KR101301368B1

KR101301368B1 - 이동통신 시스템에서 하향링크 공용 제어채널을 송수신하는장치 및 방법

Info

Publication number: KR101301368B1
Application number: KR1020070031162A
Authority: KR
Inventors: 한진규; 곽용준; 권환준; 이주호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: CN101611566B; KR20080076662A; CA2677032C; JP2010516215A; AU2008215225A1; CN101611566A; CA2677032A1; JP4975827B2; AU2008215225B2

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 하향링크 공용 제어채널을 송수신하는 장치 및 방법을 제공한다.

이러한 본 발명은 다중 안테나 기술을 지원하는 이동통신 시스템에서 활성화 전송 계층(rank)에 따라 필요한 전송 자원만을 이용하여 하향링크 제어채널을 구성함을 특징으로 한다. 따라서, 하향링크 제어채널 구성에 따른 제어 정보의 양을 최적화하는 장점을 제공한다.

사전부호화(precoding), 코드북(codebook), 단일코드워드(SCW), 이중코드워드(DCW), 전송계층(rank)

Description

이동통신 시스템에서 하향링크 공용 제어채널을 송수신하는 장치 및 방법{METHOD AND ARRARATUS OF TRANSMITTING AND RECEIVING FOR FORWARD SHARED CONTROL CHANNEL IN MIMO SYSTEM}

도 1은 본 발명이 적용되는 SCW MIMO의 송수신 장치의 구조를 도시한 도면.

도 2는 본 발명이 적용되는 DCW MIMO 송수신 장치의 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명이 적용되는 SCW MIMO에서의 DL 제어채널의 구조를 도시한 도면.

도 4는 본 발명이 적용되는 DCW MIMO에서의 DL 제어채널의 구조를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에서 제안하는 블라인드 검출에 따른 DL 제어채널의 구조를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 DL 제어채널을 수신하는 신호 흐름도.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에서 제안하는 별도의 부호화에 따른 DL 제어채널의 구조를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 DL 제어채널을 수신하는 신호 흐름도.

도 9는 본 발명에 따른 송신 장치의 구조를 도시한 도면.

도 10은 본 발명에 따른 수신 장치의 구조를 도시한 도면.

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 안테나 기술을 지원하는 이동통신 시스템에서 하향링크 공용 제어채널(F-SCCH: Forward Shared Control Channel)을 송신 및 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다.

최근 3GPP의 고속 하향링크 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access, 이하 HSDPA), 고속 상향링크 패킷 접속(High Speed Uplink Packet Access, 이하 HSUPA), 3GPP2의 고속 레이트 패킷 데이터(High Rate Packet Data, 이하 HRPD), 그리고 IEEE의 802.16 등 다양한 이동 통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되고 있는 실정이다.

상기 언급된 HSDPA, HSUPA, HRPD 과 같은 3세대 무선 패킷 데이터 통신 시스템은 전송 효율을 개선하기 위해 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding, 이하 AMC) 방법과 채널 감응 스케줄링 방법 등의 기술을 이용한다.

상기 AMC 방법을 활용하면 송신 장치는, 채널 상태에 따라 전송하는 데이터의 양을 조절할 수 있다. 즉 채널 상태가 좋지 않으면 전송하는 데이터의 양을 줄여서 수신 오류 확률을 원하는 수준에 낮추고, 채널 상태가 좋으면 전송하는 데이 터의 양을 늘려서 수신 오류 확률은 원하는 수준에 높여주면서 많은 정보를 효과적으로 전송할 수 있다.

또한, 상기 채널 감응 스케줄링 자원관리 방법을 활용하면 송신 장치는 여러 사용자들중에서 채널 상태가 우수한 사용자를 선택적으로 서비스하기 때문에 한 사용자에게 채널을 할당하고 서비스해주는 것에 비해 시스템 용량이 증가시킬 수 있다. 이와 같은 시스템 용량 증가를 소위 다중 사용자 다이버시티(Multi-user Diversity) 이득이라 한다.

요컨대, 상기 ACM 방법과 채널 감응 스케줄링 방법은, 수신 장치로부터 부분적인 채널 상태 정보를 피드백(feedback) 받아서, 가장 효율적이라고 판단되는 시점에 적절한 변조 및 부호화 기법을 적용하는 방법이다.

상기 ACM 방법과 채널 감응 스케줄링 방법을 실현하기 위해서 수신 장치는 채널 상태 정보를 송신기에 피드백해야 한다. 이렇게 수신 장치가 피드백하는 채널 상태 정보를 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, 이하 CQI)라고 한다.

한편, 최근 2세대와 3세대 이동 통신 시스템에서 사용되던 다중접속 방식인 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 CDMA)을 차세대 시스템에서 직교주파수분할 다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 OFDMA)으로 바꾸려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

이와 관련하여 3GPP와 3GPP2에서는 OFDMA를 사용하는 진화 시스템에 관한 표준화를 진행하고 있다. 상기 CDMA 방식에 비해 OFDMA 방식을 적용하는 진화 시스템은 시스템 용량의 증대를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

상기 OFDMA 방식에서 용량 증대를 낳는 여러 가지 원인 중의 하나는, 주파수 축 상에서의 스케줄링(Frequency Domain Scheduling, 이하 주파수 도메인 스케줄링)을 수행할 수 있다는 것이다. 즉, 채널이 시간에 따라 변하는 특성에 따라 채널 감응 스케줄링 방법을 통해 용량 이득을 얻었듯이 채널이 주파수에 따라 다른 특성을 활용하면 더 많은 용량 이득을 얻을 수 있다.

그러나, 주파수 도메인 스케줄링을 지원하기 위해서는 송신 장치가 주파수 별로 채널 상태 정보를 파악하고 있어야 한다. 이때, 상기 주파수 별로 CQI 피드백이 필요하기 때문에 수신 장치 및 송신 장치의 입장에서는 상기 CQI 피드백 송수신에 따른 시그널링 부담이 증가하는 단점이 존재한다.

한편, 차세대 시스템에서는 다중 송수신 안테나를 활용한 다중입력 다중출력(Multiple Input Multiple Output, 이하 MIMO) 기술의 도입이 활발히 연구되고 있다. MIMO기술은 다중 송수신 안테나를 이용하여 복수개의 데이터 스트림을 동시에 동일 자원을 이용하여 전송하는 기술이다. 상기 MIMO 기술은 채널 상태가 양호할 때 변조 차수(modulation order)를 증가하는 것보다 복수개의 낮은 변조 차수의 데이터 스트림을 전송하는 것이 같은 오류 확률에서 전송량을 증가시킬 수 있는 방법인 것으로 알려져 있다. MIMO 기법에서 개별 데이터 스트림이 전송되는 차원을 계층(layer)이라고 부르며, 상기 계층 별 채널 상태에 따라 AMC를 구별하여 적용함은 전체 시스템 용량을 증대하는 데 효율적이다.

예를 들어, PARC(Per Antenna Rate Control)는 송신 안테나마다 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 기술로서, 여기서 계층은 각각의 송신 안테나가 된다. 이때, 복수개의 송신 안테나 각각은 서로 다른 채널을 겪게 되는데, PARC 기법에서는 채널 상태가 양호한 송신 안테나로 더 많은 데이터가 전송될 수 있도록 AMC를 적용하고 채널 상태가 불량한 송신 안테나로는 전송 데이터 양을 줄인다.

또 다른 예로 PCBRC(Per Common Basis Rate Control)이 있는데, 상기 PCBRC 기술은 계층이 고정됨 송신 빔이 된다. 따라서 PCBRC 기법에서는 채널 상태가 양호한 송신 빔으로 더 많은 데이터를 전송하고 채널 상태가 불량한 송신 빔으로는 전송 데이터 양을 줄인다. 또한, 다중 안테나를 이용하여 MIMO를 구현할 때, 채널 상태에 따라 적응적으로 송신 빔을 형성하기 위해 사전부호화 방법이 사용된다. 여기서, 사전부호화(이하 precoding)란, 송신 장치에서 송신 안테나로 신호를 전송하기 전 단계에 송신 신호를 사전 왜곡시키는 것을 의미한다. 사전부호화가 선형 결합으로 구현된다면 사전부호화 과정은 <수학식 1>과 같이 표기할 수 있다.

x = Es

여기서, s는 K

1 크기의 벡터로 전송하고자 하는 신호를 나타내고, x는 M

1 크기의 벡터로 실제 전송하는 신호를 나타낸다. 단 K는 MIMO를 통해 동시에 동일 자원으로 전송되는 심볼의 수이며 M은 송신 안테나의 수이다. E는 N

K 크기의 행렬로 precoding을 나타낸다. 즉, <수학식 1>은 M개의 송신 안테나를 갖춘 MIMO 송신 장치에서 K개의 신호열을 동시에 전송할 때, E라는 사전부호화 방식을 적용하는 것을 표현한 것이다.

사전부호화 행렬 E는 송신 MIMO 채널에 따라 적응적으로 결정된다. 그런데 송신 장치가 송신 MIMO 채널에 관한 정보를 알 수 없을 경우에는 수신 장치가 보고한 피드백 정보에 따라 시전부호화를 수행한다. 이를 위해서 유한 개의 사전부호화 행렬 E를 포함하고 있는 사전부호화 코드북(codebook)을 송수신기 간에 미리 설정한다. 수신 장치는 이 사전부호화 코드북 중에서 현재의 채널 상태에서 가장 선호하는 사전부호화 행렬 E를 선택하여 이를 송신기에 피드백하고 송신 장치는 이 사전부호화를 적용하여 MIMO 전송을 수행한다.

또한, 상기 <수학식 1>의 송신 신호가 MIMO 채널 H를 거쳐 수신되는 신호는 하기의 <수학식 2>와 같다.

y = Hx + z = HEs + z

여기서, y와 z는 N

1 크기의 벡터로 각각 N개의 수신 안테나에 수신된 신호와 잡음 신호를 나타내고 H는 N

M 크기의 행렬로 MIMO 채널을 나타낸다. 수신 신호는 수신 결합 과정을 거쳐 각 계층의 송신 신호열의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)이 개선되도록 한다. 수신 결합 과정을 거친 신호 r은 <수학식 3>과 같다.

r = Wy = WHx + Wz = WHEs +Wz

여기서 W는 N

N 행렬로 수신 결합 과정을 나타내고 r은 N

1 신호 벡터이다. 각 계층의 송신 신호열을 보다 잘 수신하기 위해 추가적으로 간섭제거나 ML(Maximum Likelihood, 이하 ML) 수신 등의 수신 기법을 사용할 수 있다.

MIMO 기법에 의해 전송되는 복수 신호열이 몇 개의 부호화된 패킷으로부터 생성된 것인가에 따라 단일코드워드(Single CodeWord, 이하 SCW) 방식과 복수코드워드(Multi-CodeWord) 방식이 있다.

단일코드워드(SCW) 방식은 계층의 수와 상관 없이 하나의 코드워드가 MIMO 기법에 의해 만들어진 복수개의 계층을 통해 전송되는 것이고, 복수코드워드 방식은 MIMO 기법에 의해 만들어진 복수개의 계층 각각에 하나의 코드워드를 전송하는 것이다.

상기 복수코드워드 방식의 장점은 수신측에서 간섭제거기와 같은 수신과정을 거처 추가적인 이득을 취할 수 있다는 것이다. 왜냐하면 하나의 코드워드마다 적용된 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 통해 수신 장치가 각 코드워드의 복호 성공 여부를 판단할 수 있기 때문이다. 그렇지만 전송 코드워드의 수를 증가시킴에 따라 CRC를 적용하기 위해 선형적으로 증가하는 추가적인 자원을 소비한다는 측면과 수신 장치의 복잡도가 증가한다는 측면 등의 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하면서도 복수코드워드 방식이 가지고 있는 전송률 개선 효과를 얻기 위한 절충안으로 이중코드워드(Dual CodeWord, 이하 DCW) 방식이 있다. 상기 DCW 방식은 계층의 수와 상관 없이 최대 두개의 코드워드가 MIMO 기법에 의해 만들어진 복수개의 계층을 통해 전송되는 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 SCW MIMO의 송수신 장치 구조의 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 전송하고자 하는 데이터열은 채널 부호화 및 변조 과정(101)을 거쳐 하나의 부호화된 패킷 신호열로 변환된다. MIMO 전송을 위해 이 신호열은 K개의 신호열로 역다중화(103)된다. 이렇게 역다중화된 K개의 신호열은 사전부호화기(105)를 거쳐 각 송신안테나로 전송될 M개의 신호열로 선형변환 되는데 이 과정은 K개의 신호열이 서로 다른 송신 빔으로 전송하게 처리하는 것으로 볼 수 있다.

사전부호화된 M개의 신호열은 각각 송신처리기(107a, 107m) 를 거쳐 송신 안테나(109a, 109m)으로 전송된다. 송신처리기(107a, 107m)는 CDMA 혹은 OFDMA 신호를 만드는 과정 뿐 아니라 각 안테나에서 수행되는 필터링이나 RF(Radio Frequency) 처리과정을 모두 포함하는 것이다.

송신된 신호는 N개의 다중 수신 안테나(111a, 111n)로 수신되고, 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각은 수신처리기(113a, 113n)을 거쳐 기저대역 신호로 복원된다. 수신 처리된 신호는 수신 결합기(115)를 거친 후 다중화(117)되어 본래 전송하고자 했던 신호열로 복원된다. 마지막으로 복조 및 채널 복조화(119)를 통해 본래 전송하고자 했던 데이터열이 복원된다.

상기 전술한 바와 같이, SCW MIMO의 특징은 하나의 채널 부호화 및 변조(101)를 적용하여 복수개의 전송 신호열을 생성하기 때문에 하나의 CQI만을 피드 백 받으면 된다는 것이다. 단, MIMO 전송되는 송신 신호열의 수, 즉 송신되는 MIMO 계층의 수 K는 채널 상태에 따라 조정되어야 한다. 이하 본 발명에서는 송신되는 MIMO 시스템의 전송 계층의 수 K를 랭크(이하 rank)라고 명명한다. 따라서, 상기 SCW MIMO의 피드백은 송신 MIMO 계층의 채널 상태를 대표하는 하나의 CQI와 전송 계층 수인 rank로 구성된다.

도 2는 본 발명이 적용되는 DCW MIMO 송수신 장치 구조의 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, DCW MIMO는 SCW MIMO와 다르게 MIMO 계층을 통해 두 개의 서로 다른 부호화된 패킷 신호열이 전송된다.

전송하고자 하는 데이터 열이 2개의 데이터열로 역다중화(201)되고 역다중화된 데이터열은 각각 서로 다른 채널 부호화 및 변조(201-1, 201-2)를 거쳐 각각 변조 신호열이 된다. 다음의 송신 과정은 SCW MIMO와 동일한데, 사전부호화 과정(205)과 각 송신 안테나별 송신처리(207a, 207m)를 거쳐 M개의 송신 안테나(209a, 209m)로 전송될 신호가 만들어진다.

DCW MIMO의 수신 과정 역시 수신 직후의 몇 단계는 SCW MIMO의 수신 과정과 동일하다. 특히, 도 2는 간섭제거기(205)를 활용하는 수신 장치 구조를 예로 들었으나, 다른 형태의 수신 방법도 사용될 수 있다.

N개의 수신 안테나(211a, 211n)로 수신된 신호는 수신처리기(213a, 213n)와 수신결합기(215)를 순서대로 거친 뒤 계층별 전송 신호로 복원된다. 이 복원된 신호들은 상호간의 간섭을 포함하고 있게 된다. 이는 DCW MIMO에서 계층별로 서로 다 른 부호화 및 변조를 거쳤기 때문에 수신기는 우선 복원되는 특정 계층의 신호를 제거하여 이 신호가 다른 계층에 끼친 간섭 효과가 없어지도록 할 수 있다.

이와 같은 간섭제거기(219)를 활용하면 MIMO 계층의 채널 용량을 개선할 수 있고, 따라서 DCW MIMO 전송을 통해 더 많은 데이터를 전송할 수 있게 된다. 간섭 제거를 통한 수신 과정을 설명하면 다음과 같다. 복조 및 채널 복호화(217)를 통해 한 변조 신호열이 성공적으로 복원되면 그 복원된 신호를 활용하여 간섭을 제거(219)한다. 간섭이 제거된 신호열(223)은 다시 복조 및 채널 복호화(217) 과정에 전달되어 두 번째 변조 신호열을 복원한다. 그리고 마지막으로 복원된 두 개의 데이터열은 다중화(221)를 통해 하나의 전송하고자 한 데이터열로 복원된다.

한편, MCW MIMO의 송수신 장치 구조는 DCW MIMO의 송수신 장치 구조와 크게 차이가 없다. MCW MIMO를 지원하는 송신 장치에서는 사전부호화를 통해 만들어진 MIMO 계층별로 서로 다른 코드워드를 전송하고, MCW MIMO를 지원하는 수신 장치에서는 계층별로 복조 및 채널 복호화를 수행하면서 우선 복원된 신호열 순으로 그 신호열이 기여한 간섭을 제거하면서 간섭이 모두 제거될 때까지 간섭 제거와 복조 및 채널 복호화를 반복 수행한다. 이하 본 발명에서는 DCW MIMO의 동작을 확장하면 간단히 유추할 수 있기 때문에 MCW MIMO의 동작에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

하기에서는 하향링크 제어채널에 대하여 설명하고자 한다. 하향링크(Down Link, 이하 DL) 제어채널은 단말기가 기지국으로부터 전송된 신호를 복원하기 위해 필요한 제어 정보들을 포함하고 있는 채널이다. 일반적으로 하향링크 제어채널이 포함하는 정보는 다음과 같다.

1. 수신 단말 식별자(User Equipment IDentification, 이하 UE ID): UE ID는 단말기가 자신에게 전송되는 신호가 존재하는지 여부를 식별하기 위한 정보이다.

일반적으로 특정 UE ID에 따른 CRC가 DL 제어 정보에 삽입되기 때문에, 단말기가 성공적으로 DL 제어 정보를 복원하였다면 해당 제어 정보는 해당 단말기를 위한 정보로 인식하게 된다.

2. 하향링크 자원 블록(Down Link Resource Block, 이하 DL RB) 할당 정보: 단말기가 성공적으로 DL 제어 정보를 복원하였다면, DL RB 정보를 통해 어느 자원 블록으로 자신의 실제 데이터가 전송되는지 인지하게 된다.

3. 전송 포맷(Transport Format, 이하 TF): TF는 전송하는 신호의 변조 및 부호화 방식을 나타내는 것이다. AMC를 적용하고 있다면 단말기는 TF를 알고 있어야 복조 및 복호화 과정을 수행 할 수 있다.

4, 복합 자동 재전송 요청(Hybrid Automatic Repeat request, 이하 HARQ) 관련 정보: HARQ는 전송 패킷을 수신기가 성공적으로 수신하였는지 여부를 송신기에 전송하여 만약 성공적으로 수신하였다면 송신기가 다른 패킷을 전송하고 수신을 실패하였다면 송신기가 이전 패킷을 재전송하는 동작이다. HARQ 관련 정보란, 전송 신호가 초기 전송인지 재전송과 같은 HARQ와 관련된 정보를 뜻하는 것으로, 이를 토대로 단말기는 이전 수신 패킷과 결합하여 복호할 것인지 새로 복호작업을 수행할 것인지 판단하게 된다.

MIMO 전송의 경우에는 위의 4가지 정보에 추가적인 정보가 DL 제어채널로 전송되어야 한다. 이때, 사전부호화가 적용되었다면 어떤 사전부호화 방식이 적용되 었는지를 단말기에 알려주어야 하기 때문에 사전부호화 정보가 DL 제어채널 정보에 추가되어야 한다.

사전부호화가 적용된 SCW MIMO 전송에서 필요한 DL 제어채널 정보는 상기의 UE ID, DL RB, TF, HARQ 관련 정보뿐 아니라 사전부호화 정보를 추가적으로 포함해야 한다.

한편, 사전부호화가 적용된 DCW MIMO 전송의 경우에는 전송 코드워드 수가 2개이기 때문에 코드워드 별로 TF와 HARQ 관련 정보가 전송되어야 한다. 즉, 사전부호화가 적용된 DCW MIMO 전송에 필요한 DL 제어채널 정보는 UE ID와, DL RB와, TF #1(제1 코드워드의 TF)와, TF #2(제2 코드워드의 TF)와, HARQ 관련 정보 #1(제1 코드워드의 HARQ 관련 정보)와, HARQ 관련 정보 #2(제2 코드워드의 HARQ 관련 정보)와, 사전부호화 정보 등으로 구성된다.

여기서, 사전부호화 정보는, 어떤 사전부호화 행렬이 적용되었는지를 지칭하는 정보로, 사전부호화를 통해 구성된 계층과 전송 코드워드 사이에 관계(codeword mapping)등을 포함한다.

이하 하기에서는 사전부호화가 적용된 MIMO 전송에 대한 DL 제어채널을 구성하는 방법을 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 SCW MIMO용 DL 제어채널 정보를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, UE ID(301), DL RB(303), 사전부호화 정보(305), TF(307), HARQ 관련 정보(309)로 구성되는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 각 정보의 순서는 의미가 없다. 만약 재전송 시점과 재전송 시, 소요 자원을 미리 정의한 동기화된 HARQ를 적용한다면, HARQ 관련 정보(309)는 생략할 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용되는 DCW MIMO용 DL 제어채널 정보를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, UE ID(401), DL RB(403), 사전부호화 정보(405), TF #1(407-1), HARQ 관련 정보 #1(409-1), TF #2(407-2), HARQ 관련 정보 #2(409-2)로 구성되는 것을 확인 할 수 있다. 상기 도 3의 경우와 마찬가지로 각 정보의 순서는 의미가 없으며 동기화된 HARQ를 적용한다면 HARQ 관련 정보(409-1, 409-2)는 생략할 수 있다. 즉, 상기 도 4에서와 같이 TF와 HARQ 관련 정보를 코드워드 수만큼 확보하면 일반적인 MCW MIMO용 DL 제어채널 정보를 구성할 수 있다.

또한, 여기서 DCW MIMO 전송을 하기로 송/수신기간에 약속되어 있는 상황이라도, 만약 활성화된 계층의 수가 1이라면 하나의 코드워드만 전송하게 된다. MIMO 채널의 상태에 따라 활성화하는 계층의 수를 적응적으로 조절하는 기법을 계층적응(이하, Rank Adaptation) 기법이라고 한다. SINR이 낮거나 채널의 상관도가 높으면 계층을 M개 구성할 수 있다고 하더라도, 실제 신호열이 전송되는 계층의 수는 이보다 작게 설정해야 한다. 여기서, 실제 신호열이 전송되는 계층을 '활성화된 계층'이라고 하고, 이러한 '계층의 수'를 전송 계층(이하 rank)라고 한다.

DCW MIMO 전송이란, 전송 rank가 2 이상일 경우 무조건 2개의 코드워드를 전송하는 방식이며, 전송 rank가 1이면 1개의 코드워드만 전송될 수밖에 없다. 상기 Rank가 1일 경우에는 SCW MIMO와 DCW MIMO는 동작이 서로 일치하며, 사전부호화가 적용된 경우 이는 적응 빔 성형으로 볼 수 있다.

한편, 도 4 의 DCW MIMO용 DL 제어채널 정보 중 TF #2(407-2), HARQ 관련 정 보 #2(409-2)는 전송 rank가 1인 경우는 필요하지 않은 정보이다. 그러나 종래 이동 통신 시스템에서는 DCW MIMO의 rank-1 전송의 경우에도 상기 TF #2(407-2), HARQ 관련 정보 #2(409-2) 즉, 필요하지 않은 정보들을 전송하게 되는 채널 구조를 가지게 되는 문제점이 있었다.

따라서, MIMO 시스템에서 DCW MIMO를 위한 하향링크 제어채널의 구조를 rank에 따라 정의할 필요성이 요구되는 실정이다.

따라서, 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안된 본 발명은 패킷 데이터 이동통신 시스템에서 하향링크 공용 제어채널을 송수신하는 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 다수의 안테나들을 구비하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에서 하향링크 공용 제어채널을 구성하여 송수신하는 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전송 계층(Rank)를 적응적으로 제어하는 MIMO 시스템에서, 하향링크 공용 제어채널을 구성하는 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 Rank 적응 기법이 적용된 MIMO 시스템에서 Rank에 따라 이중코드워드(DCW MIMO)용 제어채널 정보의 양을 최적화하여 구성된 하향링크 제어채널을 송수신하는 장치 및 방법을 제공한다.

이러한 본 발명은 이동통신 시스템에서 다중 안테나들을 사용하여 패킷을 송 신하는 방법에 있어서, 하나의 부호화 코드워드를 이용하여 상기 패킷을 사전부호화했는지 나타내는 제1 사전부호화 정보와, 또는 적어도 하나 이상의 구별되는 부호화 코드워드들을 이용하여 상기 패킷을 사전부호화했는지 나타내는 제2 사전부호화 정보 중에서 하나를 선택적으로 포함하여 제어채널을 생성하는 과정과, 상기 생성된 제어채널을 리소스 블록에 매핑하여 특정 수신 장치로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 이동통신 시스템에서 다중 안테나들을 사용하여 패킷을 송신하는 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 부호화 코드워드들을 통해 상기 패킷이 사전부호화했는지를 나타내는 확장 제어 정보를 포함하는 제어채널을 생성하는 과정과, 상기 생성된 제어채널을 리소스 블록을 통해 특정 수신 장치로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 이동통신시스템에서 다중 안테나를 통해 송신되는 패킷을 수신하는 방법에 있어서, 하나의 부호화 코드워드를 통해 상기 패킷을 사전부호화했는지 나타내는 제1 사전부호화 정보를 포함하는 제1 제어채널을 수신하여 오류검출하는 과정과, 상기 제1 제어채널에 오류가 발생하지 않음을 확인하면, 상기 제1 제어채널의 리소스 블록정보를 확인하고, 상기 정해진 리소스 블록을 통해 전송되는 패킷을 수신하는 과정과, 상기 수신된 패킷을 상기 하나의 부호화 코드워드를 이용하여 데이터를 복호하는 과정과, 상기 제1 제어채널에 오류가 발생함을 확인하면, 적어도 하나 이상의 구별되는 부호화 코드워드들을 이용하여 상기 패킷을 사전부호화했는지를 나타내는 제2 사전부호화 정보를 포함하는 제2 제어채널을 수신하 여 오류검출하는 과정과, 상기 제2 제어채널에 오류가 발생하지 않음을 확인하면, 상기 제2 제어채널의 리소스 블록정보를 확인하고, 상기 정해진 리소스 블록을 통해 전송되는 패킷을 수신하는 과정과, 상기 수신된 패킷을 상기 적어도 하나 이상의 부호화 코드워드들을 이용하여 구별하여 데이터를 복호하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 이동통신시스템에서 다중 안테나를 통해 송신되는 패킷을 수신하는 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 부호화 코드워드들을 통해 상기 패킷이 사전부호화했는지를 나타내는 확장 제어 정보를 포함하고, 상기 패킷의 사전부호화 정보를 포함하는 제1 제어채널을 수신하는 과정과, 상기 확장 정보의 존재 유무에 따라 상기 제1 제어채널과는 구별되는, 상이한 제2 사전부호화 정보를 포함하는 제2 제어채널을 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 다중 안테나들을 사용하여 패킷을 송신하는 장치에 있어서, 상기 패킷을 위한 제어채널을 전송할 특정 리소스 블록을 선택하는 스케줄러와, 상기 하나의 부호화 코드워드를 이용하여 상기 패킷을 사전부호화했는지 나타내는 제1 사전부호화 정보와, 또는 적어도 하나 이상의 구별되는 부호화 코드워드들을 이용하여 상기 패킷을 사전부호화했는지 나타내는 제2 사전부호화 정보 중에서 하나를 선택적으로 포함하는 제어채널을 생성하는 제어채널 발생기와, 상기 스케줄러가 선택한 상기 특정 리스소 블록에 생성된 제어채널을 매핑하는 매핑기를 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 패킷을 수신하는 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 부호 화 코드워드들을 통해 상기 패킷이 사전부호화했는지를 나타내는 확장 제어 정보를 포함하며, 상기 패킷에 대한 제1 사전부호화 정보를 포함하는 제1 제어채널을 수신하거나, 상기 확장 정보의 존재 유무에 따라 상기 제1 제어채널과는 구별되는, 상이한 제2 사전부호화 정보를 포함하는 제2 제어채널을 수신하는 제어채널 수신기와, 상기 수신된 제1 제어채널 또는 제2 제어채널로부터 획득한 상기 제1 사전부호화 정보 또는 제2 사전부호화 정보를 이용하여 수신 결합계수를 획득하는 수신 결합계수 계산기와, 상기 수신 결합계수 계산기로부터 전달된 수신 결합계수에 따라 특정 리소스 블록에서 전송되는 패킷을 복호하여 전송 데이터를 획득하는 데이터처리부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 패킷 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에서 하향링크(DL) 공용 제어채널을 송수신하는 방안을 제안하는 것으로, 특히 본 발명은 적응적 rank 기법 이 적용된 MIMO 시스템에서, 설정된 rank에 따라 DCW MIMO용 DL 제어채널 정보의 양을 최적화하여 제어채널을 구성하는 방안을 제안한다.

본 발명은, 종래의 DCW MIMO에서 rank-1 전송, 즉 하나의 코드워드만 전송되는 경우에는 TF #2와 HARQ 관련 정보 #2가 필요 없음에도 불구하고, 2 이상의 rank 전송을 감안하여 확보된 자원을 소비하는 종래의 문제를 해결하고자, 전송 rank에 따라 필요한 자원을 사용하여 DCW MIMO용 DL 제어채널을 구성하는 방안을 제안한다.

<<제1 실시 예>>

우선, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에서 제안하는 블라인드 검출을 가정한 DCW MIMO용 DL 제어채널 정보를 도시한 것이다. 여기서, 블라인드 검출이란, 기지국은 복수 개의 DL 제어채널 정보 포맷 중 하나를 이용하여 DL 제어채널 정보를 전송할 수 있는데, 단말기가 어떠한 포맷의 DL 제어채널 정보가 전송될 것인지에 대한 사전 정보가 없이 수신하는 것을 뜻한다.

도 5를 참조하면, rank-1 전송의 DCW MIMO용 DL 제어채널 포맷(510)와 rank-2 이상 전송의 DCW MIMO용 DL 제어채널 포맷(520)가 도시되어 있다. 즉 510은 코드워드가 하나 전송될 경우 사용하는 포맷이고 520은 코드워드가 두 개 전송될 경우 사용하는 포맷이다. 이 경우, 단말기는 상기 rank 전송에 따른 두 가지 포맷 중 어느 포맷의 DL 제어채널이 전송되는지 알지 못한다.

따라서 단말기는 두 가지 포맷에 대한 수신을 모두 시도해 봐야 한다. 이와 관련하여 블라인드 검출의 단점은 수신기가 여러 가지 포맷으로 수신을 시도해 봐 야 한다는 점에서 수신 복잡도가 증가한다는 것이다. 그러나 자원의 소비량이 각각의 포맷에 최적화되어 있다는 점이 블라인드 검출을 가정한 DL 제어채널 전송의 장점이다.

다시 설명하면, 코드워드가 하나 전송될 경우 사용하는 포맷(510)은 UE ID(501), DL RB(503), rank-1 전송용 사전부호화 정보(505), TF #1(507-1), HARQ 관련 정보 #1(509-1)로 구성되어 있다.

사전부호화 코드북(precoding codebook)은 모든 가능한 사전부호화 방법을 나열하여 인덱스를 붙인 것으로, 피드백이나 DL 제어채널에서 어떤 사전부호화 방법을 요청하거나 적용하였는지를 알려주기 위한 지침으로 사용된다.

예를 들어, 사전부호화 코드북에 모두 C개의 사전부호화 방법이 정의되어 있다고 가정하면 이중에 C₁개의 사전부호화 방법은 rank-1 전송 전용이고, 나머지(C-C₁)개의 사전부호화 방법은 rank-2 이상 전송 전용이다.

따라서, 포맷(510)의 rank-1 전송용 사전부호화 정보(505)는 C₁개의 rank-1 전송 전용 사전부호화 중 하나를 지칭하는 것으로 표현을 위해서

비트가 필요하다. 여기서

는 올림 연산자이다.

한편, 코드워드가 두 개 전송될 경우 사용하는 포맷(520)은 UE ID(501), DL RB(503), rank-2 이상 전송용 사전부호화 정보(511), TF #1(507-1), HARQ 관련 정보 #1(509-1), TF #2(507-2), HARQ 관련 정보 #2(509-2)로 구성되어 있다.

여기서, rank-2 이상 전송용 사전부호화 정보(511)는(C-C₁)개의 rank-2 이상 전송 전용 사전부호화 중 하나를 지칭하는 것으로 표현을 위해서

비트가 필요하다.

참고로, 상기 도 4의 사전부호화 정보(405)는 C개의 사전부호화 중 하나를 지칭하기 위해

비트가 필요했다면, 상기 도 5의 사전부호화 정보(511) 구조에서 가장 많은 정보량을 소비하는 경우는 코드워드가 두 개 전송될 경우 사용하는 포맷(520)이다.

즉, 필요한

이므로, 도 5의 정보는 도 4의 정보와 비교할 때 동일한 정보량이 필요하거나 혹은 적은 정보량이 필요하다는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따라 동일하거나 적은 정보량을 가지고, DCW MIMO에서의 rank-1 전송 또는 rank-2 전송의 전송을 나타냄에 따라 수신기로 하여금 수신 복잡도를 간소화하는 장점을 제공한다.

도 6은 본 발명에서 제안하는 블라인드 검출을 가정한 DCW MIMO용 DL 제어채널 정보의 수신 흐름도를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 단말기가 DL 제어수신 신호를 시작(601)하면, 특정 DL 제어신호 리소스 블록(Resource Block, 이하 RB)에서 제1 DL 제어신호 수신을 시도(603)한다. 여기서, RB란 하나의 서브 캐리어 그룹을 나타내며, 상기 RB는 X개의 연속적인 서브 캐리어와 Y개의 연속적인 OFDM 심볼로 구성되어, 그 크기는 X*Y가 된다.

또한, 상기 제1 DL 제어신호란, 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 코드워드가 하나 전송될 경우 사용하는 포맷(510)의 DL 제어신호이다. 그 후, 단말기는 CRC 체크를 통해서 제1 DL 제어신호가 성공적으로 수신되었는지 여부를 판단(605)하는데 만약 성공적으로 수신하였다면, 이 정보를 토대로 단말에게 할당된 DL RB에서 데이터의 수신을 시작(607)한다.

한편, 제1 DL 제어신호가 성공적으로 수신되지 않는다면 단말기는 제2 DL 제어신호 수신을 시도(609)한다. 여기서 제2 DL 제어신호란, 상기 도 5에서 도시한 코드워드가 두 개 전송될 경우 사용하는 포맷(520)의 DL 제어신호이다. 즉, 본 발명에서는 블라인드 검출을 가정해서 DL 제어신호가 설계되었기 때문에, 제1 DL 제어신호를 수신 시도해보고 실패하면, 제2 DL 제어신호를 수신 시도함을 특징으로 한다.

다음으로 CRC 체크를 통해서 제2 DL 제어신호가 성공적으로 수신되었는지 여부를 판단(611)하는데, 만약 성공적으로 수신하였다면 이 정보를 토대로 단말에게 할당된 DL RB에서 데이터의 수신을 시작(607)한다.

한편, 그렇지 않다면 다른 DL 제어신호 RB로 이동(613)하여 제1 DL 제어신호의 수신 시도(603)부터 상기의 과정으로 반복한다.

따라서, 상기 제1 실시 예에 따른 본 발명은 블라인드 검출 기반의 방식에서 하나의 코드워드만 전송되는 경우는 사전부호화 정보를 사전부호화 코드북 중 rank-1 전송 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북(sub-codebook)의 원소 인덱스를 나타내고, 두 개의 코드워드가 전송되는 경우는 사전부호화 정보를 rank-2 이상 전송 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 인덱스를 사용하여 나타냄으로써, 불필요한 자원의 소비를 막을 수 있는 장점을 가진다.

<<제2 실시 예>>

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에서 제안하는 별도 부호화를 가정한 DCW MIMO용 DL 제어채널 정보를 도시한 것이다.

별도 부호화를 가정할 경우 단말기는 첫 번째 코드워드를 복원하기 위한 제어 정보(710, 이하 제1 DL 제어신호)를 우선 수신하고, 그 제어 정보를 통해 두 번째 코드워드를 복원하기 위한 확장 제어 정보(720, 이하 제2 DL 제어신호)가 별도로 존재하는지 여부를 확인한 뒤 존재한다면 확장 제어 정보를 수신하는 방법을 사용할 수 있다. 따라서 단말기는 블라인드 검출의 경우에 비해 제어채널 수신의 복잡도를 줄일 수 있다.

도 7을 참조하면, 제1 DL 제어신호(710)는 첫 번째 코드워드를 복원하기 위한 제어 정보인 UE ID(711), DL RB(703), 확장 정보(713), 사전부호화 정보 파트1(715), TF #1(707-1), HARQ 관련 정보 #1(709-1)로 구성되어 있다. 한 개의 코드워드만 전송되는 경우에는 제1 DL 제어신호(710)의 정보만으로 데이터의 수신이 가능하다.

제2 DL 제어신호(720)는 두 번째 코드워드를 복원하기 위한 제어 정보인 UE ID(717), 사전부호화 정보 파트2(719), TF #2(707-2), HARQ 관련 정보 #2(709-2)로 구성되어 있다. 두 개의 코드워드가 전송되는 경우에는 상기 제1 DL 제어신호(710)뿐 아니라 제2 DL 제어신호(720)의 정보도 데이터의 수신을 위해서 필요하다.

즉, 송신 장치는 코드워드가 하나만 전송되는지 또는 두 개가 전송되는지는 확장 정보(713)를 통해 알 수 있다. 만약 하나의 코드워드만 전송된다면 확장 정보는 제2 DL 제어신호의 수신이 필요 없다는 것(확장 정보가 없음)을 알려줄 것이고, 두 개의 코드워드가 전송된다면 확장 정보는 제2 DL 제어신호의 수신이 필요하다는 것(확장 정보가 있음)을 알려줄 것이다.

또한, 확장 정보가 없는 경우, 사전부호화 정보 파트1은 rank-1 전송용 사전부호화 정보를 나타낸다. 이는 블라인드 검출의 예에서 설명한 바와 같이 사전부호화 정보 파트1은 C₁개의 rank-1 전송 전용 사전부호화 중 하나를 지칭하는 것을 표현하기 위해

비트가 필요하다.

한편, 확장 정보가 있는 경우, 사전부호화 정보 파트1과 사정부호화 정보 파트2는 합쳐서 rank-2 이상 전송 전용 사전부호화 중 하나를 지칭하는 것을 표현한다. 이미 사전부호화 정보 파트1로

비트가 할당되어 있고,(C-C₁)개의 rank-2 이상 전송 전용 사정부호화 중 하나를 지칭하는 것을 표현하기 위해

비트가 필요하므로 사전부호화 정보 파트2로

비트가 필요하다.

즉, 확장 정보를 토대로 사전부호화 정보 파트 1은 확장 정보가 없는 경우에 rank-1 전송 전용 사전부호화 정보로 사용되고, 확장 정보가 있는 경우에는 rank-2 이상 전송 전용 사전부호화 정보중의 일부로 사용되며, 나머지 정보는 사전부호화 정보 파트 2로부터 구한다.

예를 들어, 사전부호화 정보 파트1은 2비트이고 사전부호화 정보 파트2는 3비트이며, rank-2 이상 전송 전용 사전부호화 정보는 사전부호화 정보 파트1를 위해 2비트의 최상위 비트(Most Significant Bit, 이하 MSB)로 하고, 사전부호화 정보 파트2를 위해 3비트의를 최하위 비트(Least Significant Bit, 이하 LSB)로 하는 총 5비트로 표현된다고 하자.

사전부호화 정보 파트 1에 01이라는 정보가 기록되어 있다면, 확장 있음의 경우에는 rank-1 전송 전용 사전부호화 중 인덱스가 01인 사전부호화를 사용하고 있음을 뜻한다. 그리고, 확장 있음의 경우에는 사전부호화 정보 파트2를 추가로 수신하여 111이라는 정보가 기록되어 있다면 rank-2 이상 전송 전용 사전부호화 정보는 01111이라는 정보로 해석할 수 있으며 rank-2 전송 전용 사전부호화 중 인덱스가 01111인 사전부호화를 사용하고 있음을 뜻한다.

한편, 제2 DL 제어신호(720)는 UE ID(717)을 포함하고 있는데 이 UE ID가 CRC의 형태로 삽입되어 있다면, 이 CRC #2는 상기 제1 DL 제어신호(710)의 UE ID(711)의 CRC #1보다 작은 비트 수만 사용하거나 혹은 생략할 수도 있다. 이러한 설정은 별도 부호화 방식은 CRC #2를 위한 자원을 추가적으로 소비해야 한다는 단점을 줄이거나 없애기 위한 방책이다.

또한, 이는 제1 DL 제어신호(710)와 제2 DL 제어신호(720)의 수신 오류가 발생하는 사건이 상호 독립적이지 않다면 CRC #2의 비트를 줄일 수 있기 때문이다.

도 8은 본 발명에서 제안하는 별도 부호화를 가정한 DCW MIMO용 DL 제어채널 정보의 수신 흐름도를 도시한 것이다.

도 8을 참조하면, 단말기가 DL 제어수신 신호를 시작(801)하면 첫 DL 제어신호 RB에서 제1 DL 제어신호 수신을 시도(803)한다. CRC #1 체크를 통해서 제1 DL 제어신호가 성공적으로 수신되었는지 여부를 판단(805)하는데, 만약 성공적으로 수신하였다면 확장 정보를 토대로 확장이 존재하는지 즉, 제2 DL 제어신호가 추가적으로 존재하는지 여부를 판단(809)한다.

한편, CRC #1 체크를 통해서 제1 DL 제어신호가 성공적으로 수신되지 않았다면, 다른 제어신호 RB로 이동(807)하여 제1 DL 제어신호의 수신 시도(803)부터 다시 시작한다.

809 단계에서 확장 정보가 없는 것으로 판명나면, 사전부호화 정보 파트1을 통해 rank-1 전송 전용 사전부호화 방식이 어떤 것이 사용되었는지를 인식(811)하고, 할당된 DL RB에서 데이터 수신을 시작(813)한다.

한편, 상기 809 단계에서 확장 정보가 있는 것으로 판명나면, 제2 DL 제어신호 수신을 시도(815)한다. CRC #2가 정의되어 있다면 CRC #2 체크를 통해서 제2 DL 제어신호가 성공적으로 수신되었는지 여부를 판단(817)한다. 이때, 만약 상기 제2 DL 제어신호를 성공적으로 수신하였다면 803 단계에서 수신한 제1 DL 제어신호의 사전부호화 정보 파트1과 815 단계에서 수신한 제2 DL 제어신호의 사전부호화 정보 파트2를 결합해서 rank-2 이상 전송 전용 사전부호화 방식으로 어떤 것이 사용되었는지를 인식(819)한다. 그 후 할당된 DL RB에서 데이터 수신을 시작(813)한다.

만약, 상기 817 단계에서 제2 DL 제어신호가 성공적으로 수신되지 않았다면, 다른 제어신호 RB로 이동(807)하여 제1 DL 제어신호의 수신 시도(803)부터 다시 시작한다.

따라서, 상기 제2 실시 예에 따른 본 발명은, 구별된 부호화 기반의 방식에서 하나의 코드워드만 전송되는 경우는 사전부호화 정보 파트1이 rank-1 전송 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 인덱스를 나타내고, 두 개의 코드워드가 전송되는 경우는 사전부호화 정보 파트1과 파트2가 결합된 rank-2 이상 전송 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 인덱스를 나타낸다.

도 9는 본 발명에 따른 송신 장치의 구성도를 도시한 것이다.

도 9를 참조하면, 사용자 정보 비트열은 스케줄러(901)의 판단에 의해 어느 RB으로 전송될 것인가가 결정된다. 상기 스케줄러(901)는, 피드백 수신기(910)로부터 피드백된 신호 중 각 사용자의 채널 상태와 관련된 정보를 수신 및 해석해서 전달해 준 것을 토대로, 전송에 적절한 RB을 선택한다. 이때, 상기 피드백 수신기(910)는 사전부호화와 관련한 피드백 정보를 수신하여 사전부호화 방식 결정기(911)로 전달한다. TF 결정기(913)는 결정된 사전부호화 방식과 채널 상태를 토대로 각 신호열 별 TF를 결정한다.

역다중화기(902)는 DCW MIMO 전송을 위해 각 사용자 정보 신호에 대하여 역다중화를 수행한다. 상기 역다중화된 각 신호열은 DCW MIMO 전송에 따라 개별 채널 부호화 및 변조(903-1, 903-2)를 거치게 된다. 여기서, 채널부호화 및 변조는 상기 TF 결정기(913)에서 결정된 명령에 따라 수행된다. 또한, 변조 신호열은 사전부호화 방식 결정기(911)의 명령을 받은 사전부호화기(904)를 통해 사전부호화되고, 사전부호화된 신호열은 심볼-자원 매핑기(905)를 통해 상기 스케줄러(901)가 결정한 RB에 배치된다.

한편, 상기 스케줄러(901)가 선택한 수신 단말의 식별자와, 할당된 RB과, 사용한 사전부호화 방식과, TF 등을 토대로 하향링크 공용 제어채널 신호 발생기(914)는 제어신호를 생성한다. 상기 제어채널 신호 발생기(914)는 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에서 제안하는 방안에 따라 제어채널 구성한다.

즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 상기 제어채널 신호 발생기(914)는 하나의 부호화 코드워드를 이용하여 전송하고자 하는 사용자 비트 열을 사전부호화했는지 나타내는 제1 사전부호화 정보와, 또는 적어도 하나 이상의 구별되는 부호화 코드워드들을 이용하여 상기 패킷을 사전부호화했는지 나타내는 제2 사전부호화 정보 중에서 하나의 부호화 정보를 선택하여 제어채널을 구성한다.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 상기 제어채널 신호 발생기(914)는 적어도 하나 이상의 부호화 코드워드들을 통해 상기 패킷이 사전부호화했는지를 나타내는 확장 정보를 포함하는 제어채널을 생성한다. 즉, 상기 제어채널 신호 발생기(914)는 상기 적어도 하나 이상의 부호화 코드워드들을 이용하여 상기 패킷을 사전부호화했는지 나타내는 상기 확장 정보와, 상기 패킷을 사전부호화한 제1 사전부호화 정보를 포함하는 제1 제어채널을 생성한다. 그리고, 상기 확장 정보와 관련하 여 상기 제1부호화 정보와는 상이한 제2 사전부호화 정보를 포함하는 제2 제어채널을 구성한다.

심볼-자원 매핑기(905)는 상기 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따라 구성된 제어신호 및 사전부호화된 심별열을 할당된 특정 자원에 매핑한다. 이렇게 특정 전송 자원에 매핑된 신호들은 송신처리기(906a, 906m)를 거쳐 다중 송신안테나(907a, 907m)으로 전송된다.

도 10는 본 발명에 따른 수신 장치의 구성도를 도시한 것이다.

도 10을 참조하면, 다중 수신 안테나들(1001a, 1001n)에서 수신된 신호는 수신 처리기(1002a, 1002n)을 통해 데이터 신호와 제어신호를 수신한다.

하향링크 공용 제어채널 신호 수신기(1010)는 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따라 생성된 제어신호를 수신하여 사전부호화 정보, TF 등의 제어 정보를 복원한다. 즉, 상기 하향링크 공용 제어채널 신호 수신기(1010)는 제1 실시 예에 따르는 경우, 수신된 제1 DL 제어신호에 대하여 CRC를 확인하고, 정상적으로 수신되었으면 데이터 신호를 수신한다. 이때, 상기 제1 DL 제어신호가 정상적으로 수신되지 않았으면, 제2 DL 제어신호를 수신한다.

이때, 수신된 제어신호에 대한 제1 DL 제어신호인지 또는 제2 DL 제어신호인지의 여부는 상기 제어신호의 사전부호화 정보를 통해 확인가능하다. 한편, 제2 실시 예를 따르는 경우는 수신된 제1 DL 제어신호의 확장 정보를 통해, 제2 DL 제어신호의 사전부호화 정보 파트2를 더 수신해야하는지를 확인한다.

수신 결합계수 계산기(1011)는 복원된 사전부호화 정보와 수신 채널 상태를 토대로 수신 결합 계수를 구하고, 이를 수신 결합기(1003)에 넘겨서 DCW MIMO 전송 신호열을 복원한다.

TF 판단기(1012)는 수신된 TF 정보를 복조 및 채널 복호화(1004)로 전달한다. 복조 및 채널 복호화(1004)는 전달된 TF 정보를 이용하여 상기 수신된 데이터 신호에 대하여 복조 및 채널 복호 작업을 수행한다.

간섭 제거기(1005)는 수신 성능을 개선하기 위한 것으로, 상기 복조 및 채널 복호화(1004)를 통해 데이터 열이 성공적으로 복원되면, 그 복원된 신호에 대하여 간섭을 제거한다. 이때, 상기 간섭 제거기(1005)는 복조 및 채널 복호화(1004)를 수행하면서 우선 복원된 신호열 순으로 그 신호열이 기여한 간섭이 모두 제거 될 때까지 상기 간섭 제거와 복조 및 채널 복호화를 반복 수행함을 포함한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, MIMO 시스템에서 블라인드 검출 기반의 방식과, 별도 부호화 기 반의 방식을 제안함에 있어서, 전송 rank에 따라 필요한 전송 자원을 소비하여 DCW MIMO용 DL 제어채널을 구성하는 장점을 가진다. 또한, 상기 제어채널 구성시 포함되는 제어 정보의 양을 최적화하는 장점을 가진다.

따라서, 본 발명은 하향링크 제어채널을 구성함에 있어서, 적어도 하나 이상의 코드워드들을 사용하는 경우, 상기 코드워드를 사용에 따른 제어채널을 구성시 불필요한 자원의 소비를 막을 수 있는 장점을 가진다.

Claims

다중 안테나를 사용하여 데이터 신호를 전송하는 이동통신 시스템에서 상기 전송되는 데이터 신호 복원을 위해 필요한 제어 신호를 포함하는 데이터 하향 링크 공용 제어 채널을 송신하는 방법에 있어서,

상기 전송되는 데이터 신호가 둘 이상의 코드 워드로 부호화되어 전송되는지를 판단하는 과정과,

상기 판단 결과에 따라, 사전부호화 코드북 중 하나의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북(sub-codebook)의 제 1 원소 인덱스 또는 둘 이상의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북의 제 2 원소 인덱스 중 하나를 선택하는 과정과,

상기 사전부호화 정보로 상기 선택된 원소 인덱스를 포함시켜 제어 채널을 생성하는 과정과,

상기 생성된 제어 채널을 특정 리소스 블록에 매핑하여 특정 수신 장치로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 제어채널은

상기 전송되는 데이터 신호가 하나의 코드 워드로 부호화되어 전송될 경우,

상기 특정 수신 장치의 식별자 정보와, 패킷을 전송할 하향링크 리소스 블록 정보와, 상기 패킷의 전송 형식 정보(TF)와, 상기 패킷의 재전송 회수를 나타내는 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 원소 인덱스를 표현하기 위해 요구되는 비트수는 하기의 <수학식 1>로 표현됨을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법.

<수학식 1>

하나의 코드워드 전용 비트수 =

상기 <수학식 1>에서
은 올림 연산자이고, 상기 C₁ 은 하나의 코드워드 전용 사전 부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 개수임.
제 1항에 있어서,

상기 하향 링크 공용 제어채널은

상기 전송되는 데이터 신호가 둘 이상의 코드 워드들로 부호화되어 전송될 경우, 상기 특정 수신 장치의 식별자 정보와, 패킷을 전송할 하향링크 리소스 블록 정보와, 상기 각각의 코드 워드들에 상응하는 둘 이상의 패킷의 전송 형식 정보(TF)와, 상기 각각의 코드워드들에 상응하는 둘 이상의 패킷 재전송 회수를 나타내는 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 원소 인덱스를 표현하기 위해 요구되는 비트수는 하기의 <수학식 2>로 표현됨을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법..

<수학식 2>

둘 이상의 코드워드 전용 비트수 =

상기 <수학식 1>에서
은 올림 연산자이고, 상기 C는 모든 가능한 사전 부호화로 구성된 사전 부호화 코드북의 원소 개수이고, 상기 C₁ 은 하나의 코드워드 전용 사전 부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 개수임.
제 1항에 있어서,

상기 제어 채널을 생성하는 과정은

상기 전송되는 데이터 신호가 둘 이상의 코드 워드로 부호화되어 전송될 경우, 제 1 사전 부호화 정보 파트, 제 1 코드 워드에 상응하는 제어 신호를 포함하는 제 1 하향 링크 공용 제어 채널 및 제 2 사전 부호화 정보 파트, 제 2 코드 워드에 상응하는 제어 신호를　 포함하는 제 2 하향 링크 공용 제어 채널을 모두 생성하되,

상기 제 1 하향 링크 공용 제어 채널은 제 2제어 채널을 통해 더 전송할 제어 신호가 있음을 나타내는 확장 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법.
제 6항에 있어서,

상기 제어 채널을 생성하는 과정은

상기 제 1 사전 부호화 파트 및 제 2 사전 부호화 파트를 결합하여 상기 제 2 원소 인덱스를 나타냄을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법.
제 7항에 있어서,

상기 제 2 사전 부호화 파트에서 요구되는 비트수는 하기의 <수학식 3>에 의해　 산출됨을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 송신 방법.

<수학식 3>

제 2 사전 부호화 파트 비트수 =

상기 <수학식 3>에서
은 올림 연산자이고, 상기 C는 모든 가능한 사전 부호화로 구성된 사전 부호화 코드북의 원소 개수이고, 상기 C₁ 은 하나의 코드워드 전용 사전 부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 개수임.
다중 안테나를 사용하여 데이터 신호를 전송하는 이동통신 시스템에서 상기 데이터 신호를 복원하기 위한 제어 신호를 포함하는 하향 링크 공용 제어 채널을 수신하는 방법에 있어서,

하나의 코드 워드로 부호화된 데이터 신호를 위한 제 1 제어 채널 또는 둘 이상의 코드 워드들로 부호화된 데이터 신호를 위한 제 2 제어 채널을 수신하여 오류 검출하는 과정과,

상기 오류 검출 결과, 수신 성공한 제어 채널에 포함된 제어 정보를 검출하는 과정과,

상기 검출된 제어 정보를 토대로 단말에게 할당된 하향 링크 리소스 블록에서 데이터를 수신하여 복호하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 수신 방법.
제 9항에 있어서,

상기 제어 정보를 검출하는 과정은

상기 제 1 제어 채널이 수신 성공하였을 경우, 상기 제 1 제어 채널에 포함된　 사전 부호화 정보는 하나의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북(sub-codebook)의 제 1 원소 인덱스로 인식함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 수신 방법.
제 9항에 있어서,

상기 제어 정보를 검출하는 과정은

상기 제 2 제어 채널이 수신 성공하였을 경우, 상기 제 2 제어 채널에 포함된　 사전 부호화 정보는 둘 이상의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북(sub-codebook)의 제 2 원소 인덱스로 인식함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 수신 방법.
다중 안테나를 사용하여 데이터 신호를 전송하는 이동통신 시스템에서 상기 데이터 신호를 복원하기 위한 제어 정보를 포함하는 하향 링크 공용 제어 채널을 수신하는 방법에 있어서,

데이터 신호를 위한 제 1 제어 채널을 수신하는 과정과,

상기 제 1 제어 채널에 둘 이상의 코드 워드로 부호화된 데이터에 대한 제어 정보인지를 나타내는 확장 정보가 포함되었는지를 판단하는 과정과,

상기 제 1 제어 채널에 확장 정보가 포함되어 있지 않을 경우, 상기 제 1 제어 채널에 포함된 제어 정보를 검출하는 과정과,

상기 검출된 제어 정보를 토대로 단말에게 할당된 하향 링크 리소스 블록에서 데이터를 수신하여 하나의 코드 워드를 이용하여 복호하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 수신 방법.
제 12항에 있어서,

상기 제어 정보를 검출하는 과정은

상기 제 1 제어 채널이 수신 성공하였을 경우, 상기 제 1 제어 채널에 포함된　 제 1 사전 부호화 파트에 포함된 정보를 하나의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북(sub-codebook)의 제 1 원소 인덱스로 인식함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 수신 방법.
제 12항에 있어서,

상기 제 1 제어 채널에 확장 정보가 포함되어 있을 경우, 제 2 제어 채널을 수신하는 과정과,　

상기 제 1 제어 채널 및 제 2 제어 채널에 포함된 제어 정보를 검출하는 과정과,

상기 검출된 제어 정보를 토대로 단말에게 할당된 하향 링크 리소스 블록에서 데이터를 수신하여 둘 이상의 코드 워드를 이용하여 복호하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 수신 방법.
제 14항에 있어서,

상기 제어 정보를 검출하는 과정은

상기 제 1 제어 채널에 포함된 제 1 사전 부호화 파트 및 제 2 제어 채널에 포함된 제 2 사전 부호화 파트를 결합한 정보를 둘 이상의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북(sub-codebook)의 제 2 원소 인덱스로 인식함을 특징으로 하는 하향 링크 공용 제어 채널 수신 방법.
이동통신시스템에서 다중 안테나들을 사용하여 패킷을 송신하는 장치에 있어서,

상기 패킷을 위한 제어채널을 전송할 특정 리소스 블록을 선택하는 스케줄러와,

상기 전송되는 데이터 신호가 둘 이상의 코드 워드로 부호화되어 전송되는지를 판단하여, 사전부호화 코드북 중 하나의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북(sub-codebook)의 제 1 원소 인덱스 또는 둘 이상의 코드워드 전용 사전부호화만으로 구성된 부코드북의 제 2 원소 인덱스 중 하나를 선택하고, 상기 사전부호화 정보로 상기 선택된 원소 인덱스를 포함시켜 제어 채널을 생성하는 제어채널 발생기와,

상기 스케줄러가 선택한 상기 특정 리스소 블록에 생성된 제어 채널을 매핑하는 매핑기를 포함함을 특징으로 하는 패킷 송신 장치.
제 16항에 있어서,

상기 제어 채널 발생기는

상기 제 1 원소 인덱스를 표현하기 위해 요구되는 비트수를 하기의 <수학식 4>로 함을 특징으로 하는 패킷 송신 장치.

<수학식 4>

하나의 코드워드 전용 비트수 =

상기 <수학식 4>에서
은 올림 연산자이고, 상기 C₁ 은 하나의 코드워드 전용 사전 부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 개수임.
제 16항에 있어서,

상기 제어 채널 발생기는

상기 제 2 원소 인덱스를 표현하기 위해 요구되는 비트수를 하기의 <수학식 5>로 함을 특징으로 하는 패킷 송신 장치.

<수학식 5>

둘 이상의 코드워드 전용 비트수 =

상기 <수학식 5>에서
은 올림 연산자이고, 상기 C는 모든 가능한 사전 부호화로 구성된 사전 부호화 코드북의 원소 개수이고, 상기 C₁ 은 하나의 코드워드 전용 사전 부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 개수임.
제 16항에 있어서,

상기 제어 채널 발생기는

상기 전송되는 데이터 신호가 둘 이상의 코드 워드로 부호화되어 전송될 경우, 제 1 사전 부호화 정보 파트, 제 1 코드 워드에 상응하는 제어 신호를 포함하는 제 1 하향 링크 공용 제어 채널 및 제 2 사전 부호화 정보 파트, 제 2 코드 워드에 상응하는 제어 신호를　 포함하는 제 2 하향 링크 공용 제어 채널을 모두 생성하되, 상기 제 1 하향 링크 공용 제어 채널은 제 2제어 채널을 통해 더 전송할 제어 신호가 있음을 나타내는 확장 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 패킷 송신 장치.
제 19항에 있어서,

상기 제어 채널 발생기는

상기 제 1 사전 부호화 파트 및 제 2 사전 부호화 파트를 결합하여 상기 제 2 원소 인덱스를 나타냄을 특징으로 하는 패킷 송신 장치.
제 20항에 있어서,

상기 제어 채널 발생기는

상기 제 2 사전 부호화 파트에서 요구되는 비트수를 하기의 <수학식 6>으로 함을 특징으로 하는 송신 패킷 송신 장치.

<수학식 6>

제 2 사전 부호화 파트 비트수 =

상기 <수학식 3>에서
은 올림 연산자이고, 상기 C는 모든 가능한 사전 부호화로 구성된 사전 부호화 코드북의 원소 개수이고, 상기 C₁ 은 하나의 코드워드 전용 사전 부호화만으로 구성된 부코드북의 원소 개수임.
이동통신시스템에서 다중 안테나들을 사용하여 패킷을 수신하는 장치에 있어서,

적어도 하나 이상의 부호화 코드워드들을 통해 상기 패킷이 사전부호화했는지를 나타내는 확장 제어 정보를 포함하며, 상기 패킷에 대한 제1 사전부호화 정보를 포함하는 제1 제어채널을 수신하거나, 상기 확장 정보의 존재 유무에 따라 상기 제1 제어채널과는 구별되는, 상이한 제2 사전부호화 정보를 포함하는 제2 제어채널을 수신하는 제어채널 수신기와,

상기 수신된 제1 제어채널 또는 제2 제어채널로부터 획득한 상기 제1 사전부호화 정보 또는 제2 사전부호화 정보를 이용하여 수신 결합계수를 획득하는 수신 결합계수 계산기와,

상기 수신 결합계수 계산기로부터 전달된 수신 결합계수에 따라 특정 리소스 블록에서 전송되는 패킷을 복호하여 전송 데이터를 획득하는 데이터처리부를 포함함을 특징으로 패킷 수신 장치.
제 22항에 있어서,

상기 제어채널 수신기는,

상기 확장 정보가 존재함을 확인하여 상기 수신 결합계수 계산기가 상기 제1 제어채널의 사전부호화 정보와 상기 제2 제어채널을 결합하여 상기 패킷을 복호하기 위한 부호화 코드워드를 생성하도록 함을 특징으로 하는 패킷 수신 장치.
제 22항에 있어서,

상기 데이터 처리부는,

상기 제어채널 수신기로부터 상기 제1 제어채널 또는 제2 제어채널에 포함되어 있는 상기 패킷을 수신하는 특정 수신 장치의 식별자 정보와, 상기 패킷이 전송되는 상기 특정 리소스 블록에 관한 정보와, 상기 패킷의 전송 형식 정보(TF)와, 상기 패킷의 재전송 회수를 나타내는 정보를 확인하여 상기 생성된 부호화 코드워드를 이용하여 상기 패킷을 복호화함을 특징으로 하는 패킷 수신 장치.