KR101596844B1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 신호 수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 신호를 수신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 상향링크 신호를 송신하기 위한 파라미터를 단말로 송신하는 단계, 상기 파라미터를 이용하여 생성한 상기 상향링크 신호를 수신하는 단계, 및 상기 상향링크 신호 중 임계치 이상의 송신 전력을 갖는 상향링크 신호를 검출하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 신호 수신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR RECEIVING UPLINK SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 신호 수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)(120)과 기지국(eNode B; eNB)(110a 및 110b), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, 하이브리드 자동 재전송 요청(Hybrid Automatic Repeat and reQuest; HARQ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, 하이브리드 자동 재전송 요청 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

최근 3GPP는 LTE에 대한 후속 기술에 대한 표준화 작업을 진행하고 있다. 본 명세서에서는 상기 기술을 "LTE-Advanced" 또는 "LTE-A"라고 지칭한다. LTE 시스템과 LTE-A 시스템의 주요 차이점 중 하나는 시스템 대역폭의 차이다. LTE-A 시스템은 최대 100 MHz의 광대역을 지원할 것을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 복수의 주파수 블록을 사용하여 광대역을 달성하는 반송파 집성(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용하도록 하고 있다. 반송파 집성은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 주파수 블록을 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하도록 한다. 각 주파수 블록의 대역폭은 LTE 시스템에서 사용되는 시스템 블록의 대역폭에 기초하여 정의될 수 있다. 각각의 주파수 블록은 컴포넌트 반송파를 이용하여 전송된다.

본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 신호를 수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 신호를 수신하는 방법은 상기 상향링크 신호를 송신하기 위한 파라미터를 단말로 송신하는 단계; 상기 파라미터를 이용하여 생성한 상기 상향링크 신호를 수신하는 단계; 및 상기 상향링크 신호 중 임계치 이상의 송신 전력을 갖는 상향링크 신호를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 파라미터는 상향링크 신호 생성시 이용되는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스의 순환 천이(cyclic shift) 값과 시간 마진 값(Timing Advance; TA)을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상향링크 신호는 상향링크 물리 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 신호이며, 보다 바람직하게는 상기 임계치는 1E+11 값인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들에 따르면 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 신호를 효과적으로 수신할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면,
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면,
도 5은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면,
도 6은 표준 순환 전치(Normal Cyclic Prefix; Normal CP)인 경우에 PUCCH 포맷 1a와 1b를 적용한 방법을 설명하는 도면,
도 7은 확장 순환 전치(Extended Cyclic Prefix; Extended CP)인 경우에, PUCCH 포맷 1a와 1b를 적용하는 방법을 도시한 도면,
도 8은 서브프레임 레벨에서 PUCCH의 구조를 도시한 도면,
도 9는 PUCCH 포맷 1a와 1b에 대한 ACK/NACK 채널화(channelization)를 설명하는 도면,
도 10은 동일한 물리적 자원 블록(PRB) 내에서 PUCCH 포맷 1/1a/1b와 포맷 2/2a/2b의 혼합된 구조에 대한 채널화를 도시한 도면,
도 11은 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 위한 슬롯 레벨 구조를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 송수신기의 블록 구성도를 예시한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.

이하, 시스템 대역이 단일 주파수 블록을 사용하는 시스템을 레거시 시스템(legacy system) 또는 협대역 시스템(narrowband system)으로 지칭한다. 이와 대응하여, 시스템 대역이 복수의 주파수 블록을 포함하고, 적어도 하나 이상의 주파수 블록을 레거시 시스템의 시스템 블록으로 사용하는 시스템을 진화된 시스템(evolved system) 또는 광대역 시스템(wideband system)이라고 지칭한다. 레거시 시스템 블록으로 사용되는 주파수 블록은 레거시 시스템의 시스템 블록과 동일한 크기를 갖는다. 반면, 나머지 주파수 블록들의 크기는 특별히 제한되지는 않는다. 그러나, 시스템 단순화를 위하여, 상기 나머지 주파수 블록들의 크기도 레거시 시스템의 시스템 블록 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 3GPP LTE 시스템과 3GPP LTE-A 시스템은 레거시 시스템과 진화된 시스템의 관계에 있다.

상기 정의에 기초하여, 본 명세서에서 3GPP LTE 시스템을 LTE 시스템 또는 레거시 시스템으로 지칭한다. 또한, LTE 시스템을 지원하는 단말을 LTE 단말 또는 레거시 단말로 지칭한다. 이와 대응하여, 3GPP LTE-A 시스템을 LTE-A 시스템 또는 진화된 시스템으로 지칭한다. 또한, LTE-A 시스템을 지원하는 단말을 LTE-A 단말 또는 진화된 단말로 지칭한다.

편의상, 본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).

한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크/상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.

도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200*T_s)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360*T_s)의 길이를 가진다. 여기에서, T_s 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz*2048)=3.2552*10^-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파*7(6)개의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, LTE 상향링크 전송의 기본 단위인 1ms 길이의 서브프레임(500)은 두 개의 0.5ms 슬롯(501)으로 구성된다. 일반(Normal) 순환 전치(Cyclic Prefix, CP)의 길이를 가정할 때, 각 슬롯은 7개의 심볼(502)로 구성되며 하나의 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼에 대응된다. 자원 블록(Resource Block)(503)은 주파수 영역에서 12개의 부반송파, 그리고 시간영역에서 한 슬롯에 해당되는 자원 할당 단위이다. LTE의 상향 링크 서브프레임의 구조는 크게 데이터 영역(504)과 제어 영역(505)으로 구분된다. 여기서 데이터 영역은 각 단말로 전송되는 음성, 패킷 등의 데이터를 송신함에 있어 사용되는 일련의 통신 자원을 의미하며 서브프레임 내에서 제어 영역을 제외한 나머지 자원에 해당된다. 제어 영역은 각 단말로부터의 하향 링크 채널 품질보고, 하향 링크 신호에 대한 수신 ACK/NACK, 상향링크 스케줄링 요청 등을 송신함에 있어 사용되는 일련의 통신 자원을 의미한다.

한편, PUCCH는 제어 정보를 전송하기 위하여 다음의 형식을 포함한다.

(1) 포맷(Format) 1: 오직 온-오프 키잉(On-Off keying)(OOK)과 함께 스케줄링 요청(Scheduling Request; SR)

(2) 포맷 1a와 포맷 1b(ACK/NACK(Acknowledgment/Negative Acknowledgment)만)

1) 포맷 1a: 1 코드워드에 대한 BPSK ACK/NACK

2) 포맷 1b: 2 코드워드에 대한 QPSK ACK/NACK

(3) 포맷 2(QPSK CQI)

(4) 포맷 2a와 포맷 2b(CQI와 ACK/NACK)

다음의 표 1는 PUCCH 포맷과 변조 방식 및 서브프레임 당 비트 수를 나타낸 표이고, 표 2는 PUCCH 포맷과 슬롯 당 변조 용 참조 신호의 개수를 나타낸 표이고, 표 3은 서로 다른 PUCCH 포맷에 대한 변조 용 참조 신호의 위치를 나타낸 표이다. 다음의 표 1에서 PUCCH 포맷 2a와 2b는 표준 순환 전치의 경우에 해당한다.

PUCCH 포맷	변조 방식 (Modulation scheme)	서브프레임 당 비트 수, Mbit
1	N/A	N/A
1a	BPSK	1
1b	QPSK	2
2	QPSK	20
2a	QPSK + BPSK	21
2b	QPSK + BPSK	22

PUCCH 포맷	표준 순환 전치	확장 순환 전치
1, 1a, 1b	3	2
2	2	1
2a, 2b	2	N/A

PUCCH 포맷	심볼 인덱스의 집합
	표준 순환 전치	확장 순환 전치
1, 1a, 1b	2, 3, 4	2, 3
2, 2a, 2b	1, 5	3

ACK/NACK 신호는 각 사용자 기기에 대하여 CG-CAZAC(Computer-Generated Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 기본 시퀀스와 함께 서로 다른 순환 천이(cyclic shift) (주파수 영역 코드)와 왈쉬(Walsh)/DFT 직교 코드(시간 영역확산 코드)로 구성된 서로 다른 자원을 통해 전송된다. 이용 가능한 순환 천이와 Walsh/DFT 코드가 각각 6과 3이면, 단일안테나에 대해서 총 18개의 사용자 기기가 동일한 PRB(Physical Resource Block)안에서 다중화될 수 있다.

도 6은 표준 순환 전치(Normal Cyclic Prefix; Normal CP)인 경우에 PUCCH 포맷 1a와 1b를 적용한 방법을 설명하는 도면이고, 도 7은 확장 순환 전치(Extended Cyclic Prefix; Extended CP)인 경우에, PUCCH 포맷 1a와 1b를 적용하는 방법을 도시한 도면이다.

w0, w1, w2, w3는 (FFT 변조 후에)임의의 시간 영역에서 또는 (FFT 변조 전에)임의의 주파수 영역에서 변조될 수 있다.

도 8은 서브프레임 레벨에서 PUCCH의 구조를 도시한 도면이다.

두 번째 슬롯에서 PUCCH 채널은 첫 번째 슬롯의 주파수 반사(frequency mirrored)된 위치로 전송될 수 있다.

SR과 지속적 스케줄링(persistent scheduling)을 위해, 순환 천이, Walsh/DFT 코드 및 PRB(Physical Resource Block)로 구성된 사용자 기기에 할당된 ACK/NACK 자원은 RRC(Radio Resource Control)을 통해 주어질 수 있다.

동적 ACK/NACK과 비지속적 스케줄링(non-persistent scheduling)을 위해 할당된 자원은 ACK/NACK을 위한 PDSCH에 대응하는 PDCCH의 가장 낮은 CCE(Control Channel Element) 인덱스에 의해 암묵적으로(implicitly) 주어질 수 있다.

PUCCH 포맷 1/1a/1b를 위한 길이-4와 길이-3의 직교 시퀀스는 다음의 표 4와 표 5에 나타난 바와 같다.

Sequence index	Orthogonal sequences
0
1
2

Sequence index	Orthogonal sequences
0
1
2

PUCCH 포맷 1/1a/1b를 위한 참조 신호를 대한 직교 시퀀스는 다음의 표 6과 같다.

Sequence index	Normal Cyclic Prefix	Extended Cyclic Prefix
0
1
2		N/A

도 9는 PUCCH 포맷 1a와 1b에 대한 ACK/NACK 채널화(channelization)를 설명하는 도면이다. 상기 도 9에서

인 경우에 해당한다.

도 10은 동일한 물리적 자원 블록(PRB) 내에서 PUCCH 포맷 1/1a/1b와 포맷 2/2a/2b의 혼합된 구조에 대한 채널화를 도시한 도면이다.

순환 천이(Cyclic Shift; CS) 호핑(hopping)과 직교 커버링(Orthogonal Covering; OC) 재사상(remapping)은 다음과 같이 적용될 수 있다.

(1) 인터-셀 간섭(inter-cell interference)의 랜덤화를 위한 심볼 기반 셀 특정 CS 호핑

(2) 슬롯 레벨 CS/OC 재사상

1) 인터-셀 간섭 램덤화를 위해

2) ACK/NACK 채널과 자원(k)사이의 사상을 위한 슬롯 기반 접근

한편, PUCCH 포맷 1/1a/1b를 위한 자원(nr)은 다음의 세 가지 조합을 포함한다.

(1) CS(=심볼 수준에서 DFT 직교 코드와 동일)-> ncs

(2) OC(슬롯 레벨에서 직교 커버링)->noc

(3) 주파수 RB(Resource Block)->nrb

즉, 대표 인덱스(representative index) nr은 ncs, noc, nrb를 포함한다. 즉, nr=(ncs, noc, nrb)를 만족한다.

CQI, PMI, RI 및, CQI와 ACK/NACK의 조합의 제어정보는 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 통해 전달될 수 있다. 리드 뮬러(Reed Muller; RM) 채널 코딩 방식이 적용될 수 있다.

예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서 UCI CQI를 위한 채널 코딩은 다음과 같이 기술된다. 비트 스트림(bit stream)

은 (20, A) RM 코드를 이용하여 채널 코딩 블록에 삽입된다. 다음의 표 7은 (20, A) 코드를 위한 기본 시퀀스를 나타낸 표이다.

i	Mi ,0	Mi ,1	Mi ,2	Mi ,3	Mi ,4	Mi ,5	Mi ,6	Mi ,7	Mi ,8	Mi ,9	Mi ,10	Mi ,11	Mi ,12
0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0
1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	0
2	1	0	0	1	0	0	1	0	1	1	1	1	1
3	1	0	1	1	0	0	0	0	1	0	1	1	1
4	1	1	1	1	0	0	0	1	0	0	1	1	1
5	1	1	0	0	1	0	1	1	1	0	1	1	1
6	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1	1	1	1
7	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	1	1	1
8	1	1	0	1	1	0	0	1	0	1	1	1	1
9	1	0	1	1	1	0	1	0	0	1	1	1	1
10	1	0	1	0	0	1	1	1	0	1	1	1	1
11	1	1	1	0	0	1	1	0	1	0	1	1	1
12	1	0	0	1	0	1	0	1	1	1	1	1	1
13	1	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1	1	1
14	1	0	0	0	1	1	0	1	0	0	1	0	1
15	1	1	0	0	1	1	1	1	0	1	1	0	1
16	1	1	1	0	1	1	1	0	0	1	0	1	1
17	1	0	0	1	1	1	0	0	1	0	0	1	1
18	1	1	0	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0
19	1	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0

의 채널 코딩 비트는 다음의 수학식 9에 의해 생성될 수 있다.

상기 수학식 1에서 i = 0, 1, 2, ..., B-1를 만족한다.

다음의 표 8은 광대역 보고(단일 안테나 포트, 전송 다이버시티(transmit diversity) 또는 오픈 루프 공간 다중화(open loop spatial multiplexing) PDSCH) CQI 피드백을 위한 UCI(Uplink Control Information)를 위한 UCI 필드를 나타낸다.

필드	대역
광대역 CQI(Wide-band) CQI	4

다음의 표 9는 광대역에 대한 CQI와 PMI 피드백을 위한 UCI 필드를 나타내며, 상기 필드는 폐 루프 공간 다중화(closed loop spatial multiplexing) PDSCH 전송을 보고한다.

필드	대역
	2 안테나 포트		4 안테나 포트
	랭크 = 1	랭크 = 2	랭크 = 1	랭크 > 1
광대역(Wide-band CQI)	4	4	4	4
공간 차분 CQI(Spatial differential CQI)	0	3	0	3
PMI(Precoding Matrix Index)	2	1	4	4

다음의 표 10은 광대역 보고를 위한 RI 피드백을 위한 UCI 필드를 나타낸다.

필드	Bit widths
	2 안테나 포트	4 안테나 포트
		최대 2개의 레이어	최대 4개의 레이어
RI(Rank Indication)	1	1	2

이때, a₀와 a_{A - 1}는 MSB(Most Significant Bit)과 LSB(Least Significant Bit)에 각각 해당한다. 확장 CP의 경우에 CQI와 ACK/NACK이 동시에 전송되는 경우를 제외하면 최대 정보 비트는 11비트이다. RM 코드를 사용하여 20비트에 대해 인코딩한 후에 QPSK 변조가 적용될 수 있다. QPSK 변조 전에 인코딩된 비트는 스크램블링(scrambling) 방식으로 스크램블링될 수 있다.

도 11은 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 위한 슬롯 레벨 구조를 도시한 도면이다.

표준 CP의 경우에, 하나의 서브프레임은 RS 심볼 이외에 10개의 QPSK 데이터 심볼로 구성된다. 즉, 각 QPSK 심볼은 SC-FDMA 심볼 수준에서 20비트 인코딩된 CQI 비트를 이용하여 CS에 의해 확산된다.

SC-FDMA 심볼 레벨 CS 호핑은 인터-셀 간섭을 랜덤화하기 위하여 적용될 수 있다. RS는 순환 천이를 이용하여 CDM에 의해 다중화될 수 있다. 예를 들어, 이용 가능한 CS들에 대하여, 사용자 기기들은 각각 같은 PRB 내에서 다중화될 수 있다. 요컨대, PUCCH 포맷 1/1a/1b와 2/2a/2b내에서 몇몇의 사용자 기기는 CS+OC+PRB와 CS+PRB에 의해 각각 다중화될 수 있다.

또한, 기지국이 수신할 수 있는 복수의 PUCCH들은 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스에 의하여 구분될 수 있다. 즉, 여러 단말로부터 전송된 PUCCH들은 아래 수학식 2에 따른 서로 다른 순환 천이(cyclic shift) 값(

)을 갖는 CAZAC 시퀀스에 의하여 구분될 수 있다.

여기서

는 상위 계층에 의하여 각 단말에 설정되는 값으로, 0 내지 7 사이의 정수 값을 갖는다. 따라서, 순환 천이 값은

에 따라 8개의 값을 가질 수 있다.

하나의 CAZAC 시퀀스로부터 순환 천이를 통하여 발생된 CAZAC 시퀀스들은 각자 자신과 다른 순환 천이 값을 갖는 시퀀스들과 영의 상관 값(zero-correlation)을 갖는 특성이 있다. 이러한 특성을 이용하여 동일한 주파수 영역의 PUCCH들은 CAZAC 시퀀스의 순환 천이 값에 따라 구분될 수 있다.

한편, 실제 통신 환경에서는 채널 상태에 따라 전파 지연이 발생할 수 있으므로, TA(Timing advance)로 지칭되는 타이밍 마진을 통하여 시간 동기화 과정을 수행한다. 이러한 경우, TA(Timing advance)이 정확히 맞지 않은 상황에서 CAZAC 시퀀스의 직교성이 보장되지 않아 다른 순환 천이 값을 가지는 PUCCH가 검출 될 수 있는 확률이 높아지게 된다. 이에 대한 구체적 예를 아래 표 11 및 표 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

TA = 3
eNB value	UE value	Real value	Image value	Power
2	2	126226784	23882496	1.65036E+16
2	0	20896	2496	4.42872E+8

TA = 4
eNB value	UE value	Real value	Image value	Power
2	2	28742208	43181312	2.69074E+15
2	0	250048	768	6.25245E+10

표 11 및 표 12은 단말이 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 송신한 경우 기지국이 수신한 신호의 전력을 나타내며, 특히,

는 기지국과 단말의 PUCCH 포맷 2/2a/2b 송신을 위한 자원 인덱스를 나타낸다.

우선 표 11을 참조하면, 기지국이 단말로 MAC 시그널링을 통하여 TA(Timing advance) 값을 3으로 지시한 경우로서, 기지국이 지시한

가 2이고 단말이 실제 PUCCH를 송신한

가 2인 경우 수신 전력의 크기가 1.65036E+16 임을 알 수 있다. 그러나, 기지국이 지시한

가 2이고 단말이 실제 PUCCH를 송신한

가 0인 경우, 즉 기지국에서 시그널링한 CAZAC 시퀀스의 순환 천이 값과 단말이 실제 송신한 PUCCH에 적용된 CAZAC 시퀀스의 순환 천이 값이 다른 경우, 송신 전력을 크기는 4.42872E+8로서 비교적 큰 차이를 보이므로, 기지국 입장에서는

가 0인 PUCCH를 검출하지 않을 수 있다.

그러나, 표 12를 참조하면, 기지국이 단말로 MAC 시그널링을 통하여 TA(Timing advance) 값을 3으로 지시하였으나, 채널 상황에 따라 TA(Timing advance) 값이 4로 틀어진 경우로서, 기지국이 지시한

가 2이고 단말이 실제 PUCCH를 송신한

가 2인 경우 수신 전력의 크기가 2.69074E+15임을 알 수 있다. 그러나, 기지국이 지시한

가 2이고 단말이 실제 PUCCH를 송신한

가 0인 경우, 즉 기지국에서 시그널링한 CAZAC 시퀀스의 순환 천이 값과 단말이 실제 송신한 PUCCH에 적용된 CAZAC 시퀀스의 순환 천이 값이 다른 경우, 송신 전력을 크기는 6.25245E+10로서 상기 표 11의 경우에 비하여 적은 차이를 보이게 되어 기지국은 시그널링한 CAZAC 시퀀스의 순환 천이 값과 단말이 실제 송신한 PUCCH에 적용된 CAZAC 시퀀스의 순환 천이 값이 다른 경우까지도 PUCCH를 검출하게 된다. 또한, TA(Timing advance) 값이 틀어질수록 의도된 신호와 잡음으로 분류하여야 할 신호와의 전력 차이가 줄어들 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 TA(Timing advance) 값이 틀어질 경우에 대비하여, 수신 신호의 전력에 대하여 특정 임계값을 적용하여 상술한 문제점을 해결할 것을 제안한다. TA가 틀어진 경우 위상 천이 효과가 발생하여 시퀀스의 직교성이 보장되지 않는 현상이 발생하므로, 적정 임계값이 필요하며, 이 경우, 임계값을 1E+11 로 설정할 경우 의도되지 않은 PUCCH를 수신하지 않을 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 PUCCH 수신 방법에 관한 순서도이다.

도 12를 참조하면, 단계 1200에서 기지국은 단말로 PUCCH 신호를 생성하기 위한 파라미터들을 시그널링한다. 여기서 파라미터들은 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스의 순환 천이(cyclic shift) 값, 시간 마진 값(Timing Advance; TA),

또는

등을 포함한다.

계속하여, 단계 1205에서 기지국은 단말이 상기 파라미터를 수신하여 생성한 PUCCH 신호를 수신한다. 여기서 PUCCH 신호는, 상기 단말 이외에 상기 기지국의 제어를 받는 다른 단말들의 PUCCH 신호 역시 포함하며, PUCCH 신호들은 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스의 순환 천이(cyclic shift) 값에 의하여 구분될 수 있다.

또한, 단계 1210에서 기지국은 수신 신호의 전력 임계치를 설정하며, 여기서 임계치는 1E+11로 설정하는 것이 바람직하다. 마지막으로 기지국은 단계 1215에서 상기 수신한 PUCCH 신호들 중 임계치 이상의 PUCCH 신호를 해당 단말의 PUCCH 신호로 검출할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 송수신기의 블록 구성도를 예시한다. 송수신기는 기지국 또는 단말의 일부일 수 있다.

도 13를 참조하면, 송수신기(1300)는 프로세서(1310), 메모리(1320), RF 모듈(1330), 디스플레이 모듈(1340) 및 사용자 인터페이스 모듈(1350)을 포함한다.

송수신기(1300)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 송수신기(1300)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1300)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1320)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다.

구체적으로, 송수신기(1300)가 기지국의 일부인 경우에 프로세서(1320)는 제어 신호를 생성하여 복수의 주파수 블록 내에 설정된 제어 채널로 맵핑하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 송수신기(1300)가 단말의 일부인 경우에 프로세서(1320)는 복수의 주파수 블록으로부터 수신된 신호로부터 자신에게 지시된 제어 채널을 확인하고 그로부터 제어 신호를 추출할 수 있다.

그 후, 프로세서(1320)는 제어 신호에 기초하여 필요한 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(1320)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 12에 기재된 내용을 참조할 수 있다.

메모리(1320)는 프로세서(1310)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1330)은 프로세서(1310)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1330)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1340)은 프로세서(1310)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1340)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1350)은 프로세서(1310)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 주파수 집성이 적용된 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호를 송신하는 방법 및 장치에 적용될 수 있다.

Claims (5)

1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 신호를 수신하는 방법에 있어서,
   상기 상향링크 신호를 송신하기 위한 파라미터를 단말로 송신하는 단계;
   상기 파라미터를 이용하여 생성한 상기 상향링크 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 상향링크 신호 중 임계치 이상의 송신 전력을 갖는 상향링크 신호를 검출하는 단계;를 포함하고,
   상기 파라미터는, 시간 마진 값(Timing Advance; TA)을 포함하는,
   상향링크 신호 수신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 파라미터는,
   상향링크 신호 생성시 이용되는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스의 순환 천이(cyclic shift) 값을 포함하는,
   상향링크 신호 수신 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 임계치는 1E+11 값인,
   상향링크 신호 수신 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 상향링크 신호는,
   상향링크 물리 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 신호인,
   상향링크 신호 수신 방법.

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