KR20080096356A - 다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을전송하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 문서는 다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법을 개시한다.

본 문서에서 개시하는 따른 다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법의 일례는, 셀 공통의 블록 인터리버를 사용하되, 상기 블록 인터리버에 입력되는 다수의 제어채널요소에 대해 상기 블록 인터리버의 행 또는 열 별로 난수 인터리빙을 수행하는 단계, 상기 블록 인터리버에서 상기 제어채널요소를 출력하여 한 서브 프레임에서 상기 제어채널 전송에 할당된 물리자원요소에 매핑하는 단계 및 상기 제어채널을 전송하는 단계를 포함한다.

Cell-common interleaving

Description

다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법{A method for transmitting a downlink control channel in a mobile communication system of multiple cell circumstance}

본 문서는 다수 셀 환경에서 무선 통신 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로, 다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법에 관한 것이다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 단위로 이루어지며 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 이때 상/하향링크 데이터 패킷 전송을 위한 여러 가지 제어 정보들이 함께 전송된다. 이 제어 정보에는 상/하향링크 데이터 패킷 송수신에 사용되는 무선 자원 정보, 코딩 방법, 변조 방법 등 상/하향링크 데이터 패킷을 송수신하기 위해 필요한 다양한 정보들이 포함된다. 한 서브 프레임에 포함되는 다수의 OFDM 심볼들 중에서 일부 또는 전부를 사용하여 제어 정보들이 전송된다.

하나의 기지국을 통해 다수의 단말이 통신할 수 있고 이때는 다수의 단말 각각에 대한 무선 자원을 할당하기 위한 스케줄링이 필요하다. 특히 하향링크 제어채 널 전송의 경우에는 다수의 단말에 대한 제어 정보들이 함께 전송될 수 있기 때문에 제어 정보 전송을 위한 무선 자원을 할당하기 위한 스케줄링도 필요하다. 기지국에서는 다수의 단말에 대한 상/하향링크 데이터 패킷 및 제어 정보를 전송하기 위한 무선 자원 스케줄링 시 일정 가상 단위를 이용할 수 있다. 이와 같이 가상 단위를 이용하여 스케줄링된 경우에는 이들을 실제적인 물리자원에 매핑시키는 방법이 제공되어야 실질적인 전송이 이루어질 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 종래기술에 있어서 본 발명은 다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 통신 시스템에서 블록 인터리버를 이용하여 가상자원을 물리자원으로 매핑하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법은, 셀 공통의 블록 인터리버를 사용하되, 제어채널요소를 구성하는 자원요소를 상기 블록 인터리버에 입력 시키는 단계, 상기 블록 인터리버에 입력되는 다수의 제어채널요소에 대해 상기 블록 인터리버의 행 또는 열 별로 인터리빙을 수행하는 단계, 상기 블록 인터리버에서 상기 제어채널요소를 출력하여 한 서브 프레임에서 상기 제어채널 전송에 할당된 물리자원요소에 매핑하는 단계 및 상기 제어채널을 전송하는 단계를 포함한다.

상기 인터리빙은, 난수 패턴 또는 특정 치환 패턴을 이용하여 수행될 수 있다.

상기 제어채널요소는 상기 블록 인터리버에서 행 또는 열 별로 상기 제어채널요소에 대해 셀 특정 값으로 쉬프트 되어 출력될 수 있다. 또는, 상기 블록 인터리버에서 출력되는 제어채널요소를 셀 특정 값으로 쉬프트 시켜서 상기 제어채널 전송에 할당된 물리자원요소에 매핑할 수 있다.

상기 블록 인터리버의 입력 방향과 출력 방향은 서로 다를 수 있다. 이때 상기 블록 인터리버의 행 또는 열 중 상기 인터리빙과 관련되는 것은 상기 출력 방향에 따라 결정될 수 있다.

상기 입력 방향이 행 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수 및 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수에 상응하게 결정되고, 상기 입력 방향이 열 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수 및 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수에 상응하게 결정될 수 있다.

상기 블록 인터리버에 입력되는 동일한 제어채널요소에 포함되는 자원요소들 중 이전 열에 위치하는 자원요소와의 난수 거리가 첫 번째 OFDM 심볼에 매핑할 수 있는 물리자원요소의 수보다 작을 수 있다.

본 발명의 다른 실시 양태에 따른 다수 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법은, 다수의 제어채널요소 중 각 제어채널요소를 구성하는 자원요소를 하나 이상 포함하는 그룹에 대해 인터리빙을 수행하는 단계, 셀 특정 값으로 쉬프트된 상기 제어채널요소를 한 서브 프레임에서 상기 제어채널 전송에 할당된 물리자원요소에 매핑하는 단계 및 상기 제어채널을 전송하는 단계를 포함한다.

상기 인터리빙은 난수 패턴 또는 특정 치환 패턴을 이용하여 수행될 수 있 다.

그리고, 상기 쉬프트는, 상기 그룹 별로 또는 상기 인터리빙된 전체 그룹의 제어채널 요소들에 대해 수행될 수 있다.

상기 난수 인터리빙을 위해 블록 인터리버를 사용하되, 상기 블록 인터리버의 입력 방향과 출력 방향은 서로 다를 수 있다.

상기 입력 방향이 행 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수 및 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수에 상응하게 결정되고, 상기 입력 방향이 열 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수 및 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수에 상응하게 결정될 수 있다.

상기 블록 인터리버에 입력되는 동일한 제어채널요소에 포함되는 자원요소들 중 이전 열에 위치하는 자원요소와의 난수 거리가 첫 번째 OFDM 심볼에 매핑할 수 있는 물리자원요소의 수보다 작을 수 있다.

상기 자원요소는, 송신 안테나 개수 또는 공간 다중화율에 따라 다수의 자원요소를 포함하는 자원요소그룹으로 정의되고, 상기 자원요소의 경우와 동일한 방법이 상기 자원요소그룹에 대해 적용될 수 있다.

본 문서에서 개시하는 제어채널 전송 방법에 따르면, 간소화된 방법으로 다중 셀 환경에서 셀간 간섭을 줄일 수 있다. 또한, 하나의 제어채널요소에 포함되 는 자원요소들이 주파수 축에서 고르게 전송될 수 있다. 아울러 하나의 제어채널요소에 포함되는 자원요소들이 시간 축에서 고르게 전송될 수 있다.

또한, 셀 별로 별도의 인터리버를 구현하지 않고, 셀 공통의 블록 인터리버를 사용할 수 있다. 추가적으로 셀 특정 정보를 이용하여 셀간 간섭으로 인한 수신 성능 저하를 보다 효과적으로 극복할 수 있다. 이로써 무선 통신 시스템에서의 통신 성능을 보다 높은 수준으로 보장할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 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 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및/또는 장치는 생략될 수 있고, 각 구조 및/또는 장치의 핵심기능을 중심으로 도시한 블록도 및/또는 흐름도 형식으로 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관 계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

통신 시스템의 기지국에서 채널 전송에 있어서, 다수의 단말이 하향링크 또는 상향링크 자원을 공동으로 사용하기 위해 기지국은 스케줄링을 통해 각 단말이 사용할 자원을 결정해주고 이를 단말에게 알려준다. 이 때 물리적 자원에 대해 직접적으로 스케줄링을 수행할 수도 있지만, 가상단위자원의 논리적 자원개념을 통하여 기지국이 통신 자원을 보다 효율적으로 스케줄링 할 수 있을 것이다.

즉, 기지국에서의 자원 스케줄링이 데이터 전송에 사용되는 실제의 물리적 자원에 대해 이루어지는 것이 아니라, 기지국에서 가상단위자원을 이용하여 간접적으로 이루어질 수 있다. 이 경우 기지국에서 스케줄링에 이용되는 가상단위자원과 실제의 물리적 자원 사이에 일정한 관계가 부여되고, 기지국이 가상단위자원을 기초로 자원을 스케줄링하면, 이러한 스케줄링을 반영하여 송신 데이터는 실제의 물 리적 자원에 매핑 되어 수신측으로 전송될 수 있다.

도 1은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 가상단위자원과 물리적 자원 사이의 매핑 관계를 설명하기 위한 도면이다.

이하의 본 발명의 실시예들에서는 OFDMA 시스템에서 전송 시간 구간(TTI: transmit time interval) 단위의 서브프레임 내 n개의 OFDM 심볼들을 사용하여 하향링크 제어채널이 전송되는 경우로 설명한다. 여기서 n은 제어채널이 전송되는 OFDM 심볼 수를 나타내며 예를 들어 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서, n은 3 이하의 자연수 중 결정될 수 있다(n≤3). 이때 제어채널 스케줄링에 이용되는 가상단위자원은 제어채널요소(CCE: Control Channel Element)로 정의하여 설명하도록 한다.

여기서, 제어채널요소(CCE)는 하나의 단말에 대한 제어 정보들을 전송하기 위한 가상단위자원의 일 구성 개체로 정의한다. 제어채널요소(CCE)는 논리적 자원이므로, 연속된 제어채널요소(CCE) 집합을 통하여 어느 한 단말에 대한 제어 정보를 전송하더라도, 실질적 물리적 자원상에서는 불연속적인 자원을 통하여 전송이 수행될 수 있다. 이러한 논리적/물리적 자원 사이의 관계는 시스템상에서 미리 정할 수 있다. 또한, 하항링크를 위한 제어 정보와 상향링크를 위한 제어 정보의 크기가 다를 수 있기 때문에 제어채널요소(CCE)는 하향링크 데이터를 위한 제어 정보와 상향링크 데이터를 위한 제어 정보에 각각 다르게 정의될 수 있다.

또한, 하나의 단말에 대한 제어채널 스케줄링에 이용되는 가상단위자원인 제어채널요소(CCE)는 스케줄링의 최소 단위인 자원요소(RE: resource element)를 하나 이상 포함하여 이루어진다. 자원요소 단위로 물리적 자원에 매핑될 수 있으며, 기본적으로 OFDM의 예에서 시간 영역의 하나의 OFDM 심볼과 주파수 영역의 하나의 부반송파(subcarrier)으로 이루어지는 것으로서 직접적으로 정의될 수 있다. 이하에서 하나의 자원요소는 물리적 영역에서 하나의 물리자원요소(PRE: Physical Resource Element) 각각에 특정한 규칙에 따라 1:1로 대응된다고 가정하여 설명하도록 한다.

추가적으로 상술한 자원요소들을 다수 개 포함하는 자원블록(RB: resource block)을 정의할 수 있다. 이러한 자원블록(RB)의 크기는 시스템이나 순환 전치자(cyclic prefix)의 종류, 프레임 구조(frame structure) 등에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 여기서, 자원블록(RB)의 크기는 예를 들어, OFDM 심볼 수 및 부반송파 수 또는 포함되는 자원요소의 수 등으로 결정될 수 있다.

아울러, SFBC(space frequency block coding) 등의 다중 안테나 전송 다이버시티 방식(transmit diversity scheme)이 적용되는 경우 송신 안테나 개수만큼의 부반송파들을 고려할 수 있다. 즉, 송신 안테나 개수 또는 공간 다중화율에 따라 다수의 자원요소를 포함하는 자원요소그룹(REG: resource element group)을 정의하여 자원요소 매핑과 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 하나의 자원요소는 자원요소그룹에서 부반송파가 하나인 경우로 설명될 수 있다.

도 1에서는 자원요소그룹이 k (1 ≤k ≤시스템 최대 지원 전송 안테나 수)개의 부반송파의 그룹 즉, k 개의 자원요소로 이루어진 경우를 도시하고 있다. 따 라서 물리자원요소에 있어서도 k 개의 물리자원요소를 포함하는 물리자원요소그룹(PREG: physical resource element group)이 정의될 수 있을 것이다. 이 경우 자원요소그룹과 물리자원요소그룹은 1:1로 매핑될 수 있고 이때 하나의 제어채널요소(CCE) 내의 자원요소그룹들은 분산되어 물리자원요소그룹으로 매핑되는 것이 바람직하다.

이와 같이 다중 안테나 전송 다이버시티 방식이 적용되어 자원요소그룹 및 물리자원요소그룹이 정의되는 경우에는 이 그룹 단위로 매핑이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 1의 물리자원요소그룹 0(PREG 0)에는 제어채널요소 0(CCE 0)의 자원요소그룹 0(REG 0)이 매핑되고, 물리자원요소그룹 1(PREG 1)에는 제어채널 요소 1(CCE 1)의 자원요소그룹 i+1(REG i+1)이 매핑될 수 있다.

이때 제어채널요소(CCE)를 통해 전송될 수 있는 제어 정보의 양은 임의의 기 정의된 부호율과 변조기법으로 정의될 수 있다. 임의의 변조 기법이 정의된 상태에서 임의의 한 단말에 대해 임의의 수신 품질을 목표로 하는 부호율을 제공하도록 해당 제어 정보들이 하나 이상의 제어채널요소(CCE)를 통해 전송될 수 있다.

예를 들어, 임의의 시스템 전송대역에서 제어채널요소(CCE)가 36개의 자원요소들로 구성되고 부호율이 2/3, 데이터 변조방식으로 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를 가정할 때 해당 제어채널요소(CCE)를 통해 전송되는 제어정보 비트 수는 48 비트로 정의될 수 있다. 그리고, 임의의 변조 기법이 정의된 상태에서 임의의 단말에 대해 임의의 수신 품질을 목표로 하는 부호율을 제공하기 위해 해당 제어 정보들이 하나 이상의 CCE들의 묶음(CCE aggregation)을 통해 전송될 수 있 다.

다수의 자원요소 또는 자원요소그룹을 포함하는 각 제어채널요소(CCE)를 통해 기지국에서의 스케줄링이 이루어지고 이후 물리적 영역의 다수의 물리자원요소에 매핑(mapping)하여 제어채널 전송이 이루어진다. 이하에서 제어채널요소(CCE)를 물리적 영역의 자원에 매핑하는 과정을 CCE to RE mapping 이라 칭한다.

CCE to RE mapping 방법에 있어서 먼저, 임의의 제어채널요소(CCE)가 n개의 OFDM 심볼과 전체 시스템 대역에 걸쳐 분산되어 물리 자원요소들에 매핑 되도록 함이 바람직하다. 주파수 영역의 측면에서 임의의 제어채널 요소가 전체 시스템 대력으로 분산되어 매핑 되도록 함으로써 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 그리고 시간 영역의 측면에서는 n개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송하게 함으로써 커버리지를 증진시키고 제어채널간의 전송 전력 균형을 지원할 수 있을 것이다.

아울러, CCE to RE mapping 방법에 있어서 제어채널요소(CCE)들이 셀 별로 고유한 패턴으로 물리 자원요소들에 매핑 되도록 함이 바람직하다. 이로써, 복수 셀 환경에서 셀간 간섭의 랜덤화(inter-cell interference randomization)를 구현할 수 있을 것이다.

만약, 복수 셀 환경에서 각 셀의 기지국이 동일한 CCE-to-RE mapping 방법을 사용하게 되는 경우 각 셀의 제어채널요소(CCE)들의 인덱스 별로 매핑되는 시간/주파수 자원요소의 위치가 동일해짐에 따라 제어채널요소(CCE)들의 전송전력 할당방식의 특정 경우에 대하여 제어채널요소(CCE)의 전송에 대한 셀간 간섭의 영향이 매우 크게 나타나는 상황이 발생할 수 있다.

보다 자세히 설명하면, 다양한 채널 환경에 있는 단말들에 대해서 하향링크 제어채널 별로 같은 종류의 제어채널들 내에서는 최대한 균일한 에러율을 보장하고 다른 종류의 제어채널들에 대해서는 기 설정된 에러 발생률 조건을 만족시키기 위해 적응적 부호화 율을 지원할 수 있다. 이하에서 제어채널요소(CCE) 병합은 실질적으로 적응적 변조 및 부호화(AMC: adaptive modulation and coding) 레벨을 의미한다.

단말들의 블라인드 디코딩(blind decoding)의 오버헤드를 효과적으로 유지하기 위해 제한적인 제어채널요소(CCE) 병합(CCE aggregation)이 지원되는 상황에서 송신 전력 제어(transmit power control)가 개별 제어채널요소(CCE) 병합 레벨로 적용될 수 있다. 이때 개별 제어채널요소(CCE)들이 매핑되는 물리 영역의 자원요소들간의 전송전력의 차이가 매우 크게 발생하는 경우에는 셀간 간섭이 특정 CCE-to-RE mapping 패턴에서 크게 발생할 수 있다.

따라서, CCE-to-RE mapping에 있어서, 각 셀의 제어채널요소(CCE)들을 전체 시간/주파수 영역으로 고루 퍼지게 할 수 있는 특성뿐만 아니라 셀간 간섭의 랜덤화를 통해 그 영향을 최소화 시킬 수 있는 특성을 가지도록 셀 고유의 CCE-to-RE mapping이 이루어지도록 함이 바람직하다.

본 문서에서는 시간/주파수 영역 (time/frequency domain)의 물리자원요소들에 제어채널요소들을 매핑하는 데 있어 위에서 언급한 조건들 예를 들어, 한 서브프레임 전송에 할당된 주파수 전 대역에 고르게 분포하고, 제어채널 전송을 위해 할당된 OFDM 심볼 전체에 고르게 분포하며, 다중 셀 환경에서 셀간 간섭을 최소화 시키는 조건 등을 만족시킬 수 있는 CCE-to-RE mapping 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.

이하 상술한 조건들을 만족시키는 CCE-to-RE mapping 방법에 따라 시간/주파수 영역 (time/frequency domain)의 자원요소들에 제어채널요소(CCE)들을 매핑하는 데 있어 블록 인터리버(block interleaver)를 사용하는 방법과, 해당 블록 인터리버 동작을 구현하는 데 있어 각 동작에 대해 물리적인 메모리 추가 설정을 통해 구현하는 대신 입력 심볼열에 대한 심볼 메모리 주소 스와핑(memory address swapping) 및 주소 재정렬(address rearrangement)을 이용하는 규칙 설정을 통해 해당 블록 인터리빙을 가상적으로 구현하는 방법(virtual interleaving method)을 순차적으로 설명하도록 한다.

아울러, 상술한 가상자원에서 물리자원으로의 매핑 및 블록 인터리빙을 사용하는 방법에 있어서, 다중 셀 환경을 고려할 때 셀 간 간섭을 최소화할 수 있도록 다수의 셀에서 공통적으로 인터리버를 사용하되, 셀 공통의 인터리버에서는 난수 패턴 또는 특정 치환 패턴을 이용한 인터리빙을 수행하도록 한다. 그리고, 셀 특정 정보 예를 들어, 셀 ID (identifier)를 추가적으로 고려하여 매핑할 수 있는 방법을 개시한다.

한편, 이하에서는 본 발명의 일례로서 통신 시스템에서 기지국에서 다수의 단말에 대한 제어 정보를 전송하는 하향링크 제어채널 전송에 있어서, 위에서 설명된 블록 인터리빙 동작이 수행되는 경우를 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

본 실시예에서 사용되는 인터리버는 블록 인터리버로서 입력 방향과 출력 방향이 상이한 블록 인터리버가 사용되면 더욱 효과적이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 블록 인터리버에 있어서, 입력 방향과 출력 방향이 상이하게 동작하는 블록 인터리버의 구현 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서 R은 행의 수를 의미하며 C는 열의 수를 의미한다.

도 2의 (a)는 입력 방향이 행 방향인 경우 인터리빙 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 행 방향으로 입력되는 경우 출력 방향은 열 방향이 될 것이다. 이 경우에는 인터리버의 구성요소가 제1행부터 제R행까지 순차적으로 또는 임의의 순서로 입력된다. 그리고, 인터리빙이 수행된 후 출력 시에는 제1열부터 제C열까지 순차적으로 또는 임의의 순서로 출력된다.

도 2의 (b)는 입력 방향이 열 방향인 경우 인터리빙 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 열 방향으로 입력되는 경우 출력 방향은 행 방향이 될 것이다. 이 경우에는 인터리버의 구성요소가 제1열부터 제C열까지 순차적으로 또는 임의의 순서로 입력된다. 그리고, 인터리빙이 수행된 후 출력 시에는 제1행부터 제R행까지 순차적으로 또는 임의의 순서로 출력된다.

이와 같은 입력방향과 출력방향을 다르게 사용하는 간단한 방법을 통해서 블록 인터리버에 입력되기 전의 구성요소간 순서와 인터리버에서 출력되는 구성요소간 순서에 변화를 주어 균형적으로 분포되는 결과를 획득할 수 있다.

CCE-to-RE mapping 블록 인터리버에서 출력되는 제어채널요소(CCE)들의 심볼 열은 첫 번째 OFDM 심볼의 물리 자원요소들부터 주파수 도메인 또는 시간 도메인에 순차적으로 매핑되어 n 번째 OFDM 심볼까지 매핑되고, 이 과정에서 블록 인터 리버를 사용함에 있어서 도 2를 통해 설명한 입력방향과 출력방향이 다른 블록 인터리버를 사용한다고 가정한다. 이때 시간 도메인에 순차적으로 매핑하는 경우 특정 규칙이 적용될 수도 있다.

이 경우, 임의의 제어채널요소(CCE)의 심볼들이 임의의 패턴에 의해 물리자원요소들로 매핑되는 동작에서 일정 대역폭 구간 안에 해당 서브프레임 내에서 전송되는 모든 제어채널요소(CCE)들의 자원요소들이 적어도 하나씩은 매핑 되도록 할 수 있다. 만약 다중 안테나를 사용하는 경우에는 적어도 하나의 자원요소그룹이 일정 대역폭 구간 안에 매핑되게 할 수 있을 것이다.

또한, 이러한 특성을 가진 일정 대역폭 구간이 전체 시스템 대역폭으로 매핑되기 때문에 임의의 제어채널요소(CCE)가 전체 시스템 대역폭에 분산되어 매핑되어야 한다는 주파수 영역에 대한 매핑 조건을 만족하도록 할 수 있다. 또한, 위와 같은 블록 인터리버를 사용함에 따라 각 OFDM 심볼에 임의의 제어채널요소(CCE) 심볼들을 일정 균일 조건에 따라 고르게 매핑하는 시간 영역에 대한 특성 조건을 만족하도록 할 수 있다.

결론적으로, 입력방향과 출력방향이 서로 다른 인터리빙 동작 방식을 적용함으로써 CCE-to-RE mapping 과정에서 각 셀의 제어채널요소(CCE)들을 전체 시간/주파수 영역으로 고루 퍼지게 할 수 있다. 즉, 임의의 제어채널요소(CCE) 정보들을 시간/주파수 영역으로 자원요소들에 고르게 매핑하여 최적의 시간/주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 다중 셀 환경의 각 셀에서는 셀 공통의 인터리버를 사용하여 인터리빙을 수행하되, 인터리버를 통해 난수 인터리빙(random interleaving) 또는 특정 치환 패턴을 이용한 인터리빙을 수행한다. 여기에 부가적으로 다수의 셀에서도 공통으로 인터리버를 사용하더라도 간섭 발생을 최소화 할 수 있도록 하기 위하여, 추가적으로 인터리버의 출력을 물리 자원에 매핑 시킬 때 셀 ID와 같은 셀 고유의 정보를 쉬프트 인자로 사용하여 순환적인 쉬프트 동작을 수행하여 셀 특정 요소를 부가할 수 있다. 셀 공통의 블록 인터리버를 사용하는 본 발명의 실시예는 상술한 블록 인터리버에 대한 입력방향 및 출력방향에 따라 동작이 구분될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀 공통의 블록 인터리버를 사용하는 방법의 두 가지 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 3의 (a)는 타입 1 즉, 블록 인터리버에 대한 입력방향이 행 방향인 경우를 도시한 것이다. 그리고, 도 3의 (b)는 타입 2 즉, 블록 인터리버에 대한 입력방향이 열 방향인 경우를 도시한 것이다. 먼저, 도 3의 (a)를 참조하여 타입 1에 대한 셀 공통의 블록 인터리버를 사용하여 CCE-to-RE mapping을 수행하는 방법을 설명하도록 한다.

단계 S30에서 한 서브프레임 내에서 전송될 제어채널들의 전체 또는 일부 특정 종류들에 대해서 해당 제어채널들을 구성하는 제어채널요소(CCE)들이 블록 인터리버에 입력되되, 위 가정한 바와 같이 행 방향으로 순차적으로 입력된다.

그리고, 단계 S31에서 블록 인터리버에 입력된 제어채널요소(CCE)들의 자원요소 또는 자원요소그룹들에 대하여 입력방향과 반대되는 열별로 난수 패턴 또는 특정 치환패턴을 이용한 인터리빙을 수행한다. 이때 열별 인터리빙에 대한 구체적인 동작은 이하 도 5를 통해 설명하도록 한다. 그리고, 단계 S32에서 열별 난수 인터리빙이 수행된 제어채널요소(CCE)들에 대해 셀 특정 정보를 인자로 하는 쉬프팅을 수행할 수 있다.

단계 S32의 셀 특정 쉬프팅 동작은 셀간 간섭을 보다 많이 줄이기 위해 수행되는 것으로 본 실시예의 동작에서 생략될 수도 있다. 또한, 단계 S32의 셀 특정 쉬프팅 동작은 도 3에 명시된 바와 같은 순서로 사용될 수도 있고, 단계 S33의 출력 과정 이후 인터리버의 출력열에 대해 셀 특정 쉬프팅이 수행되어 물리 자원으로 매핑될 수도 있을 것이다.

단계 S33에서 블록 인터리버에서 난수 인터리빙과 쉬프팅이 수행된 제어채널요소(CCE)들이 출력되되, 입력방향과 반대되는 열 방향으로 출력된다. 그리고, 단계 S34에서 제어채널에 할당되는 물리자원요소에 매핑하여 전송한다.

도 3의 (b)는 단계 S35에서 한 서브프레임 내에서 전송될 제어채널들의 전체 또는 일부 종류들에 대해서 해당 제어채널들을 구성하는 제어채널요소(CCE)들이 열 방향으로 순차적으로 블록 인터리버에 입력되고, 단계 S36에서는 행 별로 난수 인터리빙되며, 단계 S38에서는 행 방향으로 블록 인터리버에서 출력되는 점에서 차이가 있을 뿐이다. 즉, 블록 인터리버에 대한 입력방향과 출력방향, 난수 인터리빙이 수행되는 단위에 차이가 있을 뿐 구체적인 동작은 도 3의 (a)의 경우와 동일하다.

이때 각 제어채널요소(CCE)을 구성하는 자원요소들의 인덱스들이 인터리빙 된 결과에 따라 매핑되는 것으로 설명할 수도 있다. 즉, 자원요소들의 출력 인덱스들은 난수 인터리빙에 의해 인터리빙되고, 셀 별로 고유하게 할당된 오프셋 값만큼 순환적인 쉬프팅이 수행된 후 물리자원요소들에 인덱스 매핑이 이루어질 수 있다.

이때의 매핑 방식은 시간/주파수 자원 영역에서 주파수-선-매핑 방식(frequency(subcarrier)-first index mapping) 또는 시간-선-매핑 방식(time(OFDM symbol)-first mapping) 또는 위 두 가지 방식이 물리자원블록(physical resource block: PRB) 단위로 이루어지는 형태의 매핑 방식을 통해 구현될 수 있다.

또한, 블록 인터리버의 사이즈가 한 서브프레임에서 제어채널 전송에 할당되는 물리자원요소의 수보다 큰 경우에는 블록 인터리버에서 순차적으로 자원요소들이 입력되고 남은 요소들에 대해서는 출력 시 이를 배제(pruning)하고 출력하는 과정을 통해 입력 자원요소 수와 출력 자원요소 수를 정합시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 블록 인터리버의 사이즈를 결정하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 블록 인터리버 사이즈는 임의의 행 수 R과 임의의 열 수 C로서 정의될 수 있는데 R과 C의 값은 입력 제어채널요소들의 하위 자원요소 구성뿐만 아니라 블록 인터리버의 구체적 동작 방식에 의해 결정될 수 있다.

먼저, 도 4의 (a)는 블록 인터리버에 입력요소들이 입력되는 방향이 행 방향인 경우 블록 인터리버 사이즈를 결정하는 방법의 일례를 도시하고 있다. 이때 블록 인터리버의 열의 수 C는 하나의 제어채널요소(CCE)를 구성하는 자원요소(40) 의 수 또는 자원요소그룹의 수로 결정될 수 있다. 그리고, 블록 인터리버의 행의 수 R은 한 서브프레임 내에 전송될 수 있는 최대 제어채널요소(CCE)의 수가 될 수 있다.

한 행에 하나의 제어채널요소(CCE)가 입력될 수 있도록 블록 인터리버를 구성함으로써 입출력 방향을 상이하게 하는 간단한 동작을 통해 하나의 전송단위 내에 다수의 제어채널요소(CCE) 각각의 자원요소그룹들이 전송되도록 구현할 수 있을 것이다.

이에 따라 임의의 서브프레임을 통해 순방향링크 제어채널들의 전송에 사용되는 n개의 OFDM 심볼들 내에서 제어채널의 전송에 사용될 수 있는 자원요소그룹들의 총 수를 K라고 가정한다. 이때 n개의 OFDM 심볼들 내에서 참조 심볼(RS: reference signal), 제어채널 전송 포맷에 대한 정보인 CCFI(control channel format indicator)를 전송하는 PCFICH(physical control format indication channel), 하향링크 ACK/NACK(DL ACK/NACK)이 전송되는 PHICH(Physical hybrid-ARQ indicator channel), PICH(Paging Indicator Channel) 등의 전송을 위해 사용되는 자원요소그룹의 수는 제외될 수 있다.

다만, n개의 OFDM 심볼들 내에서 제어채널의 전송에 사용될 수 있는 자원요소그룹들의 총 수는 위와 같이 다른 제어채널 전송으로 인해 변동 가능한 값이기 때문에, C개의 자원요소그룹으로 구성되는 제어채널요소(CCE)가 최대 제어채널요소(CCE)의 수만큼 전송되어도 남는 자원요소그룹이 있을 수 있다. 따라서 이 경우에는 최대 제어채널요소(CCE)의 수에 1을 더한 값이 행의 수 R로 결정됨이 바람직 할 것이다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 해당 OFDM 심볼을 통해 전송할 수 있는 최대 제어채널요소(CCE)들의 수 N_CCE는

으로 정의될 수 있다. 다시 말해서, 만약 K가 N_CCE * C 보다 큰 값이면 R은 N_CCE+1으로 설정될 수 있고, K 가 N_CCE * C 와 같은 값이면 R은 N_CCE로 설정될 수 있다.

그리고, 입력 방향이 행 방향인 블록 인터리버의 열 별 인터리빙을 수행하기 위해 특정 함수를 이용하여 블록 인터리버를 동작시키는 경우에는 블록 인터리버의 행의 수 R이 소수(prime number)로 설정됨이 바람직할 수 있다. 즉, 위와 같은 방법으로 결정된 R의 값이 소수인 경우에는 이를 그대로 블록 인터리버의 행의 수 R로 결정할 수 있다. 그리고, 결정된 R의 값이 소수가 아닌 경우 위에서 결정된 R보다 큰 소수 중 가장 작은 소수(smallest prime number)를 블록 인터리버의 행의 수 R로 결정할 수 있다.

그리고 위와 같은 방법을 통하여 결정되는 R과 C 값으로 블록 인터리버 사이즈를 결정하면, R*C에서 K를 뺀 차이만큼의 요소들에 대해 프루닝(pruning)을 적용하여 매핑을 수행할 수 있다. 여기서, K는 상술한 바와 같이 순방향링크 제어채널들의 전송에 사용되는 n개의 OFDM 심볼들 내에서 제어채널의 전송에 사용될 수 있는 자원요소그룹들의 총 수로서 N_CCE * C 개의 제어채널요소(CCE) 전송에 사용되 는 자원요소그룹들과 그 나머지 K-(N_CCE * C)개의 임의의 제어채널요소들의 전송을 위해 사용되지 않는 자원요소그룹들을 포함할 수 있다.

이렇게 자원요소그룹들 중 K-(N_CCE * C)개의 임의의 제어채널요소들의 전송을 위해 사용되지 않는 자원요소그룹들도 함께 고려하여 블록 인터리버 사이즈를 결정하고 블록 인터리빙을 수행함으로써 주파수 영역 다이버시티를 최적화할 수 있을 것이다.

도 4의 (b)는 블록 인터리버에 입력요소들이 입력되는 방향이 열 방향인 경우 블록 인터리버 사이즈를 결정하는 방법의 일례를 도시하고 있다. 이는 도 4의 (a)과 비교하여 블록 인터리버의 열의 수 C는 한 서브프레임 내에 전송될 수 있는 최대 제어채널요소(CCE)의 수가 될 수 있고, 블록 인터리버의 행의 수 R은 하나의 제어채널요소(CCE)를 구성하는 자원요소의 수 또는 자원요소그룹의 수로 결정될 수 있다는 점에서 차이가 있을 뿐, 그 구체적인 구현 방법은 상술한 바와 동일하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀 공통의 블록 인터리버를 이용하여 난수 인터리빙을 수행하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 5의 (a)는 셀 공통의 블록 인터리버를 이용하여 난수 인터리빙을 수행하되, 블록 인터리버의 입력 방향이 행 방향인 경우를 설명하기 위한 도면이다.

행 방향으로 제어채널요소(CCE)들이 입력되면, 블록 인터리버의 구체적인 동작으로서 열별 난수 인터리빙이 수행된다. 일례로, 열-내 난수 재정렬(intra- column random reordering) 동작이 수행된다. 즉, 도 5의 (a)에 도시되는 바와 같이 제1열에 있는 자원요소그룹들에 대해서 난수 재정렬(0^th- column random reordering, 51), 제2열에 있는 자원요소그룹들에 대해서 난수 재정렬(1^th- column random reordering, 52), 제3열에 있는 자원요소그룹들에 대해서 난수 재정렬(2^th- column random reordering, 53) 내지 제C열에 있는 자원요소그룹들에 대해서 난수 재정렬(c-1^th- column random reordering, 54)이 수행될 수 있다.

이는 기본적으로 난수 발생 또는 할당을 통해 각 열을 구성하고 있는 구성 요소의 행의 위치를 발생된 난수의 위치로 바꾸는 난수 재정렬 과정을 수행하는 것으로 구현될 수 있다. 난수 인터리빙과 디-인터리빙이 원활하게 수행되기 위해 인터리빙을 위한 난수 패턴이 얻어지면 소정의 저장 매체에 이를 저장해서 참조 테이블(Lookup table)을 이용하는 방식으로 구현을 구체화할 수 있다.

그리고, 다른 방법으로서 블록 인터리버 내에 입력되어 있는 임의의 자원요소그룹의 행과 열 인덱스를 기반으로 열-방향 치환(column-wise permutation) 방법을 통해 구현될 수도 있다. 열-방향 치환 방법에 있어서, 각 열에 적용되는 치환 패턴은 열별로 고유하게 구성됨이 바람직하고, 이로써 각 열별 패턴의 상호 상관성이 매우 낮게 구현될 수 있을 것이다.

이와 같이 셀 공통의 블록 인터리버를 이용하여 특정 치환 패턴을 이용한 인터리빙을 수행하는 경우에도 기본적인 동작 구조는 도 5의 난수 인터리빙과 같으 며, 다만, ith-column random reordering, ith-row random reordering대신 ith column-wise permutation, ith-row-wise permutation을 사용하는 것만 다른 것이다. 여기서 i는 열 또는 행별로 인터리빙이 수행될 경우 각 행 또는 열에 대한 인덱스를 나타낸다.

예를 들어, 대역폭이 5MHz, 제어채널요소(CCE)의 크기가 36RE, 4개의 QPSK 심볼이 하나의 자원요소를 구성하는 경우에 대해 난수 패턴의 실시 예는 다음 표 1과 같이 나타낼 수 있다.

난수 패턴

n=3 (sequence length is 144) {5, 29, 50, 51, 72, 88, 112, 130, 143, 15, 23, 43, 59, 82, 99, 107, 131, 147, 11, 27, 40, 61, 80, 100, 110, 123, 140, 16, 26, 44, 65, 78, 95, 105, 127, 145, 8, 21, 42, 66, 83, 87, 104, 120, 134, 3, 25, 45, 58, 69, 90, 103, 126, 149, 9, 32, 46, 67, 79, 98, 102, 118, 136, 13, 30, 49, 53, 75, 97, 114, 121, 144, 6, 17, 35, 56, 77, 101, 106, 124, 142, 1, 19, 37, 60, 74, 96, 116, 128, 139, 0, 24, 38, 57, 81, 91, 109, 133, 146, 4, 28, 34, 54, 76, 85, 108, 129, 135, 7, 31, 48, 62, 73, 89, 113, 119, 137, 12, 33, 47, 55, 71, 92, 117, 122, 138, 2, 20, 36, 52, 70, 94, 115, 125, 141, 10, 18, 39, 63, 68, 86, 111, 132, 148} n=2 (sequence length is 72) {7, 12, 23, 28, 40, 50, 52, 63, 67, 4, 15, 26, 29, 41, 46, 57, 62, 70, 8, 13, 22, 30, 38, 49, 51, 66, 69, 2, 11, 19, 32, 39, 44, 54, 61, 68, 6, 10, 24, 27, 42, 43, 56, 59, 71, 0, 9, 25, 31, 35, 47, 58, 64, 73, 5, 17, 20, 33, 36, 45, 53, 60, 74, 3, 16, 18, 34, 37, 48, 55, 65, 72}

표 1에서 "{}" 내에는 난수 인터리빙 결과 각 자원요소의 열 인덱스(sequence index)를 난수 인터리빙 수행 전 자원요소의 열 인덱스 순서대로 나열한 것을 나타낸다.

그리고, n은 제어채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.이때 난수 인터리빙 수행 전 자원요소의 열 인덱스는 난수 인터리빙 수행 전에는 입력 순서대로 즉, 입력방향인 행 방향으로 순차적으로 할당될 수 있다. 따라서, 난수 인터리빙 수행 전 자원요소의 열 인덱스는 입력-자원요소 열 인덱스로 칭할 수 있다. 즉, 블록 인터리버의 제1행, 제1열의 요소를 0으로 시작하여 제1행, 제2열의 요소를 1로, 제1행, 제3열의 요소를 2로 결정하고, 제1행의 요소들이 모두 결정되면, 제2행, 제1열의 요소를 그 다음 인덱스가 할당될 수 있다. 나머지 블록 인터리버 요소에 대해서도 순차적으로 동일한 방법으로 해석할 수 있을 것이다.

그리고, 표 1에서 숫자가 나타내는 난수 인터리빙 결과 각 자원요소의 위치 인덱스는 난수 인터리빙 수행 후, 출력 순서대로 즉, 출력방향인 역 방향으로 순차적으로 할당될 수 있다. 따라서 난수 인터리빙 결과 각 자원요소의 위치 인덱스는 출력-자원요소 열 인덱스로 칭할 수 있다. 즉, 블록 인터리버의 제1행, 제1열의 요소를 0으로 시작하여 제2행, 제1열의 요소를 1로, 제3행, 제1열의 요소를 2로 결정하고, 제1열의 요소들이 모두 결정되면, 제1행, 제2열의 요소를 그 다음 인덱스가 할당될 수 있다. 나머지 블록 인터리버 요소에 대해서도 순차적으로 동일한 방법으로 해석할 수 있을 것이다.

위와 같은 위치 인덱스 할당 방법에 따라 위 표 1을 해석하면, n=3일 때, 0번 자원요소그룹은 난수 인터리빙 결과에 따라 5번 위치로 변경되고, 1번 자원요소그룹은 난수 인터리빙 결과에 따라 29번 위치로 변경되는 것으로 볼 수 있다. 이 경우에도 난수 인터리빙 전후가 모두 동일한 열에 위치하게 되어, 열-내 난수 인터리빙이 수행된 것을 확인할 수 있다.

표 1에서는 첫 번째 OFDM 심볼에서 4개 전송 안테나에 대한 참조신호와 PCFICH와 PHICH 전송에 사용되는 자원요소그룹들과 두 번째 OFDM 심볼에서 4개 전송 안테나에 대한 참조신호가 차지하는 자원요소그룹들을 제외한 자원 요소들에 매핑하는 경우의 실시 예를 나타낸 것으로 볼 수 있다.

열-내 난수 재정렬 동작은 각 열의 열 내 난수 재정렬되는 결과는 이웃 열의 열 내 난수 재정렬되는 결과에 따른 난수 패턴에 상관없이 각 열의 구성요소들의 행의 위치가 순서가 독립적으로 해당 열에서 발생된 난수에 근거하여 바뀌기 때문에 각 열에서 해당 열을 구성하고 있는 구성 요소들의 순서가 다른 열들과 일정한 규칙성 없이 결정된다. 따라서, 이와 같은 특성 때문에 모든 셀에서 동일한 인터리버를 사용하고 셀 간에 고유한 CCE-to-RE mapping 패턴을 생성할 수 있을 것이다.

난수 재정렬 동작을 각 열 내의 자원요소그룹들에 대해서 수행함으로써, 제어채널요소(CCE)들을 물리자원요소그룹에 매핑 시킨 후에 일정 대역폭 내에 입력으로 들어오는 제어채널요소들의 한 자원요소그룹씩이 존재하도록 할 수 있다. 즉, 물리자원요소그룹으로 제어채널요소(CCE)를 매핑 한 뒤에 일정 주파수 대역폭 내에 제어채널요소(CCE)를 구성하는 자원요소그룹이 하나씩 위치하는 특성을 보장해 줄 수 있다.

일정 주파수 대역폭 내에 제어채널요소(CCE)를 구성하는 자원요소그룹이 하나씩 위치하는 특성을 보장하는 인터리빙 동작을 수행함으로써 자원 요소 그룹이 물리 자원 요소 그룹으로 매핑된 후에 한 제어채널 요소가 특정 주파수 대역으로 몰려서 매핑되는 것을 방지할 수 있고 전체 주파수 대역폭에 골고루 퍼져서 매핑할 수 있을 것이다.

이하 수학식 1은 본 실시예에 따라 열-내 난수 재정렬 동작을 수학식으로 나타낸 예이다.

(r', c')= (RR(r, c), c)

수학식 1에서 r과 c는 열-내 재정렬 동작을 수행하기 전에 블록 인터리버 내 임의의 자원요소그룹이 매핑되어 있거나 또는 프루닝 되는 요소의 행과 열 인덱스를 나타내는 변수이다. 그리고, r'과 c'은 열-내 재정렬 동작을 수행한 이후의 블록 인터리버 내 임의의 자원요소그룹이 매핑되어 있거나 또는 프루닝 되는 요소의 행과 열 인덱스를 나타내는 변수이다.

수학식 1에서는 각 열 별 고유한 재정렬 패턴을 생성하게 되는 동작을 함수 RR(r, c)로 정의하고 있다. 열 별 고유한 재정렬 패턴을 생성하는 어떠한 구체적인 동작 방식도 함수 RR(r, c)로 나타낼 수 있을 것이다. 이하 수학식 2에서는 함수 RR(r, c)의 일례를 나타낸다.

RR(r, c) = {r + CH(r, c) + CO(c)}%R

수학식 2에서 열 인덱스 c 상의 임의의 행 인덱스 r 상의 블록 인터리버 요소가 본 두 개의 행과 열 인덱스를 이용하여 열 벡터 상의 R개의 요소 상에서 고유한 값으로 도약(hopping)하는 것을 함수 CH(r, c)로 정의하고 있다. 그리고, 임 의의 열 인덱스 c 상의 모든 요소들에 대해 열 별로 차별화된 오프셋(offset)을 부가하는 것을 함수 CO(c)로 정의하고 있다. 다양한 동작 방식이 함수 CH(r, c)와 CO(c)로 나타낼 수 있다. 이하 수학식 3 및 수학식 4에서는 함수 CH(r, c)와 CO(c) 및 이로써 구체화된 함수 RR(r, c) 각각의 일례를 나타낸다.

CH(r,c) = r*c

CO(c) = c+P

RR(r,c) = {r*(1+c)+c+P}%R

CH(r,c) = r*(c+P)

CO(c) = c+P

RR(r,c) = {r*(1+c+P)+c+P}%R

수학식 3 및 수학식 4에서 P는 블록 인터리버의 행의 수를 소수가 되도록 결정하는 경우 최종 결정된 R값과 소수를 고려하지 않고 결정된 R값의 차이를 나타낸다.

각 열에 대한 난수 패턴을 생성할 때 한 제어채널요소(CCE)를 구성하는 자원요소그룹들이 전체 시스템 대역폭에 분산되어 전송되어야 한다는 주파수 도메인에 대한 매핑 조건을 만족시키기 위해 R 길이 내에서 난수를 발생시킨다는 것 이외에도, 한 제어채널요소(CCE)를 구성하는 자원 요소 그룹들이 제어 채널을 전송하는데 사용되는 n개 OFDM 심볼에 고르게 이용하여 전송되어야 한다는 시간 영역의 매 핑 조건을 만족시키도록 할 수 있다.

이러한 조건 없이 난수 패턴을 별로 생성하게 되면 PHICH, PCFICH와 같은 채널들이 첫 번째 OFDM 심볼을 통해 전송되는 경우 첫 번째 OFDM 심볼에서 PDCCH를 전송하는데 사용할 수 있는 자원요소들이 적기 때문에 셀 별 쉬프트 값에 따라 첫 번째 OFDM 심볼에 자신의 제어채널요소(CCE)의 자원요소그룹 중 하나의 자원요소그룹도 매핑시키지 못하는 제어채널요소(CCE)가 존재할 수 있게 된다.

이를 방지하기 위한 일 방법으로, 임의의 열의 난수 패턴은 이전 열의 난수 패턴과 비교했을 때 같은 제어채널요소(CCE)의 자원요소그룹에 대해 각 열에서 발생시킨 난수의 거리가 첫 번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있는 인터리버 구성요소, 즉 자원요소그룹의 수보다 작게 결정할 수 있다. 여기서 난수의 거리는 동일한 제어채널요소(CCE)의 이전 열의 자원요소그룹의 위치 인덱스에서 해당 열의 자원요소그룹의 위치 인덱스의 차이를 나타내는 것으로 볼 수 있다.

예를 들어, 25RB로 이루어지는 5MHz 대역폭, 36RE으로 구성된 제어채널요소(CCE), 100개의 자원 요소를 사용하는 참조 채널, 16개의 자원 요소를 사용하는 PCFICH와 84개의 자원 요소를 사용하는 PHICH가 첫 번째 OFDM 심볼에 전송되는 경우를 설명한다. 여기서 하나의 RB는 12RE로 이루어진다고 하면, 첫 번째 OFDM 심볼에 전송될 수 있는 자원요소그룹의 수 {(12*25)-100-16-84}/4 즉, 25가 된다. 따라서, 각 열에서 발생시킨 난수 패턴을 이용해 특정 제어채널요소(CCE)를 구성하는 자원 요소 그룹의 행의 위치가 열 별로 바뀌어도 이웃한 열에서의 행의 위치는 그 거리가 25를 넘지 않게 설계되는 것이 바람직할 것이다.

상술한 시간 영역의 매핑 조건을 고려함으로써, 제어채널들의 전송 전력 스케줄링과 커버리지(coverage) 측면에 있어서 보다 높은 효과를 얻을 수 있을 것이다.

도 5의 (b)는 셀 공통의 블록 인터리버를 이용하여 난수 인터리빙을 수행하되, 블록 인터리버의 입력 방향이 열 방향인 경우를 설명하기 위한 도면이다. 블록 인터리버로의 입력이 열 방향인 경우에는 입, 출력 방향과 이에 따른 난수 재정렬 또는 난수 치환 방법의 방향만 바뀌는 것이며, 동작을 수행하는 목적이나 특성은 동일하다고 볼 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 블록 난수 인터리빙 과정이 끝나 후에 셀 별로 셀 ID와 같은 셀 고유의 정보를 이용해 인터리버 구성 요소들을 순환 이동 (cyclic shift)시킬 수 있다. 예를 들어, 쉬프트 (shift) 인자가 0인 셀에 대해서는 인터리버를 이용해 생성된 난수 패턴을 이동시키지 않고 물리자원요소에 매핑시키며, 쉬프트 인자가 10인 셀에 대해서는 난수 패턴의 구성 요소들을 10만큼 순환 이동 시킨 뒤에 물리자원요소에 매핑 할 수 있다.

이하의 수학식 5는 본 실시예에 따라 셀 ID를 이용하여 인터리버 구성 요소들의 순환 이동 동작이 추가된 열-내 난수 재정렬 동작을 수학식으로 나타낸 예이다.

(r', c')= (RR(r, c) + S(Cell_ID), c)

수학식 5에서 셀 ID를 통해 쉬프팅 인자 값을 출력하는 동작을 함수 S(Cell_ID)로 나타낸 것이다. 이하 수학식 6에서 함수 S(Cell_ID)의 일례를 나타낸다.

S(Cell_ID, c) = {Cell_ID + CO(c)}%R

CO(c) = c+P

수학식 6에서는 이때 쉬프트 인자가 셀 특정 정보와 함께 열별로 차별화되게 생성한 경우를 나타낸다. 즉, 위 수학식 2에서 설명한 이동 임의의 열 인덱스 c 상의 모든 요소들에 대해 열 별로 차별화된 오프셋(offset)을 부가하는 함수 CO(c)를 추가로 이용한 예를 나타낸다.

이상의 수학식 5 및 수학식 6에서는 쉬프팅 인자 값을 출력하는 함수를 별도로 사용하여 난수 재정렬이 수행된 상태에서 셀 특정 쉬프팅이 수행되는 예를 나타내었지만, 상술한 수학식 2 내지 4에서 난수 재정렬이 수행 시 셀 특정 값을 고려할 수도 있을 것이다.

예를 들어, 열 별 고유한 재정렬 패턴을 생성하는 함수에 셀 ID와 같은 고유 인자를 추가적으로 고려하는 함수 RR(r, c, Cell_ID)를 정의하여 이용할 수 있을 것이다. 또는, 열별로 고유한 값으로 도약하는 함수에 셀 ID와 같은 고유 인자를 추가적으로 고려하여, 함수 CH(r, c, Cell_ID)를 정의하거나, 열 인덱스 c 상의 모든 요소들에 대해 열 별로 차별화된 오프셋(offset)을 부가하는 함수에 셀 ID와 같은 고유 인자를 추가적으로 고려하여, CO(c, Cell_ID)를 정의하여 이용할 수도 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 블록 난수 인터리빙 과정이 끝난나 후에 셀 별로 셀 ID와 같은 셀 고유의 정보를 이용해 인터리버 구성 요소들을 순환 이동 (cyclic shift)시켜 인터리버에서 출력킬할 수 있으며, 인터리버의 출력을 물리자원에 매핑시킬 때 셀 별로 셀 ID와 같은 셀 고유의 정보를 이용해 쉬프트 shift된 형태의 인터리버 구성요소들을 매핑시킬 수도 있다.

예를 들어, 쉬프트 (shift) 인자가 0인 셀에 대해서는 인터리버를 이용해 생성된 난수 패턴을 이동시키지 않고 인터리버 출력열을 그대로 물리자원요소에 매핑시키며, 쉬프트 인자가 10인 셀에 대해서는 인터리버 출력열의 난수 패턴의 구성 요소들을 10만큼 순환 이동 시켜 물리자원요소에 매핑 할 수 있다. 다시 말하면 상기의 설명과 다르게 순환 이동을 적용시키는 방법으로 열 별 인터리빙 후에 각 셀 별로 셀 ID와 같은 정보를 이용해 전체 블록 인터리버의 인터리빙 패턴에 대해 순환 이동을 적용 시킨 후에 물리 자원으로 매핑할 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제어채널요소를 매핑하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서는 도 6의 (a)는 시간-선-매핑 방식 (time(OFDM symbol)-first mapping)에 따라 매핑한 경우를 나타내고, 도 6의 (b)는 주파수-선-매핑 방식 (frequency(subcarrier)-first index mapping)에 따라 매핑한 경우를 나타낸다.

그리고, 각 블록 내에 표기된 인덱싱은 자원요소그룹에 대한 인덱스를 나타낸다. 즉, #0이라고 표기된 자원요소들은 자원요소그룹 0(REG 0)에 포함되는 자원요소들을 나타낼 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 자원요소그룹이 4개의 자원요 소로 구성된다. 또한, 도 6을 통해서 총 4개의 안테나에 대한 참조 신호(RS0, RS1, RS2, RS3)를 전송하기 위한 물리자원요소는 빼고 매핑 되고 있음을 확인할 수 있다.

앞서 설명한 블록 인터리버의 구체적인 인터리빙 동작에 대하여 가상적으로 알고리즘을 통해 구현하는 가상 인터리빙 방법(virtual interleaving method)을 설명하도록 한다.

가상 인터리빙 방법을 이용하여 부가적인 메모리나 복잡도 없이 간단하게 시간/주파수 영역의 매핑 조건을 만족시키고 복수 셀 환경에서 셀간 간섭을 최소화시킬 수 있는 블록 인터리빙 효과를 구현할 수 있다.

이하 수학식 7은 가상 인터리빙을 구현할 수 있는 알고리즘의 일례를 나타낸다.

r = floor(i/C)

c = i%C

k = {r *(1+ c)+ c +P}%R+(c)*R

= {floor(i/C)*(1+i%C)+i%C+P}%R+(i%C)*R

수학식 7에서 r과 c는 위 수학식과 같이 정의될 수 있으며 이는 각각 가상 인터리빙 수행에 할당되는 블록 인터리버 상의 위치 인덱스를 나타낼 수 있다. 그리고, i 및 k는 각각 표 1에 대한 설명에서 참조 할 수 있는 블록 인터리버에 대한 입력-자원요소 열 인덱스와 출력 자원요소그룹 열(sequence) 인덱스를 나타낸다. 즉, 앞서 설명한 블록 인터리버의 구체적인 인터리빙 동작에 대하여 상기 입력/출력 자원요소그룹 열 인덱스(i, k) 간의 관계식으로 구성될 수 있을 것이다.

그리고, R, C 와 P는 블록 인터리버 구현 시 사용한 값과 동일한 값을 가질 수 있다. 그리고, 함수 floor()는 버림 함수로 입력 값보다 같거나 작은 수 중 최대 정수 값을 출력한다.

한편, 상술한 난수 인터리빙 동작 수행은 블록 인터리버에 대한 입력 구성요소의 다중화(multiplexing) 방법으로 설명할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 셀 공통의 인터리빙을 구현할 수 있는 다중화 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 하나의 서브프레임을 통해서 CCE 0(70), CCE 1(71), 내지 CCE N-1(72)의 총 N 개의 제어채널요소(CCE)가 전송될 수 있고, 각 제어채널요소(CCE)는 REG0부터 REG8까지 총 9개의 자원요소그룹이 포함되는 경우를 도시한다.

N 개의 제어채널요소(CCE)를 전송하기 위해 OFDM 심볼에 매핑할 때 본 실시예에 따라 N 개의 제어채널요소(CCE) 중 각 제어채널요소(CCE)에 포함되는 임의의 자원요소그룹이 적어도 하나 포함되도록 그룹을 형성하고 이 그룹 순으로 자원요소그룹들을 연결한다.

그리고, 이 그룹 내에서 임의의 난수 재배열 방법으로 자원요소그룹들의 위치를 섞어준다. 즉, 난수 재배열로 생성되는 난수열의 길이는 한 서브프레임 내에 전송될 수 있는 최대 제어 채널 요소의 수로 제한할 수 있다.

또한, 각 그룹에서 난수 재정렬을 수행할 때는 임의의 제어채널요소(CCE) 에 대해 이전 그룹에서 생성된 해당 제어 채널 요소의 자원 요소 그룹의 위치와 현재 그룹에서 생성된 해당 제어 채널 요소의 자원 요소 그룹의 위치의 거리 차이가 첫 번째 OFDM 심볼에 전송할 수 있는 자원요소그룹의 수 보다 작도록 하는 조건을 만족시키도록 할 수도 있다.

도 7에서는 각 제어채널요소(CCE)에 포함되는 임의의 자원요소그룹이 하나 포함되도록 그룹을 형성하는 경우를 도시한다. 즉, 도 7에 따르면, 각 제어채널요소(CCE)에 포함되는 REG0을 포함하는 그룹 G0(73), 각 제어채널요소(CCE)에 포함되는 REG1을 포함하는 그룹 G1(74) 및 각 제어채널요소(CCE)에 포함되는 REG8을 포함하는 그룹 G8(75)을 포함하여 총 9개의 그룹이 형성될 수 있다. 그리고 그룹 G0(73), 그룹 G1(74) 및 그룹 G8(75) 등의 각 그룹 내의 자원요소그룹들 간 난수 재배열을 수행하여 임의의 위치로 변경해 줄 수 있을 것이다.

이때 상술한 블록 인터리버를 사용하는 방법에서 입력방향이 행 방향인 경우로 가정하면, 각 그룹은 블록 인터리버의 각 열에 상응할 수 있을 것이므로 각 그룹 내 자원요소그룹의 수는 블록 인터리버의 행의 수(# of row, 76)와, 그룹의 수는 블록 인터리버의 열의 수(# of column, 77)와 일치하는 것으로 설명될 수 있을 것이다.

모든 셀에서 공통으로 이와 같은 방법을 통해 모든 자원요소그룹들을 난수 재정렬시킨 뒤에 셀 ID와 같은 셀 고유의 정보를 이용해 매핑 패턴의 셀 특정의 이동을 수행하고 물리자원요소그룹에 순차적으로 매핑한다.

특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

도 1은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 가상단위자원과 물리적 자원 사이의 매핑 관계를 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 블록 인터리버에 있어서, 입력 방향과 출력 방향이 상이하게 동작하는 블록 인터리버의 구현 예를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀 공통의 블록 인터리버를 사용하는 방법의 두 가지 예를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 블록 인터리버의 사이즈를 결정하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀 공통의 블록 인터리버를 이용하여 난수 인터리빙을 수행하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제어채널요소를 매핑하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 셀 공통의 인터리빙을 구현할 수 있는 다중화 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.

Claims (15)

1. 다수 셀 환경의 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법에 있어서,

   셀 공통의 블록 인터리버를 사용하되, 상기 블록 인터리버에 입력되는 다수의 제어채널요소에 대해 상기 블록 인터리버의 행 또는 열 별로 인터리빙을 수행하는 단계;

   상기 블록 인터리버에서 상기 제어채널요소를 출력하여 한 서브 프레임에서 상기 제어채널 전송에 할당된 물리자원요소에 매핑하는 단계; 및

   상기 제어채널을 전송하는 단계

   를 포함하되, 상기 물리자원요소에 매핑되는 제어채널요소는, 셀 특정 값으로 쉬프트된 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인터리빙은, 난수 패턴 또는 특정 치환 패턴을 이용하는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 쉬프트는, 상기 블록 인터리버에서 행 또는 열별로 또는 상기 블록 인터리버에서 출력되는 전체 제어채널요소 열에 대해 수행되는 것을 특징으로 하 는, 제어채널 전송 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 블록 인터리버의 입력 방향과 출력 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 블록 인터리버의 행 또는 열 중 상기 인터리빙과 관련되는 것은 상기 출력 방향에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력 방향이 행 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수 및 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수에 상응하게 결정되고,

   상기 입력 방향이 열 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수 및 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수에 상응하게 결정되는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 블록 인터리버에 입력되는 동일한 제어채널요소에 포함되는 자원요소들 중 이전 열에 위치하는 자원요소와의 난수 거리가 첫 번째 OFDM 심볼에 매핑할 수 있는 물리자원요소의 수보다 작은 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
8. 제1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자원요소는, 송신 안테나 개수 또는 공간 다중화율에 따라 다수의 자원요소를 포함하는 자원요소그룹으로 정의되고, 상기 자원요소의 경우와 동일한 방법이 상기 자원요소그룹에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
9. 다수 셀 환경의 통신 시스템에서 하향링크 제어채널을 전송하는 방법에 있어서,

   다수의 제어채널요소 중 각 제어채널요소를 구성하는 자원요소를 하나 이상 포함하는 그룹에 대해 셀 공통의 인터리빙을 수행하는 단계;

   셀 특정 값으로 쉬프트된 상기 제어채널요소를 한 서브 프레임에서 상기 제어채널 전송에 할당된 물리자원요소에 매핑하는 단계; 및

   상기 제어채널을 전송하는 단계

   를 포함하는, 제어채널 전송 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 인터리빙은, 난수 패턴 또는 특정 치환 패턴을 이용하는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 쉬프트는, 상기 그룹 별로 또는 상기 인터리빙된 전체 그룹의 제어채널요소들에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 인터리빙을 위해 셀 공통의 블록 인터리버를 사용하되, 상기 블록 인터리버의 입력 방향과 출력 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 입력 방향이 행 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수 및 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수에 상응하게 결정되고,

    상기 입력 방향이 열 방향인 경우, 상기 블록 인터리버의 열 및 행의 수는 각각 한 서브프레임에 전송되는 상기 제어채널요소의 수 및 상기 제어채널요소 각각을 구성하는 자원요소의 수에 상응하게 결정되는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 블록 인터리버에 입력되는 동일한 제어채널요소에 포함되는 자원요소들 중 이전 열에 위치하는 자원요소와의 난수 거리가 첫 번째 OFDM 심볼에 매핑할 수 있는 물리자원요소의 수보다 작은 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.
15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 자원요소는, 송신 안테나 개수 또는 공간 다중화율에 따라 다수의 자원요소를 포함하는 자원요소그룹으로 정의되고, 상기 자원요소의 경우와 동일한 방법이 상기 자원요소그룹에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는, 제어채널 전송 방법.

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