Semiconductor Corporation Packet protocol processing with precision timing protocol support

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012005523A2 (ko) * 2010-07-07 2012-01-12 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 응답 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치
WO2012005523A3 (ko) * 2010-07-07 2012-03-01 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 응답 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치
US9100954B2 (en) 2010-07-07 2015-08-04 Lg Electronics Inc. Method for transmitting response information in a wireless communication system, and apparatus for same

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Publication number Publication date
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US20100091902A1 (en) 2010-04-15
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WO2008093968A1 (en) 2008-08-07

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