KR101746537B1 - 무선 통신 시스템에서 제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 ACK/NACK (Acknowledgement/Negative-ACK) 신호를 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 ACK/NACK 신호에 제 1 제어 채널 자원을 할당하고, CQI(Channel Quality Information) 신호에 제 2 제어 채널 자원을 할당하는 단계, 기 설정된 우선 순위에 따라 상기 제 1 제어 채널 자원의 송신 전력과 상기 제 2 제어 채널 자원의 송신 전력을 결정하는 단계, 및 상기 제어 채널 자원들과 이에 대응하는 송신 전력들을 이용하여 상기 ACK/NACK 신호와 상기 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRASMITTING CONTROL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 반송파 집성이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 ACK/NACK 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 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, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 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, HARQ 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 있다. 이를 위해, LTE-A 시스템은 복수의 콤포넌트 반송파를 사용하여 광대역을 달성하는 반송파 집성(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용하도록 하고 있다. 반송파 집성은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 콤포넌트 반송파를 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하도록 한다. 각 콤포넌트 반송파의 대역폭은 LTE 시스템에서 사용되는 시스템 블록의 대역폭에 기초하여 정의될 수 있다. 각각의 콤포넌트 반송파는 컴포넌트 반송파를 이용하여 전송된다.
본 발명은 반송파 집성이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 제어 신호, 특히 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 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 단말이 ACK/NACK 신호를 송신하는 방법은 상기 ACK/NACK 신호에 제 1 제어 채널 자원을 할당하고, CQI(Channel Quality Information) 신호에 제 2 제어 채널 자원을 할당하는 단계; 기 설정된 우선 순위에 따라 상기 제 1 제어 채널 자원의 송신 전력과 상기 제 2 제어 채널 자원의 송신 전력을 결정하는 단계; 및 상기 제어 채널 자원들과 이에 대응하는 송신 전력들을 이용하여 상기 ACK/NACK 신호와 상기 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 ACK/NACK 신호와 상기 CQI 신호는 동일한 안테나를 통하여 송신되며, 상기 기 설정된 우선 순위는 상기 기지국으로부터 시그널링되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호를 송신하는 방법은 복수의 ACK/NACK 신호들을 하나의 ACK/NACK 상태 정보로 번들링하는 단계; CQI(Channel Quality Information) 신호에 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역을 할당하는 단계; 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보에 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역을 할당하는 단계; 및 상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 ACK/NACK 상태 정보의 크기가 상기 제 2 영역보다 큰 경우, 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역을 할당하는 단계는, 상기 ACK/NACK 상태 정보에 추가 제어 채널 자원을 할당하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 영역은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며, 상기 제 2 영역은 상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호를 송신하는 방법은, 드랍핑된 CQI(Channel Quality Information) 신호를 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역 중 일부를 할당하는 단계; 상기 ACK/NACK 신호에 상기 제 1 영역의 나머지 영역과 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역을 할당하는 단계; 및 상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 드랍핑된 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 제 1 영역은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며, 상기 제 2 영역은 상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인 것이 바람직하며, 상기 드랍핑된 CQI 신호는 선택적(selective) CQI 또는 광대역(Wideband) CQI 중 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상인 단말 장치는 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호에 제 1 제어 채널 자원을 할당하고, CQI(Channel Quality Information) 신호에 제 2 제어 채널 자원을 할당하는 프로세서; 및 상기 제어 채널 자원들을 이용하여 상기 ACK/NACK 신호와 상기 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 송신 모듈을 포함하며, 상기 프로세서는 기 설정된 우선 순위에 따라 상기 제 1 제어 채널 자원의 송신 전력과 상기 제 2 제어 채널 자원의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 ACK/NACK 신호와 상기 CQI 신호는 동일한 안테나를 통하여 송신되며, 상기 기 설정된 우선 순위는 상기 기지국으로부터 시그널링되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양상인 단말 장치는 복수의 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호들을 하나의 ACK/NACK 상태 정보로 번들링하고, CQI(Channel Quality Information) 신호에 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역을 할당하며, 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보에 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역을 할당하는 프로세서; 및 상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 송신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 ACK/NACK 상태 정보의 크기가 상기 제 2 영역보다 큰 경우, 상기 프로세서는, 상기 ACK/NACK 상태 정보에 추가 제어 채널 자원을 할당하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 영역은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며, 상기 제 2 영역은 상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상인 단말 장치는 드랍핑된 CQI(Channel Quality Information) 신호를 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역 중 일부를 할당하고, ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호에 상기 제 1 영역의 나머지 영역과 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역을 할당하는 프로세서; 및 상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 드랍핑된 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 송신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 제 1 영역은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며, 상기 제 2 영역은 상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인 것이 바람직하며, 상기 드랍핑된 CQI 신호는 선택적(selective) CQI 또는 광대역(Wideband) CQI 중 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 반송파 집성이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 제어 신호 특히, ACK/NACK 신호를 효율적으로 전송할 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.
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 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시하는 도면.
도 3은 LTE에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 4는 단일 콤포넌트 반송파 상황에서 통신을 수행하는 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH 구조를 예시하는 도면.
도 7은 ACK/NACK 신호 전송을 위한 PUCCH 자원을 결정하는 예를 도시하는 도면.
도 8은 다중 콤포넌트 반송파 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 동시에 송신하는 방법을 예시하는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 병합하여 전송하기 위한 자원 할당 구조를 예시하는 도면.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 병합하여 전송하기 위한 방법을 설명하는 도면.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 추가 채널 자원이 할당한 경우, 디코딩된 콤포넌트 반송파의 개수를 피드백하는 방안을 예시하는 도면.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면.
도 14는 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국과 단말을 예시하는 도면이다.
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 콤포넌트 반송파를 사용하는 시스템을 레거시 시스템(legacy system) 또는 협대역 시스템(narrowband system)으로 지칭한다. 이와 대응하여, 시스템 대역이 복수의 콤포넌트 반송파를 포함하고, 적어도 하나 이상의 콤포넌트 반송파를 레거시 시스템의 시스템 블록으로 사용하는 시스템을 진화된 시스템(evolved system) 또는 광대역 시스템(wideband system)이라고 지칭한다. 레거시 시스템 블록으로 사용되는 콤포넌트 반송파는 레거시 시스템의 시스템 블록과 동일한 크기를 갖는다. 반면, 나머지 콤포넌트 반송파들의 크기는 특별히 제한되지는 않는다. 그러나, 시스템 단순화를 위하여, 상기 나머지 콤포넌트 반송파들의 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.
도 2는 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시하는 도면이다. 상향링크에서 송신기(202~214)는 단말이고 수신기(216~230)는 기지국의 일부이다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고 수신기는 단말의 일부이다.
도 2을 참조하면, OFDMA 송신기는 직/병렬 변환기(Serial to Parallel converter, 202), 부반송파 맵핑(sub-carrier mapping) 모듈(206), M-포인트(point) IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 모듈(208), 순환 전치(Cyclic prefix; CP) 부가 모듈(210), 병/직렬 변환기(Parallel to Serial converter, 212) 및 RF(Radio Frequency)/DAC(Digital to Analog Converter) 모듈(214)을 포함한다.
OFDMA 송신기에서 신호 처리 과정은 다음과 같다. 먼저, 비트 스트림(bit stream)이 데이터 심볼 시퀀스(data symbol sequence)로 변조된다. 비트 스트림은 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층으로부터 전달받은 데이터 블록에 채널 부호화(channel encoding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등과 같은 다양한 신호 처리를 하여 얻어질 수 있다. 비트 스트림은 부호어(codeword)로 지칭되기도 하며 MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록과 등가이다. MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록은 전송 블록으로 지칭되기도 한다. 변조 방식은 이로 제한되는 것은 아니지만 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), n-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 포함할 수 있다. 그 후, 직렬의 데이터 심볼 시퀀스는 N개씩 병렬로 변환된다(202). N개의 데이터 심볼은 전체 M개의 부반송파 중에서 할당받은 N개의 부반송파에 맵핑(mapping)되고 남은 M-N개의 반송파는 0으로 패딩된다(206). 주파수 영역에 맵핑된 데이터 심볼은 M-포인트 IDFT 처리를 통해 시간 영역 시퀀스로 변환된다(208). 그 후, 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference; ISI)과 반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference; ICI)을 줄이기 위해서, 상기 시간 영역 시퀀스에 CP를 더하여 OFDMA 심볼을 생성한다(210). 생성된 OFDMA 심볼은 병렬에서 직렬로 변환된다(212). 그 후, OFDMA 심볼은 디지털-대-아날로그 변환, 주파수 상향변환 등의 과정을 거쳐 수신기로 전송된다(214). 다른 사용자는 남은 M-N개의 부반송파 중에서 가용한 부반송파를 할당받는다. OFDMA 수신기는 RF/ADC(Analog to Digital Converter) 모듈(216), 직/병렬 변환기(218), CP 제거(Remove CP) 모듈(220), M-포인트 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈(222), 부반송파 디맵핑(demapping)/등화(equalization) 모듈(224), 병/직렬 변환기(228) 및 검출(detection) 모듈(230)을 포함한다. OFDMA 수신기의 신호 처리 과정은 OFDMA 송신기의 역으로 구성된다.
SC-FDMA 송신기는 OFDMA 송신기와 비교하여 부반송파 맵핑 모듈(206) 이전에 N-포인트 DFT 모듈(204)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 송신기는 IDFT 처리 이전에 DFT를 통해 복수의 데이터를 주파수 영역에 확산시켜 송신 신호의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 OFDMA 방식에 비해 크게 줄일 수 있다. SC-FDMA 수신기는 OFDMA 수신기와 비교하여 부반송파 디맵핑 모듈(224) 이후에 N-포인트 IDFT 모듈(226)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 수신기의 신호 처리 과정은 SC-FDMA 송신기의 역으로 구성된다.
도 3은 LTE에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200·Ts)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·Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDMA(또는 SC-FDMA) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDMA(또는 SC-FDMA) 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 전송 시간 간격(Transmission Time Interval; TTI)은 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임 내의 서브프레임의 수, 서브프레임 내의 슬롯의 수, 슬롯 내의 OFDMA(또는 SC-FDMA) 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 단일 콤포넌트 반송파 상황에서 통신을 수행하는 예를 도시하는 도면이다. 도 4는 LTE 시스템의 통신 예에 대응할 수 있다. FDD(Frequency Division Duplex) 방식에서는 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신이 수행된다. 구체적으로, FDD 방식에서는 도 4의 무선 프레임 구조가 하향링크 전송 또는 상향링크 전송에만 사용된다. 반면, TDD(Time Division Duplex) 방식에서는 동일한 주파수 대역을 시간 영역에서 하향링크 구간과 이에 대응하는 상향링크 구간으로 나눈다. 구체적으로, TDD 방식에서는 도 4의 무선 프레임 구조가 하향링크 전송 및 이에 대응되는 상향링크 전송을 위해 구분된다.
도 4를 참조하여, 단말이 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 과정을 수행하는 방법에 대해 설명한다. LTE 시스템에서 기지국의 하향링크 데이터 전송에 대한 제어 정보(예, 스케줄링 정보)는 하향링크 서브프레임의 제어 영역 내에 설정된 하향링크 제어 채널을 통해 단말에게 전달된다. 하향링크 제어 채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 포함한다. 단말은 제어 채널을 통해 스케줄링 정보(예, 데이터가 할당된 자원, 데이터의 크기, 코딩 방식, 리던던시 버전 등)를 수신한 뒤, 스케줄링 정보에 의해 지시되는 하향링크 공용 채널을 통해 스케줄링된 데이터를 수신할 수 있다. 하향링크 공용 채널은 PDSCH(Physical Uplink Channel)를 포함한다. 그 후, 단말은 상향링크 서브프레임의 제어 영역 내에 설정된 상향링크 제어 채널을 통해 하향링크 데이터에 대한 수신 응답 신호(예, HARQ ACK/NACK)를 기지국에 전송할 수 있다. 상향링크 제어 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)를 포함한다. 편의상, 본 명세서에서는 HARQ ACK/NACK을 간단히 ACK/NACK 신호로 표시한다. 기지국은 단말로부터 ACK/NACK 신호를 수신한 뒤, NACK으로 지시된 하향링크 데이터에 대해 재전송을 수행한다. 기지국이 복수의 하향링크 데이터를 단말로 전송하는 경우, HARQ 과정은 각 하향링크 데이터에 대응하는 전송 블록별로 수행될 수 있다.
도 5는 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 일 예로, 일반(normal) CP의 경우 슬롯은 7개의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH를 포함하고 제어 정보를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)(예, m=0,1,2,3)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다. 제어 정보는 ACK/NACK, CQI, PMI, RI 등을 포함한다. 또한, PUSCH와 PUCCH는 동시에 전송되지 않는다. 아래 표 1은 3GPP TS 36.211 Release-8에 기술된 PUCCH 포맷의 특징을 나타낸다.
PUCCH format Modulation scheme Number of bits per subframe,
Figure 112010025073282-pat00001
1 N/A N/A
1a BPSK 1
1b QPSK 2
2 QPSK 20
2a QPSK+BPSK 21
2b QPSK+QPSK 22
도 6은 ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH 구조를 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 일반 CP인 경우 슬롯의 중간에 위치한 3개의 연속된 심볼에는 참조 신호(UL RS)가 실리고, 남은 4개의 심볼에는 제어 정보(즉, ACK/NACK)가 실린다. 확장 CP인 경우 슬롯은 6개의 심볼을 포함하고 3번째 및 4번째 심볼에 기준 신호가 실린다. 복수의 단말로부터의 ACK/NACK은 CDM 방식을 이용하여 하나의 PUCCH 자원에 다중화된다. CDM 방식은 주파수 확산을 위한 시퀀스의 순환 쉬프트(Cyclic Shift; CS) 및/또는 시간 확산을 위한 (준)직교 확산 코드를 이용하여 구현된다. 일 예로, ACK/NACK은 CG-CAZAC(Computer Generated Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트(Cyclic Shift; CS)(주파수 확산) 및/또는 서로 다른 왈쉬(Walsh)/DFT 직교 코드(시간 확산)를 이용하여 구분된다. IFFT 이후에 곱해지는 w0, w1, w2, w3은 IFFT 이전에 곱해져도 결과는 같다. LTE 시스템에서 ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH 자원은 주파수-시간 자원(예, 자원블록)의 위치, 주파수 확산을 위한 시퀀스의 순환 쉬프트 및 시간 확산을 위한 (준)직교 코드의 조합으로 표현되며, 각 PUCCH 자원은 PUCCH (자원) 인덱스를 이용하여 지시된다.
도 7은 ACK/NACK 신호 전송을 위한 PUCCH 자원을 결정하는 예를 도시하는 도면이다. LTE 시스템에서 ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원은 각 단말에게 미리 할당되어 있지 않고, 복수의 PUCCH 자원을 셀 내의 복수의 단말들이 매 시점마다 나눠서 사용한다. 구체적으로, 단말이 ACK/NACK을 전송하는데 사용하는 PUCCH 자원은 해당 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보를 나르는 PDCCH에 대응된다. 각각의 하향링크 서브프레임에서 PDCCH가 전송되는 전체 영역은 복수의 CCE(Control Channel Element)로 구성되고, 단말에게 전송되는 PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. 단말은 자신이 수신한 PDCCH를 구성하는 CCE들 중 특정 CCE (예, 첫 번째 CCE)에 대응되는 PUCCH 자원을 통해 ACK/NACK을 전송한다.
도 7을 참조하면, 하향링크 콤포넌트 반송파(DownLink Component Carrier; 하향링크 콤포넌트 반송파)에서 각 사각형은 CCE를 나타내고, 상향링크 콤포넌트 반송파(UpLink Component Carrier; UL CC)에서 각 사각형은 PUCCH 자원을 나타낸다. 각각의 PUCCH 인덱스는 ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원에 대응된다. 도 7에서와 같이 4~6 번 CCE로 구성된 PDCCH를 통해 PDSCH에 대한 정보가 전달된다고 가정할 경우, 단말은 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE인 4번 CCE에 대응되는 4번 PUCCH를 통해 ACK/NACK을 전송한다. 도 6은 하향링크 콤포넌트 반송파에 최대 N개의 CCE가 존재할 때에 UL CC에 최대 M개의 PUCCH가 존재하는 경우를 예시한다. N=M일 수도 있지만 M값과 N값을 다르게 설계하고 CCE와 PUCCH들의 매핑이 겹치게 하는 것도 가능하다.
구체적으로, LTE 시스템에서 PUCCH 자원 인덱스는 다음과 같이 정해진다.
Figure 112010025073282-pat00002
여기에서, n(1) PUCCH는 ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH 자원 인덱스를 나타내고, N(1) PUCCH는 상위계층으로부터 전달받는 시그널링 값을 나타내며, nCCE는 PDCCH 전송에 사용된 CCE 인덱스 중에서 가장 작은 값을 나타낸다.
도 8은 다중 콤포넌트 반송파 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 도시하는 도면이다. 도 8은 LTE-A 시스템의 통신 예에 대응할 수 있다. LTE-A 시스템은 더 넓은 주파수 대역을 사용하기 위해 복수의 상/하향링크 주파수 블록을 모아 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다. 각 주파수 블록은 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)를 이용해 전송된다.
도 8을 참조하면, 상/하향링크에 각각 5개의 20MHz CC들이 모여서 100MHz 대역폭을 지원할 수 있다. 콤포넌트 반송파들은 주파수 영역에서 인접하거나 비-인접할 수 있다. 도 3에서 예시한 무선 프레임 구조는 다중 콤포넌트 반송파를 사용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 무선 프레임, 서브프레임 및 슬롯은 시간 단위이므로, 일 예로 기지국과 단말은 하나의 서브프레임 상에서 복수의 콤포넌트 반송파를 통해 신호를 송수신할 수 있다. 도 8은 편의상 상향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭과 하향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭이 모두 동일하고 대칭인 경우를 도시하였다. 그러나, 각 콤포넌트 반송파의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 일 예로, 상향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭은 5MHz(UL CC0) + 20MHz(UL CC1) + 20MHz(UL CC2) + 20MHz(UL CC3) + 5MHz(UL CC4)와 같이 구성될 수 있다. 또한, UL CC의 개수와 하향링크 콤포넌트 반송파의 개수가 다른 비대칭적 반송파 집성도 가능하다. 비대칭적 반송파 집성은 가용한 주파수 대역의 제한으로 인해 발생되거나 네트워크 설정에 의해 인위적으로 조성될 수 있다. 또한, 상향링크 신호와 하향링크 신호는 일대일로 매핑된 콤포넌트 반송파를 통해 전송되는 것으로 예시하고 있지만, 네트워크 설정 또는 신호의 종류에 따라 실제로 신호가 전송되는 콤포넌트 반송파는 달라질 수 있다. 일 예로, 스케줄링 명령이 전송되는 콤포넌트 반송파와 스케줄링 명령에 따라 데이터가 전송되는 콤포넌트 반송파는 서로 다를 수 있다. 또한, 상/하향링크 제어 정보는 콤포넌트 반송파간의 매핑 여부와 관계없이 특정 상향링크/하향링크 콤포넌트 반송파를 통해 전송될 수 있다.
이로 제한되는 것은 아니지만, 상향링크 콤포넌트 반송파의 개수가 하향링크 콤포넌트 반송파의 개수보다 작은 경우, 복수의 하향링크 PDSCH 전송에 대한 ACK/NACK을 보다 적은 상향링크 PUCCH를 통해서 전송해야 한다. 특히, 복수의 하향링크 PDSCH 전송에 대한 ACK/NACK이 특정 상향링크 콤포넌트 반송파를 통해서만 전송되도록 설정될 수 있다. 또한, 상향링크 콤포넌트 반송파와 하향링크 콤포넌트 반송파의 개수가 같은 경우에도 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송방식을 사용하거나 TDD로 동작할 경우 단말은 복수의 전송 블록을 수신하게 된다. 이 경우, 단말은 복수의 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 제한된 PUCCH 자원을 통해 전송해야 한다.
이하에서는 LTE-A 시스템에서 단말이 상향링크 제어 정보로서 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 동시에 피드백하는 방법에 관하여 설명한다. 특히 단말이 상향링크 전송을 함에 있어 한정된 송신 전력만을 이용하여야 하는 상황이 문제될 수 있다.
LTE 시스템에서는 PUCCH 포맷 2a 또는 2b를 이용하여 CQI 신호와 함께 ACK/NACK 신호를 기지국으로 전송하며, 이 경우, ACK/NACK 신호는 슬롯 당 두 개의 참조 심볼에 차등 변조 기법을 적용하여 전송할 수 있다. 이러한 구조에 의하는 경우라면 단말은 단일 반송파 특성을 유지하면서 CQI 신호와 함께 ACK/NACK 신호를 동시에 피드백할 수 있다. 또한 LTE 시스템에서는 PUCCH 포맷 2a 또는 2b를 이용하여 ACK/NACK 신호만을 피드백하고, CQI 신호는 드랍핑(Droppin)하는 방법도 제안되었으며, 이와 같은 경우 CQI 신호를 전송하기 위한 자원들은 사용되지 않는다.
그러나, LTE-A 시스템의 경우 반송파 집성 기법 또는 CoMP(Coordianted Multi Point) 전송 기법 등이 적용됨에 따라 보다 많은 양의 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 피드백해야 하므로, 현재의 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 동시에 피드백하는 기법으로는 LTE-A 시스템에 효과적으로 대응할 수가 없다. 또한 CQI 신호를 드랍핑하는 기법은 자원의 효율성 측면에서 문제가 있다. 따라서, 이하에서는 LTE-A 시스템에서 적용 가능한 효율적인 ACK/NACK 신호와 CQI 신호의 피드백 방법에 관하여 제안한다.
<제 1 실시예>
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 동시에 송신하는 방법을 예시하는 도면이다. 본 발명의 제 1 실시예로서, LTE 시스템과의 호환성을 위하여 ACK/NACK 신호와 CQI 신호는 각각의 신호에 할당되는 제어 채널 자원들을 이용하여 기지국으로 전송하는 방안이다.
이 경우, ACK/NACK 신호와 CQI 신호가 동일한 안테나를 통하여 서로 다른 제어 채널 자원을 이용하여 송신되기 때문에, 단일 반송파 특성을 만족할 것이라 보장할 수가 없다. 또한, 단말의 송신 전력은 제약이 가해지기 때문에, 각각의 제어 채널들의 QoS(Quality of Service)가 악화될 수 있는 여지가 있다.
이러한 QoS의 악화를 보상하기 위하여, 각각의 제어 채널들을 송신하기 위한 전력이 조절될 필요가 있다. 즉, 우선 순위가 높은 특정 제어 채널은 할당된 전력보다 많은 전력을 이용하여 송신하고, 우선 순위가 낮은 제어 채널은 수신 품질보다는 기지국의 수신 여부에 중점을 두어 낮은 전력을 이용하여 송신할 수 있다. 이러한 송신 전력 제어는 제어 채널 포맷이나 이를 통하여 전송되는 정보의 종류에 따라서 결정될 수 있는 오프셋 값으로 정의될 수 있다.
예를 들어, ACK/NACK 신호를 송신하는 용도로 사용되는 제어 채널은 높은 우선 순위를 갖고, CSI(channel State Information), CQI(channel quality indicator) 및 SR(scheduling request) 등을 송신하는 용도로 사용되는 제어 채널은 상대적으로 낮은 우선 순위를 가질 수 있다. 이와 같은 경우라면, ACK/NACK 신호를 송신하는 제어 채널의 송신 전력을 우선적으로 결정한 후, 우선 순위가 낮은 다른 제어 신호를 송신하는 채널의 송신 전력에 나머지 전력을 할당하는 것이 바람직하다.
이러한 제어 채널 우선 순위에 따른 송신 전력 할당은 기지국의 시그널링에 따라 구현되는 것이 바람직하며, 상위 계층 또는 방송 채널을 통하여 시그널링될 수도 있다. 또한, 셀 구축 시부터 제어 채널 우선 순위가 결정된 경우라면, 시그널링 자체가 불필요할 수도 있다.
<제 2 실시예>
본 발명의 제 2 실시예로서, ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 하나 이상의 특정 제어 채널을 통하여 병합하여 송신하는 방법을 고려할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 동일한 자원을 이용하여 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 병합하여 전송하기 위한 자원 할당 구조를 예시하는 도면이다. 도 10의 ACK/NACK(n)에서 n은 ACK/NACK 비트 수를 지시한다.
상술한 바와 같이 종래 LTE 시스템에서도 서로 다른 제어 정보를 하나의 제어 정보 포맷을 이용하여 병합하여 피드백하는 기법이 적용되어 있다. 예를 들어, LTE 시스템의 PUCCH 포맷 2a 또는 2b의 페이로드는 CQI 신호가 전송되는 영역이며, 참조 심볼에 차등 변조(differential modulation) 기법을 적용하여 ACK/NACK 신호를 전송한다. 하나의 슬롯에 복수의 참조 심볼이 존재하거나 하나의 서브 프레임에서 슬롯 단위의 주파수 홉핑이 적용되지 않은 경우와 같이 동일한 채널 응답을 겪는 복수의 참조 심볼이 존재한다면, LTE-A 시스템의 단말에도 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 병합하여 피드백하는 기법을 적용할 수 있다.
즉, LTE-A 시스템에서 정의될 상향링크 제어 채널의 포맷은 심볼 간격 확장 또는 서로 다른 슬롯에서의 심볼 페어링(pairing) 등을 위하여 주파수 홉핑 기법이 배제될 수 있으므로, LTE 시스템에서의 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 병합 기법을 적용할 수 있다. 또한, LTE 시스템과의 호환성을 위하여, LTE-A 시스템에서 정의될 상향링크 제어 채널은 기존 PUCCH 포맷 2a 또는 2b에 부가하여 정의하는 것이 바람직하다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 병합하여 전송하기 위한 방법을 설명하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 우선 CQI 신호와 ACK/NACK 신호는 PUCCH 포맷 2 계열로 구성되며, 이 경우 우선적으로 CQI 신호를 구성한 후, ACK/NACK 신호를 구성한다. 이후 채널 코딩과 변조 과정을 거친 후, 심볼 맵핑을 수행하여 기지국으로 피드백한다.
보다 구체적으로, LTE-A 단말이 ACK/NACK 신호를 송신하기 위하여 1 비트 또는 2 비트가 요구되고 ACK/NACK 신호가 송신되어야 하는 서브프레임에 PUCCH 포맷 2 전송이 이루어지고 있는 경우라면, 상기 ACK/NACK 신호는 종래의 PUCCH 포맷 2a 또는 2b와 같이 참조 심볼 상에 실려 기지국으로 피드백될 수 있다.
그러나, LTE-A 단말이 ACK/NACK 신호를 송신하기 위하여 보다 많은 비트수가 요구되는 경우라면, 참조 심볼 상에서 ACK/NACK 신호를 피드백할 수 없다. 이러한 경우, 복수의 ACK/NACK 신호들을 특정 ACK/NACK 상태로 정의하여 피드백하는 것이 바람직하다. 여기서 특정 ACK/NACK 상태로의 정의는 ACK/NACK 번들링 기법을 예시할 수 있다.
예를 들어, 단일 사용자-공간 다중화 기법이 2개의 하향링크 콤포넌트 반송파를 이용하여 적용되는 경우, 단말은 콤포넌트 반송파 당 2개의 코드워드를 수신하므로 ACK/NACK 신호를 피드백하기 위하여 총 4비트가 요구된다. 그러나 공간 영역 또는 주파수 영역으로 ACK/NACK 번들링 기법을 적용한다면, 총 4개의 번들링된 ACK/NACK 상태가 정의되므로 2 비트만으로 ACK/NACK 신호를 피드백할 수 있고, 이를 참조 심볼 상에 실어 피드백할 수 있다. 번들링은 공간 또는 주파수 축으로 수행될 수 있을 뿐만 아니라 시간 축으로 복수의 서브프레임에 대한 ACK/NACK 신호들을 번들링 하는 경우도 마찬가지로 적용할 수 있다.
만약 번들링 수행 후 번들링된 ACK/NACK 상태가 증가한 경우라면 또는 번들링을 수행하였음에도 ACK/NACK 신호를 송신하기 위한 자원이 부족한 경우, LTE-A 시스템에서 정의될 상향링크 제어 채널의 포맷에서는 추가적으로 제어 채널 자원이 할당하는 것으로 정의할 수 있다. 추가된 제어 채널 자원은 ACK의 개수와 같은 ACK/NACK 상태 정보 이외에도 스케쥴링되고 디코딩된 콤포넌트 반송파의 개수 혹은 DTX 콤포넌트 반송파의 개수 등을 전송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 추가 제어 채널 자원이 PUCCH 포맷 1인 경우, 디코딩된 콤포넌트 반송파의 개수 역시 PUCCH 포맷 1을 이용하여 피드백할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 추가 채널 자원이 할당한 경우, 디코딩된 콤포넌트 반송파의 개수를 피드백하는 방안을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, LTE-A 시스템에서 스케쥴링될 수 있는 하향링크 콤포넌트 반송파의 개수는 5개이므로, QPSK 변조와 DTX 모드를 이용하여 하향링크 콤포넌트 반송파의 개수를 표현할 수 있다.
또한, 추가적으로 제어 채널 자원이 할당하는 경우 이외에도, PUCCH 포맷 2a 또는 2b의 페이로드에서 CQI에 할당하고 남은 자원을 증가된 ACK/NACK 상태를 송신하는 자원으로 이용하는 것도 가능하다. 이 때, ACK/NACK이 할당되는 위치는 대응하는 콤포넌트 반송파나 서브프레임 혹은 공간(spatial) 영역에서의 일정한 순서에 따라 명시적으로 지시될 수 있다. 즉, 수신된 DCI의 개수가 기지국과 단말 사이에 다를 수 있는 경우, 즉 그랜트의 복호 오류가 발생하는 경우라 할지라도, 단말이 피드백하는 ACK/NACK 정보는 오류가 없어야 한다. 이를 위하여 단말은 ACK/NACK 정보가 CQI/RI등의 정보가 전달되고 남는 영역에 실려 보내질 때, 각 콤포넌트 반송파, 서브프레임 또는 안테나를 기준으로 ACK/NACK 정보가 실리는 위치가 결정되는 것이 바람직하다. 추가적으로 할당된 자원 영역이 충분하다면, 상기 ACK/NACK 정보는 DTX를 포함하는 형태 예를 들어, non-SM MIMO 모드는 3개 상태 또는 SM-MIMO 모드는 5개 상태로 전송할 수 있다.
상기 실시예와 같이 CQI 전송 채널에 ACK/NACK 신호가 동시에 전송될 때, 해당 정보들은 페이로드 상에서 다중화된 후, 채널 코딩과 심볼 맵핑 및 변조 과정을 거쳐 전송되는 구조를 취할 수 있다.
<제 3 실시예>
본 발명의 제 3 실시예로서, 동일한 서브프레임에서 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 동시에 피드백하여야 함에도 CQI 신호의 크기가 매우 커서 ACK/NACK 신호와 동시에 기지국으로 송신할 수 없는 경우, CQI 신호의 전부 또는 일부를 드랍핑(dropping)하는 방안을 고려할 수 있다. 여기서 CQI는 채널 정보를 포함하는 임의 정보로써, 채널 추정 상태, MIMO 모드 정의를 위한 랭크 정보, 혹은 프리코딩 행렬 정보등을 포함할 수 있다. CQI 신호 일부의 드랍핑은 일반적인 CQI 신호보다 정보 크기가 작은 CQI를 예시할 수 있으며, 선택적(selective) CQI나 광대역 CQI가 이에 포함될 수 있다. CQI 신호 일부의 드랍핑하는 대신, 이에 대응하는 프리코딩 행렬 인덱스를 송신하는 것도 고려할 수 있다. 단말은 기지국으로 이러한 CQI 신호의 드랍핑 또는 변형을 지시할 필요가 있으며, 예로서 PUCCH 포맷 2 페이로드의 마지막 부분 혹은 시작 부분과 같이 고정된 위치에 이러한 지시자를 포함하거나, 참조 심볼의 차등 변조를 이용하여 이러한 지시자를 표현할 수 있다. 이러한 지시자는 PUCCH 포맷 2에서의 페이로드 구조를 나타내는 역할을 수행하는 것이며, 본 발명과 같이 고정된 위치에 이러한 지시자를 위치시키는 경우라면 기지국에서는 수신된 PUCCH 포맷 2에 대한 정보 구성에 대해서 정확히 할 수 있다. 또한 지시자의 크기는 1비트 이상이 될 수 있으며, 지시자의 구성 방식은 단순히 비트 지시자로서 표현될 수 있고, 혹은 짧은 길이의 패리티(parity) 정보 (예: CRC)를 포함하고 페이로드의 별로 서로 다른 패리티 규칙을 적용하는 것으로 구성할 수도 있이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 전부 또는 일부가 드랍핑(dropping)된 CQI 비트와 ACK/NACK 비트로 PUCCH 포맷 2의 컨테이너를 구성하고, 채널 코딩 및 변조를 수행한 후, 심볼 맵핑을 수행하여 기지국으로 피드백한다.
CQI 신호는 채널 추정을 위하여 사용되어 드랍핑한다고 할지라도 데이터 송수신에 문제가 발생할 확률이 낮은 반면, ACK/NACK 신호는 HARQ 수행 과정에서 반드시 피드백하여야 하는 정보이기 때문에, CQI 신호보다 ACK/NACK 신호에 우선 순위를 두는 것이 바람직하다.
이와 같이 CQI 신호의 드랍핑으로 인하여 CQI 신호에 할당되어야 할 자원들은 재사용될 수 있다. 예를 들어, 재사용 자원을 해당 단말이 ACK/NACK 신호에 할당하거나, 다른 용도로 사용할 수 있다. 기지국은 CQI 신호에 할당되어야 할 자원들은 다른 단말이 사용하도록 배정하지 않기 때문에, 재사용 자원을 해당 단말이 다른 제어 정보를 송신하기 위하여 사용할 수 있기 때문이다.
만약 이와 같이 재사용된 제어 채널 자원들(특히 PUCCH 2a 또는 2b의 페이로드)에서 LTE-A 시스템에서 정의될 새로운 PUCCH 포맷을 사용할 수 없는 경우라도, ACK/NACK 비트들은 상기 재사용된 제어 채널 자원들에 대응하는 형태로 인코딩되어 페이로드에 실릴 수 있으며, 페이로드의 나머지 영역에는 단순히 0 또는 1이 패딩되거나 ACK/NACK 비트들이 반복될 수 있다.
ACK/NACK 정보가 전송되는 경우, 페이로드 상에는 ACK/NACK 정보를 표현하기 위한 비트 정보 또는 비트 정보의 그룹에 대하여 정의될 필요가 있다. 즉 특정 비트 정보 또는 비트 정보의 그룹은 특정 콤포넌트 반송파/서브프레임/공간적 스트림(spatial stream)에 대한 ACK/NACK 혹은 DTX 정보를 나타낼 수 있다. 서로 다른 ACK/NACK 정보는 모두 결합 코딩된(joint encoded) 형태로 전송될 수 있고 혹은 개별 코딩된(separate encoded) 형태로 전송될 수 있다. 또한 CQI/RI/PMI와 같은 정보가 전달되는 위치 혹은 순서는 ACK/NACK 정보가 전달되는 위치 혹은 순서와 일정한 관계에 있는 것이 바람직하여, 이러한 경우에 비로소 기지국이 오류 없이 해당 채널을 해독할 수 있다.
특히 단말의 특정 시점에서의 복호 상태를 기준으로 달라질 수 있는 부분은 해당 시점에서 최대값에 해당하는 정보를 전달하는 것이 바람직하다. 즉, 기지국이 단말이 몇 개의 DCI를 복호할 수 있을지에 대하여 알 수 없는 경우라면, 기지국이 직접 해당 DCI의 개수를 알려주는 것이 바람직하다. 혹은 단말이 가능한 하향링크 콤포넌트 반송파의 최대 개수에 따라 ACK/NACK 정보를 전송하는 것이 바람직하다.
도 14는 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국과 단말을 예시한다.
도 14를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 1410) 및 단말(UE, 1420)을 포함한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(1410)의 일부이고 수신기는 단말(1420)의 일부이다. 상향링크에서 송신기는 단말(1420)의 일부이고 수신기는 기지국(1410)의 일부이다. 기지국(1410) 및/또는 단말(1420)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
단말(1420)은 프로세서(1422), 메모리(1424) 및 RF 유닛(1426)을 포함한다. 프로세서(1422)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(1424)는 프로세서(1422)와 연결되고 프로세서(1422)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(1426)은 프로세서(1422)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 즉, RF 유닛(1426)은 송신 모듈과 수신 모듈을 포함한다.
특히 단말(1420)의 프로세서(1422)는 기지국으로 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 피드백하기 위하여 각각의 신호에 별개로 할당되는 제어 채널 자원들을 이용하여 기지국(1410)으로 전송할 수 있다. 프로세서(1422)는 ACK/NACK 신호를 송신하는 제어 채널의 송신 전력을 우선적으로 결정한 후, 우선 순위가 낮은 다른 제어 신호를 송신하는 채널의 송신 전력에 나머지 전력을 할당하는 것이 바람직하다. 이러한 제어 채널 우선 순위에 따른 송신 전력 할당은 기지국(1410)의 시그널링에 의하여 설정될 수 있다.
또한, 단말(1420)의 프로세서(1422)는 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 하나 이상의 특정 제어 채널을 통하여 병합하여 송신하기 위하여, LTE-A 시스템에서 새롭게 정의될 상향링크 제어 채널의 포맷을 이용할 수 있다. 여기서 상향링크 제어 채널의 포맷은 주파수 홉핑 기법이 배제되며, LTE 시스템의 PUCCH 포맷 2a 또는 2b에 부가하여 정의된다. 특히 LTE-A 단말이 ACK/NACK 신호를 송신하기 위하여 보다 많은 비트수가 요구되기 때문에, 복수의 ACK/NACK 신호들을 번들링하여 피드백한다. 번들링 수행 후 번들링된 ACK/NACK 상태가 증가한 경우라면 또는 번들링을 수행하였음에도 ACK/NACK 신호를 송신하기 위한 자원이 부족한 경우, LTE-A 시스템에서 정의될 상향링크 제어 채널의 포맷에서는 추가적으로 제어 채널 자원이 할당한다.
한편, 단말(1420)의 프로세서(1422)는 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 동시에 피드백하여야 함에도 CQI 신호의 크기가 매우 커서 ACK/NACK 신호와 동시에 기지국으로 송신할 수 없는 경우, CQI 신호의 전부 또는 일부를 드랍핑한다. CQI 신호의 드랍핑으로 인하여 CQI 신호에 할당되어야 할 자원들은 해당 단말이 ACK/NACK 신호에 할당하거나, 다른 용도로 사용할 수 있다.
기지국(1410)은 프로세서(1412), 메모리(1414) 및 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛(1416)을 포함한다. 프로세서(1412)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 단말(1420)이 ACK/NACK 신호와 CQI 신호 각각에 별개로 할당되는 제어 채널 자원들을 이용하여 피드백하는 경우 신호의 우선 순위를 결정하여 시그널링 할 수 있다. 나아가 기지국(1410)의 프로세서(1412)는 단말이 ACK/NACK 신호와 CQI 신호를 병합하여 피드백하는 경우에도 자원의 부족을 방지하기 위하여 추가적으로 제어 채널 자원을 할당할 수 있다.
기지국(1410)의 메모리(1414)는 프로세서(1412)와 연결되고 프로세서(1412)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(1416)은 프로세서(1412)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 즉, RF 유닛(1416)은 송신 모듈과 수신 모듈을 포함한다.
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. 구체적으로, 본 발명은 반송파 집성이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 ACK/NACK 정보를 전송하기 위한 방법 및 장치에 적용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 무선 통신 시스템에서 단말이 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호를 송신하는 방법으로서,
    복수의 ACK/NACK 신호들을 하나의 ACK/NACK 상태 정보로 번들링하는 단계;
    CQI(Channel Quality Information) 신호를 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역에 할당하는 단계;
    상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보를 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역에 할당하는 단계; 및
    상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는,
    ACK/NACK 신호 송신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 ACK/NACK 상태 정보의 크기가 상기 제 2 영역보다 큰 경우,
    상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역에 할당하는 단계는,상기 ACK/NACK 상태 정보를 추가 제어 채널 자원에 할당하는 단계를 더 포함하는,
    ACK/NACK 신호 송신 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은,
    PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며,
    상기 제 2 영역은,
    상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인,
    ACK/NACK 신호 송신 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 단말이 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호를 송신하는 방법으로서,
    드랍핑된 CQI(Channel Quality Information) 신호를 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역 중 일부에 할당하는 단계;
    상기 ACK/NACK 신호를 상기 제 1 영역의 나머지 영역과 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역에 할당하는 단계; 및
    상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 드랍핑된 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는,
    ACK/NACK 신호 송신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은,
    PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며,
    상기 제 2 영역은,
    상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인,
    ACK/NACK 신호 송신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 드랍핑된 CQI 신호는,
    선택적(selective) CQI 또는 광대역(Wideband) CQI 중 하나인,
    ACK/NACK 신호 송신 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 복수의 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호들을 하나의 ACK/NACK 상태 정보로 번들링하고, CQI(Channel Quality Information) 신호를 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역에 할당하며, 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보를 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역에 할당하는 프로세서; 및
    상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 송신 모듈을 포함하는,
    단말 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 ACK/NACK 상태 정보의 크기가 상기 제 2 영역보다 큰 경우,
    상기 프로세서는,
    상기 ACK/NACK 상태 정보를 추가 제어 채널 자원에 할당하는,
    단말 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은,
    PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며,
    상기 제 2 영역은,
    상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인,
    단말 장치.
  16. 드랍핑된 CQI(Channel Quality Information) 신호를 하나의 제어 채널 자원의 제 1 영역 중 일부를 할당하고, ACK/NACK(Acknowledgement/Negative-ACK) 신호에 상기 제 1 영역의 나머지 영역과 상기 하나의 제어 채널 자원의 제 2 영역을 할당하는 프로세서; 및
    상기 하나의 제어 채널 자원을 이용하여 상기 하나의 ACK/NACK 상태 정보와 상기 드랍핑된 CQI 신호를 기지국으로 송신하는 송신 모듈을 포함하는,
    단말 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은,
    PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 포맷 2 계열에 포함된 페이로드이며,
    상기 제 2 영역은,
    상기 PUCCH 포맷 2 계열에 포함된 복수의 참조 심볼들인,
    단말 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 드랍핑된 CQI 신호는,
    선택적(selective) CQI 또는 광대역(Wideband) CQI 중 하나인,
    단말 장치.
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