KR101334536B1 - 무선 통신 시스템에서 수신 확인 전송 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 HARQ((hybrid automatic repeat request)를 위한 수신 확인 전송 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 복수의 하향링크 반송파 중 적어도 하나의 하향링크 반송파를 통해 하향링크 자원 할당을 수신하고, 상기 하향링크 자원 할당에 의해 지시되는 하향링크 공유 채널 상으로 하향링크 전송 블록을 수신한다. 단말은 상향링크 제어채널 상으로 상기 하향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송한다. 상기 적어도 하나의 하향링크 반송파가 1차 반송파이면 상기 상향링크 제어채널은 제1 자원을 이용하고, 상기 적어도 하나의 하향링크 반송파가 1차 반송파가 아니면 상기 상향링크 제어채널은 제2 자원을 이용한다.

Description

무선 통신 시스템에서 수신 확인 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING RECEPTION ACKNOWLEDGEMENT INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 HARQ((hybrid automatic repeat request)를 위한 수신 확인을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification) 릴리이즈(Release) 8을 기반으로 하는 LTE(long term evolution)는 유력한 차세대 이동통신 표준이다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 하향링크 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), 상향링크 채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
PUCCH는 동일한 시간-주파수 자원을 사용하면서, 서로 다른 코드, 주파수, 시간 또는 이들의 조합을 사용하여 구분된다. 서로 다른 코드를 사용하는 것을 CDM(code division multiplexing)이라 하고, 서로 다른 주파수를 사용하는 것을 FDM(frequency division multiplexing)다. 즉, 동일한 시간 자원에서 각 단말은 서로 다른 코드 및/또는 주파수를 통해 자신의 PUCCH를 전송한다.
한편, 단일 반송파(carrier) 시스템은 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파 만을 고려하고 있다. 반송파는 중심 주파수와 대역폭으로 정의된다. 다중 반송파 시스템은 전체 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 복수의 요소 반송파(component carrier, CC)를 사용하는 것이다.
다중 반송파 시스템은 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 지원할 수 있고, 또한 다중 반송파를 통해 데이터 레이트(data rate)를 크게 높일 수 있는 잇점이 있다.
3GPP LTE 시스템은 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 중 하나의 대역폭(즉, 하나의 CC)만을 지원하는 단일 반송파 시스템이다. 하지만, 3GPP LTE의 진화인 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템은 다중 반송파를 도입하고 있다.
단일 반송파 시스템에서는 단일 반송파를 기준으로 제어채널과 데이터채널이 설계되었다. 하지만, 다중 반송파 시스템에서도 단일 반송파 시스템의 채널 구조를 그대로 사용한다면 비효율적일 수 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 HARQ를 위한 수신 확인을 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 단말의 HARQ((hybrid automatic repeat request)를 위한 수신 확인 전송 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 하향링크 반송파 중 적어도 하나의 하향링크 반송파를 통해 하향링크 자원 할당을 수신하고, 상기 하향링크 자원 할당에 의해 지시되는 하향링크 공유 채널 상으로 하향링크 전송 블록을 수신하고, 및 상향링크 제어채널 상으로 상기 하향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 것을 포함하되, 상기 적어도 하나의 하향링크 반송파가 1차 반송파이면 상기 상향링크 제어채널은 제1 자원을 이용하고, 상기 적어도 하나의 하향링크 반송파가 1차 반송파가 아니면 상기 상향링크 제어채널은 제2 자원을 이용한다.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 단말의 HARQ((hybrid automatic repeat request)를 위한 수신 확인을 전송하는 단말이 제공된다. 상기 단말은 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 복수의 하향링크 반송파 중 적어도 하나의 하향링크 반송파를 통해 하향링크 자원 할당을 수신하고, 상기 하향링크 자원 할당에 의해 지시되는 하향링크 공유 채널 상으로 하향링크 전송 블록을 수신하고, 및 상향링크 제어채널 상으로 상기 하향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하되, 상기 적어도 하나의 하향링크 반송파가 1차 반송파이면 상기 상향링크 제어채널은 제1 자원을 이용하고, 상기 적어도 하나의 하향링크 반송파가 1차 반송파가 아니면 상기 상향링크 제어채널은 제2 자원을 이용한다.
더 큰 페이로드의 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있고, ACK/NACK 신호의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE의 무선 프레임 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 슬롯에 대한 자원 그리드를 나타낸 예시도이다.
도 4는 3GPP LTE에서 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 1b를 나타낸다.
도 7은 HARQ 수행의 일 예를 나타낸다.
도 8은 3GPP LTE에서 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 2를 나타낸다.
도 9는 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 3를 나타낸다.
도 10은 다중 반송파의 일 예를 나타낸다.
도 11은 크로스-반송파 스케줄링의 일 예를 나타낸다.
도 12는 다중 반송파 운영의 일 예를 나타낸다.
도 13은 PDCCH 검출 실패의 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK/NACK 신호 전송 방법을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ACK/NACK 신호 전송 방법을 나타낸다.
도 16은 재설정 모호의 일 예를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.
단말(12; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 2는 3GPP LTE의 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 6절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. TTI는 스케줄링의 최소 단위일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 및 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하나의 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
서브프레임내의 하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원 블록(resource block, RB)을 포함한다.
자원 블록은 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파(subcarrier)를 포함한다.
예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원 블록은 84개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
자원 블록의 개수 NRB는 시스템 대역폭 또는 요소 반송파의 대역폭에 따라 달라진다.
도 4는 3GPP LTE에서 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 단말은 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PHICH는 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/ NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 단말에 의해 전송되는 PUSCH상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
PDCCH 상의 DCI는 블라인드 디코딩(blind decoding)을 통해 수신된다. 하나의 서브프레임의 제어영역내에서 복수의 후보(candidate) PDCCH가 전송될 수 있다. 단말은 매 서브프레임마다 복수의 후보 PDCCH들을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이란 단말이 모니터링되는 PDCCH 포맷에 따라 PDCCH들의 각각의 디코딩을 시도하는 것을 말한다. 단말은 서브프레임내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 예를 들어, 만약 해당하는 PDCCH에서 단말의 식별자(i.e. C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier))를 디마스킹(demasking)하여 CRC(Cyclic Redundancy Check) 에러가 검출되지 않으면 단말은 자신의 DCI를 갖는 PDCCH로 검출하는 것이다.
하향링크 서브프레임내의 제어영역은 복수의 CCE(control channel element)를 포함한다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위로, 복수의 REG(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
도 5는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어 영역(region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역으로 나눌 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록(RB) 쌍(pair)으로 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원 블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다. 동일한 m 값을 갖는 자원 블록이 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있음을 보이고 있다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, PUCCH는 다중 포맷을 지원한다. PUCCH 포맷에 종속된 변조 방식(modulation scheme)에 따라 서브프레임당 서로 다른 비트 수를 갖는 PUCCH를 사용할 수 있다.
다음 표 1은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식 및 서브프레임당 비트 수의 예를 나타낸다.
Figure 112012035025798-pct00001
PUCCH 포맷 1은 SR(Scheduling Request)의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 1a/1b는 HARQ를 위한 ACK/NACK 신호의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a/2b는 CQI 및 ACK/NACK 신호의 동시(simultaneous) 전송에 사용된다. 서브프레임에서 ACK/NACK 신호만을 전송할 때 PUCCH 포맷 1a/1b이 사용되고, SR이 단독으로 전송될 때, PUCCH 포맷 1이 사용된다. SR과 ACK/NACK을 동시에 전송할 때에는 PUCCH 포맷 1이 사용되고, SR에 할당된 자원에 ACK/NACK 신호를 변조하여 전송한다.
모든 PUCCH 포맷은 각 OFDM 심벌에서 시퀀스의 순환 쉬프트(cylic shift, CS)를 사용한다. 순환 쉬프트된 시퀀스는 기본 시퀀스(base sequence)를 특정 CS 양(cyclic shift amount) 만큼 순환 쉬프트시켜 생성된다. 특정 CS 양은 순환 쉬프트 인덱스(CS index)에 의해 지시된다.
기본 시퀀스 ru(n)를 정의한 일 예는 다음 식과 같다.
Figure 112012035025798-pct00002
여기서, u는 원시 인덱스(root index), n은 요소 인덱스로 0≤n≤N-1, N은 기본 시퀀스의 길이이다. b(n)은 3GPP TS 36.211 V8.7.0의 5.5절에서 정의되고 있다.
시퀀스의 길이는 시퀀스에 포함되는 요소(element)의 수와 같다. u는 셀 ID(identifier), 무선 프레임 내 슬롯 번호 등에 의해 정해질 수 있다. 기본시퀀스가 주파수 영역에서 하나의 자원 블록에 맵핑된다고 할 때, 하나의 자원 블록이 12 부반송파를 포함하므로 기본 시퀀스의 길이 N은 12가 된다. 다른 원시 인덱스에 따라 다른 기본 시퀀스가 정의된다.
기본 시퀀스 r(n)을 다음 수학식 2와 같이 순환 쉬프트시켜 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n, Ics)을 생성할 수 있다.
Figure 112012035025798-pct00003
여기서, Ics는 CS 양을 나타내는 순환 쉬프트 인덱스이다(0≤Ics≤N-1).
기본 시퀀스의 가용(available) 순환 쉬프트 인덱스는 CS 간격(CS interval)에 따라 기본 시퀀스로부터 얻을 수(derive) 있는 순환 쉬프트 인덱스를 말한다. 예를 들어, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 1이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 개수는 12가 된다. 또는, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 2이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 수는 6이 된다.
이제, PUCCH 포맷 1a/1b에서의 HARQ ACK/NACK 신호의 전송에 대해 기술한다.
도 6은 3GPP LTE에서 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 1b를 나타낸다. 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 3개의 OFDM 심벌은 기준신호를 위한 RS(Reference Signal) OFDM 심벌이 되고, 4개의 OFDM 심벌은 ACK/NACK 신호를 위한 데이터 OFDM 심벌이 된다.
PUCCH 포맷 1b에서는 2비트 ACK/NACK 신호를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조하여 변조 심벌 d(0)가 생성된다.
순환 쉬프트 인덱스 Ics는 무선 프레임 내 슬롯 번호(ns) 및/또는 슬롯 내 심벌 인덱스(l)에 따라 달라질 수 있다.
노멀 CP에서 하나의 슬롯에 ACK/NACK 신호의 전송을 위해 4개의 데이터 OFDM 심벌이 있으므로, 각 데이터 OFDM 심벌에서 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics0, Ics1, Ics2, Ics3라 하자.
변조 심벌 d(0)은 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics)로 확산된다. 슬롯에서 (i+1)번째 OFDM 심벌에 대응하는 일차원 확산된 시퀀스를 m(i)라 할 때,
{m(0), m(1), m(2), m(3)} = {d(0)r(n,Ics0), d(0)r(n,Ics1), d(0)r(n,Ics2), d(0)r(n,Ics3)}
로 나타낼 수 있다.
단말 용량을 증가시키기 위해, 일차원 확산된 시퀀스는 직교 시퀀스를 이용하여 확산될 수 있다. 확산 계수(spreading factor) K=4인 직교 시퀀스 wi(k) (i는 시퀀스 인덱스, 0≤k≤K-1)로 다음과 같은 시퀀스를 사용한다.
Figure 112012035025798-pct00004
확산 계수 K=3인 직교 시퀀스 wi(k) (i는 시퀀스 인덱스, 0≤k≤K-1)로 다음과 같은 시퀀스를 사용한다.
Figure 112012035025798-pct00005
슬롯마다 다른 확산 계수를 사용할 수 있다.
따라서, 임의의 직교 시퀀스 인덱스 i가 주어질 때, 2차원 확산된 시퀀스 {s(0), s(1), s(2), s(3)}는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
{s(0), s(1), s(2), s(3)}={wi(0)m(0), wi(1)m(1), wi(2)m(2), wi(3)m(3)}
2차원 확산된 시퀀스들 {s(0), s(1), s(2), s(3)}는 IFFT가 수행된 후, 대응하는 OFDM 심벌에서 전송된다. 이로써, ACK/NACK 신호가 PUCCH 상으로 전송되는 것이다.
PUCCH 포맷 1b의 기준신호도 기본 시퀀스 r(n)을 순환 쉬프트시킨 후 직교 시퀀스로 확산시켜 전송된다. 3개의 RS OFDM 심벌에 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics4, Ics5, Ics6 이라 할 때, 3개의 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics4), r(n,Ics5), r(n,Ics6)를 얻을 수 있다. 이 3개의 순환 쉬프트된 시퀀스는 K=3인 직교 시퀀스 wRS i(k)로 확산된다.
직교 시퀀스 인덱스 i, 순환 쉬프트 인덱스 Ics 및 자원 블록 인덱스 m은 PUCCH를 구성하기 위해 필요한 파라미터이자, PUCCH(또는 단말)을 구분하는 데 사용되는 자원이다. 가용 순환 쉬프트의 개수가 12이고, 가용한 직교 시퀀스 인덱스의 개수가 3이라면, 총 36개의 단말에 대한 PUCCH가 하나의 자원블록에 다중화될 수 있다.
3GPP LTE에서는 단말이 PUCCH를 구성하기 위한 상기 3개의 파라미터를 획득하기 위해, 자원 인덱스 n(1) PUUCH를 정의한다. 자원 인덱스 n(1) PUUCH = nCCE+N(1) PUUCH로 정의되는 데, nCCE는 대응하는 DCI(즉, ACK/NACK 신호에 대응하는 하향링크 데이터의 수신에 사용된 하향링크 자원 할당)의 전송에 사용되는 첫번째 CCE의 번호이고, N(1) PUUCH는 기지국이 단말에게 상위계층 메시지로 알려주는 파라미터이다.
ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 시간, 주파수, 코드 자원을 ACK/NACK 자원 또는 PUCCH 자원이라 한다. 전술한 바와 같이, ACK/NACK 신호를 PUCCH 상으로 전송하기 위해 필요한 ACK/NACK 자원의 인덱스(ACK/NACK 자원 인덱스 또는 PUCCH 인덱스라 함)는 직교 시퀀스 인덱스 i, 순환 쉬프트 인덱스 Ics, 자원 블록 인덱스 m 및 상기 3개의 인덱스를 구하기 위한 인덱스 중 적어도 어느 하나로 표현될 수 있다. ACK/NACK 자원은 직교 시퀀스, 순환 쉬프트, 자원 블록 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
결과적으로, PUCCH의 전송에 사용되는 자원은 대응하는 PDCCH의 자원에 종속하여 묵시적으로(implicitly) 결정된다고 할 수 있다. 왜냐하면, 기지국은 단말이 ACK/NACK 신호를 위한 PUCCH의 전송에 사용되는 자원을 별도로 알려주지 않고, 하향링크 전송 블록의 스케줄링에 사용되는 PDCCH에 사용되는 자원을 통해 간접적으로 알려주기 때문이다.
도 7은 HARQ 수행의 일 예를 나타낸다.
단말은 PDCCH를 모니터링하여, n 번째 서브프레임에서 PDCCH(501) 상으로 하향링크 자원 할당을 수신한다. 단말은 하향링크 자원 할당에 의해 지시되는 PDSCH(502)를 통해 하향링크 전송 블록(transport block)을 수신한다.
단말은 n+4번째 서브프레임에서 PUCCH(511) 상으로 상기 하향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송한다. ACK/NACK 신호는 상기 하향링크 전송 블록이 성공적으로 디코딩되면 ACK 신호가 되고, 상기 하향링크 전송 블록의 디코딩에 실패하면 NACK 신호가 된다. 기지국은 NACK 신호가 수신되면, ACK 신호가 수신되거나 최대 재전송 횟수까지 상기 하향링크 전송 블록의 재전송를 수행할 수 있다.
PUCCH(511)를 구성하기 위해, 단말은 PDCCH(501)의 자원 할당을 이용한다. 즉, PDCCH(501)의 전송에 사용되는 가장 낮은 CCE 인덱스가 nCCE가 되고, n(1) PUUCH = nCCE+N(1) PUUCH와 같이 자원 인덱스를 결정하는 것이다.
이제 PUCCH 포맷 2에서의 CQI 전송에 대해 기술한다.
이하에서, CQI는 PUCCH 포맷 2를 통해 전송되는 상향링크 제어신호의 일 예에 불과하다. CQI는 전대역(wideband) CQI, 서브밴드(subband) CQI, 프리코딩 행렬의 인덱스를 지시하는 PMI(precoding matrix indication) 및/또는 랭크를 지시하는 RI(rank indication)를 포함할 수 있다.
도 8은 3GPP LTE에서 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 2를 나타낸다. 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 2개의 OFDM 심벌은 기준신호를 위한 RS OFDM 심벌이 되고, 5개의 OFDM 심벌은 CQI를 위한 데이터 OFDM 심벌이 된다.
CQI 페이로드에 채널 코딩을 수행하여 인코딩된 CQI가 생성된다. 3GPP LTE에서는 PUCCH 포맷 2의 페이로드(payload)는 최대 13비트이고, 사용되는 페이로드의 크기에 상관없이 항상 20비트의 인코딩된 CQI가 생성된다.
20비트의 인코딩된 CQI로부터 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 통해 10개의 변조 심벌 d(0),...,d(9)이 생성된다. 노멀 CP 또는 확장 CP에서 하나의 슬롯에 CQI 전송을 위해 5개의 OFDM 심벌이 있으므로, 하나의 서브프레임에는 CQI 전송을 위해 총 10개의 OFDM 심벌이 있다. 따라서, 하나의 변조 심벌이 각각 하나의 OFDM 심벌에 대응하도록 10개의 변조 심벌이 생성된다.
순환 쉬프트 인덱스 Ics는 무선 프레임 내 슬롯 번호(ns) 및/또는 슬롯 내 심벌 인덱스(l)에 따라 달라질 수 있다.
노멀 CP에서 하나의 슬롯에 CQI의 전송을 위해 5개의 데이터 OFDM 심벌이 있으므로, 각 데이터 OFDM 심벌에서 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics0, Ics1, Ics2, Ics3, Ics4라 하자.
각 OFDM 심벌에 대응하는 변조 심벌은 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics)로 확산된다. 서브프레임에서 (i+1)번째 OFDM 심벌에 대응하는 확산된 시퀀스를 s(i)라 할 때,
{s(0), s(1), s(2), s(3), s(4)} = {d(0)r(n,Ics0), d(1)r(n,Ics1), d(2)r(n,Ics2), d(3)r(n,Ics3), d(4)r(n,Ics4)}
로 나타낼 수 있다.
확산된 시퀀스들 {s(0), s(1), s(2), s(3), s(4)}는 IFFT가 수행된 후, 대응하는 OFDM 심벌에서 전송된다. 이로써, CQI가 PUCCH 상으로 전송되는 것이다
단말이 PUCCH 포맷 2를 구성하기 위해서는 순환 쉬프트 인덱스 Ics와 자원블록 인덱스 m을 알아야 한다. 3GPP LTE에서는, 하나의 자원 인덱스 nPUCCH (2)를 기지국이 단말에게 알려주고, 자원 인덱스 nPUCCH (2)을 기반으로 단말이 순환 쉬프트 인덱스 Ics와 자원블록 인덱스 m을 획득하도록 한다.
PUCCH 포맷 2의 기준신호도 기본 시퀀스 r(n)을 순환 쉬프트시킨 후 직교 시퀀스로 확산시켜 전송된다. 2개의 RS OFDM 심벌에 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics10, Ics11 이라 할 때, 2개의 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics10), r(n,Ics11)를 얻을 수 있다. 순환 쉬프트된 시퀀스들은 IFFT가 수행된 후, 대응하는 OFDM 심벌에서 전송된다.
표 1에 나타난 기존 3GPP LTE의 PUCCH 포맷에 추가적으로 PUCCH 포맷 3가 논의되고 있다.
도 9는 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 3를 나타낸다. 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 2개의 OFDM 심벌은 기준신호를 위한 RS OFDM 심벌이 되고, 5개의 OFDM 심벌은 상향링크 제어 신호(예, ACK/NACK 신호)를 위한 데이터 OFDM 심벌이 된다. RS OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌의 위치나 개수는 예시에 불과하다.
PUCCH 포맷 3는 DFT-IFFT와 블록-확산(Block-spreading)을 사용한다.
심벌 시퀀스 {d(0), d(1), ...}은 직교 시퀀스에 의해 확산된다. 심볼 시퀀스는 상향링크 제어 신호를 나타내는 복소수 심벌들의 집합이다. 5개의 데이터 OFDM 심벌이 있으므로, 확산 계수 5인 직교 시퀀스 {w(0), w(1), w(2), w(3), w(4)}에 의해 블록 확산된다.
블록 확산된 심벌 시퀀스는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 후 다시 IFFT가 수행되어 데이터 OFDM 심벌들에 맵핑된다.
순환 쉬프트를 이용하여 다중화를 수행하는 다른 PUCCH 포맷과 달리 PUCCH 포맷 3은 직교 시퀀스로 다중화를 수행한다. 다중화 용량(capacity)는 줄어들지만, 채널의 페이로드는 증가시킬 수 있다.
이제 3GPP LTE TDD(Time Division Duplex)에서의 ACK/NACK 전송에 대해 기술한다.
TDD는 FDD(Frequency Division Duplex)와 달리 하나의 무선 프레임에 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 공존한다. 일반적으로 상향링크 서브프레임의 개수가 하향링크 서브프레임의 개수보다 적다. 따라서, ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 상향링크 서브프레임이 부족하여, 복수의 하향링크 전송 블록에 대한 복수의 ACK/NACK 신호를 하나의 상향링크 서브프레임에서 전송하는 것을 지원하고 있다. 3GPP TS 36.213 V8.7.0 (2009-05)의 10.1절에 의하면, 채널 선택(channel selection)과 번들링(bundling)의 2가지 ACK/NACK 모드가 개시된다.
첫째로, 번들링은 단말이 수신한 PDSCH(즉, 하향링크 전송블록들)의 디코딩에 모두 성공하면 ACK을 전송하고, 이외의 경우는 NACK을 전송하는 것이다.
두번째로, 채널 선택은 ACK/NACK 다중화(multiplexing)이라고도 한다. 단말은 예약된 복수의 PUCCH 자원들을 선택하여 ACK/NACK을 전송한다.
상향링크 서브프레임 n에 M개의 하향링크 서브프레임들이 연결되어 있다고 하자.
M=3일 때, 채널 선택의 예는 다음 표와 같다.
Figure 112012035025798-pct00006
HARQ-ACK(i)는 M개의 하향링크 서브프레임들 중 i번째 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK을 나타낸다. DTX(DTX(Discontinuous Transmission)는 해당되는 하향링크 서브프레임에서 PDSCH 상으로 하향링크 전송 블록을 수신하지 못함을 의미한다. 상기 표 3에 의하면, 3개의 PUCCH 자원(n(1) PUCCH,0, n(1) PUCCH,1, n(1) PUCCH,2)이 있고, b(0), b(1)은 선택된 PUCCH을 이용하여 전송되는 2개의 비트이다.
예를 들어, 단말이 3개의 하향링크 서브프레임에서 3개의 하향링크 전송블록들을 모두 성공적으로 수신하면, 단말은 n(1) PUCCH, 2을 이용하여 비트 (1,1)을 PUCCH 상으로 전송한다. 단말이 첫번째(i=0) 하향링크 서브프레임에서 하향링크 전송 블록의 디코딩에 실패하고, 나머지는 디코딩에 성공하면, 단말은 n(1) PUCCH, 2을 이용하여 비트 (1,0)을 PUCCH 상으로 전송한다.
채널 선택에서, 적어도 하나의 ACK이 있으면, NACK과 DTX는 짝지워진다(couple). 이는 예약된(reserved) PUCCH 자원과 QPSK 심벌의 조합으로는 모든 ACK/NACK 상태를 나타낼 수 없기 때문이다. 하지만, ACK이 없으면, DTX는 NACK과 분리된다(decouple).
기존 PUCCH format 1b는 2비트의 ACK/NACK 만을 전송할 수 있다. 하지만, 채널 선택은 할당된 PUCCH 자원들과 실제 ACK/NACK 신호를 링크하여, 보다 많은 ACK/NACK 상태를 나타내는 것이다.
이제 다중 반송파(multiple carrier) 시스템에 대해 기술한다.
3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하나, 이는 하나의 요소 반송파(component carrier, CC)를 전제한다. 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크 각각에 하나의 CC만을 지원한다.
스펙트럼 집성(spectrum aggregation)(또는, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 반송파 집성(carrier aggregation)이라고도 함)은 복수의 CC를 지원하는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 CC가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
도 10은 다중 반송파의 일 예를 나타낸다.
DL CC와 UL CC가 각각 3개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 각 DL CC에서 PDCCH와 PDSCH가 독립적으로 전송되고, 각 UL CC에서 PUCCH와 PUSCH가 독립적으로 전송된다.
단말은 복수의 DL CC에서 PDCCH를 모니터링하고, 복수의 DL CC를 통해 동시에 하향링크 전송 블록을 수신할 수 있다. 단말은 복수의 UL CC를 통해 동시에 복수의 상향링크 전송 블록을 전송할 수 있다.
다중 반송파 시스템에서 CC 스케줄링은 2가지 방법이 가능하다.
첫번째는 하나의 CC에서 PDCCH-PDSCH 쌍이 전송되는 것이다. 이 CC를 자기-스케줄링(self-scheduling)이라 한다. 또한, 이는 PUSCH가 전송되는 UL CC는 해당되는 PDCCH가 전송되는 DL CC에 링크된 CC가 됨을 의미한다. 즉, PDCCH는 동일한 CC상에서 PDSCH 자원을 할당하거나, 링크된 UL CC상에서 PUSCH 자원을 할당하는 것이다.
두번째는, PDCCH가 전송되는 DL CC에 상관없이 PDSCH가 전송되는 DL CC 또는 PUSCH가 전송되는 UL CC가 정해지는 것이다. 즉, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 DL CC에서 전송되거나 PDCCH가 전송된 DL CC와 링키지되지 않은 UL CC를 통해 PUSCH가 전송되는 것이다. 이를 크로스-반송파(cross-carrier) 스케줄링이라 한다. PDCCH가 전송되는 CC를 PDCCH 반송파, 모니터링 반송파 또는 스케줄링(scheduling) 반송파라 하고, PDSCH/PUSCH가 전송되는 CC를 PDSCH/PUSCH 반송파 또는 스케줄링된(scheduled) 반송파라 한다.
도 11은 크로스-반송파 스케줄링의 일 예를 나타낸다. DL CC #1과 UL CC #1이 링크되어 있고, DL CC #2과 UL CC #2이 링크되어 있고, DL CC #3과 UL CC #3이 링크되어 있다고 하자.
DL CC #1의 제1 PDCCH(701)은 동일한 DL CC #1의 PDSCH(702)에 대한 DCI를 나른다. DL CC #1의 제2 PDCCH(711)은 DL CC #2의 PDSCH(712)에 대한 DCI를 나른다. DL CC #1의 제3 PDCCH(721)은 링크되어 있지 않은 UL CC #3의 PUSCH(722)에 대한 DCI를 나른다.
크로스-반송파 스케줄링을 위해, PDCCH의 DCI는 CIF를 포함할 수 있다. CIF는 DCI를 통해 스케줄링되는 DL CC 또는 UL CC를 지시한다. 예를 들어, 제2 PDCCH(711)는 DL CC #2를 가리키는 CIF를 포함할 수 있다. 제3 PDCCH(721)은 UL CC #3을 가리키는 CIF를 포함할 수 있다.
크로스-반송파 스케줄링은 단말 별로 활성화/비활성화될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말에게 DCI에 CIF가 포함되는지 여부를 알려줄 수 있다. 크로스-반송파 스케줄링이 활성화된 단말은 CIF(carrier indicator field)가 포함된 DCI를 수신할 수 있다. 단말은 DCI에 포함된 CIF로부터 수신한 PDCCH가 어느 스케줄링된 CC에 대한 제어 정보인지 알 수 있다.
PDCCH 모니터링으로 인한 부담을 줄이기 위해, N개의 DL CC를 지원하더라도 M개(M＜N)의 DL CC 만을 모니터링할 수 있다. PDCCH를 모니터링하는 CC를 모니터링 CC라 하고, 모니터링 CC들의 집합을 모니터링 CC 집합이라 한다.
예를 들어, DL CC #1은 모니터링 CC이고, DL CC #2와 #3은 비-모니터링 CC라 할 때, 단말은 DL CC #1에서만 PDCCH의 블라인드 디코딩을 수행할 수 있다.
도 12는 다중 반송파 운영의 일 예를 나타낸다. 다중 반송파 시스템이 복수의 CC를 지원하더라도 셀 또는 단말의 역량(capability)에 따라 지원되는 CC의 개수가 다를 수 있다.
사용가능(available) CC는 시스템이 사용할 수 있는 모든 CC를 가리킨다. 여기서는, CC #1 ∼ CC #6 까지 6개의 CC가 있다.
할당된(assigned) CC는 사용가능 CC들 중 단말의 역량에 따라 기지국이 단말에게 할당하는 CC이다. CC #1 ∼ CC #4가 할당된 CC인 것을 보이고 있으나, 할당된 CC의 개수는 사용가능 CC의 개수보다 작거나 동일할 수 있다.
활성(active) CC는 단말이 기지국과의 제어신호 및/또는 데이터의 수신 및/또는 송신에 사용하는 CC이다. 단말은 활성 CC들 중 일부 또는 전부에 대해서 PDCCH 모니터링 및/또는 PDSCH의 버퍼링(buffering)을 수행할 수 있다. 활성 CC는 할당된 CC 중에서 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
활성 CC 중 하나가 기준(reference) CC이다. 기준 CC는 1차(primary) CC 또는 앵커(anchor) CC라고도 한다. 기준 CC는 시스템 정보 및/또는 다중 반송파 운영 정보와 같이 시스템 운영에 필요한 정보가 전송되는 CC 이다. 기준 CC는 항상 활성화되어 있고, 모니터링 CC이다.
이제 전술한 PUCCH 구조를 다중 반송파에 적용할 때의 문제점에 대해 기술한다.
ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 PUCCH 포맷은 PUCCH 포맷 1a/1b 및 PUCCH 포맷 2a/2b 이다. 이들 PUCCH 포맷에서 ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 페이로드는 2비트이다.
4개의 DL CC가 있고, 단말이 4개의 하향링크 전송 블록을 수신한다면, 4비트의 페이로드를 갖는 채널이 필요하다. 기존 PUCCH 포맷 1a/1b 및 PUCCH 포맷 2a/2b으로는 하나의 PUCCH에 4비트를 전송할 수 없으므로, 복수의 PUCCH를 사용하는 방법 및 PUCCH 포맷 2/3을 ACK/NACK 신호 전송에 사용하는 방법이 제안되고 있다.
2개의 PUCCH(예를 들어, 2개의 PUCCH 포맷 1b)를 사용하면 최대 4비트의 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있다. 하지만, 복수의 PUCCH를 사용하는 것은 큰 전송 파워를 요구하고, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)를 증가시킬 수 있다.
기존 PUCCH 포맷 2 또는 3를 이용하여 보다 큰 페이로드를 갖는 ACK/NACK 신호를 전송하는 것도 논의되고 있다.
PUCCH 포맷 2는 최대 20비트를 전송할 수 있으므로, CQI 인코딩과 동일한 방식으로 1∼20비트의 ACK/NACK 신호를 인코딩하여 20 비트의 인코딩된 ACK/NACK 신호를 생성한다. 20 비트의 인코딩된 ACK/NACK 신호를 QPSK 변조하여, 10개의 변조 심벌들을 생성하고, 주파수 영역에서 확산시켜 전송하는 것이다.
도 13은 PDCCH 검출 실패의 예를 나타낸다.
DL CC #1의 제1 PDCCH(801)은 DL CC #1의 PDSCH(802)에 대한 DCI를 나른다. DL CC #1의 제2 PDCCH(811)은 DL CC #2의 PDSCH(812)에 대한 DCI를 나른다. DL CC #1의 제3 PDCCH(821)은 UL CC #4의 PDSCH(822)에 대한 DCI를 나른다. DL CC #1이 모니터링 CC이다.
단말이 정상적으로 PDCCH(801, 802, 803)을 모두 수신하고, 각 PDSCH(802, 812, 822) 상으로 각각 하나의 하향링크 전송블록이 전송된다고 할 때, 3비트의 ACK/NACK 신호가 필요하다. 따라서, 단말은 3 비트의 ACK/NACK 신호를 인코딩하여 20 비트의 인코딩된 ACK/NACK 신호를 생성한다. 20 비트의 인코딩된 ACK/NACK 신호를 QPSK 변조하여, 10개의 변조 심벌들을 생성하고, 주파수 영역에서 확산시켜 전송한다.
하지만, 단말이 제3 PDCCH(821)의 검출에 실패한다고 하자. 제3 PDCCH(821)를 수신하지 못하므로, 단말은 제1 및 제2 PDCCH(802, 803)만을 수신하고, 결국 2비트의 ACK/NACK 신호를 PUCCH 포맷 2로 인코딩하여 전송한다. 기지국은 단말이 제3 PDCCH(821)의 검출에 실패한 것을 알 수 없으므로, 수신된 ACK/NACK 신호의 크기를 3비트로 인식하여 디코딩을 시도된다. 결과적으로, 기지국과 단말은 잘못된 ACK/NACK 신호를 교환하게 되는 결과가 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 복수의 CC를 통해 복수의 PDSCH가 전송될 때, 전송되는 ACK/NACK 신호의 페이로드 및/또는 스케줄링되는 PDSCH(또는 수신한 PDCCH)의 개수에 따라 서로 다른 PUCCH 자원을 사용하는 것을 제안한다.
PUCCH 자원은 시간, 공간, 주파수 및/또는 코드로 구분될 수 있다. 보다 구체적으로, PUCCH 자원은 직교 시퀀스 인덱스 i, 순환 쉬프트 인덱스 Ics, 자원 블록 인덱스 m 및 상기 3개의 인덱스를 구하기 위한 인덱스 중 적어도 어느 하나로 표현될 수 있다. 또는, 서로 다른 PUCCH 자원은 서로 다른 PUCCH 포맷으로 표현될 수 있다.
서로 다른 PUCCH 자원은 기준신호 및/또는 제어신호에 대해서 배타적으로 할당될 수 있다.
만약 SPS(Semi-persistent scheduling) 스케줄링이 활성화되면, 별도의 PDCCH 모니터링없이 단말은 PDSCH를 수신할 수 있다. 해당 서브프레임에서 SPS 스케줄링되는 PDSCH의 수도 포함하여 배타적인 PUCCH 자원이 할당될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK/NACK 신호 전송 방법을 나타낸다.
가용한 PUCCH 자원들은 4개의 그룹(그룹 A, B, C, D)로 나뉜다. 그룹 A는 하나의 PDSCH가 스케줄링될 때 사용할 PUCCH 자원들의 집합이고, 그룹 B는 2개의 PDSCH가 스케줄링될 때 사용할 PUCCH 자원들의 집합이고, 그룹 C는 3개의 PDSCH가 스케줄링될 때 사용할 PUCCH 자원들의 집합이고, 그룹 D는 4개의 PDSCH가 스케줄링될 때 사용할 PUCCH 자원들의 집합이다.
도 13의 예와 같이, 제3 PDCCH(821)의 수신 오류를 고려하자. 단말은 2개의 PDSCH(802, 812)가 스케줄링되었으므로, 그룹 B에 속하는 PUCCH 자원을 이용하여 ACK/NACK 신호를 전송한다. 기지국은 3개의 PDSCH를 스케줄링하였으므로, 그룹 C에 속하는 PUCCH 자원을 이용하여 ACK/NACK 신호의 수신을 기다린다.
따라서, 그룹 B에 속하는 ACK/NACK 신호를 수신한 기지국은 단말이 하나의 PDCCH의 수신에 실패하였음을 확인할 수 있다.
단말이 최대 4개의 CC에 대해 스케줄링받을 수 있다고 하면, 각 CC에 대해 PUCCH 자원 A, B, C, D 각각이 배타적인 자원(또는 그룹)으로 예약된다. 하나의 PDCCH를 수신하면, 단말은 PUCCH 자원 A를 이용하여 스케줄링된 PDSCH에 대응하는 ACK/NACK 신호를 전송한다. 2개의 PDCCH를 수신하면, 단말은 PUCCH 자원 B를 이용하여 스케줄링된 PDSCH에 대응하는 ACK/NACK 신호를 전송한다.
각 CC (또는 스케줄링되는 PDSCH) 별 예약되는 PUCCH 자원(또는 PUCCH 그룹)에 관한 정보는 미리 지정되거나, 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
스케줄링되는 CC의 수 또는 스케줄링되는 PDSCH의 수에 따라 PUCCH 포맷을 달리 사용할 수도 있다. 스케줄링되는 CC의 수가 2이하이면, PUCCH 포맷 1a/1b를 사용하고, 스케줄링되는 CC의 수가 2보다 크면 PUCCH 포맷 2 또는 3을 사용하는 것이다.
PUCCH 포맷 1a/1b가 전송되는 PUCCH 자원은 도 9에 나타난 3GPP LTE와 동일한 방식으로 할당될 수 있다. PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH가 존재하는 경우 해당 PDCCH가 사용되는 CCE에 대응되는 동적인 PUCCH 자원을 사용한다. SPS와 같이 일정 시구간 동안 PDCCH가 없이 PDSCH가 스케줄링되는 경우에는 상위 계층 시그널링(예, RRC 메시지)로 지정된 PUCCH 자원을 사용한다.
배타적인 PUCCH 자원(또는 그룹)은 스케줄링되는 CC의 수 또는 스케줄링되는 PDSCH의 수와 1:1로 대응될 수도 있고, 대응되지 않을 수도 있다. 스케줄링 가능한 CC의 개수가 M (M＞1)일 때, N (N＞1)개의 배타적인 PUCCH 자원이 예약될 수 있다.
기지국의 ACK/NACK 신호의 검출을 위한 복잡도를 줄이기 위해, 특정 CC를 통해 전송되는 PDSCH 또는 PDCCH에 대해 배타적인 PUCCH 자원이 예약될 수 있다.
하나의 CC에서 PDCCH-PDSCH 쌍이 전송되는 경우에는 PDCCH와 해당 PDCCH가 스케줄링하는 PDSCH가 동일한 CC에 전송된다. 이 경우 PDSCH가 전송될 때 PUCCH 자원을 배타적으로 할당하는 것은 PDCCH가 전송될 때 PUCCH 자원을 배타적으로 할당하는 것과 등가라고 할 수 있다.
기지국은 배타적으로 예약된 PUCCH 자원(또는 자원 그룹)중에 어떤 자원을 사용할 지에 대한 선택 정보를 단말에게 RRC 메시지 또는 PDCCH 상으로 알려줄 수 있다. 예약된 PUCCH 자원의 선택을 지시하는 필드가 DCI 포함될 수 있다. 또는, 예약된 PUCCH 자원의 선택을 지시하기 위한 예약된 스크램블링 코드 및/또는 CRC 마스킹이 사용될 수도 있다.
상기 선택 정보는 스케줄되는 PDSCH의 개수 또는 PDCCH의 개수로 나타낼 수 있다.
PDCCH 상의 DCI는 자원 할당 뿐 아니라 해당 PDCCH가 몇 번째 PDSCH를 스케줄링하고 있는지를 지시하는 카운터 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 첫번째 PDCCH의 DCI의 카운터 값은 1이고, 두번째 PDCCH의 DCI의 카운터 값은 2이고, 세번째 PDCCH의 DCI의 카운터 값은 3이다. 단말은 자신이 성공적으로 수신한 PDCCH 들 중 마지막 카운터 값에 해당되는 PUCCH 자원을 이용하여 ACK/NACK 신호를 전송한다. 따라서, 단말은 자신이 몇번째 PDCCH를 검출에 실패하였는지를 알 수 있고 이를 ACK/NACK 신호에 포함시킬 수 있다. 단말이 첫번째 PDCCH를 수신하고, 두번째 PDCCH의 수신을 실패하고, 세번째 PDCCH를 수신한다고 하자. 세번째 PDCCH의 DCI의 카운터 값은 3이므로, 단말은 두번째 PDCCH의 검출에 실패하였음을 알고, NACK 또는 DTX(Discontinuous Transmission)으로써 기지국에 알릴 수 있다.
DCI 내에 카운터가 포함될 때, 단말은 CC 그룹 별로 최대 전송 블록의 개수에 대응하는 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말이 5개의 CC를 사용할 수 있고, 3개의 CC가 제1 CC 그룹, 나머지 2개의 CC가 제2 CC 그룹이 속한다고 하자. 각 CC 별로 최대 2개의 전송 블록이 전송될 수 있다면, 제1 CC 그룹에 대해 6개의 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있고, 제2 CC 그룹에 대해 4개의 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있다. 단말은 수신한 카운터로부터 해당하는 최대 PDSCH의 수 또는 전송 블록의 개수를 기반으로 PUCCH 자원을 선택할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ACK/NACK 신호 전송 방법을 나타낸다.
가용한 PUCCH 자원들은 2개의 그룹(전송 그룹 A, B)로 나뉜다.
전송 그룹 A는 특정 CC에서만 PDSCH(또는 PDCCH)가 스케줄링될 때 사용되는 PUCCH 자원들의 집합이고, 전송 그룹 B는 전송 그룹 A에 해당되지 않을 때 사용할 PUCCH 자원들의 집합이다.
어떤 서브프레임에서, DL CC #1의 제1 PDCCH(901)은 DL CC #1의 PDSCH(902)에 대한 DCI를 나른다. DL CC #1의 제2 PDCCH(911)은 DL CC #2의 PDSCH(912)에 대한 DCI를 나른다. 따라서, PDSCH(902, 921)에 대한 ACK/NACK 신호는 전송 그룹 B 내의 PUCCH 자원들 중에서 선택된다.
다음으로, DL CC #1의 PDCCH(951)은 DL CC #1의 PDSCH(952)에 대한 DCI를 나른다. 특정 CC를 DL CC #1이라 할 때, PDSCH(951)에 대한 ACK/NACK 신호는 전송 그룹 A 내의 PUCCH 자원들 중에서 선택된다.
전송 그룹 A와 전송 그룹 B는 서로 다른 PUCCH 자원(순환 쉬프트 인덱스, 직교 시퀀스 인덱스, 자원 블록 인덱스 등)일 수 있지만, 서로 다른 PUCCH 포맷을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 전송 그룹 A는 PUCCH 포맷 1/1a/1b이고, 전송 그룹 B는 PUCCH 포맷 2 또는 3을 지시할 수도 있다.
전송 그룹 A와 전송 그룹 B는 서로 다른 전송 기법을 사용할 수 있다. 예를 들어 기존 TDD 방식에서는 채널 선택이나 번들링 방식이 사용되는데, 복수의 주파수 대역이 집성된 TDD 방식에서는 더 많은 ACK/NACK 비트를 전송하기 위해서 PUCCH 포맷 3가 사용될 수 있다. 이러한 경우 전송 그룹 A는 채널 선택 또는 번들링 방식이고, 전송 그룹 B는 PUCCH 포맷 3 일 수 있다.
DL CC #1, 즉 그룹 A가 사용되는 CC는 1차 CC(또는 기준 CC)일 수 있다. 1차 CC에서만 스케줄링되면 PUCCH 포맷 1a/1b를 사용하고, 나머지 경우에는 PUCCH 포맷 2 및/또는 3을 사용하는 것이다.
다수의 CC가 설정되었더라도 높은 데이터 레이트를 지원할 필요가 없다면, 1개의 CC 만 사용될 확률이 높다. 이때, 주로 사용되는 CC는 1차 CC 일 수 있다. 1차 CC만 스케줄링될 경우 불필요하게 전체 설정된 CC에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 것을 피할 수 있다.
또한, 크로스 반송파 스케줄링에서 1차 반송파는 3GPP LTE에 하위 호환성을 제공할 수 있다. 1차 CC는 ACK/NACK을 위한 기존 PUCCH 구조를 유지하고, 크로스-반송파 스케줄링에 대해서는 다른 PUCCH 자원 또는 다른 PUCCH 포맷을 사용한다. 하위 호환성을 유지하면서 큰 페이로드의 ACK/NACK 신호를 지원할 수 있다.
1차 CC에 대해 상기와 같은 구조를 적용하면 재설정 모호(Reconfiguration ambiguity)를 해결할 수 있다.
도 16은 재설정 모호의 일 예를 나타낸다.
기지국과 단말은 DL CC #1, #2, #3의 3개 DL CC와 하나의 UL CC를 지원한다고 하자. DL CC #1이 1차 CC이다.
기지국은 단말에게 RRC 연결 재설정 메시지를 DL CC #1을 통해 전송한다(S1010). 단말은 RRC 연결 재설정 메시지에 대한 응답으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 보낸다(S1020).
RRC 연결 재설정 메시지는 단말에게 CC를 할당하거나 CC를 활성화/비활성화하는 셋업 메시지라 할 수 있다. RRC 연결 재설정 완료 메시지는 CC 셋업에 대한 응답 메시지이다. 여기서는, RRC 연결 재설정 메시지를 통해 DL CC #1, #2, #3이 모두 활성화된다고 하자.
이후, 기지국은 단말에게 DL CC #3을 비활성화하는 RRC 연결 재설정 메시지를 DL CC #1을 통해 전송한다(S1050). 단말은 RRC 연결 재설정 메시지에 대한 응답으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 보낸다(S1060).
RRC 메시지와 같은 상위 계층 메시지는 RRC 계층이 하위 계층에게 전송을 지시하더라도 실제 언제 전송되는지는 알 수 있다. 또한, RRC 메시지가 전송도중 손실될 수도 있다.
따라서, 기지국은 RRC 연결 재설정 메시지의 트리거링(triggering)으로 즉시 DL CC #3을 비활성화하면 기지국은 2개의 DL CC를 사용하지만, 단말은 기지국이 3개의 DL CC를 사용하는 것으로 인식하는 미스매치(mismatch)가 발생한다. 이러한 기지국과 단말 간의 CC 재설정으로 인한 CC 모호가 발생할 수 있는 구간을 재설정 모호 구간이라 한다.
RRC 연결 재설정 메시지와 같은 RRC 메시지는 1차 CC에서만 스케줄링될 수 있다. 따라서, 1차 CC에서만 모니터링되는 PDCCH 또는 스케줄링되는 PDSCH는 단일 반송파에서는 ACK/NACK 신호를 위한 PUCCH 포맷 1a/1b을 그대로 사용하고, 다른 경우(크로스-반송파 스케줄링, 1차 CC 외의 CC에서의 스케줄링 등)에는 PUCCH 포맷 2/3 또는 새로운 PUCCH 포맷을 사용함으로써 1차 CC에서의 하위 호환성 및 추가되는 ACK/NACK 신호의 페이로드를 확보할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로세서(51)는 도 14 및 15의 실시예에서 기지국의 동작을 구현할 수 있다.
단말(60)은 프로세서(61), 메모리(62) 및 RF부(63)을 포함한다. 메모리(62)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(63)는 프로세서(61)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
프로세서(61)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로세서(51)는 도 14 내지 15의 실시예에서 단말의 동작을 구현할 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 무선통신 시스템에서 단말의 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 수신 확인 전송 방법에 있어서,
    1차 CC(component carrier)와 2차 CC 중 하나를 통해 PDCCH(physical downlink control channel) 상으로 하향링크 자원 할당을 포함하는 DCI(downlink control information)를 수신하는 단계;
    상기 하향링크 자원 할당에 따라 상기 1차 CC(component carrier)와 상기 2차 CC 중 하나를 통해 하향링크 전송 블록을 수신하는 단계; 및
    PUCCH(physical uplink control channel) 상으로 상기 하향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 하향링크 전송 블록이 단지 상기 1차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 상기 PDCCH에 사용된 자원으로부터 결정되고,
    상기 하향링크 전송 블록이 상기 2차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 RRC(Radio Resource Control) 메시지에 의해 설정된 예약된 자원들 중 하나로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 수신 확인 전송 방법.
  2. 제1항에서, 상기 1차 CC와 상기 2차 CC를 통해 하향링크 전송 블록들이 수신되면, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 상기 예약된 자원들 중 하나로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 수신 확인 전송 방법.
  3. 제1항에서, 상기 2차 CC를 통해 하향링크 전송 블록이 수신되면, 상기 DCI는 상기 예약된 자원들 중 하나를 지시하는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 확인 전송 방법.
  4. 제1항에서, 상기 하향링크 전송 블록이 단지 상기 1차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH의 페이로드 크기는 1 또는 2 비트이고, 상기 하향링크 전송 블록이 상기 2차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH의 페이로드 크기는 2비트 보다 큰 것을 특징으로 하는 수신 확인 전송 방법.
  5. 제1항에서, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 상기 ACK/NACK 신호가 확산되는 직교 시퀀스와 연관되는 것을 특징으로 하는 수신 확인 전송 방법.
  6. 제1항에서, 상기 PDCCH에 사용되는 자원은 상기 PDCCH의 전송에 사용되는 가장 낮은 CCE(control channel element) 인덱스에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 수신 확인 전송 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 수신 확인을 전송하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하는 RF(radio frequency) 부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    1차 CC(component carrier)와 2차 CC 중 하나를 통해 PDCCH(physical downlink control channel) 상으로 하향링크 자원 할당을 포함하는 DCI(downlink control information)를 수신하고;
    상기 하향링크 자원 할당에 따라 상기 1차 CC(component carrier)와 상기 2차 CC 중 하나를 통해 하향링크 전송 블록을 수신하고; 및
    PUCCH(physical uplink control channel) 상으로 상기 하향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하되,
    상기 하향링크 전송 블록이 단지 상기 1차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 상기 PDCCH에 사용된 자원으로부터 결정되고,
    상기 하향링크 전송 블록이 상기 2차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 RRC(Radio Resource Control) 메시지에 의해 설정된 예약된 자원들 중 하나로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  8. 제7항에서, 상기 1차 CC와 상기 2차 CC를 통해 하향링크 전송 블록들이 수신되면, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 상기 예약된 자원들 중 하나로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  9. 제7항에서, 상기 2차 CC를 통해 하향링크 전송 블록이 수신되면, 상기 DCI는 상기 예약된 자원들 중 하나를 지시하는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제7항에서, 상기 하향링크 전송 블록이 단지 상기 1차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH의 페이로드 크기는 1 또는 2 비트이고, 상기 하향링크 전송 블록이 상기 2차 CC를 통해 수신되면, 상기 PUCCH의 페이로드 크기는 2비트 보다 큰 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제7항에서, 상기 PUCCH에 사용되는 자원은 상기 ACK/NACK 신호가 확산되는 직교 시퀀스와 연관되는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제7항에서, 상기 PDCCH에 사용되는 자원은 상기 PDCCH의 전송에 사용되는 가장 낮은 CCE(control channel element) 인덱스에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 단말.
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