이동통신 시스템에서 데이터 인터리빙 방법 및 장치 document_id A220623035358

최근 이동통신 시스템에서는 무선 채널에서 고속 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA이라 함) 방식, 혹은 이와 비슷한 방식으로 단반송파 주파수 분할 다중 접속(Single Carrier - Frequency Division Multiple Access: 이하 SC-FDMA 이라 함)방식이 활발하게 연구되고 있다. 현재 비동기 셀룰러 이동통신 표준단체인 3GPP(3rd Gerneration Partnership Project)에서는 차세대 이동통신 시스템인 LTE(Long Term Evolution) 혹은 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access) 시스템을 상기 다중 접속 방식 기반으로 연구 중이다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분한다. 제어채널의 경우 추가적으로 코드 자원을 할당하여 각 사용자의 제어정보를 구분할 수 있다. 도 1은 3GPP LTE 시스템에서 상향링크로 데이터 혹은 제어정보전송을 위한 시간-주파수 영역 자원 및 서브프레임 구조를 도시한 도면이다. 도 1에서 가로축은 시간영역(Time Domain)을, 세로축은 주파수영역(Frequency Domain)을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 SC-FDMA 심벌로서, Nsymb (102)개의 SC-FDMA 심벌이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임을 구성한다. SC-FDMA 심벌개수 Nsymb은 심벌간 간섭 방지를 위해 SC-FDMA 심벌마다 추가되는 순환 프리픽스(CP; Cyclic Prefix)의 길이에 따라 가변되는데, 예를 들어 일반형 CP가 적용되면 Nsymb = 7, 확장형 CP가 적용되면 Nsymb = 6 이 된다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms이고, 서브프레임의 길이는 1.0ms이다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어로서, 전체 시스템 전송 대역은 총 NBW (104)개의 서브캐리어로 구성된다. NBW는 시스템 전송 대역에 비례하는 값으로 예를 들어, 10MHz 전송 대역인 경우 NBW = 600이다. 시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(112, Resource Element; RE)로서 서브캐리어 인덱스 k 및 SC-FDMA 심벌 인덱스 l로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(108, Resource Block; RB)은 시간영역에서 Nsymb (102)개의 연속된 SC-FDMA 심벌과 주파수 영역에서 NRB(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 Nsymb * NRB개의 RE(112)로 구성된다. 일반적으로 데이터 전송용 자원은 시간영역에서 2개의 연속된 RB단위로 기지국에 의해 스케줄링된다. 도 2는 Nsymb = 7 인 경우의 서브프레임 구조를 나타낸다. 상향링크의 기본 전송 단위인 서브프레임(202)은 1ms 의 길이를 갖고, 하나의 서브프레임은 각각 0.5ms 길이인 2개의 슬롯들(204, 206)로 구성된다. 각 슬롯들(204, 206) 각각은 다수의 SC-FDMA 심벌들(211~224)로 구성된다. 도 2에서는 한 서브프레임(102) 내 참조번호 211, 212, 213, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 222, 223, 224 에 해당하는 SC-FDMA 심벌들에서는 데이터가 전송되고, 참조번호 214, 221에 해당하는 SC-FDMA 심벌들에서는 파일롯(Pilot, Reference signal (RS)로 통칭되기도 함)이 전송되는 예를 나타낸다. 따라서, 한 서브 프레임 동안 데이터 전송용 SC-FDMA 심벌은 총 12개가 된다. 상기 파일롯은 미리 약속된 시퀀스로 구성되어, 수신단에서 코히런트 복조(coherent demodulation)를 위한 채널 추정에 사용된다. 도 2는 제어정보 전송용 SC-FDMA 심벌개수와 RS 전송용 SC-FDMA 심벌 개수, 그리고 서브프레임 내에서의 해당 위치의 일례를 나타낸 것으로서, 시스템 운용에 따라 변경될 수 있다. LTE 시스템에서는 데이터의 수신 신뢰도를 높이기 위한 오류정정부호화(Error correcting coding 혹은 channel coding) 방법으로서 터보부호(Turbo code)를 적용한다. 구현 최적화를 위해 터보부호의 입력비트열(이하 '코드 블록'(code block)이라 칭한다)의 최대 크기 Z는 6144 비트를 넘지 않도록 한다. 따라서, 전송하고자 하는 데이터의 양이 6144 비트보다 큰 경우에는 전송하고자 하는 데이터를 복수개의 코드블록으로 분할하여 구성한 후, 분할된 코드 블록들을 각각 채널 코딩한다. 상기 코드블록의 크기는 8 의 배수인 특징이 있다. 상기 각각의 채널코딩된 코드블록은 코드블록 단위로 레이트 매칭(rate matching)되어 할당받은 자원양에 맞도록 크기가 조절된다. 추가적으로 무선전송 경로의 버스트 에러(burst error)로부터 강건하도록 하기 위한 인터리빙(Interleaving) 동작과 주파수 효율(Spectrum efficiency)을 높이기 위한 변조(Modulation)동작이 필요하다. 상기 인터리빙은 복수개의 코드블록을 결합하여 한꺼번에 처리하도록 하고, 변조동작은 각각의 코드블록에 대해 개별적으로 수행되어 서로 다른 코드블록의 심벌들이 하나의 변조심볼을 구성하는 경우는 발생하지 않도록 한다. 그러나, 현재 LTE 시스템에서는 구체적인 인터리빙 동작의 정의가 이루어져 있지 않은 상태이다.