본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명은 복수의 부반송파를 이용하여 복수의 사용자 장치와 통신하는 기지국에서 전형적으로 수행되는 통신 방법을 제공하며, 이 통신 방법은 사용자 장치로부터 상향 링크 데이터를 수신하고 수신된 데이터에 대한 대응하는 ACK/NACK 메시지를 발생하는 단계, 사용자 장치에 대한 상기 부반송파 할당을 정의하는 제어 데이터를 형성하는 단계, 사용자 장치에 상기 제어 데이터를 전송하는 단계, 및 대응하는 사용자 장치에 상기 ACK/NACK 메시지를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제어 데이터는 상기 부반송파의 제1 부분집합을 이용하여 제어 채널을 통해 전송되고, 상기 ACK/NACK 메시지는 상기 부반송파의 다른 제2 부분집합을 이용하여 상기 제어 채널과는 독립된 ACK/NACK 채널을 통해 전송된다.
바람직하게는, 부반송파는 청크들 또는 자원 블록들(RB)의 시퀀스로 그룹을 이루고, 제어 채널은 부반송파의 하나 이상의 청크들을 복수의 사용자 장치 각각에 할당한다. 일 실시예에서, ACK/NACK 메시지는 부반송파의 각 청크에서 수신된 데이터에 대해 발생된다.
바람직하게는, 사용자 장치에 ACK/NACK 메시지를 전송하는 데 이용되는 부반송파는 긍정 확인 응답 중인 상향 링크 데이터를 전송하는 해당 사용자 장치에 할당된 부반송파에 의존하여 결정된다. 이는 기지국이 해당 사용자 장치의 ACK/NACK 메시지를 반송할 부반송파를 식별하는 데이터를 각 사용자 장치에 따로 시그널링할 필요성을 제거시킨다. 상향 링크 데이터에 이용되는 부반송파와 ACK/NACK 메시지에 이용되는 부반송파 간의 종속성은 직접 매핑 함수에 의해 정해지는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 각 ACK/NACK 메시지를 전송하는 데 이용되는 부반송파는 다음의 매핑 함수를 이용하여 결정된다. 즉
여기서
은 청크에서 부반송파의 수이고,
는 ACK/NACK 메시지를 전송해야 할 사용자 장치에 할당되는 청크 수이고,
은 ACK/NACK 채널당 할당되는 부반송파의 수이고,
는 청크 내에서의 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋이고,
는 할당된 대역폭 내에서의 청크의 총 수이다.
다른 실시예에서, 각 ACK/NACK 메시지를 전송하는 데 이용되는 부반송파는 다음의 매핑 함수를 이용하여 결정된다. 즉
여기서,
은 청크에서 부반송파의 수이고,
는 ACK/NACK 메시지를 전송해야 할 사용자 장치에 할당되는 청크 수이고,
은 ACK/NACK 채널당 할당되는 부반송파의 수이고,
는 청크 내에서의 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋이고,
는 할당된 대역폭 내에서의 청크의 총 수이고,
는 부반송파가 할당될 수 있는 이용가능한 심볼의 수이다.
일 실시예에서, ACK/NACK 메시지에 이용되는 자원들은 그들의 상향 전송에 이용되는 상향 자원을 식별하는 L1/L2 제어 채널을 통해 해당하는 각 사용자 장치에 시그널링된다. 이는, 예를 들어, 이용될 자원들을 식별하는 적어도 하나의 인덱스를 시그넝링함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명은 또한 복수의 부반송파를 이용하는 통신 방법(전형적으로 사용자 장치에서 수행됨)을 제공하며, 이 방법은 상기 부반송파의 할당을 정의하는 제어 데이터를 수신하는 단계, 할당된 부반송파를 이용하여 상향 링크 데이터를 전송하는 단계, 및 전송된 상향 링크 데이터에 대한 ACK/NACK 메시지를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제어 데이터는 상기 부반송파의 제1 부분집합을 이용하여 제어 채널을 통해 전송되고, 상기 ACK/NACK 메시지는 상기 부반송파의 다른 제2 부분집합을 이용하여 상기 제어 채널과는 독립된 ACK/NACK 채널을 통해 전송된다.
일 실시예에서, 상기 수신하는 단계는 부반송파의 각 청크에 의해 전송되는 상향 링크 데이터에 대한 ACK/NACK 메시지를 수신한다.
바람직한 실시예에서, ACK/NACK 메시지를 수신하는 부반송파는 상기 상향 링크 데이터를 전송하는 사용자 장치에 할당된 부반송파에 의존하여 결정된다. 이는 ACK/NACK 메시지를 전송하는 기지국이 사용자 장치에게 그 사용자 장치에 대한 ACK/NACK 메시지를 반송하는 데 이용될 부반송파를 통지할 필요성을 제거시킨다. 상향 링크 데이터에 이용되는 부반송파와 ACK/NACK 메시지에 이용되는 부반송파 간의 종속성은 직접 매핑 함수에 의해 정해지는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 사용자 장치는 각 ACK/NACK 메시지를 수신하는 부반송파를 다음의 매핑 함수를 이용하여 결정한다. 즉
여기서
은 청크에서 부반송파의 수이고,
는 ACK/NACK 메시지를 전송해야 할 사용자 장치에 할당되는 청크 수이고,
은 ACK/NACK 채널당 할당되는 부반송파의 수이고,
는 청크 내에서의 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋이고,
는 할당된 대역폭 내에서의 청크의 총 수이다.
다른 실시예에서, 사용자 장치는 각 ACK/NACK 메시지를 수신하는 부반송파를 다음의 매핑 함수를 이용하여 결정한다. 즉
여기서,
은 청크에서 부반송파의 수이고,
는 ACK/NACK 메시지를 전송해야 할 사용자 장치에 할당되는 청크 수이고,
은 ACK/NACK 채널당 할당되는 부반송파의 수이고,
는 청크 내에서의 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋이고,
는 할당된 대역폭 내에서의 청크의 총 수이고,
는 부반송파가 할당될 수 있는 이용가능한 심볼의 수이다.
일 실시예에서, ACK/NACK 메시지에 이용되는 자원들은 그들의 제어 채널을 통해 사용자 장치에 시그널링된다. 이는, 예를 들어, 이용될 각 자원을 식별하는 인덱스 값을 시그널링함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명은 또한 통신 노드 및 상술한 방법을 수행하도록 동작할 수 있는 사용자 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 본 발명은 복수의 부반송파를 이용하는 통신 방법을 제공하며, 이 방법은 복수의 사용자 장치 각각에 대한 상기 부반송파의 할당을 정의하는 제어 데이터를 형성하는 단계, 상기 제어 데이터를 상기 사용자 장치에 전송하는 단계; 사용자 장치로부터 상향 링크 데이터를 수신하는 단계, 사용자 장치에 대한 ACK/NACK 메시지를 발생하는 단계, ACK/NACK 메시지를 사용자 장치에 전송하는 데 이용되는 하나 이상의 부반송파를 그 사용자 장치에 할당된 부반송파에 의존하여 결정하는 단계, 및 결정된 하나 이상의 부반송파에 의해 상기 ACK/NACK 메시지를 사용자 장치에 전송하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 결정하는 단계는 할당된 부반송파와 ACK/NACK 메시지에 이용되는 부반송파 간의 소정의 매핑을 이용하였다. 일 실시예에서, 다음의 매핑을 이용한다. 즉
여기서,
은 청크에서 부반송파의 수이고,
는 ACK/NACK 메시지를 전송해야 할 사용자 장치에 할당되는 청크 수이고,
은 ACK/NACK 채널당 할당되는 부반송파의 수이고,
는 청크 내에서의 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋이고,
는 할당된 대역폭 내에서의 청크의 총 수이다.
다른 실시예에서, 다음의 매핑을 이용할 수 있다. 즉
여기서,
은 청크에서 부반송파의 수이고,
는 ACK/NACK 메시지를 전송해야 할 사용자 장치에 할당되는 청크 수이고,
은 ACK/NACK 채널당 할당되는 부반송파의 수이고,
는 청크 내에서의 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋이고,
는 할당된 대역폭 내에서의 청크의 총 수이고,
는 부반송파가 할당될 수 있는 이용가능한 심볼의 수이다.
본 발명의 양상은 또한 복수의 부반송파를 이용하는 통신 방법을 제공하며, 이 방법은 상향 링크 데이터를 전송할 수 있는 상기 부반송파의 할당을 정의하는 제어 데이터를 수신하는 단계, 상기 상향 링크 데이터를 전송하는 단계, 전송된 상향 링크 데이터에 대한 ACK/NACK 메시지를 수신하는 데 이용되는 하나 이상의 부반송파를 상기 상향 링크 데이터를 전송하도록 할당된 부반송파에 의존하여 결정하는 단계, 및 결정된 부반송파에 의해 전송된 상향 링크 데이터에 대한 ACK/NACK 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. 전형적으로, ACK/NACK 메시지를 수신하는 부반송파는 상술한 것과 같은, 상향 링크 데이터를 전송하는 데 이용되고 매핑 함수를 통해 관련되는 부반송파와는 다를 것이다.
개관
도 1은 이동 전화(MT)(3-0, 3-1, 및 3-2)의 사용자들이 기지국(5) 및 전화망(7)을 통해 다른 사용자들(도시 안 됨)과 통신할 수 있는 이동(셀룰러) 원격통신 시스템(1)을 개략적으로 도시한 것이다. 이 실시예에서, 기지국(5)은 이동 전화(3)에 전송될 데이터를 복수의 부반송파 상에서 변조시키는 직교 주파수 분할 다 중 액세스(OFDMA) 기술을 이용한다. 이동 전화(3)의 지원되는 대역폭 및 이동 전화(3)로 전송될 데이터의 양에 따라 각 이동 전화(3)에는 상이한 부반송파들이 할당된다. 이 실시예에서는, 기지국(5)은 또한 기지국의 대역폭 전체에 걸쳐 동작하는 이동 전화(3)의 균일한 분포를 유지시키기 위해 데이터를 반송하는 데 이용되는 부반송파를 각각의 이동 전화(3)에 할당한다. 이런 목적을 달성하기 위해, 기지국(5)은 각각의 이동 전화(3)에 대한 부반송파를 동적으로 할당하고, 각각의 서브-프레임의 할당을 스케줄링된 이동 전화(3) 각각에 시그널링한다. 제안된 E-UTRA 무선 인터페이스에서, 각 하향 링크 서브-프레임은 7개의 OFDM 심볼 시퀀스를 포함한다. 제1의 두 심볼은 전형적으로 스케줄링 및 자원 할당 제어 데이터 뿐 아니라 기타의 일반 제어 데이터를 포함하며, 나머지 5개 심볼은 하향 링크의 사용자 데이터를 포함한다.
도 2는 기지국(5)이 지원된 그의 통신 대역폭 내의 부반송파를 지원되는 대역폭이 다른 다수의 상이한 이동 전화에 할당할 수 있는 방법을 예시한다. 이 실시예에서, 기지국(5)은 20㎒의 지원된 대역폭을 가지며, 그 중 18㎒는 데이터 전송에 이용된다. 전형적으로, 각 이동 전화(3)에는 그들의 상향 링크 데이터를 전송하는 부반송파의 하나 이상의 청크가 할당된다.
이동 전화(3) 각각이 각 부-대역 내에서의 스케줄링 판정에 관해 통지받을 수 있도록하기 위해, 각 이동 전화(3)는 그 캠핑된(camped) 주파수 대역 내에서 공유 제어 채널을 필요로 한다. E-UTRA, 무선 인터페이스의 현재 제안은 이 제어 채널이
i) 자원 블록 할당 정보(하향 링크(DL) 통신 및 상향 링크(UL) 통신 모두를 위해)
ii) 하향 링크를 위한 자원 블록 복조 정보,
iii) 상향 링크를 위한 자원 블록 복조 정보,
iv) 상향 링크 전송을 위한 ACK/NACK, 및
v) 타이밍 제어 비트
를 포함할 것을 규정한다.
그러므로, 제어 채널이 반송해야 할 여러 종류의 정보가 주어지면, 제어 채널의 크기는 개별 이동 전화의 상황에 의존할 것이다. 서로 다른 제어 채널 크기를 유도하는 상황들의 예가 아래의 표에 주어진다.
케이스 |
|
DL 스케줄링 정보 |
UL 스케줄링 정보 |
ACK/NACK |
1 |
UL 및 DL에 의해서 스케줄링된 MT, ACK/NACK를 대기 |
요구됨 |
요구됨 |
요구됨 |
2 |
DL에 의해서만 스케줄링된 MT, ACK/NACK를 대기 |
요구됨 |
|
요구됨 |
3 |
UL에 의해서만 스케줄링된 MT, ACK/NACK를 대기 |
|
요구됨 |
요구됨 |
4 |
UL 또는 DL에 의해서 스케줄링된 MT, ACK/NACK를 대기 |
|
|
요구됨 |
5 |
UL 및 DL에 의해서 스케줄링된 MT, ACK/NACK를 대기하지 않음 |
요구됨 |
요구됨 |
|
6 |
DL에 의해서만 스케줄링된 MT, ACK/NACK를 대기하지 않음 |
요구됨 |
|
|
7 |
UL에 의해서만 스케줄링된 MT, ACK/NACK를 대기하지 않음 |
|
요구됨 |
|
본 발명자들은 서로 다른 크기의 제어 채널을 갖는 것이 문제점들을 발생시킬 것임을 깨달았는 데, 이는 제어 채널의 크기들이 이동 전화(3)로 시그널링되어져야 하거나 또는 수신측 이동 전화(3)가 제어 채널 데이터를 복원시키려고 모든 가능한 크기들을 고려해야 하기 때문이다. 본 발명자는 이 문제는 제어 채널로부터 전용의(반-고정(semi-static)) 시간/주파수 자원 내로 ACK/NACK 필드를 이동시킴에 의해 피할 수 있거나 또는 적어도 경감될 수 있다. 또한, 이동 전화(3)가 UL 및 DL 모두에 의해 스케줄링되면, UL 스케줄링 정보는 할당된 DL 자원 블록에 포함될 수 있다. 이는 DL 제어 채널 크기에 대해 두 케이스를 남긴다.
유형 1: 스케줄링 정보(상기 케이스 1, 2, 5 및 6에서 사용됨)
유형 2: 스케줄링 정보(상기 케이스 3 및 7에서 사용됨)
제1
실시예
본 발명자는 하향 링크에서 ACK/NACK 정보를 예상하여, 하향 링크 내의 하나 이상의 부반송파를 이동 전화(3)에 대한 ACK/NACK 정보를 반송하도록 예약해 둘 것을 제안한다. 시간/주파수 수준(plane)에서 이런 사용 및 그들의 위치용으로 예약된 자원들의 수는 공통 시그널링을 통해 이동 전화에 알릴 수 있다. 이 실시예에서, 이동 전화에 어느 부반송파들이 그들의 ACK/NACK 정보를 반송하는 하는가에 대해 알리는데 필요한 시그널링을 줄이기 위해, 이동 전화들은 어느 부반송파가 그들의 ACK/NACK 정보를 긍정 확인 응답 중인 데이터의 UL 청크 할당 및 공통의 시그널링 채널로부터 획득한 정보를 이용하여 전송할지를 결정하도록 프로그래밍된다. 상향 링크 전송용으로 할당된 청크들과 대응하는 ACK/NACK 메시지용으로 할당된 부반송파들 간의 실제 매핑을 수행하는 데 사용될 수 있는 각종 기술이 있다.
제1 예시 매핑
이 예시에서, 이동 전화(3)는 공통 시그널링 채널을 통해 기지국(5)에 의해, 기지국(5)에 의해 각 ACK/NACK 채널에 할당된 부반송파의 수(M)를 통보받으며, 한 ACK/NACK 채널은 이동 전화(3)에 의해 부반송파의 하나의 청크를 통해 전송되는 데이터에 대해 긍정 확인 응답하는 데 이용된다. 그러므로, 이동 전화(3)가 상향 링 크 전송용으로 두 청크를 할당받으면, 두 개의 ACK/NACK 채널은 그 이동 전화(3)에 대한 ACK/NACK 커맨드(메시지)를 전송하는 데 이용될 것이다. 이 예시에서, 기지국(5)은 또한 이동 전화(3)에게 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋(
)이 청크 내에서 존재하는 것을 통지한다. 그러면, 이동 전화(3)는 각각의 상향 링크 전송되는 청크의 수(
)-이들 청크를 통해 이동 전화(3)는 데이터를 전송함-와 대응하는 ACK/NACK 채널의 부반송파 간의 매핑을 아래와 같이 결정한다. 즉
여기서,
은 각 청크의 부반송파의 수이고,
은 할당된 대역폭 내에서의 청크의 총 수이고, 이들 모두는 전형적으로(반드시 필요로 하는 것은 아니지만) 시스템 설계에 고정적이며 이동 전화(3) 및 기지국(5) 내에 프로그래밍될 것이다.
는 j번째 ACK/NACK 심볼을 전송하는 데 이용되는 부반송파의 수이다.
의 범위는 0 내지 (L*N)-1이며, 여기서 L*N은 시스템 대역폭에서의 활동(active) 부반송파의 총 수이다. j의 범위는 0 내지 M-1이고, 여기서 M은 하나의 ACK/NACK 메시지 내에서의 심볼의 수이다.
도 3은 N = 12, L = 25, M = 6 및 △ = 0인 경우의 케이스를 증명하며, 여기서, 모든 ACK/NACK들은 하향 링크 서브-프레임의 제2 OFDM 심볼 내에서 멀티플렉싱된다. 도시된 바와 같이, 도 3에 예시된 멀티플렉싱은 5㎒ 대역(여기서 각 사용자 는 하나의 청크를 할당받음) 내에서 동시에 최대 12명의 사용자를 지원하도록 설계되며, 각 청크는 6 개의 부반송파 ACK/NACK 채널에 의해 긍정 확인 응답된다. 이들 부반송파의 사용은 하향 링크 제어 채널의 제2 OFDM 심볼에서 이용가능한 부반송파의 수를 명백히 감소시킬 것이다. 그러나, 이런 구조는 또한 이동 전화(3)에서 마이크로-슬립 모드(micro-sleep mode)의 지원을 허용하는 데, 이는 ACK/NACK를 예상하는(기타의 하향 링크 데이터는 수신하도록 스케줄링되어 있지 않은) 이동 전화(3)가 제1의 두 OFDM 심볼 만을 모니터링할 필요가 있어 마이크로-슬립 모드로 들어가기 때문이다.
바람직하게는, 각 ACK/NACK 커맨드의 송신 전력은 상향 링크에서 이동 전화(3)에 할당된 청크의 수에 반비례하여, ACK/NACK 커맨드당 총 에너지는 긍정 확인 응답되는 청크의 수와는 독립적이다.
당업자라면, ACK/NACK 부반송파 분포가 등간격으로 이격되는 풀(full) 주파수 다이버시티를 활용하기 위해서는, M이 N의 인수(factor)일 필요가 있다는 것을 인식할 것이다.
도 3에 예시된 TDM 매핑 방식의 다른 메커니즘은 제2 OFDM 심볼 내에서 전체 대역에 걸쳐 균일하게 N*M ACK/NACK 부반송파를 확산시키는 것이다. 그러나, M이 L의 인수가 아니면, ACK/NACK 간격은 이 케이스에서는 균일하지 않을 것이다.
제2 예시 매핑
하나의 OFDM 심볼에서 ACK/NACK 채널에 대한 부반송파를 할당하는 대신, 다 른 할당에서는, 부반송파들은 다수의 심볼에 걸쳐 할당된다. 예를 들어, ACK/NACK 자원은 (파일럿 및 제어 채널만을 포함하는 제1 OFDM 심볼을 제외한) 나머지 OFDM 심볼에 걸쳐 산포될 수 있다.
이 예시에서, 기지국(5)은 이동 전화(3)에게 ACK/NACK 채널당 부반송파의 수(M), 청크 내에서의 ACK/NACK 부반송파 위치 오프셋(△) 및 이용가능한 OFDM 심볼의 수(Nsym)를 알릴 것이며, 이동 전화(3)는 상향 링크 전송된 청크의 수 i와 대응하는 하향 링크 ACK/NACK 부반송파 간의 매핑을 아래와 같이 결정할 것이다. 즉
는 j번째 ACK/NACK 심볼을 전송하는 데 이용되는 부반송파의 수이다.
의 범위는 0 내지 (L*N)-1이며, 여기서 L*N은 시스템 대역폭에서의 활동(active) 부반송파의 총 수이다. j의 범위는 0 내지 M-1이고, 여기서 M은 하나의 ACK/NACK 메시지 내에서의 심볼의 수이다.
도 4는 N = 12, L = 25, M = 6, △ = 0, 및 Nsym = 6인 경우의 케이스를 예시한다. 당업자라면, 이런 유형의 매핑에 의하면, 사용자 데이터의 청크 대역폭은 각 심볼 내의 단일 부반송파에 의해서만 감소되지만, 마이크로-스립 모드 가능성은 줄어든다는 것을 인식할 것이다. 또한, 시간 도메인에서 ACK/NACK 커맨드의 균일 한 간격을 가능케하기 위해서는, M은 Nsym의 인수일 필요가 있다.
하향 링크 제어 채널 크기
ACK/NACK 채널용으로 상기 구조들 중 하나를 취하면, 5㎒ 대역폭의 이동 전화(3)의 하향 링크 제어 채널에 필요한 비트수는 다음과 같이 도출될 수 있다. 즉,
|
유형 1 |
유형 2 |
정보 비트 |
|
|
-유형 표시자 |
1 |
1 |
-DL 자원 할당 |
12(비트 마스크) |
|
-DL 자원 지속기간 |
3 |
|
-DLTFCI |
6 |
|
-UL 스케줄링 정보가 DT, 자원 블록에 존재함 |
1 |
|
-UL 자원 할당 |
|
7(트리 방식) |
-UL 자원 지속기간 |
|
3 |
-UL 카테고리 2 정보 |
|
10 |
패딩 비트 |
0 |
2 |
CRC(UE ID로 마스킹됨) |
10 |
10 |
총 정보 + CRC 비트 |
33 |
33 |
인코딩된 비트(1/3 테일 비팅(tail biting)) |
99 |
99 |
레이트 매칭 후 |
100 |
100 |
부반송파수(QPSK) |
50 |
50 |
청크수 |
2 |
2 |
이 실시예에서는 유형 1 및 유형 2에서 인코딩된 비트들의 수를 동일하게 하기 위해 패딩 비트들을 이용함으로써, 이동 전화(3)는 단지 한 번의 디코딩 시도만을 수행할 필요가 있다, 설계 시 필요하다면, 어떠한 패딩 비트도 갖지 않는 약간 변형된 구조도 예상할 수 있다.
제안된 제어 채널 매핑의 일예가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에서, 우리는 효율적인 전력 제어 및 가능한 빔-형성 기술을 허용하기 위해 제어 채널들을 개별적으로 코딩되는 것으로 가정한다. 제어 채널 위치는 단지 제1 OFDM 심볼에만 도시되고 제2 심볼은 파일럿 및 추가 제어 정보를 포함하는 것으로 가정한다. 스케줄링된 각각의 이동 전화(3)는 5㎒ 내의 하나의 제어 채널을 할당받는 것으로 가정하며 더 높은 대역폭에서는 이동 전화(3)는 다수의 이런 채널을 디코딩한다. 가능하다면, 제어 채널의 주파수 위치는 이들 주파수 위치에서 우수한 채널 특성을 활용하도록 사용자 데이터를 스케줄링하는 자원(부반송파)을 스패닝하도록 선택되어야 한다. 도 5는 최대 가능 12명의 사용자를 10㎒ 내에서 스케줄링하는 케이스를 도시한다. 사용자의 수가 적은 경우, 제어 채널 자원들 중 일부는 비워져 사용자데이터가 차지할 수 있다. 특정 위치에서 제어 채널의 부재는 선행 제어 채널에서의 단일 비트 필드를 이용하여 표시될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유형 및 유형 2 제어 채널 각각은 2 청크를 스패닝하는 것으로 가정한다. 가능한 제어 채널의 총 수는 도 5에서 도시되지 않은 ACK/NACK 채널에서 채택한 매핑에 의존한다.
ACK/NACK 자원 할당 구조는 동일한 서브-프레임 내에서 하향 링크 자원 할당 없이 이동 전화(3)만을 할당함에 의해 더욱 단순화시킬 수 있다. 동일 서브-프레임 내의 하향 링크 스케줄링 메시지를 갖는 이동 전화(3)는 하향 링크 자원 블록(사용자 데이터) 내의 ACK/NACK에 대한 통지를 받을 수 있다. 이런 경우, 단일 비트 ACK/NACK로 충분한데, 이는 하향 링크 자원 블록 내의 제어 정보가 그 자신의 에러 코딩 보호를 갖기 때문일 것이다. 그러나, 이 경우의 제어 채널 검출 시의 에러는 또한 이동 전화(3)가 ACK/NACK 정보를 수신할 수 없게 만들어, 이어서 하향 링크 제어 채널에 대해 더 엄격한 수행을 요구할 수 있다.
기지국
도 6은 이 실시예에서 이용되는 기지국(5)의 주요 구성성분을 예시하는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 기지국(5)은 (상술한 부반송파를 이용하는) 하나 이상의 안테나(23)를 통해 이동 전화(3)로부터 신호를 수신하고 이동 전화(3)에 신호를 전송하도록 동작하고, 네트워크 인터페이스(25)를 통해 전화망(7)으로부터의 신호들을 전송하고 수신하도록 동작하는 송수신기 회로(21)를 포함한다. 송수신기 회로(21)의 동작은 메모리(29)에 저장된 소프트웨어에 따라 제어기(27)에 의해 제어된다. 소프트웨어는 무엇보다도, 운영 체제(31) 및 자원 할당 모듈(33)을 포함한다. 자원 할당 모듈(33)은 이동 전화(3)와 통신중에 있는 송수신기 회로(21)에 의해 이용되는 부반송파를 할당하도록 동작한다. 소프트웨어는 또한 ACK/NACK 모듈(35)를 포함하며, 이 모듈(35)은 이동 전화(3)에게 해당 데이터의 긍정 확인 응답에 이용되는 ACK/NACK 채널에 그들의 상향 링크 전송을 위해 할당되는 청크의 수를 매핑하는데 필요한 정보를 알리도록 동작한다. ACK/NACK 모듈(35)은 또한 이동 전화(3)에 의한 수신 시 대응하는 ACK/NACK 채널을 통해 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK 커맨드를 전송하도록 동작한다.
이동 전화
도 7은 도 1에 도시된 이동 전화(3) 각각의 주요 구성성분을 개략적으로 예시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 이동 전화(3)는 하나 이상의 안테나(73)를 통해 기지국(5)으로부터 신호를 수신하고 기지국(5)에 신호를 전송하도록 동작하는 송수신기 회로(71)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 전화(3)는 또한 이동 전화(3)의 동작을 제어하고 송수신기 회로(71) 및 라우드스피커(loudspeaker)(77)에 연결된 제어기(75), 마이크(79), 디스플레이(81) 및 키패드(83)를 포함한다. 제어기(75)는 메모리(85)에 저장된 소프트웨어 명령어들에 따라 동작한다. 도시된 바와 같이, 이들 소프트웨어 명령어는 무엇보다도 특히, 운영 체제(87) 및 자원 할당 모듈(89)를 포함한다. 이 실시예에서, 소프트웨어 명령어는 또한 ACK/NACK 모듈(91)을 포함하며, 이 모듈(91)은 이동 전화(3)가 전송한 데이터에 대한 ACK/NACK 커맨드를 반송하는 부반송파를 식별하기 위한 적절한 매핑을 수행하도록 동작한다. 이동 전화(3)는 (도 3 및 도 4를 참조하여) 상술한 매핑들 중 단지 하나만을 수행할 수 있도록 프로그래밍될 수 있거나, 또는 기지국(5)이 그가 이용하는 매핑을 변경하면, 이동 전화(3)는 주어진 서브-프레임에 이용될 매핑에 대해 통보를 받아야 할 것이다.
상기 실시예에서, ACK/NACK 메시지에 이용되는 자원들은 적절한 일 대 일 매핑을 통해 상향 링크 전송을 위해 이동 전화(3)에 할당되는 자원들에 관련된다. 그러나, 이런 해결 방법에서의 단점은 이동 전화(3)가 다수의 상향 링크 자원을 할당받으면, ACK/NACK 메시지를 위해 하향 링크에서 동수의 자원을 이용해야 하는 것이며, 이는 시스템의 자원을 효율적으로 이용하는 것이 아니다.
제2
실시예
상기 실시예는 본 출원인의 이전 영국 특허원 GB0612228.7에서 처음 기술하였다. 이 특허원의 출원 이래, 제안된 E-UTRA 무선 인터페이스에 대해 다수의 변경이 행해졌다. 용어 일부가 변경되어, 이제는 서브-프레임은 TTI(Transmission Time Interval)와 동일하며, 각각이 상술한 7 개의 OFDM 심볼을 포함하는 두 개의 0.5㎳ 슬롯을 포함한다. 또한, 자원 블록(RB) 또는 청크는 주파수 도메인에서 연속하는 12 개의 부반송파로 이루어진다. 추가로, 현재 제안에서는, 각 기지국(5)은 한 번에 단지 하나의 대역폭만을 지원할 것이지만, 최대 20㎒의 대역폭까지 다른 대역폭으로 업그레이드될 수 있다. 기지국(5)과 통신하는 이동 전화(3)는 기지국(5)과 동일한 대역폭을 지원해야 할 것이다.
L1/L2 제어 채널 구조(이를 통해 자원 할당이 시그널링됨)에 대한 제안 또한 변경되었다. 특히, 도 8에 도시된 현재의 제안은 제1의 n(여기서, n≤3) OFDM 심볼에서 하향 링크 시그널링을 위한 소정량의 시간-주파수 자원을 예약하는 것이며, 제2 OFDM 심볼은 ACK/NACK 자원을 포함하는 것으로 한다. 스케줄링된 각각의 이동 전화(3)는 기지국(5)의 동작 대역폭(이 예에서는 10㎒) 내에서 하나 이상의 제어 채널을 할당받는 것으로 한다. 가용 자원들은 균일한 크기의 다수의 "제어 채널 엘리먼트"(CCE)로 분할된다. 이동 전화(3)의 제어 채널은 이들 CCE로 또는 다수의 집합된 CCE로 형성될 수 있다. 하나의 제어 채널에 이용되는 CCE가 많을수록 달성될 수 있는 코딩 이득이 커지게 되어, 채널 상태가 나쁜 사용자들(예를 들어, 셀의 주변에 있는 사용자들)은 더 많은 CCE를 이용하려 할 것이다. 가능하다면, 제어 채널의 주파수 위치는 이들 주파수 위치에서 우수한 채널 특성을 활용하기 위해 사용자 데이터를 스케줄링하는 자원들을 스패닝하도록 선택되어야 하거나, 또는 큰 주파수 다이버시티를 얻기 위해 대역폭 전체에 걸쳐 확산되어야 한다. 제어 채널에 대한 CCE의 매핑은 동적으로서, 서브-프레임 단위로 기지국(5)에 의해 제어된다. 이동 전화(3)에는 그것에 스케줄링 메시지가 전송 중인 경우 모니터링할 CCE 집합이 통지된다. 이동 전화(3)는 CCE 집합을 알지 못하므로, 이동 전화(3)는 스스로 각 CCE, CCE 쌍 등의 디코딩을 시도해야 한다. 디코딩이 행해지면, 이동 전화(3)는 그것이 올바른 결합을 발견한 것을 알게 되어, 그 메시지를 읽을 수 있다. 또한 하향 링크 및 상향 링크 자원 스케줄링을 위해 각 이동 전화(3)마다 독립된 제어 채널이 제공될 수 있다.
이런 구성에 따르면, 이용되는 ACK/NACK 자원들은 제1 실시예와 유사한 방식이지만, 할당된 상향 링크 자원보다는 하향 링크(L1/L2) 제어 채널을 정의하는 데 이용되는 자원을 참조하여 정의될 수 있다. 그러나, 이 해결 방법은 각각의 이동 전화(3)가 그 L1/L2 하향 링크 제어 채널에 이용되는 자원의 인덱스를 다른 제어 채널의 것들에 상관하여 알 필요가 있다. 그러나, 현재의 제안에 따르면, 각 이동 전화(3)는 단지 그것이 L1/L2 제어 채널을 올바르게 디코딩한 것만 알고 있다. 이동 전화(3)는 그 제어 채널에 이용되는 자원의 인덱스를 다른 이동 전화(3)의 것들에 상관해서는 알지 못한다.
그러므로, 제2 실시예에서, 기지국(5)에 의해 이용될 ACK/NACK 자원들의 인 덱스는 상향 링크 자원 할당에 이용되는 L1/L2 제어 채널 내에서 이동 전화(3)에 미리 시그널링된다. 이 과정을 도 9에 도시하였다. 도시된 바와 같이, 기지국(5)은 이동 전화(3)가 그 상향 링크 데이터를 전송한 후 ACK/NACK 메시지를 이동 전화(3)에 시그널링하기 위해, 기지국(5)에 의해 이용될 ACK/NACK 자원의 인덱스를 상향 링크 할당에 이용되는 L1/L2 제어 채널을 통해 이동 전화(3)에 시그널링한다.
이런 구성에 의하면, 또한 동적으로 스케줄링되는 이동 전화(3) 및 영구적으로 스케줄링된 이동 전화(3)에 대해 독립된 자원을 발생할 필요가 없다. 두 경우에, 모든 이동 전화(3)에 대한 ACK/NACK 전송을 위해 자원 풀(pool)을 챙겨둔다. 그래서, ACK/NACK 응답을 예상하여 각 이동 전화(3)에는 의도된 ACK/NACK 자원에 대응하는 인덱스가 시그널링된다. 당업자라면, 인덱스를 시그널링하는 데 필요한 비트의 수는 ACK/NACK 자원으로서 예약되는 자원의 수에 따라 달라질 것이라는 것을 인식할 것이다. 추가로, 둘 이상의 ACK/NACK 자원을 필요로 할 경우, 둘 이상의 인덱스가 L1/L2 제어 채널 내로 삽입될 수 있다.
변형 및 대체
실시예
앞에서 다수의 상세한 실시예를 설명하였다. 당업자라면, 실시된 본 발명의 이익을 향유하면서도 상기 실시예에 대해 여러 변형 및 대체를 행할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일례로, 이제부터 단지 이들 변형 및 대체 실시예들에 대해 기술하기로 한다.
상기 실시예에서는, 상술한 ACK/NACK 자원 시그널링 기술을 채용한 이동 전 화 기반 원격통신 시스템에 대해 기술하였다. 당업자라면, 복수의 부반송파를 이용하는 임의 통신 시스템에서 이런 ACK/NACK 자원들의 시그널링을 채용할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 특히, 전자기 신호 또는 음향 신호를 이용하여 데이터를 반송하는 유선 또는 무선 기반 통신에서 상술한 시그널링 기술을 사용할 수 있다. 일반적인 경우에, 기지국은 다수의 상이한 사용자 장치와 통신하는 통신 노드로 대체될 수 있다. 사용자 장치는, 예를 들어, PDA, 랩톱 컴퓨터, 웹 브라우저 등을 포함할 수 있다.
상기 실시예들에 있어서, 기지국은 제1 실시예에서는 20㎒의 동작 대역폭을 갖고 제2 실시예에서는 10㎒의 동작 대역폭을 갖는 것으로 하였고, 반송파 주파수의 청크들은 각각이 25 개의 부반송파를 포함하는 것으로 정의하였다. 당업자라면, 본 발명이 이들 특정의 청크 또는 대역폭 크기에만 제한되지 않는 것을 인식할 것이다.
상기 실시예들에서는, 다수의 소프트웨어 모듈을 기술하였다. 당업자라면, 소프트웨어 모듈은 컴파일된 형태 또는 컴파일되지 않은 형태로 제공될 수 있으며, 기지국 또는 이동 전화에 컴퓨터망을 통해, 또는 기록 매체에 의해 신호로서 공급될 수 있다. 또한, 이 소프트웨어 일부 또는 전부에 의해 수행되는 기능은 하나 이상의 전용 하드웨어 회로들을 이용하여 수행될 수 있다. 그러나, 기지국(5) 및 이동 전화(3)의 기능을 업데이트하기 위해 소프트웨어 모듈을 이용하면 기지국(5) 및 이동 전화(3)의 업데이팅을 용이하게 할 수 있으므로, 소프트웨어 모듈을 이용하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명이 현재 제안되어 있는 3GPP LTE 표준으로 구현될 수 있는 방법을 상세히 기술하기로 한다. 각종 특징들을 본질적이거나 필수사항으로서 기술하였지만, 이는 단지, 예를 들어, 상기 표준에 의해 부과되는 기타의 요건들로 인해 상기 표준에만 해당될 수 있다. 그러므로, 이런 기술이 본 발명을 어떤 식으로든 제한하려는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이하의 기술은 UTRAN의 Long Term Evolution(LTE)에서 사용되는 명명법(nomenclature)을 사용할 것이다. 예를 들어, 기지국은 eNodeB로 칭하고, 사용자 장치는 UE로 칭한다.
1. 서론
이전의 RAN1#48 회의에서, ACK/NACK 제어 시그널링 및 관련 사전-구성된 자원에 대해 이하의 운용 가설이 승인되었다[1]:
■ ACK/NACK에 이용되는 자원들은 반-고정식으로 구성된다.
·제어 채널 포맷과 독립적으로 정의
■ 동적으로 스케줄링되는 데이터 전송에 이용되는 상향 링크 자원 또는 할당에 이용되는 DL 제어 채널과, 피드백에 이용되는 하향 링크 ACK/NACK 자원 간의 암시적 관계. 그러나, 마지막 점(bullet point)이 ACK/NACK를 특정 UE에 시그널링하는 방법을 명시적으로 나타내는 것은 아니다.
이 문헌에서, 우리는 ACK/NACK 제어 시그널링에 대한 기존의 시그널링 옵션들을 분석하여 각 UE마다 ACK/NACK를 위한 효율적인 시그널링 메커니즘을 제안한다.
2. 하향 링크 ACK/NACK 제어 시그널링
NodeB는 UE로부터 수신된 상향 링크 전송에 응답하여 ACK/NACK 정보를 송신한다. 이어서, UE는 사전-구성된 하향 링크 자원들 중 하나에서 그의 ACK/NACK 정보를 예상한다. 하향 링크에서 이런 정보를 예상하고 있는 모든 UE를 위해 ACK/NACK 정보를 반송하도록 예약되어 있는 다수의 부반송파가 하향 링크에 존재하는 것으로 가정한다. 시간/주파수 수준에서 이런 사용 및 그들의 위치용으로 예약된 자원들의 수는 반-고정식 원리로 공통 시그널링을 통해 셀 내의 모든 UE에게 통지될 수 있다. 그러나, UE가 ACK/NACK 정보를 예상하면, UE는 이들 예약된 자원에서 어디서 그 ACK/NACK 정보를 찾는지를 알아야 할 필요가 있다.
RAN1에서, 시그널링 오버헤드 [2-6]를 줄이기 위해 UE 무ID ACK/NACK 시그널링이 제안되어 있다. UE가 이들 예약된 자원 어디에서 그 ACK/NACK 정보를 발견하기 위한 암시적 시그널링이 제안되어 있다.
3. 암시적 ACK/NACK 시그널링
임시적 시그널링 내에서, 적어도 이하의 두 옵션이 존재할 수 있다. 즉
■ 옵션 1: 동적으로 스케줄링되는 데이터 전송에 이용되는 상향 링크 자원들과 피드백에 이용되는 하향 링크 ACK/NACK 자원 간의 암시적 관계.
■ 옵션 2: 할당에 이용되는 DL 제어 채널과 피드백에 이용되는 하향 링크 ACK/NACK 자원 간의 암시적 관계.
·상향 링크 무선 자원 할당을 위한 하향 링크 L1/L2 제어 채널의 인덱스와 ACK/NACK 무선 자원의 인덱스 간의 1 대 1 관계.
옵션 1은 ACK/NACK 자원의 수가 상향 링크 자원 블록(RB)의 수와 동일하여 이들 간에 소정의 관계가 존재하는 것으로 가정한다. UE는 어디서 ACK/NACK 정보를 찾을 수 있는지를 알고 있으며, UL 송신에 이용되는 UL 자원에 대한 지식으로부터 어느 부반송파들이 ACK/NACK 정보를 전송할지를 결정할 수 있다. 그러나, 옵션 1에서의 단점은 하나의 UE가 상향 링크 내의 다수의 RB를 할당받으면, 이들 RB에 대응하는 동수의 ACK/NACK 자원이 존재해야 한다는 것이다. NodeB가 하나의 ACK/NACK 정보를 이들 모든 자원에 시그널링하는 것은 효율적이지 않다. 그러므로, 옵션 1은 일부 하향 링크 자원을 낭비시킨다.
옵션 2는 상향 링크 무선 자원 할당을 위한 하향 링크 L1/L2 제어 채널의 인덱스와 ACK/NACK 무선 자원의 인덱스 간의 1 대 1 관계를 가정한다. 옵션 2에서의 단점은 UE가 상향 링크 무선 자원 할당을 위한 다른 하향 링크 L1/L2 제어 채널에 대한 인덱스를 알지 못한다는 것이다. UE는 단지 상향 링크 무선 자원 할당을 위한 그 L1/L2 제어 채널을 올바르게 디코딩하는 것만 알고 있을 뿐이다.
최후 수단의 진보적인 협약[1]에서, 제어 채널은 제어 채널 엘리먼트(CCE)의 집계로 형성되는 것에 동의하였다. 이 가설은 각 UE가 그 MCS 포맷을 알고 있어 하향 링크 L1/L2 제어 채널을 찾기 위해 임의 디코딩 시도를 무모하게 행할 수 있다는 것이다. UE가 상향 링크 무선 자원 할당을 위한 하향 링크 L1/L2 제어 채널을 디코딩하면, UE는 대역폭 내의 다른 모든 제어 채널 엘리먼트(CCE)에 대한 할당된 제어 채널 엘리먼트의 인덱스들을 알고 있다. 그래서, UE가 CCE의 인덱스를 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 대역폭에는 다수의 CCE가 존재하고, UE는 하나 이상의 CCE를 할당받을 수 있다. 그래서, 옵션 2는 옵션 1에서와 유사한 단점을 가 지므로, 효율적이지 않다.
4. DL L1/L2 제어 채널에서의 인덱스 시그널링
옵션 2의 단점은 ACK/NACK 자원의 인덱스를 미리 UE에게 시그널링하여 UE가 다른 UE에 상관한 ACK/NACK 정보를 어디서 찾을 수 있는가를 알게 됨으로써 피할 수 있다. 이 경우, 인덱스는 도 8에 도시된 바와 같이 상향 링크 무선 자원 할당을 위한 하향 링크 L1/L2 제어 채널에 삽입된다. 인덱싱을 위한 비트 수는 각 대역폭에서 ACK/NACK 자원용으로 예약된 자원 수에 종속된다.
본 발명자들의 제안에서는, 동적으로 스케줄링되는 UE 및 지속적으로 스케줄링되는 UE에 대해 독립된 자원을 생성할 필요가 없다. 두 경우 모두, 모든 UE에 대한 ACK/NACK 전송을 위한 자원 풀(pool)이 따로 마련된다. 그래서, ACK/NACK 응답을 찾는 각 UE는 그가 의도하는 ACK/NACK 자원에 대응하는 인덱스의 시그널링을 받는다.
5. 결론
이 문헌에서, 본 발명자들은 ACK/NACK 제어 시그널링을 위한 기존의 시그널링 옵션들을 분석하여, 기존의 옵션들의 단점을 제시하였다. 또한, 본 발명자들은 상향 링크 무선 자원 할당을 위한 하향 링크 L1/L2 제어 시그널링에 인덱스를 삽입함에 의해 기존의 옵션들의 단점을 피하는 시그널링 메커니즘을 제안하였다. 그러므로, 본 발명자들은 다음을 제안한다. 즉
■ 상향 링크 무선 자원 할당을 위한 하향 링크 L1/L2 제어 채널에 삽입된 인덱스는 ACK/NACK 무선 자원에 이용되어야 한다.
6. 참조문헌
[1] R1-071223, "Way Forward on Downlink Control Signaling" Ericsson, Nokia, NTT DoCoMo 외 다수.
[2] R1-070867, "ACK/NACK Signal Structure in E-UTRA", NTT DoCoMo 외 다수.
[3] R1-070932, "Assignment of Downlink ACK/NACK channel", Panasonic.
[4] RI-070734, "ACK/NAK Channel Transmission in E-UTRA Downlink", TI.
[5] RI-070791, "Downlink Acknowledgement and Group Transmit Indicator Channels", Motorola.