KR101667420B1 - 상향링크 제어정보 전송 방법 및 장치 - Google Patents

상향링크 제어정보 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선통신 시스템에서 단말의 상향링크 제어정보 전송방법은 상향링크 제어정보를 전송할 수 있는 무선자원을 지시하는 예약자원정보를 수신하는 단계; 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 무선자원을 나타내는 블록 서브프레임 지시자를 수신하는 단계; 상기 예약자원정보에 의해 지시되는 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임 지시자에 의해 지시되는 블록 서브프레임을 비교하는 단계; 및 상기 전송 예약 서브프레임이 상기 블록 서브프레임과 겹치지 않는 경우 상기 상향링크 제어정보를 상기 전송 예약 서브프레임에서 전송하는 단계를 포함한다.

Description

상향링크 제어정보 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPRATUS FOR TRANSMITTING UPLINK CONTROL INFORMATION SIGNAL}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
ITU-R(International Telecommunication Union Radio communication sector)에서는 3세대 이후의 차세대 이동통신 시스템인 IMT(International Mobile Telecommunication)-Advanced의 표준화 작업을 진행하고 있다. IMT-Advanced는 정지 및 저속 이동 상태에서 1Gbps, 고속 이동 상태에서 100Mbps의 데이터 전송률로 IP(Internet Protocol)기반의 멀티미디어 서비스 지원을 목표로 한다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 IMT-Advanced의 요구 사항을 충족시키는 시스템 표준으로 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)/SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 전송방식 기반인 LTE(Long Term Evolution)를 개선한 LTE-Advanced를 준비하고 있다. LTE-Advanced는 IMT-Advanced를 위한 유력한 후보 중의 하나이다. LTE-Advanced의 주요 기술에 중계국(relay station) 기술이 포함된다.
중계국은 기지국과 단말 사이에서 신호를 중계하는 장치로, 무선통신 시스템의 셀 커버리지(cell coverage)를 확장시키고 처리량(throughput)을 향상시키기 위해 사용된다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 주파수 대역과 중계국에 연결된 단말(즉, 중계국 단말)이 중계국으로 신호를 전송하는 주파수 대역이 동일할 수 있다. 이러한 경우, 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 시간 구간과 중계국 단말이 중계국으로 신호를 전송하는 시간구간이 일치하면 자기 간섭(self interference)으로 인해 중계국은 중계국 단말로부터 신호를 수신하기 어렵다.
중계국 단말이 전송하는 신호에는 상향링크 제어정보가 포함될 수 있다. 상향링크 제어정보는 예를 들어, 스케줄링 요청신호(scheduling request, SR), 이전에 수행된 하향링크 전송에 대한 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(Non-acknowledgement), 이전에 수행된 하향링크 전송에 대해 피드백되는 채널 정보, 상향링크 전송을 스케줄링하기 위한 참조 신호 등이 있다. 상향링크 제어정보는 주기적 또는 비주기적으로 전송되며 상위 계층 신호에 의해 지시된 시간, 무선자원, 전송 포맷으로 전송될 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 시간 구간과 중계국 단말이 중계국으로 신호를 전송하는 시간 구간이 겹치는 경우, 중계국은 상향링크 제어정보를 수신할 수 없고, 결과적으로 기지국은 단말이 전송하는 상향링크 제어정보를 알 수 없다. 이러한 상황은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템의 성능을 열화시킬 수 있다.
중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 시간 구간과 중계국 단말이 중계국으로 신호를 전송하는 시간 구간이 겹치는 경우를 고려하여 신뢰성 있게 상향링크 제어정보를 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의한 무선통신 시스템에서 단말의 상향링크 제어정보 전송방법은 상향링크 제어정보를 전송할 수 있는 무선자원을 지시하는 예약자원정보를 수신하는 단계, 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 무선자원을 나타내는 블록 서브프레임 지시자를 수신하는 단계, 상기 예약자원정보에 의해 지시되는 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임 지시자에 의해 지시되는 블록 서브프레임을 비교하는 단계 및 상기 전송 예약 서브프레임이 상기 블록 서브프레임과 겹치지 않는 경우 상기 상향링크 제어정보를 상기 전송 예약 서브프레임에서 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 의한 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상향링크 제어정보를 전송할 수 있는 무선자원을 지시하는 예약자원정보를 수신하고, 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 무선자원을 나타내는 블록 서브프레임 지시자를 수신하여 상기 예약자원정보에 의해 지시되는 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임 지시자에 의해 지시되는 블록 서브프레임을 비교하고, 상기 예약 서브프레임이 상기 블록 서브프레임과 겹치지 않는 경우 상기 상향링크 제어정보를 상기 예약 서브프레임에서 전송하는 것을 특징으로 한다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어정보를 신뢰성 있게 전송할 수 있다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 하향링크 서브프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 5는 기지국과 매크로 단말 간에 상향링크 제어정보를 전송하는 일 예를 나타낸다.
도 6은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국이 상향링크 제어정보를 수신할 수 없는 블록 서브프레임을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 제어정보 전송방법을 나타낸다.
도 8은 블록 서브프레임의 변경을 나타내는 일 예이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향링크 제어정보 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 예약자원정보 변경 지시자에 의해 SR 예약 서브프레임을 변경하는 예를 나타낸다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 ACK/NACK 반복을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ACK/NACK 반복을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구성을 나타낸다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 기구에 의한 LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network)을 사용하는 E-UMTS(Evolved-UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다. 이하에서 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 일반적으로 셀(cell)이라고 불리는 특정한 지리적 영역 (15)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역으로 나누어 질 수 있는데 각각의 영역은 섹터(sector)라고 칭한다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(13)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), AN(Access Network) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 중계국(12)과 단말(14) 간의 연결성(connectivity), 관리(management), 제어 및 자원 할당과 같은 기능을 수행할 수 있다.
중계국(Relay Station, RS, 12)은 기지국(11)과 단말(14) 사이에서 신호를 중계하는 기기 또는 장치를 말하며, RN(Relay Node), 리피터(repeater), 중계기 등의 다른 용어로 불릴 수 있다. 중계국에서 사용하는 중계 방식으로 AF(amplify and forward) 및 DF(decode and forward) 등 어떠한 방식을 사용할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다.
단말(13, 14; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(Wireless Modem), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하에서 매크로 단말(macro UE, Ma UE, 13)은 기지국(11)과 직접 통신하는 단말이고, 중계국 단말(relay UE, Re UE, 14)은 중계국과 통신하는 단말을 칭한다. 기지국(11)의 셀 내에 있는 매크로 단말(13)이라 할지라도, 다이버시티 효과에 따른 전송속도의 향상을 위하여 중계국(12)을 거쳐서 기지국(11)과 통신할 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국(11)에서 매크로 단말(13)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 매크로 단말(13)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 백홀(backhaul)링크는 기지국(11)과 중계국(12)간의 링크를 지칭한다. 백홀 하향링크는 기지국(11)에서 중계국(12)으로의 통신을 의미하며, 백홀 상향링크는 중계국(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 액세스(access) 링크는 중계국(12)과 중계국 단말(14)간의 링크를 지칭한다. 액세스 하향링크는 중계국(12)에서 중계국 단말(14)로의 통신을 의미하고, 액세스 상향링크는 중계국 단말(14)에서 중계국(12)으로의 통신을 의미한다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템(10)은 양방향 통신을 지원하는 시스템일 수 있다. 양방향 통신은 TDD(Time Division Duplex) 모드, FDD(Frequency Division Duplex) 모드 등을 이용하여 수행될 수 있다. TDD 모드는 상향링크 전송과 하향링크 전송에서 서로 다른 시간 자원을 사용한다. 백홀링크와 액세스 링크 전송에서도 마찬가지이다. FDD 모드는 상향링크 전송과 하향링크 전송에서 서로 다른 주파수 자원을 사용한다. 백홀링크와 액세스 링크에서도 마찬가지이다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
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 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. 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 V8.5.0(2008-12)에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1 서브프레임은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 서브프레임은 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 3GPP LTE에서 하향링크 서브프레임 구조의 예를 나타낸다. 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들이 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)가 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역(data region)이 된다. 제어영역에는 PDCCH 이외에도 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 등의 제어채널이 할당될 수 있다. 단말은 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 디코딩하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터 정보를 읽을 수 있다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심벌을 포함하는 것은 예시에 불과하다. PDCCH는 PDSCH 상의 하향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 하향링크 그랜트를 나른다. 보다 구체적으로 PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, PCH(Paging Channel) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 전송 파워 제어 명령, VoIP(voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 그랜트를 나른다. 서브프레임 내 제어영역이 포함하는 OFDM 심벌의 수는 PCFICH를 통해 알 수 있다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호를 나른다.
도 4는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 상향링크 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역(control region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. SC-FDMA에서 싱글 반송파 특성을 유지하기 위해, 하나의 단말에게 주파수 영역으로 연속적인 자원 블록을 자원으로 할당한다. 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수 없다.
PUSCH는 전송채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUCCH 상에서 전송되는 상향링크 제어정보는 상향링크 무선자원 할당 요청인 스케줄링 요청신호(scheduling request, SR), HARQ 수행에 사용되는 ACK(acknowledgement)/NACK(Negative acknowledgement), 이전에 수행된 하향링크 전송에 대해 피드백되는 채널 정보인 CQI/PMI/RI가 있다. 상향링크 전송을 스케줄링하기 위한 참조신호인 사운딩 참조신호(sounding reference signal, SRS)는 PUSCH에서 전송된다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(pair)으로 할당되고, 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 2 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍이 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다. 여기서는, m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시적으로 나타내고 있다.
이하에서 상향링크 제어정보는 SR, ACK/NACK, 피드백되는 채널 정보, SRS 등과 같이 상향링크 데이터를 제외한 제어정보를 통칭하는 의미로 사용한다.
도 5는 기지국과 매크로 단말 간에 상향링크 제어정보를 전송하는 일 예를 나타낸다. 도 5에서는 매크로 단말이 전송하는 상향링크 제어정보로 스케줄링 요청신호(scheduling request, SR)인 경우를 예시하고 있다.
기지국은 매크로 단말에게 상위 계층 신호를 통해 SR 전송이 가능한 예약자원정보를 전송한다(S501). 예약자원정보는 상향링크 제어정보를 전송할 수 있도록 예약되어 있는 무선자원에 대한 정보를 지칭한다. 예약자원정보는 상향링크 제어정보의 종류에 따라 구체적으로 포함하는 내용은 달라질 수 있다.
일 예로 SR이 전송될 수 있는 무선자원에 대해 3GPP TS 36.213 V.8.5.0 “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Physical layer procedure (Release 8)” 10.1절은 아래과 같이 기술하고 있다.
SR은 PUCCH 자원 n(1) PUCCH = n(1) PUCCH, SRI에서 전송된다. n(1) PUCCH, SRI 는 단말 특정적이고 상위 계층에서 설정된다. SR 전송주기 및 SR 서브프레임 오프셋에 대한 SR 구성은 SR 구성 인덱스 ISR 에 의해 정의된다. SR 전송주기는 {5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, OFF} 중에서 선택될 수 있다. 여기서, OFF는 SR 전송주기가 무한대인 것을 의미한다. SR이 전송되는 서브프레임은 다음 수학식 1을 만족하는 서브프레임이다.
Figure 112010008561476-pat00001
수학식 1에서, nf는 시스템 프레임 수(system frame number)이고, ns = {0, 1, ..., 19}는 무선 프레임 내의 슬롯 인덱스이다. NOFFSET , SR는 SR 서브프레임 오프셋(SR subframe offset)이며, SRperiodicity는 SR의 전송주기(SR periodicity)를 나타낸다.
SR 구성 인덱스, SR 전송주기와 SR 서브프레임 오프셋은 다음 표 1과 같다.
Figure 112010008561476-pat00002
즉, 기지국은 물리 계층보다 상위 계층의 신호(이하 상위 계층 신호)를 통해 매크로 단말에게 스케줄링 요청신호를 전송할 수 있는 예약자원정보를 전송한다. 예약자원정보는 SR 구성 인덱스의 형태로 주어질 수도 있고, SR 주기 및 SR 서브프레임 오프셋 정보의 형태로 주어질 수도 있다. 예를 들어, 기지국이 SR 구성 인덱스인 ISR 을 8로 주면 SR 주기는 10ms, SR 서브프레임 오프셋은 3ms 가 된다.
단말은 예약자원정보에 의해 예약된 무선자원을 통해 SR을 전송할 수 있다(S502). 스케줄링 요청신호가 전송되는 과정에 대해 3GPP TS 36.321 V.8.4.0 “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Medium Access Control (MAC) protocol specification(Release 8)” 5.4.4.절은 다음 표 2와 같이 기술하고 있다.
Figure 112010008561476-pat00003
표 2에 따르면, 스케줄링 요청신호의 동작이 시작되고 다른 스케줄링 요청신호가 존재하지 않으면 단말은 SR_COUNTER를 0으로 셋팅한다. 각 TTI에 대해 스케줄링 요청신호를 전송할 PUSCH 자원이 존재하지 않고 PUCCH 자원도 존재하지 않으면 랜덤 액세스 과정을 수행한다. PUCCH 자원이 존재하고, 해당 TTI에서 SR_COUNTER의 값이 dsr-TransMax값보다 작으면 SR_COUNTER 값을 1 증가시키고 PUCCH 자원을 통해 스케줄링 요청신호를 전송한다. 여기서, dsr_TransMax는 SR 전송의 최대 반복가능 횟수를 나타낸다. dsr_TransMax는 {4, 8, 16, 32, 64, spare1, spare2, spare3} 중 어느 하나의 값을 가질 수 있다. 여기서, spare1 내지 spare3은 결정되지 않고 유보된 값이다. 반면, SR_COUNTER의 값이 dsr-TransMax값과 같거나 크면 RRC에게 PUCCH/SRS 해제를 알리고, 랜덤 액세스 과정을 수행하고 모든 유지되고 있는 스케줄링 요청신호를 취소한다. PUSCH 자원이 존재하면 모든 스케줄링 요청신호를 취소한다.
단말이 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 수신한다(S503). 상향링크 그랜트는 기지국이 전송하는 상향링크 자원할당정보이다. 일반적으로 단말은 상향링크 그랜트를 이용하여 PUSCH 상으로 상향링크 데이터를 전송한다. 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 단말은 상향링크 데이터를 전송한다(S504). 상향링크 데이터는 PUSCH로 전송될 수 있다.
상기 예에서는 상향링크 제어정보로 SR을 예로 하였는데, 상향링크 제어정보에는 피드백되는 채널 정보도 있다. 예를 들어, CQI(channel quality indicator), PMI(precoding matrix indicator), RI(rank indicator) 등이 있다.
CQI는 주어진 시간에 대하여 단말이 지원할 수 있는 링크 적응적 파라미터에 대한 정보를 제공한다. CQI 전송 시 다음 중 어느 하나의 압축 기법이 사용될 수 있다.
1. 광대역 피드백(wideband feedback): 광대역 피드백은 전체 시스템 대역에 대한 하나의 CQI 값이 피드백되는 방식이다.
2. 단말 선택적 서브밴드 피드백(UE-selected sub-band feedback): 단말 선택적 서브밴드 피드백은 단말이 각 서브밴드의 채널 품질을 추정한 후 품질이 좋은 복수의 서브밴드를 선택한다. 그리고 선택된 복수의 서브밴드에 대한 평균적인 CQI 값을 피드백하는 방식이다.
3. 상위 계층 설정 서브밴드 피드백(higer-layer configured sub-band feedback): 상위 계층 설정 서브밴드 피드백은 상위 계층에서 설정된 각 서브밴드에 대하여 개별적 CQI를 피드백하는 방식이다.
PMI는 코드북 베이스의 프리코딩에서 프리코딩 행렬에 대한 정보를 제공한다. PMI는 MIMO(multiple input multiple output)와 관련된다. MIMO에서 PMI가 피드백되는 것을 페루프 MIMO(closed loop MIMO)라 칭한다. 하향링크 전송 모드는 다음 7가지로 구분될 수 있는데, PMI 피드백은 하향링크 전송 모드 중에서 4, 5, 6에서만 사용된다.
1. 단일 안테나 포트: 프리코딩을 하지 않는 모드이다.
2. 전송 다이버시티: 전송 다이버시티는 SFBC를 사용하는 2개 또는 4개의 안테나 포트에 사용될 수 있다.
3. 개방 루프 공간 다중화: RI 피드백에 기반한 랭크 적응이 가능한 개방 루프 모드이다. 랭크가 1인 경우 전송 다이버시티가 적용될 수 있다. 랭크가 1보다 큰 경우 큰 지연 CDD가 사용될 수 있다.
4. 페루프 공간 다중화: 동적 랭크 적응을 지원하는 프리 코딩 피드백이 적용되는 모드이다.
5. 멀티 유저 MIMO
6. 페루프 랭크 1 프리코딩
7. 단일 안테나 포트: 단말 특정적 참조신호가 사용되는 경우 빔포밍에 사용될 수 있는 모드이다.
RI는 단말이 추천하는 레이어의 수에 대한 정보이다. 즉, RI는 공간 다중화에 사용되는 스트림의 수를 나타낸다. RI는 단말이 공간 다중화를 사용하는 MIMO 모드에서 동작하는 경우에만 피드백된다. 즉, RI는 상술한 하향링크 전송 모드 중에서 3, 4의 경우에만 피드백된다. 예를 들어, 단일 안테나 포트 모드나 전송 다이버시티 모드에서는 RI가 피드백되지 않는다. RI는 2 x 2 안테나 구성에서는 1 또는 2의 값을 가지고, 4 x 4 안테나 구성에서는 1 내지 4 중 하나의 값을 가질 수 있다. RI는 항상 하나 이상의 CQI 피드백과 관련된다. 즉, 피드백되는 CQI는 특정한 RI 값을 가정하고 계산된다. 채널의 랭크는 일반적으로 CQI보다 느리게 변화하기 때문에 RI는 CQI보다 적은 횟수로 피드백된다. RI의 전송 주기는 CQI/PMI 전송 주기의 배수일 수 있다. RI는 전체 시스템 대역에 대해 주어지며 주파수 선택적인 RI 피드백은 지원되지 않는다.
또한, 상향링크 제어정보를 전송하는 방식은 주기적 전송과 비주기적 전송이 있다. 주기적 전송은 보통 PUCCH를 통해 전송되나 PUSCH를 통해 전송될 수도 있다. 비주기적 전송은 기지국이 보다 정밀한 채널 상태 정보가 필요한 경우 단말에게 요청하여 수행된다. 비주기적 전송은 PUSCH를 통해 수행된다. PUSCH를 사용하기 때문에 보다 용량이 크고 자세한 채널 상태 리포팅이 가능하다. 주기적 전송과 비주기적 전송이 충돌하면 비주기적 전송만이 전송된다.
상술한 CQI/PMI/RI와 같은 피드백되는 채널 정보의 경우에도 기지국이 먼저 예약자원정보를 전송하고, 단말은 예약자원정보에 따른 무선자원 중 선택한 무선자원을 통해 기지국으로 채널 정보를 피드백한다.
예를 들어, 주기적 전송이며 RI, 광대역 피드백되는 CQI/PMI가 설정된 경우를 가정한다. 이러한 경우 광대역 피드백되는 CQI/PMI는 다음 수학식 2를 만족하는 서브프레임에서 기지국으로 피드백될 수 있다.
Figure 112010008561476-pat00004
여기서, nf는 시스템 프레임 수(system frame number)이고, ns = {0, 1, ..., 19}는 무선 프레임 내의 슬롯 인덱스이다. NOFFSET , CQI는 CQI/PMI 서브프레임 오프셋(CQI subframe offset)이며, Np는 CQI/PMI의 전송 주기(CQI/PMI periodicity)를 나타낸다.
RI가 기지국으로 리포트되는 시간 간격인 MRI 는 Np의 정수배일 수 있다. MRI 는 {1, 2, 4, 8, 16, 32, OFF}중 선택될 수 있다. MRI 가 OFF가 아니면, RI가 피드백되는 서브프레임은 다음 수학식 3을 만족하는 서브프레임이다.
Figure 112010008561476-pat00005
여기서, nf는 시스템 프레임 수(system frame number)이고, ns = {0, 1, ..., 19}는 프레임 내의 슬롯 인덱스이다. NOFFSET , CQI는 CQI/PMI 서브프레임 오프셋(CQI subframe offset)이며, NOFFSET , RI는 CQI/PMI 서브프레임 오프셋(CQI subframe offset)에 대한 상대적 오프셋 값을 나타낸다. NOFFSET , RI는 {0,-1,…, -(Np-1)} 중에서 선택될 수 있다. RI와 광대역 피드백되는 CQI/PMI는 동일 서브프레임에서 기지국으로 리포트되지 않는다. RI와 광대역 피드백되는 CQI/PMI가 동일 서브프레임에서 충돌하는 경우, 광대역 피드백되는 CQI/PMI가 전송되지 않는다(즉, 드랍(drop)된다).
Np, NOFFSET , CQI는 cqi-pmi-ConfigurationIndex에 의해 결정될 수 있다. FDD 모드의 경우 표 3에 의해 결정될 수 있고, TDD의 경우 표 4에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112010008561476-pat00006
Figure 112010008561476-pat00007
또한, MRI , NOFFSET , RI는 ri-ConfigurationIndex 에 의해 결정될 수 있는데 다음 표 5에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112010008561476-pat00008
cqi-pmi-ConfigurationIndex, ri-ConfigurationIndex는 상위 계층 신호에 의해 주어질 수 있다. 상술한 내용은 3GPP TS 36.213 V8.5.0 (2008-12)의 7.2절을 참조할 수 있다.
즉, 단말은 기지국으로부터 CQI/PMI/RI와 같은 채널 정보를 전송할 수 있는 무선자원에 대한 정보인 예약자원정보(즉, cqi-pmi-ConfigurationIndex, ri-ConfigurationIndex, 이러한 인덱스를 통한 전송주기 및/또는 서브프레임 오프셋 등)를 수신하고, 예약자원정보에 따른 무선자원 중 선택된 무선자원을 통해 채널 정보를 전송한다.
이러한 종래의 상향링크 제어정보 전송 방법을 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에 동일하게 적용하는 경우 문제가 발생할 수 있다. 무선통신 시스템에 중계국을 포함하는 경우, 중계국은 중계국 단말이 전송하는 상향링크 제어정보를 수신할 수 없는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
도 6은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국이 상향링크 제어정보를 수신할 수 없는 블록 서브프레임을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 중계국이 서브프레임 4(61)에서 기지국으로 신호를 전송하는 경우, 중계국 단말로부터 신호를 수신할 수 없다. 이러한 서브프레임 (61)을 이하에서 블록 서브프레임이라 칭한다. 블록 서브프레임은 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 서브프레임으로 볼 수도 있다. 중계국은 블록 서브프레임(61)에서 중계국 단말이 전송하는 상향링크 제어정보를 수신할 수 없다. 따라서, 무선통신 시스템의 성능 열화가 발생할 수 있으므로 이러한 블록 서브프레임을 고려한 상향링크 제어정보 전송방법 및 장치가 필요하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 제어정보 전송방법을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 기지국은 충돌 모드 지시자, 블록 서브프레임 지시자 및 예약자원정보를 중계국으로 전송하고(S701). 중계국은 중계국 단말에게 상기 충돌 모드 지시자, 블록 서브프레임 지시자, 예약자원정보를 전송한다(S702). 이하에서 기지국과 중계국은 블록 서브프레임에 대한 정보를 공유하고 있다고 가정한다.
충돌 모드 지시자는 백홀 상향링크 전송과 액세스 상향링크 전송이 동일 서브프레임 상에서 발생하는 충돌을 허용할 것인지 여부를 나타낼 수 있다. 이러한 충돌 모드 지시자는 충돌 허용 모드와 충돌 불허 모드 중 어느 하나의 모드를 지시할 수 있다. 기지국 또는 중계국의 스케줄러는 최대한 충돌이 발생하지 않도록 스케줄링하되, 현실적으로 충돌의 발생을 피할 수 없다고 판단되는 경우 충돌 허용 모드를 지시할 수 있다. 예를 들어, 셀 내의 단말 수가 임계값보다 증가하면 충돌 허용 모드를 지시할 수 있다. 충돌 모드 지시자는 상위 계층 신호를 통해 전송될 수 있다. 충돌 모드 지시자는 시간 구간에 따라 모드를 변경할 수도 있지만, 시스템 구성을 간단하게 하기 위해서 둘 중 어느 하나의 모드로만 동작하도록 구성할 수 있다. 도 7에서는 충돌 모드 지시자를 별도의 시그널로 나타내고 있으나, 이는 제한이 아니다. 충돌 모드 지시자는 기존의 시그널에 포함되는 형태로 전송될 수도 있다. 예를 들어, 예약자원정보와 같은 기존의 시그널에서 일부의 비트를 다르게 설정하는 경우 충돌 허용 모드를 지시하는 방식을 사용할 수 있다. 또는 기존의 시그널의 조합으로 충돌 허용 여부에 대한 정보를 전달할 수도 있다.
블록 서브프레임 지시자는 블록 서브프레임에 대한 정보를 전달한다. 예를 들어, SR의 경우 예약자원정보에 포함된 SR 전송 주기 및 SR 서브프레임 오프셋과 백홀 링크의 서브프레임 구성을 비교하여 중계국이 기지국으로 백홀 상향링크 전송을 수행하는 서브프레임 인덱스와 중계국 단말이 중계국으로 SR을 전송할 수 있는 서브프레임 인덱스를 XOR 연산하여 0이 되는 서브프레임에 대한 인덱스를 알려줄 수 있다. 블록 서브프레임 지시자는 단말에게 상향링크 제어정보를 전송하여도 중계국 또는 기지국이 수신할 수 없는 서브프레임을 알려주는 기능을 수행할 수 있다.
블록 서브프레임 지시자는 물리 계층 신호 또는 상위 계층 신호로 전송될 수 있다. 물리 계층 신호로 전송되는 경우, PDCCH를 통해 전송될 수 있으며 SR 전송이 예약된 서브프레임(이하 SR 예약 서브프레임)에서 바로 전달될 수 있도록 설계될 수 있는 장점이 있다. 물론 블록 서브프레임 지시자가 물리 계층 신호로 전송되는 경우에도 해당 SR 예약 서브프레임이 아닌 이후의 SR 예약 서브프레임을 지시하도록 설계될 수도 있다. 상위 계층 신호로 전송되는 경우, 물리계층의 구조를 변경하지 않고 다수의 서브프레임 이후의 상황을 미리 중계국 단말에게 알려줄 수 있는 장점이 있다. 또한, 다수의 서브프레임에 대한 정보를 한번에 전달할 수 있는 장점이 있다. 상위 계층 신호로 전송되는 경우, 블록 서브프레임 지시자는 특정 서브프레임을 지칭하거나 특정 서브프레임 집합(set)을 지칭하여 블록 서브프레임임을 나타낼 수 있다. 상위 계층 신호를 사용하면 다수의 서브프레임에 대해 미리 충돌 발생 가능성을 알리는데 유리하다.
충돌 모드 지시자 및 블록 서브프레임 지시자는 예약자원정보와 별개로 시그널링 될 수도 있고, 예약자원정보에 포함되어 전송될 수도 있다.
중계국 단말은 예약자원정보를 통해 상향링크 제어정보를 전송할 수 있는 무선자원을 알 수 있다. 또한, 충돌 모드 지시자 및 블록 서브프레임 지시자를 통해 블록 서브프레임을 알 수 있다. 중계국 단말은 상향링크 제어정보를 전송하려는 서브프레임이 블록 서브프레임과 겹치는지 여부를 판단한다(S703). 즉, 상향링크 제어정보 전송 시 충돌이 발생하는지 여부를 판단한다.
중계국 단말은 상향링크 제어정보를 전송하기 위해 예약되어 있는 서브프레임이더라도 블록 서브프레임과 겹치는 경우, 상향링크 제어정보를 전송하지 않을 수 있다(S704). 중계국은 블록 서브프레임에서 백홀 상향링크 데이터를 전송한다(S705). 중계국 단말은 예약자원정보에 의해 예약된 서브프레임 중 블록 서브프레임과 겹치지 않는 서브프레임에서 상향링크 제어정보를 전송한다(S706). 중계국은 중계국 단말로부터 수신한 상향링크 제어정보를 기지국으로 중계한다(S707).
상향링크 제어정보가 SR인 경우, 블록 서브프레임과 SR 예약 서브프레임이 지속적으로 중복되면 SR 전송 시점이 과도하게 지연될 수 있다. 예를 들어, 백홀 상향링크 전송이 40ms 주기로 반복적인 구성으로 설정되고, 액세스 상향링크 전송 역시 40ms 주기로 반복적인 구성이 설정될 수 있다. 이러한 반복적인 설정에서 블록 서브프레임과 SR 예약 서브프레임이 N(N은 2 이상의 자연수)번 겹치는 경우가 발생할 수 있다. 그러면, SR의 전송 지연으로 무선통신 시스템 전체의 성능 저하를 가져올 수 있다. 이를 해결하기 위해 블록 서브프레임과 SR 예약 서브프레임이 미리 정해진 임계지연횟수 N 보다 적은 횟수까지 겹치는 경우에는 SR전송을 지연하고, 이후에 겹치는 경우에는 SR을 전송하도록 할 수 있다.
SR을 전송하기 위해서 백홀 링크 또는/및 액세스 링크의 구성을 변경할 수 있다. 예를 들어 백홀 링크에서 적용되는 HARQ에 있어 백홀 하향링크 전송에 대한 ACK/NACK을 4 서브프레임 후에 수행하여야 한다는 규칙을 변경할 수 있다. 변경된 SR 전송주기(또는 SR 서브프레임 오프셋)로 인해서 기존 변경되지 않은 ACK/NACK, SR과 충돌을 피하기 위한 방법이 필요하다. 이 경우 별도의 SR 자원을 미리 예약해서 그 자원을 이러한 변경된 SR 전송주기를 갖는 단말끼리 공유하거나 아예 추가적으로 예약해 두는 방법이 가능하다.
백홀 서브프레임 할당 시그널을 이용하여 이와 연계된 SR 전송 서브프레임 패턴을 사용하여 블로킹을 해결할 수 있다. 이는 기존의 SR 전송주기 이외에 10ms 또는 40ms의 전송주기를 갖는 SR 전송 서브프레임 패턴이 될 것이다.
상술한 바와 같이 백홀 링크에 적용되는 서브프레임 설정 규칙을 변경하는 것은 특정 블록 서브프레임이 SR 예약 서브프레임과 많이 겹치는 경우에 한하여 허용될 수도 있다. 즉, SR 전송이 지연되어서 상향링크 데이터 전송이 이루어지지 않고 이러한 상황이 무선통신 시스템에 영향을 미치는 경우에 한해 백홀 링크에 적용되는 서브프레임 설정 규칙을 변경하여 블록 서브프레임의 위치를 변경할 수 있다.
도 8은 블록 서브프레임의 변경을 나타내는 일 예이다.
도 8을 참조하면, 중계국 단말에서 서브프레임 4(81), 서브프레임 9(82)는 SR 예약 서브프레임이고, 중계국에서 서브프레임 4(83), 서브프레임 9(84)는 블록 서브프레임이다. 중계국은 서브프레임 9(84)에서 백홀 상향링크 데이터를 전송하지 않도록 블록 서브프레임을 변경한다. 그러면, 중계국 단말은 서브프레임 4(81)에서 SR을 전송하지 못한 경우, 서브프레임 9(82)에서 SR을 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향링크 제어정보 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 기지국은 충돌 모드 지시자, 블록 서브프레임 지시자, 예약자원정보 변경 지시자 및 예약자원정보를 중계국으로 전송하고(S901). 중계국은 중계국 단말에게 이러한 정보들을 전송한다(S902). 여기서, 예약자원정보 변경 지시자는 예약자원정보에 의해 예약된 무선자원을 변경하는 정보를 의미한다. 예약자원정보 변경 지시자는 물리 계층의 신호로 전송될 수도 있고, 상위 계층 신호로 전송될 수도 있다. 예약자원정보 변경 지시자에 대해서는 상세히 후술한다.
중계국 단말은 SR 예약 서브프레임이 블록 서브프레임에 해당하는지 여부를 판단한다(S903). 다시 말해 SR 예약 서브프레임에서 SR을 전송하는 경우 중계국에서 충돌이 발생할 것인지 여부를 판단한다. SR 예약 서브프레임이 블록 서브프레임과 겹친다고 판단하면 중계국 단말은 예약자원정보 변경 지시자를 이용하여 변경된 예약자원으로 SR을 전송한다(S905). 이때 변경된 예약자원은 예약자원정보에 의해 예약된 SR 예약 서브프레임들과 다른 서브프레임에 포함될 수 있다. 변경된 예약자원에 대해서는 후술한다. 중계국은 상향링크 제어정보를 기지국으로 전송한다(S906).
도 10은 예약자원정보 변경 지시자에 의해 SR 예약 서브프레임을 변경하는 예를 나타낸다.
중계국 단말에서 서브프레임 4(101), 서브프레임 9(102)가 예약자원정보에 의해 예약된 SR 예약 서브프레임이다. 서브프레임 4(101)에서 중계국 단말이 SR을 전송하면 중계국의 백홀 상향링크 전송에 의해 중계국이 SR을 수신할 수 없다. 이러한 경우, 중계국 단말은 다음 SR 예약 서브프레임인 서브프레임 9(102)가 아니라 바로 다음 서브프레임인 서브프레임 5(105)에서 SR을 전송할 수 있다.
예약자원정보 변경 지시자는 미리 정해진 다수의 변경 규칙 중 어느 하나를 지시하는 방식으로 예약자원정보에 의해 예약된 무선자원을 변경할 수 있다. 예를 들어, SR 예약 서브프레임과 블록 서브프레임이 겹치는 경우, 바로 다음에 위치한 서브프레임에서 SR을 전송하도록 하는 변경 규칙을 지시할 수 있다. 상술한 변경 규칙은 일 예에 불과하고 다른 변경 규칙도 다수 존재할 수 있다는 것은 자명하다.
또는 예약자원정보 변경 지시자는 SR 주기 및 SR 서브프레임 오프셋 등의 정보에 대한 변경 값을 지시하는 방식으로 예약자원정보에 의해 예약된 무선자원을 변경할 수도 있다.
또는 예약자원정보 변경 지시자는 상위 계층 신호로 전송되는 dsr_TransMax의 값을 이용할 수 있다. dsr_TransMax는 유보된 값으로 spare1, spare2, spare3을 포함한다. 이러한 유보된 값에 대한 새로운 정의를 할 수 있다. 예를 들어, 상기 유보된 값이 SR 전송주기가 1ms 또는 2ms 임을 나타내도록 정의할 수 있다. spare1이 주어지면 SR이 트리거링되고 PUCCH 자원이 존재하고 이전에 유지되고 있던 SR이 없다면 dsr_TransMax 값이 0이 되고 1회 SR 전송을 시도한 후 SR 전송 과정을 종료하는 것이다. 즉, SR 전송을 1회만 시도하는 것이다.
또는 상기 spare1, spare2, spare3의 값에 별도의 의미를 부여할 수도 있다. 예를 들어 백홀 링크에 존재하는 서브프레임 구성의 패턴을 지정하고 이러한 패턴을 spare1, spare2, spare3가 나타내도록 맵핑할 수 있다. 중계국이 기지국으로 8의 배수인 인덱스를 가지는 서브프레임에서 백홀 상향링크 전송하는 경우 이러한 서브프레임들은 블록 서브프레임이다. 따라서, spare1의 값이 전송되면 중계국 단말은 각 무선 프레임에서 서브프레임 인덱스가 8의 배수인 서브프레임에서는 SR을 전송하지 않을 수 있다. 상기 예에서는 백홀 상향링크 전송이 8의 배수 인덱스를 가지는 서브프레임에서 전송하는 예를 설명하였지만, 이는 제한이 아니다. 예컨대, 백홀 상향링크 전송이 서브프레임 1, 4, 7, 11, 14, 17와 같이 특정 패턴으로 수행되는 경우, 이러한 백홀 상향링크 전송 패턴에 spare 2를 맵핑할 수 있다.
이러한 drs_TransMax의 유보된 spare 값들과 백홀 상향링크 전송 패턴의 맵핑은 미리 정의될 수도 있고, 가변될 수도 있다. 미리 다수의 백홀 상향링크 전송 패턴을 정의하고 3개의 spare 값에 맵핑하여 사용할 수 있다. 이러한 맵핑은 무선 통신 시스템에 따라 다양한 변형이 가능하다. spare 값과 백홀 상향링크 전송 패턴의 맵핑 관계는 상위 계층 신호 또는 물리 계층 신호를 별도로 정의하여 중계국 단말에게 알려줄 수 있다. 또는 미리 정의된 수식을 이용하여 중계국 단말이 특정 시그널을 수신하게 되면 수식을 이용하여 패턴을 생성하게 할 수도 있다.
또는 미리 정의된 테이블에서 백홀 상향링크 패턴을 찾을 수도 있다. 상기 테이블은 백홀링크 서브프레임 구성을 고려하여 결정될 수 있다. 1 개의 spare 값은 1개 패턴을 지정하는 방식으로 운용될 수도 있고, 다수의 spare값의 조합으로 보다 많은 패턴을 지정할 수도 있다. 예를 들어, spare 1, spare 2, spare 3 중 어느 2개의 조합으로 3가지 패턴을 구분할 수 있고, 3개의 값이 모두 주어지는 조합으로 1가지 패턴을 추가적으로 구분할 수 있다.
백홀 링크의 서브프레임 구성을 고려하여 SR 전송주기 및 SR 서브프레임 오프셋 테이블을 수정할 수 있다. 예를 들어, SR 전송주기에 8ms 주기를 추가할 수 있다. 기지국은 8ms 주기를 가지며 발생하는 블록 서브프레임과 SR 예약 서브프레임이 반복적으로 겹치는 경우, SR 예약 서브프레임의 주기를 8ms로 하되 오프셋 값을 주어 블록 서브프레임과 겹치는 것을 방지할 수 있다. 8ms 주기는 백홀 링크에서 HARQ를 수행하는 경우 빈번하게 발생할 수 있다.
기지국과 중계국 간에 블록 서브프레임에 대한 정보를 공유하지 않는 경우에 기지국 또는 중계국은 중계국 단말에게 블록 서브프레임 지시자를 전송할 수 없다. 따라서, 중계국 단말은 예약자원정보에 따라 설정된 SR 예약 서브프레임에서 중계국이 신호를 전송하는지 여부에 관계없이 SR을 전송한다. 중계국 단말이 중계국으로부터 NACK을 수신하면, 중계국 단말은 다음 SR 예약 서브프레임에서 SR을 전송한다. 이러한 방법은 기존의 기지국-매크로 단말 간의 상향링크 제어정보 전송 방법에 대한 수정을 요하지 않는 장점이 있다. 그러나, SR 예약 서브프레임이 중복적으로 블록 서브프레임과 겹치는 경우 SR 전송이 지연되는 문제가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위해 기지국은 중계국으로부터 신호를 수신하는 서브프레임이 특정 단말에 대한 SR 예약 서브프레임과 중복하여 겹치는 횟수에 비례하여 상기 특정 단말에 대한 우선권(priority)을 증가시킬 수 있다. 특정 단말에 대한 우선권이 소정의 임계값보다 증가하는 경우, 기지국은 중계국과의 백홀 링크 서브프레임 구성을 변경한다. 즉, 상기 특정 단말이 다음 SR 예약 서브프레임에서 SR을 전송하고 중계국이 이를 수신할 수 있도록 다음 SR 예약 서브프레임에서 중계국의 백홀 상향링크 전송을 제한하는 것이다.
다른 실시예로 중계국 단말에게 SR 전송 주기 및 SR 서브프레임 오프셋 외에 추가적으로 예약자원정보 변경 지시자를 전송할 수 있다. 예를 들어, 중계국 단말이 서브프레임 1에서 중계국으로 SR을 전송하였는데, 상향링크 그랜트 또는 ACK을 수신하지 못하는 경우, 다음 SR 예약 서브프레임인 서브프레임 6에서 SR을 전송할 수 있다. 그런데, 예약자원정보 변경 지시자를 수신하였다면, 중계국 단말은 서브프레임 6이 아니라 서브프레임 7과 같이 바로 다음 서브프레임 또는 서브프레임 6+N 과 같이 N개의 서브프레임 후에 SR을 전송할 수 있다. 이처럼 SR 예약 서브프레임에 대한 규칙을 변경하는 방법은 기존의 레거시 단말(예컨대, LTE 단말)에 적용하는 것보다는 예약자원정보 변경 지시자를 이해할 수 있는 단말(LTE-A 단말)에 적용하는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예로 중계국이 SR 수신에 관한 무선자원을 할당하기는 하되, 중계국 단말이 전송하는 SR을 무시하는 방법도 있을 수 있다. 블록 서브프레임에서 중계국은 중계국 단말이 전송하는 SR을 수신할 수 없기 때문에 자연스러운 동작이 될 수 있다. 그러나, 중계국 단말이 전송하는 SR은 인접 셀에 간섭으로 영향을 미칠 수 있으므로 셀 간 간섭을 최소화하는 방법을 고려하여야 한다.
중계국 단말이 중계국을 통해 기지국으로 전송하는 상향링크 제어정보는 CQI/PMI/RI와 같은 채널정보일 수 있다. 상술한 방법들은 채널정보의 피드백 과정에서도 유사하게 적용될 수 있다. 채널정보 전송이 예약되어 있는 서브프레임(이하 채널정보 예약 서브프레임)과 백홀 상향링크 전송을 수행하는 블록 서브프레임이 겹치는 경우, 채널정보의 피드백이 불가능하게 된다.
중계국 또는 기지국(중계국을 통하여)은 중계국 단말에게 채널정보에 대한 예약자원정보와 충돌모드 지시자, 블록 서브프레임 지시자를 전송한다. 중계국 단말은 충돌모드 지시자가 충돌허용 모드인 경우, 블록 서브프레임 지시자를 참조하여 채널정보 예약 서브프레임이 블록 서브프레임과 겹치게 될 것인지를 알 수 있다. 따라서, 중계국 단말은 블록 서브프레임과 겹치는 채널정보 예약 서브프레임을 제외한 서브프레임에서 채널정보를 전송할 수 있다.
충돌모드 지시자와 블록 서브프레임 지시자는 물리계층 신호로 전송될 수도 있고, 상위 계층 신호로 전송될 수도 있다. 물리계층 신호로 전송되는 경우 채널정보 예약 서브프레임의 하향링크 제어채널 예컨대 PDCCH를 통해 전송될 수 있다. 상위 계층 신호로 전송되는 경우에는 다수의 채널정보 예약 서브프레임에 대하여 블록 서브프레임과 겹치는지 여부를 미리 알려줄 수 있다는 장점이 있다.
LTE 단말과 같은 레거시 단말은 충돌 모드 지시자 및 블록 서브프레임 지시자와 같은 추가적인 신호를 이해할 수 없을 수 있다. 레거시 단말은 블록 서브프레임에서 채널 피드백 정보를 전송하고 중계국이 이러한 채널 피드백 정보에 대한 수신 무선자원을 할당하지 않거나 수신 무선자원을 할당하더라도 무시하는 방법을 사용할 수 있다.
본 발명은 중계국 단말이 기지국의 상향링크 스케줄링에 사용되는 사운딩 참조신호를 전송하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다. SRS도 일정한 주기 및 오프셋으로 지정된 서브프레임(이하 SRS 예약 서브프레임)에서 전송될 수 있다. SRS 전송을 위한 무선자원 정보를 SRS 예약자원정보라고 칭한다.
기지국 또는 중계국은 중계국 단말에게 SRS 예약자원정보와 함께 충돌 모드 지시자, 블록 서브프레임 지시자를 전송할 수 있다. 중계국 단말은 SRS 예약자원정보에 의해 지정된 SRS 예약 서브프레임과 블록 서브프레임 지시자에 의해 지시되는 블록 서브프레임이 겹치는 경우, 해당 SRS 예약 서브프레임에서 SRS를 전송하지 않을 수 있다. 이러한 블록 서브프레임 지시자는 단일 서브프레임에 대한 지시자 기능을 수행할 수도 있고, 다중 서브프레임에 대한 지시자 기능을 한번의 시그널링으로 수행할 수도있다. 블록 서브프레임과 겹치는 SRS 예약 서브프레임에서 중계국 단말이 SRS를 전송하는 경우, 중계국은 SRS를 수신할 수 없으며 인접한 다른 셀의 단말에게 간섭으로 작용할 수 있기 때문이다.
본 발명은 중계국 단말이 상향링크 제어정보가 HARQ ACK/NACK인 경우에도 적용될 수 있다. 중계국의 특정 서브프레임이 백홀 상향링크 전송에 사용되는 블록 서브프레임인 경우, 액세스 상향링크 전송에서 충돌이 발생하여 중계국 단말의 ACK/NACK 전송은 불가능하게 된다. 중계국 단말이 ACK/NACK을 전송하였지만 중계국이 수신하지 못한다면 무선자원이 낭비되고 무선통신 시스템의 성능을 열화시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 블록 서브프레임을 고려한 ACK/NACK 전송 반복 방법을 제안한다.
종래 ACK/NACK 전송 반복 방법은 3GPP TS. 36.213 V8.5.0(2008-12). 10.2절을 참조할 수 있다. FDD(frequency division duplex)의 경우, 단말은 서브프레임 n-4에서 수신한 PDSCH에 대해 서브프레임 n에서 ACK/NACK을 전송한다. 만약, ACK/NACK 반복(ACK/NACK repetition)이 설정되면 서브프레임 n-4에서 수신한 PDSCH 에 대해 단말은 서브프레임 n, n+1, ..., n+NANRep -1 의 PUCCH에서 ACK/NACK을 전송한다. 이 경우, 서브프레임 n-3, ..., n+NANRep -5 에서 수신한 PDSCH에 대한 ACK/NACK은 전송하지 않는다.
TDD(time division duplex)의 경우, ACK/NACK 반복(ACK/NACK repetition)이 설정되면 단말은 서브프레임(들) n-k 에서 수신한 PDSCH에 대해 상향링크 서브프레임 n에서 ACK/NACK을 전송한다. k는 K의 요소이며, K는 다음 표에 의해 정의된다.
Figure 112010008561476-pat00009
K는 UL-DL 구성(configuration) 및 서브프레임 n에 따라 결정되며, {k0, k1, …, kM -1}와 같이 M개의 요소로 구성될 수 있다. 예를 들어 UL-DL 구성이 0이고 n이 7이면 K는 6이다.
단말이 서브프레임 n-k 보다 이전의 하향링크 서브프레임에서 수신한 PDSCH 에 대하여 서브프레임 n에서 ACK/NACK 반복을 하고 있지 않으면, 단말은 상향링크 서브프레임 n과 이후의 NANRep -1 상향링크 서브프레임의 PUCCH에서, 서브프레임 n-k에서 수신한 PDSCH에 대한 ACK/NACK만을 전송한다. 그리고, 서브프레임 ni-k 에서 수신한 PDSCH에 대한 ACK/NACK은 전송하지 않는다. 여기서, k는 Ki의 요소이며 Ki는 상기 표에 의해 서브프레임 ni에(1≤i≤NANRep -1) 대응하여 정의된다.
ACK/NACK 전송을 반복하는 서브프레임 구간(이하 ACK/NACK 반복 구간)에서 일부 또는 전부의 서브프레임이 블록 서브프레임과 겹칠 수 있다. 이러한 경우, 종래의 ACK/NACK 반복에 따르면 ACK/NACK 반복 구간에서 계속하여 ACK/NACK을 전송하게 된다. 중계국이 ACK/NACK을 수신할 수 없는데도 불구하고 중계국 단말이 ACK/NACK을 전송함으로써 다른 단말에 대하여 간섭으로 작용하게 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중계국 단말은 충돌 모드 지시자 및 블록 서브프레임 지시자를 수신하여 블록 서브프레임에 대한 정보를 알 수 있다. 중계국 단말은 블록 서브프레임과 겹치는 서브프레임에서 ACK/NACK을 전송하지 않음으로써 ACK/NACK 충돌이 발생하지 않도록 ACK/NACK 반복을 수행할 수 있다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 ACK/NACK 반복을 나타낸다.
도 11과 같이 ACK/NACK 반복 구간(111, 112)이 N(N은 2이상의 자연수)개의 서브프레임인 경우, ACK/NACK 반복 구간(111,112)는 블록 서브프레임과 겹치는 서브프레임(113, 114)이 첫번째에 위치하도록 설정될 수 있다. 또는 도 12와 같이 블록 서브프레임과 겹치는 서브프레임(123, 124)이 첫번째 서브프레임이 아닌 서브프레임에 위치하도록 설정될 수도 있다. 도 13과 같이 ACK/NACK 반복 구간(111, 112)에 블록 서브프레임과 겹치는 서브프레임이 복수개 포함될 수도 있다. 도 11 내지 도 13에서 예시된 바와 같이, ACK/NACK 반복 구간(111, 112)에는 블록 서브프레임과 겹치지 않는 서브프레임이 적어도 하나 이상 포함되도록 설정된다. 따라서, ACK/NACK 반복 구간(111,112) 내에 블록 서브프레임과 겹치는 서브프레임이 존재하더라도 중계국은 ACK/NACK을 수신할 수 있고, 결과적으로 기지국도 ACK/NACK을 수신할 수 있다. ACK/NACK 반복 구간 및 블록 서브프레임 지시자는 상위 계층 신호 또는 물리 계층 신호로 전송될 수 있다.
ACK/NACK 반복 구간 내의 블록 서브프레임에서 단말은 ACK/NACK을 전송할 수도 있고 전송하지 않을 수도 있다. ACK/NACK을 전송하는 경우, 중계국은 백홀 상향링크 전송으로 ACK/NACK을 수신할 수 없다는 점, 다른 단말이나 중계국에 간섭으로 작용할 수 있다는 점에서 ACK/NACK을 전송하지 않는 것이 바람직하다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ACK/NACK 반복을 나타낸다.
중계국 단말이 블록 서브프레임 지시자에 의해 블록 서브프레임에 대한 정보를 알고 있는 경우를 가정한다.
중계국 단말은 ACK/NACK을 전송하려는 서브프레임이 블록 서브프레임과 겹치는 경우, ACK/NACK을 다음 서브프레임 또는 해당 서브프레임에서 Ni(Ni은 0을 제외한 정수로 하나 이상의 값일수 있다)번째 서브프레임에서 전송할 수 있다.
예를 들어, 서브프레임 M이 블록 서브프레임과 겹치는 경우 중계국 단말은 서브프레임 M+Ni (예컨대, i=-1, 1)에서 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 서브프레임 M+Ni에서 전송하는 ACK/NACK은 서브프레임 M+Ni에서 원래 전송하려던 ACK/NACK과 서브프레임 M에서 전송하려던 ACK/NACK이 결합되어 하나의 신호로 전송될 수 있다. 결합 방법은 다양한 형태일 수 있다. 서브프레임 M+Ni에서 원래 전송하려던 ACK/NACK은 동일한 단말의 것일 수도 있고 다른 단말의 것일 수도 있다.
상술한 방법에서 상기 Ni은 음수(즉, Ni는 -1, -2, . . . 중 어느 하나)일 수도 있다. 예를 들어 중계국 단말은 서브프레임 M에서 ACK/NACK을 전송 예정이었으나 블록 서브프레임과 겹치는 경우, 서브프레임 M-1, 즉 서브프레임 M보다 이전의 서브프레임에서 ACK/NACK을 전송할 수도 있다. 중계국 단말은 블록 서브프레임 지시자에 의해 블록 서브프레임에 대한 정보를 미리 알 수 있으므로 서브프레임 M-1에서 ACK/NACK을 전송할 수도 있다.
도 14를 참조하여 설명한 실시예는 종래의 ACK/NACK 반복 시그널링을 이용하여 구현될 수도 있다. 중계국 단말은 ACK/NACK 반복이 설정되면 종래의 방법과 같이 ACK/NACK 반복을 실시할 수도 있고, 도 14를 참조하여 설명한 실시예에 따라 동작할 수도 있다. 중계국 단말이 ACK/NACK 반복 설정 신호를 수신하면 ACK/NACK 반복 구간에서 반복적으로 ACK/NACK을 전송하는 것이 아니라 상기 서브프레임 M+N과 같이 쉬프트된 서브프레임에서 ACK/NACK을 전송하도록 ACK/NACK 설정 신호를 해석하게 할 수 있다. 중계국 단말이 레거시 단말이 아니고 LTE-A 단말인 경우에 적용할 수 있다.
도 11 내지 도 14를 참조하여 설명한 실시예에서는 중계국과 중계국 단말 간의 관계를 예로 설명하였지만, 이는 제한이 아니다. 기지국과 중계국 간의 관계에서도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 11 내지 도 14를 참조하여 설명한 실시예들에 있어서, 중계국 단말은 전송 버퍼에 대해 다음 중 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다.
1. 중계국 단말은 상향링크 그랜트를 수신하고, NDI(new data indicator)의 값이 토글(‘0’에서 ‘1’로 또는 ‘1’에서 ‘0’으로)되면 전송 버퍼를 비울 수 있다.
2. 중계국 단말은 상향링크 그랜트를 수신하면 전송 버퍼를 비울 수 있다.
3. 중계국 단말은 ACK을 수신하여야 전송 버퍼를 비울 수 있다.
4. 중계국 단말은 ACK을 수신하고 NDI의 값이 토글되어야 전송 버퍼를 비울 수 있다.
5. 중계국 단말은 NDI의 값이 토글되면 전송 버퍼를 비울 수 있다.
기지국의 스케줄링 방법의 일 예로 어그레시브 스케줄링(aggressive scheduling) 방법이 있다. 단말이 높은 에러 확률로 ACK/NACK을 전송한 후 만약 NACK을 수신하거나 기지국이 수신하지 못했음을 나타내는 신호를 수신하거나 재전송을 요청하는 신호를 수신하는 경우, 단말은 ACK/NACK을 재전송한다. 이러한 방식을 어그레시브(aggressive) 스케줄링 방법이라 한다. 어그레시브 스케줄링 방법은 추가적인 시그널링, 동작을 요구하지 않고 블록 서브프레임의 존재에도 불구하고 상향링크 제어정보를 전송할 수 있다. 단, 이러한 방법은 ACK/NACK 자원이 낭비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 ACK/NACK 반복은 다음과 같이 구성될 수도 있다. 상술한 바와 같이 종래 FDD(frequency division duplex)의 경우, 단말은 ACK/NACK 반복(ACK/NACK repetition)이 설정되면 서브프레임 n-4에서 수신한 PDSCH에 대해 서브프레임 n, n+1, ..., n+(NANRep -1) 의 PUCCH에서 ACK/NACK을 전송한다. 이 경우, 서브프레임 n-3, ..., n+(NANRep -5) 에서 수신한 PDSCH에 대한 ACK/NACK은 전송하지 않는다. 본 발명의 실시예에 따르면, 단말은 ACK/NACK 반복 구간이 NANRep 서브프레임인 ACK/NACK 반복 설정이 설정되는 경우, 서브프레임 n-3, ..., n+(NANRep -5)에서 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 수신한다. 그리고, 수신한 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 번들(bundle) 타입으로 전송할 수 있다. 즉, 다수의 서브프레임에서 수신한 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK들을 하나의 신호로 결합하여 전송할 수 있다, 번들 타입의 ACK/NACK은 반복해서 전송될 수도 있고 반복되지 않을 수도 있다. 이러한 방식은 서브프레임 n-3, ..., n+(NANRep -5)에서 수신한 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 전송함으로써 하향링크 데이터의 재전송을 막을 수 있다. 따라서, 하향링크 데이터 전송량의 불필요한 증가를 막을 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구성을 나타낸다.
단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(Radio Frequency unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. 프로세서(51)는 충돌 모드 지시자, 블록 서브프레임 지시자, 예약자원정보, 예약자원정보 변경 지시자를 수신하여, 이러한 정보들을 기반으로 중계국이 백홀 상향링크 전송을 수행하는 서브프레임을 판단할 수 있다. 이러한 블록 서브프레임에서 상향링크 제어정보를 전송하지 않고 상술한 방법에 따라 상향링크 제어정보를 전송할 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
10: 중계국을 포함하는 무선통신 시스템

Claims (12)

  1. 무선통신 시스템에서 단말의 상향링크 제어정보 전송방법에 있어서,
    충돌 모드 지시자를 수신하는 단계;
    상향링크 제어정보를 전송할 수 있는 무선자원을 지시하는 예약자원정보를 수신하는 단계;
    중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 무선자원을 나타내는 블록 서브프레임 지시자를 수신하는 단계;
    상기 예약자원정보에 의해 지시되는 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임 지시자에 의해 지시되는 블록 서브프레임을 비교하는 단계; 및
    상기 전송 예약 서브프레임이 상기 블록 서브프레임과 겹치지 않는 경우 상기 상향링크 제어정보를 상기 전송 예약 서브프레임에서 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 충돌 모드 지시자는 상기 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임이 겹치는 것을 허용하는 충돌허용 모드 또는 상기 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임이 겹치는 것을 허용하지 않는 충돌불허 모드 중 어느 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 충돌 모드 지시자가 충돌허용 모드를 지시하는 경우에 한하여 상기 블록 서브프레임 지시자를 수신하는 단계 및 상기 비교하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 예약자원정보는 상기 전송 예약 서브프레임에 대한 전송주기, 서브프레임 오프셋 값에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 예약자원정보를 변경하는 예약자원정보 변경 지시자를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 예약자원정보 변경 지시자는 상기 전송주기 또는 서브프레임 오프셋 값 중 적어도 하나를 변경하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 예약자원정보는 물리계층보다 상위계층의 신호로 전송되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 블록 서브프레임 지시자는 물리계층 신호 또는 물리계층보다 상위계층의 신호로 전송되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 블록 서브프레임 지시자가 물리계층 신호로 전송되는 경우, 상기 전송 예약 서브프레임에 포함되는 PDCCH(physical downlink control channel)를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 상향링크 제어정보가 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK/NACK(acknowledgement/negative acknowledgement)인 경우,
    상기 예약자원정보는 HARQ ACK/NACK 전송이 연속하는 서브프레임에서 반복되는지 여부를 나타내는 ACK/NACK 반복 지시자, HARQ ACK/NACK 반복 구간을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 ACK/NACK 반복 지시자가 ACK/NACK 반복을 지시하는 경우, 상기 ACK/NACK은 상기 예약자원정보에 의해 지시되고 상기 블록 서브프레임 지시자에 의해 지시되는 블록 서브프레임과 겹치지 아니하는 전송 예약 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 상향링크 제어정보는 스케줄링 요청신호(scheduling request), 채널상태를 피드백하는 채널 피드백 정보, 사운딩 참조신호 및 HARQ ACK/NACK 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어정보 전송 방법.
  12. 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 충돌 모드 지시자를 수신하고, 상향링크 제어정보를 전송할 수 있는 무선자원을 지시하는 예약자원정보를 수신하고, 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 무선자원을 나타내는 블록 서브프레임 지시자를 수신하여, 상기 예약자원정보에 의해 지시되는 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임 지시자에 의해 지시되는 블록 서브프레임을 비교하고, 상기 전송 예약 서브프레임이 상기 블록 서브프레임과 겹치지 않는 경우 상기 상향링크 제어정보를 상기 예약 서브프레임에서 전송하도록 구성되되,
    상기 충돌 모드 지시자는 상기 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임이 겹치는 것을 허용하는 충돌허용 모드 또는 상기 전송 예약 서브프레임과 상기 블록 서브프레임이 겹치는 것을 허용하지 않는 충돌불허 모드 중 어느 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 장치.
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