본 발명의 방법은 Multi-user MIMO 사용시 효율적인 ACK/NACK 채널 전송방법을 제안하며 제안된 방식을 사용할 경우 하향링크 무선자원을 효율이 높아질 수 있다.

본 발명에서 제시하는 주파수분할 다중 멀티플렉싱을 통한 응답문자를 전송하는 방법은 다수의 이동국에 대한 다중 입출력을 지원하는 이동통신 시스템에서 자동재송요구를 지원하는 응답문자 전송방법에 있어서, 동일한 상향링크 자원블록을 사용하는 이동국 간에는 주파수분할 다중만으로 멀티플렉싱하고, 서로 다른 상향링크 자원블록을 사용하는 이동국 간에는 코드분할 다중 또는 주파수분할 다중으로 멀티플렉싱한 응답문자를 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이동통신 시스템의 상향, 하향링크는 직교분할 다중화 방식에 기반한 셀룰라 시스템에 해당하고, 상기 상향링크 자원블록은 데이터 부분 및 상기 데이터 부분의 코히런트 복조를 위한 채널 추정정보가 포함된 파일럿 부분이 시분할 다중화 멀티플렉싱되어 있으며, 상기 동일한 상향링크 자원블록을 사용하는 이동국 간에는 서로다른 파일럿의 시퀀스 번호를 사용하며 상기 파일럿의 시퀀스 번호에 따라 상기 응답문자를 전송하는 하향링크의 채널 주파수가 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동국이 사용하는 상향링크 자원블록의 식별번호 및 상기 상향링크 자원블록에 포함된 파일럿의 시퀀스 번호를 상기 응답문자가 전송되는 하향링크의 코드 번호 및 상기 하향링크의 채널 주파수의 자원번호와 함축적(implicit)으로 매핑하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이동통신 시스템상에서 상기 이동국이 사용할 수 있는 상향링크 자원블록을 여러 자원블록 그룹으로 나누고 각 상향링크 자원블록 그룹별로 서로 다른 주파수로 매핑하고, 상기 상향링크 자원블록 그룹내 서로 다른 상향링크 자원블록에 포함된 파일럿의 시퀀스 번호가 동일한 이동국 간에는 상기 응답신호가 전송되는 하향링크의 코드번호를 서로 다르게 매핑하며, 상기 파일럿의 시퀀스 번호가 상이한 이동국 간에는 상기 응답신호가 전송되는 하향링크의 채널 주파수를 서로 다르게 매핑하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상향링크 자원블록 그룹내 동일한 시퀀스 번호의 파일럿이 포함된 상향링크 자원블록의 개수는 상기 하향링크의 코드번호의 개수와 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 이동통신 시스템상의 하나의 상향링크 자원블록에서 동시에 사용하는 최대 이동국의 개수가 M인경우에는, 상기 이동통신 시스템상에 존재하는 이동국이 사용하는 상향링크 자원블록의 식별번호, 파일럿의 시퀀스 번호, 상기 응답문자를 전송하는 하향링크의 코드번호 및 상기 하향링크의 채널 주파수의 자원번호에 대한매핑정보가 포함된 매핑 테이블에 따라 다중 입출력을 지원하는 상기 M 이하의 이동국에 대한 상기 응답신호를멀티플렉싱하도록 매핑하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동국이 사용하는 상향링크 자원블록이 다수의 이동국에 대한 다중 입출력을 지원하지 않는 형태인 경우에는, 이동통신 시스템상에서 상기 이동국이 사용할 수 있는 상향링크 자원블록을 여러 자원블록 그룹으로 나누고 각 상향링크 자원블록 그룹별로 서로 다른 주파수로 매핑하고, 상기 상향링크 자원블록을 사용하는 이동국 간에는 상기 응답신호가 전송되는 하향링크의 코드번호를 서로 다르게 매핑하는 것을 특징으로 한다.

특허 기술 설명

기술적 과제를 달성하기 위하여 3G LTE 시스템에서 상향링크 Multi-user MIMO에 대한 하향링크 ACK/NACK채널을 전송하는 상황을 예를 들어서 설명 셀룰라 시스템의 패킷데이터 전송에 있어서 패킷에러를 최소화하기 위해 HARQ의 도입은 필수적이다.

이 경우 반대쪽 링크에서 ACK 혹은 NACK 비트를 전송하게 되는데 ACK는 수신한 패킷에 에러가 나지 않았을 경우 전송되며 NACK는 에러가 났을 경우 전송된다.

NACK를 수신하였을 경우 패킷을 재전송하며 ACK를 받았을 경우 다음 번 패킷을 전송하게 된다. 이를 HARQ라 한다.

3G LTE의 경우 상향링크 및 하향링크에서 Multi-user MIMO방식을 제공한다. 이 경우 동일한 무선자원을 다수의사용자가 사용하게 되는데 수신단에서는 잘 알려진 MIMO 복조 방법을 사용하여 상호간섭을 제거하고 각각의 데이터를 복조하게 된다.

상향링크에서 Multi-user MIMO를 지원하는 셀룰라 이동통신 시스템

도1)

기지국 수신 안테나가 2개인 경우를 예를 들었다. 이 경우 두 이동국(110-A, 110-B)은 각각 상향

링크(130-A, 130-B)로 데이터 전송시 도 2에서처럼 동일한 자원을 이용하여 전송한다.

상향링크 자원블록

도2)

상향링크에서 OFDMA 혹은 DFT 확산된 OFDMA (이하 DFT-S-OFDMA 라함) 방식의 전송시 무선자원의 예를 나

타낸다.

빗금친 부분이 상기 두 이동국에 할당된 시간/주파수 무선자원이다

두 이동국(110-A, 110-B)은 동일한 자원블록을 사용하여 상향링크(130-A, 130-B)로 전송하고 기

지국은 상기 두 이동국으로부터 전송된 신호를 MIMO 수신알고리즘을 이용하여 동시에 복조한다.

자원블록(160, Resource Block, RB)은 3G LTE의 상향링크의 예에서는 12개의 부 반송파

와 14개의 OFDM 심볼 구간으로 이루어져 있다.

상기 자원블록(160)은 파일롯 부분(140)과 데이터 부분(150)으로 나누어져 있는데 두 이동국이 사용하는 파일롯(140)에 서로 다른 코드 시퀀스로 스크램블링된 파일롯을 전송하므로서 기지국이 두 이동국으로부터 동일한 자원블록으로 수신되는 신호를 복조할 수 있는 것이다.

상기 상향링크 Multi user MIMO 신호에 대해 기지국은 각각 ACK/NACK 신호를 전송하여야 한다. 본 발명의 방법은 상기 Multi user MIMO 신호에 대한 ACK/NACK 신호를 효율적으로 multiplexing하는 방법을 제시한다.

상기 본 발명의 하향링크 ACK/NACK 신호는 CDM/FDM 하이브리드 형태의 Multiplexing을 기본으로 하되 상향링크에서 다른 자원블록을 사용하는 이동국간에는 CDM 및 FDM 모두 사용될 수 있으나 동일한 상향링크 자원블록을사용하는 Multi-user MIMO 이동국간에는 FDM 만으로 Multiplexing 됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 하향링크 ACK/NACK 채널의 코드 번호 및 사용 주파수 자원번호를 상향링크 자원블록(160)번호 및 파일롯 시퀀스 번호와 함축적(implicit)으로 매핑 시킴으로서 기지국으로 하여금 따로 이동국에 시그널링을 할 필요가 없게하는 방법을 제안한다. 이와 같이 하는 이유는 기지국 시스템이 상향링크 MIMO 도입여부에 따라 하향링크 ACK/NACK채널 자원을 효율적으로 할당할 수 있도록 하기 위함이다.

Multi-user MIMO에 대한 ACK/NACK 채널에 QPSK변조 형식

도3)

 

하향링크 ACK/NACK를 위한 CDM multiplexing을 설명하기 위한 OFDM 자원 매핑의 일례를 나타낸다. N을상기 CDM 으로 multplexing된 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 OFDM 심볼 수라고 정의하고 M을 부 반송파 수라고정의하면 도 3의 예에서는 총 NxM=4 개의 시간-주파수 심볼이 상기 신호를 전송하기 위해 사용될 수 있다.

200은 OFDM 심볼 구간 이고 210은 OFDM 부반송파 대역폭이다. 도 3의 예에서는 서로 다른 직

교 코드 시퀀스, 예를 들어 길이가 4인 Hadarmad코드를 사용할 경우 총 4개의 이동국을 위한 ACK/NACK 신호를CDM으로 결합하여 전송할 수 있는 것이다.

또한 상기 CDM multiplexing된 ACK/NACK 신호는 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해 도 4에서 처럼 주파수 축상에서 반복(220)되어 전송될 수 있다.

하향링크 OFDM 자원

도4)

 3번 반복하는 구조의 예이다.

총 12개의 주파수/시간 OFDM 심볼을 하향링크 ACK/NACK채널이 점유하는 예이고 4명까지 지원이 가능하다.

이동국은 파일롯 신호(210)을 이용하여 채널 추정을 하고 이를 상기 ACK/NACK 채널의 코히런트 복조를 위해 이용한다.

만일 이동국 수가 4명이 넘을 경우 하향링크 ACK/NACK multiplexing을 도 5의 예와 같이 CDM/FDM 의 하이브리드 형태로 할 수도 있다.

다이버시티 이득을 얻기 위한 ACK/NACK 채널을 반복 전송되는 방식

도5)

 
총 16명의 이동국을 지원할 수 있다 (3번의 반복을 사용했다고 가정)

본 발명의 하향 링크 ACK/NACK 멀티플렉싱 방식은 CDM/FDM 하이브리드 형태의Multiplexing을 기본으로 하되 서로 다른 상향링크 자원블록을 사용하는 이동국 간에는 ACK/NACK 멀티플렉싱으로 CDM 및 FDM 모두 사용될 수 있으나 동일한 상향링크 자원블록을 사용하는 Multi-user MIMO 이동국간에는 FDM 만으로 Multiplexing 됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 하향링크 ACK/NACK 채널의 코드 번호 및 사용 주파수 자원번호를 상향링크 자원블록(160)번호 및 파일롯 시퀀스 번호와 함축적(implicit)으로 매핑 시킴으로서 기지국으로 하여금 따로 이동국에 시그널링을 할 필요가 없게하는 방법을 제안한다.

먼저 기지국이 지원할 수 있는 Multi-user MIMO가 2x2인 경우에 대해서 설명한다. 이 경우 상향링크 자원블록을여러 개의 그룹으로 나누고 각 상향링크 자원블록 그룹간에는 서로 다른 하향링크 ACK/NACK 주파수 그룹(300 내지 330)을 할당하며 상기 상향링크 자원블록 그룹내에서 서로다른 자원블록을 사용하되 상향링크 파일롯 시퀀스 번호가 동일한 이동국간에는 하향링크에서 CDM으로 구분하며 상기 상향링크 자원블록 그룹내에서 상향링크 파일

롯 시퀀스 번호가 상이한 이동국간에는 하향링크에서 FDM으로 구분하며, 즉 서로 다른 하향링크 ACK/NACK 주파수 그룹(300 과 310 또는 320과 330으로 구분)을 할당한다.

상기 상향링크 자원블록 그룹내에서 동일한 상향링크 파일롯 시퀀스를 사용하는 상향링크 자원블록의 개수는 하향링크 ACK/NACK 채널에 할당될 수 있는 직교 코드 개수와 동일함을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

특허명칭 : ＡＣＫ/ＮＡＣＫ 비트 전송을 위한 주파수분할 다중멀티플렉싱을 통한 응답문자를 전송하는 방법

전체 청구항 수 : 총 8항

공개번호 : 10-2008-0110176

공개일자 : 2008년12월18일

출원번호 : 10-2007-0058589

출원인 : 한국전자통신연구원

출원일자 : 2007년06월14일

발명자 : 김일규, 박형근

대리인 : 리앤목특허법인

 
특허 자세히 보기