KR101319872B1 - 제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 통신 자원 할당 방법 - Google Patents

제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 통신 자원 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 통신 자원 할당 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 RACH가 송신되는 전송 구간에서 제어 신호 송신을 위한 별도 자원을 할당하거나, RACH를 통해 제어신호를 송신하거나, 또는 시스템 대역폭 내에 복수의 RACH 송신이 가능한 경우, RACH를 주파수에 따라 프레임마다 상이한 시간 영역에 할당함으로써 제어신호를 지연 없이 송신할 수 있다.
RACH, 제어 신호

Description

제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 통신 자원 할당 방법{Method For Transmitting Control Signal, And Method For Allocating Communication Resource To Do The Same}

도 1a 및 도 1b는 각각 종래 FDM 및 TDM으로 제어 신호를 송신하는 방식을 도시한 도면.

도 2는 제어 신호 송신 대역에 RACH가 송신되는 경우의 모습을 도시한 도면.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH가 송신되는 1 TTI 프레임 내에 제어 신호를 FDM을 통해 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH가 송신되는 1 TTI 프레임 내에 제어 신호를 TDM을 통해 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH를 통해 제어 신호를 RACH 신호와 CDM을 통해 송신하는 일례로서, ACK/NACK 신호를 RACH를 통해 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 6은 시스템 대역폭이 RACH 송신을 위한 대역폭보다 큰 경우, 종래 RACH를 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 송신 대역을 주파수 대역별로 프레임마다 상이하게 설정하는 경우, 제어 신호를 송신하는 방법을 설명하기 위한 도 면.

본 발명은 무선 통신 기술에 대한 것으로서, 특히 RACH 송신과 함께 제어 신호를 송신하는 방법, 및 이러한 제어신호 송신을 위해 통신 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다.

RACH(Random Access Channel)는 사용자 기기(이하 "UE"라 함)가 기지국과 하향링크 동기를 수행하고, 기지국 정보를 찾아낼 수 있는 임의 접근 채널이다. 해당 채널의 위치 등은 기지국 정보로부터 알 수 있으며, RACH는 UE가 기지국과 동기를 맞추지 않은 상태에서 접근할 수 있다. 그리고 셀 크기가 커질수록 이 RACH의 길이는 길어지게 된다. 물론 이 RACH는 UE가 상향링크 동기를 맞추기 위해서 사용되며, 충돌 확률을 가지고 있는 채널이다.

한편, 기지국과 임의의 UE가 데이터 통신을 수행하고 있다면, 전송되는 패킷들에 대해서 ACK/NACK과 같은 제어신호, 스케줄링을 위한 CQ정보들, 및 상향링크 송신을 위한 TF(Transmission Format) 정보 등을 UE가 기지국에게 보고해 주어야 한다.

하지만 이러한 과정 중간에 RACH가 들어가게 되고, RACH가 시스템 대역폭을 모두 사용하고 있을 경우에는, UE는 제어신호를 기지국에게 전송할 수 없게 되는 문제가 생긴다. 특히, 셀 크기가 커질수록, RACH 길이가 길어지게 되므로 UE가 기 지국에게 제어신호를 보내는데 지연시간이 더 길어지게 된다.

현재 LTE에서 ACK/NACK 등 상술한 바와 같은 제어신호를 송신하는 방안으로 FDM으로 TTI를 구분한 다음 일정 영역에 제어 신호를 송신하는 방식과, 특정 OFDM심볼(들)을 선정해서 제어 신호용으로 사용하는 방법에 대해서 논의되고 있다. 그리고 만약 송신할 데이터가 있는 경우는 데이터와 함께 전송하는 방식도 고려되고 있다. 하지만 아직 RACH가 상향링크 송신 중 인터럽트(interrupt)를 걸 경우 어떻게 처리할 것인가에 대한 논의는 되고 있지 않다.

도 1a 및 도 1b는 각각 종래 FDM 및 TDM으로 제어 신호를 송신하는 방식을 도시한 도면이다.

즉, 도 1a에서는 LTE에서의 송신 단위 자원 영역에 해당하는 1 TTI(Transmission Time Interval)내에서 제어 신호 송신을 위한 자원 영역을 도 1a의 "Control Signal Region"으로 색인된 영역과 같이 일정 주파수 대역에 할당하여 제어 신호를 송신하는 것으로 도시하고 있으며, 도 1b에서는 1 TTI 내에서 제어 신호 송신을 위한 자원 영역을 도 1b의 "Control Signal Region"으로 색인된 영역과 같이 소정 시간 영역에 할당하여 제어 신호를 송신하는 것을 도시하고 있다.

도 2는 제어 신호 송신 대역에 RACH가 송신되는 경우의 모습을 도시한 도면이다.

즉, 도 2에서는 상향링크 제어신호를 송신하는 중간에 RACH가 할당되고, 시스템 대역을 전체 다 쓰는 경우에 대한 도면이다. 이 경우에 UE는 상향링크를 전혀 사용할 수 없게 되므로 제어신호를 전달할 수 없게 되고, 모든 통신 프로토콜은 RACH의 길이만큼 지연되게 된다.

한편, RACH가 시스템 대역폭 전체를 차지하지 않다고 하더라도, 일반적으로 RACH 송신은 각 주파수 대역에서 동시에 이루어지도록 할당되는 경우가 많아 이러한 경우, 도 2의 경우와 동일하게 RACH의 길이만큼 상향링크 제어 신호 송신이 지연되는 문제가 있다.

따라서, RACH가 송신되는 구간에서 제어신호를 효율적으로 송신하기 위한 기술이 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 RACH가 송신되는 구간에서도 제어 신호를 지연 없이 효율적으로 송신하기 위한 방법 및 이를 위한 통신 자원 할당 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법은, RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호 송신을 위한 통신 자원을 할당하는 방법으로서, 상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역을 상기 송신 단위 자원 영역의 일부로 설정하는 단계; 및 상기 송신 단위 자원 영역 내에서 상기 RACH 송신에 이용되지 않는, 상기 제어신호 송신 자원 영역을 할당하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 제어신호 송신 자원 영역과 상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역은 주파수 분할 다중화(FDM)를 통해 구분되며, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 주파수 대역의 어느 한쪽에 위치하는 제 1 방식, 상기 전체 주파수 대역의 양쪽에 위치하는 제 2 방식, 또는 상기 전체 주파수 대역 내에 분산되어 위치하는 제 3 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당될 수 있으며, 더 구체적으로, 상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역의 주파수 대역폭이 시스템 주파수 대역폭과 동일한 통신 시스템에서는 상기 제 1 방식 또는 상기 제 2 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당되고, 상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역의 주파수 대역폭이 시스템 주파수 대역폭보다 작은 통신 시스템에는 상기 제 3 방식에 의해 할당될 수 있다.

또한, 이와 달리 상기 제어신호 송신 자원 영역과 상기 RACH 송신 자원 영역은 시분할 다중화(TDM)를 통해 구분되며, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 송신 시간 구간의 어느 한쪽에 위치하는 제 1 방식, 또는 상기 전체 송신 시간 구간의 양쪽에 위치하는 제 2 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당될 수 있으며, 이와 또 달리, 상기 제어신호 송신 자원 영역과 상기 RACH 송신 자원 영역은 주파수 분할 다중화(FDM) 및 시분할 다중화(TDM)를 통해 구분되며, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 주파수 대역의 어느 한쪽에 위치하는 방식, 상기 전체 주파수 대역의 양쪽에 위치하는 방식, 또는 상기 전체 주파수 대역 내에 분산되어 위치하는 방식 중 어느 한 방식에 의해 상기 전체 주파수 대역 내에 할당되고, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 송신 시간 구간의 어느 한쪽에 위치하는 방식, 또는 상기 전체 송신 시간 구간의 양쪽에 위치하는 방식 중 어느 한 방식에 의해 상기 전체 송신 시간 구간 내에 할당될 수 있다.

아울러, 상기 제어 신호는 ACK/NACK 정보, 채널 품질 정보, 또는 전송 포맷(TF) 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법은, RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호 송신을 위한 통신 자원을 할당하는 방법으로서, 상기 임의접속을 위한 시퀀스 세트 및 상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트를 각각 할당하는 단계; 및 상기 RACH 신호 송신에 이용되는 자원 영역 내에 상기 제어신호를 나타내기 위해 할당된 시퀀스 세트를 이용하여 상기 제어 신호를 송신하도록 할당하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 시퀀스 세트 할당 단계는, 상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트의 각 시퀀스의 용도를 지정하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트는 상기 임의접속을 위한 시퀀스 세트와 상호간의 상관값이 임계치 이하인 시퀀스로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제어 신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트 및 상기 임의접속을 위한 시퀀스 세트는 CAZAC 시퀀스, 왈시 시퀀스, 또는 골드 시퀀스 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트는 상기 RACH 송신을 위한 시퀀스 세트와 공통된 시퀀스를 포함하지 않는 것이 바람직할 수 있다.

아울러, 상기 제어 신호는 ACK/NACK 정보, 채널 품질 정보, 또는 전송 포맷(TF) 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법은, 시스 템 주파수 대역폭 내에 복수의 RACH 송신이 가능한 통신 시스템에서, 제어신호 송신을 위한 통신 자원을 할당하는 방법으로서, 복수의 RACH 송신에 이용되는 복수의 자원 영역을 단위 주파수 대역별로 서로 다른 송신 단위 시간 자원 영역으로 설정하는 단계; 및 상기 제어신호 송신을 위한 자원 영역을 상기 복수의 RACH 송신에 이용되는 복수의 자원 영역이 아닌 자원 영역에 할당하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 제어신호 송신 방법은, RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호를 송신하는 방법으로서, 상기 송신 단위 자원 영역 내에서 상기 RACH 송신에 이용되지 않는, 상기 제어신호용 자원 영역의 할당 정보를 획득하는 단계; 및 할당된 상기 제어신호용 자원 영역을 통해 상기 제어 신호를 송신하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 제어 신호 송신 방법은, RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호를 송신하는 방법으로서, 상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트 할당 정보를 획득하는 단계; 및 할당된 상기 제어신호용 시퀀스 세트 중 상기 제어신호를 나타내는 시퀀스를 상기 RACH 신호 송신에 이용되는 자원 영역을 통해 송신하는 단계를 포함한다.

마지막으로, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 제어 신호 송신 방법은, 시스템 주파수 대역폭 내에 복수의 RACH 송신이 가능한 통신 시스템에서, 제어신호를 송신하는 방법으로서, 복수의 RACH 송신에 이용되며, 단위 주파수 대역별로 서로 다른 송신 단위 시간 자원 영역으로 송신하도록 설정된 복수의 RACH용 자원 영역이 아닌, 상기 제어신호용 자원 영역의 할당 정보를 획득하는 단계; 및 할당된 상기 제어신호용 자원 영역을 통해 상기 제어 신호를 송신하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 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 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

시스템 대역폭이 적을 경우 RACH에 의하여 차지하는 공간은 UE에게 통신상의 지연을 주기에 충분한 길이가 될 수 있다. 이러한 상황에서 제어신호를 RACH를 고려하지 않고 설계하는 경우 UE는 이로 인해서 더 긴 데이터 지연시간을 갖게 되는 문제점이 있다. 또한, 시스템 대역폭이 큰 경우라 하더라도, 종래와 같이 RACH 송신이 동일한 프레임에서 이루어지는 경우에는 시스템 대역폭이 작은 경우와 동일하게 제어 신호 송신이 지연되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 실시형태에서는 제어신호를 RACH 송신에 불구하고, 지연 없이 송신하기 위해 RACH 송신에 이용되는 자원 영역을 1 TTI의 일부로 설정하는 방식, RACH 자체를 통해 제어 신호를 송신하는 방식, 및 RACH 송신 대역폭이 시스템 전체 대역폭보다 작아 시스템 대역폭내에 복수의 RACH 송신이 가능한 경우, RACH 송신을 위한 송신 시간 영역을 서로 다른 프레임에 배치함으로써 제어 신호를 지연 없이 송신하도록 하는 방식 등을 제안한다.

일반적으로, UE가 기지국과 통신하는 중간에 RACH가 있을 경우, 제어신호를 처리하는 방법으로는 다음과 같은 방식을 생각할 수 있다.

첫 번째 방식으로서, RACH 구간 동안은 이미 기지국과 통신하던 UE들은 단순히 모든 제어신호 전달을 중단하는 방식이다. 즉, RACH가 끝나고 난 다음에 제어신호들은 전달한다. 이 경우에는 단말은 전체적으로 통신 프로토콜 상 지연을 겪게 된다. 이는 종래 기술에 따른 도 2와 같은 방식을 의미한다.

두 번째 방식으로서, RACH의 할당을 시스템의 시간/주파수 영역 전체에 하지 않고 일부를 남기는 방식이다. 이 경우 남아있는 공간은 제어신호 송신용으로 사용할 수 있다. 주파수분할 다중화(FDM)의 경우 RACH의 대역폭을 시스템 대역폭보다 작게 하여 할당하는 방식을 의미하며, 시분할 다중화(TDM)의 경우는 RACH의 길이를 TTI단위보다 작게 설정하는 방식을 의미한다. 이렇게 함으로써 RACH가 중간에 할당되더라도 UE들은 여전히 제어신호를 기지국에 전달할 수 있는 장점이 있다.

세 번째 방식으로서, RACH 할당을 시스템의 시간/주파수 영역 전체를 사용하도록 허용하되, 제어신호를 RACH 자체를 이용하여 송신하는 방식이다. RACH 할당을 시스템의 시간/주파수 영역 전체에 하는 경우, UE는 RACH 이외에는 제어신호를 전달할 방법이 없으므로 상술한 첫 번째 방식과 같이 다음번 자원할당을 기다리는 것이 아니라면 RACH를 통해서 제어신호를 송신할 수밖에 없다.

이와 같이, RACH를 통해서 제어신호를 송신하기 위해서는 별도의 메카니즘이 필요하다.

마지막으로, RACH 송신을 위한 주파수 대역폭이 시스템 주파수 대역폭보다 작아, 전체 대역폭 내에 복수의 RACH 송신이 가능한 경우에는 종래와 같이 복수의 RACH를 동일한 프레임에 송신하지 않고, 복수의 RACH 송신에 이용되는 자원 영역을 서로 다른 프레임에 송신되도록 하는 방식이 가능하다. 이 경우, 복수의 RACH 송신이 서로 다른 프레임에서 이루어지므로, 제어신호를 RACH가 송신되지 않는 자원 영역을 통해 송신함으로써 지연 없이 송신할 수 있다.

상술한 방법들 중 단순히 RACH 구간 동안 제어 신호 송신을 지연시키는 첫 번째 방법을 제외한 나머지 방법들에 대해 상세히 설명하도록 한다.

상술한 방법들 중 두 번째 방법의 경우, 가장 큰 장점은 UE가 제어신호를 만들기 위해서 RACH를 사용하지 않기 때문에 RACH에 접근하려는 UE들에게 더 많은 시퀀스를 사용할 기회를 주며, 또한 그 UE들에게 추가적인 간섭(interference)을 주지 않는다는 점이다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH가 송신되는 1 TTI 프레임 내에 제어 신호를 FDM을 통해 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a는 제어신호 송신을 위한 영역이 전체 시스템 주파수 대역의 어느 한쪽에 위치하는 방식을, 도 3b는 제어 신호 송신 영역이 전체 주파수 대역의 양쪽에 위치하는 방식을, 도 3c는 제어 신호 송신 영역이 전체 주파수 대역 내에 분산되어 위치하는 방식을 각각 도시하고 있다.

도 3a와 도 3b와 같이 송신할 경우의 장점은 제어 신호가 RACH에 영향을 주 거나 받지 않고 구현될 수 있다는 점이며, 특히, 송신되는 RACH가 하나일 경우에 유용하다.

반면, 도 3c와 같이 RACH와 제어 신호 송신을 위한 채널이 반복적으로 배치되어 있는 경우는 RACH가 전체 시스템 대역폭 내에 여러 개가 정의되는 경우로서, 그 사이사이에 제어 신호 송신용 채널이 삽입될 수 있다.

한편, 제어 신호와 RACH의 다중화는 상술한 FDM뿐만 아니라 TDM으로도 가능하다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH가 송신되는 1 TTI 프레임 내에 제어 신호를 TDM을 통해 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a는 TDM형식으로 RACH와 제어신호 부분을 구분하여 할당하는 방식이다. RACH는 시간상으로 연속적으로 할당하는 것이 적절함으로 제어신호 송신을 위한 부분을 맨 앞과 맨 뒤에 두는 것을 생각할 수 있다. 물론, 앞이나 뒤쪽에 한꺼번에 할당하는 방식도 가능하다. 제어신호를 앞쪽에 두는 것은 기지국이 제어신호를 기준으로 다음번 TTI 동안에 해야 할 일을 준비하도록 할 수 있다. 그리고 뒤쪽에 둔 제어 채널로는 기지국은 가장 최신의 CQ 정보 같은 것을 할당받게 할 수 있다.

다만, 도 4a와 같이 제어 신호를 송신하는 경우 UE가 일정 시간 내에 사용할 수 있는 송신 전력에 제한이 있으므로 인해 제어 신호 송신에 있어 커버리지(coverage) 문제가 야기 될 수 있다. 따라서, 도 4b와 같이 TDM구조와 FDM구조를 한꺼번에 고려하여 구현하는 방식이 더 유용할 수 있다. 즉, FDM으로 커버리지를 고려한 제어신호를 송신하고, TDM으로는 커버리지 문제가 그다지 심하지 않는 제어 정보 혹은 기지국과 가까이 존재하는 UE의 제어정보를 송신하도록 설정할 수 있다.

도 4b는 FDM으로 전체 시스템 대역폭의 양쪽에 제어 신호 송신 영역을 할당하고, TDM으로 역시 전체 TTI 중 전단부와 후단부에 제어 신호 송신 시간 구간을 설정하는 예를 도시하고 있으나, 본 발명의 상술한 실시형태는 이에 한정될 필요는 없으며, FDM과 TDM을 동시에 이용하여 FDM으로는 커버리지를 고려한 제어 신호를, TDM으로는 커버리지 문제가 심각하지 않은 제어 신호를 송신하도록 설정하는 한, FDM은 도 3a 내지 도 3b 중 임의의 한 방식으로 분할되고, TDM으로도 전체 1 TTI 구간의 한쪽 또는 양쪽에 제어 신호 송신 시간 구간을 할당할 수 있다.

한편, 제어 신호를 송신하는 방법으로서 도 3a 내지 도 3c의 방식, 및 도 4a 및 도 4b의 방식은 RACH와 다중화(multiplexing)되지 않은 경우, 즉, RACH가 송신되지 않는 일반적인 TTI 프레임에서도 적용가능하다. 다시 말해, 도 3a 내지 도 3c의 방식, 및 도 4a 및 도 4b의 방식에서 RACH로 표시되어 있는 부분이 다른 데이터 정보나 제어신호 정보로 채워질 수도 있다.

도 3a 내지 도 4b와 관련하여 상술한 바와 같이 구조적으로 제어 신호 송신을 위한 자원 영역을 만드는 경우, 기지국은 하향링크로 이 자원들에 대한 스케줄링을 통해서 UE가 해당 제어신호를 송신하도록 할 수 있다. 또한, 이러한 구조는 RACH가 있을 경우와 없을 경우 모두 적용 가능하기 때문에 UE에게 추가적인 동작옵션을 주지 않아도 되는 장점을 갖는다.

이하, RACH가 송신되는 상황에서 제어 신호를 송신하는 가능한 방법으로 제시한 상술한 방법들 중 세 번째 방법, 즉 RACH 자체를 제어 신호 송신에 이용하는 방법에 대해 설명한다.

RACH가 해당 TTI 자원을 모두 사용하고, 제어 신호 송신을 위한 별도의 자원 영역 할당 없이 RACH 자체를 이용하여 제어 신호를 송신하는 경우의 다중화 구조는 도 2와 동일하다.

하지만 본 발명의 일 실시형태에서는 제어신호가 RACH를 통해서 다른 RACH 신호와 CDM으로 구분되도록 설정하는 방식을 제안한다. 즉, RACH에 사용될 시퀀스 세트는 제어신호용 시퀀스 세트와 임의 접속(random access)용 시퀀스 세트로 구분되며, UE가 제어신호를 송신해야 하는 경우에는 기지국은 해당 UE에게 어떤 시퀀스를 어떤 용도로 사용할지를 구분해서 전달해주게 된다.

이에 따라 UE는 자신의 상황에 따라서 해당 시퀀스를 RACH에 송신함으로써 제어신호를 전달한다. 이때, UE가 사용하는 시퀀스는 임의접속 신호에 최대한 적은 영향을 주어야 하므로 서로 간에 상관값(correlation)이 매우 작은 신호를 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 직교성(orthogonality)이 보장되는 CAZAC 계열이나 왈시(Walsh), 혹은 이외의 상관 특성이 좋은 골드 시퀀스(gold sequence) 등이 모두 사용 가능하다.

한편, RACH에 사용할 수 있는 시퀀스 세트를,

셀 특정 RACH 시퀀스 세트 = {임의 접속용 시퀀스 세트(Sra), 제어 신호용 시퀀스 세트(Scs)}

와 같이 표기했을 때, Sra와 Scs가 서로 공통된 시퀀스를 포함하지 않는 경우, 기지국에서 RACH 신호를 검출할 때 임의접속으로 인한 모호함을 없앨 수 있어 바람직하다. 하지만, 임의접속 확률이 작고, 할당된 시퀀스의 수가 충분히 많다고 하면, Sra와 Scs는 공통 시퀀스를 포함한 시퀀스 세트로 정의될 수도 있다.

이와 같이 RACH가 할당된 구간에 제어정보를 전달해야되는 UE가 있을 경우, 기지국은 특정 시퀀스 세트를 Scs로부터 정의하여, UE에게 이 Scs로부터 자신의 상황에 따른 제어신호를 나타내는 시퀀스를 선택하여 보고를 하도록 할 수 있다.

예를 들어, RACH가 송신되는 구간에서 ACK/NACK을 송신해야 되는 경우를 살펴본다.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH를 통해 제어 신호를 RACH 신호와 CDM을 통해 송신하는 일례로서, ACK/NACK 신호를 RACH를 통해 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

우선, TTI n에서 기지국(Node-B)가 UE에게 데이터 트래픽(501)을 송신하는 경우, UE는 TTI n+1에서 수신된 데이터 트래픽에 대한 ACK/NACK 신호(501')를 송신한다. 이때, TTI n+2에 RACH가 송신될 것이 예측되는 경우(도 5의 "Uplink RACH Timing"), 기지국은 TTI n+1에서 하향링크를 통해 UE에게 ACK/NACK 신호를 나타내기 위한 시퀀스 정보(ACK/NACK Sequence Info.(502))를 전달한다. 이 시퀀스 정보(502)는 ACK/NACK을 나타내기 위해 이용할 수 있는 2개의 시퀀스로 구성된 시퀀스 세트에 대한 정보, 및 각각 어느 시퀀스가 ACK 또는 NACK을 나타낼 것인지에 대한 정보를 포함할 수 있다.

그 후, RACH가 송신되는 TTI n+2에서 기지국이 UE에게 TTI n+1에 송신한 데이터 트래픽(503)에 대해, UE는 ACK/NACK 중 자신이 송신하고자 하는 정보에 따라 ACK에 해당하는 시퀀스 또는 NACK에 해당하는 시퀀스를 선택하여 RACH를 통해 신호(503')를 송신하도록 한다. 그러면, 기지국은 해당 시퀀스들을 검색하여 UE가 송신한 제어신호 정보를 추출할 수 있다. 그 후, RACH 송신이 없는 TTI n+3에서는 TTI n, n+1에서와 동일하게 ACK/NACK 정보 송신이 이루어질 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, RACH가 존재하지 않는 때(예를 들어, RACH가 존재하는 TTI), 별도의 제어 채널(예를 들어, AICH(Acknowlegment Indication Channel)등 별도로 할당된 제어 정보를 위한 무선 자원을 통해 ACK/NACK과 같은 제어 정보를 송신하고, RACH가 존재하는 때에는 RACH를 통해 ACK/NACK(control information)을 전송하는 방법을 제안한다.

또한, 상술한 바와 같이 RACH를 통해 제어 신호를 송신하는 방식은 RACH에 접근하는 임의 접속 UE, 혹은 다른 제어정보를 송신하는 UE와도 CDM으로 구분되도록 설정할 수 있다.

다음으로, RACH가 송신되는 상황에서 제어 신호를 송신하는 가능한 방법으로 제시한 상술한 방법들 중 네 번째 방법, 즉 RACH에 이용되는 대역폭이 전체 시스템 대역폭보다 작은 경우, RACH 송신이 서로 다른 프레임에서 이루어지도록 설정하여 제어 신호 송신에 이용하는 방법에 대해 설명한다.

도 6은 시스템 대역폭이 RACH 송신을 위한 대역폭보다 큰 경우, 종래 RACH를 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

종래의 RACH는 주파수축 및 시간축으로의 구조를 명확하게 제시하지 않고 있으나, 대략적으로는 도 6에 도시된 바와 같은 버스트(burst) 형태의 구조로 파악해 볼 수 있다. 이러한 버스트 형태는 UE가 특정 프레임의 RACH(예를 들어, 도 6의 첫번째 프레임)에 접근했다가 실패하는 경우 다음 주기의 프레임에 할당된 RACH가 나타날 때(예를 들어, 도 6의 5번째 프레임)까지 상당한 시간을 기다려야 하는 문제점, 즉 UE가 RACH 접근에 실패할 경우 재시도까지의 간격이 길어지는 문제점이 발생한다.

또한, RACH 중에서 선택된 주파수 대역의 채널 특징이 좋지 않을 경우 RACH의 접근 실패가 발생할 확률이 높아지는데 버스트 형태의 RACH는 UE에게 여러 주파수 선택의 기회를 주지 않는 문제가 있다.

이에 대해, 본 발명자에 의해 발명되고, 본 출원인에 의해 출원되었으며, 여기에 참조로서 포함된 "랜덤 액세스 채널을 통한 데이터 전송 방법(특허출원번호 제 2006-52167 호; 이하 "52167호 출원발명"이라 함)"에서는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 RACH를 도 6과 같이 버스트하게 배치하지 않고, 각 프레임마다 상이한 위치에 배치하여 UE가 RACH 접속에 실패하는 경우, 다음 프레임의 RACH에 접속할 수 있도록 하는 RACH를 통한 데이터 송신 방법에 대해 개시하고 있다.

다만, 본 명세서의 종래 기술에 대한 설명에서도 언급한 바와 같이, RACH 송신 대역폭이 시스템 대역폭보다 작은 경우, RACH를 도 6과 같이 송신하는 경우에는 상술한 문제점 이외에도 RACH가 송신되는 시간 동안 제어 신호를 송신할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 52167호 출원발명과 유사하게 RACH를 동일 프레임에 배치하는 것이 아니라, 각 주파수 영역에 따라 프레임별로 상이하게 배치하여, RACH가 배치되지 않은 영역을 통해 제어 신호를 송신하는 방법을 제안한다.

도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 송신 대역을 주파수 대역별로 프레임마다 상이하게 설정하는 경우, 제어 신호를 송신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 전체 시스템 대역폭 내에 복수의 RACH 송신이 가능한 경우, RACH를 송신하는 구간을 주파수 대역별로 서로 다른 프레임에 송신되도록 함으로써, 각 프레임마다 제어신호 송신을 위한 여분의 자원 영역을 가지게 되므로, 이 여분의 자원 영역을 통해 해당 제어 신호를 송신하는 경우, RACH 송신으로 인한 제어 신호 송신 지연을 방지할 수 있다.

도 7은 RACH를 주파수 대역별로 서로 상이하게 배치하는 주기를 4 프레임으로 하여, 이를 반복 배치한 것을 일례로서 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시형태에서는 매 프레임마다 제어 신호 송신을 위한 여분의 자원 영역이 허락되는 한, RACH 송신이 배치되는 패턴은 어느 특정 패턴에 한정될 필요는 없다. 다만, 도 7과 같은 배치 형태를 가지는 경우 RACH 배치 패턴을 단순화할 수 있으며, 도 7과 같이 각 주파수 영역별로 균일한 RACH 분포를 가지는 경우, 보다 높은 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 바람직하다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 통신 자원 할당 방법에 따르면, RACH가 송신되는 구간에서도 제어 신호를 지연 없이 효율적으로 송신할 수 있다.

구체적으로, RACH 송신을 위한 시간 주파수 영역을 전체 시스템의 시간 주파수 영역의 일부로 설정하여, RACH 송신에 이용되지 않는 자원 영역에 제어 신호를 송신하는 경우, RACH가 존재하지 않는 영역에서 역시 제어신호를 송신하는 방식을 그대로 유지하여 사용할 수 있으므로 UE의 복잡도를 증가시키지 않는 장점을 가진다.

또한, RACH 자체를 이용하여 제어 신호를 송신하는 방법의 경우, 즉 RACH에 CDM으로 UE가 제어신호를 송신하는 경우에는 기지국은 해당 시퀀스 정보를 전달해 줌으로써 시퀀스에 대한 모호성을 제거하며, RACH의 크기를 가장 크게 설정할 수 있다.

아울러, RACH 송신 대역폭이 시스템 전체 대역폭보다 작아, 전체 시스템 대역폭 내에 복수의 RACH 송신이 가능한 경우, RACH를 주파수 대역에 따라 서로 다른 프레임에 송신하는 방식의 경우, RACH의 크기를 그대로 유지시키면서, 추가적인 시퀀스 할당이 요구되지 않으며, UE의 RACH 재접속 기간을 단축시키고, 주파수축 다이버시티를 획득할 수 있다.

Claims (16)

  1. RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호 송신을 위한 통신 자원을 할당하는 방법으로서,
    상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역을 상기 송신 단위 자원 영역의 일부로 설정하는 단계; 및
    상기 송신 단위 자원 영역 내에서 상기 RACH 송신에 이용되지 않는, 상기 제어신호 송신 자원 영역을 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 제어신호 송신 자원 영역과 상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역은 주파수 분할 다중화(FDM) 또는 시분할 다중화(TDM) 중의 하나 이상을 통해 구분되며,
    상기 FDM의 경우, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 주파수 대역의 어느 한쪽에 위치하는 제 1 FDM 방식, 상기 전체 주파수 대역의 양쪽에 위치하는 제 2 FDM 방식, 또는 상기 전체 주파수 대역 내에 분산되어 위치하는 제 3 FDM 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당되고,
    상기 TDM의 경우, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 송신 시간 구간의 어느 한쪽에 위치하는 제 1 TDM 방식, 또는 상기 전체 송신 시간 구간의 양쪽에 위치하는 제 2 TDM 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당되는, 통신 자원 할당 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역의 주파수 대역폭이 시스템 주파수 대역폭과 동일한 통신 시스템에서는 상기 제 1 FDM 방식 또는 상기 제 2 FDM 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당되고,
    상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역의 주파수 대역폭이 시스템 주파수 대역폭보다 작은 통신 시스템에는 상기 제 3 FDM 방식에 의해 할당되는, 통신 자원 할당 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어신호 송신 자원 영역과 상기 RACH 송신 자원 영역은 상기 FDM 및 상기 TDM을 통해 구분되며,
    상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 제 1 FDM 방식, 상기 제 2 FDM 방식 또는 상기 제 3 FDM 방식 중 어느 한 방식에 의해 상기 전체 주파수 대역 내에 할당되고,
    상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 제 1 TDM 방식, 또는 상기 제 1 TDM 방식 중 어느 한 방식에 의해 상기 전체 송신 시간 구간 내에 할당되는, 통신 자원 할당 방법.
  6. 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 ACK/NACK 정보, 채널 품질 정보, 또는 전송 포맷(TF) 정보 중 하나 이상을 포함하는, 통신 자원 할당 방법.
  7. RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호 송신을 위한 통신 자원을 할당하는 방법으로서,
    임의접속을 위한 시퀀스 세트 및 상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트를 각각 할당하는 단계; 및
    상기 RACH 신호 송신에 이용되는 자원 영역 내에 상기 제어신호를 나타내기 위해 할당된 시퀀스 세트를 이용하여 상기 제어 신호를 송신하도록 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 시퀀스 세트 할당 단계는,
    상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트의 각 시퀀스의 용도를 지정하는 단계를 포함하는, 통신 자원 할당 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트는 상기 임의접속을 위한 시퀀스 세트와 상호간의 상관값이 임계치 이하인 시퀀스로 구성되는, 통신 자원 할당 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트 및 상기 임의접속을 위한 시퀀스 세트는 CAZAC 시퀀스, 왈시 시퀀스, 또는 골드 시퀀스 중 어느 하나로 이루어지는, 통신 자원 할당 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트는 상기 RACH 송신을 위한 시퀀스 세트와 공통된 시퀀스를 포함하지 않는, 통신 자원 할당 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 ACK/NACK 정보, 채널 품질 정보, 또는 전송 포맷(TF) 정보 중 하나 이상을 포함하는, 통신 자원 할당 방법.
  13. 삭제
  14. RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호를 송신하는 방법으로서,
    상기 송신 단위 자원 영역 내에서 상기 RACH 송신에 이용되지 않는, 상기 제어신호용 자원 영역의 할당 정보를 획득하는 단계; 및
    할당된 상기 제어신호용 자원 영역을 통해 상기 제어 신호를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제어신호 송신 자원 영역과 상기 RACH 송신에 이용되는 자원 영역은 주파수 분할 다중화(FDM) 또는 시분할 다중화(TDM) 중의 하나 이상을 통해 구분되며,
    상기 FDM의 경우, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 주파수 대역의 어느 한쪽에 위치하는 제 1 FDM 방식, 상기 전체 주파수 대역의 양쪽에 위치하는 제 2 FDM 방식, 또는 상기 전체 주파수 대역 내에 분산되어 위치하는 제 3 FDM 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당되고,
    상기 TDM의 경우, 상기 제어신호 송신 자원 영역은 상기 송신 단위 자원 영역의 전체 송신 시간 구간의 어느 한쪽에 위치하는 제 1 TDM 방식, 또는 상기 전체 송신 시간 구간의 양쪽에 위치하는 제 2 TDM 방식 중 어느 한 방식에 의해 할당되는, 제어 신호 송신 방법.
  15. RACH 송신이 이루어지는 송신 단위 자원 영역 내에서 제어신호를 송신하는 방법으로서,
    상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트 할당 정보를 획득하는 단계; 및
    할당된 상기 제어신호용 시퀀스 세트 중 상기 제어신호를 나타내는 시퀀스를 상기 RACH 신호 송신에 이용되는 자원 영역을 통해 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 시퀀스 세트 할당 정보는, 상기 제어신호를 나타내기 위한 시퀀스 세트의 각 시퀀스의 용도를 지정하는 정보를 포함하는, 제어 신호 송신 방법.
  16. 삭제
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