KR101595197B1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information) 전송 방법 및 장치를 제공한다. 동일한 PUCCH 포맷을 통해 서로 다른 종류의 UCI 를 전송하는 경우 UCI들의 정보 비트들의 개수가 특정 범위에 속하면 각 UCI의 비트열을 정렬/인터리빙하여 각각 채널 코딩하되, 중요도가 높은 UCI가 디코딩 성능이 높도록 채널 코딩되도록 정렬/인터리빙된다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING UPLINK CONTROL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.

직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킨다. MIMO 시스템에서 다이버시티를 구현하기 위한 기법에는 SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code), CDD(Cyclic Delay Diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), TSTD(time switched transmit diversity), PVS(Precoding Vector Switching), 공간 다중화(SM; Spatial Multiplexing) 등이 있다. 수신 안테나 수와 송신 안테나 수에 따른 MIMO 채널 행렬은 다수의 독립 채널로 분해될 수 있다. 각각의 독립 채널은 레이어(layer) 또는 스트림(stream)이라 한다. 레이어의 개수는 랭크(rank)라 한다.

상향링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel)을 통해 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information)가 전송될 수 있다. 상향링크 제어 정보는 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request), HARQ(Hybrid ARQ)를 위한 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indicator) 등의 다양한 종류의 정보를 포함할 수 있다. PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다.

최근, 반송파 집성 시스템(carrier aggregation system)이 주목받고 있다. 반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.

반송파 집성 시스템에서 다양한 종류의 상향링크 제어 정보를 효율적이고 신뢰성 있게 전송하기 위한 방법이 필요하다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

일 측면에서, 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information) 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 UCI와 제2 UCI 순서로 연접된 비트열을 생성하되, 상기 제1 UCI는 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement)을 포함하고 상기 제2 UCI는 주기적(periodic) 채널 상태 정보(channel state information: CSI)이며, 상기 연접된 비트열은 상기 제1 UCI를 나타내는 비트들의 끝(end)에 상기 제2 UCI를 나타내는 비트들이 추가(append)된 것이며; 상기 연접된 비트열의 비트 수가 특정 범위를 가지면 상기 연접된 비트열을 제1 세그먼트, 제2 세그먼트 순서로 정렬하되, 상기 제1 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 짝수번째 비트들을 포함하고 상기 제2 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 홀수번째 비트들을 포함하며; 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트를 각각 채널 코딩하고; 및 상기 채널 코딩된 UCI를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 특정 범위는 11 초과 22 이하일 수 있다.

상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트는 각각 리드 뮬러(Reed Muller: RM) 코드에 의해 채널 코딩될 수 있다.

상기 제1 UCI가 ACK/NACK 및 스케줄링 요청(scheduling request: SR)을 포함하는 경우, 상기 연접된 비트열은 상기 ACK/NACK을 나타내는 비트들 및 상기 스케줄링 요청을 나타내는 비트의 순서로 연접된 비트열의 끝에 상기 주기적 CSI를 나타내는 비트들이 추가(append)된 것일 수 있다.

상기 SR을 나타내는 비트는 1비트일 수 있다.

상기 제1 UCI와 상기 제2 UCI는 동일 상향링크 서브프레임에서 전송되도록 설정될 수 있으며, 상기 설정은 상위 계층 신호에 의해 수신될 수 있다.

상기 방법은 상기 채널 코딩된 UCI를 인터리빙하는 단계를 더 포함하되, 상기 인터리빙은 상기 채널 코딩된 제1 세그먼트의 비트들 및 제2 세그먼트의 비트들 각각으로부터 얻어진 2비트씩 번갈아 연접하는 것일 수 있다.

다른 측면에서 제공되는 상향링크 제어 정보 전송 장치는 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 제1 UCI와 제2 UCI 순서로 연접된 비트열을 생성하되, 상기 제1 UCI는 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement)을 포함하고 상기 제2 UCI는 주기적(periodic) 채널 상태 정보(channel state information: CSI)이며, 상기 연접된 비트열은 상기 제1 UCI를 나타내는 비트들의 끝(end)에 상기 제2 UCI를 나타내는 비트들이 추가(append)된 것이며; 상기 연접된 비트열의 비트 수가 특정 범위를 가지면 상기 연접된 비트열을 제1 세그먼트, 제2 세그먼트 순서로 정렬하되, 상기 제1 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 짝수번째 비트들을 포함하고 상기 제2 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 홀수번째 비트들을 포함하며; 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트를 각각 채널 코딩하고; 및 상기 채널 코딩된 UCI를 전송하는 것을 특징으로 한다.

서로 다른 종류의 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information)를 동일 서브프레임(subframe)에서 전송할 필요가 있을 때 효율적으로 다중화하여 전송할 수 있다.

도 1은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 6은 노멀 CP에서 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 채널 구조를 나타낸다.
도 7은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다.
도 8은 노멀 CP, PUCCH 포맷 2a/2b에서 ACK/NACK의 성상 맵핑의 예를 나타낸다.
도 9는 확장 CP에서 ACK/NACK과 CQI의 조인트 코딩의 예를 나타낸다.
도 10은 ACK/NACK과 SR이 다중화되는 방법을 나타낸다.
도 11은 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 경우 성상 맵핑을 나타낸다.
도 12는 채널 코딩된 비트들이 코드-시간-주파수 자원에 맵핑되는 예를 나타낸다.
도 13은 PUCCH 포맷 3의 채널 구조를 예시한다.
도 14는 이중 RM 코딩 과정을 예시한다.
도 15는 UCI 비트열의 분할 방법을 예시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 RM을 이용한 채널 코딩 과정을 나타낸다.
도 17은 도 16의 인터리버를 상세히 나타낸 도면이다.
도 18은 도 16 및 도 17에서 설명한 방법을 적용하는 순서도이다.
도 19는 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 전송할 때 자원 배치의 예를 나타낸다.
도 20은 제1 자원과 제2 자원을 예시한다.
도 21은 동일한 포맷을 통해 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 전송할 수 있을 때 자원 선택 방법의 예를 나타낸다.
도 22는 제1 자원과 제2 자원에서의 UCI 구성의 예를 나타낸다.
도 23은 ACK/NACK과 CSI의 개별 코딩을 예시한다.
도 24는 UCI의 코딩 기법을 예시한다.
도 25는 UCI 컨텐츠 지시자를 포함하는 일 예를 나타낸다.
도 26은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. 설명을 명확하게 하기 위해, LTE/LTE-A을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국은 특정한 지리적 영역에 대해 통신 서비스를 제공한다. 단말(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. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

단말은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 서빙 기지국은 하나 또는 복수의 서빙 셀을 제공할 수 있다.

이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.

단말과 기지국 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다.

제1 계층인 물리계층(Physical Layer)은 상위에 있는 매체연결제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 전송 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널(Physical Channel)을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층인 무선 데이터링크 계층은 MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층으로 구성된다. MAC 계층은 논리채널과 전송채널 사이의 매핑을 담당하는 계층으로, RLC 계층에서 전달된 데이터를 전송하기 위하여 적절한 전송채널을 선택하고, 필요한 제어 정보를 MAC PDU(Protocol Data Unit)의 헤더(header)에 추가한다.

RLC 계층은 MAC의 상위에 위치하여 데이터의 신뢰성 있는 전송을 지원한다. 또한 RLC 계층은 무선 구간에 맞는 적절한 크기의 데이터를 구성하기 위하여 상위 계층으로부터 전달된 RLC SDU(Service Data Unit)들을 분할(Segmentation)하고 연결(Concatenation)한다. 수신기의 RLC 계층은 수신한 RLC PDU들로부터 원래의 RLC SDU를 복구하기 위해 데이터의 재결합(Reassemble)기능을 지원한다.

PDCP 계층은 패킷 교환 영역에서만 사용되며, 무선채널에서 패킷 데이터의 전송효율을 높일 수 있도록 IP 패킷의 헤더를 압축하여 전송할 수 있다.

제3 계층인 RRC 계층은 하위 계층을 제어하는 역할과 함께, 단말과 네트워크 사이에서 무선자원 제어정보를 교환한다. 단말의 통신 상태에 따라 휴지모드(Idle Mode), RRC 연결모드(Connected Mode)등 다양한 RRC 상태가 정의되며, 필요에 따라 RRC 상태간 전이가 가능하다. RRC 계층에서는 시스템 정보방송, RRC 접속 관리 절차, 다중 요소 반송파 설정절차, 무선 베어러(Radio Bearer) 제어절차, 보안절차, 측정절차, 이동성 관리 절차(핸드오버)등 무선자원관리와 관련된 다양한 절차들이 정의된다.

무선 통신 시스템은 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템, MISO(Multiple-Input Single-Output) 시스템, SISO(Single-Input Single-Output) 시스템 및 SIMO(Single-Input Multiple-Output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.

도 1은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.

이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다. 도 1을 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission Time Interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.

하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; Resource Block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; Cyclic Prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.

무선 통신 시스템은 크게 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.

도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.

하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 N_RB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 N_RB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 N_RB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,N_RB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.

여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.

도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 노멀 CP에서 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.

PDCCH는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.

기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; Radio Network Temporary Identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보(SIB; System Information Block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(System Information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(Random Access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다.

상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다.

하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(Precoding Matrix Indicator), HARQ, RI(Rank Indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.

한편, 무선 통신 시스템은 반송파 집성 시스템을 지원할 수 있다. 여기서, 반송파 집성이란 작은 대역폭을 가지는 복수의 반송파를 모아 광대역을 구성하는 것을 의미한다. 반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.

도 5는 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.

도 5를 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 반송파 집성 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(component carrier: CC)가 할당될 수 있다. 예를 들어, 단말에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다. 요소 반송파에는 하향링크 요소 반송파(downlink CC: DL CC)와 상향링크 요소 반송파(uplink CC: UL CC)가 있다.

반송파 집성 시스템은 각 반송파가 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 각 반송파가 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1개 이상의 요소 반송파를 모을 때 대상이 되는 요소 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.

무선 통신 시스템의 시스템 주파수 대역은 복수의 반송파 주파수(Carrier-frequency)로 구분된다. 여기서, 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(Center frequency of a cell)를 의미한다. 이하에서 셀(cell)은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다. 또한, 일반적으로 반송파 집성(CA)을 고려하지 않은 경우, 하나의 셀(cell)은 상향 및 하향링크 주파수 자원이 항상 쌍으로 존재할 수 있다.

특정 셀을 통하여 패킷 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, 단말은 먼저 특정 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.

설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.

비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. 단말은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(SI)를 수신할 수 있다. 반면, 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.

셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다.

프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 단말이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다.

세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.

서빙 셀은 CA가 설정되지 않거나 CA를 제공할 수 없는 단말인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. CA가 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수의 셀로 구성된 집합을 나타내는데 사용된다.

즉, 프라이머리 셀은 RRC 연결(establishment) 또는 재연결(re-establishment) 상태에서, 보안입력(security input)과 NAS 이동 정보(mobility information)을 제공하는 하나의 서빙 셀을 의미한다. 단말의 성능(capabilities)에 따라, 적어도 하나의 셀이 프라이머리 셀과 함께 서빙 셀 집합을 형성하도록 구성될 수 있는데, 상기 적어도 하나의 셀을 세컨더리 셀이라 한다.

따라서, 하나의 단말에 대해 설정된 서빙셀의 집합은 하나의 프라이머리 셀만으로 구성되거나, 또는 하나의 프라이머리 셀과 적어도 하나의 세컨더리 셀로 구성될 수 있다.

PCC(primary component carrier)는 프라이머리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. PCC는 단말이 여러 CC 중에 초기에 기지국과 접속(Connection 혹은 RRC Connection)을 이루게 되는 CC이다. PCC는 다수의 CC에 관한 시그널링을 위한 연결(Connection 혹은 RRC Connection)을 담당하고, 단말과 관련된 연결정보인 단말문맥정보(UE Context)를 관리하는 특별한 CC이다. 또한, PCC는 단말과 접속을 이루게 되어 RRC 연결상태(RRC Connected Mode)일 경우에는 항상 활성화 상태로 존재한다.

SCC(secondary component carrier)는 세컨더리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. 즉, SCC는 PCC 이외에 단말에 할당된 CC로서, SCC는 단말이 PCC 이외에 추가적인 자원할당 등을 위하여 확장된 반송파(Extended Carrier)이며 활성화 혹은 비활성화 상태로 나뉠 수 있다.

프라이머리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DownLink Primary Component Carrier, DL PCC)라 하고, 프라이머리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다. 또한, 하향링크에서, 세컨더리 셀에 대응하는 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL Secondary CC, DL SCC)라 하고, 상향링크에서,세컨더리 셀에 대응하는 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다.

프라이머리 셀과 세컨더리 셀은 다음과 같은 특징을 가진다.

첫째, 프라이머리 셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다.

둘째, 프라이머리 셀은 항상 활성화되어 있는 반면, 세컨더리 셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다.

셋째, 프라이머리 셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)되나, 세컨더리 셀이 RLF를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링되지 않는다.

넷째, 프리이머리 셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH(Random Access CHannel) 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다.

다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 프라이머리 셀을 통해서 수신한다.

여섯째, 언제나 프라이머리 셀은 DL PCC와 UL PCC가 쌍(pair)으로 구성된다.

일곱째, 각 단말마다 다른 요소 반송파(CC)가 프라이머리 셀로 설정될 수 있다.

여덟째, 프라이머리 셀의 재설정(reconfiguration), 추가(adding) 및 제거(removal)와 같은 절차는 RRC 계층에 의해 수행될 수 있다. 신규 세컨더리 셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 세컨더리 셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.

하향링크 요소 반송파가 하나의 서빙셀을 구성할 수도 있고, 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파가 연결 설정되어 하나의 서빙셀을 구성할 수 있다. 그러나, 하나의 상향링크 요소 반송파만으로는 서빙셀이 구성되지 않는다.

요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙셀의 활성화/비활성화의 개념과 동등하다. 예를 들어, 서빙셀1이 DL CC1으로 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙셀1의 활성화는 DL CC1의 활성화를 의미한다. 만약, 서빙셀2가 DL CC2와 UL CC2가 연결설정되어 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙셀2의 활성화는 DL CC2와 UL CC2의 활성화를 의미한다. 이러한 의미에서, 각 요소 반송파는 셀(cell)에 대응될 수 있다.

하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 또한, CC들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 CC들이 사용된다고 할 때, 5MHz CC(carrier #0) + 20MHz CC(carrier #1) + 20MHz CC(carrier #2) + 20MHz CC(carrier #3) + 5MHz CC(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(component carrier, CC)를 지원할 수 있다. 즉, 하나의 단말이 복수의 DL CC를 통해 복수의 PDSCH를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 하나의 UL CC 예를 들어, UL PCC를 통해 상기 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 즉, 종래의 단일 반송파 시스템에서는 하나의 서브프레임에서 하나의 PDSCH만을 수신하므로 최대 2개의 HARQ ACK/NACK(이하 편의상 ACK/NACK이라 약칭)정보를 전송하면 되었다. 그러나, 반송파 집성 시스템에서는 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 하나의 UL CC를 통해 전송할 수 있기 때문에 이에 대한 ACK/NACK 전송 방법이 요구된다.

이제 기존의 PUCCH 포맷(PUCCH format)에 대해서 설명한다.

PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다. PUCCH 포맷 1은 스케쥴링 요청(SR; Scheduling Request)을 나른다. 이때 OOK(On-Off Keying) 방식이 적용될 수 있다. PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대하여 BPSK(Bit Phase Shift Keying) 방식으로 변조된 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement)을 나른다. PUCCH 포맷 1b는 2개의 코드워드에 대하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 변조된 ACK/NACK을 나른다. PUCCH 포맷 2는 QPSK 방식으로 변조된 CQI(Channel Quality Indicator)를 나른다. PUCCH 포맷 2a와 2b는 CQI와 ACK/NACK을 나른다.

표 1은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식과 서브프레임 내의 비트의 개수를 나타낸다.

도 6은 노멀 CP에서 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 채널 구조를 나타낸다. 상술한 바와 같이 PUCCH 포맷 2/2a/2b는 CQI의 전송에 사용된다.

도 6을 참조하면, 노멀 CP에서 SC-FDMA 심벌 1, 5는 상향링크 참조신호인 DM RS(demodulation reference symbol)를 위해 사용된다. 확장 CP의 경우에는 SC-FDMA 심벌 3이 DM RS를 위해 사용된다.

10개의 CQI 정보 비트가 예를 들어, 1/2 비율로 채널 코딩되어 20개의 코딩된 비트가 된다. 채널 코딩에는 리드 뮬러(Reed-Muller: RM) 코드가 사용될 수 있다. 그리고 스크램블링(PUSCH 데이터가 길이 31의 골드 시퀀스로 스크램블링되는 것과 유사하게)된 후 QPSK 성상 맵핑(constellation mapping)되어 QPSK 변조 심벌이 생성된다(슬롯 0에서 d₀ 내지 d₄). 각 QPSK 변조 심벌은 길이 12인 기본 RS 시퀀스의 순환 쉬프트로 변조되고 OFDM 변조된 후, 서브프레임 내 10개의 SC-FDMA 심벌 각각에서 전송된다. 균일하게 이격된 12개의 순환 쉬프트는 12개의 서로 다른 단말들이 동일한 PUCCH 자원블록에서 직교하게 다중화될 수 있도록 한다. SC-FDMA 심벌 1, 5에 적용되는 DM RS 시퀀스는 길이 12인 기본 RS 시퀀스가 사용될 수 있다.

도 7은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다. 3번째 내지 5번째 SC-FDMA 심벌에서 상향링크 참조 신호가 전송된다. 도 7에서 w₀, w₁, w₂ 및 w₃는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변조 이후에 시간 영역에서 변조되거나 또는 IFFT 변조 이전에 주파수 영역에서 변조될 수 있다.

LTE에서, ACK/NACK과 CQI는 동일 서브프레임에서 동시에 전송될 수도 있고, 동시 전송이 허용되지 않을 수도 있다. ACK/NACK과 CQI의 동시 전송이 허용되지 않는 경우에서, 단말이 CQI 피드백이 설정된 서브프레임의 PUCCH에서 ACK/NACK을 전송하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 경우, CQI는 드랍(drop)되고 ACK/NACK만이 PUCCH 포맷 1a/1b를 통해 전송된다.

ACK/NACK과 CQI의 동일 서브프레임에서의 동시 전송은 단말 특정적인 상위 계층(RRC) 시그널링을 통해 가능할 수 있다. 동시 전송이 가능한 경우, 기지국 스케줄러가 CQI와 ACK/NACK의 동시 전송을 허용한 서브프레임에서 CQI와 1 비트 또는 2비트 ACK/NACK 정보가 동일한 PUCCH 자원블록에 다중화되는 것이 필요하다. 이 때 낮은 CM(cubic metric)을 가지는 단일 반송파 특성을 유지하는 것이 필요하다. 단일 반송파 특성을 유지하면서 CQI와 ACK/NACK을 다중화하는 방법은 노멀 CP와 확장 CP에서 서로 다르다.

먼저, 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 2a/2b를 통해 1비트 또는 2비트 ACK/NACK과 CQI를 함께 전송하는 경우, ACK/NACK 비트들은 스크램블되지 않고, BPSK(1비트의 경우)/QPSK(2비트의 경우) 변조되어 하나의 ACK/NACK 변조 심벌(d_HARQ)이 된다. ACK은 이진수 ‘1’로 인코딩되고, NACK은 이진수 ‘0’으로 인코딩된다. 하나의 ACK/NACK 변조 심벌(d_HARQ)은 각 슬롯에서 두번째 RS 심벌을 변조하는데 사용된다. 즉, ACK/NACK은 RS를 이용하여 시그널링된다.

도 8은 노멀 CP, PUCCH 포맷 2a/2b에서 ACK/NACK의 성상 맵핑의 예를 나타낸다.

도 8을 참조하면, NACK(2개의 하향링크 코드워드 전송의 경우에는 NACK,NACK)은 +1에 맵핑된다. 단말이 PDCCH에서 하향링크 그랜트를 검출하는데 실패한 경우를 의미하는 DTX(discontinuous transmission)는 ACK 또는 NACK을 모두 전송하지 않으며, 이러한 경우 디폴트 NACK이 된다. DTX는 기지국에 의해 NACK으로 해석되고 하향링크 재전송을 야기한다.

다음으로, 슬롯 당 하나의 RS 심벌이 사용되는 확장 CP에서는 1 또는 2 비트의 ACK/NACK이 CQI와 조인트 코딩(joint coding)된다.

도 9는 확장 CP에서 ACK/NACK과 CQI의 조인트 코딩의 예를 나타낸다.

도 9를 참조하면, RM 코드에 의해 지원되는 정보 비트의 최대 비트수는 13일 수 있다. 이 경우 CQI 정보 비트(K_cqi)는 11 비트이고 ACK/NACK 정보 비트(K_{ACK / NACK})는 2비트 일 수 있다. CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보 비트는 연접되어 비트열을 생성한 후 RM 코드에 의해 채널 코딩될 수 있다. 이러한 경우 CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보 비트는 조인트 코딩된다고 표현한다. 즉, CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보 비트는 RM 코드에 의해 조인트 코딩되어 20비트의 코딩된 비트들이 된다. 이러한 과정을 통해 생성된 20비트 코드워드는 도 6에서 설명한 채널 구조(확장 CP의 경우 도 6과 달리 슬롯 당 하나의 RS 심벌이 사용되는 차이는 있다)를 가지는 PUCCH 포맷 2에서 전송된다.

LTE에서는 PUCCH 포맷 1a/1b를 통해 ACK/NACK과 SR이 다중화되어 동시 전송될 수 있다.

도 10은 ACK/NACK과 SR이 다중화되는 방법을 나타낸다.

도 10을 참조하면, ACK/NACK과 SR이 동일 서브프레임에서 동시 전송되는 경우, 단말은 ACK/NACK을 할당된 SR 자원에서 전송하는데 이러한 경우 양(positive)의 SR을 의미한다. 또한, 단말은 ACK/NACK을 할당된 ACK/NACK 자원에서 전송할 수 있는데 이러한 경우 음(negative)의 SR을 의미한다. 즉, 기지국은 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 서브프레임에서는 ACK/NACK이 어떤 자원을 통해 전송되는지를 통해 ACK/NACK 뿐만 아니라 SR이 양의 SR인지 아니면 음의 SR인지를 식별할 수 있다.

도 11은 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 경우 성상 맵핑을 나타낸다.

도 11을 참조하면, DTX/NACK과 양의 SR이 성상 맵(constellation map)의 +1에 맵핑되고, ACK은 -1에 맵핑된다.

한편, LTE TDD 시스템에서, 단말은 복수의 PDSCH에 대한 복수의 ACK/NACK을 기지국으로 피드백할 수 있다. 왜냐하면, 단말은 복수의 서브프레임에서 복수의 PDSCH를 수신하고, 하나의 서브프레임에서 상기 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있기 때문이다. 이 때, 2가지 종류의 ACK/NACK 전송 방법이 있다.

첫번째는 ACK/NACK 번들링이다. ACK/NACK 번들링은 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 비트를 논리적 AND 연산을 통해 결합하는 것이다. 예를 들어, 단말이 복수의 데이터 유닛 전체를 성공적으로 디코딩한 경우에는 하나의 ACK 비트만을 전송한다. 반면, 단말이 복수의 데이터 유닛 중 어느 하나라도 디코딩이나 검출에 실패하는 경우 단말은 NACK 비트를 전송하거나 아무것도 전송하지 않는다.

두번째는 ACK/NACK의 다중화이다. ACK/NACK 다중화 방법에서, 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK의 내용 또는 의미는 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 PUCCH 자원과 QPSK 변조 심벌들 중 하나의 조합으로 식별될 수 있다.

예를 들어, 최대 2개의 데이터 유닛이 전송될 수 있고, 하나의 PUCCH 자원이 2 비트를 나를 수 있다고 가정하자. 이 때, 각 데이터 유닛에 대한 HARQ 동작은 하나의 ACK/NACK 비트에 의해 관리될 수 있다고 가정한다. 이러한 경우, ACK/NACK은 데이터 유닛을 전송한 전송 노드(예컨대, 기지국)에서 다음 표와 같이 식별될 수 있다.

표 2에서 HARQ-ACK(i)는 데이터 유닛 i에 대한 ACK/NACK 결과를 지시한다. 상기 예에서는 데이터 유닛 0, 데이터 유닛 1의 2개의 데이터 유닛이 있을 수 있다. 표 2에서 DTX는 해당 HARQ-ACK(i)에 대한 데이터 유닛의 전송이 없었다는 것을 의미한다. 또는 수신단(예컨대, 단말)에서 HARQ-ACK(i)에 대한 데이터 유닛을 검출하지 못하였다는 것을 의미한다. n⁽¹⁾ _PUCCH,X는 ACK/NACK의 실제 전송에 사용되는 PUCCH 자원을 가리키는데, 최대 2개의 PUCCH 자원이 있다. 즉, n⁽¹⁾ _{PUCCH,0 ,} n⁽¹⁾ _{PUCCH, 1} 이다. b(0), b(1)은 선택된 PUCCH 자원에 의해 전달되는 2비트를 나타낸다. PUCCH 자원을 통해 전송되는 변조 심벌은 b(0), b(1)에 따라 결정된다.

예를 들어, 수신단이 2개의 데이터 유닛을 성공적으로 수신하고 디코딩했다면 수신단은 PUCCH 자원 n⁽¹⁾ _PUCCH,1을 이용하여 2개의 비트 (b(0), b(1))을 (1,1)으로 전송하여야 한다. 다른 예로 수신단이 2개의 데이터 유닛을 수신하여, 첫번째 데이터 유닛의 디코딩에 실패하고, 두번째 데이터 유닛의 디코딩은 성공했다고 가정하자. 이러한 경우 수신단은 (0,0)을 n⁽¹⁾ _PUCCH,1을 이용하여 전송하여야 한다.

이처럼 ACK/NACK의 내용(또는 의미)를, PUCCH 자원과 해당 PUCCH 자원에서 전송되는 실제 비트의 내용의 조합과 링크하는 방법에 의하여 단일 PUCCH 자원을 이용하여 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 전송이 가능하다.

ACK/NACK 다중화 방법에서는, 만약 모든 데이터 유닛에 대하여 적어도 하나의 ACK이 존재한다면 기본적으로 NACK과 DTX는 NACK/DTX와 같이 커플로 표시되어 있다. 이것은 PUCCH 자원과 QPSK 심벌의 조합만으로는 NACK과 DTX를 구별하여 모든 ACK/NACK 조합을 커버하기에는 부족하기 때문이다.

상술한 ACK/NACK 번들링이나 ACK/NACK 다중화 방법에서는 단말이 전송하는 ACK/NACK의 대상이 되는 PDSCH의 총 개수가 중요하다. 단말이 복수의 PDSCH를 스케줄링하는 복수의 PDCCH 중 일부 PDCCH를 수신하지 못하는 경우, ACK/NACK의 대상이 되는 총 PDSCH의 개수에 대해 오류가 발생하므로 잘못된 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 이러한 오류를 해결하기 위해 TDD 시스템에서는 DAI(downlink assignment index)를 PDCCH에 포함하여 전송한다. DAI에는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 수를 카운팅하여 카운팅 값을 알려준다.

이하에서는 PUCCH 포맷 2를 위한 상향링크 채널 코딩 방법에 대해 설명한다.

다음 표 3은 PUCCH 포맷 2의 채널 코딩에 사용되는 (20,A) RM 코드의 일 예이다. 여기서, A는 CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보비트가 연접된(concatenated) 비트열의 비트 수(즉, K_cqi + K_{ACK / NACK}) 일 수 있다. 상기 비트열을 a₀,a₁,a₂,...,a_{A -1}이라고 하면, 상기 비트열(bit stream)이 (20,A)의 RM 코드를 이용한 채널 코딩 블록의 입력으로 사용될 수 있다.

RM 코드에 의해 채널 코딩된 비트열 b₀,b₁,b₂,...,b_{B -1}은 다음 식 1과 같이 생성될 수 있다.

[식 1]

상기 식 1에서 i=0,1,2,...,B-1이고, B=20이다.

채널 코딩된 비트들은 코드-시간-주파수 자원에 맵핑된다.

도 12는 채널 코딩된 비트들이 코드-시간-주파수 자원에 맵핑되는 예를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 채널 코딩된 20비트들 중 처음 10 비트들과 마지막 10비트들은 서로 다른 코드-시간-주파수 자원에 맵핑되는데, 특히 처음 10비트들과 마지막 10비트들은 주파수 다이버시티(diversity)를 위해 주파수 영역에서 크게 분리되어 전송된다.

이제 LTE-A에서의 상향링크 채널 코딩 방법의 일 예를 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, LTE에서는 UCI가 PUCCH 포맷 2로 전송되는 경우 최대 13 비트의 CSI를 표 3의 (20, A) RM 코드를 통해 RM 코딩한다. 반면, UCI가 PUSCH로 전송되는 경우에는 최대 11 비트의 CQI를 아래 표 4의 (32, A) RM 코드를 통해 RM 코딩하며 PUSCH에서 전송될 코드율을 맞추기 위해 절단(truncation) 또는 순환 반복(circular repetition)을 수행한다.

한편, LTE-A에서는 최대 21 비트(이는 정보 비트로 채널 코딩 전의 비트수)의 UCI(ACK/NACK과 SR)를 전송하기 위해 PUCCH 포맷 3이 도입되었다.

PUCCH 포맷 3은 블록 스프레딩 기반 전송을 수행한다. 즉, 블록 스프레딩 코드를 이용하여 멀티 비트 ACK/NACK을 변조한 변조 심벌 시퀀스를 시간 영역에서 확산한 후 전송한다.

도 13은 PUCCH 포맷 3의 채널 구조를 예시한다.

도 13을 참조하면, 변조 심벌 시퀀스 {d1, d2, ...}는 블록 스프레딩 코드가 적용되어 시간 영역에서 확산된다. 블록 스프레딩 코드는 직교 커버 코드(orthogonal cover code: OCC)일 수 있다. 여기서, 변조 심벌 시퀀스는, 멀티 비트인 ACK/NACK 정보 비트들이 채널 코딩(RM 코드, TBCC, 펑쳐링된 RM 코드 등을 이용한)되어 ACK/NACK coded 비트가 생성되고, 상기 ACK/NACK coded 비트들이 변조(예컨대, QPSK)된 변조 심벌들의 시퀀스일 수 있다. 변조 심벌들의 시퀀스는 FFT(fast Fourier transform), IFFT(inverse fast Fourier transform)을 거쳐 슬롯의 데이터 심벌들에 맵핑된 후 전송된다. 도 13에서는 하나의 슬롯에 2개의 RS 심벌이 존재하는 경우를 예시하였지만, 3개의 RS 심벌이 존재할 수 있고 이러한 경우 길이 4의 블록 스프레딩 코드가 사용될 수 있다.

이러한 PUCCH 포맷 3은 노멀 CP에서 48 비트의 채널 코딩된 비트를 전송할 수 있다. UCI 비트(정보 비트)가 11 비트 이하일 때는 표 4의 (32, A) RM 코딩을 사용하고 PUCCH 포맷 3의 코딩된 비트수에 맞추기 위해 순환 반복을 사용한다. 표 4에서 보듯이 (32, A) RM 코드는 베이시스 시퀀스가 11개 뿐이므로 UCI 비트가 11 비트보다 크면 2개의 (32, A) RM 코드를 이용한 이중 RM 코딩(dual RM coding)을 수행한다.

도 14는 이중 RM 코딩 과정을 예시한다.

도 14를 참조하면, UCI 비트열(정보 비트들)이 11 비트를 초과하는 경우, 분할(segmentation)을 통해 분할된 비트열(이를 세그먼트라 칭함)을 생성한다. 이 때, 세그먼트 1, 세그먼트 2는 각각 11 비트 이하가 된다. 세그먼트 1, 2는 각각 (32, A) RM 코딩을 거쳐 인터리빙 또는 연접된다. 그 후, PUCCH 포맷 3의 코딩된 비트 수에 맞추기 위해 절단 또는 순환 반복된 후 전송된다.

이제 본 발명에 대해 설명한다.

LTE에서는 특정 서브프레임에서 주기적 CQI 전송과 ACK/NACK 전송이 충돌하는 경우, 주기적 CQI와 ACK/NACK의 동시 전송이 가능하도록 설정될 수 있다. 상기 특정 서브프레임이 PUSCH 전송이 없는 서브프레임이라면 ACK/NACK은 CQI가 전송되는 PUCCH 포맷 2의 두번째 참조 신호 심벌을 위상 변조하는 방식으로 다중화되어 전송된다.

그러나, 특정 서브프레임에서 PUSCH 전송이 없고 주기적 CQI와 복수의 ACK/NACK(예컨대, 복수의 PDSCH에 대한 복수의 ACK/NACK) 전송이 요구되는 경우, 이러한 종래의 방식은 적절치 않다. ACK/NACK 정보량이 커 종래의 방식에 의할 때 신뢰성을 담보하기 어렵기 때문이다. 따라서, PUSCH 전송이 없는 서브프레임에서 PUCCH를 통해 주기적 CSI와 ACK/NACK을 다중화하여 전송하는 새로운 방법이 요구된다.

본 발명에서는 주기적 CSI와 ACK/NACK이 다중화되어 동일 상향링크 제어 채널로 동시 전송이 설정된 경우에 대한 다중화 방법과 UCI 구성에 따른 상향링크 제어 채널 선택 방법을 제안한다.

이하에서 CSI는 비주기적 CSI를 제외한 주기적 CSI로 한정될 수 있다. 이하에서 설명의 편의상 채널 코딩에 RM 코딩을 사용하는 것을 예시하나 이는 제한이 아니다. 또한 복수의 CSI가 동시전송 되도록 설정된 경우의 CSI전송을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 RM 코딩이 사용되는 경우, 2개의 RM 코딩 블록이 사용되는 이중 RM 코딩을 예시하나 2 이상의 RM 코딩 블록이 사용되는 것을 제한하는 것이 아니다. 채널 코딩된 제어 정보가 전송되는 UL 채널로 PUCCH 포맷 3을 예시하나 이에 제한되지 않고, PUCCH 포맷 3을 변형하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, PUCCH 포맷 3에서 스프레딩 팩터를 줄인 변형된 PUCCH 포맷 3에도 적용될 수 있다. 또한 경우에 따라 PUSCH를 통해 UCI를 전송하는데 본 발명이 적용될 수도 있다.

I. UCI 채널 코딩-UCI 조인트 코딩 시 UCI 종류 별 우선 순위에 따른 분산 배치.

RM 코딩은 그 특성 상 베이시스 시퀀스 인덱스(basis sequence index: BSI)가 낮은 베이시스 시퀀스로 코딩되는 것이 디코딩 성능에 좋다. BSI가 가장 낮은 베이시스 시퀀스는 표 4에서 M_{i ,0}이고, 가장 높은 베이시스 시퀀스는 M_{i ,10}이다 따라서, UCI 종류에 따라 그 중요도가 다른 경우, 중요도가 높은 UCI가 BSI가 낮은 베이시스 시퀀스를 통해 코딩되도록 배치하는 것이 바람직하다. 즉, RM 코딩의 입력 비트열 순서를 중요도가 높은 UCI 순서대로 연접하여 다중화하는 것이 바람직하다.

예를 들어, UCI 중에서 ACK/NACK, SR, CSI 순으로 중요도가 높다고 할 때, RM 코딩의 입력 비트는 ACK/NACK, SR, CSI 순으로 연접하여 배치하는 것이다. SR 전송이 필요 없는 경우에는 ACK/NACK, CSI 순서로 배치한다. 이 때, 추가적으로 CSI를 구성하는 RI, PTI, CQI 등도 그 중요도가 나뉠 수 있다. 이 경우, CSI도 그 중요도 순서대로 RM 코딩의 입력 비트를 구성할 수 있다.

UCI 종류별 중요도는 CSI, ACK/NACK, SR 순이 될 수도 있고, RI, ACK/NACK, SR, PTI, CQI 순서 또는 RI, PTI, ACK/NACK, SR, CQI 순서가 될 수도 있다. UCI 종류 별 중요도는 시스템 처리량에 미치는 영향, UL 제어 채널 자원 활용의 효율성 등 다양한 기준에 의해 결정될 수 있다.

RM 코딩의 입력 비트열을 구성하는 UCI의 페이로드 합이 11비트를 초과하는 경우(즉, UCI 정보 비트가 11비트를 초과하는 경우), 단일 RM의 경우 베이시스 시퀀스가 부족하므로, 이중 RM을 사용한다. 이 경우, 상술한 UCI 종류별 중요도에 따라 연접한 UCI 비트열을 어떻게 분할할 것인지가 문제된다.

도 15는 UCI 비트열의 분할 방법을 예시한다.

도 15 (a)를 참조하면, 가장 좌측 비트가 MSB(most significant bit)라고 할 때, 좌측부터 ACK/NACK과 CSI의 순서로 연접된 UCI 비트열을 동일한 비트수로 단순 분할하는 것을 예시한다. 단순 분할을 통해 생성된 세그먼트 1, 세그먼트 2는 각각 (32, A) RM 코드로 RM 코딩된다. 이처럼 UCI 비트열을 단순 분할하면 중요도가 높은 UCI가 중요도가 낮은 UCI보다 높은 BSI를 가지는 RM 코드의 베이시스 시퀀스와 코딩되도록 배치되는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, ACK/NACK이 CSI보다 중요도가 높은데도 ACK/NACK은 세그먼트 1, CSI는 세그먼트 2로 단순 분할되면 세그먼트 1의 우측 비트들은 세그먼트 2의 좌측 비트들에 비해 높은 BSI를 가지는 RM 코드의 베이시스 시퀀스로 코딩되는 결과가 발생한다.

이를 방지하기 위해 본 발명에서는 도 15 (b)와 같이 UCI 비트열에서 중요도가 높은 UCI 예컨대, ACK/NACK 비트들을 세그먼트 1, 세그먼트 2 각각의 좌측(MSB쪽)에 분산 배치하고, 중요도가 낮은 UCI 예컨대 CSI 비트들을 각 세그먼트의 ACK/NACK 비트들 다음에 분산 배치(이를 분산 분할, 또는 분산 맵핑이라 칭함)하는 것을 제안한다. 분산 분할을 통해 생성된 세그먼트 1, 세그먼트 2는 각각 (32, A) RM 코드로 RM 코딩된다. 이러한 분산 분할 방법을 이용하면, 각 세그먼트에서 ACK/NACK 비트가 더 낮은 BSI를 가지는 RM 베이시스 시퀀스와 코딩된다. 따라서, 수신 측의 디코딩 성능을 높일 수 있다. 분산 분할은 분할 이전에 인터리버를 도입하여 구현할 수도 있다. 상술한 개념을 좀 더 상세히 설명한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 RM을 이용한 채널 코딩 과정을 나타낸다.

PUCCH 포맷 3이 상위 계층에 의해 설정되고 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되는 경우, 피드백되는 ACK/NACK은 서빙 셀들 각각의 ACK/NACK 비트들의 연접(concatenation)으로 구성된다. 단일 코드워드 전송 모드로 설정된 셀의 하나의 하향링크 서브프레임에 대해서는 1비트의 ACK/NACK 정보 a_k가 사용된다. 다른 전송 모드 즉, 다중 코드워드 전송 모드로 설정된 셀의 하나의 하향링크 서브프레임에 대해서는 2비트의 ACK/NACK 정보 a_k, a_{k +1}가 사용되는데, a_k 는 코드워드 0, a_{k + 1}는 코드워드 1에 대응된다. 단, 공간 번들링이 적용될 경우 1비트의 ACK/NACK 정보가 사용될 수 있다.

PUCCH 포맷 3이 ACK/NACK 피드백의 전송에 사용되는 경우, N^PUCCHformat3 _{A /N}은 ACK/NACK (SR을 포함할 수 있다) 및/또는 주기적 CSI의 비트 수를 나타낸다. 도 16에서 UCI 비트열은 N^PUCCHformat3 _{A /N} 개의 비트들로 구성된다. N^PUCCHformat3 _{A /N} 개의 비트들로 구성된 UCI 비트열은

과 같이 정렬된다.

에는 연접된 ACK/NACK 비트들, SR 비트, CSI 비트들이 존재할 수 있다. 연접된 ACK/NACK 비트들은 다음과 같이 얻어진다.

FDD의 경우, 비트 시퀀스

는 다음 표와 같은 과정을 통한 각 셀들에 대한 ACK/NACK 비트들의 연접의 결과일 수 있다. 이하 표들에서 ACK/NACK을 HARQ-ACK이라 표시한다.

ACK/NACK 비트들은 프라이머리 셀 즉, c=0인 셀에 대한 ACK/NACK, 그 다음으로 세컨더리 셀에 대한 ACK/NACK 의 순서로 연접될 수 있다.

TDD의 경우, 비트 시퀀스

는 각 셀들 및 각 서브프레임들에 대해 다음 표와 같이 얻어질 수 있다. 하기 표에서 N^DL _cells는 단말에게 상위 계층에 의해 설정된 셀들의 개수를 나타내고, B^DL _c는 단말이 셀 c에서 ACK/NACK 피드백을 해야하는 DL 서브프레임들의 개수를 나타낸다. 단말이 전달해야 하는 ACK/NACK 비트들의 개수는 다음 표와 같이 계산된다.

만약, k ≤ 20이면, HARQ-ACK 비트들의 다중화는 다음 표와 같이 수행된다.

만약, k > 20이면, 공간 번들링(spatial bundling)이 모든 셀들의 모든 서브프레임들에 적용된다. 그리고, HARQ-ACK 비트들의 다중화는 다음 표와 같이 수행된다.

ACK/NACK 피드백을 위해 PUCCH 포맷 3이 사용되고 ACK/NACK 피드백을 수행하는 서브프레임에서 SR 전송도 설정되면, SR을 위한 1비트(1이면 양의 SR, 0이면 음의 SR)가 연접된 비트 ACK/NACK 비트들의 마지막에 추가적으로 연접된다.

ACK/NACK 피드백을 위해 PUCCH 포맷 3이 사용되고 ACK/NACK 피드백을 수행하는 서브프레임에서 주기적 CSI 전송도 상위 계층에 의해 설정되면, 주기적 CSI 비트들은 연접된 ACK/NACK 비트들의 마지막(만약 SR 비트가 추가된 경우라면 SR 비트 후에)에 추가적으로 연접된다. SR 및 주기적 CSI가 연접된 ACK/NACK 비트들의 마지막에 연접되는 경우, 상술한 과정에서 N^PUCCHformat3 _{A /N}은 연접된 ACK/NACK 비트수, SR 비트 및 주기적 CSI 비트수의 합을 지시하는 값이다.

N^PUCCHformat3 _{A /N}이 11 비트 이하인 경우, 비트 시퀀스

은

로 설정하여 얻어진다.

N^PUCCHformat3 _{A /N}이 11 비트 이하인 경우, 비트 시퀀스

는 다음 식과 같이 인코딩된다.

[식 2]

여기서, i는 0, 1, 2, …, 31이고, 베이시스 시퀀스들 M_{i ,n}은 표 4에 의해 정의된다.

출력된 비트 시퀀스

는 시퀀스

의 순환 반복(circular repetition)에 의해 다음 식과 같이 얻어진다.

[식 3]

여기서, i=0, 1, 2, …, B-1이고, B = 4N^RB _sc이다. N^RB _sc는 부반송파 개수로 표현된 주파수 영역에서의 자원 블록 크기를 나타낸다.

N^PUCCHformat3 _{A /N}이 11 비트보다 크고, 22 비트 이하인 경우, 비트 시퀀스

는 다음 식과 같이 설정하여 얻어진다.

[식 4]

즉, 상기 식 4는 도 16에서 UCI 비트열이 인터리빙되는 과정에 해당한다. 식 4에 의하면, N^PUCCHformat3 _{A /N}개의 비트들로 구성된 UCI 비트열에서 앞쪽에 배치된 연접된 ACK/NACK 비트들이 분산 배치된다. 비트 시퀀스

을 세그먼트 1,

을 세그먼트 2라 하면, UCI 비트열을 식 4에 의해 인터리빙한 비트열(즉,

)은 세그먼트 1, 세그먼트 2 순서로 연접된 비트열이 되고, 세그먼트 1, 2 각각의 MSB쪽에는 ACK/NACK이 배치되고, LBS 쪽에는 주기적 CSI가 배치된다. 보다 구체적으로, 식 4에 의하면, UCI 비트열에서 비트인덱스(i)가 짝수인 비트들은 제1 세그먼트에 차례로 배치되고, UCI 비트열에서 비트인덱스가 홀수인 비트들은 제2 세그먼트에 차례로 배치된다. 이처럼 인터리빙된 비트열은 11비트 초과 22비트 이하이므로 이중 RM을 수행하기 위해 세그먼트 1, 세그먼트 2로 분할되어 다음 식과 같이 이중 RM 코딩된다.

[식 5]

여기서, i=0,1,2,…,23이고, 베이시스 시퀀스들 M_{i ,n}은 표 4에 의해 정의된다.

상기 식 5에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의하면, 세그먼트 1, 2의 ACK/NACK 비트들이 더 낮은 BSI를 가지는 RM 코드의 베이시스 시퀀스와 코딩되게 되고, 주기적 CSI는 상대적으로 높은 BSI를 가지는 RM 코드의 베이시스 시퀀스와 코딩되게 된다. 따라서, 다중 ACK/NACK과 주기적 CSI가 함께 전송되는 경우에도 중요도가 높은 ACK/NACK의 디코딩 성능을 보장할 수 있다.

채널 코딩을 거쳐 최종적으로 출력되는 비트 시퀀스

는 비트 시퀀스

와

를 다음 표와 같이 2비트씩 교차 연접하여 얻어진다. 즉, 채널 코딩된 UCI를 인터리빙하는데, 그 인터리빙은 채널 코딩된 제1 세그먼트의 비트들 및 제2 세그먼트의 비트들 각각으로부터 얻어진 2비트씩 다음 표 9와 같이 번갈아 연접되는 것으로 표현할 수 있다. 여기서, B = 4 N^RB _sc이다.

도 17은 도 16의 인터리버를 상세히 나타낸 도면이다.

B개의 비트열에 대해, 인터리버는 열을 우선으로 쓰고(즉, 열 인덱스 증가 후 다음 행 인덱스로 이동하는 방식), 행을 우선으로 읽는다(즉, 행 인덱스 증가 후 다음 열 인덱스로 이동하는 방식). 인터리버의 열 개수를 C라 할 때, 이중 RM의 경우 C=2가 된다. 만약, 2개 이상의 RM 코딩 블록이 사용된다면, C는 RM 코딩 블록 개수가 된다.

도 17에 도시한 바와 같이, B(=N^PUCCHformat3 _{A /N})개의 비트로 구성된 UCI 비트열은 인터리빙을 거쳐 짝수 비트인덱스를 가지는 비트들은 MSB쪽으로 정렬되고, 홀수 비트인덱스를 가지는 비트들은 LSM쪽으로 정렬된다. 인터리빙된 비트열(

)은 UCI 비트열에서 짝수 비트인덱스를 가지는 비트들로만 구성된 세그먼트와 홀수 비트인덱스를 가지는 비트들로만 구성된 세그먼트로 분할될 수 있다. 또는 인터리빙과 분할이 동시에 수행될 수도 있다.

도 18은 도 16 및 도 17에서 설명한 방법을 적용하는 순서도이다.

도 18을 참조하면, 단말은 제1 UCI와 제2 UCI 순서로 연접된 비트열을 생성한다(S10). 단말은 연접된 비트열의 비트수가 특정 범위를 가지는 경우, 연접된 비트열을 홀수번째 비트들(연접된 비트열에서 MSB의 비트 인덱스가 0이고 순차적으로 증가한다면 홀수번째 비트들은 비트인덱스가 짝수인 비트들이다)로 구성된 제1 세그먼트와 짝수번째 비트들(연접된 비트열에서 MSB의 비트 인덱스가 0이고 순차적으로 증가한다면 짝수번째 비트들은 비트인덱스가 홀수인 비트들이다)로 구성된 제2 세그먼트 순서로 인터리빙한 후 분할하고(S20), 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트 각각을 RM 코딩한다(S30). 이러한 방법은 ACK/NACK 피드백을 위해 PUCCH 포맷 3이 사용되고 ACK/NACK 피드백(SR도 포함 가능)을 수행하는 서브프레임에서 주기적 CSI 전송도 예정된 경우, ACK/NACK과 주기적 CSI의 다중화 및 채널 코딩에 적용될 수 있다. 이를 통해서 도 16과 같이 ACK/NACK과 CSI가 양쪽 RM 코딩 블록으로 균등하게 분산되고, 각각의 RM 코딩에서 ACK/NACK이 낮은 BSI를 가지는 RM 코드의 베이시스 시퀀스로 코딩되고 CSI는 높은 BSI를 가지는 RM 코드의 베이시스 시퀀스로 코딩되도록 매핑된다.

한편, 정보 별 요구되는 에러율을 만족시키기 위해 ACK/NACK의 경우 추가적인 채널 코딩이 수행될 수 있다. 즉, ACK/NACK에 먼저 1차 채널 코딩이 수행되고, 다른 UCI들과 함께 2차 채널 코딩이 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 CC 당 1 비트 지시자의 경우 반복 코딩을 하고, CC 당 2 비트의 지시자인 경우 심플렉스 코딩을 한 후 다른 UCI 들과 함께 조인트 코딩될 수 있다.

II. UCI 조인트 코딩 시 ACK/NACK 전송 자원 확보 방법.

주기적 CSI의 경우, 기지국과 단말 간에 상위 계층 신호에 의해 설정된 주기에 따라 리포트된다. 따라서, CSI 존부에 대하여 기지국과 단말 간에 모호성(ambiguity)이 없다. 반면, ACK/NACK의 경우에는 PDSCH를 스케줄링하는 스케줄링 정보를 단말이 수신하지 못할 가능성이 있다. 이 경우, ACK/NACK이 전송될 UL 서브프레임에서 기지국은 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 기대하나, 단말은 스케줄링 정보 자체를 수신하지 못하였으므로 ACK/NACK을 전혀 전송하지 않는 오류가 발생할 수 있다. ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 전송할 때, CSI만 전송하는 경우와 동일한 포맷(예를 들어, PUCCH 포맷 3), 동일 자원을 사용하여 전송한다면 상기 오류 상황에서 기지국은 UCI가 ACK/NACK + CSI인지 아니면 CSI만 포함하고 있는지에 대해 모호성이 발생할 수 있다.

즉, 존부에 대해 모호성이 발생하지 않는 UCI 정보의 경우에는 존부에 따라 해당 UCI 정보를 위한 비트 필드 자리의 유무를 결정할 수 있다. 그러나, 존부 자체에 모호성이 있는 UCI 정보의 경우 상기 UCI 정보의 존부에 상관없이 해당 UCI 정보를 위한 비트 필드를 확보하는 것이 오류를 줄이는 한가지 방법이 된다.

예를 들어, 단말이 주기적 CSI를 전송하지 않는 UL 서브프레임에서 ACK/NACK은 단말에게 할당된 PUCCH 포맷 3 내의 모든 자원을 사용하여 전송하여도 오류가 발생하지 않는다. 주기적 CSI의 존부에 대해 기지국과 단말 간에 모호성이 없기 때문이다. 반면, ACK/NACK 전송이 없는 UL 서브프레임에서 CSI를 전송하는 경우에는, 전송할 ACK/NACK이 없더라도 해당 설정에서 발생 가능한 최대 ACK/NACK 정보가 맵핑될 자원을 제외한 나머지 자원에 CSI를 맵핑하는 것이다.

도 19는 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 전송할 때 자원 배치의 예를 나타낸다.

도 19 (a)를 참조하면, ACK/NACK과 CSI가 존재하고 다중화하여 전송할 때, ACK/NACK, CSI의 순서로 연접되며, ACK/NACK이 낮은 BSI를 가지는 RM 베이시스 시퀀스에 의해 코딩되고, CSI는 BSI가 높은 RM 베이시스 시퀀스에 의해 코딩된다. ACK/NACK이 없고 CSI만 존재하는 경우에는 ACK/NACK의 비트 필드를 비워두고 CSI 비트들을 배치한다. 따라서, 자원 효율이 떨어지고, CSI들이 낮은 BSI를 가지는 RM 베이시스 시퀀스에 의해 코딩되지 못하므로 디코딩 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, ACK/NACK만 존재하는 경우 ACK/NACK 비트 필드 또는 전체 비트 필드에 ACK/NACK을 배치한다.

상기 문제를 해결하기 위한 한가지 방법으로, 도 19 (b)와 같이 존부에 모호성이 존재하지 않는 UCI 예컨대, CSI를 먼저 배치하고 모호성이 존재하는 UCI 예컨대 ACK/NACK을 뒤에 배치할 수 있다. 이 경우, CSI만 존재할 때 CSI가 BSI가 낮은 RM 베이시스 시퀀스에 의해 코딩되어 디코딩 성능이 좋아지는 효과가 있다.

SR의 경우, CSI와 마찬가지로 SR 전송 가능 서브프레임이 설정되어 SR 비트의 존부에 모호성이 없다. 따라서, 상술한 규칙을 따를 수 있다. 예컨대, SR과 ACK/NACK 동시 전송 시에 SR을 먼저 배치하고 ACK/NACK을 이후에 배치한다. SR과 CSI 동시 전송 시에는 둘 다 모호성이 없기 때문에 SR, CSI 순서 또는 CSI, SR 순서 중 어느 것을 사용하여도 무방하다. SR, CSI, ACK/NACK의 동시 전송 시에는 CSI, SR, ACK/NACK 순서 또는 SR, CSI, ACK/NACK 순서로 배치한다.

한편, 기존 시스템과의 하위 호환성을 위해, SR은 모호성이 없는 UCI 임에도 예외적으로 ACK/NACK 뒤에 배치할 수 있다. 따라서, SR, ACK/NACK 동시 전송 시 ACK/NACK, SR 순서로 배치할 수 있다. SR, CSI 동시 전송 시에는 CSI, SR 순서로 배치할 수 있다. SR, CSI, ACK/NACK 동시 전송 시에는 CSI, ACK/NACK, SR 순서로 배치할 수 있다.

III. UCI 전송 조합에 따른 전송 자원의 구분.

상술한 바와 같이, ACK/NACK(SR 포함가능)과 CSI를 다중화하여 전송하는 경우와 CSI만 전송하는 경우에 동일한 포맷(예컨대, PUCCH 포맷 3), 동일한 자원을 사용한다면 ACK/NACK의 존부에 따라 모호성이 발생할 수 있다. 이러한 모호성을 해결하기 위해, 앞서 언급한 바와 같이 존부의 모호성이 없는 UCI를 먼저 배치하는 방법은 실제로는 전송되지 않는 UCI를 위한 자원 확보를 하여 코딩 방식을 결정해야 하고, 모호성은 없으나 중요도가 떨어지는 CSI와 같은 정보가 낮은 BSI를 가지는 RM 베이시스 시퀀스와 코딩되는 결과가 발생하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 전송하는 경우와, CSI만 전송하는 경우에 서로 다른 포맷을 사용하여 전송하거나, 또는 동일 포맷을 사용하더라도 서로 배타적으로 구분되는 자원을 할당하여 전송하는 방법을 제안한다.

예컨대, 단말이 CSI를 전송할 UL 서브프레임이 서브프레임 n이라 할 때, 서브프레임 n에 대응되는 DL 서브프레임(서브프레임 n-k)에서

i) ACK/NACK 응답이 필요한 DL 채널을 검출하지 못하여 상기 UL 서브프레임에서 CSI만 전송해야 하는 경우 CSI 만으로 구성된 UCI를 구성하고 제1 자원을 사용하고,

ii) ACK/NACK 응답이 필요한 DL 채널을 검출하여 상기 UL 서브프레임에서 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 함께 전송해야 한다면 ACK/NACK+CSI로 구성된 UCI를 구성하고 제2 자원을 사용한다.

제1 자원과 제2 자원에 대해 설명한다.

도 20은 제1 자원과 제2 자원을 예시한다.

제1 자원과 제2 자원은 서로 배타적으로 구분되는 자원이나 포맷을 의미한다.

제1 자원은 RRC 로 미리 할당받은 하나의 고정된 자원을 사용할 수 있다. 그리고, 제2 자원은 RRC로 미리 할당받은 복수의 자원(예컨대 4개의 자원) 즉, 자원 집합 중에서 ACK/NACK을 요구하는 DL 채널, 예를 들어 SPS 해제 PDCCH, 또는 ACK/NACK이 요구되는 PDSCH를 스케줄링하는 제어 채널(PDCCH)로 전송되는 ARI가 지시하는 자원을 하나 선택하여 사용할 수 있다.

도 21은 동일한 포맷을 통해 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 전송할 수 있을 때 자원 선택 방법의 예를 나타낸다.

단말은 주기적 CSI를 전송할 UL 서브프레임에 대해, 상기 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임에서 ACK/NACK 응답을 요구하는 DL 채널을 검출하였는지 여부를 판단한다(S110).

DL 채널이 검출되지 않았다면, 단말은 주기적 CSI만으로 UCI를 구성하고(S140), RRC에 의해 미리 지정된 하나의 고정된 제1 자원을 통해 UCI를 전송한다(S150). 반면, DL 채널이 검출되었다면, 상기 DL 채널에 대한 ACK/NACK과 주기적 CSI로 구성된 UCI를 구성하고(S120), RRC에 의해 지정된 복수의 자원들 중 ARI에 의해 지시되는 제2 자원을 통해 상기 UCI를 전송한다.

도 21에서는 DL 채널의 검출 여부를 통해 제1 자원 또는 제2 자원을 선택하였는데, 좀 더 구체적으로는 단말이 DL 채널에서 ARI가 수신하였는지 여부로 제1 자원 또는 제2 자원을 선택할 수 있다. 예를 들어, 단말에게 ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 3이 설정되고, 주기적 CSI와 함께 ACK/NACK 전송이 설정된 UL 서브프레임을 가정하자. ACK/NACK을 요구하는 DL 채널 또는 이를 스케줄링하는 PDCCH에서 ARI에 의해 PUCCH 포맷 3 자원(제2 자원)이 지시되면, 단말은 ACK/NACK(SR 포함 가능)과 하나의 셀에 대한 주기적 CSI를 22 비트까지 조인트 코딩하여 다중화하고, ARI에 의해 지시되는 PUCCH 포맷 3 자원(제2 자원)을 통해 전송한다. 반면, ARI가 없다면 RRC에 의해 미리 지정된 제1 자원을 통해 주기적 CSI만으로 구성된 UCI를 전송한다.

즉, 도 21의 방법에 의할 때 단말은 다음과 같이 동작할 수 있다. 단말은 하향링크 서브프레임에서 ACK/NACK 응답을 요구하는 데이터 유닛을 수신한다. 여기서, 데이터 유닛은 상기 하향링크 서브프레임의 PDSCH(physical downlink shared channel)을 통해 전송되는 코드워드(codeword) 또는 상기 하향링크 서브프레임에서 전송되는 PDCCH 등일 수 있다. 상기 PDCCH는 반정적 스케줄링(semi-persistent scheduling: SPS)의 해제를 지시하는 PDCCH일 수 있다. 단말은 상기 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK을 상향링크 서브프레임에서 전송하는데, 상기 상향링크 서브프레임이 주기적 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 전송하도록 설정된 경우, 상기 주기적 CSI와 상기 ACK/NACK을 상기 상향링크 서브프레임의 PUCCH(physical uplink control channel)을 통해 함께 전송한다. 상기 ACK/NACK과 상기 주기적 CSI는 조인트 코딩(joint coding)되어 전송될 수 있다. 이 때, 상기 하향링크 서브프레임에 ARI(ACK/NACK resource indicator)가 포함되면 상기 PUCCH가 전송되는 자원은 RRC와 같은 상위 계층 신호로 미리 지정된 복수의 자원들 즉, 자원 집합 내에서 상기 ARI에 의해 지시되는 하나의 자원일 수 있다. 상기 ARI는 상기 하향링크 서브프레임의 PDCCH(physical downlink control channel)을 통해 전송되는 하향링크 제어 정보(downlink control information: DCI)에 포함될 수 있다.

주기적 CSI가 전송될 수 있는 상향링크 서브프레임들은 상위 계층 신호에 의해 미리 결정될 수 있다.

그리고, 상기 ACK/NACK이 전송되는 PUCCH 포맷은 복수의 PUCCH 포맷들 중 하나로 상위 계층 신호에 의해 미리 설정되는 PUCCH 포맷 예컨대, 상술한 PUCCH 포맷 3일 수 있다. PUCCH 포맷 3은 최대 22 비트의 정보 비트를 전송할 수 있는 PUCCH 포맷이다.

그리고, 상기 상향링크 서브프레임에서 주기적 CSI만 전송할 때 사용되는 PUCCH 자원을 제1 자원이라 하고, 상기 ARI에 의해 지시되는 하나의 자원을 제2 자원이라 할 때, 상기 제1 자원과 상기 제2 자원은 도 20을 참조하여 설명한 바와 같이 서로 배타적으로 구분되는 자원들이다.

상술한 방법에 의하면, ACK/NACK과 주기적 CSI가 함께 전송되는 경우와 주기적 CSI만 전송되는 경우 서로 구분되는 자원을 사용하므로 기지국 입장에서 모호성이 발생하지 않는다. 따라서, 신뢰성 있고 효율적으로 UCI를 전송할 수 있다. 한편, 제1 자원과 제2 자원의 할당 방식에서 ACK/NACK의 대상이 되는 CC 및/또는 ACK/NACK의 개수에 따라 또는 ARI의 획득 유무에 따라 다음과 같은 자원할당 방식이 설정될 수 있다.

1) ‘제1 ACK/NACK 대상의 조합’에 대한 ACK/NACK(이를 ‘ACK/NACK 조합 1’)과 CSI를 함께 전송해야 하는 경우 또는 ACK/NACK 전송 대상이 없어 CSI만 발생하는 경우 ACK/NACK 조합 1과 CSI로 구성된 UCI를 구성하여 제1 자원을 사용하고,

2) ‘제2 ACK/NACK 대상의 조합’에 대한 ACK/NACK(이를 ‘ACK/NACK 조합 2’)과 CSI를 함께 전송해야 하는 경우 ACK/NACK 조합 2와 CSI로 구성된 UCI를 구성하여 제2 자원을 사용할 수 있다.

도 22는 제1 자원과 제2 자원에서의 UCI 구성의 예를 나타낸다.

도 22를 참조하면, 제2 자원은 ACK/NACK과 주기적 CSI가 함께 전송되는 경우이며, ACK/NACK과 주기적 CSI가 배치된다. 제1 자원은 제1 ACK/NACK 대상의 조합을 검출하지 못하여 CSI만 발생하는 경우에도 ACK/NACK 조합 1을 위한 자원을 확보한다. 이는 기지국은 ACK/NACK 응답이 필요한 DL 채널을 전송하였으나 단말이 이를 검출하는데 실패하였을 때 기지국과 단말 간의 모호성이 발생하는 상황을 대비한 것이다. 이 방법은 실제 ACK/NACK 응답 대상 채널의 검출 유무와 관계없이 ACK/NACK 자원을 항상 확보해두는 방식과 유사하나, ACK/NACK 조합 1은 기지국-단말 간의 기본적인 통신을 위한 ACK/NACK 자원만을 확보하도록 한다는 점에서 자원 낭비를 줄일 수 있는 장점이 있다.

예를 들어, FDD의 경우, PCC의 DL 전송 모드가 단일 코드워드 전송 모드이면 1 비트를 확보하고, PCC의 DL 전송 모드가 다중 코드워드 전송 모드이면 2 비트를 확보하여 PCC 스케줄링인 경우 사용할 수 있다. TDD의 경우 하나의 UL 서브프레임에 PCC로 전송된 하나의 채널에 대한 ACK/NACK 응답용으로 1 비트(단일 코드워드 전송 모드) 또는 2비트(다중 코드워드 전송 모드)를 사용하거나, 또는 PCC로 전송된 복수의 채널에 대한 ACK/NACK 응답용으로 2비트를 확보하여 전송할 수 있다. 또한, SR 서브프레임에서는 SR 비트 필드도 ‘ACK/NACK 조합1’ 에 포함시킬 수 있다.

2 비트 ACK/NACK 자리에는 ACK/NACK 번들링(예컨대, 공간 번들링 또는/및 논리적 AND 연산 적용, 연속적인 ACK 카운터 등) 기법을 적용하여 압축 전송할 수 있다.

TDD 의 경우, ACK/NACK 응답을 요구하는 DAI(Downlink Assignment Index)=1인 PDCCH(예: SPS 해제 PDCCH) 또는 PDCCH로 스케줄링된 PDSCH가 PCC에만 하나 존재하고 해당 PDCCH의 DAI=1인 경우에 대한 ACK/NACK과 PDCCH 없이 스케줄링된 PDSCH(예: SPS 방식으로 스케줄링된 PDSCH)에 대한 ACK/NACK이 동시에 발생하는 경우를 고려하여 각각의 ACK/NACK을 전송하기 위해 2 비트 이상을 확보하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 다중 코드워드 전송 모드에서는 3비트를 확보하여 첫번째 비트는 PDCCH 없이 스케줄링된 PDSCH, 나머지 2 비트들은 ‘DAI=1인 PDSCH’ 또는 DAI=1인 SPS 해제 PDCCH에 대한 ACK/NACK으로 사용할 수 있다. 단일 코드워드 전송 모드에서는 2비트를 확보하여 1비트는 ‘PDCCH 없이 스케줄링되는 PDSCH’, 나머지 1비트는 DAI=1인 PDSCH 또는 DAI=1인 SPS 해제 PDCCH에 대한 ACK/NACK으로 사용할 수 있다.

ACK/NACK 비트는 상기 예시와 같이 ACK/NACK 대상의 조건에 따라 미리 고정된 비트 순서에 맵핑될 수 있다. 예를 들어, ‘PDCCH로 스케줄링되는 PDSCH’에 대한 ACK/NACK 비트를 ‘ACK/NACK 조합 1’의 MSB부터 매핑하고, ‘PDCCH 없이 스케줄링되는 PDSCH’에 대한 ACK/NACK 비트가 포함된 경우는 ‘ACK/NACK 조합 1’의 LSB 쪽에 매핑한다. 또한, SR 서브프레임에서는 ‘ACK/NACK 조합 1’에 SR 비트필드가 포함될 경우 ‘ACK/NACK 조합1’ 의 LSB에 매핑할 수 있다.

상기에서 특징적으로 제1 자원과 제 2자원이 전송으로 사용되는 PUCCH 포맷이 동일할 경우(예: PUCCH 포맷 3) ‘ACK/NACK 조합 1’의 자원이 제1 자원에 확보하도록 할 수 있다.

한편, ACK/NACK조합 2의 ACK/NACK 비트 수는 UL 서브프레임에서 발생 가능한 최대 ACK/NACK의 개수로 단말에게 설정된 DL CC의 개수 및 각 DL CC에서의 전송 모드에 따라 결정되며 TDD의 경우 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임의 개수도 추가적으로 고려하여 결정된다.

상기 제1 ACK/NACK 대상 조합과 제2 ACK/NACK 대상 조합은 다음과 같이 결정될 수 있다.

ACK/NACK 전송이 필요하고 ARI를 포함한 PDCCH가 존재하지 않아 ARI를 획득할 수 없는 ACK/NACK의 대상이 제1 ACK/NACK 대상 조합이 된다. ACK/NACK 전송이 필요하고, ARI를 포함한 PDCCH가 존재해서 ARI를 획득할 수 있는 ACK/NACK의 대상은 제2 ACK/NACK 대상 조합이 된다.

ACK/NACK 대상 CC 및/또는 ACK/NACK 개수에 따른 자원 할당 방식은 다음과 같다.

FDD에서 다중 CC 용 ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 3 사용을 설정받은 경우, 또는 다중 CC 용 ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 1a/1b 채널 선택을 사용하도록 설정받은 경우 CSI를 전송하는 UL 서브프레임에서 ACK/NACK 전송이 필요하고, 상기 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임에

i) 하나의 PDSCH가 PCC에만 존재하고 PDCCH 없이 스케줄링되는 경우,

ii) 하나의 PDSCH가 PCC에만 존재하고, PDCCH로 스케줄링되는 경우

iii) 하나의 PDCCH가 PCC에만 존재하고 해당 PDCCH가 ACK/NACK 응답이 필요한 경우에는 제1 ACK/NACK 대상 조합이 된다.

그 이외의 경우에는 제2 ACK/NACK 대상 조합이 된다.

TDD에서 다중 CC 용 ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 3을 사용하도록 설정받은 경우, 또는 다중 CC 용 ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 1a/1b 채널 선택을 설정 받은 경우 DL CC에 대한 CSI를 전송하는 UL 서브프레임(서브프레임 n)에 ACK/NACK 전송이 필요하고 이 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임(서브프레임 n-k, k는 집합 K의 요소이며, K는 M개의 요소로 구성된 집합으로 3GPP TS 36.213 V10, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 10) table 10.1.3.1-3에 의해 정의된다)에

i)PDCCH 없이 스케줄링된 PDSCH가 PCC에만 하나 존재하고 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH가 없는 경우

ii)PDCCH로 스케줄링된 PDSCH가 PCC에만 하나 존재하고 PDCCH의 DAI=1인 경우

iii)ACK/NACK 응답을 요구하는 DAI=1인 PDCCH가 하나 존재하고 PDSCH가 없는 경우

iv) ACK/NACK 응답을 요구하는 DAI=1인 PDCCH가 존재 또는 PDCCH로 스케줄링된 PDSCH가 PCC에만 하나 존재하고 해당 PDCCH의 DAI=1인 동시에 PDCCH 없이 스케줄링된 PDSCH가 하나 있는 경우

상기 i) 내지 iv)에는 제1 ACK/NACK 대상 조합이 된다.

그 이외의 경우에는 제2 ACK/NACK 대상 조합이 된다.

TDD에서 다중 CC 용 ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 1a/1b 채널 선택을 설정 받은 경우 DL CC에 대한 CSI를 전송하는 UL 서브프레임(서브프레임 n)에 ACK/NACK 전송이 필요하고, 이 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임(서브프레임 n-k)에 PCC에만 PDSCH 또는 ACK/NACK 응답이 필요한 PDCCH를 수신한 경우 제1 ACK/NACK 대상 조합이 되고, 그 이외의 경우에는 제2 ACK/NACK 대상 조합이 된다.

IV. CSI 전송 자원의 지시 방법.

주기적 CSI 전송은 미리 RRC로 설정된 주기에 따라 전송되며 연관된 PDCCH가 없다. 따라서, CSI의 전송을 위한 자원의 위치는 미리 지정된다.

반면, ACK/NACK 전송은 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH가 존재하고 이 PDCCH에 포함된 ARI(ACK/NACK resource indicator)를 통해 ACK/NACK 전송 자원의 위치를 지시할 수 있다. ARI 비트는 제한되므로 지시할 수 있는 자원은 제한된다. 따라서, RRC로 미리 자원 집합을 할당하고, 해당 자원 집합 내에서 ARI를 통해 특정 자원을 지시한다. 예를 들어, ARI 비트가 2비트인 경우 4개의 자원을 지시할 수 있으므로 RRC로 4개의 자원을 포함하는 자원 집합을 할당하고 ARI를 통해 상기 4개의 자원 중 어느 하나를 지시할 수 있다.

만약, CSI용 자원과 ACK/NACK 자원을 독립적으로 할당하는 경우, 5개의 자원을 RRC로 할당한다. 만일 CSI용 자원과 ACK/NACK 자원의 포맷이 동일하다면, 불필요한 자원할당을 줄이기 위해 CSI용 자원을 RRC로 지정되는 ACK/NACK 자원 집합 중 하나를 사용하게 하는 것도 가능하다. 즉, ACK/NACK 용 자원 집합을 RRC로 할당한 후, CSI용 자원은 ARI를 통해 지시하거나, CSI용 자원의 RRC 지시를 피하기 위해 CSI용 자원은 PDCCH를 통해 ARI의 지시 없이 미리 약속된 ARI의 자원을 사용할 수 있다. 예를 들어, ARI=0인 값이 지시하는 자원은 CSI 용 자원으로 사용하도록 미리 고정할 수 있다. ACK/NACK 용 자원은 CSI용 자원과 구별하기 위해, ARI=1, 2, 3인 값이 지시하는 자원으로 한정할 수 있다.

CSI와 ACK/NACK을 동시에 전송하도록 예정된 UL 서브프레임에서, CSI용 자원으로는 CSI만 전송하고, ACK/NACK 자원에서는 ACK/NACK과 CSI를 함께 전송할 수 있다.

또는, CSI용 자원은 일부 특정 대상에 대한 ACK/NACK 조합이 포함된 형태이고, ACK/NACK 자원은 ACK/NACK 조합 2와 CSI가 동시에 전송되는 형태일 수 있다.

한편, 기존 ARI의 전송은 FDD의 경우, 세컨더리 셀의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 TPC 필드를 차용하여 전송된다. 프라이머리 셀의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 TPC 필드는 원래 용도인 전력 제어 용도로 사용된다. TDD의 경우 DAI 초기값(예를 들어, 1)을 가지면서 프라이머리 셀의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH(이 PDCCH의 TPC 필드는 원래 용도인 전력 제어 용도로 사용)를 제외한 나머지 PDCCH의 TPC 필드를 차용하여 전송된다. CSI와 ACK/NACK이 다중화되어 전송되는 경우, CSI 전송을 위해 RRC로 예약된 포맷과 자원을 통해 전송할 수 있으며, 이 때, ACK/NACK 전송 자원을 지정해주기 위한 ARI의 지시는 불필요하다. 따라서, ARI를 위해 사용되던 비트는 다음과 같이 사용될 수 있다.

1) 원래의 용도인 TPC

TPC 값은 모두 동일한 값으로 시그널링되고, 해당 TPC 값이 최종 전력 값으로 사용되거나 또는 FDD의 경우 요소 반송파 별로 독립적인 TPC 값이 시그널링되고 누적합이 최종 전력값으로 사용될 수 있다. 또는 TDD의 경우 동일 서브프레임에 대해서는 모든 요소 반송파에 대해 동일한 TPC 값이 시그널링되고 해당 TPC 값이 서브프레임 별로 독립적이며 서브프레임 별 해당 TPC 값의 누적합이 최종 전력값으로 사용될 수 있다.

2) UCI 조합 지시용으로 사용.

예를 들어, 최대 전송 가능한 페이로드 비트 수의 제한 또는 요청되는 SINR을 위한 전송 전력/코드율의 한계를 고려하여 다음과 같은 UCI 조합을 지시할 수 있다.

복수의 DL CC에 대한 주기적 CSI가 존재할 때, 어느 DL CC에 대한 주기적 CSI를 전송할 것인지를 지시할 수 있다. 예컨대, 전체 DL CC, 미리 지정된 DL CC 또는 특정 DL CC를 직접 지시할 수 있다. 반대로 CSI를 드랍(drop)할 DL CC를 지시할 수도 있다.

또는 CSI로 무엇을 전송할 것인지를 지시할 수 있다. 예컨대, PMI, RI, CQI 모두 전송하는 것을 지시하거나, 우선 순위를 가지는 특정 컨텐츠(RI, PTI)를 지시하거나 특정 컨텐츠를 직접 지시할 수 있다. 또는 반대로 전송하지 않고 드랍할 CSI를 지시할 수도 있다. CSI 정보의 압축(미리 정해진 간소화된 CSI 정보 조합 사용) 여부에 대한 정보를 지시할 수도 있다.

최대 전송 가능한 ACK/NACK 페이로드 비트 수(또는 이를 추정할 수 있는 간접적인 정보 예컨대, 상향링크 서브프레임에 대응되는 하향링크 시간 구간에 스케줄링된 CC의 수 또는 순서값, 서브프레임 수 또는 순서값), ACK/NACK 비트 압축 여부(공간 번들링 사용 여부, 추가적인 서브프레임/CC 영역 번들링 등의 적용 여부) 등에 대한 정보가 지시될 수 있다.

지정된 자원에서의 포맷의 구성 방법이 지시될 수도 있다. 예를 들어, PUCCH 포맷 3을 사용하는 경우 스프레딩 팩터 값을 조정하여 용량을 조정할 수 있다. 또는 전체 전송 가능한 비트 수에 대한 정보가 지시될 수도 있다.

또는 CSI만의 전송 자원이 특정 ARI 값에 대응되는 ACK/NACK 자원을 사용하도록 설정된 경우, ARI는 가상적인 CRC 용도로 해당 특정 ARI 값을 지시할 수 있다.

V. 코딩 기법

PUCCH 포맷 3을 사용하는 경우, 단일 RM과 이중 RM의 선택 기준이 필요하다. 이를 위해, 단일 RM의 경우 UCI의 비트 수가 11 비트 이하인 경우에 사용하고, 이중 RM의 경우 UCI의 비트 수가 11 비트보다 큰 경우에 사용할 수 있다. 물론 이는 예시일 뿐이다.

1. 단말이 실제 전송하는 UCI 조합의 비트 수 총합을 기준으로 결정하는 방법.

ACK/NACK을 전송하는 경우에는 ACK/NACK 비트 수를 기준으로 하고, CSI를 전송하는 경우에는 CSI 비트 수의 총합을 기준으로 한다. ACK/NACK과 CSI를 동시 전송하는 경우에는 ACK/NACK 비트 수와 CSI 비트 수의 총합을 기준으로 한다.

ACK/NACK과 SR을 동시 전송하는 경우에는 ACK/NACK 비트 수와 SR 비트 수의 총합을 기준으로 한다. SR과 CSI를 동시 전송하는 경우에는 SR 비트 수와 CSI 비트 수의 총합을 기준으로 한다. ACK/NACK, SR 및 CSI를 동시 전송하는 경우에는 ACK/NACK 비트 수, SR 비트 수 및 CSI 비트 수의 총합을 기준으로 한다.

2. 모호성(ambiguity)이 있는 전송 가능한 UCI 조합과 모호성이 없는 UCI 조합의 총합을 기준으로 하는 방법.

단말이 실제 ACK/NACK을 전송해야 하나 이를 놓쳤을 경우에도 오류 여부에 관계없이 동일한 코딩 기법을 유지하게 하여 기지국이 UCI를 디코딩할 때 필드 구성에 오류가 없도록 하고 추가적인 블라인드 디코딩을 유발하지 않게 한다.

ACK/NACK 전송 시에는 ACK/NACK 비트 수를 기준으로 하고, CSI 전송 시에는 CSI 비트 수와 전송 가능한 ACK/NACK 비트 수의 총합을 기준으로 한다. 바람직하게는 ACK/NACK 을 위한 비트 자리에는 NACK을 전송한다.

ACK/NACK과 CSI를 동시 전송하는 경우에는 ACK/NACK 비트 수와 CSI 비트 수의 총합을 기준으로 하고, ACK/NACK과 SR을 동시 전송하는 경우에는 ACK/NACK 비트 수와 SR 비트 수의 총합을 기준으로 한다. SR과 CSI의 동시 전송 시 SR 비트 수와 CSI 비트 수와 전송 가능한 ACK/NACK 비트 수의 총합을 기준으로 한다. 바람직하게는 ACK/NACK을 위한 비트 자리에는 NACK을 전송한다.

ACK/NACK, SR 및 CSI의 동시 전송 시에는 ACK/NACK 비트 수와 SR 비트 수 및 CSI 비트 수의 총합을 기준으로 한다.

3. 모호성이 있는 전송 가능한 UCI 조합과 모호성이 없는 UCI 조합의 총합을 기준으로 하는 방법.

모든 조합 즉, ACK/NACK 비트 수, SR 비트 수 및 CSI 비트 수의 총합을 기준으로 하는 방법이다.

전송 가능한 ACK/NACK 비트 수는 해당 서브프레임에서 발생 가능한 ACK/NACK의 개수에 의해 결정된다. 단말에게 설정된 DL CC의 개수, 각 DL CC에서의 하향링크 전송 모드(이에 의해 하나의 하향링크 서브프레임에서 스케줄링 가능한 최대 전송 블록의 개수가 결정)에 의해 결정되며, TDD 의 경우 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임의 수도 추가로 고려되어야 한다.

ACK/NACK 조합 1, ACK/NACK 조합 2와 같이 ACK/NACK 대상이 되는 DL 채널 조합이 구분되고 이에 따른 ACK/NACK 비트 수가 결정되는 경우, 해당 전송 가능한 ACK/NACK 비트 수는 ACK/NACK 조합 1과 ACK/NACK 조합 2에 따른 각각의 비트 수가 될 수 있다.

VI. ACK/NACK, SR 및 CSI의 개별 코딩

ACK/NACK(SR이 전송되는 서브프레임에서는 SR 비트가 ACK/NACK에 추가될 수 있다 이하 동일)과 CSI의 다중화 시에 개별 코딩 방법을 제안한다.

도 23은 ACK/NACK과 CSI의 개별 코딩을 예시한다.

도 23을 참조하면, UCI 종류 별로 RM 코딩 블록에 맵핑되도록 한다. ACK/NACK의 존부에 대한 오류가 발생할 수 있다는 점을 고려하여, CSI 전송 서브프레임에서는 ACK/NACK 존부에 무관하게 CSI는 세그멘트(segment)에만 고정하여 맵핑하는 것을 고려할 수 있다. 나머지 세그멘트는 ACK/NACK 전송을 위해 사용된다.

단말이 CSI를 전송하지 않는 UL 서브프레임에서는 ACK/NACK은 단말에게 할당된 PUCCH 포맷 3 내의 모든 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 반면, 단말이 UL 서브프레임에 전송할 ACK/NACK 이 없더라도 CSI는 해당 설정에서 발생 가능한 최대 ACK/NACK 정보가 맵핑될 자원을 제외한 나머지 자원에 맵핑한다.

ACK/NACK과 CSI는 서로 독립적인 코딩이 적용되며, 도 23에 나타낸 바와 같이 이중 RM 코딩의 각 부분으로 맵핑되어 RM 코딩될 수 있다. ACK/NACK, CSI 각각의 성능 요구 사항에 따라 레이트 매칭이 달리 적용될 수 있다.

즉, 기존의 PUCCH 포맷 3에서는 항상 이중 RM 인코더의 출력이 24 비트로 레이트 매칭되었지만, 각 RM으로 맵핑되는 CSI와 ACK/NACK 비트 수와 성능 요구 사항에 따라서 각 RM의 코딩된 출력은 24 비트 이상(12 QPSK 변조 심벌 이상) 또는 24 비트 이하(12 QPSK 변조 심벌 이하)로 레이트 매칭되고, 두 RM 코딩의 출력되는 코딩된 비트 수의 합은 48(24 QPSK 변조 심벌)이 되도록 할 수 있다. 일반적으로 ACK/NACK의 성능 요구 사항은 BER 10^-3 이하, CSI의 성능 요구 사항은 BLER 10^{- 2}이하이다.

한편, 정보의 우선 순위 또는 오류율에 대한 요구 사항에 따라 UCI를 그룹화하고, 그룹 내 정보는 조인트 코딩을 하고 각 그룹 간은 개별 코딩 할 수 있다.

그룹화의 예로는 ACK/NACK, SR을 제1 그룹으로 하고, CSI를 제2 그룹으로 할 수 있다. 또는 CSI의 정보들 중 차후 전송에 전달될 정보에 영향을 미치는 정보 예컨대, RI, PTI, W1 등은 ACK/NACK과 유사한 우선 순위를 주어 ACK/NACK과 동일한 제1 그룹에 포함시키고, 그 이외의 정보 예컨대, CQI, PMI 등은 제2 그룹으로 할 수 있다. 제1 그룹(또는 제2 그룹)만 전송될 경우 제1 그룹이 단일 RM이나 이중 RM으로 조인트 코딩되고, 제1 그룹, 제2 그룹이 동시 전송될 경우에는 제1 그룹은 이중 RM의 첫번째 RM 코딩, 제2 그룹은 이중 RM의 두번째 RM코딩으로 개별 코딩될 수 있다. UCI는 정보량에 따라서 RM이 아닌 다른 코딩 기법이 적용될 수도 있다.

도 24는 UCI의 코딩 기법을 예시한다.

도 24를 참조하면, UCI는 비트량에 따라 단일 RM, 이중 RM, Tail biting convolution(TB CC) 코딩 중 어느 하나로 선택적으로 코딩될 수 있다. 예컨대, ACK/NACK의 경우, 최대 10비트(SR 포함시 11 비트)까지는 단일 RM이 사용되고, CSI는 복수의 DL CC에 대한 CSI가 적용되어 이중 RM이 적용될 수 있다(복수의 DL CC에 대한 CSI는 DL CC 별로 서로 독립적인 코딩이 적용될 수 있다). CSI, ACK/NACK 정보가 채널 코딩된 코딩된 비트는 정보 별로 요청되는 에러율에 따라 레이트 매칭이 달라질 수 있다. 반복 코딩(repetition coding), 심플렉스 코딩(simplex coding) 등도 코딩 방법으로 선택되는 경우 반복 코딩은 1비트, 심플렉스 코딩은 2비트 ACK/NACK에 적용될 수 있다.

UCI 정보량에 따라 코딩 기법을 변화하지 않도록 하기 위해서 각 RM의 입력 비트를 항상 11 비트 이하로 제한하는 방법을 고려할 수 있다. 즉, 제1 그룹과 제2 그룹 별로 11 비트를 넘지 않도록 하는 것이다. 이를 위해 각 그룹의 UCI는 ACK/NACK의 경우 10비트(SR 포함 시 11 비트)를 넘는 경우 번들링을 수행할 수 있다. CSI의 경우 11비트가 넘을 경우 드랍할 수 있다. ACK/NACK, SR, RI, PTI, W1을 그룹화하는 경우 총합이 11 비트 이하인 경우에만 하나의 그룹으로 그룹화하고, ACK/NACK, SR과 그룹핑되어 동시에 전송될 다른 정보의 합이 11 비트를 넘을 때에는 ACK/NACK, SR만 제1 그룹으로 전송하고, 그 이외의 정보들은 제2 그룹으로 하여 전송할 수 있다.

VII. 컨텐츠 지시자 전송

전술한 바와 같이, ACK/NACK의 존부에 대해 모호성이 발생할 수 있다. 이를 해결하는 한 가지 방법은 ACK/NACK 존부에 무관하게 특정 비트 필드를 유보(예비)하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 자원의 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명에서는 UCI를 조합하여 전송하는 경우, 특정 고정된 위치의 필드에 전송 UCI 컨텐츠 조합을 알려주는 지시자를 포함할 수 있다.

도 25는 UCI 컨텐츠 지시자를 포함하는 일 예를 나타낸다.

도 25와 같이 UCI 비트들 중 1비트는 특정 UCI 종류 예컨대, ACK/NACK의 포함 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, UCI 컨텐츠 지시자는 도 22를 참조하여 설명한 제1 자원에서의 ‘ACK/NACK 조합 1’의 포함여부를 지시할 수 있다.

또는 복수의 비트로 UCI 조합을 알려줄 수 있다. 이 때, CSI 전송 대상 DL CC의 수, ACK/NACK 비트 수, CSI 또는 ACK/NACK 선택 여부 등을 포함하여 알려줄 수 있다.

UCI 컨텐츠 지시자는 디코딩 성능을 향상시키기 위해 다른 UCI들과 분리하여 개별 코딩할 수 있다. 다른 UCI들과 결합하는 경우에는 추가적인 채널 코딩을 수행할 수 있다. 즉, UCI 컨텐츠 지시자에 먼저 1차 채널 코딩을 수행한 후, 다른 UCI들과 함께 2차 채널 코딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 1 비트 UCI 컨텐츠 지시자의 경우 반복 코딩을 하고, 2비트 UCI 컨텐츠 지시자의 경우 심플렉스 코딩을 한 후, 다른 UCI들과 함께 조인트 코딩할 수 있다.

ACK/NACK 전송 여부에 따른 UL 제어 채널의 사용 가능한 비트 수에 맞추어 UCI 조합을 조절할 수 있다. 즉, CSI를 전송하는 UL 서브프레임에서 CSI를 드랍하고, ACK/NACK만을 전체 자원을 활용하여 전송하거나, 압축된 ACK/NACK과 하나의 DL CC에 대한 CSI를 전송하거나, ACK/NACK 전송 없이 복수의 DL CC에 대한 CSI 전송 등을 지시할 수 있다.

UCI 컨텐츠 지시자를 사용하는 방법 및 도 22를 참조하여 설명한 방법은 선택적으로 사용될 수 있다.

예컨대, 단말에게 CSI만으로 구성된 UCI를 전송하는 용도로 PUCCH 포맷 3이 RRC를 통해 할당될 수 있다.

이 경우, i) 상기 PUCCH 포맷 3을 전송하기 위한 자원 중 일부는 ACK/NACK(ACK/NACK 조합 1)을 위해 예비해 둔다. 이는 단말이 ACK/NACK을 요구하는 데이터 유닛 즉, ACK/NACK 대상의 조합을 놓친 경우를 대비하기 위해서이다. ACK/NACK을 위해 예비하는 자원은 1) 코드워드 개수에 따라 1, 2비트, 2) TDD의 경우 1)의 비트들 이외에 SPS PDSCH를 위한 1비트 ACK/NACK 비트 추가 3) SR 서브프레임에서는 SR 비트도 포함할 수 있다. 이것이 도 22를 참조하여 설명한 방법이다.

또는 상기 경우에, ii) 단말은 UCI 컨텐츠 지시자를 통해 ACK/NACK 조합 1의 포함 여부를 알려줄 수도 있다.

즉, 상기 i)의 방법은 CSI만으로 구성된 UCI 용 PUCCH 포맷 3의 일부 자원을 ACK/NACK을 위해 유보하는 방법이고, ii)의 방법은 CSI만으로 구성된 UCI 용 PUCCH 포맷 3의 일부 자원에 UCI 컨텐츠 지시자를 전송하여 UCI의 조합을 알려주는 방법이라 할 수 있다.

VIII. ACK/NACK과 CSI의 동시 전송 설정 시 UCI 조합에 따른 전송 자원 선택

복수의 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 동시 전송하도록 설정된 경우, 단말은 전송할 UCI 조합에 따라 전송 자원을 선택할 수 있다.

ACK/NACK 전송 시, PCC로 전송되는 SPS PDSCH가 하나일 때, 또는 PDCCH로 스케줄링된 PCC로 전송되는 PDSCH가 하나일 때, 또는 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH(예컨대, SPS 해제 PDCCH)가 하나 존재할 때 PUCCH 포맷 1a/1b를 사용한다. PCC로 전송되는 SPS PDSCH 하나와 PDCCH로 스케줄링된 PCC로 전송되는 PDSCH 또는 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH(SPS 해제 PDCCH)가 동시에 존재할 때 PUCCH 포맷 1a/1b 채널 선택을 사용한다. 그 이외의 경우에는 PUCCH 포맷 3을 사용한다. ACK/NACK은 최대 20 비트까지 전송할 수 있다.

CSI 전송 시, ACK/NACK 없이 하나의 CC에 대한 CSI만 전송하는 경우 PUCCH 포맷 2로 CSI를 전송한다. 복수의 CSI를 전송해야 하는 경우에는 PUCCH 포맷 3을 사용한다.

ACK/NACK과 CSI를 동시 전송하는 경우, PCC로 전송되는 SPS PDSCH가 하나일 때, 또는 PDCCH로 스케줄링되는 PCC로 전송되는 PDSCH가 하나일 때, 또는 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH가 하나 존재하고 하나의 CC에 대한 CSI만 전송하는 경우 CSI는 PUCCH 포맷 2로 전송한다. ACK/NACK은 PUCCH 포맷 2 참조 신호 변조로 전송한다. 그 이외의 경우에는 PUCCH 포맷 3으로 다중화하여 전송한다. CSI 다중화를 위해 ACK/NACK을 번들링, 카운터 등을 이용하여 압축할 수 있다.

복수의 DL CC에 대한 CSI가 충돌하는 서브프레임에서 PCC로 전송되는 SPS PDSCH가 하나일 때, 또는 PDCCH로 스케줄링되는 PCC로 전송되는 PDSCH가 하나일 때, 또는 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH가 하나 존재하는 경우에는 폴백(fallback)동작을 위해 하나의 DL CC에 대한 CSI만을 선택하여 나머지는 드랍하고 선택된 CSI는 PUCCH 포맷 2로 전송하고 ACK/NACK은 PUCCH 포맷 2 참조 신호 변조를 통해 전송할 수 있다.

ACK/NACK과 SR의 동시 전송 시, PCC로 전송되는 SPS PDSCH가 하나이거나, 또는 PDCCH로 스케줄링된 PCC로 전송되는 PDSCH가 하나일 때, 또는 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH가 하나 존재하는 경우 음의 SR은 동적 PUCCH 포맷 1a/1b 자원(즉, PDCCH가 전송되는 첫번째 CCE에 대응되는 자원) 또는 SPS로 지정된 PUCCH 포맷 1a/1b 자원을 통해 전송할 수 있다. 양의 ACK/NACK은 SR로 지정된 PUCCH 포맷 1a/1b 자원으로 전송할 수 있다. 그 이외의 경우에는 PUCCH 포맷 3으로 다중화하여 전송할 수 있다.

SR과 CSI를 동시 전송하는 경우에는 PUCCH 포맷 3으로 다중화하여 전송할 수 있다. ACK/NACK, SR, CSI를 동시 전송하는 경우에는 PUCCH 포맷 3으로 다중화하여 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, LTE-A 시스템에서는 PUCCH 포맷 3이 도입되어 복수의 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 이 때, 채널 코딩 코드북 크기 제한에 의한 비트 수 제한(예컨대, PUCCH 포맷 3의 경우 최대 20 비트 또는 22비트), 물리적 채널로 전송되는 ACK/NACK 이외의 UCI(SR 및/또는 CSI) 비트 수에 의한 ACK/NACK 정보 비트 수의 제한 또는 상향링크 채널 상태에 따라 전송 가능한 정보량이 제한될 수 있다. 전자를 Y 비트(예를 들어, 20 또는 22 비트)라 하고, 후자를 X 비트라 가정하자. 여기서, 상향링크 채널 상태에 따라 X 비트를 RRC로 설정하거나 PDCCH로 시그널링할 수 있다.

ACK/NACK은 코드워드 당 하나씩 독립적인 전송이 가능하므로, 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임 내의 코드워드 개수가 X개를 초과하면 코드워드들을 그룹화하고 해당 그룹에 대해 ACK/NACK을 번들링하여 전송할 수 있다. 이 때, 다음과 같은 규칙을 적용할 수 있다.

방법 1. 코드워드 개수가 X를 초과하는 경우, 공간 번들링을 우선 적용하고, 인접한 서브프레임 간의 시간 영역에서의 번들링 또는 CC 영역 번들링을 적용하는 방법.

1) 코드워드 개수가 X를 초과하는 경우 우선 동일 서브프레임 내의 코드워드들의 ACK/NACK을 번들링한다. 즉, 공간 번들링한다.

2) 공간 번들링을 통해서도 ACK/NACK 비트 수가 X 비트를 초과하면, 시간 영역 번들링을 추가적으로 적용한다. 시간 영역 번들링은 미리 정해진 규칙에 따라 ACK/NACK 비트 수가 X 비트 이하가 될 때까지 수행한다. 미리 정해진 규칙은 일 예로 처음 또는 마지막 서브프레임부터 그룹화하는 것일 수 있다.

3) 시간 영역 번들링을 통해서도 ACK/NACK 비트 수가 X 비트를 초과하는 경우 인접한 서브프레임 그룹을 추가적으로 시간 영역 번들링한다. 시간 영역 번들링은 미리 정해진 규칙에 따라 ACK/NACK 비트 수가 X 비트가 될 때까지 수행한다. 미리 정해진 규칙은 일 예로 처음 또는 마지막 서브프레임부터 그룹화하는 것일 수 있다.

방법 2. 코드워드 수가 X를 초과하는 경우, 공간 번들링을 우선 적용하고, 번들링 마스크에 따른 번들링을 적용하는 방법.

1) 코드워드 개수가 X를 초과하는 경우 우선 공간 번들링을 적용한다.

2) 공간 번들링을 통해서도 ACK/NACK 비트 수가 X 비트를 초과하는 경우 RRC로 시그널링된 번들링 마스크에 따른 번들링을 수행한다. 번들링 마스크는 번들링 그룹을 지시하는 정보이다. 번들링 그룹은 CC 영역 또는 시간 영역에서 정의될 수 있다.

방법 3. 코드워드 수가 X를 초과하지 않도록 번들링을 설정하는 방법.

X 값의 제한으로 인해 X값을 시그널링하는 대신, 번들링의 적용 여부를 직접 설정할 수 있다. 이 때 번들링 단위는 다음 중 어느 하나일 수 있다.

전체 CC에 대해 모든 서브프레임에 공통으로 공간 번들링의 적용 여부를 설정하거나, 하나의 CC 내의 하나의 서브프레임 단위로 공간 번들링의 적용 여부를 설정하거나, 동일 CC의 모든 서브프레임에 공통으로 공간 번들링의 적용 여부를 설정하거나, 동일 서브프레임의 모든 CC에 공통으로 공간 번들링의 적용 여부를 설정하거나, 동일 DL DAI 값을 가지는 모든 서브프레임에 공통으로 공간 번들링의 적용 여부를 설정할 수 있다.

X는 M 즉, 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임의 수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, TDD에서 DL-UL 설정 #1에서는 M=2, M=1이 혼재한다. DL-UL 설정 #3에서는 M=3, M=2가 혼재한다(DL-UL 설정 #1, 3은 3GPP TS 36.211 V10.2.0 (2011-06) table 4.2-2를 참조할 수 있다). 이러한 경우, ACK/NACK을 전송해야 하는 코드워드의 개수가 M 값에 따라 달라진다. 따라서, 공간 번들링 적용 여부를 M 값에 따라 달리 설정할 수 있다. 예를 들어, M=3일 때, 공간 번들링이 적용된 CC가 M=2일 때에는 공간 번들링이 적용되지 않을 수 있다.

또는 M=2일 때 공간 번들링 설정이 적용되고, M=1에서는 항상 공간 번들링 설정이 적용되지 않고 개별적 ACK/NACK이 전송되도록 할 수도 있다. ACK/NACK 전송 포맷에서 물리적으로 지원할 수 없는 Y 비트 이상의 번들링 설정은 당연히 배제된다.

단말이 서로 다른 TDD DL-UL 설정으로 설정된 CC들을 집성해서 사용할 수 있다. 이 경우, ACK/NACK을 전송하는 UL 서브프레임에 따라 해당 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임 개수가 CC 별로 달라질 수 있다. 따라서, ACK/NACK을 피드백해야 하는 코드워드 개수가 바뀔 수 있다. 그러므로, 이러한 경우 (프라이머리 셀의) UL 서브프레임 별로 공간 번들링 설정을 달리할 수 있다. 또는 UL 서브프레임에 대응되는 프라이머리 셀의 DL 서브프레임 및 세컨더리 셀의 DL 서브프레임의 총 코드워드 개수 별로 공간 번들링 설정을 달리할 수 있다. 또한, CSI를 전송하도록 설정된 CSI 서브프레임인지 여부에 따라 또는 CSI 비트수의 양에 따라 공간 번들링 설정을 달리할 수 있다.

또한 UL 서브프레임 별 설정은 코드워드 수 변화의 반복주기(예를 들어 셀 별로 서로 다른 DL-UL 설정을 사용하는 TDD에서 HARQ 타이밍에 의해 발생), CSI 전송 주기 등을 고려하여 하나의 프레임 단위의 패턴이 설정되거나, 복수의 프레임 단위의 패턴이 설정될 수 있다.

다른 방법으로, 셀 별로 서로 다른 DL-UL 설정이 사용되는 TDD에서 A/N 피드백 구성의 단순화를 위해서 모든 CC에 대해서 항상 공간 번들링을 하는 것도 고려할 수 있다.

다른 방법으로, 다중 ACK/NACK과 CSI가 동시 전송되도록 설정된 경우에는 항상 공간 번들링을 적용하도록 설정할 수 있다.

다른 방법으로, SINR의 부족으로 인하여 다중 ACK/NACK 공간 번들링이 단말에게 적용되었을 경우, 해당 단말이 다중 ACK/NACK과 CSI를 다중화하여 PUCCH로 동시 전송하는 것을 허용하지 않는 것도 고려할 수 있다. 이때, ACK/NACK 은 ARI가 존재할 때의 ACK/NACK조합으로 한정할 수도 있다. 즉, ARI가 존재하는 때의 ACK/NACK조합인 경우에는 ACK/NACK과 CSI의 동시전송을 허용하지 않고, ARI가 존재하지 않을 때의 ACK/NACK의 조합의 경우 CSI와의 동시전송을 허용하는 것이다.

공간 번들링 이외에 추가적인 번들링이 적용될 수 있다. 추가적인 번들링 또한 M 값, 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 각 코드워드 개수에 따라 달리 적용될 수 있다.

CC 별 공간 번들링 설정은 ACK/NACK이 PUSCH로 피기백되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, PUSCH로 피기백되는 ACK/NACK은 PUSCH를 스케줄링하는 UL 그랜트가 있으며 이를 통해 전송되는 UL DAI에 의하여 ACK/NACK 페이로드 크기가 실제 스케줄링된 DL PDSCH에 따라 적응적으로 달라지게 된다. CC 별 공간 번들링 설정을 그대로 적용하여 단말의 동작을 단순화할 수 있다.

ACK/NACK 공간 번들링을 유연하게 하기 위해 PUSCH로 전송될 때의 ACK/NACK 공간 번들링 여부를 PUCCH로 전송될 때의 ACK/NACK 공간 번들링 여부를 별도로 설정할 수 있다. 공간 번들링 여부를 M 값과 UL DAI 값(또는 M과 UL DAI의 조합)에 따라 달리 설정할 수 있다.

상술한 방법 1, 2와 같이 최대 전송 가능한 ACK/NACK 정보량(X)을 기준으로 공간 번들링을 선택적으로 적용하는 경우, 공간 번들링을 적용할 때 모든 CC와 시간 영역에서 동시에 적용할 수도 있으나 X에 맞추어 순차적으로 번들링을 적용할 수도 있다. 즉, ACK/NACK 정보량이 X가 되도록 하나의 PDSCH 단위로 공간 번들링을 순차적으로 적용하거나, ACK/NACK 정보량이 X 이하가 되도록 동일 CC 단위 또는 동일 서브프레임 단위 또는 동일 DL DAI 단위로 공간 번들링을 순차적으로 적용할 수 있다. 이러한 방법은 상술한 방법 1, 2에 한정되지 않는다.

공간 번들링을 수행하는 순서는 미리 정해진 CC 순/서브프레임 순/DAI 순일 수 있다. 즉, 하나의 CC를 번들링한 후 다음 CC의 번들링을 수행할 수 있다.

이 때, 모든 CC에 동시에 스케줄링되는 경우보다는 특정 CC 예를 들어, PCC로 PDSCH의 스케줄링이 자주 발생할 가능성이 크기 때문에 해당 CC로 전송되는 코드워드들의 개별적인 ACK/NACK을 유지하는 것이 데이터 전송 효율에 유리하다. 따라서, PCC에는 공간 번들링은 마지막에 적용한다.

PCC의 인덱스 값이 0이라면, 가장 나중에 공간 번들링을 적용하기 위해 인덱스가 가장 큰 CC 부터 공간 번들링을 점진적으로 적용할 수 있다.

또는 DAI 값이 작은 순서로 스케줄링되므로, DAI 값이 작은 것을 가장 나중에 공간 번들링하기 위해 DAI가 큰 서브프레임부터 공간 번들링을 점진적으로 적용할 수 있다.

또는 공간 번들링이 필요한 경우, SCC 전체에 공간 번들링을 우선 적용하고, 그럼에도 X 비트를 초과하는 경우에만 PCC에 공간 번들링을 적용할 수 있다.

본 명세서에서, 공간 번들링이란, 하나의 CC 내에서 하나의 DL 서브프레임 내에서 수신한 복수의 코드워드에 대한 ACK/NACK에 대하여 번들링을 수행하는 것을 의미한다. 예컨대, 2개의 코드워드에 대한 각 ACK/NACK(ACK이면 1, NACK이면 0 또는 그 반대)을 논리적 AND 연산하여 하나의 ACK/NACK 정보를 도출하는 것이다.

CC 간 번들링이란, 단말에게 설정된 서로 다른 CC의 동일 서브프레임들에서 수신한 복수의 코드워드에 대한 ACK/NACK을 번들링하는 것을 의미한다. 예를 들어, 단말에게 DL CC 0, DL CC 1이 설정된 경우를 가정하자. 기지국이 DL CC 0의 DL 서브프레임 N에서 2개의 코드워드, DL CC 1의 DL 서브프레임 N에서 1개의 코드워드를 전송할 수 있다. 이 때, 단말은 상기 3개의 코드워드에 대한 3 비트 ACK/NACK 정보에 대해 번들링을 수행하여 1 비트 ACK/NACK 정보를 생성할 수 있다. 즉, 3개의 코드워드를 모두 수신 성공한 경우에만 ACK을 생성하고 그 이외의 경우에는 NACK을 생성한다.

CC 간 번들링은 모든 DL 서브프레임에 대해 적용할 수도 있고, 정해진 규칙에 따라 일부 DL 서브프레임에 대해서만 적용할 수도 있다.

시간 영역에서의 번들링이란, 단말이 서로 다른 DL 서브프레임에서 수신한 데이터 유닛(PDSCH, 또는 코드워드)에 대한 ACK/NACK에 대해 번들링을 수행하는 것을 말한다. 예를 들어, 단말이 DL CC 0, DL CC 1을 설정 받고, DL CC 0은 2개의 코드워드를 수신할 수 있는 MIMO 모드, DL CC 1은 1개의 코드워드를 수신할 수 있는 단일 코드워드 전송 모드라고 가정하자. 이 경우, 단말이 DL CC 0의 DL 서브프레임 1에서 코드워드 0, 코드워드 1을 성공적으로 수신하고, DL CC 1의 DL 서브프레임 2에서 코드워드 0 만을 성공적으로 수신하였다면, 단말은 코드워드 0에 대해서는 ACK, 코드워드 1에 대해서는 NACK을 생성하는 것이다. 즉, 서로 다른 DL 서브프레임에서 수신한 코드워드 별로 ACK/NACK 번들링을 수행하는 것이다. 또한, 서로 다른 서브프레임에서 수신한 코드워드 별로 연속적인 ACK의 개수를 카운트하는 방식도 가능하다. 여기서, 서브프레임 순서는 서브프레임 인덱스 또는 DAI에 따라 결정될 수 있다.

도 26은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.

기지국(100)은 프로세서(110; processor), 메모리(120; memory) 및 RF부(130; Radio Frequency unit)을 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(110)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(110)은 RRC 메시지와 같은 상위 계층 신호를 통해 주기적 CSI 전송, SR 전송을 설정할 수 있다. 예컨대, 주기적 CSI와 SR 등을 전송할 수 있는 서브프레임을 알려줄 수 있다. 또한, 단말에게 ACK/NACK 피드백에 사용할 PUCCH 포맷 예를 들어, PUCCH 포맷 3을 사용하도록 설정할 수 있다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220) 및 RF부(230)을 포함한다. 프로세서(210)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(210)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(210)는 제1 UCI와 제2 UCI 순서로 연접된 비트열을 생성한다. 제1 UCI는 ACK/NACK을 포함하고 제2 UCI는 주기적(periodic) 채널 상태 정보(channel state information: CSI)일 수 있다. 연접된 비트열은 제1 UCI를 나타내는 비트들의 끝(end)에 제2 UCI를 나타내는 비트들이 추가(append)된 형태이다. 연접된 비트열의 비트 수가 특정 범위(11 초과 22 이하)를 가지면 연접된 비트열을 인터리빙(interleaving)하는데, 인터리빙은 연접된 비트열을 제1 세그먼트, 제2 세그먼트 순서로 정렬한다. 제1 세그먼트는 연접된 비트열의 짝수 비트인덱스를 가지는 비트들을 포함하고 제2 세그먼트는 연접된 비트열의 홀수 비트인덱스를 가지는 비트들을 포함한다. 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트는 각각 RM 채널 코딩 즉, 이중 RM 코딩된 후 2비트씩 교차하는 방식으로 인터리빙된 후 전송된다(도 16참조). 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(110, 210)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(120, 220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(130, 230)은 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 메모리(120, 220)에 저장되고, 프로세서(110, 210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120, 220)는 프로세서(110, 210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110, 210)와 연결될 수 있다.

Claims (11)

1. 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information) 전송 방법에 있어서,
   제1 UCI와 제2 UCI 순서로 연접된 비트열을 생성하되, 상기 제1 UCI는 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement)을 포함하고 상기 제2 UCI는 주기적(periodic) 채널 상태 정보(channel state information: CSI)이며, 상기 연접된 비트열은 상기 제1 UCI를 나타내는 비트들의 끝(end)에 상기 제2 UCI를 나타내는 비트들이 추가(append)된 것이며;
   상기 연접된 비트열의 비트 수가 특정 범위를 가지면 비트 시퀀스를 생성하되, 상기 비트 시퀀스는 제1 세그먼트, 제2 세그먼트의 순서로 구성되고, 상기 제1 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 비트인덱스가 짝수인 비트들을 포함하고 상기 제2 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 비트인덱스가 홀수인 비트들을 포함하며;
   상기 비트 시퀀스를 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트로 분할하고,
   상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트를 각각 채널 코딩하고; 및
   상기 채널 코딩된 UCI를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 특정 범위는 11 초과 22 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트는 각각 리드 뮬러(Reed Muller: RM) 코드에 의해 채널 코딩되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 UCI가 ACK/NACK 및 스케줄링 요청(scheduling request: SR)을 포함하는 경우, 상기 연접된 비트열은 상기 ACK/NACK을 나타내는 비트들 및 상기 스케줄링 요청을 나타내는 비트의 순서로 연접된 비트열의 끝에 상기 주기적 CSI를 나타내는 비트들이 추가(append)되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 SR을 나타내는 비트는 1비트인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 UCI와 상기 제2 UCI는 동일 상향링크 서브프레임에서 전송되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 상향링크 서브프레임은 상위 계층 신호에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 채널 코딩된 UCI를 인터리빙하는 단계를 더 포함하되, 상기 인터리빙은 상기 채널 코딩된 제1 세그먼트의 비트들 및 제2 세그먼트의 비트들 각각으로부터 얻어진 2비트씩 번갈아 연접하는 것임을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 세그먼트는 상기 연접된 비트열로부터 짝수번째 비트들을 포함하고, 상기 제2 세그먼트는 상기 연접된 비트열로부터 홀수번째 비트들을 포함하되, 상기 짝수번째 비트들 및 상기 홀수번째 비트들은 상기 연접된 비트열과 동일한 순서의 비트들로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 제1 UCI와 제2 UCI 순서로 연접된 비트열을 생성하되, 상기 제1 UCI는 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement)을 포함하고 상기 제2 UCI는 주기적(periodic) 채널 상태 정보(channel state information: CSI)이며, 상기 연접된 비트열은 상기 제1 UCI를 나타내는 비트들의 끝(end)에 상기 제2 UCI를 나타내는 비트들이 추가(append)된 것이며;
    상기 연접된 비트열의 비트 수가 특정 범위를 가지면 비트 시퀀스를 생성하되, 상기 비트 시퀀스는 제1 세그먼트, 제2 세그먼트의 순서로 구성되고, 상기 제1 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 비트인덱스가 짝수인 비트들을 포함하고 상기 제2 세그먼트는 상기 연접된 비트열의 비트인덱스가 홀수인 비트들을 포함하며;
    상기 비트 시퀀스를 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트로 분할하고,
    상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트를 각각 채널 코딩하고; 및
    상기 채널 코딩된 UCI를 전송하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 세그먼트는 상기 연접된 비트열로부터 짝수번째 비트들을 포함하고, 상기 제2 세그먼트는 상기 연접된 비트열로부터 홀수번째 비트들을 포함하되, 상기 짝수번째 비트들 및 상기 홀수번째 비트들은 상기 연접된 비트열과 동일한 순서의 비트들로 구성되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 장치.

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