KR101706938B1 - 무선 통신 시스템에서 harq 피드백 송수신 방법 및 이를 이용하는 단말과 기지국 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 harq 피드백 송수신 방법 및 이를 이용하는 단말과 기지국 장치 Download PDF

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HARQ 피드백 송수신 방법 및 그 방법을 이용하는 단말 및 기지국 장치가 개시된다. 단말이 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백을 전송하는 방법은 기지국으로부터 두 개의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 두 개의 하향링크 버스트에 대해 하향링크 버스트 별로 해당하는 또는 상기 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트에 대해 코드워드 별로 해당하는 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 가지며, 상기 단말의 ACK/NACK 피드백은 직교 시퀀스가 적용되어 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 제 1 HARQ 피드백 채널을 통해 전송될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 HARQ 피드백 송수신 방법 및 이를 이용하는 단말과 기지국 장치{The method of transmitting and receiving HARQ feedback , and mobile station and base station apparatus using the same method}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 HARQ 피드백에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서는 전송 신호가 무선 공간으로 전파되는 특성에 의하여 다양한 형태의 오류가 존재하여 데이터 전송에 어려움이 있다. 부가 백색 가우시안 잡음(AWGN: Additive White Gausisan Noise)으로 모델링되는 열 잡음 이외에도 무선 채널에서는 기지국에서 멀리 떨어질수록 증가하는 경로 감쇄(path loss), 다중 경로 페이딩 등이 존재하여 신뢰성 있는 신호 전송을 더욱 어렵게 한다.
이러한 무선 통신에서의 다양한 채널 상태의 변화와 오류의 발생에 대하여 전송의 신뢰성을 확보하기 위해, 1) 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 혹은 채널 코딩, 2) 자동 재전송 요청(ARQ: Automatic Repeat request, 이하 ARQ라고 칭한다) 또는 하이브리드 자동 재전송 요청(HARQ: Hybrid Automatic Repeat request, 이하 HARQ라고 칭한다) 와 같이 기술이 널리 이용되고 있다.
상술한 다양한 방법 중에서 이하에서는 HARQ에 관한 기술을 간략히 살펴본다.
도 1은 HARQ의 원리를 설명하기 위한 신호 흐름 과정을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, HARQ는 기존의 MAC 계층의 ARQ 기술과 물리 계층의 채널 코딩 기술이 결합된 하이브리드 기술이다. HARQ는 비록 오류가 났더라도 최초 전송되었던 패킷 역시 어느 정도는 정보량을 지닌 신호(P1A)이므로 이를 버리지 않고 재전송된 신호가 수신될 때까지 저장하고 있다가, 재전송 신호(P1B)와 함께 소프트 결합(soft combining)을 하거나 또는 다른 방법으로 최초 전송된 신호와 재전송된 신호를 함께 사용하여 신호를 디코딩한다.
P1A와 P1B는 동일한 정보 비트 즉, 동일한 채널 인코더 입력 패킷(P1)으로부터 만들어진 것으로 같거나 혹은 약간 다른 형태의 송신 패킷이며, (P2A)는 새로운 채널 인코더 입력 패킷(P2)으로부터 만들어진 패킷을 의미한다.
스케줄링 이후 데이터를 전송한 후, 프레임을 잃어 버렸거나 손상된 경우의 오류제어 방법으로는 ARQ(Automatic Repeat request) 방식과 좀더 발전된 형태의 HARQ(Hybrid ARQ) 방식이 있다. 기본적으로 ARQ방식은 전송 측에서는 한 개 프레임 전송 후에 ACK(ACKnowledgement) 신호가 오기를 기다리고, 수신 측에서는 오류 없이 프레임을 제대로 수신한 경우에만 ACK 신호를 보내며, 상기 프레임에 오류가 생긴 경우에는 NACK(Negative-ACK) 신호를 보내고, 오류가 생긴 수신 프레임은 수신단 버퍼에서 그 정보를 삭제한다. 송신 측에서 ACK 신호를 받았을 때에는 그 이후 프레임을 전송하지만, NACK 신호를 받았을 때에는 프레임을 재전송하게 된다. ARQ 방식과는 달리 HARQ 방식은 수신된 프레임을 복조할 수 없는 경우에, 수신단에서는 송신단으로 NACK 신호를 전송하지만, 이미 수신한 프레임은 일정 시간 동안 버퍼에 저장하여, 그 프레임이 재전송되었을 때 기 수신한 프레임과 컴바이닝(combining)하여 수신 성공률을 높인다.
최근에는 기본적인 ARQ 방식보다는 더 효율적인 HARQ 방식이 널리 사용되고 있다. 이러한 HARQ 방식에도 여러 가지 종류가 있다. 이와 같이, 수신 측에서 수신한 데이터를 디코딩하는데 실패하면 HARQ 피드백(ACK/NACK) 신호를 기지국으로 전송할 수 있다.
그러나, 아직까지 구체적으로 하나 이상의 하향링크 버스트에 대해 특정 단말이 어떤 채널을 통하여 피드백(ACK/NACK)을 전송할지, 하나의 하향링크 버스트이지만 다중 코드워드가 적용된 경우에는 어떻게 피드백을 전송할 지에 대해서는 연구된 바가 없다. 또한, 복수의 단말이 존재하는 무선 통신 환경에서 각 단말이 전송하는 HARQ 피드백 채널을 어떻게 구성하여 기지국으로 전송할 지 등에 대해서는 아직까지 연구된 바가 없다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 HARQ 피드백을 송수신하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 HARQ 피드백을 전송하는 단말 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 HARQ 피드백을 수신하는 기지국 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 HARQ 피드백 전송 방법은, 기지국으로부터 두 개의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 두 개의 하향링크 버스트에 대해 하향링크 버스트 별로 해당하는 또는 상기 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트에 대해 코드워드 별로 해당하는 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 단말의 ACK/NACK 피드백은 직교 시퀀스가 적용되어 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 제 1 HARQ 피드백 채널을 통해 전송된다.
바람직하게는 상기 단말이 ACK/NACK 피드백을 전송하는 제 1 HARQ 피드백 채널과 다른 단말이 ACK/NACK 피드백을 전송하는 제 2 HARQ 피드백 채널은 상기 하나의 HARQ 미니 타일에 포함되어 상기 기지국으로 전송된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 HARQ 피드백 채널은 상기 하나의 HARQ 미니 타일을 포함한 3개의 HARQ 미니 타일(HMT: HARQ Mini Tile) 각각에 위치하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 3개의 HARQ 미니 타일 각각은 시간 및 주파수 영역이 중첩되지 않도록 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하나의 HARQ 미니 타일은 시간축에서 2개의 인접한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 및 주파수 축에서 2개의 인접한 부반송파를 포함할 수 있다.
또한 상기 단말 및 다른 단말은 ACK/NACK 피드백 전송을 위해 각각 서로 다른 제 1 직교 시퀀스 및 제 2 시퀀스를 이용하며, 상기 제 1 및 제 2 직교 시퀀스는 하나의 HARQ 미니 타일 내에서 코드 분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방식이 적용되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 단말 및 다른 단말은 각각 2 비트 크기로 ACK/NACK 피드백을 상기 기지국에 전송할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 HARQ 피드백 전송 방법은, 기지국이 제 1 단말 및 제 2 단말 각각에 두 개의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 전송하는 단계; 및 상기 전송한 두 개의 하향링크 버스트에 대해 하향링크 버스트 별로 해당하는 또는 상기 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트에 대해 코드워드 별로 해당하는 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 신호를 상기 제 1 및 제 2 단말로부터 각각 수신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 단말 각각의 ACK/NACK 신호는 서로 다른 직교 시퀀스인 제 1 및 제 2 직교 시퀀스가 적용되어 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 서로 다른 제 1 및 제 2 HARQ 피드백 채널을 통해 각각 전송된다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 단말 장치는, 기지국으로부터 두 개의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 수신한 두 개의 하향링크 버스트에 대해 하향링크 버스트 별로 해당하는 또는 상기 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트에 대해 코드워드 별로 해당하는 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 전송 모듈을 구비하되, 상기 단말의 ACK/NACK 피드백은 직교 시퀀스가 적용되어 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 제 1 HARQ 피드백 채널을 통해 전송된다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기지국 장치는, 제 1 단말 및 제 2 단말 각각에 두 개의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 전송한 두 개의 하향링크 버스트에 대해 하향링크 버스트 별로 해당하는 또는 상기 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트에 대해 코드워드 별로 해당하는 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 신호를 상기 제 1 및 제 2 단말로부터 각각 수신하는 수신 모듈을 구비하되, 상기 제 1 및 제 2 단말 각각의 ACK/NACK 신호는 서로 다른 직교 시퀀스인 제 1 및 제 2 직교 시퀀스가 적용되어 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 서로 다른 제 1 및 제 2 HARQ 피드백 채널을 통해 각각 전송된다.
본 발명에 따른 2 비트 HARQ 피드백 전송 방법에 의하면, 각 단말은 HARQ 피드백 채널 하나에 대해 할당된 전력을 모두 사용할 수 있기 때문에 HARQ 피드백 전송의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 통신 성능도 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 2 비트 HARQ 피드백 전송 방법은 1 비트인 경우와 비교하여 동일한 용량(capacity)을 유지할 수 있으며, 동일한 인덱싱 규칙을 이용함으로써 지시(indication) 오버헤드를 수반하지 않는 장점이 있다.
본 발명에서 얻은 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.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 HARQ의 원리를 설명하기 위한 신호 흐름 과정을 도시한 도면,
도 2는 단말이 수신한 하향링크 버스트 별로 1 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 단말이 수신한 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 4는 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 5는 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 1 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 6은 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 7은 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 HARQ 피드백 채널이 할당되는 HMT 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 단말 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면, 그리고,
도 10은 본 발명에 따른 기지국 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 IEEE 802.16 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, IEEE 802.16 시스템의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station(BS), AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동 통신 시스템에서 단말은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
이하에서 각 단말이 하향링크 버스트(burst)에 대한 수신긍정 확인(ACK: ACKnowledgement) 신호/수신부정 확인(NACK: Negative ACK) 신호를 기지국으로 피드백하는 방법에 대해 살펴본다.
도 2는 단말이 수신한 하향링크 버스트 별로 1 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 단말이 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 통해 하나의 하향링크 버스트를 수신할 수 있다. 이때, 단말은 기지국으로부터 수신한 하향링크 버스트가 오류 없이 수신되었는지 여부(ACK/NACK 신호)를 기지국에 알려줄 수 있다. 구체적으로, 단말은 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 통해 수신한 하나의 하향링크 버스트에 대해 오류 없이 수신하였는지 여부를 상향링크 제어 채널(예를 들어, HARQ 피드백 제어 채널(HFBCH: HARQ FeedBack CHannel) 등)을 통해 1 비트 크기로 전송할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단말은 인덱스 p인 상향링크 서브프레임에서 소정의 HARQ 피드백 채널 영역(210) 내 특정 영역(211)을 통해 1 비트 크기로 ACK/NACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다.
도 3은 단말이 수신한 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
하나의 하향링크 버스트는 다수의 코드워드(MCW: Multiple CodeWord)를 적용할 수 있는데, 단말이 기지국으로부터 다수의 코드워드가 적용된 하향링크 버스트를 수신하는 경우에는, 각 코드워드를 오류 없이 수신하였는지 여부를 알려주기 위한 ACK/NACK 신호를 각 코드워드 마다 기지국으로 전송해 줄 수 있다. 따라서 이런 경우에는 단말이 2 비트 이상의 크기로 기지국에 ACK/NACK 신호를 전송해 줄 필요가 있다. 예를 들어, 하나의 하향링크 버스트가 2개의 코드워드를 포함하면, 단말은 ACK/NACK 신호를 2 비트 크기로 하여 기지국에 전송할 수 있다.
또한, 다중 홉 릴레이 시스템에서 다중 홉 릴레이를 지원하기 위해 중계기는 ACK 또는 NACK를 구분할 필요가 있다. 각 중계기가 ACK/NACK을 구분하기 위해서는 2 비트 크기 이상의 HARQ ACK/NACK 신호 전송이 필요할 수 있다.
도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 통해 수신한 다수의 코드워드가 적용된 하나의 하향링크 버스트(예를 들어, 인덱스 k인 버스트)에 대해 오류 없이 수신하였는지 여부를 HARQ 피드백 제어 채널을 통해 전송할 수 있다. 상술한 바와 같이, 단말은 다수의 코드워드가 적용된 하나의 하향링크 버스트에 대해 각 코드워드 별로 대응하는 ACK/NACK을 전송해 줄 수 있다.
이때, 도 3의 (a)와 같이, 단말은 각 코드워드 별로 별도의 채널(310, 320)로 1비트를 이용하여 각각 기지국으로 전송할 수도 있고, 도 3의 (b)와 같이, 단말은 각 코드워드 별로 대응하는 ACK/NACK을 2 비트의 크기로 하나의 HARQ 피드백 제어 채널(330)을 통해 기지국으로 전송할 수 있다.
도 4는 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
2개 이상의 하향링크 버스트는 멀티캐리어 시스템의 주 캐리어(Primary carrier) 및 부 캐리어(Second carrier)를 통해 단말에 전송될 수 있다. 그러면 단말은 주 캐리어 및 부 캐리어를 오류 없이 잘 수신하였는지 여부를 기지국으로 알려줄 필요가 있다. 이때 주 캐리어 및 부 캐리어를 오류 없이 잘 수신하였는지 여부를 기지국에 알려주되, 주 캐리어에 대해서만 2 비트 이상의 크기의 HARQ ACK/NACK 피드백 신호를 전송할 수 있다.
또한, 프레임 구조에서 하나의 프레임 내에 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임의 개수의 비율이 동등하지 않은 경우(예를 들어, 하향링크 서브프레임 개수: 상향링크 서브프레임 개수 = 5:3)에는, 단말은 다수의 하향링크 서브프레임들에 대한 ACK/NACK 신호를 하나의 상향링크 서브프레임을 통하여 기지국으로 전송할 필요가 있다. 또한, 하향링크 FFR(Fraction Frequency Reuse) 파티션 및 상향링크 FFR 파티션의 비율이 동등하지 않은 경우에는, 단말은 다수의 하향링크 FFR 파티션들에 대응하는 ACK/NACK 신호를 하나의 상향링크 파티션으로 전송할 수 있다.
도 4의 (a)와 같이, 인덱스 1인 하향링크 서브프레임 및 인덱스 2인 하향링크 서브프레임을 통해 각각 하나의 하향링크 버스트를 수신한 단말은 이들 각각의 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 인덱스 p인 특정 상향링크 서브프레임 내 각각의 HARQ 피드백 채널(410, 420)을 통해 1 비트 크기로 기지국으로 전송할 수 있다. 한편, 도 4의 (b)와 같이, 단말은 각각의 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 인덱스 p인 특정 상향링크 서브프레임 내 HARQ 피드백 채널(430)을 통해 2 비트 크기로 기지국으로 전송할 수 있다.
살펴본 바와 같이, 1 비트 크기의 피드백을 위해 다수의 HARQ 피드백 채널이 사용될 수 있고, 단말은 이들 다수의 HARQ 피드백 채널을 개별적으로 전송하거나 혹은 조인트된 형태로 하여 전송할 수 있다.
도 5는 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 1 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
한 단말은 하나의 하향링크 버스트를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 그리고 이 하향링크 버스트에 대한 1 비트 크기의 ACK/NACK 피드백을 기지국으로 전송할 수 있다. 할당된 HARQ 피드백 채널의 인덱스는 수신한 하향링크 버스트의 인덱스와 1:1로 대응되어 매핑될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 통해 하나 이상의 하향링크 버스트(예를 들어, 인덱스 k 및 인덱스 k+1인 하향링크 버스트)를 수신할 수 있다. 이때, 단말은 기지국으로부터 수신한 하향링크 버스트들이 오류 없이 수신되었는지 여부(ACK/NACK 신호)를 기지국에 알려줄 필요가 있고, 인덱스 k인 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호 및 인덱스 k+1인 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 각각 특정 HARQ 피드백 채널 영역(510) 내 인덱스 k인 HARQ 피드백 채널(511) 및 인덱스 k+1인 HARQ 피드백 채널(512)을 통하여 기지국으로 전송할 수 있다.
도 6은 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
각 단말은 1 비트 크기 또는 2 비트 이상의 크기의 ACK/NACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말 1은 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 통해 인덱스 k인 하나의 하향링크 버스트를 수신한 후, 이 인덱스 k인 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 1 비트 크기로 특정 HARQ 피드백 채널 영역(610) 내 인덱스 k인 HARQ 피드백 채널(611)을 통하여 기지국으로 전송할 수 있다.
또한 단말 2는 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 통해 인덱스 k+1인 하나의 하향링크 버스트를 수신할 수 있다. 이때 수신한 인덱스 k+1인 하향링크 버스트가 다수의 코드워드를 포함하는 경우에는, 단말 2는 이 인덱스 k+1인 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 2 비트 이상의 크기로 특정 HARQ 피드백 채널 영역(610) 내 인덱스 k+1인 HARQ 피드백 채널(612)을 통하여 기지국으로 전송할 수 있다.
도 7은 단말이 수신한 다수의 하향링크 버스트 별로 소정 비트 크기로 피드백을 하기 위해 이용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6에서 설명한 바와 마찬가지로, 각 단말은 1 비트 크기 또는 2 비트 이상의 크기의 ACK/NACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말 1은 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 통해 인덱스 k인 하나의 하향링크 버스트를 수신한 후, 이 인덱스 k인 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 1 비트 크기로 특정 HARQ 피드백 채널 영역(710) 내 인덱스 k인 HARQ 피드백 채널(711)을 통하여 기지국으로 전송할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 단말 2는 기지국으로부터 특정 하향링크 서브프레임들(서브프레임 인덱스 1 및 서브프레임 인덱스 2)을 통해 각각 인덱스 k+1인 하향링크 버스트 및 인덱스 r인 하향링크 버스트를 수신할 수 있다. 이때 단말 2는 수신한 2개의 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 2 비트 크기로 특정 HARQ 피드백 채널 영역(710) 내 인덱스 k+1인 HARQ 피드백 채널(712)을 통하여 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, 단말 2는 서브프레임 인덱스 2인 하향링크 서브프레임을 통해 수신한 인덱스 r인 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 신호를 인덱스 r인 HARQ 피드백 채널 영역(713)이 아닌 인덱스 k+1인 HARQ 피드백 채널(712)을 통해 기지국으로 전송할 수 있다. 따라서, 인덱스 r인 HARQ 피드백 채널 영역(713)은 널링(nulling)될 수 있다. 선택적으로, 단말 2는 인덱스 k+1인 HARQ 피드백 채널(712)을 통해 전송한 ACK/NACK 신호를 인덱스 r인 HARQ 피드백 채널 영역(713)을 통해 기지국으로 반복 전송할 수 있다.
이하에서는 1 비트 또는 2 비트 이상의 크기에 대한 HARQ 피드백 채널의 구조에 대해 살펴본다.
도 8은 본 발명에 따른 HARQ 피드백 채널이 할당되는 HMT 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 3개의 재정렬된 피드백 미니 타일(RFMT: Reordered Feedback Mini Tile)의 HARQ 피드백 제어 채널 자원은 9개의 HARQ 미니 타일(HMT: HARQ Mini-Tile)들로 더 분할될 수 있다. 이때 각 HARQ 미니 타일(HMT)은 시간축에서 2개의 인접한 OFDM 심볼 및 주파수축에서 2개의 인접한 부반송파를 포함할 수 있다.
한 쌍의 HARQ 피드백 채널은 단말 1이 전송하는 HARQ 피드백 채널 및 단말 2가 전송하는 HARQ 피드백 채널을 포함할 수 있다. 즉, 단말 1은 제 1 HARQ 피드백 채널을 통해 ACK/NACK 신호를 기지국으로 1 비트 피드백할 수 있고, 단말 2는 제 2 HARQ 피드백 채널을 통해 ACK/NACK 신호를 기지국으로 1 비트 피드백할 수 있다. 이러한 단말 1 및 단말의 2의 1 비트 피드백을 위한 한 쌍의 HARQ 피드백 채널은 시간축에서 2개의 인접한 OFDM 심볼 및 주파수축에서 2개의 인접한 부반송파를 포함하는 HARQ 미니 타일(HMT: HARQ Mini-Tile)에 할당될 수 있다. 단말 1 및 단말 2 각각의 1 비트 피드백을 위한 서로 다른 직교 시퀀스는 HARQ 미니 타일(HMT) 내에서 코드 분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing)될 수 있다.
이러한 한 쌍의 HARQ 피드백 채널은 3개의 HMT에 할당될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 HARQ 피드백 채널인 단말 1의 제 1 HARQ 피드백 채널 및 단말 2의 제 2 HARQ 피드백 채널은 3개의 HMT 영역(810, 820, 830)에 각각 할당될 수 있다. 단말 1의 제 1 HARQ 피드백 채널 및 단말 2의 제 2 HARQ 피드백 채널의 1 비트 ACK/NACK 신호 각각은 직교 시퀀스를 이용하여 코드 분할 다중화된 형태로 3개의 HMT 영역(810, 820, 830)에 각각 할당될 수 있다. 이때 단말 1이 제 1 HARQ 피드백 채널을, 단말 2가 제 2 HARQ 피드백 채널을 통해 1비트 피드백을 하는데 이용하는 직교 시퀀스의 일 예는 다음 표 1과 같다. 표 1은 HARQ 피드백의 시퀀스 및 매핑을 나타내는 표이다.
직교 시퀀스 1 비트 피드백
[+1 +1 +1 +1] 제 1 채널 ACK
[+1 -1 +1 -1] 제 1 채널 NACK
[+1 +1 -1 -1] 제 2 채널 ACK
[+1 -1 -1 +1] 제 2 채널 NACK
표 1에 나타난 바와 같이 직교 시퀀스는 HARQ 피드백 채널을 형성하기 위해 각 HMT에서 매핑될 수 있다. 3개 RFMT의 각 그룹은 6개의 HARQ 피드백 채널을 지원할 수 있다. 각 HARQ 피드백 채널은 1 비트의 HARQ 피드백을 전송하며, 각 HARQ 피드백 채널의 ACK 또는 NACK 피드백 전송을 위해 2개의 직교 시퀀스가 사용될 수 있다. 따라서, 2개 HARQ 피드백 채널의 ACK 또는 NACK 피드백 전송을 위해 서로 다른 4개의 직교 시퀀스가 필요하다. 단말 1은 1 비트 피드백을 위해 제 1 HARQ 피드백 채널을 이용할 있고, 단말 2는 1 비트 피드백을 위해 제 2 HARQ 피드백 채널을 이용할 수 있다.
예를 들어, 단말 1이 1 비트 NACK 피드백을 위해 직교 시퀀스 [+1 -1 +1 -1]을 이용할 수 있고, 단말 2가 1 비트 ACK 피드백을 위해 직교 시퀀스 [+1 +1 -1 -1]을 이용할 수 있고, 이 2개 직교 시퀀스는 HMT(810, 820, 830)에 CDM 방식이 적용되어 할당될 수 있다.
다음 표 2는 2 비트 피드백의 시퀀스 및 매핑의 일 예를 나타낸 표이다.
직교 시퀀스 2 비트 피드백
[+1 +1 +1 +1] 제 1 채널 첫 번째 비트 ACK
[+1 -1 +1 -1] 제 1 채널 첫 번째 비트 NACK
[+1 +1 -1 -1] 제 1 채널 두 번째 비트 ACK
[+1 -1 -1 +1] 제 1 채널 두 번째 비트 NACK
단말 1은 기지국으로부터 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트 또는 2개의 하향링크 버스트를 수신할 수 있다. 만약, 단말 1이 기지국으로부터 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신하였다면, 이 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 피드백을 코드워드 별로 대응하는 ACK/NACK 신호를 기지국으로 2 비트 피드백할 수 있다. 예를 들어, 단말 1은 첫 번째 코드워드에 대해서는 첫 번째 비트에서 ACK를, 두 번째 코드워드에 대해서는 두 번째 비트에서 NACK를 전송하는 경우가 있다. 이때 표 2에 나타난 바와 같이, 단말 1은 2개의 직교 시퀀스([+1 +1 +1 +1], [+1 -1 -1 +1])를 이용하여 기지국으로 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다.
표 2에 나타낸 직교 시퀀스 및 매핑은 한 단말이(예를 들어, 단말 1)이 하나의 HARQ 피드백 채널(예를 들어, 제 1 HARQ 피드백 채널)을 통해 2 비트 피드백하는 경우를 나타낸 것이다. 따라서 이 경우, 각 HARQ 피드백 채널에 대한 인덱싱이 필요하다.
단말 1이 2개의 HARQ 피드백 채널을 HMT(810, 820, 830)를 통해 기지국으로 전송해야 하기 때문에, 각 HARQ 피드백 채널에는 전력을 1/2씩 할당하게 된다.
다음 표 3은 2 비트 피드백의 시퀀스 및 매핑의 일 예를 나타낸 표이다.
직교 시퀀스 2 비트 피드백
[+1 +1 +1 +1] 제 1 채널 ACK/ACK
[+1 -1 +1 -1] 제 1 채널 ACK/NACK
[+1 +1 -1 -1] 제 1 채널 NACK/ACK
[+1 -1 -1 +1] 제 1 채널 NACK/NACK
단말 1은 기지국으로부터 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트 또는 2개의 하향링크 버스트를 수신할 수 있다. 만약, 단말 1이 기지국으로부터 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신하였다면, 이 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위해, 각 코드워드 별로 대응하는 ACK/NACK 신호를 2 비트로 기지국으로 피드백할 수 있다. 예를 들어, 단말 1은 첫 번째 코드워드에 대해서는 첫 번째 비트에서 NACK 신호를, 두 번째 코드워드에 대해서는 두 번째 비트에서 ACK 신호를 전송하는 경우가 있을 수 있다. 이때 표 3에 나타난 바와 같이, 단말 1은 1개의 직교 시퀀스 [+1 +1 -1 -1] 를 이용하여 기지국으로 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다.
표 3에 나타낸 직교 시퀀스 및 매핑은 한 단말이(예를 들어, 단말 1)이 하나의 HARQ 피드백 채널(예를 들어, 제 1 HARQ 피드백 채널)을 통해 2 비트 피드백하는 경우를 나타낸 것이다. 따라서 다른 단말인 단말 2는 제 2 HARQ 피드백 채널을 통해 2 비트 피드백을 할 수 있다. 따라서 이 경우, 각 HARQ 피드백 채널에 대한 인덱싱이 필요하다.
각 단말은 1개의 HARQ 피드백 채널을 HMT(810, 820, 830)를 통해 기지국으로 전송하기 때문에, 각 HARQ 피드백 채널에 전체 전력을 할당할 수 있다.
다음 표 4는 2 비트 피드백의 시퀀스 및 매핑의 일 예를 나타낸 표이다.
시퀀스 인덱스 직교 시퀀스 2 비트 피드백
0 [+1 +1 +1 +1] Even numbered 채널 ACK/ACK
1 [+1 +j +1 +j] Even numbered 채널 ACK/NACK
2 [+1 -1 +1 -1] Even numbered 채널 NACK/ACK
3 [+1 -j +1 -j] Even numbered 채널 NACK/NACK
4 [+1 +1 -1 -1] Odd numbered 채널 ACK/ACK
5 [+1 +j -1 -j] Odd numbered 채널 ACK/NACK
6 [+1 -1 -1 +1] Odd numbered 채널 NACK/ACK
7 [+1 -j -1 +j] Odd numbered 채널 NACK/NACK
각 단말은(예를 들어, 단말 1, 단말 2) 기지국으로부터 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트 또는 2개의 하향링크 버스트를 수신할 수 있다.
만약, 단말 1이 기지국으로부터 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신하였다면, 이 하향링크 버스트에 대한 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위해, 각 코드워드 별로 대응하는 ACK/NACK 신호를 2 비트로 기지국으로 피드백할 수 있다. 이와 달리, 단말 1이 기지국으로부터 2개의 하향링크 버스트를 수신하였다면, 단말 1은 하향링크 버스트들에 대한 2 비트 피드백을 기지국으로 전송할 수 있다. 각 단말은 하향링크 버스트 별로 혹은 하나의 하향링크 버스트 내 코드워드 별로 ACK/NACK 피드백을 기지국에 전송할 필요가 있다. 이하에서는 단말 1 및 단말 2가 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신한 것으로 가정하고 설명한다.
단말 1이 제 1 하향링크 버스트의 첫 번째 코드워드 및 두 번째 코드워드에 대해 각각 ACK, NACK 신호를 제 1 HARQ 피드백 채널을 이용하여 피드백하려고 하는 경우, 표 4에서 직교 시퀀스 [+1 +j +1 +j] 을 이용하여 기지국에 피드백할 수 있다. 그리고 단말 2는 제 2 하향링크 버스트의 첫 번째 코드워드 및 두 번째 코드워드에 대해 각각 NACK, ACK 피드백을 위해 제 2 HARQ 피드백 채널을 이용하여 피드백을 전송하려고 하는 경우에 표 4에서 직교 시퀀스 [+1 -1 -1 +1] 을 사용할 수 있다. 이 2개 직교 시퀀스는 HMT(810, 820, 830)에 CDM 방식이 적용되어 할당될 수 있다.
각 단말은 2 비트 피드백을 하나의 HARQ 피드백 채널을 통해 기지국으로 전송하기 때문에 하나의 HARQ 피드백 채널에 대해 HMT에 할당된 전체 전력을 모두 사용할 수 있다. 각 단말은 짝수 인덱스의 시퀀스들을 QPSK 변조를 적용하여 하나의 HARQ 피드백 채널을 사용할 수 있다.
이러한 경우 각 단말이 수신한 하향링크 승인(grant)의 개수와 HARQ 피드백 채널은 1:1로 매핑될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 단말 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 단말 장치는 수신 모듈(910), 전송 모듈(920), 프로세서(930) 및 메모리(940)를 포함할 수 있다.
수신 모듈(910)은 각종 데이터 정보를 기지국 등 외부로부터 수신할 수 있다. 특히, 수신 모듈(910)은 기지국으로부터 두 개의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 수신할 수 있다. 전송 모듈(920)은 기지국 등으로 각종 신호, 데이터, 정보 등을 전송할 수 있다. 특히 전송 모듈(920)은 수신 모듈(910)이 상기 수신한 두 개의 하향링크 버스트에 대해 하향링크 버스트 별로 해당하는 또는 상기 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트에 대해 코드워드 별로 해당하는 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 피드백을 상기 기지국으로 전송할 수 있다. 이때 전송되는 단말의 ACK/NACK 피드백은 직교 시퀀스가 적용되어 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 제 1 HARQ 피드백 채널을 통해 전송될 수 있다.
프로세서(930)는 단말 장치가 수신한 정보 등을 연산처리하는 기능을 수행하며, 메모리(940)는 연산처리된 정보, 수신한 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 기지국 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 기지국 장치는 수신 모듈(1010), 전송 모듈(1020), 프로세서(1030) 및 메모리(1040)를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 전송 모듈(1020)은 단말 등으로 각종 신호, 데이터, 정보 등을 전송할 수 있다. 특히, 전송 모듈(1020)은 제 1 단말 및 제 2 단말 각각에 두 개의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트를 전송할 수 있다. 수신 모듈(1010)은 각종 데이터 정보를 단말 등 외부로부터 수신할 수 있다. 특히, 수신 모듈(1010)은 상기 전송 모듈(1020)이 전송한 두 개의 하향링크 버스트에 대해 하향링크 버스트 별로 해당하는 또는 상기 2개의 코드워드를 포함하는 하나의 하향링크 버스트에 대해 코드워드 별로 해당하는 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 신호를 상기 제 1 및 제 2 단말로부터 각각 수신할 수 있다. 이때 상기 제 1 및 제 2 단말 각각의 ACK/NACK 신호는 서로 다른 직교 시퀀스인 제 1 및 제 2 직교 시퀀스가 적용되어 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 서로 다른 제 1 및 제 2 HARQ 피드백 채널을 통해 각각 전송될 수 있다.
프로세서(1030)는 기지국 장치가 수신한 정보 등을 연산처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1040)는 연산처리된 정보, 수신한 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들을 제한하는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백을 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 2개의 코드워드들을 포함하는 하나의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 하향링크 버스트들을 수신하는 단계; 및
    상기 하나의 하향링크 버스트에 포함된 상기 2개의 코드워드들 각각, 또는 상기 2개의 하향링크 버스트들 각각에 대응하는 수신긍정 확인 또는 수신부정 확인(ACK 또는 NACK) 피드백들을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    HARQ 피드백 채널들을 형성하기 위하여 각각의 HARQ 미니 타일에 직교 시퀀스가 매핑되고 상기 ACK 또는 NACK 피드백들은 하나의 HARQ 미니 타일에 포함된 제 1 HARQ 피드백 채널을 통해 전송되고,
    상기 제 1 HARQ 피드백 채널 및 다른 단말이 ACK 또는 NACK 피드백들을 전송하는 제 2 HARQ 피드백 채널은 상기 하나의 HARQ 미니 타일에 포함되어 상기 기지국으로 전송되고,
    상기 제 1 및 제 2 HARQ 피드백 채널들은 3개의 HARQ 미니 타일들의 각각의 HARQ 미니 타일 상에서 전송되며,
    상기 3개의 HARQ 미니 타일들 각각은 시간 영역 및 주파수 영역이 서로 중첩되지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는 HARQ 피드백 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하나의 HARQ 미니 타일은 2개의 부반송파들에 의한 2개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼들로 구성된 것을 특징으로 하는 HARQ 피드백 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단말 및 상기 다른 단말은 상기 ACK 또는 NACK 피드백들의 전송을 위해 각각 제 1 직교 시퀀스 및 제 2 시퀀스를 이용하며,
    상기 하나의 HARQ 미니 타일 내의 상기 제 1 및 제 2 HARQ 피드백 채널들을 다중화하기 위하여 코드 분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방식이 이용되는 것을 특징으로 하는 HARQ 피드백 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단말 및 다른 단말은 각각 2 비트 크기로 ACK 또는 NACK 피드백들을 상기 기지국에 전송하는 것을 특징으로 하는 HARQ 피드백 전송 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 기지국이 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백을 수신하는 방법에 있어서,
    기지국이 제 1 단말 및 제 2 단말 각각에 2개의 코드워드들을 포함하는 하나의 하향링크 버스트(burst) 또는 2개의 하향링크 버스트들을 전송하는 단계; 및
    상기 하나의 하향링크 버스트 내의 상기 2개의 코드워드들 각각, 또는 상기 2개의 하향링크 버스트들 각각에 대응하는 수신긍정 확인 또는 수신부정 확인(ACK 또는 NACK) 피드백들을 상기 제 1 및 제 2 단말로부터 각각 수신하는 단계를 포함하되,
    HARQ 피드백 채널들을 형성하기 위하여 각각의 HARQ 미니 타일에 상이한 직교 시퀀스들이 매핑되고 상기 ACK 또는 NACK 피드백들은 하나의 HARQ 미니 타일 내에 포함된 서로 상이한 HARQ 피드백 채널들(제 1 HARQ 피드백 채널 및 제 2 HARQ 피드백 채널)을 통해 각각 전송되고,
    상기 제 1 및 제 2 HARQ 피드백 채널들은 3개의 HARQ 미니 타일들의 각각의 HARQ 미니 타일 상에서 전송되며,
    상기 3개의 HARQ 미니 타일들 각각은 시간 영역 및 주파수 영역이 서로 중첩되지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는 HARQ 피드백 수신 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하나의 HARQ 미니 타일은 2개의 부반송파들에 의한 2개의 OFDM 심볼들로 구성된 것을 특징으로 하는 HARQ 피드백 수신 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 하나의 HARQ 미니 타일 내의 상기 제 1 및 제 2 피드백 채널들을 다중화하기 위하여 코드 분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방식이 이용되는 것을 특징으로 하는 기지국의 HARQ 피드백 수신 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 단말 각각의 ACK 또는 NACK 피드백들은 2 비트 크기인 것을 특징으로 하는 기지국의 HARQ 피드백 수신 방법.
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